发明名称 具垫缘强化结构之改良接线垫
摘要 一种用于半导体装置之封装操作期间之接线应用的接线垫(bondpad)结构,它包括了用来支持该接线垫于其位置的接线框结构,以避免接线垫剥落的问题。该接线垫结构是一层叠结构,其包含一上介电层、一金属接线垫层、中间介电层及形成在一晶片表面上的一底层。该接线框结构系与该金属接线垫层分离而形成,并包含形成在该中间介电层之上的复数个岛形元件以及形成于该上介电层之上的互连框架元件;该框架元件包含一部份与该金属接线垫层的一部份重叠,以强化该接线垫来避免该金属接线垫层剥落。每个岛形元件分别藉由一个或是复数个孔填充物而与该底层及该框架元件连接。该孔填充物包含适当的孔材料(例如钨插塞)或由与构成覆盖于其上之相同材料所填充。该底层可以是金属层、半导体层(例如复晶矽层)或是任何与孔填充物材料间具有良好附着性的材料层。
申请公布号 TW456011 申请公布日期 2001.09.21
申请号 TW089111193 申请日期 2000.06.08
申请人 华邦电子股份有限公司 发明人 林锡聪
分类号 H01L23/48 主分类号 H01L23/48
代理机构 代理人 蔡清福 台北巿忠孝东路一段一七六号九楼
主权项 1.一种使用于半导体装置的封装操作期间之接线应用的接线垫结构,其包括:一层叠结构,其包含有一上介电层、一金属接线垫层,一中间介电层和一形成在晶片上的底层,该中间介电层形成在该底层之上,该金属接线垫层至少部分形成在该中间介电层之上,而该上介电层形成在该接线垫层之上;以及一接线框架结构,与该金属接线垫层分隔而形成;其中该接线框架结构包含形成在该上介电层之上的至少一个框架元件,该至少一个框架元件包括了一部分重叠在该金属接线垫的一部份之上;该至少一个框架元件藉由至少一孔填充物(hole-fill)而连接到该底层。2.如申请专利范围第1项所述的接线垫结构,其中该底层为金属层、复晶矽层或与该孔填充物具有良好附着性之介电层。3.如申请专利范围第1项所述的接线垫结构,其中该底层为一复晶矽层。4.如申请专利范围第1项所述的接线垫结构,其更包括了形成于连接在该金属接线垫层及该底层之间的该中间介电层内部的一固定结构(anchoring structure)。5.如申请专利范围第1项所述的接线垫结构,其中该金属接线垫层包括了形成于与该底层直接接触的该中间介电层之中的一通道结构(via structure)。6.如申请专利范围第1项所述的接线垫结构,它更包括了至少一个岛形元件,其与该接线垫层分离并且分别藉由至少一个孔填充物而连接到该底层以及该框架元件。7.如申请专利范围第6项所述的接线垫结构,其中该岛形元件系沿着该金属接线垫层的一外部边缘而形成,并且被形成在该金属接线垫层中的一开放区域所围绕。8.如申请专利范围第6项所述的接线垫结构,其中该岛形元件系形成在该金属接线垫层的外部,并且该金属接线垫层包含了平行延伸于该岛形元件的接线垫支柱(bond pad leg)。9.如申请专利范围第6项所述的接线垫结构,其中该接线框架结构包含了复数个岛形元件及一互连的框架元件(frame element)。10.如申请专利范围第6项所述的接线垫结构,其中该金属接线垫层包括了形成于与该底层直接接触的该中间介电层之中的一通道结构,而且该接线垫结构更包括了在该通道结构之上及该上介电层的一邻接区域的一上金属层。11.如申请专利范围第6项所述的接线垫结构,其中该接线框结构包含连接于该岛形元件及该框架元件之间或是该岛形元件及该底层之间,或是上述两者皆有的复数个孔填充物。12.如申请专利范围第1项所述的接线垫结构,其中该孔填充物为一钨插塞。13.如申请专利范围第1项所述的接线垫结构,其中该孔填充物与该框架元件为相同的材料。14.一种制造使用于积体电路的接线垫结构的方法,其步骤包括:形成一下介电层于一晶片上;形成一底层于该下介电层之上;形成一中间介电层于该底层之上,其中该中间介电层包含至少一个第一穿透孔,该孔为用来形成一金属接线垫层的一区域;以一孔填充物材料来填充该至少一个第一穿透孔,并且同时或依序于该中间介电层中形成该金属接线垫层及一元件,该元件与该金属接线垫层分开并经由该被填充的第一穿透孔而与该底层接触;形成一上介电层于该金属接线垫层之上,其中该上介电层包含了至少一个连接到该元件的第二穿透孔;填充该至少一个第二穿透孔,并且同时或依序于该上介电层之上形成至少一个框架元件,其中该框架元件包含了一部份重叠在该金属接线垫层的一部份之上,且该框架元件经由该被填充的第二穿透孔而与该元件连接。15.如申请专利范围第14项所述之接线垫结构的方法,其中该底层为金属层、复晶矽层或是与填充于该第一穿透孔之材料间具有良好附着性的介电层。16.如申请专利范围第14项所述之接线垫结构的方法,其中该底层为一复晶矽层。17.如申请专利范围第14项所述之接线垫结构的方法,其更包括形成一固定结构在连接于该金属接线垫层及该底层之间的该中间介电层之内的步骤。18.如申请专利范围第14项所述之接线垫结构的方法,其中该金属接线垫层包括一通道结构于该中间介电层之中,该中间介电层位在该接线垫层之下并连接该底层与该接线垫层。19.如申请专利范围第14项所述之接线垫结构的方法,其中该元件系沿着该金属接线垫层的一外部边缘而形成,并且被形成于该金属接线垫层中的一开放区域所围绕。20.如申请专利范围第14项所述之接线垫结构的方法,其中该元件形成在该金属接线垫层的外侧,而该金属接线垫层包含至少一个沿着该元件延伸的接线垫支柱。21.如申请专利范围第14项所述之接线垫结构的方法,其中该接线框结构包含复数个该元件及一互连的框架。22.如申请专利范围第14项所述之接线垫结构的方法,其中该金属接线垫层包含了形成在与该底层直接接触的该中间介电层之中的一通道结构,以及形成该框架的步骤亦形成一上金属层于该通道结构之上及该上介电层的一邻接区域。23.如申请专利范围第14项所述之接线垫结构的方法,其中该第一穿透孔或该第二穿透孔或者两者系由钨插塞材质所填充。24.如申请专利范围第14项所述之接线垫结构的方法,其中该元件为一岛形元件。图式简单说明:第一图是一示意侧面图,其显示一种传统接线垫结构以及金属接线垫如何相对于晶片表面上多层半导体装置的其他层而来定位;第二图为习用接线垫结构之示意侧面图,其设计藉由形成与该金属层直接接触的一通道之形式的接线垫来减缓剥落问题进而改善该接线垫的稳定性;第三图为另一习用改良接线垫结构之示意侧面图,其中复数个固定物形成在连接该金属垫及该底层的该第二介电层内部;第四图是一示意侧面图,其显示根据本发明之较佳实施例的接线框架;第五图是一示意侧面图,其显示根据本发明的第二个较佳实施例之接线框架,其包含连接接线垫及底层的一固定结构;第六图是一示意侧面图,其显示根据本发明的第三个较佳实施例的接线框架,其中该金属接线垫系以与该底层直接接触的一第一通道形式而形成,而且该接线垫结构也包含与该第一通道直接接触的一第二通道,以便提高该接线垫的高度;第七图是一示意侧面图,其显示根据本发明的第四个较佳实施例的接线框架,其中多个孔填充物形成在该岛形元件与该底层之间以及该岛形元件与该框架元件之间;第八图是一示意平面图,其显示包含根据第七图所示之本发明实施例之接线垫结构的岛形元件之平面,该岛形元件包含复数个接线框架;第九图是一示意平面图,其显示包含根据第七图所示实施例之接线垫结构的框架元件之平面,该框架元件包含复数个接线框架;以及第十图是一示意平面图,其显示包含根据第七图所示实施例之接线垫结构的框架元件之平面,该框架元件包含沿着接线垫四个边缘之复数个接线框架;该接线垫并不包围该岛形元件,而是形成了复数个接线垫支柱(bond pad leg)延伸于该岛形元件之间。
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