晶片水平壕溝結構的製作方法
2023-05-02 01:41:36
專利名稱：晶片水平壕溝結構的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及晶片水平的晶片級封裝，更特別地，涉及在半導體晶片內形成類似壕溝的結構，以限制液體在凝固之前的流動。
背景技術：
晶片水平晶片級封裝(CSP)是用於使用晶片水平處理技術的集成電路或倒裝晶片的尺寸的集成電路的封裝。與倒裝晶片不同，晶片水平CSP在單元片的有源側上具有一個或多個鈍化層。每個鈍化層典型地包括一層可光成像的聚合物膜。晶片水平CSP比標準球柵陣列(BGA)更小，通常利用再分配層(RDL)的金屬跡線將焊接球焊墊布線成標準節距(pitch)，並且在再布線後的焊墊上使用CSP尺寸的焊接球。晶片水平CSP使用標準表面安裝技術組裝處理，其也用於BGA，不需要底層填充。
眾所周知，在焊接球或焊接塊周圍使用聚合物擋圈，以支持晶片水平CSP中的焊接球。當半導體晶片或晶片被加熱到焊接球的回流溫度時，一些在室溫下非常粘的聚合物擋圈材料的粘性大大降低，或者液化。有時，液化的聚合物擋圈材料會不利地從焊接球流到比可接受的更遠的位置；偶爾會與相鄰的焊接球焊墊的聚合物擋圈材料融合。另外，焊接球會不利地趨向於漂浮在液化的聚合物擋圈材料上。有時，焊接球會漂流到相鄰的焊接球焊墊，從而導致短路。有時，較大的聚合物擋圈是有用的，但是不能在現有技術的晶片水平CSP中實現，因為聚合物擋圈越大，會不利地使更多的液化聚合物擋圈材料從聚合物擋圈流出，從而產生不良現象。
2002年8月20日授予Sugizaki的美國專利No.6,437,434，題目為「半導體器件及半導體器件安裝互連板」(SEMICONDUCTORDEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE MOUNTINGINTERCONNECTION BOARD)公開了一種互連板，其在圍繞BGA焊墊的矽中腐蝕了一個壕溝，以減輕BGA焊墊的壓力。該壕溝有目的地用彈性體預裝填。然而，Sugizaki沒有公開在可光成像的聚合物膜內形成的壕溝，也沒有公開在集成電路上形成的壕溝，同時也沒有公開任何用於停止聚合物擋圈材料擴散的方法。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種晶片水平CSP，其克服了現有技術的缺點，更特別地，提供一種晶片水平CSP，其不允許來自聚合物擋圈的殘餘材料從每個焊接球流出超過預定的距離。
本發明的另一個目的是提供一個較大的聚合物擋圈，其沒有使更多聚合物擋圈材料從焊接球流出超過預定距離的有害效應。
本發明的另一個目的是減少焊接球在液化的聚合物擋圈殘餘材料上能夠漂流的距離。
本發明的再一個目的是提供一種晶片水平CSP，其具有更美觀的外形。
通過本發明的說明，本發明的這些和其它的目的對於本領域技術人員而言是顯而易見的。
簡而言之，根據本發明的優選實施例，本發明涉及一種方法，其在液態聚合物材料固化成固體之前，利用鈍化聚合物層內的全深或部分深度的壕溝限制或容納隨後施加的液態聚合物材料，從而實現結構或美觀的目的。
優選地，本發明的一個方面涉及一種集成電路的晶片級封裝，其包括至少一個焊接球焊墊和圍繞每個焊接球焊墊的壕溝。
本發明的另一方面涉及一種用於晶片級封裝的晶片，其具有至少一個焊接球焊墊。該晶片包括位於每個焊接球焊墊處的焊接球，圍繞該焊接球的聚合物擋圈和圍繞每個焊接球焊墊的壕溝。
本發明更進一步的方面涉及一種製造晶片水平晶片級封裝的方法，其包括如下步驟(a)提供一個晶片，(b)在晶片上設置一個鈍化層；(c)在鈍化層內為焊接球形成一個中心特徵結構(central feature)；和(d)在鈍化層內形成一個圍繞該中心特徵結構的壕溝。
由下面的詳細說明和附圖，本發明的其它方面、特徵和優點對於本領域的技術人員而言將是顯而易見的。然而，應當理解，詳細說明和特殊實例雖然代表了本發明的優選實施例，並只是作為例證，在不背離本發明的前提下可以自然地進行各種修改。
下面將參考附圖對本發明進行更詳細而清晰的說明，其中圖1是現有技術晶片水平CSP的簡化頂視圖；圖2是根據本發明的優選實施例構建的晶片水平CSP的簡化頂視圖，顯示了圍繞每個焊接球焊墊的壕溝；圖3是用於形成圖2所示晶片水平CSP的一個晶片的區域A的簡化放大頂視圖，顯示了在加熱晶片之前，具有聚合物擋圈、被全深壕溝包圍的焊接球；圖4是通過圖3中切割線4-4的剖面圖；圖5是用於形成圖2所示晶片水平CSP的一個晶片的區域A的簡化放大頂視圖，顯示了在加熱晶片之後，具有聚合物擋圈、被全深壕溝包圍的焊接球；圖6是通過圖5中切割線6-6的剖面圖；圖7是用於形成圖2所示晶片水平CSP的一個晶片的區域B的簡化頂視圖，顯示了由多個線形成的部分深度壕溝的第一實施例；圖8是通過圖7中切割線8-8的剖面圖；圖9是用於形成圖2所示晶片水平CSP的一個晶片的區域C的簡化頂視圖，顯示了由多種圓形成的部分深度壕溝的第二實施例；圖10是通過圖9中切割線10-10的剖面圖；圖11是現有技術晶片的一部分的光學顯微圖像，顯示了在加熱晶片之後的焊接球和聚合物擋圈；
圖12是根據本發明的晶片一部分的光學顯微圖像，顯示了在加熱晶片之後的焊接球和聚合物擋圈；圖13是根據本發明的晶片一部分的光學顯微圖像，顯示了圍繞每個焊接球焊墊的由多個線形成的部分深度的壕溝；圖14是根據本發明的晶片一部分的光學顯微圖像，顯示了圍繞每個焊接球焊墊的由多種圓形成的部分深度的壕溝；圖15是根據本發明的晶片一部分的顯微圖像，其具有圍繞每個焊接球焊墊的由多個線形成的部分深度的壕溝，顯示了加熱晶片之後的焊接球和聚合物支持擋圈；圖16是圖15所示部分深度壕溝的截面的顯微圖像；圖17是根據本發明的晶片橫截面的顯微圖像，其具有由多種圓形成的部分深度的壕溝；和圖18是根據本發明的晶片一部分的光學顯微圖像，其顯示了圍繞焊接球焊墊的全深壕溝，並且其中全深壕溝被金屬跡線截斷。
為了說明的簡單與清晰，附圖只圖解了結構的一般形式，並省略了對眾所周知的結構和技術的說明和詳細描述，以避免不必要地幹擾本發明。此外，附圖中的元件不必按比例繪製。
具體實施例方式
應當理解，下面說明的實施例只是本創新技術眾多有利應用的實例。總體上，本專利申請說明書中的敘述並不對本發明所要求的各種權利造成限制。一些敘述可能應用到某些發明結構，但不應用到其它的結構。一般地，除非特別指明，否則單個元件可以變成多個，並且反之亦然，且不失一般性，例如「一個單元片」，「兩個單元片」。如果存在的話，說明書和權利要求中的術語第一、第二、第三等只是用於區分相似的元件，而不必用於說明順序或時間次序。如果存在的話，說明書和權利要求中的術語上面、前面、側面等等只是出於描述的目的，而不必用於說明相對位置。全部的測量都是近似的，例如，「30微米」的意思是「30微米左右(更大或更小)」。
圖1是現有技術晶片水平CSP 100的簡化頂視圖，其包括一個現有技術的集成電路或單元片102和多個焊接球焊墊106。
圖2是根據本發明的優選實施例構建的晶片水平CSP 200的簡化頂視圖，其包括單個集成電路或單元片202，該單個集成電路或單元片在每個焊接球焊墊206的周圍有壕溝204。單元片202是一個較大半導體晶片或「晶片」(未顯示)中多個單元片的其中一個。典型地，每個晶片有200-700個單元片。晶片水平CSP設計在轉讓給本發明受讓人的於2001年9月11日授予Elenius等的美國專利No.6,287,893中有說明，該專利的題目為「用於形成晶片級封裝的方法」(METHODFOR FORMING CHIP SCALE PACKAGE)，本文引用其全部內容作為參考。壕溝204是在晶片水平處理步驟期間，在位於晶片上的鈍化層的表面上形成的環形(從上面看時)通道(via)。「晶片水平處理」的意思是指，例如，在單元片從晶片上切割下來之前，在每個單元片202內形成壕溝204。優選地，鈍化層是可光成像的聚合物膜。可光成像的聚合物膜典型的是環丁烯苯(benzocyclobutene)(BCB)，但是本發明也可以用於其它材料的可光成像的膜。當在隨後的晶片水平CSP 200處理步驟期間，將晶片加熱到焊接球金屬的回流溫度時，壕溝204用於限制或容納暫時變得粘度很低或「液化」的聚合物擋圈的一些材料。
圖3是圖2中用於形成該晶片水平CSP 200的一個晶片的區域A所代表的部分300的放大簡化頂視圖，顯示了在加熱晶片之前，在中心特徵結構414(見圖4)具有聚合物擋圈310並被全深壕溝312包圍的焊接球308。優選地，聚合物擋圈材料是Rancho Dominguez，CA的Ablestik實驗室製造的XNF-1502。選擇地，聚合物擋圈310可以使用其它的材料。圍繞焊接球的聚合物擋圈的使用在轉讓給本發明受讓人的於2003年6月17日授予Elenius等的美國專利No.6,578,755中有說明，該專利的題目為「用於焊接塊的聚合物擋圈」(POLYMERCOLLAR FOR SOLDER BUMPS)，本文引用其全部內容作為參考。中心特徵結構414的直徑313為280微米。全深壕溝312在壕溝內限定了一個區域314，和一個沒有壕溝或者位於壕溝外部的區域316。全深壕溝312的寬度315為30微米。全深壕溝312的內沿與中心特徵結構414的外沿之間的距離317為75微米。焊接球308的直徑416為300-350微米(見圖4)。
圖4是通過圖3中切割線4-4的剖面圖。該晶片典型地包括至少一個矽層，但本發明也可以用於包括其它半導體材料的晶片。一個矽層402代表準備用於CSP製造的晶片半導體基片及其全部的層。為簡單起見，沒有顯示晶片的細節。矽層402典型地塗布氮化矽或二氧化矽，一般不導電的電解質，作為薄鈍化層(未顯示)，並在晶片的集成電路的選定鋁鍵合焊墊(未顯示)上具有開口。在CSP製造期間，氮化矽或二氧化矽薄鈍化層通常不置於晶片上，但在CSP製造之前，是晶片的一部分。在由晶片製造晶片水平CSP的過程中，圖4所示的其它層典型地位於晶片上。
在薄鈍化層上布置一個由可光成像的聚合物膜構成的第一聚合物層404。第一聚合物層404典型地的厚度為4-5微米。在第一聚合物層404上及任何暴露的鋁鍵合焊墊上，布置一個金屬化層。該金屬化層包括一個下隆起金屬化(under bump metalization)(UBM)區域，或者焊接球焊墊206，和再分配層(RDL)406。該RDL包括金屬跡線，其在每個焊接球焊墊206與任何相關的鋁鍵合焊墊之間形成導電路徑，其中該相關鋁鍵合焊墊位於的x-y坐標與焊接球焊墊不同。在第一聚合物層404和金屬化層上布置一個由可光成像的聚合物膜構成的第二聚合物層412。第二聚合物層412典型的厚度為4-5微米。第一聚合物層404和第二聚合物層412典型地用相同的材料構成，優選的是由Midland，MI的Dow化學公司製造的CYCLOTENETM4022-35BCB鈍化聚合物，作為標準的雙層ULTRA CSP封裝。選擇地，兩個可光成像的聚合物層可以使用另一種材料。另一種選擇，對每一可光成像的聚合物層使用不同的材料。全深壕溝312還用在晶片水平CSP 200上，其具有厚度為4-5微米的單聚合物層。典型地，當使用單聚合物層時，不需要RDL。
中心特徵結構414是一個完全貫穿最終晶片水平CSP的第一聚合物層404和第二聚合物層412的通道。使用本領域技術人員熟知的光成像方法，在沉積第二聚合物層4123之前，在第一聚合物層404中形成該中心特徵結構414(也就是，開放的)，藉此暴露與焊接球焊墊206的相同x-y坐標的任何相關鋁鍵合焊墊。在設計時，氮化矽或二氧化矽薄鈍化層暴露於中心特徵結構414的底部，其中相關的鋁鍵合焊墊被放置的x-y坐標與焊接球焊墊206不同。然後通過在爐內以聚合物聚合所需的溫度和期間焙燒，使第一聚合物層404固化。在第一聚合物層404的選擇部分上、在任何暴露的鋁鍵合焊墊上和在中心特徵結構414底部的氮化矽或二氧化矽上，濺射金屬化層，其典型地包括鋁、鎳、釩和銅各層。接著，在第一聚合物層404上，包括在第一聚合物層具有金屬化的部分上，沉積第二聚合物層412。利用本領域技術人員熟知的光成像方法，在晶片中形成完全穿過第二聚合物層412的全深壕溝312，並且同時，將中心特徵結構414重新開口到金屬層或焊接球焊墊206。使第一聚合物層414暴露在全深壕溝312的底部。全深壕溝312不與RDL 406交疊，如圖4所示。優選地，全深壕溝312用在壕溝與RDL 406不交疊的實例中。
圖5是部分300的放大的簡化頂視圖，顯示了在加熱晶片之後，被全深壕溝312包圍的具有聚合物擋圈310的焊接球308。隨著焊接球308的回流，聚合物擋圈310的一些液化材料擴散出來，但是有利地，只進入了全深壕溝312內的區域314中。全深壕溝312限定並容納液化的聚合物擋圈材料，並有利地防止其擴散超出壕溝進入壕溝外部的區域316。在回流處理的後面階段中，流入區域314的液化聚合物擋圈材料變得非常粘稠並硬化或「固化」，形成殘餘物502。圖5顯示，全深壕溝312內部區域314的絕大部分容納了聚合物擋圈材料的殘餘物502。殘餘物502是半透明的。殘餘物502不必完全充滿全深壕溝312內的區域314(雖然有可能)，也不必從聚合物擋圈310的主要部分沿著各個方向均勻地擴散(雖然有可能)。因此，可能存在一些看上去隨機的殘餘材料外形，如圖5所示，然而，殘餘物502被全深壕溝312容納/控制，並且殘餘物的擴散被該壕溝限制。在一些實例中，殘餘物502可以完全覆蓋全深壕溝312的底表面。
圖6顯示了通過圖5中切割線6-6的剖面圖。全深壕溝312保留了從聚合物擋圈310沿著第二聚合物層412的表面擴散的聚合物擋圈材料的殘餘物502。殘餘物502的流動可以在焊接回流之前或之間發生。如果不存在全深壕溝312，殘餘物502會以任意的圖形流出，並經過更長的距離，結果在外觀性上不可以接受。全深壕溝312的目的是限制殘餘物的流動，並防止其流出壕溝312或使之最小化，藉此提高晶片水平CSP的外形美觀性。由於全深壕溝312的存在，殘餘物502從聚合物擋圈流出的距離縮短，殘餘物流動的範圍在各個方向上更加接近均勻，並使流動的外沿更接近圓形。全深壕溝312包圍該中心特徵結構414；選擇地，全深壕溝是一個孤立的特徵結構。
圖7是圖2中用於形成該晶片水平CSP 200的一個晶片的區域B所代表的部分300的放大簡化頂視圖，顯示了圍繞該中心特徵結構414的由多個線701、702和703形成的部分深度的壕溝712的第一實施例，其優選地採用根據相關專利申請的光成像方法。部分深度的壕溝712的寬度715為23微米。部分深度的壕溝712的內側沿與中心特徵結構414的外側沿之間的距離717為75微米。應到注意，本發明並不僅限於使用3個線，而是能使用任意數目的超過1個的線。
圖8是通過7中切割線8-8的剖面圖。利用本領域技術人員熟知的方法，形成一個完全通過第二聚合物層412和第一聚合物層404的中心特徵結構414。焊接球焊墊206暴露在該中心特徵結構414的底部。部分深度的壕溝712在晶片內部分地穿過第二聚合物層412形成。第二聚合物層412暴露在部分深度的壕溝712的底部。部分深度的壕溝712沒有貫穿到第一聚合物層404。
該部分深度的壕溝712的壕溝深度801是第二聚合物層412厚度的1-99％。選擇地，部分深度的壕溝712用在晶片水平CSP 200上，其中該晶片水平CSP具有一個厚度為4-5微米的單聚合物層。這種情況下，部分深度的壕溝712的壕溝深度801是該單聚合物層厚度的1-99％。在圖8中，部分深度的壕溝812與RDL 406交疊。RDL 406並不通過部分深度的壕溝712暴露出來。有利地，部分深度的壕溝712可以和下面的金屬跡線交叉，而不暴露RDL 406。
圖9是圖2中用於形成該晶片水平CSP 200的一個晶片的區域C所代表的部分300的簡化頂視圖，顯示了部分深度壕溝的第二實施例。部分深度壕溝912由圍繞中心特徵結構414的多個圓913形成，優選地採用根據相關專利申請的光成像方法。多個圓913呈4個緊密組裝的同心排901-904的形式。部分深度的壕溝912的寬度915為28微米。部分深度的壕溝912的內側沿與中心特徵結構414的外側沿之間的距離917為75微米。應當注意，本發明並不僅限於使用4個同心的圓形排。而是能夠使用任意數目的排，只要存在多個圓即可。部分深度的壕溝712和912圍繞該中心特徵結構414；選擇地，部分深度的壕溝是孤立的結構。
圖10是通過圖9中切割線10-10的剖面圖。利用本領域技術人員熟知的方法，在晶片內形成完全穿過第二聚合物層412和第一聚合物層404的中心特徵結構414。焊接球焊墊206暴露在該中心特徵結構414的底部。在晶片內形成部分穿過第二聚合物層412的部分深度的壕溝912。該部分深度的壕溝912並不貫穿到第一聚合物層404，因此，第二聚合物層412暴露在部分深度的壕溝912的底部。部分深度的壕溝912的壕溝深度801為第二聚合物層412厚度的1-99％。選擇地，部分深度的壕溝912用在晶片水平CSP 200上，其中該晶片水平CSP具有一個厚度為4-5微米的單聚合物層。這種情況下，部分深度的壕溝912的壕溝深度801是該單聚合物層厚度的1-99％。部分深度壕溝912交疊RDL 406。在圖10中，RDL 406並不通過部分深度的壕溝912暴露出來。有利地，部分深度的壕溝912可以和下面的金屬跡線交叉，而不暴露RDL 406。
圖11是現有技術晶片的一部分的光學顯微圖像，顯示了加熱晶片之後的焊接球308和聚合物擋圈310。聚合物擋圈材料的殘餘物502從焊接球308延伸不規則的距離。在晶片中形成中心特徵結構414之後，向該中心特徵結構414施加一個熔解(fluxing)聚合物材料的聚合物擋圈310，然後在該熔解聚合物位點上放置焊接球308。隨後通過回流和固化處理對晶片進行處理，其中聚合物擋圈310軟化並趨向於流動，然後固化。如圖11所示，沒有壕溝204，殘餘物502的最終外形是隨機的，並且不可控制。
圖12是根據本發明的晶片一部分的光學顯微圖像，顯示了加熱晶片之後的焊接球308和聚合物擋圈310。圖12顯示了與圖11中現有技術晶片相同的處理步驟和材料，但晶片上具有壕溝204。圖12顯示，壕溝204將殘餘物502限制和容納在了壕溝邊界內。壕溝204有助於形成一個同心/均勻形狀的固化熔解聚合物，並且該壕溝阻止殘餘物502從聚合物擋圈310隨機流出。
圖13是根據本發明的晶片一部分的光學顯微圖像，顯示了圍繞每個焊接球焊墊206的由多個線701、702和703形成的部分深度的壕溝712。在圖13所示的晶片上沒有焊接球或聚合物擋圈。
圖14是根據本發明的晶片一部分的光學顯微圖像，顯示了圍繞每個焊接球焊墊206的由多個913形成的部分深度的壕溝912。在圖14所示的晶片上沒有焊接球或聚合物擋圈。
圖15-17是用掃描電子顯微鏡獲得的圖像。圖15是根據本發明的晶片一部分的顯微圖像，具有圍繞中心特徵結構414由多個線701、702和703形成的部分深度的壕溝712，顯示了加熱晶片之後的焊接球308和聚合物擋圈310。
圖16是圖15所示部分深度的壕溝712的放大截面的顯微圖像。如圖15和16所示的部分深度的壕溝712是利用根據相關專利申請的方法通過一個光掩模製造的，該光掩模具有三(3)個同心的寬七(7)微米的鉻線701、702和703，它們相間1微米的寬度。儘管由三個線製成，但只形成了一個單一的部分深度的壕溝，如圖15和16所示。圖15和16的部分深度壕溝712的寬度為23微米，壕溝深度為2.1微米，其大約貫穿第二聚合物層412的60％。
圖17是根據本發明的晶片截面的顯微圖像，顯示了由多個環913形成的部分深度的壕溝912。圖17所示的部分深度的壕溝912是利用根據相關專利申請的方法通過一個光掩模製造的，該光掩模具有四(4)行緊密組裝的直徑七(7)微米的鉻圓。儘管由多個圓構成，但形成了一個單一的部分深度的壕溝，如圖17所示。圖17所示的部分深度的壕溝912的寬度為28微米，壕溝深度為2.2微米，其大約貫穿第二聚合物層412的64％。
圖18是根據本發明的晶片一部分的光學顯微圖像，顯示了圍繞焊接球焊墊206的全深壕溝312，並且其中全深壕溝312被金屬跡線截斷。當壕溝與金屬跡線交疊時，優選地使用部分深度的壕溝712和912的其中一個。選擇地，使用全深壕溝312，則全深壕溝優選地在金屬跡線處截斷，如圖18所示，以便不暴露金屬跡線。作為另一個選擇(未顯示)，當暴露特定的金屬跡線沒有害處時，全深壕溝312與金屬跡線交叉，從而暴露RDL。
為了結構和/或外形目的，本發明有利地將所施加的材料保持為一個同心的形狀/體積。壕溝204、312、712和912限制殘餘物502的能力取決於壕溝的體積，壕溝的深度，和與中心特徵結構414的距離317、717和917。有利地，當用壕溝控制殘餘物502的擴散時，更容易對隆起的晶片執行自動的光學檢查。
儘管參考優選實施例對本發明進行了說明，但是該說明只是出於例證的目的，並不對本發明的範圍構成限制。本領域的技術人員在不背離由附加權利要求限定的本發明精神和範圍的前提下，可以對已說明的實施例進行各種修改和變化。例如，儘管第二聚合物層412優選的是可光成像的，全深壕溝312以及部分深度的壕溝712和912優選地用光刻方法形成；但是選擇地，它們可以用其它的方法形成，例如利用利用雷射或機械方法。此外，形成了壕溝204的層能夠用不是可光成像的材料構成。壕溝204的形狀不僅限於圓形，而能夠是任意形狀，包括例如，方形。進一步，本發明並不僅限於晶片水平CSP，而是總體上，能夠擴展到一般的CSP。
附圖標記列表100 現有技術晶片水平CSP102 現有技術單元片106 現有技術焊接球焊墊200 晶片水平CSP202 單元片204 壕溝206 焊接球焊墊300 晶片的一部分308 焊接球310 聚合物擋圈312 全深壕溝313 中心特徵結構的直徑314 壕溝內的區域315 全深壕溝的寬度316 沒有壕溝的區域317 距離402 矽404 第一聚合物層406 再分配層412 第二聚合物層414 中心特徵結構416 焊接球直徑502 殘餘物701-703 線712 部分深度的壕溝715 部分深度的壕溝的寬度717 距離801 壕溝深度
901-904 排912 部分深度的壕溝913 多個圓915 部分深度的壕溝的寬度917 距離
權利要求
1.一種集成電路的晶片級封裝，包括(a)至少一個焊接球焊墊；和(b)圍繞每個焊接球焊墊的壕溝。
2.根據權利要求1的晶片級封裝，其中在集成電路上布置至少一個鈍化層，並且在至少一個鈍化層中形成壕溝。
3.根據權利要求2的晶片級封裝，其中該至少一個鈍化層包括一個可光成像的聚合物膜。
4.根據權利要求2的晶片級封裝，其中該至少一個鈍化層具有一個厚度，且該壕溝是一個全深壕溝，其厚度基本上等於該至少一個鈍化層的厚度。
5.根據權利要求4的晶片級封裝，其中該至少一個鈍化層包括一個可光成像的聚合物膜。
6.根據權利要求2的晶片級封裝，其中該至少一個鈍化層具有一個厚度，且該壕溝是一個部分深度的壕溝，其厚度大約是該至少一個鈍化層的厚度的1-99％。
7.根據權利要求6的晶片級封裝，其中該至少一個鈍化層包括一個可光成像的聚合物膜。
8.根據權利要求1的晶片級封裝，其中在該集成電路上布置一個第一鈍化層，並在該第一鈍化層上布置一個具有一定厚度的第二鈍化層，並且在該第二鈍化層中形成壕溝。
9.根據權利要求8的晶片級封裝，其中該壕溝是一個全深壕溝，壕溝深度基本上等於第二鈍化層的厚度。
10.根據權利要求9的晶片級封裝，其中至少該第二鈍化層包括可光成像的聚合物膜。
11.根據權利要求8的晶片級封裝，其中該壕溝是部分深度的壕溝，其壕溝深度大約是第二鈍化層厚度的1-99％。
12.根據權利要求11的晶片級封裝，其中至少該第二鈍化層包括可光成像的聚合物膜。
13.一種用於晶片級封裝的晶片，該晶片具有至少一個焊接球焊墊，包括(a)位於每個焊接球焊墊處的焊接球；(b)圍繞焊接球的聚合物擋圈；和(c)圍繞每個焊接球焊墊的壕溝。
14.根據權利要求13的晶片，在加熱晶片期間及之後，使得該壕溝阻止液化的聚合物擋圈從壕溝內流向壕溝外。
15.一種製造晶片水平晶片級封裝的方法，包括如下步驟(a)提供晶片；(b)在晶片上設置鈍化層；(c)在鈍化層內形成用於焊接球的中心特徵結構；和(d)在鈍化層內形成圍繞中心特徵結構的壕溝。
16.根據權利要求15的方法，包括如下步驟(e)將聚合物擋圈布置在壕溝內；和(f)加熱晶片，直到至少一些聚合物擋圈液化，使得該壕溝阻止液化的聚合物擋圈在液體固化之前和期間從壕溝內向壕溝外流出。
17.根據權利要求15的方法，其中壕溝用雷射形成。
18.根據權利要求15的方法，其中壕溝用鑽形成。
19.根據權利要求15的方法，其中鈍化層包括可光成像的聚合物膜。
20.根據權利要求15的方法，其中壕溝通過光刻方法形成。
全文摘要
一種晶片水平CSP(200)包括至少一個來自晶片的單元片(202)。該晶片水平CSP具有多個焊接球焊墊(206)，在每個焊接球焊墊上有一個焊接球(308)，並且每個焊接球被一個聚合物擋圈(310)包圍。在製造該晶片水平CSP期間，在位於晶片上的聚合物層(412)的表面上形成一個壕溝(204)。來自聚合物擋圈的暫時液化的殘餘物(502)從聚合物擋圈流出，這是在將晶片加熱到焊接球的回流溫度時發生的。該壕溝起材料流動屏障的作用，限制殘餘物在液化狀態下擴散的距離。來自聚合物擋圈的殘餘物被壕溝限定在一個區域(314)內。全深壕溝完全穿過聚合物層。選擇地，部分深度的壕溝(712和912)部分地穿過聚合物層。應當理解，根據37C.E.R及1.72(b)節，摘要並不代表或限制權利要求的範圍或意義。
文檔編號H01L21/44GK1906746SQ200480030957
公開日2007年1月31日 申請日期2004年9月27日 優先權日2003年9月26日
發明者麥可·E·約翰森, 彼得·埃勒紐斯, 金德勳 申請人:倒裝晶片技術有限公司