[实用新型]一种电迁移测试结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体器件测试领域，特别是涉及一种电迁移测试结构。

背景技术

随着几何尺寸的不断扩大，电流密度在电路互连中急剧增加，带来的一个最主要的可靠性问题就是电迁移。

电迁移(ElectroMigration，EM)是半导体铝铜制程工艺后段可靠性评估的重要项目之一，由导电电子与扩散的金属原子之间的动量转移导致。在一定温度下，在金属中施加一定的电流，当电迁移发生时，一个运动电子的部分动量转移到邻近的激活离子，这就导致该离子离开原始位置。当电流密度较大时，电子在静电场力的驱动下从阴极向阳极定向移动形成“电子风”(ElectronWind)，进而会引起庞大数量的原子远离它们的原始位置。随着时间的推移，电迁移会导致导体，尤其是狭窄的导线中出现断裂或缺口进而阻止电子的流动，这种缺陷被称为空洞(Void)或内部失效，即开路。电迁移还会导致导体中的原子堆积并向邻近导体漂移进而形成突起物(Hillock)，产生意外的电连接，即短路。

在传统的测试结构中，电迁移的测试对象包括金属互连线，随着工艺水平的提高，电迁移的测试对象也在不断增加，包括单个通孔和堆叠孔。不同的测试对象所对应的测试结构是完全不同的，是互相分离的，由于测试结构只能放置在晶圆的切割道上，其占用的面积是有限的，能放置的测试结构的数量受到严格限制。因此，同一测试晶圆上能制备电迁移测试结构的区域有限，而尽量增加多种测试结构以全面评价晶圆的可靠性又是必须的，这就形成一种矛盾。

此外，随着半导体集成电路器件的特征尺寸不断减小，金属互连线及各种通孔的尺寸不断减小，从而导致电流密度不断增加，由电迁移造成的器件失效更为显著，对各种测试对象进行电迁移测试也就显得尤为重要。

因此，如何在有限的切割道区域上，尽可能多的实现各种电迁移测试，进而保证半导体结构的质量和可靠性，提高半导体器件的良品率已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电迁移测试结构，用于解决现有技术中切割道区域有限带来的电迁移测试结构少，可靠性测试不全面等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种电迁移测试结构，所述电迁移测试结构至少包括：

位于第一金属层的金属线，所述金属线的两端分别通过第一通孔及第二通孔连接至第二金属层，所述第一通孔及所述第二通孔的两端分别连接位于所述第一金属层及所述第二金属层中的测试端。

优选地，还包括设置于所述第二金属层上的多个依次连接于各金属层之间的通孔，分别与所述第一通孔及所述第二通孔形成堆叠孔，最上层通孔连接位于最上层金属层中的测试端。

更优选地，所述测试端包括电压测试端和电流测试端。

更优选地，各测试端与所述金属线平行设置。

优选地，所述第一金属线的材质为Cu或Al。

优选地，所述金属线的宽度不大于待测晶圆的最小线宽。

如上所述，本实用新型的电迁移测试结构，具有以下有益效果：

1、本实用新型的电迁移测试结构将现有技术中的多种电迁移测试结构整合，不会多占用晶圆上的宝贵面积，也不会增加测试结构的制作成本。

2、本实用新型的电迁移测试结构使相同面积上测试结构的种类增加，提高了晶圆的利用率；同时测试结构的种类增加导致用于测试的晶圆数量减少，降低了测试成本。

3、本实用新型的电迁移测试结构能对金属线、单个通孔、堆叠孔等不同对象进行电迁移测试，有效保证半导体结构的质量和可靠性，大大提高了半导体器件的良品率。

4、本实用新型的电迁移测试结构在进行一种对象的电迁移测试时，其他不流经电流的部分能作为散热通道，提高了测试的准确性。

附图说明

图1显示为本实用新型的电迁移测试结构的俯视示意图。

图2显示为本实用新型的电迁移测试结构的侧视示意图。

图3显示为本实用新型的电迁移测试结构的对金属互连线进行电迁移测试的原理示意图。

图4显示为本实用新型的电迁移测试结构的对单孔进行电迁移测试的原理示意图。

图5显示为本实用新型的电迁移测试结构的对堆叠孔进行电迁移测试的原理示意图。

元件标号说明

1电迁移测试结构

11金属线

12第一堆叠孔

12a～12c第一、第三、第五通孔

13第二堆叠孔

13a～13c第二、第四、第六通孔