发明名称 半导体装置及其形成方法
摘要 本发明揭示一种防脱层(delamination)之半导体装置之形成方法。提供一半导体晶圆,其包括一具有上层蚀刻终止层之金属化(metallization)层。在蚀刻终止层上形成至少一附着促进(adhesion promoting)层。在附着促进层上形成一金属层间介电(IMD)层。本发明亦揭示一种防脱层之半导体装置。
申请公布号 TWI277131 申请公布日期 2007.03.21
申请号 TW094122346 申请日期 2005.07.01
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 陈笔聪;林耕竹;张惠林;黎丽萍;包天一;卢永诚;章勋明
分类号 H01L21/02(2006.01) 主分类号 H01L21/02(2006.01)
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种半导体装置之形成方法,包括: 提供一半导体晶圆,其包括一具有顶层蚀刻终止层 之金属化层; 在该蚀刻终止层上形成至少一附着促进层;以及 在该附着促进层上形成一金属层间介电层。 2.如申请专利范围第1项所述之半导体装置之形成 方法,其中该附着促进层包括一置换原子,其为该 金属层间介电层及该蚀刻终止层所共有。 3.如申请专利范围第2项所述之半导体装置之形成 方法,其中该置换原子之浓度梯度系依朝该金属层 间介电层之方向而增加。 4.如申请专利范围第2项所述之半导体装置之形成 方法,其中该附着促进层为多层结构,且每一层中 的该置换原子之浓度系依序朝该金属层间介电层 之方向而增加。 5.如申请专利范围第2项所述之半导体装置之形成 方法,其中该置换原子系择自矽、氮及氧之一种。 6.如申请专利范围第1项所述之半导体装置之形成 方法,其中该附着促进层除了包括一渐增的氧原子 浓度之外,还包括与该蚀刻终止层相同之置换原子 。 7.如申请专利范围第1项所述之半导体装置之形成 方法,其中该附着促进层系择自氮氧化矽、掺杂氧 之碳化矽、及掺杂氮之碳化矽之一种。 8.如申请专利范围第1项所述之半导体装置之形成 方法,其中该蚀刻终止层系择自氮化矽、氮氧化矽 、碳化矽、掺杂氧之碳化矽、及掺杂氮之碳化矽 之一种。 9.如申请专利范围第1项所述之半导体装置之形成 方法,其中该蚀刻终止层及该附着促进层系藉由原 位电浆辅助化学气相沉积而形成之。 10.如申请专利范围第1项所述之半导体装置之形成 方法,其中该该附着促进层及该金属层间介电层系 藉由原位电浆辅助化学气相沉积而形成之。 11.如申请专利范围第1项所述之半导体装置之形成 方法,其中该金属层介电层包括氧化矽。 12.如申请专利范围第1项所述之半导体装置之形成 方法,其中该金属层间介电层系择自掺杂碳之氧化 物及有机矽玻璃(OSG)之一种。 13.如申请专利范围第1项所述之半导体装置之形成 方法,其中该附着促进层系藉由对该蚀刻终止层实 施氧化电浆制程而形成之。 14.如申请专利范围第1项所述之半导体装置之形成 方法,其中该附着促进层系藉由对该蚀刻终止层实 施化学氧化电浆制程而形成之。 15.如申请专利范围第1项所述之半导体装置之形成 方法,其中该附着促进层包括一中介金属层间介电 层,其形成于该蚀刻终止层上,且该附着促进层之 介电常数高于该金属层间介电层。 16.如申请专利范围第1项所述之半导体装置之形成 方法,更包括: 在该金属层间介电层上方形成一具有接合垫之顶 层金属化层;以及 在该顶层金属化层上形成一可调应力之钝化层。 17.如申请专利范围第16项所述之半导体装置之形 成方法,其中该可调应力之钝化层具有一伸张或压 缩应力,以抵消下方该等金属化层中的应力。 18.如申请专利范围第16项所述之半导体装置之形 成方法,更包括在该顶层金属化层与该可调应力之 钝化层之间形成一应力传递层,且其应力大小介于 该顶层金属化层与该可调应力之钝化层之间。 19.如申请专利范围第18项所述之半导体装置之形 成方法,其中该可调应力之钝化层与该应力传递层 系择自氮化矽、氮氧化矽、碳化矽、掺杂氧之碳 化矽、及掺杂氮之碳化矽之一种。 20.如申请专利范围第1项所述之半导体装置之形成 方法,更包括: 切割该晶圆以形成复数晶片; 在邻近每一该等晶片处形成一第一封胶材料层,其 具有一第一热膨胀系数;以及 在该第一封胶材料层上形成一第二封胶材料层,其 具有大于该第一热膨胀系数之一第二热膨胀系数 。 21.如申请专利范围第20项所述之半导体装置之形 成方法,其中该第一封胶材料层包括一填充材料, 其热导性高于该第二封胶材料层之填充材料。 22.如申请专利范围第20项所述之半导体装置之形 成方法,其中该第一封胶材料层中所占孔隙体积系 高于该第二封胶材料层中所占的孔隙体积。 23.一种半导体装置之形成方法,包括: 提供一半导体晶圆,其包括一具有顶层蚀刻终止层 之金属化层; 在该蚀刻终止层上形成至少一附着促进层; 在该附着促进层上形成一金属层间介电层; 在该金属层间介电层上方形成一具有接合垫之顶 层金属化层; 在该顶层金属化层上形成一可调应力之钝化层; 切割该晶圆以形成复数晶片; 在邻近每一该等晶片处形成一第一封胶材料层,其 具有一第一热膨胀系数;以及 在该第一封胶材料层上形成一第二封胶材料层,其 具有大于该第一热膨胀系数之一第二热膨胀系数 。 24.一种半导体装置,包括: 一晶片,包括一附着促进层,其夹设于一蚀刻终止 层与一金属层间介电层之间。 25.如申请专利范围第24项所述之半导体装置,其中 该附着促进层包括一置换原子,其为该金属层间介 电层及该蚀刻终止层所共有。 26.如申请专利范围第25项所述之半导体装置,其中 该置换原子之浓度梯度系依朝该金属层间介电层 之方向而增加。 27.如申请专利范围第25项所述之半导体装置,其中 该附着促进层为多层结构,且每一层中的该置换原 子之浓度系依序朝该金属层间介电层之方向而增 加。 28.如申请专利范围第25项所述之半导体装置,其中 该置换原子系择自矽、氮及氧之一种。 29.如申请专利范围第24项所述之半导体装置,其中 该附着促进层除了包括一渐增的氧原子浓度之外, 还包括与该蚀刻终止层相同之置换原子。 30.如申请专利范围第24项所述之半导体装置,其中 该附着促进层系择自氮氧化矽、掺杂氧之碳化矽 、及掺杂氮之碳化矽之一种。 31.如申请专利范围第24项所述之半导体装置,其中 该蚀刻终止层系择自氮化矽、氮氧化矽、碳化矽 、掺杂氧之碳化矽、及掺杂氮之碳化矽之一种。 32.如申请专利范围第24项所述之半导体装置,其中 该金属层介电层包括氧化矽。 33.如申请专利范围第24项所述之半导体装置,其中 该金属层间介电层系择自掺杂碳之氧化物及有机 矽玻璃之一种。 34.如申请专利范围第24项所述之半导体装置,其中 该附着促进层包括一中介金属层间介电层,其形成 于该蚀刻终止层上,且该附着促进层之介电常数高 于该金属层间介电层。 35.如申请专利范围第24项所述之半导体装置,更包 括: 一具有接合垫之顶层金属化层,形成于该金属层间 介电层上方;以及 一可调应力之钝化层,形成于该顶层金属化层上。 36.如申请专利范围第35项所述之半导体装置,其中 该可调应力之钝化层具有一伸张或压缩应力,以抵 消下方该等金属化层中的应力。 37.如申请专利范围第35项所述之半导体装置,更包 括一应力传递层,形成于该顶层金属化层与该可调 应力之钝化层之间,且其应力大小介于该顶层金属 化层与该可调应力之钝化层之间。 38.如申请专利范围第35项所述之半导体装置,其中 该可调应力之钝化层与该应力传递层系择自氮化 矽、氮氧化矽、碳化矽及掺杂氧之碳化矽之一种 。 39.如申请专利范围第24项所述之半导体装置,更包 括: 一第一封胶材料层,邻近该等晶片且具有一第一热 膨胀系数;以及 一第二封胶材料层,位于该第一封胶材料层上,其 具有大于该第一热膨胀系数之一第二热膨胀系数 。 40.如申请专利范围第39项所述之半导体装置,其中 该第一封胶材料层包括一填充材料,其热导性高于 该第二封胶材料层之填充材料。 41.如申请专利范围第39项所述之半导体装置,其中 该第一封胶材料层中所占孔隙体积系高于该第二 封胶材料层中所占的孔隙体积。 42.一种半导体装置,包括: 一晶片,包括一附着促进层,其夹设于一蚀刻终止 层与一金属层间介电层之间; 一具有接合垫之顶层金属化层,形成于该金属层间 介电层上方; 一可调应力之钝化层,形成于该顶层金属化层上; 一第一封胶材料层,邻近该等晶片且具有一第一热 膨胀系数;以及 一第二封胶材料层,位于该第一封胶材料层上,其 具有大于该第一热膨胀系数之一第二热膨胀系数 。 图式简单说明: 第1A至1C图系绘示出根据本发明实施例之多层积体 电路部分的制造阶段剖面示意图。 第2图系绘示出根据本发明实施例之多层积体电路 部分的制造阶段剖面示意图。 第3图系绘示出根据本发明实施例之晶片封装阶段 之剖面示意图。 第4图系绘示出根据本发明实施例之多层积体电路 形成方法流程图。
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