半导体器件以及其制造方法_3

文档序号:9930443阅读:来源:国知局
la与再分配线RM的侧表面接触。
[0074]侧壁阻挡膜Ila具有改进再分配线RM的倒锥形的作用(倒锥形改进功能)。即,再分配线RM和侧壁阻挡膜Ila的整体结构的侧表面正向渐尖,从而侧壁阻挡膜Ila上形成的膜的可覆盖性提高,并且可以减少断裂(裂缝、间断部分)的产生。然而并不一定要使整体结构的侧表面具有正锥形,并且使再分配线RM的倒锥形朝正锥形的侧面缓和是至关重要的。在截面图中,侧壁阻挡膜Ila具有近三角形形状额,而侧壁阻挡膜Ila的宽度从再分配线RM的上表面朝再分配线RM的下表面逐渐地增大。侧壁阻挡膜Ila的顶端应当理想地与再分配线RM的上表面对齐,但也可以低于上表面。
[0075]此外,侧壁阻挡膜Ila可以具有防止水分等侵入再分配线RM中的水分吸收阻挡功能以及防止配置再分配线RM的铜(Cu)迀移(扩散)到外部的扩散阻挡功能。可以使用由CVD(化学气相沉积)方法形成的氧化硅膜或者氮化硅膜作为侧壁阻挡膜11a,而膜厚度(宽度)可以优选地为0.1ym至3μπι。氮化硅膜具有倒锥形改进(减小)功能、水分吸收阻挡功能和扩散阻挡功能。相对照地,氧化硅膜具有倒锥形改进功能但是没有水分吸收阻挡功能和扩散阻挡功能。因此,对于使用氧化硅膜作为侧壁阻挡膜Ila的情况与使用氮化硅膜作为侧壁阻挡膜Ila的情况,封盖金属膜CM所需要的结构(形状)不同。
[0076]例如,在侧壁阻挡膜IIa包括氮化硅膜的情况下,由于侧壁阻挡膜I Ia的底端(下表面)与基底金属膜UM的侧表面接触并且覆盖再分配线RM和基底金属膜UM,因此可以通过侧壁阻挡膜Ila和基底金属膜UM两者进一步提高扩散阻挡功能和水分吸收阻挡功能。此外,由于侧壁阻挡膜Ila与表面保护膜10接触,因此当侧壁阻挡膜Ila和表面保护膜10分别包括氮化硅膜时,在侧壁阻挡膜Ila与表面保护膜10的接触部位获得强固的粘合性并且可以进一步地提高扩散阻挡功能和水分吸收阻挡功能。
[0077]形成封盖金属膜CM以与再分配线RM的顶表面和侧壁阻挡膜Ila接触并且覆盖再分配线RM。封盖金属膜CM覆盖再分配线RM的整个上表面和整个侧表面。封盖金属膜CM完全地覆盖籽晶膜RMl的侧表面(侧壁)和镀膜RM2的侧表面(侧壁),该籽晶膜RMl和镀膜RM2配置再分配线RM。封盖金属膜CM具有上表面和下表面,并且封盖金属膜CM的下表面与再分配线RM的上表面和侧壁阻挡膜Ila接触,并且在再分配线RM外部的区域中(没有形成再分配线RM的区域)与表面保护膜10接触。在平面图中,封盖金属膜CM具有从再分配线RM的侧表面(严格地讲,再分配线RM的侧表面的底端部分)到再分配线RM外部的区域(没有形成再分配线RM的区域)的外展部PP并且在外展部PP处,表面保护膜10的上表面与封盖金属膜CM的下表面彼此接触。即,在平面图中,封盖金属膜CM的端部(外展部PP的尖端)位于再分配线RM的侧表面(侧壁)上形成的封盖金属膜CM距再分配线RM的较远侧。此外,在平面图中,在再分配线RM的整个外周上形成外展部PP。
[0078]如稍后将描述的,封盖金属膜CM由第一封盖阻挡膜CMl和第二封盖阻挡膜CM2的层压结构组成,而第一封盖阻挡膜CMl的下表面与再分配线RM的上表面和侧壁阻挡膜Ila接触。第一封盖阻挡膜CMl是具有防止水分等侵入再分配线RM中的水分吸收阻挡功能或者防止配置再分配线RM的铜(Cu)迀移(扩散)到外部的扩散阻挡功能的阻挡膜,而第二封盖阻挡膜CM2是用于提高与导线27的粘合性的粘合膜,如稍后将描述的。作为第一封盖阻挡膜CMl,通过溅射方法形成的钛(Ti)膜、钽(Ta)膜、钨(W)膜、镍(Ni)膜或者它们中任何一个的氮化物膜都是合适的。此外,作为第二封盖阻挡膜CM2,通过溅射方法形成的钯(Pd)膜、金(Au)膜、铂(Pt)膜、钌(Ru)膜、铱(Ir)膜或者铑(Rh)膜都是合适的。
[0079]在实施例1中,第一封盖阻挡膜CMl由通过溅射方法形成的钛(Ti)膜组成并且膜厚度是50nm,而第二封盖阻挡膜CM2由通过溅射方法形成的钯(Pd)膜组成并且膜厚度是175nm。膜厚度是再分配线线RM上表面上的膜厚度。
[0080]此外,由于在再分配线RM的侧表面上形成侧壁阻挡膜11a,因此从再分配线RM的上表面沿着再分配线RM的侧表面到表面保护膜10上连续地没有断裂(裂缝、间断部分)地形成通过溅射方法形成的第一封盖阻挡膜CMl和第二封盖阻挡膜CM2。如果侧壁阻挡膜Ila不存在,则可能沿着再分配线RM的厚度方向(换句话说,在再分配线RM的侧表面处)在通过溅射方法形成的第一封盖阻挡膜CMl和第二封盖阻挡膜CM2中发生断裂。即,例如,因为通过溅射方法形成的膜的可覆盖性与通过CVD方法形成的膜相比更低,再分配线RM的膜厚度非常大,而此外再分配线RM的侧表面还是反向渐尖的,因此在第一封盖阻挡膜CMl和第二封盖阻挡膜CM2中产生断裂的可能性增大。在实施例1中,由于在再分配线RM的侧表面上形成侧壁阻挡膜11a,因此可以防止通过溅射方法形成的第一封盖阻挡膜CMl和第二封盖阻挡膜CM2断
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[0081]以这种方法,通过形成封盖金属膜CM(具体为第一封盖阻挡膜)以完全地覆盖再分配线RM的上表面和侧壁阻挡膜11a,再分配线RM的上表面和侧表面用对于水分或者铜(CU)具有阻挡功能的封盖金属膜CM完全地覆盖而没有断裂。因此,可以防止水分、卤素离子等从再分配线RM的外部侵入再分配线RM中。此外,可以防止配置再分配线RM的铜(Cu)电离并且迀移(扩散)到再分配线RM的外部。以这种方法,当采用以具有阻挡功能的封盖金属膜CM完全覆盖再分配线RM的上表面和侧表面的结构时,侧壁阻挡膜I Ia仅需要具有倒锥形改进功能,而由此不仅可以使用氮化硅膜,还可以使用氧化硅膜。此外,当氮化硅膜用作侧壁阻挡膜Ila时,重要的是封盖金属膜CM完全地覆盖再分配线RM的上表面,连续不断地从再分配线RM的上表面延伸到侧壁阻挡膜Ila上,并且与侧壁阻挡膜Ila部分地重叠(具有重叠部分)。换句话说,封盖金属膜CM仅需要覆盖位于再分配线RM上表面侧的侧壁阻挡膜Ila的端部部分。进一步地换句话说,完全覆盖再分配线RM的上表面的封盖金属膜CM不一定需要连续不断地到达表面保护膜10的上表面,而只要它覆盖再分配线RM与侧壁阻挡膜Ila彼此接触的交界处就可以了。
[0082]此外,如前所述,当侧壁阻挡膜IIa的顶端低于再分配线RM的上表面时,由于在结构中再分配线RM的侧表面的一部分从侧壁阻挡膜I Ia曝露,因此形成下列结构是重要的:使覆盖再分配线RM的上表面的封盖金属膜CM连续不断地延伸直至再分配线RM的侧壁;覆盖从侧壁阻挡膜Ila曝露的再分配线RM的侧表面;以及进一步地与侧壁阻挡膜Ila重叠。此处,当侧壁阻挡膜Ila由氧化硅膜组成时,封盖金属膜CM必须从再分配线RM的上表面到达表面保护膜10的上表面。当侧壁阻挡膜Ila由氮化硅膜组成时,仅需要如上所述的封盖金属膜CM与侧壁阻挡膜I Ia重叠的结构。
[0083]形成保护膜12以覆盖再分配线RM的上表面和侧表面。保护膜12具有部分地曝露再分配线RM的上表面(准确地讲,封盖金属膜CM的上表面,即第二封盖阻挡膜CM2的上表面)的开口 12a,而再分配线RM曝露的部分配置外部焊盘电极18。保护膜12由有机膜组成,例如聚酰亚胺基树脂的膜、苯并环丁烯基树脂的膜、丙烯基树脂的膜、环氧基树脂或者硅基树脂的膜。
[0084]例如,包括铜(Cu)的导线27(通过导线接合或者接合)耦合至外部焊盘电极18。包括铜的导线27与钯膜形成合金,该钯膜是封盖金属膜CM中的第二阻挡膜CM2。
[0085]此处,基底金属膜UM和封盖金属膜CM防止配置再分配线RM的铜(Cu)膜变成铜离子并迀移(扩散)到外部,并且包括不同于再分配线RM的材料(不同材料)。此外,基底金属膜UM和封盖金属膜CM不包括铜(Cu)膜。
[0086]此外,尽管已经基于用于输入和输出信号的再分配线RM进行了解释,但是用于提供电力的再分配线RMV和用于使电路或者元件彼此耦合的再分配线RMS也分别具有类似于再分配线RM的结构。然而,在再分配线RMS中,没有形成外部焊盘电极18并且没有耦合导线27。用保护膜12完全地覆盖再分配线RMS的上表面。
[0087]〈半导体器件的特征〉
[0088]下面对根据实施例1的半导体器件的主要特征进行解释。
[0089]包括铜膜的再分配线RM在基底金属膜UM上形成并且具有上表面和侧表面。用具有扩散阻挡功能或者水分吸收阻挡功能的封盖金属膜CM覆盖再分配线RM的上表面,并且封盖金属膜CM覆盖再分配线RM的侧表面,中间插入侧壁阻挡膜11a。通过形成封盖金属膜CM以覆盖侧壁阻挡膜11a,可以:没有断裂地形成封盖金属膜CM;以及提高封盖金属膜CM的扩散阻挡功能和水分吸收阻挡功能。因此,可以:防止相邻的再分配线RM之间的耐电压劣化或者短路;以及提高具有再分配线的半导体器件的可靠性。
[0090]即使当再分配线RM的侧表面反向渐尖时,也可以通过形成侧壁阻挡膜Ila形成没有断裂的封盖金属膜CM。
[0091]包括铜膜的再分配线RM在基底金属膜UM上形成并且具有上表面和侧表面。用具有扩散阻挡功能或者水分吸收阻挡功能的封盖金属膜CM覆盖再分配线RM的上表面,并且用具有扩散阻挡功能或者水分吸收阻挡功能的侧壁阻挡膜Ila覆盖再分配线RM的侧表面。于是,覆盖再分配线RM的上表面的封盖金属膜CM在再分配线RM的侧表面上延伸并且覆盖侧壁阻挡膜11a。即,用封盖金属膜CM覆盖再分配线RM的上表面侧的侧壁阻挡膜Ila的端部部分。因此,可以:防止水分等从外部侵入再分配线RM中或者防止配置再分配线RM的铜膜电离并且迀移(扩散)到外部;以及提高具有再分配线的半导体器件的可靠性。
[0092]由于用粘合膜使再分配线RM和导线27彼此粘附以提高介于它们之间的粘合性,而要成为粘合膜的封盖阻挡膜CM2由薄膜组成,因此可以防止由晶片翘曲引起的半导体器件的生产率的劣化。本发明人认识到问题在于当包括通过电镀方法形成的镍(Ni)膜的粘合膜插入在例如再分配线RM与导线27之间时,通过缺乏膜厚度可控性的电镀方法形成的镍膜成为厚膜并且由此引起晶片翘曲。根据本实施例,可以:通过具有高的膜厚度可控性的溅射方法形成要成为粘合膜的封盖阻挡膜CM2,使其成为薄膜,以减少晶片的翘曲;以及提高半导体器件的生产率。
[0093]〈半导体器件的制造方法〉
[0094]下面对根据实施例1的半导体器件的制造方法进行解释,并且是通过将注意力集中在用于制造再分配线的方法(实施例1的特征)来对根据实施例1的半导体器件的制造方法进行解释。用于制造再分配线的方法与图4所示截面相对应。
[0095]图5是示出了根据实施例1的半导体器件的制造过程
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