[發明專利]層間粘附力的檢測方法及檢測試片制作方法

有效

• 申請號: 200710044344.2
• 申請日: 2007-07-27
• 公開（公告）號: CN101354335A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 徐強
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種層間粘附力的檢測方法及檢測試片制作方法。

背景技術

集成電路制造過程中，常需要形成多層的薄膜，且隨著集成電路的飛速發展，人們對薄膜的可靠性及使用壽命提出了更高的要求。為此，對薄膜應用的可靠性和使用壽命有重要影響的，一層薄膜與相鄰薄膜間的粘附性也越來越受到關注，成為衡量薄膜質量的重要指標之一。

目前，應用較為普遍的薄膜層間粘附力的檢測方法是四點彎曲法(4-point?bend?test)，圖1為現有的層間粘附力檢測試片的結構示意圖，如圖1所示，在硅襯底100上生長第一薄膜101和第二薄膜102，形成待檢測的試片，所謂層間粘附力的檢測就是針對該兩層薄膜101和102間的粘附力的檢測。通常在利用四點彎曲法對其之間的粘附力進行檢測前，還需要在第二薄膜102上生長一層用于保護的第三薄膜103(其可以為介質層)，然后，利用環氧樹脂104將該待檢測試片的第三薄膜103與一個襯底(為得到較為準確的檢測結果，該襯底通常為表面未生長薄膜且不帶圖形的硅片)105粘附在一起，形成用于測試第一薄膜101和第二薄膜102之間的層間粘附力的檢測試片。另外，為了檢測方便，還可以在該襯底105背面預先形成開槽109。

圖2為現有的四點彎曲法中的檢測試片與四點間的位置關系示意圖，如圖2所示，將檢測試片放置于四點彎曲法檢測設備的四點110a、110b、110c和110d之間，且令表面具有開槽109的襯底105向下。其中，上面的兩點110c和110d距離檢測試片的中心較近，下面的兩點110a和110b距離檢測試片的中心較遠(或者說相對于上面兩點110c和110d分開得較遠)；?且上面兩點110c和110d及下面兩點110a和110b的中心位置均對應于開槽109所處的位置。

圖3為現有的四點彎曲法檢測層間粘附力的示意圖，如圖3所示，開始檢測時，在上面的兩點110c與110d上施加一定的力130，并緩慢增加該力的大小，令檢測試片發生彎曲，直至開槽如圖中120所示完全斷開，兩層薄膜101和102間形成圖中121所示的裂開狀態，此時，根據在上面兩點110c和110d上所施加的力的大小，由公式(1)可以推算得到兩層薄膜101和102之間的粘附力的大小：

G=2l(1-v2)P2l216Eb2h3---(1)]]>

結合圖2、圖3理解公式(1)的含義：其中，G為應變能釋放率(Strain?energy?release?rate)，其代表了層間粘附力的大小；p為在上面兩點110c和110d上所施加的力的大小，1為上面兩點110c和110d到下面兩點110a和110b之間的距離；b為檢測試片寬度(圖中未示出)；h為基體(包括圖中的硅襯底100和第一薄膜101)的厚度；E為基體彈性模量(elastic?modulus?of?the?substrate?material)；υ為基體泊松比(Poisson’s?ratio?of?the?substrate)。可以看到，公式(1)中的參數b、E、υ、h均由檢測試片本身的特性而確定，參數l則可以由四點彎曲法測試設備的四點間的距離而確定，因此，根據上面兩點110c和110d所施加的力p的大小就可以得到兩層薄膜101和102之間的粘附力的大小。