[发明专利]后端介电材料的可靠性评估方法

说明书

本发明涉及一种后端介电材料的可靠性评估方法，包括：对晶圆所有待检测点进行测试，获取各待检测点的电流‑电压曲线、击穿电压以及实际击穿寿命；选取任意一点作为参考点，测量得到参考点的金属间距；对晶圆各个待检测点的电流‑电压曲线进行线性拟合，获取各个待检测点的线性拟合的斜率与金属间距之间的对应关系；计算得到各个待检测点的金属间距计算值；计算得到各个待检测点的实际击穿电场强度，所述击穿电场强度与金属间距无关；计算在统一恒定测试电场下的修正击穿寿命；根据实际击穿电场强度以及修正击穿寿命，对后端介电材料的本征可靠性进行评估。上述方法可以缩短后端制程开发周期。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种后端介电材料的可靠性评估方法。

背景技术

集成电路制造中，可靠性评估是工艺开发中重要的一部分，而金属间介质层(IMD，Inter Metal Dielectric)的可靠性评估是后端中重要的项目，用来评估后端介电材料的性能。然而，因为后端金属线的间距常常受到CMP(Chemical Mechanism Polish)等制程的影响，在晶圆的中间与边缘区域出现金属间距不同的情况，请参考图1。

现有技术中，现有的IMD可靠性测试分析技术无法排除由金属线的间距的不均匀引起的对测试结果的影响，无法对后端IMD的本征性能进行评估，比如是否存在Cu污染，IMD的质量如何，是否有严重的缺陷影响等等。现有技术需要先调整制程使得金属间距均匀，才能开展IMD评估，延长了后端制程开发的周期。

因此，如何避免非本征因素对测试结果的影响，以缩短后端制程开发的周期，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种后端介电材料的可靠性评估方法，以消除介电材料的非本征因素对测试结果的影响，从而提高测试结果的可靠性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种后端介电材料的可靠性评估方法，包括：对晶圆所有待检测点进行测试，获取各个待检测点的电流-电压曲线、击穿电压以及在恒定测试电压下的金属间介电材料的实际击穿寿命；选取所有待检测点中的任意一点作为参考点，测量得到参考点的金属间距；对晶圆各个待检测点的电流-电压曲线进行坐标变换之后，再进行线性拟合，获取各个待检测点的线性拟合的斜率与金属间距之间的对应关系；根据所述斜率与金属间距之间的对应关系，以及所述参考点的斜率与参考点的金属间距，计算得到各个待检测点的金属间距计算值；根据所述各个待检测点的金属间距计算值以及各个待检测点的击穿电压，计算得到各个待检测点的实际击穿电场强度，所述实际击穿电场强度与金属间距无关；计算各个待检测点在恒定测试电场下的修正击穿寿命，所述恒定测试电场为参考点在所述恒定测试电压下的电场；根据各个待检测点的实际击穿电场强度以及恒定测试电场下的修正击穿寿命，对后端介电材料的本征可靠性进行评估。

可选的，将金属间距与目标间距一致的点作为参考点。

可选的，将各个待检测点的I-V曲线坐标转换为ln(I)-V^0.5曲线坐标，其中I为电流，V为电压。

可选的，将各个待检测点的I-V曲线坐标转换为ln(I/V)-V^0.5曲线坐标，其中I为电流，V为电压。

可选的，各个待检测点的金属间距计算值CD_calculate根据如下公式计算：其中CD₀为参考点的金属间距，slope₀为参考点的线性拟合的斜率，slope为待检测点的线性拟合的斜率。

可选的，所述实际击穿电场强度其中V_bd为击穿电压。

根据各个待检测点的实际击穿电场强度，以及金属间介电材料击穿寿命的电场加速模型，计算各个待检测点在统一恒定测试电场下的修正击穿寿命。