疊的示例。
[0026]圖3A-3D是根據一些實施例的具有不同堆疊配置的凸塊焊盤的示例的側面剖視圖。
[0027]圖4A-4D是根據一些實施例的在圖3A-3D的對應的凸塊焊盤上形成的金屬凸塊的示例。
[0028]圖5是根據一些實施例的形成在凸塊焊盤上的鈍化層中開口的示例的平面圖。
[0029]圖6是根據一些實施例的具有減少露出的金屬表面的凸塊焊盤的示例。
[0030]圖7是根據一些實施例的具有鈍化層的條帶的凸塊焊盤的示例，鈍化層的條帶穿過焊盤的金屬表面的中間。
[0031]圖8是根據一些實施例的具有鈍化層的條帶的凸塊焊盤的示例，鈍化層的條帶穿過焊盤的金屬表面的中間。
[0032]圖9是根據一些實施例的示例的凸塊焊盤，其具有在焊盤的金屬表面上交叉的多個鈍化層的條帶。
[0033]圖10是根據一些實施例的示例的凸塊焊盤，其具有在焊盤的金屬表面上以網格狀形成交叉的多個鈍化層的條帶。
[0034]圖11是根據一些實施例的示例的凸塊焊盤，其具有以磚形形成偏移的多個矩形鈍化層。
[0035]圖12是根據一些實施例的示例的凸塊焊盤，其具有各種尺寸的多種形狀的鈍化層。
[0036]圖13A-13D是根據一些實施例的具有不同堆疊配置的凸塊焊盤的示例的側面剖視圖。
[0037]圖14A-14D是根據一些實施例的在圖13A-13D的對應的凸塊焊盤上形成的金屬凸塊的示例。
[0038]圖15A和15B是根據一些實施例的在基體層上實現的密封空腔結構的平面圖和側面剖視圖。
[0039]圖16A和16B是根據一些實施例的在基體層上實現的焊盤結構的平面圖和側面剖視圖。
[0040]圖17A和17B是根據一些實施例的類似于圖15A和15B的示例的密封空腔結構的平面圖和側面剖視圖，但是具有參見圖16A和16B所述的焊盤結構。
[0041]圖18是根據一些實施例的工藝，可以實現該工藝以形成堅固的堆疊結構。
[0042]圖19是根據一些實施例的工藝，可以實現該工藝以形成堅固的堆疊結構。
[0043]圖20是根據一些實施例的工藝，可以實現該工藝以制造很多裝置。
[0044]圖21是根據一些實施例的工藝，可以實現該工藝以制造空腔結構。
[0045]圖22是根據一些實施例的具有多個凸塊結構的示例的倒裝芯片。
[0046]圖23是具有密封空腔的產品示例，空腔由基體層、環(huán)形結構和帽蓋層形成。
【具體實施方式】
[0047]這里提供的標題，如果有的話，僅用于方便，并不必然影響所要求保護的發(fā)明的范圍和含義。
[0048]公開了涉及可以在半導體基板上實現的改進的堆疊結構的裝置和方法。圖1是示例的堆疊結構100，其具有形成在半導體基板104上的多個層102a-102c。在這種層中，可能有一個或多個層間界面，其在機械上比其他界面更弱。例如，假設與中間層102b相關聯的一個界面或兩個界面都(具有上層102c和/或下層102a)由于一個或多個原因是相對弱的。由于這種弱界面，當受到力(例如，剪切力)時可能損壞(例如，剝離)堆疊100。
[0049]圖1還示出，在一些實施例中，壓縮力(表示為箭頭108)可以施加在這種弱界面上以減少機械損壞，例如堆疊100的分層。例如，這種壓縮力可在堆疊100的頂部實現以便于牽制堆疊100并因此減少分層的可能性。施加在不同的堆疊結構上的這種壓縮力的示例在這里更詳細的描述。
[0050]圖2是由于剪切力110剝離堆疊的示例。為了圖2的描述的目的，假設三個示例的層102a-102c形成堆疊，并且相對較大的結構112在堆疊上實現。由于剪切力110施加在結構112上，堆疊示出為在層102b和層102c之間剝離，從而損壞堆疊結構。
[0051 ] 前述的分層的示例可包含半導體制造應用(例如，娃和砷化鎵(gal I iumarsenide，GaAs)工藝技術)，其中聚合物通常作為層間介質和/或作為應力緩沖和機械保護層使用。這些聚合物可以包含，例如，聚酰亞胺、苯并環(huán)丁稀(benzocyclobutene，BCB)、聚苯并惡卩坐(polybenzoxazole, ΡΒ0)、以及其他。很多這些聚合物通常具有張力薄膜應力并且已知對很多其他材料，例如金屬和在半導體技術中使用的其他電介質，具有相對較弱的粘附力。
[0052]此外，由于聚合物的流動特性，用聚合物層間電介質制造的的半導體晶片通常導致非平面的表面和地形，其可以和底層裝置地形一樣大。這種非平面的表面和地形通常在一些區(qū)域導致額外的壓力和弱點，包含，例如，在聚合物與它的鄰近層相接觸的界面。
[0053]當用于倒裝芯片應用時，前述的半導體晶片在每個裸片上通常具有凸塊金屬焊盤，在每個裸片上形成金屬凸塊。這些凸塊焊盤通常具有堆疊結構，并且通常覆蓋有最終鈍化層或外覆層(例如，氮化硅薄膜)，其具有相對高的壓縮應力特性。然后，圖案化鈍化層以打開底層金屬從而產生凸塊焊盤。
[0054]對于每個凸塊焊盤，通常具有一個大開口，其形狀如橢圓或多邊形(例如，矩形或八邊形)。然而，由于露出的金屬層下面的一個或多個聚合物層的很差的粘附力，和/或凸塊焊盤中底層特征的地形特性，當使用這種大開口時導致差的凸塊可靠性。例如，在這種凸塊焊盤上形成的凸塊可以容易地從裸片剪切掉。
[0055]在前述示例的聚合物中間層的背景中，圖2的層102b可以是聚合物層，并且層102a和層102c可以是金屬層。由于聚合物層102b與金屬層(102a，102c)具有相對弱的粘附力特性，在層102a(金屬)和層102b(聚合物)之間的界面示出為失敗。
[0056]圖3A-3D是具有不同堆疊配置的凸塊焊盤的示例的側面剖視圖，其中在聚合物中間層和金屬層之間的一個或多個界面可以允許凸塊焊盤相對容易的分層。圖4A-4D是在圖3A-3D的對應的凸塊焊盤上形成的金屬凸塊的示例。產生的凸塊組件的每個當受到，例如，剪切力時，可遭受如圖2的分層。
[0057]在圖3A-3D的示例性的凸塊焊盤的每個中，提供具有高壓縮應力特性的鈍化層122(例如，氮化硅)。然而，單個大開口在鈍化層122中形成以露出和提供進入用于凸塊金屬安裝的最上面的金屬層的上表面123的入口。因此，在這種開口下面的層沒有受益于鈍化層122提供的壓縮力。如圖4A-4D的進一步所示，當對應的金屬凸塊附接至凸塊焊盤時，鈍化層122對施加給金屬凸塊的剪切力提供很少的阻力或沒有阻力。
[0058]在圖3A的示例中，凸塊焊盤120a示出為包含在半導體基板上實現的堆疊。更特別的是，堆疊包含在半導體基板上形成的金屬層(Ml)。Ml層由第一聚合物層(Pl)覆蓋，并且第二金屬層(M2)在Pl層上方形成，以使Ml層和M2層由Pl層分離。第二聚合物層(P2)示出為形成在M2層上，并且在P2層中的開口形成在M2層上。第三金屬層(M3)示出為形成在M2層上以使M2層和M3層接觸。鈍化層122，例如氮化硅層，示出為形成在前述的堆疊和圍繞堆疊的區(qū)域上。開口形成在氮化硅層122中以便于露出M3層的上表面123。
[0059]在圖4A的示例中，金屬凸塊128示出為形成在圖3A的凸塊焊盤120a上。更特別的是，下方的凸塊金屬(UBM)層126示出為形成在鈍化層122中的開口上以便于覆蓋并接觸M3層的上表面123。金屬凸塊128示出為形成在UBM層126上，并且焊接金屬層130示出為形成在金屬凸塊128上。
[0060]如這里所述，金屬到金屬的界面相對較強，并且聚合物到金屬的界面相對較弱。因此，在焊接金屬層130和金屬凸塊128之間的、在金屬凸塊128和UBM層126之間的、在UBM層126和M3層之間的、以及在M3層和M2層之間的金屬到金屬界面相對較強；并且在M2層和Pl層之間的、以及在Pl層和Ml層之間的聚合物到金屬界面相對較弱。因此，當金屬凸塊128和/或凸塊焊盤120a受到力時，例如剪切力，在與Pl層相關聯的一個或兩個界面都有可能出現分層。
[0061]在圖3B的示例中，凸塊焊盤120b示出為包含在半導體基板上實現的堆疊。更特別的是，堆疊包含形成在半導體基板上的第一金屬層(Ml)。第二金屬層(M2)形成在Ml層上，以使Ml層和M2層接觸。聚合物層(P2)示出為形成在M2層上。第三金屬層(M3)示出為形成在P2層上以使M2層和M3層由P2層分離。鈍化層122，例如氮化硅層，示出為形成在前述的堆疊和圍繞堆疊的區(qū)域上。開口形成在氮化硅層122中以便于露出M3層的上表面 123。
[0062]在圖4B的示例中，金屬凸塊128示出為形成在圖3B的凸塊焊盤120b上。更特別的是，下方的凸塊金屬(UBM)層126示出為形成在鈍化層122中的開口上以便于覆蓋和接觸M3層的上表面123。金屬凸塊128示出為形成在UBM層126上，并且焊接金屬層130示出為形成在金屬凸塊128上。
[0063]在圖3B和4B所示的示例中，在焊接金屬層130和金屬凸塊128之間的、在金屬凸塊128和UBM層126之間的、在UBM層126和M3層之間的、以及在M2層和Ml層之間的金屬到金屬的界面相對較強；并且在M3層和P2層之間的、以及在P2層和M2層之間的聚合物到金屬的界面相對較弱。因此，當金屬凸塊128和/或凸塊焊盤120b受到力時，例如剪切力，在與P2層相關聯的一個或兩個界面都有可能出現分層。
[0064]在圖3C的示例中，凸塊焊盤120c示出為包含在半導體基板上實現的堆疊。更特別的是，堆疊包含形成在半導體上的金屬層(Ml)以及形成在Ml層上的第一聚合物層(P1)。第二金屬層(M2)示出為形成在Pl層上，以使Ml層和M2層由Pl層分離。第二聚合物層(P2)示出為形成在M2層上。第三金屬層(M3)示出為形成在P2層上以使M2層和M3層由P2層分離。鈍化層122，例如氮化硅層，示出為形成在前述的堆疊和圍繞堆疊的區(qū)域上。開口形成在氮化硅層122中以便于露出M3層的上表面123。
[0065]在圖4C的示例中，金屬凸塊128示出為形成在圖3C的凸塊焊盤120c上。更特別的是，下方的凸塊金屬(UBM)層126示出為形成在鈍化層122中的開口上以便于覆蓋和接觸M3層的上表面123。金屬凸塊128示出為形成在UBM層126上，并且焊接金屬層130示出為形成在金屬凸塊128上。
[0066]在圖3C和4C所示的示例中，在焊接金屬層130和金屬凸塊128之間的、在金屬凸塊128和UBM層126之間的、以及在UBM層126和M3層之間的金屬到金屬的界面相對較強；并且在M3層和P2層之間的、在P2層和M2層之間的、在M2層和Pl層之間的、以及在Pl層和Ml層之間的聚合物到金屬的界面相對較弱。因此，當金屬凸塊128和/或凸塊焊盤120b受到力時，例如剪切力，在與Pl層和P