[发明专利]自对准导电凸块结构及其制造方法

说明书

技术领域

本披露涉及集成电路制造，并且更特别地，涉及具有导电凸块结构的半导体器件。

背景技术

现代化集成电路(IC)形成在半导体芯片(还称为管芯)上。为了增加制造生产量和降低制造成本，在半导体晶圆中制造IC，半导体晶圆中的每个都包括多个相同半导体芯片。在制造IC之后，半导体芯片可以从晶圆上切割下并且在它们被使用之前被封装。

在典型封装处理中，半导体芯片首先被附着至封装基板。这包括：将半导体芯片物理固定在封装基板上，并且将半导体芯片上的接合凸块(bonding bump)连接至封装基板上的接合凸块。通常包括环氧树脂的底层填料(underfill)被用于进一步保证接合。半导体芯片可以使用倒装芯片接合或引线接合来接合。所得到的封装被称为球栅阵列(ball gate array，BGA)模块。具有不同功能的多个芯片可以集成在同一BGA模块中，以形成系统级封装(system in package，SIP)模块。

倒装芯片接合利用导电凸块在芯片的接触焊盘和封装基板之间建立电接触。基于所使用的材料，凸块本身被分类为焊料凸块、金凸块、铜柱凸块和具有混合金属的凸块。然而，在IC制造中存在实现这种特征和处理的挑战。例如，如果凸块被回流，则很难准确地实现芯片的凸块与封装基板(两者都具有凸块)的对准，从而增加了开路的可能性。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种半导体器件，包括：基板，包括主表面；以及导电凸块，分布在所述基板的所述主表面之上，其中，所述导电凸块的第一子集中的每个都包括规则体，并且所述导电凸块的第二子集中的每个都包括环形体。

优选地，所述规则体具有第一厚度，并且所述环形体具有大于所述第一厚度的第二厚度。

优选地，所述环形体包括基本垂直的侧壁。

优选地，所述环形体包括锥形侧壁。

优选地，所述环形体的自顶向下的视图包括选自圆形、正方形和矩形的形状。

优选地，所述导电凸块是热可回流材料。

优选地，所述导电凸块包括Sn、SnAg、Sn-Pb、SnAgCu、SnAgZn、SnZn、SnBi-In、Sn-In、Sn-Au、SnPb、SnCu、SnZnIn、或SnAgSb。

优选地，所述导电凸块是不可回流材料。

优选地，所述导电凸块包括Cu、Ag、Au、Cu合金、Ag合金、或Au合金。

根据本发明的另一方面，提供一种半导体器件，包括：基板，包括主表面；以及导电凸块，分布在所述基板的所述主表面之上，其中，所述导电凸块的第一子集中的每个都包括规则体，并且所述导电凸块的第二子集中的每个都包括均匀地分布在中心开口外围周围的一组独立的导电凸块。

优选地，所述规则体具有第一厚度，并且所述独立的导电凸块中的每个都具有基本等于所述第一厚度的第二厚度。

优选地，所述一组独立的导电凸块包括至少三个导电凸块。

优选地，所述独立的导电凸块中的每个都包括基本垂直的侧壁。

优选地，所述独立的导电凸块中的每个都包括锥形侧壁。

优选地，所述导电凸块是热可回流材料。

优选地，所述导电凸块是不可回流材料。

根据本发明的再一方面，提供一种制造导电凸块结构的方法，包括：提供包括主表面的基板；在所述主表面之上形成感光层；图案化所述感光层，以形成分布在所述基板的所述主表面之上的开口，其中，所述开口的第一子集中的每个都包括规则开口，并且所述开口的第二子集中的每个都包括中心定位体；电镀开口的所述第一子集中的导电凸块的第一子集和开口的所述第二子集中的导电凸块的第二子集；以及去除所述感光层。

优选地，所述导电凸块的所述第二子集中的每个都包括环形体。

优选地，所述中心定位体包括多个径向延伸的肋。

优选地，所述导电凸块的所述第二子集中的每个都包括均匀地分布在中心开口外围周围的一组独立的导电凸块。

附图说明

当读取附图时，将从以下详细描述中最好地理解本披露。需要强调，根据工业中的标准实践，多种特征不按比例绘制并且仅用于说明目的。实际上，为了论述的清楚起见，多种特征的尺寸可以任意增加或减小。

图1是根据本披露的多个方面的制造包括导电凸块结构的半导体器件的方法的流程图；

图2至图6B是根据本披露的多个方面的在制造的多个阶段的半导体器件的导电凸块结构的示意性自顶向下视图和横截面图；