[发明专利]集成电路装置及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路装置，更特别涉及一种集成电路装置的相接界面。

背景技术

半导体集成电路(IC)工业近年来经历了快速成长。在集成电路演化的过程，功能密度(即每单位晶片区域的该互相连接装置的数量)逐渐增加，且几何尺寸(即可以使用一制造程序所得的最小的元件(或线))也逐渐减少。此按比例缩小的工艺提供了生产效率增加及降低伴生成本等好处。此外，该按比例缩小的工艺同样增加了集成电路制造及加工的复杂性。为了使以上所述的进步性实现，发展出新颖的集成电路制造及加工是必需的。

集成电路装置包含许多的材料层，每一材料层与另一材料层在一相接界面接触。该相接界面可以被施以不同的加工及制造步骤，且较佳是在集成电路装置的制造过程中仍维持该相接界面的完整性。举例来说，维持每一相接界面的完整性(即相接触的两膜层不会由任一者上剥离，而造成剥离的现象通常是由于界面具有空隙)以避免剥离是有需要的。在传统相接界面可以观察到，尤其是铜-铜相接界面(例如在两铜层间的相接界面)，易产生剥离，如此一来会降低整体集成电路装置的性能。因此，提供一相接界面结构，以用来解决界面剥离问题，是有必要的。

发明内容

本发明提供许多不同的实施例。一作为范例的集成电路装置可包含一第一铜层、一第二铜层设置于该第一铜层之上，及一相接界面介于该第一铜层及该第二铜层之间。该相接界面包含一平坦区域界面区及一交互成长界面区，其中该平坦区域界面区小于或等于该相接界面的50％。

另一作为范例的集成电路装置可包含一半导体基板，其包含一焊垫；一凸块结构位于该半导体基板上，并与该焊垫电性连结；及一铜晶种层设置于该基板的焊垫及该凸块结构之间。相接界面介于该凸块结构及该铜晶种层之间，其中没有氧化铜层设置于该相接界面处。

一可作为范例的集成电路装置的制造方式可包含：提供一具有一焊垫的基板；形成一铜晶种层于该焊垫之上；利用CF₄/O₂/N₂等离子体进行一除渣工艺；移除一在除渣工艺中所形成于该铜晶种层之上的残留层；以及，在完成上述步骤后，形成一凸块结构于该铜晶种层之上。

当平坦区域界面区占该相接界面总面积的50％或50％以下，该相接界面216(即铜-铜相接界面)即不会有剥离现象的发生。降低(或消除)膜层间的剥离现象可改善半导体装置的性能。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1A是显示本发明所述集成电路装置的一实施例的剖面图；

图1B是显示图1A所示的集成电路装置其两材料层的相接界面的放大剖面图；

图2A-图2B是显示发明所述集成电路装置的一实施例其两材料层的相接界面的剖面图；

图3A-图3B是显示发明所述集成电路装置的一实施例其两材料层的相接界面的剖面图。

并且，上述附图中的附图标记说明如下：

200～集成电路装置；

202～基板；

204～焊垫；

206～保护层；

208～扩散阻挡层；

210～衬底铜层(铜晶种层)；

212～沉积后铜层(铜柱、或凸块结构)；

214～区块；

216～相接界面；

216A～平坦区域界面区；以及

216B～交互成长界面区。

具体实施方式

本发明接下来将会提供许多不同的实施例以实施本发明中不同的特征。各特定实施例中的组成及设置将会在以下作描述以简化本发明。这些为实施例并非用于限定本发明。

本发明的公开提供许多不同的实施例或范例，由此实施本发明的不同特征(feature)。于后所公开特定的组成及排列范例用以简化本发明的说明。虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明。另外，本发明的公开在不同范例中重复使用了参考数值与字母。重复使用是基于简化及清晰的目的，并非用以限定不同的实施例或结构间的关系。此外，第一特征形成于第二特征之上，其中实施例包含有：第一特征与第二特征通过直接接触所形成，或者是第一特征及第二特征之间具有插入的额外特征，使得第一特征与第二特征不为直接接触。

此外，公开在各实施例中的参考数字以及字母是用以简洁地阐明本发明，并非限定实施例或者排列间的关系。