KR20070101213A

KR20070101213A - 배선막 상호 접속용 부재와 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20070101213A
Application number: KR1020077007837A
Authority: KR
Inventors: 도모오 이이지마; 히로시 오다이라; 도모카즈 시마다; 아키후미 이이지마
Original assignee: 테세라 인터커넥트 머터리얼즈, 인크.
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2007-10-16
Also published as: WO2006028090A1; TWI362908B; US20080264678A1; JPWO2006028090A1; TW200623999A; CN101120622B; CN101120622A

Abstract

본 발명의 배선막 상호 접속용 부재는, 금속 범프(8)와, 이후에 적층되는 배선막 형성용 금속층(10)과의 접속 저항을 보다 작게 하고, 접속의 안정성을 높이며, 또한 금속 범프(8)를 지나는 배선 경로를 보다 작게 하고, 평탄성을 높이며, 금속 범프(8)를 빠지기 어렵게 한다. 다층 배선 기판의 배선막 사이를 접속하는 부재는, 구리로 이루어지며, 필러 형상으로 하면보다 상면의 단면적이 작은 복수의 금속 범프(8)가 층간 절연막(10)에 적어도 일단부가 돌출되도록 매설 배치된 배선막 상호 접속용 부재로서, 층간 절연막(10)의 상면이 금속 범프(8)와 접하는 부분에서 높고, 상기 금속 범프(8)로부터 멀어질수록 낮아지도록 만곡되어 있다.

Description

배선막 상호 접속용 부재와 그 제조 방법{MEMBER FOR INTERCONNECTING WIRING FILMS AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 배선막 상호 접속용 부재, 상세하게는 구리로 이루어진 금속 범프를 사용하여 다층 배선 기판의 배선막 상호 접속을 행하는 경우에 적용하기 적합한 배선막 상호 접속용 부재와 그 제조 방법에 관한 것이다.

다층 배선 기판의 배선막 상호 접속을 행하는 수법 중 하나로서, 예컨대 구리로 이루어진 범프를 사용하는 수법이 있다.

그리고, 배선막 상호 접속에 이용하여 다층 배선 기판을 제조하는데 적합한 것으로서, 다층 배선 기판의 배선막 사이를 접속하는, 예컨대 원뿔 형상의 금속 범프가 층간 절연막인 수지 필름에 매설 배치된 배선막 상호 접속용 부재와, 그 제조 방법을 일본 특허 출원 제2002-233778에서 제안하고 있고, 그 제안 내용이 일본 특허 공개 제2003-309370호 공보에 의해 공표되었다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-309370호 공보(특허 출원 제 2002-233778)

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

여기서, 상기 종래의 수법에 의하면, 한번에 필요한 층수를 중첩하여 일괄 프레스하는 것도 가능하거나, 혹은 에칭 레지스트 패턴 피치의 한계보다 더욱 작은 피치로 범프를 배치할 수 있거나, 혹은 절연막의 양측에 세미-애디티브법(Semi-Additive method)에 의해 미세한 배선 패턴을 형성하는 것도 가능하거나, 혹은 범프를 높게 하여도 미세 피치를 유지할 수 있는, 배선막 상호 접속용 부재를 제공할 수 있었다.

그러나, 종래의 기술에 의하면, 금속 범프가 관통 형상으로 형성된 층간 절연막의 양면에 적층되어 상기 금속 범프의 상면, 하면에 전기적으로 접속되는 구리로 이루어진 금속층의 그 금속 범프의 상면, 하면과의 접속의 신뢰성을 보다 높이는 것이 어렵다는 문제가 있었다.

이것은 층간 절연막의 두께와, 금속 범프의 높이와의 관계에 의해 접속성이 불충분해지거나, 층간 절연막과 배선막 형성용 금속층 사이에 간극이 발생하고, 그 결과 층간 절연에 관한 신뢰성이 불충분해지거나 하기 때문이다.

또한, 금속 범프의 재료로서, 구리로 이루어진 금속층(동박)을 이용하지만, 그 금속층으로서 종래는 산소 원소를 비롯한 불순물의 원소를 함유하는 구리를 이용하고 있었기 때문에, 금속 범프와, 구리로 이루어진 배선막 형성용 금속층과의 접속 신뢰성이 충분하지 않았다는 문제가 있었다.

그리고, 이 문제는 배선 기판의 장기간 신뢰성을 저하시키는 것에 관계되며, 큰 과제였다.

또한, 배선막 상호 접속용 부재를 반송하는 과정에서 필름 형상의 층간 절연막으로부터 금속 범프가 탈락하는 경우도 있었다. 즉, 금속 범프는 필름 형상의 층간 절연막에서는 이것에 관통된 상태로 유지되기 때문에, 위 혹은 아래로부터 금속 범프가 지지될 수 없어 빠지기 쉬었던 것이다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 금속 범프와, 이후에 적층되는 배선막 형성용 금속층과의 접속 신뢰성을 높이고, 또한 배선판의 평탄성을 확보하며, 금속 범프의 탈락이 어려운 배선막 상호 접속용 부재와, 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

청구항 1의 배선막 상호 접속용 부재는, 다층 배선 기판의 배선막 사이를 접속하고, 구리로 이루어지며 기둥 형상으로 하면보다 상면의 단면적이 작은 복수의 금속 범프가 층간 절연막에 적어도 일단이 돌출되도록 매설 배치된 배선막 상호 접속용 부재로서, 상기 층간 절연막의 상면이 상기 금속 범프와 접하는 부분에서 높고, 상기 금속 범프로부터 멀어질수록 낮아지도록 만곡되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 2의 배선막 상호 접속용 부재는, 다층 배선 기판의 배선막 사이를 접속하고, 구리로 이루어진 복수의 금속 범프가 층간 절연막에 일단 또는 양단이 돌출되도록 매설 배치된 배선막 상호 접속용 부재로서, 상기 금속 범프를 이루는 구리의 순도가 99.9% 이상이고, 상기 각 금속 범프의 층간 절연막으로부터의 단부의 돌출량의 총합이 15∼45 ㎛이며, 상기 각 금속 범프의 상면 및 하면의 평균 표면 조도가 0.5 ㎛ 이하의 조도인 것을 특징으로 한다.

청구항 3의 배선막 상호 접속용 부재는, 청구항 1 또는 2에 기재한 배선막 상호 접속용 부재에 있어서, 상기 층간 절연막은 코어가 되는 비열가소성막의 양면에 열가소성 폴리이미드 수지막을 형성한 3층 구조를 갖고, 상기 각 열가소성 폴리이미드 수지막의 막 두께가 1∼8 ㎛인 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 배선막 상호 접속용 부재는, 청구항 3에 기재한 배선막 상호 접속용 부재에 있어서, 상기 비열가소성막이 비열가소성 폴리이미드 수지막으로 이루어지며, 그 막 두께가 10∼70 ㎛인 것을 특징으로 한다.

청구항 5의 배선막 상호 접속용 부재는, 유리 기재 에폭시 수지막으로 이루어지며, 그 막 두께가 30∼80 ㎛인 것을 특징으로 한다.

청구항 6의 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법은 구리로 이루어진 범프 형성용 금속층에 캐리어층을 적층하였지만 상기 캐리어층이 적층된 면과는 반대 면에 소정 패턴의 레지스트막을 형성하는 공정과, 상기 레지스트막을 마스크로 하여 상기 범프 형성용 금속층을 에칭함으로써 상기 캐리어층에 기둥 형상의 복수의 금속 범프가 돌출 설치된 상태로 하는 공정과, 상기 레지스트막을 제거하는 공정과, 상기 금속 범프가 층간 절연막을 관통하도록 층간 절연막을 그 상면측으로부터 가압하는 공정과, 상면에 압력을 인가하는 공정과, 상기 층간 절연막을 연마함으로써 범프 정상면을 노출시키는 공정과, 상기 캐리어층을 제거하는 공정을 갖는 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법으로서, 상기 범프 형성용 금속층으로서 순도 99.9% 이상의 구리로 이루어지며, 상면 및 하면이 평균 표면 조도 0.5 ㎛ 이하의 조도인 것을 이용하는 것을 특징으로 한다.

청구항 7의 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법은, 구리로 이루어진 범프 형성용 금속층에 캐리어층을 적층하였지만 상기 캐리어층이 적층된 면과는 반대 면에 소정 패턴의 레지스트막을 형성하는 공정과, 상기 레지스트막을 마스크로 하여 상기 범프 형성용 금속층을 에칭함으로써 상기 캐리어층에 기둥 형상의 복수의 금속 범프가 돌출 설치된 상태로 하는 공정과, 상기 레지스트막을 제거하는 공정과, 층간 절연막을 상기 금속 범프에 그 상면측으로부터 가압하는 공정과, 상기 층간 절연막을 연마함으로써 범프 정상면을 노출시키는 공정과, 상기 캐리어층을 제거하는 공정을 갖는 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법으로서, 상기 캐리어층으로서 캐리어 필름에 UV광(자외선)이 조사되면 점착력이 저하하는 성질이 있는 접착층을 형성한 것을 이용하고, 상기 레지스트막을 제거하는 공정 후, 상기 층간 절연막을 상기 금속 범프에 그 상면측으로부터 가압하는 공정 전에, 상기 캐리어층에 대하여 금속 범프측으로부터 UV광을 조사하여 그 점착력을 저하시키는 공정을 갖고, 또한 상기 캐리어를 제거하는 공정시에 또는 그 전에 캐리어측으로부터 UV광을 조사하는 것을 특징으로 한다.

청구항 8의 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법은, 청구항 6 또는 7에 기재한 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법에 있어서, 상기 층간 절연막으로서, 코어가 되는 비열가소성막의 양면에 열가소성 폴리이미드 수지막 또는 에폭시 변성 수지막을 형성한 3층 구조를 갖고, 상기 열가소성 폴리이미드 수지막 또는 에폭시 변성 수지막의 각 면에 있어서의 막 두께가 1∼8 ㎛인 것을 이용하는 것을 특징으로 한다.

청구항 9의 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법은, 청구항 8에 기재한 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법에 있어서, 코어가 되는 비열가소성 수지막으로서, 비열가소성 폴리이미드 수지막으로 이루어지며, 그 막 두께가 10∼65 ㎛인 것을 이용하는 것을 특징으로 한다.

청구항 10의 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법은, 청구항 6 또는 7에 기재한 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법에 있어서, 상기 층간 절연막으로서, 유리 에폭시로 이루어지며, 그 막 두께가 30∼100 ㎛인 것을 이용하는 것을 특징으로 한다.

청구항 11의 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법은 청구항 6, 7, 8, 9 또는 10에 기재한 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법에 있어서, 상기 캐리어층의 상기 수지 필름으로서 두께 25∼50 ㎛의 폴리에스테르 필름을 이용하고, 접착제로서 두께가 2∼10 ㎛이고 초기 점착력이 10∼30 N/25 mm이며 UV광(자외선) 조사 후 점착력이 0.05∼0.15 N/25 mm인 것을 이용하는 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

청구항 1의 배선막 상호 접속용 부재에 의하면, 층간 절연막은 그 상면이 상기 금속 범프와 접하는 부분에서 높고, 상기 금속 범프로부터 멀어질수록 낮아지도록 만곡된 형상을 가져서, 금속 범프의 유지력이 높아진다. 이것은 층간 절연 시트는 탄성을 갖고 있으므로, 이 시트의 범프에 접하는 부분이 범프의 측면을 따라 만곡되도록 함으로써, 범프를 시트의 탄성력으로 압박하는 효과가 있고, 금속 범프의 탈락을 막도록 작용하기 때문이다.

따라서, 금속 범프가 배선막 상호 접속용 부재로부터 빠지는 문제를 완전히 해결하는 것이 가능해진다.

청구항 2의 배선막 상호 접속용 부재에 의하면, 금속 범프를 이루는 구리의 순도가 99.9%로 높으며, 종래에 있어서와 같이 금속 범프 형성용 구리 재료로서 산소 원소를 비롯한 불순물 원소를 함유하는 구리를 이용하지 않고 순도가 높은 구리를 이용하기 때문에, 접속 신뢰성이 충분하지 않았던 것을 개선할 수 있다.

그리고, 각 금속 범프의 층간 절연막으로부터의 단부(상단과 하단)의 돌출량의 총합이 15 ㎛ 이상이기 때문에, 이후에 배선막 상호 접속용 부재의 양면에 적층되는 구리 등의 배선막 형성용 금속층과 각 금속 범프와의 충분한 압접이 행해지고, 접속을 보다 확실한 것으로 할 수 있다.

이것은 금속 범프의 층간 절연막으로부터의 상단과 하단의 돌출량의 총합이 작으면, 상기 적층을 위한 가압에 의해 금속 범프의 돌출분이 적어지기 때문에 충분한 압접이 행해지지 않고, 접속이 불완전해질 우려가 있으며, 또한 표면에 오목부가 생겨 평탄성이 손상될 우려가 있지만, 각종 실험에 의하면, 15 ㎛ 이상이면 그와 같은 우려는 없고, 신뢰성이 있는 접속을 얻을 수 있기 때문이다.

또한, 상기 돌출량의 총합이 45 ㎛ 이하이기 때문에, 층간 절연막과, 이후에 배선막 형성용 금속층을 적층한 경우에 있어서, 배선막 상호 접속용 부재 표면의 평탄성이 파손될 우려가 없다.

이것은 상기 돌출량의 총합이 크면, 금속 범프가 있는 부분에 이후의 공정에서 배선막 형성용 금속층을 적층하였을 때에 배선막 형성용 금속층이 범프부에서 완전히 내리 눌러지지 않고 융기된 상태가 되며, 배선 기판의 평탄성이 나빠지고, 평탄성이 특히 요구되는 베어(bear) IC, LSI 등을 탑재하는 배선 기판 등에 있어서는 간과할 수 없는 문제가 되지만, 각종 실험에 의하면, 45 ㎛ 이하이면, 그와 같은 우려는 없고, 범프를 완전히 내리 누를 수 있으며, 또한 평탄성이 손상될 우려가 없다.

그리고, 상기 각 금속 범프의 상면 및 하면의 평균 표면 조도가 0.5 ㎛ 이하의 표면 조도이기 때문에, 이후에 배선막 형성용 금속층이 적층되었을 때 상기 금속층 사이에 미세한 공극이 생길 우려가 없어지며, 나아가서는 신뢰성이 높은 접속성이 확보될 수 있다. 또한, 평균 표면 조도가 0.5 ㎛ 이하인 표면 조도는 금속 범프 형성용의 예컨대 구리 등의 금속층을 압연에 의해 형성함으로써 용이하게 실현할 수 있기 때문이다.

청구항 3의 배선막 상호 접속용 부재에 의하면, 층간 절연막이 코어 부분을 이루는 비열가소성막의 양면에 열가소성 폴리이미드 수지막 또는 에폭시 변성 수지막을 형성한 3층 구조를 갖기 때문에, 코어 부분을 이루는 비열가소성 폴리이미드 수지막에 의해 범프의 유지력을 확보할 수 있다.

그리고, 양면에 열가소성 폴리이미드 수지막 또는 에폭시 변성 수지막이 있기 때문에, 양면에 적층되는 배선막 형성용 금속층과의 접착에 필요한 접착력을 확보할 수 있다.

그리고, 열가소성 폴리이미드 수지막 또는 에폭시 변성 수지막의 두께가 1 ㎛ 이상이기 때문에, 양면에 적층되는 예컨대 구리로 이루어진 배선막 형성용 금속층 표면의 요철을 흡수하여, 적층 후에 있어서 상기 배선막 형성용 금속층과 금속 범프 사이에 간극이 생길 우려를 없앨 수 있다.

즉, 열가소성 폴리이미드 수지막의 두께가 얇으면, 배선막 상호 접속용 부재에 이후에 적층되는 배선막 형성용 금속층의 표면에 있는 요철을 모두 흡수할 수 없고, 배선막 형성용 금속층과 층간 절연층 사이에 충분한 밀착을 얻을 수 없다. 그런데, 실험에 의하면, 열가소성 폴리이미드 수지막의 두께가 1 ㎛ 이상이면, 배선막 형성용 금속층과 층간 절연층 사이에 충분한 밀착을 얻을 수 있다.

또한, 열가소성 폴리이미드 수지막의 두께가 8 ㎛ 이하이기 때문에, 이후에 적층되는 배선막 형성용 금속층에 대한 베이스로서 필요한 강도, 경도를 충분히 확보할 수 있다.

이것은 열가소성 폴리이미드 수지막이 두꺼우면, 배선막 형성용 금속층과의 접착력은 물론 확보할 수 있지만, 배선판의 기재로서 필요한 강도, 경도를 저하시킨다는 문제가 있다. 그러나, 실험에 의하면, 열가소성 폴리이미드 수지막 또는 에폭시 변성 수지막의 두께가 8 ㎛ 이하이면 이후에 적층되는 배선판 기재로서의 필요한 강도, 경도를 확보할 수 있는 것이 확인되고 있다.

청구항 4의 배선막 상호 접속용 부재에 의하면, 층간 절연막의 코어를 이루는 비열가소성막이 비열가소성 폴리이미드 수지막으로 이루어지며, 그 두께가 10 ㎛ 이상이기 때문에, 필요한 강도를 충분히 확보할 수 있다. 이것은, 비열가소성 폴리이미드 수지막은 내열성이 양호하고, 기계적 강도도 양호한 수지이므로, 10 ㎛ 이상의 두께이면 배선막 상호 접속용 부재로서 필요한 강도를 충분히 확보할 수 있기 때문이다.

또한, 그 코어를 이루는 비열가소성 폴리이미드 수지막의 두께가 70 ㎛ 이하이기 때문에, 굳이 배선막 상호 접속용 부재나 상기 배선막 상호 접속용 부재를 사용한 다층 배선 기판의 두께를 두껍게 하지 않아도 된다.

청구항 5의 배선막 상호 접속용 부재에 의하면, 층간 절연막의 코어를 이루는 비열가소성막이 유리 에폭시 수지로 이루어지며, 그 두께가 30 ㎛ 이상이기 때문에, 필요한 강도를 충분히 확보할 수 있다. 이것은 유리 에폭시 수지는 내열성이 비교적 양호하고, 기계적 강도도 양호한 수지이므로, 30 ㎛ 이상의 두께이면 배선막 상호 접속용 부재로서 필요한 강도를 충분히 확보할 수 있기 때문이다.

또한, 그 코어를 이루는 유리 에폭시 수지막의 두께가 100 ㎛ 이하이기 때문에, 굳이 배선막 상호 접속용 부재나 상기 배선막 상호 접속용 부재를 사용한 다층 배선 기판의 두께를 두껍게 하지 않아도 된다.

청구항 6의 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법에 의하면, 캐리어층에 범프 형성용 금속층을 적층하고, 패터닝된 레지스트막을 마스크로 사용하여 상기 범프 형성용 금속층을 선택적으로 에칭함으로써 금속 범프를 형성하며, 그 후에 상기 레지스트막을 제거한 후에, 금속 범프가 관통하도록 층간 절연막을 상기 캐리어층에 중첩하고, 그 후에 상기 캐리어층을 제거하기 때문에, 배선막 상호 접속용 부재를 얻을 수 있지만, 그 범프 형성용 금속층으로서 구리 순도 99.9% 이상인 것을 이용하므로, 배선막 상호 접속용 부재를 이용하여 다층의 배선 기판을 구성한 경우에 결함이 적은 접합을 달성할 수 있고, 신뢰성이 있는 전기적 접속이 가능해진다.

그리고, 범프 형성용 금속층으로서 양면의 평균 표면 조도가 0.5 ㎛ 이하의 표면 조도인 것을 이용하기 때문에, 각 금속 범프의 상면 및 하면의 평균 표면 조도를 0.5 ㎛ 이하의 표면 조도로 할 수 있다.

따라서, 이후에 배선막 형성용 금속층이 적층되었을 때의 상기 금속층과의 접합면에 있어서 결함 부분이 적어지고, 나아가서는 보다 신뢰성이 높은 접속으로 할 수 있으며, 접속 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.

청구항 7의 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법에 의하면, 캐리어층으로서 UV광 하에서 점착력이 저하하는 것을 이용하고, 그리고 캐리어층을 제거하기 전에 혹은 제거할 때에 UV광을 캐리어층에 조사하기 때문에, 캐리어층의 제거에 필요한 박리력을 보다 약하게 할 수 있다.

따라서, 배선막 상호 접속용 부재에 굳이 큰 힘을 가하지 않고도 캐리어층을 제거할 수 있으며, 나아가서는 캐리어층 제거에 의해 배선막 상호 접속용 부재가 구부러지는 등의 변형이 발생할 우려가 없다.

청구항 8의 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법에 의하면, 층간 절연막이 코어 부분을 이루는 비열가소성막의 양면에 열가소성 폴리이미드 수지막 또는 에폭시 변성 수지막을 형성한 3층 구조를 갖기 때문에, 전술한 바와 같이, 코어 부분을 이루는 비열가소성 폴리이미드 수지막에 의해 범프 유지력을 확보할 수 있다.

그리고, 열가소성 폴리이미드 수지막 또는 에폭시 변성 수지막의 두께가 1 ㎛ 이상이기 때문에, 양면에 적층되는 예컨대 구리로 이루어진 배선막 형성용 금속층의 표면 요철을 흡수하여, 적층 후에 있어서 상기 배선막 형성용 금속층과 금속 범프 사이에 간극이 생길 우려를 없앨 수 있다.

청구항 9의 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법에 의하면, 층간 절연막의 코어를 이루는 비열가소성 수지막으로서 비열가소성 폴리이미드 수지막을 이용하고, 그 막의 두께가 10 ㎛ 이상이기 때문에, 필요한 강도를 충분히 확보할 수 있다. 그리고, 그 막의 두께가 65 ㎛ 이하이기 때문에, 굳이 배선막 상호 접속용 부재나 상기 배선막 상호 접속용 부재를 사용한 다층 배선 기판의 두께를 두껍게 하지 않아도 되는 효과를 가질 수 있다.

청구항 10의 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법에 의하면, 층간 절연막으로서 유리 에폭시 수지막을 이용하고, 그 막의 두께가 30 ㎛ 이상이기 때문에, 필요한 강도를 충분히 확보할 수 있다. 그리고, 그 막의 두께가 100 ㎛ 이하이기 때문에, 굳이 배선막 상호 접속용 부재나 상기 배선막 상호 접속용 부재를 사용한 다층 배선 기판의 두께를 두껍게 하지 않아도 되는 효과를 가질 수 있다.

청구항 11의 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법에 의하면, 상기 캐리어층의 상기 수지 필름으로서 두께 25∼50 ㎛인 것을 이용하고, 접착제로서 두께가 2∼10 ㎛이며 초기 점착력이 10∼30 N/25 mm이고 UV광(자외선) 조사 후 점착력이 0.05∼0.15 N/25 mm인 것을 이용하기 때문에, 캐리어층이 필요할 때는 배선막 상호 접속용 부재로부터 박리되지 않도록 충분한 점착력을 갖도록 하고, 캐리어층의 제거가 필요할 때에 박리할 때에는 큰 힘을 필요로 하지 않고 박리할 수 있도록 점착력을 충분히 약하게 할 수 있다.

도 1의 (A)∼(G)는 본 발명에 따른 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법의 제1 실시예를 공정순으로 도시한 단면도이며, 도 1의 (G)는 본 발명에 따른 배선막 상호 접속용 부재의 제1 실시예의 단면도이다.

도 2는 배선막 상호 접속용 부재의 제조에 이용하는 층간 절연막의 단면도.

도 3의 (A), (B)는 도 1의 (F)에 도시하는 배선막 상호 접속용 부재를 이용한 배선 기판의 제조 방법 중 하나의 예를 공정순으로 도시한 단면도.

도 4의 (A)∼(G)는 본 발명에 따른 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법의 제2 실시예를 공정순으로 도시한 단면도.

도 5의 (A), (B)는 본 발명에 따른 배선막 상호 접속용 부재를 이용한 다층 배선 기판의 제조 방법을 공정순으로 도시한 단면도.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 배선막 상호 접속용 부재를 공정순으로 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 범프 형성용 금속층(구리)

4 : 캐리어층

4a : 수지 필름

4b : 점착층

8 : 금속 범프(구리)

10 : 층간 절연막

10a : 비열가소성 폴리이미드막

10b : 열가소성 폴리이미드 수지막

12 : 배선막 형성용 금속층

14 : 배선막

60 : 층간 절연막

62 : 금속 범프(원기둥 형상)

본 발명에 따른 배선막 상호 접속용 부재의 첫번째 가장 바람직한 형태는, 구리로 이루어지며 기둥 형상이고 하면보다 상면의 단면적이 작은 복수의 금속 범프가 층간 절연막에 적어도 일단부가 돌출되도록 매설 배치된 배선막 상호 접속용 부재로서, 상기 층간 절연막의 상면이 상기 금속 범프와 접하는 부분에서 높고, 상기 금속 범프로부터 멀어질수록 낮아지도록 만곡되고 있다.

이것은, 구리로 이루어진 범프 형성용 금속층에 캐리어층을 접착한 것을 준비하고, 그 범프 형성용 금속층을 포토 에칭에 의해 패터닝함으로써 금속 범프를 형성하며, 그 캐리어층의 금속 범프 형성면에 층간 절연막을, 상기 각 금속 범프에 의해 관통되도록 적층하고, 그 후에 캐리어층을 제거함으로써 얻을 수 있다.

금속 범프 혹은 범프 형성용 금속층을 이루는 구리는 순도가 99.9% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 층간 절연막은, 배선막 상호 접속용 부재로서의 강도를 유지하기 위해 코어로서 비열가소성 폴리이미드 수지막을 갖고, 배선막 상호 접속용 부재의 양면에 적층되는 배선막 형성용 금속층과의 접착력을 얻기 위해, 그 코어를 이루는 비열가소성 폴리이미드 수지막의 양면에 열가소성 폴리이미드 수지막을 형성한 것, 즉 3층 구조인 것을 이용하는 것이 가장 바람직하다.

양면의 열가소성 폴리이미드 수지막의 두께는 1∼8 ㎛가 가장 바람직하다. 여기서 열가소성 폴리이미드 수지막 대신에 에폭시 변성 접착제를 사용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 코어를 이루는 비열가소성 폴리이미드 수지막으로서는, 비열가소성 폴리이미드 수지막 혹은 유리 에폭시 수지막이 가장 바람직하다. 코어를 이루는 비열가소성 폴리이미드 수지막으로서 비열가소성 폴리이미드 수지막을 이용한 경우, 그 막 두께가 10∼65 ㎛인 것을 이용하면 좋다. 또한, 유리 에폭시 수지막을 이용하는 경우에는, 그 막 두께가 30∼100 ㎛인 것을 이용하면 좋다.

또한, 배선막 상호 접속용 부재의 제조 과정에서 범프 형성용 금속층을 탑재하는 캐리어층으로서 UV광 하에서 점착력이 저하하는 것을 이용하면 좋다. 구체적으로는, 접착제로서 두께가 2∼10 ㎛이며 초기 점착력이 10∼30 N/25 mm이고 UV광(자외선) 조사 후 점착력이 0.05∼0.15 N/25 mm인 것을 이용하면 좋다.

실시예 1

이하, 본 발명의 상세한 내용을 도시 실시예에 기인하여 설명한다.

도 1의 (A)∼(F)는 제1 실시예를 도시하는 것이며, 다층 배선 기판의 형성 방법을 공정순으로 도시하는 단면도이다.

(A) 우선, 구리로 이루어진 범프 형성용 금속층(2)의 한쪽 주요면에 캐리어층(4)을 접착한 것을 준비하고, 상기 범프 형성용 금속층(2)의 다른 한쪽 주요면에 포토레지스트막(6)을 형성하며, 상기 포토레지스트막(6)에 대하여 노광, 현상 처리를 실시함으로써 상기 레지스트막(6)을 패터닝한다. 도 1의 (A)는 그 포토레지스트막(6)의 패터닝 후의 상태를 도시한다.

상기 범프 형성용 금속층(2)은, 구리의 순도가 99.9% 이상이며, 순도가 높은 탈산 구리를 사용할 수 있다. 이와 같이 순도가 높은 것을 이용하는 것으로 하면, 배선막 상호 접속용 부재의 완성 후, 그 양면에 구리로 이루어진 배선막 형성용 금속층을 적층할 때, 금속 범프와 배선막 형성용 금속층을 결함이 적은 구리·구리 접합에 의해 접속하여, 매우 신뢰성이 높은 접속성을 얻을 수 있는 것이다

그리고, 범프 형성용 금속층(2)의 표면 조도를 평균 표면 조도가 0.5 ㎛ 이하가 되도록 한다. 이것은, 금속 범프의 상하 양면의 표면 조도가 크면, 배선막 상호 접속용 부재의 완성 후에 그 양면에 구리로 이루어진 배선막 형성용 금속층을 적층하였을 때, 금속 범프와 배선막 형성용 금속층 사이의 접합면에서 요철이 다 매립되지는 않고 미세한 결함이 남으며, 접속의 신뢰성을 충분히 확보하는 것이 어려워지지만, 평균 표면 조도가 0.5 ㎛ 이하이면, 구리ㆍ구리의 접합면에 결함이 거 의 생기지 않으며, 신뢰성이 높은 접속성을 충분히 얻을 수 있기 때문이다.

또한, 캐리어층(4)은, 베이스가 되는 두께가 예컨대 25∼50 ㎛인 수지 필름(4a)의 한쪽 주요면에 점착층(4b)을 형성한 것이며, 그 점착층(4b)으로서 UV 노광에 의해 점착력이 저하하는 것을 이용한다. 구체적으로는, 초기 점착력이 10∼30 N/25 mm이며, UV 노광 후의 점착력이 0.05∼0.15 N/25 mm인 것이 좋다.

이와 같이, UV 노광에 의해 점착력이 저하하는 것을 이용하는 것은, 캐리어층(4)이 범프 에칭 공정 등과 같이 필요할 때는 범프가 탈락하지 않도록 충분한 점착력을 갖도록 하고, 캐리어층(4)이 필요하지 않게 되어, 박리할 때에는 용이하게 박리할 수 있도록 점착력을 UV광으로 충분히 약하게 할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 캐리어 필름(4a)의 두께를 25∼50 ㎛로 하는 것은, 25 ㎛ 이하이면, 배선막 상호 접속용 부재로서의 강도를 유지하는 것이 어렵고, 각종 처리 과정, 반송 과정에서 변형 등이 발생하기 쉬워지며, 50 ㎛ 이상이면, 캐리어층(4)의 박리시에 배선막 상호 접속용 부재 쪽에 쓸데없는 변형이 가해져, 범프의 탈락 또는 배선막 상호 접속용 부재의 잔류 변형이 남기 때문이다.

상기 베이스가 되는 수지 필름(4a) 및 점착층(4b)의 폭은 예컨대 25 ㎛의 두께로 하고, 점착층(4b)의 두께는 2∼10 ㎛로 한다. 이와 같이 하는 것은 2 ㎛ 이하이면 충분한 점착력을 얻을 수 없고, 범프 형성용 금속층(2)을 선택적으로 에칭하여 금속 범프를 형성할 때에, 점착층(4b)이 에칭 가공시의 스프레이액 흐름 혹은 반송시에 가해지는 기계적 응력에 의해 금속 범프의 탈락이라는 불량이 발생할 우려가 있으며, 또한 8 ㎛ 이상이면, 점착층(4b)이 지나치게 두꺼워져 흐믈흐물하고, 금속 범프의 베이스로서 부적절한 상태가 되며, 금속 범프의 기울기, 위치 어긋남 등이 발생하기 쉬워지기 때문이다.

(B) 다음에, 도 1의 (B)에 도시하는 바와 같이, 상기 포토레지스트막(6)을 마스크로 하여, 상기 구리로 이루어진 범프 형성용 금속층(2)을 에칭함으로써, 금속 범프(8)를 형성한다. 이 금속 범프(8)는 원뿔 형상으로 이루어지며, 상측[금속 범프(8)의 정상면측]으로 갈수록 단면적이 작아지고 있다.

(C) 다음에, 도 1의 (C)에 도시하는 바와 같이, 배선막 상호 접속용 부재에 대하여 그 금속 범프(8) 형성측의 면으로부터 UV광을 조사함으로써, 상기 캐리어층(4)의 점착층(4b)의 점착력을 저하시킨다.

UV광을 금속 범프(8) 형성측의 면으로부터 조사하는 것은, 금속 범프(8)가 그 노광시에 마스크가 되며, 금속 범프(8)의 하면 점착층은 노광되지 않고, 점착력을 유지하고 있으며, 또한 범프가 없는 부분은 점착제가 경화되기 때문에, 금속 범프(8)의 고정에 기여한다.

(D) 다음에, 도 1의 (D)에 도시하는 바와 같이, 층간 절연막(10) 및 합성 수지 등으로 이루어지는 박리 시트(11)를 배선막 상호 접속용 부재의 금속 범프(8) 형성측을 향하게 한다. 상기 층간 절연막(10)은 도 2에 도시하는 바와 같이 3층 구조를 갖는다.

구체적으로는, 비열가소성 폴리이미드 수지막(10a)을 코어로 하고, 그 양주요면에 열가소성 폴리이미드 수지막(10b, 10b)을 형성한 것이며, 그 코어를 이루는 비열가소성 폴리이미드 수지막(10a)의 막 두께가 10∼50 ㎛이고, 양주요면의 열가 소성 폴리이미드 수지막(10b, 10b)의 막 두께가 1∼8 ㎛이다.

층간 절연막의 코어를 이루는 비열가소성 폴리이미드 수지막의 두께를 10∼50 ㎛로 하는 것은, 10 ㎛ 이상의 두께로 하면 배선막 상호 접속용 부재로서 필요한 강도를 충분히 확보할 수 있고, 또한 두께가 50 ㎛ 이하로 하면 굳이 배선막 상호 접속용 부재나 상기 배선막 상호 접속용 부재를 사용한 다층 배선 기판의 두께를 두껍게 하지 않아도 되기 때문이다.

또한, 양 주요면의 열가소성 폴리이미드 수지막(10b, 10b)의 막 두께를 1∼8 ㎛로 하는 것은 다음 이유에 의한다. 즉, 열가소성 폴리이미드 수지막이 얇으면, 배선막 상호 접속용 부재 완성 후에 양면에 적층되는, 예컨대 구리로 이루어진 배선막 형성용 금속층 사이에 있어서 필요한 밀착력를 얻을 수 없다. 그러나, 실험에 의하면, 그 두께가 1 ㎛ 이상인 경우, 양면에 적층되는 예컨대 구리로 이루어진 배선막 형성용 금속층 사이에 있어서 필요한 밀착력를 얻을 수 있다.

또한, 열가소성 폴리이미드 수지막(10b)이 지나치게 두꺼우면, 코어가 되는 비열가소성 폴리이미드 수지의 강인한 특성, 우수한 전기 특성이 저하하므로, 이 열가소성 폴리이미드 수지는 필요 최저량이면 좋다.

(E) 다음에, 도 1의 (E)에 도시하는 바와 같이, 층간 절연막(10)과 박리 시트(11)를 상면으로부터 쿠션재(도시하지 않음)를 매개로 하여 가압하고, 층간 절연 시트(10)와 박리 시트(11)를 캐리어 필름 및 금속 범프(8)에 따르도록 밀착시킨다. 이 때에 가열 프레스함으로써, 보다 효과적으로 밀착시킬 수 있다.

(F) 다음에, 도 1의 (F)에 도시하는 바와 같이, 박리 시트(11) 위에서 돌출 부를 우선적으로 연마하고, 대략 박리 시트면까지 연마한다. 이와 같이 함으로써, 금속 범프(8) 정상면을 노출시킨다. 또한, 지석(砥石) 대신에 연속적으로 연마할 수 있는 롤 연마기 등을 이용하여도 좋다.

이와 같이 하면, 층간 절연막(10)은 자연히 도 1의 (F)에 도시하는 바와 같이, 그 상면이 금속 범프(8)와 접하는 부분에서 높고, 상기 금속 범프(8)로부터 멀어질수록 낮아지도록 만곡한 형상이 된다.

그리고, 이러한 형상이 됨으로써, 금속 범프 유지력이 높아진다. 층간 절연 시트는 탄성을 갖고 있기 때문에, 그 시트의 범프에 접하는 부분이 범프의 측면을 따라 만곡하도록 함으로써, 범프를 시트의 탄성력으로 압박하는 효과가 있으며, 금속 범프의 탈락을 막는 작용을 한다.

또한, 이 상태에 있어서, 구리로 이루어진 각 금속 범프(8)는 층간 절연막(10)으로부터의 돌출량이 15∼45 ㎛인 것이 필요하다.

그 이유를 설명하면 다음과 같다.

즉, 각 금속 범프(8)의 층간 절연막(10)으로부터의 돌출량이 작으면, 배선막 상호 접속용 부재에 배선막 형성용 금속층을 적층하기 위한 가압에 의해 금속 범프(8)가 수착하는 분(分)을 금속 범프(8)의 돌출량에 의해 충분히 커버할 수 없으며, 접속이 불완전해질 우려가 있다. 또한, 표면에 오목부가 생겨 평탄성이 손상될 우려가 있다.

그러나, 각종 실험에 의하면, 15 ㎛ 이상이면 그와 같은 우려는 없고, 신뢰성이 있는 접속을 얻을 수 있다. 이것이 돌출량을 15 ㎛ 이상으로 하는 이유이다.

또한, 상기 돌출량이 크면, 금속 범프가 있는 부분이 이후의 공정에서 배선막 형성용 금속층을 적층하였을 때에 배선막 형성용 금속층이 범프부에서 완전히 내리 눌러지지 않고 융기된 상태가 되며, 배선 기판의 평탄성이 나빠지고, 평탄성이 특히 요구되는 베어 IC, LSI 등을 탑재하는 배선 기판 등에 있어서는 간과할 수 없는 문제가 되지만, 각종 실험에 의하면, 45 ㎛ 이하인 경우에는 그와 같은 우려는 없으며, 범프(8)를 완전히 내리 누를 수 있고, 또한 평탄성이 손상될 우려가 없다. 이것이 돌출량을 45 ㎛ 이하로 하는 이유이다.

또한, 금속 범프(8)의 층간 절연막(10)으로부터의 돌출량을 15∼45 ㎛로 하는 것은, 범프 형성용 금속층(2)의 두께를 층간 절연막(10)의 두께보다 15∼45 ㎛보다 약간 두껍게 함으로써 할 수 있다.

(G) 다음에, 캐리어시트측으로부터 재차 UV광을 조사하여, 범프부의 점착층을 경화시키고, 그 점착력을 저하시키고 나서 캐리어층(4) 및 박리 시트(11)를 박리한다. 그렇게 하면, 도 1의 (G)에 도시하는 바와 같이 배선막 상호 접속용 부재를 완성할 수 있다.

또한, 캐리어층(4)의 점착층(4b)은 상기 UV광 조사에 의해 점착력을 저하시킬 수 있기 때문에, 매우 약한 박리력으로 캐리어층(4)을 박리할 수 있다. 따라서, 캐리어층(4)을 박리하기 위해 강한 힘을 가하여 배선막 상호 접속용 부재를 변형시키는 문제를 미연에 방지할 수 있다.

또한, 박리 시트는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등 어떤 수지에도 접착하지 않는 필름을 사용함으로써 용이하게 박리할 수 있다.

그런데, 박리 작업을 UV광 조사와 병행하여 행하도록 하여도 좋다. 즉, UV광을 조사하면서 박리 작업을 행함으로써, 작업 시간의 단축, 제조 비용의 저감을 도모하도록 하여도 좋다.

변형예

또한, 상기 실시예에 있어서는 층간 절연막(10)으로서, 유리 에폭시 수지막을 이용하도록 하여도 좋다.

그 경우, 유리 에폭시 수지막의 두께는 30∼100 ㎛로 할 필요가 있다.

도 3의 (A), (B)는 도 1의 (F)에 도시하는 배선막 상호 접속용 부재를 이용하여 2층의 배선 기판을 제조하는 방법을 공정순으로 도시하는 단면도이다.

(A) 도 3의 (A)에 도시하는 바와 같이, 배선막 상호 접속용 부재의 양면에 배선막 형성용 금속층(12, 12)을 중첩하고, 가압 및 가열에 의해 강고하게 적층한다.

(B) 다음에, 상기 배선막 형성용 금속층(12, 12)을 포토 에칭함으로써 패터닝한다. 그렇게 하면, 도 3의 (B)에 도시하는 바와 같이, 구리로 이루어진 배선막(14)이 형성된다.

실시예 2

도 4의 (A)∼(G)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배선 기판의 제조 방법의 공정을 순서대로 도시하는 단면도이다.

(A) 우선, 도 4의 (A)에 도시하는 바와 같이, 층간 절연막(10) 상에, 상형(上型)(80)을 적층한 것을 준비한다. 상기 상형(80)은 금속(예컨대 SUS 등) 혹은 수지로 이루어지며, 후술하는 금속 범프(8, 8, …)와 대응한 범프 대응 구멍(82, 82, …)을 갖는다. 또한, 상기 범프 대응 구멍(82, 82, …)은, 예컨대 층간 절연막(10) 상에 접착된 상형(80) 상에 포토레지스트를 도포하고, 상기 포토레지스트를 노광 및 현상함으로써 패터닝하여 마스크막으로 하고, 이 포토레지스트로 이루어진 마스크막을 마스크로 하여 상형(80)을 에칭함으로써 형성할 수 있다. 무엇보다도 상형(80)의 범프 대응 구멍(82, 82, …)의 형성은 상형(80)을 층간 절연막(10) 상에 접착하지 않은 단계에서 행하도록 하여도 좋다.

(B) 다음에, 도 4의 (B)에 도시하는 바와 같이, 금속(예컨대 SUS 등) 혹은 수지로 이루어진 하형(下型)(84) 상에 금속 범프(8)를 형성한 배선막 상호 접속용 부재(17b)를 준비하고, 그 부재(17b)의 범프(8) 형성면의 상측에, 상기 상형(80)을 층간 절연막(10)이 하측을 향하는 방향으로, 또한 각 범프 대응 구멍(82, 82, …)이 대응하는 금속 범프(8)와 위치가 정합하도록 위치를 맞춰 향하게 한다.

(C) 다음에, 도 4의 (C)에 도시하는 바와 같이, 상기 상형(80)을 상기 하형(84) 측으로 가압하여, 상기 층간 절연막(10)이 금속 범프(8)에 의해 관통된 상태로 한다. 또한, 이 관통에 의해 수지의 칩, 부스러기 등이 생기며, 이것에 의해 층간 절연막(10) 표면이 오염되기 때문에, 이 가압 공정의 종료 후, 클리닝하는 것이 바람직하다.

(D) 다음에, 도 4의 (D)에 도시하는 바와 같이, 상형(80)을 제거한다.

(E) 다음에, 도 4의 (E)에 도시하는 바와 같이, 하형(84)을 제거한다.

이것에 의해, 배선막 상호 접속용 부재를 완성할 수 있다. 이 배선막 상호 접속용 부재는 캐리어층(4)을 이용하지 않고, 형(84)을 이용하여 제조한 것이다.

이와 같이, 캐리어층(4)을 이용하지 않고, 배선막 상호 접속용 부재를 제조할 수 있다.

또한, 도 1의 (F)에 도시하는 배선막 상호 접속용 부재의 양면에 배선막을 형성하려면 배선 형성용 금속층을 형성해야 하지만, 그것은 도 4의 (F), (G)에 도시하는 공정으로 행한다.

(F) 다음에, 도 4의 (F)에 도시하는 바와 같이, 금속 범프(8)에 의해 관통된 층간 절연막(10)의 양면에 구리로 이루어진 배선막 형성용 금속층(23, 23)을 향하게 한다.

(G) 그 후, 상기 배선막 형성용 금속층(23, 23)을 그 층간 절연막(10)에 가열 가압하여 적층한다. 그렇게 하면, 배선 기판(11d)을 완성할 수 있다.

도 5의 (A), (B)는 본 발명에 따른 배선막 상호 접속용 부재를 이용한 다층 배선 기판의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도이다. 이 실시예는 일괄 프레스로 다층 배선 기판(41)을 1회의 적층 프레스로 형성하는 것이다.

(A) 우선, 예컨대 4장의 양면 배선 기판(42∼45) 사이에, 3장의 배선막 상호 접속용 부재(46∼48)를 배치한다[도 5의 (A)].

(B) 다음에, 이들을 고온 하에서 일괄 프레스한다. 이것에 의해, 다층 배선 기판(41)이 완성된다[도 5의 (B)].

이 경우, 4장의 양면 배선 기판(42∼45)은 제1 실시예의 공정 전부를 실행하고 추가로 배선막 형성용 구리 호일(23)에 패터닝을 행함으로써 형성되며, 3장의 배선막 상호 접속용 부재(46∼48)는 제1 실시예의 공정의 일부[도 1의 (A)∼(F)]를 실행함으로써 형성된다.

실시예 3

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 배선막 상호 접속용 부재를 도시하는 단면도이다.

도 1의 (F)에 도시한 상기 실시예의 배선막 상호 접속용 부재는, 금속 범프(8)의 형상이 원뿔 형상이었지만, 반드시 원뿔 형상이어야 하는 것은 아니며, 예컨대 도 6에 도시하는 바와 같이, 금속 범프(62)가 원기둥 형상이고, 단면적이 상면으로부터 하면에 도달할 때까지 균일하여도 좋다.

또한, 도 1의 (G)에 도시한 상기 실시예의 배선막 상호 접속용 부재는, 금속 범프(8)의 바닥면이 층간 절연막(10)의 바닥면과 동일면(동일 평면 상에 위치하는 것)이지만, 반드시 그와 같이 하여야 하는 것은 아니며, 도 6에 도시하는 실시예와 같이, 금속 범프(62)의 상단부가 층간 절연막(60)의 상면으로부터 돌출하고, 하단부가 층간 절연막(60)의 하면으로부터 돌출하도록 하여도 좋다.

이 경우에 있어서, 금속 범프(62)의 층간 절연막(60)의 상면으로부터의 돌출량을 A로 하고, 금속 범프(62)의 층간 절연막(60)의 하면으로부터의 돌출량을 B로 하면, 돌출량 A와 B의 총합이 15∼45 ㎛일 필요가 있다.

또한, 상기 이외의 점에서는 도 1의 (G)에 도시하는 실시예의 배선막 상호 접속용 부재와 동일하다.

금속 범프의 형상은 상기 각 실시예 이외에, 원추대형, 사각추, 주판알형의 형상예를 채용할 수 있다.

상기한 본 발명의 실시예는 배선막 사이를 잇는 각종 부재 및 그 제조 방법에 주목하고 있다. 그러나, 발명의 원리는 마이크로 전자 부품의 도체 중간 접속 부재를 제공하는데 사용되는 부재에 즉시 적용될 수 있다. 예컨대, 발명의 원리는 칩 담체 또는 적어도 칩 담체의 일면, 회로 패널 또는 중간 접속 기판으로부터 돌출되어 있는 복수의 금속 범프를 갖는 다른 중간 접속 기판, 즉 칩 담체, 칩 테스트 소켓, 테스트 기판, 인터포저, 회로 패널 등이 있다. 그러한 담체, 기판 또는 회로 패널에 있어서, 담체 또는 기판의 한쪽 면 또는 양면 상의 금속 범프의 정상점 또는 단부는 다른 마이크로 전자 부품의 접점과 잠정적으로, 즉 압접으로 또는 영구 접착으로 혹은 금속 접착으로 중간 접속된다.

본 발명은 배선막 상호 접속용 부재와, 그 제조 방법에 관한 것이며, 상세하게는 구리로 이루어진 금속 범프를 사용하여 다층 배선 기판의 배선막 상호 접속을 행하는 경우에 적용하기 적합한 배선막 상호 접속용 부재와 그 제조 방법은 일반적으로 이용 가능성이 있다.

Claims

하면부와 상기 하면부에 대향하는 상면부를 갖는 층간 절연막과, 층간 절연막을 통해서 하면부로부터 연장되어 나오고 상면 상에 돌출되는 제1 단부를 가지며 상면 상에 하나의 제1 높이를 형성하는 복수의 금속 범프를 구비하고, 층간 절연막의 상면이 복수의 금속 범프에 금속 범프 높이보다 낮은 제1 높이로 접촉하고, 추가 절연막이 복수의 금속 범프 사이에서 제1 높이로부터 낮은 쪽으로 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 배선막 상호 접속용 부재.
층간 절연막과, 층간 절연막을 통해서 연장되어 각각이 다층 배선 기판의 배선막 접속용 층간 절연막의 상면 위로 돌출하는 제1 단부를 갖는 복수의 금속 범프를 구비하고, 복수의 금속 범프는 순도가 적어도 99.9%인 구리로 이루어지며, 복수의 금속 범프는 각각 상기 상면보다 약 15 ㎛ 내지 약 45 ㎛의 거리만큼 돌출되고, 상기 금속 범프의 제1 단부 및 제2 단부의 평균 표면 조도가 0.5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 배선막 상호 접속용 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 층간 절연막은 비열가소성막으로 이루어진 코어를 포함하고, 상기 층간 절연막은 코어의 대향측에 약 1 ㎛ 내지 약 8 ㎛의 두께를 갖고 제1 및 제2 열가소성 폴리이미드 수지막을 갖는 제1 피복 코어을 더 포함하거나, 또는 대향측에 약 1 ㎛ 내지 약 8 ㎛의 두께를 갖고 제1 및 제2 에폭시 수지막을 갖는 제2 피복을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배선막 상호 접속용 부재.
제1항에 있어서, 상기 비열가소성막은 막 두께가 약 10 ㎛ 내지 70 ㎛인 비열가소성 폴리이미드 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선막 상호 접속용 부재.
제1항 및 제2항에 있어서, 상기 비열가소성막은 약 30 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 두께를 갖는 유리 에폭시 수지를 포함하는 것인 배선막 상호 접속용 부재.
제1면과, 제1면에 대향하는 제2면과, 제1면을 피복하는 포토레지스트막 및 제2면을 피복하는 캐리어층으로 이루어지는 층 구조를 제공하는 단계;

포토레지스트막을 패터닝하는 단계;

패턴화한 포토레지스트막을 마스크로서 사용하여 금속막을 에칭함으로써, 캐리어층의 대향측에 제1 단부가 있고 캐리어층으로부터 돌출되는 복수의 금속층을 형성하는 단계;

패턴화한 포토레지스트막을 제거하는 단계;

층간 절연막을 복수의 금속 범프의 제1 단부에 대하여 압착(壓着)하는 단계; 및

복수의 금속 범프의 제1 단부를 노출시키기 위해 층간 절연막을 연마하고 캐 리어층을 제거하는 단계

를 포함하고, 상기 금속막은 실질적으로 순도가 적어도 99.9%인 구리로 이루어지며, 복수의 금속 범프의 제1 단부와 그것에 대향하는 측의 복수의 금속 범프의 제2 단부의 평균 표면 거칠기가 0.5 ㎛ 또는 그 이하인 것을 특징으로 하는 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법.
제1면과, 제1면에 대향하는 제2면과, 제1면을 피복하는 포토레지스트막, 그리고 제2면을 피복하고 접착층에 의해 제2면에 접착되는 캐리어층으로 이루어지는 층 구조를 제공하는 단계;

포토레지스트막을 패터닝하는 단계;

패턴화한 포토레지스트막을 마스크로서 사용하여 금속막을 에칭함으로써, 캐리어층의 대향측에 제1 단부가 있고 캐리어층으로부터 돌출되는 복수의 금속층을 형성하는 단계;

패턴화한 포토레지스트막을 제거하는 단계;

복수의 금속 범프간의 접착제층 영역을 자외선(UV)에 노광하여 접착제층의 접착성을 줄이는 단계;

층간 절연막을 복수의 금속 범프의 제1 단부에 대하여 압착하는 단계;

복수의 금속 범프의 제1 단부를 노출시키기 위해 층간 절연막을 연마하는 단계;

접착제층을 캐리어층을 통해 자외선에 노광하여 접착제층과 복수의 금속 범 프간의 접착성을 줄이는 단계; 및

자외선으로 캐리어층을 통해 접착제층을 노광하고 있는 동안에 또는 그 이후에, 캐리어층을 복수의 금속층으로부터 박리하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법.
제6항 및 제7항에 있어서, 상기 층간 절연막은 비열가소성막을 갖는 코어와, 코어 대향측에 제1 및 제2 열가소성 폴리이미드 수지층을 갖는 제1 피복 또는 코어 대향측의 제1 및 제2 에폭시 수지층을 갖는 제2 피복을 포함하는 것인 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법.
제8항에 있어서, 제1 및 제2 열가소성 폴리이미드 수지층 또는 제1 및 제2 열가소성 폴리이미드 수지층 각각은, 약 1 ㎛ 내지 약 8 ㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법.
제8항에 있어서, 비열가소성막은 막 두께가 약 10 ㎛ 내지 약 65 ㎛인 비열가소성 폴리이미드 수지막을 포함하는 것인 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법.
제6항 및 제7항에 있어서, 층간 절연막은 막 두께가 약 30 ㎛ 내지 약 100 ㎛인 유리 에폭시 수지막인 것인 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법.
제6항, 제7항, 제8항 제9항, 제10항 및 제11항에 있어서, 상기 캐리어층은, 막 두께가 약 25에서 50 마이크론(㎛)이고 초기 접착력이 약 10에서 30 N/25 mm이며 자외선(UV)에 노광된 후의 접착력이 약 0.15 N/25 mm인 폴리에스테르막을 포함하는 것인 배선막 상호 접속용 부재의 제조 방법.
하면과 그 하면에 대향하는 상면을 갖는 절연막과, 하면으로부터 절연막을 통해 연장되고 제1 단부가 상면 상의 금속 범프의 높이를 결정하도록 상면 상에 돌출되는 복수의 금속 범프를 구비하고, 상기 절연막의 상면은 금속 범프의 높이보다도 낮은 제1 높이에서 복수의 금속 범프에 접하도록 만곡되며, 상기 절연막은 복수의 금속 범프의 각각의 높이 사이에서 금속 범프의 높이로부터 하향 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 전자 부품용 도체 접속에 사용하는 부재.
제13항에 있어서, 복수의 금속 범프는 실질적으로 구리로 이루어진 것을 특징으로 하는 부재.
제13항에 있어서, 상기 절연막에는 비열가소성막이 포함되는 것을 특징으로 하는 부재.
제13항에 있어서, 상기 절연막에는 비열가소성막 및 열가소성막이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 부재.
제13항에 있어서, 상기 절연막은 비열가소성 폴리이미드 수지막과 열가소성 폴리이미드 수지막을 포함하는 것을 특징으로 하는 부재.
제13항에 있어서, 상기 복수의 금속 범프는 순도가 적어도 99.9%의 구리로 이루어지며, 복수의 금속 범프의 제1 단부의 평균 거칠기가 0.5 ㎛ 이하이고, 제1 단부의 대향측에 있는 복수의 금속 범프의 제2 단부의 평균 표면 거칠기가 0.5 ㎛ 이하인 것인 부재.
제13항에 있어서, 복수의 금속 범프의 제1 단부는 상기 절연막의 상면 상에 15 ㎛ 이상 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 부재.
마이크로 전자 부품에 도체 중간 접속 부재를 공급하는데 사용하는 부재를 제조하는 방법으로서,

제1면과, 제1면에 대향하는 제2면과, 제1면을 피복하는 포토레지스트막, 그리고 제2면을 피복하는 캐리어층을 갖는 층 구조를 공급하는 단계;

포토레지스트막을 패턴화하는 단계;

패턴화한 포토레지스트막을 마스크로서 사용하여 금속막을 에칭함으로써, 캐리어층으로부터 돌출하고 캐리어층의 대향측에 제1 단부를 갖는 복수의 금속 범프를 형성하는 단계;

패턴화한 포토레지스트막을 제거하는 단계;

복수의 금속 범프의 제1 단부에 대하여 절연막을 압착시키는 단계; 및

절연막을 연마하여 복수의 금속 범프의 제1 단부를 노출시키기 위해 캐리어층을 제거하는 단계

를 포함하고, 상기 금속막은 순도가 적어도 99.9%인 구리이며, 복수의 금속 범프의 제1단부와 그 대향 위치에 있는 제2 단부의 평균 표면 거칠기가 0.5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 부재의 제조 방법.
마이크로 전자 부품에 도체 중간 접속 부재를 공급하는데 사용하는 부재를 제조하는 방법으로서,

제1면과, 제1면에 대향하는 제2면과, 제1면을 피복하는 포토레지스트막, 그리고 제2면을 피복하는 캐리어층을 갖는 층 구조를 공급하는 단계;

포토레지스트막을 패턴화하는 단계;

패턴화한 포토레지스트막을 마스크로서 사용하여 금속막을 에칭함으로써, 캐리어층으로부터 돌출되고 캐리어층의 대향측에 제1 단부를 갖는 복수의 금속 범프를 형성하는 단계;

패턴화한 포토레지스트막을 제거하는 단계;

복수의 금속 범프 사이에 있는 접착제층의 접착성을 줄이기 위해 접착제 영역을 자외선(UV)에 노광하는 단계;

복수의 금속 범프의 제1 단부에 대하여 절연막을 압착하는 단계;

절연막을 연마하여 복수의 금속 범프의 제1 단부를 노출시키는 단계; 및

접착제층을 캐리어층을 통해 자외선(UV)에 노광하여, 접착제층과 복수의 금속 범프 사이의 접착력을 줄이고, 접착제층이 캐리어층을 통해 자외선(UV)에 노광되고 있는 동안에 또는 그 후에 캐리어층을 복수의 금속 범프로부터 박리하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 부재의 제조 방법.