一種金屬橋連缺陷的檢測結(jié)構(gòu)以及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種金屬橋連缺陷的檢測結(jié)構(gòu)以及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]集成電路制造技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜的工藝，技術(shù)更新很快。表征集成電路制造技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)為最小特征尺寸，即關(guān)鍵尺寸(critical dimens1n,⑶),隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展器件的關(guān)鍵尺寸越來越小，正是由于關(guān)鍵尺寸的減小才使得每個(gè)芯片上設(shè)置百萬個(gè)器件成為可能。
[0003]隨著半導(dǎo)體器件尺寸的不斷縮小，所述器件的邏輯區(qū)故障排除(Logic areadebug)變得更加困難，因?yàn)楣收蠀^(qū)域或者具有缺陷的地方很難找到，例如查找缺陷點(diǎn)(weakpoint),包括有源區(qū)(AA)、接觸孔(CT)、通孔(VIA)以及金屬橋連(metal bridge)缺陷等。
[0004]晶圓可接受測試(WAT)是衡量芯片制造過程中各工藝步驟正常與否的最基本檢測手段。通常在制作晶粒時(shí)，在每個(gè)晶粒和晶粒的空隙上，也就是切割道上，制作測試結(jié)構(gòu)(test key),晶圓可接受測試(wafer acceptance test, WAT)方法通過對(duì)所述測試結(jié)構(gòu)的測試，從而推斷晶粒是否完好，通常所述WAT參數(shù)包括對(duì)元件進(jìn)行電性能測量所得到的數(shù)據(jù)，例如連結(jié)性測試、閾值電壓、漏極飽和電流等。
[0005]金屬橋連(metal bridge)成為半導(dǎo)體器件電路制備中主要的缺陷，通常通過WAT中的測試結(jié)構(gòu)來查找所述金屬橋連(metal bridge)是否存在,現(xiàn)有技術(shù)中測試結(jié)構(gòu)如圖1所示，所述測試結(jié)構(gòu)包括第一測試件和第二測試件，所述第一測試件以及第二測試件均呈梳狀結(jié)構(gòu)，并且相對(duì)設(shè)置，所述第一測試件中的梳齒和第二測試件中的梳齒相對(duì)交錯(cuò)設(shè)置，但是并不直接接觸，然后對(duì)所述第一測試件和所述第二測試件進(jìn)行電學(xué)性能測試，例如測試電容或者電流等參數(shù)，以此判斷是否發(fā)生金屬層間的橋連。
[0006]通過上述方法雖然可以對(duì)金屬橋連缺陷進(jìn)行檢測，但是所述結(jié)構(gòu)以及方法僅僅能檢測到所述金屬橋連缺陷的存在，所述金屬橋連缺陷的位置以及數(shù)目并不能進(jìn)行檢測，而且所述檢測結(jié)構(gòu)以及方法僅能在WAT中進(jìn)行，限制了所述方法的應(yīng)用，因此需要對(duì)所述檢測結(jié)構(gòu)以及檢測方法進(jìn)行改進(jìn)，以便消除上述各種弊端。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在【具體實(shí)施方式】部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0008]本發(fā)明為了克服目前存在問題，提供了一種金屬橋連缺陷的檢測結(jié)構(gòu)，包括:
[0009]半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底中形成有阱區(qū)以及位于所述阱區(qū)內(nèi)的摻雜區(qū)，其中，所述阱區(qū)和所述摻雜區(qū)具有不同的摻雜類型；
[0010]通孔陣列，位于所述摻雜區(qū)上方；
[0011]第一金屬層和第二金屬層，所述第一金屬層位于所述通孔陣列上方，所述第二金屬層位于所述第一金屬層之間和/或四周；
[0012]所述第一金屬層、所述通孔陣列、所述摻雜區(qū)以及所述阱區(qū)形成豎直互聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0013]作為優(yōu)選，通過電子束檢測以排除所述第一金屬層和所述第二金屬層之間金屬橋連缺陷，以所述豎直互聯(lián)結(jié)構(gòu)作為所述檢測結(jié)構(gòu)的參照。
[0014]作為優(yōu)選，所述檢測結(jié)構(gòu)還包括位于所述豎直互聯(lián)結(jié)構(gòu)上的多層交替設(shè)置的所述通孔陣列和所述第一金屬層、所述第二金屬層。
[0015]作為優(yōu)選，在每一層中選用電子束進(jìn)行檢測，通過電壓接觸原理對(duì)所述第一金屬層和所述第二金屬層之間的金屬橋連缺陷進(jìn)行查找和定位。
[0016]作為優(yōu)選，所述通孔陣列包括多列間隔設(shè)置的通孔豎列，其中，每個(gè)所述通孔豎列中又包括多個(gè)間隔設(shè)置的通孔。
[0017]作為優(yōu)選，所述檢測結(jié)構(gòu)還包括第一層間介電層以及第二層間介電層；
[0018]所述第一層間介電層位于所述半導(dǎo)體襯底上、所述通孔陣列之間，以形成隔離；
[0019]所述第二層間介電層位于所述第一層間介電層上、所述第一金屬層和所述第二金屬層之間，以形成隔離。
[0020]作為優(yōu)選，所述半導(dǎo)體襯底為P型襯底，所述阱區(qū)為N阱，所述摻雜區(qū)為P型摻雜區(qū)。
[0021]本發(fā)明還提供了一種金屬橋連缺陷檢測結(jié)構(gòu)的制備方法，包括:
[0022]提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底中形成有阱區(qū)以及位于所述阱區(qū)內(nèi)的摻雜區(qū)，其中，所述阱區(qū)和所述摻雜區(qū)具有不同的摻雜類型；
[0023]在所述摻雜區(qū)上形成通孔陣列，以和所述摻雜區(qū)形成電連接；
[0024]在所述通孔陣列上形成第一金屬層，以和所述通孔陣列、所述摻雜區(qū)以及所述阱區(qū)形成豎直互聯(lián)結(jié)構(gòu)；
[0025]形成所述第一金屬層的同時(shí)在所述第一金屬層之間和/或四周形成第二金屬層。
[0026]作為優(yōu)選，所述方法還包括在所述豎直互聯(lián)結(jié)構(gòu)的上方交替形成多層所述通孔陣列以及所述第一金屬層、第二金屬層。
[0027]作為優(yōu)選，在每形成一層所述通孔陣列以及所述第一金屬層、第二金屬層后，對(duì)該層的所述第一金屬層和第二金屬層進(jìn)行檢測。
[0028]作為優(yōu)選，形成所述通孔陣列的方法為:
[0029]在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一層間介電層，圖案化所述第一層間介電層，在所述第一層間介電層上形成多列間隔設(shè)置的通孔豎列圖案；
[0030]然后在所述通孔豎列圖案中填充導(dǎo)電材料，以形成所述通孔陣列。
[0031]作為優(yōu)選，形成所述第一金屬層和所述第二金屬層的方法為:
[0032]在所述第一層間介電層上沉積第二層間介電層以覆蓋所述通孔陣列；
[0033]圖案化所述第二層間介電層，以在所述通孔陣列上方以及通孔陣列上方之間和/或四周的第二層間介電層中形成溝槽；
[0034]在所述溝槽內(nèi)填充導(dǎo)電材料，以形成所述第一金屬層和所述第二金屬層。
[0035]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種新的金屬橋連檢測結(jié)構(gòu)，包括第一金屬層、通孔陣列、摻雜區(qū)以及阱區(qū)形成的豎直互聯(lián)結(jié)構(gòu)；其中，所述檢測結(jié)構(gòu)中在所述豎直互聯(lián)結(jié)構(gòu)的上方還包括多層交替設(shè)置的所述通孔陣列和所述第一金屬層、所述第二金屬層，為了更加準(zhǔn)確的檢測所述多層的每一層中所述第一金屬層、所述第二金屬層之間是否形成金屬橋連，通過電子束檢測排出所述第一金屬層和所述第二金屬層之間金屬橋連缺陷，以所述豎直互聯(lián)結(jié)構(gòu)作為所述檢測結(jié)構(gòu)的參照，然后對(duì)每一層中所述第一金屬層、所述第二金屬層之間進(jìn)行檢測，通過電壓接觸原理對(duì)所述金屬橋連缺陷進(jìn)行查找定位。
[0036]所述方法實(shí)現(xiàn)了在線(in-line)檢測，不僅能夠準(zhǔn)確的確定金屬橋連的發(fā)生，而且還能夠精準(zhǔn)的對(duì)所述金屬橋連的位置進(jìn)行定位；所述檢測結(jié)構(gòu)能夠和在線工具實(shí)現(xiàn)良好的兼容，而不在局限于WAT檢測，不僅檢測結(jié)構(gòu)更加更加準(zhǔn)確，而且應(yīng)用更加廣泛。
【附圖說明】
[0037]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的裝置及原理。在附圖中，
[0038]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中金屬橋連檢測結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2a_2e為本發(fā)明的一具體地實(shí)施方式中金屬橋連檢測結(jié)構(gòu)的俯視圖以及剖面圖；
[0040]圖3為本發(fā)明一實(shí)施方式中制備所述金屬橋連檢測結(jié)構(gòu)的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0042]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的描述，以說明本發(fā)明所述金屬橋連缺陷點(diǎn)檢測和定位結(jié)構(gòu)及其制備方法。顯然，本發(fā)明的施行并不限于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0043]應(yīng)予以注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施例，而非意圖限制根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式。此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其他