一種嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)，形成于芯片的頂層金屬層上，所述嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)至少包括：鈍化層，形成于所述頂層金屬層上；所述鈍化層具有露出所述頂層金屬層的開口；通孔金屬層，沉積于所述開口中；所述通孔金屬層具有露出所述頂層金屬層的特定形狀的溝槽；金屬焊墊層，填充于所述溝槽中直至覆蓋于所述通孔金屬層和鈍化層表面，形成嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)。通過將焊墊制作成嵌入式焊墊，使焊墊金屬層和頂層金屬層緊密結(jié)合，粘附性增強(qiáng)，從而降低焊墊剝離的風(fēng)險(xiǎn)，提高芯片的可靠性。
【專利說明】一種嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制造工藝中，完成前段的半導(dǎo)體器件的制造和后段的金屬互連結(jié)構(gòu)的制造工藝后，需要在頂層金屬互連線上形成焊墊；在封裝工藝中，將外引線直接鍵合在焊墊上，或者在該焊墊上形成焊料凸塊。鋁金屬具有較低的電阻率，易蝕刻以及與介質(zhì)材料、金屬材料具有較好的粘結(jié)性等優(yōu)點(diǎn)，常用來制造焊墊。由于鋁工藝簡(jiǎn)單，成本較低，在65nm甚至更小的技術(shù)節(jié)點(diǎn)的工藝中，也常常用鋁金屬制造焊墊。
[0003]可見，焊墊是半導(dǎo)體工藝中非常特殊的結(jié)構(gòu)，但是，目前在半導(dǎo)體封裝測(cè)試環(huán)節(jié)中，測(cè)試失敗的情況還是比較常見，研究發(fā)現(xiàn)，其中一個(gè)重要的原因是焊墊與金屬層的粘附性比較差。
[0004]請(qǐng)參閱圖1，為現(xiàn)有技術(shù)中的焊墊結(jié)構(gòu)的截面示意圖。如圖所示，該焊墊結(jié)構(gòu)形成于芯片的頂層金屬層IA上，由鈍化層2A及填充于所述鈍化開口中的焊墊金屬層4A構(gòu)成。通常，該焊墊金屬層為鋁焊墊。由圖可看出，焊墊金屬層和頂層金屬層之間的接觸面為平面，導(dǎo)致焊墊金屬層和頂層金屬層之間的粘附性較差，容易發(fā)生焊墊金屬層與頂層金屬層剝離的情況
[0005]因此，提供一種新型的焊墊結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)焊墊金屬層與頂層金屬層之間的粘附性是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的課題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中焊墊金屬層與頂層金屬層粘附性不好導(dǎo)致焊墊金屬層剝離的問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)，形成于芯片的頂層金屬層上，所述嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)至少包括:
[0008]鈍化層，形成于所述頂層金屬層上；所述鈍化層具有露出所述頂層金屬層的開Π ；
[0009]通孔金屬層，沉積于所述開口中；所述通孔金屬層具有露出所述頂層金屬層的螺旋形或Y字形的溝槽；
[0010]金屬焊墊層，填充于所述溝槽中直至覆蓋于所述通孔金屬層和鈍化層表面，形成嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)。
[0011]作為本實(shí)用新型的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，填充在所述溝槽中的金屬焊墊層為嵌入層。
[0012]作為本實(shí)用新型的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述嵌入層的形狀與溝槽匹配，為對(duì)應(yīng)的螺旋形或Y字形。[0013]作為本實(shí)用新型的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述金屬焊墊層為鋁焊墊。
[0014]作為本實(shí)用新型的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述金屬焊墊層的厚度范圍為1000?6000埃。
[0015]作為本實(shí)用新型的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述通孔金屬層的材料為招。
[0016]作為本實(shí)用新型的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述鈍化層為二氧化硅或
氮化硅。
[0017]作為本實(shí)用新型的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述通孔金屬層表面低于鈍化層表面。
[0018]如上所述，本實(shí)用新型的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)，所述嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)至少包括:鈍化層，形成于所述頂層金屬層上；所述鈍化層具有露出所述頂層金屬層的開口 ；通孔金屬層，沉積于所述開口中；所述通孔金屬層具有露出所述頂層金屬層的特定形狀的溝槽；金屬焊墊層，填充于所述溝槽中直至覆蓋于所述通孔金屬層和鈍化層表面，形成嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)。通過將焊墊制作成嵌入式焊墊，使焊墊金屬層和頂層金屬層緊密結(jié)合，粘附性增強(qiáng)，從而降低焊塾剝尚的風(fēng)險(xiǎn)，提聞芯片的可罪性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的焊墊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本實(shí)用新型的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)中嵌入層為螺旋形的剖視圖。
[0021]圖3為本實(shí)用新型的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)中嵌入層為螺旋形的立體圖。
[0022]圖4為本實(shí)用新型的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)中嵌入層為Y字型的剖視圖。
[0023]圖5為本實(shí)用新型的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)中嵌入層為Y字型的立體圖。
[0024]元件標(biāo)號(hào)說明
[0025]I, IA頂層金屬層
[0026]2，2A 鈍化層
[0027]3 通孔金屬層
[0028]4，4A焊墊金屬層
[0029]41 嵌入層
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下由特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0031]請(qǐng)參閱附圖。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。
[0032]實(shí)施例一
[0033]如圖2和圖3所示，本實(shí)用新型提供一種嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)，形成于芯片的頂層金屬層I上，所述嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)至少包括:鈍化層2、通孔金屬層3以及焊墊金屬層4。
[0034]所述鈍化層2形成于所述頂層金屬層I上，所述鈍化層2具有露出所述頂層金屬層I的開口。該鈍化層2可以是二氧化硅、氮化硅等，但并不限于此。本實(shí)施例中，所述鈍化層2為二氧化硅?？梢圆捎没瘜W(xué)氣相沉積工藝來制備所述鈍化層2，制備方法在此不限。
[0035]采用刻蝕的方法刻蝕所述鈍化層2上形成暴露頂層金屬層I的開口，該開口的具體形成方法為:在所述鈍化層2上旋涂光刻膠層(未予以圖示)，利用曝光顯影等光刻技術(shù)圖案化所述光刻膠層，以光刻膠層為掩膜層當(dāng)所述鈍化層2進(jìn)行刻蝕，形成開口。
[0036]所述通孔金屬層3沉積于所述開口中，該通孔金屬層3沒有填充滿所述開口，通孔金屬層3的表面低于鈍化層2表面。形成所述通孔金屬層3的方法可以是先進(jìn)行物理氣相沉積(PVD )后進(jìn)行電鍍(ECP )工藝。
[0037]刻蝕所述通孔金屬層3形成暴露所述頂層金屬層I的具有特定形狀的溝槽。本實(shí)施例中，所述溝槽的形狀為螺旋形狀。所述溝槽的形成使為后續(xù)填充焊墊金屬層形成嵌入層做準(zhǔn)備。
[0038]所述通孔金屬層3的材料為鋁，但并不限于此，也可以為其他合適的金屬材料。
[0039]所述焊墊金屬層4，填充于所述溝槽中直至覆蓋所述通孔金屬層3和鈍化層2表面，形成嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)。所述焊墊金屬層4為鋁焊墊，但并不限于此。所述焊墊金屬層4的厚度在1000?6000埃范圍內(nèi)，本實(shí)施例中，所述焊墊金屬層4的厚度為2000埃。
[0040]填充在所述螺旋形溝槽中的焊墊金屬層4定義為嵌入層41。與溝槽形狀相匹配的，形成于螺旋形溝槽中的嵌入層41也為螺旋形。
[0041]由以上描述可知，本實(shí)用新型提供的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)具有嵌入層41，所述嵌入層41嵌入在通孔金屬層3的形成的溝槽中，并且所述嵌入層41與頂層金屬層I接觸連接，實(shí)現(xiàn)焊墊與芯片的互連。這種具有嵌入層41的焊墊結(jié)構(gòu)與頂層金屬層I的粘附性更好，不易脫落或剝離。
[0042]實(shí)施例二
[0043]如圖4和圖5所示，本實(shí)用新型提供一種嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)，形成于芯片的頂層金屬層I上，所述嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)至少包括:鈍化層2、通孔金屬層3以及焊墊金屬層4。
[0044]所述鈍化層2形成于所述頂層金屬層I上，所述鈍化層2具有露出所述頂層金屬層I的開口。該鈍化層2可以是二氧化硅、氮化硅等，但并不限于此。本實(shí)施例中，所述鈍化層2為二氧化硅?？梢圆捎没瘜W(xué)氣象沉積工藝來制備所述鈍化層2，在此也不限。
[0045]采用刻蝕的方法刻蝕所述鈍化層2上形成暴露頂層金屬層I的開口，該開口的具體形成方法為:在所述鈍化層2上旋涂光刻膠層(未予以圖示)，利用曝光顯影等光刻技術(shù)圖案化所述光刻膠層，以光刻膠層為掩膜層當(dāng)所述鈍化層2進(jìn)行刻蝕，形成開口。
[0046]所述通孔金屬層3沉積于所述開口中，該通孔金屬層3沒有填充滿所述開口，通孔金屬層3的表面低于鈍化層2表面。形成所述通孔金屬層3的方法可以是先進(jìn)行物理氣相沉積(PVD )后進(jìn)行電鍍(ECP )工藝。
[0047]刻蝕所述通孔金屬層3形成暴露所述頂層金屬層I的具有特定形狀的溝槽。本實(shí)施例中，所述溝槽的形狀為Y字形狀。所述溝槽的形成使為后續(xù)填充焊墊金屬層形成嵌入層做準(zhǔn)備。
[0048]所述通孔金屬層3的材料為鋁，但并不限于此，也可以為其他合適的金屬材料。
[0049]所述焊墊金屬層4，填充于所述溝槽中直至覆蓋所述通孔金屬層3和鈍化層2表面，形成嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)。所述焊墊金屬層4為鋁焊墊，但并不限于此。所述焊墊金屬層4的厚度在1000?6000埃范圍內(nèi)，本實(shí)施例中，所述焊墊金屬層4的厚度為3000埃。
[0050]填充在所述Y字形溝槽中的焊墊金屬層4定義為嵌入層41。與溝槽形狀相匹配的，形成于Y字形溝槽中的嵌入層41也為Y字形。
[0051]由以上描述可知，本實(shí)用新型提供的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)具有嵌入層41，所述嵌入層41嵌入在通孔金屬層3的形成的溝槽中，并且所述嵌入層41與頂層金屬層I接觸連接，實(shí)現(xiàn)焊墊與芯片的互連。這種具有嵌入層41的焊墊結(jié)構(gòu)與頂層金屬層I的粘附性更好，不易脫落或剝離。
[0052]綜上所述，本實(shí)用新型提供一種嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)，所述嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)至少包括:鈍化層，形成于所述頂層金屬層上；所述鈍化層具有露出所述頂層金屬層的開口 ；通孔金屬層，沉積于所述開口中；所述通孔金屬層具有露出所述頂層金屬層的特定形狀的溝槽；金屬焊墊層，填充于所述溝槽中直至覆蓋于所述通孔金屬層和鈍化層表面，形成嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)。通過將焊墊制作成嵌入式焊墊，使焊墊金屬層和頂層金屬層緊密結(jié)合，粘附性增強(qiáng)，從而降低焊墊剝離的風(fēng)險(xiǎn)，提高芯片的可靠性。
[0053]所以，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0054]上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)，形成于芯片的頂層金屬層上，其特征在于，所述嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)至少包括: 鈍化層，形成于所述頂層金屬層上；所述鈍化層具有露出所述頂層金屬層的開口 ； 通孔金屬層，沉積于所述開口中；所述通孔金屬層具有露出所述頂層金屬層的螺旋形或Y字形的溝槽； 金屬焊墊層，填充于所述溝槽中直至覆蓋所述通孔金屬層和鈍化層表面，形成嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)，其特征在于:填充在所述溝槽中的金屬焊墊層為嵌入層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述嵌入層的形狀與溝槽匹配，為對(duì)應(yīng)的螺旋形或Y字形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬焊墊層為鋁焊墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬焊墊層的厚度范圍為1000?6000埃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述通孔金屬層的材料為鋁。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述鈍化層為二氧化硅或氮化硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式焊墊結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述通孔金屬層表面低于鈍化層表面。
【文檔編號(hào)】H01L23/485GK203733778SQ201420096802
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】張賀豐, 郎夢(mèng) 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司