专利名称：弹性凸块表面金属膜成型制程的制作方法
技术领域：
本发明有关一种集成电路组件的弹性凸块表面金属膜成
型技术，在提供一种有利于应用在细间距(fine pitch)产品的弹 性凸块表面金属膜成型制程。
背景技术：
液晶显示器驱动IC的构装， 一般是先在晶圓所有的晶粒(chip)的输 入输出焊垫上制作金属凸块，再经测试，切割后将金属凸块与玻璃基 板(COG)或软性胶材基板(TCP、 COF)上的对应电极点接合，完成模块 的构装。
为因应高分辨率、低成本的需求，液晶显示器驱动IC正朝向多脚 数、窄间矩发展，以提升每颗IC的Channel数及每个晶圆的IC颗数。使 用传统金属凸块在窄间距构装时，因金属凸块侧壁亦可导电，在相邻 两个金属凸块的间隙中的ACF导电粒子若有群聚(Conglomerate)现象， 极易造成此二电极的短路。再者，为因应窄间距构装需求，ACF导电 粒子粒径缩小，为维持金属凸块与玻璃面板ITO电极间的低接触阻抗， 一颗IC中各个金属凸块高度的共面性及单 一金属凸块的粗糙度要求， 将超过电镀制程的能力，而需导入如金属凸块晶圆研磨等制程。但对 于相邻金属凸块因ACF导电粒子群聚导致的短路问题，金属凸块结构 目前尚无有效改善方法。是故，有了弹性凸块结构的开发， 一方面利 用其Z轴具弹性的特点，可在构装压合过程中使Z轴弹性变形，而降低 对于凸块高度共面性及凸块表面粗糙度的要求， 一方面于制作凸块顶 部导电层时，使用黄光、蚀刻等成型技术，移除弹性凸块側壁的金属 膜，有效避免了导电粒子群聚于相邻两个凸块的间隙中所形成的短路 效应。
弹性凸块主要由形成在集成电路组件接合面特定位置的弹性座
体，以及连接于各弹性座体表面与其所对应焊垫之间的表面金属膜所
构成；其中，该弹性座体2i于集成电路组件io接合面的位置可有三种
态样第一种态样如图1A所示，弹性座体21直接形成在焊垫12上；第 二种态样是弹性座体21形成在焊垫12外围的护层11上，如图1B所示； 第三种态样是弹性座体21是同时形成在焊垫12与护层11之上，如图1C 所示。
至于弹性凸块所习用的弹性凸块表面金属膜制造流程基本上包括 如图2至图6所示的步骤；以第一种态样为例，首先如图2所示，将弹性 座体21形成在集成电路组件10的接合面相对于焊垫12上；再如图3所 示，于该集成电路组件10的接合面上方利用物理气相沉积技术形成至 少一层连接于各弹性座体21与各焊垫12之间的导电层22,该导电层22 包含底层可导电黏着层221及表层导电层222;接着如图4所示，以显影 技术完成用以将各弹性座体21区域上的导电层22覆盖的光阻图案23; 之后如图5所示，利用蚀刻技术移除未覆盖有光阻图案23的导电层22， 仅在各弹性座体21的区域保留延伸至相对应焊垫12的导电层22;最后 如图6所示，将光阻图案23去除，即可使各弹性座体21区域的导电层外 露，而成为用以构成集成电路组件10的电性导通的表面金属膜22'。
由于上揭习用制造流程中的光阻图案线宽，需考虑到显影技术和 蚀刻技术中制程可操作条件的适用范围(process window),因此相邻两 光阻图案的间距需要有一定的宽度以利蚀刻制程可完全将未覆盖有光 阻的导电层蚀刻干净，而在蚀刻制程上另外尤须注意可能在屏蔽(Mask) 下形成底切(Undercut),导致图案线宽失真的问题，因此受到显影和蚀 刻制程的影响，实际可制作的相邻两弹性凸块表面金属膜的间距相当 大，应用在细间距(fme pitch)的产品上较为困难。
图7所示为习用光阻图案成型架构当中上述图2至图6的整合虛拟 比较图，其中若光罩图形30的间距Dl为4^m,其光阻图案23必须要能 够覆盖住整个弹性凸块21和导电层22,方能保护导电层22免于被蚀刻 药剂侵蚀，因此在厚膜光阻的显影制程上，需要较高的曝光能量及较 长的显影时间方能产生高深宽比(high aspect ratio)的光阻结构，如此显
影后的光阻图案23间距D2将扩大到8Mm左右，接着将表层导电层(例如 金)，利用碘(I2)和碘化钾(KI)溶液进行蚀刻，蚀刻后的表层导电层222 的间距D3更将扩大到12nm左右，接下来则必须先将光阻图案用去光阻 剂去除之后，再将底层黏着层221 (例如钛钨合金TiW)利用双氧水(11202) 蚀刻，导致底层黏着层221每边会形成大约有0.5nm的底切 D4(Undercut),因此导致图案线宽失真。
再者，若蚀刻制程采用湿式蚀刻(wet etching)的方式进行，由于晶 圆外围和晶圆中心的蚀刻速率不同，导电层的尺寸均匀性亦较不如预 期理想。
发明内容
本发明的主要目的即在提供一种有利于应用在细间距(fine pitch) 产品的弹性凸块表面金属膜成型制程；为达上揭目的，弹性凸块表面 金属膜成型制程基本上依序包括有下列步骤
a)在集成电路组件的接合面形成有与焊垫相对应配置的弹性座体； b)将可举离式(lift-off)光阻剂利用涂布、曝光、显影制程，于弹性座体 周边形成光阻图案；c)利用物理气相沉积技术在弹性座体及其周边的 光阻图案上形成至少一层导电层，并使该导电层得以连接焊垫以及弹 性座体；d)最后利用光阻剥离剂将光阻图案连同覆盖在光阻图案上的 导电层去除，即可在每一个弹性座体表面建构有分别与其相对应焊垫 相连接的弹性凸块表面金属膜。
具体而言，本发明具有下列功效
1. 本发明使用举离式光阻定义弹性凸块表面金属膜的形状，只需在 完成金属沉积制程后，将举离式光阻剥离就可完成表面金属膜图案。
2. 利用本发明的制程，可精确控制弹性凸块表面金属膜的宽度及提 高其尺寸均匀性，进而可应用于细间距(fine pitch)产品上。
3. 本发明当中各弹性凸块表面金属膜的导电层边缘不会有底切 (Undercut)侵蚀的问题。
图1A、 B、 C为一般弹性座体于集成电路组件接合面的位置示意
图2~图6为弹性凸块所习用的表面金属膜制造流程图7为弹性凸块表面金属膜习用制程当中的光阻图案成型架构图8~图IO为本发明的弹性凸块表面金属膜制造流程图11为本发明弹性凸块表面金属膜制程当中的光阻图案成型架构
ll护层 20弹性凸块 22导电层 221底层黏着层 23光阻图案
图号说明
IO集成电路组件 12焊垫 21弹性座体 22，表面金属膜 222表层导电层 30光罩图形
具体实施例方式
本发明的特点，可参阅本案图式及实施例的详细说明而获得清楚 地了解。
本发明主要针对弹性凸块当中的表面金属膜成型制程加以改良； 其中，每一个弹性凸块包括有一个弹性座体，以及连接于弹性座体表 面与该弹性座体所对应输入/输出焊垫之间的弹性凸块表面金属膜，透 过弹性凸块表面金属膜构成集成电路组件与外部电路的电性导通。
至于，本发明的重点主要是利用显影技术，保留或移除特定位置 的可举离式光阻剂，使集成电路组件的接合面上形成有用以将各弹性 凸块表面金属膜区隔的光阻图案，以达到精确控制表面金属膜的宽度 及提高表面金属膜尺寸均匀性的弹性凸块表面金属膜制造流程，有利 于应用在细间艰(fme pitch)的液晶显示器驱动IC等的集成电路组件产
品o如图8至图10所示，整体表面金属膜的成型制程基本上为晶圆制程 并依序包括有下列步骤
a、 首先在集成电路组件10的表面形成有与焊垫12相对应配置的弹 性座体21，如图8所示，其弹性座体21的材质为一种电性绝缘并具有高 弹性的高分子有机物(organic polymer),如聚亚醯胺(polyimide)、苯环 丁烯(benego cyclobutene)、聚丙歸酸月旨(polyacrylates)、才象月交(rubber)、石圭 胶(silicone)等，至于其配设的位置可如前述的三种态样，本实施例以第 一种态样为例，以直接形成在焊垫12上，但不应以局限本发明。
b、 将可举离式光阻剂涂布在集成电路组件10的所有表面上，并且 利用曝光、显影技术，保留或移除集成电路组件接合面特定位置的可 举离式光阻(如图8所示，可举离式光阻位于弹性座体周边)；其中，可 举离式光阻剂可视需要选择使用"正光阻"或"负光阻"，亦即利用 类似雕刻中的阴刻或阳刻技巧，配合光罩图形的阻挡，移除或保留与 光罩图形相对应或互补的图形，主要目的在于保留集成电路组件接合 面特定位置的可举离式光阻，使集成电路组件的接合面上相对于于弹 性座体周边形成用以将各弹性凸块表面金属膜区隔(于图8中尚未形成) 的光阻图案23，而该光阻图案23是经过涂布、曝光及显影制程参数的 调整而呈倒梯形。
c、 利用物理气相沉积技术在集成电路组件10的所有表面上形成至 少一层导电层22(如图9所示)，并使该导电层22得以连接焊垫12、弹性 座体21顶部的构装接合面以及针测表面，于实施时，其底层黏着层221 及表层导电层222材料可以为钛钨合金(TiW)、钛、镍、铬或其合金及 铜、金，其中表层导电层222材料以金为佳，而且非限定使用溅镀技术 或采用蒸镀技术将导电层22建构于弹性座体21及其周边的光阻图案23 上。
d、 最后利用光阻剥离剂将集成电路组件表面上的光阻图案，连同 覆盖在光阻图案上的导电层去除，如图10所示，即可在每一个弹性座 体21表面建构有分别与所对应的焊垫12相连接的表面金属膜22'。
据以，整体集成电路组件10的接合面上即形成复数个输入/输出弹 性凸块20，透过弹性凸块20与外部电路接合，进而构成集成电路组件 与外部电路的电性导通，尤其集成电路组件的接合面接合于外部电路 之后，可利用弹性凸块的弹性座体吸收晶粒与基板接合界面因两者热 膨胀系数不同所产生的热应力。
在上述表面金属膜成型制程当中，各表面金属膜的图案，不需要 经过蚀刻加工步骤即可完成，因此简化整体表面金属膜的制造流程， 又因为此新的制程当中不受黄光及蚀刻技术中制程可操作条件适用范 围的限制，因此可精确控制表面金属膜的宽度及提高导电层的尺寸均 匀性，尤适合应用于细间距(fme pitch)的产品上。
再者，以相同的光罩图形间距条件相比较，以习知的整合虛拟比 较7与本发明光阻图案成型架构的整合虚拟比较11比较，若本 发明使用的光罩图形30的间距dl同样为4pm，由可举离式光阻构成的光 阻图案23，显影后的尺寸d2约5nm左右，在成型后的光阻图案23上利用 物理气相沉积技术形成导电层，再除去光阻图案后所形成的导电层间 距大约在5pm左右。
图11与上述图7所示的习有用于蚀刻制程的光阻图案架构相比较， 本发明技术会比习用技术所得到的表层导电层间距D3的12pm小了 7pm(D3-d2)左右，达到缩小间距的功效，因此本发明更适合在细间距 (fine pitch)产品的应用上。
尤其，本发明毋须蚀刻制程，因此各表面金属膜的导电层边缘不 会有因蚀刻制程而造成的底切(Undercut)侵蚀的问题。
本发明的技术内容及技术特点巳揭示如上，然而熟悉本项技术的 人士仍可能基于本发明的揭示而作各种不背离本案发明精神的替换及 修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示者，而应包括 各种不背离本发明的替换及修饰，并为以下的申请专利范围所涵盖。
权利要求
1、一种弹性凸块表面金属膜成型制程，依序包含有下列步骤a、在集成电路组件的表面形成有与焊垫相对应配置的弹性座体；b、将光阻剂利用涂布、曝光、显影制程，于弹性座体周边形成光阻图案；c、利用物理气相沉积技术在弹性座体及其周边的光阻图案上形成至少一层导电层，并使该导电层得以连接焊垫以及弹性座体；d、最后利用光阻剥离剂将光阻图案连同覆盖在光阻图案上的导电层去除。
2、 如权利要求1所述的弹性凸块表面金属膜成型制程， 其中该光阻图案是经过涂布、曝光及显影制程参数的调整而 呈倒梯形。
3、 如权利要求1所述的弹性凸块表面金属膜成型制程， 其中该弹性座体的材质为 一 种电性绝缘并具有高弹性的高 分子有机物，而该弹性座体的材质可以为聚亚醯胺、苯环丁 烯、聚丙烯酸脂、橡胶或硅胶。
4、 如权利要求1所述的弹性凸块表面金属膜成型制程， 其中导电层材料可包含钛钨合金、钛、镍、铬或其合金及铜、 金。
5、 如权利要求1所述的弹性凸块表面金属膜成型制程， 其中各该弹性座体形成在焊垫上。
6、 如权利要求1所述的弹性凸块表面金属膜成型制程， 其中各该弹性座体形成在焊垫外围的护层上。
7、 如权利要求1所述的弹性凸块表面金属膜成型制程， 其中各该弹性座体形成在焊垫与护层之间。
8、 如权利要求1所述的弹性凸块表面金属膜成型制程， 其中该光阻图案可视导电需求位于该弹性座体之间。
9、 如权利要求1所述的弹性凸块表面金属膜成型制程， 其中该导电层包含底层翁着层及表层导电层。
10、 如权利要求1所述的弹性凸块表面金属膜成型制程， 其中该光阻剂为可举离式光阻剂。
全文摘要
本发明主要揭露一种弹性凸块表面金属膜成型制程，先于集成电路组件形成有与焊垫相对应配置的弹性座体，再将可举离式光阻利用涂布、曝光、显影制程，于弹性座体周边形成光阻图案，然后在弹性座体及其周边的光阻图案上利用溅镀或蒸镀等金属化制程形成至少一层导电层，并使该导电层得以连接焊垫、弹性座体顶部的构装接合面以及针测表面，最后利用光阻剥离剂将光阻图案连同覆盖在光阻图案上的导电层去除，以形成弹性凸块的表面金属膜，以在不造成短路之下，可达到精确控制表面金属膜的宽度的目的，而有利于应用于细间距(fine pitch)的产品上。
文档编号H01L21/60GK101359607SQ200710143469
公开日2009年2月4日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者陆颂屏, 黄崑永 申请人:福葆电子股份有限公司