[發明專利]晶圓凸塊的制備方法

在審

• 申請號: 201610292986.3
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN107346742A
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 孟津
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（天津）有限公司;中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L21/66
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅,李時云

技術領域

本發明涉及半導體器件制造技術領域，尤其涉及一種晶圓凸塊的制備方法。

背景技術

隨著集成電路技術的不斷發展，電子產品越來越向小型化、智能化以及高可靠性方向發展。而集成電路的封裝不僅直接影響著集成電路、電子模塊乃至整機的性能，而且還制約著整個電子系統的小型化、低成本和可靠性。在集成電路的芯片(chip)尺寸逐漸縮小、集成度不斷提高的情況下，電子工業對芯片的封裝技術提出了越來越高的要求。

現有技術中，為了進行芯片的封裝，晶圓(wafer)上必須具有凸塊(bump)以便與封裝的基板連接。每個晶圓可以被裁切成整個晶粒(die)，依據晶粒的數目，在晶圓上形成多個金屬接觸墊，金屬接觸墊之間以鈍化層分隔，制作凸塊時，先在金屬接觸墊之上形成一凸塊下金屬層(UBM)結構，接著在凸塊下金屬層上形成一錫銀金屬層，錫銀金屬層經過回流后固化形成凸塊。并且，在形成錫銀金屬層時，先在凸塊下金屬層上涂覆助焊劑，使錫銀金屬層更好的焊接在凸塊下金屬層上。然而，晶圓上形成的凸塊會存在錯位、缺失或兩個凸塊連接在一起的情形，從而影響芯片的封裝。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種晶圓凸塊的制備方法，解決現有技術中凸塊錯位、缺失或連接在一起的問題，提高封裝芯片的良率。

為解決上述技術問題，本發明提供一種晶圓凸塊的制備方法，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底表面包括具有多個開口的層間介質層，所述開口中具有底層金屬層；

在所述開口中涂覆助焊劑，所述助焊劑中具有顏色與所述底層金屬層的顏 色不同的顏料；

對所述多個開口中的所述助焊劑的涂覆情況進行檢測；

在所述開口中形成錫球，對所述錫球進行一熱處理過程，所述錫球形成球冠狀的凸

可選的，所述顏料為不與所述助焊劑發生化學反應的顏料。

可選的，所述助焊劑還包括醇類有機物和醛類有機物，所述助焊劑呈弱酸性。

可選的，所述顏料為醇類有機物或醚類有機物。

可選的，所述顏料呈弱酸性。

可選的，所述顏料為呈藍紫色的石蕊。

可選的，所述顏料占所述助焊劑的質量分數的萬分之一以下。

可選的，采用光學模組對所述助焊劑的涂覆情況進行檢測。

可選的，若所述開口呈所述顏料的顏色，則所述開口中的所述助焊劑涂覆完好。

可選的，所述底層金屬層為銅金屬層，所述底層金屬層的厚度為5μm～40μm。

可選的，所述錫球的材料為錫銀合金、錫銀銅合金或者錫銀鉍合金。

可選的，所述錫球的直徑為50μm～500μm。

可選的，熱處理過程中的溫度為200℃-300℃。

可選的，相鄰的所述開口之間的距離為50μm～500μm。

可選的，所述開口中具有位于所述半導體襯底與所述底層金屬層之間的金屬接觸墊。

本發明的晶圓凸塊的制備方法中，在開口中的底層金屬層上涂覆用于錫球回流的助焊劑，助焊劑中具有顏料，并且，顏料的顏色與底層金屬層的顏色不同，利用顏料與底層金屬層之間的顏色差異檢測助焊劑是否涂覆完好，在對助焊劑進行監測時，若助焊劑的涂覆位置準確，則開口中呈現顏料的顏色，則可以判斷底層金屬層上的助焊劑涂覆完好。本發明中，可以在助焊劑涂覆之后，對助焊劑的涂覆情況進行檢測，并及時對助焊劑的涂覆工藝進行調整，從而防止由于涂覆的偏差導致錫球在底層金屬層上的錯位、缺失或相連等問題，提高晶圓凸塊的良率。

附圖說明

圖1為本發明一實施例中晶圓凸塊的制備方法的流程圖；

圖2為本發明一實施例中半導體襯底的剖面結構示意圖；

圖3為本發明一實施例中涂覆助焊劑的剖面結構示意圖；

圖4為本發明一實施例中形成錫球的剖面結構示意圖；

圖5為本發明一實施例中回流形成凸塊的剖面結構示意圖。

具體實施方式

背景技術中已經提及，晶圓上形成的凸塊存在錯位、缺失或連接一起等問題，對此發明人經過研究發現，由于助焊劑的涂覆出現偏差的問題導致晶圓上形成凸塊回流過程中出現錯位、缺失或相鄰的凸塊連接在一起，從而影響晶圓的封裝。并且，現有技術中，助焊劑涂覆完成之后，難以對助焊劑的涂覆情況及時的進行檢測。