[发明专利]覆晶接合结构与形成方法

说明书

技术领域

本发明关于一种覆晶接合结构与形成方法，特别是一种具有细间距高密集度焊垫的覆晶接合结构与形成方法。

背景技术

含有集成电路的半导体芯片为电子装置中极重要的组件。这些半导体芯片通常固定在一具有端子的底材上以连接其它外部电路。此底材可为单层金属导线架或是多层印刷线路板。除了提供半导体芯片其它外部电路的连接的外，底材也提供机械性的支撑。半导体芯片的外部包覆能保护半导体芯片不受外在环境以及外力冲击的影响。

图1A至图1G显示一种传统封装制程的凸块形成方法。参考图1A所示，显示一焊接凸块形成前的组件封装结构，此组件封装结构包含一组件100、一焊垫102(Pad)、一保护层104(Passivation Layer)与一焊接凸块下金属层106(Under Bump Metal)。如图1B所示，为了形成焊接凸块于焊接凸块下金属层106上，必须形成一光阻层108于图1A所示的结构上。接着如图1C所示，以微影制程将光阻层108曝光显影以暴露出焊接凸块下金属层106，使焊接凸块能形成于焊接凸块下金属层106。接着如图1D所示，以电镀的制程将一焊接凸块(Solder Bump)110形成于焊接凸块下金属层106上，而一般电镀的过程繁复且耗时较长久制造成本较高。另一种形成焊接凸块于焊接凸块下金属层106上的方法是利用钢版(Stencil Mask)将焊锡膏利用印刷法填入钢版上的开口，前提是钢版上的图案必须与焊接凸块下金属层106精确对准。还有一种形成焊接凸块于焊接凸块下金属层106上的方法是利用一种光阻膜定义的印刷(Photo Film Defined Printing)方式，但是受限于光阻膜(Photo Film)的分辨率而不适于形成高纵横比(High Aspect Ratio)细间距(Fine Pitch)的焊接凸块。

图1E显示形成焊接凸块110后移除光阻层108的结果。而图1F显示蚀刻焊接凸块下金属层106以暴露出保护层104的结果。在正式进行焊接前，经回焊(Reflow)制程加热后，焊接凸块110形成如图1G所示的型态。

上述传统封装制程的凸块形成方法具有以下多项缺点。图1A至图1G所示的凸块形成方法使用了耗时且高成本的电镀制程，而使用钢版形成焊接凸块对准不易且钢版成本高。另外光阻膜定义的印刷(Photo Film Defined Printing)的方式受限于光阻膜(Photo Film)的分辨率而不适于形成高纵横比(High Aspect Ratio)细间距的焊接凸块。

发明内容

有鉴于上述传统封装结构与制程的缺点，因此有必要发展出一种新颖进步的结构与制程以克服传统结构与制程的缺点。

本发明的一目的为提供一种低成本与制程精简且制程所需时间较短的覆晶接合结构与形成方法。

本发明的另一目的为提供一种对准精确度高的高分辨率覆晶接合结构与形成方法。

本发明的另一目的为提供一种可形成尺寸小的焊接凸块与焊接凸块间距的覆晶接合结构与形成方法。

为了达成上述的目的，本发明提供一种覆晶接合结构形成方法，该覆晶接合结构形成方法包含以下步骤。首先提供一基板与一晶圆，其中该基板上具有多个第一焊垫与第一介电层，而该晶圆上具有多个第二焊垫、一具有多个第一开口以暴露出该第二焊垫的保护层及多个位于该第二焊垫上的焊接凸块下导体层。接着以一垂直方向开孔加工的方法转移多个第一焊接凸块的图案进入该第一介电层以形成多个第二开口并暴露出该第一焊垫，并将焊料填入该第二开口。然后对该基板执行回焊制程以形成多个第一焊接凸块。移除该第一介电层并对该第一焊接凸块执行一压平制程。形成一非感旋光性第二介电层覆盖该晶圆，借助一垂直方向开孔加工的方法转移多个第二焊接凸块的图案进入该介电层以形成多个第三开口并暴露出该焊接凸块下导体层。将焊料填入该第三开口，并对该晶圆执行一次回焊制程以形成多个第二焊接凸块，其中第一介电层的厚度大于第二介电层的厚度，因此第二焊接凸块为体积较小的微小凸块(Mini-Bump)。于基板及晶圆切割成单位基板及芯片后，以该多个第二焊接凸块对准该多个第一焊接凸块以焊接结合该基板与该芯片，最后再构装固定该基板与该芯片。