專利名稱：具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種凸塊 結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
覆晶接合技術(shù)(flip chip interconnect technology)是一禾中將晶片(die) 連接至一線路板的封裝技術(shù)，其主要是在晶片的多個接墊上形成多個凸塊 (bump)。接著將晶片翻轉(zhuǎn)(flip)，并利用這些凸塊來將晶片的這些接墊連 接至線路板上的接合墊(terminal)，以使得晶片可經(jīng)由這些凸塊而電性連接 至線路板上。通常，凸塊具有若干種類型，例如焊料凸塊、金凸塊、銅凸塊、 導(dǎo)電髙分子凸塊、高分子凸塊等。圖1A為現(xiàn)有的金凸塊的剖面圖，而圖IB為現(xiàn)有的金凸塊的俯視圖。請 參考圖1A與圖1B，現(xiàn)有的金凸塊結(jié)構(gòu)適于配置在一晶片110上，而此晶片 110上己形成有多個鋁接墊120 (圖1A與圖1B僅繪示一個鋁接墊)與一保護(hù) 層130。其中，保護(hù)層130具有多個開口 130a，其分別暴露各鋁接墊120的 一部份。此外，現(xiàn)有的金凸塊結(jié)構(gòu)包括一球底金屬層140與一金凸塊150，其 中球底金屬層140配置開口 130a內(nèi)，并覆蓋部分保護(hù)層130。金凸塊150配 置于球底金屬層140上。由于此金凸塊150覆蓋于部分保護(hù)層130上方的球 底金屬層140上，因此金凸塊150具有一環(huán)狀凸起部150a，而這就所謂城墻 效應(yīng)(wall effect)。然而，此環(huán)狀凸起部150a會影響金凸塊150與其他承載 器(未繪示)之間的接合強(qiáng)度。此外，由于球底金屬層140僅配置于金凸塊150 的下方，因此當(dāng)球底金屬層140與金凸塊150之間或是球底金屬層140與保 護(hù)層130之間產(chǎn)生裂縫時，此種現(xiàn)有的金凸塊結(jié)構(gòu)便容易出現(xiàn)底切效應(yīng)(under cut effect)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法，以改善城墻效應(yīng)。本發(fā)明提供一種具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)，以改善底切效應(yīng)。本發(fā)明提出一種具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法，其包括下列步驟。首 先，提供一基板，而基板具有多個接墊與一保護(hù)層，其中保護(hù)層具有多個第一 開口，且各第一開口分別暴露出相對應(yīng)的接墊的一部分。在基板上形成一球底 金屬材料層，以覆蓋保護(hù)層與保護(hù)層所暴露出的接墊。在保護(hù)層所暴露出的接 墊上方的球底金屬材料層上形成多個凸塊，其中各凸塊的底面積小于相對應(yīng)的 第一開口的底面積，且凸塊的頂面為平面。在各凸塊周圍的球底金屬材料層上 形成一加強(qiáng)物，其中各加強(qiáng)物分別與凸塊接觸，且加強(qiáng)物的材質(zhì)為一聚合物。 圖案化球底金屬材料層，以形成多個球底金屬層，其中各球底金屬層的底面積 大于相對應(yīng)的第一開口的底面積。在上述具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法中，形成凸塊的步驟包括在球底 金屬材料層上形成一圖案化光刻膠層，且圖案化光刻膠層具有多個第二開口， 分別暴露出保護(hù)層所暴露出的接墊上方的球底金屬材料層。在第二開口內(nèi)形成 凸塊。移除圖案化光刻膠層。在上述具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法中，形成加強(qiáng)物的步驟可以是在 球底金屬材料層上形成一聚合物層，其中聚合物層暴露出凸塊，并與凸塊接觸。 然后，圖案化聚合物層，以形成加強(qiáng)物。在上述具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法中，圖案化此聚合物層的步驟可 以是曝光制程與顯影制程。在上述具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法中，形成球底金屬層的步驟可以 是以加強(qiáng)物為掩模，移除部分球底金屬材料層。本發(fā)明提出一種具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)，其適于配置于一基板上。此基板 具有一接墊與一保護(hù)層，其中保護(hù)層具有一開口，其暴露出接墊的一部分。此 具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)包括一球底金屬層、 一凸塊與一加強(qiáng)物，其中球底金屬 層配置于保護(hù)層上，并覆蓋保護(hù)層所暴露出的接墊。凸塊配置于接墊上方的球 底金屬層上，其中凸塊的頂面為平面。此外，凸塊的底面積小于開口的底面積， 且球底金屬層的底面積大于開口的底面積。加強(qiáng)物配置于球底金屬層上，并位 于凸塊的周圍，而加強(qiáng)物與凸塊接觸，且加強(qiáng)物的材質(zhì)為一聚合物。在上述具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)中，加強(qiáng)物可以是環(huán)狀。在上述具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)中，聚合物的材質(zhì)可以是聚酰亞胺(polyimide, PI)。在上述具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)中，凸塊的材質(zhì)可以是金。 在上述具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)中，接墊的材質(zhì)可以是鋁。 在上述具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)中，基板可以是晶片或晶圓。 基于上述，由于本發(fā)明將凸塊形成于保護(hù)層的開口內(nèi)，因此此種凸塊具有平坦的頂面。此外，由于加強(qiáng)物同時接觸球底金屬層與凸塊，因此此種凸塊結(jié)構(gòu)較不易產(chǎn)生底切效應(yīng)。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā) 明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明，其中 圖1A為現(xiàn)有的金凸塊的剖面圖。圖1B為現(xiàn)有的金凸塊的俯視圖。圖2A至圖2D為本發(fā)明的一實(shí)施例的一種具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的制造 方法的示意圖。圖3為本發(fā)明的一實(shí)施例的一種具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的俯視圖。
具體實(shí)施方式
圖2A至圖2D為本發(fā)明的一實(shí)施例的一種凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法的示意圖。 請先參考圖2A，本實(shí)施例的凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法包括下列步驟。首先，提供一 基板210，而基板210具有多個接墊220與一保護(hù)層230，其中保護(hù)層230具 有多個第一開口 230a，且各第一開口 230a分別暴露出相對應(yīng)的接墊220的一 部分。值得注意的是，為了便于說明，本實(shí)施例的開口 230a與接墊220均僅 繪示一個。此外，此基板210可以是晶圓或是其他承載器，而接墊220的材質(zhì) 可以是鋁、銅或是其他金屬。請繼續(xù)參考圖2A，在基板210上方形成一球底金屬材料層310，以覆蓋 保護(hù)層230與保護(hù)層230所暴露出的接墊220。此外，形成球底金屬材料層 310的方法可以是濺鍍制程、物理氣相沉積制程或化學(xué)氣相沉積制程。然后， 在球底金屬材料層310上形成一圖案化光刻膠層410，且圖案化光刻膠層410 具有多個第二開口 410a，其分別暴露出保護(hù)層230所暴露出的接墊220上方 的球底金屬材料層310。值得注意的是，第二開口 410a小于接墊220以及第一開口 230a。請參考圖2A與圖2B，在第二開口 410a內(nèi)形成凸塊320。換言之，在保 護(hù)層230所暴露出的接墊220上方的球底金屬材料層310上形成多個凸塊 320。此外，形成凸塊320可以是電鍍制程。然后，移除圖案化光刻膠層410。 值得注意的是，各凸塊320的底面積小于相對應(yīng)的第一開口 230a的底面積， 且凸塊320的頂面320a為平面。請參考圖2C，在球底金屬材料層310上形成一聚合物層330，其中聚合 物層330暴露出凸塊320，并與凸塊320接觸。此外，形成聚合物層330的方 法可以是旋轉(zhuǎn)涂布制程。請參考圖2C與圖2D，圖案化此聚合物層330,以形成加強(qiáng)物332。更詳 細(xì)而言，圖案化此聚合物層330的步驟可以是曝光制程與顯影制程。然后，圖 案化此球底金屬材料層310，以形成多個球底金屬層312，其中各球底金屬層 312的底面積大于相對應(yīng)的第一開口 230a的底面積。在本實(shí)施例中，圖案化 此球底金屬材料層310的方法可以是以加強(qiáng)物332為掩模，移除部分球底金屬 材料層310。此時，球底金屬層312與加強(qiáng)物332的輪廓會是相同。然而，圖 案化此球底金屬材料層310的方法也可以是另外形成一圖案化光刻膠層(未繪 示)，然后以此圖案化光刻膠層為掩模，移除部分球底金屬材料層310。至此， 大致完成本實(shí)施例的具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的制造流程。此外，在形成加強(qiáng)物 332之后，也可以對于基板210進(jìn)行一切割制程，以形成多個晶片結(jié)構(gòu)(未繪 示)。以下將就此具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖3為本發(fā)明的一實(shí)施例的一種具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的俯視圖。請參考 圖3與圖2D，此具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)適于配置于一基板210上。此基板210 具有一接墊220與一保護(hù)層230，其中保護(hù)層230具有一第一開口 230a，其 暴露出接墊220的一部分。此外，基板210可以是晶片或晶圓。此具有加強(qiáng)物 的凸塊結(jié)構(gòu)包括一球底金屬層312、 一凸塊320與加強(qiáng)物332，其中球底金屬 層312配置于保護(hù)層230上，并覆蓋保護(hù)層230所暴露出的接墊220。凸塊 320配置于接墊220上方的球底金屬層312上，其中凸塊320的頂面320a為 平面。此外，凸塊320的底面積小于第一開口 230a的底面積，且球底金屬層 312的底面積大于第一開口 230a的底面積(如圖3所示)。另外，凸塊320 的材質(zhì)可以是金。加強(qiáng)物332配置于球底金屬層312上，并位于凸塊320的 周圍，而加強(qiáng)物332與凸塊320接觸。更詳細(xì)而言，加強(qiáng)物332的材質(zhì)為一聚合物，而此聚合物的材質(zhì)可以是聚酰亞胺或是其他適當(dāng)材質(zhì)。加強(qiáng)物332可 以是環(huán)狀。由于凸塊320形成于保護(hù)層230的第一開口 230a內(nèi)，且凸塊302的底面 積小于第一幵口 230a的底面積，因此此種凸塊320具有平坦的頂面320a，以 改善現(xiàn)有技術(shù)所具有的城墻效應(yīng)。此外，由于加強(qiáng)物332同時接觸球底金屬層 312與凸塊320，因此此種具有加強(qiáng)物332的凸塊結(jié)構(gòu)較不易產(chǎn)生底切效應(yīng)。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所 屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作出各 種等效修改和替換，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以所附的權(quán)利要求書所界定的為 準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括提供一基板，所述基板具有多個接墊與一保護(hù)層，其中所述保護(hù)層具有多個第一開口，且各第一開口分別暴露出相對應(yīng)的接墊的一部分；在所述基板上形成一球底金屬材料層，以覆蓋所述保護(hù)層與所述保護(hù)層所暴露出的接墊；在所述保護(hù)層所暴露出的接墊上方的球底金屬材料層上形成多個凸塊，其中各凸塊的底面積小于相對應(yīng)的第一開口的底面積，且所述凸塊的頂面為平面；在各凸塊周圍的球底金屬材料層上形成一加強(qiáng)物，其中各加強(qiáng)物分別與所述凸塊接觸，且所述加強(qiáng)物的材質(zhì)為一聚合物；以及圖案化所述球底金屬材料層，以形成多個球底金屬層，其中各球底金屬層的底面積大于相對應(yīng)的第一開口的底面積。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于， 形成所述凸塊的步驟包括在所述球底金屬材料層上形成一圖案化光刻膠層，且所述圖案化光刻膠層 具有多個第二開口，分別暴露出所述保護(hù)層所暴露出的所述接墊上方的所述球 底金屬材料層；在所述第二開口內(nèi)形成所述凸塊；以及移除所述圖案化光刻膠層。
3. 如權(quán)利要求1所述的具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于， 形成所述加強(qiáng)物的步驟包括在所述球底金屬材料層上形成一聚合物層，其中所述聚合物層暴露出所述 凸塊，并與所述凸塊接觸；以及圖案化所述聚合物層，以形成所述加強(qiáng)物。
4. 如權(quán)利要求3所述的具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于， 圖案化所述聚合物層的步驟包括曝光制程與顯影制程。
5. 如權(quán)利要求1所述的具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于， 形成所述球底金屬層的步驟包括以所述加強(qiáng)物為掩模，移除部分所述球底金屬材料層。
6. —種具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)，適于配置于一基板上，所述基板具有一接 墊與一保護(hù)層，其中所述保護(hù)層具有一開口，暴露出所述接墊的一部分，其特征在于，所述具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)包括一球底金屬層，配置于所述保護(hù)層上，并覆蓋所述保護(hù)層所暴露出的所述 接墊；一凸塊，配置于所述接墊上方的所述球底金屬層上，其中所述凸塊的頂面 為平面，而所述凸塊的底面積小于所述開口的底面積，且所述球底金屬層的底 面積大于所述開口的底面積；以及一加強(qiáng)物，配置于所述球底金屬層上，并位于所述凸塊的周圍，而所述加 強(qiáng)物與所述凸塊接觸，且所述加強(qiáng)物的材質(zhì)為一聚合物。
7. 如權(quán)利要求6所述的具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加強(qiáng)物 為環(huán)狀。
8. 如權(quán)利要求6所述的具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述聚合物 的材質(zhì)包括聚酰亞胺。
9. 如權(quán)利要求6所述的具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸塊的 材質(zhì)包括金。
10. 如權(quán)利要求6所述的具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接墊 的材質(zhì)包括鋁。
11. 如權(quán)利要求6所述的具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板 包括晶片或晶圓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有加強(qiáng)物的凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法。提供一基板，而基板具有多個接墊與一保護(hù)層，其中保護(hù)層具有多個開口，且各開口分別暴露出相對應(yīng)的接墊的一部分。在基板上形成一球底金屬材料層，以覆蓋保護(hù)層與保護(hù)層所暴露出的接墊。在球底金屬材料層上形成多個凸塊，其中各凸塊的底面積小于開口的底面積。在各凸塊周圍的球底金屬材料層上形成一加強(qiáng)物，其中各加強(qiáng)物分別與凸塊接觸，且加強(qiáng)物的材質(zhì)為一聚合物。圖案化球底金屬材料層，以形成多個球底金屬層，其中各球底金屬層的底面積大于開口的底面積。因此，此種凸塊具有平坦的頂面，可以改善現(xiàn)有技術(shù)所具有的城墻效應(yīng)。
文檔編號H01L23/48GK101241866SQ200710001888
公開日2008年8月13日 申請日期2007年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月5日
發(fā)明者黃成棠 申請人:南茂科技股份有限公司