(57)【要約】接合パッドの上にバンプ部位を有するマイクロエレクトロニクス製品、およびこうしたバンプ部位を構築する方法。こうした製品の或る実施形態は、例えば、複数のマイクロエレクトロニクス用ダイを有する基板を含んでおり、ここでこうしたマイクロエレクトロニクス用ダイには、集積回路と、この集積回路に電気的に接続した接合パッド（銅の接合パッドなど）とが含まれる。また本製品は、 （ａ） 対応する接合パッドから突出した側壁を持つ複数の開口部を具えた誘電体構造と、 （ｂ） 対応する接合パッドの上に在る複数のキャップとを、さらに含む。それぞれのキャップには、接合パッドおよび開口部の側壁に接合した障壁層（基層）の独立した部分と、障壁層の上のキャップ層の独立した部分とが含まれる。これらのキャップはそれぞれが互いに電気的に絶縁されており、キャップ層を覆うマスク層をつくらなくとも、対応する接合パッドに沿って自己整列する。【選択図】図４Ｄ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロエレクトロニクス用デバイスの製造工程において、接合パッド上にバンプ部位を形成する方法であって、
複数のダイを有するマイクロエレクトロニクス製品を用意するステップであって、ここで、それぞれのダイは、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続された接合パッドとを含むようなステップと、
前記製品上にパッシベーション構造を形成するステップと、
前記パッシベーション構造に、前記接合パッドの少なくとも一部が露出するような開口部を設えるステップと、
前記パッシベーション構造および前記接合パッドの上に、外部金属層を載せるように溶着するステップと、
前記製品を平坦化手段に接触させるように置いてから、前記製品および／もしくは前記平坦化手段を相対して動かして平坦化を行い、前記パッシベーション構造から前記外部金属層の部分を除去するようにするステップと
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記金属層を溶着する前記ステップが、
前記金属層を、前記パッシベーション構造の厚さよりも小さい厚さとして溶着することで、前記製品を平坦化する前に、前記金属層が、前記パッシベーション構造内の前記開口部を完全に埋めてしまわないようにするステップ
を含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記外部金属層を溶着する前に、前記パッシベーションおよび前記接合パッドの上に、中間層（intermediate layer）を形成するステップ
をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記接合パッドが銅であって、また、前記中間層が、前記外部金属層中への銅の拡散を阻害する障壁層であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記接合パッドが銅を含み、また、前記方法が、前記接合パッドおよび前記パッシベーション構造の上に中間層を溶着するステップをさらに含み、ここで、
パッシベーション構造を形成するステップが、
前記製品の上に第一の誘電体層を溶着し、また、前記第一の誘電体層の上に第二の誘電体層を溶着し、また、前記第二の誘電体層の上に感光性の第三の誘電体層を溶着するステップ
を含み、また、
前記パッシベーション構造内に開口部を作成するステップが、
前記感光性の第三の誘電体層を、前記接合パッドに沿って整列する複数の穴ができるように現像するステップと、
前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層を穿つようにエッチングして、対応する接合パッドから突出した側壁を有するような開口部を形成するステップと、
前記開口部内に、前記側壁を横方向に過るように展開する肩部を形成するステップと
を含み、また、
外部金属層を溶着するステップが、
前記中間層の上にアルミニウム層を溶着するステップ
を含み、また、
前記製品を平坦化するステップが、
前記障壁層の部分と前記外部金属層の部分とを、前記第三の誘電体層の上面から、化学的・機械的に平坦化して、前記接合パッドの上に自己整列式キャップが残るようなステップ
を含む
ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記第三の誘電体層が、PBOを含むことを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記中間層が、タンタルおよび／もしくはチタンおよび／もしくはタングステンを含んだ障壁層であることを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記方法が、前記外部金属層を溶着するよりも前に前記接合パッドおよび前記開口部の側壁の上に拡散障壁材料を溶着するステップと、前記製品を平坦化するよりも前に前記金属層の上に犠牲材料を溶着するステップと、前記製品を平坦化した後に前記犠牲材料の残った部分を剥がすステップと、をさらに含み、ここで、
パッシベーション構造を形成するステップが、前記製品の上に第一の誘電体層を溶着し、また、前記第一の誘電体層の上に第二の誘電体層を溶着するステップ、を含み、また、
前記パッシベーション構造内に開口部を作成するステップが、前記第二の誘電体層の上にマスクを形成するステップと、前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層をエッチングして前記接合パッドの上に前記開口部を形成するステップと、前記マスクを除去するステップと、を含み、また、
外部金属層を溶着するステップが、前記障壁材料の上にアルミニウム層を溶着するステップ、を含み、また、
前記製品を平坦化するステップが、前記製品から犠牲材料の残った部分を剥がすよりも前に、前記障壁材料の部分と前記外部金属層の部分とを、前記第二の誘電体層の上面から、化学的・機械的に平坦化して、前記接合パッドの上に自己整列式キャップが残るようなステップ、を含む
ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記パッシベーション構造が、
前記製品の上の第一の誘電体層と、
前記第一の誘電体層の上の第二の誘電体層と、
前記第二の誘電体層の上の感光性材料から成る第三の誘電体層と
を有していて、また、
前記パッシベーション構造内に開口部を形成するステップが、
前記感光性の第三の誘電体層を現像して、前記接合パッドに沿って整列した穴部を有するようにするステップと、
前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層を穿つようにエッチングして、前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層および前記第三の誘電体層に亘って展開する側壁を有し、且つ、対応する接合パッドから突出する側壁を有するような、開口部を形成するステップと
を含む
ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記開口部を形成するステップが、
前記開口部内に、前記側壁を横方向に過るように延びる肩部を形成するステップ
をさらに含むことを特徴とする、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記パッシベーション構造を形成する前記ステップが、
前記製品の上に下側の誘電体層を溶着するステップと、
前記下側の誘電体層の上に、上側の誘電体層を構築するステップと、
前記開口部を、前記下側の誘電体層および前記上側の誘電体層を貫くように形成するステップと
を含み、また、前記上側の誘電体層の厚さを、前記平坦化段階の間に前記接合パッドの上の前記障壁層の部分が厚さ変動（dishing）を起こさないように構成する
ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記第三の誘電体層の厚さが、約4μmであることを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記パッシベーション構造を形成するステップが、
前記製品上に、第一の誘電体層を溶着するステップと、
前記第一の誘電体層上に、第二の誘電体層を溶着するステップと、
前記第二の誘電体層上に、PBOでできた感光性である第三の誘電体層を溶着するステップと、
前記第三の誘電体層を現像して、前記接合パッドに沿って整列した複数の穴部を前記第三の誘電体層に形成するステップと、
前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層を穿つようにエッチングして、前記開口部を形成するステップと
を含み、ここで、前記開口部が、前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層および前記第三の誘電体層に亘って展開し且つ前記接合パッドから突出する、側壁を有する
ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
PBOでできた前記第三の誘電体層の厚さが、約4μmであることを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
マイクロエレクトロニクスデバイスの製造において、接合パッド上にバンプ部位を形成する方法であって、
複数のダイを有するマイクロエレクトロニクス製品を用意するステップであって、ここで、それぞれのダイは、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続された接合パッドとを含むようなステップと、
誘電体構造を、対応する接合パッドに沿って整列した開口部を前記誘電体構造が有するように、且つ、前記開口部が、 （ａ） 前記接合パッドの少なくとも一部が露出するように配置された側壁と、 （ｂ） 前記側壁に対して横方向に突出する肩部とを有するように構成するステップと、
前記誘電体構造および前記接合パッドの上に金属層を溶着するステップであって、ここで、金属層が、前記開口部内の前記肩部をなぞる階梯部を有するようなステップと、
前記製品を平坦化手段に接触させるように置いてから、前記製品および／もしくは前記平坦化手段を相対して動かすことにより、前記誘電体構造の上部から、前記金属層の部分を除去して、自己整列式キャップを前記接合パッドの上に形成するステップと
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１６】
誘電体構造を構築するステップが、
パッシペーション構造を、
前記製品上に、第一の誘電体層を溶着するステップと、
前記第一の誘電体層上に、第二の誘電体層を溶着するステップと、
前記第二の誘電体層上に、感光性である第三の誘電体層を溶着するステップと、
前記第三の誘電体層を現像して、前記接合パッドに沿って整列した複数の穴部を前記第三の誘電体層に形成するステップと、
前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層を穿つようにエッチングして、前記開口部を形成するステップと
によって形成するステップ
を含み、ここで、前記開口部の前記側壁が、前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層および前記第三の誘電体層に亘って展開し且つ前記接合パッドから突出する
ことを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記第三の誘電体層を浸蝕して、前記第二の誘電体層の上面が、前記第三の誘電体層の下側の面を越えて、前記開口部の内側へと突出するように、前記肩部を形成するステップ
をさらに含むことを特徴とする、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記第三の誘電体層が、PBOを含むことを特徴とする、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記第三の誘電体層の厚さが、前記平坦化段階中に、前記接合パッドの上に在るアルミニウム層の部分が厚さ変動（dishing）を起こさないように構成された厚さであることを特徴とする、請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
（ａ） 前記金属層を溶着するよりも前に、前記誘電体構造上に中間層を溶着するステップと、
（ｂ） 前記製品を平坦化することによって、前記金属層と前記中間層の双方の部分を、前記誘電体構造の前記上部から除去して、前記障壁層の隔離された部分と、前記金属層の隔離された部分とを有する前記自己整列式キャップを形成するステップと
をさらに含むことを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項２１】
前記接合パッドが、銅および／もしくは銀および／もしくは金を含むことを特徴とする、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
マイクロエレクトロニクスデバイスの製造において、銅の接合パッド上にバンプ部位を形成する方法であって、
複数のダイを有するマイクロエレクトロニクス製品を用意するステップであって、ここで、それぞれのダイは、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続された銅の接合パッドとを含むようなステップと、
前記製品上に誘電体構造を構築して、前記誘電体構造が、個々の銅の接合パッドの少なくとも一部が露出するように配置された開口部を持つようにするステップと、
前記誘電体構造と、前記接合パッドの前記露出した部分との上に、障壁層を形成するステップと、
前記障壁層の上にアルミニウム層を溶着するステップと、
犠牲材料を用いて前記アルミニウム層を被覆するステップと、
前記製品を平坦化手段に接触させるように置いてから、前記製品および／もしくは前記平坦化手段を相対して動かすことにより、前記誘電体構造の上部から、前記犠牲材料の部分と、前記アルミニウム層の部分と、前記障壁層の部分とを除去するステップと、
前記犠牲材料の残った部分を、前記製品から除去するステップと
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２３】
マイクロエレクトロニクスデバイスの製造において、接合パッド上にバンプ部位を形成する方法であって、
複数のダイを有するマイクロエレクトロニクス製品を用意するステップであって、ここで、それぞれのダイは、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続された接合パッドとを含むようなステップと、
前記製品上に誘電体構造を構築して、前記誘電体構造が、対応する接合パッドに沿って整列した開口部を持つようにするステップと、
前記誘電体構造と、前記接合パッドとの上に、導電性キャップ層を溶着するステップと、
前記キャップ層の上にマスクをつくること無く、前記製品から前記キャップ層の部分を取り除いて、前記キャップ層の隔離された部分を含んだキャップを形成するステップであって、ここで前記キャップは、対応する銅の接合パッドに沿って自己整列するようなステップと
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２４】
誘電体構造を構築するステップが、
パッシベーション構造を、
前記製品上に、第一の誘電体層を溶着するステップと、
前記第一の誘電体層上に、第二の誘電体層を溶着するステップと、
前記第二の誘電体層上に、感光性である第三の誘電体層を溶着するステップと、
前記第三の誘電体層を現像して、前記接合パッドに沿って整列した複数の穴部を前記第三の誘電体層に形成するステップと、
前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層を穿つようにエッチングして、前記開口部を形成するステップと
によって形成するステップ
を含み、ここで、前記開口部が、前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層および前記第三の誘電体層に亘って展開し且つ前記接合パッドから突出する、側壁を有する
ことを特徴とする、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記第三の誘電体層を浸蝕することにより、前記開口部内に肩部を形成して、その結果、前記第二の誘電体層の上面が、前記第三の誘電体層の下側の面を越えて、前記開口部の内側方向に横向きに突出するように、前記肩部を形成するステップ
をさらに含むことを特徴とする、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
マスクをつくること無く、前記キャップ層の前記部分を取り除くステップが、
化学的・機械的平坦化工程を使って、前記製品を平坦化するステップ
を含むことを特徴とする、請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
拡散障壁材料を、前記接合パッドと、前記開口部の前記側壁との上に溶着することにより、導電性障壁層を前記誘電体構造の上に形成するステップ
をさらに含み、また、；
誘電体構造を構築するステップが、
パッシベーション構造を、
前記製品上に第一の誘電体層を溶着するステップと、
前記第一の誘電体層上に、第二の誘電体層を溶着するステップと、
前記第二の誘電体層上に、感光性である第三の誘電体層を溶着するステップと、
感光性の前記第三の誘電体層を現像して、前記接合パッドに沿って整列した複数の穴部を前記第三の誘電体層が持つようにしてから、前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層を穿つようにエッチングすることによって、前記パッシベーション構造を貫く前記開口部を作成し、その結果前記開口部が、 （ａ） 対応する接合パッドから突出する側壁と、 （ｂ） 前記側壁に対して横方向に展開する肩部とを有するようになるステップと
により形成するステップ
を含み、また、；
キャップ層を溶着するステップが、
前記拡散障壁材料の上にアルミニウム層を溶着するステップ
を含み、ここで、前記アルミニウム層および前記拡散障壁材料が、前記開口部内の前記肩部をなぞる階梯部を有し、また；
マスクをつくること無く、前記キャップ層の前記部分と前記障壁層の前記部分とを除去するステップが、
前記アルミニウム層の部分と前記拡散障壁材料の部分とに、前記第三の誘電体層の上面から化学的・機械的平坦化を行い、前記接合パッド上に自己整列式キャップが残るようにするステップ
を含む
ことを特徴とする、請求項２３記載の方法。
【請求項２８】
前記方法が、
前記接合パッドと、前記開口部の前記側壁との上に、拡散障壁材料を溶着するステップと、
前記製品を平坦化する前に、前記キャップ層上に犠牲材料を溶着するステップと、
前記製品を平坦化した後に、前記犠牲材料の残った部分を剥がすステップと
によって、前記誘電体構造の上に導電性障壁層を形成するステップ
をさらに含み、また、；
誘電体構造を構築するステップが、
パッシベーション構造を、
前記製品上に第一の誘電体を溶着するステップと、
前記第一の誘電体層上に、第二の誘電体層を溶着するステップと、
前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層を穿つようにエッチングすることによって、前記パッシベーション構造を貫く前記開口部を形成し、その結果前記開口部が、対応する接合パッドから突出する側壁を有するようになるステップと
により形成するステップ
を含み、また、；
キャップ層を溶着するステップが、
前記拡散障壁材料の上にアルミニウム層を溶着するステップ
を含み、また、；
マスクをつくること無く、前記キャップ層の前記部分と前記障壁層の前記部分とを除去するステップが、
前記製品から犠牲材料の残った部分を剥がすよりも前に、前記アルミニウム層の部分と前記拡散障壁材料の部分とに、前記第二の誘電体層の上面から化学的・機械的平坦化を行い、前記接合パッド上に自己整列式キャップが残るようにするステップ
を含む
ことを特徴とする、請求項２３記載の方法。
【請求項２９】
複数のマイクロエレクトロニクス用ダイを有する基板であって、ここで、それぞれのダイは、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続された接合パッドとを含むような基板と、
対応する接合パッドから突出した側壁を具えた複数の開口部を有する、誘電体構造と、
前記接合パッド上の導電性キャップ層の隔離された部分を含んだ、複数のキャップであって、ここで、前記キャップは、互いに電気的に絶縁されており、且つ、前記キャップ層上にマスク層を形成すること無く、対応する接合パッドに沿って自己整列するような複数のキャップと
を含むことを特徴とする、マイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３０】
前記誘電体構造が、
二酸化珪素を含んだ第一の誘電体層と、
窒化珪素を含んだ第二の誘電体層と、
PBOを含んだ第三の誘電体層と
を含むことを特徴とする、請求項２９記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３１】
前記誘電体構造が、
前記製品上の第一の誘電体層と、
前記第一の誘電体層上の第二の誘電体層と、
前記第二の誘電体層上の第三の誘電体層と
を有することを特徴とする、請求項２９記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３２】
前記第三の誘電体層の厚さが、約2μmから10μmであって、且つ、前記キャップの厚さが、前記誘電体構造のそれよりも小さいことを特徴とする、請求項３１記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３３】
前記第三の誘電体層が、厚さ約4μmのPBOの層を含むことを特徴とする、請求項３１記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３４】
前記開口部が、前記側壁に沿い、且つ前記側壁に対して横方向に展開する肩部をさらに含むことを特徴とする、請求項２９記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３５】
前記誘電体構造が、前記製品上の第一の誘電体層と、前記第一の誘電体層上の第二の誘電体層と、前記第二の誘電体層上の第三の誘電体層とを有し、また、
前記第三の誘電体層の下側の面を越えて、前記開口部の内側方向に横向きに突出している、前記第二の誘電体層の上面の露出した部分を、前記肩部が含む
ことを特徴とする、請求項３４記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３６】
前記誘電体構造が、前記製品上の第一の誘電体層と、前記第一の誘電体層上の第二の誘電体層とを含み、ここで、前記第二の誘電体層が、前記キャップ間に露出する上面を有することを特徴とする、請求項２９記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３７】
前記キャップ層と前記接合パッドとの間に、中間層をさらに含むことを特徴とする、請求項２９記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３８】
前記接合パッドが、銅および／もしくは銀および／もしくは金を含むことを特徴とする、請求項２９記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３９】
前記誘電体構造が、平坦化された上面を有し、また、前記キャップが、前記平坦化された上面からの延長面上に在る平坦化された部位を有することを特徴とする、請求項２９記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４０】
複数のマイクロエレクトロニクス用ダイを有する基板であって、ここで、それぞれのダイは、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続された接合パッドとを含むような基板と、
前記製品上の誘電体構造であって、平坦化された上面と、対応する接合パッドから突出する側壁を具えた複数の開口部とを有するような、誘電体構造と、
前記接合パッド上の複数の導電性キャップであって、ここで、それぞれのキャップは独立に、前記誘電体構造の前記平坦化された上面からの延長面上に在る平坦化された部分を有し、且つ、前記誘電体構造の厚さよりも小さい厚さを有するような、複数の導電性キャップと
を含むことを特徴とする、マイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４１】
前記キャップが、銅の拡散を抑止する第一の導電体層、および、第二の導電体層、を含むことを特徴とする、請求項４０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４２】
前記第二の導電体層が、アルミニウムを含むことを特徴とする、請求項４１記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４３】
前記誘電体構造が、
二酸化珪素を含んだ第一の誘電体層と、
窒化珪素を含んだ第二の誘電体層と、
PBOを含んだ第三の誘電体層と
を含むことを特徴とする、請求項４０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４４】
前記誘電体構造が、
前記製品上の第一の誘電体層と、
前記第一の誘電体層上の第二の誘電体層と、
前記第二の誘電体層上の第三の誘電体層と
を有することを特徴とする、請求項４０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４５】
前記第三の誘電体層の厚さが、約2μmから10μmであることを特徴とする、請求項４４記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４６】
前記第三の誘電体層が、厚さ約4μmのPBOの層を含むことを特徴とする、請求項４４記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４７】
前記開口部が、前記側壁に沿い、且つ前記側壁に対して横方向に延びる肩部をさらに含むことを特徴とする、請求項４４記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４８】
前記誘電体構造が、前記製品上の第一の誘電体層と、前記第一の誘電体層上の第二の誘電体層と、前記第二の誘電体層上の第三の誘電体層とを有し、また、
前記第三の誘電体層の下側の面を越えて、前記開口部の内側方向に横向きに突出している、前記第二の誘電体層の上面の露出した部分を、前記肩部が含む
ことを特徴とする、請求項４７記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４９】
前記誘電体構造が、前記製品上の第一の誘電体層と、前記第一の誘電体層上の第二の誘電体層とを含み、ここで、前記第二の誘電体層が、前記キャップ間に露出する上面を有することを特徴とする、請求項４０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５０】
複数のマイクロエレクトロニクス用ダイを有する基板であって、ここで、それぞれのダイは、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続された接合パッドとを含むような基板と、
前記製品上の誘電体構造であって、前記誘電体構造が、
前記製品上の第一の誘電体層と、
前記第一の誘電体層上の第二の誘電体層と、
前記第二の誘電体層上の第三の誘電体層と、
前記誘電体構造を貫いて対応する接合パッドに沿う側壁を具えた、複数の開口部と
を有し、ここで、個々の開口部は独立に、前記第二の誘電体層と前記第三の誘電体層との間に横方向の肩部を持つような、誘電体構造と、
互いに電気的に絶縁されており、且つ、前記接合パッド上の対応する開口部内に位置する、複数の導電性キャップであって、ここで、個々のキャップは独立に、対応する開口部の肩部をなぞる階梯部を有するような、複数の導電性キャップと
を含むことを特徴とする、マイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５１】
前記誘電体構造が、
二酸化珪素を含んだ第一の誘電体層と、
窒化珪素を含んだ第二の誘電体層と、
PBOを含んだ第三の誘電体層と
を含むことを特徴とする、請求項５０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５２】
前記第三の誘電体層の厚さが、約2μmから10μmであることを特徴とする、請求項５０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５３】
前記第三の誘電体層が、厚さ約4μmのPBOの層を含むことを特徴とする、請求項５０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５４】
前記第三の誘電体層の下側の面を越えて、前記開口部の内側方向に横向きに突出している、前記第二の誘電体層の上面の露出した部分を、前記肩部が含むことを特徴とする、請求項５０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５５】
前記第一の誘電体層が、二酸化珪素を含み、前記第二の誘電体層が、窒化珪素を含み、前記第三の誘電体層が、厚さ約4μmのPBOを含み、また、
前記第三の誘電体層の下側の面を越えて、前記開口部の内側方向に横向きに突出している、前記第二の誘電体層の上面の露出した部分を、前記肩部が含み、また、
個々のキャップが独立に、障壁材料と、前記障壁材料上のアルミニウムの掩蔽物とを含む
ことを特徴とする、請求項５０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５６】
複数のマイクロエレクトロニクス用ダイを有する基板であって、ここで、それぞれのダイは、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続された接合パッドとを含むような基板と、
前記製品上の誘電体構造であって、前記誘電体構造は、平坦化された上面と、対応する接合パッドから突出する側壁を具えた複数の開口部とを有するような、誘電体構造と、
前記接合パッド上の複数の導電性キャップであって、ここで、それぞれのキャップは独立に、前記誘電体構造の前記平坦化された上面からの延長面上に在る平坦化された部分を有するような、複数の導電性キャップと、
前記キャップに接続した、外部に露出した導電性接続子と
を含むことを特徴とする、マイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５７】
複数のマイクロエレクトロニクス用ダイを有する基板であって、ここで、それぞれのダイは、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続された接合パッドとを含むような基板と、
前記製品上の誘電体構造であって、前記誘電体構造は、平坦化された上面と、対応する接合パッドから突出する側壁を具えた複数の開口部とを有し、ここで、前記誘電体構造の厚さが約4μmから10μmであり、また、前記開口部の断面方向のさしわたしが、約20μmから120μmであるような、誘電体構造と、
前記接合パッド上の複数の導電性キャップであって、ここで、それぞれのキャップは独立に、前記誘電体構造の前記平坦化された上面からの延長面上に在る平坦化された部分を有し、且つ、前記誘電体構造の厚さよりも小さい厚さを有するので、前記開口部が、前記導電性キャップによって完全に埋まらない、複数の導電性キャップと
を含むことを特徴とする、マイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５８】
前記接合パッドに電気的に接続した、外部に露出した電気接続子をさらに含むことを特徴とする、請求項５７記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５９】
前記接合パッドが、銅および／もしくは銀および／もしくは金を含むことを特徴とする、請求項５７記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合パッド（銅の接合パッドなど）を具えた相互接続構造、および、接合パッド上にバンプ部位を作成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、および他の種類のマイクロエレクトロニクスデバイスは、セラミックチップキャリアー、有機プリント回路基板、リードフレーム、もしくは他の種類の中間構造に接合したダイを有する。マイクロエレクトロニクス用ダイ（マイクロエレクトロニクス用ダイ）を中間構造に接合するには、チップ直接接合法（Direct Chip Attach; DCA）か、フリップ-チップ接合法（flip-chip bonding）か、もしくは配線を使って、ダイ中の集積回路を、中間構造の配線に接続することによって行うことができる。典型的なDCA法もしくはフリップ-チップ法では、導電性材料（ハンダなど）の非常に小さいバンプもしくはボールを、ダイの接点上に溶着して設ける。その後、このバンプを、中間構造上の対応する末端に接続する。
【０００３】
銅は、半導体デバイスの配線において広汎に使われている。例えば、多くの高性能デバイス集積回路が使っている配線は、銅からできている。多くのマイクロエレクトロニクス用ダイの接合パッドも、銅から作られている。しかし、銅でできた接合パッドには、酸素と水の存在下で簡単に酸化され腐蝕してしまうという問題がある。その帰結として、銅の接合パッドには酸化および／もしくは腐蝕に対する保護を施して、デバイスの不良や破壊が起こってしまう可能性を防ぐ必要がある。
【０００４】
図１は、銅の接合パッド 20 を具えた基板 11 を有する、マイクロエレクトロニクス用ダイ 10 の一部の断面図である。図１のダイ 10 は、複数のパッシベーション層（表面保護層）をさらに含んでおり、これらのパッシベーション層としては、第一の誘電体層 32 （二酸化珪素など）、第二の誘電体層 34 （窒化珪素など）、および第三の誘電体層 36 （ポリイミドなど）が含まれる。ダイ 10 は、キャップ 40 をさらに含み、またこのキャップ 40 は、基層（障壁層; barrier layer） 42 とその障壁層 42 に被さった金属層 44 とを有する。キャップ 40 の形成にあたっては、第一の誘電体層 32 および第二の誘電体層 34 の上に第一のマスクをつくってから、接合パッド 20 の上の第一の誘電体層 32 および第二の誘電体層 34 をエッチングして穴を穿つようにする。その後、障壁層 42 および金属層 44 を、製品 10 上に溶着する。キャップ 40 の形成工程には、レジスト 50 から金属層 44 の上面に第二のマスクをつくるステップと、レジスト 50 を現像して第三の誘電体層36 の上部に張り出した金属層 44 の部分を露出させるステップと、その後に反応性イオンエッチングにより金属層 44 と障壁層 42 をエッチングして第三の誘電体層 36 に至るまで穿つステップとがさらに含まれる。そうしてからレジスト 50 を製品 10 から剥して、銅の接合パッド 20 の上にキャップ 40 が残るようにする。
【０００５】
図１に示した銅の相互接続構造には、製造工程において、接合パッド 20 の上に開口部をつくるための第一のマスクと、金属層 44 の上にレジスト 50 のパターンをつくるための第二のマスクとを必要とするため、製造が比較的高価についてしまう、という問題がある。マスクの作成にあたっては、半導体デバイスに求められる裕度を得るために、非常に高価なフォトリソグラフィ（光蝕刻）設備を必要とするので、その費用が高額になってしまう。また、この製造工程では、費用のかさむ反応性イオンエッチングを使って、金属層 44 の一部と障壁層 42 の一部とを除去するので、なおもいっそう費用が高くなってしまう。さらには、この製造工程では、レジスト 50 が接合パッド 20 の上に溜り、またこれを除去するのに時間がかかってしまうので、ことさらに高価についてしまう。
【０００６】
図２は、銅の接合パッドを保護するためのキャップを有するようなマイクロエレクトロニクス用ダイ 100 の別の実施形態の一部の断面図を示している。図２に示したダイ 100 は、図１に示したダイ 10 と同様であり、類似する参照番号群は、これら双方の図の類似する部品群を指している。図２のダイ 100 には、接合パッド 20 の上に鍍金加工して載せた（plated onto）キャップ 140 が含まれる。キャップ 140 の構築にあたっては、第一のマスクを作成するステップと、第一の誘電体層 32 および第二の誘電体層 34 を穿ち接合パッド 20 に至る穴を形成するステップとが用いられる。接合パッド 20 上にかかる穴をつくった後に、種々の鍍金サイクルを使って、キャップ 140 を接合パッド 20 の上に鍍金する。例えば、パラジウム層 142 を、鍍金工程で接合パッド 20 の上に直接載置してもよい。このパラジウム層 142 は、パラジウム層 142 の上に別の鍍金工程を用いてニッケル層 144 を載せるための、シード層（seed layer）もしくは核生成層（nucleation layer）となる。いくつかの実施形態においては、ニッケル層 144 を溶着する前に銀層 146 をパラジウム層 142 の上に鍍金することもでき、且つ／あるいは、金層 148 をニッケル層 144 の上に溶着することもできる。
【０００７】
図２のキャップ 140 については、まずニッケルをその下に在る金属層のうちのひとつの上に鍍金してから、そのニッケルの上にさらに鍍金をしなくてはならない、という問題がある。しかし、このニッケルは、誘電体層を貫く開口部の側壁には接合していないので、酸素と水分がニッケルと誘電体層 32, 34, 36 との界面に沿って滲透してしまう可能性がある。このため、接点 140 では、銅の接合パッド 20 を酸化と腐蝕から充分には防護できないのである。
【発明の開示】
【０００８】
〔1.  概論〕
本発明のいくつかの特徴は、銅、銀、金、もしくは他の適切な導電性材料から成る接合パッドなどの接合パッド上に、保護キャップを形成することに関する。マイクロエレクトロニクスデバイスの製造に際しては、この保護キャップによって、導電性バンプ、結線部、再配線層（redistribution layers）の金属配線（メタライゼーション）、もしくはボールに接続できる部位が得られる。こうしたバンプ部位を構築する方法の或る実施形態には、複数のダイを有するマイクロエレクトロニクス製品を用意するステップが含まれ、これら複数のダイには、集積回路と、この集積回路に電気的に結合した接合パッドとが含まれる。この実施形態には、製品上にパッシベーション構造を作成するステップと、パッシベーション構造に穴を穿って接合パッドの一部を露出させるステップと、パッシベーション構造上と接合パッドの露出した部分の上とに外部金属層を溶着するステップとをさらに含む。一般的に云って、この外部金属層の厚みは、開口部の全体が金属層で埋められてしまわない程度とする。この工程には、製品を、パッシベーション構造で目標とする度合い（endpoint）に至るまで平坦化するステップが、さらに含まれる。この平坦化段階には、平坦化手段に製品を接触させるように置くステップと、製品および／もしくは平坦化手段を相対して動かすことでパッシベーション構造から外部金属層の一部と障壁層の一部とを除去するステップと、が含まれる。その結果、平坦化工程によって、パッシベーション構造内につくられた開口部の中に残留する金属層の一部を（電気的に）絶縁して、接合パッド上の自己整列式（self-aligned）キャップを構築することができる。
【０００９】
銅の接合パッド上にバンプ部位を構築するための別の実施形態および方法には、複数のダイを有するマイクロエレクトロニクス製品を用意するステップが含まれ、ここでこの複数のダイには、集積回路と、その集積回路に電気的に接続した接合パッドとが含まれる。また、この実施形態には、誘電体構造を構築するステップがさらに含まれ、ここで、この誘電体構造には、その構造自体を貫く開口部が含まれている。この開口部は、接合パッドの少なくとも一部が露出するように配置された側壁と、側壁を横方向に過るように突出した肩部とを有する。この実施形態は、誘電体層と、接合パッドの露出した部分との上に、導電体層を溶着して、導電体層が、開口部内の肩部をなぞる階梯部を有するように構成するステップ、をさらに含む。導電体層の上部を、誘電体層の上から除去して、銅の接合パッドの上に、自己整列式キャップが形成されるようにする。例えば、導電体層の上部を誘電体構造から除去するにあたっては、製品を平坦化手段に接触させるように置いてから、製品および／もしくは平坦化手段を相対して動かすことによって、実施することができる。この工程には、導電体層の溶着に先立って、誘電体構造と接合パッドの露出した部分との上に中間層（intermediate layer）を形成するステップと、その後に導電体層を中間層の上に溶着するステップとを、任意に含めることができる。この中間層は、例えば、 （ａ） 接合パッドと導電体層との間の物質が、拡散もしくは移動してしまうことを防ぐ障壁層、ならびに／あるいは、 （ｂ） 誘電体構造および／もしくは接合パッドに好ましい接着性を与える接着剤層、とすることができる。導電体層は、アルミニウム、ニッケル、もしくは他の適切な金属とすることができる。
【００１０】
銅の接合パッドの上にバンプ部位を形成する方法の別の実施形態には、複数のダイを有するマイクロエレクトロニクス製品を用意するステップが含まれ、ここで、この複数のダイには、集積回路と、その集積回路に電気的に接続した銅の接合パッドとが含まれる。この方法には、製品上に誘電体構造を構築して、個々の接合パッドが少なくとも部分的に露出するようなパターンとして配置された複数の開口部ができるようにするステップ、がさらに含まれる。この方法はさらに、誘電体構造と接合パッドの露出した部分との上に障壁層を形成するステップと、障壁層の上にアルミニウム層を溶着するステップと、アルミニウム層を犠牲材料で覆うステップとへと続いてゆく。また、犠牲材料の上部、アルミニウム層、および障壁層を、機械的平坦化工程もしくは化学的・機械的平坦化工程を使って除去することで、さらにバンプ部位を作成する。その後、犠牲材料の残った部分を製品から取り除いて、銅の接合パッドの上のアルミニウム層を露出させることができる。
【００１１】
本発明に係る、接合パッド上にバンプ部位を構築するなおも別の方法には、複数のダイを有するマイクロエレクトロニクス製品を用意するステップが含まれ、ここで、この複数のダイには、集積回路と、その集積回路に電気的に接続した接合パッドとが含まれる。この実施形態には、製品上に誘電体構造をつくって、対応する接合パッドに沿って整列した複数の開口部ができるようにするステップと、誘電体構造および接合パッドの上に導電性キャップ層を溶着するステップと、がさらに含まれる。キャップ層の厚さは、誘電体構造の厚さよりも小さくなっており、誘電体構造内の開口部を、キャップ層が完全に埋めてしまわないようになっている。この方法には、キャップ層を覆うマスクを形成すること無く、製品からキャップ層の一部を除去することで、少なくともキャップ層の隔離された複数の部分を含むキャップを構築するステップ、がさらに含まれる。こうしたキャップは自己整列式であって、対応する銅の接合パッドに沿って整列する。
【００１２】
本発明の別の特徴は、銅の接合パッドの上にバンプ部位を有するような、マイクロエレクトロニクス製品を指向するものである。こうした製品の或る実施形態には、例えば、集積回路と、集積回路に電気的に接続した接合パッドとを含んだ、複数のマイクロエレクトロニクス用ダイを有する基板、が含まれる。この製品には、 （ａ） 対応する接合パッドから突出した側壁を持つ複数の開口部を具えた誘電体構造と、 （ｂ） 対応する接合パッドの上に在る複数のキャップとがさらに含まれる。それぞれのキャップは、導電性キャップ層の隔離された部分を含む。キャップはそれぞれが互いに電気的に絶縁されており、キャップ層を覆うマスク層をつくらなくとも、対応する接合パッドに沿って自己整列する。これらのキャップの厚みは、通常は、誘電体構造の厚みよりも小さくなっており、誘電体構造内の開口部を、キャップが完全に埋めてしまわないようになっている。
【００１３】
本発明に係るマイクロエレクトロニクス製品の別の実施形態には、複数のマイクロエレクトロニクス用ダイを有する基板が含まれ、ここでこの複数のマイクロエレクトロニクス用ダイには、集積回路と、この集積回路に電気的に接続した接合パッドとが含まれる。この実施形態には、製品上の誘電体構造と、接合パッド上の複数の導電性キャップとが、さらに含まれる。誘電体構造は、平坦化された上面と、対応する銅の接合パッドから突出する側壁を具えた複数の開口部とを有する。導電性キャップのそれぞれは、開口部内に導電体層を有する。或る実施形態においては、このキャップが、 （ａ） 接合パッドおよび開口部の側壁に接続した第一の層と、 （ｂ） 第一の層の上に在る第二の層とを含む。典型的には、第二の層は、アルミニウム、もしくは他の適切な導電性材料である。また、キャップは、誘電体構造の平坦化された上面から拡がる平坦化部位、をさらに含む。また、製品には、キャップに接続した複数の外部電気接続子（導電性ボールや結線部など）もさらに含まれる。
【００１４】
本発明に係るマイクロエレクトロニクス製品の別の実施形態には、複数のマイクロエレクトロニクス用ダイを有する基板が含まれ、ここでこの複数のマイクロエレクトロニクス用ダイには、集積回路と、この集積回路に電気的に接続した銅の接合パッドとが含まれる。この実施形態には、製品上の誘電体構造と、互いに電気的に絶縁されており且つ対応する接合パッド上に位置する複数の導電性キャップとが、さらに含まれる。この実施形態における誘電体構造には、製品上の第一の誘電体層と、第一の誘電体層上の第二の誘電体層と、第二の誘電体層上の第三の誘電体層とが含まれる。この誘電体構造には、対応する接合パッドに沿って整列した、側壁を有する複数の開口部を、さらに含めることもできる。開口部のそれぞれには、第二の誘電体層と第三の誘電体層との間か、または側壁に沿った別の適切な位置かに、横方向の肩部が具わっている。導電性キャップは、接合パッドの上に在る対応する開口部内に配置されており、また、個々のキャップは、対応する開口部の肩部と噛み合った階梯部を有する。
【００１５】
本発明に係るいくつかの実施形態については、半導体デバイス上の銅の接合パッドに関して言及している以下の節で説明してゆく。但し、後述する方法および構造は、他の種類のマイクロエレクトロニクスデバイスに対して使用することも可能である。また、接合パッドも、銅の接合パッドに限定はされず、その代わりとして、銀、金、もしくは他の適切な物質を用いることもできる。さらに言えば、本発明に係る他の実施形態においては、本明細書中に記載した構成もしくは構成要素とは異なるものを使うことができる。つまり、本発明に係るいくつかの実施形態においては、付加的な要素が加わっている場合もあり、あるいは、図３から図５Ｃにからめて後述される構成要素のいくつかを有していない場合もまたありえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
〔2.  銅の接合パッド上の自己整列式キャップの実施形態〕
図３は、接合パッドの上に在る複数の保護キャップを含むことで、ハンダボール、結線部、再配線層の金属配線（メタライゼーション）、もしくは、他の外部に露出した導電性接続子に接続する部位を得ているような、マイクロエレクトロニクス製品 300 の一部を示した断面図である。マイクロエレクトロニクス製品 300 には、複数のダイ 320 を有する基板 310 が含まれており、ここで複数のダイ 320 は、基板 310 の中に形成されているか、および／もしくは、基板 310 の上に形成されている。またダイ 320 には、集積回路 330 と、集積回路 330 に電気的に接続した接合パッド 340 とが含まれる。接合パッド 340 は通常は銅のパッドであるが、接合パッド 340 を、銀のパッド、金のパッド、もしくは他の適切な導電性パッドにすることも可能である。製品 300 は、複数の開口部 352 を有する誘電体構造 350 をさらに含み、ここで複数の開口部 352 は、接合パッド 340 の上に被さったパターンを描くよう配置される。より具体的には、外部デバイスと接続するための個々の接合パッド 340 の少なくとも一部が露出するように、開口部 352 を構成する。本製品は、接合パッド 340 を蔽い、且つ開口部 352 の側壁に接合する、複数のキャップ 360 をさらに含む。さらに詳しく後述するが、キャップ 360 は、対応する接合パッド 340 に沿って自己整列するため、開口部 352 内のキャップ 360 を電気的に絶縁するために、独立したマスクを使うことは無い。図１および図２に示した従来技術に係る構造と比較すると、キャップ 360 には、 （ａ） 構築にかかる費用が大幅に安くなり、また （ｂ） 酸素と水分からの保護がより良好になる、ということが期待できる。
【００１７】
図４Ａから図４Ｄにかけては、製品 300 において、図３に示したキャップの或る実施形態 360 を構築する工程を示す一連の段階を描写した断面図である。図３から図４Ｄにかけての類似する参照番号は、類似する構成要素を指している。図４Ａは、この工程の初期段階を示しており、誘電体構造 350 を基板 310 の上に溶着している。この段階では、まだ接合パッド 340 は誘電体構造 350 を通して露出してはいない。この実施形態においては、誘電体構造 350 には、第一の誘電体層 410 と、第一の誘電体層 410 の上の第二の誘電体層 412 と、第二の誘電体層 412 の上の第三の誘電体層 414 とが含まれる。第一の誘電体層 410 を二酸化珪素とし、また第二の誘電体層 412 を窒化珪素とすることができる。第一の誘電体層 410 および第二の誘電体層 412 を合わせた厚さは、約0.5μmから4μmとすることができ、これらの層の総厚さは通常約1μmから1.5μmである。第三の誘電体層 414 は、第二の誘電体層 412 の上に恒久的なマスクを形成できるような、ポリマーもしくは他の適切な誘電体材料とすることができる。例えば、第三の誘電体層 414 として感光性材料を用い、その厚みを約2〜10ミクロンとすることができる。第三の誘電体層 414 の具体的な実施形態のひとつは、4ミクロンの厚さのポリベンゾオキサゾール（PBO）層である。以下でさらに詳述するように、後続の平坦化工程で接合パッド 340 の厚さ変動（dishing）が起きないよう第三の誘電体層 414 を構成する。より好ましくは、第三の誘電体層 414 の厚さを、接合パッド 340 と、接合パッド 340 の上のすべての金属層とが、後続の化学的・機械的平坦化段階において過剰に浸蝕されないために充分な厚さとする。また、製品 300 は、銅の接合パッド 340 と誘電体構造 350 との間に、拡散障壁 415 をさらに含み、誘電体構造 350 の中に銅が拡散してしまわないようにする。或る実施形態においては、拡散障壁 415 は、厚さ300Åの炭化珪素の層である。誘電体層 410, 412, 414, 415 のすべては、適切な化学的気相成長法、スパッタリング法、もしくはこうした材料を溶着するための他の公知の工程を使って、溶着することができる。
【００１８】
図４Ｂには、本方法の後続する段階を描いており、誘電体構造 350 を貫く開口部 352 を形成して、接合パッド 340 の一部が露出するように構成する様子を示している。開口部 352 は、側壁 420 と、側壁 420 に沿った肩部 422 とを有する。肩部 422 は、側壁 420 を横方向に過って延びる段差部もしくは縁部とすることができる。例えば一般的には、開口部 352 の、接合パッド 340 の上面と平行な方向についてのさしわたしは、約20μmから120μm（より一般的には40μmから100μm）となる。或る実施形態においては、第三の誘電体層 414 がPBOから成っており、且つ、開口部 352 を形成するにあたり、PBOを露光させて現像することによって、接合パッド 340 に沿って整列した穴部を有するマスクを生成させている。その後、接合パッド 340 の上の、第二の誘電体層 412 の一部、第一の誘電体層 410 の一部、および拡散障壁 415 の一部をエッチングして、接合パッド 340 の上面を露出させる。開口部 352 のエッチングの完了後に、製品 300 を光プラズマ洗浄法（light plasma clean-up）を使って洗浄する。また、プラズマ洗浄法によっては、第三の誘電体層 414 も浸蝕され、第二の誘電体層 412 と第三の誘電体層 414 との界面に、肩部 422 がさらに形成されることになる。
【００１９】
図４Ｃは、キャップに用いる導電性材料を製品上に溶着した後の段階における、製品 300 を図示したものである。或る実施形態においては、製品 300 は、誘電体構造 350 と接合パッド 340 との上に溶着された第一の導電体層 430 、ならびに、第一の導電体層 430 の上に溶着された第二の導電体層 440 を含む。例えば、第一の導電体層 430 を、 （ａ） 接合パッド 340 と第二の導電体層 440 との間に在る材料の移動もしくは拡散を抑止するための障壁としての機能、ならびに／あるいは、 （ｂ） 誘電体構造 350 および接合パッド 340 にウェルを接着するための機能を持つような、任意に付加できる中間層とすることができる。銅の接合パッドの場合では、第一の導電体層 430 を、厚さ約300Åから500Åの障壁／接着層とし、また、第二の導電体層 440 を、厚さ5,000Åから30,000Åの金属層とするのが典型的である。第一の導電体層 430 は、Ta、TaN、TiN、WNx、または、誘電体構造 350 中および／もしくは第二の導電体層 440 中への銅の拡散を抑止するような他の適切な物質、から構成することができる。第二の導電体層 440 は、厚さ約8,000Åから20,000Åのアルミニウム層とすることができる。あるいは、第二の導電体層 440 を、ニッケルもしくは他の適切な金属とすることも可能である。第二の導電体層 440 がニッケルである場合には、銅はニッケル中に拡散しないので、第一の導電体層 430 は不要である。第一の導電体層 430 および第二の導電体層 440 は、側壁 420 と肩部 422 に適合するようになっている。その結果、第一の導電体層 430 および第二の導電体層 440 が、肩部 422 をなぞる階梯部 442 を有する。階梯部 442 と肩部 422 との界面は、接合パッド 340 に酸素と水分が届かないようにする強固な障壁をつくりだす。また、第一の導電体層 430 および第二の導電体層 440 を合わせた厚さは、誘電体構造 350 の厚さよりも小さくなっており、これらの導電体層が、誘電体構造 350 内の開口部 352 を完全に埋めてしまわないようになっている。或る実施形態においては、第一の導電体層 430 および第二の導電体層 440 を合わせた厚さが、約1μmから3μmであって、導電体層の溶着直後に開口部 352 内に、導電性材料を有さない充分な空隙が存在するようになっている。
【００２０】
図４Ｄは、キャップ 460 を接合パッド 340 上に形成した後の、製品 300 を示したものである。キャップ 460 は、図３に示したキャップ 360 のうちの一個の実施形態である。キャップ 460 を作成するにあたっては、製品 300 を平坦化して、第一の導電体層 430 の上部と第二の導電体層 440 の上部とを、第三の誘電体層 414 の上面から除去する。製品 300 の平坦化は、製品 300 を平坦化手段（図示せず）に接触させるようにして置いてから、製品および／もしくは平坦化手段を相対して動かすことによって、実施することができる。平坦化工程では、第一の導電体層 430 の上部と第二の導電体層 440 の上部とを第三の誘電体層 414 の上面から除去するに際して、接合パッド 340 上に在る第一の導電体層 430 および第二の導電体層 440 の部分を過剰に浸蝕してしまわないようにする。第三の誘電体層 414 の厚さは比較的大きいので、研磨パッドが、第二の導電体層 440 が許容できないほどに「厚み変動」（"dishing"）してしまうような程度にまで、開口部内に突出することを防止している。このため、第三の誘電体層 414 によって、接合パッド 340 上に在る第一の導電体層 430 および第二の導電体層 440 の部分が保護されることになる。なお、ここでは、接合パッド 340 上の第二の導電体層 440 の部分には厚み変動が無いものとして示してあるが、いくらかの厚み変動があっても許容される。図４Ｄに示したように、第三の誘電体層 414 は、平坦化された上面 450 を有し、また、キャップ 460 は、平坦化された上面 450 の延長面上に在る平坦化された部位 462 を有する。こうした平坦化工程によって、第二の導電体層 440 上に第二のマスクを形成すること無く、接合パッド 340 上のキャップ 460 を電気的に絶縁できる。したがって、キャップ 460 は、接合パッド 340 に沿って自己整列する。
【００２１】
図４Ｄに示したキャップ 460 の特徴のひとつとして、図１に関連して図示し上述したキャップ 40 よりも、廉価な製造が期待できる、ということがある。キャップ 460 の製造に際しては、誘電体構造 350 を貫く開口部 352 を形成するための単独のマスクのみを用いる。図４Ｄに関して記載した平坦化工程では、第二のマスクを使うこと無く、第一の導電体層 430 の上部と第二の導電体層 440 の上部とを、誘電体構造 350 の上面から除去するので、キャップ 460 が、接合パッド 340 に沿って自己整列する。図４Ｄに示したキャップ 460 とは対照的に、図１に示したキャップ 40 は、誘電体層を貫く開口部の形成のために第一のマスクを必要とし、且つ、レジスト 50 にパターンをつくるために第二のマスクも必要とする。さらに、図１のキャップ 40 では、費用のかさむ反応性イオンエッチングを用いて、導電体層の露出した部分を除去する必要があり、しかも、レジスト 50 をキャップ 40 から剥がす必要もある。このように、製品上に第二のマスクを形成し、反応性イオンエッチングを使って金属層をエッチングし、レジストを取り除くステップに較べれば、キャップ 460 の形成に使われる一度きりの平坦化工程は廉価である。つまり、図４Ｄのキャップ 460 には、費用面で良好な生産効率が期待できる。
【００２２】
さらに、図４Ｄのキャップ 460 の実施形態には、銅の接合パッド 40 を非常に良好に保護するという期待も寄せられる。まず、第一の導電体層 430 は、側壁 420 に接合するかさもなくば接着しており、また、第二の導電体層 440 が、第一の導電体層 430 に接合している。次に、キャップ 460 と誘電体構造 350 との界面の長さが、比較的長い。その結果、酸素と水分が、銅の接合パッド 340 の表面に達しづらくなっている。第三に、肩部 422 と階梯部 442 との界面によって、空気と水分から銅の接合パッド 340 を保護している。典型的な第二の導電体層 440 は、誘電体構造 350 に較べて大きな熱膨張係数を有する。このため、第二の導電体層 440 を溶着した後に冷却すると、この層が内向き且つ下向きに縮む程度は、誘電体構造 350 が縮む程度よりも大きくなる。したがって、階梯部 442 が肩部 422 を下向きに抑えつけるかたちになる。第二の導電体層 440 によって、階梯部 442 と肩部 422 との間に気密が効率良くつくられるため、酸素、水分、もしくは他の夾雑物が、接合パッド 340 へさらに届きにくくなっている。
【００２３】
キャップ 460 の別の特徴は、誘電体構造の存在により、化学的・機械的平坦化を行うことができるため、マスクを使うこと無く、第一の導電体層 430 の上部と第二の導電体層 440 の上部を除去できる、ということである。本発明以前には、化学的・機械的平坦化を行うと、第一の導電体層 430 の上部と第二の導電体層 440 の上部を除去するにあたり、研磨パッドが開口部内に突き出して、キャップの厚み変動を起こしてしまうことになったために、こうした平坦化は実行可能な方策であるとは見做されていなかった。図４Ａから図４Ｄに示した工程の実施形態では、接合パッド 340 上の領域に在る第二の導電体層 440 の厚み変動を、抑止もしくは少なくとも軽減するように誘電体構造 350 を構成することで、化学的・機械的平坦化を用いることが可能になっている。例えば、図４Ａから図４Ｄに示した工程の特定の実施形態のひとつでは、第三の誘電体層 414 の厚さを約4ミクロンとすることで、第一の導電体層 430 の上部と第二の導電体層 440 の上部の、第三の誘電体層 414 からの除去が完了するよりも前に、平坦化パッドが第二の導電体層 440 の厚みを許容できない程度にまで変えてしまわないようになっている。
【００２４】
図５Ａから図５Ｃには、図３に示したキャップ 360 のうちのひとつの別の実施形態となるキャップの、形成方法を示している。図３から図５Ｃにかけての類似する参照番号は、類似する構成要素を指している。図５Ａには、第一の誘電体層 510 と第二の誘電体層 512 を含んだ誘電体構造 505 を有することを特徴としている製品 300 において実施される、本方法のこの実施形態の初期段階を示してある。第一の誘電体層 510 を二酸化珪素とし、また第二の誘電体層 512 を窒化珪素とすることができる。製品 300 は、銅の接合パッド 340 と誘電体構造 505 との間に、拡散障壁 513 をさらに含み、誘電体構造 505 の中に銅が拡散してしまわないようにする。誘電体 505 は、接合パッド 340 から突出した側壁 520 を有するような開口部 352 を、さらに含む。第一の誘電体層 510 と第二の誘電体層 512 とを基板 310 上に溶着してから、マスクを使って第一の誘電体層 510 と第二の誘電体層 512 とを穿つようにエッチングして、開口部 352 を築くことができる。その後にこのマスクを製品 300 から剥がす。
【００２５】
図５Ｂには、本方法の後続段階における、製品 300 を示している。この段階では、製品は、第二の誘電体層 512 および接合パッド 340 の上に溶着された第一の導電体層 530 を含んでいる。製品には、第一の導電体層 530 上に溶着された第二の導電体層 540 と、第二の導電体層 540 上に溶着された犠牲材料 550 とが含まれる。第一の導電体層 530 を障壁層とし、また第二の導電体層 540 をアルミニウムもしくは別の適切な金属とし、また犠牲材料 550 をレジストとすることができる。第一の導電体層 530 と第二の導電体層 540 の構造および組成は、図４Ａから図４Ｄと関連して上述した第一の導電体層 430 と第二の導電体層 440 のそれと同様にすることができる。
【００２６】
図５Ｃには、接合パッド 340 上にキャップ 560 を形成するために、平坦化工程を使って第一の導電体層 530 の上部と第二の導電体層 540 の上部とを除去した後の、製品 300 を示してある。この実施形態においては、第一の導電体層 530 の上部と第二の導電体層 540 の上部とを製品 300 から除去するに際して、製品 300 を平坦化手段で押えつけてから、製品および／もしくは平坦化手段を相対して動かすようにして、化学的・機械的平坦化工程を実施する。その結果として、第二の誘電体層 512 を平坦化された表面 515 を持つようになり、またキャップ 560 も平坦化された部分 562 を有するようになる。
【００２７】
上述の記載からは、本明細書中で述べた本発明の具体的な実施形態は、例示を目的としているものであるのは明らかであって、且つ、本発明の本質から逸脱すること無く多様な変形例を作成できることも明らかである。例えば、図４Ｄおよび図５Ｃにからめて上述した平坦化工程は、単なる機械的工程とすることもでき、あるいは化学的・機械的工程とすることも可能である。さらに、接合パッド、導電体層、および誘電体層は、上述したものとは異なる材料から構成することも可能であり、および／もしくは、上述した厚みとは異なる厚みにすることも可能である。加えて、再配線層を、誘電体構造およびキャップの上部に構築して、こうした再配線層の金属配線を、接合パッド上のキャップと電気的に接続するように構成することが可能である。このように本発明は、付随する請求項以外の何物からも、限定を受けることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、従来技術の或る様態に係る、銅の接合パッドを有するマイクロエレクトロニクス用デバイスの断面図である。
【図２】図２は、従来技術の別の様態に係る、銅の接合パッドを有するマイクロエレクトロニクス用デバイスの断面図である。
【図３】図３は、本発明の或る実施形態に係る、銅の複数の接合パッドと、この銅の接合パッド上の保護キャップとを有するような、マイクロエレクトロニクス製品の一部を示している。
【図４Ａ】図４Ａ〜４Ｄは、本発明の或る実施形態に係る、銅の接合パッドに被さる導電性キャップを構築する工程の段階を図解するための断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａ〜４Ｄは、本発明の或る実施形態に係る、銅の接合パッドに被さる導電性キャップを構築する工程の段階を図解するための断面図である。
【図４Ｃ】図４Ａ〜４Ｄは、本発明の或る実施形態に係る、銅の接合パッドに被さる導電性キャップを構築する工程の段階を図解するための断面図である。
【図４Ｄ】図４Ａ〜４Ｄは、本発明の或る実施形態に係る、銅の接合パッドに被さる導電性キャップを構築する工程の段階を図解するための断面図である。
【図５Ａ】図５Ａ〜５Ｃは、本発明に係る別の実施形態における、銅の接合パッドに被さる導電性キャップの構築工程の段階を図解するための断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａ〜５Ｃは、本発明に係る別の実施形態における、銅の接合パッドに被さる導電性キャップの構築工程の段階を図解するための断面図である。
【図５Ｃ】図５Ａ〜５Ｃは、本発明に係る別の実施形態における、銅の接合パッドに被さる導電性キャップの構築工程の段階を図解するための断面図である。
【図１】
2008527727.tif 000003
【図２】
2008527727.tif 000004
【図３】
2008527727.tif 000005
【図４Ａ】
2008527727.tif 000006
【図４Ｂ】
2008527727.tif 000007
【図４Ｃ】
2008527727.tif 000008
【図４Ｄ】
2008527727.tif 000009
【図５Ａ】
2008527727.tif 000010
【図５Ｂ】
2008527727.tif 000011
【図５Ｃ】
2008527727.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月24日(2006.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロエレクトロニクス用デバイスの製造工程において、接合パッド上にバンプ部位を形成する方法であって、
複数のダイを有するマイクロエレクトロニクス製品を用意するステップであって、ここで、それぞれのダイは、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続された接合パッドとを含むようなステップと、
前記製品上にパッシベーション構造を形成するステップと、
前記パッシベーション構造に、前記接合パッドの少なくとも一部が露出するような開口部を設えるステップと、
前記パッシベーション構造および前記接合パッドの上に、外部金属層を載せるように溶着するステップと、
前記製品を平坦化手段に接触させるように置いてから、前記製品および／もしくは前記平坦化手段を相対して動かして平坦化を行い、前記パッシベーション構造から前記外部金属層の部分を除去するようにするステップと
を含み、ここで、
前記パッシベーション構造が、前記製品の上の第一の誘電体層と、前記第一の誘電体層の上の第二の誘電体層と、前記第二の誘電体層の上の感光性材料からなる第三の誘電体層とを有し、また、
前記パッシベーション構造内に開口部を作成するステップが、
前記感光性の第三の誘電体層を、前記接合パッドに沿って整列する複数の穴ができるように現像するステップと、
前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層を穿つようにエッチングして、前記第一の誘電体層と前記第二の誘電体層と前記第三の誘電体層とに亘って展開し且つ対応する接合パッドから突出する側壁、を有するような開口部を形成するステップと
を含み、また、
前記開口部を形成するステップが、
前記側壁を横方向に過るように延びる肩部を、前記開口部内に形成するステップ
をさらに含む
ことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記金属層を溶着する前記ステップが、
前記金属層を、前記パッシベーション構造の厚さよりも小さい厚さとして溶着することで、前記製品を平坦化する前に、前記金属層が、前記パッシベーション構造内の前記開口部を完全に埋めてしまわないようにするステップ
を含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記外部金属層を溶着する前に、前記パッシベーションおよび前記接合パッドの上に、中間層（intermediate layer）を形成するステップ
をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記接合パッドが銅であって、また、前記中間層が、前記外部金属層中への銅の拡散を阻害する障壁層であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記接合パッドが銅を含み、また、前記方法が、前記接合パッドおよび前記パッシベーション構造の上に中間層を溶着するステップをさらに含み、ここで、
外部金属層を溶着するステップが、
前記中間層の上にアルミニウム層を溶着するステップ
を含み、また、
前記製品を平坦化するステップが、
前記障壁層の部分と前記外部金属層の部分とを、前記第三の誘電体層の上面から、化学的・機械的に平坦化して、前記接合パッドの上に自己整列式キャップが残るようなステップ
を含む
ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記第三の誘電体層が、PBOを含むことを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記中間層が、タンタルおよび／もしくはチタンおよび／もしくはタングステンを含んだ障壁層であることを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記方法が、前記外部金属層を溶着するよりも前に前記接合パッドおよび前記開口部の側壁の上に拡散障壁材料を溶着するステップと、前記製品を平坦化するよりも前に前記金属層の上に犠牲材料を溶着するステップと、前記製品を平坦化した後に前記犠牲材料の残った部分を剥がすステップと、をさらに含み、ここで、
外部金属層を溶着するステップが、前記障壁材料の上にアルミニウム層を溶着するステップ、を含み、また、
前記製品を平坦化するステップが、前記製品から犠牲材料の残った部分を剥がすよりも前に、前記障壁材料の部分と前記外部金属層の部分とを、前記第二の誘電体層の上面から、化学的・機械的に平坦化して、前記接合パッドの上に自己整列式キャップが残るようなステップ、を含む
ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記第三の誘電体層の厚さが、約4μmであることを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記パッシベーション構造を形成するステップが、
前記製品上に、第一の誘電体層を溶着するステップと、
前記第一の誘電体層上に、第二の誘電体層を溶着するステップと、
前記第二の誘電体層上に、PBOでできた感光性である第三の誘電体層を溶着するステップと、
前記第三の誘電体層を現像して、前記接合パッドに沿って整列した複数の穴部を前記第三の誘電体層に形成するステップと、
前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層を穿つようにエッチングして、前記開口部を形成するステップと
を含み、ここで、前記開口部が、前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層および前記第三の誘電体層に亘って展開し且つ前記接合パッドから突出する、側壁を有する
ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
PBOでできた前記第三の誘電体層の厚さが、約4μmであることを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
マイクロエレクトロニクスデバイスの製造において、接合パッド上にバンプ部位を形成する方法であって、
複数のダイを有するマイクロエレクトロニクス製品を用意するステップであって、ここで、それぞれのダイは、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続された接合パッドとを含むようなステップと、
誘電体構造を、対応する接合パッドに沿って整列した開口部を前記誘電体構造が有するように、且つ、前記開口部が、 （ａ） 前記接合パッドの少なくとも一部が露出するように配置された側壁と、 （ｂ） 前記側壁に対して横方向に突出する肩部とを有するように構成するステップと、
前記誘電体構造および前記接合パッドの上に金属層を溶着するステップであって、ここで、金属層が、前記開口部内の前記肩部をなぞる階梯部を有するようなステップと、
前記製品を平坦化手段に接触させるように置いてから、前記製品および／もしくは前記平坦化手段を相対して動かすことにより、前記誘電体構造の上部から、前記金属層の部分を除去して、自己整列式キャップを前記接合パッドの上に形成するステップと
を含み、ここで、
誘電体構造を構築するステップが、
パッシベーション構造を、
前記製品上に、第一の誘電体層を溶着するステップと、
前記第一の誘電体層上に、第二の誘電体層を溶着するステップと、
前記第二の誘電体層上に、感光性である第三の誘電体層を溶着するステップと、
前記第三の誘電体層を現像して、前記接合パッドに沿って整列した複数の穴部を前記第三の誘電体層に形成するステップと、
前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層を穿つようにエッチングして、前記開口部を形成するステップと
により形成するステップ
を含み、また、
前記開口部の前記側壁が、前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層および前記第三の誘電体層に亘って展開し且つ前記接合パッドから突出する
ことを特徴とする、方法。
【請求項１７】
前記第三の誘電体層を浸蝕して、前記第二の誘電体層の上面が、前記第三の誘電体層の下側の面を越えて、前記開口部の内側へと突出するように、前記肩部を形成するステップ
をさらに含むことを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記第三の誘電体層が、PBOを含むことを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記第三の誘電体層の厚さが、前記平坦化段階中に、前記接合パッドの上に在るアルミニウム層の部分が厚さ変動（dishing）を起こさないように構成された厚さであることを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
（ａ） 前記金属層を溶着するよりも前に、前記誘電体構造上に中間層を溶着するステップと、
（ｂ） 前記製品を平坦化することによって、前記金属層と前記中間層の双方の部分を、前記誘電体構造の前記上部から除去して、前記障壁層の隔離された部分と、前記金属層の隔離された部分とを有する前記自己整列式キャップを形成するステップと
をさらに含むことを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項２１】
前記接合パッドが、銅および／もしくは銀および／もしくは金を含むことを特徴とする、請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
マイクロエレクトロニクスデバイスの製造において、接合パッド上にバンプ部位を形成する方法であって、
複数のダイを有するマイクロエレクトロニクス製品を用意するステップであって、ここで、それぞれのダイは、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続された接合パッドとを含むようなステップと、
前記製品上に誘電体構造を構築して、前記誘電体構造が、対応する接合パッドに沿って整列した開口部を持つようにするステップと、
前記誘電体構造と、前記接合パッドとの上に、導電性キャップ層を溶着するステップと、
前記キャップ層の上にマスクをつくること無く、前記製品から前記キャップ層の部分を取り除いて、前記キャップ層の隔離された部分を含んだキャップを形成するステップであって、ここで前記キャップは、対応する銅の接合パッドに沿って自己整列するようなステップと
を含み、また、
誘電体構造を構築するステップが、
パッシベーション構造を、
前記製品上に、第一の誘電体層を溶着するステップと、
前記第一の誘電体層上に、第二の誘電体層を溶着するステップと、
前記第二の誘電体層上に、感光性である第三の誘電体層を溶着するステップと、
前記第三の誘電体層を現像して、前記接合パッドに沿って整列した複数の穴部を前記第三の誘電体層に形成するステップと、
前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層を穿つようにエッチングして、前記開口部を形成するステップと
によって形成するステップ
を含み、ここで、前記開口部が、前記第一の誘電体層および前記第二の誘電体層および前記第三の誘電体層に亘って展開し且つ前記接合パッドから突出する、側壁を有し、また、
前記第三の誘電体層を浸蝕することにより、前記開口部内に肩部を形成して、その結果、前記第二の誘電体層の上面が、前記第三の誘電体層の下側の面を越えて、前記開口部の内側方向に横向きに突出するように、前記肩部を形成するステップ
をさらに含む
ことを特徴とする、方法。
【請求項２６】
マスクをつくること無く、前記キャップ層の前記部分を取り除くステップが、
化学的・機械的平坦化工程を使って、前記製品を平坦化するステップ
を含むことを特徴とする、請求項２３記載の方法。
【請求項２７】
拡散障壁材料を、前記接合パッドと、前記開口部の前記側壁との上に溶着することにより、導電性障壁層を前記誘電体構造の上に形成するステップ
をさらに含み、また、；
キャップ層を溶着するステップが、
前記拡散障壁材料の上にアルミニウム層を溶着するステップ
を含み、ここで、前記アルミニウム層および前記拡散障壁材料が、前記開口部内の前記肩部をなぞる階梯部を有し、また；
マスクをつくること無く、前記キャップ層の前記部分と前記障壁層の前記部分とを除去するステップが、
前記アルミニウム層の部分と前記拡散障壁材料の部分とに、前記第三の誘電体層の上面から化学的・機械的平坦化を行い、前記接合パッド上に自己整列式キャップが残るようにするステップ
を含む
ことを特徴とする、請求項２３記載の方法。
【請求項２８】
前記方法が、
前記接合パッドと、前記開口部の前記側壁との上に、拡散障壁材料を溶着するステップと、
前記製品を平坦化する前に、前記キャップ層上に犠牲材料を溶着するステップと、
前記製品を平坦化した後に、前記犠牲材料の残った部分を剥がすステップと
によって、前記誘電体構造の上に導電性障壁層を形成するステップ
をさらに含み、また、；
キャップ層を溶着するステップが、
前記拡散障壁材料の上にアルミニウム層を溶着するステップ
を含み、また、；
マスクをつくること無く、前記キャップ層の前記部分と前記障壁層の前記部分とを除去するステップが、
前記製品から犠牲材料の残った部分を剥がすよりも前に、前記アルミニウム層の部分と前記拡散障壁材料の部分とに、前記第二の誘電体層の上面から化学的・機械的平坦化を行い、前記接合パッド上に自己整列式キャップが残るようにするステップ
を含む
ことを特徴とする、請求項２３記載の方法。
【請求項２９】
複数のマイクロエレクトロニクス用ダイを有する基板であって、ここで、それぞれのダイは、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続された接合パッドとを含むような基板と、
対応する接合パッドから突出した側壁を具えた複数の開口部を有する、誘電体構造と、
前記接合パッド上の導電性キャップ層の隔離された部分を含んだ、複数のキャップであって、ここで、前記キャップは、互いに電気的に絶縁されており、且つ、前記キャップ層上にマスク層を形成すること無く、対応する接合パッドに沿って自己整列するような複数のキャップと
を含み、また、
前記誘電体構造が、
前記製品上の第一の誘電体層と、
前記第一の誘電体層上の第二の誘電体層と、
前記第二の誘電体層上の第三の誘電体層と
を有し、また、
前記第三の誘電体層の下側の面を越えて、前記開口部の内側方向に横向きに突出している、前記第二の誘電体層の上面の露出した部分を、前記肩部が含む
ことを特徴とする、マイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３０】
前記誘電体構造が、
二酸化珪素を含んだ第一の誘電体層と、
窒化珪素を含んだ第二の誘電体層と、
PBOを含んだ第三の誘電体層と
を含むことを特徴とする、請求項２９記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３２】
前記第三の誘電体層の厚さが、約2μmから10μmであって、且つ、前記キャップの厚さが、前記誘電体構造のそれよりも小さいことを特徴とする、請求項２９記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３３】
前記第三の誘電体層が、厚さ約4μmのPBOの層を含むことを特徴とする、請求項２９記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３４】
前記開口部が、前記側壁に沿い、且つ前記側壁に対して横方向に展開する肩部をさらに含むことを特徴とする、請求項２９記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３７】
前記キャップ層と前記接合パッドとの間に、中間層をさらに含むことを特徴とする、請求項２９記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３８】
前記接合パッドが、銅および／もしくは銀および／もしくは金を含むことを特徴とする、請求項２９記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項３９】
前記誘電体構造が、平坦化された上面を有し、また、前記キャップが、前記平坦化された上面からの延長面上に在る平坦化された部位を有することを特徴とする、請求項２９記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４０】
複数のマイクロエレクトロニクス用ダイを有する基板であって、ここで、それぞれのダイは、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続された接合パッドとを含むような基板と、
前記製品上の誘電体構造であって、平坦化された上面と、対応する接合パッドから突出する側壁を具えた複数の開口部とを有するような、誘電体構造と、
前記接合パッド上の複数の導電性キャップであって、ここで、それぞれのキャップは独立に、前記誘電体構造の前記平坦化された上面からの延長面上に在る平坦化された部分を有し、且つ、前記誘電体構造の厚さよりも小さい厚さを有するような、複数の導電性キャップと
を含み、また、
前記誘電体構造が、
前記製品上の第一の誘電体層と、
前記第一の誘電体層上の第二の誘電体層と、
前記第二の誘電体層上の第三の誘電体層と
を有し、また、
前記第三の誘電体層の下側の面を越えて、前記開口部の内側方向に横向きに突出している、前記第二の誘電体層の上面の露出した部分を、前記肩部が含む
ことを特徴とする、マイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４１】
前記キャップが、銅の拡散を抑止する第一の導電体層、および、第二の導電体層、を含むことを特徴とする、請求項４０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４２】
前記第二の導電体層が、アルミニウムを含むことを特徴とする、請求項４１記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４３】
前記誘電体構造が、
二酸化珪素を含んだ第一の誘電体層と、
窒化珪素を含んだ第二の誘電体層と、
PBOを含んだ第三の誘電体層と
を含むことを特徴とする、請求項４０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４４】
前記誘電体構造が、
前記製品上の第一の誘電体層と、
前記第一の誘電体層上の第二の誘電体層と、
前記第二の誘電体層上の第三の誘電体層と
を有することを特徴とする、請求項４０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４５】
前記第三の誘電体層の厚さが、約2μmから10μmであることを特徴とする、請求項４０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項４６】
前記第三の誘電体層が、厚さ約4μmのPBOの層を含むことを特徴とする、請求項４０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５０】
複数のマイクロエレクトロニクス用ダイを有する基板であって、ここで、それぞれのダイは、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続された接合パッドとを含むような基板と、
前記製品上の誘電体構造であって、前記誘電体構造が、
前記製品上の第一の誘電体層と、
前記第一の誘電体層上の第二の誘電体層と、
前記第二の誘電体層上の第三の誘電体層と、
前記誘電体構造を貫いて対応する接合パッドに沿う側壁を具えた、複数の開口部と
を有し、ここで、個々の開口部は独立に、前記第二の誘電体層と前記第三の誘電体層との間に横方向の肩部を持つような、誘電体構造と、
互いに電気的に絶縁されており、且つ、前記接合パッド上の対応する開口部内に位置する、複数の導電性キャップであって、ここで、個々のキャップは独立に、対応する開口部の肩部をなぞる階梯部を有するような、複数の導電性キャップと
を含むことを特徴とする、マイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５１】
前記誘電体構造が、
二酸化珪素を含んだ第一の誘電体層と、
窒化珪素を含んだ第二の誘電体層と、
PBOを含んだ第三の誘電体層と
を含むことを特徴とする、請求項５０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５２】
前記第三の誘電体層の厚さが、約2μmから10μmであることを特徴とする、請求項５０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５３】
前記第三の誘電体層が、厚さ約4μmのPBOの層を含むことを特徴とする、請求項５０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５４】
前記第三の誘電体層の下側の面を越えて、前記開口部の内側方向に横向きに突出している、前記第二の誘電体層の上面の露出した部分を、前記肩部が含むことを特徴とする、請求項５０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【請求項５５】
前記第一の誘電体層が、二酸化珪素を含み、前記第二の誘電体層が、窒化珪素を含み、前記第三の誘電体層が、厚さ約4μmのPBOを含み、また、
前記第三の誘電体層の下側の面を越えて、前記開口部の内側方向に横向きに突出している、前記第二の誘電体層の上面の露出した部分を、前記肩部が含み、また、
個々のキャップが独立に、障壁材料と、前記障壁材料上のアルミニウムの掩蔽物とを含む
ことを特徴とする、請求項５０記載のマイクロエレクトロニクス製品。
【国際調査報告】
2008527727.tif 000013
2008527727.tif 000014
2008527727.tif 000015