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Dokumentenidentifikation DE102006056066A1 14.06.2007
Titel Halbleiterbauelement mit Justiermarkierungsschicht und Herstellungsverfahren
Anmelder Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon, Kyonggi, KR
Erfinder Hwang, Ho-ik, Seoul, KR;
Lee, Soo-cheol, Seoul, KR
Vertreter Patentanwälte Ruff, Wilhelm, Beier, Dauster & Partner, 70174 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 20.11.2006
DE-Aktenzeichen 102006056066
Offenlegungstag 14.06.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.06.2007
IPC-Hauptklasse H01L 23/544(2006.01)A, F, I, 20061120, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement mit einer Kontaktstellenelektrodenschicht (130) und einer Justiermarkierungsschicht (135) auf einem darunterliegenden Substrat (105, 110) sowie auf ein Verfahren zur Herstellung desselben.
Erfindungsgemäß beinhaltet das Halbleiterbauelement eine Passivierungsschicht (140), die auf dem darunterliegenden Substrat ausgebildet ist und wenigstens einen Teil der Oberseite der Kontaktstellenelektrodenschicht und wenigstens einen Teil der Oberseite der Justiermarkierungsschicht freilässt, und eine lichttransmittierende Schutzschicht (150), die wenigstens einen Teil der Passivierungsschicht bedeckt, den Oberseitenteil der Kontaktstellenelektrodenschicht, der von der Passivierungsschicht freigelassen wird, wenigstens teilweise freilässt und den Oberseitenteil der Justiermarkierungsschicht bedeckt, der von der Passivierungsschicht freigelassen wird.
Verwendung z.B. für COG-montierte LCD-Halbleiterbauelemente.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement mit einer Justiermarkierungsschicht, die z.B. zur Bereitstellung einer Justiermarke in einem Packungsvorgang für Halbleiterchips verwendet wird, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung desselben.

Auf einem Halbleitersubstrat ausgebildete Halbleiterbauelemente werden typischerweise zur Verbindung mit externen Bauelementen zusammengebaut und auch gepackt, um diese Halbleiterbauelemente vor der externen Umgebung zu schützen. Insbesondere kann ein Halbleiterbauelement eine Kontaktstellenelektrodenschicht, die als Eingangs-/Ausgangsbump für eine Verbindung mit einem externen Bauelement verwendet wird, und eine Justiermarkierung ("alignment mark") aufweisen, die als Justiermarke ("alignment key") für eine Montage des Halbleiterbauelements verwendet wird. Zum Beispiel kann ein Halbleiterbauelement, das als Treiberbauelement eines LCD(Flüssigkristallanzeige)-Bauelements verwendet wird, auf einem Glassubstrat montiert werden. Dies ist als COG(Chip-auf-Glas)-Montageverfahren bekannt.

Beim COG-Montageverfahren wird das Halbleiterbauelement unter Verwendung einer Justiermarkierung auf dem Glassubstrat justiert. Zum Beispiel kann für das COG-Montageverfahren auf eine "Panel Structure for Chip on Glass" des koreanischen Patents Nr. 0258719 Bezug genommen werden. Eine herkömmliche Justiermarkenstruktur für ein Halbleiterbauelement kann jedoch Justierfehler verursachen, wenn sich die Prozesse während eines Fertigungsvorgangs ändern.

1 stellt ein Halbleiterbauelement mit einer herkömmlichen Justiermarkenstruktur dar. Bezugnehmend auf 1 ist eine Justiermarkierungsschicht 55 auf einem Halbleitersubstrat 50 ausgebildet und von einer Passivierungsschicht 60 umgeben. Auf der Passivierungsschicht 60 ist eine Polyimidschicht 70 ausgebildet, um das Halbleiterbauelement zu schützen. Die Polyimidschicht 70 ist so strukturiert, dass die auf der Justiermarkierungsschicht 55 ausgebildete Passivierungsschicht 60 freigelegt ist. Im Allgemeinen ist die Justiermarkierungsschicht 55 in einem nicht gezeigten Feldbereich ausgebildet, der zur Isolierung aus einer isolierenden Schicht gebildet ist.

Eine optische Justiervorrichtung empfängt den Kontrast zwischen dem Feldbereich und einem Teil der Justiermarkierungsschicht 55 und justiert ein Halbleiterbauelement durch Verwenden dieses Kontrasts zwischen dem Feldbereich und der Justiermarkierungsschicht 55. Die Abweichung einer Dicke h der auf der Justiermarkierungsschicht 55 ausgebildeten Passivierungsschicht 60 kann jedoch die Farbe des Teils der Justiermarkierungsschicht 55 ändern, und diese Farbänderung kann zu einem Justierfehler für diese Halbleiterbauelemente führen. Da eine optische Justiervorrichtung die Justierung eines Halbleiterbauelements basierend auf dem Kontrast zwischen dem Feldbereich und der Justiermarkierungsschicht 55 innerhalb eines Standardbereichs vornimmt, besteht die Möglichkeit, dass diese Justiervorrichtungen als Folge keine richtige Justierung für ein Halbleiterbauelement mit einem Kontrast außerhalb des Standardbereichs erreichen.

Der Kontrast der Passivierungsschicht 60 ändert sich entsprechend der Abweichung der Dicke h der Passivierungsschicht 60 signifikant. Somit ist es möglicherweise schwierig, den Kontrast durch Steuern der Dicke h der Passivierungsschicht 60 zu steuern. Demgemäß kann weiterhin ein Justierfehler bezüglich des Halbleiterbauelements auftreten, selbst wenn die Passivierungsschicht 60 innerhalb eines erlaubten Prozesstoleranzbereichs liegt.

Somit besteht Bedarf für ein Halbleiterbauelement mit einem reduzierten Justierfehler. Außerdem besteht Bedarf für ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, das einen Justierfehler während der Montage des Halbleiterbauelements reduziert und kosteneffektiv ist.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Halbleiterbauelements der eingangs genannten Art sowie eines zugehörigen Herstellungsverfahrens zugrunde, mit denen sich die oben erwähnten Schwierigkeiten des Standes der Technik reduzieren oder eliminieren lassen und die insbesondere Justierfehler und Herstellungsaufwand gering halten.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Halbleiterbauelements mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eines Herstellungsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 11.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Vorteilhafte, nachfolgend beschriebene Ausführungsformen sowie das zu deren besserem Verständnis oben erläuterte herkömmliche Ausführungsbeispiel sind in den Zeichnungen dargestellt. Hierbei zeigen:

1 eine Querschnittansicht eines Halbleiterbauelements mit einer herkömmlichen Justiermarkierungsstruktur,

2 eine Draufsicht auf ein Halbleiterbauelement gemäß der Erfindung,

3 eine Querschnittansicht des Halbleiterbauelements von 2 entlang einer Linie III-III' und

4 bis 11 Querschnittansichten, die aufeinanderfolgende Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß der Erfindung veranschaulichen.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die zugehörigen 2 bis 11 eingehender anhand von bevorzugten Ausführungsformen erläutert. 2 zeigt ein Halbleiterbauelement, das ein Treiberbauelement eines LCD(Flüssigkristallanzeige)-Bauelements beinhalten kann, wobei jedoch die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. Das Halbleiterbauelement kann zum Beispiel eines für eine COG(Chip-auf-Glas)-Montage sein.

Bezugnehmend auf 2 beinhaltet das Halbleiterbauelement eine oder mehrere Justiermarkierungsschichten 135, 136, 137 und 138 und einen oder mehrere Bumps bzw. Bondhügel 170. Die Justiermarkierungsschichten 135, 136, 137 und 138 sind mit einer lichttransmittierenden Schutzschicht 150 bedeckt. Die Bumps 170 helfen bei der Verbindung des Halbleiterbauelements mit externen Bauelementen. Sie können zum Beispiel Lothügel sein. Die Justiermarkierungsschichten 135, 136, 137und 138 sind in einem Feldbereich ausgebildet, der aus einer isolierenden Schicht zur Isolation gebildet ist.

Die Anzahl der Justiermarkierungsschichten 135, 136, 137 und 138 und die Anzahl der Bumps 170 in 2 sind exemplarisch. Der Fachmann kann die Anzahl der Justiermarkierungsschichten und die Anzahl der Bumps je nach Anwendung geeignet wählen. Die Justiermarkierungsschichten 135, 136, 137 und 138 weisen eine flache Panelstruktur in einer "+"-Form, einer "T"-Form, einer "L"-Form oder einer "T"-Form auf. Die Formen der Justiermarkierungsschichten sind jedoch exemplarisch, und können je nach Bedarf verschieden sein, um in einer optischen Justiervorrichtung eingesetzt zu werden. Die Justiermarkierungsschicht 135 gemäß der vorliegenden exemplarischen Ausführungsform wird nachstehend beschrieben.

Bezugnehmend auf 3 ist der Bump 170 mit einer Kontaktstellenelektrodenschicht 130 elektrisch verbunden, die unter dem Bump 170 positioniert ist. Die Kontaktstellenelektrodenschicht 130 und die Justiermarkierungsschicht 135 sind auf einer Zwischenisolationsschicht 110 auf einem Halbleitersubstrat 105 ausgebildet. Die Kontaktstellenelektrodenschicht 130 ist mit Einheitsbauelementen in oder auf dem Halbleitersubstrat 105 elektrisch verbunden, und die Kontaktstellenelektrodenschicht 130 fungiert als ein Eingangs-/Ausgangsbump bezüglich der Einheitsbauelemente. Die Einheitsbauelemente können zum Beispiel eine Transistor- oder Kondensatorstruktur beinhalten.

Das Halbleiterbauelement ist auf dem Halbleitersubstrat 105 ausgebildet und beinhaltet des Weiteren eine Mehrzahl von Zwischenverbindungselektrodenschichten, die mit den Einheitsbauelementen verbunden sind. Die Zwischenisolationsschicht 110 kann zum Beispiel eine Struktur aufweisen, in der eine Mehrzahl von isolierenden Schichten gestapelt ist. Außerdem kann die Mehrzahl von Zwischenverbindungselektrodenschichten jeweils auf der Mehrzahl von isolierenden Schichten ausgebildet sein. In diesem Fall ist die Kontaktstellenelektrodenschicht 130 mit einer oder mehreren Zwischenverbindungselektrodenschichten elektrisch verbunden. Die Zwischenisolationsschicht 110 beinhaltet zum Beispiel eine Siliciumoxidschicht oder eine Siliciumnitridschicht.

Die Kontaktstellenelektrodenschicht 130 und die Justiermarkierungsschicht 135 können aus den gleichen Materialien gebildet sein. Die Kontaktstellenelektrodenschicht 130 kann zum Beispiel eine Barrierenmetallschicht 115a, eine Zwischenverbindungsmetallschicht 120a und eine Deckmetallschicht 125a beinhalten, und die Justiermarkierungsschicht 135 kann eine Barrierenmetallschicht 115b, eine Zwischenverbindungsmetallschicht 120b und eine Deckmetallschicht 125b beinhalten. Die Barrierenmetallschichten 115a und 115b können aus den gleichen Materialien auf der Zwischenisolationsschicht 110 gebildet sein. Außerdem können die Zwischenverbindungsmetallschichten 120a und 120b aus den gleichen Materialien auf den Barrierenmetallschichten 115a beziehungsweise 115b gebildet sein. Zudem können die Deckmetallschichten 125a und 125b aus den gleichen Materialien auf den Zwischenverbindungsmetallschichten 120a beziehungsweise 120b gebildet sein.

Die Barrierenmetallschichten 115a und 115b können zum Beispiel eine Titanschicht, eine Tantalschicht, eine Titannitridschicht, eine Tantalnitridschicht oder eine zusammengesetzte Schicht aus zwei oder mehr dieser Schichten umfassen, die gestapelt sind. Die Zwischenverbindungsmetallschichten 120a und 120b können zum Beispiel eine Aluminiumschicht oder eine Kupferschicht mit einem geringen elektrischen Widerstand umfassen. Die Deckmetallschichten 125a und 125b können zum Beispiel eine Titanschicht, eine Tantalschicht, eine Titannitridschicht, eine Tantalnitridschicht oder eine zusammengesetzte Schicht aus zwei oder mehr dieser Schichten umfassen, die gestapelt sind. Die Deckmetallschichten 125a und 125b können als eine Antireflexschicht verwendet werden, wenn die Zwischenverbindungsmetallschichten 120a beziehungsweise 120b strukturiert werden.

Die Deckmetallschichten 125a und 125b können strukturiert werden, um wenigstens einen Teil 122a der Zwischenverbindungsmetallschichten 120a beziehungsweise wenigstens einen Teil 122b der Zwischenverbindungsmetallschichten 120b freizulegen. Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung können jedoch die Deckmetallschichten 125a und 125b die Oberseiten der Zwischenverbindungsmetallschichten 120a beziehungsweise 120b bedecken. Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung können die Kontaktstellenelektrodenschicht 130 und die Justiermarkierungsschicht 135 des Weiteren jeweils eine Mehrzahl von Metallschichten beinhalten oder nur aus einer Metallschicht gebildet sein.

Eine Passivierungsschicht 140 ist auf der Zwischenisolationsschicht 110 ausgebildet und legt wenigstens einen Teil 122a der Oberseite der Kontaktstellenelektrodenschicht 130 und wenigstens einen Teil 122b der Oberseite der Justiermarkierungsschicht 135 frei. Die Passivierungsschicht 140 beinhaltet zum Beispiel Öffnungen 146 und 148. Der Teil 122a der Kontaktstellenelektrodenschicht 130 ist durch die Öffnung 146 freigelegt, und der Teil 122b der Justiermarkierungsschicht 135 ist durch die andere Öffnung 148 freigelegt.

Die Öffnungen 146 und 148 erstrecken sich im Inneren der Deckmetallschichten 125a und 125b, und die Zwischenverbindungsschichten 120a und 120b sind durch die Öffnungen 146 beziehungsweise 148 von der Passivierungsschicht 140 und den Deckmetallschichten 125a und 125b freigelegt. Die Seitenwände der Kontaktstellenelektrodenschicht 130 und die Seitenwände der Justiermarkierungsschicht 135 sind von der Passivierungsschicht 140 umgeben. Die Passivierungsschicht 140 kann zum Beispiel eine Siliciumnitridschicht oder eine Siliciumoxidschicht beinhalten. Die Passivierungsschicht 140 schützt die Einheitsbauelemente in oder auf dem Halbleitersubstrat 105 vor Wasser.

Eine lichttransmittierende Schutzschicht 150 ist ausgebildet, um wenigstens einen Teil der Passivierungsschicht zu bedecken. In dieser exemplarischen Ausführungsform bedeckt die lichttransmittierende Schutzschicht 150 den Teil 122b der Oberseite der Justiermarkierungsschicht 135 und lässt den Teil 122a der Oberseite der Kontaktstellenelektrodenschicht 130 frei. Die lichttransmittierende Schutzschicht 150 beinhaltet zum Beispiel eine Öffnung 154, und der Teil 122b der Oberseite der Justiermarkierungsschicht 135 und Teile der Passivierungsschicht 140 um den Teil 122b herum sind durch die Öffnung 154 freigelegt.

Die lichttransmittierende Schutzschicht 150 schützt die Struktur des Halbleiterbauelements vor externen Einflüssen, z.B. einem physikalischen Stoß oder einer chemischen Durchdringung, z.B. durch Wasser. Die lichttransmittierende Schutzschicht 150 kann des Weiteren z.B. eine photosensitive oder nicht-photosensitive Polyimidschicht oder Silikongummi-, Epoxid- oder Urethan-Isolationsschichten beinhalten.

Wenngleich die Dickenänderungen der Passivierungsschicht 140 die Farbe des Teils der Justiermarkierungsschicht 135 ändern können, verursachen Änderungen der Dicke (d) der lichttransmittierenden Schutzschicht 150 nahezu keine Veränderung der Farbe des Teils der Justiermarkierungsschicht 135 bei Betrachtung von oben. Somit wird die Farbe des Teils der Justiermarkierungsschicht 135 weiterhin konsistent aufrechterhalten, selbst wenn die Dicke (d) der lichttransmittierenden Schicht 150 möglicherweise durch eine Prozessvariation während der Bildung der lichttransmittierenden Schutzschicht 150 verändert wird. Mit anderen Worten wird der Kontrast zwischen dem Feldbereich und dem Teil der Justiermarkierungsschicht 135 konsistent aufrechterhalten. Demzufolge kann eine optische Justiervorrichtung das Halbleiterbauelement ohne Fehler justieren, selbst wenn die Dicke (d) der lichttransmittierenden Schutzschicht 150 geringfügig anders ist.

Wenn zum Beispiel der Teil 122b der Oberseite der Zwischenverbindungsmetallschicht 120b von der Deckmetallschicht 125b freigelegt ist, wird der Kontrast zwischen dem Feldbereich und dem Teil der Justiermarkierungsschicht 135 im Wesentlichen aufrechterhalten. Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung bedeckt die Deckmetallschicht 125b jedoch den Teil 122b der Zwischenverbindungsmetallschicht 120b, und der Kontrast zwischen dem Feldbereich und dem Teil der Justiermarkierungsschicht 135 wird in einem gewissen Maß aufrechterhalten.

Der Bump 170 ist auf dem Teil 122a der Oberseite der Kontaktstellenelektrodenschicht 130 ausgebildet, der von der Passivierungsschicht 140 und der lichttransmittierenden Schutzschicht 150 freigelegt ist. Der Bump 170 füllt zum Beispiel die Öffnung 146 der Passivierungsschicht 140, erstreckt sich auf die Passivierungsschicht 140 mit einer vorgegebenen Breite und erstreckt sich auf die lichttransmittierende Schutzschicht 150. Der Bump 170 kommt in direkten Kontakt mit dem Teil 122a der Oberseite der Zwischenverbindungsmetallschicht 120a. Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der Erfindung kann der Bump 170 jedoch in direkten Kontakt mit der Deckmetallschicht 125a kommen.

Der Teil des Bumps 170, der über der lichttransmittierenden Schutzschicht 150 freigelegt ist, wird zum Beispiel als Kontaktbereich mit einem Glassubstrat in einem Montagevorgang der COG-Montage verwendet. Der Bump 170 beinhaltet zum Beispiel eine Gold(Au)-Schicht. Eine zweite Barrierenmetallschicht 160 ist zwischen dem Bump 170 und dem Teil 122a der Oberseite der Zwischenverbindungsmetallschicht 120a und zwischen dem Bump 170 und der Passivierungsschicht 140 ausgebildet. Die zweite Barrierenmetallschicht 160 beinhaltet zum Beispiel eine Legierungsschicht aus Kupfer (Cu) und Nickel (Ni) und verhindert die wechselseitige Diffusion der zweiten Barrierenmetallschicht 160 und der Zwischenverbindungsmetallschicht 120a.

Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung wird jedoch der Bump 170 eventuell nicht verwendet, wenn das Halbleiterbauelement nicht durch das COG-Montageverfahren montiert wird. Die Kontaktstellenelektrodenschicht 130 kann beispielsweise durch Verwenden einer oder mehrerer anderer leitfähiger Verbindungsschichten, z.B. eines leitfähigen Drahtes, mit externen Bauelementen verbunden werden.

Unter Bezugnahme auf die 4 bis 11 wird nachstehend ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Bezugnehmend auf 4 wird eine Zwischenisolationsschicht 110 auf einem Halbleitersubstrat 105 gebildet, und eine vorläufige Kontaktstellenelektrodenschicht 130' und eine vorläufige Justiermarkierungsschicht 135' werden auf der Zwischenisolationsschicht 110 gebildet. Die vorläufige Kontaktstellenelektrodenschicht 130' und die vorläufige Justiermarkierungsschicht 135' beinhalten Barrierenmetallschichten 115a und 115b, Zwischenverbindungsmetallschichten 120a und 120b sowie vorläufige Deckmetallschichten 125a' und 125b'.

Eine Barrierenmetallschicht, eine Zwischenverbindungsmetallschicht und eine Deckmetallschicht werden zum Beispiel sequentiell auf der Zwischenisolationsschicht 110 gebildet. Dann werden die vorläufige Kontaktstellenelektrodenschicht 130' und die vorläufige Justiermarkierungsschicht 135' durch Strukturieren der Barrierenmetallschicht, der Zwischenverbindungsmetallschicht und der Deckmetallschicht unter Verwendung herkömmlicher Photolithographie- und Ätztechniken gebildet.

Bezugnehmend auf 5 wird eine Passivierungsschicht 140' gebildet, um die vorläufige Kontaktstellenelektrodenschicht 130' und die vorläufige Justiermarkierungsschicht 135' zu bedecken. Die Passivierungsschicht 140', die eine Siliciumoxidschicht oder eine Siliciumnitridschicht beinhaltet, wird zum Beispiel durch Verwenden eines CVD(chemischen Gasphasenabscheidungs)-Verfahrens gebildet.

Dann wird eine erste Photoresistschicht 142, welche die Passivierungsschicht 140' auf Teilen der vorläufigen Kontaktstellenelektrodenschicht 130' und der vorläufigen Justiermarkierungsschicht 135' freilegt, auf der Passivierungsschicht 140' gebildet.

Bezugnehmend auf 6 wird eine Passivierungsschicht 140 mit Öffnungen 146 und 148 durch Ätzen der freigelegten Teile der Passivierungsschicht 140' und der Deckmetallschichten 125a und 125b unter Verwendung der ersten Photoresistschicht 142 (von 5) als Ätzmaske gebildet. Die Deckmetallschichten 125a und 125b legen Teile 122a und 122b der Oberseiten der Zwischenverbindungsmetallschichten 120a und 120b durch die Öffnungen 146 beziehungsweise 148 frei. So beinhalten eine Kontaktstellenelektrodenschicht 130 und eine Justiermarkierungsschicht 135 jeweils die Barrierenmetallschichten 115a und 115b, die Zwischenverbindungsmetallschichten 120a und 120b sowie die Deckmetallschichten 125a und 125b. Die Justiermarkierungsschicht 135 kann zum Beispiel eine flache Panelstruktur in einer "+"-Form, einer "T"-Form, einer "L"-Form oder einer "T"-Form aufweisen.

Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können jedoch die vorläufigen Deckmetallschichten 125a' und 125b' (von 5) die Oberseiten der Zwischenverbindungsmetallschichten 120a und 120b bedecken, indem sie nicht geätzt werden. In diesem Fall sind die Zwischenverbindungsmetallschicht 130 und die vorläufige Zwischenverbindungsmetallschicht 130' (von 5) identisch, und die Justiermarkierungsschicht 135 und die vorläufige Justiermarkierungsschicht 135' (von 5) sind identisch.

Bezugnehmend auf 7 wird eine lichttransmittierende Schutzschicht 150' auf einer resultierenden Struktur gebildet, auf der die Passivierungsschicht 140 ausgebildet ist. Die lichttransmittierende Schutzschicht 150' füllt die Öffnungen 146 und 148 der Passivierungsschicht 140. Die lichttransmittierende Schutzschicht 150' beinhaltet z.B. eine photosensitive oder nicht-photosensitive Polyimidschicht oder eine Siliciumgummi-, Epoxid- oder Urethanisolationsschicht.

Dann wird eine zweite Photoresistschicht 152, die einen Teil der lichttransmittierenden Schutzschicht 150' auf wenigstens einem Teil 122a der Oberseite der Zwischenverbindungsmetallschicht 120a freilegt, auf der lichttransmittierenden Schutzschicht 150' gebildet.

Bezugnehmend auf 8 wird eine lichttransmittierende Schutzschicht 150 durch Ätzen des freigelegten Teils der lichttransmittierenden Schutzschicht 150' (von 7) unter Verwendung der zweiten Photoresistschicht 152 (von 7) als Ätzmaske gebildet. Die lichttransmittierende Schutzschicht 150 füllt die Öffnung 148 der Passivierungsschicht 140 und lässt die andere Öffnung 146 frei. Das heißt, die lichttransmittierende Schutzschicht 150 bedeckt den Teil 122b der Oberseite der Zwischenverbindungsmetallschicht 120b auf der Justiermarkierungsschicht 135 und lässt den Teil 122a der Oberseite der Zwischenverbindungsmetallschicht 120a frei. Die lichttransmittierende Schutzschicht 150 beinhaltet eine Öffnung 154, und die Öffnung 154 weist eine größere Breite als die Öffnung 146 der Passivierungsschicht 140 auf. So lässt die lichttransmittierende Schutzschicht 150 den Teil der Passivierungsschicht 140 um die Kontaktstellenelektrodenschicht 130 herum frei.

Bezugnehmend auf 9 wird eine zweite Barrierenmetallschicht 160' auf einer resultierenden Struktur gebildet, auf der die lichttransmittierende Schutzschicht 150 ausgebildet ist. Die zweite Barrierenmetallschicht 160' beinhaltet zum Beispiel eine Legierungsschicht aus Nickel und Kupfer und wird durch ein herkömmliches Depositionsverfahren gebildet.

Dann wird eine dritte Photoresistschicht 165, die den Teil 122a der Oberseite der Zwischenverbindungsmetallschicht 120a freilässt, auf der zweiten Barrierenmetallschicht 160' gebildet. Die Photoresistschicht 165 bedeckt zum Beispiel einen Teil der Passivierungsschicht 140, der durch die Öffnung 154 der lichttransmittierenden Schutzschicht 150 freigelegt ist, und lässt die Öffnung 146 der Passivierungsschicht 140 frei. So wird ein Teil 162 der zweiten Barrierenmetallschicht 160' auf dem Teil 122a der Oberseite der Zwischenverbindungsmetallschicht 120a freigelegt.

Bezugnehmend auf 10 wird ein Bump 170 auf der zweiten Barrierenmetallschicht 160' gebildet, die durch die dritte Photoresistschicht 165 freigelegt ist. Dann wird die dritte Photoresistschicht 165 entfernt. Der Bump 170 kann zum Beispiel eine Gold(Au)-Schicht beinhalten und durch Plattieren gebildet werden. Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der Erfindung wird jedoch die zweite Barrierenmetallschicht 160' nicht verwendet, und der Bump 170 kann auf der Kontaktstellenelektrodenschicht 130 gebildet werden.

Bezugnehmend auf 11 wird eine zweite Barrierenmetallschicht 160 durch Entfernen des Teils der zweiten Barrierenmetallschicht 160' (von 10) gebildet, der von dem Bump 170 freigelegt ist. So ist die zweite Barrierenmetallschicht 160 zwischen den Bump 170 und den Teil 122a der Oberseite der Zwischenverbindungsmetallschicht 120a und zwischen den Bump 170 und die Passivierungsschicht 140 eingefügt.

Während eines Entfernungsvorgangs des Teils der zweiten Barrierenmetallschicht 160' fungiert die lichttransmittierende Schutzschicht 150 als Ätzmaske, um die Justiermarkierungsschicht 135 zu schützen. Wenn die lichttransmittierende Schutzschicht 150 die Justiermarkierungsschicht 135 nicht bedeckt, besteht die Notwendigkeit, dass der Entfernungsvorgang durch kompliziertere Prozesse durchgeführt wird, und/oder es besteht die Möglichkeit, dass ein Teil der Justiermarkierungsschicht 135 geschädigt wird. Somit vereinfachen exemplarische Ausführungsformen der Erfindung den Vorgang des Entfernens eines Teils der zweiten Barrierenmetallschicht 160' und verhindern, dass ein Teil der Justiermarkierungsschicht geschädigt wird.

Tabelle 1 vergleicht anhand experimenteller Ergebnisse die Justiereigenschaften eines Halbleiterbauelements gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung mit jenen eines Halbleiterbauelements mit einer herkömmlichen Justiermarkierungsstruktur.

Gruppe I und Gruppe II repräsentieren ein Halbleiterbauelement gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung, bei der als ein Beispiel der lichttransmittierenden Schutzschicht 150 die Polyimidschicht auf der Justiermarkierungsschicht 135 des Halbleiterbauelements ausgebildet ist, wie in 3 gezeigt. Die Gruppe III repräsentiert ein herkömmliches Halbleiterbauelement, bei denn die Passivierungsschicht 60 auf der Justiermarkierungsschicht 55 ausgebildet ist, wie in 1 gezeigt. Die Dicke für die Polyimidschicht von Gruppe I unterscheidet sich von der Dicke der Polyimidschicht von Gruppe II. Die Gruppe I weist eine Polyimidschicht mit einer Dicke von etwa 3 &mgr;m auf, während die Gruppe II eine Polyimidschicht mit einer Dicke von etwa 3,8 &mgr;m aufweist.

Wie aus den in Tabelle 1 veranschaulichten Resultaten ersichtlich, beträgt in Gruppe III, die das herkömmliche Halbleiterbauelement repräsentiert, der Differenzwert der Grauskala, der den Kontrast zwischen der Justiermarkierungsschicht 135 und dem Feldbereich zeigt, –29 bis –35 (willkürlicher Maßstab). Somit liegt der Differenzwert der Grauskala in Gruppe III innerhalb eines relativ niedrigen und breiten Bereichs. Außerdem zeigen die in Tabelle 1 dargelegten Resultate, dass der Differenzwert der Grauskala in Gruppe I und Gruppe II, die ein Halbleiterbauelement gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung darstellen, etwa 53 bis etwa 55 beträgt (willkürlicher Maßstab). Daher ist der Differenzwert der Grauskala in Gruppe I und Gruppe II höher und gleichmäßiger als in Gruppe III.

Wie vorstehend erörtert, zeigt Tabelle 1, dass das Halbleiterbauelement gemäß exemplarischen Ausführungsformen der Erfindung einen höheren Differenzwert der Grauskala im Vergleich zu herkömmlichen Halbleiterbauelementen aufweist. Demzufolge kann die Justierempfindlichkeit in einer optischen Justiervorrichtung durch Verwenden von Halbleiterbauelementen und/oder Verfahren gemäß exemplarischen Ausführungsformen der Erfindung verbessert werden. Außerdem ist der Bereich für die Differenz der Grauskala für das Halbleiterbauelement gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung recht schmal, wie aus den Resultaten von Tabelle 1 ersichtlich, und daher wird der Kontrast durch die Dicke der Polyimidschicht des Halbleiterbauelements nicht geändert. Somit können Halbleiterbauelemente gemäß exemplarischen Ausführungsformen weiterhin ohne Fehler justiert werden, selbst wenn die Dicke der Polyimidschicht möglicherweise einer Prozessvariation unterworfen ist.

Mit dem Halbleiterbauelement gemäß exemplarischen Ausführungsformen der Erfindung wird die Farbe des Teils der Justiermarkierungsschicht konsistent aufrechterhalten, selbst wenn die Dicke der lichttransmittierenden Schutzschicht während des Vorgangs der Bildung der lichttransmittierenden Schutzschicht durch eine Prozessvariation geändert wird. So kann eine optische Justiervorrichtung das Halbleiterbauelement exemplarischer Ausführungsformen der Erfindung ohne Fehler justieren, selbst wenn die Dicke der lichttransmittierenden Schutzschicht etwas unterschiedlich ist. Das Halbleiterbauelement und das Glassubstrat können zum Beispiel durch Verwenden der Justiermarkierungsschicht im Montagevorgang durch das COG-Montageverfahren ohne Fehler justiert werden.

Außerdem fungiert bei Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß exemplarischen Ausführungsformen der Erfindung die lichttransmittierende Schutzschicht als Ätzmaske, um die Justiermarkierungsschicht während des Vorgangs der Entfernung eines Teils der zweiten Barrierenmetallschicht zu schützen. Somit wird der Vorgang der Entfernung eines Teils der zweiten Barrierenmetallschicht vereinfacht, und es wird verhindert, dass ein Teil der Justiermarkierungsschicht geschädigt wird.


Anspruch[de]
Halbleiterbauelement mit

– einer Kontaktstellenelektrodenschicht (130) auf einem darunterliegenden Substrat (105, 110) und

– einer Justiermarkierungsschicht (135), die auf dem darunterliegenden Substrat ausgebildet ist,

gekennzeichnet durch

– eine Passivierungsschicht (140), die auf dem darunterliegenden Substrat (105, 110) ausgebildet ist und wenigstens einen Teil der Oberseite der Kontaktstellenelektrodenschicht (130) und wenigstens einen Teil der Oberseite der Justiermarkierungsschicht (135) freilässt, und

– eine lichttransmittierende Schutzschicht (150), die wenigstens einen Teil der Passivierungsschicht bedeckt, den von der Passivierungsschicht freigelassenen Oberseitenteil der Kontaktstellenelektrodenschicht wenigstens teilweise freilässt und den von der Passivierungsschicht freigelassenen Oberseitenteil der Justiermarkierungsschicht bedeckt.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstellenelektrodenschicht und die Justiermarkierungsschicht aus dem gleichen Material gebildet sind. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstellenelektrodenschicht eine Barrierenmetallschicht (115a), eine Zwischenverbindungsmetallschicht (120a) auf der Barrierenmetallschicht und eine Deckmetallschicht (125a) auf der Zwischenverbindungsmetallschicht beinhaltet und die Deckmetallschicht wenigstens einen Teil der Zwischenverbindungsmetallschicht freilässt. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermarkierungsschicht eine Barrierenmetallschicht (115b), eine Zwischenverbindungsmetallschicht (120b) auf der Barrierenmetallschicht und eine Deckmetallschicht (125b) auf der Zwischenverbindungsmetallschicht beinhaltet und die Deckmetallschicht wenigstens einen Teil der Zwischenverbindungsmetallschicht freilässt. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungsschicht den Teil der Zwischenverbindungsmetallschicht, der von der Deckmetallschicht der Kontaktstellenelektrodenschicht freigelegt ist, wenigstens teilweise freilässt. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter gekennzeichnet durch einen Bump (170) auf einem Teil der Kontaktstellenelektrodenschicht, der von der Passivierungsschicht und der lichttransmittierenden Schutzschicht freigelegt ist. Halbleiterbauelement nach Anspruch 6, weiter gekennzeichnet durch eine zweite Barrierenmetallschicht (160), die zwischen der Kontaktstellenelektrodenschicht und dem Bump und zwischen dem Bump und der Passivierungsschicht angeordnet ist. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die lichttransmittierende Schutzschicht eine Polyimidschicht beinhaltet. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermarkierungsschicht eine flache Panelstruktur mit einer "+"-Form, einer "T"-Form, einer "L"-Form oder einer "T"-Form aufweist. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass

– das darunterliegende Substrat eine Zwischenisolationsschicht (110) auf einem Halbleitersubstrat (105) beinhaltet und

– die Justiermarkierungsschicht zur Bereitstellung einer Justiermarke eines Montagevorgangs ausgelegt und auf der Zwischenisolationsschicht ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit folgenden Schritten:

– Bilden einer Kontaktstellenelektrodenschicht (130) und einer Justiermarkierungsschicht (135) auf einem darunterliegenden Substrat,

– Bilden einer Passivierungsschicht (140) auf dem darunterliegenden Substrat derart, dass sie wenigstens einen Teil der Oberseite der Kontaktstellenelektrodenschicht und wenigstens einen Teil der Oberseite der Justiermarkierungsschicht freilässt, und

– Bilden einer lichttransmittierenden Schutzschicht (150) auf der resultierenden Struktur mit der Passivierungsschicht derart, dass sie den Oberseitenteil der Kontaktstellenelektrodenschicht, der von der Passivierungsschicht freigelassen wird, wenigstens teilweise freilässt und den Teil der Justiermarkierungsschicht bedeckt, der von der Passivierungsschicht freigelassen wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bilden der Kontaktstellenelektrodenschicht und der Justiermarkierungsschicht die folgenden Schritte beinhaltet:

– Bilden einer Barrierenmetallschicht auf dem darunterliegenden Substrat,

– Bilden einer Zwischenverbindungsmetallschicht auf der Barrierenmetallschicht,

– Bilden einer Deckmetallschicht auf der Zwischenverbindungsmetallschicht,

– Bilden der Kontaktstellenelektrodenschicht aus der Barrierenmetallschicht, der Zwischenverbindungsmetallschicht und der Deckmetallschicht durch Strukturieren der Barrierenmetallschicht, der Zwischenverbindungsmetallschicht und der Deckmetallschicht und

– Bilden der Justiermarkierungsschicht aus der Barrierenmetallschicht, der Zwischenverbindungsmetallschicht und der Deckmetallschicht durch Strukturieren der Barrierenmetallschicht, der Zwischenverbindungsmetallschicht und der Deckmetallschicht.
Verfahren nach Anspruch 12, weiter gekennzeichnet durch Freilegen der Zwischenverbindungsmetallschicht mittels Entfernen eines vorgegebenen Teils der Deckmetallschicht der Kontaktstellenelektrodenschicht beziehungsweise der Justiermarkierungsschicht vor dem Bilden der lichttransmittierenden Schutzschicht. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, weiter gekennzeichnet durch Bilden eines Bumps (170) auf einem Teil der Kontaktstellenelektrodenschicht, der von der Passivierungsschicht und der lichttransmittierenden Schutzschicht freigelegt ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, weiter gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

– Bilden einer vorläufigen zweiten Barrierenmetallschicht (160') auf der resultierenden Struktur mit der lichttransmittierenden Schutzschicht,

– Bilden einer Maskierungsschicht (165) auf der vorläufigen zweiten Barrierenmetallschicht, die den Teil der vorläufigen zweiten Barrierenmetallschicht auf der Kontaktstellenelektrodenschicht freilässt, der von wenigstens der lichttransmittierenden Schutzschicht freigelassen wird,

– Bilden eines Bumps (170) auf dem Teil der vorläufigen zweiten Barrierenmetallschicht, der von der Maskierungsschicht freigelassen wird,

– Entfernen der Maskierungsschicht und

– Bilden einer zweiten Barrierenmetallschicht (160) durch Ätzen des Teils der vorläufigen zweiten Barrierenmetallschicht, der von dem Bump freigelassen wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bildung des Bumps ein Plattierungsprozess verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bildung der lichttransmittierenden Schutzschicht eine Polyimidschicht verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermarkierungsschicht mit einer flachen Panelstruktur mit einer "+"-Form, einer "T"-Form, einer "L"-Form oder einer "T"-Form gebildet wird.






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