具有底端连接的感测引脚的互连的电迁移测试制造技术

本发明专利技术涉及一种具有底端连接的感测引脚的互连的电迁移测试，其揭示一种用于电迁移测试的系统。该系统包括传导构件、位在该传导构件的顶端表面的一部分上方的由绝缘材料构成的覆盖层、传导性连接至该传导构件的第一端的阴极；传导性连接至该传导构件的第二端的阳极、以及传导性连接至该阴极与该阳极的电流源。多个感测引脚沿着介于该传导构件的第一端与第二端之间的传导构件的长度布置。所述感测引脚传导性连接至该传导构件的底端表面。至少一个测量装置传导性连接至该多个感测引脚的至少一个感测引脚。该至少一个测量装置测定该传导构件的至少一个部分的电阻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术基本上关于集成电路测试系统的领域，并且更具体地说，关于电迁移测试系统及使用电迁移测试系统的方法。
技术介绍
电迁移(EM)是导体中金属原子因传导电子与金属原子之间动量转移而渐近移动所造成的材料输送。电迁移诱发的空洞在金属离子自导体的晶格去除时集结。空洞会生长、迁移、并且凝聚。电迁移也会在金属原子凝聚的区域中诱发挤压。空洞凝聚及挤压基本上出现在传导构件的对立端。空洞基本上在电子源附近凝聚，而挤压基本上在电子排曳处附近出现。电迁移会有负作用，例如：集成电路可靠度降低。当空洞生长或凝聚且破坏互连件时、及/或当电迁移诱发的挤压造成短路时，集成电路会因电迁移而故障。典型的电迁移测试系统使电流通过互连件，并且以时间为函数测量电阻，以便侦检电迁移。空洞基本上在互连件晶格中的缺陷部位集结。空洞生长及凝聚随着时间缩减互连件的局部截面积，因而增加互连件的电阻。
技术实现思路
根据本专利技术的一项具体实施例，提供一种用于电迁移测试的系统。该系统包括：传导构件；位在该传导构件的顶端表面的至少一部分上方的由绝缘材料构成的覆盖层；传导性连接至该传导构件的第一端的阴极；传导性连接至该传导构件的第二端的阳极，其中该传导构件传导性连接该阳极与该阴极；传导性连接至该阴极与阳极的电流源；其中该电流源提供流经该传导构件的电流；沿着介于该传导构件的该第一端与该第二端之间的该传导构件的长度布置的多个感测引脚，所述
感测引脚传导性连接至该传导构件的底端表面；以及传导性连接至该多个感测引脚的至少一个感测引脚的至少一个测量装置，其中该至少一个测量装置测定该传导构件的至少一个部分的电阻。根据本专利技术的另一具体实施例，提供一种用于电迁移测试的方法。该方法包括：令电流流经传导构件；以及使用至少一个测量装置测定该传导构件的至少一个部分的电阻，并且其中：由绝缘材料构成的覆盖层布置在该传导构件的顶端表面的至少一部分上方，多个感测引脚沿着介于该传导构件的第一端与该传导构件的第二端之间的该传导构件的长度布置，该多个感测引脚的各感测引脚传导性连接至该传导构件的底端表面，该传导构件的各至少一个部分包括该多个感测引脚的至少一个感测引脚，以及该至少一个测量装置传导性连接至该多个感测引脚的至少一个感测引脚。根据本专利技术的另一具体实施例，提供一种用于电迁移测试的设备。该设备包括多个嵌埋于基材中的传导构件，其中该多个传导构件的各传导构件包含：传导性连接至第一主动贯孔的第一端；传导性连接至第二主动贯孔的第二端；以及多个沿着介于该传导构件的该第一端与该第二端之间的该传导构件的长度布置的感测引脚，其中各感测引脚具有传导性连接至该传导构件的底端表面的第一端，并且其中各感测引脚具有至少部分曝露的第二端。附图说明图1A根据本专利技术的一具体实施例，电迁移测试系统的功能方块图；图1B绘示晶圆的边缘图的功能方块图，该晶圆包括基材、及图1A所示电迁移测试系统的嵌埋元件；图2根据本专利技术的一具体实施例，图1A所示电迁移测试系统的例示性电阻谱；图3根据本专利技术的一具体实施例，图1A所示电迁移测试系统的例示性电阻谱；图4根据本专利技术的一具体实施例，图1A所示电迁移测试系统的例示性电阻谱；图5根据本专利技术的一具体实施例，图1A所示电迁移测试系统的例
示性电阻谱；图6根据本专利技术的一具体实施例，图1A所示电迁移测试系统的例示性电阻谱；图7根据本专利技术的一具体实施例，图1A所示电迁移测试系统的例示性电阻谱；图8A至8D根据本专利技术的一具体实施例，绘示以时间为函数，电迁移测试系统的选定测试段的电阻；图9A根据本专利技术的一具体实施例，绘示电迁移测试系统中多个漏电监测器及一安培计的电连接的功能方块图；图9B绘示晶圆截面俯视图的功能方块图，该晶圆包括基材及多个漏电监测器；以及图9C绘示晶圆截面边缘图的功能方块图，该晶圆包括基材及多个漏电监测器；以及具体实施方式本专利技术的具体实施例认知有必要研究空洞在集结及生长阶段的演化。随着集成电路技术朝向愈来愈小的节点进步，对于电迁移的考量因素日益增加。更小的节点导致从铝互连件转变为铜互连件成为必要。虽然铜比铝具有更小的体电阻及更高的EM电阻，但铜互连件需要衬垫材料才能防止铜扩散到周围材料。然而，衬垫厚度及电路电压在比例缩放率方面，基本上与各节点互连件的横向截面积不相同。所以，电流密度及电迁移考量因素基本上随着节点尺寸变大而跟着增加。此外，铜互连件基本上需要后沉积处理，这会在铜互连件晶格中诱发缺陷。举例而言，后段制造方法(BEOL)处理可包括沉积及化学机械平坦化步骤，其中铜是在过量填充互连沟槽的厚层中的绝缘体上沉积，而研磨垫在绝缘体的覆盖层涂敷前先移除铜盖层。然而，研磨步骤会在铜互连件晶格中诱发缺陷。愈来愈有需要更加了解空洞集结的时间及部位，以便改进BEOL程序及EM可靠度动力模型化(例如：模型化电迁移及挤压)。传统的EM测试系统对于改进BEOL程序及EM可靠度动力模型化功效有限。传统的EM测试系统随着时间测量互连件整体的平均相对电阻
变化，但相比于互连件整体的基础、零时(T(0))电阻，空洞集结及早期阶段空洞生长所诱发的绝对电阻增加状况基本上较小。此外，目前的节点尺寸(例如：22nm及14nm节点)比旧有节点尺寸具有显著更高的T(0)电阻。一般来说，传统的EM测试系统对于目前的节点尺寸缺乏足以可靠侦检空洞集结及空洞生成的灵敏度。此外，传统的EM测试系统无法测定空洞集结部位及生长空洞的位置。尽管空洞集结及生长可在原位电迁移测试期间经由扫描电子显微术(SEM)或穿透电子显微术(TEM)来观测，SEM及TEM样本制备仍然耗时，使得大型样本尺寸不切实际。本专利技术的具体实施例提供空洞侦检灵敏度已改善的EM测试系统。EM测试系统的具体实施例对现成的空洞及空洞演化进行电气侦检及特性分析。空洞演化包括空洞集结、空洞生长、空洞迁移、及空洞凝聚。EM测试系统的具体实施例亦测定空洞的大约位置。EM测试系统的具体实施例可例如通过识别缺陷诱发程序来帮助改进BEOL程序。EM测试系统的具体实施例亦可例如通过识别相似的空洞集结部位来帮助改进EM可靠度动力模型。本专利技术现将参照图示详述。图1A根据本专利技术的一具体实施例，绘示EM测试系统100的功能方块图。EM测试系统100包括传导构件102。传导构件102是互连件的类似物。EM测试系统100测定传导构件102的EM特性，以便至少部分产生在互连件中模型化电迁移时使用的数据。传导构件102可由适用于当作互连件的任何传导材料制成。传导构件102亦经塑形并调整尺寸以近似互连件。图1B是从由传导构件102的一端绘示的晶圆截面的功能方块图，该晶圆包括基材103、及EM测试系统100的元件。在一些具体实施例中，基材103是一或多层形成晶圆的绝缘或介电材料(例如：单晶硅)，该晶圆包括一或多个传导构件。在一些具体实施例中，衬垫材料(为了澄清未展示；例如：有别于基材103的材料)插置于传导构件102及基材103的一或多个表面之间。基材103的一部分(或在一些具体实施例中，衬垫的一部分)形成覆盖层104。覆盖层104与传导构件102的顶端表面的至少一部分实体接触。传导构件102的顶端表面连接至覆盖层104的部分产生顶端表面/覆盖层介面。图1B亦绘示嵌埋于
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【技术保护点】
一种用于电迁移测试的系统，该系统包含：传导构件；位在该传导构件的顶端表面的至少一部分上方的由绝缘材料构成的覆盖层；传导性连接至该传导构件的第一端的阴极；传导性连接至该传导构件的第二端的阳极，其中，该传导构件传导性连接该阳极与该阴极；传导性连接至该阴极与阳极的电流源；其中，该电流源提供流经该传导构件的电流；沿着介于该传导构件的该第一端与该第二端之间的该传导构件的长度布置的多个感测引脚，所述感测引脚传导性连接至该传导构件的底端表面；以及传导性连接至该多个感测引脚的至少一个感测引脚的至少一个测量装置，其中，该至少一个测量装置测定该传导构件的至少一个部分的电阻。

【技术特征摘要】
2015.03.02 US 14/635,1251.一种用于电迁移测试的系统，该系统包含：传导构件；位在该传导构件的顶端表面的至少一部分上方的由绝缘材料构成的覆盖层；传导性连接至该传导构件的第一端的阴极；传导性连接至该传导构件的第二端的阳极，其中，该传导构件传导性连接该阳极与该阴极；传导性连接至该阴极与阳极的电流源；其中，该电流源提供流经该传导构件的电流；沿着介于该传导构件的该第一端与该第二端之间的该传导构件的长度布置的多个感测引脚，所述感测引脚传导性连接至该传导构件的底端表面；以及传导性连接至该多个感测引脚的至少一个感测引脚的至少一个测量装置，其中，该至少一个测量装置测定该传导构件的至少一个部分的电阻。2.根据权利要求1所述的系统，其更包含：传导性连接至该至少一个测量装置、及该多个感测引脚的各感测引脚的开关，其中，该开关选择性地在该至少一个测量装置的一测量装置、第一结构、与第二结构之间容许电连接，其中，该测量装置测定该传导构件介于该第一结构与该第二结构之间的一部分的电阻。3.根据权利要求2所述的系统，其中，该第一结构是该多个感测引脚的第一感测引脚，并且其中，该第二结构是该多个感测引脚的第二感测引脚。4.根据权利要求2所述的系统，其中，该第一结构是该多个感测引脚的第一感测引脚，并且其中，该第二结构是该阴极。5.根据权利要求2所述的系统，其中，该第一结构是该多个感测引脚的第一感测引脚，并且其中，该第二结构是该阳极。6.根据权利要求2所述的系统，其中，该至少一个测量装置测量该第一结构与该第二结构之间的电压，并且其中，该至少一个测量装置至少部分基于该电压的量值测定该电阻。7.根据权利要求1所述的系统，其更包含：至少一个漏电监测器，该至少一个漏电监测器各定位成用以侦检漏电流，其中，该漏电流是在该漏电监测器中由流经该传导构件的电流所诱发的电性电流。8.根据权利要求7所述的系统，其中，该至少一个漏电监测器包括一漏电监测器，电流选择性地施加至该漏电监测器以便加热该传导构件。9.根据权利要求7所述的系统，其更包含：温度计，其中，该至少一个漏电监测器包括传导性连接至该温度计的漏电监测器，使得该温度计测定包括该传导构件的环境中的一或多个点的周围温度。10.根据权利要求7所述的系统，其中，该至少一个漏电监测器包括具有侧面的漏电监测器，该侧面相邻于、并实质平行于该传导构件的侧面的至少一部分。11.根据权利要求7所述的系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·陈，C·J·克里斯蒂安森，D·M·马西，P·佩里阿萨米，M·A·希诺斯基，
申请(专利权)人：格罗方德半导体公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY