[發明專利]焊盤、半導體器件和半導體器件的制造工藝

有效

• 申請號: 201410443164.1
• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN105374775B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 金晨;喬中辰
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L21/48
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 吳貴明,張永明

技術領域

本申請涉及半導體技術領域，更具體地，涉及一種焊盤、半導體器件和半導體器件的制造工藝。

背景技術

如圖1所示，現有技術中的焊盤包括金屬柱10’(例如銅柱)、焊料凸塊20’和焊墊30’，焊料凸塊20’設置在金屬柱10’的第一端，焊墊30’設置在金屬柱10’的第二端。由于金屬柱10’與焊料凸塊20’接合的一端為平面形，因而在焊料回流工藝(Reflow)中，焊料凸塊20’在熔融為球體狀時會沿著金屬柱10’的邊緣流下，從而在金屬柱10’的外壁上形成非常厚的介金屬化合物(IMC)。由于介金屬化合物的脆性較高，易變成扇貝狀從界面剝離，因而會導致金屬柱10’的機械強度變弱，焊料凸塊20’過多消耗的問題，從而影響半導體器件的封裝可靠性。

申請內容

本申請旨在提供一種焊盤、半導體器件和半導體器件的制造工藝，以解決現有技術的中焊料凸塊容易沿著金屬柱的邊緣流下而導致焊料凸塊過多消耗、金屬柱機械強度變弱的問題。

為解決上述技術問題，根據本申請的一個方面，提供了一種焊盤，包括：金屬柱，金屬柱的第一端具有凹部；焊料凸塊，焊料凸塊設置在金屬柱的凹部處；焊墊，焊墊與金屬柱的第二端連接。

進一步地，焊盤還包括阻擋層，阻擋層設置在金屬柱與焊料凸塊之間。

進一步地，焊盤還包括金屬層，金屬層設置在焊墊和金屬柱之間。

根據本申請的另一個方面，提供了一種半導體器件，包括晶圓襯底、焊盤和介質層，介質層和焊盤均設置在晶圓襯底上，焊盤是上述的焊盤。

根據本申請的另一個方面，提供了一種半導體器件的制造工藝，包括對金屬柱進行工藝處理，以使金屬柱的第一端形成凹部。

進一步地，對金屬柱進行工藝處理時，調節電鍍藥液比例，以使金屬柱的第一端形成凹部。

進一步地，制造工藝還包括在對金屬柱進行工藝處理后的：步驟S10：在金屬柱的凹部處沉積阻擋層；步驟S20：在阻擋層上沉積焊料凸塊。

進一步地，阻擋層的金屬性大于金屬柱和焊料凸塊的金屬性。

進一步地，制造工藝還包括在步驟S20后的：步驟S30：烘烤處理，以使金屬柱的外壁形成第一金屬氧化層、焊料凸塊的外壁形成第二金屬氧化層、阻擋層的外壁形成第三金屬氧化層；步驟S40：回流處理，以使第一金屬氧化層和第二金屬氧化層被還原。

進一步地，在步驟S40中通過控制還原劑的通入量，以使第一金屬氧化層和第二金屬氧化層被還原。

進一步地，在步驟S40中還包括對焊料凸塊進行抽氣處理，且抽氣方向沿豎直方向向上。

進一步地，制造工藝還包括在對金屬柱進行工藝處理前的：步驟S100：在設置有焊墊的晶圓襯底上沉積介質層；步驟S200：對介質層進行刻蝕得到第一通孔，焊墊的一部分暴露在第一通孔處；步驟S300：在介質層上沉積金屬層，金屬層通過第一通孔與焊墊電連接；步驟S400：在金屬層上沉積光阻層；步驟S500：對光阻層進行曝光顯影形成第二通孔；步驟S600：在第二通孔內沉積形成金屬柱。

進一步地，制造工藝還包括在步驟S20后的：步驟S21：去除光阻層；步驟S22：對金屬層進行刻蝕，以去除未被金屬柱覆蓋的部分金屬層。

本申請中金屬柱的第一端具有凹部，焊料凸塊設置在金屬柱的凹部處，焊墊與金屬柱的第二端連接。由于金屬柱的第一端具有凹部，且焊料凸塊設置在金屬柱的凹部處，因而有效防止焊料凸塊在回流工藝時順著金屬柱的邊緣流下形成介金屬化合物，從而有效避免焊料凸塊過多消耗和金屬柱機械強度變弱，進而提高了半導體器件的封裝可靠性。同時，本申請中的焊盤具有結構簡單、制造成本低的特點。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：

圖1示意性示出了現有技術中的半導體器件的焊盤的結構示意圖；

圖2示意性示出了本申請中的襯底、焊墊和介質層的位置關系示意圖；

圖3示意性示出了本申請中的襯底、焊墊、介質層和金屬層的位置關系示意圖；

圖4示意性示出了本申請中的襯底、焊墊、介質層、金屬層和光阻層的位置關系示意圖；

圖5示意性示出了本申請中的具有第二通孔的光阻層的結構示意圖；

圖6示意性示出了本申請中的光阻層與金屬柱的位置關系示意圖；

圖7示意性示出了本申請中的金屬柱、阻擋層和焊料凸塊的位置關系示意圖；