一种工艺控制监控PCM器件及监控方法技术

本发明专利技术提供一种工艺控制监控PCM器件及监控方法，应用于依据预定设计规则制成的待检测芯片中过孔与导电层之间的短路检测，其中工艺控制监控PCM器件包括：第一导电层，所述第一导电层设置有一个或多个第一过孔以及设置有待检测的第一引出端；第二导电层，所述第二导电层设置有待检测的第二引出端；设置于所述第一导电层及所述第二导电层之间的中间介质层，其中，所述中间介质层开设有对应插入每个第一过孔内部的第二过孔，所述第二导电层设置于所述中间介质层上且填充所述第二过孔；并且第一导电层、第二导电层、中间介质层、第一过孔和第二过孔的结构符合所述预定设计规则。这样提高了判断过孔与第一导电层之间存在短路的效率，也节约了成本。

Process control and monitoring PCM device and monitoring method

The present invention provides a process control monitoring PCM device and monitoring method, applied according to a predetermined short-circuit detection between the hole and the conductive layer had to be made of the detection chip design rules, including process control monitoring PCM device includes a first conductive layer, the first conductive layer is provided with one or a plurality of first through holes and the first set to be led to the detection end; the second conductive layer, the second conductive layer settings need to be detected second terminals; arranged on the intermediate dielectric layer between the first conductive layer and the second conductive layer, the medium layer is provided with a corresponding insertion holes within each of the first second holes and the second conductive layer disposed on the intermediate dielectric layer and filling the second holes; and the first conductive layer and second conductive layer, an intermediate dielectric layer, the first and the second through hole The through-hole structure conforms to the predetermined design rule. Thus, the efficiency of judging the short circuit between the through hole and the first conductive layer is improved, and the cost is also saved.

【技术实现步骤摘要】
一种工艺控制监控PCM器件及监控方法
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种工艺控制监控PCM器件及监控方法。
技术介绍
PCM(ProcessControlMonitor，工艺控制监控)测试可以直接反应出芯片的制作工艺过程是否正常。不同的PCM测试器件可以反应不同的工艺过程，PCM器件设计的越合理，就更加准确地反馈出对应的在线制程是否正常。随着半导体工艺的尺寸越来越小，用于金属连接的过孔大小也越来越小，孔刻蚀及孔光刻的异常便容易造成多晶刻蚀异常，进而导致孔跟多晶的短路。传统的利用切片看SEM(scanningelectronicmicroscopy，扫描电子显微镜)判断孔跟多晶是否短路，不仅操作复杂，而且一次切片只能查看3至5个检测点，效率较低，还有在大规模作业时，成本较高。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种工艺控制监控PCM器件及监控方法，以解决现有技术中通过SEM判断孔跟多晶是否短路，不仅操作复杂，而且一次切片只能查看3至5个检测点，效率较低，还有在大规模作业时，成本较高。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供的一种工艺控制监控PCM器件，应用于依据预定设计规则制成的待检测芯片中过孔与导电层之间的短路检测，其中，所述工艺控制监控PCM器件包括：第一导电层，所述第一导电层设置有一个或多个第一过孔以及设置有待检测的第一引出端；第二导电层，所述第二导电层设置有待检测的第二引出端；设置于所述第一导电层及所述第二导电层之间的中间介质层，其中，所述中间介质层开设有对应插入每个第一过孔内部的第二过孔，所述第二导电层设置于所述中间介质层上且填充所述第二过孔；并且，所述第一导电层、所述第二导电层、所述中间介质层、所述第一过孔和所述第二过孔的结构符合所述预定设计规则。进一步的，所述第一导电层为具有多个单晶的多晶层或金属层；所述第二导电层为具有多个单晶的多晶层或金属层。进一步的，在平行于所述第一导电层的截面上，所述第二过孔到所述第一导电层之间具有预设距离，其中所述预设距离大于或等于所述预定设计规则要求的最小值。进一步的，所述PCM器件为多层导电层，其中，所述第一导电层为中间层导电层，所述第二导电层为顶层或底层导电层。进一步的，所述PCM器件还包括：第三导电层，所述第三导电层与所述第一导电层之间还设置有中间介质层。进一步的，所述第一导电层上开设的多个第一过孔呈矩阵排列；对应的所述中间介质层上开设的多个第二过孔呈所述矩阵排列。进一步的，所述第一过孔的形状与所述第二过孔的形状相同。进一步的，所述第一过孔和所述第二过孔在平行于所述第一导电层方向的截面形状为圆形、四边形或者六边形。进一步的，所述第一过孔和所述第二过孔在垂直于所述第一导电层方向的截面形状呈阶梯状。本专利技术实施例还提供一种如上述的工艺控制监控PCM器件的监控方法，包括：所述PCM器件的第一导电层的第一引出端与所述PCM器件的第二导电层的第二引出端之间连接有检测电路；检测所述检测电路上的电流值或电压值，当所述电流值或电压值大于零时，确定中间介质层的至少一个第二过孔与所述第一导电层短路导通。本专利技术实施例的上述技术方案的有益效果如下：本专利技术实施例的方案中，通过PCM器件监控第一导电层的第一引出端与第二导电层的第二引出端之间的电流或电压，说明中间介质层的第二过孔的刻蚀发生偏移或刻蚀时间过长，使得第一导电层与第二导电层经中间介质层的第二过孔连通，两者之间存在短路，这样可以通过检测第一导电层的第一引出端及第二导电层的第二引出端，判断存在过孔与第一导电层之间存在短路，不仅操作简单，而且可以实现大规模生产的待检测芯片检测，提高了判断过孔与第一导电层之间存在短路的效率，也节约了成本。附图说明图1为本专利技术实施例的工艺控制监控PCM器件的一个剖面示意图；图2为本专利技术实施例的工艺控制监控PCM器件的另一个剖面示意图；图3为本专利技术实施例的工艺控制监控PCM器件的一个结构示意图；图4为本专利技术实施例的工艺控制监控PCM器件的另一个结构示意图；图5为本专利技术实施例的工艺控制监控PCM器件的监控方法流程示意图。附图标记说明：11-第一导电层，111-第一过孔，112-第一引出端，12-中间介质层，121-第二过孔，13-第二导电层，131-第二引出端。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。如图1至图4所示，本专利技术实施例的工艺控制监控PCM器件，应用于依据预定设计规则制成的待检测芯片中过孔与导电层之间的短路检测，其中，所述工艺控制监控PCM器件包括：设置有一个或多个第一过孔111以及设置有待检测的第一引出端112的第一导电层11、设置有待检测的第二引出端131的第二导电层13，以及设置于该第一导电层11与该第二导电层13之间的中间介质层12，其中，该中间介质层12开设有对应插入每个第一过孔111内部的第二过孔121，该第一导电层11设置于该中间介质层12上且该第二导电层13设置于该中间介质层12上填充该第二过孔121，并且，该第一导电层11、该第二导电层13，该中间介质层12，该第一过孔111，该第二过孔121的结构符合预定设计规则。这里需要对第一导电层11及第二导电层13进行说明。此处的“第一和第二”不作为顺序的限定；并且，此处的“第一和第二”也不作为PCM器件的导电层个数的限定，即该PCM器件的导电层的层数可以有两层或多层；还有，此处的“第一和第二”也不作为该PCM器件的导电层的不同导电材料的限定，即该PCM器件的第一导电层11的材料可以为由单晶形成的多晶或金属，第二导电层13的材料也可以为由单晶形成的多晶或金属；此处的“第一和第二”是为了方便说明该PCM器件至少包括：本专利技术实施例中的两种设计结构不同的导电层。还需要说明的是：一般半导体电路的过孔加工有两种工艺：一种工艺是：对于大于0.5微米*0.5微米的预定设计规则的尺寸，该过孔多采用碗口加直径刻蚀(碗口刻蚀的目的是为扩发金属溅射到过孔的面积，容易让金属溅射到表面)的加工方法。该碗口加直径的加工方法可以形成如图1所示的中间介质层12的第二过孔121的孔形为碗口加圆形直径孔；另一种工艺是：对于小于或等于0.5微米*0.5微米的预定设计规则的尺寸，该过孔多采用直径刻蚀(圆形的直径刻蚀的目的是缩小多晶到多晶的间距，进而缩小芯片面积)的加工方法。该直径刻蚀的加工方法可以形成如图2所示的中间介质层12的第二过孔121的孔形为圆形直径孔。上述预定设计规则一般规定了第一导电层11、中间介质层12及第二导电层13的厚度和材料，和/或第一导电层11的第一过孔111及中间介质层12的第二过孔121的孔形及大小等内容。具体预定设计规则的尺寸是根据用户需求及工艺需求进行决定。比如，如图1所示的预定设计规则要求poly(polysilicon，多晶硅)厚度为0.35微米；ILD(InterLayerDielectric，内层介电层)厚度为0.45微米；多晶的过孔的孔形为圆形孔，该圆形孔底的直径为0.8微米；中间介质层12的第二过孔121的孔形为碗口加圆形直径孔，碗口的直径为1.8微米，碗口刻蚀的深度为0.5微米；孔到多晶的距离为0.5微米。再比如，图2所示，预定设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工艺控制监控PCM器件，应用于依据预定设计规则制成的待检测芯片中过孔与导电层之间的短路检测，其特征在于，所述工艺控制监控PCM器件包括：第一导电层，所述第一导电层设置有一个或多个第一过孔以及设置有待检测的第一引出端；第二导电层，所述第二导电层设置有待检测的第二引出端；设置于所述第一导电层及所述第二导电层之间的中间介质层，其中，所述中间介质层开设有对应插入每个第一过孔内部的第二过孔，所述第二导电层设置于所述中间介质层上且填充所述第二过孔；并且，所述第一导电层、所述第二导电层、所述中间介质层、所述第一过孔和所述第二过孔的结构符合所述预定设计规则。

【技术特征摘要】
1.一种工艺控制监控PCM器件，应用于依据预定设计规则制成的待检测芯片中过孔与导电层之间的短路检测，其特征在于，所述工艺控制监控PCM器件包括：第一导电层，所述第一导电层设置有一个或多个第一过孔以及设置有待检测的第一引出端；第二导电层，所述第二导电层设置有待检测的第二引出端；设置于所述第一导电层及所述第二导电层之间的中间介质层，其中，所述中间介质层开设有对应插入每个第一过孔内部的第二过孔，所述第二导电层设置于所述中间介质层上且填充所述第二过孔；并且，所述第一导电层、所述第二导电层、所述中间介质层、所述第一过孔和所述第二过孔的结构符合所述预定设计规则。2.如权利要求1所述的工艺控制监控PCM器件，其特征在于，所述第一导电层为具有多个单晶的多晶层或金属层；所述第二导电层为具有多个单晶的多晶层或金属层。3.如权利要求1或2所述的工艺控制监控PCM器件，其特征在于，在平行于所述第一导电层的截面上，所述第二过孔到所述第一导电层之间具有预设距离，其中所述预设距离大于或等于所述预定设计规则要求的最小值。4.如权利要求1或2所述的工艺控制监控PCM器件，其特征在于，所述PCM器件为多层导电层，其中，所述第一导电层为中间层导电层，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜蕾，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，深圳方正微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11