[发明专利]一种检测偏移的测试结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体测试技术领域，涉及一种检测偏移的测试结构，尤其是涉及一种检测金属连接孔和金属层之间偏移的测试结构。

背景技术

目前，集成电路制造的特征尺寸越来越小，一块芯片上集成的器件数量越来越多，所需要的金属连线的层数也越来越多。在制造过程中，金属层和通孔对否对准，通孔能否完整的落在金属线上，将对芯片的性能产生直接的影响。

0.13um工艺后，后端采用铜线代替铝线，双大马士革工艺保证可上层的铜线和通孔一体成型，不存在偏移的问题。但是通孔和下层金属线之间的偏移程度就成为了后端连线好坏的关键因素。

如果通孔和金属层存在偏移，即使没有在成芯片立即失效，也会影响到芯片的可靠性。而可靠性测试往往需要较长的时间，技术人员只能定期选择样品及进行可靠性测试。另外，测试机台有时也会不稳定，造成金属层与通孔之间的偏移无法检测到，这种可靠性差的产片流入市场后，将会存在潜在的失效风险。

所以，技术人员希望能在晶圆可接受测试(Wafer Acceptance test，WAT)，这样可以既方便又准确地检测出金属层与通孔之间的偏移量，提前发现有可靠性风险的产品，提高产品品质。

在现有技术中，填有金属的通孔与被测试结构的下层铝层相互接触，并且通孔与被测结构的上层也相互接触，对准时电流最大，如果出现偏移某由于接触面积减小，相应电流也会减小，以此来检测偏移，但是由于本身金属的电阻较小，所以电流的变化不是很灵敏，而且也无法较准确的检测出金属的偏移量。

现有技术中还有一种半导体对准测试结构，包括填充有金属的通孔与被测结构的下层铝层相互接触，通孔与被测结构的上层铝层之间存在偏移。当上层铝层出现偏移并超出一定范围时，两层铝层之间即产生电流，这种结构虽然有利于检测出电流偏移量超过允许值的而且有足够的灵敏度，但是由于灵敏也导致了容易受到外界因素的影响而反馈出错误信号。

因此，提供一种改进的检测偏移的测试结构是本领域技术人员需要解决的课题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种检测偏移的测试结构，用于解决现有技术中测试结构在检测金属连接孔与金属层偏移时不灵敏或过于灵敏的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种检测偏移的测试结构，所述检测偏移的测试结构至少包括：

具有电阻结构的至少两条等距平行排列的第一金属层；

金属连接孔，形成于第一金属层的一端上；

第一焊垫，与所述第一金属层的另一端连接；

至少两条第二金属层，形成于所述金属连接孔上且与金属连接孔对准接触；所述第二金属层和金属连接孔相对于所述第一金属层存在偏移；

第二焊垫，与所述第二金属层连接。

作为本发明检测偏移的测试结构的一种优化的方案，每一条第一金属层上形成有至少一个金属连接孔。

作为本发明检测偏移的测试结构的一种优化的方案，相邻第一金属层上的所述金属连接孔间的间距大于相邻第一金属层间的间距。

作为本发明检测偏移的测试结构的一种优化的方案，越靠近两边的所述第一金属层，其与对应的金属连接孔间的接触尺寸越小。

作为本发明检测偏移的测试结构的一种优化的方案，所述接触尺寸小于或等于极限值，定义为所述第一金属层与对应的金属连接孔断开连接。

作为本发明检测偏移的测试结构的一种优化的方案，所述电阻结构为高电阻多晶硅。

作为本发明检测偏移的测试结构的一种优化的方案，所述电阻结构的阻值范围为100～10000ohm/SQ。

作为本发明检测偏移的测试结构的一种优化的方案，最外边两条第一金属层上电阻结构的电阻大于其余条第一金属层上电阻结构的电阻。

作为本发明检测偏移的测试结构的一种优化的方案，第一金属层的线宽与第二金属层的线宽相等。

作为本发明检测偏移的测试结构的一种优化的方案，所述第一金属层和第二金属层的线宽范围均为100～500nm。

作为本发明检测偏移的测试结构的一种优化的方案，所述第一焊垫为铝焊垫或铜焊垫；所述第二焊垫为铜焊垫。

作为本发明检测偏移的测试结构的一种优化的方案，所述第一金属层为铜金属；所述第二金属层为铜金属。