[發明專利]倒裝芯片結構及其制備方法

在審

• 申請號: 202011578844.6
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112687647A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 陳浩
• 申請（專利權）人: 頎中科技（蘇州）有限公司;合肥奕斯偉封測技術有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L21/60;G03F7/16
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 胡彭年

本發明提供了一種倒裝芯片結構及其制備方法。所述倒裝芯片結構包括基板、設置在基板上的金屬襯墊及與所述金屬襯墊相接觸的金屬種子層，所述倒裝芯片結構還包括設置在所述金屬種子層上的凸塊，所述凸塊沿背離所述金屬種子層的方向呈逐漸增大設置。與現有技術相比，本發明利用光阻層的傾斜內側面，使得在其內側制備出的凸塊也具有相應的傾斜狀的側壁面，凸塊的傾斜側壁面和光阻層的傾斜內側面，兩者之間可以形成較好的結合力，尤其在電鍍前清洗及鍍液的沖壓作用下，可形成密封的相向的力，避免了鍍液沿著凸塊的側壁面下滲而造成滲鍍異常。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種倒裝芯片結構及其制備方法。

背景技術

倒裝芯片(FC，Flip-Chip)結構是目前半導體封裝領域常用的一種封裝技術，其主要是在芯片的焊塊上制作凸塊(Bump)，然后將芯片帶元器件的一面朝下“倒扣”，直接與基板進行組裝。上述倒裝芯片結構通過凸塊直接與基板連接，相較于引線鍵合(WB，WireBonding)、載帶自動焊(TAB，Tape Automated Bonding)技術，FC技術能夠提供最高的封裝密度、最小的封裝尺寸、最好的高頻性能。

凸塊的制作是FC技術的核心工藝，通常是在金屬襯墊上依次制備出金屬種子層(UBM)與凸塊，金屬種子層可采用濺射工藝制作，凸塊可采用電鍍法制作。對于電鍍法制作凸塊的工藝來說，尤其要注意電鍍液的滲鍍問題，現有技術中，如圖1所示，對于CuNiAu結構的凸塊T來說，Au鍍液往往因為氰基的攻擊性而導致產品出現滲鍍，造成滲鍍的因素還包括電鍍前高水壓強力沖洗、電鍍時鍍液的噴流等，上述凸塊T制備過程中，垂直于基板設置的光阻層側壁S使得鍍液容易沿凸塊T與光阻之間下溢至底部UBM上，產生滲鍍，從而影響產品質量。

因此，有必要提供一種新的倒裝芯片結構及其制備方法。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種倒裝芯片結構及其制備方法，以改善現有技術中鍍液沿光阻層側壁下溢的問題，進而避免或減少滲鍍的發生。

為解決上述技術問題，本發明提供一種倒裝芯片結構，包括基板、設置在基板上的金屬襯墊及與所述金屬襯墊相接觸的金屬種子層；所述倒裝芯片結構還包括設置在所述金屬種子層上的凸塊，所述凸塊沿背離所述金屬種子層的方向呈逐漸增大設置。

進一步地，所述凸塊具有垂直于所述基板表面的倒梯形截面。

進一步地，所述凸塊的側壁面相對所述基板所在平面的夾角設置為60-80度。

進一步地，所述凸塊包括依次層疊設置在所述金屬種子層上的至少兩個金屬層。

進一步地，所述凸塊包括依次層疊設置在所述金屬種子層上的銅質金屬層、金質金屬層及鎳質金屬層。

為解決上述技術問題，本發明還提供一種倒裝芯片結構的制備方法，主要包括：

提供基板，所述基板上設置有金屬襯墊及鈍化層，所述鈍化層開設有窗口，以使所述金屬襯墊的部分表面暴露于窗口內；

在所述基板表面制備金屬種子層；

在金屬種子層表面制備光阻層；

對所述光阻層開設凹槽，以使金屬種子層的既定區域向外暴露，且所述凹槽沿背離所述金屬種子層的方向呈逐漸增大設置；

在所述凹槽內電鍍制得凸塊。

進一步地，所述凹槽設置呈喇叭口狀。

進一步地，所述凹槽具有傾斜的內側面，該內側面相對基板表面的夾角設置為60-80度。

進一步地，所述凸塊的制備過程具體包括對所述凹槽內部進行清洗；再于所述凹槽內依次制備銅質金屬層、金質金屬層及鎳質金屬層，形成凸塊。