一種測試結構及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于半導體制造領域，涉及一種測試結構及其制作方法。
【背景技術】
[0002]一般來說，集成電路在研制、生產和使用過程中失效不可避免，隨著人們對產品質量和可靠性要求的不斷提高，失效分析工作也顯得越來越重要，通過芯片失效分析，可以幫助集成電路設計人員找到設計上的缺陷、工藝參數的不匹配或設計與操作中的不當等問題。
[0003]失效分析的意義主要表現在以下幾個方面:1)失效分析是確定芯片失效機理的必要手段；2)失效分析為有效的故障診斷提供了必要的信息；3)失效分析為設計工程師不斷改進或者修復芯片的設計，使之與設計規范更加吻合提供必要的反饋信息；4)失效分析可以評估不同測試向量的有效性，為生產測試提供必要的補充，為驗證測試流程優化提供必要的信息基礎。
[0004]失效分析主要包括以下步驟和內容:1)芯片開封:去除IC封膠，同時保持芯片功能的完整無損，保持單個單元的裸片(die),焊點(bond pads),焊線(bond wires)乃至引線框架(lead-frame)不受損傷，為下一步芯片失效分析實驗做準備。2) SEM掃描電鏡/EDX成分分析:包括材料結構分析/缺陷觀察、元素組成常規微區分析、精確測量元器件尺寸等等。3)探針測試:以微探針快捷方便地獲取IC內部電信號。鐳射切割:以微激光束切斷線路或芯片上層特定區域。4) EMMI偵測(Emiss1n Microscope，微光顯微鏡):EMMI微光顯微鏡是一種效率極高的失效分錯析工具，提供高靈敏度非破壞性的故障定位方式，可偵測和定位非常微弱的發光(可見光及近紅外光)，由此捕捉各種元件缺陷或異常所產生的漏電流可見光。5)0BIRCH應用(鐳射光束誘發阻抗值變化測試):0BIRCH常用于芯片內部高阻抗及低阻抗分析，線路漏電路徑分析。利用OBIRCH方法，可以有效地對電路中缺陷定位，如線條中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻區等，也能有效的檢測短路或漏電，是發光顯微技術的有力補充。6)LG液晶熱點偵測:利用液晶感測到IC漏電處分子排列重組，在顯微鏡下呈現出不同于其它區域的斑狀影像，找尋在實際分析中困擾設計人員的漏電區域(超過1mA之故障點)。7)定點/非定點芯片研磨:移除植于液晶驅動芯片金屬墊(Pad)上的金凸塊，保持金屬墊完好無損，以利后續分析或重新鍵合(rebonding)。8)X_Ray無損偵測:檢測IC封裝中的各種缺陷如層剝離、爆裂、空洞以及打線的完整性，PCB制程中可能存在的缺陷如對齊不良或橋接，開路、短路或不正常連接的缺陷，封裝中的錫球完整性。9) SAM(SAT)超聲波探傷可對IC封裝內部結構進行非破壞性檢測，有效檢出因水氣或熱能所造成的各種破壞如:晶元面脫層，錫球、晶元或填膠中的裂縫，封裝材料內部的氣孔，各種孔洞如晶元接合面、錫球、填膠等處的孔洞。
[0005]在ESD、G01、DG壓力(DG stress)等可靠性測試中會發生前段失效(FE0L fail),通過失效分析找到失效根源非常重要。目前的做法包括以下步驟:1)將芯片開封(如SBA樣品)，取出并清潔待分析樣品，2)將待分析樣品粘到玻璃片上，3)在待分析樣品的金屬墊上重新打線以接入電信號進行失效分析。打線(Wire Bonding)也叫壓焊、綁定、鍵合或絲焊，是指使用金屬絲(金線、鋁線等)，利用熱壓或超聲能源，完成微電子器件中固態電路內部互連接線的連接，即芯片與電路或弓丨線框架之間的連接。
[0006]但是隨著半導體工藝節點越來越小，金屬墊也變得越來越小，金屬層數更多。同時，為了獲得更高器件密度及更好的性能，DUP結構(金屬墊下方制作有電路)及低K材料也被采用。金屬層數的增多使得在失效分析中不能從芯片正面進行EMMI (微光顯微鏡偵測)/OBIRCH (鐳射光束誘發阻抗值變化測試)，背面EMMI/0BIRCH是通過電方法找到異常點的唯一方法。
[0007]在現有的測試結構中，由于金屬墊面積太小，鋁線鍵合變得困難，因為鋁線鍵合面積較大，容易破壞金屬墊周圍的器件，因此只能采用金線鍵合。但是由于開封取出芯片時金線已被拉掉，而重新打金線非常困難。由于低K材料的脆弱性，在重復打線的過程中很容易發生開裂，金屬墊下方的電路在重復打線的過程中也很容易被破壞。
[0008]因此，提供一種新的測試結構及其制作方法以避免重復打線對測試結構的破壞，提高失效分析的效率實屬必要。
【發明內容】
[0009]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種測試結構及其制作方法，用于解決現有技術中的測試結構在重復打線的過程中容易被破壞，不利于失效分析的問題。
[0010]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種測試結構的制作方法，至少包括以下步驟:
[0011]I)提供一待測試樣品，所述待測試樣品表面形成有分立設置的至少一個第一金屬墊；所述第一金屬墊下方形成有電路結構；
[0012]2)在所述待測試樣品表面的空閑區域形成分立設置的至少一個與所述第一金屬墊連接的金屬墊組件，得到測試結構。
[0013]可選地，所述金屬墊組件為與所述第一金屬墊對應的第二金屬墊；所述第二金屬墊位于所述第一金屬墊一側并通過金屬線與所述第一金屬墊連接。
[0014]可選地，于所述步驟2)中，進一步在所述第二金屬墊上鍵合金線或鋁線。
[0015]可選地，所述金屬墊組件由一對第二金屬墊組成，該一對第二金屬墊通過金屬線互相連接，且其中一個第二金屬墊與所述第一金屬墊連接。
[0016]可選地，所述金屬墊組件位于兩列第一金屬墊之間的空閑區域。
[0017]可選地，所述金屬墊組件通過鉬線與所述第一金屬墊連接。
[0018]可選地，于所述步驟2)中，進一步在另一個第二金屬墊上鍵合金線或鋁線。
[0019]本發明還提供一種測試結構，包括待測試樣品，所述待測試樣品表面形成有分立設置的至少一個第一金屬墊；所述第一金屬墊下方形成有電路結構；所述待測試樣品表面的空閑區域形成有分立設置的至少一個與所述第一金屬墊連接的金屬墊組件。
[0020]可選地，所述金屬墊組件為與所述第一金屬墊對應的第二金屬墊；所述第二金屬墊位于所述第一金屬墊一側并通過金屬線與所述第一金屬墊連接。
[0021]可選地，所述金屬墊組件由一對第二金屬墊組成，該一對第二金屬墊通過金屬線互相連接，且其中一個第二金屬墊與所述第一金屬墊連接。
[0022]如上所述，本發明的一種測試結構及其制作方法，具有以下有益效果:在測試樣品中原始金屬墊(第一金屬墊)的基礎上形成額外的金屬墊組件，其中金屬墊組件形成于測試樣品的空閑區域，不會影響測試樣品；在可靠性測試中是利用原始金屬墊進行引線鍵合或探針接觸，在失效分析階段可以利用金屬墊組件進行引線鍵合接入電信號，避免了重復鍵合引起器件破壞或引起第一金屬墊下方的器件開裂，有利于提高失效分析效率；并且由于金屬墊組件形成于測試樣品的空閑區域，即使鋁線鍵合面積較大溢出金屬墊外，也不會影響器件性能，因此既可以采用金線鍵合，也可以采用鋁線鍵合來降低成本；同時由于金屬墊組件位于空閑區域，若采用鋁線鍵合，其工藝條件可以適當放寬而不影響器件。
【附圖說明】
[0023]圖1