对超厚金属沟槽边缘的过刻蚀深度进行监测的方法技术

本发明专利技术公开了对超厚金属沟槽边缘的过刻蚀深度进行监测的方法，包括：在形成第一层之后，在第二层中形成第一层与第三层的超厚金属沟槽之间的中心通孔，在中心通孔中填入金属构成中心连线，并形成第一层与第三层的超厚金属沟槽边缘的过刻蚀处之间的边缘通孔，在边缘通孔中填入金属构成边缘连线，所述中心连线和所述边缘连线具有相同的横截面积和相同的高度；在第三层中刻蚀超厚金属沟槽，在刻蚀的超厚金属沟槽中填入金属；分别测出中心连线电阻和边缘连线未被包裹部分电阻；根据测出的中心连线电阻和边缘连线未被包裹部分电阻，计算得到超厚金属沟槽边缘过刻蚀的深度。本发明专利技术方案能够监测出超厚金属沟槽边缘的过刻蚀深度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体测试技术，尤其涉及对超厚金属沟槽边缘的过刻蚀深度进行监 测的方法。
技术介绍
刻蚀工艺的最后一步是进行刻蚀检查以确保刻蚀质量。这种检查是在有图形的硅 片上刻蚀和去胶全部完成之后进行的，传统上是用白光或紫外光手动显微镜来检查缺陷， 如检查污点和大的颗粒沾污。手动显微镜已大量被自动检测系统所取代，特别是对有深亚 微米图形的关键层的检查。刻蚀工艺的质量也是通过对刻蚀问题的检测来进行校验的，例 如，包括是否存在过刻蚀、欠刻蚀或钻蚀。在实际工艺制作中发现，对超厚金属进行刻蚀时常常出现对超厚金属边缘的过刻 蚀。参见图la，为对超厚金属进行刻蚀后的剖面图，图中11表示刻蚀后的超厚金属沟槽， 图Ia中用圆圈圈住的部分便是超厚金属沟槽边缘过刻蚀的突出部分；这里为了便于说明， 将超厚金属所在层称为第三层，将超厚金属层之前形成的层称为第二层，将第二层之前形 成的层称为第一层；超厚金属层与第一层之间，形成的是超厚金属沟槽的中心与第一层之 间的开尔文中心通孔12。理想状态下，刻蚀后的超厚金属沟槽为图Ib所示，超厚金属沟槽 边缘没有过刻蚀的部分。需要说明的是，所述第一层可以是超厚金属层以不是超厚金属层。采用自动检测系统进行刻蚀检查的方法中，包括开尔文通孔测试方法。现有的开 尔文通孔测试方法为图2所示的流程，其包括以下步骤步骤201，形成第一层之后，在第二层上形成中心通孔，在中心通孔中填入金属构 成中心连线。中心连线用于连接第一层与第三层超厚金属。本步骤形成的中心连线的高度为 第一层与第三层超厚金属之间的距离，表示为L，该中心连线的横截面一般选择为边长为 0.36um (微米)的正方形。步骤202，形成关于第一层与中心通孔之间接触处的两个中心测试连线通孔，在两 个中心测试连接通孔中填入金属构成中心测试连线。通过中心测试连线实现本步骤所述接触处与置于超厚金属层外的两个衬垫(pad) 的连接，将这两个pad分别表示为pad5和pad6，如图3所示。图3示出了第一层与第三层 超厚金属之间的中心连线30，带网格部分示出了从第一层与中心通孔之间的接触处引出 pad5和pad6的情况。中心测试连线用于测试中心连线的电阻，关于测试中心连线的电阻的 具体方法参见关于步骤205的详细描述。步骤203，刻蚀超厚金属沟槽。本步骤具体包括填第三层介质，在第三层介质上涂上光刻胶，通过曝光显影在光 刻胶上进行光刻，在光刻胶上定义超厚金属沟槽的位置，以该曝光显影后的光刻胶为掩膜 刻蚀出超厚金属沟槽。步骤204，在步骤203刻蚀的超厚金属沟槽中填入金属。步骤205，测试出中心连线的电阻。本步骤具体包括首先，从超厚金属沟槽引出两条测试连线，与两个pad相连。将这两个pad表示为 padl和pad7，如图3所示，带黑点部分示出了从超厚金属沟槽引出padl和pad7的情况。上 述从超厚金属沟槽引出两条测试连线的具体实现可以包括从超厚金属的沟槽两侧边分别 引出一条测试连线。然后，对pad5和pad6，以及padl和pad7进行通电，测试出中心连线的电阻。图4为图3的等价电路图，图中，40表示中心连线的等价电阻。测试时，依据开尔文通孔测试原理将探针分别扎在padl和pad6上，扎在padl上的探针相当于直接接在中心连线与 第三层之间的接触处，也就是图Ia中的E接触处，扎在pad6上的探针相当于直接接在中心 连线与第一层之间的接触处，也就是图Ia的F接触处，然后，用测试仪器通过探针对padl 和pad6通电，测出R3两端的电流If3 ；将探针分别扎在pad5和pad7上，扎在pad7上的探 针相当于直接接在中心连线与第三层之间的接触处，也就是图Ia中的E接触处，扎在pad5 上的探针相当于直接接在中心连线与第一层之间的接触处，也就是图Ia中的F接触处 ’然 后，用测试仪器通过探针对pad5和pad7通电，测出R3两端的电压Vm3 ；然后，便可计算出 R3 R3 = Vm3/If30步骤206，根据测试出的中心连线的电阻计算出中心连线的高度。计算出中心连线的电阻，且已知中心连线的电阻率和横截面积，根据计算电阻的 公式电阻=电阻率χ (长度/横截面积)，便可计算出中心连线的高度L3。如果步骤203超厚金属刻蚀正常，没有出现刻蚀变差，则中心连线的高度为L。现 有技术中，在测试出中心连线高度后，将得到的L3与L进行比较，如果L3与L相等或近似 相等，则表明该刻蚀符合要求；如果L3与L偏差较大，则表明过刻蚀或欠刻蚀。然而，在实际工艺中，通常情况下，L3与L相等或近似相等，很少出现L3与L偏差 较大的情况，也就是，一般不会出现刻蚀的超厚金属沟槽中心部分过刻蚀或欠刻蚀的情况。 在实际工艺中，还发现超厚金属沟槽边缘部分常出现过刻蚀的情况，但根据现有的测试方 法，只能测试出超厚金属沟槽中心部分的刻蚀情况，却不能测试出超厚金属沟槽边缘部分 的过刻蚀情况。
技术实现思路
本专利技术提供一种，该方法能够 测试出超厚金属沟槽边缘的过刻蚀深度。一种，该方法包括在形成第一层之后，在第二层中形成第一层与第三层的超厚金属沟槽之间的中心 通孔，在中心通孔中填入金属构成中心连线，并形成第一层与第三层的超厚金属沟槽边缘 的过刻蚀处之间的边缘通孔，在边缘通孔中填入金属构成边缘连线，所述中心连线和所述 边缘连线具有相同的横截面积和相同的高度；4在第三层中刻蚀超厚金属沟槽，在刻蚀的超厚金属沟槽中填入金属；分别测出中心连线电阻和边缘连线未被包裹部分电阻；根据测出的中心连线电阻和边缘连线未被包裹部分电阻，计算得到超厚金属沟槽 边缘过刻蚀的深度。可选地，所述计算超厚金属沟槽边缘过刻蚀的深度包括用边缘连线未被包裹部分电阻与中心连线电阻相除，再用1减去相除得到的值， 得到相减值，最后用所述中心连线的高度乘以所述相减值，得到的乘积为超厚金属沟槽边 缘过刻蚀的深度。可选地，在刻蚀超厚金属沟槽之前，形成关于中心通孔与第一层之间接触处的两 个中心测试连线通孔，形成关于边缘通孔与第一层之间接触处的两个边缘测试连线通孔， 在所述中心测试连线通孔中填入金属构成中心测试连线，在所述边缘测试连线通孔中填入 金属构成边缘测试连线；所述分别测试出中心连线电阻和边缘连线未被包裹部分电阻包括从超厚金属沟 槽引出两条测试连线，与衬垫相连；对与中心测试连线连接的衬垫、与边缘测试连线连接的 衬垫，以及与所述测试连线连接的衬垫进行通电，分别测试出中心连线电阻和边缘连线未 被包裹部分电阻。可选地，所述中心通孔和边缘通孔的横截面都是边长为0. 36微米的正方形。可选地，所述形成第一层与第三层的超厚金属沟槽边缘的过刻蚀处之间的边缘通 孔的方法包括形成第一层与第三层的距离超厚金属沟槽侧边的指定距离处之间的边缘通孔。可选地，所述指定距离为0至0. 5微米之间的值。从上述方案可以看出，本专利技术形成超厚金属沟槽的中心与第一层之间的中心通孔 时，还形成超厚金属沟槽边缘的过刻蚀处与第一层之间的边缘通孔，所述中心通孔和所述 边缘通孔具有相同的横截面积和相同的高度；刻蚀超厚金属沟槽，在刻蚀的超厚金属沟槽 中填入金属，在沟槽边缘部分，由于过刻蚀，将出现边缘连线端部被过刻蚀的金属包裹的现 象；然后，分别测出中心连线和边缘连线未被包裹部分电阻；而后，根据测得的电阻便可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对超厚金属沟槽边缘的过刻蚀深度进行监测的方法，包括：在形成第一层之后，在第二层中形成第一层与第三层的超厚金属沟槽之间的中心通孔，在中心通孔中填入金属构成中心连线，并形成第一层与第三层的超厚金属沟槽边缘的过刻蚀处之间的边缘通孔，在边缘通孔中填入金属构成边缘连线，所述中心连线和所述边缘连线具有相同的横截面积和相同的高度；在第三层中刻蚀超厚金属沟槽，在刻蚀的超厚金属沟槽中填入金属；分别测出中心连线电阻和边缘连线未被包裹部分电阻；根据测出的中心连线电阻和边缘连线未被包裹部分电阻，计算得到超厚金属沟槽边缘过刻蚀的深度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王贵明，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31