CN117352419A - 互连阻抗在线监控方法及*** - Google Patents

互连阻抗在线监控方法及*** Download PDF

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CN117352419A CN202210753797.7A CN202210753797A CN117352419A CN 117352419 A CN117352419 A CN 117352419A CN 202210753797 A CN202210753797 A CN 202210753797A CN 117352419 A CN117352419 A CN 117352419A
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孙钮一
杨丹
梅娜
孙拓北
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Abstract

本发明实施例提供了一种互连阻抗在线监控方法及***，通过根据时域反射仪TDR设备采集的互连阻抗的不同时刻的反射系数ρ确定互连阻抗中特征阻抗的分布，连续采集反射系数ρ，根据反射系数ρ的异常值判断互连阻抗的异常位置，从而解决了相关技术中无法对封装体中微互连阻抗分布及与之相关联的工艺变异定位的问题，达到了在线监控封装体中微互连阻抗分布及异常情况的效果。

Description

互连阻抗在线监控方法及***
技术领域
本发明实施例涉及电子测量领域，具体而言，涉及一种互连阻抗在线监控方法及***。
背景技术
快速有效地实现微米尺度甚至纳米尺度上封装互连结构的精确阻抗测量，对于半导体制造行业至关重要。现今已有多种技术方案被开发出，并在封装互连工艺实施监控和相关封装及板级可靠性等领域投入使用。目前，四端法测试方案仍是行业获取加工材料电学参数和微纳结构设计阻抗的首选。但是，由于该方案本质上是基于宏观尺度下欧姆定律进行的物理平均，所以无法对封装体中微互连的阻抗分布及与之相关联的工艺变异定位提供更多有效信息，而恰是此类信息对封装制造中工艺在线监控和可靠性实验中失效位置的快速定位，尤为重要。
发明内容
本发明实施例提供了一种互连阻抗在线监控方法及***，以至少解决相关技术中无法对封装体中微互连阻抗分布及与之相关联的工艺变异定位的问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种互连阻抗在线监控方法，包括：根据时域反射仪TDR设备采集的互连阻抗的不同时刻的反射系数ρ确定所述互连阻抗中特征阻抗的分布；连续采集所述反射系数ρ，根据所述反射系数ρ的异常值判断所述互连阻抗的异常位置。
在一个示例性实施例中，还包括：根据所述TDR设备采集的不同时刻的反射系数ρ和测试回路的参考阻抗ZF确定所述互连阻抗中特征阻抗的阻值:ZL＝ZF*(1+ρ)/(1-ρ)其中，ZL表示所述特征阻抗的阻值。
在一个示例性实施例中，所述互连阻抗的异常位置的异常情况包括以下至少之一：封装互连电迁移失效；待测的互连阻抗的结构发生开路；待测的互连阻抗的结构存在空洞或者工艺缺陷；待测的互连阻抗的结构中特定部件失效。
在一个示例性实施例中，在所述互连阻抗的异常位置的异常情况为待测的互连阻抗的结构存在空洞或者工艺缺陷时，根据空间位置与反射时间的映射关系，获得异常位置：
其中，εr为介电常数，c为光速，t为TDR接收到反射波的时间，即反射谱上反射系数发生阶跃的时间，L为反射点位置。
在一个示例性实施例中，还包括：采用恒定电流源为所述互连阻抗施加恒定电流，使得所述互连阻抗结构老化；根据所述TDR设备采集所述老化的互连阻抗结构的不同位置的反射系数ρ，确定不同位置互连阻抗的老化退化程度，估算或者比较特定批次或多个批次间封装产品的互连阻抗的特征寿命。
在一个示例性实施例中，所述互连阻抗包括以下至少之一：单焊点的互连阻抗测试结构；菊花链的互连阻抗测试结构。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种互连阻抗在线监控***，包括：待测试模块，与时域反射仪TDR设备相连，其中，所述待测试模块包括互连阻抗结构；分布监控模块，用于根据所述TDR设备采集的不同时刻的反射系数ρ确定所述互连阻抗结构中特征阻抗的分布；异常监控模块，用于连续采集所述反射系数ρ，根据所述反射系数ρ的异常值判断所述互连阻抗结构的异常位置。
在一个示例性实施例中，还包括：阻值计算模块，用于根据所述TDR设备采集的不同时刻的反射系数ρ和测试回路的参考阻抗ZF确定所述互连阻抗结构中特征阻抗的阻值:ZL＝ZF*(1+ρ)/(1-ρ)其中，ZL表示所述特征阻抗的阻值。
在一个示例性实施例中，还包括：恒定电流源模块，与所述待测试模块相连，用于为所述待测试模块施加恒定电流使得所述互连阻抗结构老化；寿命估算模块，用于根据所述TDR设备采集所述老化的互连阻抗结构的不同位置的反射系数ρ确定不同位置互连阻抗的老化退化程度，估算或者比较特定批次或多个批次间封装产品的互连阻抗结构的特征寿命。
在一个示例性实施例中，还包括：开关模块，用于实现所述待测试模块与所述TDR设备的连接或者所述待测试模块与恒定电流源模块的连接。
在一个示例性实施例中，还包括：控制模块，用于提供指令流和数据流的I/O接口，控制所述待测试模块，所述分布监控模块，所述异常监控模块，所述阻值计算模块，所述恒定电流源模块，所述寿命估算模块和所述开关模块的通讯及功能切换。
在本发明的上述实施例中，通过根据时域反射仪TDR设备采集的互连阻抗的不同时刻的反射系数ρ确定互连阻抗中特征阻抗的分布，连续采集反射系数ρ，根据反射系数ρ的异常值判断互连阻抗的异常位置，从而解决了相关技术中无法对封装体中微互连阻抗分布及与之相关联的工艺变异定位的问题，达到了在线监控封装体中微互连阻抗分布及异常情况的效果。
附图说明
图1是根据本发明实施例的互连阻抗在线监控的统架构图；
图2是根据本发明实施例的互连阻抗在线监控方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的互连阻抗在线监控方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的互连阻抗在线监控***结构示意图；
图5是根据本发明实施例的互连阻抗在线监控***结构示意图；
图6是根据本发明实施例的互连阻抗在线监控***结构示意图；
图7是根据本发明实施例的互连阻抗在线监控***结构示意图；
图8是根据本发明实施例的互连阻抗在线监控***结构示意图；
图9是根据本发明场景实施例互连阻抗在线监控***架构图；
图10是根据本发明场景实施例互连阻抗在线监控流程图；
图11是根据本发明场景实施例互连阻抗在线监控的可靠性实验流程时序配合示意图；
图12是根据本发明场景实施例的互连阻抗结构老化-测试迭代阶段时序示意图；
图13是根据本发明场景实施例的单焊点互连测试结构示意图；
图14是根据本发明场景实施例的菊花链互连测试结构示意图；
图15是根据本发明场景实施例的单焊点互连测试结构与TDR设备互联示意图；
图16是根据本发明场景实施例的单焊点互连测试结构的TDR的时域反射谱示意图；
图17是根据本发明场景实施例的老化测试时间与反射系数变化关系示意图；
图18是根据本发明场景实施例的特征阻抗老化试验失效示意图；
图19是根据本发明场景实施例的互连阻抗空洞或工艺缺陷与反射频率对应关系示意图；
图20是根据本发明场景实施例的菊花链互连测试结构与反射率对应关系示意图；
图21是根据本发明场景实施例的互连阻抗结构失效位置与反射率对应关系示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的实施例。
本申请实施例可以运行于图1所示的***架构上，如图1所示，该***架构包括：控制***、开关电路、时域反射仪TDR设备、电流源和老化实验环境五个主要子***。其中，控制***可以包含控制电路和终端，为整个测试***提供指令流和数据流的I/O接口，实现了对其他四个子***的通讯控制和指令分发。开关电路实现了对测试样品施加电流老化和阻抗量测间的功能切换。电流源和老化实验环境则分别为测试样品提供老化实验中所需的电流应力和环境应力。其中，老化实验环境可以搭配测试板，为测试样品提供必要的物理支撑和信号传输通道。TDR设备为测试样品阻抗量测的核心部件，用于测量测试样品的反射系数等，其内部一般包括阶跃信号发生器、采样电路、示波器三部分。
本领域的普通技术人员应该知道，上述***架构只是本发明的一种实现方式，其中，可以将TDR设备与其他具有相似功能的模块、单元或者装置相连接，以实现上述***架构的整体功能。
在本实施例中提供了一种运行于上述***架构的互连阻抗在线监控方法，图2是根据本发明实施例的互连阻抗在线监控方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S202，根据时域反射仪TDR设备采集的互连阻抗的不同时刻的反射系数ρ，确定互连阻抗中特征阻抗的分布；
步骤S204，连续采集反射系数ρ，根据反射系数ρ的异常值判断互连阻抗的异常位置。
通过上述步骤，通过根据时域反射仪TDR设备采集的互连阻抗的不同时刻的反射系数ρ，确定互连阻抗中特征阻抗的分布，连续采集反射系数ρ，根据反射系数ρ的异常值判断互连阻抗的异常位置，从而解决了相关技术中无法对封装体中微互连阻抗分布及与之相关联的工艺变异定位的问题，达到了在线监控封装体中微互连阻抗分布及异常情况的效果。
其中，步骤S202和步骤S204中测量反射系数的执行顺序是可以互换的，即可以先执行步骤S204，然后再执行S202。
在一个示例性实施例中，还包括：根据TDR设备采集的不同时刻的反射系数ρ和测试回路的参考阻抗ZF确定互连阻抗中特征阻抗的阻值:
ZL＝ZF*(1+ρ)/(1-ρ)
其中，ZL表示所述特征阻抗的阻值。
在一个示例性实施例中，互连阻抗的异常位置的异常情况可以包括以下至少之一：封装互连电迁移失效；待测的互连阻抗的结构发生开路；待测的互连阻抗的结构存在空洞或者工艺缺陷；待测的互连阻抗的结构中特定部件失效。
在一个示例性实施例中，在互连阻抗的异常位置的异常情况为待测的互连阻抗的结构存在空洞或者工艺缺陷时，根据空间位置与反射时间的映射关系，获得异常位置：
其中，εr为介电常数，c为光速，t为TDR接收到反射波的时间，即反射谱上反射系数发生阶跃的时间，L为反射点位置。
在一个示例性实施例中，图3是根据本发明实施例的互连阻抗在线监控方法的流程图，如图3所示，该流程包括：
步骤S302，采用恒定电流源为互连阻抗施加恒定电流，使得互连阻抗结构老化；
步骤S304，根据TDR设备采集老化的互连阻抗结构的不同位置的反射系数ρ，确定不同位置互连阻抗的老化退化程度，估算或者比较特定批次或多个批次间封装产品的互连阻抗的特征寿命。
通过上述步骤，可以模拟互连阻抗结构老化所需的环境，使得互连阻抗结构老化，这样再将老化的互连阻抗节后与TDR设备相连，仍然可以监控老化的互连阻抗结构中的特征阻抗的分布情况和老化情况。另外，通过将待测的互连阻抗与恒定电流源相连，使得所述互连阻抗结构老化，可以了解互连阻抗结构的使用寿命，非常方便、高效地进行可靠性实验。本领域的普通技术人员应该知道，本实施例中除了为测试的互连阻抗结构施加电流源使其老化，还可以直接替换老化的互连阻抗结构或者包含有互连阻抗结构的装置作为测试样品，只不过本发明所列举的实施例更为便捷高效而已。
在一个示例性实施例中，互连阻抗包括以下至少之一：单焊点的互连阻抗测试结构；菊花链的互连阻抗测试结构。
本领域的普通技术人员应该知道，本实施例中的待测的互连阻抗也可以是其他结构类型的互连阻抗，或者包含互连阻抗结构的装置等。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种互连阻抗在线监控***，如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以硬件来实现，但是软件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图4是根据本发明实施例的互连阻抗在线监控***结构示意图，如图4所示，该互连阻抗在线监控***40包括：待测试模块410，与时域反射仪TDR设备相连，其中，待测试模块410包括互连阻抗结构；分布监控模块420，用于根据TDR设备采集的不同时刻的反射系数ρ确定互连阻抗结构中特征阻抗的分布；异常监控模块430，用于连续采集反射系数ρ，根据反射系数ρ的异常值判断互连阻抗结构的异常位置。
通过上述互连阻抗在线监控***40可以实现对封装体中微互连阻抗分布及与之相关联的工艺变异定位。
在一个示例性实施例中，图5是根据本发明实施例的互连阻抗在线监控***结构示意图，如图5所示，该互连阻抗在线监控***50除了图4中的各个模块外，还包括：阻值计算模块510，用于根据TDR设备采集的不同时刻的反射系数ρ和测试回路的参考阻抗ZF确定互连阻抗结构中特征阻抗的阻值:ZL＝ZF*(1+ρ)/(1-ρ)其中，ZL表示所述特征阻抗的阻值。
在一个示例性实施例中，图6是根据本发明实施例的互连阻抗在线监控***结构示意图，如图6所示，该互连阻抗在线监控***60除了图5中的各个模块外，还包括：恒定电流源模块610，与待测试模块相连，用于为待测试模块施加恒定电流，使得互连阻抗结构老化；寿命估算模块620，用于根据TDR设备采集老化的互连阻抗结构的不同位置的反射系数ρ确定不同位置互连阻抗的老化退化程度，估算或者比较特定批次或多个批次间封装产品的互连阻抗结构的特征寿命。
在一个示例性实施例中，图7是根据本发明实施例的互连阻抗在线监控***结构示意图，如图7所示，该互连阻抗在线监控***70除了图6中的各个模块外，还包括：开关模块710，用于实现待测试模块410与TDR设备的连接或者待测试模块410与恒定电流源模块610的连接。
在一个示例性实施例中，图8是根据本发明实施例的互连阻抗在线监控***结构示意图，如图8所示，该互连阻抗在线监控***80除了图7中的各个模块外，还包括：控制模块810，用于提供指令流和数据流的I/O接口，控制待测试模块410，分布监控模块420，异常监控模块430，阻值计算模块510，恒定电流源模块610，寿命估算模块620和开关模块710的通讯及功能切换。
本领域的普通技术人员应该知道，互连阻抗结构可以是单焊点的互连阻抗测试结构或者菊花链的互连阻抗测试结构，本实施例中的待测的互连阻抗也可以是其他结构类型的互连阻抗，或者包含互连阻抗结构的装置等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下通过硬件是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以硬件产品的形式体现出来，当然，该***中的各个模块不是必须都存在或者都设置于一个***(装置)中，比如待测试模块可以替换为不同的测试产品，比如控制模块可以设置于计算机等其他能实现控制功能的设备上，比如恒定电流源模块可以在需要的时候选用，比如开关模块也可以由手动切换连接方式代替，本发明的上述实施例只是提供了一种优选实施方式。
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器(或者装置)中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器(或者装置)中。
本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们中的部分可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们中的部分可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们中的部分存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
为了使本领域的普通技术人员能够更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体的场景实施例进行阐述。
场景实施例一
图9是根据本发明场景实施例互连阻抗在线监控***架构图，如图9所示，将测试样品简化为一个二端口的集总电阻，开关电路简化为图中K1和K2两个开关(可以是继电器等一切形式的开关元件不等)。
图9所示的***架构可实现两个主要功能：
(a)封装互连结构的阻抗测量(监控)；
(b)封装互连结构的加速老化。
如图9所示，只需将开关电路K1和K2在端口a、a'和b、b'之间切换即可。当K1和K2切换到a和b端口，则测试样品恒定电流源相连，***处于电流应力加载模式，实现对待测互连结构的老化；当K1和K2切换到a'和b'端口，则测试样品和TDR设备相连，***处于阻抗测试模式，实现对待测互连结构的阻抗监控。
场景实施例二
图10是根据本发明场景实施例互连阻抗在线监控流程图，按任务时间先后可细分为实验启动阶段、预测试阶段、老化-测试迭代阶段和实验结束阶段四个阶段。其中，实验启动阶段为实验启动/加温阶段，可使得相关模块部件达到需要的工作温度即待机预热；预测试阶段包括TDR预热、开关电路打开、阻值测量、开关电路关闭和TDR关闭的过程，预测试阶段可以获取实验样品的初始阻抗信息；老化-测试迭代阶段包括电流源预热、开关电路打开、电流应力加载、开关电路关闭、TDR预热和阻值测量的过程，老化-测试迭代阶段可以通过开关电路的定期切换，实现了任意时长的老化应力加载和定时实验样品阻抗测试，之后会进行失效判定，如果此时互连阻抗没有失效，则继续电流应力加载，使得互连阻抗结构继续老化，直到失效判定的结果为互连阻抗失效，则进入实验结束阶段，实验结束阶段为实验结束/降温的过程，可使得相关模块部件达到正常的温度即待机关闭。
图11是根据本发明场景实施例互连阻抗在线监控的可靠性实验流程时序配合示意图。其中，预测试的目的为获取实验样品的初始阻抗信息。图12是根据本发明场景实施例的互连阻抗结构老化-测试迭代阶段时序示意图，如图12所示，通过开关电路的定期切换，可以实现任意时长的老化应力加载和定时实验样品阻抗测试。
场景实施例三
为了更好地实现上述互连阻抗在线监控方法及***，可以应用各种不同的互连结构包括金属互连线、焊点、过孔等而不局限以下提供的测试结构实施例。本发明在本场景实施例中提供了两种不同的封装互连测试结构，分别是：单焊点的互连阻抗测试结构和菊花链的互连阻抗测试结构。
图13是根据本发明实施例的单焊点互连测试结构示意图，如图13所示，基本单元结构由一个焊点(可以是硅通孔(Through-Silicon Via，TSV)、铜过孔Cu Via、球栅阵列焊球BGA ball或C4焊点等)和上下层金属导线组成。将上述单焊点互连测试结构在封装芯片上不同位置重复放置，则可以监控不同位置的由工艺引起的互连阻抗差异或老化前后的不同位置互连阻抗的退化程度。
图14是根据本发明实施例的菊花链互连测试结构示意图，如图14所示，可视为以特定单焊点互连测试结构为基本单元的重复构造。但不同于单焊点互连测试结构，将芯片上多个焊点通过上下层金属一次串接，从而在封装芯片形成一条长链，实现对芯片上不同区域的监控，减少的监控数量，不过消耗更多封装版图。
接下来分别针对上述两种测试结构对本发明的互连阻抗在线监控方法展开说明。以下测试原理也同样适用于利用本***解决方案所测量的其他互连结构。
单焊点的互连阻抗测试结构
图15是根据本发明场景实施例的单焊点互连测试结构与TDR设备互联示意图，如图15所示，首先将单焊点互连测试结构的输入/输出端分别和TDR设备连接。理想测试回路包含四个均匀且具有不同特征阻抗的互连组成部分，其中，①来源于TDR设备及测试***在内的参考阻抗ZF；单焊点结构中，包含上层金属走线的特征阻抗②、焊球特征阻抗③和上层金属走线的特征阻抗④。
TDR采集为输入的阶跃信号在测试回路上不同位置的反射信号，即时域上的不同时刻的反射系数ρ，图16是根据本发明场景实施例的单焊点互连测试结构的TDR的时域反射谱示意图，如图16所示，为典型单焊点互连测试结构的TDR的时域反射谱。由于测试回路为串联回路，所以，TDR反射谱线上的时域信息和实际互连测试结构的空间位置存在固定的映射关系。上述测试回路中四个部件(特征阻抗成分)也分别和图16的反射谱不同区段的数字标识(①②③④)对应。由于焊点和互连金属线在材料、几何尺寸上的差异将导致阻抗失配，入射信号在焊点与上下层导线的界面处发生反射，谱线对应位置的反射系数出现阶跃。这导致了反射系数曲线在时域上的起伏，也为互连空间位置分辨提供了重要标识。假设焊点的特征阻抗要小于金属导线的特征阻抗，则在反射谱的位置③会形成如图16中的凹陷。根据电磁场理论，测试结构中各部分特征阻抗ZL与反射率ρ的关系为公式(1)描述：
ZL＝ZF*(1+ρ)/(1-ρ) (1)
通过公式(1)可以进而计算出特定互连位置的阻值。
若以常见的封装互连电迁移失效为例，一般退化最严重的位置集中在焊点部件或焊点/金属互连线界面附近，则在电流/环境应力老化前后，焊点本身或焊点/金属界面易形成空洞导致相应位置的特征阻抗的变化率远高于互连测试结构中其他构件(如金属互连导线)。图16是根据本发明场景实施例的单焊点互连测试结构的TDR的时域反射谱示意图，如图17所示，随老化时间增加，反射谱中③区段的反射系数ρ将逐渐变大，如图17中t1...tn-2、tn-1时刻谱线(虚线)的演化趋势所示。若在互连测试结构中某处发生开路(极端条件)，则反射系数在发生开路的空间位置所对应时域映射点也将出现明显的阶跃(阶跃后反射系数ρ恒为1，对应图17的tn时刻谱线)。图18是根据本发明场景实施例的特征阻抗老化试验失效示意图，如图18所示，当特征阻抗超过预设的失效判定标准(如图18所示)，则判定样品在tn-1和tn间的某时刻失效。
本领域的普通技术人员应该知道，如果采集足够多失效样品的失效时间，就能获得单焊点封装互连测试结构的寿命分布，进而估算或比较特定批次或多个批次间封装产品的互连特征寿命。
由于存在反射谱的时域与测试回路的空间位置的映射关系，若在互连结构上的特定位置存在空洞或工艺缺陷导致的时域上阻抗阶跃，则通过上述映射关系在实际互连测试结构上定位到阻抗异常点的坐标位置。假设封装互连被同种材质的均匀电介质层覆盖，则由于阻抗失配引起的入射信号反射(反射谱上对应)满足公式(2)
其中，v为电磁波在介电常数为εr为的互连中传播速度，c为光速，t为TDR接收到反射波的时间，即反射谱上反射系数发生阶跃的时间。利用公式(2)，建立了上述的空间-时间映射关系。图20是根据本发明场景实施例的互连阻抗空洞或工艺缺陷与反射频率对应关系示意图，如图19所示，以图19所示为例，如果空洞或工艺缺陷(对应图中白色圆点)分别出现在焊点内部分(x2)或焊点与上下层金属互连线的界面处(x1和x3)，则将在反射谱线上t2、t1和t3出现异常的毛刺(对应尖峰)。无需借助破坏性的失效分析手段也可快速定位异常发生的大致位置。
菊花链的互连阻抗测试结构
菊花链互连测试结构可视为对某一单焊点互连测试结构单元的周期性重复，并将这些重复单元首尾串联而成。图20是根据本发明场景实施例的菊花链互连测试结构与反射率对应关系示意图，如图20所示，类似地，也存在菊花链互连测试结构上空间位置信息和TDR反射谱中时域展开间的一一对应、并具有周期性的的映射关系，表现为图示意图。以此类推，如图21所示，可以基于谱线反射率的变化来判断互连结构中特定部件的失效时间和失效分布，也可以基于相同的映射关系快速获得工艺异常或失效病灶的发生位置，其空间-时间映射关系同样满足公式(2)。
综上，本发明提出了一种互连阻抗在线监控方法及***，通过将TDR技术、配套设计互连测试结构(包括金属互连线、焊点、通孔等不同互连结构)和在线工艺/可靠性阻抗监控***的结合，实现了对封装互连结构中的阻抗分布信息的采集以及具体工艺异常位置的准确定位。本发明可应用于封装互连结构中阻抗实时、无损监控，及时发现封装制造流程的工艺变异；同时，通过连续跟踪封装体中重要部件随老化应力的阻抗退化趋势，从而预测封装互连***或部件的特征寿命。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种互连阻抗在线监控方法，其特征在于，包括：
根据时域反射仪TDR设备采集的互连阻抗的不同时刻的反射系数ρ确定所述互连阻抗中特征阻抗的分布；
连续采集所述反射系数ρ，根据所述反射系数ρ的异常值判断所述互连阻抗的异常位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述TDR设备采集的不同时刻的反射系数ρ和测试回路的参考阻抗ZF确定所述互连阻抗中特征阻抗的阻值:
ZL＝ZF*(1+ρ)/(1-ρ)
其中，ZL表示所述特征阻抗的阻值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述互连阻抗的异常位置的异常情况包括以下至少之一：
封装互连电迁移失效；
待测的互连阻抗的结构发生开路；
待测的互连阻抗的结构存在空洞或者工艺缺陷；
待测的互连阻抗的结构中特定部件失效。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述互连阻抗的异常位置的异常情况为待测的互连阻抗的结构存在空洞或者工艺缺陷时，
根据空间位置与反射时间的映射关系，获得异常位置：
其中，εr为介电常数，c为光速，t为TDR接收到反射波的时间，即反射谱上反射系数发生阶跃的时间，L为反射点位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
采用恒定电流源为所述互连阻抗施加恒定电流，使得所述互连阻抗老化；
根据所述TDR设备采集所述老化的互连阻抗结构的不同位置的反射系数ρ，确定不同位置互连阻抗的老化退化程度，估算或者比较特定批次或多个批次间封装产品的互连阻抗的特征寿命。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述互连阻抗包括以下至少之一：
单焊点的互连阻抗测试结构；
菊花链的互连阻抗测试结构。
7.一种互连阻抗在线监控***，其特征在于，包括：
待测试模块，与时域反射仪TDR设备相连，其中，所述待测试模块包括互连阻抗结构；
分布监控模块，用于根据所述TDR设备采集的不同时刻的反射系数ρ确定所述互连阻抗结构中特征阻抗的分布；
异常监控模块，用于连续采集所述反射系数ρ，根据所述反射系数ρ的异常值判断所述互连阻抗结构的异常位置。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，还包括：
阻值计算模块，用于根据所述TDR设备采集的不同时刻的反射系数ρ和测试回路的参考阻抗ZF确定所述互连阻抗结构中特征阻抗的阻值:
ZL＝ZF*(1+ρ)/(1-ρ)
其中，ZL表示所述特征阻抗的阻值。
9.根据权利要求7所述的***，其特征在于，还包括：
恒定电流源模块，与所述待测试模块相连，用于为所述待测试模块施加恒定电流使得所述互连阻抗结构老化；
寿命估算模块，用于根据所述TDR设备采集所述老化的互连阻抗结构的不同位置的反射系数ρ确定不同位置互连阻抗的老化退化程度，估算或者比较特定批次或多个批次间封装产品的互连阻抗结构的特征寿命。
10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，还包括：
开关模块，用于实现所述待测试模块与所述TDR设备的连接或者所述待测试模块与恒定电流源模块的连接。
11.根据权利要求9所述的***，其特征在于，还包括：
控制模块，用于提供指令流和数据流的I/O接口，控制所述待测试模块，所述分布监控模块，所述异常监控模块，所述阻值计算模块，所述恒定电流源模块，所述寿命估算模块和所述开关模块的通讯及功能切换。
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