一种用于监测金属层短路的测试结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于监测金属层短路的测试结构，至少包括：位于一有源区或一多晶硅层上方且由下而上叠放的第一至第N金属层；每一金属层间、有源区与第一金属层间或多晶硅层与第一金属层间设有层间介质；有源区、多晶硅层及第一至第N金属层都设有由第一、第二梳状结构穿插构成的电容器；其中任意两相邻层构成一个组合；与该组合相邻的层的第一、第二梳状结构与该组合的第二、第一梳状结构垂直投影分别对应重合并由通孔对应连接；或构成该组合的任意一层与其相邻的层构成另一所述组合。该测试结构用来监测当前金属层的接线孔偏移于当前金属层或穿透至其以下金属层造成电容短路的现象，提高产品的良率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种半导体测试结构，特别是涉及一种用于监测金属层短路的测 试结构。 -种用于监测金属层短路的测试结构
技术介绍
金属-氧化物-金属电容器MOM (Metal-Oxide-Metal)测试结构，作为电容器被广 泛用于模拟电路设计中，需要对其抽取电路级模拟程序（SPICE)模型并将抽取到的SPICE 模型提供给电路设计人来精确模拟电路。为了提取该模型，SPICE人员需要设计各种MOM结 构。而Μ0Μ电容器的种类非常多，在晶圆表面需要占用大量的面积。以金属制程的第一金 属层至第六金属层为例，通常分为三大类：（1)无屏蔽层的Μ0Μ结构：该六个金属层中的电 容器一共包含有十五种；（2)多晶娃屏蔽层的Μ0Μ结构，也包含十五种；（3)有金属屏蔽层 的Μ0Μ结构：包含十种。以上三种Μ0Μ结构合计有四十种，再考虑有些Μ0Μ结构为梳状电容 器，即每组梳状电容器的上、下极板分别由侧栅以及连接于该侧栅同侧且相互并行排列的 若干梳栅构成；所述上极板与下极板的每个梳栅彼此相互穿插且不接触。 如图1所示，表示的是梳状电容器10上极板01a和下极板01b的结构，而同一金 属层的梳状电容器和其他金属层的梳状电容器的上极板、下极板分别通过侧栅的若干金属 通孔100对应连接形成Μ0Μ电容器。所述Μ0Μ电容器的纵截面示意图如图2所示，第一金 属层11至第七金属层17由下而上依次层叠，每两层金属层之间填充有层间介质，该层间介 质中设有若干连接上下金属层的金属通孔，所述金属通孔指的是所述层间介质中的填充有 金属的孔，所述填充金属的孔穿透层间介质与其相邻的上下金属层形成接触。例如：第一 金属层的梳状电容器上极板的每个梳栅对应地投影与第二金属层电容器下极板的每个梳 栅；第一金属层的梳状电容器上极板的侧栅对与第二金属层电容器下极板的侧栅通过金属 通孔100连接；第一金属层的梳状电容器下极板的每个梳栅对应地投影于第二金属层电容 器上极板的每个梳栅；第一金属层的梳状电容器下极板的侧栅与第二金属层电容器上极板 的侧栅通过金属通孔100连接，所述第一金属层与第二金属层的这种连接关系构成一个组 合；以此类推，所述第二金属层12与第三金属层13、第三金属层13与第四金属层14、第四 金属层14与第五金属层15、第五金属层15与第六金属层16、第六金属层16与第七金属层 17也构成所述组合。图2为由第一至第七金属层构成的所述Μ0Μ电容器结构的剖面图。 通常，在以上所述第一至第七金属层的制作过程中，经常发生由于位于所述金属 层之间的层间介质中的金属通孔偏移而导致当前金属层的梳状电容器的上下极板的梳栅 或侧栅相互连接发生短路或者由于金属通孔穿透当前金属层而接触于其下方金属层的电 容器结构上，这样也会导致所述Μ0Μ电容器发生短路而击穿，而现有技术中如图2所示的 Μ0Μ电容器中，每一金属层的梳状电容器的侧栅与其相邻金属层的梳状电容器的侧栅连接， 若用现有技术中的Μ0Μ结构作为测试结构监测金属通孔的偏移与穿透，如图2所示，其可以 通过在该Μ0Μ结构电极端A和电极端B之间加电压来测试该Μ0Μ上下极板间电流的有无来 判断所述金属通孔的偏移。而该情况只适用于测试当前金属层金属通孔的偏移，而不能测 试不同金属层金属通孔的穿透，因为现有技术中构成所述MOM电容器的不同金属层的梳状 电容器的上下极板只是侧栅通过金属层间的介质层对应连接。位于不同金属层的侧栅的对 应连接不能准确监测金属通孔的穿透；同时，现有技术中的MOM电容器测试结构只能监测 同层金属层金属通孔的偏移，不能监测金属通孔穿透至位于金属层以下的有源区或多晶硅 层的现象。 因此，为了解决上述问题，特别是针对0. 13微米和0. 11微米制程下的逻辑产品， 有必要提出一种新的测试结构来准确监测不同金属层之间金属通孔的穿透以及金属层的 金属通孔穿透至有源区或多晶硅层的现象。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种用于监测金属层 短路的测试结构，用于解决现有技术中无法准确监测上下金属层金属通孔发生偏移和穿透 的问题。 为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种用于监测金属层短路的测 试结构，其特征在于，所述测试结构至少包括：位于一有源区或一多晶硅层上方且由下而上 依次叠放的第一至第N金属层；所述N < 7 ;所述第一至第N金属层之间、所述有源区与第 一金属层之间或所述多晶娃层与第一金属层之间填充有设有若干金属通孔的层间介质；所 述有源区、多晶硅层以及第一至第N金属层分别设有由结构相同的第一、第二梳状结构相 互穿插构成的梳状电容器；所述第一、第二梳状结构分别由条形状的侧栅和若干平行间隔 分布且一端共同连接于所述侧栅一侧的条形状的梳栅组成；所述第一至第N金属层与所述 有源区或与所述多晶硅层构成N+1层；所述N+1层中任意两个相邻层构成一个组合；该组 合的所述第一、第二梳状结构的垂直投影分别对应重合并且该第一、第二梳状结构的若干 梳栅分别由位于层间介质的若干金属通孔对应相互连接；与所述组合相邻的层的所述梳状 电容器的第一、第二梳状结构的侧栅与该组合中构成所述梳状电容器的第二、第一梳状结 构的侧栅各自在其宽度方向的垂直投影分别对应重合并通过位于层间介质的所述金属通 孔分别对应连接；与该组合相邻的层的该梳状电容器的第一、第二梳状结构的梳栅与该组 合中构成所述梳状电容器的第二、第一梳状结构的梳栅各自在其宽度方向的垂直投影分别 对应重合；或者构成所述组合的任意一层与其相邻的层构成另一所述组合。 作为本技术的用于监测金属层短路的测试结构的一种优选方案，所述测试结 构包含第一至第七金属层。 作为本技术的用于监测金属层短路的测试结构的一种优选方案，所述有源区 与第一金属层、所述第二金属层与第三金属层、所述第四金属层与第五金属层、所述第六金 属层与第七金属层两两分别构成所述组合；并且构成所述组合的任意一层与其相邻的层不 构成另一所述组合。 作为本技术的用于监测金属层短路的测试结构的一种优选方案，所述多晶硅 层与第一金属层、所述第二金属层与第三金属层、所述第四金属层与第五金属层、所述第六 金属层与第七金属层两两分别构成所述组合；并且构成所述组合的任意一层与其相邻的层 不构成另一所述组合。 作为本技术的用于监测金属层短路的测试结构的一种优选方案，所述第一金 属层与第二金属层、所述第三金属层与第四金属层、所述第五金属层与第六金属层两两分 别构成所述组合；并且构成所述组合的任意一层与其相邻的层不构成另一所述组合，与所 述第一金属层相邻的层为有源区。 作为本技术的用于监测金属层短路的测试结构的一种优选方案，所述第一金 属层与第二金属层、所述第三金属层与第四金属层、所述第五金属层与第六金属层两两分 别构成所述组合；并且构成所述组合的任意一层与其相邻的层不构成另一所述组合，与所 述第一金属层相邻的层为多晶娃层。 作为本技术的用于监测金属层短路的测试结构的一种优选方案，所述有源区 与第一金属层、所述第二金属层与第三金属层、所述第四金属层与第五金属层、所述第六金 属层与第七金属层两两分别构成所述组合；并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测金属层短路的测试结构，其特征在于，所述测试结构至少包括：位于一有源区或一多晶硅层上方且由下而上依次叠放的第一至第N金属层；所述N≤7；所述第一至第N金属层之间、所述有源区与第一金属层之间或所述多晶硅层与第一金属层之间填充有设有若干通孔的层间介质；所述有源区、多晶硅层以及第一至第N金属层分别设有由结构相同的第一、第二梳状结构相互穿插构成的梳状电容器；所述第一、第二梳状结构分别由条形状的侧栅和若干平行间隔分布且一端共同连接于所述侧栅一侧的条形状的梳栅组成；所述第一至第N金属层与所述有源区或与所述多晶硅层构成N+1层；所述N+1层中任意两个相邻层构成一个组合；该组合的所述第一、第二梳状结构的垂直投影分别对应重合并且该第一、第二梳状结构的若干梳栅分别由位于层间介质的若干金属通孔对应相互连接；与所述组合相邻的层的所述梳状电容器的第一、第二梳状结构的侧栅与该组合中构成所述梳状电容器的第二、第一梳状结构的侧栅各自在其宽度方向的垂直投影分别对应重合并通过位于层间介质的所述金属通孔分别对应连接；与该组合相邻的层的该梳状电容器的第一、第二梳状结构的梳栅与该组合中构成所述梳状电容器的第二、第一梳状结构的梳栅各自在其宽度方向的垂直投影分别对应重合；或者构成所述组合的任意一层与其相邻的层构成另一所述组合。...

【技术特征摘要】
1. 一种用于监测金属层短路的测试结构，其特征在于，所述测试结构至少包括： 位于一有源区或一多晶硅层上方且由下而上依次叠放的第一至第N金属层；所述 N < 7 ;所述第一至第N金属层之间、所述有源区与第一金属层之间或所述多晶硅层与第一 金属层之间填充有设有若干通孔的层间介质；所述有源区、多晶硅层以及第一至第N金属 层分别设有由结构相同的第一、第二梳状结构相互穿插构成的梳状电容器；所述第一、第二 梳状结构分别由条形状的侧栅和若干平行间隔分布且一端共同连接于所述侧栅一侧的条 形状的梳栅组成； 所述第一至第N金属层与所述有源区或与所述多晶硅层构成N+1层；所述N+1层中 任意两个相邻层构成一个组合；该组合的所述第一、第二梳状结构的垂直投影分别对应重 合并且该第一、第二梳状结构的若干梳栅分别由位于层间介质的若干金属通孔对应相互连 接； 与所述组合相邻的层的所述梳状电容器的第一、第二梳状结构的侧栅与该组合中构成 所述梳状电容器的第二、第一梳状结构的侧栅各自在其宽度方向的垂直投影分别对应重合 并通过位于层间介质的所述金属通孔分别对应连接；与该组合相邻的层的该梳状电容器的 第一、第二梳状结构的梳栅与该组合中构成所述梳状电容器的第二、第一梳状结构的梳栅 各自在其宽度方向的垂直投影分别对应重合； 或者构成所述组合的任意一层与其相邻的层构成另一所述组合。2. 根据权利要求1所述的用于监测金属层短路的测试结构，其特征在于：所述测试结 构包含第一至第七金属层。3. 根据权利要求2所述的用于监测金属层短路的测试结构，其特征在于：所述有源区 与第一金属层、所述第二金属层与第三金属层、所述第四金属层与第五金属层、所述第六...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋春，陈文磊，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11