專利名稱：半導體工藝及結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導體工藝及結(jié)構(gòu)，且特別是涉及一種可降低工藝成本的半導體工藝及結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，半導體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益廣泛，大量地應(yīng)用于各種集成電路以及各種電子產(chǎn)品中。其中保護層(Passivation Layer)作為半導體結(jié)構(gòu)中的絕緣物質(zhì)，用于電絕緣以及保護半導體結(jié)構(gòu)中的金屬導線，是半導體結(jié)構(gòu)中不可或缺的膜層之一。在已知的半導體工藝中，常見的保護層材料為光致抗蝕劑材料或者環(huán)氧樹脂，且其形成方法通常包括沉積及光刻蝕刻工藝，但由于光刻蝕刻工藝的成本高，因而難以將半導體工藝的成本降至理想的范圍內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種低成本的半導體工藝。本發(fā)明的再一目的是提供一種低成本的半導體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提出一種半導體工藝，其是先提供導電基底，接著在導電基底上形成至少一個絕緣圖案。然后，在絕緣圖案上形成金屬圖案。再來，進行第一電鍍工藝，以于導電基底上形成保護層覆蓋金屬圖案。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，上述半導體工藝在形成保護層之前，還包括在部分的金屬圖案上形成犧牲層，并且在形成保護層之后，移除犧牲層以形成開口而暴露出部分的金屬圖案。其中移除犧牲層的方法包括等離子體蝕刻或濕式蝕刻。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，在絕緣圖案上形成金屬圖案的方法例如是先在導電基底上形成電鍍種子層覆蓋絕緣圖案，接著在電鍍種子層上形成圖案化光致抗蝕劑層，以暴露出位于絕緣圖案上的部分電鍍種子層。然后，對暴露出的部分電鍍種子層進行第二電鍍工藝，以形成金屬圖案。此外，在形成金屬圖案之后及形成保護層之前，還包括移除圖案化光致抗蝕劑層及殘留在導電基底上的電鍍種子層。舉例來說，移除殘留在導電基底上的電鍍種子層的方法包括濕式蝕刻。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，導電基底為硅基底。本發(fā)明還提出一種半導體工藝，包括提供導電基底；以及以導電基底為電極進行電鍍工藝，以于導電基底上形成保護層。其中導電基底為硅基底。本發(fā)明另提出一種半導體結(jié)構(gòu)，包括導電基底、至少一個絕緣圖案、至少一個金屬圖案以及保護層。絕緣圖案配置于導電基底上，金屬圖案配置于絕緣圖案上，而保護層以電鍍方式形成于導電基底上并覆蓋金屬圖案。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，保護層包括開口，其暴露出部分的金屬圖案。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，導電基底為硅基底。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，金屬圖案為金屬復(fù)合層，如銅/鎳/金或者鋁/鎳/金。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，保護層的材料包括電泳涂料。由于本發(fā)明的半導體工藝是利用電鍍工藝形成保護層，并通過先在金屬圖案上形成犧牲層，再于形成保護層后移除犧牲層的方法而于保護層中形成開口，因此與已知以光刻蝕刻工藝形成保護層的方法相較之下，本發(fā)明可大幅降低半導體工藝的成本。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實施例， 并配合附圖，作詳細說明如下。


圖IA至圖IC繪示為本發(fā)明的實施例中半導體工藝的流程示意圖。圖2A至圖2C繪示為本發(fā)明的實施例中利用電鍍工藝形成金屬圖案的流程示意圖。圖3A至圖3D繪示為本發(fā)明的另一實施例中半導體工藝的流程示意圖。附圖標記說明100、300 半導體結(jié)構(gòu)110、310:導電基底120 絕緣圖案130:金屬圖案131:電鍍種子層132 圖案化光致抗蝕劑層140 犧牲層141:開口150 保護層302:連接墊312 背面314 有源表面316 貫孔320 絕緣層330 金屬層
具體實施例方式請參閱圖IA至圖1C，其繪示為本發(fā)明的實施例的半導體工藝的示意圖。請參閱圖1A，提供導電基底110，例如硅基底。然后，在導電基底110上形成至少一個絕緣圖案120。具體來說，本實施例例如是先在導電基底110上全面涂布一層絕緣材料 (圖未示)，然后再利用光刻蝕刻工藝將此層絕緣材料蝕刻為至少一個絕緣圖案120。在本實施例中，其例如是將絕緣材料蝕刻成多個絕緣圖案120。請繼續(xù)參閱圖1B，在絕緣圖案120上形成金屬圖案130。特別的是，金屬圖案130 可利用電鍍(electroplating)工藝而形成。具體地，請參閱圖2A-2D，其繪示為本實施例的金屬圖案130在工藝中的剖面示意圖。如圖2A所示，首先在導電基底110上形成電鍍種子層131覆蓋絕緣圖案120。接著，如圖2B所示，在電鍍種子層131上形成圖案化光致抗蝕劑層132，以暴露出位于絕緣圖案120上的部分的電鍍種子層131。再來，如圖2C所示，利用暴露出的部分電鍍種子層131進行電鍍工藝。之后，移除圖案化光致抗蝕劑層132以及殘留在導電基底110上的電鍍種子層131，以形成圖IB所示的金屬圖案130。其中，殘留在導電基底110上的電鍍種子層131可利用蝕刻的方法而移除，例如濕式蝕刻。此外，本實施例的金屬圖案130可為金屬復(fù)合層，如銅/鎳/金復(fù)合層或者鋁/鎳 /金復(fù)合層，其可通過更換電解液而形成金屬復(fù)合層的金屬圖案130。當然，熟習此技藝者應(yīng)該知道，金屬圖案130也可以利用常見的濺渡 (sputtering)或化學沉積(chemical deposition)工藝搭配光刻蝕刻工藝而形成，在此不再贅述。請參閱圖1C，在形成金屬圖案130之后，接著即是利用導電基底110為電極而進行電鍍工藝，從而于導電基底110上形成保護層150以覆蓋金屬圖案130，此即大致完成半導體結(jié)構(gòu)100的工藝。詳細來說，保護層150的材料例如是電泳涂料或其他可以電鍍方式成膜的絕緣材料。由于此類型的材料具有抗酸堿、抗腐蝕、耐熱及防水的特性，因此可有效保護金屬圖案130，避免外界物質(zhì)對金屬圖案130造成損害。特別的是，在利用硅導通孔(through silicon via, TSV)技術(shù)與外界電路電性連接的半導體裝置的工藝中，絕緣圖案120可以與硅導通孔中的絕緣層在同一工藝中形成， 而金屬圖案130則可以與硅導通孔中的金屬層在同一工藝中形成，以下將舉實施例配合

。請參閱圖3A至圖3C，其繪示為本發(fā)明的實施例的半導體工藝的示意圖。如圖3A 所示，導電基底310具有貫通其背面312與有源表面314的貫孔316，且導電基底310的有源表面上已形成有連接墊(bonding pad) 302，而貫孔316即是對應(yīng)至連接墊302。首先，在導電基底110的背面312上形成絕緣圖案120以及覆蓋貫孔316側(cè)壁的絕緣層320。詳細來說，本實施例例如是先在導電基底310的背面312上全面涂布一層絕緣材料(圖未示)， 然后再利用光刻蝕刻工藝將此層絕緣材料蝕刻為至少一個絕緣圖案120，并同時移除位在貫孔316底部的部分絕緣材料，以形成暴露出連接墊302的絕緣層320。請參閱圖3B，在絕緣圖案120上形成金屬圖案130以及填入貫孔316內(nèi)的金屬層 330。其中，金屬圖案130與金屬層330的形成方法與前述實施例相同或相似，其可用電鍍、 濺渡或化學沉積工藝搭配光刻蝕刻工藝制作而成，此處不再贅述其細節(jié)。請參閱圖3C，特別的是，為使連接墊302可通過金屬層330而與外界電路電性連接，本實施例例如在形成金屬層330與金屬圖案130之后，先在金屬層330上形成犧牲層 140，其材料例如是聚合物材料。然后，利用導電基底310為電極而進行電鍍工藝，從而于導電基底310上形成保護層150以覆蓋未被犧牲層140所覆蓋的金屬圖案130。請參閱圖3D，移除犧牲層140，因而形成開口 141以暴露出部分的金屬層330，此即大致完成半導體結(jié)構(gòu)300的工藝。其中，犧牲層140可利用等離子體蝕刻或者濕式蝕刻而移除。承上所述，半導體結(jié)構(gòu)300的開口 141可用以供后續(xù)工藝于其中填入與金屬層330 電性連接的導電結(jié)構(gòu)(圖未示)，如介層窗或焊球，以使連接墊302可通過金屬層330及此導電結(jié)構(gòu)而與外界電路電性連接。值得一提的是，雖然前述兩個實施例均是先在導電基底110/導電基底310上形成絕緣圖案120/絕緣層320與金屬圖案130/金屬層330之后，再以導電基底110/導電基底 310為電極進行電鍍工藝以形成保護層150，但僅為本發(fā)明的實施例。本發(fā)明并不限定導電基底110/導電基底310上是否形成有任何膜層，只要是通過以導電基底110/導電基底310 為電極的電鍍工藝來形成保護層150的方法，即為本發(fā)明所欲保護的范圍。綜上所述，本發(fā)明的半導體工藝是利用電鍍工藝來形成保護層，并通過先在金屬圖案上形成犧牲層，再于形成保護層后移除犧牲層的方法，而于保護層中形成開口。與已知以光刻蝕刻工藝形成保護層的方法相較之下，本發(fā)明可大幅降低半導體工藝的成本。而且，由于本發(fā)明是以可電鍍成膜的絕緣材料作為保護層，且其具有抗酸堿、抗腐蝕、耐熱及防水的特性，因此可有效保護金屬圖案免于在后續(xù)工藝中受損，進而提高工藝良率。雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域一般技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權(quán)利要求所界定為準。
權(quán)利要求
1.一種半導體工藝，其包括 提供導電基底；于該導電基底上形成至少一絕緣圖案；于該絕緣圖案上形成至少一金屬圖案；以及進行第一電鍍工藝，以于該導電基底上形成保護層覆蓋該金屬圖案。
2.如權(quán)利要求1所述的半導體工藝，其中在形成該保護層之前，還包括在部分的該金屬圖案上形成犧牲層，并且在形成該保護層之后，移除該犧牲層以形成開口而暴露出部分的該金屬圖案。
3.如權(quán)利要求2所述的半導體工藝，其中移除該犧牲層的方法包括等離子體蝕刻或濕式蝕刻。
4.如權(quán)利要求1所述的半導體工藝，其中在該絕緣圖案上形成該金屬圖案的方法包括于該導電基底上形成電鍍種子層覆蓋該絕緣圖案；于該電鍍種子層上形成圖案化光致抗蝕劑層，以暴露出位于該絕緣圖案上的部分該電鍍種子層；以及對暴露出的部分該電鍍種子層進行第二電鍍工藝，以形成該金屬圖案。
5.如權(quán)利要求4所述的半導體工藝，其中在形成該金屬圖案之后及形成該保護層之前,還包括移除該圖案化光致抗蝕劑層；以及移除殘留在該導電基底上的該電鍍種子層。
6.如權(quán)利要求5所述的半導體工藝，其中移除殘留在該導電基底上的該電鍍種子層的方法包括濕式蝕刻。
7.如權(quán)利要求1所述的半導體工藝，其中該導電基底為硅基底。
8.一種半導體工藝，包括 提供導電基底；以及以該導電基底為電極進行電鍍工藝，以于該導電基底上形成保護層。
9.如權(quán)利要求8所述的半導體工藝，其中該導電基底為硅基底。
10.一種半導體結(jié)構(gòu)，包括 導電基底；至少一絕緣圖案，配置于該導電基底上；至少一金屬圖案，配置于該絕緣圖案上；以及保護層，以電鍍方式形成于該導電基底上并覆蓋該金屬圖案。
11.如權(quán)利要求10所述的半導體結(jié)構(gòu)，其中該保護層包括開口，暴露出部分的該金屬圖案。
12.如權(quán)利要求10所述的半導體結(jié)構(gòu)，其中該導電基底為硅基底。
13.如權(quán)利要求10所述的半導體結(jié)構(gòu)，其中該金屬圖案為金屬復(fù)合層。
14.如權(quán)利要求13所述的半導體結(jié)構(gòu)，其中該金屬圖案包括銅/鎳/金。
15.如權(quán)利要求13所述的半導體結(jié)構(gòu)，其中該金屬圖案包括鋁/鎳/金。
16.如權(quán)利要求13所述的半導體結(jié)構(gòu)，其中該保護層的材料包括電泳涂料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導體工藝及結(jié)構(gòu)，該工藝是先提供導電基底，接著在導電基底上形成至少一個絕緣圖案。然后，在絕緣圖案上形成金屬圖案。再來，進行第一電鍍工藝，以于導電基底上形成保護層覆蓋金屬圖案。與已知以光刻蝕刻工藝形成保護層的方法相比，本發(fā)明可大幅降低半導體工藝的成本。
文檔編號H01L23/485GK102254857SQ20101018302
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者張文雄 申請人:宏寶科技股份有限公司