半导体晶圆凸点结构制造技术

本发明专利技术提供了一种半导体晶圆凸点结构，其包括：晶圆；形成于晶圆上表面的再造钝化层；形成于晶圆下表面的聚合物材料层；形成于聚合物材料层的各裸露面上的背胶层。与现有技术相比，本发明专利技术提供的半导体晶圆凸点结构的形成方法，能够削弱晶圆翘曲，从而有利于切割前的测试、打印、植球等工序的制造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种半导体晶圆凸点结构。
技术介绍
近年来，半导体器件在成本降低和前道晶圆制造工艺的提升的共同促进下，实现了同样功能的半导体器件的单体芯片尺寸越来越小的目标，可以直接在半导体晶圆上形成直接可以应用在印刷电路板上安装的球状凸点。由于半导体晶圆制造工艺局限性或者设计者出于同一款集成电路多种用途的考虑，在半导体晶圆级封装时需要对传输电信号的输入端子重新定义位置形成球状凸点，这就需要金属再布线结构。然而，在半导体晶圆凸点结构在再布线金属层厚度超过10um时，在封装过程中容易形成翘曲，翘曲度在2mm以上，甚至能够达到4mm，无法实现半导体晶圆级封装制造的大生产需求；同时，在后续的恶化试验时容易形成再造钝化层底部与再布线金属层顶部之间的分层，这种产品容易造成后续的电性能失效；另外，对于高速专用半导体器件而言，这种封装结构虽然在结构上满足了倒装芯片封装结构的要求，但是没有在最大程度上避免金属焊料中α射线对半导体芯片内电路的影响导致的半导体器件失效。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本专利技术提供一种半导体晶圆凸点结构。本专利技术提供了一种半导体晶圆凸点结构，包括：晶圆；形成于晶圆上表面的再造钝化层；形成于晶圆下表面的聚合物材料层；形成于聚合物材料层的各裸露面上的背胶层。与现有技术相比，本专利技术提供的半导体晶圆凸点结构，通过在晶圆的下表面形成聚合物材料层，在封装的过程中，由于聚合物材料层热膨胀也会产生应力，能够抵消全部或者大部分再造钝化层热膨胀产生的应力，削弱了应力释放造成的晶圆翘曲，翘曲度仅为0.4～1mm，从而有利于切割前的测试、打印、植球等工序的制造，在测试时再造钝化层底部与再布线金属层顶部之间不会分层，从而避免了电性能失效；另外，对于高速专用半导体器件而言，这种封装结构不仅在结构上满足了倒装芯片封装结构的要求，而且在最大程度上避免金属焊料中α射线对半导体芯片内电路的影响导致的半导体器件失效。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的半导体晶圆凸点结构的一种实施例的截面结构示意图；图2-图9为本专利技术提供的半导体晶圆凸点结构的形成方法的一种实施例的工艺示意图。图中标记示意为：101、101X－晶圆；102－电极；103－钝化层；104－第一开口部；310b－第一间隙；610－胶层；110－第一再造钝化层；210－再布线金属层；310－第二再造钝化层；710－聚合物材料层；710a－第三开口部；310a－第二开口部；710b－第二间隙；410－凸点下金属层；510－球形凸点；810、810a、810b－背胶层；700－晶圆级封装的单体。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。参照图1，本专利技术实施例的半导体晶圆凸点结构包括：晶圆101X；形成于晶圆101X上表面的再造钝化层；形成于晶圆101X下表面的聚合物材料层710；形成于聚合物材料层710的各裸露面上的背胶层810。本实施例中，进一步地，所述晶圆101X上表面具有电极102及钝化层103，所述钝化层103具有裸露所述电极102的第一开口部104；所述再造钝化层包括第一再造钝化层110和第二再造钝化层310；所述第一再造钝化层110形成于所述钝化层103上；在所述第一再造钝化层110上形成有再布线金属层210；所述第二再造钝化层310，形成于所述再布线金属层210的各裸露面上，所述第二再造钝化层310上具有第二开口部310a；所述第二开口部310a中形成有凸点下金属层410；所述凸点下金属层410上形成有球形凸点510。进一步地，所述聚合物材料层的厚度为第一再造钝化层与第二再造钝化层厚度之和，并且第一再造钝化层与第二再造钝化层热膨胀系数差值小于5具体实施时热膨胀系数最好相同，以便在封装的过程中，聚合物材料层710热膨胀与第一再造钝化层110和第二再造钝化层310热膨胀释放相同或基本相当的应力，更大程度上削弱应力释放造成的晶圆翘曲。作为一种可选的实施方案，所述第一再造钝化层110与第二再造钝化层310的主要材质均与聚合物材料层710主要材质相同，以便三者具有相同的热膨胀系数，具体实施中，第一再造钝化层110、第二再造钝化层310、聚合物材料层710材质可以均为聚酰亚胺或均为聚苯并恶唑。可选的，所述聚合物材料层710上具有与所述第二开口部310a位置对应的第三开口部710a，并且所述第二开口部310a与第三开口部710a形状相同，所述形状相同为形状基本相同，具有为第二开口部310a深度与第二再造钝化层310厚度相同，第三开口部710a深度与聚合物材料层710深度相同，此处的形状基本相同指纵截面形状及尺寸是基本相同，第二开口部310a的侧面优选为斜面，而第三开口部710a的侧面可为斜面，可为与晶圆101X垂直的面，由于第一再造钝化层110厚度薄于聚合物材料层710厚度，所以第二开口部310a与第三开口部710a深度并不相同，形成第三开口部710a的目的主要是使聚合物材料层710与第二钝化层310形状比较一致，以便在封装过程中产生相当的应力释放，更大程度地削弱应力释放造成的晶圆翘曲。并且在所述第三开口部710a中也形成有背胶层810。可选的，所述晶圆101具有多个分区单元，晶圆101上各分区单元之间具有不形成钝化层103的第一间隙310b，优选在所述第一间隙310b中形成有胶层610，以便对晶圆101进行更好的密封，所述胶层材质优选为氮化硅。与晶圆101上各分区单元之间具有不形成钝化层103的第一间隙310b位置相对应，在聚合物材料层710上形成形状相同的第二间隙710b，以使聚合物材料层710形状与第二钝化层310形状更加一致，能够进一步削弱应力释放造成的晶圆翘曲，此处的形状相同也是指纵截面形状相同，深度并不相同。作为一种可选的实施方式，所述晶圆的厚度为380～750μm。应该理解，所述第一再造钝化层、第二再造钝化层及聚合材料层材质均为聚酰亚胺或均为聚苯并恶唑。在本实施例中，可选的，所述背胶层厚度为15～45μm。可选的，所述第一再造钝化层厚度为4～6μm，所述第二再造钝化层厚度为7～15μm。可选的，所述再布线金属层厚度为3～11μm，材质为铜或铝。进一步，参见2－本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体晶圆凸点结构，其特征在于，包括：晶圆；形成于晶圆上表面的再造钝化层；形成于晶圆下表面的聚合物材料层；形成于聚合物材料层的各裸露面上的背胶层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体晶圆凸点结构，其特征在于，包括：
晶圆；
形成于晶圆上表面的再造钝化层；
形成于晶圆下表面的聚合物材料层；
形成于聚合物材料层的各裸露面上的背胶层。
2.根据权利要求1所述的半导体晶圆凸点结构，其特征在于，
所述晶圆上表面具有电极及钝化层，所述钝化层具有裸露所述电极
的第一开口部；
所述再造钝化层包括第一再造钝化层和第二再造钝化层；
所述第一再造钝化层形成于所述钝化层上；
在所述第一再造钝化层上形成有再布线金属层；
所述第二再造钝化层，形成于所述再布线金属层的各裸露面上，所
述第二再造钝化层上具有第二开口部；
所述第二开口部中形成有凸点下金属层；
所述凸点下金属层上形成有球形凸点。
3.根据权利要求2所述的半导体晶圆凸点结构，其特征在于，所
述聚合物材料层的厚度为第一再造钝化层与第二再造钝化层厚度之和，
并且第一再造钝化层与第二再造钝化层热膨胀系数差值小于5。
4.根据权利要求3所述的半导体晶圆凸点结构，其特征在于，所
述第一再造钝化层及第二再造钝化层主要材质均与聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：施建根，
申请(专利权)人：南通富士通微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32