[发明专利]以大板面工艺制作晶粒凸块结构的方法

说明书

一种以大板面工艺制作晶粒凸块结构的方法，包括：提供集合载板；在集合载板上固定多个半导体晶粒，且半导体晶粒上具有金属电极垫与绝缘保护层，绝缘保护层暴露出金属电极垫；进行无电电镀工艺，以在金属电极垫上形成球底金属层；形成一介电层，覆盖于该集合载板、这些半导体晶粒与该球底金属层上；在该介电层中形成多个导通孔，这些导通孔暴露出该球底金属层；以及在该介电层的这些导通孔中形成多个金属凸块。本发明可简化半导体晶粒的电性连接加工工艺且易于实施，具有产出快且降低制造成本的功效。

技术领域

本发明涉及一种制作半导体晶粒凸块结构的方法，尤指一种以大板面工艺制作晶粒凸块结构的方法。

背景技术

晶粒封装主要提供集成电路（IC）保护、散热、电路导通等功能。其中，一种晶圆凸块工艺常应用于覆晶技术（flip chip）中，是先在晶圆阶段时，在晶圆的对外金属焊垫上长出球底金属层（under bump metallurgy structure，UBM structure，或称球下冶金层），并在球底金属层上成长凸块，然后切割晶圆以成为多个独立的半导体晶粒，之后半导体晶粒104便通过凸块与封装基板（package substrate）连接，接着以胶体进行封装。

请参考图1至图6，图1为现有晶圆凸块制造流程的示意图，图2至图6为现有晶圆凸块制造流程的剖面示意图。如图1所示，现有球底金属层工艺是在晶圆阶段进行，首先提供晶圆10。如图2所示，晶圆10具有保护层12与电极垫14。

接着如图3所示，利用涂布机以旋转涂布方式将液态聚酰亚胺层（polyimidelayer，PI layer）15均匀涂布在晶圆10上，通过热盘（hot plate）进行软烤（soft bake）定型成膜。其后进行紫外光曝光（UV exposure）工艺，利用光罩将聚酰亚胺层15预定导通孔的位置遮住而未曝到光（导通孔位置在电极垫14上方）。之后进行显影（develop）工艺，利用显影液以喷洒（spray）的方式来进行去除未曝光的区域，再以溅镀方式沉积钛（Ti），作为球底金属层16。

然后，再经光阻涂布、曝光、显影工艺，形成图案化光阻18（图4）。其后，在图案化光阻18的导通孔中电镀沉积较厚的铜镀层20（图5）。然后，先剥除图案化光阻18，再蚀刻掉不需要的球底金属层16部分。接着，再经光阻涂布、曝光、显影、金属电镀与光阻剥除工艺（图中未显示），得到所需要的金属凸块22（图6）。

然而，现有在晶圆10上形成球底金属层16及金属凸块22的技术是采用晶圆尺寸加工，产量受到晶圆尺寸的限制，工艺也较为繁复，因此其量产性不佳，产出慢，加工成本高。故如何开发一种得以解决上述现有技术各种缺点的工艺，以提升产品的合格率，并降低制造成本，实为目前亟欲解决的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种以大板面工艺制作无电电镀（electroless plating）球底金属层的方法，其可简化工艺、降低制造成本。

为达上述及其它目的，本发明提供一种以大板面工艺制作晶粒凸块结构的方法。首先，提供集合载板与多个半导体晶粒。半导体晶粒具有主动面及相对主动面的背面。半导体晶粒的主动面上具有多个金属电极垫与绝缘保护层，且绝缘保护层暴露出金属电极垫。其后，把半导体晶粒的背面固定于集合载板上。接着，进行无电电镀工艺，以在半导体晶粒的金属电极垫上形成球底金属层。尔后，形成介电层，覆盖于集合载板、半导体晶粒与球底金属层上。之后，在介电层中形成多个导通孔，导通孔暴露出球底金属层。接着，在介电层的导通孔中形成多个金属凸块。

其中，该无电电镀工艺包括一铜无电电镀工艺，各金属电极垫为一铜金属电极垫，该球底金属层为一铜金属层，由下而上的排列顺序分别是各铜金属电极垫、该铜金属层与各金属凸块。

其中，该无电电镀工艺包括一铜无电电镀工艺，各金属电极垫为一铝金属电极垫，该球底金属层为一铜金属层，由下而上的排列顺序分别是各铝金属电极垫、该铜金属层与各金属凸块。