具有加强物的凸块结构及其制造方法技术

一种具有加强物的凸块结构的制造方法，其特征在于，包括：　　　　提供一基板，所述基板具有多个接垫与一保护层，其中所述保护层具有多个第一开口，且各第一开口分别暴露出相对应的接垫的一部分；　　　　在所述基板上形成一球底金属材料层，以覆盖所述保护层与所述保护层所暴露出的接垫；　　　　在所述保护层所暴露出的接垫上方的球底金属材料层上形成多个凸块，其中各凸块的底面积小于相对应的第一开口的底面积，且所述凸块的顶面为平面；　　　　在各凸块周围的球底金属材料层上形成一加强物，其中各加强物分别与所述凸块接触，且所述加强物的材质为一聚合物；以及　　　　图案化所述球底金属材料层，以形成多个球底金属层，其中各球底金属层的底面积大于相对应的第一开口的底面积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种半导体结构及其制造方法，且特别是有关于一种凸块 结构及其制造方法。
技术介绍
覆晶接合技术(flip chip interconnect technology)是一禾中将晶片(die) 连接至一线路板的封装技术，其主要是在晶片的多个接垫上形成多个凸块 (bump)。接着将晶片翻转(flip)，并利用这些凸块来将晶片的这些接垫连 接至线路板上的接合垫(terminal)，以使得晶片可经由这些凸块而电性连接 至线路板上。通常，凸块具有若干种类型，例如焊料凸块、金凸块、铜凸块、 导电髙分子凸块、高分子凸块等。图1A为现有的金凸块的剖面图，而图IB为现有的金凸块的俯视图。请 参考图1A与图1B，现有的金凸块结构适于配置在一晶片110上，而此晶片 110上己形成有多个铝接垫120 (图1A与图1B仅绘示一个铝接垫)与一保护 层130。其中，保护层130具有多个开口 130a，其分别暴露各铝接垫120的 一部份。此外，现有的金凸块结构包括一球底金属层140与一金凸块150，其 中球底金属层140配置开口 130a内，并覆盖部分保护层130。金凸块150配 置于球底金属层140上。由于此金凸块150覆盖于部分保护层130上方的球 底金属层140上，因此金凸块150具有一环状凸起部150a，而这就所谓城墙 效应(wall effect)。然而，此环状凸起部150a会影响金凸块150与其他承载 器(未绘示)之间的接合强度。此外，由于球底金属层140仅配置于金凸块150 的下方，因此当球底金属层140与金凸块150之间或是球底金属层140与保 护层130之间产生裂缝时，此种现有的金凸块结构便容易出现底切效应(under cut effect)。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有加强物的凸块结构的制造方法，以改善城墙效应。本专利技术提供一种具有加强物的凸块结构，以改善底切效应。本专利技术提出一种具有加强物的凸块结构的制造方法，其包括下列步骤。首 先，提供一基板，而基板具有多个接垫与一保护层，其中保护层具有多个第一 开口，且各第一开口分别暴露出相对应的接垫的一部分。在基板上形成一球底 金属材料层，以覆盖保护层与保护层所暴露出的接垫。在保护层所暴露出的接 垫上方的球底金属材料层上形成多个凸块，其中各凸块的底面积小于相对应的 第一开口的底面积，且凸块的顶面为平面。在各凸块周围的球底金属材料层上 形成一加强物，其中各加强物分别与凸块接触，且加强物的材质为一聚合物。 图案化球底金属材料层，以形成多个球底金属层，其中各球底金属层的底面积 大于相对应的第一开口的底面积。在上述具有加强物的凸块结构的制造方法中，形成凸块的步骤包括在球底 金属材料层上形成一图案化光刻胶层，且图案化光刻胶层具有多个第二开口， 分别暴露出保护层所暴露出的接垫上方的球底金属材料层。在第二开口内形成 凸块。移除图案化光刻胶层。在上述具有加强物的凸块结构的制造方法中，形成加强物的步骤可以是在 球底金属材料层上形成一聚合物层，其中聚合物层暴露出凸块，并与凸块接触。 然后，图案化聚合物层，以形成加强物。在上述具有加强物的凸块结构的制造方法中，图案化此聚合物层的步骤可 以是曝光制程与显影制程。在上述具有加强物的凸块结构的制造方法中，形成球底金属层的步骤可以 是以加强物为掩模，移除部分球底金属材料层。本专利技术提出一种具有加强物的凸块结构，其适于配置于一基板上。此基板 具有一接垫与一保护层，其中保护层具有一开口，其暴露出接垫的一部分。此 具有加强物的凸块结构包括一球底金属层、 一凸块与一加强物，其中球底金属 层配置于保护层上，并覆盖保护层所暴露出的接垫。凸块配置于接垫上方的球 底金属层上，其中凸块的顶面为平面。此外，凸块的底面积小于开口的底面积， 且球底金属层的底面积大于开口的底面积。加强物配置于球底金属层上，并位 于凸块的周围，而加强物与凸块接触，且加强物的材质为一聚合物。在上述具有加强物的凸块结构中，加强物可以是环状。在上述具有加强物的凸块结构中，聚合物的材质可以是聚酰亚胺(polyimide, PI)。在上述具有加强物的凸块结构中，凸块的材质可以是金。 在上述具有加强物的凸块结构中，接垫的材质可以是铝。 在上述具有加强物的凸块结构中，基板可以是晶片或晶圆。 基于上述，由于本专利技术将凸块形成于保护层的开口内，因此此种凸块具有平坦的顶面。此外，由于加强物同时接触球底金属层与凸块，因此此种凸块结构较不易产生底切效应。附图说明为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发 明的具体实施方式作详细说明，其中 图1A为现有的金凸块的剖面图。图1B为现有的金凸块的俯视图。图2A至图2D为本专利技术的一实施例的一种具有加强物的凸块结构的制造 方法的示意图。图3为本专利技术的一实施例的一种具有加强物的凸块结构的俯视图。具体实施方式图2A至图2D为本专利技术的一实施例的一种凸块结构的制造方法的示意图。 请先参考图2A，本实施例的凸块结构的制造方法包括下列步骤。首先，提供一 基板210，而基板210具有多个接垫220与一保护层230，其中保护层230具 有多个第一开口 230a，且各第一开口 230a分别暴露出相对应的接垫220的一 部分。值得注意的是，为了便于说明，本实施例的开口 230a与接垫220均仅 绘示一个。此外，此基板210可以是晶圆或是其他承载器，而接垫220的材质 可以是铝、铜或是其他金属。请继续参考图2A，在基板210上方形成一球底金属材料层310，以覆盖 保护层230与保护层230所暴露出的接垫220。此外，形成球底金属材料层 310的方法可以是溅镀制程、物理气相沉积制程或化学气相沉积制程。然后， 在球底金属材料层310上形成一图案化光刻胶层410，且图案化光刻胶层410 具有多个第二开口 410a，其分别暴露出保护层230所暴露出的接垫220上方 的球底金属材料层310。值得注意的是，第二开口 410a小于接垫220以及第一开口 230a。请参考图2A与图2B，在第二开口 410a内形成凸块320。换言之，在保 护层230所暴露出的接垫220上方的球底金属材料层310上形成多个凸块 320。此外，形成凸块320可以是电镀制程。然后，移除图案化光刻胶层410。 值得注意的是，各凸块320的底面积小于相对应的第一开口 230a的底面积， 且凸块320的顶面320a为平面。请参考图2C，在球底金属材料层310上形成一聚合物层330，其中聚合 物层330暴露出凸块320，并与凸块320接触。此外，形成聚合物层330的方 法可以是旋转涂布制程。请参考图2C与图2D，图案化此聚合物层330,以形成加强物332。更详 细而言，图案化此聚合物层330的步骤可以是曝光制程与显影制程。然后，图 案化此球底金属材料层310，以形成多个球底金属层312，其中各球底金属层 312的底面积大于相对应的第一开口 230a的底面积。在本实施例中，图案化 此球底金属材料层310的方法可以是以加强物332为掩模，移除部分球底金属 材料层310。此时，球底金属层312与加强物332的轮廓会是相同。然而，图 案化此球底金属材料层310的方法也可以是另外形成一图案化光刻胶层(未绘 示)，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有加强物的凸块结构的制造方法，其特征在于，包括：提供一基板，所述基板具有多个接垫与一保护层，其中所述保护层具有多个第一开口，且各第一开口分别暴露出相对应的接垫的一部分；在所述基板上形成一球底金属材料层，以覆盖所述保护层与所述保护层所暴露出的接垫；在所述保护层所暴露出的接垫上方的球底金属材料层上形成多个凸块，其中各凸块的底面积小于相对应的第一开口的底面积，且所述凸块的顶面为平面；在各凸块周围的球底金属材料层上形成一加强物，其中各加强物分别与所述凸块接触，且所述加强物的材质为一聚合物；以及图案化所述球底金属材料层，以形成多个球底金属层，其中各球底金属层的底面积大于相对应的第一开口的底面积。

【技术特征摘要】
1. 一种具有加强物的凸块结构的制造方法，其特征在于，包括提供一基板，所述基板具有多个接垫与一保护层，其中所述保护层具有多个第一开口，且各第一开口分别暴露出相对应的接垫的一部分；在所述基板上形成一球底金属材料层，以覆盖所述保护层与所述保护层所暴露出的接垫；在所述保护层所暴露出的接垫上方的球底金属材料层上形成多个凸块，其中各凸块的底面积小于相对应的第一开口的底面积，且所述凸块的顶面为平面；在各凸块周围的球底金属材料层上形成一加强物，其中各加强物分别与所述凸块接触，且所述加强物的材质为一聚合物；以及图案化所述球底金属材料层，以形成多个球底金属层，其中各球底金属层的底面积大于相对应的第一开口的底面积。2. 如权利要求1所述的具有加强物的凸块结构的制造方法，其特征在于， 形成所述凸块的步骤包括在所述球底金属材料层上形成一图案化光刻胶层，且所述图案化光刻胶层 具有多个第二开口，分别暴露出所述保护层所暴露出的所述接垫上方的所述球 底金属材料层；在所述第二开口内形成所述凸块；以及移除所述图案化光刻胶层。3. 如权利要求1所述的具有加强物的凸块结构的制造方法，其特征在于， 形成所述加强物的步骤包括在所述球底金属材料层上形成一聚合物层，其中所述聚合物层暴露出所述 凸块，并与所述凸块接触；以及图案化所述聚合物层，以形成所述加强物。4. 如权利要求3所述的具有加强物的凸块结...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄成棠，
申请(专利权)人：南茂科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71