CN103107156B - 晶圆焊垫的凸块结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种晶圆焊垫的凸块结构及其制造方法，该晶圆具有一表面、复数个焊垫设在该表面及一个第一保护层形成于该表面并显露对该复数个焊垫的复数个开口；本发明在显露于该复数个开口的该复数个焊垫的表面上先形成一触媒层；再利用无电解金属方式，并配合有光阻或无光阻方式，以在该复数个触媒层表面形成一具适当高度且以无电解镍或无电解铜构成的凸块，使该复数个凸块堆迭于该复数个焊垫及部分的第一保护层上；另可利用无电解金方式以在该复数个凸块的表面上再形成一个第二保护层用来防止该凸块氧化。如此，本发明能以无电解镍或无电解铜方式于晶圆的该复数个焊垫上形成一具适当高度的凸块，达成制造方法简化及制作成本降低的功效。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶圆焊垫的凸块结构及其制造方法，尤指一种利用无电解金属方式于晶圆的复数个焊垫上形成一适当高度且以无电解镍或以无电解铜构成的凸块，以达成制造方法简化及制作成本降低的功效。
背景技术
在有关半导体晶片或晶圆的连结(如焊垫凸块)、封装(package)或其相关制造方法的技术领域中，目前已存在多种现有技术，如：中国台湾M397591、M352128、M412460、M412576、M410659，I306638、I320588、I255538、I459362、I253733、I273651、I288447、I295498、I241658、I259572、I472371、I242866、I269461、I329917、I282132、I328266、I284949；及美国发明专利US8,030,767、US7,981,725、US7,969,003、US7,960,214、US7,847,414、US7,749,806、US7,651,886、US7,538,020、US7,750,467、US7,364,944、US7,019,406、US6,507,120、US7,999,387、US7,993,967、US7,868,470、US7,868,449、US7,972,902、US7,960,825、US7,952,187、US7,944,043、US7,934,313、US7,906,855等。而经研读上述该复数个背景技术的技术内容可知，该复数个专利几乎都属于在其技术领域中微小的改进。换言之，在有关半导体晶片或晶圆的连结、封装或其相关制造方法的技术领域中，其技术发展的空间已相当有限，因此在此技术发展空间有限的领域中(inthefieldofthecrowdedart)，如能在技术上有微小的改进，也得视为具有「进步性」，仍能核准专利。
本发明的晶圆焊垫的凸块结构及其制造方法，在凸块结构及其制造方法的技术发展空间有限的领域中，提出一种具有简化制造方法及降低制作成本的功效的发明。由于上述该复数个背景技术并未具体揭示“利用无电解金属方式并配合有光阻或无光阻方式以在该复数个焊垫上形成一具适当高度且以无电解镍或无电解铜构成的凸块(bump)”的技术手段，而且该复数个背景技术在形成该复数个凸块的前必须以凸块底层金属化(UnderBumpMetallization，UBM)制造方法在该复数个焊垫上先形成一金属层，再以金属电镀或印刷银膏的方式在该复数个焊垫的金属层上形成该复数个凸块，因此，该复数个背景技术的制造方法不仅成本较高且制作困难度也较高，而且相对地造成制造方法较复杂化及产量降低，况且该复数个凸块需使用较多的贵金属材料，故该复数个背景技术的制造方法难以符合实际使用时的需求。
由上可知，在晶圆焊垫的凸块结构及其制造方法的技术领域中，发展并设计一种制造方法简化、制作成本降低且符合效率要求的凸块结构及其制造方法，确实有其需要性。本发明即针对上述该复数个现有技术的问题，提出解决的办法，而且本发明不但揭示可具体实施的技术手段，且更具有简化制造方法及降低制作成本的功效增进，因此本发明应具有“新颖性”及“创造性”而能核准成为一专利。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种晶圆焊垫的凸块结构及其制造方法，其利用无电解金属方式，并配合有光阻或无光阻方式，以在该复数个焊垫上形成一具适当高度且以无电解镍或无电解铜构成的凸块(bump)，以达成凸块制造方法简化及制作成本降低的功效。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括：
一种晶圆焊垫的凸块结构，其特征在于，包含：
一晶圆，其包含：一表面；复数个焊垫，设在该表面；及一个第一保护层，形成于该表面上并设有复数个开口供对应显露该复数个焊垫；
复数个触媒层，其利用锌化处理以在该复数个焊垫的表面上形成一以锌构成的触媒层；及
复数个凸块，其利用无电解镍或无电解铜的无电解金属方式，并配合有光阻或无光阻方式，以在该复数个焊垫表面的该复数个触媒层的表面形成一具适当高度且以无电解镍或以无电解铜构成的凸块。
该复数个凸块的表面上进一步设有一个第二保护层，用来防止该凸块氧化；
其中当该复数个凸块是以无电解镍构成时，该第二保护层利用无电解金方式以在该复数个凸块的表面上形成一以无电解金构成的第二保护层；
其中当该复数个凸块是以无电解铜构成时，该第二保护层先利用无电解镍方式以在该复数个凸块的表面上先形成一以无电解镍构成的第二保护层的底层，再利用无电解金方式以在该复数个第二保护层的底层的表面上再形成一以无电解金构成的第二保护层的表层。
该触媒层是采用重量百分比浓度为15-30％的锌盐水溶液，在溶液温度20-35℃中经过时间10-60秒以形成一以锌构成的触媒层。
该复数个以无电解镍构成的凸块是采用浓度为4-6.5g/L的镍盐水溶液，在溶液温度75-100℃中经过时间30-75分以沉积形成。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括：
一种晶圆焊垫的凸块制造方法，其特征在于，包含：
提供一晶圆，该晶圆具有一表面；复数个焊垫，设在该表面；及一个第一保护层，形成于该表面上并设有复数个开口供对应显露该复数个焊垫；
利用锌化处理以在该复数个焊垫的表面形成一以锌构成的触媒层；及
利用无电解镍或无电解铜方式以在该复数个焊垫上的触媒层表面上形成一以无电解镍构成的凸块或一以无电解铜构成的凸块。
在形成凸块的步骤之后进一步包含如下的步骤：再利用无电解金属方式以在该复数个凸块的表面上形成一个第二保护层；
其中当该复数个凸块是以无电解镍构成时，其利用无电解金方式以在该复数个凸块的表面上形成一以无电解金构成的第二保护层；
其中当该复数个凸块是以无电解铜构成时，其先利用无电解镍方式以在该复数个凸块的表面上先形成一以无电解镍构成的第二保护层的底层，再利用无电解金方式以在该复数个第二保护层的底层的表面上再形成一以无电解金构成的第二保护层的表层。
该触媒层是采用重量百分比浓度为15-30％的锌盐水溶液，在溶液温度20-35℃中经过时间10-60秒以形成一以锌构成的触媒层。
该复数个以无电解镍构成的凸块是采用浓度为4-6.5g/L的镍盐水溶液，在溶液温度75-100℃中经过时间30-75分以沉积形成。
该复数个凸块的厚度为2-15μm。
该复数个开口之间的距离为大于16μm，以避免所形成的该复数个凸块之间因太过接近而造成短路。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括：
一种晶圆焊垫的凸块制造方法，其特征在于，包含：
提供一晶圆，该晶圆具有一表面；复数个焊垫设在该表面；及一个第一保护层形成于该表面上并设有复数个开口供对应显露该复数个焊垫；
利用锌化处理，以在该复数个焊垫的表面形成一以锌构成的触媒层；
形成一光阻层在该第一保护层及该触媒层上；
图案化该光阻层，以形成复数个开口供分别对应显露各触媒层及各触媒层的周围一部分的第一保护层；及
利用无电解镍或无电解铜方式，以在该复数个开口中形成一以无电解镍构成的凸块或一以无电解铜构成的凸块；
移除该光阻层，以显露该第二保护层、该复数个凸块及该复数个凸块下方以外的该第一保护层。
其在移除该光阻层之前，进一步包含如下的步骤：再利用无电解金属方式以在该复数个凸块的表面上形成一个第二保护层；
其中当该复数个凸块是以无电解镍构成时，其利用无电解金方式以在该复数个凸块的表面上形成一以无电解金构成的第二保护层；
其中当该复数个凸块是以无电解铜构成时，其先利用无电解镍方式以在该复数个凸块的表面上先形成一以无电解镍构成的第二保护层的底层，再利用无电解金方式以在该复数个第二保护层的底层的表面上再形成一以无电解金构成的第二保护层的表层。
该触媒层是采用重量百分比浓度为15-30％的锌盐水溶液，在溶液温度20-35℃中经过时间10-60秒以形成一以锌构成的触媒层。
该复数个以无电解镍构成的凸块是采用浓度为4-6.5g/L的镍盐水溶液，在溶液温度75-100℃中经过时间30-75分以沉积形成。
该复数个凸块的厚度大于或等于6μm。
该复数个开口之间的距离小于或等于16μm。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括：
一种晶圆焊垫的凸块结构，其特征在于，包含：
一晶圆，其包含：一表面；复数个焊垫，其设在该表面；及一个第一保护层，其形成于该表面上并设有复数个开口供对应显露该复数个焊垫；
一个第一金属层，其利用凸块底层金属化方式以在该复数个焊垫及第一保护层的表面上形成一个第一金属层；及
复数个凸块，其利用无电解镍或无电解铜的无电解金属方式，并配合有光阻方式，以在该复数个焊垫表面的该第一金属层的表面形成一具适当高度且以无电解镍构成的凸块或一以无电解铜构成的凸块。
该复数个凸块的表面上进一步设有一个第二保护层，该第二保护层利用无电解金方式以在该复数个凸块的表面上形成一以无电解金构成的第二保护层用来防止该凸块氧化；
其中当该复数个凸块是以无电解镍构成时，该第二保护层利用无电解金方式以在该复数个凸块的表面上形成一以无电解金构成的第二保护层；
其中当该复数个凸块是以无电解铜构成时，该第二保护层先利用无电解镍方式以在该复数个凸块的表面上先形成一以无电解镍构成的第二保护层的底层，再利用无电解金方式以在该复数个第二保护层的底层的表面上再形成一以无电解金构成的第二保护层的表层。
该复数个以无电解镍构成的凸块是采用浓度为4-6.5g/L的镍盐水溶液，在溶液温度75-100℃中经过时间30-75分以沉积形成。
该复数个凸块的厚度大于或等于6μm。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括：
一种晶圆焊垫的凸块制造方法，其特征在于，包含：
提供一晶圆，该晶圆具有一表面；复数个焊垫，设在该表面；及一个第一保护层，形成于该表面上并设有复数个开口供对应显露该复数个焊垫；
利用凸块底层金属化方式，以在该复数个焊垫及该第一保护层的表面形成一个第一金属层；
在该第一金属层上形成一光阻层；
图案化该光阻层，以形成复数个开口供分别对应显露该复数个焊垫及该复数个焊垫的周围一部分的第一金属层；
利用无电解镍或无电解铜方式，以在该复数个开口中形成一以无电解镍构成的凸块或一以无电解铜构成的凸块；及
移除该光阻层及该光阻层下方的第一金属层，以显露该复数个凸块及该复数个凸块下方以外的该第一保护层。
在移除该光阻层之前，进一步包含如下的步骤：再利用无电解金属方式以在该复数个凸块的表面上形成一个第二保护层；
其中当该复数个凸块是以无电解镍构成时，其利用无电解金方式以在该复数个凸块的表面上形成一以无电解金构成的第二保护层；
其中当该复数个凸块是以无电解铜构成时，其先利用无电解镍方式以在该复数个凸块的表面上先形成一以无电解镍构成的第二保护层的底层，再利用无电解金方式以在该复数个第二保护层的底层的表面上再形成一以无电解金构成的第二保护层的表层。
该复数个以无电解镍构成的凸块是采用浓度为4-6.5g/L的镍盐水溶液，在溶液温度75-100℃中经过时间30-75分以沉积形成。
该复数个凸块的厚度大于或等于6μm。
该复数个开口之间的距离小于或等于16μm。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：达成凸块制造方法简化及制作成本降低的功效。
附图说明
图1A是本发明基板焊垫的凸块结构第一实施例的截面示意图；
图1B是本发明基板焊垫的凸块结构第二实施例的截面示意图；
图2A-2D是图1所示凸块结构的凸块制造方法一实施例的截面示意图；
图3A-3G是图1所示凸块结构的凸块制造方法另一实施例的截面示意图；
图4是本发明基板焊垫的凸块结构第三实施例的截面示意图；
图5A-5G是图4所示凸块结构的凸块制造方法一实施例的截面示意图。
附图标记说明：晶圆焊垫的凸块结构1、2、3；晶圆10；表面11；焊垫12；第一保护层13；开口14；触媒层20；凸块30；第二保护层40；底层40a；表层40b；光阻层50；开口51；第一金属层60。
具体实施方式
为使本发明更加明确详实，将本发明的结构、制造方法及技术特征，配合下列图示详述如后：
参考图1A所示，其是本发明基板焊垫的凸块结构第一实施例的截面示意图。本实施例的晶圆焊垫的凸块结构1，至少包含：一晶圆10、复数个触媒层20及复数个凸块30；且进一步可包含复数个第二保护层40。
该晶圆10包含：一表面11；复数个焊垫12，其设在该表面11；及一个第一保护层13，其形成于该表面11上并设有复数个开口14供对应显露该复数个焊垫12。该晶圆10一般由晶圆制造厂提供，其中复数个焊垫12设在该表面11上的布局(layout)并不限制，可随客户需要而设计为各种阵列的排列方式。其中该第一保护层13一般是氮化物材质。
该复数个触媒层20利用锌化处理(Zincating)以在该复数个焊垫12的表面上形成一以锌构成的触媒层20。该触媒层20利用锌化处理(Zincating)所构成的一锌化层，其主要功能是用来连接该复数个焊垫(diepad)12，并同时作为在进行后续的无电解金属方式时的沉积媒介层，以形成一以无电解镍或无电解铜构成的凸块(bump)30。在本实施例中，该触媒层20是采用重量百分比浓度为15-30％的锌盐水溶液，在溶液温度20-35℃中经过时间10-60秒(sec)以形成一以锌构成的触媒层。
该复数个凸块30利用无电解镍(ElectrolessNickel)或无电解铜(ElectrolessCopper)的无电解金属方式，并配合有光阻或无光阻方式，以在该复数个焊垫12表面的该复数个触媒层20的表面形成一具适当高度且以无电解镍或无电解铜构成的凸块(bump)30。在本实施例中，该复数个凸块30的形成厚度是由无电解镍沉积生成。本实施例所使用的镍盐材料中，以磷酸列的镍材如磷酸镍为最佳，因磷酸镍具有自我催化反应的作用功能，可有效提高以无电解镍所沉积生成的凸块30的厚度(高度)，以达到设计所需的凸块30的厚度。在本实施例中，该复数个以无电解镍构成的凸块30是采用浓度为4-6.5g/L(克/公升)的镍盐水溶液，在溶液温度75-100℃中经过时间30-75分(min)以沉积形成。
该复数个第二保护层40主要是利用无电解金(ElectrolessGold)方式，以在该复数个凸块的表面上形成一以无电解金构成的第二保护层40。该复数个第二保护层40主要是用来防止以无电解镍或无电解铜所构成的凸块30被氧化，以确保封装时的电导通性。在本实施例中，由于该复数个凸块30是以无电解镍构成，因此该复数个第二保护层40是采用浓度为0.5-1.5g/L(克/公升)的金盐水溶液，在溶液温度70-100℃中经过时间5-25秒(sec)而沉积形成。
此外，参考图1B所示，其是本发明基板焊垫的凸块结构第二实施例的截面示意图。本实施例的晶圆焊垫的凸块结构2与图1A所示第一实施例的晶圆焊垫的凸块结构1大体相同，二实施例之间的主要不同点在于：第一实施例的该复数个凸块30是以无电解镍构成，但本第二实施例的该复数个凸块30是以无电解铜构成。当该复数个凸块30是以无电解铜构成时，由于无电解金若直接沉积在无电解铜上时，金与铜会互相迁移，导致失去无电解金的防止氧化功能，故要先沉积一层无电解镍来做为阻绝迁移层；故本第二实施例的第二保护层40是先利用无电解镍(ElectrolessNickel)方式以在该复数个凸块30的表面上先形成一以无电解镍构成的第二保护层的底层40a，再利用无电解金(ElectrolessGold)方式以在该复数个第二保护层的底层40a的表面上再形成一以无电解金构成的第二保护层的表层40b，即当该复数个凸块30是以无电解铜构成时，该第二保护层40则至少包含：一以无电解镍构成的底层40a及一以无电解金构成的表层40b。
由于该复数个凸块30在形成制造方法中，可选择配合无光阻方式或有光阻方式以在该复数个焊垫12表面的该复数个触媒层20的表面形成，因此以无电解镍或无电解铜构成的该复数个凸块30，也因无光阻方式或有光阻方式而可形成不同的高度；兹分别说明无光阻方式或有光阻方式的凸块制造方法如下：
参考图2A-2D所示，其图1A所示凸块结构的制造方法一实施例(无光阻方式)的截面示意图；本实施例是以无电解镍构成该复数个凸块为例说明但不限制。本实施例的凸块制造方法包含下列步骤：
参考图2A所示，提供一晶圆10，该晶圆10具有一表面11、复数个焊垫12设在该表面11及一个第一保护层13形成于该表面11上并设有复数个开口14供对应显露该复数个焊垫12；其中，该复数个开口之间的距离以大于16μm(微米，10-6m)为佳，用来避免后续所形成的该复数个凸块30之间因太过接近而造成短路。
再参考图2B所示，再利用锌化处理(Zincating)，以在该复数个焊垫12的表面形成一以锌构成的触媒层20；在本实施例中，该触媒层20是采用重量百分比浓度为15-30％的锌盐水溶液，在溶液温度20-35℃中经过时间10-60秒(sec)以形成一以锌构成的触媒层20。
再参考图2C所示，再利用无电解镍或无电解铜方式，以在该复数个焊垫12上的触媒层20表面上形成一以无电解镍或以无电解铜构成的凸块30；在本实施例中，该复数个以无电解镍构成的凸块30是采用浓度为4-6.5g/L(克/公升)的镍盐水溶液，在溶液温度75-100℃中经过时间30-75分(min)以沉积形成。又本实施例中，该复数个以无电解镍构成的凸块30的厚度为2-15μm(微米，10-6m)。
再参考图2D所示，再利用无电解金属如无电解金的方式，以在该复数个凸块30的表面上形成一个第二保护层40；在本实施例中，由于该复数个凸块30是以无电解镍构成，因此该复数个第二保护层40是采用浓度为0.5-1.5g/L(克/公升)的金盐水溶液，在溶液温度70-100℃中经过时间5-25秒(sec)而沉积形成一以无电解金构成的第二保护层40。更言的，若该复数个凸块30是以无电解铜构成，则本步骤在形成该第二保护层40时，参考图1B所示，是先利用无电解镍(ElectrolessNickel)方式以在该复数个凸块30的表面上先形成一以无电解镍构成的第二保护层的底层40a，再利用无电解金(ElectrolessGold)方式以在该复数个第二保护层的底层40a的表面上再形成一以无电解金构成的第二保护层的表层40b，即当该复数个凸块30是以无电解铜构成时，则该第二保护层40包含：一以无电解镍构成的底层40a及一以无电解金构成的表层40b。
再参考图3A-3G所示，其图1A所示凸块结构的凸块制造方法另一实施例(有光阻方式)的截面示意图；本实施例也是以无电解镍构成该复数个凸块为例说明但不限制。本实施例的凸块制造方法包含下列步骤：
参考图3A所示，提供一晶圆10，该晶圆10具有一表面11、复数个焊垫12设在该表面11及一个第一保护层13形成于该表面11上并设有复数个开口14供对应显露该复数个焊垫12。其中，该复数个开口之间的距离为小于或等于16μm(微米，10-6m)。
再参考图3B所示，再利用锌化处理(Zincating)，以在该复数个焊垫12的表面形成一以锌构成的触媒层20；该触媒层20的形成条件与图2B所示步骤相同。
再参考图3C所示，再形成一光阻层50在该第一保护层13及该触媒层20上。
再参考图3D所示，再图案化该光阻层50，以形成复数个开口51供分别对应显露各触媒层20及各触媒层20的周围一部分的第一保护层13。
再参考图3E所示，再利用无电解镍或无电解铜方式，以在该复数个开口51中形成一以无电解镍或以无电解铜构成的凸块30；在本实施例中，该复数个以无电解镍构成的凸块30的厚度为大于或等于6μm(微米，10-6m)(即厚度≥6μm)。一般而言，本实施例(有光阻方式)所形成的凸块30高度通常是高于前述实施例(无光阻方式)所形成的凸块30高度；该以无电解镍构成的凸块30的形成条件与图2C所示的步骤相同。
再参考图3F所示，再利用无电解金方式，以在该复数个凸块30的顶面上形成一个第二保护层40。若该复数个凸块30是以无电解铜构成，则本步骤在形成该第二保护层40时，是先利用无电解镍(ElectrolessNickel)方式以在该复数个凸块30的表面上先形成一以无电解镍构成的第二保护层的底层40a，再利用无电解金(ElectrolessGold)方式以在该复数个第二保护层的底层40a的表面上再形成一以无电解金构成的第二保护层的表层40b，即当该复数个凸块30是以无电解铜构成时，则该第二保护层40包含：一以无电解镍构成的底层40a及一以无电解金构成的表层40b。
再参考图3G所示，再移除该光阻层50，以显露该第二保护层40、该复数个凸块30及该复数个凸块30下方以外的该第一保护层13。
再参考图4所示，其是本发明基板焊垫的凸块结构第三实施例的截面示意图。本实施例的晶圆焊垫的凸块结构3，至少包含：一晶圆10、一个第一金属层60、复数个凸块30及复数个第二保护层40。
该晶圆10包含：一表面11；复数个焊垫12，其设在该表面11；及一个第一保护层13，其形成于该表面11上并设有复数个开口14供对应显露该复数个焊垫12。该晶圆10一般由晶圆制造厂提供，其中复数个焊垫12设在该表面11上的布局(layout)并不限制，可随客户需要而设计为各种阵列的排列方式。其中该第一保护层13一般是氮化物材质。
该第一金属层60利用凸块底层金属化(UnderBumpMetallization，UBM)方式，以在该复数个焊垫12及第一保护层13的表面上形成一个第一金属层60。简言的，本第三实施例以该第一金属层60取代图1A所示第一实施例中的触媒层20。
该复数个凸块30利用无电解镍(ElectrolessNickel)或无电解铜(ElectrolessCopper)的无电解金属方式，并配合有光阻方式，以在该复数个焊垫12表面的该复数个第一金属层60的表面形成一具适当厚度(高度)且以无电解镍或无电解铜构成的凸块(bump)30。本第三实施例如同图1A所示的第一实施例，该复数个凸块30的形成厚度主要是由无电解镍或无电解铜所沉积生成。在本实施例中，该复数个以无电解镍构成的凸块是采用浓度为4-6.5g/L(克/公升)的镍盐水溶液，在溶液温度75-100℃中经过时间30-75分(min)以沉积形成如同图3E所示的步骤。
该复数个第二保护层40利用无电解金(ElectrolessGold)方式，以在该复数个凸块30的表面上形成一以无电解金构成的第二保护层40，该第二保护层40的形成请参考图3F所示的步骤。
在此说明第三实施例的晶圆焊垫的凸块结构3的有光阻方式的凸块制造方法，参考图5A-5G所示，其图4所示凸块结构的凸块制造方法一实施例的截面示意图；本实施例也是以无电解镍构成该复数个凸块为例说明但不限制。本实施例的凸块制造方法包含下列步骤：
参考图5A所示，提供一晶圆10，该晶圆10具有一表面11、复数个焊垫12设在该表面11及一个第一保护层13形成于该表面11上并设有复数个开口14供对应显露该复数个焊垫12(此步骤如同图3A所示的步骤)。
再参考图5B所示，再利用凸块底层金属化(UnderBumpMetallization，UBM)方式，以在该复数个焊垫12及该第一保护层13的表面形成一个第一金属层60(此步骤如同图3A所示的步骤)。
再参考图5C所示，再形成一光阻层50在该第一金属层60上(此步骤如同图3C所示的步骤)。
参考图5D所示，再图案化该光阻层50，以形成复数个开口51供分别对应显露该复数个焊垫12及该复数个焊垫12的周围一部分的第一金属层60(此步骤如同图3D所示的步骤)。
参考图5E所示，再利用无电解镍或无电解铜方式，以在该复数个开口51中形成一以无电解镍或无电解铜构成的凸块30(此步骤如同图3E所示的步骤)；在本实施例中，该以无电解镍构成的凸块30的形成条件与图2C所示步骤相同。又该复数个以无电解镍构成的凸块30的厚度为大于或等于6μm(微米，10-6m)(即厚度≥6μm)。
再参考图5F所示，再利用无电解金方式，以在该复数个凸
块30的顶面上形成一个第二保护层40(此步骤如同图3F所示的步骤)。
参考图5G所示，再移除该光阻层50及该光阻层50下方的第一金属层60，以显露该复数个凸块30及凸块30上的第二保护层40，以及该复数个凸块30下方以外的该第一保护层13(此步骤如同图3G所示的步骤)。
以上所示仅为本发明的优选实施例，对本发明而言仅是说明性的，而非限制性的。在本专业技术领域具通常知识人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效的变更，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种晶圆焊垫的凸块结构，其特征在于，包含：
一晶圆，其包含：一表面；复数个焊垫，设在该表面；及一个第一保护层，形成于该表面上并设有复数个开口供对应显露该复数个焊垫；
复数个触媒层，其利用锌化处理以在该复数个焊垫的表面上形成一以锌构成的触媒层；
复数个凸块，其利用无电解镍或无电解铜的无电解金属方式，并配合有光阻方式，以在该复数个焊垫表面的该复数个触媒层的表面形成一具适当高度且以无电解镍或以无电解铜构成的凸块；及
复数个第二保护层，分别设在该复数个凸块的表面上，用来防止该凸块氧化；其中当该复数个凸块是以无电解镍构成时，该第二保护层利用无电解金方式以在该复数个凸块的表面上形成一以无电解金构成的第二保护层；其中当该复数个凸块是以无电解铜构成时，该第二保护层先利用无电解镍方式以在该复数个凸块的表面上先形成一以无电解镍构成的第二保护层的底层，再利用无电解金方式以在该复数个第二保护层的底层的表面上再形成一以无电解金构成的第二保护层的表层；
其中该晶圆焊垫的凸块的制造方法包含下列步骤：
提供一晶圆，该晶圆具有一表面；复数个焊垫设在该表面；该晶圆还具有一个第一保护层，其形成于该表面上并设有复数个开口，以供对应显露该复数个焊垫；
利用锌化处理，以在该复数个焊垫的表面形成一以锌构成的触媒层；
在该第一保护层及该触媒层上形成一光阻层；
图案化该光阻层，以形成复数个开口供分别对应显露各触媒层及各触媒层的周围一部分的第一保护层；
利用无电解镍或无电解铜方式，以在该复数个开口中形成一以无电解镍构成的凸块或一以无电解铜构成的凸块；
在移除该光阻层之前，再利用无电解金属方式以在该复数个凸块的表面上形成一个第二保护层；其中当该复数个凸块是以无电解镍构成时，其利用无电解金方式以在该复数个凸块的表面上形成一以无电解金构成的第二保护层；其中当该复数个凸块是以无电解铜构成时，其先利用无电解镍方式以在该复数个凸块的表面上先形成一以无电解镍构成的第二保护层的底层，再利用无电解金方式以在该复数个第二保护层的底层的表面上再形成一以无电解金构成的第二保护层的表层；
移除该光阻层，以显露该第二保护层、该复数个凸块及该复数个凸块下方以外的该第一保护层。
2.根据权利要求1所述的晶圆焊垫的凸块结构，其特征在于：该触媒层是采用重量百分比浓度为15-30％的锌盐水溶液，在溶液温度20-35℃中经过时间10-60秒以形成一以锌构成的触媒层。
3.根据权利要求1所述的晶圆焊垫的凸块结构，其特征在于：该复数个以无电解镍构成的凸块是采用浓度为4-6.5g/L的镍盐水溶液，在溶液温度75-100℃中经过时间30-75分以沉积形成。
4.根据权利要求1所述的晶圆焊垫的凸块结构，其特征在于：该复数个凸块的厚度大于或等于6μm。
5.根据权利要求1所述的晶圆焊垫的凸块结构，其特征在于：该复数个开口之间的距离小于或等于16μm。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW518700B (en) * | 2002-01-07 | 2003-01-21 | Advanced Semiconductor Eng | Chip structure with bumps and the manufacturing method thereof |
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW518700B (en) * | 2002-01-07 | 2003-01-21 | Advanced Semiconductor Eng | Chip structure with bumps and the manufacturing method thereof |
| CN1674242A (zh) * | 2004-03-26 | 2005-09-28 | 精工爱普生株式会社 | 半导体芯片、半导体装置、半导体装置的制造方法 |
| CN101764113A (zh) * | 2008-12-25 | 2010-06-30 | 俞宛伶 | 半导体元件的线路面的连接垫上的金属凸块结构及形成方法 |
| CN102222629A (zh) * | 2010-04-16 | 2011-10-19 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 半导体装置及其制造方法 |
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