大电阻金属互连结构的阻值测量装置及测量方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种集成电路芯片中大电阻金属互连结构的阻值测量装置及测量方法。

背景技术：

1、应力迁移测试是一项评估集成电路芯片中金属互连结构可靠性的重要测试。该测试是把集成电路芯片在一定高温下烘烤一定时间，评估相关结构在烘烤后的阻值与初始阻值的偏移程度是否在可接收范围内。

2、由于测量机台精度及量程限制，对于集成电路芯片中一些阻值超大的大电阻金属互连结构，通常无法精确测量其阻值。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种大电阻金属互连结构的阻值测量装置及测量方法，可以准确测量大电阻金属互连结构的阻值。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种大电阻金属互连结构的阻值测量装置，所述大电阻金属互连结构具有相对的第一端和第二端；所述装置包括：第一引入支路，电连接在所述第一端和一支路公共节点之间，所述第一引入支路包括至少一第一引入电阻；第二引入支路，电连接在所述第二端和所述支路公共节点之间，所述第二引入支路包括至少一第二引入电阻；测试衬垫组，所述测试衬垫组包括与所述支路公共节点电连接的第一衬垫，与所述第一端电连接的第二衬垫，以及与所述第二端电连接的第三衬垫；测量模块，用于向所述第一衬垫提供第一恒定电流或施加第一电压、向所述第二衬垫与所述第三衬垫施加公共电压，并采集所述第一衬垫上的第一测量电压或第一测量电流；并用于向所述第二衬垫提供第二恒定电流或施加第二电压、向所述第一衬垫与所述第三衬垫施加所述公共电压，并采集所述第二衬垫上的第二测量电压或第二测量电流；并用于向所述第三衬垫提供第三恒定电流或施加第三电压、向所述第一衬垫与所述第二衬垫施加所述公共电压，并采集所述第三衬垫上的第三测量电压或第三测量电流，其中，所述第一电压、第二电压、第三电压均大于所述公共电压；处理模块，用于根据第一测量电压或第一测量电流获取所述第一引入支路与所述第二引入支路并联的第一并联阻值，根据第二测量电压或第二测量电流获取所述第一引入支路与所述大电阻金属互连结构并联的第二并联阻值，根据第三测量电压或第三测量电流获取所述第二引入支路与所述大电阻金属互连结构并联的第三并联阻值，以及根据所述第一并联阻值、第二并联阻值、第三并联阻值，获取所述大电阻金属互连结构的阻值。

3、为了解决上述问题，本发明还提供了一种大电阻金属互连结构的阻值测量方法，所述大电阻金属互连结构具有相对的第一端和第二端；所述方法包括如下步骤：提供一大电阻金属互连结构的阻值测量装置，所述装置的第一引入支路电连接在所述第一端和一支路公共节点之间，所述装置的第二引入支路电连接在所述第二端和所述支路公共节点之间，所述装置的测试衬垫组中的第一衬垫与所述支路公共节点电连接、所述测试衬垫组中的第二衬垫与所述第一端电连接、所述测试衬垫组中的第三衬垫与所述第二端电连接，所述第一引入支路包括至少一第一引入电阻，所述第二引入支路包括至少一第二引入电阻；向所述第一衬垫提供第一恒定电流或施加第一电压、向所述第二衬垫与所述第三衬垫施加公共电压，并采集所述第一衬垫上的第一测量电压或第一测量电流；向所述第二衬垫提供第二恒定电流或施加第二电压、向所述第一衬垫与所述第三衬垫施加所述公共电压，并采集所述第二衬垫上的第二测量电压或第二测量电流；向所述第三衬垫提供第三恒定电流或施加第三电压、向所述第一衬垫与所述第二衬垫施加所述公共电压，并采集所述第三衬垫上的第三测量电压或第三测量电流；以及根据第一测量电压或第一测量电流获取所述第一引入支路与所述第二引入支路并联的第一并联阻值，根据第二测量电压或第二测量电流获取所述第一引入支路与所述大电阻金属互连结构并联的第二并联阻值，根据第三测量电压或第三测量电流获取所述第二引入支路与所述大电阻金属互连结构并联的第三并联阻值，以及根据所述第一并联阻值、第二并联阻值以及第三并联阻值，获取所述大电阻金属互连结构的阻值。

4、上述技术方案，通过增设引入支路并控制相应衬垫的输入信号，使得引入支路上的引入电阻分别与大电阻金属互连结构组成并联电路，进而根据相应的测量结果获取并联电路的并联阻值，从而获取大电阻金属互连结构的阻值，可以实现超大电阻的阻值进行准确测量，且可以实现对引入电阻的阻值进行准确测量。同时，引入支路上的引入电阻可以是单个电阻，也可以通过多个电阻串联；且引入电阻的电阻材料、厚度等不受限制，提高了本发明阻值测量装置的使用灵活度，利于推广。进一步控制引入阻值较小的电阻，以提高测量准确度、降低引入电阻对待测大电阻金属互连结构的影响、且降低引入电阻的制备成本。

5、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

技术特征：

1.一种大电阻金属互连结构的阻值测量装置，所述大电阻金属互连结构具有相对的第一端和第二端；其特征在于，所述装置包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一引入电阻、所述第二引入电阻与所述大电阻金属互连结构采用相同工艺制成。

3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述第一引入支路包括多个串联的第一引入电阻，和/或，所述第二引入支路包括多个串联的第二引入电阻。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量模块采用源测量单元，以提供测量分辨率小于1mv的电压源或提供测量分辨率小于1ua的电流源；所述处理模块采用微处理器。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于根据所述第一并联阻值、第二并联阻值以及第三并联阻值，分别获取所述第一引入支路以及所述第二引入支路的阻值。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

9.一种大电阻金属互连结构的阻值测量方法，所述大电阻金属互连结构具有相对的第一端和第二端；其特征在于，所述方法包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一并联阻值、第二并联阻值以及第三并联阻值，获取所述大电阻金属互连结构的阻值的步骤还包括：

技术总结
本发明提供了一种大电阻金属互连结构的阻值测量装置及测量方法。本发明通过增设引入支路并控制相应衬垫的输入信号，使得引入支路上的引入电阻分别与大电阻金属互连结构组成并联电路，进而根据相应的测量结果获取并联电路的并联阻值，从而获取大电阻金属互连结构的阻值，可以实现超大电阻的阻值进行准确测量，且可以实现对引入电阻的阻值进行准确测量。

技术研发人员：曾繁中,高玉珠,韩璐
受保护的技术使用者：上海积塔半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15