半导体结构、重布线层结构及其制造方法与流程

本公开涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种重布线层结构、重布线层结构的制造方法以及半导体结构。

背景技术：

重新布线(rdl，re-distributionlayer)是将原来设计的集成电路(ic，integratedcircuit)线路接点位置(i/opad)，通过晶圆级金属布线制程和凸块制程改变其接点位置，使ic能适用于不同的封装形式。晶圆级金属布线制程，是在ic上涂布一层绝缘保护层，再以曝光显影的方式定义新的导线图案，然后利用电镀技术制作新的金属线路，以连接原来铝焊垫和新的凸块或者铜焊垫，达到线路重新分布的目的。

相关技术中，在铝焊垫的重布线层面对引线键合(wirebond)的金/铜焊球制程加工时，不够厚的重布线层的铝焊垫往往会被金或铜焊球挤压从焊垫中央外移，焊球可能会直接撞击在衬底上，造成衬底破裂或变形造成ic短路失效。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种能够在封装铜打线时提供较多的撞击缓冲区的重布线结构。

根据本公开的一个方面，提供了一种重布线层结构。该重布线层结构包括：

重布线层，设置于一衬底上，所述重布线层包括焊垫部和与所述焊垫部连接的导线部；

其中，所述焊垫部的厚度大于所述导线部的厚度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊垫部包括焊垫本体部和设于所述焊垫本体部远离所述衬底一侧上的焊接部。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊垫本体部与所述焊接部形成的所述焊垫部呈凸台状，所述焊垫本体部正投影的长度和宽度大于所述焊接部正投影的长度和宽度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊接部的侧边与所述焊垫本体部的侧边具有预设距离，所述预设距离在0.5μm-3μm之间。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊垫本体部与所述焊接部为一体结构。

在本公开的一种示例性实施例中，所述导线部的厚度与所述焊垫本体部的厚度相同。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊接部的厚度在1μm-2.5μm之间。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊接部的正投影的形状为矩形、六边形、八边形、圆形或椭圆形，所述焊垫本体部的正投影的形状为矩形、六边形、八边形、圆形或椭圆形，所述焊垫本体部的正投影的形状与所述焊接部的正投影的形状相同或不同。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊接部和所述焊垫本体部的侧面剖视形状呈矩形或梯形。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊接部的侧面剖视形状呈梯形，包括顶面、底面及侧面，所述顶面为远离所述衬底的一侧面，所述顶面的面积小于所述底面的面积，所述焊垫本体部的侧面剖视形状呈矩形，所述焊接部的底面与所述焊垫本体部连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊垫本体部的侧面剖视形状呈梯形，包括顶面、底面及侧面，所述顶面为远离所述衬底的一侧面，所述顶面的面积小于所述底面的面积，所述焊接部的侧面剖视形状呈矩形，所述焊接部与所述焊垫本体部的顶面连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊接部的材料和所述焊垫本体部的材料相同。

在本公开的一种示例性实施例中，所述导线部的材料和所述焊垫本体部的材料相同。

在本公开的一种示例性实施例中，所述重布线层结构还包括：

钝化层，设置于所述重布线层远离所述衬底的一侧上；

保护层，设置与所述钝化层远离衬底的一侧上；

所述保护层具有开口，暴露出所述焊接部远离所述衬底的一侧面；

所述保护层远离所述衬底的一侧面凸出于所述焊接部远离所述衬底的一侧面。

在本公开的一种示例性实施例中，所述重布线层结构还包括：

保护层，设置于所述重布线层远离所述衬底的一侧上；

所述保护层具有开口，暴露出所述焊接部远离所述衬底的一侧面；

所述保护层远离所述衬底的一侧面凸出于所述焊接部远离所述衬底的一侧面。

根据本公开的另一个方面，提供了重布线层结构的制造方法。该制造方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上形成重布线层，所述重布线层包括焊垫部和与所述焊垫部连接的导线部；

其中，所述焊垫部的厚度大于所述导线部的厚度。

在本公开的一种示例性实施例中，在所述衬底上形成重布线层包括：

在所述衬底上形成金属层；

在所述金属层远离所述衬底的一侧上形成与所述焊垫部形状匹配的第一光刻胶层；

对未被所述第一光刻胶层覆盖的所述金属层的区域进行刻蚀，以使所述金属层在所述焊垫部处的厚度大于其他区域的厚度；

在所述金属层远离所述衬底的一侧上形成预设图案的第二光刻胶层；

对未被所述第二光刻胶层覆盖的所述金属层的区域进行刻蚀，以使所述金属层形成所述焊垫部与所述导线部。

在本公开的一种示例性实施例中，所述制造方法还包括：

在所述重布线层远离所述衬底的一侧上形成钝化层；

在所述钝化层远离所述衬底的一侧上形成保护层；

对所述保护层进行刻蚀，使所述焊接部从所述钝化层露出。

在本公开的一种示例性实施例中，所述制造方法还包括：

在所述重布线层远离所述衬底的一侧上形成保护层；

对所述保护层进行刻蚀，使所述焊接部从所述保护层露出。

根据本公开的又一个方面，提供了一种半导体结构。该半导体结构包括上述的重布线层结构。

本公开提供的重布线层结构，避免了在增加重布线层厚度时而引起增加导线间的寄生电容的问题。在本公开提供的重布线层结构中，相对导线部较厚的焊垫部在封装金或铜打线时能提供较多的撞击缓冲区，以避免衬底绝缘层受力破裂，或是焊垫部底层金属导线受压变形引发短路。相对焊垫部较薄的导线部可降低线路间的寄生电容效应，提升ic效能以符合高频率工作需求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开的一实施例提供的重布线层结构的示意图；

图2为本公开的另一实施例提供的重布线层结构的俯视图；

图3为本公开的一实施例提供的重布线层结构的制造方法步骤图；

图4为本公开的一实施例提供的制造方法的步骤122完成后的重布线层结构的示意图；

图5为本公开的一实施例提供的制造方法的步骤123完成后的重布线层结构的示意图；

图6为本公开的一实施例提供的制造方法的步骤124完成后的重布线层结构的示意图；

图7为本公开的一实施例提供的制造方法的步骤125完成后的重布线层结构的示意图；

图8为本公开的一实施例提供的制造方法的步骤126完成后的重布线层结构的示意图；

图9为本公开的一实施例提供的制造方法的步骤128完成后的重布线层结构的示意图；

图10为本公开的另一实施例提供的制造方法的步骤127＇完成后的重布线层结构的示意图；

图11为本公开的另一实施例提供的重布线层结构的侧面剖视图；

图12为本公开的又一实施例提供的重布线层结构的侧面剖视图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

在相关技术中，铝质重布线层在面对铜引线键合制程加工时，不够厚的重布线层铝质焊垫往往会被铜焊球挤压从焊垫中央外移，铜焊球可能会直接撞击在衬底上,造成衬底破裂或变形，造成ic短路失效。

本公开实施方式提供了一种重布线层结构，如图1、图2和图7所示，包括重布线层105，设置于衬底111上，重布线层105包括焊垫部104和与焊垫部104连接的导线部103；其中，焊垫部104的厚度大于导线部103的厚度。

本公开提供的重布线层结构，避免了在增加重布线层厚度时而引起增加导线间的寄生电容的问题。在本公开提供的重布线层结构中，相对导线部较厚的焊垫部在封装金或铜打线时能提供较多的撞击缓冲区，以避免衬底绝缘层受力破裂，或是焊垫部底层金属导线受压变形引发短路。相对焊垫部较薄的导线部可降低线路间的寄生电容效应，提升ic效能以符合高频率工作需求。

下面结合附图对本公开实施方式的重布线层结构的各部分进行详细说明：

焊垫部104包括焊垫本体部102和设于焊垫本体部102远离衬底一侧上的焊接部101。

进一步地，焊垫本体部102与焊接部101形成的焊垫部104呈凸台状，焊垫本体部102的正投影的长度和宽度大于焊接部101的正投影的长度和宽度。远离衬底一侧的焊接部101与位于所述焊接部101下面的焊垫本体部102形成台阶面，构成凸台状结构的焊垫部104。焊接部101在台阶面上的侧壁可以被光刻胶覆盖，形成对焊接部101侧壁的保护，避免在通过刻蚀形成焊垫部104和导线部103时，刻蚀液对焊接部101的侧壁刻蚀，避免刻蚀液无法将紧邻焊垫部104的导线部103刻蚀透，造成导线部103与焊垫部104之间短路的问题出现。在本公开的重布线层结构中，远离衬底一侧的焊垫本体部102的一侧面与位于所述焊垫本体部102的一侧面的上面的焊接部101的一侧面直接接触，两侧面之间无介质层或隔离层，即焊垫本体部102与焊接部101为一体结构，这样焊垫本体部102能够提供足够的电流量连通至焊接部101，避免ic信号传输延迟。

在本公开的一实施方式中，焊接部101的侧边与焊垫本体部102的侧边具有预设距离，使得焊接部101在焊垫本体部102的正投影位于焊垫本体部102的边缘以内。其中，预设距离即为台阶面的宽度，该预设距离在0.5μm-3μm之间。例如，所述预设距离可以为1μm、1.5μm、2μm或2.5μm。所述预设距离基于光刻胶覆盖焊接部101侧壁的宽度，本公开对此不做特殊限定。

在本公开的一实施方式中，如图1和图7所示，导线部103的厚度与焊垫本体部102的厚度相同，即导线部103的表面与台阶面平齐。在本公开的其他实施方式中，导线部103的厚度可大于焊垫本体部102的厚度，也可小于焊垫本体部102的厚度，即导线部103远离衬底的表面的高度可高于台阶面的高度，也可小于台阶面的高度，本公开对此不做限定。

在本公开的一实施方式中，焊垫部104的厚度在3μm-6μm之间，焊接部101的厚度在1μm-2.5μm之间。例如，所述焊垫部104的厚度可以为3.5μm、4μm、4.5μm、5μm或5.5μm，所述焊接部101的厚度可以为1.5μm或2μm。本公开对此不做限定。

在本公开的一实施方式中，焊垫本体部102的材料为金属导电材料，例如，焊垫本体部102的材料可以为铜、铝、钨、钛中的一种或者上述材料的合金。焊垫本体部102可以由一层金属导电材料构成，也可以由多层不同的金属导电材料层叠构成。本公开对此不做限定。

在本开的一实施方式中，焊接部101的材料和焊垫本体部102的材料可以相同，这样，焊接部101与焊垫本体部102便于在同一工艺中制备，即焊垫本体部102与焊接部101为一体结构。在本公开的另一实施方式中，焊接部101的材料和焊垫本体部102的材料可以不同。焊接部101可以由一层金属导电材料构成，也可以由多层不同的金属导电材料层叠构成。本公开对此不做限定。

在本公开的一实施方式中，导线部103的材料和焊垫本体部102的材料可以相同，这样，导线部103与焊垫本体部102便于在同一工艺中制备。在本公开的另一实施方式中，导线部103的材料和焊垫本体部102的材料可以不同。本公开对此不做限定。

焊接部101的正投影的形状可以为矩形、六边形、八边形、圆形、椭圆形或其他可以通过构图工艺制备的形状，以不对其他器件构成负面影响且能够满足与封装打线金或铜焊球的有效接触为准。焊垫本体部102的形状可以与焊接部101的形状相同或不同，以焊垫本体部102正投影的边缘与焊接部101正投影的边缘之间的距离处于所述预设距离范围之内为准。例如，焊接部101的正投影形状为矩形，焊垫本体部102的形状为矩形，或者焊接部101的正投影的形状为矩形，焊垫本体部102的正投影的形状为六边形。本公开对此不做限定。

焊接部101和焊垫本体部102的侧面剖视形状可以为矩形或梯形等形状。焊接部101的侧面剖视的形状可以与焊垫本体部102的侧面剖视的形状相同或不同。

在本公开的一实施方式中，如图7所示，焊接部101与焊垫本体部102的侧面剖视形状均呈矩形，采用矩形台状的焊接部101与焊垫本体部102降低了工艺难度，便于制造。

在本公开的另一实施方式中，如图11示，焊接部101的侧面剖视形状呈梯形，包括顶面、底面及侧面，侧面用于连接顶面与底面，顶面为远离衬底的一侧面，顶面的面积小于底面的面积。焊垫本体部102的侧面剖视形状呈矩形，焊接部101的底面与焊垫本体部102连接。焊接部101采用梯形，能够提高焊接部101的支撑性，减小封装打线时金或铜焊球对焊接部101的撞击损伤。

在本公开的又一实施方式中，如图12所示，焊垫本体部102的侧面剖视形状呈梯形，包括顶面、底面及侧面，侧面用于连接顶面与底面，顶面为远离衬底的一侧面，顶面的面积小于所述底面。焊接部101的侧面剖视形状呈矩形，焊接部101与焊垫本体部102的顶面连接。焊垫本体部102采用梯形台状，能够提高焊垫本体部102对焊接部101的支撑性，减小封装打线时金或铜焊球对焊接部101和焊垫本体部102的撞击损伤。

在本公开的一实施方式中，重布线层结构还包括：钝化层和保护层。如图9所示，重布线层105远离衬底111的一侧上设置有钝化层116，钝化层116与焊垫部104远离衬底111的一侧平齐。在另一实施例中，钝化层116可低于或高于焊垫部104。钝化层116的材料为电介质材料，钝化层116的材料可以为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅材料的一种或多种组合。可以理解的是，钝化层可以为一层电介质材料构成，也可以为多层电介质材料层叠构成，本公开对此不做限定。进一步地，钝化层116远离衬底111的一侧上设置有保护层117，形成对下方钝化层116的保护。在本公开的一实施方式中，保护层117的材料可以为聚酰亚胺(polyimide)。保护层117上具有开口，能够使焊接部101从保护层117中露出。保护层117远离衬底111的一侧面凸出于焊接部101远离衬底111的一侧面。

在本公开的另一实施方式中，重布线层结构还包括：保护层。如图10所示，重布线层105远离衬底111的一侧上形成有保护层117，保护层117上具有开口，能够使焊接部101从保护层117中露出。保护层117远离衬底111的一侧面凸出于焊接部101远离衬底111的一侧面。在本公开的一实施方式中，保护层的材料可以为聚酰亚胺(polyimide)。

在本公开的重布线层结构中，还可以选取其他形状的焊接部101与焊垫本体部102，本公开对此不作限制，凡是涉及焊接部101与焊垫本体部102形状的变换，均属于本公开的保护范围。

本公开实施方式还提供了一种重布线层结构的制造方法。该方法包括步骤：

步骤s110、提供衬底；

步骤s120、在衬底上形成重布线层，重布线层包括焊垫部和与焊垫部连接的导线部；

其中，焊垫部的厚度大于导线部的厚度。

本公开的重布线层结构的制造方法，提供的重布线层结构，避免了在增加焊垫部厚度时而引起增加导线间寄生电容的问题。相对导线部较厚的焊垫部在封装金或铜打线时能提供较多的撞击缓冲区，以避免衬底绝缘层受力破裂，或是底层金属导线受压变形引发短路。此外，相对焊垫部较薄的导线部可降低线路间的寄生电容效应，提升ic效能以符合高频率工作需求。

下面结合图3-图10对本公开实施方式的重布线层结构的制造方法进行详细说明：

步骤s110、提供衬底。

在本公开的一实施例中，衬底111可以为硅外延片、绝缘层上硅等硅衬底，也可以为gan等其他半导体材料的衬底，衬底111可以为本征半导体衬底，或者进行n型掺杂或者p型掺杂的半导体衬底，而且衬底111可以包括介电层、绝缘层或钝化层中一种或多种。本公开对此不做限定。

步骤s120、在衬底上形成重布线层。

在步骤s120中，在衬底上形成重布线层可包括：

步骤s121、在衬底上形成金属层。

在衬底111上可通过物理气相沉积、电镀等方式形成预设厚度的金属层112，例如，金属层112的厚度为3μm-6μm之间。金属层112的材料为导电材料，例如，金属层的材料可以为铜、铝、钨、钛中的一种或者上述材料的合金。本公开对此不做限定。

步骤s122、在金属层远离衬底的一侧上形成与焊垫部形状匹配的第一光刻胶层。

如图4所示，在金属层112上远离衬底111的一面通过喷涂方式形成第一光刻胶层113。

步骤s123、对未被第一光刻胶层覆盖的金属层的区域进行刻蚀，以使金属层在焊垫部处的厚度大于其他区域的厚度。

如图5所示，对未被第一光刻胶层113覆盖的金属层112的区域进行曝光显影，然后通过湿法刻蚀、干法刻蚀或等离子刻蚀等方法进行刻蚀，以减薄金属层112上这些区域的厚度。在本公开的一实施方式中，金属层112的厚度为3μm-6μm，减薄区域的厚度为2μm-5μm。例如，金属层的厚度为3.5μm、4μm、4.5μm、5μm或5.5μm，减薄区域的厚度为2.5μm、3μm或3.5μm、4μm或4.5μm。

步骤s124、在金属层远离衬底的一侧上形成预设图案的第二光刻胶层。

在金属层112上通过喷涂方式形成第二光刻胶层115。

焊接部101在台阶面上的侧壁被第二光刻胶115覆盖，形成对焊接部101侧壁的保护，避免在通过刻蚀形成焊垫部和导线部时，刻蚀液对焊接部101的侧壁刻蚀，避免刻蚀液无法将紧邻焊垫部104的导线部103刻蚀透，造成导线部103与焊垫部104之间短路的问题出现。

步骤s125、对未被第二光刻胶层覆盖的金属层的区域进行刻蚀，以使金属层形成所述焊垫部与导线部。

对金属层112未被第二光刻胶层115覆盖的部分进行刻蚀，以形成如图7所示图形的金属层，使得金属层112形成焊接部101、焊垫本体部102及导线部103。

在本公开的一实施方式中，焊接部101的侧边与焊垫本体部102的侧边具有预设距离，使得焊接部101在焊垫本体部102的正投影位于焊垫本体部102的边缘以内。其中，预设距离在0.5μm-3μm之间。例如，所述预设距离可以为1μm、1.5μm、2μm或2.5μm。

在本公开的一实施方式中，形成的焊接部101的厚度在1μm-2.5μm之间。例如，焊接部101的厚度可以为1.5μm或2μm。

在本公开的一实施方式中，上述重布线层结构的制造方法还包括：

步骤s126、在重布线层远离衬底的一侧上形成钝化层。

如图8所示，钝化层116与焊垫部远离衬底111的一侧平齐。当然，钝化层116可高于焊垫部104，也可低于焊垫部104。钝化层的材料为电介质材料，钝化层的材料可以为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅材料的一种或多种组合。可以理解的是，钝化层可以为一层电介质材料构成，也可以为多层电介质材料层叠构成。本公开对此不做限定。

步骤s127、在所述钝化层远离所述衬底的一侧上形成保护层。

在钝化层116远离衬底111的一侧上形成保护层117，形成对下方钝化层的保护。在本公开的一实施方式中，保护层的材料可以为聚酰亚胺(polyimide)。

步骤s128、对保护层进行刻蚀，形成开口，使焊接部101从保护层中露出。

如图9所示，可以通过设置光刻胶层，然后通过掩模、曝光、刻蚀等工艺，形成开口，使焊接部111从钝化层117中露出。在本公开的一实施方式中，保护层117远离衬底111的一侧面凸出于焊接部101远离衬底111的一侧面。

在本公开的另一实施方式中，上述重布线层结构的制造方法还包括：

步骤s126＇、在重布线层远离衬底的一侧上形成保护层。

在所述重布线层远离衬底111的一侧上直接形成保护层117，形成对重布线层的保护。在本公开的一实施方式中，保护层的材料可以为聚酰亚胺(polyimide)。

步骤s127＇、对保护层进行刻蚀，形成开口，使焊接部101从保护层中露出。

如图10所示，可以通过设置光刻胶层，然后通过掩模、曝光、刻蚀等工艺，形成开口，使焊接部101从保护层117中露出。在本公开的一实施方式中，保护层117远离衬底111的一侧面凸出于焊接部101远离衬底111的一侧面。

本公开实施方式还提供了一种半导体结构。该半导体结构包括上述实施例提供的重布线层结构，本领域技术人员应当理解，该半导体结构同样具有上述重布线层结构的技术效果。例如，可以为包括该半导体结构的芯片，存储器、处理器，还可以是其它集成电路。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。