用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的结构

摘要

本发明提供了一种用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的结构，包括：多根金属线，所述多根金属线呈回形折线状；介质层，所述介质层位于所述多根金属线之间，使得所述多根金属线之间相互隔离。通过该用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的结构可进行集成电路后段工艺中金属互连线的可靠性检测；进行OPC修正结果的验证；亦可作为MEMS热成像仪中的兼具热吸收功能的电极层，在获得大的吸热面积的同时又不至于发生短路。

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种用于集成电路金属互连的可 靠性测试或MEMS电极层的结构。

背景技术

集成电路(Integrated Circuit，IC)按照摩尔定律的演进，集成度不断提高， 特征尺寸不断减小。而随着特征尺寸的不断缩小，后段工艺(Back End of Line， BEOL)中金属互连线的可靠性也面临着越来越严峻的考验。现有技术中，蛇形 /叉形(Meander/Fork)结构是常用的检验金属互连线可靠性的结构。

请参考图1，其为蛇形/叉形(Meander/Fork)结构的结构示意图。如图1所 示，蛇形/叉形结构1包括：蛇形金属线10及叉形金属线11，当然，所述蛇形 金属线10与叉形金属线11之间具有介质层(图1中未示出)隔离，所述蛇形/ 叉形结构1设置于衬底100上，所述衬底100上形成有多种器件(图1中未示 出)。

当利用蛇形/叉形结构1检验金属互连线的可靠性时，通过在蛇形金属线10 两端施加一定电压，可以检知金属线条上是否存在断开；也可以通过分别在蛇 形金属线10和叉形金属线11上施加电压，来检知密集金属线条间是否存在桥 接引起的漏电。由于光刻机在X方向和Y方向的曝光能力有所差异，一般设计 两个互相垂直的蛇形/叉形结构1来验证可靠性，如图1所示的两个蛇形/叉形结 构1之间的位置关系。

集成电路工艺中，当光罩图形的线宽远小于曝光光源的波长时，由于光的 衍射等引起的光学临近效应，光罩投影至衬底上面的图形会有很大的变化，甚 至会超出规格，这时需要对光罩图形进行OPC(Optical Proximity Correction)修 正。为了验证OPC的结果，版图(Layout)中会放入一些特定的结构以检查曝 光后光学临近效应是否得到消除。

此外，现有微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)中 的电连接一般采用类似CMOS后段的金属互连方式，在一些MEMS热成像仪的 应用中电极层也被用来做为热吸收层。在这类应用中，电极层吸收的热量直接 传递给热敏感层，通过侦测热敏感层的电学性能的变化来达到热成像的目的。 兼具热吸收功能的电极层的结构通常采用类似CMOS中的蛇形/叉形 (Meander/Fork)结构，以使在获得大的吸热面积的同时又不至于发生短路。对 于这种结构，一般的设计中并未考虑吸热的均匀性问题，这在像元(影像单元) 较大时将增加信号的干扰，降低成像的信噪比。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS 电极层的结构，以实现上述提到的多种功能。所述用于集成电路金属互连的可 靠性测试或MEMS电极层的结构包括：

多根金属线，所述多根金属线呈回形折线状；

介质层，所述介质层位于所述多根金属线之间，使得所述多根金属线之间 相互隔离。

可选的，在所述的用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的 结构中，所述多根金属线均沿同一方向绕折，且相互套在一起。

可选的，在所述的用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的 结构中，所述金属线的数量为两根，且一根金属线的端点与另一根金属线的端 点相对设置。

可选的，在所述的用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的 结构中，所述金属线的数量为两根，且一根金属线靠近端点的第一段与另一根 金属线靠近端点的第一段相对设置，之后两根金属线对应的每一段也为相对设 置。

可选的，在所述的用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的 结构中，两根金属线呈中心对称排布。

可选的，在所述的用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的 结构中，套在一起的金属线呈等间距排布。

可选的，在所述的用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的 结构中，套在一起的金属线从中心至边缘呈由密至疏排布。

可选的，在所述的用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的 结构中，套在一起的金属线从中心至边缘呈由疏至密排布。

可选的，在所述的用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的 结构中，所述结构用于集成电路后道互连，所述金属线的材料为Al或Cu，所述 介质层的材料为SiO₂或low-K材料，所述金属线宽为0.02微米～0.5微米。

可选的，在所述的用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的 结构中，所述结构用于MEMS热成像仪中兼具热吸收功能的电极层，所述金属 线的材料为Ti、Ta、Pt、TiN、TaN中的一种或多种，所述介质层的材料为热敏 感材料，所述金属线宽为0.5微米～5微米。

通过本发明提供的用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的 结构，可实现上述提到的多种功能。具体的，当利用所述用于集成电路金属互 连的可靠性测试或MEMS电极层的结构进行集成电路后段工艺中金属互连线的 可靠性检测时，通过在回形折线状金属线两端施加一定电压，可以检知金属线 条上是否存在断开；也可以通过分别在多根回形折线状金属线上施加电压，来 检知密集金属线条间是否存在桥接引起的漏电。此外，由于回形折线状金属线 具有X、Y两个方向的多段，因此，在光刻机具有X方向和Y方向的曝光能力 有所差异的情况下，也可只通过一个所述用于集成电路金属互连的可靠性测试 或MEMS电极层的结构即可进行有效、可靠的检测。

当需要进行OPC修正结果的验证时，该用于集成电路金属互连的可靠性测 试或MEMS电极层的结构的回形折线状金属线由于具有X、Y两个方向的多段， 因此，可方便的通过确认X方向的多段间的距离或者Y方向的多段间距离，予 以验证OPC修正的结果。

同时，该用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的结构也可 以作为MEMS热成像仪中的兼具热吸收功能的电极层，在获得大的吸热面积的 同时又不至于发生短路。进一步的，通过套在一起的金属线之间的疏密排布， 可使得吸热均匀，从而在像元(影像单元)较大时降低信号的干扰，提高成像 的信噪比。

附图说明

图1是蛇形/叉形(Meander/Fork)结构的结构示意图；

图2是本发明实施例一的用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电 极层的结构的结构示意图；

图3是本发明实施例的用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极 层的结构的结构示意图；

图4是本发明实施例的用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极 层的结构的结构示意图；

图5是本发明实施例二的用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电 极层的结构的结构示意图；

图6是本发明实施例三的用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电 极层的结构的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的用于集成电路金属互连的可靠 性测试或MEMS电极层的结构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书， 本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均 使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

请参考图2，其为本发明实施例一的用于集成电路金属互连的可靠性测试或 MEMS电极层的结构的结构示意图。如图2所示，用于集成电路金属互连的可 靠性测试或MEMS电极层的结构2包括：

多根金属线，所述多根金属线呈回形折线状；

介质层，所述介质层位于所述多根金属线之间，使得所述多根金属线之间 相互隔离。

需说明的是，所述回形折线状指：该金属线的形状是呈螺旋状向外绕出去 的(或者说该金属线呈螺旋状收缩向内绕)，即该金属线会发生转折，但转角可 以是大于0度小于180度的任意角度且可以是弧形转角。

在本实施例中，所述金属线的数量为两根，分别为回形折线状金属线20及 回形折线状金属线21。回形折线状金属线20及回形折线状金属线21均沿逆时 针方向绕折，且相互套在一起。更进一步的，回形折线状金属线20靠近端点B 的第一段与回形折线状金属线21靠近端点A的第一段相对设置，且两根回形折 线状金属线呈中心对称排布。

当然，在本发明的其他实施例中，也可所述两根回形折线状金属线的端点 相对设置。此外，所述回形折线状金属线可以为更多根，例如3根(如图3所 示，图3中示出了三根回形折线状金属线，分别为回形折线状金属线22、回形 折线状金属线23、回形折线状金属线24、)、4根......此外，所述回形折线状金 属线相邻两段之间的角度不限于90度(如图4所述)，并且还可以是弧形转角 (类似于旋转楼梯的投影)。

本发明主要通过利用多根回形折线状金属线，以实现且更好地实现背景技 术中所提到的多种功能，为了突出本发明的重点，以及多根金属线的形状及相 互间的位置关系，在本发明的附图中，并未将介质层示出。

需说明的是，所述回形折线状金属线20及回形折线状金属线21均形成于 衬底200上，所述衬底200上形成有多种器件。具体的，可首先通过物理气相 沉积工艺(Physical Vapor Deposition，PVD)在所述衬底200上形成一金属层； 然后，通过光刻及刻蚀所述金属层，形成回形折线状金属线20及回形折线状金 属线21；接着，形成介质层，所述介质层隔离所述回形折线状金属线20及回形 折线状金属线21。关于所述金属线及介质层的形成，可通过现有的多种工艺实 现，本申请在此不再赘述。

当利用所述用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的结构2 进行集成电路后段工艺中金属互连线的可靠性检测时，通过在回形折线状金属 线两端施加一定电压，可以检知金属线条上是否存在断开；也可以通过分别在 多根回形折线状金属线上施加电压，来检知密集金属线条间是否存在桥接引起 的漏电。

具体的，可在回形折线状金属线20的端点B及端点D上施加一定电压，从 而可检测金属线上是否有断开的情况；也可以通过分别在回形折线状金属线20 的端点B及回形折线状金属线21的端点A上施加电压，来检知密集金属线条间 是否存在桥接引起的漏电。

在本实施例中，可通过在介质层中打通孔而将端点A、B、C、D引出，以 作为集成电路后段工艺中金属互连线的可靠性检测的测试引脚。

在此，由于回形折线状金属线20、21具有X、Y两个方向的多段，因此， 在光刻机具有X方向和Y方向的曝光能力有所差异的情况下，也可只通过一个 所述用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的结构2即可进行有 效、可靠的检测。

当由于线宽比较小，需要进行OPC修正，并检验OPC修正的结果时，该用 于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的结构2的回形折线状金属 线20、21由于具有X、Y两个方向的多段，因此，可方便的通过确认X方向的 多段间的距离或者Y方向的多段间距离，予以验证OPC修正的结果。

当利用所述用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的结构2 进行集成电路后段工艺中金属互连线的可靠性检测时，所述回形折线状金属线 20、21的材料为Al或Cu，所述介质层的材料为SiO₂或者low-K(低介电常数) 材料。

该用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的结构2也可以作 为MEMS热成像仪中具有热吸收功能的电极层，具体的，在回形折线状金属线 20、21的上层或者下层(此处指膜层的相对位置)形成有热敏感层，回形折线 状金属线20、21吸收的热量传递给热敏感层，通过在回形折线状金属线20、21 的端点C、D施加电压，便可以侦测热源的热量辐射情况。在由一些像元阵列组 成的MEMS热像仪中，可以形成对所侦测目标的热成像。通过该用于集成电路 金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的结构2，在获得大的吸热面积的同时 又不至于发生短路。

当利用该用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的结构2作 为MEMS热成像仪中的兼具热吸收功能的电极层时，所述回形折线状金属线20、 21的材料为所述金属线的材料为Ti、Ta、Pt、TiN、TaN等材料中的一种或多种， 所述介质层的材料为热敏感材料，如掺硼非晶硅或者氧化钒(V₂O₅)等。

此外，为了提高回形折线状金属线20、21的可靠性，其线宽优选的为0.5 微米～5微米。

实施例二

请参考图5，其为本发明实施例二的用于集成电路金属互连的可靠性测试或 MEMS电极层的结构的结构示意图。本实施例中，用于集成电路金属互连的可 靠性测试或MEMS电极层的结构3与实施例一的用于集成电路金属互连的可靠 性测试或MEMS电极层的结构2的差别在于，实施例一中套在一起的回形折线 状金属线20、21呈等间距排布，而本实施例中套在一起的回形折线状金属线30、 31从中心至边缘呈由密至疏排布。

由此，当需要进行OPC修正结果的验证时，该用于集成电路金属互连的可 靠性测试或MEMS电极层的结构3通过确认回形折线状金属线30、31沿X方 向的多段不相等距离或者Y方向的多段不相等距离，可以对OPC修正的结果给 予更可靠的验证。

同时，当利用该用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的结 构3作为MEMS热成像仪中的兼具热吸收功能的电极层时，通过套在一起的回 形折线状金属线30、31之间的疏密排布，在像元(影像单元)较大时降低信号 的干扰，提高成像的信噪比。

实施例三

请参考图6，其为本发明实施例三的用于集成电路金属互连的可靠性测试或 MEMS电极层的结构的结构示意图。本实施例中，用于集成电路金属互连的可 靠性测试或MEMS电极层的结构4与实施例一的用于集成电路金属互连的可靠 性测试或MEMS电极层的结构2的差别在于，实施例一中套在一起的回形折线 状金属线20、21呈等间距排布，而本实施例中套在一起的回形折线状金属线30、 31从中心至边缘呈由疏至密排布。

由此，当需要进行OPC修正结果的验证时，该用于集成电路金属互连的可 靠性测试或MEMS电极层的结构4通过确认回形折线状金属线40、41沿X方 向的多段不相等距离或者Y方向的多段不相等距离，可以对OPC修正的结果给 予更可靠的验证。

同时，当利用该用于集成电路金属互连的可靠性测试或MEMS电极层的结 构4作为MEMS热成像仪中兼具热吸收功能的电极层时，通过套在一起的回形 折线状金属线40、41之间的疏密排布，在像元(影像单元)较大时降低信号的 干扰，提高成像的信噪比。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定， 本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权 利要求书的保护范围。