[发明专利]用于多层金属布局的金属焊盘偏移

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年8月16日提交的美国临时专利申请第61/866,893号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及用于多层金属布局的金属焊盘偏移。

背景技术

许多半导体器件利用互连层以连接从在一层上形成的电子部件至在不同层或不同芯片(将与互连层接合)上形成的电子部件的电路。例如，图像传感器阵列可以接合至互连层，其中，互连层将阵列内的单独的像素连接至在器件晶圆上形成或接合至互连层的地址选择电路。多层互连层内的每层均可以包括金属线和金属焊盘。金属焊盘具有远大于金属线的区域并且可以用于接合或用于通孔连接(landing)。

在互连层内形成金属焊盘的过程中，化学机械抛光(CMP)工艺通常用于平坦化已沉积在衬底内的金属焊盘的顶部。在一些情况下，CMP工艺将在金属焊盘中引起凹陷效应。当在彼此上方形成多层的金属焊盘时，将会累计这种凹陷效应。因此，顶层的金属焊盘可以具有相当大的凹陷影响，当将互连层接合至诸如载具晶圆的其他晶圆时，其可能引起困难。因此，期望找到一种形成具有金属焊盘而不具有凹陷效应的互连层的方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：第一层，包括多个第一层金属焊盘；第二层，形成于所述第一层的顶部上，所述第二层包括多个第二层金属焊盘；以及通孔，将所述第一层金属焊盘连接至所述第二层金属焊盘；其中，所述第一层金属焊盘和所述第二层金属焊盘之间的表面区域重叠低于规定的阈值。

在上述器件中，进一步包括：形成在所述第二层的顶部上的钝化层。

在上述器件中，进一步包括：形成在所述第二层的顶部上的钝化层，进一步包括：接合至所述钝化层的器件晶圆，从而通过所述钝化层建立与所述第二层金属焊盘的电连接。

在上述器件中，进一步包括：位于所述第一层下方的其他层，所述其他层包括其他金属焊盘，所述其他金属焊盘发生偏移从而使得金属焊盘之间的重叠减小至规定阈值。

在上述器件中，进一步包括：位于所述第一层下方的其他层，所述其他层包括其他金属焊盘，所述其他金属焊盘发生偏移从而使得金属焊盘之间的重叠减小至规定阈值，其中，与邻近层的金属焊盘相比，每个金属焊盘均在相似的方向上偏移。

在上述器件中，进一步包括：位于所述第一层下方的其他层，所述其他层包括其他金属焊盘，所述其他金属焊盘发生偏移从而使得金属焊盘之间的重叠减小至规定阈值，其中，交替的层具有在相反的偏移方向上交替的金属焊盘。

在上述器件中，进一步包括：位于所述第一层下方的其他层，所述其他层包括其他金属焊盘，所述其他金属焊盘发生偏移从而使得金属焊盘之间的重叠减小至规定阈值，其中，相继的层之间的偏移方向是至少四个不同方向中的一个。

在上述器件中，其中，所述规定的阈值在约40％的重叠至约60％的重叠的范围内。

在上述器件中，其中，所述规定的阈值为约50％。

在上述器件中，其中，所述金属焊盘具有在约80微米至120微米的范围内的区域。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于形成多层金属布局的方法，所述方法包括：从电路设计中提取金属布局，所述金属布局包括多个层，每个层均包括多个金属焊盘；以及调整布局从而使得邻近层之间的金属焊盘的重叠减小至低于规定的阈值，但保留足够的重叠以在邻近层的金属焊盘之间形成通孔。

在上述方法中，进一步包括：调整所述布局从而使得与邻近层的金属焊盘相比，每个金属焊盘均在相似的方向上偏移。

在上述方法中，进一步包括：调整所述布局从而使得交替的层具有在相反的偏移方向上交替的金属焊盘。

在上述方法中，进一步包括：调整所述布局从而使得相继的层之间的偏移方向为至少四个不同方向中的一个。

在上述方法中，进一步包括：调整所述布局从而使得所述规定的阈值在约40％的重叠至约60％的重叠的范围内。

在上述方法中，进一步包括：根据以下的至少一项确定重叠阈值：所述金属焊盘的尺寸、所述通孔的尺寸和所述布局的布局方案。

在上述方法中，进一步包括：调整所述金属焊盘的尺寸。