CN103337463A - 一种铜柱微凸点结构的制作方法及其结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铜柱微凸点结构及制作方法，简化了工艺制程，降低了生产成本，同时提高了产品的良品率，其包括以下步骤：（1）在IC晶圆上制作多层RDL金属互连结构，当完成最后一层RDL金属互连层的电镀后，剥离光刻胶，但不腐蚀其种子层；（2）在最后一层RDL金属连层及其种子层上直接涂覆光刻胶，用于制作铜柱微凸点；（3）对光刻胶图形化，裸露出RDL金属互连层，以确定铜柱微凸点的大小和节距；（4）电镀铜柱和SnAg焊料；（5）剥离光刻胶；（6）刻蚀最后一层RDL金属互连层的种子层，也是用于电镀铜柱微凸点的种子层；（7）SnAg焊料回流；本发明同时还供了一种铜柱微凸点结构。

Description

一种铜柱微凸点结构的制作方法及其结构
技术领域
本发明涉及微电子行业基板封装技术领域，具体涉及一种铜柱微凸点结构的制作方法及其结构。 
背景技术
随着微电子技术的不断进步，集成电路的特征尺寸不断缩小，互连密度不断提高。同时用户对高性能低耗电的要求不断提高。在这种情况下，靠进一步缩小互连线的线宽来提高性能的方式受到材料物理特性和设备工艺的限制，二维互连线的电阻电容（RC）延迟逐渐成为限制半导体芯片性能提高的瓶颈。硅穿孔（Through Silicon Via，简称TSV）工艺通过在晶圆中形成铜柱微凸点，可以实现晶圆(芯片)之间或芯片与基板间直接的三维互连，这样可以弥补传统半导体芯片二维布线的局限性。这种互连方式与传统的堆叠技术如键合技术相比具有三维方向堆叠密度大、封装后外形尺寸小等优点，从而大大提高芯片的速度并降低功耗。因此，TSV技术已经被广泛认为是继键合、载带焊和倒装芯片之后的第四代封装技术，将逐渐成为高密度封装领域的主流技术。现有的铜柱微凸点的结构见图1，由于金属焊盘1上设置有钝化层2，在电镀铜柱微凸点时，由于PVD种子层制程的限制，钝化介质层开口要求为斜坡状，这就使钝化介质层底部与金属Pad接触的开口大小受到限制，在钝化层上成形上下直径Dbott Dielec via3和Dtop Dielec via4不等的开口，使铜柱微凸点出现 “碗”状形貌，由于设置了钝化层，工艺制程复杂，生产成本高，同时也会限制铜柱微凸点直径的大小，由于钝化层开口的限制，很难制作超细节距铜柱微凸点，造成了良率低。 
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种铜柱微凸点结构的制作方法及其结构， 
简化了工艺制程，降低了生产成本，同时提高了产品的良品率。
其技术方案是这样的：一种铜柱微凸点结构的制作方法，其包括以下步骤： 
（1）、在IC晶圆上制作多层RDL金属互连结构，当完成最后一层RDL金属互连层的电镀后，剥离光刻胶，但不腐蚀其种子层。；
（2）、在最后一层RDL金属连层及其种子层上直接涂覆光刻胶，用于制作铜柱微凸点；
（3）、对光刻胶图形化，裸露出RDL金属互连层，以确定铜柱微凸点的大小和节距； 
（4）、电镀铜柱和SnAg焊料；
（5）、剥离光刻胶；
（6）、刻蚀最后一层RDL金属互连层的种子层，也是用于电镀铜柱微凸点的种子层；
（7）SnAg焊料回流。
进一步，第4步骤中，电镀铜柱和SnAg焊料时所用种子层为制作最后一层RDL金属互连层时的种子层。 
与上述方法相对应，本发明还提供了一种铜柱微凸点结构，其包括与RDL金属互连层连接的电镀铜柱，所述电镀铜柱上成型有SnAg焊料，所述电镀铜柱上下两端直径相等。 
本发明的上述方法中，由于在最后一层RDL的种子层上直接涂覆光刻胶，直接用最后一层RDL及其种子层作为铜柱微凸点电镀的种子层来完成铜柱微凸点的制造，即减少了钝化层的涂覆，钝化层的光刻，PVD种子层以及最后一层RDL的种子层刻蚀等工艺制程，使铜柱微凸点工艺制程简单，降低了生产成本，而且避免了铜柱微凸点出现 “碗”状形貌，使铜柱微凸点上下直径相等，对于制作超细节距铜柱微凸点，减少了钝化层的开口限制，提高了产品的良品率。 
附图说明
图1为现有的铜柱微凸点制作工艺中在进行电镀工艺步骤前的形貌图； 
图2为本发明铜柱微凸点结构示意图；
图3为本发明中最后一层RDL金属互连层电镀完成并剥离光刻胶后的结构示意图；
图4为涂覆光刻胶示意图；
图5为光刻胶图形化示意图；
图6为电镀铜柱和SnAg焊料示意图；
图7为剥离光刻胶示意图；
图8为刻蚀最后一层RDL金属互连层的种子层并回流SnAg焊料示意图。    
具体实施方式
下面结合说明书附图来对本发明进行说明： 
一种铜柱微凸点结构的制作方法，其包括以下步骤：
见图3，（1）、在IC晶圆1上制作多层RDL金属互连结构，当完成最后一层RDL金属互连层2的电镀后，剥离光刻胶，但不腐蚀其种子层。
见图4，（2）、在RDL最后一层金属互连层2及其种子层3上直接涂覆光刻胶4，用于制作铜柱微凸点； 
见图5，（3）、对光刻胶4图形化，裸露出RDL金属互连层2，以确定铜柱微凸点的大小和节距；
见图6，（4）、对光刻胶图形化后的IC晶圆1a进行电镀铜柱5和SnAg焊料6；
见图7，（5）、剥离光刻胶4；
见图8、（6）、刻蚀最后一层RDL金属互连层的种子层3，也是用于电镀铜柱微凸点的种子层；
见图8、（7）、SnAg焊料6回流。
本发明还提供了一种铜柱微凸点结构，其包括与RDL金属互连层2连接的电镀铜柱5，电镀铜柱5上成型有SnAg焊料6，电镀铜柱5与RDL金属互连层2表面垂直，电镀铜柱5上下两端直径相等。 
由于在最后一层RDL的种子层上直接涂覆光刻胶，直接用最后一层RDL及其种子层作为铜柱微凸点电镀的种子层来完成铜柱微凸点的制造，即减少了钝化层的涂覆，钝化层的光刻，PVD种子层以及最后一层RDL的种子层刻蚀等工艺制程，使铜柱微凸点工艺制程简单，降低了生产成本，而且避免了铜柱微凸点出现 “碗”状形貌，使铜柱微凸点上下直径相等，对于制作超细节距铜柱微凸点，减少了钝化层的开口限制，提高了产品的良品率。 
以上所述仅为说明发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (3)

1.一种铜柱微凸点结构的制作方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）、在IC晶圆上制作多层RDL金属互连结构，当完成最后一层RDL金属互连层的电镀后，剥离光刻胶，但不腐蚀其种子层；
（2）、在最后一层RDL金属连层及其的种子层上直接涂覆光刻胶，用于制作铜柱微凸点；
（3）、对光刻胶图形化，裸露出RDL种子层材料，以确定铜柱微凸点的大小和节距； 
（4）、电镀铜柱和SnAg焊料；
（5）、剥离光刻胶；
（6）、刻蚀最后一层RDL金属互连层的种子层，也是用于电镀铜柱微凸点的种子层；
（7）SnAg凸点焊料回流。
2.根据权利要求1所述的一种铜柱微凸点结构的制作方法，其特征在于，第4步骤中，电镀铜柱和SnAg焊料时所用种子层为制作最后一层RDL金属互连层时的种子层。
3.根据权利要求1所述的铜柱微凸点结构的制作方法生成的一种铜柱微凸点结构，其包括与RDL金属互连层连接的电镀铜柱，所述电镀铜柱上成型有SnAg焊料，其特征在于：所述电镀铜柱的上下两端直径相等。
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