(57)【要約】【課題】  クラックまたは亀裂が半田バンプ全体に伝播され装置の不良が発生するのを防止できる半田バンプ構造及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  本発明による半田バンプ構造は、接触パッドと、前記接触パッド上に形成された中間層と、前記中間層上に形成された半田バンプとを含み、少なくとも１つの金属突起が前記中間層の表面上に突出し、前記半田バンプに埋められるようになる。半田バンプに発生するクラックは、水平方向に伝搬される傾向があり、この場合、前記金属突起部は、クラックの伝搬を妨害する障害物として機能する。このようなクラック伝搬障害物は、クラックの伝搬経路を長くして、装置不良の可能性を減少させることができる。【選択図】      図４Ａ
2004221524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触パッド上に突出する少なくとも１つの金属突起部を形成する段階と、
少なくとも１つの金属突起部を半田材料に埋め込む段階とを含む半田バンプの製造方法。
【請求項２】
複数の金属突起部が前記接触パッド上に突出するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項３】
前記金属突起部の各々は、前記接触パッドと平行な方向を基準にして断面形状が楕円又は多角形形状の柱状構造で形成されることを特徴とする請求項２に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項４】
前記金属突起部の各々は、前記接触パッド上に成長した樹状構造で形成されることを特徴とする請求項２に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項５】
半田バンプの製造方法は、少なくとも１つの前記金属突起部を形成する前に、前記接触パッド上に下部バンプ金属であるＵＢＭ層をさらに形成する段階を含み、前記ＵＢＭ層は、前記接触パッド上に形成された接着層と、前記接着層上に形成されたウェッティング層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項６】
前記ＵＢＭ層は、前記ウェッティング層上に形成された金属酸化保護層をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項７】
前記金属突起部の材料は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ及びこれらの合金よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項８】
前記半田材料は、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ及びこれらの合金よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項９】
接触パッド上に中間層を電着する段階と、
前記中間層の表面にフォトレジストを形成する段階と、
前記中間層の表面を部分的に露出させる少なくとも１つの開口部を形成するように、前記フォトレジストをパターニングする段階と、
前記フォトレジストの少なくとも１つの開口部を金属で満たす段階と、
前記フォトレジストを除去して、前記金属が前記中間層表面上に突出された少なくとも１つの金属突起部を形成する段階と、
少なくとも１つの金属突起部を前記中間層上に形成された半田材料に埋め込む段階とを含むことを特徴とする半田バンプの製造方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの金属突起部を半田材料に埋め込む段階は、
前記中間層上の半田バンプ領域及び少なくとも１つの金属突起部が露出されるようにパターニングされた第２のフォトレジストを形成する段階と、
前記半田バンプ領域を半田材料で満たす段階と、  
前記第２のフォトレジストを除去する段階と、
半田材料をリフローする段階とを含むことを特徴とする請求項９に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項１１】
前記フォトレジストは、複数の開口部を形成し、前記開口部に満たされた金属が複数の金属突起部を形成することを特徴とする請求項９に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項１２】
前記複数の開口部の断面は、前記接触パッドに平行な面を基準とした時、メッシュ状パターンをなすことを特徴とする請求項１１に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項１３】
前記中間層は、前記接触パッド上に形成された金属接着層と、前記金属接着層上に形成された金属ウェッティング層とを含む下部バンプ金属であるＵＢＭ層であることを特徴とする請求項９に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項１４】
前記ＵＢＭ層は、前記金属ウェッティング層上に形成された金属酸化保護層をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項１５】
前記金属突起部の材料は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ及びこれらの合金よりなる群から選択されることを特徴とする請求項９記載の半田バンプの製造方法。
【請求項１６】
前記半田材料は、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ及びこれらの合金よりなる群から選択されることを特徴とする請求項９に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項１７】
接触パッド上に中間層を電着する段階と、
前記中間層の表面にフォトレジストを形成する段階と、
前記中間層の表面を部分的に露出させる少なくとも１つの開口部を形成するように前記フォトレジストをパターニングする段階と、
前記フォトレジストの少なくとも１つの開口部を金属で第１の深さまで満たす段階と、
それぞれの前記開口部内に前記金属上に半田材料が積層されるように、前記フォトレジストの少なくとも１つの開口部を半田材料で第２の深さまで満たす段階と、
前記フォトレジストを除去することによって、前記金属及び前記半田材料が露出されるようにして、前記金属及び前記半田材料が前記中間層の表面上に突出する少なくとも１つの突起部を形成する段階と、
前記金属突起部が内部に埋められた半田バンブを形成するために前記半田材料をリフローする段階とを含む半田バンプの製造方法。
【請求項１８】
前記フォトレジストは、複数の開口部を形成し、前記フォトレジストが除去された時、前記開口部に満たされた前記金属及び前記半田材料が複数の突起部を形成することを特徴とする請求項１７に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項１９】
前記複数の開口部の断面は、前記接触パッドに平行な面を基準とした時、メッシュ状パターンをなすことを特徴とする請求項１８に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項２０】
前記中間層は、前記接触パッド上に形成された金属接着層と、前記金属接着層上に形成された金属ウェッティング層とを含む下部バンプ金属であるＵＢＭ層であることを特徴とする請求項１７に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項２１】
前記ＵＢＭ層は、前記金属ウェッティング層上に形成された金属酸化保護層をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項２２】
前記金属突起部の材料は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ及びこれらの合金よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１７に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項２３】
前記半田材料は、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ及びこれらの合金よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１７に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項２４】
接触パッド上に中間層を電着する段階と、
前記中間層の表面にフォトレジストを形成する段階と、
前記中間層表面の半田バンプ領域を露出させるように、前記フォトレジストをパターニングする段階と、
前記半田バンプ領域内で、前記中間層の表面から複数の樹状を有する少なくとも１つの金属構造物を成長させる段階と、
前記樹状の金属構造物が半田材料に埋められるように、半田バンプ領域を半田材料で満たす段階と、
前記フォトレジストを除去する段階とを含むことを特徴とする半田バンプの製造方法。
【請求項２５】
半田バンプの製造方法は、前記フォトレジストの除去段階後、前記半田材料をリフローする段階をさらに含むことを特徴とする請求項２４に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項２６】
前記中間層は、前記接触パッド上に形成された金属接着層と、前記金属接着層上に形成された金属ウェッティング層とを含む下部バンプ金属であるＵＢＭ層であることを特徴とする請求項２４に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項２７】
前記ＵＢＭ層は、前記金属ウェッティング層上に形成された金属酸化保護層をさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項２８】
前記金属突起部の材料は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ及びこれらの合金よりなる群から選択されることを特徴とする請求項２４に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項２９】
前記半田材料は、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ及びこれらの合金よりなる群から選択されることを特徴とする請求項２４に記載の半田バンプの製造方法。
【請求項３０】
接触パッドと、
前記接触パッド上に位置する中間層と、
前記中間層上に位置する半田バンプと、
前記中間層の表面から突出され、前記半田バンプ内に埋められた少なくとも１つの金属突起部とを含むことを特徴とする半田バンプ構造。
【請求項３１】
前記半田バンプ構造は、前記中間層から突出し、前記半田バンプに埋められた複数の金属突起部を含むことを特徴とする請求項３０に記載の半田バンプ構造。
【請求項３２】
前記複数の開口部の断面は、前記接触パッドに平行な面を基準とした時、メッシュ状パターンをなすことを特徴とする請求項３１に記載の半田バンプ構造。
【請求項３３】
前記複数の金属突起部は、前記中間層から成長した樹状構造物であることを特徴とする請求項３１に記載の半田バンプ構造。
【請求項３４】
前記金属突起部の材料は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ及びこれらの合金よりなる群から選択されることを特徴とする請求項３１に記載の半田バンプ構造。
【請求項３５】
前記半田材料は、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ及びこれらの合金よりなる群から選択されることを特徴とする請求項３１に記載の半田バンプ構造。
【請求項３６】
半田バンプの材料の融点は、前記金属突起部の融点より低いことを特徴とする請求項３１に記載の半田バンプ構造。
【請求項３７】
前記接触パッドは、フリップチップパッケージ又はウェーハレベルパッケージに組み込まれた半導体チップに位置することを特徴とする請求項３１に記載の半田バンプ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路チップ（ＩＣチップ）及び装置に関し、より詳細には、集積回路チップ及び装置の半田バンプ構造並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣチップの動作速度が高まり、ピン数が多くなるに応じて、ワイヤーボンディング技術はその限界に至るようになった。微細ピッチワイヤーボンディング構造の技術改良は、ＩＣチップの動作速度及びピン数の増加に追いつかないのが現状である。このため、最近、ワイヤーボンディング構造がフリップチップパッケージまたはウェーハレベルパッケージ（ＷＬＰ）のようなパッケージ構造に代替される傾向がある。
【０００３】
フリップチップパッケージ及びＷＬＰ構造は、ＩＣチップの接続端子に連結された半田バンプにより特徴づけられることができる（ここでは、特に限定されない限り、半田バンプという用語は、半田ボールを包括するものとして用いられる）。したがって、装置の信頼度は、半田バンプの構造と材料及び半田バンプの電気的接続装置としての効率性に大きく左右される。
【０００４】
図１及び図２を参照して従来の半田バンプ構造を説明する。同じ構成要素には、同じ参照符号を付す。図１は、プリント回路基板（ＰＣＢ）に実装される前のフリップチップパッケージの状態を図示しており、図２は、プリント回路基板に実装されたフリップチップパッケージを図示している。
【０００５】
図１及び図２において、ＩＣチップ１には、チップパッド２が付着され、チップパッド２は、アルミニウムからなる。チップパッド２を露出させるように、非活性化層（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）３、４には、開口部が形成されている。半田バンプ５とチップパッド２との間には、１つ以上の下部バンプ金属層であるＵＢＭ(under bump metallurgy)層６、７が存在する。
【０００６】
ＵＢＭ層６、７は、バンプ５がチップパッド２に安定的に付着されるようにし、チップパッド２及びＩＣチップ１へ湿気が吸収されるのを防止する機能をする。なお、第１のＵＢＭ層６は、接着層として機能し、Ｃｒ、ＴｉまたはＴｉＷをスパッタリングして蒸着される。また、第２のＵＢＭ層７は、ウェッティングレイヤとして機能し、Ｃｕ、ＮｉまたはＮｉＶをスパッタリングして蒸着される。または、Ａｕの酸化保護層をその上にさらに形成することができる。
【０００７】
図２を参照すれば、半田バンプ５がＰＣＢ基板９のＰＣＢパッド８に実装されている。
【０００８】
半田バンプ上の機械的ストレスは、装置信頼性を実質的に損傷させる原因となる。チップが作動し加熱する間、チップやＰＣＢ基板は、大きさが膨脹する。反対に、チップが作動しない時には、冷却され、チップやＰＣＢ基板は大きさが収縮するようになる。チップとＰＣＢ基板の熱膨張係数が異なるため、膨脹及び収縮の程度が違い、チップとＰＣＢ基板との間に挟んでいる半田バンプには機械的ストレスが発生するようになる。図３は、熱膨脹係数の差異により発生する機械的ストレスに起因して半田バンプに亀裂が生じる例を図示している。同図で、参照番号２は、チップパッドを、参照番号５は、半田バンプを、参照番号８は、ＰＣＢパッドを、参照番号１０は、クラックまたは亀裂を示す。クラックの大きさが大きいほど、接続状態は損傷が深化され、クラックが半田バンプ構造に完全に伝搬された時、装置の不良が発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、クラックまたは亀裂が半田バンプ全体に伝搬され装置の不良が発生するのを防止できる半田バンプ構造及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、半田バンプの製造方法は、接触パッド上に突出する少なくとも１つの金属突起部を形成する段階と、前記少なくとも１つの金属突起部を半田材料に埋め込む段階とを含む。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、半田バンプの製造方法は、接触パッドに中間層を蒸着する段階と、前記中間層の表面上にフォトレジストを形成する段階と、前記中間層の表面を部分的に露出させる少なくとも１つの開口部を形成するようにフォトレジストをパターニングする段階と、前記フォトレジストの開口部のうち少なくとも１つを金属で満たす段階と、前記金属を露出させるようにフォトレジストを除去する段階とを含み、前記金属は、前記中間層の表面から上側に突出する少なくとも１つの金属突起部を形成し、少なくとも１つの金属突起部を、前記中間層上に形成された半田材料に埋め込むことを特徴とする。
【００１２】
本発明のさらに他の態様によれば、半田バンプの製造方法は、接触パッドに中間層を蒸着する段階と、前記中間層の表面にフォトレジストを形成する段階と、前記中間層表面を部分的に露出させる少なくとも１つの開口部を形成するように前記フォトレジストをパターニングする段階と、フォトレジストに形成された前記少なくとも１つの開口部に金属を第１の深さまで満たす段階と、前記少なくとも１つの開口部の各々で前記金属上に半田物質が積層できるように前記少なくとも１つの開口部に第１の半田物質を第２の深さまで満たす段階と、前記金属及び前記第１の半田物質が露出されるように前記フォトレジストを除去する段階とを含み、前記金属及び前記第１半田物質は、前記中間層の表面から上側に突出する少なくとも１つの突起部を形成し、前記半田物質をリフローして金属が埋められた半田バンプを形成するようになる。
【００１３】
本発明のさらに他の態様によれば、半田バンプを製造する方法は、接触パッドに中間層を蒸着する段階と、前記中間層の表面にフォトレジストを形成する段階と、前記中間層の表面上に半田バンプ領域を露出させるように前記フォトレジストをパターニングする段階と、前記半田バンプ領域で、前記中間層の表面から上側に向けた複数の樹状突起を有する少なくとも１つの金属突起を成長させる段階と、前記少なくとも１つの金属突起部を半田物質に埋めるために、前記半田バンプ領域を半田物質で満たす段階と、前記フォトレジストを除去する段階とを含む。
【００１４】
本発明のさらに他の態様によれば、半田バンプ構造は、接触パッドと、前記接触パッド上に位置する中間層と、前記中間層上に位置する半田バンプと、前記中間層上から上側に突出し、前記半田バンプに埋められた少なくとも１つの金属突起部とを含む。
【００１５】
本発明は、半田バンプ材料内において、クラックの伝搬防止用障害物役割をする１つ以上の金属突起部を含むことを特徴とする。前記金属突起部は、いろいろな形態を有することが可能であるが、ここでは、いくつかの望ましい実施例により説明される。
【発明の効果】
【００１６】
半田バンプに発生するクラックは、バンプ材料を介して水平方向に伝搬される傾向があるが、この際、本願発明に開示された突起部は、このようなクラックの伝搬を妨害する役目をする。このような妨害物は、クラック抵抗性を増大させる効果を有し、ひいては、バンプ材料内でのクラック伝搬経路を長くして、装置不良を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図４Ａは、本発明の実施例による半田バンプ構造の断面図であり、図４Ｂは、図４ＡのＩ−Ｉ′線に沿って切断した断面図である。半田バンプ構造は、ＩＣチップ４０１のような電子装置の接触パッド４０２を含む。好ましくは、前記ＩＣチップ４０１は、フリップチップパッケージまたはウェーハレベルパッケージを含む。１つ以上の非活性化層４０３には、開口部が形成され、前記開口部は、前記接触パッド４０２を露出させる。中間層４０６、４０７がＵＢＭを構成できる。例えば、前記中間層４０６は、Ｃｒ、ＴｉまたはＴｉＷからなるＵＢＭ接着層とすることができ、中間層４０７は、Ｃｕ、ＮｉまたはＮｉＶからなるウェッティング層（ｗｅｔｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）とすることができる。また、付加的に、Ａｕの酸化保護層を提供することができる。
【００１８】
前記半田バンプ４０５は、前記中間層４０７上に位置する。前記半田バンプの寸法は、１００×１００μｍであり、前記半田バンプを構成する材料は、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ及びそれらの合金を含む。なお、少なくとも１つの金属突起部４１１は、前記中間層４０７の表面から上側に突出されており、前記半田バンプ４０５内に埋められる。このような実施例において、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、複数の金属突起部４１１は、中間層４０７の表面から上側に突出しており、半田バンプ４０５内に埋められる。好ましくは、製造過程中の半田のリフロー工程により、半田バンプ４０５の融点は金属突起部４１１の融点より低くなる。前記実施例で、それぞれの突起部４１１の幅は、約５〜７０μｍであり、前記金属突起部４１１を構成する物質は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ及びそれらの合金を含む。
【００１９】
図４Ｂに示すように、複数の突起部４１１の断面は、接触パッド４０２に平行な平面から見て、規則的なメッシュ形状である。一般的に、半田バンプに生じるクラックは、バンプ材料を介して水平方向に伝搬するようになり、したがって、図４Ｂに示されたようなメッシュ形状は、クラック伝搬の障害物として機能するようになる。このような障害物は、クラック抵抗性を向上させる効果を有しており、ひいては、クラックが半田バンプ材料を介して進行する時、クラックの伝搬経路を長くすることにより、装置不良を減少させるようになる。
【００２０】
金属突起部４１１のパターンとしては、中心から外れた平行列または同心円パターンなど規則的なパターン及び不規則的なパターンを共に採用することができる。また、それぞれの突起部４１１は、図４Ｂに示されたような四角形断面と、他の楕円形断面、多角形断面、そしてこれらの混合形態とし得る。さらに、１つの連続的な突起部を提供することができ、例えば、螺旋形またはジグザグ形態の突起部を提供することができる。本発明は、図４Ａに示すような垂直側壁を有する柱状型突起部４１１に限定されない。例えば、傾斜したり溝を備える突起部を使うこともできる。また、後述するが、樹状構造のような不規則形状を有する突起部を提供することができる。
【００２１】
図５Ａ乃至図５Ｉを参照して本発明の実施例による半田バンプ構造の製造方法を説明する。図５Ａに示すように、１つ以上の非活性化層５０３、５０４に、アルミニウムからなる接触パッド５０２の表面を露出させるように開口部が形成される。少なくとも１つ以上の中間層５０６、５０７が非活性化層５０３、５０４及び接触パッド５０２の露出された部分に形成される。前記中間層５０６、５０７は、ＵＢＭ層であり得る。例えば、中間層５０６は、Ｃｒ、ＴｉまたはＴｉＷからなるＵＢＭ接着層であり、中間層５０７は、Ｃｕ、ＮｉまたはＮｉＶからなるウェッティング層とし得る。また、Ａｕの酸化保護層を付加的に提供することができる。
【００２２】
次に、図５Ｂに示すように、フォトレジスト５１５が、１つ以上の部分の中間層５０７が露出されるように中間層５０７上にパターニングされる。この実施例で、フォトレジスト５１５の複数の開口部５１６は、接触パッドと平行した平面を基準とみた時、メッシュ状パターンを決定づける断面を有する。
【００２３】
次に、図５Ｃに示すように、前記開口部内の所定の深さまで満たすように電気メッキなどのような方式により金属５１１を被覆する。例えば、金属５１１は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、及びこれらの合金を含む。次に、前記フォトレジスト５１５が除去され、図５Ｄに示すように、構造物は、複数の金属突起部５１１が前記中間層５０７から上側に突出する金属突起部５１１を有するようになる。
【００２４】
次に、図５Ｅに示すように、金属突起部５１１を露出させる開口部５１８を有する他のフォトレジスト５１７がパターニングされる。開口部５１８は、半田バンプ領域を定義する。次に、図５Ｆに示すように、半田物質５０５が前記開口部５１８に所定の高さまで満たされる。半田物質５０５の例としては、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ及びそれらの合金を含む。次に、フォトレジスト５１７が除去され、結果的に、図５Ｇに示すように、構造物は、中間層５０７から上側に突出し、半田物質５０５内に埋められた複数の金属突起部５１１を有するようになる。
【００２５】
次に、図５Ｈに示すように、前記半田物質５０５をマスクに使用して、半田バンプ領域以外に形成されたＵＢＭ層あるいは中間層５０６、５０７を除去するために、エッチング工程が実施される。このエッチング工程は、前記ＵＢＭ層が隣り合う半田バンプに連続的に連結される場合に実施される。最終的に、図５Ｉに示されたように、半田バンプ物質５０５は、融点以上に加熱され、半田バンプ物質がリフローされ、球状を有するようになる。
【００２６】
本発明の他の実施例による半田バンプ構造の製造方法を図６Ａ乃至図６Ｇを参照して説明する。図６Ａに示すように、１つ以上の非活性化層６０３、６０４に、アルミニウムからなる接触パッド６０２を露出させる開口部が形成される。少なくとも１つの中間層６０６、６０７が非活性化層６０３、６０４及び接触電極６０２の露出された表面上に形成される。中間層６０６、６０７は、ＵＢＭ層であり得る。例えば、前記中間層４０６は、Ｃｒ、ＴｉまたはＴｉＷからなるＵＢＭ接着層であり、中間層４０７は、Ｃｕ、ＮｉまたはＮｉＶからなるウェッティング層とし得る。また、付加的にＡｕの酸化保護層を提供することができる。
【００２７】
次に、図６Ｂに示すように、中間層６０７の表面中の一部が露出されるように、フォトレジスト６１５が中間層６０７上に形成される。前記実施例で、フォトレジスト６１５上の複数の開口部６１６は、前記接触パッドと平行な面を基準にしてメッシュ状パターンを形成する断面を有している。
【００２８】
次に、図６Ｃに示されたように、金属６１１が電気メッキなどのような方法により前記開口部中に所定の高さまで満たすように被覆される。例えば、金属６１１は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｐｔ、及びこれらの合金を含む。
【００２９】
次に、図６Ｄに示すように、半田バンプ材料６０５がフォトレジスト上の開口部６１６を満たすように被覆される。半田材料６０５の例としては、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ及びこれらの合金を挙げることができる。次に、フォトレジスト６１５が除去され、結果的に、図６Ｅに示すように、金属突起部６１１及び半田バンプ材料６０５からなる複数の積層構造物を有する構造が形成される。
【００３０】
次に、図６Ｆに示すように、半田バンプ材料６０５及び金属突起部６１１をマスクに使用して、半田バンプ領域以外の領域、及び半田バンプ材料６０５と金属突起部６１１からなる積層構造物間の領域で中間層であるＵＢＭ層６０６、６０７を除去するための目的に、エッチング工程を実施する。このエッチング工程は、ＵＢＭ層が隣り合う半田バンプ間に延在して連結されている場合に実施される。最終的に、図６Ｇに示されたように、半田バンプ材料６０５は、リフローされ、球形を有するように融点以上に加熱される。
【００３１】
本発明によるさらに他の実施例を図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂを参照して説明する。本実施例は、金属突起部がカラム形態を有する代わり、樹状を有することにより特徴づけられる。特に、中間層であるＵＢＭ層が電着された後、フォトレジストが前記中間層のバンプ領域を露出させる開口部を有する形態でパターニングされる。次に、樹状の結晶構造がバンプ領域内で成長する。これに関しては、米国登録特許第５，１８５，０７３号に、バンプ領域内に樹状の結晶構造を成長させるために用いられる技術が開示されている。本願発明による樹状の構造に用いられる材料としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、及びこれらの合金を列挙することができる。
【００３２】
樹状の構造を形成した後、半田材料が前記樹状構造物を囲むようにするために、半田材料をバンプ領域に満たす。次に、フォトレジストが除去された後、バンプ領域以外に形成された中間層であるＵＢＭ層がエッチング工程により除去され、次に、半田材料がリフローされ、図７Ａ及び図７Ｂに示されたような構造物を得る。図７Ｂは、図７ＡのＩＩ−ＩＩ′に沿って切断した断面図である。この図面で、半田バンプ構造は、ＩＣチップ７０１のような電子装置の接触パッド７０２を含む。接触パッド７０２を外部に露出させるように、１つ以上の開口部が非活性化層７０３、７０４上に形成される。半田バンプ７０５と接触パッド７０２との間には、１つ以上のＵＢＭ層のような中間層７０６、７０７が位置している。半田バンプ７０５は、中間層７０７上に位置し、金属樹状構造７１１が半田バンプ中に埋められている。図８Ａ及び図８Ｂは、例示的な樹状構造の垂直断面を示している。
【００３３】
本発明は、本発明の技術的思想から逸脱することなく、他の種々の形態で実施することができる。前述の実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例のみに限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】プリント回路基板に実装される前の従来のフリップチップ構造を示す図である。
【図２】プリント回路基板に実装された後の従来のフリップチップ構造を示す図である。
【図３】クラックが発生した従来の半田バンプ構造を示す図である。
【図４Ａ】本発明による半田バンプ構造を示す断面図である。
【図４Ｂ】図４ＡのＩ−Ｉ′線に沿う断面図である。
【図５Ａ】本発明の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｃ】本発明の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｄ】本発明の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｅ】本発明の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｆ】本発明の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｇ】本発明の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｈ】本発明の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図５Ｉ】本発明の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図６Ａ】本発明の他の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図６Ｂ】本発明の他の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図６Ｃ】本発明の他の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図６Ｄ】本発明の他の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図６Ｅ】本発明の他の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図６Ｆ】本発明の他の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図６Ｇ】本発明の他の実施例による半田バンプ構造の製造工程を示す断面図である。
【図７Ａ】本発明のさらに他の実施例による半田バンプ構造の断面図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＩＩ−ＩＩ′線に沿う切欠断面図である。
【図８Ａ】樹状構造の金属突起部を有する半田バンプ構造の断面図である。
【図８Ｂ】樹状構造体の金属突起部を有する半田バンプ構造の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
４０１、５０１    チップ
４０２、５０２    接触パッド
４０３、５０３    非活性化層
４０４、５０４    非活性化層
４０５、５０５    半田バンブ
４０６、５０６    中間層
４０７、５０７    中間層
４１１、５１１    金属突起部
５１５            フォトレジスト
５１６            開口部
５１７            フォトレジスト
５１８            開口部
【図１】
2004221524.tif 000003
【図２】
2004221524.tif 000004
【図３】
2004221524.tif 000005
【図４Ａ】
2004221524.tif 000006
【図４Ｂ】
2004221524.tif 000007
【図５Ａ】
2004221524.tif 000008
【図５Ｂ】
2004221524.tif 000009
【図５Ｃ】
2004221524.tif 000010
【図５Ｄ】
2004221524.tif 000011
【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
2004221524.tif 000014
【図５Ｈ】
2004221524.tif 000015
【図５Ｉ】
2004221524.tif 000016
【図６Ａ】
2004221524.tif 000017
【図６Ｂ】
2004221524.tif 000018
【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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