可以为主要选用物理气相沉积法和化学气相沉积法，具体地，可以选用蒸发、电子束蒸发、等离子体喷射沉积以及溅射，在本发明中优选等离子体喷射沉积以及溅射法形成所述铜扩散阻挡层。所述铜扩散阻挡层的厚度并不局限于某一数值或者范围内，可以根据需要进行调整。
[0107]作为优选，所述扩散阻挡层材料可以为选自TaN、Ta、TiN, Ti中的一种或多种，来减小因寄生电阻和寄生电容引起的RC迟延时间。
[0108]然后在首先在所述扩散阻挡层上沉积金属铜的种子层，所述种子层的沉积方法可以选用化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法或原子层沉积(ALD)法等。
[0109]然后选用电化学镀铜(ECP)的方法形成所述金属铜，作为优选，在电镀时还可以使用添加剂，所述添加剂为平坦剂(LEVELER )，加速剂(ACCELERAT0RE )和抑制剂(SUPPRESSOR)ο
[0110]作为优选，在形成所述金属铜形成后还可以进一步包含退火的步骤，退火可以在80_160°C下进行2-4小时，以促使铜重新结晶，长大晶粒，降低电阻和提高稳定性。
[0111]接着平坦化所述金属铜材料至所述层间介电层206，以形成顶部金属层201，所述层间介电层206作为平坦化步骤中的停止层，以防止该平坦化过程中对金属材料层造成腐蚀。
[0112]执行步骤204，在在所述层间介电层206和所述顶部金属层201上方形成钝化层207。
[0113]具体地，所述钝化层207为选自PESIN层、PETEOS层、SiN层和TEOS层中的一种或者多种，作为优选，所述钝化层207为选自PESIN层、PETEOS层、SiN层和TEOS层的组合。
[0114]执行步骤205，在所述顶部金属层的一侧、所述层间介电层和所述钝化层中形成钉垫，在所述钉垫的上方形成焊盘金属层；在所述钝化层中形成金属线，以连接所述金属焊盘和所述顶部金属层。
[0115]具体地，图案化所述钝化层207，以在所述顶部金属层201的上方形成第一开口，以露出所述顶部金属层201，具体地图案化方法可以选用本领域常用的方法。
[0116]然后图案化所述钝化层207和所述层间介电层206，以在所述顶部金属层201的一侧形成第二开口，然后选用金属材料，例如Al填充所述第二开口，以形成钉垫203。
[0117]在该步骤中还可以同时填充所述第一开口，以形成所述金属线的竖直部分。
[0118]然后图案化所述钝化层，以形成第二沟槽，所述第二沟槽位于所述第一开口和所述第二开口的上方，连通所述第一开口和所述第二开口 ；选用金属材料填充所述第二沟槽，以在所述第二开口中形成所述钉垫，在所述钉垫的上方形成金属焊盘，在部分所述第二沟槽和所述第一开口中形成所述金属线。
[0119]选用金属材料填充所述第一开口、第二开口以及所述第二沟槽，以在所述第二开口中形成所述钉垫，在所述钉垫的上方形成金属焊盘，在部分所述第二沟槽和所述第一开口中形成所述金属线。
[0120]作作为优选，在本发明的一具体地实施方式中，还可以通过下面的方法形成所述钉垫和金属焊盘:图案化所述钝化层207，以在所述顶部金属层201的上方形成第一开口，以露出所述顶部金属层201 ;然后图案化所述钝化层207和所述层间介电层206，以在所述顶部金属层201的一侧形成第二开口。
[0121]然后图案化所述钝化层，以形成第二沟槽，所述第二沟槽位于所述第一开口和所述第二开口的上方，连通所述第一开口和所述第二开口。
[0122]选用金属材料同时填充所述第一开口、第二开口以及所述第二沟槽，以在所述第二开口中形成所述钉垫，在所述钉垫的上方形成金属焊盘，在部分所述第二沟槽和所述第一开口中形成所述金属线。
[0123]作为优选，形成所述金属焊盘的方法为物理气相沉积(PVD)。
[0124]其中，所述金属材料选用金属Al ;所述顶部金属层选用铜。
[0125]所述方法还进一步包括:在所述钝化层上方形成图案化的掩膜层；以所述掩膜层为掩膜回蚀刻所述钝化层，以露出部分所述金属焊盘。
[0126]至此，所述方法完成了本发明所述焊盘结构的制备，但是需要说明的是所述焊盘结构还可以进一步包含制备焊盘结构的其他工艺步骤，并不局限于上述示例，在此不再赘述。
[0127]本发明中为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种新的焊盘结构，在所述焊盘结构通过在金属焊盘的下方设置钉垫，所述钉垫与所述金属焊盘连接为一体，并且紧密的镶嵌与金属焊盘下方的钝化层中，增加所述金属焊盘的接合力，以避免所述金属焊盘的脱落。
[0128]在本发明中所述顶部金属层位于所述金属焊盘的一侧，所述顶部金属层通过金属线和所述金属焊盘相连接。
[0129]图4本发明一具体地实施方式中所述接合焊盘制备工艺流程图，具体地包括以下步骤:
[0130]步骤201提供基底，所述基底上形成有层间介电层，其中，所述层间介电层中形成有顶部金属层；
[0131]步骤202在所述层间介电层和所述顶部金属层上方形成钝化层；
[0132]步骤203在所述顶部金属层的一侧、所述层间介电层和所述钝化层中形成钉垫；
[0133]步骤204在所述钉垫的上方形成焊盘金属层；
[0134]步骤205在所述钝化层中形成金属线，以连接所述金属焊盘和所述顶部金属层。
[0135]本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【主权项】
1.一种焊盘结构，包括: 隔离材料层； 金属焊盘，位于所述隔离材料层上方； 顶部金属层，嵌于所述隔离材料层中，其中，所述顶部金属层通过金属连接线与所述金属焊盘相连接； 钉垫，位于所述金属焊盘的下方，其与所述金属焊盘紧密连接，并与所述顶部金属层彼此隔离地镶嵌于所述隔离材料层中。2.根据权利要求1所述的焊盘结构，其特征在于，所述金属焊盘、所述金属连接线以及所述钉垫为一体设置。3.根据权利要求1所述的焊盘结构，其特征在于，所述钉垫选用柱体结构。4.根据权利要求1所述的焊盘结构，其特征在于，所述隔离材料层包括依次形成的层间介电层和钝化层。5.根据权利要求4所述的焊盘结构，其特征在于，所述顶部金属层嵌于所述层间介电层中，位于所述钝化层的下方。6.根据权利要求4所述的焊盘结构，其特征在于，所述金属连接线包括水平部分和竖直部分，其中，所述水平部分和所述金属焊盘位于同一平面，所述竖直部分嵌于所述钝化层中。7.根据权利要求1所述的焊盘结构，其特征在于，所述金属焊盘选用Al焊盘； 所述顶部金属层选用Cu金属层； 所述金属连接线选用Al金属线。8.一种焊盘结构的制备方法，包括: 提供基底，所述基底上形成有层间介电层，其中，所述层间介电层中形成有顶部金属层； 在所述层间介电层和所述顶部金属层上方形成钝化层； 在所述顶部金属层的一侧、所述层间介电层和所述钝化层中形成钉垫； 在所述钉垫的上方形成焊盘金属层； 在所述钝化层中形成金属线，以连接所述金属焊盘和所述顶部金属层。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述顶部金属层的形成方法为: 提供基底，在所述基底上形成层间介电层； 在所述层间介电层上形成图案化的掩膜层； 以所述图案化的掩膜层为掩膜蚀刻所述层间介电层，以在所述层间介电层中形成第一沟槽； 在所述第一沟槽内形成金属的种子层； 选用电化学电镀的方法沉积金属以填充所述第一沟槽； 执行平坦化步骤，以形成所述顶部金属层。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，形成所述金属焊盘的方法为: 图案化所述钝化层，以在所述钝化层中形成第二沟槽； 在所述第二沟槽内沉积金属材料层，以形成所述金属焊盘。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括:在所述钝化层上方形成图案化的掩膜层；以所述掩膜层为掩膜回蚀刻所述钝化层，以露出部分所述金属焊盘。12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述金属焊盘选用金属Al ；所述顶部金属层选用金属铜。
【专利摘要】本发明涉及一种焊盘结构及其制备方法，所述焊盘结构，包括：隔离材料层；金属焊盘，位于所述隔离材料层上方；顶部金属层，嵌于所述隔离材料层中，其中，所述顶部金属层通过金属连接线与所述金属焊盘相连接；钉垫，位于所述金属焊盘的下方，其与所述金属焊盘紧密连接，并与所述顶部金属层彼此隔离地镶嵌于所述隔离材料层中。本发明中为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种新的焊盘结构，在所述焊盘结构通过在金属焊盘的下方设置钉垫，所述钉垫与所述金属焊盘连接为一体，并且紧密的镶嵌与金属焊盘下方的钝化层中，增加所述金属焊盘的接合力，以避免所述金属焊盘的脱落。
【IPC分类】H01L21/48, H01L23/498
【公开号】CN104952827
【申请号】CN201410117627
【发明人】张贺丰
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年3月26日