一种晶圆单元凸块防脱落的方法及晶圆单元技术

本申请公开了一种晶圆单元凸块防脱落的方法及晶圆单元，所述晶圆单元包括晶圆，所述晶圆上形成有凸块下金属层，所述凸块下金属层上生长有凸块；所述方法包括：对所述晶圆单元加热到预定温度；并以等离子体态的氮气作为工作气体；至少使凸块下金属层的裸露边缘形成金属氮化物，通过该方法将晶圆单元的凸块下金属处理形成金属氮化物隔离层，对下金属层进行保护，防止凸块的脱落。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆单元凸块防脱落的方法及晶圆单元
本专利技术一般涉及半导体制造领域，具体涉及一种晶圆单元凸块防脱落的方法及晶圆单元。
技术介绍
在半导体产品生产过程中，当产量过剩时，一些已经进行凸块生长的晶圆，被迫需要临时放置，但由于凸块下方的UBM(underbumpmetal)中,隔离层一般为Ti或TiW，在产品进行存放的过程中Ti或TiW易被空气中的氧气和水蒸气逐渐氧化，从而造成UBM层的结合力不佳，导致凸块脱落；目前一些常见的保护方式为：用真空袋包装、放置在氮气柜中进行保护；但这样的保护方式在半导体产品长时间存放时还是会出现凸块脱落的问题。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本专利技术实施例提供了一种晶圆单元凸块防脱落的方法及晶圆单元，通过该方法可以将芯片外露的隔离层表面形成一层保护层，保护层可以阻隔空气中的水汽和氧气，避免晶圆单元储存过程中对隔离层的侵蚀，进而防止凸块脱落。第一方面，本专利技术公开了一种晶圆单元凸块防脱落的方法，所述晶圆单元包括晶圆，所述晶圆上形成有凸块下金属层，所述凸块下金属层上生长有凸块；所述方法包括：对所述晶圆单元加热到预定温度；并以等离子体态的氮气作为工作气体；至少使凸块下金属层的裸露边缘形成金属氮化物。具体的，将晶圆单元设置在电浆机台内，通过设置在电浆机台内的加热装置将晶圆单元加热至一定的温度范围，并向电浆机台内通入氮气，通过电浆机台将氮气形成为等离子态，通过等离子态的的氮气至少与晶圆单元的凸块下金属层反应形成金属氮化物隔离层，对下金属层进行保护，避免晶圆单元在储存过程中隔离层被侵蚀，防止凸块的脱落，电浆机台可以为微波电浆机台、电磁波电浆机台等。进一步地，所述凸块下金属层包括层叠设置的隔离层和种子层。进一步地，所述隔离层的材料为钛或钛钨合金，所述种子层的材料为金或铜；所述至少使凸块下金属层的裸露边缘形成金属氮化物包括:在所述隔离层的裸露边缘位置形成氮化钛层；在所述种子层与所述隔离层界面的边缘位置形成氮化钛层。具体的，晶圆单元的下金属层包括隔离层和种子层，其中隔离层的主要成分为金属钛或钛钨合金，本专利技术通过将晶圆单元加热到预设温度，并以等离子体态的氮气作为工作气体，使芯片隔离层中的Ti或TiW与等离子体的氮气发生反应，生成氮化钛，从而使隔离层及隔离层与种子层的界面的外露部分覆盖一层氮化钛，由于氮化钛的熔点高，硬度大，具有很好的化学稳定性，可以起到绝佳的隔离效果，避免了空气中的水蒸气和氧气对隔离层的侵蚀，从而避免了因存放时间过长半导体产品凸块脱落的问题，同时氮化钛具有良好的导电性，不会影响凸块的垂直导通。进一步地，所述并以等离子态的氮气作为工作气体包括：向所述晶圆单元通入氮气；通过微波发生器使氮气为等离子态。具体的，等离子态的氮气是通过微波发生器产生的。进一步地，所述微波发生器的功率为900W-1100W。进一步地，所述对所述晶圆单元加热到预定温度中的所述预设温度为130℃-150℃。进一步地，所述向所述晶圆单元通入氮气的流速为1900sccm-2100sccm。进一步地，所述氮化钛层的厚度为5μm-10μm。第二方面，本专利技术还公开了一种经过上述任一所述的方法处理得到的晶圆单元，所述晶圆单元包括晶圆，所述晶圆上形成有凸块下金属层，所述凸块下金属层上生长有凸块，所述晶圆单元的所述下金属层中的隔离层的裸露边缘、隔离层与种子层的界面边缘形成氮化钛保护层。有益效果本专利技术公开了一种晶圆单元凸块防脱落的方法，通过该方法使晶圆单元的隔离层中的Ti或TiW与氮气发生反应，生成氮化钛，从而使隔离层及隔离层与种子层的界面的外露部分覆盖一层氮化钛，从而在隔离层的外露部分形成一层氮化钛保护层，由于氮化钛的熔点高，硬度大，具有很好的化学稳定性，可以起到绝佳的隔离效果，避免了空气中的水蒸气和氧气对隔离层的侵蚀，从而避免了晶圆单元因存放时间过长凸块脱落的问题，同时氮化钛具有良好的导电性，不会影响凸块的垂直导通。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为晶圆单元的产品结构图；图2为一种晶圆单元凸块防脱落的方法的流程示意图；图3为图2中步骤S102中并以等离子体态的氮气作为工作气体的流程示意图；图4为本专利技术实施例微波发生器的结构示意图；图5为通过本专利技术的方法处理后的晶圆单元的产品结构图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。参考图1，晶圆单元包括晶圆14，所述晶圆上形成有凸块下金属层，所述凸块下金属层15上生长有凸块10，电极12,所述凸块下金属层15包括隔离层11、种子层13，隔离层11一般为Ti或TiW组成，在产品进行存放的过程中Ti和TiW易被空气中的氧气和水蒸气逐渐氧化，从而造成隔离层11的结合力不佳，导致凸块脱落；针对凸块脱落的问题，本专利技术公开了一种晶圆单元凸块防脱落的方法和晶圆单元。参考图1、图2，第一方面，本专利技术公开了一种晶圆单元凸块防脱落的方法，所述方法包括：S101：对所述晶圆单元加热到预定温度；S102：并以等离子体态的氮气作为工作气体；S103：至少使凸块下金属层15的裸露边缘形成金属氮化物。具体的，将晶圆单元设置在电浆机台内，通过设置在电浆机台内的加热装置将晶圆单元加热至一定的温度范围，并向电浆机台内通入氮气，通过电浆机台将氮气形成为等离子态的氮气，通过等离子态的的氮气至少与晶圆单元的凸块下金属层15反应形成金属氮化物隔离层，对凸块下金属层15进行保护，避免晶圆单元在储存过程中凸块下金属层15被侵蚀，防止凸块10的脱落，电浆机台可以为微波电浆机台、电磁波电浆机台等。如图5所示，所述隔离层11的材料一般为钛或钛钨合金，所述种子层13的材料为金或铜；所述至少使凸块下金属层15的裸露边缘形成金属氮化物包括:在所述隔离层11的裸露边缘位置形成氮化钛层110；在所述种子层13与所述隔离层11界面的边缘位置形成氮化钛层110。具体的，晶圆单元的凸块下金属层15包括隔离层11和种子层13，其中隔离层11的主要成分一般为金属钛或钛钨合金，本专利技术通过将晶圆单元加热到预设温度，并以等离子体态的氮气作为工作气体，使晶圆单元的隔离层11中的Ti或TiW与等离子态的氮气发生反应，生成氮化钛，从而使隔离层及隔离层11与种子层13的界面的外露部分覆盖一层氮化钛层110，由于氮化钛的熔点高，硬度大，具有很好的化学稳定性，可以起到绝佳的隔离效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆单元凸块防脱落的方法，其特征在于，所述晶圆单元包括晶圆，所述晶圆上形成有凸块下金属层，所述凸块下金属层上生长有凸块；/n所述方法包括：对所述晶圆单元加热到预定温度；/n并以等离子体态的氮气作为工作气体；/n至少使凸块下金属层的裸露边缘形成金属氮化物。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶圆单元凸块防脱落的方法，其特征在于，所述晶圆单元包括晶圆，所述晶圆上形成有凸块下金属层，所述凸块下金属层上生长有凸块；
所述方法包括：对所述晶圆单元加热到预定温度；
并以等离子体态的氮气作为工作气体；
至少使凸块下金属层的裸露边缘形成金属氮化物。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凸块下金属层包括层叠设置的隔离层和种子层。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述隔离层的材料为钛或钛钨合金，所述种子层的材料为金或铜；
所述至少使凸块下金属层的裸露边缘形成金属氮化物包括:
在所述隔离层的裸露边缘位置形成氮化钛层；
在所述种子层与所述隔离层界面的边缘位置形成氮化钛层。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述并以等离子态的氮气作为工作气体包括：
向所述晶圆单元通入氮气；
通过微波发生器使氮气为等离子态。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙彬，
申请(专利权)人：厦门通富微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35