专利名称：测量互连特性的方法及结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及测量互连特性的方法及结构，特别是指具有静电放
电(electrostatic discharge, ESD )防护，更〉隹确测量互连净争')"生的方 法及结构。
背景技术：
集成电路典型地以多层图案金属化制成，通过介电层间而电分 离，介电层间在选择位置包含介层孔以提供图案金属化层之间的电 连4妾。此图案金属化层构成集成电3各组件间的互连。在不断的努力 下，当集成电路达到更小尺寸，提供增强表现(如增强组件速度， 以及在特定区域内有更多功能)的同时，互联机的宽度变得更窄， 因而使得它们变得更易受有害效应的影响，例如电迁移、及应力迁 移。
电迁移是指材料的大量迁移。应力迁移是指互连材料因应出现 于互连中的机构应力梯度的大量迁移。机构应力梯度起因于热扩散 系数的不协调，以及介于导电浇道(runner)及其周围(如在其上 面，和/或在其下面)介电材料间的屈从不协调。
改善电迁移、应力迁移、及其它互连特性的要点在于测量这些 效应的方法。典型的互连测试结构为测试线，具有例如30个冲羊本。 因此每个样本代表3.3%的累计失败率。然而互连的质量(例如使用
寿命)是基于0.1%的失败率来预估的，因此预估是以外推来完成预
估。然而与实际情形相比，已发现这样是不太准确。
除此之外，当互联机的宽度变小后，介于互连测试图案，及用 于施加电流、电压、和/或才几构应力，连接互连测试图案至垫的线之 间，宽度的差异会更明显。因此，由静电放电所引起的电流会耗尽 互连测i式图案。
因此，需要一种具有4争电方文电防护，更准确测量互连特性的方 法及结构。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种具有静电放电防护，更准确测量 互连特性的方法及结构。
本发明的另 一 方面是提供 一 种用于测量互连特性的方法。此方
法包含下列步骤l是供多个互连测试图案。形成多个互连测试图案 所平行连接的垫。在多个互连测试图案中的至少 一 个与垫之间形成 至少一个电阻。通过施加电流、电压、和/或才几构应力至此垫而测量 多个互连测试图案的特性。
提供上述多个互连测试图案的步骤可包含提供具有第 一宽度 的第一金属线。所述多个互连测试图案可通过具有第二宽度的第二 金属线连接至垫，且第二宽度大于第一宽度至少三倍。
形成上述至少一个电阻的步骤可包含在第一金属线与第二金 属线之间形成至少一个电阻。形成至少一个电阻的步艰《可包含在 第二金属线与垫之间形成至少 一 个电阻。
形成上述至少一个电阻的步骤可包含下列步艰《形成电阻区。 形成第一4妄点，以连4妄多个互连测试图案中的至少一个至电阻区。 形成连4妄垫至电阻区的第二4妄点。形成电阻区的步-骤可包含形成多 晶娃基(polysilicon-based )区。
形成上述至少一个电阻的步骤可包含形成一端连4妄多个互连 测试图案中的至少一个，另一端连4妄垫的巻绕金属线。形成至少一 个电阻的步骤可包含形成具有介于100 5000Q电阻值中的至少一
个电阻。
测量上述特性的步骤包含测量电迁移、应力迁移、或其组合。 测量特性步务聚包含4全测多个互连测试图案的电阻变4匕。
本发明的另一方面4是供一种用于测量互连特性的互连测:逸结 构。此互连测试结构包含多个互连测试图案、垫、及介于多个互 连测-汰图案中的至少 一 个与垫之间的至少 一 个电阻。多个互连测试图案平行连接至垫。通过施力。电流、电压、和/或机构应力至垫，而 测量多个互连测试图案的特性。
上述多个互连测试图案可包含具有第一宽度的第一金属线。多 个互连测试图案可通过具有第二宽度的第二金属线连接至垫，且第 二宽度大于第一宽度至少三倍。
上述至少一个电阻可位于第一金属线与第二金属线之间。所述 至少 一个电阻可位于第二金属线与垫之间。
上述至少一个电阻可包含电阻区、第一接点、及第二接点。第 一4妄点连4姿多个互连测-试图案中的至少 一个至电阻区。第二4妄点连 4妾垫至电阻区。电阻区可包含以多晶石圭为主的材泮牛。
上述至少一个电阻可包含一端连^妄多个互连测i式图案中的至 少一个，另一端连4妄垫的巻绕金属线。至少一个此电阻可具有介于
100 5000Q的电阻^直。
上述多个互连测试图案的特性可包含电迁移、应力迁移、或其
组合。可通过才企测多个互连测-试图案的电阻变4b来测量》匕特寸生。
图1A是才艮据本发明示出了第一实施例的互连测试结构的賴L图。
图1B是第 一实施例中 一个电阻的示例性结构的4黄截面图。
图1C是第 一实施例中另 一 电阻的示例性结构的俯视图。
图2A是根据本发明示出第二实施例的互连测试结构的视图。
图2B是第二实施例中一个电阻的示例性结构的4黄截面图。
图3A是才艮据本发明示出了第三实施例的互连测试结构的賴L图。
图3B是第三实施例中 一个电阻的示例性结构的横截面图。
图3C是第三实施例中另 一电阻的示例性结构的俯一见图。
图4A是根据本发明示出了第四实施例的互连测试结构的视图。
图4B是第四实施例中 一个电阻的示例性结构的才黄截面图。
图5A示出了本发明中一个互连测试图案的示例性俯视图。 图5B示出了本发明中一个互连测试图案的示例性横截面图。
具体实施例方式
参照图1A，其中示出了才艮据本发明第一实施例的互连测试结 构100。为了形成互连测试结构100以测量互连特性，需^是供多个 互连测-试图案102。形成垫104。且在多个互连测i式图案102与垫 104之间形成至少一个电阻106。多个互连测试图案102平行连接 至垫104。通过施力a电流、电压、和/或才几构应力至垫104而测量多 个互连测试图案102的特性。
假设互连测试图案102各具有30个样本，且有多个(例如35 个)互连测试图案102平4于连4妄至垫104，所以每个样本代表小于 0.1%的累计失败率。因此可获得真实且更准确的测量。此外，介于 互连测试图案102与垫104之间的电阻106,可避免互连测试图案 102因静电放电所引起的电流而被耗尽。多个互连测试图案102的 特性可包含电迁移、应力迁移、或其组合。可通过4企测多个互连测 _汰图案102的电阻变4匕来测量at匕特性。电阻106可具有介于 100 5000Q电阻值。虽然电阻106在图1A中只示出位于互连测试 图案102与一个垫104之间，但电阻106也可出现于互连测试图案 102与另 一垫104之间。
在本实施例中，多个互连测试图案102包含具有第一宽度的第 一金属线108。多个互连测试图案102可通过具有第二宽度的第二 金属线110连接至垫104，且第二宽度大于第一宽度至少三倍。第 一金属线108及第二金属线110可由鴒、铝、铜、及以上的结合物 所构成的群组所选出的材料制成。
在本实施例中，至少一个电阻106^f立于第一金属线108中。图 1B示出了第一实施例中电阻106的示例性结构。电阻106可包含 电阻区112、第一接点114、及第二4妄点116。第一4妄点114连4妄多 个互连测试图案102中的至少一个至电阻区112。第二^妄点116通 过第一金属线108及第二金属线110连接垫104至电阻区112。电 阻区112可包含多晶石圭基(polysilicon-based )区，例如多晶石圭、或 4参杂多晶石圭、或抗z床护IU匕物(resist protective oxide， RPO )。第一 接点114及第二接点116可由鴒、铝、铜、及以上的结合物所构成 的群组所选出的材料制成。
图1C是第一实施例中电阻106的另一示例性结构的俯^L图。 电阻106可通过巻绕第一金属线108形成，其中第一金属线108的 一端连4妻多个互连测-试图案102中的至少一个，另一端通过第二金 属线110连4妻垫104。
参照图2A,其中示出了才艮据本发明第二实施例的互连测i式结 才勾200。互连观'J"i式纟吉冲勾200包含多个互连观'J^式图案202、垫204、及 多个互连测i式图案202与垫204之间的至少一个电阻206。多个互 连测试图案202平4于连4妄至垫204 。通过施加电流、电压、和/或枳^ 构应力至垫204而测量多个互连测试图案202的特性。
互连测试结构200相似于图1A中的互连测试结构100,除了 电阻206介于具有第 一宽度的第 一金属线208与具有第二宽度的第 二金属线210之间。第二宽度仍是大于第一宽度至少三倍。虽然电 阻206在图2A中只示出位于互连测试图案202与一个垫204之间， 但电阻206也可出现于互连测试图案202与另 一垫204之间。第一 金属线208及第二金属线210可由钨、铝、铜、及以上的结合物所 构成的群组所选出的材料制成。
图2B示出了第二实施例中电阻206的示例性结构。电阻206 可包含电阻区212、第一接点214、及第二4妄点216。第一4妄点214 通过第 一金属线208连"l姿多个互连测试图案202中的至少 一个至电 阻区212。第二接点216通过介层孔218及第二金属线210连4妄垫 204至电阻区212。电阻区212可包含多晶石圭基区，例如多晶石圭、 或才参杂多晶硅、或抗保护氧化物。第一接点214及第二接点216可 由鵠、铝、铜、及以上的结合物所构成的群组所选出的材料制成。
参照图3A，其中示出了才艮据本发明第三实施例的互连测i式结 构300。互连测试结构300包含多个互连测试图案302、垫304、及 多个互连测试图案302与垫304之间的至少一个电阻306。多个互 连测试图案302平^f亍连4妄至垫304。通过施加电流、电压、和/或才几 构应力至垫304而测量多个互连测试图案302的特性。
互连测试结构300相似于图1A中的互连测试结构100,除了 电阻306位于具有第二宽度的第二金属线310中。第一金属线308 包含在多个互连测试图案302中，且第二宽度仍是大于第一金属线 308的第一宽度至少三倍。虽然电阻306在图3A中只示出位于互 连测试图案302与一个垫304之间，但电阻306也可出现于互连测 试图案302与另 一垫304之间。第一金属线308及第二金属线310 可由鵠、铝、铜、及以上的结合物所构成的群组所选出的材冲牛制成。
图3B示出了第三实施例中电阻306的示例性结构。电阻306 可包含电阻区312、第一4妄点314、及第二接点316。第一4妄点314 通过介层孔318、第二金属线310、及第一金属线308连4妾多个互 连测试图案302中的至少一个至电阻区312。第二接点316通过介 层孑L 318及第二金属线310连接垫304至电阻区312。电阻区312 可包含多晶硅基区，例如多晶硅、或掺杂多晶硅、或抗保护氧化物。 第一接点314及第二接点316可由鴒、铝、铜、及以上的结合物所 构成的群组所选出的材料制成。
图3C是第三实施例中电阻306的另一示例性结构的俯碎见图。 电阻306可通过巻绕第二金属线310形成，其中第二金属线310的 一端通过第一金属线308连4妄多个互连测试图案302中的至少一 个，另一端连接垫304。
参照图4A，示出了4艮据本发明第四实施例的互连测试结构 400。互连测试结构400包含多个互连测试图案402、垫404、及多 个互连测试图案402与垫404之间的至少一个电阻406。多个互连 测试图案402平行连4妄至垫404。通过施力o电流、电压、和/或才几构 应力至垫404而测量多个互连测试图案402的4争性。
互连测试结构400相似于图1A中的互连测试结构100，除了 电阻406位于具有第二宽度的第二金属线410中。第一金属线408 包含在多个互连测试图案402中，且第二宽度仍是大于第一金属线 408的第一宽度至少三倍。虽然电阻406在图4A中只示出位于互 连测试图案402与一个垫404之间，但电阻406也可出现于互连测 试图案402与另一垫404之间。第一金属线408及第二金属线410 可由鴒、铝、铜、及以上的结合物所构成的群组所选出的材冲牛制成。
图4B示出了第四实施例中电阻406的示例'1"生结构。电阻406 可包含电阻区412、第一4妄点414、及第二4妄点416。第一4妄点414 通过介层孔418、第二金属线410、及第一金属线408连接多个互 连测-逸图案402中的至少一个至电阻区412。第二4妄点416通过介 层孔418、第二金属线410、及第一金属线408连接垫404至电阻 区412。电阻区412可包含多晶石圭基区，例如多晶石圭、或纟参杂多晶 硅、或抗保护氧化物。第一接点414及第二接点416可由鵠、铝、 铜、及以上的结合物所构成的群组所选出的材料制成。
参照图5A及5B,分别示出了本发明中互连测试图案502的示 例性俯视图及示例性横截面图。在图5A中，互连测试图案502可
为包含第一金属线508的简易的直线，或4壬4可其它要求的形态。图 5B中互连测试图案502可由第一金属线508组成，通过介层孔518 及第二金属线510连4妄至垫504。
以上描述仅限于优选实施例，而非限制本发明的范围。任何其 它等同于本发明所揭示的精神下所实施的改变或调整皆应^皮包含
于所附申请权利要求的保护范围内。
权利要求
1. 一种测量互连特性的方法，包含:提供多个互连测试图案；形成垫，其中所述多个互连测试图案平行连接至所述垫；形成至少一个电阻，介于所述多个互连测试图案中的至少一个与所述垫之间；以及通过施加电流、电压、和/或机构应力至所述垫而测量所述多个互连测试图案的特性。
2. 4艮据权利要求1所述的方法，其中，^是供多个互连测试图案的 所述步骤包含提供具有第一宽度的第一金属线，所述多个互 连测试图案通过具有第二宽度的第二金属线连接至所述垫，且 所述第二宽度大于所述第一宽度至少三倍。
3. 才艮据4又利要求2所述的方法，其中，形成至少一个电阻的所述 步骤包含在所述第一金属线与所述第二金属线之间形成至少 一个电阻。
4. 4艮据—又利要求2所述的方法，其中，形成至少一个电阻的所述 步骤包含在所述第二金属线与所述垫之间形成至少一个电阻。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中，形成至少一个电阻的所述 步-骤包含形成电阻区；形成第一4妄点，以连4妄所述多个互连测-试图案中的至少一个至所述电阻区；以及形成第二"l妄点，以连4妄所述垫至所述电阻区。
6. 根据权利要求5所述的方法， 含形成多晶硅基区。
7.
8. 根据权利要求1所述的方法， 包含测量电迁移、应力迁移、其中，形成电阻区的所述步-骤包其中，测量所述特性的所述步骤 或其组合。根据权利要求1所述的方法，其中，形成至少一个电阻的所述 步-骤包含形成巻绕金属线，所述巻绕金属线一端连接所述多个互 连测试图案中的至少一个，另一端连4妄所述垫。
9. 才艮据4又利要求1所述的方法，其中，测量所述特性的所述步骤 包含^f企测所述多个互连测试图案的电阻变化。
10. 4艮据片又利要求1所述的方法，其中，形成至少一个电阻的所述 步骤包含形成具有介于100 5000 Q电阻值的至少 一个电阻。
11. 一种测量互连特性的互连测试结构，包含多个互连测-试图案；垫，其中所述多个互连测试图案平4亍连4妄至所述垫；以及至少一个电阻，介于所述多个互连测纟式图案中的至少一 个与所述垫之间；其中通过施加电流、电压、和/或才几构应力至所述垫，而 测量所述多个互连测^式图案的特性。
12. 根据权利要求11所述的互连测试结构，其中，所述多个互连 测试图案包含具有第 一宽度的第 一金属线，所述多个互连测试 图案通过具有第二宽度的第二金属线连接至所述垫，且所述第 二宽度大于所述第一宽度至少三倍。
13. 4艮据4又利要求12所述的互连测试结构，其中，至少一个所述 电阻位于所述第 一金属线与所述第二金属线之间。
14. 才艮据权利要求12所述的互连测试结构，其中，至少一个所述 电阻^立于所述第二金属线与所述垫之间。
15. 根据权利要求11所述的互连测试结构，其中，至少一个所述 电阻包含电阻区；第 一接点，以连4妻所述多个互连测i式图案中的至少 一个 至所述电阻区；以及第二4妻点，以连4妄所述垫至所述电阻区。
16. 才艮据权利要求15所述的互连测试结构，其中，所述电阻区包 含以多晶石圭为主的材泮牛。
17. 才艮据权利要求11所述的互连测试结构，其中，至少一个所述 电阻包含巻绕金属线，所述巻绕金属线一端连接所述多个互连测 试图案中的至少一个，另一端连接所述垫。
18. 根据权利要求11所述的互连测试结构，其中，所述特性包含 电迁移、应力迁移、或其组合。
19.根据权利要求11所述的互连测试结构，其中，可通过4全测所 述多个互连测试图案的电阻变化，来测量所述特性。
20.才艮据4又利要求11所述的互连测试结构，其中，至少一个所述 电阻具有介于100 5000Q的电阻^直。
全文摘要
本发明提供了一种测量互连特性的方法。此方法包含下列步骤提供多个互连测试图案。在多个互连测试图案平行连接处形成垫。在多个互连测试图案中的至少一个与垫之间形成至少一个电阻。通过施加电流、电压、和/或机构应力至此垫以测量所述多个互连测试图案的特性。
文档编号H01L21/66GK101383308SQ20081021180
公开日2009年3月11日 申请日期2008年9月3日 优先权日2007年9月4日
发明者彭锦权, 李守忠, 林建宏, 林碧玲, 王建荣, 蔡建世, 郑义荣 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司