CN101339908B - 电性接触垫的电镀方法及具有电性接触垫的半导体基板 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种电性接触垫的电镀方法及具有电性接触垫的半导体基板。该电镀方法主要包括以下步骤：图案化位于一基板的一第一表面上的一第一金属层及位于该基板的一第二表面上的一第二金属层，以形成至少一电性接触垫及至少一连接线；形成一第一防焊层于该第二金属层上，且部分该第二金属层显露于该第一防焊层之外；形成一第三导电层于该基板的第一表面；移除该第三导电层的一第一部分，该第一部份的面积涵盖该电性接触垫及部分该连接线；形成一电镀层于该电性接触垫；移除剩余的该第三导电层；形成一第二防焊层于该基板的第一表面，且该电性接触垫显露于该第二防焊层之外。藉此，该第一防焊层不会产生剥落的情况，进而提升产品良率。

Description

电性接触垫的电镀方法及具有电性接触垫的半导体基板

技术领域

本发明关于一种电镀方法及半导体基板，详言之，关于一种电性接触垫的电镀方法及具有电性接触垫的半导体基板。

背景技术

参考图1至图13，显示已知电性接触垫的电镀方法。首先，参考图1，提供一基板1，该基板1具有一第一表面11、一第二表面12、一第一导电层13及一第二导电层14，该第一导电层13位于该第一表面11，该第二导电层14位于第二表面12。该第一导电层13及该第二导电层14的材质为铜。接着，参考图2，形成一贯穿孔15，该贯穿孔15贯穿该基板1。接着，参考图3，形成一金属层16，该金属层16的材质为铜，该金属层16包括一第一金属层161、一第二金属层162及一侧壁金属层163，该第一金属层161位于该第一导电层13上，该第二金属层162位于该第二导电层14上，该侧壁金属层163位于该贯穿孔15的侧壁。

接着，参考图4，图案化该第一金属层161及该第一导电层13，以形成至少一电性接触垫17及至少一连接线18(如图5的俯视图所示)，该电性接触垫17供打线之用，该连接线18用以电气连接该电性接触垫17至一预设位置。接着，参考图6，形成一绝缘材19于该贯穿孔15内。接着，参考图7，形成一第一保护层21于该基板1的该第一表面11及该第二表面12上，以覆盖该第一金属层161及该第二金属层162，部分该第一金属层161及部分该第二金属层162显露于该第一保护层21之外。

接着，参考图8，形成一电镀层，该电镀层的材质为镍/金。该电镀层包括一第一电镀层221及一第二电镀层222，该第一电镀层221位于该第一金属层161上，该第二电镀层222位于该第二金属层162上。接着，参考图9，移除该第一保护层21。接着，参考图10，形成一第二保护层23于该基板1的该第一表面11上，以覆盖该第一金属层161及该第一电镀层221，且形成一第三保护层24于该基板1的该第二表面12上，以覆盖该第二金属层162，部分该第二金属层162显露于该第三保护层24之外。

接着，参考图11，图案化该第二金属层162及该第二导电层14。接着，参考图12，移除该第二保护层23及该第三保护层24。最后，参考图13，形成一防焊层25于该基板1的该第一表面11及该第二表面12，以覆盖该第一金属层161及该第二金属层162，并显露该第一电镀层221及该第二电镀层222，以得到一具有电性接触垫17的半导体基板2。

该已知电性接触垫17的电镀方法的缺点如下。由于该已知电性接触垫17的电镀方法于该基材1的该第二表面12上先形成该第二电镀层222，再图案化该第二金属层162及该第二导电层14，最后再形成该防焊层25，然而在图案化之后，该第二电镀层222的二侧会形成突出部A(图13)，由于该第二电镀层222和该防焊层25的结合力不足，因此于该防焊层25与该第二电镀层222的突出部A接触的地方容易产生剥落的现象，进而影响产品良率及外观。此外，该连接线18全部镀上镍/金，如此会形成不必要的浪费。

因此，有必要提供一种创新且具进步性的电性接触垫的电镀方法及具有电性接触垫的半导体基板，以解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种电性接触垫的电镀方法，包括以下步骤：(a)提供一基板，该基板具有一第一表面、一第二表面、一第一导电层及一第二导电层，该第一导电层位于该第一表面，该第二导电层位于该第二表面；(b)形成一贯穿孔，该贯穿孔贯穿该基板；(c)形成一金属层，该金属层包括一第一金属层、一第二金属层及一侧壁金属层，该第一金属层位于该第一导电层上，该第二金属层位于该第二导电层上，该侧壁金属层位于该贯穿孔的侧壁；(d)图案化该第一金属层、该第一导电层、该第二金属层及该第二导电层，以形成至少一电性接触垫及至少一连接线；(e)形成一第一防焊层(Solder Mask Layer)于该第二金属层上并填入该贯穿孔，且部分该第二金属层显露于该第一防焊层之外；(f)形成一第三导电层于该基板的第一表面，且覆盖该第一金属层及位于该贯穿孔的一端的第一防焊层；(g)移除该第三导电层的一第一部分，该第一部份的面积涵盖该电性接触垫及部分该连接线；(h)形成一电镀层于该电性接触垫及显露于该第一防焊层之外的该第二金属层；(i)移除剩余的该第三导电层；及(j)形成一第二防焊层于该基板的第一表面，且覆盖该第一金属层及位于该贯穿孔的一端的第一防焊层，且该电性接触垫显露于该第二防焊层之外。

本发明另提供一种具有电性接触垫的半导体基板，其包括一基板、一金属层、一第一防焊层、一电镀层及一第二防焊层。该基板具有一第一表面、一第二表面、一第一导电层、一第二导电层及一贯穿孔。该第一导电层位于该第一表面，该第二导电层位于该第二表面，该贯穿孔贯穿该基板。

该金属层包括一第一金属层、一第二金属层及一侧壁金属层。该第一金属层位于该第一导电层上。该第二金属层位于该第二导电层上，该侧壁金属层位于该贯穿孔的侧壁，其中该第一金属层、该第一导电层、该第二金属层及该第二导电层具有至少一电性接触垫及至少一连接线。

该第一防焊层位于该基板的第二表面上及该贯穿孔内，覆盖部分该第二金属层的下表面，且该第一防焊层具有多个开口，该等开口定义出多个第一电镀区域。该电镀层包括一第一电镀层及一第二电镀层，该第一电镀层位于该等第一电镀区域内的第二金属层上，该第二电镀层位于该电性接触垫上。该第二防焊层位于该基板的第一表面上，覆盖显露于该第二电镀层之外的第一金属层及位于该贯穿孔的一端的第一防焊层，且该电性接触垫显露于该第二防焊层之外。

藉此，本发明先图案化该第二金属层及该第二导电层，再以该第一防焊层覆盖，然后才形成该电镀层，故该电镀层形成于显露于该第一防焊层之外的该第二金属层，使该第一防焊层的结合力良好，不会产生剥落的情况，进而提升产品良率。此外，本发明只在该电性接触垫镀上镍/金，故可以减少该电镀层的用量，以降低成本。

附图说明

图1至图13显示已知电性接触垫的电镀方法的示意图；

图14显示本发明电性接触垫的电镀方法的基板的剖面图；

图15显示本发明电性接触垫的电镀方法的基板的俯视图；

图16显示本发明电性接触垫的电镀方法形成贯穿孔的剖面图；

图17显示本发明电性接触垫的电镀方法形成贯穿孔的俯视图；

图18显示本发明电性接触垫的电镀方法形成金属层的剖面图；

图19显示本发明电性接触垫的电镀方法形成金属层的俯视图；

图20显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第一保护层及第二保护层的剖面图；

图21显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第一保护层及第二保护层的俯视图；

图22显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第一图案及第二图案的剖面图；

图23显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第一图案及第二图案的俯视图；

图24显示本发明电性接触垫的电镀方法蚀刻部分第一金属层、第一导电层、第二金属层及第二导电层的剖面图；

图25显示本发明电性接触垫的电镀方法蚀刻部分第一金属层、第一导电层、第二金属层及第二导电层的俯视图；

图26显示本发明电性接触垫的电镀方法移除第一保护层及第二保护层的剖面图；

图27显示本发明电性接触垫的电镀方法移除第一保护层及第二保护层的俯视图；

图28显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第一防焊层的剖面图；

图29显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第一防焊层的俯视图；

图30显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第三导电层的剖面图；

图31显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第三导电层的俯视图；

图32显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第三保护层的剖面图；

图33显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第三保护层的俯视图；

图34显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第三图案的剖面图；

图35显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第三图案的俯视图；

图36显示本发明电性接触垫的电镀方法蚀刻部分第三导电层的剖面图；

图37显示本发明电性接触垫的电镀方法蚀刻部分第三导电层的俯视图；

图38显示本发明电性接触垫的电镀方法移除第三保护层的剖面图；

图39显示本发明电性接触垫的电镀方法移除第三保护层的俯视图；

图40显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第四保护层的剖面图；

图41显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第四保护层的俯视图；

图42显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第四图案的剖面图；

图43显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第四图案的俯视图；

图44显示本发明电性接触垫的电镀方法形成电镀层的剖面图；

图45显示本发明电性接触垫的电镀方法形成电镀层的俯视图；

图46显示本发明电性接触垫的电镀方法移除第四保护层的剖面图；

图47显示本发明电性接触垫的电镀方法移除第四保护层的俯视图；

图48显示本发明电性接触垫的电镀方法移除第三导电层的剖面图；

图49显示本发明电性接触垫的电镀方法移除第三导电层的俯视图；

图50显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第二防焊层的剖面图；及

图51显示本发明电性接触垫的电镀方法形成第二防焊层的俯视图。

主要组件符号说明：

1    基板

2    已知具有电性接触垫的半导体基板

3    基板

4    本发明具有电性接触垫的半导体基板

11   第一表面

12   第二表面

13   第一导电层

14   第二导电层

15   贯穿孔

16   金属层

17   电性接触垫

18   连接线

19   绝缘材

21   第一保护层

23   第二保护层

24   第三保护层

25   防焊层

31   第一表面

32   第二表面

33   第一导电层

34   第二导电层

35   贯穿孔

36   金属层

37   电性接触垫

38    连接线

39    第一保护层

41    第二保护层

42    第一防焊层

43    第三导电层

44    第三保护层

46    第四保护层

47    第二防焊层

161   第一金属层

162   第二金属层

163   侧壁金属层

221   第一电镀层

222   第二电镀层

361   第一金属层

362   第二金属层

363   侧壁金属层

391   第一图案

411   第二图案

421   第一电镀区域

431   第一部分的面积

441   第三图案

451   第一电镀层

452   第二电镀层

461   第二电镀区域

3621  下表面

具体实施方式

参考图14至图51，显示本发明电性接触垫的电镀方法的示意图。首先，参考图14的剖面图及图15的俯视图，提供一基板3，该基板3具有一第一表面31、一第二表面32、一第一导电层33及一第二导电层34。该第一导电层33位于该第一表面31，该第二导电层34位于该第二表面32。在本实施例中，该第一导电层33及该第二导电层34的材质为铜。接着，参考图16及图17，形成一贯穿孔35，该贯穿孔35贯穿该基板3。接着，参考图18及图19，形成一金属层36，该金属层36包括一第一金属层361、一第二金属层362及一侧壁金属层363。该第一金属层361位于该第一导电层33上，该第二金属层362位于该第二导电层34上，该侧壁金属层363位于该贯穿孔35的侧壁。在本实施例中，该金属层36的材质为铜。

接着，图案化该第一金属层361、该第一导电层33、该第二金属层362及该第二导电层34，以形成至少一电性接触垫37及至少一连接线38(图26及图27)。在本实施例中，该电性接触垫37为一导电指，供打线之用，而在其它应用中，该电性接触垫37亦可为一打线焊垫(Bonding Pad)或一焊球垫(Solder Ball Pad)，该连接线38用以电气连接该电性接触垫37至一预设位置。在本发明中，图案化该第一金属层361、该第一导电层33、该第二金属层362及该第二导电层34的方式包含但不限于以下所述的方法。

首先，参考图20及图21，形成一第一保护层39于该基板3的该第一表面31，以覆盖该第一金属层361，且形成一第二保护层41于该基板3的该第二表面32，以覆盖该第二金属层362。该第一保护层39及该第二保护层41为一干膜(Dry Film)或一光阻层(Photo Resist Layer)。接着，参考图22及图23，形成一第一图案391于该第一保护层39，以暴露出部分该第一金属层361，且形成一第二图案411于该第二保护层41，以暴露出部分该第二金属层362。接着，参考图24及图25，蚀刻位于该第一图案391内的该第一金属层361及该第一导电层33，且蚀刻位于该第二图案411内的该第二金属层362及该第二导电层34。最后，参考图26及图27，移除该第一保护层39及该第二保护层41，以形成该电性接触垫37及该连接线38。

接着，参考图28及图29，形成一第一防焊层(Solder Mask Layer)42于该第二金属层362上并填入该贯穿孔35，且部分该第二金属层362显露于该第一防焊层42之外。在本实施例中，该第一防焊层42具有多个开口显露部分该第二金属层362的下表面3621，该等开口定义出多个第一电镀区域421。接着，参考图30及图31，形成一第三导电层43于该基板3的第一表面31，且覆盖该第一金属层361及位于该贯穿孔35的一端的第一防焊层42。在本实施例中，该第三导电层43利用溅镀(Sputter)、物理蒸气沉积法(Physical Vapor Deposition，PVD)、化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)或无电镀法方式形成，且其材质选自锡、铜、铬、钯、镍、锡/铅及其合金所组成的族群其中之一。

接着，移除该第三导电层43的一第一部分，该第一部分的面积431涵盖该电性接触垫37及部分该连接线38(图38及图39)。在本实施例中，该第三导电层43的材质选自锡、铜、铬、钯、镍、锡/铅及其合金所组成的族群其中之一。在本发明中，移除该第三导电层43的该第一部分的方式包含但不限于以下所述的方法。

首先，参考图32及图33，形成一第三保护层44于该基板3的该第一表面31，以覆盖该第三导电层43。在本实施例中，该第三保护层44为一干膜或一光阻层。接着，参考图34及图35，形成一第三图案441于该第三保护层44，以暴露出部分该第三导电层43，该第三图案441涵盖该电性接触垫37及部分该连接线38。接着，参考图36及图37，蚀刻位于该第三图案441内的该第三导电层43，亦即蚀刻该第三导电层43的第一部分，该第一部分的面积431涵盖该电性接触垫37及部分该连接线38，因此该电性接触垫37及部分该连接线38显露于该第三导电层43之外。最后，参考图38及图39，移除该第三保护层44。

接着，形成一电镀层于该电性接触垫37及显露于该第一防焊层42之外的该第二金属层362(图46及图47)。在本实施例中，该电镀层的材质为镍/金。在本发明中，形成该电镀层的方式包含但不限于以下所述的方法。

首先，参考图40及图41，形成一第四保护层46于该基板3的该第一表面31，以覆盖该第一金属层361及该第三导电层43。在本实施例中，该第四保护层46为一干膜或一光阻层。接着，参考图42及图43，形成一第四图案于该第四保护层46，以暴露出该电性接触垫37，该第四图案定义出至少一第二电镀区域461。该第四图案的面积小于该第三图案441(图35)。接着，参考图44及图45，形成一电镀层，该电镀层包括一第一电镀层451及一第二电镀层452，其中该第一电镀层451形成于该等第一电镀区域421内的第二金属层362上，该第二电镀层452形成于该第二电镀区域461内的电性接触垫37上。最后，参考图46及图47，移除该第四保护层46。

接着，参考图48及图49，移除剩余的该第三导电层43。在本实施例中，该第三导电层43以蚀刻方式移除。最后，参考图50及图51，形成一第二防焊层47于该基板3的该第一表面31，且覆盖该第一金属层361及位于该贯穿孔35的一端的第一防焊层42，且该电性接触垫37显露于该第二防焊层47之外，以得到一具有电性接触垫的半导体基板4。

藉此，本发明先图案化该第二金属层362及该第二导电层34，再以该第一防焊层42覆盖，然后才形成该电镀层，故该电镀层形成于显露于该第一防焊层42之外的该第二金属层362，使该第一防焊层42的结合力良好，不会产生剥落的情况，进而提升产品良率。此外，本发明只在该电性接触垫37镀上镍/金，故可以减少该电镀层的用量，以降低成本。

再参考图50，显示本发明具有电性接触垫的半导体基板。该半导体基板4包括一基板3、一金属层、一第一防焊层42、一电镀层及一第二防焊层47。该基板3具有一第一表面31、一第二表面32、一第一导电层33、一第二导电层34及一贯穿孔35。

该第一导电层33位于该第一表面31，该第二导电层34位于该第二表面32，该贯穿孔35贯穿该基板3。在本实施例中，该第一导电层33及该第二导电层34的材质为铜。

该金属层包括一第一金属层361、一第二金属层362及一侧壁金属层363。该第一金属层361位于该第一导电层33上。该第二金属层362位于该第二导电层34上，该侧壁金属层363位于该贯穿孔35的侧壁，其中该第一金属层361、该第一导电层33、该第二金属层362及该第二导电层34具有至少一电性接触垫37及至少一连接线(图51)。在本实施例中，该金属层的材质为铜，该电性接触垫37为一导电指。而在其它应用中，该电性接触垫37亦可为一打线焊垫(Bonding Pad)或一焊球垫(Solder Ball Pad)。

该第一防焊层42位于该基板3的第二表面32上及该贯穿孔35内，覆盖部分该第二金属层362的下表面3621，且该第一防焊层42具有多个开口，该等开口定义出多个第一电镀区域421。

该电镀层包括一第一电镀层451及一第二电镀层452，该第一电镀层451位于该等第一电镀区域421内的第二金属层362上，该第二电镀层452位于该电性接触垫37上。在本实施例中，该电镀层的材质为镍/金。

该第二防焊层47位于该基板3的第一表面31上，覆盖显露于该第二电镀层452之外的第一金属层361及位于该贯穿孔35的一端的第一防焊层42，且该电性接触垫37显露于该第二防焊层47之外。

惟上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用以限制本发明。因此，本领域技术人员对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明的权利范围应如后述的权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种电性接触垫的电镀方法，包括以下步骤：

(a)提供一基板，该基板具有一第一表面、一第二表面、一第一导电层及一第二导电层，该第一导电层位于该第一表面，该第二导电层位于该第二表面；

(b)形成一贯穿孔，该贯穿孔贯穿该基板；

(c)形成一金属层，该金属层包括一第一金属层、一第二金属层及一侧壁金属层，该第一金属层位于该第一导电层上，该第二金属层位于该第二导电层上，该侧壁金属层位于该贯穿孔的侧壁；

(d)图案化该第一金属层、该第一导电层、该第二金属层及该第二导电层，以形成至少一电性接触垫及至少一连接线；

(e)形成一第一防焊层于该第二金属层上并填入该贯穿孔，且部分该第二金属层显露于该第一防焊层之外；

(f)形成一第三导电层于该基板的第一表面，且覆盖该第一金属层及位于该贯穿孔的一端的第一防焊层；

(g)移除该第三导电层的一第一部分，该第一部分的面积涵盖该电性接触垫及部分该连接线；

(h)形成一电镀层于该电性接触垫及显露于该第一防焊层之外的该第二金属层；

(i)移除剩余的该第三导电层；及

(j)形成一第二防焊层于该基板的第一表面，且覆盖该第一金属层及位于该贯穿孔的一端的第一防焊层，且该电性接触垫显露于该第二防焊层之外。

2.如权利要求1的电镀方法，其中该步骤(d)中，该电性接触垫为一焊球垫。

3.如权利要求1的电镀方法，其中该步骤(d)包括：

(d1)形成一第一保护层于该基板的该第一表面，以覆盖该第一金属层，且形成一第二保护层于该基板的该第二表面，以覆盖该第二金属层；

(d2)形成一第一图案于该第一保护层，以暴露出部分该第一金属层，且形成一第二图案于该第二保护层，以暴露出部分该第二金属层；

(d3)蚀刻位于该第一图案内的该第一金属层及该第一导电层，且蚀刻位于该第二图案内的该第二金属层及该第二导电层；及

(d4)移除该第一保护层及该第二保护层。

4.如权利要求3的电镀方法，其中该第一和第二保护层为一干膜或一光阻层。

5.如权利要求1的电镀方法，其中该步骤(e)中，该第一防焊层具有多个开口显露部分该第二金属层的下表面，这些开口定义出多个第一电镀区域。

6.如权利要求1的电镀方法，其中该步骤(f)利用溅镀、物理蒸气沉积法、化学气相沉积法或无电镀法方式形成该第三导电层。

7.如权利要求1的电镀方法，其中该步骤(g)包括：

(g1)形成一第三保护层于该基板的该第一表面，以覆盖该第三导电层；

(g2)形成一第三图案于该第三保护层，以暴露出部分该第三导电层，该第三图案涵盖该电性接触垫及部分该连接线；

(g3)蚀刻位于该第三图案内的该第三导电层；及

(g4)移除该第三保护层。

8.如权利要求1的电镀方法，其中该步骤(h)包括：

(h1)形成一第四保护层于该基板的该第一表面，以覆盖该第一金属层及该第三导电层；

(h2)形成一第四图案于该第四保护层，以暴露出该电性接触垫，该第四图案定义出至少一第二电镀区域；

(h3)形成一电镀层，该电镀层包括一第一电镀层及一第二电镀层，其中该第一电镀层形成于这些第一电镀区域内的第二金属层上，该第二电镀层形成于该第二电镀区域内的电性接触垫上；及

(h4)移除该第四保护层。

9.如权利要求8的电镀方法，其中该第四图案的面积小于该第三图案。

10.一种具有电性接触垫的半导体基板，包括：

一基板，具有一第一表面、一第二表面、一第一导电层、一第二导电层及一贯穿孔，该第一导电层位于该第一表面，该第二导电层位于该第二表面，该贯穿孔贯穿该基板；

一金属层，包括一第一金属层、一第二金属层及一侧壁金属层，该第一金属层位于该第一导电层上，该第二金属层位于该第二导电层上，该侧壁金属层位于该贯穿孔的侧壁，其中该第一金属层、该第一导电层、该第二金属层及该第二导电层具有至少一电性接触垫及至少一连接线；

一第一防焊层，位于该基板的第二表面上及该贯穿孔内，覆盖部分该第二金属层的下表面，且该第一防焊层具有多个开口，这些开口定义出多个第一电镀区域；

一电镀层，包括一第一电镀层及一第二电镀层，该第一电镀层位于这些第一电镀区域内的第二金属层上，该第二电镀层位于该电性接触垫上；及

一第二防焊层，位于该基板的第一表面上，覆盖显露于该第二电镀层之外的第一金属层及位于该贯穿孔的一端的第一防焊层，且该电性接触垫显露于该第二防焊层之外。

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