專利名稱：：檢測鎢塞化學機械拋光工藝的測試結構的制作方法
技術領域：
：本發明涉及半導體工藝中的測試結構，尤其涉及4企測鴒塞化學機械拋光工藝的測試結構。
背景技術：
：CMP(化學機械拋光)用于實現全局平坦化。CMP設備中包括一個固定硅片的磨頭和一個轉動的底盤，兩者都可施力于硅片，并使之相對旋轉，磨頭附近有研磨液(slurry)滴入以完成拋光。研磨液是含有特定微小顆粒的堿性或酸性溶液。拋光的過程中不斷磨去凸起的表面材料，最終實現表面的平坦化。平坦化與施加的壓力、硅片在底盤上的相對運動軌跡、相對轉速的機械因素有關，也和硅片表面被研磨物質與研磨液之間的化學反應特性有關。"鵠填充回刻"利用CVD淀積鴒解決通孔的填充問題，然后再用回刻去除多余的鴒；由于層間介質層厚度較大，使得連接上下金屬線用的通孔變得較深，對于一般的金屬濺射淀積將會存在嚴重的工藝缺陷，包括臺階斷裂和空洞的形成。利用專門的插塞工藝，即淀積通孔中金屬的專用工藝可解決這一問題。主要方法有"鎢填充回刻"和"高溫鋁"技術。請參閱圖1,制作鴒塞的方法包括在襯底11上形成介電層13,介電層13上設置光阻，通過光刻和蝕刻在介電層13上形成多個插孔，然后采用金屬鴒作為導電層15填滿插孔。通過化學機械拋光(CMP)工藝分別拋光去除部分介電層13上方的金屬鵠15以形成鴒塞17。在填充金屬鴒以后的化學機械拋光工藝中，由于研磨液研磨鴒的速率遠大于研磨電介質的速率，即研磨液對鴒與電介質的選擇比不一樣，鴒塞化學機械拋光后鴒塞密度高的區域會相對鴒塞密度低的區域凹陷，此即所謂侵蝕(Erosion)。這種現象在高鴒塞密度區邊緣尤其嚴重，此即所謂邊緣過侵蝕(EOE，EdgeOverErosion)。以上所述侵蝕、邊緣過侵蝕都不利于緊隨其后的多層銅互連結構的制作。其次，人們也已日益認識到控制極度稀疏的鴒塞的凹陷(recess)對先進邏輯產品的重要性，因為在邏輯產品的布局中常常會有極度稀疏的鎢塞。最后，大塊空曠區域的鴒的清除能力對任何一種鴒塞化學機械拋光來說都是必不可少的。所以，在實際的工藝開發中，迫切需要一套測試結構來檢測以上所述侵蝕、邊緣過侵蝕、凹陷、鎢清除能力與工藝參數之間的關系，以利于工藝開發與工藝優化。
發明內容本發明的目的在于提供一種檢測鵠塞化學機械拋光工藝的測試結構，其可以用來檢測在化學機械拋光工藝中的性能和工藝參數之間的關系。為實現上述目的，本發明提供一種檢測鴒塞化學機械拋光工藝的測試結構，其中，該測試結構包括多個模塊，其上分布有鎢塞，鴒塞大小相同，每個模塊上鴒塞分布的密集度不同。所述結構中每個模塊的面積相等，鎢塞之間的間隔依次增大，每個模塊上的鎢塞個數依次減少，每個模塊上鎢塞密度不同。將鴒塞劃分為鴒塞組，通過改變鵠塞組的分布改變每個模塊鴒塞的分布密集度，每個模塊上鎢塞組分布的密集度不同。每個模塊上包括數量不同的鴒塞組，同一個模塊內的鴒塞組的間隔相同，相鄰模塊的鎢塞組之間的間隔依次增大。同一個模塊面積相等。同一個模塊中所有鎢塞組的總面積與所有鴿塞組之間間隔的總面積相等。各個模塊中所有鴒塞組的總面積均相等。各個模塊中鎢塞組的總面積和所有鎢塞組之間間隔的總面積等比例增長。與現有技術相比，本發明提供的測試結構可以更清晰地看到侵蝕、邊緣過侵蝕與鴒塞密度、面積大小的關系，并且同時提供了對凹陷、鎢清除能力的檢測，以利于工藝開發與工藝優化。。通過以下對本發明的一實施例結合其附圖的描述，可以進一步理解其發明的目的、具體結構特征和優點。其中，附圖為圖1為鵠塞形成工藝的示意圖。圖2為本發明測試結構的一個實施例的示意圖。圖3為本發明測試結構的另一實施例的示意圖。具體實施例方式請參閱圖2，該測試結構分為兩個子測試模塊，一個測試結構包括5個模塊Al，A2,A3及A4。另一個測試結構是B模塊，模塊B間隔分布在四個模塊Al，A2,A3,A4中間。在本發明較佳實施例中，各個模塊的參數設定如表1和表2所示。從表中可以看出，設置模塊A1，A2,A3及A4的模塊高度H1、空白區域寬度、鴒塞區域寬度及鎢塞線寬L相同，僅是調整鵠塞間隔S參數的大小，使模塊A1，A2,A3及A4的鎢塞間隔S依次增大，即四個模塊A1，A2，A3及A4的面積大小相同，只是單位面積上鴒塞的個數逐次遞減，即變化鴒塞分布的密集度。通過實驗證明，單位面積上鴒塞的個數與侵蝕、邊緣過侵蝕現象有關系，單位面積上鴒塞的個數越密集，侵蝕、邊緣過侵蝕現象越明顯。模塊B是模塊A1A4組成測試結構的一種特例情況。在本發明較佳實施例中，為了生產方便，將模塊B重復置于Al和A4之間；在本發明其他較佳實施例中，也可以僅設置一個模塊B,其可以位于AA4任兩個模塊之間，也可以位于A1A4模塊的兩側，或者是單另作為一個測試結構用來測試鴒塞個數極度稀疏時的鵠塞凹陷現象。B測試結構是為了觀察在一些單位面積上鵪塞的個數呈極度稀疏時的鵠塞凹陷現象。表2對應模塊B的參數，是單位面積上鴒塞的個數呈極度稀疏的現象。表1和2中的空白區域寬度是指完全沒有鴒塞的大片區域的寬度，在表1中，極度稀疏鴒塞忽略不計，則空白區域寬度為如圖2中的B所標識的區域的寬度。表1AlA2A3A4模塊高度H1(moduleheight,um)400400400權5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本發明還提供另一種觀察侵蝕、邊緣過侵蝕現象的測試結構。圖3為子測試結構C的一個較優實施例。該子測試結構被劃分為C1C5共5個模塊，將鴒塞分割為若干組，每個鴒塞組視為一個鴒塞區域。每個模塊都由鴒塞區域和空白區域組成。在本發明較佳實施例中，C1C5每個模塊上鴒塞區域與空白區域的高度相等，均為400um;且每個模塊內鎢塞區域和空白區域的寬度也相等。從C1到C5模塊，鵠塞區域寬度與空白區域寬度等比例增長，即鎢塞區域的總面積和空白區域的總面積等比例增長。從表3中可以看出，C1C5模塊的面積均相等，均為400umx400um。空白區域的總面積即鵠塞區域之間間隔的總面積。在C1模塊中單獨的空白區域寬度最小，依次減少鴒塞組數，使單獨空白區域寬度越來越大。換個角度說，在保證每個模塊內鎢塞區域總面積不變的前提下，減少鎢塞組的個數，使鎢塞組之間的寬度越來越大，鎢塞組的分布依次稀疏，即通過改變鴒塞組的密集度來調整鎢塞的密集度分布。該測試結構的作用一是檢測侵蝕與邊緣過侵蝕隨鎢塞組密集區域面積的變化，二是檢測鴒塞化學機械拋光工藝的鵠清除能力(空白區域越寬，其上鴒越不容易被清除)。該實施例的模塊高度H1、空白區域寬度、鵠塞區域寬度及每個模塊中鴒塞區域與空白區域的重復組數如表3所示。在本發明的其他較佳實施例，可以根據具體生產測試需要改變表3中的各個參數值的大小。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本發明的兩個實施例中的測試結構可以并排設置，不同的測試結構便于操作人員觀察不同工藝參數下的侵蝕與邊緣過侵蝕、極度稀疏鎢塞的凹陷、鎢清除能力。權利要求1、一種檢測鎢塞化學機械拋光工藝的測試結構，其特征在于，該測試結構包括多個模塊，其上分布有鎢塞，鎢塞大小相同，每個模塊上鎢塞分布的密集度不同。2、如權利要求1所述的檢測鎢塞化學機械拋光工藝的測試結構，其特征在于，所述結構中每個模塊的面積相等，鎢塞之間的間隔依次增大，每個模塊上的鎢塞個數依次減少，每個模塊上鵠塞密度不同。3、如權利要求1所述的檢測鎢塞化學機械拋光工藝的測試結構，其特征在于，將鴒塞劃分為鵠塞組，通過改變鎢塞組的分布改變每個模塊鎢塞的分布密集度，每個模塊上鴒塞組分布的密集度不同。4、如權利要求1所述的檢測鎢塞化學機械拋光工藝的測試結構，其特征在于，每個模塊上包括數量不同的鴒塞組，同一個模塊內的鎢塞組的間隔相同，相鄰模塊的鎢塞組之間的間隔依次增大。5、如權利要求4所述的檢測鵠塞化學機械拋光工藝的測試結構，其特征在于，同一個模塊面積相等。6、如權利要求5所述的檢測鎢塞化學機械拋光工藝的測試結構，其特征在于，同一個^^莫塊中所有鎢塞組的總面積與所有鎢塞組之間間隔的總面積相等。7、如權利要求6所述的檢測鎢塞化學機械拋光工藝的測試結構，其特征在于，各個模塊中所有鎢塞組的總面積均相等。8、如權利要求7所述的檢測鎢塞化學機械拋光工藝的測試結構，其特征在于，各個模塊中鴒塞組的總面積和所有鵠塞組之間間隔的總面積等比例增長。全文摘要本發明提供一種檢測鎢塞化學機械拋光工藝的測試結構，其中，該測試結構包括多個模塊，其上分布有鎢塞，鎢塞大小相同，每個模塊上鎢塞分布的密集度不同。所述結構中每個模塊的面積相等，鎢塞之間的間隔依次增大，每個模塊上的鎢塞個數依次減少，每個模塊上鎢塞密度不同。將鎢塞劃分為鎢塞組，通過改變鎢塞組的分布改變每個模塊鎢塞的分布密集度，每個模塊上鎢塞組分布的密集度不同。與現有技術相比，本發明提供的測試結構可以更清晰地看到侵蝕、邊緣過侵蝕與鎢塞密度、面積大小的關系，并且同時提供了對凹陷、鎢清除能力的檢測。文檔編號H01L23/544GK101452911SQ20071017160公開日2009年6月10日申請日期2007年11月30日優先權日2007年11月30日發明者鄧永平申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司