[发明专利]一种测试结构及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺的可靠性测试，特别涉及一种检测击穿电压的测试结构及测试方法。

背景技术

现有的半导体技术中，通常使用多层金属互连线结构使得各种器件电学连接，所述金属互连线之间利用绝缘性能良好的介质材料电隔离。多层金属互连线结构的可靠性对于整个IC制造工艺良率、产品性能和可靠性而言都是至关重要的，因此，对层间介质(Inter-and Intra-Layer Dielectrics，ILD)和与时间相关的介质(Time dependent Dielectric Breakdown，TDDB)的击穿电压的测试也就成了可靠性测试中极为重要的测试项目。在可靠性测试中，通过对相邻的金属互连线施加电压，使得所述相邻的金属互连线之间发生漏电而引起铜离子扩散，进而使得相邻的金属互连线之间的介质被击穿，使得所述介质发生击穿的电压为介质的击穿电压，所述可靠性测试就是测试介质的击穿电压是否符合产品性能的要求。

公开号为CN101577265A的中国专利文献公开了一种击穿电压的测试方法，采用如图1所示的金属互连线的梳状测试结构测试所述金属互连线之间的介质的击穿电压。图1所示的梳状测试结构中，两个梳状测试电路相对设置，所述两个梳状测试电路的梳齿金属线交错相嵌，且任意两条相邻的金属互连线之间的距离相等，所述金属线间距是根据设计规则而设定的，即符合设计规则所规定的互连线间的关键尺寸。在测试过程中，通过对所述梳状测试结构的两端施加测试电压，并同时测量线路间的漏电流，当测试电压逐步增加，直至漏电流陡然上升时，说明两个梳状测试电路之间介质被击穿，所述使漏电流陡然上升的测试电压为梳状测试结构的击穿电压。

但是，所述测试结构并不能得知具体击穿的位置，且在实际的测试中，经常会发现即使间距相等而布线不同的两条金属互连线之间的击穿电压也可能不相同，这样就需要分析金属互连线不同布线对击穿电压的影响，以改善IC制造工艺。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种检测击穿电压的测试结构及测试方法，以测试不同金属互连线的布线对击穿电压的影响程度。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种测试结构，包括：两个梳状测试电路，所述两个梳状测试电路的梳齿金属线交错相嵌，其中，每个梳齿金属线至少一侧连接有若干平行或垂直于所述梳齿金属线的测试单元，不同梳状测试电路的相邻的测试单元相对排列。

可选的，所述两个梳状测试电路的测试单元都为平行于所述梳齿金属线的第一金属线。

可选的，其中一个梳状测试电路的测试单元为垂直于所述梳齿金属线的第二金属线，另一个梳状测试电路的测试单元为所述梳齿金属线。

可选的，所述两个梳状测试电路的测试单元都为垂直于所述梳齿金属线的第三金属线。

可选的，不同梳状测试电路的相邻的测试单元之间的间距为两个梳状测试电路之间的间距的最小值。

可选的，除了不同梳状测试电路的相邻的测试单元之间的间距，所述两个梳状测试电路之间的其他间距至少为所述不同梳状测试电路的相邻的测试单元之间的间距的2倍。

可选的，不同梳状测试电路之间形成有介质，所述介质为氧化硅或低K介质材料。

本发明实施例还提供了一种测试方法，包括：

提供若干不同的测试结构；

测量所述测试结构中两个梳状测试电路之间的击穿电压；

根据所述梳状测试电路之间的击穿电压以及对应梳状测试电路的测试单元的类型，测试不同金属互连线的布线对击穿电压的影响程度。

可选的，所述不同的测试结构包括第一测试结构、第二测试结构、第三测试结构，所述第一测试结构的两个梳状测试电路的测试单元都为平行于所述梳齿金属线的第一金属线，所述第二测试结构的其中一个梳状测试电路的测试单元为垂直于所述梳齿金属线的第二金属线，另一个梳状测试电路的测试单元为所述梳齿金属线，所述第三测试结构的两个梳状测试电路的测试单元都为垂直于所述梳齿金属线的第一金属线。

可选的，所述不同的测试结构中，不同梳状测试电路的相邻的测试单元之间的间距相等。

可选的，在同一个测试结构中，所述不同梳状测试电路的相邻的测试单元之间的间距为两个梳状测试电路之间的间距的最小值。

可选的，在同一个测试结构中，除了不同梳状测试电路的相邻的测试单元之间的间距，所述两个梳状测试电路之间的其他间距至少为所述不同梳状测试电路的相邻的测试单元之间的间距的2倍。