電連接件及其形成方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種方法，包括：在凸塊下金屬（UBM）層上方涂覆光刻膠以及曝光光刻膠。在曝光步驟中，到達(dá)光刻膠的底部的光量小于到達(dá)光刻膠的頂面的光量的約5%。該方法進(jìn)一步包括顯影光刻膠以在光刻膠中形成開口。通過開口暴露UBM層的一部分。開口的底部橫向尺寸大于頂部橫向尺寸。在開口中形成電連接件，其中電連接件是不可回流的。本發(fā)明專利技術(shù)還提供了電連接件及其形成方法。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)一般地涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地來說，涉及。
技術(shù)介紹
在形成半導(dǎo)體晶圓的過程中，首先在半導(dǎo)體襯底的表面形成諸如晶體管的集成電路器件。然后在集成電路器件的上方形成互連結(jié)構(gòu)。在半導(dǎo)體芯片的表面上形成金屬凸塊，使得集成電路器件可被接入。在典型的金屬凸塊形成工藝中，首先形成凸塊下金屬(UBM)層。然后，例如通過鍍在UBM層上形成金屬凸塊。形成工藝包括形成掩模以覆蓋UBM層的第一部分，而不覆蓋UBM層的第二部分。將金屬凸塊鍍在UBM層的第二部分上。在形成金屬凸塊之后，去除UBM層的第一部分。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本專利技術(shù)的一方面，提供了一種方法，包括:在凸塊下金屬(UBM)層上方涂覆光刻膠；曝光所述光刻膠，其中在所述曝光步驟中，到達(dá)所述光刻膠的底部的光量小于到達(dá)所述光刻膠的頂面的光量的約5% ;顯影所述光刻膠以在所述光刻膠中形成開口，其中通過所述開口暴露所述UBM層的一部分，并且所述開口的底部橫向尺寸大于頂部橫向尺寸；以及在所述開口中形成電連接件，所述電連接件是不可回流的。在該方法中，所述光刻膠是負(fù)性光刻膠，并且在顯影所述光刻膠的步驟中，去除所述光刻膠的未曝光部分。在該方法中，在曝光步驟中，到達(dá)所述光刻膠的底部的光量在到達(dá)所述光刻膠的頂面的光量的約0.5%和約5%之間。在該方法中，在曝光步驟中，到達(dá)所述光刻膠的底部的光量小于到達(dá)所述光刻膠的頂面的光量的約2%。該方法進(jìn)一步包括在形成所述電連接件的步驟之后，去除所述光刻膠；以及在去除所述光刻膠的步驟之后，去除暴露的所述UBM層的部分。在該方法中，所述底部橫向尺寸和所述頂部橫向尺寸之間的差值大于約4 μ m。在該方法中，底部尺寸和頂部尺寸具有差值，金屬凸塊具有高度，其中所述差值的一半與所述高度的比值大于約0.06。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供了一種方法，包括:在凸塊下金屬(UBM)層的上方涂覆光刻膠；使用光刻掩模曝光所述光刻膠；顯影所述光刻膠以去除所述光刻膠的未曝光部分，從而在所述光刻膠中形成開口，其中所述光刻膠包括感光化合物(PAC)，并且在顯影步驟之后保留所述光刻膠的已曝光部分；在所述開口中鍍電連接件，所述電連接件的底部橫向尺寸大于頂部橫向尺寸；在鍍步驟之后，去除所述光刻膠；以及在去除所述光刻膠的步驟之后，去除暴露的所述UBM層的部分。在該方法中，所述底部橫向尺寸和所述頂部橫向尺寸之間的差值大于約4μπι。在該方法中，所述電連接件具有高度，并且所述差值的一半與所述高度的比值大于約0.06。在該方法中，所述電連接件包括非焊料材料，并且所述方法進(jìn)一步包括將包含所述電連接件的晶圓切割為分離的管芯，并且在切割步驟之后，所述電連接件的底部橫向尺寸仍大于所述頂部橫向尺寸。在該方法中，所述PAC的重量百分比小于約1%。在該方法中，在曝光步驟之后，到達(dá)所述光刻膠的底部的光強(qiáng)度小于所述光刻膠的頂面所接收的光強(qiáng)度的約5%。在該方法中，所述電連接件包括焊料層，并且所述方法進(jìn)一步包括回流所述焊料層。根據(jù)本專利技術(shù)的又一方面，提供了一種方法，包括:在凸塊下金屬(UBM)層的上方涂覆光刻膠，其中所述光刻膠包括感光化合物(PAC);使用光刻掩模曝光所述光刻膠，其中所述光刻膠吸收用于曝光的光，并且所述光刻膠的底面處的光的第一光強(qiáng)度與所述光刻膠的頂面處的光的第二光強(qiáng)度的比小約0.05 ;顯影所述光刻膠以去除所述光刻膠的未曝光部分，從而在所述光刻膠中形成開口 ；在所述開口中鍍電連接件，其中所述電連接件包括非焊料材料；在鍍步驟之后，去除所述光刻膠；以及在去除所述光刻膠的步驟之后，去除暴露的所述UBM層的部分。在該方法中，所述開口具有頂部橫向尺寸和底部橫向尺寸，并且所述底部橫向尺寸比所述頂部橫向尺寸大約4 μ m。在該方法中，所述光刻膠的厚度在約30 μ m和約60 μ m之間。在該方法中，金屬凸塊具有鈴形的截面，所述金屬凸塊的底部的傾斜度大于所述金屬凸塊的頂部的傾斜度。在該方法中，所述光刻膠包括:聚合物，其重量百分比小于約40% ;溶劑，其重量百分比小于約35% ;交聯(lián)劑，其重量百分比小于約20% ;以及PAC，其重量百分比小于約5%。【附圖說明】為了更完整地理解實施例及其優(yōu)點，現(xiàn)在結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述作為參考，其中:圖1至圖7是根據(jù)一些實施例的制造電連接件的中間階段的截面圖；圖8示出了根據(jù)各個實施例的電連接件，其中電連接件具有不同的輪廓；以及圖9A、圖9B和圖9C示出了根據(jù)各個實施例的電連接件的俯視圖，其中電連接件具有不同的形狀。【具體實施方式】以下詳細(xì)論述本專利技術(shù)實施例的制造和使用。然而，應(yīng)該理解，實施例提供了許多可在各種具體環(huán)境中實現(xiàn)的可應(yīng)用專利技術(shù)構(gòu)思。所論述的實施例是示例性的，并不限制本專利技術(shù)的范圍。根據(jù)各個實施例提供了一種用于形成電路的電連接件的方法。示出了根據(jù)實施例制造電連接件的中間階段。討論了實施例的變形。在各個視圖和示例性實施例中，相似的參考標(biāo)號用于表示相似的元件。在所示的實施例中，示出器件晶圓(或中介晶圓或封裝襯底)作為一個實例來解釋本專利技術(shù)實施例的構(gòu)思。應(yīng)該理解，實施例的構(gòu)思可應(yīng)用于任何其他集成電路部件，其中使用例如用于接合目的的電連接件。參照圖1，提供了包括襯底30的晶圓20。在一些實施例中，襯底30是諸如硅襯底的半導(dǎo)體襯底，但是其可由諸如硅鍺、碳化硅、砷化鎵等的其他半導(dǎo)體材料形成。可在襯底30的表面上形成半導(dǎo)體器件32，其可包括晶體管、二極管、電阻器等。在襯底30的上方形成互連結(jié)構(gòu)34，互連結(jié)構(gòu)34包括形成在其中的金屬線和通孔(未示出)并且電連接至半導(dǎo)體器件32。金屬線和通孔可由銅或銅合金形成，并且可使用鑲嵌工藝形成。在可選實施例中，部件20是中介晶圓或封裝襯底帶，并且基本上沒有有源器件(包括晶體管)和無源器件(諸如電阻器、電容器和/或電感器等)。在這些實施例中，襯底30可由半導(dǎo)體材料或介電材料形成。互連結(jié)構(gòu)34包括介電層38以及形成在介電層38中的金屬線35和通孔36。介電層38可包括層間電介質(zhì)(ILD)和金屬間電介質(zhì)(MD)。在一些實施例中，介電層38由低k介電材料形成。例如，低k介電材料的介電常數(shù)(k值)可小于約2.8或者小于約2.5。金屬線35和通孔(或接觸插塞)36可由銅、銅合金、鎢或其他含金屬的導(dǎo)電材料形成。可使用單鑲嵌和/或雙鑲嵌工藝形成金屬線35和通孔36。在互連結(jié)構(gòu)34的上方形成金屬焊盤40。金屬焊盤40可以是鋁焊盤或鋁-銅焊盤。金屬焊盤40可通過互連結(jié)構(gòu)34中的金屬線35和通孔/接觸插塞36電連接至下面的器件32。形成鈍化層42以覆蓋金屬焊盤40的邊緣部分。通過鈍化層42中的開口暴露金屬焊盤40的中心部分。鈍化層42可由非多孔材料形成。在一些實施例中，鈍化層42是包括氧化娃層(未不出)和位于氧化娃層上方的氮化娃層(未不出)的復(fù)合層。在可選實施例中，鈍化層42包括無摻雜硅酸鹽玻璃(USG)和/或氮氧化硅等。雖然示出了一個鈍化層42，但可以有多個鈍化層。在鈍化層的上方形成聚合物層46。聚合物層46可包括諸如聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚苯并惡唑(PBO)等的聚合物。圖案化聚合物層46以形成開口，通過該開口暴露金屬焊盤的中間部分。參照圖2，形成凸塊下金屬(UBM)層48。在一些實施例中，UBM層48包括阻擋層48本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種方法，包括：在凸塊下金屬（UBM）層上方涂覆光刻膠；曝光所述光刻膠，其中在所述曝光步驟中，到達(dá)所述光刻膠的底部的光量小于到達(dá)所述光刻膠的頂面的光量的約5%；顯影所述光刻膠以在所述光刻膠中形成開口，其中通過所述開口暴露所述UBM層的一部分，并且所述開口的底部橫向尺寸大于頂部橫向尺寸；以及在所述開口中形成電連接件，所述電連接件是不可回流的。

【技術(shù)特征摘要】
2013.03.08 US 13/789,8991.一種方法，包括: 在凸塊下金屬(UBM)層上方涂覆光刻膠； 曝光所述光刻膠，其中在所述曝光步驟中，到達(dá)所述光刻膠的底部的光量小于到達(dá)所述光刻膠的頂面的光量的約5% ； 顯影所述光刻膠以在所述光刻膠中形成開口，其中通過所述開口暴露所述UBM層的一部分，并且所述開口的底部橫向尺寸大于頂部橫向尺寸；以及在所述開口中形成電連接件，所述電連接件是不可回流的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光刻膠是負(fù)性光刻膠，并且在顯影所述光刻膠的步驟中，去除所述光刻膠的未曝光部分。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在曝光步驟中，到達(dá)所述光刻膠的底部的光量在到達(dá)所述光刻膠的頂面的光量的約0.5%和約5%之間；或者 在曝光步驟中，到達(dá)所述光刻膠的底部的光量小于到達(dá)所述光刻膠的頂面的光量的約2% ;或者 所述底部橫向尺寸和所述頂部橫向尺寸之間的差值大于約4 μ m ;或者底部尺寸和頂部尺寸具有差值，金屬凸塊具有高度，其中所述差值的一半與所述高度的比值大于約0.06。4.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的方法，進(jìn)一步包括: 在形成所述電連接件的步驟之后，去除所述光刻膠；以及 在去除所述光刻膠的步驟之后，去除暴露的所述UBM層的部分。5.一種方法，包括: 在凸塊下金屬(UBM)層的上方涂覆光刻膠； 使用光刻掩模曝光所述光刻膠； 顯影所述光刻膠以去除所述光刻膠的未曝光部分，從而在所述光刻膠中形成開口，其中所述光刻膠包括感光化合物(PAC)，并且在顯影步驟之后保留所述光刻膠的已曝光部分； 在所述開口中鍍電連接件，所述電連接件的底部橫向尺寸大于頂部橫向尺寸； 在鍍步驟之后，去除所述光刻膠；以及 在去除所述光刻膠的步驟之后，去除暴露的所述UBM層的部...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王俊杰，郭宏瑞，劉重希，
申請(專利權(quán))人：臺灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：中國臺灣;71