靜電檢測結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種靜電檢測結(jié)構(gòu)。所述靜電檢測結(jié)構(gòu)包括基底、形成于所述基底上的第一金屬塊以及形成于所述基底上并位于所述第一金屬塊一側(cè)的多個(gè)間隔分布的第二金屬塊，所述第一金屬塊與多個(gè)第二金屬塊距離基底的高度相同；所述多個(gè)第二金屬塊與第一金屬塊之間的間距不等；所述第一金屬塊通過互連線與基底電性相通。本實(shí)用新型利用電容擊穿原理，縮短了檢測時(shí)間，并且能夠避免外界因素的干擾，可靠性強(qiáng)。
【專利說明】靜電檢測結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種靜電檢測結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]在晶圓制造(wafer process)的某些制程中，涉及使用純凈水(DI water)對晶圓進(jìn)行清洗。然而水流與旋轉(zhuǎn)的晶圓表面會因摩擦而產(chǎn)生靜電效應(yīng)，這可能會使得晶圓上產(chǎn)生缺陷(defect)。因此，對于機(jī)臺或者程序(recipe)中所產(chǎn)生的靜電量的管控是晶圓制造過程中的一個(gè)重要考量指標(biāo)。
[0003]目前，一種常用的靜電測量方法是通過型號為Quantox的機(jī)臺通過電荷中和的方式測量清洗完成后晶圓帶電量。但是，這種方法存在以下缺陷:1、需要較長的測量時(shí)間，通常測量一片晶圓需要花費(fèi)40min，這在大批量生產(chǎn)中，無法滿足成批檢測的需求，因而得到的測試結(jié)果不具有普遍性。2、對于產(chǎn)品的相鄰工序之間的時(shí)間間隔(Q-time)要求嚴(yán)格，經(jīng)清洗后出機(jī)臺的晶圓必須馬上送去測量，否則晶圓所帶靜電會被環(huán)境中電荷中和影響量測結(jié)果。
[0004]實(shí)際生長中發(fā)現(xiàn)，在多數(shù)情況下，工藝中并不需要清楚的知道晶圓所帶電量的確切數(shù)值，而是需要比較各種環(huán)境條件下晶圓所帶電量的相對高低，因此，如何采用一種更加直觀又便捷的方式來體現(xiàn)，是業(yè)內(nèi)所急需的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種靜電檢測結(jié)構(gòu)，以縮短靜電檢測時(shí)間，并能夠便捷的比較出不同情況下晶圓所帶電荷量的高低。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種靜電檢測結(jié)構(gòu)，用于檢測晶圓表面電荷，包括:
[0007]基底、形成于所述基底上的第一金屬塊以及形成于所述基底上并位于所述第一金屬塊一側(cè)的多個(gè)間隔分布的第二金屬塊，所述第一金屬塊與多個(gè)第二金屬塊距離基底的高度相同；所述多個(gè)第二金屬塊與第一金屬塊之間的間距不等；所述第一金屬塊通過互連線與基底電性相通。
[0008]可選的，對于所述的靜電檢測結(jié)構(gòu)，所述第二金屬塊為矩形，長度為1，寬度為W，且w>21。
[0009]可選的，對于所述的靜電檢測結(jié)構(gòu)，所述第一金屬塊和第二金屬塊的厚度h相同。
[0010]可選的，對于所述的靜電檢測結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)第二金屬塊到第一金屬塊之間的距離呈等差分布，最小的距離為d0, d0〈sqr (hX I)。
[0011]可選的，對于所述的靜電檢測結(jié)構(gòu)，所述靜電檢測結(jié)構(gòu)還包括置于第二金屬塊一側(cè)的標(biāo)尺。
[0012]可選的，對于所述的靜電檢測結(jié)構(gòu)，所述基底、第一金屬塊、多個(gè)第二金屬塊及互連線之間填充有介電層。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的靜電檢測結(jié)構(gòu)，在基底上形成了相間隔的第一金屬塊和多個(gè)第二金屬塊，第一金屬塊與基底接通，從而構(gòu)成了多個(gè)一端接地的電容器，則根據(jù)不同間距，電容器具有不同的擊穿電壓，就能夠直觀的展現(xiàn)出所帶電荷量的多少。
[0014]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的靜電檢測結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0015]1、利用本實(shí)用新型的靜電檢測結(jié)構(gòu)，由于在基底上形成有第一金屬塊和第二金屬塊，從而形成電容。在進(jìn)行清洗時(shí)，第一金屬塊通過互連線與基底電性相通，所以產(chǎn)生的電荷被導(dǎo)出，而第二金屬塊中的電荷依然存在，使得第一金屬塊和第二金屬塊之間產(chǎn)生電勢差，這會造成電容的擊穿。這一過程在清洗時(shí)可直接完成，降低了所耗時(shí)間，便捷快速；
[0016]2、利用本實(shí)用新型的靜電檢測結(jié)構(gòu)獲得的測量結(jié)果直觀且有效，由于采用了多個(gè)第二金屬塊，所述多個(gè)第二金屬塊與第一金屬塊之間的間距不等，因此相當(dāng)于是多個(gè)不同規(guī)格的電容，依據(jù)被擊穿的電容的最大間距，能夠直接的比較出在不同情況下晶圓所帶電荷量的高低，并且有效的防止了外界環(huán)境對晶圓電荷的中和，可信度高；
[0017]3、利用本實(shí)用新型的靜電檢測結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步根據(jù)電容公式，以及第一金屬塊和第二金屬塊直接的間距和介電層的介電常數(shù)，來得到具體的電荷量數(shù)值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例中靜電檢測結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)剖視示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例中靜電檢測結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)俯視示意圖；
[0020]圖3為利用本實(shí)用新型的靜電檢測結(jié)構(gòu)的進(jìn)行檢測時(shí)的擊穿示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合示意圖對本實(shí)用新型的靜電檢測結(jié)構(gòu)進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本實(shí)用新型，而仍然實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本實(shí)用新型的限制。
[0022]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠贡緦?shí)用新型由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0023]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本實(shí)用新型。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。
[0024]本實(shí)用新型的核心思想在于，提供一種靜電檢測結(jié)構(gòu)，該檢測結(jié)構(gòu)采用了電容器的形式，由于電荷的存在，會使得電容器發(fā)生擊穿現(xiàn)在，則根據(jù)具體擊穿的情況，就能夠有效的表征出電荷量的高低。
[0025]基于上述思想，請參考圖1和圖2，本實(shí)用新型提供的靜電檢測結(jié)構(gòu)包括:
[0026]基底1、形成于所述基底I上的第一金屬塊4以及形成于所述基底I上并位于所述第一金屬塊4 一側(cè)的多個(gè)間隔分布的第二金屬塊5 (圖1示出了一個(gè))，所述第一金屬塊4與多個(gè)第二金屬塊5距離基底I的高度相同，所述多個(gè)第二金屬塊5與第一金屬塊4之間的間距不等(請參見圖2)，所述第一金屬塊4通過互連線3與基底I電性相通。
[0027]其中，所述第一金屬塊4與多個(gè)第二金屬塊5的厚度h相同，所述厚度h例如是10?ΙΟΟΟμπι，對于這一厚度，本實(shí)用新型中并不做硬性要求，還可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和選擇。
[0028]在本實(shí)施例中，所述基底I可以為P型或N型襯底，其材質(zhì)可以是硅、鍺或者鍺硅化合物、有機(jī)化合物半導(dǎo)體材料中的一種，所述基底I上還可以形成有器件層等必要的膜層。
[0029]可以先在基底I上沉積第一介電層，例如可以是常見的氧化硅、氮化硅，也可以是其他材質(zhì)。然后通過光刻刻蝕工藝，對第一介電層進(jìn)行開口，形成多個(gè)通孔。接著，在通孔中沉積并充滿導(dǎo)電材料，形成互連線3，并進(jìn)行平坦化工藝，去除位于第一介電層上的導(dǎo)電材料。之后在第一介電層上形成一層金屬層，較佳的，所述金屬層的材料為招。通過光刻刻蝕工藝，獲得第一金屬塊4和多個(gè)第二金屬塊5，使得第一金屬塊4與互連線電性相通，以便能夠傳遞電荷。再進(jìn)行第二介電層的填充，所述第二介電層優(yōu)選為與第一介電層的材料相同，覆蓋所述第一金屬塊4和第二金屬塊5,從而第一介電層和第二介電層共同構(gòu)成如圖所不的介電層2。在其他實(shí)施例中,第一金屬塊4和第二金屬塊5也可以分步完成。
[0030]如圖2所示，所述第一金屬塊4和第二金屬塊5的俯視形狀為矩形(實(shí)際形狀為長方體)。所述多個(gè)第二金屬塊5與第一金屬塊4之間的間距不等；所述多個(gè)第二金屬塊5到第一金屬塊4之間的距離呈等差分布，如圖2中示出了 4個(gè)第二金屬塊5，則距離依次為 d0、dl、d2、d3,最小距離為 d0,最大距離為 d3,即 dl = d0+x, d2 = d0+2x, d3 = d0+3x,X為正數(shù)。例如，dO可以是100?120 μ m，x可以是20 μ m。所述多個(gè)第二金屬塊5以形狀大小一致為佳，例如，所述第二金屬塊5在俯視圖上都是有著長度(設(shè)定第二金屬塊的排列方向?yàn)殚L度方向)為1、寬度(設(shè)定垂直所述排列方向?yàn)閷挾确较?為w的矩形,并且滿足w>21，在這種設(shè)計(jì)下，能夠更好的保證電荷的積累。其中，最小距離d0由第一金屬塊4和第二金屬塊5的厚度h以及第二金屬塊5的寬度w來制約,滿足
[0031]dCKsqr (hX I)。
[0032]在其他實(shí)施例中，所述第二金屬塊5的數(shù)量可以不限于4個(gè)，可以更少，也可以更多，通常4個(gè)第二金屬塊就能夠達(dá)到目前工藝中的檢測需要。
[0033]本實(shí)用新型的靜電檢測結(jié)構(gòu)在進(jìn)行純凈水清洗時(shí)，由于第一金屬塊4通過互連線3與基底I電性相通，使得形成于第一金屬塊4上的電荷被導(dǎo)出，而形成于第二金屬塊5上的電荷積累，從而在第一金屬塊4和第二金屬塊5之間形成電勢差。當(dāng)?shù)诙饘賶K5上的電荷積累到一定程度時(shí)，一個(gè)或多個(gè)第二金屬塊5與第一金屬塊4之間的介電層2被擊穿，而間距較大的第二金屬塊5和第一金屬塊4之間的介電層2不會被擊穿。如圖3所示，在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)距離第一金屬塊4較短間距的第二金屬塊5與第一金屬塊4之間的介電層被擊穿。而其余距離較遠(yuǎn)的第二金屬塊5和第一金屬塊4之間的介電層沒有被擊穿。
[0034]由此，在清洗過程中，能夠直接根據(jù)被擊穿的某個(gè)或某些第二金屬塊5與第一金屬塊4之間的介電層2來分析電荷量的多少，不需要進(jìn)行額外的檢測，又能夠避免了外界因素的影響，便捷有效。在清洗后，只需要將晶圓放置在顯微鏡下觀察，讀出哪個(gè)或者哪些個(gè)被擊穿，就能夠知曉電荷量的高低。
[0035]進(jìn)一步的，為了提高可讀性，所述靜電檢測結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置于第二金屬塊5 —側(cè)的標(biāo)尺(未圖示)，顯示每個(gè)第二金屬塊5與第一金屬塊4之間的距離。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，這一標(biāo)尺可以展現(xiàn)所述多個(gè)第二金屬塊5到第一金屬塊I之間的距離范圍為100?400 μ m0
[0036]本實(shí)用新型的靜電檢測結(jié)構(gòu)，在大宗產(chǎn)品的比較中，能夠起到顯著的效果，此時(shí)通常不需要獲知具體電荷量，而是需要比較相同或不同產(chǎn)品在不同或相同條件下晶圓表面電荷量的高低，那么簡單的通過被擊穿的電容的數(shù)量，就能夠得出比較。此外，即便在需要知曉具體電荷量的情況下，可根據(jù)電容公式，以及已知的介電層2的相對介電常數(shù)、間距等數(shù)值，也能夠推導(dǎo)出電荷量。
[0037]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種靜電檢測結(jié)構(gòu)，用于檢測晶圓表面電荷，其特征在于，包括:基底、形成于所述基底上的第一金屬塊以及形成于所述基底上并位于所述第一金屬塊一側(cè)的多個(gè)間隔分布的第二金屬塊，所述第一金屬塊與多個(gè)第二金屬塊距離基底的高度相同；所述多個(gè)第二金屬塊與第一金屬塊之間的間距不等；所述第一金屬塊通過互連線與基底電性相通。
2.如權(quán)利要求1所述的靜電檢測結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二金屬塊為矩形，長度為1，寬度為w,且w>21。
3.如權(quán)利要求2所述的靜電檢測結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一金屬塊和第二金屬塊的厚度h相同。
4.如權(quán)利要求3所述的靜電檢測結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個(gè)第二金屬塊到第一金屬塊之間的距離呈等差分布，最小的距離為dO，dO<sqr(hXl)。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的靜電檢測結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述靜電檢測結(jié)構(gòu)還包括置于第二金屬塊一側(cè)的標(biāo)尺。
6.如權(quán)利要求1所述的靜電檢測結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基底、第一金屬塊、多個(gè)第二金屬塊及互連線之間填充有介電層。
【文檔編號】H01L21/66GK204167264SQ201420402769
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】葉逸舟, 朱曉崢, 楊曉松 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司