本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體制造，特別涉及一種用于金屬填充質(zhì)量檢測(cè)的測(cè)試結(jié)構(gòu)和測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

1、在先進(jìn)制程中,?隨著金屬互連線特征尺寸的減小，制造金屬互連線所需的金屬填充過程變得越來越困難，金屬填充質(zhì)量差會(huì)導(dǎo)致形成的金屬互連線中產(chǎn)生空洞（void）進(jìn)而產(chǎn)生凹陷（pit）等缺陷，從而直接影響芯片的品質(zhì)。目前無法借助現(xiàn)有的測(cè)試結(jié)構(gòu)（testkey）高效地監(jiān)控和評(píng)估電化學(xué)鍍（electro?chemical?plating，簡稱ecp）工藝中多種工藝窗口的金屬填充質(zhì)量，因此也無法較為便捷地確定采用電化學(xué)電鍍工藝進(jìn)行金屬填充時(shí)的最優(yōu)窗口。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，本申請(qǐng)的目的在于提供一種用于金屬填充質(zhì)量檢測(cè)的測(cè)試結(jié)構(gòu)和測(cè)試方法，通過改進(jìn)測(cè)試結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多種具有不同金屬填充質(zhì)量的工藝窗口的同時(shí)檢測(cè)，從而能夠較為便捷地確定采用電化學(xué)電鍍工藝進(jìn)行金屬填充時(shí)的最優(yōu)窗口。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于金屬填充質(zhì)量檢測(cè)的測(cè)試結(jié)構(gòu)，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)包括多個(gè)測(cè)試單元，所述測(cè)試單元包括第一金屬層、第二金屬層和金屬連接通道，其中，

3、所述第一金屬層和所述第二金屬層通過所述金屬連接通道連接；

4、所述第二金屬層位于所述第一金屬層的上方，所述第二金屬層和所述金屬連接通道通過金屬填充一體成形且采用電化學(xué)電鍍工藝進(jìn)行所述金屬填充；

5、不同的所述測(cè)試單元中所述第二金屬層的周長不同，通過所述測(cè)試單元電阻值的測(cè)試來檢測(cè)不同的所述測(cè)試單元中所述金屬填充的質(zhì)量。

6、可選地，所述第二金屬層包括正方形區(qū)域和所述正方形區(qū)域的各個(gè)邊向外延伸而得到的四個(gè)相同的矩形區(qū)域；

7、所述正方形區(qū)域的邊長為第一長度，所述正方形區(qū)域的各個(gè)邊向外延伸第二長度而得到所述矩形區(qū)域，不同的所述測(cè)試單元中所述第二長度的2倍與所述第一長度的求和結(jié)果不同。

8、可選地，不同的所述測(cè)試單元中所述第一長度不同和/或所述第二長度不同。

9、可選地，所述金屬連接通道與所述正方形區(qū)域的中央連接。

10、可選地，不同的所述測(cè)試單元中所述第一金屬層的面積相同且所述第二金屬層的厚度也相同；

11、不同的所述測(cè)試單元中所述第二金屬層的周長的變化步長根據(jù)所述第一金屬層的面積以及所述第二金屬層的厚度確定。

12、可選地，多個(gè)所述測(cè)試單元中相同的測(cè)試單元有多個(gè)，多個(gè)相同的測(cè)試單元串聯(lián)而形成測(cè)試模組。

13、可選地，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)還包括：與所述測(cè)試模組中首個(gè)測(cè)試單元串接的第一金屬引腳、以及與所述測(cè)試模組中最后一個(gè)測(cè)試單元串接的第二金屬引腳。

14、可選地，所述金屬填充的執(zhí)行過程中填充的金屬材料為銅。

15、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于金屬填充質(zhì)量檢測(cè)的測(cè)試方法，包括：

16、形成一測(cè)試結(jié)構(gòu)，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)為第一方面所述的任一種測(cè)試結(jié)構(gòu)；

17、在所述測(cè)試結(jié)構(gòu)所包括測(cè)試單元的第一金屬層和第二金屬層上施加電壓來測(cè)試所述測(cè)試單元的電阻值，以根據(jù)測(cè)得的電阻值檢測(cè)所述測(cè)試單元的金屬填充質(zhì)量。

18、可選地，所述測(cè)試方法還包括：將不同的所述測(cè)試單元測(cè)得的電阻值進(jìn)行大小比較，以根據(jù)比較結(jié)果確定采用電化學(xué)電鍍工藝進(jìn)行金屬填充時(shí)的窗口。

19、本申請(qǐng)意想不到的技術(shù)效果是：

20、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的用于金屬填充質(zhì)量檢測(cè)的測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)測(cè)試單元，測(cè)試單元包括第一金屬層、第二金屬層和金屬連接通道，其中，第一金屬層和第二金屬層通過金屬連接通道連接；第二金屬層位于第一金屬層的上方，第二金屬層和金屬連接通道通過金屬填充一體成形且采用電化學(xué)電鍍工藝進(jìn)行金屬填充；不同的測(cè)試單元中第二金屬層的周長不同，通過測(cè)試單元電阻值的測(cè)試來檢測(cè)不同的測(cè)試單元中的金屬填充質(zhì)量。由于基于線邊緣密度效應(yīng)確定任兩個(gè)不同的測(cè)試單元的金屬填充質(zhì)量存在差別，因而實(shí)現(xiàn)了多種具有不同金屬填充質(zhì)量的工藝窗口的同時(shí)檢測(cè)，從而能夠較為便捷地確定采用電化學(xué)電鍍工藝進(jìn)行金屬填充時(shí)的最優(yōu)窗口。

21、進(jìn)一步地，第二金屬層包括正方形區(qū)域和正方形區(qū)域的各個(gè)邊向外延伸而得到的四個(gè)相同的矩形區(qū)域，這樣第二金屬層所在區(qū)域在金屬填充過程中作為填充窗口能夠通過四個(gè)矩形區(qū)域很好地釋放所填充金屬的內(nèi)部應(yīng)力，因而金屬填充過程中的空洞更不容易出現(xiàn)。該第二金屬層中，正方形區(qū)域的邊長為第一長度，正方形區(qū)域的各個(gè)邊向外延伸第二長度而得到矩形區(qū)域，不同的測(cè)試單元中第二長度的2倍與第一長度的求和結(jié)果不同，從而實(shí)現(xiàn)了不同的測(cè)試單元中第二金屬層的周長不同。

22、進(jìn)一步地，多個(gè)測(cè)試單元中相同的測(cè)試單元有多個(gè)，多個(gè)相同的測(cè)試單元串聯(lián)而形成測(cè)試模組，因而采用電化學(xué)電鍍工藝進(jìn)行金屬填充的過程中若金屬連接通道中存在空洞，則測(cè)試模組的電阻值會(huì)顯著變化。此外，在個(gè)別測(cè)試單元受金屬填充質(zhì)量之外的偶然因素影響電阻值的情況下，能夠規(guī)避偶然因素給金屬填充質(zhì)量的評(píng)估結(jié)果造成明顯干擾。因而測(cè)試模組的采用有利于測(cè)試單元金屬填充質(zhì)量的檢測(cè)準(zhǔn)確性。

技術(shù)特征：

1.一種用于金屬填充質(zhì)量檢測(cè)的測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)測(cè)試單元，所述測(cè)試單元包括第一金屬層、第二金屬層和金屬連接通道，其中，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其中，不同的所述測(cè)試單元中所述第一長度不同和/或所述第二長度不同。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其中，所述金屬連接通道與所述正方形區(qū)域的中央連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其中，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其中，多個(gè)所述測(cè)試單元中相同的測(cè)試單元有多個(gè)，多個(gè)相同的測(cè)試單元串聯(lián)而形成測(cè)試模組。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)，還包括：與所述測(cè)試模組中首個(gè)測(cè)試單元串接的第一金屬引腳、以及與所述測(cè)試模組中最后一個(gè)測(cè)試單元串接的第二金屬引腳。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其中，所述金屬填充的執(zhí)行過程中填充的金屬材料為銅。

9.一種用于金屬填充質(zhì)量檢測(cè)的測(cè)試方法，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測(cè)試方法，還包括：將不同的所述測(cè)試單元測(cè)得的電阻值進(jìn)行大小比較，以根據(jù)比較結(jié)果確定采用電化學(xué)電鍍工藝進(jìn)行金屬填充時(shí)的工藝窗口。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了用于金屬填充質(zhì)量檢測(cè)的測(cè)試結(jié)構(gòu)和測(cè)試方法，該測(cè)試結(jié)構(gòu)包括多個(gè)測(cè)試單元，測(cè)試單元包括第一金屬層、第二金屬層和金屬連接通道，其中，第一金屬層和第二金屬層通過金屬連接通道連接；第二金屬層位于第一金屬層的上方，第二金屬層和金屬連接通道通過金屬填充一體成形且采用電化學(xué)電鍍工藝進(jìn)行金屬填充；不同的測(cè)試單元中第二金屬層的周長不同，通過測(cè)試單元電阻值的測(cè)試來檢測(cè)不同的測(cè)試單元中金屬填充的質(zhì)量。本申請(qǐng)通過改進(jìn)測(cè)試結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了多種具有不同金屬填充質(zhì)量的工藝窗口的同時(shí)檢測(cè)，從而能夠較為便捷地確定采用電化學(xué)電鍍工藝進(jìn)行金屬填充時(shí)的最優(yōu)窗口。

技術(shù)研發(fā)人員：李典,伍林玲,陳冠中
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2