[实用新型]一种检测金属线短路的测试结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别是涉及一种检测金属线短路的测试结构。

背景技术

集成电路制造技术是一个复杂的工艺，技术更新很快。表征集成电路制造技术的一个关键参数为最小特征尺寸，即关键尺寸(critical dimension，CD)，随着半导体技术的不断发展，器件的关键尺寸越来越小，正是由于关键尺寸的减小才使得每个芯片上设置百万个器件成为可能。

随着半导体器件尺寸的不断缩小，所述器件的逻辑区故障排除(Logic area debug)变得更加困难，因为故障区域或者说是缺陷点(weak point)很难查找，包括有源区(AA)、接触插塞(CT)、金属插塞(Via)及金属桥连(metal bridge)缺陷等。

在28nm技术节点的测试结构(Test key)设计里，芯片上都会用梳齿-蛇形结构来监视金属线层的开路和短路问题。但由于制程不断缩小，有的客户要求的测试结构面积很大，导致很难把样品表面磨平，特别对于28nm技术磨平成功率不高。例如，为了很好的监测第一金属线层的断路和短路接触状况，现有的做法包括以下：

a)用OBIRCH/EMMI定位，但28nm节点的金属线很细，对于很小的金属残渣，很容易被烧坏，造成缺陷被破坏；b)不用OBIRCH/EMMI定位，直接磨到金属线层，一方面很难磨平，另一方面线宽太细，很难发现较小的缺陷；c)由于目前的测试结构没有这种头对头的金属线的连接结构，所以很难反应真实芯片里面的问题，这种失效只有在所有制程的晶圆功能测试完才能反映出来。

综上所述，设计一种更为有效的定位金属线层短路的测试结构，同时能发现头对头金属线层连接缺陷，且在不破坏失效点的情况下能迅速定位，这一课题对良率提升、成本控制有着重大意义。

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检测金属线短路的测试结构，用于解决现有技术的测试结构不能检测头对头金属线层缺陷、难以定位被破坏的或较小的缺陷以及检测时间较长的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种检测金属线短路的测试结构，包括第一梳齿结构、第二梳齿结构以及蛇形结构，所述第一梳齿结构和所述第二梳齿结构相对交错设置，所述蛇形结构位于所述第一梳齿结构和所述第二梳齿结构之间的间隙之中，所述测试结构还包括：测试金属线段，所述测试金属线段位于所述第一梳齿结构、所述第二梳齿结构以及所述蛇形结构的上方；金属插塞，所述金属插塞连接所述测试金属线段和所述第一梳齿结构，所述金属插塞连接所述测试金属线段和所述第二梳齿结构，所述金属插塞连接所述测试金属线段和所述蛇形结构。

于本实用新型的一实施方式中，所述第一梳齿结构、所述第二梳齿结构以及所述蛇形结构位于同一平面上，且互不接触。

于本实用新型的一实施方式中，所述第一梳齿结构和所述第二梳齿结构均包括多个并排平行的金属梳齿以及一个连接所述多个并排平行的金属梳齿一端的金属横杠。

于本实用新型的一实施方式中，每一个所述金属梳齿上至少连接一个所述测试金属线段，相邻两个所述金属梳齿之间的所述蛇形结构上至少连接一个所述测试金属线段。

于本实用新型的一实施方式中，所述测试金属线段的宽度与所述第一梳齿结构、所述第二梳齿结构以及所述蛇形结构的宽度一致。

于本实用新型的一实施方式中，所述测试金属线段的尺寸均相同，并符合28nm节点逻辑区最小特征尺寸的设计要求。

于本实用新型的一实施方式中，所述第一梳齿结构、所述第二梳齿结构以及所述蛇形结构由层间电介质隔开。

于本实用新型的一实施方式中，所述层间电介质的材料为二氧化硅。

于本实用新型的一实施方式中，还包括位于所述蛇形结构的两端用于连接电源和接地的测试焊盘。

如上所述，本实用新型的检测金属线短路的测试结构，具有以下有益效果：

1、利用电子扫描(E-beam)观察相邻金属线层的电压比对结果可准确定位缺陷；

2.、适用于多层金属线层中的各层，快速发现相邻金属线层的失效位置和失效严重程度，帮助线上解决制程问题；

3、克服了传统方法的弊端，避免了后续28nm测试结构大面积研磨和测试造成人为缺陷的问题；

4、可以探测到两层金属线层以及两层金属线层之间金属插塞的问题；

5、可以通过上层的金属线层或者所述上层金属线层下面的金属插塞的电压比对结果进行对下一层的定位，简单实用。

附图说明

图1为本实用新型检测金属线短路的测试结构的示意图。