晶圆后段电容电性测试结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种晶圆后段电容电性测试结构，包括：从第一金属互连层生长出的第一测试电容板以及从第二金属互连层生长出的第二测试电容板；其中，所述第一金属互连层和所述第二金属互连层平行，并且所述第一金属互连层和所述第二金属互连层之间为电介质；而且，所述第一测试电容板总体朝向所述第二金属互连层伸出，所述第二测试电容板总体朝向所述第一金属互连层伸出，由此使得所述第一测试电容板与所述第二测试电容板在与所述第一金属互连层与所述第二金属互连层平行的方向相垂直的方向上具有重叠。
【专利说明】晶圆后段电容电性测试结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种晶圆后段电容电性测试结构。
【背景技术】
[0002]晶圆电性测试中电容结构的测试是一项重要的测试项目，在后段电容电性测试工艺中常用到的介电层电容通常有金属-氧化物-金属MOM (Metal-Oxide-Metal)结构和金属-电介质-金属MIM (Metal-1solation-Metal)结构等结构。金属-氧化物-金属MOM结构和金属-电介质-金属MIM结构都属于金属平板电容类型，其中利用上下层金属平板做电容极板，反映了金属极板与中间介电质的间电学特性。
[0003]—般,会利用金属-氧化物-金属MOM结构和/或金属-电介质-金属MIM结构，通过沿晶圆上下金属极板测量电容，从而进行晶圆后段电容电性测试。但是，金属-氧化物-金属MOM结构和金属-电介质-金属MIM结构不能全面地反映工艺制程的能力和稳定性。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够全面地反映工艺制程的能力和稳定性的晶圆后段电容电性测试结构。
[0005]为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种晶圆后段电容电性测试结构，其包括:从第一金属互连层生长出的第一测试电容板以及从第二金属互连层生长出的第二测试电容板；其中，所述第一金属互连层和所述第二金属互连层平行，并且所述第一金属互连层和所述第二金属互连层之间为电介质；而且，所述第一测试电容板总体朝向所述第二金属互连层伸出，所述第二测试电容板总体朝向所述第一金属互连层伸出，由此使得所述第一测试电容板与所述第二测试电容板在与所述第一金属互连层与所述第二金属互连层平行的方向相垂直的方向上具有重叠。
[0006]优选地，所述第一测试电容板与所述第二测试电容板具有相同形状。
[0007]优选地，所述第一测试电容板和所述第二测试电容板均为梳齿状，而且所述第一测试电容板和所述第二测试电容板交错布置。
[0008]优选地，梳齿状的所述第一测试电容板与梳齿状的所述第二测试电容板的形状相同。
[0009]优选地，所述第一金属互连层为集成电路的顶层金属互连层。
[0010]优选地，所述第二金属互连层为集成电路的底层金属互连层。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中:[0012]图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的晶圆后段电容电性测试结构的截面图。
[0013]图2示意性地示出了图1所示的根据本发明优选实施例的晶圆后段电容电性测试结构的立体视图。
[0014]图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的晶圆后段电容电性测试结构的第
一示例。
[0015]图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的晶圆后段电容电性测试结构的第
二示例。
[0016]图5示意性地示出了根据本发明另一优选实施例的晶圆后段电容电性测试结构。
[0017]图6示意性地示出了根据本发明另一优选实施例的晶圆后段电容电性测试结构。
[0018]图7示意性地示出了根据本发明另一优选实施例的晶圆后段电容电性测试结构。
[0019]需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
【具体实施方式】
[0020]为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
[0021]在根据本发明优选实施例的晶圆工艺制程中，为了反映工艺制程的能力和稳定性，本发明优选实施例从多个方面、角度进行数据收集和监控。除了沿晶圆上下金属极板测量电容之外，还需要有更多的电容结构以便对介电层进行全面测量，最终更全面的监控制程和排查制程问题。
[0022]根据本发明优选实施例，可以在晶圆生长工艺中，通过光罩、曝光和蚀刻制程，在晶圆中实现介电层纵方向新电性结构。
[0023]具体地，图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的晶圆后段电容电性测试结构的截面图。图2示意性地示出了图1所示的根据本发明优选实施例的晶圆后段电容电性测试结构的立体视图。
[0024]如图1和图2所示，根据本发明优选实施例的晶圆后段电容电性测试结构包括:从第一金属互连层Ml生长出的第一测试电容板MlO以及从第二金属互连层M2生长出的第二测试电容板M20 ;其中，所述第一金属互连层Ml和所述第二金属互连层M2平行，并且所述第一金属互连层Ml和所述第二金属互连层M2之间为电介质100 ;而且，所述第一测试电容板MlO总体朝向所述第二金属互连层M2伸出，所述第二测试电容板M20总体朝向所述第一金属互连层Ml伸出，由此使得所述第一测试电容板MlO与所述第二测试电容板M20在与所述第一金属互连层Ml与所述第二金属互连层M2平行的方向相垂直的方向上具有重叠。
[0025]例如,所述第一测试电容板MlO与所述第二测试电容板M20可具有相同或者不同的形状。
[0026]例如，所述第一金属互连层Ml可以为集成电路的顶层金属互连层。而且例如，所述第二金属互连层M2可以为集成电路的底层金属互连层。
[0027]通过这种重叠可以形成沿晶圆切面纵方向的电容，由此能够全方位反映工艺制程的能力和稳定性，以便从多个方面、角度进行数据收集和监控。[0028]对于根据本发明优选实施例的晶圆后段电容电性测试结构的工艺，可以在电介质中通过蚀刻和金属工艺在金属层中的介电层里生长出沿晶圆切面纵方向的电容。
[0029]对于电容值的计算，有下述等式:
[0030]C= ε S/d ；
[0031]其中，ε为极板间介质100的介电常数；
[0032]S为极板面积，即所述第一测试电容板MlO与所述第二测试电容板Μ20之间的重叠面积；
[0033]d为极板间的距离。
[0034]而且，对于根据本发明优选实施例的晶圆后段电容电性测试结构，纵方向放置的电容结构可以通过光罩设计控制极板的间距，在工艺上难度比MM电容对制程的要求为低，且更为灵活。如图3和图4所示，可以很容易地将所述第一测试电容板MlO与所述第二测试电容板M20之间的距离设计为第一距离的dl或者第二距离d2。
[0035]而且，纵方向放置的电容结构，可以通过曝光和蚀刻深度控制极板的面积，甚至极板在介电层中的位置(含深度)，在工艺上难度比MOM和MM电容对制程的要求为低，且更为灵活。S卩，可以很容易控制公式C= ε S/d中的参数S。
[0036]此外，图5至图7示意性地示出了根据本发明另一优选实施例的晶圆后段电容电性测试结构。
[0037]如图5至图7所示，优选地，所述第一测试电容板MlO和所述第二测试电容板M20均为梳齿状，而且所述第一测试电容板MlO和所述第二测试电容板M20交错布置。
[0038]其中，优选地，梳齿状的所述第一测试电容板MlO与梳齿状的所述第二测试电容板M20的形状相同。
[0039]这样，通过调节梳齿状结构中梳齿的根数，新电容结构可以实现比MOM和MM更大电容范围的电容结构。
[0040]由此，本发明能够通过对测试电容板重叠面积(参数S)的调节、对测试电容板间距离(参数d)的调节、以及对梳子形状梳子根数的增减，使得新电容结构可以实现比MOM和MIM更大电容范围的电容结构。
[0041]此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
[0042]可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种晶圆后段电容电性测试结构，其特征在于包括:从第一金属互连层生长出的第一测试电容板以及从第二金属互连层生长出的第二测试电容板；其中，所述第一金属互连层和所述第二金属互连层平行，并且所述第一金属互连层和所述第二金属互连层之间为电介质；而且，所述第一测试电容板总体朝向所述第二金属互连层伸出，所述第二测试电容板总体朝向所述第一金属互连层伸出，由此使得所述第一测试电容板与所述第二测试电容板在与所述第一金属互连层与所述第二金属互连层平行的方向相垂直的方向上具有重叠。
2.根据权利要求1所述的晶圆后段电容电性测试结构，其特征在于，所述第一测试电容板与所述第二测试电容板具有相同形状。
3.根据权利要求1或2所述的晶圆后段电容电性测试结构，其特征在于，所述第一测试电容板和所述第二测试电容板均为梳齿状，而且所述第一测试电容板和所述第二测试电容板交错布置。
4.根据权利要求3所述的晶圆后段电容电性测试结构，其特征在于，梳齿状的所述第一测试电容板与梳齿状的所述第二测试电容板的形状相同。
5.根据权利要求1或2所述的晶圆后段电容电性测试结构，其特征在于，所述第一金属互连层为集成电路的顶层金属互连层。
6.根据权利要求1或2所述的晶圆后段电容电性测试结构，其特征在于，所述第二金属互连层为集成电路的 底层金属互连层。
【文档编号】H01L23/544GK103904059SQ201410111285
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】莫保章, 周波 申请人:上海华力微电子有限公司