606至609对应于区域302、303、304、305，其中，由于铜以外的金属的偏析，故获得相对高浓度的来自该晶种层106、216的铜以外的金属。因此，在该扩散阻障层104、215中存在缺陷和不存在此类缺陷的情况下，范围606至609皆可出现在该图像601中。该图像601中的范围610至615对应于该半导体结构100中的该区域306至311，其中当缺陷218至223出现在该扩散阻障层215中时，是获得相对高浓度的来自该晶种层106、216的铜以外的金属。范围606至609，以及范围610至615可因为他们于该半导体结构100中的位置彼此不同而被区别。于该扩散阻障层104、215附近的范围610至615的位置是不同于范围606至609的位置，范围606至609的位置是排列在该导电材料107、217和该覆盖层208、301间的介面的附近，与该扩散阻障层104、215有距离。
[0084]因此，从该图像601中有没有出现区域610至615，便可决定代表该扩散阻障层215中有缺陷218至223存在的区域306至311是否存在，使得可以从该图像601决定该扩散阻障层215中是否具有缺陷。
[0085]若该扩散阻障层215和/或该扩散阻障层104在图3显示的缺陷218至223的位置以外的位置具有缺陷，则该图像601可包括其中代表来自该晶种层106、216的铜以外的金属浓度的相对高强度的信号是在大约对应于这些缺陷位置的位置而被测量的范围。
[0086]从该图像601，操作者可通过检验该图像601来执行，或可通过图像处理技术处理该图像601而自动执行决定区域306至311是否存在于该半导体结构100中。
[0087]于一些具体实施例中，可从半导体结构100中形成集成电路的部分获得用于测量该半导体结构100中来自该晶种层106、216的铜以外的金属的分布的样本。因此，集成电路(例如形成于晶圆上的多个集成电路之其中一者)可能在制备样本时被毁损。而该晶圆上的其他集成电路可维持完整无缺。
[0088]于其他具体实施例中，如图1至3中所显示的结构可以特定测试结构提供，其可能位于，例如，形成于晶圆上的集成电路之间的该晶圆的切割线(scribe line)。因此，可被避免为了监控扩散阻障层的完整性而对集成电路的破坏，尤其，可对线内(inline)非破坏性扩散阻障层完整性的监控有帮助。
[0089]以上所揭露的特定具体实施例仅用于说明，因为对受惠于在此教示之内容之熟悉该技艺者而言，可以不同但等效方法之变更和实施该发明为显而易见的。例如，上述之工艺步骤可以不同顺序执行。此外，除了如以下权利要求书所述者之外，并不有意限定于此显示的构造或设计的细节。因此明显可改变或变更上述揭露之特定具体实施例，而全部如此之变动是视为本发明的范畴与精神内。因此，于此试图保护的范围如以下陈述的权利要求书。
【主权项】
1.一种方法，包含: 提供半导体结构，该半导体结构包含扩散阻障层和设置于该扩散阻障层上的晶种层，该晶种层包含铜和铜以外的金属的合金； 沉积包含铜的导电材料于该晶种层上； 执行退火工艺，其中，至少该铜以外的金属的第一部分自该扩散阻障层附近扩散通过该导电材料，以及其中，在该扩散阻障层有缺陷的情况下，该铜以外的金属的第二部分代表该缺陷仍维持在该扩散阻障层中该缺陷的附近； 于至少该半导体结构的一部分中测量该铜以外的金属的分布；以及 自该铜以外的金属的该测量的分布决定该铜以外的金属的该第二部分是否存在。
2.如权利要求1所述的方法，其中，该铜以外的金属包含锰。
3.如权利要求2所述的方法，其中，该扩散阻障层实质上不包含锰。
4.如权利要求3所述的方法，其中，该扩散阻障层包含钛、钽、钨、氮化钛、氮化钽和氮化钨的至少其中一者。
5.如权利要求3所述的方法，其中，该沉积的导电材料实质上不包含锰。
6.如权利要求5所述的方法，其中，该沉积的导电材料包含实质上纯的铜和至少包含铜和铝的合金的至少其中一者。
7.如权利要求1所述的方法，其中，该半导体结构包含于层间介电质中提供的凹口。
8.如权利要求7所述的方法，其中，该凹口包含沟槽和接触通孔的至少其中一者。
9.如权利要求7所述的方法,其中，该层间介电质包含二氧化娃和具有介电常数小于二氧化硅的介电常数的低介电常数材料的至少其中一者。
10.如权利要求9所述的方法，其中，该层间介电质包含含有含氧化合物的低介电常数材料。
11.如权利要求10所述的方法,其中，该低介电材料包含氟娃酸盐玻璃、碳掺杂二氧化娃(carbon-doped silicon d1xide)、多孔性二氧化娃、多孔性碳掺杂二氧化娃、含氢的娃倍半氧烧(hydrogen silsesqu1xane)和甲基娃倍半氧烧(methylsiIsesqu1xane)的至少其中一者。
12.如权利要求1所述的方法，其中，在至少该半导体结构的一部分中测量该铜以外的金属的分布包含操作解析型电子显微镜。
13.如权利要求12所述的方法，其中，该解析型电子显微镜包含能量过滤穿透式电子显微镜、结合能量散布X-光能谱的扫描穿透式电子显微镜、结合电子能量损失能谱的扫描穿透式电子显微镜、结合能量散布X-光能谱的扫描式电子显微镜、结合波长散布X-光能谱的扫描式电子显微镜和结合欧杰电子侦测的扫描式电子显微镜中的至少其中一者。
14.如权利要求12所述的方法，其中，该解析型电子显微镜包含结合能量散布X-光能谱的扫描穿透式电子显微镜。
15.如权利要求12所述的方法，其中，操作该解析型电子显微镜包含自该半导体结构制备样本。
16.如权利要求15所述的方法，其中，该半导体结构包含衬底，以及其中，该样本的该制备包含沿着实质上平行于该衬底的厚度方向的平面切割该半导体结构。
17.如权利要求15所述的方法，其中该样本的制备包含自该半导体衬底切割一薄片，该薄片的厚度方向基本上垂直于该衬底的厚度方向。
18.一种方法，包含: 提供半导体结构，该半导体结构包含: 提供于衬底之上的层间介电质，提供于该层间介电质中的凹口，该凹口包含接触通孔和沟槽的至少其中一者，提供于该凹口的底部和侧壁的至少其中一者上的扩散阻障层，该扩散阻障层包含钛、钽、钨、氮化钛、氮化钽和氮化钨的至少其中一者，以及提供于该扩散阻障层上的晶种层，该晶种层包含铜和锰的合金； 沉积包含铜的导电材料于该晶种层上，其中，该沉积的导电材料实质上不包含锰；执行退火工艺，其中，至少该锰的第一部分自该扩散阻障层附近扩散通过该导电材料，以及其中，在该扩散阻障层中有缺陷的情况下，该锰的第二部分代表该缺陷仍在该扩散阻障层中的该缺陷附近； 于至少该半导体结构的一部分中测量锰的分布；以及 自该测量的锰分布决定该锰的该第二部分是否存在。
19.一种方法,包括: 提供半导体结构，该半导体结构包含层间介电质和至少部分被该层间介电质包围的导电特征，该导电特征包含含铜的导电材料以及包含金属和金属氮化物的至少其中一者的扩散阻障层，该扩散阻障层介于该导电材料和该层间介电质之间； 操作解析型电子显微镜以决定该半导体结构是否包含锰，且若该半导体结构包含锰，则测量该锰的分布；以及 自该测量的该锰的分布决定该扩散阻障层附近是否存在该锰的一部分。
20.如权利要求19所述的方法，其中，该解析型电子显微镜包含穿透式电子显微镜。
【专利摘要】本发明涉及于扩散阻障层中检测缺陷的方法，公开一种提供包含扩散阻障层和晶种层的半导体结构的方法，该晶种层包含铜和铜以外的金属的合金，沉积导电材料于该晶种层上，执行退火工艺，其中至少该铜以外的金属的第一部分自该扩散阻障层附近扩散通过该导电材料，以及其中，在该扩散阻障层中有缺陷的情况下，该铜以外的金属的第二部分代表该缺陷仍存在于该缺陷附近，于至少该半导体结构的一部分中测量该铜以外的金属的分布，以及从该测量的铜以外的金属的分布，决定该铜以外的金属的该第二部分是否存在。
【IPC分类】H01L21-66
【公开号】CN104576433
【申请号】CN201410569404
【发明人】F·科琴斯基, B·辛茨, D·尤特斯
【申请人】格罗方德半导体公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年10月22日
【公告号】US9147618, US20150111316