專利名稱：金屬焊墊的制造方法以及相應的金屬焊墊結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體封裝技術領域，特別是涉及一種金屬焊墊的制造方法以及相應 的金屬焊墊結構。
背景技術：
現有的半導體封裝技術中，通常使用金線(Au wire)將芯片電性連接至如導線架 或者基板的芯片承載件上。雖然金線導電性佳、延展性好，但是其高昂的價格不適于工業生 產對于低成本的追求。為此，業界一直致力于研究利用新的材料來取代金線，實現封裝。而 銅線具有價格便宜且硬度高以及新生成的成長速率慢等優勢，為半導體產業帶來了新的發 展方向。然而，在銅線封裝技術的發展過程中，也逐漸暴露出許多需要克服的問題。例如， 金線比銅線材質軟，用相同的工藝在IC上打線，金線對IC墊層的沖擊力會比銅線小，因此 銅線打線比金線打線力道偏大，容易造成打穿現象。具體請參考圖1至圖3，其為現有技術中金屬焊墊的制造過程的流程示意圖。如圖 所示，在現有工藝中，最上層金屬層(LM) 10的厚度一般為8KA左右，例如7KA 9KA ；而后， 于其上形成一鈍化層20，而后利用光阻層30定義金屬焊墊窗口 22 ；刻蝕鈍化層20，形成金 屬焊墊窗口 22 ；而后便可在該焊墊窗口 22內形成金屬焊墊40。由于銅線打線比金線偏大，而最上層金屬層(LM)IO的厚度一般為8KA左右，容易 導致打穿現象的出現。為解決此問題，需要增厚最上層金屬層10，在現有的銅線工藝基礎 上，最上層金屬層10需要增加到16KA才利于打線。而最上層金屬層10增加到16KA，設計 規則(design rule)就需要放寬，在撐大芯片面積的同時，也需要重新制造光罩才能解決以 上問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種金屬焊墊的制造方法以及相應的金屬焊墊結構，以在 不改變原有設計規則且不新增光罩的情況下，解決銅線打線容易打穿的問題。為解決以上技術問題，本發明提供一種金屬焊墊結構，其包括半導體基底，其上 具有一最上層金屬層；絕緣層，覆蓋于所述最上層金屬層之上；第一窗口，貫穿所述絕緣 層，且該第一窗口內沉積有焊墊金屬；鈍化層，覆蓋于所述絕緣層之上；第二窗口，貫穿于 所述鈍化層，與第一窗口相連通，且該第二窗口內沉積有焊墊金屬。進一步的，所述絕緣層的厚度大于或等于7KA。進一步的，所述焊墊金屬為鋁質金屬。進一步的，所述焊墊金屬為鋁銅合金。本發明還提供一種金屬焊墊的制造方法，其包括提供一半導體基底，其上具有一 最上層金屬層；在所述最上層金屬層之上形成一絕緣層；刻蝕所述絕緣層，在其上開設至 少一第一窗口 ；在所述第一窗口內沉積焊墊金屬；在所述絕緣層之上形成一鈍化層；刻蝕所述鈍化層，在所述鈍化層上對應于所述第一窗口的位置開設至少一第二窗口 ；在所述第 二窗口內沉積焊墊金屬。進一步的，所述絕緣層的厚度大于或等于7KA。進一步的，所述焊墊金屬為鋁質金屬。進一步的，所述焊墊金屬為鋁銅合金。進一步的，以上刻蝕所述絕緣層，在其上開設至少一第一窗口的過程包括在所述 絕緣層上形成一光阻層；利用一焊墊光罩在光阻層上定義第一窗口 ；曝光顯影，并刻蝕所 述絕緣層，形成貫穿于絕緣層的第一窗口 ；去除光阻層。進一步的，以上刻蝕所述絕緣層，在其上開設至少一第一窗口的過程包括在所述 絕緣層上和第一窗口內沉積焊墊金屬；保留第一窗口內的焊墊金屬，利用化學機械研磨去 除其它焊墊金屬。進一步的，以上刻蝕所述鈍化層，在所述鈍化層上對應于所述第一窗口的位置開 設至少一第二窗口的過程包括在所述鈍化層上形成一光阻層；利用一焊墊光罩在光阻層 上定義第二窗口，且該第二窗口的位置與所述第一窗口的位置相對應；曝光顯影，并刻蝕所 述鈍化層，形成貫穿于鈍化層的第二窗口 ；去除光阻層。可見，以上金屬焊墊的制造方法是利用原有的焊墊光罩，增加一次光刻層次，來從 整體上增加欲打線于其上的金屬層的厚度，從而有利于銅線打線，避免打穿現象的出現，如 此，即無需增加新的光罩，也無需改變設計規則。而利用該方法制造成的金屬焊墊結構，相 對于現有技術的焊墊結構，厚度增加，在利用銅線打線時，避免了打穿現象的出現。
圖1至圖3為現有技術中金屬焊墊的制造過程的流程示意圖；圖4為本發明一實施例所提供的金屬焊墊的制造過程的流程圖；圖5至圖17為本發明一實施例所提供的金屬焊墊的制造過程的流程示意圖。
具體實施例方式為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉示例性實施例，并配合附 圖，作詳細說明如下。為了不改變原來的設計規則(design rule)，且不增加新的光罩，本發明在原有的 集成電路層次上，新增一道金屬層，從而整體上增加欲打線于其上的金屬層的厚度，來保護 最上層金屬層(LM)。具體請參考圖4至圖17，來詳細描述本發明一實施例所提供的金屬焊 墊的制造方法，其中圖4為本發明一實施例所提供的金屬焊墊的制造過程的流程圖；圖5至 圖17為以上流程的詳細示意圖。如圖4所示。該金屬焊墊制造過程包括如下步驟Sl 提供一半導體基底100，其上具有一最上層金屬層110 ；S2 在最上層金屬層110之上形成一絕緣層120 ；S3 刻蝕所述絕緣層，在其上開設至少一第一窗口 ；S4 在所述第一窗口內沉積焊墊金屬；S5 在所述絕緣層之上形成一鈍化層；
S6 刻蝕所述鈍化層，在所述鈍化層上對應于所述第一窗口的位置開設至少一第二窗口 ；S7 在所述第二窗口內沉積焊墊金屬。下面結合圖5至圖17，來詳細描述以上步驟首先，如圖5所示，提供一半導體基底100，其上具有一最上層金屬層110。通常該 最上層金屬層的厚度8KA左右，例如7KA至9KA。而后，如圖6所示，在最上層金屬層110之上形成一絕緣層(IMD)120。接著進行步驟S3，刻蝕絕緣層120，以在其上開設至少一個第一窗口 122，具體如 圖7至圖10所示在絕緣層120上形成一光阻層(photo resister)130 ；然后，利用一焊墊 光罩140在光阻層130上定義第一窗口 ；曝光顯影，并刻蝕絕緣層120，形成貫穿于絕緣層 120的第一窗口 122 ；最后，去除光阻層130。接著，進行步驟S4，在第一窗口 122內沉積焊墊金屬；具體如圖11、12所示首先， 在絕緣層120上和第一窗口 122內沉積焊墊金屬150 ；而后，保留第一窗口 122內的焊墊金 屬150’，利用化學機械研磨去除其它焊墊金屬。通常絕緣層120的厚度至少為7KA，從而使 得第一窗口 122內的焊墊金屬150’與最上層金屬層110的總厚度達到16KA，利于后續封裝 過程中的銅線打線。接下來，如圖13，在絕緣層120之上形成一鈍化層160。并進行步驟S6 刻蝕該鈍 化層160，在鈍化層160上對應于第一窗口 122的位置開設至少一第二窗口 162。該第二窗 口 162的形成過程同第一窗口 122的形成過程，具體如圖14至圖16所示在鈍化層160上 形成一光阻層170 ；并利用焊墊光罩140在光阻層上定義第二窗口，且該第二窗口的位置與 第一窗口的位置相對應；而后，曝光顯影，并刻蝕鈍化層160，形成貫穿于鈍化層160的第二 窗口 162 ；而后去除光阻層170。最后，如圖17所示，在第二窗口 162內沉積焊墊金屬180，并可以實現金屬層增厚 的焊墊結構。通常，焊墊金屬150和180為鋁質金屬。較佳的，焊墊金屬材質為鋁銅合金，即在 鋁質材料中添加一定比率的銅(通常為至2% )，以改善遷移率。可見，以上金屬焊墊的制造，在原有光刻層次的基礎上，只增加一道光刻層次，從 整體上增加欲打線于其上的金屬層的厚度，從而有利于銅線打線，避免打穿現象的出現。而 且，其使用原有焊墊光罩即可完成，無需增加新的光罩，也無需改變設計規則。比較圖3與圖17，即比較現有的金屬焊墊結構與本實施例所揭露的金屬焊墊結 構。可以看出，本實施例所揭露的金屬焊墊結構在最上層金屬層110之上增加了一層金 屬，從而在整體上增加欲打線于其上的金屬層的厚度，有利于銅線打線。下面結合圖17具 體描述以上實施例所揭露的金屬焊墊結構。具體該金屬焊墊結構包括半導體基底100，其上 具有一最上層金屬層110 ；最上層金屬層110之上覆蓋有絕緣層120，該絕緣層內形成有第 一窗口 122，其貫穿于絕緣層120，以暴露出最上層金屬層110 ；該第一窗口 122內沉積有焊 墊金屬150。絕緣層120之上覆蓋有鈍化層160，且該鈍化層160內形成有對應于第一窗口 122的第二窗口 162，該第二窗口 162貫穿于鈍化層160，且與第一窗口 122相連通，以暴露 出第一窗口內的焊墊金屬150 ；該第二窗口 162內沉積有焊墊金屬180。通常，最上層金屬層的厚度為7 9KA，故絕緣層的厚度至少為7KA，從而使得最上層金屬層與絕緣層的整體厚度達到16KA，以利于銅線打線。另外，焊墊金屬150和180為鋁質金屬。較佳的，焊墊金屬材質為鋁銅合金，即在 鋁質材料中添加一定比率的銅(通常為至2% )，以改善遷移率。以上僅為舉例，并非用以限定本發明，本發明的保護范圍應當以權利要求書所涵 蓋的范圍為準。
權利要求
1.一種金屬焊墊結構，其特征是，包括 半導體基底，其上具有一最上層金屬層； 絕緣層，覆蓋于所述最上層金屬層之上；第一窗口，貫穿所述絕緣層，且該第一窗口內沉積有焊墊金屬； 鈍化層，覆蓋于所述絕緣層之上；第二窗口，貫穿于所述鈍化層，與第一窗口相連通，且該第二窗口內沉積有焊墊金屬。
2.根據權利要求1所述的金屬焊墊結構，其特征是，所述絕緣層的厚度大于或等于7KA。
3.根據權利要求1所述的金屬焊墊結構，其特征是，所述焊墊金屬為鋁質金屬。
4.根據權利要求1所述的金屬焊墊結構，其特征是，所述焊墊金屬為鋁銅合金。
5.一種金屬焊墊的制造方法，其特征是，包括 提供一半導體基底，其上具有一最上層金屬層； 在所述最上層金屬層之上形成一絕緣層； 刻蝕所述絕緣層，在其上開設至少一第一窗口 ； 在所述第一窗口內沉積焊墊金屬；在所述絕緣層之上形成一鈍化層；刻蝕所述鈍化層，在所述鈍化層上對應于所述第一窗口的位置開設至少一第二窗口 ； 在所述第二窗口內沉積焊墊金屬。
6.根據權利要求5所述的金屬焊墊的制造方法，其特征是，所述絕緣層的厚度大于或 等于7KA。
7.根據權利要求5所述的金屬焊墊的制造方法，其特征是，所述焊墊金屬為鋁質金屬。
8.根據權利要求5所述的金屬焊墊的制造方法，其特征是，所述焊墊金屬為鋁銅合金。
9.根據權利要求5所述的金屬焊墊的制造方法，其特征是，以上刻蝕所述絕緣層，在其 上開設至少一第一窗口的過程包括在所述絕緣層上形成一光阻層；利用一焊墊光罩在光阻層上定義第一窗口；曝光顯影，并刻蝕所述絕緣層，形成貫穿于絕緣層的第一窗口；去除光阻層。
10.根據權利要求5所述的的金屬焊墊的制造方法，其特征是，以上刻蝕所述絕緣層， 在其上開設至少一第一窗口的過程包括在所述絕緣層上和第一窗口內沉積焊墊金屬；保留第一窗口內的焊墊金屬，利用化學機械研磨去除其它焊墊金屬。
11.根據權利要求5所述的的金屬焊墊的制造方法，其特征是，以上刻蝕所述鈍化層， 在所述鈍化層上對應于所述第一窗口的位置開設至少一第二窗口的過程包括在所述鈍化層上形成一光阻層；利用一焊墊光罩在光阻層上定義第二窗口，且該第二窗口的位置與所述第一窗口的位 置相對應；曝光顯影，并刻蝕所述鈍化層，形成貫穿于鈍化層的第二窗口； 去除光阻層。
全文摘要
本發明揭示了一種金屬焊墊的制造方法以及相應的金屬焊墊結構，在原有的集成電路層次上，新增一道金屬層，從整體上增加欲打線的金屬層厚度，有利于銅線打線，避免打穿現象的出現。而且，其使用原有焊墊光罩即可完成，無需增加新的光罩，也無需改變設計規則。以上結構包括半導體基底，其上具有一最上層金屬層；絕緣層，覆蓋于所述最上層金屬層之上；第一窗口，貫穿所述絕緣層，且該第一窗口內沉積有焊墊金屬；鈍化層，覆蓋于所述絕緣層之上；第二窗口，貫穿于所述鈍化層，與第一窗口相連通，且該第二窗口內沉積有焊墊金屬。
文檔編號H01L23/485GK102044457SQ20101010232
公開日2011年5月4日 申請日期2010年1月28日 優先權日2010年1月28日
發明者王秉杰, 葛曉歡 申請人:中穎電子股份有限公司