圖2A至圖2E所示的實(shí)施例中，不形成鈍化層103和保護(hù)層105。
[0061]如圖2A所示，提供了一種與圖1A所示的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)。如圖2A所示，不形成鈍化層103和保護(hù)層105。如圖2A所示，根據(jù)一些實(shí)施例，UBM層106在介電層102和導(dǎo)電部件104上方形成。UBM層106的材料和形成方法與圖1B中所示的UBM層106的材料和形成方法類似。此后，根據(jù)一些實(shí)施例，如圖2A所示，在UBM層106上方形成具有開口 110’的掩膜層108’。如圖2A所示，導(dǎo)電部件104比開口 110’寬。在一些實(shí)施例中，掩膜層108’的材料和形成方法與圖1C中所示的掩膜層108的材料和形成方法相似。
[0062]如圖2B所示，根據(jù)一些實(shí)施例，導(dǎo)電柱112’形成在由掩膜層108’的開口 110’暴露的UBM層106的上方。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電柱112’的材料和形成方法與圖1D中所示的導(dǎo)電柱112的材料和形成方法類似。如圖2B所示，導(dǎo)電部件104比導(dǎo)電柱112’寬。此后，如圖2B所示，根據(jù)一些實(shí)施例，將焊料層114’沉積在導(dǎo)電柱112’上方。在一些實(shí)施例中，焊料層114’的材料和形成方法與圖1D中所示的焊料層114的材料和形成方法類似。勢壘層(未示出)可在焊料層114’與導(dǎo)電柱112’之間形成。
[0063]如圖2C所示，根據(jù)一些實(shí)施例去除掩膜層108’。此后，如圖2D所示，根據(jù)一些實(shí)施例，圖案化UBM層106以形成包括UBM元件106a的一個(gè)或多個(gè)UBM元件。如圖2D所示，根據(jù)一些實(shí)施例，在焊料層114’上方形成助焊劑116。在一些實(shí)施例中，同樣在導(dǎo)電柱112’的側(cè)壁上方、導(dǎo)電部件104和介電層102上方形成助焊劑116。助焊劑116的材料和形成方法可與圖1G中所示的助焊劑116的材料和形成方法類似。
[0064]如圖2E所示，根據(jù)一些實(shí)施例，回流焊料層114’以形成焊料凸塊114a’。在一些實(shí)施例中，用于形成焊料凸塊114a’的回流工藝與圖1H中所示的焊料凸塊114a的回流工藝類似?？蛇x地執(zhí)行清洗操作以在回流工藝之后去除助焊劑殘?jiān)?br>[0065]如圖2E所示，根據(jù)一些實(shí)施例，在導(dǎo)電柱112’的側(cè)壁上方形成側(cè)壁保護(hù)層118。在一些實(shí)施例中，側(cè)壁保護(hù)層118與導(dǎo)電部件104直接接觸。在一些實(shí)施例中，側(cè)壁保護(hù)層118覆蓋UBM元件106a的側(cè)表面107。在一些實(shí)施例中，側(cè)壁保護(hù)層118直接接觸UBM元件106a的側(cè)表面107。在一些實(shí)施例中，側(cè)壁保護(hù)層118的材料和形成方法與圖1H中所示側(cè)壁保護(hù)層118的材料和形成方法類似。因此，可防止導(dǎo)電柱112’被氧化。提高了導(dǎo)電柱112’的質(zhì)量和可靠性。
[0066]本公開的實(shí)施例具有很多變化。圖3是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的截面圖。在一些實(shí)施例中，側(cè)壁保護(hù)層118直接接觸導(dǎo)電部件104。在一些實(shí)施例中，側(cè)壁保護(hù)層118覆蓋UBM元件106a的側(cè)表面107。在一些實(shí)施例中，側(cè)壁保護(hù)層118直接接觸UBM元件106a的側(cè)表面107。圖3中所示實(shí)施例與圖2E中所示的實(shí)施例類似。如圖3所示,形成了鈍化層103而未形成保護(hù)層105。鈍化層103的材料和形成方法與圖1A中所示的鈍化層103的材料和形成方法類似。如圖3所示，在制作過程中，側(cè)壁保護(hù)層118保護(hù)導(dǎo)電柱112’不被氧化。
[0067]在一些實(shí)施例中，圖1H、圖2E和圖3中所示的結(jié)構(gòu)接合到襯底上以形成封裝結(jié)構(gòu)(未示出)。執(zhí)行合適的工藝(諸如回流工藝、熱壓縮工藝等)以在上述結(jié)構(gòu)和襯底之間形成接合結(jié)構(gòu)。例如，焊料凸塊可接合到襯底上方形成的焊盤或線路上。在一些實(shí)施例中，在半導(dǎo)體襯底與襯底之間形成保護(hù)材料以圍繞接合結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，保護(hù)材料包括樹脂材料，諸如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、其它合適的材料或它們的組合。在一些實(shí)施例中，保護(hù)材料包括底部填充材料、非導(dǎo)電膏(NCP)、其它合適的隔離材料或它們的組合。在一些實(shí)施例中，分配保護(hù)材料、使保護(hù)材料流動(dòng)和/或應(yīng)用保護(hù)材料以圍繞封裝結(jié)構(gòu)的接合結(jié)構(gòu)。
[0068]本公開的實(shí)施例采用水溶性助焊劑輔助回流工藝用于在導(dǎo)電柱上方形成焊料凸塊。由于水溶性助焊劑的影響，在導(dǎo)電柱的側(cè)壁上方形成了側(cè)壁保護(hù)層。側(cè)壁保護(hù)層保護(hù)導(dǎo)電柱不被氧化。導(dǎo)電柱的質(zhì)量和可靠性得以極大提高。側(cè)壁保護(hù)層在進(jìn)行回流工藝的同時(shí)形成。并未采用造價(jià)昂貴的工藝(諸如電鍍工藝和/或浸潰工藝)形成側(cè)壁保護(hù)層。同時(shí)還極大低降低了制造成本和制造時(shí)間。
[0069]根據(jù)一些實(shí)施例，提供了一種用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括在半導(dǎo)體襯底上方形成導(dǎo)電柱。該方法還包括在導(dǎo)電柱上方形成焊料層。該方法還包括在焊料層上方形成水溶性助焊劑。此外，該方法還包括使焊料層回流以在導(dǎo)電柱上方形成焊料凸塊并在焊料層回流期間在導(dǎo)電柱的側(cè)壁上方形成側(cè)壁保護(hù)層。
[0070]根據(jù)一些實(shí)施例，提供了一種用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括在半導(dǎo)體襯底上方形成導(dǎo)電柱。該方法還包括在導(dǎo)電柱上方形成焊料層。該方法還包括在焊料層上方形成水溶性助焊劑。此外，該方法包括加熱水溶性助焊劑和焊料層以在導(dǎo)電柱的側(cè)壁上方形成側(cè)壁保護(hù)層。
[0071]根據(jù)一些實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)。該半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體襯底和位于半導(dǎo)體襯底上方的導(dǎo)電柱。該半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)還包括位于導(dǎo)電柱上方的焊料凸塊。半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)還包括位于導(dǎo)電柱的側(cè)壁上方的側(cè)壁保護(hù)層。側(cè)壁保護(hù)層和焊料凸塊都包含錫(Sn)和第二元素。
[0072]上面概述了若干實(shí)施例的部件，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)或更改其他用于達(dá)到與這里所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等效構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，包括: 在半導(dǎo)體襯底上方形成導(dǎo)電柱； 在所述導(dǎo)電柱上方形成焊料層； 在所述焊料層上方形成水溶性助焊劑；以及 回流所述焊料層以在所述導(dǎo)電柱上方形成焊料凸塊，并且在回流所述焊料層期間在所述導(dǎo)電柱的側(cè)壁上方形成側(cè)壁保護(hù)層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，還包括在所述半導(dǎo)體襯底上方形成凸塊下金屬化(UBM)元件，其中，在所述凸塊下金屬化元件上形成所述導(dǎo)電柱。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，還包括: 在所述半導(dǎo)體襯底上方形成凸塊下金屬化(UBM)層； 在所述UBM層上方形成掩膜層，其中，所述掩膜層具有暴露所述UBM層的開口； 在所述開口中形成所述導(dǎo)電柱； 去除所述掩膜層；以及 去除所述UBM層的一部分以形成所述UBM元件。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，其中，在所述掩膜層的所述開口中形成所述焊料層。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，其中，使用電鍍工藝形成所述導(dǎo)電柱。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，其中，使用電鍍工藝形成所述焊料層。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，其中，在形成所述UBM元件之后形成所述水溶性助焊劑。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，還包括在形成所述焊料凸塊之后去除所述水溶性助焊劑。9.一種用于形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，包括: 在半導(dǎo)體襯底上方形成導(dǎo)電柱； 在所述導(dǎo)電柱上方形成焊料層； 在所述焊料層上方形成水溶性助焊劑；以及 加熱所述水溶性助焊劑和所述焊料層以在所述導(dǎo)電柱的側(cè)壁上方形成側(cè)壁保護(hù)層。10.一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，包括: 半導(dǎo)體襯底； 導(dǎo)電柱，位于所述半導(dǎo)體襯底上方； 焊料凸塊，位于所述導(dǎo)電柱上方；以及 側(cè)壁保護(hù)層，位于所述導(dǎo)電柱的側(cè)壁上方，其中，所述側(cè)壁保護(hù)層和所述焊料凸塊都包含錫(Sn)和第二元素。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)和制造方法。該方法包括在半導(dǎo)體襯底上方形成導(dǎo)電柱。該方法還包括在導(dǎo)電柱上方形成焊料層。該方法還包括在焊料層上方形成水溶性助焊劑。此外，該方法包括使焊料層回流以在導(dǎo)電柱上方形成焊料凸塊并在焊料層回流期間在導(dǎo)電柱的側(cè)壁上方形成側(cè)壁保護(hù)層。本發(fā)明還涉及半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)和制造方法。
【IPC分類】H01L21/768, H01L23/522
【公開號(hào)】CN104916579
【申請?zhí)枴緾N201410443141
【發(fā)明人】李立國, 劉宜臻, 劉永盛, 賴怡仁, 陳俊仁, 鄭錫圭
【申請人】臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2014年9月2日
【公告號(hào)】US20150262953