[发明专利]半导体器件芯片级封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，尤其涉及一种半导体器件芯片级封装方法。

背景技术

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（即本发明中的半导体芯片）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。

发明内容

本发明旨在提供一种能够避免半导体芯片翘曲的半导体器件芯片级封装方法。

本发明的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。

本发明的半导体器件芯片级封装方法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，本发明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为本发明半导体器件芯片级封装方法的工艺流程图；

图2－图5为本发明半导体器件芯片级封装方法的实施例的工艺示意图。

图中标记示意为：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。

具体实施方式

参见图1，本发明的半导体器件芯片级封装方法，包括以下步骤：

S101：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，本发明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S101，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，本发明中优选为钛。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发明，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。