测试结构的制作方法

1.本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种测试结构。


背景技术：

2.wat测试(wafer acceptance test)是对测试结构(test key)的测试。对于采用标准制程制作的晶圆，在芯片与芯片之间的切割道上会放上一些用于测试的测试结构(test key)，测试结构(test key)是制作晶圆时预先放置在切割道中的一些专门用于测试制造工艺好坏的特殊图形或电路，图形或电路和工艺相关，通过对测试结构的电性能进行测试，来判断晶圆的电性能。通常情况下，测试结构的顶部设有焊盘(pad)，通过晶圆测试设备的测试探针扎焊盘，即对焊盘加压(over drive)，以对测试结构的电性能进行测试。为了提高测试效率，降低测试成本，在进行测试时，需同时对多个测试焊盘进行扎针测试，然而，在实际扎针的过程中，发现测试探针容易滑动，由此接触到邻近的焊盘，导致短路，从而影响测试数据的真实性。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种测试结构，以解决在测试过程中因测试探针滑动接触到邻近的测试焊盘而导致的短接、测试数据不真实的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供一种测试结构，所述测试结构包括：
5.间隔排布的多个测试焊盘组，所述多个测试焊盘组位于衬底的切割道上，每个所述测试焊盘组包括间隔设置的两个测试焊盘，每个所述测试焊盘中具有一间隔开口，所述间隔开口在厚度方向上贯穿所述测试焊盘。
6.可选的，在所述的测试结构中，所述测试焊盘用于与测试探针电连接，所述间隔开口在水平方向上的截面面积等于或者大于所述测试探针与所述测试焊盘之间的接触面积。
7.可选的，在所述的测试结构中，所述间隔开口在所述水平方向上的截面呈矩形，所述间隔开口在长度方向上的尺寸为45μm～55μm，在宽度方向上的尺寸为4μm～6μm。
8.可选的，在所述的测试结构中，所述测试结构还包括一连接焊盘，所述连接焊盘设置于所述多个测试焊盘中的相邻的两个测试焊盘组之间。
9.可选的，在所述的测试结构中，所述测试结构还包括位于所述衬底的切割道上的多个互连结构，每个所述测试焊盘组的所述两个测试焊盘之间设有一个所述互连结构，所述互连结构与所述两个测试焊盘电连接，并且所述连接焊盘与所述测试焊盘之间设有一个所述互连结构。
10.可选的，在所述的测试结构中，所述互连结构包括第一金属线、位于所述第一金属线上的第二金属线以及位于所述第一金属线与所述第二金属线之间的多个接触结构，所述第一金属线与所述第二金属线之间通过所述多个接触结构电连接，其中，所述第一金属线的两端通过两个所述接触结构与所述两个测试焊盘电连接。
11.可选的，在所述的测试结构中，所述第一金属线包括多个间隔设置的第一金属段，
所述第二金属线包括多个间隔设置的第二金属段，所述第一金属段与所述第二金属段相错设置，每个所述第一金属段的两端分别通过一个所述接触结构连接于相邻的两个所述第二金属段，多个所述接触结构构成链状接触结构。
12.可选的，在所述的测试结构中，所述测试结构还包括第三金属线，所述第三金属线与所述多个测试焊盘组和所述互连结构间隔设置，且每个所述互连结构通过所述第三金属线电连接至所述连接焊盘。
13.可选的，在所述的测试结构中，所述测试结构还包括位于所述衬底的切割道自下而上依次层叠的第一层间介质层、第二层间介质层和第三层间介质层，所述第一金属线钳设于所述第一层间介质层中，所述第二金属线和所述多个接触结构嵌设于所述第二层间介质层中，所述连接焊盘、所述第三金属线和所述多个焊盘组均嵌设于所述第三层间介质层中。
14.可选的，在所述的测试结构中，所述第一层间介质层的材质、所述第二层间介质层的材质和所述第三层间介质层的材质均为氧化硅。
15.在本发明提供的测试结构中，所述测试结构包括间隔排布的多个测试焊盘组，所述多个测试焊盘组位于衬底的切割道上，每个所述测试焊盘组包括间隔设置的两个测试焊盘，每个所述测试焊盘中具有一间隔开口，所述间隔开口在厚度方向上贯穿所述测试焊盘，由于所述测试焊盘中具有一间隔开口，当与所述测试焊盘接触的测试探针在所述测试焊盘表面发生滑动时，所述间隔开口可以阻挡所述测试探针的滑动，由此避免测试探针滑动至邻近的金属线，从而避免发生短路，进而解决因短路而造成的测试数据不真实的问题。
附图说明
16.图1是本发明实施例的测试结构的俯视图；
17.图2是沿图1的a-a’方向的剖面示意图；
18.图3是沿图1的b-b’方向的剖面示意图；
19.100-衬底；101-第一层间介质层；102-第二层间介质层；103-第三层间介质层；110-测试焊盘组；110a-间隔开口；111、112-测试焊盘；113、114-导电插塞；120-互连结构；121-第一金属线；1211、1212、1213-第一金属段；122-接触结构；123-第二金属线；1231、1232-第二金属段；130-第三金属线；140-连接焊盘；150-连接线。
具体实施方式
20.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的测试结构作进一步详细说明。根据下面说明，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。
21.图1是本发明实施例的测试结构的俯视图。图2是沿图1的a-a’方向的剖面示意图；图3是沿图1的b-b’方向的剖面示意图。如图1所示，所述测试结构包括间隔排布的多个测试焊盘组110(图1中示出了两个测试焊盘组)，所述多个测试焊盘组110位于衬底100的切割道上，每个所述测试焊盘组110包括间隔设置的两个测试焊盘111、112。本实施例中，所述测试结构可包括6个测试焊盘组110，即所述测试结构可包括12个测试焊盘。
22.如图1和图3所示，所述测试焊盘111和测试焊盘112中均具有一间隔开口110a，所
述间隔开口110a在厚度方向上贯穿所述测试焊盘112。由于所述测试焊盘111、112中具有一间隔开口110a，当与所述测试焊盘111、112接触的测试探针在所述测试焊盘111、112表面发生滑动时，所述间隔开口110a可以阻挡所述测试探针的滑动，由此避免测试探针滑动至邻近的金属线，从而避免发生短路，进而解决因短路而造成的测试数据不真实的问题。
23.本实施例中，所述测试焊盘111、112用于与测试探针电连接，所述测试探针为晶圆测试设备的探针卡中的测试探针。在对测试结构进行测试时，测试焊盘111、112通过测试探针与测试机台电性耦合，由测试机台通过执行测试指令，以完成对测试结构的测试过程。
24.较佳的，所述测试焊盘111、112的所述间隔开口110a在水平方向上的截面面积等于或者大于所述测试探针与所述测试焊盘111、112之间的接触面积，如此一来，当测试探针发生滑动且滑动至所述间隔开口110a时，所述间隔开口110a可以容纳所述测试探针，由此，将所述测试探针卡住，避免所述测试探针滑动至邻近的金属线。
25.如图1所示，本实施例中，所述间隔开口110a在所述水平方向上的截面呈矩形，所述间隔开口110a的截面形状较为简单，易于制作。其中，所述间隔开口110a在长度方向上l的尺寸为45μm～55μm，在宽度方向w上的尺寸为4μm～6μm。在其他实施例中，所述间隔开口在所述水平方向上的截面也可为三角形、椭圆形或者圆形。
26.所述测试结构还包括一连接焊盘140，所述连接焊盘140设置于所述多个测试焊盘组中的相邻的两个测试焊盘组之间，即所述连接焊盘140可设置于所述多个测试焊盘组的中间位置。
27.如图2所示，所述测试结构还包括位于所述衬底100的切割道上的多个互连结构120、120、120，每个所述测试焊盘组110的两个所述测试焊盘111、112之间设有一个所述互连结构120，所述互连结构120与所述测试焊盘111和所述测试焊盘112电连接，所述互连结构120可与测试结构的虚拟有源区电连接，所述测试焊盘111可通过所述互连结构120电连接至虚拟有源区。
28.参考图1并结合图2所示，每个所述互连结构120、120、120包括第一金属线121、位于所述第一金属线121上的第二金属线123以及位于所述第一金属线121与所述第二金属线123之间的多个接触结构122，所述第一金属线121与所述第二金属线123之间通过所述多个接触结构122电连接。
29.本实施例中，所述第一金属线121的厚度与所述第二金属线的厚度可以相同，例如可以为1000埃～3500埃。所述第一金属线121的材质与所述第二金属线123的材质相同，以利于对测试结构进行测试(不同材质金属线的导电性能不同，采用不同的材质容易影响测试结构)，例如，所述第一金属线121的材质和所述第二金属线的材质均可以为金属铝，在其他实施例中，所述第一金属线121的材质和所述第二金属线的材质也可为金属铜或者金属钨等。所述多个接触结构的材质相同，可以为金属钨。
30.如图2所示，所述第一金属线121的两端通过两个所述接触结构122与所述第二金属线121电连接，即所述第一金属线121的一端通过一个所述接触结构122与所述第二金属段1231电连接，所述第一金属线121的另一端通过一个所述接触结构122与所述第二金属段1232电连接。
31.如图2所示，所述测试结构还包括导电插塞113、114，所述第二金属线123的一端通过导电插塞113与所述测试焊盘111电连接，所述第二金属线123的另一端通过导电插塞114
与所述测试焊盘112电连接。其中，所述导电插塞113和所述导电插塞114的材质均可以为钨，在对测试结构进行测试时，可通过对每个所述测试焊盘组110的两个测试焊盘111、112加压，来测试互连结构中的电阻。
32.作为示例，在测试时，可对测试焊盘112施加高电压以及对测试焊盘111施加低电压，从而使测试焊盘111和测试焊盘112与互连结构(即第一金属线121、第二金属线123和多个接触结构)之间形成通路，并通过测量所述测试焊盘111与测试焊盘112之间的电流，得到电阻rs(金属线的电阻)。
33.示例性的，通过公式rs＝r/l，获得金属线的单位长度的电阻，其中rs为单位长度电阻，r为电阻，l为第一金属线和第二金属线的长度。此外，还可通过测试焊盘111与测试焊盘112之间的电流得到接触结构122的电阻rc。
34.进一步的，若在第一金属线121和第二金属线123之间，或者多个接触结构122之间存在短路时，也可通过对测试焊盘111和测试焊盘112施加电压，并测试第二金属线123的电流，可监测第一金属线121、第二金属线123与接触结构122之间的短路情况，即同时对存在多个接触结构122的可靠性进行了监测，监测更全面，同时还可提高监测效率。
35.如图2所示，所述第一金属线121包括多个间隔设置的第一金属段1211、1212、1213，所述第二金属线123包括多个间隔设置的第二金属段1231、1232，所述第一金属段1211、1212、1213与所述第二金属段1231、1232相错设置。每个所述第一金属段121的两端分别通过一个所述接触结构122连接于相邻的所述第二金属段1231和第二金属段1232，以使得多个所述接触结构122构成链状接触结构，通过链状接触结构使得多个第一金属线1211、1212、1213与多个第二金属段1231、1232串联在一起，构成串联连接。
36.此外，如图1所示，所述连接焊盘140和所述测试焊盘112之间设有一个所述互连结构120，即所述连接焊盘140与其两侧的测试焊盘112之间分别设置有一个所述互连结构120，并且每个所述互连结构120的一端与所述连接焊盘140电连接，以实现通过所述连接焊盘140分别向多个所述互连结构120施加低电压(例如零电压)。
37.如图1所示，所述测试结构还包括第三金属线130，所述第三金属线130与所述多个测试焊盘组110和所述互连结构120间隔设置，且每个所述互连结构120和所述连接焊盘140均与所述第三金属线130电连接，即每个所述互连结构120通过所述第三金属线130电连接至所述连接焊盘。
38.进一步的，所述测试结构还包括一连接线150，所述连接焊盘140通过所述连接线150电连接至所述第三金属线130，所述连接线150的材质与所述第三金属线130的材质相同。
39.其中，所述第一金属线121的材质、所述第二金属线123的材质、所述第三金属线130的材质、所述测试焊盘111的材质和所述连接焊盘140的材质均相同，例如可以为金属铝，如此一来，第三金属线130、所述测试焊盘组110和所述连接焊盘140可在同一工艺中形成，节省工艺步骤。
40.在对测试结构进行测试时，可通过一个测试探针电连接所述第三金属线160，以向多个互连结构施加低电压，从而减少扎针及布线。在此，应当理解，所述低电压是指互连结构的一端所施加的电压相对互连结构的另一端所施加的电压低，所述低电压可为接地电压。
41.如图2所示，所述测试结构还包括位于所述衬底的切割道上自下而上依次层叠的第一层间介质层101、第二层间介质层102和第三层间介质层103，所述第一金属线121钳设于所述层间介质层101中。所述第二金属线123和所述多个接触结构122嵌设于所述第二层间介质层102中，所述连接焊盘140、所述第三金属线130和所述多个测试焊盘组110均嵌设于所述第三层间介质层103中。此外，所述连接线150也嵌设于所述第三层间介质层103中。所述多个接触结构122贯穿部分厚度的所述第二层间介质层101并与所述第一金属线121对准，以实现与所述第一金属线121的电连接。如图1所示，所述间隔开口110a对准所述第三层间介质层103，即所述间隔开口110a暴露出部分所述第三层间介质层103。
42.本实施例中，所述第一层间介质层101的材质、所述第二层间介质层的材质102的材质和所述第三层间介质层103的材质可以为二氧化硅。在其他实施例中，所述第一层间介质层101的材质、所述第二层间介质层的材质102的材质和所述第三层间介质层103的材质可为氟硅玻璃(fsg)。由于测试焊盘111、112的间隔开口110a对准所述第三层间介质层103，因此，当测试探针发生滑动时，可滑动至间隔开口110a暴露出的第三层间介质层103的表面。由于所述层间介质层101的材质为氧化硅，因此可以绝缘，避免测试探针与邻近的第三金属线130发生短接，从而避免邻近的测试焊盘之间发生短路。
43.在本发明提供的测试结构中，所述测试结构包括间隔排布的多个测试焊盘组，所述多个测试焊盘组位于衬底的切割道上，每个所述测试焊盘组包括间隔设置的两个测试焊盘，每个所述测试焊盘中具有一间隔开口，所述间隔开口在厚度方向上贯穿所述测试焊盘，由于所述测试焊盘中具有一间隔开口，当与所述测试焊盘接触的测试探针在所述测试焊盘表面发生滑动时，所述间隔开口可以阻挡所述测试探针的滑动，由此避免测试探针滑动至邻近的金属线，从而避免邻近的测试焊盘之间的短接，进而解决因邻近的测试焊盘之间的短接而造成的测试数据不真实的问题。
44.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。