DE112021005663T5 - Metall-oxid-metall (mom) kondensatoren zur integrierten schaltkreisüberwachung - Google Patents

Metall-oxid-metall (mom) kondensatoren zur integrierten schaltkreisüberwachung Download PDF

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Abstract

Eine Anordnung von Metall-Oxid-Metall- (MOM-) Kondensatoren, die in einer integrierten Schaltungs- (IC-) Struktur ausgebildet sind, kann zum Bewerten von Fehlausrichtungen zwischen strukturierten Schichten der IC-Struktur verwendet werden. Das Array von MOM-Kondensatoren kann in einem ausgewählten Satz von strukturierten Schichten ausgebildet werden, z. B. einer Durchkontaktierungsschicht, die zwischen einem Paar von Metallverbindungsschichten ausgebildet wird. Die MOM-Kondensatoren können mit unterschiedlichen Ausrichtungen strukturierter Schichten programmiert werden (z. B. eingebaut in Fotomasken oder Retikel, die verwendet werden, um die strukturierten Schichten zu bilden), um ein Array von unterschiedlichen Ausrichtungen zu definieren. Wenn die MOM-Kondensatoren auf dem Wafer ausgebildet werden, können die tatsächlichen Ausrichtungen strukturierter Schichten der Kondensatoren aufgrund einer prozessbedingten Fehlausrichtung von den programmierten Schichtausrichtungen abweichen. Die MOM-Kondensatoren können einem elektrischen Testen unterzogen werden, um diese prozessbedingte Fehlausrichtung zu identifizieren, die zum Einleiten einer Korrekturaktion verwendet werden kann, z. B. Anpassen eines Herstellungsprozesses oder Verwerfen fehlausgerichteter IC-Strukturen oder -Vorrichtungen.

Description

  • VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität vor der gemeinsam besessenen vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/105,169 , eingereicht am 23. Oktober 2020, deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme für alle Zwecke aufgenommen wird.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf die Herstellung integrierter Schaltungen (IC) und insbesondere auf die Verwendung von Metall-Oxid-Metall- (MOM-) Kondensatoren, um IC-Strukturen und -Prozesse zu bewerten oder zu überwachen, z. B. Interconnect-Strukturen und -prozesse.
  • HINTERGRUND
  • Integrierte Schaltungen (ICs) umfassen typischerweise verschiedene IC-Elemente (z. B. Transistoren, Kondensatoren, Widerstände usw.), die miteinander oder mit anderen elektrischen Geräten durch Metallverdrahtung verbunden sind, die als „Verbindung“ bezeichnet wird, beispielsweise Aluminium, Kupfer oder Kobalt verbinden. Da IC-Vorrichtungen weiter schrumpfen, wächst das Niveau von Verbindungsmetallschichten, so dass die Verbindungsqualität die Ausbeute und Zuverlässigkeit von hergestellten IC-Vorrichtungen wesentlich beeinflussen kann. Daher ist die Verbindungsherstellung in der Industrie besonders wichtig geworden. Bestehende Systeme und Verfahren zum Überwachen eines Verbindungsherstellungsprozesses („Interconnect-Prozess“) sind jedoch im Wesentlichen mangelhaft. Zum Beispiel sind existierende Mittel zum Überwachen von Fehlausrichtungen zwischen Durchkontaktierungen und Metall, Überwachen des Niedrig-k-Wert-Werts für Cu-Verbindungen, Überwachen von Hohlräumen in hochdichtem Plasma (HDP) zwischen Metallleitungen für Al-Verbindungen oder Überwachen von Metallkorrosion (Al oder Cu), soweit vorhanden, unzureichend und unwirksam. Somit besteht ein Bedarf an effektiven Systemen und Verfahren zum Überwachen der Qualität von Verbindungsherstellungsprozessen, zum Beispiel sowohl für die Aluminium- als auch für die Kupferverbindungsausbildung.
  • 1 bis 3 zeigen drei herkömmliche Strukturen zum Überwachen der Verbindungsherstellungsqualität. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine herkömmliche Überwachungsanordnung 100 mit Metallkammstrukturen 102 und 104, die in einer verschachtelten, aber getrennten Weise angeordnet sind. Die Überwachungsanordnung 100 kann durch Messen einer Konduktanz oder eines Widerstands zwischen den zwei Kammstrukturen 102 und 104 getestet werden. Die Detektion eines verringerten elektrischen Widerstands (z. B. unter einem definierten Schwellenwiderstandswert) zwischen den Metallkammstrukturen 102 und 104 kann einen Kurzschluss zwischen den Metallkammstrukturen 102 und 104 anzeigen, was aus einem ungenauen oder fehlerhaften Prozess resultieren kann, wie etwa einem unzureichenden Metallätzprozess, der Streifen zwischen Metallleitungen hinterlässt, wodurch ein Kurzschluss verursacht wird. Ein beispielhafter Kurzschluss ist bei 106 angegeben.
  • Andere herkömmliche Überwachungsanordnungen sind so ausgebildet, dass sie die Verbindungsqualität überwachen, indem sie einen offenen Stromkreis erkennen. Beispielsweise zeigt 2 eine Draufsicht auf eine lange, schlangenförmige Metallstruktur 200, die verwendet wird, um eine Öffnung in den Metallleitungen zu detektieren, z. B. durch Messen eines Widerstands durch die schlangenförmige Metallstruktur 200. Detektion eines hohen elektrischen Widerstands (z. B. oberhalb eines definierten Schwellenwiderstandswerts) kann einen offenen Stromkreis anzeigen, der durch einen Bruch in der Serpentinenmetallstruktur 200 verursacht wird, z. B. wie bei 202 angegeben.
  • 3 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht einer herkömmlichen Überwachungsanordnung 300 mit Verbindungselementen 302, die in mehreren Metallleitungen 304a, 304b (zwei gezeigt, ohne Einschränkung) ausgebildet und durch Durchkontaktierungen 306 verbunden sind, um eine kettenartige Struktur 310 zu definieren. Diese Struktur kann verwendet werden, um die Qualität von Durchkontaktierungen 306 zu erkennen. Beispielsweise kann ein elektrischer Widerstand durch die kettenartige Struktur 310 gemessen und mit einem erwarteten Widerstand verglichen werden, z. B. basierend auf der Anzahl von Durchkontaktierungen 306 in der kettenartigen Struktur 310. Die Erkennung eines hohen Widerstands (z. B. über einem oberen Schwellenwiderstandswert) kann eine offene Durchkontaktierung anzeigen, während die Erkennung eines niedrigeren Widerstands (z. B. unter einem unteren Schwellenwiderstandswert) einen Kurzschluss in der Ketten-Struktur 310 anzeigen kann.
  • Die herkömmlichen Überwachungsstrukturen und -techniken sind jedoch im Allgemeinen einfach und ungeeignet zum Überwachen verschiedener Parameter der Interconnect-Prozessqualität. Zum Beispiel können die oben diskutierten herkömmlichen Überwachungsstrukturen und -techniken Fehlausrichtungen zwischen verschiedenen Interconnect-Schichten (z. B. Metallschichten und/oder Durchkontaktierungsschichten) nicht effektiv erkennen, die zum Beispiel aus einer Fotofehlausrichtung (d. h. einer Schwankung oder einem Spielraum eines Fotolithografieprozesses) von einer ermittelten Interconnect-Schicht relativ zu einer benachbarten Interconnect-Schicht resultieren. Als ein weiteres Beispiel können die herkömmlichen Überwachungsstrukturen eine Beschädigung an dielektrischen Materialien mit niedrigem k, z. B. verursacht durch einen Plasmaätz- oder Veraschungsprozess, nicht effektiv erkennen. Als noch ein weiteres Beispiel können die herkömmlichen Überwachungsstrukturen Hohlräume in einem Füllbereich (z. B. einem dielektrischen Bereich zwischen Interconnect-Strukturen in einer IC-Vorrichtung) nicht effektiv erkennen, was zu Ausbeuteverlusten und Zuverlässigkeitsfehlern führen kann. Es besteht ein Bedarf an verbesserten Strukturen und Verfahren zum Erkennen oder Überwachen der Interconnect-Prozessqualität.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen Strukturen und Verfahren zum Ausbilden und Verwenden von Metall-Oxid-Metall- (MOM-) Kondensatoren bereit, um integrierte Schaltungsstrukturen und/oder Herstellungsprozesse zu überwachen, beispielsweise die Ausrichtung von Interconnect-Strukturen, das Vorhandensein von Niedrig-k-Wert-Prozessschäden, und/oder andere Verbindungsqualitätsparameter.
  • Wenn eine mehrschichtige IC-Vorrichtung ausgebildet wird, kann die programmierte (entworfene) Ausrichtung zwischen unterschiedlichen strukturierten Schichten in der IC-Vorrichtung (z. B. Interconnect-Schichten), die hierin als die „programmierte Schichtausrichtung“ bezeichnet wird, von der tatsächlichen Ausrichtung der auf dem Wafer ausgebildeten strukturierten Schichten, hierin als die „tatsächliche Schichtausrichtung“ bezeichnet, aufgrund von Prozessvariationen, Ungenauigkeiten, Defekten oder anderen Ursachen abweichen. Auf diesen Unterschied zwischen der programmierten Schichtausrichtung und der tatsächlichen Schichtausrichtung auf dem Wafer wird hierin Bezug genommen, z. B. als „prozessbedingter Schichtversatz“. Beispielsweise kann eine prozessbedingte Schichtfehlausrichtung zwischen einer Durchkontaktierungsschicht und einer Metallschicht (oder mehreren Metallschichten) zu einer Kontaktloch/Metall-Fehlausrichtung in der IC-Vorrichtung führen, was die Leistung der IC-Vorrichtung negativ beeinflussen kann.
  • Somit stellen einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren zum Erkennen, Analysieren und Korrigieren einer prozessbezogenen Schichtfehlausrichtung in einer IC-Vorrichtungsstruktur unter Verwendung eines oder mehrerer MOM-Kondensatoren bereit. In einigen Ausführungsformen kann eine prozessbezogene Schichtfehlausrichtung zwischen ausgewählten strukturierten Schichten unter Verwendung eines Arrays von MOM-Kondensatoren, die in den ausgewählten strukturierten Schichten ausgebildet sind, erkannt und analysiert werden (z. B. um die Richtung und Größe der Fehlausrichtung zu ermitteln). Jeder MOM-Kondensator in dem Array kann mit einer anderen programmierten Schichtausrichtung zwischen den ausgewählten strukturierten Schichten entworfen werden. Beispielsweise kann das Array von MOM-Kondensatoren beinhalten:
    1. (a) einen MOM-Kondensator mit einer programmierten Schichtausrichtung, die auf eine vordefinierte Zielausrichtung eingestellt ist, und
    2. (b) mehrere MOM-Kondensatoren mit verschiedenen programmierten Schichtausrichtungen, die von der Zielausrichtung versetzt (fehlausgerichtet) sind, z. B. durch Vorsehen von Durchkontaktierungs-/Metall-Fehlausrichtungen mit unterschiedlichen Richtungen und/oder Größen des Versatzes (Fehlausrichtung) von der Zielausrichtung.
  • Wie hierin verwendet, kann sich eine „Zielausrichtung“ auf eine Ausrichtung beziehen, die in einer Vorrichtungsdesignspezifikation spezifiziert ist, zum Beispiel eine Durchkontaktierungs-/Metallausrichtung, bei der jede Durchkontaktierung genau mit darüberliegenden und darunterliegenden Metallverbindungsstrukturen ausgerichtet ist, wie zum Beispiel in 5A und 6A bis 6B gezeigt.
  • Wenn das Array von MOM-Kondensatoren auf dem Wafer ausgebildet wird, kann eine prozessbedingte Schichtfehlausrichtung das Array von MOM-Kondensatoren beeinflussen, so dass die tatsächliche Schichtausrichtung jedes MOM-Kondensators auf dem Wafer von seiner programmierten Schichtausrichtung abweicht. Aufgrund der prozessbedingten Schichtfehlausrichtung kann die tatsächliche Schichtausrichtung jedes MOM-Kondensators im Vergleich zu der programmierten Schichtausrichtung für diesen MOM-Kondensator
  • näher an oder weiter entfernt von der Zielausrichtung sein. Beispielsweise kann für einen ermittelten MOM-Kondensator mit einer programmierten Schichtausrichtung, die von der Zielausrichtung in einer +x-Richtung versetzt ist, eine prozessbedingte Schichtfehlausrichtung in der -x-Richtung eine tatsächliche Schichtausrichtung liefern, die näher an der Zielausrichtung liegt als die programmierte Schicht Ausrichtung für diesen ermittelten MOM-Kondensator.
  • Jeder MOM-Kondensator in dem Array kann elektrisch getestet werden, um den MOM-Kondensator zu identifizieren, der eine tatsächliche Ausrichtung aufweist, die der Zielausrichtung am nächsten kommt. Beispielsweise kann eine Durchbruchspannung für jeden MOM-Kondensator in dem Array ermittelt werden, wobei die Durchbruchspannung zunimmt, wenn die tatsächliche Schichtausrichtung und die Zielausrichtung in Ausrichtung kommen, und abnimmt, wenn die tatsächliche Schichtausrichtung und die Zielausrichtung zunehmend fehlausgerichtet werden. Somit kann der MOM-Kondensator in dem Array mit der höchsten Durchbruchspannung identifiziert werden, wodurch die beste Ausrichtung auf die Zielausrichtung angezeigt wird.
  • Die programmierte Schichtausrichtung dieses am besten ausgerichteten MOM-Kondensators kann dann verwendet werden, um eine Korrekturmaßnahme zu ermitteln und umzusetzen, beispielsweise (a) Verwerfen von IC-Strukturen oder -Vorrichtungen mit einer Fehlausrichtung oder einer fehlausrichtungsbezogenen Leistung jenseits definierter Schwellengrenzen, (b) Anpassen zumindest eines Aspekts des Herstellungsprozesses zum Reduzieren der prozessbezogenen Schichtfehlausrichtung (z. B. Anpassen eines Fotolithografieprozesses oder -prozessschritts) oder (c) jede andere Art von Korrekturmaßnahme.
  • In anderen Ausführungsformen kann ein MOM-Kondensator verwendet werden, um Schäden zu überwachen, die in dielektrischem Material mit niedrigem k-Wert in einer IC-Vorrichtung vorhanden sind. In der fortschrittlichen CMOS-Technologie (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) werden dielektrische Materialien mit niedrigem k-Wert (z. B. als Organosilikatglas und seine poröse Form) häufig verwendet, um die RC-Verzögerung (d. h. die Verzögerung der Signalgeschwindigkeit durch die Schaltungsverdrahtung aufgrund des Widerstands und der Kapazität) zu reduzieren, die Interconnect-Strukturen in der Vorrichtung zugeordnet sind. Kohlenstoff und Porosität werden häufig in die dielektrischen Materialien mit niedrigem k-Wert eingeführt, um die Dielektrizitätskonstante zu verringern. Die dielektrischen Materialien mit niedrigem k-Wert können jedoch während des Herstellungsprozesses, z. B. während des Plasmaätzens, einer plasmainduzierten Beschädigung, insbesondere einer Resistveraschung, ausgesetzt sein. Beispielsweise wird das Niedrig-k-Wert-Material, das aufgrund hoher Konzentrationen an Methylgruppenelementen hydrophob ist, hydrophil, wenn es einem sauerstoffhaltigen Plasma ausgesetzt wird, in dem Methyl (-CH3) durch Hydroxyl (-OH) ersetzt wird. Als weiteres Beispiel können Niedrig-k-Wert-Materialien durch mechanische Beanspruchung (z. B. während eines chemischmechanischen Polier- (CMP-) Prozesses) oder thermische Beanspruchung reißen. Beschädigte Niedrig-k-Wert-Materialien können deutlich höhere Werte der Dielektrizitätskonstante (k) aufweisen, was sich nachteilig auf die Schaltungsleistung auswirken kann.
  • Daher weisen einige Ausführungsformen das Ausbilden eines MOM-Kondensators mit einem Niedrig-k-Wert-Dielektrikum auf, z. B. Organosilikatglas und seiner porösen Form, zwischen länglichen Metallfingern (z. B. anstelle von Oxid, das in einem herkömmlichen MOM-Kondensator verwendet wird), die zum Überwachen der Dielektrizitätskonstante des Niedrig-k-Wert-Materials über die Zeit verwendet werden können, z. B. durch Messen der Durchbruchspannung des MOM-Kondensators über die Zeit.
  • Andere Ausführungsformen stellen ein Verfahren zum Erkennen von Hohlräumen in einem Bereich aus dielektrischem Material bereit, der zwischen Metallverbindungsstrukturen in einer integrierten Schaltungs- (IC-) Vorrichtung ausgebildet ist. Es können mehrere MOM-Kondensatoren ausgebildet werden, die jeweils Metallfinger aufweisen, die durch dielektrische Bereiche getrennt sind. Die Kapazität jedes MOM-Kondensators kann gemessen und miteinander und/oder mit Referenzdaten verglichen werden, und das Vorhandensein von Hohlräumen in einem dielektrischen Bereich in jedem MOM-Kondensator (was das Vorhandensein von Hohlräumen in einem dielektrischen Bereich in anderen Bereichen auf dem Wafer darstellen kann) können auf der Grundlage solcher Vergleiche bewertet werden.
  • Noch andere Ausführungsformen stellen Verfahren zum Überwachen von Metallkorrosion in einer IC-Struktur bereit. Ein MOM-Kondensator kann mit länglichen Metallfingerstrukturen ausgebildet werden, die z. B. aus Aluminium oder Kupfer ausgebildet werden, und ein Kapazitätswert und/oder eine Durchbruchspannung des MOM-Kondensators kann über die Zeit überwacht werden. Eine zeitliche Änderung des/der gemessenen elektrischen Parameter(s) kann ermittelt werden, was das Vorhandensein von Metallkorrosion in der Basis der IC-Struktur anzeigen kann.
  • Ein Aspekt stellt ein Verfahren zum Bewerten einer integrierten Schaltungsstruktur bereit. Das Verfahren weist das Ausbilden einer Vielzahl von MOM-Kondensatoren in einer Vielzahl von strukturierten Schichten der integrierten Schaltungsstruktur auf, wobei jeder Kondensator mit einer unterschiedlichen Ausrichtung zwischen den strukturierten Schichten in zumindest einer Richtung ausgebildet wird; Durchführen eines elektrischen Testens der Vielzahl von Kondensatoren; und Ermitteln einer Fehlausrichtung der strukturierten Schicht in der Vielzahl von strukturierten Schichten basierend auf dem elektrischen Testen.
  • In einer Ausführungsform weist das Ausbilden einer Vielzahl von Kondensatoren das Ausbilden einer Vielzahl von MOM-Kondensatoren auf.
  • In einer Ausführungsform weist das Ermitteln einer Fehlausrichtung einer strukturierten Schicht das Ermitteln einer prozessbezogenen Fehlausrichtung auf, die mit dem Ausbilden der Vielzahl von strukturierten Schichten verbunden ist.
  • In einer Ausführungsform weist das Ermitteln einer Fehlausrichtung der strukturierten Schicht das Ermitteln der prozessbedingten Fehlausrichtung in zwei orthogonalen Richtungen auf.
  • In einer Ausführungsform wird die Vielzahl von Kondensatoren mit unterschiedlichen programmierten Schichtausrichtungen relativ zu der Zielausrichtung in zwei orthogonalen Richtungen ausgebildet.
  • In einer Ausführungsform weist das Verfahren auch das Einleiten einer Korrekturmaßnahme als Reaktion auf die ermittelte Fehlausrichtung der strukturierten Schicht auf. Beispielsweise kann die Korrekturmaßnahme das Verwerfen von IC-Strukturen oder Vorrichtungen aufweisen, die unter Verwendung des Fehlausrichtungsprozesses hergestellt wurden. Als weiteres Beispiel kann ein Prozess oder Prozessschritt zum Ausbilden zumindest einer der strukturierten Schichten basierend auf der ermittelten Fehlausrichtung der strukturierten Schicht angepasst werden.
  • In einer Ausführungsform weist das Ausbilden der Vielzahl von Kondensatoren in der Vielzahl von strukturierten Schichten der integrierten Schaltungsstruktur (a) das Ausbilden einer ersten Metallschicht und einer zweiten Metallschicht auf, wobei jede der ersten und zweiten Metallschichten kammartige Komponenten aufweist, die eine Vielzahl von länglichen Metallfingern aufweisen, und (b) Ausbilden einer Durchkontaktierungsschicht zwischen der ersten und der zweiten Metallschicht, wobei die Durchkontaktierungsschicht zumindest eine Durchkontaktierung aufweist, die zumindest einen in der ersten Metallschicht ausgebildeten länglichen Metallfinger mit zumindest einem in der zweiten Metallschicht ausgebildeten länglichen Metallfinger verbindet.
  • In einer Ausführungsform weist das Durchführen eines elektrischen Testens an der Vielzahl von Kondensatoren das Ermitteln einer Durchbruchspannung jedes Kondensators und das Identifizieren eines Kondensators der Vielzahl von Kondensatoren mit einer höchsten Durchbruchspannung auf.
  • In einer Ausführungsform beinhaltet das Ermitteln einer Fehlausrichtung der strukturierten Schicht basierend auf dem elektrischen Testen das Identifizieren eines am besten ausgerichteten Kondensators aus der Vielzahl von Kondensatoren basierend auf dem elektrischen Testen der Vielzahl von Kondensatoren und das Ermitteln der Fehlausrichtung der strukturierten Schicht basierend auf dem identifizierten am besten ausgerichteten Kondensator.
  • In einer Ausführungsform kann der Schritt des Ausbildens der Vielzahl von Kondensatoren das Definieren einer unterschiedlichen programmierten Schichtausrichtung relativ zu einer Zielausrichtung für jeden der Vielzahl von Kondensatoren und das Ausbilden der Vielzahl von Kondensatoren aufweisen, wobei jeder Kondensator eine tatsächliche Schichtausrichtung aufweist, die sich von der programmierten Schichtausrichtung für diesen Kondensator aufgrund einer prozessbedingten Fehlausrichtung unterscheidet, die mit dem Ausbilden der Vielzahl von strukturierten Schichten verbunden ist. Ferner kann der Schritt des Ermittelns einer Fehlausrichtung der strukturierten Schicht in der Vielzahl von strukturierten Schichten basierend auf dem elektrischen Testen das Verwenden des elektrischen Testens der Vielzahl von Kondensatoren aufweisen, um einen Kondensator der Vielzahl von Kondensatoren mit einer tatsächlichen Schichtausrichtung zu identifizieren, die dem Zielausrichtung am nächsten liegt, und Ermitteln einer Richtung und/oder einer Größe der prozessbezogenen Fehlausrichtung basierend auf der programmierten Schichtausrichtung des identifizierten Kondensators, der die tatsächliche Schichtausrichtung aufweist, die der Zielausrichtung am nächsten liegt.
  • In einer Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin das Anpassen eines Prozesses zum Ausbilden zumindest einer der strukturierten Schichten des Herstellungsprozesses für integrierte Schaltungen basierend auf der ermittelten Richtung und/oder der Größe der prozessbezogenen Fehlausrichtung auf.
  • Ein weiterer Aspekt stellt ein Verfahren zum Bewerten von Schäden an dielektrischem Material mit niedrigem k-Wert in einer Struktur einer integrierten Schaltung (IC) bereit. Das Verfahren kann das Ausbilden eines MOM-Kondensators aufweisen, der mehrere längliche Metallfinger aufweist, die durch ein dielektrisches Material mit niedrigem k-Wert getrennt sind; Durchführen eines elektrischen Testens des MOM-Kondensators; und Ermitteln eines Niedrig-k-Wert-Schadenszustands basierend auf dem elektrischen Testen.
  • In einigen Ausführungsformen weist das dielektrische Material mit niedrigem k-Wert Organosilikatglas und seine poröse Form auf.
  • In einer Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin das Einleiten einer Korrekturmaßnahme basierend auf dem festgestellten Niedrig-k-Wert-Schadenszustand auf.
  • In einer Ausführungsform weist das Durchführen eines elektrischen Testens des MOM-Kondensators das Messen einer Durchbruchspannung des MOM-Kondensators und das Bewerten der gemessenen Durchbruchspannung auf.
  • Ein weiterer Aspekt stellt ein Verfahren zum Erkennen von Hohlräumen in dielektrischen Bereichen von Strukturen integrierter Schaltungen (IC) bereit. Das Verfahren kann das Ausbilden mehrerer MOM-Kondensatoren aufweisen, die Metallstrukturen aufweisen, die durch dielektrische Bereiche getrennt sind; Messen einer Kapazität jedes der Vielzahl von MOM-Kondensatoren; Analysieren der gemessenen Kapazitäten der Vielzahl von MOM-Kondensatoren; und Identifizieren des Vorhandenseins von Hohlräumen in den dielektrischen Bereichen von zumindest einem der Vielzahl von MOM-Kondensatoren basierend auf den analysierten Kapazitäten. In einigen Ausführungsformen weist das Analysieren der gemessenen Kapazitäten der Vielzahl von MOM-Kondensatoren das Analysieren einer Verteilung der gemessenen Kapazitäten, das Vergleichen mit der Verteilung von Kapazitäten mit einer normalen oder Gaußschen Verteilung und das Identifizieren von MOM-Kondensatoren mit einer Ausreißerkapazität auf, die auf das Vorhandensein von Hohlräumen in dielektrischen Bereichen in den identifizierten Ausreißer-MOM-Kondensatoren hinweisen kann.
  • Noch ein weiterer Aspekt stellt ein Verfahren zum Überwachen von Metallkorrosion in einer Struktur einer integrierten Schaltung (IC) bereit. Das Verfahren kann das Ausbilden eines MOM-Kondensators aufweisen, der Metallstrukturen enthält; Messen zumindest eines elektrischen Parameters des MOM-Kondensators über die Zeit; Identifizieren einer zeitlichen Änderung des zumindest einen gemessenen elektrischen Parameters; und Identifizieren von Metallkorrosion in der IC-Struktur basierend auf der identifizierten Änderung des zumindest einen gemessenen elektrischen Parameters über die Zeit. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren das Überwachen eines Kapazitätswerts und einer Durchbruchspannung des MOM-Kondensators über die Zeit, Identifizieren einer Änderung des Kapazitätswerts und/oder der Durchbruchspannung (z. B. eine Änderung, die einen Schwellenwert überschreitet) und Identifizieren von Metallkorrosion in der IC-Struktur basierend auf der identifizierten Änderung der Kapazitätswert und/oder Durchbruchspannung des MOM-Kondensators aufweisen.
  • In einer Ausführungsform weist das Messen eines elektrischen Parameters des MOM-Kondensators über die Zeit das Messen einer Kapazität des MOM-Kondensators über die Zeit auf.
  • In einer Ausführungsform weist das Ausbilden des MOM-Kondensators das Ausbilden von Kupferstrukturen mit länglichen Kupferfingern auf, die durch einen dielektrischen Bereich voneinander beabstandet sind, und das Abscheiden einer dielektrischen Sperrschicht auf den länglichen Kupferfingern. Die Grenzfläche zwischen der Kupferstruktur und der dielektrischen Barriere kann für die Zuverlässigkeit der Kupferverbindung wichtig sein. Die Qualität dieser Grenzfläche kann sich verschlechtern, z. B. durch Rückstände aus einem Kupfer-CMP-Prozess, durch die Ausbildung von Hohlräumen, die aus einer Kupfersperrschicht (z. B. Ta/TaN-Schicht) und/oder einer Kupferkeimschichtabscheidung resultieren, durch die Ausbildung von Hohlräumen während eines Kupferplattierungsprozesses und/oder durch die Ausbildung von Hügeln während der Abscheidung der dielektrischen Sperrschicht. Die Qualität der Kupfer/Dielektrikum-Sperrschichtgrenze kann überwacht werden, indem die Durchbruchspannung des Kondensators überwacht wird.
  • Noch ein weiterer Aspekt stellt ein MOM-Kondensatorarray bereit, das zum Analysieren einer Fehlausrichtung einer strukturierten Schicht zwischen verschiedenen strukturierten Schichten ausgebildet ist. Das MOM-Kondensatorarray weist eine Vielzahl von MOM-Kondensatorstrukturen auf, die in einer Vielzahl von strukturierten Schichten einer integrierten Schaltungsstruktur ausgebildet sind. Jede MOM-Kondensatorstruktur weist (a) eine erste strukturierte Schicht auf, die eine erste kammartige Metallkomponente aufweist, die eine Vielzahl von länglichen Fingern der ersten Schicht aufweist, (b) eine zweite strukturierte Schicht, die eine zweite kammartige Metallkomponente aufweist, die eine Vielzahl von länglichen Fingern der zweiten Schichten aufweist, und (c) eine dritte strukturierte Schicht zwischen der ersten und zweiten strukturierten Schicht, wobei die dritte strukturierte Schicht eine Vielzahl von Durchkontaktierungen aufweist, wobei jede Durchkontaktierung ein distales Ende eines länglichen Fingers der ersten Schicht mit einem distalen Ende eines länglichen Fingers der zweiten Schicht verbindet. Jede MOM-Kondensatorstruktur in dem MOM-Kondensatorarray kann eine unterschiedliche Strukturschichtausrichtung in zumindest einer Richtung aufweisen, wobei die Strukturschichtausrichtung für jede MOM-Kondensatorstruktur durch eine relative Ausrichtung zwischen der ersten strukturierten Schicht, der zweiten strukturierten Schicht und der dritten strukturierten Schicht definiert ist.
  • Figurenliste
  • Beispielhafte Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend in Verbindung mit den Figuren beschrieben, in denen:
    • 1 eine Draufsicht auf eine herkömmliche Überwachungsstruktur mit einer verschachtelten Metallkammstruktur zum Erkennen elektrischer Kurzschlüsse zeigt, die eine Ungenauigkeit in einem Herstellungsprozess anzeigen können;
    • 2 eine Draufsicht auf eine herkömmliche Überwachungsstruktur mit einer langen, schlangenförmigen Metallleitung zum Überwachen der Verbindungsqualität durch Erkennen des Vorhandenseins eines offenen Stromkreises zeigt, der durch eine Unterbrechung in der schlangenförmigen Metallleitung definiert ist;
    • 3 eine seitliche Querschnittsansicht einer herkömmlichen Überwachungsanordnung mit Zwischenverbindungselementen zeigt, die in mehreren Metallleitungen ausgebildet und durch Durchkontaktierungen verbunden sind, um eine kettenähnliche Struktur zu definieren, zum Bewerten der Qualität von hergestellten Durchkontaktierungen;
    • 4A und 4B ein Beispiel eines herkömmlichen MOM-Kondensators 400 zeigen, insbesondere eines herkömmlichen Lateralfluss-MOM-Kondensators;
    • 5A und 5B eine Draufsicht und eine dreidimensionale Querschnittsansicht eines herkömmlichen MOM-Kondensators zeigen, der eine geschlitzte Durchkontaktierung aufweist, die die Metallfinger in benachbarten Metallschichten verbindet;
    • 6A und 6B eine Draufsicht und eine dreidimensionale Querschnittsansicht eines MOM-Kondensators gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zum Analysieren von Ausrichtungen strukturierter Schichten zeigen, wobei eine Durchkontaktierungsschicht mit einer Zielausrichtung relativ zu benachbarten Metallschichten ausgebildet wird;
    • 7A und 7B eine Draufsicht und eine dreidimensionale Querschnittsansicht eines MOM-Kondensators gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zum Analysieren von Ausrichtungen strukturierter Schichten zeigen, wobei die Durchkontaktierungsschicht in einer x-Richtung fehlausgerichtet zu benachbarten Metallschichten ausgebildet ist;
    • 8A und 8B zeigen eine Draufsicht und eine dreidimensionale Querschnittsansicht eines MOM-Kondensators gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zum Analysieren von Ausrichtungen strukturierter Schichten, wobei die Durchkontaktierungsschicht von benachbarten Metallschichten in einer y-Richtung fehlausgerichtet ausgebildet ist;
    • 9A und 9B zeigen eine Draufsicht und eine dreidimensionale Querschnittsansicht eines MOM-Kondensators gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zum Analysieren von Ausrichtungen strukturierter Schichten, wobei die Durchkontaktierungsschicht von benachbarten Metallschichten sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung fehlausgerichtet ausgebildet ist;
    • 10 zeigt eine dreidimensionale Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines beispielhaften MOM-Kondensators gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, der sechs Metallschichten und eine zwischen einem ausgewählten Paar der sechs Metallschichten gebildete einzelne Durchkontaktierungsschicht aufweist, um die Ausrichtung der Durchkontaktierungsschicht relativ zu dem ausgewählten Paar von Metallschichten zu bewerten;
    • 11 zeigt eine dreidimensionale Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines beispielhaften MOM-Kondensators gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, der sechs Metallschichten und eine jeweilige zwischen jedem benachbarten Paar der sechs Metallschichten ausgebildete Durchkontaktierungsschicht aufweist, um die Gesamtschichtausrichtung der strukturierten Schichten zu bewerten;
    • 12 zeigt ein beispielhaftes zweidimensionales 5 × 5-Array von MOM-Kondensatoren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, die in einem gemeinsamen Satz von strukturierten Schichten ausgebildet sind, zum Erkennen und Analysieren einer prozessbezogenen Schichtfehlausrichtung, die mit den strukturierten Schichten in Verbindung steht;
    • 13 zeigt ein beispielhaftes Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zum Ermitteln einer prozessbedingten Fehlausrichtung zwischen strukturierten Schichten in einer IC-Struktur und zum Ergreifen einer Korrekturmaßnahme;
    • 14 zeigt eine Draufsicht auf einen beispielhaften MOM-Kondensator gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zum Überwachen von Schäden an dielektrischem Material mit niedrigem k-Wert;
    • 15 zeigt ein beispielhaftes Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zum Überwachen von Schäden an dielektrischem Material mit niedrigem k-Wert in einer IC-Struktur und zum Ergreifen einer Korrekturmaßnahme;
    • 16 zeigt eine Draufsicht eines beispielhaften MOM-Kondensators gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zum Überwachen des Vorhandenseins von Hohlräumen in einem dielektrischen Lückenfüllmaterial;
    • 17 zeigt ein beispielhaftes Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zum Überwachen auf Hohlräume in einem dielektrischen Material in einer IC-Struktur und zum Ergreifen einer Korrekturmaßnahme;
    • 18 zeigt eine Draufsicht auf einen beispielhaften MOM-Kondensator gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zum Überwachen von Aluminiumkorrosion;
    • 19 zeigt ein beispielhaftes Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zum Überwachen von Aluminiumkorrosion in einer IC-Struktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform und zum Ergreifen einer Korrekturmaßnahme;
    • 20 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines beispielhaften MOM-Kondensators gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zum Überwachen von Kupferkorrosion; und
    • 21 zeigt ein beispielhaftes Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zum Überwachen von Kupferkorrosion in einer IC-Struktur und zum Ergreifen einer Korrekturmaßnahme.
  • Es versteht sich, dass die Bezugsziffer für jedes dargestellte Element, das in mehreren unterschiedlichen Figuren erscheint, über die mehreren Figuren hinweg die gleiche Bedeutung hat, und dass die Erwähnung oder Erörterung eines beliebigen dargestellten Elements hierin im Kontext einer beliebigen ermittelten Figur auch für jede andere Figur gilt, falls vorhanden, in der das gleiche dargestellte Element gezeigt wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen Strukturen und Verfahren zum Ausbilden und Verwenden von Metall-Oxid-Metall- (MOM-) Lateral-Flux-Kondensatoren bereit, um die Qualität des Interconnect-Prozesses zu überwachen, zum Beispiel die relative Ausrichtung verschiedener Interconnect-Schichten, das Vorhandensein von Niedrig-k-Wert-Prozessschäden und /oder andere Verbindungsqualitätsparameter. MOM-Kondensatoren werden üblicherweise in Analog- und Mixed-Signal-Schaltungen als kostengünstige Kondensatoren verwendet, da sie ohne zusätzliche Prozessschritte zum IC-Herstellungsprozess im Hintergrund ausgebildet werden können, was oft als „kostenfreie“ Bauelemente bezeichnet wird. Die vorliegende Offenbarung beschreibt verschiedene modifizierte Versionen herkömmlicher MOM-Kondensatoren, die hierin als „MOM-Kondensatoren“ bezeichnet werden.
  • Wie unten erörtert, kann in einigen Ausführungsformen ein Array von MOM-Kondensatoren in strukturierten Schichten, z. B. Interconnect-Schichten, in einer Struktur einer integrierten Schaltung (IC) ausgebildet und analysiert werden, um Fehlausrichtungen zwischen den strukturierten Schichten zu identifizieren, die z. B. durch Herstellungsprozessvariationen, Ungenauigkeiten oder Mängel verursacht werden. Die strukturierten Schichten (z. B. Interconnect-Schichten), in denen die MOM-Kondensatoren ausgebildet sind, können mehrere Metallschichten und zumindest eine zwischen benachbarten Metallschichten ausgebildete Durchkontaktierungsschicht aufweisen. Jeder MOM-Kondensator kann kammartige Metallstrukturen aufweisen, die längliche Metallfinger definieren, die jeweils von benachbarten länglichen Metallfingern durch ein Oxid oder ein anderes Dielektrikum getrennt sind, und Durchkontaktierungen, die die länglichen Metallfinger von zwei benachbarten Metallschichten verbinden.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Array von MOM-Kondensatoren mit unterschiedlichen programmierten Schichtausrichtungen ausgebildet werden, z. B. durch Definieren unterschiedlicher programmierter Durchkontaktierungs-/Metall-Ausrichtungen zwischen den in einer Durchkontaktierungsschicht ausgebildeten Durchkontaktierungen und in benachbarten Metallschichten ausgebildeten Metallfingern. Nachdem die MOM-Kondensatoren auf dem Wafer ausgebildet wurden, können sich die tatsächlichen Durchkontaktierungs-/Metall-Ausrichtungen der MOM-Kondensatoren aufgrund einer prozessbedingten Schichtfehlausrichtung von den programmierten Durchkontaktierungs-/Metall-Ausrichtungen unterscheiden. Jeder MOM-Kondensator in dem Array kann elektrisch getestet werden, um den MOM-Kondensator zu identifizieren, der die beste tatsächliche Durchkontaktierungs-/Metall-Ausrichtung aufweist, die einer Zielausrichtung am nächsten liegt. Beispielsweise kann eine Durchbruchspannung für jeden MOM-Kondensator ermittelt werden, wobei der MOM-Kondensator mit der höchsten Durchbruchspannung als der MOM-Kondensator mit der besten Ausrichtung identifiziert wird. Die programmierte Durchkontaktierungs-/Metall-Ausrichtung dieses am besten ausgerichteten MOM-Kondensators kann dann verwendet werden, um den Herstellungsprozess für zumindest eine strukturierte Schicht anzupassen, um die prozessbedingte Schichtfehlausrichtung zu reduzieren, oder um andere Korrekturmaßnahmen zu ergreifen.
  • Zunächst wird ein Paar herkömmlicher MOM-Kondensatoren erörtert, um ein besseres Verständnis der hierin offenbarten MOM-Kondensatoren bereitzustellen. 4A und 4B zeigen ein Beispiel eines ersten herkömmlichen MOM-Kondensators 400, insbesondere eines Lateralfluss-MOM-Kondensators. 4A zeigt eine Draufsicht auf den MOM-Kondensator 400, und 4B zeigt eine dreidimensionale Querschnittsansicht eines ausgewählten Teils des MOM-Kondensators 400, der durch das gestrichelte Rechteck mit der Bezeichnung „4B“ in 4A gekennzeichnet ist. Wie gezeigt, weist der MOM-Kondensator 400 Kondensatorelemente 402 auf, die in einer Vielzahl von strukturierten Schichten 404 ausgebildet sind, in diesem Beispiel sechs Metallschichten 406a - 406f, die als „Metall 1“ (Schicht 406a) bis „Metall 6“ (Schicht 406f) bezeichnet werden können. In einigen IC-Vorrichtungen sind die Metallschichten 406a - 406f Interconnect-Schichten, die strukturierte Interconnect-Strukturen zum Verbinden verschiedener Halbleitervorrichtungen zusammen mit den Kondensatorelementen 402 des MOM-Kondensators 400 aufweisen.
  • Die Draufsicht des in 4A gezeigten MOM-Kondensators zeigt die obere Metallschicht 406f. Jede Metallschicht 406a - 406f kann einen ähnlichen Aufbau aufweisen, sodass jede Metallschicht 406b - 406f eine ähnliche Struktur wie die in 4A gezeigte obere Metallschicht 406f aufweisen kann. Wie in 4A gezeigt, weist die Metallschicht 406a ein Paar kammartiger Metallkomponenten 410 und 412 auf, die jeweils mehrere längliche Finger 420 bzw. 422 aufweisen, die parallel in einer interdigitalen (verschachtelten) Weise angeordnet und voneinander um ein dielektrisches Material 430 beabstandet sind, z. B. ein Oxid. Wie in 4B gezeigt, sind die länglichen Finger 420 und 422 in benachbarten Metallschichten 406a - 406f auch durch das dielektrische Material 430 (z. B. Oxid) voneinander getrennt. Der Betrieb des MOM-Kondensators 400 basiert auf der Kopplungskapazität zwischen den verschachtelten parallelen Metallfingern 420 und 422. Die Breite und der Abstand der Metallfinger 420 und 422 werden typischerweise durch die minimalen Prozessabmessungen definiert (z. B. 0,2 µm Fingerbreite und Abstand in einer 130-nm-Technologieimplementierung), um eine maximale Kapazitätsdichte zu erreichen.
  • In einigen Designs werden zwischen den Metallfingern in benachbarten Metallschichten geschlitzte Durchkontaktierungen ausgebildet, um die Kapazitätsdichte weiter zu erhöhen, indem die kapazitive Kopplung zwischen den Fingern in benachbarten Metallschichten erhöht wird.
  • Beispielsweise zeigen 5A und 5B ein Beispiel eines MOM-Kondensators 500 ähnlich dem in den 4A - 4B gezeigten MOM-Kondensator 400, der jedoch auch geschlitzte Durchkontaktierungen zwischen den Metallfingern in benachbarten Metallschichten aufweist. 5A und 5B zeigen jeweils eine Draufsicht und eine dreidimensionale Querschnittsansicht des MOM-Kondensators 500. Wie gezeigt, weist der MOM-Kondensator 500 Kondensatorelemente 502 auf, die in einer Vielzahl von strukturierten Schichten 504 ausgebildet sind, die in diesem Beispiel (a) sechs Metallschichten 506a - 506f und (b) fünf Durchkontaktierungsschichten 508a - 508e aufweisen, die jeweils in einer abwechselnd gestapelten Anordnung zwischen den Metallschichten 506a - 506f angeordnet sind. In einigen IC-Vorrichtungen sind die Metallschichten 506a - 506f und die Durchkontaktierungsschichten 508a - 508e Interconnect-Schichten, die strukturierte Interconnect-Strukturen zum Verbinden verschiedener Halbleitervorrichtungen zusammen mit dem Kondensatorelementen 502 des MOM-Kondensators 500 aufweisen. Die Metallschichten 506a - 506f können zum Beispiel strukturiertes Aluminium, Kupfer oder ein anderes geeignetes Metall aufweisen. Die Durchkontaktierungsschichten 508a - 508e können zum Beispiel strukturiertes Wolfram, Kupfer oder ein anderes geeignetes Metall aufweisen.
  • Wie bei dem oben diskutierten MOM-Kondensator 400 weist jede Metallschicht 506a - 506f des MOM-Kondensators 500 ein Paar kammartiger Metallkomponenten 510 und 512 mit mehreren länglichen Fingern 520 bzw. 522 auf, die parallel in einer interdigitalen (verschachtelten) Weise angeordnet sind und voneinander beabstandet sind durch ein dielektrisches Material 530, z. B. ein Oxid. Im Gegensatz zum MOM-Kondensator 400 (bei dem die länglichen Finger 420 und 422 benachbarter Metallschichten 406a - 406f durch dielektrisches Material 430 getrennt sind) sind die länglichen Finger 520 und 522 benachbarter Metallschichten 506a - 506f des MOM-Kondensators 500 elektrisch miteinander gekoppelt durch längliche Metall-Durchkontaktierungen (oder „geschlitzte Durchkontaktierungen“) 540, die in jeder der Durchkontaktierungsschichten 508a - 508e ausgebildet sind. Die geschlitzte Durchkontaktierung 540, die die entsprechenden länglichen Finger 520 und 522 von benachbarten Metallschichten 506a - 506f verbinden, können die Kapazitätsdichte des MOM-Kondensators 500 erhöhen, z. B. im Vergleich zu MOM-Kondensator 400, der ohne geschlitzte Durchkontaktierung 540 ausgebildet ist.
  • Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung weisen das Ausbilden und Verwenden eines MOM-Kondensators auf, der zum Beispiel eine modifizierte Version des oben diskutierten MOM-Kondensators 400 oder 500 aufweist, zum Bewerten oder Überwachen der Struktur und/oder Prozessqualität für strukturierte Schichten in einer IC-Vorrichtungsstruktur, z B. die relative Ausrichtung verschiedener strukturierter Schichten (z. B. Interconnect-Schichten), das Vorhandensein von Niedrig-k-Wert-Prozessschäden in strukturierten Schichten und/oder andere Qualitätsparameter.
  • Wie unten erörtert, können MOM-Kondensatoren in einigen Ausführungsformen mit strategisch angeordneten Durchkontaktierungen ausgebildet sein, zum Beispiel Durchkontaktierungen, die sich an den distalen Enden („Fingerspitzen“) der länglichen Metallfinger von verschachtelten kammartigen Komponenten befinden, um Durchkontaktierungen/Fehlausrichtungen der Metallschichten sowohl in x- als auch in y-Richtung zu detektieren und zu analysieren. An den MOM-Kondensatoren können elektrische Tests durchgeführt werden, um die Durchkontaktierungs-/Metall-Ausrichtungen zu bewerten. In einigen Ausführungsformen kann ein Array von MOM-Kondensatoren mit unterschiedlichen programmierten Schichtausrichtungen programmiert und in gemeinsamen strukturierten Schichten auf einem Wafer ausgebildet werden. An dem Array von MOM-Kondensatoren können elektrische Tests durchgeführt werden, um die tatsächlichen Schichtausrichtungen der MOM-Kondensatoren zu bewerten, die von den programmierten Schichtausrichtungen aufgrund einer prozessbedingten Fehlausrichtung abweichen können, die das Array von MOM-Kondensatoren beeinflusst. Beispielsweise kann eine Durchbruchspannung für jeden MOM-Kondensator in dem Array ermittelt werden, die die Genauigkeit der tatsächlichen Schichtausrichtung (z. B. in Bezug auf eine Zielausrichtung) in jedem MOM-Kondensator angibt, basierend auf der Kenntnis, dass die Durchbruchspannung von ein MOM-Kondensator mit zunehmender Durchkontaktierungs-/Metall-Fehlausrichtung in einer oder beiden der x- und y-Richtungen abnimmt.
  • Die strategisch angeordneten Durchkontaktierungen, zum Beispiel an den distalen Fingerspitzen der länglichen Metallfinger, stellen eine verbesserte Fähigkeit zum Überwachen einer Strukturfehlausrichtung (z. B. Photofehlausrichtung) im Vergleich zu einem herkömmlichen MOM-Kondensator 400 oder 500 bereit. Zuerst weist der in 4A- 4B gezeigte herkömmliche MOM-Kondensator 400 keine Durchkontaktierung auf. Die MOM-Durchbruchspannung wird typischerweise durch den Abstand zwischen benachbarten Metallfingern in jeder Schicht und/oder durch Mängel im Ätzprozess (z. B. Unterätzen) oder beim Reinigen nach dem Ätzen (z. B. Zurücklassen von Metallstreifen) gesteuert, nicht durch Fotoausrichtung oder Fehlausrichtung. Zweitens ist der in den 5A-5B gezeigte MOM-Kondensator 500, der zahlreiche geschlitzte (längliche) Durchkontaktierungen 540 aufweist, ebenfalls ungeeignet zum Bewerten einer Musterungsfehlausrichtung/Photofehlausrichtung. Die geschlitzten Durchkontaktierungen 540 sind typischerweise weniger kontrolliert, und jede geringfügige Vergrößerung der Größe der geschlitzten Durchkontaktierungen entlang der Längsrichtung der Durchkontaktierung (zum Beispiel aufgrund einer Linienkantenrauhigkeit) kann die Durchbruchspannung wesentlich verringern. Somit ist die Durchbruchspannung des herkömmlichen MOM-Kondensators 500 typischerweise sehr niedrig und spiegelt keine Ausrichtung oder Fehlausrichtung der Struktur wider. Im Gegensatz dazu ist die Durchbruchspannung der offenbarten MOM-Kondensatorstruktur einschließlich strategisch angeordneter Durchkontaktierungen (z. B. an den distalen Fingerspitzen der Metallfinger) wesentlich empfindlicher gegenüber Ausrichtung/Fehlausrichtung einer Struktur.
  • 6A-6B bis 9A-9B veranschaulichen vier beispielhafte MOM-Kondensatoren 600a - 600d, die auf einem Wafer ausgebildet sind, jeder mit einer unterschiedlichen tatsächlichen Schichtausrichtung (zwischen einer Durchkontaktierungsschicht und benachbarten Metallschichten) in den x- und y-Richtungen. Wie nachstehend unter Bezugnahme auf 12 erörtert, können die unterschiedlichen tatsächlichen Schichtausrichtungen der vier beispielhaften MOM-Kondensatoren 600a - 600d aus unterschiedlichen programmierten Schichtausrichtungen für die MOM-Kondensatoren 600a - 600d resultieren.
  • 6A und 6B zeigen einen beispielhaften MOM-Kondensator 600a (insbesondere eine modifizierte Version eines herkömmlichen MOM-Lateralfluss-Kondensators) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, der verwendet werden kann, um die relative Ausrichtung von in einer IC-Struktur ausgebildeten strukturierten Schichten zu analysieren, z. B. um Durchkontaktierungs-/Metall- Schichtfehlausrichtung zu überwachen. Insbesondere kann der MOM-Kondensator 600a (oder ein Array ähnlicher MOM-Kondensatoren mit unterschiedlichen Schichtausrichtungen, wie unten erörtert) verwendet werden, um Fehlausrichtungen von strukturierten Schichten zu erkennen, die aus einem ungenauen oder fehlerhaften Herstellungsprozess resultieren, so dass eine Korrekturmaßnahme eingeleitet werden kann (z. B. Verwerfen von IC-Strukturen oder -Vorrichtungen mit einer unerwünschten Fehlausrichtung oder einer fehlausrichtungsbezogenen Leistung oder Anpassen des Herstellungsprozesses, um die prozessbedingte Fehlausrichtung zu verringern). In einigen Ausführungsformen kann der MOM-Kondensator 600a (oder ein Array ähnlicher MOM-Kondensatoren) in einer Ritzlinie oder als Teil von Wafer Acceptance Test- (WAT-) Strukturen oder an jeder anderen geeigneten Stelle auf einem Wafer ausgebildet werden.
  • 6A zeigt eine Draufsicht des MOM-Kondensators 600a und 6B zeigt eine dreidimensionale Querschnittsansicht eines ausgewählten Teilbereichs des MOM-Kondensators 600a, der durch das gestrichelte Rechteck mit der Bezeichnung „6B“ in 6A angegeben ist. Wie gezeigt, weist MOM-Kondensator 600a Kondensatorelemente 602 auf, die in einer Vielzahl von strukturierten Schichten 604 ausgebildet sind, in diesem Beispiel ein Paar benachbarter Metallschichten 606a und 606b und eine zwischen den Metallschichten 606a und 606b gebildete Durchkontaktierungsschicht 608. In einigen IC-Vorrichtungen sind Metallschichten 606a und 606b und die Durchkontaktierungsschicht 608 zusammen mit den Kondensatorelementen 602 des MOM-Kondensators 600a Interconnect-Schichten einschließlich strukturierter Interconnect-Strukturen zum Verbinden verschiedener Halbleiterbauelemente. Die Metallschichten 606a und 606b können zum Beispiel strukturiertes Aluminium, Kupfer oder ein anderes geeignetes Metall aufweisen und können beliebiger Tiefe in einer IC-Struktur ausgebildet sein. Die Durchkontaktierungsschicht 608 kann zum Beispiel strukturiertes Wolfram, Kupfer oder ein anderes geeignetes Metall aufweisen.
  • Wie bei den oben diskutierten herkömmlichen MOM-Kondensatoren 400 und 500 weist jede Metallschicht 606a und 606b des MOM-Kondensators 600a ein Paar kammartiger Metallkomponenten 610 und 612 auf. Jede kammartige Metallkomponente 610 weist mehrere längliche Finger 620 auf, die sich von einer Kammbasis 621 erstrecken, und jede kammartige Metallkomponente 612 weist mehrere längliche Finger 622, die sich von einer Kammbasis 623 erstrecken. Längliche Finger 620 und 622 der kammartigen Metallkomponenten 610 bzw. 612 sind parallel in einer interdigitalen (verschachtelten) Weise angeordnet und durch ein dielektrisches Material 630, z. B. ein Oxid, voneinander beabstandet. Die Durchkontaktierungsschicht 608 weist Durchkontaktierungen 650a und 650b auf, wobei jede Durchkontaktierung 650a an einer distalen Spitze („Fingerspitze“) 624 jedes länglichen Fingers 622 ausgebildet ist und jede Durchkontaktierung 650b an einer Fingerspitze 626 jedes länglichen Fingers 620 ausgebildet ist, so dass jede Durchkontaktierung 650a, 650b eine leitfähige Verbindung zwischen der jeweiligen Fingerspitze 624, 626 eines ermittelten länglichen Fingers 620, 622, der in der Metallschicht 606b ausgebildet ist, mit der jeweiligen Fingerspitze 624, 626 eines entsprechenden länglichen Fingers 620, 622, der in der darunter liegenden Metallschicht 606a ausgebildet ist, bereitstellt.
  • Die seitliche Ausrichtung der Durchkontaktierungen 650a, 650b relativ zu anderen Kondensatorelementen 602, insbesondere den kammartigen Metallkomponenten 610 und 612, die in den Metallschichten 606a und 606b ausgebildet sind, kann verschiedene elektrische Eigenschaften des MOM-Kondensators 600a beeinflussen. Beispielsweise beeinflusst die seitliche Ausrichtung der Durchkontaktierungen 650a, 650b in der x-Richtung den Abstand zwischen jeder Durchkontaktierung 650a, 650b und seitlich benachbarten (in der x-Richtung) Metallfingern 620, 622 in den Metallschichten 606a und 606b und die seitlichen die Ausrichtung der Durchkontaktierungen 650a, 650b in der y-Richtung beeinflusst den Abstand (in der y-Richtung) zwischen jeder Durchkontaktierung 650a und der Kammbasis 621 und zwischen jeder Durchkontaktierung 650b und der Kammbasis 623.
  • Die jeweiligen Abstände zwischen Durchkontaktierungen 650a, 650b und benachbarten Kondensatorelementen 602 beeinflussen die Durchbruchspannung (Vbreakdown) des MOM-Kondensators 600a. Insbesondere das Verringern des Abstands zwischen einer Durchkontaktierung 650a oder 650b und einem benachbarten Kondensatorelement 602 verringert die Durchbruchspannung des MOM-Kondensators 600a. Somit kann, wie unten besprochen, die Ausrichtung zwischen den Durchkontaktierungen 650a, 650b und den kammartigen Metallkomponenten 610 und 612, die die Ausrichtung zwischen der Durchkontaktierungsschicht 608 und den Metallschichten 606a und 606b darstellt, durch Messen der Durchbruchspannung des MOM-Kondensators 600a analysiert werden. In einigen Ausführungsformen kann, wie nachstehend erörtert, die Durchbruchspannung für mehrere MOM-Kondensatoren 600a gemessen und analysiert werden, die jeweils mit einer unterschiedlichen programmierten Ausrichtung ausgebildet sind, um eine Fehlausrichtung zwischen der Durchkontaktierungsschicht 608, der Metallschicht 606a und/oder der Metallschicht 606b zu identifizieren und zu korrigieren.
  • Die in 6A - 6B gezeigten Durchkontaktierungen 650a, 650b sind genau mit den jeweiligen Fingerspitzen 624, 626 sowohl in der x-Richtung als auch in der y-Richtung ausgerichtet. Somit stimmt die tatsächliche Schichtausrichtung (ALA) der Durchkontaktierungsschicht 608 mit einer Zielausrichtung für die Durchkontaktierungsschicht 608 überein. In dieser ausgerichteten Anordnung ist jede Durchkontaktierung 650a in der x-Richtung von jedem benachbarten länglichen Finger 620 beabstandet, und jede Durchkontaktierung 650b ist es in der x-Richtung von jedem benachbarten länglichen Finger 622 um einen Abstand Dx = Dx_aligned beabstandet. Ferner ist jede Durchkontaktierung 650a in der y-Richtung von der Kammbasis 621 beabstandet, und jede Durchkontaktierung 650b ist in der y-Richtung von der Kammbasis 623 um einen Abstand Dy = Dy_aligned beabstandet.
  • Eine Fehlausrichtung der Durchkontaktierungen 650a, 650b in der x-Richtung verringert den Abstand Dx zwischen jeder Durchkontaktierung 650a, 650b und ermittelten seitlich benachbarten länglichen Fingern 620 oder 622, was typischerweise die Durchbruchspannung (Vbreakdown) des MOM-Kondensators 600a verringert. Ähnlich verringert eine Fehlausrichtung der Durchkontaktierungen 650a, 650b in der y-Richtung den Abstand Dy zwischen den Durchkontaktierungen 650a und der Kammbasis 621 oder zwischen den Durchkontaktierungen 650b und der Kammbasis 623, abhängig von der ermittelten Richtung der Fehlausrichtung. Beispielhafte Fehlausrichtungen in der x-Richtung und der y-Richtung sind in 7A - 9B gezeigt, die unten diskutiert werden.
  • 7A und 7B zeigen die Draufsicht und dreidimensionale Querschnittsansicht eines beispielhaften MOM-Kondensators 600b, der dem in 6A - 6B gezeigten MOM-Kondensator 600a ähnlich ist, aber mit der ausgebildeten Durchkontaktierungsschicht 608, einschließlich der Durchkontaktierungen 650a und 650b, die gegenüber den Metallschichten 606a und 606b in der x-Richtung fehlausgerichtet sind. Somit sind die Durchkontaktierungen 650a und 650b gegenüber Fingerspitzen 624 bzw. 626 in x-Richtung fehlausgerichtet. Wie gezeigt, ist die tatsächliche Schichtausrichtung (ALA) der Durchkontaktierungsschicht 608 von einer Zieldurchkontaktierungs-/Metallausrichtung um -20 nm in der x-Richtung fehl ausgerichtet, während sie mit der Zielausrichtung in der y-Richtung übereinstimmt. Folglich ist der Abstand Dx zwischen jeder Durchkontaktierung 650a, 650b und benachbarten Metallfingern 620 oder 622 kleiner als der ausgerichtete Abstand Dx_aligned, der in 6A - 6B gezeigt ist, was die Durchbruchspannung (Vbreakdown) des MOM-Kondensators 600b im Vergleich mit dem MOM-Kondensator 600a mit ausgerichteter Durchkontaktierung, gezeigt in 6A - 6B, verringert.
  • 8A und 8B zeigen die Draufsicht und dreidimensionale Querschnittsansicht eines beispielhaften MOM-Kondensators 600c, der dem 6A - 6B gezeigten MOM-Kondensator 600a ähnlich ist, aber Durchkontaktierungsschicht 608 aufweist, einschließlich Durchkontaktierungen 650a und 650b, fehlausgerichtet ausgebildet von den Metallschichten 606a und 606b in der y-Richtung. Somit sind die Durchkontaktierungen 650a und 650b von den Fingerspitzen 624 bzw. 626 in der y-Richtung fehlausgerichtet. Wie gezeigt, ist die tatsächliche Schichtausrichtung (ALA) der Durchkontaktierungsschicht 608 von einer Zieldurchkontaktierungs-/Metallausrichtung um +20 nm in der y-Richtung fehlausgerichtet, während sie mit der Zielausrichtung in der x-Richtung übereinstimmt. Als Ergebnis ist der Abstand Dy zwischen jeder Durchkontaktierung 650a und der Kammbasis 621 kleiner als der ausgerichtete Abstand Dy_aligned, der in 6A - 6B gezeigt ist, was die Durchbruchspannung (Vbreakdown) des MOM-Kondensators 600c im Vergleich zu dem MOM-Kondensator 600a mit ausgerichteter Durchkontaktierung verringert, wie in 6A-6B gezeigt.
  • 9A und 9B zeigen die Draufsicht und dreidimensionale Querschnittsansicht eines beispielhaften MOM-Kondensators 600d, der dem in 6A - 6B gezeigten MOM-Kondensator 600a ähnlich ist, aber mit der ausgebildeten Durchkontaktierungsschicht 608, einschließlich der Durchkontaktierungen 650a und 650b, fehlausgerichtet von den Metallschichten 606a und 606b sowohl in der x-Richtung als auch in der y-Richtung. Wie gezeigt, ist die tatsächliche Schichtausrichtung (ALA) der Durchkontaktierungsschicht 608 von der Zielausrichtung um -20 nm in der x-Richtung und +20 nm in der y-Richtung fehlausgerichtet. Als Ergebnis ist (a) der Abstand Dy zwischen jeder Durchkontaktierung 650a und der Kammbasis 621 kleiner als der in 6A - 6B gezeigte ausgerichtete Abstand Dy_aligned, und (b) der Abstand Dy zwischen jeder Durchkontaktierung 650a und der Kammbasis 621 ist kleiner als der ausgerichtete Abstand Dy_aligned, der in 6A-6B gezeigt ist.
  • Obwohl die beispielhaften MOM-Kondensatoren 600a-600d, die in 6A-6B bis 9A-9B gezeigt sind, zwei Metallschichten 606a und 606b mit einer einzigen Durchkontaktierungsschicht 608 aufweisen, die zwischen den zwei Metallschichten 606a und 606b ausgebildet ist, kann der MOM-Kondensator in anderen Ausführungsformen oder Fällen eine beliebige andere Anzahl von Metallschichten mit einer beliebigen Anzahl von zwischen zwei oder mehr der Metallschichten ausgebildeten Durchkontaktierungsschichten aufweisen.
  • Beispielsweise zeigt 10 eine dreidimensionale Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines beispielhaften MOM-Kondensators 1000 entsprechend den in den 6B, 7B, 8B und 9B gezeigten dreidimensionalen Querschnittsansichten. Der MOM-Kondensator 1000 und seine Elemente ähneln den oben diskutierten MOM-Kondensatoren 600a - 600d, aber der MOM-Kondensator 1000 ist aus Komponenten von sieben strukturierten Schichten ausgebildet, einschließlich sechs Metallschichten 606a - 606f und einer einzelnen Durchkontaktierungsschicht 608 einschließlich zwischen einem ausgewählten Paar der sechs Metallschichten 606a - 606f gebildeter Durchkontaktierungen 650, in diesem Beispiel Metallschichten 606b und 606c. Der beispielhafte MOM-Kondensator 1000 kann somit verwendet werden, um die relative Ausrichtung zwischen der Durchkontaktierungsschicht 608 und der Metallschicht 606b und/oder 606c zu analysieren. Die einzelne Durchkontaktierungsschicht 608 kann zwischen jedem benachbarten Paar der sechs Metallschichten 606a - 606f ausgebildet werden, um die Ausrichtung einer solchen Durchkontaktierungsschicht 608 relativ zu dem ausgewählten Paar von Metallschichten zu analysieren.
  • Als weiteres Beispiel zeigt 11 eine dreidimensionale Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines beispielhaften MOM-Kondensators 1100. Der MOM-Kondensator 1100 und seine Elemente sind ähnlich dem oben diskutierten MOM-Kondensator 1000, aber der MOM-Kondensator 1100 ist aus Komponenten von 11 strukturierte Schichten ausgebildet, einschließlich fünf Durchkontaktierungsschichten 608a - 608e, die abwechselnd zwischen sechs Metallschichten 606a - 606f ausgebildet sind. Der beispielhafte MOM-Kondensator 1100 kann verwendet werden, um das Vorhandensein einer oder mehrerer Fehlausrichtungen der strukturierten Schicht unter den 11 strukturierten Schichten zu detektieren, was eine weitere Analyse (z. B. mikroskopische oder gescannte Querschnittsansichten) einleiten kann, um die Position und Details von Fehlausrichtung(en) der strukturierten Schicht(en) zu detektieren.
  • Wie oben erörtert, können mehrere MOM-Kondensatoren mit unterschiedlichen programmierten Schichtausrichtungen (z. B. Durchkontaktierungs-/Metallausrichtungen) ausgebildet werden, um die tatsächliche Schichtausrichtung von unterschiedlichen strukturierten Schichten, die auf dem Wafer ausgebildet sind, zu analysieren, die sich von der programmierten Ausrichtung solcher strukturierten Schichten unterscheiden können auf Grund von Variationen, Ungenauigkeiten oder Defekte (z. B. photolithographische Prozessvariationen, Ungenauigkeiten oder Defekte). Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen ein Array von MOM-Kondensatoren auf einem Wafer ausgebildet werden, wobei jeder mit einer anderen programmierten Schichtausrichtung entworfen ist.
  • 12 zeigt eine beispielhafte Tabelle 1200 eines zweidimensionalen 5 × 5-Arrays von MOM-Kondensatoren 6001 - 60025 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, die in gemeinsamen strukturierten Schichten in einer IC-Struktur ausgebildet sind, zum Erkennen und Analysieren einer prozessbedingten Schichtfehlausrichtung, die mit den strukturierten Schichten verbunden ist, z. B. aufgrund von Fehlern von Prozessvariationen, Ungenauigkeiten oder Defekten. Beispielsweise können die MOM-Kondensatoren 6001 - 60025 den MOM-Kondensatoren 600a - 600d ähneln, die in 6A - 6B bis 9A - 9B gezeigt und oben diskutiert wurden. Somit sind in diesem Beispiel die MOM-Kondensatoren 6001 - 60025 in drei vertikal benachbarten strukturierten Schichten ausgebildet, insbesondere einer zwischen zwei Metallschichten gebildeten Durchkontaktierungsschicht, z. B. der zwischen den Metallschichten 606a und 606b gebildeten Durchkontaktierungsschicht 608, wie in 6A - 6B bis 9A - 9B gezeigt. Die MOM-Kondensatoren 6001 - 60025 können in den gleichen strukturierten Schichten unter Verwendung gemeinsamer Fotomasken oder Retikel ausgebildet werden. Somit beeinflusst jede prozessbedingte Fehlausrichtung zwischen den strukturierten Schichten in ähnlicher Weise die Ausrichtung aller MOM-Kondensatoren 6001 - 60025.
  • Die MOM-Kondensatoren 6001 - 60025 können mit verschiedenen programmierten Schichtausrichtungen entworfen werden, z. B. Definieren einer programmierten Ausrichtung in der x-Richtung und der y-Richtung zwischen einer Durchkontaktierungsschicht und zumindest einer benachbarten Metallschicht. Tabelle 1200 gibt die programmierte Schichtausrichtung (PLA) in x- und y-Richtung (in nm) für jeden der MOM-Kondensatoren 6001 - 60025 an, was eine programmierte Fehlausrichtung von einer Zielausrichtung der Durchkontaktierungsschicht relativ zu den beiden Metallenschichten anzeigt. In diesem beispielhaften Array ist der MOM-Kondensator 60013 mit Zielausrichtung programmiert (d. h. Durchkontaktierungs-/Metall-Fehlausrichtung von 0 nm, 0 nm), während die MOM-Kondensatoren 6001 - 60012 und 60014 - 60025 mit verschiedenen Fehlausrichtungen von der Zielausrichtung programmiert sind.
  • Beispielsweise weist der MOM-Kondensator 6009 eine programmierte Schichtausrichtung (PLA) von +10 nm, +10 nm auf, was bedeutet, dass die Durchkontaktierungsschicht so ausgelegt ist, dass sie von den zwei benachbarten Metallschichten um 10 nm in positiver x-Richtung und 10 nm in positiver y-Richtung versetzt ist. Die programmierten Schichtausrichtungen der MOM-Kondensatoren 6001 - 60025 können in den Fotomasken, Retikeln oder anderen Prozessgeräten programmiert und codiert werden, die verwendet werden, um die strukturierten Schichten zu bilden, in denen die MOM-Kondensatoren 6001 - 60025 ausgebildet werden.
  • Wie oben diskutiert, kann, wenn das Array von MOM-Kondensatoren 6001 - 60025 tatsächlich auf dem Wafer ausgebildet wird, eine prozessbedingte Schichtfehlausrichtung zwischen der Durchkontaktierungsschicht und Metallschicht(en) das Array von MOM-Kondensatoren 6001 - 60025 beeinflussen, so dass sich die tatsächliche Schichtausrichtung (ALA) jedes MOM-Kondensators 6001 - 60025 von seiner programmierten Schichtausrichtung (PLA) unterscheidet. Somit ist die ALA jedes MOM-Kondensators 6001 - 60025 das Netto aus der jeweiligen PLA und der prozessbedingten Schichtfehlausrichtung. Tabelle 1200 zeigt die tatsächliche Schichtausrichtung (ALA) jedes MOM-Kondensators 6001 - 60025, die sich aus einem Herstellungsprozess ergibt, der eine prozessbedingte Schichtfehlausrichtung von -10 nm, +10 nm aufweist. Beispielsweise wird, wie in Tabelle 1200 gezeigt, der oben diskutierte MOM-Kondensator 6009 mit einer programmierten Schichtausrichtung (PLA) von +10 nm, +10 nm auf dem Wafer mit einer tatsächlichen Schichtausrichtung (ALA) von 0 nm, +20 nm, was bedeutet, dass die Durchkontaktierungen des ausgebildeten MOM-Kondensator 6009
    mit Metallschichten in der x-Richtung ausgerichtet sind, aber gegenüber den Metallschichten um 20 nm in der positiven y-Richtung fehlausgerichtet. Im Vergleich zur programmierten Schichtausrichtung des MOM-Kondensators 6009 (+10nm, +10nm) brachte die prozessbedingte Schichtfehlausrichtung (von -10nm,+10nm) also die Durchkontaktierungen des MOM-Kondensators 6009 in die Zielausrichtung in x-Richtung (0 nm Fehlausrichtung), aber weiter weg von der Zielausrichtung in x-Richtung (20 nm Fehlausrichtung).
  • Tabelle 1200 zeigt auch vier MOM-Kondensatoren mit einer ALA, repräsentiert durch 6A - 6D bis 9A - 9D. Insbesondere weist der MOM-Kondensator 60019 eine ALA auf, die dem in 6A - 6B gezeigten MOM-Kondensator 600a entspricht; der MOM-Kondensator 60017 weist eine ALA (-20 nm, 0 nm) auf, die dem in 7A - 7B gezeigten MOM-Kondensator 600b (-20 nm, 0 nm) entspricht; Der MOM-Kondensator 6009 weist eine ALA (0 nm, +20 nm) auf, die dem in 8A - 8B gezeigten MOM-Kondensator 600c entspricht; und der MOM-Kondensator 6007 weist eine ALA (-20 nm, +20 nm) auf, die dem in 9A - 9B gezeigten MOM-Kondensator 600d entspricht.
  • Um die prozessbedingte Schichtfehlausrichtung zu ermitteln oder anzunähern, die die MOM-Kondensatoren 6001 - 60025 beeinflusst, kann jeder MOM-Kondensator in dem Array elektrisch getestet werden. Beispielsweise kann, wie oben erörtert, eine Durchbruchspannung für jeden MOM-Kondensator 6001 - 60025 in dem Array ermittelt werden, wobei die Durchbruchspannung zunimmt, wenn sich die ALA der Zielausrichtung nähert, und abnimmt, wenn die ALA weiter weg von der Zielausrichtung fehlausgerichtet wird. Tabelle 1200 gibt eine beispielhafte Durchbruchspannung Vbreakdown an, die für jeden MOM-Kondensator 6001 - 60025 gemessen wurde. Wie gezeigt, weist der MOM-Kondensator 60019 die höchste Durchbruchspannung (Vbreakdown = 50) auf. Daraus kann abgeleitet werden, dass der MOM-Kondensator 60019 am engsten mit der Zielausrichtung ausgerichtet ist.
  • In einigen Ausführungsformen kann basierend auf der ermittelten prozessbezogenen Schichtfehlausrichtung eine Korrekturmaßnahme eingeleitet werden. Beispielsweise kann die ermittelte prozessbezogene Schichtfehlausrichtung oder eine resultierende Leistungseigenschaft (z. B. Durchbruchspannung Vbreakdown) mit definierten Grenzwerten verglichen oder anderweitig analysiert werden, und basierend auf den Ergebnissen kann eine Entscheidung getroffen werden, IC-Strukturen oder -Vorrichtungen zu verwerfen, die mit dem Prozess hergestellt wurden, der mit dem prozessbedingten Schichtversatz verbunden ist.
  • In anderen Ausführungsformen kann die programmierte Schichtausrichtung (PLA) des MOM-Kondensators 60019 (d. h. des MOM-Kondensators mit der besten ALA) verwendet werden, um den Herstellungsprozess anzupassen, um die prozessbedingte Schichtfehlausrichtung zu reduzieren. Das heißt, da die PLA des MOM-Kondensators 60019 +10 nm, -10 nm beträgt, kann gefolgert werden, dass die prozessbedingte Fehlausrichtung ungefähr -10 nm, +10 nm beträgt. Diese angenäherte prozessbezogene Fehlausrichtung kann dann verwendet werden, um den Herstellungsprozess zu bewerten und/oder zu verbessern, beispielsweise um eine zusätzliche Prozessbewertung auszulösen und/oder um einen oder mehrere Prozessschritte anzupassen, um die angenäherte prozessbezogene Fehlausrichtung zu reduzieren.
  • Das Array von MOM-Kondensatoren 6001 - 60025 kann als ein physikalisches zweidimensionales Array ausgebildet sein, oder die MOM-Kondensatoren 6001 - 60025 können in irgendeiner anderen physikalischen Anordnung angeordnet sein, z. B. in einem Streifen, der in einer Ritzlinie angeordnet ist, oder über verfügbare Bereiche in einem Ritzbereich verstreut sein, und das zweidimensionale Array von Daten kann dann während der Datenanalyse konstruiert werden. Somit bezieht sich der Begriff „zweidimensional“ oder „2D“ im Kontext eines zweidimensionalen Arrays von MOM-Kondensatoren auf die zwei Ausrichtungs- oder Fehlausrichtungsrichtungen zwischen den unterschiedlichen strukturierten Schichten, die die MOM-Kondensatoren ausbilden, insbesondere Ausrichtungen/Fehlausrichtungen in sowohl in x- als auch in y-Richtung. Obwohl das beispielhafte Array von MOM-Kondensatoren 6001 - 60025 ein 5 × 5-Array ist, das MOM-Kondensatoren aufweist, kann das Array von MOM-Kondensatoren, das zum Bewerten einer prozessbezogenen Schichtausrichtung verwendet wird, wie hier offenbart, eine beliebige Anzahl von MOM-Kondensatoren aufweisen.
  • Ein größeres Array von MOM-Kondensatoren kann verwendet werden, um größere prozessbedingte Fehlausrichtungen zu erkennen oder um die Auflösung (Granularität) der Fehlausrichtungserkennung zu erhöhen. Die Auflösung der Fehlausrichtungserkennung kann erhöht oder verringert werden, indem die Schrittgröße zwischen benachbarten MOM-Kondensatoren in dem Array geändert wird. Beispielsweise verwendet die in 12 gezeigte beispielhafte Implementierung eine Schrittweite von 10 nm sowohl in der x-Richtung als auch in der y-Richtung. Die Auflösung der Fehlausrichtungserkennung kann erhöht werden, indem diese Schrittgröße verringert wird, beispielsweise auf 5 nm, und umgekehrt.
  • 13 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 1300 zum Ermitteln einer prozessbedingten Fehlausrichtung zwischen strukturierten Schichten in einer IC-Struktur und zum Ergreifen einer Korrekturmaßnahme gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Bei 1302 kann ein MOM-Kondensatorarray entworfen werden, wobei das Array eine Vielzahl von MOM-Kondensatoren mit unterschiedlichen programmierten Schichtausrichtungen relativ zu einer Zielausrichtung aufweist, z. B. das oben mit Bezug auf 12 erörterte 5 × 5-MOM-Kondensatorarray. Bei 1304 kann eine IC-Struktur hergestellt werden, einschließlich der Herstellung der strukturierten Schichten, einschließlich des MOM-Kondensatorarrays. Wie oben erörtert, kann jeder MOM-Kondensator in dem Array mit einer tatsächlichen Schichtausrichtung (ALA) ausgebildet werden, die sich aufgrund einer prozessbedingten Schichtfehlausrichtung von der programmierten Schichtausrichtung (PLA) unterscheiden kann.
  • Bei 1306 kann eine Durchbruchspannung jedes MOM-Kondensators gemessen werden. Bei 1308 kann der MOM-Kondensator mit der höchsten Durchbruchspannung identifiziert werden, der den am besten ausgerichteten MOM-Kondensator in dem Array darstellen kann, d. h. der MOM-Kondensator mit einer ALA, die der Zielausrichtung am nächsten kommt. Bei 1310 kann die prozessbezogene Schichtfehlausrichtung basierend auf dem PLA des identifizierten am besten ausgerichteten MOM-Kondensators ermittelt werden. Insbesondere kann die prozessbedingte Schichtfehlausrichtung als Kehrwert des PLA sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung ermittelt werden. Bei 1312 kann der Herstellungsprozess für zumindest eine der strukturierten Schichten, in denen der MIM-Kondensator ausgebildet wird, angepasst werden, um die prozessbedingte Schichtfehlausrichtung für nachfolgend ausgebildete Strukturen zu reduzieren.
  • In anderen Ausführungsformen kann ein MOM-Kondensator verwendet werden, um Schäden zu überwachen, die in dielektrischem Material mit niedrigem k-Wert in einer IC-Vorrichtung vorhanden sind. In der fortschrittlichen CMOS- (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) Technologie werden dielektrische Materialien mit niedrigem k-Wert (z. B. als Organosilikatglas und seine poröse Form) häufig verwendet, um die RC-Verzögerung (d. h. die Verzögerung der Signalgeschwindigkeit durch die Schaltungsverdrahtung aufgrund des Widerstands und der Kapazität) zu reduzieren, die Interconnect-Strukturen in der Vorrichtung zugeordnet ist. Kohlenstoff und Porosität werden häufig in die dielektrischen Materialien mit niedrigem k-Wert eingeführt, um die Dielektrizitätskonstante zu verringern. Die dielektrischen Materialien mit niedrigem k-Wert können jedoch während des Herstellungsprozesses, z. B. während des Plasmaätzens, einer plasmainduzierten Beschädigung, insbesondere einer Resistveraschung, ausgesetzt sein. Beispielsweise wird das Niedrig-k-Wert-Material, das aufgrund hoher Konzentrationen an Methylgruppenelementen hydrophob ist, hydrophil, wenn es einem sauerstoffhaltigen Plasma ausgesetzt wird, in dem Methyl (-CH3) durch Hydroxyl (-OH) ersetzt wird. Als weiteres Beispiel können Niedrig-k-Wert-Materialien durch mechanische Belastung (z. B. während eines CMP-Prozesses) oder thermische Belastung reißen. Beschädigte Niedrig-k-Wert-Materialien können deutlich höhere Werte der Dielektrizitätskonstante (k) oder eine deutlich verringerte Durchbruchspannung aufweisen, was sich nachteilig auf die Schaltungsleistung auswirken kann.
  • Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen einen MOM-Kondensator mit einem dielektrischen Material mit niedrigem k-Wert (anstelle des typischen Oxiddielektrikums) zwischen den Metallfingern bereit, der als Prozessüberwachung verwendet werden kann, um Änderungen der Dielektrizitätskonstante (k) des dielektrischen Materials mit niedrigem k zu bewerten oder zu erkennen.
  • 14 zeigt eine Draufsicht auf einen beispielhaften MOM-Kondensator 1400 zum Überwachen von Schäden an dielektrischem Material mit niedrigem k-Wert gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Der MOM-Kondensator 1400 kann zum Beispiel strukturiertes Aluminium, Kupfer oder ein anderes geeignetes Metall aufweisen und kann in einer beliebigen Tiefe in einer IC-Struktur ausgebildet sein. Insbesondere kann der MOM-Kondensator 1400 ein Paar kammartiger Metallkomponenten 1410 und 1412 aufweisen. Jede kammartige Metallkomponente 1410 weist mehrere längliche Finger 1420 auf, die sich von einer Kammbasis 1421 erstrecken, und jede kammartige Metallkomponente 1412 weist mehrere längliche Finger 1422, die sich von einer Kammbasis 1423 erstrecken. Längliche Finger 1420 und 1422 der kammartigen Metallkomponenten 1410 und 1412 sind parallel in einer interdigitalen (verschachtelten) Weise angeordnet und durch ein dielektrisches Material 1430 mit niedrigem k, z. B. Organosilikatglas und seine poröse Form, voneinander beabstandet.
  • Der MOM-Kondensator 1400 einschließlich des Niedrig-k-Wert-Dielektrikumsmaterials 1430 kann getestet werden, um eine Beschädigung des Niedrig-k-Wert-Materials 1430 zu erkennen oder zu bewerten. Niedrig-k-Wert-Dielektrikumsmaterialien werden häufig in integrierten Schaltungs-Interconnect-Strukturen verwendet, um die RC-Verzögerung zu reduzieren und die Chipgeschwindigkeit zu verbessern. Kohlenstoff und Porosität werden häufig in die dielektrischen Materialien mit niedrigem k-Wert eingeführt, um die Dielektrizitätskonstante zu verringern. Verglichen mit einem typischen Siliziumoxid mit einer Dielektrizitätskonstante von etwa 4 hat das Niedrig-k-Wert-Dielektrikum OSG (Organosilikatglas) eine Dielektrizitätskonstante von etwa 2,7, und seine poröse Version (Porous OSG) weist eine Dielektrizitätskonstante von etwa 2,4 auf. Jede Beschädigung des Niedrig-k-Wert-Materials wird seine Dielektrizitätskonstante erheblich erhöhen und den ursprünglichen Zweck der Einführung des Niedrig-k-Wert-Materials zunichte machen. Beispielsweise kann der Kapazitätswert des MOM-Kondensators 1400 gemessen und mit Referenzdaten verglichen werden, um eine Beschädigung des dielektrischen Materials 1430 mit niedrigem k-Wert zu erkennen oder zu bewerten. Beispielsweise kann eine Erhöhung des Kapazitätswerts eine Beschädigung des dielektrischen Materials 1430 mit niedrigem k-Wert anzeigen.
  • 15 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 1500 zum Überwachen einer Beschädigung eines dielektrischen Materials mit niedrigem k-Wert in einer IC-Struktur und zum Ergreifen einer Korrekturmaßnahme gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Bei 1502 wird ein MOM-Kondensator ausgebildet, wobei ein dielektrisches Material mit niedrigem k-Wert, z. B. Organosilikatglas und seine poröse Form, als das Füllmaterial zwischen Metallkomponenten, z. B. Metallfingern, wie oben besprochen, verwendet wird. Bei 1504 kann der Kapazitätswert des MOM-Kondensators gemessen werden. Bei 1506 kann der Kapazitätswert bewertet werden, z. B. verglichen werden mit einem oder mehreren Schwellenwerten. Zum Beispiel kann das Ermitteln des Kapazitätswerts über einem ermittelten Schwellenwert einen signifikanten Anstieg des Dielektrizitätskonstantenwerts in dem dielektrischen Material mit niedrigem k-Wert anzeigen. Bei 1508 kann eine Korrekturmaßnahme ergriffen werden, z. B. Aussondern von Vorrichtungen mit beschädigtem dielektrischem Material mit niedrigem k-Wert oder Anpassen eines Herstellungsprozesses, um die Beschädigung des dielektrischen Materials mit niedrigem k-Wert in nachfolgend ausgebildeten Vorrichtungen zu verringern.
  • In anderen Ausführungsformen kann ein MOM-Kondensator verwendet werden, um Hohlräume in einem Lückenfüllmaterial zu überwachen, das in einer IC-Vorrichtung ausgebildet ist. Für IC-Vorrichtungen, die Aluminiumverbindungen verwenden, werden häufig dielektrische Materialien (z. B. Oxid oder Fluorsilikatglas (FSG)) verwendet, um die Zwischenräume zwischen Metallleitungen in derselben Metallschicht und/oder zwischen benachbarten Metallschichten zu füllen. Solche Dielektrikumsmaterialien werden typischerweise unter Verwendung eines High-Density-Plasma- (HDP-) Oxidabscheidungsprozesses abgeschieden, wobei ein HDP-CVD-Prozess (Chemical Vapour Deposition) mit einer mehrstufigen Tiefen-/Ätz-/Tiefenlückenfüllung verwendet wird, um die Lücken zwischen Metallleitungen zu füllen. In einigen Fällen füllt der Abscheidungsprozess die Lücke zwischen den Metallleitungen möglicherweise nicht vollständig aus und hinterlässt Hohlräume, was zu Ausbeuteverlusten und Zuverlässigkeitsfehlern führen kann.
  • 16 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines beispielhaften MOM-Kondensators 1600 zum Überwachen auf Hohlräume in einem dielektrischen Lückenfüllmaterial gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Insbesondere zeigt 16 eine Querschnittsansicht von zwei länglichen Fingern 1602 und 1604 des MOM-Kondensators 1600 mit einem dielektrischen Material 1606, das in der Lücke zwischen den Metallfingern 1602, 1604 abgeschieden ist, z. B. unter Verwendung eines HDP-Abscheidungsprozesses wie oben beschrieben. Wie gezeigt, kann sich ein Hohlraum 1610 in dem dielektrischen Füllmaterial 1606 bilden, z. B. resultierend aus einem HDP-Abscheidungsprozess.
  • Das Vorhandensein von Hohlräumen (z. B. übermäßige Hohlräume) in dem dielektrischen Füllmaterial kann die Kapazität eines MOM-Kondensators verringern. Somit kann in einigen Ausführungsformen die Kapazität des MOM-Kondensators 1600 über die Zeit überwacht werden, um das Vorhandensein von Hohlräumen elektrisch zu erkennen. Da das Vorhandensein von Hohlräumen häufig intermittierend ist und von Ort zu Ort oder Wafer zu Wafer variiert, können mehrere MOM-Kondensatoren 1600, die an verschiedenen Orten auf einem Wafer oder auf verschiedenen Wafern ausgebildet sind, getestet und miteinander verglichen werden und/oder auf Referenzdaten (z. B. Referenzdaten, die eine festgelegte Verteilung definieren), um das Vorhandensein von Hohlräumen an ermittelten Waferstellen oder auf ermittelten Wafern zu erkennen.
  • 17 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 1700 zum Überwachen auf Hohlräume in einem dielektrischen Spaltfüllmaterial in einer IC-Struktur und zum Ergreifen einer Korrekturmaßnahme gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Bei 1702 werden mehrere MOM-Kondensatoren ausgebildet, die jeweils Metallkomponenten (z. B. Finger) aufweisen, die durch dielektrische Bereiche voneinander beabstandet sind. Bei 1704 wird eine Kapazität jedes MOM-Kondensators gemessen. Bei 1706 wird eine Verteilung der gemessenen Kapazitäten analysiert und mit einer normalen oder Gaußschen Verteilung verglichen, um MOM-Kondensatoren mit einer Ausreißerkapazität zu identifizieren, die das Vorhandensein von Hohlräumen in dielektrischen Bereichen in den identifizierten Ausreißer-MOM-Kondensatoren anzeigen kann. Bei 1708 kann eine Korrekturmaßnahme ergriffen werden, z. B. das Verwerfen von Vorrichtungen oder Strukturen, einschließlich der Ausreißer-MOM-Kondensatoren, oder das Anpassen eines Herstellungsprozesses, um die Ausbildung von Hohlräumen in dem dielektrischen Material zu reduzieren.
  • In anderen Ausführungsformen kann ein MOM-Kondensator verwendet werden, um die Aluminiumkorrosion in einer IC-Vorrichtung zu überwachen. Unter ermittelten Stressbedingungen (z. B. Feuchtigkeit in der Umgebung oder Spannung oder Strom in den Metallleitungen) beschleunigt sich die Korrosion im Aluminium, und ein MOM-Kondensator kann als Frühwarnstruktur zur Korrosionserkennung verwendet werden.
  • 18 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines beispielhaften MOM-Kondensators 1800 zum Überwachen von Aluminiumkorrosion gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Insbesondere zeigt 18 eine Querschnittsansicht von länglichen Fingern 1802 und 1804 des MOM-Kondensators 1800, die jeweils aus Aluminium ausgebildet sind, wobei ein dielektrisches Material 1806 in der Lücke zwischen den länglichen Fingern 1802, 1804 abgeschieden ist, z. B. unter Verwendung eines HDP Abscheidungsverfahren wie oben beschrieben. Wie gezeigt, können sich Hohlräume 1810 in dem dielektrischen Füllmaterial 1806 ausbilden, z. B. resultierend aus einem fehlerhaften HDP-Abscheidungsprozess. Wie oben angemerkt, können die länglichen Finger 1802 und/oder 1804 unter ermittelten Belastungsbedingungen (z. B. Feuchtigkeit in der Umgebung oder Spannung oder Strom durch die Aluminiumfinger 1802 und/oder 1804) Mikrokorrosionswachstum in die Hohlräume 1810 erfahren, wie bei 1812 angegeben. In einigen Ausführungsformen können die Kapazität und die Durchbruchspannung des MOM-Kondensators 1800 über die Zeit überwacht werden, um eine solche Aluminiumkorrosion in dem MOM-Kondensator 1800 zu erkennen.
  • 19 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 1900 zum Überwachen von Aluminiumkorrosion in einer IC-Struktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform und zum Ergreifen einer Korrekturmaßnahme gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Bei 1902 wird ein MOM-Kondensator ausgebildet, der Aluminiumkomponenten (z. B. Finger) aufweist, die durch dielektrische Bereiche voneinander beabstandet sind. Bei 1904 werden eine Kapazität und eine Durchbruchspannung des MOM-Kondensators über die Zeit gemessen. Bei 1906 wird eine Änderung der Kapazität und/oder der Durchbruchspannung über die Zeit erkannt (z. B. eine Änderung, die einen Schwellenwert überschreitet), und Aluminiumkorrosion wird in der IC-Struktur basierend auf der identifizierten Änderung des Kapazitätswerts und/oder Durchbruchsspannung des MOM-Kondensators identifiziert. Bei 1908 kann eine Korrekturmaßnahme ergriffen werden, z. B. das Verwerfen von Vorrichtungen oder Strukturen, die die Aluminiumkorrosion aufweisen, oder das Anpassen eines Prozesses, um die Entwicklung von Aluminiumkorrosion zu verringern.
  • In anderen Ausführungsformen kann ein MOM-Kondensator verwendet werden, um die Zuverlässigkeit der Kupferverbindung in einer IC-Vorrichtung zu überwachen. Bei Kupferverbindungen kann die Grenzfläche zwischen dem Kupfer und einer dielektrischen Sperrschicht (z. B. SiC oder SiN), die nach dem Kupfer-CMP abgeschieden wird, sehr wichtig sein, da die meisten Zuverlässigkeitsfehler von dieser Grenzfläche ausgehen können. Beispielsweise können Hohlräume oder Rückstände in der Grenzfläche unter ermittelten Belastungsbedingungen zu einer Unterbrechung oder einem elektrischen Kurzschluss führen. In einigen Ausführungsformen kann ein unter Spannung stehender MOM-Kondensator, entweder in Reihe oder am Ende der Leitung, gemessen werden, um die Kupfer/Dielektrikum-Grenzfläche zu überwachen. In einer Ausführungsform kann eine große Anzahl von MOM-Kondensatoren ausgebildet und getestet werden, um statistische Daten zur Zuverlässigkeitsbewertung zu erzeugen.
  • 20 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines beispielhaften MOM-Kondensators 2000 zum Überwachen der Qualität oder Zuverlässigkeit einer Kupferverbindung durch Überwachen einer Grenzfläche zwischen Kupferstrukturen und einer dielektrischen Sperrschicht gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Insbesondere zeigt 20 eine Querschnittsansicht von länglichen Kupferfingern 2002 und 2004 des MOM-Kondensators 2000 mit einem dielektrischen Material 2006 in dem Raum zwischen den länglichen Kupferfingern 2002, 2004. Eine dielektrische Sperrschicht 2008 (z. B. SiC oder SiN) wird nach einem Kupfer-CMP-Prozess auf den länglichen Kupferfingern 2002 und 2004 abgeschieden. Mögliche Reststellen sind durch Pfeile 2012 angezeigt, die von einer unerwünschten Verbindung (Metallkurzschluss) zwischen den zwei Kupferfingern 2002 und 2004 unter elektrischer Strombelastung herrühren können. In einigen Ausführungsformen kann die Durchbruchspannung des MOM-Kondensators 2000 oder eines Arrays von MOM-Kondensatoren 2000 überwacht werden, um die Kupfer/Dielektrikum-Grenzfläche zu bewerten.
  • 21 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 2100 zum Überwachen der Zuverlässigkeit einer Kupferverbindung in einer IC-Struktur und zum Ergreifen einer Korrekturmaßnahme gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Bei 2102 wird ein MOM-Kondensator ausgebildet, einschließlich einer dielektrischen Sperrschicht (z. B. SiC oder SiN), die auf Kupferkomponenten (z. B. Fingern) abgeschieden wird, um eine Kupfer/Dielektrikum-Sperrschicht-Grenzfläche zu definieren. Bei 2104 wird die Durchbruchspannung des MOM-Kondensators über die Zeit gemessen. Bei 2106 wird eine Änderung der Durchbruchspannung über die Zeit erkannt (z. B. eine Änderung, die einen Schwellenwert überschreitet), und Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Kupferverbindung werden basierend auf der identifizierten Änderung der Durchbruchspannung identifiziert. Bei 2108 kann eine Korrekturmaßnahme ergriffen werden, z. B. das Verwerfen von Vorrichtungen oder Strukturen, einschließlich der Bedenken hinsichtlich der Kupferzuverlässigkeit, oder das Anpassen eines Prozesses, um die Bedenken bezüglich der Zuverlässigkeit zu adressieren.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 63/105169 [0001]

Claims (21)

  1. Verfahren zum Bewerten einer integrierten Schaltungsstruktur, wobei das Verfahren aufweist: Ausbilden einer Vielzahl von Metall-Oxid-Metall- (MOM-) Kondensatoren in einer Vielzahl von strukturierten Schichten der integrierten Schaltungsstruktur, wobei jeder der Vielzahl von MOM-Kondensatoren mit einer unterschiedlichen Ausrichtung zwischen den strukturierten Schichten in zumindest einer Richtung ausgebildet wird; Durchführen eines elektrischen Testens der Vielzahl von MOM-Kondensatoren; und Ermitteln einer Fehlausrichtung der strukturierten Schicht in der Vielzahl von strukturierten Schichten basierend auf dem elektrischen Testen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln der Fehlausrichtung der strukturierten Schicht das Ermitteln einer prozessbezogenen Fehlausrichtung aufweist, die mit dem Ausbilden der Vielzahl von strukturierten Schichten verbunden ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Ermitteln der Fehlausrichtung der strukturierten Schicht das Ermitteln der prozessbedingten Fehlausrichtung in zwei orthogonalen Richtungen aufweist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vielzahl von MOM-Kondensatoren mit unterschiedlichen programmierten Schichtausrichtungen relativ zu einer Zielausrichtung in zwei orthogonalen Richtungen ausgebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das weiterhin das Einleiten einer Korrekturmaßnahme als Reaktion auf die ermittelte Fehlausrichtung der strukturierten Schicht aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Korrekturmaßnahme das Anpassen eines Prozesses zum Ausbilden zumindest einer der strukturierten Schichten basierend auf der ermittelten Fehlausrichtung der strukturierten Schicht aufweist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Ausbilden der Vielzahl von MOM-Kondensatoren in der Vielzahl von strukturierten Schichten der integrierten Schaltungsstruktur aufweist: Ausbilden einer ersten Metallschicht und einer zweiten Metallschicht, wobei sowohl die erste als auch die zweite Metallschicht kammartige Komponenten aufweisen, die eine Vielzahl von länglichen Fingern aufweisen; und Ausbilden einer Durchkontaktierungsschicht zwischen der ersten und der zweiten Metallschicht, wobei die Durchkontaktierungsschicht zumindest eine Durchkontaktierung aufweist, die zumindest einen in der ersten Metallschicht ausgebildeten länglichen Finger mit zumindest einem in der zweiten Metallschicht ausgebildeten länglichen Finger verbindet.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Durchführen eines elektrischen Testens an der Vielzahl von MOM-Kondensatoren aufweist: Ermitteln einer Durchbruchspannung jedes MOM-Kondensators; und Identifizieren eines MOM-Kondensators der Vielzahl von MOM-Kondensatoren mit einer höchsten Durchbruchspannung.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Ermitteln der Fehlausrichtung der strukturierten Schicht basierend auf dem elektrischen Testen aufweist: Identifizieren eines am besten ausgerichteten MOM-Kondensators aus der Vielzahl von MOM-Kondensatoren basierend auf dem elektrischen Testen der Vielzahl von MOM-Kondensatoren; und Ermitteln der Fehlausrichtung der strukturierten Schicht basierend auf dem identifizierten am besten ausgerichteten MOM-Kondensator.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei: das Ausbilden der Vielzahl von MOM-Kondensatoren aufweist: Definieren einer anderen programmierten Schichtausrichtung relativ zu einer Zielausrichtung für jeden der Vielzahl von MOM-Kondensatoren; und Ausbilden der Vielzahl von MOM-Kondensatoren, wobei jeder ausgebildete MOM-Kondensator eine tatsächliche Schichtausrichtung aufweist; und das Ermitteln der Fehlausrichtung der strukturierten Schicht in der Vielzahl von strukturierten Schichten basierend auf dem elektrischen Testen aufweist: basierend auf dem elektrischen Testen der Vielzahl von MOM-Kondensatoren, Identifizieren eines MOM-Kondensators der Vielzahl von MOM-Kondensatoren mit einer tatsächlichen Schichtausrichtung, die der Zielausrichtung am nächsten kommt; und Ermitteln zumindest eines aus einer Richtung und/oder einer Größe einer prozessbezogenen Fehlausrichtung basierend auf der programmierten Schichtausrichtung des identifizierten MOM-Kondensators mit der tatsächlichen Schichtausrichtung, die der Zielausrichtung am nächsten liegt.
  11. Verfahren zum Bewerten von Schäden an dielektrischem Material mit niedrigem k-Wert in einer Struktur einer integrierten Schaltung (IC), wobei das Verfahren aufweist: Ausbilden eines Metall-Oxid-Metall- (MOM-) Kondensators, der eine Vielzahl von länglichen Fingern aufweist, die durch ein dielektrisches Material mit niedrigem k-Wert getrennt sind; Durchführen eines elektrischen Testens des MOM-Kondensators; und Bewerten eines Zustands des dielektrischen Materials mit niedrigem k-Wert basierend auf dem elektrischen Testen.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das dielektrische Material mit niedrigem k-Wert Organosilikatglas aufweist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12, das weiterhin das Einleiten einer Korrekturmaßnahme basierend auf dem ermittelten Niedrig-k-Wert-Schadenszustand aufweist.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Durchführen eines elektrischen Testens des MOM-Kondensators das Messen einer Durchbruchspannung des MOM-Kondensators und das Auswerten der gemessenen Durchbruchspannung aufweist.
  15. Verfahren zum Erkennen von Hohlräumen in dielektrischen Bereichen von Strukturen integrierter Schaltkreise (IC), das aufweist: Ausbilden einer Vielzahl von Metall-Oxid-Metall- (MOM-) Kondensatoren, die Metallstrukturen aufweisen, die durch dielektrische Bereiche getrennt sind; Messen einer Kapazität jedes der Vielzahl von MOM-Kondensatoren; Vergleichen der gemessenen Kapazitäten der Vielzahl von MOM-Kondensatoren miteinander oder mit Referenzkapazitätsdaten; und Identifizieren des Vorhandenseins von Hohlräumen in den dielektrischen Bereichen von zumindest einem der Vielzahl von MOM-Kondensatoren basierend auf dem Vergleich von gemessenen Kapazitäten.
  16. Verfahren zum Überwachen von Metallkorrosion in einer Struktur eines integrierten Schaltkreises (IC), wobei das Verfahren aufweist: Ausbilden eines Metall-Oxid-Metall- (MOM-) Kondensators, der Metallstrukturen aufweist; Messen eines elektrischen Parameters des MOM-Kondensators über die Zeit; Identifizieren einer zeitlichen Änderung des gemessenen elektrischen Parameters; und Identifizieren von Metallkorrosion in der IC-Struktur basierend auf der identifizierten Änderung des über die Zeit gemessenen elektrischen Parameters.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Messen eines elektrischen Parameters des MOM-Kondensators über die Zeit das Messen einer Kapazität des MOM-Kondensators über die Zeit aufweist.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 17, wobei das Messen eines elektrischen Parameters des MOM-Kondensators über die Zeit das Messen einer Kapazität und einer Durchbruchspannung des MOM-Kondensators über die Zeit aufweist.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei das Ausbilden des MOM-Kondensators aufweist: Ausbilden von Kupferstrukturen mit länglichen Kupferfingern, die durch einen dielektrischen Bereich beabstandet sind; und Abscheiden einer dielektrischen Sperrschicht auf den länglichen Kupferfingern.
  20. Metall-Oxid-Metall- (MOM-) Kondensatorarray, das zum Analysieren einer Fehlausrichtung einer strukturierten Schicht zwischen verschiedenen strukturierten Schichten ausgebildet ist, wobei das MOM-Kondensatorarray aufweist: eine Vielzahl von MOM-Kondensatorstrukturen, die in einer Vielzahl von strukturierten Schichten einer integrierten Schaltungsstruktur ausgebildet sind, wobei jede MOM-Kondensatorstruktur aufweist: eine erste strukturierte Schicht, die eine erste kammartige Metallkomponente aufweist, die mehrere langgestreckte Finger der ersten Schicht aufweist; eine zweite strukturierte Schicht, die eine zweite kammartige Metallkomponente aufweist, die mehrere längliche Finger der zweiten Schicht aufweist; und eine dritte strukturierte Schicht zwischen der ersten und der zweiten strukturierten Schicht, wobei die dritte strukturierte Schicht eine Vielzahl von Durchkontaktierungen aufweist, wobei jede Durchkontaktierung ein distales Ende eines länglichen Fingers der ersten Schicht mit einem distalen Ende eines länglichen Fingers der zweiten Schicht verbindet.
  21. MOM-Kondensatorarray nach Anspruch 20, wobei jede MOM-Kondensatorstruktur in dem MOM-Kondensatorarray eine unterschiedliche Strukturschichtausrichtung in zumindest einer Richtung aufweist, wobei die Strukturschichtausrichtung für jede MOM-Kondensatorstruktur durch eine relative Ausrichtung zwischen der ersten strukturierten Schicht, der zweiten strukturierten Schicht und der dritten strukturierten Schicht definiert ist.
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