一种改良的集成电路芯片的金凸块制造工艺的制作方法

1.本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种改良的集成电路芯片的金凸块制造工艺。


背景技术：

2.在集成电路晶片尺寸逐步缩小，集成度不断提高的情况下，电子工业对集成电路封装技术提出了越来越高的要求。为了实现内部器件与外部器件之间的连接，凸块通常形成在半导体芯片周围的外部端子或有源区的预定区域阵列中形成的外部端子上。凸块材料一般为焊料如金(au)、锡银合金(sn-ag)或类似的金属材料组成。金凸块的重要特性指标就是硬度，平整度，和微小化。
3.目前现有的集成电路芯片的金凸块制造工艺还存在一些问题：没有在溅镀之间对集成电路芯片表面进行除灰尘油渍杂质，导致在金凸块制造时的良品率降低，另外在金凸块制造后需要对成品进行检测，防止不合格的成品被入库，导致成品的质量降低，为此我们提出一种改良的集成电路芯片的金凸块制造工艺。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种改良的集成电路芯片的金凸块制造工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改良的集成电路芯片的金凸块制造工艺，包括以下步骤：
6.s1.集成电路芯片表面预处理：采用清洗剂对集成电路芯片表面进行清洗；
7.s2.对集成电路芯片进行干燥：采用烘干箱对清洗后的集成电路芯片进行干燥处理；
8.s3.溅镀：在s2处理后的集成电路芯片表面溅镀金属膜；所述金属膜为底层钛钨膜和上层的金膜；
9.s4.光阻涂布：用光阻涂布机在集成电路芯片表面涂覆厚度为20-30微米的光阻；
10.s5.曝光：用曝光机，对需要生长金凸块位置的光阻使用波长为410-430纳米的光进行照射30-120秒，使之发生光溶解反应；
11.s6.显影：用显影机和显影液，通过浸泡产生化学反应，去除掉曝光区的光阻，将需要生长金凸块的位置打开开窗；
12.s7.电镀金：在集成电路芯片上光阻开窗区镀12-14微米高度的金凸块；
13.s8.电浆、金蚀刻处理：光阻去除并对集成电路芯片及金凸块表面进行电浆处理和金蚀刻处理去除溅镀金属膜中的金层之后，然后再次对金凸块表面单独进行电浆处理和金蚀刻处理；具体过程细分为如下过程：电浆处理
→
第一次金蚀刻
→
光阻去除
→
电浆处理
→
第二次金蚀刻；
14.s9.钛钨蚀刻以去除溅镀金属膜中的钛钨膜；
15.s10.集成电路芯片测试：将s9处理后的集成电路芯片成功经过烤机后进行深度测试；所述深度测试包括初始测试和最后测试，所述初始测试用于把封装好的集成电路芯片放在各种环境下测试其电气特性，挑选出失效的集成电路芯片，把正常工作的集成电路芯片按照电气特性分为不同的级别，所述最后测试用于对初始测试后的集成电路芯片进行级别之间的转换操作；
16.s11.成品入库：测试好的集成电路芯片经过半成品仓库后进入最后的终加工，所述终加工包括激光印字、出厂质检以及成品封装，最后入库。
17.优选的，所述s1中的清洗剂的制备方法包括以下步骤：
18.s101.原料准备：按以下重量份计准备原料：壬基酚聚氧乙烯醚4-8份，椰子油二乙醇酰胺4-12份，聚醚型表面活性剂3000 1-4，甜菜碱型表面活性剂1-1.5份，氨基酸型表面活性剂1-1.5份，乙二胺四乙酸1-1.5份，柠檬酸1-1.5份，碘0.2-0.4份,异丙醇1-5份，乙醇4-6，乙醇胺1-3，去离子水50-80份；
19.s102.预处理：将重量份计的壬基酚聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺、聚氧丙烯氧乙烯甘油醚、氨基酸型表面活性剂和甜菜碱型表面活性剂通过离子交换提纯达到mos纯，再将去离子水加热到55-60℃；
20.s103.原料混合：将壬基酚聚氧己烯醚、椰子油二乙醇酰胺、聚氧丙烯氧乙烯甘油醚、甜菜碱型表面活性剂、氨基酸型表面活性剂，加入到55-60℃的去离子水中，保持温度在50-60℃范围，常压下搅拌，得均匀透明液体，再加入乙二胺四乙酸、柠檬酸、碘、异丙醇，搅拌到完全溶解；
21.s104.消泡和提纯：停止搅拌20-22小时，消泡，将混合后的溶液通过离子交换树脂提纯；
22.s105.调节ph和粘度：用乙醇胺调解溶液ph值到9.5-10，常温下，用乙醇调解溶液的粘度，至6-18厘泊，过滤即得清洗剂。
23.优选的，所述甜菜碱型表面活性剂是十二烷基二甲基或十八烷基二羟乙基甜菜碱，所述的氨基酸型表面活性剂是n-十二烷基丙氨酸或双脂肪酰胺亚乙基甘氨酸。
24.优选的，所述s6中的显影液的制备方法包括以下步骤：
25.s601.将水杨酸盐搅拌溶解在苯甲醇中，得到第一溶液；
26.s602.将第一溶液升温至42-44℃，加入由异丙胺与三乙烯四胺混合而成的显影主剂，在700r/min的搅拌速度下搅拌20-24min，得到第二溶液；
27.s603.维持第二溶液温度为42-44℃，依次加入润湿剂、聚氧乙烯甘油醚以及2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸，并在180r/min的搅拌速度下搅拌10-12min，得到第三溶液；
28.s604.在第三溶液中加入去离子水以及柠檬酸盐，并搅拌均匀，调整并维持溶液温度在20-30℃范围内，最终得到显影液。
29.优选的，所述水杨酸盐为水杨酸钠，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠，所述润湿剂包括多元醇型非离子表面活性剂和聚氧乙烯型非离子表面活性剂。
30.优选的，所述多元醇型非离子表面活性剂为蔗糖脂肪酸酯，所述聚氧乙烯型非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
31.优选的，所述s8中电浆、金蚀刻处理的具体过程细分为如下过程：电浆处理
→
第一次金蚀刻
→
光阻去除
→
电浆处理
→
第二次金蚀刻。
32.优选的，所述s4中的光阻涂布机中通过以下公式获取大气压数据变化率：
33.△
p＝p
1-p0；
34.其中，
△
p表示为大气压数据变化率，p1表示为从数据库内获取的某一时刻的大气压数据信息，p0表示为目标大气压数据信息；
35.通过以下公式获取转速调整数据信息：
36.△
s＝k1/k2*
△
p；
37.其中，
△
s表示为转速调整数据信息，k1表示为光阻膜厚与大气压的比例系数，k2表示为光阻膜厚与涂布显影机转速的比例系数，
△
p表示为大气压数据变化率；
38.通过下述公式获取调整后的转速：
39.s＝s0
△
s；
40.其中，s表示为调整后的转速，s0表示为初始转速，
△
s表示为转速调整数据信息。
41.优选的，所述s4中的光阻涂布机中还通过以下公式获取大气压数据变化率：
42.h＝p2/p0；
43.其中，h表示为大气压数据变化率，p0为目标大气压数据信息，p2为内部实时大气压数据信息；
44.通过下述公式获取调整后的转速：s＝h*c*s0；
45.其中，s表示为转速数据信息，h表示为大气压数据变化率，c表示为转速的动态转速调整系数。
46.优选的，所述s5中的曝光机的控制系统采用以下公式求曝光能量偏移量δe与曝光焦距偏移量δf：
47.tcd bcf＝αδe (tcd0 bcd0)
48.tcd-bcd＝β1δf β2δf349.其中，α、β1以及β2为常数，tcd为实际顶部关键尺寸，bcd为实际底部关键尺寸；
50.δe＝e-e0；δf＝f-f0，
51.其中e为实际曝光能量，f为实际曝光焦距，e0为目标值的预设能量，f0为底部关键尺寸的预设焦距；以及tcd0与bcd0表示在e0与f0的曝光条件下，具有的顶部关键尺寸与底部关键尺寸，其中tcd0等于bcd0。
52.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
53.(1)本发明通过对集成电路芯片表面预处理，采用清洗剂对集成电路芯片表面进行清洗，能够处理集成电路芯片表面的灰尘油渍杂质，并通过进行干燥能够对集成电路芯片表面进行烘干，从而增加集成电路芯片表面的干净度，从而提高了金凸块制造时的良品率。
54.(2)本发明通过在集成电路芯片成功经过烤机后进行深度测试，能够方便检测集成电路芯片的合格率，便于将不合格品剔除，增加了合格产品的质量。
附图说明
55.图1为本发明的流程图；
56.图2为本发明的s1的具体流程图。
具体实施方式
57.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
58.实施例1
59.请参阅图1-图2，本发明提供一种技术方案：一种改良的集成电路芯片的金凸块制造工艺，包括以下步骤：
60.s1.集成电路芯片表面预处理：采用清洗剂对集成电路芯片表面进行清洗；
61.s2.对集成电路芯片进行干燥：采用烘干箱对清洗后的集成电路芯片进行干燥处理；
62.s3.溅镀：在s2处理后的集成电路芯片表面溅镀金属膜；所述金属膜为底层钛钨膜和上层的金膜；
63.s4.光阻涂布：用光阻涂布机在集成电路芯片表面涂覆厚度为20微米的光阻；
64.s5.曝光：用曝光机，对需要生长金凸块位置的光阻使用波长为410纳米的光进行照射30秒，使之发生光溶解反应；
65.s6.显影：用显影机和显影液，通过浸泡产生化学反应，去除掉曝光区的光阻，将需要生长金凸块的位置打开开窗；
66.s7.电镀金：在集成电路芯片上光阻开窗区镀12微米高度的金凸块；
67.s8.电浆、金蚀刻处理：光阻去除并对集成电路芯片及金凸块表面进行电浆处理和金蚀刻处理去除溅镀金属膜中的金层之后，然后再次对金凸块表面单独进行电浆处理和金蚀刻处理；具体过程细分为如下过程：电浆处理
→
第一次金蚀刻
→
光阻去除
→
电浆处理
→
第二次金蚀刻；
68.s9.钛钨蚀刻以去除溅镀金属膜中的钛钨膜；
69.s10.集成电路芯片测试：将s9处理后的集成电路芯片成功经过烤机后进行深度测试；所述深度测试包括初始测试和最后测试，所述初始测试用于把封装好的集成电路芯片放在各种环境下测试其电气特性，挑选出失效的集成电路芯片，把正常工作的集成电路芯片按照电气特性分为不同的级别，所述最后测试用于对初始测试后的集成电路芯片进行级别之间的转换操作；
70.s11.成品入库：测试好的集成电路芯片经过半成品仓库后进入最后的终加工，所述终加工包括激光印字、出厂质检以及成品封装，最后入库。
71.本实施例中，优选的，所述s1中的清洗剂的制备方法包括以下步骤：
72.s101.原料准备：按以下重量份计准备原料：壬基酚聚氧乙烯醚4份，椰子油二乙醇酰胺4份，聚醚型表面活性剂3000 1，甜菜碱型表面活性剂1份，氨基酸型表面活性剂1份，乙二胺四乙酸1份，柠檬酸1份，碘0.2份,异丙醇1份，乙醇4，乙醇胺1，去离子水50份；
73.s102.预处理：将重量份计的壬基酚聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺、聚氧丙烯氧乙烯甘油醚、氨基酸型表面活性剂和甜菜碱型表面活性剂通过离子交换提纯达到mos纯，再将去离子水加热到55℃；
74.s103.原料混合：将壬基酚聚氧己烯醚、椰子油二乙醇酰胺、聚氧丙烯氧乙烯甘油
醚、甜菜碱型表面活性剂、氨基酸型表面活性剂，加入到55℃的去离子水中，保持温度在50℃范围，常压下搅拌，得均匀透明液体，再加入乙二胺四乙酸、柠檬酸、碘、异丙醇，搅拌到完全溶解；
75.s104.消泡和提纯：停止搅拌20小时，消泡，将混合后的溶液通过离子交换树脂提纯；
76.s105.调节ph和粘度：用乙醇胺调解溶液ph值到9.5，常温下，用乙醇调解溶液的粘度，至6厘泊，过滤即得清洗剂。
77.本实施例中，优选的，所述甜菜碱型表面活性剂是十二烷基二甲基或十八烷基二羟乙基甜菜碱，所述的氨基酸型表面活性剂是n-十二烷基丙氨酸或双脂肪酰胺亚乙基甘氨酸。
78.本实施例中，优选的，所述s6中的显影液的制备方法包括以下步骤：
79.s601.将水杨酸盐搅拌溶解在苯甲醇中，得到第一溶液；
80.s602.将第一溶液升温至42℃，加入由异丙胺与三乙烯四胺混合而成的显影主剂，在700r/min的搅拌速度下搅拌20min，得到第二溶液；
81.s603.维持第二溶液温度为42-44℃，依次加入润湿剂、聚氧乙烯甘油醚以及2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸，并在180r/min的搅拌速度下搅拌10min，得到第三溶液；
82.s604.在第三溶液中加入去离子水以及柠檬酸盐，并搅拌均匀，调整并维持溶液温度在20℃范围内，最终得到显影液。
83.本实施例中，优选的，所述水杨酸盐为水杨酸钠，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠，所述润湿剂包括多元醇型非离子表面活性剂和聚氧乙烯型非离子表面活性剂。
84.本实施例中，优选的，所述多元醇型非离子表面活性剂为蔗糖脂肪酸酯，所述聚氧乙烯型非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
85.本实施例中，优选的，所述s8中电浆、金蚀刻处理的具体过程细分为如下过程：电浆处理
→
第一次金蚀刻
→
光阻去除
→
电浆处理
→
第二次金蚀刻。
86.本实施例中，优选的，所述s4中的光阻涂布机中通过以下公式获取大气压数据变化率：
87.△
p＝p
1-p0；
88.其中，
△
p表示为大气压数据变化率，p1表示为从数据库内获取的某一时刻的大气压数据信息，p0表示为目标大气压数据信息；
89.通过以下公式获取转速调整数据信息：
90.△
s＝k1/k2*
△
p；
91.其中，
△
s表示为转速调整数据信息，k1表示为光阻膜厚与大气压的比例系数，k2表示为光阻膜厚与涂布显影机转速的比例系数，
△
p表示为大气压数据变化率；
92.通过下述公式获取调整后的转速：
93.s＝s0
△
s；
94.其中，s表示为调整后的转速，s0表示为初始转速，
△
s表示为转速调整数据信息。
95.本实施例中，优选的，所述s4中的光阻涂布机中还通过以下公式获取大气压数据变化率：
96.h＝p2/p0；
97.其中，h表示为大气压数据变化率，p0为目标大气压数据信息，p2为内部实时大气压数据信息；
98.通过下述公式获取调整后的转速：s＝h*c*s0；
99.其中，s表示为转速数据信息，h表示为大气压数据变化率，c表示为转速的动态转速调整系数。
100.本实施例中，优选的，所述s5中的曝光机的控制系统采用以下公式求曝光能量偏移量δe与曝光焦距偏移量δf：
101.tcd bcd＝αδe (tcd0 bcd0)
102.ctcd-bcd＝β1δf β2δf3103.其中，α、β1以及β2为常数，tcd为实际顶部关键尺寸，bcd为实际底部关键尺寸；
104.δe＝e-e0；δf＝f-f0，
105.其中e为实际曝光能量，f为实际曝光焦距，e0为目标值的预设能量，f0为底部关键尺寸的预设焦距；以及tcd0与bcd0表示在e0与f0的曝光条件下，具有的顶部关键尺寸与底部关键尺寸，其中tcd0等于bcd0。
106.实施例2
107.请参阅图1-图2，本发明提供一种技术方案：一种改良的集成电路芯片的金凸块制造工艺，包括以下步骤：
108.s1.集成电路芯片表面预处理：采用清洗剂对集成电路芯片表面进行清洗；
109.s2.对集成电路芯片进行干燥：采用烘干箱对清洗后的集成电路芯片进行干燥处理；
110.s3.溅镀：在s2处理后的集成电路芯片表面溅镀金属膜；所述金属膜为底层钛钨膜和上层的金膜；
111.s4.光阻涂布：用光阻涂布机在集成电路芯片表面涂覆厚度为30微米的光阻；
112.s5.曝光：用曝光机，对需要生长金凸块位置的光阻使用波长为430纳米的光进行照射120秒，使之发生光溶解反应；
113.s6.显影：用显影机和显影液，通过浸泡产生化学反应，去除掉曝光区的光阻，将需要生长金凸块的位置打开开窗；
114.s7.电镀金：在集成电路芯片上光阻开窗区镀14微米高度的金凸块；
115.s8.电浆、金蚀刻处理：光阻去除并对集成电路芯片及金凸块表面进行电浆处理和金蚀刻处理去除溅镀金属膜中的金层之后，然后再次对金凸块表面单独进行电浆处理和金蚀刻处理；具体过程细分为如下过程：电浆处理
→
第一次金蚀刻
→
光阻去除
→
电浆处理
→
第二次金蚀刻；
116.s9.钛钨蚀刻以去除溅镀金属膜中的钛钨膜；
117.s10.集成电路芯片测试：将s9处理后的集成电路芯片成功经过烤机后进行深度测试；所述深度测试包括初始测试和最后测试，所述初始测试用于把封装好的集成电路芯片放在各种环境下测试其电气特性，挑选出失效的集成电路芯片，把正常工作的集成电路芯片按照电气特性分为不同的级别，所述最后测试用于对初始测试后的集成电路芯片进行级别之间的转换操作；
118.s11.成品入库：测试好的集成电路芯片经过半成品仓库后进入最后的终加工，所
述终加工包括激光印字、出厂质检以及成品封装，最后入库。
119.本实施例中，优选的，所述s1中的清洗剂的制备方法包括以下步骤：
120.s101.原料准备：按以下重量份计准备原料：壬基酚聚氧乙烯醚8份，椰子油二乙醇酰胺12份，聚醚型表面活性剂3000 4，甜菜碱型表面活性剂1.5份，氨基酸型表面活性剂1.5份，乙二胺四乙酸1.5份，柠檬酸1.5份，碘0.4份,异丙醇5份，乙醇6，乙醇胺3，去离子水80份；
121.s102.预处理：将重量份计的壬基酚聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺、聚氧丙烯氧乙烯甘油醚、氨基酸型表面活性剂和甜菜碱型表面活性剂通过离子交换提纯达到mos纯，再将去离子水加热到60℃；
122.s103.原料混合：将壬基酚聚氧己烯醚、椰子油二乙醇酰胺、聚氧丙烯氧乙烯甘油醚、甜菜碱型表面活性剂、氨基酸型表面活性剂，加入到60℃的去离子水中，保持温度在60℃范围，常压下搅拌，得均匀透明液体，再加入乙二胺四乙酸、柠檬酸、碘、异丙醇，搅拌到完全溶解；
123.s104.消泡和提纯：停止搅拌22小时，消泡，将混合后的溶液通过离子交换树脂提纯；
124.s105.调节ph和粘度：用乙醇胺调解溶液ph值到10，常温下，用乙醇调解溶液的粘度，至18厘泊，过滤即得清洗剂。
125.本实施例中，优选的，所述甜菜碱型表面活性剂是十二烷基二甲基或十八烷基二羟乙基甜菜碱，所述的氨基酸型表面活性剂是n-十二烷基丙氨酸或双脂肪酰胺亚乙基甘氨酸。
126.本实施例中，优选的，所述s6中的显影液的制备方法包括以下步骤：
127.s601.将水杨酸盐搅拌溶解在苯甲醇中，得到第一溶液；
128.s602.将第一溶液升温至44℃，加入由异丙胺与三乙烯四胺混合而成的显影主剂，在700r/min的搅拌速度下搅拌24min，得到第二溶液；
129.s603.维持第二溶液温度为44℃，依次加入润湿剂、聚氧乙烯甘油醚以及2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸，并在180r/min的搅拌速度下搅拌12min，得到第三溶液；
130.s604.在第三溶液中加入去离子水以及柠檬酸盐，并搅拌均匀，调整并维持溶液温度在30℃范围内，最终得到显影液。
131.本实施例中，优选的，所述水杨酸盐为水杨酸钠，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠，所述润湿剂包括多元醇型非离子表面活性剂和聚氧乙烯型非离子表面活性剂。
132.本实施例中，优选的，所述s4中的光阻涂布机中通过以下公式获取大气压数据变化率：
133.△
p＝p
1-p0；
134.其中，
△
p表示为大气压数据变化率，p1表示为从数据库内获取的某一时刻的大气压数据信息，p0表示为目标大气压数据信息；
135.通过以下公式获取转速调整数据信息：
136.△
s＝k1/k2*
△
p；
137.其中，
△
s表示为转速调整数据信息，k1表示为光阻膜厚与大气压的比例系数，k2表示为光阻膜厚与涂布显影机转速的比例系数，
△
p表示为大气压数据变化率；
138.通过下述公式获取调整后的转速：
139.s＝s0
△
s；
140.其中，s表示为调整后的转速，s0表示为初始转速，
△
s表示为转速调整数据信息。
141.本实施例中，优选的，所述s4中的光阻涂布机中还通过以下公式获取大气压数据变化率：
142.h＝p2/p0；
143.其中，h表示为大气压数据变化率，p0为目标大气压数据信息，p2为内部实时大气压数据信息；
144.通过下述公式获取调整后的转速：s＝h*c*s0；
145.其中，s表示为转速数据信息，h表示为大气压数据变化率，c表示为转速的动态转速调整系数。
146.本实施例中，优选的，所述s5中的曝光机的控制系统采用以下公式求曝光能量偏移量δe与曝光焦距偏移量δf：
147.tcd bcf＝αδe (tcd0 bcd0)
148.tcd-bcd＝β1δf β2δf3149.其中，α、β1以及β2为常数，tcd为实际顶部关键尺寸，bcd为实际底部关键尺寸；
150.δe＝e-e0；δf＝f-f0，
151.其中e为实际曝光能量，f为实际曝光焦距，e0为目标值的预设能量，f0为底部关键尺寸的预设焦距；以及tcd0与bcd0表示在e0与f0的曝光条件下，具有的顶部关键尺寸与底部关键尺寸，其中tcd0等于bcd0。
152.本发明的原理及优点：本发明通过对集成电路芯片表面预处理，采用清洗剂对集成电路芯片表面进行清洗，能够处理集成电路芯片表面的灰尘油渍杂质，并通过进行干燥能够对集成电路芯片表面进行烘干，从而增加集成电路芯片表面的干净度，从而提高了金凸块制造时的良品率；通过在集成电路芯片成功经过烤机后进行深度测试，能够方便检测集成电路芯片的合格率，便于将不合格品剔除，增加了合格产品的质量。
153.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。