[發明專利]凸塊結構及制造凸塊結構的方法

在審

• 申請號: 202011193620.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112750705A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 張慶裕;鄭明達;翁明暉
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L23/488
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 趙艷

本申請涉及凸塊結構及制造凸塊結構的方法。具體地，制造凸塊結構的方法包括在基板上方形成鈍化層。在所述基板上方形成金屬襯墊結構，其中所述鈍化層圍繞所述金屬襯墊結構。在所述鈍化層和所述金屬襯墊結構上方形成包含聚酰亞胺的聚酰亞胺層。在所述金屬襯墊結構和所述聚酰亞胺層上方形成金屬凸塊。所述聚酰亞胺是二酐和二胺的反應產物，其中所述二酐和所述二胺中的至少一者包括選自由以下項組成的組的一者：環烷烴、稠環、雙環烷烴、三環烷烴、雙環烯烴、三環烯烴、螺烷烴和雜環。

相關申請

本申請要求于2019年10月31日提交的美國臨時專利申請號62/928,938的優先權，該美國臨時專利申請的全部內容以引用方式并入本文。

背景技術

隨著具有越來越好的性能的消費者設備響應于消費者需求而變得越來越小，這些設備的各個部件也必須減小大小。構成消費者設備(例如移動電話、計算機平板電腦等)的主要部件的半導體器件已經變得越來越小。半導體器件的大小減小已經符合了半導體制造技術(例如形成半導體器件之間的連接)中的進步。

隨著電子行業基于穿硅通孔(TSV)技術開發出三維集成電路(3D IC)，正在積極研究用于互連堆疊管芯的凸塊的處理和可靠性。在較小的器件中，凸塊的區域中電介質層(例如極低k電介質層)的分層是問題。極低k電介質層的分層可導致器件故障或失靈。

發明內容

根據本公開的一個實施方式，提供了一種制造凸塊結構的方法，所述方法包括：

在基板上形成鈍化層；

在所述基板上方形成金屬襯墊結構，其中所述鈍化層圍繞所述金屬襯墊結構；

在所述鈍化層和所述金屬襯墊結構上方形成包含聚酰亞胺的聚酰亞胺層；以及

在所述金屬襯墊結構和所述聚酰亞胺層上形成金屬凸塊，其中所述聚酰亞胺是二酐和二胺的反應產物，其中所述二酐和所述二胺中的至少一者包括選自由以下項組成的組的一者：環烷烴、稠環、雙環烷烴、三環烷烴、雙環烯烴、三環烯烴、螺烷烴和雜環。

根據本公開的另一實施方式，提供了一種制造凸塊結構的方法，所述方法包括：

在基板上形成鈍化層；

在所述基板上方形成金屬襯墊結構，其中所述鈍化層圍繞所述金屬襯墊結構；

在所述鈍化層和所述金屬襯墊結構上方形成包含聚酰亞胺的聚酰亞胺層；以及

在所述金屬襯墊結構和所述聚酰亞胺層上形成金屬凸塊，

其中所述金屬凸塊與所述金屬襯墊結構電接觸，并且

所述聚酰亞胺層通過粘附促進劑粘附至所述鈍化層和所述金屬襯墊結構，其中所述粘附促進劑化學鍵合至所述聚酰亞胺、所述鈍化層和所述金屬襯墊結構。

根據本公開的還要另一實施方式，提供了一種凸塊結構，所述凸塊結構包括：

鈍化層，所述鈍化層圍繞金屬襯墊；

聚酰亞胺層，所述聚酰亞胺層包含設置在所述鈍化層和所述金屬襯墊上方的聚酰亞胺；和

金屬凸塊，所述金屬凸塊設置在所述金屬襯墊和所述聚酰亞胺層上方，

其中所述金屬凸塊與所述金屬襯墊電接觸，并且

所述聚酰亞胺是二酐和二胺的反應產物，其中所述二酐和所述二胺中的至少一者包括選自由以下項組成的組的一者：環烷烴、稠環、雙環烷烴、三環烷烴、雙環烯烴、三環烯烴、螺烷烴和雜環。

附圖說明