一種層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括一對(duì)金屬焊盤及設(shè)置于其之間的至少一條測(cè)試金屬線；所述測(cè)試金屬線包括下層、上層及頂層金屬線；所述測(cè)試金屬線為折線型，且包括至少兩個(gè)拐角；上層、頂層金屬線之間通過設(shè)置于所述拐角處的金屬插塞連接，下層、上層金屬線之間無(wú)金屬插塞；下層、上層金屬線分別與兩個(gè)金屬焊盤中的一個(gè)連接。本實(shí)用新型中，下層金屬線與上層金屬線之間無(wú)金屬插塞，從而可以通過金屬焊盤測(cè)試下層金屬線與上層金屬線之間的擊穿電壓，判斷頂層金屬插塞是否偏移；所述測(cè)試金屬線為折線型，且包括至少兩個(gè)拐角，金屬插塞設(shè)置于拐角處，且底層金屬線的線寬大于所述上層金屬線的線寬，可以提高測(cè)試效率與精度。
【專利說明】一種層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，涉及一種測(cè)試結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的先進(jìn)工藝不斷出現(xiàn)。層間金屬的頂層金屬插塞(top via)的刻蝕偏移問題對(duì)后道可靠性(BEOL reliability)產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。圖1顯不為金屬線的剖面結(jié)構(gòu)不意圖。如圖1所不，相較于下層金屬插塞101，頂層金屬插塞102的直徑要大得多。如圖2所示，在制作金屬線的過程中，若頂層通孔刻蝕過程中產(chǎn)生偏移，將發(fā)生頂層通孔邊緣部分蝕刻進(jìn)下一層層間介質(zhì)層103中，進(jìn)而后續(xù)形成的頂層金屬插塞102邊緣部分嵌入下一層層間介質(zhì)層103中，使得該層層間介質(zhì)層變薄，從而頂層金屬層104以下的兩層層間金屬層105之間擊穿電壓大幅降低，對(duì)后道工藝性能產(chǎn)生影響。
[0003]圖3顯示為現(xiàn)有的測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視示意圖，包括一對(duì)金屬焊盤105，其中一個(gè)金屬焊盤105連接一組金屬線106的一端，另一個(gè)金屬焊盤105連接另一組金屬線106的另一端，形成梳-梳結(jié)構(gòu)(comb to comb structure)。圖4顯示為現(xiàn)有測(cè)試結(jié)構(gòu)的剖視圖，該測(cè)試結(jié)構(gòu)的金屬線106中，相鄰兩層金屬層之間均通過金屬插塞連接，測(cè)試時(shí)，通過一對(duì)金屬焊盤104在兩組金屬線106之間施加電壓U，可以測(cè)得兩組金屬線106之間的擊穿電壓。但是上述測(cè)試結(jié)構(gòu)只能測(cè)試同一層金屬之間的電介質(zhì)擊穿性能，對(duì)層間金屬的可靠性測(cè)試無(wú)能為力。然而隨著工藝節(jié)點(diǎn)越來(lái)越小，若頂層金屬插塞偏移導(dǎo)致的層間金屬可靠性降低問題不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將會(huì)對(duì)器件的產(chǎn)生不良影響。
[0004]因此，提供一種層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)以解決上述問題實(shí)屬必要。
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層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的測(cè)試結(jié)構(gòu)無(wú)法檢測(cè)因頂層金屬插塞偏移導(dǎo)致的層間金屬可靠性降低的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)包括一對(duì)金屬焊盤及設(shè)置于一對(duì)金屬焊盤之間的至少一條測(cè)試金屬線；所述測(cè)試金屬線包括自下而上依次設(shè)置的下層金屬線、上層金屬線及頂層金屬線，所述下層金屬線與所述上層金屬線之間、所述上層金屬層與所述頂層金屬線之間均形成有層間介質(zhì)層；所述測(cè)試金屬線為折線型，且包括至少兩個(gè)拐角；所述上層金屬線與所述頂層金屬線之間通過設(shè)置于所述拐角處的金屬插塞連接，所述下層金屬線與所述上層金屬線之間無(wú)金屬插塞；所述下層金屬線與其中一個(gè)金屬焊盤連接，所述上層金屬線與另一個(gè)金屬焊盤連接。
[0007]可選地，所述底層金屬線的線寬大于所述上層金屬線的線寬。
[0008]可選地，所述底層金屬線的線寬大于所述上層金屬線的線寬5%以上。
[0009]可選地，所述拐角為直角。
[0010]可選地，所述測(cè)試金屬線包括4?20個(gè)拐角。
[0011]可選地，所述下層金屬線與所述金屬焊盤通過金屬互連線連接；所述上層金屬線與所述金屬焊盤通過金屬互連線連接。
[0012]可選地，所述頂層金屬線與所述上層金屬線的線寬相同且長(zhǎng)度相同。
[0013]如上所述，本實(shí)用新型的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果:(I)本實(shí)用新型的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，所述下層金屬線與所述上層金屬線之間無(wú)金屬插塞，且下層金屬線與上層金屬線分別與一個(gè)金屬焊盤連接，從而可以通過金屬焊盤測(cè)試下層金屬線與上層金屬線之間的擊穿電壓，判斷頂層金屬插塞是否偏移；(2)本實(shí)用新型的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，所述測(cè)試金屬線為折線型，且包括至少兩個(gè)拐角，金屬插塞設(shè)置于拐角處，使得金屬插塞在上、下、左、右四個(gè)方向任意一個(gè)方向上的偏移都能被測(cè)試出來(lái)，從而提高測(cè)試效率；(3)本實(shí)用新型的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)試金屬線中，底層金屬線的線寬大于所述上層金屬線的線寬，使得金屬插塞偏移時(shí)，偏移到金屬線外側(cè)的金屬插塞部分能夠與底層金屬線直接相對(duì)，相對(duì)面積增大，從而放大頂層金屬插塞偏移造成的影響，提高測(cè)試精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中金屬線的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2顯示為現(xiàn)有技術(shù)中制作金屬線時(shí)頂層金屬插塞偏移的示意圖。
[0016]圖3顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0017]圖4顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的測(cè)試結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0018]圖5顯示為本實(shí)用新型的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0019]圖6顯示為本實(shí)用新型的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0020]圖7顯示為本實(shí)用新型的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中金屬插塞發(fā)生偏移時(shí)的剖視圖。
[0021]圖8顯示為本實(shí)用新型的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)在另一實(shí)施例中的俯視示意圖。
[0022]元件標(biāo)號(hào)說明
[0023]101下層金屬插塞
[0024]102頂層金屬插塞
[0025]103，205層間介質(zhì)層
[0026]104頂層金屬層
[0027]105層間金屬層
[0028]106，201 金屬焊盤
[0029]107, 202 金屬線
[0030]2021 下層金屬線
[0031]2022 上層金屬線
[0032]2023 頂層金屬線
[0033]203金屬插塞
[0034]204金屬互連線
[0035]U電壓

【具體實(shí)施方式】
[0036]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。
[0037]請(qǐng)參閱圖5至圖8。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(yǔ)，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(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)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。
[0038]本實(shí)用新型提供一種層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參閱圖5及圖6，其中，圖5顯示為所述層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視示意圖，如圖所示，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)包括一對(duì)金屬焊盤201及設(shè)置于一對(duì)金屬焊盤201之間的至少一條測(cè)試金屬線202。圖6顯示為所述層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的剖視圖，如圖所示，所述測(cè)試金屬線202包括自下而上依次設(shè)置的下層金屬線2021、上層金屬線2022及頂層金屬線2023，所述下層金屬線2021與所述上層金屬線2022之間、所述上層金屬層2022與所述頂層金屬線2023之間均形成有層間介質(zhì)層205。
[0039]特別的，所述測(cè)試金屬線202為折線型，且包括至少兩個(gè)拐角、所述上層金屬線2022與所述頂層金屬線2023之間通過設(shè)置于所述拐角處的金屬插塞203連接。所述下層金屬線2021與所述上層金屬線2022之間無(wú)金屬插塞。
[0040]所述下層金屬線2021與其中一個(gè)金屬焊盤連接，所述上層金屬線2023與另一個(gè)金屬焊盤連接，以利于后續(xù)測(cè)試時(shí)通過一對(duì)焊盤201在所述測(cè)試金屬線202的下層金屬線2021與上層金屬線2022之間施加電壓。
[0041]請(qǐng)參閱圖7，顯示為本實(shí)用新型的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中金屬插塞203發(fā)生偏移時(shí)的剖視圖。如圖所示，當(dāng)所述金屬插塞203發(fā)生偏移時(shí)，所述金屬插塞203邊緣部分嵌入下一層層間介質(zhì)層205中，使得該層層間介質(zhì)層205部分區(qū)域變薄，從而測(cè)試金屬線中，所述下層金屬線2021與上層金屬線2022之間的擊穿電壓將會(huì)降低。由于所述下層金屬線2021與上層金屬線2022之間無(wú)金屬插塞連接，測(cè)試時(shí)，通過一對(duì)焊盤201在所述下層金屬線2021與上層金屬線2022之間施加斜坡電壓，當(dāng)電壓U逐步增加到一定值時(shí)，所述下層金屬線2021與上層金屬線2022之間的層間介質(zhì)層被擊穿，此時(shí)的電壓U值即下層金屬線2021與上層金屬線2022之間的擊穿電壓。通過本實(shí)用新型的測(cè)試結(jié)構(gòu)測(cè)試時(shí)，若發(fā)現(xiàn)擊穿電壓偏小，即可判斷制作的半導(dǎo)體器件中頂層金屬插塞發(fā)生偏移，頂層金屬層下的兩層金屬層之間可靠性降低。
[0042]具體的，所述底層金屬線2021的線寬大于所述上層金屬線2022的線寬，本實(shí)施例中，所述底層金屬線的線寬優(yōu)選為大于所述上層金屬線的線寬5%以上。所述底層金屬線2021的線寬大于所述上層金屬線2022的線寬可以使得所述金屬插塞203偏移時(shí)，偏移到測(cè)試金屬線202外側(cè)的金屬插塞部分能夠與底層金屬線2021直接相對(duì)，相對(duì)面積增大，從而放大頂層金屬插塞偏移造成的影響，提高測(cè)試精度。
[0043]具體的，所述測(cè)試金屬線202中，所述頂層金屬線2023與所述上層金屬線2022的線寬相同且長(zhǎng)度相同。所述下層金屬線2021與所述金屬焊盤201通過金屬互連線204連接；所述上層金屬線2022與所述金屬焊盤202亦通過金屬互連線204連接。
[0044]本實(shí)用新型的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，所述測(cè)試金屬線202為折線型，且包括至少兩個(gè)拐角、所述上層金屬線2022與所述頂層金屬線2023之間通過設(shè)置于所述拐角處的金屬插塞203連接。本實(shí)施例中，所述拐角優(yōu)選為直角。
[0045]圖5顯示為一條測(cè)試金屬線202包括兩個(gè)拐角的情形。如圖5中箭頭方向所示，通過兩個(gè)拐角即可將金屬插塞203在上、下、左、右四個(gè)方向任意一個(gè)方向上的偏移情形所囊括，從而提高測(cè)試效率。在其它實(shí)施例中，所述測(cè)試金屬線202也可以包括其它數(shù)目的拐角，如4?20個(gè)。請(qǐng)參閱圖8，顯示為另一實(shí)施例中，所述測(cè)試金屬線202包括6個(gè)拐角的情形。所述拐角數(shù)目越多，越有利于測(cè)試到頂層金屬插塞偏移的情況，提高測(cè)試效率。
[0046]此外，所述層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，一對(duì)金屬焊盤201之間的測(cè)試金屬線202數(shù)目可以不止一條，圖5及圖8均顯示了 5條的情形，此處僅為示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要對(duì)所述測(cè)試金屬線202的數(shù)目進(jìn)行增減，此處不應(yīng)過分限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。在測(cè)試時(shí)，多條測(cè)試金屬線可以通過同一對(duì)金屬焊盤同時(shí)進(jìn)行測(cè)試。
[0047]綜上所述，本實(shí)用新型的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果:(I)本實(shí)用新型的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，所述下層金屬線與所述上層金屬線之間無(wú)金屬插塞，且下層金屬線與上層金屬線分別與一個(gè)金屬焊盤連接，從而可以通過金屬焊盤測(cè)試下層金屬線與上層金屬線之間的擊穿電壓，判斷頂層金屬插塞是否偏移；(2)本實(shí)用新型的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，所述測(cè)試金屬線為折線型，且包括至少兩個(gè)拐角，金屬插塞設(shè)置于拐角處，使得金屬插塞在上、下、左、右四個(gè)方向任意一個(gè)方向上的偏移都能被測(cè)試出來(lái)，從而提高測(cè)試效率；(3)本實(shí)用新型的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)試金屬線中，底層金屬線的線寬大于所述上層金屬線的線寬，使得金屬插塞偏移時(shí)，偏移到金屬線外側(cè)的金屬插塞部分能夠與底層金屬線直接相對(duì)，相對(duì)面積增大，從而放大頂層金屬插塞偏移造成的影響，提高測(cè)試精度。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。
[0048]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(duì)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(shí)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】
1.一種層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)包括一對(duì)金屬焊盤及設(shè)置于一對(duì)金屬焊盤之間的至少一條測(cè)試金屬線；所述測(cè)試金屬線包括自下而上依次設(shè)置的下層金屬線、上層金屬線及頂層金屬線，所述下層金屬線與所述上層金屬線之間、所述上層金屬層與所述頂層金屬線之間均形成有層間介質(zhì)層，其特征在于:所述測(cè)試金屬線為折線型，且包括至少兩個(gè)拐角；所述上層金屬線與所述頂層金屬線之間通過設(shè)置于所述拐角處的金屬插塞連接，所述下層金屬線與所述上層金屬線之間無(wú)金屬插塞；所述下層金屬線與其中一個(gè)金屬焊盤連接，所述上層金屬線與另一個(gè)金屬焊盤連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述底層金屬線的線寬大于所述頂層金屬線的線寬。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述底層金屬線的線寬大于所述頂層金屬線的線寬5%以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述拐角為直角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述測(cè)試金屬線包括4?20個(gè)拐角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述下層金屬線與所述金屬焊盤通過金屬互連線連接；所述上層金屬線與所述金屬焊盤通過金屬互連線連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層間金屬可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述頂層金屬線與所述上層金屬線的線寬相同且長(zhǎng)度相同。
【文檔編號(hào)】H01L23/544GK204257633SQ201420799775
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】王明, 許曉鋒, 張瀝文 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司