本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，集成電路元件的尺寸也持續(xù)收縮，在半導(dǎo)體工藝的后段工藝(BEOL)中通常采用金屬互連層結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)電連接。

而應(yīng)力遷移(Stress Migration，SM)是評(píng)價(jià)BEOL中金屬互連層結(jié)構(gòu)可靠性的重要測(cè)試項(xiàng)目之一。通常，所述金屬互連層結(jié)構(gòu)包括：兩層以上的金屬互連層，每層金屬互連層中包括若干條金屬互連線，若干金屬互連線間填充有介電材料予以隔離，上下相鄰的金屬互連層結(jié)構(gòu)之間也利用介電材料予以隔離，上下相鄰的金屬互連線通過(guò)通孔相連。由于金屬互連線與介電材料的熱膨脹系數(shù)差異相當(dāng)大，因此當(dāng)多層金屬互連層結(jié)構(gòu)的金屬互連線所處的環(huán)境的溫度產(chǎn)生較大的變化時(shí)，金屬互連線與介電材料所受到的熱應(yīng)力差異也非常大，而使所述金屬互連層結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生了所謂的應(yīng)力遷移，在晶粒邊界處會(huì)形成很對(duì)空洞甚至出現(xiàn)開(kāi)路。

同時(shí)，在金屬互連層結(jié)構(gòu)中，還容易出現(xiàn)金屬互連線的分層(Delamination)現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)金屬互連線分層現(xiàn)象，將會(huì)導(dǎo)致金屬互連線與周圍無(wú)電連接的其他金屬互連線(包括同層或者上下相鄰層的無(wú)電連接的其他金屬互連線)之間造成短路連通，影響器件正常工作。然而，目前，針對(duì)金屬互連線是否分層現(xiàn)象只能通過(guò)后續(xù)的物理特性分析和高溫壽命測(cè)試(HTOL)去檢測(cè)。

因此，還沒(méi)有一種半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)既能夠?qū)崿F(xiàn)SM監(jiān)測(cè)，又能夠檢測(cè)金屬互連線是否分層現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種新的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，既可實(shí)現(xiàn)SM監(jiān)測(cè)，又能夠檢測(cè)金屬互連線是否分層現(xiàn)象。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題及相關(guān)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括N層金屬互連層結(jié)構(gòu)、通孔結(jié)構(gòu)、至少一個(gè)單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)以及兩個(gè)測(cè)試端；

每層金屬互連層結(jié)構(gòu)包括若干條金屬互連線；

所述通孔結(jié)構(gòu)用于電連接上下相鄰層的所述金屬互連線；

在兩個(gè)所述測(cè)試端之間，所有的所述金屬互連線、通孔結(jié)構(gòu)以及單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)之間形成一條回路；

其中，N為大于或等于2的整數(shù)。

進(jìn)一步的，在所述的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，每層金屬互連結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)端口，所述單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)分別連接上下相鄰的所述金屬互連層結(jié)構(gòu)的一個(gè)端口；兩個(gè)所述測(cè)試端分別連接底層金屬互連層結(jié)構(gòu)和頂層金屬互連層結(jié)構(gòu)的另一個(gè)端口。

可選的，在所述的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，所述單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)為單個(gè)二極管或者多個(gè)串聯(lián)的二極管。

可選的，在所述的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)包括上、下兩層金屬互連層結(jié)構(gòu)；上層金屬互連層結(jié)構(gòu)包括第一上層金屬互連線、第二上層金屬互連線和第三上層金屬互連線；下層金屬互連層結(jié)構(gòu)包括第一下層金屬互連線、第二下層金屬互連線和第三下層金屬互連線。

進(jìn)一步的，在所述的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，所述第一下層金屬互連線和第一上層金屬互連線排列成多第一條形結(jié)構(gòu)，所述第一條形結(jié)構(gòu)在第一方向延伸，在每一第一條形結(jié)構(gòu)中，多個(gè)所述第一下層金屬互連線和多個(gè)第一上層金屬互連線通過(guò)所述通孔結(jié)構(gòu)依次首尾連接，且每一第一條形結(jié)構(gòu)的兩端均為第一下層金屬互連線，多第一條形結(jié)構(gòu)通過(guò)所述第三下層金屬互連線連接呈第一蛇形結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，在所述的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，所述第二上層金屬互連線和第二下層金屬互連線排列成多第二條形結(jié)構(gòu)，所述第二條形結(jié)構(gòu)在第二方向延伸，在每一第二條形結(jié)構(gòu)中，多個(gè)所述第二上層金屬互連線和多個(gè)第二下層金屬互連線通過(guò)所述通孔結(jié)構(gòu)依次首尾連接，且每一第二條形結(jié)構(gòu)的兩端均為第二上層金屬互連線，多第二條形結(jié)構(gòu)通過(guò)所述第三上層金屬互連線連接呈第二蛇形結(jié)構(gòu)。

可選的，在所述的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，所述多第一條形結(jié)構(gòu)和多第二條形結(jié)構(gòu)均等間距排列。

可選的，在所述的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，所述第一方向和第二方向相垂直。

可選的，在所述的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，所述第一蛇形結(jié)構(gòu)的一端與第二蛇形結(jié)構(gòu)的一端通過(guò)所述單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)連接。

可選的，在所述的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，所述第一蛇形結(jié)構(gòu)的另一端連接一測(cè)試端，所述第二蛇形結(jié)構(gòu)的另一端連接另一測(cè)試端。

可選的，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)呈方形或者長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)。

可選的，在所述的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)所述測(cè)試端分別連接兩個(gè)焊盤，其中一測(cè)試端連接第一施加焊盤(F+)和第一感應(yīng)焊盤(S+)；另一測(cè)試端連接第二施加焊盤(F-)和第二感應(yīng)焊盤(S-)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)包括N層金屬互連層結(jié)構(gòu)、通孔結(jié)構(gòu)、至少一個(gè)單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)以及兩個(gè)測(cè)試端；每層金屬互連層結(jié)構(gòu)包括若干條金屬互連線；所述通孔結(jié)構(gòu)用于電連接上下相鄰層的所述金屬互連線；在兩個(gè)所述測(cè)試端之間，所有的所述金屬互連線、通孔結(jié)構(gòu)以及單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)之間形成一條回路；其中，N為大于或等于2的整數(shù)。因此，在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，首先通過(guò)兩個(gè)測(cè)試端可以使所述單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)處于反向截止?fàn)顟B(tài)，則所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)處于不導(dǎo)通狀態(tài)，然后，再觀察兩個(gè)所述測(cè)試端的電性情況，如果所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)處于短路狀態(tài)(如所述測(cè)試端有電流情況)，則說(shuō)明所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，導(dǎo)致所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了無(wú)電連接的金屬互連線間的短路情況。當(dāng)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分層現(xiàn)象時(shí)，則反映出半導(dǎo)體制程線上后段制程出現(xiàn)問(wèn)題；如果所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)處于開(kāi)路狀態(tài)(如所述測(cè)試端無(wú)電流情況)，則說(shuō)明所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)沒(méi)有出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

于是，當(dāng)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)沒(méi)有出現(xiàn)分層現(xiàn)象時(shí)，便可接著通過(guò)兩個(gè)所述測(cè)試端使所述單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)處于正向?qū)顟B(tài)，使所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電連接，通過(guò)兩個(gè)所述測(cè)試端進(jìn)行SM監(jiān)測(cè)。并且，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)可以在進(jìn)行完不同環(huán)境下的SM監(jiān)測(cè)后，重復(fù)檢測(cè)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)是否有分層現(xiàn)象，進(jìn)一步提高所述增強(qiáng)了半導(dǎo)體后段工藝監(jiān)測(cè)的靈敏度。因此，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)既可以進(jìn)行SM監(jiān)測(cè)，又可以進(jìn)行是否分層現(xiàn)象的檢測(cè)，從而增強(qiáng)了半導(dǎo)體后段工藝監(jiān)測(cè)的靈敏度。

進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)包括上、下兩層金屬互連層結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)呈第一蛇形結(jié)構(gòu)和第二蛇型結(jié)構(gòu)嵌套分布。這樣，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的SM監(jiān)測(cè)敏感度大大提升；有效提高了切割道面積的利用率；而且線上缺陷掃描能快速偵測(cè)到弱點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為一種半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1，為一種半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的示意圖，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)為蛇形結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)包括上、下兩層金屬互連層結(jié)構(gòu)和通孔結(jié)構(gòu)，下層金屬互連層結(jié)構(gòu)包括若干條第一下層金屬互連線11，上層金屬互連層結(jié)構(gòu)包括若干條第一上層金屬互連線121和第二上層金屬互連線122，所述第一下層金屬互連線11和第一上層金屬互連線121排列成多個(gè)第一條形結(jié)構(gòu)，所述第一條形結(jié)構(gòu)在第一方向(水平方向)延伸，在每一第一條形結(jié)構(gòu)中，多個(gè)所述第一下層金屬互連線11和多個(gè)第一上層金屬互連線121通過(guò)所述通孔結(jié)構(gòu)13依次首尾連接，且每一第一條形結(jié)構(gòu)的兩端均為第一上層金屬互連線121，多個(gè)第一條形結(jié)構(gòu)通過(guò)所述第二上層金屬互連線122連接呈蛇形結(jié)構(gòu)。

通常，采用開(kāi)爾文四端測(cè)試法(圖1中的測(cè)試端的示意圖省略)對(duì)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行SM監(jiān)測(cè)，具體的，SM監(jiān)測(cè)會(huì)對(duì)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)執(zhí)行高溫烘烤，通過(guò)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的阻值變化來(lái)評(píng)價(jià)應(yīng)力遷移狀況。例如在烘烤前、烘烤了168小時(shí)、500小時(shí)及1000小時(shí)時(shí)，分別測(cè)試所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的阻值變化，即可知曉所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的應(yīng)力遷移的情況，從而判斷所形成的金屬互連層結(jié)構(gòu)的可靠性。

然而，上述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)只能進(jìn)行SM監(jiān)測(cè)，對(duì)所述第一下層金屬互連線11、第一上層金屬互連線121或第二上層金屬互連線122的分層現(xiàn)象卻無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)；并且，上述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中的第一下層金屬互連線11和第一上層金屬互連線121僅呈現(xiàn)一個(gè)方向(一維)分布，其應(yīng)力并不集中，難以準(zhǔn)確的反映出實(shí)際半導(dǎo)體器件中的應(yīng)力集中情況。

于是，發(fā)明人通過(guò)研究，提出一種新的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括N層金屬互連層結(jié)構(gòu)、通孔結(jié)構(gòu)、至少一個(gè)單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)以及兩個(gè)測(cè)試端；

每層金屬互連層結(jié)構(gòu)包括若干條金屬互連線；

所述通孔結(jié)構(gòu)用于電連接上下相鄰層的所述金屬互連線；

在兩個(gè)所述測(cè)試端之間，所有的所述金屬互連線、通孔結(jié)構(gòu)以及單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)之間形成一條回路；

其中，N為大于或等于2的整數(shù)。

本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)包括N層金屬互連層結(jié)構(gòu)、通孔結(jié)構(gòu)、至少一個(gè)單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)以及兩個(gè)測(cè)試端；每層金屬互連層結(jié)構(gòu)包括若干條金屬互連線；所述通孔結(jié)構(gòu)用于電連接上下相鄰層的所述金屬互連線；在兩個(gè)所述測(cè)試端之間，所有的所述金屬互連線、通孔結(jié)構(gòu)以及單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)之間形成一條回路；其中，N為大于或等于2的整數(shù)。因此，在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，首先通過(guò)兩個(gè)測(cè)試端可以使所述單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)處于反向截止?fàn)顟B(tài)，則所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)處于不導(dǎo)通狀態(tài)，然后，再觀察兩個(gè)所述測(cè)試端的電性情況，如果所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)處于短路狀態(tài)(如所述測(cè)試端有電流情況)，則說(shuō)明所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，導(dǎo)致所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了無(wú)電連接的金屬互連線間的短路情況。當(dāng)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分層現(xiàn)象時(shí)，則反映出半導(dǎo)體制程線上后段制程出現(xiàn)問(wèn)題。如果所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)處于開(kāi)路狀態(tài)(如所述測(cè)試端無(wú)電流情況)，則說(shuō)明所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)沒(méi)有出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

于是，當(dāng)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)沒(méi)有出現(xiàn)分層現(xiàn)象時(shí)，便可接著通過(guò)兩個(gè)所述測(cè)試端使所述單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)處于正向?qū)顟B(tài)，使所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電連接，通過(guò)兩個(gè)所述測(cè)試端進(jìn)行SM監(jiān)測(cè)。并且，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)可以在進(jìn)行完不同烘烤時(shí)間的SM監(jiān)測(cè)后，重復(fù)檢測(cè)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)是否有分層現(xiàn)象，進(jìn)一步增強(qiáng)了半導(dǎo)體后段工藝監(jiān)測(cè)的靈敏度。因此，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)既可以進(jìn)行SM監(jiān)測(cè)，又可以進(jìn)行是否分層現(xiàn)象的檢測(cè)。

下面將結(jié)合示意圖對(duì)本實(shí)用新型的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本實(shí)用新型的優(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實(shí)用新型，而仍然實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的有利效果。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)本實(shí)用新型的限制。

在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本實(shí)用新型。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的優(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)明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。

以下列舉所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，以清楚說(shuō)明本實(shí)用新型的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)明確的是，本實(shí)用新型的內(nèi)容并不限制于以下實(shí)施例，其他通過(guò)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的常規(guī)技術(shù)手段的改進(jìn)亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。

請(qǐng)參閱圖2和圖3，為本實(shí)施例中提供的一種半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)圖和俯視結(jié)構(gòu)示意圖，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)包括N層金屬互連層結(jié)構(gòu)、通孔結(jié)構(gòu)、至少一個(gè)單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)以及兩個(gè)測(cè)試端，每層金屬互連層結(jié)構(gòu)包括若干條金屬互連線，所述通孔結(jié)構(gòu)用于電連接上下相鄰層的所述金屬互連線，在兩個(gè)所述測(cè)試端之間，所有的所述金屬互連線、通孔結(jié)構(gòu)以及單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)之間形成一條回路，其中，N為大于或等于2的整數(shù)。所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)可以為但不限于呈方形或者長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)，每層金屬互連結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)端口，所述單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)分別連接上下相鄰的所述金屬互連層結(jié)構(gòu)的一個(gè)端口；兩個(gè)所述測(cè)試端分別連接其中任意兩層的所述金屬互連層結(jié)構(gòu)的另一個(gè)端口，如：兩個(gè)所述測(cè)試端分別連接底層金屬互連層結(jié)構(gòu)和頂層金屬互連層結(jié)構(gòu)的另一個(gè)端口。較佳的，在本實(shí)施列中，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)包括上、下兩層金屬互連層結(jié)構(gòu)，在其他實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)還可以包括若干層金屬互連層結(jié)構(gòu)。

具體的，在本實(shí)施例中，下層金屬互連層結(jié)構(gòu)的下層金屬互連線呈二維分布，所述下層金屬互連層結(jié)構(gòu)包括第一下層金屬互連線211、第二下層金屬互連線212和第三下層金屬互連線213；上層金屬互連層結(jié)構(gòu)的上層金屬互連線也呈二維分布，所述上層金屬互連層結(jié)構(gòu)包括第一上層金屬互連線212、第二上層金屬互連線222和第三上層金屬互連線223。為了使所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)更加緊湊，應(yīng)力更加集中，第一下層金屬互連線211和所述第一上層金屬互連線221排列成多個(gè)第一條形結(jié)構(gòu)，所述第一條形結(jié)構(gòu)在第一方向延伸，在每一第一條形結(jié)構(gòu)中，多個(gè)所述第一下層金屬互連線211和多個(gè)所述第一上層金屬互連線221通過(guò)所述通孔結(jié)構(gòu)23依次首尾連接，且每一第一條形結(jié)構(gòu)的兩端均為第一下層金屬互連線211，多個(gè)第一條形結(jié)構(gòu)通過(guò)所述第三下層金屬互連線213連接呈第一蛇形結(jié)構(gòu)；所述第二上層金屬互連線222和第二下層金屬互連線212排列成多個(gè)第二條形結(jié)構(gòu)，所述第二條形結(jié)構(gòu)在第二方向延伸，在每一第二條形結(jié)構(gòu)中，多個(gè)所述第二上層金屬互連222線和多個(gè)第二下層金屬互連線212通過(guò)所述通孔結(jié)構(gòu)23依次首尾連接，且每一第二條形結(jié)構(gòu)的兩端均為第二上層金屬互連線222，多第二條形結(jié)構(gòu)通過(guò)所述第三上層金屬互連線223連接呈第二蛇形結(jié)構(gòu)，并且，所述多個(gè)第一條形結(jié)構(gòu)和多個(gè)第二條形結(jié)構(gòu)均等間距排列。所述第一方向(水平方向)和第二方向(垂直方向)相垂直。

進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)還包括至少一個(gè)單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)24，所述單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)24只要能夠?qū)崿F(xiàn)單向電路導(dǎo)通的功能即可，如可以為一個(gè)二極管24或者多個(gè)串聯(lián)的二極管24，本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)包括一個(gè)單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)24，以所述單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)24為一個(gè)二極管(PN結(jié))24為例。如圖2和圖3所示，將所述第一蛇形結(jié)構(gòu)的一端A1與第二蛇形結(jié)構(gòu)的一端B1通過(guò)所述二極管24連接(可以將所述第一蛇形結(jié)構(gòu)的一端A1連接所述二極管24的正極，第二蛇形結(jié)構(gòu)的一端B1連接所述二極管24的負(fù)極)。于是，將所述第一蛇形結(jié)構(gòu)的另一端A2連接一測(cè)試端，所述第二蛇形結(jié)構(gòu)的另一端B2連接另一測(cè)試端。

通常，采用開(kāi)爾文四端法對(duì)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，因此，本實(shí)施例中，兩個(gè)所述測(cè)試端分別連接兩個(gè)焊盤，如，所述第一蛇形結(jié)構(gòu)的另一端A2連接的測(cè)試端作為第一測(cè)試端，所述第一測(cè)試端連接第一施加焊盤(Force，F(xiàn)+)和第一感知焊盤(Sense，S+)；所述第二蛇形結(jié)構(gòu)的另一端B2連接的另一測(cè)試端作為第二測(cè)試端，所述第二測(cè)試端連接第二施加焊盤(F-)和第二感知焊盤(S-)，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉的，在此不做贅述。

為了更加清楚的說(shuō)明本實(shí)施例中半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的有益效果，現(xiàn)對(duì)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的具體工作原理進(jìn)行詳細(xì)的解釋。

所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)既可以進(jìn)行SM監(jiān)測(cè)，還可以進(jìn)行分層現(xiàn)象的檢測(cè)。

具體的，首先，在所述第一施加焊盤(F+)和第二施加焊盤(F-)上施加反向電壓，使所述二極管24處于反向截止?fàn)顟B(tài)，則在兩個(gè)所述測(cè)試端之間，所有的所述金屬互連線(包括第一下層金屬互連線211、第二下層金屬互連線212、第三金屬互連線213和第一上層金屬互連線221、第二上層金屬互連線222、第三上層金屬互連線223)、通孔結(jié)構(gòu)23以及單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)24之間形成的回路是不導(dǎo)通的，通過(guò)所述第一感知焊盤(S+)和第二感知焊盤(S-)檢測(cè)是否有電流。當(dāng)所述第一感知焊盤(S+)和第二感知焊盤(S-)檢測(cè)到電流時(shí)(即所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)處于短路狀態(tài))，則說(shuō)明所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)分層現(xiàn)象，則將影響所形成的金屬互連層結(jié)構(gòu)的可靠性。當(dāng)所述第一感知焊盤(S+)和第二感知焊盤(S-)檢測(cè)不到電流時(shí)(即所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)處于開(kāi)路狀態(tài))，則說(shuō)明所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中沒(méi)有分層現(xiàn)象。

當(dāng)檢測(cè)到所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中沒(méi)有分層現(xiàn)象時(shí)，接下來(lái)，就可以進(jìn)行SM監(jiān)測(cè)了。接著，在所述第一施加焊盤(F+)和第二施加焊盤(F-)上再施加正向電壓，使所述二極管24處于正向?qū)顟B(tài)，這樣，在兩個(gè)所述測(cè)試端之間，所有的所述金屬互連線、通孔結(jié)構(gòu)23以及單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)24之間形成的回路都是連通的，可以進(jìn)行SM監(jiān)測(cè)。詳細(xì)的，如SM監(jiān)測(cè)通常會(huì)在烘烤前測(cè)試所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的阻值，然后，將所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)烘烤168小時(shí)后，再測(cè)試所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的阻值，通過(guò)前后阻值變化情況去判斷所述半導(dǎo)測(cè)試結(jié)構(gòu)的應(yīng)力遷移狀況。并且，在對(duì)烘烤完168小時(shí)的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行完SM監(jiān)測(cè)后，還可以重復(fù)檢測(cè)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)分層現(xiàn)象，然后，再進(jìn)行烘烤下一時(shí)間段(如烘烤500小時(shí)或1000小時(shí)等)的SM監(jiān)測(cè)，SM監(jiān)測(cè)后，同樣可以繼續(xù)檢測(cè)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)分層現(xiàn)象。這樣，可以檢測(cè)在不同環(huán)境下的所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

綜上，本實(shí)施例的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)不僅可以進(jìn)行SM監(jiān)測(cè)，還可以檢測(cè)分層現(xiàn)象。并且，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)呈嵌套式的蛇形結(jié)構(gòu)(即第一蛇形結(jié)構(gòu)和第二蛇形結(jié)構(gòu)嵌套在一起)，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)非常緊湊，應(yīng)力很集中，更加有利于檢測(cè)金屬互連線是否分層的現(xiàn)象，從而提高所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的SM監(jiān)測(cè)敏感度大大提升；有效提高了切割道面積的利用率；而且線上缺陷掃描能快速偵測(cè)到弱點(diǎn)。

綜上，本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)包括N層金屬互連層結(jié)構(gòu)、通孔結(jié)構(gòu)、至少一個(gè)單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)以及兩個(gè)測(cè)試端；每層金屬互連層結(jié)構(gòu)包括若干條金屬互連線；所述通孔結(jié)構(gòu)用于電連接上下相鄰層的所述金屬互連線；在兩個(gè)所述測(cè)試端之間，所有的所述金屬互連線、通孔結(jié)構(gòu)以及單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)之間形成一條回路；其中，N為大于或等于2的整數(shù)。因此，在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，首先通過(guò)兩個(gè)測(cè)試端可以使所述單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)處于反向截止?fàn)顟B(tài)，則所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)處于不導(dǎo)通狀態(tài)，然后，再觀察兩個(gè)所述測(cè)試端的電性情況，如果所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)處于短路狀態(tài)(如所述測(cè)試端有電流情況)，則說(shuō)明所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，導(dǎo)致所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了無(wú)電連接的金屬互連線間的短路情況。當(dāng)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分層現(xiàn)象時(shí)，則反映出半導(dǎo)體制程線上后段制程出現(xiàn)問(wèn)題；如果所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)處于開(kāi)路狀態(tài)(如所述測(cè)試端無(wú)電流情況)，則說(shuō)明所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)沒(méi)有出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

于是，當(dāng)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)沒(méi)有出現(xiàn)分層現(xiàn)象時(shí)，便可接著通過(guò)兩個(gè)所述測(cè)試端使所述單向?qū)娐方Y(jié)構(gòu)處于正向?qū)顟B(tài)，使所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電連接，通過(guò)兩個(gè)所述測(cè)試端進(jìn)行SM監(jiān)測(cè)。并且，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)可以在進(jìn)行完不同環(huán)境下的SM監(jiān)測(cè)后，重復(fù)檢測(cè)所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)是否有分層現(xiàn)象，進(jìn)一步增強(qiáng)了半導(dǎo)體后段工藝監(jiān)測(cè)的靈敏度。因此，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)既可以進(jìn)行SM監(jiān)測(cè)，又可以進(jìn)行是否分層現(xiàn)象的檢測(cè)。

進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)包括上、下兩層金屬互連層結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)呈第一蛇形結(jié)構(gòu)和第二蛇型結(jié)構(gòu)嵌套分布。這樣，所述半導(dǎo)體可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)的SM監(jiān)測(cè)敏感度大大提升；有效提高了切割道面積的利用率；而且線上缺陷掃描能快速偵測(cè)到弱點(diǎn)。

顯然，在上述實(shí)施例中僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，因此，上述實(shí)施例并不用以限制本實(shí)用新型。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。