[发明专利]水汽检测器件及水汽检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种水汽检测器件及应用该水汽检测器件的水汽检测方法。

背景技术

集成电路的快速发展，给可靠性测试带来了巨大的挑战。集成电路工作者要进一步深入研究可靠性物理和失效机理，加强可靠性工程相关工作，以减少可靠性对集成电路特征尺寸进一步缩小的制约，并保证产品保持足够的可靠性容限。

互补金属氧化物半导体（CMOS）的尺寸达到45nm节点及以下，金属互连对器件速度的延迟（RC效应）越发不容忽视，为了解决这一问题，超低K介质层（ultra low-k dielectric）被引入到CMOS生产的后段工艺（BEOL）中，用作层间介电层以减少器件的RC效应。

然而新材料的引入导致了新的可靠性问题。由于超低K介质层的机械、电学和热学性能远远低于传统的二氧化硅材料，其吸湿性（moisture uptake）更加的显著。

通常，水汽（moisture）含量较高时对半导体器件有着如下两方面的危害：一，电性能不稳定。在温度较低时容易造成产品的漏电流增加，很有可能出现整批报废的情况。二，影响金属互连线。比如水汽含量较高时会对金属造成腐蚀，导致电路开路；在有污染物的情况下，也容易形成电解液，从而使得多层金属都收到腐蚀。

现有工艺中还未形成一种较有效的方法来灵敏的检测这一问题从而改善制程过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水汽检测器件及应用该水汽检测器件的水汽检测方法，以解决现有工艺不能够准确的表征水汽对可靠性的影响的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种水汽检测器件，用于检测水汽对器件可靠性的影响，包括：

一湿池结构，用以提供水汽；

一待测结构，用以接收所述湿池结构提供的水汽；及

一标准结构，该标准结构与所述待测结构相同，且与所述湿池结构相隔离。

进一步的，对于所述的水汽检测器件，所述待测结构和标准结构分列于所述湿池结构两侧。

进一步的，对于所述的水汽检测器件，还包括一空置结构，所述空置结构位于所述标准结构和湿池结构之间，用于隔离所述标准结构和湿池结构。

进一步的，对于所述的水汽检测器件，所述空置结构为金属填充区域。

进一步的，对于所述的水汽检测器件，所述湿池结构包括一超低K电介质区域和一围绕所述超低K电介质区域的密封环。

进一步的，对于所述的水汽检测器件，所述密封环具有开口，所述开口暴露出所述超低K电介质区域，且所述开口靠近所述待测结构。

进一步的，对于所述的水汽检测器件，所述待测结构、标准结构、空置结构和湿池结构为矩形。

进一步的，对于所述的水汽检测器件，所述矩形的长度及宽度皆为5um~1000um。

进一步的，对于所述的水汽检测器件，所述矩形的长度及宽度皆为50um~100um。

进一步的，对于所述的水汽检测器件，所述待测结构和标准结构皆为电容结构。

本发明提供一种基于上述水汽检测器件的水汽检测方法，包括：

测量待测结构和标准结构的电性参数；

将测得的待测结构和标准结构的电性参数进行比较，以判断水汽对待测结构的影响。

进一步的，对于所述的水汽检测方法，所述电性参数包括：电容，击穿电压，经时击穿及漏电流。

进一步的，对于所述的水汽检测方法，若所述待测结构和标准结构的电容相差小于3％，则表明水汽对待测结构的影响可以接受。

进一步的，对于所述的水汽检测方法，若所述待测结构和标准结构的击穿电压相差小于2V，则表明水汽对待测结构的影响可以接受。

进一步的，对于所述的水汽检测方法，若所述待测结构和标准结构的经时击穿相差小于2年，则表明水汽对待测结构的影响可以接受。

进一步的，对于所述的水汽检测方法，若所述待测结构和标准结构的漏电流相差小于一个数量级，则表明水汽对待测结构的影响可以接受。

本发明提供的水汽检测器件及水汽检测方法中，待测结构被湿池结构的水汽影响，而与待测结构相同的标准结构被隔离，使得标准结构不受水汽影响，之后将标准结构和待测结构的电性参数相比较，即可具体的得出水汽对半导体器件可靠性的影响，具有很高的灵敏度和可信性，并有利于优化现有生产工艺。

附图说明

图1为本发明实施例的水汽检测器件的示意图；

图2为本发明实施例的水汽检测方法的流程图。

具体实施方式