[发明专利]晶圆焊垫的化镀镍凸块结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶圆焊垫的化镀镍凸块结构及其制造方法，尤指一种利用选自化金制作过程、化银制作过程的族群中两个分开制作过程或同一制作过程，以在该多个化镀镍凸块的顶面及环侧面分开地或同时地形成一外护层，以改良并降低该化镀镍凸块的硬度，并避免化镀镍凸块的侧壁容易氧化及因电子迁移而易造成凸块的短路的问题，达成制作过程简化、制作成本降低及品质稳定的功效。

背景技术

在有关半导体晶片或晶圆的连结（如焊垫凸块）、封装（package）或其相关制作过程的技术领域中，目前已存在多种现有技术，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；及美国发明专利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。上述现有技术几乎都属于在其技术领域中的微小的改进。由此可见，在有关半导体晶片或晶圆的连结、封装或其相关制作过程的技术领域中，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（in the field of the crowded art），如能在技术上有微小的改进，亦得视为具有进步性。

本发明的晶圆焊垫的化镀镍凸块结构及其制造方法，是在凸块结构及其制造方法的技术领域中，提出一种具有简化制作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形成的化镀镍凸块的硬度以满足后制作过程中接着程式的要求，并避免化镀镍凸块的侧壁容易氧化及因电子迁移（migration）而易造成凸块之间短路的缺点的发明。由于上述现有技术在形成该多个凸块之前必须以凸块底层金属化（Under Bump Metallization，UBM）制作过程在该多个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多个焊垫的金属层上形成该多个凸块，因此，现有技术的制作过程不仅成本较高且制作困难度也较高，相对地造成制作过程较复杂化及产量降低，况且该多个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；然而，以本发明的化镀镍凸块而言，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，因此不利于后制作过程的接着程式。

另，若在形成的化镀镍凸块上未能增设侧壁外护层，则该化镀镍凸块会有容易氧化的问题，同时亦因电子迁移（migration）作用，而容易造成凸块之间短路的缺点。部分现有技术虽已揭示侧壁外护层的结构或制法的相关技术，如中国台湾M410659、US2011/0260300及中国台湾M397591等，但所揭示的侧壁外护层的结构及制法皆较为繁复，即制作过程不够简化，制作成本相对无法降低，因此不利于量产化；又，现有技术的化镀镍凸块一般是以无光阻方式形成，虽有侧壁外护层，但化镀镍凸块的高度较低如2-10微米（μm），且凸块之间距无法做到较小，致凸块无法精细化，无法满足目前本技术领域的实际需求。

由上可知，现有技术的凸块结构及其制作过程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法的技术领域中，发展并设计一种制作过程简化、制作成本降低、凸块的表面硬度符合后制作过程的接着程式要求、且设具侧壁外护层的凸块结构，确实有其需要性。

发明内容