TWI283557B - Method of manufacturing circuit device, method of manufacturing electronic device, and circuit board, electronic apparatus, and photoelectric device - Google Patents

Method of manufacturing circuit device, method of manufacturing electronic device, and circuit board, electronic apparatus, and photoelectric device Download PDF

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Description

(1) 1283557 ' 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於電路元件之製造方法、電子元件之製造 方法、電路基板、電子機器及光電裝置。 【先前技術】 作爲以小的實裝面積接續LSI等半導體元件的技術, 0 使用倒裝晶片(flip-chip)接續。接著,爲了實現更安定的 倒裝晶片接續,在半導體元件的金屬墊與焊錫凸塊之間, 設有UBM (凸塊下冶金:Under Bump Metallurgy)層。另 一方面,有藉由噴墨法塗佈金屬的技術係屬已知(例如專 利文獻1 )。 [專利文獻1]日本特開2004-6578號公報 【發明內容】 φ 發明所欲解決之課題 UBM層係以濺鍍法或電鍍法形成。但是無論是濺鍍法 或電鍍法,均包含幾乎於半導體元件的全面堆積金屬材料 的工程,與從UBM層去除不要的地方之金屬材料的工程。 因此在從前的UBM層之形成方法,金屬材料的多餘消耗很 多。 此外,另一方面使用噴墨法形成UB Μ層則尙未出現。 本發明係有鑑於上述課題,目的在於提供可以抑制多 於材料耗費的實裝技術。 _ 4 - (2) 1283557 供解決課題之手段 本發明之電路元件之製造方法,係使用具備··載台, 及具有對面於前述載台之噴嘴的噴頭之吐出裝置的電路元 件之製造方法。此製造方法包含:以半導體元件的金屬墊 朝向前述噴頭側的方式,將前述半導體元件設定於前述載 台上之步驟A,使前述噴頭對前述半導體元件的相對位置 改變的步驟B,在前述噴嘴到達對應於前述金屬墊的位置 φ 的場合,以對前述金屬墊供應導電性材料的方式由前述噴 嘴吐出液狀的前述導電性材料的步驟C,及以在前述金屬 墊上可得UMB層的方式使前述被供應的導電性材料活化或 者乾燥的步驟D。 藉由上述構成可得到的效果之一,係減少形成UBM層 所必要的導電性材料的消耗。因爲可以在金屬墊上選擇性 賦予導電性材料。 在本發明之某一樣態,前述步驟C,包含以在前述金 • 屬墊上供應第1導電性材料的方式由第1噴嘴吐出液狀的前 述第1導電性材料的步驟,前述步驟D,包含以在前述金 屬墊上可得第1金屬層的方式使前述被供應的第1導電性材 料活化或者乾燥的步驟。 藉由上述構成可得到的效果之一,係減少形成UBΜ層 所必要的第1導電性材料的消耗。因爲可以在金屬墊上選 擇性賦予第1導電性材料。 在本發明之其他樣態,前述步驟C,進而包含以在前 述第1金屬層上供應第2導電性材料的方式由第2噴嘴吐出 -5- (3) 1283557 液狀的前述第2導電性材料的步驟,前述步驟D,進而包 含以在前述第1金屬層上可得第2金屬層的方式使前述被供 應的第2導電性材料活化或者乾燥的步驟。 藉由上述構成可得到的效果之一,係可得包含2個金 屬層之UBM層。 在本發明之其他樣態,前述步驟C,進而包含以在前 述第2金屬層上供應第3導電性材料的方式由第3噴嘴吐出 φ 液狀的前述第3導電性材料的步驟,前述步驟D,進而包 含以在前述第2金屬層上可得第3金屬層的方式使前述被供 應的第3導電性材料活化或者乾燥的步驟。 藉由上述構成可得到的效果之一,係可得包含3個金 屬層之UBM層。 較佳者爲前述第1導電性材料包含鈦微粒子,前述第2 導電性材料包含鎳微粒子,前述第3導電性材料包含金微 粒子。 φ 藉由上述構成可得之效果之一,係可得可以實現安定 的焊錫凸塊之UBM層。 在本發明之其他樣態,上述電路元件之製造方法,進 而包含:於前述UBM層上形成焊錫凸塊(bump)的步驟E, 回流(reflow)前述焊錫凸塊的步驟F。 藉由上述構成可得之效果之一,係可得可以實現安定 的倒裝晶片接續之焊錫凸塊。 在本發明之某一樣態,電路基板係以上述電路兀件之 製造方法所製造。在本發明之其他樣態’電子機器係利用 -6- (4) 1283557 上述之電路元件之製造方法所製造。此外在本發明之其他 樣態,光電裝置係利用上述之電路元件之製造方法所製造 〇 本發明之電子元件之製造方法,係使用具備··載台, 及具有對面於前述載台之噴嘴的噴頭之吐出裝置的電子元 件之製造方法。此製造方法包含:以基板的導電端子朝向 前述噴頭側的方式,將前述基板設定於前述載台上之步驟 φ A,使前述噴頭對前述基板的相對位置改變的步驟B,在 前述噴嘴到達對應於前述導電端子的位置的場合,以對前 述導電端子供應導電性材料的方式由前述噴嘴吐出液狀的 前述導電性材料的步驟C,及以在前述導電端子上可得 UBM層的方式使前述被供應的導電性材料活化或者乾燥的 步驟D。 藉由上述構成可得之效果之一,係形成UB Μ層所必要 的導電性材料的消耗很少。這是因爲可以在導電端子上選 φ 擇性的賦予導電性材料。 【實施方式】 供實施發明之最佳型態 圖1(a)之半導體晶片1〇,係藉由倒裝晶片技術實裝於 配線基板或其他半導體晶片的半導體元件。具體而言,於 半導體晶片10,被形成未圖示的積體電路。進而,半導體 晶片1 〇,具有被導電接續於積體電路的複數金屬墊1 2。這 些積體電路與複數金屬墊12係對半導體晶片1〇的基底基板 (5) 1283557 5 (圖5 )設於相同側。 又,圖1(a)之半導體晶片10的形狀幾乎爲方形。接著 半導體晶片1 0,具有沿著半導體晶片1 〇的外周排列的1 2個 金屬墊12。此外,半導體晶片10的表面以絕緣層13覆蓋。 其中,絕緣層13以僅露出金屬墊12的表面的方式被圖案化 〇 各複數金屬墊12之上,藉由後述之製造裝置設有UBM ·(凸塊下冶金:Under Bump Metallurgy)層。接著進而在 被設置的UBM層上,藉由電鍍法、焊錫球裝載法(ball-mount)、浸漬法(dipping)、印刷法等設置焊錫凸塊。在本 說明書,亦將設有焊錫凸塊的半導體晶片1 0稱爲「電路元 件」。 被設有焊錫凸塊的半導體晶片1 〇,被實裝於配線基板 。具體而言,已分別被設置的焊錫凸塊與被設於後述的配 線基板之對應的陸(land)相接的方式,使半導體晶片1〇對 • 配線基板定位。接著,藉由熔融焊錫凸塊使半導體晶片1 0 物理地且導電地連接於配線基板。總之,半導體晶片1 〇被 實裝於配線基板。在本說明書,亦將被實裝半導體晶片1 〇 的配線基板稱爲「電路基板」。 構成金屬墊12的金屬主要爲鋁。一般而言,對這樣的 金屬墊1 2焊錫的塗佈性(或者濕潤性)並不好。亦即,於 金屬墊1 2焊錫在物理上不易連接。由此理由,以將與焊錫 之親和性很好的導電層設於金屬墊1 2上較佳。在本實施型 態,這樣的導電層係UBM層。 (6) 1283557 在本實施型態,亦將金屬墊1 2的表面標示爲「被吐出 部」’亦有標不爲「標的」的場合。所謂「被吐出部」或 「標的」,意味著由後述之吐出裝置所吐出的液狀材料附 著而塗佈擴開的部分。又,亦有以使附著於金屬墊1 2上之 液狀的導電性材料呈現所要的接觸角的方式,在金屬墊1 2 的表面形成薄膜的場合。在本實施型態,也將被形成於金 屬墊12的表面之這樣的薄膜包含在內標記爲「金屬墊」。 φ 在本實施型態,半導體晶片10,係以圖1(b)所示的半 導體晶圓1 4的型態被製造。在本實施型態,直到將焊錫凸 塊設於UBM層上爲止的工程,係對半導體晶圓14之複數半 導體晶片〗〇進行的。當然,對於藉由切割而由半導體晶圓 14分割的行態之半導體晶片10進行設置UBM層的工程亦可 〇 以下,說明分別對半導體晶片1 〇之複數金屬墊1 2設 UB Μ層的製造裝置。又,以下所說明的製造裝置,係製造 φ 電路基板的製造裝置的一部份。 (Α·製造裝置) 圖2之製造裝置1,具有3個吐出裝置ΙΑ、IB、1C與三 個烤箱(乾燥裝置)2Α、2Β、2C與搬送裝置3。 吐出裝置1Α,係在半導體晶片1〇的金屬墊12上’塗 佈或者賦予第1導電性材料的裝置。在此’第1導電性材料 ,包含鈦之奈米粒子,與供覆蓋鈦的奈米粒子的表面之用 的分散劑與有機溶媒。烤箱2Α係加熱被塗佈的第〗導電性 (7) 1283557 材料的裝置。藉由根據烤箱2A的加熱,燒結第1導電性材 料所含之鈦而得第1金屬層。 吐出裝置1B,係在第1金屬層上,塗佈或者賦予第2導 • 電性材料的裝置。在此,第2導電性材料,包含鎳之奈米 . 粒子’與供覆蓋鎳的奈米粒子的表面之用的分散劑與有機 • 溶媒。烤箱2B係加熱被塗佈的第2導電性材料的裝置。藉 - 由根據烤箱2B的加熱,燒結第2導電性材料所含之鎳而得 籲 第2金屬層。 吐出裝置1C,係在第2金屬層上,塗佈或者賦予第3導 電性材料的裝置。在此,第3導電性材料,包含金之奈米 粒子’與供覆蓋金的奈米粒子的表面之用的分散劑與有機 溶媒。烤箱2 C係加熱被塗佈的第3導電性材料的裝置。藉 由根據烤箱2C的加熱,燒結第3導電性材料所含之金而得 第3金屬層。 搬送裝置3具備··自走裝置、具備支撐半導體晶圓14 #的2根叉子之舉起機構。接著,搬送裝置3,依序供給半導 • 體晶片10 (半導體晶圓14)至吐出裝置ία、烤箱2A、吐 出裝置1B、烤箱2B、吐出裝置ic、烤箱2c。 • 以下,針對吐出裝置1 A、1 B、1 C,進而詳細說明構 、 成與機能。其中,吐出裝置1 B、1 C之分別的構成/機能, 與吐出裝置1A之構成/機能基本上相同。因此爲避免重複 ,以吐出裝置1A爲代表加以說明。又,在本說明書,吐 出裝置IB、1C之構成要素之中,與吐出裝置ία之構成要 素相同者,被賦予與吐出裝置A的構成要素相同的參考符 -10- (8) 1283557 號。 (B ·吐出裝置) 圖3所示之吐出裝置1A,係噴墨裝置。具體而言,吐 出裝置1A具備:保持液狀之第1導電性材料21 A之槽101 A 、管1 10A、透過管1 10A由槽101 A供給液狀的第1導電性材 料21 A之吐出掃描部102。此處,吐出掃描部102,具備: _ 地面台(ground stage) GS、吐出頭部 103、台(stage)106 、第1位置控制裝置1 04、第2位置控制裝置1 0 8、控制部 1 12、與支撐部l〇4a。 吐出頭部103,保持著對台106側吐出液狀的第1導電 性材料2 1 A之噴頭1 1 4 (圖4 )。此噴頭1 1 4,因應於來自 控制部1 12的訊號,吐出液狀的第1導電性材料21 A的液滴 。又,吐出頭部103之噴頭114,藉由管110A與槽101A連 接,因此,由槽1 0 1 A對噴頭1 1 4供給液狀的第1導電性材 籲料2 1 A。 此處,液狀的第導電性材料2 1 A係「液狀材料」的一 種。「液狀材料」係指具有可以從噴頭1 1 4的噴嘴(後述 )以液滴吐出的黏度的材料。在此場合,不管材料是水性 或油性。只要具備可從噴嘴吐出的流動性(黏度)即爲已 足’即使混入固體物質只要全體是流動體即可。在本實施 型態,液狀之第1導電性材料2 1 A,包含平均粒徑爲1 〇nm 程度的鈦粒子、分散劑、有機溶媒。在液狀的第1導電性 材料2 1 A中,鈦粒子以分散劑包覆。被分散劑所包覆的鈦 -11 - (9) 1283557 粒子安定地分散於有機溶媒中。此處,分散劑係可配位於 鈦原子的化合物。 作爲這樣的分散劑,已知有胺、醇、硫醇(t h i ο 1)。更 具體而言,作爲分散劑,使用:2-甲基氨基醇,二乙醇胺 、二乙基甲基胺、2 -二甲基氨基乙醇、甲基二乙基胺等胺 類化合物,烷基胺類、乙烯基二胺、烷基醇類、乙烯基乙 二醇、丙烯基乙二醇、烷基硫醇類、二硫代乙烷等。 φ 又,平均粒徑從lnm程度到數百nm爲止的粒子也被標 記爲「奈米粒子」。根據此標記,液狀的第1導電性材料 21A,包含鈦之奈米粒子。 台106提供載置半導體晶圓14之用的平面。進而,台 106也具有使用吸附力固定半導體晶圓14的位置的功能。 第1位置控制裝置104藉由支撐部104a而被固定於由地 面台(ground stage ) GS起特定高度的位置。此第1位置控 制裝置1 04,具有因應於來自控制部1 1 2的訊號,使吐出頭 # 部103沿著X軸方向,及與X軸方向直交的Z軸方向移動的 機能。進而,第1位置控制裝置104,也具有在平行於Z軸 的軸的周圍使吐出頭部1 〇3回轉的功能。此處,在本實施 型態,Z軸方向係平行於鉛直方向(亦即重力加速度方向 )的方向。 第2位置控制裝置108,因應於來自控制部1 12的訊號 ,使台106在地面台GS上移動於Y軸方向。此處’ Y軸方向 係指直交於X軸方向及Z軸方向雙方之方向。 具有如上述的功能的第〗位置控制裝置I 之構成與第 -12- (10) 1283557 2位置控制裝置1 08的構成,可以使用利用線性馬達以及伺 服馬達之習知的XY機械手臂來實現,所以在此省略這些 之詳細構成的說明。 藉由第1位置控制裝置104,吐出頭部103移動於X軸 方向。接著,藉由第2位置控制裝置108,半導體晶圓14與 台1 06共同移動於Y軸方向。這些動作的結果,改變半導 體晶片1 〇 (半導體晶圓1 4 )對頭1 1 4之相對位置。更具體 φ 而言,藉由這些動作,吐出頭部103、頭114或者噴嘴118 (圖4)對半導體晶片10在Z軸方向保持特定的距離同時在 X軸方向及Y軸方向上相對移動,亦即相對掃描。「相對 移動」或「相對掃描」意味著使液狀的第1導電性材料 2 1 A吐出之側,與來自該處的吐出物附著之側(被吐出部 )之至少一方對另一方相對移動。 控制部1 1 2,被構成爲由外部資訊處理裝置接受表示 應將液狀的第1導電性材料2 1 A之液滴吐出的相對位置之 # 吐出資料(例如位元圖資料)。控制部1 1 2將接受到的吐 出資料容納於內部之記憶裝置,同時因應於被收容的吐出 資料,控制第1位置控制裝置104、第2位置控制裝置108與 頭 1 1 4。 (C·頭) 如圖4(a)及(b)所示,吐出裝置1 A之頭1 14,係噴墨頭 。具體而言,頭1 14具備振動板126與噴嘴片128。振動板 126與噴嘴片128之間有液體團129位於其間,於此液體團 -13- (11) 1283557 1 2 9總是被充塡著由未圖示的外部槽透過孔1 3 1供給的液狀 之第1導電性材料2 1 A。 此外,振動板126與噴嘴片128之間,有複數之間隔壁 122位於其間。接著,藉由振動板126、噴嘴片128、一對 之間隔壁122所包圍的部分係空腔120。空腔120係對應於 噴嘴118而設置的,所以空腔120的數目與噴嘴118的數目 相同。於空腔120,透過位於一對間隔壁122間的供給口 φ 130,由液體團129供給液狀的第1導電性材料21A。又, 在本實施型態,噴嘴1 18的直徑約爲27μπι。 此處,吐出裝置1Α之頭114的噴嘴118,對應於本發 明之「第1噴嘴」。同樣的吐出裝置1 Β之頭1 1 4的噴嘴1 1 8 ,對應於本發明之「第2噴嘴」,吐出裝置1C之頭114的噴 嘴1 1 8,對應於本發明之「第3噴嘴」。 又,如後述般,「第1噴嘴」、「第2噴嘴」、以及「 第3噴嘴」亦可爲1個吐出裝置之3個不同的噴嘴118。或者 # ,「第1噴嘴」、「第2噴嘴」、以及「第3噴嘴」亦可爲1 個吐出裝置之1個相同的噴嘴118。 接著,於振動板126上,對應於分別的空腔120,分別 有振動子124。各振動子124,包含壓電元件124C、與夾住 壓電元件124C的一對電極124Α、124Β。控制部1 12藉由對 此一對電極124Α、124Β之間提供驅動電壓,使液狀的第1 導電性材料2 1 Α由對應的噴嘴1 1 8吐出。此處,由噴嘴1 1 8 吐出的第1導電性材料21 A的體積,可以在Op 1至42pl ( pi co-1 iter)以下之間改變。又,以由噴嘴Π8往Z軸方向 -14- (12) 1283557 吐出液狀的第1導電性材料2 1 A的方式調整噴嘴1 1 8的形狀 〇 在本說明書,亦會將包含1個噴嘴1 1 8、對應於噴嘴 118的空腔120、與對應於空腔120的振動子124等之部分標 示爲「吐出部127」。根據此標示,1個頭114,具有與噴 嘴1 1 8的數目相同的吐出部1 2 7。吐出部1 2 7亦可替代壓電 元件而使用電熱變換元件。總之,吐出部1 2 7,亦可具有 φ 利用根據電熱變換元件之材料的熱膨脹而使材料吐出的構 成。 (D.製造方法) 以下,說明電路元件之製造方法。此製造方法,包含 分別對半導體晶片1〇的複數金屬墊12設UBM的工程,及在 U B Μ層上設焊錫凸塊的工程,及將半導體晶片1 〇實裝於配 線基板的工程。 (D1·金屬墊之形成工程) 首先,使用習知的材料塗佈技術與習知的圖案化技術 ,分別對半導體晶圓1 4之複數的半導體晶片1 〇,設置圖 5 (a)所示之複數金屬墊12。在本實施型態,複數分別之金 屬墊1 2,係由約0 · 5 μηι厚的鋁所構成。此外,複數之分別 的金屬墊12,被導電接續於半導體晶片10之積體電路。又 ,於圖5 ( a ),於半導體晶片1 0之最下層的基底基板5上 被形成複數金屬墊12。 -15- (13) 1283557 #次’以覆蓋金屬墊1 2、半導體晶片1 0的表面的方式 塗佈絕緣材料。接著,以僅露出金屬墊1 2的方式圖案化絕 緣材料而得絕緣層13(圖5(a))。在本實施型態,所得到的 絕緣膜1 3 ’係約〗μηι厚的二氧化矽膜。當然,作爲絕緣層 13亦可使用SiN膜、si3N4膜、聚醯亞胺樹脂膜等。 (D2.UBM層之形成工程) • 絕緣層13被圖案化後,進行於金屬墊12設置UBM層的 工程。此工程,包含塗佈工程與加熱工程。在本實施型態 ’塗佈工程與加熱工程係反覆進行的。 具體而言,首先以使半導體晶片10的金屬墊12朝向頭 1 14側的方式由搬送裝置3將半導體晶片10 (半導體晶圓14 )設定於吐出裝置1A之台106上。如此一來,吐出裝置1A 改變噴嘴1 1 8對半導體晶片1 0之相對位置。接著,如圖 5(b)所示,噴嘴118到達對應於金屬墊12的相對位置時, Φ 吐出裝置1A由噴嘴118吐出液狀的第1導電性材料21A。如 此進行,吐出裝置1 A僅在金屬墊12上塗佈,亦即賦予第1 導電性材料2 1 A。 在對所有的金屬墊1 2塗佈第1導電性材料2 1 A後,活 化第1導電性材料2 1 A。爲此目的,搬送裝置3將晶片1 〇搬 送至烤箱2 A的內部。接著’烤箱2 A加熱晶片1 0經過特定 的時間後,第1導電性材料2 1 A之鈦之奈米粒子融接或者 燒結。鈦之奈米粒子融接或燒結後’如圖5 (c)所示’得到 覆蓋金屬墊1 2的第1金屬層2 1 °在本實施型態所得到的第1 -16- (14) 1283557 金屬層21 (Ti層)的厚度約有0.1 μπι。 在得到第1金屬層2 1後,以第1金屬層2 1朝向頭1 1 4側 的方式,搬送裝置3將半導體晶片10設定於吐出裝置1Β之 台1 0 6上。如此一來,吐出裝置1 Β改變噴嘴1 1 8對半導體晶 片10的相對位置。接著,如圖6(a)所示,噴嘴1 18到達對 應於金屬墊1 2的相對位置的場合,吐出裝置1 Β由噴嘴1 1 8 吐出液狀之第2導電性材料22 Α。如此進行,吐出裝置1 Β φ 僅對第1金屬層21上塗佈亦即賦予第2導電性材料22A。 對第1金屬層21全部塗佈第2導電性材料22A之後,活 化第2導電性材料22A。爲此目的,搬送裝置3將晶片10搬 送至烤箱2B的內部。接著,烤箱2B加熱晶片10經過特定 的時間後,第2導電性材料22A之鎳之奈米粒子融接或者 燒結。鎳之奈米粒子融接或燒結後,如圖6(c)所示,得到 覆蓋第1金屬層21的第2金屬層22。在本實施型態所得到的 第2金屬層22 ( Ni層)的厚度約有6μιη。 • 在得到第2金屬層22後,以第2金屬層22朝向頭1 14側 的方式,搬送裝置3將半導體晶片10設定於吐出裝置1C之 台106上。如此一來,吐出裝置1C改變噴嘴1 18對半導體晶 片10的相對位置。接著,如圖6(c)所示,噴嘴118到達對 應於金屬墊1 2的相對位置的場合,吐出裝置1 C由噴嘴1 1 8 吐出液狀之第3導電性材料23 Α。如此進行,吐出裝置1 C 僅對第2金屬層22上塗佈亦即賦予第3導電性材料23 A。 對第2金屬層22全部塗佈第3導電性材料23A之後,活 化第3導電性材料23A。爲此目的,搬送裝置3將晶片10搬 -17- (15) 1283557 送至烤箱2C的內部。接著,烤箱2C加熱晶片10經過特定 的時間後,第3導電性材料23 A之金之奈米粒子融接或者 燒結。金之奈米粒子融接或燒結後,如圖7(a)所示,得到 覆蓋第2金屬層22的第3金屬層23。在本實施型態所得到的 第3金屬層23 (Au層)的厚度約有10 μηι。 藉由反覆進行如上述之塗佈工程與加工程,如圖7(b) 所示,分別於複數之金屬墊12上形成UBM層25。此處, φ UBM層25,係由第1金屬層21(鈦層)、第2金屬層22(鎳 層)、第3金屬層23(金層)所構成。 如此般根據本實施型態,吐出裝置1 A、1 Β、1 C僅在 目的部分分別選擇性地塗佈導電性材料21 A、22A、23A。 因此可以抑制製造UBM層25時之導電性材料的多餘浪費。 接著,因第1金屬層2 1係由鈦所構成,在使後述之焊 錫層回流(reflow)時,第1金屬層21作爲擴散障壁層而發揮 功能。進而,因第1金屬層2 1由鈦所構成,所以對鋁所構 Φ 成的金屬墊1 2之密接性很好。作爲與鋁之密接性很好的金 屬,除了鈦以外,還有鉻、鈦/鎢、鎳等,因此第1金屬層 2 1亦可由鉻、鈦/鎢、或者鎳所構成。此處,爲了得到由 鉻、鈦/鎢、或者鎳所構成之第1金屬層2 1,替代鈦之微粒 子,而吐出含有對應的金屬微粒子的液狀之導電性材料即 可。又,第1金屬層21的厚度,只要在Ο.ΟΙμηι至Ιμπι的範 圍內即可。 第2金屬層22由鎳所構成的緣故,對後述之焊錫凸塊 之焊錫附著性很好。焊錫附著性很好的金屬除了鎳以外還 -18- (16) 1283557 有銅。因此’第2金屬層22亦可由銅所構成。此處,爲了 得到由銅所構成之第2金屬層2 2,替代鎳之微粒子,而吐 出含有銅的微粒子的液狀之導電性材料即可。又,第2金 屬層22的厚度,只要在“⑺至ι〇μη^9範圍內即可。 第3金屬層(Αιι層)23具有防止下底之第1金屬層21 、第2金屬層22、第3金屬層23氧化的功能。此外,由金所 構成之第3金屬層2 3,具有提高焊錫的塗佈性之功能。接 φ 著,第3金屬層23由金所構成,所以替代焊錫賦予,也可 以對應於適用Au-Sn接合、或金屬線接合技術等之Au-Au 接合、或利用向異性導電膜(ACF )之接合、或利用向異 性導電糊(ACP )之接合、或利用非導電性膜(NCF )之 接合或者非導電性糊(NCP)之接合等的接續。 進而,如果第3金屬層23由金所構成的話,因第3金屬 層約可厚至20 μιη爲止,所以UBM層的高度之設計可以有 更高的自由度。結果,將設有UBM層之電路元件實裝於配 φ 線基板時之自由度增加。又,本實施型態之第3金屬層23 在焊錫層被回流(reflow)而被形成焊錫凸塊時會消滅。第3 金屬層23消滅的理由’係第3金屬層23之金原子在回流時 會擴散所致。 又,在本實施型態,亦將如第1金屬層21、第2金屬層 22、第3金屬層23這樣被層積的複數層一起標記爲「金屬 堆疊層」。 (D3.焊錫凸塊之形成工程) -19- (17) (17)1283557 在金屬墊12上設置UBM層25後,進行在UBM層25上設 置焊錫凸塊的工程。 首先,以可得到覆蓋絕緣層1 3、UBM層2 5的光阻劑層 26 (圖8(a))的方式使用旋轉塗佈法塗佈負型光阻劑。具 體而言,半導體晶片10的UBM層25側之全面以光阻劑層26 覆蓋的方式塗佈光阻劑。在本實施型態所得到的光阻劑層 26的厚度係由ΙΟμηι至30μιη程度。 其次,以露出UBM層25的方式圖案化光阻劑層26。具 體而言,如圖8 ( b )所示,透過對應於UBM層25的部分被 設置遮光部SH的光罩MK,對光阻劑層26照射紫外線。接 著,使用特定的溶液顯影,得到具有露出UBΜ層25的開口 部的光阻劑層26Α。 接著,使用印刷法,在UBM層25上塗佈Su/Ag/Cu系之 焊錫。結果,如圖8(c)所示,在UBM層25上形成焊錫層 27A。其後,如圖8(d)所示,剝離光阻劑層26 A。 進而於其後,如圖9(a)所示,回流焊錫層27A,使在 UB Μ層25上形成焊錫凸塊27。又,如上所述,亦將被設置 焊錫凸塊27的半導體晶片10標示爲「電路元件」。 此處,將焊錫層2 7 Α回流時,金原子擴散至焊錫凸塊 2 7側或者下底金屬層側,所以第3金屬層2 3實質消滅。此 外,第2金屬層(鎳層)22與焊錫層27A所包含的Su,Cu反 應的緣故,成爲中間金屬層2 2,。以下將使焊錫層2 7 A回流 後之UBM層25標示爲「UBM層25,」。如圖9(a)所示’本 實施型態之UBM層25,,包含第I金屬層21與中間金屬層 -20- (18) 1283557 22, ° (D4.半導體晶片之實裝工程) 於UBM層25’上設置焊錫凸塊27後,進行將半導體晶 片1 〇實裝於配線基板的工程。 首先,將半導體晶圓1 4由內面削除直到半導體晶圓1 4 成爲特定的厚度。接著,藉由切割半導體晶圓14,由半導 φ 體晶圓1 4分離出複數之半導體晶片1 〇。接著,將分別的半 導體晶片1 〇,實裝於分別的配線基板28上。具體而言,如 圖9(b)所示,以焊錫凸塊27分別與配線基板28上之陸 (land)29相對面的方式,使半導體晶片10對配線基板28定 位。此處,配線基板28上之陸29,係銅配線之一部分。 接著,使焊錫凸塊27再次被熔融時,半導體晶片10的 金屬墊12與配線基板28之陸29,透過UBM層25’、與焊錫 凸塊27,被物理地且導電地連接。結果,半導體晶片10被 • 實裝於配線基板28。接著應需要,以環氧樹脂等密封樹脂 密封半導體晶片1 〇與配線基板28之間的間隙。又,在本說 明書,亦將半導體晶片10被實裝的配線基板28稱爲「電路 基板」。 半導體晶片10之一例,係如圖10及圖1 1所示之顯示控 制器3 3。此處,顯示控制器3 3,係驅動液晶面板3 2的半導 體元件。顯示控制器33係藉由本實施型態之製造方法所製 造。 具體而言,在顯示控制器33之金屬墊上,藉由本實施 -21 - (19) 1283557 型態之製造方法設置U B Μ層。接著,於U B Μ層設置焊錫凸 塊後’使顯示控制器33實裝於可撓配線基板3 1。具體而言 ’以使焊錫凸塊與可撓配線基板3 1上之對應的陸3 5 Α相接 的方式’使顯示控制器3 3定位於可撓配線基板3 1之後,使 焊錫凸塊熔融。 進而’將顯示控制器3 3被實裝之可撓配線基板3 1,實 裝於液晶面板3 2。具體而言,使液晶面板3 2上之電極(不 φ 圖示)與可撓配線基板3 1上之配線3 5透過向異性導電黏著 劑接續。如此一來,可得液晶顯示裝置3 4。如此般,本實 施型態之製造方法,可以適用於液晶顯示裝置34的製造。 進而’本實施型態之製造方法,不僅適用於液晶顯示 裝置34的製造,也可以適用於種種光電裝置的製造。此處 所謂「光電裝置」並不限定於利用複折射性的變化或旋光 性的變化、或光散射性的變化等光學特性的變化(所謂的 光電效果)之裝置,而是意味著所有因應於訊號電壓的施 φ 加而射出、透過或者反射光的所有裝置。 具體而言’光電裝置係包括液晶顯示裝置、電激發光 顯示裝置、電漿顯示裝置、使用表面傳導型電子放出元件 之顯不窃(SED : Surface-Conduction Electron-Emitter Display )、電場放出顯不器(FED: Field Emission Display )等之用語。 進而,本實施型態之製造方法,可以適用於種種電子 機器之製造方法。例如,在圖1 2所示之行動電話機4 〇的製 造方法,或圖1 3所示之個人電腦5 0之製造方法,也可以適 -22- (20) 1283557 用本實施型態之製造方法。 .(變形例1 ) 根據上述實施型態,焊錫層27A被回流前之UBM層25 ,係由3層金屬層所構成。然而,如果下底的金屬墊12與 焊錫凸塊27相互可以物理且導電地連接的話,UBM層25亦 可由1層金屬層所構成,亦可由4層以上之金屬層構成。具 φ 體而言,UBM層25僅由鎳層形成也可以提高焊錫附著性, 所以對具有那樣的UBM層25之電路元件可以適用根據焊錫 附著之實裝技術。 此外,包含本實施型態所說明過的金屬以外之其他的 金屬導電材料,亦可使用於供形成UBM層之用。進而,液 狀之導電性材料,替代金屬微粒子,亦可含有有機金屬化 合物。此處所爲的有機金屬化合物,係指可以藉由加熱導 致之分解而西出金屬的化合物。 (變形例2 ) 根據上述實施型態,3個不同的吐出裝置1 A、1 B、1 C ,分別吐出不同的導電性材料。替代這樣的構成,使1個 吐出裝置(例如吐出裝置1 A )吐出上述之第1導電性材料 21 A、第2導電性材料22A、以及第3導電性材料23A亦可。 在此場合,這些導電性材料21A、22A、23A亦可由吐出裝 置1 A之分別的噴嘴1 1 8吐出亦可,亦可由吐出裝置1 A之1 個噴嘴1 1 8來吐出。由1個噴嘴1 1 8吐出這些四種導電性材 -23· (21) 1283557 料21 A、22A、23A的場合,切換導電性材料時,只要追加 將槽101 A至噴嘴1 18爲止的路徑予以洗淨的工程即可。 此處,再由1個噴嘴吐出這3種導電性材料21 a、22a 、23A的場合,本發明之「第1噴嘴」、「第2噴嘴」、「 第3噴嘴」係對應於1個相同的噴嘴11 8。 (變形例3 ) φ 根據上述實施型態之UBM層25的構成,第1金屬層係 鈦(Ti )層,第2金屬層係鎳(Ni)層、第3金屬層係金(Au) 層。替代這樣的構成而使UBM層由下述之3個金屬層來構 成亦可。例如,UB Μ層亦可爲第1金屬層爲鈦層、第2金屬 層爲鈦與銅之混合層,第3金屬層爲銅層。此外,於UBM 層第1金屬層爲鉻、第2金屬層爲銅、第3金屬層爲金層亦 可 〇 即使是如上述構成的UB Μ層,只要準備包含準備的對 # 應之金屬微粒子之分別的液狀導電性材料,即可以在上述 實施型態所說明之製造方法來製造。 (變形例5 ) 根據上述實施型態,藉由根據烤箱之加熱最終活化第 1導電性材料2 1 A、第2導電性材料2 2 A、第3導電性材料 23A。其中,替代加熱而藉由照射紫外線/可見光域的波長 的光、微波等電磁波,而活化這些導電性材料亦可。此外 ’替代這樣的活化,僅使導電性材料乾燥亦可。這是因爲 -24- (22) 1283557 僅靜置被賦予的導電性材料也可以產生導電層。其中,比 起僅使導電性材料乾燥的場合,進行某種活化的場合產生 導電性的時間較短。因此,使導電性材料活化更佳。 (變形例6 ) 根據上述實行型態,在半導體元件之金屬墊設置UBM 層。然而,上述實施型態之UB Μ層之形成方法,不僅適用 φ 在半導體元件的金屬墊,亦可適用於在設於半導體封裝的 基板上之導線端子上設置UB Μ層的場合。此處,這樣的半 導體封裝對應於本發明之「電子元件」,導線端子對應於 本發明之「導電端子」。此外,半導體封裝之一例係球柵 格陣列(BGA)封裝。進而此外,半導體封裝之基板之一例 ,係上述之配線基板或電路基板。於這樣的半導體封裝的 製造只要使用上述實施型態的UBM層之形成方法,作爲構 成設於基板的導線端子的材質,可以使用銅以外的金屬。 【圖式簡單說明】 圖1(a)係顯示半導體晶片之平面圖,(b)係半導體晶圓 之模式圖。 圖2係本實施型態之製造裝置之模式圖。 圖3係吐出裝置之模式圖。 圖4(a)及(b)係吐出裝置之噴頭之圖。 圖5(a)至(c)係顯示設UBM層之方法。 圖6(a)至(c)係顯示設UBM層之方法。 -25- (23) 1283557 圖7(a)及(b)係顯示設UBM層之方法。 匱1 8(a)至(d)係顯示形成焊錫凸塊之方法。 匱· 9(a)及(b)係顯示將半導體晶片實裝於配線基板之方 法。 圖1 〇係藉由本實施型態之製造方法所製造之液晶顯示 裝置之模式圖。 圖11係藉由本實施型態之製造方法所製造之液晶顯示 Φ 裝置之模式圖。 圖1 2係藉由本實施型態之製造方法所製造之行動電話 之模式圖。 圖13係藉由本實施型態之製造方法所製造之個人電腦 之模式圖。 【主要元件符號說明】 1 :製造裝置 _ 1 A,1B,1C :吐出裝置 2A,2B,2C :烤箱 3 :搬送裝置 5 :基底基板 1 〇 :半導體晶片 12 :金屬墊 13 :絕緣層 1 4 :半導體晶圓 2 1 :第1金屬層 -26- (24) (24)1283557 2 1 A :第1導電性材料 22 :第2金屬層 2 2 A :第2導電性材料 23 :第3金屬層 2 3 A :第3導電性材料 25 : UBM層 26 :光阻劑層 26A :光阻劑層 2 7 :焊錫凸塊 27A :焊錫層 2 8 :配線基板 29 :陸(land) 3 1 :可撓電路板 3 2 :液晶面板 3 3 :顯示控制器 34 :液晶顯示裝置 40 :行動電話機 5 0 :個人電腦 106:台(stage) 1 1 4 :噴頭 1 1 8 :噴嘴 S Η :遮光部 ΜΚ :光罩 -27-

Claims (1)

  1. Ϊ283557 (1) 十、申請專利範圍 1· 一種電路元件之製造方法,係使用具備:載台,及 具有對面於前述載台之噴嘴的噴頭之吐出裝置的電路元件 之製造方法’其特徵爲包含: 以半導體元件的金屬墊朝向前述噴頭側的方式,將前 述半導體兀件設定於前述載台上之步驟A, 使前述噴頭對前述半導體元件的相對位置改變的步驟 B > 在前述噴嘴到達對應於前述金屬墊的位置的場合,以 對前述金屬墊供應導電性材料的方式由前述噴嘴吐出液狀 的前述導電性材料的步驟C,及 以在前述金屬墊上可得UBM層的方式使前述被供應的 導電性材料活化或者乾燥的步驟D。 2 ·如申請專利範圍第1項之電路元件之製造方法,其 中 前述步驟C,包含以在前述金屬墊上供應第1導電性材 料的方式由第1噴嘴吐出液狀的前述第1導電性材料的步驟 前述步驟D,包含以在前述金屬墊上可得第1金屬層 的方式使前述被供應的第1導電性材料活化或者乾燥的步 驟。 3 .如申請專利範圍第2項之電路元件之製造方法,其 中 前述步驟C,進而包含以在前述第1金屬層上供應第2 -28- (2) (2)1283557 導電性材料的方式由第2噴嘴吐出液狀的前述第2導電性# 料的步驟, 前述步驟D,進而包含以在前述第1金屬層上可得第2 金屬層的方式使前述被供應的第2導電性材料活化或# ^ 燥的步驟。 4 ·如申請專利範圍第3項之電路元件之製造方法,_ 中 前述步驟C,進而包含以在前述第2金屬層上供應第3 導電性材料的方式由第3噴嘴吐出液狀的前述第3導電性材 料的步驟, 前述步驟D,進而包含以在前述第2金屬層上可得第3 金屬層的方式使前述被供應的第3導電性材料活化或者乾 燥的步驟。 5·如申請專利範圔第4項之電路元件之製造方法,其 中 前述第1導電性材料包含鈦微粒子, 前述第2導電性材料包含鎳微粒子, 前述第3導電性材料包含金微粒子。 6 ·如申請專利範圍第1、2、3、4或5項之電路元件之 製造方法,其中進而包含: 於前述UB Μ層上形成焊錫凸塊(bump)的步驟E, 回流(reflow)前述焊錫凸塊的步驟F。 7· 一種電路基板,其特徵係利用申請專利範圍第!、2 ' 3、4、5或6項之電路元件之製造方法所製造之電路基板 -29- (3) 1283557 8 · —種電子機器,其特徵係利用申請專利範圍第1、2 、3、4、5或6項之電路元件之製造方法所製造之電子機器 〇 9 · 一種光電裝置,其特徵係利用申請專利範圍第1、2 、3、4、5或6項之電路元件之製造方法所製造之光電裝置 〇 φ 10·—種電子元件之製造方法,係使用具備:載台, 及具有對面於前述載台之噴嘴的噴頭之吐出裝置的電子元 件之製造方法,其特徵爲包含: 以基板的導電端子朝向前述噴頭側的方式,將前述基 板設定於前述載台上之步驟A, 使前述噴頭對前述基板的相對位置改變的步驟B, 在前述噴嘴到達對應於前述導電端子的位置的場合, 以對前述導電端子供應導電性材料的方式由前述噴嘴吐出 φ 液狀的前述導電性材料的步驟C,及 以在前述導電端子上可得UBM層的方式使前述被供 應的導電性材料活化或者乾燥的步驟D ° -30-
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