特表 2022-538824 チップ再配線構造及びその作製方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-06

(54)【発明の名称】チップ再配線構造及びその作製方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/12 20060101AFI20220830BHJP

【ＦＩ】

H01L23/12 501P

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021576131

(86)(22)【出願日】2019-11-21

(85)【翻訳文提出日】2021-12-20

(86)【国際出願番号】 CN2019119964

(87)【国際公開番号】W WO2021036027

(87)【国際公開日】2021-03-04

(31)【優先権主張番号】201910811918.7

(32)【優先日】2019-08-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521536442

【氏名又は名称】チップモア テクノロジー コーポレーション リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＣＨＩＰＭＯＲＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ ＬＩＭＩＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ． １６６ ＦｅｎｇＬｉ Ｓｔ， Ｓｕｚｈｏｕ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ Ｓｕｚｈｏｕ， Ｊｉａｎｇｓｕ ２１５０２４， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】シュイ グァンモン

(57)【要約】

本発明は、チップ再配線構造及びその作製方法を提供する。前記チップ再配線構造は、チップ本体と、前記チップ本体に接続される第１配線層及び第２配線層を備え、前記チップ本体の表面に第１ピンと第２ピンが設けられ、前記チップ再配線構造は、前記チップ本体の表面に設けられる誘電体層を更に備え、前記誘電体層が下方へ凹んで第１ウィンドウと第２ウィンドウと、第１ウィンドウに繋がる凹溝とが形成され、前記第１ウィンドウと第２ウィンドウは、前記第１ピンと第２ピンに夫々対応し、前記第１配線層は、前記凹溝に沿って延在するように設けられ、且つ前記第１ピンに繋がり、前記第２配線層は、前記誘電体層の上方に設けられ、且つ前記第２ピンに繋がる。本願では、凹溝が開設される誘電体層により、第１配線層、第２配線層を高度方向にずらして設置し、従来の再配線プロセスのサイズ制限を克服し、再配線密度を向上させ、短絡リスクを低減することができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に第１ピン及び第２ピンが設けられるチップ本体と、前記チップ本体に接続される第１配線層及び第２配線層とを備えるチップ再配線構造であって、
前記チップ再配線構造は、前記チップ本体に設けられる誘電体層を更に備え、前記誘電体層が下方へ凹んで第１ウィンドウと第２ウィンドウと、第１ウィンドウにつながる凹溝とが形成され、前記第１ウィンドウ及び第２ウィンドウは、前記第１ピン及び第２ピンにそれぞれ対応し、前記第１配線層は、前記凹溝に沿って延在するように設けられ、且つ前記第１ピンにつながり、前記第２配線層は、前記誘電体層の上方に設けられ、且つ前記第２ピンにつながることを特徴とするチップ再配線構造。

【請求項2】

前記チップ再配線構造は、金属シード層を更に備え、前記第１配線層及び第２配線層は、いずれも前記金属シード層に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のチップ再配線構造。

【請求項3】

前記第１配線層は、前記凹溝内に設けられる第１ボディ部と、前記第１ボディ部に接続されて前記第１ウィンドウ内に位置する第１接続部とを備え、前記第２配線層は、前記誘電体層の天面に設けられる第２ボディ部と、前記第２ボディ部に接続されて前記第２ウィンドウ内に位置する第２接続部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のチップ再配線構造。

【請求項4】

前記第１配線層の上部は、前記凹溝の開口位置を超えないことを特徴とする請求項１に記載のチップ再配線構造。

【請求項5】

前記第１配線層及び第２配線層の両方は、同一の材料によって作製されていることを特徴とする請求項１に記載のチップ再配線構造。

【請求項6】

前記チップ本体は、半導体基板と、前記半導体基板の表面に形成される回線層と、前記回線層上に被覆される保護層とを備え、前記第１ピン及び第２ピンは、前記回線層に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のチップ再配線構造。

【請求項7】

表面に第１ピン及び第２ピンが設けられるチップ本体を提供する工程と、
第１ピンに対応する第１ウィンドウと第２ピンに対応する第２ウィンドウと第１ウィンドウにつながる凹溝とを有する誘電体層を前記チップ本体の表面に作製する工程と、
第１フォトレジストを塗布し、前記第１ウィンドウ及び凹溝が外に露出するように露光して現像し、前記第１ウィンドウ及び凹溝内に第１配線層を作製する工程と、
第２フォトレジストを塗布し、第２ウィンドウ及び誘電体層の所定領域の天面が外に露出するように露光して現像し、前記第２ウィンドウと外に露出した天面とに第２配線層を作製する工程と、を含むことを特徴とするチップ再配線構造の作製方法。

【請求項8】

第１フォトレジストを塗布する前に、前記誘電体層の天面並びに前記第１ウィンドウ、第２ウィンドウ及び凹溝内にスパッタリングによって金属シード層を取得する工程を含み、
前記第１配線層及び第２配線層は、いずれも前記金属シード層に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の作製方法。

【請求項9】

第１フォトレジストを塗布した後、前記第２ウィンドウ、第１ウィンドウ及び凹溝がいずれも外に露出するように露光して現像する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の作製方法。

【請求項10】

前記第１配線層及び第２配線層は、いずれも電気めっきプロセスによって作製されていることを特徴とする請求項７に記載の作製方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体制造技術分野に関し、特にチップ再配線構造及びその作製方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体業界の継続的な発展につれて、各種の電子製品に係るチップの集積密度要求もますます高くなってきている。封止工程において、チップ表面における、トップメタル（ｔｏｐ ｍｅｔａｌ）からなるピンは、通常、再配線層（ＲＤＬ、ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）を介して再度割り当てられてから対応する導電性バンプに接続される必要がある。ＲＤＬ自身の回線サイズ及び異なるＲＤＬの隙間は、実際のプロセス能力によって制限され、連続的に減少することができない。つまり、チップ表面ＲＤＬの配線密度は、制限なく向上することができない。

【0003】

このような状况において、業界では、一般的に多層配線の方式でＲＤＬ作製を行い、即ち、対応する再配線層上に誘電体層を作製し、更に当該誘電体層上にもう１つの再配線層を作成する。上記技術案では、誘電体層の上方に金属シード層を新たに作製し、対応する再配線層の作製が完了された後で余分な金属シード層をエッチングによって除去する必要があり、プロセスが複雑であった。

【0004】

これに鑑みて、新たなチップ再配線構造及びその作製方法を提供する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、再配線層のプロセス制限を克服してチップ表面の再配線密度を向上させて短絡リスクを低減することが可能であるチップ再配線構造及びその作製方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を果たすべく、本発明は、チップ再配線構造を提供する。当該チップ再配線構造は、表面に第１ピン及び第２ピンが設けられるチップ本体と、前記チップ本体に接続される第１配線層及び第２配線層とを備え、前記チップ再配線構造は、前記チップ本体に設けられる誘電体層を更に備え、前記誘電体層が下方へ凹んで第１ウィンドウと第２ウィンドウと、第１ウィンドウにつながる凹溝とが形成され、前記第１ウィンドウ及び第２ウィンドウは、前記第１ピン及び第２ピンにそれぞれ対応し、前記第１配線層は、前記凹溝に沿って延在するように設けられ、且つ前記第１ピンにつながり、前記第２配線層は、前記誘電体層の上方に設けられ、且つ前記第２ピンにつながる。

【0007】

本発明の更なる改良として、前記チップ再配線構造は、金属シード層を更に備え、前記第１配線層及び第２配線層は、いずれも前記金属シード層に設けられている。

【0008】

本発明の更なる改良として、前記第１配線層は、前記凹溝内に設けられる第１ボディ部と、前記第１ボディ部に接続されて前記第１ウィンドウ内に位置する第１接続部とを備え、前記第２配線層は、前記誘電体層の天面に設けられる第２ボディ部と、前記第２ボディ部に接続されて前記第２ウィンドウ内に位置する第２接続部とを備える。

【0009】

本発明の更なる改良として、前記第１配線層の上部は、前記凹溝の開口位置を超えない。

【0010】

本発明の更なる改良として、前記第１配線層及び第２配線層の両方は、同一の材料によって作製さている。

【0011】

本発明の更なる改良として、前記チップ本体は、半導体基板と、前記半導体基板の表面に形成される回線層と、前記回線層上に被覆される保護層とを備え、前記第１ピン及び第２ピンは、前記回線層に接続されている。

【0012】

本願は、チップ再配線構造の作製方法を更に提供する。当該方法は、主に、表面に第１ピン及び第２ピンが設けられるチップ本体を提供する工程と、第１ピンに対応する第１ウィンドウと第２ピンに対応する第２ウィンドウと第１ウィンドウにつながる凹溝とを有する誘電体層を前記チップ本体の表面に作製する工程と、第１フォトレジストを塗布し、前記第１ウィンドウ及び凹溝が外に露出するように露光して現像し、前記第１ウィンドウ及び凹溝内に第１配線層を作製する工程と、第２フォトレジストを塗布し、第２ウィンドウ及び誘電体層の所定領域の天面が外に露出するように露光して現像し、前記第２ウィンドウと外に露出した天面とに第２配線層を作製する工程と、を含む。

【0013】

本発明の更なる改良として、第１フォトレジストを塗布する前、前記誘電体層の天面並びに前記第１ウィンドウ、第２ウィンドウ及び凹溝内にスパッタリングによって金属シード層を取得する工程を含み、前記第１配線層及び第２配線層は、いずれも前記金属シード層に設けられている。

【0014】

本発明の更なる改良として、第１フォトレジストを塗布した後、前記第２ウィンドウ、第１ウィンドウ及び凹溝がいずれも外に露出するように露光して現像する工程を含む。

【0015】

本発明の更なる改良として、前記第１配線層及び第２配線層は、いずれも電気めっきプロセスによって作製されている。

【発明の効果】

【0016】

本発明は、以下の有利な作用効果を有する。本発明のチップ再配線構造及びその作製方法を採用することにより、前記チップ本体に誘電体層が設けられ、前記誘電体層に凹溝が開設され、更に前記第１配線層、第２配線層がそれぞれ前記凹溝内と誘電体層の天面とに設けられている。つまり、前記第１配線層、第２配線層を高度方向にずらして設置することにより、両者の水平方向にける隙間の減少に有利になり、従来の再配線プロセスのサイズ制限を克服し、再配線密度を向上させ、短絡リスクを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明のチップ再配線構造の構造模式図である。

【図2】本発明のチップ再配線構造の平面構造模式図である。

【図3】本発明のチップ再配線構造作製方法の主なフローの模式図である。

【図4】本発明のチップ再配線構造における金属シード層の作製完了時の構造模式図である。

【図5】本発明のチップ再配線構造における第１配線層の作製完了時の構造模式図である。

【図6】本発明のチップ再配線構造における第２配線層の作製完了時の構造模式図である。

【図7】本発明のチップ再配線構造作製方法の別の実施例における第１配線層の作製完了時の構造模式図である。

【図8】本発明のチップ再配線構造作製方法の別の実施例における第２配線層の作製完了時の構造模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下では、図面に示す実施形態を組み合わせて本発明を詳細に記述する。しかし、当該実施形態は、本発明を制限しない。当業者が当該実施形態に基づいてなした構造、方法または機能上の変換は、いずれも本発明の保護範囲内に含まれる。

【0019】

図１及び図２に示すように、本発明に係るチップ再配線構造１００は、チップ本体１０と、前記チップ本体１０に設けられる誘電体層２０と、前記チップ本体１０に接続される第１配線層３１及び第２配線層３２とを備える。

【0020】

前記チップ本体１０の表面には、第１ピン１１及び第２ピン１２が設けられ、前記誘電体層２０が下方へ凹んで第１ウィンドウ２１と第２ウィンドウ２２と第１ウィンドウ２１に繋がる凹溝２３とが形成される。前記第１ウィンドウ２１、第２ウィンドウ２２は、前記第１ピン１１、第２ピン１２にそれぞれ対応する。前記第１配線層３１は、前記凹溝２３に沿って延在するように設けられ、且つ前記第１ピン１１に繋がり、前記第２配線層３２は、前記誘電体層２０の上方に設けられ、且つ前記第２ピン１２に繋がる。前記第１配線層３１、第２配線層３２の両方は、同一の材料によって作製される。通常、金属銅を用いて前記第１配線層３１及び第２配線層３２を作製することが好ましい。無論、実際の製品需要に応じて、前記第１配線層３１、第２配線層３２の両方は、異なる材料で成形して作製されてもよい。更に、前記第１配線層３１、第２配線層３２は、更に、２種又は複数種の異なる導電材料で共同して作製されてもよい。例えば、前記第２配線層３２は、Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕの三層構造として設置される。

【0021】

ただし、前記誘電体層２０は、水平方向に沿って略平面状に延在する天面２４を更に有する。前記第１配線層３１は、前記凹溝２３内に設けられる第１ボディ部３１１と、前記第１ボディ部３１１に接続されて前記第１ウィンドウ１１内に位置する第１接続部３１２と、前記第１ボディ部３１１の前記第１接続部３１２から離間する側に位置する第１係合部３１３とを備える。前記第１ボディ部３１１が前記凹溝２３の開口位置を超えないことが好ましい。つまり、高度方向における前記第１ボディ部３１１は、前記誘電体層２０の天面２４を超えない。前記第２配線層３２は、前記天面２４に設けられる第２ボディ部３２１と、前記第２ボディ部３２１に接続されて前記第２ウィンドウ１２内に位置する第２接続部３２２と、前記第２ボディ部３２１の前記第２接続部３２２から離間する側に位置する第２係合部３２３とを備える。ここで、前記第１係合部３１３、第２係合部３２３の両方は、いずれも前記誘電体層２０の天面２４に設けられ、前記第１係合部３１３と第２係合部３２３は、係合して対応する導電性バンプを作製することで、後続の封止を図る。

【0022】

本実施例において、前記チップ本体１０は、半導体基板１０１と、前記半導体基板１０１の表面に形成される回線層１０２と、前記回線層１０２上に被覆される保護層１０３とを備え、前記第１ピン１１、第２ピン１２は、いずれも前記回線層１０２に接続されている。明らかに、前記保護層１０３は、前記回線層１０２が外部に係合接続可能であるように、前記第１ピン１１と第２ピン１２とに対応して設置される開口を有する。

【0023】

前記チップ再配線構造１００は、金属シード層４０を更に備え、前記第１配線層３１、第２配線層３２は、いずれも前記金属シード層４０に設けられている。ここで、前記第１配線層３１、第２配線層３２は、同一の前記金属シード層４０に形成される。また、第１配線層３１及び第２配線層３２の両方は、いずれも作製完了された後、第１配線層３１と第２配線層３２との被覆されていない領域の金属シード層４０をエッチングによって除去し、プロセスがより簡潔になる。前記第１配線層３１、第２配線層３２は、高度方向に隙間を開けて設置されることにより、両者の水平方向における隙間が更に縮小することができ、従来のプロセスの制限を突破した。換言すれば、前記チップ本体１０の表面の再配線密度は、向上可能であり、異なる配線層の間の短絡リスクは、低減することができる。

【0024】

説明すべきことは、前文における「水平」、「上下」、「高度」等の方向に関する記述が当該チップ再配線構造１００の作製プロセス及び置く方向に対する限定ではなく、その構造位置関係をより明瞭に説明するためになされた記述に過ぎない。

【0025】

図３～図６に示すように、本願は、上記チップ再配線構造１００の作製方法を更に提供する。当該作製方法は、主に、
表面に第１ピン１１及び第２ピン１２が設けられるチップ本体１０を提供する工程と、
第１ピン１１に対応する第１ウィンドウ２１と第２ピン１２に対応する第２ウィンドウ２２と第１ウィンドウ２１につながる凹溝２３とを備える誘電体層２０を前記チップ本体１０の表面に作製する工程と、
前記誘電体層２０の天面２４及び前記第１ウィンドウ２１、第２ウィンドウ２２、凹溝２３内に金属シード層４０をスパッタリングする工程と、
第１フォトレジスト５０を塗布し、前記第１ウィンドウ２１及び凹溝２３が外に露出するように露光して現像し、前記第１ウィンドウ２１及び凹溝２３内に第１配線層３１を作製する工程と、
第２フォトレジスト６０を塗布し、第２ウィンドウ２２及び誘電体層２０の所定領域の天面２４が外に露出するように露光して現像し、前記第２ウィンドウ２２と外に露出した天面２４とに第２配線層３２を作製する工程と、を含む。

【0026】

無論、第１配線層３１は、前記天面２４の所定位置に延在設置される第１係合部３１３を更に備え、第２配線層３２は、前記天面２４の所定位置に延在設置される第２係合部３２３を更に備える。

【0027】

ここで、前記誘電体層２０が絶縁樹脂材料で作製されることは多く、前記第１ウィンドウ２１、第２ウィンドウ２２及び凹溝２３の作製過程では、その側壁が下から上へある程度外方に傾斜する角度をなすことにより、前記金属シード層４０、第１配線層３１、第２配線層３２の作製及び構造安定性に有利になる。

【0028】

前記第１配線層３１、第２配線層３２は、いずれも電気めっきプロセスによって作製された。前記作製方法は、前記第１配線層３１の作製が完了された後、第１フォトレジスト５０を除去する工程と、前記第２配線層３２の作製が完了された後、第２フォトレジスト６０、及び、第１配線層３１と第２配線層３２との被覆されていない領域の金属シード層４０を除去する工程とを更に含む。

【0029】

図７と図８に示すように、前記第１フォトレジスト５０を塗布した後、前記第２ウィンドウ２２、第１ウィンドウ２１及び凹溝２３がいずれも外に露出するように露光して現像する。つまり、前記第１配線層３１の作製を行うと同時に、前記第２ウィンドウ２２の第２ピン１２上に同様に電気めっきによって前記第１配線層３１と同じ導電材料を１層取得する。後続の第２配線層３２の作製過程において、前記第２ボディ部３２１と第２接続部３２２との高度差を低減し、前記第１配線層３１と第２配線層３２が同一の導電材料を用いて電気めっきで作製されることは、好ましい。

【0030】

上述した通り、本発明のチップ再配線構造１００及びその作製方法を採用することにより、前記チップ本体１０に誘電体層２０が設けられ、前記誘電体層２０に凹溝２３が開設され、更に前記第１ボディ部３１１、第２ボディ部３２１がそれぞれ前記凹溝２３内と誘電体層２０の天面２４とに設けられている。つまり、高度方向にずらして設置することにより、両者の水平方向にける隙間を減少し、従来の再配線プロセスのサイズ制限を克服し、再配線密度を向上させ、短絡リスクを低減することができる。

【0031】

理解すべきことは、本明細書が実施形態で記述されたが、各実施形態が１つの独立する技術案のみを含むとは限らず、明細書のこのような記述方式が単に明瞭にするために用いられる。当業者は、明細書を１つの全体としてすべきである。各実施形態における技術案は、適切に組み合わせられて当業者で理解され得る他の実施形態を形成可能である。

【0032】

上述した一連の詳細な説明は、本発明の実現可能な実施形態の具体的な説明にすぎず、本発明の保護範囲を制限するために用いられるものではない。本発明の要旨・精神を逸脱せずになされた均等な実施形態又は変更は、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】