一种用于监测套刻偏移的测试结构制造技术

第一、第二平面以及位于所述第一、第二平面之间的绝缘层；第一焊垫以及与所述第一焊垫电连接的若干位于所述第二平面的平行且等距的金属线结构；位于所述绝缘层内的若干金属连接孔,所述金属连接孔均匀排布于相邻的金属线结构之间；第二焊垫以及与所述第二焊垫电连接且位于所述第一平面的金属板,所述金属板与金属连接孔电连接；设置于所述第一焊垫、第二焊垫之间的电源。本实用新型专利技术用于解决现有技术中依靠抽检样品对套刻标识进行偏移量的量测使得量测程序繁冗以及不能普遍反应产品的套刻偏移问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及集成电路制造
，特别是涉及一种用于监测套刻偏移的测 试结构。 一种用于监测套刻偏移的测试结构
技术介绍
半导体制造技术中随着集成电路制造特征尺寸越来越小，一块芯片上的器件数量 越来越多，同时所需要的金属连线的层数也越来越多。由最初的1C到随后的大规模集成电 路以及超大规模集成电路，直至今日的特大规模集成电路，器件面积的进一步缩小以及半 导体芯片的集成度不断提高，使得生产中各种元器件的三维结构被分解为几十层二维的光 刻图形。为了达到良好的器件性能，各个光刻图形不但要有精准的特征线宽尺寸，还要保证 其层与层之间的精确对准套刻精度。在制造过程中，连接孔和金属线之间的偏移就成为了 后端连线好坏的关键因素，层与通孔的如果存在偏移，即使没有造成芯片立即失效，也会 影响芯片的可靠性。 在半导体制造过程中，已有的套刻偏移监测只能用于生产线上样品的测试，并且 通过对套刻标识偏移量的量测来控制层与层之间的对准，但这受产能限制只抽测其中很小 一部分产品，大量产品无法发现是否有偏移的问题，而且生产线上的量测受人为影响比较 大，经常有量测问题而产生误判。同时由于可靠性测试往往需要较长的时间，只能定期选择 样品进行测试，同时一些由于机台不稳定造成的层与通孔的偏移就无法检测到，而这种产 品流入市场后，会存在潜在的失效的风险。 因此，有必要提出一种新的用于监测套刻偏移的测试结构能使得晶圆在晶圆可接 受测试（WAT)时，可以方便又快捷的检测某一层的金属结构的套刻偏移，提前发现有可靠 性风险的广品，提商广品品质，避免更大损失。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种用于监测套刻偏 移的测试结构，用于解决现有技术中依靠抽检样品对套刻标识进行偏移量的量测使得量测 程序繁冗以及不能大范围反应所有产品的套刻偏移问题。 为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种用于监测套刻偏移的测试 结构，该测试结构至少包括：第一、第二平面以及位于所述第一、第二平面之间的绝缘层； 第一焊垫以及与所述第一焊垫电连接的若干位于所述第二平面的平行且等距的金属线结 构；位于所述绝缘层内的若干金属连接孔，所述金属连接孔均匀排布于相邻的金属线结构 之间；第二焊垫以及与所述第二焊垫电连接且位于所述第一平面的金属板，所述金属板与 金属连接孔电连接；设置于所述第一焊垫、第二焊垫之间的电源。 作为本技术的用于监测套刻偏移的测试结构的一种优选方案，还包括第三焊 垫以及与所述第三焊垫电连接且位于所述第一平面的若干彼此平行且等间距设置的金属 线结构；位于所述绝缘层内的若干金属连接孔；所述金属连接孔均匀排布于相邻的所述金 属线结构之间；第四焊垫以及与所述第四焊垫电连接且位于所述第二平面的金属板；该金 属板与所述金属连接孔电连接；设置于所述第三、第四焊垫之间的电源。 作为本技术的用于监测套刻偏移的测试结构的一种优选方案，位于所述金属 线结构之间的所述金属连接孔上端部分的横截面形状为圆形。 作为本技术的用于监测套刻偏移的测试结构的一种优选方案，所述金属连接 孔与所述金属线结构之间的最小距离等于该产品版图设计规则中金属连接孔与金属线结 构之间所容忍的最小间距。 作为本技术的用于监测套刻偏移的测试结构的一种优选方案，所述电源提供 的电压为恒定电压。 作为本技术的用于监测套刻偏移的测试结构的一种优选方案，所述每行金属 连接孔中的每两个相邻的金属连接孔彼此呈等间距分布。 作为本技术的用于监测套刻偏移的测试结构的一种优选方案，所述按行分布 的金属连接孔中每行之间呈等间距分布。 作为本技术的用于监测套刻偏移的测试结构的一种优选方案，所述金属线结 构的宽度大于所述截面形状为圆形的金属连接孔的宽度。 如上所述，本技术的用于监测套刻偏移的测试结构，具有以下有益效果：可以 定性的监测两个层结构中任何一个层出现上下偏移或左右偏移的情况，该测试结构可以设 计于大量芯片的任何一层中，其监测覆盖范围广，实用性强。 【附图说明】 图1为本技术的用于监测套刻偏移的测试结构示意图。 图2至图4为本技术的另三种用于监测套刻偏移的测试结构示意图。 元件标号说明 10 第一焊垫 11、21金属线结构 12、22金属连接孔 13 第二焊垫 14、24 金属板 15、25条形金属 20 第三焊垫 23 第四焊垫 【具体实施方式】 以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说 明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另 外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应 用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。 请参阅图1?图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明 本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时 的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改 变，且其组件布局型态也可能更为复杂。 实施例一 如图1所示，本技术提供一种用于监测套刻偏移的测试结构，本技术的 所述用于监测套刻偏移的测试结构中包括有第一平面以及第二平面，所述第二平面位于所 述第一平面的上方，且所述第一平面和第二平面相互平行；本技术中的所述第一和第 二平面指的是半导体制造工艺中的任意两个相邻的层，所述每一层都设有若干组成器件的 结构，这些组成器件的结构由位于两层之间的绝缘介质中的金属连接孔相互连接，处于同 一层的所有结构都是在一次光刻套刻工艺中完成。所述金属连接孔是指穿透绝缘介质层的 孔，所述孔中填充有金属，所述金属连接孔起金属互连的作用。本技术中，位于同一平 面的所有组成器件的结构构成一个层结构；所述第一平面与所述第二平面之间由一绝缘层 隔离；图1中，第一焊垫10以及设置于所述第二平面的若干彼此平行且等间距分布的金属 线结构11，所述若干彼此平行且等间距分布的金属线结构11的一端与所述第一焊垫10电 连接，亦即所述若干第一金属线结构的一端一起通过条形金属15连接在所述第一焊垫10 上。本技术中，每行所述金属连接孔的上端位于所述第二平面的每两个彼此相邻的所 述金属线结构之间且与所述金属线结构不接触，亦即所述金属连接孔均匀排布于相邻的所 述金属线结构之间；所述金属连接孔与所述金属线结构不接触的作用是使得处于所述第二 平面的组成器件的结构以及本技术的所述金属线结构在套刻（一次套刻工艺）准确的 情况下不通过所述绝缘层中的金属连接孔与位于所述第一平面的金属板连接，达到在套刻 准确的情况下，上下平面（层）之间的金属线结构以及金属板没有电流通过的目的。 作为本技术的一种优选方案，位于所述金属线结构之间的所述金属连接孔上 端部分的横截面形状为圆形。将其上端表面的形状优选为圆形的作用是使得在套刻时发生 各向等偏移量的情况下，所述金属连接孔与位于所述第二平面的所述金属线结构接触的几 率相同。本技术中，所述金属连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测套刻偏移的测试结构，其特征在于，该测试结构至少包括：第一、第二平面以及位于所述第一、第二平面之间的绝缘层；第一焊垫以及与所述第一焊垫电连接的若干位于所述第二平面的平行且等距的金属线结构；位于所述绝缘层内的若干金属连接孔,所述金属连接孔均匀排布于相邻的金属线结构之间；第二焊垫以及与所述第二焊垫电连接且位于所述第一平面的金属板,所述金属板与金属连接孔电连接；设置于所述第一焊垫、第二焊垫之间的电源。

【技术特征摘要】
1. 一种用于监测套刻偏移的测试结构，其特征在于，该测试结构至少包括： 第一、第二平面以及位于所述第一、第二平面之间的绝缘层； 第一焊垫以及与所述第一焊垫电连接的若干位于所述第二平面的平行且等距的金属 线结构； 位于所述绝缘层内的若干金属连接孔，所述金属连接孔均匀排布于相邻的金属线结 构之间； 第二焊垫以及与所述第二焊垫电连接且位于所述第一平面的金属板，所述金属板与 金属连接孔电连接； 设置于所述第一焊垫、第二焊垫之间的电源。2. 根据权利要求1所述的用于监测套刻偏移的测试结构，其特征在于：还包括第三焊 垫以及与所述第三焊垫电连接且位于所述第一平面的若干彼此平行且等间距设置的金属 线结构；位于所述绝缘层内的若干金属连接孔；所述金属连接孔均匀排布于相邻的所述金 属线结构之间；第四焊垫以及与所述第四焊垫电连接且位于所述第二平面的金属板；该金 属板与所述金属连接孔电连接；设置于所述第三、第四焊垫之...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗丽，刘丽丽，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11