專利名稱：鈍化后互連結(jié)構(gòu)及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造，更具體而言，涉及鈍化后互連(PPI)結(jié)構(gòu)的制造。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代集成電路由數(shù)百萬有源器件(諸如，晶體管和電容器)組成。這些器件最初彼此隔離，但隨后被互連在一起形成了功能電路。典型的互連結(jié)構(gòu)包括橫向互連，諸如金屬線(引線)；以及縱向互連，諸如通孔和接觸件?；ミB對現(xiàn)代集成電路的性能限定和密度具有越來越大的決定作用。在互連結(jié)構(gòu)的頂部上，在相應(yīng)芯片的表面上形成并暴露出接合焊盤。通過接合焊盤形成電連接以使芯片與封裝襯底或另一個管芯相連接。接合焊盤可以被用于引線接合或倒裝芯片接合。倒裝芯片封裝使用凸塊在芯片的輸入/輸出(I/o)焊盤和封裝件的襯底或引線框之間建立電接觸。在結(jié)構(gòu)上，凸塊實際上包括凸塊本身以及位于凸塊和I/O焊盤之間的“凸塊下金屬化層”(UBM)?，F(xiàn)今，晶圓級芯片規(guī)模封裝(WLCSP)由于其低成本和相對較為簡單的工藝而得到廣泛應(yīng)用。在典型的WLCSP中，在鈍化層上形成鈍化后互連(PPI)線(諸如，再分配線(RDL))，然后再形成聚合物膜和凸塊。然而，凸塊和聚合物層之間的界面的粘合性很差并且會受到濕氣侵襲，這可能導(dǎo)致聚合物層分層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括:半導(dǎo)體襯底；鈍化層，所述鈍化層位于所述半導(dǎo)體襯底的上面；互連層，所述互連層位于所述鈍化層的上面并且包括線區(qū)域和接合焊盤區(qū)域；導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層形成于所述互連層的表面上，其中，所述導(dǎo)電層包含錫(Sn);保護層，所述保護層形成于所述導(dǎo)電層上并且包括開口，所述開口暴露出位于所述接合焊盤區(qū)域上的一部分所述導(dǎo)電層；以及焊料凸塊，所述焊料凸塊形成于所述保護層的所述開口中并且被配置成與所述導(dǎo)電層電連接。在上述半導(dǎo)體器件中，所述導(dǎo)電層包括金屬間化合物(MC)層。在上述半導(dǎo)體器件中，所述MC層包含銅和錫。在上述半導(dǎo)體器件中，所述導(dǎo)電層包括位于所述互連層的所述線區(qū)域上的第一IMC層，以及位于所述接合焊盤區(qū)域上的第二 MC層。在上述半導(dǎo)體器件中，所述第二 MC層比所述第一 MC層厚。在上述半導(dǎo)體器件中，所述保護層包括聚合物層。在上述半導(dǎo)體器件中，所述互連層包括銅層或銅合金層。上述半導(dǎo)體器件進一步包括位于所述互連層和所述鈍化層之間的另一保護層。在上述半導(dǎo)體器件中，所述另一保護層包括聚合物層。另一方面，本發(fā)明提供了一種封裝組件，所述封裝組件包括通過焊料結(jié)構(gòu)與襯底電連接的半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括:鈍化后互連(PPI)結(jié)構(gòu)，所述PPI結(jié)構(gòu)包括線區(qū)域和接合焊盤區(qū)域；金屬間化合物aMC)層，所述MC層位于所述PPI結(jié)構(gòu)的所述線區(qū)域和所述接合焊盤區(qū)域的表面上，其中，所述MC層包含錫和銅；以及保護層，所述保護層位于所述頂C層上并且暴露出位于所述PPI結(jié)構(gòu)的所述接合焊盤區(qū)域上的一部分所述MC層，其中，所述焊料結(jié)構(gòu)形成于所述MC層的暴露部分上。在上述封裝組件中，所述襯底包括導(dǎo)電跡線。在上述封裝組件中，所述焊料結(jié)構(gòu)形成于所述MC層和所述導(dǎo)電跡線之間。在上述封裝組件中，位于所述PPI結(jié)構(gòu)的所述接合焊盤區(qū)域上的所述MC層比位于所述PPI結(jié)構(gòu)的所述線區(qū)域上的所述MC層厚。在上述封裝組件中，所述保護層包括聚合物層。在上述封裝組件中，所述PPI結(jié)構(gòu)包括銅層或銅合金層。又一方面，本發(fā)明提供了一種方法，所述方法包括:在半導(dǎo)體襯底上面形成鈍化層；在所述鈍化層上面形成互連層，其中，所述互連層包括線區(qū)域和接合焊盤區(qū)域；采用浸鍍工藝在所述互連層的表面上形成包含錫的金屬層；在所述金屬層上形成保護層；以及在所述保護層中形成開口以暴露出位于所述互連層的所述接合焊盤區(qū)域上的一部分所述金屬層。上述方法進一步包括在所述保護層的所述開口中形成焊料凸塊。上述方法進一步包括對所述焊料凸塊實施熱回流工藝。上述方法進一步包括在所述互連層和所述保護層之間形成包含錫和銅的金屬間化合物層。上述方法進一步包括在所述互連層和所述焊料凸塊之間形成包含錫和銅的金屬間化合物層。


圖1至圖5是示出了根據(jù)示例性實施例形成具有鈍化后互連(PPI)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的方法的各個中間階段的剖面圖；圖6是根據(jù)示例性實施例的具有金屬間化合物(IMC)層的PPI結(jié)構(gòu)的剖面圖；以及圖7是根據(jù)示例性實施例的封裝組件的剖面圖。
具體實施例方式在下面詳細討論本發(fā)明各實施例的制造和使用。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明提供了許多可以在各種具體環(huán)境中實現(xiàn)的可應(yīng)用的概念。所討論的具體實施例僅僅是制造和使用本發(fā)明的示例性具體方式，而不用于限制本發(fā)明的范圍。本文所述的實施例涉及用于半導(dǎo)體器件的凸塊結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。如將在下面所討論的那樣，所公開的實施例應(yīng)用凸塊結(jié)構(gòu)將一個襯底接合至另一個襯底，其中，每個襯底都可以是管芯、晶圓、插件襯底、印刷電路板、或封裝襯底等，從而實現(xiàn)了管芯對管芯、晶圓對管芯、晶圓對晶圓、或管芯或晶圓對插件襯底或印刷電路板或封裝襯底等。在所有各個視圖和示例性實施例中，類似的參考標號用于表示類似的元件?，F(xiàn)詳細參考附圖中所示出的示例性實施例。只要有可能，在附圖和說明書中所用的相同的參考標號是指相同或類似的元件。為了清楚和簡便，可以放大附圖中的形狀和厚度。本說明書將具體涉及形成根據(jù)本發(fā)明的裝置的部分或更直接地與根據(jù)本發(fā)明的裝置相結(jié)合的元件?？梢岳斫?，未具體地示出或描述的元件可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種形式。另外，當(dāng)一層被稱為位于另一層上或在襯底“上”時，可以是直接位于另一層上或位于襯底上，或者也可以存在中間層。在整個說明書中提及的“一個實施例”或“實施例”意味著關(guān)于該實施例所描述的特定的部件、結(jié)構(gòu)或特征被包括在至少一個實施例中。因此，在本說明書全文的各個位置中出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”或“在實施例中”不一定全都是指相同的實施例。另外，在一個或多個實施例中可以以任何合適的方式組合這些特定的部件、結(jié)構(gòu)或特征。應(yīng)當(dāng)理解，下面的附圖沒有按比例繪制；而且，這些附圖僅僅是用于說明的目的。圖1至圖5示出了根據(jù)實施例形成半導(dǎo)體器件的方法的各個中間階段。首先參考圖1，根據(jù)實施例，示出了具有在其上形成的電路的襯底10的一部分。襯底10可以包括，例如，體硅(摻雜的或未摻雜的)或絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)襯底的有源層?？梢詫⒁r底10設(shè)置成晶圓級尺寸或芯片級尺寸。也可以使用其他襯底，諸如多層襯底或梯度襯底。在襯底10上形成的電路12可以是適用于特定用途的任何類型的電路。在實施例中，電路12包括在襯底10上形成的電子器件以及位于該電子器件上面的一個或多個介電層?？梢栽诮殡妼又g形成金屬層以在電子器件之間發(fā)送電信號。也可以在一個或多個介電層中形成電子器件。例如，電路12可以包括互連用于實施一個或多個功能的各種N型金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)和/或P型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)器件，諸如晶體管、電容器、電阻器、二極管、光電二極管、和熔絲等。這些功能可以包括存儲器結(jié)構(gòu)、處理結(jié)構(gòu)、傳感器、放大器、功率分配、或輸入/輸出電路等。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，以上實例僅僅用于說明的目的，以進一步解釋一些示例性實施例的用途，并不以任何方式限制本發(fā)明。也可以使用適用于給定用途的其他電路。圖1中還示出了層間介電(ILD)層14。ILD層14可以通過任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄖT如旋涂、化學(xué)汽相沉積(CVD)和/或等離子體增強CVD(PECVD)由例如低K介電材料(諸如，磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、氟化的硅酸鹽玻璃(FSG)、SiOxCy、旋涂玻璃、旋涂聚合物、硅碳材料、其化合物、其復(fù)合物、或其組合等)形成。在一些實施例中，ILD層14可以包括多個介電層?？梢孕纬纱┻^ILD層14的接觸件(未示出)，從而提供與電路12的電接觸。該接觸件可以由例如TaN、Ta、TiN, T1、CoW、銅、鎢、鋁、或銀等、或其組合的一個或多個層形成。在ILD層14上方形成一個或多個金屬間介電(MD)層16以及相關(guān)的金屬化層
18。通常，使用一個或多個IMD層16和相關(guān)的金屬化層(諸如，金屬線18和通孔19)以使電路12彼此互連并且用于提供外部電連接。MD層16可以由低K介電材料(諸如，F(xiàn)SG)通過PECVD技術(shù)或高密度等離子體CVD (HDPCVD)等形成，并且可以包括中間蝕刻停止層。在一些實施例中，可以在相鄰的介電層(例如，ILD層14和IMD層16)之間設(shè)置一個或多個蝕刻停止層(未示出)。通常，蝕刻停止層在形成通孔和/或接觸件時提供用于停止蝕刻工藝的機構(gòu)。這些蝕刻停止層由其蝕刻選擇性與相鄰的層(例如，下面的半導(dǎo)體襯底10、上面的ILD層14以及上面的MD層16)不同的介電材料形成。在實施例中，蝕刻停止層可以由SiN, SiCN, SiCO, CN、或其組合等通過CVD或PECVD技術(shù)沉積而形成。在一些實施例中，金屬化層可以由銅或銅合金或者由其他金屬形成。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解金屬化層的形成細節(jié)。另外，金屬化層包括在最上面的MD層中或在最上面的MD層上形成并且經(jīng)圖案化的頂部金屬層20，該頂部金屬層20用于提供外部電連接并且用于保護下面各層免受各種環(huán)境污染。在一些實施例中，最上面的MD層可以由介電材料(諸如，氮化硅、氧化硅、和未摻雜的硅玻璃等)形成。在后面的附圖中，未示出半導(dǎo)體襯底10、電路12、ILD層14以及金屬化層18和19。在一些實施例中，形成頂部金屬層20作為位于最上面的MD層上的頂部金屬層的一部分。此后，形成導(dǎo)電焊盤22并且將其圖案化以接觸頂部金屬層20，或者可選地通過通孔電連接至頂部金屬層20。在一些實施例中，導(dǎo)電焊盤22可以由鋁、鋁銅、鋁合金、銅、或銅合金等形成。參考圖1，在導(dǎo)電焊盤22上方形成并且圖案化一個或多個鈍化層，諸如鈍化層24。在一些實施例中，鈍化層24可以由介電材料(諸如,未摻雜的娃酸鹽玻璃(USG)、氮化娃、氧化硅、氮氧化硅或無孔材料)通過任何適當(dāng)?shù)姆椒?諸如，CVD、或PVD等)形成。形成鈍化層24用于覆蓋導(dǎo)電焊盤22的周圍部分并且通過鈍化層24中的開口暴露出導(dǎo)電焊盤22的中央部分。鈍化層24可以是單層或?qū)訅簩?。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，所示出的單層導(dǎo)電焊盤和鈍化層僅僅用于說明的目的。因此，其他實施例可以包括任意數(shù)量的導(dǎo)電層和/或鈍化層。接下來，在鈍化層24上方形成并且圖案化第一保護層26。在一些實施例中，第一保護層26可以是例如聚合物層，將其圖案化以形成開口 27，通過該開口 27暴露出導(dǎo)電焊盤22。在一些實施例中，聚合物層可以由聚合物材料(諸如，環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(BCB)、和聚苯并惡唑(PBO)等)形成，但是也可以使用其他相對較軟的，通常是有機的介電材料。形成方法包括旋涂或其他方法。參考圖2，至少一個金屬化層形成于第一保護層26上并且填充開口 27，然后經(jīng)圖案化作為互連層28，該互連層28與導(dǎo)電焊盤22電連接并且可以暴露出一部分第一保護層26。在至少一個實施例中，互連層28是鈍化后互連(PPI)結(jié)構(gòu)28，其也可以作為電源線、再分配線(RDL)、電感器、電容器或任何無源元件起作用。PPI結(jié)構(gòu)28包括互連線區(qū)域281和接合焊盤區(qū)域(landing pad region) 28P0在一些實施例中，互連線區(qū)域281和接合焊盤區(qū)域28P可以同時形成，并且可以由相同的導(dǎo)電材料形成。在后續(xù)工藝中，將在接合焊盤區(qū)域28P上方形成凸塊部件，并且該凸塊部件與接合焊盤區(qū)域28P電連接。在一些實施例中，PPI結(jié)構(gòu)28可以包含銅、鋁、銅合金或其他可移動導(dǎo)電材料，采用電鍍、化學(xué)鍍、濺射、和化學(xué)汽相沉積方法等形成。在一個實施例中，PPI結(jié)構(gòu)28包括銅層或銅合金層。在圖2的實施例中，裝配區(qū)域28P不直接位于導(dǎo)電焊盤22上方。在其他實施例中，通過PPI結(jié)構(gòu)28的布線，接合焊盤區(qū)域28P直接位于導(dǎo)電焊盤22上方。參考圖3，在PPI結(jié)構(gòu)28上形成導(dǎo)電層34。在實施例中，導(dǎo)電層34是包含錫的金屬層。在一些實施例中，導(dǎo)電層34包括至少一個錫層或至少一個錫合金層。在一些實施例中，導(dǎo)電層34可以保護PPI結(jié)構(gòu)28的表面防止PPI結(jié)構(gòu)28中的銅擴散到接合材料中。在一些實施例中，導(dǎo)電層34也可以充當(dāng)抗氧化層來防止PPI結(jié)構(gòu)28的銅表面在后續(xù)加工過程中被氧化。在一些實施例中，導(dǎo)電層34可以進一步充當(dāng)粘合層起作用，該粘合層改進了PPI結(jié)構(gòu)28和隨后形成的聚合物層之間的界面粘合性。因此，導(dǎo)電層34可以增加封裝件的可靠性和接合強度。在一些實施例中，導(dǎo)電層34的厚度小于約3 μ m，例如，厚度為約0.1 μ m至約3 μ m。在一些實施例中，導(dǎo)電層34的形成方法包括浸鍍工藝(immersion process)或化學(xué)鍍工藝，其中以自對準方式在PPI結(jié)構(gòu)28的表面上形成導(dǎo)電層34。在一個實施例中，導(dǎo)電層34是包括浸鍍Sn層的單層結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，導(dǎo)電層34是包括化學(xué)鍍Ni層、化學(xué)鍍Pd層以及浸鍍Au層的三層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)也被稱為ENEPIG結(jié)構(gòu)。例如，該ENEPIG結(jié)構(gòu)可以具有厚度為至少0.5 μ m的化學(xué)鍍Ni層、厚度為至少0.02 μ m的化學(xué)鍍Pd層以及厚度為至少0.01 μ m的浸鍍Au層。在一個實施例中，導(dǎo)電層34是包括化學(xué)鍍Ni層和化學(xué)鍍Pd層的雙層結(jié)構(gòu)，被稱為ENEP結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，導(dǎo)電層34是包括化學(xué)鍍Ni層以及浸鍍Au層的雙層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)也被稱為ENIG結(jié)構(gòu)。參考圖4，然后在襯底10上形成第二保護層30來覆蓋導(dǎo)電層34。在一些實施例中，第二保護層30延伸以覆蓋第一保護層26的暴露部分。采用光刻和/或蝕刻工藝，進一步圖案化第二保護層30以形成開口 32，該開口 32暴露出位于PPI結(jié)構(gòu)28的接合焊盤區(qū)域28P中的至少一部分導(dǎo)電層34。開口 32的形成方法可以包括光刻、濕式或干式蝕刻、和/或激光鉆孔等。在一些實施例中，第二保護層30由聚合物層(諸如，環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(BCB)、和聚苯并惡唑(PBO)等)形成，但是也可以使用其他相對較軟的，通常是有機的介電材料。在一些實施例中，第二保護層30由選自未摻雜的硅酸鹽玻璃(USG)、氮化硅、氮氧化硅、氧化硅及其組合的非有機材料形成。如圖5中所示，在導(dǎo)電層34的暴露部分上形成焊料凸塊36，以便與PPI結(jié)構(gòu)28電連接。在一個實施例中，通過在開口 32中接合焊球然后熱回流焊料材料來形成焊料凸塊36。在一些實施例中，焊料凸塊36可以包括無鉛的預(yù)焊料層、SnAg或包括錫、鉛、銀、銅、鎳、鉍或其組合的合金的焊料材料。在實施例中，焊料凸塊36具有大于30 μ m的厚度。在一些實施例中，焊料凸塊36具有約40 μ m至約70 μ m的厚度，但是該厚度可以更大或更小。在一些實施例中，可以通過用光刻技術(shù)電鍍焊料層，然后通過回流工藝來形成焊料凸塊。在一些實施例中，焊料凸塊36具有約200 μ m至約300 μ m的直徑。在其他實施例中，焊料凸塊36具有約100 μ m至約200 μ m的直徑。在又一些實施例中，焊料凸塊36具有約50 μ m至約100 μ m的直徑。在又一些實施例中，焊料凸塊36具有約ΙΟμπι至50μπι的直徑。在一些實施例中，焊料凸塊36包括所謂的“微凸塊”。在一些實施例中，在熱回流工藝過程中，導(dǎo)電層34中的錫(Sn)易于與PPI結(jié)構(gòu)28中的銅(Cu)反應(yīng)，從而在其間形成金屬間化合物(MC)層。在一個實施例中，導(dǎo)電層34在MC形成過程中被完全消耗掉，在PPI結(jié)構(gòu)28和第二保護層30之間形成了 Cu-Sn IMC層34a。在一些實施例中，導(dǎo)電層34中的錫(Sn)易于與焊料凸塊36中的錫(Sn)以及PPI結(jié)構(gòu)28中的銅(Cu)反應(yīng)，從而在其間形成另一金屬間化合物(IMC)層。在一個實施例中，導(dǎo)電層34在MC形成過程中被完全消耗掉，在焊料凸塊36和PPI結(jié)構(gòu)28的接合焊盤區(qū)域28P之間形成Cu-Sn IMC層34b。在實施例中，Cu-Sn IMC層34b比Cu-Sn IMC層34a厚。由此，完成了具有PPI結(jié)構(gòu)28和焊料凸塊36的半導(dǎo)體器件100。所示的實施例在PPI結(jié)構(gòu)28上設(shè)置導(dǎo)電層34作為抗氧化膜，以避免加工過程中的銅氧化。導(dǎo)電層34還被用作PPI結(jié)構(gòu)28和第二保護層30之間的粘合膜，該粘合膜可以增強銅層和聚合物層之間的界面粘合性并保護銅層免受濕氣侵襲，從而消除了聚合物層之間的分層問題或焊料凸塊和聚合物層之間的分層問題。導(dǎo)電層34進一步充當(dāng)焊料凸塊36和接合焊盤區(qū)域28P之間的保護膜，從而防止PPI結(jié)構(gòu)28中的銅擴散到焊料材料中。由此，在封裝組件工藝中，能夠增強接點可靠性并且能夠降低凸塊疲勞。在凸塊形成之后，例如，可以形成封裝件，可以實施分離工藝來分離各個管芯，以及可以實施晶圓級或管芯級堆疊等。然而，應(yīng)該注意，這些實施例可以用于許多不同的情況。例如，實施例可以用于管芯對管芯接合結(jié)構(gòu)、管芯對晶圓接合結(jié)構(gòu)、晶圓對晶圓接合結(jié)構(gòu)、管芯級封裝、或晶圓級封裝等。圖7是描述倒裝芯片組件的示例性實施例的剖面圖。圖6中所示的器件100被翻轉(zhuǎn)倒置并接合至圖6的位于底部的另一襯底200。在一些實施例中，襯底200可以是封裝襯底、板(例如，印刷電路板(PCB))、晶圓、管芯、插件襯底或其他適當(dāng)?shù)囊r底。凸塊結(jié)構(gòu)通過各種導(dǎo)電接合點連接至襯底200。例如，在襯底200上形成并且圖案化導(dǎo)電區(qū)域202。導(dǎo)電區(qū)域202是接觸焊盤或?qū)щ娵E線的一部分，其通過掩模層204顯示出來。在一個實施例中，掩模層204是在襯底200上形成的并經(jīng)圖案化以暴露出導(dǎo)電區(qū)域202的阻焊層。掩模層204具有掩模開口，該開口提供了用于焊接形成的窗口。例如，可以在導(dǎo)電區(qū)域202上設(shè)置包含錫、鉛、銀、銅、鎳、鉍或其組合的合金的焊料層。在一些實施例中，器件100可以與襯底200相連接以在導(dǎo)電層34和導(dǎo)電區(qū)域202之間形成接點焊料結(jié)構(gòu)206。示例性連接工藝包括助焊劑應(yīng)用、芯片放置、回流熔化的焊料接點和/或清洗助焊劑殘余物。集成電路器件100、接點焊料結(jié)構(gòu)206以及另一襯底200可以被稱為封裝組件300，或者在本實施例中可以被稱為倒裝芯片封裝組件。根據(jù)示例性實施例的一個方面，半導(dǎo)體器件包括:位于半導(dǎo)體襯底上面的鈍化層；互連層，該互連層位于鈍化層上面并且經(jīng)圖案化具有線區(qū)域和接合焊盤區(qū)域；在互連層的表面上形成的包含錫(Sn)的導(dǎo)電層；在導(dǎo)電層上形成的并且具有開口的保護層，該開口暴露出位于接合焊盤區(qū)域上的一部分導(dǎo)電層；以及在保護層的開口上形成的并且與導(dǎo)電層電連接的焊料凸塊。在實施例中，導(dǎo)電層包括金屬間化合物(IMC)層。在實施例中，IMC層包含銅和錫。在實施例中，導(dǎo)電層包括位于互連層的線區(qū)域上的第一 MC層，以及位于接合焊盤區(qū)域上的第二頂C層。在實施例中，第二 MC層比第一 MC層厚。在一些實施例中，保護層包括聚合物層，互連層包括銅層或銅合金層。在其他實施例中，在互連層和鈍化層之間形成另一保護層，并且該保護層包括聚合物層。根據(jù)示例性實施例的另一方面，封裝組件包括通過焊料結(jié)構(gòu)與襯底電連接的半導(dǎo)體器件。該半導(dǎo)體器件包括鈍化后互連(PPI)結(jié)構(gòu)，該PPI結(jié)構(gòu)包括線區(qū)域和接合焊盤區(qū)域；位于PPI結(jié)構(gòu)的線區(qū)域和接合焊盤區(qū)域的表面上的金屬間化合物(IMC)層；以及位于MC層上并且暴露出位于PPI結(jié)構(gòu)的接合焊盤區(qū)域上的一部分MC層的保護層。MC層包含錫和銅，以及焊料結(jié)構(gòu)形成于MC層的暴露部分上。在實施例中，襯底包括導(dǎo)電跡線，以及焊料結(jié)構(gòu)形成于MC層和導(dǎo)電跡線之間。在實施例中，位于PPI結(jié)構(gòu)的接合焊盤區(qū)域上的MC層比位于PPI結(jié)構(gòu)的線區(qū)域上的MC層厚。在一些實施例中，保護層包括聚合物層，以及PPI結(jié)構(gòu)包括銅層或銅合金層。根據(jù)示例性實施例的其他方面，一種方法包括:提供半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上面形成鈍化層；在鈍化層上面形成互連層，該互連層包括線區(qū)域和接合焊盤區(qū)域；采用浸鍍工藝在互連層的表面上形成包含錫的金屬層；在金屬層上形成保護層；以及在保護層中形成開口以暴露出位于互連層的接合焊盤區(qū)域上的一部分金屬層。在實施例中，該方法進一步包括:在保護層的開口上形成焊料凸塊，以及對該焊料凸塊實施熱回流工藝。在實施例中，該方法進一步包括:在互連層和保護層之間形成包含錫和銅的金屬間化合物層。在實施例中，該方法進一步包括在互連層和焊料凸塊之間形成包含錫和銅的金屬間化合物層。在上述詳細描述中，參考本發(fā)明的具體的示例性實施例描述了本發(fā)明。然而，很明顯在不背離本發(fā)明更廣泛的主旨和范圍的情況下，可以進行各種更改、結(jié)構(gòu)、工藝以及改變。因此，本說明書和附圖被視為說明性的而不是限制性的?？梢岳斫猓景l(fā)明可以使用各種其他組合和環(huán)境且能夠在本文所表達的發(fā)明理念的范圍內(nèi)進行改變或更改。
權(quán)利要求
1.導(dǎo)體器件，包括: 半導(dǎo)體襯底； 鈍化層，位于所述半導(dǎo)體襯底的上面； 互連層，位于所述鈍化層的上面并且包括線區(qū)域和接合焊盤區(qū)域； 導(dǎo)電層，形成于所述互連層的表面上，其中，所述導(dǎo)電層包含錫(Sn)； 保護層，形成于所述導(dǎo)電層上并且包括開口，所述開口暴露出位于所述接合焊盤區(qū)域上的一部分所述導(dǎo)電層；以及 焊料凸塊，形成于所述保護層的所述開口中并且被配置成與所述導(dǎo)電層電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述導(dǎo)電層包括金屬間化合物(IMC)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述保護層包括聚合物層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述互連層包括銅層或銅合金層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，進一步包括位于所述互連層和所述鈍化層之間的另一保護層。
6.一種封裝組件，包括通過焊料結(jié)構(gòu)與襯底電連接的半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括: 鈍化后互連(PPI)結(jié)構(gòu)，所述PPI結(jié)構(gòu)包括線區(qū)域和接合焊盤區(qū)域； 金屬間化合物(IMC)層，位于所述PPI結(jié)構(gòu)的所述線區(qū)域和所述接合焊盤區(qū)域的表面上，其中，所述MC層包含錫和銅；以及 保護層，位于所述MC層上并且暴露出位于所述PPI結(jié)構(gòu)的所述接合焊盤區(qū)域上的一部分所述IMC層， 其中，所述焊料結(jié)構(gòu)形成于所述MC層的暴露部分上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的封裝組件，其中，所述襯底包括導(dǎo)電跡線。
8.一種方法，包括: 在半導(dǎo)體襯底上面形成鈍化層； 在所述鈍化層上面形成互連層，其中，所述互連層包括線區(qū)域和接合焊盤區(qū)域； 采用浸鍍工藝在所述互連層的表面上形成包含錫的金屬層； 在所述金屬層上形成保護層；以及 在所述保護層中形成開口以暴露出位于所述互連層的所述接合焊盤區(qū)域上的一部分所述金屬層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進一步包括在所述保護層的所述開口中形成焊料凸塊，以及在所述互連層和所述保護層之間形成包含錫和銅的金屬間化合物層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進一步包括對所述焊料凸塊實施熱回流工藝，以及在所述互連層和所述焊料凸塊之間形成包含錫和銅的金屬間化合物層。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件包括導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層通過浸鍍錫工藝形成于鈍化后互連(PPI)結(jié)構(gòu)的表面上；聚合物層，該聚合物層形成于導(dǎo)電層上并且經(jīng)圖案化具有暴露出一部分導(dǎo)電層的開口；以及焊料凸塊，該焊料凸塊形成于聚合物層的開口中以電連接至PPI結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供了鈍化后互連結(jié)構(gòu)及其形成方法。
文檔編號H01L23/488GK103094246SQ20121002899
公開日2013年5月8日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者吳逸文, 林正怡, 何明哲, 劉重希 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司