蚀刻步骤期间对电极的正确钻蚀的测试制造技术

描述衬底上的探针电极结构，该探针电极结构包括在一个层序列上的第一探针电极和相邻的第二探针电极，所述层序列在从所述衬底到探针电极的方向上通常包括导电底层、电绝缘中心层和导电顶层。本发明专利技术的探针电极结构提供了一种在蚀刻步骤中对第一探针电极的钻蚀进行检测的装置，所述蚀刻步骤意在从第一探针电极之外的区域去除顶层。与第一电极的第一边沿相距超过可容许的距离的钻蚀将去除第一探针开口中的第一顶层探针部分，这导致第一探针电极和第二探针电极之间的可检测到的电阻的变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及衬底上的探针电极结构，探针电极结构包括在一个 层序列上的第一探针电极和相邻的第二探针电极，所述层序列在从所 述衬底到探针电极的方向上通常包括导电底层、电绝缘中心层和导电 顶层。本专利技术还涉及一种包括这种探针电极结构的集成电路器件、一 种用于制造探针电极结构的方法、 一种制造集成电路器件的方法、和 一种用于在处理期间针对布置在电极下面的顶层的过蚀刻对集成电 路器件进行测试的方法。
技术介绍
在集成电路器件的制造期间，需要在电极之外对导电顶层进行 适当的蚀刻，以避免在集成电路器件工作期间短路。例如，导电顶层可形成种子金属化层，其在电极的电镀(galvanic)生长期间形成公 共电极，所述公共电极将集成电路器件的有源区域连接到外部器件。需要对蚀刻精确进行控制以避免表面对顶层的过蚀刻，这种过 蚀刻会导致可靠性风险。US6,417，089和US5，293,006描述了通过在凸点材料和凸点下金 属层(UBM)之间的液体或固体互扩散来减少对UBM的钻蚀 (undercut)的方法。然而，在检测这种现象并且评估所制造的集成 电路器件是否具有高可靠性风险方面存在困难，所述高可靠性风险会 导致最终用户在以后的操作中出现短路和其它故障。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种衬底上的探针电极结构，探 针电极结构包括在一个层序列上的第一探针电极和相邻的第二探针 电极，所述层序列在从所述衬底到探针电极的方向上总体上包括导电底层、电绝缘中心层和导电顶层。在本专利技术的第一方面的探针电极结 构中，中心层具有第一接触开口和第二接触开口，其中在一侧的第一 探针电极或第二探针电极和另一侧的底层的第一底层部分或第二底 层部分之间分别布置有顶层。中心层还具有第一探针开口，其布置在 第二底层部分上，但是在第一探针电极的第一边沿和第一接触开口的第一边沿之间的第一探针电极之下。本专利技术第一方面的探针电极结构能够检测电极之下的超过了可 容许的阈值距离的过蚀刻。在探针电极结构中，顶层对彼此电绝缘的 第一底层部分和第二底层部分进行电连接。另外，顶层在第一探针开 口中具有第一顶层探针部分，第一顶层探针部分被布置在第二底层部 分上的第一探针电极之下。本专利技术的探针电极结构提供了一种在蚀刻步骤中对第一探针电 极的钻蚀进行检测的方式，蚀刻步骤的目的是从第一探针电极之外的 区域去除顶层。距第一电极的第一边沿超过了所容许的距离的钻蚀将 去除第一探针开口中的第一顶层探针部分。去除第一顶层探针部分将 改变第一探针电极和相邻的第二探针电极之间的电连接的电阻，这是 因为它是将第一底层部分和第二底层部分电连接起来的顶层，并且在 优选实施例中该顶层可以形成第一探针电极和第二探针电极之间的 唯一电连接。电阻的改变可能是由于不同的工艺而导致的，这可能是对第一 探针电极的过度钻蚀的结果。 一个影响是不期望的冶金，诸如第一探 针电极的材料和底层的材料的直接接触。如果两种材料都是金属，则 可能形成金属间化合物，这就导致具有和原始层结构不同的电阻。可 能出现的另一个影响是对第一探针电极的过度钻蚀可能中断第一探 针电极和第二探针电极之间的电连接。通常，如果在第一探针电极检测到过度钻蚀，则暴露于相同的 处理中的相同衬底上的其它电极也会出现相当的过度钻蚀。因此，本 专利技术的探针电极结构提供了一种检测由于对电极的钻蚀而形成的可 靠性风险的方式，所述钻蚀超过了由与第一探针电极的第一边沿相关 的第一探针开口的位置所规定的限度。除了上述对过度钻蚀的测试功能之外，上述探针电极可以具有 或不具有附加功能。然而，由于对钻蚀的测试需要在第一探针电极和 第二探针电极之间施加电压，所以它们中只有一个可被用来把电信号发送到外部。探针电极还可用作应力解除(stress-relieve)凸点。应该 注意，本专利技术的探针电极结构还用作对第一探针电极以及由相同工艺 制造的全部其它电极的横向定位和横向扩张的正确性的监视器。不正 确的定位或过小的横向扩张也会导致在顶层的蚀刻期间去除了第一 探针开口中的第一顶层探针部分。第一探针电极和第二探针电极还可 具有辅助功能。本专利技术的探针电极结构可形成独立测试器件，该独立测试器件 可在调整工艺参数时使用。其还可被用在工艺评估模块中。其在提供 大量统计数据方面有优势，尤其是在大量生产的产品的处理的环境中 使用时。 .以下将描述本专利技术第一方面的探针电极结构的优选实施例。这 些实施例可彼此结合，除非明确地被作为替换实施例描述。在一个实 施例中，在距第一探针电极的第一边沿预定的探针距离处布置第一探 针开口。可根据特定电极结构的要求和根据工艺技术的状态来选择预定的探针距离。例如，当前技术需要对由在电极之下大约lnm的UBM 所形成的顶层进行过蚀刻。因此，探针距离应该被选择为距第一探针 电极的第一边沿大约lpm。优选的是，在距第一探针电极的第一边沿和另一边沿预定的探 针距离的角落位置处布置第一探针开口。通过这样布置，探针电极结 构对于从两个不同的方向进行的钻蚀是敏感的，这还将导致对横向未 对准的方向的检测。在另一实施例中，第一底层部分和第二底层部分被底层开口分开，所述底层开口的侧壁和底面被第一探针电极和第二探针电极之下 的中心层覆盖，其中，在底层开口中的沉积中心层围出了一个大小适 于传送液体的凹陷。可用顶层的材料来填充该凹陷。在处理期间，该 结构提供了允许蚀刻剂进入的优点。在替换实施例中，第一探针电极或底层均由选自金、铜、铝、8铅、和锡的一种材料制成，或者由选自金、铜、铝、铅、和锡的材料 组合制成。该探针电极结构具有特别的优点，其中，底层和顶层包含 不同的材料，这些材料趋向于相互作用并且形成不期望的化合物。例 如，电极中的金和底层中的铝的直接接触可能导致形成不期望的多孔 金属间化合物，其作为"紫斑"是已知的。通过使用该探针电极结构 可检测这种不期望的效应，因此，可进行处理来避免形成金属间化合 物。因此，优选的是，中心层形成防止第一探针电极或第二探针电 极的材料和底层的材料之间的相互渗透的阻挡层。这样，就避免了在 存在中心层的情况下不期望的金属间化合物的形成。在优选实施例 中，中心层呈现出钝化层的功能。在另一实施例中，顶层包含钛(Ti)或钛钨化合物，或由钛(Ti) 或钛钨化合物构成。在一个实施例中，探针电极结构还包括第三探针电极。在此实 施例中，中心层具有第三接触开口，其中，在一侧的第三探针电极和 另一侧的底层的第三底层部分之间布置顶层。另外，中心层还具有第 二探针开口，该第二探针开口布置在第三底层部分之上，但是在位于第一探针电极的第二边沿和第一接触开口的第二边沿之间的第一探 针电极之下。顶层对彼此电绝缘的第一底层部分和第三底层部分进行 电连接。最终，在该实施例中，顶层具有第二探针开口中的第二顶层 探针部分，第二顶层探针部分布置在第三底层部分上的第一探针电极 之下。本实施例包括三个探针电极，并且通过在第一探针电极和第三 探针电极之间施加电压来执行测试，第一探针电极和第三探针电极都 通过顶层连接。使用位于探针电极的不同边沿(侧)处的两个不同探 针开口改善了针对横向未对准效应的可检测性。优选的是，探针开口 是在第一探针开口的不同角落位置处以对角布置存在。可选的是，可 使用第一探针电极与第二探针本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种衬底（１０１）上的探针电极结构（１００，３００，４００），其包括在一个层序列（１０６）上的第一探针电极（１０２）和相邻的第二探针电极（１０４），所述层序列（１０６）在从所述衬底到探针电极的方向上总体上包括导电底层（１０８）、电绝缘中心层（１１０）和导电顶层（１１２），其中　中心层（１１０）具有各自的第一接触开口（１１４）和第二接触开口（１１６），其中在一侧上的第一探针电极或第二探针电极和另一侧上的底层（１０８）的各自的第一底层部分（１１８）或第二底层部分（１２０）之 间分别布置有顶层（１１２）；　中心层（１１０）还具有第一探针开口（１２６），该第一探针开口被布置在第二底层部分（１２０）上，但是在第一探针电极（１０２）的第一边沿（１２４）和第一接触开口（１１４）的第一边沿之间的第一探针电极（１０２） 之下；　顶层（１１２）将彼此电绝缘的第一底层部分（１１８）和第二底层部分（１２０）电连接起来；并且，其中　顶层（１１２）具有第一探针开口（１２６）中的第一顶层探针部分（１３２），所述第一顶层探针部分被布置在第二底层部分（１２０） 上的第一探针电极（１０２）之下。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：勒内P青格，苏达高普兰青格，赫尔曼E多恩维德，特奥多鲁斯HG马腾斯，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]