| 主权项 |
1.一种半导体装置,其特征系包含: 形成于半导体基板上的铜配线层; 导通于前述铜配线层,且包含铜及氧化倾向大于铜 之金属合金层达于底面所形成的焊垫电极层; 形成于前述焊垫电极层之表面,且以前述氧化倾向 大于铜之金属为主要成分的氧化层; 具有达于前述焊垫电极层之开口部的绝缘性保护 膜;及 贯穿前述氧化层之一部分,并与前述焊垫电极层电 性连接的导电性构件。 2.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中前述氧 化倾向大于铜之金属包含:铝(Al)、钛(Ti)、钽(Ta)、 锆(Zr)、钒(V)、锡(Sn)、钨(W)、钴(Co)、铁(Fe)、镍(Ni )、钌(Ru)、铬(Cr)、钼(Mo)、铌(Nb)、铪(Hf)、镁(Mg)、 铍(Be)中之至少任何一种。 3.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中前述焊 垫电极层中之前述氧化倾向大于铜之金属浓度,于 上表面附近区域最高,于其下方较低。 4.如申请专利范围第3项之半导体装置,其中前述焊 垫电极层之上表面附近区域中,前述氧化倾向大于 铜之金属浓度为2原子%以上。 5.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中前述焊 垫电极层在其表层部包含第一氧化层,且在其下方 ,依序叠层状构成有包含铜及氧化倾向大于铜之金 属的第一合金层、第二氧化层、及前述氧化倾向 大于铜之金属浓度低于前述第一合金层之第二合 金层。 6.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中前述焊 垫电极层为突入有绝缘性构件的构造。 7.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中前述导 电性构件为导电性配线或导电性凸块,且与前述焊 垫电极层焊接接合。 8.一种半导体装置之制造方法,其特征包含: 在半导体基板上形成绝缘膜之步骤; 在前述绝缘膜内形成铜配线层之步骤; 在前述铜配线层上形成绝缘性保护膜之步骤; 在前述绝缘性保护膜上形成达于前述铜配线层之 开口部之步骤; 在前述开口部内之铜配线层上形成氧化倾向大于 铜之金属膜或包含氧化倾向大于铜之金属合金膜 之步骤;及 进行热处理,于前述铜配线层中,使前述金属或前 述合金扩散,达于前述铜配线层底面生成包含铜及 氧化倾向大于铜之金属的合金,以形成焊垫电极层 ,且于前述焊垫电极层之表层部形成主要成分为前 述金属之氧化层之步骤。 9.一种半导体装置之制造方法,其特征包含: 在半导体基板上形成绝缘膜之步骤; 在前述绝缘膜内形成铜配线层之步骤; 在前述铜配线层上形成绝缘性保护膜之步骤; 在前述绝缘性保护膜上形成达于前述铜配线层之 开口部之步骤;及 一面进行热处理,一面于前述铜配线层上形成氧化 倾向大于铜之金属膜或包含氧化倾向大于铜之金 属合金膜,藉此,于前述铜配线层中使前述金属或 前述合金扩散,达于前述铜配线层底面生成包含铜 及氧化倾向大于铜之金属的合金,以形成焊垫电极 层,且于前述焊垫电极层之表层部形成主要成分为 前述金属之氧化层之步骤。 10.一种半导体装置,其特征为包含: 配线焊垫; 设于前述配线焊垫上,包含达于前述配线焊垫之数 个接触孔的绝缘膜;及 介以前述绝缘膜而设于前述配线焊垫上,并介以前 述数个接触孔而电性连接于前述配线焊垫之对于 前述配线焊垫的导电性保护层。 11.如申请专利范围第10项之半导体装置,其中前述 数个接触孔,系设置于前述配线焊垫的周缘部。 12.如申请专利范围第10项之半导体装置,其中前述 接触孔的孔径为0.5 m以上,10 m以下。 13.一种半导体装置,其特征系包含: 具有开口部的绝缘膜; 设于前述开口部内的数个绝缘柱; 于前述开口部内埋至该开口部中途深度之配线焊 垫;及 以埋入前述开口部内之方式,设于前述配线焊垫上 之对于前述配线焊垫的导电性保护层。 14.如申请专利范围第13项之半导体装置,其中邻接 之前述数个绝缘柱间的长度为0.5 m以上,10 m以 下。 15.如申请专利范围第10项之半导体装置,其中前述 配线焊垫的材料为铜,前述导电性保护层的材料为 铝或铝合金。 16.如申请专利范围第13项之半导体装置,其中前述 配线焊垫的材料为铜,前述导电性保护层的材料为 铜合金、铝或铝合金。 17.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中前述 焊垫电极层自其表面至2 nm深之铜浓度,平均为10原 子%以下。 图式简单说明: 图1A、图1B、图1C、图1D、图1E系显示本发明第一种 实施形态之半导体装置的制造步骤剖面图。 图2系显示第一种实施形态之类似例的半导体装置 剖面图。 图3系显示第一种实施形态之铜铝合金层之表层部 铝浓度与焊接特性的关系表。 图4A、图4B、图4C、图4D系显示第一种实施形态之 其他类似例之半导体装置的制造步骤剖面图。图4 E为图4D之一部分上面图。 图5A、图5B、图5C系显示本发明第二种实施形态之 半导体装置的制造步骤剖面图。 图6A、图6B、图6C系显示本发明第三种实施形态之 半导体装置的制造步骤剖面图。 图7A、图7B、图7C系显示本发明第四种实施形态之 半导体装置的制造步骤剖面图。 图8A、图8B系显示本发明第五种实施形态之半导体 装置的制造步骤剖面图。 图9A、图9B系显示本发明第六种实施形态之半导体 装置的制造步骤剖面图。 图10系显示本发明第七种实施形态之铜多层配线 用配线焊垫构造的平面图。 图11系图10之A-Aa剖面的侧视图。 图12系显示第七种实施形态之类似例的剖面图。 图13系显示本发明第八种实施形态之铜多层配线 用之配线焊垫构造的平面图。 图14系图13之A-Aa剖面的侧视图。 图15A、图15B系用于说明第八种实施形态之类似例 的剖面图。 图16A、图16B系显示本发明第九实施形态之半导体 装置的构造剖面图。 图17A、图17B、图17C、图17D、图17E、图17F系显示第 九种实施形态之半导体装置的制造步骤剖面图。 图18系显示第九种实施形态之半导体装置特性相 关之实验结果中之比较例表。 图19系显示第九种实施形态之半导体装置特性相 关的第一实验结果例表。 图20系显示第九种实施形态之半导体装置特性相 关的第二实验结果例表。 图21系显示第九种实施形态之半导体装置特性相 关的第三实验结果例表。 图22系显示第九种实施形态之半导体装置特性相 关的第四实验结果例表。 图23系显示先前之铜多层配线用之配线焊垫构造 的剖面图。 图24系用于说明先前铜多层配线用之配线焊垫构 造之问题的剖面图。 图25系显示包含表面氧化层之焊垫电极层形成后, 进行焊接时之抗剪试验结果,与包含表面氧化层之 焊垫电极层形成后,进一步在表面进行氧处理后, 进行焊接时之抗剪试验结果的比较图。 图26A、图26B、图26C系显示以二次离子质量分析法 分析包含表面氧化层之焊垫电极层之表层的结果 图。 |
