半导体器件以及其制造方法_5

文档序号:9930443阅读:来源:国知局
有扩散阻挡功能和水分吸收阻挡功能的封盖金属膜CM覆盖再分配线RM的上表面和侧表面而没有断裂,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RM的半导体器件的可靠性。
[0119]由于在配置封盖金属膜CM的第二封盖阻挡膜CM2的湿蚀刻过程之前用侧壁阻挡膜Ila覆盖再分配线RM的侧表面,因此可以防止蚀刻液体侵入再分配线RM中并且腐蚀配置再分配线RM的铜膜。
[0120]由于在用通过CVD方法形成的无机绝缘膜11填充再分配线RM的侧表面的不平整处之后形成封盖金属膜CM,因此即使当通过溅射方法形成封盖金属膜CM时也可以形成没有断裂的封盖金属膜。
[0121]由于可以通过沉积无机绝缘膜11和施加各向异性干蚀刻以形成侧壁阻挡膜Ila并且没有使用掩模,因此可以降低生产成本和减少制造过程的步骤数。
[0122]由于在再分配线RM的侧表面上形成由无机绝缘膜组成的侧壁阻挡膜Ila并且因此用比再分配线RM硬的侧壁阻挡膜Ila覆盖由铜膜组成的再分配线RM,因此当通过接合至封盖金属膜CM(第二封盖阻挡膜CM2)耦合导线27时可以获得稳定的接合。如果没有在再分配线RM的侧表面上形成侧壁阻挡膜11a,则存在再分配线RM在接合耦合期间沿横向方向(与厚度方向垂直的方向)变形、在接合耦合期间施加至再分配线RM的压力不合期望地降低、引起接合失败的可能性。根据实施例1,由于可以由硬侧壁阻挡膜Ila抑制再分配线RM的变形,而可以在接合耦合期间向封盖金属膜CM(第二封盖阻挡膜CM2)充分地施加压力,因此可以获得稳定的接合。此外,在再分配线RM的侧表面上也是,由于进一步在由无机绝缘膜组成的侧壁阻挡膜Ila上形成具有高于无机绝缘膜的粘度的封盖金属膜CM,因此可以进一步地抑制再分配线RM在接合耦合期间沿横向方向劣化。
[0123](实施例2)
[0124]实施例2是根据实施例1关于侧壁阻挡膜Ila的结构和制造方法的变型示例。通过对不同于实施例1的部分使用不同的附图标记进行解释。与实施例1相同的部分由相同的附图标记表示。在实施例2中使用半导体芯片IB以与实施例1进行区别。
[0125]图13是根据实施例2的半导体器件的截面图。图13与沿图3的线A-A截取的截面相对应。在根据实施例2的半导体器件中,用侧壁阻挡膜Ilb覆盖再分配线RM的上表面和侧表面。侧壁阻挡膜Ilb与再分配线RM的上表面和侧表面接触并且覆盖再分配线RM的上表面和侧表面并且还连续地在表面保护膜10的上表面上形成。侧壁阻挡膜Ilb与基底金属膜UM的侧表面接触并且覆盖基底金属膜UM的侧表面。此处,侧壁阻挡膜Ilb在与再分配线RM的上表面处的外部焊盘电极18相对应的位置处具有开口 13,侧壁阻挡膜Ilb上形成的封盖金属膜CMb在开口 13处与再分配线RM的上表面接触,而导线27耦合至封盖金属膜CMb。
[0126]在实施例2中,由具有扩散阻挡功能和水分吸收阻挡功能的氮化硅膜形成侧壁阻挡膜Ilb是至关重要的。此外,通过CVD方法形成配置侧壁阻挡膜Ilb的氮化硅膜。
[0127]图14是在制造过程期间根据实施例2的半导体器件的截面图。在应用了实施例1的图5所示过程(SI到S4)之后,以与实施例1相同的方式,通过CVD方法形成无机绝缘膜11以覆盖再分配线RM的上表面和侧表面。接着,通过使用抗蚀剂掩模PR3和对无机绝缘膜11施加蚀刻以形成具有开口 13的侧壁阻挡膜lib。在移除抗蚀剂掩模PR3之后,通过应用图5所示过程(S6至S8),完成根据实施例2的半导体器件。
[0128]不同于实施例1,实施例2具有当形成侧壁阻挡膜Ilb时不使用各向异性干蚀刻的特征。
[0129]此外,封盖金属膜CMb覆盖侧壁阻挡膜IIb中形成的整个开口 13、在侧壁阻挡膜I Ib上延伸以及与侧壁阻挡膜Ilb重叠是至关重要的。封盖金属膜CMb仅需要覆盖位于再分配线RM的上表面上的侧壁阻挡膜Ilb的端部部分并且不需要一直延伸到再分配线RM的侧表面。
[0130]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Ilb或者封盖金属膜CMb覆盖基底金属膜UM上形成的再分配线RM的上表面和侧表面。随后,用封盖金属膜CMb覆盖侧壁阻挡膜Ilb中的开口 13,而封盖金属膜CMb在侧壁阻挡膜Ilb上延伸并且与侧壁阻挡膜Ilb重叠。通过此配置,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。
[0131](实施例3)
[0132]实施例3是根据实施例1的基底金属膜UM、侧壁阻挡膜Ila和封盖金属膜CM的结构和制造方法的变型示例。通过对不同于实施例1的部分使用不同的附图标记进行解释。与实施例I相同的部分由相同的附图标记表示。在实施例3中使用半导体芯片IC以与实施例1进行区别。
[0133]图15是根据实施例3的半导体器件的截面图。图15与沿图3的线A-A截取的截面相对应。在根据实施例3的半导体器件中,用封盖金属膜CMc覆盖再分配线RM的上表面和侧表面并且在再分配线RM的侧表面上形成侧壁阻挡膜Ilc以覆盖封盖金属膜CMc。此外,基底金属膜UMc在外展部PP处与封盖金属膜CMc接触。
[0134]基底金属膜UMc包括三层结构的基底阻挡膜并且从焊盘电极9a侧开始依次包括第一基底阻挡膜UMlc、第二基底阻挡膜UM2c和第三基底阻挡膜UM3c,而相应的基底阻挡膜与实施例1中的第一基底阻挡膜UMl、第二基底阻挡膜UM2和第三基底阻挡膜UM3相同。此处,基底金属膜UMc从再分配线RM下表面延伸直至再分配线RM外部的外展部PP。
[0135]封盖金属膜CMc具有第一封盖阻挡膜CMlc、第二封盖阻挡膜CM2c和第三封盖阻挡膜CM3c的三层结构并且相应的封盖阻挡膜与实施例1中的第一封盖阻挡膜CM1、第二封盖阻挡膜CM2和第三封盖阻挡膜CM3相同。此处,封盖金属膜CMc直接覆盖再分配线RM的上表面和侧表面,用第一封盖阻挡膜CMlc和第二封盖阻挡膜CM2c的双层结构覆盖再分配线RM的上表面,而用第一封盖阻挡膜CMlc、第二封盖阻挡膜CM2c和第三封盖阻挡膜CM3c的三层结构覆盖再分配线RM的侧表面。于是,基底金属膜UMc在外展部PP处与封盖金属膜CMc接触。具体地,基底金属膜UMc的第三基底阻挡膜UM3c与封盖金属膜CMc的第一封盖阻挡膜CMlc接触。
[0136]形成侧壁阻挡膜Ilc以覆盖再分配线RM的侧表面,中间插入封盖金属膜CMc。侧壁阻挡膜Ilc由具有扩散阻挡功能和水分吸收阻挡功能的氮化硅膜组成。
[0137]图16是示出了根据实施例3的半导体器件的制造过程的一部分的过程流程图。图17至19是在制造过程期间根据实施例3的半导体器件的截面图。
[0138]在应用实施例1的图5所示过程流程图中的过程(SI至S3)之后,移除抗蚀剂掩模PR1。接着,对通过镀膜RM2曝露的区域中的籽晶膜RMl进行蚀刻和移除。不同于实施例1,基底金属膜UM(第三基底阻挡膜UM3、第二基底阻挡膜UM2和第一基底阻挡膜UMl)保持不被蚀刻(图16所示过程流程图中的“籽晶膜RMl蚀刻”过程(S9))。
[0139]图17与图16所示过程流程图中的“封盖金属膜CMc沉积”过程(SlO)和“侧壁阻挡膜Ilc形成”过程(S5)相对应。在对籽晶膜RMl进行选择性蚀刻和移除之后,沉积封盖金属膜CMc以覆盖再分配线RM的上表面和侧表面。如前所述,封盖金属膜CMc具有第一封盖阻挡膜CMlc、第二封盖阻挡膜CM2c和第三封盖阻挡膜CM3c的三层结构并且通过溅射方法形成相应封盖阻挡膜。相应的封盖阻挡膜与实施例1中的第一封盖阻挡膜CM1、第二封盖阻挡膜CM2和第三封盖阻挡膜CM3相同。
[0140]接着,在通过CVD方法沉积无机绝缘膜11以覆盖封盖金属膜CMc之后,对无机绝缘膜11施加各向异性干蚀刻并且形成侧壁阻挡膜He。在再分配线RM的侧表面上选择性地形成侧壁阻挡膜11 c,中间插入封盖金属膜CMc。
[0141]图18和19与图16所示的过程流程图中的“封盖金属膜CMc和基底金属膜UMc处理”过程(Sll)相对应。如图18所示,形成抗蚀剂掩模PR4以覆盖再分配线RM和侧壁阻挡膜11c,并且通过与实施例1相同的方法对通过抗蚀剂掩模PR4曝露的区域中的第三封盖阻挡膜CM3c进行蚀刻和移除。抗蚀剂掩模PR4具有图3所示的第二平面图案P2。即,形成具有第二平面图案P2的第三封盖阻挡膜CM3c。
[0142]接着,在移除抗蚀剂掩模PR4之后,将图案化的第三封盖阻挡膜CM3c用作硬掩模对第二封盖阻挡膜CM2c进行蚀刻并且形成具有第二平面图案P2的第二封盖阻挡膜CM2c。通过使用碘化钾溶液对由钯(Pd)膜组成的第二封盖阻挡膜CM2c进行湿蚀刻。接着,对通过图案化的第三封盖阻挡膜CM3c和第二封盖阻挡膜CM2c曝露的区域中的第一封盖阻挡膜CMlc和基底金属膜UMc进行蚀刻和移除并且曝露表面保护膜10的上表面。在该情况下,还同时移除再分配线RM上的第三封盖阻挡膜CM3c并且在再分配线RM的上表面处曝露第二封盖阻挡膜CM2c。即,通过相同的膜(相同种类的膜)形成第一封盖阻挡膜CMlc、第三封盖阻挡膜CM3c和基底金属膜UMc,可以缩短(缩减)制造过程。以这种方法,形成具有第二平面图案P2的封盖金属膜CMc和基底金属膜UMc。
[0143]接着,通过应用图16的过程流程图所示的过程(S7和S8),完成根据实施例3的半导体器件。
[0144]下面对根据实施例3的半导体器件的主要特征进行解释。
[0145]由铜膜组成的再分配线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CMc覆盖再分配线RM的上表面,而用侦_阻挡膜Ilc覆盖再分配线RM的侧表面,中间插入封盖金属膜CMc。由于侧壁阻挡膜Ilc包括具有扩散阻挡功能或者水分吸收阻挡功能的绝缘膜,因此即使当在覆盖再分配线RM的侧表面的封盖金属膜CM中存在断裂时,也可以: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。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。
[0146]此外,由于基底金属膜UMc在再分配线RM外部的外展部PP处与封盖金属膜CMc接触,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。
[0147]此外,由于覆盖再分配线RM的封盖金属膜CMc被具有水分吸收阻挡功能的侧壁阻挡膜Ilc覆盖,因此可以在对第二封盖
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