一种半导体器件及其制作方法、电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体器件及其制作方法、电子装置，该制作方法包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成种子层和位于所述种子层之上的底部金属层；在所述底部金属层的侧壁上形成保护层；去除所述种子层位于所述底部金属层底部之外的部分，保留位于所述底部金属层底部的部分；在所述底部金属层上设置焊球以形成用于封装的凸块。该半导体器件的制作方法可以减小底部金属层中的砍口，降低焊球掉落的风险。该半导体器件和电子装置具有类似的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其制作方法、电子装置
本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种半导体器件及其制作方法、电子装置。
技术介绍
晶圆级芯片规模封装(WaferLevelChipScalePackaging，简称WLCSP)，是一种先在整片晶圆上进行封装和测试，然后才切割成一个个的IC颗粒的封装测试方法。晶圆级芯片规模封装由于封装后的体积等同IC裸晶的原尺寸，具有缩小尺寸，提升速度的优点受到越来越广泛的关注和应用。晶圆级芯片规模封装方法需要先在晶圆上形成用于封装的凸块(bump)，形成凸块的方法其中一种常用的方法是置球方法，其一般先在晶圆形成种子层(seedlayer),然后通过光刻定义底部金属层(UBM)的区域并通过电镀形成底部金属层，然后去除光刻胶层以及底部金属层之外的种子层，然后在底部金属层上放置焊球并执行回流形成最终的焊球凸块。在去除底部金属层之外的种子层时通常也会去除部分底部金属层，造成最后的焊球凸块底部存在砍口(undercut)，对产品造成影响。因此传统的晶圆级芯片规模封装产品容易产生剪切力(shearforce)过小，掉球的现象和风险。特别是在当前尺寸越做越小，凸块的焊球越来越小，对砍口的精度要求也越来越大。这是因为在以300um，350um的凸块尺寸时，底部金属层砍口对凸块的影响不大，因为球与底部金属层的接触面积够大，底部金属层砍口的比例是可接受的。但是，随着凸块尺寸变小，砍口的大小和比例尤为重要。然而，晶圆级芯片规模封装产品的砍口很难监控，通常是在检验初期用X-SEM的方式来确定，但X-SEM的结果由工程师判断，没有明确可量化的标准来判断，完全依靠经验和细心程度，产品种类繁多可能导致某些产品的窗口不够大，湿法刻蚀的性能不稳定，因此这种方式不利于产线的监控，不能及时发现问题，检验初期的剖面(profile)也只是能代表机器当时的性能。因此，有必要提出一种半导体器件的制作方法，以减小砍口，减少掉球的风险。
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半导体器件的制作方法，其可以减小底部金属层中的砍口，降低焊球掉落的风险。本专利技术一方面提供一种半导体器件的制作方法，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成种子层和位于所述种子层之上的底部金属层；在所述底部金属层的侧壁上形成保护层；去除所述种子层位于所述底部金属层底部之外的部分，保留位于所述底部金属层底部的部分；在所述底部金属层上设置焊球以形成用于封装的凸块。示例性地，还包括：在所述底部金属层的顶部形成保护层。示例性地，形成所述底部金属层的方法包括：在所述种子层上形成第一图形化的光刻胶层，所述第一图形化的光刻胶层具有暴露拟形成所述底部金属层的区域的第一开口；在所述第一开口中形成位于所述种子层之上的所述底部金属层；去除所述第一图形化的光刻胶层。示例性地，所述第一开口的尺寸小于所述凸块的目标尺寸。示例性地，在所述底部金属层的侧壁上形成所述保护层的方法包括；在所述半导体衬底上形成第二图形化的光刻胶层，所述第二图形化的光刻胶层具有暴露所述底部金属层的所述侧壁的第二开口；在所述底部金属层的所述侧壁上形成所述保护层。示例性地，所述第二图形化的光刻胶层遮蔽所述底部金属层顶部的中间区域而露出所述底部金属层顶部的外侧区域。示例性地，所述第二开口的尺寸与所述凸块的目标尺寸一致。示例性地，所述保护层与所述焊球采用相同的材料。示例性地，所述保护层采用锡银合金。根据本专利技术的半导体器件的制作方法，在底部金属层侧壁上形成保护层，使得去除底部金属层底部之外的种子层时不会损伤底部金属层，减小了底部金属层中的砍口，增加了底部金属层的工艺窗口，使底部金属层与焊球之间具有更高的剪切力，避免掉球，从而可以承受各种封装方式或新型封装方式。本专利技术另一方面提供一种采用上述制作方法制作的半导体器件，其包括：半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有种子层和位于所述种子层之上的底部金属层；在所述底部金属层的侧壁以及所述种子层上形成有保护层；在所述底部金属层上形成有焊球。示例性地，所述保护层与所述焊球采用相同的材料。根据本专利技术的半导体器件具有更高剪切力，降低了焊球掉落的风险，可以承受各种封装方式。本专利技术的又一方面提供一种电子装置，其包括如上所述的半导体器件以及与所述半导体器件相连接的电子组件。本专利技术提出的电子装置，由于具有上述半导体器件，因而具有类似的优点。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为根据本专利技术一实施方式的半导体器件的制作方法的步骤流程图；图2A～图2G示出了根据本专利技术一实施方式的半导体器件的制作方法依次实施各步骤所得到的半导体器件的示意性剖面图；图3示出了根据本专利技术一实施方式的电子装置的结构示意图。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成种子层和位于所述种子层之上的底部金属层；在所述底部金属层的侧壁上形成保护层；去除所述种子层位于所述底部金属层底部之外的部分，保留位于所述底部金属层底部的部分；在所述底部金属层上设置焊球以形成用于封装的凸块。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成种子层和位于所述种子层之上的底部金属层；在所述底部金属层的侧壁上形成保护层；去除所述种子层位于所述底部金属层底部之外的部分，保留位于所述底部金属层底部的部分；在所述底部金属层上设置焊球以形成用于封装的凸块。2.根据权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，还包括：在所述底部金属层的顶部形成保护层。3.根据权利要求1或2所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，形成所述底部金属层的方法包括：在所述种子层上形成第一图形化的光刻胶层，所述第一图形化的光刻胶层具有暴露拟形成所述底部金属层的区域的第一开口；在所述第一开口中形成位于所述种子层之上的所述底部金属层；去除所述第一图形化的光刻胶层。4.根据权利要求3所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述第一开口的尺寸小于所述凸块的目标尺寸。5.根据权利要求1或2所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，在所述底部金属层的侧壁上形成所述保护层的方法包括；在所述半导体衬底上形成第二图形化的光刻胶层...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑛，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11