[发明专利]一种在集成电路中测量导线电阻的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体测试技术领域，具体涉及一种在集成电路中测量导线电阻的方法。

背景技术

随着技术的不断进步，集成电路制造工艺要求日益提高，在集成电路的制造过程中，需要对晶圆的各个集成电路芯片周边制造WAT（Wafer Acceptance Test，晶圆可接受测试）结构，在制造完成后再对WAT结构进行测试，如果在对WAT测试结构后，如果发现WAT结构有短路或漏电等其他失效的情况，则通过WAT结构进行失效分析以分析出现失效的原因，然后对制造工艺进行改进，从而提高生产工艺。

在半导体工艺中许多器件的重要参数和性能都与薄层电阻有关，为提高厚、薄膜集成电路和片式电阻的生产精度，需要使用设备仪器如探针台、激光调阻机对其进行测试或修调。一般所用的测量仪器或设备都包含连接、激励、测量和显示单元，有时还有后期数据处理单元。采用不同的测量方法和不同的连接方式引入的测量误差不同，得到的测量精度也不同。通常开关矩阵中继电器触点闭合电阻为1欧左右，FET（Field-Effct-Transister，场效应晶体管）开关打开时的电阻为十几欧，引线电阻为几百毫欧。如何根据需要减少测量误差是测试技术的关键之一。

在现有的测试技术中，方块电阻由于容易受到接触电阻的影响，所以很难特别准确的测量方块电阻的阻值，而方块电阻的阻值在集成电路工艺中是一个非常重要的参数，一般的做法是通过增加测试方块电阻的数量求平均值来减小接触电阻所造成的误差，但这样仍然造成不能满足我们对测试结果的要求，针对这个问题我们通过将Kelvin测试结构引入到方块电阻的阻值量测当中，对量测结果的准确性得到了进一步的提升。

图1为现有技术中测试结构的示意图，设W代表测试导线的宽度，L代表测试导线的长度，所以该测试导线的方块数可以表示为SQR=L/W；假设单位方块电阻值为R₀，即总的方块电阻值可以表示为Rs=R₀*SQR。在这种结构中电阻两端有两个探针接触，每个接触点既测量电阻两端的电流值，也测量了电阻两端的电压值，所以总的电阻值为R_T=V/I=R_W+R_C+R，其中R_W为导线的电阻值，R_C为接触电阻值，R为实际要测的电阻，显然这样量测出来的电阻值要比实际值偏大一些，所以后来通过增加量测的方块数SQR，如图2所示，通过多次测量后取平均值，这样可以减小量测所造成的误差，但是由于每次测量都还是包括导线的电阻值R_W和接触电阻值R_C，并不能完全消除误差，进而影响了测试的精确度。

英国物理学家开尔文发明的开尔文电桥（也称为双电桥），多用于大电流小电阻的测量，进一步提高测量精度。“开尔文”连接法定义如下:在模拟量测控线路的导线连接工艺中，对于每个被测或被控点都可视为“开接点”。从任何一个“开接点”的根部分别引出两条导线,一条导线是施加大电流的明动线F线,导线的截面积要足够大；另一条是测量（取样）该“开接点”电位的检测线S线。这两条导线统称为“双连线”。被测控的“开接点″经“双连线”可远矩离连接到与之相对应的具有“双连线”的测控部件上。对于任何一个被测控对象，测童检测的取样点是两个“开接点”间的电位差，合弃明动线上的数据不用(因误差较大)，仅以检测线上的数据作为取样值,则必然提高测量精度。以此种理论为基础而产生的连接工艺方法就是“开尔文”连接法。（可参见数据通信2003年第5期刘强、徐志江的研究成果《提高测控精度的工艺方法—开尔文连接法》）

发明内容

本发明根据现有技术的不足提供了一种在集成电路中测量导线电阻的方法，通过将Kelvin测试结构引入到WAT的导线电阻测试结构中以量测块状电阻，从而减少接触电阻和导线电阻对测试准确性的影响，提高了测量的精度，进而有利于生产工艺的提高。

本发明采用的技术方案为：

一种在集成电路中测量导线电阻的方法，应用于WAT测试的测试电路中，包括需测试的所述导线和至少两组焊垫组，每个所述焊垫组至少包括两个焊垫，所述导线的一端电性连接至第一组焊垫组的每个焊垫电性上，另一端电性连接至第二组焊垫组的每个焊垫电性上，其中，包括以下步骤：

在第一组焊垫组中的任意一个焊垫和第二组焊垫组中的任意一个焊垫之间施加电压，并测得一电压值V；

然后在第一组焊垫组中的任意一个未用于施加电压的焊垫和第二组焊垫组中的任意一个未施加电压的焊垫之间进行电流测试，测得一电流值I；