铜双镶嵌内连线的焊垫及其制造方法技术

一种铜双镶嵌内连线的焊垫及其制造方法，它包括具有一平坦表面的第一堆叠绝缘结构设置于基底上；多数第一铜插塞是镶嵌于第一堆叠绝缘结构中；第一层至第ｎ－１层的铜导线层是镶嵌于第一堆叠绝缘结构中，每一铜导线层是通过第一铜插塞电性连接；第二绝缘层是设置于第一堆叠绝缘结构和ｎ－１层铜导线层上；多数第二铜插塞是镶嵌于第二绝缘层中，第二铜插塞是连接至第ｎ－１层铜导线层；第ｎ层ＡｌＣｕ导线层是设置于第一绝缘层和第二铜插塞上，且连接至第二铜插塞，第ｎ层ＡｌＣｕ导线层包括一焊垫和一内连线；保护层是设置于第ｎ层ＡｌＣｕ层和第二绝缘层上，保护层具有一开口暴露出该焊垫。具有降低制造成本和焊垫制程的复杂度的功效。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种，特别是有关于一种与顶层内连线同时形成的铜双镶嵌内连线的焊垫。
技术介绍
众所周知，铜内连线的导线制程和铜封装制程的技术存在一些问题，必须将铜内连线技术的问题解决，才能将电子产品快速地流通至消费者。使用目前的技术，则问题在于金线(godwire)(即焊接线)无法直接接触最上层的铜金属层，因为铜对金线焊接的可靠度非常差。此外，若含铜表面的导线焊垫暴露于环境中，则将无法使用，因为暴露出的铜表面易发生腐蚀。一种可避免铜对金线焊接的问题的制程，是使用铝做为最上层金属来与金线接触。其主要缺陷在于然而，使用铝金属层需要额外的光罩步骤和额外的微影蚀刻步骤，例如反应性离子蚀刻。此额外的步骤需要配合预清洗和光阻移除的步骤，而且还需要额外的制程材料、额外的时间和额外的花费。使用铝金属层做为铜和金线之间的接触的制程是，在形成最后的铜金属结构(即顶层内连线)后，于铜表面沉积双介电层，且于此双介电层上形成一层聚亚酰胺(poyimide)层的绝缘层。并且，于上述的双介电层和聚亚酰胺层中暴露出一部份的铜金属层。暴露出的铜金属层是提供做为金线接触用。然而暴露出的铜金属层并未直接与金线接触。因此，在传统的制程上，需增加一层铝金属层，且需要一道额外的焊垫制程来形成铝焊垫；接着，沉积一层阻障层，其是用以互相隔离铜和铝金属。因此，沉积的阻障层接触暴露出的铜表面，且覆盖于聚亚酰胺层的表面。之后，在整个阻障层的表面上形成一层铝金属层。之后对此双层(阻障层和铝层)材质进行微影蚀刻，并使用感光膜(即光阻膜)来定义此双层材质的图案。当通过蚀刻移除部分双层材质而定义出图案后，将感光膜移除。因此金线可连接至铝焊垫，而此铝焊垫经由阻障层与铜金属层接触。上述传统的方法解决了铜焊垫和焊接线(即金线)之间的附着力的问题，但是，如此的方法却需要额外的光罩来定义铝层，以在顶层内连线上形成铝焊垫。而额外的光罩增加了制造成本，且会提高焊垫制程的复杂度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种形成铜双镶嵌内连线的焊垫的方法，通过在形成顶层内连线之后，不再进行焊垫制程，达到降低制造成本和焊垫制程的复杂度的目的。本专利技术的另一目的是提供一种形成铜双镶嵌内连线的焊垫的方法，通过提供没有铝焊垫的铜双镶嵌内连线的焊垫，达到降低制造成本和焊垫制程的复杂度的目的。本专利技术的目的是这样实现的一种铜双镶嵌内连线的焊垫，其特征是它包括如下步骤将具有一平坦表面的一第一堆叠绝缘结构设置于基底上，将第一铜插塞及第一层至(n-1)层铜导线层镶嵌于第一堆叠绝缘结构中，其中第(n-1)层铜导线层的表面和第一堆叠绝缘结构的表面是共平面，其中n为大于3的整数，且其中每一铜导线层是通过第一铜插塞而电性连接。将第二绝缘层设置于第一堆叠绝缘结构和第(n-1)层铜导线层上。将第一铜插塞镶嵌于第二绝缘层中，第一铜插塞是连接至第(n-1)层铜导线层。将第n层AlCu导线层设置于第二绝缘层和第二铜插塞上，且连接至第一铜插塞，其中第n层AlCu导线层包括焊垫和内连线。将保护层设置于第n层AlCu层和第二绝缘层上，其中此保护层具有暴露出焊垫表面的开口。另外，本专利技术并提供一种铜双镶嵌内连线的焊垫的制造方法，此方法如下所述形成具有平坦表面的第一堆叠绝缘结构于基底上，并镶嵌第一铜插塞和第一层至第(n-1)层铜导线层于第一堆叠绝缘结构中，其中第(n-1)层铜导线层的表面和第一堆叠绝缘结构的表面是共平面，其中n为大于3的整数，且其中每一铜导线层是通过第一铜插塞而电性连接；接着，于第一堆叠绝缘结构和第(n-1)层铜导线层上形成一第二绝缘层，并镶嵌第二铜插塞于第二绝缘层中，其中第一铜插塞是连接至第(n-1)层铜导线层；之后，于第一绝缘层和第二铜插塞上形成第n层AlCu导线层，且连接至第二铜插塞，其中第n层AlCu导线层是包括一焊垫和一内连线；之后，于第n层AlCu层和第二绝缘层上形成一层保护层，其中此保护层具有开口暴露出焊垫表面。下面结合较佳实施例配合附图详细说明。附图说明图1-图6为本专利技术的制造方法剖面示意图。具体实施例方式参阅图1-图6所示，本专利技术的铜双镶嵌内连线的焊垫的制造流程。在以下的描述中是以n层内连线为例。在这些图中，简单标示出第(n-2)层内连线(即Mn-2)、第(n-1)层内连线(即Mn-1)及第n层内连线(即Mn)。参阅图1所示，本专利技术的铜双镶嵌内连线的焊垫的制造流程包括如下步骤提供基底200，其中是包括许多元件，例如电晶体(未绘示)等。在基底200上形成具有平坦表面202’的堆叠绝缘结构202，此堆叠绝缘结构202是由许多层的绝缘材质(例如氧化硅)所构成。铜插塞204和第一层至第(n-1)层铜导线层206是镶嵌于堆叠绝缘结构202中，其中n为大于3的整数。第(n-1)层铜导线层206(即Mn-1)的表面206’和堆叠绝缘结构202的表面202’是共平面。每一铜导线层206是通过铜插塞204而电性连接。值得注意的是，铜插塞204和第1层至第(n-1)层铜导线206是由铜金属和介于铜金属和堆叠绝缘结构202之间的阻障层所构成。而此阻障层(未绘示)并非为可选择的制程，其作用是为避免铜原子扩散至绝缘材质中。在堆叠绝缘结构202和第(n-1)层铜导线层206(即Mn-1)上形成绝缘层212。绝缘层212的材质可为氧化硅。之后，进行铜单镶嵌制程，蚀刻绝缘层212，以于其中形成开口210。接着参阅图2所示，在绝缘层212上沉积铜，并填入开0210中。而且，在沉积铜金属之前并形成一层阻障层，用以避免铜原子与绝缘层212接触。之后进行化学机械研磨(CMP)制程，以移除多余的铜金属和阻障层。通过单镶嵌制程而将铜插塞214镶嵌于绝缘层212中。铜插塞214是电性连接至第(n-1)层铜导线层206(即Mn-1)中。接着参阅图3所示，在绝缘层212和铜插塞214上沉积一层AlCu层216。接着参阅图4所示，利用微影蚀刻将AlCu层216图案化成第n层AlCu导线层216a。该第n层AlCu导线层216a是包括顶层内连线A和焊垫B，且连接至铜插塞214。接着参阅图5所示，在第n层AlCu导线层216a和绝缘层212上形成一层保护层220。此保护层220包括一层氧化硅层和一层氮化硅层。接着参阅图6所示，利用微影蚀刻制程，将保护层220图案化，以形成开口210暴露出焊垫B的表面。以下将配合图6所示，说明铜双镶嵌内连线的焊垫的结构。将具有一平坦表面202’的堆叠绝缘结构202设置于基底200上，其中基底200包括许多半导体组件形成于其中。铜插塞204以及第一层至第(n-1)层铜导线层206镶嵌于堆叠绝缘结构202中，其中n为大于3的整数。每一层铜导线层206是通过铜插塞204而电性连接。第(n-1)层铜导线层206( )的表面206’和堆叠绝缘结构202的表面202’是共平面。绝缘层21 2设置于堆叠绝缘结构202和第(n-1)层铜导线层206上。铜插塞214镶嵌于绝缘层212中，且铜插塞214是连接至第(n-1)层铜导线层206。第n层AlCu导线层216a设置于绝缘层212和铜插塞214上，且连接至铜插塞214。其中，第n层AlCu导线层216a是由焊垫B和顶层内连线A所构成。具有开口220的保护层设置于第n层AlCu层2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜双镶嵌内连线的焊垫，其特征是：它包括有基底；具有一平坦表面的第一堆叠绝缘结构设置于该基底上；多数第一铜插塞是镶嵌于该第一堆叠绝缘结构中；第一层至第ｎ－１层的铜导线层是镶嵌于该第一堆叠绝缘结构中，该第ｎ－１层铜导线层的表面和该第一堆叠绝缘结构的表面是共平面；其中该ｎ为大于３的整数，其中每一铜导线层是通过该第一铜插塞电性连接；第二绝缘层是设置于该第一堆叠绝缘结构和该第ｎ－１层铜导线层上；多数第二铜插塞是镶嵌于该第二绝缘层中，该第二铜插塞是连接至该第ｎ－１层铜导线层；第ｎ层ＡｌＣｕ导线层是设置于该第一绝缘层和第二铜插塞上，且连接至该第二铜插塞，该第ｎ层ＡｌＣｕ导线层包括一焊垫和一内连线；保护层是设置于该第ｎ层ＡｌＣｕ层和该第二绝缘层上，该保护层具有一开口暴露出该焊垫。

【技术特征摘要】
1.一种铜双镶嵌内连线的焊垫，其特征是它包括有基底；具有一平坦表面的第一堆叠绝缘结构设置于该基底上；多数第一铜插塞是镶嵌于该第一堆叠绝缘结构中；第一层至第n-1层的铜导线层是镶嵌于该第一堆叠绝缘结构中，该第n-1层铜导线层的表面和该第一堆叠绝缘结构的表面是共平面；其中该n为大于3的整数，其中每一铜导线层是通过该第一铜插塞电性连接；第二绝缘层是设置于该第一堆叠绝缘结构和该第n-1层铜导线层上；多数第二铜插塞是镶嵌于该第二绝缘层中，该第二铜插塞是连接至该第n-1层铜导线层；第n层AlCu导线层是设置于该第一绝缘层和第二铜插塞上，且连接至该第二铜插塞，该第n层AlCu导线层包括一焊垫和一内连线；保护层是设置于该第n层AlCu层和该第二绝缘层上，该保护层具有一开口暴露出该焊垫。2.根据权利要求1所述的铜双镶嵌内连线的焊垫，其特征是该第一堆叠绝缘结构的材质为二氧化硅。3.根据权利要求1所述的铜双镶嵌内连线的焊垫，其特征是该第二绝缘层的材质为二氧化硅。4.根据权利要求1所述的铜双镶嵌内连线的焊垫，其特征是该保护层包括一氧化硅层和一氮化硅层。5.一种铜双镶嵌内连线的焊垫的制造方法，其特征是它包括如下步骤(1)提供一基底；(2)形成具有一平坦表面的第一堆叠绝缘结构于该基底上；(3)镶嵌多数第一铜...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世达，徐震球，颜聪富，王清帆，
申请(专利权)人：矽统科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]