專利名稱：檢測(cè)鈦缺失的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造中的電氣檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體制造中，晶片上的多個(gè)金屬層之間往往采用鴇插塞(W-plug) 進(jìn)行電氣連接。請(qǐng)參閱圖1，金屬層10和金屬層30之間采用鴇插塞20進(jìn) 行電氣連接，金屬層10和鎢插塞20之間有一層阻擋層11，金屬層30和鴇 插塞20之間有一層阻擋層31。金屬層10已刻蝕有多條平行鋁線13，在相 鄰的鋁線13之間填充有絕緣介質(zhì)12。相鄰的鉤插塞20之間則是絕緣介質(zhì) 21。
在金屬層30上刻蝕多條平行的鋁線32，理想情況下，刻蝕的溝槽40 應(yīng)該完全不接觸鎢插塞20。可是在實(shí)際操作中，刻蝕的溝槽41可能產(chǎn)生一 定偏差從而接觸到鎢插塞20以及阻擋層31。用于刻蝕鋁線的通常是氯氣， 鎢插塞20是金屬鎢材料，阻擋層31通常是金屬鈦材料，氯氣會(huì)和金屬鎢、 金屬鈦共同發(fā)生反應(yīng)，其結(jié)果是金屬鈦消失，這種現(xiàn)象稱為鈦缺失 (Ti-Missing)。鈦缺失現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致鉤插塞20和金屬層30之間的阻擋層31 部分或完全消失，從而使得晶片的電氣結(jié)構(gòu)出現(xiàn)偏差甚至失效。
現(xiàn)有的對(duì)鈦缺失進(jìn)行檢測(cè)，只有通過(guò)切片觀察晶片斷面，這非常耗費(fèi) 時(shí)間且效率低下
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種檢測(cè)鈦缺失的方法，該方法無(wú) 須對(duì)晶片切片再觀察斷面，可以快速高效地檢測(cè)鈦缺失現(xiàn)象。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明檢測(cè)鈦缺失的方法，鉤插塞與其上的金屬 層之間包括金屬鈦?zhàn)钃鯇?，所述方法包括如下步驟
第1步，確保鎢插塞下方的金屬層具有一條或多條平行鋁線，每條鋁 線連接且只連接兩個(gè)相鄰的鎢插塞，每個(gè)鎢插塞連接且只連接一條鋁線；
第2步，使用包含氯氣的刻蝕氣體在鎢插塞上方的金屬層刻蝕一道或 多道平行溝槽，每道溝槽都在上下方向?qū)?yīng)且只對(duì)應(yīng)于第1步所述的鋁線 所在位置，每道溝槽都使兩個(gè)相鄰的鴿插塞的部分頂部暴露于刻蝕氣體；
第3步，在第2步刻蝕后的圖形的任意位置施加電信號(hào)，在其余位置 檢測(cè)電信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)的電信號(hào)的衰減超出一定程度則表示出現(xiàn)鈦缺失。
本發(fā)明可以使用通常的電學(xué)檢測(cè)方法非常準(zhǔn)確地檢測(cè)出是否發(fā)生了鈦 缺失現(xiàn)象，發(fā)生鈦缺失現(xiàn)象的位置，大大提高了對(duì)鈦缺失現(xiàn)象的檢測(cè)效率。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明 圖1是在刻蝕金屬層時(shí)出現(xiàn)鈦缺失現(xiàn)象的示意圖； 圖2是本發(fā)明檢測(cè)鈦缺失的刻蝕結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖中附圖標(biāo)記為10 —金屬層；ll一阻擋層；12 —介質(zhì)；20 —轉(zhuǎn)插塞， 21—絕緣介質(zhì)；30 —金屬層；31 —阻擋層；13、 32 —鋁線；40、 41、 50_
刻蝕的溝槽；60—電氣連接路徑。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明檢測(cè)鈦缺失的方法，鴇插塞20與其上的金屬層30
之間包括金屬鈦?zhàn)钃鯇?1，包括如下步驟
第1步，確保鎢插塞20下方的金屬層10具有一條或多條平行鋁線13， 每條鋁線13連接且只連接兩個(gè)相鄰的鎢插塞20，每個(gè)鴇插塞20連接且只 連接一條鋁線13。
金屬層10通常為鋁合金材料，在金屬層10上刻蝕出的平行的線狀圖 形通常稱為鋁線13，鋁線13之間填充有絕緣介質(zhì)12，絕緣介質(zhì)12通常為 二氧化硅。
所述鋁線13與鎢插塞20之間的連接為電氣連接，鋁線13與與插塞20 之間可以是直接連接，但通常會(huì)通過(guò)導(dǎo)電的介質(zhì)層相連接，導(dǎo)電的介質(zhì)層 可能包括阻擋層ll、防反射層(未圖示)等。
金屬層10的圖形是在之前工序中刻蝕的，其必須滿足本步驟所述條件 才能應(yīng)用于本發(fā)明所述方法。
第2步，使用包含氯氣的刻蝕氣體在鎢插塞20上方的金屬層30刻蝕 一道或多道平行溝槽50，每道溝槽50都在上下方向?qū)?yīng)且只對(duì)應(yīng)于第1步 所述的鋁線13所在位置，每道溝槽50都使兩個(gè)相鄰的鴉插塞20的部分頂 部暴露于刻蝕氣體。
刻蝕后的圖形為一條或多條平行鋁線32，每條鋁線32都部分覆蓋在兩 個(gè)相鄰的鉤插塞20之上。
金屬層30所刻蝕的圖形與金屬層10的圖形大致是相反的，即在上下 方向上，如果金屬層10的某位置是鋁線13，那么金屬層30的同一位置大致是溝槽50;如果金屬層10的某位置是絕緣介質(zhì)12，那么金屬層30的同 一位置大致是鋁線32。
金屬層30所刻蝕的圖形與金屬層10的圖形在細(xì)節(jié)上是不同的，絕緣 介質(zhì)12不接觸任何鴇插塞20的底部，而溝槽50使兩個(gè)相鄰的鴇插塞20 的部分頂部暴露于氯氣；鋁線13完全覆蓋了兩個(gè)相鄰的鎢插塞20的底部， 而鋁線32部分覆蓋在兩個(gè)相鄰的鎢插塞20之上。所述鋁線32部分覆蓋在 鎢插塞20之上，在鋁線32和鎢插塞20之間還可能包括金屬鈦?zhàn)钃鯇?1。
由于金屬層30和鎢插塞20之間還包括阻擋層31，因此當(dāng)一個(gè)溝槽50 使一個(gè)鎢插塞20的部分頂部暴露于刻蝕氣體，這個(gè)鎢插塞20上方的金屬 鈦?zhàn)钃鯇?1也必然暴露于刻蝕氣體。氯氣和金屬鎢、金屬鈦共同發(fā)生反應(yīng)， 出現(xiàn)鈦缺失現(xiàn)象，導(dǎo)致金屬鈦?zhàn)钃鯇?1逐漸消失。
在不發(fā)生鈦缺失的情況下，從一條最外側(cè)的鋁線32到另一條最外側(cè)的 鋁線32之間通過(guò)鎢插塞20、金屬鈦?zhàn)钃鯇?1、鎢插塞20上方的金屬層30 的鋁線32和鴇插塞20下方金屬層10的鋁線13構(gòu)成一條電氣通路60，如 圖2所示。在發(fā)生鈦缺失的情況下，這條電氣通路會(huì)受到影響甚至斷路。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，每道溝槽50都使兩個(gè)相鄰的鎢插塞20的 一半頂部暴露于刻蝕氣體，換而言之，每條鋁線32都覆蓋兩個(gè)相鄰的鉺插 塞20的一半頂部。這樣每個(gè)發(fā)生鈦缺失的部位都具有相同的承受鈦缺失現(xiàn) 象發(fā)生的能力。
第3步，在第2步刻蝕后的圖形的任意位置施加電信號(hào)，在其余位置 檢測(cè)電信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)的電信號(hào)的衰減超出一定程度則表示出現(xiàn)鈦缺失。在一條最外側(cè)的鋁線32上施加電信號(hào)，在另一條最外側(cè)的鋁線32上 檢測(cè)電信號(hào)，則可以檢測(cè)第2步所刻蝕的整個(gè)圖形是否發(fā)生了鈦缺失現(xiàn)象。
在第2步刻蝕后的圖形的任意位置施加電信號(hào)，在其余位置檢測(cè)電信 號(hào)，只能檢測(cè)施加電信號(hào)的鋁線與檢測(cè)電信號(hào)的鋁線之間是否發(fā)生了鈦缺 失現(xiàn)象，這通常適用于確定發(fā)生鈦缺失的具體位置。
通過(guò)第2步所刻蝕的圖形，使得發(fā)生鈦缺失成為必然，當(dāng)刻蝕氣體中 的氯氣含量較大或者刻蝕時(shí)間較長(zhǎng)，鈦缺失現(xiàn)象就會(huì)比較嚴(yán)重。根據(jù)實(shí)際 應(yīng)用的需要，可以將施加的電信號(hào)和檢測(cè)的電信號(hào)確定一個(gè)衰減的臨界值， 例如50%。當(dāng)檢測(cè)的電信號(hào)在此范圍內(nèi)則認(rèn)為鈦缺失現(xiàn)象是可以承受的， 否則就認(rèn)為鈦缺失現(xiàn)象較為嚴(yán)重不可承受。因此，當(dāng)檢測(cè)不到電信號(hào)則說(shuō) 明鈦缺失現(xiàn)象極其嚴(yán)重，已經(jīng)導(dǎo)致某一處或多處發(fā)生了斷路。
權(quán)利要求
1. 一種檢測(cè)鈦缺失的方法，鎢插塞與其上的金屬層之間包括金屬鈦?zhàn)钃鯇?，其特征是所述方法包括如下步驟第1步，確保鎢插塞下方的金屬層具有一條或多條平行鋁線，每條鋁線連接且只連接兩個(gè)相鄰的鎢插塞，每個(gè)鎢插塞連接且只連接一條鋁線；第2步，使用包含氯氣的刻蝕氣體在鎢插塞上方的金屬層刻蝕一道或多道平行溝槽，每道溝槽都在上下方向?qū)?yīng)且只對(duì)應(yīng)于第1步所述的鋁線所在位置，每道溝槽都使兩個(gè)相鄰的鎢插塞的部分頂部暴露于刻蝕氣體；第3步，在第2步刻蝕后的圖形的任意位置施加電信號(hào)，在其余位置檢測(cè)電信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)的電信號(hào)的衰減超出一定程度則表示出現(xiàn)鈦缺失。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)鈦缺失的方法，其特征是所述方法的 第1步中，所述鋁線與鎢插塞之間的連接為電氣連接，所述鋁線與鎢插塞 之間為直接連接或通過(guò)導(dǎo)電的介質(zhì)層相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)鈦缺失的方法，其特征是所述方法的 第2步中，刻蝕后的圖形為一條或多條平行鋁線，每條鋁線都部分覆蓋在 兩個(gè)相鄰的鎢插塞之上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)鈦缺失的方法，其特征是所述方法的 第2步中，當(dāng)一個(gè)溝槽使一個(gè)鉤插塞的部分頂部暴露于刻蝕氣體，所述鎢 插塞上方的金屬鈦?zhàn)钃鯇右脖┞队诳涛g氣體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)鈦缺失的方法，其特征是所述方法的第2步中，在不發(fā)生鈦缺失的情況下，從一條最外側(cè)的鋁線到另一條最外側(cè)的鋁線之間通過(guò)鎢插塞、金屬鈦?zhàn)钃鯇?、鉤插塞上方和下方金屬層的鋁線構(gòu)成一條電氣通路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)鈦缺失的方法，其特征是所述方法的 第2步中，每道溝槽都使兩個(gè)相鄰的鎢插塞的一半頂部暴露于刻蝕氣體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)鈦缺失的方法，其特征是所述方法的 第2步中，每條鋁線都覆蓋兩個(gè)相鄰的鎢插塞的一半頂部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測(cè)鈦缺失的方法，其特征是所述方法的第3步中，在一條最外側(cè)的鋁線上施加電信號(hào)，在另一條最外側(cè)的鋁線上檢測(cè)電信號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)鈦缺失的方法，其特征是所述方法的第3步中，當(dāng)檢測(cè)不到電信號(hào)則表示出現(xiàn)鈦缺失。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種檢測(cè)鈦缺失的方法，鎢插塞與其上的金屬層之間包括金屬鈦?zhàn)钃鯇?，所述方法包括如下步驟第1步，確保鎢插塞下方的金屬層具有一條或多條平行鋁線，每條鋁線連接且只連接兩個(gè)相鄰的鎢插塞，每個(gè)鎢插塞連接且只連接一條鋁線；第2步，使用包含氯氣的刻蝕氣體在鎢插塞上方的金屬層刻蝕一道或多道平行溝槽，每道溝槽都在上下方向?qū)?yīng)且只對(duì)應(yīng)于第1步所述的鋁線所在位置，每道溝槽都使兩個(gè)相鄰的鎢插塞的部分頂部暴露于刻蝕氣體；第3步，在第2步刻蝕后的圖形的任意位置施加電信號(hào)，在其余位置檢測(cè)電信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)的電信號(hào)的衰減超出一定程度則表示出現(xiàn)鈦缺失。本發(fā)明可以使用通常的電學(xué)檢測(cè)方法檢測(cè)鈦缺失現(xiàn)象，大大提高了檢測(cè)效率。
文檔編號(hào)H01L21/66GK101452866SQ20071009431
公開(kāi)日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日
發(fā)明者博 張, 云 徐 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司