一種在cpi測(cè)試中防止襯墊剝離的方法以及產(chǎn)生的器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于防止CPI測(cè)試中的襯墊剝離的方法以及使用該方法形成的半導(dǎo)體器件，所述方法包括：在金屬層表面沉積第一鋁襯墊層，在第一鋁襯墊層上沉積粘著層，在粘著層上圖案化形成圖案，以在第一鋁襯墊層上形成露出部分，在第一鋁襯墊層的露出部分和圖案化的粘著層上對(duì)第二鋁襯墊層進(jìn)行沉積，以形成需要的鋁襯墊膜。
【專利說明】一種在CPI測(cè)試中防止襯墊剝離的方法以及產(chǎn)生的器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在CPI測(cè)試中改進(jìn)襯墊剝離的方法以及使用該方法產(chǎn)生的器件，尤其是防止晶片鍵合襯墊剝離的方法以及使用該方法產(chǎn)生的半導(dǎo)體器件。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)鋁襯墊膜進(jìn)行晶片鍵合拉伸應(yīng)力測(cè)試時(shí)，該鋁襯墊膜會(huì)遭受剝離的問題，致使在應(yīng)力的作用下，金屬層與鋁襯墊膜之間出現(xiàn)空隙，從而劣化半導(dǎo)體器件的電氣性能，導(dǎo)致不可靠的半導(dǎo)體器件。
[0003]圖1A示出了現(xiàn)有技術(shù)中的鋁襯墊膜3與金屬層4的結(jié)合結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，整個(gè)鋁襯墊膜3被粘結(jié)到金屬層4上。在這種結(jié)構(gòu)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行拉伸應(yīng)力測(cè)試，對(duì)鋁襯墊膜3上施加3g與該襯墊膜界面垂直方向的拉力，結(jié)果顯示大約15%的鋁襯墊膜3在該拉力的作用下與金屬層4產(chǎn)生剝離現(xiàn)象，如圖1B所示，S卩，在鋁襯墊膜3與和其粘結(jié)的金屬層4之間結(jié)合部分I形成空隙2。該空隙2的存在會(huì)影響鋁襯墊膜3與金屬層4之間的電連接，進(jìn)而影響半導(dǎo)體器件的可靠性。
[0004]出現(xiàn)以上問題可能有多種原因，根本原因主要有以下兩種:
[0005](I)鋁襯墊膜、鈦化氮粘著層、氧化物和金屬層之間存在不良接觸面。
[0006](2)測(cè)試中的拉伸應(yīng)力被毫無衰減地傳遞到該接觸面。
[0007]因此，需要對(duì)鋁襯墊層的沉積工藝進(jìn)行改進(jìn)，以使得最終形成的鋁襯墊膜具有更強(qiáng)的抗拉伸能力，從而提升半導(dǎo)體器件的可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明涉及一種用于防止CPI測(cè)試中的襯墊剝離的方法，包括:在金屬層表面沉積第一鋁襯墊層，在第一鋁襯墊層上沉積粘著層，對(duì)該粘著層進(jìn)行圖案化，以形成第一鋁襯墊層的露出部分，在第一鋁襯墊層的露出部分和圖案化的粘著層上對(duì)第二鋁襯墊層進(jìn)行沉積，以形成需要的鋁襯墊膜。
[0009]優(yōu)選地，第一鋁襯墊層的厚度為需要的鋁襯墊膜厚度的約1/5 - 1/3。
[0010]優(yōu)選地，鋁襯墊膜的鋁襯墊層之間的粘著層被沉積兩次，所述粘著層可以是鈦、鉭、氮化鉭，或者它們的多種粘結(jié)組合。
[0011]優(yōu)選地，其中，該粘著層的圖案化形成工藝使用濕法蝕刻工藝。
[0012]優(yōu)選地，其中，所述濕法蝕刻工藝使用堿性溶液中的H2O2添加劑，其具有20A - 100A/分鐘的蝕刻率。
[0013]優(yōu)選地，其中，該粘著層的圖案化形成工藝使用干蝕刻工藝。
[0014]優(yōu)選地，其中，所述干蝕刻工藝使用含氟的化學(xué)物質(zhì)。
[0015]優(yōu)選地，其中所述含氟的化學(xué)物質(zhì)是CF4/CHF3/CH2F2。
[0016]優(yōu)選地，其中，該粘著層的厚度約為5 - 50nm。
[0017]本發(fā)明還涉及一種用于防止CPI測(cè)試中的襯墊剝離的方法，其在鋁襯墊膜中具有多個(gè)嵌入的粘著層，所述鋁襯墊膜的結(jié)構(gòu)和圖案根據(jù)上述方法重復(fù)或結(jié)合形成。
[0018]此外，本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，包括:沉積在金屬層表面的第一鋁襯墊層，在第一鋁襯墊層上沉積的粘著層，所述粘著層上具有圖案化形成的圖案，其中對(duì)該粘著層的所述圖案化形成了第一鋁襯墊層的露出部分，在第一鋁襯墊層的露出部分和圖案化的粘著層上沉積的第二鋁襯墊層，其中第一鋁襯墊層、粘著層和第二鋁襯墊層形成了需要的鋁襯墊膜。
[0019]優(yōu)選地，第一鋁襯墊層的厚度為需要的鋁襯墊膜厚度的約1/5 - 1/3。
[0020]優(yōu)選地，鋁襯墊膜的鋁襯墊層之間的粘著層被沉積兩次，所述粘著層可以是鈦、鉭、氮化鉭，或者它們的多種粘結(jié)組合。
[0021]優(yōu)選地，其中，該粘著層的圖案通過使用濕法蝕刻工藝來轉(zhuǎn)印形成。
[0022]優(yōu)選地，其中，該粘著層的圖案的所述濕法蝕刻工藝使用堿性溶液中的H2O2添加齊U，其具有20A - 100A/分鐘的蝕刻率。
[0023]優(yōu)選地，其中，該粘著層的圖案使用干蝕刻工藝來轉(zhuǎn)印形成。
[0024]優(yōu)選地，其中，該粘著層的圖案的所述干蝕刻工藝使用含氟的化學(xué)物質(zhì)。
[0025]優(yōu)選地，其中所述含氟的化學(xué)物質(zhì)是CF4/CHF3/CH2F2。
[0026]優(yōu)選地，其中，該粘著層的厚度約為5 - 50nm。
[0027]另外，本發(fā)明還涉及一種用于防止CPI測(cè)試中的襯墊剝離的半導(dǎo)體器件，其在鋁襯墊膜中具有多個(gè)嵌入的粘著層，所述鋁襯墊膜的結(jié)構(gòu)和圖案是上述結(jié)構(gòu)的重復(fù)或組合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]結(jié)合附圖本發(fā)明更易理解，本發(fā)明的其它多個(gè)目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將得以充分闡明，附圖中相似的附圖標(biāo)記指示各個(gè)示圖中相同或相似的部分，其中:
[0029]圖1A是示出了現(xiàn)有技術(shù)中的鋁襯墊膜與金屬層的結(jié)合結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0030]圖1B是示出了現(xiàn)有技術(shù)中的鋁襯墊膜與金屬層的結(jié)合結(jié)構(gòu)在拉伸應(yīng)力測(cè)試下的情況的剖視圖；
[0031]圖2A是示出了根據(jù)本發(fā)明的方法在第一鋁襯墊層上沉積粘著層的剖視圖；
[0032]圖2B是示出了根據(jù)本發(fā)明的方法在第一鋁襯墊層上沉積的粘著層上形成圖案化的圖案的剖視圖；
[0033]圖2C是示出了根據(jù)本發(fā)明的方法在具有圖案化形成的圖案的粘著層和第一鋁襯墊層的露出部分上沉積第二鋁襯墊層的剖視圖；
[0034]圖3A是示出了在粘著層上圖案化形成的一個(gè)圖案的實(shí)施例的俯視圖；
[0035]圖3B是示出了在粘著層上圖案化形成的另一個(gè)圖案的實(shí)施例的俯視圖；
[0036]圖4A是示出了根據(jù)本發(fā)明的方法形成的鋁襯墊膜與金屬層的結(jié)合結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0037]圖4B是示出了根據(jù)本發(fā)明的方法形成的鋁襯墊膜與金屬層的結(jié)合結(jié)構(gòu)經(jīng)受拉伸應(yīng)力測(cè)試下的情況的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038]參照附圖詳細(xì)地描述本公開內(nèi)容的各種實(shí)施例，其中在幾個(gè)圖上相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件和組件。對(duì)于各種實(shí)施例的參考說明不限制本發(fā)明的范圍，而本發(fā)明的范圍僅僅由所附權(quán)利要求的范圍限制。另外，在本技術(shù)說明書中闡述的任何例子并非意在進(jìn)行限制，而僅僅闡述對(duì)于要求權(quán)利的本發(fā)明的某些許多可行的實(shí)施例。
[0039]在圖2中，本申請(qǐng)的發(fā)明人提出了一種在CPI測(cè)試中防止襯墊剝離的方法，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在金屬層4表面沉積第一招襯墊層5,在第一招襯墊層5上沉積粘著層6 (如圖2A所示)，在粘著層6上圖案化形成圖案(如圖2B所示)，以形成第一鋁襯墊層5的露出部分8，在第一鋁襯墊層5的露出部分8和圖案化的粘著層6上對(duì)第二鋁襯墊層7進(jìn)行沉積，從而形成需要的包含粘著層的鋁襯墊膜結(jié)構(gòu)。
[0040]在另一實(shí)施例中，第一鋁襯墊層5的厚度為需要的鋁襯墊膜的厚度的約1/5 -1/3。
[0041]在另一實(shí)施例中，鋁襯墊膜的鋁襯墊層之間的粘著層被沉積兩次，所述粘著層可以是鈦、鉭、氮化鉭，或者它們的多種粘結(jié)組合。
[0042]在另一實(shí)施例中，該粘著層的圖案化形成工藝使用濕法蝕刻工藝。
[0043]在另一實(shí)施例中，所述濕法蝕刻工藝使用堿性溶液中的H2O2添加劑，其具有20A - 100A/分鐘的蝕刻率。
[0044]在另一實(shí)施例中，該粘著層的圖案化形成工藝使用干蝕刻工藝。
[0045]在另一實(shí)施例中，所述干蝕刻工藝使用含氟的化學(xué)物質(zhì)。
[0046]在另一實(shí)施例中，所述含氟的化學(xué)物質(zhì)是CF4/CHF3/CH2F2，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以使用本領(lǐng)域其他具有相似功能的化學(xué)物質(zhì)，但不要使用含氯的化學(xué)物質(zhì)，如CL2/BCL3等。
[0047]在另一實(shí)施例中，該粘著層的厚度約為5 - 50nm。
[0048]另外，如圖3A和3B所示，本發(fā)明中圖案化的圖案可以是分散的點(diǎn)、線條或者各種對(duì)角線交點(diǎn)重合的環(huán)形圖案，還可以是圓形或者任何其他隨機(jī)的圖案。
[0049]本發(fā)明還公開了一種用于防止CPI測(cè)試中的襯墊剝離的方法，其在鋁襯墊膜中具有多個(gè)嵌入的粘著層，所述鋁襯墊膜的結(jié)構(gòu)和圖案根據(jù)上述方法重復(fù)或結(jié)合形成。
[0050]回到圖2，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還公開了一種半導(dǎo)體器件，包括:沉積在金屬層4表面的第一鋁襯墊層5，在第一鋁襯墊層5上沉積的粘著層6 (如圖2A所示)，所述粘著層6上具有圖案化形成的圖案(如圖2B所示)，其中對(duì)該粘著層的所述圖案化形成了第一鋁襯墊層5的露出部分8，在第一鋁襯墊層5的露出部分8和圖案化的粘著層6上沉積的第二鋁襯墊層7 (如圖2C所示)，其中第一鋁襯墊層、粘著層和第二鋁襯墊層形成了需要的鋁襯墊膜。
[0051]在半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例中，第一鋁襯墊層的厚度為需要的鋁襯墊膜的厚度的約 1/5 - 1/3。
[0052]在半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例中，鋁襯墊膜的鋁襯墊層之間的粘著層被沉積兩次，所述粘著層可以是鈦、鉭、氮化鉭，或者它們的多種粘結(jié)組合。
[0053]在半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例中，該粘著層的圖案通過使用濕法蝕刻工藝來轉(zhuǎn)印形成。
[0054]在半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例中，該粘著層的圖案的所述濕法蝕刻工藝使用堿性溶液中的H2O2添加劑，其具有20A - 100A/分鐘的蝕刻率。
[0055]在半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例中，該粘著層的圖案使用干蝕刻工藝來轉(zhuǎn)印形成。
[0056]在半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例中，該粘著層的圖案的所述干蝕刻工藝使用含氟的化學(xué)物質(zhì)。
[0057]在半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例中，所述含氟的化學(xué)物質(zhì)是CF4/CHF3/CH2F2，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以使用本領(lǐng)域其他具有相似功能的化學(xué)物質(zhì)，但不要使用含氯的化學(xué)物質(zhì)，如
cl2/bcl3 等。
[0058]在半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例中，該粘著層的厚度約為5 - 50nm。
[0059]另外，如圖3A和3B所示，本發(fā)明中圖案化的圖案可以是分散的點(diǎn)、線條或者各種對(duì)角線交點(diǎn)重合的環(huán)形圖案，還可以是圓形或者任何其他隨機(jī)的圖案。
[0060]另外，本發(fā)明還公開了一種用于防止CPI測(cè)試中的襯墊剝離的半導(dǎo)體器件，其在鋁襯墊膜中具有多個(gè)嵌入的粘著層，所述鋁襯墊膜結(jié)構(gòu)和圖案是上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的重復(fù)或組合。
[0061]如圖4A所示的根據(jù)本發(fā)明的方法制造的半導(dǎo)體器件優(yōu)化了鋁襯墊膜的結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體器件能夠分散拉伸應(yīng)力測(cè)試中所施加的拉力，并將應(yīng)力部分地限制于鋁襯墊膜中，從而大大衰減了傳遞到襯墊膜與金屬層的接觸面上的應(yīng)力，改善了拉伸應(yīng)力測(cè)試中的處理窗口。在前述的相同條件的拉伸應(yīng)力測(cè)試下，鋁襯墊膜3與金屬層4之間的剝離率從前文所述的15%被減低到小于1%，如圖4B所示，極大地改進(jìn)了兩者之間結(jié)合的穩(wěn)定性，提高了半導(dǎo)體器件的可靠性。
[0062]在以上的技術(shù)說明書中，本發(fā)明是參照具體的實(shí)施例描述的。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，可以作出各種不同的修改和改變，而不背離如在下文所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的范圍。因此，技術(shù)說明書和附圖應(yīng)當(dāng)為說明的意義而不是限制的意義，以及所有的這樣的修改意在被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0063]在上面對(duì)于具體的實(shí)施例描述了好處、其它優(yōu)點(diǎn)和對(duì)于問題的解決方案。然而，好處、其它優(yōu)點(diǎn)和對(duì)于問題的解決方案，以及可以使得任何好處、優(yōu)點(diǎn)或解決方案發(fā)生或變?yōu)楦鞔_的任何部件不被看作為任何或所有的權(quán)利要求的關(guān)鍵的、需要的、或本質(zhì)的特性或部件。
【權(quán)利要求】
1.一種用于防止CPI測(cè)試中的襯墊剝離的方法，包括: 在金屬層表面沉積第一鋁襯墊層， 在第一鋁襯墊層上沉積粘著層，對(duì)該粘著層進(jìn)行圖案化，以形成第一鋁襯墊層的露出部分， 在第一鋁襯墊層的露出部分和圖案化的粘著層上沉積第二鋁襯墊層以形成需要的鋁襯墊膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，第一鋁襯墊層的厚度為需要的鋁襯墊膜的厚度的約1/5 - 1/3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，鋁襯墊膜的鋁襯墊層之間的粘著層被沉積兩次，所述粘著層可以是鈦、鉭、氮化鉭，或者它們的多種粘結(jié)組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3的方法，其中，該粘著層的圖案化工藝使用濕法蝕刻工藝。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，所述濕法蝕刻工藝使用堿性溶液中的H2O2添加劑，其具有20A - 100A/分鐘的蝕刻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3的方法，其中，該粘著層的圖案化工藝使用干蝕刻工藝。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，所述干蝕刻工藝使用含氟的化學(xué)物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述含氟的化學(xué)物質(zhì)是CF4/CHF3/CH2F2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3的方法，其中，該粘著層的厚度約為5- 50nm。
10.一種用于防止CPI測(cè)試中的襯墊剝離的方法，其在鋁襯墊膜中具有多個(gè)嵌入的粘著層，所述鋁襯墊膜的結(jié)構(gòu)和圖案由根據(jù)權(quán)利要求1 - 9中任一項(xiàng)的方法重復(fù)或結(jié)合形成。
11.一種半導(dǎo)體器件，包括: 沉積在金屬層表面的第一招襯墊層， 在第一鋁襯墊層上沉積的粘著層，所述粘著層上具有圖案化形成的圖案，其中對(duì)該粘著層的所述圖案化形成了第一鋁襯墊層的露出部分， 在第一鋁襯墊層的露出部分和圖案化的粘著層上沉積的第二鋁襯墊層，其中第一鋁襯墊層、粘著層和第二鋁襯墊層形成了需要的鋁襯墊膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，第一鋁襯墊層的厚度為需要的鋁襯墊膜的厚度的約 1/5 - 1/3。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，鋁襯墊膜的鋁襯墊層之間的粘著層被沉積兩次，所述粘著層可以是鈦、鉭、氮化鉭，或者它們的多種粘結(jié)組合。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或13的半導(dǎo)體器件，其中，該粘著層的圖案通過使用濕法蝕刻工藝來轉(zhuǎn)印形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的半導(dǎo)體器件，其中，該粘著層的圖案的所述濕法蝕刻工藝使用堿性溶液中的H2O2添加劑，其具有20A - 100A/分鐘的蝕刻率。
16.根據(jù)權(quán)利要求11或13的半導(dǎo)體器件，其中，該粘著層的圖案使用干蝕刻工藝來轉(zhuǎn)印形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中，該粘著層的圖案的所述干蝕刻工藝使用含氟的化學(xué)物質(zhì)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的半導(dǎo)體器件，其中所述含氟的化學(xué)物質(zhì)是CF4/CHF3/CH2F2。
19.根據(jù)權(quán)利要求11或13的半導(dǎo)體器件，其中，該粘著層的厚度約為5- 50nm。
20.一種用于防止CPI測(cè)試中的襯墊剝離的半導(dǎo)體器件，其在鋁襯墊膜中具有多個(gè)嵌入的粘著層，所述鋁襯墊膜的結(jié)構(gòu)和圖案是權(quán)利要求11 - 19的結(jié)構(gòu)的重復(fù)或組合。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK104241148SQ201310244627
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月19日
【發(fā)明者】王新鵬, 張城龍, 黃瑞軒 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司