半导体结构及其制法制造技术

一种半导体结构及其制法，先提供具有多个电性连接垫的晶片，于该电性连接垫上形成金属层，并于部份该金属层上形成钝化层。接着于该金属层上形成导电柱。由于该金属层上有钝化层保护，该金属层可避免底切问题，而能提升导电柱的支撑度，进而提升产品信赖性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体结构，尤指一种具有导电柱的半导体结构。
技术介绍
随着电子产业的蓬勃发展，电子产品在型态上趋于轻薄短小，在功能上则逐渐迈入高性能、高功能、高速度化的研发方向。而目前半导体晶片的封装形式包含打线式(Wire Bonding)封装或覆晶式(FlipChip)封装等，其中，相较于打线式封装，覆晶式封装更能缩减整体半导体装置的体积。一般覆晶式封装是将半导体晶片的作用面上藉由导电凸块结合至封装基板的电性连接垫上，再填入底胶于该半导体晶片的作用面与封装基板之间，以包覆该导电凸块。而为了增加覆晶的对位精确性，导电凸块的组成材质则显得非常重要。现有提供半导体晶片利用铜柱作结合的技术，可参阅图1A至图1D。如图1A所示，提供一具有多个电性连接垫100的晶片10(本图仅以一电性连接垫说明)，其外表面是由氮化硅(SiN)层101所构成，且该氮化硅层101藉由开孔外露该电性连接垫100。接着，形成介电层12于该氮化硅层101及开孔壁面上，再形成钛(Ti)层11于该介电层12的全部表面及该电性连接垫100上，又形成铜(Cu)层13于该钛层11的全部表面上。如图1B所示，形成阻层14于该铜层13上，且于该阻层14上形成开口区140，以外露部分铜层13。接着，形成铜柱15于该开口区140中的铜层13上，再形成焊锡材16于该铜柱15的顶面。如图1C所示，移除该阻层14，以外露出铜层13。如图1D所示，利用铜柱15作为止挡部，以蚀刻移除外露的该铜层13及其下方的钛层11。于后续制程中，可于该铜柱15与焊锡材16
上形成焊锡凸块以对接至该封装基板(图未示)上，再进行回焊制程，以形成用于固定与电性连接该晶片10与封装基板的导电凸块。当进行回焊制程时，该铜柱15不会变形，故可防止熔融(melt)及崩塌(collapse)，使现有晶片10藉由该铜柱15可避免位置偏移。因此，导电凸块中的铜柱15可增加覆晶的对位精确性。然而，现有半导体结构的制法中，因利用蚀刻液进行蚀刻具有等向性，故会向内蚀刻。因此，当蚀刻移除该外露的铜层13及其下方的钛层11时，该钛层11会产生底切(undercut)过大的问题(如图1D所示的底切处K)，造成该铜柱15的支撑度不足，导致导电凸块的信赖性不佳而降低产品良率的问题。因此，如何避免上述现有技术「因底切问题而使信赖性不佳而降低产品良率」的问题，实为当前所要解决的目标。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的缺失，本专利技术提供一种半导体结构及其制法，可避免底切问题，而能提升导电柱的支撑度，进而提升产品信赖性。本专利技术的半导体结构的制法，包括：提供一具有多个电性连接垫及保护层的晶片，其中，该保护层具有多个保护层开口以外露部份该电性连接垫；于该保护层上形成电性连接该电性连接垫的金属层；形成第一钝化层于部份该金属层上，再于该第一钝化层中形成多个第一开口以外露部份该金属层；形成多个导电柱于该第一开口中的该部份外露的金属层上；以及移除部分的该金属层，以保留该导电柱及该第一钝化层下的金属层。本专利技术还提供一种半导体结构的制法，包括：提供一具有多个电性连接垫及保护层的晶片，该保护层具有保护层开口以外露部份该电性连接垫；于该保护层上形成电性连接该电性连接垫的金属层，并外露部份该保护层；形成第一钝化层于部份该金属层及保护层上并包覆该金属层的侧面，再于该第一钝化层中形成多个第一开口，以外露部份该金属层；以及形成多个导电柱于该第一开口中的该部份外露的金属层上。本专利技术再提供一种半导体结构，包括：晶片，其具有保护层及多
个外露的电性连接垫，该保护层具有保护层开口以外露部份该电性连接垫；金属层，其形成于该保护层上并电性连接该电性连接垫；第一钝化层，其形成于该金属层上，并具有多个第一开口以外露部份该金属层；以及多个导电柱，其形成于该第一开口中的部份外露的该金属层上，以电性连接该金属层。由上可知，本专利技术的半导体结构及其制法，接置于导电柱下的金属层由于有钝化层保护，因此在进行后续制程(如蚀刻)时，该金属层可避免底切(undercut)过大的问题，可提供导电柱足够的支撑度，在形成用于固定与电性连接该半导体结构与封装基板的导电凸块后，该导电凸块的信赖性佳，产品良率因而得以提升。附图说明图1A至图1D为现有半导体结构的制法的剖面示意图；图2A至图2G”为本专利技术半导体结构的制法的一实施例的剖面示意图；以及图3A至图3F”为本专利技术半导体结构的制法的另一实施例的剖面示意图。符号说明10,20 晶片100,200 电性连接垫101 氮化硅层11 钛层12 介电层13 铜层14,23,29 阻层140 开口区15 铜柱16,251 焊锡材2,2’,2” 半导体结构201 保护层2010 保护层开口21' 金属材料21,21a 金属层211,221 侧面22,22',26,28 钝化层220,260,280 钝化层开口230 阻层开口24 导电柱25 导电材250 镍材27 线路重布层D1,D2 宽度K 底切处。具体实施方式以下藉由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用于配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用于限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“顶”、“侧”、“第一”、“第二”及“第三”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用于限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当也视为本专利技术可实施的范畴。请参阅图2A至图2G，其为本专利技术半导体结构的制法的一实施例的剖面示意图。如图2A所示，先提供一具有例如铝(Al)材的多个电性连接垫200及保护层201的晶片20。于一实施例中，该晶片20可为晶圆中的多个
晶片的一者。于本图中，仅略以具有一电性连接垫200及保护层201的晶片20说明之，该晶片20的外表面是由例如为氮化硅(SiN)的保护层201所构成，该保护层201具有一保护层开口2010以外露部份该电性连接垫200。然，有关晶片结构的种类繁多，且为业界所熟知，故不再赘述。如图2B所示，形成材质例如为钛(Ti)及铜(Cu)的金属层21于该保护层201及其外露部份的该电性连接垫200上，该金属层21电性连接该电性连接垫200。于一实施例中，该金属层21以溅镀(suptter)方式形成。如图2C所示，形成钝化层(passivation)22于部份该金属层21上，该钝化层22具有钝化层开口220，以令部份该金属层21外露于该钝化层开口220中。其中，该钝化层开口220的位置相对位于该保护层开口2010上方，且该钝化层开口220的宽度大于或等于该保护层开口2010的宽度。于一实施例中，该钝化层22除了外露该钝化层开口220中的该金属层21外，更外露该金属层21的其他部份，即该钝化层22仅形成于部份该金属层21上，使得多个电性连接垫200的两相邻者之间的第一钝化层22为不连续，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构的制法，其特征为，该制法包括：提供一具有多个电性连接垫及保护层的晶片，其中，该保护层具有多个保护层开口以外露部份该电性连接垫；于该保护层上形成电性连接该电性连接垫的金属层；形成第一钝化层于部份该金属层上，再于该第一钝化层中形成多个第一开口以外露部份该金属层；形成多个导电柱于该第一开口中的该部份外露的金属层上；以及移除部分的该金属层，以保留该导电柱及该第一钝化层下的金属层。

【技术特征摘要】
2014.12.31 TW 1031465141.一种半导体结构的制法，其特征为，该制法包括：提供一具有多个电性连接垫及保护层的晶片，其中，该保护层具有多个保护层开口以外露部份该电性连接垫；于该保护层上形成电性连接该电性连接垫的金属层；形成第一钝化层于部份该金属层上，再于该第一钝化层中形成多个第一开口以外露部份该金属层；形成多个导电柱于该第一开口中的该部份外露的金属层上；以及移除部分的该金属层，以保留该导电柱及该第一钝化层下的金属层。2.根据权利要求1所述的半导体结构的制法，其特征为，该第一开口的位置为相对位于该保护层开口上方，且该第一开口的宽度大于或等于该保护层开口的宽度。3.根据权利要求1所述的半导体结构的制法，其特征为，该多个电性连接垫的两相邻者之间的该第一钝化层为不连续。4.根据权利要求1所述的半导体结构的制法，其特征为，该保留的金属层的侧面与该第一钝化层的侧面齐平。5.根据权利要求1所述的半导体结构的制法，其特征为，形成该金属层的材质为钛及铜。6.根据权利要求1所述的半导体结构的制法，其特征为，该导电柱为铜柱。7.根据权利要求1所述的半导体结构的制法，其特征为，该制法还包括于移除该金属层之前，形成导电材于该导电柱的顶面。8.根据权利要求1所述的半导体结构的制法，其特征为，该保留的金属层的宽度大于该导电柱的宽度。9.根据权利要求1所述的半导体结构的制法，其特征为，该制法还包括提供该具有多个电性连接垫及保护层的晶片后，先形成第二钝化层于该保护层及电性连接垫上，还于该第二钝化层中形成多个第二开口以外露部份该电性连接垫，再于该第二开口中的该电性连接垫的外露部份及该第二钝化层上形成该金属层。10.根据权利要求9所述的半导体结构的制法，其特征为，该制法还包括形成该第二钝化层于该保护层及电性连接垫上后，先形成线路重布层于该第二钝化层及该第二开口中的电性连接垫的外露部份上，接着形成第三钝化层于该线路重布层上，再于该线路重布层上形成该金属层。11.根据权利要求10所述的半导体结构的制法，其特征为，该第三钝化层具有外露部份该线路重布层的第三开口，且该第三开口及该第二开口的位置为错位。12.根据权利要求1所述的半导体结构的制法，其特征为，形成该导电柱时将部份该第一钝化层嵌埋入该导电柱中。13.根据权利要求1所述的半导体结构的制法，其特征为，形成该导电柱的步骤还包括：形成阻层于该金属层及该第一钝化层上，再于该阻层中形成多个开口，以外露该金属层的部份表面；于部份外露于该阻层开口中的金属层上形成该多个导电柱；以及移除该阻层。14.一种半导体结构的制法，其特征为，该制法包括：提供一具有多个电性连接垫及保护层的晶片，该保护层具有保护
\t层开口以外露部份该电性连接垫；于该保护层上形成电性连接该电性连接垫的金属层，并外露部份该保护层；形成第一钝化层于部份该金属层及该保护层上并包覆该金属层的侧面，再于该第一钝化层中形成多个第一开口，以外露部份该金属层；以及形成多个导电柱于该第一开口中的该部份外露的金属层上。15.根据权利要求14所述的半导体结构的制法，其特征为，该第一开口的位置为相对位于该保护层开口上方，且该第一开口的宽度大于或等于该保护层开口的宽度。16.根据权利要求14所述的半导体结构的制法，其特征为，形成该金属层的步骤还包括：将金属材料形成于该电性连接垫及该保护层上；形成阻层于该金属材料上，并外露部份该金属材料；移除外露的部份该金属材料，以得到该金属层；以及移除该阻层。17.根据权利要求14所述的半导体结构的制法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈以婕，孙崧桓，张辰安，吴建宏，黄富堂，
申请(专利权)人：矽品精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71