[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)和制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410443141.0
• 申請(qǐng)日: 2014-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN104916579B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李立國(guó);劉宜臻;劉永盛;賴怡仁;陳俊仁;鄭錫圭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768;H01L23/522
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)和制造方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體器件在多種電子應(yīng)用中使用，諸如個(gè)人電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和其它電子設(shè)備。半導(dǎo)體器件的制造包括在半導(dǎo)體襯底上方依次沉積絕緣層或介電層、導(dǎo)電層和半導(dǎo)體層，以及采用光刻工藝和蝕刻工藝圖案化各種材料層以在半導(dǎo)體襯底上形成電路部件和元件。

半導(dǎo)體工業(yè)通過(guò)持續(xù)減小最小部件尺寸不斷提高各種電子部件(例如，晶體管、二極管、電阻、電容等)的集成密度，這允許更多的部件被集成到給定區(qū)域中。輸入和輸出(I/O)連接件的數(shù)目顯著提高。正在開發(fā)利用較少區(qū)域或更小高度的較小封裝結(jié)構(gòu)以封裝半導(dǎo)體器件。諸如導(dǎo)電柱的導(dǎo)電凸塊用以在芯片的I/O焊盤和封裝件的引線框架的襯底之間建立電接觸。

新的封裝技術(shù)已經(jīng)被開發(fā)出來(lái)以提高半導(dǎo)體器件的密度和功能。用于半導(dǎo)體器件的這些相對(duì)新型的封裝技術(shù)在制造上面臨著挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，包括：在半導(dǎo)體襯底上方形成導(dǎo)電柱；在所述導(dǎo)電柱上方形成焊料層；在所述焊料層上方形成水溶性助焊劑；以及回流所述焊料層以在所述導(dǎo)電柱上方形成焊料凸塊，并且在回流所述焊料層期間在所述導(dǎo)電柱的側(cè)壁上方形成側(cè)壁保護(hù)層。

在上述用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法中，還包括在所述半導(dǎo)體襯底上方形成凸塊下金屬化(UBM)元件，其中，在所述凸塊下金屬化元件上形成所述導(dǎo)電柱。

在上述用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法中，還包括在所述半導(dǎo)體襯底上方形成凸塊下金屬化(UBM)元件，其中，在所述凸塊下金屬化元件上形成所述導(dǎo)電柱；還包括：在所述半導(dǎo)體襯底上方形成凸塊下金屬化(UBM)層；在所述UBM層上方形成掩膜層，其中，所述掩膜層具有暴露所述UBM層的開口；在所述開口中形成所述導(dǎo)電柱；去除所述掩膜層；以及去除所述UBM層的一部分以形成所述UBM元件。

在上述用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法中，還包括在所述半導(dǎo)體襯底上方形成凸塊下金屬化(UBM)元件，其中，在所述凸塊下金屬化元件上形成所述導(dǎo)電柱；還包括：在所述半導(dǎo)體襯底上方形成凸塊下金屬化(UBM)層；在所述UBM層上方形成掩膜層，其中，所述掩膜層具有暴露所述UBM層的開口；在所述開口中形成所述導(dǎo)電柱；去除所述掩膜層；以及去除所述UBM層的一部分以形成所述UBM元件；其中，在所述掩膜層的所述開口中形成所述焊料層。

在上述用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法中，還包括在所述半導(dǎo)體襯底上方形成凸塊下金屬化(UBM)元件，其中，在所述凸塊下金屬化元件上形成所述導(dǎo)電柱；還包括：在所述半導(dǎo)體襯底上方形成凸塊下金屬化(UBM)層；在所述UBM層上方形成掩膜層，其中，所述掩膜層具有暴露所述UBM層的開口；在所述開口中形成所述導(dǎo)電柱；去除所述掩膜層；以及去除所述UBM層的一部分以形成所述UBM元件；其中，使用電鍍工藝形成所述導(dǎo)電柱。

在上述用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法中，還包括在所述半導(dǎo)體襯底上方形成凸塊下金屬化(UBM)元件，其中，在所述凸塊下金屬化元件上形成所述導(dǎo)電柱；還包括：在所述半導(dǎo)體襯底上方形成凸塊下金屬化(UBM)層；在所述UBM層上方形成掩膜層，其中，所述掩膜層具有暴露所述UBM層的開口；在所述開口中形成所述導(dǎo)電柱；去除所述掩膜層；以及去除所述UBM層的一部分以形成所述UBM元件；其中，使用電鍍工藝形成所述焊料層。

在上述用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法中，還包括在所述半導(dǎo)體襯底上方形成凸塊下金屬化(UBM)元件，其中，在所述凸塊下金屬化元件上形成所述導(dǎo)電柱；還包括：在所述半導(dǎo)體襯底上方形成凸塊下金屬化(UBM)層；在所述UBM層上方形成掩膜層，其中，所述掩膜層具有暴露所述UBM層的開口；在所述開口中形成所述導(dǎo)電柱；去除所述掩膜層；以及去除所述UBM層的一部分以形成所述UBM元件；其中，在形成所述UBM元件之后形成所述水溶性助焊劑。

在上述用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法中，還包括在所述半導(dǎo)體襯底上方形成凸塊下金屬化(UBM)元件，其中，在所述凸塊下金屬化元件上形成所述導(dǎo)電柱；還包括：在所述半導(dǎo)體襯底上方形成凸塊下金屬化(UBM)層；在所述UBM層上方形成掩膜層，其中，所述掩膜層具有暴露所述UBM層的開口；在所述開口中形成所述導(dǎo)電柱；去除所述掩膜層；以及去除所述UBM層的一部分以形成所述UBM元件；還包括在形成所述焊料凸塊之后去除所述水溶性助焊劑。