[發明專利]晶圓焊墊的化鍍鎳凸塊結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201210232908.6
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN103531571A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 宋大侖;朱貴武;賴東昇
• 申請（專利權）人: 訊憶科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L21/48
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本發明涉及一種晶圓焊墊的化鍍鎳凸塊結構及其制造方法，尤指一種利用選自化金制作過程、化銀制作過程的族群中兩個分開制作過程或同一制作過程，以在該多個化鍍鎳凸塊的頂面及環側面分開地或同時地形成一外護層，以改良并降低該化鍍鎳凸塊的硬度，并避免化鍍鎳凸塊的側壁容易氧化及因電子遷移而易造成凸塊的短路的問題，達成制作過程簡化、制作成本降低及品質穩定的功效。

背景技術

在有關半導體晶片或晶圓的連結（如焊墊凸塊）、封裝（package）或其相關制作過程的技術領域中，目前已存在多種現有技術，如：中國臺灣M397591、M352128、M412460、M412576、M410659，I306638、I320588、I255538、I459362、I253733、I273651、I288447、I295498、I241658、I259572、I472371、I242866、I269461、I329917、I282132、I328266、I284949；及美國發明專利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。上述現有技術幾乎都屬于在其技術領域中的微小的改進。由此可見，在有關半導體晶片或晶圓的連結、封裝或其相關制作過程的技術領域中，其技術發展的空間已相當有限，因此在此技術發展空間有限的領域中（in?the?field?of?the?crowded?art），如能在技術上有微小的改進，亦得視為具有進步性。

本發明的晶圓焊墊的化鍍鎳凸塊結構及其制造方法，是在凸塊結構及其制造方法的技術領域中，提出一種具有簡化制作過程及降低制作成本的功效，且進一步能有效改良并降低所形成的化鍍鎳凸塊的硬度以滿足后制作過程中接著程式的要求，并避免化鍍鎳凸塊的側壁容易氧化及因電子遷移（migration）而易造成凸塊之間短路的缺點的發明。由于上述現有技術在形成該多個凸塊之前必須以凸塊底層金屬化（Under?Bump?Metallization，UBM）制作過程在該多個焊墊上先形成一金屬層，再以金屬電鍍或印刷銀膏的方式在該多個焊墊的金屬層上形成該多個凸塊，因此，現有技術的制作過程不僅成本較高且制作困難度也較高，相對地造成制作過程較復雜化及產量降低，況且該多個凸塊需使用較多的貴金屬材料。

另，以銀膠形成的凸塊而言，銀膠凸塊的硬度范圍較大，也就是硬度可以由較軟改變至較硬，可利用烘烤條件來調整；然而，以本發明的化鍍鎳凸塊而言，化鍍鎳凸塊的硬度范圍較小，也就是化鍍鎳凸塊的表面硬度過大且無法利用烘烤條件來調整，因此不利于后制作過程的接著程式。

另，若在形成的化鍍鎳凸塊上未能增設側壁外護層，則該化鍍鎳凸塊會有容易氧化的問題，同時亦因電子遷移（migration）作用，而容易造成凸塊之間短路的缺點。部分現有技術雖已揭示側壁外護層的結構或制法的相關技術，如中國臺灣M410659、US2011/0260300及中國臺灣M397591等，但所揭示的側壁外護層的結構及制法皆較為繁復，即制作過程不夠簡化，制作成本相對無法降低，因此不利于量產化；又，現有技術的化鍍鎳凸塊一般是以無光阻方式形成，雖有側壁外護層，但化鍍鎳凸塊的高度較低如2-10微米（μm），且凸塊之間距無法做到較小，致凸塊無法精細化，無法滿足目前本技術領域的實際需求。

由上可知，現有技術的凸塊結構及其制作過程難以符合實際使用時的需求，因此在晶圓焊墊的凸塊結構及其制法的技術領域中，發展并設計一種制作過程簡化、制作成本降低、凸塊的表面硬度符合后制作過程的接著程式要求、且設具側壁外護層的凸塊結構，確實有其需要性。

發明內容