金属线的去层方法以及器件缺陷检测方法技术

本发明专利技术提供一种金属线的去层方法以及一种器件缺陷检测方法。所述金属线的去层方法中，待检测的金属线样品上的金属线经干法刻蚀工艺形成，为了成功去层，首先将样品浸入强碱性溶液，以去除样品表面由于干法刻蚀工艺而覆盖上的残留物，然后再将去除残留物后的金属线样品浸入强酸性溶液，以去除金属线的上层金属，从而获得去层后的金属线样品。利用上述去层方法，有助于加快去层的速度，由于去层后的金属线样品经过较为彻底的去层反应，因而更洁净，质量更高，便于进一步检测。所述器件缺陷检测方法包括上述金属线的去层方法。

【技术实现步骤摘要】
金属线的去层方法以及器件缺陷检测方法
本专利技术涉及集成电路领域，尤其涉及一种金属线的去层方法以及一种器件缺陷检测方法。
技术介绍
金属制程是集成电路制造工艺中的重要工序。随着集成电路制造技术的发展，在同一块晶片上设置的电子元件密度越来越高，电子元件之间的连接线的精细度也越来越高。通常在电子元件上方设置介质层，并在介质层中形成与电子元件电接触的接触插塞，接触插塞又与在介质层上形成的连接线电连接。因而，连接线的质量是关乎电子元件是否正常工作的关键因素之一。金属铝作为常见的连接线材料，广泛应用于DRAM等存储器产品以及部分逻辑产品中。在形成铝连接线的工艺中，在金属铝的上下通常会淀积金属钛或者氮化钛，并利用化学机械研磨(CMP)工艺及干法刻蚀对金属薄膜减薄并刻蚀，以获得符合设计要求的连接线。完成刻蚀连接线的工序之后，通常会利用电性测试设备检测相关工艺是否可行，例如可以检测两段应为断开的连接线之间是否存在短路。而如果存在短路，说明相关区域存在刻蚀不完全的桥连(bridge)缺陷，为了进一步验证和检测，需要对存在缺陷的区域取样，对样品进行去层(delayer)处理之后，再通过专门设备例如扫描电子显微镜(SEM)检测每一层是否存在缺陷。因此需要提供一种连接线(或金属线)的去层方法。
技术实现思路
为了对连接线所在的金属层进行去层处理，以利用专门设备(例如SEM)较大范围地观察金属层底部是否存在缺陷，一种方法是将金属线样品放入酸液中，以利用化学反应去除顶部的金属层。然而，研究发现，如果直接将经过金属刻蚀工艺的样品浸入酸液中去层，由于表面残留物的存在，并不能有效实现去层。为了有效去除经过金属刻蚀工艺的连接线的顶部金属层，以达到去层目的，本专利技术提供了一种金属线的去层方法，包括以下步骤：提供待检测的金属线样品，所述金属线样品包括经干法刻蚀工艺形成的金属线，所述金属线包括至少两层叠加的金属层；将所述金属线样品浸入强碱性溶液，以去除所述金属线样品表面由于所述干法刻蚀工艺覆盖上的残留物；从所述强碱性溶液中取出所述金属线样品后，将所述金属线样品浸入强酸性溶液；以及，从所述强酸性溶液中取出所述金属线样品，获得去层后的金属线样品。可选的，在浸入所述强碱性溶液之前，所述金属线包括第一金属层和叠加形成于所述第一金属层上的第二金属层；所述强酸性溶液仅与所述第二金属层发生反应，所述去层后的金属线样品中不包括所述第二金属层。可选的，在浸入所述强碱性溶液之前，所述金属线还包括叠加形成于所述第二金属层上的第三金属层，所述第三金属层不与所述强酸性溶液反应，所述去层后的金属线样品中不包括所述第三金属层。可选的，所述强碱性溶液包括氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液。可选的，所述强碱性溶液的浓度为5-7mol/L，反应温度为25℃～40℃，反应时间为1分钟～3分钟。可选的，所述强酸性溶液为稀盐酸。可选的，所述第一金属层包括氮钛化合物层，所述第二金属层包括铝层或者含铜的铝层。可选的，所述干法刻蚀工艺的工艺气体的残留物包括氯化铝。可选的，所述金属线样品浸入所述强碱性溶液后，进行第一次化学反应过程，当所述第一次化学反应过程开始冒出气泡时，从所述强碱性溶液中取出所述金属线样品，并将所述金属线样品浸入所述强酸性溶液进行第二次化学反应过程，当所述第二次化学反应过程无气泡冒出时，取出所述金属线样品。本专利技术提供的金属线的去层方法中，待检测的金属线样品上的金属线经干法刻蚀工艺形成，为了成功去层，首先将样品浸入强碱性溶液，以去除样品表面由于干法刻蚀工艺而覆盖上的残留物，然后再将去除残留物后的金属线样品浸入强酸性溶液，以去除金属线的上层金属，从而获得去层后的金属线样品。利用上述去层方法，有助于加快去层的速度，由于去层后的金属线样品经过了较为彻底的去层反应，因而更洁净，质量更高，便于进一步检测。此外，本专利技术还提供了一种器件缺陷检测方法，包括：在干法刻蚀之后，对形成的金属线进行电性测试，并从未通过电性测试的晶片上采样，使用上述去层方法进行去层处理，以逐层检测器件是否有缺陷或者解析每一层的布线结构；以及在去层处理之后，进行微小异常检视、二次电子扫描或者立体晶片检视。上述器件缺陷检测方法中，通过去层检测，有助于对与所述半导体器件电连接的金属线的质量进行分析以及改进。由于利用上述金属线的去层方法，去层后的金属线样品质量较高，有助于提高缺陷检测效率，降低缺陷检测的难度。附图说明图1是本专利技术一实施例的金属线的平面示意图。图2是本专利技术一实施例的金属线的剖面示意图。图3是本专利技术一实施例的金属线的去层方法的流程示意图。图4是利用本专利技术一实施例的金属线的去层方法去除顶层金属层后的剖面示意图。附图标记说明：100-金属线；110-第一金属层；120-第二金属层；130-第三金属层；101-缺陷。具体实施方式以下结合附图和具体的实施例对本专利技术的金属线的去层方法以及器件缺陷检测方法作进一步详细说明。根据下面的说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术的实施例，本专利技术的实施例不应该被认为仅限于图中所示区域的特定形状。为了清楚起见，在用于辅助说明本专利技术实施例的全部附图中，对相同部件原则上标记相同的标号，而省略对其重复的说明。集成电路制造中，为了选择性地从覆盖整面晶片的功能材料中去除不需要的部分，通常是在晶片上覆盖掩模层(如光刻胶)，并利用曝光及显影工艺使掩模层覆盖在需要保留的功能材料上，然后采用干法刻蚀或湿法刻蚀对露出的功能材料进行刻蚀，刻蚀完成后去除掩模层，从而获得特定形状的功能层。相对于湿法刻蚀来说，干法刻蚀利用等离子体进行薄膜刻蚀，污染少，并且可以做到各向异性，广泛应用于集成电路制造中的金属刻蚀、介质刻蚀和硅刻蚀工序中。考虑到化学反应的选择性和物理轰击的各向异性，目前干法刻蚀设备应用了物理化学性刻蚀技术，例如反应离子刻蚀(RIE，ReactiveIonEtching)和高密度等离子体(HDP)刻蚀，其中RIE已成为集成电路制造工艺中应用最广泛的主流刻蚀技术，也是金属刻蚀通常采用的刻蚀技术。在集成电路制造中，金属铝作为连线材料被广泛应用，本实施例以集成电路中的铝制程为例。通常在晶片(例如硅晶圆)上形成电子元件层之后，首先沉积一层介质层，然后利用硅通孔技术(ThroughSiliconVia，TSV)在介质层中形成连接电子元件的接触插塞，接触插塞内的导电材料可以是金属铝、铜、钛等导电材料，另外在介质层上形成电连接接触插塞的金属线条作为连接线，以对电子元件进行再布线以及制作与外部控制器连接的焊盘。连接线的材质可以采用金属铝，为了提高金属铝的填孔能力以及台阶覆盖能力，通常在形成金属铝层时，在其上下表面淀积金属钛或氮化钛，形成氮钛化合物层(即Ti/TiN层)，氮钛化合物层具有良好的附着能力和导电能力，有助于提高金属连接线的质量。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属线的去层方法，其特征在于，包括：/n提供待检测的金属线样品，所述金属线样品包括经干法刻蚀工艺形成的金属线，所述金属线包括依次叠加的至少两层金属层；/n将所述金属线样品浸入强碱性溶液，以去除所述金属线样品表面由于所述干法刻蚀工艺覆盖上的残留物；/n从所述强碱性溶液中取出所述金属线样品后，将所述金属线样品浸入强酸性溶液；以及，/n从所述强酸性溶液中取出所述金属线样品，获得去层后的金属线样品。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属线的去层方法，其特征在于，包括：
提供待检测的金属线样品，所述金属线样品包括经干法刻蚀工艺形成的金属线，所述金属线包括依次叠加的至少两层金属层；
将所述金属线样品浸入强碱性溶液，以去除所述金属线样品表面由于所述干法刻蚀工艺覆盖上的残留物；
从所述强碱性溶液中取出所述金属线样品后，将所述金属线样品浸入强酸性溶液；以及，
从所述强酸性溶液中取出所述金属线样品，获得去层后的金属线样品。


2.如权利要求1所述的去层方法，其特征在于，在浸入所述强碱性溶液之前，所述金属线包括第一金属层和叠加形成于所述第一金属层上的第二金属层；所述强酸性溶液仅与所述第二金属层发生反应，所述去层后的金属线样品中不包括所述第二金属层。


3.如权利要求2所述的去层方法，其特征在于，在浸入所述强碱性溶液之前，所述金属线还包括叠加形成于所述第二金属层上的第三金属层，所述第三金属层不与所述强酸性溶液反应，所述去层后的金属线样品中不包括所述第三金属层。


4.如权利要求1所述的去层方法，其特征在于，所述强碱性溶液包括氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液。


5.如权利要求4所述的去层方法，其特征在于，所述强碱性...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭连举，魏家信，
申请(专利权)人：合肥晶合集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34