测试集成电路和其中的通孔链的结构及方法技术

本发明专利技术涉及一种测试集成电路和其中的通孔链的结构及方法，其中，用于测试集成电路的示范结构包含半导体基板以及设置于该基板上方的第一及第二通孔链。所述通孔链包含实质相同的片段序列，该片段序列由各自按照第一及第二通孔排列在N个通孔区互连。该第一通孔排列包含在各通孔区的MN个第一通孔，以及该第二通孔排列包含在各通孔区的MN+KN个第二通孔。该第一通孔排列不同于该第二通孔排列以及至少一个通孔区的KN≥1。该结构包含电压感测设备，其与每个通孔链电性连接以及经配置成驱动第一恒定电流通过该第一通孔链以及驱动第二恒定电流通过该第二通孔链以测量所述通孔链之间的差分电压。

【技术实现步骤摘要】
测试集成电路和其中的通孔链的结构及方法
专利技术所属的
大体涉及用于测试集成电路的结构及方法，且更特别的是，涉及用于测试集成电路中的通孔链(viachain)的结构及方法以及改善通孔电阻测量值的准确度。
技术介绍
集成电路包含大量的个别电路组件，例如晶体管、电容器及电阻器。这些组件用导电特征连接以形成复杂的电路，例如内存装置、逻辑装置及微处理器。多个传导层形成于在半导体基板中及上的个别电路组件上方并且通常是藉由绝缘介电层来相互分离。所述传导层常常被选择性地连接或“接线＂在一起，以便允许按照所欲图案来导电。连接传导层的方法之一是通过在传导层之间的互连处形成通孔。通孔为导电材料的信道或柱塞。多个传导层之间的互连可用一列通孔(也就是，通孔链)形成。在形成通孔期间，通孔材料和与其接触的传导层之间的高接触电阻或形成于通孔内的空穴或裂缝可能会引起问题。不过，集成电路效能需要通孔具有实质均匀的电阻。因此，期望测量通孔电阻以确保恰当的集成电路效能。不过，随着现代超高密度集成电路的组件特征小型化，通孔也跟着减少尺寸而使得测量通孔电阻很困难。具体言之，典型测试工具都想方设法在微伏(μV)差分电压(differentialvoltage)的范围内准确地测量。而且，噪声及偏差水平实质是在μV范围内。同时，无法提升电流以克服测试限制，因为受测通孔通常无法携载高电流。具体言之，高电流密度导致过热及通孔毁损。结果，难以测量具有低电阻及低载流能力(currentcarryingcapacity)的通孔的电阻。因此，期望提供用于测试集成电路和其中的通孔链的改良结构及方法。此外，最好提供用以测量集成电路中的通孔链的电阻的结构及方法。此外，由以下结合附图、上述【专利技术所属的
】及
技术介绍
的详细说明及随附权利要求书可明白其它的合意特征及特性。
技术实现思路
提供用于测试集成电路及通孔链的结构及方法。在一具体实施例中，用于测试集成电路的结构包含半导体基板以及设置于该基板上方的第一及第二通孔链。所述通孔链包含实质相同的片段序列，该片段序列由各自按照第一及第二通孔排列(arrangement)在N个通孔区互连。该第一通孔排列包含在各通孔区的MN个第一通孔，以及该第二通孔排列包含在各通孔区的MN+KN个第二通孔。该第一通孔排列不同于该第二通孔排列以及至少一个通孔区的KN≥1。该结构包含电压感测设备，其与每个通孔链电性连接以及经配置成驱动第一恒定电流通过该第一通孔链以及驱动第二恒定电流通过该第二通孔链以测量所述通孔链之间的差分电压。根据另一具体实施例，提供用于测试通孔链的结构。该结构包含有N个通孔区的第一通孔链，其中，每个通孔区包含MN个通孔。该结构进一步包含有N个通孔区的第二通孔链，其中，每个通孔区包含MN+KN个通孔。在该结构中，在MN＝1时，至少两个通孔区的KN≥2；在MN＝1时，至少三个通孔区的KN≥1；或在MN＝2时，至少七个通孔区的KN≥1。再者，该结构包含电压感测设备，其与每个通孔链电性连接以及经配置成驱动第一恒定电流通过该第一通孔链以及驱动第二恒定电流通过该第二通孔链以测量该第一通孔链与该第二通孔链之间的差分电压。在另一具体实施例中，提供用于测试集成电路的方法。该方法包括：提供经设置成带有第一通孔链及第二通孔链的半导体基板。该第一通孔链包含第一片段序列，该第一片段序列按照第一通孔排列在N个通孔区互连，其中，该第一通孔排列包含各自在该第一通孔链的各通孔区及数目经选定的第一通孔。该第二通孔链包含第二片段序列，该第二片段序列按照与该第一通孔排列不同的第二通孔排列在N个通孔区互连，其中，该第二通孔排列包含各自在该第二通孔链的各通孔区及数目经选定的第二通孔。此外，该第二片段序列与该第一片段序列实质相同。该方法包括：驱动第一恒定电流通过该第一通孔链以及驱动等于该第一恒定电流的第二恒定电流通过该第二通孔链。该方法进一步包含计算该第一通孔链中的所述通孔的电阻。附图说明用下列附图描述用于测试集成电路及通孔链的结构实施例，以及使用所述结构来测试集成电路及通孔链的方法实施例，其中，类似的组件用相同的组件符号表示，且其中：图1的横截面图根据示范具体实施例图标形成于半导体基板上方的通孔链；图2的示意布局图根据示范具体实施例图标利用第一通孔链及第二通孔链来测试集成电路的结构；图3的示意布局图图标用于测试集成电路的结构的替代实施例；图4的示意布局图图标用于测试集成电路的结构的另一替代实施例；图5的示意布局图根据本文的具体实施例图标传导片段根据选定的通孔排列互连于通孔区；以及图6的示意布局图根据本文的另一具体实施例图标传导片段根据替代的通孔排列互连于通孔区。组件符号表10示范集成电路12半导体基板14通孔链20介电层21至25层30传导层片段31至36片段40通孔区41至45通孔区46测试结构48、49通孔链50通孔60电压感测设备61第一力接线62第二力接线63第一感测接线64第二感测接线70控制器71第一感测接线72第二感测接线73第三感测接线74放大器桥接器结构75第一串行76第二平行串行78第一感测接线79第二感测接线80纵向82方向84外通孔86中间通孔(或数个)88方向Z选定通孔区。具体实施方式以下详细说明本质上只是用来示范而非旨在限制本专利技术的用于测试集成电路或其中通孔链的结构及方法。此外，希望不受【专利技术所属的
】、
技术介绍
、
技术实现思路
或【具体实施方式】之中明示或暗示的理论约束。如本文所述用于测试集成电路及通孔链的结构及方法可避免当前测试装置所面对的问题。例如，当前测试技术常常无法准确地测量μV差分电压范围。为了改善测试及测量，本专利技术结构及方法是测试通孔链而不是个别的通孔。通孔链包含一序列用通孔区互连的传导片段，例如，金属层。由于横跨通孔链的电压差(voltagedifferential)高于横跨个别通孔的电压差，因此测量通孔链会更容易及更准。此外，本专利技术的结构及方法可避免在测量横跨通孔链的电压差时常遇到的测量问题。具体言之，在测量包含横跨传导片段的路径的差分电压时，寄生电阻通常是一个问题。在此，藉由测试具有实质相同传导片段序列的两个通孔链来避免与测量寄生电阻有关的问题。比较横跨这两个通孔链的差分电压时考虑到寄生电阻的消去。根据本专利技术具体实施例，在通孔链的传导片段序列实质相同时，提供具有不同通孔数的互连通孔区。具体言之，就至少一个通孔区而言，第一通孔链具有少于第二通孔链的选定通孔数。第一通孔链与第二通孔链的电压差差额可单独归因于通孔数的差异。因此，可由所述通孔链的电压差差额计算通孔的电阻。图1的示范集成电路10包含形成于半导体基板12中及/或上的半导体装置(未图标)以及形成于半导体基板12上方的通孔链14。如图标，介电层20，例如层21、22、23、24及25，均形成于半导体基板12上方。此外，传导层片段30(例如，金属片段)形成于半导体基板12上方及各个介电层20上方以形成互连结构。如图标，片段31形成于半导体基板12上方，片段32形成于介电层21上方，片段33形成于介电层22上方，片段34形成于介电层23上方，片段35形成于介电层24上方，以及片段36形成于介电层25上方。传导层片段30藉由通孔区40电性互连。具体言之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测试集成电路的结构，其包含：半导体基板；设置于该半导体基板上方的第一通孔链，其中，该第一通孔链包含第一片段序列，该第一片段序列按照第一通孔排列在N个通孔区互连，其中，该第一通孔排列包含各自在该第一通孔链的各通孔区的MN个第一通孔；设置于该半导体基板上方的第二通孔链，其中，该第二通孔链包含第二片段序列，该第二片段序列按照与该第一通孔排列不同的第二通孔排列在N个通孔区互连，其中，该第二通孔排列包含在该第二通孔链的各通孔区的MN+KN个第二通孔，其中，至少一个通孔区的KN≥1，以及其中，该第二片段序列与该第一片段序列实质相同；以及电压感测设备，其与每个通孔链电性连接以及经配置成驱动第一恒定电流通过该第一通孔链以及驱动第二恒定电流通过该第二通孔链，以测量所述通孔链之间的差分电压。

【技术特征摘要】
2013.05.02 US 13/875,9621.一种用于测试集成电路的结构，其包含：半导体基板；设置于该半导体基板上方的第一通孔链，其中，该第一通孔链包含第一片段序列，该第一片段序列按照第一通孔排列在N个通孔区互连，其中，该第一通孔排列包含各自在该第一通孔链的各通孔区的MN个第一通孔；设置于该半导体基板上方的第二通孔链，其中，该第二通孔链包含第二片段序列，该第二片段序列按照与该第一通孔排列不同的第二通孔排列在N个通孔区互连，其中，该第二通孔排列包含在该第二通孔链的各通孔区的MN+KN个第二通孔，其中，至少一个通孔区的KN≥1，以及其中，该第二片段序列与该第一片段序列实质相同；以及电压感测设备，其与每个通孔链电性连接以及经配置成驱动第一恒定电流通过该第一通孔链以及驱动第二恒定电流通过该第二通孔链，以测量所述通孔链之间的差分电压。2.根据权利要求1所述的结构，进一步包含控制器，经配置成从差分电压计算该第一通孔链中的所述通孔的电阻。3.根据权利要求1所述的结构，其中，该电压感测设备包含：第一四端子感测设备，连接至该第一通孔链以及经配置成驱动该第一恒定电流通过该第一通孔链以测量横跨该第一通孔链的第一压降，以及第二四端子感测设备，连接至该第二通孔链以及经配置成驱动该第二恒定电流通过该第二通孔链以测量横跨该第二通孔链的第二压降。4.根据权利要求1所述的结构，其中：该第二通孔链与该第一通孔链以串联方式电性连接；该第一恒定电流等于该第二恒定电流；该电压感测设备包含经配置成驱动该第二恒定电流通过该第二通孔链及该第一通孔链的第一力接线及第二力接线；该电压感测设备包含第一感测接线、第二感测接线及第三感测接线；该电压感测设备经配置成以该第一感测接线及该第二感测接线测量横跨该第二通孔链的第二压降；以及该电压感测设备经配置成以该第二感测接线及该第三感测接线测量横跨该第一通孔链的第一压降。5.根据权利要求1所述的结构，其中，该第一通孔链包含两个第一通孔链以及该第二通孔链包含两个第二通孔链，以及其中，该结构进一步包含：放大器桥接器，其包含：由所述第一通孔链及所述第二通孔链形成的由第一通孔链至第二通孔链的路径与由第二通孔链至第一通孔链的路径，其中，该电压感测设备包含：经配置成驱动恒定电流通过该放大器桥接器的第一力接线及第二力接线，以及第一感测接线及第二感测接线经配置成测量以下两者之间的差分电压：该第一通孔链至第二通孔链的路径中的该第一通孔链与该第二通孔链至第一通孔链的路径中的该第二通孔链。6.根据权利要求1所述的结构，其中：该第一通孔链与该第二通孔链各自沿着纵向延伸；以及各通孔区中的所述通孔排列成为与该纵向实质垂直的线性布局。7.根据权利要求1所述的结构，其中：该第一通孔链与该第二通孔链各自沿着纵向延伸；该第一通孔链中的选定通孔区Z包含两个通孔以及该第二通孔链中的对应选定通孔区Z包含三个通孔；该第一通孔链的该选定通孔区Z的该两个通孔排列成为与该纵向实质垂直的第一线性布局；以及该第二通孔链的该选定通孔区Z的两个外通孔排列成为与该第一线性布局等效的第二线性布局，以及第三通孔位在该两个外通孔之间。8.根据权利要求1所述的结构，其中：该第一通孔链与该第二通孔链各自沿着纵向延伸；以及各通孔区中的所述通孔排列成为与该纵向实质平行或重合的线性布局。9.根据权利要求1所述的结构，其中：该第一通孔链与该第二通孔链各自沿着纵向延伸；该第一通孔链中的选定通孔区Z包含两个通孔以及该第二通孔链中的对应选定通孔区Z包含三个通孔；以及该第一通孔链的该选定通孔区Z的该两个通孔排列成为与该纵向实质平行或重合的第一线性布局；以及该第二通孔链的该选定通孔区Z的两个外通孔排列成为与该第一线性布局等效的第二线性布局，以及第三通孔位在该两个外通孔之间。10.一种用于测试通孔链的结构，其包含：具有N个通孔区的第一通孔链，其中，每个通孔区包含MN个通孔；具有N个通孔区的第二通孔链，其中，每个通孔区包含MN+KN个通孔，以及其中：在MN＝1时，至少两个通孔区的KN≥2；在MN＝1时，至少三个通孔区的KN≥1...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·M·塞萨尔，
申请(专利权)人：格罗方德半导体公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY