[發明專利]半導體元件

有效

• 申請號: 201110089947.0
• 申請日: 2011-04-08
• 公開（公告）號: CN102468346A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 陳家忠;黃崎峰;盧澤華;劉莎莉
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/92
• 分類號: H01L29/92
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本發明涉及一種半導體元件，特別是涉及一種可反映出特定金屬層所造成的工藝(即制程，本文均稱為工藝)變化的半導體元件。

背景技術

在集成電路的制作中，為了確保集成電路的電性性能落在規格內，需要設計工具來監控工藝變化。設計工具可包含設計在晶圓的切割線中的金屬-氧化物-金屬電容器。

在傳統金屬-氧化物-金屬(metal-over-metal；MOM)電容器設計工具中，一MOM電容器從各自的晶圓的下金屬層延伸至上金屬層。二端點(即埠，本文均稱為端點)形成在晶圓的表面，且連接至MOM電容器的二電容板。所量測的電容與電阻可反映出制作晶圓的工藝變化。

在集成電路制作過程中，殘余水氣可能會殘留在超低介電常數介電層中，其中金屬層形成在這些超低介電常數介電層中。殘余水氣在MOM結構的性能中扮演重要角色。一金屬層的特性可能因此而嚴重影響集成電路的整體性能，故金屬層可能需要加以鑒定。然而，傳統MOM電容器設計工具僅能用以尋找所有金屬層的整體工藝變化。該變化無法反映出每一金屬層的工藝變化。因此，測量結果所反映出的特定金屬層所造成的工藝變化無法辨識。此外，傳統MOM電容器設計工具占據較大晶片面積，在晶片面積的使用上沒有效率。

由此可見，上述現有的半導體元件在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新型結構的半導體元件，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有的半導體元件存在的缺陷，而提供一種新型結構的半導體元件，所要解決的技術問題是使其可測量出特定金屬層所造成的工藝變化，非常適于實用。

本發明的另一目的在于，克服現有的半導體元件存在的缺陷，而提供一種新型結構的半導體元件，所要解決的技術問題是使其可有效縮減MOM電容器設計工具所占據的晶片面積，從而更加適于實用。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種半導體元件：包含一第一MOM電容器；一第二MOM電容器直接位于第一MOM電容器上方且垂直重疊在第一MOM電容器上，其中每一第一與第二MOM電容器包含多個平行電容器手指；一第一與一第二端點電性耦合至第一MOM電容器；以及一第三與一第四端點電性耦合至第二MOM電容器。其中第一、第二、第三與第四端點設置于各自的晶圓的表面。

本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

前述的半導體元件，其中各自的該晶圓包含一第一晶片與一第二晶片，一切割線位于該第一晶片與該第二晶片之間，其中該第一端點、該第二端點、該第三端點與該第四端點、以及該第一MOM電容器與該第二MOM電容器設置在該切割線中，且該第一端點與該第二端點對準一第一線，該第三端點與該第四端點對準一第二線，其中該第一線與該第二線平行于該切割線的一縱長方向。

前述的半導體元件，還包含讀啊哦個接地端點位于各自的該晶圓的該表面，其中在各自的該晶圓的一俯視圖中，該些接地端點關于該第一MOM電容器與該第二MOM電容器對稱設置。

前述的半導體元件，還包含：一第三MOM電容器；一第四MOM電容器，直接位于該第三MOM電容器上方且垂直重疊在該第三MOM電容器上；一第五端點與一第六端點，電性耦合至該第三MOM電容器；以及一第七端點與一第八端點，電性耦合至該第四MOM電容器，該第五端點、該第六端點、該第七端點與該第八端點設置于各自的該晶圓的該表面，其中該第一MOM電容器與該第三MOM電容器延伸至各自的該晶圓的多個不同金屬層，或該第二MOM電容器與該第四MOM電容器延伸至各自的該晶圓的多個不同金屬層。

前述的半導體元件，其中每一該第一MOM電容器與該第二MOM電容器包含多個部分延伸至各自的該晶圓的至少三個金屬層，且每一該第一MOM電容器與該第二MOM電容器在每一個該至少三個金屬層中包含：多個第一電容器手指；一第一總線，交互連接該些第一電容器手指；多個第二電容器手指，與該些第一電容器手指分開；以及一第二總線，交互連接該些第二電容器手指。

前述的半導體元件，其中所述的第一MOM電容器延伸至各自的該晶圓的一下金屬層，且該第二MOM電容器延伸至各自的該晶圓的一上金屬層。