硅通孔测试版图、测试结构、制备方法及量测方法

摘要

本发明提供了一种硅通孔测试版图、硅通孔测试结构及其制备方法、以及硅通孔电阻的量测方法，在硅通孔测试结构中，在硅片正面设置有互呈镜像对称分布的第一硅通孔阵列和第二硅通孔阵列，在硅片背面沉积有一层金属层，利用背面的金属层作为两个硅通孔阵列之间的连通电阻，实现了只在正面施加驱动电流即可进行硅通孔电阻的量测；同时，采用等臂分流思路，利用相同的引线分别将每个硅通孔阵列中的硅通孔与相应的测试模块相连接，确保了各个支路的电流相同，从而有效规避了引线电阻的影响，提高了硅通孔电阻的量测精度，有利于后期的硅通孔的应用和开发。

权利要求

1.一种硅通孔测试版图，其特征在于，由硅通孔光刻层的版图与测试模块和引线光刻层的版图叠加形成，其中，所述硅通孔光刻层的版图包括互为镜像对称图形的第一硅通孔阵列图形和第二硅通孔阵列图形；

所述测试模块和引线光刻层的版图包括：互为镜像对称图形的第一测试模块图形和第二测试模块图形，互为镜像对称图形的若干条第一引线图形和若干条第二引线图形；所述第一测试模块图形包括第一电流施加模块图形和第一电压测试模块图形，所述第二测试模块图形包括第二电流施加模块图形和第二电压测试模块图形；其中，所述第一硅通孔阵列图形中的各个硅通孔图形与所述第一电流施加模块图形通过所述第一引线图形相连接，所述第一硅通孔阵列图形中的任意一个硅通孔图形与所述第一电压测试模块图形通过所述第一引线图形相连接；

所述第二硅通孔阵列图形中的各个硅通孔图形与所述第二电流施加模块图形通过所述第二引线图形相连接，所述第二硅通孔阵列图形中的任意一个硅通孔图形与所述第二电压测试模块图形通过所述第二引线图形相连接；

所述第一引线图形和所述第二引线图形相同；其中，利用硅通孔测试版图得到的硅通孔测试结构中，单个硅通孔的电阻为R＝NU/2I-R'/2，其中，N为第一硅通孔阵列或第二硅通孔阵列中的硅通孔的数量，I第一电流施加模块所施加的电流源的输出电流，U为第一电压测试模块的电压测试仪器测出的电压，R'为背面金属层的电阻，R为单个硅通孔的电阻。

2.根据权利要求1所述的硅通孔测试版图，其特征在于，所述硅通孔测试版图还包括接触模块图形，所述接触模块图形与所述硅通孔图形一一对应设置，所述接触模块图形的中心与所述硅通孔图形的圆心一一对准，每个所述接触模块图形用于将一个所述硅通孔图形和与之对应的所述引线图形相连接。

3.根据权利要求2所述的硅通孔测试版图，其特征在于，所述接触模块图形设置于所述测试模块和引线光刻层的版图图形中。

4.根据权利要求1所述的硅通孔测试版图，其特征在于，所述第一或第二硅通孔阵列图形为正三角形阵列图形、正方形阵列图形、菱形阵列图形、扇形阵列图形、呈中心对称的六边形阵列图形或呈等腰梯形排布的阵列图形。

5.一种采用权利要求1所述的硅通孔测试版图形成的硅通孔测试结构，其特征在于，包括：

在硅片正面具有互呈镜像对称的第一硅通孔阵列和第二硅通孔阵列；

在硅片背面具有一层金属层，用于将所述第一硅通孔阵列中和所述第二硅通孔阵列中的硅通孔以低电阻相连通；

在硅片正面还具有互呈镜像对称的第一测试模块和第二测试模块，互呈镜像对称的若干条第一引线和若干条第二引线；所述第一测试模块包括第一电流施加模块和第一电压测试模块，所述第二测试模块包括第二电流施加模块和第二电压测试模块；其中，所述第一硅通孔阵列中的各个硅通孔与所述第一电流施加模块通过所述第一引线相连接，所述第一硅通孔阵列中的任意一个硅通孔与所述第一电压测试模块通过所述第一引线相连接；

所述第二硅通孔阵列中的各个硅通孔与所述第二电流施加模块通过所述第二引线相连接，所述第二硅通孔阵列中的任意一个硅通孔与所述第二电压测试模块通过所述第二引线相连接；

所述若干条第一引线和所述若干条第二引线相同；其中，硅通孔测试结构中单个硅通孔的电阻为R＝NU/2I-R'/2，其中，N为第一硅通孔阵列或第二硅通孔阵列中的硅通孔的数量，I为第一电流施加模块所施加的电流源的输出电流，U为第一电压测试模块的电压测试仪器测出的电压，R'为背面金属层的电阻，R为单个硅通孔的电阻。

6.根据权利要求5所述的硅通孔测试结构，其特征在于，所述硅通孔测试结构还包括接触模块，所述接触模块与所述硅通孔一一对应设置，所述接触模块的中心与所述硅通孔的圆心一一对准，每个所述接触模块用于将一个所述硅通孔，和相对应的所述第一引线或所述第二引线进行连接。

7.根据权利要求5所述的硅通孔测试结构，其特征在于，所述第一或第二硅通孔阵列为正三角形阵列、正方形阵列、菱形阵列、扇形阵列、呈中心对称的六边形阵列、呈等腰梯形排布的阵列。

8.一种采用权利要求1所述的硅通孔测试版图来制备上述权利要求5所述硅通孔测试结构的方法，其特征在于，包括依次形成硅通孔光刻层、测试模块和引线光刻层、以及硅片背面金属层三个过程，其中，形成所述硅通孔光刻层的过程包括：

步骤S01：在所述硅片正面沉积一层金属扩散阻挡层；

步骤S02：在所述阻挡层的保护下，采用所述硅通孔光刻层的版图通过光刻和刻蚀工艺在硅片正面形成互呈镜像对称的所述第一硅通孔阵列和所述第二硅通孔阵列；

步骤S03：向所述第一硅通孔阵列和所述第二硅通孔阵列中依次沉积阻挡层和填充金属；

步骤S04：对所述填充的金属的顶部表面进行平坦化处理，直至所述硅片正面表面无所述金属的残留；

形成所述测试模块和引线光刻层的过程包括：

步骤S05：在所述硅片正面沉积一层介质层；

步骤S06：将所述测试模块和引线光刻层的版图与所述硅通孔光刻层的版图对准，在所述硅片正面形成所述通孔测试结构中的互呈镜像对称的所述第一测试模块和所述第二测试模块，以及互呈镜像对称的所述若干条第一引线和所述若干条第二引线；

步骤S07：对所述第一测试模块、所述第二测试模块、所述第一引线和所述第二引线进行金属互连工艺；

形成所述硅片背面金属层的过程包括：

步骤S08：对所述硅片背面进行减薄工艺，直至将所述各个硅通孔底部的金属暴露出来；

步骤S09：在所述硅片背面沉积一层金属层，所述金属层与所述第一硅通孔阵列中和所述第二硅阵列中的各个硅通孔相接触，从而形成所述硅通孔测试结构；其中，硅通孔测试结构中单个硅通孔的电阻为R＝NU/2I-R'/2，其中，N为第一硅通孔阵列或第二硅通孔阵列中的硅通孔的数量，I为第一电流施加模块所施加的电流源的输出电流，U为第一电压测试模块的电压测试仪器测出的电压，R'为背面金属层的电阻，R为单个硅通孔的电阻；其中，将所述的第一电流施加模块和所述的第二电流施加模块与电流源相连接，将所述的第一电压测试模块和所述的第二电压测试模块与电压测试仪器相连接。

9.根据权利要求8所述的硅通孔测试结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S06，包括：采用所述测试模块和引线光刻层的版图，与所述硅通孔光刻层的版图对准，经光刻和刻蚀工艺，在所述硅片正面上，且在所述硅通孔的顶部表面形成接触模块，所述接触模块的中心与所述硅通孔的顶部表面的圆心相对准，在所述硅片正面形成所述第一测试模块和所述第二测试模块，以及与所述接触模块相连接的所述若干条第一引线和所述若干条第二引线；然后，进行所述的金属互连工艺。

说明书

硅通孔测试版图、测试结构、制备方法及量测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种硅通孔测试版图、硅通孔测试结构、硅通孔测试结构的制备方法、以及硅通孔电阻的量测方法。

背景技术

[0002] 随着集成电路制造技术进入28nm及以下技术代，传统的平面结构已达到物理极限，新材料和新技术的引入带来巨额的研发费用和应用费用，业界普遍开始采用三维技术。一方面，集成电路制造业领军者们开始将FINFET三维结构应用到MOS管，半导体沟道类似一条山脉，栅极均匀覆盖在“山脉”上，以此显著增加栅极对沟道的控制能力，有效提高迁移率，降低阈值电压，提高器件性能。另一方面，芯片制造厂商和封装厂商都在致力于三维互连技术开发，三维互连在成本可控范围内可实现下一、两个技术代的集成密度，从经济学定律继续遵循摩尔定律来保持技术先进性。

[0003] 硅通孔TSV技术是三维互连技术的核心之一，即在硅片表面刻蚀出深孔，然后填充介质和金属，再通过硅通孔直接从硅片背面与另一枚硅片进行互连，显著缩短金属连线的长度、降低RC延迟，同时还可以减小芯片封装尺寸。硅通孔技术的标准工艺流程为硅通孔的干法刻蚀、湿法清洗、介质层沉积、阻挡层沉积、籽晶层沉积、铜电镀、化学机械抛光。由于集成密度要求，硅通孔技术的孔径一般在5～50um，深度在50～300um。因此，硅通孔技术的深宽比可达到10:1以上。

[0004] 在进行硅通孔刻蚀后，需要对硅通孔的电阻进行测量，以便后期的硅通孔的应用开发。然而，由于硅通孔的尺寸较大，硅通孔的电阻一般在0.001～0.05欧姆，这与铜互连后道工艺的引线模块电阻（一般在0.02～0.2欧姆/模块面积）接近，引线电阻的影响不可忽略。硅通孔必须分别从正面和背面进行金属连接，才能实现三维互连，但相关工艺可能引入的表面缺陷或铜氧化，以及铜和其他金属之间的欧姆接触状况，都会导致硅通孔接触电阻增加。由此可见，引线电阻和接触电阻会严重影响硅通孔电阻的量测；因此，在接触电阻不可避免的情况下，如果能够规避开引线电阻，将会有效地提高硅通孔电阻的量测精度。

发明内容

[0005] 为了克服以上问题，本发明旨在提供一种硅通孔测试版图、硅通孔测试结构、硅通孔测试结构的制备方法、以及硅通孔电阻的量测方法，从而有效规避引线电阻，提高硅通孔电阻的量测精度。

[0006] 本发明提供一种硅通孔测试版图，其由硅通孔光刻层的版图与测试模块和引线光刻层的版图叠加形成，其中，

[0007] 所述硅通孔光刻层的版图包括互为镜像对称图形的第一硅通孔阵列图形和第二硅通孔阵列图形；

[0008] 所述测试模块和引线光刻层的版图包括：互为镜像对称图形的第一测试模块图形和第二测试模块图形，互为镜像对称图形的若干条第一引线图形和若干条第二引线图形；所述第一测试模块图形包括第一电流施加模块图形和第一电压测试模块图形，所述第二测试模块图形包括第二电流施加模块图形和第二电压测试模块图形；其中，

[0009] 所述第一硅通孔阵列图形中的各个硅通孔图形与所述第一电流施加模块图形通过所述第一引线图形相连接，所述第一硅通孔阵列图形中的任意一个硅通孔图形与所述第一电压测试模块图形通过所述第一引线图形相连接；

[0010] 所述第二硅通孔阵列图形中的各个硅通孔图形与所述第二电流施加模块图形通过所述第二引线图形相连接，所述第二硅通孔阵列图形中的任意一个硅通孔图形与所述第二电压测试模块图形通过所述第二引线图形相连接；

[0011] 所述第一引线图形和所述第二引线图形相同。

[0012] 优选地，所述硅通孔测试版图还包括接触模块图形，所述接触模块图形与所述硅通孔图形一一对应设置，所述接触模块图形的中心与所述硅通孔图形的圆心一一对准，每个所述接触模块图形用于将一个所述硅通孔图形和与之对应的所述引线图形相连接。

[0013] 优选地，所述接触模块图形设置于所述测试模块和引线光刻层的版图图形中。

[0014] 优选地，所述第一或第二硅通孔阵列图形为正三角形阵列图形、正方形阵列图形、菱形阵列图形、扇形阵列图形、呈中心对称的六边形阵列图形或呈等腰梯形排布的阵列图形。

[0015] 本发明还提供一种采用上述的硅通孔测试版图形成的硅通孔测试结构，其包括：

[0016] 在硅片正面具有互呈镜像对称的第一硅通孔阵列和第二硅通孔阵列；

[0017] 在硅片背面具有一层金属层，用于将所述第一硅通孔阵列中和所述第二硅通孔阵列中的硅通孔以低电阻相连通；

[0018] 在硅片正面还具有互呈镜像对称的第一测试模块和第二测试模块，互呈镜像对称的若干条第一引线和若干条第二引线；所述第一测试模块包括第一电流施加模块和第一电压测试模块，所述第二测试模块包括第二电流施加模块和第二电压测试模块；其中，[0019] 所述第一硅通孔阵列中的各个硅通孔与所述第一电流施加模块通过所述第一引线相连接，所述第一硅通孔阵列中的任意一个硅通孔与所述第一电压测试模块通过所述第一引线相连接；

[0020] 所述第二硅通孔阵列中的各个硅通孔与所述第二电流施加模块通过所述第二引线相连接，所述第二硅通孔阵列中的任意一个硅通孔与所述第二电压测试模块通过所述第二引线相连接；

[0021] 所述若干条第一引线和所述若干条第二引线相同。

[0022] 优选地，所述硅通孔测试结构还包括接触模块，所述接触模块与所述硅通孔一一对应设置，所述接触模块的中心与所述硅通孔的圆心一一对准，每个所述接触模块用于将一个所述硅通孔，和相对应的所述第一引线或所述第二引线进行连接。

[0023] 优选地，所述第一或第二硅通孔阵列为正三角形阵列、正方形阵列、菱形阵列、扇形阵列、呈中心对称的六边形阵列、呈等腰梯形排布的阵列。8、一种采用权利要求1所述的硅通孔测试版图来制备上述权利要求5所述硅通孔测试结构的方法，其特征在于，包括依次形成硅通孔光刻层、测试模块和引线光刻层、以及硅片背面金属层三个过程，其中，[0024] 形成所述硅通孔光刻层的过程包括：

[0025] 步骤S01：在所述硅片正面沉积一层金属扩散阻挡层；

[0026] 步骤S02：在所述阻挡层的保护下，采用所述硅通孔光刻层的版图通过光刻和刻蚀工艺在硅片正面形成互呈镜像对称的所述第一硅通孔阵列和所述第二硅通孔阵列；

[0027] 步骤S03：向所述第一硅通孔阵列和所述第二硅通孔阵列中依次沉积阻挡层和填充金属；

[0028] 步骤S04：对所述填充的金属的顶部表面进行平坦化处理，直至所述硅片正面表面无所述金属的残留；

[0029] 形成所述测试模块和引线光刻层的过程包括：

[0030] 步骤S05：在所述硅片正面沉积一层介质层；

[0031] 步骤S06：将所述测试模块和引线光刻层的版图与所述硅通孔光刻层的版图对准，在所述硅片正面形成所述通孔测试结构中的互呈镜像对称的所述第一测试模块和所述第二测试模块，以及互呈镜像对称的所述若干条第一引线和所述若干条第二引线；

[0032] 步骤S07：对所述第一测试模块、所述第二测试模块、所述第一引线和所述第二引线进行金属互连工艺；

[0033] 形成所述硅片背面金属层的过程包括：

[0034] 步骤S08：对所述硅片背面进行减薄工艺，直至将所述各个硅通孔底部的金属暴露出来；

[0035] 步骤S09：在所述硅片背面沉积一层金属层，所述金属层与所述第一硅通孔阵列中和所述第二硅阵列中的各个硅通孔相接触，从而形成所述硅通孔测试结构。

[0036] 优选地，所述步骤S06，包括：采用所述测试模块和引线光刻层的版图，与所述硅通孔光刻层的版图对准，经光刻和刻蚀工艺，在所述硅片正面上，且在所述硅通孔的顶部表面形成接触模块，所述接触模块的中心与所述硅通孔的顶部表面的圆心相对准，在所述硅片正面形成所述第一测试模块和所述第二测试模块，以及与所述接触模块相连接的所述若干条第一引线和所述若干条第二引线；然后，进行所述的金属互连工艺。

[0037] 本发明还提供了一种硅通孔电阻的量测方法，其采用所述的硅通孔测试结构进行量测，具体包括以下步骤：

[0038] 步骤A01：将所述的第一电流施加模块和所述的第二电流施加模块与电流源相连接，将所述的第一电压测试模块和所述的第二电压测试模块与电压测试仪器相连接；

[0039] 步骤A02：利用公式R=NU/2I-R'/2，计算出单个硅通孔的电阻，其中，N为所述的第一硅通孔阵列或所述第二硅通孔阵列中的硅通孔的数量，I为所述电流源的输出电流，U为所述电压测试仪器测出的电压，R'为所述背面金属层的电阻，R为所述单个硅通孔的电阻。

[0040] 本发明的硅通孔测试版图、硅通孔测试结构、硅通孔测试结构的制备方法、以及硅通孔电阻的量测方法，在硅片正面设计出互为镜像对称图形的第一硅通孔阵列和第二硅通孔阵列，之所以设计呈对称的两个硅通孔阵列，是由于在电学测试条件受限的情况下，很难实现从硅片的正面和背面同时施加电压进行测量，于是，向两个互为镜像对称的硅通孔阵列中的对应的两个硅通孔施加电压，背面金属层作为导通电阻，就相当于将两个互为镜像对称的硅通孔串联，这样，只需在硅片正面施加电压即可进行硅通孔电阻的量测。

[0041] 结合模拟电路的等臂分流的设计思路，对于第一或第二硅通孔阵列，将硅通孔以一定的几何结构排布，利用相同长度和宽度的引线将硅通孔阵列中的各个硅通孔与电流施加模块相连接，由于各个硅通孔的引线相同，则各个引线电阻也相同，则通过各个支路的电流也相同；再利用引线将硅通孔阵列中的任意一个硅通孔与电压测试模块相连接，由于引线电阻相对于测试电压U的内阻很小，可以认为在引线电阻上基本没有分压，这样，测得的电压更接近硅通孔的实际电压，因此，本发明能够有效地规避引线电阻，从而提高硅通孔电阻的量测精度。

附图说明

[0042] 图1为本发明的实施例一的硅通孔测试版图图形的示意图

[0043] 图2为本发明的实施例一的硅通孔光刻层的版图图形的示意图

[0044] 图3为本发明的实施例一的测试模块和引线光刻层的版图图形的示意图[0045] 图4为本发明的实施例一的硅通孔测试结构的等效电路原理图

[0046] 图5为本发明的实施例一的硅通孔测试结构的制备方法的流程示意图

[0047] 图6为本发明的实施例二的硅通孔测试版图图形的示意图

[0048] 图7为本发明的实施例三的硅通孔测试版图图形的示意图

[0049] 图8为本发明的实施例四的硅通孔测试版图图形的示意图

具体实施方式

[0050] 为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。

[0051] 如前所述，实际测试硅通孔的时候，接触电阻和引线电阻对硅通孔的电阻量测的影响很大，如果硅通孔电阻测量的偏差很大，将会严重影响到后期对硅通孔的开发和应用。因此，需要在进行硅通孔量测的时候，能够有效地避免接触电阻的增加和规避引线电阻。本发明以此为目的，设计出了硅通孔测试结构，制备该硅通孔测试结构的版图，采用该版图来制备硅通孔测试结构方法，以及采用硅通孔测试结构进行硅通孔电阻的量测方法。本发明中，设计出的硅通孔阵列可以为正三角形阵列、正方形阵列、菱形阵列、扇形阵列、呈中心对称的六边形阵列或呈等腰梯形排布的阵列等。

[0052] 由于硅通孔的电阻和引线电阻接近，引线电阻的影响不可忽略，如果各个引线电阻不相同，将对测量结果造成影响；本发明采用了模拟电路的等臂分流设计思路，并结合开尔文电阻测试原理，用相同的引线来连接各个硅通孔和各个测试模块，这样可以保证流过各个硅通孔的电流密度相同，有效地规避了引线电阻的影响。

[0053] 同时，在硅片的背面沉积一层较厚的金属层，该金属层的电阻相对于硅通孔的电阻非常低，使得两个硅通孔阵列能够从硅片背面以非常低的电阻相互连通，这样可以保证背面电阻不会占据过大的分压，而使得硅通孔上的分压测量不准确；并且背面电阻保持一致，也确保了各个支路电流相同，从而有效规避了引线电阻的影响，并由此设计出了硅通孔阵列的几何结构图、以及测试模块和引线分布图。

[0054] 为了避免传统测试过程中，在硅片正面和背面同时施加电压很难实现的问题，本发明在硅片正面设计出互为镜像对称分布的硅通孔阵列、互为镜像对称分布的测试模块和引线，这样，就相当于把本应该从硅片背面与驱动电流接触的硅通孔底部转移至硅片正面，在保证设计规则不变的情况下，只需要在硅片正面的两个对称的硅通孔阵列上连接电流源和电压测试仪器。

[0055] 在采用本发明的硅通孔测试版图进行硅通孔测试结构的制备工艺中，采用两步光刻过程来完成硅通孔层、测试模块和引线层的制备；在此制备过程中，可以但不限于采用单或双大马士革工艺方法来进行制备，本发明对此不作任何要求。

[0056] 实施例一

[0057] 以下结合附图1-5对本发明的本实施例的硅通孔测试版图、硅通孔测试结构及其制备方法、以及硅通孔电阻的量测方法作进一步详细说明。其中，图1为本发明的实施例一的硅通孔测试版图图形的示意图，图2为本发明的实施例一的硅通孔光刻层的版图图形的示意图，图3为本发明的实施例一的测试模块和引线光刻层的版图图形的示意图，图4为本发明的实施例一的硅通孔测试结构的等效电路原理图，图5为本发明的实施例一的硅通孔测试结构的制备方法的流程示意图。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、明晰地达到辅助说明本发明实施例的目的。

[0058] 首先，结合附图1-3对本实施例的硅通孔测试版图和硅通孔测试结构作详细说明。

[0059] 请参阅附图1，本实施例中的硅通孔测试版图包括：硅通孔光刻层的版图，以及测试模块和引线光刻层的版图，将这两个版图叠加即可得到本实施例中的硅通孔测试版图。

[0060] 硅通孔光刻层的版图，请参阅图2，包括互为镜像对称图形的第一硅通孔阵列图形1和第二硅通孔阵列图形2。需要说明的是，本发明中的硅通孔光刻层的版图中，互为镜像对称图形的第一硅通孔阵列图形和第二硅通孔阵列图形可以但不限于为正三角形阵列，还可以为正方形阵列图形、菱形阵列图形、扇形阵列图形、呈中心对称的六边形阵列图形或呈等腰梯形排布的阵列图形等。本实施例中，第一硅通孔阵列图形1和第二硅通孔阵列图形2均呈正三角形阵列图形，以第一硅通孔阵列图形1为例，硅通孔V1、V2和V3呈正三角形排布，V1和V2在同一X轴方向上，不难理解，V1和V2的圆心间距是V1和V3、V2和V3在Y轴方向上的圆心间距的2倍；本发明中，硅通孔的直径可以为5-20um，可以根据不同的硅通孔尺寸来调整硅通孔之间的圆心间距；本实施例中，硅通孔的直径为5um，则V1和V2的水平方向上的圆心间距可以为20um，V1和V2的竖直方向上的圆心间距可以为0um；V1和V3、V2和V3在竖直方向上的圆心间距均为10um，在水平方向上的圆心间距也为10um。由于第二硅通孔阵列图形2与第一硅通孔阵列图形1互呈镜像对称图形，那么第二硅通孔阵列图形2的几何排布和尺寸均于第一硅通孔阵列图形1中的硅通孔图形的排布呈镜像对称，这里对第二硅通孔阵列图形2不再赘述。

[0061] 同时，第一硅通孔阵列图形1和第二硅通孔阵列图形2的间距越大，硅片背面的金属串扰就越小，但是由于版图面积的限制，两者之间的间距不可能无限大，在本实施例中，第一硅通孔阵列图形1和第二硅通孔阵列图形2的间距可以为50um，在图中为V3和V4之间的距离。

[0062] 测试模块和引线光刻层的版图，请参阅图3，包括：互为镜像对称图形的第一测试模块图形和第二测试模块图形，互为镜像对称图形的若干第一引线图形3和若干第二引线图形4；第一测试模块图形包括第一电流施加模块图形5和第一电压测试模块图形6，第二测试模块图形包括第二电流施加模块图形7和第二电压测试模块图形8；

[0063] 在本实施例中，测试模块和引线光刻层的版图中还包括接触模块图形9，接触模块图形9与硅通孔阵列图形1和2中的硅通孔图形一一对应设置，接触模块图形9的中心与这些硅通孔图形的圆心一一对准，每个接触模块图形9用于将一个硅通孔图形和与之对应的引线连接起来。本发明中，接触模块图形应覆盖住硅通孔图形，接触模块图形的尺寸则应大于硅通孔图形的尺寸，由于本实施例中硅通孔图形的直径为5um，则接触模块图形的长和宽可以均为6um。在本发明中，如果版图中无接触模块图形，所制备出的硅通孔测试结构仍然可以进行测试，本实施例中设置接触模块图形可以更有利于引线和硅通孔的接触。

[0064] 第一硅通孔阵列图形1中的各个硅通孔图形V1、V2和V3，与第一电流施加模块图形5通过第一引线图形3的引线相连接，硅通孔图形V1、V2和V3中的任意一个通过第一引线图形3的一条引线与第一电压测试模块图形6相连接；

[0065] 第二硅通孔阵列图形2中的各个硅通孔图形V4、V5和V6，与第二电流施加模块图形7通过第二引线图形4的引线相连接，硅通孔图形V4、V5和V6中的任意一个通过第二引线图形4的一条引线与第二电压测试模块图形8相连接。

[0066] 具体的，本实施例中，第一引线图形3的数目为四条，其中，三条引线分别将硅通孔图形V1、V2和V3和第一电流施加模块图形5相连接，一条引线将硅通孔图形V2与第一电压测试模块图形6连接起来；第二引线图形4的数目为四条，其中，三条引线分别将硅通孔图形V4、V5和V6和第二电流施加模块图形7相连接，一条引线将硅通孔图形V6与第二电压测试模块图形8连接起来。

[0067] 本发明中的各条引线图形均相同，在本实施例中，第一引线图形3和第二引线图形4均为相同的引线图形。这样可以确保其具有相同的电阻，从而规避了引线电阻对硅通孔电阻量测的影响。本发明中，电流施加模块可以位于硅通孔阵列的中心线上，则本实施例中，电流施加模块5和7位于正三角形阵列的中心线上；本发明中，各条引线和各个测试模块的设计规则需与铜互连工艺兼容，则引线图形宽度应小于12um，测试模块图形的尺寸应小于
100um；在本实施例中，各条引线图形的宽度为2um，各个测试模块图形的长和宽均为80um。

[0068] 需要说明的是，本发明中引线图形的条数由测试模块图形与硅通孔图形相连接的路径来确定，比如，在本实施例中，以第一硅通孔阵列图形和与之相连的第一引线图形为例，硅通孔图形V1、V2和V3各自有一条路径连通到第一电流施加模块图形，且硅通孔图形V2有一条路径到第一电压测试模块图形，这样加起来一共有4条路径，在本实施例中，则称有4条第一引线图形；因为这4条路径的长度相同且宽度也相同，所以，这4条第一引线图形的长度相同且宽度也相同。相应的，第二硅通孔阵列图形和与之相连的第二引线图形也具有相同的规则，且第一引线图形和第二引线图形相同，这里不再赘述。

[0069] 本实施例中的硅通孔测试结构，采用了上述硅通孔测试版图经光刻和刻蚀工艺制备而成，其包括：

[0070] 在硅片正面具有互呈镜像对称排布的第一硅通孔阵列和第二硅通孔阵列；各个硅通孔内填充有金属，并且该填充金属的电阻率较低以确保良好的导电性，较佳地，该填充金属可以为铜或银；考虑到生产成本，较佳地，可以选择金属铜作为填充材料。

[0071] 需要说明的是，本发明的互呈镜像对称排布的第一硅通孔阵列和第二硅通孔阵列可以但不限于为正三角形阵列，还可以为正方形阵列、菱形阵列、扇形阵列、呈中心对称的六边形阵列或呈等腰梯形排布的阵列等。本实施例中，第一硅通孔阵列和第二硅通孔阵列为正三角形阵列。以第一硅通孔阵列为例，硅通孔的直径可以为5-20um，可以根据不同的硅通孔尺寸来调整硅通孔之间的圆心间距；本实施例中，硅通孔的直径为5um，正三角形阵列的边长可以为20um，也即是三个硅通孔两两之间的圆心间距为20um。

[0072] 在硅片背面具有一层金属层，用于将第一硅通孔阵列中和第二硅通孔阵列中的第一硅通孔阵列的硅通孔和与之对应的第二硅通孔阵列的硅通孔之间以低电阻并联；该金属层沉积于硅片的背面，与第一硅通孔阵列和第二硅通孔阵列的硅通孔底部相连；该金属层的材料和厚度可以根据实际情况来选择，厚度应大于3微米，比如金属层的材料可以为银合金，厚度为5微米等，本发明对此不作限制。

[0073] 在硅片正面还具有互呈镜像对称排布的第一测试模块和第二测试模块，互呈镜像对称排布的若干条第一引线和若干条第二引线；第一测试模块包括第一电流施加模块和第一电压测试模块，第二测试模块包括第二电流施加模块和第二电压测试模块；

[0074] 第一硅通孔阵列中的各个硅通孔图形与第一电流施加模块通过第一引线相连接，第一硅通孔阵列中的任意一个硅通孔与第一电压测试模块通过第一引线相连接；

[0075] 第二硅通孔阵列中的各个硅通孔与第二电流施加模块通过第二引线相连接，第二硅通孔阵列中的任意一个硅通孔与第二电压测试模块通过第二引线相连接；

[0076] 具体的，本实施例中，第一引线为四条，其中，三条引线分别将第一硅通孔阵列中的三个硅通孔和第一电流施加模块相连接，一条引线将第一硅通孔阵列中的任意一个硅通孔与第一电压测试模块连接起来；第二引线为四条，其中，三条引线分别将第二硅通孔阵列中的三个硅通孔和第二电流施加模块相连接，一条引线将第二硅通孔阵列中的任意一个硅通孔与第二电压测试模块连接起来。

[0077] 在本实施例中，硅通孔测试结构还包括接触模块，接触模块与硅通孔阵列中的各个硅通孔图形一一对应设置，接触模块的中心与这些硅通孔的圆心一一对准，每个接触模块用于将一个硅通孔和相对应的第一引线或第二引线进行连接。本发明中，接触模块应覆盖住硅通孔，接触模块的尺寸则应大于硅通孔的尺寸，由于本实施例中硅通孔的直径为5um，则接触模块的长和宽可以均为6um。在本发明中，如果版图中无接触模块，所制备出的硅通孔测试结构仍然可以进行测试，本实施例中设置接触模块可以更有利于引线和硅通孔的接触。

[0078] 本发明中的各条引线均相同，在本实施例中，第一引线3和第二引线4均为相同的引线。这样可以确保其具有相同的电阻，从而规避了引线电阻对硅通孔电阻量测的影响。本发明中，电流施加模块可以位于硅通孔阵列的中心线上，则本实施例中，电流施加模块5和7位于正三角形阵列的中心线上；本发明中，引线和测试模块的设计规则需与铜互连工艺兼容，则引线宽度应小于12um，测试模块尺寸应小于100um；本实施例中，第一和第二引线的宽度为2um，各个测试模块的长和宽均为80um。

[0079] 以下结合附图5，对本实施例的硅通孔测试结构的制备方法作详细说明。

[0080] 本实施例中，采用上述硅通孔测试版图来制备上述硅通孔测试结构的方法，包括依次形成：硅通孔光刻层、测试模块和引线光刻层、以及硅片背面金属层三个过程，其中，[0081] 形成硅通孔光刻层的过程包括：

[0082] 步骤S01：在硅片正面沉积一层金属扩散阻挡层；

[0083] 具体的，这里的阻挡层的材料可以但不限于为氮化硅，沉积的方法可以但不限于为化学气相沉积法，还可以为溅射法等。

[0084] 步骤S02：在阻挡层的保护下，采用硅通孔光刻层的版图通过光刻和刻蚀工艺在硅片正面形成互呈镜像对称分布的第一硅通孔阵列和第二硅通孔阵列；

[0085] 具体的，本实施例中，光刻和刻蚀工艺的具体参数可以根据实际工艺要求来设定，所形成的第一硅通孔阵列和第二硅通孔阵列的排布与上述的硅通孔测试结构中的相同，在此不再赘述。

[0086] 步骤S03：向第一硅通孔阵列和第二硅通孔阵列中依次沉积阻挡层和填充金属；

[0087] 步骤S04：对填充的金属顶部表面进行平坦化处理，直至硅片正面表面无金属残留；

[0088] 具体的，本实施例中，填充金属可以但不限于为金属铜，步骤S03和步骤S04的整个过程可以但不限于包括：介质层沉积、阻挡层沉积、籽晶层沉积、铜电镀和化学机械抛光；为了实现各个硅通孔之间相互电隔离，本发明中对填充的金属顶部表面进行平坦化处理，直至硅片正面表面无残留金属。这里需要说明的是，在实现硅通孔之间电隔离的同时，硅通孔中填充金属的顶部与硅片正面表面并不要求完全相平齐，有可能填充金属的顶部低于硅片正面表面，并且由于平坦化处理工艺的限制，平坦化后各个硅通孔内的填充金属的高度也有可能不相同。在本发明中，填充金属还可以为银等其它电阻率较小的金属。本发明中，第一硅通孔阵列和第二硅通孔阵列均为正三角形阵列，本实施例中，硅通孔的直径为5um，正三角形阵列的边长可以为20um，也即是三个硅通孔两两之间的圆心间距为20um。

[0089] 形成测试模块和引线光刻层的过程包括：

[0090] 步骤S05：在硅片正面沉积一层介质层；

[0091] 具体的，本实施例中，该介质层的材料可以但不限于为二氧化硅，较佳的，可以为掺杂二氧化硅；介质层的沉积可以但不限于采用化学气相沉积工艺。

[0092] 步骤S06：将测试模块和引线光刻层的版图与硅通孔光刻层的版图对准，在硅片正面形成通孔测试结构中的互呈镜像对称排布的第一测试模块和第二测试模块，以及互呈镜像对称排布的若干条第一引线和若干条第二引线；

[0093] 本实施例中，第一测试模块包括第一电流施加模块和第一电压测试模块，第二测试模块包括第二电流施加模块和第二电压测试模块。采用的测试模块和引线光刻层的版图中还包括接触模块图形；则步骤S05的具体过程为：

[0094] 首先，将测试模块和引线光刻层的版图图形与硅通孔光刻层的版图对准；这是由于测试模块和引线光刻层的版图图形和硅通孔光刻层的版图图形叠加才能形成硅通孔测试图形，因此，这里可以采用常规的套刻工艺来实现两个版图的对准，比如，在硅通孔光刻层的版图和测试模块和引线光刻层的版图中设计套刻标记，利用套刻标记将两个版图对准，从而实现上述硅通孔测试结构中的各个测试模块、引线和硅通孔阵列的位置关系；需说明的是，在本发明中，对硅通孔光刻层版图、测试模块和引线光刻层的版图中的套刻标记等不作任何限制，凡是能够实现套刻工艺的方法都可以应用于本发明中。

[0095] 然后，采用测试模块和引线光刻层的版图，经光刻和刻蚀工艺，在硅片正面上，且在硅通孔的顶部表面形成接触模块，接触模块的中心与硅通孔的顶部表面的圆心相对准，在硅片正面形成第一测试模块和第二测试模块，以及与接触模块相连接的若干条第一引线和若干条第二引线；本发明中，各个测试模块和引线的位置关系与上述的硅通孔测试结构中的位置关系相同。本实施例中，电流施加模块位于正三角形阵列的中心线上。三条第一引线分别将第一硅通孔阵列中三个硅通孔上的三个接触模块与第一电流施加模块连接起来，一条第一引线将该三个接触模块中的一个与第一电压测试模块连接起来；三条第二引线分别将第二硅通孔阵列中三个硅通孔上的三个接触模块与第二电流施加模块连接起来，一条第二引线将该三个接触模块中的一个与第二电压测试模块连接起来；

[0096] 步骤S07：对第一测试模块、第二测试模块、第一引线和第二引线进行金属互连工艺；

[0097] 具体的，本实施例中，金属互连工艺中填充的金属可以但不限于为金属铜，金属互连工艺可以但不限于包括：阻挡层沉积、籽晶层沉积、铜电镀和化学机械抛光。本实施例中形成的测试模块和引线与上述硅通孔测试结构中的相同，对各个测试模块和各条引线的尺寸、以及形状这里不再赘述。

[0098] 形成硅片背面金属层的过程包括：

[0099] 步骤S08：对硅片背面进行减薄工艺，直至将各个硅通孔底部的金属暴露出来；

[0100] 步骤S09：在硅片背面沉积一层金属层，金属层与第一硅通孔阵列中和第二硅阵列中的各个硅通孔相接触，从而形成硅通孔测试结构。

[0101] 具体的，本实施例中，可以但不限于采用物理气相沉积法在硅片背面沉积一层金属层，该金属层的材料可以但不限于为银合金，该层金属层的厚度应大于3微米，这样可以保证金属层的电阻很小，因为背面金属层相当于两个硅通孔阵列之间且与电压测试模块、电流施加模块相连的硅通孔的电导线。

[0102] 在本发明中，还提供了一种硅通孔电阻的量测方法，其特点是采用了本发明的硅通孔测试结构进行电阻量测，接下来，具体介绍该方法在本实施例中的应用，但这不用于限制本发明的保护范围。

[0103] 本实施例中，采用上述的硅通孔测试结构进行量测，具体包括以下步骤：

[0104] 步骤A01：将第一电流施加模块和第二电流施加模块与电流源相连接，将第一电压测试模块和第二电压测试模块与电压测试仪器相连接；

[0105] 这里，为了确保各个支路具有稳定的电流，电流源应采用恒流源；由于本发明中的硅通孔电阻比较小，为了能够实现准确的量测，电压测试仪器应采用精密电压计。

[0106] 步骤A02：利用公式R=NU/2I-R'/2，计算出单个硅通孔的电阻，其中，N为第一硅通孔阵列或第二硅通孔阵列中的硅通孔的数量，I为电流源的输出电流，U为电压测试仪器测出的电压，R'为背面金属层的电阻，R为单个硅通孔的电阻。

[0107] 具体的，本实施例中，硅通孔阵列中的硅通孔数量N为3，则可以套用公式R=3U/2I-R'/2，采用此公式的原理如下所述：

[0108] 请参阅图4，本实施例的等效电路原理图中，定义任意单个硅通孔的电阻及接触电阻之和为R，硅片背面两个硅通孔阵列之间的金属电阻为R'，引线及测试设备阻抗为r，所施加的总电流为I，所量测的电压为U。由于硅通孔阵列中各个硅通孔的引线长度保持一致，各个支路的r相同，在背面金属厚度足够厚的前提下，各个支路的R'基本相同，因此，各个支路的电流也相同，即I1=I2=I3=I/3。众所周知，电压计一般可视为阻抗无容大，电压计支路基本没有电流经过，电压计支路的r基本没有分压，因此，电压计所测得的电压U基本为实际的硅通孔上压降，其包含两个硅通孔电阻R和背面金属电阻R'。背面金属电阻R'可以通过已知金属材料电阻率和厚度来计算得到，或直接在硅片背面进行金属电阻测量得到。最后，可以通过计算得到单个硅通孔的电阻R，计算公式为R=3U/2I-R'/2。

[0109] 当然，在本发明中的其它实施例中，原理同上，忽略各支路的引线及测试设备阻抗r，所测得的电压即为各支路的两个硅通孔和背面金属层的总电压，然后即可利用公式R=NU/2I-R'/2，将单个硅通孔的电阻计算出来，比如当N为4时，则可以套用公式R=4U/2I-R'/2等。

[0110] 需要说明的是，在本发明的量测过程中，可以对于同一硅通孔阵列的各个硅通孔进行上述电阻的量测，最后求出平均值，得到更为精确的硅通孔电阻值；当然，这就需要针对同一硅通孔阵列光刻层的版图，设计出不同的测试模块和引线光刻层的版图，从而将同一硅通孔阵列中的各个硅通孔的电阻都测量出来。

[0111] 实施例二

[0112] 在本实施例中，以硅通孔阵列为正方形阵列为例进行说明，本实施例中的硅通孔测试版图中与实施例一中的硅通孔测试版图的区别在于硅通孔阵列的几何排布不同，从而使得测试模块和引线的排布也发生了变化；相应的，本实施例中的硅通孔测试结构和实施例一中的硅通孔测试结构区别也在于硅通孔阵列的几何排布不同，从而使得测试模块和引线的排布也相应发生了变化；然在本实施例中，对硅通孔测试结构进行制备的过程与实施例一中的步骤相同，因此，在本实施例中，对硅通孔测试版图作进一步详细说明，对硅通孔测试结构及其制备方法不再进行赘述。

[0113] 请参阅图6，本实施例中的硅通孔测试版图包括：硅通孔光刻层的版图，以及测试模块和引线光刻层的版图，将这两个版图叠加即可得到本实施例中的硅通孔测试版图。

[0114] 硅通孔光刻层的版图，包括互为镜像对称图形的第一硅通孔阵列图形和第二硅通孔阵列图形。本实施例中，第一硅通孔阵列图形和第二硅通孔阵列图形均呈正方形阵列，以第一硅通孔阵列图形为例，硅通孔V11、V12、V13和V14呈正方形排布，本发明中，硅通孔的直径可以为5-20um，可以根据不同的硅通孔尺寸来调整硅通孔之间的圆心间距；本实施例中，硅通孔的直径为5um，则正方形阵列的边长可以为20um，具体为：V11和V12、V13和V14的X轴方向上的圆心间距可以为20um，V1和V2、V13和V14的Y轴方向上的圆心间距可以为0um；V11和V13、V12和V14在Y轴方向上的圆心间距均为20um，在X轴方向上的圆心间距为0um。由于第二硅通孔阵列图形与第一硅通孔阵列图形互呈镜像对称图形，那么第二硅通孔阵列图形的几何排布和尺寸均于第一硅通孔阵列图形中的硅通孔图形的排布呈镜像对称，这里对第二硅通孔阵列图形不再赘述。

[0115] 同时，第一硅通孔阵列图形和第二硅通孔阵列图形的间距越大，硅片背面的金属串扰就越小，但是由于版图面积的限制，两者之间的间距不可能无限大，在本实施例中，第一硅通孔阵列图形和第二硅通孔阵列图形的间距可以为50um，在图中为V13和V15之间的距离。

[0116] 测试模块和引线光刻层的版图，包括：互为镜像对称图形的第一测试模块图形和第二测试模块图形，互为镜像对称图形的若干条第一引线图形和若干条第二引线图形；第一测试模块图形包括第一电流施加模块图形和第一电压测试模块图形，第二测试模块图形包括第二电流施加模块图形和第二电压测试模块图形；

[0117] 在本实施例中，测试模块和引线光刻层的版图中还包括接触模块图形，接触模块图形与两个硅通孔阵列图形中的硅通孔图形一一对应设置，接触模块图形的中心与这些硅通孔图形的圆心一一对准，每个接触模块图形用于将一个硅通孔图形和与之对应的引线图形连接起来。本发明中，接触模块图形应覆盖住硅通孔图形，接触模块图形的尺寸则应大于硅通孔图形的尺寸，由于本实施例中硅通孔图形的直径为5um，则接触模块图形的长和宽可以均为6um。在本发明中，如果版图中无接触模块图形，所制备出的硅通孔测试结构仍然可以进行测试，本实施例中设置接触模块图形可以更有利于引线和硅通孔的接触。

[0118] 第一硅通孔阵列图形中的各个硅通孔图形V11、V12、V13和V14，与第一电流施加模块图形通过第一引线图形的引线相连接，硅通孔图形V11、V12、V13和V14中的任意一个通过第一引线图形与第一电压测试模块图形相连接；

[0119] 第二硅通孔阵列图形中的各个硅通孔图形V15、V16、V17和V18，与第二电流施加模块图形通过第二引线图形的引线相连接，硅通孔图形V15、V16、V17和V18中的任意一个通过第二引线图形与第二电压测试模块图形相连接。

[0120] 具体的，本实施例中，第一引线图形的数目为五条，其中，四条引线分别将硅通孔图形V11、V12、V13和V14和第一电流施加模块图形相连接，一条引线将硅通孔图形V12与第一电压测试模块图形连接起来；第二引线图形的数目为五条，其中，四条引线分别将硅通孔图形V15、V16、V17和V18和第二电流施加模块图形相连接，一条引线将硅通孔图形V18与第二电压测试模块图形连接起来。本实施例中，电流施加模块位于正方形阵列的中心线上。

[0121] 本发明中的各条引线均相同，在本实施例中，第一引线图形和第二引线图形均为相同的引线图形，这样可以确保测试模块图形到与之相连的硅通孔图形的距离相同，从而确保各条引线具有相同的电阻，从而规避了引线电阻对硅通孔电阻量测的影响。本发明中，引线和测试模块的设计规则需与铜互连工艺兼容，则引线图形宽度应小于12um，测试模块尺寸应小于100um；本实施例中，引线图形的宽度为2um，测试模块图形的长和宽均为80um。

[0122] 需要说明的是，本发明中引线图形的条数由测试模块图形与硅通孔图形相连接的路径来确定，比如，在本实施例中，以第一硅通孔阵列图形和与之相连的第一引线图形为例，硅通孔图形V11、V12、V13和V14各自有一条路径连通到第一电流施加模块图形，且硅通孔图形V12有一条路径到第一电压测试模块图形，这样加起来一共有5条路径，在本实施例中，则称第一引线图形有5条；因为这5条路径的长度相同且宽度也相同，所以，第一引线图形的长度相同且宽度也相同。相应的，第二硅通孔阵列图形和与之相连的第二引线图形也具有相同的规则，且第一引线图形和第二引线图形的宽度相同且长度相同，这里不再赘述。

[0123] 实施例三

[0124] 在本实施例中，以硅通孔阵列为呈中心对称的六边形阵列为例进行说明，本实施例中的硅通孔测试版图中与实施例一中的硅通孔测试版图的区别在于硅通孔阵列的几何排布不同，从而使得测试模块和引线的排布也发生了变化；相应的，本实施例中的硅通孔测试结构和实施例一中的硅通孔测试结构区别也在于硅通孔阵列的几何排布不同，从而使得测试模块和引线的排布也相应发生了变化；然在本实施例中，对硅通孔测试结构进行制备的过程与实施例一中的步骤相同，因此，在本实施例中，对硅通孔测试版图作进一步详细说明，对硅通孔测试结构及其制备方法不再进行赘述。

[0125] 请参阅图7，本实施例中的硅通孔测试版图包括：硅通孔光刻层的版图，以及测试模块和引线光刻层的版图，将这两个版图叠加即可得到本实施例中的硅通孔测试版图。

[0126] 硅通孔光刻层的版图，包括互为镜像对称图形的第一硅通孔阵列图形和第二硅通孔阵列图形。本实施例中，第一硅通孔阵列图形和第二硅通孔阵列图形为六边形阵列且为中心对称图形，以第一硅通孔阵列图形为例，硅通孔V21、V22、V23、V24、V25和V26呈中心对称的六边形排布，本发明中，硅通孔的直径可以为5-20um，可以根据不同的硅通孔尺寸来调整硅通孔之间的圆心间距；由于第二硅通孔阵列图形与第一硅通孔阵列图形互呈镜像对称图形，那么第二硅通孔阵列图形的几何排布和尺寸均于第一硅通孔阵列图形中的硅通孔图形的排布呈镜像对称，这里对第二硅通孔阵列图形不再赘述。

[0127] 同时，第一硅通孔阵列图形和第二硅通孔阵列图形的间距越大，硅片背面的金属串扰就越小，但是由于版图面积的限制，两者之间的间距不可能无限大，在本实施例中，第一硅通孔阵列图形和第二硅通孔阵列图形的间距可以为50um，在图中为V26和V211之间的距离。

[0128] 测试模块和引线光刻层的版图，包括：互为镜像对称图形的第一测试模块图形和第二测试模块图形，互为镜像对称图形的若干条第一引线图形和若干条第二引线图形；第一测试模块图形包括第一电流施加模块图形和第一电压测试模块图形，第二测试模块图形包括第二电流施加模块图形和第二电压测试模块图形；

[0129] 在本实施例中，测试模块和引线光刻层的版图中还包括接触模块图形，接触模块图形与两个硅通孔阵列图形中的硅通孔图形一一对应设置，接触模块图形的中心与这些硅通孔图形的圆心一一对准，每个接触模块图形用于将一个硅通孔图形和与之对应的引线连接起来。本发明中，接触模块图形应覆盖住硅通孔图形，接触模块图形的尺寸则应大于硅通孔图形的尺寸，由于本实施例中硅通孔图形的直径为5um，则接触模块图形的长和宽可以均为6um。在本发明中，如果版图中无接触模块图形，所制备出的硅通孔测试结构仍然可以进行测试，本实施例中设置接触模块图形可以更有利于引线和硅通孔的接触。

[0130] 第一硅通孔阵列图形中的各个硅通孔图形V21、V22、V23、V24、V25和V26，与第一电流施加模块图形通过第一引线图形相连接，硅通孔图形V21、V22、V23、V24、V25和V26中的任意一个通过第一引线图形与第一电压测试模块图形相连接；

[0131] 第二硅通孔阵列图形中的各个硅通孔图形V27、V28、V29、V210、V211和V212，与第二电流施加模块图形通过第二引线图形相连接，硅通孔图形V27、V28、V29、V210、V211和V212中的任意一个通过第二引线图形与第二电压测试模块图形相连接。

[0132] 具体的，本实施例中，第一引线图形的数目为7条，其中，6条引线分别将硅通孔图形V21、V22、V23、V24、V25、V26和第一电流施加模块图形相连接，一条引线将硅通孔图形V22与第一电压测试模块图形连接起来；第二引线图形的数目为7条，其中，6条引线分别将硅通孔图形V27、V28、V29、V210、V211和V212和第二电流施加模块图形相连接，一条引线将硅通孔图形V28与第二电压测试模块图形连接起来。本实施例中，电流施加模块位于呈中心对称分布的六边形阵列的中心线上。

[0133] 本发明中的各条引线均相同，在本实施例中，第一引线图形和第二引线图形均为相同的引线图形，这样可以确保测试模块图形到与之相连的硅通孔图形的距离相同，从而确保各条引线具有相同的电阻，从而规避了引线电阻对硅通孔电阻量测的影响。本发明中，引线和测试模块的设计规则需与铜互连工艺兼容，则引线图形宽度小于12um，测试模块图形尺寸小于100um。

[0134] 需要说明的是，本发明中引线图形的条数由测试模块图形与硅通孔图形相连接的路径来确定，比如，在本实施例中，以第一硅通孔阵列图形和与之相连的第一引线图形为例，硅通孔图形V21、V22、V23、V24、V25和V26各自有一条路径连通到第一电流施加模块图形，且硅通孔图形V22有一条路径到第一电压测试模块图形，这样加起来一共有7条路径，在本发明的本实施例中，则称第一引线图形有7条；因为这7条路径的长度相同且宽度也相同，所以，这7条第一引线图形的长度相同且宽度也相同。相应的，第二硅通孔阵列图形和与之相连的第二引线图形也具有相同的规则，且第一引线图形和第二引线图形相同，这里不再赘述。

[0135] 实施例四

[0136] 在本实施例中，以硅通孔阵列呈等腰梯形阵列排布为例进行说明，本实施例中的硅通孔测试版图中与实施例一中的硅通孔测试版图的区别在于硅通孔阵列的几何排布不同，从而使得测试模块和引线的排布也发生了变化；相应的，本实施例中的硅通孔测试结构和实施例一中的硅通孔测试结构区别也在于硅通孔阵列的几何排布不同，从而使得测试模块和引线的排布也相应发生了变化；然在本实施例中，对硅通孔测试结构进行制备的过程与实施例一中的步骤相同，因此，在本实施例中，对硅通孔测试版图作进一步详细说明，对硅通孔测试结构及其制备方法不再进行赘述。

[0137] 请参阅图8，本实施例中的硅通孔测试版图包括：硅通孔光刻层的版图，以及测试模块和引线光刻层的版图，将这两个版图叠加即可得到本实施例中的硅通孔测试版图。

[0138] 硅通孔光刻层的版图，包括互为镜像对称图形的第一硅通孔阵列图形和第二硅通孔阵列图形。本实施例中，第一硅通孔阵列图形和第二硅通孔阵列图形为等腰梯形，以第一硅通孔阵列图形为例，硅通孔V31、V32、V33、V34、V35、V36、V37、和V38两两为一组后呈等腰梯形排布，本发明中，硅通孔的直径可以为5-20um，可以根据不同的硅通孔尺寸来调整硅通孔之间的圆心间距；由于第二硅通孔阵列图形与第一硅通孔阵列图形互呈镜像对称图形，那么第二硅通孔阵列图形的几何排布和尺寸均于第一硅通孔阵列图形中的硅通孔图形的排布呈镜像对称，这里对第二硅通孔阵列图形不再赘述。

[0139] 同时，第一硅通孔阵列图形和第二硅通孔阵列图形的间距越大，硅片背面的金属串扰就越小，但是由于版图面积的限制，两者之间的间距不可能无限大，在本实施例中，第一硅通孔阵列图形和第二硅通孔阵列图形的间距可以为50um，在图中为V35和V311之间的距离。

[0140] 测试模块和引线光刻层的版图，包括：互为镜像对称图形的第一测试模块图形和第二测试模块图形，互为镜像对称图形的第一引线图形和第二引线图形；第一测试模块图形包括第一电流施加模块图形和第一电压测试模块图形，第二测试模块图形包括第二电流施加模块图形和第二电压测试模块图形；

[0141] 在本实施例中，测试模块和引线光刻层的版图中还包括接触模块图形，接触模块图形与两个硅通孔阵列图形中的硅通孔图形一一对应设置，接触模块图形的中心与这些硅通孔图形的圆心一一对准，每个接触模块图形用于将一个硅通孔图形和与之对应的引线连接起来。本发明中，接触模块图形应覆盖住硅通孔图形，接触模块图形的尺寸则应大于硅通孔图形的尺寸，由于本实施例中硅通孔图形的直径为5um，则接触模块图形的长和宽可以均为6um。在本发明中，如果版图中无接触模块图形，所制备出的硅通孔测试结构仍然可以进行测试，本实施例中设置接触模块图形可以更有利于引线和硅通孔的接触。

[0142] 第一硅通孔阵列图形中的各个硅通孔图形V31、V32、V33、V34、V35、V36、V37、和V38，与第一电流施加模块图形通过第一引线图形的引线相连接，硅通孔图形V31、V32、V33、V34、V35、V36、V37、和V38中的任意一个通过第一引线图形的一条引线与第一电压测试模块图形相连接；

[0143] 第二硅通孔阵列图形中的各个硅通孔图形V39、V310、V311、V312、V313、V314、V315、和V316，与第二电流施加模块图形通过第二引线图形的引线相连接，硅通孔图形V39、V310、V311、V312、V313、V314、V315、和V316中的任意一个通过第二引线图形的一条引线与第二电压测试模块图形相连接。

[0144] 具体的，本实施例中，第一引线图形的数目为9条，其中，8条引线分别将硅通孔图形V31、V32、V33、V34、V35、V36、V37、V38和第一电流施加模块图形相连接，一条引线将硅通孔图形V34与第一电压测试模块图形连接起来；与第一引线图形相对应，第二引线图形的数目为9条，其中，8条引线分别将硅通孔图形V39、V310、V311、V312、V313、V314、V315、和V316和第二电流施加模块图形相连接，一条引线将硅通孔图形V316与第二电压测试模块图形连接起来。本实施例中，电流施加模块位于等腰梯形阵列的中心线上。

[0145] 本发明中的各条引线图形均相同，在本实施例中，第一引线图形和第二引线图形均为相同的引线图形，这样可以确保测试模块图形到与之相连的硅通孔图形的距离相同，从而确保各条引线具有相同的电阻，从而规避了引线电阻对硅通孔电阻量测的影响。本发明中，引线和测试模块的设计规则需与铜互连工艺兼容，则引线图形宽度小于12um，测试模块图形尺寸小于100um。

[0146] 需要说明的是，本发明中引线图形的条数由测试模块图形与硅通孔图形相连接的路径来确定，比如，在本实施例中，以第一硅通孔阵列图形和与之相连的第一引线图形为例，8个硅通孔图形各自有一条路径连通到第一电流施加模块图形，且硅通孔图形V34有一条路径到第一电压测试模块图形，这样加起来一共有9条路径，在本发明的本实施例中，则称第一引线图形的数目为9条；因为这9条路径的长度相同且宽度也相同，所以，这9条第一引线图形的长度相同且宽度也相同。相应的，第二硅通孔阵列图形和与之相连的第二引线图形也具有相同的规则，且第一引线图形和第二引线图形相同，这里不再赘述。

[0147] 综上所述，本发明的硅通孔测试版图、硅通孔测试结构、硅通孔测试结构的制备方法、以及硅通孔电阻的量测方法，采用模拟电路的等臂分流的设计思路，利用相同长度和宽度的引线将硅通孔阵列中的各个硅通孔与电流施加模块相连接，再利用相同的引线将硅通孔阵列中的任意一个硅通孔与电压测试模块相连接，确保了各个硅通孔支路的电阻相同；在硅片正面设计出互为镜像对称排布的第一硅通孔阵列和第二硅通孔阵列，在硅片背面沉积一层金属层，从而只需在硅片正面施加电压即可进行电阻的量测，有效的规避了引线电阻，提高了硅通孔的电阻量测精度，为后期的硅通孔的应用和开发提供了有利的数据支持。

[0148] 虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。