[发明专利]凸块制作方法

说明书

本发明涉及一种凸块(bump)制作方法，特别是涉及一种可以有效地将晶片(wafer)上剩余的有机材料及锡离子清除的凸块制作方法。

第一阶层封装主要将晶粒连接到承载器(carrier)上，大致有三种封装型态，分别为焊线(wire bond)、贴带自动接合技术(Tape Automated Bonding，TAB)以及倒装片接合技术(Flip Chip，F/C)。其中，不论是贴带自动接合技术(TAB)或是倒装片接合技术(F/C)，在接合的过程中，都必须于晶片的焊垫(I/O pad)上进行凸块成长(bumping)，并通过凸块作为芯粒(chip)与承载器之间电连接的媒介。而在贴带自动接合技术(TAB)或是倒装片接合技术(F/C)中，芯粒上凸块高度的均匀性(height uniformity)十分重要，目前凸块制作都朝着高凸块高度、良好的凸块高度均匀性以及具有微间距(fine pitch)的凸块方向发展。

请参照图1A至图1C，其为现有凸块制作方法的流程示意图。首先请参照图1A，提供一晶片100，晶片100上具有数万个焊垫102及一覆盖于焊垫102边缘和晶片100表面上的保护层104。接着在焊垫102与保护层104上形成一球底金属层(Under Bump Metallurgy，UBM)106，而球底金属层106为一多层的结构，包括一钛金属层106a与一铜金属层106b，以有效防止之后形成的锡铅凸块(solder bump)与焊垫102产生互溶的现象。

接着请参照图1B，在具有球底金属层106的晶片100上覆盖一图案化的光致抗蚀剂108，以在球底金属层106上限定凸块成长的位置，接着再以电镀(electroplating)的方式形成一锡铅层110在未被光致抗蚀剂108覆盖的球底金属层106上，其锡铅层110的厚度主要操控于电镀的参数，而锡铅层110的厚度与此电镀制作工艺有直接的关联。

最后请参照图1C，将光致抗蚀剂108剥除，再进行一回焊(reflow)的步骤，使锡铅层110经回焊后，因内聚力而成为球状的凸块112。最好再以球状的凸块112为光掩模(mask)，将未受球状的凸块112保护的球底金属层106移除，如此即完成了凸块的制作。

现有凸块制作方法中，由于凸块的形成，以电镀方式在球底金属层上成长一锡铅层，在凸块成长的电镀制作工艺中，整个晶片上的电流分布常可能会出现分布不均匀的现象，故会造成所形成的锡铅层厚度不均匀、各凸块的落锡量有所差异。且现有凸块的制作方法以电镀制作工艺形成锡铅层的速度不快，影响生产能力(throughput)。

此外，现有凸块的制作方法，由于凸块的形成以电镀方式在球底金属层上成长一锡铅层，电镀液中的锡铅含量需控制在锡/铅比为63∶37，由于锡/铅的比例控制不易，造成所形成的锡铅层中锡/铅比并非63∶37的比例，故在锡铅层回焊时的温度估计不易。

本发明的目的在于提供一种凸块制作方法，其以印刷(printing)的方式形成锡铅层，由于用以印刷的锡铅膏(solderpaste)成分固定，故所形成锡铅层的锡/铅比例可精确地控制，以提高电镀制作工艺的生产能力。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种凸块制作方法，适于一晶片上的凸块制作，其中该晶片上具有多个焊垫及一保护层，该凸块制作方法至少包括：在该各焊垫及该保护层上形成一隔离金属层；在该隔离金属层上形成一球底金属层；限定一凸块形成位置，并将该凸块形成位置以外的球底金属层移除，以暴露出该隔离金属层；形成一光致抗蚀剂，该光致抗蚀剂具有多个开口，其中每一该各开口对应于该凸块形成位置；以印刷方式将一金属膏填入该各开口中；进行一回焊步骤；剥除该光致抗蚀剂；以及移除暴露出的隔离金属层。

进一步说，本发明所提供的一种凸块制作方法，是提供一晶片，在晶片上的焊垫与保护层上形成一隔离金属层与一多层结构的球底金属层，之后在焊垫上方限定出凸块形成位置，并将凸块形成位置以外的球底金属层移除，而将底层的隔离金属层暴露出来。接着在球底金属层与隔离金属层上涂布一层厚光致抗蚀剂，并以曝光、显影方式将凸块形成位置上的厚光致抗蚀剂移除，再以印刷方式将一锡铅膏填入凸块形成位置中，接着在厚光致抗蚀剂未剥除前先进行一回焊步骤，再将厚光致抗蚀剂剥除，最后将暴露出的隔离金属层移除，即完成晶片上凸块的制作。由于光致抗蚀剂形成在隔离金属层上，故光致抗蚀剂可以被剥除的很完全。

下面结合附图，详细说明本发明的实施例，其中：

图1A至图1C为现有凸块制作方法的流程示意图；