一種電遷移測試結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體器件測試領域，特別是涉及一種電迀移測試結構。
【背景技術】
[0002]隨著幾何尺寸的不斷擴大，電流密度在電路互連中急劇增加，帶來的一個最主要的可靠性問題就是電迀移。
[0003]電迀移(Electro Migrat1n，EM)是半導體招銅制程工藝后段可靠性評估的重要項目之一，由導電電子與擴散的金屬原子之間的動量轉移導致。在一定溫度下，在金屬中施加一定的電流，當電迀移發(fā)生時，一個運動電子的部分動量轉移到鄰近的激活離子，這就導致該離子離開原始位置。當電流密度較大時，電子在靜電場力的驅動下從陰極向陽極定向移動形成“電子風”(Electron Wind)，進而會引起龐大數(shù)量的原子遠離它們的原始位置。隨著時間的推移，電迀移會導致導體，尤其是狹窄的導線中出現(xiàn)斷裂或缺口進而阻止電子的流動，這種缺陷被稱為空洞(Void)或內部失效，即開路。電迀移還會導致導體中的原子堆積并向鄰近導體漂移進而形成突起物(Hillock)，產(chǎn)生意外的電連接，即短路。
[0004]在傳統(tǒng)的測試結構中，電迀移的測試對象包括金屬互連線，隨著工藝水平的提高，電迀移的測試對象也在不斷增加，包括單個通孔和堆疊孔。不同的測試對象所對應的測試結構是完全不同的，是互相分離的，由于測試結構只能放置在晶圓的切割道上，其占用的面積是有限的，能放置的測試結構的數(shù)量受到嚴格限制。因此，同一測試晶圓上能制備電迀移測試結構的區(qū)域有限，而盡量增加多種測試結構以全面評價晶圓的可靠性又是必須的，這就形成一種矛盾。
[0005]此外，隨著半導體集成電路器件的特征尺寸不斷減小，金屬互連線及各種通孔的尺寸不斷減小，從而導致電流密度不斷增加，由電迀移造成的器件失效更為顯著，對各種測試對象進行電迀移測試也就顯得尤為重要。
[0006]因此，如何在有限的切割道區(qū)域上，盡可能多的實現(xiàn)各種電迀移測試，進而保證半導體結構的質量和可靠性，提高半導體器件的良品率已成為本領域技術人員亟待解決的問題之一。
【實用新型內容】
[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種電迀移測試結構，用于解決現(xiàn)有技術中切割道區(qū)域有限帶來的電迀移測試結構少，可靠性測試不全面等問題。
[0008]為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種電迀移測試結構，所述電迀移測試結構至少包括:
[0009]位于第一金屬層的金屬線，所述金屬線的兩端分別通過第一通孔及第二通孔連接至第二金屬層，所述第一通孔及所述第二通孔的兩端分別連接位于所述第一金屬層及所述第二金屬層中的測試端。
[0010]優(yōu)選地，還包括設置于所述第二金屬層上的多個依次連接于各金屬層之間的通孔，分別與所述第一通孔及所述第二通孔形成堆疊孔，最上層通孔連接位于最上層金屬層中的測試端。
[0011]更優(yōu)選地，所述測試端包括電壓測試端和電流測試端。
[0012]更優(yōu)選地，各測試端與所述金屬線平行設置。
[0013]優(yōu)選地，所述第一金屬線的材質為Cu或Al。
[0014]優(yōu)選地，所述金屬線的寬度不大于待測晶圓的最小線寬。
[0015]如上所述，本實用新型的電迀移測試結構，具有以下有益效果:
[0016]1、本實用新型的電迀移測試結構將現(xiàn)有技術中的多種電迀移測試結構整合，不會多占用晶圓上的寶貴面積，也不會增加測試結構的制作成本。
[0017]2、本實用新型的電迀移測試結構使相同面積上測試結構的種類增加，提高了晶圓的利用率;同時測試結構的種類增加導致用于測試的晶圓數(shù)量減少，降低了測試成本。
[0018]3、本實用新型的電迀移測試結構能對金屬線、單個通孔、堆疊孔等不同對象進行電迀移測試，有效保證半導體結構的質量和可靠性，大大提高了半導體器件的良品率。
[0019]4、本實用新型的電迀移測試結構在進行一種對象的電迀移測試時，其他不流經(jīng)電流的部分能作為散熱通道，提高了測試的準確性。
【附圖說明】
[0020]圖1顯示為本實用新型的電迀移測試結構的俯視示意圖。
[0021]圖2顯示為本實用新型的電迀移測試結構的側視示意圖。
[0022]圖3顯示為本實用新型的電迀移測試結構的對金屬互連線進行電迀移測試的原理示意圖。
[0023]圖4顯示為本實用新型的電迀移測試結構的對單孔進行電迀移測試的原理示意圖。
[0024]圖5顯示為本實用新型的電迀移測試結構的對堆疊孔進行電迀移測試的原理示意圖。
[0025]元件標號說明
[0026]I電迀移測試結構
[0027]11金屬線
[0028]12第一堆疊孔
[0029]12a?12c第一、第三、第五通孔
[0030]13第二堆疊孔
[0031]13a?13c第二、第四、第六通孔
[0032]14a?14f第一?第六測試端
[0033]F1、F1’、F1”第一、第三、第五電壓測試端
[0034]F2、F2’、F2”第二、第四、第六電壓測試端
[0035]S1、S1’、S1”第一、第三、第五電流測試端
[0036]S2、S2’、S2”第二、第四、第六電流測試端
【具體實施方式】
[0037]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。
[0038]請參閱圖1?圖5。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構想，遂圖式中僅顯示與本實用新型中有關的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。
[0039]如圖1?圖2所示，本發(fā)明提供一種電迀移測試結構I，所述電迀移測試結構I至少包括:
[0040]位于第一金屬層的金屬線11，所述金屬線11的兩端分別通過第一通孔12a及第二通孔13a連接至第二金屬層，所述第一通孔12a及所述第二通孔13a的兩端分別連接位于所述第一金屬層及所述第二金屬層中的測試端。所述第二金屬層上設置有多個依次連接于各金屬層之間的通孔，分別與所述第一通孔12a及所述第二通孔13a形成堆疊孔，最上層通孔連接位于最上層金屬層中的測試端。
[0041]具體地，如圖2所示，所述金屬線11位于所述第一金屬層中，其材質包括但不限于Cu或Al，其寬度不大于待測晶圓的最小線寬。在本實施例中，所述第一金屬層為底層金屬。所述金屬線11的兩端分別連接位于所述第一金屬層中的第一測試端14a及第二測試端14b。如圖1所示，所述第一測試端14a包括第一電壓測試端Fl和第一電流測試端SI，分別用于施加電壓和電流;所述第二測試端14b包括第二電壓測試端F2和第二電流測試端S2，分別用于施加電壓和電流。
[0042]具體地，如圖2所示，所述金屬線11的兩端分別通過所述第一通孔12a及所述第二通孔13a連接至所述第二金屬層，所述第二金屬層中設置有第三測試端14c及第四測試端14d，所述第三測試端14c及所述第四測試端14d分別與所述第一通孔12a及所述第