[实用新型]晶圆的测试结构

说明书

本专利申请公开一种晶圆的测试结构，晶圆包括至少一个半导体器件，半导体器件具有套刻的第一结构和第二结构；测试结构包括：接触区；多个第一阱区，与接触区均位于掺杂结构中；第一电极，分别与每个第一阱区电连接；以及测试电极，与接触区电连接，并与第一电极间隔设置，使得第一电极与测试电极之间具有第一电阻，其中，沿第一方向，随着第一结构与第二结构之间相对位置的偏差增大，接触区与第一阱区接触的数量递增或递减，使第一电阻的阻值随之改变；第一方向垂直于晶圆的厚度方向。此测试结构，在完成器件制程后可通过测量阱区构成的电阻值确定两个套刻结构之间的相对偏差距离与方向，解决了光学测试方法难以在制程完成后确定套刻精度的问题。

技术领域

本申请涉及半导体器件制造领域，更具体地，涉及晶圆的测试结构。

背景技术

半导体器件的制造过程非常复杂，通常需要在晶圆表面施加数百道甚至上千次各种不同工艺过程，从而在晶圆上制作出各种具备特定电学特性的半导体器件。为了保证器件的加工过程更加顺利，通常会在晶圆的无效区域，例如划片道(Scribe Lane)中，设计和制作各种监控图形，并通过光学测量手段对加工工艺的结果进行检测。

重合精度是半导体器件的制程中最重要的过程参数之一，该参数可以表征两次光刻步骤对应的两个结构的相对位置偏差。一个半导体器件的制程通常需要经过几次到数十次不等的光刻步骤，工程师在设计器件时通常考虑了极限的重合精度要求，并以此作为层与层之间的套准余量，从而要求光刻工艺各个层间套准时控制重合精度参数，一旦超出极限的重合精度，器件可能面临性能退化或失效。有经验的光刻工程师通常会在每一层光刻时，利用光学测量的方法对特定位置的监控图形进行测量，以尽量保证该次光刻输出合格的版层图形，但即使经过严格的测试，依旧无法保证所有图形的套刻都是受控的。当半导体器件制作完成，大部分监控图形变得无法通过光学方法识别，有些甚至无法留存在晶圆上，因此无法再进行重合精度的提取，一旦器件发生失效，将无法直接判断是否为重合精度的问题。

因此，希望提供一种改进的晶圆测试结构，以便在完成器件制作后依然可以提取出表征两次光刻步骤对应的两个结构的相对位置偏差的参数。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种改进的晶圆测试结构，在完成器件制程后可通过测量阱区构成的电阻值确定半导体器件的第一结构与第二结构之间的相对偏差距离与方向。

根据本实用新型实施例提供一种晶圆的测试结构，晶圆包括至少一个半导体器件，半导体器件具有套刻的第一结构和第二结构；测试结构包括：接触区；多个第一阱区，与接触区均位于掺杂结构中；第一电极，分别与每个第一阱区电连接；以及测试电极，与接触区电连接，并与第一电极间隔设置，使得第一电极与测试电极之间具有第一电阻，其中，掺杂结构为第一掺杂类型，接触区与多个第一阱区为第二掺杂类型，第一掺杂类型与第二掺杂类型相反，沿第一方向，随着第一结构与第二结构之间相对位置的偏差增大，接触区与第一阱区接触的数量递增或递减，使第一电阻的阻值随之改变；第一方向垂直于晶圆的厚度方向。

可选地，还包括：多个第二阱区，位于掺杂结构中，多个第二阱区为第二掺杂类型；第二电极，分别与每个第二阱区电连接，并与测试电极间隔设置，使得第二电极与测试电极之间具有第二电阻，其中，沿第一方向，第一阱区与第二阱区分别位于测试电极的两侧，且随着第一结构与第二结构之间相对位置的偏差增大，接触区与第二阱区接触的数量递增或递减，使得第二电阻的阻值随之改变。

可选地，沿第一方向，在第一结构与第二结构之间的相对距离不超过预设值的情况下，第一电阻与第二电阻的电阻值相同；在第一结构与第二结构之间的相对距离大于预设值的情况下，随着第一结构与第二结构之间相对位置的偏差增大，第一电阻的电阻值与第二电阻的电阻值变化的趋势相反，且变化量相同。

可选地，第一阱区的数量为2n+1，其中n为正整数；在第一结构与第二结构之间的相对距离不超过预设值的情况下，接触区与第一阱区接触的数量为n+1。