CN101241865A - 平顶凸块结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平顶凸块结构的制造方法。提供一基板，而基板具有多个接垫与一保护层，其中保护层具有多个第一开口，且各第一开口分别暴露出相对应的接垫的一部分。在基板上形成一球底金属材料层，以覆盖保护层与保护层所暴露出的接垫。在保护层所暴露出的接垫上方的球底金属材料层上形成多个平顶凸块，其中各平顶凸块的底面积小于相对应的第一开口的底面积，且平顶凸块的顶面为平面。图案化球底金属材料层，以形成多个球底金属层，其中各球底金属层的底面积大于相对应的第一开口的底面积。因此，此种平顶凸块具有平坦的顶面。
Description
技术领域
本发明是有关于一种凸块结构及其制造方法，且特别是有关于一种平顶凸块(flat-bump)结构及其制造方法。
背景技术
覆晶接合技术(flip chip interconnect technology)乃是一种将芯片(die)连接至一线路板的封装技术，其主要是在芯片的多个接垫上形成多个凸块(bump)。接着将芯片翻转(flip)，并利用这些凸块来将芯片的这些接垫连接至线路板上的接合垫(terminal)，以使得芯片可经由这些凸块而电性连接至线路板上。通常，凸块具有若干种类型，例如焊料凸块、金凸块、铜凸块、导电高分子凸块、高分子凸块等。
图1A为现有的金凸块的剖面图，而图1B为现有的金凸块的俯视图。请参考图1A与图1B，现有的金凸块结构适于配置在一芯片110上，而此芯片110上已形成有多个铝接垫120(图1A与图1B仅绘示一个铝接垫)与一保护层130。其中，保护层130具有多个开口130a，其分别暴露各铝接垫120的一部份。此外，现有的金凸块结构包括一球底金属层140与一金凸块150，其中球底金属层140配置开口130a内，并覆盖部分保护层130。金凸块150配置于球底金属层140上。由于此金凸块150覆盖于部分保护层130上方的球底金属层140上，因此金凸块150具有一环状凸起部150a，而这就所谓城墙效应(wall effect)。然而，此环状凸起部150a会影响金凸块150与其他承载器(未绘示)之间的接合强度。此外，由于球底金属层140仅配置于金凸块150的下方，因此当球底金属层140与金凸块150之间或是球底金属层140与保护层130之间产生裂缝时，此种现有的金凸块结构便容易出现底切效应(under cut effect)。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种平顶凸块结构及其制造方法，使得此种平顶凸块结构较不易产生底切效应。
本发明提供一种平顶凸块结构的制造方法，以改善城墙效应。
本发明提供一种平顶凸块结构，以改善底切效应。
本发明提出一种平顶凸块结构的制造方法，其包括下列步骤。首先，提供一基板，而基板具有多个接垫与一保护层，其中保护层具有多个第一开口，且各第一开口分别暴露出相对应的接垫的一部分。在基板上形成一球底金属材料层，以覆盖保护层与保护层所暴露出的接垫。在保护层所暴露出的接垫上方的球底金属材料层上形成多个平顶凸块，其中各平顶凸块的底面积小于相对应的第一开口的底面积，且平顶凸块的顶面为平面。图案化球底金属材料层，以形成多个球底金属层，其中各球底金属层的底面积大于相对应的第一开口的底面积。
在本发明一实施例中，形成平顶凸块的步骤包括在球底金属材料层上形成一第一图案化光阻层，且第一图案化光阻层具有多个第二开口，分别暴露出保护层所暴露出的接垫上方的球底金属材料层。在第二开口内形成平顶凸块。移除第一图案化光阻层。
在本发明的一实施例中，形成球底金属层的步骤包括在球底金属材料层上形成一第二图案化光阻层，其中第二图案化光阻层覆盖这些平顶凸块，并暴露出部分球底金属材料层。图案化球底金属材料层，以形成球底金属层。移除第二图案化光阻层。
在本发明的一实施例中，在形成球底金属层的步骤中，各球底金属层的底面积大于相对应的第一开口的底面积。
本发明提出一种平顶凸块结构，其适于配置于一基板上。此基板具有一接垫与一保护层，其中保护层具有一开口，其暴露出接垫的一部分。此平顶凸块结构包括一球底金属层与一平顶凸块，其中球底金属层配置于保护层上，并覆盖保护层所暴露出的接垫。平顶凸块配置于接垫上方的球底金属层上，其中平顶凸块的顶面为平面。此外，平顶凸块的底面积小于开口的底面积，且球底金属层的底面积大于开口的底面积。
在本发明的一实施例中，平顶凸块的材质可以是金。
在本发明的一实施例中，接垫的材质可以是铝。
在本发明的一实施例中，基板可以是芯片或晶圆。
基于上述，由于本发明将平顶凸块形成于保护层的开口内，因此此种平顶凸块具有平坦的顶面。此外，由于球底金属层的底面积大于平顶凸块的底面积，因此此种平顶凸块结构较不易产生底切效应。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A为现有的金凸块的剖面图。
图1B为现有的金凸块的俯视图。
图2A至图2D为本发明一实施例的一种平顶凸块结构的制造方法的示意图。
图3为本发明一实施例的一种平顶凸块结构的俯视图。
具体实施方式
图2A至图2D为本发明一实施例的一种平顶凸块结构的制造方法的示意图。请先参考图2A，本实施例之平顶凸块结构的制造方法包括下列步骤。首先，提供一基板210，而基板210具有多个接垫220与一保护层230，其中保护层230具有多个第一开口230a，且各第一开口230a分别暴露出相对应的接垫220的一部分。值得注意的是，为了便于说明，本实施例的开口230a与接垫220均仅绘示一个。此外，此基板210可以是晶圆或是其他承载器，而接垫220的材质可以是铝、铜或是其他金属。
请继续参考图2A，在基板210上方形成一球底金属材料层310，以覆盖保护层230与保护层230所暴露出的接垫220。此外，形成球底金属材料层310的方法可以是溅镀制程、物理气相沉积制程或化学气相沉积制程。然后，在球底金属材料层310上形成一第一图案化光阻层410，且第一图案化光阻层410具有多个第二开口410a，其分别暴露出保护层230所暴露出的接垫220上方的球底金属材料层310。值得注意的是，第二开口410a小于接垫220以及第一开口230a。
请参考图2A与图2B，在第二开口410a内形成平顶凸块320。换言之，在保护层230所暴露出的接垫220上方的球底金属材料层310上形成多个平顶凸块320。此外，形成平顶凸块320可以是电镀制程。然后，移除第一图案化光阻层410。值得注意的是，各平顶凸块320的底面积小于相对应的第一开口230a的底面积，且平顶凸块320的顶面320a为平面。
请参考图2C，在球底金属材料层310上形成一第二图案化光阻层420，其中第二图案化光阻层420覆盖这些平顶凸块320，并暴露出部分球底金属材料层310。
请参考图2C与图2D，以第二图案化光阻层420为掩膜进行一蚀刻制程，移除部分球底金属材料层310，以形成球底金属层312。此时，球底金属层312的底面积大于相对应的第一开口230a的底面积。然后，移除第二图案化光阻层420。至此，大致完成本实施例的平顶凸块结构的制造流程。此外，在移除第二图案化光阻层420之后，也可以对于基板210进行一切割制程，以形成多个芯片结构(未绘示)。以下将就此平顶凸块结构的细部结构进行说明。
图3为本发明一实施例的一种平顶凸块结构的俯视图。请参考图3与图2D，此平顶凸块结构适于配置于一基板210上。此基板210具有一接垫220与一保护层230，其中保护层230具有一第一开口230a，其暴露出接垫220的一部分。此外，基板210可以是芯片或晶圆。此平顶凸块结构包括一球底金属层312与一平顶凸块320，其中球底金属层312配置于保护层230上，并覆盖保护层230所暴露出的接垫220。平顶凸块320配置于接垫220上方的球底金属层312上，其中平顶凸块320的顶面320a为平面。此外，平顶凸块302的底面积小于第一开口230a的底面积，且球底金属层312的底面积大于第一开口230a的底面积(如图3所示)。另外，平顶凸块320的材质可以是金。
由于平顶凸块320形成于保护层230的第一开口230a内，且平顶凸块302的底面积小于第一开口230a的底面积，因此此种平顶凸块320具有平坦的顶面320a，以改善现有技术所具有的城墙效应。此外，由于球底金属层312的底面积大于平顶凸块320的底面积，因此此种平顶凸块结构较不易产生底切效应。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。
Claims (8)
1. 一种平顶凸块结构的制造方法，包括：
提供一基板，该基板具有多个接垫与一保护层，其中该保护层具有多个第一开口，且各该第一开口分别暴露出相对应的该接垫的一部分；
在该基板上形成一球底金属材料层，以覆盖该保护层与该保护层所暴露出的该些接垫；
在该保护层所暴露出的该些接垫上方的该球底金属材料层上形成多个平顶凸块，其中各该平顶凸块的底面积小于相对应的该第一开口的底面积，且该些平顶凸块的顶面为平面；以及
图案化该球底金属材料层，以形成多个球底金属层，其中各该球底金属层的底面积大于相对应的该第一开口的底面积。
2. 如权利要求1所述的平顶凸块结构的制造方法，其特征在于，形成该些平顶凸块的步骤包括：
在该球底金属材料层上形成一第一图案化光阻层，且该第一图案化光阻层具有多个第二开口，分别暴露出该保护层所暴露出之该些接垫上方之该球底金属材料层；
在该些第二开口内形成该些平顶凸块；以及
移除该第一图案化光阻层。
3. 如权利要求1所述的平顶凸块结构的制造方法，其特征在于，形成该些球底金属层的步骤包括：
在该球底金属材料层上形成一第二图案化光阻层，其中该第二图案化光阻层覆盖该些平顶凸块，并暴露出部分该球底金属材料层；
图案化该球底金属材料层，以形成该些球底金属层；以及
移除该第二图案化光阻层。
4. 如权利要求1所述的平顶凸块结构的制造方法，其特征在于，在形成该些球底金属层的步骤中，各该球底金属层的底面积大于相对应的该第一开口的底面积。
5. 一种平顶凸块结构，适于配置于一基板上，该基板具有一接垫与一保护层，其特征在于，该保护层具有一开口，暴露出该接垫的一部分，该平顶凸块结构包括：
一球底金属层，配置于该保护层上，并覆盖该保护层所暴露出的该接垫；以及
一平顶凸块，配置于该接垫上方的该球底金属层上，其中该平顶凸块的顶面为平面，而该平顶凸块的底面积小于该开口的底面积，且该球底金属层的底面积大于该开口的底面积。
6. 如权利要求5所述的平顶凸块结构，其特征在于，该平顶凸块的材质包括金。
7. 如权利要求5所述的平顶凸块结构，其特征在于，该接垫的材质包括铝。
8. 如权利要求5所述的平顶凸块结构，其特征在于，该基板包括芯片或晶圆。
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