晶圆/芯片上再分布层的保护方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200410035173.3

申请日:

2004.04.17

公开号:

CN1542908A

公开日:

2004.11.03

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权的转移IPC(主分类):H01L 21/00登记生效日:20151231变更事项:专利权人变更前权利人:奇梦达股份公司变更后权利人:英飞凌科技股份有限公司变更事项:地址变更前权利人:德国慕尼黑变更后权利人:德国瑙伊比贝尔格市|||专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):H01L 21/00变更事项:专利权人变更前:因芬尼昂技术股份公司变更后:英飞凌科技股份有限公司变更事项:地址变更前:德国慕尼黑变更后:德国慕尼黑|||专利权的转移IPC(主分类):H01L 21/00变更事项:专利权人变更前权利人:英飞凌科技股份有限公司变更后权利人:奇梦达股份公司变更事项:地址变更前权利人:德国慕尼黑变更后权利人:德国慕尼黑登记生效日:20120920|||授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

H01L21/00; H01L21/3205; H01L21/312

主分类号:

H01L21/00; H01L21/3205; H01L21/312

申请人:

因芬尼昂技术股份公司;

发明人:

A·布林特辛格; O·特罗瓦雷里

地址:

联邦德国慕尼黑

优先权:

2003.04.17 DE 10318078.8

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

章社杲

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内容摘要

本发明是关于一种保护晶圆/芯片上再分布层的方法,其较佳地包含一结构,其构成为一种子层,一铜层位于种子层上,一镍层配置其上,以及一金层覆盖后者。其目的是提供一种保护晶圆上之再分布层的方法,其处理不用额外的微影步骤且可实现成本效益。此藉由具有再分布层(1)之晶圆(4)以一有机保护层(12)例如由BTA(苯三唑),GlicoatQ或PreventolQ制成,被覆盖其整个表面达成,其保护再分布层(1)免于侵蚀以及氧化,其中其经由化学键结制造一稠密的再分布层(1)之金属表面覆盖。

权利要求书

1: 一种用来保护晶圆/芯片上再分布层的方法,其较佳地包含一种子 层,一铜层坐落于该种子层上,一镍层配置于其上,以及一金层 覆盖于后者,其中具有再分布层(1)之晶圆(4)是以一有机保 护层(12)被覆盖整个表面上,其保护再分布层(1)以免侵蚀以 及氧化,其中经由化学键结而制造一稠密的再分布层(1)之金属 表面覆盖。
2: 根据权利要求1所述之方法,其中BTA(苯三唑)是被使用作为 有机保护层(12)。
3: 根据权利要求1所述之方法,其中Glicoat  是被使用作为有机保 护层(12)。
4: 根据权利要求1所述之方法,其中Preventol  是被使用作为有机 保护层(12)。
5: 根据权利要求1至4其中一项所述之方法,其中有机保护层(12) 是藉由喷溅来提供。
6: 根据权利要求1至4其中一项所述之方法,其中有机保护层(12) 是藉由浸泡晶圆/芯片(4)到一液体储藏槽来提供。
7: 根据权利要求6所述之方法,其中液体储藏槽的温度为30度。
8: 根据权利要求1至5其中一项所述之方法,其中晶圆(4)是在以 有机保护层(12)涂覆之前被蚀刻。
9: 根据权利要求1至8其中一项所述之方法,其中晶圆(4)之涂覆 在后者已经被装置在一载体之上之后重新开始。

说明书


晶圆/芯片上再分布层的保护方法

    【技术领域】

    本发明是关于一种保护晶圆/芯片上再分布层的方法,其较佳地包含一种子层,一铜层位于该种子层上,一镍层配置于其上,以及一金层覆盖最后。

    背景技术

    此一再分布层之制造,其实现一电连接于有效构造以及一联合键结台之间在一晶圆或一3D结构上以一顺从组件的型式,是相关复杂且需要一复数的光微影处理步骤。因此,首先晶圆必须以光阻涂覆,随后必须被曝光且显影。此是随后以一金属层涂覆,在其之后,光阻是被剥除。这些处理步骤必须重复直到所需要层序列被达成。这些处理步骤是原则上以一下列大纲来表示。

    因此,在目前实际上所使用的方法中,金层的必须图样化是藉由一习惯上的微影程序来实现。再分布层在此例中是被制造于其中,在一种子层之沉积以及Cu/Ni层配置其上之后,金层是被沉积在整个再分布层之上。实际的电导体在此例中是为Cu层而具有最低电阻。

    此方法可以概要地表示如下:

    a)沉积种子层

    b)EPR1(环氧化物光阻1):涂覆以及图样化(微影步骤1)

    c)重新电镀,制造Cu/Ni层序列于种子层上

    d)以Au涂覆重新进行的图形

    e)EPR2(环氧化物光阻2):涂覆以及图样化(微影步骤2)

    f)(如所需)选择性蚀刻Au层(湿式蚀刻(CMP),或者移除/剥除)。

    在此例中,Ni层作为Cu层之一黏着层以及后者依次作为Au覆盖层之一黏着层。因为Au层本身不能氧化,其作为,一方面来说,一安全的焊接材料黏着层,为了作为连接一3D结构到一印刷电路板之连接台的例子,其是经常由Cu组成,且,另一方面来说,作为一Cu层之保护层位于其下。换句话说,Cu层是大大地保护Au层免于侵蚀,自上面在任何速度下。

    一特别的缺点在此例中再分布层以此一结构构成是被看到再分布层之侧边缘是一点都不被保护免于侵蚀以及氧化。这表示侧面渗透侵蚀或前进的氧化的可能性可能最后局部地导致再分布层之破坏,因此,限制具有此一分布层之电子组件之服务寿命。

    在朝向终点的IC制造期间,Cu金属化是被保护免于氧化在CMP(化学机械抛光)期间藉由BTA(苯三唑),以及后来藉由一线型(TiN)以及一氧化物。

    在印刷电路板(PCBs)之制造中,工业使用BTA或另外的有机层为了提供印刷电路板具有保护氧化优先于焊接。再者,传导图形在一印刷电路板上是相对的厚且宽,结果侵蚀问题在此例中是不特别明显。

    然而,再分布层在晶圆或芯片上之例子中状况不同。在此例中,问题至今已经被解决藉由压缩再分布层经由直流电或电子涂覆。然而,此需要一额外的微影步骤,其增加程序复杂性以及成本。

    另外的可能性对于保护Cu层包含使用焊接步骤以将Cu层封入藉由一UBM(在帮浦金属化之下)。在此例中,再分布层是完全地被压缩,虽然此是不适合于长传导图形且,再者,将导致一明显地成本增加。

    因此,本发明是基于提供一种用以保护再分布层于晶圆上的方法的目的,其处理不需额外的微影步骤且可被有效成本实现。

    本发明以为基础的目的是被达成,在介绍中所述的类型之一方法的例子中,由于晶圆具有再分布层是被覆盖于其整个表面上以一有机保护层,其保护再分布层免于侵蚀以及氧化其中其制造一稠密的再分布层之金属表面覆盖经由化学键结。

    藉由此方法,可以一特别简单的方式实现,再分布层之一有效保护以及,特别是,其Cu层是被达成而无任何额外的光微影步骤。

    BTA(苯三唑)Glicoat(公司Shikoku Chemical Corp.注册商标)或者Preventol(Bayer Chemical之注册商标)是较佳地考虑为有机保护层。

    在本发明延续中,保护层是藉由喷溅来提供,或者藉由晶圆/芯片浸入一液体储存槽。

    在前者例子中,晶圆必须被预热到趋近30度,而再第二例子中液体储存槽的温度必须为趋近30度。

    为了避免任何侵蚀与氧化开始,其是有利的如果晶圆在以有机保护层涂覆之前被直接蚀刻。

    本发明之一再一改进提供晶圆之涂覆重新开始在后者已经被单一化且单一化的芯片已经被装置在一载体之上之后。

    【附图说明】

    本发明将被更详细地解释于下使用一实施粒。在随附的图标中:

    图1显示一详细图标自一晶圆具有一顺从的组件在以一种子层涂覆之后;

    图2显示根据图1的晶圆具有一EPR(电泳电阻)在一第一光微影以及一再分布层在一键结台以及顺从的组件之间;

    图3显示根据图2之晶圆在部分移除Au层之后;

    图4显示根据图3之晶圆在EPR之移除以及种子层之剥除之后;

    图5显示以一有机物质例如BTA,Glicoat或者Preventol涂覆整个面积之晶圆;以及

    图6显示晶圆在焊接操作之后。

    【具体实施方式】

    一再分布层1之制造自一键结台2到一3D结构3于一晶圆4上系图标且仅以基本步骤于图1至图4中说明。3D结构可能为一顺从组件用以制造一电子连接到一连接台于一载体组件上,如一印刷电路板。

    为了实现再分布层,首先,一EPR1屏蔽5是被制造于晶圆上藉由一微影步骤,该屏蔽作为随后重新执行电镀的罩慕(制造再分布层)。为此目的,首先一种子层6被应用(图1),其作为Cu层7之一黏着层,其是被提供至该种子层。对于此部份,Cu层7作为Ni层8之一黏着层,其是被应用于其上,该Ni层保护Cu层7免于侵蚀。最后,一Au层9被提供于Ni层(图第2)之上,且,对于此部份,作为一焊接材料之确保黏着层。

    为了预防焊接材料从3D结构3耗损在一后来的焊接操作期间,必须对Au层9再次从再分布层1部分移除,Au层9必须被保存于3D结构3之上以可以实现一焊接连接。为此目的,从第3图中可见,一再一EPR2屏蔽10是被制造用以覆盖3D结构3之较上方区域藉由一另外的光微影以及Au层9是随后被剥除。

    为了完成再分布层1,EPR1以及EPR2以及种子层是最后被剥除(图4)。

    因此,其可被确定无困难性的是种子层7是自上被保护藉由Ni层8位于其上,但不在其终点面/侧边缘11。因此存在Cu层之侵蚀或氧化的风险,其最后导致电子特性之一损伤。

    为了避免此情况,具有再分布层1之晶圆4是被一有机保护层12覆盖于其整个表面上(图5),其保护再分布层免于侵蚀且氧化其中其制造伊稠密的再分布层金属表面经由化学键结。

    BTA(苯三唑)Glicoat(公司Shikoku Chemical Corp.注册商标)或者Preventol)是较佳地考虑为有机保护层。

    在本发明中,保护层是藉由喷溅来提供,或者藉由晶圆/芯片浸入一液体储存槽。

    在前者例子中,晶圆必须被预热到趋近30度,而再第二例子中液体储存槽的温度必须为趋近30度。

    为了避免任何侵蚀或氧化开始,晶圆4应该在以有机保护层涂覆之前一开始轻微地被直接蚀刻。

    图6显示一详细图标自具有一有机保护层之晶圆4在一焊接操作之后。有机保护层12出现在3D结构之上蒸发在焊接操作期间。因此焊接材料13直接黏着在Au层9之上。

    基于焊接操作以及加热再分布层1期间,有机保护层12可能亦蒸发在焊接连接14附近,因此再分布层1之终点面/侧边缘11是在此区中不被保护。

    此处为了确认一可靠的保护,可能已有机材料重复对晶圆4或者芯片之涂覆。

    参考符号列表

    1  再分布层

    2  键结台

    3  3D结构

    4  晶圆

    5  EPR1屏蔽

    6  种子层

    7 Cu层

    8 Ni层

    9 Au层

    10 EPR2屏蔽

    11 终止面/侧边缘

    12 有机保护层

    13 焊接材料

    14 焊接连接

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本发明是关于一种保护晶圆/芯片上再分布层的方法,其较佳地包含一结构,其构成为一种子层,一铜层位于种子层上,一镍层配置其上,以及一金层覆盖后者。其目的是提供一种保护晶圆上之再分布层的方法,其处理不用额外的微影步骤且可实现成本效益。此藉由具有再分布层(1)之晶圆(4)以一有机保护层(12)例如由BTA(苯三唑),GlicoatQ或PreventolQ制成,被覆盖其整个表面达成,其保护再分布层(1)免于。

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