[發明專利]水汽檢測器件及水汽檢測方法

有效

• 申請號: 201210206555.2
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN103513163A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 宋興華
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R27/26;G01R31/02
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及集成電路制造領域，特別涉及一種水汽檢測器件及應用該水汽檢測器件的水汽檢測方法。

背景技術

集成電路的快速發展，給可靠性測試帶來了巨大的挑戰。集成電路工作者要進一步深入研究可靠性物理和失效機理，加強可靠性工程相關工作，以減少可靠性對集成電路特征尺寸進一步縮小的制約，并保證產品保持足夠的可靠性容限。

互補金屬氧化物半導體（CMOS）的尺寸達到45nm節點及以下，金屬互連對器件速度的延遲（RC效應）越發不容忽視，為了解決這一問題，超低K介質層（ultra?low-k?dielectric）被引入到CMOS生產的后段工藝（BEOL）中，用作層間介電層以減少器件的RC效應。

然而新材料的引入導致了新的可靠性問題。由于超低K介質層的機械、電學和熱學性能遠遠低于傳統的二氧化硅材料，其吸濕性（moisture?uptake）更加的顯著。

通常，水汽（moisture）含量較高時對半導體器件有著如下兩方面的危害：一，電性能不穩定。在溫度較低時容易造成產品的漏電流增加，很有可能出現整批報廢的情況。二，影響金屬互連線。比如水汽含量較高時會對金屬造成腐蝕，導致電路開路；在有污染物的情況下，也容易形成電解液，從而使得多層金屬都收到腐蝕。

現有工藝中還未形成一種較有效的方法來靈敏的檢測這一問題從而改善制程過程。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水汽檢測器件及應用該水汽檢測器件的水汽檢測方法，以解決現有工藝不能夠準確的表征水汽對可靠性的影響的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種水汽檢測器件，用于檢測水汽對器件可靠性的影響，包括：

一濕池結構，用以提供水汽；

一待測結構，用以接收所述濕池結構提供的水汽；及

一標準結構，該標準結構與所述待測結構相同，且與所述濕池結構相隔離。

進一步的，對于所述的水汽檢測器件，所述待測結構和標準結構分列于所述濕池結構兩側。

進一步的，對于所述的水汽檢測器件，還包括一空置結構，所述空置結構位于所述標準結構和濕池結構之間，用于隔離所述標準結構和濕池結構。

進一步的，對于所述的水汽檢測器件，所述空置結構為金屬填充區域。

進一步的，對于所述的水汽檢測器件，所述濕池結構包括一超低K電介質區域和一圍繞所述超低K電介質區域的密封環。

進一步的，對于所述的水汽檢測器件，所述密封環具有開口，所述開口暴露出所述超低K電介質區域，且所述開口靠近所述待測結構。

進一步的，對于所述的水汽檢測器件，所述待測結構、標準結構、空置結構和濕池結構為矩形。

進一步的，對于所述的水汽檢測器件，所述矩形的長度及寬度皆為5um~1000um。

進一步的，對于所述的水汽檢測器件，所述矩形的長度及寬度皆為50um~100um。

進一步的，對于所述的水汽檢測器件，所述待測結構和標準結構皆為電容結構。

本發明提供一種基于上述水汽檢測器件的水汽檢測方法，包括：

測量待測結構和標準結構的電性參數；

將測得的待測結構和標準結構的電性參數進行比較，以判斷水汽對待測結構的影響。

進一步的，對于所述的水汽檢測方法，所述電性參數包括：電容，擊穿電壓，經時擊穿及漏電流。

進一步的，對于所述的水汽檢測方法，若所述待測結構和標準結構的電容相差小于3％，則表明水汽對待測結構的影響可以接受。

進一步的，對于所述的水汽檢測方法，若所述待測結構和標準結構的擊穿電壓相差小于2V，則表明水汽對待測結構的影響可以接受。

進一步的，對于所述的水汽檢測方法，若所述待測結構和標準結構的經時擊穿相差小于2年，則表明水汽對待測結構的影響可以接受。

進一步的，對于所述的水汽檢測方法，若所述待測結構和標準結構的漏電流相差小于一個數量級，則表明水汽對待測結構的影響可以接受。

本發明提供的水汽檢測器件及水汽檢測方法中，待測結構被濕池結構的水汽影響，而與待測結構相同的標準結構被隔離，使得標準結構不受水汽影響，之后將標準結構和待測結構的電性參數相比較，即可具體的得出水汽對半導體器件可靠性的影響，具有很高的靈敏度和可信性，并有利于優化現有生產工藝。

附圖說明

圖1為本發明實施例的水汽檢測器件的示意圖；

圖2為本發明實施例的水汽檢測方法的流程圖。

具體實施方式