一种应力迁移测试结构和检测方法与流程

本申请涉及集成电路领域，特别是涉及一种应力迁移测试结构和检测方法。

背景技术：

1、磁性随机存储器(magnetic random access memory，mram)一种非易失性的存储器，相较于静态随机存取存储器具有面积小、尺寸微缩后漏电小的优点，相较于动态随机存储器具有功耗小的优点，相较于快闪存储器，读写时间和可读写次数大幅提升。

2、mram的核心存储单元为磁性隧道结，其层数多，厚度小，制备工艺十分复杂，对可靠性的要求非常严格。为了实现在图案化金属或互连层之间的电性连接，会在设定位置设置通孔。为了对存储器的生产可靠性提供参考性指导，可以通过对通孔进行应力迁移检测。提升器件可靠性有两种常用思路，分别是改进工艺条件和通过设计规则规避可靠性的薄弱点。目前用于测试通孔应力迁移的结构，一个焊盘直接与金属线的一端电连接，无法一次性确定多少个通孔并联可以保证不断路，需要不断改版进行实验，测试周期长；并且当前的测试结构只能测出可靠性薄弱点，然后通过改进工艺条件来提高可靠性，无法对设计规则的制定提供参考。

3、因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种应力迁移测试结构和检测方法，以缩短应力测试周期，并一次性得到通孔并联的数量。

2、为解决上述技术问题，本申请提供一种应力迁移测试结构，包括：

3、连接体；

4、至少位于所述连接体一端并与所述连接体电连接的多分支结构，所述多分支结构包括多个支路，每个所述支路上分布有至少一个通孔，且各个所述支路上所述通孔的数量不同；

5、与每个所述支路电连接的焊盘。

6、可选的，所述多分支结构的数量为两个，所述多分支结构分别连接在所述连接体的两端。

7、可选的，所述连接体为金属线。

8、可选的，所述连接体包括多段第一金属、多段第二金属和多个所述通孔，所述第一金属和所述第二金属通过所述通孔间隔连接。

9、本申请还提供一种用于上述所述的应力迁移测试结构的测试方法，包括：

10、测量应力迁移测试结构的所有焊盘中任意两个之间的初始电学参数；

11、在预设温度下烘烤应力迁移测试结构，并测量烘烤后应力迁移测试结构中所有所述焊盘中任意两个之间的新的电学参数；

12、对于相同的两个所述焊盘，确定所述新的电学参数与所述初始电学参数之间的第一差值；

13、根据所述第一差值确定满足应力迁移要求的结构，以及所述测量应力迁移测试结构的失效情况。

14、可选的，所述根据所述第一差值确定满足应力迁移要求的结构包括：

15、判断所述第一差值是否大于第一预设差值阈值；

16、若所述第一差值均不大于所述第一预设差值阈值，则确定所述测量应力迁移测试结构满足应力迁移要求；

17、根据所述第一差值确定所述测量应力迁移测试结构的失效情况包括：

18、判断所述第一差值是否大于第一预设差值阈值；

19、若所述第一差值均不大于所述第一预设差值阈值，则确定所述测量应力迁移测试结构没有失效；

20、若所述第一差值均大于所述第一预设差值阈值，则确定所述测量应力迁移测试结构的连接体失效；

21、若同时存在大于所述第一预设差值阈值的所述第一差值和不大于所述第一预设差值阈值的所述第一差值，则确定所述测量应力迁移测试结构的通孔失效。

22、可选的，在所述测量应力迁移测试结构的所有焊盘中任意两个之间的初始电学参数之前，还包括：

23、测量所述应力迁移测试结构的总阻值；

24、根据所述总阻值判断所述应力迁移测试结构是否存在断路；

25、若所述应力迁移测试结构不存在断路，则执行测量应力迁移测试结构的所有焊盘中任意两个之间的初始电学参数的步骤；

26、若所述应力迁移测试结构存在断路，则停止检测。

27、可选的，所述确定所述新的电学参数与所述初始电学参数之间的差值之后，还包括：

28、对于相同的两个所述焊盘，确定电学参数的变化率；

29、根据所述变化率确定与所述焊盘对应的支路区域与变化率之间的关系，以确定所述应力迁移测试结构中不同支路区域的工艺窗口和均一性。

30、可选的，所述测量烘烤后应力迁移测试结构中所有所述焊盘中任意两个之间的新的电学参数包括：

31、多次测量烘烤后应力迁移测试结构中所有所述焊盘中任意两个之间的电学参数；

32、确定多个所述电学参数的平均值，并将所述平均值作为所述新的电学参数。

33、可选的，还包括：

34、确定所述原始电学参数与电学参数目标值之间的第二差值；

35、判断所述第二差值是否小于第二预设差值阈值；

36、若所述第二差值小于所述第二预设差值阈值，则确定与对应的所述焊盘相对应的支路区域的连通性或均一性良好；

37、若所述第二差值不小于所述第二预设差值阈值，则确定与对应的所述焊盘相对应的支路区域的连通性或均一性差。

38、本申请所提供的一种应力迁移测试结构，包括：连接体；至少位于所述连接体一端并与所述连接体电连接的多分支结构，所述多分支结构包括多个支路，每个所述支路上分布有至少一个通孔，且各个所述支路上所述通孔的数量不同；与每个所述支路电连接的焊盘。

39、可见，本申请中应力迁移测试结构包括连接体、至少一个多分支结构、焊盘，其中的多分支结构包括多个支路，每个支路上均分布有通孔，因此，多个支路上的通孔可以同时测试，不需一次一次进行测试，缩短测试时间，并且本申请中各个支路上通孔的数量不同，同一多分支结构中各个支路是并联的，所以本申请可以一次性测出最少几个支路并联可以保证满足应力迁移可靠性要求，对设计规则的定制提供参考。

40、此外，本申请还提供一种用于应力迁移测试结构的测试方法。

技术特征：

1.一种应力迁移测试结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的应力迁移测试结构，其特征在于，所述多分支结构的数量为两个，所述多分支结构分别连接在所述连接体的两端。

3.如权利要求1或者2所述的应力迁移测试结构，其特征在于，所述连接体为金属线。

4.如权利要求1或者2所述的应力迁移测试结构，其特征在于，所述连接体包括多段第一金属、多段第二金属和多个所述通孔，所述第一金属和所述第二金属通过所述通孔间隔连接。

5.一种用于如权利要求1所述的应力迁移测试结构的测试方法，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述第一差值确定满足应力迁移要求的结构包括：

7.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，在所述测量应力迁移测试结构的所有焊盘中任意两个之间的初始电学参数之前，还包括：

8.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述确定所述新的电学参数与所述初始电学参数之间的差值之后，还包括：

9.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述测量烘烤后应力迁移测试结构中所有所述焊盘中任意两个之间的新的电学参数包括：

10.如权利要求5至9任一项所述的检测方法，其特征在于，还包括：

技术总结本申请公开了一种应力迁移测试结构和检测方法，涉及集成电路领域，用于测试应力迁移，测试结构包括连接体；至少位于连接体一端并与连接体电连接的多分支结构，多分支结构包括多个支路，每个支路上分布有至少一个通孔，且各个支路上通孔的数量不同；与每个支路电连接的焊盘。本申请的结构包括连接体、至少一个多分支结构、焊盘，其中的多分支结构包括多个支路，每个支路上均分布有通孔，因此，多个支路上的通孔可以同时测试，不需一次一次进行测试，缩短测试时间，并且本申请中各个支路上通孔的数量不同，同一多分支结构中各个支路是并联的，所以本申请可以一次性测出最少几个支路并联可以保证满足应力迁移可靠性要求，对设计规则的定制提供参考。技术研发人员：杨晓蕾,马登,哀立波受保护的技术使用者：浙江驰拓科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/16