[发明专利]半导体器件的测试结构和测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种半导体器件的测试结构和测试方法。

背景技术

在半导体制造工艺中，完成半导体器件单元的制造后需要利用导电层进行布线，例如利用金属层布线将半导体器件单元相连，例如将同一半导体器件单元的栅极和源极/漏极相连，将不同半导体器件单元的电极相连，或者将不同层的半导体器件单元的电极互连，而构成半导体器件。由于导电层形成的导线的厚度和长度将影响导线的电阻值，而导线的电阻值又会影响半导体器件的性能，因此通常需要对半导体器件的导线的电阻值的进行测量，也可以通过导线厚度变化反映电阻值的变化。

例如在公开号为“CN1747144A”的中国专利中提供了一种内连线金属层结构的测试方法，其中公开了内连线金属层，也就是导线的电阻测量方法，以及根据上述电阻值的变化得知内连线金属层结构应力迁移的变化的方法。

图1为半导体器件的测试示意图，如图1所示，在传统的测试方法中，为了不影响正常的半导体器件的制造，会在晶片10上划分出部分区域作为测试区20，然后利用和半导体器件相同的工艺步骤形成测试图形30。具体的，在半导体器件的导电层布线步骤中，在测试区20同时形成导电层布线的测试图形30。通常在对导线电阻的测试方法中，在测试区20形成的测试图形30(测试导线)是和半导体器件的导线是在相同的步骤中形成，例如先进行化学气相淀积(CVD)，接着进行化学机械研磨(CMP)。因为测试导线和半导体器件的导线是在相同的工艺步骤中形成，因此通常认为厚度相同，测试导线的宽度为导线的最小宽度，长度为设定值。

然后通过在测试导线两端施加电压，并对测试导线内的电流进行测量，从而通过计算，可以得到测试导线的电阻。由于导线的电阻和宽度成反比，和长度成正比，从而可以由测试导线的电阻推算得到半导体器件中的导线的电阻。

由于测试导线通常设置为半导体器件内宽度最小的导线，因此也就仅仅能测试到半导体器件内宽度最小的导线的电阻，而对半导体器件内宽度较大的导线的电阻不能测试，因此只能推算，但这样得到的宽度较大的导线的电阻误差较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种半导体器件的测试结构及测试方法，从而可以更精确的得到半导体器件内宽度较大的导线的电阻。

为了达到上述目的，本发明提供了一种半导体器件的测试结构，包括：

位于晶片测试区的半导体基底；

测试图形，位于所述半导体基底上，所述测试图形包括窄测试导线、间隙带和宽测试导线，所述宽测试导线的轮廓为矩形，且所述间隙带沿所述矩形的长边方向贯通于所述矩形的两条短边之间，所述窄测试导线位于所述间隙带内，且沿所述矩形的短边向矩形中心方向，测试图形的厚度递减。

优选的，所述间隙带和所述窄测试导线呈方波形、正弦波、三角波或者直线型分布。

优选的，所述宽测试导线包括两个交错排列的梳齿部，两个所述梳齿部之间的缝隙为所述间隙带，且所述间隙带的宽度小于所述梳齿部的每根梳齿的宽度，所述间隙带的宽度大于窄测试导线的宽度。

优选的，还包括位于所述半导体基底上的子测试导线，其宽度和所述窄测试导线相同。

优选的，所述矩形的长边长度小于或等于所述窄测试导线宽度的150倍。

优选的，所述测试图形的材料为铜。

相应的本发明还提供了一种半导体器件的测试方法，包括步骤：

提供位于晶片测试区的半导体基底；

在所述半导体基底上形成测试图形，所述测试图形包括窄测试导线、间隙带和宽测试导线，所述宽测试导线的轮廓为矩形，且所述间隙带沿所述矩形的长边方向贯通于所述矩形的两条短边之间，所述窄测试导线位于所述间隙带内，且沿所述矩形的短边向矩形中心方向，测试图形的厚度递减；

在所述窄测试导线的两端施加电压，并测试所述窄测试导线内的电流；

根据所述电流计算所述窄测试导线的电阻；

根据所述电阻计算窄测试导线的厚度，即宽测试导线的厚度；

根据所述宽测试导线的厚度得到所述宽测试导线的电阻。

优选的，在所述半导体基底上形成测试图形的步骤包括：

在所述半导体基底上形成绝缘介质层；

对所述绝缘介质层进行刻蚀，在绝缘介质层中形成宽沟槽和窄沟槽，所述宽沟槽的外围构成矩形，且所述矩形的两条短边之间具有贯通的窄沟槽；

在所述宽沟槽、所述窄沟槽内以及所述绝缘介质层上形成导电层；