專利名稱：一種無損銅后道可靠性測(cè)試工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路及其制造領(lǐng)域，尤其涉及ー種無損銅后道可靠性測(cè)試ェ藝。
背景技術(shù)：
隨著集成電路的集成度不斷提高，半導(dǎo)體技術(shù)也持續(xù)的飛速發(fā)展。隨著半導(dǎo)體性能要求的不斷提高，集成電路中的可靠性測(cè)試エ藝已經(jīng)成為芯片制造中核心的エ序。而在當(dāng)前的后道可靠性測(cè)試エ藝中，一般采用電遷移(electro-migration,簡稱EM)或應(yīng)カ遷移(stress-migration,簡稱SM)測(cè)試エ藝,這兩種測(cè)試エ藝均采用破壞性的測(cè)量方法，其基本原理是利用高溫、高電壓、大電流等極端條件下加速器件老化，以使得器件硬失效，之后，通過采用一定的エ藝方法來反推器件在正常工作下的壽命。由于EM或SM均采用破壞性的測(cè)量方法，會(huì)造成測(cè)試器件的浪費(fèi)進(jìn)而增大生產(chǎn)成本；另外，由于器件中的銅(Cu)具有優(yōu)良抗電遷移能力，既需要耗費(fèi)大量的測(cè)試時(shí)間，使得后期エ藝時(shí)間較長，且在實(shí)際生產(chǎn)エ藝中對(duì)于后道可靠性監(jiān)控難度大，成本高。1925年，J. B.約翰遜(J. B. Johnson)在“低頻電路中的肖特基效應(yīng)”的論文中第一次提出了“Ι/f噪聲”這ー術(shù)語。在考査肖特基效應(yīng)時(shí)，J. B.約翰遜發(fā)現(xiàn)除了散粒噪聲(shot noise)以外,在低頻部分還有較強(qiáng)烈的電流噪聲。若使用氧化物陰極，該電流就更大，且這個(gè)在低頻部分的電流噪聲的功率譜密度和頻率f成反比，因此，他把這種噪聲稱作“ Ι/f噪聲”(l/f noise)。1/f噪聲也叫閃爍噪聲(flicker noise)，是有源器件中載波密度的隨機(jī)波動(dòng)而產(chǎn)生的，它會(huì)對(duì)中心頻率信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，并在中心頻率上形成兩個(gè)邊帯，降低了振蕩器的Q值。由于Ι/f噪聲是在中心頻率附近的主要噪聲，因此在設(shè)計(jì)器件模型時(shí)必須考慮到它的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了ー種無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝，其中，包括以下步驟
步驟Si:根據(jù)エ藝需求進(jìn)行可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
步驟S2 :根據(jù)エ藝需求進(jìn)行測(cè)試器件的制備；
步驟S3 :對(duì)所述測(cè)試器件進(jìn)行可靠性測(cè)試，并同時(shí)采用Ι/f噪聲系統(tǒng)采集所述測(cè)試器件的噪聲信息數(shù)據(jù)；
步驟S4 :建立測(cè)試器件可靠性壽命與測(cè)試器件噪聲的函數(shù)關(guān)系；
步驟S5 :通過采用Ι/f噪聲系統(tǒng)采集后道エ藝中器件的噪聲信息數(shù)據(jù)，并利用測(cè)試器件可靠性壽命與測(cè)試器件噪聲的函數(shù)關(guān)系對(duì)后道エ藝的可靠性進(jìn)行監(jiān)控。上述的無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝，其中，所述步驟SI中的可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為常規(guī)的后道エ藝過程的可靠性性測(cè)試結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。上述的無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝，其中，所述步驟S2中的測(cè)試器件為測(cè)試晶圓。
上述的無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝，其中，所述步驟S3中的對(duì)所述測(cè)試器件進(jìn)行常規(guī)的可靠性測(cè)試，且同時(shí)采用常規(guī)的Ι/f噪聲系統(tǒng)采集所述測(cè)試器件的噪聲信息數(shù)據(jù)。上述的無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝，其中，對(duì)所述測(cè)試器件進(jìn)行常規(guī)的可靠性測(cè)試，既采用測(cè)試器件實(shí)際工作的環(huán)境條件進(jìn)行可靠性測(cè)試，以實(shí)現(xiàn)無損的后道可靠性評(píng)估。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提出一種無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝，通過在后道可靠性測(cè)試エ藝中，采用常規(guī)的Ι/f噪聲系統(tǒng)收集噪聲數(shù)據(jù)信息，井根據(jù)該數(shù)據(jù)信息建立測(cè)試器件的可靠性壽命與l/f噪聲之間的函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)無損的后道可靠性評(píng)估，不僅降低了エ藝成本還減小了測(cè)試周期；且在后續(xù)的后道エ藝中，利用Ι/f噪聲系統(tǒng)采集器件噪聲信息數(shù)據(jù)，根據(jù)器件的可靠性壽命與Ι/f噪聲之間的函數(shù)關(guān)系，能較好的實(shí)現(xiàn)后道エ藝可靠性的早期預(yù)警。


圖I是本發(fā)明無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝中常規(guī)Ι/f噪聲系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu) 圖2是本發(fā)明無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)ー步的說明
圖I是本發(fā)明無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝中常規(guī)ι/f噪聲系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝的流程示意圖。由于在電遷移過程中，當(dāng)器件電阻變化3%吋，測(cè)得對(duì)應(yīng)的器件噪聲功率譜的變化幅度會(huì)達(dá)到1000 %，既器件材料本身的噪聲對(duì)于潛在缺陷具有極度的敏感性，所以可以采用Ι/f噪聲系統(tǒng)作為后道可靠性的檢測(cè)方法，以建立Ι/f噪聲與器件常規(guī)可靠性壽命之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而在該對(duì)應(yīng)關(guān)系建立后，使用Ι/f噪聲測(cè)試可以部分或者全部取代常規(guī)的破壞性后道可靠性測(cè)試。具體的，如圖1-2所示，本發(fā)明ー種無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝，包括以下步驟 首先，根據(jù)實(shí)際的エ藝需求，進(jìn)行常規(guī)的后道エ藝過程(back end of line，簡稱BEOL)
的可靠性性測(cè)試結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，該測(cè)試結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)技術(shù)手段，在此不再進(jìn)行贅述。其次，根據(jù)實(shí)際的エ藝需求，進(jìn)行測(cè)試器件的制備，該測(cè)試器件一般為測(cè)試晶圓(wafer)等。之后，對(duì)測(cè)試器件進(jìn)行常規(guī)的可靠性測(cè)試，并記錄測(cè)試器件常規(guī)可靠性壽命相關(guān)數(shù)據(jù)，既采用測(cè)試器件實(shí)際工作的環(huán)境條件如器件實(shí)際工作的溫度、壓強(qiáng)、電流等，對(duì)該測(cè)試器件進(jìn)行常規(guī)的可靠性測(cè)試，這樣就不會(huì)對(duì)測(cè)試器件有過度的損傷，從而實(shí)現(xiàn)無損的后道可靠性評(píng)估，以在該測(cè)試エ藝完成之后還可以進(jìn)行其他エ藝的使用，從而降低了生產(chǎn)成本；同時(shí)在對(duì)該測(cè)試器件進(jìn)行常規(guī)測(cè)試的同時(shí)，采用如圖I所示常規(guī)的Ι/f噪聲系統(tǒng)，對(duì)該測(cè)試器件的噪聲數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集。然后，對(duì)記錄的測(cè)試器件常規(guī)可靠性壽命相關(guān)數(shù)據(jù)和采集的該測(cè)試器件的噪聲數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理，建立測(cè)試器件可靠性壽命與測(cè)試器件噪聲的函數(shù)關(guān)系。最后，在后道エ藝過程中，通過采用Ι/f噪聲系統(tǒng)采集后道エ藝中器件的噪聲信息數(shù)據(jù)，井根據(jù)已建立的測(cè)試器件可靠性壽命與測(cè)試器件噪聲的函數(shù)關(guān)系對(duì)后道エ藝的可靠性進(jìn)行監(jiān)控。
綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提出一種無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝，通過在后道可靠性測(cè)試エ藝中，采用常規(guī)的Ι/f噪聲系統(tǒng)收集噪聲數(shù)據(jù)信息，井根據(jù)該數(shù)據(jù)信息建立測(cè)試器件的可靠性壽命與l/f噪聲之間的函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)無損的后道可靠性評(píng)估，不僅降低了エ藝成本還減小了測(cè)試周期；且在后續(xù)的后道エ藝中，利用Ι/f噪聲系統(tǒng)采集器件噪聲信息數(shù)據(jù)，根據(jù)器件的可靠性壽命與Ι/f噪聲之間的函數(shù)關(guān)系，能較好的實(shí)現(xiàn)后道エ藝可靠性的早期預(yù)警。通過說明和附圖，給出了具體實(shí)施方式
的特定結(jié)構(gòu)的典型實(shí)施例，基于本發(fā)明精ネ申，還可作其他的轉(zhuǎn)換。盡管上述發(fā)明提出了現(xiàn)有的較佳實(shí)施例，然而，這些內(nèi)容并不作為局限。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價(jià)的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝，其特征在于，包括以下步驟 步驟Si:根據(jù)エ藝需求進(jìn)行可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 步驟S2 :根據(jù)エ藝需求進(jìn)行測(cè)試器件的制備； 步驟S3 :對(duì)所述測(cè)試器件進(jìn)行可靠性測(cè)試，并同時(shí)采用Ι/f噪聲系統(tǒng)采集所述測(cè)試器件的噪聲信息數(shù)據(jù)； 步驟S4 :建立測(cè)試器件可靠性壽命與測(cè)試器件噪聲的函數(shù)關(guān)系； 步驟S5 :通過采用Ι/f噪聲系統(tǒng)采集后道エ藝中器件的噪聲信息數(shù)據(jù)，并利用測(cè)試器件可靠性壽命與測(cè)試器件噪聲的函數(shù)關(guān)系對(duì)后道エ藝的可靠性進(jìn)行監(jiān)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝，其特征在于，所述步驟SI中的可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為常規(guī)的后道エ藝過程的可靠性性測(cè)試結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝，其特征在干，所述步驟S2中的測(cè)試器件為測(cè)試晶圓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝，其特征在于，所述步驟S3中的對(duì)所述測(cè)試器件進(jìn)行常規(guī)的可靠性測(cè)試，且同時(shí)采用常規(guī)的Ι/f噪聲系統(tǒng)采集所述測(cè)試器件的噪聲信息數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無損銅后道可靠性測(cè)試エ藝，其特征在于，對(duì)所述測(cè)試器件進(jìn)行常規(guī)的可靠性測(cè)試，既采用測(cè)試器件實(shí)際工作的環(huán)境條件進(jìn)行可靠性測(cè)試，以實(shí)現(xiàn)無損的后道可靠性評(píng)估。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種無損銅后道可靠性測(cè)試工藝。本發(fā)明一種無損銅后道可靠性測(cè)試工藝，通過在后道可靠性測(cè)試工藝中，采用常規(guī)的1/f噪聲系統(tǒng)收集噪聲數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)該數(shù)據(jù)信息建立測(cè)試器件的可靠性壽命與1/f噪聲之間的函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)無損的后道可靠性評(píng)估，不僅降低了工藝成本還減小了測(cè)試周期，且在后續(xù)的后道工藝中，利用1/f噪聲系統(tǒng)采集器件噪聲信息數(shù)據(jù)，根據(jù)器件的可靠性壽命與1/f噪聲之間的函數(shù)關(guān)系，能較好的實(shí)現(xiàn)后道工藝可靠性的早期預(yù)警。
文檔編號(hào)H01L21/66GK102623367SQ20121006652
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者曹永峰 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司