蚀刻液、半导体封装器件及半导体封装器件的制备方法与流程

本发明涉及半导体封装领域，特别是涉及蚀刻液、半导体封装器件及半导体封装器件的制备方法。

背景技术：

目前，为增加半导体封装器件中焊盘面积或者提高IC芯片上的I/O(输入/输出)数量，通常采用再布线层(Redistribution Layer,RDL)技术，使得原本分布在IC芯片周边的I/O引脚可以分布在IC芯片的整个表面上。常见的RDL材料是电镀铜，在现有的RDL工艺中，电镀铜层与上方材料的结合力较差，容易产生分层断裂等问题。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种蚀刻液、半导体封装器件及半导体封装器件的制备方法，能够增加金属再布线层与其上方材料的结合力。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种蚀刻液，用于半导体封装，包括：0.5-5质量份的颗粒。

其中，所述颗粒为实心结构，所述颗粒的粒径为1-10nm；或者，所述颗粒为多孔结构，所述颗粒的所述多孔结构的孔径为1-10nm。

其中，所述蚀刻液为酸性体系或碱性体系；所述蚀刻液用于蚀刻金属铜和/或金属钛。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种半导体封装器件，包括：金属再布线层，所述金属再布线层的表面通过上述蚀刻液蚀刻处理。

其中，所述金属再布线层包括铜层。

其中，所述金属再布线层进一步包括位于所述铜层下方的钛层，所述钛层的长度大于所述铜层的长度。

其中，利用蚀刻金属铜的蚀刻液对所述铜层至少进行一次蚀刻，利用蚀刻金属钛的蚀刻液对所述钛层至少进行一次蚀刻；或者，利用蚀刻金属铜的蚀刻液和蚀刻金属钛的蚀刻液交替对所述铜层和所述钛层至少各进行一次蚀刻；蚀刻后，所述钛层的长度与所述铜层的长度的差值在预定范围内。

其中，进一步包括：基板；焊盘，位于所述基板上；介质层，覆盖所述基板，且对应所述焊盘的位置设置有开口；所述金属再布线层位于所述介质层上方，且通过所述介质层的所述开口与所述焊盘耦接。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种半导体封装器件的制备方法，包括：利用所述的蚀刻液蚀刻金属再布线层。

其中，所述金属再布线层包括铜层和位于所述铜层下方的钛层；所述利用权利要求1-3任一项所述的蚀刻液蚀刻金属再布线层包括：利用蚀刻金属铜的蚀刻液对所述铜层至少进行一次蚀刻，利用蚀刻金属钛的蚀刻液对所述钛层至少进行一次蚀刻；或者，利用蚀刻金属铜的蚀刻液和蚀刻金属钛的蚀刻液交替对所述铜层和所述钛层至少各进行一次蚀刻。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明所提供的蚀刻液中包括0.5-5质量份的颗粒，在蚀刻过程中，颗粒会在蚀刻层表面黏着并且蚀刻出细小的凹槽，从而增加蚀刻层表面的粗糙程度，进而提高蚀刻层与其上方的材料的结合力。

附图说明

图1是本发明半导体封装器件一实施方式的结构示意图，其中图1(a)是蚀刻液蚀刻前半导体封装器件的结构示意图，图1(b)是蚀刻液蚀刻后半导体封装器件的结构示意图；

图2是本发明半导体封装器件的制备方法一实施方式的流程示意图；

图3是金属再布线层对焊区的重新分布示意图。

具体实施方式

本发明所提供的蚀刻液，用于半导体封装器件过程中，可以用来蚀刻半导体封装器件中的金属重布线层，包括0.5-5质量份的颗粒，比如1质量份、2.5质量份等。本实施例中，颗粒为实心结构，其粒径为1-10nm，比如3nm、5nm、8nm等。在其他实施例中，颗粒也可为多孔结构，其多孔结构的粒径为1-10nm，比如3nm、5nm、8nm等。由于上述蚀刻液为酸性或者碱性体系中的任一种，在选取颗粒时，为保证颗粒对蚀刻层表面的蚀刻作用，颗粒与上述蚀刻液体系中的物质不能发生化学反应，例如当蚀刻液体系为酸性体系，所使用的酸为盐酸或硫酸时，当蚀刻液为碱性体系时，所使用的碱为氨水或者氢氧化钠时，颗粒可以是实心结构的硫酸钠、硫酸钾、硫酸钡等，也可以是多孔碳化硅、多孔氮化硅、多孔二氧化硅等；当蚀刻液为酸性体系，酸为氢氟酸时，需注意避免选取含硅元素的颗粒。常见的半导体封装器件的金属再布线层材料为电镀铜层辅以打底的溅射钛层，溅射钛层是粘附层和阻挡层，有些情况下，溅射钛层也可以是溅射铜钛层，其中的溅射铜是电镀铜层的籽晶导电层，因此上述蚀刻液需能蚀刻金属铜和/或金属钛。

在一个应用场景中，金属铜蚀刻液体系为酸性体系，其中氯化铜占5质量份，浓盐酸占10质量份，双氧水占25质量份，多孔粒径为5nm的多孔氮化硅颗粒占3质量份，溶剂水占57质量份，蚀刻温度30-40℃，例如35℃。

在又一个应用场景中，金属铜蚀刻液体系为碱性体系，其中氯化铜15质量份，氨水占20质量份，粒径为1nm的硫酸钾颗粒占5质量份，溶剂水占60质量份，蚀刻温度为40-60℃，例如45℃、50℃。

在另一个应用场景中，金属钛蚀刻液体系为酸性体系，氯化铁占25质量份，氢氟酸占25质量份，粒径为10nm的硫酸钡颗粒占4质量份，溶剂水占46质量份，蚀刻温度为30-50℃，例如35℃、45℃。在本实施例中，金属钛蚀刻液中酸性物质为氢氟酸，此时颗粒物不能选择含硅类的物质。

上述实施例中，对金属再布线层蚀刻是采取化学腐蚀的方法，在其他实施例中，也可采取电化学蚀刻的方法，本发明对此不作限定。

请参阅图1，图1为本发明半导体封装器件一实施方式的结构示意图，其中(a)图为蚀刻液蚀刻前半导体封装器件的结构示意图，(b)图为蚀刻液蚀刻后半导体封装器件的结构示意图。如图(a)中所示，该器件包括：

基板10，具体地，在半导体封装器件中基板10可以是晶圆。

焊盘11，位于基板10上，具体地，焊盘11的材质可以是铝。

介质层12，覆盖基板10，且对应焊盘11的位置设置有开口13，具体地，在一个应用场景中介质层12包括钝化层，用于加强芯片，起到应力缓冲的作用。目前常用的材质为光敏性聚酰亚胺(PI)，是一种负性胶，可经光刻出开口13露出下方的焊盘11的区域。由于PI的固化温度(＞350℃)较高，目前的技术是将PBO(聚苯并噁唑)与PI共用作钝化层，在保证机械性能的同时可以满足在相对低的温度(320℃)下固化。

金属再布线层14，位于介质层12的上方，且通过介质层12的开口13与焊盘11耦接；

具体地，金属再布线层14是为了对焊盘11位置进行重新布局。常见的金属再布线层14的材料是电镀铜层140辅以打底的溅射钛层141，在其他实施例中，溅射钛层141还可以是溅射铜钛层。其形成过程为：在形成溅射钛层141后，在其上方沉积一层具有一定图案的光阻层，然后利用该光阻层作为选择性电镀铜层140的模板以规划金属再布线层的线路图形。因此如图(a)所示，蚀刻前，位于铜层140下方的钛层141的长度大于铜层140的长度；通过上述实施例中任一蚀刻液对金属再布线层14的表面蚀刻处理，蚀刻时，利用蚀刻金属铜的蚀刻液对铜层140至少进行一次蚀刻，铜层140蚀刻完成后再利用蚀刻金属钛的蚀刻液对钛层141至少进行一次蚀刻；或者利用蚀刻金属铜的蚀刻液和蚀刻金属钛的蚀刻液交替对铜层140和钛层141至少各进行一次蚀刻；蚀刻后，如图(b)所示，钛层141的长度与铜层140的长度的差值在预定范围内，在本实施例中预定范围为0-1mm，在其他实施例中可以为其他范围；另外，由于蚀刻液中颗粒物质的存在，铜层140蚀刻后表面凹凸不平，其表面粗糙度增大，这有利于增加铜层140与之后UBM(球下金属层)的结合力。

请参阅图2，图2为本发明半导体封装器件的制备方法一实施方式的流程示意图，在一个应用场景中，该方法包括以下步骤：

S201：提供基板；

S202：在基板表面形成焊盘；

S203：在基板表面涂布介质层，且介质层对应焊盘的位置设置开口；

S204：形成金属再布线层，利用蚀刻液蚀刻金属再布线层；

具体地，本实施例中蚀刻液与上述实施例中的蚀刻液相同，在此不再赘述。在完成上述蚀刻之后，进一步包括：涂布第二层介质层，且光刻露出新焊区的位置；在第二介质层上方溅射一层球下金属层；最后利用掩膜板在球下金属层上方植焊料球。通过上述蚀刻液中颗粒的作用，金属再布线层表面粗糙度增大，与球下金属层的结合力增大。请结合图3，图3为金属再布线层对焊区的重新分布示意图，图3中仅示意标出一个。基板上焊盘30经金属再布线层31后形成新焊区32，新焊区32在基板表面按照阵列排布。

总而言之，本发明所提供的蚀刻液中包括0.5-5质量份的颗粒，在蚀刻过程中，颗粒会在蚀刻层表面黏着并且蚀刻出细小的凹槽，从而增加蚀刻层表面的粗糙程度，进而提高蚀刻层与其上方的材料的结合力。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效器件或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。