金属互联线厚度和宽度的测试结构和测试方法技术

本发明专利技术提供了一种测量金属互连线厚度和宽度的测试结构和方法，该测试结构包括栅栏型和蜿蜒状的金属互连线结构，通过测量栅栏型和蜿蜒状结构的电阻来提取金属互连线的等效厚度和宽度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种金属互连线厚度和宽度的测试结构及方法。
技术介绍
随着集成电路技术的发展，互连线延迟逐渐成为影响集成电路发展的瓶颈，由于互连线电容和电阻等互连寄生参数对互连延迟有决定性影响，因此互连线寄生参数的测试日益得到关注。
技术实现思路
本专利技术提供金属互连线厚度和宽度的测试结构和方法，以准确的获取金属互连线的等效厚度和宽度。本专利技术提出了金属互连线厚度和宽度的测试结构，包括所述栅栏状金属互连线结构和所述蜿蜒状金属互连线结构。所述栅栏状互连线结构由η个十字形的互连线结构连接而成；所述十字形结构的其中一条分支的宽度为待测量，另一条分支的宽度可以任意取值， 所述一条蜿蜒状结构的宽度和厚度同所述十字形结构中宽度为待测量的分支相同；所述一条蜿蜒状金属互连线结构同栅栏状金属互连线有相同的W/S (金属互连线宽度W和金属互连线的间距S之比)；所述一条蜿蜒状金属互连线结构为栅栏状金属互连线结构的一条分支，所述两蜿蜒状互连线结构有相同的宽度和厚度；所述蜿蜒状的测试结构各有一对测试 Pad。本专利技术还提出了金属互连线厚度和宽度的测试方法，包括对所述测试结构通过测试Pad施加测试信号；在施加测试信号后，测试每个结构在导线长度方向的电阻值；根据测量得到的电阻值以及电阻值同金属互连线厚度和宽度的物理关系计算出所述待求金属互连线的厚度和宽度。附图说明图1为本专利技术实施例中测量金属互连线厚度和宽度的测试结构图；图2为本专利技术实施例中金属互连线在导线长度方向的切面图；图3为本专利技术实施例中十字形测试结构的俯视具体实施例方式以下是通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域的技术人员可由本说明所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与效果。参见图1，为本专利技术实施例中测量金属互连线厚度和宽度的测试结构示意图，结合该图，本专利技术实施例提供的该测试结构10包括栅栏状金属互连线结构(11)、蜿蜒状的金属互连线结构(12)、(13)、(14)以及金属互连线的测试1^(1(15)、(16)和17)，其中所述栅栏状金属互连线结构(11)由n()个十字形的互联线结构连接而成，所述十字形结构的一条分支(18)的宽度Wll为待测量，另一条分支(19)的宽度W13可以取任意值；所述蜿蜒状金属互连线结构(12)的宽度和厚度同所述十字形结构中分支(18)的宽度和厚度相同；所述蜿蜒状金属互连线结构(12)同栅栏状金属互连线(11)有相同的W/S (金属互连线宽度W和金属互连线的间距S之比)；所述蜿蜒状金属互连线结构(13)为栅栏状金属互连线结构(11)的一条分支(19)；所述蜿蜒状金属互连线结构(14)的宽度W14同所述蜿蜒状金属互连线结构(13)的宽度W13相同；所述蜿蜒状的金属互连线结构(12)、(13)、(14)有测量其电阻值的1^(1(15)、(16)、(17)。参见图2，为本专利技术实施例中金属互连线在长度方向的横截面，结合该图，本专利技术实施例所提供的该金属互连线截面O0)包括梯形金属体(21)，其中所述该金属体的上表面宽度02)为W1，下表面宽度 (23)为W2 ；所述金属体的厚度04)为t ；所述金属体的侧壁同下表面的夹角 (25)为，同上表面的夹角06)为。在既定工艺条件下，制作等线宽的金属互连线，无论金属互连线的厚度如何，其淀积夹角为定值；在既定的工艺条件下，刻蚀夹角为定值。参见图3，为本专利技术实施例中十字形结构的俯视图，结合该图，本专利技术实施例提供的该十字形测试结构(30)包括金属互连线(31)和(32)，其中(31)对应于图1中的(18)，(32)对应于图1中的 (19) ； (33)为所述金属互连线(31)的上表面宽度W1，(34)为所述金属互连线(31)的下表面宽度W2。本专利技术实施例中所述金属互连线厚度和宽度的测试步骤包括步骤1，通过I^d(15)测量结构(12)在互连线长度方向的电阻R12，其所对应的金属互连线(12)的长度为，宽度为结构(11)中每一个十字形结构的分支(18)的长度为，宽度为。在设计和制作时，可以设定和呈一定的比例，即，同时有，进而得知结构(11)中分支在导线长度方向的电阻，而(a)，其中为金属互连线在导线方向的电阻率，为结构(11) 的η条金属互连线的长度，t为η条金属互连线的厚度。步骤2，通过I^d(16)测量结构(14)在互连线长度方向的电阻，其所对应的金属互连线的长度为，在设计和制作时，可以设定(结构(13)的长度)和呈一定的比例，即，从而有(b)。步骤3，通过I^d(17)测量由结构(11)和(13)组成的互连线在结构(13)的长度方向的电阻，电阻(c)，其中，为结构(13)的长度，为结构(11)的上表面宽度，为结构(11) 下表面宽度，为结构(11)的长度，为结构(11)中互连线的个数，t为结构(11)中金属互连线的厚度，为金属互连线在宽度方向上的电阻率。步骤4，由公式(a)、(b)和(c)组成的方程组(1)其中，和可通过其他方式测量得到。结合，解方程组(1)可得和t。显然，本领域的技术人员可以对本专利技术进行各种改动和变型而不脱离本专利技术的精神和范围。这样，倘若对本专利技术的这些修改和变型属于本专利技术权利要求及等同技术的范围之内，则本专利技术也意图包括这些改动和变型在内。权利要求1.一种金属互连线厚度和宽度的测试结构，其特征在于，包含栅栏状金属互连线结构 (11)、其他互连线部分(12)、(13)和(14)、金属互连线测试端(15)、(16)和(17)。可选的，其他互连线部分(12)、(13)、(14)可以有一个或多个采用蜿蜒状互连线结构。2.根据权利要求1所述的一种金属互连线厚度和宽度的测试结构，其特征在于，所述栅栏状互连线结构(11)由η个十字形互连线结构连接而成，η为自然数。3.根据权利要求2所述的组成栅栏状互连线结构(11)的十字形互连线结构，其特征在于，所述十字形结构的分支(18)的宽度为待测量，另一条分支(19)的宽度可以取任意值。4.根据权利要求1所述的一种金属互连线厚度和宽度的测试结构，其特征在于，所述蜿蜒状金属互连线结构(12)的宽度和间距同所述十字形结构中分支(18)的宽度和间距相同。5.根据权利要求1所述的一种金属互连线厚度和宽度的测试结构，其特征在于，所述蜿蜒状金属互连线结构(12)同栅栏状金属互连线(11)有相同的W/S(金属互连线宽度W 和金属互连线的间距S之比)。6.根据权利要求1所述的一种金属互连线厚度和宽度的测试结构，其特征在于，所述蜿蜒状金属互连线结构(13)为栅栏状金属互连线结构的分支(19)，互连线结构(13)与互连线结构(19)的线宽完全相同。7.根据权利要求1所述的一种金属互连线厚度和宽度的测试结构，其特征在于，所述蜿蜒状金属互连线结构(14)的互连线宽度和互连线间距同所述蜿蜒状金属互连线结构 (13)的宽度和间距相同。8.根据权利要求1所述的一种金属互连线厚度和宽度的测试结构，其特征在于，所述栅栏状金属互连线结构(12)和金属互连线结构(13)、(14)有测试其电阻值的测试端(15)、 (16)和(17)。9.一种金属互连线厚度和宽度的测量方法，其特征在于，包括将测试结构制作于芯片中；通过测试端(15)、(16)和(17)分别给结构(12)、(14)和(13)本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种金属互连线厚度和宽度的测试结构，其特征在于，包含栅栏状金属互连线结构（１１）、其他互连线部分（１２）、（１３）和（１４）、金属互连线测试端（１５）、（１６）和（１７）。可选的，其他互连线部分（１２）、（１３）、（１４）可以有一个或多个采用蜿蜒状互连线结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏泰，秦晓静，程玉华，
申请(专利权)人：上海北京大学微电子研究院，
类型：发明
国别省市：31