一种应力迁移测试结构制造技术

本发明专利技术提供了一种应力迁移测试结构，包括：若干下层金属层和若干上层金属层；下层金属层包括宽金属线和与窄金属线，窄金属线连接在宽金属线的两侧；下层金属层包括宽金属线和与窄金属线，窄金属线连接在宽金属线的两侧；下层金属层的宽金属线和上层金属层的宽金属线互相垂直设置，下层金属层的窄金属线和上层金属层的窄金属线互相垂直设置；上层金属层的窄金属线的两端均分别通过通孔与下层金属层的窄金属线连接。当用于测试测试结构的两个焊盘之间的距离固定且金属线满足设计规则的情况下，本发明专利技术拥有了具有更多通孔的测试结构，并且，下层金属层和上层金属层的金属线互相垂直设置，下层金属层和上层金属层之间不会产生寄生电容。寄生电容。寄生电容。

【技术实现步骤摘要】
一种应力迁移测试结构


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种应力迁移测试结构。

技术介绍

[0002]芯片产品在大规模生产之前，都需要接受可靠性测试以验证产品的可用性。而且，可靠性测试随着技术日益更新、技术节点的缩小，变得越来越有挑战。目前的工艺可靠性测试，主要有电迁移(Isothermal Electro migration，简称EM)可靠性测试，层间介质经时击穿(Inter Metal Dielectrics Time Dependent Dielectric Breakdown，简称IMD TDDB)可靠性测试，应力迁移(Stress Migration，简称SM)可靠性测试。
[0003]应力迁移(Stress Migration，简称SM)是造成半导体器件失效的一个重要原因，故在进行半导体器件的可靠性评估中，应力迁移测试是评价金属互连线可靠性重要的测试项目之一。应力迁移是指在一定温度下，由于各种材料热膨胀系数的不同，所以在不同的材料之间形成了应力，从而使金属互连线或者通孔中晶粒间的小空隙向应力集中的地方聚集形成空洞的物理现象。当应力迁移形成的空洞达到一定程度就可能使集成电路中的金属互连线发生断路，从而造成半导体器件的失效。应力迁移是由机械应力造成的扩散，在高温过程中金属的较大应力会造成通孔底部的金属内产生空洞。一般的，应力迁移的测试结构可以分为纯金属线结构(Metal Serp.)，开文单通孔结构(Kelvin Via)，通孔链结构(Via Chain)。纯金属线结构只有下层金属层和上层金属层，没有通孔层。开文单通孔结构包括相互垂直的下层金属层和上层金属层，并且下层金属层和上层金属层通过一个通孔连接。通孔链结构是相邻的两层金属通过通孔连接，多个相邻的两层金属通过多个通孔的形成一个首尾相连的链条。常见的通孔链结构又可分为通孔在窄金属线上的结构，通孔在宽金属线上的结构，以及结合了宽金属线和窄金属线，同时通孔落在窄金属线上的鼻型结构，如图1，下层金属层的窄金属线110和下层金属层的宽金属线120垂直，下层金属层的宽金属线120的两侧分别设置有下层金属层的窄金属线110，上层金属层的窄金属线130和上层金属层的宽金属线140垂直，上层金属层的宽金属线140的两侧分别设置有上层金属层的窄金属线130。将连接下层金属层和上层金属层的通孔150设置在下层金属层的窄金属线110和上层金属层的窄金属线130上。
[0004]应力迁移测试是先在常温下测试应力迁移测试结构的初始电阻，然后高温烘烤应力迁移测试结构500小时以上再测应力迁移测试结构的电阻，通过应力迁移测试结构的阻值变化来评估应力迁移状况。对应力迁移测试结构包含的通孔的数量有要求，以避免由于通孔数量太少而让环境或测试偏移占比过大造成干扰。现有技术中，由于鼻型压力迁移测试结构对金属线的长度和距离有一定要求并且焊盘之间的距离一般是根据测试探针之间的距离固定设置好的，导致在两个焊盘间只能放下很少的测试结构，如图2，下层金属层的窄金属线110和下层金属层的宽金属线120垂直，下层金属层的宽金属线120的两侧分别设置有下层金属层的窄金属线110，上层金属层的窄金属线130和上层金属层的宽金属线140垂直，上层金属层的宽金属线140的两侧分别设置有上层金属层的窄金属线130。连接下层
金属层和上层金属层的通孔150设置在下层金属层的窄金属线110和上层金属层的窄金属线130上。这样将多个下层金属层和上层金属层通过连接件170首尾连接在一起，并且通过连接件170还连接在两个焊盘160之间。图2中两个焊盘160之间仅能放下具有三个通孔150的测试结构，可能导致环境或测试偏移的占比过大而无法真实的反映出测试结构的电阻变化量。另外，现有技术的相邻两层金属层的金属线是在同一方向摆放的，在二维制程里，虽然设计规则没有限制金属线的方向，但把相邻的两层金属层的金属线同一方向摆放，会产生寄生电容，影响电路特性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种应力迁移测试结构，可以在固定距离的两个焊盘之间防止具有更多通孔的测试结构，并且，相邻两层金属层之间不会产生寄生电容。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了本专利技术提供了一种应力迁移测试结构，包括：
[0007]若干下层金属层和若干上层金属层；
[0008]所述下层金属层包括宽金属线和与窄金属线，所述窄金属线连接在宽金属线的两侧；
[0009]所述下层金属层包括宽金属线和与窄金属线，所述窄金属线连接在宽金属线的两侧；
[0010]所述下层金属层的宽金属线和所述上层金属层的宽金属线互相垂直设置，所述下层金属层的窄金属线和所述上层金属层的窄金属线互相垂直设置；以及
[0011]所述上层金属层的窄金属线的两端均分别通过通孔与所述下层金属层的窄金属线连接。
[0012]可选的，在所述的应力迁移测试结构中，所述下层金属层通过连接线连接到第一焊盘上。
[0013]可选的，在所述的应力迁移测试结构中，所述下层金属层通过连接线连接到第二焊盘上。
[0014]可选的，在所述的应力迁移测试结构中，所述下层金属层的窄金属线垂直连接在宽金属线的两侧。
[0015]可选的，在所述的应力迁移测试结构中，所述上层金属层的窄金属线垂直连接在宽金属线的两侧。
[0016]可选的，在所述的应力迁移测试结构中，所述通孔垂直于所述下层金属层和所述上层金属层。
[0017]可选的，在所述的应力迁移测试结构中，根据金属线的宽度尺寸划分所述窄金属线和所述宽金属线。
[0018]可选的，在所述的应力迁移测试结构中，按照设定值根据金属线的宽度尺寸划分所述窄金属线和所述宽金属线。
[0019]可选的，在所述的应力迁移测试结构中，所述下层金属层的数量为六个，所述上层金属层的数量为三个。
[0020]可选的，在所述的应力迁移测试结构中，六个所述下层金属层分别为第一下层金属层、第二下层金属层、第三下层金属层、第四下层金属层、第五下层金属层和第六下层金
属层，三个上层金属层分别为第一上层金属层、第二上层金属层和第三上层金属层；一第一下层金属层的窄金属线通过连接线连接第一焊盘，另一第一下层金属层的窄金属线通过通孔连接一第一上层金属层的窄金属线，另一第一上层金属层的窄金属线连接一第二下层金属层的窄金属线，另一第二下层金属层的窄金属线通过连接线连接一第三下层金属层的窄金属线，另一第三下层金属层的窄金属线通过通孔连接所述一第二上层金属层的窄金属线，另一第二上层金属层的窄金属线通过通孔连接一第四下层金属层的窄金属线，另一第四下层金属层的窄金属线通过连接线连接一第五下层金属层的窄金属线，另一第五下层金属层的窄金属线通过通孔连接一第三上层金属层的窄金属线，另一第三上层金属层的窄金属线通过通孔连接一第六下层金属层的窄金属线，另一第六下层金属层的窄金属线连接第二焊盘。
[0021]在本专利技术提供的应力迁移测试结构中，下层金属层的宽金属线和上层金属层的宽金属线互相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应力迁移测试结构，其特征在于，包括：若干下层金属层和若干上层金属层；所述下层金属层包括宽金属线和与窄金属线，所述窄金属线连接在宽金属线的两侧；所述下层金属层包括宽金属线和与窄金属线，所述窄金属线连接在宽金属线的两侧；所述下层金属层的宽金属线和所述上层金属层的宽金属线互相垂直设置，所述下层金属层的窄金属线和所述上层金属层的窄金属线互相垂直设置；以及所述上层金属层的窄金属线的两端均分别通过通孔与所述下层金属层的窄金属线连接。2.如权利要求1所述的应力迁移测试结构，其特征在于，所述下层金属层通过连接线连接到第一焊盘上。3.如权利要求1所述的应力迁移测试结构，其特征在于，所述下层金属层通过连接线连接到第二焊盘上。4.如权利要求1所述的应力迁移测试结构，其特征在于，所述下层金属层的窄金属线垂直连接在宽金属线的两侧。5.如权利要求1所述的应力迁移测试结构，其特征在于，所述上层金属层的窄金属线垂直连接在宽金属线的两侧。6.如权利要求1所述的应力迁移测试结构，其特征在于，所述通孔垂直于所述下层金属层和所述上层金属层。7.如权利要求1所述的应力迁移测试结构，其特征在于，根据金属线的宽度尺寸划分所述窄金属线和所述宽金属线。8.如权利要求1所述的应力迁移测试结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐敏，蒋昊，朱月芹，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：