專利名稱：焊料凸點的制造方法和含有鈦阻擋層的結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及微電子器件的制造方法和結構，特別涉及形成微電子器件的電氣和機械連接的方法，以及由此方法形成的連接。
高性能的微電子器件通常使用焊料球或焊料凸點與其它微電子器件進行電互連。例如，超大規模集成電路(VLSI)芯片可以使用焊料球或焊料凸點電連接到電路板或其它下一級封裝襯底上。這種連接技術也稱作“控制熔塌芯片連接-C4”或“倒裝芯片”技術，在這里稱作焊料凸點。
在IBM開發的最初的焊料凸點技術中，焊料凸點通過夾到集成電路硅片上的陰模中的開口由蒸發形成。例如，Katz等人的U.S.專利5,234,149“Debondable Metallic Bonding Method”公開了一種帶芯片接線端和金屬化層的電子器件。接線端一般為鋁，金屬化層包括鈦或鉻局部粘附層，共淀積的局部鉻銅層，局部可濕潤銅層，和局部金和錫帽蓋層。蒸發的局部鉛-錫焊料層位于帽蓋層上。
以電鍍法為基礎的焊料凸點技術也被積極地開發。電鍍法對較大襯底和較小焊料凸點特別有用。在該方法中，一般通過蒸發或濺射將“下凸點金屬化(under bump metallurgy)”(UBM)層淀積在具有接觸焊盤的微電子襯底上。連續下凸點金屬化層一般在焊盤和焊盤間的襯底上，以便焊料電鍍期間允許電流通過。
帶下凸點金屬化層的電鍍法的例子公開于Yung的U.S.專利5,162,257“焊料凸點制造方法”中，并轉讓給本申請的受讓人。在該專利中，下凸點金屬化層包含緊鄰襯底和焊盤的鉻層，作為可焊金屬的帽蓋銅層，以及鉻層和銅層之間的相控的鉻/銅層。焊料凸點的基層通過將焊料凸點和焊盤間的下凸點金屬化層轉換為下凸點金屬化層的焊料和可焊組分構成的中間金屬來保持。然而需要多個腐蝕周期除去相控的鉻/銅層和底部的鉻層。即使進行多個腐蝕周期，也很難完全除去下凸點金屬化層，并可能使焊料凸點間電短路。
盡管已有以上提到的專利，但本領域仍然需要一種形成焊料凸點的方法和因此形成的焊料凸點的結構，其中在電鍍焊料凸點之后，可以很容易并完全地除去下凸點金屬化層的暴露部分，因而減少焊料凸點間電短路的可能性。本領域也需要一種形成焊料凸點的方法，其中當除去下凸點金屬化層的暴露部分時，不必大量地鉆蝕(Undercut)焊料凸點，因而減少了發生機械或電氣故障的可能性。
因此本發明的目的在于提供一種改進的制造微電子器件接觸焊盤的焊料凸點的方法，以及因此形成的改進的焊料凸點。
本發明的另一目的在于減少電鍍焊料凸點后除去下凸點金屬化層的暴露部分所需的時間。
本發明的再一目的在于減少焊料凸點間電短路。
本發明的又一目的在于減少電鍍后除去下凸點金屬化層的暴露部分時焊料凸點的鉆蝕。
本發明的這些和其它目的通過形成下凸點金屬化層之前在微電子器件上淀積連續的鈦阻擋層實現。因此，下凸點金屬化層可以從鈦層上被選擇性地除去，然后將鈦層從微電子器件上除去。鈦層可防止下凸點金屬化層在微電子器件上形成殘留物造成焊料凸點間電短路。此外，鈦層可保護下面的微電子器件不受除去下凸點金屬化層的腐蝕劑的影響。
根椐本發明的一個方面，形成焊料凸點的方法包括以下步驟在帶有焊盤的微電子器件上淀積鈦阻擋層，在鈦阻擋層上形成下凸點金屬化層，然后在下凸點金屬化層上形成焊料凸點。焊料凸點限定出將選擇性地除去的下凸點金屬化層和鈦阻擋層的暴露部分。因此，電鍍焊料凸點后，下凸點金屬化層的暴露部分可以很快并完全地除去，而不必大量鉆蝕焊料凸點或留下導致焊料凸點間電短路的殘留物。
可以使用相對于焊料凸點和鈦阻擋層優先腐蝕下凸點金屬化層的腐蝕劑選擇性地除去下凸點金屬化層的暴露部分。可以使用相對于焊料凸點和留在焊料凸點下的那部分下凸點金屬化層的優先腐蝕鈦阻擋層的腐蝕劑選擇性地除去鈦阻擋層。
下凸點金屬化層最好包括鈦阻擋層上的鉻層，鉻層上的鉻層和銅層的相控層，以及相控層上的銅層。在這個實施例中，氫氧化銨和過氧化氫的混合物可以用于選擇性地腐蝕下凸點金屬化層的銅部分；鹽酸可以用于腐蝕下凸點金屬化層的鉻部分；以及用氟化銨緩沖的氫氟酸選擇性地腐蝕鈦層。
也可以在下凸點金屬化層未被焊料凸點覆蓋的區域上形成焊料阻擋層(dam)，最好在除去下凸點金屬化層的暴露部分之前除去該焊料阻擋層。焊料阻擋層最好包括如鉻或鈦層等焊料不可濕潤層。焊料阻擋層也可以包括焊料不可濕潤層上的如銅等的焊料可濕潤材料。
形成后，可以對焊料凸點進行回流焊。回流焊焊料凸點的步驟使焊料凸點和緊鄰焊料凸點的下凸點金屬化層的未暴露部分之間發生反應，從而產生金屬間區域，其中除去下凸點金屬化層的銅部分的腐蝕劑相對于金屬間區域優先腐蝕銅。
圖1-6為根據本發明形成焊料凸點的第一個方法的不同步驟期間，帶焊盤的微電子器件的剖面圖。
圖7-12為根據本發明形成焊料凸點的第二個方法的不同步驟期間，帶焊盤的微電子器件的剖面圖。
下面結合附圖更詳細地介紹本發明，其中顯示了本發明的優選實施例。然而，本發明可以體現為許多不同形式，不應僅局限在以下介紹的實施例中；而且，提供這些實施例是為了公開充分，使本領域的普通技術人員完全明確本發明的范圍。為清楚起見，層的厚度進行了夸大。同樣的元件采用了相同的數字。
如圖1所示，微電子器件20包括襯底22，多個接觸焊盤24，以及鈍化層26。襯底22可以包括一層半導體材料，該半導體材料可以為硅、砷化鎵、碳化硅、金剛石、印刷電路板或多層襯底、或本領域的普通技術人員公知的其它襯底材料。接觸焊盤24可以包括鋁、銅、鈦、以上提到的金屬的結合如AlCu和AlTi3的中間金屬、或本領域的普通技術人員公知的其它材料。鈍化層26最好為聚酰亞胺層，但也可以是二氧化硅層、氮化硅層、或本領域的普通技術人員公知的其它鈍化材料。如圖所示，鈍化層最好覆蓋與襯底相對的每個接觸焊盤的上部邊緣部分，暴露每個接觸焊盤的中間的表面部分。
在微電子器件20上需要有焊料凸點以便器件可以電氣地和機械地連接到如電路板等的另一個微電子器件或其它下一級封裝襯底上。接觸焊盤要預先處理除去任何自然氧化物，這對本領域的普通技術人員是公知的。連續的鈦阻擋層28(大約500埃厚)跨越鈍化層26和接觸焊盤24暴露的表面形成。不必大量腐蝕鈍化層就可以很容易地從鈍化層26上腐蝕掉鈦阻擋層28。如果使用鈦接觸焊盤，由于鈦阻擋層可以將氧氣從鈦接觸焊盤中吸除，所以可以省掉預處理步驟。
然后在鈦阻擋層28上形成連續的下凸點金屬化層。下凸點金屬化層由能使焊料凸點和接觸焊盤之間充分粘接的材料形成，而不必大量腐蝕鈦阻擋層就可以很容易地從鈦阻擋層28上腐蝕掉該材料。因此，下凸點金屬化層最好包括鉻層30(大約1000埃厚)，鉻層上的鉻層和銅層相控層32(大約1000埃厚)，以及相控層上的銅層34(大約1微米厚)。包括鉻層，鉻層上的鉻層和銅層相控層，以及相控層上的銅層的下凸點金屬化層已在，例如，Yung的U.S.專利5,162,257“焊料凸點制造方法”中討論過，在這里作為參考引入。
形成下凸點金屬化層之后，形成焊料阻擋層。在優選實施例中，焊料阻擋層包括一層不可濕潤層36(大約1500埃厚)，最好為一層鉻或鈦。焊料阻擋層也可以包括焊料可濕潤層38(大約125埃厚)，例如焊料不可濕潤層36上的銅層。例如，銅層在鉻層上的焊料阻擋層允許焊料鍍在其上，而后來的回流焊步驟將熔解暴露鉻的銅。在這個實施例中，焊料可以均勻地電鍍在焊料阻擋層的焊料可濕潤層38上。然后將沒有被焊料覆蓋的焊料可濕潤層的部分除去，因此防止了回流焊步驟期間焊料凸點的膨脹。當焊料加熱到它的液化溫度以上時(對含95％的鉛和5％的錫的焊料大約為312℃)，焊料將回流、熔解可濕潤層38剩下的部分，并與不可濕潤層36接觸。因此，回流的焊料凸點由于表面張力將大體上形成球形。圖2顯示的微電子器件20包括鈦阻擋層28；具有鉻層30，鉻和銅的相控層32，和銅層34的下凸點金屬化層；具有焊料不可濕潤層36和焊料可濕潤層38的焊料阻擋層。鈦、鉻、相控的鉻和銅，和銅層中的每一層都是由蒸發、濺射、或本領域的普通技術人員公知的其它淀積技術形成。鉻和銅的相控層可以由鉻和銅共淀積形成。
如圖3所示，選擇除去接觸焊盤24上需要形成焊料凸點的區域內的焊料阻擋層。可以通過標準的光刻/腐蝕技術或剝離(lift-off)技術選擇除去焊料阻擋層的部分。如果使用了標準的光刻/腐蝕技術，由于不必大量地腐蝕銅層就可從下面的銅層34上選擇性地除去鈦，所以鈦可優選地用做焊料不可濕潤層36。未被焊料阻擋層(層36和38)覆蓋的銅層34的區域限定了回流焊步驟后微電子器件上焊料凸點的表面區域，這將在下面討論。
如光刻膠掩模等構圖的掩模層40也形成在焊料阻擋層上，限定了焊料阻擋層和焊料要電鍍的下凸點金屬化層上未覆蓋的區域。如圖3和4所示，掩模層40未覆蓋的表面區域大于焊料阻擋層(層36和38)未覆蓋的各自的表面區域，因而可在更大的區域上鍍焊料。如圖4所示，焊料凸點42電鍍在掩模層40未覆蓋的區域上。
使用本領域的普通技術人員公知的電鍍技術將焊料鍍在焊料阻擋層和下凸點金屬化層上未覆蓋的區域。例如，帶掩模層40的微電子器件20表面暴露在含有鉛和錫的鍍液中，偏置電壓施加到包括鉻層30，鉻和銅的相控層32，和銅層34的連續的下凸點金屬化層上。如圖4所示，偏置電壓使鉛-錫焊料鍍在銅層34和38的未覆蓋部分上形成焊料凸點42。
通過控制掩模層42未覆蓋的區域、施加的偏置電壓、鍍液的濃度，和電鍍步驟的持續時間可以控制電鍍的焊料量。由于焊料不能均勻地鍍在如鉻等焊料不可濕潤材料上，在焊料不可濕潤層36上使用帶如銅層等的焊料可濕潤層38的焊料阻擋層可使焊料均勻地鍍在焊料阻擋層上未被掩模層覆蓋的區域內。因此，焊料要電鍍的區域，和所得的電鍍量的決定都與焊料阻擋層未覆蓋的區域無關，而焊料阻擋層未覆蓋的區域決定了回流焊后微電子器件上焊料凸點的表面區域。
如圖5所示，完成電鍍步驟后，除去掩模層40和未被焊料凸點覆蓋的焊料可濕潤層38，之后將焊料凸點42加熱到液化溫度(對含95％的鉛和5％的錫的焊料大約為312℃)以上，以使它們回流。如果焊料可濕潤層為銅層，那么氫氧化銨和過氧化氫的混合物可以除去焊料可濕潤層。當焊料凸點電鍍到焊料阻擋層的焊料可濕潤層38處，焊料可濕潤層38熔解到焊料凸點中暴露焊料不可濕潤層36于焊料凸點。因此，表面張力使回流的焊料凸點42在下凸點金屬化層上未被焊料阻擋層覆蓋的部分上大體上形成球形。當焊料凸點冷卻時，固化的焊料保持大體上的球形。
此外，回流的焊料在緊鄰焊料凸點的下凸點金屬化層的部分形成金屬間區域34′。在優選實施例中，下凸點金屬化層包括鉻層30，鉻和銅的相控層32，和銅層34；焊料與銅層34的部分發生反應形成金屬間區域34′。這個金屬間區域包括不與腐蝕劑充分反應通常用于除去銅、鉻，和鈦的Cu3Sn。
如圖5所示，回流的焊料凸點42限定了下凸點金屬化層暴露和未暴露的部分。因此，焊料凸點42可用于掩蔽支持焊料凸點的下凸點金屬化層的部分。如圖6所示，除去由焊料凸點暴露的下凸點金屬化層的部分，以便每個焊料凸點42與其它焊料凸點電隔離。
首先有必要除去焊料不可濕潤層36。如果不可濕潤層為鉻，可使用鹽酸除去焊料不可濕潤層。同樣，如果鈦被用做不可濕潤層，可使用氟化銨緩沖的氫氟酸除去。
焊料凸點42暴露的下凸點金屬化層的部分可從鈦阻擋層28上有效地除去，而鈦阻擋層可以保護下面的鈍化層26和接觸焊盤24。然后使用不會嚴重影響將下面的鈍化層的腐蝕劑除去鈦阻擋層暴露的部分。
例如，使用如氫氧化銨和過氧化氫的混合物的化學腐蝕劑可以腐蝕由焊料凸點42暴露的銅層34。相對于焊料凸點、鈦阻擋層28，和金屬間區域34′，該混合物優先腐蝕銅層。因此，該腐蝕不會大量減少焊料凸點的焊料量或大量地鉆蝕焊料凸點。該混合物也從鉻和銅的相控層32上除去一些銅。
如鹽酸等的化學腐蝕劑用于腐蝕焊料凸點暴露的相控層32和鉻層30剩下的部分。相對于焊料凸點、鈦阻擋層，和金屬間區域34′，該酸優先腐蝕相控層和鉻層。該酸從鈦阻擋層上除去剩下的下凸點金屬化層暴露的部分而不會留下大量的殘余物。
使用如氟化銨緩沖的氫氟酸等的鈦腐蝕劑腐蝕焊料凸點42暴露的鈦阻擋層28的部分。相對于焊料凸點42、金屬間區域34′、鉻和銅的相控層32，鉻層30，該酸優先腐蝕鈦。如果使用聚酰亞胺層做鈍化層26，該酸不會大量腐蝕鈍化層。如果使用二氧化硅層或氮化硅層做鈍化層，該酸對鈍化層有一定程度的腐蝕。可通過限制除去鈦阻擋層所需的持續時間將這些材料的腐蝕減到最小。因此，聚酰亞胺層為鈍化層的優選材料。最終的焊料凸點結構顯示在圖6中。
沒有鈦阻擋層，回流焊步驟后很難完全除去下凸點金屬化層，并且不需要的導電殘留物會殘留在微電子器件上。申請人理論上認為下凸點金屬化層與鈍化層反應在兩層的界面上形成導電反應物。如不鉆蝕焊料凸點或減少焊料凸點的量，該導電反應物很難腐蝕掉，因而導致存有不希望的導電殘留物。這些殘留物導致焊料凸點間的電短路。
使用鈦阻擋層可將回流焊步驟后的下凸點金屬化層有效地除去，從而減少形成焊料凸點間電短路的殘留物發生。鈦阻擋層可防止凸點金屬化層與鈍化層發生反應因而減少殘留物。然后將鈦阻擋層從鈍化層上腐蝕掉不會留下顯著的殘留物。
盡管要在結構上產生附加層，但消除不希望的殘留物一般會減少除去焊料凸點間的導電層所需的時間。由于鈦阻擋層減少了總的腐蝕時間，因而減少了焊料凸點暴露在腐蝕劑中的時間，鉆蝕減少。附加的鈦阻擋層也會增加生產成品率并減少器件發生故障的可能性。根據以上介紹的方法形成的焊料凸點還具有低電阻。例如，微電子器件上直徑為50μm具有圓形表面的焊料凸點顯示的電阻大約為3毫歐姆。
以上相對于圖1-6討論的方法的變形顯示在圖7-12中。圖7顯示的包括襯底22，接觸焊盤24，以及鈍化層26的微電子器件20已在圖1中介紹過。圖8顯示的附加的鈦阻擋層，和包括鉻層30、鉻和銅的相控層32，和銅層34的下凸點金屬化層也已在圖2中介紹過。然而，在圖8中，焊料阻擋層50僅包括單個焊料不可濕潤層，該層最好為鈦層(大約1000埃厚)。
使用鈦焊料阻擋層在圖9顯示的焊料凸點形成期間用一次掩模法就可完成。這里，如光刻膠掩模或本領域的普通技術人員公知的其它掩模等的掩模層52在形成焊料阻擋層50的圖形之前構圖。然后使用掩模層52形成焊料阻擋層50的圖形。因此，僅用一次光刻步驟就可以形成掩模層和焊料阻擋層的圖形。最好用鈦層做焊料阻擋層，是由于可使用相對于銅和焊料優先腐蝕鈦的如氟化銨緩沖的氫氟酸等的腐蝕劑從銅層34上選擇性地除去鈦。由于焊料未鍍在焊料阻擋層上，所以焊料阻擋層50不必有焊料可濕潤層。這里，焊料阻擋層50僅在回流焊步驟期間防止焊料凸點的擴展。
如圖10所示，掩模層52和焊料阻擋層50限定了焊料要鍍在下凸點金屬化層上的區域。除了焊料未鍍在焊料阻擋層上以外，電鍍步驟與根據圖4介紹的電鍍步驟一樣。電鍍焊料凸點之后，選擇性地除去掩模層40，并且將焊料凸點加熱到液化溫度(對含95％的鉛和5％的錫的焊料大約為312℃)以上回流焊料。焊料阻擋層50可防止回流的焊料流到要求的區域以外。如圖11所示，表面張力使回流的焊料54形成大體上的球形。當焊料凸點冷卻時，焊料凸點固化并保持這種形狀。和以上討論的圖5一樣，回流步驟也用于在銅層34中形成金屬間區域34′。
和以上討論的圖5和6一樣，焊料凸點限定了下凸點金屬化層和鈦阻擋層的暴露和未暴露的部分，除去暴露的部分，以便如圖12所示使每個焊料凸點電絕緣。首先將焊料阻擋層50用如氟化銨緩沖的氫氟酸等的腐蝕劑除去。然后和以上討論的圖5和6一樣，除去下凸點金屬化層和鈦阻擋層。
在圖和說明書中，已公開了發明的一般優選實施例，雖然使用了特定的術語，但為一般的和說明性的理解，而不是為了限定，本發明的保護范圍由以下權利要求限定。
權利要求
1.一種在微電子器件上形成焊料凸點的方法，微電子器件具有襯底和所述襯底上的接觸焊盤，其中所述接觸焊盤都有暴露的表面部分，所述方法包括以下步驟在所述接觸焊盤上形成連續的鈦阻擋層，其中所述阻擋層覆蓋所述接觸焊盤的所述暴露的表面部分，并在所述襯底上延伸；在面對所述襯底的所述阻擋層上形成下凸點金屬化層；在面對所述接觸焊盤和所述阻擋層的所述暴露的表面部分，在所述下凸點金屬化層上形成焊料凸點，因而限定了所述下凸點金屬化層的暴露和未暴露的表面部分；選擇性地除去所述下凸點金屬化層的所述暴露部分，因而限定了所述阻擋層的暴露部分；選擇性地除去所述阻擋層的所述暴露部分。
2.根據權利要求1的方法，其中所述接觸焊盤包括鈦接觸焊盤。
3.根據權利要求1的方法，其中所述選擇性地除去所述下凸點金屬化層的所述暴露部分的步驟包括對所述下凸點金屬化層使用化學腐蝕劑的步驟，其中相對于所述阻擋層和所述焊料凸點，所述化學腐蝕劑優先腐蝕所述下凸點金屬化層。
4.根據權利要求1的方法，其中所述選擇性地除去所述鈦阻擋層的所述暴露部分的步驟包括對所述鈦阻擋層使用鈦腐蝕劑的步驟，其中相對于所述焊料凸點和所述下凸點金屬化層，所述鈦腐蝕劑優先腐蝕所述鈦阻擋層。
5.根據權利要求1的方法，其中所述形成下凸點金屬化層的步驟包括在所述阻擋層上形成鉻層，在相對于所述阻擋層的所述鉻層上形成鉻和銅的相控層，在相對于所述鉻層的所述相控層上形成銅層。
6.根據權利要求5的方法，其中所述選擇性地除去所述下凸點金屬化層的所述暴露部分的步驟還包括對所述銅層的所述暴露部分使用銅腐蝕劑，其中相對于所述焊料凸點，所述鉻層，和所述鈦阻擋層，所述銅腐蝕劑優先選擇性地腐蝕所述銅層和所述相控層的所述銅部分；以及對所述相控層的所述鉻部分和所述鉻層使用鉻腐蝕劑，其中相對于所述焊料凸點，所述銅層，和所述鈦阻擋層，所述鉻腐蝕劑優先選擇性地腐蝕所述相控層的所述鉻部分和所述鉻層。
7.根據權利要求1的方法，其中在所述下凸點金屬化層的所述暴露部分上形成包括焊料不可濕潤層的焊料阻擋層的步驟先于所述形成焊料凸點的步驟，其中除去所述焊料阻擋層的步驟先于所述選擇性地除去所述下凸點金屬化層的所述暴露部分的步驟。
8.根據權利要求7的方法，其中所述形成焊料阻擋層的步驟包括形成焊料不可濕潤層的步驟，其中所述焊料不可濕潤層選自包括鈦層和鉻層的組中。
9.根據權利要求7的方法，其中所述形成焊料阻擋層的步驟還包括相對于所述下凸點金屬化層，在所述焊料不可濕潤層上形成焊料可濕潤層的步驟。
10.根據權利要求7的方法，其中所述形成焊料凸點的步驟包括在所述焊料阻擋層上形成構圖的掩模層；在所述下凸點金屬化層的所述未暴露部分上電鍍焊料；選擇性地除去所述構圖的掩模層。
11.根據權利要求1的方法，其中所述形成焊料凸點的步驟后為回流所述焊料凸點的步驟。
12.根據權利要求11的方法，其中所述回流焊料凸點的步驟導致所述焊料凸點與所述下凸點金屬化層的所述未暴露部分之間發生反應形成金屬間區域。
13.一種在微電子器件上形成焊料凸點的方法，微電子器件具有襯底和所述襯底上的接觸焊盤，其中所述接觸焊盤有暴露的表面部分，所述方法包括以下步驟在所述接觸焊盤上形成下凸點金屬化層，其中所述下凸點金屬化層覆蓋所述接觸焊盤的所述暴露的表面部分，并在所述襯底上延伸；在所述下凸點金屬化層的部分上形成焊料阻擋層，面對所述接觸焊盤的所述暴露的表面部分，所述焊料阻擋層限定了所述下凸點金屬化層未覆蓋的部分，所述焊料阻擋層包括所述下凸點金屬化層上的焊料不可濕潤層，和面對所述下凸點金屬化層的所述焊料不可濕潤層上的焊料可濕潤層；以及在面對所述接觸焊盤的所述暴露的表面部分，在所述下凸點金屬化層的未覆蓋部分上形成焊料凸點，因而限定了所述下凸點金屬化層上暴露和未暴露的表面部分，所述焊料凸點延伸到所述焊料阻擋層的部分，因而限定了所述焊料可濕潤層的暴露和未暴露的表面部分。
14.根據權利要求13的方法，還包括以下步驟選擇性地除去所述焊料可濕潤層的所述暴露的表面部分；以及回流所述焊料凸點因而將所述焊料可濕潤層的未暴露的表面部分熔解到所述焊料凸點中，所述回流的焊料凸點包括所述熔解的焊料可濕潤層，并在所述下凸點金屬化層未覆蓋的部分上形成焊料球。
15.根據權利要求14的方法，其中所述回流步驟導致所述焊料凸點與所述下凸點金屬化層的所述暴露部分之間發生反應形成金屬間區域。
16.根據權利要求13的方法，其中所述焊料可濕潤層包括銅。
17.根據權利要求13的方法，其中所述焊料不可濕潤層包括鉻。
18.根據權利要求13的方法，其中所述接觸焊盤包括鈦接觸焊盤。
19.根據權利要求13的方法，其中所述在所述接觸焊盤形成鈦阻擋層的步驟優先于形成下凸點金屬化層的步驟，其中所述鈦阻擋層覆蓋所述接觸焊盤的所述暴露表面部分，并在所述襯底上延伸。
20.根據權利要求19的方法，還包括以下步驟選擇性地除去所述焊料阻擋層和所述下凸點金屬化層的所述暴露部分，因而限定了所述阻擋層的暴露部分；及選擇性地除去所述阻擋層的所述暴露部分。
21.根據權利要求20的方法，其中所述選擇性地除去所述下凸點金屬化層的所述暴露部分的步驟包括對所述下凸點金屬化層使用化學腐蝕劑的步驟，其中相對于所述阻擋層和所述焊料凸點，所述化學腐蝕劑優先腐蝕所述下凸點金屬化層。
22.根據權利要求20的方法，其中所述選擇性地除去所述鈦阻擋層的所述暴露部分的步驟包括對所述鈦阻擋層使用鈦腐蝕劑的步驟，其中相對于所述焊料凸點和所述下凸點金屬化層，所述鈦腐蝕劑優先腐蝕所述鈦阻擋層。
23.根據權利要求13的方法，其中所述形成下凸點金屬化層的步驟包括在所述阻擋層上形成鉻層，在相對于所述阻擋層的所述鉻層上形成鉻和銅的相控層，在相對于所述鉻層的所述相控層上形成銅層。
24.根據權利要求13的方法，其中所述形成焊料凸點的步驟包括在所述焊料阻擋層上形成構圖的掩模層；在所述下凸點金屬化層的所述未暴露部分上電鍍焊料；選擇性地除去所述構圖的掩模層。
25.一種微電子器件的焊料凸點結構，包括襯底；所述襯底上的多個接觸焊盤，其中每個所述接觸焊盤都有面對所述襯底的暴露的表面部分，在所述襯底上延伸并與所述每個接觸焊盤的所述暴露的表面部分接觸的連續的鈦阻擋層；面對所述襯底的所述阻擋層上的連續的下凸點金屬化層；面對所述接觸焊盤中一個的所述下凸點金屬化層上的焊料凸點。
26.根據權利要求25的焊料凸點結構，其中所述連續的下凸點金屬化層包括在所述阻擋層上的鉻層，在面對所述阻擋層的所述鉻層上的鉻和銅的相控層，在面對所述鉻層的所述相控層上的銅層。
27.根據權利要求25的焊料凸點結構，其中所述多個接觸焊盤包括多個鈦接觸焊盤。
28.根據權利要求25的焊料凸點結構，其中所述焊料凸點限定了所述下凸點金屬化層上暴露的部分，還包括在面對所述阻擋層的所述下凸點金屬化層暴露的部分上的焊料阻擋層。
29.根據權利要求28的焊料凸點結構，其中所述焊料阻擋層包括焊料不可濕潤層。
30.根據權利要求29的焊料凸點結構，其中所述焊料不可濕潤層選自包括鈦層和鉻層的組中。
31.根據權利要求29的焊料凸點結構，其中所述焊料阻擋層還包括在面對所述下凸點金屬化層的所述焊料不可濕潤層上的焊料可濕潤層。
32.一種微電子器件的焊料凸點結構，包括襯底；所述襯底上的多個接觸焊盤，其中每個所述接觸焊盤都有暴露的表面部分，所述接觸焊盤上的連續的下凸點金屬化層，該層在所述襯底上延伸；所述下凸點金屬化層的部分上的焊料阻擋層，所述焊料阻擋層限定了面對所述接觸焊盤的所述暴露的表面部分的所述下凸點金屬化層未覆蓋的部分，所述焊料阻擋層包括所述下凸點金屬化層上的焊料不可濕潤層，和面對所述下凸點金屬化層的所述焊料不可濕潤層上的焊料可濕潤層；以及面對所述接觸焊盤的所述暴露的表面部分，所述下凸點金屬化層的所述未覆蓋部分之一上的焊料凸點，從而限定了所述下凸點金屬化層上暴露和未暴露的表面部分，所述焊料凸點延伸到所述焊料阻擋層的部分上，從而限定了所述焊料可濕潤層的暴露和未暴露的部分。
33.根據權利要求32的焊料凸點結構，還包括所述襯底和所述下凸點金屬化層之間的連續的鈦阻擋層，所述鈦阻擋層在所述襯底上延伸并與所述每個接觸焊盤的每個所述暴露的表面部分接觸。
34.根據權利要求32的焊料凸點結構，其中所述連續的下凸點金屬化層包括在所述阻擋層上的鉻層，在面對所述阻擋層的所述鉻層上的鉻和銅的相控層，在面對所述鉻層的所述相控層上的銅層。
35.根據權利要求32的焊料凸點結構，其中所述多個接觸焊盤包括多個鈦接觸焊盤。
36.根據權利要求32的焊料凸點結構，其中所述焊料不可濕潤層包括鉻。
37.根據權利要求32的焊料凸點結構，其中所述焊料可濕潤層包括銅。
全文摘要
一種在具有接觸焊盤的微電子器件上形成焊料凸點的方法,包括以下步驟:在器件上淀積鈦阻擋層,在鈦阻擋層上形成下凸點金屬化層,和在下凸點金屬化層上形成一個或多個焊料凸點。焊料凸點限定了被除去的下凸點金屬化層暴露的部分,然后鈦阻擋層的暴露的部分被除去。鈦阻擋層保護下面的微電子器件不受除去下凸點金屬化層的腐蝕劑的影響。鈦阻擋層也可以防止下凸點金屬化層在下面的微電子器件上形成殘留物。因此,鈦阻擋層使得下凸點金屬化層很快被除去,而不會留下殘留物,因而減小了焊料凸點間電短路的可能性。
文檔編號H01L21/288GK1181841SQ96193314
公開日1998年5月13日 申請日期1996年3月18日 優先權日1995年3月20日
發明者約瑟夫·丹尼爾·米斯, 格雷欽·馬耶爾克·阿德斯, 馬克·D·克拉姆, W·鮑伊德·羅格爾斯 申請人:北卡羅來納州微電子中心