半导体结构的制造方法及半导体结构与流程

本发明涉及半导体，特别涉及一种半导体结构的制造方法及半导体结构。

背景技术：

1、随着电路集成技术的不断发展，电子产品越来越向小型化、智能化、高性能以及高可靠性方向发展。封装技术不但影响产品的性能，而且还制约产品的小型化。随着芯片的不断小型化、集成化，芯片的引脚越来越多，尺寸越来越小，集成电路领域对封装技术的要求也越来越高。传统的封装采用的是引线框架、贴片、打线(即wire bonding)等，这种传统封装工艺存在效率低、成本高的缺点，因此面板级扇出封装(fan-out panel level package，foplp)应运而生，面板级扇出封装是通过印制电路板pcb或者封装基板的工艺流程替代传统的引线框架及打线工艺提升整体的功率密度、电流耐受能力以及加工效率等。但是在现有的面板级扇出封装的工艺中，存在如下问题：

2、1、容易出现焊垫损伤失效以及导电柱脱落的问题。

3、2、目前面板级扇出封装在制作小焊垫间距(bump pad pitch，bpp)产品的时候，受到工艺中对位精度的影响无法制作bpp过小的产品，如bpp在100μm以下时，在曝光引出线路时就会出现线路偏出孔位的问题，造成镀孔不良、短路、断路等异常，严重影响产品品质。

4、因此，如何提供一种半导体结构的制造方法以提高半导体结构的可靠性，成了本领域技术人员亟待解决的一个技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种半导体结构的制造方法及半导体结构，以避免容易出现焊垫损伤失效以及导电柱脱落的问题。

2、本发明的目的之二在于降低对对位精度的要求，减少线路不良，提高产品可靠性。

3、根据本发明的一个方面，提供一种半导体结构的制造方法，所述半导体结构的制造方法包括：

4、提供封装中间体结构，所述封装中间体结构包括至少一个芯片，所述芯片具有正面，所述芯片的正面设有焊垫，所述芯片的正面依次覆盖有保护层和感光材料层；

5、形成第一开口，所述第一开口位于所述感光材料层中；

6、在形成所述第一开口之后，形成第二开口，所述第二开口自所述感光材料层表面延伸至所述保护层中并暴露出所述焊垫，所述第二开口的截面呈阶梯型；

7、形成导电膜层，所述导电膜层填满所述第一开口和所述第二开口，并延伸覆盖所述感光材料层的上表面；

8、去除所述感光材料层的上表面的所述导电膜层，以在所述第一开口中形成导电线以及在所述第二开口中形成导电柱，所述导电柱的侧壁具有凸缘；以及

9、去除所述感光材料层。

10、可选的，在所述的半导体结构的制造方法中，所述形成第一开口包括：对所述感光材料层执行曝光及显影工艺，以在所述感光材料层中形成多个所述第一开口，所述第一开口暴露出所述保护层。

11、可选的，在所述的半导体结构的制造方法中，所述第一开口在宽度方向的边界与所述焊垫在宽度方向的边界之间的距离大于曝光精度。

12、可选的，在所述的半导体结构的制造方法中，所述形成第二开口包括：在所述第一开口中对所述感光材料层以及所述保护层执行镭射工艺，以形成多个所述第二开口。

13、可选的，在所述的半导体结构的制造方法中，所述第二开口包括位于所述感光材料层中的第二开口上部以及位于所述保护层中的第二开口下部，所述第二开口上部的最小截面宽度大于所述第二开口下部的最大截面宽度。

14、可选的，在所述的半导体结构的制造方法中，所述第二开口上部和所述第二开口下部的截面均呈倒梯形。

15、可选的，在所述的半导体结构的制造方法中，所述封装中间体结构包括晶圆结构，所述晶圆结构包括多个相连的所述芯片；或者，所述封装中间体结构包括载板以及位于所述载板上的多个所述芯片。

16、可选的，在所述的半导体结构的制造方法中，所述形成导电膜层包括：

17、形成种子层，所述种子层覆盖所述第一开口和所述第二开口的内表面，并延伸覆盖所述感光材料层的上表面；以及，

18、在所述种子层上形成金属层。

19、可选的，在所述的半导体结构的制造方法中，所述去除所述感光材料层的上表面的所述导电膜层，以在所述第一开口中形成导电线以及在所述第二开口中形成导电柱包括：通过刻蚀工艺去除所述感光材料层的上表面的所述种子层和所述金属层，以形成所述导电柱和所述导电线，其中，所述第二开口中至少保留有部分覆盖所述保护层的所述种子层。

20、可选的，在所述的半导体结构的制造方法中，所述凸缘位于所述保护层上。

21、可选的，在所述的半导体结构的制造方法中，所述去除所述感光材料层包括：通过有机物清洗工艺去除所述感光材料层。

22、根据本发明的另一方面，提供一种半导体结构，所述半导体结构包括：

23、封装中间体结构，所述封装中间体结构包括至少一个芯片，所述芯片具有正面，所述芯片的正面设有焊垫并覆盖有保护层；

24、形成于所述保护层中并与所述焊垫连接的导电柱，所述导电柱的侧壁具有凸缘；以及，

25、形成于所述保护层上的导电线。

26、可选的，在所述的半导体结构中，所述凸缘位于所述保护层上。

27、可选的，在所述的半导体结构中，位于所述保护层中的所述导电柱包括种子层及位于所述种子层上的金属层。

28、在本发明提供的半导体结构的制造方法及半导体结构中，所述第二开口的截面呈阶梯型，由此，在去除所述感光材料层的上表面的所述导电膜层，以在所述第二开口中形成导电柱时，所述第二开口中的台阶面可以起到阻挡作用，从而可以避免/降低工艺过程中对于第二开口内导电膜层的伤害，当然，更可以避免对于焊垫的伤害，由此可以提高所形成的导电柱的质量，进而可以提高所述半导体结构的质量。

29、进一步的，在本发明提供的半导体结构的制造方法及半导体结构中，先形成第一开口，再形成第二开口，接着在所述第一开口和第二开口中形成导电线以及导电柱，由此可以降低导电线形成过程中的对位误差对线路可靠性的影响，从而提高了所形成的半导体结构的可靠性。

技术特征：

1.一种半导体结构的制造方法，其特征在于，所述半导体结构的制造方法包括：

2.如权利要求1所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述形成第一开口包括：对所述感光材料层执行曝光及显影工艺，以在所述感光材料层中形成多个所述第一开口，所述第一开口暴露出所述保护层。

3.如权利要求2所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述第一开口在宽度方向的边界与所述焊垫在宽度方向的边界之间的距离大于曝光精度。

4.如权利要求2所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述形成第二开口包括：在所述第一开口中对所述感光材料层以及所述保护层执行镭射工艺，以形成多个所述第二开口。

5.如权利要求1所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述第二开口包括位于所述感光材料层中的第二开口上部以及位于所述保护层中的第二开口下部，所述第二开口上部的最小截面宽度大于所述第二开口下部的最大截面宽度。

6.如权利要求5所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述第二开口上部和所述第二开口下部的截面均呈倒梯形。

7.如权利要求1所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述封装中间体结构包括晶圆结构，所述晶圆结构包括多个相连的所述芯片；或者，所述封装中间体结构包括载板以及位于所述载板上的多个所述芯片。

8.如权利要求1所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述形成导电膜层包括：

9.如权利要求8所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述去除所述感光材料层的上表面的所述导电膜层，以在所述第一开口中形成导电线以及在所述第二开口中形成导电柱包括：通过刻蚀工艺去除所述感光材料层的上表面的所述种子层和所述金属层，以形成所述导电柱和所述导电线，其中，所述第二开口中至少保留有部分覆盖所述保护层的所述种子层。

10.如权利要求9所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述凸缘位于所述保护层上。

11.如权利要求1～10中任一项所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述去除所述感光材料层包括：通过有机物清洗工艺去除所述感光材料层。

12.一种半导体结构，其特征在于，所述半导体结构包括：

13.如权利要求12所述的半导体结构，其特征在于，所述凸缘位于所述保护层上。

14.如权利要求13所述的半导体结构，其特征在于，位于所述保护层中的所述导电柱包括种子层及位于所述种子层上的金属层。

技术总结
本发明提供了一种半导体结构的制造方法及半导体结构，形成一截面呈阶梯型的第二开口，由此，在去除所述感光材料层的上表面的所述导电膜层，以在所述第二开口中形成导电柱时，所述第二开口中的台阶面可以起到阻挡作用，从而可以避免/降低工艺过程中对于第二开口内导电膜层的伤害，当然，更可以避免对于焊垫的伤害，由此可以提高所形成的导电柱的质量，进而可以提高所述半导体结构的质量。进一步的，在本发明提供的半导体结构的制造方法及半导体结构中，先形成第一开口，再形成第二开口，接着在所述第一开口和第二开口中形成导电线以及导电柱，由此可以降低导电线形成过程中的对位误差对线路可靠性的影响，从而提高了所形成的半导体结构的可靠性。

技术研发人员：王鑫璐
受保护的技术使用者：矽磐微电子（重庆）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16