KR20020054112A - Fabrication method of Mulichip module substrate with embedded passive components - Google Patents

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KR20020054112A
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module substrate
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주철원
박성수
백규하
이희태
김성진
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오길록
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Abstract

PURPOSE: A method for fabricating a multichip module(MCM) substrate having a passive device is provided to reduce the size of the MCM substrate and to increase a signal rate of an MCM, by increasing interconnection density of the MCM substrate. CONSTITUTION: The first metal layer as a power layer, the second metal layer(114) and the third metal layer are sequentially formed on a base substrate of the MCM substrate. A capacitor and a resistor are formed between the power layer and the second metal layer in the same process. The resistor is made of NiCr. The power layer, the second metal layer and the third metal are stack structures composed of a seed metal layer and a main metal layer.

Description

수동 소자 내장형 멀티 칩 모듈 기판 제조 방법 {Fabrication method of Mulichip module substrate with embedded passive components}Fabrication method of Mulichip module substrate with embedded passive components

본 발명은 멀티 칩 모듈(MCM : Multi Chip Module) 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 기판에 수동 소자인 저항, 커패시터, 인덕터를 형성함에 의해 멀티 칩 모듈 기판의 크기를 축소시킬 수 있는 멀티 칩 모듈 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi chip module (MCM) substrate and a method of manufacturing the same. In particular, a multi chip module substrate can be reduced in size by forming resistors, capacitors, and inductors, which are passive elements. It relates to a chip module substrate and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 반도체 소자는 개별 패키지인데 비하여 멀티 칩 모듈은 한 개의 기판(Substrate)에 여러 개의 반도체 베어 칩(Bare Chip)과 수동 소자(저항, 커패시터, 인덕터)를 장착시켜 패키지 및 인쇄 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board)에서 발생하는 지연 시간을 감소시키기 위한 패키지 기술로서, 개별 반도체 소자 및 수동 소자를 사용하는 기존의 기술에 비하여 보드의 소형화, 고속화, 고신뢰성의 장점을 갖고 있어 중대형 컴퓨터, 워크 스테이션, 통신 시스템, 휴대용 단말기, 자동차, 군수 장비등에 활용되는 새로운 패키지 기술이다.In general, semiconductor devices are individual packages, whereas multi-chip modules are packaged and printed circuit board (PCB) by mounting several semiconductor bare chips and passive devices (resistors, capacitors, and inductors) on a single substrate. : Package technology to reduce delay time in printed circuit board, which has advantages of miniaturization, high speed, and high reliability of boards compared to existing technologies using individual semiconductor devices and passive devices. It is a new package technology used in communication systems, portable terminals, automobiles, and military equipment.

멀티 칩 모듈은 사용하는 기판 종류에 따라 MCM-L, MCM-C, MCM-D로 구분되는데, MCM-L은 일반 인쇄 회로 기판(PCB) 재료인 FR-4(Fire Resistant epoxy bonded fiber glass)를 기판 재료로 사용하는데, 고속을 필요로 하지 않고 가격이 비싸지 않으며 열방출이 크지 않은 100MHz 이하의 시스템에 주로 활용된다.Multi-chip modules are classified into MCM-L, MCM-C, and MCM-D according to the type of substrate used. MCM-L uses FR-4 (Fire Resistant Epoxy Bonded Fiber Glass), a general printed circuit board (PCB) material. It is used as a substrate material. It is mainly used for systems below 100 MHz, which do not require high speed, are inexpensive, and have low heat dissipation.

MCM-D는 기판 제작시 실리콘이나 세라믹을 사용하는데, 반도체 공정을 활용하므로, 배선 밀도가 높아, 고속, 고열, 고성능 모듈에 활용된다. MCM-C의 배선 밀도는 MCM-L 정도이나 세라믹을 기판으로 사용하므로 방열 특성이 좋다.MCM-D uses silicon or ceramics in the manufacture of substrates, and because it uses a semiconductor process, the wiring density is high, and it is used for high speed, high temperature, and high performance modules. The wiring density of MCM-C is about MCM-L, but ceramics are used as the substrate, so the heat dissipation characteristics are good.

한편, 최근 들어 와서 모든 전자 장비의 소형화 추세에 따라 멀티 칩 모듈의 소형화도 역시 요구되고 있는 실정이다. 멀티 칩 모듈을 소형화하기 위해서는 멀티 칩 모듈 기판의 크기를 줄이는 것이 선행되어야 한다. 그러나, 멀티 칩 모듈 기판에는 여러 개의 베어 칩이 실장될 면적과, 베어 칩 주변에 다수의 수동 소자가 실장될 면적이 확보되어야 하기 때문에 기판 크기를 줄이는데 한계가 있다. 특히, 혼성 신호의 경우 기존의 디지털 신호에 비하여 베어 칩 주변에 많은 수동 소자가 실장되므로 이들 베어 칩 및 수동 소자를 수용하기 위해 멀티 칩 모듈 기판의 면적은 더 커질 수밖에 없다. 이와 같이 멀티 칩 모듈 기판의 크기를 줄이는데 한계가 있기 때문에 멀티 칩 모듈을 소형화하기 어려운 문제가 있다.On the other hand, according to the recent trend of miniaturization of all electronic equipment, the miniaturization of the multi-chip module is also required. In order to miniaturize the multi-chip module, the size of the multi-chip module substrate must be reduced. However, the multi-chip module substrate has a limitation in reducing the size of the substrate because an area in which several bare chips are to be mounted and an area in which a plurality of passive elements are mounted around the bare chip must be secured. In particular, in the mixed signal, many passive elements are mounted around the bare chip, compared to the existing digital signal, so that the area of the multi-chip module substrate may be larger to accommodate the bare chip and the passive element. As described above, since the size of the multi-chip module substrate is limited, it is difficult to miniaturize the multi-chip module.

또한, 멀티 칩 모듈 기판에는 수동 소자인 저항, 커패시터 및 인덕터가 칩 형태로 실장 되는데, 고속 혼성 신호에서는 이들 칩 형태의 수동 소자 자체가 신호의 저항 성분으로 작용하기 때문에 멀티 칩 모듈의 속도를 떨어뜨리는 요인으로 작용하고 있어 멀티 칩 모듈의 성능 및 신뢰성을 저하시키는 문제가 있다.In addition, passive components such as resistors, capacitors, and inductors are mounted in chip form on a multi-chip module substrate. However, in a high-speed mixed signal, the passive components in the form of chips act as resistance components of the signal, thereby reducing the speed of the multi-chip module. As a factor, there is a problem of degrading the performance and reliability of the multi-chip module.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 수동 소자를 기판에 내장시키면, 배선(Interconnection) 길이가 짧아져 신호 속도가 빨라지고, 표면 실장이던 것이 기판 내부에 실장되므로 기판 면적이 소형화되는 장점을 갖게 된다.In order to solve this problem, if the passive element is embedded in the substrate, the interconnection length is shortened, the signal speed is increased, and the surface mount is mounted inside the substrate, thereby reducing the substrate area.

그러나, 수동 소자를 기판에 내장시키기 위해서는 그 구조와 제조 공정에서 기판 제조 공정과의 상호 안정성(공정 조건)이 보장되어야 하는데, 기판 제조 공정은 사용되는 기판, 절연막, 금속 배선의 종류에 따라 달라지므로 표준화된 구조 및 제조 방법이 없다.However, in order to embed a passive element in a substrate, mutual stability (process conditions) between the structure and the manufacturing process of the substrate must be ensured. The manufacturing process of the substrate varies depending on the type of substrate, insulating film, and metal wiring used. There is no standardized structure and manufacturing method.

한편, 멀티 칩 모듈에 관련된 선행 기술로서, 미국 특허 번호 제 5,544,017 호(발명자 : Beilin, Solomon I, 국명 : USA, 발명의 명칭; multichip module substrate, 등록일 : 1994. 7. 19)에는 일반적인 단면 구조의 칩을 장착한 기판들을 지지판(Support Base) 위에 놓고 이들을 z 축 방향의 콘넥터(Connector)에 연결하므로 3차원 구조의 멀티 칩 모듈을 구현하여 고기능의 모듈을 제작하는 것이 기재되어 있다.Meanwhile, as a prior art related to a multi-chip module, U.S. Patent No. 5,544,017 (Inventor: Beilin, Solomon I, Country: USA, Name of the Invention; multichip module substrate, Registered Date: July 19, 1994) includes a general cross-sectional structure. Since chip-mounted substrates are placed on a support base and connected to a connector in the z-axis direction, a high-performance module is described by implementing a multi-chip module having a three-dimensional structure.

또한 미국 특허 번호 제 5,633,530 호(발명자 : Hsu, Chen-Chung, 국명 : Taiwan, 발명의 명칭 : Multichip module having a multi-level configuration, 등록일; 1995. 10. 24)에는 모듈 템플레이트(Module Template)라는 틀을 사용하여 반도체 칩을 다층으로 패키징함으로써, 한 개의 모듈에 여러 개의 반도체 칩을 실장 시킬 수 있는 다기능의 모듈을 제작하는 것이 기재되어 있다.In addition, U.S. Patent No. 5,633,530 (Inventor: Hsu, Chen-Chung, Country: Taiwan, Name of the Invention: Multichip module having a multi-level configuration, date of registration; October 24, 1995) has a framework called Module Template. It is described to manufacture a multifunctional module capable of mounting a plurality of semiconductor chips in one module by packaging the semiconductor chips in a multilayer using.

그런데, 이러한 선행기술은 모두 멀티 칩 모듈의 다기능화에 목적을 둔 것으로, 수동 소자들은 칩 형태로 실장되므로 앞서 설명한 바와 같이 소형화에는 한계가 있다. 따라서, 소형화를 위해 멀티 칩 모듈에 사용되는 수동 소자들을 기판에 내장하여 멀티 칩 모듈의 기판 크기를 줄일 필요가 있다.However, all these prior arts are aimed at multifunctionalization of a multi-chip module, and since passive devices are mounted in a chip form, there is a limit in miniaturization as described above. Therefore, it is necessary to reduce the board size of the multi-chip module by embedding passive elements used in the multi-chip module on the substrate for miniaturization.

따라서, 본 발명은 기판 내부 신호층의 임의의 부분에 수동 소자(저항, 커패시터, 인덕터)를 형성함으로써, 멀티 칩 모듈에 사용되는 기판의 크기를 축소시켜 멀티 칩 모듈을 소형화 할 수 있는 수동 소자 내장형 멀티 칩 모듈 기판을 제공하는데 그 목적이 있으며, 멀티 칩 모듈 기판에 수동 소자를 내장시킴에 따른 기판 제조 공정의 안정성을 확보할 수 있는 멀티 칩 모듈 기판 제조 방법을 제공하는데 있다.Therefore, the present invention forms passive elements (resistors, capacitors, inductors) in any part of the internal signal layer of the substrate, thereby reducing the size of the substrate used in the multi-chip module and miniaturizing the multi-chip module. It is an object of the present invention to provide a multi-chip module substrate, and to provide a multi-chip module substrate manufacturing method capable of securing stability of a substrate manufacturing process by embedding a passive device in the multi-chip module substrate.

도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 소자 내장형 멀티 칩 모듈 기판 제조 방법을 나타낸 공정도이다.1A to 1B are process diagrams illustrating a method for manufacturing a passive chip embedded multi-chip module substrate according to an embodiment of the present invention.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※

101 : 베이스 기판 102 : 제 1 절연막101 base substrate 102 first insulating film

103 : 제 1 씨드 메탈층 104 : 제 1 메인 메탈층103: first seed metal layer 104: first main metal layer

105 : 제 1 메탈층 106 : 제 2 절연막105: first metal layer 106: second insulating film

107 : 제 1 비아 홀(Via Hole) 108 : 제 1 감광막107: first via hole 108: first photosensitive film

109 : 저항 물질 109-a : 커패시터109: resistive material 109-a: capacitor

109-b : 저항 110 : 저유전 절연막109-b: resistance 110: low dielectric insulating film

111 : 제 2 씨드 메탈층 112 : 감광막111: second seed metal layer 112: photosensitive film

113 ; 제 2 메인 메탈층 114 :제 2 메탈층113; 2nd main metal layer 114: 2nd metal layer

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 베이스 기판 위에 , 제 1 메탈층(전원층), 제 2 메탈층, 패드층이 비아 홀을 갖는 저유전 절연막(110)을 사이에 두고 순차적으로 형성되는 멀티 칩 모듈 기판에 있어서, 상기 전원층과 제 2 메탈층(114) 사이에 커패시터(109-a) 및 저항(109-b)이 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판이 제공된다.According to the present invention for achieving the above object, the first metal layer (power supply layer), the second metal layer, the pad layer is sequentially disposed on the base substrate with a low dielectric insulating film 110 having a via hole therebetween. In the multi-chip module substrate formed, the multi-chip module substrate, characterized in that the capacitor 109-a and the resistor 109-b are formed between the power supply layer and the second metal layer 114.

또한, 베이스 기판 상에 제 1 절연막(102), 전원층(105), 제 2 절연막(106), 저유전 절연막, 제 2 메탈층(114)이 순차적으로 적층되어 있고, 상기 제 2 절연막(106) 위에 저항과 커패시터가 형성되고, 상기 제 2 메탈층(114)부터 인덕터가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판이 제공된다.The first insulating film 102, the power supply layer 105, the second insulating film 106, the low dielectric insulating film, and the second metal layer 114 are sequentially stacked on the base substrate. A multi-chip module substrate is provided on which a resistor and a capacitor are formed, and an inductor is formed from the second metal layer 114.

또한, 베이스 기판(실리콘 웨이퍼) 위에 씨드 메탈로서 타이타늄(Ti) 및 구리(Cu)를 스퍼터 방식으로 증착한 후, 포토 공정으로 도금하려는 전원층을 패터닝하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계에서 증착된 구리층을 전기 도금 방식으로 도금하여 감광막을 스트립하고, 씨드 메탈을 식각하여 전원층을 형성하는 제 2 단계; 상기 전원층 상에 비아 홀(Via Hole)을 갖는 절연막을 형성하고, 상기 절연막 위에 감광막을 도포하고 포토 공정으로 커패시터 전극과 저항을 형성하기 위하여 저항물질 증착층을 패터닝하는 제 3 단계; 상기 감광막위에 저항 물질을 증착한후 리프트 오프(Lift-off) 공정을 이용하여 커패시터 전극과 저항을 형성하는 제 4 단계; 상기 제 4 단계의 결과물 상에 저유전 절연막을 도포하고,사진 식각 공정으로 비아 홀(Via Hole)을 형성한 후, 씨드 메탈을 스퍼터 방식으로 전체 기판에 증착하고, 감광막을 스핀 코팅하여 패터닝한 후, 전기 도금하여 제2 메탈층을 형성하는 제 5 단계; 이후 상기 제 5 단계와 동일한 공정 순서로 제 6 단계 공정을 수행하여 제 3 메탈층을 형성한다. 즉, 저유전 절연막을 도포하고,사진 식각 공정으로 비아 홀(Via Hole)을 형성한 후, 씨드 메탈을 스퍼터 방식으로 전체 기판에 증착하고, 감광막을 스핀 코팅하여 패터닝한 후, 전기 도금하여 제 3 메탈층을 형성하는 제 6 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판 제조 방법이 제공된다.In addition, a first step of depositing titanium (Ti) and copper (Cu) as a seed metal on a base substrate (silicon wafer) by a sputtering method, and then patterning a power layer to be plated by a photo process; A second step of plating the copper layer deposited in the first step by electroplating to strip a photoresist and etching the seed metal to form a power layer; A third step of forming an insulating film having via holes on the power supply layer, applying a photosensitive film on the insulating film, and patterning a resistive material deposition layer to form a capacitor electrode and a resistor by a photo process; Depositing a resistive material on the photoresist layer and forming a resistor with the capacitor electrode using a lift-off process; After applying a low dielectric insulating film on the resultant of the fourth step, forming a via hole by a photolithography process, seed metal is deposited on the entire substrate by a sputtering method, and the photoresist film is spin coated and patterned. A fifth step of electroplating to form a second metal layer; Thereafter, the third metal layer is formed by performing the sixth step process in the same process sequence as the fifth step. That is, after applying a low dielectric insulating film, forming a via hole by a photolithography process, depositing seed metal on the entire substrate by sputtering, spin coating the photoresist, and patterning the same, followed by electroplating There is provided a multi-chip module substrate manufacturing method comprising the sixth step of forming a metal layer.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Embodiments of the present invention for achieving the above object will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 소자 내장형 멀티 칩 모듈 기판 제조 방법을 나타낸 공정도로서, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.1A to 1B are process diagrams illustrating a method for manufacturing a passive chip embedded multi-chip module substrate according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 1a와 같이, 베이스 기판(101) 상에 제 1 절연막(102)으로 Si3N4층을 형성한 후, 상기 제 1 절연막(102) 상에 제 1 씨드 메탈층(103) 및 제 1 메인 메탈층(104)을 순차적으로 올려 전원층인 제 1 메탈층(105)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, a Si 3 N 4 layer is formed on the base substrate 101 using the first insulating film 102, and then the first seed metal layer 103 and the first insulating film 102 are formed on the first insulating film 102. 1, the main metal layer 104 is sequentially raised to form a first metal layer 105 which is a power source layer.

이때, 상기 제 1 씨드 메탈층(103)은 타이타늄(Ti)과 구리(Cu)를 적층하여형성되며, 상기 제 1 메인 메탈층(104)은 전기 도금 방식으로 구리(Cu)를 도금함으로써 형성된다. 이어서, 상기 제 1 메탈층 상에 제 2 절연막(106)으로 Si3N4층을 형성한 후, 상기 제 2 절연막(106)의 일부분에 상기 제 1 절연막층(102)에 형성되는 커패시터 제 1 전극을 제 3 메탈층에 형성될 패드(Pad)와 연결하기 위한 제 1 비아 홀(107)을 형성하고, 상기 제 1 비아 홀을 포함한 상기 제 2 절연막(106) 상에 제 1 감광막(108)을 도포한 다음, 저항 및 커패시터를 만들기 위하여 저항 물질이 증착될 부위를 패터닝(Patterning)하여 감광막을 제거한 후, 전체 구조상에 저항 물질층(109)을 증착한다.In this case, the first seed metal layer 103 is formed by stacking titanium (Ti) and copper (Cu), and the first main metal layer 104 is formed by plating copper (Cu) by an electroplating method. . Subsequently, after the Si 3 N 4 layer is formed on the first metal layer with the second insulating film 106, a capacitor first formed on the first insulating film layer 102 on a portion of the second insulating film 106. A first via hole 107 is formed to connect an electrode with a pad to be formed in the third metal layer, and the first photoresist layer 108 is formed on the second insulating layer 106 including the first via hole. After coating, the resistive material layer 109 is deposited on the entire structure after the photoresist layer is removed by patterning a portion where the resistive material is to be deposited to form a resistor and a capacitor.

이때, 상기 저항 물질층(109)은 서멀 에버퍼레이터(Thermal Evaporator) 방식에 의해 니켈크롬(NiCr)을 증착하여 형성된다. 또한, 리프트-오프(Lift-off) 공정을 고려하여, 상기 제 1 감광막(108)의 코팅 두께는 상기 저항 물질층(109)의 증착 두께의 2 내지 3 배 이상으로 두껍게 형성하는 것이 바람직하다.In this case, the resistive material layer 109 is formed by depositing nickel chromium (NiCr) by a thermal evaporator method. In addition, in consideration of a lift-off process, the coating thickness of the first photoresist layer 108 may be formed to be 2 to 3 times or more thick than the deposition thickness of the resistive material layer 109.

이어서, 도 1b와 같이, 리프트-오프 공정을 통해 상기 제 1 감광막(108)과 그 위에 형성된 상기 저항 물질층(109)을 동시에 제거하고, 이로 인하여 제 1 개방부를 통해 상기 제 2 절연막(106) 상에 형성된 저항 물질층(109)이 남게되며, 이 남아 있는 저항 물질층이 수동 소자인 저항(109-b)과 커패시터의 제 2 전극(109-a)이 된다.Subsequently, as shown in FIG. 1B, the first photoresist layer 108 and the resistive material layer 109 formed thereon are simultaneously removed through a lift-off process, thereby allowing the second insulating layer 106 to pass through the first opening. A layer of resistive material 109 formed on the substrate remains, and the remaining layer of resistive material becomes the resistor 109-b, which is a passive element, and the second electrode 109-a of the capacitor.

이어서, 도 1c와 같이, 저항과 커패시터 제 2 전극을 포함한 상기 제 2 절연막(106) 상에 제 1 저유전 절연막층(110)을 도포하여 제 2 비아홀을 형성한 후, 상기 제 1 저유전 절연막층(110)에 제 2 씨드 메탈층(111)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 1C, after the first low dielectric insulating layer 110 is coated on the second insulating layer 106 including the resistor and the capacitor second electrode to form a second via hole, the first low dielectric insulating layer is formed. The second seed metal layer 111 is formed on the layer 110.

이어서, 도 1d와 같이, 제 2 감광막(112)을 상기 제 2 씨드 메탈층(111) 상에 도포한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 1D, the second photosensitive film 112 is coated on the second seed metal layer 111.

이어서, 도 1e와 같이, 상기 저항의 양단부와 커패시터의 제 2 전극 및 인덕터의 제 1 전극층이 형성될 부위를 패터닝하여 감광막을 제거한 다음, 제 2 메인 메탈층(113)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 1E, the photoresist is removed by patterning both ends of the resistor, the second electrode of the capacitor, and the portion of the inductor to form the first electrode layer, and then form the second main metal layer 113.

이어서, 도 1f와 같이 감광막을 스트립하면 제 2 메탈층(114)이 형성 된다.Subsequently, the second metal layer 114 is formed by stripping the photoresist film as shown in FIG. 1F.

이어서, 상기 제 2 메탈층 위에 인덕터의 제 2 전극층 형성은 상기와 같은 방법으로 제 2 저유전 절연막층을 도포하여 제 3 비아홀을 형성한 후, 제 3 씨드 메탈층을 상기 제 1 씨드 메탈층(103)과 같은 방식으로 타이타늄(Ti)과 구리(Cu)를 적층하여 형성되며 상기 제 3 메인 메탈층은 상기 제 1 메인 메탈층(113)과 같은 방식으로 구리(Cu)를 전기 도금 방식으로 도금하여 형성된다.Subsequently, the second electrode layer of the inductor is formed on the second metal layer by forming a third via hole by applying a second low dielectric layer in the same manner as described above, and then forming a third seed metal layer using the first seed metal layer ( It is formed by stacking titanium (Ti) and copper (Cu) in the same manner as in 103, and the third main metal layer is plated with copper (Cu) by electroplating in the same manner as the first main metal layer 113. Is formed.

상기한 공정으로 본 실시예의 저항, 커패시터, 인덕터를 모두 포함하는 수동 소자 내장형 멀티 칩 모듈 기판의 제조가 완료되는데, 멀티 칩 모듈 기판에 저항을 내장시키기 위해서는 멀티 칩 모듈 기판의 기본 구성 요소인 베이스 기판, 메탈층 및 절연막 제조 공정과의 상호 공정 안정성이 보장되어야 한다. 즉, 저항 형성 공정의 온도가 저항 형성 전에 이미 존재하는 베이스 기판(101), 제1 메탈층(105), 제 1 절연막(102) 및 제 2 절연막(106)이 변형되지 않는 온도이어야 하고, 또한, 저항 형성 후에 진행되는 제 2 메탈층(114), 제 3 절연막 및 제 3 메탈층 형성 공정시 저항의 고유 특성이 변화되지 않아야 한다.In the above-described process, the manufacture of the multi-chip module substrate including the passive element including the resistor, the capacitor, and the inductor of the present embodiment is completed. In order to embed the resistor in the multi-chip module substrate, a base substrate, which is a basic component of the multi-chip module substrate, is manufactured. The inter-process stability with the metal layer and the insulating film manufacturing process should be ensured. That is, the temperature of the resistance forming process should be a temperature at which the base substrate 101, the first metal layer 105, the first insulating film 102 and the second insulating film 106 already exist before the resistance is formed, and In the process of forming the second metal layer 114, the third insulating layer, and the third metal layer after the resistor is formed, the inherent properties of the resistor should not be changed.

본 실시예는 이러한 공정 안정성을 확보하기 위해 각각의 씨드 메탈층(103, 111)을 타이타늄과 구리를 사용하여 스퍼터 방식으로 상온에서 증착하여 형성하고, 상기 메인 메탈층을 구리를 사용하여 역시 상온에서 도금하여 형성하며, 상기 저항(109-b)을 니켈크롬을 사용하여 상온에서 형성한다. 또한, 상기 절연막(102, 106)과 저유전 절연막(110)을 각각 Si3N4및 벤조 싸이클로 부텐(BCB : Benzocyclobutene)를 사용하여 형성하며, 절연막인 Si3N4층은 BCB가 90% 경화되는 온도 범위인 200℃ ∼ 250℃에서 증착되고, BCB도 상온에서 코팅된다.The present embodiment is formed by depositing each seed metal layer (103, 111) at room temperature in a sputtering method using titanium and copper to ensure such process stability, and the main metal layer is also at room temperature using copper It is formed by plating, and the resistor 109-b is formed at room temperature using nickel chromium. In addition, the insulating films 102 and 106 and the low dielectric insulating film 110 are formed using Si 3 N 4 and benzocyclobutene (BCB), respectively, and the insulating film Si 3 N 4 layer is 90% cured by BCB. It is deposited at a temperature range of 200 ° C. to 250 ° C., and BCB is also coated at room temperature.

그런데, 타이타늄의 용융점은 1600℃ 이상이고, 구리의 용융점은 1000℃ 이상으로 매우 높으며, BCB는 250℃에서 경화되고, 350℃ 이상에서 변형이 된다. 반면, 저항인 니켈크롬은 상온에서 증착이 이루어지므로, 니켈크롬은 증착시 하층의 절연막이나 메탈층에 손상을 주지 않으며, 또 1300℃ 이상에서 용해되므로 상층의 제 3 절연막인 BCB의 경화 온도인 250℃ 에서는 손상을 받지 않는다.By the way, the melting point of titanium is 1600 degreeC or more, the melting point of copper is very high, 1000 degreeC or more, BCB hardens at 250 degreeC, and deforms at 350 degreeC or more. On the other hand, since nickel chromium, which is a resistor, is deposited at room temperature, nickel chromium does not damage the insulating layer or the metal layer of the lower layer during deposition, and is dissolved at 1300 ° C. or higher, so that the curing temperature of BCB, the third insulating layer of the upper layer, is 250. It is not damaged at ℃.

때문에 본 실시예의 저항, 커패시터를 동시에 제작하고, 인덕터를 모두 포함하는 수동 소자 내장형 멀티 칩 모듈 기판을 제조함에 있어 공정 안정성이 충분히 보장된다.Therefore, the process stability is sufficiently secured in simultaneously fabricating the resistor and the capacitor of the present embodiment, and in manufacturing the passive chip embedded multi-chip module substrate including both inductors.

이상에서 본 발명에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.The technical details of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, which are illustrative examples of the preferred embodiments of the present invention and are not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명은 저항과 커패시터를 동시에 제작함으로써 공정 수를 줄이는 효과를 갖고 있다.As described above, the present invention has the effect of reducing the number of processes by simultaneously producing a resistor and a capacitor.

또한, 수동 소자를 멀티 칩 모듈 기판에 내장시킴으로써, 멀티 칩 모듈 기판의 배선 밀도(Interconnect Density)를 높일 수 있어, 멀티 칩 모듈 기판의 크기를 축소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 멀티 칩 모듈의 신호 속도를 빠르게 하는 효과가 있다.In addition, by embedding the passive element in the multi-chip module substrate, the interconnect density of the multi-chip module substrate can be increased, thereby reducing the size of the multi-chip module substrate and increasing the signal speed of the multi-chip module. It has the effect of speeding up.

또한, 본 발명은 베이스 기판, 각 층들 및 절연막이 변형되지 않는 온도에서 증착 가능한 니켈크롬으로 저항을 형성하고, 커패시터 형성시 절연막을 250℃에서 증착함으로 인하여, 공정 안정성이 보장되어, 멀티 칩 모듈 기판에 저항, 커패시터, 인덕터를 용이하게 내장시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention forms a resistance by depositing nickel chromium that can be deposited at a temperature at which the base substrate, each layer and the insulating film are not deformed, and by depositing the insulating film at 250 ° C. when forming a capacitor, process stability is ensured, thereby multi-chip module substrate. This has the effect of easily embedding resistors, capacitors, and inductors.

Claims (17)

베이스 기판 위에 전원층(제 1 메탈층), 제 2 메탈층, 제 3메탈층이 비아 홀을 갖는 저유전 절연막(110)을 사이에 두고 순차적으로 형성되는 멀티 칩 모듈 기판에 있어서,In the multi-chip module substrate in which the power supply layer (first metal layer), the second metal layer, and the third metal layer are sequentially formed on the base substrate with the low dielectric insulating film 110 having a via hole interposed therebetween. 상기 전원층과 제 2 메탈층(114) 사이에 커패시터(109-a) 및 저항(109-b)이 동일한 공정에서 함께 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판.Multi-chip module substrate, characterized in that the capacitor (109-a) and the resistor (109-b) are formed together in the same process between the power supply layer and the second metal layer (114). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 저유전 절연막은 이미 제작된 기판에 손상을 주지 않는 온도 범위에서 증착됨으로써, 공정 안정성을 갖는 질화막인 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판.The low dielectric insulating film is a multi-chip module substrate, characterized in that the nitride film having a process stability by being deposited in a temperature range that does not damage the already produced substrate. 베이스 기판 상에 제 1 절연막(102), 전원층(105), 제 2 절연막(106), 저유전 절연막, 제 2 메탈층이 순차적으로 적층되어 있고,The first insulating film 102, the power supply layer 105, the second insulating film 106, the low dielectric insulating film, and the second metal layer are sequentially stacked on the base substrate, 상기 제 2 절연막(106) 위에 저항과 커패시터가 형성되고,A resistor and a capacitor are formed on the second insulating film 106, 상기 제 2메탈층(114)과 제 3 메탈층에 인덕터가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판.An inductor is formed on the second metal layer and the third metal layer. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 저항(109-b)은 니켈크롬(NiCr)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판.The resistor (109-b) is a multi-chip module substrate, characterized in that formed of nickel chromium (NiCr). 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 전원층, 제 2 메탈층 및 제 3 메탈층은 씨드 메탈층과 메인 메탈층의 적층 구조인 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판.The power supply layer, the second metal layer and the third metal layer is a multi-chip module substrate, characterized in that the laminated structure of the seed metal layer and the main metal layer. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 씨드 메탈층은 타이타늄(Ti)과 구리(Cu)가 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판.The seed metal layer is a multi-chip module substrate, characterized in that the titanium (Ti) and copper (Cu) is laminated. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 메인 메탈층은 구리(Cu)로 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판.The main metal layer is a multi-chip module substrate, characterized in that formed of copper (Cu). 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 저유전 절연막은 감광성 폴리이미드인 벤조 사이클로 부텐(BCB : Benzocyclobutene)인 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판.The low dielectric insulating film is a multi-chip module substrate, characterized in that the benzo cyclobutene (BCB: photosensitive polyimide). 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제 1 절연막 및 제 2 절연막은 이미 제작된 기판에 손상을 주지 않는 온도 범위에서 증착됨으로써, 공정 안정성을 갖는 질화막인 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판.The first insulating film and the second insulating film is a multi-chip module substrate, characterized in that the nitride film having a process stability by being deposited in a temperature range that does not damage the already produced substrate. 베이스 기판(실리콘 웨이퍼) 위에 씨드 메탈로서 타이타늄(Ti) 및 구리(Cu)를 스퍼터 방식으로 증착한 후, 포토 공정으로 도금하려는 전원층을 패터닝하는 제 1 단계;A first step of depositing titanium (Ti) and copper (Cu) as a seed metal on a base substrate (silicon wafer) by sputtering, and then patterning a power layer to be plated by a photo process; 상기 제 1 단계에서 증착된 구리층을 전기 도금 방식으로 도금하여 감광막을 스트립하고, 씨드 메탈을 식각하여 전원층을 형성하는 제 2 단계;A second step of plating the copper layer deposited in the first step by electroplating to strip a photoresist and etching the seed metal to form a power layer; 상기 전원층 상에 비아 홀(Via Hole)을 갖는 절연막을 형성하고, 상기 절연막 위에 감광막으르 도포하고 포토 공정으로 커패시터 전극과 저항을 형성하기 위하여 저항물질 증착층을 패터닝하는 제 3 단계;Forming an insulating film having via holes on the power supply layer, applying a photoresist film on the insulating film, and patterning a resistive material deposition layer to form a capacitor electrode and a resistor by a photo process; 상기 감광막위에 저항물질을 증착한후 리프트 오프(Lift-off) 공정을 이용하여 커패시터 전극과 저항을 형성하는 제 4 단계;Depositing a resistive material on the photoresist layer and forming a resistor with the capacitor electrode by using a lift-off process; 상기 저항물질층 위에 비아 홀을 갖는 저유전 절연막, 씨드 메탈층 및 메인 메탈층이 적층된 제 2 메탈층을 형성하는 제 5 단계; 및A fifth step of forming a second metal layer on which the low dielectric insulating film, the seed metal layer, and the main metal layer having via holes are stacked on the resistive material layer; And 상기 제 5 단계와 동일한 공정 순서로 제 3 메탈층을 형성하는 제 6 단계;A sixth step of forming a third metal layer in the same process order as the fifth step; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판 제조 방법.Multi-chip module substrate manufacturing method comprising a. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제 3 단계에서 형성되는 커패시터 전극은 두께가 0.1㎛ 이하가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판 제조 방법.The capacitor electrode formed in the third step is formed so that the thickness is 0.1㎛ or less. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 저유전 절연막은 감광성 폴리이미드인 벤조 사이클로 부텐(BCB : Benzocyclobutene)인 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판 제조 방법.The low dielectric insulating film is a photosensitive polyimide benzo cyclobutene (BCB: Benzocyclobutene) characterized in that the manufacturing method of the multi-chip module substrate. 제 10 항 또는 제 12 항에 있어서,The method according to claim 10 or 12, 상기 절연막은 질화막인 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판 제조 방법.And the insulating film is a nitride film. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 질화막(Si3N4)을 증착하는 공정 온도는 상기 벤조 사이클로 부텐이 90% 정도 경화되는 200℃ ∼ 250℃ 범위인 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판 제조방법.The process temperature for depositing the nitride film (Si 3 N 4 ) is a method of manufacturing a multi-chip module substrate, characterized in that the benzo cyclobutene ranges from 200 ℃ to 250 ℃ to cure about 90%. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 씨드 메탈층은 스퍼터 방식으로 상온에서 타이타늄(Ti)과 구리(Cu)를 순차적으로 증착하여 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판 제조 방법.The seed metal layer is a method of manufacturing a multi-chip module substrate, characterized in that formed by sequentially depositing titanium (Ti) and copper (Cu) at room temperature in a sputtering method. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제 1 메탈층, 제 2 메탈층 및 제 3 메탈층은 전기 도금 방식으로 상온에서 구리를 도금하여 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판 제조 방법.The first metal layer, the second metal layer and the third metal layer is a multi-chip module substrate manufacturing method, characterized in that formed by electroplating copper at room temperature. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제 3 단계는,The third step, 상기 저항이 형성될 부분이 개방된 개방부를 갖는 감광막을 상기 절연막 상에 형성한 후, 서멀 에버퍼레이터(Thermal Evaporator) 방식으로 상온에서 니켈크롬을 증착하는 단계; 및Forming a photoresist film on the insulating layer, the photosensitive film having an open portion at which the resistance is to be formed, and then depositing nickel chromium at room temperature by a thermal evaporator method; And 리프트-오프 공정을 통해 상기 감광막과 그 위에 증착된 상기 니켈크롬을 동시에 제거하는 단계;Simultaneously removing the photoresist and the nickel chromium deposited thereon through a lift-off process; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 칩 모듈 기판 제조방법.Multi-chip module substrate manufacturing method comprising a.
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KR100989906B1 (en) * 2008-06-27 2010-10-26 한국산업기술대학교산학협력단 A pad structure of integrated passive device for improving a contact resistance and a manufacturing method thereof
KR101009277B1 (en) * 2010-04-09 2011-01-18 승진산업 (주) Sprinkler' head unit fixing apparatus
KR101104085B1 (en) * 2011-01-05 2012-01-12 박강훈 A pipe connector
CN111200351A (en) * 2018-10-31 2020-05-26 圣邦微电子(北京)股份有限公司 Power module and packaging integration method thereof

Cited By (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100989906B1 (en) * 2008-06-27 2010-10-26 한국산업기술대학교산학협력단 A pad structure of integrated passive device for improving a contact resistance and a manufacturing method thereof
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KR101104085B1 (en) * 2011-01-05 2012-01-12 박강훈 A pipe connector
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