凸塊工藝的製作方法

2023-05-01 17:07:36

專利名稱：凸塊工藝的製作方法
技術領域：
本發明是有關於一種凸塊工藝，特別是有關於一種防止銅離子游離的凸塊工藝。
背景技術：
由於目前的電子產品越來越輕薄短小，因此內部電路布局亦越來越密集，然而，此種電路布局容易因為相鄰的電連接組件距離太近而導致短路的情形。由此可見，上述現有的技術在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。因此如何能創設一種新型結構的凸塊工藝，亦成為當前業界極需改進的目標。

發明內容
本發明的目的在於，克服現有的技術存在的缺陷，而提供一種新型結構的凸塊工藝，所要解決的技術問題是使其可防止所述銅凸塊的銅離子游離而導致電性短路的情形，且由於各該凸塊隔離層是可防止所述銅凸塊的銅離子游離，因此相鄰銅凸塊的間距可進一步縮小，進而提升電路布線密度。本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種凸塊工藝，其中至少包含:提供一矽基板，該矽基板是具有一表面、多個設置在該表面的焊墊及一設置在該表面的保護層，該保護層是具有多個開口，且所述開口是顯露所述焊墊；形成一含鈦金屬層在該矽基板，該含鈦金屬層是覆蓋該保護層及所述焊墊，且該含鈦金屬層是具有多個第一區及多個位於所述第一區外側的第二區；形成一光阻層在該含鈦金屬層；圖案化該光阻層以形成多個開槽，所述開槽是對應該含鈦金屬層的所述第一區且各該開槽是具有一內側壁；形成多個銅凸塊在所述開槽，各該銅凸塊是具有一第一頂面及一第一環壁；進行一加熱步驟，以使該光阻層的各該開槽形成擴孔，而使各該開槽的該內側壁及各該銅凸塊的該第一環壁之間形成有一間距；形成多個凸塊隔離層在所述間距、各該銅凸塊的該第一頂面及該第一環壁，且各該凸塊隔離層具有一第二頂面；形成多個接合層在所述凸塊隔離層的所述第二頂面；移除該光阻層；以及移除該含鈦金屬層的所述第二區，並使該含鈦金屬層的各該第一區形成為一位於各該凸塊隔離層下的凸塊下金屬層。本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。前述的凸塊工藝，其中所述的各該凸塊下金屬層具有一第二環壁且該第二環壁具有一第一外周長，各該凸塊隔離層另具有一第三環壁且該第三環壁具有一第二外周長，該第二外周長不小於該第一外周長。前述的凸塊工藝，其中所述的各該凸塊下金屬層具有一第二環壁，且各該第二環壁及各該第一環壁為平齊。前述的凸塊工藝，其中所述的凸塊下金屬層的材質是選自於鈦/鎢/金、鈦/銅或欽/鶴/銅其中之一。前述的凸塊工藝，其中所述的該加熱工藝的玻璃轉換溫度是介在70-140°C之間。
前述的凸塊工藝，其中所述的接合層的材質是為金。前述的凸塊工藝，其中所述的凸塊隔離層的材質是選自於鎳、鈀或金其中之一。前述的凸塊工藝，其中所述的在形成多個銅凸塊在所述開槽的步驟中，各該銅凸塊的該第一環壁是接觸各該開槽的該內側壁。前述的凸塊工藝，其中所述的該保護層另具有一顯露面，各該凸塊隔離層另具有一底面,該顯露面及該底面之間是具有一間隙。本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上可知，為達到上述目的，本發明提供了一種凸塊工藝，其包含提供一矽基板，該矽基板是具有一表面、多個設置在該表面的焊墊及一設置在該表面的保護層，該保護層是具有多個開口，且所述開口是顯露所述焊墊；形成一含鈦金屬層在該矽基板，該含鈦金屬層是覆蓋該保護層及所述焊墊，且該含鈦金屬層是具有多個第一區及多個位於所述第一區外側的第二區；形成一光阻層在該含鈦金屬層；圖案化該光阻層以形成多個開槽，所述開槽是對應該含鈦金屬層的所述第一區且各該開槽是具有一內側壁；形成多個銅凸塊在所述開槽，各該銅凸塊是具有一第一頂面及一第一環壁；進行一加熱步驟，以使該光阻層的各該開槽形成擴孔，而使各該開槽的該內側壁及各該銅凸塊的該第一環壁之間形成有一間距；形成多個凸塊隔離層在所述間距、各該銅凸塊的該第一頂面及該第一環壁，且各該凸塊隔離層是具有一第二頂面；形成多個接合層在所述凸塊隔離層的所述第二頂面；移除該光阻層；以及移除該含鈦金屬層的所述第二區，並使該含鈦金屬層的各該第一區形成為一位於各該凸塊隔離層下的凸塊下金屬層。由於各該凸塊隔離層是包覆各該銅凸塊，因此可防止所述銅凸塊的銅離子游離而導致電性短路的情形，且由於各該凸塊隔離層是可防止所述銅凸塊的銅離子游離，因此相鄰銅凸塊的間距可進一步縮小，進而提升電路布線密度。藉由上述技術方案，本發明凸塊工藝至少具有下列優點及有益效果:由在各該凸塊隔離層是包覆各該銅凸塊，因此可防止所述銅凸塊的銅離子游離而導致電性短路的情形，且由在各該凸塊隔離層是可防止所述銅凸塊的銅離子游離，因此相鄰銅凸塊的間距可進一步縮小，進而提升電路布線密度。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其它目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。


圖1:依據本發明的一較佳實施例，一種凸塊工藝的流程圖。圖2A至圖2J:依據本發明的一較佳實施例，該凸塊工藝的截面示意圖。10:提供一矽基板11:形成一含鈦金屬層在該娃基板,且該含鈦金屬層是具有多個第一區及多個第二區12:形成一光阻層在該含鈦金屬層13:圖案化該光阻層以形成多個開槽，所述開槽是對應該含鈦金屬層的所述第一區且各該開槽是具有一內側壁14:形成多個銅凸塊在所述開槽，各該銅凸塊是具有一第一頂面及一第一環壁
15:進行一加熱步驟，以使該光阻層的各該開槽形成擴孔，而使各該開槽的該內側壁及各該銅凸塊的該第一環壁的間形成有一間距16:形成多個凸塊隔離層在所述間距、各該銅凸塊的該第一頂面及該第一環壁17:形成多個接合層在所述凸塊隔離層18:移除該光阻層19:移除該含鈦金屬層的所述第二區，並使該含鈦金屬層的各該第一區形成為一凸塊下金屬層100:凸塊結構110:矽基板111:表面112:焊墊113:保護層113a:開口113b:顯露面120:銅凸塊121:第一頂面
·
122:第一環壁130:凸塊隔離層131:第二頂面132:第三環壁133:底面140:接合層 150:凸塊下金屬層151:第二環壁200:含鈦金屬層210:第一區 220:第二區300:光阻層310:開槽311:內側壁Al:第一外周長A2:第二外周長B:間隙D:間距
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的凸塊工藝其具體實施方式
、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。請參閱圖1及圖2A至圖2J，其是本發明的一較佳實施例，一種凸塊工藝是包含下列步驟:首先，請參閱圖1的步驟10及圖2A，提供一矽基板110，該矽基板110是具有一表面111、多個設置在該表面111的焊墊112及一設置在該表面111的保護層113，該保護層113具有多個開口 113a，且所述開口 113a是顯露所述焊墊112 ;接著，請參閱圖1的步驟11及圖2B，形成一含鈦金屬層200在該矽基板110，該含鈦金屬層200是覆蓋該保護層113及所述焊墊112，且該含鈦金屬層200具有多個第一區210及多個位於所述第一區210外側的第二區220 ;之後，請參閱圖1的步驟12及圖2C，形成一光阻層300在該含鈦金屬層200 ;接著，請參閱圖1的步驟13及圖2D，圖案化該光阻層300以形成多個開槽310，所述開槽310是對應該含鈦金屬層200的所述第一區210且各該開槽310是具有一內側壁311 ;之後，請參閱圖1的步驟14及圖2E，形成多個銅凸塊120在所述開槽310，各該銅凸塊120是具有一第一頂面121及一第一環壁122，在本實施例中，各該銅凸塊120的該第一環壁122是接觸各該開槽310的該內側壁311。接著，請參閱圖1的步驟15及圖2F，進行一加熱步驟，以使該光阻層300的各該開槽310形成擴孔，而使各該開槽310的該內側壁311及各該銅凸塊120的該第一環壁122之間形成有一間距D，在本實施例中，該加熱步驟的玻璃轉換溫度是介於70-140°C之間；之後，請參閱圖1的步驟16及圖2G，形成多個凸塊隔離層130在所述間距D、各該銅凸塊120的該第一頂面121及該第一環壁122，且各該凸塊隔離層130是具有一第二頂面131，所述凸塊隔離層130的材質是可選自在鎳、鈀或金其中之一；接著，請參閱圖1的步驟17及圖2H，形成多個接合層140在所述凸塊隔離層130的所述第二頂面131，在本實施例中，所述接合層140的材質是為金；之後，請參閱圖1的步驟18及圖21，移除該光阻層300 ;最後，請參閱圖1的步驟19及圖2J，移除該含鈦金屬層200的所述第二區220，並使該含鈦金屬層200的各該第一區210形成為一位於各該凸塊隔離層130下的凸塊下金屬層150以形成一凸塊結構100，在本實施例中，所述凸塊下金屬層150的材質是可選自在鈦/鎢/金、鈦/銅或鈦/鎢/銅其中之一。此外，請再參閱圖2J，各該凸塊下金屬層150是具有一第二環壁151且該第二環壁151是具有一第一外周長Al，各該凸塊隔離層130是另具有一第三環壁132且該第三環壁132是具有一第二外周長A2，該第二外周長A2是不小於該第一外周長Al，且各該第二環壁151及各該銅凸塊120的該第一環壁122是為平齊，另外，在本實施例中，該保護層113另具有一顯露面113b，各該凸塊隔離層130另具有一底面133，該顯露面113b及該底面133之間是具有一間隙B。由於各該凸塊隔離層130是包覆各該銅凸塊120，因此可防止所述銅凸塊120的銅離子游離而導致電性短路的情形，且由於各該凸塊隔離層130是可防止所述銅凸塊120的銅離子游離，因此相鄰銅凸塊120的間距可進一步縮小，進而提升電路布線密度。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬在本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種凸塊工藝，其特徵在於至少包含: 提供一矽基板，該矽基板是具有一表面、多個設置在該表面的焊墊及一設置在該表面的保護層，該保護層是具有多個開口，且所述開口是顯露所述焊墊； 形成一含鈦金屬層在該矽基板，該含鈦金屬層是覆蓋該保護層及所述焊墊，且該含鈦金屬層是具有多個第一區及多個位於所述第一區外側的第二區； 形成一光阻層在該含鈦金屬層； 圖案化該光阻層以形成多個開槽，所述開槽是對應該含鈦金屬層的所述第一區且各該開槽是具有一內側壁； 形成多個銅凸塊在所述開槽，各該銅凸塊是具有一第一頂面及一第一環壁； 進行一加熱步驟，以使該光阻層的各該開槽形成擴孔，而使各該開槽的該內側壁及各該銅凸塊的該第一環壁之間形成有一間距； 形成多個凸塊隔離層在所述間距、各該銅凸塊的該第一頂面及該第一環壁，且各該凸塊隔離層具有一第二頂面； 形成多個接合層在所述凸塊隔離層的所述第二頂面； 移除該光阻層；以及 移除該含鈦金屬層的所述第二區，並使該含鈦金屬層的各該第一區形成為一位於各該凸塊隔離層下的凸塊下金屬層。
2.如權利要求1所述的凸塊工藝，其特徵在於其中所述的各該凸塊下金屬層具有一第二環壁且該第二環壁具有一第一外周長，各該凸塊隔離層另具有一第三環壁且該第三環壁具有一第二外周長，該第二外周長不小於該第一外周長。
3.如權利要求1所述的凸塊工藝，其特徵在於其中所述的各該凸塊下金屬層具有一第二環壁，且各該第二環壁及各該第一環壁為平齊。
4.如權利要求1所述的凸塊工藝，其特徵在於其中所述的凸塊下金屬層的材質是選自於鈦/鎢/金、鈦/銅或鈦/鎢/銅其中之一。
5.如權利要求1所述的凸塊工藝，其特徵在於其中所述的該加熱工藝的玻璃轉換溫度是介於70-140°C之間。
6.如權利要求1所述的凸塊工藝，其特徵在於其中所述的接合層的材質是為金。
7.如權利要求1所述的凸塊工藝，其特徵在於其中所述的凸塊隔離層的材質是選自於鎳、鈀或金其中之一。
8.如權利要求1所述的凸塊工藝，其特徵在於其中所述的在形成多個銅凸塊在所述開槽的步驟中，各該銅凸塊的該第一環壁是接觸各該開槽的該內側壁。
9.如權利要求1所述的凸塊工藝，其特徵在於其中所述的該保護層另具有一顯露面，各該凸塊隔離層另具有一底面，該顯露面及該底面之間是具有一間隙。
全文摘要
本發明是有關於一種凸塊工藝，其包含提供一矽基板；形成一含鈦金屬層在該矽基板，且該含鈦金屬層是具有多個第一區及多個第二區；形成一光阻層在該含鈦金屬層；圖案化該光阻層以形成多個開槽，所述開槽是對應該含鈦金屬層的所述第一區；形成多個銅凸塊在所述開槽；進行一加熱步驟；形成多個凸塊隔離層在所述銅凸塊；形成多個接合層在所述凸塊隔離層；移除該光阻層；以及移除該含鈦金屬層的所述第二區，並使各該第一區形成為一凸塊下金屬層。
文檔編號H01L21/60GK103165482SQ201110423999
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月13日 優先權日2011年12月13日
發明者郭志明, 戴華安, 林政帆, 邱奕釧, 謝永偉 申請人:頎邦科技股份有限公司