半导体器件芯片级封装方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件芯片级封装方法，包括以下步骤：在半导体芯片的焊盘和钝化层上依次形成保护层和种子层；在种子层上形成金属再配线层；在金属再配线层上形成掩膜层，并在掩膜层上开设用于暴露金属再配线层的开口；对上述开口部位的金属再配线层进行腐蚀形成位于所述金属再配线层表面的凹槽；去除剩余掩膜层；在所述金属再配线层上形成焊料凸点。本发明专利技术的半导体器件芯片级封装方法解决了再配线厚度大于12μm时引发的半导体芯片翘曲的问题，降低了由于半导体芯片翘曲引发的作业难度高及半导体出现断裂的风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体封装领域，尤其涉及一种。
技术介绍
为实现晶圆级封装的高功率、高导电性、低电阻要求，越来越多的产品开始采用厚金属再配线连接的方式，连接端子与芯片表面电极。但是，这种结构由于增加了金属再配线层的厚度与电镀面积，圆片(即本专利技术中的半导体芯片)必然会增大翘曲，在一定程度上增加了后工序的圆片自动处理难度，翘曲现象尤其在圆片减薄至200um以下的时候体现，特别表现为圆片真空吸附困难，导致晶圆级封装产品后工序无法作业，导致器件失效，甚至是发生产品晶圆碎裂的现象。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种能够避免半导体芯片翘曲的。本专利技术的，包括以下步骤:在半导体芯片的焊盘和钝化层上依次形成保护层和种子层；在种子层上形成金属再配线层；在金属再配线层上形成掩膜层，并在掩膜层上开设用于暴露金属再配线层的开Π ；对上述开口部位的金 属再配线层进行腐蚀形成位于所述金属再配线层表面的凹槽；去除剩余掩膜层；在所述金属再配线层上形成焊料凸点。本专利技术的与传统的封装方法相比具有如下优点:在不影响导电能力，信号传输能力的前提下，本专利技术通过在金属再配线层上形成凹槽，能够释放在形成金属再配线层时产生的应力，起到了退火所不能实现的作用。因此，解决了再配线厚度大于12um时引发的半导体芯片翘曲的问题，降低了由于半导体芯片翘曲引发的作业难度高及半导体出现断裂的风险。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图；图2 —图5为本专利技术的实施例的工艺示意图。图中标记不意为:101 —半导体芯片；102 —钝化层；103 —保护层；104 —焊盘；201 —种子层；301 —金属再配线层；302 —焊料凸点；401 —凹槽；501 —掩膜层。具体实施例方式参见图1，本专利技术的，包括以下步骤:SlOl:在半导体芯片的焊盘和钝化层上依次形成保护层和种子层；S102:在种子层上形成金属再配线层；S103:在金属再配线层上形成掩膜层，并在掩膜层上开设用于暴露金属再配线层的开口 ；S104:对上述开口部位的金属再配线层进行腐蚀形成位于所述金属再配线层表面的凹槽；S105:去除剩余掩膜层；S106:在所述金属再配线层上形成焊料凸点。在不影响导电能力，信号传输能力的前提下，本专利技术通过在金属再配线层上形成凹槽，能够释放在形成金属再配线层时产生的应力，起到了退火所不能实现的作用。因此，解决了再配线厚度大于12um时引发的半导体芯片翘曲的问题，降低了由于半导体芯片翘曲引发的作业难度高及半导体出现断裂的风险。但是凹槽在实际产品应用过程中可能带来的潜在的孔洞影响，在后工序产品倒装过程中，可以通过底填充胶、液体塑封料的应用，可以去除凹槽在实际产品应用过程中带来的潜在的孔洞影响。首先执行步骤SlOl，在半导体芯片101上的焊盘104和钝化层102上依次形成保护层103和种子层201，形成如图2所示的结构。这一步骤中，半导体芯片101上设有焊盘104和和钝化层102，焊盘104是半导体芯片101的功能输出端子，并最终通过后续形成的焊料凸点302实现电性功能的传导过渡；钝化层102的材料可以为氧化硅、氮化硅 、氮氧化硅、聚酰亚胺等介电材料或它们的混合物，用于保护半导体芯片101中的线路。本实施例中，所述种子层201的材料可以是铜、铝、镍中的一种或它们的组合，其中较优的种子层201为Cu。本实施例中，所述保护层103为耐热金属层，所述耐热金属层的材料可以是钛、铬、钽或它们的组合，本专利技术中优选为钛。所述保护层103和种子层201的方法同样可以采用现有的蒸发或溅射或物理气相沉积的方法，其中较优的方法为溅射。当然，根据本领域技术人员的公知常识，形成的方法不仅限于溅射方法，其他适用的方法均可应用于本专利技术，并且形成的保护层103和种子层201的厚度也是根据实际的工艺需求而定。然后实施步骤S102，在种子层201上形成金属再配线层301。本实施例中，所述金属再配线层301的厚度优选大于12um。具体实施中，可以通过电镀或化学镀的方式形成金属再配线层301，此工艺为现有成熟工艺，已为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。然后实施步骤S103，在金属再配线层301上形成掩膜层501，并在掩膜层501上开设用于暴露金属再配线层301的开口，形成如图3所述的结构。所述掩膜层501优选为光刻胶层。这一步骤中，形成掩膜层501的方法可以为旋转涂布，这一技术已为本领域普通技术人员所熟知，在此不再赘述。然后实施步骤S104，对上述开口部位的金属再配线层301进行腐蚀形成位于所述金属再配线层301表面的凹槽401。本实施例中，可以使用化学药剂(蚀刻技术公知)清洗的方式进行浸泡，不需腐蚀的地方被掩膜层501保护，而开口部件的金属再配线层301不被掩膜层501保护，因而会被化学药剂腐蚀，形成位于所述金属再配线层301表面的凹槽401。所述凹槽401的深度优选不超过金属再配线层301厚度的一半以保证互联要求的基础上，降低材料应力减少翘曲，所述凹槽401的截面优选呈倒梯形，所述凹槽401的宽度优选不大于金属再配线层301宽度的一半，以进一步保证互联要求的基础上，降低材料应力减少翘曲。然后实施步骤S105，去除剩余掩膜层501，形成如图4及图5所示的结构。本实施例中，可以采用湿法或剥离的方式去除，这一技术已为本领域普通技术人员所熟知，在此不再赘述。然后实施步骤S106，在所述金属再配线层301上形成焊料凸点302。在这一步骤中，形成焊料凸点302的方法可以是通过电镀的方式形成焊料凸点302，所述焊料凸点302可以为铜柱凸点，也可以通过印刷焊料膏或是将预制好的焊料球直接植入等方式，再经过湿化回流工艺形成最终的焊料凸点302，这一技术已为本领域普通技术人员所熟知，在此不再赘述。最后应说明的是:以上实 施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施例技术方案的精神和范围。权利要求1.一种，其特征在于，包括以下步骤: 在半导体芯片的焊盘和钝化层上依次形成保护层和种子层； 在种子层上形成金属再配线层； 在金属再配线层上形成掩膜层，并在掩膜层上开设用于暴露金属再配线层的开口 ； 对上述开口部位的金属再配线层进行腐蚀形成位于所述金属再配线层表面的凹槽； 去除剩余掩膜层； 在所述金属再配线层上形成焊料凸点。2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述凹槽的深度不超过金属再配 线层厚度的一半。3.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述凹槽的截面呈倒梯形。4.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述凹槽的宽度不大于金属再配线层宽度的一半。5.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述保护层为耐热金属层。6.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述掩膜层为光刻胶层。7.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述金属再配线层的厚度大于12um。8.根据权利要求5所述的，其特征在于，所述耐热金属层的材料是钛、铬、钽或它们的组合；或/和所述种子层为铜、铝、镍或它们的组合。9.根据权利要求1一 8任一项所述的，其特征在于，在所述金属再配线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件芯片级封装方法，其特征在于，包括以下步骤：在半导体芯片的焊盘和钝化层上依次形成保护层和种子层；在种子层上形成金属再配线层；在金属再配线层上形成掩膜层，并在掩膜层上开设用于暴露金属再配线层的开口；对上述开口部位的金属再配线层进行腐蚀形成位于所述金属再配线层表面的凹槽；去除剩余掩膜层；在所述金属再配线层上形成焊料凸点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高国华，丁万春，郭飞，朱桂林，
申请(专利权)人：南通富士通微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：