专利名称：地－信号－地(gsg)测试结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体装置的测量技术，特别涉及一种用于集成电路中的RF装置性能的生产测量的地-信号-地(GSG)测试结构。
最好利用地-信号-地(GSG)构造对半导体装置进行RF和微波特征的两端口s参数测量，这典型的如
图1所示。这需要六个焊盘，这些焊盘组成2行、每行3个焊盘的矩阵。如图1所示，信号焊盘S1被设置在两个接地焊盘G1a和G1b之间，并且所有这三个焊盘通过RF探头11连接到一个端口。同样，信号焊盘S2被设置在两个接地焊盘G2a和G2b之间，并且所有这三个焊盘通过RF探头12连接到另一个端口。每个焊盘被设置在形成于金属层13之上的正方形开口中。待测装置(DUT)14被设置在两信号焊盘S1和S2之间。
如图1所示的GSG测试结构通常被设置在生产硅晶片的集成电路管芯区之间的特别放大的锯齿通道(saw lane)内，以便测量半导体产品的RF装置性能。然而，这种测试结构的最小宽度为300-400um。当锯齿通道很窄(有时小于100um)时，这就不合适了。因此，一般必须采用特别放大的锯齿通道。已经考虑几个可选择的方案来解决该问题。
一种解决方案是不将GSG测试结构放置在生产掩模测试上。然而，这样做存在着RF装置特性不能在产品上被监测的严重缺陷。也不能将RF规格强加作为晶片级验收/报废标准的一部分。并且这样做还必须处理其上带有GSG结构的特殊的非产品硅，以获得关于RF性能的趋向数据。这种硅直接损害了制造厂的生产量和获利能力。而且这样做仅提供了趋向数据，却从不能用于指示产品硅的各单独晶片是好是坏。
另一个解决方案是利用GSG测试结构来替换掩模刻线(mask reticle)中的一个或多个产品管芯区。这允许对于生产晶片上的废品进行RF监测和屏蔽。然而，由测试结构替代的产品管芯区的数量会直接降低生产率。并且还为每个晶片给出多于所需的GSG测试结构。
另一个可替换的解决方案是采用插入式(drop-in)测试结构。在该策略中，包括有GSG结构的测试结构被与刻线上的产品分开地分组。通常，在光刻步骤中只有包含产品管芯的该组被曝光。在晶片上的某些预定位置处，测试结构的组被代为曝光，或者说用“插入式”测试结构代替产品管芯。然而，由于产品和测试组共享相同刻线上的空间，因此，通过未被曝光的一组的光必须被阻断。此外，产品区变得更小，因为其不再占据全部刻线区。这就使得掩模生成和光刻步骤变得复杂，并且降低了工厂的生产能力。此外还使测试更加复杂。
因此，需要一种更好的解决方案，以便以较低的复杂度在晶片的狭窄的锯齿通道内实施s参数GSG测量。
为实现上述目的，本发明提供一种地-信号-地(GSG)测试结构的新的配置，其包括一对信号焊盘和两对接地焊盘。特别地，所有的六个焊盘线性排列。因此，该结构的宽度可小于100um，并且该结构适于被设置在具有通常利用在生产运行中的宽度的狭窄锯齿通道中。
在参考附图阅读了本发明的优选实施例的详细描述后，本发明的以上和其它的特征及优势会更加清楚，其中图1为现有技术的GSG测试结构的配置；以及图2为根据本发明的GSG测试结构的配置。
如图2所示，根据本发明，该两端口s参数GSG测试结构的所有六个焊盘线性排列，而不是如图1所示的现有技术中的2×3矩阵构造。
特别地，该对信号焊盘S1、S2被设置在两对接地焊盘G1a、G2a和G1b、G2b之间，并且所有的六个焊盘G1a、G2a、S1、S2、G1b、G2b线性排列，如图2所示。与现有技术中的300um或更多相比，该结构的宽度可以小于100um，从而使得该结构适合被设置在狭窄的锯齿通道内，以便测试产品上的半导体装置的性能。
如图2所示，接地焊盘G1a和G1b以及信号焊盘S1通过RF探头11连接到一个端口，而接地焊盘G2a和G2b以及信号焊盘S2通过RF探头12连接到另一端口。
该对信号焊盘S1和S2被设置在上金属层13上，待测装置(DUT)14被设置在两个信号焊盘S1和S2之间。
各对接地焊盘G1a、G2a、G1b、G2b被设置在横过上金属层13下方的下金属层15上，因此通过下金属层15可以将接地路径直接贴近装置14。这具有在信号焊盘下方提供低电阻接地屏蔽的优点，从而给出更为无噪声的测量。
在一个实施例中，焊盘之间的间距约为100um，并且探头之间的间距约为200um。
虽然以上描述了本发明的优选实施例，但是应理解的是，本领域技术人员在不脱离本发明精神的前提下能够进行其它的修改、变型和改变。例如，与图1所示的正方形开口不同，接地焊盘G1a和G2a可具有共有的单一矩形焊盘开口。这也适用于接地焊盘G1b和G2b。因此，本发明的保护范围仅意欲由所附权利要求书限定。
权利要求
1.一种用于集成电路中的RF装置性能的生产测量的地-信号-地(GSG)测试结构，包括一对信号焊盘(S1，S2)和两对接地焊盘(G1a，G2a；G1b，G2b)，其中所有所述的六个焊盘(G1a，G2a，S1，S2，G1b，G2b)线性排列。
2.如权利要求1的测试结构，其中每个所述焊盘对(G1a，G2a；S1，S2；G1b，G2b)包括连接到第一RF探头(11)的第一焊盘(G1a，S1，G1b)以及连接到第二RF探头(12)的第二焊盘(G2a，S2，G2b)。
3.如权利要求2的测试结构，其中所有的所述第一RF探头(11)连接到第一端口，而所有的所述第二RF探头(12)连接到第二端口。
4.如权利要求3的测试结构，其中所述信号焊盘对(S1，S2)位于所述两对接地焊盘(G1a，G1b；G2a，G2b)之间。
5.如权利要求4的测试结构，其中所述各第一焊盘(G1a，S1，G1b)和所述各第二焊盘(G2a，S2，G2b)的位置是交替的。
6.如权利要求5的测试结构，其中待测装置(DUT)(14)位于所述信号焊盘对(S1，S2)之间。
7.如权利要求6的测试结构，其中所述信号焊盘对(S1，S2)被设置在上金属层(13)之上，并且所述两对接地焊盘(G1a，G1b；G2a，G2b)被设置在下金属层(15)之上。
8.如权利要求7的测试结构，其中所述两对接地焊盘当中的每一对(G1a，G2a；G1b，G2b)具有共有的单一焊盘开口。
9.如权利要求8的测试结构，其中焊盘间距为100um，而探头间距为200um。
10.一种GSG测试焊盘配置，其包括一对信号焊盘(S1，S2)和两对接地焊盘(G1a，G1b；G2a，G2b)，其中所有的所述焊盘(G1a，G2a，S1，S2，G1b，G2b)线性排列。
11.如权利要求10的装置，其中所有的所述焊盘(G1a，G2a，S1，S2，G1b，G2b)被设置在晶片的锯齿通道中。
12.如权利要求11的装置，其中所述信号焊盘对(S1，S2)位于所述两对接地焊盘(G1a，G1b，；G2a，G2b)之间。
13.如权利要求12的装置，其中所述各焊盘对当中的每一对(G1a，G2a；S1，S2；G1b，G2b)包括连接到第一RF探头(11)的第一焊盘(G1a，S1，G1b)以及连接到第二RF探头(12)的第二焊盘(G2a，S2，G2b)。
14.如权利要求13的装置，其中所有的所述第一RF探头(11)连接到第一端口，而所有的所述第二RF探头(12)连接到第二端口。
15.如权利要求14的装置，其中所述各第一焊盘(G1a，S1，G1b)和所述各第二焊盘(G2a，S2，G2b)的位置是交替的。
全文摘要
一种用于集成电路中的RF装置性能的生产测量的地－信号－地(GSG)测试结构，包括一对信号焊盘(S1，S2)和两对接地焊盘(G1a，G1b；G2a，G2b)。所有这六个焊盘(G1a，G2a，S1，S2，G1b，G2b)线性排列，由此该结构的宽度足够小，从而足以将该结构设置在晶片的狭窄锯齿通道内。
文档编号G01R31/28GK1886665SQ200480035506
公开日2006年12月27日 申请日期2004年11月29日 优先权日2003年12月1日
发明者D·M·斯米德 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司