[发明专利]一种50μm铜柱的封装方法

说明书

技术领域

本发明属于晶圆级芯片封装领域，特别涉及一种50μm铜柱的封装方法。

背景技术

半导体芯片特征尺寸随着摩尔定律逐步缩小，伴随着电子系统高性能、多功能、小型化及低成本的要求，集成电路封装需要更多的输入/输出端口数，更高的电性能和热管理性能。因此，传统封装难以满足微间距高密度芯片封装的需求，铜柱凸块技术因其优异的互连能力为上述应用提供先进的封装解决方案，成为芯片封装的主流技术。铜柱凸块主要由铜柱和锡帽构成，铜柱部分具有延展能力，但不具备焊接性能，用以支撑凸块整体结构。

但是由于工艺原因，目前常规的铜柱尺寸为80-100μm，限制了芯片尺寸的进一步缩小。因此，急需寻求一种新的封装方法进一步减小铜柱尺寸。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种50μm铜柱的封装方法，该方法优化了工艺流程，降低了封装成本，减小了芯片尺寸，顺应了市场对微电子产品日益轻、薄、短、小和低价化要求；同时进一步缩小了引脚间距，增加了单颗芯片上的引脚数目即I/O数量，满足了电子产品的高度精微化，具有良好的应用前景。

本发明提供了一种50μm铜柱的封装方法，包括：

(1)清洗晶圆去除表面的异物和脏污；

(2)在晶圆表面涂覆再钝化层作为缓冲层；

(3)在再钝化层表面溅射铜、钛种子层；

(4)在铜、钛种子层表面涂覆光刻胶作为光阻层；其中涂覆光刻胶包括匀胶、甩胶及甩边；

(5)通过ECD电镀铜柱和锡帽；其中，电镀铜柱采用的是SC28铜电镀液；

(6)最后将电镀的锡回流成球形即可。

所述步骤(4)中的涂覆光刻胶的量为5-10ml。

所述步骤(4)中的匀胶速率为750-800rpm，匀胶时间为10-15s；甩胶速率为350-400rpm，甩胶时间为20-25s；甩边速率为500-600rpm，甩边时间为2-4s。

所述步骤(5)中的SC28铜电镀液的组成为：铜26-30g/L，硫酸150-250g/L，氯离子30-50mg/L，光亮剂MD 2-8ml/L(确信乐思化学贸易(上海)有限公司)，平整剂LO 1-4ml/L(确信乐思化学贸易(上海)有限公司)。

所述步骤(5)中的电镀使用的电流密度为4ASD。

所述步骤(5)中电镀铜柱前预浸十三次。

有益效果

本发明优化了工艺流程，降低了封装成本，减小了芯片尺寸，顺应了市场对微电子产品日益轻、薄、短、小和低价化要求；同时进一步缩小了引脚间距，增加了单颗芯片上的引脚数目即I/O数量，满足了电子产品的高度精微化，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的涂胶示意图；

图2为本发明的产品图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

1、清洗

清洗的作用是去除晶圆表面的异物和脏污，主要包括如下工序：IPA清洗→QDR水洗→SRD甩干→烘箱烘烤。清洗时所有工序50um铜柱工艺与80-100um铜柱工艺基本相同。

2、RPV再钝化层

RPV作为缓冲层，可以起到绝缘、抗蚀、缓冲应力及平坦化的作用，最终将留在晶圆表面，主要包括如下工序：等离子体刻蚀→涂胶→曝光→显影→固化→等离子体刻蚀。RPV时所有工序50um铜柱工艺与80-100um铜柱工艺基本相同。

3、SPT溅射

SPT的作用是溅射Ti阻挡层和Cu种子层，电镀时起到导电的作用，主要包括如下工序：预清洗→烘烤→溅射。SPT时所有工序50um铜柱工艺与80-100um铜柱工艺基本相同。

4、PR光阻层

PR作为光阻层，就是将掩膜版上的图像转移到硅圆片上，决定RDL及铜柱的开口和形貌，电镀后将被去掉，主要包括如下工序：涂胶→去边→曝光→显影，如图1所示。