本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種用于檢測(cè)金屬層間斷裂的測(cè)試結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

金屬層間斷裂是一種嚴(yán)重的問題，一旦發(fā)生金屬層的斷裂，晶圓(wafer)均需要報(bào)廢。之前很多斷裂問題可以通過不同的方式優(yōu)化去解決，如改變IMD(Inter Metal Dielectric，金屬層間介質(zhì))薄膜的組成，沉積金屬層步驟分兩次或多次完成，或者要求客戶改變金屬層的設(shè)計(jì)布局結(jié)構(gòu)；而有一些斷裂問題，并沒有違反設(shè)計(jì)規(guī)則，且嘗試上述多種方法還是不能解決；更重要的是，對(duì)于有些斷裂，在線缺陷掃描是無(wú)法檢測(cè)到的。

目前針對(duì)有斷裂問題的產(chǎn)品，一般會(huì)要求YE(Yield Enhancement，良率提升)在線缺陷檢測(cè)進(jìn)行多開站點(diǎn)掃，甚至通過一步一步掃描，并且會(huì)加強(qiáng)目檢，以期望能盡快檢測(cè)到斷裂；但是很多斷裂不是很嚴(yán)重的wafer是無(wú)法通過缺陷掃描檢測(cè)到的。

很多有缺陷的wafer會(huì)在Fab出貨之后，在后續(xù)的程序中發(fā)現(xiàn)，如切割，封裝等。除了缺陷掃描和OQI目檢之外，很少有其它的斷裂檢測(cè)手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種檢測(cè)金屬層間斷裂的測(cè)試結(jié)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的各種方式都不易檢測(cè)金屬層間斷裂的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種檢測(cè)金屬層間斷裂的測(cè)試結(jié)構(gòu)，位于晶圓切割道內(nèi)，適于檢測(cè)所述金屬層的完整性，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)包括：多層金屬線層，所述多層金屬線層包括由下而上依次疊放第一金屬線層至第N金屬線層；金屬插塞，位于所述多層金屬線層中相鄰兩金屬線層之間，適于連接所述相鄰兩金屬線層；金屬層間介質(zhì)，位于所述多層金屬線層中相鄰兩金屬線層之間，適于隔離所述相鄰兩金屬線層以及所述相鄰兩金屬線層之間的所述金屬插塞；測(cè)試焊盤，通過金屬連線連接于所述多層金屬線層中的每一層金屬線層的兩端。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施方式中，所述第N金屬線層中的N≤8。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施方式中，所述金屬插塞的厚度范圍為0.4-1.0um。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施方式中，所述相鄰兩金屬線層之間的所述金屬插塞均為陣列結(jié)構(gòu)。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施方式中，所述金屬插塞的尺寸符合工藝要求的設(shè)計(jì)規(guī)則，且所述金屬插塞的尺寸范圍為0.07～0.5um。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施方式中，相鄰所述金屬插塞之間的間距范圍均為0.1-0.6um。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施方式中，每層所述金屬線層的厚度為0.45um。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施方式中，每層所述多層金屬線層的面積均與所述測(cè)試焊盤的面積相同。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施方式中，所述測(cè)試焊盤為正方形結(jié)構(gòu)，且所述測(cè)試焊盤的尺寸與所述切割道相適配。

如上所述，本實(shí)用新型的檢測(cè)金屬層間斷裂的測(cè)試結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果：

1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布局容易；

2)能有效避免缺陷掃描不能檢測(cè)到的斷裂問題；

3)測(cè)試結(jié)果能很好的反應(yīng)出是否發(fā)生斷裂，并且通過檢測(cè)結(jié)果可以推出是哪一層發(fā)生的斷裂問題。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的檢測(cè)金屬層間斷裂的測(cè)試結(jié)構(gòu)于一實(shí)施例中的剖視示意圖。

圖2為圖1中檢測(cè)金屬層間斷裂的測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說明

M1-M5 第一金屬線層-第五金屬線層

1 金屬插塞

2 金屬層間介質(zhì)

3 測(cè)試焊盤

4 金屬連線

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。

請(qǐng)參閱圖1至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。

請(qǐng)參閱圖1-圖2，本實(shí)用新型提供本實(shí)用新型提供一種檢測(cè)金屬層間斷裂的測(cè)試結(jié)構(gòu)，位于晶圓切割道內(nèi)，適于檢測(cè)所述金屬層的完整性，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)包括：多層金屬線層，所述多層金屬線層包括由下而上依次疊放第一金屬線層M1至第N層金屬線層(未示出)；金屬插塞1，位于所述多層金屬線層中相鄰兩金屬線層之間，適于連接所述相鄰兩金屬線層；金屬層間介質(zhì)2，位于所述多層金屬線層中相鄰兩金屬線層之間，適于隔離所述相鄰兩金屬線層以及所述相鄰兩金屬線層之間的所述金屬插塞1；測(cè)試焊盤3，通過金屬連線4連接于所述多層金屬線層中的每一層金屬線層的兩端。

需要注意的是，圖1中的箭頭是指金屬層因?yàn)槌惺軕?yīng)力而被撕裂的方向。

在半導(dǎo)體制程工藝中，為了減小連線電阻，減小面積，增加集成度，芯片制造往往采取多層布局布線，同層之間器件是由金屬線來(lái)連接的，不同層次之間的金屬是由金屬插塞1(Via)來(lái)連接的；測(cè)試焊盤3(PAD)是與內(nèi)部金屬相連的封裝引出端。

作為示例，所述第N層金屬線層中的N≤8。圖1和圖2中給出的是第一金屬線層M1至第五金屬線層M5的結(jié)構(gòu)示例，當(dāng)然，一般情況下金屬線層的層數(shù)是小于等于8層的結(jié)構(gòu)。

作為示例，所述金屬插塞1的厚度范圍為0.4-1.0um。半導(dǎo)體領(lǐng)域所述的金屬插塞1的結(jié)構(gòu)一般是指通孔中填充了導(dǎo)電金屬，例如銅、鋁或鎢等。

作為示例，所述相鄰兩金屬線層之間的所述金屬插塞1均為陣列結(jié)構(gòu)。由于測(cè)試的需要，金屬插塞1需要整齊排列。

作為示例，所述金屬插塞的尺寸符合工藝要求的設(shè)計(jì)規(guī)則，且所述金屬插塞1的尺寸范圍為0.07～0.5um。

作為示例，相鄰所述金屬插塞1之間的間距范圍均為0.1-0.6um。

需要注意的是，根據(jù)所述金屬插塞1的尺寸和相鄰金屬插塞1之間的間距即可確定所述金屬線層單位面積上所述金屬插塞1的個(gè)數(shù)，所述金屬插塞1的尺寸越小，相鄰金屬插塞1之間的間距越小，則所述金屬線層單位面積上的所述金屬插塞1的個(gè)數(shù)越多。

一般情況下，金屬插塞1的密度影響金屬層承受的應(yīng)力，金屬插塞1的密度高低與金屬層承受的應(yīng)力大小關(guān)系為：其他條件不變的情況下，所述金屬插塞1之間的距離越小也即密度越大，則承受的應(yīng)力越大。

作為示例，所述金屬線層的厚度為0.45um。作為示例，金屬線層可以是鋁線，鋁線的規(guī)格是厚度為0.45um。

作為示例，所述多層金屬線層的面積與所述測(cè)試焊盤3的面積相同，優(yōu)選的，所述多層金屬線層與所述測(cè)試焊盤3的面積相同是為了方便測(cè)量結(jié)果的比對(duì)。

作為示例，所述測(cè)試焊盤3為正方形結(jié)構(gòu)，且所述測(cè)試焊盤的尺寸與所述切割道相適配。根據(jù)芯片中切割道寬度決定，如切割道60um時(shí)，測(cè)試焊盤的邊長(zhǎng)為50um，切割道為80um時(shí)，測(cè)試焊盤的邊長(zhǎng)為60um。

所述測(cè)試結(jié)構(gòu)中每一層金屬線層、金屬插塞1以及金屬層間介質(zhì)2金屬層間介質(zhì)22分別對(duì)應(yīng)于被檢測(cè)的金屬層中的每一層金屬線層、金屬插塞以及金屬層間介質(zhì)2金屬層間介質(zhì)2，也即所述測(cè)試結(jié)構(gòu)中的每一層物質(zhì)是與被檢測(cè)的金屬層中的每一層物質(zhì)是同步“生長(zhǎng)”出來(lái)的。

本實(shí)用新型檢測(cè)金屬層間斷裂的測(cè)試結(jié)構(gòu)的檢測(cè)原理和方法：

為了提高測(cè)試結(jié)構(gòu)檢測(cè)的敏感性，需要測(cè)試結(jié)構(gòu)容易斷裂，通過上述分析可知，高密度的金屬插塞1結(jié)構(gòu)與堆棧的大塊厚的金屬層結(jié)構(gòu)會(huì)承受較大的應(yīng)力作用，幫助上下連接的鋁線一起撕拉金屬中間的氧化層，也即保證測(cè)試結(jié)構(gòu)斷裂容易，靈敏度高。

測(cè)試的時(shí)候，從第一金屬線層M1兩側(cè)的測(cè)試焊盤3加電壓，并通過電流計(jì)測(cè)試中間IMD層的漏電流，若漏電流過大則說明該層出現(xiàn)斷裂，因?yàn)橹挥性搶咏饘賹映霈F(xiàn)斷裂，金屬刻蝕時(shí)，無(wú)法刻蝕完全，導(dǎo)致“鋁線”殘留在金屬層間介質(zhì)2(IMD)的裂縫中，進(jìn)而導(dǎo)致大的漏電流。其它金屬層的測(cè)試原理和方法相同，在此不再贅述。

通過不同金屬層的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行組合比較，還可以推斷出是哪一層金屬層出現(xiàn)斷裂。

綜上所述，本實(shí)用新型的檢測(cè)金屬層間斷裂的測(cè)試結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布局容易，檢測(cè)方便；能有效避免缺陷掃描不能檢測(cè)到的斷裂問題；測(cè)試結(jié)果能很好的反應(yīng)出是否發(fā)生斷裂，并且通過檢測(cè)結(jié)果可以推出是哪一層發(fā)生的斷裂。

上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。