專利名稱：彈性凸塊表面金屬膜成型制程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種集成電路組件的彈性凸塊表面金屬膜成
型技術(shù)，在提供一種有利于應(yīng)用在細(xì)間距(fine pitch)產(chǎn)品的彈 性凸塊表面金屬膜成型制程。
背景技術(shù)：
液晶顯示器驅(qū)動(dòng)IC的構(gòu)裝， 一般是先在晶圓所有的晶粒(chip)的輸 入輸出焊墊上制作金屬凸塊，再經(jīng)測試，切割后將金屬凸塊與玻璃基 板(COG)或軟性膠材基板(TCP、 COF)上的對(duì)應(yīng)電極點(diǎn)接合，完成模塊 的構(gòu)裝。
為因應(yīng)高分辨率、低成本的需求，液晶顯示器驅(qū)動(dòng)IC正朝向多腳 數(shù)、窄間矩發(fā)展，以提升每顆IC的Channel數(shù)及每個(gè)晶圓的IC顆數(shù)。使 用傳統(tǒng)金屬凸塊在窄間距構(gòu)裝時(shí)，因金屬凸塊側(cè)壁亦可導(dǎo)電，在相鄰 兩個(gè)金屬凸塊的間隙中的ACF導(dǎo)電粒子若有群聚(Conglomerate)現(xiàn)象， 極易造成此二電極的短路。再者，為因應(yīng)窄間距構(gòu)裝需求，ACF導(dǎo)電 粒子粒徑縮小，為維持金屬凸塊與玻璃面板ITO電極間的低接觸阻抗， 一顆IC中各個(gè)金屬凸塊高度的共面性及單 一金屬凸塊的粗糙度要求， 將超過電鍍制程的能力，而需導(dǎo)入如金屬凸塊晶圓研磨等制程。但對(duì) 于相鄰金屬凸塊因ACF導(dǎo)電粒子群聚導(dǎo)致的短路問題，金屬凸塊結(jié)構(gòu) 目前尚無有效改善方法。是故，有了彈性凸塊結(jié)構(gòu)的開發(fā)， 一方面利 用其Z軸具彈性的特點(diǎn)，可在構(gòu)裝壓合過程中使Z軸彈性變形，而降低 對(duì)于凸塊高度共面性及凸塊表面粗糙度的要求， 一方面于制作凸塊頂 部導(dǎo)電層時(shí)，使用黃光、蝕刻等成型技術(shù)，移除彈性凸塊側(cè)壁的金屬 膜，有效避免了導(dǎo)電粒子群聚于相鄰兩個(gè)凸塊的間隙中所形成的短路 效應(yīng)。
彈性凸塊主要由形成在集成電路組件接合面特定位置的彈性座
體，以及連接于各彈性座體表面與其所對(duì)應(yīng)焊墊之間的表面金屬膜所
構(gòu)成；其中，該彈性座體2i于集成電路組件io接合面的位置可有三種
態(tài)樣第一種態(tài)樣如圖1A所示，彈性座體21直接形成在焊墊12上；第 二種態(tài)樣是彈性座體21形成在焊墊12外圍的護(hù)層11上，如圖1B所示； 第三種態(tài)樣是彈性座體21是同時(shí)形成在焊墊12與護(hù)層11之上，如圖1C 所示。
至于彈性凸塊所習(xí)用的彈性凸塊表面金屬膜制造流程基本上包括 如圖2至圖6所示的步驟；以第一種態(tài)樣為例，首先如圖2所示，將彈性 座體21形成在集成電路組件10的接合面相對(duì)于焊墊12上；再如圖3所 示，于該集成電路組件10的接合面上方利用物理氣相沉積技術(shù)形成至 少一層連接于各彈性座體21與各焊墊12之間的導(dǎo)電層22,該導(dǎo)電層22 包含底層可導(dǎo)電黏著層221及表層導(dǎo)電層222;接著如圖4所示，以顯影 技術(shù)完成用以將各彈性座體21區(qū)域上的導(dǎo)電層22覆蓋的光阻圖案23; 之后如圖5所示，利用蝕刻技術(shù)移除未覆蓋有光阻圖案23的導(dǎo)電層22， 僅在各彈性座體21的區(qū)域保留延伸至相對(duì)應(yīng)焊墊12的導(dǎo)電層22;最后 如圖6所示，將光阻圖案23去除，即可使各彈性座體21區(qū)域的導(dǎo)電層外 露，而成為用以構(gòu)成集成電路組件10的電性導(dǎo)通的表面金屬膜22'。
由于上揭習(xí)用制造流程中的光阻圖案線寬，需考慮到顯影技術(shù)和 蝕刻技術(shù)中制程可操作條件的適用范圍(process window),因此相鄰兩 光阻圖案的間距需要有一定的寬度以利蝕刻制程可完全將未覆蓋有光 阻的導(dǎo)電層蝕刻干凈，而在蝕刻制程上另外尤須注意可能在屏蔽(Mask) 下形成底切(Undercut),導(dǎo)致圖案線寬失真的問題，因此受到顯影和蝕 刻制程的影響，實(shí)際可制作的相鄰兩彈性凸塊表面金屬膜的間距相當(dāng) 大，應(yīng)用在細(xì)間距(fme pitch)的產(chǎn)品上較為困難。
圖7所示為習(xí)用光阻圖案成型架構(gòu)當(dāng)中上述圖2至圖6的整合虛擬 比較圖，其中若光罩圖形30的間距Dl為4^m,其光阻圖案23必須要能 夠覆蓋住整個(gè)彈性凸塊21和導(dǎo)電層22,方能保護(hù)導(dǎo)電層22免于被蝕刻 藥劑侵蝕，因此在厚膜光阻的顯影制程上，需要較高的曝光能量及較 長的顯影時(shí)間方能產(chǎn)生高深寬比(high aspect ratio)的光阻結(jié)構(gòu)，如此顯
影后的光阻圖案23間距D2將擴(kuò)大到8Mm左右，接著將表層導(dǎo)電層(例如 金)，利用碘(I2)和碘化鉀(KI)溶液進(jìn)行蝕刻，蝕刻后的表層導(dǎo)電層222 的間距D3更將擴(kuò)大到12nm左右，接下來則必須先將光阻圖案用去光阻 劑去除之后，再將底層黏著層221 (例如鈦鎢合金TiW)利用雙氧水(11202) 蝕刻，導(dǎo)致底層黏著層221每邊會(huì)形成大約有0.5nm的底切 D4(Undercut),因此導(dǎo)致圖案線寬失真。
再者，若蝕刻制程采用濕式蝕刻(wet etching)的方式進(jìn)行，由于晶 圓外圍和晶圓中心的蝕刻速率不同，導(dǎo)電層的尺寸均勻性亦較不如預(yù) 期理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的即在提供一種有利于應(yīng)用在細(xì)間距(fine pitch) 產(chǎn)品的彈性凸塊表面金屬膜成型制程；為達(dá)上揭目的，彈性凸塊表面 金屬膜成型制程基本上依序包括有下列步驟
a)在集成電路組件的接合面形成有與焊墊相對(duì)應(yīng)配置的彈性座體； b)將可舉離式(lift-off)光阻劑利用涂布、曝光、顯影制程，于彈性座體 周邊形成光阻圖案；c)利用物理氣相沉積技術(shù)在彈性座體及其周邊的 光阻圖案上形成至少一層導(dǎo)電層，并使該導(dǎo)電層得以連接焊墊以及彈 性座體；d)最后利用光阻剝離劑將光阻圖案連同覆蓋在光阻圖案上的 導(dǎo)電層去除，即可在每一個(gè)彈性座體表面建構(gòu)有分別與其相對(duì)應(yīng)焊墊 相連接的彈性凸塊表面金屬膜。
具體而言，本發(fā)明具有下列功效
1. 本發(fā)明使用舉離式光阻定義彈性凸塊表面金屬膜的形狀，只需在 完成金屬沉積制程后，將舉離式光阻剝離就可完成表面金屬膜圖案。
2. 利用本發(fā)明的制程，可精確控制彈性凸塊表面金屬膜的寬度及提 高其尺寸均勻性，進(jìn)而可應(yīng)用于細(xì)間距(fine pitch)產(chǎn)品上。
3. 本發(fā)明當(dāng)中各彈性凸塊表面金屬膜的導(dǎo)電層邊緣不會(huì)有底切 (Undercut)侵蝕的問題。


圖1A、 B、 C為一般彈性座體于集成電路組件接合面的位置示意
圖2~圖6為彈性凸塊所習(xí)用的表面金屬膜制造流程圖7為彈性凸塊表面金屬膜習(xí)用制程當(dāng)中的光阻圖案成型架構(gòu)圖8~圖IO為本發(fā)明的彈性凸塊表面金屬膜制造流程圖11為本發(fā)明彈性凸塊表面金屬膜制程當(dāng)中的光阻圖案成型架構(gòu)
ll護(hù)層 20彈性凸塊 22導(dǎo)電層 221底層黏著層 23光阻圖案
圖號(hào)說明
IO集成電路組件 12焊墊 21彈性座體 22，表面金屬膜 222表層導(dǎo)電層 30光罩圖形
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的特點(diǎn)，可參閱本案圖式及實(shí)施例的詳細(xì)說明而獲得清楚 地了解。
本發(fā)明主要針對(duì)彈性凸塊當(dāng)中的表面金屬膜成型制程加以改良； 其中，每一個(gè)彈性凸塊包括有一個(gè)彈性座體，以及連接于彈性座體表 面與該彈性座體所對(duì)應(yīng)輸入/輸出焊墊之間的彈性凸塊表面金屬膜，透 過彈性凸塊表面金屬膜構(gòu)成集成電路組件與外部電路的電性導(dǎo)通。
至于，本發(fā)明的重點(diǎn)主要是利用顯影技術(shù)，保留或移除特定位置 的可舉離式光阻劑，使集成電路組件的接合面上形成有用以將各彈性 凸塊表面金屬膜區(qū)隔的光阻圖案，以達(dá)到精確控制表面金屬膜的寬度 及提高表面金屬膜尺寸均勻性的彈性凸塊表面金屬膜制造流程，有利 于應(yīng)用在細(xì)間艱(fme pitch)的液晶顯示器驅(qū)動(dòng)IC等的集成電路組件產(chǎn)
品o如圖8至圖10所示，整體表面金屬膜的成型制程基本上為晶圓制程 并依序包括有下列步驟
a、 首先在集成電路組件10的表面形成有與焊墊12相對(duì)應(yīng)配置的彈 性座體21，如圖8所示，其彈性座體21的材質(zhì)為一種電性絕緣并具有高 彈性的高分子有機(jī)物(organic polymer),如聚亞醯胺(polyimide)、苯環(huán) 丁烯(benego cyclobutene)、聚丙歸酸月旨(polyacrylates)、才象月交(rubber)、石圭 膠(silicone)等，至于其配設(shè)的位置可如前述的三種態(tài)樣，本實(shí)施例以第 一種態(tài)樣為例，以直接形成在焊墊12上，但不應(yīng)以局限本發(fā)明。
b、 將可舉離式光阻劑涂布在集成電路組件10的所有表面上，并且 利用曝光、顯影技術(shù)，保留或移除集成電路組件接合面特定位置的可 舉離式光阻(如圖8所示，可舉離式光阻位于彈性座體周邊)；其中，可 舉離式光阻劑可視需要選擇使用"正光阻"或"負(fù)光阻"，亦即利用 類似雕刻中的陰刻或陽刻技巧，配合光罩圖形的阻擋，移除或保留與 光罩圖形相對(duì)應(yīng)或互補(bǔ)的圖形，主要目的在于保留集成電路組件接合 面特定位置的可舉離式光阻，使集成電路組件的接合面上相對(duì)于于彈 性座體周邊形成用以將各彈性凸塊表面金屬膜區(qū)隔(于圖8中尚未形成) 的光阻圖案23，而該光阻圖案23是經(jīng)過涂布、曝光及顯影制程參數(shù)的 調(diào)整而呈倒梯形。
c、 利用物理氣相沉積技術(shù)在集成電路組件10的所有表面上形成至 少一層導(dǎo)電層22(如圖9所示)，并使該導(dǎo)電層22得以連接焊墊12、彈性 座體21頂部的構(gòu)裝接合面以及針測表面，于實(shí)施時(shí)，其底層黏著層221 及表層導(dǎo)電層222材料可以為鈦鎢合金(TiW)、鈦、鎳、鉻或其合金及 銅、金，其中表層導(dǎo)電層222材料以金為佳，而且非限定使用濺鍍技術(shù) 或采用蒸鍍技術(shù)將導(dǎo)電層22建構(gòu)于彈性座體21及其周邊的光阻圖案23 上。
d、 最后利用光阻剝離劑將集成電路組件表面上的光阻圖案，連同 覆蓋在光阻圖案上的導(dǎo)電層去除，如圖10所示，即可在每一個(gè)彈性座 體21表面建構(gòu)有分別與所對(duì)應(yīng)的焊墊12相連接的表面金屬膜22'。
據(jù)以，整體集成電路組件10的接合面上即形成復(fù)數(shù)個(gè)輸入/輸出彈 性凸塊20，透過彈性凸塊20與外部電路接合，進(jìn)而構(gòu)成集成電路組件 與外部電路的電性導(dǎo)通，尤其集成電路組件的接合面接合于外部電路 之后，可利用彈性凸塊的彈性座體吸收晶粒與基板接合界面因兩者熱 膨脹系數(shù)不同所產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
在上述表面金屬膜成型制程當(dāng)中，各表面金屬膜的圖案，不需要 經(jīng)過蝕刻加工步驟即可完成，因此簡化整體表面金屬膜的制造流程， 又因?yàn)榇诵碌闹瞥坍?dāng)中不受黃光及蝕刻技術(shù)中制程可操作條件適用范 圍的限制，因此可精確控制表面金屬膜的寬度及提高導(dǎo)電層的尺寸均 勻性，尤適合應(yīng)用于細(xì)間距(fme pitch)的產(chǎn)品上。
再者，以相同的光罩圖形間距條件相比較，以習(xí)知的整合虛擬比 較7與本發(fā)明光阻圖案成型架構(gòu)的整合虛擬比較11比較，若本 發(fā)明使用的光罩圖形30的間距dl同樣為4pm，由可舉離式光阻構(gòu)成的光 阻圖案23，顯影后的尺寸d2約5nm左右，在成型后的光阻圖案23上利用 物理氣相沉積技術(shù)形成導(dǎo)電層，再除去光阻圖案后所形成的導(dǎo)電層間 距大約在5pm左右。
圖11與上述圖7所示的習(xí)有用于蝕刻制程的光阻圖案架構(gòu)相比較， 本發(fā)明技術(shù)會(huì)比習(xí)用技術(shù)所得到的表層導(dǎo)電層間距D3的12pm小了 7pm(D3-d2)左右，達(dá)到縮小間距的功效，因此本發(fā)明更適合在細(xì)間距 (fine pitch)產(chǎn)品的應(yīng)用上。
尤其，本發(fā)明毋須蝕刻制程，因此各表面金屬膜的導(dǎo)電層邊緣不 會(huì)有因蝕刻制程而造成的底切(Undercut)侵蝕的問題。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)巳揭示如上，然而熟悉本項(xiàng)技術(shù)的 人士仍可能基于本發(fā)明的揭示而作各種不背離本案發(fā)明精神的替換及 修飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示者，而應(yīng)包括 各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為以下的申請(qǐng)專利范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1、一種彈性凸塊表面金屬膜成型制程，依序包含有下列步驟a、在集成電路組件的表面形成有與焊墊相對(duì)應(yīng)配置的彈性座體；b、將光阻劑利用涂布、曝光、顯影制程，于彈性座體周邊形成光阻圖案；c、利用物理氣相沉積技術(shù)在彈性座體及其周邊的光阻圖案上形成至少一層導(dǎo)電層，并使該導(dǎo)電層得以連接焊墊以及彈性座體；d、最后利用光阻剝離劑將光阻圖案連同覆蓋在光阻圖案上的導(dǎo)電層去除。
2、 如權(quán)利要求1所述的彈性凸塊表面金屬膜成型制程， 其中該光阻圖案是經(jīng)過涂布、曝光及顯影制程參數(shù)的調(diào)整而 呈倒梯形。
3、 如權(quán)利要求1所述的彈性凸塊表面金屬膜成型制程， 其中該彈性座體的材質(zhì)為 一 種電性絕緣并具有高彈性的高 分子有機(jī)物，而該彈性座體的材質(zhì)可以為聚亞醯胺、苯環(huán)丁 烯、聚丙烯酸脂、橡膠或硅膠。
4、 如權(quán)利要求1所述的彈性凸塊表面金屬膜成型制程， 其中導(dǎo)電層材料可包含鈦鎢合金、鈦、鎳、鉻或其合金及銅、 金。
5、 如權(quán)利要求1所述的彈性凸塊表面金屬膜成型制程， 其中各該彈性座體形成在焊墊上。
6、 如權(quán)利要求1所述的彈性凸塊表面金屬膜成型制程， 其中各該彈性座體形成在焊墊外圍的護(hù)層上。
7、 如權(quán)利要求1所述的彈性凸塊表面金屬膜成型制程， 其中各該彈性座體形成在焊墊與護(hù)層之間。
8、 如權(quán)利要求1所述的彈性凸塊表面金屬膜成型制程， 其中該光阻圖案可視導(dǎo)電需求位于該彈性座體之間。
9、 如權(quán)利要求1所述的彈性凸塊表面金屬膜成型制程， 其中該導(dǎo)電層包含底層翁著層及表層導(dǎo)電層。
10、 如權(quán)利要求1所述的彈性凸塊表面金屬膜成型制程， 其中該光阻劑為可舉離式光阻劑。
全文摘要
本發(fā)明主要揭露一種彈性凸塊表面金屬膜成型制程，先于集成電路組件形成有與焊墊相對(duì)應(yīng)配置的彈性座體，再將可舉離式光阻利用涂布、曝光、顯影制程，于彈性座體周邊形成光阻圖案，然后在彈性座體及其周邊的光阻圖案上利用濺鍍或蒸鍍等金屬化制程形成至少一層導(dǎo)電層，并使該導(dǎo)電層得以連接焊墊、彈性座體頂部的構(gòu)裝接合面以及針測表面，最后利用光阻剝離劑將光阻圖案連同覆蓋在光阻圖案上的導(dǎo)電層去除，以形成彈性凸塊的表面金屬膜，以在不造成短路之下，可達(dá)到精確控制表面金屬膜的寬度的目的，而有利于應(yīng)用于細(xì)間距(fine pitch)的產(chǎn)品上。
文檔編號(hào)H01L21/60GK101359607SQ200710143469
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2007年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者陸頌屏, 黃崑永 申請(qǐng)人:福葆電子股份有限公司