[发明专利]凸块底金属层的制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种凸块底金属层的制造方法，更特别涉及一种不需要增加额外光掩膜制造过程的凸块底金属层的制造方法。

【背景技术】

在半导体封装制造过程中，芯片朝尺寸小、高接脚数的趋势发展，并渐渐由倒装芯片接合(Flip Chip bonding)的技术来取代打线接合(wire bonding)的技术。

倒装芯片接合技术乃是利用面阵列的方式，将多个焊垫配置于芯片的有源表面(active surface)上，并在焊垫上形成凸块(bump)，接着将芯片翻覆之后，再利用这些凸块分别电性连接至一线路载板，并通过线路载板的线路而电性连接至外界的电子装置。由于倒装芯片接合技术可适用于高接脚数(High Pin Count)的芯片封装结构，并同时具有缩小芯片封装面积及缩短讯号传输路径等诸多优点，所以倒装芯片接合技术广泛地应用于芯片封装领域中。

现有在焊垫上形成凸块之前，先制作凸块底金属(Under Bump Metallurgy，UBM)，其包含三层结构，其中第一层为具有与焊垫产生良好粘着性的粘着层(adhesion layer)，第二层为具有扩散阻障能力(diffusion resistivity)的阻障层(barrier layer)，而第三层为具有良好沾锡性(solder wetting)的润湿层(wetting layer)。

凸块底金属层可防止锡铅凸块与芯片的焊垫接合性不佳而脱离，然而锡铅凸块往往在凸块底金属的边缘处产生接合性不佳的介金属(IntermetallicCompound，IMC)，并且在锡铅凸块的边缘产生脆弱点(weak point)。上述的脆弱点容易使锡铅凸块产生裂缝(crack)，因而降低可靠度。

为了解决裂缝的问题，现有采用囊封式(encapsulated)结构的凸块底金属，其将阻障层囊封于粘着层与润湿层之间。然而，在制作凸块底金属的第三层(润湿层)时，需增加额外的光掩膜(mask)制造过程来制作可包覆阻障层周围表面的润湿层，因而造成整体成本及时间的增加。

因此，有必要提供一种凸块底金属层的制造方法，以解决现有技术所存在的问题。

【发明内容】

本发明的主要目的是提供一种凸块底金属层的制造方法，通过减少光掩膜的数量及制造过程的步骤，以降低制造过程的时间及成本。

为达上述目的，本发明提供一种凸块底金属层的制造方法。首先，形成一粘着层于晶圆的绝缘层与芯片垫上。接着，形成一第一光刻胶层于粘着层上。进行一图案化制造过程，以使第一光刻胶层通过局部移除而形成至少一第一开口。之后，形成一阻障层于第一开口中的粘着层上。加工第一光刻胶层，使第一开口扩大为一第二开口，且第二开口的侧壁与阻障层之间形成一第一间隙，其显露出粘着层。接着，形成一润湿层于第二开口中的阻障层以及粘着层上，而阻障层被包覆于润湿层与粘着层之间。

在本发明的一实施例中，凸块底金属层的制造方法更包括：形成一焊料于第二开口中的润湿层上；移除焊料周围的第一光刻胶层；以及回焊焊料，以使焊料形成一导电凸块。

在本发明的另一实施例中，凸块底金属层的制造方法更包括：移除具有第二开口的第一光刻胶层；移除第一光刻胶层下方的粘着层；形成一具有至少一第三开口的第二光刻胶层于绝缘层上，润湿层显露于第三开口中，且第三开口的侧壁与润湿层之间形成一第二间隙，其显露出绝缘层；形成一焊料于第三开口中的润湿层以及绝缘层上；移除焊料周围的所述第二光刻胶层；以及回焊焊料，以使焊料形成一导电凸块。

在本发明的一实施例中，进行图案化制造过程的步骤包括：将一光掩膜配置于一曝光光源与晶圆之间，所述光掩膜具有至少一开口图案；对第一光刻胶层进行曝光制造过程，以使光掩膜上的开口图案显影于第一光刻胶层上；以及形成至少一第一开口于第一光刻胶层中。。

在本发明的一实施例中，加工第一光刻胶层的方法包括烘烤第一光刻胶层，以使第一光刻胶层受热收缩而使第一开口扩大为第二开口。此外，在烘烤之后，更可蚀刻第一光刻胶层，以使第一开口扩大为第二开口。

在本发明的另一实施例中，加工第一光刻胶层的方法包括蚀刻第一光刻胶层，以使第一开口扩大为第二开口。

相较于现有凸块底金属层的制作方法，本发明的凸块底金属层的制作方法，通过加工第一光刻胶层，以使第一开口扩大为第二开口。由于定义开口的光掩膜仅需一个，不需制作额外的光掩膜，相对于现有技术而言，光掩膜的数量减少，涂布及清除光刻胶剂的步骤亦减少，因此能减少半导体制造过程的时间及成本。

【附图说明】

图1A～图1E是本发明一实施例的凸块底金属层的制造方法的示意图。