半导体测试结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种半导体测试结构，所述半导体测试结构包括位于一具有多个有源区的半导体衬底上的第一测试结构和多个第二测试结构，由于第一测试结构与有源区绝缘隔离，多个第二测试结构分别与有源区电连接；第一测试结构同一层的第一测试结构的第一金属互连线和第二测试结构的第二金属互连线交叉排列。应用时，分别向第一测试结构和第二测试结构通电并测试两者之间的电容，确定半导体器件的金属互连线之间是否存在电化学腐蚀，并对腐蚀的程度进行评价，以及时发现电化学腐蚀现象，避免电化学腐蚀所带来的影响，提高了产品的良率。
【专利说明】
半导体测试结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体测试结构。【背景技术】
[0002]随着集成电路技术的持续发展，芯片上将集成更多器件，芯片也将采用更快的速度。在这些要求的推进下，器件的几何尺寸将不断缩小，在芯片的制造工艺中不断采用新材料、新技术和新的制造工艺，这就要求制备芯片过程中各项参数测试更为精准可靠。
[0003]半导体技术中各种器件电学连接通常使用多层金属层互连结构来实现，所述金属层之间利用绝缘性能良好的介质材料(通常称为层间介质层)进行电隔离，多层金属层互连结构的可靠性测试对于整个1C制造工艺良率、产品性能和可靠性而言都是至关重要的。但是，在化学机械抛光(CMP)等制备工艺中，临近的两个金属层之间的空隙的电解液的浓度会产生变化，进而导致两个金属层之间存在电化学腐蚀。具体而言，金属电化学腐蚀成因主要是金属之间的电解液中存在着可以使金属氧化的物质，从而导致了金属的热力学不稳定。 金属被腐蚀氧化后会产生空隙(void)，使器件的稳定性以及性能均受到影响，特别是当金属和通过的尺寸变得更小和更小的先进的技术节点(如28nm节点)，已经成为影响器件性能的主要因素之一，带来很大隐患。
[0004]针对多层金属层之间可能存在电化学腐蚀的问题，现有技术中仍没有相关测试结构，导致不能有效的预防这一问题的出现，降低了产品的良率。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种半导体测试结构，以解决现有技术无从获知金属层之间是否存在电化学腐蚀，而导致的产品良率降低的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种半导体测试结构，用于测试层间介质层中是否存在电化学腐蚀，所述半导体测试结构，包括:
[0007]第一测试结构和多个第二测试结构，所述第一测试结构和多个第二测试结构位于一具有多个有源区的半导体衬底上，所述第一测试结构与所述有源区绝缘隔离，所述多个第二测试结构分别与所述有源区电连接;其中，所述第一测试结构包括多层第一金属互连线以及多个第一插塞，所述多层第一金属互连线通过层间介质层相互隔离并通过所述第一插塞电连接;所述第二测试结构包括多层第二金属互连线以及多个第二插塞，所述多层第二金属互连线通过层间介质层相互隔离并通过所述第二插塞电连接;并且，同一层的第一金属互连线和第二金属互连线交叉排列。
[0008]可选的，在所述的半导体测试结构中，所述多层第一金属互连线中，最顶层和最底层的第一金属互连线为U型结构，其余层的第一金属互连线为条形结构，所述多层第一金属互连线通过所述第一插塞首尾连接构成一蛇形结构。[〇〇〇9]可选的，在所述的半导体测试结构中，所述多层第二金属互连线均为条形结构，并且所述多层第二金属互连线堆叠设置。
[0010]可选的，在所述的半导体测试结构中，所述层间介质层为环氧树脂层。
[0011]可选的，在所述的半导体测试结构中，所述第一金属互连线为铜互连线。
[0012]可选的，在所述的半导体测试结构中，所述第一金属互连线为铝互连线。
[0013]可选的，在所述的半导体测试结构中，所述第二金属互连线为铜互连线。
[0014]可选的，在所述的半导体测试结构中，所述第二金属互连线为铝互连线。
[0015]可选的，在所述的半导体测试结构中，所述第一插塞为钨插塞。
[0016]可选的，在所述的半导体测试结构中，所述第二插塞为钨插塞。
[0017]在本实用新型所提供的半导体测试结构中，所述半导体测试结构包括位于一具有多个有源区的半导体衬底上的第一测试结构和多个第二测试结构，由于第一测试结构与有源区绝缘隔离，多个第二测试结构分别与有源区电连接;第一测试结构同一层的第一测试结构的第一金属互连线和第二测试结构的第二金属互连线交叉排列。应用时，分别向第一测试结构和第二测试结构通电并测试两者之间的电容，确定半导体器件的金属互连线之间是否存在电化学腐蚀，并对腐蚀的程度进行评价，以及时发现电化学腐蚀现象，避免电化学腐蚀所带来的影响，提高了产品的良率。【附图说明】
[0018]图1是本实用新型一实施例中半导体测试结构的俯视图；
[0019]图2是图1沿A-A方向的剖面图；
[0020]图3是图1沿B-B方向的剖面图。[0021 ]图中，第一测试结构-1;第一金属互连线-10;第一插塞-11;第二测试结构-2;第二金属互连线-20;第二插塞-21;有源区-3;焊垫-4。【具体实施方式】
[0022]以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的半导体测试结构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0023]请参考图1-图3,图1是本实用新型一实施例中半导体测试结构的俯视图；图2是图 1沿A-A方向的剖面图；图3是图1沿B-B方向的剖面图。如图1所示的半导体测试结构，用于测试层间介质层中是否存在电化学腐蚀，主要包括第一测试结构和多个第二测试结构，所述第一测试结构和多个第二测试结构位于一具有多个有源区的半导体衬底上，所述第一测试结构与所述有源区绝缘隔离，所述多个第二测试结构分别与所述有源区电连接;其中，所述第一测试结构包括多层第一金属互连线以及多个第一插塞，所述多层第一金属互连线通过层间介质层相互隔离并通过所述第一插塞电连接(具体请参考图2);所述第二测试结构包括多层第二金属互连线以及多个第二插塞，所述多层第二金属互连线通过层间介质层相互隔离并通过所述第二插塞电连接(具体请参考图3);并且，同一层的第一金属互连线和第二金属互连线交叉排列。[〇〇24]进一步地，所述多层第一金属互连线中，最顶层和最底层的第一金属互连线为U型结构，其余层的第一金属互连线为条形结构，所述多层第一金属互连线通过所述第一插塞首尾连接构成一蛇形结构。
[0025]进一步地，所述多层第二金属互连线均为条形结构，并且所述多层第二金属互连线堆叠设置。
[0026]本实施例中，所述层间介质层为环氧树脂层。当然层间介质层还可以为其他绝缘材料制备，只要可以起到金属线与金属线之间的绝缘及支撑作用即可。[〇〇27]较佳的，所述第一金属互连线为铜互连线或铝互连线。所述第二金属互连线为铜互连线或铝互连线。
[0028]优选的，本实施例中所述第一插塞为钨插塞，所述第二插塞为钨插塞，从而实现金属互连线之间的连接。
[0029]实际应用时，通过焊垫向第一测试结构通电，于此同时还向第二测试结构通电，测试第一测试结构与第二测试结构之间的电容，以此确定半导体器件的金属互连线之间是否存在电化学腐蚀，并对腐蚀的程度进行评价，以及时发现电化学腐蚀现象，以避免由电化学腐蚀所带来的影响，提高了产品的良率。[〇〇3〇]综上，在本实用新型所提供的半导体测试结构中，所述半导体测试结构包括第一测试结构和多个第二测试结构，所述第一测试结构和多个第二测试结构位于一具有多个有源区的半导体衬底上，所述第一测试结构与所述有源区绝缘隔离，所述多个第二测试结构分别与所述有源区电连接;其中，所述第一测试结构包括多层第一金属互连线以及多个第一插塞，所述多层第一金属互连线通过层间介质层相互隔离并通过所述第一插塞电连接； 所述第二测试结构包括多层第二金属互连线以及多个第二插塞，所述多层第二金属互连线通过层间介质层相互隔离并通过所述第二插塞电连接;并且，同一层的第一金属互连线和第二金属互连线交叉排列。实际应用时，分别向第一测试结构和第二测试结构通电并测试两者之间的电容，确定半导体器件的金属互连线之间是否存在电化学腐蚀，并对腐蚀的程度进行评价，以及时发现电化学腐蚀现象，避免电化学腐蚀所带来的影响，提高了产品的良率。
[0031]显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种半导体测试结构，用于测试层间介质层中是否存在电化学腐蚀，其特征在于，包 括第一测试结构和多个第二测试结构，所述第一测试结构和多个第二测试结构位于一具有 多个有源区的半导体衬底上，所述第一测试结构与所述有源区绝缘隔离，所述多个第二测 试结构分别与所述有源区电连接;其中，所述第一测试结构包括多层第一金属互连线以及 多个第一插塞，所述多层第一金属互连线通过层间介质层相互隔离并通过所述第一插塞电 连接;所述第二测试结构包括多层第二金属互连线以及多个第二插塞，所述多层第二金属 互连线通过层间介质层相互隔离并通过所述第二插塞电连接;并且，同一层的第一金属互 连线和第二金属互连线交叉排列。2.如权利要求1所述的半导体测试结构，其特征在于，所述多层第一金属互连线中，最 顶层和最底层的第一金属互连线为U型结构，其余层的第一金属互连线为条形结构，所述多 层第一金属互连线通过所述第一插塞首尾连接构成一蛇形结构。3.如权利要求1所述的半导体测试结构，其特征在于，所述多层第二金属互连线均为条 形结构，并且所述多层第二金属互连线堆叠设置。4.如权利要求1所述的半导体测试结构，其特征在于，所述层间介质层为环氧树脂层。5.如权利要求1-4中任一项所述的半导体测试结构，其特征在于，所述第一金属互连线 为铜互连线。6.如权利要求1-4中任一项所述的半导体测试结构，其特征在于，所述第一金属互连线 为铝互连线。7.如权利要求1-4中任一项所述的半导体测试结构，其特征在于，所述第二金属互连线 为铜互连线。8.如权利要求1-4中任一项所述的半导体测试结构，其特征在于，所述第二金属互连线 为铝互连线。9.如权利要求1-4中任一项所述的半导体测试结构，其特征在于，所述第一插塞为钨插塞。10.如权利要求1-4中任一项所述的半导体测试结构，其特征在于，所述第二插塞为钨插塞。
【文档编号】G01R31/26GK205581262SQ201620354317
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】吴启熙
【申请人】中芯国际集成电路制造（天津）有限公司, 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司