[发明专利]一种金属连线恒温电迁移测试结构

说明书

本发明提出一种金属连线恒温电迁移测试结构，包括：下层金属测试线、金属通孔、下层金属连线、上层金属连线、测试金属垫、散热结构，其中所述下层金属测试线的两端连接于下层金属连线，所述下层金属连线分别通过金属通孔连接于所述上层金属连线，所述两条上层金属连线分别连接至测试金属垫，所述散热结构设置于所述下层金属连线和上层金属连线周围。本发明提出的金属连线恒温电迁移测试结构，用于解决现有技术中因为水库效应和金属引线温度较高引起的难以达成电迁移可靠性测试的问题。

技术领域

本发明涉及电迁移测试结构的版图设计领域，且特别涉及一种金属连线恒温电迁移测试结构。

背景技术

在铜互连工艺过程中，常规恒温电迁移测试结构通常使用同一层金属作为引线和测试线，如图1所示，金属测试线一般遵守最小尺寸设计规则，金属连线较宽。施加测试电流时，利用金属测试线在大电流下产生的焦耳热实现控制测试金属线的温度达到目标测试温度，从而实施电迁移测试。但是存在两个问题：一方面是水库效应的影响。金属测试线直接连接较宽的金属引线，在电迁移作用下下，阴极金属引线直接连接测试金属垫和金属测试线，较宽的金属引线和大块的测试金属垫会对金属测试线补偿金属原子，使得金属测试线难以出现失效。另一方面，在大的测试电流下，金属引线温度也较高，金属引线与金属测试线之间温度差异不大，在金属测试线上出现失效需要测试条件高，测试时间也长，影响可靠性测试的达成。

发明内容

本发明提出一种金属连线恒温电迁移测试结构，用于解决现有技术中因为水库效应和金属引线温度较高引起的难以达成电迁移可靠性测试的问题。

为了达到上述目的，本发明提出一种金属连线恒温电迁移测试结构，包括：下层金属测试线、金属通孔、下层金属连线、上层金属连线、测试金属垫、散热结构，其中所述下层金属测试线的两端连接于下层金属连线，所述下层金属连线分别通过金属通孔连接于所述上层金属连线，所述两条上层金属连线分别连接至测试金属垫，所述散热结构设置于所述下层金属连线和上层金属连线周围。

进一步的，所述下层金属测试线的两端分别通过一个直角结构过渡连接至所述下层金属连线。

进一步的，所述下层金属连线分别通过一个或多个金属通孔连接于所述上层金属连线。

进一步的，所述每个测试金属垫包括经由金属通孔依次连接的多层金属层。

进一步的，所述每个散热结构包括经由金属通孔依次连接至硅衬底的多层金属层。

进一步的，所述下层金属测试线的宽度遵循最小尺寸设计规则。

进一步的，所述上层金属连线的宽度不违反最小和最大尺寸设计规则。

进一步的，所述金属通孔的宽度和长度遵循最小尺寸设计规则。

进一步的，所述多个金属通孔之间的距离不违反最小尺寸设计规则。

进一步的，所述散热结构的多层金属层之间以及与金属连线之间的距离遵循最小尺寸设计规则。

本发明提出的金属连线恒温电迁移测试结构，包括下层金属测试线、金属通孔、下层金属连线、上层金属连线、测试金属垫、散热结构。本发明采用一个直角结构过渡下层金属连线和金属测试线，利用金属线宽度的突变，增大金属连线和金属测试线之间的电流密度梯度，从而增强测试金属线焦耳热引起的温度梯度；采用通过金属通孔连接的上层金属连线作为引线，利用金属通孔隔断了由金属连线和测试金属垫引起的的水库效应；采用经由金属通孔依次连接至硅衬底的多层金属层作为散热结构，放置于下层金属连线和上层金属连线周围，可以降低金属连线的温度，进一步增强测试金属线焦耳热引起的温度梯度，从而更容易达成电迁移测试。因此，本发明通过隔断金属引线水库效应和降低金属引线温度，有助于铜互连工艺电迁移可靠性测试达成。

附图说明

图1所示为现有技术中常规电迁移测试结构示意图。