[发明专利]一种提高铅锡凸点与晶圆上铝焊盘间剪切强度的工艺

说明书

技术领域：

本发明属于微电子制造工艺领域；本发明涉及一种结合焊膏漏印工艺在晶圆上制作高可靠凸点的工艺。

背景技术：

目前，在晶圆级芯片尺寸封装中，铅锡凸点与晶圆上铝焊盘间的浸润性较差，制作出的凸点可靠性较低。现有技术中芯片凸点的质量差，如果增大器件I/O引出数，难以确保凸点的可靠性，凸点和芯片表面连接不可靠。而且工艺一致性不好，流程复杂、生产效率低、成本高、不适合大批量生产。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种提高铅锡凸点与晶圆上铝焊盘间剪切强度的工艺，该工艺提高了芯片凸点的质量，增大器件I/O引出数的同时，确保凸点的可靠性，采用化学处理的方式在制作凸点前对铝焊盘进行处理，使得凸点和芯片表面连接更加可靠。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种提高铅锡凸点与晶圆上铝焊盘间剪切强度的工艺，(1)腐蚀液配置：首先在石英烧杯中加入1500ml去离子水，再用量筒量取体积浓度为30％的浓盐酸200ml缓慢倒入去离子水中，并用玻璃棒搅拌均匀待用；(2)将需要处理的基片放在石英花栏中浸入腐蚀液中，至腐蚀液完全没过基片；(3)用镊子夹住花栏柄轻轻上下晃动1min；(4)用镊子夹住花栏柄将花栏从腐蚀液中提出立即放入去离子水下进行喷淋冲洗，冲洗时间为30min。冲洗完毕后将基片连同花栏一起进行真空干燥。

所述步骤(3)中保持基片浸没在腐蚀液中，然后将花栏放入腐蚀液中浸泡5min。

本工艺技术结合漏印工艺方法，实现了直径150微米、高度100微米以及间距250微米的小尺寸凸点的制作。工艺一致性好，流程简单、生产效率高、成本低廉、适于大批量生产。漏印的BGA凸点剪切强度、接触电阻等指标均满足可靠性要求。(其中150微米/100微米/250微米凸点分别指指凸点直径、高度以及间距。)

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

通过对晶圆表面的铝焊盘表面采用3％～5％的稀盐酸进行腐蚀清洗，然后再用去离子水冲洗干净，去除焊盘表面的氧化层，改善了漏印铅锡凸点与铝焊盘之间的粘附性，解决了铅锡凸点与铝之间浸润性差的问题，提高了凸点的可靠性。具体清洗过程如下：

①.腐蚀液配置：首先在石英烧杯中加入1500ml去离子水，再用量筒量取浓度为30％的浓盐酸200ml缓慢倒入去离子水中，并用玻璃棒搅拌均匀待用。

②将需要处理的基片放在石英花栏中浸入腐蚀液中，至腐蚀液完全没过基片。

③用镊子夹住花栏柄轻轻上下晃动1min。在此过程中保持基片浸没在腐蚀液中，然后将花栏放入腐蚀液中浸泡5min。

④用镊子夹住花栏柄将花栏从腐蚀液中提出立即放入去离子水下进行喷淋冲洗，冲洗时间为30min。冲洗完毕后将基片连同花栏一起进行真空干燥。

整个过程要一次完成，干燥后的基片必须立即进行下道工序的制作，停留时间不能太长。

采用771所所产芯片314，进行二次布线后，焊盘直径为0.15mm。

清洗后进行考核测量，结果如下：

A、剪切强度测试

对芯片表面的焊锡球进行剪切力测试，共测试50个点，测试数值见表1。

表1剪切强度测试数据表

剪切力数值在244.90g～332.10g之间，平均值275g，远大于国军标标准，满足使用要求。

B、接触电阻测试

对漏印凸点与焊盘之间的接触电阻进行测量，在2英寸硅片上在不同位置选取5个芯片，每个芯片上7个凸点，共35组数据。测量数据见表2。

表2漏印凸点与焊盘接触电阻测试数据表