606至609對應(yīng)于區(qū)域302、303、304、305，其中，由于銅以外的金屬的偏析，故獲得相對高濃度的來自該晶種層106、216的銅以外的金屬。因此，在該擴(kuò)散阻障層104、215中存在缺陷和不存在此類缺陷的情況下，范圍606至609皆可出現(xiàn)在該圖像601中。該圖像601中的范圍610至615對應(yīng)于該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100中的該區(qū)域306至311，其中當(dāng)缺陷218至223出現(xiàn)在該擴(kuò)散阻障層215中時，是獲得相對高濃度的來自該晶種層106、216的銅以外的金屬。范圍606至609，以及范圍610至615可因?yàn)樗麄冇谠摪雽?dǎo)體結(jié)構(gòu)100中的位置彼此不同而被區(qū)別。于該擴(kuò)散阻障層104、215附近的范圍610至615的位置是不同于范圍606至609的位置，范圍606至609的位置是排列在該導(dǎo)電材料107、217和該覆蓋層208、301間的介面的附近，與該擴(kuò)散阻障層104、215有距離。
[0084]因此，從該圖像601中有沒有出現(xiàn)區(qū)域610至615，便可決定代表該擴(kuò)散阻障層215中有缺陷218至223存在的區(qū)域306至311是否存在，使得可以從該圖像601決定該擴(kuò)散阻障層215中是否具有缺陷。
[0085]若該擴(kuò)散阻障層215和/或該擴(kuò)散阻障層104在圖3顯示的缺陷218至223的位置以外的位置具有缺陷，則該圖像601可包括其中代表來自該晶種層106、216的銅以外的金屬濃度的相對高強(qiáng)度的信號是在大約對應(yīng)于這些缺陷位置的位置而被測量的范圍。
[0086]從該圖像601，操作者可通過檢驗(yàn)該圖像601來執(zhí)行，或可通過圖像處理技術(shù)處理該圖像601而自動執(zhí)行決定區(qū)域306至311是否存在于該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100中。
[0087]于一些具體實(shí)施例中，可從半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100中形成集成電路的部分獲得用于測量該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100中來自該晶種層106、216的銅以外的金屬的分布的樣本。因此，集成電路(例如形成于晶圓上的多個集成電路之其中一者)可能在制備樣本時被毀損。而該晶圓上的其他集成電路可維持完整無缺。
[0088]于其他具體實(shí)施例中，如圖1至3中所顯示的結(jié)構(gòu)可以特定測試結(jié)構(gòu)提供，其可能位于，例如，形成于晶圓上的集成電路之間的該晶圓的切割線(scribe line)。因此，可被避免為了監(jiān)控擴(kuò)散阻障層的完整性而對集成電路的破壞，尤其，可對線內(nèi)(inline)非破壞性擴(kuò)散阻障層完整性的監(jiān)控有幫助。
[0089]以上所揭露的特定具體實(shí)施例僅用于說明，因?yàn)閷κ芑萦谠诖私淌局畠?nèi)容之熟悉該技藝者而言，可以不同但等效方法之變更和實(shí)施該發(fā)明為顯而易見的。例如，上述之工藝步驟可以不同順序執(zhí)行。此外，除了如以下權(quán)利要求書所述者之外，并不有意限定于此顯示的構(gòu)造或設(shè)計的細(xì)節(jié)。因此明顯可改變或變更上述揭露之特定具體實(shí)施例，而全部如此之變動是視為本發(fā)明的范疇與精神內(nèi)。因此，于此試圖保護(hù)的范圍如以下陳述的權(quán)利要求書。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種方法，包含: 提供半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含擴(kuò)散阻障層和設(shè)置于該擴(kuò)散阻障層上的晶種層，該晶種層包含銅和銅以外的金屬的合金； 沉積包含銅的導(dǎo)電材料于該晶種層上； 執(zhí)行退火工藝，其中，至少該銅以外的金屬的第一部分自該擴(kuò)散阻障層附近擴(kuò)散通過該導(dǎo)電材料，以及其中，在該擴(kuò)散阻障層有缺陷的情況下，該銅以外的金屬的第二部分代表該缺陷仍維持在該擴(kuò)散阻障層中該缺陷的附近； 于至少該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一部分中測量該銅以外的金屬的分布；以及 自該銅以外的金屬的該測量的分布決定該銅以外的金屬的該第二部分是否存在。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該銅以外的金屬包含錳。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，該擴(kuò)散阻障層實(shí)質(zhì)上不包含錳。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，該擴(kuò)散阻障層包含鈦、鉭、鎢、氮化鈦、氮化鉭和氮化鎢的至少其中一者。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，該沉積的導(dǎo)電材料實(shí)質(zhì)上不包含錳。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，該沉積的導(dǎo)電材料包含實(shí)質(zhì)上純的銅和至少包含銅和鋁的合金的至少其中一者。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含于層間介電質(zhì)中提供的凹口。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，該凹口包含溝槽和接觸通孔的至少其中一者。
9.如權(quán)利要求7所述的方法,其中，該層間介電質(zhì)包含二氧化娃和具有介電常數(shù)小于二氧化硅的介電常數(shù)的低介電常數(shù)材料的至少其中一者。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，該層間介電質(zhì)包含含有含氧化合物的低介電常數(shù)材料。
11.如權(quán)利要求10所述的方法,其中，該低介電材料包含氟娃酸鹽玻璃、碳摻雜二氧化娃(carbon-doped silicon d1xide)、多孔性二氧化娃、多孔性碳摻雜二氧化娃、含氫的娃倍半氧燒(hydrogen silsesqu1xane)和甲基娃倍半氧燒(methylsiIsesqu1xane)的至少其中一者。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在至少該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一部分中測量該銅以外的金屬的分布包含操作解析型電子顯微鏡。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，該解析型電子顯微鏡包含能量過濾穿透式電子顯微鏡、結(jié)合能量散布X-光能譜的掃描穿透式電子顯微鏡、結(jié)合電子能量損失能譜的掃描穿透式電子顯微鏡、結(jié)合能量散布X-光能譜的掃描式電子顯微鏡、結(jié)合波長散布X-光能譜的掃描式電子顯微鏡和結(jié)合歐杰電子偵測的掃描式電子顯微鏡中的至少其中一者。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，該解析型電子顯微鏡包含結(jié)合能量散布X-光能譜的掃描穿透式電子顯微鏡。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，操作該解析型電子顯微鏡包含自該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)制備樣本。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含襯底，以及其中，該樣本的該制備包含沿著實(shí)質(zhì)上平行于該襯底的厚度方向的平面切割該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該樣本的制備包含自該半導(dǎo)體襯底切割一薄片，該薄片的厚度方向基本上垂直于該襯底的厚度方向。
18.一種方法，包含: 提供半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含: 提供于襯底之上的層間介電質(zhì)，提供于該層間介電質(zhì)中的凹口，該凹口包含接觸通孔和溝槽的至少其中一者，提供于該凹口的底部和側(cè)壁的至少其中一者上的擴(kuò)散阻障層，該擴(kuò)散阻障層包含鈦、鉭、鎢、氮化鈦、氮化鉭和氮化鎢的至少其中一者，以及提供于該擴(kuò)散阻障層上的晶種層，該晶種層包含銅和錳的合金； 沉積包含銅的導(dǎo)電材料于該晶種層上，其中，該沉積的導(dǎo)電材料實(shí)質(zhì)上不包含錳；執(zhí)行退火工藝，其中，至少該錳的第一部分自該擴(kuò)散阻障層附近擴(kuò)散通過該導(dǎo)電材料，以及其中，在該擴(kuò)散阻障層中有缺陷的情況下，該錳的第二部分代表該缺陷仍在該擴(kuò)散阻障層中的該缺陷附近； 于至少該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一部分中測量錳的分布；以及 自該測量的錳分布決定該錳的該第二部分是否存在。
19.一種方法,包括: 提供半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含層間介電質(zhì)和至少部分被該層間介電質(zhì)包圍的導(dǎo)電特征，該導(dǎo)電特征包含含銅的導(dǎo)電材料以及包含金屬和金屬氮化物的至少其中一者的擴(kuò)散阻障層，該擴(kuò)散阻障層介于該導(dǎo)電材料和該層間介電質(zhì)之間； 操作解析型電子顯微鏡以決定該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)是否包含錳，且若該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含錳，則測量該錳的分布；以及 自該測量的該錳的分布決定該擴(kuò)散阻障層附近是否存在該錳的一部分。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，該解析型電子顯微鏡包含穿透式電子顯微鏡。
【專利摘要】本發(fā)明涉及于擴(kuò)散阻障層中檢測缺陷的方法，公開一種提供包含擴(kuò)散阻障層和晶種層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，該晶種層包含銅和銅以外的金屬的合金，沉積導(dǎo)電材料于該晶種層上，執(zhí)行退火工藝，其中至少該銅以外的金屬的第一部分自該擴(kuò)散阻障層附近擴(kuò)散通過該導(dǎo)電材料，以及其中，在該擴(kuò)散阻障層中有缺陷的情況下，該銅以外的金屬的第二部分代表該缺陷仍存在于該缺陷附近，于至少該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一部分中測量該銅以外的金屬的分布，以及從該測量的銅以外的金屬的分布，決定該銅以外的金屬的該第二部分是否存在。
【IPC分類】H01L21-66
【公開號】CN104576433
【申請?zhí)枴緾N201410569404
【發(fā)明人】F·科琴斯基, B·辛茨, D·尤特斯
【申請人】格羅方德半導(dǎo)體公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年10月22日
【公告號】US9147618, US20150111316