(57)【要約】【課題】  ピッチの狭いファインピッチ製品への応用に適した集積回路素子弾性バンプの表面金属膜形成方法を提供する。【解決手段】  集積回路素子の表面に半田パッドと該半田パッドに対応して配設する弾性パッドとを形成し、フォトレジストを塗布、露光、現像する工程を利用して該弾性パッドに周辺にフォトレジストパターンを形成し、物理気相成長技術を利用して該弾性パッド、及び周辺の該フォトレジストパターン上に少なくとも１層以上の導電層を形成し、該導電層を以って該半田パッドと該弾性ベースとを接続し、最後にフォトレジスト剥離剤を利用して該フォトレジストパターンと、該フォトレジストパターン上を覆う導電層とを除去するステップを含む。【選択図】  図１１
2009065071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性パッド表面金属膜の形成方法であって、
ａ、集積回路素子の表面に半田パッドと該半田パッドに対応して配設する弾性パッドとを形成し、
ｂ、フォトレジストを塗布、露光、現像する工程を利用して該弾性パッドに周辺にフォトレジストパターンを形成し、
ｃ、物理気相成長技術を利用して該弾性パッド、及び周辺の該フォトレジストパターン上に少なくとも１層以上の導電層を形成し、該導電層を以って該半田パッドと該弾性ベースとを接続し、
d、最後にフォトレジスト剥離剤を利用して該フォトレジストパターンと、該フォトレジストパターン上を覆う導電層とを除去する、
ステップを含むことを特徴する集積回路素子の弾性バンプ表面金属膜形成方法。
【請求項２】
前記フォトレジストパターンが、を塗布、露光、現像する工程のパラメータを調整することによって逆台形を呈することを特徴とする請求項１に記載の集積回路素子の弾性バンプ表面金属膜形成方法。
【請求項３】
前記フォトレジストパターンが、導電の必要に応じて該弾性ベースの間に位置することを特徴とする請求項１に記載の集積回路素子の弾性バンプ表面金属膜形成方法。
【請求項４】
前記弾性ベースが半田パッド上に形成されるか、もしくは半田パッド周辺の保護層上に形成されるか、もしくは該半田パッドと保護層との間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の集積回路素子の弾性バンプ表面金属膜形成方法。
【請求項５】
前記導電層が底層粘着層と、表層導電層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の集積回路の弾性バンプ表面金属膜形成方法。
【請求項６】
前記フォトレジスト剤が可動タイプのフォトレジスト剤であることを特徴とする請求項１に記載の集積回路素子の弾性バンプ表面金属膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体素子に関し、特にファインピッチ（fine  pitch）製品に応用する集積回路素子の弾性バンプ表面金属膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶標示装置のＩＣを駆動する構造は、一般にウェハに形成されたチップの入出力端に予め金属バンプを溶着し、テストを行いダイシングした後、ガラス基盤（ＣＯＧ）か、またはフレキシブルなプラスチック材の基板（ＴＣＰ、ＣＯＦ）上の対応する電極ポイントに接続してモジュールの実装を完成させる。
【０００３】
高解析度、低コストのニーズが高まるにつれて、液晶標示装置のＩＣを駆動する構造はピンの多数化、狭いピッチを目指す方向に向かって発展してきた。よって、ＩＣのチャネルの数と、ウェハにおけるＩＣの数が多くなってきた。
【０００４】
但し、従来の金属バンプを狭いピッチの溝に設けると、金属バンプの側壁も導電性を有するため、隣り合う両金属バンプ間のギャップのＡＦＣ導電粒子に団塊現象（conglomerate）が発生した場合、両電極の短絡が極めて容易に発生する。
【０００５】
また、狭いピッチに配置するというニーズに応え、ＡＦＣ導電粒子の粒径を縮小するため、金属場バンプとガラス基盤のＩＴＯ電極との間の低接触インピーダンスを維持し、かつＩＣにおけるそれぞれの金属バンプの高さの平坦性と、金属バンプの粗さに対する要求に応えるためには、鍍金工程の能力を超えて、例えば金属バンプウェハ研磨などの製造工程を導入する必要がある。
【０００６】
しかしながら、目下隣り合う金属バンプがＡＣＦ導電粒子の団塊現象によって短絡するという問題に対しては、なおも有効な改善方法が見つけられていない。
【０００７】
そこで、弾性を有するバンプ構造が開発された。一方ではＺ軸が弾性を具えるといった特徴を利用して、取り付け、圧着の過程においてＺ軸を弾性的に変形させ、バンプの高さの平坦性及びバンプ表面の粗さに対する要求を低下させ、また一方ではバンプ頂点の部分に導電層を形成する場合、黄色の光線、エッチングなどの成型技術を用い、弾性バンプ側壁の金属膜を除去することによって、導電粒子が隣り合う両バンプのギャップに凝集して発生する短絡を効率よく避けることができる。
【０００８】
弾性バンプは、主に集積回路素子の接合面の位置に設ける弾性ベースに形成され、それぞれの弾性ベースの表面と、対応する半田パッドとの間の表面金属膜とに接続する。
【０００９】
該弾性ベース２１は集積回路素子１０の接合面の位置において三種類の態様を有する。第１の態様は図１Ａに開示するように、弾性ベース２１が半田パッド１２上に直接形成される。第２の態様は図１Ｂに開示するように弾性ベース２１が半田パッド１２の周囲の保護層１１上に形成される。第３の態様は、図１Ｃに開示するように、弾性ベース２１が半田パッド１２と保護層１１上の上とに同時に形成される。
【００１０】
従来の弾性バンプ表面金属膜の製造工程は、基本的には図２から図６に開示するステップを包含する。即ち、図２に開示するように、弾性ベース２１を集積回路素子１０の接合面に相対する半田パッド１２上に形成し、次いで図３に開示するように集積回路素子１０の接合面上に物理気相成長技術を利用して、それぞれの弾性ベース２１とそれぞれの半田パッド１２との間を接続する少なくとも一層以上の導電層２２を形成する。該導電層２２は導電性の底面粘着層２２１と表面導電層２２２とを含む。
【００１１】
次に、図４に開示するように現像技術を利用して、それぞれの弾性ベース２１の領域において導電層２２を被覆するフォトレジストパターン２３を完成させる。
【００１２】
次いで、エッチング技術を利用してフォトレジストパターン２３が被覆していない導電層２２を除去し、それぞれの弾性ベース２１の領域において半田パッド１２に延伸する導電層２２のみを保留する。
【００１３】
最後に、図６に開示するようにフォトレジストパターン２３を除去し、それぞれの弾性ベース２１の領域における導電層を外部に露出させることによって、集積回路素子１０の電気的伝導を構成する表面金属膜２２’とする。
【００１４】
上述する従来の製造工程において、フォトレジストパターンのラインの幅は、現像技術とエッチング技術の工程における操作条件の適用範囲（PROCESS  window）を考慮しなければならない。よって、隣り合う両フォトレジスト間のピッチは、エッチングの工程においてフォトレジストパターンが被覆していない導電層をきれいにエッチングするためには、一定の広さを有することが必要である。
【００１５】
また、エッチングの工程においては、マスク下にアンダーカットが形成され、パターンラインの広さのリアル性を失う状況が発生する恐れがあり、この点についても注意を要する。よって、現像とエッチング工程の影響を受けことから、実際に製造できる隣接した両男性バンプの表面金属膜のピッチはかなり大きくなり、所謂ファインピッチ製品に応用することが難しい。
【００１６】
図７に、従来のフォトレジストパターン形成構造において、上述する図２から図６を整合し、バーチャルな比較図を開示する。仮にフォトマスクパターン３０のピッチD1が４μmであれば、そのフォトレジストパターン２３は弾性パッド２１と導電層２２全体を被覆できるものであって、はじめて導電層２２のエッチング液による侵食を防ぐことができる。よって厚膜フォトレジスタの現像過程において、比較的高い露光のエネルギーと比較的長い現像時間を必要し、これによってはじめてハイアスペクト比のフォトレジスト構造が得られる。したがって、現像した後のフォトレジストパターン２３のピッチD２は８μmほどに拡大する。
【００１７】
次いで、表層導電層（例えば金）をヨウ素（I２）とカリウム（ＫＩ）の溶液でエッチングし、エッチングすると、エッチングした後の表層導電層２２２のピッチＤ３は１２μmほどになる。
【００１８】
次いで、フォトレジストパターンをフォトレジスト剥離剤で除去した後、さらに底層粘着層２２１（例えばチタン、タングステン合金ＴｉＷ）を過酸化水（Ｈ２Ｏ２）でエッチングする。したがって、底層粘着層２２１のそれぞれの辺のリアル性が失われる。
【００１９】
仮に、湿式エッチングを採用した場合、ウェハ周辺とウェハ中心のエッチング速度が異なるため、導電層のサイズの均一性からいえば、理想的とはいえなくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
この発明は、ピッチの狭いファインピッチ製品への応用に適した集積回路素子弾性バンプの表面金属膜形成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
そこで、本発明者は従来の技術に見られる欠点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、
ａ、集積回路素子の表面に半田パッドと該半田パッドに対応して配設する弾性パッドとを形成し、
ｂ、フォトレジストを塗布、露光、現像する工程を利用して該弾性パッドに周辺にフォトレジストパターンを形成し、
ｃ、物理気相成長技術を利用して該弾性パッド、及び周辺の該フォトレジストパターン上に少なくとも１層以上の導電層を形成し、該導電層を以って該半田パッドと該弾性ベースとを接続し、
d、最後にフォトレジスト剥離剤を利用して該フォトレジストパターンと、該フォトレジストパターン上を覆う導電層とを除去する、それぞれのステップを含む集積回路素子の弾性バンプ表面金属膜形成方法によって課題を解決できる点に着眼し、係る知見に基づいて本発明を完成させた。
【００２２】
以下この発明について具体的に説明する。
請求項１に記載する集積回路素子の弾性バンプ表面金属膜形成方法は、  弾性パッド表面金属膜の形成方法であって、
ａ、週Ｓ系回路素子の表面に半田パッドと該半田パッドに対応して配設する弾性パッドとを形成し、
ｂ、フォトレジストを塗布、露光、現像する工程を利用して該弾性パッドに周辺にフォトレジストパターンを形成し、
ｃ、物理気相成長技術を利用して該弾性パッド、及び周辺の該フォトレジストパターン上に少なくとも１層以上の導電層を形成し、該導電層を以って該半田パッドと該弾性ベースとを接続し、
d、最後にフォトレジスト剥離剤を利用して該フォトレジストパターンと、該フォトレジストパターン上を覆う導電層とを除去する、ステップを含む。
【００２３】
請求項２に記載する集積回路素子の弾性バンプ表面金属膜形成方法は、請求項１におけるフォトレジストパターンが、を塗布、露光、現像する工程のパラメータを調整することによって逆台形を呈する。
【００２４】
請求項３に記載する集積回路素子の弾性バンプ表面金属膜形成方法は、請求項１におけるフォトレジストパターンが、導電の必要に応じて該弾性ベースの間に位置する。
【００２５】
請求項４に記載する集積回路素子の弾性バンプ表面金属膜形成方法は、請求項１における弾性ベースが半田パッド上に形成されるか、もしくは半田パッド周辺の保護層上に形成されるか、もしくは該半田パッドと保護層との間に形成される。
【００２６】
請求項５に記載する集積回路素子の弾性バンプ表面金属膜形成方法は、請求項１における導電層が底層粘着層と、表層導電層とを含む。
【００２７】
請求項６に記載する集積回路素子の弾性バンプ表面金属膜形成方法は、請求項１におけるフォトレジスト剤が可動タイプのフォトレジスト剤である。
【発明の効果】
【００２８】
この発明は可動タイプのフォトレジスタで弾性バンプの表面金属膜の形状を構成するため、金属を蒸着させる工程を完成させた後、可動タイプのフォトレジストを剥離するだけで表面金属膜のパターンを完成させることができ、また、弾性バンプ表面金属膜の幅を正確に制御し、サイズの均一性を高めることができる。よって、ファインピッチ製品への応用に適するという利点を有する。
【００２９】
さらに、この発明におけるそれぞれの弾性バンプの表面金属膜の導電層は、周縁部にアンダーカットによる侵食が発生しないという利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
この発明は、弾性バンプの表面金属膜形成工程の改良に係るものであって、それぞれの弾性パッドは弾性ベース座と、該弾性ベース座表面と該弾性ベースに対応する出力／入力パッドとの間に接続する弾性パッドの表面金属膜とを含み、該弾性パッドの表面金属膜を介して、集積回路素子と外部の回路との電気的導電を達成する。
【００３１】
この発明のポイントは、主に現像技術を利用して、特定の位置の可動タイプのフォトレジスト剤を保留するか、剥離して、集積回路素子の接合面上に、それぞれの弾性バンプの表面金属膜を隔離するために有用なフォトレジストパターンを形成し、これを以って表面金属膜の広さを正確に制御し、金属膜のサイズの均一性を達成する。係る弾性バンプの表面金属膜の製造工程は、ファインピッチの液晶表示装置の駆動ＩＣなどの集積回路製品への応用に適する。
【００３２】
係る集積回路素子の弾性バンプ表面金属膜形成方法の特徴を説明するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に説明する。
【００３３】
図８から図１０に開示するように、表面金属膜全体の製造工程は、基本的にウェハの製造工程であって、次に掲げるステップを含む。
【００３４】
ａ、先ず、図８に開示するように、集積回路素子１０の表面には半田パッド１２に対応して配置される弾性ベース２１が形成してある。弾性ベース２１の材質は、電気的絶縁性と高弾性を具える高分子有機物（organic  polymer）であって、例えばポリイミド（polyimide）、ベンゾクロブテン（benzocyclobutene）、ポリアクリレート（polyacrylates）、ゴム（rubber）、シリコン（silicone）などが挙げられる。その配設する位置は、前述したとおり三種類の態様があり、実施例では直接半田パッド１２上に形成する第１の形態を採用した。但し、この発明においては、これに限定しない。
【００３５】
ｂ、可動タイプのフォトレジスト剤を集積回路素子１０のすべての表面塗布し、露光、現像技術を利用して集積回路素子の接合面の特定の位置に在る可動タイプのフォトレジストを保留するか、もしくは剥離する（例えば、図８に開示するように弾性ベース周辺に位置する可動タイプのフォトレジスト）。該可動タイプのフォトレジストはポジ型か、ネガ型のいずれでもよく、必要に応じて選択する。即ち、彫刻における陰刻、もしくは陽刻に類似する技術を利用し、フォトレジストパターンのストッパーを合わせ、フォトレジストパターンの対応する、もしくは互いに補い合うパターンを保留するか、剥離する。その主な目的は集積回路の接合面の特定の位置に在る可動タイプのフォトレジストを保留して、集積回路の接合面の弾性ベースに対応する位置の周辺に、それぞれの弾性バンプ表面金属膜を隔離する（図８においては未だ形成されていない）フォトレジストパターン２３を形成することにある。フォトレジスト２３は、塗布、露光、現像の工程におけるパラメータを調整することによって、逆台形を呈するようにする。
【００３６】
ｃ、物理気相成長技術を利用して集積回路素子１０のすべての表面に少なくと１層以上の導電層２２（図９参照）を形成し、導電層２２が半田パッド１２、弾性ベース２１の頂上部に構成された接合面と、ニードル測定表面と連結するようにする。実施する場合は、底層粘着層２２１と表層導電層２２２の材料は、チタン、タングステン合金（ＴｉＷ）、チタン、ニッケル、クロムもしくはその合金、銅、金などが挙げられる。好ましくは、表層導電層２２の材料は金を採用する。また、スパッタリング技術、または蒸着技術を利用して導電層２２を弾性ベース２１、及びその周辺のフォトレジストパターン上に形成する。但し、これら技術に限らない。
【００３７】
最後に、図１０に開示するように、フォトレジスト剥離剤を利用して、集積回路表面のフォトレジストパターンを剥離し、フォトレジストパターン上の導電層も一緒に除去する。即ち、それぞれの弾性ベース２１の表面に、対応する半田パッド１２に接続する表面金属膜２２‘を形成する。
【００３８】
集積回路素子１０全体の接合面上には複数の入力／出力弾性バンプ２０を形成し、弾性バンプ２０を介して外部の回路に接続し、これを以って集積回路素子と外部の回路の電気的伝導を構成する。特に、集積回路素子接合面が外部の回路に接合」した後、弾性バンプの弾性ベースを利用して、結晶粒と基盤との接合界面との間における両者の熱膨張係数の差異から発生する熱応力吸収する。
【００３９】
上述する表面金属膜形成工程において、それぞれの金属膜のパターンはエッチングによる加工工程を経ることなく完成させることができる。よって、表面金属膜の製造工程全体を簡略化することができる。また、このため、この新規な工程において黄色の光線の制限を受けることなく、エッチング技術における操作の条件の適用範囲の制限を受けることもない。したがって、表面金属膜の広さを正確に制御することができ、導電層のサイズの均一性を高めることができ、ファインピッチ製品への応用に適する。
【００４０】
また、同等のフォトレジストパターンのピッチの条件と比較した場合、即ち、従来の技術を整合し、バーチャルに比較した第７図と、この発明のフォトレジストパターン構造を整合、バーチャルに比較した図１１とを比較すると、この発明に使用するフォトレジストパターン３０のピッチが同様に４μmであれば、可動タイプのフォトレジストで構成するフォトレジストパターン２３によって、現像後のサイズｄ２は約５μｍ前後となる。成型した後のフォトレジストパターン２３上に物理気相成長技術で導電層を形成し、さらにフォトレジストパターンを剥離した後に形成される導電層のピッチは約５μｍ前後になる。
【００４１】
図１１と、上述する図７に開示した従来のエッチング工程に有用なフォトレジストパターンの構造とを比較した場合、この発明による技術は従来の技術によって得られる表層導電層ピッチＤ３の１２μｍに比して、７μｍほど短くなり（D3−ｄ２）、ピッチを縮小する効果を達成することができる。よって、本発明はファインピッチ製品への応用に適する。
【００４２】
この発明の技術内容と、技術上の特徴は、上述するとおりである。但し、当業者がこの発明の開示に基づいて、この発明の精神に悖ることなく各種の変更、修正を加えることは可能である。よって、この発明において保護すべき範囲は、実施例の開示に限ることなく、この発明の精神に悖ることのない各種変更、修正も、この発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１Ａ】従来の弾性ベースの集積回路素子接合面における位置を示した説明図である。
【図１Ｂ】従来の弾性ベースの集積回路素子接合面における位置を示した他の説明図である。
【図１Ｃ】従来の弾性ベースの集積回路素子接合面における位置を示したその他説明図である。
【図２】従来の弾性バンプの表面金属膜の形成工程を示した第１の説明図である。
【図３】従来の弾性バンプの表面金属膜の形成工程を示した第２の説明図である。
【図４】従来の弾性バンプの表面金属膜の形成工程を示した第３の説明図である。
【図５】従来の弾性バンプの表面金属膜の形成工程を示した第４の説明図である。
【図６】従来の弾性バンプの表面金属膜の形成工程を示した第５の説明図である。
【図７】従来の弾性バンプの表面金属膜形成工程におけるフォトレジストパターンの構造を示した説明図である。
【図８】この発明による弾性パッドの表面金属膜の形成工程を示した説明図である。
【図９】この発明による弾性パッドの表面金属膜の形成工程を示した他の説明図である。
【図１０】この発明による弾性パッドの表面金属膜の形成工程を示したその他説明図である。
【図１１】この発明における弾性バンプの表面金属膜形成工程におけるフォトレジストパターンの構造を示した説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０        集積回路素子
１１        保護層
１２        半田パッド
２０        弾性バンプ
２１        弾性ベース
２２        導電層
２２’      表面金属膜
２２１      底層粘着層
２３        フォトレジストパターン
３０        フォトマスクパターン
【図１Ａ】
2009065071.tif 000003
【図１Ｂ】
2009065071.tif 000004
【図１Ｃ】
2009065071.tif 000005
【図２】
2009065071.tif 000006
【図３】
2009065071.tif 000007
【図４】
2009065071.tif 000008
【図５】
2009065071.tif 000009
【図６】
2009065071.tif 000010
【図７】
2009065071.tif 000011
【図８】
2009065071.tif 000012
【図９】
2009065071.tif 000013
【図１０】
2009065071.tif 000014
【図１１】
2009065071.tif 000015