[发明专利]金属凸块装置及其制造方法

说明书

本发明公开了一种金属凸块装置及其制造方法，涉及半导体技术领域。该制造方法包括：提供衬底结构，该衬底结构包括：衬底和在该衬底之上的金属层，该金属层具有凹口；通过植球工艺在该金属层的凹口上形成金属凸块；以及通过印刷工艺在该金属凸块上形成焊膏。相比现有技术中的化学电镀方法，本发明的上述方法所需要时间更短，效率更高，并且成本更低。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种金属凸块装置及其制造方法。

背景技术

在现在的半导体封装工艺过程中，需要在晶圆上制造铜柱凸块(Copper PillarBump)。目前，铜柱凸块主要通过化学电镀的方法获得。但是这样的电镀工艺所需时间很长(例如，有时需要60至70分钟)，而且电镀机台比较昂贵。这导致制造工艺的效率较低而且生产成本较高。

发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种金属凸块装置的制造方法，包括：提供衬底结构，所述衬底结构包括：衬底和在所述衬底之上的金属层，所述金属层具有凹口；通过植球工艺在所述金属层的凹口上形成金属凸块；以及通过印刷工艺在所述金属凸块上形成焊膏。

在一个实施例中，所述方法还包括：在形成所述焊膏后执行回流处理。

在一个实施例中，通过植球工艺在所述金属层的凹口上形成金属凸块的步骤包括：在所述金属层上方设置植球网版，所述植球网版具有与所述凹口相对准的第一网孔；经由所述第一网孔在所述凹口中形成助焊剂；经由所述第一网孔利用所述助焊剂在所述凹口上粘结金属凸块；以及去除所述植球网版。

在一个实施例中，其中，所述第一网孔的大小为所述凹口大小的70％至90％。

在一个实施例中，通过印刷工艺在所述金属凸块上形成焊膏的步骤包括：在所述金属凸块上方设置印刷网版，所述印刷网版具有与所述金属凸块相对准的第二网孔；经由所述第二网孔在所述金属凸块上形成焊膏；以及去除所述印刷网版。

在一个实施例中，所述金属凸块的材料包括：铜；所述焊膏的材料包括：锡或锡银。

在一个实施例中，所述金属凸块的直径为60μm至100μm，长度为60μm至150μm。

在一个实施例中，在提供衬底结构的步骤中，所述衬底结构还包括：在所述衬底上的衬垫层；在所述衬垫层的部分上的绝缘物层；以及在所述绝缘物层上的钝化层，所述钝化层具有露出所述衬垫层的开口和在所述开口边缘上的凸出部，所述凸出部与被露出的所述衬垫层的上表面形成凹陷；其中，所述金属层形成在所述钝化层和所述衬垫层上，所述金属层的位于所述凹陷内的部分形成凹口。

在一个实施例中，所述方法还包括：去除所述金属层的位于所述凹陷之外的部分。

在一个实施例中，所述金属层包括：在所述衬底之上的第一金属层和在所述第一金属层上的第二金属层；其中，所述金属凸块形成在所述第二金属层上。

本发明的上述制造方法中，通过植球工艺在金属层的凹口上形成金属凸块，并且通过印刷工艺在金属凸块上形成焊膏。相比现有技术中的化学电镀方法，本发明的上述方法所需要时间更短，效率更高，并且成本更低。

根据本发明的第二方面，提供了一种金属凸块装置，包括：衬底；在所述衬底之上的金属层，所述金属层具有凹口；通过植球工艺在所述金属层的凹口上形成的金属凸块；以及通过印刷工艺在所述金属凸块上形成的焊膏。

在一个实施例中，其中，所述金属凸块与所述金属层通过助焊剂粘结在一起。

在一个实施例中，所述金属凸块的材料包括：铜；所述焊膏的材料包括：锡或锡银。

在一个实施例中，所述金属凸块的直径或宽度小于所述凹口的宽度。