[發明專利]帶失效分析標尺的電遷移測試結構

有效

• 申請號: 202110278611.2
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113066782B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 王焱;朱月芹;陸黎明;徐敏;陳雷剛
• 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;H01L21/66;G01R31/26;G01B21/20
• 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: 周耀君

本發明提供了一種帶失效分析標尺的電遷移測試結構，包括測試金屬線、測試金屬通孔、金屬引線、金屬線標尺及測試金屬墊，所述測試金屬線的端部通過所述測試金屬通孔與所述金屬引線的一端連接，所述金屬引線的另一端與所述測試金屬墊連接，所述金屬線標尺形成于一至少一層金屬層上，并用于定位所述測試金屬通孔的至少一個目標截面。通過設計定位所述測試金屬通孔不同目標截面位置的金屬線標尺，實現電遷移結構失效分析切片位置的精準定位。特別是在多樣品分析比較時，能夠鎖定每個樣品的切片截面位置，通過比較各金屬通孔相同橫截面位置的形貌差異，為不同樣品工藝差異分析提供證據，從而保證電遷移結構失效分析數據的準確性和可比性。

技術領域

本發明半導體缺陷檢測技術領域，尤其涉及一種帶失效分析標尺的電遷移測試結構。

背景技術

在銅互連工藝過程中，常規電遷移測試結構包括：金屬線、金屬通孔和金屬引線。電遷移測試失效后，一般會進行切片失效分析，定位所述電遷移測試結構的失效位置以及分析所述電遷移測試結構的失效原因。對于包含金屬通孔的電遷移測試結構，如果失效位置發生在金屬通孔，當對所述金屬通孔進行切片分析并觀察其橫截面形貌時，常規電遷移測試結構會遭遇失效分析測量不準的問題。因為雖然版圖設計的金屬通孔為正方形或矩形，但實際工藝成形后的金屬通孔為上寬下窄的圓錐形或橢圓錐形，如果失效分析切到金屬通孔的不同截面位置，那么不同截面位置所對應的金屬通孔的寬度就各不相同，并且金屬通孔的頂部和底部寬度差異越大，金屬通孔的橫截面形貌(包括寬度和界面傾斜角度等)差異就越大。

眾所周知，金屬通孔的形貌是銅互連工藝的關鍵特征，其寬度、高度、傾斜角、進入下層金屬的深度等形貌尺寸直接影響電遷移性能，當對兩顆樣品進行電遷移測試性能和物理形貌的比對時，兩顆樣品失效分析切片位置如果有差異，失效分析引入的偏差會嚴重影響樣品比較結論的判定。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帶失效分析標尺的電遷移測試結構，通過設計定位所述測試金屬通孔不同目標截面位置的金屬線標尺，實現電遷移結構失效分析切片位置的精準定位。

為了達到上述目的，本發明提供了一種帶失效分析標尺的電遷移測試結構，包括測試金屬線、測試金屬通孔、金屬引線、金屬線標尺及測試金屬墊，所述測試金屬線的端部通過所述測試金屬通孔與所述金屬引線的一端連接，所述金屬引線的另一端與所述測試金屬墊連接，所述金屬線標尺形成于一至少一層金屬層上，并用于定位所述測試金屬通孔的至少一個目標截面。

可選的，所述金屬線標尺包括相對設置的第一標尺及第二標尺，所述第一標尺包括至少一個第一標齒，所述第二標尺包括至少一個第二標齒，所述第一標齒與所述第二標齒一一對應且錯位分布，各個所述第一標齒的邊界與對應的所述第二標齒的邊界相切且分別與所述測試金屬通孔的各個目標截面對齊。

可選的，所述第一標齒與對應的所述第二標齒相鄰。

可選的，所述第一標齒為多個且相互平行，所述第二標齒為多個且相互平行。

可選的，相鄰的所述第一標齒及所述第二標齒之間的間距遵循最小尺寸設計規則。

可選的，所述第一標齒及所述第二標齒的寬度遵循最小尺寸設計規則。

可選的，所述金屬線標尺與所述測試金屬線位于同一金屬層。

可選的，所述金屬線標尺與所述測試金屬線位于不同金屬層。

可選的，所述帶失效分析標尺的電遷移測試結構還包括至少一個用于失效分析參照的對照金屬通孔，所述對照金屬通孔與所述測試金屬通孔位于同一層且相互平行，所述對照金屬通孔的中心與所述測試金屬通孔的中心的連線平行于所述目標截面。

可選的，所述對照金屬通孔與所述測試金屬通孔相鄰，且所述對照金屬通孔位于一開路的金屬線上。