半导体结构的失效分析方法技术

本申请涉及一种半导体结构的失效分析方法。半导体结构的失效分析方法包括：提供半导体结构，半导体结构内具有多个位于同一层的第一互连叠层；各第一互连叠层均包括第一金属层、位于第一金属层底部的第一导电阻挡层以及位于第一金属层顶部的第二导电阻挡层；第二导电阻挡层上以及相邻第一互连叠层之间均具有介质层；去除位于第二导电阻挡层上的介质层以及位于相邻第一互连叠层之间的部分介质层，以暴露出各第一互连叠层中的第一金属层；去除第一金属层及第二导电阻挡层；刻蚀相邻第一互连叠层之间的介质层；判断相邻第一互连叠层之间是否存在第一导电阻挡层，若是，则判定半导体结构失效。采用本方法能够提高失效分析的准确度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的失效分析方法


[0001]本申请涉及半导体
，特别是涉及一种半导体结构的失效分析方法。

技术介绍

[0002]半导体结构中，晶体管的源极、漏极以及栅极通常通过互连插塞连出至互连结构；互连结构通常由金属层以及导电阻挡层组成，而金属层的底部以及顶部均包裹一层导电阻挡层，以避免金属层与空气中的水分直接接触，从而减缓互连结构中金属层被氧化的速度。通常在形成互连结构以后，还需要通过刻蚀工艺形成贯穿金属层以及金属层的底部和顶部的导电阻挡层的通孔。然而，由于刻蚀过程中可能会出现刻蚀不完全的现象，从而导致通孔无法贯穿位于金属层底部的导电阻挡层，从而位于金属层底部的导电阻挡层容易发生短路现象，从而导致后续形成晶体管也发生短路。
[0003]在晶体管发生短路后，通常需要对晶体管进行失效分析。而在进行失效分析时，由于发生短路的导电阻挡层位于金属层的底部，因此通常需要先除去多余的金属层。传统技术中，通常通过人工反向抛光的方式除去金属层以暴露出位于金属层底部的导电阻挡层。然而，传统技术难以准确地控制抛光高度，常常出现抛光不足或者抛光过多的现象，从而难以准确地判断金属层底部的导电阻挡层是否发生了短路，进而难以分析出引起晶体管发生短路的真实原因。从而传统技术存在失效分析的准确度较低的问题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对传统技术中的失效分析的准确度较低问题提供一种半导体结构的失效分析方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种半导体结构的失效分析方法，包括：提供半导体结构，所述半导体结构内具有多个位于同一层的第一互连叠层；各所述第一互连叠层均包括第一金属层、位于所述第一金属层底部的第一导电阻挡层以及位于所述第一金属层顶部的第二导电阻挡层；所述第二导电阻挡层上以及相邻所述第一互连叠层之间均具有介质层；去除位于所述第二导电阻挡层上的所述介质层以及位于相邻所述第一互连叠层之间的部分所述介质层，以暴露出各所述互连叠层中的所述第一金属层；去除所述第一金属层及所述第二导电阻挡层；刻蚀相邻所述第一互连叠层之间的所述介质层；判断相邻所述第一互连叠层之间是否存在第一导电阻挡层，若是，则判定所述半导体结构失效。
[0006]在其中一个实施例中，去除位于所述第二导电阻挡层上的所述介质层以及位于相邻所述第一互连叠层之间的部分所述介质层，包括：采用干法刻蚀工艺去除位于所述第二导电阻挡层上的所述介质层以及位于所述第一互连叠层之间的部分所述介质层。
[0007]在其中一个实施例中，去除所述第一金属层及所述第二导电阻挡层，包括：
采用湿法刻蚀工艺去除所述第一金属层，在去除过程中，位于所述第一金属层上的所述第二导电阻挡层被同时去除；去除所述第一金属层的刻蚀液包括盐酸。
[0008]在其中一个实施例中，刻蚀相邻所述第一互连叠层之间的所述介质层，包括：采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除相邻所述第一互连叠层之间的所有所述介质层；去除所述介质层的刻蚀液包括氢氟酸。
[0009]在其中一个实施例中，刻蚀相邻所述第一互连叠层之间的所述介质层，包括：采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除相邻所述第一互连叠层之间的部分所述介质层；湿法刻蚀后，保留的所述介质层的宽度小于相邻所述第一互连叠层之间的间距；去除所述介质层的刻蚀液包括氢氟酸。
[0010]在其中一个实施例中，所述半导体结构还包括：多个间隔排布的第二互连叠层，所述第二互连叠层位于所述介质层的上表面；所述第二互连叠层包括由下至上依次叠置的第三导电阻挡层、第二金属层及第四导电阻挡层；多个第一互连插塞，位于所述介质层内；所述第二互连叠层与所述第一互连叠层经由所述第一互连插塞相连接。
[0011]在其中一个实施例中，所述半导体结构还包括：衬底；间隔排布的晶体管，所述晶体管的栅极结构位于所述衬底上，所述晶体管的源极和漏极位于所述衬底内，且分别位于所述栅极结构相对的两侧；所述介质层还位于所述衬底上，且覆盖所述栅极结构；所述第一互连叠层位于所述栅极结构上，与所述栅极结构具有间距；第二互连插塞，位于所述介质层内，一端与所述源极相连接，另一端与所述第一互连叠层的底部相连接；第三互连插塞，位于所述介质层内，一端与所述漏极相连接，另一端与所述第一互连叠层的底部相连接；第四互连插塞，位于所述介质层内，且位于相邻所述第一互连叠层之间区域的下方，一端与所述栅极结构相连接。
[0012]在其中一个实施例中，所述衬底内具有浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构于所述衬底内隔离出多个有源区；所述栅极结构位于所述有源区上，所述源极和所述漏极均位于所述有源区内。
[0013]在其中一个实施例中，所述晶体管的栅极结构还包括：栅氧化层，位于所述有源区上；栅极材料层，位于所述栅氧化层上；侧墙，位于所述栅极材料层的侧壁。
[0014]在其中一个实施例中，所述半导体结构还包括金属硅化物层，所述金属硅化物层分别位于所述源极内、所述漏极内及所述栅极结构内；所述第二互连插塞的一端经由所述金属硅化物层与所述源极相连接，所述第三互连插塞的一端经由所述金属硅化物层与所述漏极相连接，所述第四互连插塞的一端经由所述金属硅化物层与所述栅极结构相连接。
[0015]上述半导体结构的失效分析方法，通过提供具有多个位于同一层的第一互连叠层
的半导体结构，且各所述第一互连叠层均包括第一金属层、位于所述第一金属层底部的第一导电阻挡层以及位于所述第一金属层顶部的第二导电阻挡层；所述第二导电阻挡层上以及相邻所述第一互连叠层之间均具有介质层；并去除位于所述第二导电阻挡层上的所述介质层以及位于相邻所述第一互连叠层之间的部分所述介质层，以暴露出各所述第一互连叠层中的所述第一金属层；去除所述第一金属层及所述第二导电阻挡层；刻蚀相邻所述第一互连叠层之间的所述介质层；判断相邻所述第一互连叠层之间是否存在第一导电阻挡层，若是，则判定所述半导体结构失效。从而能够更准确地确定半导体结构发生失效的真实原因，从而能够提高失效分析的准确度。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为一实施例中提供的半导体结构的失效分析方法的流程图；图2为一实施例中提供的半导体结构的失效分析方法中步骤S101所提供的半导体结构的截面结构示意图；图3为一实施例中提供的半导体结构的失效分析方法中步骤S102所得结构的截面结构示意图；图4为一实施例中提供的半导体结构的失效分析方法中步骤S103所得结构的截面结构示意图；图5为一实施例中提供的半导体结构的失效分析方法中步骤S104所得结构的截面结构示意图；图6为另一实施例中提供的半导体结构的失效分析方法中步骤S104所得结构的截面结构示意图；图7为另一实施例中提供的半导体结构的失效分析方法中步骤S101所提供的半导体结构的截面结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的失效分析方法，其特征在于，包括：提供半导体结构，所述半导体结构内具有多个位于同一层的第一互连叠层；各所述第一互连叠层均包括第一金属层、位于所述第一金属层底部的第一导电阻挡层以及位于所述第一金属层顶部的第二导电阻挡层；所述第二导电阻挡层上以及相邻所述第一互连叠层之间均具有介质层；去除位于所述第二导电阻挡层上的所述介质层以及位于相邻所述第一互连叠层之间的部分所述介质层，以暴露出各所述第一互连叠层中的所述第一金属层；去除所述第一金属层及所述第二导电阻挡层；刻蚀相邻所述第一互连叠层之间的所述介质层；判断相邻所述第一互连叠层之间是否存在第一导电阻挡层，若是，则判定所述半导体结构失效。2.根据权利要求1所述的半导体结构的失效分析方法，其特征在于，去除位于所述第二导电阻挡层上的所述介质层以及位于相邻所述第一互连叠层之间的部分所述介质层，包括：采用干法刻蚀工艺去除位于所述第二导电阻挡层上的所述介质层以及位于所述第一互连叠层之间的部分所述介质层。3.根据权利要求1所述的半导体结构的失效分析方法，其特征在于，去除所述第一金属层及所述第二导电阻挡层，包括：采用湿法刻蚀工艺去除所述第一金属层，在去除过程中，位于所述第一金属层上的所述第二导电阻挡层被同时去除；去除所述第一金属层的刻蚀液包括盐酸。4.根据权利要求1所述的半导体结构的失效分析方法，其特征在于，刻蚀相邻所述第一互连叠层之间的所述介质层，包括：采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除相邻所述第一互连叠层之间的所有所述介质层；去除所述介质层的刻蚀液包括氢氟酸。5.根据权利要求1所述的半导体结构的失效分析方法，其特征在于，刻蚀相邻所述第一互连叠层之间的所述介质层，包括：采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除相邻所述第一互连叠层之间的部分所述介质层；湿法刻蚀后，保留的所述介质层的宽度小于相邻所述第一互连叠层之间的间距；去除所述介质层的刻蚀液包括氢氟酸。6.根据权利要求1所述的半导体结构的失效分析方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚超，吕正良，
申请(专利权)人：合肥新晶集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：