晶片金属互连线可靠性在线测试方法 【技术领域】
本发明涉及晶片电气特性检测方法，特别涉及晶片金属互连线可靠性在线测试。
背景技术
随着集成电路尺寸的缩小，与硅晶圆面积的增加，集成电路产业步入0.13mm线幅技术范畴以下，集成电路的电路复杂度或集成度增加，需要多层的复晶矽层；另一方面金属线的线宽无法同样依MOS元件缩小比例加以缩减，所以以往单一的一层金属层的设计，已无法完成整个集成电路的连线工作，而必须用2层、3层或更多层的金属互连线，来达到电路设计的要求。当有以上多层复晶矽及多层金属互连线技术(MultievelInterconnects)需求时，由于复晶矽及金属层皆属于导体，它们之间必须以绝缘能力良好的介电材料加以隔离，以防止短路，它对IC制程良率、产品电性功能与可靠性均极为重要。
晶片完成晶圆厂流程，需要经过最终的电性验收测试(waferacceptance test，WAT)，晶片上包含有主线路(Circuit)以及位于主线路(Circuit)之间切割道上的测试线路等；主线路(Circuit)部分为产品本身的线路，最后经过切割、封装测试合格，成为一般市面上所买到的IC。现有测量晶片地电性验收测试(wafer acceptance test，WAT)主要在测试线路上测试晶片的电气特性(Electrical Characteristics)、一般元件特性变质，如闸氧介电质崩溃电压(Breakdown Voltage of Gate Oxide，简称BVGO)、P-N接合漏电流(P-Njunction Leakage Current)等。
现有测量晶片的电气特性的方法参见图1、图2，主要是利用在晶片1上主线路(Circuit)2之间切割道3上的测试线路4。其中一个就是通过测试线路4中的梳状电路，用探针在电路两端施加1至数伏特的恒定电压，测量连线l1与连线l2之间的漏电流(Leakage Current)，以此发现梳状电路中连线与连线之间是否存在短路(short)，来检测晶片金属互连线的电气特性的质量。
但是上述的检测是只是用于在线检测连线与连线之间是否存在短路，而无法在线检测绝缘介电材料层的可靠性。因为现有的时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)等电性验收测试只能在晶片生产过程中随机晶片抽样检测，而且此种检测通常需要进行几天时间，检测过程复杂，特别是这种检测是离线进行，这对于大批量生产，当确认某一晶片存在如时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)问题，同它一批次的晶片可能已经被加工，影响了IC制程良率。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种晶片金属互连线可靠性在线测试方法，可以间接检测晶片金属互连线如时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)等电气特性的可靠性；且检测迅速、准确，可以适应晶片大批量生产的要求。
为达到上述目的，本发明提供晶片金属互连线可靠性在线测试方法是，利用晶片切割道上测试线路，在任意点处对测试线路的梳状电路施加测试电压(Voltage)，同时测量梳状电路中连线与连线之间的漏电流(Leakage Current)，并逐步增大测试电压，如测得的漏电流很小并且其量值随测试电压增加基本保持不变(测得的漏电流处于一个小幅区域)，说明如时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)等电气特性可靠性良好；反之，如果随着测试电压的增加，测得的连线与连线之间的漏电流陡然上升，说明晶片金属互连线的电气特性可靠性存在问题。
本发明的有益效果在于，可以在线间接检测晶片金属互连线的时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)等电气特性的可靠性，而且检测快速、准确，每测一点只需数秒，特别适应晶片大批量生产对测试的要求。
【附图说明】
图1为晶片表面示意图。
图2为图1的A部晶片测试线路放大示意图。
图3为本发明电性测试良好的测试结果示意图。
图4为本发明电性测试不良的测试结果示意图。
【具体实施方式】
如图1、图2所示，本发明提供晶片金属内连线可靠性在线测试方法是，利用晶片1上主线路(Circuit)2之间的切割道3上测试线路4的梳状电路施加测试电压(Voltage)，测量梳状电路中连线l1与连线l2之间的漏电流(Leakage Current)，并逐步增加测试电压(Voltage)，如测得的漏电流很小并且其量值随测试电压增加基本保持不变(测得的漏电流处于一个小幅区域)，说明该晶片金属互连线可靠性良好。
请参阅图3，其所示为某一晶片5层Cu金属互连线的电性测试结果示意图，图中所示，测试线路的梳状电路施加测试电压(Voltage)，每次增加1v，从0v至35v；同时测量相应的连线与连线之间的漏电流(LeakageCurrent)。图中，M2-M5层测得的漏电流(Leakage Current)约是E-9A并且其量值随测试电压(Voltage)的增加基本保持不变(测得的漏电流处于一个小幅区域)，表明该晶片这4层(M2-M5)Cu金属互连线的时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)性能良好。
再请参阅图4，其所示为某一晶片任意9个点的电性测试结果，图中所示，测试线路的梳状电路施加测试电压(Voltage)，每次增加1v，从0v至34v；同时测量相应的连线与连线之间的漏电流(Leakage Current)；从24v处开始测得的漏电流(Leakage Current)随着测试电压(Voltage)的增加而急剧增大，表明该晶片金属互连线的时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)可靠性存在问题。
综上所述，本发明在集成电路制程中，根据在线测得的漏电流(Leakage Current)与测试电压(Voltage)变化关系的比较可以快速判断晶片金属互连线的时依性绝缘介电材料层崩溃电压(TDDB)的可靠性，适应了晶片大批量生产对测试的要求，提升了产品的良率和可靠性。