[发明专利]一种半导体器件中粘附力检测结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种半导体器件中粘附力检测结构及其制备方法。 

背景技术

随着半导体制造技术不断进步、半导体器件尺寸不断缩小，使集成电路装置尺寸的不断缩小。在后段制程（The back end of line,BEOL）中焊接线结合技术是一种广泛使用的方法，用于将具有电路的半导体管芯连接到原件封装上的引脚，实现I/O（in/out）连接，其中所述线结合焊盘（wire bond pads）的尺寸以及所述引线的设置和布局决定了集成电路装置的最终尺寸。有源区结合（Bond Over Active，BOA）技术能够使有源器件、静电放电电路（Electro-Static discharge，ESD）、电源以及接地总线下面焊线垫确保模具的尺寸减小。 

金属引线材料以及金属引线结合过程由于良好的机械性能、导电性能以及相对于贵金属金更加便宜的价格，而被广泛用于集成电路封装领域中进行高端集成电路的包装。选用金属引线后，在封装过程中需要更大的功率和结合作用力（bond force）才能使金属与金属焊盘结合，但是较大的功率和结合作用力（bond force）给线结合焊盘带来更多挑战，例如，容易造成金属焊盘（例如铝）的挤压、挤出，焊盘的碎裂和脱落，金属引线的损坏，甚至对金属下面的有源区结合（Bond Over Active，BOA）区造成损坏。因此，在半导体器件制备过程中，在施加较大的结合作用力时，如何检测各薄层之间的粘附力也成为关键因素，特别是金属层和蚀刻停止层之间的作用力。 

现有技术中通常选用4点弯曲检测（4point bend test）并不能很真实的反应器件中粘附力，所述4点弯曲检测（4point bend test）如图1所示，所述检测结构包括半导体衬底101、粘结胶（Glue）102、氧化物层103、低K材料层104、NDC材料层105、第二氧化物层106以及上硅衬底107，其中所述4个监测点如圆圈所示，其中，所述低K材料层和所述NDC材料层之间的粘附力（Adhesion value）比粘结胶（Glue）的粘附力多25J/m²，其中所述衬底为Si，所述Si材料脆性较大，韧性差，因此很容易发生易脆性破裂，因此很 难显示低K材料层和所述NDC材料层之间真实的粘附力，即使在所述衬底上形成槽口。 

因此需要提供检测结构和检测方法，能够真实的检测所述K材料层和所述NDC材料层之间的粘附力（Adhesion value），同时确保所述衬底不发生破碎。 

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。 

本发明为了克服目前存在问题，提供了一种半导体器件中粘附力检测结构的形成方法，包括： 

提供半导体衬底； 

在所述半导体衬底上依次沉积第一氧化物层和金属材料层； 

图案化部分所述金属材料层，以在所述金属材料层上形成第一槽口； 

在所述金属材料层和所述第一槽口上沉积蚀刻停止层； 

在所述蚀刻停止层上沉积第二氧化物层； 

在所述第二氧化物层上形成支撑衬底， 

从背面蚀刻所述半导体衬底、第一氧化物层和金属材料层，以形成第二槽口，同时露出所述第一槽口中的蚀刻停止层。 

作为优选，所述支撑衬底为高韧性的增韧玻璃纤维材料层。 

作为优选，所述支撑衬底和所述第二氧化物层之间还形成有粘结胶层。 

作为优选，所述方法还包括在沉积所述第一氧化物层和所述金属材料层后，执行平坦化的步骤。 

作为优选，在形成所述支撑衬底之后还包括烘焙的步骤。 

作为优选，所述金属材料层包括Cu。 

作为优选，所述蚀刻停止层为NDC材料。 

作为优选，，所述半导体衬底为Si衬底。 

本发明还提供了一种半导体器件中粘附力检测结构，包括： 

半导体衬底； 

位于所述衬底上的第一氧化物层、金属材料层、蚀刻停止层和支撑衬底； 

其中，所述衬底、所述第一氧化物层、所述金属材料层的背面具有槽口，部分所述槽口中嵌有凸出的所述蚀刻停止层。 

作为优选，所述支撑衬底为高韧性的增韧玻璃纤维材料层。 

作为优选，所述支撑衬底和所述第二氧化物层之间还形成有粘结胶层。