TWI381504B - 形成金屬凸塊的方法 - Google Patents

Description

形成金屬凸塊的方法

本發明係有關一種形成金屬凸塊的方法，特別是一種可有效控制金屬凸塊尺寸並增強金屬凸塊結合強度的方法。

隨著電子產業的蓬勃發展，電子產品亦逐漸邁入多功能、高性能的研發方向，為滿足半導體封裝件高積集度(Integration)以及微型化(Miniaturization)的封裝需求，對於金屬凸塊的排列為朝細間距(fine pitch)方向發展。

圖1a至圖1e所示為傳統之金屬凸塊的製作方法示意圖，如圖1a所示，先於一基板10上形成複數個導電銲墊12，再於基板10上形成一具有複數第一開口14之防銲層16，且第一開口14分別與導電銲墊12對應以暴露導電銲墊12的部分表面，並於防銲層16與導電銲墊12的暴露表面形成一導電層18；接著如圖1b所示，於導電層18上形成一具有複數第二開口20之光阻層22，第二開口20係與第一開口14對應且略大於第一開口14；之後，於第一開口14及第二開口20內設置一金屬鍍層24，如圖1c及圖1d所示，並移除光阻層22與未被金屬鍍層24覆蓋之防銲層16；最後進行迴焊製程，使金屬鍍層24與防銲層16成型為一金屬凸塊28，如圖1e所示，且結合於導電銲墊12上。

然而，傳統之金屬凸塊28的製作方法容易有金屬鍍層24厚薄不一與金屬凸塊28大小不均勻的優點，造成封裝製程良率的下降，尤其在針對細間距產品的要求下，低良率將大幅提高製造成本。

為了解決上述問題，本發明目的之一係提供一種形成金屬凸塊的方法，有效控制金屬凸塊的尺寸與排列緊密度，以達到細間距產品的要求。

本發明目的之一係提供一種形成金屬凸塊的方法，其係具有增強金屬凸塊與晶圓的結合強度，以提升製程良率的優點。

本發明目的之一係提供一種形成金屬凸塊的方法，可有效降低材料成本，並減少電鍍蝕刻製程次數，進而具有降低污染的優點。

為了達到上述目的，本發明一實施例之一種形成金屬凸塊的方法，包含：於一晶圓上形成複數個突出的導電銲墊；提供一凸塊載板，於凸塊載板上形成複數凹槽，且該些凹槽的位置與該些導電銲墊的位置對應；塗佈一助銲劑於凸塊載板之一表面，使助銲劑填滿凹槽，並刮除凹槽外之多餘的助銲劑；將晶圓之導電銲墊朝下，使晶圓放置於凸塊載板上並固定，且導電銲墊分別與凹槽內之助銲劑結合；將固定的晶圓與凸塊載板進行一迴焊製程，使導電銲墊分別與助銲劑結合成型為複數金屬凸塊於晶圓上；以及分離凸塊載板，並將成型有金屬凸塊之晶圓取出。

圖2所示為本發明一實施例形成金屬凸塊的方法之流程示意圖，如圖所示，提供一晶圓，且於晶圓上形成複數個突出的導電銲墊，此為步驟S30，請同時參閱圖3a及圖3b所示分別為晶圓上設置有複數導電銲墊之俯視示意圖及側視示意圖，其中導電銲墊42係矩陣排列於一晶圓44上，且導電銲墊42的厚度與寬度預設為所需金屬凸塊之寬度與厚度的二十分之一至二分之一，又導電銲墊42的形狀可為一致或不一致而如圖4所示，具有各種形狀不一之導電銲墊42。

再者，提供一凸塊載板46，請同時參閱圖5a及圖5b，凸塊載板46上依所需之金屬凸塊之尺寸與形狀進行開槽，以於凸塊載板46上形成複數凹槽48，此為步驟S32，其中凹槽48係為矩陣排列，且凹槽48的位置與晶圓44(示於圖3a及圖3b)之導電銲墊42(示於圖3a及圖3b)的位置對應；另外於凸塊載板46及晶圓44上分別設置有至少一對位記號(圖中未示)，以便藉由對位記號的配合使每一凹槽48與每一導電銲墊42可順利相互對應。

接著，請同時參閱圖6，均勻塗佈一助銲劑50於凸塊載板46之一表面，於一實施例中，助銲劑50係為一錫膏，使助銲劑50填滿凸塊載板46上之凹槽48，此為步驟S34，並利用一刮刀52掃過凸塊載板46之表面，以刮除凸塊載板46上除該些凹槽48外之多餘的助銲劑50。

之後，請同時參閱圖7及圖8，將晶圓44之突出的導電銲墊42朝下，且依照對位計號(圖中未示)放置晶圓44於凸塊或板46上並固定，使每一導電銲墊42分別與每一凹槽48內之助銲劑50結合，此為步驟S36，其中如圖8所示，於凸塊載板46的一側樞設有一上蓋54，以供蓋合於凸塊載板46，以便當晶圓44與凸塊載板46固定結合後，蓋上上蓋54，使上蓋54與凸塊載板46密合。

接著，請同時參閱圖9，進一步對已與上蓋54密合之凸塊載板46進行一迴焊製程，使導電銲墊42(示於圖8)分別與助銲劑50(示於圖8)結合成型為複數金屬凸塊(圖中未示)，此為S38，在進行迴焊製程中，係為一凸塊載板46在下方，上蓋54在上方的狀態。

最後，分離上蓋54及凸塊載板46，並將已固定成型具有金屬凸塊之晶圓取出，此為步驟S40，請同時參閱圖10，於進行上蓋54與凸塊載板46分離時，係將蓋合之上蓋54與凸塊載板46整個翻轉，以呈凸塊載板46在上方，上蓋54在下方的狀態，以便當上蓋54與凸塊載板46分離後，如圖11所示，晶圓44上之金屬凸塊56為一朝上狀態，以利後續半導體製程的應用。

在本發明中，直接將相對應的導電銲墊與凹槽內的助銲劑結合並進行迴焊以成型為金屬凸塊的設計，可藉由導電銲墊與凹槽的尺寸控制，有效控制晶圓上之金屬凸塊的尺寸與排列緊密度，以達到細間距產品的要求，並增強金屬凸塊與晶圓的結合強度，以提升製程良率；另一方面，相較於傳統金屬凸塊的製作方法，本發明可減少防銲層與光阻層的材料使用，以有效降低材料成本，此外，本發明可減少傳統防銲層與光阻層上為形成開口的所使用之蝕刻製程，與形成金屬鍍層所使用之電鍍製程，使得電鍍蝕刻製程次數減少，而具有降低污染之優點。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

10．．．基板

12．．．導電銲墊

14．．．第一開口

16．．．防銲層

18．．．導電層

20．．．第二開口

22．．．光阻層

24．．．金屬鍍層

28．．．金屬凸塊

S30、S32、S34、S36、S38、S40．．．步驟

42．．．導電銲墊

44．．．晶圓

46．．．凸塊載板

48．．．凹槽

50．．．助銲劑

52．．．刮刀

54．．．上蓋

56．．．金屬凸塊

圖1a至圖1e所示為傳統之金屬凸塊的製作方法示意圖。

圖2所示為本發明一實施例形成金屬凸塊的方法之流程示意圖。

圖3a及圖3b所示分別為本發明一實施例之晶圓上設置有複數導電銲墊之俯視示意圖及側視示意圖。

圖4所示為本發明一實施例之不同形狀的導電銲墊示意圖。

圖5a及圖5b所示分別為本發明一實施例之凸塊載板上形成有複數凹槽之俯視示意圖及側視示意圖。

圖6所示為本發明一實施例之塗佈一助銲劑於凸塊載板表面示意圖。

圖7所示為本發明一實施例之放置晶圓於凸塊載板上之流程示意圖。

圖8所示為本發明一實施例之凸塊載板與上蓋結構示意圖。

圖9所示為本發明一實施例之凸塊載板與上蓋密合以進行迴焊製程示意圖。

圖10所示為本發明一實施例之分離凸塊載板與上蓋示意圖。

圖11所示為本發明一實施例之晶圓具有金屬凸塊之俯視示意圖。

S30、S32、S34、S36、S38、S40．．．步驟

Claims (9)

1. 一種形成金屬凸塊的方法，包含：於一晶圓上形成複數個突出的導電銲墊；提供一凸塊載板，於該凸塊載板上形成複數凹槽，且該些凹槽的位置與該些導電銲墊的位置對應；塗佈一助銲劑於該凸塊載板之一表面，使該助銲劑填滿該些凹槽，並刮除該些凹槽外之多餘的該助銲劑；將該晶圓之該些導電銲墊朝下，使該晶圓放置於該凸塊載板上並固定，且該些導電銲墊分別與該些凹槽內之該助銲劑結合；將固定的該晶圓與該凸塊載板進行一迴焊製程，使該些導電銲墊分別與該助銲劑結合成型為複數金屬凸塊於該晶圓上；以及分離該凸塊載板，並將成型有該些金屬凸塊之該晶圓取出。
2. 如請求項1所述之形成金屬凸塊的方法，其中該些導電銲墊的形狀可為一致或不一致。
3. 如請求項1所述之形成金屬凸塊的方法，其中該些導電銲墊之厚度為該些金屬凸塊之厚度的二十分之一至二分之一。
4. 如請求項1所述之形成金屬凸塊的方法，其中該些導電銲墊之寬度為該些金屬凸塊之寬度的二十分之一至二分之一。
5. 如請求項1所述之形成金屬凸塊的方法，其中該凸塊載板係依據該些金屬凸塊之尺寸與形狀進行開槽，以形成該些凹槽。
6. 如請求項1所述之形成金屬凸塊的方法，其中該助銲劑係為一錫膏。
7. 如請求項1所述之形成金屬凸塊的方法，其中該晶圓及該凸塊載板上分別設置有至少一對位記號，以依照該對位記號放置該晶圓於該凸塊載板上。
8. 如請求項1所述之形成金屬凸塊的方法，其中該凸塊載板的一側樞設一上蓋，以供蓋合該凸塊載板，當該晶圓放置於該凸塊載板上並固定之後，蓋上該上蓋，以便進行該迴焊製程。
9. 如請求項8所述之形成金屬凸塊的方法，更包括於該迴焊製程之後，將蓋合之該上蓋及該凸塊載板翻轉，使該凸塊載板在上方且該上蓋在下方，以便當分離該凸塊載板及該上蓋後，該晶圓上之該些金屬凸塊朝上。