半导体器件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体器件的制造方法，涉及半导体技术领域。该制造方法包括：步骤S101：提供半导体晶圆，在所述半导体晶圆上形成焊盘以及覆盖所述半导体晶圆并且暴露所述焊盘的钝化层；步骤S102：在所述焊盘上形成凸块；步骤S103：对所述钝化层进行表面处理，以增加所述钝化层的表面粗糙度；步骤S104：执行回流工艺，以使所述凸块形成稳定合金。本发明专利技术的半导体器件的制造方法，可以提高钝化层和填料之间的粘结力，从而可以提高倒装封装工艺的成品率。

Method for manufacturing semiconductor device

The invention provides a method for manufacturing a semiconductor device. The manufacturing method comprises the steps of: S101: providing a semiconductor wafer, forming a pad and covering the semiconductor wafer and expose the passivation layer pads on the semiconductor wafer; step S102: bump formed on the pad; step S103: the passivation layer on the surface, in order to increase the surface roughness of the passivation layer; step S104: the reflow process is performed, so that the bump forming stable alloy. The manufacturing method of the semiconductor device of the invention can improve the bonding force between the passivation layer and the filler, thereby improving the yield of the flip chip packaging process.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种半导体器件的制造方法。
技术介绍
随着可携式及高性能微电子产品向短、小、轻、薄化方向发展，传统打线方式(WireBonding)作为芯片与各式基材结合的封装技术已不能满足现在消费电子产品的需求，取而代之的凸块封装成为晶圆级封装的关键技术。倒装芯片凸块结构由于具有较高的半导体器件安装密度，因而成为一种常用的封装技术。如图1所示，在倒装芯片凸块结构中，芯片100上形成球底金属层(UBM)101以及位于球底金属层上的凸块102，通过将凸块与封装基板200其中一个面上的焊盘201连接可实现芯片100和封装基板200的连接，当将芯片100和封装基板200连接后，在芯片100和封装基板200之间通过填料300完成最后的封装。此外，基板200其中另一个面上形成有焊球202，通过焊球202可以将封装后的芯片安装在印刷电路板(PCB)上，以形成各种电子产品。进一步地，在芯片100上通常形成有钝化层(图未示)，用于保护芯片结构，比如聚酰亚胺(Polyimide)层，但是在现有的倒装结构中，钝化层和填料300之间粘结力较弱，容易出现如图1分层界面400所示的分层现象，而在倒装封装过程中会经历2次高温回流工艺(约240度)，如果钝化层和填料300之间存在分层现象，则会导致在后续的高温回流工艺中凸块102中的锡银成分会通过分层界面400连接在一起，进而导致芯片短路。因此，为解决上述技术问题，有必要提出一种新的半导体器件的制造方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种半导体器件的制造方法，可以提高钝化层和填料之间的粘结力，从而可以提高倒装封装工艺的成品率。本专利技术的一个实施例提供一种半导体器件的制造方法，该方法包括：步骤S101：提供半导体晶圆，在所述半导体晶圆上形成焊盘以及覆盖所述半导体晶圆并且暴露所述焊盘的钝化层；步骤S102：在所述焊盘上形成凸块；步骤S103：对所述钝化层进行表面处理，以增加所述钝化层的表面粗糙度；步骤S104：执行回流工艺，以使所述凸块形成稳定合金。进一步地，在所述步骤S103中，通过等离子体轰击所述钝化层来增加所述钝化层的表面粗糙度。进一步地，在所述步骤S103中采用氧等离子体轰击所述钝化层。进一步地，在所述步骤S103中在氮气环境中采用氧等离子体轰击所述钝化层。进一步地，所述步骤S102包括下述步骤：步骤S1021：形成覆盖所述钝化层和焊盘的球底金属层；步骤S1022：在所述球底金属层上形成图形化掩膜层，所述图形化掩膜层在与所述焊盘对应的位置具有开口；步骤S1023：在所述开口中形成凸块；步骤S1024：去除所述掩膜层；步骤S1025：去除位于凸块外侧的球底金属层，保留位于所述凸块底部的部分。进一步地，所述掩膜层为光刻胶层。进一步地，在所述步骤S1024和步骤S104之间实施所述步骤S103。进一步地，还包括下述步骤：步骤S105：提供封装基板，所述封装基板具有与所述凸块对应的基底焊盘，通过所述凸块和所述基底焊盘连接所述半导体晶圆和封装基板；步骤S106：在所述半导体晶圆和所述封装基板之间添加填料以完成封装。本专利技术的半导体器件的制造方法，在晶圆凸块回流之前增加表面处理步骤，通过对钝化层进行表面处理，增加了钝化层的粗糙度，从而增加钝化层的表面积和接触面积，进而提高钝化层和填料之间的粘结力，并最终提高倒装封装工艺的成品率。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1示出现有的存在分层界面的倒装凸块封装结构示意图；图2示出了根据本专利技术的半导体器件的制造方法的一种流程图；图3示出了图2中步骤S102的详细步骤图；图4示出了有缺陷芯片和无缺陷芯片的SEM照片。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。这里参考作为本专利技术的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述专利技术的实施例。这样，可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的从所示形状的变化。因此，本专利技术的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造导致的形状偏差。例如，显示为矩形的注入区在其边缘通常具有圆的或弯曲特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区到非注入区的二元改变。同样，通过注入形成的埋藏区可导致该埋藏区和注入进行时所经过的表面之间的区中的一些注入。因此，图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不意图显示器件的区的实际形状且并不意图限定本专利技术的范围。如前所述，在目前的倒装封装结构中，钝化层和填料之间容易出现分层界面，导致在后续的高温回流工艺中凸块中的锡银成分会通过分层界面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤S101：提供半导体晶圆，在所述半导体晶圆上形成焊盘以及覆盖所述半导体晶圆并且暴露所述焊盘的钝化层；步骤S102：在所述焊盘上形成凸块；步骤S103：对所述钝化层进行表面处理，以增加所述钝化层的表面粗糙度；步骤S104：执行回流工艺，以使所述凸块形成稳定合金。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤S101：提供半导体晶圆，在所述半导体晶圆上形成焊盘以及覆盖所述半导体晶圆并且暴露所述焊盘的钝化层；步骤S102：在所述焊盘上形成凸块；步骤S103：对所述钝化层进行表面处理，以增加所述钝化层的表面粗糙度；步骤S104：执行回流工艺，以使所述凸块形成稳定合金。2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述步骤S103中，通过等离子体轰击所述钝化层来增加所述钝化层的表面粗糙度。3.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述步骤S103中采用氧等离子体轰击所述钝化层。4.如权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述步骤S103中在氮气环境中采用氧等离子体轰击所述钝化层。5.如权利要求1-4之一所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述步骤S102包括下述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛兴涛，何智清，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31