通孔电阻测试结构与测试通孔电阻的方法技术

本申请提供了一种通孔电阻测试结构与测试通孔电阻的方法。该测试结构包括N个通孔；N+1层叠置的金属线，相邻两层金属线之间通过通孔连接；N+3个测试焊垫，其中，两个测试焊垫分别连接在其中两层金属线各自长度方向的第一端，其余测试焊垫一一对应地与各金属线的长度方向的第二端、或者各金属线的宽度方向的第一端、或者各金属线的宽度方向的第二端连接，其中，N为大于或者等于2的整数。采用N+3个测试焊垫实现对N个通孔的电阻的测量，节省了测试焊垫的数量，进一步地节省了晶圆面积，节省成本。节省成本。节省成本。

【技术实现步骤摘要】
通孔电阻测试结构与测试通孔电阻的方法


[0001]本申请涉及半导体领域，具体而言，涉及一种通孔电阻测试结构、测试通孔电阻的方法、测试结构的制备方法、半导体结构与测试系统。

技术介绍

[0002]随着大规模集成电路制造朝着集成度更高，关键尺寸不断缩小以及器件结构越来越复杂的方向发展，对集成电路制造工艺的精度和可重复性要求越来越高。为了满足集成电路整体电学性能的要求，在芯片的制造过程中，不同结构的电路常一层层堆叠在一起。其中，集成电路前段制造工艺的堆叠主要是栅极和接触孔，后段的堆叠主要是通孔和金属线。
[0003]在对半导体器件进行应力迁移测试时，为实现对金属线之间的通孔的电阻进行测试，需要较多的测试焊垫，较多测试焊垫的使用造成浪费测试焊垫的资源，且造成浪费晶圆面积。器件的生产成本较高。
[0004]应力迁移效应是集成电路常见的可靠性问题，主要是通过设计的测试结构对该效应的风险进行评估。在对应力迁移效应测试结构的电阻时，常常需要采用四端法进行测试，如此才可以精确地获得被测结构的电阻变化。但是一个测试结构需要占用四个测试焊垫，在正常量产的晶圆上，测试结构只能发在DIE与DIE的切割道中，而切割道的面积是非常有限的，因此需要优化测试结构的设计，减少测试焊垫的使用，到达可评估可靠性的要求。

技术实现思路

[0005]本申请的主要目的在于提供一种通孔电阻测试结构、测试通孔电阻的方法与测试结构的制备方法，以解决一些方案中进行通孔电阻测试时浪费测试焊垫和晶圆面积的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种通孔电阻测试结构，包括：N个通孔；N+1层叠置的金属线，相邻两层所述金属线之间通过所述通孔连接，且相邻两层所述金属线之间连接有一个所述通孔；N+3个测试焊垫，其中，两个所述测试焊垫分别连接在其中两层金属线各自长度方向的第一端，其余所述测试焊垫一一对应地与各所述金属线的长度方向的第二端、或者各所述金属线的宽度方向的第一端、或者各所述金属线的宽度方向的第二端连接，其中，N为大于或者等于2的整数。
[0007]可选地，所述N+1层叠置的金属线包括位于外侧的第一层金属线和第N+1层金属线，所述第一层金属线长度方向的第一端和所述第N+1层金属线长度方向的第一端分别连接对应的所述测试焊垫，且该两个所述测试焊垫分别用于与电流测试仪电连接，其余所述测试焊垫用于与电位测试仪电连接。
[0008]可选地，所述金属线的宽度大于或者等于0.5微米。
[0009]可选地，所述金属线的长度大于或者等于20微米。
[0010]可选地，N+1层叠置的金属线平行排列。
[0011]可选地，各所述金属线和各所述通孔的材料均为铜。
[0012]根据本申请的另一个方面，提供了一种采用任意一种所述测试结构测试通孔电阻的方法，包括：通过连接在金属线长度方向的第一端上的两个测试焊垫，测得流过各所述通孔的电流；通过连接在第M层金属线长度方向的第二端、或者第M层金属线的宽度方向的第一端、或者第M层金属线的宽度方向的第二端的测试焊垫，测试第M层金属线上的第一电位；通过连接在第M+1层金属线长度方向的第二端、或者第M+1层金属线的宽度方向的第一端、或者第M+1层金属线的宽度方向的第二端的测试焊垫，测试第M+1层金属线上的第二电位；根据所述第一电位、所述第二电位和所述电流，得到第M个所述通孔的电阻，其中，1≤M≤N。
[0013]根据本申请的又一个方面，提供了一种测试结构的制备方法，包括：形成包括N个通孔和N+1层金属线的半导体结构，其中，相邻两层所述金属线之间通过所述通孔连接，N为大于或者等于2的整数；在所述半导体结构的非器件区形成N+3个测试焊垫，其中，两个所述测试焊垫分别连接在其中两层金属线各自长度方向的第一端，其余所述测试焊垫一一对应地与各所述金属线的长度方向的第二端、或者各所述金属线的宽度方向的第一端、或者各所述金属线的宽度方向的第二端连接。
[0014]根据本申请的又一个方面，提供了一种半导体结构，包括：器件区和非器件区，所述的通孔电阻测试结构中的通孔和金属线位于所述器件区，所述的测试焊垫位于所述非器件区。
[0015]根据本申请的再一个方面，提供了一种测试系统，包括：任意一种所述的通孔电阻测试结构、电流测试仪和电位测试仪，所述通孔电阻测试结构用于测试通孔的电阻，所述电流测试仪用于测试流过各所述通孔的电流，所述电位测试仪用于测试各层金属线的电位。
[0016]应用本申请的技术方案，通孔电阻测试结构包括N个通孔、N+1层叠置的金属线和N+3个测试焊垫，相邻两层上述金属线之间通过上述通孔连接，采用N+3个测试焊垫实现对N个通孔的电阻的测量，即采用较少的测试焊垫实现了对通孔电阻的测量，节省了测试焊垫的数量，进一步地节省了晶圆面积。
附图说明
[0017]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0018]图1示出了一些方案中的一种通孔电阻测试结构；
[0019]图2示出了一些方案中的另一种通孔电阻测试结构；
[0020]图3示出了根据本申请实施例的一种通孔电阻测试结构；
[0021]图4示出了根据本申请实施例的另一种通孔电阻测试结构；
[0022]图5示出了根据本申请实施例的测试通孔电阻的方法流程图；
[0023]图6示出了根据本申请实施例的测试结构的制备方法流程图。
[0024]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0025]10、第一层金属线；20、第二层金属线；30、第三层金属线；40、第四层金属线；50、第一个通孔；60、第二个通孔；70、第三个通孔；80、测试焊垫。
具体实施方式
[0026]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另
有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0027]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0028]应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
[0029]为了便于描述，以下对本申请实施例涉及的部分名词或术语进行说明：
[0030]应力迁移(Stress Migration，简称SM)：把集成电路芯片放在一定温度下存放一定时间，但并不施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通孔电阻测试结构，其特征在于，包括：N个通孔；N+1层叠置的金属线，相邻两层所述金属线之间通过所述通孔连接，且相邻两层所述金属线之间连接有一个所述通孔；N+3个测试焊垫，其中，两个所述测试焊垫分别连接在其中两层金属线各自长度方向的第一端，其余所述测试焊垫一一对应地与各所述金属线的长度方向的第二端、或者各所述金属线的宽度方向的第一端、或者各所述金属线的宽度方向的第二端连接，其中，N为大于或者等于2的整数。2.根据权利要求1所述的通孔电阻测试结构，其特征在于，所述N+1层叠置的金属线包括位于外侧的第一层金属线和第N+1层金属线，所述第一层金属线长度方向的第一端和所述第N+1层金属线长度方向的第一端分别连接对应的所述测试焊垫，且该两个所述测试焊垫分别用于与电流测试仪电连接，其余所述测试焊垫用于与电位测试仪电连接。3.根据权利要求1所述的通孔电阻测试结构，其特征在于，所述金属线的宽度大于或者等于0.5微米。4.根据权利要求3所述的通孔电阻测试结构，其特征在于，所述金属线的长度大于或者等于20微米。5.根据权利要求1至4中任一项所述的通孔电阻测试结构，其特征在于，N+1层叠置的金属线平行排列。6.根据权利要求1至4中任一项所述的通孔电阻测试结构，其特征在于，各所述金属线和各所述通孔的材料均为铜。7.一种采用权利要求1至6中任一项所述测试结构测试通孔电阻的方法，其特征在于，包括：通过连接在金属线长度方向的第一端上的两个测试焊垫，测得流过各所述通孔的电流；通过连接在第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志强，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：