[發明專利]芯片的凸塊結構及凸塊結構的制造方法

無效

• 申請號: 201010203119.0
• 申請日: 2010-06-07
• 公開（公告）號: CN102270623A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 黃成棠
• 申請（專利權）人: 南茂科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L21/48
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 駱希聰

技術領域

本發明是關于一種芯片的凸塊結構及芯片的凸塊結構的制造方法。

背景技術

倒裝芯片(Flip?Chip)接合技術是以凸塊(bump)直接將芯片與基板連接。但近來由于芯片輸出入端口逐漸朝向細微化間距(Fine?pitch)的設計，而芯片上每一個焊墊彼此間的距離相當的密集，然而，傳統的凸塊由于尺寸上的限制，并已不適用于細微化間距(Fine?pitch)的芯片設計中，因而有銅柱(Copper?pillar)的產生。

銅柱的形成是借由電鍍方法，將金屬沉積于厚光阻上的開孔而得。但是，均勻的厚光阻不易形成，而使銅柱高低均勻度難以控制，從而造成芯片與電路板間電性連接問題。并且銅柱相當堅硬，當高低不等的銅柱進行接合時，高的銅柱可能會因承受過大的應力而產生龜裂或剝落的問題。此外，厚光阻上形成開孔，需高曝光能量，此讓光刻制程條件不易控制，且于開孔顯影時，容易發生顯影不足，而嚴重影響到銅柱的形成。再者，在進行凸塊底金屬(Under?BumpMetal；UBM)層蝕刻時，銅柱也會被蝕刻，而使銅柱尺寸控制不易。

再者，銅柱易氧化，而容易造成芯片與電路板間的電性連接問題。

有鑒于以銅柱作為凸塊結構的不足，因此有必要開發新的凸塊結構以取而代之。

發明內容

本發明的一目的是提供一種凸塊結構及其制造方法，該凸塊結構不易氧化，且在承受應力時，具有緩沖效果，不會產生龜裂或剝落等的特性。

本發明的另一目的是提供一種凸塊結構及其制造方法，其中凸塊結構的高度與橫向尺寸在制作上均較容易控制。

根據上述的目的，本發明第一實施例揭示一種芯片的凸塊結構。該芯片的凸塊結構是形成于一基板上，基板可包括至少一焊墊及一介電層，該介電層具有至少一開口，其中該至少一開口暴露相應的該至少一焊墊。該凸塊結構包括至少一彈性凸塊、至少一第一金屬層、至少一第二金屬層及至少一焊球。該至少一彈性凸塊覆蓋相應的該至少一焊墊的部分。該至少一第一金屬層相應地覆蓋該至少一彈性凸塊及該至少一焊墊的未被該至少一彈性凸塊遮蓋的部分。該至少一第二金屬層相應地形成于位在該至少一彈性凸塊的頂部的該至少一第一金屬層上。該至少一焊球相應地形成于該至少一第二金屬層上。

本發明第二實施例揭示另一種芯片的凸塊結構。芯片的凸塊結構可設置于前述的基板上，且包含至少一彈性凸塊、至少一第一金屬層、至少一第二金屬層及至少一焊球。該至少一彈性凸塊位于該介電層上。該至少一第一金屬層覆蓋該至少一彈性凸塊與該至少一焊墊，且于該至少一彈性凸塊與該至少一焊墊之間延伸。該至少一第二金屬層形成于位在該至少一彈性凸塊的頂部的該至少一第一金屬層上。該至少一焊球形成于該至少一第二金屬層上。

本發明第一實施例揭示前述第一實施例的芯片的凸塊結構的制造方法，其包含下列步驟：提供一基板，其中該基板包括至少一焊墊及一介電層，該介電層具有至少一開口，該至少一開口暴露相應的該至少一焊墊；于該至少一開口內，形成至少一彈性凸塊，其中該至少一彈性凸塊遮蓋部分的該至少一焊墊；沉積一第一金屬層；在該至少一彈性凸塊的頂部的該第一金屬層上，電鍍一第二金屬層；電鍍一焊料層于該第二金屬層上；形成一圖案化的光阻層，以遮蓋該焊料層及在該至少一彈性凸塊上、該至少一開口與鄰近該至少一開口周圍的該第一金屬層；蝕刻未被該圖案化的光阻層遮蓋的該第一金屬層；移除該圖案化的光阻層；以及進行回焊，以使該焊料層形成一焊球。

本發明另一實施例揭示前述第二實施例的芯片的凸塊結構的制造方法，其包含下列步驟：提供一基板，其中該基板包括至少一焊墊及一介電層，該介電層具有至少一開口，該至少一開口暴露該相應的至少一焊墊；于該介電層上，形成至少一彈性凸塊；沉積一第一金屬層；在該至少一彈性凸塊的頂部的該第一金屬層上，電鍍一第二金屬層；電鍍一焊料層于該第二金屬層上；形成一圖案化的光阻層，以遮蓋該焊料層及在該至少一彈性凸塊上、該至少一開口與鄰近該至少一開口周圍的該第一金屬層；蝕刻未被該圖案化的光阻層遮蓋的該第一金屬層；移除該圖案化的光阻層；以及進行回焊，以使該焊料層形成一焊球。

上文已經概略地敘述本發明的技術特征及優點，以使下文的具體實施方式得以獲得較佳了解。構成本發明的權利要求范圍標的的其它技術特征及優點將描述于下文。本發明所屬技術領域中具有通常知識者應可了解，下文揭示的概念與特定實施例可作為基礎而相當輕易地予以修改或設計其它結構或制程而實現與本發明相同的目的。本發明所屬技術領域中具有通常知識者亦應可了解，這類等效的建構并無法脫離所附的權利要求書所提出的本發明的精神和范圍。

附圖說明