一種應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)，包括：若干條互相平行且寬度不等的第一金屬線；若干條互相平行且寬度不等的第二金屬線，所述第一金屬線和第二金屬線堆疊，其間通過通孔電連；第一測試金屬，與所述第一金屬線的其中一端電連；第二測試金屬，與所述第二金屬線的其中一端電連。采用本實(shí)用新型提供的應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)可以同時(shí)進(jìn)行大量的通孔電阻值測試，便于檢測和評估單個(gè)通孔應(yīng)力遷移的可靠性問題，節(jié)約測試焊墊和測試面積。
【專利說明】一種應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體測試【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)力迀移(31^688是造成半導(dǎo)體器件失效的一個(gè)重要原因，故在進(jìn)行半導(dǎo)體器件的可靠性評估中，應(yīng)力迀移測試是評價(jià)金屬互連線可靠性重要的測試項(xiàng)目之一。應(yīng)力迀移是在一定溫度下，由于各種材料熱膨脹系數(shù)不同，所以在不同的材料間形成應(yīng)力，從而使金屬互連線或者通孔中晶粒間的小空隙向應(yīng)力集中的地方聚集形成空洞的物理現(xiàn)象，應(yīng)力迀移形成的空洞達(dá)到一定程度就使集成電路中的金屬互連線發(fā)生斷路，從而造成器件的失效。
[0003]應(yīng)力迀移測試能夠檢測半導(dǎo)體工藝的可靠性，并進(jìn)而判斷所形成的金屬互連結(jié)構(gòu)的可靠性。具體進(jìn)行應(yīng)力迀移測試時(shí)，首先形成一應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，對所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)執(zhí)行高溫烘烤，通過所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的阻值變化評價(jià)應(yīng)力迀移狀況。通常的，在烘烤前、烘烤了 168小時(shí)、500小時(shí)及1000小時(shí)的時(shí)候，測試所屬應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的阻值變化，當(dāng)阻值變化大于等于20%時(shí)(相對于烘烤前的阻值而言)，即可認(rèn)為本次半導(dǎo)體工藝中的應(yīng)力迀移比較嚴(yán)重，將影響所形成的金屬互連結(jié)構(gòu)的可靠性。
[0004]傳統(tǒng)應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)主要是采用1(61x1??！四端測試結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)主要包括兩層金屬線1八、2八、以及連接這兩層金屬線1八、2八的通孔3八；所述金屬線1八的其中一端？+施加電流1、另一端為量測電壓端3-；所述金屬線2八的其中一端為量測電壓端3+,另一端為接地端卜。在先進(jìn)制程中，有報(bào)道稱，隨著金屬寬度的增加，單個(gè)通孔應(yīng)力迀移的可靠性越來越差。目前，找到可靠性最差的金屬線寬度和描繪出單孔應(yīng)力迀移與金屬線寬度之間的關(guān)系成為研宄的熱點(diǎn)。但是如果傳統(tǒng)的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)來找可靠性最差的金屬線寬度，不同寬度的金屬線則需要分別對應(yīng)一個(gè)測試結(jié)構(gòu)，這樣將占用大量的測試焊墊和測試面積，浪費(fèi)晶圓資源。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中測試結(jié)構(gòu)占用大量的測試焊墊和測試面積的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)至少包括:
[0007]若干條互相平行且寬度不等的第一金屬線；
[0008]若干條互相平行且寬度不等的第二金屬線，所述第一金屬線和第二金屬線堆疊，其間通過通孔電連；
[0009]第一測試金屬，與所述第一金屬線的其中一端電連；
[0010]第二測試金屬，與所述第二金屬線的其中一端電連。
[0011]作為本實(shí)用新型應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述第一金屬線按寬度逐漸增大或減小的趨勢排列，所述第一金屬線的寬度范圍從最小設(shè)計(jì)尺寸到20倍的最小設(shè)計(jì)尺寸。
[0012]作為本實(shí)用新型應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述第二金屬線按寬度逐漸增大或減小的趨勢排列，所述第二金屬線的寬度范圍從最小設(shè)計(jì)尺寸到20倍的最小設(shè)計(jì)尺寸。
[0013]作為本實(shí)用新型應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述第一金屬線間的間距大于等于15倍的最小設(shè)計(jì)尺寸，所述第二金屬線間的間距大于等于15倍的最小設(shè)計(jì)尺寸。
[0014]作為本實(shí)用新型應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述第一金屬線的另一端分別與各自的電流施加焊墊電連。
[0015]作為本實(shí)用新型應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述第一測試金屬與第一電壓量測焊墊電連。
[0016]作為本實(shí)用新型應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述第二金屬線的另一端分別與各自的第二電壓量測焊墊電連。
[0017]作為本實(shí)用新型應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述第二測試金屬接地。
[0018]作為本實(shí)用新型應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述第一測試金屬與第一金屬線位于同一層，所述第二測試金屬與第二金屬線位于同一層。
[0019]作為本實(shí)用新型應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)形成于晶圓的切割道上。
[0020]如上所述，本實(shí)用新型的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，包括:若干條互相平行且寬度不等的第一金屬線；若干條互相平行且寬度不等的第二金屬線，所述第一金屬線和第二金屬線堆疊，其間通過通孔電連；第一測試金屬，與所述第一金屬線的其中一端電連；第二測試金屬，與所述第二金屬線的其中一端電連。采用本實(shí)用新型提供的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)可以同時(shí)進(jìn)行大量的通孔電阻值測試，便于檢測和評估單個(gè)通孔應(yīng)力迀移的可靠性問題，節(jié)約測試焊墊和測試面積。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本實(shí)用新型中應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]元件標(biāo)號說明
[0024]1，1八第一金屬線
[0025]2，2^第二金屬線
[0026]3，3^通孔
[0027]4，401，402，403，404，405第一測試金屬
[0028]5，501，502，503，504，505第二測試金屬
[0029]6，601，602，603，604，605電流施加焊墊
[0030]7，701，702，703，704，705第一電壓量測焊墊
[0031]8第二電壓量測焊墊
[0032]9接地焊墊

【具體實(shí)施方式】
[0033]以下由特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0034]請參閱附圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。
[0035]如圖2所示，本實(shí)用新型提供一種應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)至少包括:若干條第一金屬線1、若干條第二金屬線2、第一測試金屬4、第二測試金屬5以及連接第一金屬線1和第二金屬線2間的通孔3。
[0036]本實(shí)施例中，以五條第一金屬線101、102、103、104、105和五條第二金屬線201、202、203、204、205為例進(jìn)行說明，在其他實(shí)施例中，可以是其他數(shù)量，在此不限。
[0037]所述第一金屬線1間互相平行且寬度不等，優(yōu)選地，第一金屬線1按寬度逐漸增大或減小的趨勢排列。所述第二金屬線2與第一金屬線1堆疊，第二金屬線2間也是互相平行且寬度不等，按照寬度逐漸增大或減小的趨勢排列。所述第二金屬線2與第一金屬線1互相垂直，第二金屬線2與第一金屬線1間通過通孔3實(shí)現(xiàn)電連。本實(shí)施例中，五條第一金屬線101、102、103、104、105和五條第二金屬線201、202、203、204、205間總共需要25個(gè)通孔進(jìn)行連接。
[0038]作為示例，所述第一金屬線1和第二金屬線2的寬度范圍從最小設(shè)計(jì)尺寸至20倍的最小設(shè)計(jì)尺寸(11 = 1皿1111 (1681^11 11116)。更優(yōu)地，所述第一金屬線1和第二金屬線2的寬度范圍控制在最小設(shè)計(jì)尺寸到5倍的最小設(shè)計(jì)尺寸之間。例如，對于0.28^工藝，最小設(shè)計(jì)尺寸即線寬為4511111，那么第一金屬線1和第二金屬線2的寬度可以從45?225111110
[0039]另外，為了避免各金屬線之間發(fā)生串?dāng)_，優(yōu)選地，所述第一金屬線1間的間距大于等于15倍的最小設(shè)計(jì)尺寸，同樣，所述第二金屬線2間的間距也大于等于15倍的最小設(shè)計(jì)尺寸。
[0040]所述第一測試金屬4與第一金屬線101、102、103、104、105的其中一端電連，如圖2所不，所述第一測試金屬4與第一金屬線101、102、103、104、105位于同一層、且與第一金屬線101、102、103、104、105互相垂直，通過第一測試金屬4可以將第一金屬線101、102、103、104,105的該端與第一電壓量測焊墊8電連。所述第一金屬線101、102、103、104、105的另一端則分別與各自的電流施加焊墊601、602、603、604、605電連，通過該焊墊可以給測試結(jié)構(gòu)施加電流。
[0041〕 所述第二測試金屬9與第二金屬線201、202、203、204、205的其中一端電連，如圖2所示，所述第二測試金屬9與第二金屬線201、202、203、204、205位于同一層、且與第二金屬線201、202、203、204、205互相垂直，通過第二測試金屬9可以將第二金屬線201、202、203、204,205的該端與接地焊墊9電連。所述第二金屬線201、202、203、204、205的另一端則分別與各自的第二電壓量測電壓焊墊701、702、703、704、705電連。
[0042]進(jìn)一步地，所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)形成于晶圓的切割道上，所述第一金屬線1、第二金屬線2、第一測試金屬4、第二測試金屬5、通孔3以及所有焊墊6、7、8、9均可以為銅材料或者鋁材料。
[0043]利用本實(shí)用新型的進(jìn)行測試時(shí)，需要測試哪一個(gè)通孔的電阻值，則只需將對應(yīng)的焊墊與外界電連。例如，若需測試第一行第一列的通孔的電阻值，則在電流施加焊墊601處給電流，將焊墊9接地，在第一電壓量測焊墊701端量得電壓VI，在第二電壓量測焊墊8端量得電壓％ ；若需測試第一行第二列的通孔的電阻值，則在電流施加焊墊601處給電流，將焊墊9接地，在第一電壓量測焊墊702端量得電壓VI，在第二電壓量測焊墊8端量得電壓V〗。
[0044]需要說明的是，傳統(tǒng)的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)測量25個(gè)通孔的電阻值，則需要100個(gè)焊墊，放在具有25個(gè)焊墊的測試模組中，則需要4個(gè)測試模組；而本實(shí)用新型提供的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)僅僅需要12個(gè)焊墊，放在具有25個(gè)焊墊的測試模組中，連1個(gè)測試模組都用不完，節(jié)約了 3/4的測試面積。
[0045]綜上所述，本實(shí)用新型的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，包括若干條互相平行且寬度不等的第一金屬線；若干條互相平行且寬度不等的第二金屬線，所述第一金屬線和第二金屬線堆疊，其間通過通孔電連；第一測試金屬，與所述第一金屬線的其中一端電連；第二測試金屬，與所述第二金屬線的其中一端電連。采用本實(shí)用新型提供的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)可以同時(shí)進(jìn)行大量的通孔電阻值測試，便于檢測和評估單個(gè)通孔應(yīng)力迀移的可靠性問題，節(jié)約測試焊墊和測試面積。
[0046]所以，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0047]上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)至少包括: 若干條互相平行且寬度不等的第一金屬線； 若干條互相平行且寬度不等的第二金屬線，所述第一金屬線和第二金屬線堆疊，其間通過通孔電連； 第一測試金屬，與所述第一金屬線的其中一端電連； 第二測試金屬，與所述第二金屬線的其中一端電連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一金屬線按寬度逐漸增大或減小的趨勢排列，所述第一金屬線的寬度范圍從最小設(shè)計(jì)尺寸到20倍的最小設(shè)計(jì)尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二金屬線按寬度逐漸增大或減小的趨勢排列，所述第二金屬線的寬度范圍從最小設(shè)計(jì)尺寸到20倍的最小設(shè)計(jì)尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一金屬線間的間距大于等于15倍的最小設(shè)計(jì)尺寸，所述第二金屬線間的間距大于等于15倍的最小設(shè)計(jì)尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一金屬線的另一端分別與各自的電流施加焊墊電連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一測試金屬與第一電壓量測焊墊電連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二金屬線的另一端分別與各自的第二電壓量測焊墊電連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二測試金屬接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一測試金屬與第一金屬線位于同一層，所述第二測試金屬與第二金屬線位于同一層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)形成于晶圓的切割道上。
【文檔編號】H01L23/544GK204230235SQ201420762306
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】呂勇 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司