[发明专利]半导体测试结构及测试方法

权利要求书

1.一种半导体测试结构，用于测量金属层之间金属通孔的斜度，其特征在于，包括第一半导体测试单元和第二半导体测试单元，所述第一半导体测试单元和所述第二半导体测试单元均包括至少两个测试模块；每个所述测试模块均包括第一测试金属层、第二测试金属层及垂直设置在所述第一测试金属层和所述第二测试金属层之间的金属通孔；其中，所述第一半导体测试单元的各测试模块中所述第二测试金属层相对于所述金属通孔在第一方向上具有不同的偏移量，所述第一测试金属层相对于所述金属通孔的位置固定不变，所述第一半导体测试单元中，至少包括一个所述第二测试金属层与所述金属通孔恰好分离的测试模块，及一个所述第二测试金属层完全覆盖所述金属通孔并与所述金属通孔相切的测试模块；所述第二半导体测试单元的各测试模块中所述第一测试金属层相对于所述金属通孔在第二方向上具有不同的偏移量，所述第二测试金属层相对于所述金属通孔的位置固定不变，所述第二半导体测试单元中，至少包括一个所述第一测试金属层与所述金属通孔恰好分离的测试模块，及一个所述第一测试金属层完全覆盖所述金属通孔并与所述金属通孔相切的测试模块。

2.如权利要求1所述的半导体测试结构，其特征在于，所述金属通孔与所述第一测试金属层接触的一面为第一接触面，所述金属通孔与第二测试金属层接触的一面为第二接触面；所述第一半导体测试单元的测试模块中所述第一测试金属层完全覆盖、部分覆盖所述第一接触面或与所述第一接触面分离；所述第二半导体测试单元的测试模块中所述第二测试金属层完全覆盖、部分覆盖所述第二接触面或与所述第二接触面分离。

3.如权利要求1所述的半导体测试结构，其特征在于，所述第一半导体测试单元中，第i-1个测试模块与第i个测试模块的第二测试金属层相对于所述金属通孔在第一方向上的偏移量之差，等于第i个测试模块与第i+1个测试模块的所述第二测试金属层相对于所述金属通孔在第一方向上的偏移量之差；所述第二半导体测试单元中，第j-1个测试模块与第j个测试模块的第一测试金属层相对于所述金属通孔在第二方向上的偏移量之差，等于第j个测试模块与第j+1个测试模块的所述第一测试金属层相对于所述金属通孔在第二方向上的偏移量之差，其中，i≥2，j≥2。

4.如权利要求2所述的半导体测试结构，其特征在于，所述金属通孔沿轴向的截面为梯形，且所述第一接触面和所述第二接触面均为圆形。

5.如权利要求1所述的半导体测试结构，其特征在于，所述第一测试金属层和所述第二测试金属层相互垂直。

6.如权利要求1所述的半导体测试结构，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属通孔的中心线。

7.如权利要求1所述的半导体测试结构，其特征在于，所述第一测试金属层和所述第二测试金属层之间还包括介质层，所述介质层围绕所述金属通孔。

8.如权利要求7所述的半导体测试结构，其特征在于，所述第一测试金属层、所述第二测试金属层和所述金属通孔的材料包括铜、铜合金；所述介质层的材料包括未掺杂的硅酸盐玻璃、正硅酸四乙酯、氟掺杂的氧化硅玻璃中的至少一种。

9.一种测试方法，采用如权利要求1-8中任一项所述的半导体测试结构，用于测量金属层间的金属通孔的斜度，其特征在于，所述测试方法包括：

将第一半导体测试单元中的测试模块依次接入一测试电路，测量每个测试模块对应的电阻；

根据所述电阻及每个测试模块的第二测试金属层相对于所述金属通孔在第一方向的偏移量，获取所述金属通孔的第二接触面的特征尺寸L2；

将第二半导体测试单元中的测试模块依次接入所述测试电路，测量每个测试模块对应的电阻；

根据所述电阻及每个测试模块的第一测试金属层相对于所述金属通孔在第二方向的偏移量，获取所述金属通孔的第一接触面的特征尺寸L1；

获取所述金属通孔的深度C；以及

计算所述金属通孔的斜度K=2C/|L1-L2|。

10.如权利要求9所述的测试方法，其特征在于，采用开尔文测试法测试所述测试模块的电阻。