薄膜器件以及薄膜器件的制造方法与流程

本发明涉及具备再布线层的薄膜器件。

背景技术：

以往，提出了各种薄膜器件。例如，在专利文献1、2的薄膜器件中，具备形成在基材部内的电阻、电容器等功能元件部。

再布线层形成在基材部的表面侧。再布线层的布线电极使用铜等金属。布线电极除了作为外部连接用端子发挥作用的部分之外，一般被保护用的树脂绝缘层覆盖。

专利文献1：国际公开第2016/181710号说明书

专利文献2：国际公开第2016/136564号说明书

然而，在专利文献1、2所记载的薄膜器件的结构中，即使具备保护用的树脂绝缘层，在正极侧的布线电极与负极侧的布线电极之间被施加了电压的状态下，也有由于水分而产生迁移(migration)，形成包括形成布线电极的金属的枝晶(树枝状结晶)的情况。

若形成了枝晶(树枝状结晶)，则正极侧的布线电极与负极侧的布线电极之间的绝缘耐压降低，引起薄膜器件的功能的降低、可靠性的降低。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供抑制从再布线层的布线电极产生的迁移的薄膜器件。

该发明的薄膜器件具备基材部和形成在基材部的表面侧的再布线层。再布线层包括布线电极和从基材部侧依次配置的第一树脂绝缘层以及第二树脂绝缘层。布线电极配置在第一树脂绝缘层与第二树脂绝缘层的界面。布线电极至少具备第一布线电极。第一布线电极具备配置在第一树脂绝缘层的表面的密接层和配置在密接层的表面的金属层。在第一布线电极的端部，密接层与金属层相比沿着界面突出第一规定长度。

在该构成中，金属层的背面的整个面仅与密接层抵接，金属层不与界面接触。由此，在金属层与界面之间不产生缝隙，抑制水分渗入，或者水蒸气在缝隙处由于毛细现象而成为水分，从而抑制迁移的产生。

另外，在该发明的薄膜器件中，优选为以下的构成。在基材部的表面或者内部具备具有正极端子和负极端子的功能元件。布线电极具备与正极端子连接的第一布线电极和与负极端子连接的第二布线电极。在与第二布线电极对置的第一布线电极的端部，第一布线电极的密接层与第一布线电极的金属层相比沿着界面突出第一规定长度。

在该构成中，在正极侧的金属层的与负极对置的端部，也就是在容易产生迁移处，金属膜的背面的整个面仅与密接层抵接，金属层不与界面接触。由此，在产生迁移的正极侧，抑制水分渗入金属层与界面之间。

另外，在该发明的薄膜器件中，优选金属层的厚度比密接层的厚度大。

由此，在布线电极被保护用的树脂绝缘层覆盖的情况下，保护用的树脂绝缘层与金属层的端部密接而变得致密。由此，进一步抑制迁移的产生。

另外，在该发明的薄膜器件中，优选金属层为铜或者以铜为主要成分的合金，密接层为钛或者以钛为主要成分的材质。

在该构成中，以形成再布线层的布线电极的容易得到的材质实现金属层和密接层，并且抑制上述的迁移的产生。

另外，在该发明的薄膜器件中，也可以为以下的构成。金属层具有与配置在第一树脂绝缘层的表面的密接层密接的第一面和与第一面对置的第二面。布线电极具备与第二面密接的密接层。与第二面密接的密接层为与配置在第一树脂绝缘层的表面的密接层相同的材质。在第一布线电极的端部，与第二面密接的密接层与金属层相比沿着界面突出第二规定长度。

在该构成中，覆盖第一布线电极的保护用的树脂绝缘层与布线电极的密接性提高。

另外，在该发明的薄膜器件中，优选第一规定长度或者第二规定长度在金属层的厚度以上。

在该构成中，在应用了使用湿式蚀刻等的制造方法的情况下，能够可靠地形成金属层与密接层的阶梯差。

另外，该发明是具备包括布线电极的再布线层的薄膜器件的制造方法，该布线电极具有密接层和金属层，该制造方法执行以下的各工序。薄膜器件的制造方法执行在再布线层的基底的树脂绝缘层的表面形成密接层的工序、在密接层的表面形成金属层的工序、以及在金属层的表面形成抗蚀剂膜的工序。该薄膜器件的制造方法使用一个抗蚀剂膜的抗蚀剂图案，执行对金属层进行选择蚀刻的工序、对上述密接层进行选择蚀刻的工序、以及对金属层进行追加蚀刻的工序。另外，该薄膜器件的制造方法执行剥离抗蚀剂膜的工序。

通过使用该制造方法，能够以简单的流程制造具备上述构成的薄膜器件。

根据该发明，能够抑制从再布线层的布线电极产生的迁移。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的薄膜器件的结构的侧面剖视图。

图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的薄膜器件的再布线层的构成的放大后的部分侧面剖视图。

图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的薄膜器件的再布线层的构成的放大后的俯视图。

图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的薄膜器件的再布线层的布线电极的制造方法的流程图。

图5的(a)－(f)是示意性表示在图4所示的各个工序中的再布线层部分的形状的部分侧面剖视图。

图6是表示本发明的第二实施方式所涉及的薄膜器件的结构的侧面剖视图。

图7是表示本发明的第二实施方式所涉及的薄膜器件的再布线层的构成的放大后的部分侧面剖视图。

图8是表示本发明的第二实施方式所涉及的薄膜器件的再布线层的布线电极的制造方法的流程图。

图9的(a)－(g)是示意性表示在图8所示的各个工序中的再布线层部分的形状的部分侧面剖视图。

图10是表示本发明的第三实施方式所涉及的薄膜器件的再布线层的布线电极的结构的放大俯视图。

具体实施方式

参照附图对本发明的第一实施方式所涉及的薄膜器件进行说明。图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的薄膜器件的结构的侧面剖视图。图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的薄膜器件的再布线层的构成的放大后的部分侧面剖视图。图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的薄膜器件的再布线层的构成的放大后的俯视图。

如图1所示，薄膜器件10具备基体基板20、电容器层30、绝缘体层41、42、基材输入输出电极51、52、金属层61、62、树脂绝缘层53、树脂绝缘层71、端子电极81、82、以及密接层91、92。

薄膜器件10是所谓的薄膜电容器的器件，通过薄膜工艺在基体基板20之上形成电容器层以及上述的各构成要素。电容器与本发明的“功能元件”对应。

基体基板20是半导体基板或者绝缘性基板。在俯视时，基体基板20为矩形。电容器层30形成在基体基板20的表面。电容器层30具备多个第一电容器电极31、多个第二电容器电极32、以及多个电介质层33。更具体而言，电容器层30由以下的结构构成。在基体基板20的表面形成有作为电容器用的密接层发挥作用的电介质层33。在该电容器用的密接层的表面依次形成有第一电容器电极31、电介质层33、以及第二电容器电极32。第一电容器电极31与第二电容器电极32隔着电介质层33对置。在第二电容器电极32的表面还形成有电介质层33。以下，通过重复该层结构，沿层叠方向排列的多个第一电容器电极31和多个第二电容器电极32分别隔着电介质层33对置。

多个第一电容器电极31是正极侧的电极，多个第二电容器电极32是负极侧的电极。

绝缘体层41是覆盖基体基板20的表面侧的大致整个面的形状。此时，绝缘体层41覆盖电容器层30的表面以及侧面。绝缘体层41作为耐湿性保护膜发挥作用。由此，电容器层30被绝缘体层41和基体基板20覆盖整个面，使其免受湿度等外部环境的影响。绝缘体层42形成在绝缘体层41的表面(与和基体基板20抵接侧的面相反侧的面)。

在绝缘体层41以及绝缘体层42形成有沿厚度方向延伸的多个接触孔501、502。多个接触孔501的一端与多个第一电容器电极31的任意一个连接，多个接触孔501的另一端在绝缘体层42的表面露出。多个接触孔502的一端与多个第二电容器电极32的任意一个连接，多个接触孔502的另一端在绝缘体层42的表面露出。

基材输入输出电极51、52为平膜状，形成在绝缘体层42的表面。虽然省略了图示，但基材输入输出电极51、52分别为多个。基材输入输出电极51经由多个接触孔501与第一电容器电极31连接。基材输入输出电极51与薄膜器件10的正极端子对应。基材输入输出电极52经由多个接触孔502与第二电容器电极32连接。基材输入输出电极52与薄膜器件10的负极端子对应。

通过这些基体基板20、电容器层30、绝缘体层41、42、基材输入输出电极51、52、以及多个接触孔501、502，构成本发明的“基材部”。此外，功能元件并不限定于电容器，只要是具有正极端子和负极端子的元件即可。另外，功能元件只要形成在基材部的表面或者内部即可。

树脂绝缘层53由表面部530和侧面部531构成。树脂绝缘层53例如由pbo构成。表面部530形成在绝缘体层42的表面，侧面部531形成在绝缘体层42的侧面以及绝缘体层41的侧面。此时，树脂绝缘层53的表面部530覆盖基材输入输出电极51、52。该树脂绝缘层53的表面部530与本发明的“第一树脂绝缘层”对应。

密接层91、92形成在树脂绝缘层53的表面54。密接层91与密接层92分离而形成。密接层91、92由钛或者以钛为主要成分的材质构成。密接层91经由形成在树脂绝缘层53的接触孔601与基材输入输出电极51连接。密接层92经由形成在树脂绝缘层53的接触孔602与基材输入输出电极52连接。

金属层61形成在密接层91的表面。金属层62形成在密接层92的表面。金属层61、62由铜或者以铜为主要成分的合金构成。通过金属层61和密接层91构成本发明的“第一布线电极”，通过金属层62和密接层92构成本发明的“第二布线电极”。

端子电极81形成在金属层61的表面，端子电极82形成在金属层62的表面。

树脂绝缘层71形成为覆盖金属层61、62、以及密接层91、92的外表面。因此，具有金属层61和密接层91的第一布线电极以及具有金属层62和密接层92的第二布线电极形成在树脂绝缘层53的表面部530与树脂绝缘层71的界面。树脂绝缘层71例如由环氧类树脂的材质构成。即，树脂绝缘层71由与树脂绝缘层53不同的材质构成。

通过这样的构成，形成将树脂绝缘层53的表面部530、由金属层61以及密接层91构成的第一布线电极、由金属层62以及密接层92构成的第二布线电极、树脂绝缘层71、以及接触孔601、602作为构成要素的再布线层。因此，树脂绝缘层53的表面部530与本发明的“第一树脂绝缘层”对应，树脂绝缘层71与本发明的“第二树脂绝缘层”对应。

此外，树脂绝缘层71形成为覆盖端子电极81、82的侧面并使端子电极81、82的表面露出。在端子电极81的表面形成有焊料凸点81a，在端子电极82的表面形成有焊料凸点82a。

在这样的构成中，薄膜器件10在再布线层具备以下的构成。

如图1、图2、图3所示，在俯视薄膜器件10时，密接层91的端部911与金属层61的端部611相比处于外侧。换言之，密接层91的端部911与金属层61的端部611相比沿着树脂绝缘层53的表面部530与树脂绝缘层71的界面(树脂绝缘层53的表面54)突出。

通过该构成，金属层61的背面的整个面仅与密接层91抵接，金属层61不与树脂绝缘层53的表面部530和树脂绝缘层71的界面接触。

在现有的构成中，根据制造的规格(湿式蚀刻的条件)等，有时密接层的端部与金属层的端部相比靠内侧。该情况下，树脂绝缘层71难以进入金属层与树脂绝缘层53的表面部530的表面54之间。由此，水分容易进入该金属层与树脂绝缘层53的表面部530的表面54之间，容易产生迁移。

然而，通过具备本实施方式的薄膜器件10的构成，没有现有构成那样的水分容易混入处，能够抑制迁移的产生。

此外，沿着界面的密接层91的端部911与金属层61的端部611的距离ll，也就是密接层91相对于金属层61的突出量大于“0”即可。即，密接层91的端部911只要位于相对于金属层61的端部611至少突出的位置即可。其中，优选距离ll(突出量)设定在金属层61的厚度d61以上。通过设为这样的设定，即使产生了制造工序的偏差等，也能够使密接层91相对于金属层61的端部611可靠地突出。该距离ll与本发明的“第一规定长度”对应。

另外，优选金属层61的厚度d61比密接层91的厚度d91厚(d61＞d91)。作为具体的一个例子，金属层61的厚度d61大致为1000nm，密接层91的厚度d91大致为100nm。由此，树脂绝缘层71与金属层61的端部611的抵接面积较大。因此，树脂绝缘层71与金属层61的端部611的接合强度提高，在端部611处的树脂绝缘层71变得致密，能够进一步可靠地抑制迁移的产生。

另外，即使密接层91的厚度d91较薄，由于密接层91从金属层61的端部611突出，所以树脂绝缘层71与密接层91的端部911的接合强度也会提高，在端部911处的树脂绝缘层71变得致密，能够进一步可靠地抑制迁移的产生、发展。

此外，由于金属层61的厚度d61比密接层91的厚度d91厚，能够降低作为布线电极的电阻，作为薄膜器件10的电特性提高。

另外，如图1、图2、图3所示，在俯视薄膜器件10时，密接层92的端部921与金属层62的端部621相比位于外侧。换言之，密接层92的端部921与金属层62的端部621相比沿着树脂绝缘层53的表面部530与树脂绝缘层71的界面(树脂绝缘层53的表面54)突出。密接层92相对于金属层62的突出量与密接层91相对于金属层61的突出量大致相同。此外，密接层92的端部921也可以相对于金属层62的端部621位于同一平面或者位于内侧。但是，通过使密接层92相对于金属层62的突出量与密接层91相对于金属层61的突出量大致相同，能够利用单个制造工序形成密接层92相对于金属层62的突出结构和密接层91相对于金属层61的突出结构。

通过以下所示的工序来制造由这样的结构构成的薄膜器件10。

图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的薄膜器件的再布线层的布线电极的制造方法的流程图。图5的(a)－图5的(f)是示意性表示在图4所示的各个工序中的再布线层部分的形状的部分侧面剖视图。以下，根据图4的步骤，参照图5的(a)－图5的(f)进行说明。

如图5的(a)所示，在成为再布线层的基底的树脂绝缘层53的表面形成密接层900(s101)。密接层900由钛或者以钛为主要成分的材质构成，例如以100nm的厚度形成。并且，如图的5(a)所示，在密接层900的表面形成金属层600(s102)。金属层600由铜构成，例如以1000nm的厚度形成。此外，密接层不需要一定由钛或者以钛为主要成分的材质构成，也可以由铬或者以铬为主要成分的材料构成。

接下来，如图5的(b)所示，在金属层600的表面形成抗蚀剂膜re(s103)。此时，在抗蚀剂膜re，在分离后述的金属层61、62并分离密接层91、92的部分设置有抗蚀剂非形成部reh。

接下来，使用溶解金属层600且不溶解密接层900的第一选择性的蚀刻液来进行金属层600的选择蚀刻(s104)。由此，如图5的(c)所示，形成相互分离的金属层61和金属层62。

接下来，使用溶解密接层900且不溶解金属层600的第二选择性的蚀刻液来进行密接层900的选择蚀刻(s105)。由此，如图5的(d)所示，形成相互分离的密接层91和密接层92。在该工序中，以使用单个抗蚀剂图案可靠地分离密接层91和密接层92为主要的目的，所以密接层91的端部与金属层61的端部相比位于内侧。即，在该状态下，金属层61的端部与密接层91的端部相比沿着界面(树脂绝缘层53的表面)突出。同样地，金属层62的端部与密接层92的端部相比沿着界面(树脂绝缘层53的表面)突出。

接下来，使用溶解金属层61、62且不溶解密接层91、92的第一选择性的蚀刻液来进行金属层61、62的追加蚀刻(s106)。由此，如图5的(e)所示，密接层91的端部与金属层61的端部相比沿着界面(树脂绝缘层53的表面)突出。同样地，密接层92的端部与金属层62的端部相比沿着界面(树脂绝缘层53的表面)突出。能够通过蚀刻液的浓度、蚀刻时间等来控制该突出量，突出量设定在金属层61、62的厚度以上。另一方面，优选该突出量在金属层61、62的厚度的三倍以下。通过像这样规定突出量的上限值，在后面，形成树脂绝缘层71的环氧类树脂充分流入到金属层61、62的端部，与金属层61、62的端部(端面)可靠地接合。另外，能够抑制该端部附近的树脂绝缘层71的密度的降低。

接下来，如图5的(f)所示，剥离抗蚀剂膜re(s107)。

通过这样使用本实施方式的制造方法，能够利用金属层用和密接层用不改变抗蚀剂图案地实现密接层91的端部与金属层61的端部相比沿着界面(树脂绝缘层53的表面)突出且密接层92的端部与金属层62的端部相比沿着界面(树脂绝缘层53的表面)突出的结构。

接下来，参照附图对本发明的第二实施方式所涉及的薄膜器件以及薄膜器件的制造方法进行说明。

图6是表示本发明的第二实施方式所涉及的薄膜器件的结构的侧面剖视图。图7是表示本发明的第二实施方式所涉及的薄膜器件的再布线层的构成的放大后的部分侧面剖视图。

第二实施方式所涉及的薄膜器件10a相对于第一实施方式所涉及的薄膜器件10，在追加了外部端子侧的密接层93、94这一点上不同。薄膜器件10a的其它构成与薄膜器件10相同，省略相同处的说明。

如图6、图7所示，薄膜器件10a具备密接层93、94。密接层93、94由与密接层91、92相同的材质构成。

密接层93形成在金属层61的表面(本发明的“第二面”)侧，也就是金属层61的与和密接层91的抵接面(本发明的“第一面”)相反侧的面。密接层93的厚度d93与密接层91的厚度d91大致相同。密接层93的端部931与密接层91的端部911同样，与金属层61的端部611相比沿着界面突出。该突出量与本发明的“第二规定长度”对应。

密接层94形成在金属层62的表面侧，也就是金属层62的与和密接层92的抵接面相反侧的面。密接层94的厚度与密接层93大致相同。密接层94的端部941与密接层92的端部921同样，与金属层62的端部621相比沿着界面突出。

即使是这样的构成，也能够得到与第一实施方式相同的作用效果。另外，在该构成中，金属层61、62的表面侧的与树脂绝缘层71的不同材料间的接合的密接性提高，薄膜器件10a的可靠性进一步提高。

此外，在该构成中，虽然金属层61的端部611配置在被密接层91和密接层93夹着的凹陷的位置，但金属层61的厚度d61与密接层91、93的厚度相比足够厚，树脂容易流入到密接层91与密接层93之间。因此，即使是这样的由密接层91、93夹住金属层61的结构，也能够可靠地接合金属层61的端部(端面)与树脂绝缘层71，能够抑制该端部附近的树脂绝缘层71的密度的降低。此外，虽然省略说明，但在金属层62、密接层92、94侧的结构中，也成为与金属层61、密接层91、93相同的结构，得到相同的作用效果。

通过以下所示的工序制造由这样的结构构成的薄膜器件10a。

图8是表示本发明的第二实施方式所涉及的薄膜器件的再布线层的布线电极的制造方法的流程图。图9的(a)－图9的(g)是示意性表示在图8所示的各个工序中的再布线层部分的形状的部分侧面剖视图。以下，根据图8的步骤，参照图9的(a)－图9的(g)进行说明。

如图9的(a)所示，在成为再布线层的基底的树脂绝缘层53的表面形成密接层900(s201)。密接层900d由钛或者以钛为主要成分的材质构成，例如以100nm的厚度形成。然后，如图9的(a)所示，在密接层900的表面形成金属层600(s202)。金属层600由铜构成，例如以1000nm的厚度形成。然后，如图9的(a)所示，在金属层600的表面形成外部端子侧的密接层900u(s203)。密接层900u由钛或者以钛为主要成分的材质构成，例如以100nm的厚度形成。

接下来，如图9的(b)所示，在密接层900u的表面形成抗蚀剂膜re(s204)。此时，在抗蚀剂膜re，在分离后述的金属层61、62、分离密接层91、92并分离密接层93、94的部分设置有抗蚀剂非形成部reh。

接下来，使用溶解密接层900u且不溶解金属层600的第二选择性的蚀刻液来进行密接层900u的选择蚀刻(s205)。由此，如图9的(c)所示，形成相互分离的密接层93和密接层94。

接下来，使用溶解金属层600且不溶解密接层900的第一选择性的蚀刻液来进行金属层600的选择蚀刻(s206)。由此，如图9的(d)所示，形成相互分离的金属层61和金属层62。

接下来，使用溶解密接层900且不溶解金属层600的第二选择性的蚀刻液来进行外部端侧的密接层93、94以及密接层900的选择蚀刻(s207)。由此，如图9的(e)所示，形成相互分离的密接层91和密接层92。在该工序中，密接层91、93的端部与金属层61的端部相比靠内侧。即，在该状态下，金属层61的端部与密接层91、93的端部相比沿着界面(树脂绝缘层53的表面)突出。同样地，金属层62的端部与密接层92、94的端部相比沿着界面(树脂绝缘层53的表面)突出。

接下来，使用溶解金属层61、62且不溶解密接层91、92、93、94的第一选择性的蚀刻液来进行金属层61、62的追加蚀刻(s208)。由此，如图9的(f)所示，密接层91、93的端部与金属层61的端部相比沿着界面(树脂绝缘层53的表面)突出。同样地，密接层92、94的端部与金属层62的端部相比沿着界面(树脂绝缘层53的表面)突出。

接下来，如图9的(g)所示，剥离抗蚀剂膜re(s209)。

通过这样使用本实施方式的制造方法，能够利用金属层用和密接层用不改变抗蚀剂图案地实现密接层91、93的端部与金属层61的端部相比沿着界面(树脂绝缘层53的表面)突出且密接层92、94的端部与金属层62的端部相比沿着界面(树脂绝缘层53的表面)突出的结构。

接下来，参照附图对本发明的第三实施方式所涉及的薄膜器件进行说明。图10是表示本发明的第三实施方式所涉及的薄膜器件的再布线层的布线电极的结构的放大俯视图。

第三实施方式所涉及的薄膜器件10b相对于第一实施方式所涉及的薄膜器件10，在密接层91、92的结构上不同。薄膜器件10b的其它构成与薄膜器件10相同，省略相同处的说明。

如图10所示，对于密接层91，仅与金属层62以及密接层92对置侧的端部911比金属层61的端部611突出。

在作为正极侧的金属层61和作为负极侧的金属层62之间产生迁移，枝晶(树枝状结晶)以作为正极侧的金属层61为起点向作为负极侧的金属层62延伸。

因此，即使是这样的构成，也能够抑制迁移的产生。另外，由于能够增大金属层61的面积，所以能够使由金属层61以及密接层91构成的布线电极的电阻降低。

此外，如图10所示，作为负极侧的金属层62和密接层92的端部也可以为同一平面，即使密接层92的端部不一定比金属层62的端部突出，也能够得到上述的作用效果。

在上述的说明中，示出了使用电容器作为薄膜器件的功能元件的方式，但也能够将上述的构成应用于针对esd保护元件、可变电容器元件等具备正极端子和负极端子的功能元件的再布线层。

附图标记说明

10、10a、10b：薄膜器件，20：基体基板，30：电容器层，31：第一电容器电极，32：第二电容器电极，33：电介质层，41、42：绝缘体层，51、52：基材输入输出电极，53：树脂绝缘层，54：表面，61、62：金属层，71：树脂绝缘层，81、82：端子电极，81a、82a：焊料凸点，91、92、93、94：密接层，501、502：接触孔，530：表面部，531：侧面部，600：金属层，601、602：接触孔，611、621：端部，900、900d、900u：密接层，911、921、931、941：端部，re：抗蚀剂膜，reh：抗蚀剂非形成部。