层间金属层漏电检测结构及埋线沟槽工艺的优化方法与流程

本发明属于半导体集成电路制造领域，涉及一种层间金属层漏电检测结构及埋线沟槽工艺的优化方法。

背景技术：

1、在干法深刻蚀过程中，精细刻蚀控制其深度，均匀性成为至关重要的因素，它直接影响到芯片性能。微沟槽效应(microtrench effect)是干法刻蚀工艺中常见的异常现象，其主要是因为在干法刻蚀过程中，高能离子撞击材料表面产生二次电子，这些电子在电场作用下在侧壁形成电荷积累形成局部电场，由于局部电场存在，离子轨迹被偏转，加剧了边角处的刻蚀，导致边角处易产生过刻，如图1所示，为干法刻蚀得到的沟槽的sem图，包括沟槽01，其中，图中圈出的部分为微沟槽效应造成的底部边缘产生过刻，它严重影响了刻蚀的深度以及均匀性。而干法深刻蚀的过程中不仅会产生微沟槽效应，同时还会产生刻蚀负载效应，即沟槽的尺寸(cd)不同导致刻蚀深度的变化，如图2及图3所示，分别为干法刻蚀形成的沟槽深度随沟槽开口尺寸的变化曲线及干法刻蚀形成的沟槽在不同开口尺寸下深度变化图，包括沟槽01。

2、在集成电路制造的过程中通常会采用干法刻蚀形成微沟槽进行层间金属层布线的埋线，但是由于微沟槽效应及刻蚀负载效应的影响，需要在制作埋线之后进行漏电检测，以判断刻蚀沟槽工艺的健康程度，如图4所示，为金属层间漏电检测结构，包括第一布线层02、第二布线层03、第三布线层04、第一焊盘041、第二焊盘042及第三焊盘043。但是由于第二布线层所填充的沟槽的开口尺寸相同，在微沟槽效应及刻蚀负载效应对沟槽的影响相同，导致形成的沟槽深度相同，难以从漏电流上判断制作沟槽的工艺调整幅度，需要不断的改变工艺来寻找最佳工艺条件，增加了优化工艺的工作量。

3、因此，急需寻找可以快速寻找最佳埋线沟槽工艺的层间金属层漏电检测结构。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种层间金属层漏电检测结构及埋线沟槽工艺的优化方法，用于解决现有技术中寻找制作埋线沟槽的最佳工艺条件的工作量大的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供了一种层间金属层漏电检测结构，包括：

3、半导体结构，包括含有第一层间介质层及位于第一层间介质层上表面的第一布线层的顶层结构，所述第一布线层包括至少一第一线路；

4、第二层间介质层，覆盖所述第一布线层；

5、多个间隔设置的埋线沟槽，嵌于所述第二层间介质层中，所述埋线沟槽的底面与所述导电层的上表面间隔预设距离，所述埋线沟槽的垂直投影与所述第一布线层中所述第一线路之间形成至少一个交点，至少两个所述埋线沟槽沿排列方向的开口尺寸不同；

6、第二布线层，填充所述埋线沟槽且填充各个所述埋线沟槽的部分为第二线路；

7、第一引线结构，电连接所述第一布线层；

8、第二引线结构，电连接所述第二布线层。

9、可选地，所述第一布线层包括多个所述第一线路，所有所述第一线路中至少两个所述第一线路沿排列方向的尺寸不同。

10、可选地，在所述埋线沟槽排列方向上，所述埋线沟槽的尺寸依次递减或递增。

11、可选地，所述埋线沟槽的尺寸递减或递增的幅度范围为2％～8％。

12、可选地，在所述埋线沟槽排列方向上，所述埋线沟槽的尺寸先依次递减然后再依次递增。

13、可选地，所述第一引线结构包括第一引出部及与所述第一引出部电连接的第一焊盘，所述第一引出部电连接所述导电层中的所有线路。

14、可选地，所述第二引线结构包括第二引出部及与所述第二引出部电连接的第二焊盘，所述第二引出部电连接填充所述埋线沟槽中的所有所述第二布线层。

15、可选地，所述第一层间介质层上表面还设有与所述第一布线层间隔设置的第三布线层，所述第三布线层包括至少一第三线路，所述埋线沟槽的垂直投影与所述第三布线层中所述第三线路之间形成有至少一个交点。

16、可选地，所述第三布线层包括多个所述第三线路，所述第三线路与所述第一线路依次交替间隔设置。

17、本发明还提供了一种埋线沟槽制作工艺的优化方法，包括以下步骤：

18、提供一上述所述的层间金属漏电检测结构及至少一检测模块，所述检测模块包括电源、第一测量端、第二测量端及电流检测单元；

19、将所述第一测量端和所述第二测量端分别与每个所述层间金属漏电检测结构的所述第一引线结构及所述第二引线结构电连接；

20、开启已设定预设电压值的所述电源，并读取所述电流检测单元上显示的测量电流值；

21、所述测量电流值大于预设值时，基于测量电流值的大小及所述埋线沟槽深度的变化趋势来调整所述层间金属漏电检测结构中所述埋线沟槽的开口尺寸，并重复上述步骤，直至所述测量电流值小于预设值。

22、如上所述，本发明的金属层间漏电检测结构及埋线沟槽制作工艺的优化方法通过改变所述埋线沟槽的开口尺寸，由于刻蚀负载效应的影响，不同开口尺寸的所述埋线沟槽的深度变得不完全相同，利用所述埋线沟槽的深度差异，使所述第一布线层中所述第一线路与所述第二布线层中所述第二线路之间电接触的数量与所述埋线沟槽的深度相关，继而使所述第一布线层与所述第二布线层之间的漏电产生差异，再利用所述检测模块中的所述电流检测单元测量漏电流，并基于所述测量电流值的大小及所述埋线沟槽的深度变化规律对所述埋线沟槽的尺寸进行调整，可以减少了调整工艺的频次，便于快速寻到避免微沟槽效应及刻蚀负载效应的最佳的工艺条件，减少了优化工艺的工作量，具有高度产业利用价值。

技术特征：

1.一种层间金属层漏电检测结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的层间金属层漏电检测结构，其特征在于：所述第一布线层包括多个所述第一线路，所有所述第一线路中至少两个所述第一线路沿排列方向的尺寸不同。

3.根据权利要求1所述的层间金属层漏电检测结构，其特征在于：在所述埋线沟槽排列方向上，所述埋线沟槽的尺寸依次递减或递增。

4.根据权利要求3所述的层间金属层漏电检测结构，其特征在于：所述埋线沟槽的尺寸递减或递增的幅度范围为2％～8％。

5.根据权利要求1所述的层间金属层漏电检测结构，其特征在于：在所述埋线沟槽排列方向上，所述埋线沟槽的尺寸先依次递减然后再依次递增。

6.根据权利要求1所述的层间金属层漏电检测结构，其特征在于：所述第一引线结构包括第一引出部及与所述第一引出部电连接的第一焊盘，所述第一引出部电连接所述导电层中的所有线路。

7.根据权利要求1所述的层间金属层漏电检测结构，其特征在于：所述第二引线结构包括第二引出部及与所述第二引出部电连接的第二焊盘，所述第二引出部电连接填充所述埋线沟槽中的所有所述第二布线层。

8.根据权利要求1所述的层间金属层漏电检测结构，其特征在于：所述第一层间介质层上表面还设有与所述第一布线层间隔设置的第三布线层，所述第三布线层包括至少一第三线路，所述埋线沟槽的垂直投影与所述第三布线层线路之间形成有至少一个交点。

9.根据权利要求8所述的层间金属层漏电检测结构，其特征在于：所述第三布线层包括多个所述第三线路，所述第三线路与所述第一线路依次交替间隔设置。

10.一种埋线沟槽制作工艺优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明提供一种层间金属层漏电检测结构及埋线沟槽工艺的优化方法，该层间金属层漏电检测结构包括半导体结构、第二层间介质层、埋线沟槽、第二布线层及第一和二引线结构，其中，半导体结构包括含有第一层间介质层及第一布线层的顶层结构，第一布线层包括至少一第一线路；第二层间介质层覆盖第一布线层；埋线沟槽嵌于第二层间介质层中，埋线沟槽的垂直投影与每个第一线路之间形成至少一个交点，至少两个埋线沟槽的开口尺寸不同；第二布线层填充埋线沟槽；第一引线结构电连接第一布线层；第二引线结构电连接第二布线层。本发明改进埋线沟槽的尺寸，便于在优化制作埋线沟槽的工艺中快速寻到避免微沟槽效应及刻蚀负载效应的最佳的工艺条件。技术研发人员：谷东光,杨铧受保护的技术使用者：上海积塔半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29