[发明专利]焊盘的制作方法及半导体器件

说明书

技术领域

本申请涉及半导体制造领域，具体而言，涉及一种焊盘的制作方法及半导体器件。

背景技术

随着电子设备的广泛使用，半导体的制造工艺得到了飞速发展。在半导体的制造流程中，随着半导体器件的特征尺寸进一步缩小，互连结构的RC延迟成为了影响电路速度的主要因素，为了改善这一点，通常以Cu/低K介质形成金属互连结构。相比于其他金属制作的金属互连结构，这种铜金属互连结构的电阻率较低、导电性更好。而对于与铜金属互连结构中金属层相连的焊盘而言，因其需要形成的尺寸相对较大、消耗量较大，在兼顾器件性能与制作成本的情况下，通常采用金属铝作为制作焊盘的主要金属。

金属互连结构中通常包括介质层以及位于介质层中的金属区，该金属区通常包括数层金属层和位于相邻金属层之间的低K介质层，各层金属层之间通过过孔相连。通常情况下，焊盘形成在具有金属互连线结构的金属区上，且其下表面与金属层平面相接触，其上表面与导线相连接。但是，由于金属层的表面光滑，使得焊盘与金属层之间的粘结力较弱。在后期封装过程中，引线与焊盘之间所产生的机械应力和热应力等容易使焊盘从金属层上剥离甚至脱落，进而造成半导体器件失效。

发明内容

本申请旨在提供一种焊盘的制作方法及半导体器件，以解决现有技术中焊盘容易从金属层上剥离甚至脱落的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种焊盘的制作方法，焊盘形成在金属互连结构中金属区的上方，金属互连结构包括层间介质层和设置在层间介质层中的金属区，在金属区上方形成焊盘的步骤包括：对金属互连结构中金属区的上表面进行粗糙化处理，形成粗糙化表面；以及在粗糙化表面上形成焊盘。

进一步地，金属互连结构中金属区包括：底层金属层、顶层金属层和一层或多层中间金属层，底层金属层与前道工序结构直接接触；顶层金属层位于金属层远离前道工序结构的最上方；中间金属层，位于底层金属层和顶层金属层之间；其中，底层金属层和靠近底层金属层的中间金属层之间，各层中间金属层之间，及顶层金属层和靠近顶层金属层的中间金属层之间通过接触孔相连；焊盘形成在顶层金属层的上方。

进一步地，对金属区的上表面进行粗糙化处理的步骤包括：对金属区的上表面进行喷砂处理以形成粗糙化表面；或者，对金属区的上表面进行化学机械研磨处理以形成粗糙化表面。

进一步地，粗糙化处理的步骤中形成粗糙度为0.01～0.1μm的粗糙化表面。

进一步地，喷砂处理的步骤中，喷砂强度为10～100psi，喷砂时间为5～500s。

进一步地，喷砂处理的步骤中，采用粒径为150～500μm、刚度系数为6～8的砂料。

进一步地，化学机械研磨处理的步骤中，研磨压力为0.1～2.0psi，研磨时间为10～60s。

进一步地，化学机械研磨处理的步骤中，钻石的粒径为1～300μm，研磨浆流速为10～1000ml/min。

进一步地，对金属区的上表面进行粗糙化处理的步骤之后，还包括对所形成的粗糙化表面进行清洗的步骤；清洗的步骤中，清洗剂为去离子水，清洗时间为10～60s。

进一步地，金属互连结构为铜金属互连结构，焊盘为铝焊盘。

根据本申请的另一方面，提供了一种半导体器件，包括焊盘结构，其中，焊盘结构由上述的方法制作而成。

应用本申请的一种焊盘的制作方法及半导体器件，在金属互连结构的金属区上形成焊盘的步骤之前，先对金属区的上表面进行粗糙化处理，能够形成粗糙化表面。在该粗糙化表面上形成焊盘，有利于增加焊盘与金属区之间的“铰合力”，从而有利于提高二者之间的粘接力。在后期的封装过程中，这种较高的粘结力有利于防止焊盘在机械应力或热应力的作用下从金属区上剥离。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请一种实施方式中的焊盘的制作方法的工艺步骤流程示意图；

图2示出了根据本申请一种实施方式中焊盘的制作方法所制备的半导体器件的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。