芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，該方法在芯片金屬走線上形成鈍化層和金屬層后，首先進入高溫合金爐管對金屬層進行合金化處理形成金屬合金層，然后再對金屬合金層進行構(gòu)圖工藝形成壓焊塊，從而不會存在構(gòu)圖工藝中殘留的光刻膠，在高溫下炭化對高溫合金爐管造成污染的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案在芯片滿足銅線封裝打線的金屬層厚度要求的同時，優(yōu)化了芯片的制造工藝，不會增加合金爐管的保養(yǎng)頻度，降低了芯片的制造成本。
【專利說明】芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著市場的發(fā)展,芯片封裝工藝不斷向高電性能、高熱性能和低成本的方向發(fā)展。在芯片封裝工藝中打線鍵合制程是最常見的技術(shù)，由于銅線有低的電阻率、高的熱導(dǎo)率、價錢低等優(yōu)勢，鍵合(bonding)線材采用銅線代替現(xiàn)有的金線和鋁線成為必然。但是，銅線相對于金線和鋁線，其硬度比較高，并且容易氧化，在打線制程中，容易將芯片壓焊區(qū)10的金屬層2打破(如圖1所示)，導(dǎo)致打線鍵合制程的失敗。所以用銅線在封裝打線的時候，對芯片壓焊區(qū)金屬層的厚度要求很高。
[0003]結(jié)合圖2和圖3所示，為使得芯片壓焊區(qū)金屬層的厚度達到銅線封裝打線的要求，目前有些芯片制造廠采用單獨增加壓焊區(qū)金屬層厚度的方法，具體為:
[0004]在芯片襯底1上濺射第一金屬層，該襯底包括壓焊區(qū)；
[0005]對第一金屬層進行第一次光刻、刻蝕工藝，形成芯片金屬走線3 ；
[0006]在芯片金屬走線3上依次形成鈍化層4和厚度較厚的第二金屬層5 ；
[0007]對第二金屬層5進行第二次光刻、刻蝕工藝，形成位于壓焊區(qū)的壓焊塊圖案(圖中未示出)；
[0008]最后對壓焊塊進行金屬合金化處理。
[0009]上述的方法可以滿足銅線封裝對金屬層厚度的要求，但在實際生產(chǎn)過程中，由于芯片內(nèi)金屬走線密集且間距較小，形成鈍化層和第二次金屬層時，會在金屬走線之間形成很小的縫隙(如圖2所示)，第二次光刻和刻蝕工藝中，由于該縫隙較小，縫隙里的光刻膠比較難徹底去除，導(dǎo)致有殘膠留在縫隙里面，最后進高溫合金爐管進行金屬合金化處理時，殘膠在高溫下(425°C)發(fā)生炭化，以致合金爐管受到污染而變黑，影響生產(chǎn)。如果增加合金爐管保養(yǎng)頻度，又會降低合金爐管的產(chǎn)能，使得芯片制造成本增加，這就要求芯片制造廠在芯片滿足銅線封裝打線的要求的同時，對芯片制造工藝流程進行優(yōu)化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]鑒于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中為滿足銅線打線的金屬層厚度要求的芯片制造工藝，會造成高溫合金爐管受殘膠污染的問題。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，包括在襯底上形成第一金屬層并對所述第一金屬層進行第一構(gòu)圖工藝，形成芯片金屬走線圖案的步驟，所述襯底包括壓焊區(qū)，還包括以下步驟:
[0012]步驟S1、在所述芯片金屬走線上形成鈍化層；
[0013]步驟S2、在所述鈍化層上形成一定厚度的第二金屬層；
[0014]步驟S3、對所述第二金屬層進行合金化處理，形成金屬合金層；
[0015]步驟S4、對所述金屬合金層進行第二構(gòu)圖工藝，形成第一壓焊塊的圖案，其中，所述第一壓焊塊位于所述壓焊區(qū)的上方。
[0016]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0017]上述技術(shù)方案中，在芯片金屬走線上形成鈍化層和金屬層后，首先進入高溫合金爐管對金屬層進行合金化處理形成金屬合金層，然后再對金屬合金層進行構(gòu)圖工藝形成壓焊塊，從而不會存在構(gòu)圖工藝中殘留的光刻膠，在高溫下炭化對高溫合金爐管造成污染的問題。在芯片滿足銅線封裝打線的金屬層厚度要求的同時，優(yōu)化了芯片的制造工藝，不會增加合金爐管的保養(yǎng)頻度，降低了芯片的制造成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1表示現(xiàn)有芯片制造工藝中壓焊區(qū)金屬層被打破時的示意圖；
[0020]圖2表示現(xiàn)有芯片制造工藝中在芯片金屬走線上形成鈍化層和第二金屬層后的局部不意圖；
[0021]圖3表示現(xiàn)有芯片制造工藝中對第二金屬層進行構(gòu)圖工藝后芯片金屬走線區(qū)域的局部不意圖；
[0022]圖4表示本發(fā)明實施例中芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法流程圖；
[0023]圖5-圖8表示本發(fā)明實施例中芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作過程示意圖。

【具體實施方式】
[0024]下面將結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0025]本發(fā)明實施例中提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，用于銅線封裝打線的芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作工藝。該方法首先在襯底1 (襯底1 一般為硅襯底)上濺射第一金屬層2，然后對第一金屬層2進行包括旋涂光刻膠、光刻、刻蝕和去除光刻膠的第一構(gòu)圖工藝(以下內(nèi)容中的構(gòu)圖工藝均包括旋涂光刻膠、光刻、刻蝕和去除光刻膠工藝)，形成芯片金屬走線3的圖案，如圖5所示，其中，襯底1包括壓焊區(qū)10，銅線的一端與壓焊區(qū)10上方的金屬層焊接，實現(xiàn)銅線的封裝打線。如圖4所示，本實施例中，該制作方法還包括以下步驟:
[0026]步驟S1、在所述芯片金屬走線上形成鈍化層；
[0027]步驟S2、在所述鈍化層上形成一定厚度的第二金屬層；
[0028]步驟S3、對所述第二金屬層進行合金化處理，形成金屬合金層；
[0029]步驟S4、對所述金屬合金層進行第二構(gòu)圖工藝，形成第一壓焊塊的圖案，其中，所述第一壓焊塊位于所述壓焊區(qū)的上方。
[0030]上述步驟中，在芯片金屬走線上形成鈍化層和金屬層后，首先進入高溫合金爐管對金屬層進行合金化處理形成金屬合金層，然后再對金屬合金層進行構(gòu)圖工藝形成壓焊塊，從而不會存在構(gòu)圖工藝中殘留的光刻膠，在高溫下炭化對高溫合金爐管造成污染的問題。在芯片滿足銅線封裝打線的金屬層厚度要求的同時，優(yōu)化了芯片的制造工藝，不會增加合金爐管的保養(yǎng)頻度，降低了芯片的制造成本。
[0031]結(jié)合圖8所示，第一壓焊塊6為壓焊區(qū)10上方的第二金屬層5。其中，壓焊區(qū)10上方的金屬層可以僅包括第二金屬層5,也可以同時包括第一金屬層2和第二金屬層5,本實施例中優(yōu)選后者，因為壓焊區(qū)10上方的金屬層厚度為第一金屬層2和第二金屬層5的厚度之和，在滿足銅線封裝打線的金屬層厚度要求的同時，可以有效減小芯片的整體厚度。為了實現(xiàn)上述目的，第一構(gòu)圖工藝中還包括形成第二壓焊塊7的圖案，且第二壓焊塊7為壓焊區(qū)10上方的第一金屬層2。相應(yīng)地，步驟S2之前還包括:
[0032]對所述鈍化層進行第三構(gòu)圖工藝，形成鈍化層過孔的圖案，所述第一壓焊塊和第二壓焊塊通過所述鈍化層過孔連接。
[0033]如圖6所示，該步驟中由于在芯片金屬走線3之間僅形成了鈍化層4，芯片金屬走線3之間的縫隙較大，則第三構(gòu)圖工藝中比較容易去除干凈芯片金屬走線3之間的光刻膠，從而在后續(xù)的金屬合金化處理過程中，不會對高溫合金爐管產(chǎn)生污染。
[0034]本實施例中，步驟S1中具體可以通過濺射工藝在芯片金屬走線3上形成鈍化層4，如圖6所示。步驟S2中具體可以通過濺射工藝在鈍化層4上形成第二金屬層5，如圖7所示。其中，第二金屬層5的厚度由封裝打線時銅線的粗細決定，保證封裝打線時壓焊區(qū)10上方的金屬層不會被打破。步驟S3中第二金屬層5的合金化處理可以減小封裝打線引入的電阻，具體為，將芯片封裝結(jié)構(gòu)放入充滿氮氣和氫氣的高溫合金爐管中，并在425°C的溫度條件下工藝30分鐘，形成鋁硅合金。
[0035]下面將以一個實施例來具體描述本發(fā)明中芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作過程:
[0036]第一步:在襯底1上濺射第一金屬層2，并根據(jù)芯片的設(shè)計版圖，對第一金屬層2進行光刻、刻蝕工藝，形成芯片金屬走線3和第二壓焊塊7，此時壓焊區(qū)10上方的金屬層厚度(即第二壓焊塊7的厚度)與芯片金屬走線3的厚度一樣，如圖5所示。
[0037]第二步:在芯片金屬走線3上形成鈍化層4，對鈍化層4進行光刻、刻蝕工藝，形成鈍化層過孔8，其中，鈍化層過孔8位于第二壓焊塊7的上方，如圖6所示。從而露出第二壓焊塊7，此時壓焊區(qū)10上方金屬層的厚度可以滿足金線和鋁線的打線要求，但是尚不能滿足銅線的打線要求。
[0038]第三步:在鈍化層過孔8上濺射第二金屬層5，并將芯片封裝結(jié)構(gòu)放入充滿氮氣和氫氣的高溫合金爐管中，在425 °C的溫度條件下工藝30分鐘，形成鋁硅合金層，如圖7所示。
[0039]第四步:對第二金屬層5進行光刻、刻蝕工藝，形成第一壓焊塊6，其中，第一壓焊塊6位于壓焊區(qū)10上方，并通過鈍化層過孔與第二壓焊塊7連接。從而加厚了壓焊區(qū)10上方的金屬層厚度，滿足銅線的打線要求，而芯片金屬走線3的厚度不變，如圖8所示。
[0040]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，包括在襯底上形成第一金屬層并對所述第一金屬層進行第一構(gòu)圖工藝，形成芯片金屬走線圖案的步驟，所述襯底包括壓焊區(qū)，其特征在于，還包括以下步驟: 步驟S1、在所述芯片金屬走線上形成鈍化層； 步驟S2、在所述鈍化層上形成一定厚度的第二金屬層； 步驟S3、對所述第二金屬層進行合金化處理，形成金屬合金層； 步驟S4、對所述金屬合金層進行第二構(gòu)圖工藝，形成第一壓焊塊的圖案，其中，所述第一壓焊塊位于所述壓焊區(qū)的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，對所述第一金屬層進行第一構(gòu)圖工藝，形成芯片金屬走線和第二壓焊塊的圖案，其中，所述第二壓焊塊位于所述壓焊區(qū)的上方； 步驟S2之前還包括: 對所述鈍化層進行第三構(gòu)圖工藝，形成鈍化層過孔的圖案，所述第一壓焊塊和第二壓焊塊通過所述鈍化層過孔連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，步驟S3具體為: 將芯片封裝結(jié)構(gòu)放入充滿氮氣和氫氣的高溫合金爐管中，在425°C的溫度條件下工藝30min,形成娃招合金層。
【文檔編號】H01L21/603GK104425288SQ201310373524
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】李志廣, 黎智, 譚志輝 申請人:北大方正集團有限公司, 深圳方正微電子有限公司