[发明专利]半导体结构

说明书

本发明涉及半导体结构等类似物，例如多层晶片、芯片、电路板等的光学检查，更具体地，但非排他地，涉及对缺陷或人工产物(artifact)等的高速检查，及在其中采用选择性的层发荧光，有助于优先的有区别的或有选择的成像这样的结构的预定的表面或层或部分。

背景

在授予Yamanaka等人的美国专利5,278,012中，描述了为了遮盖在一多层半导体晶片或芯片或类似物的受控的平坦的表面上沉积的导体图形，从而对其下的层进行遮蔽，使用该层半导体晶片或芯片或类似物的一激光束激发的发荧光的顶部介电层；且通过在我的共有未决的1997年6月23日递交的美国专利申请08/880,836，题为“用荧光散射顶层识别光学地检查多层电子部件及类似物的方法和设备”中描述的技术，实现了进一步的改进，使用粗糙的或随机地崎岖不平的层或表面及凸出角度导体实现这样的技术。

已被教导在用于其他目的的检查系统，例如发荧光环氧电路板中使用荧光来实现忽略在可见光谱中具有高对比度的结构中的粒状金属导体(Orbot公司及其他公司的设备)。但未解决消除下层图象的问题。(Hughes公司)还建议使用电视摄像机来使操作员可进行观看，以确定是否向各晶片施加保护层(resist)或去除了各晶片上的保护层作为过程控制的手段，如在文章“High ThrougnoutInspection Tool For Photoresist Patterning(用于光阻材料构型的高通量检查工具)”中所述，Semiconductor International(国际半导体)，1997年9月。

另一方面，本发明解决了对于各晶片的保护层图形中的所有缺陷，例如发线短路、针孔、错误的线宽或间隔或组织，及对于构型的保护层中的其他缺陷，自动地执行各晶片的完整表面的百分之百高速扫描检查的很多严格及困难的问题。而且，本发明是通过对整个晶片表面包括缺陷(不象所述文章的电视大视野隅角检查中的，可表示所看图象的仅一小片断)的光阻材料荧光和自动图象分析的一种新颖的技术而这样做的。例如，本发明实现了对一或两象素的针孔缺陷的检测，而这种缺陷在所述文章的技术中的发荧光保护层的大的亮视场中不能被检测到。本发明还允许对晶片图形是否符合设计原则(称之为良好的参考图象)、该晶片上的相邻电路图形或类似物进行自动分析，用以检查正确的图形形态。

发明目的

因此，本发明的一个目的在于提供一种用于实现多层晶片、芯片及其他半导体和类似装置的高速光学扫描检查的新的改进的方法和设备，其不应受到上述现有技术限制；相反，应实现在各晶片层的制做过程中对光阻材料的有缺陷及无缺陷沉积的自动的总体的检查，精确地确定期望的导体和其他电路结构在其上及不在其上的位置。

本发明的另一目的在于提供一种新技术，其实现保护层图形的自动或半自动检查以验证正确的图形几何图形，并检测例如开口、短路、刻痕、凸出等缺陷，以及还有在后述的金属减去过程中的驻留的未去除的或未显现的保护层碎渣(scum)，可防止在金属附加过程中的可导致短路及凸出型缺陷的酸蚀刻期间的金属的适当的去除，如在后面更加完整说明的，可防止第二层更重的金属被沉积或化学地结合至该碎渣下面的基底金属上，导致空隙或断裂。

本发明的再一目的在于当将光阻材料沉积在金属层上且在蚀刻下面的金属之前，提供这样一种检查以在蚀刻之前在制做的保护层施加台中进行修补。

本发明的再一目的在于提供一种更加通用的新的改进的激光感生发荧光光阻材料检查系统。

其他的目的将在下文中进行说明并在后附的权利要求中更加全面地指出。概述

总之，从其重要的装置方面之一来说，本发明包括设备，用于光学地检查在一多层集成电路晶片及类似物的顶层上的不透光的导线图形，除了在下层上的图形外，其中这些导线图形被形成在响应于预定频率的激光发荧光的一材料的这样的一顶层上且其中发荧光频率不同于该预定频率，所述设备具有组合的用于生成并沿着自该层的相对侧以与其相对倾斜的角度射出的一对光束，引导所述预定频率的激光到所述顶层上的装置；用于光学检查响应于该对光束引导至其上而从顶层发荧光的所述不同频率的光，产生遮蔽下层的一被照明的顶层发荧光背景且在其上该些导线图形呈现为暗线的装置；用于调节该对激光光束的运行以避免可能产生频率差拍的严格的频率相干的装置；及用于调节该对光束的所述相对倾斜的角度以消除在可能被误表现为暗导线的线之间的相邻导线的近侧边之间的暗阴影区的生成的装置。