一种重新布线层
阅读：929发布：2020-05-11
专利汇可以提供一种重新布线层专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供一种重新布线层，所述重新布线层包括： 覆盖 于衬底上表面的 硅 层；位于所述硅层表面的图形化的扩散阻挡层和位于所述扩散阻挡层表面的金属 种子 层；位于所述金属 种子层 表面的金属 电极 层；将所述金属电极层电引出的键合线。本实用新型在重新布线层中，增加硅层，使得经过化学机械 抛光 后的衬底表面更加平整，从而减少金焊盘因衬底粗糙而导致的表面 缺陷 ，提高键合良率。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是一种重新布线层专利的具体信息内容。
1.一种重新布线层，其特征在于，所述重新布线层包括：
覆盖于衬底上表面的硅层；
位于所述硅层表面的图形化的扩散阻挡层和位于所述扩散阻挡层表面的金属种子层；
位于所述金属种子层表面的金属电极层；
将所述金属电极层电引出的键合线。
2.根据权利要求1所述的重新布线层，其特征在于，所述衬底为经过化学机械抛光后的塑封晶圆。
3.根据权利要求1所述的重新布线层，其特征在于，所述硅层的厚度为1～5μm。
4.根据权利要求1所述的重新布线层，其特征在于，所述硅层的粗糙度为1～3μm。
5.根据权利要求1所述的重新布线层，其特征在于，所述硅层与所述扩散阻挡层之间还有一聚酰亚胺层。
6.根据权利要求5所述的重新布线层，其特征在于，所述聚酰亚胺层的厚度为5～10μm。
一种重新布线层
技术领域
背景技术
[0002] 低成本、更可靠、更快及更高密度的电路是集成电路封装追求的目标。在未来，集成电路封装将通过不断减小最小特征尺寸来提高各种电子元器件的集成密度。目前，先进的封装方法包括：晶圆片级芯片规模封装(Wafer Level Chip Scale Packaging，WLCSP)，扇出型晶圆级封装(Fan-Out Wafer Level Package，FOWLP)，倒装芯片(Flip Chip)，叠层封装(Package on Package，POP)等。
[0003] 对于多层堆叠的封装结构，涉及到多次塑封和多次重新布线层的制备，于塑封层上再次制备重新布线时，往往晶圆上已形成了较厚的塑封层，而经过化学机械抛光后的塑封层，因表面较为粗糙，会影响在此基础上形成的焊盘的平整性，甚至会造成焊盘表面的缺陷或者是键合失败。
[0004] 因此，如何提高重新布线层的焊盘表面平整度以及键合良率是本领域技术人员亟需解决的问题。实用新型内容
[0005] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提出一种重新布线层，用于解决现有技术中因衬底不平而导致的金焊盘表面缺陷以及键合失效的问题。
[0006] 为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种重新布线层，[0007] 本实用新型还提供了一种重新布线层，所述重新布线层包括：
[0011] 将所述金属电极层电引出的键合线。
[0012] 可选地，所述衬底为经过化学机械抛光后的塑封晶圆。
[0013] 可选地，所述硅层的厚度为1～5μm。
[0014] 可选地，所述硅层的粗糙度为1～3μm。
[0015] 可选地，所述硅层与所述扩散阻挡层之间还有一聚酰亚胺层。
[0016] 可选地，所述聚酰亚胺层的厚度为5～10μm。
[0018] 图1显示为本实用新型重新布线层制备方法的流程图。
[0019] 图2显示为实施例中衬底的示意图。
[0020] 图3显示为实施例中于衬底上表面形成硅层的示意图。
[0021] 图4显示为实施例中于衬底上表面形成扩散阻挡层以及金属种子层的示意图。
[0022] 图5显示为实施例中于金属种子层上表面形成光刻胶层的示意图。
[0023] 图6显示为实施例中形成金属电极层的示意图。
[0024] 图7显示为实施例中去除光刻胶层的示意图。
[0025] 图8显示为实施例中去除金属种子层和扩散阻挡层的示意图。
[0026] 图9显示为实施例中键合线键合的示意图。
[0027] 元件标号说明
[0028] 10 衬底
[0029] 11 晶圆
[0030] 12 塑封层
[0031] 13 硅层
[0032] 14 扩散阻挡层
[0033] 15 金属种子层
[0034] 16 光刻胶层
[0035] 17 金属电极层
[0036] 18 键合线
具体实施方式
[0037] 以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
[0038] 请参阅图1至图9。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
[0039] 本实施例提供一种重新布线层及其制备方法。
[0040] 如图9所示，本实施例提供一种重新布线层，重新布线层的结构包括：位于衬底10之上的硅层13，位于硅层13表面的图像化的扩散阻挡层14以及金属种子层15、位于金属种子层15之上的金属电极层17以及将金属电极层17电引出的键合线18。
[0041] 作为示例，硅层13与扩散阻挡层14之间还包含一聚酰亚胺层(未绘出)，聚酰亚胺层(未绘出)的厚度为5～10μm。
[0042] 作为示例，衬底10为经过化学机械抛光后的塑封晶圆，包括晶圆11和塑封层12。
[0043] 作为示例，硅层18的厚度为1～5μm。
[0044] 作为示例，扩散阻挡层14的材料包括Ti、TiN、Ta、TaN、TiW、Cr中的一种或多种，金属种子层15的材料包括铜，金属电极层17的材料包括Ni/Au。
[0045] 本实施例还提供一种重新布线层的制备方法。
[0046] 请参阅图1，所述重现布线层的制备方法包括如下步骤：
[0047] 1)提供一衬底；
[0048] 2)于所述衬底上表面形成硅层；
[0049] 3)于所述硅层上表面依次形成扩散阻挡层和金属种子层；
[0050] 4)通过涂胶、曝光、显影工艺，于所述金属种子层上表面形成图形化的光刻胶层；
[0051] 5)于未被所述光刻胶层覆盖的所述金属种子层的上表面形成金属电极层；
[0052] 6)去除所述光刻胶层，并去除未被所述金属电极层覆盖的所述金属种子层和所述扩散阻挡层；
[0053] 7)将键合线与所述金属电极层键合，进行电引出。
[0054] 下面结合附图进一步详细说明本实施例的技术方案，本实施例是基于多层封装结构的重新布线层的制备方法。
[0055] 如图2所示，进行步骤1)，本实施例提供的衬底10为已形成塑封层的塑封晶圆，塑封晶圆至少包括晶圆11和位于晶圆11上表面的塑封层12。
[0057] 如图3所示，进行步骤2)，于衬底10上表面形成硅层13。
[0059] 在衬底表面形成硅层的原因在于在塑封晶圆形成的过程中，要经历化学机械抛光处理，而经化学机械抛光后，塑封晶圆的表面粗糙度很大，会影响后续形成的位于塑封晶圆表面的金属电极层的表面平整度，甚至会造成键合于金属电极层的键合失效。在塑封层表面溅射硅层，能够提高塑封层表面的平整度，进而也可以提高金属电极层的平整度及键合良率，而且，Si是单一原子，溅射一定厚度后，硅层表面会比衬底材料有明显的粗糙度改善。当然，在其他情况导致的衬底表面不平整时，也可以通过增加硅层以提高平整度。
[0060] 如图4所示，进行步骤3)，于硅层13表面形成扩散阻挡层14和金属种子层15。
[0061] 扩散阻挡层14的材料可以为Ti、TiN、Ta、TaN、TiW、Cr中的一种或多种。由于重新布线层中的金属种子层大都是由Cu材料制成，而由于Cu在硅基底或低介电常数介质中具有很高的扩散系数。所以，为了避免Cu的扩散，需要首先在衬底制备一扩散阻挡层以阻止Cu向衬底扩散，以及增加Cu与衬底的粘附力。
[0062] 在本实施例中，选用Ti作为扩散阻挡层，选用常规的溅射法形成扩散阻挡层13。
[0063] 形成金属种子层15的原因在于一般采用电镀法制备器件的重新布线层，而电镀形成的关键是通过表面的金属层产生电流使金属沉积，对于大多数衬底来说，一般是由半导体材料或半导体与聚合物的复合材料制成，是不导电的，所以不能进行重新布线层的电镀，因此需要在不导电的衬底表面再形成一层金属层，以作为电镀的金属种子层。
[0066] 如图5所示，进行步骤4)，通过涂胶、曝光、显影，形成图形化的光刻胶层16。
[0067] 将光刻胶均匀涂布于金属种子层15表面，然后，将覆盖有光刻胶的基板从涂胶机上转移至烘箱中进行涂胶后烘，以蒸发光刻胶中的水分，固定光刻胶。将紫外光透过光罩板上的图形照射到涂有光刻胶的基板表面，受紫外光照射后光刻胶变形，光刻胶被显影液腐蚀，经过清洗后，留下和光罩板上一致或互补的图形，从而形成了图形化的光刻胶层16。
[0068] 如图6所示，进行步骤5)，于光刻胶层16未覆盖的金属种子层15的上表面形成金属电极层17。
[0069] 金属电极层17的厚度优选的要小于或等于光刻胶层16的厚度，这样，可以精确控制金属电极层17的线宽。
[0070] 金属电极层17的材料选用Ni/Au材料。可以采用化学镀法或电镀法形成金属电极层17。在本实施例中，采用电镀法形成金属电极层17。其具体做法为：通过施电的方式，在金属种子层上镀上一层低应力的约3～5μm的镍层，然后再在镍层上镀上一层约0.01～005μm的薄金。在电镀液一定的情况下，通过控制电镀的时间来实现对镀层厚度的控制。
[0071] 如图7以及图8所示，进行步骤6)，去除图形化光刻胶层16，并去除没有被金属电极层16覆盖的金属种子层15和扩散阻挡层14。
[0073] 作为示例，去除金属电极层未覆盖的金属种子层15和扩散阻挡层14的方法包括干法刻蚀或湿法刻蚀。在本实施例中，采用湿法刻蚀工艺去除没有被金属电极层16覆盖的金属种子层15和扩散阻挡层14，湿法刻蚀因刻蚀速率快、成本低而成为常用的刻蚀手段。由于金属种子层和扩散阻挡层所采用的材料不同，即刻蚀比不同，所以需要选用不同的刻蚀溶液。本领域的技术人员可以实际需要根据需要进行。当然，在其他实施例中，也可以采用其他工艺去除金属种子层15和扩散阻挡层14。
[0074] 如图9所示，将键合线18于金属电极层17键合，进行电引出。
[0076] 经过上述步骤S1～S7,最终完整实现了重新布线层的制备。
[0077] 在本实施例中，通过于塑封晶圆的表面增设硅层，以提供塑封晶圆的表面平整度，进而可以提高金属电极层的表面平整度，提高键合良率。
[0078] 综上所述，本实用新型的一种重新布线层，所述重新布线层包括覆盖于衬底上表面的硅层；位于所述硅层表面的图形化的扩散阻挡层和位于所述扩散阻挡层表面的金属种子层；位于所述金属种子层表面的金属电极层；将所述金属电极层电引出的键合线。通过于塑封晶圆的表面增设硅层，以提供塑封晶圆的表面平整度，进而可以提高金属电极层的表面平整度，提高键合良率。
[0079] 上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
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