一種焊墊結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種焊墊結(jié)構(gòu)，所述焊墊結(jié)構(gòu)至少包括焊墊主體和形成在所述焊墊主體至少一側(cè)的金屬緩沖線結(jié)構(gòu)；所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu)形成于與所述焊墊主體處于同一層面的鈍化層中。本實用新型的焊墊結(jié)構(gòu)通過在焊墊主體周圍設(shè)置金屬緩沖線結(jié)構(gòu)，可以吸收鍵合過程中的鍵合能，減小該能量對下層介質(zhì)薄膜造成的損傷，并且該金屬緩沖線結(jié)構(gòu)可以釋放鈍化層施加在焊墊主體上的應(yīng)力，從而可以在不改變原有的工藝，也不用改變介質(zhì)薄膜以及金屬薄膜本身特性的情況下，提高鍵合的可靠性。
【專利說明】一種焊墊結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種焊墊結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在半導(dǎo)體制造工藝中，完成前段的半導(dǎo)體器件的制造和后段的金屬互連結(jié)構(gòu)的制 造工藝后，需要在頂層金屬互連線上形成焊墊；在封裝工藝中，將外引線直接鍵合在焊墊 上，或者在該焊墊上形成焊料凸塊。通常所使用的引線鍵合技術(shù)，按工藝特點可分為超聲鍵 合、熱壓鍵合和熱超聲鍵合。
[0003] 常用的引線鍵合材料一般有金線、銅線和鋁線，各自都有不同的金屬特性。金線由 于具備良好的導(dǎo)電性能、可塑性和化學(xué)穩(wěn)定性等，在傳統(tǒng)半導(dǎo)體分立器件內(nèi)引線鍵合中，一 直占據(jù)著絕對的住到地位，并擁有最成熟的鍵合工藝。但由于資源有限，金線價格昂貴，所 以近年來，除非是有特殊要求的產(chǎn)品，一般的基本都被銅線代替。
[0004] 銅線鍵合被廣泛應(yīng)用于芯片封裝中，與金線相比，銅線鍵合具有更強的下壓力 (down force)，這使得在后續(xù)銅線拉伸試驗中容易引起焊墊下方的金屬及金屬層間介質(zhì)材 料的破壞和撕裂。對于90nm以下技術(shù)，在后道工藝中，會使用到低K材料和銅金屬。在銅 線鍵合過程中，兩者都不具備強的抗應(yīng)力能力。目前，一般調(diào)整薄膜的模量或提高材料的粘 附性等方法來改善抗壓能力。但是這將必須改變薄膜本身的特性，可能會影響RF產(chǎn)品的整 體性能。 實用新型內(nèi)容
[0005] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種焊墊結(jié)構(gòu)，用于 解決現(xiàn)有技術(shù)中銅線鍵合時容易導(dǎo)致其下方金屬層間介質(zhì)材料因受應(yīng)力作用而開裂的問 題。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種焊墊結(jié)構(gòu)，形成于芯片的 頂層金屬層上，所述焊墊結(jié)構(gòu)至少包括：焊墊主體和形成在所述焊墊主體至少一側(cè)的金屬 緩沖線結(jié)構(gòu)。
[0007] 作為本實用新型焊墊結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu)為形成在所述 焊墊主體至少兩側(cè)的連續(xù)結(jié)構(gòu)。
[0008] 作為本實用新型焊墊結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu)為形成在所述 焊墊主體四周的封閉結(jié)構(gòu)。
[0009] 作為本實用新型焊墊結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu)形成于與所述 焊墊主體處于同一層面的鈍化層中。
[0010] 作為本實用新型焊墊結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu)為形成在所述 焊墊主體至少兩側(cè)的非連續(xù)結(jié)構(gòu)。
[0011] 作為本實用新型焊墊結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，從所述焊墊主體向外數(shù)，所述金屬 緩沖線結(jié)構(gòu)為至少一層，每一層金屬緩沖線結(jié)構(gòu)之間的間隔為幾個微米。
[0012] 作為本實用新型焊墊結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu)的材料為銅或 者錯。
[0013] 作為本實用新型焊墊結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述鈍化層包括SiN和Si02。
[0014] 如上所述，本實用新型的焊墊結(jié)構(gòu)，至少包括焊墊主體和形成在所述焊墊主體至 少一側(cè)的金屬緩沖線結(jié)構(gòu)。
[0015] 本實用新型的焊墊結(jié)構(gòu)具有以下有益效果：
[0016] 1、可以吸收鍵合過程中的下壓力，幫助減小該下壓力對下層介質(zhì)薄膜的損傷。
[0017] 2、可以釋放鈍化層施加在焊墊主體上的應(yīng)力。
[0018] 3、可以提高銅線鍵合的可靠性，不改變原有的工藝，也不用改變介質(zhì)薄膜以及金 屬薄膜本身的特性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本實用新型的芯片的示意圖。
[0020] 圖2?圖10為本實用新型焊墊結(jié)構(gòu)的焊墊主體周圍形成有金屬緩沖線結(jié)構(gòu)的示 意圖。
[0021] 元件標(biāo)號說明
[0022] 11 焊墊主體
[0023] 12 金屬緩沖線結(jié)構(gòu)
[0024] 2 芯片襯底
[0025] 31、32 鈍化層
[0026] 4 頂層金屬層
[0027] 5 通孔
[0028] 6 保護層

【具體實施方式】
[0029] 以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本 說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。
[0030] 請參閱圖1至圖10。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅 用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用 新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大 小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用 新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如"上"、"下"、"左"、 "右"、"中間"及"一"等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的 范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實用新型可實施的 范疇。
[0031] 如圖1?圖10所示，本實用新型提供一種焊墊結(jié)構(gòu)，形成于芯片的頂層金屬層上， 所述焊墊結(jié)構(gòu)至少包括焊墊主體11和形成在所述焊墊主體11至少一側(cè)的金屬緩沖線結(jié)構(gòu) (Buffer Metal Line)12。
[0032] 請參考圖1，提供了芯片結(jié)構(gòu)，其包括芯片襯底2、焊墊主體11、鈍化層31、32以及 金屬緩沖線結(jié)構(gòu)12等。需要說明的是，所述芯片襯底2中包括有電路結(jié)構(gòu)、金屬互連結(jié)構(gòu)、 以及金屬層間介質(zhì)。為了方便示意，芯片襯底2中僅僅畫出了頂層金屬層4,所述頂層金屬 層4通過通孔金屬5與焊墊主體11電連。所述鈍化層31、32對芯片起著隔離作用，通孔金 屬5填充在第一鈍化層31中，焊墊主體11制作在第二鈍化層32中。所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu) 12制作在焊墊主體11周圍的第二鈍化層32中。在焊墊主體11的表面邊緣以及第二鈍化 層32表面還覆蓋有保護層6。
[0033] 在一實施例中，請參閱附圖2,只在所述焊墊主體11的一側(cè)形成有金屬緩沖線結(jié) 構(gòu)12,當(dāng)然也可以形成于焊墊主體11的其他任何一側(cè)，在此不限。
[0034] 在另一實施例中，所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu)12可以為形成在所述焊墊主體11至少兩 側(cè)的連續(xù)結(jié)構(gòu)。例如，請參閱附圖3?圖5,其中，附圖3為形成在焊墊主體11兩側(cè)的連續(xù) 金屬緩沖線結(jié)構(gòu)12,附圖4為形成在焊墊主體11三側(cè)的連續(xù)金屬緩沖線結(jié)構(gòu)12,附圖5為 形成在焊墊主體11四周的連續(xù)金屬緩沖線結(jié)構(gòu)12,即為封閉結(jié)構(gòu)。
[0035] 在其他實施例中，所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu)12可以為形成在所述焊墊主體11至少兩 側(cè)的非連續(xù)結(jié)構(gòu)。例如，請參閱附圖7和圖8,金屬緩沖線結(jié)構(gòu)12在頂角處具有開口。其 中，圖7為形成在焊墊主體11兩側(cè)的非連續(xù)金屬緩沖線結(jié)構(gòu)12,圖8為形成在焊墊主體11 四周的非連續(xù)金屬緩沖線結(jié)構(gòu)12。
[0036] 進一步地，從所述焊墊主體11向外數(shù)，所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu)12為至少一層，每一 層金屬緩沖線結(jié)構(gòu)12之間的間隔約為幾個微米的量級。如圖6和圖9所示，金屬緩沖線結(jié) 構(gòu)12為兩層，當(dāng)然，根據(jù)需要可以適當(dāng)增減層數(shù)。
[0037] 更進一步地，所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu)12在焊墊主體11每一側(cè)的層數(shù)可以不同，例 如，圖10中所示，其中一側(cè)金屬緩沖線結(jié)構(gòu)12是一層，另一側(cè)為兩層。
[0038] 需要說明的是，以上金屬緩沖線結(jié)構(gòu)12在焊墊主體11周圍的分布僅僅列舉了其 中幾種典型的情況，但并不限于以上所列舉的情況。
[0039] 需要說明的是，所述鈍化層32包括SiN和SiO2，一般為雙層結(jié)構(gòu)。所述金屬緩沖 層結(jié)構(gòu)12的材料選擇比鈍化層32軟的銅或者鋁。
[0040] 表1為設(shè)置有金屬緩沖線結(jié)構(gòu)的芯片與現(xiàn)有技術(shù)中沒有設(shè)置金屬緩沖線結(jié)構(gòu)的 芯片進行拉力試驗的結(jié)果對比。
[0041] 表 1
[0042] 本申請設(shè)置有金屬緩沖線結(jié)構(gòu)現(xiàn)有技術(shù)中沒有金屬緩沖線結(jié)構(gòu)
[0043]

【權(quán)利要求】
1. 一種焊墊結(jié)構(gòu)，形成于巧片的頂層金屬層上，其特征在于，所述焊墊結(jié)構(gòu)至少包括： 焊墊主體和形成在所述焊墊主體至少一側(cè)的金屬緩沖線結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其特征在于；所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu)為形成在所述 焊墊主體至少兩側(cè)的連續(xù)結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其特征在于；所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu)為形成在所述 焊墊主體四周的封閉結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其特征在于；所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu)形成于與所述 焊墊主體處于同一層面的純化層中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其特征在于；所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu)為形成在所述 焊墊主體至少兩側(cè)的非連續(xù)結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其特征在于：從所述焊墊主體向外數(shù)，所述金 屬緩沖線結(jié)構(gòu)為至少一層，每一層金屬緩沖線結(jié)構(gòu)之間的間隔為幾個微米。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其特征在于；所述金屬緩沖線結(jié)構(gòu)的材料為銅或 者侶。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述純化層包括SiN和SiO 2。
【文檔編號】H01L23/485GK204230230SQ201420600038
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】王昆, 仝海躍, 張京晶 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司