[发明专利]半导体器件的封装方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年3月13日提交的标题为“Methods and Apparatus of Packaging Semiconductor Devices”的美国临时专利申请第61/779,663号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，涉及半导体器件的封装方法和装置。

背景技术

半导体器件用于各种应用，诸如个人计算机、移动电话、数码相机和其他电子设备。半导体器件可以分成由器件（诸如集成电路（IC）管芯、封装件、印刷电路板（PCB）和系统）所组成的简单的分级结构。封装件是介于IC管芯和PCB之间的接口。IC管芯由诸如硅的半导体材料制成。然后，将管芯组装成封装件。然后，将封装管芯直接附接至PCB或另一衬底，从而被定义为第二级封装。

通过最小部件尺寸的不断减小允许更多的组件集成到给定区内，半导体工业不断改善各种电部件（诸如晶体管、二极管、电阻器、电容器等）的集成密度。与过去的封装件相比，这些较小的电部件也需要利用较少面积的较小的封装件。用于半导体器件的一些较小类型的封装件包括方平包装件（QFP）、针栅阵列（PGA）、球栅阵列（BGA）、倒装芯片（FC）、三维集成电路（3DIC）、晶圆级封装件（WLP）、晶圆级芯片尺寸封装件（WLCSP）以及叠层封装（PoP）器件。

在典型制造工艺中，可以在衬底内制造有源器件和无源器件，且通过诸如形成在金属化层和介电层上的金属接触件的互联结构来连接有源器件和无源器件。在金属化层上方形成接触焊盘以制造到封装件的连接。通常，可以将再分布层（RDL）或钝化后互连件（PPI）用于连接接触焊盘的布线，然后，形成连接至RDL的UBM焊盘，以及在UBM焊盘上形成焊球以建立芯片（诸如输入/输出焊盘）的接触焊盘和封装件的衬底或引线框之间的电接触件。

发现通过典型制造工艺所生产的封装结构具有由RDL处的应力集中所导致的钝化层分层的问题。需要减小RDL处的应力集中的方法和装置以解决封装件的钝化层分层问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种封装器件，包括：接触焊盘，位于衬底的表面上；介电层，位于衬底的表面上方，具有露出接触焊盘的开口；以及导电层，位于介电层上方，覆盖介电层的开口，且电连接至接触焊盘，其中，导电层包括晶种层且具有包含顶面和侧壁的端部，侧壁以非直角远离衬底进行延伸，并且侧壁与顶面以非直角交叉。

其中，导电层的端部的顶面具有钝角或曲面。

其中，导电层的端部为阶梯形，且导电层的端部的顶面具有钝角或曲面。

其中，导电层是基本共形层，导电层位于介电层上方的部分的厚度基本上等于导电层位于介电层的开口内的厚度。

其中，导电层包括选自基本由Ti、Al、Ni、钒化镍（NiV）、Cu、Cu合金和它们的组合所组成的组的导电材料。

其中，介电层的厚度大于约5μm。

其中，导电层的端部的顶面的钝角介于约91°至约120°的范围内。

该器件进一步包括：第二绝缘层，位于导电层上方，第二绝缘层具有露出导电层的开口；以及凸块下金属化（UBM）焊盘，形成在第二绝缘层的开口内且与导电层接触。

此外，还提供了一种用于形成封装器件的方法，包括：提供衬底，在衬底的表面上具有接触焊盘；在衬底的表面上形成介电层，介电层具有露出接触焊盘的开口；在介电层上方形成晶种层，以覆盖介电层的开口，覆盖接触焊盘且与接触焊盘接触；在晶种层上方形成光刻胶层，光刻胶层具有包括光敏化合物（PAC）的光刻胶材料；在晶种层上方形成覆盖晶种层的两端的光刻胶图案；在未被位于晶种层上方且与晶种层接触的光刻胶图案覆盖的区域中形成导电层，以覆盖介电层的开口，并通过晶种层电连接至接触焊盘，其中，导电层具有紧邻光刻胶图案的端部，并且导电层的端部具有非直角的平滑顶面；以及去除光刻胶图案。

其中：在晶种层上方形成光刻胶图案的步骤包括形成具有包含锐角的表面的光刻胶图案；以及在未被光刻胶图案覆盖的区域中形成导电层的步骤包括紧邻光刻胶图案形成具有端部的导电层，导电层的端部具有包含钝角的顶面。