利用传导聚合物的晶圆级芯片尺度封装结构制造技术

本发明专利技术涉及利用传导聚合物的晶圆级芯片尺度封装结构，其为整合型传导聚合物焊球结构及形成此类整合型传导聚合物焊球结构的方法。该整合型传导聚合物焊球结构包括：溅镀晶种层，涂敷至晶圆结构；一或多个传导聚合物接垫结构，涂敷至在该晶圆结构上将会形成一或多个焊球结构的位置的该已溅镀晶种层；电镀层，涂敷至该一或多个传导聚合物接垫结构的已曝露光阻层的部分；以及焊球，形成在各该电镀层上从而形成该一或多个焊球结构。

【技术实现步骤摘要】

本申请案大致是关于一种改进型资料处理设备及方法，并且更具体地说，大致是关于利用传导聚合物的晶圆级芯片尺度封装。
技术介绍
晶圆级芯片尺度封装(CSP)(WLCSP)是指一种在晶圆级将集成电路封装的技术，所产生的装置实际上与晶粒同尺寸。WLCSP直接在装置与最终产品主机板之间提供焊料互连。WLCSP包括晶圆凸块制作(有或无接垫层重分布或重分布层(RDL))、晶圆级最终测试、装置单独化、以及带状与卷轴式包装。提供最为广泛的WLCSP选项中有一些包括接垫上WLCSP凸块(BOP)及具有重分布层(RDL)的WLCSP。该接垫上WLCSP凸块(BOP)选项在不需要重分布的装置上提供可靠、具有成本效益、真实芯片尺寸封装。该WLCSP BOP选项利用具有优异电气/机械特性的再钝化聚合物层。新增凸块下冶金(UBM)，并且接着直接在晶粒I/O接垫上方置放焊块。WLCSP-BOP的设计目的在于利用产业标准表面黏着组装和回焊技术。具有重分布层(RDL)选项的WLCSP新增已镀覆铜重分布层(RDL)以将I/O接垫绕线至美国电子工程设计发展联合协会(Joint Electron Device Engineering Council,JEDEC)/社团法人日本电子机械工业会(Electronic Industries Association of Japan,EIAJ)(JEDEC/EIAJ)标准间距，可以不需要为了CSP应用而重新设计旧有部分。镍基或厚铜UBM连同聚亚酰胺或聚苯并恶唑(polybenzoxazole,PBO)介电质改善了板级可靠度效能。具有RDL的WLCSP利用产业标准表面黏着组装和回焊技术，而且合格的装置尺寸和I/O布局上不需要底部填充体。因此，WLCSP无需底部填充体便可对覆晶晶粒进行直接芯片附接，在作为真实芯片尺度封装方面成长快速，但却是受限于较小晶粒尺寸和低I/O数。WLCSP在行动和智能手机应用方面成长快速，在功率管理IC方面尤其如此。
技术实现思路
在一项说明性具体实施例中，提供一种用于建立整合型传导聚合物焊球结构的方法。该说明性具体实施例将溅镀晶种层涂敷至晶圆结构。该说明性具体实施例将一或多个传导聚合物接垫结构涂敷至位在该晶圆结构上将会形成一或多个焊球结构的位置的该已溅镀晶种层。该说明性具体实施例将电镀层涂敷至该一或多个传导聚合物接垫结构的已曝露光阻层的部分。该说明性具体实施例在各该电镀层上形成焊球从而形成该一或多个焊球结构。在另一说明性具体实施例中，提供一种整合型传导聚合物焊球结构。该整合型传导聚合物焊球结构包含涂敷至晶圆结构的溅镀晶种层、涂敷至位在该晶圆结构上将会形成一或多个焊球结构的位置的该已溅镀晶种层的一或多个传导聚合物接垫结构、涂敷至该一或多个传导聚合物接垫结构的已曝露光阻层的部分的电镀层、以及形成在各该电镀层上从而形成该一或多个焊球结构的焊球。在又另一说明性具体实施例中，提供一种包含一或多个整合型传导聚合物焊球结构的集成电路。各整合型传导聚合物焊球结构包含涂敷至晶圆结构的溅镀晶种层、涂敷至位在该晶圆结构上将会形成一或多个焊球结构的位置的该已溅镀晶种层的一或多个传导聚合物接垫结构、涂敷至该一或多个传导聚合物接垫结构的已曝露光阻层的部分的电镀层、以及形成在各该电镀层上从而形成该一或多个焊球结构的焊球。本专利技术的这些及其它特征与优点将会在以下本专利技术例示性具体实施例详细说明中作描述，或对于所属领域具有普通技术者鉴于该详细说明将会变为显而易见。附图说明通过参照以下说明性具体实施例的详细说明同时搭配附图阅读，将会充分了解本专利技术、以及其较佳使用模式及进一步目的与优点，其中：图1A至1F为根据一说明性具体实施例，绘示建立整合型传导聚合物焊料底座的一实施例；图2A及2B为根据一说明性具体实施例，绘示利用已电镀凸块选项在图1A至1D所示的整合型传导聚合物焊料底座顶端形成焊球的一实施例；图3A及3B为根据一说明性具体实施例，绘示利用球滴镀选项在图1A至1D所示的整合型传导聚合物焊料底座顶端形成焊球的另一实施例；图4A至4G为根据一说明性具体实施例，绘示建立整合型传导聚合物焊料底座的另一实施例；图5A及5B为根据一说明性具体实施例，绘示利用已电镀凸块选项在图4A至4E所示的整合型传导聚合物焊料底座顶端形成焊球的一实施例；图6A及6B为根据一说明性具体实施例，绘示利用球滴镀选项在图4A至4E所示的整合型传导聚合物焊料底座顶端形成焊球的另一实施例；以及图7为根据一说明性具体实施例，展示例示性设计流程的方块图，该方块图举例而言，是在半导体IC逻辑设计、模拟、测试、布局及制造时使用。具体实施方式如前述，晶圆级芯片尺度封装(CSP)(WLCSP)是指一种在晶圆级将集成电路封装的技术，所产生的装置实际上与晶粒同尺寸。然而，目前的WLCSP因两项主要因子而受到限制：芯片尺寸及凸块间距/密度。关于芯片尺寸，WLCSP要求所有凸块都必须内含于芯片占位区内，就经济考量而言，对于扩大芯片尺寸并不可行。关于凸块间距/密度，缩减凸块尺寸/间距可使凸块密度增加，但凸块变小会使可靠度降低。尽管可新增重分布层，但新增此等重分布层的成本又会使成本显著增加。因此，说明性具体实施例提供一种用于WLCSP焊块的丝网印制传导聚合物底座，不仅改善可靠度，还能使芯片尺寸更大，从而得以利用WLCSP解决方案，但无需对晶圆新增附加重分布层。本说明书及权利要求中可将「一」、「其中至少一者」及「其中之一或多者」等词汇用于说明性具体实施例的特定特征及元件。应领会的是，这些词汇及词组的用意在于表明叙述特定说明性具体实施例中存在此特定特征或元件其中至少一者，但也可存在超过一个。也就是说，这些词汇/词组的用意不在于使本说明书或权利要求受限于存在的单一特征/元件，也不在于要求存在多个此类特征/元件。相反地，这些词汇/词组只需要至少单一特征/元件便可代表本说明书及权利要求的范畴内可能有多个此类特征/元件。另外，应领会的是，在以下说明中，说明性具体实施例的各个元件使用多个各项实施例来进一步说明此等说明性具体实施例的例示性实作态样，并且有助于了解此等说明性具体实施例的机制。这些实施例旨在属于非限制性，对于实施此等说明性具体实施例的机制并未穷举各种可能性。所属领域具有普通技术者鉴于本说明书将会清楚了解的是，这些各种元件都有许多其它替代实作态样，可用来附加于或取代本文中提供的实施例，但不会脱离本专利技术的精神和范畴。再次重申，此等说明性具体实施例不仅可以改善可靠度，也可实现更大的芯片尺寸而得以利用WLCSP解决方案，通过为WLCSP焊块提供丝网印制传导聚合物底座，不需要对晶圆新增附加重分布层。图1A至1F为根据一说明性具体实施例，绘示建立整合型传导聚合物焊料底座的一项实施例。一开始，如图1A所示，建构裸晶圆结构100以包含衬底层102、氧化物介电层104、涂敷至位在晶圆结构100上将会形成一或多个焊球结构的位置的氧化物介电层104的一或多个铝接垫结构106、以及涂敷至位在晶圆结构100上将不会形成一或多个焊球结构的其它位置的硬氧化物/氮化物钝化介电层108。氧化物介电层104包括芯片后段制程(back end of line,BEOL)，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整合型传导聚合物焊球结构，其包含：溅镀晶种层，涂敷至晶圆结构；一或多个传导聚合物接垫结构，涂敷至位在该晶圆结构上将会形成一或多个焊球结构的位置的该已溅镀晶种层；电镀层，涂敷至该一或多个传导聚合物接垫结构的已曝露光阻层的部分；以及焊球，形成在各该电镀层上从而形成该一或多个焊球结构。

【技术特征摘要】
2015.06.17 US 14/741,8021.一种整合型传导聚合物焊球结构，其包含：溅镀晶种层，涂敷至晶圆结构；一或多个传导聚合物接垫结构，涂敷至位在该晶圆结构上将会形成一或多个焊球结构的位置的该已溅镀晶种层；电镀层，涂敷至该一或多个传导聚合物接垫结构的已曝露光阻层的部分；以及焊球，形成在各该电镀层上从而形成该一或多个焊球结构。2.如权利要求1所述的整合型传导聚合物焊球结构，其中，该一或多个焊球结构中的各焊球结构是通过下列所形成：在该相关联电镀层上覆镀焊料；移除任何已曝露溅镀晶种层；以及回焊该已覆镀焊料以形成该焊球结构。3.如权利要求2所述的整合型传导聚合物焊球结构，其中，已覆镀焊料是通过遮罩该电镀层的待形成该已覆镀焊料的区域所形成。4.如权利要求2所述的整合型传导聚合物焊球结构，其中，该电镀层是由下列至少一者所构成：镍、铜、钛、钛钨、铬、铬铜、或镍钒。5.如权利要求1所述的整合型传导聚合物焊球结构，其中，该一或多个焊球结构中的各焊球结构是通过下列所形成：移除任何已曝露溅镀晶种层；在该相关联电镀层上滴镀焊球；以及回焊该已滴镀焊球以形成该焊球结构。6.如权利要求5所述的整合型传导聚合物焊球结构，其中，该电镀层是由金及下列至少一者所构成：镍、铜、钛、钛钨、铬、铬铜、或镍钒。7.如权利要求1所述的整合型传导聚合物焊球结构，其中，该晶圆结构包含：氧化物介电层，涂敷至衬底层；一或多个铝接垫结构，涂敷至位在该晶圆结构上将会形成该一或多个焊球结构的该等位置的该氧化物介电层；以及硬氧化物/氮化物钝化介电层，涂敷至该晶圆结构上将不会形成该一或多个焊球结构的其它位置。8.如权利要求1所述的整合型传导聚合物焊球结构，其中，该一或多个铝接垫结构穿透该氧化物介电层，以便提供接至该衬底层的导电路径。9.如权利要求1所述的整合型传导聚合物焊球结构，其中，该硬氧化物/氮化物钝化介电层亦涂敷至该一或多个铝接垫结构的外部分，以便为该等铝接垫结构提供结构支撑。10.如权利要求9所述的整合型传导聚合物焊球结构，其中，该晶圆结构更包含：聚亚酰胺涂料，涂敷至位在...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·格拉夫，K·B·霍斯福德，S·曼达尔，
申请(专利权)人：格罗方德半导体公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY