微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法
【專利摘要】本揭露涉及一種微凸塊(micro?bump)結(jié)構(gòu)的制造方法，其包含提供一基板；形成一球下冶金層于該基板中供容置錫球；設(shè)置一緩沖層于該基板上；置放一錫球于該球下冶金層上并與其接合；以及硏磨該錫球使其高度達(dá)到一預(yù)定值。
【專利說明】微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明系關(guān)于一種微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法，特別是關(guān)于一種使用一般尺寸錫球即可形成之微凸塊結(jié)構(gòu)之制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電子裝置結(jié)合許多不同的電子元件和電連接器以執(zhí)行預(yù)先決定的功能。錫球是電子裝置中廣泛使用的導(dǎo)電元件。近年來由于可攜式產(chǎn)品的潮流，電子裝置面臨體積上的大幅減少。因此，安裝于電子裝置中的電子元件和導(dǎo)電元件必須制造出更小的體積以符合小型電子裝置的需求。因此為了縮小導(dǎo)電元件，一般都適用價(jià)格較高的微凸塊來形成微凸塊結(jié)構(gòu)。是故，產(chǎn)業(yè)界對于價(jià)格適中的微凸塊結(jié)構(gòu)制造方法仍有一定需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本揭露內(nèi)容的一個(gè)目的系提供一成本便宜的微凸塊結(jié)構(gòu)制造方法，此方法可利用原尺寸錫球制作成微凸塊結(jié)構(gòu)。
[0004]為達(dá)上述目的，本揭露內(nèi)容提供一種微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法，包含提供一基板的步驟；形成一球下冶金層于該基板中供容置錫球的步驟；設(shè)置一緩沖層于該基板上的步驟；置放一錫球于該球下冶金層上并與其接合的步驟；以及研磨該錫球使其高度達(dá)到一預(yù)定值的步驟，以供完成微凸塊結(jié)構(gòu)。
[0005]本揭露內(nèi)容亦提供另一種微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法，包含提供一基板的步驟；形成一球下冶金層于該基板中，該球下冶金層供容置一錫球的步驟；提供一離型層的步驟；設(shè)置一錫球于該離型層上的步驟；研磨該錫球使該錫球高度達(dá)到一預(yù)定值的步驟；接合具有該預(yù)定值之該錫球于該球下冶金層的步驟；以及去除該離型層的步驟，以供完成微凸塊結(jié)構(gòu)。
[0006]上文已相當(dāng)廣泛地概述本揭露內(nèi)容的技術(shù)特征，俾使下文之本揭露詳細(xì)描述得以獲得較佳了解。構(gòu)成本揭露內(nèi)容的申請專利范圍標(biāo)的的其他技術(shù)特征將描述于下文。本揭露內(nèi)容所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者應(yīng)了解，可相當(dāng)容易地利用下文揭示之概念與特定實(shí)施例可作為修改或設(shè)計(jì)其他結(jié)構(gòu)或制程而實(shí)現(xiàn)與本揭露內(nèi)容相同之目的。本揭露內(nèi)容所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者亦應(yīng)了解，這類等效建構(gòu)無法脫離后附之申請專利范圍所界定的本揭露內(nèi)容的精神和范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1顯示為本揭露內(nèi)容一實(shí)施例之微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法之步驟流程圖；
[0008]圖2顯不為本揭露內(nèi)容一實(shí)施例之提供基板之不意圖；
[0009]圖3顯示為本揭露內(nèi)容一實(shí)施例之形成球下冶金層于基板之示意圖；
[0010]圖4顯示為本揭露內(nèi)容一實(shí)施例之設(shè)置緩沖層于基板之球下冶金層上之示意圖；
[0011]圖5顯示為本揭露內(nèi)容一實(shí)施例之經(jīng)由曝光顯影方式移除部分緩沖層之示意圖；[0012]圖6顯示為本揭露內(nèi)容一實(shí)施例之置放錫球于球下冶金層上并與其接合之示意圖；
[0013]圖7顯示為本揭露內(nèi)容一實(shí)施例之研磨錫球使其高度達(dá)到一預(yù)定值之示意圖；
[0014]圖8顯示為本揭露內(nèi)容一實(shí)施例之回焊步驟加熱研磨后的錫球之示意圖；
[0015]圖9顯示為本揭露內(nèi)容一實(shí)施例之自基板剝離緩沖層進(jìn)而完成微凸塊結(jié)構(gòu)之示意圖；
[0016]圖10顯示為本揭露內(nèi)容另一實(shí)施例之將錫球設(shè)置于球下冶金層上并與其接合之示意圖；
[0017]圖11顯示為本揭露內(nèi)容另一實(shí)施例之將緩沖層設(shè)置于基板之錫球上并覆蓋錫球之不意圖；
[0018]圖12顯示為本揭露內(nèi)容另一實(shí)施例之微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法之步驟流程圖；
[0019]圖13顯示為本揭露 內(nèi)容又一實(shí)施例之提供離型層之示意圖；
[0020]圖14顯示為本揭露內(nèi)容又一實(shí)施例之設(shè)置錫球于離型層上之示意圖；
[0021]圖15顯示為本揭露內(nèi)容又一實(shí)施例之研磨錫球，進(jìn)而使錫球高度達(dá)到一預(yù)定值之不意圖；
[0022]圖16顯示為本揭露內(nèi)容又一實(shí)施例之自該基層剝離該緩沖層之示意圖；
[0023]圖17顯示為本揭露內(nèi)容又一實(shí)施例之接合具有預(yù)定值高度之錫球于球下冶金層之不意圖；
[0024]圖18顯示為本揭露內(nèi)容又一實(shí)施例之去除離型層之示意圖；以及
[0025]圖19顯示為本揭露內(nèi)容再一實(shí)施例之微凸塊結(jié)構(gòu)之示意圖。
[0026]【主要元件符號說明】
[0027]10 基板
[0028]110 晶圓層
[0029]120 氮化物層
[0030]12 球下冶金層
[0031]14 緩沖層
[0032]20 錫球
[0033]21 微凸塊結(jié)構(gòu)
[0034]30 離型層
[0035]31 基層
[0036]33 緩沖層
[0037]40 銅柱
【具體實(shí)施方式】
[0038]本發(fā)明在此所探討的方向?yàn)槲⑼箟K結(jié)構(gòu)的制造方法。為了能徹底地了 5解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及結(jié)構(gòu)。顯然地，本發(fā)明的施行并未限定于相關(guān)領(lǐng)域之技藝者所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。另一方面，眾所周知的結(jié)構(gòu)或步驟并未描述于細(xì)節(jié)中，以避免造成本發(fā)明不必要之限制。本發(fā)明的較佳實(shí)施例會詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述之外，本發(fā)明還可以廣泛地施行在其他實(shí)施例中，且本發(fā)明的范圍不受限定，其以之后的申請專利范圍為準(zhǔn)。
[0039]在下文中本揭露的實(shí)施例系配合所附圖式以闡述細(xì)節(jié)。說明書所提及的「實(shí)施例」、「此實(shí)施例」、「其他實(shí)施例」等等，意指包含在本發(fā)明之該實(shí)施例所述有關(guān)之特殊特性、構(gòu)造、或特征。說明書中各處出現(xiàn)之「在此實(shí)施例中」的片語，并不必然全部指相同的實(shí)施例。此外，本發(fā)明之申請專利范圍及發(fā)明說明描述的元件若無特別標(biāo)示其數(shù)量時(shí)則為單數(shù)。若標(biāo)示元件的量詞為一時(shí)，則量詞包含一單位或至少一單位。若標(biāo)示元件的量詞為復(fù)數(shù)個(gè)時(shí)，貝1J量詞包含兩個(gè)以上的單位。若標(biāo)示元件的量詞未顯示時(shí)，貝1J量詞包含一單位或兩個(gè)以上的單位。
[0040]如圖1所示，微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法包含步驟1010提供一基板；步驟1020形成一球下冶金層于該基板中供容置錫球；步驟1030設(shè)置一緩沖層于該基板上；步驟1040置放一錫球于該球下冶金層上并與其接合；以及步驟1050研磨該錫球使其高度達(dá)到一預(yù)定值。上述步驟的數(shù)字并不必然為各步驟的順序，如步驟1040亦可先于步驟1030執(zhí)行。
[0041]圖1所示之步驟流程圖配合圖2至圖9所示各步驟結(jié)構(gòu)的描述如下。在步驟1010中，提供如圖2所示之基板10?；?0包含復(fù)數(shù)層結(jié)構(gòu)層(例如晶圓層110及氮化物層120)，可為晶圓或晶片等。
[0042]在步驟1020中，如圖3所示，形成一球下冶金層12于該基板10上以供容置錫球(圖未示)。
[0043]在步驟1030中，如圖4所示，設(shè)置一緩沖層14于該基板10之球下冶金層12上，因此緩沖層14完全覆蓋該球下冶金層12。
[0044]由于球下冶金層12系用于容置錫球(圖未示)，因此覆蓋球下冶金層12的緩沖層14需被移除。此外，本揭露內(nèi)容之微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法另包含步驟以供曝光顯影或加入蝕刻緩沖層14而去除部分緩沖層14，如圖5所示。此外，在其他實(shí)施例中，緩沖層14設(shè)置步驟亦可將緩沖層14設(shè)置于基板10，同時(shí)緩沖層14并不覆蓋球下冶金層12，而如圖5所示。換言之，緩沖層14亦可設(shè)置于供錫球接合之球下冶金層12周圍。
[0045]在此實(shí)施例中，緩沖層14的材質(zhì)可選自負(fù)型光阻、正型光阻、液態(tài)光阻及干膜(Dry Film)，因此緩沖層14經(jīng)由曝光顯影后，緩沖層14則暴露球下冶金層12。緩沖層14厚度范圍介于錫球20高度的1/2至1/3之間。
[0046]在步驟1040中，如圖6所示，置放一錫球20于該球下冶金層12上并與其接合。
[0047]在步驟1050中，如圖7所示，研磨該錫球20使其高度達(dá)到一預(yù)定值(小于原本高度)。
[0048]如圖8所示，本揭露內(nèi)容的微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法另包含一回焊步驟，其加熱研磨后的錫球20，進(jìn)而使錫球20形成微凸塊結(jié)構(gòu)，經(jīng)由回焊步驟加熱后的錫球20高度小于或等于研磨前錫球20高度的一半。
[0049]參照圖8及圖9所示，本揭露內(nèi)容的微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法另包含一步驟，此步驟自基板10移除(如剝離)緩沖層14進(jìn)而完成微凸塊結(jié)構(gòu)21。
[0050]本揭露的微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法之另一實(shí)施例中，當(dāng)步驟1010及1020執(zhí)行后，先執(zhí)行步驟1040而將錫球20設(shè)置于球下冶金層12上并與其接合，如圖10所示。
[0051]在步驟1030中，如圖11所示，將緩沖層14設(shè)置于基板10的錫球20上并覆蓋錫球20。在此實(shí)施例中，緩沖層14的材質(zhì)可選自負(fù)型光阻、正型光阻、液態(tài)光阻及干膜。緩沖層14厚度范圍介于錫球20高度的1/2至1/3之間。
[0052]此外，本揭露內(nèi)容的微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法另包含曝光顯影緩沖層14的步驟。如圖6所示，緩沖層14經(jīng)由曝光顯影或加以蝕刻后，緩沖層14則曝露球下冶金層12上之錫球20。而后之步驟如上述圖7至圖9的描述而完成本揭露內(nèi)容的微凸塊結(jié)構(gòu)21，在此不再贅述。
[0053]如圖12所示，微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法包含步驟1210提供一基板；步驟1220形成一球下冶金層于該基板中供容置錫球；步驟1230提供一離型層；步驟1240設(shè)置一錫球于該離型層上；步驟1250研磨該錫球使該錫球高度達(dá)到一預(yù)定值；步驟1260接合具有該預(yù)定值高度之該錫球于該球下冶金層以及步驟1270去除該離型層。上述步驟的數(shù)字并不必然為各步驟的順序。
[0054]圖12所示之步驟流程圖配合圖13至圖18所示各步驟結(jié)構(gòu)的描述如下。步驟1210及1220相似于上述步驟1010及1020，因此在此不再贅述。
[0055]在步驟1230中，如圖13所示，提供一離型層30，離型層30包含一基層31及緩沖層33。緩沖層33設(shè)置于基層31上。在此實(shí)施例中，基層31包含一銅膜，而緩沖層33為一干膜，該干膜厚度范圍介于該錫球20高度的1/2至1/3之間。其中緩沖層33可為一種干膜光阻，其可由蓋膜(成份:聚烯Polyester/PET)、光阻(Photoresist)及分隔膜(成份:聚乙烯Polyethylene/PE)所組成。前述干膜光阻組成僅為本揭露內(nèi)容中其一之實(shí)施例，實(shí)務(wù)上并不以此為限。在其他實(shí)施例中，如圖13所示，緩沖層33暴露部分基層31，此暴露的結(jié)構(gòu)系由曝光顯影該緩沖層33的步驟來暴露基層31。此實(shí)施例中，緩沖層33的材質(zhì)可選自負(fù)型光阻、正型光阻及液態(tài)光阻，因此緩沖層33經(jīng)由曝光顯影后，緩沖層33則暴露基層31。
[0056]在步驟1240中，如圖14所示，設(shè)置一錫球20于該離型層30上。具體而言，錫球20系設(shè)置于緩沖層33暴露基層31之處，換言之，錫球20系設(shè)置于基層31上。此外，在其他實(shí)施例(圖未示)中，錫球20可直接設(shè)置于基層31而后再設(shè)置緩沖層33于錫球20周圍，而產(chǎn)生如圖14所示之結(jié)構(gòu)。
[0057]在步驟1250中，如圖15所示，研磨錫球20，進(jìn)而使錫球20高度達(dá)到一預(yù)定值。
[0058]參照圖15及圖16所示，本揭露之微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法進(jìn)一步包含自該基層31剝離該緩沖層33。
[0059]在步驟1260中，如圖17所示，接合具有該預(yù)定值高度之該錫球20于該球下冶金層12。在此一步驟中，該球下冶金層12上可預(yù)先涂設(shè)助焊劑(未圖示)，俾以接合該錫球20，在此錫球接合步驟進(jìn)一步包含一回焊步驟用以供加熱研磨后的錫球20，該回焊步驟加熱后的錫球20高度小于或等于研磨前錫球20高度的一半。由于基層31包含一銅膜，因此錫球接合步驟中的回焊步驟勢必熔化一部分銅與錫球20混合進(jìn)而提升錫球20中的銅比例。
[0060]在步驟1270中，如圖17及圖18所示，當(dāng)完成錫球接合步驟后，則可去除離型層30之基層31進(jìn)而形成如圖18所示之微凸塊結(jié)構(gòu)。
[0061]此外，在步驟1220中，另包含設(shè)置銅柱40于球下冶金層12上，如圖19所示。于步驟1250研磨錫球20后，將研磨后的錫球20接合于銅柱40上，進(jìn)而完成如圖19所示之微凸塊結(jié)構(gòu)。同樣地，在該銅柱40上亦可預(yù)先涂設(shè)些許之助焊劑(未圖示)，以供錫球20接合于銅柱40上。
[0062]本揭露內(nèi)容的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上,然而本揭露內(nèi)容所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者應(yīng)了解，在不背離后附申請專利范圍所界定之本揭露精神和范圍內(nèi)，本揭露內(nèi)容的教示及揭示可作種種之替換及修飾。例如，上文揭示之許多裝置或結(jié)構(gòu)或方法步驟可以不同之方法實(shí)施或以其他結(jié)構(gòu)予以取代，或者采用上述二種方式之組合。
[0063]本案之權(quán)利范圍并不局限于上文揭示之特定實(shí)施例的制程、機(jī)臺、制造、物質(zhì)之成份、裝置、方法或步驟。本揭露內(nèi)容所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者應(yīng)了解，基于本揭露教示及揭示制程、機(jī)臺、制造、物質(zhì)之成份、裝置、方法或步驟，無論現(xiàn)在已存在或日后開發(fā)者，其與本案實(shí)施例揭示者系以實(shí)質(zhì)相同的方式執(zhí)行實(shí)質(zhì)相同的功能，而達(dá)到實(shí)質(zhì)相同的結(jié)果，亦可使用于本揭露。因此，以下之申請專利范圍系用以涵蓋用以此類制程、機(jī)臺、制造、物質(zhì)之成份、裝置、方法或步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法，包含: 提供一基板； 形成一球下冶金層于該基板中供容置錫球； 設(shè)置一緩沖層于該基板上； 置放一錫球于該球下冶金層上并與其接合；以及 研磨該錫球使其高度達(dá)到一預(yù)定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中該緩沖層置于該球下冶金層上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，進(jìn)一步包含步驟:曝光顯影該緩沖層，進(jìn)而暴露該球下冶金層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中該緩沖層設(shè)置步驟進(jìn)一步包含設(shè)置該緩沖層于該基板并不覆蓋該球下冶金層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中該緩沖層設(shè)置步驟進(jìn)一步包含設(shè)置該緩沖層于該錫球周圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求4及5所述的任一制造方法，進(jìn)一步包含步驟:自該基板剝離該緩沖層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，進(jìn)一步包含一回焊步驟加熱研磨后的錫球。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其中該回焊步驟加熱后的錫球高度小于或等于研磨前錫球高度的一半。`
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中該緩沖層厚度范圍介于該錫球高度的1/2至1/3之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，進(jìn)一步包含設(shè)置銅柱于球下冶金層上。
11.一種微凸塊結(jié)構(gòu)的制造方法，包含: 提供一基板； 形成一球下冶金層于該基板中，該球下冶金層供容置一錫球； 提供一離型層； 設(shè)置一錫球于該離型層上； 研磨該錫球使該錫球高度達(dá)到一預(yù)定值； 接合具有該預(yù)定值的該錫球于該球下冶金層；以及 去除該離型層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其中該離型層包含一基層及一緩沖層，該緩沖層設(shè)置于該基層上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中該基層包含一銅膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中該緩沖層為一干膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，進(jìn)一步包含步驟:曝光顯影該緩沖層，進(jìn)而暴露該基層。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中該緩沖層設(shè)置步驟進(jìn)一步包含設(shè)置該緩沖層于該錫球周圍。
17.根據(jù)權(quán)利要求12-16所述的任一制造方法，進(jìn)一步包含步驟:自該基層剝離該緩沖層。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其中該錫球接合步驟進(jìn)一步包含一回焊步驟加熱研磨后的錫球。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造方法，其中該回焊步驟加熱后的錫球高度小于或等于研磨前錫球高度的一半。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其中該緩沖層包含一干膜，且該干膜厚度范圍介于該錫球高度的1/2至1/3之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其中該錫球接合步驟提升該錫球中的銅比例。
22.根據(jù)權(quán)利要求11所述`的制造方法，進(jìn)一步包含設(shè)置一銅柱于球下冶金層上。
【文檔編號】H01L21/48GK103681361SQ201310108676
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】廖宗仁 申請人:南茂科技股份有限公司