[发明专利]通过铜凸块侧壁保护而防止受电偶腐蚀而缺失凸块

说明书

实施例包括半导体封装件和形成半导体封装件的方法。半导体封装件包括安置于导电层上的抗蚀层。半导体封装件还具有安置于导电层上的凸块。凸块具有顶面和一个或多个侧壁。半导体封装件还包括安置于凸块的顶面和一个或多个侧壁上的表面抛光剂。半导体封装件可以具有环绕凸块的顶面和侧壁以保护凸块免受电偶腐蚀的表面抛光剂。表面抛光剂可以包括镍‑钯‑金（NiPdAu）表面抛光剂。半导体封装件还可以具有安置于抗蚀层的顶面上的晶种和安置于晶种上的电介质。电介质可以环绕凸块的侧壁。半导体封装件可以包括作为无电镀的铜晶种的晶种。

技术领域

实施例涉及封装半导体装置。更具体地，实施例涉及具有被环绕有在凸块（bump）的每个侧壁周围的表面抛光剂（finish）的凸块（例如，铜（Cu）凸块/焊盘）的封装半导体装置。

背景技术

半导体装置（诸如，集成电路（IC））的封装存在若干问题。关于封装IC所涉及的主要问题之一包括处于各种互连级（例如，处于第一级互连（FLI））的失效模式。这些失效模式典型地与由于电偶腐蚀而导致处于互连级的缺失的凸块和过度蚀刻的凸块相关联。

电偶腐蚀是电化学过程，在所述电化学过程中金属在电解质存在的情况下腐蚀（尤其当所述金属电接触另一金属时）。该腐蚀例如对IC的形成（诸如，使微电子装置互连的凸块的制备）产生影响。IC典型地形成于由诸如硅之类的材料制成的半导体晶圆上。半导体晶圆随后被处理以形成各种电子装置。晶圆一般被切块成半导体芯片（或管芯），这些半导体芯片随后可以附接到衬底。衬底典型地设计为直接地或间接地将管芯耦合到印刷电路板（PCB）、插槽或其它连接件。衬底还可以执行一个或多个其它功能（诸如，对管芯进行保护、隔离、绝缘以及/或热控制）。

衬底（例如，内插器）传统地已从由层压式多层结构组成的芯部（core）形成。典型地，凸块（或微凸块）及其它此类互连结构以各种方式形成于该结构中或形成于该结构上，以促进管芯到一个或多个其它装置的电耦合（诸如处于FLI）。随着相继多代的制备技术在规模上持续扩大，各种材料的冶金性质对互连结构的形成和操作产生日益增长的显著影响。

对在使微电子装置互连的结构的制备上存在逐渐改进的增长需求。这些改进在FLI结构中是必要的，因为，由于电偶腐蚀而导致缺失的凸块是促成FLI失效模式的普遍因素。Cu FLI中的缺失的凸块通常是由于无电镀的Cu去除期间的Cu与金（Au）之间的电位差而出现的，因为，Cu凸块连接到Au端接的管芯侧电容器（DSC）焊盘或Au端接的着陆侧电容器（LSC）焊盘（例如，装置的产量损失可以基于FLI设计而提高到大约100%）。降低与电偶腐蚀相关联的该产量损失的一些封装解决方案可以包括使无电镀的Cu去除条件优化或开发侵入性较小的新的化学性质。然而，这些封装解决方案需要增加的组装成本、不确定性以及时间。如此，存在在无需增加组装成本、不确定性以及时间的情况下缓解IC中的互连结构中的电偶腐蚀的增长需求。

附图说明

本文中所描述的实施例在附图的图中经由示例而非限制的方式来图示，在这些图中，相似的参考符号指示类似的特征。此外，一些常规细节已被省略，以便于不会使本文中所描述的发明构思晦涩。

图1A-1D是根据一些实施例的形成具有被环绕有在凸块的每个侧壁的上方及周围的表面抛光剂的凸块的半导体封装件的过程流程的横截面图。

图2是根据一个实施例的具有带有由被形成于每个凸块与介电层之间的多个间隙开口环绕的多个凸块的介电层的半导体封装件的平面图。

图3是根据一个实施例的具有被环绕有在凸块的侧壁的上方及周围的表面抛光剂的多个凸块的半导体封装件的横截面图。

图4是图示根据一个实施例的包括被环绕有在凸块的每个侧壁的上方及周围的表面抛光剂的凸块的半导体封装件的方法的过程流程。

图5是图示根据一个实施例的利用具有被环绕有在凸块的每个侧壁的上方及周围的表面抛光剂的凸块的半导体封装件的计算机系统的示意方框图。