监测介质层性能的测试结构的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种监测介质层性能的测试结构，在第一层金属层间介质层中形成梳状交错排列的第一金属连线和第二金属连线，在第二层金属层间介质层中形成梳状交错排列的第三金属连线和第四金属连线，第一层金属层间介质层和第二层金属层间介质层之间形成层间介质层，第一金属线和第四金属连线以及第二金属连线和第三金属连线通过通孔连线相连，通过监测第一金属线和第二金属线之间的漏电流便能够实现监测同层以及不同层的介质层的性能，提高监测效率。
【专利说明】监测介质层性能的测试结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种监测介质层性能的测试结构。
【背景技术】
[0002]在半导体制造过程中，介质层起着隔离不同器件、不同金属连线等的作用，随着半导体器件的集成度越来越高，对介质层的性能要求也越来越严格。介质层的好坏往往能够影响整个芯片的良率。为了能够监测形成的介质层性能如何，现有技术中通常采用以下几种测试结构进行监测。
[0003]请参考图1a和图lb，图1a和图1b为现有技术中第一种测试结构，其中，图1b是沿图1a中A-A’向的剖面示意图，第一种测试结构包括:第一金属线10、第二金属线11及第三金属线12，其中，所述第一金属线10、第二金属线11及第三金属线12均形成在金属层间介质层13内，并有金属层间介质层13隔离开，所述第一金属线10及第三金属线12均为梳状结构，第二金属线11为蛇形结构，并且相互交错排列。在进行监测时，可以在第一金属线10上施加电压，从而测试第一金属线10与第二金属线11或者第二金属线11和第三金属线12之间是否存在漏电流即可监测出金属层间介质层13的性能。第二金属线11还可监测金属线的电阻。
[0004]请参考图2a和2b，图2a和图2b为现有技术中第二种测试结构，其中，图2b是沿图2a中B-B’向的剖面示意图，第二种测试结构包括:第一金属线10、第二金属线11及通孔连线20，其中，所述第一金属线10、第二金属线11形成在同一层的金属层间介质层13内，第一金属线10、第二金属线11均为梳状结构，并且相互交错排列，通孔连线20均与所述第一金属线10、第二金属线11相连，并位于层间介质层14中。第二种测试结构的测试方法与第一种测试结构的测试方法相同，均是在第一金属线10端施加电压,监测第一金属线10与第二金属线11之间的漏电流，由于通孔连线20与第一金属线10和第二金属线11相连，因而若通孔连线20发生一侧偏移，则能够监测出通孔连线20发生偏移时产生的漏电流。
[0005]请参考图3a和图3b，图3a和图3b为现有技术中第三种测试结构，其中，图3b是沿图3a中C-C’向的剖面示意图，第三种测试结构包括:第一金属线10和第二金属线11，其中，第一金属线10和第二金属线11形成在不同层的金属层间介质层13和15内，并且不同层金属层间介质层13和15之间形成有层间介质层14，第一金属线10、第二金属线11均为梳状结构，并且位于同一竖直位置。第三种测试结构能够监测出层间介质层14的性能。
[0006]请参考图4a和图4b，图4a和图4b为现有技术中第四种测试结构,其中，图4b是沿图4a中D-D’向的剖面示意图，第四种测试结构与第三种测试结构不同之处是第一金属线10和第二金属线11均为块状，面积较大，两者之间形成有层间介质层14，采用第四种测试结构能够对层间介质层14的性能进行本征的监测。
[0007]由上文可见，现有技术中的几种测试结构仅仅能够单纯的对同一层的介质层或者是对层间介质层进行监测，而不能同时对同层的介质层和不同层之间的介质层(如层间介质层)性能进行监测，不利于提高监测效率。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种监测介质层性能的测试结构，能够同时对同一层的介质层及不同层的介质层的性能进行监测，提高监测的效率。
[0009]为了实现上述目的，本发明提出了一种监测介质层性能的测试结构，包括:第一金属线(100)、第二金属连线(200)、第三金属连线(300)、第四金属连线(400)及通孔连线(500)，其中，所述第一金属线(100)和第二金属连线(200)形成在同一层的第一层金属层间介质层(600)中，所述第一金属线(100)和第二金属连线(200)均为梳状结构，并且交错排列，所述第三金属连线(300)和第四金属连线(400)形成在同一层的第二层金属层间介质层(800)中，所述第三金属连线(300)和第四金属连线(400)均为梳状结构，并且交错排列，所述通孔连线(500)形成在层间介质层(700)中，所述层间介质层(700)位于所述第一层金属层间介质层(600)和第二层金属层间介质层(800)之间，所述通孔连线(500)用于连接所述第一金属线(100)和第四金属连线(400)以及所述第二金属连线(200)和第三金属连线(300)。
[0010]进一步的，还包括第一测试盘和第二测试盘，所述第一测试盘连接所述第一金属线(100)和第四金属连线(400)，所述第二测试盘连接所述第二金属连线(200)和第三金属连线(300)。
[0011]进一步的，所述第一金属线(100)和第二金属连线(200)的梳状结构位于第一方向(Y)，所述第三金属连线(300)和第四金属连线(400)的梳状结构位于第二方向(X)，所述第一方向(Y)与第二方向(X)相互垂直。
[0012]进一步的，所述通孔连线(500)对角排列。
[0013]进一步的，相邻的第一金属线(100)和第二金属连线(200)、第三金属连线(300)和第四金属连线(400)之间的间距符合设计规范允许的最小间距。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果体现在:在第一层金属层间介质层中形成梳状交错排列的第一金属连线和第二金属连线，在第二层金属层间介质层中形成梳状交错排列的第三金属连线和第四金属连线，第一层金属层间介质层和第二层金属层间介质层之间形成层间介质层，第一金属线和第四金属连线以及第二金属连线和第三金属连线通过通孔连线相连，通过监测第一金属线和第二金属线之间的漏电流便能够实现监测同层以及不同层的介质层的性能，提高监测效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1a和图1b为现有技术中第一种测试结构的结构示意图；
[0016]图2a和图2b为现有技术中第二种测试结构的结构示意图；
[0017]图3a和图3b为现有技术中第三种测试结构的结构示意图；
[0018]图4a和图4b为现有技术中第四种测试结构的结构示意图；
[0019]图5为本发明一实施例中监测介质层性能的测试结构的结构示意图；
[0020]图6为沿图5中X方向的剖面示意图；
[0021]图7为沿图5中Y方向的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合示意图对本发明的监测介质层性能的测试结构进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
[0023]为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0024]在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明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、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0025]请参考图5至图7，在本实施例中，提出了一种监测介质层性能的测试结构，包括:第一金属线100、第二金属连线200、第三金属连线300、第四金属连线400及通孔连线500，其中，所述第一金属线100和第二金属连线200形成在同一层的第一层金属层间介质层600中，所述第一金属线100和第二金属连线200均为梳状结构，并且交错排列，所述第三金属连线300和第四金属连线400形成在同一层的第二层金属层间介质层800中，所述第三金属连线300和第四金属连线400均为梳状结构，并且交错排列，所述通孔连线500形成在层间介质层700中，所述层间介质层700位于所述第一层金属层间介质层600和第二层金属层间介质层800之间，所述通孔连线500用于连接所述第一金属线100和第四金属连线400以及所述第二金属连线200和第三金属连线300。
[0026]具体的，所述第一金属线100和第二金属连线200的梳状结构位于第一方向Y，所述第三金属连线300和第四金属连线400的梳状结构位于第二方向X，所述第一方向Y与第二方向X相互垂直，即使所述第一金属线100和第二金属连线200的梳状结构与所述第三金属连线300和第四金属连线400的梳状结构垂直。
[0027]在本实施例中，为了能够更加全面的监测所述通孔连线500偏移造成的层间介质层400的性能损坏，使所述通孔连线500对角排列。不论通孔连线500会朝X方向还是Y方向发生偏移时，造成的层间介质层400损伤均能够被监测出。
[0028]由于金属线之间的间距越小，越容易监测出介质层的问题，而间距过小，则会造成形成的器件无法正常使用。因此，为了提高监测的精度，并且不影响工艺的生产要求，可以使相邻的第一金属线100和第二金属连线200、第三金属连线300和第四金属连线400之间的间距符合设计规范允许的最小间距。
[0029]为了方便监测，本实施例提出的监测介质层性能的测试结构还包括第一测试盘和第二测试盘(图未示出)，所述第一测试盘连接所述第一金属线100和第四金属连线400，所述第二测试盘连接所述第二金属连线200和第三金属连线300。
[0030]在进行测试时，只需要对第一测试盘施加电压，从而测试第一测试盘和第二测试盘之间是否存在漏电流即可判断同层的金属层间介质层以及与其不同层的层间介质层的性能，此外还能够监测出通孔连线发生偏移造成的问题，为后续的问题解决提供一种有用的分析信息。
[0031]综上，在本发明实施例提供的监测介质层性能的测试结构中，在第一层金属层间介质层中形成梳状交错排列的第一金属连线和第二金属连线，在第二层金属层间介质层中形成梳状交错排列的第三金属连线和第四金属连线，第一层金属层间介质层和第二层金属层间介质层之间形成层间介质层，第一金属线和第四金属连线以及第二金属连线和第三金属连线通过通孔连线相连，通过监测第一金属线和第二金属线之间的漏电流便能够实现监测同层以及不同层的介质层的性能，提高监测效率。
[0032]上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属【技术领域】的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种监测介质层性能的测试结构，其特征在于，包括:第一金属线(100)、第二金属连线(200)、第三金属连线(300)、第四金属连线(400)及通孔连线(500)，其中，所述第一金属线(100)和第二金属连线(200)形成在同一层的第一层金属层间介质层￠00)中，所述第一金属线(100)和第二金属连线(200)均为梳状结构，并且交错排列，所述第三金属连线(300)和第四金属连线(400)形成在同一层的第二层金属层间介质层(800)中，所述第三金属连线(300)和第四金属连线(400)均为梳状结构，并且交错排列，所述通孔连线(500)形成在层间介质层(700)中，所述层间介质层(700)位于所述第一层金属层间介质层(600)和第二层金属层间介质层(800)之间，所述通孔连线(500)用于连接所述第一金属线(100)和第四金属连线(400)以及所述第二金属连线(200)和第三金属连线(300)。
2.如权利要求1所述的监测介质层性能的测试结构，其特征在于，还包括第一测试盘和第二测试盘，所述第一测试盘连接所述第一金属线(100)和第四金属连线(400)，所述第二测试盘连接所述第二金属连线(200)和第三金属连线(300)。
3.如权利要求1所述的监测介质层性能的测试结构，其特征在于，所述第一金属线(100)和第二金属连线(200)的梳状结构位于第一方向(Y)，所述第三金属连线(300)和第四金属连线(400)的梳状结构位于第二方向(X)，所述第一方向(Y)与第二方向(X)相互垂直。
4.如权利要求1所述的监测介质层性能的测试结构，其特征在于，所述通孔连线(500)对角排列。
5.如权利要求1所述的监测介质层性能的测试结构，其特征在于，相邻的第一金属线(100)和第二金属连线(200)、第三金属连线(300)和第四金属连线(400)之间的间距符合设计规范允许的最小间距。
【文档编号】H01L21/66GK104282594SQ201410557542
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】罗旖旎, 苏捷峰, 张宇飞 申请人:武汉新芯集成电路制造有限公司