通孔阵列22中包括第二通孔V2、第三通孔V3和第四通孔V4，其中所述第二通孔V2位于第二结构单元20中所述第二金属层M2和所述第三金属层M3之间，并且位于所述第三结构单元30中第一金属层Ml的上方，所述第三通孔V3位于所述第二结构单元20中所述第三金属层M3和所述第四金属层M4之间，并且位于所述第三结构单元30中第二金属层M2的上方,依次类推向上至所述顶部金属层Mtop。
[0066]在所述金属层-氧化物-金属层电容结构的顶部金属层Mtop中，所述第一结构单元10中的通孔和所述通孔连接阵列中的通孔之间距离为10?100um ;所述通孔连接阵列中的通孔和所述通孔测试阵列中的通孔之间距离为I?lOOum，但是并不局限于所述数值范围。
[0067]作为进一步的优选，所述检测结构还进一步包括测试终端，用于连接所述电容结构单元，所述测试终端包括第一测试终端A、第二测试终端B和第三测试终端C，分别与所述第一结构单元10、所述第二结构单元20和所述第三结构单元30相连接，用来进行测试。
[0068]作为优选，所述二极管结构选用肖特基势垒二极管，所述肖特基势垒二极管具有很高的击穿电压，以保证所述肖特基势垒二极管在测试中不会被击穿。
[0069]其中所述二极管结构的正极与所述第一结构单元10相连，所述二极管的负极和所述第三结构单元30相连；通过控制所述二极管结构的导通和断开使所述检测结构分别处于应力和测试状态，来测试所述介电层和所述通孔的可靠性。
[0070]本发明所述检测结构不仅可以测试介电层的可靠性，例如层间介电层、线间介电层，还可以测试所述金属互连结构中通孔的可靠性，以提高所述检测结构的效率和准确性。
[0071]实施例2
[0072]本发明一种基于所述检测结构的测试方法，包括:
[0073]步骤:在所述第一结构单元10和所述第二结构单元20上施加应力，所述第三结构单元30浮置，所述二极管结构导通，施加应力至所述介电层被击穿；
[0074]步骤:测量所述第二结构单元20和所述第三结构单元30之间的漏电流，测试所述介电层和通孔可靠性。
[0075]在所述步骤中，所述二极管结构断开，当在所述第一测试终端A上施加应力IV，在所述第二测试终端B上施加应力1V时，所述第三测试终端C端上的应力为IV，所述第一结构单元10和所述第二结构单元之间的电压与所述第二结构单元20和所述第三结构单元30之间的电压相同均为9V。在该步骤中增加所述应力，至所述介电层被击穿。
[0076]然后执行步骤，在该步骤中，测试所述第二结构单元20和所述第三结构单元30之间的漏电流，例如所述第二测试终端B时间应力IV，所述第三测试终端接地，此时所述二极管结构断开，所述泄露仅仅测试所述第二结构单元20和第三结构单元30之间的泄露。
[0077]若所述漏电流较高，所述通孔存在过蚀刻问题，如图2c所示，其中所述缺陷通孔203存在过蚀刻的问题。
[0078]若所述漏电流较低，所述介电层存在问题。
[0079]本发明所述检测结构改变现有技术中的MOM结构，将所述MOM结构分成3个不同形态结构的单元，通过所述设置不仅可以测试介电层的可靠性，例如层间介电层、线间介电层，还可以测试所述金属互连结构中通孔的可靠性，以提高所述检测结构的效率和准确性。
[0080]所述检测结构的工作原理为:在所述第一结构单元10和所述第二结构单元20上施加应力，所述检测结构处于应力状态，所述第三结构单元30浮置，所述二极管结构导通，施加应力至所述介电层被击穿，测试所述介电层的可靠性；在施加应力之后，所述检测结构处于测试状态，测试所述第二结构单元20和所述第三结构单元30之间的漏电流，测试所述通孔的可靠性。
[0081]本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【主权项】
1.一种金属互连可靠性的检测结构，包括彼此相连的金属层-氧化物-金属层电容结构和二极管结构； 其中，所述金属层-氧化物-金属层电容结构包括由多个金属层和通孔交替层叠构成的第一结构单元、第二结构单元和第三结构单元，以及位于所述结构单元之间的氧化物介电层； 其中所述第一结构单元和所述第二结构单元以及位于两者之间的氧化物介电层构成用来检测所述介电层的可靠性的金属层-氧化物-金属层电容结构，所述第二结构单元和所述第三结构单元以及位于两者之间的氧化物介电层构成用来检测所述第二结构单元中的通孔可靠性的金属层-氧化物-金属层电容结构； 所述二极管结构的正极与所述第一结构单元相连，所述二极管的负极与所述第三结构单元相连。2.根据权利要求1所述的检测结构，其特征在于，在所述金属层-氧化物-金属层电容结构中，位于同一层的所述用来检测所述介电层可靠性的金属层分别连接于沿与所述金属层延伸方向相垂直的方向上延伸的连接线，从而构成平面梳状结构，其中位于同一层的所述金属层形成为若干间隔设置的梳齿。3.根据权利要求1所述的检测结构，其特征在于，在所述第三结构单元中，所述若干金属层从下往上长度依次减小，形成台阶形结构，所述台阶形结构的边缘通过所述通孔连接。4.根据权利要求1或3所述的检测结构，其特征在于，所述第二结构单元包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分位于靠近所述第一结构单元的一侧，该侧的所述金属层长短交替设置，与所述第一结构单元中的金属层上下相互交错，构成用来检测所述介电层的可靠性的所述金属层-氧化物-金属层电容结构； 所述第二部分位于靠近所述第三结构单元的一侧，该侧的所述金属层从下往上呈与所述第三结构单元相匹配的倒台阶形结构，构成用来检测所述各通孔可靠性的金属层-氧化物-金属层电容结构，所述倒台阶形结构中的各通孔位于所述第三结构单元中各金属层的上方。5.根据权利要求4所述的检测结构，其特征在于，所述第一部分中各金属层之间形成有通孔，所述通孔形成通孔连接阵列，用于连接； 所述倒台阶形结构中的各通孔形成通孔测试阵列，用于检测通孔互连的可靠性。6.根据权利要求5所述的检测结构，其特征在于，所述第一结构单元中的通孔和所述通孔连接阵列中的通孔之间距离为10?100um ;所述通孔连接阵列中的通孔和所述通孔测试阵列中的通孔之间距离为I?lOOum。7.根据权利要求1所述的检测结构，其特征在于，在所述第一结构单元中，所述金属层从下往上由长度较短的金属层和长度较长的金属层交替设置，与所述第二结构单元中的各金属层上下相互交错。8.根据权利要求1所述的检测结构，其特征在于，所述测试结构还包括第一测试终端、第二测试终端和第三测试终端，分别与所述第一结构单元、所述第二结构单元和所述第三结构单元相连接。9.根据权利要求1所述的检测结构，其特征在于，所述二极管选用肖特基势垒二极管。10.一种基于权利要求1至9之一的所述检测结构的检测方法，包括: 步骤:在第一测试终端和第二测试终端上施加电压应力，第三测试终端不接任何电源或接地，所述二极管结构导通，施加应力至所述第一结构单元、所述第二结构单元和所述第三结构单元致所述介电层被击穿； 步骤:测量所述第二结构单元和所述第三结构单元之间的漏电流，以测试所述介电层的可靠性和所述通孔的可靠性。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述步骤中: 若所述漏电流较高，所述通孔存在过蚀刻问题； 若所述漏电流较低，所述介电层存在问题。
【专利摘要】本发明提供了一种金属互连可靠性的检测结构及检测方法，所述检测结构包括彼此相连的金属层-氧化物-金属层电容结构和二极管结构；其中，所述金属层-氧化物-金属层电容结构包括由多个金属层和通孔交替层叠构成的第一结构单元、第二结构单元和第三结构单元，以及位于所述结构单元之间的氧化物介电层，其中所述第一结构单元和所述第二结构单元以及位于两者之间的氧化物介电层构成用来检测所述介电层的可靠性的金属层-氧化物-金属层电容结构，所述第二结构单元和所述第三结构单元以及位于两者之间的氧化物介电层构成用来检测所述第二结构单元中的通孔可靠性的金属层-氧化物-金属层电容结构，所述检测结构可以测试通孔的可靠性。
【IPC分类】H01L23/544, H01L21/66
【公开号】CN105097780
【申请号】CN201410175158
【发明人】冯军宏
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年4月28日