專利名稱：一種便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及半導體測試結構，尤其涉及一種便于可靠性測試的通孔鏈 結構。
背景技術：
在半導體器件制造過程中，需要對金屬層間的通孔(Via)進行可靠性測試， :i口 熱應力遷牙多(stressmigration, SM)觀'Ji式、電子遷牙多(electromigration， EM) 測試等，以判斷該通孔的制作是否達到工藝要求。傳統(tǒng)的測試方法是在晶圓上芯片單元(die)間的空隙處制作如圖1、圖2 所示的通孔鏈(viachain)結構，并在通孔鏈的兩端施加測試信號，根據(jù)得到的 反饋信號判斷通孔性能的好壞。圖1為通孔鏈結構的主4見圖，其具有兩層金屬 (上層金屬UM和下層金屬BM)和數(shù)個通孔V，上下兩層金屬UM和BM間 必須通過通孔V連接。整個通孔鏈盤繞成連續(xù)的"S"型，其俯視結構如圖2所示。然而，采用傳統(tǒng)的通孔鏈結構只能測試某兩層金屬間的通孔性能，對于具 有多個金屬層(例如5個)的產品，必須搭建4個這樣的通孔鏈結構才能完成 每兩層金屬間的通孔可靠性測試。根據(jù)不同的測試要求，每做一組測試可能需 要花費168小時、500小時、或者1000小時，重復4次的話就需要花費4倍的 時間，無論在人力還是物力上都是一種極大的浪費。此外，采用現(xiàn)有方法進行 通孔可靠性測試時，由于測試信號只能施加于整個通孔鏈的頭尾兩端，因此， 當工作人員發(fā)現(xiàn)測試結果不符合要求時，對失效通孔位置的排查也有相當大的 困難，同樣降低了測試效率。實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構，不 僅能一次檢測多個金屬層間的通孔性能，還能快速識別失效通孔的位置，從而 有效提高測試效率。為了達到上述的目的，本實用新型提供一種便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構，所述的通孔鏈結構具有N層金屬，從底層到頂層依次標號為M!，M2，...，MN，除底層M,和頂層Mw外的其余金屬層Mn的兩端分別通過通孔V^和Vn連接至金屬層和Mn+1,其中，2^n^N-1 ， n為整數(shù)；頂層金屬MN的兩端均 通過通孔VN.,連接至金屬層MN_,;底層金屬M,的至少一端通過通孔V,連接至 金屬層M2。在上述的便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構中，N為大于2的整數(shù)。 在上述的便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構中，所述的通孔鏈盤繞成連 續(xù)的"S"型。在上述的便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構中，通孔鏈頭尾兩端的底層 金屬M,僅有一端通過通孔V,連接至金屬層M2，另一端不連才妾通孔；其余底層 金屬的兩端均通過通孔V,連接至金屬層M2。在上述的便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構中，金屬層上還可設置供可 靠性測試卩吏用的接點。本實用新型提供的便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構，采用了階梯式的 連接方法，在一個通孔鏈中包含了多個金屬層及相應的連接通孔，通過在金屬 層上設置測試接點，可方便地測量任意兩層或多層金屬間的通孔性能，此外， 當測試數(shù)據(jù)發(fā)生異常時，還可通過逐段檢測來快速排查失效通孔的所在，大大 提高了測試效率。
本實用新型的便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構由以下的實施例及附圖 給出。圖1為現(xiàn)有的通孔鏈結構的主視圖；圖2為現(xiàn)有的通孔鏈結構的俯視圖；圖3為本實用新型的階梯式通孔鏈結構的主視圖；圖4為本實用新型的階梯式通孔鏈結構的俯視圖。
具體實施方式
以下將對本實用新型的便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構作進一步的詳 細描述。請參閱圖3、圖4，本實用新型的便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構，具 有N層金屬，從底層到頂層依次標號為MhM2， ...，MN,底層M,和第二層金屬 M2間通過通孔V,連接，第二層Vb和第三層金屬M3 (圖未示)之間通過通孔 V2連接，依此類推，第N-l層m^和頂層金屬mn之間通過通孔Vn.!連接。由 于每一層金屬都有其特性，因此，用于連接相鄰兩層金屬的通孔也具有不同的 性能。整個通孔鏈采用階梯式的連接結構，除底層M,和頂層金屬Mn外的其余金 屬層Mn (2$n￡N-l, n為整數(shù))的兩端分別通過通孔和Vn連接至金屬層 和Mn+1;頂層金屬MN的兩端均通過通孔連接至金屬層。整個通孔鏈 從M,依次連接至Mn，再從Mn依次連接至M,,如此循環(huán)，并使整體的形狀盤 繞成連續(xù)的"S，，型以減小空間尺寸(如圖4所示)。處于通孔鏈頭尾兩端的底層 金屬1V^僅有一端通過通孔Vi連接至金屬層M2，其余Mi的兩端均通過通孔Vj 連接至金屬層M2。為了方便通孔的可靠性測試，還可在相應的金屬層上設置測試用接點(pad)。例如，當需要測試第Mn和MnW層間的通孔Vn的性能時，只需在金屬層Mn和]VU上設置測試接點，即可獲取相應的測試數(shù)據(jù)；當需要同時測試多 層金屬間的通孔性能時，只需將測試接點跨設在任意兩層金屬之間，即可達到 一次測量的目的，而不必逐層測試，大大縮短了測試時間。采用本實用新型的階梯式通孔鏈結構，除了能夠一次測量多層金屬間的通 孔性能外，在故障排查上也有一定的優(yōu)勢。當發(fā)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)異常時，可通過減 小測試接點間的跨度，逐段檢測來快速排查失效通孔的所在，有效提高了測試 效率。
權利要求1.一種便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構，其特征在于所述的通孔鏈結構具有N層金屬，從底層到頂層依次標號為M1，M2，...，MN，除底層M1和頂層MN外的其余金屬層Mn的兩端分別通過通孔Vn-1和Vn連接至金屬層Mn-1和Mn+1，其中，2≤n≤N-1，n為整數(shù)；頂層金屬MN的兩端均通過通孔VN-1連接至金屬層MN-1；底層金屬M1的至少一端通過通孔V1連接至金屬層M2。
2. 如權利要求1所述的便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構，其特征在 于N為大于2的整數(shù)。
3. 如權利要求1所述的便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構，其特征在 于所述的通孔鏈盤繞成連續(xù)的"S"型。
4. 如權利要求3所述的便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構，其特征在 于通孔鏈頭尾兩端的底層金屬M！僅有一端通過通孔V,連接至金屬層M2， 另 一端不連接通孔；其余底層金屬M,的兩端均通過通孔V！連接至金屬層M2。
5. 如權利要求1所述的便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構，其特征在 于金屬層上還可設置供可靠性測試使用的接點。
專利摘要本實用新型提供了一種便于可靠性測試的階梯式通孔鏈結構，涉及半導體測試結構。所述的通孔鏈結構具有N層金屬，從底層到頂層依次標號為M<sub>1</sub>，M<sub>2</sub>，…，M<sub>N</sub>，除底層M<sub>1</sub>和頂層M<sub>N</sub>外的其余金屬層M<sub>n</sub>的兩端分別通過通孔V<sub>n-1</sub>和V<sub>n</sub>連接至金屬層M<sub>n-1</sub>和M<sub>n+1</sub>，其中，2≤n≤N-1，n為整數(shù)；頂層金屬M<sub>N</sub>的兩端均通過通孔V<sub>N-1</sub>連接至金屬層M<sub>N-1</sub>；底層金屬M<sub>1</sub>的至少一端通過通孔V<sub>1</sub>連接至金屬層M<sub>2</sub>。采用本實用新型的通孔鏈結構，不僅能一次檢測多個金屬層間的通孔性能，還能快速識別失效通孔的位置，從而有效提高測試效率。
文檔編號H01L23/544GK201017877SQ20072006762
公開日2008年2月6日 申請日期2007年3月6日 優(yōu)先權日2007年3月6日
發(fā)明者張春林, 阮瑋瑋 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司