[發(fā)明專利]連接孔測試結(jié)構(gòu)及其透射電鏡制樣方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910050408.9
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101877344A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段淑卿;龐凌華;李劍;李明
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L23/544
• 分類號: H01L23/544;H01L23/522;G01N1/28
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，尤其涉及連接孔測試結(jié)構(gòu)及TEM制樣方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體制造工藝復(fù)雜，且制造成本極高，為保證制造質(zhì)量，在制造半導(dǎo)體芯片過程中，通常在晶圓上制造測試結(jié)構(gòu)，以在制造完成后進(jìn)行測試。半導(dǎo)體芯片中包含很多通孔(Via)及接觸孔(CT)等連接孔，其對半導(dǎo)體芯片質(zhì)量有重大影響。目前業(yè)界一般在半導(dǎo)體芯片中制作連接孔測試結(jié)構(gòu)，再在芯片制作完成后，通過連接孔測試結(jié)構(gòu)來測試芯片中連接孔制作的質(zhì)量。所述連接孔內(nèi)通常填充有填充物。參照圖1，在測試連接孔時，通常需制作出連接孔的檢測樣片10，再通過該檢測樣片10測量出連接孔側(cè)壁薄膜，例如粘附層(Gluelayer)11及阻擋層(Barrier?seed)12的厚度。其中美國專利相關(guān)文件US6.683.304公開有具體測試方案，但該測試方案存在下述問題：

參照圖2，由于檢測樣片本身有厚度h，因此如果連接孔厚度d小于檢測樣片厚度h，則上述方案無法測量出Gluelayer及Barrier?seed的厚度，而隨著半導(dǎo)體行業(yè)45納米等先進(jìn)制程的開發(fā)，關(guān)鍵尺寸越來越小，上述問題日益嚴(yán)重，因此亟需相應(yīng)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的是在連接孔厚度小于檢測樣片厚度時，無法測量出連接孔側(cè)壁Gluelayer及Barrier?seed的厚度的問題。

本發(fā)明提供了連接孔測試結(jié)構(gòu)，包括原始孔、校準(zhǔn)孔及測量孔；其中原始孔、校準(zhǔn)孔及測量孔的底面均為軸對稱圖形；且存在一個平面垂直于所述各個底面，所述平面與各底面相交的直線為各底面的對稱軸；以及原始孔為連接孔；校準(zhǔn)孔垂直于所述平面方向的厚度等于檢測樣片厚度，用于控制檢測樣片的厚度達(dá)到預(yù)期厚度；測量孔垂直于所述平面方向的厚度等于校準(zhǔn)孔厚度與原始孔厚度之和，且測量孔與連接孔中待測量的對象需相同，以用于連接孔尺寸的測量。

本發(fā)明提供了連接孔測試結(jié)構(gòu)的TEM制樣方法，包括步驟：從連接孔測試結(jié)構(gòu)一端的平行于所述平面的平面開始切割所述連接孔測試結(jié)構(gòu)，直至切割到校準(zhǔn)孔邊緣；從連接孔測試結(jié)構(gòu)另一端的平行于所述平面的平面開始切割所述連接孔測試結(jié)構(gòu)，直至切割到校準(zhǔn)孔的另一邊緣。

與現(xiàn)有方案相比，本發(fā)明具備下述優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的連接孔測試結(jié)構(gòu)包含原始孔，校準(zhǔn)孔及測量孔，測量孔的厚度等于校準(zhǔn)孔厚度與原始孔厚度之和，且校準(zhǔn)孔厚度等于檢測樣片厚度，因此測量孔的厚度就必定大于檢測樣片厚度，避免了現(xiàn)有連接孔測試結(jié)構(gòu)中用于測量的連接孔厚度d小于檢測樣片厚度h而導(dǎo)致無法測量出連接孔Gluelayer及Barrier?seed的厚度的問題。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有連接孔測試結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有連接孔測試結(jié)構(gòu)中連接孔厚度小于檢測樣片厚度的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提出的連接孔測試結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提出的連接孔測試結(jié)構(gòu)的TEM制樣方法流程圖；

圖5～圖7為本發(fā)明實(shí)施例中連接孔測試結(jié)構(gòu)TEM制樣時制樣過程示意圖。

具體實(shí)施方式

針對背景技術(shù)提及的問題，本發(fā)明實(shí)施例提出如果能夠保證連接孔測試結(jié)構(gòu)中用于測量連接孔Gluelayer及Barrier?seed的結(jié)構(gòu)的厚度能夠大于檢測樣片的厚度，則能夠避免上述問題。基于該想法，本發(fā)明實(shí)施例提出下述連接孔測試結(jié)構(gòu)，以避免由于連接孔厚度小于檢測樣片厚度而無法測量出連接孔Gluelayer及Barrier?seed的厚度的問題。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中連接孔測試結(jié)構(gòu)的俯視圖，結(jié)合該圖，本發(fā)明實(shí)施例提出的連接孔測試結(jié)構(gòu)包括：原始孔31、校準(zhǔn)孔32及測量孔33；其中

原始孔31、校準(zhǔn)孔32及測量孔33的底面均為軸對稱圖形；且存在一個平面A-A’垂直于所述各個底面，所述平面A-A’與各底面相交的直線為各底面的對稱軸；以及

原始孔31為連接孔；

校準(zhǔn)孔32垂直于所述平面A-A’方向的厚度等于檢測樣片厚度，用于控制檢測樣片的厚度達(dá)到預(yù)期厚度，所述預(yù)期厚度通常為檢測樣片厚度；

測量孔33垂直于所述平面A-A’方向的厚度等于校準(zhǔn)孔32厚度與原始孔31厚度之和，且測量孔與連接孔中待測量的對象需相同，以用于連接孔尺寸的測量。

本實(shí)施例中，較佳的原始孔31及校準(zhǔn)孔32各有兩個，對稱位于測量孔33兩側(cè)，在具體實(shí)施時，原始孔31、校準(zhǔn)孔32及測量孔33的數(shù)量可以自主選擇。

此外所述連接孔尺寸通常為Gluelayer及Barrier?seed的厚度，但該結(jié)構(gòu)也可以用于測量連接孔的其它尺寸。