一種可靠性測試結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(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)。
【背景技術(shù)】
[0002]電迀移(Electro Migrat1n，EM)是半導(dǎo)體招銅制程工藝后段可靠性評(píng)估的重要項(xiàng)目之一，由導(dǎo)電電子與擴(kuò)散的金屬原子之間的動(dòng)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)電迀移發(fā)生時(shí)，一個(gè)運(yùn)動(dòng)電子的部分動(dòng)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(shí)，電子在靜電場力的驅(qū)動(dòng)下從陰極向陽極定向移動(dòng)形成“電子風(fēng)”(Electron Wind)，進(jìn)而會(huì)引起龐大數(shù)量的原子遠(yuǎn)離它們的原始位置。隨著時(shí)間的推移，電迀移會(huì)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(jìn)而阻止電子的流動(dòng)，這種缺陷被稱為空洞(Void)或內(nèi)部失效，即開路。電迀移還會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體中的原子堆積并向鄰近導(dǎo)體漂移進(jìn)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，由電迀移造成的器件失效更為顯著。
[0003]應(yīng)力迀移(Stress Migrat1n，SM)同樣是半導(dǎo)體鋁銅制程工藝后段可靠性評(píng)估的重要項(xiàng)目之一。應(yīng)力迀移是在一定溫度下，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)力迀移形成的空洞達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)使得集成電路中的金屬互連線發(fā)生開路，造成失效。應(yīng)力迀移是造成半導(dǎo)體器件失效的一個(gè)重要原因。
[0004]在傳統(tǒng)的測試結(jié)構(gòu)中，電迀移測試和應(yīng)力迀移測試的測試結(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(jìn)行測試，但是焊盤同樣是有限的，可靠性測試的優(yōu)先級(jí)別從高到低依次為:層間介質(zhì)可靠性測試、等溫電迀移測試(窄)、柵氧化物完整性測試、等離子體損傷測試、電迀移測試、器件可靠性測試、應(yīng)力迀移測試以及等溫電迀移測試(寬)，其中電迀移測試占用7個(gè)焊盤，而應(yīng)力迀移測試至多需要4個(gè)焊盤，但是由于應(yīng)力迀移測試優(yōu)先級(jí)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)力迀移測試必須要執(zhí)行，同時(shí)不同的可靠性測試也是對(duì)晶圓上結(jié)構(gòu)的質(zhì)量一種保證。
[0005]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(shí)現(xiàn)各種可靠性測試，進(jìn)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。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型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)中切割道區(qū)域和焊盤數(shù)量有限帶來的應(yīng)力迀移測試等優(yōu)先級(jí)別低的可靠性測試無法進(jìn)行，可靠性測試不全面的問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型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:
[0008]應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)、電迀移測試結(jié)構(gòu)以及依次排列的7個(gè)焊盤；
[0009]所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)與4個(gè)不同的焊盤連接，所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的2個(gè)測試端分別連接2個(gè)焊盤;所述電迀移測試結(jié)構(gòu)與4個(gè)不同的焊盤連接，所述電迀移測試結(jié)構(gòu)的2個(gè)測試端分別連接2個(gè)焊盤;其中，所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)與所述電迀移測試結(jié)構(gòu)有I個(gè)共用焊盤。
[0010]優(yōu)選地，所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的一測試端連接2個(gè)焊盤，分別作為電壓測試焊盤和電流測試焊盤;所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的另一測試端連接2個(gè)焊盤，分別作為電壓測試焊盤和電流測試焊盤。
[0011]更優(yōu)選地，所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)包括第一測試端、第二測試端，所述第一測試端及所述第二測試端位于不同的金屬層，以及連接于所述第一測試端與所述第二測試端之間的通孔。
[0012]更優(yōu)選地，電壓測試焊盤的位置比電流測試焊盤的位置靠近所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)。
[0013]更優(yōu)選地，電壓測試焊盤相對(duì)于所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)對(duì)稱分布，電流測試焊盤相對(duì)于所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)對(duì)稱分布。
[0014]優(yōu)選地，所述電迀移測試結(jié)構(gòu)的一測試端連接2個(gè)焊盤，分別作為電壓測試焊盤和電流測試焊盤;所述電迀移測試結(jié)構(gòu)的另一測試端連接2個(gè)焊盤，分別作為電壓測試焊盤和電流測試焊盤。
[0015]更優(yōu)選地，所述電迀移測試結(jié)構(gòu)包括一測試導(dǎo)線以及連接于所述測試導(dǎo)線兩端的第三測試端和第四測試端，所述第三測試端和所述第四測試端位于同一金屬層。
[0016]更優(yōu)選地，電壓測試焊盤的位置比電流測試焊盤的位置靠近所述電迀移測試結(jié)構(gòu)。
[0017]更優(yōu)選地，電壓測試焊盤相對(duì)于所述電迀移測試結(jié)構(gòu)對(duì)稱分布，電流測試焊盤相對(duì)于所述電迀移測試結(jié)構(gòu)對(duì)稱分布。
[0018]優(yōu)選地，所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)與所述電迀移測試結(jié)構(gòu)分別位于依次排列的焊盤兩側(cè)。如上所述，本實(shí)用新型的可靠性測試結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果:
[0019]1、本實(shí)用新型的可靠性測試結(jié)構(gòu)替代現(xiàn)有技術(shù)中的電迀移測試結(jié)構(gòu)和應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)，不會(huì)多占用晶圓上的寶貴面積，也不會(huì)增加測試結(jié)構(gòu)的制作成本。
[0020]2、本實(shí)用新型的可靠性測試結(jié)構(gòu)采用共用焊盤的設(shè)計(jì)，電迀移測試結(jié)構(gòu)和應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)成對(duì)出現(xiàn)，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。
[0021]3、本實(shí)用新型的可靠性測試結(jié)構(gòu)使相同面積上測試結(jié)構(gòu)的數(shù)量增加，提高了晶圓的利用率;同時(shí)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。
【附圖說明】
[0022]圖1顯示為本實(shí)用新型的可靠性測試結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式。
[0023]圖2顯示為本實(shí)用新型的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
[0024]圖3顯示為本實(shí)用新型的應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0025]圖4顯示為本實(shí)用新型的電迀移測試結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
[0026]圖5顯示為本實(shí)用新型的電迀移測試結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0027]圖6顯示為本實(shí)用新型的可靠性測試結(jié)構(gòu)的另一種實(shí)施方式。
[0028]元件標(biāo)號(hào)說明
[0029]I可靠性測試結(jié)構(gòu)
[0030]11應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)
[0031]111第一測試端
[0032]112第二測試端
[0033]113通孔
[0034]12電迀移測試結(jié)構(gòu)
[0035]121測試導(dǎo)線
[0036]122第三測試端
[0037]123第四測試端
[0038]124通孔
[0039]131?137第一?第七焊盤
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下通過特定的具體實(shí)例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0041]請(qǐng)參閱圖1?圖6。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0042]實(shí)施例一
[0043]如圖1所示，本發(fā)明提供一種可靠性測試結(jié)構(gòu)，所述可靠性測試結(jié)構(gòu)I至少包括:
[0044]應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)11、電迀移測試結(jié)構(gòu)12以及依次排列的7個(gè)焊盤;7個(gè)焊盤分別為第一焊盤131、第二焊盤132、第三焊盤133、第四焊盤134、第五焊盤135、第六焊盤136以及第七焊盤137;所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)11與所述電迀移測試結(jié)構(gòu)12分別位于依次排列的焊盤兩側(cè)。
[0045]所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)11與4個(gè)不同的焊盤連接，所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)11的2個(gè)測試端分別連接2個(gè)焊盤;所述電迀移測試結(jié)構(gòu)12與4個(gè)不同的焊盤連接，所述電迀移測試結(jié)構(gòu)12的2個(gè)測試端分別連接2個(gè)焊盤;其中，所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)11與所述電迀移測試結(jié)構(gòu)12有I個(gè)共用焊盤。
[0046]具體地，所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)11包括2個(gè)測試端，其中一個(gè)測試端連接至所述第一焊盤131和所述第三焊盤133，分別作為電壓測試焊盤和電流測試焊盤;另一個(gè)測試端連接至所述第四焊盤134和所述第七焊盤137，分別作為電壓測試焊盤和電流測試焊盤。由于電壓測試時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量避免導(dǎo)線引入的電阻，連接到焊盤的導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)盡可能短，因此，電壓測試焊盤的位置比電流測試焊盤的位置靠近所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)U。具體地，所述第一焊盤131及所述第七焊盤137作為電流測試焊盤、所述第三焊盤133及所述第四焊盤134作為電壓測試焊盤。
[0047]所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)11可以是現(xiàn)有技術(shù)中的任意一種可測試應(yīng)力迀移的測試結(jié)構(gòu)，不以本實(shí)施例為限。如圖2所示，在本實(shí)施例中，所述應(yīng)力迀移測試結(jié)構(gòu)11包括第一測試端111、第二測試端112，以及連接于所述第一測試端111與所述第二測試端112之間的