本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體涉及半導(dǎo)體制造工藝晶圓級(jí)電遷移評(píng)估；更具體地說，本發(fā)明涉及一種自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)以及晶圓級(jí)自加熱電遷移測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

電遷移(EM)可靠性驗(yàn)證是產(chǎn)品開發(fā)、制程監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵項(xiàng)目；常規(guī)電遷移評(píng)估、驗(yàn)證由于需要封裝，在恒流、恒溫條件下進(jìn)行，評(píng)估、驗(yàn)證周期長，難以達(dá)到生產(chǎn)、開發(fā)對(duì)時(shí)效性的要求；所以，電遷移的晶圓級(jí)快速評(píng)估方式需求變得越來越急迫。

當(dāng)前，晶圓級(jí)自加熱電遷移評(píng)估，采用高溫、高電流進(jìn)行加速評(píng)估，能有效節(jié)省評(píng)估時(shí)間，給出初步結(jié)論。但是，由于采用高溫、高電流進(jìn)行加速測(cè)試，測(cè)試結(jié)構(gòu)內(nèi)的實(shí)際溫度受外界溫度和高電流產(chǎn)生的焦耳熱共同作用，評(píng)估中無法準(zhǔn)確確定測(cè)試結(jié)構(gòu)的真實(shí)溫度，這給金屬電遷移的壽命評(píng)估結(jié)果影響很大，最終可能導(dǎo)致評(píng)估結(jié)論錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)；如何真實(shí)確定測(cè)試結(jié)構(gòu)的溫度，成為晶圓級(jí)自加熱電遷移評(píng)估的一個(gè)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠使得電遷移評(píng)估更加準(zhǔn)確、有效的自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)以及晶圓級(jí)自加熱電遷移測(cè)試方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括：目標(biāo)金屬線、分別與目標(biāo)金屬線兩端連接的第一焊盤和第二焊盤、分別布置在第一焊盤和第二焊盤正下方的第三焊盤和第四焊盤、以及將第三焊盤和第四焊盤連接起來的與目標(biāo)金屬線最接近的冗余金屬線。

優(yōu)選地，所述自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)還包括：布置在目標(biāo)金屬線正上方的與目標(biāo)金屬線平行布置的一個(gè)或多個(gè)第一冗余金屬線。

優(yōu)選地，所述自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)還包括：布置在與目標(biāo)金屬線最接近的冗余金屬線的下方的與目標(biāo)金屬線平行布置的一個(gè)或多個(gè)第二冗余金屬線。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括：目標(biāo)金屬線、分別與目標(biāo)金屬線兩端連接的第一焊盤和第二焊盤、分別布置在第一焊盤和第二焊盤正上方的第三焊盤和第四焊盤、將第三焊盤和第四焊盤連接起來的與目標(biāo)金屬線最接近的冗余金屬線。

優(yōu)選地，所述自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)還包括：布置在目標(biāo)金屬線正下方的與目標(biāo)金屬線平行布置的一個(gè)或多個(gè)第一冗余金屬線。

優(yōu)選地，所述自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)還包括：布置在與目標(biāo)金屬線最接近的冗余金屬線的上方的與目標(biāo)金屬線平行布置的一個(gè)或多個(gè)第二冗余金屬線。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種晶圓級(jí)自加熱電遷移測(cè)試方法，包括：第一步驟：制造根據(jù)上述自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)；第二步驟：在第一焊盤和第二焊盤上不施加測(cè)試電流或測(cè)試電壓的情況下，通過第三焊盤和第四焊盤測(cè)量與目標(biāo)金屬線最接近的冗余金屬線的阻值，從而獲取與目標(biāo)金屬線最接近的冗余金屬線的溫度與阻值的關(guān)系；第三步驟：在第一焊盤和第二焊盤施壓測(cè)試電流以及測(cè)試溫度，以執(zhí)行加速電遷移評(píng)估測(cè)試；第四步驟：在加速電遷移評(píng)估測(cè)試的測(cè)試結(jié)果的基礎(chǔ)上，利用與目標(biāo)金屬線最接近的冗余金屬線的溫度與阻值的關(guān)系，從而推算出目標(biāo)金屬線的實(shí)際溫度。

優(yōu)選地，測(cè)試電流是高電流，測(cè)試溫度是高溫。

本發(fā)明有效修正了測(cè)試結(jié)構(gòu)真實(shí)溫度與烘烤爐溫差異，為金屬的電遷移評(píng)估提供更準(zhǔn)確的溫度關(guān)鍵參數(shù)，使得電遷移評(píng)估更加準(zhǔn)確、有效。

附圖說明

結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會(huì)更容易地對(duì)本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中：

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的晶圓級(jí)自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的晶圓級(jí)自加熱電遷移監(jiān)測(cè)測(cè)試方法的流程圖。

需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號(hào)。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明通過優(yōu)化設(shè)計(jì)自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，通過量測(cè)測(cè)試結(jié)構(gòu)中最近的冗余金屬線(虛設(shè)金屬線)的阻值，再利用冗余金屬線的溫度與阻值關(guān)系，從而獲得被測(cè)金屬線所處的真實(shí)溫度，為自加熱電遷移評(píng)估給出更為準(zhǔn)確的結(jié)果。

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的晶圓級(jí)自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的示意圖。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的晶圓級(jí)自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)包括：目標(biāo)金屬線10、分別與目標(biāo)金屬線10兩端連接的第一焊盤Pad1和第二焊盤Pad2、分別布置在第一焊盤Pad1和第二焊盤Pad2正下方的第三焊盤Pad3和第四焊盤Pad4、將第三焊盤Pad3和第四焊盤Pad4連接起來的與目標(biāo)金屬線10最接近的冗余金屬線20。

例如，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的晶圓級(jí)自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)還包括：布置在目標(biāo)金屬線10正上方的與目標(biāo)金屬線10平行布置的一個(gè)或多個(gè)第一冗余金屬線(圖1示出了兩條冗余金屬線31和32的示例)。

例如，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的晶圓級(jí)自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)還包括：布置在與目標(biāo)金屬線10最接近的冗余金屬線20的下方的與目標(biāo)金屬線10平行布置的一個(gè)或多個(gè)第二冗余金屬線40。

例如，如圖1所示，所述一個(gè)或多個(gè)第一冗余金屬線的數(shù)量為兩個(gè)。

例如，如圖1所示，所述一個(gè)或多個(gè)第二冗余金屬線的數(shù)量為一個(gè)。

圖1所示的上下布置方位僅僅示例，顯然可以以目標(biāo)金屬線10鏡像整個(gè)結(jié)構(gòu)如下：

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的晶圓級(jí)自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)包括：目標(biāo)金屬線10、分別與目標(biāo)金屬線10兩端連接的第一焊盤Pad1和第二焊盤Pad2、分別布置在第一焊盤Pad1和第二焊盤Pad2正上方的第三焊盤Pad3和第四焊盤Pad4、將第三焊盤Pad3和第四焊盤Pad4連接起來的與目標(biāo)金屬線10最接近的冗余金屬線20。

例如，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的晶圓級(jí)自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)還包括：布置在目標(biāo)金屬線10正下方的與目標(biāo)金屬線10平行布置的一個(gè)或多個(gè)第一冗余金屬線。

例如，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的晶圓級(jí)自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)還包括：以及布置在與目標(biāo)金屬線10最接近的冗余金屬線20的上方的與目標(biāo)金屬線10平行布置的一個(gè)或多個(gè)第二冗余金屬線40。

例如，所述一個(gè)或多個(gè)第一冗余金屬線的數(shù)量為兩個(gè)。

例如，所述一個(gè)或多個(gè)第二冗余金屬線的數(shù)量為一個(gè)。

圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的晶圓級(jí)自加熱電遷移監(jiān)測(cè)測(cè)試方法的流程圖。

如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的晶圓級(jí)自加熱電遷移監(jiān)測(cè)測(cè)試方法包括：

第一步驟S1：制造上述自加熱電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)；

第二步驟S2：在第一焊盤Pad1和第二焊盤Pad2上不施加測(cè)試電流或測(cè)試電壓的情況下，通過第三焊盤Pad3和第四焊盤Pad4測(cè)量與目標(biāo)金屬線10最接近的冗余金屬線20的阻值，從而獲取與目標(biāo)金屬線10最接近的冗余金屬線20的溫度與阻值的關(guān)系；

第三步驟S3：在第一焊盤Pad1和第二焊盤Pad2施壓測(cè)試電流以及測(cè)試溫度，以執(zhí)行加速電遷移評(píng)估測(cè)試；

第四步驟S4：在加速電遷移評(píng)估測(cè)試的測(cè)試結(jié)果的基礎(chǔ)上，利用與目標(biāo)金屬線10最接近的冗余金屬線20的溫度與阻值的關(guān)系，從而推算出目標(biāo)金屬線10的實(shí)際溫度，以便后續(xù)壽命評(píng)估。

本發(fā)明有效修正了測(cè)試結(jié)構(gòu)真實(shí)溫度與烘烤爐溫差異，為金屬的電遷移評(píng)估提供更準(zhǔn)確的溫度關(guān)鍵參數(shù)，使得電遷移評(píng)估更加準(zhǔn)確、有效。

此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個(gè)組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個(gè)組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等。

可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。