專利名稱：連接孔測試結(jié)構(gòu)及其透射電鏡制樣方法
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(shí)，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)ll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(shí)，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(gè)平面垂直于所述各個(gè)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。


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(shí)制樣過程示意圖。
具體實(shí)施例方式針對背景技術(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?；谠撓敕?，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(gè)平面A_A’ 垂直于所述各個(gè)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(gè)，對稱位于測量孔33兩側(cè)，在 具體實(shí)施時(shí)，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。本實(shí)施例中，所述校準(zhǔn)孔32厚度為100納米，所述原始孔31厚度為連接孔厚度，其中 校準(zhǔn)孔32的厚度可以根據(jù)檢測樣片的厚度選擇，通?？梢员ＷC其厚度大于檢測樣片厚度即可。此外針對測量的連接孔尺寸不同，測量孔的尺寸也需要對應(yīng)，例如如果要測量連 接孔Gluelayer及Barrier seed的厚度，則需保證測量孔與連接孔中Gluelayer及Barrier seed的厚度要相同。本發(fā)明實(shí)施例還提供了連接孔測試結(jié)構(gòu)的TEM制樣方法，以通過TEM技術(shù)采用本 發(fā)明實(shí)施例提供的連接孔測試結(jié)構(gòu)來測試連接孔尺寸。圖4為本發(fā)明實(shí)施例中連接孔測試結(jié)構(gòu)測試方法流程圖，結(jié)合該圖，該方法包括 步驟步驟1，從連接孔測試結(jié)構(gòu)一端的平行于所述平面的平面切割所述連接孔測試結(jié) 構(gòu)，直至切割到校準(zhǔn)孔邊緣；步驟2，從連接孔測試結(jié)構(gòu)另一端的平行于所述平面的平面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。上述步驟僅僅給出本實(shí)施例中與現(xiàn)有TEM制樣技術(shù)區(qū)別的特征，對于其他進(jìn)行TEM制樣時(shí)所需的常規(guī)手段，此處無需給以說明。參照圖5 圖7，為本實(shí)施例中連接孔測試結(jié)構(gòu)TEM制樣時(shí)制樣過程示意圖。參照圖5，首先從連接孔測試結(jié)構(gòu)一端的平行于平面A-A’的平面1 1’切割所述 連接孔測試結(jié)構(gòu)；參照圖6，在切割至校準(zhǔn)孔61的邊緣60時(shí)，停止切割；參照圖7，從連接孔 測試結(jié)構(gòu)另一端的平行于平面A-A’的平面切割至校準(zhǔn)孔61另一邊緣62，再完成檢測樣片 制作后，通過測量出測量孔的尺寸來得到連接孔的尺寸。本實(shí)施例中所述連接孔尺寸為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。本實(shí)施例中所述校準(zhǔn)孔61厚度為100納米，其中校準(zhǔn)孔32的厚度可以根據(jù)檢測 樣片的厚度選擇，通?？梢员ＷC其厚度大于檢測樣片厚度即可。通過上述測試方法，即使連接孔厚度小于檢測樣片厚度，本發(fā)明實(shí)施例也能夠?qū)?現(xiàn)連接孔尺寸例如Gluelayer及Barrier seed厚度的測量，解決了背景技術(shù)中無法實(shí)現(xiàn)該 測量的問題。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
一種連接孔測試結(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(gè)平面垂直于所述各個(gè)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。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述原始孔及校準(zhǔn)孔各有兩個(gè)，對稱位于測 量孔兩側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連接孔尺寸為連接孔側(cè)壁薄膜的的厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述校準(zhǔn)孔厚度為100納米，所述原始孔厚 度為連接孔厚度。
5.一種如權(quán)利要求1所述的連接孔測試結(jié)構(gòu)的透射電鏡制樣方法，包括從連接孔測試結(jié)構(gòu)一端的平行于所述平面的平面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。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述原始孔及校準(zhǔn)孔各有兩個(gè)，對稱位于測 量孔兩側(cè)。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述連接孔尺寸為連接孔側(cè)壁薄膜的的厚度。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述校準(zhǔn)孔厚度為100納米，所述原始孔厚 度為連接孔厚度。
全文摘要
本發(fā)明公開一種連接孔測試結(jié)構(gòu)及透射電鏡(TEM，Transmission Electron Microscopy)制樣方法，以解決在連接孔直徑小于檢測樣片厚度時(shí)，無法測量出連接孔側(cè)壁Gluelayer及Barrier seed的厚度的問題。該結(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(gè)平面垂直于所述各個(gè)底面，所述平面與各底面相交的直線為各底面的對稱軸；以原始孔為連接孔；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。
文檔編號(hào)H01L23/522GK101877344SQ200910050408
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者龐凌華, 李劍, 李明, 段淑卿 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司