[發明專利]檢測半導體器件的測試結構的方法

有效

• 申請號: 200910194575.0
• 申請日: 2009-08-25
• 公開（公告）號: CN101996910A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 蘇鳳蓮
• 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: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L21/02;G01N1/28
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

技術領域

本發明涉及半導體制造技術，特別涉及一種檢測半導體器件的測試結構的方法。

背景技術

在半導體器件的制程中，常常需要在半導體器件上制作測試結構，該測試結構的布線方向和該半導體器件上的布線方向相同，以便對半導體器件的電特性、關鍵尺寸(CD)以及厚度等進行測試。在對半導體器件的測試結構檢測時，首先，對半導體器件進行裂片，也就是沿著半導體器器件的布線方向解離半導體器件，得到劈裂面；然后對劈裂面采用掃描電子顯微鏡(SEM)檢測，得到測試結果。

在對半導體器件進行裂片時，采用機械方式損傷該半導體器件上的布線方向的邊緣后，沿著損傷方向解離半導體器件得到劈裂面。

目前，常常采用晶體平面為密勒符號(100)的半導體器件，定位槽的取向為<110>方向，密勒符號表示半導體器件的晶向。當對該半導體器件采用機械方式進行裂片時，則劈裂面是垂直或平行于半導體器件的測試結構的，也就是垂直于或平行于定位槽取向<110>。但是，對于晶體平面為密勒符號(100)的半導體器件，除了定位槽的取向為<110>方向外，還有定位槽的取向為<100>方向的半導體器件，如果采用同樣的機械方式進行裂片，則得到的劈裂面和定位槽取向為<100>方向的半導體器件的測試結構成45度夾角(這兩個不同定位槽取向的半導體器件的定位槽取向之間的夾角為45度)，由于該劈裂面未能反應測試結構，所以對該劈裂面采用SEM檢測時，得到的測試結果失效。

因此，目前對定位槽取向為<100>方向的半導體器件進行檢測有兩種方法，以下分別介紹：

第一種方式，對定位槽取向為<100>方向的半導體器件的測試結構裂片后，進行手工磨樣方式，由于這種方式需要進行手工磨樣，所以不適用于樣品面積小的測試結構，一般適用于測試結構大于等于20納米乘以20納米的結構。具體方法為：

對測試結構裂片后，進行手工磨樣，得到樣片，將樣片在透射電子顯微鏡(TEM)下進行觀測。其中，在手工磨樣時可以調整樣片，使其垂直或平行半導體器件的測試結構。

采用這種方法檢測，對樣品材質的影響大，會導致樣片中具有低介電常數材料的絕緣層產生變形。由于需要手工磨樣，所以檢測的測試結構面積受限，小于20納米乘以20納米的測試結構，無法采用該方法檢測完成。

第二種方法，對定位槽取向為<100>方向的半導體器件的測試結構裂片后，進行FIB方式

這種方式采用FIB制造樣品，適用于樣品面積小的測試結構，一般適用于樣品小于20納米乘以20納米的測試結構。具體方法為：

采用離子束對放置在FIB機臺上的測試結構的裂片進行切割，得到樣品后，在TEM上進行觀測。其中，切割時可以調整樣片，使其垂直或平行半導體器件的測試結構。

這種方式由于離子束的能量作用，對測試結構頂部需要觀測的測試結構在切割的過程中發生受損變形的現象，難以進行CD或厚度等結構的測試。

無論是上述兩種方式中的哪一種方式，都會造成測試不準確的問題。特別是在檢測定位槽取向為<100>方向的半導體器件的光阻測試結構時，由于光阻測試結構質地比較軟，所以檢測會失效。

綜上，目前無法準確地檢測定位槽取向為<100>方向的半導體器件的測試結構。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種檢測半導體器件的測試結構的方法，該方法能夠準確地檢測定位槽取向為<100>方向的半導體器件的測試結構。

為達到上述目的，本發明實施例的技術方案具體是這樣實現的：

一種檢測半導體器件的測試結構的方法，適用于定位槽取向為<100>方向的半導體器件，包括：

在定位槽取向為<100>方向的半導體器件上生長測試結構，生長的測試結構和該半導體器件的布線方向的夾角成45度；

對該半導體器件采用機械方式進行裂片，得到劈裂面；

對劈裂面采用SEM進行檢測，得到檢測數據。

所述生長的測試結構和該半導體器件的布線方向的夾角成45度為：

沿該半導體器件的布線方向順時針旋轉45度或逆時針旋轉45度，生長測試結構。