发明名称 用于铜金属化积体电路之连结垫的结构及方法
摘要 揭示一种强化、可靠且低成本之金属结构及方法,其能将导电接线/带与铜金属化积体电路之连结相连。本结构包括沉积于未氧化铜表面之第一障壁金属层,其铜扩散系数,在250℃下,小于1×10E-23cm2/S,厚度自约0.5至1.5微米。更包括第一障壁金属层上之第二障壁金属层,其对第一障壁金属之扩散系数,在250℃下,小于1×10E-14cm2/S,厚度小于1.5微米。最后包括最外层的可连结性金属,其上之金属接线与其系以金属化连接相连。第一障壁金属层系选自包括镍、钴、铬、钼、钛、钨及其合金之群组中。第二障壁金属层系选自包括钯、钴、铂及锇之群组中。最外金属层系选自包括金、铂及银之群组中。
申请公布号 TW494510 申请公布日期 2002.07.11
申请号 TW090103495 申请日期 2001.03.14
申请人 德州仪器公司 发明人 史罗杰;安恭罗;泰郝瓦
分类号 H01L21/60 主分类号 H01L21/60
代理机构 代理人 蔡中曾 台北巿敦化南路一段二四五号八楼
主权项 1.一种用于具铜连结金属化之积体电路连结垫金属结构,包括:未氧化铜之连结垫表面;以及沉积于该铜表面之具可连结性之金属层,其铜扩散系数,在250℃下,小于110E-23cm2/s,厚度自约0.5至1.5微米。2.如申请专利范围第1项之连结垫金属结构,其中该具可连结性之金属层系选自包括铂、铑、铱及锇之群组中。3.一种位于具铜连结金属化之积体电路上的金属接线与连结垫间之金属化连结结构,包括:未氧化铜之连结垫表面;沉积于该铜表面之障壁金属层,其铜扩散系数,在250℃下,小于110E-23cm2/s,厚度自约0.5至1.5微米;最外层的可连结性金属,其铜扩散系数,在250℃下,小于110E-14cm2/s,厚度小于1.5微米;以及该金属接线之一与最外层的可连结性金属相连。4.如申请专利范围第3项之结构,其中该障壁金属层系选自包括镍、钴、铬、钼、钛、钨及其合金之群组中。5.如申请专利范围第3项之结构,其中该可连结性金属系选自包括金、铂、钯及银之群组中。6.如申请专利范围第3项之结构,更包括位于该未氧化铜与障壁金属层间之薄种金属层。7.如申请专利范围第6项之结构,其中该种金属为钯或锡。8.如申请专利范围第3项之结构,其中该金属接线系选自包括金、铜、铝及其合金之群组中。9.一种位于具铜连结金属化之积体电路上的金属接线与连结垫间之金属化连结结构,包括:未氧化铜之连结垫表面;沉积于该铜表面之第一障壁金属层,其铜扩散系数,在250℃下,小于110E-23cm2/s,厚度自约0.5至1.5微米;该第一障壁金属层上之第二障壁金属层,其对第一障壁金属之扩散系数,在250℃下,小于110E-14cm2/s,厚度小于1.5微米;最外层的可连结性金属,其厚度自约002至0.1微米;以及该金属接线之一与最外层的可连结性金属相连。10.如申请专利范围第9项之结构,其中该第一障壁金属层系选自包括镍、钴、铬、钼、钛、钨及其合金之群组中。11.如申请专利范围第9项之结构,其中该第二障壁金属层系选自包括钯、钴、铂及锇之群组中。12.如申请专利范围第9项之结构,其中该可连结性金属层系选自包括金、铂及银之群组中。13.如申请专利范围第9项之结构,更包括位于该未氧化铜与第一障壁金属层间之薄种金属层。14.如申请专利范围第13项之结构,其中该种金属为钯或锡。15.如申请专利范围第9项之结构,其中该金属接线系选自包括金、铜、铝及其合金之群组中。16.一种形成位于具铜连结金属化之积体电路上的金属接线与连结垫间之金属化连结方法,所含步骤包括:活化该连结垫之铜金属化表面,沉积种金属;以无电沉积镀覆一层障壁金属,该障壁金属之铜扩散系数,在250℃下,小于110E-23cm2/s,厚度自约0.5至1.5微米;以无电沉积镀覆可连结性金属之最外层,该可连结性金属对障壁金属之扩散系数,在250℃下,小于110E-14cm2/s,厚度小于1.5微米;以及将该金属接线之一与最外层的可连结性金属相连。17.如申请专利范围第16项之方法,其中该接线连结步骤包括球连结或楔形连结。18.如申请专利范围第16项之方法,其中该接线垫之形成方法包括:沉积保护披覆于该积体电路表面,包含具铜金属化之表面部份;以及以光制版术在所选择之该披覆区域中开孔,露出该铜金属化表面。19.如申请专利范围第18项之方法,更包括该开孔步骤之后的清洗步骤,沉浸该露出之铜表面于硫酸、硝酸或任一其它酸剂溶液中。20.如申请专利范围第16项之方法,其中该活化步骤包括沉浸连结垫于催化金属铬溶液中。21.如申请专利范围第20项之方法,其中该金属铬为铬化钯,沉积钯种。22.如申请专利范围第16项之方法,其中该可连结金属层之无电镀覆为沉浸镀覆。23.如申请专利范围第16项之方法,其中该可连结金属层之无电镀覆为沉浸镀覆后,再经自催化镀覆。24.如申请专利范围第16项之方法,更包括连结步骤前之该连结垫之最外层金属电探测步骤,不残留探针标记。25.如申请专利范围第16项之方法,其中该制程步骤依序施行,并无时间上的延迟,但包括中间冲洗步骤。26.一种形成位于具铜连结金属化之积体电路上的金属接线与连结垫间之金属化连结方法,所含步骤包括:活化该连结垫之铜金属化表面,沉积种金属;以无电沉积布植一层第一障壁金属,该障壁金属之铜扩散系数,在250℃下,小于110E-23cm2/s,厚度自约0.5至1.5微米;以无电沉积覆一层第二障壁金属于该第一障壁金属之上,该第二障壁金属对第一障壁金属之扩散系数,在250℃下,小于110E-14cm2/s,厚度小于1.5微米;以无电沉积镀覆具可连结性金属之最外层;以及将该金属接线之一与最外层的可连结性金属相连。27.如申请专利范围第26项之方法,更包括该铜连结垫之清洗步骤,沉浸露出之铜表面于硫酸、硝酸或任一其它酸剂溶液中。28.如申请专利范围第26项之方法,其中该活化步骤包括沉浸连结垫于催化金属铬溶液中,沉积该金属之种。图式简单说明:图1A与1B所示为本发明之第一实施例概略剖面图。图1A为具铜金属化之积体电路中,可连结单位于连结垫之上。图1B为图1A中连结垫再加上一球连结接线。图2A与2B所示为本发明之第二实施例概略剖面图。图2A为具铜金属化之积体电路中,可连结罩堆叠层位于连结垫之上。图2B为图2A中连结垫再加上一球连结接线。图3A与3B所示为本发明之第三具体实例概略剖面图。图3A为具铜金属化之积体电路中,可连结罩堆叠层位于连结垫之上。图3B为图3A中连结垫再加上一球连结接线。图4为本发明之第三实施例之概略,但较细部之剖面图。图5所示为依本发明之第三实施例中,连结垫罩之制造方法流程方块图。
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