靜電測(cè)試控片以及靜電測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種靜電測(cè)試控片以及靜電測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在集成電路制造過(guò)程中，有多道工藝都會(huì)使用噴頭來(lái)對(duì)晶圓進(jìn)行噴霧、噴水等制 程，用以對(duì)晶圓進(jìn)行清洗或去除氧化層等。當(dāng)噴頭使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)后，表面會(huì)發(fā)生老化，老化 的表面容易積累靜電荷。當(dāng)使用積累有靜電荷的噴頭對(duì)晶圓進(jìn)行噴霧、噴水的等制程時(shí)，靜 電荷就容易隨著噴頭轉(zhuǎn)移到晶圓上，從而對(duì)晶圓上的器件造成破壞。因此，需要對(duì)噴頭是否 積累有靜電荷進(jìn)行測(cè)試。
[0003] 參考圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中采用的靜電測(cè)試的控片結(jié)構(gòu)包括相對(duì)放置的金屬線1 以及Γ，金屬線1與金屬線Γ電絕緣。并且金屬線1以及Γ之間填充介質(zhì)層3。靜電測(cè) 試控片還包括分別與金屬線1和Γ連接的測(cè)量墊片2和2'，在靜電測(cè)試的過(guò)程中，將靜電 測(cè)試控片放置于待測(cè)噴頭的附近一段時(shí)間，之后在測(cè)量墊片2和2'之間加電壓，測(cè)量金屬 線1以及1'之間的介質(zhì)層3的擊穿電壓特性。如果待測(cè)噴頭中有積累的靜電荷，則靜電測(cè) 試控片中絕緣介質(zhì)層3會(huì)存儲(chǔ)電荷，使得介質(zhì)層3的擊穿電壓值比未在噴頭附近放置一段 時(shí)間之前的擊穿電壓值要小，更容易擊穿。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)的靜電測(cè)試控片雖然可以檢測(cè)噴頭是否積累有電荷，但是如果該靜電測(cè) 試控片被擊穿，則該靜電測(cè)試控片將無(wú)法繼續(xù)使用，只能做報(bào)廢處理。
[0005] 因此，需要一種可以循環(huán)使用的靜電測(cè)試控片，可以實(shí)現(xiàn)靜電控片的多次使用，節(jié) 約成本，提高效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于，提供一種可以循環(huán)使用的靜電測(cè)試控片以及靜電測(cè)試方法。 可以實(shí)現(xiàn)靜電控片的多次使用，節(jié)約工藝成本，提高效率。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種靜電測(cè)試控片，包括：
[0008] 半導(dǎo)體襯底以及有序排布于所述半導(dǎo)體襯底上的若干個(gè)靜電測(cè)試單元，每個(gè)所述 靜電測(cè)試單元包括一層間電容結(jié)構(gòu)，所述層間電容結(jié)構(gòu)包括依次層疊于所述半導(dǎo)體襯底的 一第一金屬層、一絕緣介質(zhì)層和一第二金屬層，其中，所述絕緣介質(zhì)層部分覆蓋所述第一金 屬層。
[0009] 可選的，所述靜電測(cè)試控片包括至少25個(gè)靜電測(cè)試單元。
[0010] 可選的，所述絕緣介質(zhì)層為氧化硅或者氮化硅。
[0011] 可選的，所述絕緣介質(zhì)層的厚度為100A-200A。
[0012] 可選的，所述靜電測(cè)試單元還包括第一電極和第二電極，所述第一電極和所述第 二電極分別與所述第一金屬層和所述第二金屬層電連接。
[0013] 可選的，所述靜電測(cè)試單元還包括第一墊片和第二墊片，所述第一墊片和所述第 二墊片分別與所述第一電極和所述第二電極電連接。
[0014] -種靜電測(cè)試方法，其特征在于，包括：
[0015] 采用以上所述的靜電測(cè)試控片，測(cè)試每個(gè)所述靜電測(cè)試單元的擊穿電壓特性，得 到處理前所述靜電測(cè)試控片中所有靜電測(cè)試單元的擊穿電壓分布，并取處理前所述擊穿電 壓分布中最小的擊穿電壓值作為第一最小擊穿電壓值；
[0016] 使用一待測(cè)設(shè)備的噴頭對(duì)所述靜電測(cè)試控片進(jìn)行處理，測(cè)試每個(gè)所述靜電測(cè)試單 元的擊穿電壓特性，得到處理后所述靜電測(cè)試控片中所有靜電測(cè)試單元的擊穿電壓分布， 并取處理后所述擊穿電壓分布中最小的擊穿電壓值作為第二最小擊穿電壓值；以及
[0017] 若所述第一最小擊穿電壓值小于所述第二最小擊穿電壓值，則判斷所述噴頭存在 積累的靜電荷。
[0018] 可選的，測(cè)試所述靜電測(cè)試單元的擊穿電壓特性的具體步驟包括：
[0019] 在第一墊片和第二墊片之間施加線性增加的電壓；
[0020] 測(cè)試所述第一墊片和所述第二墊片之間的電流值；
[0021] 記錄當(dāng)電流值增加到某一預(yù)定值時(shí)的電壓值，所述電壓值即為所述靜電測(cè)試單元 的擊穿電壓值。
[0022] 可選的，所述靜電測(cè)試方法還包括：將所述靜電測(cè)試控片置于紫外光下照射，去除 所述靜電測(cè)試控片中存貯的靜電荷。
[0023] 可選的，紫外光照射所述靜電測(cè)試控片的時(shí)間為5min_10min。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明靜電測(cè)試控片以及靜電測(cè)試方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0025] 本發(fā)明提供的靜電測(cè)試控片以及靜電測(cè)試方法中，提供的靜電測(cè)試控片包括半導(dǎo) 體襯底，以及有序排布于所述半導(dǎo)體襯底上的若干個(gè)靜電測(cè)試單元，所述靜電測(cè)試單元包 括一層間電容結(jié)構(gòu)，所述層間電容結(jié)構(gòu)包括依次層疊于半導(dǎo)體襯底上的第一金屬層、絕緣 介質(zhì)層以及第二金屬層。所述層間電容結(jié)構(gòu)可以存在電荷，并且擊穿電壓值會(huì)因此減小，測(cè) 定和比較經(jīng)過(guò)待測(cè)設(shè)備的噴頭處理之前和之后的擊穿電壓特性，判斷待測(cè)設(shè)備是否積累有 靜電荷。利用紫外光照射靜電測(cè)試控片一段時(shí)間，靜電測(cè)試單元存儲(chǔ)的靜電荷會(huì)與紫外光 產(chǎn)生的光生載流子復(fù)合，因此，經(jīng)過(guò)紫外光處理之后的靜電測(cè)試控片可以繼續(xù)進(jìn)行靜電測(cè) 試。本發(fā)明的靜電測(cè)試控片可以多次循環(huán)使用，節(jié)約成本，提高效率。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中靜電測(cè)試控片結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中靜電測(cè)試單元的剖面示意圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明的靜電測(cè)試控片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中靜電測(cè)試方法的流程圖；
[0030] 圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中測(cè)試靜電測(cè)試單元擊穿電壓值的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的靜電測(cè)試控片以及靜電測(cè)試方法進(jìn)行更詳細(xì)的描 述，其中表示了本發(fā)明的優(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發(fā) 明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣 泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0032] 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?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(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(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。
[0033] 在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要 求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)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(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0034] 本發(fā)明的核心思想在于，提供的靜電測(cè)試控片包括半導(dǎo)體襯底，以及有序排布于 所述半導(dǎo)體襯底上的若干個(gè)靜電測(cè)試單元，所述靜電測(cè)試單元包括一層間電容結(jié)構(gòu)，所述 層間電容結(jié)構(gòu)包括依次層疊于半導(dǎo)體襯底上的第一金屬層、絕緣介質(zhì)層以及第二金屬層。 所述層間電容結(jié)構(gòu)可以存在電荷，并且擊穿電壓值會(huì)因存儲(chǔ)電荷而減小，測(cè)定和比較經(jīng)過(guò) 待測(cè)設(shè)備的噴頭處理之前和之后的層間電容結(jié)構(gòu)的擊穿電壓特性的變化，可以判斷待測(cè)設(shè) 備是否積累有靜電荷。如果處理之后的擊穿電壓小于處理之前的擊穿電壓，則待測(cè)的噴頭 處存在靜電荷。之后，利用紫外光照射靜電測(cè)試控片一段時(shí)間，靜電測(cè)試單元存儲(chǔ)的靜電荷 會(huì)與紫外光照射產(chǎn)生的光生載流子復(fù)合，因此，經(jīng)過(guò)紫外光處理之后的靜電測(cè)試控片可以 繼續(xù)進(jìn)行靜電測(cè)試。
[0035] 具體的，結(jié)合上述核心思想，本發(fā)明提供的靜電測(cè)試控片的結(jié)構(gòu)參考圖2所示，靜 電測(cè)試控片包括半導(dǎo)體襯底100,以及有序排布于所述半導(dǎo)體襯底上的若干個(gè)靜電測(cè)試單 元200。在本實(shí)施例中，所述靜電測(cè)試控片至少包括25個(gè)所述靜電測(cè)試單元200,但是，所 述靜電測(cè)試單元的個(gè)數(shù)并不限于25個(gè)，還可以是3個(gè)、4個(gè)、10個(gè)，當(dāng)然數(shù)量可以更多，并且 數(shù)量越多測(cè)試的靜電測(cè)試的越準(zhǔn)確。
[0036] 參考圖3所示，所述靜電測(cè)試單元200包括一層間電容結(jié)構(gòu)210,所述層間電容結(jié) 構(gòu)包括依次層疊與所述半導(dǎo)體襯底100上的第一金屬層211、絕緣介質(zhì)層212和第二金屬層 213。所述第一金屬層211、所述絕緣介質(zhì)層212以及所述第二金屬層213形成一電容器結(jié) 構(gòu)，在所述第一金屬層211和所述絕緣介質(zhì)層212之間加上電壓或者周圍存在電荷時(shí)，所述 絕緣介質(zhì)層212可以存儲(chǔ)電荷。如果絕緣介質(zhì)層212中存儲(chǔ)電荷，則形成的層間電容器結(jié) 構(gòu)210的擊穿電壓會(huì)比沒有存儲(chǔ)電荷時(shí)小很多。在本實(shí)施例中，所述絕緣介質(zhì)層212的采用 氧化硅或者氮化硅，所述絕緣介質(zhì)層212的厚度為100A-200A,例如，厚度可以為120人、 15Ql 180A等等，可以使得靜電測(cè)試的效果比較敏感。根據(jù)電容器計(jì)算電容的公式C = ε。為真空中的介電常數(shù)，E1^為絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)，S為電容器兩金屬極板的 正對(duì)面積，d為兩金屬極板之間的距離，在本實(shí)施例中d表示為絕緣介質(zhì)層212的厚度，因 此，可以根據(jù)不