一种基于划格法的不同金属膜层间附着力测试方法技术

本申请公开了一种基于划格法的不同金属膜层间附着力测试方法。该方法包括：利用金属薄膜沉积工艺在预处理后的晶圆表面依次沉积两种不同金属材料的第一金属薄膜和第二金属薄膜，进而在晶圆表面涂覆光阻膜，利用光刻工艺对晶圆表面进行图形化操作，使得光阻膜变成多个方形格子，再利用金属反刻蚀工艺刻蚀晶圆表面，去除晶圆表面暴露的第二金属薄膜，并利用有机溶剂或氧等离子工艺去除晶圆表面的光阻膜，清洗晶圆然后甩干，利用胶带贴附在晶圆表面，并以与晶圆表面呈预设方向的撕扯胶带，从而利用显微镜或放大镜观察撕扯后的晶圆表面，依据金属脱落情况判断膜层间的附着力。进而提高了金属薄膜间附着力测试方法的准确性。而提高了金属薄膜间附着力测试方法的准确性。而提高了金属薄膜间附着力测试方法的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于划格法的不同金属膜层间附着力测试方法


[0001]本申请涉及半导体加工
，特别是涉及一种基于划格法的不同金属膜层间附着力测试方法。

技术介绍

[0002]金属薄膜在半导体器件结构中占据重要的位置，深刻影响器件在电学或可靠性方面的性能。基于各金属本身具备的特殊性，例如Ti金属多作为金半接触的势垒金属，Al金属导电性优越等，所以采用多层金属互相连接以实现器件功能的做法是目前半导体工艺设计的主流方向。然而在器件的生产过程中，加工过程中的沾污，金属应力失配等问题都会导致不同金属膜层间的脱落，这会引发更加严重的器件问题。因而测试不同金属膜层的附着力是金属薄膜工艺中很重要的工艺过程控制项目。
[0003]相关技术中，在各种金属薄膜间附着力测试方法中，划格法在实际生产中应用较为广泛。，而百格法实现的要点在于：不割断下层金属薄膜的情况下，将连续的上层金属膜层切割为规则且边缘整齐的方形格子。目前通用的做法是利用专门的刀具设备对薄膜层进行机械切割，操作简单、较易实现。但这带来两个问题，第一，刀具切割的金属方格边缘容易卷边，这一现象在质地较软韧的金属上更为明显。针对这一问题，有研究指出可采用热切割避免冷切割带来的金属卷边，如激光切割，然而激光辐射切割后的金属容易熔融，冷却后与底层基体粘附在一起。这两种现象都会导致测试的结果无法反馈膜层间真实的附着力；第二，机械切割无法精确控制金属膜层切割的实际厚度。一般而言，对于20um厚度以下薄膜，机械切割是无法控制切割厚度的。
[0004]因此，目前的金属薄膜间附着力测试方法的准确性较低。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对以上问题，本申请提出一种基于划格法的不同金属膜层间附着力测试方法，可以解决金属薄膜间附着力测试方法的准确性较低的技术问题。
[0006]在一个实施例中，一种基于划格法的不同金属膜层间附着力测试方法，包括以下的步骤：
[0007]S1：利用金属薄膜沉积工艺在预处理后的晶圆表面依次沉积两种不同金属材料的第一金属薄膜和第二金属薄膜；
[0008]S2：在所述晶圆表面涂覆光阻膜，利用光刻工艺对所述晶圆表面进行图形化操作，使得所述光阻膜变成多个方形格子；
[0009]S3：利用金属反刻蚀工艺刻蚀所述晶圆表面，去除所述晶圆表面暴露的第二金属薄膜；
[0010]S4：利用有机溶剂或氧等离子工艺去除所述晶圆表面的光阻膜，清洗所述晶圆然后甩干；
[0011]S5：利用胶带贴附在所述晶圆表面，并以与所述晶圆表面呈预设方向的撕扯胶带；
[0012]S6：利用显微镜或放大镜观察撕扯后的所述晶圆表面，依据金属脱落情况判断膜层间的附着力；
[0013]在其中一个实施例中，对所述晶圆的预处理方式包括：
[0014]采用浓度低于5％的HF溶液，超声清洗10～20分钟去除所述晶圆表面的灰尘沾污。
[0015]在其中一个实施例中，沉积方式为物理气相沉积或化学气相沉积，其中，第一金属薄膜和第二金属薄膜的膜厚低于20um。
[0016]在其中一个实施例中，所述方形格子的尺寸为1mm的方形格子，相邻格子间距小于0.1mm。
[0017]在其中一个实施例中，所述金属反刻蚀采用干法刻蚀工艺或湿法腐蚀工艺，工艺参数的设置依据金属的种类和厚度而定。
[0018]在其中一个实施例中，所述利用有机溶剂或氧等离子工艺去除所述晶圆表面的光阻膜，清洗所述晶圆然后甩干，包括：
[0019]在100℃
‑
150℃的氧气氛围内，高电压离化氧气，利用其活性基团和光阻膜反应去除，工艺时间1
‑
3min，所述高电压范围为3kv～5kv。
[0020]在其中一个实施例中，所述利用有机溶剂或氧等离子工艺去除所述晶圆表面的光阻膜，清洗所述晶圆然后甩干，包括：
[0021]可将所述晶圆置于纯度为80％
‑
90％丙酮溶液内10min
‑
20min取出，清洗，甩干。
[0022]在其中一个实施例中，所述利用胶带贴附在所述晶圆表面，并以与所述晶圆表面呈预设方向的撕扯胶带，包括：
[0023]将胶带平行于方格贴附在所述晶圆的金属表面，使胶带中间部分覆盖横竖为10
×
10个金属方格，利用橡皮用力擦拭胶带，以使胶带与晶圆的金属表面接触良好，而后抓住胶带一端，在0.5s
‑
1s内，以胶带与所述晶圆的金属表面之间呈50
°‑
70
°
的夹角撕开胶带，保留胶带，其中，胶带的黏着力大于45g/mm、宽带大于25mm和长度大于70mm。
[0024]在其中一个实施例中，所述利用显微镜观察撕扯后的所述晶圆表面，依据金属脱落情况判断膜层间的附着力，包括：
[0025]利用显微镜或放大镜判断所述晶圆上原胶带中间贴附的横竖为10
×
10个小方格金属膜层脱落的情况，进而依据预设的膜层附着力等级判定两层金属膜之间的附着力等级；
[0026]其中，预设的膜层附着力等级以及对应的金属膜层脱落的情况为：
[0027]5B等级的金属膜层脱落的情况为：所有金属格子的边缘没有任何脱落现象；
[0028]4B等级的金属膜层脱落的情况为：金属格子的边缘有脱落现象，其脱落面积要小于5％；
[0029]3B等级的金属膜层脱落的情况为：金属格子的边缘有脱落现象，其脱落面积在5％
‑
15％；
[0030]2B等级的金属膜层脱落的情况为：金属格子的边缘有大片脱落现象或部分格子整块脱落。脱落面积15％
‑
35％；
[0031]1B等级的金属膜层脱落的情况为：金属格子的边缘大面积脱落/或者一些方格部分脱落或全部脱落，脱落面积35％
‑‑
65％。
[0032]有益效果：与现有技术相比，本专利技术技术方案具有以下有益技术效果：
[0033]通过利用金属薄膜沉积工艺在预处理后的晶圆表面依次沉积两种不同金属材料的第一金属薄膜和第二金属薄膜，进而在所述晶圆表面涂覆光阻膜，利用光刻工艺对所述晶圆表面进行图形化操作，使得所述光阻膜变成多个方形格子，再利用金属反刻蚀工艺刻蚀所述晶圆表面，去除所述晶圆表面暴露的第二金属薄膜，并利用有机溶剂或氧等离子工艺去除所述晶圆表面的光阻膜，清洗所述晶圆然后甩干，利用胶带贴附在所述晶圆表面，并以与所述晶圆表面呈预设方向的撕扯胶带，从而利用显微镜或放大镜观察撕扯后的所述晶圆表面，依据金属脱落情况判断膜层间的附着力。由此，采用光刻和金属反刻蚀的的工艺实现对金属薄膜的精准切割，所切割的金属薄膜尺寸规则、膜层边缘清晰光滑，进而提高了金属薄膜间附着力测试方法的准确性，进一步的相比机械切割的方式，工艺成本较低，较低了测试成本。
附图说明
[0034]图1是一个实施例中基于划格法的不同金属膜层间附着力测试方法的流程示意图。
[0035]图2是一个实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于划格法的不同金属膜层间附着力测试方法，其特征在于，包括以下的步骤：S1：利用金属薄膜沉积工艺在预处理后的晶圆表面依次沉积两种不同金属材料的第一金属薄膜和第二金属薄膜；S2：在所述晶圆表面涂覆光阻膜，利用光刻工艺对所述晶圆表面进行图形化操作，使得所述光阻膜变成多个方形格子；S3：利用金属反刻蚀工艺刻蚀所述晶圆表面，去除所述晶圆表面暴露的第二金属薄膜；S4：利用有机溶剂或氧等离子工艺去除所述晶圆表面的光阻膜，清洗所述晶圆然后甩干；S5：利用胶带贴附在所述晶圆表面，并以与所述晶圆表面呈预设方向的撕扯胶带；S6：利用显微镜或放大镜观察撕扯后的所述晶圆表面，依据金属脱落情况判断膜层间的附着力。2.根据权利要求1所述的基于划格法的不同金属膜层间附着力测试方法，其特征在于，对所述晶圆的预处理方式包括：采用浓度低于5％的HF溶液，超声清洗10～20分钟去除所述晶圆表面的灰尘沾污。3.根据权利要求1所述的基于划格法的不同金属膜层间附着力测试方法，其特征在于，沉积方式为物理气相沉积或化学气相沉积，其中，第一金属薄膜和第二金属薄膜的膜厚低于20um。4.根据权利要求1所述的基于划格法的不同金属膜层间附着力测试方法，其特征在于，所述方形格子的尺寸为1mm的方形格子，相邻格子间距小于0.1mm。5.根据权利要求1所述的基于划格法的不同金属膜层间附着力测试方法，其特征在于，所述金属反刻蚀采用干法刻蚀工艺或湿法腐蚀工艺，工艺参数的设置依据金属的种类和厚度而定。6.根据权利要求1所述的基于划格法的不同金属膜层间附着力测试方法，其特征在于，所述利用有机溶剂或氧等离子工艺去除所述晶圆表面的光阻膜，清洗所述晶圆然后甩干，包括：在100℃
‑
150℃的氧气氛围内，高电压离化氧气，利用其活性基团和光阻膜反应去除，工艺时间1
‑
3min。7.根据权利要求1所述的基于划格法的不同金属膜层间附着力测试方法，其特征在于，所述利用有机溶剂或氧等离子工艺去除所述晶圆表面的光阻膜，清...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈平原，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：