[发明专利]带不同直径凸点的晶圆制备方法

说明书

本发明公开了带不同直径凸点的晶圆制备方法，对同一成分带不同直径凸点的晶圆，先采用小开口置球网板完成小尺寸焊球的放置，随后切换大开口置球网板完成大尺寸焊球放置，整体晶圆进行统一回流；对不同成分的带不同直径凸点的晶圆，先采用小开口置球网板完成小尺寸焊球的放置和回流，随后切换大开口置球网板完成大尺寸焊球放置和回流。本发明能够通过切换置球网板在同一晶圆上实现多种直径及不同成分的凸点制备，工艺简单，成品率及可靠性高。

技术领域

本发明涉及带不同直径凸点的晶圆制备方法，属于半导体封装技术领域。

背景技术

随着器件性能的不断提升，对封装技术提出了高密度、小型化、高可靠的要求。为了提升集成度，减小芯片尺寸，倒装焊封装所采用的凸点尺寸越来越小，但小尺寸凸点会产生可靠性问题，一方面当电流密度较大时，凸点直径过小，凸点内部金属间化合物会在电迁移(EM)作用下在阳极附近堆积，在阴极附近产生空洞，从而造成早期互连失效；另一方面，对于高功耗器件，凸点直径缩小减少了可供热量传递的通路，降低了器件的散热性能。

此外，凸点直径还会影响倒装焊封装结构的热疲劳可靠性，由于芯片、凸点及基板的热膨胀系数(CTE)差别较大，芯片边角处的凸点在热疲劳应力作用下会由于CTE失配而最先出现失效，凸点直径越小，越有利于缓解整个结构的热疲劳失配。

因此，为了提升器件的集成度及可靠性，应根据电流密度、功耗密度、凸点位置等因素在同一芯片表面制备不同直径及成分的凸点，如在电流密度较大的位置制备大尺寸凸点以减轻电迁移作用造成的影响，在功耗密度较大的位置制备大尺寸凸点以提升散热性能，在芯片外围边角处制备直径较小的凸点以缓解互连结构的热疲劳失配。

目前，带不同直径凸点的晶圆只能采用电镀法制备，但电镀法无法在同一晶圆表面实现不同成分凸点的制备，且制备工艺难度大，成本高。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出成品率及可靠性高的带不同直径凸点的晶圆制备方法。

本发明的技术解决方案是：带不同直径凸点的晶圆制备方法，所述凸点成分相同，该方法包括如下步骤：

(1)、在晶圆表面绝缘层上凸点对应的位置制备凸点下金属化层；

(2)、在带有金属化层的晶圆表面印刷助焊剂；

(3)、按照凸点直径从小到大的顺序，依次在印刷助焊剂的晶圆表面凸点位置漏置相应直径的焊球，每次漏置同一直径的焊球；

(4)、将带有不同直径焊球的晶圆进行一次回流，形成带不同直径凸点的晶圆；

(5)、将步骤(4)制备的晶圆清洗，去除残余助焊剂。

本发明的另一个技术解决方案是另一种带不同直径凸点的晶圆制备方法，所述不同直径的凸点成分不同，该方法包括如下步骤：

(1)、在晶圆表面绝缘层上凸点对应的位置制备凸点下金属化层；

(2)、按照凸点直径从小到大的顺序，循环按照步骤(2.1)～步骤(2.)，在印刷助焊剂的晶圆表面制备每种直径的凸点：

(2.1)、在晶圆表面印刷助焊剂；

(2.2)、在晶圆表面同一直径凸点对应的位置，漏置相应直径的焊球；

(2.3)、根据焊球不同成分，将带有该直径焊球的晶圆按照相应的回流曲线进行回流；

(2.4)、将步骤(2.3)制备的晶圆清洗，去除残余助焊剂。

所述凸点下金属化层为沉积在晶圆表面的多层金属结构，其形状为圆形凹槽，其开口直径与凸点的直径相匹配，使得制备后不同直径的凸点的共面性指标小于预设门限。

所述预设门限为最大凸点直径的30％。