本實用新型專利技術(shù)提供一種可靠性測試結(jié)構(gòu)，包括電遷移測試結(jié)構(gòu)、等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)、應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)和由多個焊盤組成的焊盤組件；電遷移測試結(jié)構(gòu)與五個不同的焊盤連接，等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)與四個不同的焊盤連接，應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)與四個不同的焊盤連接；電遷移測試結(jié)構(gòu)和等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)有一個共用焊盤，電遷移測試結(jié)構(gòu)和應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)有兩個共用焊盤，等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)與應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)有兩個共用焊盤。本實用新型專利技術(shù)解決了由于測試結(jié)構(gòu)分離、切割道面積有限以及焊盤數(shù)量受限而導(dǎo)致測試結(jié)構(gòu)數(shù)量有限的問題，增加了測試結(jié)構(gòu)的數(shù)量，提高了晶圓的利用率同時降低了測試成本。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，特別是涉及一種可靠性測試結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
電遷移(ElectroMigration，EM)是半導(dǎo)體鋁銅制程工藝后段可靠性評估的重要項目之一，由導(dǎo)電電子與擴散的金屬原子之間的動量轉(zhuǎn)移導(dǎo)致。在一定溫度下，在金屬中施加一定的電流，當(dāng)電遷移發(fā)生時，一個運動電子的部分動量轉(zhuǎn)移到鄰近的激活離子，這就導(dǎo)致該離子離開原始位置。當(dāng)電流密度較大時，電子在靜電場力的驅(qū)動下從陰極向陽極定向移動形成“電子風(fēng)”(ElectronWind)，進而會引起龐大數(shù)量的原子遠(yuǎn)離它們的原始位置。隨著時間的推移，電遷移會導(dǎo)致導(dǎo)體，尤其是狹窄的導(dǎo)線中出現(xiàn)斷裂或缺口進而阻止電子的流動，這種缺陷被稱為空洞(Void)或內(nèi)部失效，即開路。電遷移還會導(dǎo)致導(dǎo)體中的原子堆積并向鄰近導(dǎo)體漂移進而形成突起物(Hillock)，產(chǎn)生意外的電連接，即短路。隨著半導(dǎo)體集成電路器件的特征尺寸不斷減小，金屬互連線的尺寸不斷減小，從而導(dǎo)致電流密度不斷增加，由電遷移造成的器件失效更為顯著。應(yīng)力遷移(StressMigration，SM)同樣是半導(dǎo)體鋁銅制程工藝后段可靠性評估的重要項目之一。應(yīng)力遷移是在一定溫度下，由于多層金屬連線結(jié)構(gòu)與周圍的介質(zhì)材料的熱膨脹系數(shù)不同，使得金屬連線受到應(yīng)力，在應(yīng)力的作用下，金屬中的晶?？障断驊?yīng)力集中的地方匯集，從而在金屬中形成空洞的物理現(xiàn)象。應(yīng)力遷移形成的空洞達(dá)到一定程度時就會使得集成電路中的金屬互連線發(fā)生開路，造成失效。應(yīng)力遷移是造成半導(dǎo)體器件失效的一個重要原因。等溫電遷移試驗(ISOT)的原理是通過控制回路，調(diào)節(jié)加在測試金屬互連線上的電流，改變其焦耳熱(I2R),使金屬互連線溫度恒定在目標(biāo)溫度上。試驗失效標(biāo)準(zhǔn)為試件的電阻相對變化量(ΔR/R)達(dá)到某一數(shù)值，并將此時間作為中值失效時間。在傳統(tǒng)的測試結(jié)構(gòu)中，電遷移測試結(jié)構(gòu)、應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)和等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)是分離的，由于測試結(jié)構(gòu)只能放置在晶圓的切割道上，其占用的面積是有限的，能放置的測試結(jié)構(gòu)的數(shù)量受到嚴(yán)格限制。另外，各種測試結(jié)構(gòu)都需要通過焊盤來進行測試，但是焊盤同樣是有限的，可靠性測試的優(yōu)先級別如圖1所示，從高到低依次為：層間介質(zhì)可靠性測試、等溫電遷移測試(窄)、柵氧化物完整性測試、等離子體損傷測試、電遷移測試、器件可靠性測試、應(yīng)力遷移測試以及等溫電遷移測試(寬)，其中電遷移測試占用7個焊盤，而應(yīng)力遷移測試至多需要4個焊盤，但是由于應(yīng)力遷移測試優(yōu)先級別比較低，通常是無法分配到焊盤的。但是隨著新的JESD214要求，應(yīng)力遷移測試必須要執(zhí)行，同時不同的可靠性測試也是對晶圓上結(jié)構(gòu)的質(zhì)量一種保證。因此，如何在切割道區(qū)域和焊盤數(shù)量有限的情況下，盡可能多的實現(xiàn)各種可靠性測試，降低測試成本的同時，提高晶圓的利用率，進而保證半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和可靠性，提高半導(dǎo)體器件的良品率已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。
技術(shù)實現(xiàn)思路
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本技術(shù)的目的在于提供一種可靠性測試結(jié)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中由于各測試結(jié)構(gòu)分離和切割道面積有限而導(dǎo)致測試結(jié)構(gòu)數(shù)量有限且占用較大的晶圓面積，使得晶圓利用率較低，增加測試成本的問題。為實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供一種可靠性測試結(jié)構(gòu)，所述可靠性測試結(jié)構(gòu)至少包括：電遷移測試結(jié)構(gòu)、等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)、應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)和由多個焊盤組成的焊盤組件；所述電遷移測試結(jié)構(gòu)與五個不同的焊盤連接，所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)與四個不同的焊盤連接，所述應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)與四個不同的焊盤連接；其中，所述電遷移測試結(jié)構(gòu)和所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)有一個共用焊盤，所述電遷移測試結(jié)構(gòu)和所述應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)有兩個共用焊盤，所述電遷移測試結(jié)構(gòu)和所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)共用的焊盤與所述電遷移測試結(jié)構(gòu)和所述應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)共用的焊盤為不同的焊盤，所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)與所述應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)有兩個共用焊盤。于本技術(shù)的一實施方式中，所述電遷移測試結(jié)構(gòu)和所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)分別位于所述焊盤組件的兩側(cè)。于本技術(shù)的一實施方式中，所述焊盤組件包括依次間隔排列的第一至第八焊盤；所述電遷移測試結(jié)構(gòu)與所述第一焊盤、所述第二焊盤、所述第五焊盤、所述第六焊盤以及所述第七焊盤連接；所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)與所述第三焊盤、所述第四焊盤、所述第七焊盤以及所述第八焊盤連接；所述應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)與所述第三焊盤、所述第四焊盤、所述第五焊盤以及所述第六焊盤連接。于本技術(shù)的一實施方式中，所述第一至第八焊盤呈一字形排列。于本技術(shù)的一實施方式中，所述電遷移測試結(jié)構(gòu)包括第一測試導(dǎo)線，所述第一測試導(dǎo)線的一端通過連接導(dǎo)線與所述第一焊盤和所述第二焊盤連接，所述第一測試導(dǎo)線的另一端通過連接導(dǎo)線與所述第五焊盤和所述第六焊盤連接；所述第一測試導(dǎo)線與所述連接導(dǎo)線位于不同的金屬層，且所述第一測試導(dǎo)線與所述連接導(dǎo)線之間通過金屬插塞相連接。于本技術(shù)的一實施方式中，所述第一焊盤和所述第六焊盤作為電流輸入焊盤，適于通過探針連接測試電流源；所述第二焊盤和所述第五焊盤作為電壓測試焊盤，適于通過探針檢測電壓。于本技術(shù)的一實施方式中，所述電遷移測試結(jié)構(gòu)還包括異常檢測導(dǎo)線，所述異常檢測導(dǎo)線與所述第七焊盤連接，且所述異常檢測導(dǎo)線與所述第一測試導(dǎo)線位于同一金屬層。于本技術(shù)的一實施方式中，所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)包括第二測試導(dǎo)線，所述第二測試導(dǎo)線的一端通過連接導(dǎo)線與所述第三焊盤和所述第四焊盤連接，所述第二測試導(dǎo)線的另一端通過連接導(dǎo)線與所述第七焊盤和所述第八焊盤連接；所述第二測試導(dǎo)線與所述連接導(dǎo)線位于同一金屬層。于本技術(shù)的一實施方式中，所述第三焊盤和所述第八焊盤作為電流輸入焊盤，適于通過探針連接測試電流源；所述第四焊盤和所述第七焊盤作為電壓測試焊盤，適于通過探針檢測電壓。于本技術(shù)的一實施方式中，所述應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)包括第三測試導(dǎo)線，所述第三測試導(dǎo)線的一端通過連接導(dǎo)線與所述第三焊盤和所述第四焊盤連接，所述第三測試導(dǎo)線另一端通過連接導(dǎo)線與所述第五焊盤和所述第六焊盤連接；其中所述第三測試導(dǎo)線包括位于不同金屬層的兩部分，且所述位于不同金屬層的兩部分之間通過金屬插塞相連接。于本技術(shù)的一實施方式中，所述第三焊盤和所述第六焊盤作為電流輸入焊盤，適于通過探針連接測試電流源；所述第四焊盤和所述第五焊盤作為電壓測試焊盤，適于通過探針檢測電壓。如上所述，本技術(shù)的可靠性測試結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果：1、本技術(shù)的可靠性測試結(jié)構(gòu)替代現(xiàn)有技術(shù)中分離的的電遷移測試結(jié)構(gòu)、應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)和等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)，使得電遷移測試結(jié)構(gòu)、應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)和等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)成組出現(xiàn)，不會多占用晶圓上的寶貴面積，也不會增加測試結(jié)構(gòu)的制作成本。2、本技術(shù)的可靠性測試結(jié)構(gòu)仍然使用四端法連出電遷移測試結(jié)構(gòu)、應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)和等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)，保證精確測試。3、本技術(shù)的可靠性測試結(jié)構(gòu)采用共用焊盤的設(shè)計，應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)共用了電遷移測試結(jié)構(gòu)和等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)的部分焊盤，有效解決了由于測試結(jié)構(gòu)分離和面積有限而導(dǎo)致測試結(jié)構(gòu)數(shù)量有限的問題，大大增加了測試結(jié)構(gòu)的數(shù)量。4、本技術(shù)的可靠性測試結(jié)構(gòu)使相同面積上測試結(jié)構(gòu)的數(shù)量增加，同時使相同數(shù)量的測試結(jié)構(gòu)所占面積減少至47％，提高了晶圓的利用率；同時測試結(jié)構(gòu)的數(shù)量增加導(dǎo)致用于測試的晶圓數(shù)量減少，降低了測試成本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種可靠性測試結(jié)構(gòu)，其特征在于,所述可靠性測試結(jié)構(gòu)至少包括：電遷移測試結(jié)構(gòu)、等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)、應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)和由多個焊盤組成的焊盤組件；所述電遷移測試結(jié)構(gòu)與五個不同的焊盤連接，所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)與四個不同的焊盤連接，所述應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)與四個不同的焊盤連接；其中，所述電遷移測試結(jié)構(gòu)和所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)有一個共用焊盤，所述電遷移測試結(jié)構(gòu)和所述應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)有兩個共用焊盤，所述電遷移測試結(jié)構(gòu)和所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)共用的焊盤與所述電遷移測試結(jié)構(gòu)和所述應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)共用的焊盤為不同的焊盤，所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)與所述應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)有兩個共用焊盤。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種可靠性測試結(jié)構(gòu)，其特征在于,所述可靠性測試結(jié)構(gòu)至少包括：電遷移測試結(jié)構(gòu)、等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)、應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)和由多個焊盤組成的焊盤組件；所述電遷移測試結(jié)構(gòu)與五個不同的焊盤連接，所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)與四個不同的焊盤連接，所述應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)與四個不同的焊盤連接；其中，所述電遷移測試結(jié)構(gòu)和所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)有一個共用焊盤，所述電遷移測試結(jié)構(gòu)和所述應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)有兩個共用焊盤，所述電遷移測試結(jié)構(gòu)和所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)共用的焊盤與所述電遷移測試結(jié)構(gòu)和所述應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)共用的焊盤為不同的焊盤，所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)與所述應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)有兩個共用焊盤。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可靠性測試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電遷移測試結(jié)構(gòu)和所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)分別位于所述焊盤組件的兩側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可靠性測試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述焊盤組件包括依次間隔排列的第一至第八焊盤；所述電遷移測試結(jié)構(gòu)與所述第一焊盤、所述第二焊盤、所述第五焊盤、所述第六焊盤以及所述第七焊盤連接；所述等溫電遷移測試結(jié)構(gòu)與所述第三焊盤、所述第四焊盤、所述第七焊盤以及所述第八焊盤連接；所述應(yīng)力遷移測試結(jié)構(gòu)與所述第三焊盤、所述第四焊盤、所述第五焊盤以及所述第六焊盤連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可靠性測試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一至第八焊盤呈一字形排列。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可靠性測試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電遷移測試結(jié)構(gòu)包括第一測試導(dǎo)線，所述第一測試導(dǎo)線的一端通過連接導(dǎo)線與所述第一焊盤和所述第二焊盤連接，所述第一測試導(dǎo)線的另一端通過連接導(dǎo)線與所述第五焊盤和所述第六焊盤連接；所述第一測試導(dǎo)線與所述連接導(dǎo)線位于不同的金屬層，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙祥富，
申請(專利權(quán))人：中芯國際集成電路制造北京有限公司，中芯國際集成電路制造上海有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11
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