Brevet FR2777352A1 — publié le 19991015

PROCEDE D'INSPECTION DE DEFAUT SUR UNE PELLICULE TRANSLUCIDE La présente invention concerne de façon générale un procédé d'inspection de défaut sur une pellicule translucide, et elle concerne plus particulièrement le procédé d'inspection de défaut sur une particule translucide dans lequel on ajoute un revêtement antireflet (revêtement AR) sur la pellicule translucide. Dans la fabrication de dispositifs à semiconducteurs, après la formation d'une couche translucide, par exemple une couche d'oxyde, sur un substrat semiconducteur, par dépôt, il y a habituellement ensuite une étape de polissage pour aplanir la surface de la couche translucide. Le polissage préféré est le polissage chimio-mécanique (ou CMP pour "chemical mechanical polishing"). Après le polissage, les techniciens ins- pectent la qualité de la couche isolante par plusieurs procédés. A l'heure actuelle, le procédé d'inspection préféré comprend l'inspection portant sur des particules, que l'on appelle inspection "Tenco", utilisant la ma- chine American Tenco, type AIT. De façon générale, on peut considérer la couche isolante comme une couche translucide. Lorsqu'une lumière incidente tombe sur la surface de la couche isolante, elle subit habituel- lement à la fois une réfraction et une réflexion. La lumière de réflexion est réfléchie en arrière à partir de la surface de la couche isolante et la lumière de réfraction pénètre dans la couche isolante. Par conséquent, les techniciens appellent habituellement la couche isolante "couche translucide". Un procédé classique pour l'inspection de défaut sur une pelli- cule translucide est le procédé d'inspection de particules "Tenco". Pre- mièrement, on applique une lumière incidente, par exemple une lumière laser, avec un angle prédéterminé. La lumière incidente est projetée sur la surface de la couche translucide pour effectuer une inspection concer- nant une particule de défaut sur la couche translucide. L'angle prédéter- miné est déterminé de façon a produire une réflexion totale sur la couche translucide. La lumière de réflexion est réfléchie à partir de la couche translucide et elle est collectée par des appareils d'inspection Tenco. Les lumières de réflexion qui sont réfléchies par différentes régions de la couche translucide, par exemple différentes puces, ont des messages lumineux différents. La figure 1 montre un procédé d'inspection de défaut classique sur une pellicule translucide. Premièrement, on fournit un substrat semi- conducteur 10. On forme une couche translucide 11, par exemple une couche d'oxyde, sur le substrat semiconducteur 10, par dépôt. On polit la couche translucide 11 pour aplanir la surface de la couche translucide 11, en utilisant le polissage chimio-mécanique. Après le polissage, il y a des particules de défaut 12 et des cuvettes 14 sont formées à cause d'effets de défaut d'uniformité de polissage. On accomplit ensuite une étape d'inspection. On projette une lumière laser sous un angle prédé- terminé sur la couche translucide 11. Des réflexions se produisent à par- tir de différentes régions de la couche translucide 11. Comme représenté sur la figure 1, la lumière 13A subit une réflexion totale sur la couche translucide 11 et la lumière 13B qui est projetée sur une paroi latérale de la cuvette 14 est partiellement réfléchie et partiellement réfractée. Une partie de la lumière 13B est réfractée à travers la couche translucide 11 et une partie de la lumière 13B est réfléchie sur la surface de la couche translucide 11. La lumière 13C est diffusée à cause de la particule de défaut 12. Au début, la lumière incidente avec l'angle prédéterminé remplit les conditions de réflexion totale. L'angle prédéterminé est déterminé de façon à respecter l'angle de réflexion totale. Lorsque la lumière incidente est projetée sur la cuvette 14 qui est formée à cause d'un effet de défaut d'uniformité de polissage, I'angle prédéterminé sur la cuvette 14 n'est plus l'angle de réflexion totale. Par conséquent, la lumière incidente qui est projetée sur la cuvette 14 est partiellement réfléchie et partiellement réfractée. Si la lumière incidente est partiellement réfractée à travers la couche translucide 11, la lumière partiellement réfractée se réfléchit en- suite sur le substrat semiconducteur 10. La lumière réfléchie qui provient du substrat semiconducteur 10 perturbe la lumière incidente d'origine en produisant une intensité de lumière variable. L'intensité de lumière varia- ble (variation de couleur) affecte l'inspection, en réduisant la précision de résultats d'inspection. Un but de l'invention est de procurer un procédé d'inspection de défaut sur une pellicule translucide, par l'ajout d'une couche de revête- ment antireflet (revêtement AR) sur la pellicule translucide, pour éviter que la lumière d'inspection ne pénètre à travers la couche de revêtement antireflet (revêtement AR). Un but de l'invention est de procurer un procédé d'inspection de défaut sur une pellicule translucide qui réduise la réfraction de la lumière d'inspection à travers la pellicule translucide. Un autre but de l'invention est de procurer un procédé d'ins- pection de défaut sur une pellicule translucide pour réduire la variation de couleur et améliorer les résultats d'inspection. Un procédé d'inspection de défaut sur une pellicule translucide comprend les étapes suivantes. Premièrement on fournit un substrat se- miconducteur. Le substrat semiconducteur comprend au moins une pre- mière région de puce et une seconde région de puce. On forme une cou- che translucide sur le substrat semiconducteur. On polit la couche trans- lucide et une particule de défaut est alors formée sur la surface de la couche translucide dans la première région de puce. On forme une cou- che de revêtement AR sur la couche translucide et la particule de défaut. Ensuite, on utilise un appareil d'inspection pour projeter une lumière d'inspection, sous un angle prédéterminé, sur la couche de revêtement AR. On collecte séparément le message de lumière réfléchie provenant de la première région de puce et celui provenant de la seconde région de puce. On compare d'une puce à une autre le message de lumière réflé- chie, pour calculer un résultat d'inspection. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La suite de la description se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une coupe montrant un procédé classique d'ins- pection de défaut sur une pellicule translucide. La figure 2 est une coupe montrant un procédé d'inspection de défaut sur une pellicule translucide conforme à l'invention. Le procédé de l'invention consiste à effectuer une inspection de défaut sur une pellicule translucide en ajoutant une couche de revête- ment antireflet (AR) sur la pellicule translucide. La couche de revêtement antireflet (AR) empêche la lumière d'inspection de pénétrer à travers la couche de revêtement AR et elle réduit la réfraction de la lumière d'ins- pection à travers la pellicule translucide. La figure 2 est une coupe montrant un procédé d'inspection de défaut sur une pellicule translucide conforme à l'invention. Premièrement, on fournit un substrat semiconducteur 20 comprenant une première ré- gion de puce et une seconde région de puce. On forme des couches translucides 21a et 21b, par exemple des couches d'oxyde de silicium, sur le substrat semiconducteur 20, en procédant par dépôt. On forme la couche translucide 21a sur la première région de puce et on forme la couche translucide 21b sur la seconde région de puce. On effectue un polissage pour aplanir les couches translucides 21a et 21b. Le polissage préféré est le polissage chimio-mécanique (ou CMP). Des particules de défaut 22 et des cuvettes 25a et 25b sont formées après le polissage sur la surface des couches translucides 21a et 21b, à cause d'effets de dé- faut d'uniformité de polissage. On forme ensuite séparément des couches de revêtement antireflet (AR) 23a et 23b sur les couches translucides 21a et 21b. Les couches de revêtement AR 23a et 23b comprennent des matériaux de revêtement AR, matières organiques exclues et matières inorganiques incluses, le nitrure de titane ou un métal. On utilise les cou- ches de revêtement AR 23a et 23b pour réduire l'intensité lumineuse de la lumière d'inspection qui est réfractée à travers les couches transluci- des 21a et 21b. Ainsi, on utilise les couches de revêtement AR 23a et 23b pour empêcher la lumière d'inspection de pénétrer à travers les cou- ches de revêtement AR 23a et 23b. Il n'y a presque pas de lumière ré- fractée à travers les couches translucides 21a et 21b, et la lumière d'ins- pection est partiellement réfléchie sur les couches de revêtement AR 23a et 23b. Ensuite, on utilise un appareil d'inspection pour inspecter la surface des couches translucides 21a et 21b. L'appareil d'inspection préféré est l'appareil d'inspection de particules Tenco AIT. Une lumière laser provenant de l'appareil d'inspection est projetée sous un angle pré- déterminé sur les couches translucides 21a et 21b. La lumière laser est une lumière laser multifréquence pour réduire des effets d'interférences. L'angle prédéterminé est défini comme l'angle aigu entre la lumière laser et le substrat semiconducteur 20. L'angle prédéterminé préféré est d'en- viron 0 à 45 degrés pour remplir la condition de réflexion totale. La lu- mière laser incidente comprend des rayons de lumière 24A-24C et 24A'- 24C' avec le même angle d'incidence, et chaque rayon de lumière est ré- fléchi par différentes régions des couches translucides 21a et 21b. Comme représenté sur la figure 2, la lumière 24A subit une réflexion to- tale sur la couche de revêtement AR 23a et la lumière 24A' subit une ré- flexion totale sur la couche de revêtement AR 23b. La lumière 24B qui est projetée sur une paroi latérale de la cuvette 25a est partiellement ré- fléchie et partiellement réfractée. La lumière 24B' qui est projetée sur une paroi latérale de la cuvette 25b est également partiellement réfléchie et partiellement réfractée. Les lumières réfractées de la lumière d'ins- pection 24B et 24B' sont presque absorbées par les couches de revête- ment AR 23a et 23b. Il n'y a presque pas de lumière réfractée à travers les couches translucides 21a et 21b, comme indiqué par la ligne en poin- tillés sur la figure 2. Par conséquent, I'intensité de la lumière réfléchie par le substrat semiconducteur 20 diminue et la variation de couleur est réduite. La lumière 24C qui est projetée sur la particule de défaut 22 est diffusée. La lumière 24C' qui est projetée à l'emplacement qui correspond à la particule de défaut 22 n'est pas diffusée, du fait de l'absence de particule de défaut. Ensuite, on collecte la totalité de la lumière réfléchie provenant de la couche de revêtement AR 23a et de la lumière réfléchie provenant de la couche de revêtement AR 23b. On compare d'une puce à une autre les messages de lumière réfléchie provenant de la couche de revêtement AR 23a et de la couche de revêtement AR 23b, pour calculer un résultat d'inspection. Le procédé de l'invention pour l'inspection de défaut sur une pellicule translucide présente les caractéristiques suivantes 1. Les couches de revêtement AR 23a et 23b de l'invention sont destinées à réduire la fraction de la lumière d'inspection qui est réfractée à travers les couches translucides 21a et 21b, et à réduire la dégradation de l'inspection de cuvettes 25a et 25b. Les probabilités de décisions er- ronées à la suite de l'inspection sont ainsi diminuées. 2. Conformément a l'invention, les niveaux de la lumière d'ins- pection qui est réfractée à travers les couches translucides 21a et 21b et de la lumière de réflexion provenant du substrat semiconducteur 20, sont réduits, de façon a éviter les effets d'interférences et les variations de couleur. Le résultat de l'inspection est ainsi amélioré. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être ap- portées au procédé décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'inven- tion. REVENDICATIONS 1. Procédé d'inspection de défaut sur une pellicule translucide, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: on fournit un substrat semiconducteur (20); on forme une couche translucide (21a) sur le substrat semiconducteur (20); on polit la couche translucide (21a) et on forme une particule de défaut (22) sur la surface de la couche translu- cide (21a); on forme une couche tampon (23a) sur la couche translucide (21a) et sur la particule de défaut (22), pour empêcher la pénétration de la lumière à travers la couche tampon (23a); on utilise un appareil d'ins- pection pour produire une lumière d'inspection (24A-24C) qui est projetée sur la couche tampon (23a) sous un angle prédéterminé; et on collecte et on évalue le message de lumière réfléchie provenant de la couche tam- pon (23a), pour calculer un résultat d'inspection. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche translucide (21a) consiste en oxyde de silicium. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche tampon (23a) comprend des matériaux de revêtement antireflet (AR). 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche tampon (23a) comprend des matières inorganiques, du nitrure de tantale ou un métal. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ap- pareil d'inspection est un appareil d'inspection de particules du type Tenco AIT. 6. Procédé d'inspection de défaut sur une pellicule translucide, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: on fournit un substrat semiconducteur (20), le substrat semiconducteur comprenant au moins une première région de puce et une seconde région de puce; on forme une couche translucide (21a, 21b) sur le substrat semiconducteur (20); on polit la couche translucide (21a, 21b) et on forme une particule de défaut (22) sur la surface de la couche translucide (21a) dans la pre- mière région de puce; on forme une couche tampon (23a, 23b) sur la couche translucide (21a. 21b) et sur la particule de défaut (22), pour em- pêcher la pénétration de lumière a travers la couche tampon (23a, 23b); on utilise un appareil d'inspection pour produire une lumière d'inspection (24A-24C; 24A'-24C') qui est projetée sous un angle prédéterminé sur la couche tampon (23a, 23b); et on collecte séparément le message de lu- mière réfléchie provenant de la première région de puce et de la seconde région de puce, et on compare le message de lumière réfléchie, d'une région de puce à l'autre, pour calculer un résultat d'inspection. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couche translucide (21a, 21b) consiste en oxyde de silicium. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couche tampon comprend des matériaux de revêtement antireflet (AR), des matières inorganiques, du nitrure de titane ou un métal. 9. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ap- pareil d'inspection est un appareil d'inspection de particules du type Tenco AIT. 10. Procédé selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que l'angle prédéterminé est défini comme étant l'angle aigu entre la lu- mière d'inspection (24A-24C; 24A'-24C') et le substrat semiconducteur (20), et l'angle prédéterminé est d'environ 0 à 45 degrés.