[發明專利]用于TSV銅附著的Z形結構

有效

• 申請號: 200910173952.2
• 申請日: 2009-09-24
• 公開（公告）號: CN101714539A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 陳志華;陳承先;郭正錚;沈文維
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/485
• 分類號: H01L23/485;H01L23/522;H01L21/60;H01L21/768
• 代理公司: 北京市德恒律師事務所 11306
• 代理人: 梁永

技術領域

本發明一般涉及用于形成半導體器件的系統和方法，更具體地，涉及 用于形成穿透硅通孔(TSV)和金屬層之間的接觸孔的系統和方法。

背景技術

一般地，為了形成半導體管芯的金屬層和延伸穿過半導體管芯的TSV 之間的接觸孔，覆蓋金屬層的鈍化層被刻蝕以形成接觸開口并暴露金屬線 的接觸部分。在刻蝕之后，形成阻擋層以接觸暴露的接觸部分并覆蓋接觸 開口和TSV的側壁。然后，對接觸開口和TSV通過如電鍍的工藝過填充 銅。雖然銅和阻擋層的一部分可能被移除，但是介于接觸開口和TSV之間 的阻擋層和銅則被留下來以維持電接觸，從而實現了與半導體管芯相對側 的電接觸。

然而，該工藝通常產生具有與其下材料低附著銅導體。另外，因為由 加熱和冷卻工藝造成的膨脹和收縮能加劇低附著的問題，所以這也可能限 制完成半導體管芯制造所需要的后續工藝的熱預算。后續工藝條件的這個 限制是所不期望的。

因此，需要一種通過增加導體的附著能力而增加TSV溫度性能的結構 和方法。

發明內容

本發明提供了具有用于半導體更好附著的Z形橫截面的接觸襯墊，其 優選的實施例普遍解決或避開了上述以及其他的問題，并且普遍達到了技 術效果。

根據本發明的優選的實施例，一種半導體器件，包括：襯底，其具有 第一導電物件和位于第一導電物件之上的鈍化層。接觸襯墊延伸穿過鈍化 層內的多個開口以形成與第一導電物件的多個間斷接觸。

根據本發明的另一個優選的實施例，一種半導體器件，包括襯底，襯 底之上的金屬層和金屬層之上的鈍化層。第一導體延伸穿過鈍化層并與最 上層金屬層共用分界面。第一導體在接觸最上層金屬層，鈍化層，返回最 上層金屬層之間交替。穿透硅通孔與第一導體接觸。

根據本發明的又一個優選的實施例，一種半導體器件，包括襯底，其 具有多個金屬層。第一導體形成為Z形結構以形成與至少一個金屬層的多 個接觸點，鈍化層位于第一導體和金屬層之間，在這里導體不接觸金屬層。 第二導體從第一導體延伸到穿透硅通孔。

本發明的優選實施例的有益效果為能夠達到接觸襯墊和導體之間更好 的附著。由于接下來的工藝的溫度范圍可以擴展以適應更好的附著，所以 也能夠達到更大的工藝適應性。

附圖說明

為了對本發明及其有益效果有更加全面的理解，現在結合附圖進行參 考以下描述，其中：

圖1示出了根據本發明實施例的具有金屬化層和上層金屬接觸孔的襯 底；

圖2示出了根據本發明實施例的在金屬化層和上層金屬接觸孔之上的 第一鈍化層的形成，以形成Z形構形；

圖3A-3D示出了根據本發明實施例的TSV接觸襯墊和外部接觸襯墊；

圖4示出了根據本發明實施例的第二鈍化層的形成；

圖5示出了根據本發明實施例的TSV開口的形成；

圖6示出了根據本發明實施例的管芯之上的隔離層的形成；

圖7示出了根據本發明實施例的TSV接觸襯墊和TSV開口之上的阻 擋層的形成；

圖8示出了根據本發明實施例的外部接觸襯墊之上的光掩膜的形成；

圖9示出了TSV開口內和TSV接觸襯墊之上的過填充的導電材料的 形成；

圖10示出了根據本發明實施例的外部接觸襯墊之上的阻擋層的移除 和TSV接觸襯墊和穿透硅通孔之上的導電材料的減薄；以及

圖11示出了根據本發明實施例的管芯的減薄和管芯的第二面之上的 導電層和ENIG層的形成。

不同的附圖中的相應的數字和標號除非另有說明外一般指示相應的部 分。附圖繪制為清楚地示出優選的實施例的相關方面，并不必要按照比例 繪制。

具體實施方式

下面詳細討論本發明優選的實施例的制造和使用。然而，應當理解的 是，示出的實施例提供了很多可在廣泛多種場景中實施的適用的發明構思。 所討論的特定的實施例僅是制造和使用本發明的特定方法，并不是對本發 明范圍的限制。

本發明結合特定場景下的優選的實施例進行描述，即金屬層和TSV之 間的接觸襯墊。然而，本發明也可以實施于其他接觸襯墊。