TWI313901B - A method adopted for wafer bumping - Google Patents

Description

1313901 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係為一種形成晶圓導電 指一種應用於無光阻製程之導電凸塊製作之良別係 【先前技術】 現今電子產品在高速處理化、小型化 晶封裝應運而生，其將設置有電子 ，下’覆 置方式安置於基板上，同時*μ 片表面，以倒 板，遂能有效縮小接至基 的能力。 寸並且θ加處理訊號 然而，傳統覆晶封裝之導電凸塊製程中 先於晶圓上形成-光阻層，其可為正光阻或者= =於5前，利用光罩進行曝光顯影製程簡導 電凸塊。頁光製程則衍生種種問題，例如； j 光顯影製程時導電凸塊之氧化 衣矛王中曝 罩層以進行導電凸塊製作需:二:用傳統之圓案化遮 影製程，光阻無法重=要，顯 時，多餘步驟將衍生之諸多製韻式複雜，同 .η, 4 ’製程不穩定使得產 口口％疋性低，產量低，並且成本高昂。 請參考第！圖、其係為習知技術之形成晶圓導電凸 衣程流程圖，以及第2Α圖〜第2Η圖，其係為習 之形成晶圓導電凸;^ -立 ' 10,曰圓意圖’包含：提供一晶圓 ，、有一正面，正面具有複數個金屬鐸墊Η(步 1313901 驟S100)，形成一凸塊下金屬層13(Under Bump Metallurgy，UBM)於晶圓1〇之正面上（步驟sn〇);設置 -圖案化遮罩層20於晶圓1〇之正面，圖案化遮罩層2〇 具有複數個開口，開口係顯露晶圓H)正面上金屬銲墊U 區域二外之凸塊下金屬層13(步驟sl2〇);形成光阻層2ι β aa ® 1 〇 H面’光阻層2}具有複數個開口，以顯露晶 圓正面金屬銲墊U上之凸塊下金屬"（步驟 S130”形成一金屬層3〇於光阻層21開口中與凸塊下金 屬層13上’其係以電鑛方式為之(步驟S140);移除光阻 層21(步驟S150);進行凸塊下金屬層13之钱刻步驟(步驟 S160);以及進行一^γ左日 产 适仃口鲜程序，以形成凸塊31(步驟 S170)。 、然而’習知技術之形成晶圓導電凸塊方法，其光阻 無法重複使用，同時，多餘步驟所衍生之諸多製程問題， ==定:所以如何找出符合製作簡便以及成本低廉 衣/以取代傳統導電凸塊製程中之黃光製盔 疑是業界亟欲解決之問％ π ^ … 時代的變革。之問喊，同時可為導電凸塊製程帶來劃 【發明内容】 有L於此，本發明遂提出一種形成晶圓導電凸 :解==無光阻製程之導電凸塊製作之方法，來 達^决d製程中曝絲影製程時導電凸 題’其係可用简決黃光製程中曝光顯影製程時導 1313901 之氧化問題，以及簡化製程的主要目的。 本發明係為一種形成晶圓導電凸塊之方法，其係應 用於無光阻製程之導電凸塊製作，形成凸塊之方法包含： 提供一晶圓，晶圓具有一正面，正面具有複數個金屬銲 墊，晶圓更包含一晶圓保護層以覆蓋部份金屬銲墊；接著 形成一凸塊下金屬層（Under Bump Metallurgy，UBM)於 晶圓之正面上；接著設置一硬質圖案化遮罩層於晶圓之正 面，硬質圖案化遮罩層具有複數個開口，硬質圖案化遮罩 層開口係顯露金屬銲墊上之凸塊下金屬層；另外，硬質圖 案化遮罩層更包含複數個支撐環，支撐環係配置於晶圓與 硬質圖案化遮罩層之間，並圍繞硬質圖案化遮罩層開口， 且硬質圖案化遮罩層開口之任何一個皆配置一個與其對應 之一支撐環，硬質圖案化遮罩層之材料係包含玻璃，而支 撐環之材料係包含聚合物；再則，設置硬質圖案化遮罩層 之步驟中，更可以包含一對位步驟，以輔助硬質圖案化遮 罩層之精準配置；接著形成一金屬層於硬質圖案化遮罩層 開口中與凸塊下金屬層上；接著移除硬質圖案化遮罩層； 另外，移除硬質圖案化遮罩層步驟，更可以進一步包含一 清洗硬質圖案化遮罩層之步驟；接著進行凸塊下金屬層之 蝕刻步驟；最後，進行一回銲程序，以形成凸塊。 本發明使用硬質圖案化遮罩層以取代傳統導電凸塊 製程中之黃光製程，可以防止於黃光製程衍生之種種問 題，例如；黃光製程中曝光顯影製程時導電凸塊之氧化問 題，其無需使用光阻，更無需顯影製程，且硬質圖案化遮 8 1313901 罩層經清洗後，可供重複使用，製作方法簡便，可省去多 餘的步驟，同時去除該些多餘步驟所衍生之製程問題，其 穩定製程，使得產品穩定性高，並且成本低廉。 有關本發明具體可行之實施方式，茲就配合圖式說 明如下： 【實施方式】 請參考第3圖，第3圖係為本發明之形成晶圓導電 凸塊製程流程圖，其係應用於無光阻製程之導電凸塊製 作，形成凸塊之方法包含： 請參考第4A圖，其係提供一晶圓10，晶圓10具有 一正面，正面具有複數個金屬銲墊11，晶圓10更包含一 晶圓保護層12以覆蓋部份金屬銲墊11(步驟S100)。 請參考第4B圖，其係形成一凸塊下金屬層13(Unde;r Bump Metallurgy , UBM)於晶圓10之正面上；而凸塊下金 屬層13之材料包含銅、鎳、金、銘、欽、I凡、及銀群組 其中之一或群組内之任意組合（步驟S110)。 請參考第4C圖〜第4D圖，其係設置一硬質圖案化遮 罩層22於晶圓10之正面，硬質圖案化遮罩層22具有複 數個開口，開口係顯露金屬銲墊11上之凸塊下金屬層 13 ;另外，硬質圖案化遮罩層22更包含複數個支撐環 23，支撐環23係配置於晶圓10與硬質圖案化遮罩層22 之間，並圍繞開口，且開口之任何一個皆配置一個與其對 應之一支撐環23，硬質圖案化遮罩層22之材料係包含玻 9 1313901 璃，而支撐環23之材料係包含聚合物，晶圓10表面具有 晶圓保護層12,晶圓10表面之晶圓保護層12位於硬質 圖案化遮罩層22與晶圓10之間（步驟S121)。 請參考第4D圖，其係設置硬質圖案化遮罩層22之 步驟中，更可以包含一對位步驟，以輔助硬質圖案化遮罩 層22之精準配置（步驟S131)。 請參考第4E圖，其係形成一金屬層30於硬質圖案 化遮罩層22之開口中與凸塊下金屬層13上，其係以電鍍 方式為之；而於硬質圖案化遮罩層22之開口中形成之金 屬層3 0材料係為無錯材料或有船材料（步驟S141)。 請參考第4F圖，其係移除硬質圖案化遮罩層22 ;另 外，移除硬質圖案化遮罩層22步驟，更可以進一步包含 一清洗硬質圖案化遮罩層22之步驟（步驟S151)。 請參考第4G圖，其係進行凸塊下金屬層14之蝕刻 步驟；而凸塊下金屬層14之蝕刻步驟係為乾式蝕刻或濕 式蝕刻（步驟S160)。 最後請參考第4H圖，其係進行一回銲程序，以形成 凸塊31(步驟S170)。 綜上所述，本發明之形成晶圓導電凸塊製作方法， 可以防止於黃光製程衍生之種種問題，例如；黃光製程中 曝光顯影製程時導電凸塊之氧化問題，其無需使用光阻， 製作方法簡便，其穩定製程，相對使得產品穩定性高，而 且成本低廉。 然而，以上所述僅為本發明其中的較佳實施例而 10 1313901 已，並非用來限定本發明的實施範圍；即凡依本發明申請 專利範圍所作的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所 涵蓋。 【圖式簡單說明】 第1圖係習知技術之形成晶圓導電凸塊製程流程圖。 第2A圖、第2B圖、第2C圖、第2D圖、第2E圖、 第2F圖、第2(}圖、第2H圖係習知技術之形成 晶圓導電凸塊製程示意圖。 第3圖係本發明之形成晶圓導電凸塊製程流裎圖。 第4A圖、第4B圖、第4C圖、第4D圖、第4E圖、 第4F圖、第4G圖、第4Ή圖係本發明之形成晶 圓導電凸塊製程示意圖。 【主要元件符號說明】 10 11 12 13 14 20 21 22 23 30 31 晶圓 鲁 金屬銲塾 晶圓保護層 凸塊下金屬層 凸塊下金屬層 圖案化遮罩層 光阻層 硬質圖案化遮罩層 支撐環 金屬層 凸塊 11 1313901 步驟S100 提供一晶圓 步驟S110 形成一凸塊下金屬層（Under Bump Metallurgy， UBM)於晶圓之正面上 步驟S120 設置一圖案化遮罩層於晶圓之正面 步驟S121 設置一硬質圖案化遮罩層於晶圓之正面 步驟S130 形成光阻層於晶圓之正面 步驟S131 進行硬質圖案化遮罩層之對位步驟 步驟S140 形成一金屬層於光阻層開口中與金屬銲墊上 步驟S141 形成一金屬層於硬質圖案化遮罩層開口中與金 屬銲墊上 步驟S150 移除光阻層 步驟S151 移除硬質圖案化遮罩層 步驟S160 進行凸塊下金屬層之蝕刻步驟 步驟S170 進行一回銲程序 12

Claims (1)

1313901 十、申請專利範圍： 1.一種形成晶圓導電凸塊之方法，其係應用於無光阻製程 之導電凸塊製作，該形成凸塊之方法包含： 提供一晶圓，該晶圓具有一正面，該正面具有複數 個金屬銲墊； 形成一凸塊下金屬 (Under Bump Metallurgy , UBM)於該晶圓之該正面上， 設置一硬質圖案化遮罩層於該晶圓之該正面，該硬 質圖案化遮罩層具有複數個開口和複數個支撐環，該些 開口係顯露該些金屬銲墊上之該凸塊下金屬層，以及該 些支撐環係配置於該晶圓與該硬質圖案化遮罩層之間並 圍繞該些開口，且該些開口之任何一個皆配置一個與其 對應之該支撐環； 電鍍一金屬層於該些開口中與該些凸塊下金屬層 上； 移除該硬質圖案化遮罩層； 進行該凸塊下金屬層之蝕刻步驟；以及 進行一回銲程序，以形成凸塊。 2. 如申請專利範圍第1項所述之形成晶圓導電凸塊之方 法，其中設置該硬質圖案化遮罩層之步驟中，包含一對 位步驟。 3. 如申請專利範圍第1項所述之形成晶圓導電凸塊之方 法，其中於該些開口中形成之該金屬層材料係為無鉛材 料或有鉛材料。 ί31390] « I申1項所述之形成晶圓導電凸塊之方 質圖案化遮罩層之材料包含玻璃。 μ專利㈣第〗項所述之形成晶圓導電凸塊之方 …其中該些支撐環之材料包含聚合物。 t申=利範圍第1項所述之形成晶圓導電凸塊之方 屬輝塾=法更包含形成—保護層以覆蓋部份該些金 其中該保護層位料硬質圖案化遮罩層舆該晶 7:申請專利範圍第丨項所述之形成晶圓導電凸塊之方 式餘^中該凸塊T金1層线刻㈣料乾式_或濕 8. :申請專利範圍第1項所述之形成晶圓導電凸塊之方 法’其中該凸塊下金屬層之材料包含銅、鎳u、 及銀群組其中之一或群組内之任意組合。、、 9. 如申請專利範圍第1項所述之形成:曰圓導電凸塊之方 法，其中該移除該硬質圖案化遮罩層步驟 洗該硬質圖案化遮罩層之步驟。 3 m 14