專利名稱：半導(dǎo)體元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)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(dǎo)體元件。
背景技術(shù)：
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(guī)格內(nèi)，需要設(shè)計(jì)工具來(lái)監(jiān)控工藝變化。設(shè)計(jì)工具可包含設(shè)計(jì)在晶圓的切割線中的金屬-氧化物-金屬電容器。在傳統(tǒng)金屬-氧化物-金屬(metal-over-metal ；MOM)電容器設(shè)計(jì)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(diǎn)(即埠，本文均稱為端點(diǎn))形成在晶圓的表面，且連接至MOM電容器的二電容板。所量測(cè)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(guò)程中，殘余水氣可能會(huì)殘留在超低介電常數(shù)介電層中，其中金屬層形成在這些超低介電常數(shù)介電層中。殘余水氣在MOM結(jié)構(gòu)的性能中扮演重要角色。一金屬層的特性可能因此而嚴(yán)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(tǒng)MOM電容器設(shè)計(jì)工具僅能用以尋找所有金屬層的整體工藝變化。該變化無(wú)法反映出每一金屬層的工藝變化。因此，測(cè)量結(jié)果所反映出的特定金屬層所造成的工藝變化無(wú)法辨識(shí)。此外，傳統(tǒng)MOM電容器設(shè)計(jì)工具占據(jù)較大晶片面積，在晶片面積的使用上沒(méi)有效率。由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的半導(dǎo)體元件在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問(wèn)題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決之道， 但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見(jiàn)適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒(méi)有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問(wèn)題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的半導(dǎo)體元件存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其可測(cè)量出特定金屬層所造成的工藝變化，非常適于實(shí)用。本發(fā)明的另一目的在于，克服現(xiàn)有的半導(dǎo)體元件存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其可有效縮減MOM電容器設(shè)計(jì)工具所占據(jù)的晶片面積，從而更加適于實(shí)用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種半導(dǎo)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(gè)平行電容器手指；一第一與一第二端點(diǎn)電性耦合至第一 MOM電容器；以及一第三與一第四端點(diǎn)電性耦合至第二 MOM電容器。其中第一、第二、第三與第四端點(diǎn)設(shè)置于各自的晶圓的表面。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的半導(dǎo)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(diǎn)、該第二端點(diǎn)、該第三端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)、以及該第一 MOM電容器與該第二 MOM電容器設(shè)置在該切割線中，且該第一端點(diǎn)與該第二端點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)一第一線，該第三端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)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(zhǎng)方向。前述的半導(dǎo)體元件，還包含讀啊哦個(gè)接地端點(diǎn)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(diǎn)關(guān)于該第一 MOM電容器與該第二 MOM電容器對(duì)稱設(shè)置。前述的半導(dǎo)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(diǎn)與一第六端點(diǎn)，電性耦合至該第三MOM電容器；以及一第七端點(diǎn)與一第八端點(diǎn)，電性耦合至該第四MOM電容器，該第五端點(diǎn)、該第六端點(diǎn)、該第七端點(diǎn)與該第八端點(diǎn)設(shè)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(gè)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(gè)不同金屬層。前述的半導(dǎo)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(gè)部分延伸至各自的該晶圓的至少三個(gè)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(gè)該至少三個(gè)金屬層中包含多個(gè)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(gè)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(dǎo)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。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種半導(dǎo)體元件，其包含一晶圓，包含一半導(dǎo)體基材；以及多個(gè)金屬層位于半導(dǎo)體基材上方。一第一與一第二晶片、一切割線位于第一與第二晶片之間、以及一測(cè)試鍵位于切割線中。前述的測(cè)試鍵包含一待測(cè)元件，此待測(cè)元件包含一第一 MOM電容器延伸穿過(guò)多個(gè)第一金屬層、以及一第二 MOM電容器延伸穿過(guò)位于前述第一金屬層上方的多個(gè)第二金屬層。第一與第二金屬層屬于前述的金屬層。第一 MOM電容器之的至少一部分垂直地重疊在第二 MOM電容器的一部分上。一第一與一第二端點(diǎn)位于晶圓的上表面且電性耦合至第一 MOM電容器；以及一第三與一第四端點(diǎn)位于晶圓的上表面且電性耦合至第二 MOM電容器。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的半導(dǎo)體元件，其中所述的第一端點(diǎn)與該第二端點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)一第一線，且該第三端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)非平行于該第一線的一第二線，該第一線垂直于該第二線。前述的半導(dǎo)體元件，還包含一第二待測(cè)元件，位于該晶圓的一額外切割線中且包含一第三MOM電容器，延伸穿過(guò)多個(gè)第三金屬層，其中該些第一金屬層的一第一總數(shù)不同于該些第三金屬層的一第二總數(shù)；以及一第四MOM電容器，直接位于該第三MOM電容器上方。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題另外再采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種半導(dǎo)體元件，其包含一晶圓，包含一半導(dǎo)體基材與多個(gè)個(gè)金屬層位于半導(dǎo)體基材上方；一第一與一第二晶片位于晶圓中；一切割線位于第一與第二晶片之間；以及一測(cè)試鍵位于切割線中。前述的測(cè)試鍵包含一待測(cè)元件，此待測(cè)元件更包含一第一 MOM電容器延伸至晶圓的下金屬層、以及一第二 MOM電容器直接位于第一 MOM電容器上方且延伸至晶圓的上金屬層。全部的第一 MOM電容器實(shí)質(zhì)上重疊在全部的第二 MOM電容器上。一第一端點(diǎn)與一第二端點(diǎn)，位于該晶圓的一上表面，且電性耦合至該第一 MOM電容器；及一第三端點(diǎn)與一第四端點(diǎn)，位于該晶圓的該上表面，且電性耦合至該第二 MOM電容器，其中該第一端點(diǎn)與該第二端點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)一第一線，且該第三端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)垂直于該第一線的一第二線。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明半導(dǎo)體元件至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果本發(fā)明的半導(dǎo)體元件可測(cè)量出特定金屬層所造成的工藝變化，且可有效縮減MOM電容器設(shè)計(jì)工具所占據(jù)的晶片面積。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)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，其中第一與第二MOM 電容器均包含多個(gè)平行電容器手指；一第一與一第二端點(diǎn)電性耦合至第一 MOM電容器；以及一第三與一第四端點(diǎn)電性耦合至第二MOM電容器。第一、第二、第三與第四端點(diǎn)設(shè)置于各自的晶圓的表面。藉此本發(fā)明的半導(dǎo)體元件可測(cè)量出特定金屬層所造成的工藝變化，且可有效縮減MOM電容器設(shè)計(jì)工具所占據(jù)的晶片面積。本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1是依照一實(shí)施例的一種測(cè)試鍵的剖面圖，其中測(cè)試鍵包含一個(gè)堆疊在另一個(gè)上的二 MOM電容器。圖2是延伸至二金屬層的此二 MOM電容器之一的部分俯視圖。圖3是一種晶圓的俯視圖，此晶圓包含設(shè)置在晶圓的切割線中的測(cè)試鍵。圖4A與圖4B分別是具有不同結(jié)構(gòu)的多個(gè)測(cè)試鍵的俯視圖與剖面圖。圖5與圖6是依照各替代實(shí)施例的測(cè)試鍵的俯視圖。圖7是測(cè)試鍵中的待測(cè)元件與連接至待測(cè)元件的各自端點(diǎn)之間的連接示意圖。10 基材20 待測(cè)元件20A 待測(cè)元件 20B 待測(cè)元件20C:待測(cè)元件 20D:待測(cè)元件22 電容器22A 電容器22B:電容器22_1:電容器手指22_2:電容器手指 22_3:電容器手指22_4:電容器手指 22_5:介層窗22_6:總線24:電容器24A 電容器24B 電容器30 測(cè)試鍵30A 測(cè)試鍵
30B 測(cè)試鍵30C 測(cè)試鍵30D:測(cè)試鍵31 晶片32:切割線34:線36 線100:晶圓G 接地端點(diǎn)Ml 金屬層M2 金屬層M3 金屬層M4 金屬層M5 金屬層M6 (Mtop)金屬層Mi 金屬層M(i+1)金屬層portl/S 端點(diǎn)port2/S 端點(diǎn)port3/S 端點(diǎn)port4/S 端點(diǎn)
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的半導(dǎo)體元件其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚的呈現(xiàn)。為了方便說(shuō)明，在以下的實(shí)施例中，相同的元件以相同的編號(hào)表示。圖1是依照一實(shí)施例的一種測(cè)試鍵的剖面圖，其中測(cè)試鍵包含一個(gè)堆疊在另一個(gè)上的二 MOM電容器。待測(cè)元件(device-under-test ；DUT) 20為MOM電容器設(shè)計(jì)工具30 (整個(gè)描述中也稱為測(cè)試鍵(test-key))的一部分。待測(cè)元件20包含MOM電容器22、以及直接位于MOM電容器22上方且垂直覆蓋MOM電容器22的MOM電容器M。MOM電容器22與M 的電容板彼此分離。每一 MOM電容器22與M延伸至一個(gè)或多個(gè)金屬層。此外，每一 MOM 電容器22與M可包含多個(gè)部分延伸至三個(gè)或更多個(gè)的金屬層。在整體描述中，金屬層Ml 代表各自晶圓100的下金屬層，而金屬層Mtop則代表晶圓100的上金屬層(例如可高達(dá) M10)。在一實(shí)施例中，電容器22所延伸至的最低金屬層可為金屬層Ml或高于金屬層Ml的金屬層，例如金屬層M2、M3、M4或M5等等。電容器22所延伸至的最高層可為金屬層Mtop 或低于Mtop的金屬層，例如M(top-l)或M(top-2)等等。電容器22的最高層與電容器M 的最低層可為任意層，提供電容器22的最高層為至少低于電容器M的最低層的一層。舉例而言，在如圖1所例示的實(shí)施例中，金屬層M6為Mtop，電容器22延伸至金屬層Ml至M3， 且電容器M延伸至金屬層M4至M6。此外，電容器22與M之一可能僅延伸至一個(gè)或二個(gè)金屬層，而另一個(gè)可能延伸至剩余的金屬層中的一些或全部金屬層。因此，可藉由變化每一個(gè)電容器22與M的最低與最高金屬層，來(lái)形成具有不同結(jié)構(gòu)的待測(cè)元件的各種組合，且這些待測(cè)元件20的不同組合可形成在相同晶圓100中。金屬層Ml至Mtop設(shè)置在基材10的上方，此基材10可為半導(dǎo)體基材。此外，測(cè)量端點(diǎn)(埠)？0汁1、？0汁2、？0汁3與？0汁4形成在晶圓100的上表面，測(cè)量端點(diǎn)portl、port2、 port3 與 port4 為工藝控制監(jiān)控(ProcessControl Monitor ；PCM)墊。端點(diǎn) portl 與 port2 連接至電容器22的二電容板，而端點(diǎn)port3與port4連接至電容器M的二電容板。
在圖1中，利用同一圖案所遮蔽的電容器22的所有電容器手指互連，且與利用另一圖案所遮蔽的電容器22的所有電容器手指分開。類似地，利用同一圖案所遮蔽的電容器 24的所有電容器手指互連，且與利用另一圖案所遮蔽的電容器M的所有電容器手指分開。每一電容器22與M可包含相同于如圖2所示的結(jié)構(gòu)，圖2是延伸至二金屬層的此二 MOM電容器之一的部分俯視圖。其中圖2顯示了設(shè)置在二相鄰金屬層中的電容器手指 22_1、22_2、22_3與22_4。雖然圖2僅繪示了相同于電容器22的結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，電容器M可具有實(shí)質(zhì)相同于電容器22的結(jié)構(gòu)。在一實(shí)施例中，假設(shè)電容器手指22_1與22_2位于金屬層Mi中，其中i為大于零的整數(shù)，而電容器手指22_3與22_4位于金屬層M(i+Ι)中，則電容器手指22_1與22_2的縱向與電容器手指22_3與22_4的縱向垂直。除了如圖2所示的電容器手指，電容器可包含多個(gè)部分位于額外層M(i+2)、M(i+3)或M(i+4)(未繪示于圖2中) 等等中，金屬層Mi、M(i+2)和M(i+4)等中的電容器22的電容器手指可互相平行。類似地， 金屬層M(i+l)、M(i+3)和M(i+5)等中的電容器22的電容器手指的縱向可互相平行。介層窗22_5可形成在交互連接電容器手指的總線22_6上，或形成在電容器手指22_1、22_2、 22_3與22_4上。在不同金屬層中的每一電容器22與M的每一電容板的部分通過(guò)多個(gè)介層窗，例如介層窗22_5，交互連接。在晶圓100的俯視圖中，電容器M可占據(jù)與電容器22實(shí)質(zhì)相同的面積，且電容器 24的長(zhǎng)度與寬度可分別相同于電容器22的長(zhǎng)度與寬度。此外，在俯視圖中，電容器22與 M的對(duì)應(yīng)外邊界實(shí)質(zhì)上可互相重疊，如圖1所示。因此，全部的電容器22可實(shí)質(zhì)垂直地重疊在全部的電容器M上。在替代實(shí)施例中，部分而非全部的電容器22重疊在部分的電容器對(duì)上。圖3是是一種晶圓的俯視圖，此晶圓包含設(shè)置在晶圓的切割線中的測(cè)試鍵。此測(cè)試鍵30包含待側(cè)元件20、以及電性連接至待側(cè)元件20的端點(diǎn)portl、port2、port3與 port4(也標(biāo)示為「S」，代表「信號(hào)」)。此外，多個(gè)接地端點(diǎn)G也形成在測(cè)試鍵30中，且耦合至電性地線。接地端點(diǎn)G可電性耦合至待側(cè)元件20的一部分，例如防護(hù)環(huán)(未繪示)，且與端點(diǎn)portl、port2、port3和port4電性分離。測(cè)試鍵30可形成在切割線32中，其中切割線32是位于相鄰晶片31之間。在后續(xù)的晶粒分割工藝中，切割線32將遭到切割，以分離晶圓100中的晶片。端點(diǎn)portl與port2、及(或許)待測(cè)元件20可對(duì)準(zhǔn)線；34，而端點(diǎn)port3與port4、 及(或許)待測(cè)元件20可對(duì)準(zhǔn)線36。在一實(shí)施例中，線36平行切割線32的縱長(zhǎng)方向， 而線34垂直于線36且垂直于切割線32的縱長(zhǎng)方向。因此，當(dāng)通過(guò)過(guò)端點(diǎn)portl與port2 來(lái)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可將晶圓100設(shè)置在第一方向上，如此探針卡(probe card)可準(zhǔn)確地接觸端點(diǎn)portl與port2，來(lái)取得電容器22的電性特性。當(dāng)通過(guò)端點(diǎn)port3與port4來(lái)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可將晶圓100旋轉(zhuǎn)90度，如此探針卡可準(zhǔn)確地接觸端點(diǎn)port3與port4，來(lái)取得電容器M的電性特性。替代地，端點(diǎn)portl與port2可對(duì)準(zhǔn)平行于切割線32的縱長(zhǎng)方向的線， 而端點(diǎn)port3與port4可對(duì)準(zhǔn)垂直于切割線32的縱長(zhǎng)方向的線?？衫锰结樋ɑ蛱结樹N (probe pin)來(lái)碰觸端點(diǎn)portl、port2、port3與port4、及接地端點(diǎn)G的方式，來(lái)測(cè)量待測(cè)元件20中的電容器22與24 (未繪示于圖3中，請(qǐng)參照?qǐng)D1)。藉由通過(guò)端點(diǎn)portl與port2 來(lái)量測(cè)電容器22的電容與電阻，可判斷電容器22所延伸至的金屬層(例如，圖1的金屬層 Ml至似)的工藝變化。類似地，藉由通過(guò)過(guò)端點(diǎn)port3與port4來(lái)量測(cè)電容器對(duì)的電容與電阻，可判斷電容器M所延伸至的金屬層(例如，圖1的金屬層M4至M6)的工藝變化。此夕卜，通過(guò)端點(diǎn)portl與port2，可判斷電容器22的電容器手指之間的金屬電容、以及電容器手指與基材10(圖1)之間的金屬對(duì)基材電容。通過(guò)端點(diǎn)port3與port4，可判斷電容器M 的電容器手指之間的金屬電容。圖4A是繪示晶圓100的俯視示意圖，晶圓100具有多個(gè)測(cè)試鍵30 (表示為測(cè)試鍵 30A、30B、30C與30D)位于晶圓100的切割線32中。在不同測(cè)試鍵30中的待測(cè)元件20 (包含待測(cè)元件20A、20B、20C與20D)可具有相同或不同結(jié)構(gòu)。舉例而言，圖4B是繪示待測(cè)元件 20A與20B的剖面示意圖。待測(cè)元件20A中的電容器22A與待測(cè)元件20B中的電容器22B 可延伸至不同金屬層，及/或待測(cè)元件20A中的電容器24A與待測(cè)元件20B中的電容器MB 可延伸至不同金屬層。電容器22A所延伸至的金屬層的總數(shù)可與電容器22B所延伸至的金屬層的總數(shù)相同或不同。類似地，電容器24A所延伸至的金屬層的總數(shù)可與電容器24B所延伸至的金屬層的總數(shù)相同或不同。舉例而言，電容器22A可延伸穿過(guò)金屬層Ml至M4，而電容器22B可延伸穿過(guò)金屬層Ml至M3。藉由具有不同結(jié)構(gòu)且延伸至不同金屬層的不同測(cè)試鍵30 (圖4A)，可從不同測(cè)試鍵30的量測(cè)結(jié)果獲得或計(jì)算出每一金屬層Ml至Mtop中的工藝變化。圖5與圖6是是依照各替代實(shí)施例的測(cè)試鍵的俯視圖。其繪示依照各替代實(shí)施例的端點(diǎn)Portl至port4的配置。圖5繪示了依照地-信號(hào)-地-信號(hào)-地(GSGSG)圖案的四端子測(cè)試鍵30的配置。圖6繪示了依照地-信號(hào)-信號(hào)-地(GSSG)圖案的四端子測(cè)試鍵30的配置。在圖5與圖6所示的每一實(shí)施例中，端點(diǎn)portl與port2對(duì)準(zhǔn)線34，端點(diǎn) port3與port4對(duì)準(zhǔn)線36，且線34平行于線36。此外，線34與36可垂直于切割線32的縱長(zhǎng)方向，雖然線34與36也可配置成平行于切割線32的縱長(zhǎng)方向。在圖3、圖5與圖6所示的實(shí)施例中，在各自的晶圓100的俯視圖中，可將接地端點(diǎn)G關(guān)于待測(cè)元件20對(duì)稱地設(shè)置， 例如成一循環(huán)對(duì)稱圖案。對(duì)于量測(cè)圖5與圖6中的測(cè)試鍵30，通過(guò)端點(diǎn)portl與port2進(jìn)行量測(cè)時(shí)，可將晶圓100設(shè)置在一方向上，如此探針卡可準(zhǔn)確地接觸端點(diǎn)portl與port2，來(lái)取得電容器22 的電性特性。通過(guò)端點(diǎn)port3與port4進(jìn)行量測(cè)時(shí)，可在不旋轉(zhuǎn)的情況下，將晶圓100偏移一段距離，如此探針卡可準(zhǔn)確地接觸端點(diǎn)port3與port4，來(lái)取得電容器M的電性特性。圖7是是測(cè)試鍵中的待測(cè)元件與連接至待測(cè)元件的各自端點(diǎn)之間的連接示意圖。 其示意性地繪示待測(cè)元件20，且顯示出端點(diǎn)portl至port4如何通過(guò)金屬線與介層窗而電性耦合至待測(cè)元件20?？勺⒁獾囊稽c(diǎn)是，雖然端點(diǎn)portl至port4是繪示在相同剖面圖中， 但端點(diǎn)portl至port4實(shí)際上可位于不同平面上，如圖3、圖5與圖6所示。藉由形成包含多個(gè)堆疊電容器的多個(gè)待測(cè)元件，可節(jié)省用以形成設(shè)計(jì)工具的晶片面積。此外，藉由形成包含延伸至不同金屬層的多個(gè)電容器的多個(gè)不同待測(cè)元件，可獲得每一金屬層的工藝變化。舉例而言，若第一待測(cè)元件的一電容器延伸至金屬層Ml至M3，而第二代測(cè)元件的一電容器延伸至金屬層Ml至M4，則金屬層M4可造成超出第一待測(cè)元件的工藝變化的第二待測(cè)元件的額外工藝變化，因此可獲得金屬層M4的工藝變化，而用以引導(dǎo)電路設(shè)計(jì)。依照多個(gè)實(shí)施例，一種半導(dǎo)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(gè)平行電容器手指；一第一與一第二端點(diǎn)電性耦合至第一 MOM電容器；以及一第三與一第四端點(diǎn)電性耦合至第二MOM電容器。第一、第二、第三與第四端點(diǎn)設(shè)置于各自的晶圓的表面。依照另一些實(shí)施例，一種晶圓，包含一半導(dǎo)體基材；以及多個(gè)個(gè)金屬層位于半導(dǎo)體基材上方。此晶圓更包含一第一與一第二晶片、一切割線位于第一與第二晶片之間、以及一測(cè)試鍵位于切割線中。前述的測(cè)試鍵包含一待測(cè)元件，此待測(cè)元件包含一第一 MOM電容器延伸穿過(guò)多個(gè)第一金屬層、以及一第二 MOM電容器延伸穿過(guò)位于前述第一金屬層上方的多個(gè)第二金屬層。第一與第二金屬層屬于前述的金屬層。第一 MOM電容器的至少一部分垂直地重疊在第二 MOM電容器的一部分上。此晶圓更包含一第一與一第二端點(diǎn)位于晶圓的上表面且電性耦合至第一 MOM電容器；以及一第三與一第四端點(diǎn)位于晶圓之上表面且電性耦合至第二 MOM電容器。依照又一些實(shí)施例，一種晶圓，包含一半導(dǎo)體基材與多個(gè)金屬層位于半導(dǎo)體基材上方；一第一與一第二晶片位于晶圓中；一切割線位于第一與第二晶片之間；以及一測(cè)試鍵位于切割線中。前述的測(cè)試鍵包含一待測(cè)元件，此待測(cè)元件更包含一第一 MOM電容器延伸至晶圓的下金屬層、以及一第二 MOM電容器直接位于第一 MOM電容器上方且延伸至晶圓的上金屬層。全部的第一 MOM電容器實(shí)質(zhì)上重疊在全部的第二 MOM電容器上。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體元件，其特征在于其包含 一第一 MOM電容器；一第二 MOM電容器，直接位于該第一 MOM電容器上方且垂直重疊在該第一 MOM電容器上，其中每一該第一 MOM電容器與該第二 MOM電容器包含多個(gè)平行電容器手指； 一第一端點(diǎn)與一第二端點(diǎn)，電性耦合至該第一 MOM電容器；以及一第三端點(diǎn)與一第四端點(diǎn)，電性耦合至該第二 MOM電容器，其中該第一端點(diǎn)、該第二端點(diǎn)、該第三端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)設(shè)置于各自的一晶圓的一表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于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(diǎn)、該第二端點(diǎn)、該第三端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)、以及該第一MOM電容器與該第二MOM電容器設(shè)置在該切割線中，且該第一端點(diǎn)與該第二端點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)一第一線，該第三端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)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(zhǎng)方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于還包含讀啊哦個(gè)接地端點(diǎn)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(diǎn)關(guān)于該第一 MOM電容器與該第二 MOM電容器對(duì)稱設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于還包含 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(diǎn)與一第六端點(diǎn)，電性耦合至該第三MOM電容器；以及一第七端點(diǎn)與一第八端點(diǎn)，電性耦合至該第四MOM電容器，該第五端點(diǎn)、該第六端點(diǎn)、 該第七端點(diǎn)與該第八端點(diǎn)設(shè)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(gè)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(gè)不同金屬層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其中每一該第一MOM電容器與該第二 MOM電容器包含多個(gè)部分延伸至各自的該晶圓的至少三個(gè)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(gè)該至少三個(gè)金屬層中包含多個(gè)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(gè)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。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其中所述的第一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。
7.一種半導(dǎo)體元件，其特征在于其包含 一晶圓，包含一半導(dǎo)體基材；及多個(gè)金屬層，位于該半導(dǎo)體基材上方； 一第一晶片與一第二晶片，位于該晶圓上； 一切割線，介于該第一晶片與該第二晶片之間；以及一測(cè)試鍵，位于該切割線中且包含 一第一待測(cè)元件，包含一第一 MOM電容器，延伸穿過(guò)多個(gè)第一金屬層；及一第二 MOM電容器，延伸穿過(guò)位于該些第一金屬層上方的多個(gè)第二金屬層，其中該些第一金屬層與該些第二金屬層屬于該些金屬層，其中該第一 MOM電容器的至少一部分垂直重疊在該第二 MOM電容器的一部分上；一第一端點(diǎn)與一第二端點(diǎn)，位于該晶圓的一上表面，且電性耦合至該第一 MOM電容器；及一第三端點(diǎn)與一第四端點(diǎn)，位于該晶圓的該上表面，且電性耦合至該第二 MOM電容器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其中所述的第一端點(diǎn)與該第二端點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)一第一線，且該第三端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)非平行于該第一線的一第二線，該第一線垂直于該第二線。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于還包含 一第二待測(cè)元件，位于該晶圓的一額外切割線中且包含一第三MOM電容器，延伸穿過(guò)多個(gè)第三金屬層，其中該些第一金屬層的一第一總數(shù)不同于該些第三金屬層的一第二總數(shù)；以及一第四MOM電容器，直接位于該第三MOM電容器上方。
10.一種半導(dǎo)體元件，其特征在于其包含 一晶圓，包含一半導(dǎo)體基材；及多個(gè)金屬層，位于該半導(dǎo)體基材上方； 一第一晶片與一第二晶片，位于該晶圓中； 一切割線，位于該第一晶片與該第二晶片之間；以及一測(cè)試鍵，位于該切割線中且包含 一待測(cè)元件，包含一第一 MOM電容器，延伸至該晶圓的一下金屬層；一第二 MOM電容器，直接位于該第一 MOM電容器上方且延伸至該晶圓的一上金屬層，其中全部的該第一 MOM電容器重疊在全部的該第二 MOM電容器上；一第一端點(diǎn)與一第二端點(diǎn)，位于該晶圓的一上表面，且電性耦合至該第一 MOM電容器；及一第三端點(diǎn)與一第四端點(diǎn)，位于該晶圓的該上表面，且電性耦合至該第二 MOM電容器， 其中該第一端點(diǎn)與該第二端點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)一第一線，且該第三端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)垂直于該第一線的一第二線。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)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，其中第一與第二MOM電容器均包含多個(gè)平行電容器手指；一第一與一第二端點(diǎn)電性耦合至第一MOM電容器；以及一第三與一第四端點(diǎn)電性耦合至第二MOM電容器。第一、第二、第三與第四端點(diǎn)設(shè)置于各自的晶圓的表面。藉此本發(fā)明的半導(dǎo)體元件可測(cè)量出特定金屬層所造成的工藝變化，且可有效縮減MOM電容器設(shè)計(jì)工具所占據(jù)的晶片面積。
文檔編號(hào)H01L29/92GK102468346SQ20111008994
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者劉莎莉, 盧澤華, 陳家忠, 黃崎峰 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司