專利名稱：底部粗糙度減小的半導(dǎo)體部件的應(yīng)力緩沖元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1導(dǎo)言的應(yīng)力緩沖半導(dǎo)體部件。本發(fā)明還涉及
一種用于制作應(yīng)力緩沖半導(dǎo)體部件的方法。
背景技術(shù)：
這里主要涉及所謂的芯片級(jí)封裝(CSP)。它們實(shí)際上并非是利用獨(dú)立的封裝載體 和包裝的封裝，而是在鈍化層頂部上具有應(yīng)力釋放結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體部件。通過焊料球并且無 需使用附加載體地將例如包括二極管、晶體管、MEMS(微機(jī)電元件)或電容器等電子元件的 半導(dǎo)體襯底固定到諸如印刷電路板(PCB)之類的板子上。將CSP通常與包括電阻器、電容 器和/或線圈的無源濾波器結(jié)合用于所謂的功率晶體管和靜電放電(ESD) 二極管。CSP還 特別用于尺寸相關(guān)應(yīng)用中具有有限個(gè)數(shù)I/0的電路。其中的示例是用于調(diào)頻(FM)無線電 的音頻電路。這是一種具有放大器、調(diào)諧器和可能需要的任意電路的半導(dǎo)體，能夠共同執(zhí)行 移動(dòng)電話中的無線電通信功能。部分地由于在移動(dòng)電話中只有少量空間可用，在這種情況 下封裝尺寸是非常重要的。 通常，將CSP的焊料球直接安裝到配備有與所述焊料球相對(duì)應(yīng)的電極的母板或 PCB上。將焊料球焊接到所述板上以獲得電子器件。在所述焊接和器件使用期間，板材料與 例如半導(dǎo)體硅之間的熱膨脹差異將導(dǎo)致出現(xiàn)應(yīng)力。特別地，在焊料球中以及在所述焊料球 與其下面的結(jié)構(gòu)的界面處出現(xiàn)所述應(yīng)力。如果不采取措施，具體地在熱循環(huán)(TMCL)和落體 測(cè)試期間，這將導(dǎo)致電子器件的可靠性不夠。這導(dǎo)致在以下段落中所述的應(yīng)力緩沖封裝的 提出，其中將用于吸收應(yīng)力的應(yīng)力緩沖裝置設(shè)置在1/0焊盤和焊料球之間。
美國專利文件US2004/0082101公開了一種使用絕緣應(yīng)力吸收樹脂層的CSP。圖1 示出了相關(guān)聯(lián)的封裝10。由諸如環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺樹脂之類的熱固樹脂構(gòu)成的所述應(yīng) 力吸收樹脂層12具有0. 01-8Gpa的彈性模量，并且因此相對(duì)較柔軟。在已經(jīng)將樹脂層涂覆 到鈍化層14上之后，刻蝕孔以便將所謂的1/0焊盤暴露出來。然后用柔性導(dǎo)電層18填充 所述孔。所述導(dǎo)電層包括銅、鉛、錫、鎳、鈀、銀或金的至少一種的粉末材料。最后，將焊料球 20放置到所述導(dǎo)電層18上。應(yīng)力吸收層12和導(dǎo)電層18共同形成應(yīng)力緩沖裝置22。所述 層12由具有40-600ppm/K的熱膨脹系數(shù)的彈性材料構(gòu)成。對(duì)于在US2004/0082101中所示 的所有實(shí)施例，至少從熱機(jī)械角度考慮，獲得了未中斷的應(yīng)力緩沖裝置22。由于應(yīng)力吸收層 12和導(dǎo)電層18二者均是柔性的，可以將在焊料球之一中發(fā)生的應(yīng)力經(jīng)由應(yīng)力緩沖裝置22 傳輸?shù)较噜彽暮噶锨颉?US2004/0082101中所述的方法包括諸如光刻、刻蝕、等離子體表面處理、絲網(wǎng)印刷 等等之類的多個(gè)不同并且昂貴的步驟。此外，導(dǎo)電層18包括當(dāng)制作半導(dǎo)體時(shí)(尤其是在晶 片制作時(shí)(waferfab))出現(xiàn)問題的材料。諸如銅或金之類材料的使用可以引起硅中的電子 電路受到影響。 圖2中介紹了另一種已知的解決方案，其中示出了將聚酰亞胺應(yīng)力吸收層32設(shè)置 在鈍化層34頂部上的封裝30。在層32中存在開口 ，沿投影方向觀看，所述開口至少部分地
4與鈍化層中的開口相符合。凸點(diǎn)下(皿derbump)金屬層(UBM) 36部分地存在于應(yīng)力吸收層 32上，并且部分地存在于所述開口中(用于與1/0焊盤40接觸)。因此，所述UBM具有顛 倒的牛仔帽形狀。UBM不會(huì)完全地填充鈍化層和緩沖層中的開口，使得形成空洞。結(jié)果，焊 料球38部分地存在于所述空洞中。在這種方案中，也使得包括應(yīng)力吸收層32和UBM層的 應(yīng)力緩沖裝置熱機(jī)械不中斷。當(dāng)然與應(yīng)力吸收層和焊料球材料相比，實(shí)際上UBM層是硬層， 所述硬層通常包括鎳，并且經(jīng)由圍繞的聚酰亞胺層將所發(fā)生的應(yīng)力傳遞給相鄰UBM結(jié)構(gòu)。
在TCML期間發(fā)生加熱和冷卻的不同階段。例如，在專利文件GB2， 135， 525和 EP0064854中對(duì)此進(jìn)行了討論。這對(duì)于球柵陣列(BGA)封裝也是已知的。通常所已知的事 實(shí)是在相距封裝中心(即，半導(dǎo)體中心，以下也稱為中點(diǎn))最遠(yuǎn)的焊料球處一般發(fā)生TMCL 的最大問題。歸根結(jié)底，在TMCL中，板比半導(dǎo)體擴(kuò)展得更多。因此在加熱時(shí)，相對(duì)于半導(dǎo)體 的中心，將半導(dǎo)體的左手邊緣拉到左側(cè)，將右手邊緣拉到右側(cè)。半導(dǎo)體和板之間移動(dòng)的區(qū)別 在半導(dǎo)體邊緣處比在中心附近更大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可靠的芯片級(jí)封裝，例如可靠的應(yīng)力緩沖部件，所述可 靠的應(yīng)力緩沖部件更加能夠忍受熱循環(huán)和落體測(cè)驗(yàn)(falltests)。 該目的是通過提供一種封裝來實(shí)現(xiàn)的，所述封裝的特征在于應(yīng)力緩沖元件和鈍化 層之間界面的粗糙度比上部金屬層和鈍化層之間界面的粗糙度更低。 在本申請(qǐng)上下文中，術(shù)語"粗糙度"或"界面粗糙度"意味著界面中的臺(tái)階個(gè)數(shù)和/ 或界面中臺(tái)階的平均陡度或斜率。即，臺(tái)階個(gè)數(shù)越多、或臺(tái)階的平均陡度或斜率越大，這種 界面的粗糙度越高。臺(tái)階在這里是特別指由半導(dǎo)體襯底上的金屬元件或互連跡線創(chuàng)建的臺(tái) 階。臺(tái)階的陡度或斜率特別意味著臺(tái)階邊緣或凸起的陡度或斜率。 本發(fā)明包括以下觀點(diǎn)上述現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)并不知曉或討論當(dāng)在球體或凸點(diǎn) (bump)下面有像互連跡線或虛擬金屬(dummy metal)等有源元件和/或金屬元件時(shí)的問 題。在上述現(xiàn)有技術(shù)中也沒有討論那些附加元件上的應(yīng)力。 優(yōu)選地，也將那些附加元件放置到所述球體的下面，因?yàn)檫@樣可以減小每個(gè)半導(dǎo) 體的表面積，從而從單獨(dú)的晶片或一批原料中獲得更多的產(chǎn)品。并沒有與焊料球減小相結(jié) 合的1/0焊盤的減小提供了未使用的半導(dǎo)體部分的減少。例如，這在US6， 118， 180中可以 看到。該文件示出了將要在倒裝芯片技術(shù)中使用的半導(dǎo)體芯片上的金屬布局。這一參考文 獻(xiàn)通過在包括表面金屬鍵合焊盤、金屬區(qū)和焊料球下UBM的半導(dǎo)體芯片上提供金屬布局， 想要獲得與減小的芯片間距相兼容的倒裝芯片金屬布局。圖3中示出了這種金屬布局。圖 3A示出了截面圖，而圖3B示出了相應(yīng)的頂視圖。表面金屬1/0焊盤具有參考符號(hào)402。所 述附圖示出了互連跡線404和虛擬金屬元件430。 UBM具有參考符號(hào)408。在UBM408的頂 部上存在焊料凸點(diǎn)412。 如從圖3A所具體看出的，將互連跡線404和虛擬金屬元件430限定為與所述鍵合 焊盤402相鄰、并且與所述鍵合焊盤402之間間隔開約1. 0-3. 0 ii m。 UBM408甚至球體412 位于所述表面金屬焊盤402上方，也位于至少一部分所述相鄰金屬元件404、430的上方。 但是，該文獻(xiàn)并沒有記載當(dāng)施加TMCL或進(jìn)行落體實(shí)驗(yàn)時(shí)在所述結(jié)構(gòu)中引入的應(yīng)力。該文獻(xiàn) 中，在UBM408下面并沒有應(yīng)力緩沖層，所述應(yīng)力緩沖層能夠在TMCL期間或落體實(shí)驗(yàn)期間，
5吸收在焊料球中以及焊料球和下部結(jié)構(gòu)的界面處出現(xiàn)的應(yīng)力。 盡管該現(xiàn)有技術(shù)使用球體下面的虛擬金屬430來使得鈍化層表面更加平坦，該現(xiàn) 有技術(shù)并不知曉或討論當(dāng)在所述球體下面具有虛擬金屬時(shí)的問題。在該現(xiàn)有技術(shù)中根本沒 有討論由虛擬金屬430和互連跡線404或所述球體下面任意其他可能的附加元件引起的應(yīng) 力的消極影響。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中沒有討論或提出對(duì)于這一問題的解決方案。
本發(fā)明提出了一種平坦化的上部鈍化表面，并且因此本發(fā)明避免了由于脆性而在 鈍化層中產(chǎn)生的裂縫以及由于互連結(jié)構(gòu)的上部金屬層的組合結(jié)構(gòu)引起的應(yīng)力導(dǎo)致可能的 分層。這種應(yīng)力特別與其中互連結(jié)構(gòu)包括具有低介電常數(shù)的電介質(zhì)層的電路相關(guān)。已知為 低K材料的以SiLK 和benzocyclobuteen(BCB)作為示例的這些層通常本質(zhì)上是聚合體， 并且具有與互連結(jié)構(gòu)中的金屬層相對(duì)較弱的粘附性。與傳統(tǒng)封裝半導(dǎo)體部件相比，由于CSP 封裝較為脆弱，可靠性成為關(guān)注的重點(diǎn)。更具體地，本發(fā)明在稱為C65的工藝中用于設(shè)計(jì)電 路的CSP封裝中產(chǎn)生。這是一種其中最小的典型晶體管的溝道長度為65nm的CMOS工藝。 這樣小的晶體管導(dǎo)致較大的密度和往往具有非常多的金屬層的互連結(jié)構(gòu)。由于這些金屬層 中靠下的金屬層具有較高的分辨率，并且由于低K材料甚至氣隙的使用，總體金屬化結(jié)構(gòu) 是機(jī)械不牢固的。 鈍化層通常包括在上部金屬層中的元件頂部上限定的第一部分，所述上部金屬層 中的元件通常是互連、電感或其他元件。所述鈍化層將還包括與所述元件相鄰的第二部分。 如果沒有對(duì)所述平坦化層進(jìn)行平坦化，所述平坦化層的第一部分和第二部分的上表面將包 括角度。根據(jù)本發(fā)明，所述角度適宜小于50。。按照這種方式，可以釋放沿側(cè)向的力和應(yīng) 力。如果所述角度更大，并且因此有效地影響到鈍化層的角度，沿側(cè)向的這些力將被傳遞到 上部金屬層中的這些元件。這一上部金屬層是互連結(jié)構(gòu)的一部分，那么存在通過所述互連 結(jié)構(gòu)釋放應(yīng)力的較大風(fēng)險(xiǎn)，所述互連結(jié)構(gòu)是機(jī)械不牢固的并且有較大的幾率產(chǎn)生裂縫。
本發(fā)明解決了在TMCL和落體實(shí)驗(yàn)期間由有限的板級(jí)可靠性(BLR)所帶來的問題。 這也克服了現(xiàn)有技術(shù)的有限BLR減小了人們可以使用的最大陣列尺寸的問題(凸點(diǎn)陣列越 大，可靠性越低)。如果沒有本發(fā)明特定的預(yù)防措施，主要將由焊料球?qū)⑽誔CB和襯底半 導(dǎo)體之間的熱膨脹差異。在現(xiàn)有技術(shù)中，有限的BLR已經(jīng)將晶片級(jí)封裝(WLP)的最大可能 陣列尺寸限制為具有0. 5mm凸點(diǎn)間距的7X7的陣列尺寸。這將WLP的應(yīng)用局限于模擬器 件、集成分立和FM無線電器件。由于本發(fā)明，現(xiàn)在可以使得WLP可用于無源集成器件和數(shù) 字信號(hào)處理(DSP)器件。 本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)理解是通過將應(yīng)力緩沖元件分成更小的獨(dú)立元件，特別是
通過為每一個(gè)焊料球提供獨(dú)立的應(yīng)力緩沖元件，可以提高可靠性水平。每一個(gè)應(yīng)力緩沖元
件至少吸收在所述焊料球中和下部結(jié)構(gòu)中作為電子元件和相關(guān)聯(lián)板之間的熱膨脹差的結(jié)
果所產(chǎn)生的應(yīng)力的顯著部分，防止封裝時(shí)電子連接的過早破裂和功能失常。 優(yōu)選地，如果沒有連接所述應(yīng)力緩沖元件，通過提供鈍化層可以獲得更高的可靠
性。除此之外，這意味著優(yōu)選地在該實(shí)施例中，應(yīng)力緩沖元件的上側(cè)以及所述上側(cè)的至少一
部分與鈍化層之間沒有界面。(從熱機(jī)械的觀點(diǎn)考慮)獨(dú)立的應(yīng)力緩沖元件提供了現(xiàn)有技術(shù)沒有提供的至少兩 個(gè)附加機(jī)制來進(jìn)行應(yīng)力釋放和變形。 如之前已經(jīng)注意到的，在半導(dǎo)體和板之間運(yùn)動(dòng)的差異在半導(dǎo)體的邊緣比中心附近更大。因此在一個(gè)焊料球中應(yīng)力的量比在另一個(gè)焊料球中應(yīng)力的量更大。當(dāng)應(yīng)力緩沖裝置 沒有分開并且熱機(jī)械未中斷時(shí)，可以想象的是一個(gè)焊料球產(chǎn)生的應(yīng)力被傳遞到相鄰的焊料 球，在這種情況下應(yīng)力可能在不可預(yù)測(cè)的位置處堆積，使得局部地形成裂縫。例如，這可能 在焊料球和相關(guān)聯(lián)的連接結(jié)構(gòu)之間的界面處發(fā)生。例如，在相鄰焊料球中發(fā)生的應(yīng)力可能 被傳遞到位于其間的焊料球，從而使得所述應(yīng)力彼此加強(qiáng)。利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的分裂 應(yīng)力緩沖器的解決方案防止發(fā)生這種應(yīng)力集中。 可以將應(yīng)力緩沖元件和焊料球的組合看作兩個(gè)串聯(lián)彈簧。所述彈簧能夠依賴于特 定的熱循環(huán)情況而對(duì)自身進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，從而提供第二種有利機(jī)制。所述調(diào)節(jié)對(duì)于從襯底 到半導(dǎo)體的每一個(gè)連接(即對(duì)于焊料球和應(yīng)力緩沖元件的每一個(gè)組合)可以有所不同。
應(yīng)力緩沖元件優(yōu)選地與相鄰應(yīng)力緩沖元件熱機(jī)械無關(guān)的事實(shí)本身闡釋了根據(jù)與 現(xiàn)有技術(shù)不同的本發(fā)明實(shí)施例的解決方案。 適當(dāng)?shù)兀琁/O焊盤頂部上和UBM下面的應(yīng)力緩沖元件是Al層、Cu層或主要基于Al 或Cu的合金。更優(yōu)選地，所述應(yīng)力緩沖元件具有至少0. 5微米的厚度，更優(yōu)選地具有至少 l.O微米的厚度。Al或Cu的使用與互連結(jié)構(gòu)的制造相兼容。此外，具有相當(dāng)厚度的這種層 的使用允許每一個(gè)1/0焊盤可以不但沿與半導(dǎo)體襯底垂直的方向而且沿側(cè)向吸收應(yīng)力。
應(yīng)用Al層的附加優(yōu)勢(shì)在于通常為NiAu的UBM可以用無電沉積(electroless d印osition)工藝來涂覆，節(jié)省了掩模步驟。迄今為止，掩模步驟是封裝工藝中最昂貴的步 驟。 另一個(gè)方面是這樣的事實(shí)，即具有獨(dú)立緩沖元件的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)表現(xiàn) 為不適于與應(yīng)力緩沖裝置中的重新分配(redistribution)結(jié)合使用。這種重新分配軌道 (track)將提供與鈍化層的更多連接以及與襯底的連接，因此將導(dǎo)致在重新分配軌道與容 納焊料球的凸點(diǎn)焊盤之間的連接失敗。 如已經(jīng)示出的，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，如果為毎個(gè)I/0焊盤提供單獨(dú)和熱機(jī)
械獨(dú)立的應(yīng)力緩沖元件是有利的。然而，其并沒有排除對(duì)于包括設(shè)置為彼此相鄰的幾個(gè)焊
料球的組而使用一個(gè)應(yīng)力緩沖元件，也沒有排除通過另外的連接層互連用于多個(gè)焊料球的
應(yīng)力緩沖元件。這對(duì)于位于半導(dǎo)體中心線附近的焊料球獲得特別的優(yōu)勢(shì)。此外，多個(gè)熱機(jī)
械相當(dāng)不兼容的焊料球的連接和固定表現(xiàn)為使得無論如何都可以執(zhí)行重新分配。 優(yōu)選地，使用導(dǎo)電材料的應(yīng)力緩沖元件，其中將焊料球與I/0焊盤電連接的功能
實(shí)質(zhì)上與吸收所產(chǎn)生的應(yīng)力的功能相結(jié)合。由于應(yīng)力緩沖元件是單獨(dú)的圖案化元件，這不
會(huì)存在任何短路問題。 優(yōu)選地，選擇應(yīng)力緩沖裝置和焊料球使得它們具有相似的彈性、塑性和熱膨脹系 數(shù)。對(duì)于楊氏模量而言，如果二者具有10-100GPa的楊氏模量、更有利地具有20-80GPa的楊 氏模量、甚至更有利地具有25-75GPa的楊氏模量，將是有利的。對(duì)于塑性值獲得類似的效 果對(duì)于這二者有利的值是20-250MPa的塑性極限，如果該值范圍更窄則是更有利的。利用 鋁合金應(yīng)力緩沖元件(彈性模量60GPa，塑性極限200MPa)和所謂的SAC焊料(具有32GPa 彈性模量和20MPa塑性極限的錫-銀-銅焊料)的組合已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了良好的結(jié)果，其二者均 具有20-25ppm/K的熱膨脹系數(shù)。 優(yōu)選地，向應(yīng)力緩沖元件涂覆例如鎳之類的鍵合材料作為焊料，所述鍵合材料也 稱作凸點(diǎn)下金屬層。優(yōu)選地，所述鎳具有足夠的厚度，尤其是與諸如SAC之類的高錫焊料結(jié)合使用。事實(shí)上，這種焊料傾向于緩慢地溶解Ni。 一旦已經(jīng)完全地消耗了Ni層，焊料球?qū)?br> 不再鍵合，并且所述連接的壽命也結(jié)束。利用具有至少0. 4 ii m、更優(yōu)選地0. 8 ii m、甚至更優(yōu)
選地更厚厚度的Ni層已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了有利的結(jié)果。應(yīng)該注意的是在這種連接中，鎳的硬度和彈
性極限二者均比鋁(合金)和焊料的高得多。例如，鎳具有161GPa的彈性模量。 所述Ni層通常摻雜有阻滯劑，防止鎳溶解。為此目的可以在Ni中使用8%的釩。
優(yōu)選地，在NiAu電極的情況下添加5-10%的磷。鍵合材料層所要求的厚度依賴于焊料球的
直徑和特定類型的折疊器，并且當(dāng)然也依賴于電子器件使用期間所處的條件。 按照這樣的方式涂覆鍵合層是非常有利的，使得不但在每一個(gè)應(yīng)力緩沖元件的上
表面、而且在其各個(gè)側(cè)面上均存在鍵合層，至少在側(cè)面的與下方鈍化層不具有界面的那一
部分上存在鍵合層。顯而易見的結(jié)果是所述焊料也可以在所述側(cè)面上延伸。與其中鍵合層
只存在于應(yīng)力緩沖元件上表面的情況相比，這可能導(dǎo)致焊料和焊料下面的表面之間不同的
接觸角。這種不同的、可能更有利的接觸角對(duì)于沿側(cè)向(即沿與襯底平行的方向)的焊料
球的變形可能具有正面影響。 然而應(yīng)該理解的是，鍵合材料涂覆整個(gè)應(yīng)力緩沖元件也導(dǎo)致元件抗腐蝕性能的提 高。對(duì)于A1來說特別頻繁地發(fā)生腐蝕問題。用鍵合材料(因此也用焊料)獲得的密封提供 相當(dāng)優(yōu)秀的抗潮濕性能以及對(duì)抗在進(jìn)一步組裝期間(例如在清洗步驟期間以及使用期間) 表面所暴露到的多種其他環(huán)境因素的性能。 將鍵合材料(例如UBM)涂覆到應(yīng)力緩沖元件的上表面和側(cè)面的有利方式是通過 對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言公知的無電鍍技術(shù)。另一方面，當(dāng)將濺射技術(shù)用于涂覆Ni 時(shí)，只將所述Ni涂覆到應(yīng)力緩沖元件的上表面一側(cè)。 顯而易見的是當(dāng)使用鋁應(yīng)力緩沖元件時(shí)，維持最小和最大厚度。當(dāng)Al層太厚時(shí)， 緩沖層將太軟并且將會(huì)撕裂。當(dāng)A1層太薄時(shí)，所述層將太硬并且同樣地撕裂。合適的范圍 是1-5 ii m的厚度。為了清楚起見，注意這里所使用的術(shù)語"厚度"應(yīng)該理解為指的是從鈍 化層上表面延伸的那部分應(yīng)力緩沖元件的厚度。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言顯而易見的 是所述最小和最大值依賴于所使用的材料。例如，諸如Al-Mg之類的Al合金通常更硬，并 且要求更大的厚度。這并沒有排除應(yīng)力緩沖元件包括幾個(gè)子層，所述子層可能由不同材料 形成。 考慮到所要求的膨脹或變形和到半導(dǎo)體中心線的距離之間的關(guān)系，以及相應(yīng)地在 應(yīng)力負(fù)載和到半導(dǎo)體中心線的距離之間的關(guān)系，可以通過使得應(yīng)力緩沖元件的硬度隨著與 半導(dǎo)體中心線距離的減小而減小來進(jìn)一步提高可靠性。當(dāng)然，所謂的芯片上變化只能用于 允許范圍之內(nèi)。這種變化可以提供針對(duì)具有比7*7更大矩陣和/或更大半導(dǎo)體表面的芯片 尺寸封裝的解決方案。 如之前已經(jīng)表示的，當(dāng)使用導(dǎo)電且熱機(jī)械分離的應(yīng)力緩沖元件時(shí)，重新分配并非 總是可行。除了前面已經(jīng)解釋的實(shí)施例之外，還存在事實(shí)上甚至更簡單的另一種可能如果 所述應(yīng)力緩沖元件不與相對(duì)的襯底或板機(jī)械連接，可以將應(yīng)力緩沖元件用于重新分配。這 意味著必須將這種重新分配部分的末端經(jīng)由其中的開口引回到所述鈍化層下面的金屬層。
除了用于重新分配(互連)之外，例如，這種可能性也非常適用于這種應(yīng)力緩沖元 件中的線圈的定義。Al的厚度使得該層十分適用于此目的。 為了完整性，還應(yīng)該注意的是鎳UBM的使用引起焊料球和應(yīng)力緩沖元件之間的機(jī)械硬片。假設(shè)根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的解決方案也將基于不具有這種硬片的串聯(lián)彈簧系統(tǒng) (因此，在這種情況下半導(dǎo)體附近的彈簧能夠變形)而運(yùn)行。 特別應(yīng)該注意的是從W02005/115679中可知，焊料材料是已知的，所述焊料材料 無需使用獨(dú)立的鍵合層就能夠與A1鍵合。當(dāng)然，該材料能夠有利地與本發(fā)明結(jié)合使用。如 果無論如何都使用鍵合層，這種用途也是有利的，即提供附加的保護(hù)。 根據(jù)本發(fā)明的CSP封裝的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)在于在無需成比例減小焊料球直徑的情 況下，鈍化層下面的1/0焊盤可以具有較小的直徑。這將在附圖描述中更加詳細(xì)地解釋。與 如圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)方案相比較，對(duì)于每一個(gè)I/O焊盤，從120*120 ii m到10*10 y m的減 小看起來是可能的。因此這是多于10倍因子的減小。 此外，這種減小還使得可以減小每個(gè)半導(dǎo)體的表面積，從而從單獨(dú)晶片或一批原 料中獲得更多的產(chǎn)品。另外，這種減小使得可以在CSP中的焊料球下面限定有源元件和/ 或金屬元件，例如互連或虛擬金屬。由于聚酰亞胺較弱的鍵合，在根據(jù)圖2實(shí)施例的現(xiàn)有技 術(shù)中使用的較大1/0焊盤是特別必要的，所述較大的1/0焊盤導(dǎo)致可能不能與1/0焊盤下 的有源元件和/或金屬元件結(jié)合的機(jī)械應(yīng)力。減小1/0焊盤而不減小焊料球有利地減小了 半導(dǎo)體的無用部分。因此，這種方案非常適用于并且注定用于移動(dòng)電話和其他便攜產(chǎn)品。
應(yīng)該注意的是根據(jù)本發(fā)明的I/O焊盤的直徑將比US2004/0082101的圖1中所示 的1/0焊盤更小。為了通過導(dǎo)電層18獲得板和半導(dǎo)體之間連接的適當(dāng)?shù)牡碗娮瑁ㄟ^鈍化 層的開口直徑將必須相當(dāng)大。事實(shí)上，可以將導(dǎo)電粉末設(shè)置在柔軟的非導(dǎo)電材料中，以便獲 得所需的柔性，這增加了層18的總電阻。所述總電阻將比例如包括鋁的根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)力 緩沖元件的電阻更低。 本發(fā)明的基本思想在于提供可用于標(biāo)準(zhǔn)晶片制造材料和技術(shù)的簡單封裝結(jié)構(gòu)，在 所述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選地通過使用第一鈍化層作為平坦化層，應(yīng)力緩沖器是平坦化的晶片表面 頂部上的鋁層。優(yōu)選地，所述第一鈍化層由Si(^構(gòu)成，優(yōu)選地通過旋涂玻璃法(SOG)和隨后 的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)來平坦化所述第一鈍化層。這種類型的平坦化具有將凸點(diǎn)放置到有 源區(qū)域的優(yōu)點(diǎn)，從而節(jié)省了硅。優(yōu)選地，應(yīng)力緩沖器頂部上的UBM是無電鍍的NiAu層。將 所述焊料球簡單地放置在UBM的頂部上。


隨后將參考附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明，其中 圖1、2、3A和3B是上述現(xiàn)有技術(shù)的公知器件的圖； 圖4是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的CSP封裝的一部分的示意圖； 圖5和圖6是示出了沒有進(jìn)行第一鈍化層的平坦化、位于應(yīng)力緩沖層和第二鈍化 層之間的界面示意圖和圖片； 圖7-9是示出了利用根據(jù)本發(fā)明封裝的其他優(yōu)選實(shí)施例的進(jìn)行了第一鈍化層平 坦化的、位于應(yīng)力緩沖層和第二鈍化層之間的界面示意圖和圖片；以及
圖10是圖4實(shí)施例封裝的類似詳情的圖片。
具體實(shí)施例方式
附圖中的部件并非按比例繪制，為了清楚地說明本發(fā)明的原理對(duì)其進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)。將本質(zhì)上或功能上等同或類似的特征用相同的附圖標(biāo)記表示。
圖1、2、3A和3B是前述已經(jīng)討論的現(xiàn)有技術(shù)器件的圖。 圖4示出了包括半導(dǎo)體襯底52上的互連結(jié)構(gòu)50的應(yīng)力緩沖半導(dǎo)體部件或芯片級(jí) 封裝(CSP)49。該互連結(jié)構(gòu)50包括一個(gè)或更多金屬層。在互連結(jié)構(gòu)50的金屬層的上部金 屬層61中限定了多個(gè)I/0焊盤54。將第一鈍化層56設(shè)置在該上部金屬層61的頂部上。 該第一鈍化層保護(hù)結(jié)構(gòu)50的有源區(qū)，并且暴露出1/0焊盤54。優(yōu)選地，第一鈍化層56包括 Si02。通常，將附加的由氮化硅形成的第二鈍化層58涂覆在第一鈍化層56的頂部上。優(yōu) 選地，第二鈍化層58應(yīng)該比400nm更厚以避免針孔。 第一鈍化層56保護(hù)作為互連結(jié)構(gòu)一部分的上部金屬層61中的元件。層61的結(jié) 構(gòu)具有如圖5和圖6所示的不規(guī)則上表面。這種不規(guī)則上表面是包括具有很多金屬層的 互連結(jié)構(gòu)50的集成電路的常規(guī)實(shí)踐。特別是對(duì)于引線鍵合的芯片，所述引線鍵合芯片用 例如玻璃環(huán)氧樹脂材料的模制化合物進(jìn)行外模成型(overmould)，不規(guī)則的上表面是有利 的其導(dǎo)致模制化合物與芯片之間更好的粘附性。因此，這種不規(guī)則上表面對(duì)于CSP并無 優(yōu)勢(shì)也是本發(fā)明的一部分。這種先進(jìn)IC中的互連結(jié)構(gòu)61通常用銅和稱為雙波紋(dual damascene)的工藝制作。 焊料球60用于將結(jié)構(gòu)50或另一個(gè)電子元件與板62電連接，這也是配置電極64 的目的。I/O焊盤54和焊料球60通過UBM70和應(yīng)力緩沖元件74電連接。UBM 70的外部 上表面和側(cè)表面形成了所謂的鍵合焊盤66，使得可以將焊料球60放置在UBM70上。
每一個(gè)應(yīng)力緩沖元件74由第一部分68和第二部分72構(gòu)成，所述第一部分68設(shè) 置在鈍化層56和58中的開口中，以及所述第二部分72從第二鈍化層58的表面76延伸。 所述第一部分68與所討論的I/O焊盤54接觸，而第二部分72經(jīng)由UBM70與所討論的焊料 球60電連接。第一部分68沿與表面76平行的方向的尺寸比第二部分72沿相應(yīng)方向的尺 寸小得多。這在圖4中清楚地示出。這一方面的主要優(yōu)勢(shì)在于可以使用相對(duì)較小的I/0焊 盤54，至少無需適應(yīng)焊料球60的直徑。這一現(xiàn)象也稱作重新鈍化。由于I/0焊盤經(jīng)受的應(yīng) 力，1/0焊盤54下面的區(qū)域通常不能用于有源電路或互連結(jié)構(gòu)，因此這是非常有利的。當(dāng) 減小1/0焊盤的尺寸時(shí)，如圖4實(shí)施例中的情況，可以有效地利用半導(dǎo)體襯底52的更大部 分。 優(yōu)選地，每一個(gè)應(yīng)力緩沖元件74只由一種材料或一個(gè)部件構(gòu)成。然而，可以想象
兩個(gè)部分68和72由幾個(gè)層構(gòu)成，每一層適合于所要求的特定性能。 焊料球60形成與PCB 62的電極64的導(dǎo)電連接，以便形成電子器件。 眾所周知的事實(shí)是半導(dǎo)體硅52的熱膨脹系數(shù)比用于PCB的材料的熱膨脹系數(shù)小
得多。這導(dǎo)致在測(cè)試期間和進(jìn)一步的使用期間在封裝49中的應(yīng)力?？紤]到兩個(gè)部件的尺
寸，與這一連接相關(guān)的圖4中所示的器件A和B的膨脹非常不同。另外，應(yīng)該顯而易見的是
膨脹差異在半導(dǎo)體襯底52邊緣處設(shè)置的焊料球60中比位于半導(dǎo)體襯底52的中央的焊料
球中的更大。因此熱應(yīng)力問題在后一焊料球60的情況下起更小的作用。 根據(jù)本發(fā)明所示的實(shí)施例，通過應(yīng)力緩沖元件74抵消上述應(yīng)力。通過應(yīng)力緩沖器
74的部分72吸收較大部分的應(yīng)力。這意味著一個(gè)連接結(jié)構(gòu)/焊料球60中的應(yīng)力將不會(huì)
被傳遞到相鄰的連接結(jié)構(gòu)/焊料球60。這與圖1的應(yīng)力緩沖裝置22和圖2的應(yīng)力緩沖裝
置36、32大不相同。另一方面，在這種情況下連接結(jié)構(gòu)18(圖1)和36(圖1)將能夠傳遞應(yīng)力。因此如之前所討論的，本發(fā)明所示實(shí)施例提供多種顯著的優(yōu)點(diǎn)。 如之前所注意到的，圖4中所示的結(jié)構(gòu)能夠模型化為一組串聯(lián)的彈簧，熱膨脹差 確定所述彈簧的伸縮程度，而層的材料和厚度確定彈簧特性。在圖4所示情況下，例如與 UBM70相對(duì)應(yīng)的相對(duì)較硬的彈簧與兩個(gè)相對(duì)較軟的彈簧相連，所述兩個(gè)相對(duì)較軟的彈簧分 別與鋁應(yīng)力緩沖部分74和焊料球60相對(duì)應(yīng)。因此，每一幅圖只示出了兩個(gè)這種彈簧組件， 但是應(yīng)該理解的是實(shí)踐中(其中使用大量焊料球)將沿兩個(gè)方向逐一地設(shè)置大量彈簧組 件。在本發(fā)明所示實(shí)施例中，一個(gè)彈簧組件中的彈簧的伸縮程度和張力不會(huì)影響另一個(gè)彈 簧系統(tǒng)中的伸縮程度和張力。在圖1和圖2所示的情況下，在所述彈簧組件的一個(gè)彈簧中 較大的伸縮程度和張力可能導(dǎo)致相鄰彈簧組件中較大的伸縮程度和張力。
對(duì)于圖2中所示的已知解決方案，應(yīng)該注意的是考慮到將UBM 36固定到鍵合焊盤 40和鈍化層34的事實(shí)，通過應(yīng)力緩沖層32的相對(duì)形變只部分地確定UBM 36相對(duì)于半導(dǎo) 體的形變和相對(duì)移動(dòng)。歸根結(jié)底，經(jīng)由1/0焊盤將UBM 36固定到半導(dǎo)體，并且從而減小了 UBM 36的帽子形狀的相對(duì)移動(dòng)和/或形變。 優(yōu)選地，UBM 70是鎳，并且具有在0. 15-5iim范圍內(nèi)的厚度c^。優(yōu)選地，通過無電 鍍工藝涂覆所述鎳。結(jié)果，也涂鍍了應(yīng)力緩沖器74的部分72的表面。這對(duì)于保護(hù)應(yīng)力緩 沖器74抵抗侵蝕以及獲得焊料球60有利的接觸角度a兩者均是有利的。
優(yōu)選地，每一個(gè)應(yīng)力緩沖元件74由鋁合金構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)示出了通過使用包括 0. 5%銅的鋁合金、以及應(yīng)力緩沖器74的部分72厚度d2為2. 5 ii m可以獲得良好的結(jié)果。 優(yōu)選地，厚度d2的范圍在1至IJ 5 ii m之間。 優(yōu)選地，獨(dú)立的應(yīng)力緩沖元件74用于每一個(gè)焊料球60，在這種情況下不會(huì)將一個(gè) 焊料球60中或下方連接結(jié)構(gòu)61中的應(yīng)力傳遞到相鄰的焊料球60和應(yīng)力緩沖元件74。然 而如已經(jīng)表示的，可以設(shè)想例如經(jīng)由設(shè)置在其間的連接層(圖4中未示出)來連接多個(gè)相 鄰的應(yīng)力緩沖元件74，以便使用用于一組相鄰焊料球60的熱機(jī)械互連的應(yīng)力緩沖元件74。 考慮到局部較低的熱應(yīng)力，這種系統(tǒng)可以特別用于在半導(dǎo)體襯底52的中心線附近存在的 焊料球60。 另一個(gè)優(yōu)選方式在于以下事實(shí)應(yīng)力緩沖元件74對(duì)于具有平滑、平整或平坦化 表面的第二鈍化層58最有用。如果不是這種情況，可能在應(yīng)力緩沖元件74的部分72 與第二緩沖層58之間的界面中、也在下面的連接結(jié)構(gòu)61和第一鈍化層56之間的界面 中建立危險(xiǎn)的應(yīng)力集中，其中的每一個(gè)均可能導(dǎo)致裂縫。由于第二鈍化層跟隨第一鈍化 層56的凹凸或粗糙度，優(yōu)選地是將第一鈍化層56沉積或處理為具有面對(duì)第二鈍化層58 的平滑、平整或平坦化的表面。為了向第一鈍化層56提供這種上表面，當(dāng)使用Si02作 為主要材料沉積第一鈍化層56時(shí)，優(yōu)選地使用至少一種以下工藝沉積四乙氧基硅烷 (tetraethylorthosilicate) 、 HDP沉積、通過SOG沉積。也可以通過使用具有比Si02更低 介電常數(shù)的材料沉積來限制寄生電容。為了進(jìn)一步降低第一鈍化層56的表面粗糙度，將 CMP技術(shù)用于處理第一鈍化層56，以便獲得第一鈍化層56的平滑上表面。其結(jié)果是應(yīng)力緩 沖元件74和第二鈍化層58之間界面的粗糙度比金屬元件61和第一鈍化層56之間界面的 粗糙度小。 圖5和圖6是示出了沒有進(jìn)行第一鈍化層的平坦化的、位于應(yīng)力緩沖層和第二鈍 化層之間的界面的示意圖和圖片。
圖7-9是示出了在根據(jù)本發(fā)明封裝的其他優(yōu)選實(shí)施例中，進(jìn)行了第一鈍化層平坦 化的、位于應(yīng)力緩沖層和第二鈍化層之間的界面的示意圖和圖片。 圖10是圖4實(shí)施例的CSP封裝的類似詳情的圖片。本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施例的 詳情將在圖5-10的輔助下描述如下 將應(yīng)力緩沖層74，也稱作有源層上BUMP (BUMA)層，沉積到IC處理晶片52的頂部 上。將所述晶片52的表面平坦化到一定程度，以避免鈍化層56和58中的裂縫?？梢栽趦?層的部分中平坦化BUMA層74下面的疊層，即在制造期間執(zhí)行平坦化步驟。BUMA層74是 鋁，但是也可以用銅或諸如鋁-銅合金之類的合金來制成。 表面粗糙度主要由最后金屬層54和61中的結(jié)構(gòu)以及Si02隔離層56的沉積或處 理方式引起。 當(dāng)沒有對(duì)晶片52進(jìn)行平坦化時(shí)，頂部上的BUMA層74將在TMCL期間對(duì)凸點(diǎn)60產(chǎn) 生影響，并且如圖5中箭頭所示地部分地下降到晶片52的表面上。由于BUMA層74的阻尼 效應(yīng)，這種影響不會(huì)被原樣地傳遞到晶片52的表面，但是在BUMA層74的下面仍然存在足 以破裂Si02鈍化層56和Si3N4鈍化層58的力。并且這種破裂也將損壞頂部金屬層。圖6 示出了這種封裝的X截面。圖6確實(shí)示出了用于沉積BUMA層74的Si3N4第二鈍化層58的 劣質(zhì)表面。同樣難以在互連跡線61的最后金屬層的Al堆之間沉積BUMA層74。
為了避免表面粗糙，可以根據(jù)本發(fā)明按照不同方式沉積和處理I/O焊盤54和互連 跡線61的最后金屬層頂部上的Si02隔離層，即第一鈍化層56，所述不同方式例如通過使用 HDP的Si02沉積，通過使用SOG的Si02沉積，或者通過使用等離子體TEOS沉積Si02并且然 后通過CMP進(jìn)行平坦化。 將需要最小程度平坦化的第一鈍化層56，即氧化硅層56用氮化硅的第二鈍化層 58覆蓋。優(yōu)選地，該層58應(yīng)該比400nm厚以更好地避免針孔。氮化層58非常強(qiáng)并且可以 在板級(jí)測(cè)試的機(jī)械加載期間忍受較大的力。 在最后金屬54和61頂部上沉積的等離子體氧化物(PLOX)層55頂部上HDP沉積 Si(^層56，將實(shí)現(xiàn)一定程度的平坦化。在圖7和圖8中可以看到示意圖和x-截面圖。因 此，圖7和圖8示出了通過HDP實(shí)現(xiàn)的一定程度的平坦化。第二鈍化層58的表面還不是平 坦的，但是沖擊力將在一定程度上沿第二鈍化層58的鈍化表面?zhèn)鞑ァ＿@由圖7中的箭頭所 示。優(yōu)選地，鈍化表面的斜率應(yīng)該是約45。。 平坦化的另一種方式是SOG，其中最后金屬層61之間的空間(圖9中表示為INS 61(INS =第二互連))通過SOG用SiOj真充。圖9示出了利用SOG平坦化的X截面。根據(jù) 圖9，在這種平坦化方法中，首先用第一 PLOX層55覆蓋最后金屬層61。該第一 PLOX層55 可以接觸到其表面可以為Si02的晶片52的表面。如從圖9中可以看到的，第一 PLOX層55 具有幾乎與由晶片52上的Si02表面上最后金屬層61創(chuàng)建的結(jié)構(gòu)相同的粗糙度。在第二 步驟中，通過SOG用Si02 5 2A填充覆蓋PL0X的最后金屬層61之間的間隙。Si02層56A在 圖9中用暗色表示。填充間隙的這種措施制造具有少許粗糙度的較為平滑的整個(gè)表面。然 后用第二 PLOX層57覆蓋該表面，因此所述表面如同圖9中所看到的那樣平滑。第一 PLOX 層55、 Si02層56A和第二 PLOX層57構(gòu)成了第一鈍化層56。如從圖9中所看到的那樣，然 后在第一鈍化層56的后一層57的頂部上沉積Si3N4第二鈍化層58。如從圖9中所看到的 那樣，第二鈍化層58對(duì)BUMA層74提供相當(dāng)平滑的基礎(chǔ)。
12
用于平坦化晶片表面(尤其是第一鈍化層56)的最好方式是用CMP處理，其中如 圖10中可以看出的，將最后金屬層61上面的Si02層56完全平坦化，圖10示出了用CMP對(duì) 第一鈍化層56進(jìn)行平坦化的x截面。在用CMP進(jìn)行平坦化的情況下，由下落和TMCL引入 的沖擊力可以容易地沿第二鈍化層58的平坦表面?zhèn)鞑ァ?盡管將焊料球在所示實(shí)施例中用于電連接封裝，也可以根據(jù)本發(fā)明在不包括焊料
球的封裝中使用應(yīng)力緩沖元件，例如在包括與引線框的引線連接的更傳統(tǒng)封裝中。這種方
法的優(yōu)勢(shì)在于用于提供應(yīng)力緩沖裝置的工藝可以在工廠中用于多種封裝。 盡管已經(jīng)在附圖和上述描述中說明和描述了本發(fā)明，這些說明和描述將被認(rèn)為是
說明性或示意性的，而不是限制性的；本發(fā)明并非局限于所公開的實(shí)施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)
人員在實(shí)踐所保護(hù)發(fā)明時(shí)可以從對(duì)附圖、公開和所附權(quán)利要求的學(xué)習(xí)，來理解和實(shí)現(xiàn)對(duì)于
所公開實(shí)施例的其他變體。 在權(quán)利要求中，詞語"包括"并不排除其他元件或步驟，并且不定冠詞"一個(gè)"并沒 有排除多個(gè)。單獨(dú)的元件或其他單元可以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求中所引用的幾個(gè)項(xiàng)目的功能。唯一 的事實(shí)在于在相互不同的從屬權(quán)利要求中記載的特定措施并非表示不能有利地使用這些 措施的組合。 權(quán)利要求中的任意附圖標(biāo)記不應(yīng)該解釋為限制其范圍。
權(quán)利要求
一種應(yīng)力緩沖半導(dǎo)體部件，包括電路，包括在半導(dǎo)體襯底(52)中限定的多個(gè)器件，以及在所述半導(dǎo)體襯底上的一個(gè)或更多金屬層中限定的、并且由所述一個(gè)或更多金屬層的上金屬層頂部上的鈍化層(56、58)保護(hù)的互連結(jié)構(gòu)，所述鈍化層(56、58)部分地暴露出與所述電路電連接的I/O焊盤(54)；應(yīng)力緩沖元件(74)，適用于吸收所述I/O焊盤(54)上的應(yīng)力；凸點(diǎn)下金屬層(70)，與所述應(yīng)力緩沖元件(74)電連接；其特征在于所述應(yīng)力緩沖元件(74)和所述鈍化層(56、58)之間界面的粗糙度比所述上金屬層(61)和所述鈍化層(56、58)之間界面的粗糙度更低。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其特征在于所述鈍化層(56、58)遠(yuǎn)離所述上金屬層(61)的上部一側(cè)比鈍化層(56、58)朝向所述上金屬層(61)的下部一側(cè)更平坦。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的部件，其特征在于所述鈍化層(56、58)包括與所述上金屬層(61)接觸的第一層(56)以及從所述第一層(56)的上部一側(cè)延伸的第二層(58)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的部件，其特征在于所述第一層(56)用作粗糙度降低或平坦化層，用于降低所述應(yīng)力緩沖元件(74)和所述鈍化層(56、58)之間界面的粗糙度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其中1/0焊盤的個(gè)數(shù)超過7X7陣列。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的部件，其中所述電路包括數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其中所述互連結(jié)構(gòu)還包括低K材料的電介質(zhì)層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的部件，其中至少一個(gè)所述器件是具有至多65nm溝道長度的晶體管。
9. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件，所述部件在凸點(diǎn)下金屬層上配置有焊料球。
10. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的半導(dǎo)體部件，其中所述電路是音頻電路，并且優(yōu)選地包括用于接收和放大音頻信號(hào)的電路。
11. 一種包括板(62)和根據(jù)權(quán)利要求10中所述部件的組件，所述部件經(jīng)由所述焊料球(60)與所述板(62)電連接。
12. —種制造應(yīng)力緩沖半導(dǎo)體部件的方法，包括以下步驟限定電路，所述電路包括半導(dǎo)體襯底(52)中的多個(gè)器件，以及包括所述半導(dǎo)體襯底(52)頂部上的一個(gè)或更多金屬層的互連結(jié)構(gòu)，在所述金屬層的上金屬層中限定了 1/0焊在所述上金屬層(61)上提供鈍化層(56、58)，同時(shí)至少部分地暴露出所述1/0焊盤(54);在所述1/0焊盤(54)的至少一部分上和所述鈍化層(56、58)的至少一部分上提供應(yīng)力緩沖元件(74);其特征在于按照以下方式設(shè)置所述鈍化層(56、58)，使得所述應(yīng)力緩沖元件(74)和所述鈍化層(56、58)之間界面的粗糙度比所述上金屬層(61)和所述鈍化層(56、58)之間界面的粗糙度更低。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于將所述鈍化層(56、58)遠(yuǎn)離所述上金屬層(61)的上部一側(cè)平坦化得比所述鈍化層(56、58)朝向所述上金屬層(61)的下部一側(cè)更平坦。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于提供所述鈍化層(56、 58)，所述鈍化層(56、58)包括與所述上金屬層(61)接觸的第一層(56)以及從所述第一層 (56)的上部一側(cè)延伸的第二層(58)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于通過以下方法中的至少一種，優(yōu)選地在 整個(gè)半導(dǎo)體襯底(52)上沉積和/或平坦化所述第一層(56):沉積四乙氧基硅烷、沉積具有比Si02更低介電常數(shù)的材料、高密度等離子體、旋涂玻 璃、化學(xué)機(jī)械拋光。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于半導(dǎo)體部件的應(yīng)力緩沖封裝(49)，包括半導(dǎo)體襯底(52)；I/O焊盤(54)，與半導(dǎo)體襯底(52)電連接；應(yīng)力緩沖元件(74)，用于吸收應(yīng)力，并且與I/O焊盤(54)電連接；凸點(diǎn)下金屬層(70)，與應(yīng)力緩沖元件(74)電連接；焊料球(60)，與凸點(diǎn)下金屬層(70)電連接；焊料球(60)和半導(dǎo)體襯底(52)之間的金屬元件(61)；鈍化層(56、58)，保護(hù)半導(dǎo)體襯底(52)和金屬元件(61)，并且至少部分地暴露出I/O焊盤(54)；其特征在于應(yīng)力緩沖元件(74)和鈍化層(56、58)之間界面的粗糙度比金屬元件(61)和鈍化層(56、58)之間界面的粗糙度更低。另外，本發(fā)明涉及用于制造半導(dǎo)體部件的應(yīng)力緩沖封裝(49)的方法。
文檔編號(hào)H01L23/485GK101765913SQ200880100981
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2008年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日
發(fā)明者亨德里克·胡切斯坦巴赫 申請(qǐng)人:Nxp股份有限公司