【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及用于半導(dǎo)體器件的厚布線層、具體地涉及減少厚布線層引起的應(yīng)力。
技術(shù)介紹
在功率半導(dǎo)體應(yīng)用中用作最后金屬層的厚Cu膜(例如5至50 μ m厚)由于在Cu與半導(dǎo)體襯底(比如Si晶片)之間的熱膨脹失配而施加強(qiáng)張應(yīng)力。張力在室溫以上以及下至-50°C或者_(dá)70°C成問題從而造成嚴(yán)重晶片彎曲(bow)。彎曲的晶片引起光刻步進(jìn)機(jī)系統(tǒng)的未對(duì)焦問題，因此限制附加光刻工藝的使用。此外，晶片彎曲在晶片打薄之后增加。彎曲晶片的進(jìn)一步加工證實(shí)很困難。常規(guī)Cu最后金屬層的厚度通常在12μπι以下以使上文描述的晶片彎曲問題最小化。可以明顯冷卻晶片(例如<=-70°C )以減少晶片彎曲。然而需要更厚Cu層(例如>20 μ m)以支持高級(jí)器件技術(shù)。此外，當(dāng)隨后在>130°C的溫度冷卻晶片時(shí)喪失晶片低溫冷卻的效果，因?yàn)樵芯瑥澢谶@些溫度復(fù)原。這樣的提升溫度在光刻抗蝕劑的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)烘焙步驟期間已經(jīng)出現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
這里描述的實(shí)施例涉及形成包括一個(gè)或者多個(gè)夾層的后金屬化，所述夾層減少或者消除金屬化對(duì)下層半導(dǎo)體襯底施加的張應(yīng)力并且增加熱力學(xué)穩(wěn)定性。夾層可以包括施加如下應(yīng)力的任何傳導(dǎo)或者半傳導(dǎo)材料，該應(yīng)力至少部分抵消金屬化在室溫及以上對(duì)下層半導(dǎo)體襯底施加的應(yīng)力。例如，Cu和Al 二者在室溫及以上對(duì)Si晶片施加張(膨脹)應(yīng)力，并且夾層施加抵消這一張應(yīng)力的壓應(yīng)力。根據(jù)一種用于半導(dǎo)體器件的布線結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例，該布線結(jié)構(gòu)包括多層金屬化，具有至少5 μ m的總厚度；以及夾層，設(shè)置于多層金屬化中，其中夾層的第一側(cè)鄰接多層金屬化的一層并且夾層的第二相反側(cè)鄰接多層金屬化的不同層。夾層包括W...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于半導(dǎo)體器件的布線結(jié)構(gòu)，所述布線結(jié)構(gòu)包括：多層金屬化，具有至少5μm的總厚度；以及夾層，設(shè)置于所述多層金屬化中，其中所述夾層的第一側(cè)鄰接所述多層金屬化的一層并且所述夾層的第二相反側(cè)鄰接所述多層金屬化的不同層，所述夾層包括W、WTi、Ta、TaN、TiW、TiN、金屬硅化物、WSi、MoSi、TiSi和TaSi中的至少一種。
【技術(shù)特征摘要】
2011.07.27 US 13/1923761.一種用于半導(dǎo)體器件的布線結(jié)構(gòu)，所述布線結(jié)構(gòu)包括 多層金屬化，具有至少5 μ m的總厚度；以及 夾層，設(shè)置于所述多層金屬化中，其中所述夾層的第一側(cè)鄰接所述多層金屬化的一層并且所述夾層的第二相反側(cè)鄰接所述多層金屬化的不同層，所述夾層包括W、WTi、Ta、TaN、TiW、TiN、金屬硅化物、WSi、MoSi、TiSi和TaSi中的至少一種。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的布線結(jié)構(gòu)，還包括所述多層金屬化設(shè)置于其上的下層，所述下層被所述多層金屬化的部分從所述夾層間隔開。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的布線結(jié)構(gòu)，還包括設(shè)置于所述多層金屬化中的至少一個(gè)附加夾層，使得每個(gè)夾層被所述多層金屬化的層從其它夾層間隔開，每個(gè)附加夾層包括W、WTi、 和TaSi中的至少一種。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的布線結(jié)構(gòu)，其中所述夾層中的至少兩個(gè)夾層具有不同厚度。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的布線結(jié)構(gòu)，其中所述多層金屬化具有在所述夾層中的相鄰?qiáng)A層之間的至少I μ m的厚度。6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的布線結(jié)構(gòu)，其中所述夾層至少為20nm厚并且包括WTi。7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的布線結(jié)構(gòu)，其中所述夾層在20nm與500nm厚之間并且包括WTi。8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的布線結(jié)構(gòu)，其中所述多層金屬化包括Cu。9.一種用于半導(dǎo)體器件的布線結(jié)構(gòu)，所述布線結(jié)構(gòu)包括 多層金屬化，具有至少5 μ m的總厚度；以及 夾層，設(shè)置于所述多層金屬化中，其中所述夾層的第一側(cè)鄰接所述多層金屬化的第一部分并且所述夾層的第二相反側(cè)鄰接所述多層金屬化的不同部分，所述夾層施加應(yīng)力，所述應(yīng)力至少部分抵消所述多層金屬化在室溫及以上施加的應(yīng)力。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的布線結(jié)構(gòu)，其中所述夾層至少為20nm厚。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的布線結(jié)構(gòu)，其中所述夾層包括WTi。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的布線結(jié)構(gòu)，其中所述夾層在20nm與500nm厚之間。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的布線結(jié)構(gòu)，其中所述夾層包括WTi。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的布線結(jié)構(gòu)，還包括設(shè)置于所述多層金屬化中的至少一個(gè)附加夾層，使得每個(gè)夾層被所述多層金屬化的層從其它夾層間隔開，每個(gè)附加夾層施加應(yīng)力，所述應(yīng)力至少部分抵消所述多層金屬化在室溫及以上施加的應(yīng)力。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的布線結(jié)構(gòu)，其中所述多層金屬化具有在所述夾層中的相鄰?qiáng)A層之間的至少I μ m的厚度。16.一種制造用于半導(dǎo)體器件的布線結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括 在設(shè)置于半導(dǎo)體襯底上的半導(dǎo)體器件區(qū)域之上形成...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：J費(fèi)爾斯特，M施內(nèi)甘斯，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：英飛凌科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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