一种测试结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种测试结构，至少包括有源区、多晶硅层、接触插塞和四条测试链；测试链包括多个串联的测试单元，测试单元包括上金属层、下金属层以及连接上金属层和下金属层之间的金属插塞，上金属层的两端均通过金属插塞分别与前一个测试单元下金属层的后端以及后一个测试单元下金属层的前端相连，形成链式结构；两条测试链的下金属层分别通过接触插塞与不同掺杂类型的有源区连接；一条测试链的下金属层通过接触插塞与多晶硅层连接；且四条测试链的首端分别连接一测试焊盘，尾端共同连接一测试焊盘。本测试结构能够监视后段互连工艺中的电流效应的发生，检测存在的薄弱点；节约产品良率分析时间；应用范围广，适于各种技术节点的工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种测试结构
本技术涉及半导体制造
，特别是涉及一种测试结构，用于BEOL工艺中电流效应的监视。
技术介绍
随着半导体技术的飞速发展，半导体的特征尺寸越来越小，半导体芯片的集成密度也越来越高，然而产生的新技术问题也随之相应而来。如图1所示，在BEOL(BackEndOfLine，后段互连)工艺制程中，通过故障预警分析(PFA，PredictiveFailureAnalysis)发现金属层1’会出现部分缺失，此外，连接于两金属层1’之间的金属插塞2’也会出现缺失或者金属插塞2’与金属层1’之间的电阻值非常大，而在制作过程中，无法通过缺陷扫描或者晶圆可接受测试(WAT)检测出上述问题。其中，图2为STEM(扫描透射电子显微镜)图片中金属层1’与金属插塞2’正常的连接图。究其根本原因是电流效应导致金属的缺失，该薄弱点连接到由多晶硅与有源区之间形成的大电容上，薄弱点在蚀刻后将大规模充电(放电不完整)，导致了上方的金属层在快速蚀刻干净期间的电流效应。
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测试结构，用于解决现有技术中BEOL工艺电流效应检测的问题。为实现上述目的，本技术提供一种测试结构，用于后段互连工艺中的电流效应监视，至少包括有源区、多晶硅层、接触插塞和四条测试链；所述测试链包括多个串联的测试单元，所述测试单元至少包括上金属层、下金属层以及连接所述上金属层和所述下金属层之间的金属插塞，其中，所述上金属层的前端通过所述金属插塞与前一个所述测试单元的下金属层的后端相连，所述上金属层的后端通过所述金属插塞与后一个所述测试单元的下金属层的前端相连，形成链式结构；在四条所述测试链中，有两条所述测试链的下金属层分别通过所述接触插塞与不同掺杂类型的有源区连接；有一条所述测试链的下金属层通过所述接触插塞与所述多晶硅层连接；且四条所述测试链的首端分别连接一测试焊盘，四条所述测试链的尾端共同连接一测试焊盘。于本技术的一实施方式中，四条所述测试链中的金属插塞的尺寸和数量相同，四条所述测试链中的上金属层的尺寸和数量、下金属层的尺寸和数量均相同。于本技术的一实施方式中，所述有源区为N型掺杂或P型掺杂。于本技术的一实施方式中，还包括根据设计规则填充的若干虚拟金属层。于本技术的一实施方式中，所述上金属层的前端通过一个或两个所述金属插塞与前一个所述测试单元的下金属层的后端相连，所述上金属层的后端通过一个或两个所述金属插塞与后一个所述测试单元的下金属层的前端相连。于本技术的一实施方式中，所述测试单元包括交替层叠的多个所述上金属层和多个所述下金属层。于本技术的一实施方式中，所述的测试结构的特征尺寸不小于40um×100um。于本技术的一实施方式中，还包括用于隔离所述多晶硅层与所述下金属层以及隔离所述下金属层与所述上金属层的层间介质层。于本技术的一实施方式中，所述后段互连工艺节点包括65nm、55nm、40nm和28nm中的任一种。如上所述，本技术的测试结构，具有以下有益效果：1、如果后段互连工艺中存在电流效应，可以方便快速地通过WAT测试结果区分可能的根本原因；2、根据不同测试链之间的组合测试，可以检测出存在的薄弱点；3、节约产品良率的分析时间，在客户探讨测试程序之前检测出金属插塞缺陷问题；4、广泛的应用范围，适于所有技术节点的工艺制程。附图说明图1为STEM图片中金属层与金属插塞非正常的连接图。图2为STEM图片中金属层与金属插塞正常的连接图。图3为本技术测试结构中由测试链组成的第一测试结构示意图。图4为本技术测试结构中由测试链组成的第二测试结构示意图。图5为本技术测试结构中由测试链组成的第三测试结构示意图。图6为本技术测试结构中由测试链组成的第四测试结构示意图。图7为本技术测试结构的整体结构示意图。元件标号说明1’金属层2’金属插塞1有源区2多晶硅层3接触插塞41测试单元411上金属层412下金属层413金属插塞5测试焊盘6第一测试结构7第二测试结构8第三测试结构9第四测试结构具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士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及功效。请参阅图3至图7。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本技术可实施的范畴。请参阅图3-图7，本技术提供一种测试结构，用于后段互连工艺中的电流效应监视，至少包括有源区1、多晶硅层2、接触插塞3和四条测试链；所述测试链包括多个串联的测试单元41，所述测试单元41至少包括上金属层411、下金属层412以及连接所述上金属层411和所述下金属层412之间的金属插塞413，其中，所述上金属层411的前端通过所述金属插塞413与前一个所述测试单元41的下金属层412的后端相连，所述上金属层411的后端通过所述金属插塞413与后一个所述测试单元41的下金属层412的前端相连，形成链式结构；在四条所述测试链中，有两条所述测试链的下金属层412分别通过所述接触插塞3与不同掺杂类型的有源区1连接；有一条所述测试链的下金属层412通过所述接触插塞3与所述多晶硅层2连接；且四条所述测试链的首端分别连接一测试焊盘5，四条所述测试链的尾端共同连接一测试焊盘5。需要注意的是，由上述可知本技术的测试结构根据四条所述测试链可以分为四个子测试结构，为了方便描述，在一实例中，可将所述测试结构分为第一测试结构6、第二测试结构7、第三测试结构8和第四测试结构9，如图3-图6所示分别为所述第一测试结构、所述第二测试结构、所述第三测试结构和所述第四测试结构的示意图。如图3所示，所述第一测试结构即为所述测试链(未示出)，所述测试链包括多个串联的测试单元41，所述测试单元41至少包括上金属层411、下金属层412以及连接所述上金属层411和所述下金属层412之间的金属插塞413，其中，所述上金属层411的前端通过所述金属插塞413与前一个所述测试单元41的下金属层412的后端相连，所述上金属层411的后端通过所述金属插塞413与后一个所述测试单元41的下金属层412的前端相连，形成链式结构。所述第一测试结构6为标准的测试链结构，不做任何改变。图4所示为由测试链组成的第二测试结构示意图，所述第二测试结构7中测试链的下金属层412通过所述接触插塞3与有源区1连接，所述有源区1的掺杂类型为N型掺杂或P型掺杂。图5所示为由测试链组成的第三测试结构示意图，所述第三测试结构8中测试链的下金属层412通过所述接触插塞3与有源区1连接，所述有源区1的掺杂类型为N型掺杂或P型掺杂。需要注意的是，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试结构，用于后段互连工艺中的电流效应监视，其特征在于，至少包括有源区、多晶硅层、接触插塞和四条测试链；所述测试链包括多个串联的测试单元，所述测试单元至少包括上金属层、下金属层以及连接所述上金属层和所述下金属层之间的金属插塞，其中，所述上金属层的前端通过所述金属插塞与前一个所述测试单元的下金属层的后端相连，所述上金属层的后端通过所述金属插塞与后一个所述测试单元的下金属层的前端相连，形成链式结构；在四条所述测试链中，有两条所述测试链的下金属层分别通过所述接触插塞与不同掺杂类型的有源区连接；有一条所述测试链的下金属层通过所述接触插塞与所述多晶硅层连接；且四条所述测试链的首端分别连接一测试焊盘，四条所述测试链的尾端共同连接一测试焊盘。

【技术特征摘要】
1.一种测试结构，用于后段互连工艺中的电流效应监视，其特征在于，至少包括有源区、多晶硅层、接触插塞和四条测试链；所述测试链包括多个串联的测试单元，所述测试单元至少包括上金属层、下金属层以及连接所述上金属层和所述下金属层之间的金属插塞，其中，所述上金属层的前端通过所述金属插塞与前一个所述测试单元的下金属层的后端相连，所述上金属层的后端通过所述金属插塞与后一个所述测试单元的下金属层的前端相连，形成链式结构；在四条所述测试链中，有两条所述测试链的下金属层分别通过所述接触插塞与不同掺杂类型的有源区连接；有一条所述测试链的下金属层通过所述接触插塞与所述多晶硅层连接；且四条所述测试链的首端分别连接一测试焊盘，四条所述测试链的尾端共同连接一测试焊盘。2.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，四条所述测试链中的金属插塞的尺寸和数量相同，四条所述测试链中的上金属层的尺寸和数量、下金属层的尺寸和数量均相同。3.根据权利要求1所述的测试结...

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