[發明專利]一種在CPI測試中防止襯墊剝離的方法以及產生的器件

有效

• 申請號: 201310244627.7
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN104241148B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 王新鵬;張城龍;黃瑞軒
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L21/66
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 曲瑞

技術領域

本發明涉及一種在CPI測試中改進襯墊剝離的方法以及使用該方法產生的器件，尤其是防止晶片鍵合襯墊剝離的方法以及使用該方法產生的半導體器件。

背景技術

在現有技術中，對鋁襯墊膜進行晶片鍵合拉伸應力測試時，該鋁襯墊膜會遭受剝離的問題，致使在應力的作用下，金屬層與鋁襯墊膜之間出現空隙，從而劣化半導體器件的電氣性能，導致不可靠的半導體器件。

圖1A示出了現有技術中的鋁襯墊膜3與金屬層4的結合結構，在該結構中，整個鋁襯墊膜3被粘結到金屬層4上。在這種結構下，本領域技術人員進行拉伸應力測試，對鋁襯墊膜3上施加3g與該襯墊膜界面垂直方向的拉力，結果顯示大約15%的鋁襯墊膜3在該拉力的作用下與金屬層4產生剝離現象，如圖1B所示，即，在鋁襯墊膜3與和其粘結的金屬層4之間結合部分1形成空隙2。該空隙2的存在會影響鋁襯墊膜3與金屬層4之間的電連接，進而影響半導體器件的可靠性。

出現以上問題可能有多種原因，根本原因主要有以下兩種：

（1）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。

（2）測試中的拉伸應力被毫無衰減地傳遞到該接觸面。

因此，需要對鋁襯墊層的沉積工藝進行改進，以使得最終形成的鋁襯墊膜具有更強的抗拉伸能力，從而提升半導體器件的可靠性。

發明內容

本發明涉及一種用于防止CPI測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，對該粘著層進行圖案化，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第二鋁襯墊層進行沉積，以形成需要的鋁襯墊膜。

優選地，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。

優選地，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組合。

優選地，其中，該粘著層的圖案化形成工藝使用濕法蝕刻工藝。

優選地，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。

優選地，其中，該粘著層的圖案化形成工藝使用干蝕刻工藝。

優選地，其中，所述干蝕刻工藝使用含氟的化學物質。

優選地，其中所述含氟的化學物質是CF₄/CHF₃/CH₂F₂。

優選地，其中，該粘著層的厚度約為5‐50nm。

本發明還涉及一種用于防止CPI測試中的襯墊剝離的方法，其在鋁襯墊膜中具有多個嵌入的粘著層，所述鋁襯墊膜的結構和圖案根據上述方法重復或結合形成。

此外，本發明涉及一種半導體器件，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。

優選地，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。

優選地，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組合。

優選地，其中，該粘著層的圖案通過使用濕法蝕刻工藝來轉印形成。

優選地，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添加劑，其具有20A‐100A/分鐘的蝕刻率。

優選地，其中，該粘著層的圖案使用干蝕刻工藝來轉印形成。

優選地，其中，該粘著層的圖案的所述干蝕刻工藝使用含氟的化學物質。

優選地，其中所述含氟的化學物質是CF₄/CHF₃/CH₂F₂。

優選地，其中，該粘著層的厚度約為5‐50nm。

另外，本發明還涉及一種用于防止CPI測試中的襯墊剝離的半導體器件，其在鋁襯墊膜中具有多個嵌入的粘著層，所述鋁襯墊膜的結構和圖案是上述結構的重復或組合。

附圖說明

結合附圖本發明更易理解，本發明的其它多個目標、特征和優點將得以充分闡明，附圖中相似的附圖標記指示各個示圖中相同或相似的部分，其中：

圖1A是示出了現有技術中的鋁襯墊膜與金屬層的結合結構的剖視圖；