專利名稱:改進(jìn)的半導(dǎo)體晶片結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，特別涉及一種能夠提前發(fā)現(xiàn)絕緣層內(nèi)部空隙的半導(dǎo)體晶片及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體器件已經(jīng)具有深亞微米結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體集成電路IC中硅襯底表面包含數(shù)量龐大的跨度小于0.2微米的溝槽和凸棱。在金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)電路中，凸棱用于形成多晶硅柵極，溝槽用于在柵極之間形成隔離層。利用化學(xué)氣相淀積CVD或等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積PECVD工藝在硅襯底表面淀積絕緣層，作為多晶硅柵極和MOS晶體管的第一金屬層之間的隔離層。由于這種隔離層一般在多級(jí)金屬結(jié)構(gòu)中的任意金屬級(jí)之前沉積，因此將其稱作前金屬介電(premetal-dielectric)(PMD)層。對(duì)于PMD來說，重要的是具有好的平整度和溝槽填充能力。對(duì)于亞微米半導(dǎo)體器件來說，例如具有溝槽的高密度動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)或者邏輯存儲(chǔ)器，其中溝槽變得更窄而且縱橫比(溝槽高度與寬度的比)更高(大約6∶1以上)，目前普遍使用硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)作為絕緣層填充材料。在襯底上淀積硼磷硅酸鹽玻璃以便形成隔離層的工藝過程中，需要精確控制溫度、壓力、淀積功率等參數(shù)以及反應(yīng)氣體的流量，因此如果工藝條件控制不當(dāng)，例如襯底溫度過低或?yàn)R射淀積比不合適很可能在硼磷硅酸鹽玻璃回流時(shí)不能完全填充溝槽，從而在溝槽內(nèi)形成空隙(Void)。
圖1A為在半導(dǎo)體襯底的柵極結(jié)構(gòu)上淀積隔離層中存在空隙的芯片結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖1B為圖1A中A-A向的橫向剖面圖。如圖1A和圖1B所示，在硅襯底100表面形成有柵極結(jié)構(gòu)110和溝槽120，利用利用化學(xué)氣相淀積CVD或等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積PECVD工藝在硅襯底100表面的溝槽120中淀積BPSG隔離層200，從而覆蓋硅襯底100表面的柵極結(jié)構(gòu)110和溝槽120。大規(guī)模CMOS集成電路如動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器芯片上的柵極結(jié)構(gòu)110和溝槽120的數(shù)量通常是非常巨大的。溝槽120具有較高的縱橫比，如果在淀積和回流的過程中工藝條件控制不當(dāng)，在溝槽120中填充的隔離層200中就會(huì)形成空隙210。
在接下來的工藝步驟中，進(jìn)一步在隔離層200上形成互連結(jié)構(gòu)。圖2A-圖2C為現(xiàn)有技術(shù)中在芯片隔離層上形成的互連結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2A為現(xiàn)有技術(shù)中在芯片隔離層上形成的互連結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖2B為圖2A中A-A向的橫向剖面圖。圖2C為圖2A中B-B向的縱向剖面圖。如圖2A、圖2B和圖2C所示，在芯片隔離層上形成的互連結(jié)構(gòu)包括在溝槽120上刻蝕出的眾多的孔230，孔230被縱向刻蝕且深度直達(dá)襯底100表面，以及橫向貫穿孔230的凹槽220。橫向貫穿孔230的凹槽220、220′和220″彼此并排平行、孔230、230′和230″彼此間隔，在隔離層上形成互連圖形。假設(shè)在溝槽120中已經(jīng)形成空隙210，且空隙210便位于凹槽220′和220″的兩個(gè)孔230′和230″之間。
在接下來的工藝步驟中，在具有互連圖形的隔離層200上淀積金屬層300。圖3A至圖3C為在具有互連圖形的隔離層200上淀積金屬層300后的示意圖，具體來說，圖3A為在具有互連圖形的隔離層220上淀積金屬層300后的俯視圖，圖3B為圖3A的A-A向橫向剖面圖，圖3C為圖3A中B-B向縱向剖面圖。如圖3A、圖3B和圖3C所示，在具有互連圖形的隔離層200上淀積金屬層300之后，在孔230、230′和230″中淀積了金屬層300形成金屬化孔，凹槽220、220′和220″中淀積了金屬層300形成互連引線。而且，孔230′和230″之間的空隙210中也淀積進(jìn)去了金屬。因此，由圖3C可以看出，金屬孔230′和230″之間由于空隙210的存在而形成了短路。
在接下來的工藝步驟中，利用CMP工藝將金屬層300磨除直至露出互連圖形層。圖4A至圖4C為利用CMP工藝將金屬層300磨除后的示意圖。圖4A為將金屬層300磨除后的隔離層的俯視圖；圖4B為圖4A的A-A向橫向剖面圖，圖4C為圖4A中B-B向縱向剖面圖。如圖4A、圖4B和圖4C所示，利用CMP工藝將金屬層300磨除，直至露出由淀積了金屬層的孔230和橫向貫穿孔230的引線220組成的互連圖形。由圖4A和圖4C可以看出，由于空隙210的存在，金屬化后的孔230′和230″之間的空隙210中淀積的金屬導(dǎo)致引線220′和220″之間形成短路。
在現(xiàn)有技術(shù)中，上述短路情況的檢查是在繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)工藝如掩膜、光刻、淀積和刻蝕等步驟以便形成多層互連電路芯片結(jié)構(gòu)之后，采用電勢(shì)對(duì)比法(voltage contrast)進(jìn)行的。圖5為現(xiàn)有技術(shù)的采用電壓比較法檢查短路的示意圖。如圖5所示，在引線220′和220″之間施加一電壓V，通過監(jiān)測(cè)電流的變化來判斷是否有空隙的存在。如果存在空隙210，那么引線220′和220″之間的電流就會(huì)超過正常值。如果要精確定位空隙210的位置，需要等到整個(gè)晶片完全做完，然后利用工程分析方法找到該空隙存在的大概區(qū)域，逐一切斷各小孔之間的引線，用電勢(shì)對(duì)比法找到空隙存在的具體位置。由此可以看出，這一過程相當(dāng)煩瑣且檢查的效率很低。而且該電勢(shì)對(duì)比法必須要在整個(gè)的晶片互連結(jié)構(gòu)形成完成之后進(jìn)行，此時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)空隙造成的短路，整個(gè)晶片就需報(bào)廢。究其原因是由于現(xiàn)有技術(shù)的互連結(jié)構(gòu)的引線220′和220″之間在圖4A所示的狀態(tài)時(shí)是無法確定空隙存在的大致區(qū)域的，也無法利用電勢(shì)對(duì)比找出空隙的具體位置。因此，由于上述現(xiàn)有技術(shù)的互連結(jié)構(gòu)的缺陷導(dǎo)致的測(cè)試方法的局限和空隙檢測(cè)的滯后，使芯片的早期失效無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成次品率的增加和制造成本的提高。

發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的半導(dǎo)體芯片的互連結(jié)構(gòu)，所述互連結(jié)構(gòu)能夠在形成互連結(jié)構(gòu)的早期，利用電子束掃描及時(shí)發(fā)現(xiàn)溝槽內(nèi)隔離層中出現(xiàn)的空隙，從而剔除早期短路失效，提高良品率和降低制造成本。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體晶片，包括半導(dǎo)體襯底；在襯底表面形成的復(fù)數(shù)個(gè)溝槽；覆蓋襯底表面溝槽的隔離層；以及在所述隔離層上與溝槽對(duì)應(yīng)的位置形成的互連圖形；和在所述隔離層上與溝槽對(duì)應(yīng)的位置形成的、與互連圖形平行間隔排列的測(cè)試圖形。
所述互連圖形包括彼此間隔的孔和橫貫所述孔的凹槽。
所述測(cè)試圖形包括彼此間隔的孔。
所述互連圖形和測(cè)試圖形的孔在隔離層表面被刻蝕出并向下貫通溝槽直達(dá)襯底表面。
所述互連圖形和測(cè)試圖形的孔彼此平行且一一對(duì)應(yīng)地排列。
在所述互連圖形的凹槽和孔中以及測(cè)試圖形的孔中填充有金屬材料。
所述互連圖形包含在晶片微電路的多層互連結(jié)構(gòu)中。
所述測(cè)試圖形為電子束轟擊測(cè)試區(qū)域。
相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)方法，包括提供一半導(dǎo)體襯底；在襯底上形成復(fù)數(shù)個(gè)溝槽；利用化學(xué)氣相淀積(CVD)工藝在襯底表面淀積隔離層以便填充和覆蓋溝槽；在隔離層上與溝槽對(duì)應(yīng)的位置刻蝕第一孔陣列和第二孔陣列；在第一孔陣列上刻蝕出橫貫孔的凹槽；在隔離層表面淀積金屬層；利用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝去除所述金屬層直至第一空陣列和第二孔陣列以及第二孔陣列各孔之間完全隔離；利用電子束掃描轟擊第一孔陣列和第二孔陣列；如果發(fā)現(xiàn)被轟擊的第二孔陣列某處孔的顏色與其它孔的顏色不同，則說明所述某處孔的下方存在空隙；否則繼續(xù)進(jìn)行接下來的工藝步驟。
所述第一孔陣列和第二孔陣列的孔在隔離層上被刻蝕出并向下貫通溝槽直達(dá)襯底表面。
所述第一孔矩陣與第二孔陣列彼此平行間隔排列。
所述第一孔陣列和第二孔陣列的孔彼此平行且一一對(duì)應(yīng)地排列。
所述第一孔陣列包含在晶片微電路的多層互連結(jié)構(gòu)中。
所述第二孔陣列為電子束轟擊測(cè)試區(qū)域。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的芯片互連結(jié)構(gòu)由于采用了在襯底的隔離層上與溝槽對(duì)應(yīng)的位置形成的包括彼此間隔的孔和橫貫孔的凹槽的互連圖形，和與溝槽對(duì)應(yīng)的位置形成的、與互連陣列平行交替排列的、包括彼此間隔的孔的測(cè)試圖形，其中孔在隔離層表面被刻蝕出并向下貫通溝槽直達(dá)襯底表面。由于互連圖形和測(cè)試圖形的孔彼此平行且一一對(duì)應(yīng)地排列，互連圖形的凹槽和孔形成引線連接的金屬化孔陣列，測(cè)試圖形的孔中填充有金屬材料形成與互連圖形的孔對(duì)應(yīng)且彼此獨(dú)立的金屬化孔。這種結(jié)構(gòu)使得在工藝步驟進(jìn)行到此時(shí)，就能夠利用電子束掃描及時(shí)發(fā)現(xiàn)淀積在溝槽內(nèi)的隔離層中存在的空隙。
在電子轟擊互連圖形的凹槽和孔中以及測(cè)試圖形的孔時(shí)，如果在互連圖形孔和測(cè)試圖形的孔的下方存在空隙，也就是有短路的情況發(fā)生，那么在測(cè)試圖形中，由于電子在獨(dú)立的孔上的聚集程度和下方有空隙從而與互連圖形的孔短路的孔上的聚集程度不同，因此可以通過判斷被掃描的測(cè)試圖形的孔的顏色變化來定位空隙。建立在本發(fā)明的芯片結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上的這種空隙定位方法大大提高了測(cè)試效率，而且如果有空隙造成短路的現(xiàn)象就可以及時(shí)進(jìn)行分析，進(jìn)而修復(fù)造成故障產(chǎn)生的步驟，不必等到形成多層互連結(jié)構(gòu)之后再對(duì)芯片進(jìn)行空隙檢測(cè)分析。因此本發(fā)明能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，為解決問題爭(zhēng)取了時(shí)間，降低了次品率，進(jìn)而降低了制造成本。
圖1A為在半導(dǎo)體襯底的柵極結(jié)構(gòu)上淀積隔離層中存在空隙的芯片結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖1B為圖1A中A-A向的橫向剖面圖；圖2A為現(xiàn)有技術(shù)中在芯片隔離層上形成的互連結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖2B為圖2A中A-A向的橫向剖面圖；圖2C為圖2A中B-B向的縱向剖面圖；圖3A為在具有互連圖形的隔離層220上淀積金屬層300后的俯視圖；圖3B為圖3A的A-A向橫向剖面圖；圖3C為圖3A中B-B向縱向剖面圖；圖4A為將金屬層300磨除后的隔離層的俯視圖；圖4B為圖4A的A-A向橫向剖面圖；圖4C為圖4A中B-B向縱向剖面圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)的采用電壓比較法檢查短路的示意圖；圖6A為在半導(dǎo)體襯底的柵極結(jié)構(gòu)上淀積隔離層中存在空隙的芯片結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖6B為圖6A中A-A向的橫向剖面圖；圖7A為本發(fā)明的在半導(dǎo)體晶片結(jié)構(gòu)的隔離層上形成互連圖形和測(cè)試圖形的俯視圖；圖7B為圖7A中A-A向的橫向剖面 圖7C為圖7A中B-B向的縱向剖面圖；圖8A為本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片在具有互連圖形的隔離層220上淀積金屬層300后的俯視圖；圖8B為圖8A的A-A向橫向剖面圖；圖8C為圖8A中B-B向縱向剖面圖；圖9A為本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片結(jié)構(gòu)利用CMP工藝將金屬層300磨除后的隔離層的俯視圖；圖9B為圖9A的A-A向橫向剖面圖；圖9C為圖9A中B-B向縱向剖面圖；圖10A為本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖10B為圖10A中A-A向的橫向剖面圖；圖11為利用電子束掃描定位本發(fā)明半導(dǎo)體晶片隔離層中空隙的示意圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)說明。
圖10A和圖10B為本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片結(jié)構(gòu)示意圖。圖10A為本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖10B為圖10A中A-A向的橫向剖面圖，如圖10A和圖10B所示，本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片包括半導(dǎo)體襯底100和在襯底100表面形成的復(fù)數(shù)個(gè)柵極110和溝槽120；覆蓋襯底表面溝槽120的隔離層200；以及在隔離層200上與溝槽120對(duì)應(yīng)的位置形成的互連圖形；和在隔離層200上與溝槽120對(duì)應(yīng)的位置形成的、與互連圖形平行間隔排列的測(cè)試圖形。互連圖形包括由眾多金屬化孔230、230′和230″組成的第一孔陣列和分別橫向貫通眾多金屬化孔230、230′和230″的金屬化引線220、220′和220″。測(cè)試圖形是由眾多的、彼此獨(dú)立的金屬化孔240、240′構(gòu)成的第二孔陣列組成?；ミB圖形和測(cè)試圖形的孔230、230′和230″以及240、240′在隔離層200表面被刻蝕出并向下貫通溝槽120直達(dá)襯底100表面，并且互連圖形的孔和測(cè)試圖形的孔彼此平行且一一對(duì)應(yīng)地排列?；ミB圖形包含在晶片微電路的多層互連結(jié)構(gòu)中，測(cè)試圖形為電子束轟擊測(cè)試區(qū)域。
下面描述本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片結(jié)構(gòu)的制造方法，并假設(shè)在本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片的隔離層中存在導(dǎo)致短路的空隙。
在MOS電路中，襯底上通常具有多晶硅柵極和在柵極之間用于形成隔離層的溝槽。利用化學(xué)氣相淀積CVD或等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積PECVD工藝在硅襯底表面淀積絕緣層作為柵極和MOS晶體管第一金屬層之間的隔離層。對(duì)于亞微米半導(dǎo)體器件來說，溝槽變得更窄而且縱橫比更高，在本發(fā)明的實(shí)施例中采用硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)作為隔離層填充材料。在襯底上淀積硼磷硅酸鹽玻璃以便形成隔離層的工藝過程中，需要精確控制溫度、壓力、淀積功率等參數(shù)以及反應(yīng)氣體的流量，如果工藝條件控制不當(dāng)，則會(huì)在硼磷硅酸鹽玻璃回流時(shí)不能完全填充溝槽，從而在溝槽內(nèi)形成空隙。
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的半導(dǎo)體芯片的互連結(jié)構(gòu)，所述互連結(jié)構(gòu)能夠提前發(fā)現(xiàn)溝槽內(nèi)隔離層中出現(xiàn)的空隙。圖6A和圖6B為在半導(dǎo)體襯底的柵極結(jié)構(gòu)上淀積隔離層中存在空隙的示意圖。圖6A為在半導(dǎo)體襯底的柵極結(jié)構(gòu)上淀積隔離層中存在空隙的芯片結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖6B為圖6A中A-A向的橫向剖面圖。如圖6A和圖6B所示，在硅襯底100表面形成有柵極結(jié)構(gòu)110和溝槽120，利用利用化學(xué)氣相淀積CVD或等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積PECVD工藝在硅襯底100表面的溝槽120中淀積BPSG隔離層200，從而覆蓋硅襯底100表面的柵極結(jié)構(gòu)110和溝槽120。溝槽120具有較高的縱橫比，如果在淀積和回流的過程中工藝條件控制不當(dāng)，在溝槽120中填充的隔離層200中就會(huì)形成空隙210。
在接下來的工藝步驟中，在隔離層200上形成互連圖形和測(cè)試圖形。圖7A-圖7C為本發(fā)明的在半導(dǎo)體晶片結(jié)構(gòu)的隔離層上形成互連圖形和測(cè)試圖形的示意圖。圖7A為本發(fā)明的在半導(dǎo)體晶片結(jié)構(gòu)的隔離層上形成互連圖形和測(cè)試圖形的俯視圖。圖7B為圖7A中A-A向的橫向剖面圖。圖7C為圖7A中B-B向的縱向剖面圖。如圖7A、圖7B和圖7C所示，在芯片隔離層200上與溝槽120對(duì)應(yīng)的位置形成的互連圖形包括彼此間隔的眾多的孔230、230′和230″以及橫向貫穿孔230、230′和230″的凹槽220、220′和220″。在隔離層200上與溝槽120對(duì)應(yīng)的位置形成測(cè)試圖形，測(cè)試圖形包括彼此間隔的眾多的孔240、240′，且測(cè)試圖形與互連圖形平行交替排列，如圖7A所示?；ミB圖形和測(cè)試圖形的孔230、230′和230″以及240、240′在隔離層200表面被刻蝕出并向下貫通溝槽120直達(dá)襯底100表面，并且互連圖形的孔230和測(cè)試圖形的孔240彼此平行且一一對(duì)應(yīng)地排列。在溝槽120中已經(jīng)形成空隙210，且空隙210位于互連圖形的凹槽220′和220″的兩個(gè)孔230′和230″以及測(cè)試圖形的孔240′之間，橫向貫通了孔230′、230″和240′，如圖7C所示。
接著，在具有互連圖形的隔離層200上淀積金屬層300。圖8A至圖8C為本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片在具有互連圖形和測(cè)試圖形的隔離層200上淀積金屬層300后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8A為本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片在具有互連圖形的隔離層220上淀積金屬層300后的俯視圖，圖8B為圖8A的A-A向橫向剖面圖，圖8C為圖8A中B-B向縱向剖面圖。如圖8A、圖8B和圖8C所示，在具有互連圖形和測(cè)試圖形的隔離層200上淀積金屬層300之后，在互連圖形的孔230、230′、230″和測(cè)試圖形的孔240、240′中淀積金屬層300從而形成金屬化孔，互連圖形的凹槽220、220′和220″中淀積了金屬層300形成互連引線。而且，金屬孔230′、240′和230″之間的空隙210中也淀積進(jìn)了金屬。因此，由圖8C可以看出，金屬孔230′、240′和230″之間由于空隙210的存在而形成了短路。
在接下來的工藝步驟中，利用CMP工藝將金屬層300磨除直至露出互連圖形和測(cè)試圖形，而且互連圖形和測(cè)試圖形以及測(cè)試圖形各孔之間完全隔離。圖9A至圖9C為本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片結(jié)構(gòu)利用CMP工藝將金屬層300磨除后的示意圖。圖9A為本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片結(jié)構(gòu)利用CMP工藝將金屬層300磨除后的隔離層的俯視圖；圖9B為圖9A的A-A向橫向剖面圖，圖9C為圖9A中B-B向縱向剖面圖。如圖9A、圖9B和圖9C所示，利用CMP工藝，將金屬層300磨除，直至露出淀積金屬層的互連圖形和測(cè)試圖形，而且互連圖形和測(cè)試圖形以及測(cè)試圖形各孔之間完全隔離。此時(shí)的互連圖形包括分別橫向貫通金屬化孔230、230′和230″的金屬化互連引線220、220′和220″。此時(shí)的測(cè)試圖形是由眾多的、彼此獨(dú)立的金屬化孔240組成的孔陣列。此時(shí)如果沒有空隙存在則繼續(xù)進(jìn)行接下來的工藝步驟。在溝槽120中已經(jīng)形成空隙210的情況下，由圖10A和圖10C可以看出，空隙210中淀積了金屬之后，橫向連通了金屬化后的孔230′、240′和230″，從而造成金屬化引線220′和220″之間短路。
圖11為利用電子束掃描本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片定位隔離層中的空隙的示意圖。如圖11所示，本發(fā)明的晶片結(jié)構(gòu)在隔離層上布置了互連圖形和測(cè)試圖形。互連圖形包括金屬化引線和眾多的金屬化孔，且金屬化引線橫向貫穿眾多的金屬化孔。測(cè)試圖形是由眾多的金屬化孔組成的孔陣列。互連圖形的金屬化孔和測(cè)試圖形的金屬化孔在隔離層200表面與溝槽120對(duì)應(yīng)的位置被刻蝕出并向下貫通溝槽直達(dá)襯底表面。測(cè)試圖形的金屬化孔彼此間隔，并且與互連圖形的孔彼此平行且一一對(duì)應(yīng)地排列。在隔離層200的溝槽中存在空隙210，其位于金屬化孔411、412和413之間，由于空隙210中已經(jīng)在淀積金屬時(shí)形成了一個(gè)金屬空間，從而造成金屬化引線410和金屬化引線420短路。
用電子束掃描互連圖形和測(cè)試圖形，如果在互連圖形孔和測(cè)試圖形的孔的下方存在空隙，也就是有短路的情況發(fā)生，那么當(dāng)電子轟擊到具有空隙的金屬化引線410和420以及中間測(cè)試圖形的金屬化孔時(shí)，轟擊到金屬化孔412上的電子會(huì)沿著金屬化引線410和420散開，而轟擊到其下方?jīng)]有空隙的測(cè)試圖形的金屬化孔上的電子會(huì)聚集在金屬化孔上，在色譜儀上觀察金屬化孔412和周圍的金屬化孔的顏色是不同的。因此，用電子束掃描互連圖形和測(cè)試圖形，通過觀察金屬化孔的顏色變化就能夠定位空隙。
建立在本發(fā)明的芯片結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上的這種電子束掃描定位空隙的方法，在工藝過程的早期，也就是磨去了第一層金屬互連層之后就可以進(jìn)行隔離層中空隙的檢查，不僅提高了測(cè)試效率，而且能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)空隙造成短路的情況，從而及時(shí)剔除故障芯片，不必等到形成多層互連結(jié)構(gòu)之后再對(duì)芯片進(jìn)行空隙檢測(cè)。因此本發(fā)明為解決問題爭(zhēng)取了時(shí)間，減少了次品率，降低了制造成本。
雖然本發(fā)明己以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求
所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體晶片，包括半導(dǎo)體襯底；在襯底表面形成的復(fù)數(shù)個(gè)溝槽；覆蓋襯底表面溝槽的隔離層；以及在所述隔離層上與溝槽對(duì)應(yīng)的位置形成的第一孔陣列和第二孔陣列。
2.如權(quán)利要求
1所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于所述第一孔矩陣與第二孔陣列彼此平行間隔排列。
3.如權(quán)利要求
2所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于所述第一孔陣列和第二孔陣列的孔在隔離層上被刻蝕出并向下貫通溝槽直達(dá)襯底表面。
4.如權(quán)利要求
3所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于所述第一孔陣列和第二孔陣列的孔彼此平行且一一對(duì)應(yīng)地排列。
5.如權(quán)利要求
4所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于所述第一孔陣列具有橫貫孔的凹槽。
6.如權(quán)利要求
4或5所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于在所述第一孔陣列的凹槽和孔中以及第二孔陣列的孔中填充有金屬材料。
7.如權(quán)利要求
6所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于所述第一孔陣列包含在晶片微電路的多層互連結(jié)構(gòu)中。
8.如權(quán)利要求
6所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于所述第二孔陣列為電子束轟擊測(cè)試區(qū)域。
9.一種半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)方法，包括提供一半導(dǎo)體襯底；在襯底上形成復(fù)數(shù)個(gè)溝槽；利用化學(xué)氣相淀積(CVD)工藝在襯底表面淀積隔離層以便填充和覆蓋溝槽；在隔離層上與溝槽對(duì)應(yīng)的位置刻蝕第一孔陣列和第二孔陣列；在第一孔陣列上刻蝕出橫貫孔的凹槽；在隔離層表面淀積金屬層；利用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝去除所述金屬層直至第一空陣列和第二孔陣列以及第二孔陣列各孔之間完全隔離。
10.如權(quán)利要求
9所述的半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)方法，其特征在于所述第一孔陣列和第二孔陣列的孔在隔離層上被刻蝕出并向下貫通溝槽直達(dá)襯底表面。
11.如權(quán)利要求
10所述的半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)方法，其特征在于所述第一孔矩陣與第二孔陣列彼此平行間隔排列。
12.如權(quán)利要求
10或11所述的半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)方法，其特征在于所述第一孔陣列和第二孔陣列的孔彼此平行且一一對(duì)應(yīng)地排列。
13.如權(quán)利要求
9所述的半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)方法，其特征在于所述第一孔陣列包含在晶片微電路的多層互連結(jié)構(gòu)中。
14.如權(quán)利要求
9所述的半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)方法，其特征在于所述第二孔陣列為電子束轟擊測(cè)試區(qū)域。
15.一種半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)方法，包括提供一半導(dǎo)體襯底；在襯底上形成復(fù)數(shù)個(gè)溝槽；利用化學(xué)氣相淀積(CVD)工藝在襯底表面淀積隔離層以便填充和覆蓋溝槽；在隔離層上與溝槽對(duì)應(yīng)的位置刻蝕第一孔陣列和第二孔陣列；在第一孔陣列上刻蝕出橫貫孔的凹槽；在隔離層表面淀積金屬層；利用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝去除所述金屬層直至第一空陣列和第二孔陣列以及第二孔陣列各孔之間完全隔離；利用電子束掃描轟擊第一孔陣列和第二孔陣列；如果發(fā)現(xiàn)被轟擊的第二孔陣列某處孔的顏色與其它孔的顏色不同，則說明所述某處孔的下方存在空隙；否則繼續(xù)進(jìn)行接下來的工藝步驟。
16.如權(quán)利要求
15所述的半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)方法，其特征在于所述第一孔陣列和第二孔陣列的孔在隔離層上被刻蝕出并向下貫通溝槽直達(dá)襯底表面。
17.如權(quán)利要求
15所述的半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)方法，其特征在于所述第一孔矩陣與第二孔陣列彼此平行間隔排列。
18.如權(quán)利要求
16或17所述的半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)方法，其特征在于所述第一孔陣列和第二孔陣列的孔彼此平行且一一對(duì)應(yīng)地排列。
19.如權(quán)利要求
17所述的半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)方法，其特征在于所述第一孔陣列包含在晶片微電路的多層互連結(jié)構(gòu)中。
20.如權(quán)利要求
17所述的半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)方法，其特征在于所述第二孔陣列為電子束轟擊測(cè)試區(qū)域。
21.一種半導(dǎo)體晶片，包括半導(dǎo)體襯底；在襯底表面形成的復(fù)數(shù)個(gè)溝槽；覆蓋襯底表面溝槽的隔離層；以及在所述隔離層上與溝槽對(duì)應(yīng)的位置形成的互連圖形；和在所述隔離層上與溝槽對(duì)應(yīng)的位置形成的、與互連圖形平行間隔排列的測(cè)試圖形。
22.如權(quán)利要求
21所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于所述互連圖形包括彼此間隔的孔和橫貫所述孔的凹槽。
23.如權(quán)利要求
21所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于所述測(cè)試圖形包括彼此間隔的孔。
24.如權(quán)利要求
22或23所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于所述互連圖形和測(cè)試圖形的孔在隔離層表面被刻蝕出并向下貫通溝槽直達(dá)襯底表面。
25.如權(quán)利要求
24所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于所述互連圖形和測(cè)試圖形的孔彼此平行且一一對(duì)應(yīng)地排列。
26.如權(quán)利要求
24所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于在所述互連圖形的凹槽和孔中以及測(cè)試圖形的孔中填充有金屬材料。
27.如權(quán)利要求
26所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于所述互連圖形包含在晶片微電路的多層互連結(jié)構(gòu)中。
28.如權(quán)利要求
26所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于所述測(cè)試圖形為電子束轟擊測(cè)試區(qū)域。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體晶片，包括半導(dǎo)體襯底；在襯底表面形成的復(fù)數(shù)個(gè)溝槽；覆蓋襯底表面溝槽的隔離層；以及在所述隔離層上與溝槽對(duì)應(yīng)的位置形成的第一孔陣列和第二孔陣列。本發(fā)明還相應(yīng)公開了一種半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)方法，包括提供一半導(dǎo)體襯底；在襯底上形成復(fù)數(shù)個(gè)溝槽；利用化學(xué)氣相淀積(CVD)工藝在襯底表面淀積隔離層以便填充和覆蓋溝槽；在隔離層上與溝槽對(duì)應(yīng)的位置刻蝕第一孔陣列和第二孔陣列；在第一孔陣列上刻蝕出橫貫孔的凹槽；在隔離層表面淀積金屬層；利用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝去除所述金屬層直至露出第一和第二孔陣列。本發(fā)明能夠利用電子束掃描及時(shí)發(fā)現(xiàn)溝槽內(nèi)的空隙，從而及早發(fā)現(xiàn)失效，降低次品率和制造成本。
文檔編號(hào)H01L21/768GK1992254SQ200510111971
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年12月26日
發(fā)明者宋增超 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan