[發(fā)明專利]半導體測試結構及測試方法

有效

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• 申請日: 2020-07-16
• 公開（公告）號: CN111707185B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 劉璐
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

1.一種半導體測試結構，用于測量金屬層之間金屬通孔的斜度，其特征在于，包括第一半導體測試單元和第二半導體測試單元，所述第一半導體測試單元和所述第二半導體測試單元均包括至少兩個測試模塊；每個所述測試模塊均包括第一測試金屬層、第二測試金屬層及垂直設置在所述第一測試金屬層和所述第二測試金屬層之間的金屬通孔；其中，所述第一半導體測試單元的各測試模塊中所述第二測試金屬層相對于所述金屬通孔在第一方向上具有不同的偏移量，所述第一測試金屬層相對于所述金屬通孔的位置固定不變，所述第一半導體測試單元中，至少包括一個所述第二測試金屬層與所述金屬通孔恰好分離的測試模塊，及一個所述第二測試金屬層完全覆蓋所述金屬通孔并與所述金屬通孔相切的測試模塊；所述第二半導體測試單元的各測試模塊中所述第一測試金屬層相對于所述金屬通孔在第二方向上具有不同的偏移量，所述第二測試金屬層相對于所述金屬通孔的位置固定不變，所述第二半導體測試單元中，至少包括一個所述第一測試金屬層與所述金屬通孔恰好分離的測試模塊，及一個所述第一測試金屬層完全覆蓋所述金屬通孔并與所述金屬通孔相切的測試模塊。

2.如權利要求1所述的半導體測試結構，其特征在于，所述金屬通孔與所述第一測試金屬層接觸的一面為第一接觸面，所述金屬通孔與第二測試金屬層接觸的一面為第二接觸面；所述第一半導體測試單元的測試模塊中所述第一測試金屬層完全覆蓋、部分覆蓋所述第一接觸面或與所述第一接觸面分離；所述第二半導體測試單元的測試模塊中所述第二測試金屬層完全覆蓋、部分覆蓋所述第二接觸面或與所述第二接觸面分離。

3.如權利要求1所述的半導體測試結構，其特征在于，所述第一半導體測試單元中，第i-1個測試模塊與第i個測試模塊的第二測試金屬層相對于所述金屬通孔在第一方向上的偏移量之差，等于第i個測試模塊與第i+1個測試模塊的所述第二測試金屬層相對于所述金屬通孔在第一方向上的偏移量之差；所述第二半導體測試單元中，第j-1個測試模塊與第j個測試模塊的第一測試金屬層相對于所述金屬通孔在第二方向上的偏移量之差，等于第j個測試模塊與第j+1個測試模塊的所述第一測試金屬層相對于所述金屬通孔在第二方向上的偏移量之差，其中，i≥2，j≥2。

4.如權利要求2所述的半導體測試結構，其特征在于，所述金屬通孔沿軸向的截面為梯形，且所述第一接觸面和所述第二接觸面均為圓形。

5.如權利要求1所述的半導體測試結構，其特征在于，所述第一測試金屬層和所述第二測試金屬層相互垂直。

6.如權利要求1所述的半導體測試結構，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向相互垂直，且所述第一方向和所述第二方向均垂直于所述金屬通孔的中心線。

7.如權利要求1所述的半導體測試結構，其特征在于，所述第一測試金屬層和所述第二測試金屬層之間還包括介質層，所述介質層圍繞所述金屬通孔。

8.如權利要求7所述的半導體測試結構，其特征在于，所述第一測試金屬層、所述第二測試金屬層和所述金屬通孔的材料包括銅、銅合金；所述介質層的材料包括未摻雜的硅酸鹽玻璃、正硅酸四乙酯、氟摻雜的氧化硅玻璃中的至少一種。

9.一種測試方法，采用如權利要求1-8中任一項所述的半導體測試結構，用于測量金屬層間的金屬通孔的斜度，其特征在于，所述測試方法包括：

將第一半導體測試單元中的測試模塊依次接入一測試電路，測量每個測試模塊對應的電阻；

根據所述電阻及每個測試模塊的第二測試金屬層相對于所述金屬通孔在第一方向的偏移量，獲取所述金屬通孔的第二接觸面的特征尺寸L2；

將第二半導體測試單元中的測試模塊依次接入所述測試電路，測量每個測試模塊對應的電阻；

根據所述電阻及每個測試模塊的第一測試金屬層相對于所述金屬通孔在第二方向的偏移量，獲取所述金屬通孔的第一接觸面的特征尺寸L1；

獲取所述金屬通孔的深度C；以及

計算所述金屬通孔的斜度K=2C/|L1-L2|。

10.如權利要求9所述的測試方法，其特征在于，采用開爾文測試法測試所述測試模塊的電阻。