连接通孔的电迁移寿命时间测试装置及其测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种连接通孔的电迁移寿命时间测试装置及其测试方法，通过与连接通孔的第一接触层和/或第二接触层压合的加热板，加热连接通孔的第一接触层和/或第二接触层，为连接通孔提供电迁移寿命时间测试的应力温度，且可以短时间内快速提高应力温度，而不会影响芯片中其它器件和结构的可靠性产生。进一步地可通过第一温度检测模块检测加热板的温度值，由第一处理器根据加热板的温度值获得电迁移寿命时间；还可通过第二温度检测模块检测第一接触层和第二接触层的温度，由根据第一接触层和第二接触层的温度值获得连接通孔的电迁移寿命时间。基于此，有效地缩短电迁移寿命时间的测试周期。

【技术实现步骤摘要】
连接通孔的电迁移寿命时间测试装置及其测试方法
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种连接通孔的电迁移寿命时间测试装置及其测试方法。
技术介绍
在传统的CMOS工艺中，形成铜互连的大马士革工艺要求对纵深比高的沟槽或通孔进行填充，填充的好坏直接影响了互连线的性能。在铜的淀积过程中，因为在角落处和连接通孔底部的淀积速率较快，填充过程中容易在沟槽或通孔的内部形成空洞，导致空洞附近局部的电阻升高，电流密度加剧，使局部的抗电迁移能力大大降低，易产生电迁移失效，成为互连线失效开路的地方。针对连接通孔纵深比高，不易填充均匀、容易形成空洞以及台阶覆盖性差，易产生缺陷。因此，针对连接通孔纵深比高，不易填充均匀、容易形成空洞以及台阶覆盖性差，易产生缺陷的问题，工艺生产过程中一直对连接通孔的电迁移可靠性进行监控。通过一定时间的加速寿命测试，得出连接通孔的电迁移效应寿命时间。在半导体版图中，有源区、多晶硅与金属层之间的连接称为连接通孔，而不同金属层之间的连接称为连接通孔。传统的测试连接通孔的电迁移效应寿命时间主要有两种，一是利用高温箱和较大的电流密度，通过一定时间的加速寿命测试，基于失效时间的威布尔统计分布，得出连接通孔的电迁移寿命时间；二是利用高温探针台的探针卡将应力电压和应力电流连接到连接通孔的金属压焊块上，进行连接通孔电迁移效应的可靠性测试。然而，使用高温箱进行测试时，需要将整个半导体芯片放入高温箱中，会对芯片中各器件和结构的可靠性产生影响，且高温箱内部温度不能过高、提温不能过快，导致测试周期较长；使用高温探针台，探针卡容易因为氧化、磨损或震动等原因与金属压焊块接触不良，导致对失效时间的测试结果出现误差，难以保证测试结果的准确性。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的测试连接通孔的电迁移效应寿命时间的方法存在的上述缺陷，提供一种连接通孔的电迁移寿命时间测试装置及其测试方法。本专利技术所提供的技术方案如下：一种连接通孔的电迁移寿命时间测试装置，包括第一温度检测模块、第一处理器以及用于与第一接触层和/或所述第二接触层压合的加热板；所述加热板用于接入工作电流，加热所述第一接触层和/或所述第二接触层；其中，所述第一接触层和所述第二接触层均为接触连接通孔的金属掩膜层；所述第一温度检测模块用于检测加热板的温度值；所述第一处理器连接所述第一温度检测模块，用于根据加热板的温度值获得连接通孔的电迁移寿命时间。一种连接通孔的电迁移寿命时间测试装置，包括第二温度检测模块、第二处理器和用于与第一接触层和/或所述第二接触层压合的加热板；所述加热板用于接入工作电流，加热所述第一接触层和/或所述第二接触层；其中，所述第一接触层和所述第二接触层均为接触连接通孔的金属掩膜层；所述第二温度检测模块用于分别检测所述第一接触层和所述第二接触层的温度值；所述第二处理器连接所述第二温度检测模块，用于根据所述第一接触层和所述第二接触层的温度值获得连接通孔的电迁移寿命时间。一种连接通孔的电迁移寿命时间测试方法，包括步骤：分别获取加热板的温度值和连接通孔的焦耳热温度值；根据所述加热板的温度值与所述焦耳热温度值之和，获得连接通孔的应力温度；根据所述连接通孔的应力温度获得连接通孔的电迁移寿命时间。一种连接通孔的电迁移寿命时间测试方法，包括步骤：获取所述第一接触层的温度值与所述第二接触层的温度值的平均值，以及连接通孔的焦耳热温度值；根据所述平均值与所述焦耳热温度值之和，获得连接通孔的应力温度；根据所述连接通孔的应力温度获得连接通孔的电迁移寿命时间。本专利技术实施例所提供的连接通孔的电迁移寿命时间测试装置及其测试方法，通过与连接通孔的第一接触层和/或第二接触层压合的加热板，加热连接通孔的第一接触层和/或第二接触层，为连接通孔提供电迁移寿命时间测试的应力温度，且可以短时间内快速提高应力温度，而不会影响芯片中其它器件和结构的可靠性产生。进一步地可通过第一温度检测模块检测加热板的温度值，由第一处理器根据加热板的温度值获得电迁移寿命时间；还可通过第二温度检测模块检测第一接触层和第二接触层的温度，由根据第一接触层和第二接触层的温度值的平均值获得连接通孔的电迁移寿命时间。基于此，有效地缩短电迁移寿命时间的测试周期。附图说明图1为实施例一的连接通孔的电迁移寿命时间测试装置模块结构图；图2为连接通孔的结构示意图；图3为层间介质的结构示意图；图4为第一温度检测模块的模块结构图；图5为实施例二的连接通孔的电迁移寿命时间测试装置模块结构图；图6为第二温度检测模块的模块结构图；图7为实施例三的连接通孔的电迁移寿命时间测试方法流程图；图8为实施例四的连接通孔的电迁移寿命时间测试方法流程图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本专利技术进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一如图1所示，为实施例一的连接通孔的电迁移寿命时间测试装置模块结构图，包括第一温度检测模块11、第一处理器12以及用于与第一接触层和/或第二接触层压合的加热板13；加热板13用于接入工作电流，加热第一接触层和/或第二接触层；其中，第一接触层和/或第二接触层均为接触连接通孔的金属掩膜层；其中，加热板13用于与第一接触层和/或第二接触层压合，第一接触层和第二接触层均为接触连接通孔的金属掩膜层，加热板13与金属掩膜层压合。如图1所示，图1中以加热板13与第二接触层压合为例进行图示说明，需要说明的是，本实施例所提供的连接通孔的电迁移寿命时间测试装置包括一块或多块加热板13。在需要与第一接触层和第二接触层压合时，测试装置至少包括两块加热板13，其中任意一块与第一接触层压合，任意另一块与第二接触层压合。以下以cmos工艺下的一种连接通孔的结构为例，对测试装置的加热板13的数量设置进行解释。如图2所示，为连接通孔的结构示意图，图2阐释了cmos工艺下连接通孔的结构，在图2所示的结构中，加热板13不便与第一接触层压合，因此基于该特定的工艺结构，连接通孔的电迁移寿命时间测试装置只包括一块加热板13，加热板13与第二接触层压合。其中，加热板13选用具有导电性和特定电阻的材料制成，在加热板13上施加工作电流，通过改变工作电流的大小，改变加热板13的加热板的温度值。可选地，加热板13可选用多晶加热板，多晶加热板的材料是多晶硅材料，即无定向硅，当有电流流过多晶材料板时，会产生热量，以产生一个温度场，为连接通孔提供进行电迁移寿命时间测试所必需的高温环境。可选地，还包括层间介质31；如图3所示，为层间介质的结构示意图；加热板13用于通过层间介质31与第一接触层和/或第二接触层压合。其中，层间介质31用于隔离加热板13与第一接触层和/或第二接触层，防止加热板13对第一接触层和/或第二接触层产生可靠性影响。第一温度检测模块11用于检测加热板13的温度值；其中，第一温度检测模块11可采用具备检测温度的设备，如第一温度检测模块11可为红外温度检测仪或温度传感器等。可选地，如图4所示，为第一温度检测模块的模块结构图，第一温度检测模块11包括功率测量模块41和第一温度计算模块42；功率测量模块41连接加热板13，用于测量加热板13所消耗的功率；其中，加热板13在接入工作电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连接通孔的电迁移寿命时间测试装置，其特征在于，包括第一温度检测模块、第一处理器以及用于与第一接触层和/或所述第二接触层压合的加热板；所述加热板用于接入工作电流，加热所述第一接触层和/或所述第二接触层；其中，所述第一接触层和所述第二接触层均为接触连接通孔的金属掩膜层；所述第一温度检测模块用于检测加热板的温度值；所述第一处理器连接所述第一温度检测模块，用于根据加热板的温度值获得连接通孔的电迁移寿命时间。

【技术特征摘要】
1.一种连接通孔的电迁移寿命时间测试装置，其特征在于，包括第一温度检测模块、第一处理器以及用于与第一接触层和/或所述第二接触层压合的加热板；所述加热板用于接入工作电流，加热所述第一接触层和/或所述第二接触层；其中，所述第一接触层和所述第二接触层均为接触连接通孔的金属掩膜层；所述第一温度检测模块用于检测加热板的温度值；所述第一处理器连接所述第一温度检测模块，用于根据加热板的温度值获得连接通孔的电迁移寿命时间。2.根据权利要求1所述的连接通孔的电迁移寿命时间测试装置，其特征在于，所述加热板为多晶加热板。3.根据权利要求1所述的连接通孔的电迁移寿命时间测试装置，其特征在于，所述第一温度检测模块包括功率测量模块和第一温度计算模块；所述功率测量模块用于测量所述加热板所消耗的功率；所述第一温度计算模块连接所述功率测量模块，用于根据所述加热板所消耗的功率计算加热板的温度值；所述第一温度计算模块连接所述第一处理器。4.一种连接通孔的电迁移寿命时间测试装置，其特征在于，包括第二温度检测模块、第二处理器和用于与第一接触层和/或所述第二接触层压合的加热板；所述加热板用于接入工作电流，加热所述第一接触层和/或所述第二接触层；其中，所述第一接触层和所述第二接触层均为接触连接通孔的金属掩膜层；所述第二温度检测模块用于分别检测所述第一接触层和所述第二接触层的温度值；所述第二处理器连接所述第二温度检测模块，用于根据所述第一接触层和所述第二接触层的温度值获得连接通孔的电迁移寿命时间。5.根据权利要求4所述的连接通孔的电迁移寿命时间测试装置，其特征在于，所述第二温度检测模块包括第一电阻测量模块、第二电阻测量模块、第二温度计算模块、设置于所述第一接触层的第一温度检测金属线以及设置于所述第二接触层的第二温度检测金属线；所述第一温度检测金属线和所述第二温度检测金属线分别与外部电源形成回路；所述第一电阻测量模块与所述第一温度检测金属线并联连接，用于检测第一温度检测金属线的电阻；所述第二电阻测量模块与所述第二温度检测金属线并联连接，用于检测第二温度检测金属线的电阻；所述第二温度计算模块分别连接所述第一电阻测量模块和所述第二电阻测量模块，用于根据所述第一温度检测金属线的电阻计算第一接触层的温度值，根据所述第二温度检测金属线的电阻计算第二接触层的温度值；所述第二温度计算模块连接所述第二处理器。6.一种连接通...

【专利技术属性】
技术研发人员：章晓文，恩云飞，何玉娟，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44