[发明专利]凸点制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制程中的凸点制作方法，更具体的说，涉及一种可提高凸点密度的凸点制作方法。

背景技术

随着集成电路技术的不断发展，电子产品越来越向小型化、智能化、高性能以及高可靠性方向发展。而集成电路封装不仅直接影响着集成电路、电子模块乃至整机的性能，而且还制约着整个电子系统的小型化、低成本和可靠性。在集成电路晶片尺寸逐步缩小，集成度不断提高的情况下，电子工业对集成电路封装技术提出了越来越高的要求。

倒装晶片(flip chip)技术是通过在晶片表面形成的焊球，使晶片翻转与底板形成连接，从而减小封装尺寸，满足电子产品的高性能(如高速、高频、更小的引脚)、小外形的要求，使产品具有很好的电学性能和传热性能。

凸点制作技术(bump)是倒装晶片中的一个关键技术。现有技术中的凸点是焊料通过一定工艺沉积在晶片互连金属层上，经过一定温度回流形成的金属焊球。在凸点制作之前，如图1所示，晶片1已经完成钝化层2和互连金属层3工艺，进入凸点制作之后，需要在晶片表面形成一凸点下金属层6(Under-Bump Metallurgy；UBM)，然后在凸点下金属层6上形成一光刻胶层，并曝光、显影以形成所需的凸点图案；然后形成凸点焊料，形成凸点焊料的技术包括金属掩膜蒸发、电镀凸点技术、激光植球技术、模板印刷技术等；最后，去除光刻胶层和凸点下金属层6，在一定温度下焊料回流形成焊球4。所述焊球4一般为圆球状。

随着集成电路的进一步发展，要求凸点的尺寸进一步减小，而且要求凸点的密度进一步提高。集成电路板中两个球状凸点最接近的两点之间的距离为球边间距，如果球边间距的数值较小，会导致凸点之间短路。如果球状凸点的直径过小，凸点的厚度太低，会增加封装的难度。申请号为03140656的中国专利申请文件提供了一种微细间距倒装焊凸点电镀制备技术，能够满足焊球边间距50um以上，焊球直径在50至300um的要求，但是这种球状凸点在保证这种凸点直径和焊球边间距的情况下，进一步提高集成电路板中凸点密度的能力有限。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中的球状凸点不能进一步提高集成电路板中凸点能力的缺陷。

为解决上述问题，本发明提供了一种凸点制作方法，包括如下步骤：

在芯片上沉积凸点下金属层；

在凸点下金属层上形成光刻胶层、并通过曝光和显影形成光刻胶开口；

在光刻胶开口位置的凸点下金属层上形成厚度不大于光刻胶厚度的第一层焊料；

在第一层焊料上沉积第二层焊料，其中，第二层焊料的熔融温度小于第一层焊料的熔融温度；

去除光刻胶和凸点下金属层；

回流第二层焊料，形成凸点。

其中，所述第一层焊料的熔融温度与第二层焊料的熔融温度之差值大于50℃。

其中，第一层焊料为高铅铅锡合金，第二层焊料为共晶铅锡合金。

上述的第一层焊料的厚度为30至200um，进一步优选50um至150um，更加优选60um至120um。回流后第二层焊料的厚度为2至20um。

其中，第一层焊料为铅的质量百分比含量高于95％的高铅铅锡合金，第二层焊料为共晶铅锡合金，铅的质量百分比含量高于95％的高铅铅锡合金的电镀工艺包括如下步骤：在凸点下金属层上以0.1A/dm²至1A/dm²的电流密度电镀1至5分钟；在3A/dm²至10A/dm²的电流密度下电镀，直至设定的高铅铅锡合金的厚度。

其中，第二层焊料的回流温度为210℃至245℃。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供一种凸点的制作方法，首先形成第一层焊料，随后在第一层焊料上形成第二层焊料，第二层焊料的熔融温度小于第一层焊料的熔融温度之后，回流第二层焊料形成半球状焊球，由于本发明第二层焊料的熔融温度小于第一层焊料的熔融温度，因此，回流过程中以及回流之后第一层焊料的物理状态不会发生变化，仍然为柱状，比起现有技术中的球状凸点，在保持相同的凸点下金属层宽度和焊球边距的情况下，在相同面积的集成电路上，仍能大大提高凸点的密度。

2、本发明形成第一层焊料和第二层焊料的工艺优选电镀工艺，使第一层焊料和第二层焊料之间产生较强的结合力，在回流之后，进一步了加强这种结合力。