[發明專利]銅柱凸點結構及成型方法

有效

• 申請號: 201410135780.0
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103943578B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 李昭強;戴風偉;于大全
• 申請（專利權）人: 華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司
• 主分類號: H01L23/485
• 分類號: H01L23/485;H01L21/60
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙)32104
• 代理人: 殷紅梅

技術領域

本發明涉及一種半導體結構及方法，尤其是一種銅柱凸點結構及成型方法，屬于半導體制造的技術領域。

背景技術

傳統上，IC芯片與外部的電氣連接是金屬引線以鍵合的方式把芯片上的I/O連至封裝載體并經封裝引腳來實現。隨著IC芯片特征尺寸的縮小和集成規模的擴大，I/O的間距不斷減小、數量不斷增多。當I/O間距縮小到70μm以下時，引線鍵合技術就不再適用，必須尋求新的技術途徑。

晶圓級封裝技術利用薄膜再分布工藝，使I/O可以分布在IC的整個表面上，而不再僅僅局限于窄小的IC芯片的周邊區域，通過凸點技術進行電氣連接，從而解決了高密度、細間距I/O細芯片的電氣連接問題。

美國專利US6681982?B2中介紹的銅錫凸點制作工藝中提到電鍍微凸點時，側向鉆蝕（undercut）很嚴重，當微凸點節距越來越小時，微凸點的可靠性就會出現問題，微凸點的自身強度和良率就會下降。由于會出現側向鉆蝕問題，所以在進行種子層刻蝕時，刻蝕液的選擇和刻蝕工藝的控制就會受到限制。

因此，鑒于以上問題，有必要提出一種防止側向鉆蝕的方法，滿足微凸點節距較小的要求，提高微凸點的自身強度。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種銅柱凸點結構及成型方法，其結構緊湊，避免了側向鉆蝕的現象，并且銅柱側壁表面具有種子層，對銅柱形成保護作用，提高了微凸點加工制造的可靠性和良品率。

按照本發明提供的技術方案，所述銅柱凸點結構，包括基底及位于所述基底上的絕緣層；所述絕緣層上設有金屬焊盤，所述金屬焊盤的外圈設有介質層，所述介質層覆蓋在絕緣層上，并覆蓋在金屬焊盤的外圈邊緣；金屬焊盤的正上方設有銅柱，所述銅柱的底部通過種子層與金屬焊盤及介質層接觸，且種子層覆蓋銅柱的外側壁；在銅柱的頂端設有焊料凸點。

所述銅柱呈圓柱形或T型。

一種銅柱凸點結構的成型方法，所述銅柱凸點成型方法包括如下步驟：

a、提供具有絕緣層的基底，并在所述基底的絕緣層上設置所需的金屬焊盤；

b、在上述絕緣層上設置介質層，所述介質層覆蓋在絕緣層及金屬焊盤上；選擇性地掩蔽和刻蝕所述介質層，以在金屬焊盤的正上方形成第一窗口，通過第一窗口裸露金屬焊盤；

c、在上述介質層上涂布光刻膠層，并對所述光刻膠層圖形化，以在所述金屬焊盤的正上方形成第二窗口，所述第二窗口與第一窗口相連通；

d、在上述光刻膠層上設置種子層，所述種子層覆蓋在光刻膠層、介質層及金屬焊盤上；

e、在上述種子層上設置干膜層，并對所述干膜層圖形化，以在所述金屬焊盤的正上方形成第三窗口，所述第三窗口與第二窗口相連通；

f、利用上述窗口在金屬焊盤的正上方電鍍銅柱，所述銅柱的底部通過種子層與金屬焊盤及介質層相接觸，銅柱的側壁通過種子層與光刻膠層相接觸；

g、在上述銅柱上設置焊料凸點，所述焊料凸點支撐在銅柱上，焊料凸點的側壁與干膜層相接觸；

h、去除上述干膜層；

i、去除上述光刻膠層上的種子層，以使得光刻膠層的頂端裸露；

j、去除上述介質層上的光刻膠層，得到外壁包裹有種子層的銅柱；

k、對焊料凸點進行回流。

所述絕緣層包括氧化硅或氮化硅。所述種子層為Ti/Cu。

本發明的優點：采用在光刻膠層、上形成種子層的方法，使得形成銅柱、的側壁表面具有種子層、保護的銅柱凸點結構，避免了側向鉆蝕的現象，并且銅柱凸點側壁表面具有種子層，對銅柱凸點形成保護作用，提高了微凸點加工制造的可靠性和良品率。

附圖說明

圖1~圖12為本發明具體實施工藝步驟的剖視圖，其中

圖1為本發明在基底上設置絕緣層后的剖視圖。

圖2為本發明在介質層上設置第一窗口后的剖視圖。

圖3為本發明得到第二窗口后的剖視圖。

圖4為本發明得到種子層后的剖視圖。

圖5為本發明得到第三窗口后的剖視圖。

圖6為本發明電鍍得到銅柱后的剖視圖。

圖7為本發明在銅柱上得到焊料凸點后的剖視圖。

圖8為本發明去除干膜層后的剖視圖。

圖9為本發明去除光刻膠層上的種子層后的剖視圖。

圖10為本發明去除光刻膠層后的剖視圖。

圖11為本發明回流后得到銅柱凸點結構后的剖視圖。

圖12為本發明回流后得到另一種銅柱凸點結構后的剖視圖。