CN101131948A - 形成金属凸块的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明关于提供一种形成金属凸块的方法，包括以下步骤：提供一个具有数个导电焊垫的基板；在基板上形成防焊层，且该防焊层具有第一开口以露出导电焊垫；在防焊层上形成光阻层，且该光阻层具有第二开口以露出导电焊垫；在光阻层上形成导电层，且该导电层覆盖该第二开口的侧壁、该第一开口的侧壁以及导电焊垫；在导电层上电镀金属层，且该金属层填满第一开口与第二开口；进行平坦化，以去除光阻层上的导电层以及金属层，只留下位于第一开口与第二开口中的导电层以及金属层；移除光阻层并进行回焊，以形成金属凸块。
Description
技术领域
本发明关于一种形成金属凸块的方法，特别是一种应用于小间距封装制程之形成金属凸块的方法。
背景技术
请参阅图1A至图1E，为一种已知的形成金属凸块之制造方法的流程剖面示意图。首先，如图1A所示，提供基板100，该基板100上设有数个导电焊垫102。接着，在基板100上形成图案化的防焊层110。其中，形成此图案化之防焊层110的方法即先在基板100上披覆一层防焊层110，然后通过图案化步骤(例如曝光显影)来形成数个第一开口112，并且露出导电焊垫102。之后，在图案化之防焊层110上形成导电层120，该导电层120覆盖图案化之防焊层110的第一开口112的侧壁以及导电焊垫102。接着，如图1B所示，在导电层120上形成图案化的光阻层130，该图案化之光阻层130具有数个第二开口132以露出导电层120。此外，形成此图案化的光阻层130的方法即先在导电层120上披覆一层光阻层130，然后通过图案化步骤(例如曝光显影)来形成数个第二开口132，并且露出部分导电层120。然后，如图1C所示，在露出的导电层130上电镀一金属层140，以填满第一开口112，但不完全填满第二开口132。接着，如图1D所示，移除图案化之光阻层130，并露出剩余的导电层120以及金属层140。然后，对剩余的导电层120与金属层140进行全面的蚀刻处理，由于导电层120的厚度很薄，所以导电层120很快就被蚀刻移除，只留下金属层140以及位在金属层140下方的导电层120，如图1D所示。接着，如图1E所示，进行回焊，以使剩余的导电层120以及金属层140形成数个金属凸块150。
在上述现有技术中，由于金属层140的电镀厚度的均匀性不佳，造成最后形成的金属凸块150的大小均匀性也不理想，因此造成封装制程时产品的良率下降。在现今要求小间距(fine pitch)的封装制程中，现有之制程方法不仅产品品质无法达到客户的要求，而且封装制程之产品良率也难以提升，因此导致制造成本的提高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种改良之形成金属凸块的方法，来解决上述现有技术之制程成本的增加与产品良率下降的问题，以达到提升制程良率与降低制程成本的目的。
本发明的技术要点是：提供一种形成金属凸块的方法，其至少包含以下步骤：提供一个基板，其上设有数个导电焊垫；在基板上形成图案化的防焊层，其中该防焊层具有数个第一开口以露出导电焊垫；在该防焊层上形成图案化的光阻层，该光阻层具有数个第二开口以露出导电焊垫；在该光阻层上形成导电层，该导电层覆盖该光阻层之第二开口的侧壁、该防焊层之第一开口的侧壁以及导电焊垫；在导电层上电镀金属层，该金属层填满第一开口与第二开口；进行平坦化，以去除该光阻层上的导电层以及金属层，只留下位于第一开口与第二开口中的导电层以及金属层；移除该光阻层，并露出剩余的导电层以及金属层；以及进行回焊，以使剩余的导电层以及金属层形成数个金属凸块。
上述之平坦化步骤可以采用化学机械研磨。
本发明之形成金属凸块的方法，通过电镀金属层来完全填满该光阻层之第二开口，并且进行一个平坦化步骤来平坦化此金属层，如此即可确保所有在第二开口内的金属层皆具有实质相同的高度，因而可解决因金属层的高度不一所造成的金属凸块大小均匀性不佳的问题。
所以本发明与现有之相关制程相比，本发明所采用的方法不仅较适用于小间距的封装制程，更可有效降低封装制造的时间与成本。
附图说明
图1A至图1E是一种已知之形成金属凸块的方法的流程剖面示意图；以及
图2A至图2E是本发明之形成金属凸块的方法的流程剖面示意图。
具体实施方式
现结合说明书附图，对本发明一种形成金属凸块的方法作进一步的详细说明。
请参阅图2A至图2E，为本发明之形成金属凸块的方法之流程剖面示意图。本发明之方法包括以下步骤：首先，如图2A所示，提供基板200，该基板200上设有数个导电焊垫202。在本发明之较佳实施例中，该基板200为一印刷电路板，其它具有电路之基板也可以使用。另外，还可在这些导电焊垫202上额外再形成保护层204，以增加导电焊垫202的抗氧化性。保护层204的材质可以是金、镍、铜、银、锡、铅、铋、钯、铝、铁、镉、锌以及其组合物中的一种，或者是有机保焊剂(OSP)。
接着，在基板200上形成图案化的防焊层210，其上设有数个第一开口212以露出该些导电焊垫202。形成该防焊层210的方法即先在基板200上披覆一层防焊层210，然后通过一个图案化步骤(例如曝光显影)来形成数个第一开口212，并且露出导电焊垫202。该防焊层210的材质为绿漆。
之后，在该防焊层210上形成图案化的光阻层220，该光阻层220上设有数个第二开口222以露出导电焊垫202。值得一提的是，第二开口222与第一开口212之间的大小关系无特殊限制，原则上第二开口222大于第一开口212。光阻层220可以是干膜或有机膜(Organicfilm)。
此外，形成该光阻层220的步骤即先在该防焊层210上形成一光阻层220，然后在光阻层220上进行一曝光显影步骤，接着移除该光阻层220的一部份以形成该图案化之光阻层220。形成图案化的光阻层220的方法可以采用印刷(Printing)、滚轮涂布(Roller coating)、喷洒涂布(Spray coating)、帘幕式涂布(Curtain coating)或者旋转涂布(Spin coating)。而且，在曝光显影步骤中可使用的光源系至少包含紫外光(UV)或雷射光。
接着，如图2B所示，在光阻层220上形成导电层230，其中导电层230即覆盖光阻层220的第二开口222的侧壁、防焊层210的第一开口212的侧壁以及导电焊垫102。该导电层230的材质可以是金、镍、铜、银、锡、铅、铋、钯、铝、铁、镉、锌及其组合物中的一种。此外，形成该导电层230的方法可以采用真空溅镀、电镀、化学沉积以及无电解电镀。
然后，在该导电层230上电镀一金属层240，其中该金属层240填满第一开口212与第二开口222。金属层240的材质可以是铜、银、锡、铅、铋及其组合物中的一种。此外，电镀该金属层240的方法至少可以采用垂直电镀或水平电镀法。
接着，如图2C所示，进行平坦化(Planarization)步骤，以去除光阻层220上的导电层230以及金属层240，只留下位于第一开口212与第二开口222中的导电层230以及金属层240。该平坦化步骤采用一化学机械研磨(CMP)技术，或者其它精密的平坦化技术也可以使用。
然后，如图2D所示，移除该光阻层220，并露出剩余的导电层230以及金属层240。移除该光阻层的方法可以是浸泡或喷洒一无机溶液或有机溶液。其中，无机溶液可以包含氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)，有机溶液可以是丙酮(Acetone)、甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、氨基乙氧基乙醇(AE)、二甲基胺(DMA)、二甲基甲醯胺(DMF)以及四氢呋喃(THF)中的一种。
接着，进行回焊(Reflow)步骤，以使剩余的导电层230以及金属层240形成数个金属凸块(Metal bump)250，如图2E所示。该等金属凸块250为预焊料(Pre-solder)。
简言之，本发明之形成金属凸块的方法，即利用一平坦化步骤来精确控制金属层的电镀厚度，因此经过回焊步骤的金属凸块之间的大小将不会有太大的差异性，所以可有效提高小间距封装制程的产品良率。因此，本发明可以克服现有技术的前述缺点。
由上述本发明之较佳实施例得知，应用本发明之形成金属凸块的方法，其优点在于通过一个平坦化步骤，来防止电镀所形成的金属层之间的高度大小不一，因此解决了金属凸块大小均匀性不佳的问题。所以对于有小间距要求的产品而言，本发明之金属凸块的形成方法将可有效解决现有技术的问题。因此，本发明可克服现有技术之金属凸块之间大小不一的缺点，不仅较适用于小间距的封装制程，更可有效降低封装制造的时间及成本。
Claims (10)
1.一种形成金属凸块之方法，包含：
提供一基板，其上设有数个导电焊垫；
在该基板上形成一个图案化的防焊层，该防焊层具有数个第一开口以露出该等导电焊垫；
在该防焊层上形成一图案化的光阻层，该光阻层具有数个第二开口以露出该等导电焊垫；
在该光阻层上形成一导电层，该导电层覆盖该光阻层之该等第二开口的侧壁、该防焊层之该等第一开口的侧壁以及该等导电焊垫；
在该导电层上电镀一金属层，该金属层填满该等第一开口与该等第二开口；
进行平坦化，以去除该光阻层上的该导电层以及该金属层，只留下位于该等第一开口与该等第二开口中的导电层以及金属层；以及
移除该光阻层，并露出剩余的导电层以及金属层。
2.如权利要求1所述的形成金属凸块的方法，其特征在于：进一步包括：进行回焊，以使剩余的导电层以及金属层形成数个金属凸块。
3.如权利要求1或2所述的形成金属凸块的方法，其特征在于：步骤一还包括在每一个导电焊垫上形成一保护层；该保护层的材质可以是金、镍、铜、银、锡、铅、铋、钯、铝、铁、镉、锌及其组合物中的一种。
4.如权利要求1或2所述的形成金属凸块的方法，其特征在于：每一个第二开口皆大于每一个第一开口。
5.如权利要求1或2项所述的形成金属凸块的方法，其特征在于：形成该导电层的方法可以采用真空溅镀、电镀、化学沉积或无电解电镀法；
6.如权利要求1或2所述的形成金属凸块的方法，其特征在于：该导电层的材质系可以是金、镍、铜、银、锡、铅、铋、钯、铝、铁、镉、锌及其组合物中的一种。
7.如权利要求1或2所述的形成金属凸块的方法，其特征在于：电镀该金属层的方法可以采用垂直电镀或水平电镀法；
8.如权利要求1或2所述的形成金属凸块的方法，其特征在于：该金属层的材质系可以是铜、银、锡、铅、铋及其组合物中的一种。
9.如权利要求1或2所述的形成金属凸块的方法，其特征在于：采用化学机械研磨来进行平坦化。
10.如权利要求1或2所述的形成金属凸块的方法，其特征在于：移除该光阻层的方法可以采用浸泡或喷洒的方法，或者采用无机溶液或有机溶液来移除该光阻层；该无机溶液至少包含氢氧化钠或氢氧化钾，该有机溶液可以是丙酮、甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、氨基乙氧基乙醇、二甲基胺、二甲基甲醯胺以及四氢呋喃中的一种。
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