[发明专利]介质层的物理性能、半导体芯片性能的监测方法

说明书

本发明提供一种介质层的物理性能、半导体芯片性能的监测方法，其中介质层的物理性能的监测方法包括：建立椭圆偏振法以测试介质层相关物理参数的光学量程式；获取之前至少两个生产批次中所有介质层的折射率及其研磨率；根据所述介质层的折射率及其研磨率，建立数据模型；测试当前生产批次中的介质层的折射率；利用所述数据模型获取当前生产批次中的介质层对应的研磨率。本申请通过根据所述介质层的折射率及其研磨率，建立有效的数据模型来合理预测当前批次及之后所有批次的介质层的研磨率，并且根据不断生产的批次还可以动态修正所述数据模型，实现了介质层的物理性能的动态监测和精确监控。

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种介质层的物理性能、半导体芯片性能的监测方法。

背景技术

随着超大规模集成电路的高速发展，芯片的集成度不断提高，特征尺寸不断减小。金属互联的多层布线导致金属导线的电阻、线间电容和层间电容增大，从而使得RS延迟时间、串扰噪声和功耗等增加，这些问题成为集成电路进一步发展的制约因素。

为解决上述问题，提高芯片的速度，目前业界普遍做法从两个方面考虑，一方面采用Cu金属互联代替Al金属，减少电阻；另一方面用low-K电介质(K3)代替SiO2(K＝3.9-4.2)，降低金属互联层间绝缘层的介电常数K。

由于用low-K电介质代替SiO2可以降低金属互联层间绝缘层的介电常数K，因此low-K电介质的物理性能(包括厚度，K值，N值，强度等)对于芯片的性能来说有着至关重要的作用，除此之外，low-K电介质的物理性能差异也会对芯片的制造工艺(尤其是后续的平坦化工艺)带来影响，最终影响芯片性能。但是，在工厂生产过程中现有的low-K电介质的对后续平坦化工艺的影响(研磨率)，只能通过实际研磨测试来判定，但是经常会受到平坦化工艺设备部件lifetime的影响，导致无法准确监控。

发明内容

本申请提供了一种介质层的物理性能、半导体芯片性能的监测方法，可以解决现有的介质层的物理性能无法准确监控、半导体芯片的电性能无法精确监控中的至少一个问题。

一方面，本申请实施例提供了一种介质层的物理性能的监测方法，包括：

建立椭圆偏振法以测试介质层的多个物理参数的光学量程式；

根据所述光学量程式，获取之前至少两个生产批次中所有介质层的折射率；并收集研磨机台中各介质层对应的研磨率；

根据所述介质层的折射率和所述介质层的研磨率，建立数据模型；

获取当前生产批次中的介质层的折射率；

根据当前生产批次中的介质层的折射率，利用所述数据模型获取当前生产批次中的介质层对应的研磨率。

可选的，在所述介质层的物理性能的监测方法中，在根据当前生产批次中的介质层的折射率，利用所述数据模型获取当前生产批次中的介质层对应的研磨率之后，所述介质层的物理性能的监测方法还包括：

根据当前生产批次中的介质层对应的研磨率，调整CMP工艺中研磨机台的工艺参数。

可选的，在所述介质层的物理性能的监测方法中，CMP工艺中研磨机台的所述工艺参数包括：研磨时间、研磨率。

可选的，在所述介质层的物理性能的监测方法中，在根据当前生产批次中的介质层的折射率，利用所述数据模型获取当前生产批次中的介质层对应的研磨率之后，所述介质层的物理性能的监测方法还包括：

根据当前生产批次中的介质层对应的研磨率，对当前生产批次中的介质层执行CMP工艺。

可选的，在所述介质层的物理性能的监测方法中，建立椭圆偏振法以测试介质层的多个物理参数的光学量程式包括：选择测试模式、调整测试参数。