晶圆焊垫的化镀镍凸块结构及其制造方法技术

一种晶圆焊垫的化镀镍凸块结构及其制造方法，包括：一晶圆，包含一表面、多个焊垫设在表面及一保护层形成于表面上并设有多个开口供对应显露多个焊垫；多个触媒层，利用凸块下金属化或锌化处理以在多个焊垫的表面上各形成一触媒层；多个化镀镍凸块，在设有光阻的状态下，利用无电解镍方式以在触媒层上各形成一预设高度以无电解镍构成的凸块；及多个外护层，利用选自化金制作过程、化银制作过程的族群中两个分开制作过程或同一制作过程，以在多个凸块的顶面及环侧面分开地或同时地各形成一外护层以完全包覆化镀镍凸块的外露表面；由此改良并降低化镀镍凸块的顶面硬度，避免化镀镍凸块的侧壁容易氧化的问题或因电子迁移而易造成凸块之间短路的缺点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种，包括：一晶圆，包含一表面、多个焊垫设在表面及一保护层形成于表面上并设有多个开口供对应显露多个焊垫；多个触媒层，利用凸块下金属化或锌化处理以在多个焊垫的表面上各形成一触媒层；多个化镀镍凸块，在设有光阻的状态下，利用无电解镍方式以在触媒层上各形成一预设高度以无电解镍构成的凸块；及多个外护层，利用选自化金制作过程、化银制作过程的族群中两个分开制作过程或同一制作过程，以在多个凸块的顶面及环侧面分开地或同时地各形成一外护层以完全包覆化镀镍凸块的外露表面；由此改良并降低化镀镍凸块的顶面硬度，避免化镀镍凸块的侧壁容易氧化的问题或因电子迁移而易造成凸块之间短路的缺点。【专利说明】
本专利技术涉及一种，尤指一种利用选自化金制作过程、化银制作过程的族群中两个分开制作过程或同一制作过程，以在该多个化镀镍凸块的顶面及环侧面分开地或同时地形成一外护层，以改良并降低该化镀镍凸块的硬度，并避免化镀镍凸块的侧壁容易氧化及因电子迁移而易造成凸块的短路的问题，达成制作过程简化、制作成本降低及品质稳定的功效。
技术介绍
在有关半导体晶片或晶圆的连结(如焊垫凸块)、封装(package)或其相关制作过程的
中，目前已存在多种现有技术，如:中国台湾M397591、M352128、M412460、M412576、 M410659， 1306638、 1320588、 1255538、 1459362、 1253733、 1273651、 1288447、1295498、 1241658、 1259572、 1472371、 1242866、 1269461、 1329917、 1282132、 1328266、1284949 ;及美国专利技术专利 US8, 030，767、US7, 981，725、US7, 969，003、US7, 960，214、US7, 847，414、US7, 749，806、US7, 651，886、US7, 538，020、US7, 750，467、US7, 364，944、US7, 019，406、US6, 507，120、US7, 999，387、US7, 993，967、US7, 868，470、US7, 868，449、US7, 972，902、US7, 960，825、US7, 952，187、US7, 944，043、US7, 934，313、US7, 906，855 等。上述现有技术几乎都属于在其
中的微小的改进。由此可见，在有关半导体晶片或晶圆的连结、封装或其相关制作过程的
中，其技术发展的空间已相当有限，因此在此技术发展空间有限的领域中(in the field of the crowded art),如能在技术上有微小的改进，亦得视为具有进步性。本专利技术的，是在凸块结构及其制造方法的
中，提出一种具有简化制作过程及降低制作成本的功效，且进一步能有效改良并降低所形成的化镀镍凸块的硬度以满足后制作过程中接着程式的要求，并避免化镀镍凸块的侧壁容易氧化及因电子迁移(migration)而易造成凸块之间短路的缺点的专利技术。由于上述现有技术在形成该多个凸块之前必须以凸块底层金属化(Under BumpMetallization,UBM)制作过程在该多个焊垫上先形成一金属层,再以金属电镀或印刷银膏的方式在该多个焊垫的金属层上形成该多个凸块，因此，现有技术的制作过程不仅成本较高且制作困难度也较高，相对地造成制作过程较复杂化及产量降低，况且该多个凸块需使用较多的贵金属材料。另，以银胶形成的凸块而言，银胶凸块的硬度范围较大，也就是硬度可以由较软改变至较硬，可利用烘烤条件来调整；然而，以本专利技术的化镀镍凸块而言，化镀镍凸块的硬度范围较小，也就是化镀镍凸块的表面硬度过大且无法利用烘烤条件来调整，因此不利于后制作过程的接着程式。另，若在形成的化镀镍凸块上未能增设侧壁外护层，则该化镀镍凸块会有容易氧化的问题，同时亦因电子迁移(migration)作用，而容易造成凸块之间短路的缺点。部分现有技术虽已揭示侧壁外护层的结构或制法的相关技术，如中国台湾M410659、US2011/0260300及中国台湾M397591等，但所揭示的侧壁外护层的结构及制法皆较为繁复，即制作过程不够简化，制作成本相对无法降低，因此不利于量产化；又，现有技术的化镀镍凸块一般是以无光阻方式形成，虽有侧壁外护层，但化镀镍凸块的高度较低如2-10微米(μ m)，且凸块之间距无法做到较小，致凸块无法精细化，无法满足目前本
的实际需求。由上可知，现有技术的凸块结构及其制作过程难以符合实际使用时的需求，因此在晶圆焊垫的凸块结构及其制法的
中，发展并设计一种制作过程简化、制作成本降低、凸块的表面硬度符合后制作过程的接着程式要求、且设具侧壁外护层的凸块结构，确实有其需要性。
技术实现思路
本专利技术主要目的在于提供一种，其是在设有光阻的状态下，利用无电解镍方式以在该多个晶圆焊垫的表面的触媒层上各形成一具预设高度的以无电解镍构成的凸块，再利用选自化金制作过程、化银制作过程的族群中两个分开制作过程或同一制作过程，以在该多个凸块的顶面及环侧面分开地或同时地各形成一外护层以完全包覆在该化镀镍凸块的外露表面上，并使该外护层得包含至少一保护层是选自浸金(IG)层、化银(ES)层的族群中的一种材料所构成，以改良并降低该化镀镍凸块的硬度，并避免化镀镍凸块的侧壁容易氧化及因电子迁移而易造成凸块的短路的问题，达成制作过程简化、制作成本降低及品质稳定的功效。为达成上述目的，本专利技术提供一种晶圆焊垫的化镀镍凸块结构，其包括:—晶圆，其包含:一表面；多个焊垫设在该表面上；及一保护层形成于该表面上并设有多个开口供对应显露该多个焊垫；多个触媒层，其利用选自凸块下金属化、锌化处理的族群中一制作过程以在该多个焊垫的表面上分别形成一触媒层；多个化镀镍(electiOless nickel)凸块，其利用无电解镍方式，并配合有光阻方式，以在该多个触媒层的表面分别形成一具有预设高度的化镀镍凸块；多个顶面外护层，其分别设在该多个化镀镍凸块的顶面(top surface)上，其中各顶面外护层包含至少一选自浸金层、化银层的族群中一种材料所构成的保护层，利用选自化金制作过程、化银制作过程的族群中一制作过程以在该多个化镀镍凸块的顶面形成顶面外护层 '及多个侧壁外护层，其分别设在该多个化镀镍凸块的环侧面(surroundingsidewall)上，其中各侧壁外护层包含至少一选自浸金层、化银层的族群中一种材料所构成的保护层，是利用选自化金制作过程、化银制作过程的族群中一制作过程以在该多个化镀镍凸块的环侧面上分别形成侧壁外护层；其中各化镀镍凸块在其顶面上所形成的顶面外护层与在其环侧面上所形成的侧壁外护层完全密合地包覆在各化镀镍凸块的外表面，以形成一完整的外护层。所述的晶圆焊垫的化镀镍凸块结构，其中，该多个顶面外护层及该多个侧壁外护层是以两个分开的制作过程形成，其中该多个顶面外护层是利用选自化金制作过程、化银制作过程的族群中一制作过程以先形成在该多个化镀镍凸块的顶面上，之后再利用选自化金制作过程、化银制作过程的族群中一制作过程以使该多个侧壁外护层分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆焊垫的化镀镍凸块结构，其特征在于，包括：一晶圆，其包含：一表面；多个焊垫设在该表面上；及一保护层形成于该表面上并设有多个开口供对应显露该多个焊垫；多个触媒层，其利用选自凸块下金属化、锌化处理的族群中一制作过程以在该多个焊垫的表面上分别形成一触媒层；多个化镀镍凸块，其利用无电解镍方式，并配合有光阻方式，以在该多个触媒层的表面分别形成一具有预设高度的化镀镍凸块；多个顶面外护层，其分别设在该多个化镀镍凸块的顶面上，其中各顶面外护层包含至少一选自浸金层、化银层的族群中一种材料所构成的保护层，利用选自化金制作过程、化银制作过程的族群中一制作过程以在该多个化镀镍凸块的顶面形成顶面外护层；及多个侧壁外护层，其分别设在该多个化镀镍凸块的环侧面上，其中各侧壁外护层包含至少一选自浸金层、化银层的族群中一种材料所构成的保护层，是利用选自化金制作过程、化银制作过程的族群中一制作过程以在该多个化镀镍凸块的环侧面上分别形成侧壁外护层；其中各化镀镍凸块在其顶面上所形成的顶面外护层与在其环侧面上所形成的侧壁外护层完全密合地包覆在各化镀镍凸块的外表面，以形成一完整的外护层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋大仑，朱贵武，赖东昇，
申请(专利权)人：讯忆科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：