焊球下金属层结构及其制造方法

摘要

本发明揭露一种焊球下金属层(Under Bump Metallurgy；UBM)结构及其制造方法。本发明之焊球下金属层结构系先以第一道光罩进行润湿层(Wetting Layer)之图案定义，再利用第二道光罩进行湿润层下之附着层(Adhesion Layer)的图案定义，其中第一道光罩之图案尺寸较小，而第二道光罩之图案尺寸则须大于焊球下金属层下之覆盖层(Cap Layer)的尺寸。因此，在蚀刻附着层时，蚀刻剂不会接触到底下之覆盖层，也就无法伤害到覆盖层，而不会在附着层以及覆盖层底下之保护层(Passivation Layer)之间产生间隙。在不须使用额外材料来保护覆盖层下，即可达到保护覆盖层以及提升制程可靠度的目的。

主权项

1.一种焊球下金属层(UBM)结构,系形成于一晶片上,其中该晶片上至少包括一焊垫(Bonding Pad)、一保护层(Passivation Layer)覆盖该晶片以及部分之该焊垫、以及一覆盖层(Cap Layer)覆盖其余之该焊垫以及部分之该保护层,且该焊球下金属层结构至少包括:一第一金属层覆盖该覆盖层以及另一部分之该保护层,且该第一金属层之一尺寸大于该覆盖层之一尺寸;一第二金属层覆盖部分之该第一金属层;以及一第三金属层覆盖该第二金属层,其中该第二金属层之一尺寸约等于该第三金属层之一尺寸,且该第一金属层之该尺寸大于该第二金属层之该尺寸以及该第三金属层之该尺寸。2.如申请专利范围第1项所述之焊球下金属层结构,其中该焊垫之材料为铜(Cu)。3.如申请专利范围第1项所述之焊球下金属层结构,其中该覆盖层之材料为铝(A1)。4.如申请专利范围第1项所述之焊球下金属层结构,其中该第一金属层为一黏着性材料。5.如申请专利范围第1项所述之焊球下金属层结构,其中该第一金属层之材料为镍(Ni)。6.如申请专利范围第1项所述之焊球下金属层结构,其中该第一金属层之材料为钛(Ti)。7.如申请专利范围第1项所述之焊球下金属层结构,其中该第一金属层之材料为铬(Cr)。8.如申请专利范围第1项所述之焊球下金属层结构,其中该第二金属层之材料为镍钒(NiV)合金。9.如申请专利范围第1项所述之焊球下金属层结构,其中该第二金属层之材料为铬铜(CrCu)合金。10.如申请专利范围第1项所述之焊球下金属层结构,其中该第三金属层之材料为铜。11.一种焊球下金属层结构,系形成于一晶片上,其中该晶片上至少包括一焊垫、一保护层覆盖该晶片以及部分之该焊垫、以及一覆盖层覆盖其余之该焊垫以及部分之该保护层,且该焊球下金属层结构至少包括:一附着层(Adhesion Layer)覆盖该覆盖层以及另一部分之该保护层,且该附着层之一尺寸大于该覆盖层之一尺寸;以及一润湿层(Wetting Layer)覆盖部分之该附着层,且该附着层之该尺寸大于该润湿层之一尺寸。12.如申请专利范围第11项所述之焊球下金属层结构,其中该焊垫之材料为铜。13.如申请专利范围第11项所述之焊球下金属层结构,其中该覆盖层之材料为铝。14.如申请专利范围第11项所述之焊球下金属层结构,其中该附着层之材料系选自由镍、钛、以及铬所组成之一族群。15.如申请专利范围第11项所述之焊球下金属层结构,其中该润湿层之材料为铜。16.一种焊球下金属层结构之制造方法,至少包括:提供一晶片,其中该晶片上至少包括一焊垫、一保护层覆盖该晶片以及部分之该焊垫、以及一覆盖层覆盖其余之该焊垫以及部分之该保护层;依序形成一第一金属层覆盖另一部分之该保护层以及该覆盖层、一第二金属层覆盖该第一金属层、以及一第三金属层覆盖该第二金属层;定义该第二金属层以及该第三金属层,藉以在该第一金属层上形成一堆叠结构,并约暴露出部分之该第一金属层,其中该堆叠结构系位于该晶片之该焊垫的上端,且该堆叠结构之一尺寸小于该焊垫之一尺寸;以及定义该第一金属层直至约暴露出该保护层之该另一部分的一部分,藉以使得该第一金属层之一尺寸略大于该覆盖层之一尺寸,其中该第一金属层、该第二金属层、以及该第三金属层构成该焊球下金属层结构。17.如申请专利范围第16项所述之焊球下金属层结构之制造方法,其中形成该第一金属层、该第二金属层、以及该第三金属层之步骤系利用一溅镀(Sputtering)沉积法。18.如申请专利范围第16项所述之焊球下金属层结构之制造方法,其中该第一金属层之材料为镍。19.如申请专利范围第16项所述之焊球下金属层结构之制造方法,其中该第一金属层之材料为钛。20.如申请专利范围第16项所述之焊球下金属层结构之制造方法,其中该第一金属层之材料为铬。21.如申请专利范围第16项所述之焊球下金属层结构之制造方法,其中该第二金属层之材料为镍钒合金。22.如申请专利范围第16项所述之焊球下金属层结构之制造方法,其中该第二金属层之材料为铬铜合金。23.如申请专利范围第16项所述之焊球下金属层结构之制造方法,其中该第三金属层之材料为铜。24.如申请专利范围第16项所述之焊球下金属层结构之制造方法,其中定义该第一金属层之步骤更包括利用一光罩,且该光罩至少包括一图案,而该图案之一尺寸略大于该覆盖层之该尺寸。25.一种焊球下金属层结构之制造方法,至少包括:提供一晶片,其中该晶片上至少包括一焊垫、一保护层覆盖该晶片以及部分之该焊垫、以及一覆盖层覆盖其余之该焊垫以及部分之该保护层;形成一附着层覆盖另一部分之该保护层以及该覆盖层;形成一润湿层覆盖该附着层;定义该润湿层,并约暴露出部分之该附着层,而使得该润湿层位于该焊垫之上端,且该润湿层之一尺寸小于该焊垫之一尺寸;以及定义该附着层直至约暴露出该保护层之该另一部分的一部分,其中该附着层以及该润湿层构成该焊球下金属层结构。26.如申请专利范围第25项所述之焊球下金属层结构之制造方法,其中形成该附着层以及该润湿层之步骤系利用一溅镀沉积法。27.如申请专利范围第25项所述之焊球下金属层结构之制造方法,其中该附着层之材料系选自由镍、钛、以及铬所组成之一族群。28.如申请专利范围第25项所述之焊球下金属层结构之制造方法,其中该润湿层之材料为铜。29.如申请专利范围第25项所述之焊球下金属层结构之制造方法,其中在形成该湿润层之步骤前,更至少包括形成一扩散阻障层。30.如申请专利范围第29项所述之焊球下金属层结构之制造方法,其中该扩散阻障层之材料为镍钒合金。31.如申请专利范围第29项所述之焊球下金属层结构之制造方法,其中该扩散阻障层之材料为铬铜合金。32.如申请专利范围第25项所述之焊球下金属层结构之制造方法,其中定义该附着层之步骤更包括利用一光罩,且该光罩至少包括一图案,而该图案之一尺寸大于该覆盖层之一尺寸。图式简单说明:第1图至第4图为绘示习知制造焊球下金属层结构之剖面流程图;以及第5图至第8图为绘示本发明之一较佳实施例之制造焊球下金属层结构之剖面流程图。