TWI270965B - Manufacturing method of passivation layer on wafer and manufacturing method of bumps on wafer - Google Patents

Description

12，始9一 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種半導體製程，且特別是有關於 一種晶圓保護層的製作方法與晶圓凸塊的製作方法。 【先前技術】 近年來，隨著電子技術的日新月異以及半導體產業 的興起，使得更人性化、功能更佳的電子產品不斷地推陳 出新，並朝向輕、薄、短、小的趨勢設計。在半導體產業 中，積體電路（Integrated Circuits，1C)的生產主要分^ 二個階段：積體電路的設計、積體電路的製作及積體電路 的封裝（package)等。其中，裸晶片係經由晶圓（wafer) 製作、電路設計、光罩（mask)製作以及切割晶圓等步 ，而完成，而每一顆由晶圓切割所形成的裸晶片，經由裸 ，片上之銲墊（bonding pad)與外部訊號電性連接後，再 藉由封膠材料將裸晶片加以包覆，用以防止裸晶片受到濕 氣、熱量及雜訊的影響，並提供裸晶片與外部電路，例如' 印刷電路板（Printed Circuit Board, PCB)或其他封裝用 基板之間電性連接的媒介。 & 習知常見的晶片接合方式例如有打線接合（wire bonding)與覆晶接合（flip chip b〇nding)等其中依照 接合方式的不同，亦需在積體電路的製作時提供對應的鲜 墊佈局（distribution)。以常見的打線接合晶片為例，其 銲墊通吊為周圍分佈型態（peripheral type)，以便藉由 導線電性連接至封裝基板上的接點；而覆晶晶片的焊塾則 I2709^f590twf.doc/c 通吊疋以面陣列方+ r 、& A Urray type)排列，並藉由凸坆 :p=機械性連接至封裝基板上的接點 對晶片下叙型態的㈣，似乎必須要 缺 牛或線路重新佈局，以支援不同之晶 …、、而，如此大費周章地更改線路佈局卻僅是 開發出相同功能的晶片，並不符合成本效益。因此，習知 更發展出-種銲墊重配置技術，其係於晶片表面配置一重 配置線路層，以對晶片銲塾之位置依接合方式進行重配 置。舉例而言，原先適用於打線接合之晶片，係可藉由表 面之一重配置線路層，而對銲墊之周圍分佈型態進行重配 置’以使其成為適用於覆晶接合之陣列分佈的型態。 請參考圖1，其緣示習知之一種覆晶晶片的剖面示音 圖。習知之覆晶晶片在製作時首先係提供一晶圓 晶圓110具有一主動表面（active surface) 110a，其中主 動表面110a上配置有多個鮮塾112與一第一保★蔓^^ (passivation) 114，且該第一保護層114係暴露出辉塾 112。接著，於晶圓11〇上形成一圖案化之重配置線路層 120,其中重配置線路層120係配置於第一保護層il4上: 並與銲墊112電性連接。然後，於晶圓110上形成〜第二 保護層130，其中該第二保護層130係覆蓋重配置線路層 120。之後，固化（curing)第二保護層130。接著，圖案 化該第二保護層130，以於第二保護層130上形成多個開 口 130a，其中開口 13〇a係暴露出部分之重配置線路層 120。然後，藉由電漿（Piasma)清洗（deaning)晶圓 doc/c Ι2709^_· 之主動表面ll〇a。最後，進行一凸塊製程而於開口 13〇a 所暴露之重配置線路層120上形成球底金屬層140與凸塊 150。 值得注意的是，上述之電漿清洗步驟的作用在於清 除可能殘留於開口 130a内之第二保護層13〇的殘餘物 (residue)，以利後續凸塊製程之進行。然而，雖然藉由 電漿清洗可有效清除開口 13〇a内之第二保護層13〇的殘 餘物，但開口 l30a外之已固化的第二保護層13〇表面亦 會同時被電漿去除’而暴露出内層尚未完全固化的部分。 如此-來，當進行後續之凸塊製程，而使用清洗劑、助 劑Mux)等酸驗溶劑（solvent)時，尚未完全固 =第^^層將容易被酸驗溶劑移除，而形成缺i H ’魏置料層12G料法纽受到第- ^層m之保護而發生氧化，或是外界的水氣亦= 缺陷132 4進入重配置線路層120内 = 發生短路而失效。 冷蚁内4線路 【發明内容】 有鑑於此，本發明的目的就是在提供—種 止保濩層受損，以提高劐葙_皇 有放防 法。 4#王良率之晶圓保護層的製作方 本發明的另一目的是提供一種 知’以提高製程良率之晶圓凸塊的製作方法保護層受 基於上述或其他目的，本發明一 的製作方法’其適用於具有一主動表面之圓= 12709^§590twfd〇c/c 之主動表面上具有多個銲塾及一第一保 :係，銲墊。首先，形成一重配置線路層上 曰及録墊上，且此重配置祕層係與銲㈣ 著 :晶圓，-第二保護層，以覆蓋重配咖 第=保護声固化以固化第二保護層。接著，圖案化 Μ 、二’以使第二保護層暴露出重配置線路層的部分 仃第一固化程序，以再次固化第二保護層。 動表面，且主動ί面3二曰二其中晶圓例如具有一主 第-保護層係暴露出錄^有士固鲜墊及一第一保護層，且 第-保護層及銲i上且二ί者’形成一重配置線路層於 路層。接著，進行一第士n護層’以覆蓋重配置線 然後’圖案化第二保護層3:::::::層。 第後 之重配置線路層t二凸塊製程於第二保護娜^ 塊製之晶圓凸塊的製作方法中，其中在完成凸 獨立之覆晶tur行「單體化製程，以形成多個相 護層所暴露曰出曰之重sc凸塊製程例如先於第二保 λ路層的部分區域上形成多個球底 I2709^90twf.doc/c 金屬層。之後，再於每一球底金屬層上形成一凸塊。 在本發明之晶圓保護層的製作方法與晶圓凸塊的製 作方法中，第一固化程序及第二固化程序例如是熱處理盥 /或光化學處理，其中光化學處理例如是紫外光固化（uv curing)。此外，上述之第二保護層的材質例如是聚亞醯 胺（polyimide)或苯環丁烯（Benz〇_Cyd〇彻咖，bcb) 等。另外，上述之清洗程序例如是電漿清洗。 基於上述，本發明之晶圓保護層的製作方法與晶圓 凸塊的製作方法係於電漿清洗步驟後，再對第二保護層 打-次固化的動作，以增加第二保護層表面之強度。:此 -來，將可降低第二保護層在後續之 溶劑反應而受損之機率，進而提高製程良率、&驗 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、 明顯易懂，下文特舉較佳眘W '更 細說明如下。“^實加例’並配合所附圖式，作詳 【實施方式】 請參考圖2A〜2H鱼闰1 , 圖，而圖3繪示為太#HH 曰囡凸鬼之製作方法的示意 首先；1戶:明之，靖作流程圖。 其中晶圓3U)例如可由多^日日圓^(步驟4〇2)， 而為簡化圖示，本實施例僅^曰^未1 會示）所構成，然 310例如具有—主動表面3二圓剖面圖。晶圓 配置有多個銲塾（圖甲 且主動表面310a上例如 - 曰不其―）312與一第一保護層 12 T Ο 9 ^^590twf.doc/c 314 ,且該第一保護層314係暴露出銲墊312。 接著’如圖2Β所示，於晶圓31〇上形成 重配置線路層320 (步驟撕）。其中，重配 係配置於該第一保護層314上，並與該第一保鳟曰20 暴露之銲墊312電性連接。 咬9314所 然後，如圖2C所示，於晶圓31〇上形成 層330，以覆蓋重配置線路層320 (步驟4〇6 兑中' =第，保護層330之材質可以是聚亞酿胺或笨環丁^等有 之後，如圖2D所示，進行第一道固化 第二保護層崎驟彻）。其中，固化該;二： 330的方法例如包括熱處理與/或光化學處理 1二 ，理例如可·，梯狀之逐漸升溫模核是快料溫= 式進行加熱，而絲學處理例如是紫外光固化 一 例中，例如是以35(TC〜4(KrC之高溫，來對 2 層，進行供烤(baking)，其中_的時間例如-=蔓 刀知〜2小時。在另-實施射，例如可在坑〜2 2度下，對該第二保護層33G進行紫外光照射，昭 射時間例如是30秒〜10分鐘。 /、〒…、 接著’如圖2E戶斤示，圖案化第二保護層33〇 (步驟 )’以於料二保護層33G上形成多個開口（ 二=-）施，且開π现係暴露出重配置線路層32〇 =域。其中’當第二保護層33〇為一感光材料時， 、、化第一保遵層330之方式例如包括曝光（—_)、 11 12709^§90twf.doc/c 顯影（developing )等步驟 為感光材料時，則例如需 若第一保護層330非 阻或乾膜)作為罩幕(mas:)圖=1 光阻材料(液態光 行蝕刻（etching)之步驟。 子第一保濩層330進 表面3lia(:=2T，’么由，洗晶81 31。之主動 之第二保護層33G的殘餘物，^^開σ 330a内 口 33〇=外的部分第二保護層、330表水面亦可月_移除開 固化ί者伴ί: :了示’進行第二道固化製程，以再次 未完全固化部份固化4中， 樣包i j驟福相同，而固化第二保護層33g的方法同 前述之步驟，此處不H式其中相關說明請參考 =後，如圖2H所示，進行一凸塊製程（步驟4⑹， 妒成2 ra所暴露之重配置線路層32G的部分區域上 j夕個球底金屬層（圖中僅繪示其一）姻，並且於 球底金屬層340上形成一凸塊35〇。 一田然，在元成上述步驟之後例如更可如步驟Mg所 ^，進行一單體化（singulation)之製程，以分離出多個 立之覆晶晶片（未繪示），其中進行單體化的方式例 疋對晶圓310進行切割（sawing)或衝壓（punching) 寺0 综上所述，本發明係提出一種晶圓保護層的製作方 12 127 O96i|59〇twf.d〇c/c 法j如圖3之步驟402〜414)，並結合後續之凸塊製程 與單體化製程而提出一種晶圓凸塊的製作方法（如圖3之 步驟402〜418)。其中，由於本發明係於電漿清洗步驟 ，’再進行-道固化製程，以再次固化電漿清洗後可能暴 露，第二保護層内部尚未固化完全的部份，進而增強第二 保護層表面之強度。如此—來，將可在後續之凸塊製程中， 有效降低第二保護層因與凸塊製程中使狀溶劑反應 而受損之機率，以提高製程良率。 .

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，缺苴並非用 發明’任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 2範_ ’當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之 濩乾圍當視後附之冑料職圍所界定者鱗。 ’、 【圖式簡單說明】 圖1繪示為習知之一種覆晶晶片的剖面示意圖。 曰鬥ϋΑ:2Η依序繪示為本發明之較佳實施例之-種 日日0凸塊之製作方法的示意圖。 圖场示為本發明之晶圓凸塊的製作流程圖。

【主要元件符號說明】 圓 曰曰 110 ： 110a :主動表面 112 :銲墊 114 :第一保護層 120 :重配置線路層 130 :第二保護層 13 127 O9^^90twf.doc/c 130a :開口 132 :缺陷 140 :球底金屬層 150 :凸塊 310 ·晶圓 310a :主動表面 312 :銲墊 314 :第一保護層 320 :重配置線路層 330 :第二保護層 330a :開口 340 :球底金屬層 350 :凸塊 步驟402 :提供一晶圓，其具有多個銲墊以及暴露出 這些鐸塾之一第一保護層 步驟404 :於晶圓上形成一圖案化之重配置線路層 步驟406 :於晶圓上形成一第二保護層，以覆蓋重配 置線路層 步驟408 :進行第一道固化製程，以固化第二保護層 步驟410 :圖案化第二保護層 步驟412 :藉由電漿清洗晶圓之主動表面 步驟414 :進行第二道固化製程“，以再次固化第二保 護層 步驟416 :進行一凸塊製程 步驟418 :進行一單體化製程

Claims (1)

1. c/c 127〇9始90福。, 十、申請專利範圍： I一種晶圓保護層的製作# 面之-晶圓，該晶圓之該主動有-主動表 第-保護層，且哕第一俘具有多數個銲墊及-護層的製;：暴露出該些銲塾，該晶圓保 上，Γί線路層於料—賴層及該些銲墊 於該晶圓上形成一第二保護 H 路層； 曼層以覆盍该重配置線 5:一第：固化程序’以固化該第二保護層； 圖案化该第二保護層，以使 _ 重配置線路層的部分區域；層暴路出該 進^-清洗程序於該晶圓之該第二保護層上；以及 ^行-第二固化程序’以再次固化該第二保護層。 法，專利範圍第1項所述之晶圓保護層的製作方 始、中糾-固化程序及該第二固化程序 與/或一光化學處理。 处I 3·如申請專利範圍第2項所述之晶圓保護層的製作方 去，其中該光化學處理包括紫外光固化。 4·如申請專利範圍第丨項所述之晶聽護層的製作方 其中^中該第二保護層之材f包括聚亞賴以及苯環丁埽 5·如申晴專利範圍第1項所述之晶圓保護層的製作方 法，其中該清洗程序包括電漿清洗。 15 doc/c 12709¾^. 6.—種晶圓凸塊的製作 提供一晶圓，其中該晶圓具=主動表^且，主 =上具有多數個銲塾及一第； 層暴露出該些銲墊； 保產 上ΓίΓ重配置㈣層於該帛—㈣層及該此銲墊 上，且《配置、祕騎_些銲墊紐 一 路層於該晶圓上形成—第二保護層，以覆蓋該重配置線 進行-第-固化程序，以固化該第二保護層； 重配Μ該第二倾層暴露出該 進^一清洗程序於該晶圓之該第二保護層上； 以及進行—第二111化程序，以再次固化該第二保護層； 路層製程於鮮二賴層暴露之射配置線 、去，請專利範圍第6項所述之晶圓凸塊的製作方 以得到多數後’更包括進行—單體化製程’ 法，==包圍括第，項所述之晶圓凸塊的製作方 於每一該些球底金屬層上形成一凸塊。 12709¾ 590twf.doc/c 9. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓凸塊的製作方 法，其中該第一固化程序及該第二固化程序包括一熱處理 與/或一光化學處理。 10. 如申請專利範圍第9項所述之晶圓凸塊的製作方 法，其中該光化學處理包括紫外光固化。 11. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓凸塊的製作方 法，其中該第二保護層之材質包括聚亞醯胺以及苯環丁烯 其中之一。 12. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓凸塊的製作方 法，其中該清洗程序包括電漿清洗。 17