[发明专利]集成电路封装工艺电镀铜凸柱技术

说明书

技术领域

本发明涉及半导体元器件和超大规模集成电路制造业的铜凸柱制备技术。本发明主要应用于(但不局限于)芯片尺寸封装(CSP)、晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)以及多芯片封装(MCP)中的晶圆上制备电镀铜凸柱的全新封装技术。

背景技术

由于本技术比现有的封装用铜凸柱制备技术有更多优点，它将成为在晶圆铜凸柱制备中越来越有吸引力的技术。特别地，与现有的封装中的铜凸柱技术比较而言，本铜凸柱技术拥有低成本，可重复使用，制备用时短，产能大及环保的优点。

对于应用于封装用凸柱技术中可供选择的金属而言，之所以选择铜是因为它的一些优良内在属性。比如，铜具有较高的电传导性和热传导性，较低的熔点和膨胀系数以及容易延伸，另外，铜的价格比较便宜，因此在封装工业中，发展和改进铜凸柱技术是非常必要的。

铜被公认为是一种集成电路芯片互联和封装的优秀材料，目前，已经基本取代了金、铝等金属。所以，研究开发新的用于集成电路芯片封装中电镀铜凸柱制备技术，来满足现代工业的需求是必要的。

发明内容

本发明的目的是在包含多个半导体芯片的晶圆上形成铜凸柱，凸柱非常微小，但无论是尺寸大小还是电学性能，都能满足集成电路封装要求。本发明特别地选用了二氧化锆陶瓷作为掩膜制具，二氧化锆陶瓷具有优良的绝缘性能、较高的机械强度、抗弯强度、化学性能稳定以及使用寿命长等优点。

本发明的另一个目的是大大降低生产成本，在铜凸柱的制备过程中，不需要使用光刻胶和显影液等化学物质，省掉了光刻胶的涂覆、曝光、显影、高温固化以及去除等多道工艺，及大地提高了生产效率。本发明的特点是开拓了一条集成电路封装技术的捷径，更为简便地制成了封装用电镀铜凸柱。

附图说明

图1是掩膜制具俯视图，图2是掩膜制具断面图。是显示本发明的较佳实例，图中孔的大小、位置分布取决于具体的集成电路封装要求。图3是在晶圆上形成铜柱的俯视图和左视图，图4是晶圆上的铜柱经回流处理后的俯视图和左视图。

具体实施方式

将掩膜制具紧密放在晶圆上，共同放入特定的电镀液中，待铜凸柱在晶圆上形成后，将掩膜制具取下，然后在经过回流(Reflow)处理，使电镀形成的铜凸柱大致成球形。