[实用新型]一种检测键合准确性的测试结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体可靠性测试领域，特别是涉及一种检测键合准确性的测试结构。

背景技术

在3D IC封装技术中，晶片面对面堆叠(F2F Stacking)、2.5D硅中介层(Interposer)等，都会涉及到硅片与硅片的键合技术，键合技术是进行半导体器件封装的基本工艺之一，而目前常用的是铜-铜的低温热压键合方式。在晶圆键合技术发展过程中，晶圆键合质量是评价晶圆键合技术优劣的关键问题，而键合准确性是晶圆键合质量中非常重要的一环。键合准确性的高低将严重影响半导体器件的灵敏度和工作性能。目前的键合准确性都是利用红外的光学方法来量测得到。

在对两片晶圆进行键合时，两片晶圆上分别设有键合对准标记，当键合对准完成后两个键合对准标记形成特殊的图形，如图1所示为两片晶圆键合对准后形成十字形的键合对准标记俯视图。图2所示为该十字形的键合对准标记的侧视图，由图2可知该十字形的键合对准标记是由两片晶圆上的上下两层键合对准标记组合而成的。现有技术中利用红外光方法测量键合对准标记图形，利用显微镜等工具对其各距离进行测量，通过与标准值的对比得到偏移量，以此评价键合准确性的高低。

现有技术中检测键合准确性的方法存在以下弊端：1、现有技术中用于测量键合准确性标记图形的设备比较复杂，其中包括显微镜、螺旋游标测量目镜、CCD摄像机、图像处理器及红外光源等等，这些设备的价格比较昂贵，尤其是高倍率的显微镜。2、探测器实时采集到键合标记图像信号后会与电脑中存储的标准图像信号进行比较，如果认为相同，则自动识别成功，默认键合准确性已达到生产要求，而事实上，键合对准标记图像与标准图像相符并不能说明键合准确性达到生产要求，给键合准确性测量带来不利因素。3、由于目前晶圆的键合常采用的是铜-铜低温热压的键合方式，在键合工艺当中的热压过程中会产生金属的延展现象，如图3及图4所示。如图3所示，上下两片晶圆键合后，键合金属层铜-铜的键合面因热压产生铜的延展，铜延展断面1超出了键合面范围。如图4所示为铝-锗键合后产生的铝延展断面2，该铝-锗延展断面2还表现为不规则图形。这种量测图形形状的变化给量测工作带来了困难和比较大的误差。

因此，如何找到一种准确性高、配套设备价格低廉的检测键合准确性的方法成为了本领域的工程师亟待解决的问题之一。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种检测键合准确性的测试结构，用于解决现有技术中键合准确性检测误差大、难实现等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种检测键合准确性的测试结构，所述测试结构至少包括：

制备于第一晶圆上的两个第一金属焊盘以及制备于第二晶圆上的两个第二金属焊盘；

两个所述第二金属焊盘与两个所述第一金属焊盘分别通过所述第一晶圆和所述第二晶圆的键合实现电性连接；

两个所述第一金属焊盘的内侧边平行设置，两所述第二金属焊盘的一部分与两个所述第一金属焊盘分别重叠，另一部分分别超出两个所述第一金属焊盘的内侧边，两个所述第二金属焊盘的相邻一侧分别设有测量点。

优选地，所述第一金属焊盘的面积大于所述第二金属焊盘的面积。

优选地，所述第一金属焊盘和所述第二金属焊盘的材质为铜。

优选地，两个所述第二金属焊盘可以连接在一起，共用一个所述测量点。

优选地，所述第一金属焊盘为正方形结构。

优选地，所述第二金属焊盘为长方形结构。

优选地，所述第一金属焊盘位于上方，所述第二金属焊盘位于下方。

优选地，所述测试结构可以横向设置也可以纵向设置。

优选地，所述检测键合准确性的测试结构制备于晶圆的切割道区域内。

如上所述，本实用新型的检测键合准确性的测试结构，具有以下有益效果：

本实用新型的检测键合准确性的测试结构通过特有的特殊的结构设计，采用电阻值的相对比例来检测键合准确性，将键合准确性检测与键合质量检测结合起来，可以有效减小键合质量对键合准确性检测的影响，大大提高键合准确性检测的精确度。

附图说明

图1显示为现有技术中的检测键合准确性的标记的俯视示意图。

图2显示为现有技术中的检测键合准确性的标记在AA方向上的剖视示意图。

图3显示为现有技术中的铜-铜键合后铜延展产生的断面示意图。

图4显示为现有技术中的铝-锗键合后铝延展产生的断面示意图

图5显示为本实用新型的检测X方向上键合准确性的两段分离式测试结构示意图。