[发明专利]具有化学涂覆凸块键合件的电子器件

说明书

本申请题为“具有化学涂覆凸块键合件的电子器件”。一种用于在锡(Sn)电解液中蚀刻管芯(100)的系统和方法。管芯(100)包括硅晶片(102)和设置在硅晶片(102)上的扩散阻挡(108)。铜籽晶层(110)设置在扩散阻挡(108)上，并且至少一个铜凸块键合件(112)设置在铜籽晶层(110)的一部分上。锡层(118)设置在至少一个铜凸块键合件(112)的侧壁(120)上。锡层(118)在对铜籽晶层(110)的蚀刻工艺期间抑制至少一个铜凸块键合件(112)的侧壁(120)的蚀刻以去除铜籽晶层(110)的暴露部分。

技术领域

本公开涉及具有化学涂覆凸块键合件的电子器件。

背景技术

在形成集成电路(IC)封装件中的管芯期间，扩散阻挡层被沉积在晶片(例如硅)上并且薄铜籽晶层被沉积在该扩散阻挡层上。该薄铜籽晶层允许镀覆更大的特征件。例如，通过在铜籽晶层的一个或多个部分上进行电镀来沉积铜凸块键合件。可以通过在铜凸块键合件上进行电镀来沉积附加层(例如，镍、钯)。一旦电镀工艺完成，则通过蚀刻来去除铜籽晶层的暴露部分(未沉积铜凸块键合件的部分)。但是，在去除铜籽晶层的暴露部分期间，也去除了一部分铜凸块键合件，其并不希望被去除。另外，铜籽晶层的蚀刻速率比铜凸块键合件更快。蚀刻速率的不同导致铜凸块键合件被以较慢的速率蚀刻，这蚀刻铜凸块键合件的较低部分，由此在铜凸块键合件的上部部分上形成悬挑部(overhang)。

发明内容

在描述的示例中，一种方法包括提供包含晶片的电子器件阵列，其中每个电子器件包括设置在晶片上的铜籽晶层和设置在铜籽晶层的一部分上的至少一个铜凸块键合件。该方法进一步包括将电子器件阵列浸入锡电解液中以将铜籽晶层的暴露部分化学溶解在锡电解液中并从至少一个铜凸块键合件的侧壁化学置换电子。所置换的电子与锡电解液中的锡离子结合以在至少一个铜凸块键合件的侧壁上形成一层锡。

在另一描述的示例中，一种方法包括提供包含硅晶片的电子器件阵列，其中每个电子器件包括设置在硅晶片上的钛-钨扩散阻挡物、设置在钛-钨扩散阻挡物上的铜籽晶层以及设置在铜籽晶层的一部分上的铜凸块键合件。该方法进一步包括将电子器件阵列浸入锡电解液中不超过十分钟，以将铜籽晶层的暴露部分化学溶解在锡电解液中并从铜凸块键合件的侧壁化学置换电子，以及用水冲洗电子器件阵列。所述电子与锡电解液中的锡离子结合以在铜凸块键合件的侧壁上形成一层锡。

在另一描述的示例中，一种管芯包括硅晶片和设置在硅晶片上的扩散阻挡物。铜籽晶层被设置在扩散阻挡物上，并且至少一个铜凸块键合件被设置在一部分铜籽晶层上。锡层被设置在至少一个铜凸块键合件的侧壁上。在对铜籽晶层的蚀刻工艺期间，该锡层抑制蚀刻至少一个铜凸块键合件的侧壁以去除铜籽晶层的暴露部分。

附图说明

图1是管芯的示例，该管芯包括具有涂覆锡的侧壁的凸块键合件。

图2是管芯的一部分的横截面图，其示出铜凸块键合件的已蚀刻侧壁。

图3是在制造的早期阶段中的图1的管芯的晶片的示意横截面图。

图4是图3的管芯在经历沉积在晶片上的扩散阻挡层的沉积之后的示意横截面图。

图5是图4的管芯在经历籽晶层在扩散阻挡层上的沉积之后的示意横截面图。

图6是图5的管芯在经历光刻胶层在籽晶层上的沉积之后的示意横截面图。

图7是图6的管芯在经历对光刻胶层进行蚀刻工艺以在光刻胶层中形成开口之后的示意横截面图。

图8是图7的管芯在经历将凸块键合件沉积在光刻胶层的开口中的电镀工艺之后的示意横截面图。

图9是图8的管芯在经历将第一金属镀覆层沉积在凸块键合件上的电镀工艺之后的示意横截面图。

图10是图9的管芯在经历将第二金属镀覆层沉积在第一金属镀覆层上的电镀工艺之后的示意横截面图。