[發(fā)明專利]金屬電遷移測試設(shè)備及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010535229.7
• 申請日: 2010-11-08
• 公開（公告）號: CN102053219A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮程程;周偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R31/02
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體制造領(lǐng)域，具體涉及一種能夠快速有效的評估電遷移金屬的電遷移的測試設(shè)備以及相應的金屬電遷移測試方法。

背景技術(shù)

隨著大規(guī)模集成電路的不斷發(fā)展，電遷移引起的集成電路可靠性問題目益凸現(xiàn)。隨著芯片集成度的提高，互連引線變得更細、更窄、更薄，因此其中的電流密度越來越大。在較高的電流密度作用下，互連引線中的金屬原子將會沿著電子運動方向進行遷移。電遷移能使IC中的互連引線在工作過程中產(chǎn)生斷路或短路，從而引起IC失效。

由此，電遷移現(xiàn)象逐漸被人們所觀注。一般來說，對于電遷移的測試，只有進行了大量的測試之后，得到的數(shù)據(jù)才可以更加全面的用于評估電遷移現(xiàn)象。通常，很多廠家都會采用大型的自動化設(shè)備來針對電遷移金屬的電遷移現(xiàn)象進行測試。但是，大型的自動化測試設(shè)備都非常昂貴。

所以，有些廠商會采用手動或半自動測試機臺來測試電遷移金屬的電遷移情況。但是，如果基于手動或半自動測試機臺來進行測試，又只能通過手動設(shè)置儀器、手動移動芯片來執(zhí)行與電遷移相關(guān)的一系列測試。也就是說，如果用半自動機臺進行測試，測試周期會很長；測試完一個芯片之后需要手動換到下一個芯片再進行測試，并且其中所有儀器的設(shè)置都是手動操作。由于電遷移測試需要大量的數(shù)據(jù)來推算，所以就會造成測試時間長，人員效率低，錯誤率高等問題。

因此，希望能夠提供一種能夠以較低成本自動且快速地執(zhí)行金屬電遷移測試的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的就是提供一種能夠以較低成本自動且快速地執(zhí)行金屬電遷移測試的設(shè)備和方法。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種金屬電遷移測試設(shè)備，包括：芯片數(shù)量設(shè)置模塊，用于設(shè)置被測試芯片的測試數(shù)量；判斷模塊，用于判斷是否完成了所設(shè)置的測試數(shù)量的被測試芯片的測試；芯片移動模塊，用于在判斷模塊判斷沒有完成所設(shè)置的測試數(shù)量的被測試芯片的測試時，移動晶圓，從而使得下一個被測試芯片移動至測試位置；以及狀態(tài)停止模塊，所述狀態(tài)停止模塊包括：用于設(shè)置停止條件的設(shè)置組件；以及用于針對每個被測芯片監(jiān)控測試得到的電壓值是否達到停止條件、并且在達到停止條件時停止對當前被測芯片的測試的監(jiān)控組件。

通過該方案，本發(fā)明提供了一種可用于半自動測試機臺的全新的技術(shù)方案，該技術(shù)方案實現(xiàn)了針對電遷移現(xiàn)象的全自動測試與評估，節(jié)約了時間，并且提高了效率，還減少了測試過程中可能產(chǎn)生的錯誤。所述金屬電遷移測試設(shè)備還可包括狀態(tài)停止模塊，其中所述狀態(tài)停止模塊包括：用于設(shè)置停止條件的設(shè)置組件；以及用于監(jiān)控測試得到的電壓值是否達到停止條件、并且在測試得到的電壓值達到停止條件時停止對當前芯片的測試的監(jiān)控組件。

所述金屬電遷移測試設(shè)備還包括：阻值測量模塊，在晶圓表面達到室溫環(huán)境后，控制半導體參數(shù)分析儀，通過自動測試，對扎在測試結(jié)構(gòu)的同一壓焊點上的所有直流探針給以測試電流，從而得到室溫下的電阻值。

所述金屬電遷移測試設(shè)備還包括溫度設(shè)置模塊，用于將升降溫設(shè)備的溫度值設(shè)置為多個不同溫度；并且，其中判斷模塊還用于判斷是否達到了溫度設(shè)置模塊所設(shè)置的溫度值；并且阻值測量模塊還被用于在溫度設(shè)置模塊所設(shè)置的所述多個不同溫度下，控制半導體參數(shù)分析儀，通過自動測試，對扎在測試結(jié)構(gòu)的同一壓焊點上的所有直流探針給以測試電流，從而得到所述多個不同溫度下的電阻值。

所述金屬電遷移測試設(shè)備還包括：應力電流施加模塊，用于在測試結(jié)構(gòu)上施加應力電流。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種金屬電遷移測試方法，包括：芯片數(shù)量設(shè)置步驟，用于設(shè)置被測試芯片的測試數(shù)量；設(shè)置停止條件的設(shè)置；測試電壓值；監(jiān)控測試得到的電壓值是否達到停止條件的監(jiān)控，并且在測試得到的電壓值達到停止條件時停止對當前被測芯片的測試；第一判斷步驟，用于判斷是否完成了所設(shè)置的測試數(shù)量的被測試芯片的測試；芯片移動步驟，用于在判斷模塊判斷沒有完成所設(shè)置的測試數(shù)量的被測試芯片的測試時，移動晶圓，從而使得下一個被測試芯片移動至測試位置。

所述金屬電遷移測試方法還包括：執(zhí)行溫度設(shè)置步驟，以便設(shè)置和/或改變升降溫設(shè)備的溫度值；以及第二判斷步驟，用于判斷是否達到了所設(shè)置和/或改變后的溫度值。

所述金屬電遷移測試方法還可包括：第一阻值測量步驟，用于在晶圓表面達到室溫環(huán)境后，控制半導體參數(shù)分析儀，通過自動測試，對扎在測試結(jié)構(gòu)的同一壓焊點上的所有直流探針給以測試電流，從而得到室溫下的電阻值。