[发明专利]检测测试机台测量稳定性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测测试机台的方法，且特别涉及一种半导体工艺中用于检测测试机台测量稳定性的方法。 

背景技术

用来制作铜导线互连结构的工艺中，其铜金属沉积以及研磨率都可能存在着不均匀性，如果不仔细加以控制的话，会造成厚度不一，或是在晶圆的表面残留不想要的物质。厚度不一会影响到电阻，进而造成组件的失效或整体效能降低。残留在内部的物质可能造成导线之间的短路，同样会导致组件失效及良率损失。目前存在一种非破坏性的方式，可以直接在次微米的导线数组结构中测量出厚度，以便控制铜金属的沉积以及研磨率。 

这种方法即是利用微秒超音波雷射声纳(Picosecond Ultrasonic LaserSonar)，其是利用一种波长很短的激光脉冲波，来暂时加热样品的表面，造成样品表面快速的膨胀，进而发出一种传送到样品内的声波。当声波碰到薄膜层之间的界面时，有一部分会反射回到表面；到达表面的回音，在反射特性上产生可让人侦测的改变。从回音的产生到折回所经过的时间，再配合我们对样品本身材质所具有的声波特性相关的知识，就能够计算表面和其下方各界面间的距离。对于比镭射所形成的5×7微米光径还大的平面结构，如铜金属接合垫，厚度的测量是比较直接。此外，还可以藉由振幅数值的改变和反射系数响应的形状，而自动辨识材料的种类，因此系统能自动侦测材质的种类：介电层、阻挡层、或铜金属层，并应用适当的讯号处理技术来计算其厚度。 

对于微秒超音波雷射声纳这种测试装置测量稳定性的检测，一般使用控片作为测试晶圆，请参考图1，图1所示为现有技术中检测测试机台方法的示意图。其在控片的半导体衬底100上形成氧化层110，该氧化层110成分为SO₂，然后在氧化层110上电镀铜金属层120，之后利用微秒超音波雷射声纳测试装置150 对控片上的铜金属层120进行测量得出厚度值。由于铜金属层120暴露在空气中，当微秒超音波雷射声纳150发出激光脉冲波到达铜金属层120表面时，铜金属层120表面会受热氧化形成氧化铜覆盖，由于不同点的氧化程度并不一样，造成了铜金属层120表面的平整度不好，形成部分凹凸不平的区域，特别是经过较长时间的一次以上测量，控片表面的铜金属层120一次以上受热且长时间暴露在空气中，铜金属层120所受到的氧化程度比较严重，不同点的氧化物厚度差别比较大，在进行测量时由于声波在铜金属层120和其氧化物中的传播速度不一致，因此影响了不同点的回声时间，从而造成了测量铜金属层120的厚度值结果不一致，根据这种方法得出的金属层的厚度值本身就具有较大偏差，请参考图2，图2所示为现有技术中检测测试机台的结果示意图，从图中可见经过较长时间之后，所得的测量结果彼此相差较大，因此不能用来判断微秒超音波雷射声纳测试装置的测量稳定性是否在可接受的范围之内。 

发明内容

本发明提出一种半导体工艺中用于检测测试机台测量稳定性的方法，能够准确的判断测试机台的测量稳定性是否在可接受的范围之内。 

为了达到上述目的，本发明提出一种半导体工艺中用于检测测试机台测量稳定性的方法，其包括下列步骤： 

提供表面依次形成有氧化层和金属层的控片； 

对所述金属层进行退火和研磨处理； 

在所述金属层上沉积抗氧化层； 

利用测试机台对所述控片的金属层厚度进行一次以上测量； 

根据测量所得的一个以上金属层厚度值判断所述测试机台测量的稳定性。 

可选的，所述抗氧化层的厚度为100埃～500埃。 

可选的，所述抗氧化层成分为氮化硅。 

可选的，所述氧化层的厚度为1000埃～4000埃。 

可选的，所述金属层的厚度为1000埃～10000埃。 

可选的，所述金属层为铜金属层。 

可选的，所述退火处理的温度为200摄氏度，处理时间为90秒。

可选的，判断所述测试机台测量的稳定性的步骤为对测量所得的金属层的一个以上的厚度值进行计算得出标准偏差值，然后根据所述标准偏差值判断所述测试机台测量的稳定性。 

本发明的有益效果为：本发明提出的检测测试机台测量稳定性的方法，先在控片上形成氧化层和金属层并对金属层进行退火和化学机械研磨处理，接着在金属层上形成抗氧化层，用于防止金属层被氧化形成凹凸不平的区域从而造成的金属层厚度测量不准确，然后利用测试机台对所述控片的金属层进行一次以上测量，根据测量所得的一个以上金属层厚度值即能够判断测试机台的测量稳定性是否在可接受的范围之内，其操作简单有效，结果易于观察判断。