【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体中的晶片凸块技术。特别地,本专利技术涉及在微芯片或包括多个微芯片的晶片上生成铜凸块的无电镀沉积方法。
技术介绍
由于无电镀沉积相比于现有电解镀技术有很多优点,它成为在晶片凸块工业中越来越有吸引力的技术。特别地,比较于电解镀技术,无电镀沉积具有无遮蔽,处理步骤低成本,用时短,好的一致性和好的间隙填充能力的优点。这些优点在晶片凸块的底层金属(UBM)应用中尤其重要。一种无电镀镍凸块处理被研制出来,用于以低成本生产镍凸块;然而,所述处理还不适用于规模生产。并且,镍不是特别好地适用于凸块应用,因为它具有高硬度,并且对于厚度超过1μm的被沉积的镍倾向于具有高的内在压力。这导致了在晶片上无电镀镍沉积的有限的适用性,由于在下面的所述晶片的半导体结构通常是非常脆弱并且对压力敏感的。作为凸块应用中的一种可供选择的金属,铜提供一些内在特性。特别地,当与镍进行比较时,铜具有较高的电传导性,较高的热传导性,较低的熔点,较低的热膨胀系数,并且更易延展。并且,铜比镍或其他金属更便宜,如,用在电解凸块应用中的锡,铅和金。同样地,在晶片上的无电镀铜凸块处理的发展在晶片凸块工业中是非常重要的。而且,在硅片上的铜金属衬垫被逐渐引入到硅集成电路的镀金属法方案中,作为铝衬垫的替代。铝和它的合金有高阻容延迟,高电迁徙以及差的耐压性的问题。另一方面,铜被公认为一种新的镀金属法材料,在下一代硅片中取代铝。虽然铜用作芯片互连线只是最近才被半导体工业实施,很多年来,铜已经大量地用于为倒装芯片封装和互连线应用提供一个可软焊的表面。因此,研制在晶片级上的无电镀铜凸块处理来满足这些需求 ...
【技术保护点】
一种在包括多个半导体器件的半导体晶片上生成铜凸块的方法,所述半导体晶片还具有带有开口和传导衬垫的钝化层,在所述开口内所述传导衬垫与所述半导体器件相接触,所述方法包括以下步骤:无电镀沉积一种传导性粘着材料到所述传导衬垫上来形成粘着层; 无电镀沉积一种传导性金属到所述粘着层上来形成阻挡层;用酸浸溶液处理所述钝化层,以除去任何可能粘着在所述钝化层上的颗粒,所述颗粒包含所述传导性粘着材料和所述传导性金属中的至少一种;以及无电镀沉积铜到所述阻挡层来形成所述 铜凸块。
【技术特征摘要】
US 2002-5-16 60/378,0491.一种在包括多个半导体器件的半导体晶片上生成铜凸块的方法,所述半导体晶片还具有带有开口和传导衬垫的钝化层,在所述开口内所述传导衬垫与所述半导体器件相接触,所述方法包括以下步骤无电镀沉积一种传导性粘着材料到所述传导衬垫上来形成粘着层;无电镀沉积一种传导性金属到所述粘着层上来形成阻挡层;用酸浸溶液处理所述钝化层,以除去任何可能粘着在所述钝化层上的颗粒,所述颗粒包含所述传导性粘着材料和所述传导性金属中的至少一种;以及无电镀沉积铜到所述阻挡层来形成所述铜凸块。2.根据权利要求1所述的方法,包括在所述传导衬垫上无电镀沉积传导性粘着材料来形成粘着层的步骤之前,在所述半导体晶片的背部涂一保护层。3.根据权利要求1或2所述的方法,包括在所述传导衬垫上无电镀沉积传导性粘着材料来形成粘着层的步骤之前,使用碱性清洗液除去在所述传导衬垫上的氧化层。4.根据权利要求1-3中任何一个所述的方法,其中在所述传导衬垫上无电镀沉积传导性粘着材料来形成粘着层的步骤包括在所述传导衬垫上无电镀沉积锌。5.根据权利要求4所述的方法,其中在所述传导衬垫上无电镀沉积锌包括将所述半导体晶片浸入到包含Zn2+离子的一种粘着镀液中,并允许所述Zn2+离子在与铝的反应中被吸收到所述传导衬垫上,所述传导衬垫包含铝。6.根据权利要求1-5中任何一个所述的方法,其中在所述粘着层上无电镀沉积传导性金属来形成阻挡层的步骤包括无电镀沉积钯到所述粘着层上。7.根据权利要求1-5中任何一个所述的方法,其中无电镀沉积传导性金属到所述粘着层上来形成阻挡层的步骤包括无电镀沉积镍到所述粘着层上。8.根据权利要求6所述的方法,其中无电镀沉积钯到所述粘着层上包括将所述半导体晶片浸入到包含Pd2+离子的阻障镀液中,并允许所述Pd2+离子与Zn反应吸收到所述粘着层上,所述粘着层上包含锌。9.根据权利要求6所述的方法,其中无电镀沉积钯到所述粘着层上包括将所述半导体晶片浸入到包含在后续反应中用来无电镀沉积更多的Pd到所述粘着层上的一种还原剂的阻障镀液中。10.根据权利要求1-9中任何一个所述的方法,其中将所述钝化层用一种酸浸溶液处理而去除包含所述传导性粘着材料和所述传导金属中的至少任何一种的可能粘着在所述钝化层的颗粒的步骤包括将所述钝化层由所述酸浸溶液处理,其中所述酸浸溶液包含硫酸或硝酸。11.根据权利要求1-9中任何一个所述的方法,其中所述钝化层由一种酸浸溶液中来去除包含所述传导性粘着材料和所述传导金属中的至少任何一种的可能粘着在所述钝化层的颗粒的步骤包括所述钝化层由所述酸浸溶...
【专利技术属性】
技术研发人员:陆海景,龚浩,志昆斯蒂芬王,
申请(专利权)人:新加坡国立大学,新加坡科技研究局,
类型:发明
国别省市:SG[新加坡]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。