[发明专利]一种在CPI测试中防止衬垫剥离的方法以及产生的器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种在CPI测试中改进衬垫剥离的方法以及使用该方法产生的器件，尤其是防止晶片键合衬垫剥离的方法以及使用该方法产生的半导体器件。

背景技术

在现有技术中，对铝衬垫膜进行晶片键合拉伸应力测试时，该铝衬垫膜会遭受剥离的问题，致使在应力的作用下，金属层与铝衬垫膜之间出现空隙，从而劣化半导体器件的电气性能，导致不可靠的半导体器件。

图1A示出了现有技术中的铝衬垫膜3与金属层4的结合结构，在该结构中，整个铝衬垫膜3被粘结到金属层4上。在这种结构下，本领域技术人员进行拉伸应力测试，对铝衬垫膜3上施加3g与该衬垫膜界面垂直方向的拉力，结果显示大约15%的铝衬垫膜3在该拉力的作用下与金属层4产生剥离现象，如图1B所示，即，在铝衬垫膜3与和其粘结的金属层4之间结合部分1形成空隙2。该空隙2的存在会影响铝衬垫膜3与金属层4之间的电连接，进而影响半导体器件的可靠性。

出现以上问题可能有多种原因，根本原因主要有以下两种：

（1）铝衬垫膜、钛化氮粘着层、氧化物和金属层之间存在不良接触面。

（2）测试中的拉伸应力被毫无衰减地传递到该接触面。

因此，需要对铝衬垫层的沉积工艺进行改进，以使得最终形成的铝衬垫膜具有更强的抗拉伸能力，从而提升半导体器件的可靠性。

发明内容

本发明涉及一种用于防止CPI测试中的衬垫剥离的方法，包括：在金属层表面沉积第一铝衬垫层，在第一铝衬垫层上沉积粘着层，对该粘着层进行图案化，以形成第一铝衬垫层的露出部分，在第一铝衬垫层的露出部分和图案化的粘着层上对第二铝衬垫层进行沉积，以形成需要的铝衬垫膜。

优选地，第一铝衬垫层的厚度为需要的铝衬垫膜厚度的约1/5‐1/3。

优选地，铝衬垫膜的铝衬垫层之间的粘着层被沉积两次，所述粘着层可以是钛、钽、氮化钽，或者它们的多种粘结组合。

优选地，其中，该粘着层的图案化形成工艺使用湿法蚀刻工艺。

优选地，其中，所述湿法蚀刻工艺使用碱性溶液中的H₂O₂添加剂，其具有20A‐100A/分钟的蚀刻率。

优选地，其中，该粘着层的图案化形成工艺使用干蚀刻工艺。

优选地，其中，所述干蚀刻工艺使用含氟的化学物质。

优选地，其中所述含氟的化学物质是CF₄/CHF₃/CH₂F₂。

优选地，其中，该粘着层的厚度约为5‐50nm。

本发明还涉及一种用于防止CPI测试中的衬垫剥离的方法，其在铝衬垫膜中具有多个嵌入的粘着层，所述铝衬垫膜的结构和图案根据上述方法重复或结合形成。

此外，本发明涉及一种半导体器件，包括：沉积在金属层表面的第一铝衬垫层，在第一铝衬垫层上沉积的粘着层，所述粘着层上具有图案化形成的图案，其中对该粘着层的所述图案化形成了第一铝衬垫层的露出部分，在第一铝衬垫层的露出部分和图案化的粘着层上沉积的第二铝衬垫层，其中第一铝衬垫层、粘着层和第二铝衬垫层形成了需要的铝衬垫膜。

优选地，第一铝衬垫层的厚度为需要的铝衬垫膜厚度的约1/5‐1/3。

优选地，铝衬垫膜的铝衬垫层之间的粘着层被沉积两次，所述粘着层可以是钛、钽、氮化钽，或者它们的多种粘结组合。

优选地，其中，该粘着层的图案通过使用湿法蚀刻工艺来转印形成。

优选地，其中，该粘着层的图案的所述湿法蚀刻工艺使用碱性溶液中的H₂O₂添加剂，其具有20A‐100A/分钟的蚀刻率。

优选地，其中，该粘着层的图案使用干蚀刻工艺来转印形成。

优选地，其中，该粘着层的图案的所述干蚀刻工艺使用含氟的化学物质。

优选地，其中所述含氟的化学物质是CF₄/CHF₃/CH₂F₂。

优选地，其中，该粘着层的厚度约为5‐50nm。

另外，本发明还涉及一种用于防止CPI测试中的衬垫剥离的半导体器件，其在铝衬垫膜中具有多个嵌入的粘着层，所述铝衬垫膜的结构和图案是上述结构的重复或组合。

附图说明

结合附图本发明更易理解，本发明的其它多个目标、特征和优点将得以充分阐明，附图中相似的附图标记指示各个示图中相同或相似的部分，其中：

图1A是示出了现有技术中的铝衬垫膜与金属层的结合结构的剖视图；