(57)【要約】【課題】半導体の連結シートにて金属バンプを形成する方法を提供する。【解決手段】  本発明の半導体連結シートにて金属バンプを形成する方法は、主に既にバンプ下地金属層を完成した半導体部品の上に、まず絶縁フィルムを介し、金属箔をバンプ下地金属層を具有する半導体部品の上に熱圧着してから、該バンプ下地金属層の上に穴を形成する。無電解浸せきめっき及び電気めっきにより、穴の中に金属バンプを形成する。そうすることで、電気めっきを利用し、様々な高い導電性金属の金属バンプを形成することができる。該材料は従来技術のように、金或いはスズ鉛に限られることはない。バンプを形成する際、絶縁フィルムは連結シートをプロテクトすることもできる。【選択図】  図８
2009049055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体部品及びバンプ下地金属を具有し、
該半導体部品は連結シートを具有し、及び
該半導体部品の連結シートの上にバンプ下地金属を形成し、及び、
金属箔、絶縁フィルムの順に該バンプ下地金属層を具有する該半導体部品の上に設置し、及び、
該半導体部品の該バンプ下地金属層の上にある該金属箔、該絶縁フィルムを取り除き、該バンプ下地金属層を露にし、及び、
露になった該バンプ下地金属層の穴の壁面に無電解金属層を形成し、更に一層の金属層を加えることもでき、及び、
該金属箔の上に電気抵抗めっき膜を形成し、該電気抵抗めっき膜は該無電解金属層を具有する穴をふさがないようにし、及び、
該金属箔、該無電解金属層を利用し、電気めっきの電流を該バンプ下地金属層にまで伝達し、該バンプ下地金属層の上に金属バンプを電気めっきし、及び、
電気抵抗めっき膜及び該金属箔を取り除くことを特徴とする半導体の連結シートにて金属バンプを形成する方法。
【請求項２】
前記半導体部品は集積回路、トランジスタ、サイリスタ或いはダイオードなどであることを特徴とする請求項1記載の半導体の連結シートにて金属バンプを形成する方法。
【請求項３】
前記バンプ下地金属層は粘着層、バリア層、接合層によって組立てられていることを特徴とする請求項1記載の半導体の連結シートにて金属バンプを形成する方法。
【請求項４】
前記粘着層の材質はアルミ或いはクロム、バリア層の材質は銅、鉛、白金、接合層の材質は金であることを特徴とする請求項3記載の半導体の連結シートにて金属バンプを形成する方法。
【請求項５】
前記金属箔の材質は銅箔、アルミ箔あるいはスズ箔であることを特徴とする請求項1記載の半導体の連結シートにて金属バンプを形成する方法。
【請求項６】
前記無電解金属層の材質は化学銅或いは無電解ニッケルであることを特徴とする請求項1記載の半導体の連結シートにて金属バンプを形成する方法。
【請求項７】
前記金属バンプの材質は金、銀、銅、スズ、鉛或いはその他の高い導電性のある金属であることを特徴とする請求項1記載の半導体の連結シートにて金属バンプを形成する方法。
【請求項８】
前記金属バンプの中身は詰まっている或いは空洞のいずれでも良いことを特徴とする請求項1記載の半導体の連結シートにて金属バンプを形成する方法。
【請求項９】
前記金属バンプの形状は円柱、四角柱、三角柱、菱形柱、星型柱、多角形柱或いは上述の形状を結合した形にすることを特徴とする請求項1記載の半導体の連結シートにて金属バンプを形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属バンプの形成方法に関し、特に半導体の連結シートにて金属バンプを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体部品がフリップチップ実装できるようにするには、チップに突出電極が必要である。突出電極は二部分に分けることができ、一つはバンプ下地金属、もう一つは金属バンプそのものである。
【０００３】
バンプ下地金属は通常三層の金属を含み、接着層、バリア層及び接合層で作られる。接着層の材質はアルミニウム或いはクロム、バリア層の材質は銅、鉛、白金、接合層の材質は金にすることができる。上述の金属バンプの材質はスズ鉛バンプと金バンプの二つに分けられる。
【０００４】
バンプ下地金属層の上にスズ鉛バンプを形成し、主に電気めっき法及びプリント法の二つを採用している。電気めっき法では、バンプ下地金属層の上に、図案化(ゾーンシステムの後)の電気抵抗めっき膜を形成し、電気抵抗めっき膜は、バンプ下地金属層にてスズ鉛バンプを電気めっきする。プリント法を採用する場合、まず鋼板を使い、ソルダペーストをバンプ下地金属に印刷してから、熱で該ソルダペーストを溶かし、金属バンプとして固化する。しかし、電気めっき法及びプリント法のいずれにより形成するスズ鉛バンプは、気泡が存在し、取れやすい問題が生じるため、生産率が低い。
【０００５】
後続製造過程(例えばTCP、COG)のニーズに合わせ、スズ鉛バンプの電気めっき方法に似た手段でバンプ下地金属に金バンプを作る。または特製の機械を使い、バンプ下地金属層の上に数回に渡りボール状のものを打ち(まずゴールドの糸を球状に焼く)、必要な高さにする。しかし、金バンプの材料コストが高めであり、普及できない。
【特許文献１】特開２００５−２４３７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の第1の目的は、多種の金属材料の中から一種類或いは多種の金属材料を選び、無電解浸せきめっき及び電気めっきを利用し、チップに金属バンプを形成することで、次段階のパッキング或いは組立がしやすくなる。チップ及びバンプとの結合場所は、金属自身の結合力のほかに、絶縁フィルムの具有する粘着性のある結合力を具有するため、更にしっかりと結合することができる半導体連結シートに金属バンプを形成する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を解決するために、本発明は半導体の連結シートにて金属バンプを形成する方法を提供することであり、主に完成済みのバンプ下地金属層(UBM)の半導体部品の上に、まず絶縁フィルムでバンプ下地金属を具有する半導体部品の上に、金属箔で熱圧着し、更に該バンプ下地金属層の上に穴を形成し、無電解浸せきめっき及び、電気めっきを利用し、該穴の上に金属バンプを形成する。そうすることで、無電解めっき及び電気めっきは、金及びスズ鉛に限らず、様々な高い導電性のある金属バンプを形成する。また、バンプを形成するとき、絶縁フィルムは連結シート及び金属バンプの結合をプロテクトすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
連結シートの表面にバンプ下地金属層を具有する半導体部品に、順に金属箔と絶縁フィルムをバンプ下地金属層を具有する半導体部品の上に貼り、更に、バンプ下地金属層の上にある金属箔と絶縁フィルムを無くして穴を形成し、無電解浸せきめっき及び電気めっきを使い、該穴の上に多種の金属材料より一種類或いは多種の金属材料を選び金属バンプを形成し、次段階のパッケージ或いは組立が便利になる。また、半導体部品と金属バンプの結合処は、金属バンプとバンプ下地金属層との間に存在する金属自身の結合力を具有するほか、作業中液体化する絶縁フィルムは永久固体化するため、半導体部品の表面及び金属バンプはしっかりと結合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明による半導体の連結シートにて金属バンプを形成する方法を明確に示すために図に沿って詳細な説明を行う。
図１~図８の示すのは、本発明の半導体の連結シートにて金属バンプの形成方法の略図である。図１が示すのは、従来技術の構造である。図２~図８が示すのは、本発明の主な手順である。図１に示すのは、半導体部品10の上に連結シート12、プロテクト層14(半導体部品10を覆い、且つ連結シート12を露出させる)、バンプ下地金属層16(連結シート12を覆う)を具有する。その中で、プロテクト層14をオプションで使用する。
【００１０】
本発明の金属バンプの形成方法は、主に図１の示すように、既に連結シート12の表面にバンプ下地金属層16を具有する半導体部品10に、図２の示すように、順に金属箔20、絶縁フィルム18をバンプ下地金属層16を具有する半導体部品10の上に、図３のように組み合わせる。更に、図４の示すように、バンプ下地金属層16の上に穴22を形成し、無電解浸せきめっき及び電気めっきを使い、図７の示すように、該穴22の上に金属バンプ28(材質は金、銀、銅、スズ、鉛或いはその他の高い導電性のある金属)を形成する。多種の金属材料より一種類或いは多種の金属材料を選ぶことができるだけでなく、無電解浸せきめっき及び電気めっきの方法を使い、半導体部品10の上に金属バンプ28を形成し、次段階のパッケージ或いは組立が便利になる。また、半導体部品10と金属バンプ28の結合処は、金属バンプ28とバンプ下地金属層16との間に存在する金属自身の結合力を具有するほか、絶縁フィルム18の半導体部品10の表面及び金属バンプ28の具有する粘着性結合力を具有するため、更にしっかりと結合することができる。
【００１１】
ある温度の間では、上述の絶縁フィルム18は液体状或いは暫時固体状を呈すため、図1Cが示すように、それを半導体部品10の上を覆い、粘着することができる。一定時間を持ち、絶縁フィルム18に十分な熱量及びプレス力を施すと、液体或いは暫時固体状の絶縁フィルム18は永久固体状に固化されるため、絶縁フィルム18はしっかりと半導体部品10の表面に結合する。
【００１２】
上述の製造過程の中で、絶縁フィルム18をまず金属箔20の上にかぶせてから、半導体部品10の上に貼合する。或いはまず半導体部品10の上に絶縁フィルム18をかぶせてから金属箔20を粘着する。絶縁フィルム18は液体状あるいは暫時固体状にすることができる。暫時固体状の絶縁フィルム18を使用する場合、加熱加圧の過程にて、絶縁フィルム18は暫時固体状から液体状に変わり、その後また永久に固体状になる特性を具有することで、半導体部品10との接合を保障する。
【００１３】
上述の通りに絶縁フィルム18を固化した後、及び電気めっきによって金属バンプ28を形成する前に、図４の示すように、バンプ下地金属層16に狙いを定め、レーザー或いは化学腐蝕により金属箔20を取り除いてから、レーザー或いはゾーンシステムにより絶縁フィルム18を取り除き、バンプ下地金属層16を露にすることで、穴22が形成する。そして、無電解浸せきめっき或いはイオンスパッタリングにより、図５が示すように、少なくとも穴22を含む壁に薄い金属層24(例えば化学銅)を形成する。信頼性を増すために、無電解金属層の上に一層の金属をめっきしてから、図６が示すように、金属箔20の上に電気抵抗めっき膜26を形成する。電気抵抗めっき膜26は無電解金属層24を具有する穴22を塞いでいない。最後に、金属箔20及び無電解金属層24を利用し、電気めっきの電流をバンプ下地金属層16にまで伝達し、図７のように、バンプ下地金属層16の上に金属バンプ28を電気めっきする。後の製造過程では、金属バンプは中身の詰まった或いは中空の金属バンプにすることができる。該形状は円柱、四角柱、三角柱、菱形柱、星型柱、多角形柱或いは上述の形状を結合した形にすることができる。図８が示すのは、電気抵抗めっき膜26を取り除き、及びレーザー或いは化学腐蝕を利用し、完全に金属箔20を取り除くことで、金属バンプの製造が完成する。電気抵抗めっき膜26の厚みは必要とする金属バンプの高さにより決まる。
【００１４】
まず絶縁フィルム18を半導体部品10の上にかぶせてから金属箔20を粘着するプロセスで進行する場合も、まず絶縁フィルムを固化してから、レーザー或いはゾーンシステムにより、バンプ下地金属層16の上方に穴22を形成し、金属箔20を粘着してから上述の作業を進行する。或いは無電解浸せきめっき或いはイオンスパッタリングにより、絶縁フィルム18及び穴22の壁面に薄い金属層24を形成してから、電気めっきを用いて薄い金属層24を導電が良好となる厚みにまで厚くした後、金属層の上に電気抵抗めっき膜26をかぶせる。この電気抵抗めっき膜26は穴22を露にしてから、電気めっきによりバンプ下地金属層16の上に金属バンプ28をつける。
【００１５】
穴22を形成する際、まずバンプ下地金属層16の位置を知る必要がある。分析する方法としては、予め半導体部品10の背面に残した光学ポイントの位置を検視し、該光学ポイントと連結シート12の座標関係により、バンプ下地金属層16の位置を知る。また、X線機器を用いて、金属箔20を写し、直接バンプ下地金属層16の位置を検視、或いは半導体部品10に予め残した光学ポイントの位置を検視し、該光学ポイントと連結シート12の座標関係を介し、バンプ下地金属層16の位置を確定する。
【００１６】
以上の実施例による本発明の詳細な説明は本発明の範囲を制限するものではない。本技術に熟知する者は、固定構造の変更などの適当な変更および調整を行うことができ、これらの変更および調整を行っても本発明の重要な意義は失われず、本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の半導体連結シートでの金属バンプの形成方法の略図である。
【図２】本発明の半導体連結シートでの金属バンプの形成方法の略図である。
【図３】本発明の半導体連結シートでの金属バンプの形成方法の略図である。
【図４】本発明の半導体連結シートでの金属バンプの形成方法の略図である。
【図５】本発明の半導体連結シートでの金属バンプの形成方法の略図である。
【図６】本発明の半導体連結シートでの金属バンプの形成方法の略図である。
【図７】本発明の半導体連結シートでの金属バンプの形成方法の略図である。
【図８】本発明の半導体連結シートでの金属バンプの形成方法の略図である。
【符号の説明】
【００１８】
10  半導体部品  
12  連結シート  
14  プロテクト層
16  バンプ下地金属層
18  絶縁フィルム
20  金属箔  
22  穴
24  無電解金属層
26  電気抵抗めっき膜
28  金属バンプ
【図１】
2009049055.tif 000003
【図２】
2009049055.tif 000004
【図３】
2009049055.tif 000005
【図４】
2009049055.tif 000006
【図５】
2009049055.tif 000007
【図６】
2009049055.tif 000008
【図７】
2009049055.tif 000009
【図８】
2009049055.tif 000010