[发明专利]接触孔的电迁移寿命时间测试装置及其测试方法

说明书

本发明提供一种接触孔的电迁移寿命时间测试装置及其测试方法，通过与接触孔的金属接触层压合的加热板，加热连接通孔的金属接触层，为接触孔提供电迁移寿命时间测试的应力温度，且可以短时间内快速提高应力温度，而不会影响芯片中其它器件和结构的可靠性产生。进一步地可通过第一温度检测模块检测加热板的温度值，由第一处理器根据加热板的温度值获得电迁移寿命时间；还可通过第二温度检测模块检测金属接触层的温度，由根据金属接触层的温度值获得接触孔的电迁移寿命时间。基于此，有效地缩短电迁移寿命时间的测试周期。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种接触孔的电迁移寿命时间测试装置及其测试方法。

背景技术

在传统的CMOS工艺中，形成铜互连的大马士革工艺要求对纵深比高的沟槽或通孔进行填充，填充的好坏直接影响了互连线的性能。在铜的淀积过程中，因为在角落处和接触孔底部的淀积速率较快，填充过程中容易在沟槽或通孔的内部形成空洞，导致空洞附近局部的电阻升高，电流密度加剧，使局部的抗电迁移能力大大降低，易产生电迁移失效，成为互连线失效开路的地方。针对接触孔纵深比高，不易填充均匀、容易形成空洞以及台阶覆盖性差，易产生缺陷。

因此，针对接触孔纵深比高，不易填充均匀、容易形成空洞以及台阶覆盖性差，易产生缺陷的问题，工艺生产过程中一直对接触孔的电迁移可靠性进行监控。通过一定时间的加速寿命测试，得出接触孔的电迁移效应寿命时间。

在半导体版图中，有源区、多晶硅与金属层之间的连接称为接触孔，而不同金属层之间的连接称为连接通孔。传统的测试接触孔的电迁移效应寿命时间主要有两种，一是利用高温箱和较大的电流密度，通过一定时间的加速寿命测试，基于失效时间的威布尔统计分布，得出接触孔的电迁移寿命时间；二是利用高温探针台的探针卡将应力电压和应力电流连接到接触孔的金属压焊块上，进行接触孔电迁移效应的可靠性测试。

然而，使用高温箱进行测试时，需要将整个半导体芯片放入高温箱中，会对芯片中各器件和结构的可靠性产生影响，且高温箱内部温度不能过高、提温不能过快，导致测试周期较长；使用高温探针台，探针卡容易因为氧化、磨损或震动等原因与金属压焊块接触不良，导致对失效时间的测试结果出现误差，难以保证测试结果的准确性。

发明内容

基于此，有必要针对传统的测试接触孔的电迁移效应寿命时间的方法存在的上述缺陷，提供一种接触孔的电迁移寿命时间测试装置及其测试方法。

本发明所提供的技术方案如下：

一种接触孔的电迁移寿命时间测试装置，包括第一温度检测模块、第一处理器以及用于与金属接触层压合的加热板；

加热板用于接入工作电流，加热金属接触层；其中，金属接触层为接触接触孔的金属掩膜层；

第一温度检测模块用于检测加热板的温度值；

第一处理器连接第一温度检测模块，用于根据加热板的温度值获得接触孔的电迁移寿命时间。

一种接触孔的电迁移寿命时间测试装置，包括第二温度检测模块、第二处理器和用于与金属接触层压合的加热板；

加热板用于接入工作电流，加热金属接触层；其中，金属接触层为接触接触孔的金属掩膜层；

第二温度检测模块用于检测金属接触层的温度值；

第二处理器连接第二温度检测模块，用于根据金属接触层的温度值获得接触孔的电迁移寿命时间。

一种接触孔的电迁移寿命时间测试方法，包括步骤：

分别获取加热板的温度值和接触孔的焦耳热温度值；

根据加热板的温度值与焦耳热温度值之和，获得接触孔的应力温度；

根据接触孔的应力温度获得接触孔的电迁移寿命时间。