[发明专利]晶圆结构及其形成方法

说明书

【技术领域】

本发明是有关于一种晶圆结构及其形成方法，且特别是有关于一种具有电镀层的晶圆结构及其形成方法。

【背景技术】

电子产品在市场上越来越受到消费者的喜爱，为符合市场需求，业界无不致力于发展多功能化的产品。随着电子产品的多功能化，其中所包含的半导体封装件数量也愈来愈多。然而，产品的体积以及重量却逐渐小型化，使得半导体封装件更加受到关于散热以及运作稳定性等方面的严重考验。如此一来更凸显了半导体封装件的品质的重要性。

在半导体封装件的封装技术中，常见的芯片连接技术包括倒装焊接(flipchip)、打线接合(wire bonding)以及卷带自动接合(tape automated bonding)等方式，从而将芯片与基板电性连接。其中倒装焊接技术是利用焊料凸块(solder bump)作为芯片与基板间电性连接的媒介，相较于打线接合以及卷带自动接合的方式，倒装焊接技术具有较短的电性连接路径，并且具有较佳的电性连接品质，从而使采用焊料凸块作为芯片连接的方式，逐渐成为目前业界重要的研究发展方向之一。

一般的晶圆结构，包括一晶圆、一凸块下金属层及一焊料凸块。晶圆的表面具有一电性接垫，用以作为电性连接的端点。晶圆的表面还覆盖有具有保护功能的一钝化层(passivation layer)，钝化层暴露出部分电性接垫。凸块下金属层一般溅镀(sputtering)在接垫上，并且覆盖部分钝化层，使焊料凸块不会直接接触到电性接垫。焊料凸块设置于凸块下金属层上。一般来说，在制程中进行有关于热处理的步骤时，例如回焊一焊料层以形成焊料凸块时，会在晶圆结构的材料层的间产生热应力(thermal stress)。由于一般钝化层具有较薄的厚度，容易受到应力作用而发生破裂的现象。这样会使得焊料层的焊料会通过受损的钝化层接触到电性接垫，直接影响到了半导体封装件的品质。

近年来业界发展出一种在钝化层上还形成有一聚合物层(polymer layer)的晶圆结构，避免钝化层破裂导致品质下降的问题。然而此种聚合物层及钝化层叠置的方式，增加了凸块下金属层在聚合物层及钝化层边缘堆栈的困难度。当在电性接垫上溅镀凸块下金属层时，容易在聚合物层及钝化层边缘发生堆栈不良的问题。请参照图1，其绘示传统凸块下金属层发生堆栈不良的示意图。钝化层13设置在晶圆11上，聚合物层15设置在钝化层13上。钝化层13的边缘与晶圆11间形成一凹缘16(1)，聚合物层15的边缘与钝化层13间形成另一凹缘16(2)。当凸块下金属层17溅镀在聚合物层15、钝化层13及晶圆11上时，易在凹缘16(1)及16(2)处发生堆栈不良的状况，导致焊料凸块与电性接垫之间的接合品质不良。更严重的情况中，电性接垫与焊料凸块的材料会在凸块下金属层17堆栈不良处发生相互扩散，进一步导致焊料凸块发生脆断(brittle)，或是电性接垫金属材料产生损伤(metal void)的现象。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种晶圆结构及其形成方法，其可以提升了凸块与接垫接合的良率以及品质。

为达成本发明的前述目的，本发明提出一种晶圆结构的形成方法。首先，提供一晶圆。晶圆具有一接垫及一第一保护层，第一保护层覆盖在晶圆上，且具有一第一开口暴露出部分接垫。其次，在第一保护层上形成一第二保护层。第二保护层具有一第二开口暴露出部分接垫及第一保护层，且第二开口的尺寸大于第一开口的尺寸，第一开口及第二开口的边缘构成一阶梯结构。再者，在接垫、阶梯结构及第二保护层上形成一黏附层。而后，在黏附层上形成一光阻层，光阻层具有一第三开口，第三开口对应于接垫的上方，且暴露出部分黏附层。然后，利用电镀液电镀一阻障层在黏附层上，使阻障层完全覆盖于暴露的黏附层上。阻障层实质上与第三开口等宽。接下来，形成一润湿层于阻障层上。其次，移除光阻层以及未被阻障层覆盖的黏附层。然后，印刷一焊料层于湿润层上。