一种重布线层结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种重布线层结构，特别是设及一种可W避免推球剪切力低的重 布线层结构。
【背景技术】
[0002] 球阵列（ball grid arrays，BGAs)广泛应用于电子封装技术中，因而BGAs与安装 基底的封装强度在工业应用上极为重要。工业上常使用剪切推球测试方法，评估焊球质量。
[0003] 娃通孔技术(Throu曲Si via，TSV)在3D 1C封装及MEMS封装过程中，由于要使用 到多层忍片互联，因此需要打穿整个忍片的孔来实现电学连接。目前，TSV穿孔主要有两种 工艺取向一-先通孔(via first)和后通孔(via last),前者是在1C制造过程中制作通孔， 后者在1C制造完成之后制作通孔。
[0004] 但在TSV via last wafer制程中，本发明人在重布线层(厚度为10皿)进行了推球 测试，在推球测试中发现样品在120g推力下，出现大面积的开裂(crack)现象，如下表所示：
[0005]
[0006] 如上表所示，正常情况下，推力不大于SPEC(The Standard Performance Evaluation Coloration)测试值150g时，不会出现crack的现象。本发明人通过0M，SEM及 EDX测试，发现crack界面为氧化物(0X)与Si之间，且经过多次确认发现此crack现象总是 发生在植球部边缘105,如图1所示。发明人，通过PVD及CVD的裂区（split)实验，进一步确认 此crack与前道膜层表面状况无关，并非由于膜层之间结合力弱而导致的，而是由于重布线 层(Redistr化ution Layer,畑L)比较厚会累积较大的内部应力，而且植球边缘处的薄膜质 量(film quality)较为薄弱，因此在植球边缘处出现crack的现象。 【实用新型内容】
[0007] 鉴于W上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种重布线层结构， 用于解决现有技术中重布线层内应力大时，推球剪切力低的问题。
[0008] 为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种重布线层结构包括:重布 线层主体部和植球部，主体部上设有至少一个挖除主体部部分材料形成的去除部，去除部 分布于植球部的周围。
[0009] 优选地，去除部为凹槽，凹槽内填充有非金属材料。
[0010] 优选地，去除部为多个凹槽，均匀分布于植球部的周围。
[0011] 优选地，去除部为一个凹槽，环形围绕于植球部的周围。
[0012] 优选地，凹槽为圆形凹槽或者多边形凹槽。
[OOU] 优选地，凹槽的深度为3-5皿。
[0014] 优选地，重布线层主体部的厚度为不小于10皿。
[0015] 优选地，非金属材料的填充厚度为3-5WI1。
[0016] 优选地，非金属材料为TE0S或者BCB。
[0017] 优选地，去除部均匀对称分布于植球部的周围，每个去除部凹槽的开口直径为5- 10皿。
[0018] 如上所述，本实用新型的一种重布线层结构，具有W下有益效果：
[0019] 1、通过在重布线层主体部设置一个或多个去除部，将连续的重布线层打断，从而 达到释放内部应力的目的，提高植球结合力，避免推球剪切力低的问题。
[0020] 2、无需改变膜堆叠结构（film stack),无需引入UBM(under ball metallization,球下金属层），节省了材料，缩短了整个工艺周期，节省了成本，而且其制造 方法简单易行，可W使产品制造的更薄，有利于增加产品的市场竞争能力。
[0021] 3、无需加入其它种类的金属层，避免可能产生的污染问题。
【附图说明】
[0022] 图1显示为本实用新型(现有技术中）的重布线层推球测试后的结构示意图。
[0023] 图2显示为本实用新型的一种重布线层结构侧视示意图。
[0024] 图3-4显示为本实用新型的一种重布线层结构俯视示意图。
[0025] 元件标号说明
[00%] 101 重布线层主体部
[0027] 102 植球部
[002引 103 去除部
[0029] 104 焊球
[0030] 105 植球部边缘
【具体实施方式】
[0031] W下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人±可由本 说明书所掲露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0032] 请参阅图2至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用W 配合说明书所掲示的内容，W供熟悉此技术的人±了解与阅读，并非用W限定本实用新型 可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的 调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型 所掲示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如"上"、"下"、"左"、 "右"、"中间"及"一"等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用W限定本实用新型可实施的 范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的 范畴。
[0033] 实施例1
[0034] 如图2和图3所示，本实用新型提供一种重布线层结构包括:重布线层主体部101和 植球部102,主体部101上设有四个挖除主体部101部分材料形成的去除部103,去除部103均 匀对称分布于植球部102的周围，将连续的重布线层打断，从而达到释放内部应力的目的， 提高重布线层与植球的结合力，避免推球剪切力低的问题。其中，去除部103的个数可W为 一个或多个，开口的尺寸也可W根据实际需要设置。
[0035] 进一步，重布线层主体部101的材料可W为铜，植球部102的上方的焊球104可W为 锡(Sn)焊球。
[0036] 优选地，重布线层主体部101的厚度不小于ΙΟμπι。运样，重布线层可W很好的覆盖 下层结构，使重布线层可W与焊球104直接电性连接，无需球下金属层UBM。
[0037] 如图3所示，去除部103为圆形凹槽，每个凹槽开口直径为5-10皿，凹槽的深度为3- 5皿，保证重布线层的功能的同时，又能有效地消除较厚的重布线层的内应力。当然，去除部 103的形状可W为环形或者多边形，不局限于图示。如图4所示，重布线层也可W围绕植球部 位置挖出一个圆环来实现重布线层应力的释放，从而有效地解决推球剪切力低的问题。
[0038] 此外，去除部103凹槽内填充有非金属材料，无需加入其它种类的金属层，避免可 能产生的污染问题。非金属材料可W为TE0S材料或者BCB材料。正娃酸乙醋 (Tetraetho巧silane，TE0S)材料作为一种重要的半导体工业原材料，可W制造出较高质量 的介质层，且成本比较便宜。苯并环下締(benzo巧clobutene，BCB)材料具有密封性好，与Si 匹配较好，内应力低，固化溫度低，可W实现低溫键合，制造工艺简单、工艺兼容性好等优 点。作为优选，光敏BCB材料可W直接通过光刻形成图形，无需刻蚀工艺，进一步简化了工 艺，提高了适用性。
[0039] 总的来说，去除部103的开口尺寸、截面形状、个数、凹槽深度、填充材料的种类和 厚度都可W根据实际推球测试结果进行调整。例如，在实验中发现，当重布线层的厚度为扣 m时，重布线层的推球测试(bal 1 shear S化ength)测试可获得理想的结果，其SEPC值均高 于150g，如下表所示：
[0040]
[0041] 因此本实施例，可W通过将凹槽和填充材料的深度设置在3-5皿，起到减薄RDL层 的效果，因此可进一步有效解决推球剪切力低的问题。
[0042] 实施例2
[0043] 本实用新型提供一种重布线层结构的制作方法包括：
[0044] 1)在化RDL层主体部101上表面涂敷光刻胶，对光刻胶进行图形化处理，通过湿法 刻蚀在植球部102周围得到均匀分布的去除部103。
[0045] 2)去除光刻胶，并通过化学气相沉积（化emical化por Deposition,CVD)或者涂 覆(coating)的方式在去除部103的凹槽中填入隔断材料TE0S或BCB。
[0046] 3)通过化学机械抛光（化emical Mechanical Polishing,CMP)方法磨去RDL层表 面的隔断材料并进行后续制程。
[0047] 综上所述，本实用新型的一种重布线层结构，通过在重布线层主体部设置一个或 多个去除部，将连续的重布线层打断，从而达到释放内部应力的目的，提高植球结合力，避 免推球剪切力低的问题。无需改变膜堆叠结构（film stack),无需引入UBM(under ball metallization,球下金属层），节省了材料，缩短了整个工艺周期，节省了成本，而且其制造 方法简单易行，可W使产品制造的更薄，有利于增加产品的市场竞争能力。无需加入其它种 类的金属层，避免可能产生的污染问题。
[004引所W，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。 [0049]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±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掲示的精 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。
【主权项】
1. 一种重布线层结构，其特征在于，所述重布线层包括： 重布线层主体部和植球部，所述主体部上设有至少一个挖除所述主体部部分材料形成 的去除部，所述去除部分布于植球部的周围。2. 根据权利要求1所述的重布线层结构，其特征在于，所述去除部为凹槽，所述凹槽内 填充有非金属材料。3. 根据权利要求2所述的重布线层结构，其特征在于:所述去除部为多个凹槽，均匀分 布于植球部的周围。4. 根据权利要求2所述的重布线层结构，其特征在于:所述去除部为一个凹槽，环形围 绕于植球部的周围。5. 根据权利要求2~4任意一项所述的重布线层结构，其特征在于:所述凹槽为圆形凹 槽或者多边形凹槽。6. 根据权利要求2~4任意一项所述的重布线层结构，其特征在于:所述凹槽的深度为 3_5ym〇7. 根据权利要求2~4任意一项所述的重布线层结构，其特征在于:所述非金属材料的 填充厚度为3_5μπι。8. 根据权利要求2~4任意一项所述的重布线层结构，其特征在于:所述非金属材料为 TEOS 或者 BCB。9. 根据权利要求1所述的重布线层结构，其特征在于:所述去除部均匀对称分布于植球 部的周围，每个去除部凹槽的开口直径为5-10μπι。10. 根据权利要求1所述的重布线层结构，其特征在于:所述重布线层主体部的厚度为 不小于ΙΟμπι。
【专利摘要】本实用新型提供一种重布线层结构包括：重布线层主体部和植球部，主体部上设有至少一个挖除主体部部分材料形成的去除部，去除部分布于植球部的周围。本实用新型的一种重布线层结构，用于解决现有技术中重布线层内应力大时，推球剪切力低的问题。
【IPC分类】H01L23/528
【公开号】CN205335255
【申请号】CN201521091683
【发明人】沈哲敏, 李广宁
【申请人】中芯国际集成电路制造(北京)有限公司, 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月24日