チタン・タングステンのベース層および関連構造体を含む導電構造体を形成する方法
基板、基板上の導電パッド、および基板上の絶縁層を含む電子デバイスを形成する方法であって、上記絶縁層は導電パッドの一部を露出するバイアホールを有する。詳細には、絶縁層上であり導電パッドの露出部分上に導電構造体を形成できる。導電構造体は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）のベース層と、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つの導電層とを含みうる。さらに、導電構造体のベース層を、導電層と絶縁層との間に形成できる。関連デバイスについても説明する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２００３年７月２５日出願の米国特許仮出願第６０／４９０，３４０号、および２００３年１０月１日出願の米国特許仮出願第６０／５０７，５８７号からの優先件利益を主張する。上記の参照特許仮出願の両方の全内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
【０００２】
発明の分野
本発明は集積回路の分野に関し、さらに詳細には、集積回路デバイスの導電構造体および関連構造体の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
超小型電子デバイスは、他の超小型デバイスとの電気接続のために、はんだボールまたははんだバンプを用いることが多い。例えば、超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）チップは、はんだボールまたははんだバンプを用いて、回路基板または別の次のレベルのパッケージング基板に電気的に接続される。この接続技法は「制御崩壊チップ接続（controlled collapse Chip connection）―Ｃ４」法または「フリップ−チップ」法と称され、本明細書でははんだバンプと称する。
【０００４】
ＩＢＭにより開発されたはんだバンプ法によれば、はんだバンプは、集積回路ウェーハに固定されたシャドウマスクの開口を通す蒸着により形成される。例えばＫａｔｚ ｅｔ ａｌ．の米国特許第５，２３４，１４９号明細書の発明の名称「Ｄｅｂｏｎｄａｂｌｅ Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｂｏｎｄｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ」は、チップ配線端子およびメタライズ層を有する電子デバイスを開示している。通常配線端子は、基本的にアルミニウムであり、メタライズ層はチタンまたはクロムの局部的接着層、共堆積局部的クロム銅層、局所的可溶性銅層、および局所化金または錫キャッピング層を含みうる。蒸着された局所的鉛−錫はんだ層はキャッピング層の上に置かれる。
【０００５】
電気メッキ法に基づくはんだバンプ法も積極的に追求されてきた。電気メッキ法は、特に、大きい基板および小さいバンプに有効である。この方法では、「アンダーバンプ金属」層（ＵＢＭ）が、一般に蒸着またはスパッタリングにより、コンタクトパッドを有する超小型基板上に堆積される。連続アンダーバンプ金属層は一般に、パッド上および基板上のパッド間に設けられ、はんだメッキの間における電流の流れを可能にする。
【０００６】
アンダーバンプ金属層を用いる電気メッキ法の例は、Ｙｕｎｇによる米国特許第５，１６２，２５７号明細書の発明の名称「Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ」に記載されており、この特許は本出願の譲受人に譲渡されている。この特許では、アンダーバンプ金属層は基板およびパッドに隣接するクロム層と、はんだ付け金属として作用する表面銅層と、クロムおよび銅層の間の整相のクロム／銅層とを含む。はんだバンプのベースは、はんだバンプとコンタクトパッドとの間にあるアンダーバンプ金属層を、はんだとアンダーバンプ金属層のはんだ付け成分との間にある金属間化合物へと変えることにより保護される。
【０００７】
再分配経路導体の例は、Ｒｉｎｎｅ ｅｔ ａｌ．による米国特許第６，３８９，６９１号の発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ Ａｎｄ Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐｓ」に記載されており、この特許は本出願の譲受人に譲渡されている。この特許においては、再分配経路導体は関連のはんだバンプと一緒に集積化されて形成されている。
【０００８】
上述の方法および構造体にもかかわらず、当該分野では改良された相互接続構造体に対する必要性が存在する。
【発明の開示】
【０００９】
本発明の実施形態よれば、基板、基板上の導電パッド、および基板上の絶縁層を含む電子デバイスを形成する方法が提供され、上記絶縁層は導電パッドの一部を露出するバイアホールを有する。より詳細には、絶縁層上の、導電パッドの露出部分上に導電構造体を形成できる。導電構造体は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層と、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層とを含みうる。さらに、導電構造体のベース層は、導電層と絶縁層との間にある。
【００１０】
さらに、導電構造体の形成には、絶縁層上および導電パッドの露出部分上にチタン・タングステン層を形成することと、チタン・タングステン層上にアルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む導電層を形成することとを含み、これによりチタン・タングステン層の一部を露出させることができる。導電層を形成後、導電層により露出されたチタン・タングステン層の一部を除去できる。より詳細には、チタン・タングステン層の一部を除去後、過酸化水素を用いてチタン・タングステン層をエッチングすることを含みうる。代替形態では、チタン・タングステン層の一部の除去には、過酸化水素、硫酸カリウム、ベンゾトリアゾール、およびスルホサリチル酸を含む混合物を用いてチタン・タングステン層をエッチングすることを含みうる。
【００１１】
導電構造体のベース層は導電構造体の導電層を超えて突き出るリップを含み、および／または、導電パッドはアルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含みうる。導電構造体が第１絶縁層と第２絶縁層との間に形成されるように、第２絶縁層を導電構造体上および第１絶縁層上に形成することにより、第２絶縁層の第２バイアホールが導電構造体の一部を露出できる。さらに、第１バイアホールと第２バイアホールとは離して配置できる。さらに、相互接続構造体（例えばはんだバンプ）を導電構造体の露出部分に形成し、アンダーバンプ金属層を相互接続構造体と導電構造体の露出部分との間に形成できる。
【００１２】
導電構造体の導電層はアルミニウム層を含み、導電層は、アルミニウム層と導電構造体のベース層との間にチタン層も含みうる。絶縁層と導電構造体の間に導電パッドの一部を露出できる。さらに、絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００１３】
本発明の別の実施形態によれば、本発明の方法は基板およびその基板上の絶縁層を含む電子デバイスを形成することを提供できる。より詳細には、導電構造体を絶縁層上に形成し、その導電構造体は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層と、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層とを含みうる。さらに、導電構造体のベース層は、導電層と絶縁層との間にあり、導電構造体のベース層は導電構造体の導電層を超えて突き出るリップを含みうる。
【００１４】
絶縁層上に導電構造体を形成することは、絶縁層上にチタン・タングステン層を形成することを含み、チタン・タングステン層を形成後、チタン・タングステン層上に導電層を形成して、チタン・タングステン層の部分を露出させることができる。導電層の形成後、導電層により露出されたチタン・タングステン層の一部は除去できる。より詳細には、チタン・タングステン層の一部を除去後、過酸化水素を用いてチタン・タングステン層をエッチングすることを含みうる。代替形態では、チタン・タングステン層の一部の除去には、過酸化水素、硫酸カリウム、ベンゾトリアゾール、およびスルホサリチル酸を含む混合物を用いてチタン・タングステン層をエッチングすることを含みうる。
【００１５】
電子デバイスは基板上の導電パッドを含み、絶縁層は導電パッドの一部を露出するバイアホールを有することがあり、導電構造体を形成することは、絶縁層上および導電パッドの露出部分上に導電構造体を形成することを含みうる。より詳細には、導電パッドは、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含みうる。さらに、絶縁層と導電構造体との間に導電パッドの一部を露出できる。
【００１６】
第２絶縁層を導電構造体上および第１絶縁層上に形成することにより、導電構造体が第１絶縁層と第２絶縁層との間に形成できる。さらに、第２バイアホールを第２絶縁層に形成して、導電構造体の一部を露出できる。さらに、相互接続構造体（例えばはんだバンプ）を導電構造体の露出部分に形成し、相互接続構造体と導電構造体の露出部分との間にアンダーバンプ金属層を形成できる。
【００１７】
導電構造体の導電層はアルミニウム層を含み、導電層は、アルミニウム層と導電構造体のベース層との間にチタン層も含みうる。さらに、絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００１８】
本発明のさらに別の実施形態によれば、電子デバイスは基板、導電パッド、絶縁層、および絶縁層上の導電構造体を含みうる。導電パッドを基板上に形成し、絶縁層をその基板および導電パッド上に形成できる。さらに、絶縁層は、導電パッドの一部を露出するバイアホールを有することがある。導電構造体は絶縁層上および導電パッドの露出部分上に存在できる。さらに詳細には、導電構造体はチタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層およびアルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層も含みうる。さらに、導電構造体のベース層を導電層と絶縁層との間に形成できる。導電構造体のベース層は導電構造体の導電層を超えて延びるリップを含み、および／または、導電パッドはアルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００１９】
さらに、導電構造体上および第１絶縁層上に第２絶縁層を形成することにより、導電構造体を第１絶縁層と第２絶縁層との間に形成できる。さらに、第２絶縁層は、導電構造体の一部を露出する第２バイアホールを有することがあり、この場合の第１バイアホールと第２バイアホールとは離して配置される。相互接続構造体（例えばはんだバンプ）は導電構造体の露出部分に形成でき、アンダーバンプ金属層は相互接続構造体と導電構造体の露出部分との間に形成できる。
【００２０】
導電構造体の導電層はアルミニウム層を含み、導電層は、アルミニウム層と導電構造体のベース層との間にチタン層も含みうる。導電パッドの一部は絶縁層と導電構造体との間で露出でき、および／または、絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００２１】
本発明のさらに別の実施形態によれば、電子デバイスは、基板、基板上の絶縁層、および絶縁層上の導電構造体を含みうる。導電構造体は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層と、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層とを含みうる。さらに、導電構造体のベース層は導電層と絶縁層との間にあり、導電構造体のベース層は導電構造体の導電層を超えて延びるリップを含みうる。
【００２２】
電子デバイスはさらに基板上の導電パッドを含み、絶縁層は導電パッドの一部を露出するバイアホールを有することがある。さらに、導電構造体の一部は導電パッドの露出部分上に存在できる。導電パッドはアルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含み、導電パッドの一部は絶縁層と導電構造体との間に露出できる。
【００２３】
さらに、導電構造体上および第１絶縁層上に第２絶縁層を形成することにより、導電構造体を第１絶縁層と第２絶縁層との間に形成でき、第２絶縁層は導電構造体の一部を露出する第２バイアホールを有することがある。相互接続構造体（例えばはんだバンプ）は導電構造体の露出部分に形成され、アンダーバンプ金属層は相互接続構造体と導電構造体の露出部分との間に形成できる。
【００２４】
さらに、導電構造体の導電層をアルミニウム層にすることができ、導電層は、アルミニウム層と導電構造体のベース層との間にチタン層も含みうる。さらに、絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００２５】
次に、添付の図面を参照して、本発明を以下に詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明は多くの様々な形態で実現可能であり、本明細書に述べる実施形態に限定されるものではなく、むしろ、これら実施形態は、本発明の開示内容を詳細に完全に説明し、本発明の範囲を当業者に十分に伝達するために提供される。図においては、層および領域の厚みは明瞭にするために誇張されている。図面全体を通して、同一参照符号は同一要素を指す。
【００２７】
層、領域または基板などの要素が「別の要素上」にあると称される場合、それは別の要素上に直接存在するか、または介在要素が存在することもある。これに反し、要素が「別の要素上に直接」存在すると称される場合、介在要素は存在しない。さらに、要素が別の要素に「結合」されていると称される場合、それは別の要素に直接結合されているか、または介在要素が存在することもある。これに反し、要素が別の要素に「直接結合」されていると称される場合、介在要素は存在しない。なお、要素が別の要素に「接続」または「結合」されていると称される場合、それは別の要素に直接接続または結合されているか、または介在要素が存在することもある。最後に、用語の「直接」は介在要素が存在しないことを意味する。
【００２８】
本発明の実施形態によれば、アルミニウム層および／または銅層を含む導電構造体は、有機および／または無機絶縁不活性化層上に形成できる。例えば、再分配経路ラインとして導電構造体を使用して、この経路ラインは、基板上の入力／出力パッドと、入力／出力パッドから分岐する相互接続構造体（例えばはんだバンプ）との間の電気導電路を提供できる。本発明の実施形態による導電ラインおよびはんだバンプを使用して、例えば、フリップチップ処理のための構造体を形成できる。代替形態においては、本発明の実施形態による導電ラインは２つの導電入力／出力パッド間、導電入力／出力パッドと別の導電ライン間、および／または２つの相互接続構造体間の相互接続を提供できる。
【００２９】
本発明の実施形態は、本明細書では、本発明の理想化された実施形態の概略図である断面図を参照して説明される。したがって、結果として、例えば製造技術および／または許容差に関する図の形態からの変形形態が予測される。したがって、本発明の実施形態はここで示す領域の特定形状に限定されると解釈すべきでなく、例えば製造において生じる形状の変形形態を含むものとする。例えば、矩形で示される導電層は、一般に、丸い形状または曲線形状であってもよい。したがって、図に示される領域は実際には概略であり、それらの形状はデバイスの領域の正確な形状を示すものではなく、本発明の範囲を限定するものでもない。
【００３０】
図４は本発明の実施形態による電子構造体を示す。図４に示すとおり、電子基板２１は、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、および／またはサファイアなどの半導体材料を含みうる。さらに詳細には、電気基板２１は、トランジスタ、ダイオード、レジスタ、キャパシタ、および／またはインダクタなどの複数の電子デバイスを含み、定義された機能を提供できる。さらに、導電入力／出力パッド２７（例えば、銅および／またはアルミニウムパッド）は、基板２１の電気回路の電気導電性を提供できる。絶縁不活性化層２４は、無機層２３（例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素の層）および有機層２５（例えば、ベンゾシクロブテンＢＣＢおよび／またはポリイミド）を含みうる。代替形態では、絶縁不活性化層２４は、無機層または有機層の一方だけを含みうる。
【００３１】
さらに図４に示すとおり、絶縁不活性化層２４のバイアホールは導電入力／出力パッド２７の部分を露出でき、絶縁不活性化層２４上に導電ライン３０を形成できる。より詳細には、導電ライン３０は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層２９と、アルミニウムおよび／または銅を含む導電層３３とを含みうる。本発明の特定の実施形態によれば、導電層３３は、チタン上のアルミニウム（Ｔｉ／Ａｌ）、チタン・タングステンの上に重ねたチタン上のアルミニウム（ＴｉＷ／Ｔｉ／Ａｌ）、チタン上の銅（Ｔｉ／Ｃｕ）、チタン・タングステン上の銅（ＴｉＷ／Ｃｕ）、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上のアルミニウム（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ａｌ）、および／または、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上の銅（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ｃｕ）の堆積物を含みうる。チタン上のアルミニウムの堆積物を含む導電層３３は、チタン・タングステンのベース層からゲッターを利用して酸素を除去できる。
【００３２】
導電ライン３０上および第１絶縁不活性化層２４上の第２絶縁不活性化層３５は、導電入力／出力パッド２７から分岐する導電ライン３０の一部を露出する第２バイアホールを含む。さらに、アンダーバンプ金属層３７および相互接続構造体３９（例えばはんだバンプ）を導電ライン３０の露出部分上に設けることができる。したがって、導電ライン３０は相互接続構造体３９をそれぞれの導電入力／出力パッド２７から再分配を可能にし、相互接続構造体３９は次のレベルのパッケージングとの電気的および／または機械的相互接続を提供できる。
【００３３】
図４には示されていないが、導電ライン３０のベース層２９は導電層３３を超えて延びるリップを含みうる。これに加えてまたはこれの代替として、導電入力／出力パッド２７の部分を絶縁不活性化層２４と導電ライン３０との間に露出できる。言い換えると、導電ライン３０の幅は、絶縁不活性化層２４のバイアホールを通して露出する導電入力／出力パッド２７の部分の幅より小さくなることができる。
【００３４】
本発明の実施形態による図４に示された構造体を形成する方法が図１〜４に示される。図１に示されるように、無機層２３（例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素）および／または有機層２５（例えば、ベンゾシクロブテンおよび／またはポリイミド）を含む絶縁不活性化層２４を、基板２１上に形成できる。より詳細には、無機層２３を基板上に形成し、基板２１に対面している無機層２３上に有機層２５を形成することもできる。基板２１は、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、および／または、サファイアなどの材料を含むことがあり、電子基板は、トランジスタ、ダイオード、レジスタ、キャパシタ、および／またはインダクタなどの電子デバイスを含みうる。
【００３５】
さらに、導電入力／出力パッド２７（例えば、銅および／またはアルミニウムパッド）を基板２１上に含むことがあり、導電入力／出力パッド２７は基板２１の回路の電気接続を提供できる。さらに、絶縁不活性化層２４のバイアホールは導電パッド２７の少なくとも一部を露出できる。さらに図１に示されるように、絶縁不活性化層２４上および絶縁不活性化層２４のバイアホールを通して露出する導電入力／出力パッド２７の部分上に、チタン・タングステン２９’のブランケット層を形成できる。
【００３６】
チタン・タングステンのブランケット層２９’を形成する前に、導電入力／出力パッド２７の露出面をウェットおよび／またはドライ処理して、その表面酸素を低減し、導電入力／出力パッド２７とその上に形成されたチタン・タングステン層との間の接触抵抗を低下できる。例えば、導電入力／出力パッド２７の露出面をスパッタリングによりクリーニングし、チタン・タングステンのブランケット層２９’をスパッタリングにより形成できる。さらに、スパッタリングによるクリーニングおよびスパッタリングによる堆積は、同一処理チャンバ内で実行でき、酸化および／または汚染をさらに低減できる。代替形態では、チタン・タングステンのブランケット層を形成する前に、導電入力／出力パッド２７の露出面をウェットエッチング／クリーニング、ドライエッチング／クリーニング、および／または、プラズマエッチング／クリーニング処理でき、および／または、チタン・タングステンのブランケット層２９を蒸着により形成できる。
【００３７】
より詳細には、チタン・タングステンのブランケット層２９’を約１００オングストロームの厚みに形成できる。チタンのブランケット層は、約１０％のチタンと約９０％のタングステンとの組成を有することがある。
【００３８】
アルミニウム導電入力／出力パッド２７により、チタン・タングステンのブランケット層２９’は、絶縁不活性化層２４のバイアホールを通って露出するアルミニウム導電入力／出力パッド２７の不活性化部分を実現できる。チタン・タングステンのブランケット層２９’は、アルミニウム導電入力／出力パッド２７の表面からゲッターを利用して酸素を除去できる。
【００３９】
図２Ａに示されるように、リフトオフ技法を用いて導電層３３を形成できる。より詳細には、レジスト層３１を形成してパターン化し、チタン・タングステンのブラケット層２９’の一部を露出する開口を有するリフトオフ・ステンシルを実現できる。そして、金属層３３が、レジスト層３１上およびチタン・タングステン（ＴｉＷ）層２９の露出部分上に形成される。金属層３３は、アルミニウム／銅を含むことがあり、蒸着により形成できる。金属層３３は、チタン上のアルミニウム（Ｔｉ／Ａｌ）、チタン・タングステンの上に重ねたチタン上のアルミニウム（ＴｉＷ／Ｔｉ／Ａｌ）、チタン上の銅（Ｔｉ／Ｃｕ）、チタン・タングステン上の銅（ＴｉＷ／Ｃｕ）、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上のアルミニウム（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ａｌ）、および／または、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上の銅（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ｃｕ）などの金属層の堆積物を含みうる。例えば、導電層は、チタン・タングステンのブラケット層２９’上に約２００オングストローム〜１０００オングストロームの範囲の厚みを有するチタン層と、約２μｍの厚みを有するアルミニウム層とを含みうる。チタン上にアルミニウムの堆積物を含む導電層３３は、チタン・タングステンのベース層からゲッターを利用して酸素を除去できる。
【００４０】
次に、レジスト層３１および導電層３３を含む構造体を溶剤液に露出することにより、レジスト層３１が溶解し、その上に金属層３３の部分を残す。そして、金属層３３の残り部分により覆われないチタン・タングステン（ＴｉＷ）の空白層（blank layer）の部分２９’は、エッチング薬剤を用いて除去できる。このエッチング薬剤は、アルミニウムおよび／または銅に対してチタン・タングステンを選択的にエッチングして、チタン・タングステンのベース層２９および導電層３３を含む導電ライン３０を有する図３の構造体を形成する。チタン上のアルミニウムの堆積物を含む導電層３３では、チタン・タングステン（１０％Ｔｉおよび９０％Ｗ）のブラケット層２９’の露出部分は、水に溶かした過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）（３０％Ｈ2Ｏ2）、および／または、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、水、硫酸カリウム、ベンゾトリアゾール、およびスルホサリチル酸を含む混合物などのエッチング薬剤を用いてエッチングできる。
【００４１】
代替形態では、導電層３３は、例えば図２Ｂに示されるようなフォトリソグラフィ／エッチング技法を用いて形成でき、チタン・タングステンのブランケット層２９’の露出部分を除去して、図３の構造体を実現できる。より詳細には、アルミニウムおよび／または銅を含むブランケット金属層３３’を、チタン・タングステンのブランケット層２９’上にスパッタにより付着できる。ブランケット金属層３３’は、チタン上のアルミニウム（Ｔｉ／Ａｌ）、チタン・タングステンの上に重ねたチタン上のアルミニウム（ＴｉＷ／Ｔｉ／Ａｌ）、チタン上の銅（Ｔｉ／Ｃｕ）、チタン・タングステン上の銅（ＴｉＷ／Ｃｕ）、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上のアルミニウム（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ａｌ）、および／または、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上の銅（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ｃｕ）などの金属層の堆積物でありうる。例えば、金属層３３’は、チタン・タングステンのブラケット層２９’上に約２００オングストローム〜１０００オングストロームの範囲の厚みを有するチタン層と、約２μｍの厚みを有するアルミニウム層とを含みうる。
【００４２】
そして、エッチングマスク３１’を金属層３３’の上に形成する。例えば、フォトレジストの層を堆積し、露光し、現像することにより、金属層３３’上にエッチングマスク３１’を形成できる。そして、エッチングマスク３１’により露出された金属層３３’の部分は、アルミニウムおよび／または銅をエッチングするのに適したウェットおよび／またはドライエッチング薬剤を用いて除去され、導電層３３が形成される。そして、残りの導電層３３により覆われていないチタン・タングステンのブランケット層の部分２９’は、アルミニウムおよび／または銅に対してＴｉＷを選択的にエッチングするエッチング薬剤を用いて除去できる。チタン上のアルミニウムの堆積物を含む導電層３３では、チタン・タングステン（１０％Ｔｉおよび９０％Ｗ）のブランケット層の部分２９’は、水に溶かした過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）（３０％Ｈ2Ｏ2）、および／または、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、水、硫酸カリウム、ベンゾトリアゾール、およびスルホサリチル酸を含む混合物などのエッチング薬剤を用いてエッチングできる。
【００４３】
導電層３３およびベース層２９のパターンを形成後、エッチングマスク３１’を除去し、導電ライン３０を含む図３の構造体を形成できる。代替形態では、金属層３３’をエッチング後のＴｉＷ層２９’をエッチングする前に、マスク層３１’を除去できる。
【００４４】
したがって、図３の構造体は、図２Ａに関して説明したリフトオフ技法、または図２Ｂに関して説明したフォトリソグラフィ技法を用いて形成できる。いずれの場合においても、プラズマエッチングを用いて、導電層３３およびＴｉＷベース層２９のパターンを形成後、残留金属を除去できる。
【００４５】
図３には示されていないが、導電層３３をエッチングマスクとして利用してチタン・タングステンのベース層２９のパターンを形成後、チタン・タングステンのベース層２９のリップは導電層３３を超えて突き出る。より詳細には、チタン・タングステンのベース層のリップは導電層３３に対して自動整合し、導電ライン３０の周辺まわりで導電層３３から均一長さで突き出る。特定のメカニズムに拘束されることなく、出願者らは、導電層３３（例えばアルミニウム導電層）の近傍におけるエッチング薬剤の電気化学特性が導電層の近傍におけるチタン・タングステンに対するエッチング薬剤の反応性を低下させるものと理論づける。
【００４６】
ベース層２９のリップを維持することにより、導電層３３のアンダーカットを低減および／または除去でき、導電ラインの信頼性を向上できる。ベース層２９のパターンが、導電層３３のアンダーカットを発生させるように形成される場合、その結果のアンダーカット領域は可能な腐食物質および／または汚染物質を取り込む隠れた空洞を形成する可能性があり、アンダーカット領域は完成デバイス内に可能な応力集中点を発生するか、および／またはアンダーカット領域は導電ライン３０と絶縁不活性化層２４との間の結合強度を低下させる可能性がある。アンダーカットの低減および／または除去により、腐食物質および／または汚染物質の取込みを低減でき、応力集中点の発生を低減でき、および／または結合強度を増加できる。
【００４７】
さらに、図４に示される無機および／または有機絶縁不活性化層３５を用いて導電層３０を保護できる。絶縁不活性化層３５は、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素を含みうる。さらに、絶縁不活性化層３５のバイアホールは導電ライン３０の一部を露出でき、アンダーバンプ金属層３７を導電ライン３０の露出部分上に形成でき、相互接続構造体３９（例えばはんだバンプ）をアンダーバンプ金属層３７上に形成できる。相互接続構造体３９は、例えば、蒸着、電気メッキ、無電解メッキ、および／または、スクリーン印刷などの１以上のバンピングプロセスを用いて形成できる。アンダーバンプ金属層およびはんだバンプについては、例えば、Ｒｉｎｎｅによる米国特許第６，４９２，１９７号明細書の発明の名称「Ｔｒｉｌａｙｅｒ／ｂｉｌａｙｅｒ Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐｓ Ａｎｄ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｔｈｅｒｅｆｏｒ」と、Ｒｉｎｎｅ ｅｔ ａｌ．による米国特許第６，３９２，１６３号明細書の発明の名称「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ−Ｓｈａｐｅｄ Ｓｏｌｄｅｒ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ Ｆｏｒ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ Ｔｈｅ Ｖｏｌｕｍｅ Ｏｆ Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐｓ」と、Ｒｉｎｎｅ ｅｔ ａｌ．による米国特許第６，３８９，６９１号明細書の発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ Ａｎｄ Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐｓ」と、Ｒｉｎｎｅ ｅｔ ａｌ．による米国特許第６，３８８，２０３号明細書の発明の名称「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ−Ｓｈａｐｅｄ Ｓｏｌｄｅｒ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ Ｆｏｒ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ Ｔｈｅ Ｖｏｌｕｍｅ Ｏｆ Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐｓ，Ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｆｏｒｍｅｄ Ｔｈｅｒｅｂｙ」と、Ｒｉｎｎｅ ｅｔ ａｌ．による米国特許第６，３２９，６０８号明細書の発明の名称「Ｋｅｙ−Ｓｈａｐｅｄ Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐｓ Ａｎｄ Ｕｎｄｅｒ Ｂｕｍｐ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ」と、Ｙｕｎｇによる米国特許第５，２９３，００６号明細書の発明の名称「Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐ Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｌｉｐ」とに記載されている。上記参照特許の全内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとする。したがって、導電ライン３０は、導電入力／出力パッド２７と相互接続構造体３９との間に、導電入力／出力パッドから横方向に離される電気接続を提供することができる。
【００４８】
代替形態では、絶縁不活性化層３５および第１導電ライン３０の露出部分上に第２導電ライン（図示せず）を形成でき、第２導電ライン（図示なし）および絶縁不活性化層３５上に第３絶縁不活性化層（図示せず）を形成できる。第２導電ラインの一部を露出するバイアホールは、第３絶縁不活性化層に設けられる。したがって、複数レベルの導電ラインを用いて、導電入力／出力パッドとそれぞれの相互接続構造体との間の電気接続を実現できる。これの代替としてまたはこれに加えて、１以上のレベルの導電ラインを用いて、２つ以上の導電入力／出力パッド間の電気接続を実現できる。
【００４９】
図５〜図８には、本発明の別の実施形態による導電ラインの形成ステップが示されている。より詳細には、図５〜図８に関して述べたチタン・タングステン（ＴｉＷ）ベースの改良により、（ウエットエチングプロセス法を用いて形成される配線の下に発生する）アンダーカット領域を低減できる。一般に、超小型電子構造体の下のアンダーカット領域は望ましくない。この理由は、減少したベース領域が結合強度を低下させ、可能な腐食物質および汚染物質を取り込む隠れた空洞を形成し、完成デバイス内に可能な応力集中点を発生させるからである。
【００５０】
本発明の実施形態によれば、導電ラインは、（導電層と異なる）金属ベース層上の導電層を含む導電ラインを有する電子デバイスの絶縁不活性化層上に形成でき、金属ベース層は導電層と絶縁不活性化層との間にある。より詳細には、金属ベース層のリップは、導電ラインの端部を超えて突き出ることがある。例えば、導電層はアルミニウム層であってもよく、金属ベース層はチタン・タングステン（ＴｉＷ）層であってもよい。より詳細には、アルミニウム導電層は約２μｍの厚みを有し、ＴｉＷベース層は約１０００オングストロームの厚みを有することがある。さらに、アルミニウム配線層とＴｉＷベース層との間にチタン隔壁層を設けることができ、このチタン隔壁層は約２００〜１０００オングストロームの範囲の厚みを有することがある。
【００５１】
図５〜図９には、本発明の実施形態による、金属ベース層上に導電層を含む導電ラインを形成する方法が示されている。図５に示されるとおり、基板１２１は、電子デバイス（トランジスタ、ダイオード、レジスタ、キャパシタ、および／またはインダクタ）を含むことがあり、基板上に導電入力／出力パッド１２７および絶縁不活性化層１２４を有する。基板１２１は、例えば、シリコン基板、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）基板、および／または、サファイア基板でありうる。絶縁不活性化層１２４は、絶縁有機および／または無機材料を含みうる。より詳細には、絶縁不活性化層１２４は、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または、酸窒化ケイ素を含みうる。絶縁不活性化層１２４をさらにパターン化して、その層内に導電入力／出力パッド１２７の部分を露出するバイアホールを形成できる。導電入力／出力パッド１２７は、アルミニウム入力／出力パッドでありうる。
【００５２】
絶縁不活性化層１２４上および導電入力／出力パッド１２７の露出部分上に、金属のブランケット層１２９’を形成できる。例えば、約１０００オングストロームの厚みを有するチタン・タングステン（ＴｉＷ）のブランケット層を、絶縁不活性化層１２４上および導電入力／出力パッド１２７の露出部分上に形成できる。さらに、チタン・タングステンのブランケット層をスパッタリングおよび／または蒸着により形成し、１０％のチタンおよび９０％のタングステンの組成とすることができる。さらに、導電入力／出力パッド１２７の露出部分は、金属のブランケット層１２９’を形成する前に、ウェットおよび／またはドライ前処理を用いて前処理することもできる。例えば、ウェットおよび／またはドライ前処理を用いて、導電入力／出力パッド１２７上の表面酸素を低減し、導電入力／出力パッド１２７とブランケット層１２９’の金属との間の接触抵抗を低下できる。より詳細には、前処理は、導電入力／出力パッド１２７上の表面酸素を低減するスパッタリングを含みうる。これに加えてまたはこれの代替として、プラズマ前処理を利用して、絶縁不活性化層１２４および／または導電入力／出力パッド１２７の表面をクリーニングできる。
【００５３】
そして、図６に示されるように、リフトオフ技法を用いてパターン化された導電層を形成できる。例えば、フォトレジストのパターン化層１３１は金属のブランケット層１２９’の一部を露出してその位置に導電層１３３を形成でき、この導電層はブランケット層１２９’の金属中に含まれない金属を含む。例えば、導電層１３３は、チタン（Ｔｉ）層１３２およびアルミニウム（Ａｌ）１３４層を含みうる。より詳細には、チタン層１３２は約２００〜１０００オングストロームの範囲の厚みにでき、アルミニウム層１３４は約２μｍの厚みにできる。様々な代替形態では、導電層１３３は、チタン上のアルミニウム（Ｔｉ／Ａｌ）、チタン・タングステンの上に重ねたチタン上のアルミニウム（ＴｉＷ／Ｔｉ／Ａｌ）、チタン上の銅の連続層（Ｔｉ／Ｃｕ）、チタン・タングステン上の銅（ＴｉＷ／Ｃｕ）、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上のアルミニウム（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ａｌ）、および／または、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上の銅（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ｃｕ）の連続層を含みうる。チタン上のアルミニウムの堆積物を含む導電層１３３は、チタン・タングステンのベース層からゲッターを利用して酸素を除去できる。
【００５４】
図に示されるとおり、フォトレジスト１３１上に導電層１３３’の犠牲部分をさらに形成できる。フォトレジスト１３１およびその上の導電層１３３’の犠牲部分を除去することにより、ブランケット層１２９’上に導電層１３３を形成できる。リフトオフ技法を説明したが、導電層１３３は、例えばエッチングマスクによるウェットエッチングを含む従来のフォトリソグラフ／エッチング技法を利用して形成できる。
【００５５】
そして、導電層１３３以外のマスクを用いることなく、金属のブランケット層１２９’に対してウェットエッチングを実施し、図７に示すように、導電層１３３を超えて突き出るリップ１１９を有するベース層１２９を形成できる。本発明の特定の実施形態によれば、金属ベース層１２９はチタン・タングステン（１０％Ｔｉおよび９０％Ｗ）ベース層であり、導電層１３３はアルミニウム層１３４およびチタン層１３２を含むことがあり、ウェットエッチングは水に溶かした過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）（３０％Ｈ2Ｏ2）を用いて実施できる。代替形態では、金属ベース層１２９はチタン・タングステン（１０％Ｔｉおよび９０％Ｗ）ベース層であり、導電層１３３はアルミニウム層１３４およびチタン層１３２を含むことがあり、ウェットエッチングは過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、水、硫酸カリウム、ベンゾトリアゾール、およびスルホサリチル酸を含む混合物を用いて実施できる。
【００５６】
本発明の実施形態によれば、ベース層１２９のリップ１１９は、マスク（導電層１３３以外の）を使用せずに、導電層１３３を超えて突き出るように形成できる。マスクを使用せずにベース層１２９を形成することにより、リップ１１９は導電層１３３に対して自動整合し、導電層１３３から均一な長さで突き出る。このように、リップ１１９は、導電層１３３のアンダーカットを低減し、その結果得られた構造体の信頼性を向上できる。より詳細には、リップ１１９は、絶縁不活性化層１２４との接触面積を増加し、それにより、絶縁不活性化層との接着性を向上できる。アンダーカットを低減することにより、導電層１３３におけるクラックの発生を低減できる。特定のメカニズムに拘束されることなく、出願者らは、（例えばアルミニウム導電層などの）導電層１３３の近傍におけるエッチング薬剤の電気化学特性は、導電層の近傍におけるチタン・タングステンに対するエッチング薬剤の反応性を低下させるものと理論づける。
【００５７】
図８に示されるように、第１絶縁不活性化層１２４の上と導電層１３３の上とベース層１２９のリップ１１９上とに、第２絶縁層１３５を形成できる。さらに、第２絶縁不活性化層１３５を通してバイアホール１２３を形成することにより、導電層１３３の一部を露出できる。
【００５８】
図９に示されるように、（例えばはんだバンプなどの）相互接続構造体１３９を導電層１３３の露出部分上に形成できる。したがって、（導電層１３３およびベース層１２９を含む）導電ラインは、導電入力／出力パッド１２７から（例えばはんだバンプなどの）相互接続構造体１３９への再分配を可能にする。さらに、第２絶縁不活性化層１３５は、有機および／または無機絶縁材料を含みうる。より詳細には、第２絶縁不活性化層は、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または、酸窒化ケイ素を含みうる。代替形態では、（導電層１３３およびベース層１２９を含む）導電ラインは、導電入力／出力パッド１２７と基板１３５上の別の接点パッドとの間の相互接続を提供できる。
【００５９】
図１０〜図１３の写真には、本発明の実施形態によるＴｉＷベース層とＡｌ配線層とを含む様々な構造体が示されている。図１０の上面図に示されるとおり、絶縁不活性化層２３５の上に導電構造体を形成でき、導電構造体がチタン・タングステンのベース層上にアルミニウム導電層２３４を含むように、アルミニウム導電層２３４と絶縁不活性化層２３５との間にチタン・タングステンのベース層を形成できる。さらに、チタン・タングステンのベース層のリップ２１９が、導電構造体の周辺まわりに比較的に均一な長さでアルミニウム導電層２３４を超えて突き出ている。図に示されるように、導電構造体は、細長い部分と幅の広い部分とを有することがある。
【００６０】
図１１は、本発明の実施形態による絶縁不活性化層３３５上の別の構造体の上面図である。図１１に示されるように、チタン・タングステンのベース層のリップ３１９が導電構造体の周辺まわりに比較的に均一な長さでアルミニウム導電層３３４を超えて突き出るように、それぞれのチタン・タングステンのベース層上にアルミニウム導電層３３４を形成できる。
【００６１】
図１２は、本発明の実施形態による絶縁不活性化層４３５上のさらに別の構造体の上面図である。図１２に示されるように、チタン・タングステンのベース層のリップ４１９が導電構造体の周辺まわりに比較的均一な長さでアルミニウム導電層４３４を超えて突き出るように、それぞれのチタン・タングステンのベース層上にアルミニウム導電層４３４を形成できる。
【００６２】
図１３は、本発明の実施形態による導電構造体の断面の写真である。図１３に示されるとおり、絶縁不活性化層５３５の上に導電構造体を形成でき、導電構造体は、チタン・タングステンのベース層５２９とアルミニウム導電層５３４とを含みうる。より詳細には、チタン・タングステンのベース層５２９は、アルミニウム導電層５３４を超えて突き出るリップ５１９を含みうる。
【００６３】
本図面および本明細書では、本発明の典型的な好ましい実施形態を開示し、特定の用語を用いているが、それらは一般的および説明的意味で使用しているだけであり、限定を意味するものではない。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図６】本発明の別の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図７】本発明の別の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図８】本発明の別の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図９】本発明の別の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態による、導電構造体を示す写真である。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態による、導電構造体を示す写真である。
【図１２】本発明のさらに別の実施形態による、導電構造体を示す写真である。
【図１３】本発明のさらに別の実施形態による、導電構造体を示す写真である。
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２００３年７月２５日出願の米国特許仮出願第６０／４９０，３４０号、および２００３年１０月１日出願の米国特許仮出願第６０／５０７，５８７号からの優先件利益を主張する。上記の参照特許仮出願の両方の全内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
【０００２】
発明の分野
本発明は集積回路の分野に関し、さらに詳細には、集積回路デバイスの導電構造体および関連構造体の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
超小型電子デバイスは、他の超小型デバイスとの電気接続のために、はんだボールまたははんだバンプを用いることが多い。例えば、超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）チップは、はんだボールまたははんだバンプを用いて、回路基板または別の次のレベルのパッケージング基板に電気的に接続される。この接続技法は「制御崩壊チップ接続（controlled collapse Chip connection）―Ｃ４」法または「フリップ−チップ」法と称され、本明細書でははんだバンプと称する。
【０００４】
ＩＢＭにより開発されたはんだバンプ法によれば、はんだバンプは、集積回路ウェーハに固定されたシャドウマスクの開口を通す蒸着により形成される。例えばＫａｔｚ ｅｔ ａｌ．の米国特許第５，２３４，１４９号明細書の発明の名称「Ｄｅｂｏｎｄａｂｌｅ Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｂｏｎｄｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ」は、チップ配線端子およびメタライズ層を有する電子デバイスを開示している。通常配線端子は、基本的にアルミニウムであり、メタライズ層はチタンまたはクロムの局部的接着層、共堆積局部的クロム銅層、局所的可溶性銅層、および局所化金または錫キャッピング層を含みうる。蒸着された局所的鉛−錫はんだ層はキャッピング層の上に置かれる。
【０００５】
電気メッキ法に基づくはんだバンプ法も積極的に追求されてきた。電気メッキ法は、特に、大きい基板および小さいバンプに有効である。この方法では、「アンダーバンプ金属」層（ＵＢＭ）が、一般に蒸着またはスパッタリングにより、コンタクトパッドを有する超小型基板上に堆積される。連続アンダーバンプ金属層は一般に、パッド上および基板上のパッド間に設けられ、はんだメッキの間における電流の流れを可能にする。
【０００６】
アンダーバンプ金属層を用いる電気メッキ法の例は、Ｙｕｎｇによる米国特許第５，１６２，２５７号明細書の発明の名称「Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ」に記載されており、この特許は本出願の譲受人に譲渡されている。この特許では、アンダーバンプ金属層は基板およびパッドに隣接するクロム層と、はんだ付け金属として作用する表面銅層と、クロムおよび銅層の間の整相のクロム／銅層とを含む。はんだバンプのベースは、はんだバンプとコンタクトパッドとの間にあるアンダーバンプ金属層を、はんだとアンダーバンプ金属層のはんだ付け成分との間にある金属間化合物へと変えることにより保護される。
【０００７】
再分配経路導体の例は、Ｒｉｎｎｅ ｅｔ ａｌ．による米国特許第６，３８９，６９１号の発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ Ａｎｄ Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐｓ」に記載されており、この特許は本出願の譲受人に譲渡されている。この特許においては、再分配経路導体は関連のはんだバンプと一緒に集積化されて形成されている。
【０００８】
上述の方法および構造体にもかかわらず、当該分野では改良された相互接続構造体に対する必要性が存在する。
【発明の開示】
【０００９】
本発明の実施形態よれば、基板、基板上の導電パッド、および基板上の絶縁層を含む電子デバイスを形成する方法が提供され、上記絶縁層は導電パッドの一部を露出するバイアホールを有する。より詳細には、絶縁層上の、導電パッドの露出部分上に導電構造体を形成できる。導電構造体は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層と、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層とを含みうる。さらに、導電構造体のベース層は、導電層と絶縁層との間にある。
【００１０】
さらに、導電構造体の形成には、絶縁層上および導電パッドの露出部分上にチタン・タングステン層を形成することと、チタン・タングステン層上にアルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む導電層を形成することとを含み、これによりチタン・タングステン層の一部を露出させることができる。導電層を形成後、導電層により露出されたチタン・タングステン層の一部を除去できる。より詳細には、チタン・タングステン層の一部を除去後、過酸化水素を用いてチタン・タングステン層をエッチングすることを含みうる。代替形態では、チタン・タングステン層の一部の除去には、過酸化水素、硫酸カリウム、ベンゾトリアゾール、およびスルホサリチル酸を含む混合物を用いてチタン・タングステン層をエッチングすることを含みうる。
【００１１】
導電構造体のベース層は導電構造体の導電層を超えて突き出るリップを含み、および／または、導電パッドはアルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含みうる。導電構造体が第１絶縁層と第２絶縁層との間に形成されるように、第２絶縁層を導電構造体上および第１絶縁層上に形成することにより、第２絶縁層の第２バイアホールが導電構造体の一部を露出できる。さらに、第１バイアホールと第２バイアホールとは離して配置できる。さらに、相互接続構造体（例えばはんだバンプ）を導電構造体の露出部分に形成し、アンダーバンプ金属層を相互接続構造体と導電構造体の露出部分との間に形成できる。
【００１２】
導電構造体の導電層はアルミニウム層を含み、導電層は、アルミニウム層と導電構造体のベース層との間にチタン層も含みうる。絶縁層と導電構造体の間に導電パッドの一部を露出できる。さらに、絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００１３】
本発明の別の実施形態によれば、本発明の方法は基板およびその基板上の絶縁層を含む電子デバイスを形成することを提供できる。より詳細には、導電構造体を絶縁層上に形成し、その導電構造体は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層と、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層とを含みうる。さらに、導電構造体のベース層は、導電層と絶縁層との間にあり、導電構造体のベース層は導電構造体の導電層を超えて突き出るリップを含みうる。
【００１４】
絶縁層上に導電構造体を形成することは、絶縁層上にチタン・タングステン層を形成することを含み、チタン・タングステン層を形成後、チタン・タングステン層上に導電層を形成して、チタン・タングステン層の部分を露出させることができる。導電層の形成後、導電層により露出されたチタン・タングステン層の一部は除去できる。より詳細には、チタン・タングステン層の一部を除去後、過酸化水素を用いてチタン・タングステン層をエッチングすることを含みうる。代替形態では、チタン・タングステン層の一部の除去には、過酸化水素、硫酸カリウム、ベンゾトリアゾール、およびスルホサリチル酸を含む混合物を用いてチタン・タングステン層をエッチングすることを含みうる。
【００１５】
電子デバイスは基板上の導電パッドを含み、絶縁層は導電パッドの一部を露出するバイアホールを有することがあり、導電構造体を形成することは、絶縁層上および導電パッドの露出部分上に導電構造体を形成することを含みうる。より詳細には、導電パッドは、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含みうる。さらに、絶縁層と導電構造体との間に導電パッドの一部を露出できる。
【００１６】
第２絶縁層を導電構造体上および第１絶縁層上に形成することにより、導電構造体が第１絶縁層と第２絶縁層との間に形成できる。さらに、第２バイアホールを第２絶縁層に形成して、導電構造体の一部を露出できる。さらに、相互接続構造体（例えばはんだバンプ）を導電構造体の露出部分に形成し、相互接続構造体と導電構造体の露出部分との間にアンダーバンプ金属層を形成できる。
【００１７】
導電構造体の導電層はアルミニウム層を含み、導電層は、アルミニウム層と導電構造体のベース層との間にチタン層も含みうる。さらに、絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００１８】
本発明のさらに別の実施形態によれば、電子デバイスは基板、導電パッド、絶縁層、および絶縁層上の導電構造体を含みうる。導電パッドを基板上に形成し、絶縁層をその基板および導電パッド上に形成できる。さらに、絶縁層は、導電パッドの一部を露出するバイアホールを有することがある。導電構造体は絶縁層上および導電パッドの露出部分上に存在できる。さらに詳細には、導電構造体はチタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層およびアルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層も含みうる。さらに、導電構造体のベース層を導電層と絶縁層との間に形成できる。導電構造体のベース層は導電構造体の導電層を超えて延びるリップを含み、および／または、導電パッドはアルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００１９】
さらに、導電構造体上および第１絶縁層上に第２絶縁層を形成することにより、導電構造体を第１絶縁層と第２絶縁層との間に形成できる。さらに、第２絶縁層は、導電構造体の一部を露出する第２バイアホールを有することがあり、この場合の第１バイアホールと第２バイアホールとは離して配置される。相互接続構造体（例えばはんだバンプ）は導電構造体の露出部分に形成でき、アンダーバンプ金属層は相互接続構造体と導電構造体の露出部分との間に形成できる。
【００２０】
導電構造体の導電層はアルミニウム層を含み、導電層は、アルミニウム層と導電構造体のベース層との間にチタン層も含みうる。導電パッドの一部は絶縁層と導電構造体との間で露出でき、および／または、絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００２１】
本発明のさらに別の実施形態によれば、電子デバイスは、基板、基板上の絶縁層、および絶縁層上の導電構造体を含みうる。導電構造体は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層と、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層とを含みうる。さらに、導電構造体のベース層は導電層と絶縁層との間にあり、導電構造体のベース層は導電構造体の導電層を超えて延びるリップを含みうる。
【００２２】
電子デバイスはさらに基板上の導電パッドを含み、絶縁層は導電パッドの一部を露出するバイアホールを有することがある。さらに、導電構造体の一部は導電パッドの露出部分上に存在できる。導電パッドはアルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含み、導電パッドの一部は絶縁層と導電構造体との間に露出できる。
【００２３】
さらに、導電構造体上および第１絶縁層上に第２絶縁層を形成することにより、導電構造体を第１絶縁層と第２絶縁層との間に形成でき、第２絶縁層は導電構造体の一部を露出する第２バイアホールを有することがある。相互接続構造体（例えばはんだバンプ）は導電構造体の露出部分に形成され、アンダーバンプ金属層は相互接続構造体と導電構造体の露出部分との間に形成できる。
【００２４】
さらに、導電構造体の導電層をアルミニウム層にすることができ、導電層は、アルミニウム層と導電構造体のベース層との間にチタン層も含みうる。さらに、絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００２５】
次に、添付の図面を参照して、本発明を以下に詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明は多くの様々な形態で実現可能であり、本明細書に述べる実施形態に限定されるものではなく、むしろ、これら実施形態は、本発明の開示内容を詳細に完全に説明し、本発明の範囲を当業者に十分に伝達するために提供される。図においては、層および領域の厚みは明瞭にするために誇張されている。図面全体を通して、同一参照符号は同一要素を指す。
【００２７】
層、領域または基板などの要素が「別の要素上」にあると称される場合、それは別の要素上に直接存在するか、または介在要素が存在することもある。これに反し、要素が「別の要素上に直接」存在すると称される場合、介在要素は存在しない。さらに、要素が別の要素に「結合」されていると称される場合、それは別の要素に直接結合されているか、または介在要素が存在することもある。これに反し、要素が別の要素に「直接結合」されていると称される場合、介在要素は存在しない。なお、要素が別の要素に「接続」または「結合」されていると称される場合、それは別の要素に直接接続または結合されているか、または介在要素が存在することもある。最後に、用語の「直接」は介在要素が存在しないことを意味する。
【００２８】
本発明の実施形態によれば、アルミニウム層および／または銅層を含む導電構造体は、有機および／または無機絶縁不活性化層上に形成できる。例えば、再分配経路ラインとして導電構造体を使用して、この経路ラインは、基板上の入力／出力パッドと、入力／出力パッドから分岐する相互接続構造体（例えばはんだバンプ）との間の電気導電路を提供できる。本発明の実施形態による導電ラインおよびはんだバンプを使用して、例えば、フリップチップ処理のための構造体を形成できる。代替形態においては、本発明の実施形態による導電ラインは２つの導電入力／出力パッド間、導電入力／出力パッドと別の導電ライン間、および／または２つの相互接続構造体間の相互接続を提供できる。
【００２９】
本発明の実施形態は、本明細書では、本発明の理想化された実施形態の概略図である断面図を参照して説明される。したがって、結果として、例えば製造技術および／または許容差に関する図の形態からの変形形態が予測される。したがって、本発明の実施形態はここで示す領域の特定形状に限定されると解釈すべきでなく、例えば製造において生じる形状の変形形態を含むものとする。例えば、矩形で示される導電層は、一般に、丸い形状または曲線形状であってもよい。したがって、図に示される領域は実際には概略であり、それらの形状はデバイスの領域の正確な形状を示すものではなく、本発明の範囲を限定するものでもない。
【００３０】
図４は本発明の実施形態による電子構造体を示す。図４に示すとおり、電子基板２１は、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、および／またはサファイアなどの半導体材料を含みうる。さらに詳細には、電気基板２１は、トランジスタ、ダイオード、レジスタ、キャパシタ、および／またはインダクタなどの複数の電子デバイスを含み、定義された機能を提供できる。さらに、導電入力／出力パッド２７（例えば、銅および／またはアルミニウムパッド）は、基板２１の電気回路の電気導電性を提供できる。絶縁不活性化層２４は、無機層２３（例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素の層）および有機層２５（例えば、ベンゾシクロブテンＢＣＢおよび／またはポリイミド）を含みうる。代替形態では、絶縁不活性化層２４は、無機層または有機層の一方だけを含みうる。
【００３１】
さらに図４に示すとおり、絶縁不活性化層２４のバイアホールは導電入力／出力パッド２７の部分を露出でき、絶縁不活性化層２４上に導電ライン３０を形成できる。より詳細には、導電ライン３０は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層２９と、アルミニウムおよび／または銅を含む導電層３３とを含みうる。本発明の特定の実施形態によれば、導電層３３は、チタン上のアルミニウム（Ｔｉ／Ａｌ）、チタン・タングステンの上に重ねたチタン上のアルミニウム（ＴｉＷ／Ｔｉ／Ａｌ）、チタン上の銅（Ｔｉ／Ｃｕ）、チタン・タングステン上の銅（ＴｉＷ／Ｃｕ）、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上のアルミニウム（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ａｌ）、および／または、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上の銅（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ｃｕ）の堆積物を含みうる。チタン上のアルミニウムの堆積物を含む導電層３３は、チタン・タングステンのベース層からゲッターを利用して酸素を除去できる。
【００３２】
導電ライン３０上および第１絶縁不活性化層２４上の第２絶縁不活性化層３５は、導電入力／出力パッド２７から分岐する導電ライン３０の一部を露出する第２バイアホールを含む。さらに、アンダーバンプ金属層３７および相互接続構造体３９（例えばはんだバンプ）を導電ライン３０の露出部分上に設けることができる。したがって、導電ライン３０は相互接続構造体３９をそれぞれの導電入力／出力パッド２７から再分配を可能にし、相互接続構造体３９は次のレベルのパッケージングとの電気的および／または機械的相互接続を提供できる。
【００３３】
図４には示されていないが、導電ライン３０のベース層２９は導電層３３を超えて延びるリップを含みうる。これに加えてまたはこれの代替として、導電入力／出力パッド２７の部分を絶縁不活性化層２４と導電ライン３０との間に露出できる。言い換えると、導電ライン３０の幅は、絶縁不活性化層２４のバイアホールを通して露出する導電入力／出力パッド２７の部分の幅より小さくなることができる。
【００３４】
本発明の実施形態による図４に示された構造体を形成する方法が図１〜４に示される。図１に示されるように、無機層２３（例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素）および／または有機層２５（例えば、ベンゾシクロブテンおよび／またはポリイミド）を含む絶縁不活性化層２４を、基板２１上に形成できる。より詳細には、無機層２３を基板上に形成し、基板２１に対面している無機層２３上に有機層２５を形成することもできる。基板２１は、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、および／または、サファイアなどの材料を含むことがあり、電子基板は、トランジスタ、ダイオード、レジスタ、キャパシタ、および／またはインダクタなどの電子デバイスを含みうる。
【００３５】
さらに、導電入力／出力パッド２７（例えば、銅および／またはアルミニウムパッド）を基板２１上に含むことがあり、導電入力／出力パッド２７は基板２１の回路の電気接続を提供できる。さらに、絶縁不活性化層２４のバイアホールは導電パッド２７の少なくとも一部を露出できる。さらに図１に示されるように、絶縁不活性化層２４上および絶縁不活性化層２４のバイアホールを通して露出する導電入力／出力パッド２７の部分上に、チタン・タングステン２９’のブランケット層を形成できる。
【００３６】
チタン・タングステンのブランケット層２９’を形成する前に、導電入力／出力パッド２７の露出面をウェットおよび／またはドライ処理して、その表面酸素を低減し、導電入力／出力パッド２７とその上に形成されたチタン・タングステン層との間の接触抵抗を低下できる。例えば、導電入力／出力パッド２７の露出面をスパッタリングによりクリーニングし、チタン・タングステンのブランケット層２９’をスパッタリングにより形成できる。さらに、スパッタリングによるクリーニングおよびスパッタリングによる堆積は、同一処理チャンバ内で実行でき、酸化および／または汚染をさらに低減できる。代替形態では、チタン・タングステンのブランケット層を形成する前に、導電入力／出力パッド２７の露出面をウェットエッチング／クリーニング、ドライエッチング／クリーニング、および／または、プラズマエッチング／クリーニング処理でき、および／または、チタン・タングステンのブランケット層２９を蒸着により形成できる。
【００３７】
より詳細には、チタン・タングステンのブランケット層２９’を約１００オングストロームの厚みに形成できる。チタンのブランケット層は、約１０％のチタンと約９０％のタングステンとの組成を有することがある。
【００３８】
アルミニウム導電入力／出力パッド２７により、チタン・タングステンのブランケット層２９’は、絶縁不活性化層２４のバイアホールを通って露出するアルミニウム導電入力／出力パッド２７の不活性化部分を実現できる。チタン・タングステンのブランケット層２９’は、アルミニウム導電入力／出力パッド２７の表面からゲッターを利用して酸素を除去できる。
【００３９】
図２Ａに示されるように、リフトオフ技法を用いて導電層３３を形成できる。より詳細には、レジスト層３１を形成してパターン化し、チタン・タングステンのブラケット層２９’の一部を露出する開口を有するリフトオフ・ステンシルを実現できる。そして、金属層３３が、レジスト層３１上およびチタン・タングステン（ＴｉＷ）層２９の露出部分上に形成される。金属層３３は、アルミニウム／銅を含むことがあり、蒸着により形成できる。金属層３３は、チタン上のアルミニウム（Ｔｉ／Ａｌ）、チタン・タングステンの上に重ねたチタン上のアルミニウム（ＴｉＷ／Ｔｉ／Ａｌ）、チタン上の銅（Ｔｉ／Ｃｕ）、チタン・タングステン上の銅（ＴｉＷ／Ｃｕ）、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上のアルミニウム（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ａｌ）、および／または、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上の銅（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ｃｕ）などの金属層の堆積物を含みうる。例えば、導電層は、チタン・タングステンのブラケット層２９’上に約２００オングストローム〜１０００オングストロームの範囲の厚みを有するチタン層と、約２μｍの厚みを有するアルミニウム層とを含みうる。チタン上にアルミニウムの堆積物を含む導電層３３は、チタン・タングステンのベース層からゲッターを利用して酸素を除去できる。
【００４０】
次に、レジスト層３１および導電層３３を含む構造体を溶剤液に露出することにより、レジスト層３１が溶解し、その上に金属層３３の部分を残す。そして、金属層３３の残り部分により覆われないチタン・タングステン（ＴｉＷ）の空白層（blank layer）の部分２９’は、エッチング薬剤を用いて除去できる。このエッチング薬剤は、アルミニウムおよび／または銅に対してチタン・タングステンを選択的にエッチングして、チタン・タングステンのベース層２９および導電層３３を含む導電ライン３０を有する図３の構造体を形成する。チタン上のアルミニウムの堆積物を含む導電層３３では、チタン・タングステン（１０％Ｔｉおよび９０％Ｗ）のブラケット層２９’の露出部分は、水に溶かした過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）（３０％Ｈ2Ｏ2）、および／または、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、水、硫酸カリウム、ベンゾトリアゾール、およびスルホサリチル酸を含む混合物などのエッチング薬剤を用いてエッチングできる。
【００４１】
代替形態では、導電層３３は、例えば図２Ｂに示されるようなフォトリソグラフィ／エッチング技法を用いて形成でき、チタン・タングステンのブランケット層２９’の露出部分を除去して、図３の構造体を実現できる。より詳細には、アルミニウムおよび／または銅を含むブランケット金属層３３’を、チタン・タングステンのブランケット層２９’上にスパッタにより付着できる。ブランケット金属層３３’は、チタン上のアルミニウム（Ｔｉ／Ａｌ）、チタン・タングステンの上に重ねたチタン上のアルミニウム（ＴｉＷ／Ｔｉ／Ａｌ）、チタン上の銅（Ｔｉ／Ｃｕ）、チタン・タングステン上の銅（ＴｉＷ／Ｃｕ）、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上のアルミニウム（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ａｌ）、および／または、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上の銅（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ｃｕ）などの金属層の堆積物でありうる。例えば、金属層３３’は、チタン・タングステンのブラケット層２９’上に約２００オングストローム〜１０００オングストロームの範囲の厚みを有するチタン層と、約２μｍの厚みを有するアルミニウム層とを含みうる。
【００４２】
そして、エッチングマスク３１’を金属層３３’の上に形成する。例えば、フォトレジストの層を堆積し、露光し、現像することにより、金属層３３’上にエッチングマスク３１’を形成できる。そして、エッチングマスク３１’により露出された金属層３３’の部分は、アルミニウムおよび／または銅をエッチングするのに適したウェットおよび／またはドライエッチング薬剤を用いて除去され、導電層３３が形成される。そして、残りの導電層３３により覆われていないチタン・タングステンのブランケット層の部分２９’は、アルミニウムおよび／または銅に対してＴｉＷを選択的にエッチングするエッチング薬剤を用いて除去できる。チタン上のアルミニウムの堆積物を含む導電層３３では、チタン・タングステン（１０％Ｔｉおよび９０％Ｗ）のブランケット層の部分２９’は、水に溶かした過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）（３０％Ｈ2Ｏ2）、および／または、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、水、硫酸カリウム、ベンゾトリアゾール、およびスルホサリチル酸を含む混合物などのエッチング薬剤を用いてエッチングできる。
【００４３】
導電層３３およびベース層２９のパターンを形成後、エッチングマスク３１’を除去し、導電ライン３０を含む図３の構造体を形成できる。代替形態では、金属層３３’をエッチング後のＴｉＷ層２９’をエッチングする前に、マスク層３１’を除去できる。
【００４４】
したがって、図３の構造体は、図２Ａに関して説明したリフトオフ技法、または図２Ｂに関して説明したフォトリソグラフィ技法を用いて形成できる。いずれの場合においても、プラズマエッチングを用いて、導電層３３およびＴｉＷベース層２９のパターンを形成後、残留金属を除去できる。
【００４５】
図３には示されていないが、導電層３３をエッチングマスクとして利用してチタン・タングステンのベース層２９のパターンを形成後、チタン・タングステンのベース層２９のリップは導電層３３を超えて突き出る。より詳細には、チタン・タングステンのベース層のリップは導電層３３に対して自動整合し、導電ライン３０の周辺まわりで導電層３３から均一長さで突き出る。特定のメカニズムに拘束されることなく、出願者らは、導電層３３（例えばアルミニウム導電層）の近傍におけるエッチング薬剤の電気化学特性が導電層の近傍におけるチタン・タングステンに対するエッチング薬剤の反応性を低下させるものと理論づける。
【００４６】
ベース層２９のリップを維持することにより、導電層３３のアンダーカットを低減および／または除去でき、導電ラインの信頼性を向上できる。ベース層２９のパターンが、導電層３３のアンダーカットを発生させるように形成される場合、その結果のアンダーカット領域は可能な腐食物質および／または汚染物質を取り込む隠れた空洞を形成する可能性があり、アンダーカット領域は完成デバイス内に可能な応力集中点を発生するか、および／またはアンダーカット領域は導電ライン３０と絶縁不活性化層２４との間の結合強度を低下させる可能性がある。アンダーカットの低減および／または除去により、腐食物質および／または汚染物質の取込みを低減でき、応力集中点の発生を低減でき、および／または結合強度を増加できる。
【００４７】
さらに、図４に示される無機および／または有機絶縁不活性化層３５を用いて導電層３０を保護できる。絶縁不活性化層３５は、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素を含みうる。さらに、絶縁不活性化層３５のバイアホールは導電ライン３０の一部を露出でき、アンダーバンプ金属層３７を導電ライン３０の露出部分上に形成でき、相互接続構造体３９（例えばはんだバンプ）をアンダーバンプ金属層３７上に形成できる。相互接続構造体３９は、例えば、蒸着、電気メッキ、無電解メッキ、および／または、スクリーン印刷などの１以上のバンピングプロセスを用いて形成できる。アンダーバンプ金属層およびはんだバンプについては、例えば、Ｒｉｎｎｅによる米国特許第６，４９２，１９７号明細書の発明の名称「Ｔｒｉｌａｙｅｒ／ｂｉｌａｙｅｒ Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐｓ Ａｎｄ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｔｈｅｒｅｆｏｒ」と、Ｒｉｎｎｅ ｅｔ ａｌ．による米国特許第６，３９２，１６３号明細書の発明の名称「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ−Ｓｈａｐｅｄ Ｓｏｌｄｅｒ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ Ｆｏｒ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ Ｔｈｅ Ｖｏｌｕｍｅ Ｏｆ Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐｓ」と、Ｒｉｎｎｅ ｅｔ ａｌ．による米国特許第６，３８９，６９１号明細書の発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ Ａｎｄ Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐｓ」と、Ｒｉｎｎｅ ｅｔ ａｌ．による米国特許第６，３８８，２０３号明細書の発明の名称「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ−Ｓｈａｐｅｄ Ｓｏｌｄｅｒ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ Ｆｏｒ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ Ｔｈｅ Ｖｏｌｕｍｅ Ｏｆ Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐｓ，Ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｆｏｒｍｅｄ Ｔｈｅｒｅｂｙ」と、Ｒｉｎｎｅ ｅｔ ａｌ．による米国特許第６，３２９，６０８号明細書の発明の名称「Ｋｅｙ−Ｓｈａｐｅｄ Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐｓ Ａｎｄ Ｕｎｄｅｒ Ｂｕｍｐ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ」と、Ｙｕｎｇによる米国特許第５，２９３，００６号明細書の発明の名称「Ｓｏｌｄｅｒ Ｂｕｍｐ Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｌｉｐ」とに記載されている。上記参照特許の全内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとする。したがって、導電ライン３０は、導電入力／出力パッド２７と相互接続構造体３９との間に、導電入力／出力パッドから横方向に離される電気接続を提供することができる。
【００４８】
代替形態では、絶縁不活性化層３５および第１導電ライン３０の露出部分上に第２導電ライン（図示せず）を形成でき、第２導電ライン（図示なし）および絶縁不活性化層３５上に第３絶縁不活性化層（図示せず）を形成できる。第２導電ラインの一部を露出するバイアホールは、第３絶縁不活性化層に設けられる。したがって、複数レベルの導電ラインを用いて、導電入力／出力パッドとそれぞれの相互接続構造体との間の電気接続を実現できる。これの代替としてまたはこれに加えて、１以上のレベルの導電ラインを用いて、２つ以上の導電入力／出力パッド間の電気接続を実現できる。
【００４９】
図５〜図８には、本発明の別の実施形態による導電ラインの形成ステップが示されている。より詳細には、図５〜図８に関して述べたチタン・タングステン（ＴｉＷ）ベースの改良により、（ウエットエチングプロセス法を用いて形成される配線の下に発生する）アンダーカット領域を低減できる。一般に、超小型電子構造体の下のアンダーカット領域は望ましくない。この理由は、減少したベース領域が結合強度を低下させ、可能な腐食物質および汚染物質を取り込む隠れた空洞を形成し、完成デバイス内に可能な応力集中点を発生させるからである。
【００５０】
本発明の実施形態によれば、導電ラインは、（導電層と異なる）金属ベース層上の導電層を含む導電ラインを有する電子デバイスの絶縁不活性化層上に形成でき、金属ベース層は導電層と絶縁不活性化層との間にある。より詳細には、金属ベース層のリップは、導電ラインの端部を超えて突き出ることがある。例えば、導電層はアルミニウム層であってもよく、金属ベース層はチタン・タングステン（ＴｉＷ）層であってもよい。より詳細には、アルミニウム導電層は約２μｍの厚みを有し、ＴｉＷベース層は約１０００オングストロームの厚みを有することがある。さらに、アルミニウム配線層とＴｉＷベース層との間にチタン隔壁層を設けることができ、このチタン隔壁層は約２００〜１０００オングストロームの範囲の厚みを有することがある。
【００５１】
図５〜図９には、本発明の実施形態による、金属ベース層上に導電層を含む導電ラインを形成する方法が示されている。図５に示されるとおり、基板１２１は、電子デバイス（トランジスタ、ダイオード、レジスタ、キャパシタ、および／またはインダクタ）を含むことがあり、基板上に導電入力／出力パッド１２７および絶縁不活性化層１２４を有する。基板１２１は、例えば、シリコン基板、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）基板、および／または、サファイア基板でありうる。絶縁不活性化層１２４は、絶縁有機および／または無機材料を含みうる。より詳細には、絶縁不活性化層１２４は、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または、酸窒化ケイ素を含みうる。絶縁不活性化層１２４をさらにパターン化して、その層内に導電入力／出力パッド１２７の部分を露出するバイアホールを形成できる。導電入力／出力パッド１２７は、アルミニウム入力／出力パッドでありうる。
【００５２】
絶縁不活性化層１２４上および導電入力／出力パッド１２７の露出部分上に、金属のブランケット層１２９’を形成できる。例えば、約１０００オングストロームの厚みを有するチタン・タングステン（ＴｉＷ）のブランケット層を、絶縁不活性化層１２４上および導電入力／出力パッド１２７の露出部分上に形成できる。さらに、チタン・タングステンのブランケット層をスパッタリングおよび／または蒸着により形成し、１０％のチタンおよび９０％のタングステンの組成とすることができる。さらに、導電入力／出力パッド１２７の露出部分は、金属のブランケット層１２９’を形成する前に、ウェットおよび／またはドライ前処理を用いて前処理することもできる。例えば、ウェットおよび／またはドライ前処理を用いて、導電入力／出力パッド１２７上の表面酸素を低減し、導電入力／出力パッド１２７とブランケット層１２９’の金属との間の接触抵抗を低下できる。より詳細には、前処理は、導電入力／出力パッド１２７上の表面酸素を低減するスパッタリングを含みうる。これに加えてまたはこれの代替として、プラズマ前処理を利用して、絶縁不活性化層１２４および／または導電入力／出力パッド１２７の表面をクリーニングできる。
【００５３】
そして、図６に示されるように、リフトオフ技法を用いてパターン化された導電層を形成できる。例えば、フォトレジストのパターン化層１３１は金属のブランケット層１２９’の一部を露出してその位置に導電層１３３を形成でき、この導電層はブランケット層１２９’の金属中に含まれない金属を含む。例えば、導電層１３３は、チタン（Ｔｉ）層１３２およびアルミニウム（Ａｌ）１３４層を含みうる。より詳細には、チタン層１３２は約２００〜１０００オングストロームの範囲の厚みにでき、アルミニウム層１３４は約２μｍの厚みにできる。様々な代替形態では、導電層１３３は、チタン上のアルミニウム（Ｔｉ／Ａｌ）、チタン・タングステンの上に重ねたチタン上のアルミニウム（ＴｉＷ／Ｔｉ／Ａｌ）、チタン上の銅の連続層（Ｔｉ／Ｃｕ）、チタン・タングステン上の銅（ＴｉＷ／Ｃｕ）、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上のアルミニウム（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ａｌ）、および／または、窒化チタンの上に重ねたチタン・タングステン上の銅（ＴｉＮ／ＴｉＷ／Ｃｕ）の連続層を含みうる。チタン上のアルミニウムの堆積物を含む導電層１３３は、チタン・タングステンのベース層からゲッターを利用して酸素を除去できる。
【００５４】
図に示されるとおり、フォトレジスト１３１上に導電層１３３’の犠牲部分をさらに形成できる。フォトレジスト１３１およびその上の導電層１３３’の犠牲部分を除去することにより、ブランケット層１２９’上に導電層１３３を形成できる。リフトオフ技法を説明したが、導電層１３３は、例えばエッチングマスクによるウェットエッチングを含む従来のフォトリソグラフ／エッチング技法を利用して形成できる。
【００５５】
そして、導電層１３３以外のマスクを用いることなく、金属のブランケット層１２９’に対してウェットエッチングを実施し、図７に示すように、導電層１３３を超えて突き出るリップ１１９を有するベース層１２９を形成できる。本発明の特定の実施形態によれば、金属ベース層１２９はチタン・タングステン（１０％Ｔｉおよび９０％Ｗ）ベース層であり、導電層１３３はアルミニウム層１３４およびチタン層１３２を含むことがあり、ウェットエッチングは水に溶かした過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）（３０％Ｈ2Ｏ2）を用いて実施できる。代替形態では、金属ベース層１２９はチタン・タングステン（１０％Ｔｉおよび９０％Ｗ）ベース層であり、導電層１３３はアルミニウム層１３４およびチタン層１３２を含むことがあり、ウェットエッチングは過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、水、硫酸カリウム、ベンゾトリアゾール、およびスルホサリチル酸を含む混合物を用いて実施できる。
【００５６】
本発明の実施形態によれば、ベース層１２９のリップ１１９は、マスク（導電層１３３以外の）を使用せずに、導電層１３３を超えて突き出るように形成できる。マスクを使用せずにベース層１２９を形成することにより、リップ１１９は導電層１３３に対して自動整合し、導電層１３３から均一な長さで突き出る。このように、リップ１１９は、導電層１３３のアンダーカットを低減し、その結果得られた構造体の信頼性を向上できる。より詳細には、リップ１１９は、絶縁不活性化層１２４との接触面積を増加し、それにより、絶縁不活性化層との接着性を向上できる。アンダーカットを低減することにより、導電層１３３におけるクラックの発生を低減できる。特定のメカニズムに拘束されることなく、出願者らは、（例えばアルミニウム導電層などの）導電層１３３の近傍におけるエッチング薬剤の電気化学特性は、導電層の近傍におけるチタン・タングステンに対するエッチング薬剤の反応性を低下させるものと理論づける。
【００５７】
図８に示されるように、第１絶縁不活性化層１２４の上と導電層１３３の上とベース層１２９のリップ１１９上とに、第２絶縁層１３５を形成できる。さらに、第２絶縁不活性化層１３５を通してバイアホール１２３を形成することにより、導電層１３３の一部を露出できる。
【００５８】
図９に示されるように、（例えばはんだバンプなどの）相互接続構造体１３９を導電層１３３の露出部分上に形成できる。したがって、（導電層１３３およびベース層１２９を含む）導電ラインは、導電入力／出力パッド１２７から（例えばはんだバンプなどの）相互接続構造体１３９への再分配を可能にする。さらに、第２絶縁不活性化層１３５は、有機および／または無機絶縁材料を含みうる。より詳細には、第２絶縁不活性化層は、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または、酸窒化ケイ素を含みうる。代替形態では、（導電層１３３およびベース層１２９を含む）導電ラインは、導電入力／出力パッド１２７と基板１３５上の別の接点パッドとの間の相互接続を提供できる。
【００５９】
図１０〜図１３の写真には、本発明の実施形態によるＴｉＷベース層とＡｌ配線層とを含む様々な構造体が示されている。図１０の上面図に示されるとおり、絶縁不活性化層２３５の上に導電構造体を形成でき、導電構造体がチタン・タングステンのベース層上にアルミニウム導電層２３４を含むように、アルミニウム導電層２３４と絶縁不活性化層２３５との間にチタン・タングステンのベース層を形成できる。さらに、チタン・タングステンのベース層のリップ２１９が、導電構造体の周辺まわりに比較的に均一な長さでアルミニウム導電層２３４を超えて突き出ている。図に示されるように、導電構造体は、細長い部分と幅の広い部分とを有することがある。
【００６０】
図１１は、本発明の実施形態による絶縁不活性化層３３５上の別の構造体の上面図である。図１１に示されるように、チタン・タングステンのベース層のリップ３１９が導電構造体の周辺まわりに比較的に均一な長さでアルミニウム導電層３３４を超えて突き出るように、それぞれのチタン・タングステンのベース層上にアルミニウム導電層３３４を形成できる。
【００６１】
図１２は、本発明の実施形態による絶縁不活性化層４３５上のさらに別の構造体の上面図である。図１２に示されるように、チタン・タングステンのベース層のリップ４１９が導電構造体の周辺まわりに比較的均一な長さでアルミニウム導電層４３４を超えて突き出るように、それぞれのチタン・タングステンのベース層上にアルミニウム導電層４３４を形成できる。
【００６２】
図１３は、本発明の実施形態による導電構造体の断面の写真である。図１３に示されるとおり、絶縁不活性化層５３５の上に導電構造体を形成でき、導電構造体は、チタン・タングステンのベース層５２９とアルミニウム導電層５３４とを含みうる。より詳細には、チタン・タングステンのベース層５２９は、アルミニウム導電層５３４を超えて突き出るリップ５１９を含みうる。
【００６３】
本図面および本明細書では、本発明の典型的な好ましい実施形態を開示し、特定の用語を用いているが、それらは一般的および説明的意味で使用しているだけであり、限定を意味するものではない。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図６】本発明の別の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図７】本発明の別の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図８】本発明の別の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図９】本発明の別の実施形態による、導電構造体を形成するステップとその結果得られた導電構造体とを示す断面図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態による、導電構造体を示す写真である。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態による、導電構造体を示す写真である。
【図１２】本発明のさらに別の実施形態による、導電構造体を示す写真である。
【図１３】本発明のさらに別の実施形態による、導電構造体を示す写真である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上の導電パッドと、前記基板上の絶縁層とを含む集積回路チップをメタライズする方法であって、前記絶縁層はその中に前記導電パッドの一部を露出するバイアホールを有しており、
前記絶縁層上および前記導電パッド上に導電構造体を形成するステップであって、該導電構造体は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を有するベース層と、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層とを含み、該導電構造体の前記ベース層が前記導電層と絶縁層との間にあるものである、導電構造体を形成するステップを含む、集積回路チップをメタライズする方法。
【請求項２】
絶縁層上に前記導電構造体を形成するステップは、
前記絶縁層上および導電パッドの前記露出部分上にチタン・タングステン層を形成することと、
前記チタン・タングステン層上にアルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む前記導電層を形成して、前記チタン・タングステン層の一部を露出させることと、
アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む前記導電層を形成後、アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む前記導電層により露出された前記チタン・タングステン層の一部を除去することと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記チタン・タングステン層の一部を除去するステップは、過酸化水素を用いて前記チタン・タングステン層をエッチングすることを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
チタン・タングステン層の一部を除去するステップは、過酸化水素、硫酸カリウム、ベンゾトリアゾール、およびスルホサリチル酸を含む混合物を用いて、前記チタン・タングステン層をエッチングすることを含む請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記導電構造体の前記ベース層は、前記導電構造体の前記導電層を超えて突き出るリップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記導電パッドは、アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記導電構造体上および前記第１絶縁層上に第２絶縁層を形成して、前記導電構造体が前記第１絶縁層と第２絶縁層との間に形成されるようにするステップと、
前記第２絶縁層内に第２バイアホールを形成して、前記導電構造体の一部を露出するステップと
をさらに含み、前記第１バイアホールおよび第２バイアホールは離れているものである請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記導電構造体の前記露出部分上に相互接続構造体を形成するステップをさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記相互接続構造体と前記導電構造体の前記露出部分との間にアンダーバンプ金属層を形成するステップをさらに含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記相互接続構造体ははんだを含むものである請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記導電構造体の前記導電層はアルミニウム層を含むものである請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記導電構造体の前記導電層は、前記アルミニウム層と導電構造体の前記ベース層との間にチタン層をさらに含むものである請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記導電パッドの一部が前記絶縁層と前記導電構造体との間に露出されている請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含むものである請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
基板および前記基板上の絶縁層を含む集積回路チップをメタライズする方法であって、
前記絶縁層上に導電構造体を形成するステップであって、該導電構造体は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層と、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層とを含み、該導電構造体の前記ベース層は前記導電層と絶縁層との間にあり、該導電構造体の前記ベース層は該導電構造体の前記導電層を超えて突き出るリップを含むものである、導電構造体を形成するステップを含む、集積回路チップをメタライズする方法。
【請求項１６】
絶縁層上に前記導電構造体を形成するステップは、
前記絶縁層上にチタン・タングステン層を形成することと、
前記チタン・タングステン層を形成後、前記チタン・タングステン層上にアルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む前記導電層を形成して、チタン・タングステン層の一部を露出させることと、
アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む前記導電層を形成後、アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む前記導電層により露出された前記チタン・タングステン層の一部を除去することと
を含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記チタン・タングステン層の一部を除去するステップは、過酸化水素を用いて前記チタン・タングステン層をエッチングすることを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
チタン・タングステン層の一部を除去するステップは、過酸化水素、硫酸カリウム、ベンゾトリアゾール、およびスルホサリチル酸を含む混合物を用いて前記チタン・タングステン層をエッチングするステップを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記電子デバイスは前記基板上に導電パッドを含み、前記絶縁層はその中に前記導電パッドの一部を露出するバイアホールを有し、前記導電構造体を形成するステップは前記絶縁層上および前記導電パッドの露出部分上に前記導電構造体を形成するステップを含むものである請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記導電パッドは、アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含むものである請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記導電パッドの一部が前記絶縁層と前記導電構造体との間に露出されている請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記導電構造体上および前記第１絶縁層上に第２絶縁層を形成して、前記導電構造体が前記第１絶縁層と第２絶縁層との間に形成されるようにするステップと、
前記第２絶縁層内に第２バイアホールを形成して、前記導電構造体の一部を露出するステップと
をさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
導電構造体の前記露出部分上に相互接続構造体を形成するステップをさらに含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記相互接続構造体と導電構造体の前記露出部分との間にアンダーバンプ金属層を形成するステップをさらに含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記相互接続構造体ははんだを含むものである請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
導電構造体の前記導電層はアルミニウム層を含むものである請求項１５に記載の方法。
【請求項２７】
導電構造体の前記導電層は、前記アルミニウム層と導電構造体の前記ベース層との間にチタン層をさらに含むものである請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含むものである請求項１５に記載の方法。
【請求項２９】
基板と、
前記基板上の導電パッドと、
前記基板上の絶縁層であって、前記導電パッドの一部を露出するバイアホールを有する絶縁層と、
前記絶縁層上および導電パッドの前記露出部分上の導電構造体と
を含んでなる電子デバイスであって、
前記導電構造体は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層と、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層とを含み、前記導電構造体の前記ベース層は前記導電層と前記絶縁層との間にあるものである電子デバイス。
【請求項３０】
導電構造体の前記ベース層は、導電構造体の前記導電層を超えて突き出るリップを含む請求項２９に記載の電子デバイス。
【請求項３１】
前記導電パッドは、アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む請求項２９に記載の電子デバイス。
【請求項３２】
前記導電構造体上および前記第１絶縁層上の第２絶縁層をさらに含み、前記導電構造体は前記第１絶縁層と第２絶縁層との間にあり、前記第２絶縁層は前記導電構造体の一部を露出する第２バイアホールを有し、前記第１バイアホールおよび第２バイアホールは離れているものである請求項２９に記載の電子デバイス。
【請求項３３】
前記導電構造体の前記露出部分上に相互接続構造体をさらに含む請求項３２に記載の電子デバイス。
【請求項３４】
前記相互接続構造体と導電構造体の前記露出部分との間にアンダーバンプ金属層をさらに含む請求項３３に記載の電子デバイス。
【請求項３５】
前記相互接続構造体ははんだを含むものである請求項３３に記載の電子デバイス。
【請求項３６】
前記導電構造体の前記導電層はアルミニウム層を含むものである請求項２９に記載の電子デバイス。
【請求項３７】
前記導電構造体の前記導電層は、前記アルミニウム層と導電構造体の前記ベース層との間にチタン層をさらに含むものである請求項３６に記載の電子デバイス。
【請求項３８】
前記導電パッドの一部が前記絶縁層と前記導電構造体との間に露出されている請求項２９に記載の電子デバイス。
【請求項３９】
前記絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含むものである請求項２９に記載の電子デバイス。
【請求項４０】
基板と、
前記基板上の絶縁層と、
前記絶縁層上の導電構造体と
を含む電子デバイスであって、
前記導電構造体は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層と、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層とを含み、前記導電構造体の前記ベース層は前記導電層と絶縁層との間にあり、前記導電構造体の前記ベース層は導電構造体の前記導電層を超えて突き出るリップを含むものである電子デバイス。
【請求項４１】
前記基板上に導電パッドをさらに含み、前記絶縁層はその中に前記導電パッドの一部を露出するバイアホールを有し、前記導電構造体の一部は前記導電パッドの前記露出部分上にある請求項４０に記載の電子デバイス。
【請求項４２】
前記導電パッドは、アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含むものである請求項４１に記載の電子デバイス。
【請求項４３】
前記導電パッドの一部が前記絶縁層と前記導電構造体との間に露出されている請求項４１に記載の電子デバイス。
【請求項４４】
前記導電構造体上および前記第１絶縁層上の第２絶縁層をさらに含み、前記導電構造体は前記第１絶縁層と第２絶縁層との間にあり、前記第２絶縁層は、前記導電構造体の一部を露出する第２バイアホールを有するものである請求項４０に記載の電子デバイス。
【請求項４５】
前記導電構造体の前記露出部分上に相互接続構造体をさらに含む請求項４４に記載の電子デバイス。
【請求項４６】
前記相互接続構造体と導電構造体の前記露出部分との間にアンダーバンプ金属層をさらに含む請求項４５に記載の電子デバイス。
【請求項４７】
前記相互接続構造体ははんだを含むものである請求項４５に記載の電子デバイス。
【請求項４８】
前記導電構造体の前記導電層はアルミニウム層を含むものである請求項４０に記載の電子デバイス。
【請求項４９】
前記導電構造体の前記導電層は、前記アルミニウム層と導電構造体の前記ベース層との間にチタン層をさらに含むものである請求項４８に記載の電子デバイス。
【請求項５０】
前記絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含むものである請求項４０に記載の電子デバイス。
【請求項５１】
その上に導電パッドを含む基板と、
前記基板上の不活性化層であって、前記導体パッドの一部を露出するバイアホールをその中に有する不活性化層と、
前記不活性化層上と導電パッドの前記露出部分上の再分配配線ラインと
を含む電子構造体であって、
前記再分配配線ラインは、ＴｉＷを含む第１層と、アルミニウムおよび銅の少なくとも１つを含む第２層とを含むものである電子構造体。
【請求項５２】
前記再分配配線ライン上の第２不活性化層であって、前記再分配配線ラインの一部を露出する第２バイアホールをその中に有する第２不活性化層と、
前記再分配配線ラインの前記露出部分上のアンダーダンプ金属層と、
前記アンダーバンプ金属層上のはんだバンプと
をさらに含む請求項５１に記載の電子構造体。
【請求項５３】
その上に絶縁層を有する基板と、
前記絶縁層の部分上の金属ベース層であって、前記絶縁層の一部上には前記金属ベース層が存在しない金属バース層と、
前記金属層上の金属配線層と
を含む電子デバイスであって、
前記金属配線層は前記金属ベース層に含まれない金属を含み、前記金属ベース層は前記金属配線層と前記絶縁層との間にあり、前記金属ベース層は前記金属配線層を超えて突き出るリップを含むものである電子デバイス。
【請求項５４】
前記金属ベース層はチタン・タングステンを含むものである請求項５３に記載の電子デバイス。
【請求項５５】
前記金属配線層はアルミニウム層を含むものである請求項５４に記載の電子デバイス。
【請求項５６】
前記金属配線層は、前記アルミニウム層と前記金属ベース層との間にチタン層を含むものである請求項５５に記載の電子デバイス。
【請求項５７】
絶縁層上に連続金属ベース層を形成するステップと、
前記連続金属ベース層の一部上に金属配線層を形成するステップであって、前記連続金属ベース層の一部が前記金属配線層上に存在しないようにし、前記連続金属ベース層が前記金属配線層と前記絶縁層との間にあるようにするものである、金属配線層を形成するステップと、
前記金属配線層の存在しない前記連続金属ベース層の部分を除去して、前記金属配線層と前記絶縁層との間にパターン化された金属バース層を形成するステップと
を含んでなり、
前記パターン化された金属バース層は前記金属配線層を超えて突き出るリップを含むものである、電子デバイスの形成方法。
【請求項５８】
前記連続金属ベース層は、該連続金属ベース層の一部を除去する間において、前記金属配線層以外のマスクを用いない状態に維持されている請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記連続金属ベース層は、チタン・タングステンを含むものである請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記金属配線層はアルミニウム層を含むものである請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記金属配線層は、前記アルミニウム層と前記金属ベース層との間にチタン層を含むものである請求項６０に記載の方法。
【請求項１】
基板と、前記基板上の導電パッドと、前記基板上の絶縁層とを含む集積回路チップをメタライズする方法であって、前記絶縁層はその中に前記導電パッドの一部を露出するバイアホールを有しており、
前記絶縁層上および前記導電パッド上に導電構造体を形成するステップであって、該導電構造体は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を有するベース層と、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層とを含み、該導電構造体の前記ベース層が前記導電層と絶縁層との間にあるものである、導電構造体を形成するステップを含む、集積回路チップをメタライズする方法。
【請求項２】
絶縁層上に前記導電構造体を形成するステップは、
前記絶縁層上および導電パッドの前記露出部分上にチタン・タングステン層を形成することと、
前記チタン・タングステン層上にアルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む前記導電層を形成して、前記チタン・タングステン層の一部を露出させることと、
アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む前記導電層を形成後、アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む前記導電層により露出された前記チタン・タングステン層の一部を除去することと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記チタン・タングステン層の一部を除去するステップは、過酸化水素を用いて前記チタン・タングステン層をエッチングすることを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
チタン・タングステン層の一部を除去するステップは、過酸化水素、硫酸カリウム、ベンゾトリアゾール、およびスルホサリチル酸を含む混合物を用いて、前記チタン・タングステン層をエッチングすることを含む請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記導電構造体の前記ベース層は、前記導電構造体の前記導電層を超えて突き出るリップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記導電パッドは、アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記導電構造体上および前記第１絶縁層上に第２絶縁層を形成して、前記導電構造体が前記第１絶縁層と第２絶縁層との間に形成されるようにするステップと、
前記第２絶縁層内に第２バイアホールを形成して、前記導電構造体の一部を露出するステップと
をさらに含み、前記第１バイアホールおよび第２バイアホールは離れているものである請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記導電構造体の前記露出部分上に相互接続構造体を形成するステップをさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記相互接続構造体と前記導電構造体の前記露出部分との間にアンダーバンプ金属層を形成するステップをさらに含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記相互接続構造体ははんだを含むものである請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記導電構造体の前記導電層はアルミニウム層を含むものである請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記導電構造体の前記導電層は、前記アルミニウム層と導電構造体の前記ベース層との間にチタン層をさらに含むものである請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記導電パッドの一部が前記絶縁層と前記導電構造体との間に露出されている請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含むものである請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
基板および前記基板上の絶縁層を含む集積回路チップをメタライズする方法であって、
前記絶縁層上に導電構造体を形成するステップであって、該導電構造体は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層と、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層とを含み、該導電構造体の前記ベース層は前記導電層と絶縁層との間にあり、該導電構造体の前記ベース層は該導電構造体の前記導電層を超えて突き出るリップを含むものである、導電構造体を形成するステップを含む、集積回路チップをメタライズする方法。
【請求項１６】
絶縁層上に前記導電構造体を形成するステップは、
前記絶縁層上にチタン・タングステン層を形成することと、
前記チタン・タングステン層を形成後、前記チタン・タングステン層上にアルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む前記導電層を形成して、チタン・タングステン層の一部を露出させることと、
アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む前記導電層を形成後、アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む前記導電層により露出された前記チタン・タングステン層の一部を除去することと
を含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記チタン・タングステン層の一部を除去するステップは、過酸化水素を用いて前記チタン・タングステン層をエッチングすることを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
チタン・タングステン層の一部を除去するステップは、過酸化水素、硫酸カリウム、ベンゾトリアゾール、およびスルホサリチル酸を含む混合物を用いて前記チタン・タングステン層をエッチングするステップを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記電子デバイスは前記基板上に導電パッドを含み、前記絶縁層はその中に前記導電パッドの一部を露出するバイアホールを有し、前記導電構造体を形成するステップは前記絶縁層上および前記導電パッドの露出部分上に前記導電構造体を形成するステップを含むものである請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記導電パッドは、アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含むものである請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記導電パッドの一部が前記絶縁層と前記導電構造体との間に露出されている請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記導電構造体上および前記第１絶縁層上に第２絶縁層を形成して、前記導電構造体が前記第１絶縁層と第２絶縁層との間に形成されるようにするステップと、
前記第２絶縁層内に第２バイアホールを形成して、前記導電構造体の一部を露出するステップと
をさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
導電構造体の前記露出部分上に相互接続構造体を形成するステップをさらに含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記相互接続構造体と導電構造体の前記露出部分との間にアンダーバンプ金属層を形成するステップをさらに含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記相互接続構造体ははんだを含むものである請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
導電構造体の前記導電層はアルミニウム層を含むものである請求項１５に記載の方法。
【請求項２７】
導電構造体の前記導電層は、前記アルミニウム層と導電構造体の前記ベース層との間にチタン層をさらに含むものである請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含むものである請求項１５に記載の方法。
【請求項２９】
基板と、
前記基板上の導電パッドと、
前記基板上の絶縁層であって、前記導電パッドの一部を露出するバイアホールを有する絶縁層と、
前記絶縁層上および導電パッドの前記露出部分上の導電構造体と
を含んでなる電子デバイスであって、
前記導電構造体は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層と、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層とを含み、前記導電構造体の前記ベース層は前記導電層と前記絶縁層との間にあるものである電子デバイス。
【請求項３０】
導電構造体の前記ベース層は、導電構造体の前記導電層を超えて突き出るリップを含む請求項２９に記載の電子デバイス。
【請求項３１】
前記導電パッドは、アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含む請求項２９に記載の電子デバイス。
【請求項３２】
前記導電構造体上および前記第１絶縁層上の第２絶縁層をさらに含み、前記導電構造体は前記第１絶縁層と第２絶縁層との間にあり、前記第２絶縁層は前記導電構造体の一部を露出する第２バイアホールを有し、前記第１バイアホールおよび第２バイアホールは離れているものである請求項２９に記載の電子デバイス。
【請求項３３】
前記導電構造体の前記露出部分上に相互接続構造体をさらに含む請求項３２に記載の電子デバイス。
【請求項３４】
前記相互接続構造体と導電構造体の前記露出部分との間にアンダーバンプ金属層をさらに含む請求項３３に記載の電子デバイス。
【請求項３５】
前記相互接続構造体ははんだを含むものである請求項３３に記載の電子デバイス。
【請求項３６】
前記導電構造体の前記導電層はアルミニウム層を含むものである請求項２９に記載の電子デバイス。
【請求項３７】
前記導電構造体の前記導電層は、前記アルミニウム層と導電構造体の前記ベース層との間にチタン層をさらに含むものである請求項３６に記載の電子デバイス。
【請求項３８】
前記導電パッドの一部が前記絶縁層と前記導電構造体との間に露出されている請求項２９に記載の電子デバイス。
【請求項３９】
前記絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含むものである請求項２９に記載の電子デバイス。
【請求項４０】
基板と、
前記基板上の絶縁層と、
前記絶縁層上の導電構造体と
を含む電子デバイスであって、
前記導電構造体は、チタン・タングステン（ＴｉＷ）を含むベース層と、アルミニウムおよび／または銅のうちの少なくとも１つを含む導電層とを含み、前記導電構造体の前記ベース層は前記導電層と絶縁層との間にあり、前記導電構造体の前記ベース層は導電構造体の前記導電層を超えて突き出るリップを含むものである電子デバイス。
【請求項４１】
前記基板上に導電パッドをさらに含み、前記絶縁層はその中に前記導電パッドの一部を露出するバイアホールを有し、前記導電構造体の一部は前記導電パッドの前記露出部分上にある請求項４０に記載の電子デバイス。
【請求項４２】
前記導電パッドは、アルミニウムおよび／または銅の少なくとも１つを含むものである請求項４１に記載の電子デバイス。
【請求項４３】
前記導電パッドの一部が前記絶縁層と前記導電構造体との間に露出されている請求項４１に記載の電子デバイス。
【請求項４４】
前記導電構造体上および前記第１絶縁層上の第２絶縁層をさらに含み、前記導電構造体は前記第１絶縁層と第２絶縁層との間にあり、前記第２絶縁層は、前記導電構造体の一部を露出する第２バイアホールを有するものである請求項４０に記載の電子デバイス。
【請求項４５】
前記導電構造体の前記露出部分上に相互接続構造体をさらに含む請求項４４に記載の電子デバイス。
【請求項４６】
前記相互接続構造体と導電構造体の前記露出部分との間にアンダーバンプ金属層をさらに含む請求項４５に記載の電子デバイス。
【請求項４７】
前記相互接続構造体ははんだを含むものである請求項４５に記載の電子デバイス。
【請求項４８】
前記導電構造体の前記導電層はアルミニウム層を含むものである請求項４０に記載の電子デバイス。
【請求項４９】
前記導電構造体の前記導電層は、前記アルミニウム層と導電構造体の前記ベース層との間にチタン層をさらに含むものである請求項４８に記載の電子デバイス。
【請求項５０】
前記絶縁層は、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／または酸窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含むものである請求項４０に記載の電子デバイス。
【請求項５１】
その上に導電パッドを含む基板と、
前記基板上の不活性化層であって、前記導体パッドの一部を露出するバイアホールをその中に有する不活性化層と、
前記不活性化層上と導電パッドの前記露出部分上の再分配配線ラインと
を含む電子構造体であって、
前記再分配配線ラインは、ＴｉＷを含む第１層と、アルミニウムおよび銅の少なくとも１つを含む第２層とを含むものである電子構造体。
【請求項５２】
前記再分配配線ライン上の第２不活性化層であって、前記再分配配線ラインの一部を露出する第２バイアホールをその中に有する第２不活性化層と、
前記再分配配線ラインの前記露出部分上のアンダーダンプ金属層と、
前記アンダーバンプ金属層上のはんだバンプと
をさらに含む請求項５１に記載の電子構造体。
【請求項５３】
その上に絶縁層を有する基板と、
前記絶縁層の部分上の金属ベース層であって、前記絶縁層の一部上には前記金属ベース層が存在しない金属バース層と、
前記金属層上の金属配線層と
を含む電子デバイスであって、
前記金属配線層は前記金属ベース層に含まれない金属を含み、前記金属ベース層は前記金属配線層と前記絶縁層との間にあり、前記金属ベース層は前記金属配線層を超えて突き出るリップを含むものである電子デバイス。
【請求項５４】
前記金属ベース層はチタン・タングステンを含むものである請求項５３に記載の電子デバイス。
【請求項５５】
前記金属配線層はアルミニウム層を含むものである請求項５４に記載の電子デバイス。
【請求項５６】
前記金属配線層は、前記アルミニウム層と前記金属ベース層との間にチタン層を含むものである請求項５５に記載の電子デバイス。
【請求項５７】
絶縁層上に連続金属ベース層を形成するステップと、
前記連続金属ベース層の一部上に金属配線層を形成するステップであって、前記連続金属ベース層の一部が前記金属配線層上に存在しないようにし、前記連続金属ベース層が前記金属配線層と前記絶縁層との間にあるようにするものである、金属配線層を形成するステップと、
前記金属配線層の存在しない前記連続金属ベース層の部分を除去して、前記金属配線層と前記絶縁層との間にパターン化された金属バース層を形成するステップと
を含んでなり、
前記パターン化された金属バース層は前記金属配線層を超えて突き出るリップを含むものである、電子デバイスの形成方法。
【請求項５８】
前記連続金属ベース層は、該連続金属ベース層の一部を除去する間において、前記金属配線層以外のマスクを用いない状態に維持されている請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記連続金属ベース層は、チタン・タングステンを含むものである請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記金属配線層はアルミニウム層を含むものである請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記金属配線層は、前記アルミニウム層と前記金属ベース層との間にチタン層を含むものである請求項６０に記載の方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公表番号】特表２００７−５００４４５（Ｐ２００７−５００４４５Ａ）
【公表日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２１８８３（Ｐ２００６−５２１８８３）
【出願日】平成１６年７月１６日（２００４．７．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２２９４９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１３３３９
【国際公開日】平成１７年２月１０日（２００５．２．１０）
【出願人】（５０６０２７５３８）ユニティブ・インターナショナル・リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１６日（２００４．７．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２２９４９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１３３３９
【国際公開日】平成１７年２月１０日（２００５．２．１０）
【出願人】（５０６０２７５３８）ユニティブ・インターナショナル・リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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