鎳金凸塊的制作方法及鎳金凸塊組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種鎳金凸塊制作方法及鎳金凸塊組件。
【背景技術(shù)】
[0002]凸塊常用于集成電路晶圓封裝技術(shù)中，隨著越來越多的晶圓需要改變?cè)瓉淼脑O(shè)計(jì)及制作來適應(yīng)不同的封裝模式，隨之需要在晶圓上制作相應(yīng)凸塊圖型來滿足需求，同時(shí)對(duì)凸塊結(jié)構(gòu)與材料需求也越來越多。
[0003]在制作凸塊的過程中，需要在晶圓上形成金屬材質(zhì)的襯底層和種子層，然后在種子層上生成凸塊待凸塊制作完成后需要對(duì)凸塊外側(cè)多余二層金屬層進(jìn)行去除。目前凸塊使用較多的材質(zhì)為金，銅和銅鎳金等，一般金質(zhì)凸塊配合設(shè)置有鈦鎢+金材質(zhì)的種子層，其他材質(zhì)的凸塊配合鈦或鈦鎢+銅材質(zhì)的種子層。然而有些特殊功能的芯片，需要特殊的凸塊結(jié)構(gòu)，如鎳金材質(zhì)凸塊，但若要配合常用的鈦鎢+金、鈦，或者鈦鎢+銅材質(zhì)種子層時(shí)，在凸塊生成后對(duì)凸塊底部外側(cè)多余的種子層采取濕蝕刻方式去除時(shí)，由于銅、鎳和金的金屬電位差異，加上濕藥液的輔助，導(dǎo)致銅質(zhì)金屬層發(fā)生原電池反應(yīng)，加速種子層的蝕刻，另外，也會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鎳質(zhì)凸塊的過度底切，減小凸塊與金屬層的結(jié)合面積，導(dǎo)致結(jié)合力下降，進(jìn)而產(chǎn)生凸塊過早剝離晶圓的現(xiàn)象。
[0004]有鑒于此，有必要提供一種改進(jìn)的鎳金凸塊的制作方法及鎳金凸塊組件以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種防止凸塊下方的種子層在蝕刻時(shí)發(fā)生過度根切、且能保證凸塊與晶圓的結(jié)合面積和結(jié)合力的鎳金凸塊制作方法及其鎳金凸塊組件。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種鎳金凸塊的制作方法，包括以下步驟: 提供一晶圓，所述晶圓上設(shè)置有金屬墊塊；
在所述晶圓及所述金屬墊塊的上方設(shè)置有鈍化保護(hù)層，在所述鈍化保護(hù)層和部分所述金屬墊塊上濺鍍第一金屬層，并在第一金屬層上濺鍍第二金屬層；
在所述第二金屬層上設(shè)置光阻層；
曝光顯影，在所述光阻層上制造所述凸塊的窗格，所述窗格正對(duì)于所述金屬墊塊的位置；
在所述窗格內(nèi)電鍍鎳質(zhì)金屬層，并在所述鎳質(zhì)金屬層上電鍍形成金質(zhì)金屬層，所述鎳質(zhì)金屬層和金質(zhì)金屬層的側(cè)面貼合在所述窗格的側(cè)面上；
去除光阻層，用化學(xué)藥劑去除所述窗格之外的光阻層；
通過物理轟擊的干蝕刻方式自上向下均勻蝕刻去除位于所述凸塊底部外側(cè)的第二金屬層;
利用濕蝕刻方式蝕刻去除第一金屬層；
高溫烘烤釋放應(yīng)力后，完成所述凸塊的制作。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，通過設(shè)定蝕刻機(jī)的蝕刻量參數(shù)不小于所述第二金屬層的厚度來確保位于所述凸塊外側(cè)的所述第二金屬層被完全蝕刻去除。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述金質(zhì)金屬層上還電鍍有預(yù)留層，以補(bǔ)償通過所述干蝕刻的方式對(duì)所述凸塊厚度的蝕刻損失。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一金屬層的材質(zhì)為鈦或鈦鎢。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二金屬層的材質(zhì)為金。
[0011]本發(fā)明還提供一種鎳金凸塊組件，凸出形成于半導(dǎo)體晶圓組件上方，所述鎳金凸塊組件包括下端帶凸出部的凸塊、粘合在所述凸塊與所述晶圓組件之間的金屬層，所述凸塊包括金質(zhì)金屬層、設(shè)置于所述金質(zhì)金屬層下的鎳質(zhì)金屬層以及設(shè)置于所述金質(zhì)金屬層上的預(yù)留層，所述凸塊和金屬層分別具有位于頂端的上表面和位于底端的下表面，所述金屬層包括設(shè)置在所述凸塊下方的種子金屬層、及設(shè)置在所述種子金屬層下的襯底金屬層，所述凸塊和種子金屬層分別具有位于四周的第一側(cè)面和第二側(cè)面，所述凸塊的第一側(cè)面和所述種子金屬層的對(duì)應(yīng)第二側(cè)面在豎直方向上相平齊。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述晶圓組件包括晶圓、設(shè)置于所述晶圓上的金屬墊塊，以及設(shè)置在所述金屬墊塊和所述晶圓上的鈍化保護(hù)層，所述鈍化保護(hù)層上具有一與所述凸塊的凸出部相配合的倒錐臺(tái)孔。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述預(yù)留層的材質(zhì)為金。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述襯底金屬層的材質(zhì)為鈦或鈦鎢。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述種子金屬層的材質(zhì)為金。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在晶圓組件上先后形成第一金屬層、第二金屬層和鎳金材質(zhì)的凸塊，所述凸塊與所述第二金屬層相貼合，通過使用物理轟擊的干蝕刻方式自上向下去除位于所述凸塊底部外側(cè)的第二金屬層，再使用濕蝕刻的方式去除第一金屬層，并且所述種子金屬層的側(cè)面與凸塊的側(cè)面在豎直方向上相平齊，保證了凸塊組件與晶圓組件之間的結(jié)合面積和結(jié)合力，避免因濕蝕刻方式造成原電池反應(yīng)，以及所述凸塊底部的鎳材質(zhì)過度蝕刻，從而避免凸塊與金屬層的結(jié)合面積和結(jié)合力的減小。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明鎳金凸塊生成后的示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明對(duì)生成后的鎳金凸塊的金屬層采取濕蝕刻后的示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明對(duì)生成后的鎳金凸塊的金屬層采取干蝕刻后的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下將結(jié)合附圖所示的各實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，以下為本發(fā)明一較佳實(shí)施方式。
[0021]請(qǐng)參見圖1，圖3，本發(fā)明涉及一種鎳金材質(zhì)的凸塊組件100，凸出形成于半導(dǎo)體晶圓組件200上。所述凸塊組件100包括下端帶有凸出部110的鎳金材質(zhì)凸塊10、粘合在所述凸塊10與所述晶圓組件200之間即其上下表面分別與所述凸塊10的底端和晶圓組件200的頂端相貼合的金屬層20。
[0022]所述凸塊10包括金質(zhì)金屬層11、設(shè)置于所述金質(zhì)金屬層11下的鎳質(zhì)金屬層12以及設(shè)置于所述金質(zhì)金屬層11上的預(yù)留層13。所述金屬層20包括濺鍍?cè)谒鐾箟K10底端的種子金屬層221、及濺鍍?cè)谒龇N子金屬層221下表面的襯底金屬層211。所述襯底金屬層211的材質(zhì)為鈦或鈦鎢，所述種子金屬層221的材質(zhì)為金，所述預(yù)留層13的材質(zhì)亦為金。
[0023]所述凸塊10和種子金屬層221分別具有位于四周的第一側(cè)面14和第二側(cè)面222，所述凸塊10的第一側(cè)面14和所述種子金屬層221對(duì)應(yīng)的第二側(cè)面222在豎直方向上相平齊。所述襯底金屬層211亦具有位于四周的第三側(cè)面212，所述第三側(cè)面212位于所述第二側(cè)面222的內(nèi)側(cè)。
[0024]所述第一側(cè)面14與所述第二側(cè)面222在豎直方向上相平齊，能夠保證所述種子金屬層221和所述襯底金屬層211具有較大的下表面面積，從而保證凸塊組件100底端與所述晶圓組件200的結(jié)合面積和兩者的結(jié)合力。
[0025]所述晶圓組件200包括晶圓210、形成于所述晶圓210上的金屬墊塊220，以及形成在所述金屬墊塊220和所述晶圓210上表面的鈍化保護(hù)層230。所述鈍化保護(hù)層230上具有一與所述凸出部110相配合的倒錐臺(tái)孔240，倒錐臺(tái)孔240具有一孔側(cè)壁241，所述孔側(cè)壁241自上而下延伸設(shè)置在所述金屬墊塊220的上表面，且所述孔側(cè)壁241底端形成的面積小于所述金屬墊塊220上表面的面積。所述襯底金屬層211的下表面貼合在所述鈍化保護(hù)層230和部分所述金屬墊塊220的上表面。
[0026]本發(fā)明還提供制作所述鎳金材質(zhì)凸塊10的方法，包括以下步驟:
提供所述晶圓210，所述晶圓210上設(shè)置有金屬墊塊220，并在所述晶圓210和四周部分所述金屬