專利名稱：形成導(dǎo)電凸塊的方法及其結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成導(dǎo)電凸塊的方法及其結(jié)構(gòu)，特別涉及一種利用電鍍法 形成導(dǎo)電凸塊的方法及其結(jié)構(gòu)。
背彔技術(shù)
隨著科技的日新月異和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的高度發(fā)展，利用半導(dǎo)體組件所組成的 電子產(chǎn)品，已成為現(xiàn)代人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡墓ぞ摺榱烁S電子產(chǎn)品邁 向輕薄短小設(shè)計(jì)的潮流，半導(dǎo)體封裝技術(shù)也相對(duì)地開發(fā)出許多高密度的半導(dǎo)體
封裝形式，例如覆晶(flip"Chip)封裝件。覆晶封裝(Flip chip in Package)制 程具有良好電器特性、高輸出/輸入接點(diǎn)密度，且能縮小IC尺寸增加每片晶圓 (Wafer)產(chǎn)出，已被看好為未來極具潛力的構(gòu)裝方式。在覆晶技術(shù)中，凸塊 的制作(Bumping)成為覆晶技術(shù)的成敗關(guān)鍵。
請(qǐng)參考圖1A 1H，其表示傳統(tǒng)形成導(dǎo)電凸塊的方法流程圖，其詳細(xì)步驟 描述如下。首先，提供如圖1A所示的一晶圓(Wafer) 10，晶圓10表面具有 焊墊ll。 一保護(hù)層20覆蓋在焊墊11及晶圓的表面，并露出焊墊ll。接著， 全面沉積如圖1B所示的一凸塊下金屬層30 (Under-bump metallurgy layer, UBM layer)。然后在凸塊下金屬層30上涂布如圖1C所示的一光阻層40。接 著，圖案化后的光阻層40,并露出焊墊11上方如圖1D所示的一開口 60。然 后，利用電鍍法在開口60中形成如圖1E所示的一焊錫層50。接著，移除光 阻層40，露出如圖1F所示的焊錫層50。如圖1G所示，然后蝕刻暴露在焊錫 層50以外的凸塊下金屬層30。由于在蝕刻的過程中焊錫層50會(huì)遭到破壞與 氧化，因此必須在此步驟中更需要進(jìn)行焊錫層50表面氧化物剝離制程。之后， 進(jìn)行回焊制程，以形成如圖1H所示的一導(dǎo)電凸塊51。
如上所述，在圖1G中所進(jìn)行的蝕刻制程不僅去除凸塊下金屬層30，同時(shí) 更侵蝕焊錫層50表面。造成焊錫層50表面形成氧化物，使得電性阻值偏高。 因此，必須增加表面氧化物剝離制程，造成工時(shí)與成本的浪費(fèi)。并且在蝕刻制
程中，由于蝕刻的方向不一致，在焊錫層50下方周圍的凸塊下金屬層30將發(fā) 生側(cè)向蝕刻30a。使得焊錫層50變的不穩(wěn)固，而容易發(fā)生龜裂或剝離的狀況。 并且由于側(cè)向蝕刻30a的情況發(fā)生在焊錫層50下方，并不易檢測(cè)出是否已發(fā) 生側(cè)向蝕刻30a的情形，使得導(dǎo)電凸塊51的質(zhì)量穩(wěn)定度不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供--種在晶圓上形成導(dǎo)電凸塊的方法， 可免去表面氧化物剝離的制程并在形成焊錫層后其下方的凸塊下金屬層不須 再進(jìn)行蝕刻。此外，本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題在于提供一種經(jīng)由上述 導(dǎo)電凸塊的方法所形成的導(dǎo)電凸塊結(jié)構(gòu)。
為解決上述在晶圓上形成導(dǎo)電凸塊的方法的技術(shù)問題本發(fā)明所提供的方 法包括首先提供一晶圓，晶圓具有復(fù)數(shù)個(gè)焊墊。接著，在焊墊上形成一凸塊 下金屬層。然后，在晶圓上涂布具有導(dǎo)電性的一第一光阻層，第一光阻層覆蓋 凸塊下金屬層。接著，在第一光阻層上涂布一第二光阻層。然后，至少去除部 分的第二光阻層以形成一開口，開口位于凸塊下金屬層的上方。其中，第一光 阻層與凸塊下金屬層保持電性連接。接著，利用電鍍法在開口中形成一焊錫層。 然后，去除焊錫層所在區(qū)域以外的第一光阻層及第二光阻層。
為解決上述在晶圓上形成導(dǎo)電凸塊結(jié)構(gòu)的技術(shù)問題本發(fā)明所提供導(dǎo)電凸 塊結(jié)構(gòu)包括一芯片、 一焊墊、 一保護(hù)層、 一凸塊下金屬層、 一導(dǎo)電性光阻層以 及一導(dǎo)電凸塊。焊墊設(shè)置在芯片上，保護(hù)層覆蓋芯片并外露出焊墊。凸塊下金 屬層設(shè)置在焊墊上，導(dǎo)電性光阻層設(shè)置在凸塊下金屬層上。導(dǎo)電凸塊設(shè)置在導(dǎo) 電性光阻層上。
本發(fā)明所提供的形成導(dǎo)電凸塊之方法及其結(jié)構(gòu)，通過先形成凸塊下金屬 層，接著再利用具導(dǎo)電性的第一光阻層進(jìn)行焊錫層的電鍍。從而可避免蝕刻凸 塊下金屬層時(shí)，焊錫層受到侵蝕而發(fā)生氧化。因此可免去表面氧化物剝離的制 程，減少了工時(shí)與成本的浪費(fèi)。并且在形成焊錫層后，其下方的凸塊下金屬層 并未再進(jìn)行蝕刻。因此不會(huì)有側(cè)向蝕刻問題發(fā)生，故可維護(hù)良好的導(dǎo)電凸塊質(zhì)


圖1A 1H表示傳統(tǒng)形成導(dǎo)電凸塊的方法流程圖2A 2F表示根據(jù)本發(fā)明圖案化的凸塊下金屬層的制造流程圖2G 2L表示根據(jù)本發(fā)明之實(shí)施例一之形成導(dǎo)電凸塊的方法流程圖3A 3D表示根據(jù)本發(fā)明之實(shí)施例二之形成導(dǎo)電凸塊的方法流程圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下
10晶圓
20保護(hù)層
40光阻層
41 第一光阻層
41b凸塊下第一光阻層
42a 圖案化后之第二光阻層
43a圖案化后之第三光阻層
350焊錫層
351 導(dǎo)電凸塊
61開口
D30 直徑
11悍墊
30凸塊下金屬層 40a圖案化后之光阻層 41a 圖案化后之第一光阻層 42第二光阻層 43第三光阻層 50 焊錫層 51導(dǎo)電凸塊 60 開口 361 開口 D41a 直徑
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施例
請(qǐng)參照?qǐng)D2A至圖2F，其表示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例之圖案化之凸塊下金 屬層的制造流程圖。首先，如圖2A所示，提供一晶圓，該晶圓具有多個(gè)焊墊 11，焊墊U設(shè)置在晶圓(Wafer) IO上方，并且提供一個(gè)不具導(dǎo)電性質(zhì)的保 護(hù)層20覆蓋在焊墊11以及晶圓10的上方。其中，焊墊11暴露出欲電性連接 的部分區(qū)域，晶圓10內(nèi)部的線路利用焊墊11與外部電路連接。首先，在保護(hù) 層20及焊墊11上方，全面沉積如圖2B所示的凸塊下金屬層30 (Under-bump metallurgy layer, UBM layer)。凸塊下金屬層30可采用濺鍍的方式形成并且 選自于鈦(Ti)、鉻銅(CrCu)、銅(Cu)、鋁(Al)和鎳釩(NiV)組成的
物質(zhì)組中選擇的一種物質(zhì)。接著，在該凸塊下金屬層30上涂布如圖2C所示 的第三光阻層43。然后進(jìn)行曝光、顯影制程以圖案化第三光阻層43，并暴露 出焊墊ll上方以外區(qū)域，以形成如圖2p所示的圖案化后的第三光阻層43a。 此時(shí)，圖案化后的第三光阻層43a遮蔽焊墊11上方區(qū)域的凸塊下金屬層30。 接著，利用圖案化后的光阻層43a的遮蔽，蝕刻暴露出的該凸塊下金屬層30。 在焊墊11上方形成如圖2E所示的圖案化后的凸塊下金屬層30。之后，移除 圖案化后的第三光阻層43a，則完成如圖2F所示的圖案化的凸塊下金屬層30。 至此，完成一個(gè)圖案化的凸塊金屬層之制造流程。
請(qǐng)參照?qǐng)D2G至圖2L，其表示根據(jù)本發(fā)明之實(shí)施例一的形成導(dǎo)電凸塊的 方法流程圖。首先，在上述圖2F所示的晶圓10上整面涂布一個(gè)具有導(dǎo)電性 的第一光阻層41，如圖2G所示。其中，第一光阻層41含有導(dǎo)電性物質(zhì)。
接著，請(qǐng)參考圖2H，在第一光阻層41上整面涂布第二光阻層42。其中， 第二光阻層42的厚度與欲形成的焊錫層50厚度大約相同。然后，進(jìn)行曝光、 顯影制程以圖案化第一光阻層41及第二光阻層42。如圖21所示，圖案化后 的第一光阻層41及第二光阻層42暴露出凸塊下金屬層50上方的區(qū)域，形成 一開口61。
其中，圖案化后的第一光阻層41a仍然保持與凸塊下金屬層30電性連接， 亦即圖案化后的第一光阻層41的開口直徑D41a小于凸塊下金屬層30的直徑 D30。由于圖案化后的第一光阻層41a與凸塊下金屬層30保持電性連接，因 此可通過圖案化后的第一光阻層41a傳送一電壓至凸塊下金屬層30以進(jìn)行電 鍍。并且在開口61中形成如圖2J所示的一焊錫層50，其中焊錫層30選自于 錫(Sn)、鉛(Pb)、銀(Ag)、銅(Cu)、磷(P)、鉍(Bi)和鍺(Ge) 組成的物質(zhì)組中選擇的一種物質(zhì)。
接著，去除圖案化后的第一光阻層41a及圖案化后的第二光阻層42a，留 下如圖2K所示的焊錫層50。然后，回焊(Re-flow)焊錫層50，使得焊錫層 50因?yàn)楸砻鎻埩Χ兂汕驙?，以形成如圖2L所示的導(dǎo)電凸塊51 (Bump)。 晶圓IO、焊墊ll、凸塊下金屬層30及導(dǎo)電凸塊51由下至上依序堆棧，并且 保護(hù)層20覆蓋晶圓10并外露出焊墊11與凸塊下金屬層30連接。至此，完成 圖2A至圖2L的形成導(dǎo)電凸塊的方法。
第二實(shí)施例
請(qǐng)同時(shí)參考圖2A至圖2及圖3A至圖3D，圖3A至圖3D表示根據(jù)本發(fā) 明之實(shí)施例二的形成導(dǎo)電凸塊之方法流程圖。本實(shí)施例之形成導(dǎo)電凸塊的方法 與第一實(shí)施例之形成導(dǎo)電凸塊的方法不同處在于圖案化第一光阻層及第二光 阻層的步驟中，僅圖案化第二光阻層42而保留第-光阻層41，其余相同之處
并不再贊述。
圖2H的步驟完成后進(jìn)行曝光、顯影制程以圖案化第二光阻層42。暴露出 凸塊下金屬層30上方區(qū)域的第二光阻層42，形成圖3A所示的圖案化后的第 二光阻層42a及一開口62，并保留第一光阻層41。
由于第一光阻層41與凸塊下金屬層30保持電性連接，因此可通過第一光 阻層41傳送一電壓至凸塊下金屬層30以進(jìn)行電鍍。并且在幵口 361中形成如 圖3B所示的一焊錫層350。
然后，去除圖案化后的第二光阻層42a及焊錫層50所在區(qū)域以外的第一 光阻層41，留下如圖3C所示的焊錫層50及凸塊下第一光阻層41b。
接著，回焊焊錫層350，使得焊錫層350因表面張力而變成球狀，以形成 如圖3D所示的焊接凸塊351。晶圓IO、焊墊ll、凸塊下金屬層30、凸塊下 第一光阻層41b及導(dǎo)電凸塊351由下至上依序堆棧，且保護(hù)層20覆蓋晶圓10 并外露出焊墊11與凸塊下金屬層30連接。至此，完成圖2A至圖2H及圖3A 至圖3D的形成導(dǎo)電凸塊之方法。
本發(fā)明上述實(shí)施例所揭露的形成導(dǎo)電凸塊的方法及其結(jié)構(gòu)，通過先形成凸 塊下金屬層，接著再利用具導(dǎo)電性的第一光阻層進(jìn)行焊錫層的電鍍?？杀苊馕g 刻凸塊下金屬層時(shí)，悍錫層受到侵蝕而發(fā)生氧化。因此可免去表面氧化物剝離 的制程，減少了工時(shí)與成本的浪費(fèi)。并且在形成焊錫層后，其下方的凸塊下金 屬層并未再進(jìn)行蝕刻。因此不會(huì)有側(cè)向蝕刻的問題發(fā)生，故可維護(hù)良好的導(dǎo)電 凸塊質(zhì)量。
以上所述僅為本發(fā)明其中的較佳實(shí)施例而己，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施 范圍；即凡依本發(fā)明權(quán)利要求所作的均等變化與修飾，皆為本發(fā)明專利范圍所 涵蓋。
權(quán)利要求
1、一種在晶圓(Wafer)上形成導(dǎo)電凸塊(Bump)的方法，其特征在于，該形成方法包括以下步驟提供一晶圓，該晶圓具有復(fù)數(shù)個(gè)焊墊；在該焊墊上形成一凸塊下金屬層(Under-bump metallurgy layer，UBMlayer)；在該晶圓上涂布具有導(dǎo)電性的一第一光阻層，該第一光阻層覆蓋該凸塊下金屬層；在該第一光阻層上涂布一第二光阻層；至少去除部分的該第二光阻層，以在該凸塊下金屬層的上方形成一開口，并且該第一光阻層與該凸塊下金屬層保持電性連接；利用電鍍法在該開口中形成一焊錫層；以及去除該焊錫層所在區(qū)域以外的該第一光阻層及該第二光阻層。
2、 如權(quán)利要求1所述的晶圓上形成導(dǎo)電凸塊的方法，其特征在于，在至 少去除部分的該第二光阻層以形成該開口的步驟中，包括去除部分的該第一光 阻層及部分的該第二光阻層，以形成該開口暴露出該凸塊下金屬層，并且該第 一光阻層與該凸塊下金屬層保持電性連接。
3、 如權(quán)利要求1所述的晶圓上形成導(dǎo)電凸塊的方法，其特征在于，在至 少去除部分的該第二光阻層以形成該開口的步驟中，僅去除部分的該第二光阻 層以形成該開口，并保留該第一光阻層。
4、 如權(quán)利要求1所述的晶圓上形成導(dǎo)電凸塊的方法，其特征在于，在利 用電鍍法形成一焊錫層的步驟中，系通過該第一光阻層傳送一電壓至該凸塊下 金屬層以進(jìn)行電鍍。
5、 如權(quán)利要求1所述的晶圓上形成導(dǎo)電凸塊的方法，其特征在于，該形 成方法進(jìn)一步包括進(jìn)行回焊，以形成一導(dǎo)電凸塊。
6、 如權(quán)利要求1所述的晶圓上形成導(dǎo)電凸塊的方法，其特征在于，形成 該凸塊下金屬層的該步驟包括全面沉積一凸塊下金屬層覆蓋在該晶圓的表面； 在該凸塊下金屬層上涂布一第三光阻層； 圖案化該第三光阻層，并露出部分該凸塊下金屬層； 蝕刻暴露出該凸塊下金屬層，以形成圖案化的該凸塊下金屬層；以及 移除該第三光阻層。
7、 如權(quán)利要求l所述的晶圓上形成導(dǎo)電凸塊的方法，其特征在于，該凸 塊下金屬層選自于鈦(Ti)、鉻銅(CrCu)、銅(Cu)、鋁(Al)和鎳釩(NiV) 組成的物質(zhì)組中選擇的一種物質(zhì)。
8、 如權(quán)利要求1所述的晶圓上形成導(dǎo)電凸塊的方法，其特征在于，該焊 錫層選自于錫(Sn)、鉛(Pb)、銀(Ag)、銅(Cu)、磷(P)、鉍(Bi) 和鍺(Ge)組成的物質(zhì)組中選擇的一種物質(zhì)。
9、 一種導(dǎo)電凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，該導(dǎo)電凸塊包括 一心片；一焊墊，設(shè)置在該芯片上； 一保護(hù)層，覆蓋該芯片并外露出該焊墊； 一凸塊下金屬層，設(shè)置在該焊墊上； 一導(dǎo)電性光阻層，設(shè)置在該凸塊下金屬層上；以及 一導(dǎo)電凸塊，設(shè)置在該導(dǎo)電性光阻層上。
10、 如權(quán)利要求9所述的導(dǎo)電凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，該導(dǎo)電性光阻含有 導(dǎo)電性物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種形成導(dǎo)電凸塊的方法及其結(jié)構(gòu)。該形成導(dǎo)電凸塊的方法包括首先提供一晶圓，晶圓具有復(fù)數(shù)個(gè)焊墊。接著，在焊墊上形成一凸塊下金屬層。然后，在晶圓上涂布具有導(dǎo)電性的一第一光阻層，第一光阻層覆蓋凸塊下金屬層。接著，在第一光阻層上涂布一第二光阻層。然后，至少去除部分的第二光阻層以形成一開口，開口位于凸塊下金屬層的上方。其中，第一光阻層與凸塊下金屬層保持電性連接。接著，利用電鍍法在開口中形成一焊錫層。然后，去除焊錫層所在區(qū)域以外的第一光阻層及第二光阻層。
文檔編號(hào)H01L23/48GK101106096SQ20061009029
公開日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2006年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月11日
發(fā)明者吳世英, 戴豊成, 謝爵安, 陳世光 申請(qǐng)人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司