[发明专利]测试结构及测试单元

说明书

本发明提供一种测试结构及测试单元，该测试结构包括：上层金属层，所述上层金属层包括沿垂直方向依次布置的上层金属层、中层金属层和下层金属层，上层金属层和中层金属层均包括一组梳状金属线，每个梳状金属线包括多个并行排列的梳齿金属线，上层金属层和中层金属层通过通孔电性连接，下层金属层包括多个并行排列的第五金属线，且所述多个第五金属线彼此电性连接。该测试结构既可以测试同层之间的电压击穿性能，也可以测试垂直方向上上下层之间的电压击穿性能，并且可以探测到由于通孔与通孔之间以及通孔与金属层之间的突出/偏移问题。该测试单元具有类似的优点。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种测试结构及测试单元。

背景技术

在半导体器件的制作中，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电材料电隔离，并且互连线通常决定了集成电路的良率和可靠性。随着集成电路密度的不断提高，互连尺寸在横向和垂直方向均减小，与此同时，金属线(metal)、通孔(via)的缺陷对互连结构的可靠性影响越来越大，通孔的突出和通孔的偏移问题会减小金属线与通孔之间、通孔与通孔之间的距离和/或空间，这将导致电压击穿性能发送较大变化。此外，低K材料的集成对互连结构可靠性的影响尤其大，其降低了机械强度和击穿性能。

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，对层间介电层(Inter-andIntra-Layer Dielectrics，ILD)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。然而，目前的可靠性测试中，要么只能测试同一互连层之间的电压击穿性能，要么只能测试上下层之间的电压击穿性能，并且无法检测出通孔与通孔之间以及通孔与金属层之间的突出/偏移问题。

因此，需要提出一种新的测试结构以及测试单元，以至少部分地解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对现有技术的不足，本发明提出一种测试结构及测试单元，其既可以测试同层之间的电压击穿性能，也可以测试垂直方向上上下层之间的电压击穿性能，并且可以探测到由于通孔与通孔之间以及通孔与金属层之间的突出/偏移问题。

为了克服目前存在的问题，根据本发明第一方面提供一种测试结构，用于测试电压击穿性能，其包括：上层金属层，所述上层金属层包括第一梳状金属线和第二梳状金属线，所述第一梳状金属线包括多个并行排列的第一梳齿金属线，所述第二梳状金属线包括多个并行排列的第二梳齿金属线，且所述第一梳齿金属线和第二梳齿金属线交错相嵌布置；中层金属层，所述中层金属层包括第三梳状金属线和第四梳状金属线，所述第三梳状金属线包括多个并行排列的第三梳齿金属线，所述第四梳状金属线包括多个并行排列的第四梳齿金属线，并且所述第三梳齿金属线和第四梳齿金属线交错相嵌布置；下层金属层，所述下层金属层包括多个并行排列的第五金属线，且所述多个第五金属线彼此电性连接，其中，所述上层金属层、中层金属层和下层金属层沿垂直方向依次布置，所述第一梳状金属线和第三梳状金属线通过通孔电性连接，所述第二梳状金属线和第四梳状金属线通过通孔电性连接。