[发明专利]用于去除底切的UMB蚀刻方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及半导体技术领域，更具体地来说，涉及一种UBM蚀刻方法。

背景技术

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。

发明内容

为了解决现有所存在的问题，根据本发明的一个方面，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1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100nm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。

根据本发明的另一实施例，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1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100nm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1μm和大约10μm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