互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，該測(cè)試結(jié)構(gòu)包括：下層結(jié)構(gòu)，包括第一下層結(jié)構(gòu)和第二下層結(jié)構(gòu)；上層結(jié)構(gòu)，位于所述下層結(jié)構(gòu)上，所述上層結(jié)構(gòu)包括第一上層電流引線、第二上層電流引線和條形的上層待測(cè)結(jié)構(gòu)，所述第一上層電流引線和第二上層電流引線用于為所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)提供電壓；通孔結(jié)構(gòu)，包括第一通孔結(jié)構(gòu)、第二通孔結(jié)構(gòu)、第三通孔結(jié)構(gòu)和第四通孔結(jié)構(gòu)；以及電介質(zhì)，所述第一下層結(jié)構(gòu)、第二下層結(jié)構(gòu)、第一上層電流引線、第二上層電流引線、上層待測(cè)結(jié)構(gòu)和通孔結(jié)構(gòu)通過(guò)所述電介質(zhì)絕緣間隔。本發(fā)明的測(cè)試結(jié)構(gòu)，能準(zhǔn)確評(píng)估上游結(jié)構(gòu)的電遷移，從而保證上游結(jié)構(gòu)的電遷移分析的準(zhǔn)確性。
【專利說(shuō)明】互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造業(yè)中的可靠性(Reliability)領(lǐng)域，特別是涉及一種互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]電遷移(electromigration,簡(jiǎn)稱EM)是一種由于導(dǎo)體中離子的逐步運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的物質(zhì)(material)轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，其內(nèi)在機(jī)理是導(dǎo)電電子與擴(kuò)散的金屬原子之間的動(dòng)量(momentum)轉(zhuǎn)移。對(duì)于存在高直流電流密度(high directcurrent densities)的場(chǎng)合，例如微電子領(lǐng)域中，電遷移效應(yīng)非常關(guān)鍵。隨著集成電路產(chǎn)品的尺寸不斷減小，電遷移效應(yīng)的現(xiàn)實(shí)意義不斷增加。電遷移發(fā)生時(shí)，一個(gè)運(yùn)動(dòng)電子的部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移到鄰近的激活離子(activated ion)，這會(huì)導(dǎo)致該離子離開它的原始位置。隨著時(shí)間推移，這種力量會(huì)引起龐大數(shù)量的原子遠(yuǎn)離它們的原始位置。電遷移會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體(尤其是狹窄的導(dǎo)線)中出現(xiàn)斷裂(break)或缺口(gap)阻止電的流動(dòng),這種缺陷被稱為空洞(void)或內(nèi)部失效(internalfailure)，即開路。電遷移還會(huì)導(dǎo)致一個(gè)導(dǎo)體中的原子堆積(pile up)并向鄰近導(dǎo)體漂移(drift)形成意料之外的電連接,這種缺陷被稱為小丘失效(hillock failure)或晶須失效(whisker failure),即短路。上述兩類缺陷都會(huì)引起電路故障。
[0003]通過(guò)測(cè)試一定的測(cè)試結(jié)構(gòu)來(lái)評(píng)估制程抗電遷移的能力，電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)有很多種，其中有一種是下層互連線通過(guò)通孔連接到上層互連線，經(jīng)過(guò)一定長(zhǎng)度的上層互連線之后再由通孔連接到下層互連線。測(cè)試的電流就是經(jīng)歷了一個(gè)從下層互連線到上層互連線再由通孔流到下層互連線的過(guò)程，這種結(jié)構(gòu)如圖1所示，根據(jù)電流的流向，這種結(jié)構(gòu)稱為Upstream結(jié)構(gòu)，即上游結(jié)構(gòu)。在圖1中，第一下層結(jié)構(gòu)111和第二下層結(jié)構(gòu)112為下層互連線，在現(xiàn)有技術(shù)中，分別在第一下層結(jié)構(gòu)111和第二下層結(jié)構(gòu)112上施加電壓，使得電流由第一下層結(jié)構(gòu)111流經(jīng)第一通孔結(jié)構(gòu)121流到上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130，電流從上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的一端流至另一端，通過(guò)第二通孔結(jié)構(gòu)122，流至第二下層結(jié)構(gòu)112，從而測(cè)量上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的電遷移。與Upstream結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的還有Downstream結(jié)構(gòu)，即下游結(jié)構(gòu),顧名思義，Downstream結(jié)構(gòu)的電流流向就是從上層互連線到下層互連線再回到上層互連線的一個(gè)通路，如圖2所示，在圖2中，分別在第一上層結(jié)構(gòu)131和第二上層結(jié)構(gòu)132上施加電壓，使得電流由第一上層結(jié)構(gòu)131流經(jīng)第一通孔結(jié)構(gòu)121流到下層待測(cè)結(jié)構(gòu)110，電流從下層待測(cè)結(jié)構(gòu)110的一端流至另一端，通過(guò)第二通孔結(jié)構(gòu)122，流至第二上層結(jié)構(gòu)132，從而測(cè)量下層待測(cè)結(jié)構(gòu)110的電遷移。
[0004]然而，由于集成電路的特征尺寸越來(lái)越小，特別是到45nm以下時(shí)，下層互連的厚度越來(lái)越薄，互連中上層互連的厚度與下層互連的厚度的差距越來(lái)越大，而使得現(xiàn)有技術(shù)中的Upstream結(jié)構(gòu)的電遷移測(cè)試已經(jīng)無(wú)法真實(shí)的測(cè)出上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的電遷移，如圖3所示，在Upstream結(jié)構(gòu)的電遷移測(cè)試中，空洞產(chǎn)生在下層互連線與通孔結(jié)構(gòu)接觸處的下層互連線，而無(wú)法準(zhǔn)確的測(cè)量上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的電遷移。因此，如何提供一種互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，能準(zhǔn)確評(píng)估上游結(jié)構(gòu)的電遷移，從而保證上游結(jié)構(gòu)的電遷移分析的準(zhǔn)確性，已成 為本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，能準(zhǔn)確評(píng)估上游結(jié)構(gòu)的電遷移，從而保證上游結(jié)構(gòu)的電遷移分析的準(zhǔn)確性。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括:
[0007]下層結(jié)構(gòu)，包括第一下層結(jié)構(gòu)和第二下層結(jié)構(gòu)；
[0008]上層結(jié)構(gòu)，位于所述下層結(jié)構(gòu)上，所述上層結(jié)構(gòu)包括第一上層電流引線、第二上層電流引線和條形的上層待測(cè)結(jié)構(gòu)，所述第一上層電流引線和第二上層電流引線用于為所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)提供電壓；
[0009]通孔結(jié)構(gòu)，包括第一通孔結(jié)構(gòu)、第二通孔結(jié)構(gòu)、第三通孔結(jié)構(gòu)和第四通孔結(jié)構(gòu)，其中，所述第一上層電流引線通過(guò)第一通孔結(jié)構(gòu)與第一下層結(jié)構(gòu)的一端連接，所述第一下層結(jié)構(gòu)的另一端通過(guò)第二通孔結(jié)構(gòu)與所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的一端連接，所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的另一端通過(guò)第三通孔結(jié)構(gòu)與第二下層結(jié)構(gòu)一端連接，所述第二下層結(jié)構(gòu)的另一端通過(guò)第四通孔結(jié)構(gòu)與第二上層電流引線一端連接；以及
[0010]電介質(zhì)，所述第一下層結(jié)構(gòu)、第二下層結(jié)構(gòu)、第一上層電流引線、第二上層電流引線、上層待測(cè)結(jié)構(gòu)和通孔結(jié)構(gòu)通過(guò)所述電介質(zhì)絕緣間隔。
[0011]進(jìn)一步的，所述上層結(jié)構(gòu)還包括若干條形的虛擬上層待測(cè)結(jié)構(gòu)，所述若干虛擬上層待測(cè)結(jié)構(gòu)分別位于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的條形長(zhǎng)邊的兩側(cè)，所述若干虛擬上層待測(cè)結(jié)構(gòu)并通過(guò)所述電介質(zhì)與所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)絕緣間隔。
[0012]進(jìn)一步的，所述虛擬上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的寬度和長(zhǎng)度均與所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的寬度和長(zhǎng)度相同。
[0013]進(jìn)一步的，所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度大于等于100微米，寬度為0.2微米?5微米。
[0014]進(jìn)一步的，所述第一上層電流引線和第二上層電流引線均為條形。
[0015]進(jìn)一步的，所述第一上層電流引線的寬度大于等于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的寬度的3倍且小于等于設(shè)計(jì)規(guī)則的最大寬度，所述第二上層電流引線的寬度大于等于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的寬度的3倍且小于等于設(shè)計(jì)規(guī)則的最大寬度。
[0016]進(jìn)一步的，所述第一下層結(jié)構(gòu)和第二下層結(jié)構(gòu)均為條形。
[0017]進(jìn)一步的，所述第一下層結(jié)構(gòu)的寬度大于等于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的寬度的3倍且小于等于設(shè)計(jì)規(guī)則的最大寬度所述第二下層結(jié)構(gòu)的寬度大于等于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的寬度的3倍，且小于等于設(shè)計(jì)規(guī)則的最大寬度。
[0018]進(jìn)一步的，所述第一下層結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)規(guī)則的最小長(zhǎng)度，所述第二下層結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)規(guī)則的最小長(zhǎng)度。
[0019]進(jìn)一步的，所述上層結(jié)構(gòu)和下層結(jié)構(gòu)所在的互連層為相鄰的互連層或非相鄰的互連層。
[0020]進(jìn)一步的，所述上層結(jié)構(gòu)的材料為金屬或合金，所述下層結(jié)構(gòu)的材料為金屬或合金，所述通孔結(jié)構(gòu)的材料為金屬或合金。
[0021]進(jìn)一步的，所述電介質(zhì)的材料具有小于等于4.0的介電常數(shù)，所述電介質(zhì)的材料為二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或摻碳的氧化硅中的一種或幾種的組合。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023]本發(fā)明提供的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，該測(cè)試結(jié)構(gòu)具有第一上層電流引線和第二上層電流引線，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該測(cè)試結(jié)構(gòu)通過(guò)所述第一上層電流引線和第二上層電流引線提供電壓，避免電壓對(duì)第一下層結(jié)構(gòu)和第二下層結(jié)構(gòu)的直接影響，能準(zhǔn)確的測(cè)量上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的電遷移，從而保證上游結(jié)構(gòu)的電遷移分析的準(zhǔn)確性。
[0024]本發(fā)明提供的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，該測(cè)試結(jié)構(gòu)還可設(shè)置若干虛擬上層待測(cè)結(jié)構(gòu)，以保證制備的上層待測(cè)結(jié)構(gòu)與版圖設(shè)計(jì)中的相一致。
[0025]本發(fā)明提供的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，該測(cè)試結(jié)構(gòu)的所述第一下層結(jié)構(gòu)和第二下層結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度均為設(shè)計(jì)規(guī)則的最小長(zhǎng)度，以避免第一下層結(jié)構(gòu)和第二下層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)多的焦耳熱量，進(jìn)一步避免第一下層結(jié)構(gòu)和第二下層結(jié)構(gòu)失效，增加第一下層結(jié)構(gòu)和第二下層結(jié)構(gòu)的使用壽命。
[0026]本發(fā)明提供的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，該測(cè)試結(jié)構(gòu)的所述第一上層電流引線、第二上層電流引線、第一下層結(jié)構(gòu)和第二下層結(jié)構(gòu)的寬度均大于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的寬度，以避免所述第一上層電流引線、第二上層電流引線、第一下層結(jié)構(gòu)和第二下層結(jié)構(gòu)不會(huì)失效。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的上游結(jié)構(gòu)的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的剖面圖；
[0028]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的下游結(jié)構(gòu)的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的剖面圖；
[0029]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的上游結(jié)構(gòu)的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空洞的掃描圖片；
[0030]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0031]圖5為圖4沿剖開線A-A’的剖面圖；
[0032]圖6為現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明一實(shí)施例中互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)試結(jié)果的比較?！揪唧w實(shí)施方式】
[0033]下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0034]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。
[0035]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0036]本發(fā)明的核心思想在于，提供一種互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)包括第一下層結(jié)構(gòu)、第二下層結(jié)構(gòu)、第一上層電流引線、第二上層電流引線、條形的上層待測(cè)結(jié)構(gòu)、第一通孔結(jié)構(gòu)、第二通孔結(jié)構(gòu)、第三通孔結(jié)構(gòu)、第四通孔結(jié)構(gòu)以及電介質(zhì)，所述第一上層電流引線和第二上層電流引線用于為上層待測(cè)結(jié)構(gòu)提供電壓，從而真正反映上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的壽命。
[0037]請(qǐng)參考圖4和圖5，圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖5為圖4沿剖開線A-A’的剖面圖，在圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)表示等同于圖1中標(biāo)號(hào)。
[0038]上層結(jié)構(gòu)，包括第一上層電流引線133、第二上層電流引線134和條形的上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130，所述第一上層電流引線133和第二上層電流引線134用于為所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130提供電壓，由于設(shè)置了第一上層電流引線133和第二上層電流引線134，避免了施加電壓對(duì)第一下層結(jié)構(gòu)111和第二下層結(jié)構(gòu)112的影響，避免了圖3中的空洞，能真實(shí)反映Upstream結(jié)構(gòu)的電遷移測(cè)試。所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的長(zhǎng)度和寬度不做特別限制，但為了方便測(cè)試上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的電遷移，較佳的，上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的長(zhǎng)度大于等于100微米，優(yōu)選的長(zhǎng)度為200微米、400微米和800微米，上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的寬度為0.2微米?5微米，但并不做具體的限制，根據(jù)不同制程的最小設(shè)計(jì)尺寸而不同。其中，第一上層電流引線133和第二上層電流引線134的形狀不做具體的限制，可以為條形、圓形或不規(guī)則圖形，但為了方便工藝制備，在本實(shí)施例中，第一上層電流引線133和第二上層電流引線134均為條形，如圖4和圖5所示。較佳的，第一上層電流引線133的寬度大于等于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的寬度的3倍且小于等于設(shè)計(jì)規(guī)則的最大寬度，所述第二上層電流引線134的寬度大于等于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的寬度的3倍且小于等于設(shè)計(jì)規(guī)則的最大寬度，其中，設(shè)計(jì)規(guī)則(design rule)是指由于受制程及工藝生產(chǎn)的限制，在畫版圖時(shí)需要遵循的規(guī)則，包括長(zhǎng)度及寬度的最大值與最小值的規(guī)定，廣泛應(yīng)用于集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域。在本實(shí)施例中，上層結(jié)構(gòu)為頂層金屬互連，下層結(jié)構(gòu)為第六層金屬互連，所以相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)則為:頂層金屬互連的寬度的最大尺寸為2微米，第六層金屬互連的寬度的最大尺寸為2微米和長(zhǎng)度的最小尺寸為2.5微米。第一上層電流引線133和第二上層電流引線134的寬度大于上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的寬度時(shí)，能避免在施加電壓時(shí)第一上層電流引線133和第二上層電流引線134產(chǎn)生空洞，能延長(zhǎng)測(cè)試的時(shí)間。在本實(shí)施例中，第一上層電流引線133和第二上層電流引線134的寬度均等于設(shè)計(jì)規(guī)則的最大寬度，以達(dá)到最佳的延長(zhǎng)測(cè)試的時(shí)間的效果。
[0039]較佳的，所述上層結(jié)構(gòu)還包括若干條形的虛擬上層待測(cè)結(jié)構(gòu)135，所述若干虛擬上層待測(cè)結(jié)構(gòu)135分別位于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的條形長(zhǎng)邊的兩側(cè)，并通過(guò)所述電介質(zhì)絕緣間隔，如圖4所示。由于設(shè)置了虛擬上層待測(cè)結(jié)構(gòu)135，使得制備上層待測(cè)結(jié)構(gòu)時(shí)，如光刻和刻蝕過(guò)程中，制備的上層待測(cè)結(jié)構(gòu)與版圖設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)的相一致。較佳的，所述虛擬上層待測(cè)結(jié)構(gòu)135的寬度和長(zhǎng)度均與所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的寬度和長(zhǎng)度相同，以保證制備過(guò)程的準(zhǔn)確性。
[0040]下層結(jié)構(gòu)，包括第一下層結(jié)構(gòu)111和第二下層結(jié)構(gòu)112，用于向上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130導(dǎo)通電流。其中，第一下層結(jié)構(gòu)111和第二下層結(jié)構(gòu)112的形狀不做具體的限制，可以為條形、圓形或不規(guī)則圖形，但為了方便工藝制備，在本實(shí)施例中，第一下層結(jié)構(gòu)111和第二下層結(jié)構(gòu)112均為條形，如圖4和圖5所示。較佳的，第一下層結(jié)構(gòu)111的寬度大于等于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的寬度的3倍且小于等于設(shè)計(jì)規(guī)則的最大寬度，所述第二下層結(jié)構(gòu)112的寬度大于等于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的寬度的3倍且小于等于設(shè)計(jì)規(guī)則的最大寬度。第一下層結(jié)構(gòu)111和第二下層結(jié)構(gòu)112的寬度大于上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的寬度時(shí)，能避免在施加電壓時(shí)第一下層結(jié)構(gòu)111和第二下層結(jié)構(gòu)112產(chǎn)生空洞，能延長(zhǎng)測(cè)試的時(shí)間。在本實(shí)施例中，第一下層結(jié)構(gòu)111和第二下層結(jié)構(gòu)112的寬度均等于設(shè)計(jì)規(guī)則的最大寬度，以達(dá)到最佳的延長(zhǎng)測(cè)試的時(shí)間的效果。較佳的，所述第一下層結(jié)構(gòu)111和第二下層結(jié)構(gòu)112的長(zhǎng)度越短越好，因?yàn)楫?dāng)?shù)谝幌聦咏Y(jié)構(gòu)111和第二下層結(jié)構(gòu)112較短時(shí)，第一下層結(jié)構(gòu)111和第二下層結(jié)構(gòu)112產(chǎn)生的焦耳熱量少，有益于提高第一下層結(jié)構(gòu)111和第二下層結(jié)構(gòu)112的壽命，在本實(shí)施例中，第一下層結(jié)構(gòu)111和第二下層結(jié)構(gòu)112的長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)規(guī)則的最小長(zhǎng)度，以達(dá)到最佳的延長(zhǎng)壽命的有益效果，但第一下層結(jié)構(gòu)111和第二下層結(jié)構(gòu)112的長(zhǎng)度并不限于設(shè)計(jì)規(guī)則的最小長(zhǎng)度，如小于測(cè)試結(jié)構(gòu)即可。
[0041]在本實(shí)施例中，所述上層結(jié)構(gòu)和下層結(jié)構(gòu)所在的互連層為相鄰的互連層，在本實(shí)施例中，上層結(jié)構(gòu)為頂層金屬互連，下層結(jié)構(gòu)為第六層金屬互連，但上層結(jié)構(gòu)和下層結(jié)構(gòu)所在的互連層為非相鄰的互連層亦可。例如，上層結(jié)構(gòu)為第二層金屬互連、下層結(jié)構(gòu)為第一層金屬互連，上層結(jié)構(gòu)為第六層金屬互連、下層結(jié)構(gòu)為第五層金屬互連，上層結(jié)構(gòu)為第六層金屬互連、下層結(jié)構(gòu)為第四層金屬互連，只要上層結(jié)構(gòu)位于下層結(jié)構(gòu)上方，亦在本發(fā)明的思想范圍之內(nèi)。
[0042]通孔結(jié)構(gòu)，包括第一通孔結(jié)構(gòu)121、第二通孔結(jié)構(gòu)122、第三通孔結(jié)構(gòu)123和第四通孔結(jié)構(gòu)124，用于實(shí)現(xiàn)上層結(jié)構(gòu)與下層結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)通。其中，所述第一上層電流引線133通過(guò)第一通孔結(jié)構(gòu)121與第一下層結(jié)構(gòu)111的一端連接，所述第一下層結(jié)構(gòu)111的另一端通過(guò)第二通孔結(jié)構(gòu)122與所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的一端連接，所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130的另一端通過(guò)第三通孔結(jié)構(gòu)123與第二下層結(jié)構(gòu)112 —端連接，所述第二下層結(jié)構(gòu)112的另一端通過(guò)第四通孔結(jié)構(gòu)124與第二上層電流引線134—端連接。通孔結(jié)構(gòu)的橫截面積的形狀不做限制，一般為圓形或方形。
[0043]所述上層結(jié)構(gòu)、下層結(jié)構(gòu)和通孔結(jié)構(gòu)的材料可以為金屬或合金，如金屬銅、金屬鋁或銅鋁合金，一般的，上層結(jié)構(gòu)、下層結(jié)構(gòu)和通孔結(jié)構(gòu)的材料相同，但也可以不同，如下層結(jié)構(gòu)的材料為金屬銅，上層結(jié)構(gòu)和通孔結(jié)構(gòu)的材料為金屬鋁。
[0044]電介質(zhì)111，所述第一下層結(jié)構(gòu)111、第二下層結(jié)構(gòu)112、第一上層電流引線133、第二上層電流引線134、上層待測(cè)結(jié)構(gòu)130和通孔結(jié)構(gòu)通過(guò)所述電介質(zhì)絕緣間隔。較佳的，所述電介質(zhì)的材料具有小于等于4.0的介電常數(shù)，其中，所述電介質(zhì)的材料可以為二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或摻碳的氧化硅中的一種或幾種的組合，但并不限于上述幾種材料。
[0045]圖6為現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明一實(shí)施例中互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)試結(jié)果的比較，如圖6所示，橫坐標(biāo)為失效時(shí)間，縱坐標(biāo)為累積失效分布。其中，三角形的數(shù)據(jù)(a組)表示現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)試結(jié)構(gòu)的失效時(shí)間，正方形的數(shù)據(jù)(b組)表示本發(fā)明一實(shí)施例中測(cè)試結(jié)構(gòu)的失效時(shí)間，圓形的數(shù)據(jù)(c組)表示真實(shí)的上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的失效時(shí)間，由圖6可以看出，b組數(shù)據(jù)基本與c組數(shù)據(jù)重合，不論是b組數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值還是b組數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分布形狀均與c組數(shù)據(jù)相符，這說(shuō)明發(fā)明一實(shí)施例中測(cè)試結(jié)構(gòu)能夠準(zhǔn)確的反映上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的失效時(shí)間。由表I可以看出，a組數(shù)據(jù)的失效時(shí)間為1.19h，這說(shuō)明此時(shí)的空洞產(chǎn)生于圖3所示位置，所以現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)試結(jié)構(gòu)的不能真實(shí)的反映上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的失效時(shí)間，b組數(shù)據(jù)基本與c組數(shù)據(jù)的失效時(shí)間分別為24.86h和24.46h，兩組數(shù)據(jù)基本相同，說(shuō)明此時(shí)的空洞產(chǎn)生上層待測(cè)結(jié)構(gòu)，能夠準(zhǔn)確的反映上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的失效時(shí)間。所以發(fā)明一實(shí)施例中測(cè)試結(jié)構(gòu)能準(zhǔn)確評(píng)估上游結(jié)構(gòu)的電遷移，從而保證上游結(jié)構(gòu)的電遷移分析的準(zhǔn)確性。
[0046]表1
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括: 下層結(jié)構(gòu)，包括第一下層結(jié)構(gòu)和第二下層結(jié)構(gòu)； 上層結(jié)構(gòu)，位于所述下層結(jié)構(gòu)上，所述上層結(jié)構(gòu)包括第一上層電流引線、第二上層電流引線和條形的上層待測(cè)結(jié)構(gòu)，所述第一上層電流引線和第二上層電流引線用于為所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)提供電壓； 通孔結(jié)構(gòu)，包括第一通孔結(jié)構(gòu)、第二通孔結(jié)構(gòu)、第三通孔結(jié)構(gòu)和第四通孔結(jié)構(gòu)，其中，所述第一上層電流引線通過(guò)第一通孔結(jié)構(gòu)與第一下層結(jié)構(gòu)的一端連接，所述第一下層結(jié)構(gòu)的另一端通過(guò)第二通孔結(jié)構(gòu)與所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的一端連接，所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的另一端通過(guò)第三通孔結(jié)構(gòu)與第二下層結(jié)構(gòu)一端連接，所述第二下層結(jié)構(gòu)的另一端通過(guò)第四通孔結(jié)構(gòu)與第二上層電流引線一端連接；以及 電介質(zhì)，所述第一下層結(jié)構(gòu)、第二下層結(jié)構(gòu)、第一上層電流引線、第二上層電流引線、上層待測(cè)結(jié)構(gòu)和通孔結(jié)構(gòu)通過(guò)所述電介質(zhì)絕緣間隔。
2.如權(quán)利要求1所述的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上層結(jié)構(gòu)還包括若干條形的虛擬上層待測(cè)結(jié)構(gòu)，所述若干虛擬上層待測(cè)結(jié)構(gòu)分別位于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的條形長(zhǎng)邊的兩側(cè)，所述若干虛擬上層待測(cè)結(jié)構(gòu)并通過(guò)所述電介質(zhì)與所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)絕緣間隔。
3.如權(quán)利要求2所述的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述虛擬上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的寬度和長(zhǎng)度均與所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的寬度和長(zhǎng)度相同。
4.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度大于等于100微米，寬度為0.2微米~5微米。
5.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一上層電流引線和第二上層電流引線均為條形。
6.如權(quán)利要求5所述的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一上層電流引線的寬度大于等于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的寬度的3倍且小于等于設(shè)計(jì)規(guī)則的最大寬度，所述第二上層電流引線的寬度大于等于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的寬度的3倍且小于等于設(shè)計(jì)規(guī)則的最大寬度。
7.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一下層結(jié)構(gòu)和第二下層結(jié)構(gòu)均為條形。
8.如權(quán)利要求7所述的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一下層結(jié)構(gòu)的寬度大于等于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的寬度的3倍且小于等于設(shè)計(jì)規(guī)則的最大寬度所述第二下層結(jié)構(gòu)的寬度大于等于所述上層待測(cè)結(jié)構(gòu)的寬度的3倍，且小于等于設(shè)計(jì)規(guī)則的最大寬度。
9.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一下層結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)規(guī)則的最小長(zhǎng)度，所述第二下層結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)規(guī)則的最小長(zhǎng)度。
10.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上層結(jié)構(gòu)和下層結(jié)構(gòu)所在的互連層為相鄰的互連層或非相鄰的互連層。
11.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上層結(jié)構(gòu)的材料為金屬或合金， 所述下層結(jié)構(gòu)的材料為金屬或合金，所述通孔結(jié)構(gòu)的材料為金屬或合金。
12.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電介質(zhì)的材料具有小于等于4.0的介電常數(shù)，所述電介質(zhì)的材料為二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或摻碳的氧化硅中的一種或幾`種的組合。
【文檔編號(hào)】G01R31/28GK103681620SQ201210328711
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月6日
【發(fā)明者】鄭雅文 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司