[发明专利]一种铜金属互连电迁移测试结构及其测试方法

权利要求书

1.一种铜金属互连电迁移的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1选择同一组相同材质和设置的多个铜金属互连电迁移测试结构作为测试样品；

S2选择其中一个铜金属互连电迁移测试结构的两个不同的连接线一和连接线二；

S3连接线一上设置的金属板一和金属板二串联；连接线二上设置的金属板三和金属板四串联；

S4在连接线一相对更远端的金属板二和连接线二相对更远端的金属板四之间加电流应力；

S5在连接线一相对更近端的金属板一和连接线二相对更近端的金属板三之间量测两端电压；

S6根据电流和电压计算出金属线阻值；

S7持续记录电流和电压，并实时计算出阻值变化，达到10％的电阻偏移后，记录电迁移失效时间；

S8根据电迁移失效时间计算活化能因子；

S9根据布拉克方程计算出样品的工作失效时间；

S10对本组所有的铜金属互连电迁移测试结构的测试样品进行S2-S9的测试步骤；

S11对所有的测试样品的工作失效时间取对数正态分布，推算出累积失效率为0.1％时，工作条件下所述金属线的寿命；

S12选择另一对不同的连接线并对所有样品进行S10-S11的测试步骤；

S13根据得到的所有的多个不同电流路径的所述金属线的寿命的测试数据，对所述金属线的抗电迁移性能进行评估；

所述铜金属互连电迁移测试结构包括

所述金属线，水平设置，包括；

多个上层金属层，水平设置于所述金属线的上层；

多个下层金属层，水平设置于所述金属线的下层；

多个上层金属层连接通孔，分别连接所述上层金属层和金属线；

多个下层金属层连接通孔，分别连接所述下层金属层和金属线；

多个连接线，分别一端连接所述上层金属层或下层金属层；

多个金属板，分别设置至少两个金属板连接于同一连接线的另一端。

2.根据权利要求1中所述的铜金属互连电迁移的测试方法，其特征在于：所述上层金属层同水平面设置两个，彼此间相对所述金属线的中线对称设置。

3.根据权利要求2中所述的铜金属互连电迁移的测试方法，其特征在于：所述下层金属层同水平面设置两个，彼此间相对所述金属线的中线对称设置。

4.根据权利要求3中所述的铜金属互连电迁移的测试方法，其特征在于：所述金属板在同一连接线上并排设置多个。

5.根据权利要求4中所述的铜金属互连电迁移的测试方法，其特征在于：所述金属线设置为铜双大马士革结构。

6.根据权利要求5中所述的铜金属互连电迁移的测试方法，其特征在于：所述金属线从上到下依次设置有第一low-k材质层、硅碳氮层、铜金属层、阻挡层、第二low-k材质层。

7.根据权利要求6中所述的铜金属互连电迁移的测试方法，其特征在于：所述阻挡层为钽与氮化钽材质。

8.根据权利要求7中所述的铜金属互连电迁移的测试方法，其特征在于：所述铜金属层设置在阻挡层和硅碳氮层围合而成的腔体内。

9.根据权利要求8中所述的铜金属互连电迁移的测试方法，其特征在于：所述阻挡层设置在第二low-k材质层和硅碳氮层围合而成的腔体内。