[發明專利]一種50μm銅柱的封裝方法

在審

• 申請號: 201710879079.3
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107871674A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 于政;方梁洪;羅立輝;李春陽
• 申請（專利權）人: 寧波芯健半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所31233
• 代理人: 黃志達,魏峯

技術領域

本發明屬于晶圓級芯片封裝領域，特別涉及一種50μm銅柱的封裝方法。

背景技術

半導體芯片特征尺寸隨著摩爾定律逐步縮小，伴隨著電子系統高性能、多功能、小型化及低成本的要求，集成電路封裝需要更多的輸入/輸出端口數，更高的電性能和熱管理性能。因此，傳統封裝難以滿足微間距高密度芯片封裝的需求，銅柱凸塊技術因其優異的互連能力為上述應用提供先進的封裝解決方案，成為芯片封裝的主流技術。銅柱凸塊主要由銅柱和錫帽構成，銅柱部分具有延展能力，但不具備焊接性能，用以支撐凸塊整體結構。

但是由于工藝原因，目前常規的銅柱尺寸為80-100μm，限制了芯片尺寸的進一步縮小。因此，急需尋求一種新的封裝方法進一步減小銅柱尺寸。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種50μm銅柱的封裝方法，該方法優化了工藝流程，降低了封裝成本，減小了芯片尺寸，順應了市場對微電子產品日益輕、薄、短、小和低價化要求；同時進一步縮小了引腳間距，增加了單顆芯片上的引腳數目即I/O數量，滿足了電子產品的高度精微化，具有良好的應用前景。

本發明提供了一種50μm銅柱的封裝方法，包括：

(1)清洗晶圓去除表面的異物和臟污；

(2)在晶圓表面涂覆再鈍化層作為緩沖層；

(3)在再鈍化層表面濺射銅、鈦種子層；

(4)在銅、鈦種子層表面涂覆光刻膠作為光阻層；其中涂覆光刻膠包括勻膠、甩膠及甩邊；

(5)通過ECD電鍍銅柱和錫帽；其中，電鍍銅柱采用的是SC28銅電鍍液；

(6)最后將電鍍的錫回流成球形即可。

所述步驟(4)中的涂覆光刻膠的量為5-10ml。

所述步驟(4)中的勻膠速率為750-800rpm，勻膠時間為10-15s；甩膠速率為350-400rpm，甩膠時間為20-25s；甩邊速率為500-600rpm，甩邊時間為2-4s。

所述步驟(5)中的SC28銅電鍍液的組成為：銅26-30g/L，硫酸150-250g/L，氯離子30-50mg/L，光亮劑MD 2-8ml/L(確信樂思化學貿易(上海)有限公司)，平整劑LO 1-4ml/L(確信樂思化學貿易(上海)有限公司)。

所述步驟(5)中的電鍍使用的電流密度為4ASD。

所述步驟(5)中電鍍銅柱前預浸十三次。

有益效果

本發明優化了工藝流程，降低了封裝成本，減小了芯片尺寸，順應了市場對微電子產品日益輕、薄、短、小和低價化要求；同時進一步縮小了引腳間距，增加了單顆芯片上的引腳數目即I/O數量，滿足了電子產品的高度精微化，具有良好的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明的涂膠示意圖；

圖2為本發明的產品圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1

1、清洗

清洗的作用是去除晶圓表面的異物和臟污，主要包括如下工序：IPA清洗→QDR水洗→SRD甩干→烘箱烘烤。清洗時所有工序50um銅柱工藝與80-100um銅柱工藝基本相同。

2、RPV再鈍化層

RPV作為緩沖層，可以起到絕緣、抗蝕、緩沖應力及平坦化的作用，最終將留在晶圓表面，主要包括如下工序：等離子體刻蝕→涂膠→曝光→顯影→固化→等離子體刻蝕。RPV時所有工序50um銅柱工藝與80-100um銅柱工藝基本相同。

3、SPT濺射

SPT的作用是濺射Ti阻擋層和Cu種子層，電鍍時起到導電的作用，主要包括如下工序：預清洗→烘烤→濺射。SPT時所有工序50um銅柱工藝與80-100um銅柱工藝基本相同。

4、PR光阻層

PR作為光阻層，就是將掩膜版上的圖像轉移到硅圓片上，決定RDL及銅柱的開口和形貌，電鍍后將被去掉，主要包括如下工序：涂膠→去邊→曝光→顯影，如圖1所示。