一种半导体结构的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及半导体结构的检测方法领域。
【背景技术】
[0002]在芯片制造工艺过程中，金属连接工艺是必备工艺。无论是物理沉积，还是化学电镀，都有可能在金属互联结构中形成空洞缺陷。当空洞缺陷处于金属表面时，通过常规的光学缺陷检测仪器，例如BFI (Bright Field Inspect1n,亮场缺陷扫描机)或DFI (Dark FieldInspect1n,暗场缺陷扫描机)，易于检测发现。但是当如图1所示，这种空洞缺陷10处于金属连线工艺的典型结构11内部或底层时，常规的光学检测仪器无法检测到所示空洞缺陷10，往往需要到了最后良率验证时才发现问题。但这时，有问题的设备或工艺已经运行了较长时间，造成大量的低良率产品。
[0003]鉴于此，有必要设计一种新的方法以解决上述技术问题。
【发明内容】
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种半导体结构的检测方法，用于解决现有技术中，由于空洞缺陷位于金属连线内部或底部，使用常规的光学检测仪器无法及时检测到，在最后进行良率验证发现问题时，有问题的设备或工艺已经运行了较长的时间，造成大量的低良率产品的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种半导体结构的检测方法，至少包括以下步骤:
[0006]1)提供一晶圆，在所述晶圆的切割道内制备金属连线工艺的典型结构；
[0007]2)将步骤1)得到的晶圆置于检测机台上，利用超声波对所述典型结构进行检测，并得到相应的回声信号；
[0008]3)将步骤2)中超声波检测的典型结构切片制样，进行TEM样品检测；若没有检测到空洞缺陷，将步骤2)中得到的回声信号存入数据库中，记为第一回声信号；若检测到空洞缺陷，重复步骤1)至步骤3)；
[0009]4)重复步骤1)至步骤2)，将步骤2)所得到的回声信号记为第二回声信号，将所述第二回声信号与数据库中所存的第一回声信号进行比对，根据所述第二回声信号的波形是否与第一回声信号波形存在差异来判断待检测典型结构中是否存在空洞缺陷。
[0010]优选地，步骤1)中至少还包括以下步骤:
[0011]a)根据芯片设计规则归纳得到金属连线工艺中的典型结构；
[0012]b)依次进行光刻、刻蚀、介质沉积、CMP和金属连线工艺，以将步骤a)中得到的典型结构制备于晶圆的切割道内。
[0013]优选地，步骤a)中所述典型结构包含金属连线工艺中的所有典型结构。
[0014]优选地，步骤1)中相同的所述典型结构在晶圆的切割道内排列成阵列区域。
[0015]优选地，步骤1)中所述典型结构形成的阵列区域的边长均大于10微米。
[0016]优选地，步骤1)中所述典型结构形成的阵列区域至少包括两个不同的典型结构形成的阵列区域。
[0017]可选地，步骤1)中所述典型结构形成的阵列区域中，相邻两典型结构的间距与所述典型结构的尺寸之比为1:5?5:1。
[0018]优选地，步骤1)中所述典型结构形成的阵列区域中，相邻两典型结构的间距与所述典型结构的尺寸之比为1:1。
[0019]优选地，步骤1)中相邻两所述典型结构形成的阵列区域之间的间距大于10微米。
[0020]优选地地，所利用超声波对所述典型结构进行检测的方法为:使用超声波仪器的探头依次对每种所述典型结构的循环重复区域进行100%的扫查。
[0021]如上所述，本发明的半导体结构的检测方法，具有以下有益效果:本发明中金属连线工艺的所有典型结构分别循环重复的设置在晶圆的切割道内，且各个循环重复区域的尺寸满足超声波检测所需的尺寸，而后使用超声波对所述典型结构进行检测，可以及时的发现金属连线工艺的典型结构内部或底部中所存在的空洞缺陷，避免了造成更多低良率产品问题的发生；同时，将各种典型结构都设置在切割道内，可以实现对所有典型结构进行快速检测，大大提闻了检测的效率。
【附图说明】
[0022]图1显示为现有技术中的金属连线工艺中内部或底部存在空洞缺陷的典型结构的示意图。
[0023]图2显示为本发明的半导体结构的检测方法的流程图。
[0024]图3显示为本发明的半导体结构的检测方法中圆柱形钨连接工艺的三种典型结构的示意图。
[0025]图4显示为本发明的半导体结构的检测方法中使用超声波对金属连线工艺中内部没有空洞缺陷的典型结构进行检测的示意图。
[0026]图5显示为本发明的半导体结构的检测方法中使用超声波对金属连线工艺中内部有空洞缺陷的典型结构进行检测的示意图。
[0027]元件标号说明
[0028]10,20空洞缺陷
[0029]11、21典型结构
[0030]22 超声波
[0031]d 圆柱形钨连接工艺中典型结构的宽度
[0032]L 圆柱形钨连接工艺中典型结构的高度
【具体实施方式】
[0033]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0034]请参阅图2至图5，需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0035]请参阅图2至图5，本发明提供一种半导体结构的检测方法，至少包括以下步骤:
[0036]1)提供一晶圆，在所述晶圆的切割道内制备金属连线工艺的典型结构21 ；
[0037]2)将步骤1)得到的晶圆置于检测机台上，利用超声波22对所述典型结构21进行检测，并得到相应的回声信号；
[0038]3)将步骤2)中超声波22检测的典型结构21切片制样，进行TEM样品检测；若没有检测到空洞缺陷20，将步骤2)中得到的回声信号存入数据库中，记为第一回声信号；若检测到空洞缺陷20，重复步骤1)至步骤3)；
[0039]4)重复步骤1)至步骤2)，将步骤2)所得到的回声信号记为第二回声信号，将所述第二回声信号与数据库中所存的第一回声信号进行比对，根据所述第二回声信号的波形是否与第一回声信号波形存在差异来判断待检测典型结构21中是否存在空洞缺陷20。
[0040]在步骤1)中，请参阅图2的S1步骤及图3，提供一晶圆，在所述晶圆的切割道内制备金属连线工艺的典型结构21。
[0041]具体的，步骤1)中至少还包括以下步骤:
[0042]a)根据芯片设计规则归纳得到金属连线工艺中的典型结构21 ；
[0043]b)依次进行光刻、刻蚀、介质沉积、CMP和金属连线工艺，以将步骤a)中得到的典型结构21制备于晶圆的切割道内。
[0044]具体的，针对任一种金属连线工艺，其对应的典型结构21的种类都是有限的，都可以根据金属连线工艺查询相应的设计规则归纳得到改金属连线工艺中所所有典型结构21的种类和特征。以圆柱形接触孔进行钨连接的工艺为例，图3为圆柱形钨连接工艺中的所有典型结构，一共包括三种:典型结构的宽度d小于典型结构的长度L，如图3中(a)所示；典型结构的宽度d等于典型结构的长度L，如图3中(b)所示；典型结构的宽度d大于典型结构的长度L，如图3中(c)所示。对于铜互连工艺，由接触孔和金属组合成的结构可能更为复杂，但仍然能汇总出有限种典型结构，这里不再一一列举。
[0045]具体的，步骤a)中所述典型结构21应包含金属连线工艺中的所有典型结构。
[0046]具体的，步骤1)中相同的所述典型结构在晶圆的切割道内排列成阵列区域，以便在检测的过程中对所有典型结构21进行分别检测。同时，由于在使用超声波对样品进行检测的时候，由于机台端发射出的超声波是具有一定尺寸的超声波波束，为了检测的准确性，对样品的待检测区域面积有相应的要求，即要求步骤1)中所述典型结构21形成的阵列区域的边长均大于10微米。若所述阵列区域有一边或者多个边的边长小于10微米，就不能保证超声波探测点完全落入阵列区域内，阵列区域周边的其他性能的材料