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專利名稱：檢視測試區(qū)內(nèi)導(dǎo)電層間電性瑕疵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作，尤其是一種檢視測試區(qū)(test key)內(nèi)導(dǎo)電層間電性瑕疵的方法，該方法是利用檢視一測試區(qū)內(nèi)兩導(dǎo)電層來測試一主動區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)電層間是否發(fā)生橋梁(bridge)現(xiàn)象而導(dǎo)致電性瑕疵的方法。
目前業(yè)界采用一晶片可接受度測試(wafer acceptance test，WAT)，于兩IC晶片(die)的周邊區(qū)域(periphery area)提供復(fù)數(shù)個測試鍵(testkey)，用以監(jiān)控半導(dǎo)體晶片的各項(xiàng)缺陷。通常測試鍵位于晶片的切割道處，且經(jīng)由一金屬墊電連接至一外部接腳，而每一測試鍵用以測試晶片各項(xiàng)不同的功能，諸如啟始電壓(threshold voltage，VT)及飽和電流(saturatecurrent，ISAT)等。通過加諸一控制偏壓于測試鍵，即可通過所讀出的電流量值偵測出產(chǎn)品缺陷。隨著半導(dǎo)體制程的日益精密復(fù)雜，測試鍵的運(yùn)用亦日趨廣泛，如何增進(jìn)其測試準(zhǔn)確度，實(shí)為一重要的課題。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)長期以來的發(fā)展，各項(xiàng)制程的制程線寬亦隨之縮小。當(dāng)相鄰的兩導(dǎo)電層相導(dǎo)通而呈現(xiàn)電連接狀態(tài)時稱為「橋梁(bridge)現(xiàn)象」，導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)生電性瑕疵。習(xí)知利用測試鍵檢驗(yàn)橋梁現(xiàn)象的方法，先利用一由電子式掃描顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)所產(chǎn)生的電子束(e-beam)射向測試鍵內(nèi)的導(dǎo)電層，以得到一電壓反射圖形。然后通過檢視比較數(shù)組測試鍵內(nèi)所得到的圖形中各兩導(dǎo)電層的圖形是否一致，判定其中所得圖形與他組相異的測試鍵內(nèi)導(dǎo)電層有電性瑕疵。或者僅以肉眼或機(jī)器判定該某測試鍵內(nèi)兩導(dǎo)電層之間發(fā)生橋梁現(xiàn)象。然而當(dāng)該兩導(dǎo)電層之間相導(dǎo)通的部份極為細(xì)微時，僅只憑藉肉眼或機(jī)器比較圖形往往會因?yàn)闊o法明確辨識出瑕疵而誤判為合格，導(dǎo)致產(chǎn)品電性受損，后段各項(xiàng)制程良率亦同時降低。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，一半導(dǎo)體晶片上包含有復(fù)數(shù)個主動區(qū)域以及該測試區(qū)。首先于該測試區(qū)內(nèi)形成一第一導(dǎo)電層，再于該測試區(qū)內(nèi)形成一介電層，并覆蓋該第一導(dǎo)電層。接著于該介電層內(nèi)形成一插塞洞(plughole)，通達(dá)至該第一導(dǎo)電層表面，并于該插塞洞內(nèi)形成一導(dǎo)電插塞。之后于該測試區(qū)內(nèi)的該導(dǎo)電插塞上方形成一第二導(dǎo)電層，以及于該測試區(qū)內(nèi)距該第二導(dǎo)電層一預(yù)定距離的該介電層其他區(qū)域表面上形成一第三導(dǎo)電層，并同時于各該主動區(qū)域內(nèi)形成與該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層間隔相同距離的一第四導(dǎo)電層以及一第五導(dǎo)電層。最后利用一由一電子式掃描顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)所產(chǎn)生的電子束(e-beam)，檢視該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層是否發(fā)生橋梁現(xiàn)象。
由于本發(fā)明的檢驗(yàn)方法先于該第二導(dǎo)電層下方形成該以導(dǎo)電插塞與該第二導(dǎo)電層導(dǎo)通的第一導(dǎo)電層，使該第二導(dǎo)電層與該第三導(dǎo)電層因下方結(jié)構(gòu)不同而具有不同顏色的電壓反射圖形，因此在利用一由一電子式掃描顯微鏡所產(chǎn)生的電子束射向該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層以得到一電壓反射圖形后，可通過檢視所得到的圖形中該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層所屬區(qū)域的顏色是否互有差異，判定該第二導(dǎo)電層與該第三導(dǎo)電層之間，以及各該主動區(qū)域內(nèi)的該第四導(dǎo)電層與該第五導(dǎo)電層之間是否發(fā)生橋梁現(xiàn)象。所以即使當(dāng)該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層相導(dǎo)通的部份極為細(xì)微時，亦可明確辨識出瑕疵，有效彌補(bǔ)了習(xí)知檢驗(yàn)方法中以肉眼判定所造成的誤差，因此可以確保產(chǎn)品電性正常，并提升后段各項(xiàng)制程良率。
圖示的符號說明30 半導(dǎo)體晶片 32 硅基底34 主動區(qū)域 36 測試區(qū)38 第一導(dǎo)電層 40 第一導(dǎo)電層42 導(dǎo)電插塞 44 第二導(dǎo)電層46 第三導(dǎo)電層 48 第四導(dǎo)電層50 第五導(dǎo)電層如圖2所示，首先于測試區(qū)36內(nèi)的硅基底32上形成一第一導(dǎo)電層38，并隨即同時于主動區(qū)域34以及測試區(qū)36內(nèi)形成一介電層40，覆蓋于主動區(qū)域34內(nèi)的硅基底32表面以及測試區(qū)36內(nèi)的第一導(dǎo)電層38表面。接著如圖3所示，于測試區(qū)36內(nèi)的介電層40內(nèi)形成一插塞洞(plug hole)，通達(dá)至第一導(dǎo)電層38表面，且于該插塞洞內(nèi)形成一導(dǎo)電插塞42。
之后如圖4所示，于測試區(qū)36內(nèi)的導(dǎo)電插塞42上方形成一第二導(dǎo)電層44，并于測試區(qū)36內(nèi)距第二導(dǎo)電層44一預(yù)定距離L1的介電層40其他區(qū)域表面上形成一第三導(dǎo)電層46，同時于各主動區(qū)域34內(nèi)，依相同步驟形成一第四導(dǎo)電層48以及一第五導(dǎo)電層50，且第四導(dǎo)電層48與第五導(dǎo)電層50之間的距離亦為L1。由于測試區(qū)36內(nèi)的第二導(dǎo)電層44以及第三導(dǎo)電層46與主動區(qū)域34內(nèi)的第四導(dǎo)電層48及第五導(dǎo)電層50利用同一步驟制作而成，因此可以用來檢視各主動區(qū)域34內(nèi)間隔距離同為L1的第四導(dǎo)電層48及第五導(dǎo)電層50是否發(fā)生橋梁現(xiàn)象而相互連接，造成產(chǎn)品電性瑕疵。
最后利用一由一電子式掃描顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)所產(chǎn)生的電子束(e-beam)射向第二導(dǎo)電層44以及第三導(dǎo)電層46，以得到一電壓反射圖形。由于第二導(dǎo)電層44下方尚有導(dǎo)電插塞42以及第一導(dǎo)電層38，故在第二導(dǎo)電層44以及第三導(dǎo)電層46未有橋梁連接而導(dǎo)通的情況下，其電壓反射圖形所得的反差顏色應(yīng)較第三導(dǎo)電層46的電壓反射圖形的顏色淺。相反地，當(dāng)?shù)诙?dǎo)電層44以及第三導(dǎo)電層46相導(dǎo)通而發(fā)生橋梁現(xiàn)象時，則兩者的電壓反射圖形反差會近似或相同。通過檢視所得到的圖形中第二導(dǎo)電層44以及第三導(dǎo)電層46所屬區(qū)域的顏色是否互有差異，即可輕易判定第二導(dǎo)電層44以及第三導(dǎo)電層46是否發(fā)生橋梁現(xiàn)象，亦即判定各主動區(qū)域34內(nèi)的第四導(dǎo)電層48以及第五導(dǎo)電層50之間是否發(fā)生橋梁現(xiàn)象。
相較于習(xí)知技術(shù)，本發(fā)明的檢驗(yàn)方法先于第二導(dǎo)電層44下方形成以導(dǎo)電插塞42與第二導(dǎo)電層44導(dǎo)通的第一導(dǎo)電層38，使第二導(dǎo)電層44與第三導(dǎo)電層46因下方結(jié)構(gòu)不同而具有不同顏色的電壓反射圖形，因此在利用一由一電子式掃描顯微鏡所產(chǎn)生的電子束射向第二導(dǎo)電層44以及第三導(dǎo)電層46以得到一電壓反射圖形后，可通過檢視所得到的電壓反射圖形中第二導(dǎo)電層44以及第三導(dǎo)電層46所屬區(qū)域的顏色是否互有差異，判定第二導(dǎo)電層44與第三導(dǎo)電層46之間，以及各主動區(qū)域34內(nèi)的第四導(dǎo)電層48與第五導(dǎo)電層50之間是否發(fā)生橋梁現(xiàn)象。所以即使當(dāng)?shù)诙?dǎo)電層44以及第三導(dǎo)電層46相導(dǎo)通的部份極為細(xì)微時，亦可明確辨識出瑕疵，有效彌補(bǔ)了習(xí)知檢驗(yàn)方法中以肉眼判定所造成的誤差，因此可以確保產(chǎn)品電性正常，并提升后段各項(xiàng)制程良率。
以上所述僅本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種檢視一半導(dǎo)體晶片上的一測試區(qū)內(nèi)兩導(dǎo)電層間是否發(fā)生橋梁現(xiàn)象而導(dǎo)致電性瑕疵的方法，該半導(dǎo)體晶片上包含有復(fù)數(shù)個主動區(qū)域以及該測試區(qū)，其特征是該方法包含有于該測試區(qū)內(nèi)形成一第一導(dǎo)電層；于該測試區(qū)內(nèi)形成一介電層，并覆蓋該第一導(dǎo)電層；于該介電層內(nèi)形成一插塞洞，通達(dá)至該第一導(dǎo)電層表面；于該插塞洞內(nèi)形成一導(dǎo)電插塞；于該測試區(qū)內(nèi)的該導(dǎo)電插塞上方形成一第二導(dǎo)電層，以及于該測試區(qū)內(nèi)距該第二導(dǎo)電層一預(yù)定距離的該介電層其他區(qū)域表面上形成一第三導(dǎo)電層，并同時于各該主動區(qū)域內(nèi)形成與該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層間隔相同距離的一第四導(dǎo)電層以及一第五導(dǎo)電層；以及利用一電子束檢視該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層是否發(fā)生橋梁現(xiàn)象。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該半導(dǎo)體晶片上另包含有一硅基底。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該測試區(qū)內(nèi)的該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層用來檢視各該主動區(qū)域內(nèi)間隔距離相同的該第四導(dǎo)電層以及該第五導(dǎo)電層是否發(fā)生橋梁現(xiàn)象相互連接而導(dǎo)致電性瑕疵。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該電子束利用一電子式掃描顯微鏡產(chǎn)生。
5.一種檢視一半導(dǎo)體晶片上的一測試區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電層電性瑕疵的方法，其特征是該方法包含有于該測試區(qū)內(nèi)形成一第一導(dǎo)電層；于該測試區(qū)內(nèi)形成一介電層，并覆蓋該第一導(dǎo)電層；于該介電層內(nèi)形成一導(dǎo)電插塞，通達(dá)至該第一導(dǎo)電層表面；于該測試區(qū)內(nèi)的該導(dǎo)電插塞上方形成一第二導(dǎo)電層，以及于該測試區(qū)內(nèi)距該第二導(dǎo)電層一預(yù)定距離的該介電層的其他區(qū)域表面上形成一第三導(dǎo)電層，且該第二導(dǎo)電層經(jīng)由該導(dǎo)電插塞與該第一導(dǎo)電層電連接；以及利用一電子束(E-beam)檢視該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層是否發(fā)生橋梁現(xiàn)象相互連接；其中當(dāng)該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層發(fā)生橋梁現(xiàn)象時，該第一導(dǎo)電層、該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層皆為相互電連接的狀態(tài)，而當(dāng)該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層未發(fā)生橋梁現(xiàn)象時，僅該第一導(dǎo)電層以及該第二導(dǎo)電層為電連接的狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征是該半導(dǎo)體晶片上另包含有一硅基底(silicon substrate)。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征是該半導(dǎo)體晶片上另包含有復(fù)數(shù)個主動區(qū)域，且各該主動區(qū)域內(nèi)設(shè)有與該測試區(qū)內(nèi)的該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層間隔相同距離的一第四導(dǎo)電層以及一第五導(dǎo)電層，該測試區(qū)內(nèi)的該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層用來檢視該主動區(qū)域內(nèi)的該第四導(dǎo)電層以及該第五導(dǎo)電層是否發(fā)生橋梁現(xiàn)象相互連接而導(dǎo)致電性瑕疵。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征是該電子束利用一電子式掃描顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)產(chǎn)生。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征是當(dāng)該第一導(dǎo)電層、該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層皆為相互電連接的狀態(tài)時，該電子式掃描顯微鏡所掃描該第一導(dǎo)電層、該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層的影像反差皆為相同，而當(dāng)僅該第一導(dǎo)電層以及該第二導(dǎo)電層為電連接的狀態(tài)，該電子式掃描顯微鏡所掃描該第二導(dǎo)電層以及該第三導(dǎo)電層的影像反差不同。
全文摘要
一種檢視測試區(qū)內(nèi)導(dǎo)電層間電性瑕疵的方法，該半導(dǎo)體晶片上包含有復(fù)數(shù)個主動區(qū)域以及該測試區(qū)，首先于該測試區(qū)內(nèi)形成一第一導(dǎo)電層，再形成一介電層覆蓋第一導(dǎo)電層；接著于該介電層內(nèi)形成一插塞洞，通達(dá)至該第一導(dǎo)電層表面，并于該插塞洞內(nèi)形成一導(dǎo)電插塞；之后于該測試區(qū)內(nèi)的該導(dǎo)電插塞上方形成一第二導(dǎo)電層，以及于該測試區(qū)內(nèi)距第二導(dǎo)電層一預(yù)定距離的該介電層其他區(qū)域表面上形成一第三導(dǎo)電層，并同時于各該主動區(qū)域內(nèi)形成與上述預(yù)定距離相同距離的一第四導(dǎo)電層以及一第五導(dǎo)電層；最后利用一由一電子式掃描顯微鏡所產(chǎn)生的電子束，檢視第二導(dǎo)電層以及第三導(dǎo)電層是否發(fā)生橋梁現(xiàn)象；本發(fā)明有效彌補(bǔ)了習(xí)知檢驗(yàn)方法中以肉眼判定所造成的誤差，因此可以確保產(chǎn)品電性正常，并提升后段各項(xiàng)制程良率。
文檔編號G01R31/307GK1404122SQ0214072
公開日2003年3月19日 申請日期2002年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月26日
發(fā)明者黃兆輝, 詹哲鎧 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司