[發明專利]晶圓、芯片制造方法及焊線接合結構

無效

• 申請號: 200910137039.7
• 申請日: 2009-04-21
• 公開（公告）號: CN101872762A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 張效銓;蔡宗岳;賴逸少;唐和明;陳建成;易維綺;洪常瀛
• 申請（專利權）人: 日月光半導體制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/00
• 分類號: H01L27/00;H01L23/48;H01L23/488
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸勍

技術領域

本發明有關于一種焊線接合結構，更特別有關于一種焊線接合結構，其中間材料介于銅制焊線與鋁制接墊之間作為施壓緩沖之用，藉此該銅制焊線在施壓工藝時所造成的力將不會損壞鋁制接墊的結構。

背景技術

參考圖1，在半導體封裝構造工藝中，焊線接合方法的技術廣泛地將焊線14應用于芯片10的接墊11與基板12的接墊13間的電性連接。打線接合工藝是以金線為主，但銅線具有低成本的優勢。相較于金，銅具有較佳的導電性及導熱性，可使銅制焊線的線徑較細及散熱效率較佳。然而，銅具有延性不足及易氧化的缺點，使銅制焊線在應用上仍有所限制。

目前，銅制焊線只能應用在大尺寸的芯片接墊或低介電值材料(low-K)晶圓的芯片接墊，其原因在于銅制焊線接合工藝的成功將取決于芯片接墊的結構強度。為了避免銅制焊線接合工藝的失敗，小尺寸芯片接墊將被限制。

參考圖2至4，其顯示已知銅制焊線接合方法。參考圖2，經由一打線機，提供一銅制焊線20，其包含一銅線22及一銅球24。該銅球24是利用放電的方法或氫焰燒結成球而連接于該銅線22的一端。參考圖3，將該銅球24施壓而變形。參考圖4，經由一振動工藝，將該銅球24接合于一鋁制接墊32。然而，在施壓工藝時，由于銅的硬度較大，因此施壓時銅制焊線20所造成的力將可能損壞鋁制接墊32的結構。再者，先前技術的鋁制接墊32與銅制焊線20之間的介金屬化合物(intermetallic?compound；IMC)所形成的數量不足，因此先前技術的焊線接合結構具有較小的鍵結力，進而只具有較低的可靠度。

參考圖5，美國專利第6,329,722?B1號，標題為“用于集成電路的具有銅金屬化處理的接墊(Bonding?Pads?for?Integrated?Circuits?Having?Copper?InterconnectMetallization)”，揭示一種裝置具有薄金屬涂層70(諸如錫)，其針對用于集成電路的具有銅金屬化處理的接墊60形成強大的鍵結。該薄金屬涂層70的表面氧化可被限制，且其氧化物可容易地被移除。再者，具有該薄金屬涂層70的接墊60可在低溫時形成介金屬，致使該接墊60可焊接與兼容于焊線80。

雖然該錫金屬涂層可在低溫時與焊線之間形成介金屬，但是先前技術的接墊為銅所制必須考慮氧化的問題，諸如該錫金屬涂層必須覆蓋整個該銅制接墊所裸露的面積，以避免銅制接墊的氧化。

因此，便有需要提供一種焊線接合結構，能夠解決前述的缺點。

發明內容

本發明的一目的在于提供一種焊線接合結構，其中間材料介于銅制焊線與鋁制接墊之間作為施壓緩沖之用，藉此該銅制焊線在施壓工藝時所造成的力將不會損壞鋁制接墊的結構。

為達上述目的，本發明提供一種焊線接合結構，其包含一鋁制接墊、一中間材料及一銅制焊線。該中間材料覆蓋該鋁制接墊，并固定于該鋁制接墊上。該銅制焊線接合于該中間材料。

根據本發明的焊線接合方法，在施壓工藝時，由于該中間材料介于該銅制焊線與鋁制接墊之間作為施壓緩沖之用，因此銅制焊線所造成的力將不會損壞鋁制接墊的結構。再者，本發明的焊線接合結構的中間材料與銅制焊線間以及中間材料與鋁制接墊之間皆具有較大的鍵結力，進而具有較高的可靠度。

為了讓本發明的上述和其它目的、特征、和優點能更明顯，下文將配合附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1為先前技術的焊線接合方法的剖面示意圖。

圖2至4為先前技術的銅制焊線接合方法的剖面示意圖。

圖5為先前技術的焊線接合結構的剖面示意圖。

圖6至9為本發明的一實施例的芯片制造方法的剖面示意圖。

圖10為本發明的一替代實施例的芯片制造方法的剖面示意圖。

圖11a及11b為本發明之中間材料的平面圖。

圖12a及12b為本發明的另一種中間材料的平面圖。

圖13a至13d為本發明之中間材料的剖面圖。

圖14至16為本發明的第一實施例的銅制焊線接合方法的剖面示意圖。

圖17至19為本發明的第二實施例的銅制焊線接合方法的剖面示意圖。

圖20-21為了本發明的一個實施例的剖面示意圖。

主要組件符號說明：

10???芯片?????11??接墊

12???基板?????13??接墊

14???焊線

20???焊線?????22??銅線

24???銅球?????32??接墊

60???接墊?????70??金屬涂層

80???焊線?????100?晶圓