发明名称 测量积体电路晶片中导线间耦合电容値的方法与量测装置
摘要 一种适用于测量形成于积体电路晶片上一积体电路结构的内连线之间的耦合电容值之两步骤测量方法与量测装置。此方法运用CBCM技术。为了获得一导线对地的总电容值 C,C包括导线对导线、侧缘和面积耦合电容成份(C=2Cc+2Cf+Ca),在第一步骤中两测试结构被用来测量一目标构造。为了获得此导线对接地基底的电容值Cdummy,Cdummy包括侧缘和面积耦合电容成份(Cdummy=2Cf+Ca),在第二步骤中另两测试结构被用来测量一拟仿构造。完成此两步骤后即可根据Cc=(C-Cdummy)/2算出此导线跟另一导线间的耦合电容值Cc。
申请公布号 TWI220693 申请公布日期 2004.09.01
申请号 TW092120564 申请日期 2003.07.28
申请人 华邦电子股份有限公司 发明人 黄凯易;赵传珍
分类号 G01R31/26 主分类号 G01R31/26
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种积体电路中导线之耦合电容的量测装置,用于量测一积体电路中一待测导线之一第一耦合电容値C与一第二耦合电容値Cdummy,该待测导线长度为L,该积体电路的基底接地,该量测装置包括:一第一量测集合,包括:一第一分支电路,包括:串联的一第一电晶体和一第二电晶体,其中该第一电晶体的一端点连接到一高电压,而该第二电晶体的一端点连接到一低电压,而且该两电晶体的电性相反; 一第二分支电路,包括:串联的一第三电晶体和一第四电晶体,其中该第三电晶体的一端点连接到该高电压,而该第四电晶体的一端点连接到该低电压,而且该两电晶体的电性相反,其中该第一电晶体和该第三电晶体相同,该第二电晶体和该第四电晶体相同,该第一电晶体和该第三电晶体的控制端点相连接且由一第一电压时脉信号所驱动,且该第二电晶体和该第四电晶体的控制端点相连接且由一第二电压时脉信号所驱动,其中该第一电压时脉信号与该第二电压时脉信号不同时开启每一该些分支电路上之该些电晶体;一第一测试结构,被耦合到该第一电晶体和该第二电晶体之间一第一连接点,该第一测试结构包括:一第一导线,连接到该第一连接点,该第一导线系与该待测导线相同且该第一导线长度大于该待测导线;以及两第二导线,分别放置在该第一导线的两侧,且跟该第一导线平行、等距并接地,其中该第一导线跟每一该些第二导线间的距离与平行重叠长度分别为s及x+L;以及一第二测试结构,被耦合到该第三电晶体和该第四电晶体之间一第二连接点,该第二测试结构包括:一第三导线,连接到该第二连接点,其中该第三导线与该第一导线相同但长度较短;以及两第四导线,分别放置在该第三导线的两侧,且跟该第三导线平行、等距并接地,其中该第三导线跟每一该些第四导线间的距离与平行重叠长度分别为s及x,该些第四导线与该些第二导线相同但长度较短,其中,该第一导线的长度减去该第三导线的长度等于L,在该第一连接点相对于地且从该第一测试结构所导出的总载入电容値减去在该第二连接点相对于地且从该第二测试结构所导出的总载入电容値为长度L之该待测导线之该第一耦合电容値C;以及一第二量测集合,包括:一第三分支电路,包括:串联的一第五电晶体和一第六电晶体,其中该第五电晶体的一端点连接到一高电压,而该第六电晶体的一端点连接到一低电压,而且该两电晶体的电性相反;一第四分支电路,包括:串联的一第七电晶体和一第八电晶体,其中该第七电晶体的一端点连接到该高电压,而该第八电晶体的一端点连接到该低电压,而且该两电晶体的电性相反,其中该第五电晶体、该第七电晶体和该第一电晶体相同,该第六电晶体、该第八电晶体和该第二电晶体相同,该第五电晶体和该第七电晶体的控制端点相连接且由该第一电压时脉信号所驱动,且该第六电晶体和该第八电晶体的控制端点相连接且由该第二电压时脉信号所驱动,其中该第一电压时脉信号与该第二电压时脉信号不同时开启每一该些分支电路上之该些电晶体;一第三测试结构,被耦合到该第五电晶体和该第六电晶体之间一第三连接点,该第三测试结构包括:一第一次结构,包括:长度为y+L的一第五导线,该第五导线系与该待测导线相同但长度较长;以及长度为y+L的两第六导线,分别放置在该第五导线的两侧,与该第五导线相同且跟该第五导线平行、等距,其中该第五导线跟每一该些第六导线间的距离与平行重叠长度分别为s及y+L;以及一第二次结构,包括:长度为y的两平行第七导线,该些第七导线间的距离为s,且平行重叠长度为y,且与该第五导线相同,其中该些五导线被短路在一起且连接到该第三连接点;以及一第四测试结构,被耦合到该第七电晶体和该第八电晶体之间一第四连接点,该第四测试结构包括:一第三次结构,包括:长度为y的三平行第八导线,该些第八导线中任意相邻两导线间的距离为s,且平行重叠长度为y,且与该第五导线相同;以及一第四次结构,包括:长度为y+L的两平行第九导线,该些第九导线间的距离为s,且平行重叠长度为y+L,且与该第五导线相同,其中该些五导线被短路在一起且连接到该第四连接点,其中在该第三连接点从该第三测试结构所导出的总载入电容値减去在该第四连接点从该第四测试结构所导出的总载入电容値为长度L之该待测导线之该第二耦合电容値Cdummy。2.如申请专利范围第1项所述之量测装置,其中该第一耦合电容値C基本上包括该第一导线中长度为L的一部份跟每一该些第二导线之间导线对导线一耦合电容値Cc、该第一导线中长度为L之该部份之每一侧缘跟该积体电路之该基底之间的一侧缘耦合电容値Cf、以及该第一导线中长度为L之该部份的底面跟该基底之间的一面积耦合电容値Ca,C等于2Cc+2Cf+Ca。3.如申请专利范围第1项所述之量测装置,其中该第二耦合电容値Cdummy基本上包括该第五导线中长度为L之一部份的每一侧缘跟该积体电路之该基底之间的一侧缘耦合电容値Cf、以及该第五导线中长度为L之该部份的底面跟该基底之间的一面积耦合电容値Ca;Cdummy等于2Cf+Ca。4.如申请专利范围第1项所述之量测装置,其中该四测试结构的所有该些导线系属于同一导体层(layer),该导体层形成于该积体电路的该基底上。5.如申请专利范围第1项所述之量测装置,其中该第一电晶体、该第三电晶体、该第五电晶体及该第七电晶体系为P型金氧半电晶体。6.如申请专利范围第1项所述之量测装置,其中该第二电晶体、该第四电晶体、该第六电晶体及该第八电晶体系为N型金氧半电晶体。7.一种电容测量方法,以量测一积体电路中一导线A和一导线B之间的导线对导线一耦合电容値Cc,该导线A的长度为L,该积体电路的基底接地,该电容测量方法包括以下步骤:运用申请专利范围第1项所述之量测装置的该第一量测集合,其中该第一导线与该导线A相同,该些第二导线与该导线B相同,并测量在一段时间中流经该第一分支电路的一第一平均电流I1及在同一段时间中流经该第二分支电路的一第二平均电流I2,并根据C=(I1-I2)/(Vdd*f )计算出一第一电容値C,其中Vdd是申请专利范围第1项所述之高电压而f是申请专利范围第1项中该些电压时脉信号的时脉频率;运用申请专利范围第1项所述之量测装置的该第二量测集合,其中该些第五、第六、第七、第八和第九导线皆与该导线A相同,并测量在一段时间中流经该第三分支电路的一第三平均电流I3及在同一段时间中流经该第四分支电路的一第四平均电流I4,并根据Cdummy=(I3-I4)/(Vdd*f)计算出一第二电容値Cdummy,其中Vdd是申请专利范围第1项所述之高电压而f是申请专利范围第1项中该些电压时脉信号的时脉频率;以及根据一方程式Cc=(C-Cdummy)/2算出该导线A该导线B之间长度为L的导线对导线该耦合电容値Cc。8.如申请专利范围第7项所述之电容测量方法,其中该第一电容値C基本上包括该导线A跟该导线B之间长度为L的导线对导线该耦合电容値Cc、该导线A之每一侧缘跟该积体电路的该基底之间的一侧缘耦合电容値Cf、以及该导线A的底面跟该基底之间的一面积耦合电容値Ca;C等于2Cc+2Cf+Ca。9.如申请专利范围第8项所述之电容测量方法,其中该第二电容値Cdummy基本上包括该导线A的每一侧缘跟该积体电路的该基底之间的该侧缘耦合电容値Cf、以及该导线A的底面跟该基底之间的该面积耦合电容値Ca;Cdummy等于2Cf+Ca。10.如申请专利范围第7项所述之电容测量方法,其中该量测装置的该些测试结构的所有该些导线系属于同一导体层,该导体层形成于该积体电路的该基底上。11.如申请专利范围第7项所述之电容测量方法,其中该量测装置中接到该高电压Vdd的该些电晶体系为P型金氧半电晶体。12.如申请专利范围第7项所述之电容测量方法,其中该量测装置中接到申请专利范围第1项所述之低电压的该些电晶体系为N型金氧半电晶体。13.如申请专利范围第7项所述之电容测量方法,其中该导线A和该导线B之间的导线对导线该耦合电容値Cc小于10-15法拉。图式简单说明:第1图系绘示CBCM技术的概要图和测试构造;第2图系绘示脉波高度为Vdd、时脉频率为f的两不重叠的电压时脉信号V1和V2;第3图系J. Chen方法中的目标测试结构的上视图;第4图系J. Chen方法中的参考测试结构的上视图;第5图系第3图的一截面图;第6图系绘示只有部份的第4图之中心导线400之截面,此部份并无两侧邻近属于第4图中迂回导线402的部份;第7图系为本发明的第一测试结构之上视图;第8图系为本发明的第二测试结构之上视图;第9图系为本发明的第三测试结构之上视图;以及第10图系为本发明的第四测试结构之上视图。
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