專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體器件及其制造方法以及配線(xiàn)板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及在其中形成有焊接凸點(diǎn)的半導(dǎo)體器件及其制造方法，以及配線(xiàn)板的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著最近的半導(dǎo)體器件的高度集成化，提出了在單個(gè)封裝內(nèi)層疊并安裝多個(gè)半導(dǎo)體芯片的芯片上芯片技木，以及在半導(dǎo)體晶片上安裝半導(dǎo)體芯片的晶片上芯片技木。圖9示出了形成于現(xiàn)有半導(dǎo)體器件中的一般焊接凸點(diǎn)的截面的示意性結(jié)構(gòu)。如圖9所示，現(xiàn)有半導(dǎo)體器件205由屏障金屬層201和焊接層202構(gòu)成。在該情況下，屏障金屬層201由高熔點(diǎn)金屬材料制成，并且形成在半導(dǎo)體基板203的電極襯墊部分(未示出)上。此外，焊接層202由低熔點(diǎn)材料制成。例如，Ni、Cu或者Au被用作構(gòu)成屏障金屬層201的高熔點(diǎn)材料。此外，焊接層202形成在屏障層201的上部上。此外，Sn、In、Bi或者類(lèi)似物被用作構(gòu)成焊接層202的低熔點(diǎn)金屬材料。另外，在現(xiàn)有焊接凸點(diǎn)200中，如圖9所示，焊接層202通常形成為使得其外徑約等于或者大于屏障金屬層201的外徑。該技術(shù)例如在日本專(zhuān)利特開(kāi)平9-97795號(hào)公報(bào)中公開(kāi)。圖IOA和IOB分別示出了用于制造現(xiàn)有半導(dǎo)體器件的步驟，其中各自形成有焊接凸點(diǎn)200的兩個(gè)半導(dǎo)體器件205被彼此接合。在將參考圖IOA和IOB給出的描述中，假設(shè)待彼此接合的兩個(gè)半導(dǎo)體器件205分別是半導(dǎo)體器件205a和205b。首先，如圖IOA所示，通過(guò)使用倒裝式聯(lián)接器將ー個(gè)半導(dǎo)體器件205a安裝到另ー半導(dǎo)體器件205b上，以使形成有焊接凸點(diǎn)200的一個(gè)半導(dǎo)體器件205a的表面與形成有焊接凸點(diǎn)200的另一半導(dǎo)體器件205b的表面彼此相対。然后，如圖IOB所示，使彼此相対的焊接凸點(diǎn)200在溫度被設(shè)定成等于或大于焊接層202的熔點(diǎn)的條件下彼此接觸，從而進(jìn)行焊接凸點(diǎn)200之間的連接。這時(shí)，使一個(gè)半導(dǎo)體器件205a靠近另一半導(dǎo)體器件205b側(cè)，同時(shí)通過(guò)倒裝式聯(lián)接器控制在半導(dǎo)體器件205a與205b之間形成的間隙?，F(xiàn)在，圖IOA和IOB所示的連接芯片的步驟涉及這樣的問(wèn)題，即由于倒裝式聯(lián)接器的機(jī)械精度和可控性，在被倒裝式聯(lián)接器移動(dòng)的半導(dǎo)體器件205a側(cè)中發(fā)生傾斜和翹曲。另夕卜，在一些情況下，在半導(dǎo)體器件205a和205b的形成有焊接凸點(diǎn)200的表面上形成全局段差。因此，在半導(dǎo)體器件205之間進(jìn)行連接的階段中，如圖IOA和IOB所示，一個(gè)半導(dǎo)體器件205a被造成傾斜地接觸另一半導(dǎo)體器件205b。作為結(jié)果，在形成于半導(dǎo)體器件205a和20b之間的間隙較寬的區(qū)域a與形成于半導(dǎo)體器件205a和20b之間的間隙較窄的區(qū)域b之間發(fā)生間隙差。此外，現(xiàn)狀是，為了達(dá)到抵消半導(dǎo)體器件205a與205b之間的間隙差的目的，各焊接層202有必要形成為具有給定的厚度或更厚。在該情況下，在形成于彼此相対的半導(dǎo)體器件205a與20b之間的間隙得到最佳化的區(qū)域a中，如圖IlA所示，各自由低熔點(diǎn)金屬制成的焊接層202彼此接合成崩潰不多。然而，在形成于彼此相対的半導(dǎo)體器件205a與205b之間的間隙較窄的區(qū)域b中，如圖IlB所示，焊接層202崩潰成從各自由高熔點(diǎn)金屬制成的屏障金屬層201的外徑的范圍大幅地超出。當(dāng)形成于彼此相対的半導(dǎo)體器件205a和205b的表面上的焊接凸點(diǎn)200以細(xì)小間距形成時(shí)，如圖IlB所示，在窄間隙區(qū)域b中，恐怕各相鄰的兩個(gè)焊接層202會(huì)彼此接觸，而發(fā)生短路。近年來(lái)，隨著器件的小型化，要求焊接凸點(diǎn)200窄間距化。因此，期望這樣ー種結(jié)構(gòu)，其中，即使當(dāng)焊接凸點(diǎn)200的間距減小時(shí)，各相鄰的兩個(gè)焊接凸點(diǎn)也不短路。

發(fā)明內(nèi)容
本公開(kāi)的做出是為了解決上述問(wèn)題，因此希望提供一種在經(jīng)由焊接凸點(diǎn)使半導(dǎo)體器件彼此接合的步驟中使接合精度得到改善并且產(chǎn)出率得到提高的半導(dǎo)體器件及其制造方法以及配線(xiàn)板的制造方法。 為了實(shí)現(xiàn)上述期望，根據(jù)本公開(kāi)的ー個(gè)實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體器件，其包括焊接凸點(diǎn)，所述焊接凸點(diǎn)包括形成在基板的電極襯墊部分上的屏障金屬層，以及形成在所述屏障金屬層的上表面的中心部分以具有比所述屏障金屬層的外徑小的外徑的焊接層。根據(jù)本公開(kāi)的另ー實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其包括在形成于基板上的電極襯墊部分的上部上形成屏障金屬層；和在所述屏障金屬層的上部上形成外徑比所述屏障金屬層的外徑小的焊接層。在該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件以及另一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法中，焊接層形成為具有比屏障金屬層的外徑小的外徑。因此，當(dāng)熔化的焊接層崩潰時(shí)，能夠防止如此崩潰的焊接層從屏障金屬層的上部大幅地超出。根據(jù)本公開(kāi)的又ー實(shí)施例，提供了一種配線(xiàn)板的制造方法，其包括形成光阻層，所述光阻層開(kāi)ロ成與形成于板上的電極襯墊部分的中心部分相對(duì)應(yīng)；和經(jīng)由所述光阻層在所述電極襯墊部分的上部上形成焊接層。在又一實(shí)施例的配線(xiàn)板的制造方法中，形成在電極襯墊部分的上部上的焊接層是經(jīng)由圖案化的光阻層形成的。因此，焊接層能夠精確地形成在配線(xiàn)襯墊部分的上部上的期望區(qū)域中。如以上給出的，根據(jù)本公開(kāi)，能夠獲得在芯片之間進(jìn)行接合促進(jìn)產(chǎn)出率的提高以及像質(zhì)的改善的半導(dǎo)體器件和配線(xiàn)板。


圖I是示出本公開(kāi)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的形成有焊接凸點(diǎn)的部分的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖2A-2K分別是按步驟順序說(shuō)明本公開(kāi)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的主要部分的制造方法的截面圖；圖3A和3B分別是說(shuō)明經(jīng)由焊接凸點(diǎn)使在第一實(shí)施例中制造的兩個(gè)半導(dǎo)體器件彼此接合的步驟的截面圖；圖4A和4B分別是示出具有寬間隙的區(qū)域(對(duì)應(yīng)于圖3B中“a”)的截面的放大截面圖，以及示出具有窄間隙的區(qū)域(對(duì)應(yīng)于圖3B中的“b”)的截面的放大截面圖；圖5A和5B分別是說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)第一實(shí)施例的變型示例I使兩個(gè)半導(dǎo)體器件彼此接合的步驟的截面圖；圖6A和6B分別是說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)第一實(shí)施例的變型示例2使半導(dǎo)體器件與配線(xiàn)板彼此接合的步驟的截面圖；圖7A-7F分別是說(shuō)明本公開(kāi)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的主要部分的制造方法的截面圖；圖8A-8D分別是按步驟順序說(shuō)明本公開(kāi)第三實(shí)施例的配線(xiàn)板的主要部分的制造方法的截面圖；圖9是示出形成于現(xiàn)有半導(dǎo)體器件中的一般焊接凸點(diǎn)的截面的結(jié)構(gòu)的示意性截面圖；圖IOA和IOB分別是說(shuō)明經(jīng)由焊接凸點(diǎn)使現(xiàn)有的兩個(gè)半導(dǎo)體器件接合的步驟的截 面圖；而圖IlA和IlB分別是示出具有寬間隙的區(qū)域的結(jié)構(gòu)的放大截面圖，以及示出具有窄間隙的區(qū)域的結(jié)構(gòu)的放大截面圖。
具體實(shí)施例方式以下，將參考圖I-圖8A和SB詳細(xì)描述半導(dǎo)體器件及其制造方法以及配線(xiàn)板的制造方法的實(shí)施例。下面將按以下順序描述本公開(kāi)的實(shí)施例。這里，應(yīng)注意的是本公開(kāi)絕不局限于將在下面描述的實(shí)施例。I.第一實(shí)施例半導(dǎo)體器件1-1半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)1-2半導(dǎo)體器件的制造方法1-3變型示例I1-4變型示例22.第二實(shí)施例半導(dǎo)體器件3.第三實(shí)施例配線(xiàn)板的制造方法I.第一實(shí)施例半導(dǎo)體器件首先，將詳細(xì)描述本公開(kāi)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件及其制造方法。1-1半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)圖I示出了本公開(kāi)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件50的形成有焊接凸點(diǎn)(solderbump) I的部分的截面結(jié)構(gòu)。如圖I所示，第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件50包括形成在半導(dǎo)體基板5的電路表面上的電極襯墊部分9，以及覆蓋電極襯墊部分9的周緣和半導(dǎo)體基板5的電路表面的絕緣膜(以下稱(chēng)為“鈍化膜”)6。在該情況下，焊接凸點(diǎn)I由依次形成在電極襯墊部分9上的粘結(jié)層7和種子金屬層8以及依次形成在種子金屬層8的上部分上的屏障金屬層2和焊接層3構(gòu)成。另外，在構(gòu)成焊接凸點(diǎn)I的屏障金屬層2的上表面上形成有阻止膜4。電極襯墊部分9例如由鋁(Al)制成，并且構(gòu)造成在構(gòu)成半導(dǎo)體器件50的半導(dǎo)體基板5的主面例如電路表面(未示出)上具有期望的面積。鈍化膜6例如由SiN或者SiO2制成。此外，鈍化膜6形成為具有使電極襯墊部分9的中心部分暴露出來(lái)的開(kāi)ロ部分10，并且形成為覆蓋電極襯墊部分9的周緣以及半導(dǎo)體基板5的表面兩者。粘結(jié)層7例如由Ti制成，并且形成在經(jīng)由鈍化層6暴露出來(lái)的電極襯墊部分9的上部分上。此外，粘結(jié)層7的設(shè)置使得焊接凸點(diǎn)I與電極襯墊部分9之間的粘結(jié)性得到改
茲種子金屬層8例如由Cu制成，并且形成在粘結(jié)層7的上部分上。種子金屬層8是為了通過(guò)利用電解鍍覆方法形成屏障金屬層2而設(shè)置的層。屏障金屬層2經(jīng)由粘結(jié)層7和種子金屬層8形成在電極襯墊部分9的正上方，并且形成為具有比電極襯墊部分9的面積小的面積。屏障金屬層2可以由熔點(diǎn)比構(gòu)成焊接層3的材料的熔點(diǎn)高的高熔點(diǎn)金屬材料制成。例如，屏障金屬層2可以由Ni、Cu或Au中的任 ー個(gè)制成。屏障金屬層2的厚度設(shè)定在1-10 μ m的范圍內(nèi)。焊接層3形成在屏障金屬層2正上方的中心部分，并且形成為具有比屏障金屬層2的外徑小的外徑。焊接層3可以由熔點(diǎn)比構(gòu)成屏障金屬層2的材料的熔點(diǎn)低的低熔點(diǎn)材料制成。因此，焊接層3例如可以由Sn、In或Bi中的任ー個(gè)制成。此外，焊接層3形成為具有2-20 μ m的厚度。在該情況下，焊接層3形成為使得屏障金屬層2與焊接層3的高度比為例如2 I。阻止膜4形成在屏障金屬層2的上表面上未形成焊接層3的區(qū)域中，即形成在屏障金屬層2的上表面的周緣中。阻止膜4是用于在焊接層3熔化時(shí)抑制熔化的焊接層3在屏障金屬層2的上表面上擴(kuò)散的膜，因此是由對(duì)于焊接層3的材料具有弱潤(rùn)濕性的材料制成的。在第一實(shí)施例中，阻止膜4例如由SiO2膜構(gòu)成。在第一實(shí)施例的焊接凸點(diǎn)I中，由低熔點(diǎn)金屬材料制成的焊接層3形成為使得其外徑小于由高熔點(diǎn)金屬材料制成的屏障金屬層2的外徑。因此，即使在焊接層3熔化而崩潰成沿橫向方向(與半導(dǎo)體基板5的表面平行的方向)擴(kuò)散時(shí)，熔化的焊接層3也被防止從屏障金屬層2的上表面顯著地超出。另外，對(duì)焊接層3的材料具有弱潤(rùn)濕性的阻止膜4形成在屏障金屬層2的上表面上未形成焊接層3的區(qū)域中。因此，熔化的焊接層3與阻止膜4的表面之間的潤(rùn)濕角大，因此熔化的焊接層3變得難以沿橫向方向擴(kuò)散。[1-2半導(dǎo)體器件的制造方法]圖2A-2K按步驟順序分別示出了說(shuō)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件50的主要部分的制造方法的截面圖。下面將參考圖2A-2K詳細(xì)描述第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件50的主要部分的制造方法。首先，如圖2A所示，準(zhǔn)備好半導(dǎo)體基板5，并在半導(dǎo)體基板5的上部分的電路表面上形成由鋁制成的電極襯墊部分9。接下來(lái)，形成具有使電極襯墊部分9的中心部分暴露出來(lái)的開(kāi)ロ部分10的鈍化膜6，以覆蓋電極襯墊部分9的周緣以及半導(dǎo)體基板5的上部分。然后，使用氬氣通過(guò)等離子蝕刻法來(lái)清潔電極襯墊部分9的暴露面。接下來(lái)，如圖2B所示，通過(guò)利用濺射方法形成由Ti制成并具有約100-約500nm的厚度的粘結(jié)層7。粘結(jié)層7是為了增加電極襯墊部分9與焊接凸點(diǎn)I之間的粘結(jié)性而設(shè)置的層。接下來(lái)，如圖2C所示，通過(guò)利用濺射方法形成由Cu制成并具有約100-約1，OOOnm
的厚度的種子金屬層8。種子金屬層8是用于降低阻カ的層，并用作將在后續(xù)步驟中使用的電解鍍覆方法中的種子金屬。
接下來(lái)，如圖2D所示，通過(guò)利用涂覆方法，在半導(dǎo)體基板5的前表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)表面上形成第一光阻層11。接下來(lái)，如圖2E所示，在第一光阻層11的上部分上形成掩模12，然后進(jìn)行曝光，在所述掩模12中開(kāi)設(shè)有比在圖2A所示步驟中經(jīng)由鈍化膜6暴露出來(lái)的電極襯墊部分9的區(qū)域略大的區(qū)域。接下來(lái)，進(jìn)行顯影，從而如圖2F所示，去除了第一光阻層11的受到曝光的部分，從而形成使種子金屬層8的中心部分暴露出來(lái)的開(kāi)ロ部分13。然后，通過(guò)使用氧氣和氬氣對(duì)如此暴露出來(lái)的種子金屬層8的上部分進(jìn)行去渣處理。接下來(lái)，如圖2G所示，通過(guò)利用電解鍍覆方法在種子金屬層8的上部分上形成由Ni制成的屏障金屬層2，以具有例如1-10 μ m的厚度。接下來(lái)，進(jìn)ー步形成第二光阻層14，以覆蓋屏障金屬層2的上表面以及第一光阻層11的整個(gè)表面。在第二光阻層14中，在第二光阻層14的上部分上形成在屏障金屬層2的正上方形成有外徑比屏障金屬層2的外徑小的開(kāi)ロ的掩模，然后進(jìn)行曝光。接下來(lái)，通過(guò)進(jìn)行顯影，如圖2H所示，去除了第二光阻層14的受到曝光的部分，從而形成了使屏障金屬層2的中心部分暴露出來(lái)的開(kāi)ロ部分15。經(jīng)由開(kāi)ロ部分15暴露出來(lái)的屏障金屬層2的中心部分的面積小于屏障金屬層2的面積。接下來(lái)，如圖21所示，通過(guò)利用電解鍍覆方法在如此暴露出來(lái)的屏障金屬層2的上部上形成由Sn制成的焊接層3，以具有例如2-20 μ m的厚度。接下來(lái)，如圖2J所示,在使用氧氣的灰化處理(ashing)步驟中去除第一光阻層和第二光阻層11、14。通過(guò)進(jìn)行灰化處理步驟，在如此暴露出來(lái)的屏障金屬層2的上表面上形成成為阻止膜4的Ni的氧化膜。該Ni的氧化膜是對(duì)于焊接層3具有弱潤(rùn)濕性的膜。因此，該Ni的氧化膜用作用于防止熔化的焊接層3沿橫向方向流動(dòng)的阻止膜4。然后，通過(guò)利用濕蝕刻法去除種子金屬層8的暴露部分，隨后，通過(guò)利用濕蝕刻法去除粘結(jié)層7的暴露部分。在第一實(shí)施例中，以如上所述的方式制成了在其中形成有焊接凸點(diǎn)I的半導(dǎo)體器件50。接下來(lái)，將對(duì)用于使在第一實(shí)施例中形成的各自包括焊接凸點(diǎn)I的兩個(gè)半導(dǎo)體器件50彼此連接的步驟進(jìn)行描述。圖3A和3B分別是說(shuō)明經(jīng)由焊接凸點(diǎn)使在第一實(shí)施例中制造的兩個(gè)半導(dǎo)體器件50彼此接合的步驟的截面圖。在圖3A和3B中，在半導(dǎo)體器件50中只示出了半導(dǎo)體基板5和在半導(dǎo)體基板5上形成的并且各自由屏障金屬層2和焊接層3構(gòu)成的焊接凸點(diǎn)1，而省略了其它組成部分，以為簡(jiǎn)潔之故。準(zhǔn)備好各自包括上述焊接凸點(diǎn)I的兩個(gè)半導(dǎo)體器件50。在以下描述中，當(dāng)需要彼此區(qū)分兩個(gè)半導(dǎo)體器件50時(shí)，在描述中將兩個(gè)半導(dǎo)體器件50分別稱(chēng)為上側(cè)半導(dǎo)體器件50a和下側(cè)半導(dǎo)體器件50b。另ー方面，當(dāng)不用彼此區(qū)分兩個(gè)半導(dǎo)體器件50時(shí)，在描述中將兩個(gè)半導(dǎo)體器件50合稱(chēng)為半導(dǎo)體器件50。首先，如圖3A所示，將ー個(gè)半導(dǎo)體器件(以下稱(chēng)為下側(cè)半導(dǎo)體器件)50b安裝在設(shè) 置于倒裝式聯(lián)接器裝置(未示出)內(nèi)的載物臺(tái)中，以使下側(cè)半導(dǎo)體器件50b的焊接凸點(diǎn)I指向上方。接下來(lái)，涂覆焊劑16，以覆蓋下側(cè)半導(dǎo)體器件50b的焊接凸點(diǎn)I。此外，通過(guò)使用倒裝式聯(lián)接器裝置(未示出)的抽吸頭(未示出)將另一半導(dǎo)體器件(以下稱(chēng)為上側(cè)半導(dǎo)體器件)50a安裝到下側(cè)半導(dǎo)體器件50b的上部上，以使上側(cè)半導(dǎo)體器件50a的焊接凸點(diǎn)I與下側(cè)半導(dǎo)體器件50b的焊接凸點(diǎn)I彼此相対。作為結(jié)果，下側(cè)半導(dǎo)體器件50b和上側(cè)半導(dǎo)體器件50a通過(guò)焊劑16的粘著性而彼此固定。接下來(lái)，將已彼此固定的上側(cè)半導(dǎo)體器件50a和下側(cè)半導(dǎo)體器件50b裝載到回流爐(未示出)中。然后，下側(cè)半導(dǎo)體器件50b和上側(cè)半導(dǎo)體器件50a在回流爐內(nèi)受到加熱和冷卻處理，由此使上側(cè)半導(dǎo)體器件50a和下側(cè)半導(dǎo)體器件50b的焊接層3熔化并粘結(jié)至彼此，以在該狀態(tài)下凝固。作為結(jié)果，完成了焊接。接下來(lái)，在去除殘留在如此焊接在一起的上側(cè)半導(dǎo)體器件50a與下側(cè)半導(dǎo)體器件50b之間形成的空間中的焊劑16后，通過(guò)利用毛細(xì)管現(xiàn)象向上側(cè)半導(dǎo)體器件50a與下側(cè)半導(dǎo)體器件50b之間形成的空間中填充熱固性樹(shù)脂，然后進(jìn)行固化。作為結(jié)果，如圖3B所示，形成底充層(underfill layer) 17。底充層17的形成使得上側(cè)半導(dǎo)體器件50a和下側(cè)半導(dǎo)體器件50b的焊接層3的接合部分能夠被保護(hù)而免受外部應(yīng)力，并且能夠防止發(fā)生可能在 接合后發(fā)生的短路。通過(guò)這種方法，上側(cè)半導(dǎo)體器件50a和下側(cè)半導(dǎo)體器件50b經(jīng)由焊接凸點(diǎn)I彼此電氣地連接?，F(xiàn)在，如上所述，由于由倒裝式聯(lián)接器引起的上側(cè)半導(dǎo)體器件50a的傾斜和翹曲，或者由于半導(dǎo)體器件50的全局段差，在一些情況下在接合階段在上側(cè)半導(dǎo)體器件50a與下側(cè)半導(dǎo)體器件50b之間的間隙的尺寸上發(fā)生差異。圖4A是示出寬間隙區(qū)域的截面的放大截面圖(對(duì)應(yīng)于圖3B所示的部分a)。此外，圖4B是示出窄間隙區(qū)域的截面的放大截面圖(對(duì)應(yīng)于圖3B所示的部分b)。由于當(dāng)前倒裝式聯(lián)接器的機(jī)械精度以及半導(dǎo)體器件50的全局段差，在上側(cè)半導(dǎo)體器件50a與下側(cè)半導(dǎo)體器件50b之間的區(qū)域中發(fā)生例如在±3到5 μ m范圍內(nèi)的間隙差。作為結(jié)果，存在這樣的限制，即有必要使焊接層3的高度設(shè)定成能夠應(yīng)對(duì)該間隙差的高度，并且焊接層3的高度必須設(shè)定成等于或者大于給定值。在第一實(shí)施例中，能夠形成使現(xiàn)有焊接凸點(diǎn)中焊接層的高度(在第一實(shí)施例中為2-20 μ m的范圍)得以維持的凸點(diǎn)I。因此，如圖4A和4B所示，能夠在上側(cè)半導(dǎo)體器件50a與下側(cè)半導(dǎo)體器件50b的接合階段中，在包括有在間隙上彼此不同的部分的整個(gè)區(qū)域上可靠地進(jìn)行接合。此外，在第一實(shí)施例中，在焊接凸點(diǎn)I中，焊接層3形成為使得其外徑小于屏障金屬層2的外徑。此外，阻止膜4形成在屏障金屬層2的上表面上未形成焊接層3的區(qū)域中。作為結(jié)果，即使當(dāng)熔化的焊接層3在上側(cè)半導(dǎo)體器件50a與下側(cè)半導(dǎo)體器件50b的接合階段中在窄間隙區(qū)域中崩潰時(shí)，熔化的焊接層3也會(huì)被防止沿橫向方向顯著地?cái)U(kuò)散。因此，如圖4B所示，即使當(dāng)焊接層3熔化而在窄間隙區(qū)域中崩潰時(shí)，也能夠防止各相鄰的兩個(gè)焊接凸點(diǎn)I彼此接觸。此外，第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件50采用了焊接層3難以沿橫向方向擴(kuò)散的結(jié)構(gòu)。因此，即使當(dāng)通過(guò)窄化焊接凸點(diǎn)I的間距而使各相鄰的兩個(gè)焊接凸點(diǎn)I之間的距離變小吋，在接合階段中也能夠防止各相鄰的兩個(gè)焊接凸點(diǎn)彼此接觸。如上所述，通過(guò)形成第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件50中的焊接凸點(diǎn)1，即使在采用芯片上芯片(chip-on-chip)或者晶片上芯片(chip-on-wafer)的結(jié)構(gòu)時(shí),也能夠可靠地進(jìn)行接合，并且能夠防止各相鄰的兩個(gè)焊接凸點(diǎn)I之間發(fā)生短路。作為結(jié)果，在芯片之間的接合中，能夠?qū)崿F(xiàn)在產(chǎn)出率和質(zhì)量上的改善。請(qǐng)注意，雖然在以上參考圖3A和3B描述的情況中是在上側(cè)半導(dǎo)體器件50a和下側(cè)半導(dǎo)體器件50b的焊接層3彼此接合后形成底充層17的，也可以采用在進(jìn)行接合的同時(shí)形成底充層17的結(jié)構(gòu)。在該情況下，涂覆由具有焊劑功能的熱固性樹(shù)脂制成的底充層以覆蓋下側(cè)半導(dǎo)體器件50b的焊接凸點(diǎn)1，并將上側(cè)半導(dǎo)體器件50a安裝到下側(cè)半導(dǎo)體器件50b上。此外，在等于或大于焊接層3的熔點(diǎn)并低于熱固性樹(shù)脂的固化開(kāi)始溫度的溫度進(jìn)行加熱，由此使上側(cè)半導(dǎo)體器件50a和下側(cè)半導(dǎo)體器件50b的焊接層3彼此接合，然后進(jìn)行冷卻凝固。然后，在等于或者高于熱固性樹(shù)脂的熱固化開(kāi)始溫度的溫度進(jìn)行加熱，由此固化熱固性樹(shù)脂，從而形成底充層。
如上所述，本公開(kāi)的第一實(shí)施例能夠適用于各種接合方法。現(xiàn)在，在本公開(kāi)的第一實(shí)施例中，將第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件50用作待彼此接合的兩個(gè)半導(dǎo)體器件中的至少ー個(gè)半導(dǎo)體器件，由此能夠增強(qiáng)接合階段中的接合精度。[1-3變型示例I]圖5A和5B分別是說(shuō)明使第一實(shí)施例的變型示例I的兩個(gè)半導(dǎo)體器件彼此接合的步驟的截面圖。在變型示例I中，在以下將給出的描述是使具有在第一實(shí)施例中形成的焊接凸點(diǎn)I的半導(dǎo)體器件50與具有現(xiàn)有焊接凸點(diǎn)200的半導(dǎo)體器件205 (參考圖9)彼此接合的情況。如圖5A所示，在變型示例I中，將經(jīng)受安裝一側(cè)的半導(dǎo)體器件(以下稱(chēng)為“下側(cè)半導(dǎo)體器件”)205做成在其上形成有現(xiàn)有焊接凸點(diǎn)200的半導(dǎo)體器件。另外，將安裝側(cè)的半導(dǎo)體器件(以下稱(chēng)為“上側(cè)半導(dǎo)體器件50”)做成第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。在下側(cè)半導(dǎo)體器件205中，在半導(dǎo)體基板203的上部上形成有各自由屏障金屬層201和焊接層202構(gòu)成的多個(gè)焊接凸點(diǎn)200。在該情況下，焊接層202形成為具有與屏障金屬層201的外徑相當(dāng)?shù)耐鈴?。在變型示例I中同樣，類(lèi)似于圖3A的情況，在將焊劑16涂覆到下側(cè)半導(dǎo)體器件205上后，將上側(cè)半導(dǎo)體器件50安裝到下側(cè)半導(dǎo)體器件205上，并在回流爐(未示出)中使上側(cè)半導(dǎo)體器件50的焊接層3與下側(cè)半導(dǎo)體器件205的焊接層202熔化而彼此接合。作為結(jié)果，如圖5B所示，下側(cè)半導(dǎo)體器件205和上側(cè)半導(dǎo)體器件50彼此接合。在變型示例I中同樣，由于形成在上側(cè)半導(dǎo)體器件50上的焊接凸點(diǎn)I中的焊接層3難以沿橫向方向擴(kuò)散，所以能夠防止在各相鄰的兩個(gè)焊接凸點(diǎn)1(200)之間發(fā)生短路。如上所述，即使當(dāng)?shù)谝粚?shí)施例的半導(dǎo)體器件被用作待彼此接合的兩個(gè)半導(dǎo)體器件中的任ー個(gè)時(shí)，也能夠獲得與第一實(shí)施例的效果相同的效果。[1-4變型示例2]接下來(lái)，圖6A和6B分別是說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施例的變型示例2使半導(dǎo)體器件與配線(xiàn)板彼此接合的步驟的截面圖。在變型示例2中，下面將給予描述的是將具有在第一實(shí)施例中形成的焊接凸點(diǎn)I的半導(dǎo)體器件50接合至配線(xiàn)板102的情況。如圖6A所示，在第一實(shí)施例的變型示例2中，配線(xiàn)板102設(shè)置在經(jīng)受安裝的ー側(cè)，而在其上形成有第一實(shí)施例中的焊接凸點(diǎn)I的半導(dǎo)體器件50被用在安裝側(cè)。配線(xiàn)板102采用這樣ー種結(jié)構(gòu)，其中在板100的電路表面?zhèn)壬闲纬膳渚€(xiàn)部位(wiring land) 101,并且板100的上表面的除形成有配線(xiàn)部位100的部分外的部分被由阻焊劑制成的絕緣膜(未示出)覆蓋。在變型示例2中同樣，類(lèi)似于圖3A的情況，將半導(dǎo)體器件50安裝到配線(xiàn)板102上，使得焊接凸點(diǎn)I分別面對(duì)配線(xiàn)板102上的暴露出來(lái)的配線(xiàn)部位101，然后使焊接層3熔化以分別接合至配線(xiàn)部位101。作為結(jié)果，配線(xiàn)板102與半導(dǎo)體器件50彼此接合。在變型示例2中同樣，由于形成在半導(dǎo)體器件50上的焊接凸點(diǎn)I中的焊接層3難以沿橫向方向擴(kuò)散，所以能夠防止在各相鄰的兩個(gè)焊接凸點(diǎn)I之間發(fā)生短路。此外，能夠獲得與第一實(shí)施例的效果相同的效果。2.第二實(shí)施例半導(dǎo)體器件
接下來(lái)，將詳細(xì)描述本公開(kāi)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件及其制造方法。在第二實(shí)施例的情況下，阻止膜由對(duì)于焊接層具有弱潤(rùn)濕性的金屬材料制成。以下將參考圖7A-7F詳細(xì)描述第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法。由于直到用于形成屏障金屬層2的步驟的步驟分別與圖2A-2G所示的步驟是相同的，所以這里省略重復(fù)描述，以為簡(jiǎn)潔之故。注意，這時(shí)，第一光阻層11優(yōu)選形成為具有與形成的屏障金屬層2的高度相同的高度。在屏障金屬層2的形成完成后，如圖7A所示，在包括屏障金屬層2的上表面的整個(gè)表面上形成構(gòu)成阻止層20的金屬材料層。所需的只是構(gòu)成阻止層20的金屬材料層是對(duì)于焊接層3具有弱潤(rùn)濕性的材料。例如，Ti、W或者Ta中任ー個(gè)的金屬材料，或者例如TiN、Tiff> TiON或者TiN等合金能夠用于構(gòu)成阻止層20的金屬材料層。然后，如圖7B所示，形成第二光阻層21，以只覆蓋阻止膜20殘留的部分，然后去除暴露部分中的金屬材料層。作為結(jié)果，阻止層20只形成在屏障金屬層2的周緣中。接下來(lái)，如圖7C所示，去除第一光阻層和第二光阻層11和21。接下來(lái)，如圖7D所示，類(lèi)似于圖2H的情況，形成第三光阻層22，所述第三光阻層22開(kāi)ロ成只對(duì)應(yīng)于待形成焊接層3的部分。然后，如圖7E所示，通過(guò)利用電解鍍覆方法，在經(jīng)由第三光阻層22的開(kāi)ロ暴露出來(lái)的屏障金屬層2的上部上形成由Sn制成的焊接層3，以具有2-10 μ m的厚度。然后，如圖7F所示，去除第三光阻層22，類(lèi)似于第一實(shí)施例的情況，去除第二金屬層8以及粘結(jié)層7兩者，從而在半導(dǎo)體基板5上形成焊接凸點(diǎn)I。在第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件25中同樣，由于在焊接凸點(diǎn)I中，焊接層3形成為使得其外徑小于屏障金屬層2的外徑，所以即使當(dāng)焊接凸點(diǎn)I的間距變窄時(shí)，也減少各相鄰的兩個(gè)焊接凸點(diǎn)I之間的短路。另外，在第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件25中，由于阻止膜20由金屬材料制成，與阻止膜20由氧化膜制成的情況相比，焊接層3變得難以潤(rùn)濕和擴(kuò)散。此外，能夠獲得與第一實(shí)施例的效果相同的效果。雖然在第二實(shí)施例中，阻止膜是在形成焊接層前由金屬材料制成，但是在相同步驟中也可以將氧化膜形成為阻止膜。也就是說(shuō)，由氧化膜構(gòu)成的阻止膜可以在形成焊接層前的步驟中形成，并且可以以與圖7A-7F中相同的步驟受到加工。與第一實(shí)施例一祥，由氧化膜構(gòu)成的阻止膜在不同于灰化處理步驟的步驟中形成，而不是在灰化處理步驟中形成，由此能夠可靠地形成阻止膜。3.第三實(shí)施例配線(xiàn)板的制造方法
接下來(lái)，將參考圖8A-8D詳細(xì)描述本公開(kāi)第三實(shí)施例的配線(xiàn)板的制造方法。在第三實(shí)施例的情況下，在形成于印刷線(xiàn)路板上的電極襯墊部分(以下稱(chēng)為“配線(xiàn)部位”)上進(jìn)行加工而形成焊接層。圖8A-8D分別是說(shuō)明本公開(kāi)第三實(shí)施例的配線(xiàn)板的制造方法的截面圖。首先，如圖8A所示，準(zhǔn)備好印刷線(xiàn)路板37。在該情況下，印刷線(xiàn)路板37具有在其上形成有期望電路的板30，以及使在板30的上表面上形成配線(xiàn)部位31的區(qū)域暴露出來(lái)的開(kāi)ロ部分33。此外，在印刷線(xiàn)路板37中還形成有覆蓋板30的整個(gè)表面的焊接掩模32。在第三實(shí)施例中，配線(xiàn)部位31由銅制成。接下來(lái)，如圖SB所示，在板30的整個(gè)表面上形成具有使配線(xiàn)部位31的中心部分暴露出來(lái)的開(kāi)ロ部分35的光阻層34。接下來(lái)，如圖SC所示，通過(guò)利用電解鍍覆方法在經(jīng)由光阻層34暴露出來(lái)的配線(xiàn)部位31上形成焊接層36。作為結(jié)果，焊接層36形成在暴露出來(lái)的配線(xiàn)部位31的中心部分 處，以具有比配線(xiàn)部位31的直徑小的直徑。然后，如圖8D所示，去除光阻層34，從而完成了形成有焊接層36的印刷線(xiàn)路板。在第三實(shí)施例中，在印刷線(xiàn)路板37中，焊接層36可以形成在經(jīng)由光阻層34的開(kāi)ロ部分35暴露出來(lái)的部分上。因此，焊接層36的外徑可以做成小于配線(xiàn)部位31的外徑，并且焊接層36可以精確地形成為具有預(yù)定的直徑。作為結(jié)果，即使當(dāng)例如將第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件50接合至印刷線(xiàn)路板37吋，也能夠防止在各相鄰的兩個(gè)焊接層之間發(fā)生短路。此外，能夠獲得與第一實(shí)施例的效果相同的效果。雖然以上基于第一至第三實(shí)施例描述了本公開(kāi)，但是本公開(kāi)絕不局限于此，因此在不背離本公開(kāi)的主題的情況下能夠做出各種變化。另外，第一至第三實(shí)施例的構(gòu)造也可以彼此組合。請(qǐng)注意，本公開(kāi)也可以采用以下構(gòu)造。(I) 一種半導(dǎo)體器件，包括焊接凸點(diǎn)，所述包括焊接凸點(diǎn)形成在基板的電極襯墊部分上的屏障金屬層，以及形成在所述屏障金屬層的上表面的中心部分以具有比所述屏障金屬層的外徑小的外徑的焊接層。(2)如段(I)中所述的半導(dǎo)體器件，其中，在所述屏障金屬層的上表面上未形成所述焊接層的表面上形成由對(duì)于熔化的焊接層具有弱潤(rùn)濕性的材料制成的阻止膜。(3)如段(2)中所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述阻止膜由氧化膜構(gòu)成。(4)如段⑵中所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述阻止膜由金屬材料制成。(5) 一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在形成于基板上的電極襯墊部分的上部上形成屏障金屬層；和在所述屏障金屬層的上部上形成外徑比所述屏障金屬層的外徑小的焊接層。(6)如段(5)中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述屏障金屬層經(jīng)由開(kāi)ロ成與所述電極襯墊部分的中心部分相對(duì)應(yīng)的第一光阻層形成，并且所述焊接層經(jīng)由開(kāi)ロ成與所述屏障金屬層的中心部分相對(duì)應(yīng)、并且開(kāi)ロ的內(nèi)徑比所述第一光阻層的開(kāi)ロ的內(nèi)徑小的第二光阻層形成。(7)如段出)中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，還包括在所述屏障金屬層的上表面的未形成焊接層的區(qū)域上形成由對(duì)于所述焊接層具有弱潤(rùn)濕性的材料制成的阻止膜。
(8)如段(7)中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，還包括通過(guò)進(jìn)行灰化處理來(lái)去除所述第一光阻層和第二光阻層，其中，所述阻止膜由通過(guò)進(jìn)行灰化處理在所述屏障金屬層的上表面上形成的氧化膜構(gòu)成。(9)如段(7)中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述阻止膜在形成所述焊接層前形成在所述屏障金屬層的上表面的周緣中。(10)如段(9)中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述阻止膜由金屬材料制成。(11) 一種配線(xiàn)板的制造方法，包括形成光阻層，所述光阻層開(kāi)ロ成與形成于板 上的電極襯墊部分的中心部分相對(duì)應(yīng)；和經(jīng)由所述光阻層在所述電極襯墊部分的上部上形成焊接層。本公開(kāi)包含與2011年3月23日在日本專(zhuān)利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專(zhuān)利申請(qǐng)JP2011-064837所公開(kāi)的主題有關(guān)的主題，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解的是，在所附權(quán)利要求書(shū)或其等同方案的范圍內(nèi)，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素做出各種修改、組合、子組合和變更。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括焊接凸點(diǎn)，所述焊接凸點(diǎn)包括 形成在基板的電極襯墊部分上的屏障金屬層，和 形成在所述屏障金屬層的上表面的中心部分以具有比所述屏障金屬層的外徑小的外徑的焊接層。
2.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中，在所述屏障金屬層的上表面上未形成所述焊接層的表面上形成由對(duì)于熔化的焊接層具有弱潤(rùn)濕性的材料制成的阻止膜。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述阻止膜由氧化膜構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述阻止膜由金屬材料制成。
5.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括 在形成于基板上的電極襯墊部分的上部上形成屏障金屬層；和 在所述屏障金屬層的上部上形成外徑比所述屏障金屬層的外徑小的焊接層。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中， 所述屏障金屬層經(jīng)由開(kāi)ロ成與所述電極襯墊部分的中心部分相對(duì)應(yīng)的第一光阻層形成，并且 所述焊接層經(jīng)由開(kāi)ロ成與所述屏障金屬層的中心部分相對(duì)應(yīng)、并且開(kāi)ロ的內(nèi)徑比所述第一光阻層的開(kāi)ロ的內(nèi)徑小的第二光阻層形成。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，還包括 在所述屏障金屬層的上表面的未形成焊接層的區(qū)域上形成由對(duì)于所述焊接層具有弱潤(rùn)濕性的材料制成的阻止膜。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，還包括 通過(guò)進(jìn)行灰化處理來(lái)去除所述第一光阻層和第二光阻層， 其中，所述阻止膜由通過(guò)進(jìn)行灰化處理在所述屏障金屬層的上表面上形成的氧化膜構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述阻止膜在形成所述焊接層前形成在所述屏障金屬層的上表面的周緣中。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述阻止膜由金屬材料制成。
11.一種配線(xiàn)板的制造方法，包括 形成光阻層，所述光阻層開(kāi)ロ成與形成于板上的電極襯墊部分的中心部分相對(duì)應(yīng)；和 經(jīng)由所述光阻層在所述電極襯墊部分的上部上形成焊接層。
全文摘要
本公開(kāi)涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法以及配線(xiàn)板的制造方法。所述半導(dǎo)體器件包括焊接凸點(diǎn)，所述焊接凸點(diǎn)包括形成在基板的電極襯墊部分上的屏障金屬層，以及形成在所述屏障金屬層的上表面的中心部分以具有比所述屏障金屬層的外徑小的外徑的焊接層。
文檔編號(hào)H05K3/28GK102693951SQ201210070010
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者佐佐木直人, 尾崎裕司 申請(qǐng)人:索尼公司