晶圆焊垫的化镀镍凸块结构及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种晶圆焊垫的化镀镍凸块结构及其制造方法，包含：一晶圆，其包含一表面、多个焊垫设在该表面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些焊垫；多个触媒层，其利用锌化处理以在该些焊垫的表面上分别形成一以锌构成的触媒层；多个化镀镍凸块，其是在设有光阻的状态下，利用无电解镍方式以在该些焊垫表面的触媒层的表面分别形成一具适当高度且以无电解镍构成的凸块；以及多个外护层，各外护层包含至少一保护层其由选自浸金（IG）层、化银（ES）层的族群中的一种材料所构成，该外护层是在设有光阻的状态下，利用选自化金制程、化银制程的族群中之一制程以分别形成在该些凸块的上表面上。

【技术实现步骤摘要】
晶圆焊垫的化镀镍凸块结构及其制造方法
本专利技术涉及一种晶圆焊垫的化镀镍凸块结构及其制造方法，特别涉及一种在设有光阻的状态下，利用无电解镍方式以在该些焊垫的表面的触媒层的表面分别形成一具有适当高度且以无电解镍构成的凸块，再利用选自化金制程、化银制程的族群中之一制程以分别在各凸块的上表面上形成一外护层，以使该外护层包含至少一保护层其选自浸金（IG）层、化银（ES）层的族群中的一种材料所构成，藉以改良并降低该化镀镍凸块的硬度，并达到制作过程简化及制作成本降低的效果。
技术介绍
在有关半导体芯片或晶圆的连结（如焊垫凸块）、封装（package）或其相关制造方法的
中，目前已存在多种先前技术，如：中国台湾M397591、M352128、M412460、M412576、M410659，I306638、I320588、I255538、I459362、I253733、I273651、I288447、I295498、I241658、I259572、I472371、I242866、I269461、I329917、I282132、I328266、I284949；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。而经过研究上述该些先前
技术实现思路
可知，该些专利几乎都属于在其
中微小的改进。换言之，在有关半导体芯片或晶圆的连结、封装或其相关制备方法的
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（inthefieldofthecrowdedart），如能在技术上有微小的改进，亦得视为具有「进步性」，仍能核准专利。本专利技术晶圆焊垫的化镀镍凸块结构及其制备方法，是在凸块结构及其制备方法的技术发展空间有限的领域中，提出一种具有简化制造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成形的化镀镍凸块的硬度以满足后制程中接着程序的要求的专利技术。由于上述该些先前技术在形成该些凸块之前必须以凸块底层金属化（UnderBumpMetallization，UBM）制程在该些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些焊垫的金属层上形成该些凸块，因此，该些先前技术的制造过程不仅成本较高且制作困难度也较高，相对地造成制程较复杂化及产量降低，况且该些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，以化镀镍凸块而言，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，因此不利于后制程的接着程序。由上可知，该些先前技术的结构及制作方法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备方法的
中，发展并设计一种制作过程简化、制作成本降低且凸块的表面硬度符合后制程的接着程序要求的凸块结构，确实有其需要性。
技术实现思路
本专利技术主要目的是在于提供一种晶圆焊垫的凸块结构及其制造方法，其在设有光阻的状态下，利用无电解镍方式以在该些晶圆焊垫的表面的触媒层的表面分别形成一具适当高度且以无电解镍构成的凸块，再利用选自化金制程、化银制程族群中之一制作过程以分别在各凸块的上表面上形成一外护层，以使该外护层包含至少一保护层其选自浸金（IG）层（在镍上长一层金，一般称为化学电镀镍/金，electrolessnickel/immersiongold,ENIG）、化银（ES）层的族群中的一种材料所构成，藉以改良并降低该化镀镍凸块的硬度，并达成制作过程简化及制作成本降低的效果。为达成上述目的，本专利技术晶圆焊垫的凸块结构的一优选实施例，包含：一晶圆，其包含一表面、多个焊垫设在该表面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些焊垫；多个触媒层，其是利用锌化处理以在该些焊垫的表面上分别形成一以锌构成的触媒层；多个化镀镍（electrolessnickel）凸块，其是在设有光阻的状态下，利用无电解镍方式以在该些焊垫表面的触媒层的表面分别形成一具有适当高度且以无电解镍构成的凸块；以及多个外护层，其中各外护层包含至少一保护层其选自浸金（IG）层、化银（ES）层的族群中的一种材料所构成，该外护层是在设有光阻的状态下，利用选自化金制程、化银制程的族群中之一制程以分别形成在该些凸块的上表面上。则通过该外护层的形成，用以改良并降低该化镀镍凸块的硬度，以避免化镀镍凸块的表面硬度过大而不利于后制程的接着程序所述化金是化学镀金，化银是化学镀银，也就是将镍凸块的表面沉浸在具有金离子或银离子的溶液中一段时问，以使镍凸块的表层镍完全地被金或银取代（故称为“化学镀”），而在镍凸块的表面上形成一浸金层，此技术属于本领域习知技术。为达成上述目的，本专利技术晶圆焊垫的凸块的制造方法之一优选实施例，包含下列步骤：提供一晶圆，该晶圆具有一表面、多个焊垫设在该表面及一第一保护层形成于该表面上并设有多个开口供对应显露该些焊垫；再形成一光阻层在该第一保护层上并图案化该光阻层，以形成多个开口供分别对应显露各焊垫及各焊垫的周围一部分的第一保护层；再利用锌化（Zincating）制程，以在该些焊垫的表面形成一以锌构成的触媒层；再利用无电解镍（electrolessnickel）方式，以在该些开口中形成一以无电解镍构成的凸块；再于仍设有光阻的状态下，利用选自化金制程、化银制程的族群中之一制程，以在该些凸块的上表面上分别形成一外护层，其中各外护层包含至少一保护层其选自浸金（IG）层、化银（ES）层的族群中的一种材料所构成；以及再移除该光阻层，以显露该外护层、该些凸块及该些凸块下方以外的该第一保护层。附图说明图1为本专利技术晶圆焊垫的化镀镍凸块结构的一实施例的截面示意图；图2为本专利技术晶圆焊垫的化镀镍凸块结构的另一实施例的截面示意图；图3为本专利技术晶圆焊垫的化镀镍凸块结构的又一实施例的截面示意图；图4A-4F为本专利技术晶圆焊垫的化镀镍凸块结构的制程一实施例的截面示意图。附图标记说明：1-化镀镍凸块结构；10-晶圆；11-表面；12-焊垫；13-保护层；14-开口；20-触媒层；30-化镀镍凸块；40-外护层；40a-浸金（IG）层；40b-厚金（EG）层；40c-化银（ES）层；40d-化银（ES）层；40e-浸金（IG）层；50-光阻层；51-开口。具体实施方式为使本专利技术更加明确详实，将本专利技术的结构、技术特征及其制作过程，配合下列图示详述如后：如图1至图3所示，其分别是本专利技术晶圆焊垫的化镀镍凸块结构的不同实施例的截面示意图。本专利技术的晶圆焊垫的化镀镍凸块结构1包含：一晶圆10、多个触媒层20、多个化镀镍（electrolessnickel）凸块30及多个外护层40。该晶圆10包含：一表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆焊垫的化镀镍凸块结构，包含：一晶圆，其包含：一表面；多个焊垫设在该表面；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些焊垫；多个触媒层，其是利用锌化处理以在该些焊垫的表面上分别形成一以锌构成的触媒层；多个化镀镍凸块，其是利用无电解镍的无电解金属方式，并配合光阻方式，以在该些焊垫表面的触媒层的表面分别形成一具适当高度且以无电解镍构成的凸块；及多个外护层，其分别设在该些化镀镍凸块层的上表面上，其中各外护层包含至少一选自浸金（IG）层、化银（ES）层的族群中之一种材料所构成的保护层，其是配合光阻方式并利用选自化金制程、化银制程的族群中之一制程所形成。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆焊垫的化镀镍凸块结构，包含：一晶圆，其包含：一表面；多个焊垫设在该表面；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些焊垫；多个触媒层，其是利用锌化处理以在该些焊垫的表面上分别形成一以锌构成的触媒层；多个化镀镍凸块，其是利用无电解镍的无电解金属方式，并配合光阻方式，以在该些焊垫表面的触媒层的表面分别形成一具适当高度且以无电解镍构成的凸块；及多个外护层，其分别设在该些化镀镍凸块层的上表面上；所述外护层包含一在内层的浸金(IG)层及一在外层的厚金(EG)层，其是利用化金制程以在该化镀镍凸块层的外表面上先形成一浸金(IG)层，再于该浸金(IG)层的外表面上再形成一厚金(EG)层；所述化镀镍凸块层的厚度为2-14微米，所述浸金(IG)层的厚度为0.01-0.05微米，所述厚金(EG)层的厚度为0.5-2.0微米；或所述外护层为一化银(ES)层，其是利用化银制程以在该化镀镍凸块层的外表面上形成一化银(ES)层，所述化镀镍凸块层的厚度为2-14微米，所述...

【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：