[發明專利]凸點的制造方法

有效

• 申請號: 201310391143.5
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103413770A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 施建根;吳謙國;陳文軍
• 申請（專利權）人: 南通富士通微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體封裝領域，尤其涉及一種凸點的制造方法。

背景技術

半導體封裝是指將晶圓按照產品型號及功能需求加工得到獨立芯片的過程?，F有半導體封裝包括引線鍵合封裝和倒裝芯片封裝等方式。與引線鍵合封裝方式相比，倒裝芯片封裝方式具有封裝密度高，散熱性能優良，輸入/輸出(I/O)端口密度高和可靠性高等優點。

較早的倒裝芯片封裝方式在芯片上設置焊墊，并利用設置在焊墊（包括輸入/輸出焊墊）上的凸點與封裝基板進行焊接，實現芯片封裝。隨著半導體行業向微型化方向發展，形成于晶圓上芯片的密度越來越大，相應的，晶圓上焊墊和凸點的密度越來越大，凸點之間的距離越來越小，僅利用較大體積的凸點直接與封裝基板進行焊接易出現凸點橋接的問題，即相鄰的凸點發生短路連接。

為解決凸點橋接問題，業界提出內連線銅柱技術(copper?interconnect?post?technology)。內連線銅柱技術中，芯片通過銅柱和位于銅柱上的凸點連接到封裝基板上。由于銅柱的引入，凸點的高度可以大幅減小，凸點之間可具有較小的間距，因此凸點橋接問題被減弱，同時銅柱的引入還降低了封裝電路的電容承載(capacitance?load)。

現有技術公開了一種采用倒裝芯片封裝方式的芯片封裝方法，其包括如下步驟：

參考圖1，提供半導體襯底101，并在半導體襯底101上形成焊墊層103，在所述半導體襯底101和焊墊層103上形成包括第一開口（圖未示）的鈍化層105，所述第一開口至少暴露出部分所述焊墊層103。

繼續參考圖1，在所述焊墊層103和鈍化層105上形成凸點下金屬（under?bump?metal，簡稱為UBM）材料層107a，所述凸點下金屬材料層107a為多層金屬結構。

參考圖2，在所述凸點下金屬材料層107a上形成包括第二開口111的光刻膠層109，所述第二開口111與所述焊墊層103正對。

參考圖3，在所述第二開口111內的凸點下金屬材料層107a上由下至上依次形成銅金屬層113和焊料層115a。

參考圖4，去除圖3中所述光刻膠層109，并去除未被銅金屬層113覆蓋的凸點下金屬材料層107a，剩余位于銅金屬層113下方的凸點下金屬層107b。去除未被銅金屬層113覆蓋的凸點下金屬材料層107a的方法為濕法刻蝕，所形成的凸點下金屬層107b用以提高焊墊層103與銅金屬層113的粘附性。

參考圖5，對圖4中所述焊料層115a進行回流焊工藝，使焊料層115a轉變成凸點115b。

然而，在對上述工藝所形成芯片封裝結構進行測試時發現，所形成芯片封裝結構可靠性差，易發生失效。

更多芯片封裝技術請參考公開號為CN102403290A（公開日為2012年4月4日）的中國專利申請。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種凸點的制造方法，提高所形成芯片封裝結構的可靠性和耐用性。

為解決上述問題，本發明提供一種芯片凸點的制造，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有焊墊層和鈍化層，所述焊墊層鑲嵌于鈍化層中，且通過鈍化層上的第一開口暴露出焊墊層；

在所述焊墊層和所述鈍化層上依次形成第一掩膜層和第二掩膜層；

刻蝕所述第二掩膜層和第一掩膜層至露出焊墊層，形成第二開口，所述第二開口位于第一掩膜層內的部分為第一子開口，位于第二掩膜層內的部分為第二子開口，第一子開口水平投影面積大于第二子開口水平投影面積；

在所述第二開口內依次形成金屬柱和焊料層；

去除第二掩膜層和第一掩膜層；

對所述焊料層進行回流焊工藝。

可選的，所述第一子開口與第二子開口的深度比為1：80～1：60。可選的，所述第一子開口的深度為0.5μm～2μm，第二子開口的深度為40μm～120μm。

可選的，所述第一掩膜層和所述第二掩膜層的材料包括含有羧基的丙烯類共聚物，多官能（甲基）丙烯酸酯單體和光聚作用引發劑。

可選的，所述第一掩膜層中光聚作用引發劑所占的質量百分比大于所述第二掩膜層中光聚作用引發劑所占的質量百分比。可選的，所述第一掩膜層中光聚作用引發劑占第一掩膜層總質量的質量百分比為0.5～7.5%，所述第二掩膜層中光聚作用引發劑占第二掩膜層總質量的質量百分比為1～10%。

可選的，形成所述第一掩膜層和所述第二掩膜層的方法為貼干膜工藝。