CN101120622A - 用于将配线膜互连的部件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

进一步减小了金属凸块(8)与随后沉积的用来形成配线膜的金属膜(10)之间的连接阻抗，从而提高了连接的稳定性。进一步缩短了通过金属凸块(8)的配线路径，提高了平面性，所述金属凸块(8)不易脱落。形成了配线膜互连部件，其中多个铜制柱状金属凸块(8)包埋在层间绝缘膜(10)内，使得至少一个端部凸出，所述凸块(8)的顶面横截面小于底面横截面，使多层配线板的配线膜互连。所述层间绝缘膜(10)的上表面是弯曲的，在与所述金属凸块(8)相接触的部分较高，而随着与凸块之间的距离增大，上表面的高度逐渐降低。

Description

用于将配线膜互连的部件及其制造方法
技术领域
本发明涉及将配线膜(wiring film)互连的部件，具体来说涉及适用于使用铜制金属凸块将多层配线基板的配线膜互连的部件，以及制造该部件的方法。
背景技术
一种将多个配线基板的配线层互连的方法是例如使用铜制的凸块。日本专利申请第2002-233778号、即后来的日本专利公开公报第2003-309370号中揭示了一种适合用来将用于制造多层配线基板的配线膜互连的方法，所述文献揭示了一种用于使配线膜互连的部件，该部件具有例如圆锥形的凸块，该凸块嵌入作为层间绝缘体的树脂膜中，用来使多层配线板的配线膜互连。
专利文献1：JP 2003-309370A(日本专利申请第2002-233778号)。
发明内容
上述方法可提供一种用来使配线膜互连的部件，这种部件可以使所述数量的层一次性压制而成，或者使得可以设置具有小于光刻胶图案节距下限的节距的凸块，或者可以通过半添加法(semi-additive method)在绝缘膜的两个面上形成细的配线图案，或者即使在使用高凸块的时候，也能够确保细的节距。
然而，常规技术的问题在于，很难提高金属凸块上下表面与层间绝缘膜两个表面上的铜制金属层之间连接的可靠性，所述金属凸块穿过该绝缘膜，铜制金属层与金属凸块上下表面电连接。
这是由于所述层间绝缘膜的厚度与金属凸块高度之间的关系造成电导率不足，或者在所述层间绝缘膜和形成配线膜的金属层之间产生了间隙，从而使得所述层间绝缘的可靠性不足。
金属凸块由铜金属层(铜膜)制成。另一个问题在于，所述用作金属层材料的铜包含氧之类的杂质元素，因此所述铜制金属凸块和形成配线膜的金属层之间的连接的可靠性不足。
由于这一问题降低了配线基板的长期可靠性，因此是很严重的问题。
另外，在对用于互连配线膜的部件进行运输的过程中，有时金属凸块会从层间绝缘膜中脱落出来。由于金属凸块穿透了对其进行固定的层间绝缘膜，因此无法从上方或下方对其进行支承，所述金属凸块很容易脱落出来。
通过本发明来解决该问题，本发明的目的是提供一种用来使配线膜互连的部件，该部件能够提高金属凸块与之后层叠的形成配线膜的金属层之间连接的可靠性，确保配线基板的平面性，牢固地固定所述金属凸块，本发明的目的还包括提供一种用来制造所述部件的方法。
根据技术方案1，提供了一种用来使多层基板的配线膜互连的部件，其中多个铜制金属凸块嵌入层间绝缘膜内，其嵌入方式使得各个金属凸块的至少一端透过该层间绝缘膜而凸出来，所述金属凸块是柱状的，其顶面的横截面积小于底面的横截面积，其特征是，所述层间绝缘膜的顶面是弯曲的，其弯曲方式使得与所述金属凸块相接触的顶面部分很高，而随着离金属凸块的距离增大，该顶面的高度降低。
根据技术方案2，提供了一种用来使配线膜互连的部件，其中多个铜制金属凸块嵌入层间绝缘膜内，其嵌入方式使得各个金属凸块的至少一端透过该层间绝缘膜而凸出来，所述金属凸块是柱状的，其顶面的横截面积小于底面的横截面积，其特征是，所述金属凸块的铜的纯度大于或等于99.9％，各金属凸块从所述层间绝缘膜表面凸出的量之和为15-45微米，所述各金属凸块的顶面和底面的平均表面糙度小于或等于0.5微米。
根据技术方案3，在技术方案1或2所述的用来使配线膜互连的部件中，所述互连绝缘膜具有三层结构，包括作为芯的非热塑性膜和形成在该非热塑性膜两个面上的热塑性聚酰亚胺树脂膜，所述各热塑性聚酰亚胺树脂膜的厚度为1-8微米。
根据技术方案4，在技术方案3所述的用来使配线膜互连的部件中，所述非热塑性膜是由厚度为10-70微米的非热塑性聚酰亚胺树脂制成的。
根据技术方案5，所述用来使配线膜互连的部件是由厚度为30-80微米的玻璃基环氧树脂膜制成的。
根据技术方案6，提供了一种制造用来使配线膜互连的部件的方法，该方法包括以下步骤：在一个叠层的表面上形成具有预定图案的光刻胶膜，所述叠层由形成凸块的铜制金属层和载体层在一个表面上形成，该表面与其上具有载体层的表面相对；使用所述光刻胶膜作为掩模，对形成凸块的金属层进行蚀刻，形成多个柱状的、从载体膜凸出的金属凸块；除去光刻胶膜；从顶面侧将层间绝缘膜压向所述金属凸块，使得金属凸块穿入层间绝缘膜内；在顶面上施加压力；对所述层间绝缘膜进行研磨，漏出凸块的顶面；除去载体层，其特征是，所述形成凸块的金属层由纯度等于或大于99.9％的铜制成，顶面和底面的平均表面糙度等于或小于0.5微米。
根据技术方案7，提供了一种制造用于使配线膜互连的部件的方法，该方法包括以下步骤：在一个叠层的表面上形成具有预定图案的光刻胶膜，所述叠层由形成凸块的铜制金属层和载体层在与其上具有载体层的表面相对的一侧形成；使用所述光刻胶膜作为掩模，对形成凸块的金属层进行蚀刻，形成多个柱状的、从载体膜凸出的金属凸块；除去光刻胶膜；从顶面侧将层间绝缘膜压向所述金属凸块；对所述层间绝缘膜进行研磨，漏出凸块的顶面；除去载体层；其特征是，所述载体层是其上形成有粘合剂层的载体膜，所述粘合剂层的粘着力可通过紫外光辐照而减小，该方法包括：在所述除去光刻胶膜的步骤和从顶面侧将层间绝缘膜压向所述金属凸块的步骤之间、从金属凸块一面用紫外光辐照载体层以减小其粘着力的步骤中、以及在除去载体的步骤中或之前，用紫外光对载体进行辐照。
根据技术方案8，在如技术方案6或7所述的制造用来使配线膜互连的部件的方法中，所述层间绝缘膜具有三层结构，包括作为芯的非热塑性膜和形成在所述作为芯的非热塑性膜的两个面上的热塑性聚酰亚胺树脂膜或环氧树脂改性的树脂膜，所述各个面上的热塑性聚酰亚胺树脂膜或环氧树脂改性的树脂膜的厚度为1-8微米。
根据技术方案9，在如技术方案8所述的制造用来使配线膜互连的部件的方法中，所述作为芯的非热塑性树脂膜是由厚度为30-100微米的玻璃环氧树脂制备的。
根据技术方案10，在如技术方案6或7所述的制造用来使配线膜互连的部件的方法中，所述层间绝缘膜是由厚度为30-100微米的玻璃环氧树脂制造的。
根据技术方案11，在如技术方案6-10中任一项所述的制造用来使配线膜互连的部件的方法中，使用厚度为25-50微米的聚酯膜作为所述载体层的树脂膜，使用厚度为2-10微米的粘合剂，所述粘合剂的初始粘着力为10-30牛/25毫米，紫外光辐照之后的粘着力为0.05-0.15牛/25毫米。
在根据技术方案1的用来使配线膜互连的部件中，使所述层间绝缘膜的顶面弯曲，弯曲方式使得与金属凸块接触的部分很高，而距离金属凸块较远的部分较低，从而增大对金属凸块的固定作用力。具体来说，由于所述层间绝缘片是弹性的，与凸块的侧面接触的绝缘片部分的曲线具有以弹性作用力压在凸块上，以防金属凸块脱落的效果。
因此，金属凸块从用来使配线膜互连的部件中脱落的问题可得以解决。
在根据技术方案2的用来使配线膜互连的部件中，所述金属凸块的铜的纯度高达99.9％。由于使用具有这种高纯度的铜代替包含氧之类的杂质元素的铜形成金属凸块，可以减轻连接的可靠性不足的问题。
所述各金属凸块的端部(顶端和底端)从所述层间绝缘膜的表面凸出的量的总和等于或大于15微米，可以使随后层叠在用来使配线膜互连的部件的两个面上的形成配线膜的铜制金属层与各个金属凸块以充分的压力相互接触。因此，可以进一步确保连接的可靠性。
如果所述金属凸块的顶端和底端从层间绝缘膜凸出的量之和更小，由于金属凸块的凸出长度不足，将无法通过层叠时施加的压力提供足够的压力接触。另外，可能在表面中产生凹陷，从而使表面的平面性变差。各种试验显示，等于或大于15微米的厚度可以避免这些问题，可以确保可靠的连接。
由于凸出的量之和小于或等于45微米，当之后将层间绝缘膜和形成配线膜的金属层层叠起来的时候，用来使配线膜互连的部件的表面平面性不会变差。
如果凸出的量更大，在之后的操作中层叠形成配线层的金属层之后，其上设置有金属凸块8的形成配线膜的金属层的某些部分不会被完全压下，而是会保持凸出，使得配线基板的平面性很差。对于安装有IC或LSI之类的对平面性具有特别高的要求的配线基板来说，这个问题是不可忽视的。各种试验显示不大于45微米的厚度可以避免该问题：凸块8被完全压下，平面性没有降低。
由于各金属凸块的顶面和底面的平均表面糙度小于或等于0.5微米，因此在金属凸块和之后层叠在其上的形成配线膜的金属层之间不会形成微小的间隙。因此，可以得到可靠的连接性。可通过辊轧法使铜之类的金属延展形成用来形成金属凸块的金属层，从而很容易地获得等于或小于0.5微米的平均表面糙度。
在技术方案3所述的用来使配线膜互连的部件中，所述层间绝缘膜具有三层结构，包括作为芯的非热塑性膜和形成在该非热塑性膜两个面上的热塑性聚酰亚胺树脂膜。所述作为芯的非热塑性聚酰亚胺树脂膜可以确保固定凸块的作用力。
所述提供在两个面上的热塑性聚酰亚胺树脂膜或环氧树脂改性的树脂膜可确保将形成配线膜的金属层粘着在所述表面上所需的粘着力。
由于所述热塑性聚酰亚胺树脂膜或环氧树脂改性的树脂膜的厚度等于或大于1微米，该膜可以吸收例如提供在每个面上的形成配线膜的铜制金属层表面的糙度，以消除在层叠之后，在形成配线膜的金属层和金属凸块之间形成间隙的可能性。
如果热塑性聚酰亚胺树脂膜更薄，则随后层叠在用来使配线膜互连的部件上的配线膜形成层的表面糙度无法被吸收，因此所述形成配线膜的金属层和层间绝缘膜之间无法充分地紧密接触。试验显示厚度等于或大于1微米的热塑性聚酰亚胺树脂膜可确保形成配线膜的金属层和层间绝缘层之间充分接触。
由于所述热塑性聚酰亚胺树脂膜的厚度等于或小于8微米，可以保证随后层叠的配线膜形成层的基底具有所需的足够强度和硬度。
如果热塑性聚酰亚胺树脂膜更厚，则其与形成配线膜的金属层之间可以有足够的粘着力，但是配线基板的基材所需的强度和硬度会减小。试验显示，厚度等于或小于8微米的热塑性聚酰亚胺树脂膜或环氧树脂改性的树脂膜可确保随后层叠的作为配线基板的基材具有充足的强度和硬度。
在技术方案4所述的用来使配线膜互连的部件中，所述作为层间绝缘膜的芯的非热塑性膜是由厚度等于或大于10微米的非热塑性聚酰亚胺树脂制成的。因此，可以确保足够的强度。非热塑性聚酰亚胺树脂膜具有高耐热性和机械强度，因此可以确保使配线膜互连的部件具有所需的足够的强度。
所述作为芯的非热塑性聚酰亚胺树脂膜的厚度等于或小于70微米，这可防止用来使配线膜互连的部件以及使用所述用来使配线膜互连的部件的多层配线基板的厚度显著增大。
在技术方案5所述的用来使配线膜互连的部件中，所述作为层间绝缘膜的芯的非热塑性膜是由厚度等于或大于30微米的玻璃环氧树脂制造的，其可确保足够的强度。由于玻璃环氧树脂具有较高的耐热性和机械强度，因此等于或大于30微米的厚度可充分确保用来使配线膜互连的部件具有所需的强度。
所述作为芯的玻璃环氧树脂膜的厚度等于或小于100微米，这可防止用来使配线膜互连的部件以及使用所述用来使配线膜互连的部件的多层配线基板的厚度显著增大。
在技术方案6所述的用来使配线膜互连的部件的制造方法中，将形成凸块的金属层层叠在载体层上，使用图案化的光刻胶膜作为掩模，对所述形成凸块的金属层进行选择性蚀刻，以形成金属凸块，然后除去光刻胶膜，在所述载体层上提供层间绝缘膜，使得所述金属凸块透过所述层间绝缘膜，然后除去载体层，提供用来使配线膜互连的部件。所述形成凸块的金属层是由纯度等于或大于99.9％的铜制造的，因此当使用所述用来使配线膜互连的部件制造多层配线基板的时候，可以制得缺陷率低且具有高度可靠的电连接性的接点。
所述形成凸块的金属层的两个表面的平均表面糙度等于或小于0.5微米。因此，各金属凸块顶面和底面的平均表面糙度可达0.5微米。
因此，减小了所述金属凸块与之后层叠的形成配线膜的金属层之间接点的缺陷率，从而可以提供可靠的连接。因此，可以提高连接的可靠性。
在技术方案7所述的用来使配线膜互连的部件的制造方法中，所述载体层由粘着力会在紫外辐照下减小的材料制成，并在除去该载体层之前或除去过程中用紫外光辐照该载体层。因此，可以用较小的去除力除去该载体层。
因此，在去除载体层的时候可以无需对所述用来使配线膜互连的部件施加相当大的作用力。因此，在去除载体层的过程中，可以防止所述用来使配线膜互连的部件发生弯曲之类的变形。
在技术方案8所述的用来使配线膜互连的部件的制造方法中，所述层间绝缘膜具有三层结构，包括作为芯的非热塑性膜和提供在所述非热塑性膜两个面上的热塑性聚酰亚胺树脂膜或环氧树脂改性的树脂膜。因此，上述作为芯的非热塑性聚酰亚胺树脂膜可以确保固定凸块的作用力。
由于在两个面上提供了热塑性聚酰亚胺树脂膜或环氧树脂改性的树脂膜，所以可以确保它们对层叠在两个面上的形成配线膜的金属层具有所需的粘着力。
由于所述热塑性聚酰亚胺树脂膜或环氧树脂改性的树脂膜的厚度大于或等于1微米，所以可以吸收层叠在两个面上的由铜之类的金属制备的配线膜形成层的表面糙度。因此，可以避免在层叠的形成配线膜的金属层和金属凸块之间形成间隙的可能性。
另外，由于所述热塑性树脂膜的厚度小于或等于8微米，可以确保之后层叠的配线膜形成层的基底具有所需的足够强度和硬度。
在技术方案9所述的用来使配线膜互连的部件的制造方法中，使用厚度等于或大于10微米的非热塑性聚酰亚胺树脂膜作为用作所述层间绝缘膜的芯的非热塑性树脂膜，从而可以确保足够的强度。另外，所述膜的厚度小于或等于65微米，这具有防止所述用来使配线膜互连的部件以及使用所述部件的多层基板的厚度显著增大的效果。
在技术方案10所述的用来使配线膜互连的部件的制造方法中，使用厚度为30微米的玻璃环氧树脂膜作为层间绝缘膜。因此，可以确保足够的强度。另外，所述膜的厚度小于或等于100微米，这具有防止所述用来使配线膜互连的部件以及使用所述部件的多层基板的厚度显著增大的效果。
在技术方案11所述的用来使配线膜互连的部件的制造方法中，所述载体层的树脂膜的厚度为25-50微米，所述粘合剂的厚度为2-10微米，初始粘着力为10-30牛/25毫米，紫外光辐照之后的粘着力为0.05-0.15牛/25毫米。因此，当需要载体层的时候，载体层的粘着力足以防止载体层从所述用来使配线膜互连的部件脱落；当将要除去载体层的时候，可以充分地减小粘着力，从而无需很强的作用力便可将载体层除去。
附图简述
图1(A)-1(G)是根据本发明第一实施方式，显示用来制造用于使配线膜互连的部件的方法中各步骤的截面图，其中图1(G)是根据该第一实施方式的用来使配线膜互连的部件的截面图；
图2是用来制造用于使配线膜互连的部件的层间绝缘膜的截面图；
图3(A)和3(B)是使用图1(F)所示的用来使配线膜互连的部件的配线基板的示例性制造方法中各步骤的截面图；
图4(A)-4(G)是根据本发明第二实施方式，用来制造用于使配线膜互连的部件的方法中各步骤的截面图；
图5(A)和5(B)是使用根据本发明的用来使配线膜互连的部件的多层配线基板的制造方法的截面图；
图6是根据本发明第三实施方式，用来使配线膜互连的部件的截面图。
符号说明
2形成凸块的金属层(铜)
4载体层
4a树脂膜
4b粘合剂层
8金属凸块(铜)
10层间绝缘膜
10a非热塑性聚酰亚胺膜
10b热塑性聚酰亚胺膜
12形成配线膜的金属层
14配线膜
60层间绝缘膜
62金属层(圆柱形)
本发明最佳实施方式
用来使配线膜互连的部件的第一最佳实施方式是一种连接部件，其中多个铜制金属凸块嵌入层间绝缘膜中，其嵌入方式使得所述各金属凸块的至少一端透过该层间绝缘膜而凸出来，所述金属凸块是柱状的，其顶面的横截面积小于底面的横截面积，其特征是，所述层间绝缘膜的顶面是弯曲的，其弯曲形式使得与所述金属凸块接触的顶面部分很高，而随着与金属凸块距离的增大，所述顶面的高度减小。
这可通过以下步骤提供：提供与载体层粘着在一起的形成凸块的铜制金属层，使用光刻法对该形成凸块的金属层进行图案化，在所述载体层的表面上提供层间绝缘膜，其中所形成的金属凸块通过所述层间绝缘膜，然后除去所述载体层。
所述金属凸块或形成该金属凸块的金属层的铜的纯度优选等于或大于99.9％。较佳的是，所述层间绝缘膜的芯处具有非热塑性聚酰亚胺树脂膜，以确保所述用于使配线膜互连的部件具有所需的足够强度，该层间绝缘膜还包括层叠在所述作为内芯的非热塑性聚酰亚胺树脂膜的两个面上的热塑性聚酰亚胺树脂膜，以提供它与形成配线膜的金属层的粘着性，所述金属层层叠在所述用于使配线膜互连的部件的两个表面上。也即是说，所述层间绝缘膜优选具有三层结构。
两个面上的热塑性聚酰亚胺膜的厚度优选为1-8微米。可以使用环氧树脂改性的粘合剂代替所述热塑性聚酰亚胺树脂膜来获得类似的效果。
另一优选的芯是玻璃环氧树脂膜。如果使用非热塑性聚酰亚胺树脂膜作为芯，厚度优选为10-65微米。如果使用玻璃环氧树脂膜，则厚度优选为30-100微米。
在制造所述用来使配线膜互连的部件的过程中，将形成凸块的金属层置于载体层上，所述载体层优选由在紫外光照射下粘着力会减小的材料制造。具体来说，厚度为2-10微米的材料的初始粘着力为10-30牛/25毫米，用紫外光辐照之后的粘着力为0.05-0.15牛/25毫米。
第一实施方式
下面将详细描述附图中所示的实施方式。
图1(A)-1(F)是根据第一实施方式的制造多层配线基板的方法中各步骤的截面图。
(A)首先提供了与形成凸块的铜制金属层2的一个主表面相粘合的载体层4。在所述形成凸块的金属层2的另一个主表面上提供了光刻胶膜6。然后使光刻胶膜6曝光和显影，使光刻胶膜6图案化。图1(A)显示了图案化的光刻胶膜6。
所述形成凸块的金属层2可以由铜纯度等于或大于99.9％的脱氧铜组成。通过使用这种具有高纯度的铜，当形成配线膜的金属层层叠在用来使配线膜互连的成品部件的两个面上的时候，金属凸块的铜与形成配线膜的金属层的铜之间可以形成具有高度可靠的连接性且缺陷率低的接点(junction)。
使所述形成凸块的金属层2的平均糙度等于或小于0.5微米。如果所述金属凸块的顶面和底面的表面糙度都很高，则金属凸块与形成配线膜的金属层之间接点表面的粗糙结构无法完全消除，层叠在用来使配线膜互连的成品部件两个面上的形成配线膜的铜制金属层与金属凸块之间的接点上会残留少量的缺陷，因此难以确保连接具有充足的可靠性。等于或小于0.5微米的平均表面糙度将会使铜-铜接点表面的缺陷率减至最小，从而可以获得足够高的可靠性。
所述载体层4由厚度为25-50微米的作为基底的树脂膜4a和提供在树脂膜4a的一个主要表面上的粘合剂层4b。用来制造该粘合剂层4b的材料的粘着力会由于紫外光辐照而减小。具体来说，所述粘合剂层4b的初始粘着力优选为10-30牛/25毫米，紫外光辐照之后的粘着力优选为0.05-0.15牛/25毫米。
使用粘着力会因为紫外光辐照而减小的材料，使得在例如凸块蚀刻处理之类的需要具有高粘着力的过程中，载体层具有足够高的粘着力，以防凸块脱落，当不再需要高粘着力的时候，可以通过紫外光辐照使粘着力减小到足够弱的程度，使得可以很容易地除去载体层4。
对载体膜4a的厚度进行选择，使其为25-50微米，这是由于如果厚度小于25微米，将难以确保用于使配线膜互连的部件具有足够的强度，载体膜4a将会很容易在各种处理和运输过程中变形。如果厚度大于或等于50微米，所述用来使配线膜互连的部件可能会在除去载体膜4的时候变形，结果会造成凸块脱落，或者该用于使配线膜互连的部件会发生残余形变。
对树脂膜4a和粘合剂层4b的厚度进行选择，使其为例如25微米，对粘合剂层4b的厚度进行选择，使其为例如2-10微米。这是由于如果厚度小于2微米，可能无法确保充足的粘着性，在蚀刻过程中喷淋的液体或运输过程中施加的应力对粘合剂层4b施加的机械应力可能会使金属凸块脱落。如果粘合剂层4b的厚度大于8微米，则载体层4将会容易被压坏，不足以作为金属凸块的基底，结果金属凸块可能会倾斜或移位。
(B)然后，使用光刻胶膜6作为掩模，对形成凸块的铜制金属层2进行蚀刻，以形成金属凸块8。所述金属凸块8是圆锥形的；凸块8的横截面朝向顶部(金属凸块8的顶面)逐渐变细。
(C)如图1(C)所示，使用紫外光，从形成金属凸块8的一侧对用来使配线膜互连的部件进行辐照，以减小所述粘合剂层4b的粘着力。
从形成金属凸块8的一侧施加紫外光，使得在紫外光辐照过程中，金属凸块8作为掩模，以防载体层4的粘合剂层4b受紫外光辐照而减小粘着力。另外，所述粘合剂层中未形成凸块的部分变硬，促进了金属凸块8的固定。
(D)然后，如图1(D)所示，在所述用来使配线膜互连的部件上形成金属凸块8的一侧施加由合成树脂制成的层间绝缘膜10和剥离片11。所述层间绝缘膜10具有如图2所示的三层结构。
具体来说，所述层间绝缘膜10由作为芯的非热塑性聚酰亚胺树脂膜10a和位于该非热塑性聚酰亚胺树脂膜10a的两个主要表面上的热塑性聚酰亚胺树脂膜10b组成。所述芯部非热塑性聚酰亚胺树脂膜10a的厚度为10-50微米，在其各主要表面上的热塑性聚酰亚胺树脂膜10b的厚度为1-8微米。
对作为所述层间绝缘膜的芯的非热塑性聚酰亚胺树脂膜10的厚度进行选择，使其厚度为10-50微米，这是由于至少为10微米的厚度可以确保用来使配线膜互连的部件具有足够的强度。选择不大于50微米的厚度是由于这可避免所述用来使配线膜互连的部件或者使用该用于使配线膜互连的部件的多层配线基板的厚度增大。
对所述各个主要表面上的热塑性聚酰亚胺树脂膜10b的厚度进行选择，使其为1-8微米，这是由于更薄的热塑性聚酰亚胺膜无法为热塑性聚酰亚胺树脂膜10b和形成配线膜的铜制金属层(例如在完成之后提供在所述用来使配线膜互连的部件的两个面上)之间提供足够的粘着强度。试验显示，等于或大于1微米的厚度可以确保热塑性聚酰亚胺树脂膜10b与提供在两个面上的由铜之类的材料制造的形成配线膜的金属层之间具有足够的粘着性。
如果所述热塑性聚酰亚胺树脂膜10b更厚，则芯部非热塑性聚酰亚胺树脂的韧性和良好的电性质将会变差。所述热塑性聚酰亚胺应选择所需的最小厚度。
(E)然后，从顶部通过缓冲材料(未显示)对所述层间绝缘膜10和剥离层11施加压力，使得层间绝缘片10和剥离片11如图1(E)所示与载体膜和金属凸块8相吻合。通过热压可以更有效地使它们相吻合。
(F)然后，对剥离片11进行研磨，研磨的主要目标是凸起部，将其研磨至几乎达到剥离片11的平面，使得如图1(F)所示，金属凸块8的顶面暴露出来。可使用能够进行连续研磨的辊式研磨机代替砂轮。
因此，如图1(F)所示，所述层间绝缘膜10的顶面是弯曲的，其弯曲形式使得与所述金属凸块相接触的部分很高，随着与接触表面的距离的增大，顶面的高度逐渐降低。
这种形状增大了对所述金属凸块的固定作用力。由于所述层间绝缘片是弹性的，因此凸块会受到该绝缘片向下的弹性作用力，所述层间绝缘片是弯曲的，其弯曲形式使得所述绝缘片与凸块相接触的一些部分跟凸块侧面的形状相吻合。因此，可以防止金属凸块脱落出来。
在这里，各铜制凸块8应当从所述层间绝缘膜10凸出15-45微米。
原因如下。
如果所述金属凸块8从层间绝缘膜10凸出的量更小，则所述金属凸块8的凸出量不足以充分地补偿金属凸块8在压力作用下发生的收缩，而且会使连接很差，其中施加压力是为了将形成配线膜的金属层层叠到用来使配线膜互连的部件上。另外，还有可能在表面中产生凹陷，从而降低表面平面性。
各种试验显示，等于或大于15微米的厚度可以避免这些问题，可以能确保得到可靠的连接。为此，选择等于或大于15微米的凸出量。
如果凸出的量更大，则在以后的处理中层叠形成配线层的金属层之后，无法将其上设置有金属凸块8的那部分形成配线膜的金属层完全地压下来，使得配线基板的平面性很差。对于其上安装有IC或LSI之类的对平面性具有特别高的要求的配线基板来说，这个问题是不可忽视的。各种试验显示，不大于45微米的厚度可以避免该问题，可以将凸块8完全压下来，而且不会影响平面性。出于这个原因，选择等于或小于45微米的凸出量。
可通过对形成凸块的金属层2的厚度进行选择，使其比层间绝缘膜10的厚度略大15-45微米，从而使金属凸块8从层间绝缘膜10的凸出量为15-45微米。
(G)然后，从载体片一侧再次对所述用来使配线膜互连的部件进行紫外光辐照，使其上形成有凸块的粘合剂层硬化，从而减小其粘着力。然后将载体层4和剥离片11除去。结果，如图1(G)所示完成了用来使配线膜互连的部件。
由于通过紫外光辐照使所述载体层4的粘合剂层4b的粘着力减小，可以用很弱的作用力将载体层4除去。这可防止在除去载体层4的时候由于施加很强的作用力而使所述用来使配线膜互连的部件变形的问题。
使用聚乙烯或聚丙烯之类的不会与任何树脂相粘合的膜，使得所述载体片可以很容易地除去。
应当注意所述剥离过程可以与用紫外线辐照处理一起进行。也即是说，可以在用紫外光辐照的同时进行剥离，从而加快处理速度和降低制造成本。
[各种变化形式]
在上述实施方式中，可以使用玻璃环氧树脂膜作为层间绝缘膜10。
在此情况下，所述玻璃环氧树脂膜的厚度应当为30-100微米。
图3(A)和3(B)是使用图1(F)所示的用来使配线膜互连的部件，制造两层配线基板的方法中各步骤的截面图。
(A)如图3(A)所示，将形成配线膜的金属层12置于用来使配线膜互连的部件的两个面上，施加压力和加热，使它们层叠在一起。
(B)然后，通过光刻法使所述形成配线膜的金属层12图案化。结果如图3(B)所示形成了铜14制配线膜14。
第二实施方式
图4(A)至图4(G)是根据本发明第二实施方式制造配线基板的方法中各步骤的截面图。
(A)首先，如图4(A)所示提供其上层叠有上部模子100的层间绝缘膜10。所述上部模子100由金属(例如SUS)或树脂制成，具有与金属凸块(8)相对应的凸块接收孔82，关于这一点将在下文中进行描述。所述凸块接收孔82可通过以下过程形成：在所述与层间绝缘膜10相粘合的上部模子100上施涂光刻胶，对光刻胶进行曝光和显影，使其图案化形成掩模膜，使用所述光刻胶膜作为掩模，对上部模子100进行蚀刻。所述凸块接收孔82可以在所述上部模子100与层间绝缘膜10相粘合之前形成。
(B)然后，如图4(B)所示，提供了由下部模子84和形成在该下部模子84上的金属凸块8组成的用来使配线膜17b互连的部件，所述下部模子84由金属(例如SUS)或树脂制成。所述上部模子100固定在其上形成了凸块8的部件17b的表面上方，使得所述层间绝缘膜10朝下，各凸块接收孔82与对应的金属凸块8对准。
 (C)将所述上部模子100压到下部模子84上，直至金属凸块如图4(C)所示穿过层间绝缘膜10为止。这种穿刺操作产生了树脂碎片，它污染了所述层间绝缘膜10的表面。较佳的是，在该处理之后对表面进行清洁。
(D)如图4(D)所示除去上部模子100
(E)如图4(E)所示除去下部模子84。
这样完成了用来使配线膜互连的部件。所述用来使配线膜互连的部件使用模子84而非载体层4制造。
通过这种方式，可以在不使用载体层4的前提下制造用来使配线膜互连的部件。
为了在图1(F)所示的用来使配线膜互连的部件的两个面上形成配线膜，必须形成用来形成配线膜的金属层。这是在图4(F)和4(G)所示的步骤中形成的。
(F)然后，如图4(F)所示使形成配线膜的金属层23朝向被金属凸块8穿过的层间绝缘膜10的两个面。
(G)在加热和加压的条件下，将所述形成配线膜的金属层23与所述层间绝缘膜10相层叠。这样就形成了配线基板11d。
图5(A)和5(B)是本发明使用用来使配线膜互连的部件制造多层配线基板的方法中各步骤的截面图。在此实施方式中，所述多层配线基板41通过一步法层叠压制形成。
(A)首先将三个用来使配线膜互连的部件46-48置于四个双面配线基板42-45之间(图5(A))。
(B)然后在高温下立刻对它们进行压制。这样一来，就完成了多层配线基板41(图5(B))。
所述四个双面配线基板42-45可通过实施第一实施方式的全部步骤，然后对形成配线膜的铜箔23进行图案化而形成。所述三个用来使配线膜互连的部件46-48可通过实施第一实施方式的一部分步骤(图1(A)至图1(F))而形成。
第三实施方式
图6是根据本发明第三实施方式用来使配线膜互连的部件的截面图。
尽管图1(F)所示的第一实施方式中用来使配线膜互连的部件的金属凸块(8)为圆锥形，但是它们不一定为圆锥形。例如，金属凸块可以如图6所示为从顶部至底部具有均匀的横截面的柱状。
尽管图1(G)所示的实施方式中用来使配线膜互连的部件中的各金属凸块(8)的底面是与层间绝缘膜(10)的底面齐平的(在同一平面上)，但是它们不一定要互相齐平。所述金属凸块62的上端可以从层间绝缘膜60的顶面凸出，下端可以从所述层间绝缘膜60的底面凸出。
在此情况下，所述金属凸块65从层间绝缘膜60的顶面凸出量A与金属凸块62从层间绝缘膜60的底面凸出量B之和应为15-45微米。
第三实施方式中用来使配线膜互连的部件的剩余部分与图1(G)所示的第一实施方式中用来使配线膜互连的部件相同。
金属凸块可具有其它的形状，例如截顶圆锥形、四棱锥形或扁平双凸形。
本发明的上述实施方式主要着眼于各种使配线膜互连的部件及其制造方法。然而，可将本发明的原理应用于用来提供使微电子组件的导体互连的互连部件。例如，可将本发明的原理应用于芯片基板或互连基板，例如芯片基板、测试基板、具有从所述芯片基板、电路板或其它互连基板的至少一个表面凸出的多个金属凸块的内插器和电路板。在这种芯片基板、互连基板或电路板中，所述基板一个面上或两个面上的金属凸块的顶点或端部与另外的微电子组件的触点暂时性地互连(即通过压力触点相连)，或者通过金属连接永久性地相连。
工业实用性
本发明涉及用来使配线膜互连的部件及其制造方法。具体来说，本发明发现了一种用来使配线膜互连的部件以及制造该部件的方法的工业应用，所述部件适于使用铜制金属凸块使多层配线基板的配线膜互连。

Claims (21)

1.一种用来使配线膜互连的部件，该部件包括层间绝缘膜和多个金属凸块，所述层间绝缘膜具有底面和与该底面相反的顶面，所述金属凸块从所述层间绝缘膜的底面延伸穿过层间绝缘膜并具有从所述顶面凸出第一高度的第一端部，所述层间绝缘膜的顶面在比所述多个金属凸块的高度低的第一高度的位置与所述多个金属凸块接触，所述层间绝缘膜从所述第一高度弯曲至所述多个金属凸块中间的较低的高度。
2.一种用来使配线膜互连的部件，该部件包括层间绝缘膜和延伸穿过该层间绝缘膜的多个金属凸块，各金属凸块用来使多层配线基板的配线膜互连，这些凸块具有从层间绝缘膜的顶面向上凸出的第一端部，所述多个金属凸块由纯度至少为99.9％的铜制成，所述多个金属凸块中的每个凸块从所述顶面凸出的距离约为15-45微米，所述金属凸块的第一端部和第二端部的平均表面糙度小于或等于0.5微米。
3.如权利要求1或2所述的用来使配线膜互连的部件，其特征在于，所述层间绝缘膜包括由非热塑性膜制成的芯，所述层间绝缘膜还包括以下二者中之一：厚度约为1-8微米、包括与芯相对的第一和第二热塑性聚酰亚胺树脂膜的第一涂层；厚度约为1-8微米、包括与芯相对的第一和第二环氧树脂膜的第二涂层。
4.如权利要求1所述的用来使配线膜互连的部件，其特征在于，所述非热塑性膜包含厚度约为10-70微米的非热塑性聚酰亚胺树脂。
5.如权利要求1或2所述的用来使配线膜互连的部件，其特征在于，所述非热塑性膜包含厚度约为30-100微米的玻璃环氧树脂。
6.一种制造用来使配线膜互连的部件的方法，该方法包括：
提供层叠结构，该层叠结构包括第一表面、与该第一表面相反的第二表面，覆盖所述第一表面的光刻胶膜和覆盖所述第二表面的载体层；
使所述光刻胶膜图案化；
使用所述图案化的光刻胶膜作为掩模，对金属膜进行蚀刻，形成多个金属层，所述金属层具有位于与载体层相反的面上、而且从所述载体层凸出的第一端；
除去图案化的光刻胶膜；
将层间绝缘膜压向多个金属凸块的第一端；
对层间绝缘膜进行抛光，使多个金属凸块的第一端暴露出来；
除去载体层；
所述金属膜基本由纯度至少为99.9％的铜制成，所述多个金属凸块的第一端以及位于与第一端相反的面上的第二端的平均表面糙度小于或等于0.5微米。
7.一种制造用来使配线膜互连的部件的方法，该方法包括：
提供层叠结构，该层叠结构包括第一表面、与该第一表面相反的第二表面，覆盖所述第一表面的光刻胶膜和覆盖所述第二表面的载体层，所述载体层通过粘合剂层与所述第二表面相连；
使所述光刻胶膜图案化；
使用图案化的光刻胶膜作为掩模，对金属膜进行蚀刻，形成多个金属层，所述金属层具有位于与载体层相反的面上、而且从所述载体层凸出的第一端；
除去图案化的光刻胶膜；
使用紫外光辐照所述粘合剂层在多个金属凸块之间的区域，以减小粘合剂层的粘着力；
将层间绝缘膜压向多个金属凸块的第一端；
对层间绝缘膜进行抛光，使多个金属凸块的第一端暴露出来；
用紫外光透过载体层辐照所述粘合剂层，以减小所述粘合剂层与多个金属凸块之间的粘着力；
在透过载体层用紫外光辐照粘合剂层的过程中或之后，从所述金属层上除去载体层。
8.如权利要求6或7所述的制造用来使配线膜互连的部件的方法，其特征在于，所述层间绝缘膜包括具有非热塑性膜的芯，所述层间绝缘膜还包括以下二者中之一：包括与芯相对的第一和第二热塑性聚酰亚胺树脂层的第一涂层；包括与芯相对的第一和第二环氧树脂层的第二涂层。
9.如权利要求8所述的制造用来使配线膜互连的部件的方法，其特征在于，所述各第一和第二热塑性聚酰亚胺树脂层或各第一和第二热塑性聚酰亚胺树脂层的厚度约为1-8微米。
10.如权利要求8所述的制造用来使配线膜互连的部件的方法，其特征在于，所述非热塑性膜包括厚度约为10-65微米的非热塑性聚酰亚胺树脂。
11.如权利要求6或7所述的制造用来使配线膜互连的部件的方法，其特征在于，所述层间绝缘膜是一种厚度约为30-100微米的玻璃环氧树脂膜。
12.如权利要求6-11中任一项所述的制造用来使配线膜互连的部件的方法，其特征在于，所述载体层包括厚度约为25-50微米的聚酯膜，其初始粘着力约为10-30牛/25毫米，用紫外光辐照之后的粘着力约为0.15牛/25毫米。
13.一种用来使微电子组件导体互连的部件，该部件包括：具有底面和与该底面相反的顶面的绝缘膜；多个金属凸块，所述凸块从底面延伸穿过绝缘膜，具有从顶面凸出的第一端以确定金属凸块从顶面凸出的高度；所述绝缘膜的顶面是弯曲的，使得绝缘膜的顶面在比所述金属凸块的高度低的第一高度的位置与金属凸块相接触，在所述多个金属凸块的高度之间，所述绝缘膜从金属凸块的高度向下弯曲。
14.如权利要求13所述的部件，其特征在于，所述多个金属凸块基本由铜制成。
15.如权利要求13所述的部件，其特征在于，所述绝缘膜包括非热塑性膜。
16.如权利要求13所述的部件，其特征在于，所述绝缘膜包括非热塑性膜和热塑性膜。
17.如权利要求13所述的部件，其特征在于，所述绝缘膜包括非热塑性聚酰亚胺树脂膜和热塑性聚酰亚胺树脂膜。
18.如权利要求13所述的部件，其特征在于，所述多个金属凸块由纯度至少为99.9％的铜制成，所述多个金属凸块的各个凸块的第一端的平均糙度小于或等于0.05微米，所述多个金属凸块的各个凸块位于与第一端相反一侧的第二端的平均糙度小于或等于0.05微米。
19.如权利要求13所述的部件，其特征在于，所述多个金属凸块的各个凸块的第一端从所述绝缘膜顶面上凸出15微米或更多。
20.一种用于为微电子组件提供导体互连部件的部件的制造方法，该方法包括：
提供层叠结构，该层叠结构包括第一表面、与该第一表面相反的第二表面，覆盖所述第一表面的光刻胶膜和覆盖所述第二表面的载体层；
使所述光刻胶膜图案化；
使用所述图案化的光刻胶膜作为掩模，对金属膜进行蚀刻，形成多个金属凸块，所述金属凸块从载体层凸出并在与所述载体层相反的面上具有第一端；
除去图案化的光刻胶膜；
向着多个金属凸块的第一端对绝缘膜进行压制；
对层间绝缘膜进行抛光，使多个金属凸块的第一端暴露出来；
除去载体层；
所述金属膜由纯度至少为99.9％的铜制成，所述多个金属凸块的第一端以及位于与第一端相反的面上的第二端的平均表面糙度小于或等于0.5微米。
21.一种用于为微电子组件提供导体互连部件的部件的制造方法，该方法包括：
提供层叠结构，该层叠结构包括第一表面、与该第一表面相反的第二表面，覆盖所述第一表面的光刻胶膜和覆盖所述第二表面的载体层；
使所述光刻胶膜图案化；
使用所述图案化的光刻胶膜作为掩模，对金属膜进行蚀刻，形成多个金属凸块，所述金属凸块从载体层凸出并在位于与所述载体层相反的面上具有第一端；
除去图案化的光刻胶膜；
使用紫外光辐照粘合剂区域，以减小所述多个金属凸块之间的粘合剂层的粘着力；
向着多个金属凸块的第一端对绝缘膜进行压制；
对层间绝缘膜进行抛光，使多个金属凸块的第一端暴露出来；
用紫外光透过载体层辐照所述粘合剂层，以减小所述粘合剂层与多个金属凸块之间的粘着力，
在通过载体层用紫外光辐照粘合剂层的过程中或之后从所述金属凸块上除去载体层。
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