當金屬凸塊111是由Cu形成時，金屬凸塊111的Cu可由電化學沉積(EOT)形成，并且金屬層105的Cu可由物理氣相沉積(PVD)形成。金屬凸塊111可進一步為圖案成形在金屬層105上方的多個金屬凸塊中的一個。
[0037]請注意到圖2，金屬凸塊111及金屬層105是曝露至酸溶液201。酸溶液201可包括磷酸(H3PO4)、過氧化氫(H2O2)及水。更特定而言，酸溶液201可包括體積百分比為0.07%至0.36 %的H3PO4、體積百分比為0.1 %至0.7 %的H2O2及剩余體積的水。在酸溶液201中，H2O2作用像是緩沖劑(buffer)以控制在晶圓101上的該層的蝕刻?？墒褂门位騿我粐姵龉ぞ咴?0°C至40°C下曝露金屬凸塊111以及金屬層105至酸溶液201并持續(xù)30至60秒。
[0038]請注意到圖3，酸溶液201徹底移除了由圖案成形金屬凸塊111所曝露出的一部分金屬層105，形成了蝕刻金屬層301。隨后，蝕刻金屬層301及金屬凸塊111以去離子水303清洗，以停止該蝕刻并洗去剩余的蝕刻殘余物。去離子水303的清洗可在20°C至25°C下持續(xù)60至120秒。
[0039]請注意到圖4，曝露金屬凸塊111、蝕刻金屬層301及由蝕刻金屬層301所曝露處的金屬層103至另一酸溶液401。酸溶液401可包括稀釋的氫氟酸(HF)，而HF是在有機溶劑或是APFM的混合物中。特定而言，酸溶液401可包括體積百分比為0.1 %至0.4 %的HF及剩余體積的水。可選擇的，酸溶液401可包括在乙二醇(ethyleneglycol)中的HF。金屬凸塊111、蝕刻金屬層301及由蝕刻金屬層301所曝露出的金屬層103，可在30°C至40°C下曝露至酸溶液401，并持續(xù)30到60秒。
[0040]如圖5所圖示說明，酸溶液401徹底移除由蝕刻金屬層301所曝露出的金屬層103的一部分而形成蝕刻金屬層501。隨后，蝕刻金屬層501、蝕刻金屬層301及金屬凸塊111再一次以去離子水503清洗，以停止蝕刻并洗去任何殘留的蝕刻殘余物。去離子水503的清洗可使用批次或單獨噴出工具在20°C至25°C下持續(xù)60至120秒，。
[0041]圖5所圈出的部分505更加詳細說明于圖6中，其中圖示說明底切601是由金屬層103所形成，且金屬層105受蝕刻回超過金屬凸塊111的底部部分107的邊緣?；趦煞N酸溶液201及酸溶液401的化學反應(yīng)，該底切是小于1.5微米。該底切601可更特定為I微米，或是甚至更小于I微米。一小于1.5微米的底切601，相比于由現(xiàn)有濕蝕刻所形成的2.5至3微米的底切，將產(chǎn)生更穩(wěn)定的金屬凸塊111。進一步而言，兩種酸溶液201及酸溶液401并不攻擊金屬凸塊111的底部部分107，該底部部分107由Ni形成，或是，如果出現(xiàn)在金屬凸塊111中則可選擇地由Al形成。兩種酸溶液201及酸溶液401，特別是第一酸溶液201，也展示了對于由PVD形成的Cu層的選擇性，而不是ECD，使得由PVD沉積的Cu所形成的金屬凸塊是選擇性地比由ECD所沉積的Cu受到更多蝕刻。
[0042]本發(fā)明的實施例實現(xiàn)數(shù)個技術(shù)功效，包括金屬凸塊的底切小于1.5微米。本發(fā)明享有產(chǎn)業(yè)應(yīng)用性，其關(guān)聯(lián)于設(shè)計以及制造任何各種類型的高度集成半導(dǎo)體元件，使用于特別是用于20nm技術(shù)節(jié)點及以外的微處理器、智慧手機、行動電話、蜂巢式手機(cellularhandsets)、機上盒、DVD記錄器和撥放器、汽車導(dǎo)航、影印機和周邊、網(wǎng)路和電信設(shè)備、游戲系統(tǒng)及數(shù)位相機(digital cameras)。
[0043]在上文的描述中，本發(fā)明以參照特定的范例實施例的方式而描述。然而，明顯的，可對其進行各種修飾及改變，且不悖離如闡述在申請范圍中，本發(fā)明更廣泛的精神及范圍。因此，本說明書及圖式認為是用以說明性且并非為限制性。請了解本發(fā)明能夠使用各種其他的組合與實施例，并且能夠在本文所表示的發(fā)明概念的范圍內(nèi)有任何改變或修飾。
【主權(quán)項】
1.一種方法，包括: 在具有至少兩金屬層的晶圓上圖案化金屬凸塊； 曝露該晶圓至第一酸溶液，以移除通過圖案化該金屬凸塊所曝露出的該兩金屬層中的一部分第一層；以及 曝露該晶圓至第二酸溶液，以移除通過圖案化該金屬凸塊與曝露該晶圓至該第一酸溶液所曝露出的該兩金屬層中的一部分第二層， 其中，通過移除該第一金屬層及該第二金屬層的該部分所形成在該金屬凸塊下方的底切是少于1.5微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該第一酸溶液包括磷酸(H3P04)、過氧化氫(H202)及水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，該第一酸溶液包括體積百分比為0.07 %至0.36%的磷酸、體積百分比為0.1%至0.7%的過氧化氫及剩余體積的水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括在30°C至40°C下曝露該晶圓至該第一酸溶液30至60秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該第二酸溶液包括稀釋的氫氟酸(HF)、在有機溶劑中的氫氟酸、或是氨、過氧化氫、氟及水的混合物(APFM)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，該第二酸溶液包括體積百分比為0.1%至0.49%的氫氟酸及剩余體積的水。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括在20°C至25°C下曝露該晶圓至該第二酸溶液20至40秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在曝露至該第一酸溶液之后，在20°C至25°C下以去離子水清洗該晶圓60至120秒。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括在曝露至該第二酸溶液之后，在20°C至25°C下以去離子水清洗該晶圓60至120秒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過移除在該金屬凸塊下方的該金屬層的該部分所形成的該底切為I微米。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該第一金屬層及該第二金屬層分別包括具有200至400納米(nm)厚度的銅層及具有100至200nm厚度的鈦層，以及在曝露至該第一酸溶液及該第二酸溶液后，該銅層和該鈦層的該部分被完全地移除。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該金屬凸塊包括第一銅層，以及該金屬層包括第二銅層，以及該第一酸溶液對該第二銅層的選擇性超過該第一銅層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括: 由銅的電化學沉積(ECD)形成該第一銅層；以及 由銅的物理氣相沉積(PVD)形成該第二銅層。
14.一種裝置，包括: 襯底； 金屬座體層，在該襯底上方；以及 金屬凸塊，在該金屬座體層上方， 其中，該金屬座體層是通過濕蝕刻凸塊下金屬化層所形成，以及該金屬凸塊下方的該金屬座體層的底切是小于1.5微米。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，該金屬座體層包括在鈦層上方的銅層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，該銅層具有200至400nm的厚度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，該鈦層具有100至200nm的厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，該金屬凸塊下方的該金屬座體層的該底切為I微米。
19.一種方法，包括: 在晶圓上的凸塊下金屬化層上圖案化金屬凸塊； 以包括體積百分比為0.07%至0.36%的磷酸(H3P04)、體積百分比為0.1 %至0.7%的過氧化氫(H202)及剩余體積的水的溶液在該晶圓上對該凸塊下金屬化層執(zhí)行第一濕蝕刻； 在20°C至25°C下以去離子水清洗該晶圓60至120秒； 以包括體積百分比為0.1%至0.49%的氫氟酸(HF)及剩余體積的水的溶液對該凸塊下金屬化層執(zhí)行第二濕蝕刻；以及 在20°C至25°C下以去離子水清洗該晶圓60至120秒， 其中，通過移除該金屬凸塊所曝露出的該凸塊下金屬化層所形成在該金屬凸塊下方的該凸塊下金屬化層的底切為I微米。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，該凸塊下金屬化層包括具有200至400納米厚度的銅層及具有100至200nm厚度的鈦層，以及在該第一濕蝕刻及該第二濕蝕刻之后，由該金屬凸塊所曝露處的該銅層與該鈦層是被完全移除。
【專利摘要】本發(fā)明涉及蝕刻底層凸塊金屬化層及產(chǎn)生的裝置，揭露用于濕蝕刻UBM層的方法及所導(dǎo)致的裝置。實施例可包括：在具有至少兩金屬層的晶圓上圖案成形金屬凸塊；曝露該晶圓至第一酸溶液，以移除由圖案成形該金屬凸塊所曝露出的該兩金屬層中的一部分第一層；以及曝露該晶圓至第二酸溶液，以移除由圖案成形該金屬凸塊與曝露該晶圓至該第一酸溶液所曝露出的該兩金屬層中的一部分第二層，其中，由移除該部分的該第一金屬層及第二金屬層所形成的在該金屬凸塊下面的底切是少于1.5微米。
【IPC分類】H01L21-02, H01L23-52
【公開號】CN104821271
【申請?zhí)枴緾N201510055498
【發(fā)明人】T·A·阿塔納索夫, R·維勒克, A·N·董
【申請人】格羅方德半導(dǎo)體公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年2月3日
【公告號】US20150221605