一種晶圓級焊錫微凸點的制作方法技術

一種新型晶圓級焊錫微凸點的制作方法，屬于半導體芯片封裝領域。本發明專利技術首先利用以曝光顯影形成開口的光刻膠作為掩膜，在凸點下金屬層上依次電鍍銅層、阻擋層、焊料合金，并使得焊料合金完全包裹住底部的銅層?阻擋層。然后通過先回流后去膠的方法形成焊錫微凸點，最后以微凸點作為刻蝕掩膜利用濕法刻蝕工藝去除多余的凸點下金屬層。本發明專利技術能夠避免凸點下金屬層進行各向同性刻蝕時凸點層的電鍍銅受到過度刻蝕，避免微凸點回流塌陷發生橋接，進而提高微凸點及封裝產品的可靠性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種晶圓級微凸點的制作方法，屬于半導體芯片封裝領域。
技術介紹
隨著各類電子產品不斷向高集成度、高性能、輕量化和微型化方向發展，電子封裝的封裝密度也越來越高，芯片的I/O數也越來越多。為了滿足這些要求，產生了諸如BGA、CSP,Flip Chip等先進封裝形式。但無論是何種封裝形式，晶圓級封裝以其高度整合、可降低產品成本、縮短制造時間等優勢，正逐漸成為主流封裝技術。鑒于此，晶圓級封裝中一個關鍵技術一一微凸點技術也正在朝著小尺寸、細節距、高密度的方向發展。現有的微凸點制作工藝包括:沉積凸點下金屬層、涂覆光刻膠、曝光和顯影、電鍍、刻蝕凸點下金屬層、涂覆助焊劑、回流、去除助焊劑等。在現有的工藝中，刻蝕凸點下金屬層時將整片晶圓浸入刻蝕溶液中，以電鍍焊錫微凸點為刻蝕掩膜進行各向同性濕法刻蝕，該工藝的一個主要缺點就是電鍍銅層的“底切(Undercut)”問題，如圖1所示。這是由于采用PVD方式形成的銅、鈦的密度要高于電鍍銅的密度，因而位于凸點下金屬銅層上的電鍍銅層易受到過度刻蝕，在阻擋層下方形成向內凹進的切口，從而影響微凸點的可靠性。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述不足，提供一種焊錫微凸點的制作方法，避免在進行各向同性濕法刻蝕去除多余的凸點下金屬層時，凸點層不會被過度刻蝕，進而提高微凸點及產品的可靠性。本專利技術的技術方案是這樣實現的:—種新型晶圓級微凸點制作方法，其工藝流程如下:A)提供一 IC晶圓(100)，所述晶圓正面具有鈍化層(10b)及若干焊盤(10a)，所述鈍化層(10b)形成有暴露焊墊的若干第一開口(I);B)利用 PVD (Physical Vapor Deposit1n)工藝在上述 IC 晶圓(100)的正面及第一開口(I)上依次沉積凸點下金屬鈦層(101)和凸點下金屬銅層(102);C)在凸點下金屬銅層(102)上形成第一光阻層(103)，通過旋涂、噴涂或印刷的方式進行涂覆；接著通過曝光、顯影工藝形成第二開口(2);第二開口的部分暴露底部的凸點下金屬層(102)；D)在光阻層的第二開口(2)內，采用電鍍工藝在暴露的凸點下金屬層上沉積附著具有一定厚度的電鍍銅層(104)。E)以第一光阻層(103)為刻蝕掩膜對電鍍銅層(104)進行各向同性濕法刻蝕，在通孔內留下部分的刻蝕后的銅層(105)。F)在刻蝕后的銅層(105)上采用電鍍方式沉積一阻擋層(106)，所述阻擋層(106)的材質為鎳。G)采用電鍍工藝在阻擋層上沉積一電鍍焊料合金(107)，所述焊料層的材質為錫銀合金或錫銀銅合金；并去除第一光阻層(103)。H)將電鍍焊料合金(107)經過高溫回流形成微凸點(108);I)以微凸點為刻蝕掩膜進行各向同性濕法刻蝕，去除多余的凸點下金屬銅層(102)ο與現有技術相比，本專利技術的有益效果是:I)本專利技術利用阻擋層將微凸點下方的銅層完全包裹住，從而避免了濕法刻蝕凸點下金屬層時銅層受到過度刻蝕，同時，提高微凸點及封裝產品的可靠性。2)本專利技術利用阻擋層減緩了微凸點下方的銅層與焊料中的錫之間相互擴散形成金屬間化合物(MC)，防止界面處形成空洞，降低界面連接強度，從而避免了分層失效的發生。【附圖說明】圖1為現有微凸點封裝結構示意圖。圖2?圖11為本專利技術實施例的新型微凸點制作工藝流程示意圖。圖2為本專利技術實施例步驟A)的封裝結構示意圖。圖3為本專利技術實施例步驟B)的封裝結構示意圖。圖4為本專利技術實施例步驟C)的封裝結構示意圖。圖5為本專利技術實施例步驟D)的封裝結構示意圖。圖6為本專利技術實施例步驟E)的封裝結構示意圖。圖7為本專利技術實施例步驟F)的封裝結構示意圖。圖8為本專利技術實施例步驟G)的封裝結構示意圖。圖9為本專利技術實施例步驟H)的封裝結構示意圖。圖10為本專利技術實施例步驟I)的封裝結構示意圖。圖11為本專利技術微凸點的封裝結構示意圖。結合附圖，做以下說明:1-第一開口2-第二開口100-1C晶圓10a-芯片焊盤10b-鈍化層101凸點下金屬鈦層，102-凸點下金屬銅層 103-第一光阻層104-電鍍銅層105-刻蝕后的銅層106-阻擋層107-電鍍焊料合金108-焊錫凸點109-底切【具體實施方式】為了能夠更清楚地理解本專利技術的
技術實現思路
，特舉以下實施例詳細說明，并配合附圖對本專利技術的上述特征和優點做詳細說明。其目的僅在于更好理解本專利技術的內容而非限制本專利技術的保護范圍。本專利技術實施例的半導體封裝結構可以用于微凸點的制備。但其應用并不限于此。參見圖2至圖10，本專利技術的焊錫微凸點制作工藝流程如下:提供一 IC晶圓(100)，所述晶圓正面具有鈍化層(10b)及若干焊盤(10a)，所述鈍化層(10b)形成有暴露焊墊的若干第一開口(I);如圖 3所不，利用 PVD(Physical Vapor Deposit1n)工藝在上述 IC 晶圓(100)的正面及第一開口(I)上依次沉積凸點下金屬鈦層(101)和凸點下金屬銅層(102)。如圖4所示，在凸點下金屬銅層(102)上形成第一光阻層(103)，通過旋涂、噴涂或印刷的方式進行涂覆；接著通過曝光、顯影工藝形成第二開口(2);第二開口的部分暴露底部的凸點下金屬層(102)。如圖5所示，在光阻層的第二開口(2)內，采用電鍍工藝在暴露的凸點下金屬層上沉積附著具有一定厚度的電鍍銅層(104)。如圖6所示，以第一光阻層(103)為刻蝕掩膜對電鍍銅層(104)進行各向同性濕法刻蝕，在通孔內留下部分的刻蝕后的銅層(105)。如圖7所示，在刻蝕后的銅層(105)上采用電鍍方式沉積一阻擋層(106)，所述阻擋層(106)的材質為鎳。如圖8所示，采用電鍍工藝在阻擋層上沉積一電鍍焊料合金(107)，所述焊料層的材質為錫銀合金或錫銀銅合金；并去除第一光阻層(103)。如圖10所示，將電鍍焊料合金(107)經過高溫回流形成微凸點(108);如圖11所示，以微凸點為刻蝕掩膜進行各向同性濕法刻蝕，去除多余的凸點下金屬銅層(102) ο所述凸點下金屬層的形成方法為PVD (Physical Vapor Deposit1n)。所述電鍍銅層(104)的形成方法為電鍍。所述第一光阻層(103)的高度要高于電鍍銅層(104)與阻擋層(106)的高度之和。所述凸點下金屬銅層(102)的去除方式為剝離或刻蝕。所述電鍍焊料合金(107)為錫銀合金或錫銀銅合金。所述電鍍焊料合金(107)的沉積方法為電鍍法或絲網印刷法。雖然本專利技術實施例披露如上，但本專利技術并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本專利技術的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本專利技術的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。【主權項】1.，其特征在于: 其工藝流程如下， A)提供一IC晶圓(100)，所述晶圓正面具有鈍化層(10b)及若干焊盤(100a)，所述鈍化層(10b)形成有暴露焊墊的若干第一開口(I); B)利用PVD(Physical Vapor Deposit1n)工藝在上述IC晶圓(100)的正面及第一開口(I)上依次沉積凸點下金屬鈦層(101)和凸點下金屬銅層(102); C)在凸點下金屬銅層(102)上形成第一光阻層(103)，通過旋涂、噴涂或印刷的方式進行涂覆；接著通過曝光、顯影工藝形成第二開口(2);第二開口的部分暴露底部的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型晶圓級焊錫微凸點的制作方法，其特征在于：其工藝流程如下，A)提供一IC晶圓(100)，所述晶圓正面具有鈍化層(100b)及若干焊盤(100a)，所述鈍化層(100b)形成有暴露焊墊的若干第一開口(1)；B)利用PVD(Physical?Vapor?Deposition)工藝在上述IC晶圓(100)的正面及第一開口(1)上依次沉積凸點下金屬鈦層(101)和凸點下金屬銅層(102)；C)在凸點下金屬銅層(102)上形成第一光阻層(103)，通過旋涂、噴涂或印刷的方式進行涂覆；接著通過曝光、顯影工藝形成第二開口(2)；第二開口的部分暴露底部的凸點下金屬層(102)；D)在光阻層的第二開口(2)內，采用電鍍工藝在暴露的凸點下金屬層上沉積附著具有一定厚度的電鍍銅層(104)；E)以第一光阻層(103)為刻蝕掩膜對電鍍銅層(104)進行各向同性濕法刻蝕，在通孔內留下部分的刻蝕后的銅層(105)；F)在刻蝕后的銅層(105)上采用電鍍方式沉積一阻擋層(106)，所述阻擋層(106)的材質為鎳；G)采用電鍍工藝在阻擋層上沉積一電鍍焊料合金(107)，所述焊料層的材質為錫銀合金或錫銀銅合金；并去除第一光阻層(103)；H)將電鍍焊料合金(107)經過高溫回流形成微凸點(108)；I)以微凸點為刻蝕掩膜進行各向同性濕法刻蝕，去除多余的凸點下金屬銅層(102)。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦飛，別曉銳，史戈，安彤，武偉，肖智軼，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：北京;11