[發(fā)明專(zhuān)利]半導(dǎo)體器件芯片級(jí)封裝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310135368.4
• 申請(qǐng)日: 2013-04-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103247546A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高國(guó)華;丁萬(wàn)春;郭飛;朱桂林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南通富士通微電子股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/60
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/60
• 代理公司: 北京市惠誠(chéng)律師事務(wù)所 11353
• 代理人: 雷志剛;潘士霖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件芯片級(jí)封裝方法。

背景技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)封裝的高功率、高導(dǎo)電性、低電阻要求，越來(lái)越多的產(chǎn)品開(kāi)始采用厚金屬再配線連接的方式，連接端子與芯片表面電極。但是，這種結(jié)構(gòu)由于增加了金屬再配線層的厚度與電鍍面積，圓片（即本發(fā)明中的半導(dǎo)體芯片）必然會(huì)增大翹曲，在一定程度上增加了后工序的圓片自動(dòng)處理難度，翹曲現(xiàn)象尤其在圓片減薄至200um以下的時(shí)候體現(xiàn)，特別表現(xiàn)為圓片真空吸附困難，導(dǎo)致晶圓級(jí)封裝產(chǎn)品后工序無(wú)法作業(yè)，導(dǎo)致器件失效，甚至是發(fā)生產(chǎn)品晶圓碎裂的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種能夠避免半導(dǎo)體芯片翹曲的半導(dǎo)體器件芯片級(jí)封裝方法。

本發(fā)明的半導(dǎo)體器件芯片級(jí)封裝方法，包括以下步驟：

在半導(dǎo)體芯片的焊盤(pán)和鈍化層上依次形成保護(hù)層和種子層；

在種子層上形成金屬再配線層；

在金屬再配線層上形成掩膜層，并在掩膜層上開(kāi)設(shè)用于暴露金屬再配線層的開(kāi)口；

對(duì)上述開(kāi)口部位的金屬再配線層進(jìn)行腐蝕形成位于所述金屬再配線層表面的凹槽；

去除剩余掩膜層；

在所述金屬再配線層上形成焊料凸點(diǎn)。

本發(fā)明的半導(dǎo)體器件芯片級(jí)封裝方法與傳統(tǒng)的封裝方法相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

在不影響導(dǎo)電能力，信號(hào)傳輸能力的前提下，本發(fā)明通過(guò)在金屬再配線層上形成凹槽，能夠釋放在形成金屬再配線層時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，起到了退火所不能實(shí)現(xiàn)的作用。因此，解決了再配線厚度大于12um時(shí)引發(fā)的半導(dǎo)體芯片翹曲的問(wèn)題，降低了由于半導(dǎo)體芯片翹曲引發(fā)的作業(yè)難度高及半導(dǎo)體出現(xiàn)斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明半導(dǎo)體器件芯片級(jí)封裝方法的工藝流程圖；

圖2－圖5為本發(fā)明半導(dǎo)體器件芯片級(jí)封裝方法的實(shí)施例的工藝示意圖。

圖中標(biāo)記示意為：101－半導(dǎo)體芯片；102－鈍化層；103－保護(hù)層；104－焊盤(pán)；201－種子層；301－金屬再配線層；302－焊料凸點(diǎn)；401－凹槽；501－掩膜層。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件芯片級(jí)封裝方法，包括以下步驟：

S101：在半導(dǎo)體芯片的焊盤(pán)和鈍化層上依次形成保護(hù)層和種子層；

S102：在種子層上形成金屬再配線層；

S103：在金屬再配線層上形成掩膜層，并在掩膜層上開(kāi)設(shè)用于暴露金屬再配線層的開(kāi)口；

S104：對(duì)上述開(kāi)口部位的金屬再配線層進(jìn)行腐蝕形成位于所述金屬再配線層表面的凹槽；

S105：去除剩余掩膜層；

S106：在所述金屬再配線層上形成焊料凸點(diǎn)。

在不影響導(dǎo)電能力，信號(hào)傳輸能力的前提下，本發(fā)明通過(guò)在金屬再配線層上形成凹槽，能夠釋放在形成金屬再配線層時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，起到了退火所不能實(shí)現(xiàn)的作用。因此，解決了再配線厚度大于12um時(shí)引發(fā)的半導(dǎo)體芯片翹曲的問(wèn)題，降低了由于半導(dǎo)體芯片翹曲引發(fā)的作業(yè)難度高及半導(dǎo)體出現(xiàn)斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。但是凹槽在實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程中可能帶來(lái)的潛在的孔洞影響，在后工序產(chǎn)品倒裝過(guò)程中，可以通過(guò)底填充膠、液體塑封料的應(yīng)用，可以去除凹槽在實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程中帶來(lái)的潛在的孔洞影響。

首先執(zhí)行步驟S101，在半導(dǎo)體芯片101上的焊盤(pán)104和鈍化層102上依次形成保護(hù)層103和種子層201，形成如圖2所示的結(jié)構(gòu)。

這一步驟中，半導(dǎo)體芯片101上設(shè)有焊盤(pán)104和和鈍化層102，焊盤(pán)104是半導(dǎo)體芯片101的功能輸出端子，并最終通過(guò)后續(xù)形成的焊料凸點(diǎn)302實(shí)現(xiàn)電性功能的傳導(dǎo)過(guò)渡；鈍化層102的材料可以為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、聚酰亞胺等介電材料或它們的混合物，用于保護(hù)半導(dǎo)體芯片101中的線路。

本實(shí)施例中，所述種子層201的材料可以是銅、鋁、鎳中的一種或它們的組合，其中較優(yōu)的種子層201為Cu。

本實(shí)施例中，所述保護(hù)層103為耐熱金屬層，所述耐熱金屬層的材料可以是鈦、鉻、鉭或它們的組合，本發(fā)明中優(yōu)選為鈦。所述保護(hù)層103和種子層201的方法同樣可以采用現(xiàn)有的蒸發(fā)或?yàn)R射或物理氣相沉積的方法，其中較優(yōu)的方法為濺射。當(dāng)然，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)，形成的方法不僅限于濺射方法，其他適用的方法均可應(yīng)用于本發(fā)明，并且形成的保護(hù)層103和種子層201的厚度也是根據(jù)實(shí)際的工藝需求而定。

然后實(shí)施步驟S102，在種子層201上形成金屬再配線層301。本實(shí)施例中，所述金屬再配線層301的厚度優(yōu)選大于12um。