鋁焊墊以及金屬連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的鋁焊墊以及金屬連接結(jié)構(gòu)中，鋁焊墊包括：一用于晶圓針測(cè)的探測(cè)單元和一用于引線整合的引線單元，所述探測(cè)單元和引線單元分別單獨(dú)設(shè)置。所述鋁焊墊還包括一連接單元，所述連接單元連接所述探測(cè)單元與所述引線單元。所述連接單元的形狀或大小與所述探測(cè)單元的形狀或大小不同，且所述連接單元的形狀或大小與所述引線單元的形狀或大小不同。本實(shí)用新型的鋁焊墊，可以在保持原有芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)不變的情況下，將受到的來(lái)自晶圓針測(cè)和引線焊接的過(guò)程中的相應(yīng)的機(jī)械應(yīng)力分散為兩部分作用在鋁焊墊上，避免晶圓針測(cè)和引線焊接過(guò)程對(duì)相同的接觸區(qū)域產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力過(guò)大使得鋁焊墊或其下的鈍化層裂開。
【專利說(shuō)明】鋁焊墊以及金屬連接結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鋁焊墊以及金屬連接結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體工藝過(guò)程中，需要對(duì)芯片進(jìn)行晶圓針測(cè)和引線焊接，晶圓針測(cè)(WaferProbe)是在檢測(cè)頭裝上以金線制成細(xì)如毛發(fā)的探針(Probe)，與芯片上的焊墊(Pad)接觸，測(cè)試芯片的電氣特性。引線焊接(Wire Bond)是使焊絲焊接于芯片上的焊墊上，使焊絲在芯片電極與外引線焊接區(qū)之間形成良好的歐姆接觸，完成芯片的內(nèi)外電路的連接工作。
[0003]參考圖1所示，芯片結(jié)構(gòu)包括第一金屬互連線1、第一上層金屬I’、第二金屬互連線2、第二上層金屬2’以及多個(gè)通孔結(jié)構(gòu)3，第一上層金屬I’位于第一金屬互連線I的上層，第二上層金屬2’位于第二金屬互連線2的上層，部分通孔結(jié)構(gòu)3連接第一上層金屬I和第一金屬互連線I’，另一部分通孔結(jié)構(gòu)3連接第二上層金屬2’和第二金屬互連線2，第一金屬互連線1、第一上層金屬I’、第二金屬互連線2、第二上層金屬2’和多個(gè)通孔結(jié)構(gòu)3通過(guò)介質(zhì)層4相隔離，介質(zhì)層(Intel Metal Dielectric，IMD)4頂部形成頂層金屬層5。銷焊墊6形成于頂層金屬層5上，鋁焊墊6用于進(jìn)行晶圓針測(cè)和引線焊接。
[0004]在進(jìn)行晶圓針測(cè)和引線焊接的過(guò)程中，鋁焊墊會(huì)受到相應(yīng)的機(jī)械應(yīng)力，如圖1中的箭頭所示，箭頭的方向表示的是機(jī)械應(yīng)力的方向。由于晶圓針測(cè)與引線焊接過(guò)程中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)在鋁焊墊的同一個(gè)區(qū)域，使得鋁焊墊的同一區(qū)域受到來(lái)自于晶圓針測(cè)和引線焊接的不同的機(jī)械應(yīng)力，因而使得鋁焊墊容易由于機(jī)械應(yīng)力過(guò)大而形成裂紋。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，為了避免形成裂紋，采用如圖2所示的結(jié)構(gòu)，使得在進(jìn)行晶圓針測(cè)或是引線焊接時(shí)，內(nèi)部的通孔30可以對(duì)鋁焊墊起到一定的支撐作用，一定程度上分散鋁焊墊受到的機(jī)械應(yīng)力，從而防止鋁焊墊裂開。但是，這種方法需要改變晶圓的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，改變工藝條件。因此，需要一種新的鋁焊墊的結(jié)構(gòu)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種鋁焊墊，能夠?qū)⒕A針測(cè)和引線焊接過(guò)程產(chǎn)生的相應(yīng)機(jī)械應(yīng)力分散作用在鋁焊墊的不同區(qū)域，避免由于鋁焊墊同一區(qū)域由于機(jī)械應(yīng)力過(guò)大而裂開。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種鋁焊墊，包括一用于晶圓針測(cè)的探測(cè)單元和一用于引線整合的引線單元，所述探測(cè)單元和引線單元分別單獨(dú)設(shè)置。
[0008]可選的，所述銷焊墊還包括一連接單元，所述連接單元連接所述探測(cè)單元與所述引線單元。
[0009]可選的，所述連接單元的形狀或大小與所述探測(cè)單元的形狀或大小不同，且所述連接單元的形狀或大小與所述引線單元的形狀或大小不同。
[0010]可選的，所述探測(cè)單元為長(zhǎng)方形、正方形、三角形或圓形。
[0011]可選的，所述引線單元為長(zhǎng)方形、正方形、三角形或圓形。
[0012]本實(shí)用新型還提供一種金屬連接結(jié)構(gòu)，包括芯片以及位于芯片上的鋁焊墊，所述鋁焊墊為以上所述的鋁焊墊。
[0013]可選的，所述芯片包括第一金屬互連線、第一上層金屬、第二金屬互連線、第二上層金屬，所述第一上層金屬位于所述第一金屬互連線的上層，所述第二上層金屬位于所述第二金屬互連線的上層。
[0014]可選的，所述芯片還包括若干通孔結(jié)構(gòu)，部分所述通孔結(jié)構(gòu)連接所述第一上層金屬和所述第一金屬互連線，另一部分所述通孔結(jié)構(gòu)連接所述第二上層金屬和所述第二金屬互連線。
[0015]可選的，所述芯片還包括介質(zhì)層，，所述第一金屬互連線、第一上層金屬、第二金屬互連線、第二上層金屬和多個(gè)通孔結(jié)構(gòu)通過(guò)介質(zhì)層相隔離，所述介質(zhì)層頂部形成有頂層金屬層。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型鋁焊墊具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]本實(shí)用新型提供的鋁焊墊以及金屬連接結(jié)構(gòu)中，鋁焊墊包括:一用于晶圓針測(cè)的探測(cè)單元和一用于引線整合的引線單元，所述探測(cè)單元和引線單元分別單獨(dú)設(shè)置。所述鋁焊墊還包括一連接單元，所述連接單元連接所述探測(cè)單元與所述引線單元。所述連接單元的形狀或大小與所述探測(cè)單元的形狀或大小不同，且所述連接單元的形狀或大小與所述引線單元的形狀或大小不同。本實(shí)用新型的鋁焊墊，可以在保持原有芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)不變的情況下，將受到的來(lái)自晶圓針測(cè)和引線焊接的過(guò)程中的相應(yīng)的機(jī)械應(yīng)力分散為兩部分作用在鋁焊墊上，避免晶圓針測(cè)和引線焊接過(guò)程對(duì)相同的接觸區(qū)域產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力過(guò)大使得鋁焊墊裂開。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中芯片結(jié)構(gòu)剖的面示意圖；
[0019]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中芯片結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型的鋁焊墊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4至圖5為本實(shí)用新型一實(shí)施例的金屬連接結(jié)構(gòu)制備過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本實(shí)用新型一實(shí)施例中金屬連接結(jié)構(gòu)的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合示意圖對(duì)本實(shí)用新型的鋁焊墊以及金屬測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本實(shí)用新型，而仍然實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0024]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本實(shí)用新型由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。
[0025]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本實(shí)用新型。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。
[0026]本實(shí)用新型的核心思想在于，提供的鋁焊墊，在保持原有芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)不變的情況下，將受到的來(lái)自晶圓針測(cè)和引線焊接的過(guò)程中的相應(yīng)的機(jī)械應(yīng)力分為兩部分分別作用在鋁焊墊的探測(cè)單元和引線單元上，避免晶圓針測(cè)和引線焊接過(guò)程對(duì)相同的接觸區(qū)域產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力過(guò)大使得鋁焊墊裂開。
[0027]具體的，結(jié)合上述核心思想，本實(shí)用新型提供的鋁焊墊的結(jié)構(gòu)參考圖3所示。
[0028]鋁焊墊包括一用于晶圓針測(cè)的探測(cè)單元181和一用于引線焊接的引線單元182，所述探測(cè)單元181和所述引線單元182分別單獨(dú)設(shè)置。所述鋁焊墊還包括一連接單元183，所述連接單元183連接所述探測(cè)單元181與所述引線單元182。所述連接單元183的形狀或大小與所述探測(cè)單元181的形狀或大小不同，且所述連接單元183的形狀或大小與所述引線單元182的形狀或大小不同，使得所述探測(cè)單元181和所述引線單元182易區(qū)分的設(shè)置在所述連接單元183的兩側(cè)，以區(qū)分所述探測(cè)單元181和所述引線單元182。所述探測(cè)單元181和引線單元182的形狀均為長(zhǎng)方形。在本實(shí)用新型中，所述探測(cè)單元181和所述引線單元182的形狀并不限于為長(zhǎng)方形，還可以為正方形、三角形等形狀。在本實(shí)施例，所述探測(cè)單元181、所述引線單元182以及所述連接單元183分別為鋁探測(cè)單元、鋁引線單元以及鋁連接單元。本實(shí)用新型中，所述鋁金屬層還可以用銀金屬層等其他導(dǎo)電金屬層替換，亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。
[0029]在本實(shí)用新型中，在進(jìn)行晶圓針測(cè)或者引線焊接的過(guò)程中，在所述探測(cè)單元181上進(jìn)行晶圓針測(cè)，探針作用在所述探測(cè)單元181上，會(huì)對(duì)鋁焊墊產(chǎn)生部分的機(jī)械應(yīng)力，這部分機(jī)械應(yīng)力作用在所述探測(cè)單元181上。然而在所述引線單元182上進(jìn)行引線焊接，使得進(jìn)行引線焊接過(guò)程中產(chǎn)生的另一部分機(jī)械應(yīng)力作用在鋁焊墊的所述引線單元182上，因此，可以使得鋁焊墊受到的不同的機(jī)械應(yīng)力分別作用在鋁焊墊的分開的兩部分區(qū)域上，使得鋁焊墊不會(huì)由于受到的機(jī)械應(yīng)力過(guò)大而裂開。
[0030]在本實(shí)用新型中，還可以在所述探測(cè)單元181進(jìn)行引線焊接，使得引線焊接過(guò)程產(chǎn)生的相應(yīng)的機(jī)械應(yīng)力作用在所述探測(cè)單元181上。然而在所述引線單元182進(jìn)行晶圓針測(cè)，使得晶圓針測(cè)過(guò)程產(chǎn)生的相應(yīng)的機(jī)械應(yīng)力作用在所述引線單元182上。只要可以將進(jìn)行晶圓針測(cè)和引線焊接過(guò)程中產(chǎn)生的不同的機(jī)械應(yīng)力分別作用在鋁焊墊的不同部分，亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。
[0031]本實(shí)用新型還提供一種金屬連接結(jié)構(gòu)，包括芯片以及采用以上所述鋁焊墊。參考圖4所示，芯片結(jié)構(gòu)包括第一金屬互連線11、第一上層金屬11’、第二金屬互連線12、第二上層金屬12’以及多個(gè)通孔結(jié)構(gòu)13，所述第一上層金屬11’位于所述第一金屬互連線11的上層，所述第二上層金屬12’位于所述第二金屬互連線12的上層，部分所述通孔結(jié)構(gòu)13連接所述第一上層金屬11和所述第一金屬互連線11’，另一部分所述通孔結(jié)構(gòu)13連接所述第二上層金屬12’和所述第二金屬互連線12，所述第一金屬互連線11、第一上層金屬11’、第二金屬互連線12、第二上層金屬12’和多個(gè)通孔結(jié)構(gòu)13通過(guò)介質(zhì)層14相隔離，所述介質(zhì)層(Intel Metal Dielectric，IMD) 14頂部形成有頂層金屬層15。在所述頂層金屬層15上形成一鋁金屬層16，較佳的，所述頂層金屬層15與所述鋁金屬層16之間還形成有一鈍化層17。對(duì)所述鋁金屬層16進(jìn)過(guò)曝光、顯影、刻蝕等步驟，去除掉部分所述鋁金屬層，形成如圖5中所示的鋁焊墊18的結(jié)構(gòu)，所述鋁焊墊18包括所述探測(cè)單元181、所述引線單元182以及所述連接單元183，金屬連接結(jié)構(gòu)的俯視圖如圖6中所示。
[0032]在圖5中，所述探測(cè)單元181位于所述第一金屬互連線11的上方，所述引線單元182位于所述第二金屬互連線12的上方，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解的，上述上下位的關(guān)系不需要一一對(duì)應(yīng)，例如，在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，還可以所述探測(cè)單元181位于所述第二金屬互連線12的上方，所述引線單元182位于所述第一金屬互連線11的上方。
[0033]綜上所述，本實(shí)用新型提供的鋁焊墊以及金屬連接結(jié)構(gòu)中，鋁焊墊包括:一用于晶圓針測(cè)的探測(cè)單元和一用于引線整合的引線單元，所述探測(cè)單元和引線單元分別單獨(dú)設(shè)置。所述鋁焊墊還包括一連接單元，所述連接單元連接所述探測(cè)單元與所述引線單元。所述連接單元的形狀或大小與所述探測(cè)單元的形狀或大小不同，且所述連接單元的形狀或大小與所述引線單元的形狀或大小不同。本實(shí)用新型的鋁焊墊，可以在保持原有芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)不變的情況下，將受到的來(lái)自晶圓針測(cè)和引線焊接的過(guò)程中的相應(yīng)的機(jī)械應(yīng)力分散為兩部分作用在鋁焊墊上，避免晶圓針測(cè)和引線焊接過(guò)程對(duì)相同的接觸區(qū)域產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力過(guò)大使得鋁焊墊裂開。
[0034]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁焊墊，其特征在于，包括一用于晶圓針測(cè)的探測(cè)單元和一用于引線整合的引線單元，所述探測(cè)單元和引線單元分別單獨(dú)設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的銷焊墊，其特征在于，所述銷焊墊還包括一連接單元，所述連接單元連接所述探測(cè)單元與所述引線單元。
3.如權(quán)利要求2所述的鋁焊墊，其特征在于，所述連接單元的形狀或大小與所述探測(cè)單元的形狀或大小不同，且所述連接單元的形狀或大小與所述引線單元的形狀或大小不同。
4.如權(quán)利要求1所述的鋁焊墊，其特征在于，所述探測(cè)單元為長(zhǎng)方形、正方形、三角形或圓形。
5.如權(quán)利要求1所述的鋁焊墊，其特征在于，所述引線單元為長(zhǎng)方形、正方形、三角形或圓形。
6.一種金屬連接結(jié)構(gòu)，包括芯片以及位于所述芯片上的鋁焊墊，其特征在于，所述鋁焊墊為權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的鋁焊墊。
7.如權(quán)利要求6所述的金屬連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片包括第一金屬互連線、第一上層金屬、第二金屬互連線、第二上層金屬，所述第一上層金屬位于所述第一金屬互連線的上層，所述第二上層金屬位于所述第二金屬互連線的上層。
8.如權(quán)利要求7所述的金屬連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片還包括若干通孔結(jié)構(gòu)，部分所述通孔結(jié)構(gòu)連接所述第一上層金屬和所述第一金屬互連線，另一部分所述通孔結(jié)構(gòu)連接所述第二上層金屬和所述第二金屬互連線。
9.如權(quán)利要求8所述的金屬連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片還包括介質(zhì)層，所述第一金屬互連線、第一上層金屬、第二金屬互連線、第二上層金屬和多個(gè)通孔結(jié)構(gòu)通過(guò)所述介質(zhì)層相隔離，所述介質(zhì)層頂部形成有頂層金屬層。
【文檔編號(hào)】H01L23/488GK204216028SQ201420611586
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】蔡孟峰, 黃晨 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司