劃片槽內的射頻測試圖形結構的製作方法
2023-12-02 07:15:46 3
專利名稱：劃片槽內的射頻測試圖形結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體器件的射頻測試圖形的設計方法
背景技術：
請參閱圖1，在一片矽片(晶圓)10上同時製作有多個晶片(管芯)11，矽片製造過程中有一步「劃片」(分片)就是將一片矽片10分割為多個晶片11。為此，在相鄰的晶片11之間必須留有一定的距離，這 個距離就是劃片槽12 (scribe line)。在矽片製造過程中有一種類型的電學測試稱為在線參數測試(也稱矽片電學測試,wafer electrical test,WET),是對娃片上的測試圖形結構進行的電學測試。這種測試圖形結構通常放在獨立晶片之間的劃片槽內。為了有效地分析缺陷、提高產品的成品率，越來越多的射頻集成電路產品需要進行射頻器件在線(in-line)全映射(full-mapping)射頻測試監控。請參閱圖2,這是一種傳統的射頻測試圖形，包含兩部分待測的半導體射頻器件結構21和為射頻探針的放置而設計的去嵌(de-embedding)結構22。半導體射頻器件的準確的射頻參數，應為測得的射頻測試總圖形的射頻參數減去去嵌結構的射頻參數的影響。這種傳統的射頻測試圖形佔用面積較大，目前矽片上的劃片槽寬度一般要求小於80微米，圖2所示的射頻測試圖形無法滿足該結構尺寸的要求，因而無法滿足後續的在線全晶圓射頻測試監控的需求。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種劃片槽內的射頻測試圖形結構，它儘可能地減少所佔用的版圖面積以滿足劃片槽結構尺寸的要求，為後續的在線全晶圓射頻測試監
控奠定基礎。為解決上述技術問題，本發明劃片槽內的射頻測試圖形結構為五個射頻壓焊塊(RF Pad)按照「地」一「信號I」 一 「地」一「信號2」 一 「地」的順序沿著劃片槽長度方向排放在一條直線上；其中三個接地的壓焊塊由田字形的金屬布線相互連接，該田字形的金屬布線屬於矽片的第一層金屬；由三個接地的壓焊塊和田字形金屬布線所組成的接地結構、接「信號I」的壓焊塊、接「信號2」的壓焊塊三者之間由射頻器件相互連接，其金屬連線屬於矽片的最頂層金屬或通孔金屬電極。所述射頻測試圖形結構用於去嵌的「開路」結構為去除所述射頻器件，但保留原射頻器件向外連接的所有金屬布線。這樣，由三個接地的壓焊塊和田字形金屬布線所組成的接地結構、接「信號I」的壓焊塊、接「信號2」的壓焊塊三者互不連接。所述射頻測試圖形結構用於去嵌的「短路」結構為去除所述射頻器件，但保留原射頻器件向外連接的所有金屬布線，同時將原射頻器件各電極之間用金屬布線相互連通。這樣，由三個接地的壓焊塊和田字形金屬布線所組成的接地結構、接「信號I」的壓焊塊、接「信號2」的壓焊塊三者相互連接，其金屬連線屬於矽片的最頂層金屬或通孔金屬電極。
本發明劃片槽內射頻測試圖形結構可以滿足當前劃片槽寬度小於或等於80微米的結構尺寸要求，從而充分滿足在線全晶圓射頻測試監控的需求；同時還保證了對射頻信號端的良好的屏蔽，有效地減少了射頻壓焊塊對地的寄生電容，消除了襯底的寄生電阻。
圖I是矽片上劃片槽的示意圖；圖2是傳統的射頻測試圖形結構；圖3是本發明劃片槽內的射頻測試圖形結構；圖4是本發明劃片槽內的用於去嵌的「開路」射頻測試圖形結構；圖5是本發明劃片槽內的用於去嵌的「短路」射頻測試圖形結構。圖中附圖標記說明·10為娃片；11為晶片；12為劃片槽；21為待測的射頻器件；22為去嵌結構。
具體實施例方式本發明劃片槽內的射頻測試圖形結構如圖3所示五個射頻壓焊塊(RF Pad)按照「地」——「信號I 」——「地」——「信號2」——「地」的順序沿著劃片槽長度方向排放在一條直線上。壓焊塊是集成電路晶片的輸入、輸出(I/O)引線端，位於矽片的最上方一層。其中三個接地的壓焊塊由田字形的金屬布線相互連接，該田字形布線屬於矽片的第一層金屬。娃片的第一層金屬是所有金屬層中位於最下方的，在娃片製備完成後第一層金屬是埋設於矽片內部的。由三個接地的壓焊塊和田字形金屬布線所組成的接地結構、接「信號I」的壓焊塊、接「信號2」的壓焊塊三者之間由射頻器件相互連接，其金屬連線屬於矽片的最頂層金屬或通孔金屬電極。接「信號I」的壓焊塊與射頻器件之間的金屬連線屬於矽片的最頂層金屬，接「信號2」的壓焊塊與射頻器件之間的金屬連線也屬於矽片的最頂層金屬。矽片的最頂層金屬是所有金屬層中位於最上方的，僅在壓焊塊的下方。射頻器件與所述接地結構的連接方式有二 一是與任一接地的壓焊塊相連接，此時該金屬連線也屬於矽片的最頂層金屬；二是與田字形的金屬布線相連接，此時該金屬連線需要採用通孔電極，例如鎢塞。矽片的第一層金屬和最頂層金屬相隔最遠，這樣的設計不僅保證了對射頻信號端的良好屏蔽，同時有效地減少了射頻壓焊塊對地的寄生電容，消除了襯底的寄生電阻。圖3中的所有壓焊塊、射頻器件和所有連線都要在劃片槽的寬度範圍內，即長度a要小於或等於劃片槽的寬度。進一步地，在劃片槽的長度方向上，相鄰的射頻壓焊塊的中心點相距100微米。在劃片槽的寬度方向上，每個射頻壓焊塊的邊長下限為30微米，上限為劃片槽的寬度。連接兩個接信號的壓焊塊和三個接地的壓焊塊的射頻器件可以是BJT (雙極電晶體)、RFCMOS (射頻MOS電晶體)、電感、電容等，圖3中以雙極電晶體為例。該雙極電晶體的基極接「信號I」壓焊塊，集電極接「信號2」壓焊塊，發射極接任意一個「地」壓焊塊或所述田字形金屬連線的任意一點(可能需要通孔電極來連接)。
為了扣除射頻壓焊塊的並聯導納及串聯阻抗效應，常用「open-short」去嵌化(De-Embedding)技術，即分別提供一個「開路」(open)和「短路」(short)的射頻測試圖形結構。請參閱圖4，這是本發明用於去嵌的「開路」射頻測試圖形。與圖3相比的區別是只從圖3中去除射頻器件，但保留原射頻器件向外連接的所有金屬布線。這樣，該「開路」射頻測試圖形中，由三個接地的壓焊塊和田字形金屬布線所組成的接地結構、接「信號I」的壓焊塊、接「信號2」的壓焊塊三者互不連接。請參閱圖5，這是本發明用於去嵌的「短路」射頻測試圖形。與圖3相比的區別是只從圖3中去除射頻器件，但保留原射頻器件向外連接的所有金屬布線，同時將原射頻器件各電極之間用金屬布線相互連通。這樣，該「短路」射頻測試圖形中，由三個接地的壓焊塊和田字形金屬布線所組成的接地結構、接「信號I」的壓焊塊、接「信號2」的壓焊塊三者相互連接，其金屬連線屬於矽片的最頂層金屬或通孔金屬電極。以上僅為本發明的優選實施例，並不用於限定本發明。對於本領域的技術人員來·說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種劃片槽內的射頻測試圖形結構，其特徵是，所述射頻測試圖形結構為五個射頻壓焊塊按照「地」一「信號I」 一 「地」一「信號2」 一 「地」的順序沿著劃片槽長度方向排放在一條直線上； 其中三個接地的壓焊塊由田字形的金屬布線相互連接，該田字形的金屬布線屬於矽片的第一層金屬； 由三個接地的壓焊塊和田字形金屬布線所組成的接地結構、接「信號I」的壓焊塊、接「信號2」的壓焊塊三者之間由射頻器件相互連接，其金屬連線屬於矽片的最頂層金屬或通孔金屬電極。
2.根據權利要求I所述的劃片槽內的射頻測試圖形結構，其特徵是，在劃片槽的長度方向上，相鄰的射頻壓焊塊的中心點相距100微米。
3.根據權利要求I所述的劃片槽內的射頻測試圖形結構，其特徵是，在劃片槽的寬度方向上，每個射頻壓焊塊的邊長下限為30微米，上限為劃片槽的寬度。
4.根據權利要求I所述的劃片槽內的射頻測試圖形結構，其特徵是，所述射頻器件包括雙極電晶體、射頻MOS電晶體、電感、電容。
5.根據權利要求I所述的劃片槽內的射頻測試圖形結構，其特徵是，所述射頻測試圖形結構用於去嵌的「開路」結構為去除所述射頻器件，但保留原射頻器件向外連接的所有金屬布線。
6.根據權利要求5所述的劃片槽內的射頻測試圖形結構，其特徵是，所述「開路」結構中，由三個接地的壓焊塊和田字形金屬布線所組成的接地結構、接「信號I」的壓焊塊、接「信號2」的壓焊塊三者互不連接。
7.根據權利要求I所述的劃片槽內的射頻測試圖形結構，其特徵是，所述射頻測試圖形結構用於去嵌的「短路」結構為去除所述射頻器件，但保留原射頻器件向外連接的所有金屬布線，同時將原射頻器件各電極之間用金屬布線相互連通。
8.根據權利要求7所述的劃片槽內的射頻測試圖形結構，其特徵是，所述「短路」結構中，由三個接地的壓焊塊和田字形金屬布線所組成的接地結構、接「信號I」的壓焊塊、接「信號2」的壓焊塊三者相互連接，其金屬連線屬於矽片的最頂層金屬或通孔金屬電極。
9.根據權利要求I所述的劃片槽內的射頻測試圖形結構，其特徵是，所有壓焊塊、射頻器件和所有連線都在劃片槽的寬度範圍內。
全文摘要
本發明公開了一種劃片槽內的射頻測試圖形結構，五個射頻壓焊塊按照「地」—「信號1」—「地」—「信號2」—「地」的順序沿著劃片槽長度方向排放在一條直線上；其中三個接地的壓焊塊由田字形的金屬布線相互連接，該田字形的金屬布線屬於矽片的第一層金屬；由三個接地的壓焊塊和田字形金屬布線所組成的接地結構、接「信號1」的壓焊塊、接「信號2」的壓焊塊三者之間由射頻器件相互連接，其金屬連線屬於矽片的最頂層金屬或通孔金屬電極。本發明還公開了與之對應的用於去嵌的「開路」和「短路」射頻測試圖形結構。本發明不僅能充分兼容劃片槽的結構尺寸要求，而且能滿足在線全晶圓射頻測試監控的需求。
文檔編號H01L23/544GK102903700SQ201110213029
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月28日 優先權日2011年7月28日
發明者周天舒 申請人:上海華虹Nec電子有限公司