專利名稱：形成rdl的方法和半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體器件，并且更具體地涉及在接觸焊盤上形成重分布層 (RDL)的方法和半導(dǎo)體器件，其中RDL沿第一軸比接觸焊盤寬，而沿與第一軸垂直的第二軸比接觸焊盤窄。
背景技術(shù)：
常常在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件在電部件的數(shù)目和密度方面變化。分立的半導(dǎo)體器件一般包含一種類型的電部件，例如發(fā)光二極管(LED)、小信號(hào)晶體管、電阻器、電容器、電感器、功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。集成半導(dǎo)體器件典型地包含幾百個(gè)到數(shù)以百萬的電部件。集成半導(dǎo)體器件的示例包括微控制器、微處理器、電荷耦合器件(CCD)、太陽能電池以及數(shù)字微鏡器件(DMD)。半導(dǎo)體器件執(zhí)行各種的功能，諸如信號(hào)處理、高速計(jì)算、發(fā)射和接收電磁信號(hào)、控制電子器件、將太陽光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏σ约爱a(chǎn)生用于電視顯示的視覺投影。在娛樂、通信、功率轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)以及消費(fèi)產(chǎn)品的領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體器件。還在軍事應(yīng)用、航空、汽車、工業(yè)控制器和辦公設(shè)備中發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件利用半導(dǎo)體材料的電屬性。半導(dǎo)體材料的原子結(jié)構(gòu)允許通過施加電場或基電流(base current)或通過摻雜工藝而操縱其導(dǎo)電性。摻雜向半導(dǎo)體材料引入雜質(zhì)以操縱和控制半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電性。半導(dǎo)體器件包含有源和無源電結(jié)構(gòu)。包括雙極和場效應(yīng)晶體管的有源結(jié)構(gòu)控制電流的流動(dòng)。通過改變摻雜水平和施加電場或基電流，晶體管要么促進(jìn)要么限制電流的流動(dòng)。 包括電阻器、電容器和電感器的無源結(jié)構(gòu)創(chuàng)建為執(zhí)行各種電功能所必須的電壓和電流之間的關(guān)系。無源和有源結(jié)構(gòu)電連接以形成電路，這使得半導(dǎo)體器件能夠執(zhí)行高速計(jì)算和其他有用功能。半導(dǎo)體器件一般使用兩個(gè)復(fù)雜的制造工藝來制造，S卩，前端制造和和后端制造，每一個(gè)可能涉及成百個(gè)步驟。前端制造涉及在半導(dǎo)體晶片的表面上形成多個(gè)管芯。每個(gè)半導(dǎo)體管芯典型地是相同的且包含通過電連接有源和無源部件而形成的電路。后端制造涉及從完成的晶片分割(singulate)各個(gè)半導(dǎo)體管芯且封裝管芯以提供結(jié)構(gòu)支撐和環(huán)境隔離。此處使用的術(shù)語“半導(dǎo)體管芯”指代該詞的單數(shù)和復(fù)數(shù)形式二者，且相應(yīng)地，可指代單半導(dǎo)體器件和多半導(dǎo)體器件二者。半導(dǎo)體制造的一個(gè)目的是生產(chǎn)較小的半導(dǎo)體器件。較小的器件典型地消耗較少的功率、具有較高的性能且可以更高效地生產(chǎn)。另外，較小的半導(dǎo)體器件具有較小的占位面積，這對(duì)于較小的終端產(chǎn)品而言是希望的。較小的半導(dǎo)體管芯尺寸可以通過前端工藝中的改進(jìn)來獲得，該前端工藝中的改進(jìn)導(dǎo)致半導(dǎo)體管芯具有較小、較高密度的有源和無源部件。 后端工藝可以通過電互聯(lián)和封裝材料中的改進(jìn)而導(dǎo)致具有較小占位面積的半導(dǎo)體器件封裝。圖Ia示例了一種傳統(tǒng)的半導(dǎo)體器件10，其具有以扇入或扇出晶片級(jí)芯片規(guī)模封裝(WLCSP)的半導(dǎo)體管芯或晶片12。半導(dǎo)體管芯12具有有源表面14和形成在該有源表面上的接觸焊盤16。絕緣或鈍化層18以晶片級(jí)形成在有源表面14和接觸焊盤16上。絕緣層18的一部分通過蝕刻工藝被去除以露出接觸焊盤16。絕緣或鈍化層20以晶片級(jí)形成在絕緣層18和該露出的接觸焊盤16上。絕緣層20的一部分通過蝕刻工藝被去除以露出接觸焊盤16。典型地，在絕緣層18中的開口為20微米(μπι)以獲得與接觸焊盤16的良好的電特性。導(dǎo)電層22形成在該露出的接觸焊盤16和絕緣層20上。導(dǎo)電層22操作為電連接至接觸焊盤16的再分布層(RDL)。導(dǎo)電層22延伸越過在絕緣層20中的開口以橫向地再分布該電互連至接觸焊盤16。絕緣或鈍化層M形成在絕緣層20和導(dǎo)電層22上。絕緣層M 的一部分通過蝕刻工藝去除以露出用于電互連的導(dǎo)電層22。圖Ib示出半導(dǎo)體器件10的平面示圖，沿著圖Ia的Ib-Ib線截取，關(guān)注接觸焊盤區(qū)域26。在絕緣層20中露出接觸焊盤16以用于導(dǎo)電層22的沉積的開口觀的寬度以及在導(dǎo)電層22和接觸焊盤16之間的接觸表面的寬度W16_22為20 μ m。鄰近的導(dǎo)電層22之間的寬度為10 μ m。20 μ m的開口寬度W16_22是用于導(dǎo)電層22和接觸焊盤16之間的良好電接觸所必須的。但是，由于絕緣層20在接觸焊盤16上的、完全地圍繞該接觸焊盤的重疊，要求接觸焊盤16的一定的寬度和節(jié)距以維持導(dǎo)電層22和接觸焊盤16之間的互連表面面積。 在一實(shí)施例中，接觸焊盤16的寬度是45 μ m，且接觸焊盤的節(jié)距是50 μπι。對(duì)于絕緣層20 在導(dǎo)電層16上、圍繞開口觀的10 μπι的重疊，寬度W2ch2ci為20+10+10 = 40 μ m。由于為了良好的接觸特性所需要的寬度W2ch2ci(開口 28的寬度加上重疊寬度)，50 μπι的接觸焊盤節(jié)距成為工藝限制。如果開口觀的寬度W16_22進(jìn)一步減小，那么導(dǎo)電層22和接觸焊盤16之間的接觸特性變?nèi)酢?br>
發(fā)明內(nèi)容
需要在接觸焊盤上形成具有高對(duì)準(zhǔn)容差的RDL。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制作半導(dǎo)體器件的方法，包括步驟提供半導(dǎo)體管芯；在該半導(dǎo)體管芯表面上形成第一導(dǎo)電層；在該半導(dǎo)體管芯的該表面上形成第一絕緣層；在第一絕緣層和第一導(dǎo)電層上形成第二絕緣層；以及在第一導(dǎo)電層上的第二絕緣層中形成開口。該開口在第一導(dǎo)電層的第一和第二相對(duì)邊緣上延伸超過該第一導(dǎo)電層，而第二絕緣層相對(duì)于第一導(dǎo)電層的第三和第四相對(duì)邊緣覆蓋該第一導(dǎo)電層，該第一導(dǎo)電層的第三和第四相對(duì)邊緣與第一導(dǎo)電層的第一和第二相對(duì)邊緣垂直。該方面進(jìn)一步包括在第一和第二絕緣層上以及在第二絕緣層中的開口內(nèi)的第一導(dǎo)電層部分上形成第二導(dǎo)電層；以及在第二導(dǎo)電層和第一和第二絕緣層上形成第三絕緣層。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制作半導(dǎo)體器件的方法，包括步驟提供半導(dǎo)體管芯；在該半導(dǎo)體管芯表面上形成第一導(dǎo)電層；在第一導(dǎo)電層和該半導(dǎo)體管芯表面上形成第一絕緣層；形成沿著第一軸具有小于第一導(dǎo)電層的寬度的寬度的第二導(dǎo)電層，以及在第二導(dǎo)電層和第一絕緣層上形成第二絕緣層。該第二導(dǎo)電層沿著與第一軸垂直的第二軸具有大于第一導(dǎo)電層的寬度的寬度。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制作半導(dǎo)體器件的方法，包括步驟提供半導(dǎo)體管芯；在該半導(dǎo)體管芯表面上形成第一導(dǎo)電層；在該半導(dǎo)體管芯的該表面上形成第一絕緣層；以及在第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層，沿著第一軸，第二導(dǎo)電層寬于第一導(dǎo)電層，并且沿著與第一軸垂直的第二軸，第二導(dǎo)電層窄于第一導(dǎo)電層。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體管芯以及形成在該半導(dǎo)體管芯表面上的第一導(dǎo)電層。第一絕緣層形成在該半導(dǎo)體管芯的該表面上。第二導(dǎo)電層形成在第一導(dǎo)電層上，沿著第一軸，第二導(dǎo)電層寬于第一導(dǎo)電層，并且在與第一軸垂直的第二軸上，第二導(dǎo)電層窄于第一導(dǎo)電層。第二絕緣層形成在第二導(dǎo)電層和第一絕緣層上。


圖Ia-Ib示出安裝至基板、具有電橋缺陷的傳統(tǒng)半導(dǎo)體管芯；圖2說明印刷電路板(PCB)，具有各種類型的安裝至其表面的封裝體；圖3a_3c說明該代表性的安裝至該P(yáng)CB的半導(dǎo)體封裝的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)；圖4a_4o說明在接觸焊盤上形成具有高的對(duì)準(zhǔn)容限的RDL的工藝；圖5a_5c說明具有形成在該接觸焊盤上的RDL的半導(dǎo)體管芯；以及圖6a_6f示出形成在接觸焊盤上的RDL的替換實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式在下面的描述中，參考圖以一個(gè)或更多實(shí)施例描述本發(fā)明，在這些圖中相似的標(biāo)號(hào)代表相同或類似的元件。盡管就用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的最佳模式描述本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其旨在覆蓋可以包括在如下面的公開和圖支持的所附權(quán)利要求及其等價(jià)物限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的備選、修改和等價(jià)物。半導(dǎo)體器件一般使用兩個(gè)復(fù)雜制造工藝來制造前端制造和后端制造。前端制造涉及在半導(dǎo)體晶片的表面上形成多個(gè)管芯。晶片上的每個(gè)管芯包含有源和無源電部件，它們電連接以形成功能電路。諸如晶體管和二極管的有源電部件具有控制電流流動(dòng)的能力。 諸如電容器、電感器、電阻器和變壓器的無源電部件創(chuàng)建為執(zhí)行電路功能所必須的電壓和電流之間的關(guān)系。通過包括摻雜、沉積、光刻、蝕刻和平坦化的一系列工藝步驟在半導(dǎo)體晶片的表面上形成無源和有源部件。摻雜通過諸如離子注入或熱擴(kuò)散的技術(shù)將雜質(zhì)引入到半導(dǎo)體材料中。摻雜工藝修改了有源器件中半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性，將半導(dǎo)體材料轉(zhuǎn)變?yōu)榻^緣體、導(dǎo)體， 或者響應(yīng)于電場或基電流而動(dòng)態(tài)地改變半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性。晶體管包含不同類型和摻雜程度的區(qū)域，其按照需要被布置為使得當(dāng)施加電場或基電流時(shí)晶體管能夠促進(jìn)或限制電流的流動(dòng)。通過具有不同電屬性的材料層形成有源和無源部件。層可以通過部分由被沉積的材料類型確定的各種沉積技術(shù)來形成。例如，薄膜沉積可能涉及化學(xué)汽相沉積(CVD)、物理汽相沉積(PVD)、電解電鍍和化學(xué)電鍍工藝。每一層一般被圖案化以形成有源部件、無源部件或部件之間的電連接的部分。可以使用光刻對(duì)層進(jìn)行圖案化，光刻涉及例如光刻膠的光敏材料在待被圖案化的層上的沉積。使用光，圖案從光掩模轉(zhuǎn)移到光刻膠。在一實(shí)施例中，受光影響的光刻膠圖案的部分使用溶劑來去除，露出待被圖案化的底層的部分。在另一實(shí)施例中，未受光影響的光刻膠圖案的部分即負(fù)性光刻膠使用溶劑來去除，露出待被圖案化的底層的部分。去除該光刻膠的剩下部分，留下圖案化的層。備選地，一些類型的材料通過使用諸如化學(xué)電鍍和電解電鍍這樣的技術(shù)來直接向原先沉積/蝕刻工藝形成的區(qū)域或空位沉積材料而被圖案化。在現(xiàn)有圖案上沉積材料的薄膜可以放大底層圖案且形成不均勻的平坦表面。需要均勻的平坦表面來生產(chǎn)更小且更致密堆疊的有源和無源部件。平坦化可以用于從晶片的表面去除材料且產(chǎn)生均勻的平坦表面。平坦化涉及使用拋光墊對(duì)晶片的表面進(jìn)行拋光。研磨材料和腐蝕化學(xué)物在拋光期間被添加到晶片的表面。組合的研磨物的機(jī)械行為和化學(xué)物的腐蝕行為去除任何不規(guī)則拓?fù)?，?dǎo)致均勻的平坦表面。后端制造指將完成的晶片切割或分割為各個(gè)管芯且然后封裝管芯以用于結(jié)構(gòu)支撐和環(huán)境隔離。為了分割半導(dǎo)體管芯，晶片沿著稱為劃片線或劃線的晶片的非功能區(qū)域被劃片且折斷。使用激光切割工具或鋸條來分割晶片。在分割之后，各個(gè)半導(dǎo)體管芯被安裝到封裝基板，該封裝基板包括引腳或接觸焊盤以用于與其他系統(tǒng)部件互連。在半導(dǎo)體管芯上形成的接觸焊盤然后連接到封裝內(nèi)的接觸焊盤。電連接可以使用焊料凸塊、柱形凸塊、導(dǎo)電膠或引線接合來制成。密封劑或其他成型材料沉積在封裝上以提供物理支撐和電隔離。 完成的封裝然后被插入到電系統(tǒng)中且使得半導(dǎo)體器件的功能性對(duì)于其他系統(tǒng)部件可用。圖2說明具有芯片載體基板或印刷電路板(PCB)52的電子器件50，該芯片載體基板或印刷電路板(PCB) 52具有安裝在其表面上的多個(gè)半導(dǎo)體封裝。取決于應(yīng)用，電子器件 50可以具有一種類型的半導(dǎo)體封裝或多種類型的半導(dǎo)體封裝。為了說明性目的，在圖2中示出了不同類型的半導(dǎo)體封裝。電子器件50可以是使用半導(dǎo)體封裝以執(zhí)行一個(gè)或更多電功能的獨(dú)立系統(tǒng)。備選地，電子器件50可以是較大系統(tǒng)的子部件。例如，電子器件50可以是蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼攝像機(jī)(DVC)或其他電子通信器件的一部分。備選地，電子器件50可以是圖形卡、網(wǎng)絡(luò)接口卡或可以被插入到計(jì)算機(jī)中的其他信號(hào)處理卡。半導(dǎo)體封裝可以包括微處理器、存儲(chǔ)器、專用集成電路(ASIC)、邏輯電路、模擬電路、RF電路、分立器件或其他半導(dǎo)體管芯或電部件。微型化和重量減小對(duì)于這些產(chǎn)品被市場接受是至關(guān)重要的。半導(dǎo)體器件之間的距離必須減小以實(shí)現(xiàn)更高的密度。在圖2中，PCB 52提供用于安裝到PCB上的半導(dǎo)體封裝的結(jié)構(gòu)支撐和電互連的一般性基板。使用蒸發(fā)、電解電鍍、化學(xué)電鍍、絲網(wǎng)印刷或者其他合適的金屬沉積工藝，導(dǎo)電信號(hào)跡線討在？08 52的表面上或其層內(nèi)形成。信號(hào)跡線M提供半導(dǎo)體封裝、安裝的部件以及其他外部系統(tǒng)部件中的每一個(gè)之間的電通信。跡線M還向半導(dǎo)體封裝中的每一個(gè)提供功率和接地連接。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件具有兩個(gè)封裝級(jí)別。第一級(jí)封裝是用于機(jī)械和電附連半導(dǎo)體管芯到中間載體的技術(shù)。第二級(jí)封裝涉及機(jī)械和電附連中間載體到PCB。在其他實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件可以僅具有第一級(jí)封裝，其中管芯被直接機(jī)械和電地安裝到PCB。為了說明目的，在PCB 52上示出包括接合引線封裝56和倒裝芯片58的若干類型的第一級(jí)封裝。另外，示出在PCB 52上安裝的若干類型的第二級(jí)封裝，包括球柵陣列 (BGA)60、凸塊芯片載體(BCC)62、雙列直插式封裝(DIP)64、岸面柵格陣列(LGA)66、多芯片模塊(MCM) 68、四方扁平無引腳封裝(QFN)70以及方形扁平封裝72。取決于系統(tǒng)需求，使用第一和第二級(jí)封裝類型的任何組合配置的半導(dǎo)體封裝以及其他電子部件的任何組合可以連接到PCB 52。在一些實(shí)施例中，電子器件50包括單一附連的半導(dǎo)體封裝，而其他實(shí)施例需要多個(gè)互連封裝。通過在單個(gè)基板上組合一個(gè)或更多半導(dǎo)體封裝，制造商可以將預(yù)制部件結(jié)合到電子器件和系統(tǒng)中。因?yàn)榘雽?dǎo)體封裝包括復(fù)雜的功能性，可以使用較廉價(jià)的部件和流水線制造工藝來制造電子器件。所得到的器件較不傾向于發(fā)生故障且對(duì)于制造而言較不昂貴，導(dǎo)致針對(duì)消費(fèi)者的較少的成本。圖3a_3c示出示例性半導(dǎo)體封裝。圖3a說明安裝在PCB 52上的DIP64的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。半導(dǎo)體管芯74包括有源區(qū)域，該有源區(qū)域包含實(shí)現(xiàn)為根據(jù)管芯的電設(shè)計(jì)而在管芯內(nèi)形成且電互連的有源器件、無源器件、導(dǎo)電層以及電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路。例如，電路可以包括一個(gè)或更多晶體管、二極管、電感器、電容器、電阻器以及在半導(dǎo)體管芯74的有源區(qū)域內(nèi)形成的其他電路元件。接觸焊盤76是諸如鋁(Al)、銅(Cu)、錫(Sn)、鎳(Ni)、金 (Au)或銀(Ag)的一層或多層導(dǎo)電材料，且電連接到半導(dǎo)體管芯74內(nèi)形成的電路元件。在 DIP 64的組裝期間，半導(dǎo)體管芯74使用金-硅共熔層或者諸如熱環(huán)氧物或環(huán)氧樹脂的粘合劑材料而安裝到中間載體78。封裝體包括諸如聚合物或陶瓷的絕緣封裝材料。導(dǎo)線80和接合引線82提供半導(dǎo)體管芯74和PCB 52之間的電互連。密封劑84沉積在封裝上，以通過防止?jié)駳夂皖w粒進(jìn)入封裝且污染半導(dǎo)體管芯74或接合引線82而進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。圖北說明安裝在PCB 52上的BCC 62的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。半導(dǎo)體管芯88使用底層填料或者環(huán)氧樹脂粘合劑材料92而安裝在載體90上。接合引線94提供接觸焊盤96和98 之間的第一級(jí)封裝互連。模塑料或密封劑100沉積在半導(dǎo)體管芯88和接合引線94上，從而為器件提供物理支撐和電隔離。接觸焊盤102使用諸如電解電鍍或化學(xué)電鍍之類的合適的金屬沉積工藝而在PCB 52的表面上形成以防止氧化。接觸焊盤102電連接到PCB 52中的一個(gè)或更多導(dǎo)電信號(hào)跡線討。凸塊104在BCC 62的接觸焊盤98和PCB 52的接觸焊盤 102之間形成。在圖3c中，使用倒裝芯片類型第一級(jí)封裝將半導(dǎo)體管芯58面朝下地安裝到中間載體106。半導(dǎo)體管芯58的有源區(qū)域108包含實(shí)現(xiàn)為根據(jù)管芯的電設(shè)計(jì)而形成的有源器件、無源器件、導(dǎo)電層以及電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路。例如，電路可以包括一個(gè)或更多晶體管、二極管、電感器、電容器、電阻器以及有源區(qū)域108內(nèi)的其他電路元件。半導(dǎo)體管芯58 通過凸塊110電和機(jī)械連接到載體106。使用利用凸塊112的BGA類型第二級(jí)封裝，BGA 60電且機(jī)械連接到PCB 52。半導(dǎo)體管芯58通過凸塊110、信號(hào)線114和凸塊112電連接到PCB 52中的導(dǎo)電跡線M。模塑料或密封劑116被沉積在半導(dǎo)體管芯58和載體106上以為器件提供物理支撐和電隔離。 倒裝芯片半導(dǎo)體器件提供從半導(dǎo)體管芯58上的有源器件到PCB 52上的導(dǎo)電跡線的短導(dǎo)電路徑以便減小信號(hào)傳播距離、降低電容且改善整體電路性能。在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯 58可以使用倒裝芯片類型第一級(jí)封裝來直接機(jī)械和電地連接到PCB 52而不使用中間載體 106。圖4a_4o關(guān)于圖2和3a_3c說明一種在接觸焊盤上形成具有高的對(duì)準(zhǔn)容限的RDL 的工藝。圖如示出具有用于結(jié)構(gòu)支撐的基底基板材料122的半導(dǎo)體晶片120，該基底基板材料諸如是硅、鍺、砷化鎵、磷化銦或者碳化硅。如上所述，在晶片120上形成通過非有源的、管芯間晶片區(qū)域或劃片線1 分離的多個(gè)半導(dǎo)體管芯或組件124。劃片線1 提供切割區(qū)域以將半導(dǎo)體晶片120分割為單個(gè)半導(dǎo)體管芯124。圖4b示出半導(dǎo)體晶片120的一部分的剖面圖。每個(gè)半導(dǎo)體管芯1 具有背面1 和有源表面130，該有源表面包含實(shí)現(xiàn)為在管芯內(nèi)形成的且根據(jù)管芯的電設(shè)計(jì)和功能而電互連的有源器件、無源器件、導(dǎo)電層以及電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路。例如，電路可以包括一個(gè)或更多個(gè)晶體管、二極管以及在有源表面130內(nèi)形成的其他電路元件以實(shí)現(xiàn)諸如數(shù)字信號(hào)處理(DSP)、ASIC、存儲(chǔ)器或其他信號(hào)處理電路之類的模擬電路或數(shù)字電路。半導(dǎo)體管芯IM還可以包含諸如電感器、電容器和電阻器的集成無源器件(IPD)以用于RF信號(hào)處理。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯1 是倒裝芯片類型的管芯。使用PVD、CVD、電解電鍍、化學(xué)電鍍工藝或其他合適的金屬沉積工藝而在有源表面 130上形成導(dǎo)電層132。導(dǎo)電層132可以是Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其他合適的導(dǎo)電材料中的一層或更多層。導(dǎo)電層132操作為電連接到有源表面130上的電路的接觸焊盤。接觸焊盤132可以距離半導(dǎo)體管芯124的邊緣第一距離并排設(shè)置。備選地，接觸焊盤132可在多排中偏移，以使第一排接觸焊盤132以距離該管芯的邊緣第一距離設(shè)置，且與第一排交替的第二排接觸焊盤以距離該管芯邊緣第二距離設(shè)置。導(dǎo)電層132可以是矩形、圓形、橢圓形或多邊形。在圖如中，使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化而在有源表面130和導(dǎo)電層132上形成絕緣或鈍化層134。絕緣層134包含二氧化硅(Sit)》、氮化硅(Si3N4)、氮氧化硅(SiON)、五氧化二鉭(Ta2(^)、氧化鋁(A1203)、苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚酰亞胺(PI)、聚苯并噁唑(PBO)、合適的電介質(zhì)材料或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)屬性的其他材料中的一層或更多層。利用通過光刻膠層(未示出)的蝕刻工藝去除絕緣層134的一部分以形成開口 133 并露出導(dǎo)電層132。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣層134中的開口 133為八角形，如圖4d所示。圖4d示出沿著方向軸135和與軸135垂直的方向軸136的導(dǎo)電層132和絕緣層 134的平面圖。圖如-40是就在軸135方向沿著基板120的表面120a以及在軸136方向沿著表面120b截取的視圖來描述的。在圖4d中，使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化而在絕緣層134和露出的導(dǎo)電層132上形成絕緣或鈍化層137。該絕緣層137包括Si02、Si3N4、SiON、Ta205、 A1203、BCB、PI、PB0、合適的電介質(zhì)材料或其它具有類似的絕緣的和結(jié)構(gòu)的屬性的材料的一層或更多層。利用通過光刻膠層的蝕刻工藝去除絕緣層137的一部分以形成開口 138并且相對(duì)于絕緣層137露出導(dǎo)電層132的一部分，如圖4f中在軸135方向上沿表面120a所示。 圖4g示出了在軸136方向上沿表面120b的開口 138。在一實(shí)施例中，通過使得被輻射的DFR材料經(jīng)受顯影劑而去除絕緣層137的一部分，該顯影劑選擇性地溶解該DFR材料的未被輻射部分以在置于導(dǎo)電層132上的絕緣層137 中形成圖案化的開口 138，同時(shí)使得該光刻膠材料被輻射部分保持完整。備選地，如圖4h中所示在軸136方向上沿著表面120b，在需要更精細(xì)互連尺寸的應(yīng)用中，可以使用激光器139以激光直接燒蝕(LDA)去除部分絕緣層137來形成圖案化的開口 138。圖4i示出了絕緣層134的平面圖，通過絕緣層137而形成圖案化開口 138以露出出部分導(dǎo)電層132。特別地，絕緣層137中的圖案化開口 138在軸136方向上延伸超過導(dǎo)體層132的相對(duì)的邊緣13 和132b，而在與軸136的方向垂直的軸135方向上，絕緣層137 則覆蓋在導(dǎo)體層132的相對(duì)邊緣132c和132d上。在軸135方向上圖案化開口 138的寬度小于導(dǎo)體層132的寬度，在軸136方向上圖案化開口的寬度大于導(dǎo)體層132的寬度。在圖4j中，在軸135方向上沿著表面120a，利用圖案化和諸如印刷、PVD、CVDJi 射、電解電鍍和化學(xué)電鍍的金屬沉積工藝，在圖案化開口 138內(nèi)在露出的導(dǎo)電層132上形成導(dǎo)電層142。圖4k示出了在軸136方向上沿著表面120b，形成在圖案化的開口內(nèi)在露出的導(dǎo)電層132和絕緣層134和137上的導(dǎo)電層142。導(dǎo)電層142可以共性地施加以遵循絕緣層134和137以及導(dǎo)電層132的輪廓。導(dǎo)電層142用作電連接到導(dǎo)電層132的RDL。導(dǎo)電層142在平行于有源表面130的方向延伸，在軸136方向超過絕緣層137中的圖案化開口 138，從而橫向重新分布電互連到導(dǎo)體層132。在圖41中，在軸135方向沿著表面120a，利用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化，在絕緣層137和導(dǎo)電層142上形成絕緣或鈍化層144。圖^!示出了在軸136方向沿著表面120b形成在絕緣層137和導(dǎo)電層142上的絕緣層144。絕緣層144包括Si02、 Si3N4、SiON、Ta205、A1203、BCB, PI、PBO、合適的電介質(zhì)材料或其他具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)屬性的材料的一層或多層。在軸136方向沿著表面120b，利用通過光刻膠層的蝕刻工藝去除部分絕緣層144以露出導(dǎo)電層132的占位面積(footprint)之外的部分導(dǎo)電層142，用于形成電互連。在圖如中，使用蒸發(fā)、電解電鍍、化學(xué)電鍍、球滴或絲網(wǎng)印刷工藝，在軸136的方向上沿表面120b在露出的導(dǎo)電層142上沉積導(dǎo)電凸塊材料。凸塊材料可以是具有可選助焊劑溶液的Al、Sn、Ni、Au、Ag、Pb、Bi、Cu、焊料及其組合。例如，凸塊材料可以是共熔Sn/Pb、 高鉛焊料或無鉛焊料。凸塊材料使用合適的附連或接合工藝而接合到導(dǎo)電層142。在一個(gè)實(shí)施例中，凸塊材料通過加熱材料到其熔點(diǎn)之上而進(jìn)行回流以形成凸塊146。在一些應(yīng)用中，凸塊146被二次回流以改善與導(dǎo)電層142的電接觸。凸塊146還被壓縮接合到導(dǎo)電層 142。凸塊下金屬化(UBM)層可以形成在凸塊146和導(dǎo)電層142之間。凸塊146代表一種可形成在導(dǎo)電層142上的互連結(jié)構(gòu)的類型?；ミB結(jié)構(gòu)還可使用立柱凸塊、微凸塊或其它電互連。圖如和圖4ο示出了利用鋸條或激光切割工具148通過劃片線126分割成各個(gè)半導(dǎo)體管芯124的晶片120。圖fe示出在分割后在軸135方向沿著表面120a的半導(dǎo)體管芯 124。圖恥示出在分割后在軸136方向沿著表面120b的半導(dǎo)體管芯124。半導(dǎo)體管芯124 通過導(dǎo)電層132和142電連接到凸塊146。圖案化的開口 138使得部分導(dǎo)電層132相對(duì)于絕緣層137露出。導(dǎo)電層142形成在絕緣層134和137以及露出的導(dǎo)電層132上。由于絕緣層137在軸135方向覆蓋導(dǎo)電層132，在軸135方向?qū)щ妼?42的寬度小于導(dǎo)電層132的寬度。在軸136方向?qū)щ妼?42延伸超過導(dǎo)電層132的相對(duì)的邊緣13h_132b。由于在軸 136方向絕緣層137沒有覆蓋導(dǎo)電層132，在導(dǎo)電層142的邊緣14 和142b之間導(dǎo)電層 142在整個(gè)導(dǎo)電層132上延伸。圖5c示出了放大的導(dǎo)電層132和142以及絕緣層134的平面圖。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電層132的寬度Wu2為40 μ m，導(dǎo)電層132的節(jié)距W132_132為45 μ m。更一般的，導(dǎo)電層 132的節(jié)距可以在30到50 μ m的范圍內(nèi)。在軸136方向，絕緣層137中的圖案化開口 138 延伸超過導(dǎo)電層132的相對(duì)邊緣13 和132b，而在與軸136方向垂直的軸135方向，絕緣層137覆蓋導(dǎo)電層132的相對(duì)的邊緣132c和132d。在軸136的方向，導(dǎo)電層142的寬度 Wm。大于導(dǎo)電層132的寬度Wme。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電層142的寬度W1I為70 μ m，導(dǎo)電層132的寬度Wme為40 μ m。導(dǎo)電層142覆蓋絕緣層134，并延伸超過導(dǎo)電層132的邊緣 13 達(dá) W132a_142a 和即導(dǎo)電層132雙側(cè)覆蓋區(qū)。也就是說，是導(dǎo)電層132的
邊緣13 和導(dǎo)電層142的邊緣14 之間的導(dǎo)電層142的寬度，且W132b_14a是導(dǎo)電層132的邊緣132b和導(dǎo)電層142的邊緣14212之間的導(dǎo)電層142的寬度。在一個(gè)實(shí)施例中，W132a_142a 和 W1321rf咖為 10-20 μ m,例如 15 μ m。另外，在軸135方向?qū)щ妼?42的寬度W142d小于導(dǎo)電層132的寬度。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電層142的寬度W142d* 10 μ m，導(dǎo)電層132的寬度W132f為40 μ m。W132。.e是導(dǎo)電層 132的邊緣132c和導(dǎo)電層142的邊緣14 之間的導(dǎo)電層132的寬度，且W132d_142f是導(dǎo)電層 132的邊緣132d和導(dǎo)電層142的邊緣142f之間的導(dǎo)電層132的寬度。在一個(gè)實(shí)施例中， W132c-H2e和W132d-142f為10-20 μ m，例如為15 μ m。為了良好的電特性例如低接觸電阻，導(dǎo)電層 132和導(dǎo)電層142之間的接觸界面的寬度Wme至少為40 μ m。接觸界面面積至少為40 X 10 =400 μ m2。更一般的，導(dǎo)電層132和導(dǎo)電層142之間的接觸界面的寬度可以在20-40 μ m 的范圍內(nèi)。相鄰的導(dǎo)電層142之間的寬度W142_142至少為35μπι。通過增加開口 138的尺寸在雙側(cè)覆蓋區(qū)使得導(dǎo)電層132相對(duì)于絕緣層137完全露出，對(duì)于導(dǎo)電層142獲得高的對(duì)準(zhǔn)容差，而不犧牲接觸界面W132eXW142d。圖6a_6f示出了絕緣層137和導(dǎo)電層132和142的替換實(shí)施例。圖案化的開口 138的形狀決定了導(dǎo)電層142的形狀，包括矩形、橢圓形、圓角和多邊形。圖6a示出了用于圖案化開口 138和導(dǎo)電層142的、在軸136方向延長的橢圓形。圖6b示出了用于圖案化開口 138和導(dǎo)電層142的、具有圓角的常規(guī)矩形形狀。圖6c示出了用于圖案化開口 138和導(dǎo)電層142的、在軸136方向延長的常規(guī)多邊形形狀。圖6d示出了用于圖案化開口 138和導(dǎo)電層142的另一種在軸136方向延長的常規(guī)多邊形形狀。圖6e示出了用于圖案化開口 138 和導(dǎo)電層142的、在軸136方向具有延伸部的常規(guī)矩形形狀。圖6f示出了用于圖案化開口 138和導(dǎo)電層142的具有圓端部的常規(guī)矩形形狀。在每種情況下，在軸136方向絕緣層137中的圖案化開口 138都延伸超過導(dǎo)電層 132的相對(duì)的邊緣13 和132b，而在與軸136方向垂直的軸135方向，絕緣層137都覆蓋導(dǎo)電層132的相對(duì)的邊緣132c和132d。在軸136方向?qū)щ妼?42的寬度大于導(dǎo)電層 132的寬度W13&。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電層142的寬度W1I為70 μ m而導(dǎo)電層132的寬度 W132e為40 μ m。導(dǎo)電層142覆蓋絕緣層134并延伸超過導(dǎo)電層132的邊緣132a達(dá)W132a_142a 和W132b_142b，即導(dǎo)電層132的雙側(cè)覆蓋區(qū)。也就是說，W132a-H2a是導(dǎo)電層132的邊緣13 和導(dǎo)電層142的邊緣14 之間的導(dǎo)電層142的寬度，且W132b_14a是導(dǎo)電層132的邊緣132b和導(dǎo)電層142的邊緣142b之間的導(dǎo)電層142的寬度。在一個(gè)實(shí)施例中，W132a-^a和W132b_14a為 10-20 μ m，M如 15mu。此外，在軸135方向?qū)щ妼?42的寬度小于導(dǎo)電層132的寬度。在一個(gè)實(shí)施例中， 導(dǎo)電層142的寬度W142dS 10 μ m，且導(dǎo)電層132的寬度W132f為40 μ m。是導(dǎo)電層 132的邊緣132c和導(dǎo)電層142的邊緣14 之間的導(dǎo)電層132的寬度，且W132d_142f是導(dǎo)電層 132的邊緣132d和導(dǎo)電層142的邊緣142f之間的導(dǎo)電層132的寬度。在一個(gè)實(shí)施例中， W132c-H2e和W132d-142f為10-20 μ m，例如為15 μ m。為了良好的電特性例如低接觸電阻，導(dǎo)電層132和導(dǎo)電層142之間的接觸界面的寬度Wme至少為40 μ m。接觸界面面積至少為40 X 10 =400 μ m2。更一般的，導(dǎo)電層132和導(dǎo)電層142之間的接觸界面的寬度可以在20-40 μ m 的范圍內(nèi)。相鄰的導(dǎo)電層142之間的寬度至少為35 μ m。通過增加開口 138的尺寸，在雙側(cè)覆蓋區(qū)使得導(dǎo)電層132相對(duì)于絕緣層137完全露出，對(duì)于導(dǎo)電層142獲得高的對(duì)準(zhǔn)容差，而不犧牲接觸界面W132e X W142d。 雖然詳細(xì)地說明了本發(fā)明的一個(gè)或更多的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解，在不脫離下述權(quán)利要求所闡述的本發(fā)明的范圍的情況下，可做出那些實(shí)施例的修正和調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種制作半導(dǎo)體器件的方法，包括提供半導(dǎo)體管芯；在該半導(dǎo)體管芯表面上形成第一導(dǎo)電層；在該半導(dǎo)體管芯的該表面上形成第一絕緣層；在第一絕緣層和第一導(dǎo)電層上形成第二絕緣層；在第一導(dǎo)電層上的第二絕緣層中形成開口，該開口在第一導(dǎo)電層的第一和第二相對(duì)邊緣上延伸超過該第一導(dǎo)電層，而第二絕緣層相對(duì)于第一導(dǎo)電層的第三和第四相對(duì)邊緣覆蓋該第一導(dǎo)電層，該第一導(dǎo)電層的第三和第四相對(duì)邊緣與第一導(dǎo)電層的第一和第二相對(duì)邊緣垂直；在第一和第二絕緣層上以及在第二絕緣層中的開口內(nèi)的第一導(dǎo)電層部分上形成第二導(dǎo)電層；以及在第二導(dǎo)電層和第一和第二絕緣層上形成第三絕緣層。
2.權(quán)利要求1的方法，其中第二導(dǎo)電層中的開口延伸超過第一導(dǎo)電層的第一和第二相對(duì)邊緣10-20 μ m。
3.權(quán)利要求1的方法，其中第二絕緣層相對(duì)于第一導(dǎo)電層的第三和第四相對(duì)邊緣覆蓋該第一導(dǎo)電層10-20 μ m。
4.權(quán)利要求1的方法，其中在第一導(dǎo)電層的第一和第二相對(duì)邊緣之間，第二導(dǎo)電層的寬度大于第一導(dǎo)電層的寬度，并且在第一導(dǎo)電層的第三和第四相對(duì)邊緣之間，第二導(dǎo)電層的寬度小于第一導(dǎo)電層的寬度。
5.權(quán)利要求1的方法，其中第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間的接觸界面的寬度在 20-40 μ m的范圍內(nèi)。
6.權(quán)利要求1的方法，其中第一導(dǎo)電層的節(jié)距在30-50μ m的范圍內(nèi)。
7.一種制作半導(dǎo)體器件的方法，包括提供半導(dǎo)體管芯；在該半導(dǎo)體管芯表面上形成第一導(dǎo)電層；在第一導(dǎo)電層和該半導(dǎo)體管芯表面上形成第一絕緣層；形成沿著第一軸具有小于第一導(dǎo)電層的寬度的寬度的第二導(dǎo)電層，該第二導(dǎo)電層沿著與第一軸垂直的第二軸具有大于第一導(dǎo)電層的寬度的寬度；以及在第二導(dǎo)電層和第一絕緣層上形成第二絕緣層。
8.權(quán)利要求7的方法，進(jìn)一步包括在第一導(dǎo)電層上的第二絕緣層中形成開口，該開口在第一導(dǎo)電層的第一和第二相對(duì)邊緣上延伸超過該第一導(dǎo)電層，而第二絕緣層相對(duì)于第一導(dǎo)電層的第三和第四相對(duì)邊緣覆蓋該第一導(dǎo)電層，該第一導(dǎo)電層的第三和第四相對(duì)邊緣與第一導(dǎo)電層的第一和第二相對(duì)邊緣垂直。
9.權(quán)利要求7的方法，進(jìn)一步包括在形成第一絕緣層之前在半導(dǎo)體管芯的表面上形成第三絕緣層。
10.權(quán)利要求7的方法，其中沿著第二軸，第二導(dǎo)電層的寬度比第一導(dǎo)電層的寬度大 10-20 μ Hio
11.權(quán)利要求7的方法，其中沿著第一軸，第一導(dǎo)電層的寬度比第二導(dǎo)電層的寬度大 10-20 μ Hio
12.權(quán)利要求7的方法，其中第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間的接觸界面的寬度在 20-40 μ m范圍內(nèi)。
13.權(quán)利要求7的方法，其中第一導(dǎo)電層的節(jié)距在30-50μπι范圍內(nèi)。
14.一種制作半導(dǎo)體器件的方法，包括提供半導(dǎo)體管芯；在該半導(dǎo)體管芯表面上形成第一導(dǎo)電層；在該半導(dǎo)體管芯的該表面上形成第一絕緣層；以及在第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層，沿著第一軸，第二導(dǎo)電層寬于第一導(dǎo)電層，并且沿著與第一軸垂直的第二軸，第二導(dǎo)電層窄于第一導(dǎo)電層。
15.權(quán)利要求14的方法，進(jìn)一步包括在形成第一絕緣層之前在半導(dǎo)體管芯的表面上形成第二絕緣層，以及在第二導(dǎo)電層和第一絕緣層上形成第三絕緣層。
16.權(quán)利要求15的方法，進(jìn)一步包括在第一導(dǎo)電層上的第二絕緣層中形成開口，該開口在第一導(dǎo)電層的第一和第二相對(duì)邊緣上延伸超過該第一導(dǎo)電層，而第二絕緣層相對(duì)于第一導(dǎo)電層的第三和第四相對(duì)邊緣覆蓋該第一導(dǎo)電層，該第一導(dǎo)電層的第三和第四相對(duì)邊緣與第一導(dǎo)電層的第一和第二相對(duì)邊緣垂直。
17.權(quán)利要求14的方法，其中沿著第一軸，第二導(dǎo)電層的寬度比第一導(dǎo)電層的寬度大 10-20 μ Hio
18.權(quán)利要求14的方法，其中沿著第二軸，第二導(dǎo)電層的寬度比第一導(dǎo)電層的寬度小 10-20 μ Hio
19.權(quán)利要求14的方法，其中第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間的接觸界面的寬度在 20-40 μ m范圍內(nèi)。
20.權(quán)利要求14的方法，其中第一導(dǎo)電層的節(jié)距在30-50μπι范圍內(nèi)。
21.一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體管芯；形成在該半導(dǎo)體管芯表面上的第一導(dǎo)電層；形成在該半導(dǎo)體管芯的該表面上的第一絕緣層；在第一導(dǎo)電層上形成的第二導(dǎo)電層，沿著第一軸，第二導(dǎo)電層寬于第一導(dǎo)電層，并且在與第一軸垂直的第二軸上，第二導(dǎo)電層窄于第一導(dǎo)電層；以及形成在第二導(dǎo)電層和第一絕緣層上的第二絕緣層。
22.權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，其中沿著第一軸，第二導(dǎo)電層的寬度比第一導(dǎo)電層的寬度大10-20 μ m。
23.權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，其中沿著第二軸，第二導(dǎo)電層的寬度比第二導(dǎo)電層的寬度小10-20 μ m。
24.權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，其中第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間的接觸界面的寬度在20-40 μ m的范圍內(nèi)。
25.權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，其中第一導(dǎo)電層的節(jié)距在30-50μπι的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種形成RDL的方法和半導(dǎo)體器件。一種半導(dǎo)體器件具有半導(dǎo)體管芯和形成在該半導(dǎo)體管芯表面上的第一導(dǎo)電層。第一絕緣層形成在半導(dǎo)體管芯的該表面上。第二絕緣層形成在第一絕緣層和第一導(dǎo)電層上。開口形成在第一絕緣層上的第二絕緣層中。第二導(dǎo)電層形成在第一導(dǎo)電層和第二絕緣層上的開口中。沿著第一軸，第二導(dǎo)電層具有小于第一導(dǎo)電層的寬度的寬度。沿著與第一軸垂直的第二軸，第二導(dǎo)電層具有大于第一導(dǎo)電層的寬度的寬度。第三絕緣層形成在第二導(dǎo)電層和第一絕緣層上。
文檔編號(hào)H01L23/00GK102347272SQ20111026495
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者馮霞, 方建敏, 林耀劍, 陳康 申請(qǐng)人:新科金朋有限公司