孔81提供了基礎(chǔ)，曝光顯影形成的第二通孔81作為金屬柱10的電鍍槽。
[0045]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，對(duì)金屬柱10進(jìn)行工藝處理時(shí)，調(diào)節(jié)電鍍藥液比例，以使金屬柱10的第一端形成凹部11。通過有效控制并調(diào)節(jié)電鍍藥液的比例，可以調(diào)整金屬柱10的第一端的成型形狀，從而使得到的金屬柱10的第一端具有凹部11。優(yōu)選地，調(diào)節(jié)電鍍藥液比例的方法為增加加速劑(Brightener)的含量，減少整平劑(leveler)的含量，增加氯離子(C1-)的含量。工作人員通過增加加速劑的含量、減少整平劑的含量、增加氯離子的含量，可以有效減低金屬柱10的離子濃度,從而使金屬柱10的第一端形成凹部11。
[0046]優(yōu)選地，加速劑和平整劑的含量都為5?30ml/l。優(yōu)選地，氯離子為20?80mg/L.
[0047]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，對(duì)金屬柱10進(jìn)行工藝處理的方法為機(jī)械加工處理，以使金屬柱10的第一端形成凹部11。由于機(jī)械加工處理具有工藝簡單、操作方便，加工可靠性高的特點(diǎn)，因而可以用于對(duì)金屬柱10的第一端進(jìn)行成型加工處理。
[0048]如圖7所示，本申請(qǐng)中的制造工藝還包括在對(duì)金屬柱10進(jìn)行工藝處理后的步驟S10和步驟S20，步驟S10:在金屬柱10的凹部11處沉積阻擋層40 ;步驟S20:在阻擋層40上沉積焊料凸塊20。由于在金屬柱10的凹部11處沉積阻擋層40，因而提高了金屬柱10、焊料凸塊20和阻擋層40之間的浸潤性，從而提高了半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0049]本申請(qǐng)中的制造工藝還包括在步驟S20后的步驟S21和步驟S22，步驟S21:去除光阻層80 ;步驟S22:對(duì)金屬層50進(jìn)行刻蝕，以去除未被金屬柱10覆蓋的部分金屬層50 (請(qǐng)參考圖8和圖9)。
[0050]優(yōu)選地，阻擋層40的金屬性大于金屬柱10和焊料凸塊20的金屬性。由于阻擋層40的金屬性大于金屬柱10和焊料凸塊20的金屬性，因而當(dāng)阻擋層40被氧化后，其形成的氧化物與金屬柱10和焊料凸塊20形成的氧化物相比更不易被還原，從而保證了阻擋層40
的工作可靠性。
[0051]如圖10和圖11所示，制造工藝還包括在步驟S20后的步驟S30和步驟S40，步驟S30:烘烤處理，以使金屬柱10的外壁形成第一金屬氧化層12、焊料凸塊20的外壁形成第二金屬氧化層21、阻擋層40的外壁形成第三金屬氧化層41 ;步驟S40:回流處理，以使第一金屬氧化層12和第二金屬氧化層21被還原。優(yōu)選地，回流處理采用無助焊劑回流工藝。
[0052]優(yōu)選地，在步驟S30中，烘烤處理的溫度為150攝氏度，時(shí)間為60?120分鐘。
[0053]優(yōu)選地，在步驟S40中通過控制還原劑的通入量，以使第一金屬氧化層12和第二金屬氧化層21被還原。進(jìn)一步地，第三金屬氧化層41不被還原。由于金屬柱10、阻擋層40和焊料凸塊20結(jié)合的界面處容易產(chǎn)生漏電流，因而阻擋層40的外壁形成第三金屬氧化層41后，可以有效避免三者結(jié)合的界面處產(chǎn)生漏電流，從而保證了焊盤的導(dǎo)電可靠性。優(yōu)選地，還原劑為甲酸。
[0054]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，金屬柱10為銅柱，焊料凸塊20是錫，阻擋層40是鎳。按照金屬活動(dòng)性排序，金屬柱10、阻擋層40和焊料凸塊20的氧化物被還原的順序?yàn)?第一金屬氧化層12最先被還原，接著是第二金屬氧化層21，在反應(yīng)物不足的情況下，第三金屬氧化層41無法被還原。
[0055]例如:金屬柱10為銅柱(Cu) Φ = +0.342A/V,焊料凸塊20是錫(Sn) Φ=-0.151A/V，阻擋層40是鎳(Ni) Φ = -0.250A/V，其中，Φ表示電極電勢(shì)，A表示酸性溶液，V即電勢(shì)電位伏特，反應(yīng)通式如下:
[0056]T>150°C:Me0+2HC00H = Me (C00H) 2+H20
[0057]T>200°C:Me (C00H) 2 = Me+C02+H2
[0058]H2+Me0 = Me+H20
[0059]其中，T為溫度，Me代指金屬(Metal)。
[0060]在回流工藝處理時(shí)，會(huì)有兩路管道向反應(yīng)室內(nèi)通入氣體。在第一個(gè)管道中，氮?dú)鈴牡谝坏獨(dú)馄恐辛鞒霾⑼ㄈ爰姿釢舛葹?8%的甲酸瓶中，而后氮?dú)鈳С霾糠旨姿嵴羝⑼ㄈ敕磻?yīng)室內(nèi)，氮?dú)馀c部分甲酸蒸汽的流量為15000標(biāo)況毫升每分(seem)，時(shí)間是10至30秒(這是由于不同產(chǎn)品的金屬柱10的密度和/或高度不同)；在第二個(gè)管道中，氮?dú)鈴牡诙獨(dú)馄恐辛鞒霾⑼ㄈ敕磻?yīng)室內(nèi)，氮?dú)獾牧髁繛?0000標(biāo)況毫升每分(seem)，全程通入。
[0061]如圖11所示，在步驟S40中還包括對(duì)焊料凸塊20進(jìn)行抽氣處理，且抽氣方向沿豎直方向向上。通過再回流處理時(shí)對(duì)焊料凸塊20向上抽氣，從而對(duì)熔融狀態(tài)的焊料凸塊20起到向上提拉的作用，從而在保證焊料凸塊20成球的同時(shí)，還能有效防止焊料凸塊20下垂。
[0062]本申請(qǐng)中的焊盤的金屬柱10與焊料凸塊20組成了一種新型的凸塊結(jié)構(gòu)。由于這種新的凸塊結(jié)構(gòu)能夠滿足行業(yè)內(nèi)對(duì)無鉛化(LF)，高輸入、輸出密度(High-1/O-Density)的需求，因而能夠被大量應(yīng)用于智能手機(jī)等消費(fèi)電子市場。相較于傳統(tǒng)的凸塊結(jié)構(gòu)，這種新的凸塊結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)勢(shì):
[0063]1、支持腳距密集化(fine pitch)，腳距可以小于100微米，能有效降低相鄰?fù)裹c(diǎn)橋接的可能性；
[0064]2、便于后續(xù)芯片倒裝(Flip Chip)、環(huán)氧樹脂填充(Under fill)工藝，提供更好的可靠性。
[0065]3、更好的電子遷移抗性，支持更高電流密度進(jìn)行高速信號(hào)傳導(dǎo)。
[0066]以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種焊盤，其特征在于，包括：金屬柱（10)，所述金屬柱（10)的第一端具有凹部（11);焊料凸塊（20)，所述焊料凸塊（20)設(shè)置在所述金屬柱（10)的所述凹部（11)處；焊墊（30)，所述焊墊（30)與所述金屬柱（10)的第二端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊盤，其特征在于，所述焊盤還包括阻擋層（40)，所述阻擋層(40)設(shè)置在所述金屬柱（10)與所述焊料凸塊（20)之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焊盤，其特征在于，所述焊盤還包括金屬層（50)，所述金屬層（50)設(shè)置在所述焊墊（30)和所述金屬柱（10)之間。4.一種半導(dǎo)體器件，包括晶圓襯底（60)、焊盤和介質(zhì)層（70)，所述介質(zhì)層（70)和所述焊盤均設(shè)置在所述晶圓襯底￠0)上，其特征在于，所述焊盤是權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的焊盤。5.—種半導(dǎo)體器件的制造工藝，其特征在于，包括對(duì)金屬柱（10)進(jìn)行工藝處理，以使所述金屬柱（10)的第一端形成凹部（11)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造工藝，其特征在于，所述對(duì)金屬柱（10)進(jìn)行工藝處理時(shí)，調(diào)節(jié)電鍍藥液比例，以使所述金屬柱（10)的第一端形成所述凹部（11)。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制造工藝，其特征在于，所述制造工藝還包括在所述對(duì)金屬柱（10)進(jìn)行工藝處理后的：步驟S10 :在所述金屬柱（10)的所述凹部（11)處沉積阻擋層（40);步驟S20 :在所述阻擋層（40)上沉積焊料凸塊（20)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造工藝，其特征在于，所述阻擋層（40)的金屬性大于所述金屬柱（10)和所述焊料凸塊（20)的金屬性。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造工藝，其特征在于，所述制造工藝還包括在所述步驟S20后的：步驟S30 :烘烤處理，以使所述金屬柱（10)的外壁形成第一金屬氧化層（12)、所述焊料凸塊（20)的外壁形成第二金屬氧化層（21)、所述阻擋層（40)的外壁形成第三金屬氧化層(41)；步驟S40 :回流處理，以使所述第一金屬氧化層（12)和所述第二金屬氧化層（21)被還原。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造工藝，其特征在于，在所述步驟S40中通過控制還原劑的通入量，以使所述第一金屬氧化層（12)和所述第二金屬氧化層（21)被還原。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造工藝，其特征在于，在所述步驟S40中還包括對(duì)所述焊料凸塊（20)進(jìn)行抽氣處理，且抽氣方向沿堅(jiān)直方向向上。12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造工藝，其特征在于，所述制造工藝還包括在所述對(duì)金屬柱（10)進(jìn)行工藝處理前的：步驟S100 :在設(shè)置有焊墊（30)的晶圓襯底（60)上沉積介質(zhì)層（70);步驟S200 :對(duì)所述介質(zhì)層（70)進(jìn)行刻蝕得到第一通孔（71)，所述焊墊（30)的一部分暴露在所述第一通孔（71)處；步驟S300 :在所述介質(zhì)層（70)上沉積金屬層（50)，所述金屬層（50)通過所述第一通孔（71)與所述焊墊（30)電連接；步驟S400 :在所述金屬層（50)上沉積光阻層（80);步驟S500 :對(duì)所述光阻層（80)進(jìn)行曝光顯影形成第二通孔（81);步驟S600 :在所述第二通孔（81)內(nèi)沉積形成所述金屬柱（10)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造工藝，其特征在于，所述制造工藝還包括在所述步驟S20后的：步驟S21 :去除所述光阻層（80);步驟S22 :對(duì)所述金屬層（50)進(jìn)行刻蝕，以去除未被所述金屬柱（10)覆蓋的部分所述金屬層（50)。
【專利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N焊盤、半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體器件的制造工藝。焊盤包括：金屬柱，金屬柱的第一端具有凹部；焊料凸塊，焊料凸塊設(shè)置在金屬柱的凹部處；焊墊，焊墊與金屬柱的第二端連接。由于金屬柱的第一端具有凹部，且焊料凸塊設(shè)置在金屬柱的凹部處，因而有效防止焊料凸塊在回流工藝時(shí)順著金屬柱的邊緣流下形成介金屬化合物，從而有效避免焊料凸塊過多消耗和金屬柱機(jī)械強(qiáng)度變?nèi)?，進(jìn)而提高了半導(dǎo)體器件的封裝可靠性。同時(shí)，本申請(qǐng)中的焊盤具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低的特點(diǎn)。
【IPC分類】H01L23/488, H01L21/48
【公開號(hào)】CN105374775
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410443164
【發(fā)明人】金晨, 喬中辰
【申請(qǐng)人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2014年9月2日