[发明专利]用于测量半导体处理装置内的导电路径的电气性能的装置

说明书

本发明提供了用于测量电镀单元组件的条件的装置和相关方法。用于测量电镀装置内的电接触件的电气性能的装置具有类似于晶片的盘形结构。形成多个导电垫以共同地外接盘形结构的外周。导电垫中相邻定位的导电垫彼此电隔离。该装置包括在第一端子处提供电流并在第二端子处吸入电流的电流源。该装置包括具有第一和第二输入端的测量电路，其基于存在于第一和第二输入端的信号来确定电参数的值。该装置包括用于在给定时间将导电垫中的选定导电垫连接到电流源的第一和第二端子以及连接到测量电路的第一和第二输入端的开关电路。该装置还包括车载电力源。

本申请是申请号为201710261758.4，申请日为2017年4月20日，申请人为朗姆研究公司，发明创造名称为“用于测量电镀单元组件的状态的装置和相关方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造。

背景技术

一些半导体器件制造工艺包括将材料电镀到半导体晶片(以下称为“晶片”)上。电镀可以在电镀单元中进行，其中具有导电籽晶层存在其上的晶片被定位成物理接触围绕晶片外周定位的多个电接触件。此外，在一些配置中，当晶片定位成物理接触多个电接触件时，晶片也可以被定位成使晶片的外周部分物理接触唇形密封构件，以尽可能地防止电镀溶液接触多个电接触件。在这种配置中，晶片和唇形密封构件之间的密封可能不完美，并且可能在多个电镀循环中恶化，从而不利地允许一些量的电镀溶液到达电接触件中的一些。

以受控的方式将电流引导通过多个电接触件，以使存在于晶片上的籽晶层带电，从而引起导致晶片上的材料电镀的反应。随着电镀循环的数量增加，电镀材料可能会积聚在电接触件中的一些上和/或在唇密封件上，并导致沿延伸到晶片的一个或多个导电路径的电阻发生变化。沿着给定的到晶片的导电路径的电阻的变化可能影响晶片上的电镀结果。例如，沿着到晶片的给定导电路径的电阻增大可以减少沿着给定的导电路径流动的电流量，并且导致在晶片上在对应于给定的导电路径的物理接触位置附近的电镀材料的量(例如，厚度)局部减小。

鉴于上述情况，应当理解，需要确定多个电接触件中的哪一个和/或唇形密封构件的哪个部分已经经受不期望的电镀，直到沿着相应导电路径的电阻的变化可以不利地影响晶片上的电镀结果的程度。在本背景中出现了本发明。

发明内容

在一个示例性实施方式中，公开了一种用于测量半导体处理装置内的导电路径的电气性能的装置。半导体处理装置被配置为当在晶片上执行处理时将导电路径电连接到晶片的表面。该装置包括具有基本上等于晶片外径的外径的盘形结构。盘形结构的总体厚度与晶片的总体厚度基本上相同。该装置包括沿盘形结构的第一侧的外周形成的多个导电垫。多个导电垫中相邻定位的导电垫彼此电隔离。多个导电垫共同地外接盘形结构的第一侧的外周。该装置包括具有第一端子和第二端子的电力源。电力源被配置成当盘形结构位于半导体处理装置内时，通过在第一端子和第二端子之间延伸并通过半导体处理装置的一部分的导电路径提供电力。第一端子电连接到第一组的多个导电垫中的至少一个。第二端子电连接到第二组的多个导电垫中的至少一个。第二组的多个导电垫不包括第一组的多个导电垫。第一组和第二组的多个导电垫形成在第一端子和第二端子之间延伸的导电路径的一部分。该装置包括具有第一输入端和第二输入端的测量电路。测量电路的第一输入端电连接到多个导电垫中的第一选定的导电垫。测量电路的第二输入端电连接到多个导电垫中的第二选定的导电垫。测量电路被配置为基于存在于所述多个导电垫中的所述第一和第二选定的导电垫的电信号来确定电参数的值。所述装置还包括设置在所述盘形结构上的电源。所述电源被连接以向所述盘形结构上的所有电力部件供电。