【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体的覆晶封装，尤其涉及一种在半导体元件的连接垫上面不需形成凸块下金属层，可直接形成金属凸块的方法，及所形成的金属凸块结构。
技术介绍
覆晶封装是利用金属凸块在半导体元件的连接垫(I/O pads)和封装载板或导线 架之间建立电气连结。现有技术，介于金属凸块与半导体元件的连接垫间，需先形成凸块下 金属化层(Under Bump Metallurgy,丽)。 凸块下金属层通常包含一黏附层、一阻障层以及一接合层，由下而上依序堆栈于 连接垫上。依据所采用的材料，凸块可分成锡铅凸块、金凸块、铜柱凸块，以及混合金属凸 块。 凸块下金属层上形成凸块的方法，通常是采用电镀、印刷、或键合等方法。在电镀 法中，先在凸块下金属层上形成图案化的抗电镀膜，接着镀上金属凸块；采用印刷法时，则 先将锡膏印刷在凸块下金属层上，然后将锡膏加热固化成凸块；键合法则仅适用于某些金 凸块制造过程，长成金属凸块的半导体晶粒从半导体晶圆切割，然后焊接到基板或导线架 上完成覆晶封装。 凸块下金属层不仅防止半导体晶粒上的铜导线溶解进入锡膏，若电镀是为形成金 属化凸块的方法，则亦具有电镀...
【技术保护点】
一种于半导体元件的线路面的连接垫上形成金属凸块的方法，其特征在于，该方法至少包含下列步骤：依序将一绝缘层以及一铜箔放置于该半导体元件线路面的一上面；在该连接垫上面的该绝缘层与该铜箔内形成一导通孔；至少在该导通孔的一孔壁上形成一薄金属层，该薄金属层将该铜箔与该连接垫相连接；在该铜箔的一上面形成一第一抗电镀膜，该抗电镀模具第一开口，该第一开口至少暴露出涂布有该薄金属层的该导通孔；以及于该第一开口内，电镀一金属材料，至达成适当的厚度。
【技术特征摘要】
一种于半导体元件的线路面的连接垫上形成金属凸块的方法，其特征在于，该方法至少包含下列步骤依序将一绝缘层以及一铜箔放置于该半导体元件线路面的一上面；在该连接垫上面的该绝缘层与该铜箔内形成一导通孔；至少在该导通孔的一孔壁上形成一薄金属层，该薄金属层将该铜箔与该连接垫相连接；在该铜箔的一上面形成一第一抗电镀膜，该抗电镀模具第一开口，该第一开口至少暴露出涂布有该薄金属层的该导通孔；以及于该第一开口内，电镀一金属材料，至达成适当的厚度。2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤若以铝制成该连接垫或该连接垫具有以铝制成的抗氧化层，在放置该绝缘层与该铜箔前，于该铝连接垫或该铝抗氧化层的一上面形成一锌层3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤若以铝制成该连接垫或该连接垫具有以铝制成的抗氧化层，在形成该导通孔后，于该铝连接垫或铝抗氧化层的一上面形成一锌层。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤若以铜制成该连接垫且该连接垫具有一抗氧化层，在放置该绝缘层与该铜箔前，移除该抗氧化层。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤若该连接垫的材质为铜且该连接垫具有一抗氧化层，在形成该导通孔后，移除该抗氧化层。6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绝缘层处于暂时固化态与液态二者之一 ；先涂布该绝缘层于该铜箔上；该铜箔与该绝缘层一起堆积在线路面的上面；将该绝缘层永久性固化；以及移除连接垫上部份该绝缘层与该铜箔以形成该导通孔。7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，该绝缘层处于暂时固化态与液态二者之一 ；先在该线路面的上面堆积该绝缘层；接着在该绝缘层的上面堆积该铜箔；将该绝缘层永久性固化；以及移除该连接垫上部份该绝缘层与该铜箔以形成该导通孔。8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，该绝缘层处于液态，而且先将该绝缘层放在该线路面上；该绝缘层固化为暂时固化态；移除该连接垫上的部份该绝缘层以形成该导通孔；接着在该绝缘层的上面堆积该铜箔；将该绝缘层永久性固化；以及移除在该导通孔上的部份该铜箔。9. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤如果需要制作一微小间距的金属凸块，将该铜箔薄化。10. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，该薄金属层以铜和镍二者之一制作。11. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤在形成该第一抗电镀膜前，于该薄金属层的一外表面上，形成一附加金属层。12. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，该金属材料为金、银，铜、锡、镍、锡铅，以及前述元素组合之一。13. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤移除该第一抗电镀膜与该第一抗电镀膜下的部份该铜箔；以及至少在该金属材料的一上面形成一抗氧化之涂布层。14. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤至少在该金属材料的一上面形成一抗蚀刻的涂布层，以及；移除该第一抗电镀膜与该第一抗电镀膜下的部份该铜箔。15. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一开口进一步暴露出该金属凸块的一重新排列位置与一中间位置其中之一，以及一连接线，该连接线将该重新排列位置或中间位置与该导通孔相连接；以及电镀该金属材料形成该连接线。16. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤在形成该抗电镀膜前，于该金属凸块重新排列位置，在该绝缘层内形成一盲孔；其中，该薄金属层进一步覆盖该盲孔。17. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤在形成该抗电镀膜前，于该金属凸块重新排列位置，在该绝缘层内形成一盲孔；以及将一导电浆填充该盲孔。18. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤在该第一抗电镀膜与该连接线的上面形成一第二抗电镀膜，该第二抗电镀膜具一第二开口 ，该第二开口暴露出该金属凸块重新排列位置；在该第二开口内，电镀该第二金属材料，至达成适当厚度；以及移除该第一及第二抗电镀膜以及在该第一抗电镀膜下的部份该铜箔以形成该金属凸块。19. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，该第二金属材料为金，银、铜、锡、镍、锡铅，以及前述元素组合之一。20. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤在移除该第一及第二抗电镀膜与该铜箔后，涂布一防焊层以覆盖该连接线与该导通孔。21. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一开口进一步暴露出该金属凸块的重新排列位置、连接该重新排列位置与该导通孔的连接线，至少一个将该半导体元件的电镀电极与电镀网相连接的电镀网络，该电镀网包含有该导通孔、该连接线与该重新排列金属凸块；以及电镀该金属材料以形成该连接线与该电镀网络。22. 如权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤移除该第一抗电镀膜与该第一抗电镀膜下之部份铜箔；涂布一防焊层以暴露出该金属凸块重新排列位置、部份该电镀网络，与该电镀电极；于该防焊层上形成第二抗电镀膜，该第二抗电镀膜具有暴露出该金属凸块重新排列位置与该电镀电极的第二开口；于该第二开口内，电镀该第二金属材料，至达到适当厚度，以形成该金属凸块；以及移除该第二抗电镀膜及该电镀网络。23. 如权利要求22所述的方法，其特征在于，该第二金属材料为金，银、铜、锡、镍、锡铅，以及前述元素组合之一。24. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤移除该第一抗电镀膜与该第一抗电镀膜下的部份该铜箔；依序将一第二绝缘层与一第二铜箔放置于该半导体元件线路面的一上面，该第二绝缘层与该第二铜箔在该中间位置具有一第二导通孔；至少于该第二导通孔的一孔璧上形成第二薄金属层；在该第二铜箔的一上面形成一第二抗电镀膜，该第二抗电镀膜具有一第二开口 ，该第二开口暴露出涂布有该第二薄金属层的该第二导通孔、该金属凸块的该重新排列位置，与将该重新排列位置与该第二导通孔相连接的第二连接线；于该第二开口内，电镀一第二金属材料，至达成适当厚度，以形成该第二连接线；在该第二抗电镀膜与第二连接线的一上面形成一第三抗电镀膜，该第三抗电镀膜具有一第三开口，该第三开口暴露出该金属凸块重新排列位置；在该第三开口内，电镀一第三金属材料，至达成适当厚度；以及移除该第二及第三抗电镀膜与该第二抗电镀膜下的部份该第二铜箔，以形成该金属凸块。25. 如权利要求24所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤在形成该第二薄金属层前，于该金属凸块重新排列位置，在该第二绝缘层内与该第二铜箔内形成一盲孔；其中该第二薄金属层进一步覆盖该盲孔。26. 如权利要求24所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤在该金属凸块重新排列位置，在该第二绝缘层内与该第二铜箔内形成一盲孔；以及在形成该第二抗电镀膜前，以一导电浆填充该盲孔。27. 如权利要求24所述的方法，其特征在于，该第三金属材料为金，银、铜、锡、镍、锡铅，以及前述元素组合之一。28. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，半导体元件为整片半导体晶圆，分割后部分半导体晶圆与单颗半导体晶粒三者之一。29. —种于半导体元件的线路面的连接垫上形成金属凸块的方法，其特征在于，该方法至少包含下列步骤将一绝缘层置放于该半导体元件线路面的一上面；在该连接垫上面的该绝缘层内形成一导通孔；于该绝缘层上面及在导通孔的一孔壁内形成一薄金属层，该薄金属层与该连接垫相连接；在该绝缘层上的薄金属层的上面形成一第一抗电镀膜，该第一抗电镀膜具有一第一开口 ，该第一开口至少暴露出涂布有该薄金属层的该导通孔；以及在该第一开口内，电镀一金属材料，至达到适当的厚度。30. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，若以铝制成该连接垫或该连接垫具一以铝制成的抗氧化层，在放置该绝缘层之前，于该铝连接垫或于该铝抗氧化层的上面形成一锌层。31. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤若以铝制成该连接垫或该连接垫具一以铝制成的抗氧化层，在形成该导通孔后，于该铝连接垫或该铝抗氧化层的上面形成一锌层。32. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤若以铜制成该连接垫及该连接垫具有一抗氧化层，在放置该绝缘层前，移除该抗氧化层。33. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤若以铜制成该连接垫及该连接垫具一抗氧化层，在形成该导通孔后，移除该抗氧化层。34. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，该绝缘层为处于暂时固化态与液态二者之一，且先堆积在该线路面的上面；将该绝缘层永久固化；移除该连接垫上部份绝缘层以形成该导通孔；以及在该绝缘层的上表面与在该导通孔内形成该薄金属层。35. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，该绝缘层为处于暂时固化态与液态二者之一 ；将该绝缘层永久固化；在该绝缘层的上面形成该薄金属层；移除该连接垫上的部份该绝缘层以形成该导通孔；以及在该导通孔内再次形成一薄金属层。36. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤在该第一抗电镀膜形成前，增加该薄金属层的厚度。37. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，该薄金属层以铜及镍二者之一制成。38. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，该金属材料为金，银、铜、锡、镍、锡铅，以及前述元素组合之一。39. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤移除该第一抗电镀膜及该第一抗电镀膜下的部份该薄金属层；以及至少于该金属凸块的上面形成一抗氧化的保护层。40. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，进一步包含下列步骤在该金属凸块的上面形成一抗蚀刻的涂布层；以及移除该第一抗电镀膜及该第一抗电镀膜下的部份该薄金属层。...
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