用于集成電路的UBM的形成制造技術(shù)

一種方法包括在金屬焊盤上方形成聚合物層；在聚合物層中形成開(kāi)口從而暴露出金屬焊盤的一部分；以及形成凸塊下金屬化層(UBM)。該UBM包含延伸至開(kāi)口內(nèi)的電連接至金屬焊盤的部分。本發(fā)明專利技術(shù)提供了用于集成電路的UBM的形成。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體制造，具體而言，涉及UBM器件的形成方法。
技術(shù)介紹
在半導(dǎo)體晶圓的形成中，首先在半導(dǎo)體襯底的表面形成集成電路器件，諸如，晶體管。然后在集成電路器件上方形成互連結(jié)構(gòu)。在半導(dǎo)體芯片的表面上形成互連件(諸如，金屬凸塊)，從而可以評(píng)估集成電路器件。在典型的金屬-凸塊形成工藝中，首先采用濺射形成電連接至金屬焊盤的凸塊下金屬化(UBM)層。該UBM層可以包括鈦層、以及位于鈦層上方的銅種子層。然后，例如通過(guò)電鍍?cè)赨BM層上形成金屬凸塊。形成工藝包括形成用來(lái)覆蓋UBM層的第一部分并且使UBM層的第二部分未被覆蓋的掩模。在UBM層的第二部分上形成金屬凸塊。在形成金屬凸塊之后，去除掩模，并且通過(guò)濕法蝕刻去除UBM層的第一部分。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
一方面，本專利技術(shù)提供了一種方法，包括:在金屬焊盤上方形成聚合物層；在所述聚合物層中形成開(kāi)口從而暴露出所述金屬焊盤的一部分；以及采用化學(xué)鍍形成凸塊下金屬化層(UBM)，其中，所述UBM包括延伸至所述開(kāi)口內(nèi)的電連接至所述金屬焊盤的部分，以及位于所述聚合物層的上方并且與所述聚合物層重疊的部分。在所述的方法中，實(shí)施形成所述UBM的步驟直到所述UBM的厚度大于所述聚合物層的厚度。在所述的方法中，在形成所述UBM的步驟之前，通過(guò)所述開(kāi)口暴露出所述金屬焊盤的邊緣。在所述的方法中，所述UBM還包括接觸所述金屬焊盤的所述邊緣的第二部分。在所述的方法中，形成所述UBM的步驟包括無(wú)電鍍。在所述的方法中，形成所述UBM的步驟包括浸鍍。在所述的方法中，所述金屬焊盤是形成在鈍化層上方的鈍化后互連件(PPI)的一部分。在所述的方法中，所述金屬焊盤包括與第一鈍化層齊平的第一部分、位于所述第一鈍化層上方的第二部分，并且其中，所述金屬焊盤的所述第二部分位于第二鈍化層的一部分的下面，所述第二鈍化層位于所述第一鈍化層的上方。另一方面，本專利技術(shù)還提供了一種方法，包括:形成第一鈍化層；形成金屬焊盤，其中，將所述金屬焊盤的至少一部分設(shè)置在所述第一鈍化層中；在所述金屬焊盤上方形成聚合物層；在所述聚合物層中形成開(kāi)口從而暴露出所述金屬焊盤的一部分；以及在所述金屬焊盤的暴露表面上形成凸塊下金屬化層(UBM)，其中，與所述開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)的所述UBM的頂面高于所述聚合物層的頂面，并且其中，所述UBM的底面接觸所述聚合物層的所述頂面。所述的方法還包括:在所述第一鈍化層的上方且在所述聚合物層的下方形成另一聚合物層；以及在所述另一聚合物層的上方形成鈍化后互連件(PPI)，其中，所述PPI延伸到所述另一聚合物層中的開(kāi)口內(nèi)從而電連接至下面的焊盤，并且其中，所述金屬焊盤是所述PPI的一部分。在所述的方法中，所述金屬焊盤包含邊部，所述邊部環(huán)繞所述金屬焊盤的通過(guò)所述開(kāi)口暴露出來(lái)的部分，并且其中，所述邊部位于部分所述聚合物層的下方并且與部分所述聚合物層重疊。在所述的方法中，在形成所述UBM的步驟之前，通過(guò)所述開(kāi)口暴露出所述金屬焊盤的邊緣，并且其中，所述UBM包括:第一部分，所述第一部分位于所述聚合物層的一部分的上方并且與所述聚合物層的所述一部分重疊；以及第二部分，所述第二部分接觸所述金屬焊盤的所述邊緣。所述的方法還包括:在所述第一鈍化層上方形成第二鈍化層，其中，所述第二鈍化層的一部分覆蓋所述金屬焊盤的邊部。在所述的方法中，與所述金屬焊盤的通過(guò)所述開(kāi)口暴露出來(lái)的所述部分重疊的所述UBM的一部分具有的頂面高于所述聚合物層的頂面。在所述的方法中，在所述金屬焊盤的暴露表面上形成UBM的步驟包括無(wú)電鍍。又一方面，本專利技術(shù)提供了一種器件，包括:第一鈍化層；金屬焊盤，至少一部分設(shè)置在所述第一鈍化層中；聚合物層，位于所述金屬焊盤的上方；開(kāi)口，位于所述聚合層中，用于暴露出所述金屬焊盤的一部分；以及凸塊下金屬化層(UBM)，延伸至所述開(kāi)口內(nèi)并且電連接至所述金屬焊盤，其中，所述UBM的頂面包含第一部分和第二部分，其中，所述第一部分與部分所述金屬焊盤重疊并且與所述聚合物層不重疊，以及所述第二部分與所述聚合物層的一部分重疊，并且其中，所述UBM的所述頂面的所述第一部分高于所述UBM的所述頂面的所述第二部分。所述的器件還包括焊料區(qū)，所述焊料區(qū)位于所述UBM的上方并且與所述UBM接觸。在所述的器件中，所述UBM的所述頂面的所述第一部分基本上是平坦的，并且其中，所述UBM的所述頂面的所述第二部分不是平坦的，并且其中，所述頂面的所述第二部分的外部低于所述頂面的所述第二部分的內(nèi)部。在所述的器件中，所述UBM還包括接觸所述金屬焊盤的側(cè)邊并且設(shè)置在所述聚合物層的所述開(kāi)口中的部分。所述的器件還包括:焊球，所述焊球位于所述UBM的上方并且與所述UBM物理接觸。附圖說(shuō)明為了更充分地理解實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在將結(jié)合附圖所進(jìn)行的以下描述作為參考，其中:圖1至圖11是根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的制造凸塊下金屬化層(UBM)和連接件的中間階段的剖視圖和俯視圖。具體實(shí)施例方式在下面詳細(xì)地論述了本專利技術(shù)實(shí)施例的制造和使用。然而，應(yīng)當(dāng)理解，實(shí)施例提供了許多可以在各種具體環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的可應(yīng)用的專利技術(shù)概念。所論述的具體實(shí)施例僅僅是說(shuō)明性的，而不用于限制本專利技術(shù)的范圍。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例提供了一種用于形成凸塊下金屬化層(UBM)和上覆的電連接件的方法。示出了根據(jù)實(shí)施例的制造UBM和電連接件的中間階段。論述了實(shí)施例的變化。在所有各個(gè)視圖和說(shuō)明性實(shí)施例中，相似的參考標(biāo)號(hào)用于表示相似的元件。參考圖1，提供了晶圓100,該晶圓100包括半導(dǎo)體襯底20。半導(dǎo)體襯底20可以是體硅襯底或者絕緣體上硅襯底，然而也可以使用包括III族、IV族、和V族元素的其他半導(dǎo)體材料。在半導(dǎo)體襯底20的表面形成集成電路器件，諸如晶體管(示意性地示出為21)。晶圓100還可以包括位于半導(dǎo)體襯底20上方的層間電介質(zhì)(ILD) 22、以及位于ILD 22上方的金屬層24。在介電層25中形成金屬線26和通孔28。處于同一水平的金屬線的組合在下文中被稱為金屬層。因此，通過(guò)通孔28使多個(gè)金屬層24互連。在實(shí)施例中，介電層25由低_k介電材料形成。低_k介電材料的介電常數(shù)(k值)可以例如小于約3.0，或者小于約2.5。金屬線26和通孔28可以由銅或者銅合金形成，然而它們也可以由其他金屬形成。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解金屬層的形成細(xì)節(jié)。在金屬層24上方形成金屬焊盤30，并且可以將金屬焊盤30電連接至金屬線26和通孔28。金屬焊盤30可以是鋁焊盤或者鋁-銅焊盤，因而其在下文中被可選地稱為鋁焊盤30，然而可以使用其他金屬材料。在金屬層24上方形成鈍化層32。部分鈍化層32可以覆蓋鋁焊盤30的邊部。通過(guò)鈍化層32中的開(kāi)口暴露出鋁焊盤30的一部分。鈍化層32可以是單層或者復(fù)合層，并且可以由無(wú)孔材料形成。在實(shí)施例中，鈍化層32是復(fù)合層，該復(fù)合層包含氧化硅層(未示出)、以及位于氧化硅層上方的氮化硅層(未示出)。鈍化層32也可以由其他無(wú)孔介電材料(諸如未摻雜的硅酸鹽玻璃(USG)、氮氧化硅等等)形成。在鈍化層32上方形成聚合物層36。聚合物層36可以包含聚合物，諸如環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚苯并惡唑(PBO)等等。形成方法可以包括例如旋轉(zhuǎn)涂布。使聚合物層36圖案化以形成開(kāi)口，通過(guò)該開(kāi)口暴露出鋁焊盤30。可以采用光刻技術(shù)來(lái)實(shí)施聚合物層36的圖案化。可以以液體形式分配聚合物層36，然本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種方法，包括：在金屬焊盤上方形成聚合物層；在所述聚合物層中形成開(kāi)口從而暴露出所述金屬焊盤的一部分；以及采用化學(xué)鍍形成凸塊下金屬化層(UBM)，其中，所述UBM包括延伸至所述開(kāi)口內(nèi)的電連接至所述金屬焊盤的部分，以及位于所述聚合物層的上方并且與所述聚合物層重疊的部分。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳逸文，林正怡，何明哲，劉重希，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：