[发明专利]具缓冲层的晶圆结构

说明书

技术领域

本发明是有关于一种晶圆结构，且特别是有关于一种具缓冲层的晶圆结 构，它是在晶圆的焊垫上加上缓冲层，用以增强晶圆的结构强度及防止导电 凸块的脱落，并加强焊垫与凸块下金属层的接合(join)能力。

背景技术

在半导体封装工艺中，常用方式有打线接合(wire bonding)、卷带式自动 接合(tap automated bonding)及倒晶接合(flip chip)等三种方式，为了满足现今 电子产品轻薄短小的要求，需要不断发展小体积与高脚位数的芯片，然而采 用打线接合方式及卷带式自动接合方式进行封装后的产品不仅体积比较大， 也无法达成高脚位数的要求，相比之下，倒晶接合成了较好的选择。

图1中显示现有的采用倒晶接合工艺的晶圆结构示意图，该晶圆结构包含 晶圆102，在晶圆102的一侧表面(如背侧表面)上设有至少一焊垫104，虽然 图中仅显示出一焊垫104，但本领域的普通技术人员应当知道，在晶圆102上 通常会设置多个焊垫104，而图中仅显示出一焊垫104只是为了便于说明而已， 针对此点在此就再加以说明。另外在晶圆102的该一侧表面上覆盖一层保护层 (passivation)106，该保护层106在结构上设有开口部位，并对应于每一焊垫104， 以将该焊垫104暴露于保护层106之外。在保护层106的每一开口部位内设有一 凸块下金属层112(UBM，under bump metallurgy)，其与经由该开口部位暴露 出来的焊垫104形成电性连接。

除了前面所述的结构以外，在现有的倒晶接合工艺中，另外会在该凸块 下金属层112上设置导电凸块，此导电凸块与该凸块下金属层112形成电性连 接，并在后续工艺中用来与一基板进行接合，以将该基板透过该导电凸块、 凸块下金属层112及焊垫104电性连接至该晶圆102上，从而完成倒晶接合的工 艺。

上述的晶圆结构虽然已广为晶圆封装产业中的技术人士所采用，并在产 业的发展上有其不可或缺的必要性，但是前述的结构仍有其可以进一步改善 的空间，例如前述的现有晶圆结构会产生以下的缺点：

第一：由于设置在凸块下金属层112上的导电凸块通常是由无铅锡球所制 成，而锡的材料一般而言较为硬脆，因此在掉落试验时由于吸震能力较差， 容易导致无铅锡球碎裂的状况发生。这个问题会造成晶圆结构具有较差的耐 震特性，对于外力的作用不具有很好的抵抗力，极易因碰撞而损毁。

第二：用以电性连接晶圆与基板的导电凸块容易自凸块下金属层112上掉 落，造成倒晶接合工艺时产品的良率不佳。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具缓冲层的晶圆结构，在焊垫上增加缓 冲层，用以加强导电凸块与凸块下金属层的接合能力，从而增强晶圆在掉落 试验(drop test)时的吸震能力，并增强晶圆的结构强度。

为达成上述目的或是其它目的，本发明采用如下技术方案：一种具缓冲 层的晶圆结构包含：一晶圆、一保护层、一内缓冲层及一凸块下金属层，其 中所述晶圆包含至少一焊垫；所述保护层设置于所述晶圆上，且暴露出所述 焊垫；所述内缓冲层设置于所述焊垫上；所述凸块下金属层设置于所述内缓 冲层上。

上述内缓冲层还覆盖部分保护层。

上述具缓冲层的晶圆结构还包含有一设置于所述保护层上的外缓冲层。

上述内缓冲层还覆盖部分外缓冲层。

上述内缓冲层的材料及焊垫材料均为铝。

上述内缓冲层是以无电电镀的方式制成，其厚度至少大于3微米。

上述保护层覆盖部分焊垫。

上述凸块下金属层还覆盖部分外缓冲层，凸块下金属层的材料所述凸块 下金属层的材料选自由镍、金、钯、钛、钒构成的组合及这些材料的合金。

相较于现有技术，本发明通过在焊垫及凸块下金属层之间增加缓冲层， 可以增强晶圆的结构强度及吸震能力，而且还可加强导电凸块与凸块下金属 层的接合能力。

附图说明

图1显示出现有的晶圆结构示意图。

图2显示出本发明第一实施例的晶圆结构示意图。

图3显示出本发明第二实施例的晶圆结构示意图。

图4显示出本发明第三实施例的晶圆结构示意图。

图5显示出本发明第四实施例的晶圆结构示意图。

图6显示出本发明第五实施例的晶圆结构示意图。