用于去除底切的UMB蚀刻方法技术

一种方法，包括形成衬底上方的凸块下金属(UBM)层以及形成UBM层上方的掩模。该掩模覆盖UBM层的第一部分，而UBM层的第二部分通过掩模中的开口暴露。在开口中和UBM层的第二部分上形成了金属凸块。然后，去除掩模。执行激光去除来去除UBM层的第一部分的部分并且形成UBM。本发明专利技术还公开了一种用于去除底切的UMB蚀刻方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及半导体
，更具体地来说，涉及一种UBM蚀刻方法。
技术介绍
在形成半导体晶圆时，首先在半导体衬底表面上形成集成电路器件，诸如，晶体管。然后在集成电路器件上方形成互连结构。在半导体芯片的表面上形成金属凸块，以便接触半导体电路器件。在典型的金属凸块形成工艺中，首先形成凸块下金属(UBM)层，从而电连接金属焊盘。该UBM层可以包括钛层以及处在钛层上方的铜种层。随后在UBM层上(例如，通过电镀)形成金属凸块。该形成工艺包括形成掩模来覆盖UBM层的第一部分，并且留出未被覆盖的UBM层的第二部分。金属凸块形成在UBM层的第二部分上。在形成该金属凸块之 后，去除掩模，并且通过湿式蚀刻去除UBM层的第一部分。明显地，由于对钛层进行了横向蚀刻，该湿式蚀刻导致在金属凸块下方形成了底切。由此，金属凸块会与相应的芯片或晶圆分层，从而导致金属凸块制造工艺的低产量。
技术实现思路
为了解决现有所存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种方法，包括形成衬底上方的凸块下金属(UBM)层；形成所述UBM层上方的掩模，其中，所述掩模覆盖所述UBM层的第一部分，而所述UBM层的第二部分通过所述掩模中的开口暴露；在所述开口中和所述UBM层的所述第二部分上形成金属凸块；去除所述掩模；以及执行激光去除来去除所述UBM层的所述第一部分的部分，从而形成UBM。在该方法中，所述UBM包括钛层以及处在所述钛上方的铜种层，并且在所述激光去除的步骤中被去除的所述UBM层的所述第一部分的所述部分包括所述钛层的部分和所述铜种层的部分；或者在所述激光去除的步骤之后，所述UBM的所述第一部分的部分未被去除，并且其中，所述UBM包括所述UBM层的所述第二部分和所述UBM层的所述第一部分的剩余部分；以及所述UBM的所述第一部分的所述剩余部分形成具有基本上均匀宽度的环。在该方法中，在大约10毫秒和大约I秒之间的持续时间内进行所述激光去除；或者使用具有在大约IOOnm和大约400nm之间的波长的激光束执行所述激光去除；或者使用具有在大约300毫焦耳/cm2和大约1500毫焦耳/cm2之间的能级的激光束执行所述激光去除。根据本专利技术的另一实施例，提供了一种方法，包括在衬底上方形成金属焊盘；在所述金属焊盘上方形成钝化层；在所述钝化层上方形成钛阻挡层，并且所述钛阻挡层延伸进入到所述钝化层的开口中，从而电连接所述金属焊盘；在所述钛阻挡层上方形成铜种层；在所述铜种层上方形成掩模，其中，所述掩模覆盖所述铜种层的第一部分，并且其中，所述铜种层的第二部分未被所述掩模所覆盖；在所述铜种层的所述第二部分上形成金属凸块；去除所述掩模，从而暴露出所述铜种层的所述第一部分；以及将激光束投射在所述金属凸块和所述铜种层上。在该方法中，在投射所述激光束的步骤之后，去除暴露于所述激光束的所述铜种层的第一部分；以及在投射所述激光束的步骤之后，去除处在所述铜种层的所述第一部分正下方的所述钛阻挡层的部分。在该方法中，在投射所述激光束的步骤之后，不去除暴露于所述激光束的所述铜种层的第二部分；以及所述铜种层的所述第二部分形成包围所述金属凸块的环，并且整个所述环的所有部分都具有基本上均匀的宽度。在该方法中，在大约10毫秒和大约I秒之间的持续时间内投射所述激光束；或者所述激光束具有在大约IOOnm和400nm之间的波长；或者所述激光束具有在大约300毫焦耳/cm2和大约1500毫焦耳/cm2之间的能级。根据又一实施例，提供了一种集成电路结构，包括金属焊盘，处在衬底上方；钝 化层，处在所述金属焊盘上方；凸块下金属(UBM)，处在所述钝化层上方并且延伸进入到所述钝化层的开口中，从而电连接至所述金属焊盘，其中，所述UBM包括钛阻挡层；以及铜种层，处在所述钛阻挡层上方；以及金属凸块，处在所述UBM的第一部分上方并且与其垂直重叠，其中，所述UBM进一步包括不与所述金属凸块垂直重叠的第二部分。在该集成电路结构中，所述UBM的所述第二部分形成包围所述UBM的所述第一部分的环；以及所述环的所有部分具有基本上均匀的宽度，所述基本上均匀的宽度在大约Iym和大约10 μ m之间。在集成电路结构中，所述UBM的所述第二部分包括所述钛层的部分和所述铜种层的部分。附图说明为了更全面地理解实施例及其优势，现将结合附图所进行的描述作为参考，其中图I至图5是根据实施例的制造金属凸块的中间阶段的截面图；图6示出晶圆的俯视图，在该晶圆上执行了激光去除，从而去除了凸块下金属(UBM)层的部分；以及图7不出了金属凸块和置于下方的UMB的俯视图。具体实施例方式下面，详细讨论本专利技术各实施例的制造和使用。然而，应该理解，本专利技术提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的概念。所讨论的具体实施例仅仅是说明性的，而不用于限制本专利技术的范围。根据实施例的各个方面，提出了在下方的凸块下金属层(UBM)中形成无底切的金属凸块的方法。根据实施例示出了金属凸块以及UBM的中间制造阶段。论述了实施例的变型例。在各个视图和说明性的实施例中类似的参考标号用于表示类似的元件。参考图I，提供了包括衬底10的晶圆2。在实施例中，衬底10是半导体衬底(诸如，硅衬底)，然而也可以由其他半导体材料(诸如，硅锗、硅碳、砷化镓等)形成该衬底。可以在衬底10的表面形成半导体器件14，该半导体器件可以包括晶体管、二极管、电阻器等。在衬底10上方形成了互连结构12，该互连结构包括形成在其中并且与半导体器件14电连接的金属线和通孔(未示出)。可以由铜或铜合金并且使用镶嵌工艺形成该金属线和通孔。互连结构12可以包括层间介电层(ILD)和金属间介电层(IMD)。在可选的实施例中，晶圆2是插入式晶圆或封装衬底的晶圆，并且该晶圆基本上没有有源器件(包括晶体管)以及无源器件，诸如，电阻器、电容器、电感器和/或类似物。在这些实施例中，衬底10可以由半导体材料或介电材料(诸如，氧化硅)形成。金属焊盘28形成在互连结构12上方。金属焊盘28可以包括铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、镍(Ni)、钨(W)、其合金和/或其多个层。例如，金属焊盘28可以通过下方的互连结构12与半导体器件14电连接。可以形成钝化层30来覆盖金属焊盘的边缘部分。在示例性实施例中，该钝化层30由聚酰亚胺或其他介电材料(诸如，氧化硅、氮化硅和其多个层)形成。参考图2，形成了凸块下金属(UBM)层43。在实施例中，UBM层43包括阻挡层40和处在阻挡层40上方的种层42。阻挡层40延伸进入到钝化层30的开口中并且与金属焊盘28电连接，并且可以与其进行物理接触。阻挡层40可以是钛层、氮化钛层、钽层、氮化钽 层或由钛合金或钽合金形成的层。种层42的材料可以包括铜或铜合金，并且由此在后文中可选地将该种层42称为铜种层。然而，也可以包括其他金属诸如，银、金、铝、钯、镍、镍合金、钨合金、铬、铬合金及其组合。在实施例中，可以使用物理汽相沉积(PVD)或其他适用方法形成阻挡层40和种层42。阻挡层40可以具有在大约500A至大约2000A之间的厚度。种层42可以具有在大约IOOOA和大约人之间的厚度，然而也可以使用不同的厚度。图3不出掩模46的形成,例如,可以由光刻胶或干膜形成该掩模。掩模46被图案化，并且通过掩模46中的开口 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：形成衬底上方的凸块下金属(UBM)层；形成所述UBM层上方的掩模，其中，所述掩模覆盖所述UBM层的第一部分，而所述UBM层的第二部分通过所述掩模中的开口暴露；在所述开口中和所述UBM层的所述第二部分上形成金属凸块；去除所述掩模；以及执行激光去除来去除所述UBM层的所述第一部分的部分，从而形成UBM。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：雷弋易，郭宏瑞，刘重希，李明机，余振华，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：