[发明专利]MOM结构及金属层间电介质击穿测试方法

说明书

本发明公开了一种MOM结构，其用于半导体可靠性测试，包括：n个焊垫和(n‑2)个MxMx结构；第一焊垫至第(n‑1)个焊垫每个焊垫对应连接一个MxMx结构,所有MxMx结构并联在第一焊垫和第n个焊垫之间，每个MxMx结构串联有一个单向导通器件，第一焊垫和第n个焊垫之间也设有一个单向导通器件；其中，第一焊垫(Pad1)是单向导通器件正向偏压方向的首个焊垫。本发明还公开了一种利用所述MOM结构的金属层间电介质击穿测试方法。利用本发明提供的MOM结构能快速准确确定被测器件金属层间电介质击穿器位置。

技术领域

本发明涉及集成电路生产制造领域，特别是涉及一种用于金属层间电介质击穿测试的MOM结构。本发明还涉及一种利用所述MOM结构的金属层间电介质击穿测试方法。

背景技术

由于技术飞速进步，新材料和新工艺不断被用于新研发的器件中，所以可靠性设计基本不可能按照已有的产品进行。为达到一定的经济指标，半导体产品总是大批量生产的；并且修理半导体产成品也是不实际的。所以半导体产品在设计阶段加入可靠性的概念和在生产阶段减少变量就成为十分必要的要求。半导体器件可靠性取决于装配，使用，环境状况。影响因素包括气体，灰尘，沾污，电压，电流密度，温度，湿度，应力，往复振动，剧烈震荡，压强和电磁场的强度。

金属层间电介质(IMD)结构用于表征后段工艺过程(BEOL)中金属间电介质的薄弱环节，目前常用的金属层间电介质(IMD)击穿测试结构，主要可以分为MxMx、VxVx和MOM三种。MxMx结构为对称放置的梳状结构如图1所示，主要用于评估某一层金属层的薄弱程度。VxVx结构为两层对称放置的梳状结构如图2所示，两层金属层之间依靠通孔Via连接，主要用于评估金属层以及Via与Via之间的薄弱环节。

而MOM主要用于评估多层金属层中最薄弱的环节如图3所示，MOM结构将所有的MxMx结构堆叠起来，在测试时是对所有层的结构同时进行加压，一般击穿主要发生于同层金属间隔偏小处和两层金属层mis-align缺陷处，目前测试MOM结构主要是在两个焊垫(Pad)中放置一个待测结构，虽然结构面积利用率高但击穿后结构会发生烧毁，无法通过FA确定位击穿发生在哪一层，即无法确定哪一层比较薄弱导致失效。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明要解决的技术问题是提供一种新的MOM结构。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种利用所述MOM结构能快速准确确定被测器件金属层间电介质击穿器位置的测试方法。

为解决上述技术问题，本发明提供用于半导体可靠性测试的MOM结构，包括：n个焊垫Pad1～Padn和(n-2)个MxMx结构；

第一焊垫Pad1至第(n-1)个焊垫Padn-1每个焊垫对应连接一个MxMx结构,所有MxMx结构并联在第一焊垫Pad1和第n个焊垫Padn之间，每个MxMx结构串联有一个单向导通器件，第一焊垫Pad1和第n个焊垫Padn之间也设有一个单向导通器件；

其中，第一焊垫Pad1是单向导通器件正向偏压方向的首个焊垫。

可选择的，改进所述的MOM结构，单向导通器件是二极管。

可选择的，改进所述的MOM结构，单向导通器件是SCR。

所述的MOM结构能用于测试自第一金属层M1至顶层金属层top metal。

其中，n＝12。

本发明提供一种利用所述MOM结构的金属层间电介质击穿测试方法，包括以下步骤：