後段晶圓級封裝的焊錫凸塊圖案製作方法
2023-05-14 03:51:41
專利名稱：後段晶圓級封裝的焊錫凸塊圖案製作方法
技術領域：
本發明涉及一種後段晶圓級封裝的焊錫凸塊圖案製作方法。
背景技術：
請參閱圖1所示，典型的晶圓級生長焊錫凸塊的製作方法常是先在晶圓1』上將焊錫凸塊置放在焊墊11』(Solder pad master)、焊墊介電層12』(passivation)圖案成形後，先沉積全面的凸塊下金屬13』(UBM)層，之後再以光阻2』覆蓋，並在焊墊11』位置產生開口21』，再在開口21』位置形成焊錫凸塊14』，而上述形成焊錫凸塊的方式有採用電鍍製程、網印或沾浸等方法，而其中網版印刷的方式，在製程的效率上較電鍍製程為佳，但長期以來即存在一影響良品率與效率的大問題在習知的晶圓級網版印刷或沾浸生長焊錫凸塊的製程中，因焊劑或錫膏3』的流動性與預留填注焊劑或錫膏3』位置的光阻2』開口21』形狀等因素，常會使焊劑或錫膏3』在填入光阻2』開口21』時，在開口21』孔壁上極易殘留氣泡，此氣泡被焊劑或錫膏3』覆蓋後，亦不易排出，待焊劑或錫膏3』冷卻後，勢將影響焊錫凸塊的良品率。
發明內容有鑑上述習用網印或沾浸技術的缺點，本發明的目的是提供一種後段晶圓級封裝的焊錫凸塊圖案製作方法，配合真空及加熱系統，消除了氣泡的產生機會，可使整個製程的良品率與效率大為提高。
基於上述目的，本發明提供一種後段晶圓級封裝的焊錫凸塊圖案製作方法，其特徵在於其包括如下步驟(1)於晶圓上的焊錫凸塊預備置放的焊墊介電層圖蝕刻形成後，先沉積全面的凸塊下金屬層，之後在焊墊上方使用一定厚度的光阻產生開口；(2)將此晶圓置於一真空系統及加熱系統中，使焊劑或錫膏處於熔融狀態而具流動性，並在此條件中於晶圓上的凸塊下金屬上的光阻開口位置形成焊錫凸塊圖案。
在上述的後段晶圓級封裝的焊錫凸塊圖案製作方法的步驟(2)中，可以於晶圓上以沾浸技術形成焊錫凸塊，其步驟為a)將晶圓斜置於真空加熱系統中使焊劑或錫膏熔融狀態的錫爐內，並於錫爐內焊劑或錫膏表面位置設有一接觸晶圓表面的印刷刮刀，將晶圓沿該斜置方向抽出，且此時該刮刀固定住不動，使焊劑或錫膏填入凸塊下金屬層上的光阻開口位置內且多餘的焊劑或錫膏亦被印刷刮刀刮除；b)將晶圓移出真空系統及加熱系統外，待冷卻後，將光阻去除，留下凸塊下金屬層上方的焊錫錠，並進一步蝕刻掉焊錫錠間的凸塊下金屬，使焊錫錠隔離地設在凸塊下金屬的島上；c)執行晶圓回流熔爐製程，使焊錫錠脹成球狀表面形狀的焊錫凸塊。
在上述的後段晶圓級封裝的焊錫凸塊圖案製作方法的步驟(2)中，也可以於晶圓上以網版印刷技術形成焊錫凸塊，其步驟為a)將晶圓平置於真空系統及加熱系統中，在晶圓表面的一側點上適量的焊劑或錫膏，並以一接觸晶圓表面的印刷刮刀將焊劑或錫膏刮向晶圓表面的另一側，使焊劑或錫膏填入凸塊下金屬層上方的光阻開口位置內；b)將晶圓移出真空系統及加熱系統外，待冷卻後，將光阻去除，留下凸塊下金屬上方的焊錫錠，並進一步蝕刻掉焊錫錠間的凸塊下金屬，使焊錫錠隔離在凸塊下金屬的島上；c)執行晶圓回流熔爐製程，使焊錫錠脹成球狀表面形狀的焊錫凸塊。
綜上可知，本發明利用在真空系統及加熱系統內來製作焊錫凸塊，以解決習知生長焊錫凸塊製程中，易在凸塊下金屬層上方開口處留下氣孔的嚴重問題，使整個晶圓的焊錫凸塊製程良品率大為提升，因本製程不用修改機臺或增加新設備，可同時兼具控制成本的需求。
本發明將配合附圖所示的較佳實施例詳述如下
圖1是習用的晶圓製作焊錫凸塊方法示意圖；圖2A～圖2D是本發明的以沾浸技術製作晶圓焊錫凸塊的流程示意圖；圖3A～圖3C是本發明的以網印技術製作晶圓焊錫凸塊的流程示意圖。
具體實施方式首先請參閱圖2所示，本發明的主要結構及製程是包含一製作中的晶圓1，該晶圓1已在焊錫凸塊14預備置放的焊墊11介電層12圖形蝕刻形成後，先沉積全面的凸塊下金屬13層，之後在焊墊11上方使用適當厚度的光阻2產生開口21之後，將此晶圓1置於一真空系統及加熱系統5中，此時焊劑或錫膏3處於熔融狀態，使焊劑或錫膏3保持液態而具流動性，且不會產生氣泡，並在此條件中於晶圓1上的凸塊下金屬13層上的光阻2開口21位置形成焊錫錠15圖案，而晶圓1上形成焊錫凸塊14是由沾浸技術為之，其步驟為先將晶圓1置放於真空系統及加熱系統5內的錫爐6內，並在錫爐6內錫劑或錫膏3表面位置設有一接觸晶圓1表面的印刷刮刀4且使其定住不動，使焊劑或錫膏3填入凸塊下金屬13層上的光阻2開口21位置內且多餘的焊劑或錫膏3亦被刮除；將晶圓1移出真空系統及加熱系統外，待錫劑或錫膏3冷卻後，將光阻2去除，留下凸塊下金屬13層上方的焊錫錠15，並進一步蝕刻掉焊錫錠15間凸塊下金屬13層，使焊錫錠15隔離在凸塊下金屬13層的島上；繼而執行焊錫錠15回流熔爐製程，使焊錫錠15脹成完美的球狀表面形狀的焊錫凸塊14。
又，本發明在形成焊錫凸塊15的製程亦可採用另一網版印刷技術，其實施步驟如下將晶圓1平置於真空系統及加熱系統5中，在晶圓1表面的一側點上適量的焊劑或錫膏3，並以一接觸晶圓1表面的印刷刮刀4將焊劑或錫膏3刮向晶圓1表面的另一側，使焊劑或錫膏3填入凸塊下金屬13層上的光阻2開口21位置內；將晶圓1移出真空系統及加熱系統外，待其冷卻後，將光阻2層去除，留下凸塊下金屬13層上方的焊錫錠15，並進一步蝕刻掉焊錫錠15間的凸塊下金屬13層，使焊錫錠15隔離在凸塊下金屬13層的島上；繼之執行晶圓1回流熔爐製程，使焊錫錠15脹成球狀表面形狀的焊錫凸塊14。
權利要求
1.一種後段晶圓級封裝的焊錫凸塊圖案製作方法，其特徵在於其包括如下步驟(1)於晶圓上的焊錫凸塊預備置放的焊墊介電層圖蝕刻形成後，先沉積全面的凸塊下金屬層，之後在焊墊上方使用一定厚度的光阻產生開口；(2)將此晶圓置於一真空系統及加熱系統中，使焊劑或錫膏處於熔融狀態而具流動性，並在此條件中於晶圓上的凸塊下金屬上的光阻開口位置形成焊錫凸塊圖案。
2.如權利要求1所述的後段晶圓級封裝的焊錫凸塊圖案製作方法，其特徵在于于晶圓上以沾浸技術形成焊錫凸塊，其步驟為a)將晶圓斜置於真空加熱系統中使焊劑或錫膏熔融狀態的錫爐內，並於錫爐內焊劑或錫膏表面位置設有一接觸晶圓表面的印刷刮刀，將晶圓沿該斜置方向抽出，且此時該刮刀固定住不動，使焊劑或錫膏填入凸塊下金屬層上的光阻開口位置內且多餘的焊劑或錫膏亦被印刷刮刀刮除；b)將晶圓移出真空系統及加熱系統外，待冷卻後，將光阻去除，留下凸塊下金屬層上方的焊錫錠，並進一步蝕刻掉焊錫錠間的凸塊下金屬，使焊錫錠隔離地設在凸塊下金屬的島上；c)執行晶圓回流熔爐製程，使焊錫錠脹成球狀表面形狀的焊錫凸塊。
3.如權利要求1所述的後段晶圓級封裝的焊錫凸塊圖案製作方法，其特徵在于于晶圓上以網版印刷技術形成焊錫凸塊，其步驟為a)將晶圓平置於真空系統及加熱系統中，在晶圓表面的一側點上適量的焊劑或錫膏，並以一接觸晶圓表面的印刷刮刀將焊劑或錫膏刮向晶圓表面的另一側，使焊劑或錫膏填入凸塊下金屬層上方的光阻開口位置內；b)將晶圓移出真空系統及加熱系統外，待冷卻後，將光阻去除，留下凸塊下金屬上方的焊錫錠，並進一步蝕刻掉焊錫錠間的凸塊下金屬，使焊錫錠隔離在凸塊下金屬的島上；c)執行晶圓回流熔爐製程，使焊錫錠脹成球狀表面形狀的焊錫凸塊。
全文摘要
一種後段晶圓級封裝的焊錫凸塊圖案製作方法，其包括如下步驟於晶圓上的焊錫凸塊預備置放的焊墊介電層圖蝕刻形成後，先沉積全面的凸塊下金屬層，之後在焊墊上方使用一定厚度的光阻產生開口；再將此晶圓置於一真空系統及加熱系統中，使焊劑或錫膏處於熔融狀態而具流動性，並在此條件中於晶圓上的凸塊下金屬上的光阻開口位置形成焊錫凸塊圖案。本發明可配合真空及加熱系統，消除氣泡的產生機會，可使整個製程的良品率與效率大為提高。
文檔編號H01L21/768GK1516240SQ03101418
公開日2004年7月28日 申請日期2003年1月7日 優先權日2003年1月7日
發明者謝文樂, 黃富裕, 黃寧, 陳慧萍, 呂淑婉, 吳柘松, 蔡智宇, 陳美華, 呂佳玲, 王鬱茹, 黃昱淳, 劉姿伶, 翁文聰, 曾亞欣 申請人:華泰電子股份有限公司