用于加工半導(dǎo)體工件的方法和半導(dǎo)體工件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]各種實(shí)施例涉及用于加工半導(dǎo)體工件的方法和半導(dǎo)體工件。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體器件中可能需要可焊的和/或可燒結(jié)表面，例如，作為進(jìn)行到這些器件的電連接和/或從這些器件進(jìn)行電連接的焊盤(pán)金屬化。低表面粗糙度、高抗腐蝕性、低污染水平和/或易加工性可以在形成所述可焊的和/或可燒結(jié)表面的一種材料或多種材料中可能是期望的性質(zhì)當(dāng)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)各種實(shí)施例，用于加工半導(dǎo)體工件的方法可以包括:在半導(dǎo)體工件上方沉積第一金屬化層；使所述第一金屬化層形成圖案；以及在形成圖案的第一金屬化層上方沉積第二金屬化層，其中沉積第二金屬化層包括無(wú)電沉積工藝，該無(wú)電沉積工藝包括將形成圖案的第一金屬化層浸入金屬電解質(zhì)中。
[0004]根據(jù)各種實(shí)施例，用于加工半導(dǎo)體工件的方法可以包括:借助于物理氣相沉積在半導(dǎo)體工件上方沉積包括至少兩個(gè)金屬化層的金屬化層堆疊；借助于濕化學(xué)蝕刻使所述金屬化層堆疊形成圖案；以及借助于浸沒(méi)沉積在形成圖案的金屬化層堆疊上方沉積最終金屬化層。
[0005]根據(jù)各種實(shí)施例，半導(dǎo)體工件可以包括:形成圖案的第一金屬化層；覆蓋所述形成圖案的第一金屬化層的頂側(cè)和至少一個(gè)側(cè)壁的第二金屬化層，其中所述第二金屬化層是借助于包括將形成圖案的第一金屬化層浸入金屬電解質(zhì)中的無(wú)電沉積工藝而形成的。
【附圖說(shuō)明】
[0006]在圖中，遍及不同的視圖相同的附圖標(biāo)記一般地指代相同的部分。這些圖不一定按比例，替代地一般將重點(diǎn)放在圖示本發(fā)明的原理上。在以下描述中，參考以下圖描述本發(fā)明的各種實(shí)施例，在圖中:
圖1A到IC圖示了根據(jù)各種實(shí)施例的用于加工半導(dǎo)體工件的方法；
圖2圖示了根據(jù)各種實(shí)施例的用于加工半導(dǎo)體工件的方法；
圖3圖示了根據(jù)各種實(shí)施例的用于加工半導(dǎo)體工件的方法；
圖4A到41圖示了根據(jù)各種實(shí)施例的用于加工半導(dǎo)體工件的方法；
圖5A到f5D圖示了用于使用剝離(lift-off)工藝獲得結(jié)構(gòu)化可焊表面的常規(guī)工藝流程；以及
圖6A到6D圖示了用于使用濕化學(xué)蝕刻獲得結(jié)構(gòu)化可焊表面的常規(guī)工藝流程。
【具體實(shí)施方式】
[0007]以下詳細(xì)描述參考通過(guò)舉例說(shuō)明的方式示出特定細(xì)節(jié)和可以在其中實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例的附圖。足夠詳細(xì)地描述這些實(shí)施例以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明。在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下可以利用其他實(shí)施例并且可以做出結(jié)構(gòu)的、邏輯的和電的改變。各種實(shí)施例不一定相互排斥，因?yàn)橐恍?shí)施例可以與一個(gè)或多個(gè)其他實(shí)施例組合以形成新的實(shí)施例。結(jié)合方法來(lái)描述各種實(shí)施例并且結(jié)合器件來(lái)描述各種實(shí)施例。然而，可以理解的是，結(jié)合方法而描述的實(shí)施例可以類(lèi)似地適用于器件，并且反之亦然。
[0008]措詞“示例性”在本文中用來(lái)意指“用作示例、實(shí)例或舉例說(shuō)明”。在本文中描述為“示例性”的任何一個(gè)實(shí)施例或設(shè)計(jì)不一定被解釋為超過(guò)其他實(shí)施例或設(shè)計(jì)的優(yōu)選的或有利的。
[0009]術(shù)語(yǔ)“至少一個(gè)”和“一個(gè)或多個(gè)”可以被理解成包括大于或等于一的任何整數(shù)，即一、二、三、四…，等等。
[0010]術(shù)語(yǔ)“多個(gè)”可以被理解成包括大于或等于二的任何整數(shù)，即二、三、四、五…，等等。
[0011]在本文中用來(lái)描述“在一側(cè)或表面上方”形成特征(例如層)的措詞“在…上方”可以用來(lái)意指可以“直接在所隱含的側(cè)或表面上”(例如與所隱含的側(cè)或表面直接接觸)形成該特征(例如該層)。在本文中用來(lái)描述“在一側(cè)或表面上方”形成特征(例如層)的措詞“在…上方”可以用來(lái)意指可以“間接地在所隱含的側(cè)或表面上”形成該特征(例如該層)，其中一個(gè)或多個(gè)附加層被布置在該隱含的側(cè)或表面與所形成的層之間。
[0012]以相同的方式，在本文中用來(lái)描述設(shè)置在另一特征上方的特征(例如“覆蓋”一側(cè)或表面的層)的措詞“覆蓋”可以用來(lái)意指可以在所隱含的側(cè)或表面上方并且與該隱含的側(cè)或表面直接相接觸地設(shè)置該特征(例如該層)。在本文中用來(lái)描述設(shè)置在另一特征上方的特征(例如“覆蓋”一側(cè)或表面的層)的措詞“覆蓋”可以用來(lái)意指可以在所隱含的側(cè)或表面上方并且與該隱含的側(cè)或表面間接相接觸地設(shè)置該特征(例如該層)，其中一個(gè)或多個(gè)附加層被布置在該隱含的側(cè)或表面與該覆蓋層之間。
[0013]術(shù)語(yǔ)“耦合”或“連接”可以被理解成包括直接“耦合”或“連接”的情況和間接“耦合”或“連接”的情況兩者。
[0014]現(xiàn)在，可焊的和可燒結(jié)表面可能常?；谝r底上的最終銀(Ag)層。首先，銀可以用作用于趨向于非常迅速氧化的在下面的可焊的鎳或鎳釩(NiV)層的保護(hù)層。其次，銀可以用作用于稍后被燒結(jié)的材料的惰性界面。對(duì)于兩種應(yīng)用，表面可能需要高水平的純度和均勻性。不幸的是，可能存在銀將被氧化和/或硫化的風(fēng)險(xiǎn)。此外，銀可能易受污染物(例如硫或鹵化物)影響。而且，尤其是在包含氧氣的爐子或壓機(jī)(press)中的燒結(jié)工藝可能導(dǎo)致在NiV-Ag界面處氧氣的相互擴(kuò)散和已經(jīng)處于低應(yīng)力狀態(tài)的層的脫層。
[0015]用于高溫應(yīng)用的接合焊盤(pán)可能常?；诨诮?Au)的焊盤(pán)以克服像是焊盤(pán)與導(dǎo)線之間的所謂柯肯達(dá)爾(Kirkendall)空洞的可靠性問(wèn)題。在Cu或Al襯底上沉積NiP/Pd/Au或NiP/Au層的一個(gè)方法可以是無(wú)電鍍。無(wú)電鍍可以具有對(duì)于Cu或Al焊盤(pán)的高選擇性，使得其可以不需要任何另外的光刻。然而，無(wú)電鍍可能對(duì)初始焊盤(pán)的污染物敏感，這可能導(dǎo)致在維持用于無(wú)電鍍的化學(xué)浴時(shí)的工藝?yán)щy和/或增加的努力。
[0016]基于以上內(nèi)容，由于金可能不易受氧氣或其他元素影響的事實(shí)，可能可推薦的是使用金作為最終層。然而，使金的金屬化形成圖案可能是困難的。由于其高抗腐蝕性，金可能只在具有非常腐蝕性的介質(zhì)(例如王水)的情況下被蝕刻。像是基于剝離的技術(shù)的其他沉積方法可能造成惰性金屬的高浪費(fèi)并且可能引起用于重復(fù)利用和裝備清潔的高成本。
[0017]現(xiàn)今，用于半導(dǎo)體的可焊的和可燒結(jié)表面可以常常包括具有最終Ag層的焊盤(pán)金屬化堆疊(例如基于Ti/NiV/Ag的焊盤(pán)金屬化)或者由其組成。可以經(jīng)由濺射或蒸發(fā)來(lái)沉積這些金屬化并且其可以交付非常均勻、平滑的層?？梢越?jīng)由例如a)剝離或b)濕化學(xué)蝕刻來(lái)執(zhí)行圖案形成。
[0018]對(duì)于方法a)，可以將金屬化沉積在抗蝕劑上以使襯底形成圖案，如圖5A到f5D中所圖示的，其例如示出了:提供包括絕緣層(例如氧化物層506)、由例如鋁制成的第一接觸焊盤(pán)(例如柵極焊盤(pán)507a)和第二接觸焊盤(pán)(例如源極焊盤(pán)507b)、以及設(shè)置在絕緣層506上方且在接觸焊盤(pán)507a、507b之間并且部分地覆蓋接觸焊盤(pán)507a、507b的粘合和/或鈍化層(例如酰亞胺層508)的半導(dǎo)體工件(例如晶片501)(參見(jiàn)圖5A中的橫截面視圖500)，在晶片501上方沉積抗蝕劑511并且使抗蝕劑511形成圖案以暴露接觸焊盤(pán)507a、507b (參見(jiàn)圖5B中的橫截面視圖510)，經(jīng)由濺射在所暴露的接觸焊盤(pán)507a、507b和抗蝕劑511的剩余部分上方沉積金屬化層堆疊509/502/503，該金屬化層堆疊509/502/503堆疊包括作為擴(kuò)散阻擋層的鈦(Ti)層509、作為焊接界面的鎳釩(NiV)層502和作為保護(hù)層的最終銀(Ag)層503 (參見(jiàn)圖5C中的橫截面視圖520)，以及抗蝕劑移除和金屬剝離(參見(jiàn)圖中的橫截面視圖530)。
[0019]對(duì)于方法b)，即濕化學(xué)形成結(jié)構(gòu)，抗蝕劑可能通常在金屬化之后被沉積并且因此造成不能對(duì)抗蝕劑除氣，如圖6A到6D中所圖示的，其例如示出了:提供包括絕緣層(例如氧化物層606)、第一接觸焊盤(pán)(例如柵極焊盤(pán)607a)和第二接觸焊盤(pán)(例如源極焊盤(pán)607b)、以及設(shè)置在絕緣層606上方且在接觸焊盤(pán)607a、607b之間并且部分地覆蓋接觸焊盤(pán)607a、607b的粘合和/或鈍化層(例如酰亞胺層608)的晶片601 (參見(jiàn)圖6A中的橫截面視圖600)，經(jīng)由濺射在接觸焊盤(pán)607a、607b和粘合和/或鈍化層608上方沉積金屬化層堆疊609/602/603，該金屬化層堆疊609/602/603包括作為擴(kuò)散阻擋層的鈦(Ti )層609、作為焊接界面的鎳釩(NiV)層602和作為保護(hù)層的最終銀(Ag)層603 (參見(jiàn)圖6B中的橫截面視圖610)，在金屬化層堆疊609/602/603上方沉積抗蝕劑611并且使抗蝕劑611形成圖案以暴露金屬化層堆疊609/602/603的除了對(duì)應(yīng)于接觸焊盤(pán)607a、607b的那些部分之外的部分(參見(jiàn)圖6C中的橫截面視圖620)，以及濕化學(xué)蝕刻金屬化層堆疊609/602/603的所暴露的部分和抗蝕劑移除(參見(jiàn)圖6D中的橫截面視圖630)。
[0020]在使用濕化學(xué)蝕刻的上述工藝流程中，焊盤(pán)邊緣對(duì)于三種金屬可以示出不同的蝕刻速率，這可以導(dǎo)致不太惰性的金屬Ni和惰性金屬Ag的底切(undercut)。替換的可以是例如無(wú)電沉積NiP/Au。對(duì)于該方法，由于該工藝的高選擇性，可以沒(méi)必要使用抗蝕劑掩模用于形成圖案。然而，與濺射/蒸發(fā)工藝相比，所沉積的層可能具有更差的均勻性，這可以導(dǎo)致主要由NiP層引起的較粗糙的表面。非常高的表面粗糙度可以導(dǎo)致惰性金屬層的更差的擴(kuò)散阻擋層并且因此導(dǎo)致由在下面的NiP的擴(kuò)散引起的表面污染。此后該Ni可以氧化并且可以負(fù)面地影響稍后的連接工藝。