JPH023051A - 集積回路チップ接合用ビームリードの形成用積層物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、集積回路（ＩＣ）チップに接合した金属ビー
ムリードのフレームを、好ましくは自動化装置により製
造するために適合した積層物に関する。

〔従来の技術〕

ＩＣ技術の最もコストのかかる面の一つは、集積パッケ
ージのレスト（ｒｅｓＬ）へＩＣチップを接合すること
である。この問題に対する提案された解決は、ＩＣチッ
プへの金属ビームリードの自動接合（ｂｏｎｄｉｎｇ）
からなり、これによってマニュアルでワイヤーを接合す
る掻作を回避する。このような技術は、そのそれぞれが
ビームリードとして知られている多くの一般に平坦で極
微細で蜘蛛形状金属フィンガーを有する複数のフレーム
を、接合ステーションに運ぶ積層物のロールを使用する
。

接合ステーションに於て、ビームリードの内側部分は整
列され、同時にＩＣチップの接合サイトに接続される。

次いでビームリードの外側部分の集積パンケージの残り
の部分に接合するために利用できる。

このようなビームリードは、フォトレジストプロセスに
より製造できる。米国特許第４，２４７，６２３号には
、このような方法及びその方法で使用するための、電導
性金属の可撓性の片、該金属片の一方の表面に接着され
たポジ型レジストの層並びに該金属片の反対側表面に接
着されたネガ型レジストの層から成る構造を有するブラ
ンク（ｂｌａｎｋ）又は積層物が開示されている。この
プロセスには、像状露光並びにポジ型レジスト及びネガ
型レジストの現像工程が含まれる。現像されたポジ型し
ジスｉ〜は、金属層のビームリード部分上の保護被覆を
形成する。露光された金属層を、ついでエッチしてビー
ムリードを形成する。現像されたネガ型レジストは、所
望の配置にビームリードを保持する窓付き支持体スペー
サを形成する。ビームリードは矛ガ型レジストから形成
されたスペーサによって、接合の前及び間に適切な配置
に保持される。

〔発明が解決すべき課題〕

Ｆ記積層物は、ボ↑、＋　（アクリル酸）又はエチルア
クリレートとメタクリル酸とのコポリマーのような結合
剤中のキノンジアジドと縮合したクレゾールホルムアル
デヒド樹脂からなるポジ型レジストを含有している。こ
のようなポジ型レジストは、多（の条件下で優れた積層
物を提供する。しかしながら、全ての条件下でのその性
能は完全に満足されるものではない。例えば、このよう
なレジストは脆化する傾向にあり、被覆の間の剥がれ（
ｐｉｃｋ−ｏｆｆ　）の問題及び現像による亀裂を引き
起こす。更に２、二のようなレジス［・は、金属に対し
て弱い接着性を示す傾向を有しており、このような積層
物の処理の特徴である多数回の曲げ及び屈曲の間に剥離
を引き起こす。

即ち、本発明の課題は、上記ポジ型レジストの優れた解
像力と耐エツチング性を含む利点を有するポジ型レジス
トを特徴とし、更に改良された機械的性質を特徴とする
ＩＣチップ接合のためのビームリードを形成するための
積層物を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は、ある種のポリスルホンアミドがフォト酸発
生剤（即ち、活性化放射線に露光した場合にルイス酸又
はプレンステンド酸を発生する感光性化合物）から成る
増感剤との混合物で、優れたスピード、解像力及び耐エ
ンチング性並びに改良された接着性を有するポジ型可撓
性非脆性フォトレジスト組成物を提供することを見出し
た。

更に詳しくは、本発明に従って、可撓性金属片、該金属
片の一方の表面に接着された第ルジス１層及び該金属片
の反対側の表面に接着された第２レジスト層を含んでな
り、該第２レジストが、ポリマー結合剤及び活性化放射
線に露光されたときレジスト組成物にアルカリ可溶性を
付与するに有効な増感剤からなるポジ型レジストである
積層物が提供される。第２レジストは、それが、構造式
（式中、Ｒ１及びＲ″は、個々に、Ｈ、ハロゲン又は１
〜３個の炭素原子を含有するアルキルであり、Ｚは、 であり、ポリマー結合剤及び活性化放射線に露光された
とき、活性化放射線に画像様に露光されたときレジスト
組成物に画像様のアルカリ可溶性を付与するに有効な増
感剤を含む。第２レジストは、結合剤が本質的にポリマ
ー主鎖に於て線状のスルホンアミド官能性を有するスル
ホンアミドから成ることによって改良されている。この
ような官能性が可撓性及び接着性を含む改良された機械
的性質を与えることが見出された。

であり、そしてｎは３〜１２である） の繰り返し単位を含むポリスルホンアミドから本質的に
成るポリマー結合剤からなることで改良されている。

〔効　果〕

本発明の第２レジスト組成物はポジ型レジスト〔実施態
様〕 本発明の積層物についで、ＩＣチップに接合している金
属ビームリードのフレームを製造する方法に関して最初
に記載する。更に、本発明は製品の反対側に現像したレ
ジストを使用する他のフォトファブリケーションシステ
ムに於て有用である。

上記のように、本発明の積層物は可撓性金属片からなる
。本発明に於て任意の電導性金属層が使用できる。ＩＣ
チップに接合したビームリードとして使用するのに有効
な銅、アルミニウム及び他の同様な金属が好ましい。

本発明の実施に於て有用なポリスルホンアミドは、適当
なジアミンと芳香族ジスルホニルクロライドとの溶液中
での重縮合により、又は他の適当な重合縮合技術により
製造できる。ここで米国特許第４．１０７．１５５号に
記載された特別の方法が好ましい。線状のスルホンアミ
ド主鎖を有するこのような技術によって製造されたポリ
スルホンアミドは、望ましいｐＫａ値、例えば約１０よ
り大きいｐＫａ値と、優れた溶解性を与えることが見出
された。

他方、側鎖スルホンアミド基を有する付加重合により製
造されたスルホンアミドは、低いｐＫａ、溶解時の大き
い厚み損失及び劣った機械的性能のために望ましくない
ことが見出された。

本発明の実施に有用なポリマーの非常に有利な代表的例
には次のものが含まれる。

ポリ（ヘキサメチレン−２、４−）ルエンジスルホンア
ミド）［Ａ６］　　； ポリ（ｌ、４−シクロヘキシレンジメチレン−２，４−
）ルエンジスルホンアミド）［ＡＣｙ］；ポリ（１，３
−キシリレン−２，４−）ルエンジスルホンアミド）［
ＡＸｙ３　　； ポリ（エチレン−共−１，４−シクロヘキシレンジメチ
レン−２，１−）ルエンジスルホンアミド）　　［Ａ２
Ｃｙ］　　； ポリ（エチレン−共−へキサメチレン−１−クロロ−２
，４−ベンゼンジスルホンアミド）［Ｃ２６］　　；及
び ポリ（エチレン−共−１，３−キシリレン−１゜６−ジ
クロロ−２，４−ベンゼンジスルホンアミド）　　［Ｄ
２Ｘｙ］ 特に好ましいポリスルホンアミドは、 Ｃｙ ホン及びカルボン酸から形成されたエステル及びアミド
である。これらのエステル及びアミドは当該技術で公知
であり、それらを製造するために使用される方法も公知
である。例えば米国特許第４．４３９．５１６号及びそ
の参照文献には、このような化合物及びその製造方法が
記載されている。

特に好ましいキノンジアジド化合物には下記のものが含
まれる。

から成る群から選ばれた繰り返し単位を含む。

第２レジストは、結合剤に加えて、活性化放射線に露光
されたとき、組成物にアルカリ可溶性を付与するに有効
な増感剤から成る。換言すれば、増感剤は活性化放射線
に感光性であり、選択された現像剤溶剤に元の増感剤よ
りも更に可溶性である分解生成物を生成する。

本発明で使用される好ましい増感剤は、キノンジアジド
化合物、例えば０−キノンジアジドスル第２レジストは
、本発明の結合剤を、増感剤並びに汎用の染料、顔料、
界面活性剤、可塑剤、及び安定剤などのような任意的な
添加物と共に適当な被覆溶剤中で混合することによって
製造される。

第２レジストは選択された金属層に接着できる任意のポ
ジ型又はネガ型レジストであってよい。

例えば米国特許筒４，２４７，６２３号に記載されたネ
ガ型レジスト組成物が受は入れられる０本発明で使用さ
れる好ましい第ルジストは、少なくとも１５０’Ｃのガ
ラス転移温度を有するポリマー結合剤、構造式 を有するモノマー及び構造式 物 （式中、９は、２．３または４であり、ｂは１又は２で
あり、ｍ及びｐは１〜１０の整数であり、そして、Ｒ３
及びＲ４は個々にＨ又はＣｌ１３である）並びにアミン
と３−ケトクマリンとの混合物のような光開始剤組成物
から成るネガ型レジストである。

ビームリードの形成のための積層物として使用するため
に、乾燥第２レジストは好ましくは７〜約５０ミクロン
の厚さを有する。金属層は好ましくは５〜約１００ミク
ロンの厚さを有し、第ルジストは好ましくは１０〜約２
５０ミクロンの厚さを有するが、これらの範囲外の他の
厚さもある種の応用には有用である。現像された第２レ
ジストは、金属層のビームリード部分に保護被覆を形成
する。

現像された第ルジストは、ビームリードを所望の配置に
保持する支持体を形成する。露光された金属層はエッチ
されビームリードを形成する。

本発明の別の好ましい態様に於て、第ルジストは、ポリ
マー結合剤及び活性化放射線に露光されたときレジスト
組成物にアルカリ可溶性を付与するに有効な増感剤を含
むポジ型レジストであり、この第ルジストのポリマー結
合剤は、上記第２レジストについて記載したようなポリ
スルホンアミドから本質的に成る。ポリスルホンアミド
結合剤を有する現像された第ルジストは次の接合の間に
ビームリードのだめの有効な支持体を形成する。

本発明の実施に有用なフォトレジストは、スピン−コー
ティング、スプレーコーティング、ビードコーティング
、カーテンコーティング、ローラーコーティング及び類
似のもの（これらの全ては公知である）のような被覆技
術を含む、広範囲の種々の技術により金属層に適用でき
る。

ポジ型レジストのための特に有用な溶剤はアセトンであ
る。しかしながら、２−ブタノン、テトラヒドロフラン
、ｐ−ジオキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタノ
ン及び他のアルコール類のような他の適当な溶剤が使用
でき、これらは溶剤を使用する場合には、ネガ型レジス
トの被覆剤を製造する場合にも有用である。

積層物は片方又は両方のレジスト層のための除去可能な
カバーシートを任意に含んでいてよい。

このようなシートは、やや粘着性又は酸素窓受性の傾向
にある配合にとって特に有用である。このカバーシート
は、前成形してレジスト層に積層するか、又は水溶性ポ
リマーからのその場でフィルムとして成形できる。前者
の例には、セルローストリアセテートのようなセルロー
スエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ビニルポリ
マー及びポリエステルが含まれる。後者の例には、ポリ
（ビニルアルコール）又はアルキル部分の炭素原子が１
〜２個であるヒドロキシアルキルセルロースが含まれる
。このようなカバーシートの好ましい厚さは、１２〜５
０ミクロンである。

本発明の積層物の好ましい貯蔵方法は、片（ストリップ
）状で、適当なスプール又はマンドレルに巻き付けてロ
ールにすることである。このような場合に、このカバー
シートはこの片の次の隣接する部分に七ツマ−が移動す
ることを防ぐものである。このような性質を有する有用
な物質には、ポリエステルフィルムが含まれる。

上記のように、本発明の積層物は、ＩＣチップに接合し
た金属ビームリードのフレームを製造するために特に適
合している一フレームを形成し、このようなフレームを
ＩＣチップに接合する方法は、前記米国特許第４．２４
７．６２３号に適切に記載されている。このような方法
は、好ましくは連続式で行なわれる。レジストの部分を
除去するために使用される洗浄液には、塩基水ン容冴、
緩衝塩基水溶液、１，、１−トリクロロエタン、ジクロ
ロツタ：′、アセトン、ベンゼン、１゛ルコール類、エ
ーテル類、Ｉ・ルエン、ＫＴＩ　Ｃｈｅｗｉ：、ａｉｓ
、　Ｉｎｃ、、から入りできるＫＭＰＲ−８０９現像剤
及び類（疹物のような公知のレジスト現像剤が含まれる
６ボジ型レジストのだめの特に好ましい現像剤には、２
シリコーン緩衝憐酸塩水性塩基及び米国特許が４．１４
、７３３号及び欧州特許第２３．７５８号に記載された
もの、例えば、亜硫酸塩安定荊を含む第四級アル、リノ
ールアンモニウムヒドロキシドが含まね５ろ。

〔発明の利点〕

本発明の積層物はＩＣチ・・ノブに接合できる優れた金
属ビームリードを提供する、−とができる。

第２し・シストが、ポリスルホンアミド結合剤の故に、
可撓性を含む改良された機械的性質と金属片に対する優
れた接着性を示し、金属リードを与えるために必要な優
れた解像力と耐エツチング性を示すこと己よ、本発明の
特に有利な特徴である、更に、このし７゛ストは剥がね
、と現像による魯裂を最小にする。

上記第２　ｔ−：、；ストがキノンジアジド増感荊の光
還元から形成される染料の残留補足を避ける水性アルカ
リ現像剤に優れた溶解性を示すことは、本発明の他の有
利な特徴である。

〔実施例〕

下記の実施例は本発明を更に具体的に説明するためのも
のであるが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例Ｌ’
＝ｌＥｌｌ！定するものでない、：とはいうまでもない
、 フ【】缶ｆｌｕ及−（ｊＪ七較−紗＋１４アセトン中の
２２重量％のＡ２Ｃｙ（Ｍｗ＝４００．０００　、Ｔα
−１４０°Ｃ）及び３％の、２．４−トリス（６−−）
”アゾ−５，６−ナフ［・キノン−１スルホニルオキシ
）ベンゼン（七ツマー増感ｉ１）を含、む被覆溶液を、
可撓性胴支持体上に機械被覆し、５〜１０ミクロンの厚
さに乾燥した。

第１ＪＬ辻旦０．−９Ｊ＝Ｊ漁 爪−−−１ エト４′ジエチル／゛セテート（溶剤）ポリ　（エチル
ア、、；”Ｊレー　トー共−・メタクリル酸）ＪＬＸ ６０％ １２％ 八：ｌ　（：　ｙ　ｌ−ヅーλトは、画像様露光り慣用
の水性１、；スト現像剤（ｋＴＩ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ
、　Ｘｎｃ、＋　から入手ごきるＫＭＰＲ，−８０９現
像剤）中で現像した声き、支持体ム゛対する優れた接着
性、優れた接着強度、優れた耐エツチング性及び優れた
解像力（１５ミクロ゛、パ線／’４０ミクロン間隔）を
示した。１０〜９０％ＲＨ範囲内の湿度試験では、材料
の性能に著Ｌ７い影響は示されなかった。

下記第１表に記載の配合から製造した対照ポジ型し・シ
ストを、可撓性胴支持体上に機械被覆し５　＝−］　０
ミクロンの厚さに乾燥した。

Ｍ二　２＜）Ｏｔ′ｌ、 丁９−５ＩＬ。

幾つかの性能特徴の項目に関する実施例１と対照（比較
例１）との比較を上記第■表に示す。

メー」し−表 ム」」ンＬ 機械的性質 接着（ａｄｈｅｓ　１ｏｎ） 剥離強度 １２５ｇ／ｃｍ ５４ｇ／Ｃｍ 実ｍ二ｊ Ａ２ＣＹをＡＳ　、ＡＸｙ　、Ａｃｙ　、Ｃ２６及びＤ
２Ｘｙで置き換えて実施例１を実質的に繰り返し同様の
結果を得た。

止較皿工 Ａ２Ｃｙを下記構造式を有するＡ２で置き換えた他は、
実施例１を実質的に繰り返した。

光スピード（ｅｒｇ／ｃｆｆｌ） ５ミクロン被麹　　　　　３００ １０ミクロン被覆　　　７００ ３３％に肝Ｒ現像剤中の溶解速度（入／５ｅｃ）未露光
　　　　　　　　　９３ 露光　　　　７７９０ 水性アルカリ現像剤中でこのレジストを現像した結果、
キノン増感剤の光還元から現像剤溶？夜中に洗い出すこ
とができない赤色染料が形成した。

このような残留する補足された染料は微小剥離の問題を
引き起こ（７、この問題はレジストをＩＣチップに接合
されるべき金属ビームリードのフレームを製造するため
に適合される積層物に使用されるとき望ましくないと信
じられる。更に、このレジストは溶解で受は入れられな
い厚さ損失を示した。

６：　　しいネガ　レジスト　４・ 第■表の下記ネガ型レジスト配合物を、その−面に上記
実施例１に記載した組成を有する５ミクロン厚さのポジ
型レジストを被覆した３５ミクロン厚さの銅箔上に４０
ミクロン乾燥厚さで被覆し、連続フィルム片を形成した
。

この試料を次のように処理した。

（１）この試料を、Ｋｏｄａｋ　Ｔ−１４（０，１５）
ニュ）ラル濃度ステップタブレットを使用し、Ｃｏｌｉ
ｇｈｔ　Ｍ−２１８露光ユニツ）　（４００ワツト水銀
灯）で露光した。

（２）露光したポジ型レジストを水希釈したＫＭＰＲ−
８０９現像剤（１：　１）中で９０秒間浸漬現像し、露
光した領域を完全に除去し、ステップタブレット領域で
三つのシャープなステップを生じた。最終水リンスを現
像剤の全ての痕跡を除くために使用した。

（３）保護されていない銅箔（露光領域）を、ＨＣｌ−
ＣｕＣｌ□スプレーエッチ液を使用して化学的に除去し
た。

（４）ついで保護ポジ型レジストを、ＫＭＰＲ−８０９
現像剤のストリッパー及びアセトン中で除去した。

（５）ついで露光したネガ型レジストフィルムを１　、
１　、１−）リクロロエタンでスプレー現像し、露光し
なかった領域を除去し、ステップタブレット領域で８つ
のシャープなステップを生じた。最終水リンスを現像剤
の全ての痕跡を除くために使用した。

（６）ついでこの片を、オーブン中で５分間２０１３°
Ｃでベークして、溶剤を除去しモノ・マーの重合を増大
させた。

（７）処理したテープをＪａｄｅ　ＪＥＭＳ／ＬＡＢ接
合器を使用して全圧着（ｂｕｍｐｅｄ）　Ｉ　Ｃチップ
に熱圧縮接合した。接合サイクルは約４００°Ｃで約２
秒間であった。

このポジ型レジストは被覆の間の剥がれ問題も、現像に
よるクランクラインも示さず、処理の間銅支持体への優
れた接着を示した。この積層物は優れたビームリードを
与えた。

７：２ポジ　レジストを　む ３５ミクロンの銅片支持体の反対側に、Ａ６ボリスルホ
ンアミドから形成したポジ型レジストと上記実施例１に
記載した増感剤とを有する積層物を製造した。第２レジ
ストは約７．５ミクロンの厚さを有していた。第２レジ
ストは約４０ミクロンの厚さを有していた。第１及び第
２のポリスルホンアミドレジストは、下記のこと以外上
記実施例６に記載した方法を使用してビームリード及び
そのための支持体を形成するために有効に使用できる。

その厚さが大きいために第２レジストは、３〜４倍長い
露光及び現像時間（工程１及び２）を必要とする。高温
度硬化（工程６）は必要ではなく、接合の前に残留する
溶剤及び水を除去するために温和なベーク（１００°Ｃ
で５分間）のみが必要である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ａ）可撓性金属片、 ｂ）該金属片の一方の表面に接着された第１レジスト層
   及び ｃ）該金属片の反対側の表面に接着された第２レジスト
   層を含んでなり、該第２レジストが、ポリマー結合剤及
   び活性化放射線に露光されたとき組成物にアルカリ可溶
   性を付与するに有効な増感剤からなるポジ型レジストで
   あり、 該ポリマー結合剤が、本質的に、構造式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＾１及びＲ＾２は、個々に、Ｈ、ハロゲン又
   は１〜３個の炭素原子を含有するアルキルであり、Ｚは
   、 ▲数式、化学式、表等があります▼ であり、そしてｎは３〜１２である） の繰り返し単位を含むポリスルホンアミドを含んで成る
   ことを特徴とする集積回路チップに接合した金属ビーム
   リードのフレームを製造するために適した積層物。 ２、該第２レジストの該結合剤が、本質的に、▲数式、
   化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ から成る群から選ばれた式を有する繰り返し単位を含む
   ポリスルホンアミドから成る請求項１記載の積層物。 ３、該第２レジストが１、２、４−トリス（６−ジアゾ
   −５、６−ナフトキノン−１−スルホニルオキシ）ベン
   ゼン及び１、３、５−トリス（６−ジアゾ−５、６−ナ
   フトキノン−１−スルホニルオキシ）ベンゼンから成る
   群から選ばれた増感剤を含む請求項１記載の積層物。 ４、該第２レジストが７〜５０ミクロンの厚さを有する
   請求項１記載の積層物。 ５、該第１レジストが、 （１）ポリマー結合剤、 （２）構造式 ▲数式、化学式、表等があります▼ を有するモノマー及び構造式 ▲数式、化学式、表等があります▼ を有するモノマーを含む光重合性モノマー混合物（式中
   、ｑは１、２、３または４であり、ｂは１又は２であり
   、ｍ及びｐは１〜１０の整数であり、そして、Ｒ＾３及
   びＲ＾４は個々にＨ又はＣＨ＿３である）並びに （３）光開始剤組成物 を含む請求項１記載の積層物。 ６、該第１レジストが、ポリマー結合剤及び活性化放射
   線に露光されたとき該組成物にアルカリ可溶性を付与す
   るに有効な増感剤を含むポジ型レジストを含んで成り、
   該第１レジストのポリマー結合剤が本質的にポリスルホ
   ンアミドから成る請求項１記載の積層物。