CN118130902A - 测试电阻的结构及方法、wat测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种测试电阻的结构及方法、WAT测试装置，应用于电阻测试技术领域，其中，第一衬垫分别连接第二衬垫和待测电阻Ra的一端；待测电阻Ra的另一端分别连接第三衬垫、第四衬垫以及二极管Rb的正极；二极管Rb的负极分别连接第五衬垫和第六衬垫；处理模块量测得到二极管Rb的阻值；处理模块量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值；处理模块将待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值减去二极管Rb的阻值，得到待测电阻Ra的阻值。本申请通过增加一个二极管以及与其匹配的版图设计进行测试，通过引入二极管及衬垫的方法得到需要测试的小电阻阻值，通过此测试电路的结构及测试方法，可以提高量测小电阻阻值的准确性。

Description

测试电阻的结构及方法、WAT测试装置

技术领域

本申请涉及电阻测试技术领域，具体涉及一种测试电阻的结构及方法、WAT测试装置。

背景技术

WAT(Wafer Acceptance Test，晶圆接受测试)是在晶圆产品流片结束之后和品质检验之前，测量特定测试结构的电性参数。WAT的目的是通过测试晶圆上特定测试结构的电性参数，检测每片晶圆产品的工艺情况，评估半导体制造过程的质量和稳定性，判断晶圆产品是否符合该工艺技术平台的电性规格要求。WAT数据可以作为晶圆产品交货的质量凭证，另外WAT数据还可以反映生产线的实际生产情况，通过收集和分析WAT数据可以监测生产线的情况，也可以判断生产线变化的趋势，对可能发生的情况进行预警。

在WAT测试中，由于量测机台精度限制，对于一些较小的电阻结构，例如毫欧级别的电阻，通常无法精确量测。

基于此，需要一种新技术方案。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种测试电阻的结构及方法。

本说明书实施例提供以下技术方案：

本说明书实施例提供一种测试电阻的结构，包括第一衬垫、第二衬垫、第三衬垫、第四衬垫、第五衬垫、第六衬垫、待测电阻Ra、二极管Rb以及处理模块；

所述第一衬垫分别连接第二衬垫和待测电阻Ra的一端；

所述待测电阻Ra的另一端分别连接第三衬垫、第四衬垫以及二极管Rb的正极；

所述二极管Rb的负极分别连接第五衬垫以及第六衬垫；

所述处理模块量测得到二极管Rb的阻值；

所述处理模块量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值；

所述处理模块将待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值减去二极管Rb的阻值，得到待测电阻Ra的阻值。

优选的，所述处理模块通过第三衬垫加正电流，通过第四衬垫和第五衬垫量测电压，通过第六衬垫接地，量测得到二极管Rb的阻值；

所述处理模块通过第一衬垫加正电流，通过第二衬垫和第五衬垫量测电压，通过第六衬垫接地，量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值。

优选的，所述处理模块量测得到二极管Rb的阻值的计算公式为：

Rb＝(DeltaVd1A-DeltaVd2A)/(Id1-Id2)

其中，DeltaVd1A表示在第三衬垫加第一正电流Id1时，第四衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差；DeltaVd2A表示在第三衬垫加第二正电流Id2时，第四衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差。

优选的，所述处理模块量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值的计算公式为：

Ra+Rb＝(DeltaVd1B-DeltaVd2B)/(Id1-Id2)

其中，DeltaVd1B表示在第一衬垫加第一正电流Id1时，第二衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差；DeltaVd2B表示在第一衬垫加第二正电流Id2时，第二衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差。

本说明书实施例还提供一种WAT测试装置，包括测试电阻的结构。

本说明书实施例还提供一种测试电阻的方法，包括如下步骤：

结构布置步骤：将第一衬垫分别连接第二衬垫和待测电阻Ra的一端；将待测电阻Ra的另一端分别连接第三衬垫、第四衬垫以及二极管Rb的正极；将二极管Rb的负极分别连接第五衬垫以及第六衬垫；

Rb阻值量测步骤：量测得到二极管Rb的阻值；

总阻值量测步骤：量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值；

Ra阻值计算步骤：将待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值减去二极管Rb的阻值，得到待测电阻Ra的阻值。

优选的，在所述Rb阻值量测步骤中，通过第三衬垫加正电流，通过第四衬垫和第五衬垫量测电压，通过第六衬垫接地，量测得到二极管Rb的阻值。

优选的，其特征在于，在所述总阻值量测步骤中，通过第一衬垫加正电流，通过第二衬垫和第五衬垫量测电压，通过第六衬垫接地，量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值。

优选的，在所述Rb阻值量测步骤中，量测得到二极管Rb的阻值的计算公式为：

Rb＝(DeltaVd1A-DeltaVd2A)/(Id1-Id2)

其中，DeltaVd1A表示在第三衬垫加第一正电流Id1时，第四衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差；DeltaVd2A表示在第三衬垫加第二正电流Id2时，第四衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差。

优选的，在所述总阻值量测步骤中，量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值的计算公式为：

Ra+Rb＝(DeltaVd1B-DeltaVd2B)/(Id1-Id2)

其中，DeltaVd1B表示在第一衬垫加第一正电流Id1时，第二衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差；DeltaVd2B表示在第一衬垫加第二正电流Id2时，第二衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

本申请通过增加一个二极管以及与其匹配的版图设计进行测试，通过引入二极管及PAD(衬垫)的方法得到需要测试的小电阻阻值，通过此测试电路的结构及测试方法，可以提高量测小电阻阻值的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本申请中的测试结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践。

有鉴于此，申请人通过对测试电阻，以及WAT测试对进行深入研究及改进探索，发现：在WAT测试中，由于量测机台精度限制，对于一些较小的电阻结构，通常无法精确量测。

基于此，以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。

本说明书实施例提出了一种测试电阻的结构，如图1所示，包括第一衬垫、第二衬垫、第三衬垫、第四衬垫、第五衬垫、第六衬垫、待测电阻Ra、二极管Rb以及处理模块。第一衬垫分别连接第二衬垫和待测电阻Ra的一端。待测电阻Ra的另一端分别连接第三衬垫、第四衬垫以及二极管Rb的正极；二极管Rb的负极分别连接第五衬垫以及第六衬垫；处理模块量测得到二极管Rb的阻值；处理模块量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值；处理模块将待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值减去二极管Rb的阻值，得到待测电阻Ra的阻值。

一实施例中，处理模块通过第三衬垫加正电流，通过第四衬垫和第五衬垫量测电压，通过第六衬垫接地，量测得到二极管Rb的阻值；处理模块通过第一衬垫加正电流，通过第二衬垫和第五衬垫量测电压，通过第六衬垫接地，量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值。

一实施例中，处理模块量测得到二极管Rb的阻值的计算公式为：

Rb＝(DeltaVd1A-DeltaVd2A)/(Id1-Id2)

其中，DeltaVd1A表示在第三衬垫加第一正电流Id1时，第四衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差；DeltaVd2A表示在第三衬垫加第二正电流Id2时，第四衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差。Id1和Id2的数值范围通常可选择1mA～10mA的范围。

一实施例中，处理模块量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值的计算公式为：

Ra+Rb＝(DeltaVd1B-DeltaVd2B)/(Id1-Id2)

其中，DeltaVd1B表示在第一衬垫加第一正电流Id1时，第二衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差；DeltaVd2B表示在第一衬垫加第二正电流Id2时，第二衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差。

如图1所示，为本申请测试小电阻的新型测试结构。其中，Ra为待测小电阻，Rb为引入的二极管，Pad1为第一衬垫，Pad2为第二衬垫，Pad3为第三衬垫，Pad4为第四衬垫，Pad5为第五衬垫，Pad6为第六衬垫。共引入6个测试端Pad用于输入/输出电压和电流信号。本申请通过增加一个二极管以及与其匹配的版图设计进行测试，通过引入二极管及PAD(衬垫)的方法得到需要测试的小电阻阻值。

本说明书实施例还提出了一种WAT测试装置，包括上述实施例中的任一的测试电阻的结构。

本说明书实施例还提出了一种测试电阻的方法，包括如下步骤：

结构布置步骤：将第一衬垫分别连接第二衬垫和待测电阻Ra的一端；将待测电阻Ra的另一端分别连接第三衬垫、第四衬垫以及二极管Rb的正极；将二极管Rb的负极分别连接第五衬垫以及第六衬垫。

Rb阻值量测步骤：量测得到二极管Rb的阻值。

总阻值量测步骤：量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值。

Ra阻值计算步骤：将待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值减去二极管Rb的阻值，得到待测电阻Ra的阻值。

一实施例中，在Rb阻值量测步骤中，通过第三衬垫加正电流，通过第四衬垫和第五衬垫量测电压，通过第六衬垫接地，量测得到二极管Rb的阻值。

一实施例中，在总阻值量测步骤中，通过第一衬垫加正电流，通过第二衬垫和第五衬垫量测电压，通过第六衬垫接地，量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值。

一实施例中，在Rb阻值量测步骤中，量测得到二极管Rb的阻值的计算公式为：

Rb＝(DeltaVd1A-DeltaVd2A)/(Id1-Id2)

其中，DeltaVd1A表示在第三衬垫加第一正电流Id1时，第四衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差；DeltaVd2A表示在第三衬垫加第二正电流Id2时，第四衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差。

即，Pad 3加正电流，Pad 4量电压，Pad 6接地，Pad 5量电压，通过两次量测(Id1和Id2)得到公式(1)：Rb＝(DeltaVd1A-DeltaVd2A)/(Id1-Id2)；其中，DeltaVd1A为第一次量测(Id1)Pad 4量的电压与Pad 5量的电压之差；DeltaVd2A为第二次量测(Id2)Pad 4量的电压与Pad 5量的电压之差。

一实施例中，在总阻值量测步骤中，量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值的计算公式为：

Ra+Rb＝(DeltaVd1B-DeltaVd2B)/(Id1-Id2)

其中，DeltaVd1B表示在第一衬垫加第一正电流Id1时，第二衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差；DeltaVd2B表示在第一衬垫加第二正电流Id2时，第二衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差。

即，Pad 1加正电流，Pad 2量电压，Pad 6接地，Pad 5量电压，通过两次量测(Id1和Id2)得到公式(2)：Ra+Rb＝(DeltaVd1B-DeltaVd2B)/(Id1-Id2)；其中，DeltaVd1B为第一次量测(Id1)Pad 2量的电压与Pad 5量的电压之差；DeltaVd2B为第二次量测(Id2)Pad 2量的电压与Pad 5量的电压之差。

最后，将公式(2)-公式(1)得：Ra＝(DeltaVd1B-DeltaVd2B)/(Id1-Id2)-(DeltaVd1A-DeltaVd2A)/(Id1-Id2)。

经过以上步骤，小电阻Ra可以计算获得。

本说明书中，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的实施例而言，描述比较简单，相关之处参见前述实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种测试电阻的结构，其特征在于，包括第一衬垫、第二衬垫、第三衬垫、第四衬垫、第五衬垫、第六衬垫、待测电阻Ra、二极管Rb以及处理模块；

所述第一衬垫分别连接第二衬垫和待测电阻Ra的一端；

所述待测电阻Ra的另一端分别连接第三衬垫、第四衬垫以及二极管Rb的正极；

所述二极管Rb的负极分别连接第五衬垫以及第六衬垫；

所述处理模块量测得到二极管Rb的阻值；

所述处理模块量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值；

所述处理模块将待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值减去二极管Rb的阻值，得到待测电阻Ra的阻值。

2.根据权利要求1所述的测试电阻的结构，其特征在于，所述处理模块通过第三衬垫加正电流，通过第四衬垫和第五衬垫量测电压，通过第六衬垫接地，量测得到二极管Rb的阻值；

所述处理模块通过第一衬垫加正电流，通过第二衬垫和第五衬垫量测电压，通过第六衬垫接地，量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值。

3.根据权利要求2所述的测试电阻的结构，其特征在于，所述处理模块量测得到二极管Rb的阻值的计算公式为：

Rb＝(DeltaVd1A-DeltaVd2A)/(Id1-Id2)

其中，DeltaVd1A表示在第三衬垫加第一正电流Id1时，第四衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差；DeltaVd2A表示在第三衬垫加第二正电流Id2时，第四衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差。

4.根据权利要求2所述的测试电阻的结构，其特征在于，所述处理模块量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值的计算公式为：

Ra+Rb＝(DeltaVd1B-DeltaVd2B)/(Id1-Id2)

其中，DeltaVd1B表示在第一衬垫加第一正电流Id1时，第二衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差；DeltaVd2B表示在第一衬垫加第二正电流Id2时，第二衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差。

5.一种WAT测试装置，其特征在于，包括权利要求1-4任一所述的测试电阻的结构。

6.一种测试电阻的方法，其特征在于，包括如下步骤：

结构布置步骤：将第一衬垫分别连接第二衬垫和待测电阻Ra的一端；将待测电阻Ra的另一端分别连接第三衬垫、第四衬垫以及二极管Rb的正极；将二极管Rb的负极分别连接第五衬垫以及第六衬垫；

Rb阻值量测步骤：量测得到二极管Rb的阻值；

总阻值量测步骤：量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值；

Ra阻值计算步骤：将待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值减去二极管Rb的阻值，得到待测电阻Ra的阻值。

7.根据权利要求6所述的测试电阻的方法，其特征在于，在所述Rb阻值量测步骤中，通过第三衬垫加正电流，通过第四衬垫和第五衬垫量测电压，通过第六衬垫接地，量测得到二极管Rb的阻值。

8.根据权利要求6所述的测试电阻的方法，其特征在于，在所述总阻值量测步骤中，通过第一衬垫加正电流，通过第二衬垫和第五衬垫量测电压，通过第六衬垫接地，量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值。

9.根据权利要求7所述的测试电阻的方法，其特征在于，在所述Rb阻值量测步骤中，量测得到二极管Rb的阻值的计算公式为：

Rb＝(DeltaVd1A-DeltaVd2A)/(Id1-Id2)

其中，DeltaVd1A表示在第三衬垫加第一正电流Id1时，第四衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差；DeltaVd2A表示在第三衬垫加第二正电流Id2时，第四衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差。

10.根据权利要求8所述的测试电阻的方法，其特征在于，在所述总阻值量测步骤中，量测得到待测电阻Ra和二极管Rb的总阻值的计算公式为：

Ra+Rb＝(DeltaVd1B-DeltaVd2B)/(Id1-Id2)

其中，DeltaVd1B表示在第一衬垫加第一正电流Id1时，第二衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差；DeltaVd2B表示在第一衬垫加第二正电流Id2时，第二衬垫量测的电压与第五衬垫量测的电压之差。