TW498467B - Manufacture method of integrated circuit bonding pad - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498467 5988twf.doc/006 fij _ B7 五、發明說明（I ) 本發明是有關於一種積體電路的製造方法，且特別是 有關於一種積體電路銲墊(bonding pad)的製造方法。 打線接合技術(bonding technology)在構裝電路（chip-on-board circuitry) 上扮演十分重要的角色 ，在商業化電子產品 中應用十分廣泛。當完成積體電路的製造之後，接下來要 進行的就是要形成銲墊，才能完成晶片構裝。 習知銲墊結構在以熱加壓法(thermocompression)來打線 接合（wire bonding)時’常發生導線(bonding wire)脫落之現 象，造成封裝產量以及可靠度(reliability)都不高等問題。 發生此問題之原因爲銲墊表面太平整，以致於銲墊與導線 之間的附著力不強，使導線易在打線接合過程中脫落。 因此本發明的主要目的就是在提供一種銲墊的形成方 法，增加銲墊表面之粗糙度，以提升銲墊與導線之間的附 著力，並減少生產成本。 本發明的另一目的爲提供一種銲墊的形成方法，不需 要增加一個光罩’就可以對靜墊表面進彳了淺層飩刻使其表 面粗糖’以增加銲墊與導線間的附著力，並減少生產成本。 本發明的又一目的是在提供一種銲墊的形成方法，利 用粗糙多晶砍層（Rugged Poly silicon)爲蝕刻罩幕來蝕刻掉 銲墊之部分表層，使銲墊表面粗糙，以提升銲墊與導線間 的附著力，並減少生產成本。 根據本發明之上述目的，提出一種積體電路銲墊的製 造方法。首先，在基底上形成一積體電路結構，且在此積 體電路結構上形成一層介電層。接著，在介電層之上依序 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---11111---#%---丨丨丨丨tr·-------- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 498467 5988twf.doc/006 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（之） 形成金屬層、犧牲層與粗糙多晶矽層，其中粗糙多晶矽層 之晶粒是以分散的方式分佈於犧牲層之上。然後以粗糙多 晶砂層爲蝕刻罩幕，依序蝕刻犧牲層與金屬層，其中金屬 層只有表層被蝕刻掉，並未被蝕穿。接下來，依序去除粗 糙多晶砂層與犧牲層，再圖案化金屬層以形成多個銲墊。 其中上述之粗糙多晶矽層之晶粒大小約爲8〇〇至2〇〇〇 埃，而其晶粒間距約爲1〇〇〇至4〇〇〇埃。其形成方法例如 可爲化學氣相沉積法，沈積氣體源例如可爲Si2H6，沈積 溫度約爲攝氏400至450度。 根據上述可知本發明利用粗糙多晶矽層作爲蝕刻罩幕 以使金屬層表面較爲粗縫，以增加靜塾與導線(bQnding wire) 之間的附著力。如此，可以不需要另外設計一個光罩來進 行微影蝕刻製程，就可達成使金屬層表面粗糙之效果。另 外粗糖多晶矽層之晶粒大小與晶粒間距可以利用不同的沈 積參數來調整之，使金屬層表面的粗糙度合於需求。因此 利用本發明，不僅可使導線與銲墊的接合強度提高，並可 減少生產成本。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下： 圖式之簡單說明： 第1A - 1D圖是依照本發明一較佳實施例的一種積體 電路銲墊的製造流程剖面圖。 圖式之標記說明： 4 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -mm. --------訂---------： 498467 5988twf. doc/006 A7 B7 五、發明說明（>) 100 :基底 110 :介電層 120、120a :金屬層 120b :銲墊 130、130a :犧牲層 140 :粗糙多晶矽層 150、180 :開口 160 :護層 170 :聚亞醯胺層 實施例 請參照第1A - 1D圖，其繪示依照本發明一較佳實施 例的一種積體電路銲墊的製造流程剖面圖。 請參照第1A圖，在基底100上形成一積體電路結構（圖 上未示出）。再依序形成介電層110、金屬層120、犧牲層 130與粗糙多晶矽層140於此積體電路結構之上’其中粗 糙多晶矽層140之晶粒是以分散的方式分佈於犧牲層130 之上，金屬層120和其下之積體電路結構的部分電極之間 爲電性相接的（圖上未示出）。 上述之介電層110的材質例如可爲氧化矽或其他適合 的介電材料，其形成方法例如可爲化學氣相沉積法。金屬 層120之材質例如可爲鋁金屬或鋁銅合金’其形成方法例 如可爲物理氣相沉積法。犧牲層130的材質例如可爲氧化 矽，其形成方法例如可爲電漿增強式化學氣相沉積法 (PECVD)。 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •%------ --訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498467 5 9 8 8TWF1.DOC/002 第89114494號說明書修正頁 A7 B7 修正日期90/11/14 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（y ) 而粗^多晶矽層140之形成方法例如可爲化學氣相沉 積法，其沈積溫度較佳約爲攝氏400至450度，以低於金 屬層120材質的熔點爲原則，而其沈積氣體源較佳爲使用 Si2H6。所沈積出之晶粒大小較佳約爲800至2000埃之間， 而其晶粒間距較佳約爲1〇〇〇至4000埃之間。另外，也可 以先以一播種步驟形成晶種層，其製程參數例如通入Sl2H6 氣體流量約25〜50 seem，壓力約控制在10_3〜10_4 Torr，溫 度約在400°C〜410°C之間，時間約爲30〜600秒之間。然後， 進行一回火製程（Anneal)，以形成粗糖多晶砂層140， 其製程參數例如回火壓力在1〇_8~1〇·9 Ton*之間，溫度則在 430°C〜450°C之間，時間爲300〜1200秒之間。 請參照第1B圖，以粗糙多晶矽層140爲蝕刻罩幕， 鈾刻犧牲層130與位於其下之金屬層120，形成開口 150、 犧牲層130a與金屬層120a。其中金屬層120a並未被蝕穿， 只是被移去表層一部份而已，以使金屬層120a的表面粗 糙化。 請參照第1C圖，依序去除粗糙多晶矽層140與犠牲 層130a，去除方法例如可爲反應離子蝕刻法(Reactive Ion Etching ; RIE) 〇 請參照第ID圖，接下來圖案化金屬層120a以形成銲 墊120b。然後依序形成護層160與聚亞醯胺層170於基底 100上，其中護層160例如可爲由氧化矽層與位於其上之 氮化矽層所組成之複層。然後依序圖案化聚亞醯胺層170 與護層160，以形成開口 180並暴露出銲墊120b之表面， 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) ' " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

498467 A7 5988TWF1.DOC/002 第8 9 1 14 4 9 4號說明書修正頁 阶 修正日期9 0 / 11 / 1 4 五、發明說明（^) 以供後續和導線進行打線接合之用。 由上述本發明較佳實施例可知，應用本發明至少具有 下列特點。 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 一、 不需要另外設計一個光罩來進行微影蝕刻製程， 就可達成使金屬層表面粗糙之效果。 二、 利用粗糙多晶矽層作爲蝕刻罩幕來使金屬層表面 較爲粗糙，以增加銲墊與導線之間的附著力。 三、 粗糙多晶矽層之晶粒大小與晶粒間距可以利用不 同的沈積參數來調整之，使金屬層表面的粗糙度合於需 求。 因此利用本發明，不僅可使導線與銲墊的接合強度提 高，並可減少生產成本。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498467 丨一 說1'、（4 $ .丨 5 9 8 8TWF1.DOC/ 002 滢丨' v 、： 第8 9 1 1 4 4 9 4號專利範圍修正本技丨 ；二^修正日期9 0 / 11 / 1 4 …-一 — ..一 1 ； 六、申請專利範圍 1. 一種積體電路銲鹜ϋ製造方法，可應用在一基底 上，該基底上形成有一積體電路結構與一介電層於該積體 電路結構之上，該方法包括： 形成一金屬層於該介電層之上； 形成一犧牲層於該金屬層之上； 形成一粗糙多晶矽層於該犧牲層之上，該粗糙多晶砂 層之晶粒是以分散的方式分佈於該犧牲層之上； 以該粗糙多晶矽層爲蝕刻罩幕，蝕刻該犧牲層以暴露 出該金屬層之表面； 蝕刻暴露出之該金屬層至一深度； 去除該粗糙多晶矽層； 去除該犧牲層；以及 圖案化該金屬層以形成複數個銲墊。 2. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中形成該粗糙多晶矽層的方法包括： 進行一播種步驟，以形成一晶種層；以及 進行一回火製程，以形成該粗糙多晶矽層。 3. 如申請專利範圍第2項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中該播種步驟之沈積氣體源爲Si2H6。 4. 如申請專利範圍第3項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中該播種步驟的氣體流量在25〜50 seem之間。 5. 如申請專利範圍第2項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中該播種步驟的壓力控制在1〇_3〜1〇·4Τ〇ιτ之間。 6. 如申請專利範圍第2項所述之積體電路銲墊的製造 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I n n n n n n n ϋ ϋ 0 n n 1 n mMi n n JrJI n n ϋ wf 言 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498467 5 9 8 8TWF1. DOC/ 002 B8 第8 9 1 1 4 4 9 4號專利範圍修正本 修正日期90/11/14 六、申請專利範圍 方法，其中該播種步驟的溫度在400°C〜410°C之間。 7. 如申請專利範圍第2項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中該播種步驟的時間爲30〜600秒之間。 8. 如申請專利範圍第2項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中該回火製程的壓力在1〇_8〜1〇_1Τοιτ之間。 9. 如申請專利範圍第2項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中該回火製程的溫度在430°C〜450°C之間。 10. 如申請專利範圍第2項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中該回火製程的時間爲300〜1200秒之間。 11. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中該金屬層包括一鋁金屬層。 12. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中該金屬層包括一鋁銅合金層。 13. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中該粗糙多晶矽層之晶粒大小約爲800至2000 埃。 14. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中該粗糙多晶矽層之晶粒間距約爲1〇〇〇至4000 埃。 15. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中該粗糙多晶矽層之形成方法包括化學氣相沉積 法。 16. 如申請專利範圍第15項所述之積體電路銲墊的製 造方法，其中該化學氣相沉積法之沈積溫度約爲攝氏400 ii奢------- —訂---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498467 5 9 8 8TWF1. DOC/ 002 黑 第89114494號專利範圍修正本冗 修正日期90/11/14 六、申請專利範圍 至450度。 17. 如申請專利範圍第15項所述之積體電路銲墊的製 造方法，其中該化學氣相沉積法之沈積氣體源爲Sl2H6。 18. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中該犧牲層包括一氧化矽層。 19. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中去除該粗糙多晶矽層的方法包括反應離子蝕刻 法。 20. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路銲墊的製造 方法，其中蝕刻與去除該犧牲層的方法包括反應離子蝕刻 法。 21. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路銲墊的製造 方法，更包括： 形成一護層於該基底上； 形成一聚亞醯胺層於該護層之上；以及 依序圖案化該聚亞醯胺層與該護層以暴露出該些銲墊 之表面。 22. 如申請專利範圍第21項所述之積體電路銲墊的製 造方法，其中該護層包括由一氧化矽層與位於其上之氮化 矽層所組成之一複層。 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） .7----------% (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) H 1 n n n ^ ^ n emmMm 1_1 —Hi 1_1 im I