专利名称：凸块制造工艺及其结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种凸块制造工艺，特别是涉及一种可防止铜离子游离的凸块制造工艺。
背景技术：
如图IA至1H，现有习知凸块制造工艺是至少包含下列步骤首先，请参阅图1A，提供一基板10，该基板10是具有一表面11、多个设置于该表面11的焊垫12及一形成于该表面11的保护层13，该保护层13是显露上述焊垫12 ;接着，请参阅图1B，形成一含铜金属层20于上述焊垫12及该保护层13 ;之后，请参阅图1C，形成一光阻层30于该含铜金属层20 ；接着，请参阅图1D，图案化该光阻层30以形成多个开口 31 ;之后，请参阅图1E，形成多个铜凸块40于上述开口 31内，各该铜凸块40是具有一第一外周壁41 ;接着，请参阅图1F，形成 一导接层50于上述铜凸块40 ;之后，请参阅图1G，移除该光阻层30，最后，请参阅图IHdlJ用蚀刻方法移除未被上述铜凸块40覆盖的该含铜金属层20以形成一凸块下金属层21，各该凸块下金属层21是具有一第二外周壁21a，然在进行移除未被上述铜凸块40覆盖的该含铜金属层20的步骤时，由于上述铜凸块40的材质是包含有铜，因此上述铜凸块40会同时与该含铜金属层20 —起被蚀刻而导致上述铜凸块40的上述第一外周壁41产生凹陷的情形，且上述凸块下金属层21的上述第二外周壁21a凹陷的程度更大于上述铜凸块40的上述第一外周壁41，此外，由于上述第一外周壁41及上述第二外周壁21a凹陷且裸露，因此容易造成铜离子游离的现象而导致短路的情形发生。有鉴于上述现有的凸块制造工艺存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的凸块制造工艺及其结构，能够改进一般现有的凸块制造工艺，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的是在于，克服现有的凸块制造工艺存在的缺点，而提供一种凸块制造工艺及其结构，所要解决的技术问题是，避免铜离子游离导致短路的情形。为达到上述目的并解决上述技术问题，本发明提供的一种凸块制造工艺，其至少包含提供一基板，该基板是具有一表面及多个设置于该表面的焊垫，各该焊垫是具有一显露面及一环壁；形成一含铜金属层于该基板并覆盖上述焊垫，该含铜金属层是具有多个第一区及多个第二区；形成一光阻层于该含铜金属层；图案化该光阻层以形成多个开口，上述开口是对应上述第一区；形成多个铜凸块于上述开口内，各该铜凸块是覆盖该含铜金属层的各该第一区且各该铜凸块是具有一第一顶面；形成一导接层于上述铜凸块的上述第一顶面，该导接层是具有一第二顶面且该导接层是包含有一镍层及一接合层，该镍层是位于该铜凸块与该接合层之间；移除该光阻层；移除该含铜金属层的上述第二区，并使该含铜金属层的各该第一区形成一凸块下金属层，其中各该凸块下金属层是具有一第一外周壁，各该铜凸块是具有一第二外周壁，该导接层是具有一第三外周壁，该第三外周壁与该第二外周壁之间是具有一第一间距，该第三外周壁与该第一外周壁之间是具有一第二间距；形成一防游离层于该导接层的该第二顶面、上述凸块下金属层的上述第一外周壁、上述铜凸块的上述第二外周壁、该导接层的该第三外周壁及该基板，该防游离层是具有一第一覆盖段、一第二覆盖段、一第三覆盖段及一移除段，该第一覆盖段是覆盖该基板，该第二覆盖段是覆盖上述凸块下金属层的上述第一外周壁、上述铜凸块的上述第二外周壁及该导接层的该第三外周壁，该第三覆盖段及该移除段是覆盖该导接层的该第二顶面；形成一介电层于该防游离层；图案化该介电层以形成多个显露开口，上述显露开口是显露该防游离层的该移除段；以及移除该防游离层的该移除段以显露该导接层的该第二顶面。较佳的，上述的凸块制造工艺，其中另包含有移除该防游离层的该第三覆盖段的步骤。较佳的，上述的凸块制造工艺，其中该基板是另具有一保护层，该保护层是形成于该表面并覆盖上述焊垫。
较佳的，上述的凸块制造工艺，其中该第一覆盖段是覆盖该基板的该保护层。较佳的，上述的凸块制造工艺，其中该第一覆盖段是覆盖该焊垫的该环壁及该基板的该表面。较佳的，上述的凸块制造工艺，其中该第二间距是不小于该第一间距。较佳的，上述的凸块制造工艺，其中该防游离层是选自于氧化物或氮化物其中之
O较佳的，上述的凸块制造工艺，其中该氮化物是可为氮化硅、氮氧化硅或其混合体其中之一，该氧化物是可为二氧化硅、氮氧化硅或其混合体其中之一。较佳的，上述的凸块制造工艺，其中该介电层的材质是选自于聚酰亚胺(PI，Polyimides)或苯环丁烯(BCB, Benzocyclobutane)。本发明还提供一种凸块结构，至少包含一基板，其是具有一表面及多个设置于该表面的焊垫，各该焊垫是具有一显露面及一环壁；多个凸块下金属层，其是形成于上述焊垫上，各该凸块下金属层是具有一第一外周壁；多个铜凸块，其是形成于上述凸块下金属层上，各该铜凸块是具有一第一顶面及一第二外周壁；一导接层，其是形成于上述铜凸块的上述第一顶面，该导接层是具有一第二顶面及一第三外周壁，且该导接层是包含有一镍层及一接合层，该镍层是位于该铜凸块与该接合层之间，其中该第三外周壁与该第二外周壁之间是具有一第一间距，该第三外周壁与该第一外周壁之间是具有一第二间距；一防游离层，其是形成于上述凸块下金属层的上述第一外周壁、上述铜凸块的上述第二外周壁、该导接层的该第三外周壁及该基板，该防游离层是具有一第一覆盖段及一第二覆盖段，该第一覆盖段是覆盖该基板，该第二覆盖段是覆盖上述凸块下金属层的上述第一外周壁、上述铜凸块的上述第二外周壁及该导接层的该第三外周壁；以及一介电层，其是形成于该防游离层，且该介电层是具有多个显露开口以显露该导接层的该第二顶面。较佳的，上述的凸块结构，其中该防游离层是另具有一第三覆盖段，该第三覆盖段是覆盖该导接层的该第二顶面。较佳的，上述的凸块结构，其中该第三外周壁是具有一第三外周长，该第二外周壁是具有一第二外周长，该第一外周壁是具有一第一外周长，该第三外周长是大于该第二外周长，该第二外周长是不小于该第一外周长。较佳的，上述的凸块结构，其中该基板是另具有一保护层，该保护层是形成于该表面并覆盖上述焊垫。较佳的，上述的凸块结构，其中该第一覆盖段是覆盖该焊垫的该环壁及该基板的该表面。较佳的，上述的凸块结构，其中第一覆盖段是覆盖该基板的该保护层。本发明的有益效果在于由于该防游离层是覆盖该导接层的该第二顶面、上述凸块下金属层的上述第一外周壁、上述铜凸块的上述第二外周壁、该导接层的该第三外周壁及该基板，其是可避免上述凸块下金属层的上述第一外周壁及上述铜凸块的上述第二外周壁裸露而造成铜离子游离导致短路的情形，此外，由于该介电层又覆盖该游离层，因此该游离层的厚度不需太厚且该介电层是可增加封装后的结构强度并降低填充胶的用量，更可有 效阻绝水气。综上所述，本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图IA至IH :现有习知凸块制造工艺的截面示意图。图2A至2L :依据本发明的一较佳实施例，一种凸块制造工艺的截面示意图。图3 :依据本发明的另一较佳实施例，另一种凸块结构的截面示意图。图4 :依据本发明的又一较佳实施例，又一种凸块结构的截面示意图。主要元件符号说明10基板11表面
12焊垫13保护层
20含铜金属层21凸块下金属层 21a第二外周壁
30光阻层31开口
40铜凸块41第一外周壁 5 O导层 100凸块结构
110基板111表面 112焊塑*112a显露面
112b环壁113保护层
120含铜金属层121第一区
122第二区123凸块下金属层 123a第一外周壁
130光阻层131开口
140铜凸块141第一顶面 142第二外周壁
150导接层151第二顶面
152镍层153接合层 154第三外周壁
160防游离层161第一覆盖段
162第二覆盖段163第三覆盖段 164移除段
170介电层171显露开口Dl第一间距D2 第二间距 LI第一外周长L2第二外周长 L3第三外周长
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的凸块制造工艺及其结构的具体实施方式
、结构、步骤、特征及其功效，详细说明如后。请参阅图2A至图2L，其是本发明的一较佳实施例，一种凸块制造工艺，其至少包含下列步骤首先，请参阅图2A，提供一基板110，该基板110是具有一表面111及多个设置于该表面111的焊垫112，各该焊垫112是具有一显露面112a及一环壁112b ;接着，请参阅图2B，形成一含铜金属层120于该基板110并覆盖上述焊垫112，在本实施例中，该含铜金属层120是覆盖该基板110的该表面111及上述焊垫112，该含铜金属层120是具有多个第一区121及多个第二区122 ;接着，请参阅图2C，形成一光阻层130于该含铜金属层120 ;接着，请参阅图2D图案化该光阻层130以形成多个开口 131，上述开口 131是对应上述第一区121 ;之后，请参阅图2E，形成多个铜凸块140于上述开口 131内，各该铜凸块140是覆盖该含铜金属层120的各该第一区121且各该铜凸块140是具有一第一顶面141 ;接着，请参阅图2F，形成一导接层150于上述铜凸块140的上述第一顶面141，该导接层150是具有一第二顶面151且该导接层150是包含有一镍层152及一接合层153，该镍层152是位于该铜凸块140与该接合层153之间；之后，请参阅图2G，移除该光阻层130。接着，请参阅图2H，移除该含铜金属层120的上述第二区122，并使该含铜金属层120的各该第一区121形成一凸块下金属层123,其中各该凸块下金属层123是具有一第一外周壁123a，各该铜凸块140是具有一第二外周壁142，该导接层150是具有一第三外周壁154，该第三外周壁154与该第二外周壁142之间是具有一第一间距D1，该第三外周壁154与该第一外周壁123a之间是具有一第二间距D2，在本实施例中，该第二间距D2是不小于该第一间距Dl，该第一外周壁123a是具有一第一外周长LI，该第二外周壁142是具有一第二 外周长L2，该第三外周壁154是具有一第三外周长L 3，该第三外周长L3是大于该第二外周长L2，该第二外周长L2是不小于该第一外周长LI ;之后，请参阅图21，形成一防游离层160于该导接层150的该第二顶面151、上述凸块下金属层123的上述第一外周壁123a、上述铜凸块140的上述第二外周壁142、该导接层150的该第三外周壁154及该基板110，在本实施例中，该防游离层160是覆盖该基板110的该表面111及上述焊垫112，该防游离层160是具有一第一覆盖段161、一第二覆盖段162、一第三覆盖段163及一移除段164,该第一覆盖段161是覆盖该基板110，该第二覆盖段162是覆盖上述凸块下金属层123的上述第一外周壁123a、上述铜凸块140的上述第二外周壁142及该导接层150的该第三外周壁154，该第三覆盖段163及该移除段164是覆盖该导接层150的该第二顶面151，在本实施例中，该第一覆盖段161是覆盖该焊垫112的该环壁112b及该基板110的该表面111，该防游离层160是选自于氧化物或氮化物其中之一，该氮化物是可为氮化硅、氮氧化硅或其混合体其中之一，该氧化物是可为二氧化硅、氮氧化硅或其混合体其中之一。接着，请参阅图2J,形成一介电层170于该防游离层160,该介电层170的材质是可选自于聚酰亚胺(PI，Polyimides)或苯环丁烯(BCB, Benzocyclobutane);之后,请参阅图2K，图案化该介电层170以形成多个显露开口 171，上述显露开口 171是显露该防游离层160的该移除段164 ;最后，请参阅图2L，移除该防游离层160的该移除段164以显露该导接层150的该第二顶面151，以形成一种凸块结构100，该凸块结构100是至少包含一基板110、多个凸块下金属层123、多个铜凸块140、一导接层150、一防游离层160以及一介电层170，该基板110是具有一表面111及多个设置于该表面111的焊垫112，各该焊垫112是具有一显露面112a及一环壁112b，上述凸块下金属层123是形成于上述焊垫112上，各该凸块下金属层123是具有一第一外周壁123a，上述铜凸块140是形成于上述凸块下金属层123上，各该铜凸块140是具有一第一顶面141及一第二外周壁142，该导接层150是形成于上述铜凸块140的上述第一顶面141，该导接层150是具有一第二顶面151及一第三外周壁154，且该导接层150是包含有一镍层152及一接合层153，该镍层152是位于该铜凸块140与该接合层153之间，在本实施例中，该第三外周壁154是具有一第三外周长L3，该第二外周壁142是具有一第二外周长L2，该第一外周壁123a是具有一第一外周长LI，该第三外周长L3是大于该第二外周长L2，该第二外周长L2是不小于该第一外周长LI，其中该第三外周壁154与该第二外周壁142之间是具有一第一间距Dl，该第三外周壁154与该第一外周壁123a之间是具有一第二间距D2，该防游离层160是形成于上述凸块下金属层123的上述第一外周壁123a、上述铜凸块140的上述第二外周壁142、该导接层150的该第三外周壁154及该基板110,该防游离层160是具有一第一覆盖段161、一第二覆盖段162及一第三覆盖段163,该第一覆盖段161是覆盖该基板110，该第二覆盖段162是覆盖上述凸块下金属层123的上述第一外周壁123a、上述铜凸块140的上述第二外周壁142及该导接层150的该第三外周壁154，该第三覆盖段163是覆盖该导接层150的该第二顶面151，该介电层170是形成于该防游离层160，且该介电层170是具有多个显露开口 171以显露该导接层150的该第二顶面151。由于该凸块结构100是具有该防游离层160，可避免上述凸块下金属层123的上述第一外周壁123a及上述铜凸块140的上述第二外周壁142裸露而造成铜离子游离导致短路的情形，此外，由于该凸块结构100是更具有该介电层170，因此该游离层的厚度不需太厚且该介电层170是可增加封装后的结构强度并降低填充胶的用量，更可 有效阻绝水气。或者，请参阅图3，其是为本发明的第二实施例，其与第一实施例的差异在于移除该防游离层160的该移除段164的步骤中亦同时移除该防游离层160的该第三覆盖段163以显露更多的该第二顶面151。或者，请参阅图4，其是为本发明的第三实施例，其与第一实施例的差异在于该基板110是另具有一保护层113，该保护层113是形成于该表面111并覆盖上述焊垫112，因此该防游离层160是覆盖该导接层150的该第二顶面151、上述凸块下金属层123的上述第一外周壁123a、上述铜凸块140的上述第二外周壁142、该导接层150的该第三外周壁154及该保护层113，在本实施例中，该防游离层160的该第一覆盖段161是覆盖该基板110的该保护层113，该第二覆盖段162是覆盖上述凸块下金属层123的上述第一外周壁123a、上述铜凸块140的上述第二外周壁142及该导接层150的该第三外周壁154，该第三覆盖段163是覆盖该导接层150的该第二顶面151。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种凸块制造工艺，其特征在于至少包含 提供一基板，该基板是具有一表面及多个设置于该表面的焊垫，各该焊垫是具有一显露面及一环壁； 形成一含铜金属层于该基板并覆盖上述焊垫，该含铜金属层是具有多个第一区及多个第二区； 形成一光阻层于该含铜金属层； 图案化该光阻层以形成多个开口，上述开口是对应上述第一区； 形成多个铜凸块于上述开口内，各该铜凸块是覆盖该含铜金属层的各该第一区且各该铜凸块是具有一第一顶面； 形成一导接层于上述铜凸块的上述第一顶面，该导接层是具有一第二顶面且该导接层是包含有一镍层及一接合层，该镍层是位于该铜凸块与该接合层之间； 移除该光阻层； 移除该含铜金属层的上述第二区，并使该含铜金属层的各该第一区形成为一凸块下金属层，其中各该凸块下金属层是具有一第一外周壁，各该铜凸块是具有一第二外周壁，该导接层是具有一第三外周壁，该第三外周壁与该第二外周壁之间是具有一第一间距，该第三外周壁与该第一外周壁之间是具有一第二间距； 形成一防游离层于该导接层的该第二顶面、上述凸块下金属层的上述第一外周壁、上述铜凸块的上述第二外周壁、该导接层的该第三外周壁及该基板，该防游离层是具有一第一覆盖段、一第二覆盖段、一第三覆盖段及一移除段，该第一覆盖段是覆盖该基板，该第二覆盖段是覆盖上述凸块下金属层的上述第一外周壁、上述铜凸块的上述第二外周壁及该导接层的该第三外周壁，该第三覆盖段及该移除段是覆盖该导接层的该第二顶面； 形成一介电层于该防游离层； 图案化该介电层以形成多个显露开口，上述显露开口是显露该防游离层的该移除段；以及 移除该防游离层的该移除段以显露该导接层的该第二顶面。
2.如权利要求I所述的凸块制造工艺，其特征在于另包含有移除该防游离层的该第三覆盖段的步骤。
3.如权利要求I所述的凸块制造工艺，其特征在于其中该基板是另具有一保护层，该保护层是形成于该表面并覆盖上述焊垫。
4.如权利要求3所述的凸块制造工艺，其特征在于其中该第一覆盖段是覆盖该基板的该保护层。
5.如权利要求I所述的凸块制造工艺，其特征在于其中该第一覆盖段是覆盖该焊垫的该环壁及该基板的该表面。
6.如权利要求I所述的凸块制造工艺，其特征在于其中该第二间距是不小于该第一间距。
7.如权利要求I所述的凸块制造工艺，其特征在于其中该防游离层是选自于氧化物或氮化物其中之一。
8.如权利要求7所述的凸块制造工艺，其特征在于其中该氮化物是可为氮化硅、氮氧化硅或其混合体其中之一，该氧化物是可为二氧化硅、氮氧化硅或其混合体其中之一。
9.如权利要求I所述的凸块制造工艺，其特征在于其中该介电层的材质是选自于聚酰亚胺PI或苯环丁烯BCB。
10.一种凸块结构，其特征在于至少包含 一基板，其是具有一表面及多个设置于该表面的焊垫，各该焊垫是具有一显露面及一环壁； 多个凸块下金属层，其是形成于上述焊垫上，各该凸块下金属层是具有一第一外周壁； 多个铜凸块，其是形成于上述凸块下金属层上，各该铜凸块是具有一第一顶面及一第二外周壁； 一导接层，其是形成于上述铜凸块的上述第一顶面，该导接层是具有一第二顶面及一第三外周壁，且该导接层是包含有一镍层及一接合层，该镍层是位于该铜凸块与该接合层之间，其中该第三外周壁与该第二外周壁之间是具有一第一间距，该第三外周壁与该第一外周壁之间是具有一第二间距； 一防游离层，其是形成于上述凸块下金属层的上述第一外周壁、上述铜凸块的上述第二外周壁、该导接层的该第三外周壁及该基板，该防游离层是具有一第一覆盖段及一第二覆盖段，该第一覆盖段是覆盖该基板，该第二覆盖段是覆盖上述凸块下金属层的上述第一外周壁、上述铜凸块的上述第二外周壁及该导接层的该第三外周壁；以及 一介电层，其是形成于该防游离层，且该介电层是具有多个显露开口以显露该导接层的该第二顶面。
11.如权利要求10所述的凸块结构，其特征在于其中该防游离层是另具有一第三覆盖段，该第三覆盖段是覆盖该导接层的该第二顶面。
12.如权利要求10所述的凸块结构，其特征在于其中该第三外周壁是具有一第三外周长，该第二外周壁是具有一第二外周长，该第一外周壁是具有一第一外周长，该第三外周长是大于该第二外周长，该第二外周长是不小于该第一外周长。
13.如权利要求10所述的凸块结构，其特征在于其中该基板是另具有一保护层，该保护层是形成于该表面并覆盖上述焊垫。
14.如权利要求10所述的凸块结构，其特征在于其中该第一覆盖段是覆盖该焊垫的该环壁及该基板的该表面。
15.如权利要求13所述的凸块结构，其特征在于其中该第一覆盖段是覆盖该基板的该保护层。
全文摘要
本发明有关一种凸块制造工艺及其结构。其中制造工艺包括提供一基板；形成一含铜金属层于该基板，含铜金属层具有第一区及第二区；形成一光阻层于含铜金属层；图案化光阻层；形成铜凸块且各铜凸块具有一第一顶面；形成一导接层于第一顶面，该导接层具有一第二顶面；移除光阻层；移除第二区，并使第一区形成一凸块下金属层，各凸块下金属层具有一第一外周壁，各铜凸块具有一第二外周壁，导接层具有一第三外周壁；形成一防游离层，防游离层具有一覆盖基板的第一覆盖段、一覆盖第一外周壁、第二外周壁及第三外周壁的第二覆盖段、一第三覆盖段及一移除段是覆盖该第二顶面；形成一介电层于防游离层；图案化该介电层；及移除该移除段以显露该第二顶面。
文档编号H01L23/488GK102867758SQ201110194648
公开日2013年1月9日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者谢庆堂, 郭志明 申请人:颀邦科技股份有限公司