EP1520295A2 - Procede de fabrication de film conducteur anisotrope a inserts conducteurs pointus - Google Patents

Procede de fabrication de film conducteur anisotrope a inserts conducteurs pointus

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Publication number
EP1520295A2
EP1520295A2 EP03762727A EP03762727A EP1520295A2 EP 1520295 A2 EP1520295 A2 EP 1520295A2 EP 03762727 A EP03762727 A EP 03762727A EP 03762727 A EP03762727 A EP 03762727A EP 1520295 A2 EP1520295 A2 EP 1520295A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
inserts
substrate
pattern
cell
insert
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03762727A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
François BALERAS
Pierre Renard
Cyrille Rossat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits

Definitions

  • the present invention relates to a process for manufacturing an anisotropic conductive film with pointed conductive inserts.
  • micro-wiring TAB connection
  • ball connection ball connection
  • ACF ACF for "Anisotropic Conductive Film”
  • the connection is made by gold or aluminum wires.
  • the TAB connection uses an intermediate ribbon comprising a network of metallic conductors.
  • the input / output pads are connected by solder (fusible balls).
  • the ACF technique uses conductive films constituted by metallic particles incorporated in an insulating film or by metallic inserts included in an insulating film. The desired electrical connections between an interconnection substrate and a chip are then established by thermocompression, by placing the conductive films between the substrate and the chip.
  • FIGS. 1A-1F, 2, 3A-3C represent a known method of manufacturing conductive film with pointed inserts disclosed in French patent No. 2,766,618.
  • a first step of the method consists in etching a substrate 1, for example a silicon substrate.
  • a substrate 1 of crystallographic plane (110) is covered with a mask 3 made of silicon nitride or gold.
  • the mask 3 is etched so that the flat face 2 of the substrate appears through openings
  • the layer of polymer 7 is etched to form holes 8 in the extension of the cells 5 (cf. Figure 1D).
  • metal inserts 9 are formed, from the bottom of the cells
  • the last step consists in chemically etching the metal layer 6 in order to obtain the separation of the insulating film 7 provided with the inserts conductors 9 (see figure IF).
  • the etching of the silicon substrate 1 is carried out so that the cells 5 are of pyramidal shape with a square section.
  • the inserts 9 are consequently provided with points 10.
  • the holes 8 moreover have a circular section of dimension smaller than the section of the cells 5 at the level of the face 2 of the substrate.
  • the inserts 9 are then embedded in the insulating film 7 as shown in FIG. 2.
  • a drawback of the process for manufacturing an anisotropic conductive film described above is that it only allows the production of inserts provided with a single point. If you want to make inserts with two points (one at each end of the insert), it is necessary to modify the manufacturing process beyond the step which leads to the formation of a structure such as shown in Figure 1D. This modification of the process is illustrated in FIGS. 3A to 3C.
  • a mask 11 is then positioned, at a predetermined distance d, above the insulating film 7. The mask
  • the insulating film 7 is peeled off by chemical etching of the conductive layer 6, for example using hydrofluoric acid.
  • the result is a conductive film anisotropic 7 provided with inserts 14 having a point at each end (cf. FIG. 3C).
  • the variant of the known art method mentioned above advantageously allows the production of inserts having two pointed ends.
  • a drawback of this variant lies in the fact that a mask provided with holes must be placed very precisely above the film. The use of such a mask then limits the pitch of the inserts to around 50 ⁇ m.
  • the invention does not have the above drawbacks.
  • the invention relates to a method of manufacturing an anisotropic conductive film with conductive inserts, the method comprising etching at least one pattern in a monocrystalline substrate to form at least one cell having a bottom intended to draw the outline of a first end of an insert.
  • the design of the pattern is intended to reveal at least one protruding point and at least one hollow area in the bottom of the cell, when the pattern is etched along at least one crystallographic plane of the substrate with limiting crystallographic planes.
  • an insert formed from the cell has, at the end opposite its first end, at least one projecting point and at least one recessed area, the projecting part and the recessed area being opposite, respectively, of a hollow area and a point projecting from the first end of the insert.
  • the crystallographic plane along which the pattern is engraved is the plane (100) and the limiting crystallographic planes are the planes (111) and (110).
  • the manufacturing method according to the invention makes it possible to obtain conductive inserts of very small dimensions spaced at a very small pitch (typically, inserts of 1 to 2 ⁇ m can be spaced from 4 to 5 ⁇ m).
  • the inserts can advantageously have several points at each end, thus promoting electrical contact between the elements to be assembled.
  • the process is advantageously simple and reproducible.
  • the metal inserts are preferably produced by electrolysis. By this method, the shape of the inserts is directly linked to the topology of the cell formed in the substrate. It is also possible to produce the inserts by spraying or by evaporation of metal.
  • the topology of the cell in which the inserts are formed is obtained by etching patterns on the surface of a substrate.
  • the implantation of the patterns is preferably chosen to allow electrolytic growth capable of developing spikes at the two ends of the inserts.
  • the substrate consists of a monocrystalline material whose wet etching is anisotropic
  • Si silicon
  • SiC silicon carbide
  • the parameters to be defined for obtaining a cell topology according to the invention are: the shape of the patterns, the orientation of the patterns relative to the directions of the crystallographic planes and, in the case of several patterns, the arrangement of the patterns between them.
  • a cell can be produced, for example, from a group of simple patterns, from a truncated square, from several groups of simple patterns or from several groups of truncated squares.
  • a group of simple patterns can consist, for example, of at least four simple patterns, for example four circles or four squares, arranged and oriented in a specific manner.
  • a simple pattern is engraved according to the crystallographic plane (100) with limiting planes (111) or (110).
  • the pattern widens either because of the geometry of the pattern (for example in the case of a circle), or by the orientation of the pattern relative to the direction ⁇ 110> of the crystal lattice ( case of squares deforming), either because of the phenomenon of over-etching (etching under a mask).
  • the chosen arrangement of simple patterns means that the widening of the patterns allows them to meet.
  • the anisotropic wet etching discovers new crystalline planes other than the limiting planes (111) and (110). Then starts the engraving of the area framed by the simple patterns.
  • This zone comprising limiting crystal planes (111) and (110) and non-limiting planes, a point topology is created.
  • the etching of the substrate thus mainly consists of two phases.
  • a first phase is a phase during which the patterns are engraved independently of each other.
  • FIGS. 1A-1F and 2 represent different stages of a method of manufacturing conductive film anisotropic with pointed inserts according to the prior art
  • Figures 3A-3C show a variant of the manufacturing process shown in Figures 1A-1F and 2
  • FIGS. 4A-4F represent different stages of a first embodiment of the method for manufacturing an anisotropic conductive film with pointed inserts according to the invention
  • Figures 5A-5D, 6, 7, 8 and 9 show examples of patterns for obtaining pointed inserts according to the method of the invention
  • FIGS. 10A-10F represent different stages of a second embodiment of the method for manufacturing an anisotropic conductive film according to the invention
  • FIGS. 11A-11B and 12A-12B show examples of pointed inserts as well as examples of positioning pointed inserts in an insulating film according to the invention.
  • FIGS. 4A-4F represent different stages of a first embodiment of the method for manufacturing an anisotropic conductive film according to the invention.
  • the first step of this process consists in etching for example a silicon substrate 15.
  • the flat face 16 of the substrate 15, of crystallographic plane (110) is covered with a mask 17 made of silicon nitride, in gold, made of copper or any other material compatible with anisotropic wet etching.
  • the mask 17 is engraved so that the face 16 of the substrate 15 appears through openings 18 (FIG. 4A).
  • the visible parts of the planar face 16 then receive a chemical etching (for example using KOH) according to the crystallographic planes (111).
  • KOH chemical etching
  • a sacrificial layer for example a conductive layer 20, is deposited on the etched face 16 of the substrate 15 (cf. FIG. 4C).
  • the layer 20 follows the profile of the etched face 16. It can be made of Cu, Ti, Ni or SnPb. Its thickness is, for example, between 0.1 and 3 ⁇ m.
  • a polymer layer 21 (for example a polyimide layer 10 ⁇ m thick) is deposited on the metal layer 20. By a photolithography technique, the layer 21 is etched to form circular holes 22 aligned with the points 19 of the substrate 15 (cf. FIG. 4D).
  • metal inserts 23 are formed from the bottom of the cells to the level of the upper face of the polymer layer 21, filling the holes 22 (cf. figure 4E).
  • the metal which constitutes the metal inserts 23 can be, for example, nickel or copper (FIG. 6E).
  • the last step consists in chemically etching the metal layer 20 in order to obtain separation of the insulating film 21 provided with the inserts 23 (cf. FIG. 4F).
  • the holes 22 made in the insulating film 15 are of circular section.
  • the section of the holes 22 is less than the section of the cells at the face 16 of the substrate 15 so that the inserts are found embedded in the insulating film 15.
  • FIGS. 5A-5D, 6, 7, 8 and 9 show examples of patterns for obtaining pointed inserts according to the method of the invention.
  • FIG. 5A illustrates a first example of a pattern for producing points in the substrate.
  • the pattern consists of four circles C1, C2, C3, C4 positioned between them so that their centers define a square.
  • the axis passing through the centers of two circles which define one side of the square makes a non-zero angle, for example equal to 45 °, with the direction ⁇ 110> of the crystal lattice.
  • FIG. 5B illustrates the formation of a cavity by anisotropic wet etching (for example KOH-based etching) from the pattern shown in FIG. 5A.
  • the four circles C1, C2, C3, C4 are respectively transformed into four squares K1, K2, K3, K4 whose angles meet (cf. FIG. 5B).
  • FIG. 5B anisotropic wet etching
  • 5C illustrates the evolution of the engraving at the center of the 4 circles with the appearance of an unetched zone E in the shape of a star having several inclined planes. A progression of the etching leads to the formation of a point P provided with edges projecting from the etched area (cf. FIG. 5D). In FIGS. 5C and 5D, the engraving of the zones surrounding the central zone is not shown.
  • FIG. 6 illustrates another example of a pattern consisting of four squares, the sides of which are not oriented along the axis ⁇ 110> of the crystal lattice.
  • the four squares K5, K6, K7, K8 are implanted so as to form, together, a square pattern, each square having a side making an angle of 45 ° relative to the direction ⁇ 110> of the crystal lattice.
  • the anisotropic wet etching of the four squares gives four square cavities, the width of each square cavity being equal to the side of the initial square multiplied by V2.
  • the etching of the squares leads to the formation of cavities whose angles meet and which form a protruding point in their center.
  • Figure 7 illustrates a second example of a pattern formed on the basis of four squares.
  • the four squares K9, K10, Kll, K12 are implanted so as to form, together, a cross pattern, each square having two sides parallel to the direction ⁇ 110> of the crystal lattice.
  • Areas of over-etching SI, S2, S3, S4 surround the squares and allow them to meet. The distance between two squares depends on the desired over-etching depth.
  • FIG. 8 illustrates a truncated square pattern produced on the basis of two masked areas M1, M2. Two parallel sides of the square are parallel to the crystallographic direction ⁇ 110> of the substrate.
  • a first masked area M1 defines a square opening in which is placed a second masked area M2, also of square shape, centered in the opening defined by the masked area Ml.
  • the etching then takes place between the masked areas M1 and M2 and ends with the formation of a point centered in the area M2 and projecting from the etching area.
  • Figure 9 illustrates an example pattern for the formation of a multi-point insert. The pattern is made up of four truncated squares. It is carried out on the basis of five masked zones.
  • a first masked area M3 defines a square opening in which four other masked areas M4, M5, M6, M7 are placed.
  • the four masked areas M4, M5, M6, M7 are arranged in a square.
  • the etching of the unmasked substrate then creates a cavity which has four points projecting from the etched area.
  • FIGS. 10A-10F represent different stages of a second embodiment of the method for manufacturing an anisotropic conductive film according to the invention.
  • the method according to the second embodiment of the invention comprises the same steps as the method described above, namely: etching of a mask covering the substrate, chemical etching of the apparent substrate according to determined crystallographic planes, elimination of the mask and deposition of a sacrificial layer.
  • a photosensitive resin 24 is exposed through a mask to form holes 26 in the extension of the tips 25 formed in the cells of the substrate (cf. FIG. 10A).
  • metal inserts 27 are produced, preferably, by electrolysis (cf. FIG. 10B).
  • the resin is removed by dissolving in a solvent (see Figure 10C).
  • An insulating film 28 is then deposited by known methods of microelectronics on the metal layer 20 and the inserts 27 (cf. FIG. 10D). Plasma etching of the insulating film 28 allows the tips of the inserts to be released (see FIG. 10E). The insulating film 28 is then peeled off (cf. FIG. 10F), for example using hydrofluoric acid.
  • FIGS. 11A-11B and 12A-12B illustrate examples of the shape of inserts according to the invention, as well as the positioning of these inserts in holes in insulating film.
  • Figures 11A-11B show a tip insert and
  • Figures 12A-12B show a tip insert.
  • the inserts, in the shape of a cross, are placed in holes t of the insulating film.
  • the filling of the cells formed in the substrate can be carried out not only by electrolytic growth as mentioned above, but also by spraying or by evaporation of metal. In the latter two cases, the metal deposited on the surface of the photosensitive resin must then be removed. Several techniques are then possible such as, for example, mechanical lapping or chemical mechanical polishing.
  • the second embodiment of the invention it is also possible to deposit first the photosensitive resin between the inserts and then the insulating film.
  • the sacrificial layer is then etched and the photosensitive resin dissolved.
  • This last variant makes it possible to accentuate the protrusion of the tips of the inserts relative to the insulating film.
  • the tips of the inserts make it possible to keep a slight spacing between the film and the chip to be connected, which leaves the possibility of using a film of adhesive. on all surfaces to be contacted and therefore excellent mechanical strength.
  • the method of manufacturing anisotropic conductive film with pointed inserts according to the invention makes it possible to descend very low in the size of the inserts, typically 1 to 2 ⁇ m in diameter for a pitch of 4 to 5 ⁇ m. This allows the interconnection of chips whose inputs / outputs have a very small pitch.
  • the etching step implemented in the method according to the invention can be completed by an additional etching step to accentuate the height of the point.
  • the additional etching step can be, for example, a purely anisotropic etching (plasma etching) or a purely isotropic etching (wet etching). This engraving can be performed before or after the first.
  • the basic pattern can be in shape any, as long as it allows to obtain a central zone which is engraved less quickly.
  • the method according to the invention leads to the formation of a topology where the substrate has hollow areas having a very pronounced pointed shape.
  • these hollow zones of very pointed, pronounced shape allow obtaining very sharp metal inserts during electrolysis, and this not only on the side where the insert has a hollow part but also on the other side.
  • the growth by electrolysis of the metal inserts is improved by the presence of the strong topology of the substrate.
  • the point effect faster growth linked to current lines
  • a similar effect is obtained during the electrolysis.
  • the ends of the conductive inserts are made of a hard material (for example nickel). This allows these ends to be able to pierce the oxide layer covering the pad to be connected.
  • the inserts can be made entirely from this hard material. As a variant, only the projecting part of the inserts can be made of hard material.
  • the insulating film can be a thermoplastic polymer film or a multilayer film whose outer layers are thermoplastic. This gives it a self-adhesive function during assembly. Otherwise, you must provide the insulating film with a layer of glue before assembly.
  • the anisotropic conductive film obtained by the method of the invention makes it possible to mount a chip or an integrated circuit directly on an interconnection substrate, without it being necessary to specifically treat the pads of the chip or of the integrated circuit.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication de film conducteur anisotrope à inserts conducteurs pointus. Le procédé comprend la gravure d'au moins un motif (C1, K1) dans un substrat monocristallin (15) pour former au moins une alvéole (22, 26) ayant un fond destiné à dessiner le contour d'une extrémité d'un insert (23, 27). Le dessin du motif est destiné à faire apparaître au moins une pointe faisant saillie dans le fond de l'alvéole lors de la gravure du motif selon le plan cristallographique (100) du substrat avec des plans limitants (111) ou (110) du motif. L'invention s'applique à la microconnectique.

Description

PROCEDE DE FABRICATION DE FILM CONDUCTEUR ANISOTROPE A INSERTS CONDUCTEURS POINTUS
Domaine technique et art antérieur La présente invention concerne un procédé de fabrication de film conducteur anisotrope à inserts conducteurs pointus .
Dans le domaine de la microconnectique, il existe plusieurs grandes familles de techniques pour connecter les puces et les circuits intégrés à un substrat d'interconnexion : le microcâblage, la connexion TAB (TAB pour "Tape Automated Bonding"), la connexion par billes (technique "flip-chip") et la technique ACF (ACF pour "Anisotropic Conductive Film") . Selon la technique du microcâblage, la connexion est réalisée par des fils d'or ou d'aluminium. La connexion TAB utilise un ruban intermédiaire comportant un réseau de conducteurs métalliques. Selon la technique "flip- chip", les plots d'entrée/sortie sont reliés par des brasures (billes fusibles) . La technique ACF met en œuvre des films conducteurs constitués par des particules métalliques incorporées dans un film isolant ou par des inserts métalliques inclus dans un film isolant. Les liaisons électriques voulues entre un substrat d' interconnexion et une puce sont alors établies par thermocompression, en plaçant les films conducteurs entre le substrat et la puce.
Les figures 1A-1F, 2, 3A-3C représentent un procédé de fabrication connu de film conducteur à inserts pointus divulgué dans le brevet français N°2 766 618. Une première étape du procédé consiste à graver un substrat 1, par exemple un substrat de silicium. Pour cela, une face plane 2 d'un substrat 1 de plan cristallographique (110) est recouverte d'un masque 3 en nitrure de silicium ou en or. Par une technique de lithographie, le masque 3 est gravé de façon que la face plane 2 du substrat apparaisse par des ouvertures
4 (cf. figure 1A) . Les parties apparentes de la face plane 2 reçoivent alors une gravure chimique, par exemple en utilisant du KOH, selon les plans cristallographiques (111) . Des alvéoles 5 sont ainsi formées (cf. figure 1B) . Ce qui subsiste du masque 3 est alors enlevé et il est procédé au dépôt d'une couche sacrificielle conductrice 6 sur la face gravée du substrat (cf. figure 1C) . La couche 6 peut être réalisée en cuivre (Cu) , titane (Ti) , nickel (Ni) ou étain/plomb (SnPb) . L'épaisseur de la couche 6, par exemple comprise entre 0,1 et 0,3μm, épouse le profil de la face gravée. Une couche de polymère 7, par exemple une couche de polyimide de 10μm d'épaisseur, est déposée sur la couche sacrificielle 6. Par photolithographie, la couche de polymère 7 est gravée pour former des trous 8 dans le prolongement des alvéoles 5 (cf. figure 1D) . Par croissance électrolytique, en utilisant la couche sacrificielle 6 comme électrode, des inserts métalliques 9 sont formés, depuis le fond des alvéoles
5 jusqu'à la face supérieure de la couche de polymère 7 (cf. figure 1E) . La dernière étape consiste à graver chimiquement la couche métallique 6 afin d'obtenir le décollement du film isolant 7 muni des inserts conducteurs 9 (cf. figure IF).
La gravure du substrat de silicium 1 est effectuée de façon que les alvéoles 5 soient de forme pyramidale à section carrée. Les inserts 9 sont en conséquence munies de pointes 10. Les trous 8 ont par ailleurs une section circulaire de dimension inférieure à la section des alvéoles 5 au niveau de la face 2 du substrat. Les inserts 9 sont alors enchâssés dans le film isolant 7 comme représenté en figure 2. Un inconvénient du procédé de fabrication de film conducteur anisotrope décrit ci-dessus est de ne permettre que la réalisation d' inserts munis d'une seule pointe. Si l'on veut réaliser des inserts munis de deux pointes (une à chaque extrémité de l' insert), il est nécessaire de modifier le procédé de fabrication au-delà de l'étape qui conduit à la formation d'une structure telle que représentée en figure 1D. Cette modification du procédé est illustrée aux figures 3A à 3C. Un masque 11 est alors positionné, à une distance prédéterminée d, au dessus du film isolant 7. Le masque
11 est muni de trous 12 positionnés en regard des trous 8 (cf. figure 3A) . Le métal destiné à constituer les inserts est alors pulvérisé ou évaporé à travers les trous 12 du masque. La distance d qui sépare le masque 12 du film isolant et le diamètre des trous du masque
12 sont choisis de façon à donner aux extrémités des inserts situées du côté du masque une forme en pointe
13 (cf. figure 3B) . On procède par la suite au décollement du film isolant 7 par gravure chimique de la couche conductrice 6, par exemple à l'aide d'acide fluorhydrique. Il en résulte un film conducteur anisotrope 7 muni d' inserts 14 ayant une pointe à chaque extrémité (cf. figure 3C) .
La variante du procédé de l'art connu mentionnée ci-dessus permet avantageusement la réalisation d' inserts ayant deux extrémités pointues. Un inconvénient de cette variante réside cependant dans le fait qu' il faut placer très précisément un masque muni de trous au-dessus du film. L'utilisation d'un tel masque limite alors le pas des inserts à environ 50μm. L'invention ne présente pas les inconvénients ci-dessus .
Exposé de l'invention
En effet l'invention concerne un procédé de fabrication de film conducteur anisotrope à inserts conducteurs, le procédé comprenant la gravure d'au moins un motif dans un substrat monocristallin pour former au moins une alvéole ayant un fond destiné à dessiner le contour d'une première extrémité d'un insert. Le dessin du motif est destiné à faire apparaître au moins une pointe faisant saillie et au moins une zone en creux dans le fond de l'alvéole, lors de la gravure du motif selon au moins un plan cristallographique du substrat avec des plans cristallographiques limitants.
On entend par saillie une zone en pointe du substrat dirigée vers le haut par opposition à une zone en creux du substrat qui est dirigée vers le bas du substrat. Les inserts obtenus selon le procédé de l'invention sont dissymétriques. Ainsi, un insert formé à partir de l'alvéole présente, à l'extrémité opposée à sa première extrémité, au moins une pointe en saillie et au moins une zone en creux, la partie en saillie et la zone en creux étant en regard, respectivement, d'une zone en creux et d'une pointe en saillie de la première extrémité de l' insert.
Selon un mode de réalisation particulier, le plan cristallographique selon lequel le motif est gravé est le plan (100) et les plans cristallographiques limitants sont les plans (111) et (110) .
Avantageusement, le procédé de fabrication selon l'invention permet d'obtenir des inserts conducteurs de très petites dimensions espacés d'un pas très faible (typiquement, des inserts de 1 à 2μm peuvent être espacés de 4 à 5μm) . Les inserts peuvent avantageusement avoir plusieurs pointes à chaque extrémité, favorisant ainsi le contact électrique entre les éléments à assembler.
Le procédé est avantageusement simple et reproductible. Les inserts métalliques sont préferentiellement réalisés par electrolyse. Par cette méthode, la forme des inserts est directement reliée à la topologie de l'alvéole formée dans le substrat. Il est également possible de réaliser les inserts par pulvérisation ou par évaporation de métal.
La topologie de l'alvéole dans laquelle les inserts sont formés est obtenue par gravure de motifs à la surface d'un substrat. L'implantation des motifs est préferentiellement choisie pour permettre une croissance électrolytique apte à développer des pointes aux deux extrémités des inserts . Le substrat est constitué d'un matériau monocristallin dont la gravure humide est anisotrope
(c'est-à-dire dont la vitesse de gravure dépend des plans cristallins) . On peut citer, par exemple, le silicium (Si) , ou le carbure de silicium (SiC) .
Les paramètres à définir pour l'obtention d'une topologie d'alvéole selon l'invention sont : la forme des motifs, l'orientation des motifs par rapport aux directions des plans cristallographiques et, dans le cas de plusieurs motifs, la disposition des motifs entre eux. Une alvéole peut être réalisée, par exemple, à partir d'un groupe de motifs simples, d'un carré tronqué, de plusieurs groupes de motifs simples ou encore de plusieurs groupes de carrés tronqués. Un groupe de motifs simples peut être constitué, par exemple, d'au moins quatre motifs simples, par exemple quatre cercles ou quatre carrés, disposés et orientés de manière spécifique. Un motif simple est gravé selon le plan cristallographique (100) avec des plans limitants (111) ou (110) . Au cours de la gravure, le motif s'élargit soit du fait de la géométrie du motif (par exemple dans le cas d'un cercle), soit par l'orientation du motif par rapport à la direction <110> du réseau cristallin (cas de carrés se déformant) , soit à cause du phénomène de sur-gravure (gravure sous un masque) .
La disposition choisie des motifs simples fait que l'élargissement des motifs permet qu'ils se rejoignent. Au moment où les motifs se rejoignent, la gravure humide anisotrope découvre de nouveaux plans cristallins autres que les plans limitants (111) et (110) . Démarre alors la gravure de la zone encadrée par les motifs simples. Cette zone comportant des plans cristallins limitants (111) et (110) et des plans non limitants, il se crée une topologie en pointe. La gravure du substrat est ainsi principalement constituée de deux phases. Une première phase est une phase durant laquelle les motifs sont gravés indépendamment les uns des autres. La deuxième phase
(liée à la forme et au positionnement des motifs) est une phase durant laquelle les gravures des motifs se rejoignent et la gravure de la zone entourant les motifs démarre. Ce décalage temporel entre la première phase et la deuxième phase permet la réalisation d'une topologie à pointe (s) dans les cavités.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel fait en référence aux figures jointes, parmi lesquelles : les figures 1A-1F et 2 représentent différentes étapes d'un procédé de fabrication de film conducteur anisotrope à inserts pointus selon l'art antérieur ; les figures 3A-3C représentent une variante du procédé de fabrication représenté aux figures 1A-1F et 2 ; les figures 4A-4F représentent différentes étapes d'un premier mode de réalisation du procédé de fabrication de film conducteur anisotrope à inserts pointus selon l'invention ; les figures 5A-5D, 6, 7, 8 et 9 représentent des exemples de motifs pour l'obtention d' inserts pointus selon le procédé de l'invention ; les figures 10A-10F représentent différentes étapes d'un deuxième mode de réalisation du procédé de fabrication de film conducteur anisotrope selon l'invention ; les figures 11A-11B et 12A-12B représentent des exemples d' inserts pointus ainsi que des exemples de positionnement d' inserts pointus dans un film isolant selon l'invention.
Sur toutes les figures, les mêmes repères désignent les mêmes éléments.
Description détaillée de modes de mise en œuyre de 1' invention
Les figures 4A-4F représentent différentes étapes d'un premier mode de réalisation du procédé de fabrication de film conducteur anisotrope selon 1' invention. La première étape de ce procédé consiste à graver par exemple un substrat en silicium 15. Pour cela, la face plane 16 du substrat 15, de plan cristallographique (110), est recouverte d'un masque 17 en nitrure de silicium, en or, en cuivre ou tout autre matériau compatible avec la gravure humide anisotrope. Par une technique de lithographie, le masque 17 est gravé de façon que la face 16 du substrat 15 apparaisse par des ouvertures 18 (figure 4A) . Les parties apparentes de la face plane 16 reçoivent alors une gravure chimique (par exemple en utilisant du KOH) selon les plans cristallographiques (111) . On obtient des alvéoles 18 comportant des pointes 19 (cf. figure 4B) .
Ce qui subsiste du masque 17 est alors enlevé et on procède au dépôt d'une couche sacrificielle, par exemple conductrice 20, sur la face 16 gravée du substrat 15 (cf. figure 4C) . La couche 20 épouse le profil de la face gravée 16. Elle peut être réalisée en Cu, Ti, Ni ou SnPb. Son épaisseur est comprise, par exemple, entre 0,1 et 3 μm. Une couche de polymère 21 (par exemple une couche de polyimide de 10 μm d'épaisseur) est déposée sur la couche métallique 20. Par une technique de photolithographie, la couche 21 est gravée pour y former des trous circulaires 22 alignés avec les pointes 19 du substrat 15 (cf. figure 4D) .
Par croissance électrolytique, en une étape, en se servant de la couche métallique 19 comme électrode, on constitue des inserts métalliques 23 depuis le fond des alvéoles jusqu'au niveau de la face supérieure de la couche de polymère 21, en comblant les trous 22 (cf. figure 4E) . Le métal qui constitue les inserts métalliques 23 peut être, par exemple, du nickel ou du cuivre (figure 6E) .
La dernière étape consiste à graver chimiquement la couche métallique 20 afin d'obtenir un décollement du film isolant 21 pourvu des inserts 23 (cf. figure 4F) .
Les trous 22 réalisés dans le film isolant 15 sont de section circulaire. La section des trous 22 est inférieure à la section des alvéoles au niveau de la face 16 du substrat 15 de façon que les inserts se trouvent enchâssés dans le film isolant 15.
La gravure humide peut être complétée par une gravure anisotrope (gravure plasma) dans le but d'accentuer la hauteur des pointes. Les figures 5A-5D, 6, 7, 8 et 9 représentent des exemples de motifs pour l'obtention d' inserts pointus selon le procédé de l'invention.
La figure 5A illustre un premier exemple de motif pour la réalisation de pointes dans le substrat. Le motif est constitué de quatre cercles Cl, C2, C3, C4 positionnés entre eux de sorte que leurs centres définissent un carré. L'axe passant par les centres de deux cercles qui définissent un côté du carré fait un angle non nul, par exemple égal à 45°, avec la direction <110> du réseau cristallin. La figure 5B illustre la formation d'une cavité par gravure humide anisotrope (par exemple une gravure à base de KOH) à partir du motif représenté en figure 5A. Les quatre cercles Cl, C2, C3 , C4 se transforment respectivement en quatre carrés Kl, K2 , K3 , K4 dont les angles se rejoignent (cf. figure 5B) . La figure 5C illustre l'évolution de la gravure au centre des 4 cercles avec l'apparition d'une zone non gravée E en forme d'étoile présentant plusieurs plans inclinés. Une progression de la gravure conduit à la formation d'une pointe P munie d'arêtes faisant saillie de la zone gravée (cf. figure 5D) . Sur les figures 5C et 5D, la gravure des zones entourant la zone centrale n'est pas représentée.
La figure 6 illustre un autre exemple de motif constitué de quatre carrés dont les côtés ne sont pas orientés selon l'axe <110> du réseau cristallin. Préferentiellement, les quatre carrés K5 , K6 , K7, K8 sont implantés de façon à former, ensemble, un motif en carré, chaque carré ayant un côté faisant un angle de 45° par rapport à la direction <110> du réseau cristallin. La gravure humide anisotrope des quatre carrés donne quatre cavités carrées, la largeur de chaque cavité carrée étant égale au côté du carré initial multiplié par V2. La gravure des carrés conduit à la formation de cavités dont les angles se rejoignent et qui forment en leur centre une pointe faisant saillie.
La figure 7 illustre un deuxième exemple de motif formé sur la base de quatre carrés. Les quatre carrés K9, K10, Kll, K12 sont implantés de façon à former, ensemble, un motif en croix, chaque carré ayant deux côtés parallèles à la direction <110> du réseau cristallin. Des zones de sur-gravure SI, S2 , S3, S4 entourent les carrés et permettent à ceux-ci de se rejoindre. La distance entre deux carrés dépend de la profondeur de sur-gravure souhaitée.
La figure 8 illustre un motif à carré tronqué réalisé sur la base de deux zones masquées Ml, M2. Deux côtés parallèles du carré sont parallèles à la direction cristallographique <110> du substrat. Une première zone masquée Ml définit une ouverture carrée dans laquelle est placée une deuxième zone masquée M2 , également de forme carrée, centrée dans l'ouverture définie par la zone masquée Ml. La gravure s'effectue alors entre les zones masquées Ml et M2 et s ' achève avec la formation d'une pointe centrée dans la zone M2 et faisant saillie de la zone de gravure. La figure 9 illustre un exemple de motif pour la formation d'un insert à pointes multiples. Le motif est formé de quatre carrés tronqués. Il est réalisé sur la base de cinq zones masquées. Une première zone masquée M3 définit une ouverture carrée dans laquelle sont placées quatre autres zones masquées M4, M5, M6, M7. Les quatre zones masquées M4 , M5, M6, M7 sont disposées en carré. La gravure du substrat non masquée crée alors une cavité qui comporte quatre pointes faisant saillie de la zone gravée.
Les figures 10A-10F représentent différentes étapes d'un deuxième mode de réalisation du procédé de fabrication de film conducteur anisotrope selon l' invention. Jusqu'à l'étape de dépôt d'une couche sacrificielle, le procédé selon le deuxième mode de réalisation de l'invention comporte les mêmes étapes que le procédé décrit précédemment à savoir : gravure d'un masque recouvrant le substrat, gravure chimique du substrat apparent selon des plans cristallographiques déterminés, élimination du masque et dépôt d'une couche sacrificielle .
Seules les étapes postérieures à l'étape de dépôt de la couche sacrificielle seront maintenant décrites. Une résine photosensible 24 est insolée à travers un masque pour former des trous 26 dans le prolongement des pointes 25 formées dans les alvéoles du substrat (cf. figure 10A) . A travers les trous 26 de la résine, des inserts métalliques 27 sont réalisés, préferentiellement , par electrolyse (cf. figure 10B) .
Une fois les inserts métalliques réalisés, la résine est retirée par dissolution dans un solvant (cf. figure 10C) . Un film isolant 28 est alors déposé par les méthodes connues de la microélectronique sur la couche métallique 20 et les inserts 27 (cf. figure 10D) . Une gravure plasma du film isolant 28 permet de dégager les pointes des inserts (cf. figure 10E) . Le film isolant 28 est alors décollé (cf. figure 10F), par exemple à l'aide d'acide fluorhydrique.
Les figures 11A-11B et 12A-12B illustrent des exemples de forme d' inserts selon l'invention, ainsi que le positionnement de ces inserts dans des trous de film isolant. Les figures 11A-11B représentent un insert à une pointe et les figures 12A-12B représentent un insert à quatre pointes. Les inserts, en forme de croix, sont placés dans des trous t du film isolant.
Il existe plusieurs variantes pour certaines des étapes du procédé de l'invention. Par exemple, le remplissage des alvéoles formées dans le substrat peut être réalisé non seulement par croissance électrolytique comme cela a été mentionné ci-dessus, mais également par pulvérisation ou par évaporation de métal. Dans ces deux derniers cas, il faut alors éliminer le métal déposé en surface de la résine photosensible. Plusieurs techniques sont alors possibles telles que, par exemple, le rodage mécanique ou le polissage mécano-chimique.
Selon le deuxième mode de réalisation de l'invention, il est également possible de déposer d'abord la résine photosensible entre les inserts et, ensuite, le film isolant. La couche sacrificielle est alors gravée et la résine photosensible dissoute. Il est aussi possible de dissoudre la résine photosensible pour décoller le film conducteur anisotrope. Cette dernière variante permet d'accentuer le dépassement des pointes des inserts par rapport au film isolant. En utilisant le silicium comme substrat, on obtient une pointe parfaitement définie et très acérée permettant une très grande qualité de contact électrique sur plot d'aluminium.
Dans le cas de l'utilisation d'un polymère non thermoplastique pour constituer le film isolant, les pointes des inserts permettent de garder un léger espacement entre le film et la puce à connecter, ce qui laisse la possibilité d'utiliser un film de colle sur toutes les surfaces à mettre en contact et donc une excellente tenue mécanique.
Quel que soit son mode de réalisation, le procédé de fabrication de film conducteur anisotrope à inserts pointus selon l'invention permet de descendre très bas dans la taille des inserts, typiquement 1 à 2μm de diamètre pour un pas de 4 à 5 μm. Ceci permet l'interconnexion de puces dont les entrées/sorties ont un pas très faible.
De même, quel que soit le mode de réalisation, l'étape de gravure mise en œuvre dans le procédé selon l'invention peut être complétée par une étape de gravure supplémentaire pour accentuer la hauteur de la pointe. L'étape de gravure supplémentaire peut être, par exemple, une gravure purement anisotrope (gravure plasma) ou une gravure purement isotrope (gravure humide) . Cette gravure peut être réalisée avant ou après la première. Le motif de base peut être de forme quelconque, du moment qu'il permet d'obtenir une zone centrale qui est gravée moins vite.
Le procédé selon l'invention conduit à la formation d'une topologie où le substrat présente des zones creuses ayant une forme pointue très prononcée. Avantageusement, ces zones creuses de forme pointue très , prononcée permettent l'obtention d' inserts métalliques très pointus lors de 1 ' electrolyse, et ceci non seulement du côté où l' insert présente un partie creuse mais également de l'autre côté. En effet, la croissance par electrolyse des inserts métalliques est améliorée par la présence de la forte topologie du substrat. Dans le cas où le motif en résine est centré sur une pointe, l'effet de pointe (croissance plus rapide liée aux lignes de courants) accentue ou conserve la topologie du substrat. Dans le cas où le motif en résine est encadré par quatre pointes, un effet similaire est obtenu pendant l' electrolyse.
Avantageusement, les extrémités des inserts conducteurs sont réalisées en un matériau dur (par exemple du Nickel) . Ceci permet à ces extrémités de pouvoir percer la couche d'oxyde recouvrant le plot à connecter. Les inserts peuvent être entièrement réalisés dans ce matériau dur. A titre de variante, seule la partie débordante des inserts peut être réalisée en matériau dur.
Le film isolant peut être un film de polymère thermoplastique ou un film multicouche dont les couches extérieures sont thermoplastiques. Ceci permet de lui conférer une fonction autocollante lors de l'assemblage. Dans le cas contraire, il faut pourvoir le film isolant d'une couche de colle avant 1' assemblage.
Le film conducteur anisotrope obtenu par le procédé de l'invention permet de monter une puce ou un circuit intégré directement sur un substrat d'interconnexion, sans qu'il soit nécessaire de traiter de manière spécifique les plots de la puce ou du circuit intégré.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication de film conducteur anisotrope à inserts conducteurs, le procédé comprenant la gravure d'au moins un motif (Cl, Kl) dans un substrat monocristallin (15) pour former au moins une alvéole (22, 26) ayant un fond destiné à dessiner le contour d'une première extrémité d'un insert (23, 27), caractérisé en ce que le dessin du motif est destiné à faire apparaître au moins une pointe faisant saillie et au moins une zone en creux dans le fond de l'alvéole, lors de la gravure du motif selon au moins un plan cristallographique du substrat avec des plans cristallographiques limitants.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plan cristallographique selon lequel le motif est gravé est le plan (100) et les plans cristallographiques limitants sont les plans (111) et (110) .
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un motif est formé d'un ensemble de motifs élémentaires séparés les uns des autres et positionnés les uns par rapport aux autres de sorte que, durant la gravure, les motifs élémentaires se rejoignent faisant apparaître entre les motifs une zone comportant des plans limitants (111) et (110) et des plans non limitants.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les motifs élémentaires sont des cercles .
5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les motifs élémentaires sont des carrés .
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les carrés sont regroupés parallèlement les uns aux autres de façon à s'inscrire dans une géométrie en carré, les côtés des carrés n'étant pas orientés selon la direction <110> du substrat .
7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les carrés sont regroupés parallèlement les uns aux autres selon une géométrie en forme de croix, chaque carré ayant deux côtés parallèles à la direction <110> du substrat, une zone de sur-gravure (SI, S2, S3, S4) entourant la périphérie de chaque carré .
8. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le motif est formé par au moins un carré tronqué, deux côtés parallèles du carré étant parallèles à la direction <110> du substrat.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend le dépôt d'une couche sacrificielle (20) sur le substrat, la couche sacrificielle épousant le profil de l'alvéole.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend le dépôt d'une couche de polymère (21) sur la couche sacrificielle (20) et en ce que la couche de polymère est gravée pour former des trous circulaires (22) dans le prolongement de pointes formées dans l'alvéole.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un insert est formé dans une alvéole, depuis le fond de l'alvéole jusqu'au niveau d'une face supérieure de la couche de polymère.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la couche sacrificielle est gravée afin d'obtenir un décollement de la couche de polymère .
13. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une résine photosensible est insolée à travers un masque pour former des trous (26) dans le prolongement de pointes (25) formées dans le substrat.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'un insert est formé dans un trou formé dans la résine photosensible.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la résine est retirée par dissolution dans un solvant.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'un film isolant est déposé sur la couche sacrificielle (20) et sur les inserts (27) .
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'une gravure plasma du film isolant fait saillir les pointes des inserts.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le film isolant muni des inserts est décollé de la couche sacrificielle.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, caractérisé en ce que les inserts sont formés par croissance électrolytique, par évaporation ou par pulvérisation.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, caractérisé en ce que 1 ' insert formé à partir de l'alvéole présente, à l'extrémité opposée à sa première extrémité, au moins une pointe en saillie et au moins une zone en creux, la pointe en saillie et la zone en creux étant en regard, respectivement, d'une zone en creux et d'une pointe en saillie de la première extrémité de l' insert.
21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que 1 ' insert formé à partir de l'alvéole présente, à sa première extrémité, une pointe en saillie et au moins deux zones en creux.
22. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que 1 ' insert formé à partir de l'alvéole présente, à sa première extrémité, une zone en creux et au moins deux pointes en saillie.
23. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les inserts sont en nickel ou en cuivre.
24. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat est en silicium ou en carbure de silicium.
25. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de gravure supplémentaire pour accroître la hauteur de pointe de l' insert.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10326298B4 (de) 2003-06-11 2008-03-20 Avery Dennison Zweckform Office Products Europe Gmbh Etikettenbogen
AU2016342020A1 (en) 2015-10-23 2018-05-10 Ccl Label, Inc. Label sheet assembly with improved printer feeding
USD813945S1 (en) 2016-03-22 2018-03-27 Ccl Label, Inc. Label sheet
USD862601S1 (en) 2016-07-07 2019-10-08 Ccl Label, Inc. Carrier assembly
US10038264B2 (en) 2016-11-14 2018-07-31 Microsoft Technology Licensing, Llc Universal coupling for electrically connecting a flexible printed circuit to another flexible printed circuit in multiple different orientations
CN108538792A (zh) * 2018-05-16 2018-09-14 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 导电物质分布状态可控的异方性导电胶及其制备方法
USD914085S1 (en) 2018-08-29 2021-03-23 Ccl Label, Inc. Label sheet layout assemblies

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5135606A (en) * 1989-12-08 1992-08-04 Canon Kabushiki Kaisha Process for preparing electrical connecting member
US5379515A (en) * 1989-12-11 1995-01-10 Canon Kabushiki Kaisha Process for preparing electrical connecting member
JPH03194876A (ja) * 1989-12-23 1991-08-26 Canon Inc 電気的接続部材の製造方法
TW406207B (en) * 1994-09-30 2000-09-21 Nippon Electric Co A method to manufacture an anisotropic conductive film used in liquid crystal display means and a method to meanufacture a liquid crystal panel
FR2726397B1 (fr) * 1994-10-28 1996-11-22 Commissariat Energie Atomique Film conducteur anisotrope pour la microconnectique
FR2766618B1 (fr) * 1997-07-22 2000-12-01 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'un film conducteur anisotrope a inserts conducteurs
JP2001091579A (ja) * 1999-09-24 2001-04-06 Jsr Corp シート状コネクターおよびその製造方法、半導体装置接続装置並びに検査装置
DE60107519T2 (de) * 2000-09-25 2005-12-15 Jsr Corp. Anisotropisches leitfähiges Verbindungsblatt, Herstellungsverfahren dafür und Produkt davon

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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FR2842023A1 (fr) 2004-01-09

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