[發明專利]互連電遷移的測試結構

有效

• 申請號: 201310062231.0
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103094255A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 尹彬鋒;錢燕妮;李瀚超
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L23/544
• 分類號: H01L23/544
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 陸花

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種互連電遷移的測試結構。

背景技術

電遷移(electromigration，簡稱EM)是一種由于導體中原子的逐步運動而導致的物質(material)轉移現象，其內在機理是導電電子與擴散的金屬原子之間的動量(momentum)轉移。對于存在高直流電流密度(high?directcurrent?densities)的場合，例如微電子領域中，電遷移效應非常關鍵。電遷移發生時，一個運動電子的部分動量轉移到鄰近的激活原子，這會導致該原子離開它的原始位置。隨著時間推移，這種力量會引起龐大數量的原子遠離它們的原始位置。電遷移會導致導體(尤其是狹窄的導線)中出現斷裂(break)或缺口(gap)阻止電流發生，這種斷裂或缺口被稱為空洞(void)或內部失效(intemal?failure)，即開路。電遷移還會導致一個導體中的原子堆積(pile?up)并向鄰近導體漂移(drift)形成意料之外的電連接，這種缺陷被稱為小丘失效(hillock?failure)或晶須失效(whisker?failure)，即短路。上述兩類缺陷都會引起電路故障。

通常，通過測試一定的測試結構來評估器件抗電遷移的能力。在現有技術中，互連電遷移的測試結構如圖1所示，所述互連電遷移的測試結構100包括待測結構110、第一引線121、第二引線122以及第一通孔結構131、第一連接結構141、第二通孔結構132、第三通孔結構133、第二連接結構142以及第四通孔結構134。在圖1中，分別在第一引線121和第二引線122上施加電壓，使得電流由第一通孔結構131流經第一連接結構141和第二通孔結構132流到待測結構110，電流從待測結構110的一端流至另一端，通過第三通孔結構133、第二連接結構142以及第四通孔結構134，流至第二引線122，從而測量待測結構110的電遷移，例如圖1中a區域。

然而，由于集成電路的特征尺寸越來越小，特別是到45nm以下時，下層互連的厚度越來越薄，互連中上層互連的厚度與下層互連的厚度的差距越來越大，而使得現有技術中的互連電遷移的測試結構已經無法真實的測出待測結構110的電遷移，如圖1所示，在現有技術中的互連電遷移的測試結構中，空洞產生在連接結構與通孔結構接觸處的下層互連線，例如，由于所述第三通孔結構133的橫截面積有限，所以靠近所述第三通孔結構133的所述第二連接結構142處的電流密度較大，空洞產生在所述第二連接結構142靠近所述第三通孔結構133的b區域，如圖1所示，而無法準確的測量待測結構110的電遷移。

因此，如何提供一種互連電遷移的測試結構，能準確評估待測結構的電遷移，從而保證待測結構的電遷移分析的準確性，已成為本領域技術人員需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種互連電遷移的測試結構，能準確評估待測結構的電遷移，從而保證待測結構的電遷移分析的準確性。

為解決上述技術問題，本發明提供一種互連電遷移的測試結構，所述互連電遷移的測試結構包括：

待測結構；

引線結構，包括第一引線以及第二引線；

n層自上至下依次層疊的導電結構，位于所述待測結構和所述引線結構的下層，每一層所述導電結構包括第一通孔結構、第一連接結構、第二通孔結構、第三通孔結構、第二連接結構以及第四通孔結構，其中，n為大于等于2的正整數，所述引線結構和導電結構用于為所述待測結構提供電流；以及

電介質，所述待測結構、第一引線、第二引線、每一層的第一通孔結構、第一連接結構、第二通孔結構、第三通孔結構、第二連接結構以及第四通孔結構通過所述電介質絕緣間隔。

較佳的，所述第一引線通過第一層第一通孔結構與第一層第一連接結構的一端連接，所述第一層第一連接結構的另一端通過第一層第二通孔結構與所述待測結構的一端連接，所述待測結構的另一端通過第一層第三通孔結構與第一層第二連接結構的一端連接，所述第一層第二連接結構的另一端通過第一層第四通孔結構結構與所述第二引線連接；所述第m-1層第一連接結構的一端通過第m層第一通孔結構與第m層第一連接結構的一端連接，所述第m層第一連接結構的另一端通過第m層第二通孔結構與所述第m-1層第一連接結構的另一端連接，所述第m-1層第二連接結構的另一端通過第m層第三通孔結構與第m層第二連接結構的一端連接，所述第m層第二連接結構的另一端通過第m層第四通孔結構結構與所述第m-1層第一連接結構的一端連接，其中，2≤m≤n。

較佳的，所述第一層第二通孔結構和所述第一層第三通孔結構均為一個通孔。