凸块封装方法技术

本发明专利技术提供一种凸块封装方法，其包括：提供前端器件，在所述前端器件表面形成凸块底部金属层；在所述凸块底部金属层上形成用于封装的凸块和用于提高所述凸块均匀性的虚拟凸块，所述虚拟凸块与所述凸块底部金属层的接触面积小于所述虚拟凸块的截面积；去除所述凸块底部金属层位于所述凸块和虚拟凸块底部之外的部分，同时使所述虚拟凸块剥落。该凸块封装方法可以提高凸块高度的共面性和均匀性。

Bump encapsulation method

The present invention provides a bump packaging method comprising: providing a front end device, forming a bottom metal layer on the surface of the front end device, forming a bump for encapsulation on the bottom metal layer and a virtual bump for improving the homogeneity of the bump, the virtual bump and the bottom metal layer of the bump. The contact area is less than the sectional area of the virtual convex block, and the metal layer at the bottom of the block is removed from the bottom of the convex block and the virtual convex block, and the virtual convex block is stripped off at the same time. The bump encapsulation method can improve the coplanarity and uniformity of the bump height.

【技术实现步骤摘要】
凸块封装方法
本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种凸块封装方法。
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)作为晶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(bumping)成为晶圆级封装的关键技术。在凸块封装工艺中，多用电镀的方法进行再布线或形成凸块。然而，随着半导体技术的发展，半导体器件的关键尺寸在不断缩小，相应地封装尺寸也不断减小。与之对应的是，一个芯片(die)里的I/O(输入输出)凸块数目也越来越多，因此对于电镀凸块高度共面性和均匀性的要求也越来越高。根据电镀制程的特性，凸块分布的均匀性(单位面积内的电镀面积)会影响电镀凸块高度的均匀性。因此，对于一些凸块分布不是很均匀的设计，凸块高度的共面性和均匀性会受到很大的影响，例如在一实例中，临近无凸块区域(例如，不完整芯片区(uglydiearea)、激光标记区(lasermarkarea))的凸块高度会比正常值或设计值大12微米(um)。目前为了提高凸块高度的共面性和均匀性，业界主要通过以下方法：1)在设计阶段尽量将凸块分布做均匀，例如通过加虚拟凸块的方式来提高凸块分布的均匀性；然而由于最终的虚拟凸块无法除去，因此在设计上有很大的限制。2)通过改善电镀的制程和设备硬件能力来提高凸块高度共面性和均匀性。这些方法都不能简单有效地提高凸块高度的共面性和均匀性，或者成本高，难度大，或者存在缺陷影响后续工艺。因此，有必要提出一种新的凸块封装方法，以克服上述问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。针对现有技术的不足，本专利技术提出一种凸块封装方法，其可以提高凸块高度的共面性和均匀性。本专利技术第一方面提供一种凸块封装方法，包括：提供前端器件，在所述前端器件表面形成凸块底部金属层；在所述凸块底部金属层上形成用于封装的凸块和用于提高所述凸块均匀性的虚拟凸块，所述虚拟凸块与所述凸块底部金属层的接触面积小于所述虚拟凸块的截面积；去除所述凸块底部金属层位于所述凸块和虚拟凸块底部之外的部分，同时使所述虚拟凸块剥落。示例性地，所述虚拟凸块的径向尺寸小于10微米。示例性地，所述虚拟凸块形成在所述前端器件的激光标记区和/或不完整芯片区。示例性地，所述虚拟凸块形成在所述用于封装的凸块的周围，用于提高所述凸块的均匀性和共面性。示例性地，所述凸块封装方法还包括；在所述凸块底部金属层上形成光刻胶层；通过曝光、显影在所述光刻胶层中形成第一开口，用于暴露待形成所述凸块区域；通过曝光、显影在所述光刻胶层中形成第二开口，用于暴露待形成所述虚拟凸块区域；进行电镀工艺，以同时在所述第一开口中形成凸块，在所述第二开口中形成虚拟凸块；去除所述光刻胶层，其中，所述第二开口底部形成有伸出部，使得所述开口的底部面积小于所述开口的上部面积。示例性地，所述伸出部倾斜设置在所述第二开口的侧壁上。示例性地，在所述光刻胶层为正性光阻时，用于形成所述第二开口的曝光能量小于用于形成所述第一开口的曝光能量；在所述光刻胶层为负性光阻时，用于形成所述第二开口的曝光能量大于用于形成所述第一开口的曝光能量。示例性地，在所述光刻胶层为正性光阻时，用于形成所述第二开口的焦距大于用于形成所述第一开口的焦距；在所述光刻胶层为负性光阻时，用于形成所述第二开口的焦距小于用于形成所述第一开口的焦距。示例性地，所述凸块封装方法还包括：清洗步骤，以去除残余的虚拟凸块。示例性地，所述凸块和虚拟凸块为焊球凸块。。根据本专利技术的凸块封装方法，通过在正常凸块周围或无凸块区域增加虚拟凸块，从而提高凸块分布的均匀性，进而提高电镀凸块高度共面性和均匀性，并且由于这些虚拟凸块尺寸比较小，且底部的接触面积会大大小于实际的凸块尺寸，因此与凸块底部金属层(UBM)的黏附性非常弱，在凸块底部金属层蚀刻过程中会被自动去除。即，这种虚拟凸块在改善电镀凸块高度均匀性和共面性的同时，由于可以被轻易去除，不会对最终凸块分布和装配造成任何影响，因此可以设置在晶圆任意位置。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1A为根据本专利技术一实施方式的凸块封装方法的步骤流程图；图1B为根据本专利技术一实施方式的凸块封装方法中形成凸块和虚拟凸块的步骤流程图；图2A～图2D示出了根据本专利技术一实施方式的虚拟凸块形成过程示意图；图3示出设置虚拟凸块的不完整芯片区和激光标记区；图4示出用于封装的凸块周围设置的虚拟凸块。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，术语本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凸块封装方法，其特征在于，包括：提供前端器件，在所述前端器件表面形成凸块底部金属层；在所述凸块底部金属层上形成用于封装的凸块和用于提高所述凸块均匀性的虚拟凸块，所述虚拟凸块与所述凸块底部金属层的接触面积小于所述虚拟凸块的截面积；去除所述凸块底部金属层位于所述凸块和虚拟凸块底部之外的部分，同时使所述虚拟凸块剥落。

【技术特征摘要】
1.一种凸块封装方法，其特征在于，包括：提供前端器件，在所述前端器件表面形成凸块底部金属层；在所述凸块底部金属层上形成用于封装的凸块和用于提高所述凸块均匀性的虚拟凸块，所述虚拟凸块与所述凸块底部金属层的接触面积小于所述虚拟凸块的截面积；去除所述凸块底部金属层位于所述凸块和虚拟凸块底部之外的部分，同时使所述虚拟凸块剥落。2.根据权利要求1所述的凸块封装方法，其特征在于，所述虚拟凸块的径向尺寸小于10微米。3.根据权利要求1所述的凸块封装方法，其特征在于，所述虚拟凸块形成在所述前端器件的激光标记区和/或不完整芯片区。4.根据权利要求1所述的凸块封装方法，其特征在于，所述虚拟凸块形成在所述用于封装的凸块的周围，用于提高所述凸块的均匀性和共面性。5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的凸块封装方法，其特征在于，还包括；在所述凸块底部金属层上形成光刻胶层；通过曝光、显影在所述光刻胶层中形成第一开口，用于暴露待形成所述凸块区域；通过曝光、显影在所述光刻胶层中形成第二开口，用于暴露待形成所述虚拟凸块区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：章国伟，
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