金屬電遷移測試結(jié)構(gòu)以及金屬電遷移測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造及測試領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種金屬電迀移測試結(jié)構(gòu)以及金屬電迀移測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的金屬電迀移測試結(jié)構(gòu)僅應(yīng)用于常規(guī)失效測試，偵測參數(shù)為金屬互連結(jié)構(gòu)的電阻。目前的測試結(jié)構(gòu)如圖1所示，當(dāng)該結(jié)構(gòu)某個位置在應(yīng)力作用下出現(xiàn)缺陷，導(dǎo)致電阻變化達(dá)到一定量時，即可認(rèn)定該結(jié)構(gòu)失效。
[0003]但是，由于電迀移失效有可能發(fā)生在金屬互連線的不同位置，后續(xù)還需要通過失效分析定位不同實(shí)效模式，耗時費(fèi)力。如圖2所示，不同失效位置A、B、C、D、E、F、G反映不同工藝步驟的影響，為工藝改善提供方向。
[0004]根據(jù)圖1所示的現(xiàn)有測試結(jié)構(gòu)進(jìn)行按照現(xiàn)有技術(shù)的測試流程進(jìn)行測試，則該測試結(jié)構(gòu)只能完成金屬互連可靠性測試，無法給出相應(yīng)的失效模式，需要失效分析來確定失效模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，設(shè)計(jì)新型的測試結(jié)構(gòu)搭配測試方法，可用于偵測金屬在電迀移作用下產(chǎn)生缺陷的位置，用于金屬互連可靠性的快速檢測和分析，能夠?qū)に囍瞥虒?dǎo)致的金屬連線的互連可靠性問題進(jìn)行快速有效的檢測。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種金屬電迀移測試結(jié)構(gòu)，用于測試金屬互連結(jié)構(gòu)的缺陷位置，
[0007]其中，所述金屬互連結(jié)構(gòu)包括:布置在第一金屬布線層中的第一金屬布線段、以及布置在第二金屬布線層中的斷開的第二金屬布線段和第三金屬布線段；其中，第一金屬布線段的第一端通過第一金屬通孔連接至第二金屬布線段，第一金屬布線段的第二端通過第二金屬通孔連接至第三金屬布線段；
[0008]所述金屬電迀移測試結(jié)構(gòu)包括:布置在第一金屬布線段的第一端處的第一測試引腳端子、布置在第一金屬布線段的第二端處的第二測試引腳端子、布置在第二金屬布線段的第三測試引腳端子、以及布置在第三金屬布線段的第四測試引腳端子。
[0009]優(yōu)選地，第一測試引腳端子、第二測試引腳端子、第三測試引腳端子、以及第四測試引腳端子為銅線。
[0010]優(yōu)選地，第一測試引腳端子、第二測試引腳端子、第三測試引腳端子、以及第四測試弓I腳端子的線寬均為金屬布線的最小寬度。
[0011]優(yōu)選地，第一金屬布線段、第二金屬布線段和第三金屬布線段均為銅線。
[0012]優(yōu)選地，第一金屬通孔和第二金屬通孔的材料為銅。
[0013]優(yōu)選地，第一金屬布線層和第二金屬布線層為相鄰的金屬布線層。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種金屬電迀移測試方法，其采用上述的金屬電迀移測試結(jié)構(gòu)，所述金屬電迀移測試方法包括:第一步驟:測試第一測試引腳端子、第二測試引腳端子、第三測試引腳端子、以及第四測試引腳端子中的任意兩個測試引腳端子之間的電阻，從而得到多個測量電阻值；第二步驟:判斷所述多個測量電阻值中的每一個是否大于失效值；第三步驟:根據(jù)大于失效值的測量電阻值確定金屬互連結(jié)構(gòu)的失效位置。
[0015]優(yōu)選地，在第三步驟中，將大于失效值的測量電阻值測量時所對應(yīng)的兩個測試引腳端子之間的位置確定為金屬互連結(jié)構(gòu)的失效位置。
【附圖說明】
[0016]結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會更容易地對本發(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:
[0017]圖1示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的金屬電迀移測試結(jié)構(gòu)。
[0018]圖2示意性地示出了金屬電迀移缺陷產(chǎn)生的可能位置。
[0019]圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的金屬電迀移測試結(jié)構(gòu)的第一示例。
[0020]圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的金屬電迀移測試結(jié)構(gòu)的第二示例。
[0021]圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的金屬電迀移測試方法的流程圖。
[0022]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。
【具體實(shí)施方式】
[0023]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)施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0024]金屬電迀移的檢測對于半導(dǎo)體制程是非常關(guān)鍵的技術(shù)，對于提高產(chǎn)品的良率和可靠性非常重要。新設(shè)計(jì)的測試結(jié)構(gòu)和測試方法可以快速準(zhǔn)確的確定缺陷產(chǎn)生的位置，及時發(fā)現(xiàn)和改善相關(guān)的工藝條件，節(jié)省失效分析的成本和時間，協(xié)助快速完成工藝改善和評估。
[0025]本發(fā)明通過分析金屬電迀移各種失效模式的失效位置(例如圖2所示)，對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，得到了新型的金屬電迀移測試結(jié)構(gòu)(例如圖3所示)，該結(jié)構(gòu)在存在失效缺陷的位置增加了測量端子，再搭配改進(jìn)的測試方法，按照本發(fā)明的測試流程，對測試后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，可以在可靠性測量過程中就完成缺陷位置的定位，不需要額外的失效分析，提高測試分析的效率，能快速準(zhǔn)確的反映工藝制程的問題。
[0026]本發(fā)明主要用于金屬互連缺陷的快速檢測和分析，能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)探測和快速失效判斷。
[0027]圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的金屬電迀移測試結(jié)構(gòu)的第一示例；圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的金屬電迀移測試結(jié)構(gòu)的第二示例。
[0028]如圖3和圖4所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的金屬電迀移測試結(jié)構(gòu)用于測試金屬互連結(jié)構(gòu)的缺陷位置。
[0029]其中，所述金屬互連結(jié)構(gòu)包括:布置在第一金屬布線層(例如圖3所示的下層金屬布線層或者圖4所示的上層金屬布線層)中的第一金屬布線段10、以及布置在第二金屬布線層(例如圖3所示的上層金屬布線層或者圖4所示的下層金屬布線層)中的斷開的第二金屬布線段21和第三金屬布線段22 ;其中，第一金屬布線段10的第一端通過第一金屬通孔31連接至第二金屬布線段21，第一金屬布線段1