檢測半導體器件的測試結構的方法
2023-07-07 23:44:56 2
專利名稱：檢測半導體器件的測試結構的方法
技術領域：
本發明涉及半導體製造技術，特別涉及一種檢測半導體器件的測試結構的方法。
背景技術：
在半導體器件的製程中，常常需要在半導體器件上製作測試結構，該測試結構的 布線方向和該半導體器件上的布線方向相同，以便對半導體器件的電特性、關鍵尺寸(CD) 以及厚度等進行測試。在對半導體器件的測試結構檢測時，首先，對半導體器件進行裂片， 也就是沿著半導體器器件的布線方向解離半導體器件，得到劈裂面；然後對劈裂面採用掃 描電子顯微鏡(SEM)檢測，得到測試結果。在對半導體器件進行裂片時，採用機械方式損傷該半導體器件上的布線方向的邊 緣後，沿著損傷方向解離半導體器件得到劈裂面。目前，常常採用晶體平面為密勒符號(100)的半導體器件，定位槽的取向為 方向，密勒符號表示半導體器件的晶向。當對該半導體器件採用機械方式進行裂片時，則劈 裂面是垂直或平行於半導體器件的測試結構的，也就是垂直於或平行於定位槽取向。 但是，對於晶體平面為密勒符號(100)的半導體器件，除了定位槽的取向為方向外， 還有定位槽的取向為方向的半導體器件，如果採用同樣的機械方式進行裂片，則得 到的劈裂面和定位槽取向為方向的半導體器件的測試結構成45度夾角(這兩個不 同定位槽取向的半導體器件的定位槽取向之間的夾角為45度)，由於該劈裂面未能反應測 試結構，所以對該劈裂面採用SEM檢測時，得到的測試結果失效。因此，目前對定位槽取向為方向的半導體器件進行檢測有兩種方法，以下 分別介紹第一種方式，對定位槽取向為方向的半導體器件的測試結構裂片後，進行 手工磨樣方式，由於這種方式需要進行手工磨樣，所以不適用於樣品面積小的測試結構，一 般適用於測試結構大於等於20納米乘以20納米的結構。具體方法為對測試結構裂片後，進行手工磨樣，得到樣片，將樣片在透射電子顯微鏡(TEM)下 進行觀測。其中，在手工磨樣時可以調整樣片，使其垂直或平行半導體器件的測試結構。採用這種方法檢測，對樣品材質的影響大，會導致樣片中具有低介電常數材料的 絕緣層產生變形。由於需要手工磨樣，所以檢測的測試結構面積受限，小於20納米乘以20 納米的測試結構，無法採用該方法檢測完成。第二種方法，對定位槽取向為方向的半導體器件的測試結構裂片後，進行 FIB方式這種方式採用FIB製造樣品，適用於樣品面積小的測試結構，一般適用於樣品小 於20納米乘以20納米的測試結構。具體方法為採用離子束對放置在FIB機臺上的測試結構的裂片進行切割，得到樣品後，在TEM 上進行觀測。其中，切割時可以調整樣片，使其垂直或平行半導體器件的測試結構。這種方式由於離子束的能量作用，對測試結構頂部需要觀測的測試結構在切割的過程中發生受損變形的現象，難以進行CD或厚度等結構的測試。無論是上述兩種方式中的哪一種方式，都會造成測試不準確的問題。特別是在檢 測定位槽取向為方向的半導體器件的光阻測試結構時，由於光阻測試結構質地比較 軟，所以檢測會失效。綜上，目前無法準確地檢測定位槽取向為方向的半導體器件的測試結構。
發明內容
有鑑於此，本發明提供一種檢測半導體器件的測試結構的方法，該方法能夠準確 地檢測定位槽取向為方向的半導體器件的測試結構。為達到上述目的，本發明實施例的技術方案具體是這樣實現的一種檢測半導體器件的測試結構的方法，適用於定位槽取向為方向的半導 體器件，包括在定位槽取向為方向的半導體器件上生長測試結構，生長的測試結構和該 半導體器件的布線方向的夾角成45度；對該半導體器件採用機械方式進行裂片，得到劈裂面；對劈裂面採用SEM進行檢測，得到檢測數據。所述生長的測試結構和該半導體器件的布線方向的夾角成45度為沿該半導體器件的布線方向順時針旋轉45度或逆時針旋轉45度，生長測試結構。由上述技術方案可見，本發明在定位槽取向為方向的半導體器件上生長測 試結構時，使得測試結構和該半導體器件的布線方式成45度夾角，從而使得對該半導體器 件通過機械方式進行裂片時，劈裂面是垂直或平行於半導體器件的測試結構的。這樣，劈裂 面就可以完整的反應該半導體器件的測試結構，從而使得對劈裂面的測試就能夠準確反應 測試結構的特性，而不需要對劈裂面再進行處理，直接採用SEM檢測即可，因此，本發明提 供的方法準確地檢測定位槽取向為方向的半導體器件的測試結構。
圖1為本發明採用的準確地檢測定位槽取向為方向的半導體器件的測試結 構的流程示意圖；圖2為裂片方向和測試結構成45度的結構示意圖；圖3為裂片方向和測試結構垂直的結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖並舉實施例，對 本發明作進一步詳細說明。由於現有的機械方式對半導體器件進行裂片時，只是適用定位槽取向為方 向的半導體器件，即對該半導體器件採用機械方式進行裂片時，劈裂面是垂直或平行於該 半導體器件的測試結構的。而採用該機械方式對定位槽取向為方向的半導體器件進 行裂片時，則會使得劈裂面和該半導體器件的測試結構成45度，使得劈裂面無法真實反應 測試結構的形貌。
因此，在背景技術中，採用了 FIB或手工磨樣方式對劈裂面進行處理，使得其可以 真實反應測試結構的形貌，但是，這樣會存在問題1)這兩種方法都會使劈裂面損傷，不利 於後續的檢測；2)這兩種方式都是採用人工方式將劈裂面調整為和測試結構平行或垂直， 這會出現偏差，無法使得劈裂面無法真實反應測試結構的形貌；3)這兩種方式都無法適用 於含光阻的測試結構檢測。因此，圖1為本發明採用的準確地檢測定位槽取向為方向的半導體器件的 測試結構的流程示意圖，其具體步驟為步驟101、在定位槽取向為方向的半導體器件上生長測試結構，生長的測試 結構和該半導體器件的布線方向的夾角成45度；在本步驟中，生長的測試結構和該半導體器件的布線方向的夾角成45度為沿該 半導體器件的布線方向順時針旋轉45度或逆時針旋轉45度，生長測試結構；步驟102、對該半導體器件採用機械方式進行裂片，得到劈裂面；在本步驟中，得到的劈裂面垂直於或平行於測試結構，真實反應測試結構的形 貌；步驟103、對劈裂面採用SEM進行檢測，得到檢測數據。在半導體器件上除了實際有效的結構外，還需要生長多個測試結構用來進行製程 監控。
背景技術：
中在生長測試結構時，都是和半導體器件的布線方向平行或垂直，這時如果 採用現有的機械方式進行裂片，對於定位槽取向為方向的半導體器件來說，其裂片 方向和測試結構成45度夾角，如圖2所示。因此，本發明調整了生長測試結構的角度，使得 和半導體器件的布線方向成45度夾角，這樣，在進行裂片時，其裂片方向和測試結構垂直 或平行，如圖3所示(圖3所示的為垂直)。這樣，直接採用人工或精密劈裂機沿裂片方向 切割得到劈裂面，就可以採用SEM觀測到準確的測試結構的CD、電特性或厚度等特性了。更進一步地，由於不需要在對劈裂面進行如背景技術那樣手工磨樣或FIB方式， 所以不會對劈裂面造成損傷，而直接檢測，所以適用於測試光阻測試結構。綜上，在半導體器件上生成測試結構時，需要考慮半導體器件的晶向，使得所生成 的測試結構和半導體器件之間存在夾角，從而保證裂片方向和測試結構方向垂直或平行。以上舉較佳實施例，對本發明的目的、技術方案和優點進行了進一步詳細說明，所 應理解的是，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的 精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之 內。
權利要求
1.一種檢測半導體器件的測試結構的方法，適用於定位槽取向為方向的半導體 器件，包括在定位槽取向為方向的半導體器件上生長測試結構，生長的測試結構和該半導 體器件的布線方向的夾角成45度；對該半導體器件採用機械方式進行裂片，得到劈裂面； 對劈裂面採用SEM進行檢測，得到檢測數據。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述生長的測試結構和該半導體器件的布 線方向的夾角成45度為沿該半導體器件的布線方向順時針旋轉45度或逆時針旋轉45度，生長測試結構。
全文摘要
本發明公開了一種檢測半導體器件的測試結構的方法，適用於定位槽取向為方向的半導體器件，包括在定位槽取向為方向的半導體器件上生長測試結構，生長的測試結構和該半導體器件的布線方向的夾角成45度；對該半導體器件採用機械方式進行裂片，得到劈裂面；對劈裂面採用SEM進行檢測，得到檢測數據。本發明提供的方法能夠準確地檢測定位槽取向為方向的半導體器件的測試結構。
文檔編號H01L21/02GK101996910SQ20091019457
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月25日 優先權日2009年8月25日
發明者蘇鳳蓮 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司