專利名稱：平頂凸塊結(jié)構及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種凸塊結(jié)構及其制造方法，且特別是有關于一種平頂凸塊 (flat-bump)結(jié)構及其制造方法。
背景技術：
覆晶接合技術(flip chip interconnect technology)乃是一種將芯片(die) 連接至一線路板的封裝技術，其主要是在芯片的多個接墊上形成多個凸塊(bump)。 接著將芯片翻轉(zhuǎn)(flip)，并利用這些凸塊來將芯片的這些接墊連接至線路板上的 接合墊(terminal)，以使得芯片可經(jīng)由這些凸塊而電性連接至線路板上。通常， 凸塊具有若干種類型，例如焊料凸塊、金凸塊、銅凸塊、導電高分子凸塊、高分子 凸塊等。圖1A為現(xiàn)有的金凸塊的剖面圖，而圖IB為現(xiàn)有的金凸塊的俯視圖。請參考 圖1A與圖1B，現(xiàn)有的金凸塊結(jié)構適于配置在一芯片110上，而此芯片110上已形 成有多個鋁接墊120 (圖1A與圖1B僅繪示一個鋁接墊)與一保護層130。其中， 保護層130具有多個開口 130a，其分別暴露各鋁接墊120的一部份。此外，現(xiàn)有 的金凸塊結(jié)構包括一球底金屬層140與一金凸塊150，其中球底金屬層140配置開 口 130a內(nèi)，并覆蓋部分保護層130。金凸塊150配置于球底金屬層140上。由于 此金凸塊150覆蓋于部分保護層130上方的球底金屬層140上，因此金凸塊150 具有一環(huán)狀凸起部150a，而這就所謂城墻效應(wall effect)。然而，此環(huán)狀凸 起部150a會影響金凸塊150與其他承載器(未繪示)之間的接合強度。此外，由 于球底金屬層140僅配置于金凸塊150的下方，因此當球底金屬層140與金凸塊 150之間或是球底金屬層140與保護層130之間產(chǎn)生裂縫時，此種現(xiàn)有的金凸塊結(jié) 構便容易出現(xiàn)底切效應(under cut effect)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供了一種平頂凸塊結(jié)構及其制造方法， 使得此種平頂凸塊結(jié)構較不易產(chǎn)生底切效應。本發(fā)明提供一種平頂凸塊結(jié)構的制造方法，以改善城墻效應。 本發(fā)明提供一種平頂凸塊結(jié)構，以改善底切效應。本發(fā)明提出一種平頂凸塊結(jié)構的制造方法，其包括下列步驟。首先，提供一 基板，而基板具有多個接墊與一保護層，其中保護層具有多個第一開口，且各第一 開口分別暴露出相對應的接墊的一部分。在基板上形成一球底金屬材料層，以覆蓋保護層與保護層所暴露出的接墊。在保護層所暴露出的接墊上方的球底金屬材料層 上形成多個平頂凸塊，其中各平頂凸塊的底面積小于相對應的第一開口的底面積， 且平頂凸塊的頂面為平面。圖案化球底金屬材料層，以形成多個球底金屬層，其中 各球底金屬層的底面積大于相對應的第一開口的底面積。在本發(fā)明一實施例中，形成平頂凸塊的步驟包括在球底金屬材料層上形成一 第一圖案化光阻層，且第一圖案化光阻層具有多個第二開口，分別暴露出保護層所 暴露出的接墊上方的球底金屬材料層。在第二幵口內(nèi)形成平頂凸塊。移除第一圖案 化光阻層。在本發(fā)明的一實施例中，形成球底金屬層的步驟包括在球底金屬材料層上形 成一第二圖案化光阻層，其中第二圖案化光阻層覆蓋這些平頂凸塊，并暴露出部分 球底金屬材料層。圖案化球底金屬材料層，以形成球底金屬層。移除第二圖案化光 阻層。在本發(fā)明的一實施例中，在形成球底金屬層的步驟中，各球底金屬層的底面 積大于相對應的第一開口的底面積。本發(fā)明提出一種平頂凸塊結(jié)構，其適于配置于一基板上。此基板具有一接墊 與一保護層，其中保護層具有一開口，其暴露出接墊的一部分。此平頂凸塊結(jié)構包 括一球底金屬層與一平頂凸塊，其中球底金屬層配置于保護層上，并覆蓋保護層所 暴露出的接墊。平頂凸塊配置于接墊上方的球底金屬層上，其中平頂凸塊的頂面為 平面。此外，平頂凸塊的底面積小于開口的底面積，且球底金屬層的底面積大于開 口的底面積。在本發(fā)明的一實施例中，平頂凸塊的材質(zhì)可以是金。 在本發(fā)明的一實施例中，接墊的材質(zhì)可以是鋁。在本發(fā)明的一實施例中，基板可以是芯片或晶圓。基于上述，由于本發(fā)明將平頂凸塊形成于保護層的開口內(nèi)，因此此種平頂凸 塊具有平坦的頂面。此外，由于球底金屬層的底面積大于平頂凸塊的底面積，因此 此種平頂凸塊結(jié)構較不易產(chǎn)生底切效應。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合 附圖作詳細說明如下。


圖1A為現(xiàn)有的金凸塊的剖面圖。 圖1B為現(xiàn)有的金凸塊的俯視圖。圖2A至圖2D為本發(fā)明一實施例的一種平頂凸塊結(jié)構的制造方法的示意圖。 圖3為本發(fā)明一實施例的一種平頂凸塊結(jié)構的俯視圖。
具體實施方式
圖2A至圖2D為本發(fā)明一實施例的一種平頂凸塊結(jié)構的制造方法的示意圖。 請先參考圖2A，本實施例之平頂凸塊結(jié)構的制造方法包括下列步驟。首先，提供 一基板210，而基板210具有多個接墊220與一保護層230，其中保護層230具有 多個第一開口 230a，且各第一開口 230a分別暴露出相對應的接墊220的一部分。 值得注意的是，為了便于說明，本實施例的開口 230a與接墊220均僅繪示一個。 此外，此基板210可以是晶圓或是其他承載器，而接墊220的材質(zhì)可以是鋁、銅或 是其他金屬。請繼續(xù)參考圖2A，在基板210上方形成一球底金屬材料層310，以覆蓋保護 層230與保護層230所暴露出的接墊220。此外，形成球底金屬材料層310的方法 可以是濺鍍制程、物理氣相沉積制程或化學氣相沉積制程。然后，在球底金屬材料 層310上形成一第一圖案化光阻層410，且第一圖案化光阻層410具有多個第二開 口 410a，其分別暴露出保護層230所暴露出的接墊220上方的球底金屬材料層310。 值得注意的是，第二開口 410a小于接墊220以及第一開口 230a。請參考圖2A與圖2B,在第二開口 410a內(nèi)形成平頂凸塊320。換言之，在保 護層230所暴露出的接墊220上方的球底金屬材料層310上形成多個平頂凸塊320。此外，形成平頂凸塊320可以是電鍍制程。然后，移除第一圖案化光阻層410。值 得注意的是，各平頂凸塊320的底面積小于相對應的第一開口 230a的底面積，且 平頂凸塊320的頂面320a為平面。請參考圖2C，在球底金屬材料層310上形成一第二圖案化光阻層420,其中 第二圖案化光阻層420覆蓋這些平頂凸塊320，并暴露出部分球底金屬材料層310。請參考圖2C與圖2D，以第二圖案化光阻層420為掩膜進行一蝕刻制程，移除 部分球底金屬材料層310，以形成球底金屬層312。此時，球底金屬層312的底面 積大于相對應的第一開口 230a的底面積。然后，移除第二圖案化光阻層420。至 此，大致完成本實施例的平頂凸塊結(jié)構的制造流程。此外，在移除第二圖案化光阻 層420之后，也可以對于基板210進行一切割制程，以形成多個芯片結(jié)構(未繪示)。 以下將就此平頂凸塊結(jié)構的細部結(jié)構進行說明。圖3為本發(fā)明一實施例的一種平頂凸塊結(jié)構的俯視圖。請參考圖3與圖2D， 此平頂凸塊結(jié)構適于配置于一基板210上。此基板210具有一接墊220與一保護層 230，其中保護層230具有一第一開口 230a，其暴露出接墊220的一部分。此外， 基板210可以是芯片或晶圓。此平頂凸塊結(jié)構包括一球底金屬層312與一平頂凸塊 320，其中球底金屬層312配置于保護層230上，并覆蓋保護層230所暴露出的接 墊220。平頂凸塊320配置于接墊220上方的球底金屬層312上，其中平頂凸塊320 的頂面320a為平面。此外，平頂凸塊302的底面積小于第一開口 230a的底面積， 且球底金屬層312的底面積大于第一開口 230a的底面積(如圖3所示)。另外， 平頂凸塊320的材質(zhì)可以是金。由于平頂凸塊320形成于保護層230的第一開口 230a內(nèi)，且平頂凸塊302的 底面積小于第一開口 230a的底面積，因此此種平頂凸塊320具有平坦的頂面320a， 以改善現(xiàn)有技術所具有的城墻效應。此外，由于球底金屬層312的底面積大于平頂 凸塊320的底面積，因此此種平頂凸塊結(jié)構較不易產(chǎn)生底切效應。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬 技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許更動與 潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當以權利要求所界定的為準。
權利要求
1. 一種平頂凸塊結(jié)構的制造方法，包括提供一基板，該基板具有多個接墊與一保護層，其中該保護層具有多個第一開口，且各該第一開口分別暴露出相對應的該接墊的一部分；在該基板上形成一球底金屬材料層，以覆蓋該保護層與該保護層所暴露出的該些接墊；在該保護層所暴露出的該些接墊上方的該球底金屬材料層上形成多個平頂凸塊，其中各該平頂凸塊的底面積小于相對應的該第一開口的底面積，且該些平頂凸塊的頂面為平面；以及圖案化該球底金屬材料層，以形成多個球底金屬層，其中各該球底金屬層的底面積大于相對應的該第一開口的底面積。
2. 如權利要求1所述的平頂凸塊結(jié)構的制造方法，其特征在于，形成該些平頂 凸塊的步驟包括-在該球底金屬材料層上形成一第一圖案化光阻層，且該第一圖案化光阻層具 有多個第二開口 ，分別暴露出該保護層所暴露出之該些接墊上方之該球底金屬材料 層；在該些第二開口內(nèi)形成該些平頂凸塊；以及 移除該第一圖案化光阻層。
3. 如權利要求1所述的平頂凸塊結(jié)構的制造方法，其特征在于，形成該些球底 金屬層的步驟包括-在該球底金屬材料層上形成一第二圖案化光阻層，其中該第二圖案化光阻層 覆蓋該些平頂凸塊，并暴露出部分該球底金屬材料層；圖案化該球底金屬材料層，以形成該些球底金屬層；以及 移除該第二圖案化光阻層。
4. 如權利要求1所述的平頂凸塊結(jié)構的制造方法，其特征在于，在形成該些球 底金屬層的步驟中，各該球底金屬層的底面積大于相對應的該第一開口的底面積。
5. —種平頂凸塊結(jié)構，適于配置于一基板上，該基板具有一接墊與一保護層， 其特征在于，該保護層具有一開口，暴露出該接墊的一部分，該平頂凸塊結(jié)構包括-一球底金屬層，配置于該保護層上，并覆蓋該保護層所暴露出的該接墊；以及一平頂凸塊，配置于該接墊上方的該球底金屬層上，其中該平頂凸塊的頂面 為平面，而該平頂凸塊的底面積小于該開口的底面積，且該球底金屬層的底面積大 于該開口的底面積。
6. 如權利要求5所述的平頂凸塊結(jié)構，其特征在于，該平頂凸塊的材質(zhì)包括金。
7. 如權利要求5所述的平頂凸塊結(jié)構，其特征在于，該接墊的材質(zhì)包括鋁。
8. 如權利要求5所述的平頂凸塊結(jié)構，其特征在于，該基板包括芯片或晶圓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平頂凸塊結(jié)構的制造方法。提供一基板，而基板具有多個接墊與一保護層，其中保護層具有多個第一開口，且各第一開口分別暴露出相對應的接墊的一部分。在基板上形成一球底金屬材料層，以覆蓋保護層與保護層所暴露出的接墊。在保護層所暴露出的接墊上方的球底金屬材料層上形成多個平頂凸塊，其中各平頂凸塊的底面積小于相對應的第一開口的底面積，且平頂凸塊的頂面為平面。圖案化球底金屬材料層，以形成多個球底金屬層，其中各球底金屬層的底面積大于相對應的第一開口的底面積。因此，此種平頂凸塊具有平坦的頂面。
文檔編號H01L21/02GK101241865SQ20071000188
公開日2008年8月13日 申請日期2007年2月5日 優(yōu)先權日2007年2月5日
發(fā)明者俊 馬 申請人:百慕達南茂科技股份有限公司