专利名称：一种便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体测试结构，尤其涉及一种便于可靠性测试的通孔链 结构。
背景技术：
在半导体器件制造过程中，需要对金属层间的通孔(Via)进行可靠性测试， :i口 热应力迁牙多(stressmigration, SM)观'Ji式、电子迁牙多(electromigration， EM) 测试等，以判断该通孔的制作是否达到工艺要求。传统的测试方法是在晶圓上芯片单元(die)间的空隙处制作如图1、图2 所示的通孔链(viachain)结构，并在通孔链的两端施加测试信号，根据得到的 反馈信号判断通孔性能的好坏。图1为通孔链结构的主4见图，其具有两层金属 (上层金属UM和下层金属BM)和数个通孔V，上下两层金属UM和BM间 必须通过通孔V连接。整个通孔链盘绕成连续的"S"型，其俯视结构如图2所示。然而，采用传统的通孔链结构只能测试某两层金属间的通孔性能，对于具 有多个金属层(例如5个)的产品，必须搭建4个这样的通孔链结构才能完成 每两层金属间的通孔可靠性测试。根据不同的测试要求，每做一组测试可能需 要花费168小时、500小时、或者1000小时，重复4次的话就需要花费4倍的 时间，无论在人力还是物力上都是一种极大的浪费。此外，采用现有方法进行 通孔可靠性测试时，由于测试信号只能施加于整个通孔链的头尾两端，因此， 当工作人员发现测试结果不符合要求时，对失效通孔位置的排查也有相当大的 困难，同样降低了测试效率。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构，不 仅能一次检测多个金属层间的通孔性能，还能快速识别失效通孔的位置，从而 有效提高测试效率。为了达到上述的目的，本实用新型提供一种便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构，所述的通孔链结构具有N层金属，从底层到顶层依次标号为M!，M2，...，MN，除底层M,和顶层Mw外的其余金属层Mn的两端分别通过通孔V^和Vn连接至金属层和Mn+1,其中，2^n^N-1 ， n为整数；顶层金属MN的两端均 通过通孔VN.,连接至金属层MN_,;底层金属M,的至少一端通过通孔V,连接至 金属层M2。在上述的便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构中，N为大于2的整数。 在上述的便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构中，所述的通孔链盘绕成连 续的"S"型。在上述的便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构中，通孔链头尾两端的底层 金属M,仅有一端通过通孔V,连接至金属层M2，另一端不连才妾通孔；其余底层 金属的两端均通过通孔V,连接至金属层M2。在上述的便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构中，金属层上还可设置供可 靠性测试卩吏用的接点。本实用新型提供的便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构，采用了阶梯式的 连接方法，在一个通孔链中包含了多个金属层及相应的连接通孔，通过在金属 层上设置测试接点，可方便地测量任意两层或多层金属间的通孔性能，此外， 当测试数据发生异常时，还可通过逐段检测来快速排查失效通孔的所在，大大 提高了测试效率。
本实用新型的便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构由以下的实施例及附图 给出。图1为现有的通孔链结构的主视图；图2为现有的通孔链结构的俯视图；图3为本实用新型的阶梯式通孔链结构的主视图；图4为本实用新型的阶梯式通孔链结构的俯视图。
具体实施方式
以下将对本实用新型的便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构作进一步的详 细描述。请参阅图3、图4，本实用新型的便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构，具 有N层金属，从底层到顶层依次标号为MhM2， ...，MN,底层M,和第二层金属 M2间通过通孔V,连接，第二层Vb和第三层金属M3 (图未示)之间通过通孔 V2连接，依此类推，第N-l层m^和顶层金属mn之间通过通孔Vn.!連接。由 于每一层金属都有其特性，因此，用于连接相邻两层金属的通孔也具有不同的 性能。整个通孔链采用阶梯式的连接结构，除底层M,和顶层金属Mn外的其余金 属层Mn (2$n￡N-l, n为整数)的两端分别通过通孔和Vn连接至金属层 和Mn+1;顶层金属MN的两端均通过通孔连接至金属层。整个通孔链 从M,依次連接至Mn，再从Mn依次連接至M,,如此循环，并使整体的形状盘 绕成连续的"S，，型以减小空间尺寸(如图4所示)。处于通孔链头尾两端的底层 金属1V^仅有一端通过通孔Vi连接至金属层M2，其余Mi的两端均通过通孔Vj 连接至金属层M2。为了方便通孔的可靠性测试，还可在相应的金属层上设置测试用接点(pad)。例如，当需要测试第Mn和MnW层间的通孔Vn的性能时，只需在金属层Mn和]VU上设置测试接点，即可获取相应的测试数据；当需要同时测试多 层金属间的通孔性能时，只需将测试接点跨设在任意两层金属之间，即可达到 一次测量的目的，而不必逐层测试，大大缩短了测试时间。采用本实用新型的阶梯式通孔链结构，除了能够一次测量多层金属间的通 孔性能外，在故障排查上也有一定的优势。当发现测试数据异常时，可通过减 小测试接点间的跨度，逐段检测来快速排查失效通孔的所在，有效提高了测试 效率。
权利要求1.一种便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构，其特征在于所述的通孔链结构具有N层金属，从底层到顶层依次标号为M1，M2，...，MN，除底层M1和顶层MN外的其余金属层Mn的两端分别通过通孔Vn-1和Vn连接至金属层Mn-1和Mn+1，其中，2≤n≤N-1，n为整数；顶层金属MN的两端均通过通孔VN-1连接至金属层MN-1；底层金属M1的至少一端通过通孔V1连接至金属层M2。
2. 如权利要求1所述的便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构，其特征在 于N为大于2的整数。
3. 如权利要求1所述的便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构，其特征在 于所述的通孔链盘绕成连续的"S"型。
4. 如权利要求3所述的便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构，其特征在 于通孔链头尾两端的底层金属M！仅有一端通过通孔V,连接至金属层M2， 另 一端不连接通孔；其余底层金属M,的两端均通过通孔V！连接至金属层M2。
5. 如权利要求1所述的便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构，其特征在 于金属层上还可设置供可靠性测试使用的接点。
专利摘要本实用新型提供了一种便于可靠性测试的阶梯式通孔链结构，涉及半导体测试结构。所述的通孔链结构具有N层金属，从底层到顶层依次标号为M<sub>1</sub>，M<sub>2</sub>，…，M<sub>N</sub>，除底层M<sub>1</sub>和顶层M<sub>N</sub>外的其余金属层M<sub>n</sub>的两端分别通过通孔V<sub>n-1</sub>和V<sub>n</sub>连接至金属层M<sub>n-1</sub>和M<sub>n+1</sub>，其中，2≤n≤N-1，n为整数；顶层金属M<sub>N</sub>的两端均通过通孔V<sub>N-1</sub>连接至金属层M<sub>N-1</sub>；底层金属M<sub>1</sub>的至少一端通过通孔V<sub>1</sub>连接至金属层M<sub>2</sub>。采用本实用新型的通孔链结构，不仅能一次检测多个金属层间的通孔性能，还能快速识别失效通孔的位置，从而有效提高测试效率。
文档编号H01L23/544GK201017877SQ20072006762
公开日2008年2月6日 申请日期2007年3月6日 优先权日2007年3月6日
发明者张春林, 阮玮玮 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司