CN100353515C - 晶片金属互连线可靠性在线测试方法 - Google Patents

晶片金属互连线可靠性在线测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100353515C
CN100353515C CNB2003101216363A CN200310121636A CN100353515C CN 100353515 C CN100353515 C CN 100353515C CN B2003101216363 A CNB2003101216363 A CN B2003101216363A CN 200310121636 A CN200310121636 A CN 200310121636A CN 100353515 C CN100353515 C CN 100353515C
Authority
CN
China
Prior art keywords
wafer
leakage current
reliability
line
testing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CNB2003101216363A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1635619A (zh
Inventor
姜庆堂
陈星星
李鹤鸣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Original Assignee
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp filed Critical Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority to CNB2003101216363A priority Critical patent/CN100353515C/zh
Publication of CN1635619A publication Critical patent/CN1635619A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100353515C publication Critical patent/CN100353515C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供了一种晶片金属互连线可靠性在线测试方法，其是利用晶片切割道上测试线路，在任意点处对测试线路的梳状电路施加测试电压，测量梳状电路中连线与连线之间的漏电流，并逐步增大测试电压，如测得的漏电流很小并且其量值随测试电压增加基本保持不变，说明该晶片金属互连线的时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)等电气特性可靠性良好；反之，如果随着测试电压的增加，测得的连线与连线之间的漏电流陡然上升，说明晶片金属互连线的电气特性存在问题。本发明可以在线间接检测晶片金属互连线如时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)等电气特性的可靠性，而且检测迅速、准确，每测一点只需数秒，特别适应晶片大批量生产对测试的要求。

Description

晶片金属互连线可靠性在线测试方法
技术领域
本发明涉及晶片电气特性检测方法，特别涉及晶片金属互连线可靠性在线测试。
背景技术
随着集成电路尺寸的缩小，与硅晶圆面积的增加，集成电路产业步入0.13mm线幅技术范畴以下，集成电路的电路复杂度或集成度增加，需要多层的复晶矽层；另一方面金属线的线宽无法同样依MOS元件缩小比例加以缩减，所以以往单一的一层金属层的设计，已无法完成整个集成电路的连线工作，而必须用2层、3层或更多层的金属互连线，来达到电路设计的要求。当有以上多层复晶矽及多层金属互连线技术(MultievelInterconnects)需求时，由于复晶矽及金属层皆属于导体，它们之间必须以绝缘能力良好的介电材料加以隔离，以防止短路，它对IC制程良率、产品电性功能与可靠性均极为重要。
晶片完成晶圆厂流程，需要经过最终的电性验收测试(waferacceptance test，WAT)，晶片上包含有主线路(Circuit)以及位于主线路(Circuit)之间切割道上的测试线路等；主线路(Circuit)部分为产品本身的线路，最后经过切割、封装测试合格，成为一般市面上所买到的IC。现有测量晶片的电性验收测试(wafer acceptance test，WAT)主要在测试线路上测试晶片的电气特性(Electrical Characteristics)、一般元件特性变质，如闸氧介电质崩溃电压(Breakdown Voltage of Gate Oxide，简称BVGO)、P-N接合漏电流(P-Njunction Leakage Current)等。
现有测量晶片的电气特性的方法参见图1、图2，主要是利用在晶片1上主线路(Circuit)2之间切割道3上的测试线路4。其中一个就是通过测试线路4中的梳状电路，用探针在电路两端施加1至数伏特的恒定电压，测量连线l1与连线l2之间的漏电流(Leakage Current)，以此发现梳状电路中连线与连线之间是否存在短路(short)，来检测晶片金属互连线的电气特性的质量。
但是上述的检测是只是用于在线检测连线与连线之间是否存在短路，而无法在线检测绝缘介电材料层的可靠性。因为现有的时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)等电性验收测试只能在晶片生产过程中随机晶片抽样检测，而且此种检测通常需要进行几天时间，检测过程复杂，特别是这种检测是离线进行，这对于大批量生产，当确认某一晶片存在如时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)问题，同它一批次的晶片可能已经被加工，影响了IC制程良率。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶片金属互连线可靠性在线测试方法，可以间接检测晶片金属互连线如时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)等电气特性的可靠性；且检测迅速、准确，可以适应晶片大批量生产的要求。
为达到上述目的，本发明提供晶片金属互连线可靠性在线测试方法是，利用晶片切割道上测试线路，在任意点处对测试线路的梳状电路施加测试电压(Voltage)，同时测量梳状电路中连线与连线之间的漏电流(Leakage Current)，并逐步增大测试电压，如测得的漏电流很小并且其量值随测试电压增加基本保持不变(测得的漏电流处于一个小幅区域)，说明如时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)等电气特性可靠性良好；反之，如果随着测试电压的增加，测得的连线与连线之间的漏电流陡然上升，说明晶片金属互连线的电气特性可靠性存在问题。
本发明的有益效果在于，可以在线间接检测晶片金属互连线的时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)等电气特性的可靠性，而且检测快速、准确，每测一点只需数秒，特别适应晶片大批量生产对测试的要求。
附图说明
图1为晶片表面示意图。
图2为图1的A部晶片测试线路放大示意图。
图3为本发明电性测试良好的测试结果示意图。
图4为本发明电性测试不良的测试结果示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明提供晶片金属内连线可靠性在线测试方法是，利用晶片1上主线路(Circuit)2之间的切割道3上测试线路4的梳状电路施加测试电压(Voltage)，测量梳状电路中连线l1与连线l2之间的漏电流(Leakage Current)，并逐步增加测试电压(Voltage)，如测得的漏电流很小并且其量值随测试电压增加基本保持不变(测得的漏电流处于一个小幅区域)，说明该晶片金属互连线可靠性良好。
请参阅图3，其所示为某一晶片5层Cu金属互连线的电性测试结果示意图，图中所示，测试线路的梳状电路施加测试电压(Voltage)，每次增加1v，从0v至35v；同时测量相应的连线与连线之间的漏电流(LeakageCurrent)。图中，M2-M5层测得的漏电流(Leakage Current)约是E-9A并且其量值随测试电压(Voltage)的增加基本保持不变(测得的漏电流处于一个小幅区域)，表明该晶片这4层(M2-M5)Cu金属互连线的时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)性能良好。
再请参阅图4，其所示为某一晶片任意9个点的电性测试结果，图中所示，测试线路的梳状电路施加测试电压(Voltage)，每次增加1v，从0v至34v；同时测量相应的连线与连线之间的漏电流(Leakage Current)；从24v处开始测得的漏电流(Leakage Current)随着测试电压(Voltage)的增加而急剧增大，表明该晶片金属互连线的时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)可靠性存在问题。
综上所述，本发明在集成电路制程中，根据在线测得的漏电流(Leakage Current)与测试电压(Voltage)变化关系的比较可以快速判断晶片金属互连线的时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)的可靠性，适应了晶片大批量生产对测试的要求，提升了产品的良率和可靠性。

Claims (2)

1.晶片金属互连线可靠性在线测试方法，利用晶片切割道上测试线路上的梳状电路施加测试电压，该测试电压为0～35V，同时测量梳状电路中连线与连线之间的漏电流，并逐步增大测试电压；如果随着测试电压的增加，测得的连线与连线之间的漏电流陡然上升，说明晶片金属互连线的电气特性可靠性存在问题。
2.如权利要求1所述的晶片金属互连线可靠性在线测试方法，其特征是，该方法应用于晶片金属互连线可靠性在线检测。
CNB2003101216363A 2003-12-31 2003-12-31 晶片金属互连线可靠性在线测试方法 Expired - Lifetime CN100353515C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2003101216363A CN100353515C (zh) 2003-12-31 2003-12-31 晶片金属互连线可靠性在线测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2003101216363A CN100353515C (zh) 2003-12-31 2003-12-31 晶片金属互连线可靠性在线测试方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1635619A CN1635619A (zh) 2005-07-06
CN100353515C true CN100353515C (zh) 2007-12-05

Family

ID=34844235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2003101216363A Expired - Lifetime CN100353515C (zh) 2003-12-31 2003-12-31 晶片金属互连线可靠性在线测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100353515C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110277371A (zh) * 2019-07-05 2019-09-24 武汉新芯集成电路制造有限公司 一种测试结构及其制造方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101577265B (zh) * 2008-05-05 2011-08-24 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 击穿电压的测试结构、应用该测试结构的分析方法和晶圆
CN101667550B (zh) * 2008-09-05 2012-03-28 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 栅结构上金属层的监控方法
CN101958263B (zh) * 2009-07-14 2013-01-02 致茂电子(苏州)有限公司 半导体晶粒点测机台检验方法及该机台
CN102194796B (zh) * 2010-03-18 2012-12-05 北大方正集团有限公司 一种晶圆检测结构及其制作方法、晶圆检测方法
CN102385017B (zh) * 2010-08-25 2015-07-15 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种短路缺陷测试装置和方法
CN102386167B (zh) * 2010-09-03 2013-10-30 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种半导体器件结构
CN102967813A (zh) * 2011-08-31 2013-03-13 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种测试结构及测试方法
KR101979713B1 (ko) * 2012-11-12 2019-05-17 삼성전자 주식회사 반도체 장치의 테스트 방법 및 반도체 테스트 장비
CN104425455B (zh) * 2013-09-09 2017-06-27 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 浅沟槽隔离结构边沟问题的测试结构和方法
CN104422870B (zh) * 2013-09-10 2018-08-21 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种微型沟槽的测试结构及测试方法
CN103871924A (zh) * 2014-03-24 2014-06-18 上海华力微电子有限公司 监控栅极漏电的测试结构和测试方法
CN104952845B (zh) * 2014-03-28 2018-05-11 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 检测喷头静电结构和方法
CN107403788B (zh) * 2016-05-18 2020-07-10 无锡华润上华科技有限公司 金属互连线之间的漏电流测试结构和方法
CN106952840A (zh) * 2017-03-21 2017-07-14 上海华力微电子有限公司 通孔缺陷的检测方法
US10679912B2 (en) * 2017-10-02 2020-06-09 International Business Machines Corporation Wafer scale testing and initialization of small die chips
CN112151402A (zh) * 2020-07-30 2020-12-29 上海华力集成电路制造有限公司 芯片铜连线薄弱点在线监控方法及监控系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1083984C (zh) * 1994-12-31 2002-05-01 现代电子产业株式会社 用于检验介电薄膜可靠性的方法
US20020089345A1 (en) * 2001-01-05 2002-07-11 Yih-Yuh Doong Method and device for semiconductor wafer testing
JP2003332399A (ja) * 2002-05-13 2003-11-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 絶縁膜の評価方法及び評価装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1083984C (zh) * 1994-12-31 2002-05-01 现代电子产业株式会社 用于检验介电薄膜可靠性的方法
US20020089345A1 (en) * 2001-01-05 2002-07-11 Yih-Yuh Doong Method and device for semiconductor wafer testing
JP2003332399A (ja) * 2002-05-13 2003-11-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 絶縁膜の評価方法及び評価装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
斜坡电压法评价栅氧化层TDDB寿命 肖金生，G.Kervarrec.电子产品可靠性与环境试验，第1期 1995 *
栅氧化层TDDB可靠性评价试验及模型参数提取 恩云飞等.电子产品可靠性与环境试验，第1期 2002 *
栅氧可靠性的快速评估 史保华.微电子技术，第28卷第1期 2000 *
薄栅介质TDDB效应 刘红侠，郝跃.半导体学报，第22卷第12期 2001 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110277371A (zh) * 2019-07-05 2019-09-24 武汉新芯集成电路制造有限公司 一种测试结构及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1635619A (zh) 2005-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100353515C (zh) 晶片金属互连线可靠性在线测试方法
US8853693B2 (en) Test structure for determination of TSV depth
US6791344B2 (en) System for and method of testing a microelectronic device using a dual probe technique
US6320201B1 (en) Semiconductor reliability test chip
US6633083B2 (en) Barrier layer integrity test
US7105856B1 (en) Test key having a chain circuit and a kelvin structure
US8164091B2 (en) Multi-purpose poly edge test structure
US8110416B2 (en) AC impedance spectroscopy testing of electrical parametric structures
CN101577265B (zh) 击穿电压的测试结构、应用该测试结构的分析方法和晶圆
US20110074459A1 (en) Structure and method for semiconductor testing
TW201712772A (zh) 具有監控鏈與測試導線之積體電路測試結構
US5846848A (en) Polysilicon electromigration sensor which can detect and monitor electromigration in composite metal lines on integrated circuit structures with improved sensitivity
CN112864131B (zh) 电迁移测试结构及电迁移测试方法
US6066561A (en) Apparatus and method for electrical determination of delamination at one or more interfaces within a semiconductor wafer
EP0590221B1 (en) Current measuring structure for testing integrated circuits
JP4844101B2 (ja) 半導体装置の評価方法および半導体装置の製造方法
CN1482468A (zh) 检测探针接触电阻的测试结构与方法
US6819124B1 (en) Detection of electromigration in integrated circuits
JP5487579B2 (ja) シリコンウェーハの評価方法および製造方法
US10937858B2 (en) Method for manufacturing semiconductor and structure thereof
US6836106B1 (en) Apparatus and method for testing semiconductors
Roussel et al. Accurate and robust noise-based trigger algorithm for soft breakdown detection in ultrathin gate dielectrics
US11994556B2 (en) Probe position monitoring structure and method of monitoring position of probe
KR100529453B1 (ko) 프로브 카드용 니들과 그 제조 방법
JP2861423B2 (ja) 半導体装置の検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SEMICONDUCTOR MANUFACTURING INTERNATIONAL (BEIJING

Effective date: 20111123

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20111123

Address after: 201203 No. 18 Zhangjiang Road, Shanghai

Co-patentee after: Semiconductor Manufacturing International (Beijing) Corp.

Patentee after: SEMICONDUCTOR MANUFACTURING INTERNATIONAL (SHANGHAI) Corp.

Address before: 201203 Shanghai Zhangjiang Road, Zhangjiang High Tech Park of Pudong New Area No. 18

Patentee before: SEMICONDUCTOR MANUFACTURING INTERNATIONAL (SHANGHAI) Corp.

CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20071205