自對準導電凸塊結構及其制造方法技術

本披露涉及半導體器件的導電凸塊結構。用于半導體器件的典型結構包括基板，其包括主表面和在基板的主表面之上分布的導電凸塊。導電凸塊的第一子集中的每個都包括規(guī)則體，并且導電凸塊的第二子集中的每個都包括環(huán)形體。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本披露涉及集成電路制造，并且更特別地，涉及具有導電凸塊結構的半導體器件。
技術介紹
現(xiàn)代化集成電路(IC)形成在半導體芯片(還稱為管芯)上。為了增加制造生產(chǎn)量和降低制造成本，在半導體晶圓中制造1C，半導體晶圓中的每個都包括多個相同半導體芯片。在制造IC之后，半導體芯片可以從晶圓上切割下并且在它們被使用之前被封裝。在典型封裝處理中，半導體芯片首先被附著至封裝基板。這包括將半導體芯片物理固定在封裝基板上，并且將半導體芯片上的接合凸塊(bonding bump)連接至封裝基板上的接合凸塊。通常包括環(huán)氧樹脂的底層填料(underfill)被用于進一步保證接合。半導體芯片可以使用倒裝芯片接合或引線接合來接合。所得到的封裝被稱為球柵陣列(ball gate array,BGA) I旲塊。具有不冋功能的多個芯片可以集成在冋一 BGA I旲塊中，以形成系統(tǒng)級封裝(system in package, SIP)模塊。倒裝芯片接合利用導電凸塊在芯片的接觸焊盤和封裝基板之間建立電接觸。基于所使用的材料，凸塊本身被分類為焊料凸塊、金凸塊、銅柱凸塊和具有混合金屬的凸塊。然而，在IC制造中存在實現(xiàn)這種特征和處理的挑戰(zhàn)。例如，如果凸塊被回流，則很難準確地實現(xiàn)芯片的凸塊與封裝基板(兩者都具有凸塊)的對準，從而增加了開路的可能性。
技術實現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術的一方面，提供一種半導體器件，包括基板，包括主表面；以及導電凸塊，分布在所述基板的所述主表面之上，其中，所述導電凸塊的第一子集中的每個都包括規(guī)則體，并且所述導電凸塊的第二子集中的每個都包括環(huán)形體。優(yōu)選地，所述規(guī)則體具有第一厚度，并且所述環(huán)形體具有大于所述第一厚度的第二厚度。優(yōu)選地，所述環(huán)形體包括基本垂直的側壁。優(yōu)選地，所述環(huán)形體包括錐形側壁。優(yōu)選地，所述環(huán)形體的自頂向下的視圖包括選自圓形、正方形和矩形的形狀。優(yōu)選地，所述導電凸塊是熱可回流材料。優(yōu)選地，所述導電凸塊包括Sn、SnAg> Sn-Pb> SnAgCu> SnAgZn> SnZn> SnBi-In、Sn-In、Sn-Au> SnPb> SnCu> SnZnln、或 SnAgSb0優(yōu)選地，所述導電凸塊是不可回流材料。優(yōu)選地，所述導電凸塊包括Cu、Ag、Au、Cu合金、Ag合金、或Au合金。根據(jù)本專利技術的另一方面，提供一種半導體器件，包括基板，包括主表面；以及導電凸塊，分布在所述基板的所述主表面之上，其中，所述導電凸塊的第一子集中的每個都包括規(guī)則體，并且所述導電凸塊的第二子集中的每個都包括均勻地分布在中心開口外圍周圍的一組獨立的導電凸塊。優(yōu)選地，所述規(guī)則體具有第一厚度，并且所述獨立的導電凸塊中的每個都具有基本等于所述第一厚度的第二厚度。優(yōu)選地，所述一組獨立的導電凸塊包括至少三個導電凸塊。優(yōu)選地，所述獨立的導電凸塊中的每個都包括基本垂直的側壁。優(yōu)選地，所述獨立的導電凸塊中的每個 都包括錐形側壁。優(yōu)選地，所述導電凸塊是熱可回流材料。優(yōu)選地，所述導電凸塊是不可回流材料。根據(jù)本專利技術的再一方面，提供一種制造導電凸塊結構的方法，包括提供包括主表面的基板；在所述主表面之上形成感光層；圖案化所述感光層，以形成分布在所述基板的所述主表面之上的開口，其中，所述開口的第一子集中的每個都包括規(guī)則開口，并且所述開口的第二子集中的每個都包括中心定位體；電鍍開口的所述第一子集中的導電凸塊的第一子集和開口的所述第二子集中的導電凸塊的第二子集；以及去除所述感光層。優(yōu)選地，所述導電凸塊的所述第二子集中的每個都包括環(huán)形體。優(yōu)選地，所述中心定位體包括多個徑向延伸的肋。優(yōu)選地，所述導電凸塊的所述第二子集中的每個都包括均勻地分布在中心開口外圍周圍的一組獨立的導電凸塊。附圖說明當讀取附圖時，將從以下詳細描述中最好地理解本披露。需要強調，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，多種特征不按比例繪制并且僅用于說明目的。實際上，為了論述的清楚起見，多種特征的尺寸可以任意增加或減小。圖I是根據(jù)本披露的多個方面的制造包括導電凸塊結構的半導體器件的方法的流程圖；圖2至圖6B是根據(jù)本披露的多個方面的在制造的多個階段的半導體器件的導電凸塊結構的示意性自頂向下視圖和橫截面圖；圖7是根據(jù)本披露的多個方面的接合到封裝基板的半導體器件的橫截面圖；圖8是根據(jù)本披露的多個方面的制造包括導電凸塊結構的半導體器件的方法的流程圖；圖9A至圖IlB是根據(jù)本披露的多個方面的在制造的多個階段的半導體器件的導電凸塊結構的示意性自頂向下視圖和橫截面圖；以及圖12是根據(jù)本披露的多個方面的接合到封裝基板的半導體器件的橫截面圖。具體實施例方式將理解，以下公開提供了多種不同實施例或實例，用于實現(xiàn)本專利技術的不同特征。以下將描述組件和布置的特定實例以簡化本專利技術。當然，這些僅是實例并且不旨在限制本專利技術。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸的實施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之間使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。為了簡單和清楚起見，多種部件按照不同比例被任意地繪制。圖I是根據(jù)本公開的多個方面的制造包括導電凸塊結構的半導體器件的方法100的流程圖。方法100開始于步驟102，其中，提供包括主表面的基板。方法100繼續(xù)步驟104，其中，在主表面之上形成感光層。方法100繼續(xù)步驟106，其中，感光層被圖案化，以形成分布在基板的主表面之上的開口，其中，開口的第一子集中的每個都包括規(guī)則開口，并且開口的第二子集中的每個都包括中心定位體。方法100繼續(xù)步驟108，其中，導電凸塊的第一子集在開口的第一子集中被電鍍，并且導電凸塊的第二子集在開口的第二子集中被電鍍。方法100繼續(xù)步驟110，其中，去除感光層。以下論述示出根據(jù)圖I的方法的實施例。圖2至圖6B是根據(jù)本披露的多個方面的在制造的多個階段的半導體器件200的導電凸塊結構220的示意性自頂向下視圖和橫截面圖。圖I的方法不產(chǎn)生完整的半導體器件。從而，將理解，可以在圖I的方法之前、期間、和/或之后提供附加處理，并且一些其他處理在此僅被簡單地描述。而且，圖I至圖6B被簡化用于更好地理解本披露的專利技術思想。例如，雖然附圖示出了半導體器件200的導電凸塊結構220，但是將理解，半導體器件200可以是集成電路(IC)封裝的一部分，其進一步包括多個其他組件，諸如，底部填充、引線框等。參考圖2,提供包括王表面20s的基板20。基板20可以包括娃基板。基板20可·以可選擇地包括硅鍺、鎵砷、或其他合適半導體材料。基板20可以進一步包括其他部件，諸如，多種摻雜區(qū)、掩埋層、和/或外延層。而且，基板20可以是絕緣體上半導體，諸如，絕緣體上硅(SOI)或藍寶石上硅。在其他實施例中，基板20可以包括摻雜外延層、梯度半導體層、和/或可以進一步包括疊加在不同類型的另一半導體層之上的半導體層，諸如，在硅鍺層上的娃層。在其他實例中，化合物半導體基板20可以包括多層娃基板,或者娃基板可以包括多層化合物半導體結構。基板20進一步包括多個隔離區(qū)(未示出)。隔離區(qū)可以利用隔離技術，諸如，硅的局部氧化(LOCOS)或淺溝槽隔離(STI)，以限定和電隔離多種微電子元件(未示出)。在本實施例中，隔離區(qū)包括STI。隔離區(qū)可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種半導體器件，包括：基板，包括主表面；以及導電凸塊，分布在所述基板的所述主表面之上，其中，所述導電凸塊的第一子集中的每個都包括規(guī)則體，并且所述導電凸塊的第二子集中的每個都包括環(huán)形體。

【技術特征摘要】
2011.07.28 US 13/192,7561.一種半導體器件，包括 基板，包括主表面；以及 導電凸塊，分布在所述基板的所述主表面之上，其中，所述導電凸塊的第一子集中的每個都包括規(guī)則體，并且所述導電凸塊的第二子集中的每個都包括環(huán)形體。2.根據(jù)權利要求I所述的半導體器件，其中，所述規(guī)則體具有第一厚度，并且所述環(huán)形體具有大于所述第一厚度的第二厚度，或者其中，所述環(huán)形體包括基本垂直的側壁，或者 其中，所述環(huán)形體包括錐形側壁，或者 其中，所述環(huán)形體的自頂向下的視圖包括選自圓形、正方形和矩形的形狀。3.根據(jù)權利要求I所述的半導體器件，其中，所述導電凸塊是熱可回流材料，或者 其中，所述導電凸塊包括 Sn、SnAg> Sn-Pb> SnAgCu> SnAgZn> SnZn> SnBi-In、Sn_In、Sn-Au、SnPb、SnCu、SnZnIn、或 SnAgSb04.根據(jù)權利要求I所述的半導體器件，其中，所述導電凸塊是不可回流材料，或者其中，所述導電凸塊包括Cu、Ag、Au、Cu合金、Ag合金、或Au合金。5.一種半導體器件，包括 基板，包括主表面；以及 導電凸塊，分布在所述基板的所述主表面之上，其中，所述導電凸塊的第一子集中的每個...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：黃震麟，陳依婷，施應慶，蔡柏豪，盧思維，林俊成，鄭心圃，余振華，
申請(專利權)人：臺灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：