專利名稱：焊墊結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及集成電路，尤其涉及一種焊墊結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
集成電路通常形成在襯底例如半導(dǎo)體晶片上。焊墊被包含在襯底上， 焊墊向集成電路器件提供接觸面，藉此可以實現(xiàn)與集成電路器件的電連接。 傳統(tǒng)工藝利用焊墊可以用來提供從封裝端子到集成電路的連接，傳統(tǒng)工藝
例如是熱壓或者熱超聲線焊接、倒裝晶片(flip chip )技術(shù)以及本領(lǐng)域的其 他公知技術(shù)。
互連技術(shù)能夠引起對焊墊結(jié)構(gòu)及周圍區(qū)域的機械應(yīng)力，例如從引線接 合(wire bonding )工藝中球焊點或楔焊點的位置或者從倒裝晶片技術(shù)中的 凸點(bump)到焊墊上。此外，在電測試工序中，為了分析集成電路器件， 焊墊可以用于提供到底層集成電路器件的連接。在測試工序中，測試探針 的接觸也能夠引起對焊墊結(jié)構(gòu)的機械應(yīng)力。從焊接、電學(xué)測試以及其他可 能的應(yīng)力源產(chǎn)生的應(yīng)力可以導(dǎo)致對焊墊結(jié)構(gòu)以及底層的損壞。例如，可能 產(chǎn)生的損壞的種類包括裂化和解層(ddayering)。由于位于焊墊區(qū)域下部 的層，例如具有低介電常數(shù)的層間電介質(zhì)(interlayer dielectric)變得越來 越易碎，因此應(yīng)力成為半導(dǎo)體技術(shù)工藝中尤其關(guān)鍵的因素。
由此，現(xiàn)有技術(shù)亟需一種改善的焊墊結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的實施例提供了一種器件，包括第一導(dǎo)電層； 位于所述第一導(dǎo)電層上的第二導(dǎo)電層；以及位于所述第二導(dǎo)電層上的焊墊。 連接層設(shè)置在所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層之間，其中所述連接層包 括鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，該連接層完全為導(dǎo)電材料(例如導(dǎo)電墊或者固體層)、在一個實施例中，所述鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括矩陣配置的導(dǎo) 電材料。至少一個襯墊可以設(shè)置在所述鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(例如矩陣)中。在 一個實施例中，襯墊包括電介質(zhì)材料。在進一步的實施例中，復(fù)數(shù)個導(dǎo)電 塞形成在所述襯墊中。在一個實施例中，提供有連續(xù)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，并且一個 或多個襯墊可以設(shè)置在該連續(xù)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中。
本發(fā)明的實施例還提供了一種器件，包括襯底；形成在所述襯底上的 第一導(dǎo)電層；以及形成在所述第一導(dǎo)電層上的第二導(dǎo)電層。中間層設(shè)置在 所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層之間，并電連接所述第一導(dǎo)電層與所述 第二導(dǎo)電層。所述中間層的導(dǎo)電密度約大于20%，并且所述中間層包括連 續(xù)的導(dǎo)電材料結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，所述連續(xù)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可以是矩陣。在 一個實施例中，所述中間層的導(dǎo)電密度位于20%到100%之間。
此外，本發(fā)明的實施例還提供了一種焊墊結(jié)構(gòu)的形成方法。所述方法 包括形成第一導(dǎo)電層，以及形成位于所述第一導(dǎo)電層上的第二導(dǎo)電層。 所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層之間形成有連接層，連接層電連接所述 第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層。形成連接層包括形成鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。


當結(jié)合附圖閱讀時，從下文的詳細描述本發(fā)明的各個方面能夠得到最 好的理解。需要強調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)標準實踐，不同的特征沒有按比例規(guī) 定繪制。實際上，為了闡明描述的目的，不同特征的尺寸可以任意增加或 減小。
圖1為本發(fā)明實施例的焊墊結(jié)構(gòu)剖視圖2為圖1所示實施例的焊墊結(jié)構(gòu)的對應(yīng)俯視圖3為本發(fā)明另一實施例的焊墊結(jié)構(gòu)剖視圖4為圖3所示實施例的焊墊結(jié)構(gòu)的對應(yīng)俯視圖5為本發(fā)明實施例的包括導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的焊墊結(jié)構(gòu)俯視圖6為本發(fā)明實施例的包括導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和導(dǎo)電塞的焊墊結(jié)構(gòu)俯視圖7為本發(fā)明又一實施例的焊墊結(jié)構(gòu)的剖視圖8為圖7所示實施例的焊墊結(jié)構(gòu)的對應(yīng)俯視圖；圖9為本發(fā)明實施例的焊墊結(jié)構(gòu)制造方法流程圖。
具體實施例方式
應(yīng)當理解，為了實現(xiàn)本發(fā)明不同的特征，下文的描述提供了許多不同 的實施例或例子。下面描述的特定示例的部件及結(jié)構(gòu)的目的在于簡化本發(fā) 明的公開。當然，它們僅僅為示例，并且不應(yīng)當受到限制。此外，在不同 實施例中，本發(fā)明公開可以重復(fù)參考編號和/或字母。這些重復(fù)目的在于簡 化和闡明，本質(zhì)上不在于指示所討論的不同實施例和/設(shè)定之間的關(guān)系。另 外，在隨后描述關(guān)于在第二特征上方或上面形成第一特征可以包括第一特 征和第二特征以直接方式接觸的實施例，也可以包括在第 一特征和第二特 征之間設(shè)置形成的附加特征的實施例，這樣第一特征和第二特征可以不是 直接接觸。此外，例如上部/下部、頂部/底部以及垂直/水平這些解釋詞匯 是用來描述的容易，并且不向絕對方向提供任何限制。例如，上層和下層 可以表示相對襯底或者形成在襯底上的集成電路的各自關(guān)系，而非表示絕 對方向。
現(xiàn)在參考圖1，該圖顯示了本發(fā)明實施例的焊墊結(jié)構(gòu)(例如焊墊與焊
墊連接)100。焊墊結(jié)構(gòu)IOO可以形成在包括有集成電路或部分集成電路的
村底上。襯底通常包括導(dǎo)電層、絕緣層及半導(dǎo)體層，這些層被圖案化以形
成集成電路。襯底可以包括互連結(jié)構(gòu)(例如，多層互連(MLI)或多個導(dǎo) 電跡線以及層間電介質(zhì))，其中焊墊結(jié)構(gòu)100電連接到該互連結(jié)構(gòu)上。在 一個實施例中，焊墊結(jié)構(gòu)100包括墊下電^各(circuit under pad， CUP )結(jié) 構(gòu)。在CUP結(jié)構(gòu)中，焊墊可以設(shè)置在集成電路的有源電路或其一部分的上 方。在一個實施例中，焊墊結(jié)構(gòu)100為CUP結(jié)構(gòu)，并且設(shè)置在集成電路的 輸入/輸出(I/O)單元上方。CUP的優(yōu)點包括縮短導(dǎo)線，由此減少它們的 阻抗及容抗以能夠減少集成電路的寄生電容，以及節(jié)省空間。
焊墊結(jié)構(gòu)100包括下導(dǎo)電層110、中間導(dǎo)電層130、上導(dǎo)電層140、介 電層120及125、鈍化層150及170以及焊墊160。下導(dǎo)電層IIO可以電連 接到互聯(lián)結(jié)構(gòu)(例如MLI)上或作為互聯(lián)結(jié)構(gòu)的一部分。中間導(dǎo)電層130 設(shè)置在下導(dǎo)電層110上，并且上導(dǎo)電層140設(shè)置在中間導(dǎo)電層130上，由此中間導(dǎo)電層no設(shè)置在下導(dǎo)電層iio與上導(dǎo)電層140之間。中間導(dǎo)電層
130在上導(dǎo)電層140與下導(dǎo)電層IIO之間提供電連接。在一個實施例中， 下導(dǎo)電層UO、中間導(dǎo)電層130以及/或者上導(dǎo)電層140包括銅。其他適合 用于下導(dǎo)電層110、中間導(dǎo)電層130以及/或者上導(dǎo)電層140的材料例如包 括鋁、鋁/硅/銅合金、鈦、氮化鈦、鎢、多晶硅、金屬硅化物(例如硅化鎳、 硅化鈷、硅化鴒、硅化鉭、硅化鈦、硅化鉑、硅化鉺、硅化鈀或者其結(jié)合 物)、銅、銅合金、鉭、氮化鉭及其組合。
上導(dǎo)電層140、下導(dǎo)電層110以及/或者中間導(dǎo)電層130如圖所示為連 續(xù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料。尤其，焊墊結(jié)構(gòu)100包括作為導(dǎo)電材料固體層(例如 墊)的中間導(dǎo)電層130。換句話說，作為固體層，中間導(dǎo)電層130的導(dǎo)電 密度(例如，導(dǎo)電材料相比非導(dǎo)電材料(例如電介質(zhì))的百分比)大約是 100%。雖然圖示中間導(dǎo)電層130包括連續(xù)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，但是其他實施例也 是可以的。例如，中間層可以包括任何配置的鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。鄰接的導(dǎo)電 結(jié)構(gòu)配置可以包括連續(xù)結(jié)構(gòu)、相鄰結(jié)構(gòu)以及/或者緊密接觸的結(jié)構(gòu)。
上導(dǎo)電層140電連接到焊墊160上。在一個實施例中，焊墊160包括 鋁或者鋁合金。其他適合用作焊墊160的材料例如包括金屬、金屬合金、 金屬硅化物以及/或者它們的結(jié)合物。焊墊160可以包括一個或多個導(dǎo)電材 料層(例如阻擋層)。在實施例中，焊墊具有大約20微米到200微米范圍 的水平尺寸，以用于電測試(例如探測)及焊結(jié)。
中間導(dǎo)電層130在上導(dǎo)電層140和下導(dǎo)電層IIO之間提供電連接。實 際上，中間導(dǎo)電層130在焊墊160和襯底上形成的集成電路或其部分的互 連結(jié)構(gòu)之間提供電連接。通常，通孔陣列可以替換中間導(dǎo)電層130用來向 焊墊提供電連接。但是，使用通孔陣列可使得焊接應(yīng)力產(chǎn)生從而導(dǎo)致扁平 化。相比通孔陣列，中間導(dǎo)電層130可以用來改善機械應(yīng)力的分布。在圖 示實施例中，中間導(dǎo)電層130與上導(dǎo)電層140的接觸面為100%的導(dǎo)電材料。 但是，其他實施例可以包括例如圖3中描述的焊墊結(jié)構(gòu)300。
焊墊結(jié)構(gòu)IOO也包括介電層120及125。在一個實施例中，介電層120 和125為一個整體(例如，單一的介電層)。適用于介電層120與/或125 的材料例如包括二氧化硅、具有低介電常數(shù)的材料，例如介電常數(shù)(k)大約低于2.5 (例如超低k,ELK)、氮化硅、氧氮化硅、聚酰亞胺、旋涂玻璃 (SOG)、氟摻雜硅酸鹽玻璃(FSG)、未摻雜二氧化硅玻璃(USG)、 碳摻雜二氧化硅(SiOC ) 、 Black Diamond (來自Santa Clara, California的 應(yīng)用材料公司)、干凝膠、氣凝膠、無定形氟化碳、聚對二曱苯基、雙苯 并環(huán)丁烯予貞聚體(BCB, bisbenzocyclobutene )、 SiLK(來自Midland, Michigan 的Dow Chemical公司)以及/或者其它合適材料。在一個實施例中，介電 層120包括超低k(ELK)。 ELK層可以具有大約2.5的介電常數(shù)K。在一 個實施例中，介電層125包括未摻雜二氧化硅玻璃(USG)。
焊墊結(jié)構(gòu)100還包括鈍化層150及170。鈍化層150及/或170可包括 二氧化硅、氮化硅、氧氮化硅以及/或者其他合適材料。鈍化層150和170 的開口暴露出提供焊接區(qū)域180的焊墊160。焊接區(qū)域180包括可用于焊 接，例如用于球、楔或凸點布置的焊墊160的區(qū)域。
現(xiàn)在參考圖2,圖示為包括鈍化開口 190和導(dǎo)電區(qū)域195的焊墊結(jié)構(gòu) 100的俯視圖。鈍化開口 190顯示了鈍化層150和170的開口 ，導(dǎo)電區(qū)域 195顯示下導(dǎo)電層110、中間導(dǎo)電層130、上導(dǎo)電層140及/或焊墊160的存 在。在實施例中，如圖2及圖3所示，中間導(dǎo)電層130寬于鈍化層170及 150的開口橫向延伸。
現(xiàn)在，參考圖3及圖4,圖示為焊墊結(jié)構(gòu)300的實施例。除下面描述 的之外，焊墊結(jié)構(gòu)300類似于上述圖1中描述的焊墊結(jié)構(gòu)100。例如，與 焊墊結(jié)構(gòu)100類似，焊墊結(jié)構(gòu)300可以包括CUP結(jié)構(gòu)。但是，焊墊結(jié)構(gòu)300 包括設(shè)置在下導(dǎo)電層U0與上導(dǎo)電層140之間的中間層330。中間層330 在下導(dǎo)電層110與上導(dǎo)電層140之間提供電連接，中間層330包括導(dǎo)電網(wǎng) 絡(luò)330a和多個襯墊330b。導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a包括鄰接的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。在一個實 施例中，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a包括連續(xù)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。襯墊330b可以是統(tǒng)一或者 不統(tǒng)一的尺寸。
在一個實施例中，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a包括銅。其他適用于導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a 的材料例如包括鋁、鋁/硅/銅合金、鈦、氮化鈦、鎢、多晶硅、硅化金屬(例 如硅化鎳、硅化鈷、硅化鴒、硅化鉭、硅化鈦、硅化鉑、硅化鉺、硅化鈀 或者其結(jié)合物)、銅、銅合金、鉭、氮化鉭及其結(jié)合物。襯墊330b包括電介質(zhì)材料。襯墊330b可以包括與介電層125相同的電介質(zhì)組成。在一個實 施例中，襯墊330b包括USG。其他適合用于襯墊330b的材料例如包括二 氧化硅、具有低介電常數(shù)的材料，例如介電常數(shù)(k)低于約2.5、氮化硅、 氧氮化硅、聚酰亞胺、旋涂玻璃(SOG)、氟摻雜硅酸鹽玻璃(FSG)、 碳摻雜二氧化硅(SiOC ) 、 Black Diamond (來自位于Santa Clara, California 的應(yīng)用材料公司)、干凝膠、氣凝膠、無定形氟化碳、聚對二曱苯基、雙 苯并環(huán)丁烯預(yù)聚體(BCB， bisbenzocyclobutene ) 、 SiLK (來自Midland, Michigan的Dow Chemical公司)以及/或者其它合適材料。在一個實施例 中，例如圖6中描述， 一或多個導(dǎo)電塞可以形成在襯墊330b的通孔中。
導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a可以包括任意配置的導(dǎo)電材料，從而在上導(dǎo)電層140與 下導(dǎo)電層110之間提供電連接。這樣，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a提供從上接觸面(例 如利用上導(dǎo)電層140)到下接觸面(例如利用下導(dǎo)電層110,例如該層為垂 直連續(xù)的)的導(dǎo)電路徑。導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a可以設(shè)定為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、格子結(jié)構(gòu)、 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)以及/或者多個導(dǎo)電線(例如條紋)。在一個實施例中，中間層330 包括鄰接導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a。在進一步的實施例中，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a為連續(xù)導(dǎo)電 結(jié)構(gòu)，從而從中間層330 (例如水平連續(xù))的一側(cè)壁到中間層330的另一 側(cè)壁可以追蹤到不間斷的導(dǎo)電材料路徑。應(yīng)當注意，水平和垂直的用語不 用來表示方向，而是表示相對上導(dǎo)電層140及下導(dǎo)電層110的相對位置。 中間層330包括大約20%到100%的導(dǎo)電密度。也就是說，導(dǎo)電材料(例如 在導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a中)相對非導(dǎo)電材料(例如在襯墊330b中)的百分比在 大約20%到100%的范圍內(nèi)。在一個實施例中，位于中間層330與上導(dǎo)電層 140及/或下導(dǎo)電層110之間的接觸面的大約20%到100%的表面區(qū)域包括導(dǎo) 電網(wǎng)絡(luò)330a。
圖4顯示了焊墊結(jié)構(gòu)300的俯視圖，該俯^a圖顯示了鈍化開口 390、 導(dǎo)電區(qū)395以及包括導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a與襯墊330b的中間導(dǎo)電層330。鈍化開 口 390表示鈍化層150及170的開口 ，導(dǎo)電區(qū)395表示下導(dǎo)電層110、上 導(dǎo)電層140以及/或者焊墊160的存在。如圖3及圖4所示，在一個實施例 中，包括導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a的中間導(dǎo)電層330超出#/(匕開口 390延伸。
現(xiàn)在參考圖5及圖6,它們,顯示了部分焊墊結(jié)構(gòu)實施例的俯視圖。尤其，圖5所示的焊墊結(jié)構(gòu)500與圖6所示的焊墊結(jié)構(gòu)600顯示了中間層330 的示例實施例。焊墊結(jié)構(gòu)500及600示出了上述圖4中描述的鈍化開口 3卯 和導(dǎo)電區(qū)395,還示出了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a和襯墊330b。焊墊結(jié)構(gòu)500包括導(dǎo) 電網(wǎng)絡(luò)330a,其中導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a為包括網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的連續(xù)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。焊墊結(jié) 構(gòu)600也顯示了包括導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a的中間層330,其中導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)330a具有 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在焊墊結(jié)構(gòu)600中，多個導(dǎo)電塞610形成在襯墊330b的通孔中。 導(dǎo)電塞610可以在上導(dǎo)電層140與下導(dǎo)電層IIO之間提供電連接。每個導(dǎo) 電塞610可以是離散結(jié)構(gòu)。焊墊結(jié)構(gòu)500及600僅用于示例性目的，目的 不在于限制在任一種方式中。雖然圖示實施例顯示了包括網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的連續(xù) 導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，但是其他實施例可以包括任意的鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。例 如，在一個實施例中，中間層可以包括多個為鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)(例如， 諸如條紋的導(dǎo)電線，或者多個矩陣結(jié)構(gòu))，從而一個或多個的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是 相鄰的。
現(xiàn)在參考圖7及圖8，圖示為焊墊結(jié)構(gòu)700的實施例。除下面描述之 外，焊墊結(jié)構(gòu)700與焊墊結(jié)構(gòu)100類似。例如，與圖1的焊墊結(jié)構(gòu)100類 似，焊墊結(jié)構(gòu)700可以包括CUP結(jié)構(gòu)。與上文圖1中描述的焊墊結(jié)構(gòu)類似， 焊墊結(jié)構(gòu)700包括下導(dǎo)電層110、中間導(dǎo)電層130以及上導(dǎo)電層140。雖然 圖示實施例中包括的中間導(dǎo)電層130具有100%的導(dǎo)電密度(例如，固體墊)， 在其他實施例中，焊墊結(jié)構(gòu)700包括例如上面圖3、圖4、圖5及圖7中描 述的中間層330的中間層。該中間層可以具有低于100%的導(dǎo)電密度，并且 可以包括任意配置的鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。焊墊結(jié)構(gòu)700包括焊墊710，在焊墊 710的周邊區(qū)域，焊墊710通過導(dǎo)電柱710a連接到上導(dǎo)電層140。鈍化層 150形成在部分焊墊710的下方。
特別參考圖8，該圖顯示了包括導(dǎo)電區(qū)740、第一鈍化開口 720以及第 二鈍化開口 730的焊墊結(jié)構(gòu)700的俯視圖，導(dǎo)電區(qū)740從俯視圖顯示了下 導(dǎo)電層110、中間導(dǎo)電層130、上導(dǎo)電層140及/或焊墊710的存在。第一 鈍化開口 720顯示了鈍化層150的開口 ，第二鈍化開口 730顯示了鈍化層 170的開口 。
下面參考圖9，該圖顯示了用來形成焊墊結(jié)構(gòu)的方法900的實施例流程圖。方法900可以形成例如文中描述的焊墊結(jié)構(gòu)100、 300、 500、 600以 及/或者700的焊墊結(jié)構(gòu)。應(yīng)當理解，對于該方法的其他實施例，在方法900 之前、過程中以及之后可以提供附加步驟，并且下面描述的一些步驟可以 被替換或刪除。首先是方法卯0的步驟910,該步驟中在襯底上形成或者 部分形成集成電路或者部分集成電路，襯底可以是半導(dǎo)體晶片，例如硅晶 片。或者，襯底可以包括其他基本半導(dǎo)體材料，例如鍺、化合物半導(dǎo)體(例 如碳化硅、砷化鎵、砷化銦以及磷化銦)、合金半導(dǎo)體材料(例如硅鍺、 硅鍺碳、鎵砷磷以及鎵銦磷)以及/或者其他已知的襯底組成。
使用例如設(shè)置在襯底上的導(dǎo)電層、半導(dǎo)體層以及絕緣層形成集成電路。 在一個實施例中，形成多層互連(MLI)結(jié)構(gòu)包括有導(dǎo)電線(通孔和接觸 孔)以及層內(nèi)電介質(zhì)(ILD)層。下面參考步驟945描述形成的焊墊結(jié)構(gòu)從 襯底的外側(cè)，例如從封裝端向包括互連結(jié)構(gòu)的器件提供電接觸?；ミB結(jié)構(gòu) 的導(dǎo)電線可以包括以下材料，例如鋁、鋁/硅/銅合金、鈦、氮化鈦、鎢、多 晶硅、金屬硅化物、銅、銅合金、鉭、氮化鉭(例如硅化鎳、硅化鈷、硅 化鴒、硅化鉭、硅化鈦、硅化鉑、硅化鉺、硅化鈀或者其結(jié)合物)及/或其 他合適材^1"?；ミB結(jié)構(gòu)可以通過以下工藝形成，例如包括物理氣相沉積(或 者賊射)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、整平以及/或者其他合適工藝。其他用 來形成互連結(jié)構(gòu)的制作技術(shù)可以包括光刻處理及蝕刻，以圖案化用于垂直 連接(通孔和接觸孔)與水平連接(導(dǎo)線)的材料，并且隨后可以是回蝕 或者化學(xué)才幾械研磨(CMP)工藝。還有其他一些制造工藝，例如熱退火可 以用來在包含在MLI中的村底上形成金屬硅化物。
MLI的ILD層可以包括的材料例如以下二氧化硅、具有低介電常數(shù) (例如介電常數(shù)低于約2.5)的材料、氮化硅、氧氮化硅、聚酰亞胺、旋涂 玻璃(SOG)、未摻雜二氧化硅玻璃(USG)、氟摻雜硅酸鹽玻璃(FSG)、 碳摻雜二氧化硅、Black Diamond (來自位于Santa Clara, California的應(yīng)用 材料公司)、干凝膠、氣凝膠、無定形氟化碳、聚對二曱苯基、雙苯并環(huán) 丁烯預(yù)聚體(BCB ) 、 SiLK (來自Midland, Michigan的Dow Chemical公 司)以及/或者其它合適材料。介電層可以通過包括旋涂、CVD以及/或者 其他合適工藝來形成，并且隨后可以執(zhí)行回蝕或CMP工藝。互連結(jié)構(gòu)可以如鑲嵌(damascene)工藝或者光刻(lithography) /等離子 體蝕刻工藝中形成。
然后執(zhí)行的是方法卯0的步驟915,在該步驟中形成下導(dǎo)電層與相鄰 介電層。下導(dǎo)電層與該介電層可以與上述步驟910中描述的互連結(jié)構(gòu)大體 類似的方式形成。下導(dǎo)電層可以大體類似于上述圖l-8描述的下導(dǎo)電層110, 介電層也可以大體類似于上述圖1-8中描述的介電層120。在一個實施例中， 介電層與下導(dǎo)電層可以與互連結(jié)構(gòu)的一層及/或部分互連結(jié)構(gòu)同時形成。
然后，方法900進行的是步驟920，在該步驟中形成介電層。介電層 可以大體上與上述圖1、 3及7中描述的介電層125類似。介電層可以通過 包括旋涂、CVD或者其他合適工藝來形成，并且隨后可以執(zhí)行回蝕或CMP 工藝。
然后是方法卯0的步驟925，在該步驟中對步驟920中形成的介電層 進行圖案化。介電層的圖案化可以使用傳統(tǒng)光刻技術(shù)。可以圖案化介電層， 從而使得中間導(dǎo)電層可以形成在下導(dǎo)電層上。圖案化可以為即將形成的中 間導(dǎo)電層作準備，以包括固體導(dǎo)電層，例如中間導(dǎo)電層130,或者中間導(dǎo) 電層可以包括導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和襯墊區(qū)域，例如中間導(dǎo)電層330。在一個實施例 中，圖案化介電層，從而在襯墊區(qū)域提供通孔?？梢允褂美绨ㄐ纬晒?致抗蝕劑層的光刻工藝、烘烤工藝、曝光工藝、顯影工藝、濕蝕刻或千蝕 刻工藝以及/或者其他合適工藝來執(zhí)行圖案化。
接下來^l行的是方法900的步驟930，在該步驟中可以將中間層形成 在已圖案化的介電層上。中間層包括鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，中 間層包括連續(xù)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。中間導(dǎo)電層可以大體上類似于上述圖1-8中描述 的中間導(dǎo)電層130及/或中間層330。可以包括在中間層的鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的 可能配置例如包括固體層、矩陣結(jié)構(gòu)、多個條紋以及/或者其他可能的配置。
在方法卯0的替代實施例中，可以形成固體導(dǎo)電層覆蓋下導(dǎo)電層。導(dǎo) 電層可以被蝕刻，以形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，并由此從關(guān)聯(lián)襯墊區(qū)域除去導(dǎo)電層。 然后，可以將介電層沉積在導(dǎo)電層上以及關(guān)聯(lián)的襯墊區(qū)域。接著，回蝕以 及/或者利用CMP處理介電層，從而介電層充滿襯墊區(qū)域。上述工藝與/或 其他已知工藝的任意結(jié)合可以適合用來形成中間導(dǎo)電層。
12然后，在方法900的步驟935中形成上導(dǎo)電層。上導(dǎo)電層可以大體上 與上述圖1、 3及7中描述的上導(dǎo)電層140類似。可以使用現(xiàn)有工藝，例如 上面形成互連結(jié)構(gòu)的步驟910中描述的工藝。
接著，在方法900的步驟940中形成鈍化層。鈍化層可以與上述圖1、 3及7中描述的鈍化層150大體上類似。鈍化層可以包括二氧化硅、氮化 硅、氧氮化硅及其結(jié)合物。鈍化層可以通過CVD、等離子體增強化學(xué)氣相 沉積(PECVD)、旋涂以及/或者其他合適技術(shù)形成。圖案化及蝕刻鈍化層， 從而可以在鈍化層中產(chǎn)生的開口中形成焊墊。
下面，在方法900的步驟945中形成焊墊。焊墊可以與上述圖1、 3及 7中描述的焊墊160及/或焊墊710大體相似。焊墊可以包括例如具有阻擋 層的多個層?？梢証使用例如濺射、CVD、整平以及/或者其他合適工藝的沉 積技術(shù)形成焊墊。在一個實施例中，焊墊包括鋁。焊墊可以包括的其他材 料例如是鈦、鉭、銅。鴒、其合金組合及/或其他合適導(dǎo)電材料。
然后執(zhí)行的是方法卯0的步驟950，在該步驟中形成有附加鈍化層。 該鈍化層可以與上述圖1、圖3及圖7中描述的鈍化層170大體上相似。 此鈍化層可以包括材料組合物，以及/或者以大體類似于步驟940中形成的 鈍化層的方式形成。
接下來是方法900的步驟955,在該步驟中，將步驟950中形成的鈍 化層開口，以曝光焊墊并為焊墊區(qū)域做準備。利用包括光刻及蝕刻的一系 列現(xiàn)有的處理步驟，可以圖案化鈍化層以提供開口 。
方法900可以繼續(xù)到執(zhí)行電測試步驟(例如纟笨針測試)，在電測試步 驟中，通過用于各種電性測定的測試探針來實現(xiàn)對已暴露焊墊的接觸。利 用各種引線接合工藝，例如熱壓焊接或者熱超聲焊接，方法900也可以繼 續(xù)到向芯片封裝提供即將被引線的集成電路(例如管芯)，從而在已形成 的焊墊上產(chǎn)生球焊或者楔焊。其他焊接工藝也可以選擇使用(例如用于倒 裝晶片封裝的凸點放置)。
上文已經(jīng)強調(diào)了本發(fā)明 一些具體實施例的特征，因此本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員可以更好地理解下文的詳細描述。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當了解，為 了實現(xiàn)和文中介紹的實施例相同的目的及/或取得相同的優(yōu)點，他們可以容技術(shù)人員還應(yīng)當意識到，這樣的等同結(jié)構(gòu)不脫離本發(fā)明的精神以及公開的 保護范圍。并且，在不脫離本發(fā)明的精神以及公開的保護范圍的情況下， 他們可以對做出多種變化、替換及更改。
權(quán)利要求
1. 一種器件，包括第一導(dǎo)電層；位于所述第一導(dǎo)電層上的第二導(dǎo)電層；位于所述第二導(dǎo)電層上的焊墊；以及設(shè)置在所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層之間的連接層，其中所述連接層包括鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求1所述的器件，其中所述鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為連續(xù)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求l所述的器件，其中所述鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括矩陣配置的 導(dǎo)電材料。
4. 如權(quán)利要求l所述的器件，其中所述連接層還包括至少一個襯墊， 所述至少一個襯墊包括電介質(zhì)與導(dǎo)電塞。
5. 如權(quán)利要求1所述的器件，其中所述連接層包括選自以下組的材料 銅、鋁、鋁/硅/銅合金、鈦、氮化鈦、鴒、多晶硅、金屬硅化物、銅合金、 鉭、氮化鉭及它們的組合。
6. 如權(quán)利要求l所述的器件，其中還包括 靠近所述第一導(dǎo)電層的低介電常數(shù)層。
7. 如權(quán)利要求l所述的器件，其中所述鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括多個條紋配 置的導(dǎo)電線。
8. 如權(quán)利要求l所述的器件，其中還包括 從所述焊墊向所述第二導(dǎo)電層延伸的導(dǎo)電塞。
9. 如權(quán)利要求l所述的器件，其中所述連接層包括范圍在大約20%到 100。/。的導(dǎo)電密度。
10. —種器件，包括 襯底；形成在所述襯底上的第 一導(dǎo)電層； 形成在所述第一導(dǎo)電層上的第二導(dǎo)電層；以及 設(shè)置在所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層之間并電連接所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層的中間層，其中所述中間層的導(dǎo)電密度大于約20%, 并且其中所述中間層包括連續(xù)的導(dǎo)電材料結(jié)構(gòu)。
11. 如權(quán)利要求IO所述的器件，其中所述中間層包括導(dǎo)電密度大約為 100%的導(dǎo)電墊。
12. 如權(quán)利要求IO所述的器件，更包括 靠近所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層形成的至少一個介電層； 電連接到所述中間層的焊墊；及多個設(shè)置在所述連續(xù)導(dǎo)電材料結(jié)構(gòu)中的襯墊，其中所述村墊包括電介質(zhì)。
13. —種焊墊結(jié)構(gòu)，包括 第一導(dǎo)電層；位于所述第一導(dǎo)電層上的第二導(dǎo)電層；以及設(shè)置在所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層之間并電連接所述第一導(dǎo)電 層與所述第二導(dǎo)電層的中間層，其中所述中間層包括連續(xù)的導(dǎo)電材料網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)。
14. 如權(quán)利要求13所述的焊墊結(jié)構(gòu)，更包括 位于所述第二導(dǎo)電層上的焊墊； 連接到所述焊墊的引線接合；及 設(shè)置在所述導(dǎo)電材料網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的電介質(zhì)襯墊。
15. 如權(quán)利要求14所述的焊墊結(jié)構(gòu)，更包括位于所述電介質(zhì)襯墊中的多個通孔，其中所述多個通孔至少被部分填 充有導(dǎo)電材料。
全文摘要
一種焊墊結(jié)構(gòu)，包括兩個導(dǎo)電層和設(shè)置在該兩個導(dǎo)電層之間的連接層。連接層包括鄰接的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為導(dǎo)電材料的固體層。在另一實施例中，鄰接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為例如包括矩陣配置或多個導(dǎo)電條紋的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。至少一個電介質(zhì)襯墊可以設(shè)置在該導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中。在一個實施例中，連接層的導(dǎo)電密度位于大約20％到100％之間。
文檔編號H01L23/485GK101504935SQ20091000042
公開日2009年8月12日 申請日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月5日
發(fā)明者劉豫文, 蔡豪益, 鄭心圃, 陳憲偉 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司