专利名称：微细间距凸块结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种凸块结构，特别是涉及ー种防止铜离子游离的微细间距凸块结构。
背景技术：
在微细间距凸块结构中，由于铜凸块的铜离子会产生游离现象，因此若相邻铜凸块的间距太近，容易导致短路的情形发生。 由此可见，上述现有的微细间距凸块结构在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一歩改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设ー种新型结构的微细间距凸块结构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容本实用新型的目的在于，克服现有的微细间距凸块结构存在的缺陷，而提供ー种新型结构的微细间距凸块结构，所要解决的技术问题是使其藉由在含钛金属层、铜凸块的该第一顶面及第一环壁上形成凸块保护层及金层，可防止铜凸块中的铜离子游离而造成短路的情形，进而提高微细间距凸块结构的可靠度，非常适于实用。本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的ー种微细间距凸块结构，其至少包含ー硅基板、多个凸块下金属层、多个铜凸块、多个凸块保护层以及多个金层，该硅基板具有一表面、多个设置于该表面的焊垫及一设置于该表面的保护层，该保护层具有多个开ロ，且该些开ロ显露该些焊垫，该些凸块下金属层形成于该些焊垫上，各该凸块下金属层具有一凸块承载部及一延伸部，该些铜凸块形成于该些凸块下金属层上，且各该铜凸块具有一第一顶面及一第一环壁，各该凸块下金属层的该凸块承载部位于各该铜凸块下，各该凸块下金属层的该延伸部凸出于各该铜凸块的该第一环壁，该些凸块保护层形成于该些凸块下金属层的该些延伸部、各该铜凸块的该第ー顶面及该第一环壁上，各该凸块保护层具有一凸块覆盖部及一金属层覆盖部，各该凸块覆盖部包覆各该铜凸块的该第一顶面及该第一环壁且该凸块覆盖部具有一第二顶面及一第二环壁，各该金属层覆盖部覆盖各该延伸部，该些金层形成于各该金属层覆盖部、各该凸块覆盖部的该第二顶面及该第二环壁上，且各该金层具有一第三顶面。本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进ー步实现。前述的微细间距凸块结构，还包含有多个可润湿层，该些可润湿层形成于该些金层的该些第三顶面上。前述的微细间距凸块结构，其中各该金属层覆盖部具有一第一外侧壁，且该金属层覆盖部凸出于该凸块覆盖部的该第二环壁。[0009]前述的微细间距凸块结构，其中各该金层还具有一第二外侧壁，该第二外侧壁是与各该金属层覆盖部的该第一外侧壁平齐。前述的微细间距凸块结构，其中各该凸块下金属层的该延伸部具有一第三外侧壁，该第三外侧壁是与各该金属层覆盖部的该第一外侧壁平齐。本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型微细间距凸块结构至少具有下列优点及有益效果本实用新型藉由在该含钛金属层、各该铜凸块的该第一顶面及该第一环壁上形成该些凸块保护层及该些金层，可防止该些铜凸块中的铜离子游离而造成短路的情形，进而提高微细间距凸块结构的可靠度。综上所述，本实用新型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。上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技·术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、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I是依据本实用新型的一较佳实施例的一种微细间距凸块制造方法的流程图。图2A、图 2B、图 2C、图 2D、图 2E、图 2F-1、图 2G、图 2H-1、图 21、图 2J、图 2K 及图2L-1是依据本实用新型的一较佳实施例的一种微细间距凸块制造方法的截面示意图。图2F-2、图2H-2及图2L-2分别是图2F-1、图2H-1及图2L-1的局部放大图。11 :提供ー硅基板12 :形成ー含钛金属层于该保护层及该些焊垫，该含钛金属层具有多个第一区及多个位于该些第一区外侧的第二区13 :形成一光阻层于该含钛金属层14 :图案化该光阻层以形成多个开槽，该些开槽对应该含钛金属层的该些第一区15 :形成多个铜凸块于该些第一区，各该铜凸块具有一第一顶面及一第一环壁16 :进行ー加热步骤，以扩大该光阻层的各该开槽，且该光阻层受热形成多个本体部及多个可移除部17 :对该光阻层进行ー蚀刻步骤，以移除该些可移除部并显露出该含钛金属层，且各该本体部具有一内侧壁18:形成多个凸块保护层于该含钛金属层、各该铜凸块的该第一顶面及该第一环
壁19 电镀多个金层20 :形成多个可润湿层21 :移除该光阻层的该些本体部22 :移除该含钛金属层的该些第二区，以使该含钛金属层的各该第一区形成为ー位于各该铜凸块下的凸块下金属层100:微细间距凸块结构110:硅基板111 :表面[0032]112:焊垫113:保护层113a:开ロ1加铜凸块121 :第一顶面122 :第一环壁130:凸块保护层131:凸块覆盖部131a:第二顶面131b:第二环壁132 :金属层覆盖部132a:第一外侧壁140 :金层141 :第三顶面142 :第二外侧壁150 :可润湿层160:凸块下金属层161:凸块承载部162 :延伸部162a:第三外侧壁200 :含钛金属层210 :第一区220 :第二区300 :光阻层310 :开槽320 :本体部321:内侧壁330 :可移除部S :空间
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型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，对依据本实用新型提出的微细间距凸块结构其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合參考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式
的说明，应当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供參考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。请參阅图I及图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F-1、图2G、图2H-1、图21、图2J、图2K、图2L-1、图2F-2、图2H-2及图2L-2所示，图I是依据本实用新型的一较佳实施例的一种微细间距凸块制造方法的流程图。图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F-1、图2G、图2H-1、图21、图2J、图2K及图2L-1是依据本实用新型的一较佳实施例的ー种微细间距凸块制造方法的截面示意图。图2F-2、图2H-2及图2L-2分别是图2F-1、图2H-1及图2L-1的局部放大图。本实用新型的一较佳实施例的一种微细间距凸块制造方法包含下列步骤首先，请參阅图I的步骤11及图2A，提供ー硅基板110，该硅基板110具有一表面111、多个设置于该表面111的焊垫112及ー设置于该表面111的保护层113，该保护层113具有多个开ロ 113a，且该些开ロ 113a显露该些焊垫112;接着，请參阅图I的步骤12及图2B，形成ー含钛金属层200于该保护层113及该些焊垫112，该含钛金属层200具有多个第一区210及多个位于该些第一区210外侧的第二区220 ;之后，请參阅图I的步骤13及图2C，形成一光阻层300于该含钛金属层200 ;接着，请參阅图I的步骤14及图2D，图案化该光阻层300以形成多个开槽310，该些开槽310对应该含钛金属层200的该些第一区210 ;之后，请參阅图I的步骤15及图2E，形成多个铜凸块120于该含钛金属层200的该些第一区 210，各该铜凸块120具有一第一顶面121及一第一环壁122 ;接着，请參阅图I的步骤16、 图2F-1及图2F-2，进行ー加热步骤，以扩大该光阻层300的各该开槽310，且该光阻层300受热形成多个本体部320及多个可移除部330，在本实施例中，该加热步骤的玻璃转换温度是介于70 140°C之间。之后，请參阅图I的步骤17及图2G，对该光阻层300进行ー蚀刻步骤，以移除该些可移除部330并显露出该含钛金属层200，且各该本体部320具有一内侧壁321，在本实施例中，对该光阻层300进行ー蚀刻步骤中所使用的蚀刻方法为等离子体干式蚀刻法；接着，请參阅图I的步骤18、图2H-1及图2H-2，形成多个凸块保护层130于该含钛金属层200、各该铜凸块120的该第一顶面121及该第一环壁122，该些凸块保护层130的材质选自于镍、钯或金其中之一，各该凸块保护层130具有ー凸块覆盖部131及一金属层覆盖部132，该凸块覆盖部131包覆各该铜凸块120的该第一顶面121及该第一环壁122且该凸块覆盖部131具有一第二顶面131a及一第二环壁131b，该金属层覆盖部132具有一第一外侧壁132a，且该金属层覆盖部132凸出于该凸块覆盖部131的该第二环壁131b，该光阻层300的各该本体部320的该内侧壁321及该第二环壁131b之间具有一空间S ;之后，请參阅图I的步骤19及图21，电镀多个金层140于各该空间S、各该凸块覆盖部131的该第二顶面131a及该第二环壁131b，且各该金层140具有一第三顶面141及一第二外侧壁142 ;接着，请參阅图I的步骤20及图2J，形成多个可润湿层150于该些金层140的该些第三顶面141。之后，请參阅图I的步骤21及图2K，移除该光阻层300的该些本体部320以显露出该含钛金属层200的该些第二区220、该些金层140的该些第二外侧壁142、该些可润湿层150及该些金属层覆盖部132的该些第一外侧壁132a，在本实施例中，各该金层140的该第二外侧壁142是与各该金属层覆盖部132的该第一外侧壁132a平齐；最后，请參阅图I的步骤22、图2L-1及图2L-2，移除该含钛金属层200的该些第二区220，以使该含钛金属层200的各该第一区210形成为一位于各该铜凸块120下的凸块下金属层160，该些凸块下金属层160的材质选自于钛/钨/金、钛/铜或钛/钨/铜其中之一，且各该凸块下金属层160具有一位于各该铜凸块120下的凸块承载部161及ー凸出于各该铜凸块120的该环壁的延伸部162，各该凸块保护层130的该金属层覆盖部132覆盖各该凸块下金属层160的该延伸部162，且各该凸块下金属层160的该延伸部162具有一第三外侧壁162a，该第三外侧壁162a是与各该金属层覆盖部132的该第一外侧壁132a平齐。本实用新型藉由在该含钛金属层200、各该铜凸块120的该第一顶面121及该第一环壁122上形成该些凸块保护层130及该些金层140，以防止该些铜凸块120中的铜离子游离而造成短路的情形，进而提高微细间距凸块结构的可靠度。请再參阅图2L-1及图2L-2，本实用新型的一较佳实施例的ー种微细间距凸块结构100，其包含有ー硅基板110、多个凸块下金属层160、多个铜凸块120、多个凸块保护层130、多个金层140以及多个可润湿层150,该娃基板110具有一表面111、多个设置于该表面111的焊垫112及ー设置于该表面111的保护层113，该保护层113具有多个开ロ 113a，且该些开ロ 113a显露该些焊垫112，该些凸块下金属层160形成于该些焊垫112上，该些凸块下金属层160的材质选自于钛/钨/金、钛/铜或钛/钨/铜其中之一，各该凸块下金属层160具有ー凸块承载部161及一延伸部162，该些铜凸块120形成于该些凸块下金属层160上，且各该铜凸块120具有一第一顶面121及一第一环壁122，各该凸块下金属层160的该凸块承载部161位于各该铜凸块120下,各该凸块下金属层160的该延伸部162凸出 于各该铜凸块120的该第一环壁122，该些凸块保护层130形成于该些凸块下金属层160的该些延伸部162、各该铜凸块120的该第一顶面121及该第一环壁122上，各该凸块保护层130具有ー凸块覆盖部131及一金属层覆盖部132，该些凸块保护层130的材质选自于镍、钯或金其中之一，各该凸块覆盖部131包覆各该铜凸块120的该第一顶面121及该第一环壁122且该凸块覆盖部131具有一第二顶面131a及一第二环壁131b，各该金属层覆盖部132覆盖各该延伸部162，各该金属层覆盖部132具有一第一外侧壁132a，且该金属层覆盖部132凸出于该凸块覆盖部131的该第二环壁131b，该些金层140形成于各该金属层覆盖部132、各该凸块覆盖部131的该第二顶面131a及该第二环壁131b上，且各该金层140具有一第三顶面141及一第二外侧壁142，该第二外侧壁142是与各该金属层覆盖部132的该第一外侧壁132a平齐，该些可润湿层150形成于该些金层140的该些第三顶面141上，在本实施例中，各该凸块下金属层160的该延伸部162具有一第三外侧壁162a,该第三外侧壁162a是与各该金属层覆盖部132的该第一外侧壁132a平齐。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述掲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，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型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，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种微细间距凸块结构，其特征在于其包含 一硅基板，其具有一表面、多个设置于该表面的焊垫及一设置于该表面的保护层，该保护层具有多个开口，且该些开口显露该些焊垫； 多个凸块下金属层，其形成于该些焊垫上，各该凸块下金属层具有一凸块承载部及一延伸部； 多个铜凸块，其形成于该些凸块下金属层上，且各该铜凸块具有一第一顶面及一第一环壁，各该凸块下金属层的该凸块承载部位于各该铜凸块下，各该凸块下金属层的该延伸部凸出于各该铜凸块的该第一环壁； 多个凸块保护层，其形成于该些凸块下金属层的该些延伸部、各该铜凸块的该第一顶面及该第一环壁上，各该凸块保护层具有一凸块覆盖部及一金属层覆盖部，各该凸块覆盖部包覆各该铜凸块的该第一顶面及该第一环壁且该凸块覆盖部具有一第二顶面及一第二环壁，各该金属层覆盖部覆盖各该延伸部；以及多个金层，其形成于各该金属层覆盖部、各该凸块覆盖部的该第二顶面及该第二环壁上，且各该金层具有一第三顶面。
2.根据权利要求I所述的微细间距凸块结构，其特征在于其还包含有多个可润湿层，该些可润湿层形成于该些金层的该些第三顶面上。
3.根据权利要求I所述的微细间距凸块结构，其特征在于其中各该金属层覆盖部具有一第一外侧壁，且该金属层覆盖部凸出于该凸块覆盖部的该第二环壁。
4.根据权利要求3所述的微细间距凸块结构，其特征在于其中各该金层还具有一第二外侧壁，该第二外侧壁是与各该金属层覆盖部的该第一外侧壁平齐。
5.根据权利要求3所述的微细间距凸块结构，其特征在于其中各该凸块下金属层的该延伸部具有一第三外侧壁，该第三外侧壁是与各该金属层覆盖部的该第一外侧壁平齐。
专利摘要本实用新型是一种微细间距凸块结构，其包含一硅基板、多个凸块下金属层、多个铜凸块、多个凸块保护层及多个金层，该硅基板具有多个焊垫，该些凸块下金属层形成于该些焊垫上，各该凸块下金属层具有一凸块承载部及一延伸部，该些铜凸块形成于该些凸块下金属层上，且各该铜凸块具有一第一顶面及一第一环壁，该些凸块保护层形成于该些延伸部、各该铜凸块的该第一顶面及该第一环壁上，各该凸块保护层具有一凸块覆盖部及一金属层覆盖部，各该凸块覆盖部包覆各该铜凸块的该第一顶面及该第一环壁且该凸块覆盖部具有一第二顶面及一第二环壁，各该金属层覆盖部覆盖各该延伸部，该些金层形成于各该金属层覆盖部、各该凸块覆盖部的该第二顶面及该第二环壁上。
文档编号H01L23/488GK202651097SQ20122005880
公开日2013年1月2日 申请日期2012年2月22日 优先权日2012年2月22日
发明者施政宏, 谢永伟, 林淑真, 林政帆, 戴华安 申请人:颀邦科技股份有限公司