用于加工半导体工件的方法和半导体工件的制作方法
【技术领域】
[0001]各种实施例涉及用于加工半导体工件的方法和半导体工件。
【背景技术】
[0002]在半导体器件中可能需要可焊的和/或可烧结表面，例如，作为进行到这些器件的电连接和/或从这些器件进行电连接的焊盘金属化。低表面粗糙度、高抗腐蚀性、低污染水平和/或易加工性可以在形成所述可焊的和/或可烧结表面的一种材料或多种材料中可能是期望的性质当中。
【发明内容】
[0003]根据各种实施例，用于加工半导体工件的方法可以包括:在半导体工件上方沉积第一金属化层；使所述第一金属化层形成图案；以及在形成图案的第一金属化层上方沉积第二金属化层，其中沉积第二金属化层包括无电沉积工艺，该无电沉积工艺包括将形成图案的第一金属化层浸入金属电解质中。
[0004]根据各种实施例，用于加工半导体工件的方法可以包括:借助于物理气相沉积在半导体工件上方沉积包括至少两个金属化层的金属化层堆叠；借助于湿化学蚀刻使所述金属化层堆叠形成图案；以及借助于浸没沉积在形成图案的金属化层堆叠上方沉积最终金属化层。
[0005]根据各种实施例，半导体工件可以包括:形成图案的第一金属化层；覆盖所述形成图案的第一金属化层的顶侧和至少一个侧壁的第二金属化层，其中所述第二金属化层是借助于包括将形成图案的第一金属化层浸入金属电解质中的无电沉积工艺而形成的。
【附图说明】
[0006]在图中，遍及不同的视图相同的附图标记一般地指代相同的部分。这些图不一定按比例，替代地一般将重点放在图示本发明的原理上。在以下描述中，参考以下图描述本发明的各种实施例，在图中:
图1A到IC图示了根据各种实施例的用于加工半导体工件的方法；
图2图示了根据各种实施例的用于加工半导体工件的方法；
图3图示了根据各种实施例的用于加工半导体工件的方法；
图4A到41图示了根据各种实施例的用于加工半导体工件的方法；
图5A到f5D图示了用于使用剥离(lift-off)工艺获得结构化可焊表面的常规工艺流程；以及
图6A到6D图示了用于使用湿化学蚀刻获得结构化可焊表面的常规工艺流程。
【具体实施方式】
[0007]以下详细描述参考通过举例说明的方式示出特定细节和可以在其中实践本发明的实施例的附图。足够详细地描述这些实施例以使得本领域技术人员能够实践本发明。在不偏离本发明的范围的情况下可以利用其他实施例并且可以做出结构的、逻辑的和电的改变。各种实施例不一定相互排斥，因为一些实施例可以与一个或多个其他实施例组合以形成新的实施例。结合方法来描述各种实施例并且结合器件来描述各种实施例。然而，可以理解的是，结合方法而描述的实施例可以类似地适用于器件，并且反之亦然。
[0008]措词“示例性”在本文中用来意指“用作示例、实例或举例说明”。在本文中描述为“示例性”的任何一个实施例或设计不一定被解释为超过其他实施例或设计的优选的或有利的。
[0009]术语“至少一个”和“一个或多个”可以被理解成包括大于或等于一的任何整数，即一、二、三、四…，等等。
[0010]术语“多个”可以被理解成包括大于或等于二的任何整数，即二、三、四、五…，等等。
[0011]在本文中用来描述“在一侧或表面上方”形成特征(例如层)的措词“在…上方”可以用来意指可以“直接在所隐含的侧或表面上”(例如与所隐含的侧或表面直接接触)形成该特征(例如该层)。在本文中用来描述“在一侧或表面上方”形成特征(例如层)的措词“在…上方”可以用来意指可以“间接地在所隐含的侧或表面上”形成该特征(例如该层)，其中一个或多个附加层被布置在该隐含的侧或表面与所形成的层之间。
[0012]以相同的方式，在本文中用来描述设置在另一特征上方的特征(例如“覆盖”一侧或表面的层)的措词“覆盖”可以用来意指可以在所隐含的侧或表面上方并且与该隐含的侧或表面直接相接触地设置该特征(例如该层)。在本文中用来描述设置在另一特征上方的特征(例如“覆盖”一侧或表面的层)的措词“覆盖”可以用来意指可以在所隐含的侧或表面上方并且与该隐含的侧或表面间接相接触地设置该特征(例如该层)，其中一个或多个附加层被布置在该隐含的侧或表面与该覆盖层之间。
[0013]术语“耦合”或“连接”可以被理解成包括直接“耦合”或“连接”的情况和间接“耦合”或“连接”的情况两者。
[0014]现在，可焊的和可烧结表面可能常常基于衬底上的最终银(Ag)层。首先，银可以用作用于趋向于非常迅速氧化的在下面的可焊的镍或镍钒(NiV)层的保护层。其次，银可以用作用于稍后被烧结的材料的惰性界面。对于两种应用，表面可能需要高水平的纯度和均匀性。不幸的是，可能存在银将被氧化和/或硫化的风险。此外，银可能易受污染物(例如硫或卤化物)影响。而且，尤其是在包含氧气的炉子或压机(press)中的烧结工艺可能导致在NiV-Ag界面处氧气的相互扩散和已经处于低应力状态的层的脱层。
[0015]用于高温应用的接合焊盘可能常常基于基于金(Au)的焊盘以克服像是焊盘与导线之间的所谓柯肯达尔(Kirkendall)空洞的可靠性问题。在Cu或Al衬底上沉积NiP/Pd/Au或NiP/Au层的一个方法可以是无电镀。无电镀可以具有对于Cu或Al焊盘的高选择性，使得其可以不需要任何另外的光刻。然而，无电镀可能对初始焊盘的污染物敏感，这可能导致在维持用于无电镀的化学浴时的工艺困难和/或增加的努力。
[0016]基于以上内容，由于金可能不易受氧气或其他元素影响的事实，可能可推荐的是使用金作为最终层。然而，使金的金属化形成图案可能是困难的。由于其高抗腐蚀性，金可能只在具有非常腐蚀性的介质(例如王水)的情况下被蚀刻。像是基于剥离的技术的其他沉积方法可能造成惰性金属的高浪费并且可能引起用于重复利用和装备清洁的高成本。
[0017]现今，用于半导体的可焊的和可烧结表面可以常常包括具有最终Ag层的焊盘金属化堆叠(例如基于Ti/NiV/Ag的焊盘金属化)或者由其组成。可以经由溅射或蒸发来沉积这些金属化并且其可以交付非常均匀、平滑的层。可以经由例如a)剥离或b)湿化学蚀刻来执行图案形成。
[0018]对于方法a)，可以将金属化沉积在抗蚀剂上以使衬底形成图案，如图5A到f5D中所图示的，其例如示出了:提供包括绝缘层(例如氧化物层506)、由例如铝制成的第一接触焊盘(例如栅极焊盘507a)和第二接触焊盘(例如源极焊盘507b)、以及设置在绝缘层506上方且在接触焊盘507a、507b之间并且部分地覆盖接触焊盘507a、507b的粘合和/或钝化层(例如酰亚胺层508)的半导体工件(例如晶片501)(参见图5A中的横截面视图500)，在晶片501上方沉积抗蚀剂511并且使抗蚀剂511形成图案以暴露接触焊盘507a、507b (参见图5B中的横截面视图510)，经由溅射在所暴露的接触焊盘507a、507b和抗蚀剂511的剩余部分上方沉积金属化层堆叠509/502/503，该金属化层堆叠509/502/503堆叠包括作为扩散阻挡层的钛(Ti)层509、作为焊接界面的镍钒(NiV)层502和作为保护层的最终银(Ag)层503 (参见图5C中的横截面视图520)，以及抗蚀剂移除和金属剥离(参见图中的横截面视图530)。
[0019]对于方法b)，即湿化学形成结构，抗蚀剂可能通常在金属化之后被沉积并且因此造成不能对抗蚀剂除气，如图6A到6D中所图示的，其例如示出了:提供包括绝缘层(例如氧化物层606)、第一接触焊盘(例如栅极焊盘607a)和第二接触焊盘(例如源极焊盘607b)、以及设置在绝缘层606上方且在接触焊盘607a、607b之间并且部分地覆盖接触焊盘607a、607b的粘合和/或钝化层(例如酰亚胺层608)的晶片601 (参见图6A中的横截面视图600)，经由溅射在接触焊盘607a、607b和粘合和/或钝化层608上方沉积金属化层堆叠609/602/603，该金属化层堆叠609/602/603包括作为扩散阻挡层的钛(Ti )层609、作为焊接界面的镍钒(NiV)层602和作为保护层的最终银(Ag)层603 (参见图6B中的横截面视图610)，在金属化层堆叠609/602/603上方沉积抗蚀剂611并且使抗蚀剂611形成图案以暴露金属化层堆叠609/602/603的除了对应于接触焊盘607a、607b的那些部分之外的部分(参见图6C中的横截面视图620)，以及湿化学蚀刻金属化层堆叠609/602/603的所暴露的部分和抗蚀剂移除(参见图6D中的横截面视图630)。
[0020]在使用湿化学蚀刻的上述工艺流程中，焊盘边缘对于三种金属可以示出不同的蚀刻速率，这可以导致不太惰性的金属Ni和惰性金属Ag的底切(undercut)。替换的可以是例如无电沉积NiP/Au。对于该方法，由于该工艺的高选择性，可以没必要使用抗蚀剂掩模用于形成图案。然而，与溅射/蒸发工艺相比，所沉积的层可能具有更差的均匀性，这可以导致主要由NiP层引起的较粗糙的表面。非常高的表面粗糙度可以导致惰性金属层的更差的扩散阻挡层并且因此导致由在下面的NiP的扩散引起的表面污染。此后该Ni可以氧化并且可以负面地影响稍后的连接工艺。