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TWI353030B - Tin processing method for surfaces of copper pads - Google Patents

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TWI353030B
TWI353030B TW097112404A TW97112404A TWI353030B TW I353030 B TWI353030 B TW I353030B TW 097112404 A TW097112404 A TW 097112404A TW 97112404 A TW97112404 A TW 97112404A TW I353030 B TWI353030 B TW I353030B
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Wei Hua Lu
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Wei Hua Lu
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    • H10W72/012

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  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

1353030 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種晶圓之銅塾表面鐘錫方法,特別是關於 一種藉由在一晶圓之銅墊的上方穿過一金屬薄層形成一層緊 密結合之錫層,以供直接做為或選擇接合更小尺寸金屬凸塊的 晶圓之銅塾表面鍵錫方法。 【先前技術】 近年來’咼效能、南積集度、低成本、輕薄短小一直為長 久以來電子產品設計製造上所追尋之目標。為了達成上述目 標’積體電路封裝技術也跟著朝向微型化、高密度化發展,其 中常見的封裝技術包含雙列直插式封裝ipual blhe Package ’ DIP)、四方扁平封裝(Qua(j Fiat pack,qfp)、四方形 扁平無引腳封裝(Quad Flat No-lead,QFN)、針腳陣列式構裝 (Pin Grid Array ’ PGA)、球格陣列式構裝(Bau Grid ,BGA) 及晶片尺寸級構裝(Chip-Scale Package ’ CSP)等。以BGA或 PGA封裝構造為例,其係在一多層電路基板之上表面利用打 線技術(Wire Bonding,WB)或覆晶技術(Fiip chip,FC)固設至 少一晶片,並在其下表面固設數個銲球(s〇lderball)。特別是, 由於BGA或PGA封裝構造能以堆疊(stack die)方式或鄰接 (side-by-side)方式進一步整合數個晶片於同一封裝體中,因此 有利於構成具多功能的系統級封裝(SyStem^package,gjjp), (s ) 5 1353030 , 是以成為近年來發展迅速之晶片構裝技術。另一方面,CSP封 裝構造則是能整合數個晶片至同一晶片中,以構成具多功能的 系統單晶月封裝(System On Chip,SOC),故亦為發展迅速之 另一晶片構裝技術。如上所述,不論是BGA、PGA或CSP等 先進封裝技術皆會使用到覆晶技術(FlipChip,FC;|,以便在一 晶片之下表面固設數個凸塊(s〇lder bump)。因此,覆晶技術亦 成為先進封裝技術成敗與否之關鍵因素之一。 舉例而言,中華民國專利公告第5214〇6號則公開一種「凸 塊形成製程」,其包含下列步驟··提供一晶圓,具有數個銲墊; 於該晶圓之表面依序形成—黏著層、—轉層及—沾錫層,·定 義該沾錫;|及雜_,_成複數棘底金·卿聊 案,並暴露出該黏著層;形成數個鲜料層圖案於該球底金屬層 圖案之表面;去除暴露出之該黏著層;以及進行回焊使各該銲 料層圖案形成-凸塊。上述黏著層材f選自鉻、銅、銘、欽其 中之-;上述阻障層材質選自鈦鶴合金、欽、錄飢合金、絡銅 合金其中之-,及上述沾錫層材質選自銅、鎳、免、金、銀及 銘其中之-。在製程完成後,該晶圓之銲塾_)上依序存在 該黏著層、阻障層、沾錫層及簡凸塊之叠層 再者,令華民國專利公告第仍㈣號則公開一種「晶圓 級封裝之凸塊製造方法」,其包含下列步驟:提供一晶圓,其 上形成數條蝴道、’護層及數個銲墊;形成—導電層於該 1353030 曰B圓上’該導電層與該銲墊電性連接並填入該切割道;形成— 光阻層於該導電層上;圖案化該光阻層於該銲墊上方形成數個 路出該導電層之開口,並於銲墊以外之區域形成數個未露出該 導電層之開口;以及形成數個凸塊於該些銲墊上方之該些開口 以連接該導電層。上述導電層之材質係選自鈦、鈦鎢合金、鋁、 錄銳合金、鎳、銅及鉻的其中之一;或是,鈦/鎳釩合金/銅或 鋁/鎳釩合金/鋼之三層結構;或為欽/銅二層結構,亦可為鋁/ 鈦/錦銳合金/鋼之四層結構。在製程完成後,該晶圓之銲墊(叙 塾)上依序存在該導電層(一至四層)及銲料凸塊之疊層構造。 另外’令華民國專利公告第1283433號則公開一種「降低 晶圓上金屬凸塊表面粗糙度之方法」,其包含下列步驟:提供 一晶圓,具有一主動面;形成一金屬層於該晶圓之該主動面; 形成一光阻層於該金屬層’該光阻層係形成有數個開口以顯露 該金屬層;形成數個金屬凸塊於該光阻層之開口,該金屬凸塊 係具有數個顯露於該光阻層之接合面;研磨該金屬凸塊之接合 面,以降低其表面粗糙度;在研磨之後,移除該光阻層;以及 在移除該光阻層之後,蝕刻該金屬凸塊,以消除該接合面之研 磨痕跡。上述金屬層係選自單一金屬或合金組成之複合金屬 層,亦即UBM結構。在製程完成後,該晶圓之銲墊(鋁墊)上 依序存在該金屬層(單一層或複合層)及銲料凸塊之疊層構造。 除此之外’相關於覆晶(Flip Chip,FC)及凸塊底金屬層
7 1353030 (Under Bump Metallurgy,UBM)之先前技術尚有中華民國專利 公告第5%293號「凸塊製程」、第1221334號「凸塊製程」、 第1225698號「晶圓級封裝凸塊製程」及第1239578號「凸塊 製程」等。在製程完成後,該晶圓之銲墊(銘塾)上依序亦皆存 在該凸塊底金屬層(複合層)及銲料凸塊之疊層構造。 另一方面,相對應於封裝技術之發展,半導體晶圓製程技 術亦朝微小化邁進。特別是’在0.13微米級晶圓技術進展至 90奈米級晶圓技術期間,銘製程將逐漸被銅製程取代,以往 晶圓表面上所形成之鋁墊(A1 pad)突然變成銅墊(Cupad)。此種 先進製程趨勢的演變立刻面臨到一技術問題,亦即這使得原本 應用於晶圓鋁墊之各種習用凸塊底金屬層(Under Bump Metallurgy ’ UBM)因金屬冶金相容性問題而不再完全適用於下 一世代的晶圓銅墊上。再者,由於上述習用凸塊底金屬層通常 需要複數金屬層’因此導致其製程較為繁複,且生產成本亦相 對較尚。另外,亦有必要思考要藉由何種先進技術,以進一步 縮小晶圓銅墊上之凸塊尺寸,以便相對減少凸塊間距,藉此提 高覆晶晶片在單位面積中可佈局之凸塊總量。 疋故,確實有必要提供一種晶圓之銅墊表面鐘錫方法,以 解決習知技術所存在的缺陷。 【發明内容】 本發明之主要目的在於提供—種晶圓之雜表面鍵錫方 8 法,其係在一晶圓上暫時全面性形成一半透性之金屬薄層,並 選擇利用化學浸鍍之方式穿過該金屬薄層形成一錫層於銅墊 上方’進而簡化凸塊製程/構造及降低製程成本。 本發明之次要目的在於提供一種晶圓之銅墊表面鍍錫方 法’其係將該金屬薄層裸露之銅墊部份表面選擇以化學浸鍵方 式置換成-錫層,因而得到緊密結合於銅塾表面之錫層,進而 增加凸塊結合強度。 本發明之另-目的在於提供—種晶圓之銅録面鑛錫方 法’其係在-晶圓之銅墊表面上方穿過—金屬薄層形成一緊密 、'’。合之錫層’以便直接做為小尺寸之凸塊,進崎低凸塊間 距、提高凸塊佈局密度及符合職域無錯標準。 、本發明之再_目的在於提供―種晶圓之鋪表面鑛錫方 法,其係在—晶圓之鋼墊表面上方穿過—金屬薄層形成一緊密 結合之錫層’以魏擇進—麵合触銲料之凸塊進而提供 無鉛覆晶技術及符合環保法規無鉛標準。 種晶圓之銅塾表面鍍錫方
將該銅墊之部份表面置換 為達上述之目的,本發明提供一 法,其包含··提供一晶圓,其表面具 表面形成一金屬薄層,以電性連接所 之部份表面;形成一光阻層於訪么s 成一錫層,並使該錫層沈積至該金屬薄層上方;去除該光阻 層;以及’去除未受該錫層遮蔽之金屬薄層。 接著,在該晶圓切割成數個晶片後,該錫層可直接做為小 尺寸之凸塊,以供媒介結合該晶片至一基板上,進而構成一 BGA或PGA封裝構造。或者,在該晶圓切割成數個晶片後, 該錫層可直接做為小尺寸之凸塊,且該晶片可直接使用做為一 CSP封裝構造。 再者,在本發明另一實施例之晶圓之銅墊表面鍍錫方法 中,於去除該光阻層的步驟之前,另可選擇包含:形成一銲料 層於該開口内之錫層上。接著,於去除該光阻層及去除未受該 錫層遮蔽之金屬薄層的步驟之後,另包含:對該銲料層進行回 焊’以形成一金屬凸塊。 另外’在本發明再一實施例之晶圓之銅墊表面鍍錫方法 中’於去除未受該錫層遮蔽之金屬薄層的步驟之後,另可進一 步包含:形成另一光阻層於該晶圓上,並圖案化該另一光阻 層’以形成數個開口裸露該銅墊上之錫層;在該開口内形成一 銲料層;去除該另一光阻層;以及,對該銲料層進行回焊,以 形成數個金屬凸塊。 【實施方式】 為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易 懂’下文將特舉本發明較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細 說明如下。 根據本發明之晶圓之銅塾表面_方法,其主要包含下列 步靜.提供一晶圓1,其表面具有數個鋼塾11 ;在該晶圓i之 表面形成-金層2,以電性連接所有該銅塾u且裸露各 該銅塾11之部份表面;形成一光阻層3於該金層2上, 並圖案化該光阻層3,以形成數個開口 31娜該銅塾U上之 金屬薄層2 ;在該開口 31内形成—錫層4 ;去除該光阻層3 ; 以及,去除未受該騎4遮蔽之金層2。本發明係可依需 求選擇藉由下述第-至第三實_之任—種方式進行該晶圓 之銅墊表面賴方法,該第-至第三實施例係分別作詳細說明 如下。 請參照第1至7圖所示,本發明第一實施例之晶圓之銅墊 表面錢錫方法主要包含下列步驟:提供—晶心,其表面具有 數個鋼墊11 ;在該晶圓i之表面形成一金屬薄層2,以紐連 接所有該銅墊11且裸露各該銅墊u之部份表面;形成一光阻 層3於該金屬薄層2上’並圖案化該光阻層3,以形成數個開 口 31裸露該銅塾11上之金屬薄層2 ;化學浸鐘處理該金屬薄 層2裸露出的銅墊η部份表面,將該銅墊u之部份表面置換 成一錫層4 ’並使該錫層4沈積至該金屬薄層2上方;去除該 光阻層3,以及,去除未受該錫層4遮蔽之金屬薄層2。 請參照第1圖所示,本發明第一實施例之晶圓之鋼塾表面 1353030 鑛錫方法第—步驟係:提供該晶® 1,其表面具有數個銅塾 11。在本步驟中,該晶圓1較佳係選自矽晶圓,且該晶圓1係 選擇使用0.18微米以下之銅製程進行加工,以便在該晶圓1 之表面形成數個該銅塾ll(Cu pad)及銅線路(未綠示)。接著, 該晶圓1之表面進一步形成一保護層12,且圖案化該保護層 12以疋義數個開口(未標示)’藉此裸露該銅塾η及包埋該銅 線路。該保護層12通常選自氧化砍或氮化硬等絕緣材質。 凊參照第2圖所示,本發明第一實施例之晶圓之銅墊表面 鑛錫方法第一步驟係、·在該晶圓1之表面形成該金屬薄層2, 以電性連接所有該銅墊η且裸露各該銅墊11之部份表面。在 本步驟中,本發明較佳在真空狀態下選擇利用濺鍍(印uttering deposition)、蒸鍍(evaporati〇n dep〇siti〇n)或無電鍍 plating)處理該晶圓〗之表面,以形成該金屬薄層2。該金屬薄 層2之厚度較佳控制在j奈来㈣至j微米㈣)之間特別是 在5奈米至800奈米之間,最佳是在1〇奈米至600奈米之間。 該金屬薄層2之厚度必需適當控制至極薄,以便使其具有半透 性能裸露各該婦11之部絲面’進而有利於後續利用化學 浸鐘方式雜下方的峨U之部絲面置換成闕層4。再 者,該金屬薄層2之材質較佳選自無法被錫置換之金屬 ,例如 銀或金等,其抑在製程巾暫時性且全_的電性連接所有該 銅墊11,其目的在於用以克服在後續進行化學浸鐘時 ,因該 (S ) 12 1353030 晶圓1之内部電路(未繪示)造成各鋼墊U之電位不相同的問 題,以確保能在所有之銅塾U上形成一致厚度的錫層4。 清參照第3及4圖所示’本發明第一實施例之晶圓之銅墊 表面鑛錫方法第三步驟係:形成該光_ 3於該金屬薄層2 上’並圖魏該光阻層3 ’以形絲健開口 31裸露該銅墊 11上之金屬薄層2。在本步驟中,本發曰月較佳選擇藉由塗佈液 態光阻(photoresist)或黏貼乾膜(dry film)而形成該光阻層3,且 其係可取材自貞型光喊正型光阻^接著,本發義利用一般 曝細影对·光阻層3進行_化_,_成數個該開 口 3卜該開口 31對應於該銅塾u之位i,因而可裸露該銅 墊11上之金屬薄層2。 請參照第5及5A圖所示,本發明第一實施例之晶圓之銅 墊表面麟方法細步獅:化學浸_理該金屬薄層2裸露 出的銅塾11部份表面,將該銅墊u之部份表面置換成一錫層 4,並使該錫層4沈積至該金屬薄層2上方。在本步驟中該 化學改鑛方式較佳顧自具有置換性之方式,特別是化學 浸錫製程(Immersion Tin Process)。該化學浸鍍處理之電鑛液係 較佳以錫電麟為主,彳物氣倾(SnCl2)加上錯合#KC〇mplex agent)之電錢液,其中該錯合劑較佳可選自硫脈(Thi〇urea)。藉 此’由於該電鑛液中之錫離子將逐漸置換該金屬薄層2裸露出 的銅墊11部份表面’因而沈獅成該錫層4,且最後該金屬 13 1353030 薄層2裸露出之銅墊n部份表面將被錫置換取代並填實。值 得/主意的是’如第5A圖所示,該金屬薄層2並未被錫所置換, 且該金屬薄層2裸露出之銅墊11部份表面的銅被錫所置換取 代’因而形成一粗糙凹面11丨緊密結合該錫層此時,若進 一步延長化學浸鍍反應時間,則錫離子可能進一步置換位於該 金屬薄層2下方原本未裸露出之銅墊u的其他鄰近部位,因 而擴大該錫層4的置換範圍及該粗糙凹面111之凹陷程度。再 者,該錫層4係持續沈積至該金屬薄層2上方,該錫層4之高 度(厚度)較佳控制在1〇〇奈米_)至100微米(腿)之間,特別 是在0.1微米至75微米之間,最佳是在丨微米至5〇微米之間。 再者’該錫層4之材質除了選自錫之外,亦可選自其他無鉛焊 料,例如錫銀合金或錫銀銅合金等。值得注意的是,當該金屬 薄層2選自銀時,該金屬薄層2將更有利於抑制銅與錫之間容 易形成介金屬化合物伽卿细脱⑸呵咖心^^之問題。 请參照第6圖所示,本發明第一實施例之晶圓之銅墊表面 鐘錫方法第五步驟係:去除該光阻層3。在本步驟中,可利用 一般顯影方式去除該光阻層3。當該光阻層3選自光阻乾膜 時’則亦可直接撕除之。在絲該絲層3後,將裸露該錫層 4以及未受該錫層4遮蔽之金屬薄層2。 請參照第7圖所示,本發明第一實施例之晶圓之銅塾表面 鍵錫方法第六步驟係:去除未受該錫層4遮蔽之金屬薄層2。 (S ; 14 在本步驟中,本發明較佳選用適當之餘刻液,以選擇性蝕刻去 除該金屬薄層2之銀、金或其他無法被錫置換之金屬,但不致 兹刻該錫層4。再者,在本發明之其他實施例巾,亦可另以形 成光阻、#光、顯影等步驟在該錫層4上形成另—光阻層做為 L(未繪示)’但曝露未受麟層4遮蔽之金屬薄層2, 以便利用侧祕刻去除該金屬薄層2之銀或金。接著,再利 用顯影液去除該錫層4上之另一光阻層。 藉由上述第一至第六步驟,本發明第一實施例即可在該晶 圓1之銅塾11上穿過該金屬薄層2形成緊密結合之該錫層4, 且該錫層4可直接做為小尺寸之凸塊。在完成本發明第一實施 例之晶圓之銅塾表面賴方法後,接著可將該晶目丨切割成數 個晶片(未繪不)’該⑼可糊該錫層4(小尺寸之凸塊)媒介結 合至一基板(未繪示)上,進而構成一 BGA或pGA封装構造。 或者,在該晶圓1切割成數個晶片(未繪示)後,隨即直接使用 做為一 CSP封裝構造。由於該錫層4定義之凸塊尺寸相對較 小,故有利於進一步縮減銅墊間距、降低凸塊間距,及提高單 位面積中之凸塊佈局密度。同時,亦能符合R〇HS及WEEE 等國際環保法規對無鉛標準的要求。 請參照第1至5及8至11圖所示,本發明第二實施例之晶 圓之銅墊表面錄錫方法係相似於本發明第一實施例,但該第二 實施例之晶圓之銅墊表面鐘錫方法係包含下列步驟:提供一晶 1353030 圓1,其表面具有數個銅墊11;在該晶圓1之表面形成一金屬 薄層2,以電性連接所有該銅墊11且裸露各該銅墊11之部份 表面;形成一光阻層3於該金屬薄層2上,並圖案化該光阻層 3,以形成數個開口 31裸露該銅墊u上之金屬薄層2 ;化學 浸鍍處理該金屬薄層2裸露出的銅墊11部份表面,將該銅墊 11之部份表面置換成一錫層4’並使該錫層4沈積至該金屬薄 層2上方;形成一銲料層5於該開口 31内之錫層4上;去除 該光阻層3,去除未受該錫層4遮蔽之金屬薄層2 ;以及,對 該銲料層5進行回焊,以形成一金屬凸塊5’。 相較於該第一較佳實施例,該第二較佳實施例較佳係形成 較厚之該光阻層3 ’使該光阻層3之開口 31具有較大空間, 以便在形成該錫層4之後,尚能進一步形成該銲料層5。該銲 料層5係可選用印刷、電鍍或蒸鍍等方式形成在該開口 31内 之錫層4上’其中該電鍍方式可選自有電電鍍(dectr〇plating) 或無電電鑛(electroless plating)等方式。該銲料層5之材質較佳 選自無鉛焊料,例如錫、錫銀合金或錫銀銅合金等,且其材質 及溶點可相同或相異於該錫層4之材質及熔點。惟,依實際需 求,該銲料層5之材質仍可選自含鉛焊料,例如錫鉛合金等。 該銲料層5經回焊後形成該金屬凸塊5,,該金屬凸塊5’之高 度(厚度)較佳控制在5微米(um)至300微米(um)之間,特別是 在10微求至250微求之間’最佳是在20微米至200微米之間。 16 1353030 藉由上述第一至第八步驟,本發明第二實施例即可在該晶 圓1之銅墊11上穿過該金屬薄層2形成緊密結合之該錫層4, 並藉由該錫層4進一步形成該金屬凸塊5,。在完成本發明第二 實施例之晶圓之銅墊表面鍵錫方法後,接著可將該晶圓丨切割 成數個晶片(未繪示),該晶片可利用該金屬凸塊5’媒介結合至 一基板(未繪示)上,進而構成一 BGA或PGA封裝構造。或者, 在該晶圓1切割成數個晶片(未繪示)後,隨即直接使用做為一 CSP封裝構造。由於該錫層4及金屬凸塊5,仍具相對較小之尺 寸’故亦有利於進一步縮減銅墊間距、降低凸塊間距,及提高 單位面積中之凸塊佈局密度。同時’亦能符合κ〇Η8&νΕΕΕ 等國際環保法規對無鉛標準的要求》 請參照第1至7及12至16圖所示,本發明第三實施例之 晶圓之銅墊表面鍍錫方法係相似於本發明第一實施例,但該第 二實施例之晶圓之銅塾表面鑛錫方法係包含下列步驟:提供一 晶圓1,其表面具有數個銅墊u;在該晶圓丨之表面形成一金 屬薄層2,以電性連接所有該銅塾n且裸露各該銅墊n之部 份表面;形成一光阻層3於該金屬薄層2上,並圖案化該光阻 層3,以形成數個開口 31裸露該銅墊u上之金屬薄層2 ;化 學浸鍵處賴鋪薄層2裸露$的銅塾n部絲面,將該銅 塾11之部份表面置換成—騎4,並使該騎4沈積至該金 屬薄層2上方;去除該光阻層3 ;去除未受該錫層4遮蔽之金 17 丄妁3030 屬薄層2 ;形成另-光阻層6於該晶圓丨上,並_化該光阻 層6 ’以形成數個開π 61裸露該轉u上之錫層4 ;在該開 口 61内形成-銲料層7 ;去除該光阻層6 ;以及對該鲜料層 7進行回焊’以形成數個金屬凸塊7,。 相較於該第-較佳實施例,該第三較佳實施例係進一步在 本發明第-實施例之第六步驟後增加第七至第十步驟,以形成 較厚之該光阻層6,使該光阻層6提供數個開口 61,以便進一 步在該錫層4上形成該銲料層7。本發明係可選擇藉由塗佈液 態光阻或黏貼乾膜而形成該光阻層6。再者,該鲜料層7係可 __ ittM(eleetrolessplating)或舰料式形成在該 開口 61内之錫層4上。該銲料層7較佳選自無鉛焊料,例如 錫、錫銀合金或錫銀銅合金等,且其材質及熔點可相同或相異 於該錫層4之材質及熔點。惟,依實際需求,該銲料層7之材 質仍可選自含錯焊料,例如錫鉛合金等。該銲料層7經回烊後 形成該金屬凸塊7’ ’該金屬凸塊7,之高度(厚度)較佳控制在1〇 微米(um)至300微米(um)之間,特別是在2〇微米至25〇微米 之間,最佳是在30微米至200微米之間。 藉由上述第一至第十步驟,本發明第三實施例即可在該晶 圓1之銅墊11上穿過該金屬薄層2形成緊密結合之該錫層4, 並藉由該錫層4進一步形成該金屬凸塊7,β在完成本發明第三 實施例之晶圓之銅墊表面鑛錫方法後,接著可將該晶圓1切割 18 1353030 成數個晶片(未繪示),該晶片可利用該金屬凸塊7,媒介結合至 一基板(未纟會示)上,進而構成—BGA或PGA封裝構造。或者, 在該晶圓1切割成數個晶片(未綠示)後,隨即直接使用做為一 CSP封裝構造。由於該錫層4及金屬凸塊7’仍具相對較小之尺 寸,故亦有利於進一步縮減銅墊間距、降低凸塊間距,及提高 單位面積中之凸塊佈局密度。同時,亦能符合R〇HS& ^ΕΕ 等國際環保法規對無鉛標準的要求β 如上所述,相較於習用凸塊底金屬層(UBM)因金屬冶金相 容性問題而不再完全適用於下一世代的晶圓銅墊上,且由凸塊 底金屬層長出之凸塊亦具有凸塊尺寸過大等缺點,第7、11及 16圖之本發明藉由先在該晶圓丨上暫時全面性形成該金屬薄 層2,接著再穿過該金屬薄層2將其裸露之銅墊u部份表面 進一步化學浸鍍置換成該錫層4,因而使該錫層4直接緊密結 合至該晶圓1之鋼墊u表面上,其確實可有效簡化凸塊製程、 降低製程成本、增加凸塊結合強度、降低凸塊間距、提高凸塊 佈局密度及符合環保法規無鉛標準。 雖然本發明已以較佳實施例揭露,然其並非用以限制本發 明,任何熟習此項技藝之人士,在不脫離本發明之精神和範圍 内,當可作各種更動與修飾,因此本發明之保護範圍當視後附 之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 19 1353030 第1圖:本發明第一實施例之晶圓之銅墊表面鍍錫方法第一步 戰之示意圖。 · 第2圖:本發明第一實施例之晶圓之銅墊表面鐘錫方法第二步 驟之示意圖。 第3及4圖:本發明第一實施例之晶圓之銅墊表面鍍錫方法第 三步驟之示意圖。 第5及5A圖:本發明第一實施例之晶圓之銅墊表面鑛錫方法 第四步驟之示意圖及局部放大圖。 第6圖·本㈣第—實施例之晶®之銅墊表面麟方法第五步 驟之示意圖。 第7圖·本發明第—實施例之晶®之銅墊表©賴方法第六步 驟之示意圖。 第8、9、10及U圖:本發明第二實施例之晶圓之銅塾表面锻 錫方法第五至第八步驟之示意圖。 第12、13、14、15及16圖:本發明第三實施例之晶圓之銅墊 表面麟方法第七至第十步驟之示意圖。 【主要元件符號說明】 1 晶圓 111粗縫凹面 2 金屬薄層 31開口 11銅墊 12保護層 3 光阻層 4 錫層 20 1353030 5 銲料層 5, 金屬凸塊 6 光阻層 61 開口 7 銲料層 7, 金屬凸塊
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Claims (1)

1353030 十、申請專利範園: 1. 一種晶圓之銅墊表面鍍錫方法,其包含: 提供一晶圓,其表面具有數個銅墊; 在該晶圓之表面形成一金屬薄層,以電性連接所有該銅墊且 裸露各該銅墊之部份表面; 形成一光阻層於該金屬薄層上,並圖案化該光阻層,以形成 數個開口裸露該銅墊上之金屬薄層; 化學浸鎮處理該金屬薄層裸露出的銅墊部份表面,將該銅墊 之部份表面置換成一錫層,並使該錫層沈積至該金屬薄層上 方; 去除該光阻層;以及 去除未受該錫層遮蔽之金屬薄層。 2. 如申請專利範圍第丨項所述之晶圓之銅墊表面鍵錫方法,其 中在提供該晶圓之步驟中,該晶圓之表面另形成—保護層, 且圖案化該保護層定義出數個開口,以裸露該銅墊。 3. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓之銅墊表面鑛錫方法,其 中在形成該金屬薄層之步驟中,選擇利用麟、蒸鑛或無電 鍍之方式處理該晶圓之表面,以形成該金屬薄層。 4. 如申凊專利範圍第1項所述之晶圓之銅録面鑛錫方法,其 中該金屬薄層之厚度係在1奈米至1微米之間。 5. 如申請專利範圍第i項所述之晶圓之銅塾表面鍵錫方法,其 中該金屬薄層之材質選自無法祕置換之金屬。 22 1353030 6. 如申明專利範圍第5項所述之晶圓之銅墊表面鐘錫方法,其 : 巾該金屬薄層續質選自銀或金β 7. 如申明專利範圍第j項所述之晶圓之銅塾表面鐘錫方法,其 中在形成該級層之步驟巾,選擇藉由塗佈祕光阻或黏貼 • 乾膜’以形成該光阻層。 8·如申明專利範圍第j項所述之晶圓之銅塾表面鐘锡方法,其 中該化學浸鍍處理係選自化學浸錫製程。 9. 如申凊專利範圍第8項所述之晶圓之雜表面鍍錫方法,其 中該化學浸職程使用之電織包含氣化錫。 10. 如申明專利範圍第9項所述之晶圓之銅墊表面鐘錫方法,其 中該化學浸錫製程使用之紐液另包含錯合劑。 11. 如申明料範圍第1Q項所述之晶圓之銅塾表面鑛錫方法, 其中該錯合劑選自硫脲。 1如申月專利範圍第1項所述之晶圓之銅塾表面鍵錫方法,其 中在該化學浸链處理之步驟中,該金屬薄層裸露出之銅塾部 份表面的銅被踢置換取代,而形成一粗链凹面,以緊密結合 該錫層。 13.如申响專利範圍第12項所述之晶圓之銅塾表面鑛錫方法, 其中進-步延長化學浸銀反應時間,使錫離子進一步置換位 於該金屬_下方原本未裸露出之_的其他鄰近部位’、因 而擴大該锡層的置絲目及該粗糙凹面之凹陷程度。 23 (S > 14·如申請專利範圍第1項所述之晶圓之銅墊表面鑛錫方法,其 中該錫層之高度係在100奈米至100微米之間。 15. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓之銅表面鑛錫方法,其 中該錫層之材質選自無鉛焊料。 16. 如申請專利範圍第ls項所述之晶圓之銅絲面鏡錫方法, 其中該無辦料包含錫、錫銀合金或錫銀銅合金。 17. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓之銅絲面鑛錫方法,其 中於去除該光阻層的步驟之前,另包含:形成一銲料層於該 開口内之錫層上。 18. 如申睛專利範圍第π項所述之晶圓之銅勢表面錢錫方法, 其中該銲料層係選用印刷、有電電錢、無電電鑛或蒸鍵之方 式形成在該開口内之錫層上。 19. 如申請專利範圍第17項所述之晶圓之銅墊表面鍵錫方法, 其中該銲料層之材質選自無鉛焊料。 20. 如申請專利範圍第19項所述之晶圓之銅墊表面鑛錫方法, 其中該無轉料包含錫、錫銀合金或舰銅合金。 21. 如申請專利範圍第17項所述之晶圓之銅塾表面鑛锡方法, 其中該銲料層之材質及熔點係相同於該錫廣之材質及炫點。 22. 如申請專娜圍第17項所述之晶圓之錄表面_方法, 其中該銲料層之材質及炫點係相異於該錫廣之材質及炼點。 23. 如申專利細第π項所述之晶圓之銅墊表峨錫方法, 1353030 其中於去除該光阻層及去除未受該錫層遮蔽之金屬薄層的 步驟之後,另包含:對該銲料層進行回焊,以形成一金屬凸 塊。 24. 如申請專利範圍第23項所述之晶圓之銅墊表面鑛錫方法, 其中該金屬凸塊之高度係在5微米至300微米之間。 25. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓之銅塾表面鐘錫方法,其 中於去除未受該錫層遮蔽之金屬薄層的步驟之後,另包含: 形成另一光阻層於該晶圓上’並圖案化該另一光阻層,以形 成數個開口裸露該銅墊上之錫層;在該開口内形成一銲料 層;去除該另一光阻層;以及,對該銲料層進行回焊,以形 成數個金屬凸塊。 26. 如申請專利範圍第25項所述之晶圓之銅墊表面鍍錫方法, 其中在形成該銲料層之步驟中,該銲料層係選用印刷、無電 電鍍或蒸鍵之方式形成在該開口内之錫層上。 27. 如申專利範g第25項所述之晶圓之銅塾表面鐘錫方法, 其中該銲料層之材質選自無鉛焊料。 28_如申明專利範圍第27項所述之晶圓之銅塾表面鑛錫方法, 其中該無鉛焊料包含錫、錫銀合金或錫銀銅合金。 29. 如申請專利範圍第25項所述之晶圓之銅塾表面鍵錫方法, 其中該銲料層之材質及炫點係相同於該錫層之材質及溶點。 30. 如申請專利範圍第25項所述之晶圓之銅録面鑛錫方法, 25 1353030
其中該銲料層之材質及熔點係相異於該錫層之材質及熔點。 31.如申請專利範圍第25項所述之晶圓之銅墊表面鍍錫方法, 其中該金屬凸塊之高度係在10微米至300微米之間。 26
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