專利名稱：形成焊墊再分布的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及為了芯片封裝方便形成焊墊再分布的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，進(jìn)行芯片封裝時，需要將芯片頂層的焊墊與引線框架上對應(yīng)的焊墊或者引線對接，這樣可以通過引線框架將芯片與外部電路連接。其中，引線框架一般為標(biāo)準(zhǔn)模式，進(jìn)行封裝的芯片的焊墊位置與引線框架上的焊墊或者引線位置并不對應(yīng)，因此需要對芯片頂層的焊墊進(jìn)行再分布，使焊墊可以與引線框架上的焊墊或者引線電連接。
圖Ia 圖Ie為現(xiàn)有技術(shù)的對芯片頂層焊墊進(jìn)行再分布的方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
參考圖la，提供半導(dǎo)體芯片10，該半導(dǎo)體芯片10的底層為器件結(jié)構(gòu)層11，頂層為焊墊層12，該焊墊層12包括介質(zhì)層121以及位于介質(zhì)層121中的焊墊122，該焊墊122的材料為銅。參考圖lb，在所述焊墊層12上形成介質(zhì)層13。參考圖lc，利用光刻、刻蝕工藝在所述介質(zhì)層13形成通孔131。參考圖ld，利用物理氣相沉積鋁層，填充所述通孔，并且覆蓋介質(zhì)層13的表面；通孔內(nèi)的金屬鋁作為接觸焊墊141，光刻、刻蝕介質(zhì)層13表面的金屬鋁，形成再分布連線142，該再分布連線14以及通孔內(nèi)的金屬鋁141將焊墊122再分布，使焊墊122可以通過再分布連線142以及接觸焊墊141可以與引線框架上的焊墊或者引線電連接。參考圖le，形成鈍化層15，覆蓋所述再分布連線142以及接觸焊墊141，同時也覆蓋介質(zhì)層13暴露出的表面，該鈍化層15起到保護(hù)再分布連線142以及接觸焊墊141的作用。 之后，可以在鈍化層15上開口，以暴露出需要與引線框架上的焊墊或者引線的位置。
現(xiàn)有技術(shù)中，在形成再分布連線和接觸焊墊時，再分布連線和接觸焊墊的表面非常不規(guī)則；而且，在形成再分布連線和接觸焊墊時，會形成空隙，空隙的存在會導(dǎo)致電遷移問題，此不規(guī)則的表面會加劇電遷移問題，影響器件的壽命。
圖加為現(xiàn)有技術(shù)的焊墊再分布后進(jìn)行的第一種模式失效時間測試的結(jié)構(gòu)示意圖，失效時間測試的時間為370個小時，在通孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料時不可避免的形成的空隙 16位于接觸焊墊141內(nèi)。圖2b為現(xiàn)有技術(shù)的焊墊再分布后進(jìn)行的第二種模式失效時間測試的結(jié)構(gòu)示意圖，失效時間測試的時間為164個小時，在通孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料時不可避免的形成的空隙17位于再分布連線的右上方。這兩種模式下，隨著電子的移動(沿圖中箭頭所表示的方向)，空隙16、17會向周圍擴(kuò)大，隨著時間延長，空隙會阻塞在再分布連線142與接觸焊墊141的通路上，從而導(dǎo)致電路不能流通，芯片失效不可用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)的形成焊墊再分布的方法，再分布連線比接觸焊墊高出很多，形狀不規(guī)則，會加劇電遷移問題，從而影響器件的壽命。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種形成焊墊再分布的方法，包括
提供半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片頂層為焊墊層，所述焊墊層包括第一介質(zhì)層以及位于所述第一介質(zhì)層中的焊墊；
形成第二介質(zhì)層，覆蓋所述焊墊層；
在所述第二介質(zhì)層中形成接觸焊墊，所述接觸焊墊位于所述焊墊上；
在所述第二介質(zhì)層和所述接觸焊墊的表面形成再分布連線，與所述接觸焊墊連接，再分布所述焊墊。
可選的，還包括形成鈍化層，覆蓋所述再分布連線以及所述第二介質(zhì)層暴露出的部分。
可選的，所述在所述第二介質(zhì)層中形成接觸焊墊包括
在所述第二介質(zhì)層的表面形成圖形化的光刻膠，定義出接觸焊墊的圖形；
以所述圖形化的光刻膠為掩膜，刻蝕所述第二介質(zhì)層，形成通孔；
在通孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料形成接觸焊墊；
去除圖形化的光刻膠。
可選的，所述在通孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料形成接觸焊墊包括
形成導(dǎo)電層，覆蓋所述第二介質(zhì)層并填滿所述通孔；
在所述導(dǎo)電層上形成圖形化的光刻膠，覆蓋所述通孔對應(yīng)的所述導(dǎo)電層的位置；
以所述圖形化的光刻膠為掩膜，刻蝕去除第二介質(zhì)層表面的導(dǎo)電材料，形成接觸焊墊；
去除所述圖形化的光刻膠。
可選的，所述接觸焊墊的材料為鋁。
可選的，在所述第二介質(zhì)層和所述接觸焊墊的表面形成再分布連線包括
形成導(dǎo)電層，覆蓋所述第二介質(zhì)層和所述接觸焊墊；
圖形化所述導(dǎo)電層，在所述第二介質(zhì)層和所述接觸焊墊的表面形成再分布連線。
可選的，所述再分布連線的材料為鋁。
可選的，所述焊墊的材料為銅或鋁。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明的形成焊墊再分布的方法，在第二介質(zhì)層中形成接觸焊墊后，再在所述第二介質(zhì)層和所述接觸焊墊的表面形成再分布連線，因此再分布連線在接觸焊墊上方的部分高出其他部分或者與其他部分相平(在本發(fā)明具體實(shí)施例中，在接觸焊墊上方的部分高出其他部分)，這樣的形狀與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以減少空隙導(dǎo)致的電遷移問題，延長芯片的使用壽命。


圖Ia 圖Ie為現(xiàn)有技術(shù)的對芯片頂層焊墊進(jìn)行再分布的方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖加為現(xiàn)有技術(shù)的焊墊再分布后進(jìn)行的第一種模式失效時間測試的結(jié)構(gòu)示意圖2b為現(xiàn)有技術(shù)的焊墊再分布后進(jìn)行的第二種模式失效時間測試的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的形成焊墊再分布的方法的流程圖如 圖4i是本發(fā)明具體實(shí)施例的形成焊墊再分布的方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖fe為利用本發(fā)明的方法焊墊再分布后的第一種模式的失效時間測試結(jié)構(gòu)示意圖恥為利用本發(fā)明的方法焊墊再分布后的第二種模式的失效時間測試結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)有技術(shù)中，由于在同一鋁沉積工藝中需要形成接觸焊墊和再分布連線的鋁層， 導(dǎo)致通孔的開口拐角處的鋁層的厚度較薄，即所述接觸焊墊和介質(zhì)層上的再分布連線相接的部分鋁層的厚度較薄，在該位置附近出現(xiàn)空隙會很容易導(dǎo)致電遷移問題。
本發(fā)明具體實(shí)施方式
的本發(fā)明的形成焊墊再分布的方法，在第二介質(zhì)層中形成接觸焊墊后，再在所述第二介質(zhì)層和所述接觸焊墊的表面形成再分布連線，因此再分布連線在接觸焊墊上方的部分高出其他部分或者與其他部分相平(在本發(fā)明具體實(shí)施例中，在接觸焊墊上方的部分高出其他部分)，即增加了接觸焊墊和再分布連線相接的部分的金屬厚度，這樣的形狀與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以減少空隙導(dǎo)致的電遷移問題，延長芯片的使用壽命。
為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的形成焊墊再分布的方法的流程圖；參圖3，本發(fā)明具體實(shí)施方式
的形成焊墊再分布的方法包括
步驟S21，提供半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片頂層為焊墊層，所述焊墊層包括第一介質(zhì)層以及位于所述第一介質(zhì)層中的焊墊；
步驟S22，形成第二介質(zhì)層，覆蓋所述焊墊層；
步驟S23，在所述第二介質(zhì)層中形成接觸焊墊，所述接觸焊墊位于所述焊墊上；
步驟S24，在所述第二介質(zhì)層和所述接觸焊墊的表面形成再分布連線，與所述接觸焊墊連接，再分布所述焊墊。
圖如 圖4i是本發(fā)明具體實(shí)施例的形成焊墊再分布的方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖， 為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明具體實(shí)施方式
的形成焊墊再分布的方法，下面結(jié)合具體實(shí)施例并結(jié)合參考圖3和圖如 圖4i詳細(xì)說明本發(fā)明具體實(shí)施方式
的形成焊墊再分布的方法。
結(jié)合參考圖3和圖4a，執(zhí)行步驟S21，提供半導(dǎo)體芯片30，所述半導(dǎo)體芯片30頂層為焊墊層32，所述焊墊層32包括第一介質(zhì)層321以及位于所述第一介質(zhì)層321中的焊墊322。本發(fā)明中，半導(dǎo)體芯片30底層為器件層31，在本發(fā)明具體實(shí)施例中，器件層31包括半導(dǎo)體襯底，以及位于半導(dǎo)體襯底上的器件結(jié)構(gòu)，其中，所述半導(dǎo)體襯底的材料可以為單晶或非晶結(jié)構(gòu)的硅或硅鍺；也可以是絕緣體上硅(SOI)；或者還可以包括其它的材料，例如砷化鎵等III- V族化合物。半導(dǎo)體襯底上的器件結(jié)構(gòu)可以為半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域中的各種器件結(jié)構(gòu)，例如可以為存儲器結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，第一介質(zhì)層321的材料為二氧化硅，在其他實(shí)施例中，第一介質(zhì)層321的材料可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他材料，例如氟化玻璃、碳氧化硅等。第一介質(zhì)層321中的焊墊322的材料為銅，在其他實(shí)施例中，焊墊322的材料也可以為鋁或鎢。
結(jié)合參考圖3和圖4b，執(zhí)行步驟S22，形成第二介質(zhì)層33，覆蓋所述焊墊層32。本發(fā)明具體實(shí)施例中，第二介質(zhì)層33的材料為二氧化硅，利用化學(xué)氣相沉積在焊墊層32的表面沉積二氧化硅形成第二介質(zhì)層33，也就是說，在第一介質(zhì)層321和焊墊322組成的表面形成第二介質(zhì)層33。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，第二介質(zhì)層33的材料本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他材料，例如氟化玻璃。可以利用化學(xué)氣相沉積形成其他材料的第二介質(zhì)層33。
結(jié)合參考圖3和圖4g，執(zhí)行步驟S23，在所述第二介質(zhì)層33中形成接觸焊墊35，所述接觸焊墊35位于所述焊墊322上。本發(fā)明具體實(shí)施方式
中，所述在所述第二介質(zhì)層33 中形成接觸焊墊35包括參考圖如，在所述第二介質(zhì)層33的表面形成圖形化的光刻膠，定義出接觸焊墊35的圖形；以所述圖形化的光刻膠為掩膜，刻蝕所述第二介質(zhì)層33，形成通孔34，之后灰化去除圖形化的光刻膠；參考圖4g，在通孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料形成接觸焊墊35。 在本發(fā)明具體實(shí)施例中，具體為
參考圖如，在所述第二介質(zhì)層33的表面形成圖形化的光刻膠，定義出接觸焊墊35 的圖形具體為利用旋涂光刻膠法，在第二介質(zhì)層33的表面形成一定厚度的光刻膠，然后， 利用曝光、顯影工藝圖形化所述光刻膠，形成圖形化的光刻膠，定義出接觸焊墊35的圖形。 以圖形化的光刻膠為掩膜，利用干法刻蝕，例如等離子體干法刻蝕刻蝕第二介質(zhì)層33，形成通孔34，該通孔34的位置在所述焊墊322上，這樣在之后的工藝中，在其內(nèi)填充導(dǎo)電材料形成接觸焊墊時，接觸焊墊可以與焊墊322接觸導(dǎo)電。之后，灰化去除圖形化的光刻膠。
本發(fā)明具體實(shí)施例中，所述在通孔34內(nèi)填充導(dǎo)電材料形成接觸焊墊35包括參考圖4d，形成導(dǎo)電層35'，覆蓋所述第二介質(zhì)層33并填滿所述通孔；參考圖4e，在所述導(dǎo)電層35'上形成圖形化的光刻膠36，覆蓋所述通孔對應(yīng)的導(dǎo)電層的部分；參考圖4f，以所述圖形化的光刻膠36為掩膜，刻蝕去除第二介質(zhì)層33表面的導(dǎo)電材料，形成接觸焊墊35，該接觸焊墊35位于所述焊墊322上，之后，參考圖4g，去除圖形化的光刻膠。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，導(dǎo)電層35'的材料為鋁，利用物理氣相沉積方法，在第二介質(zhì)層33表面以及通孔 34內(nèi)形成導(dǎo)電材料，并且，導(dǎo)電材料填滿通孔34，在本發(fā)明其他實(shí)施例中，導(dǎo)電層35'的材料也可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他導(dǎo)電材料，例如銅。之后，利用旋涂光刻膠法，在導(dǎo)電層35'的表面形成一定厚度的光刻膠，然后，利用曝光、顯影工藝圖形化所述光刻膠，形成圖形化的光刻膠36，覆蓋通孔34上的導(dǎo)電層，也就是在通孔34上的導(dǎo)電層上的光刻膠被保留，其余的光刻膠被顯影去除。之后，可以利用圖形化的光刻膠36為掩膜，利用刻蝕去除第二介質(zhì)層33表面的導(dǎo)電材料，形成接觸焊墊35，該接觸焊墊35位于所述焊墊322上。 由于導(dǎo)電層的材料為鋁，因此本發(fā)明具體實(shí)施例中，接觸焊墊35的材料為鋁。之后，利用灰化方法去除圖形化的光刻膠36。
本發(fā)明中，接觸焊墊的表面與第二介質(zhì)層的表面相平，或者高于第二介質(zhì)層的表面，在該具體實(shí)施例中，接觸焊墊的表面高于第二介質(zhì)層的表面。
結(jié)合參考圖3和圖4h，執(zhí)行步驟S24，在所述第二介質(zhì)層33和所述接觸焊墊35的表面形成再分布連線37，與所述接觸焊墊35連接，再分布所述焊墊322。本發(fā)明具體實(shí)施方式
中，在所述第二介質(zhì)層33和所述接觸焊墊35的表面形成再分布連線37包括形成導(dǎo)電層，覆蓋所述第二介質(zhì)層33和所述接觸焊墊35 ；圖形化所述導(dǎo)電層，在所述第二介質(zhì)層 33和所述接觸焊墊35的表面形成再分布連線37。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，導(dǎo)電層的材料6為鋁，形成導(dǎo)電層的方法為物理氣相沉積；形成導(dǎo)電層后，在導(dǎo)電層的表面形成一定厚度的光刻膠，然后，利用曝光、顯影工藝圖形化所述光刻膠，形成圖形化的光刻膠；接著，以該圖形化的光刻膠為掩膜，刻蝕導(dǎo)電層，形成圖形化的導(dǎo)電層，即形成再分布連線37，該再分布連線與接觸焊墊35連接，因此可以將焊墊322再分布。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，導(dǎo)電層的材料為鋁，因此再分布連線的材料為鋁。在本發(fā)明其他具體實(shí)施例中，導(dǎo)電層的材料也可以為其他導(dǎo)電材料，因此再分布連線的材料也可以為其他導(dǎo)電材料，例如銅。
本發(fā)明中，由于接觸焊墊的表面與第二介質(zhì)層的表面相平，或者高于第二介質(zhì)層的表面，這樣，再分布連線在接觸焊墊上的部分與其他部分相平或者高于其他部分，在該具體實(shí)施例中，高于其他部分。
執(zhí)行完以上的步驟S21 SM之后，即完成了半導(dǎo)體芯片30上的焊墊322的再分布，也就是說，焊墊322通過接觸焊墊35和再分布連線37可以與引線框架上的焊墊或者引線電連接。而且，本發(fā)明中，先沉積一層導(dǎo)電層，填充通孔并覆蓋第二介質(zhì)層表面，之后去除第二介質(zhì)層表面的導(dǎo)電層，剩余通孔內(nèi)的導(dǎo)電材料作為接觸焊墊，然后在接觸焊墊和第二介質(zhì)層的表面形成再分布連線，這樣形成的再分布連線在接觸焊墊上的部分高于其他部分或者與其他部分相平，與現(xiàn)有技術(shù)相比可以減少空隙導(dǎo)致的電遷移問題，從而可以提高半導(dǎo)體芯片的使用壽命。
在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，在形成再分布連線后，可以執(zhí)行步驟S25，參考圖4i， 形成鈍化層40，覆蓋所述再分布連線以及所述第二介質(zhì)層33暴露的表面，以保護(hù)再分布連線，之后，可以在鈍化層40上形成開口 41，所述開口 41的位置與焊墊需要再分布的位置相應(yīng)，也就是說，需要與半導(dǎo)體芯片30封裝的引線框架上的焊墊的位置相應(yīng)。本發(fā)明具體實(shí)施例中，所述鈍化層40為多層結(jié)構(gòu)，包括正硅酸乙酯(TEOS)層和氮化硅層。
圖fe為利用本發(fā)明的方法焊墊再分布后的第一種模式的失效時間測試結(jié)構(gòu)示意圖；圖恥為利用本發(fā)明的方法焊墊再分布后的第二種模式的失效時間測試結(jié)構(gòu)示意圖；由于接觸焊墊35高出第二介質(zhì)層，相應(yīng)的接觸焊墊35上方的再分布連線37的相應(yīng)部分也高出其他部分的再分布連線，這樣再進(jìn)行失效時間測試時，不論是位于再分布連線37右上方的空隙還是位于接觸焊墊35的空隙，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在失效時間測試時，隨著電子的移動(圖中箭頭所指方向)，空隙42、43向周圍長大時，均不容易堵塞電流的通路，因此可以減少電遷移現(xiàn)象，延長器件的使用壽命。
本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種形成焊墊再分布的方法，其特征在于，包括提供半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片頂層為焊墊層，所述焊墊層包括第一介質(zhì)層以及位于所述第一介質(zhì)層中的焊墊；形成第二介質(zhì)層，覆蓋所述焊墊層；在所述第二介質(zhì)層中形成接觸焊墊，所述接觸焊墊位于所述焊墊上； 在所述第二介質(zhì)層和所述接觸焊墊的表面形成再分布連線，與所述接觸焊墊連接，再分布所述焊墊。
2.如權(quán)利要求1所述的形成焊墊再分布的方法，其特征在于，還包括形成鈍化層，覆蓋所述再分布連線以及所述第二介質(zhì)層暴露出的部分。
3.如權(quán)利要求1所述的形成焊墊再分布的方法，其特征在于，所述接觸焊墊的表面高出所述第二介質(zhì)層的表面。
4.如權(quán)利要求1所述的形成焊墊再分布的方法，其特征在于，所述在所述第二介質(zhì)層中形成接觸焊墊包括在所述第二介質(zhì)層的表面形成圖形化的光刻膠，定義出接觸焊墊的圖形； 以所述圖形化的光刻膠為掩膜，刻蝕所述第二介質(zhì)層，形成通孔； 在通孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料形成接觸焊墊； 去除圖形化的光刻膠。
5.如權(quán)利要求4所述的形成焊墊再分布的方法，其特征在于，所述在通孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料形成接觸焊墊包括形成導(dǎo)電層，覆蓋所述第二介質(zhì)層并填滿所述通孔；在所述導(dǎo)電層上形成圖形化的光刻膠，覆蓋所述通孔對應(yīng)的所述導(dǎo)電層的位置； 以所述圖形化的光刻膠為掩膜，刻蝕去除第二介質(zhì)層表面的導(dǎo)電材料，形成接觸焊墊；去除所述圖形化的光刻膠。
6.如權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的形成焊墊再分布的方法，其特征在于，所述接觸焊墊的材料為鋁。
7.如權(quán)利要求1所述的形成焊墊再分布的方法，其特征在于，在所述第二介質(zhì)層和所述接觸焊墊的表面形成再分布連線包括形成導(dǎo)電層，覆蓋所述第二介質(zhì)層和所述接觸焊墊；圖形化所述導(dǎo)電層，在所述第二介質(zhì)層和所述接觸焊墊的表面形成再分布連線。
8.如權(quán)利要求1或7所述的形成焊墊再分布的方法，其特征在于，所述再分布連線的材料為鋁。
9.如權(quán)利要求1所述的形成焊墊再分布的方法，其特征在于，所述焊墊的材料為銅或ο
10.如權(quán)利要求2所述的形成焊墊再分布的方法，其特征在于，還包括在所述鈍化層中形成開口，所述開口的位置與所述焊墊再分布的位置相應(yīng)。
全文摘要
一種形成焊墊再分布的方法，包括提供半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片頂層為焊墊層，所述焊墊層包括第一介質(zhì)層以及位于所述第一介質(zhì)層中的焊墊；形成第二介質(zhì)層，覆蓋所述焊墊層；在所述第二介質(zhì)層中形成接觸焊墊，所述接觸焊墊位于所述焊墊上；在所述第二介質(zhì)層和所述接觸焊墊的表面形成再分布連線，與所述接觸焊墊連接，再分布所述焊墊。本發(fā)明可以減少芯片的電遷移問題，延長芯片的使用壽命。
文檔編號H01L21/60GK102543776SQ20101059491
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者甘正浩 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司