專利名稱：在封裝過程中提高焊點(diǎn)特性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域的封裝技術(shù)，特別涉及一種在封裝過程中提高焊點(diǎn)特性的方法。
背景技術(shù)：
在晶圓上制作多個(gè)半導(dǎo)體器件是一種有效節(jié)約成本的方法。一旦在晶圓的制作工藝和測(cè)試完成，半導(dǎo)體器件就從晶圓分離出來并裝配到最終的集成電路管殼中。封裝過程就是用焊點(diǎn)將半導(dǎo)體器件的襯墊和集成電路管殼上的電極互相連接起來。圖1為現(xiàn)有技術(shù)制作焊點(diǎn)的方法流程圖，結(jié)合圖加 圖2d所示的制作焊點(diǎn)剖面結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行詳細(xì)說明。步驟101、在半導(dǎo)體器件的上表面旋涂鈍化層30，如圖加所示；在本步驟中，鈍化層30可以采用光阻膠材料制成，厚度為十幾微米；步驟102、對(duì)鈍化層30進(jìn)行圖案化，暴露半導(dǎo)體器件的襯墊20的全部上表面或部分上表面，如圖％所示；在本步驟中，對(duì)鈍化層30進(jìn)行圖案化的過程為采用圖案化的光罩作為掩膜，對(duì)鈍化層30進(jìn)行曝光后再顯影，得到圖案化的鈍化層30 ；步驟103、以圖案化的鈍化層30為掩膜，采用物理氣相沉積方式得到焊點(diǎn)底層金屬層(UBM) 40，如圖2c所示；在本步驟中，UBM的材料為銅和/或鉻，用于在后續(xù)點(diǎn)焊焊點(diǎn)時(shí)，作為種子層，易于鍍上金焊點(diǎn)，一般厚度比較薄，只有幾微米；在本步驟中，使用物理氣相沉積方式濺射金屬銅和/或鉻到半導(dǎo)體器件的裸露襯墊20上；步驟104、在UBM40上電鍍金焊點(diǎn)50，如圖2d所示；在本步驟中，電鍍過程為將具有步驟103結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件放置到具有金屬金的電解質(zhì)溶液中，該電解質(zhì)溶液是含氰化物或不含氰化物的電解質(zhì)溶液；對(duì)電解質(zhì)溶液通入電流后，電解質(zhì)溶液中的金屬金就被電離為離子，電鍍到半導(dǎo)體器件的UBM40表面上；在該過程中，采用電流密度為(0. 3 0.5) ASD (10_2安培/平方毫米)的電流在反應(yīng)腔中分離金離子，然后分離的金離子電鍍到UBM40表面，所得到的金焊點(diǎn)50高度為20微米左右。采用上述方式雖然可以制作金焊點(diǎn)，但是所制作金焊點(diǎn)的結(jié)構(gòu)卻是坍塌的，如圖 2d所示，可以看出，金焊點(diǎn)的結(jié)構(gòu)并不是垂直于半導(dǎo)體器件的水平表面的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，而是上窄下寬的梯形柱體結(jié)構(gòu)。這在后續(xù)封裝過程中會(huì)導(dǎo)致臨近的金焊點(diǎn)短路，特別是隨著半導(dǎo)體器件的特征尺寸越來越小，這種現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重，降低了所制作的半導(dǎo)體器件的良率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種在封裝過程中提高焊點(diǎn)特性的方法，該方法能夠使得金焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)垂直于半導(dǎo)體器件的水平表面，從而不會(huì)造成臨近的金焊點(diǎn)之間的短路問題， 提高半導(dǎo)體器件的良率。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的一種在封裝過程中提高焊點(diǎn)特性的方法，該方法包括在半導(dǎo)體器件上形成圖案化的鈍化層，裸露半導(dǎo)體器件上的襯墊；采用物理氣相沉積方式在所述襯墊上沉積焊點(diǎn)底層金屬層UBM ；在UBM上采用二步電鍍方式電鍍得到金焊點(diǎn)，其中，第一步電鍍方式所采用的電流密度保證電離的金離子垂直電鍍?cè)赨BM上，第二步電鍍方式所采用的電流密度大于第一步電鍍方式所采用的電流密度。 所述第一步電鍍方式所采用的電流密度為(0. 2 0. 3) *10_2安培/平方毫米ASD ；所述第二步電鍍方式所采用的電流密度為0. 3 0. 5ASD。所述第一步電鍍方式所電鍍得到的金焊點(diǎn)厚度為經(jīng)過兩步電鍍方式得到的金焊點(diǎn)厚度的15% 20%。所述第一步電鍍方式所電鍍得到的金焊點(diǎn)厚度和鈍化層齊平。所述電鍍方式電鍍得到金焊點(diǎn)的過程為將半導(dǎo)體器件放置到具有金屬金的電解質(zhì)溶液中，該電解質(zhì)溶液是含氰化物或不含氰化物的電解質(zhì)溶液；對(duì)電解質(zhì)溶液通入電流后，電解質(zhì)溶液中的金屬金被電離為離子，進(jìn)行電鍍。由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明提供的方法采用兩次電鍍的電鍍方式制作金焊點(diǎn)， 第一次電鍍方式所采用的電流密度保證電離的金離子垂直電鍍?cè)赨BM40表面上，第二次電鍍方式所采用的電流密度大于第一次電鍍方式所采用的電流密度，以保證在有限的時(shí)間內(nèi)得到符合高度要求的金焊點(diǎn)。這樣，就可以使得金焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)垂直于半導(dǎo)體器件的水平表面， 不會(huì)造成臨近的金焊點(diǎn)之間的短路問題，提高半導(dǎo)體器件的良率。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)制作焊點(diǎn)的方法流程圖；圖加 圖2d所示的制作焊點(diǎn)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為不同大小金離子電鍍示意圖；圖4為本發(fā)明制作焊點(diǎn)的方法流程圖；圖fe 圖恥所示的制作焊點(diǎn)剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式造成現(xiàn)有技術(shù)2d所示的金焊點(diǎn)的結(jié)構(gòu)原因是，鈍化層30采用光阻膠材料制成的， 當(dāng)鈍化層30旋涂完后，要采用軟烘方式去除光阻膠中的溶劑。但是，對(duì)于下層的鈍化層30 和上層的鈍化層30來說，其去除光阻膠中溶劑的速率是不同的，上層的鈍化層30去除的比較快，而下層的鈍化層30去除的比較慢，最終導(dǎo)致下層的鈍化層30的質(zhì)地軟于上層的鈍化層30。這樣，在電鍍金焊點(diǎn)時(shí)，當(dāng)電流密度比較大時(shí)，由于電解得到的金離子比較大，電鍍到UBM表面上的過程中，就會(huì)造成圖案化的鈍化層30的圖案化變形，從而使得在未遮蓋鈍化層30的位置處，也就是電鍍金離子的位置處變形，導(dǎo)致所電鍍得到的金焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)變形。
另外，在電鍍金焊點(diǎn)時(shí)，所電鍍的金離子大小也影響最終得到的金焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)。當(dāng)金離子大時(shí)，在UBM上電鍍過程中，就容易傾斜，當(dāng)金離子小時(shí)，在UBM上電鍍過程中，就比較垂直。如圖3所示，圖中的左側(cè)為金離子小的情況，在電鍍過程中，金離子垂直于UBM表面覆蓋；圖中的右側(cè)為金離子大的情況，在電鍍過程中，金離子傾斜于UBM表面覆蓋。隨著半導(dǎo)體器件的特征尺寸越來越小，金離子相對(duì)來說也越來越大，所以造成最終得到的金焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)的坍塌。在現(xiàn)有技術(shù)中，金離子的大小是由電流密度決定的，電流密度大，則在電解液中所分離的金離子大，電流密度小，則在電解液中所分離的金離子小。因此，為了使得最終得到的金焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)不坍塌，本發(fā)明采用兩次電鍍的電鍍方式制作金焊點(diǎn)，其中，第一次電鍍方式所采用的電流密度保證分離的金離子垂直電鍍?cè)赨BM40上，第二次電鍍方式所采用的電流密度大于第一次電鍍方式所采用的電流密度，以保證在有限的時(shí)間內(nèi)得到符合高度要求的金焊點(diǎn)。這樣，就可以使得金焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)垂直于半導(dǎo)體器件的水平表面，從而不會(huì)造成臨近的金焊點(diǎn)之間的短路問題，提高半導(dǎo)體器件的良率。本發(fā)明適用于采用氰化物或非氰化物的電鍍金焊點(diǎn)過程，以下詳細(xì)進(jìn)行說明。圖4為本發(fā)明制作焊點(diǎn)的方法流程圖，結(jié)合圖fe 圖5d所示的制作焊點(diǎn)剖面結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行詳細(xì)說明。步驟401、在半導(dǎo)體器件的上表面旋涂鈍化層30，如圖加所示；在本步驟中，鈍化層30可以采用光阻膠材料材料制成，厚度為十幾微米；步驟402、對(duì)鈍化層30進(jìn)行圖案化，暴露半導(dǎo)體器件的襯墊20的全部上表面或部分上表面，如圖％所示；在本步驟中，對(duì)鈍化層30進(jìn)行圖案化的過程為采用圖案化的光罩作為掩膜，對(duì)鈍化層30進(jìn)行曝光后再顯影，得到圖案化的鈍化層30 ；步驟403、以圖案化的鈍化層30為掩膜，采用物理氣相沉積方式在裸露的襯墊20 上濺射UBM40，如圖2c所示；在本步驟中，UBM的材料為銅或鉻或者銅和鉻的合金，用于在后續(xù)點(diǎn)焊焊點(diǎn)時(shí)，易于鍍上金焊點(diǎn)，一般厚度比較薄，只有幾微米；在本步驟中，使用物理氣相沉積濺射金屬銅和/或鉻到半導(dǎo)體器件的裸露襯墊20 上；在這里，步驟401 步驟403的過程和現(xiàn)有的圖1中的步驟101 步驟103相同， 這里不再累述；步驟404、采用電鍍方式，應(yīng)用保證分離的金離子垂直電鍍?cè)赨BM40上的電流密度，在UBM40表面上電鍍金離子，電鍍的厚度為要制作的金焊點(diǎn)厚度的15% 20%，如圖fe 所示；在本步驟中，在金焊點(diǎn)厚度為20微米時(shí)，電流密度為0. 2 03ASD ；在本步驟中，金焊點(diǎn)的厚度可以齊平鈍化層30的厚度，這樣，由于電流密度采用的比較小，電離得到的金離子就比較小，不會(huì)造成圖案化的鈍化層30的變形，所以不會(huì)造成金焊點(diǎn)的結(jié)構(gòu)坍塌；在本步驟中，電鍍過程為將具有步驟403結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件放置到具有金屬金的電解質(zhì)溶液中，該電解質(zhì)溶液是含氰化物或不含氰化物的電解質(zhì)溶液；對(duì)電解質(zhì)溶液通入電流后，電解質(zhì)溶液中的金屬金就被電離為離子，電鍍到半導(dǎo)體器件的UBM40表面上，所通入電流的電流密度保證分離的金離子垂直電鍍?cè)赨BM40上；步驟405、采用大于第一次電鍍方式所采用的電流密度的電流密度，繼續(xù)在UBM40 上電鍍金離子，得到金焊點(diǎn)，如圖恥所示；在本步驟中，所采用的電流密度為0. 3 0. 5ASD ；在本步驟中，電鍍過程為將具有步驟404結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件放置到具有金屬金的電解質(zhì)溶液中，該電解質(zhì)溶液是含氰化物或不含氰化物的電解質(zhì)溶液；對(duì)電解質(zhì)溶液通入電流后，電解質(zhì)溶液中的金屬金就被電離為離子，繼續(xù)電鍍到在步驟404已經(jīng)形成的金焊點(diǎn)上，所通入電流的電流密度大于第一次電鍍方式所采用的電流密度，這樣可以保證電鍍的時(shí)間；從圖恥可以看出，本發(fā)明采用兩步電鍍的方式制作金焊點(diǎn)，在保證電鍍時(shí)間的情況下改善了所制作的金焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)，提高了最終制作半導(dǎo)體器件的良率。以上舉較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在封裝過程中提高焊點(diǎn)特性的方法，該方法包括在半導(dǎo)體器件上形成圖案化的鈍化層，裸露半導(dǎo)體器件上的襯墊； 采用物理氣相沉積方式在所述襯墊上沉積焊點(diǎn)底層金屬層UBM ； 在UBM上采用二步電鍍方式電鍍得到金焊點(diǎn)，其中，第一步電鍍方式所采用的電流密度保證電離的金離子垂直電鍍?cè)赨BM上，第二步電鍍方式所采用的電流密度大于第一步電鍍方式所采用的電流密度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一步電鍍方式所采用的電流密度為 (0. 2 0. 3) *10-2安培/平方毫米ASD ；所述第二步電鍍方式所采用的電流密度為0. 3 0. 5ASD。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一步電鍍方式所電鍍得到的金焊點(diǎn)厚度為經(jīng)過兩步電鍍方式得到的金焊點(diǎn)厚度的15% 20%。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一步電鍍方式所電鍍得到的金焊點(diǎn)厚度和鈍化層齊平。
5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述電鍍方式電鍍得到金焊點(diǎn)的過程為將半導(dǎo)體器件放置到具有金屬金的電解質(zhì)溶液中，該電解質(zhì)溶液是含氰化物或不含氰化物的電解質(zhì)溶液；對(duì)電解質(zhì)溶液通入電流后，電解質(zhì)溶液中的金屬金被電離為離子，進(jìn)行電鍍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在封裝過程中提高焊點(diǎn)特性的方法，該方法包括在半導(dǎo)體器件上形成圖案化的鈍化層，裸露半導(dǎo)體器件上的襯墊；采用物理氣相沉積方式在所述襯墊上沉積焊點(diǎn)底層金屬層UBM；在UBM上采用二步電鍍方式電鍍得到金焊點(diǎn)，其中，第一步電鍍方式所采用的電流密度保證電離的金離子垂直電鍍?cè)赨BM上，第二步電鍍方式所采用的電流密度大于第一步電鍍方式所采用的電流密度。本發(fā)明提供的方法使得金焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)垂直于半導(dǎo)體器件的水平表面，從而不會(huì)造成臨近的金焊點(diǎn)之間的短路問題，提高半導(dǎo)體器件的良率。
文檔編號(hào)H01L21/60GK102194719SQ20101013029
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者蔣瑞華 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司