JP2004087862A

JP2004087862A - 半導体装置用テープキャリア

Info

Publication number: JP2004087862A
Application number: JP2002247939A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Abe; 阿部　秀一; Satoshi Chinda; 珍田　聡; Akira Matsuura; 松浦　亮
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】エッチングによりリード側面にえぐれた孔食８が発生するのを防止し、リード断面形状を均一にして、リード密着強度に優れた高信頼性の半導体装置用テープキャリアを得る。
【解決手段】配線パターン５の形成に用いたフォトレジスト４を剥離除去した後、下地金属層３をエッチング除去する前に、第二の銅めっき層７を施して、少なくとも配線パターン５の側面における下地金属層３との間のえぐれ部５ａを、第二の銅めっき層７又はスズ、銀、ニッケル又はこれらの合金から成るめっきにより埋め込み、その後に、下地金属層３をエッチングにより除去して配線パターン５のリード（銅めっき層５１）相互間を電気的に独立させる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、精密電子部品である半導体装置用テープキャリア、特にＬＳＩ搭載用微細配線テープとして適したテープキャリアの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体装置用テープキャリアの構造は、ポリイミド樹脂フィルムに接着剤層を介して貼り合わせた銅箔をパターニングして形成した配線パターン上の銅リードに、安定した接合性を与えるために無電解スズめっきを施した構造である。このテープキャリアの半導体素子（ＩＣチップ）への実装作業は、半導体素子をデバイスホールに位置するように配置し、デバイスホールに突出したインナーリードと半導体素子の電極を位置合わせした後、ボンディングツールにより圧着する。半導体素子の電極には金バンプが形成されており、加熱された状態で銅リードに圧着されるとスズめっきが溶融し金−スズ合金を形成し電極とインナーリードが接合される。
【０００３】
最近では微細配線ピッチ化が進み、４０μｍピッチ以下では、エッチング法によるパターン形成ではリード形状が不均一となり、微細配線パターンの形成が困難である。
【０００４】
例えば、テープキャリアはＬＣＤ（液晶表示ディスプレイ）の高精細ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）液晶パネルに対応して、年々微細化が進展しており、Ｌｉｎｅ／Ｓｐａｃｅ（Ｌ／Ｓ）は２５／２５μｍのレベルが実用化されており、配線パターンのファイン化の要求はさらに強まっている。
【０００５】
しかし、フォトエッチング法では銅箔の厚さを９μｍ程度に薄くしても、リードピンピッチ３０μｍ（Ｌ／Ｓ＝１５／１５μｍ）程度が限界と考えられる。そこで、フォトレジストによるレジストパターンの微細開口部をめっきで埋め込むアディティブ法による配線形成技術の確立が、種々の機関で試みられている。
【０００６】
このセミアディティブ法は、図２に示すように、ポリイミド樹脂等の絶縁性フィルムから成るテープ基材１上にニッケルスパッタ層２を介して下地金属層３である銅箔を施した基材を用意し（図２（ａ））、この銅箔から成る下地金属層３上にドライフィルムから成るフォトレジスト４を塗布し（図２（ｂ））、露光、現像工程を経てリードに対応する所望の開口４１を有するレジストパターンを形成した後（図２（ｃ））、レジスト開口４１に銅めっき層５１を施し（図２（ｄ））、フォトレジスト４を剥膜して微細配線パターン５を形成し（図２（ｅ））、次いでこの銅めっき層５１間つまりリード間の下地金属層３をエッチングにより除去して、銅の微細配線パターン５（リード）を電気的に独立させた構造とするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したセミアディティブ法では、図３に拡大して示すように、フォトレジスト４を塗布し（図３（ａ））、露光、現像した際に、フォトレジスト４の根残り６（図３（ｂ））が発生する。このフォトレジスト４の根残り６上に、銅めっき層５１により微細配線パターン５を形成するため（図３（ｃ））、フォトレジスト４を剥膜後、配線パターン５（リード）の側面における下地金属層３との間にえぐれ部５ａが残る。従って、エッチングにより下地銅層３を剥離除去するすると、図３（ｅ）に示すように、下地銅層３と銅めっき層５１の界面のえぐれ部５ａで、エッチング液が侵食し、えぐれた孔食８が形成され、リード断面形状が不均一となり、リード密着強度が低下する。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、エッチングによりリード側面にえぐれた孔食が発生するのを防止し、リード断面形状を均一にして、リード密着強度に優れた高い信頼性を有する半導体装置用テープキャリアを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。
【００１０】
請求項１の発明に係る半導体装置用テープキャリアは、絶縁性フィルムから成るテープ基材上に下地金属層を貼り付けた基材の下地金属層上にフォトレジストを塗布し、露光および現像工程を経て所望の開口のレジストパターンを形成した後、レジスト開口に銅めっきを施し、フォトレジストを剥離除去して銅めっき層の配線パターンを形成し、次いでこの銅めっき層間の下地金属層をエッチング除去して配線パターンのリード相互間を電気的に独立させた半導体装置用テープキャリアにおいて、上記フォトレジストを剥離除去した後、上記下地金属層をエッチング除去する前に、第二の銅めっきを施して、少なくとも上記配線パターンの側面における上記下地金属層との間のえぐれ部を第二の銅めっきにより埋め込み、その後に、下地金属層をエッチングにより除去して配線パターンのリード相互間を電気的に独立させたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載の半導体装置用テープキャリアにおいて、上記第二の銅めっきを湿式法または乾式成膜法により上記配線パターンの側面及び表面並びに下地金属層の表面に施し、これにより配線パターンの側面における下地金属層との間のえぐれ部を第二の銅めっきにより埋め込み、その後に、配線パターンのリード相互間の第二の銅めっき層及び下地金属層をエッチングにより除去して配線パターンのリード相互間を電気的に独立させたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の半導体装置用テープキャリアにおいて、上記フォトレジストを剥離除去した後、上記下地金属層をエッチング除去する前に、上記第二の銅めっきを施す代わりに、スズ、銀、ニッケル又はこれらの合金から成るめっき層を設ける。
【００１３】
＜発明の要点＞
本発明では、配線パターンの形成に用いたフォトレジストを剥離除去した後、下地金属層をエッチング除去する前に、第二の銅めっきを施して、少なくとも配線パターンと下地金属層との境界部におけるえぐれ部を第二の銅めっき又はスズ、銀、ニッケル又はこれらの合金から成るめっきにより埋め込み、その後に、下地金属層をエッチングにより除去して配線パターンのリード相互間を電気的に独立させる。代表的には、図１（ｅ）に示すように、エッチング前に第二の銅めっき層７を施すことによりリード全体を被覆してからエッチング処理を行う。これにより、リード側面のえぐれた孔食８（図３（ｅ））の発生を防止する。
【００１４】
従って、本発明によれば、エッチングによりリード側面にえぐれた孔食が発生するのを防止し、リード断面形状を均一にして、リード密着強度に優れた信頼性の高い半導体装置用テープキャリアを得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る半導体装置用テープキャリアの構造を、製造手順を追って示したものである。
【００１７】
まず、ポリイミド樹脂等の絶縁性フィルムから成るテープ基材１上に導電薄膜層であるニッケルスパッタ層２を介して下地金属層３である銅箔を施した基材を用意する（図２（ａ）参照）。そして、図１に示すように、この銅箔から成る下地金属層３上にドライフィルムから成るフォトレジスト４を塗布し（図１（ａ））、露光、現像工程を経て、リードに対応する所望の開口４１を有するレジストパターンを形成した後（図１（ｂ））、それらのレジスト開口４１に銅めっきを施して銅めっき層５１形成し（図１（ｃ））、フォトレジスト４を剥膜除去して銅めっき層５１（リード）を有する微細配線パターン５を形成する（図１（ｄ））。
【００１８】
ここで、配線パターン５の側面、正確には銅めっき層５１（リード）の側面には、配線パターン５と下地金属層３との境界部分に、その配線パターンと下地金属層が接していないえぐれ部５ａが形成される。これは、フォトレジスト４の露光、現像後にフォトレジスト４の根残り６が発生し（図１（ｂ））、その上に銅めっき層５１を施すことになるためである。そこで、従来であれば、フォトレジスト４を剥膜した後（図３（ｄ））、直ぐに、エッチングによる下地銅層３の除去工程に入るが、これでは、えぐれ部５ａからエッチング液が侵食し、図３（ｅ）に示すように、えぐれた孔食８が形成され、銅めっき層５１から成るリードの断面形状が不均一となり、リード密着強度が低下する。
【００１９】
そこで本実施形態では、上記フォトレジスト４を剥離除去した後、上記下地金属層３である銅箔をエッチング除去する前に、第二の銅めっき層７を施す。この第二の銅めっき層７は、少なくとも上記配線パターン５と上記下地金属層３との間であって、その配線パターン５と下地金属層３が接していないえぐれ部５ａを第二の銅めっき層７により埋め込むように設ける（図１（ｅ））。この実施形態の場合、上記第二の銅めっき層７は、湿式法または乾式成膜法により、上記配線パターン５の側面及び表面並びに下地金属層３の表面にわたって施し、これにより配線パターン５の側面における下地金属層３と接していないえぐれ部５ａを第二の銅めっき層７により埋め込んでいる。
【００２０】
その後、微細配線パターン５のリード（銅めっき層５１）相互間に存在する第二の銅めっき層７、下地金属層３及びニッケルスパッタ層２を、硫酸−過酸化水素系のエッチング液を用いて、エッチングにより除去し、微細配線パターンのリード（銅めっき層５１）相互間を電気的に独立させ、半導体装置用テープキャリアを完成させる（図１（ｆ））。
【００２１】
このように、フォトレジスト４を剥離除去した後、上記下地金属層３をエッチング除去する前に、第二の銅めっき層７をリード側面の少なくとも下地金属層３との間のえぐれ部５ａを埋め込むように設けることによって、後の下地金属層３のエッチング工程においても、えぐれた孔食８の形成を防止することができ、微細配線パターンの強度を確保することができる。
【００２２】
なお、図１（ｂ）に示す根残り６となる部分Ａは、通常０．１〜２μｍ程度で発生する。本発明における下地金属層３をエッチングする前に実施する第二の銅めっき層５１のめっき工程は、この根残り６の大きさに拘わらず、少しでも根残り６が存在すれば必要になる。
【００２３】
第二の銅めっき層７の厚さは、微細配線パターン５のリード（銅めっき層５１）相互間の間隔が、第二の銅めっき層７のめっきにより埋まってしまわないような厚さで設ける必要がある。例えば、配線パターン５のリードピッチ２０μｍ（リード／スペース＝１０／１０μｍ）の場合、スペース部分（１０μｍ）が埋まらないように、第二の銅めっき層７の厚さは５μｍ未満にする。
【００２４】
本発明の効果を確認すべく、次のように試作例を作製した。
【００２５】
まず、ポリイミド樹脂製のテープ基材１上にニッケルスパッタ層２を介して貼り付けた銅箔の導体パターン上に、フォトレジスト４を塗布し、露光、現像後、レジスト開口４１に銅めっき層５１を１０μｍ施して微細配線パターン５を形成した。そして、フォトレジスト４を剥膜した後、第二の銅めっき層７を形成し、その後、エッチングにより下地金属層３としての下地銅層を剥離除去した。すなわち、フォトレジスト４を剥膜した後、エッチング処理する前において、第二の銅めっき層７を施し、その後に、第二の銅めっき層７、下地金属層３及びニッケルスパッタ層２をエッチングにより剥離除去して微細配線パターン５を作製した。
【００２６】
ここで、試作例としてエッチング前の第二の銅めっき層７の厚さを０．１、０．２、０．５、１、３、５μｍのものを作製し、リード断面形状の観察およびテープピール試験により銅リードの剥離の有無を観察した。リード断面形状の評価は、孔食無し：○、孔食有り×とし、また密着強度の判定は、テープピール試験により、剥離無し○、剥離有り×とした。これらの結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
表１の結果より、第二の銅めっき層７の厚さは０．１〜３μｍの範囲であれば、リード断面形状は良好であり、リード側面に孔食およびリード剥がれは発生しない。第二の銅めっき層７の厚さが５μｍの場合は、ラインアンドスペースが２０μｍなので、スペース部分（１０μｍ）が埋まってしまう関係となり、リード断面形状の寸法に不具合が生じる。
【００２９】
上記実施形態では、テープ基材１上に導電薄膜層としてニッケルスパッタ層を介して下地金属層３設けた基材を用いたが、テープ基材１上に接着剤層を介して又は接着剤層を介さないで下地金属層を設けた基材を用いることもできる。
【００３０】
また上記実施形態では、えぐれ部５ａを埋め込むためのめっき処理として、第二の銅めっき層を形成したが、この第二の銅めっきを施す代わりに、スズ、銀、ニッケル又はこれらの合金から成るめっきを施すこともできる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。
【００３２】
本発明は、フォトレジストを剥離除去した後、下地金属層をエッチング除去する前に、第二の銅めっきを施して、少なくとも配線パターンの側面における下地金属層との間のえぐれ部を、第二の銅めっき又はスズ、銀、ニッケル又はこれらの合金から成るめっきにより埋め込み、その後に、下地金属層をエッチングにより除去して配線パターンのリード相互間を電気的に独立させる。代表的には、エッチング前に第二の銅めっき層を施し、リード全体を被覆してからエッチング処理を行う。これにより、リード側面のえぐれた孔食の発生を抑制する。
【００３３】
従って、本発明によれば、エッチングによりリード側面にえぐれた孔食が発生するのを防止し、リード断面形状を均一にして、リード密着強度に優れた高い信頼性の半導体装置用テープキャリアを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置用テープキャリアの製造プロセスを示す断面図である。
【図２】従来の半導体装置用テープキャリアの製造プロセスを示す断面図である。
【図３】従来の半導体装置用テープキャリアの製造プロセスにおける問題点を示す断面図である。
【符号の説明】
１　テープ基材（絶縁性フィルム）
２　ニッケルスパッタ層（導電薄膜層）
３　下地金属層（銅箔）
４　フォトレジスト（ドライフィルム）
５　配線パターン
５ａ　えぐれ部
６　根残り
７　第二の銅めっき層
８　えぐれた孔食
４１　レジスト開口
５１　銅めっき層

Claims

絶縁性フィルムから成るテープ基材上に下地金属層を貼り付けた基材の下地金属層上にフォトレジストを塗布し、露光および現像工程を経て所望の開口のレジストパターンを形成した後、レジスト開口に銅めっきを施し、フォトレジストを剥離除去して銅めっき層の配線パターンを形成し、次いでこの銅めっき層間の下地金属層をエッチング除去して配線パターンのリード相互間を電気的に独立させた半導体装置用テープキャリアにおいて、
上記フォトレジストを剥離除去した後、上記下地金属層をエッチング除去する前に、第二の銅めっきを施して、少なくとも上記配線パターンの側面における上記下地金属層との間のえぐれ部を第二の銅めっきにより埋め込み、その後に、下地金属層をエッチングにより除去して配線パターンのリード相互間を電気的に独立させたことを特徴とする半導体装置用テープキャリア。
請求項１記載の半導体装置用テープキャリアにおいて、
上記第二の銅めっきを湿式法または乾式成膜法により上記配線パターンの側面及び表面並びに下地金属層の表面に施し、これにより配線パターンの側面における下地金属層との間のえぐれ部を第二の銅めっきにより埋め込み、その後に、配線パターンのリード相互間の第二の銅めっき層及び下地金属層をエッチングにより除去して配線パターンのリード相互間を電気的に独立させたことを特徴とする半導体装置用テープキャリア。
請求項１又は２記載の半導体装置用テープキャリアにおいて、
上記フォトレジストを剥離除去した後、上記下地金属層をエッチング除去する前に、上記第二の銅めっきを施す代わりに、スズ、銀、ニッケル又はこれらの合金から成るめっき層を設けたことを特徴とする半導体装置用テープキャリア。