形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法
【專利摘要】一種形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法，包括：通過化學(xué)鍍工藝在頂部金屬層上形成金屬化層；在金屬化層上方形成聚合物層；在聚合物層上形成開口以暴露金屬化層；以及在暴露的金屬化層上方形成焊料凸塊，以與頂部金屬層電接觸。
【專利說明】形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)總的來說涉及集成電路，更具體地，涉及形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代集成電路由數(shù)百萬諸如晶體管和電容器的有源器件組成。這些器件最初彼此隔離，但后來互連在一起以形成功能電路。典型的互連結(jié)構(gòu)包括諸如金屬線(配線)的橫向互連件以及諸如通孔和接觸件的垂直互連件?；ミB件越來越多地決定現(xiàn)代集成電路的性能和密度的限制。在互連結(jié)構(gòu)的頂部上，在各個(gè)芯片的表面上形成并暴露焊盤。通過焊盤進(jìn)行電連接以將芯片連接至封裝襯底或另外的管芯。焊盤可用于配線接合或倒裝芯片接合。倒裝芯片封裝利用凸塊在芯片的輸入/輸出(I/o)焊盤與襯底或封裝件的引線框架之間建立電接觸。在結(jié)構(gòu)上，凸塊實(shí)際上包括凸塊本身和位于凸塊和I/o焊盤之間的“凸塊下金屬層”(UBM)。用于倒裝芯片技術(shù)的另一結(jié)構(gòu)是銅上直接凸塊(DBOC)結(jié)構(gòu)，其中UBM與頂部金屬化層的銅金屬直接接觸。鋁焊盤或內(nèi)鈍化層沒有用于DBOC結(jié)構(gòu)。在鋁焊盤或內(nèi)鈍化層沒有作為緩沖的情況下，DBOC結(jié)構(gòu)通常具有較小的機(jī)械強(qiáng)度并遭受銅氧化的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法，包括:通過化學(xué)鍍工藝或浸鍍工藝在半導(dǎo)體襯底的頂部金屬層上形成第一金屬化層；在第一金屬化層上方形成鈍化層；在鈍化層中形成開口，以暴露第一金屬化層，其中暴露的第一金屬化層包括第一部分和第二部分；在鈍化層和第一金屬化層上形成保護(hù)層；在保護(hù)層中形成開口，以暴露第一金屬化層的第一部分而覆蓋第一金屬化層的第二部分；以及在保護(hù)層上方形成電連接至第一金屬化層的焊料凸塊。
[0004]優(yōu)選地，第一金屬化層包括鎳層、錫層、鈦層、鈀層和金層中的至少一個(gè)。
[0005]優(yōu)選地，頂部金屬層是包括銅的焊盤區(qū)域。
[0006]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括:在第一金屬化層和焊料凸塊之間形成第二金屬化層。
[0007]優(yōu)選地，第二金屬化層包括鈦層、銅層和鎳層中的至少一個(gè)。
[0008]優(yōu)選地，鈍化層包括介電層，并且保護(hù)層包括聚合物層。
[0009]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括:在形成第一金屬化層之前，對(duì)頂部金屬層執(zhí)行拋光工藝。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法，包括:在半導(dǎo)體襯底的頂部金屬層上形成鈍化層；在鈍化層中形成開口以暴露頂部金屬層的一部分；通過化學(xué)鍍工藝或浸鍍工藝在頂部金屬層的暴露部分上形成第一金屬化層；在鈍化層和第一金屬化層上形成保護(hù)層；在保護(hù)層中形成開口，以暴露第一金屬化層的第一部分而覆蓋第一金屬化層的第二部分；以及在保護(hù)層上方形成電連接至第一金屬化層的焊料凸塊。
[0011]優(yōu)選地，第一金屬化層包括延伸至鈍化層的頂面的邊緣部分。
[0012]優(yōu)選地，保護(hù)層覆蓋第一金屬化層的邊緣部分。[0013]優(yōu)選地，第一金屬化層包括鎳層、錫層、鈦層、鈀層和金層中的至少一個(gè)。
[0014]優(yōu)選地，頂部金屬層是包括銅的焊盤區(qū)域。
[0015]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括:在第一金屬化層和焊料凸塊之間形成第二金屬化層。
[0016]優(yōu)選地，第二金屬化層包括鈦層、銅層和鎳層中的至少一個(gè)。
[0017]優(yōu)選地，鈍化層包括介電層，并且保護(hù)層包括聚合物層。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法，包括:在半導(dǎo)體襯底的頂部金屬層上形成鈍化層；在鈍化層中形成開口以暴露頂部金屬層，暴露的頂部金屬層包括第一部分和第二部分；在鈍化層和暴露的頂部金屬層上形成保護(hù)層；在保護(hù)層中形成開口以暴露頂部金屬層的第一部分而覆蓋暴露的頂部金屬層的第二部分；通過化學(xué)鍍工藝或浸鍍工藝在頂部金屬層的第一部分上形成第一金屬化層；以及在保護(hù)層上方形成電連接至第一金屬化層的焊料凸塊。
[0019]優(yōu)選地，第一金屬化層包括鎳層、錫層、鈦層、鈀層和金層中的至少一個(gè)。
[0020]優(yōu)選地，頂部金屬層是包括銅的焊盤區(qū)域。
[0021]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括:在第一金屬化層和焊料凸塊之間形成第二金屬化層。
[0022]優(yōu)選地，第二金屬化層包括鈦層、銅層和鎳層中的至少一個(gè)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1A至IE是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法的截面圖；
[0024]圖2A和2B是示出了根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例的形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法的截面圖；
[0025]圖3A至3B是示出了根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例的形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法的截面圖；以及
[0026]圖4A至4C是示出了根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例的形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]可以理解，下面公開提供了很多不同的實(shí)施例或示例，用于實(shí)現(xiàn)各種實(shí)施例的不同的特性。下面描述了部件和配置的具體實(shí)例以簡化本公開。然而，本公開可能以不同的形式體現(xiàn)，并且不應(yīng)該被解釋為限于本文所描述的實(shí)施例；提供這些實(shí)施例是為了使說明書詳盡并完整，并且將使本領(lǐng)域技術(shù)人員完全明白本發(fā)明。然而，顯而易見的是，在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下也可以實(shí)施一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。
[0028]在附圖中，為了清楚而放大層和區(qū)域的厚度和寬度。圖中相似的參考數(shù)字表示相似的元件。圖中示出的元件和區(qū)域?qū)嶋H上是示意性的，因此圖中所示的相對(duì)尺寸或間隔不用于限制本公開的范圍。
[0029]圖1A至圖1E是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成凸塊結(jié)構(gòu)的各個(gè)中間階段的截面圖。
[0030]參照?qǐng)D1A，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例示出了其上形成有電路12的襯底10的一部分。例如，襯底10可以包括體硅、摻雜或非摻雜、或者絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)襯底的有源層。通常，SOI襯底包括形成在絕緣層上的諸如硅的半導(dǎo)體材料層。例如，絕緣體層可以是隱埋氧化物(BOX)層或氧化硅層。在襯底(通常為硅襯底或玻璃襯底)上提供絕緣層。還可以使用諸如多層或梯度襯底的其他襯底。形成在襯底10上的電路12可以是適合于具體應(yīng)用的任何類型的電路。在實(shí)施例中，電路12包括形成在襯底10上的電器件，其中一個(gè)或多個(gè)介電層覆蓋電器件。金屬層可形成在介電層之間，以在電器件之間傳輸電信號(hào)。電器件也可以形成在一個(gè)或多個(gè)介電層中。例如，電路12可以包括各種N型金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)和/或P型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)器件，諸如晶體管、電容器、電阻器、二極管、光電二極管、熔絲等，它們被互連以執(zhí)行一種或多種功能。功能可以包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、處理結(jié)構(gòu)、傳感器、放大器、功率分配、輸入/輸出電路等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，上述實(shí)施例中只是示意性的目的，以進(jìn)一步解釋一些說明性實(shí)施例的應(yīng)用并且不以任何方式限制本公開。其他電路可根據(jù)需要用于給定的應(yīng)用。
[0031]圖1A還示出了形成在襯底10上方的互連結(jié)構(gòu)14，其包括多個(gè)介電層16和相關(guān)的金屬化層(未示出)。例如，至少一個(gè)介電層16可包括低介電系數(shù)(低K)材料，諸如磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、氟化硅酸鹽玻璃(FSG)、SiOxCy、旋涂玻璃、旋涂聚合物、碳化硅材料、它們的化合物、它們的復(fù)合物、它們的組合等，其可通過諸如旋轉(zhuǎn)、化學(xué)汽相沉積(CVD)和/或等離子體增強(qiáng)CVD(PECVD)的任何適當(dāng)方法來形成。形成在介電層16中的金屬化層的金屬線或金屬通孔被用于互連電路12并提供外部電連接。金屬化層可由銅或銅合金形成，盡管它們也可以由其他金屬形成。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該會(huì)知曉金屬化層的形成細(xì)節(jié)。此外，金屬化層包括頂部金屬層18，其形成在最上面的介電層16T中或上并被圖案化以提供外部電連接并保護(hù)下面的層免受各種環(huán)境污染。根據(jù)一些實(shí)施例，最上面的介電層16T可以由介電材料形成,諸如氮化娃、氧化娃、非摻雜娃玻璃等。在一些實(shí)施例中，頂部金屬層18由銅或銅合金形成，如果有必要的話，其是導(dǎo)電路由的一部分并具有通過平坦化工藝(諸如化學(xué)機(jī)械拋光(CMP))處理的暴露表面。在實(shí)施例中，頂部金屬層18是焊盤區(qū)域，凸塊結(jié)構(gòu)將形成在其上以將襯底10中的集成電路連接至外部部件。
[0032]參照?qǐng)D1B，第一金屬化層20以自對(duì)準(zhǔn)方式形成為覆蓋焊盤區(qū)域18。在實(shí)施例中，化學(xué)鍍工藝22用于在焊盤區(qū)域18的暴露部分上沉積金屬層。第一金屬化層20可具有單層結(jié)構(gòu)或包括由不同材料形成的多個(gè)子層的復(fù)合結(jié)構(gòu)，并且可包括從主要由鎳(Ni)、鈦(Ti)、錫(Sn)、錫鉛(SnPb)、金(Au)、銀、鈀(Pd)、銦(In)、鎳鈀金(NiPdAu)、鎳金(NiAu)、錫基合金或鈀基合金、其他類似材料、或通過化學(xué)鍍工藝或浸鍍工藝形成的合金所組成的組中選出的層。在一些實(shí)施例中，第一金屬化層20具有大約0.2至3.0 μ m的厚度，例如
0.3?0.5μπι。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬覆蓋層20是包括化學(xué)鍍鎳層、化學(xué)鍍鈀層和浸鍍金層的三層結(jié)構(gòu)，其也稱為ENEPIG結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一金屬化層20是包括化學(xué)鍍鎳層和化學(xué)鍍鈀層的雙層結(jié)構(gòu)，稱為ENEP結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬覆蓋層20是單層結(jié)構(gòu)，其包括化學(xué)鍍鎳層、浸鍍錫層或化學(xué)鍍鈦層。第一金屬化層20也被稱為直接形成在焊盤區(qū)域18上的自對(duì)準(zhǔn)凸塊下金屬化(UBM)層。第一金屬化層20可防止焊盤區(qū)域18中的銅被氧化和/或擴(kuò)散到接合材料中。防止銅氧化和/或擴(kuò)散增加了封裝件的可靠性和接合強(qiáng)度。
[0033]接下來，如圖1C所示，在所得到的結(jié)構(gòu)上方形成一個(gè)或多個(gè)鈍化層，諸如鈍化層
24。鈍化層24被圖案化以形成暴露第一金屬化層20的部分20Α的開口 25。鈍化層24可由介電材料形成，諸如非摻雜硅酸鹽玻璃(USG)、氮化硅、二氧化硅、氧氮化硅或通過適當(dāng)方法(諸如CVD、PVD等)形成的非多孔材料。在一個(gè)實(shí)施例中，鈍化層24被形成為覆蓋第一金屬化層20的外圍部分，并且通過鈍化層24中的開口 25暴露第一金屬化層20的中心部分。鈍化層24可以是單層或?qū)臃e層。
[0034]接下來，如圖1D所示，然后保護(hù)層26形成在鈍化層24和暴露的第一金屬化層20上。使用光刻和/或蝕刻工藝，進(jìn)一步圖案化保護(hù)層26以形成暴露第一金屬化層20的開口 27。在一些實(shí)施例中，暴露部分20A包括第一部分20Bi和第二部分20B2。第一部分20Bi可以是暴露部分20A的中心部分，以及第二部分20B2可以是暴露部分20A的外圍部分。在一些實(shí)施例中，保護(hù)層26的開口 27暴露第一部分20Bi并覆蓋第二部分20B2，使得保護(hù)層26位于第一金屬化層20上。在一些實(shí)施例中，保護(hù)層26由聚合物層形成，諸如環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚苯并惡唑(PBO)等，盡管還可以使用其他相對(duì)較軟、通常為有機(jī)的介電材料。根據(jù)一些實(shí)施例，保護(hù)層26位于金屬覆蓋層上并用作應(yīng)力緩沖層。
[0035]參照?qǐng)D1E，第二金屬化層28和焊料凸塊30順序形成在所得到的結(jié)構(gòu)上，以與第一金屬化層20和焊盤區(qū)域18電接觸。第二金屬化層28是可選擇的層，其可以包括鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭、銅、銅合金、鎳、金、鋁及它們的組合，并且可以使用物理汽相沉積、電鍍、噴鍍等形成。第二金屬化層28有助于改善隨后形成的焊料凸塊的粘附性和封裝可靠性。在一些實(shí)施例中，第二金屬化層28是包括鈦層和銅層的雙層結(jié)構(gòu)，其中鈦層具有大約0.01 μ m至0.1 μ m之間的厚度,銅層具有大約0.ΙμL?至0.5μηι之間的厚度。在一些實(shí)施例中，第二金屬化層28是包括鈦層、銅層和鎳層的三層結(jié)構(gòu)，其中鈦層具有大約0.01 μ m至0.1 μ m之間的厚度，銅層具有大約0.1ym至0.5 ym之間的厚度，以及鎳層具有大約0.1 μ m至
0.5μπι之間的厚度。第二金屬化層28的制造包括:沉積一個(gè)或多個(gè)金屬層并將焊料凸塊30用作掩模來圖案化金屬層。因此，第二金屬化層28沿著保護(hù)層26的開口 27的側(cè)壁和底部形成在焊料凸塊30的下方并延伸至保護(hù)層27的頂面。通過電鍍或球工藝在第二金屬化層28上方形成焊料凸塊30。焊料凸塊30可包括無鉛預(yù)焊層、SnAg或包括錫、鉛、銀、銅、鎳、鉍或它們的組合的合金的焊料。
[0036]在焊盤區(qū)域18上方完成包括第一金屬化層20、第二金屬化層28和焊料凸塊30的凸塊結(jié)構(gòu)。在凸塊結(jié)構(gòu)中，第一金屬化層20和第二金屬化層28形成焊料凸塊30下方的UBM結(jié)構(gòu)32。在UBM結(jié)構(gòu)32中，第 一金屬化層20是自對(duì)準(zhǔn)UBM層，以及第二金屬化層28是可選的UBM層。在凸塊形成之后，例如，可以形成密封劑，可以執(zhí)行切割工藝以分離各個(gè)管芯，以及可以執(zhí)行晶圓級(jí)或管芯級(jí)堆疊等。然而，應(yīng)該注意，實(shí)施例可用于不同的情況。例如，實(shí)施例可用于管芯-管芯接合結(jié)構(gòu)、管芯-晶圓接合結(jié)構(gòu)、晶圓-晶圓接合結(jié)構(gòu)、管芯級(jí)封裝、晶圓級(jí)封裝等。
[0037]本實(shí)施例提供了作為自對(duì)準(zhǔn)金屬覆蓋層的第一金屬化層20以防止運(yùn)輸期間焊盤區(qū)域18的銅氧化。以自對(duì)準(zhǔn)方式，通過化學(xué)鍍工藝在焊盤區(qū)域18上形成第一金屬化層20。這也簡化了凸塊形成工藝，從而顯著減少了工藝成本。本實(shí)施例提供了作為自對(duì)準(zhǔn)UBM層的第一金屬化層20，并且提供了作為位于自對(duì)準(zhǔn)UBM層上的應(yīng)力緩沖層的保護(hù)層26，使得可以有效釋放凸塊應(yīng)力，可以增強(qiáng)凸塊可靠性裕度，并且可以實(shí)現(xiàn)提高電遷移(EM)壽命的加強(qiáng)凸塊方案。因此，根據(jù)一些實(shí)施例，可以減少凸塊裂縫并且可以消除低K介電質(zhì)分層。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在焊盤區(qū)域具有自對(duì)準(zhǔn)UBM層的凸塊結(jié)構(gòu)顯著釋放了凸塊應(yīng)力，并且聚合物層下方的低k介電層可以減少30 %的應(yīng)力。因此，在封裝裝配工藝中，可以增加連接可靠性并且可以降低凸塊疲勞。
[0038]圖1A至IE示出了在形成焊盤區(qū)域18之后形成第一金屬化層20的實(shí)施例。根據(jù)一些實(shí)施例，第一金屬化層20可以在形成鈍化層24或形成保護(hù)層26之后形成，這將在圖2至圖4中進(jìn)行描述。除非特別說明，否則這些實(shí)施例中的參考數(shù)字與圖1A至IE所示的相同。
[0039]圖2A和2B是示出根據(jù)又一實(shí)施例的形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法的截面圖。
[0040]參照?qǐng)D2A，在形成鈍化層24之后，在暴露的焊盤區(qū)域18上形成第一金屬化層20。在一些實(shí)施例中，在形成接合焊盤區(qū)域18之后，在介電層16和焊盤區(qū)域18上形成鈍化層24，然后進(jìn)行圖案化以使開口 25暴露焊盤區(qū)域18的部分18A。接下來，通過化學(xué)鍍工藝或浸鍍工藝將第一金屬化層20形成為覆蓋焊盤區(qū)域18的暴露部分18A。
[0041]參照?qǐng)D2B，在所得到的結(jié)構(gòu)上形成保護(hù)層26以覆蓋鈍化層24和部分第一金屬化層20。在一些實(shí)施例中，第一金屬化層20包括中心部分20C和外圍部分20D，其中通過保護(hù)層26的開口 27暴露中心部分20C，并且通過保護(hù)層26覆蓋外圍部分20D。因此，保護(hù)層26位于第一金屬化層20的外圍部分20D上。然后，在所得到的結(jié)構(gòu)上順序形成第二金屬化層28和焊料凸塊30以與第一金屬化層20和焊盤區(qū)域18電接觸。這完成了凸塊結(jié)構(gòu)，其包括焊盤區(qū)域18上的第一金屬化層20，其中第一金屬化層20是位于鈍化層24的開口 25內(nèi)并被保護(hù)層26部分覆蓋的自對(duì)準(zhǔn)UBM層。
[0042]圖3A和3B是示出根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例的形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法的截面圖。
[0043]參照?qǐng)D3A，在形成鈍化層24和保護(hù)層26之后，在暴露的焊盤區(qū)域18上形成第一金屬化層20。在一些實(shí)施例中，在形成接合焊盤區(qū)域18之后，在介電層16和焊盤區(qū)域18上形成鈍化層24，然后進(jìn)行圖案化以使開口 25暴露焊盤區(qū)域18的部分18A。焊盤區(qū)域18的暴露部分18A包括第一部分WB1和第二部分18B2。在一些實(shí)施例中，第一部分WB1是暴露部分18A的中心部分，而第二部分18B2是暴露部分18A的外圍部分。
[0044]接下來，保護(hù)層26被形成為覆蓋鈍化層24和暴露部分18A的第二部分18B2，而通過保護(hù)層26的開口 27 (諸如如圖1D所示)暴露了暴露部分18A的第一部分18Βρ因此，保護(hù)層26位于焊盤區(qū)域18的第二部分ISB2上。然后，通過化學(xué)鍍工藝或浸鍍工藝將第一金屬化層20形成為覆蓋焊盤區(qū)域18的第一部分ISBp參照?qǐng)D3B，在所得到的結(jié)構(gòu)上順序形成第二金屬化層28和焊料凸塊30以與第一金屬化層20和焊盤區(qū)域18電接觸。這完成了凸塊結(jié)構(gòu)，其包括位于焊盤區(qū)域18上的第一金屬化層20，其中第一金屬化層20是保護(hù)層26的開口 27內(nèi)的自對(duì)準(zhǔn)UBM層。
[0045]圖4A至4C是示出根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例的形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法的截面圖。
[0046]參照?qǐng)D4A，在形成鈍化層24之后，在暴露的焊盤區(qū)域18上形成第一金屬化層20，并且第一金屬化層20具有延伸至鈍化層24的頂面24T的邊緣部分20E。在一些實(shí)施例中，鈍化層24形成在介電層16和焊盤區(qū)域18上以使開口 25暴露焊盤區(qū)域18的部分18A。接下來，通過化學(xué)鍍工藝或浸鍍工藝將第一金屬化層20形成為覆蓋焊盤區(qū)域18的暴露部分18A。通過控制工藝的時(shí)間和鍍速率，可以使第一金屬化層20形成為從鈍化層24的頂面24T突出，使得第一金屬化層20的頂面20T高于鈍化層24。第一金屬化層20的厚度T可變得大于0.3 μ m，例如0.3 < T < 10 μ m。在一個(gè)實(shí)施例中，第一金屬化層20還包括延伸至鈍化層24的頂面24T的邊緣部分20E。邊緣部分20E具有大于或等于2 μ m的寬度W，例如，2 < WS 10 μ m。
[0047]參照?qǐng)D4B，在所得到的結(jié)構(gòu)上形成保護(hù)層，以覆蓋鈍化層24和部分第一金屬化層20，而通過保護(hù)層26的開口 27暴露第一金屬化層20的部分20F。在一個(gè)實(shí)施例中，保護(hù)層26覆蓋第一金屬化層20的邊緣部分20E。因此,保護(hù)層26位于第一金屬化層20上方。[0048]然后，如圖4C所示，在所得到的結(jié)構(gòu)上順序形成第二金屬化層28和焊料凸塊30，以與第一金屬化層20和焊盤區(qū)域18電接觸。這完成了凸塊結(jié)構(gòu)，其包括位于焊盤區(qū)域18上的第一金屬化層20，其中第一金屬化層20是夾在鈍化層24和保護(hù)層26之間并具有延伸至鈍化層24的邊緣部分20E的自對(duì)準(zhǔn)UBM層。
[0049]根據(jù)一些實(shí)施例，提供了一種形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法，包括:通過化學(xué)鍍工藝或浸鍍工藝在半導(dǎo)體襯底的頂部金屬層上形成第一金屬化層；在第一金屬化層上形成鈍化層；在鈍化層中形成開口以暴露部分第一金屬化層，其中第一金屬化層的暴露部分包括第一部分和第二部分；在聚合物層和第一金屬化層上形成保護(hù)層；在保護(hù)層中形成開口以暴露第一金屬化層的第一部分并覆蓋第一金屬化層的第二部分；以及在保護(hù)層上方形成焊料凸塊，以電連接第一金屬化層。
[0050]根據(jù)一些實(shí)施例，提供了一種形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法，包括:在半導(dǎo)體襯底的頂部金屬層上形成鈍化層；在鈍化層中形成開口，以暴露部分頂部金屬層；通過化學(xué)鍍工藝或浸鍍工藝在頂部金屬層的暴露部分上形成第一金屬化層；在聚合物層和第一金屬化層上形成保護(hù)層；在保護(hù)層中形成開口，以暴露第一金屬化層的第一部分并覆蓋第一金屬化層的第二部分；以及在保護(hù)層上方形成焊料凸塊，以電連接第一金屬化層。
[0051]根據(jù)一些實(shí)施例，提供了一種形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法，包括:在半導(dǎo)體襯底的頂部金屬層上形成鈍化層；在鈍化層中形成開口，以暴露頂部金屬層的一部分，其中頂部金屬層的暴露部分包括第一部分和第二部分；在聚合物層和頂部金屬層的暴露部分上形成保護(hù)層；在保護(hù)層中形成開口，以暴露頂部金屬層的第一部分并覆蓋暴露的頂部金屬的第二部分；通過化學(xué)鍍工藝或浸鍍工藝在頂部金屬層的第一部分上形成第一金屬化層；以及在保護(hù)層上方形成焊料凸塊，以電連接第一金屬化層。
[0052]雖然參照示例性實(shí)施例具體示出并描述了本公開，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本公開可以具有許多實(shí)施例的變化。盡管詳細(xì)描述了實(shí)施例及其特征，但應(yīng)該理解，可以進(jìn)行各種更改、替換和變更而不背離本實(shí)施例的精神和范圍。
[0053]上面的方法實(shí)施例示出了示例性步驟，但是它們沒必要以所示順序執(zhí)行。根據(jù)本公開的精神和范圍，可以根據(jù)需要、替換、改變順序和/或消除步驟。在閱讀本公開之后，組合不同權(quán)利要求和/或不同實(shí)施例的實(shí)施例均在本公開的范圍內(nèi)并且對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。
【權(quán)利要求】
1.一種形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法，包括: 通過化學(xué)鍍工藝或浸鍍工藝在半導(dǎo)體襯底的頂部金屬層上形成第一金屬化層； 在所述第一金屬化層上方形成鈍化層； 在所述鈍化層中形成開口，以暴露所述第一金屬化層，其中暴露的所述第一金屬化層包括第一部分和第二部分； 在所述鈍化層和所述第一金屬化層上形成保護(hù)層； 在所述保護(hù)層中形成開口，以暴露所述第一金屬化層的第一部分而覆蓋所述第一金屬化層的第二部分；以及 在所述保護(hù)層上方形成電連接至所述第一金屬化層的焊料凸塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一金屬化層包括鎳層、錫層、鈦層、鈀層和金層中的至少一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述頂部金屬層是包括銅的焊盤區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:在所述第一金屬化層和所述焊料凸塊之間形成第二金屬化層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第二金屬化層包括鈦層、銅層和鎳層中的至少一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述鈍化層包括介電層，并且所述保護(hù)層包括聚合物層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:在形成所述第一金屬化層之前，對(duì)所述頂部金屬層執(zhí)行拋光工藝。
8.一種形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法，包括: 在半導(dǎo)體襯底的頂部金屬層上形成鈍化層； 在所述鈍化層中形成開口以暴露所述頂部金屬層的一部分； 通過化學(xué)鍍工藝或浸鍍工藝在所述頂部金屬層的暴露部分上形成第一金屬化層； 在所述鈍化層和所述第一金屬化層上形成保護(hù)層； 在所述保護(hù)層中形成開口，以暴露所述第一金屬化層的第一部分而覆蓋所述第一金屬化層的第二部分；以及 在所述保護(hù)層上方形成電連接至所述第一金屬化層的焊料凸塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述第一金屬化層包括延伸至所述鈍化層的頂面的邊緣部分。
10.一種形成凸塊結(jié)構(gòu)的方法，包括: 在半導(dǎo)體襯底的頂部金屬層上形成鈍化層； 在所述鈍化層中形成開口以暴露所述頂部金屬層，暴露的所述頂部金屬層包括第一部分和第二部分； 在所述鈍化層和暴露的所述頂部金屬層上形成保護(hù)層； 在所述保護(hù)層中形成開口以暴露所述頂部金屬層的第一部分而覆蓋暴露的所述頂部金屬層的第二部分； 通過化學(xué)鍍工藝或浸鍍工藝在所述頂部金屬層的第一部分上形成第一金屬化層；以及 在所述保護(hù)層上方形成電連接至所述第一金屬化層的焊料凸塊。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK104008981SQ201310199231
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月27日
【發(fā)明者】于宗源, 陳憲偉, 陳英儒 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司