一種監(jiān)測金屬層過刻蝕的wat測試結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)，包括：多個子測試結(jié)構(gòu)；每個子測試結(jié)構(gòu)包括底層金屬層和設(shè)置于所述底層金屬層兩端上的金屬通孔；所述子測試結(jié)構(gòu)通過金屬通孔頂部的頂層金屬層與下一個子測試結(jié)構(gòu)中的金屬通孔連接，從而形成鏈?zhǔn)降腤AT測試結(jié)構(gòu)；其中，所述金屬通孔與底層金屬層部分重疊。本實用新型通過將金屬通孔與底層金屬層設(shè)置為部分重疊，當(dāng)?shù)讓咏饘賹佑捎谶^刻蝕發(fā)生形狀改變時，金屬通孔與底層金屬層容易斷開，使整個WAT測試結(jié)構(gòu)短路，呈現(xiàn)高阻態(tài)，從而監(jiān)測出底層金屬層發(fā)生過刻蝕。
【專利說明】—種監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及半導(dǎo)體測試【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)進步，集成電路制造工藝要求日益增高，且由于集成電路制造周期長，成本高，因此，提高制造工藝的制造效率及質(zhì)量尤為重要。
[0003]業(yè)界在集成電路制造過程中，通常在晶圓的各個集成電路芯片周邊制造WAT結(jié)構(gòu)，再在制造完成后對WAT結(jié)構(gòu)進行檢測，以對相應(yīng)的制造工藝進行測試。如果在晶圓制造完成后對WAT結(jié)構(gòu)進行電性檢測等各類檢測時，發(fā)現(xiàn)該WAT結(jié)構(gòu)有短路、斷路或漏電等失效情況，則通過對WAT結(jié)構(gòu)進行失效性分析來分析失效發(fā)生的原因，以對工藝進行相應(yīng)的調(diào)整和改進。
[0004]晶體管工藝中需要接觸孔(contact)和(via)作為器件的引出之用，接觸孔和通孔是不同層之間的連接部分，接觸孔在多晶硅或擴散層和金屬之間，而通孔是在金屬和金屬之間。
[0005]傳統(tǒng)的WAT測試結(jié)構(gòu)如圖1所示，這種測試結(jié)構(gòu)可以用來測試金屬通孔的接觸電阻，該結(jié)構(gòu)是在底層金屬層IA兩端分別設(shè)置一個金屬通孔2A，然后用頂層金屬層3A和下一個單元連接，以鏈接的方式串聯(lián)，之后通過在串聯(lián)的兩端施加電壓測電流的方式，獲得整個結(jié)構(gòu)的電阻，進而通過計算，獲得單個金屬通孔2A的接觸電阻。如圖2是正常的單個金屬通孔2A制作在底層金屬層IA上示意圖。如圖3所示是底層金屬層IA發(fā)生過刻蝕，導(dǎo)致底層金屬層的頂部形貌損壞，這樣，金屬通孔不僅會沉積在底層金屬表面，還會沉積在底層金屬層的側(cè)面。因為底層金屬層與金屬通孔并沒有發(fā)生開路，利用該結(jié)構(gòu)進行測試時，仍然也可以測得電流。圖3中的情況，會使得芯片尤其是圖形傳感器芯片發(fā)生失效。
[0006]因此，提供一種監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)實屬必要。
實用新型內(nèi)容
[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中WAT測試結(jié)構(gòu)無法監(jiān)測金屬層頂部出現(xiàn)過刻蝕的問題。
[0008]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述測試結(jié)構(gòu)包括多個子測試結(jié)構(gòu)；每個子測試結(jié)構(gòu)包括底層金屬層和設(shè)置于所述底層金屬層兩端上的金屬通孔；所述子測試結(jié)構(gòu)通過金屬通孔頂部的頂層金屬層與下一個子測試結(jié)構(gòu)中的金屬通孔連接，從而形成鏈?zhǔn)降腤AT測試結(jié)構(gòu)；其中，所述金屬通孔與底層金屬層部分重疊。
[0009]作為本實用新型監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述金屬通孔與底層金屬層重疊的橫向尺寸根據(jù)工藝節(jié)點的設(shè)計規(guī)則而定；當(dāng)工藝節(jié)點為0.16 μ m時，重疊區(qū)域的橫向尺寸設(shè)置為0.009 μ m ;當(dāng)工藝節(jié)點為0.13 μ m時，重疊區(qū)域的橫向尺寸設(shè)置為0.005 μ m。
[0010]作為本實用新型監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，相鄰子測試結(jié)構(gòu)中，與同一條頂層金屬層連接的兩個金屬通孔在橫向方向上位置相對。
[0011]作為本實用新型監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，相鄰子測試結(jié)構(gòu)中，與同一條頂層金屬層連接的兩個金屬通孔在橫向方向上位置錯開。
[0012]作為本實用新型監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述WAT測試結(jié)構(gòu)設(shè)置于劃片槽區(qū)域。
[0013]作為本實用新型監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述子測試結(jié)構(gòu)中，底層金屬層一端的金屬通孔完全設(shè)置在底層金屬上，另一端的金屬通孔與底層金屬層部分重疊。
[0014]作為本實用新型監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述頂層金屬層材料為鶴、銅或招。
[0015]作為本實用新型監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述底層金屬層材料為鶴、銅或招。
[0016]如上所述，本實用新型的監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)，包括:多個子測試結(jié)構(gòu)；每個子測試結(jié)構(gòu)包括底層金屬層和設(shè)置于所述底層金屬層兩端上的金屬通孔；所述子測試結(jié)構(gòu)通過金屬通 孔頂部的頂層金屬層與下一個子測試結(jié)構(gòu)中的金屬通孔連接，從而形成鏈?zhǔn)降腤AT測試結(jié)構(gòu)；其中，所述金屬通孔與底層金屬層部分重疊。本實用新型通過將金屬通孔與底層金屬層設(shè)置為部分重疊，當(dāng)?shù)讓咏饘賹佑捎谶^刻蝕發(fā)生形狀改變時，金屬通孔與底層金屬層則斷開，使整個WAT測試結(jié)構(gòu)短路，呈現(xiàn)高阻態(tài)，從而監(jiān)測出底層金屬層發(fā)生過刻蝕。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的WAT測試結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的WAT測試結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0019]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的WAT測試結(jié)構(gòu)發(fā)生過刻蝕的剖面圖。
[0020]圖4為本實用新型實施例一的監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0021]圖5a為圖4中WAT測試結(jié)構(gòu)沿AA’方向的剖面圖。
[0022]圖5b本實用新型的監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)的發(fā)生過刻蝕剖面圖。
[0023]圖6本實用新型實施例二的監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0024]圖7本實用新型實施例三的監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0025]元件標(biāo)號說明
[0026]100測試結(jié)構(gòu)
[0027]101子測試結(jié)構(gòu)
[0028]I, IA底層金屬層
[0029]2，2A, 21，22 金屬通孔
[0030]3頂層金屬層【具體實施方式】
[0031]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。
[0032]請參閱圖4至圖7。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0033]實施例一
[0034]如圖4所示，本實用新型提供一種監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)100，所述WAT測試結(jié)構(gòu)100:包括多個子測試結(jié)構(gòu)101。
[0035]每個子測試結(jié)構(gòu)都包括底層金屬層I和設(shè)置于所述底層金屬層I兩端上的金屬通孔 21、22。
[0036]需要說明的是，這里所述的金屬通孔2指的是已經(jīng)填充滿導(dǎo)電材料的通孔，并不是空心的孔。
[0037]其中，所述金屬通孔2并不是完全沉積在底層金屬層I上，而是與底層金屬層I部分重疊，即，通孔金屬層2 —部分沉積在底層金屬層I上，一部分沉積在底層金屬層I之間的絕緣介質(zhì)上，如圖5a所示,所述絕緣介質(zhì)在圖中未畫出，可以防止金屬間漏電。
[0038]所述子測試結(jié)構(gòu)101之間通過頂層金屬層3連接，具體地，所述子測試結(jié)構(gòu)101是通過金屬通孔2頂部的頂層金屬層3與下一個子測試結(jié)構(gòu)中的金屬通孔2連接，如圖4所示。相鄰的子測試結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)連接形成鏈?zhǔn)降腤AT測試結(jié)構(gòu)。
[0039]進一步地，所述金屬通孔2與底層金屬層I重疊的橫向尺寸(即橫向接觸尺寸)根據(jù)工藝節(jié)點的設(shè)計規(guī)則而定，例如，若工藝節(jié)點為0.16μπι，重疊區(qū)域的橫向尺寸設(shè)置為
0.009 μ m,在工藝中制作中，一旦底層金屬層I的頂層形狀發(fā)生的變化，變?yōu)樘菪位蛉切?，底層金屬層I和金屬通孔2之間的接觸尺寸則會大于0.009 μ m，此時便認為底層金屬層I和金屬通孔2之間斷路，如圖5b所示，當(dāng)在測試結(jié)構(gòu)兩端端口施加電壓時，測得的電流為零，整個測試結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。又如，工藝技術(shù)節(jié)點為0.13 μ m時，則設(shè)置底層金屬層I和金屬通孔2之間的橫向重疊區(qū)域的尺寸為0.005 μ m。
[0040]所述頂層金屬層3的材料為鎢、銅或鋁。本實施例中，所述頂層金屬層3的材料為招。
[0041]所述底層金屬層I的材料為鎢、銅或鋁。本實施例中，所述底層金屬層I的材料為鎢。
[0042]底層金屬層I的尺寸和密度根據(jù)被測試的實際芯片中的金屬層來調(diào)整。本實施例中，底層金屬層I的尺寸較小，密度較低，在相鄰子測試結(jié)構(gòu)101中，與同一條頂層金屬層3連接的兩個金屬通孔21、22在橫向方向上位置相對。如圖3所示，金屬通孔21和金屬通孔22在橫向方向上處于同一直線。[0043]還需要說明的是，所述WAT測試結(jié)構(gòu)100設(shè)置于芯片的劃片槽區(qū)域。整個WAT測試結(jié)構(gòu)的尺寸可以根據(jù)劃片槽區(qū)域的尺寸進行調(diào)整。
[0044]實施例二
[0045]本實施例提供一種監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)，如圖6所示，所述WAT測試結(jié)構(gòu):包括多個子測試結(jié)構(gòu)101。
[0046]每個子測試結(jié)構(gòu)101包括底層金屬層I和設(shè)置于所述底層金屬層I兩端上的金屬通孔21、22 ;所述子測試結(jié)構(gòu)通過金屬通孔2頂部的頂層金屬層3與下一個子測試結(jié)構(gòu)中的金屬通孔2連接，從而形成鏈?zhǔn)降腤AT測試結(jié)構(gòu)；其中，所述金屬通孔2與底層金屬層I
部分重疊。
[0047]本實施例提供的監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)與實施例一的區(qū)別是，本實施例中的底層金屬層I的尺寸較大，密度較高。對于相鄰的兩個子測試結(jié)構(gòu)101，與同一條頂層金屬層3連接的兩個金屬通孔21、22在橫向方向上位置設(shè)置錯開，如圖6所示。
[0048]實施例三
[0049]本實施例提供的監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)與實施例二的區(qū)別是，本實施例中的子測試結(jié)構(gòu)，底層金屬層I 一端的金屬通孔23完全設(shè)置在底層金屬層I上，另一端的金屬通孔22與底層金屬層I部分重疊，如圖7所示。
[0050]因此，本實施例提供一種監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)，如圖7所示，所述WAT測試結(jié)構(gòu):包括多個子測試結(jié)構(gòu)101。
[0051 ] 每個子測試結(jié)構(gòu)101包括底層金屬層1、設(shè)置于所述底層金屬層I 一端上且與底層金屬層I部分重疊的第一金屬通孔22、及完全設(shè)置于所述底層金屬層I上的第二金屬通孔23 ;所述子測試結(jié)構(gòu)通過金屬通孔2頂部的頂層金屬層3與下一個子測試結(jié)構(gòu)中的金屬通孔2連接，從而形成鏈?zhǔn)降腤AT測試結(jié)構(gòu)。
[0052]綜上所述，本實用新型的監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)，包括:多個子測試結(jié)構(gòu)；每個子測試結(jié)構(gòu)包括底層金屬層和設(shè)置于所述底層金屬層兩端上的金屬通孔；所述子測試結(jié)構(gòu)通過金屬通孔頂部的頂層金屬層與下一個子測試結(jié)構(gòu)中的金屬通孔連接，從而形成鏈?zhǔn)降腤AT測試結(jié)構(gòu)；其中，所述金屬通孔與底層金屬層部分重疊。本實用新型通過將金屬通孔與底層金屬層設(shè)置為部分重疊，當(dāng)?shù)讓咏饘賹佑捎谶^刻蝕發(fā)生形狀改變時，金屬通孔與底層金屬層則斷開，使整個WAT測試結(jié)構(gòu)短路，呈現(xiàn)高阻態(tài)，從而監(jiān)測出底層金屬層發(fā)生過刻蝕。
[0053]所以，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0054]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述測試結(jié)構(gòu)包括多個子測試結(jié)構(gòu)；每個子測試結(jié)構(gòu)包括底層金屬層和設(shè)置于所述底層金屬層兩端上的金屬通孔；所述子測試結(jié)構(gòu)通過金屬通孔頂部的頂層金屬層與下一個子測試結(jié)構(gòu)中的金屬通孔連接，從而形成鏈?zhǔn)降腤AT測試結(jié)構(gòu)；其中，所述金屬通孔與底層金屬層部分重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測金屬層過刻金屬蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬通孔與底層金屬層重疊的橫向尺寸根據(jù)工藝節(jié)點的設(shè)計規(guī)則而定；當(dāng)工藝節(jié)點為0.16 μ m時，重疊區(qū)域的橫向尺寸設(shè)置為0.009 μ m ;當(dāng)工藝節(jié)點為0.13 μ m時，重疊區(qū)域的橫向尺寸設(shè)置為0.005 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:相鄰子測試結(jié)構(gòu)中，與同一條頂層金屬層連接的兩個金屬通孔在橫向方向上位置相對。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:相鄰子測試結(jié)構(gòu)中，與同一條頂層金屬層連接的兩個金屬通孔在橫向方向上位置錯開。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述WAT測試結(jié)構(gòu)設(shè)置于劃片槽區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述子測試結(jié)構(gòu)中，底層金屬層一端的金屬通孔完全設(shè)置在底層金屬層上，另一端的金屬通孔與底層金屬層部分重疊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述頂層金屬層的材料為鶴、銅或招。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測金屬層過刻蝕的WAT測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述底層金屬層的材料為鶴、銅或招。
【文檔編號】H01L21/66GK203826347SQ201420200649
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】張冠杰, 張哲 , 楊媛, 康靜 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司