ワイヤ接合部及びはんだ接合部の形成方法
【課題】 ワイヤ接合部及びはんだ接合部を形成する方法を提供すること。
【解決手段】 一実施形態において、この方法は、ワイヤ接合部のためのワイヤ接合金属領域及びはんだ接合部のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと、ワイヤ接合金属領域の上のシリコン酸化物層に至る第1の開口部と、はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部とを材料内に形成するステップと、ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、はんだ接合金属領域に対するはんだ接合部を形成するステップと、シリコン酸化物層をワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含む、ワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、ワイヤ接合金属領域に対するワイヤ接合部を形成するステップとを含む。ワイヤ接合部及びはんだ接合部は、必要に応じて、単一のマルチパート・ウェハ(MPW)上又は単一チップ上でアクセス可能にすることができ、実質的に同時に形成することができる。
【解決手段】 一実施形態において、この方法は、ワイヤ接合部のためのワイヤ接合金属領域及びはんだ接合部のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと、ワイヤ接合金属領域の上のシリコン酸化物層に至る第1の開口部と、はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部とを材料内に形成するステップと、ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、はんだ接合金属領域に対するはんだ接合部を形成するステップと、シリコン酸化物層をワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含む、ワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、ワイヤ接合金属領域に対するワイヤ接合部を形成するステップとを含む。ワイヤ接合部及びはんだ接合部は、必要に応じて、単一のマルチパート・ウェハ(MPW)上又は単一チップ上でアクセス可能にすることができ、実質的に同時に形成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般に半導体デバイスのパッケージングに関し、より具体的には、ワイヤ接合部及びはんだ接合部を形成する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体産業において、ワイヤ接合構造体とはんだ接合構造体との併用が増えている。一例において、ワイヤ接合及びはんだ接合は、現在人気が高まりつつあるマルチパート・ウェハ(MPW)における使用に関して有利である。これらのMPWのうちのあるものは、共通レチクル内に設計された、すなわち一緒に製作されたワイヤ接合及びはんだ接合を両方とも必要とするチップを含む。はんだ接合において、基板に対するはんだジョイント結合フリップ・チップ接続は、溶融はんだの表面張力がジョイント部の高さを制御し、かつチップの重さを支えるところで成される。はんだ接合は、しばしばC4(controlled collapse chip connection)と呼ばれる。ワイヤ接合においては、ワイヤは、チップ内の開口部に取り付けられる。両方の接合が用いられる場合には、製造プロセスは、ワイヤ接合及びはんだ接合の両方の最終ビア構造体を並行して開口することが可能でなくてはならない。
【0003】
ワイヤ接合構造体及びはんだ接合構造体の両方を単一処理される部材内に作成する能力は、MPWでの使用にとどまらない。個々のチップ自体の境界内にはんだ接合及びワイヤ接合の両方のアクセス・ポイントもまた必要とする、ある種のチップ製品(又は検査サイト(test site))がある。例えば、積層パッケージ用に構築されている部品の場合には、チップは、スタック内の他のチップに対してははんだ接合接続をする必要があるが、外のパッケージ基板又は積層体に対してワイヤ接合接続をする必要もある。ワイヤ接合及びはんだ接合の併用は、技術認定試験の検査サイトにとっても有利であり得る。例えば、前工程(FEOL)及び後工程(BEOL)の構造体の品質認定をワイヤ接合及びはんだ接合の両方のパッケージング環境において可能にするために、2つの異なる検査サイトを設計及び構築する必要なしに、単一の共通検査サイト用の両方の接合による接続部を有することが好ましいだろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ワイヤ接合及びはんだ接合を一緒に形成することには、多くの課題がある。例えば、各接合のために用いられるプロセスのうちのいくつかは、他方の接合にとっては有害である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
ワイヤ接合及びはんだ接合を形成する方法が開示される。一実施形態において、この方法は、ワイヤ接合部のためのワイヤ接合金属領域及びはんだ接合部のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと、ワイヤ接合金属領域の上のシリコン酸化物層に至る第1の開口部と、はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部とを材料内に形成するステップと、ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、はんだ接合金属領域に対するはんだ接合部を形成するステップと、シリコン酸化物層をワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含むワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、ワイヤ接合金属領域に対するワイヤ接合部を形成するステップとを含む。ワイヤ接合部及びはんだ接合部は、必要に応じて、単一のマルチパート・ウェハ(MPW)上又は単一チップ上でアクセス可能にすることができ、実質的に同時に形成することができる。
【0006】
本発明の第1の態様は、ワイヤ接合部及びはんだ接合部を形成する方法を提供し、この方法は、ワイヤ接合部のためのワイヤ接合金属領域及びはんだ接合部のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと、ワイヤ接合金属領域の上のシリコン酸化物層に至る第1の開口部と、はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部とを材料内に形成するステップと、ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、はんだ接合金属領域に対するはんだ接合部を形成するステップと、シリコン酸化物層をワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含む前記ワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、ワイヤ接合金属領域に対するワイヤ接合部を形成するステップとを含む。
【0007】
本発明の第2の態様は、ワイヤ接合部及びはんだ接合部を形成する方法を提供し、この方法は、ワイヤ接合部のためのワイヤ接合金属領域及びはんだ接合部のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと、ワイヤ接合金属領域の上のシリコン酸化物層に至る第1の開口部と、はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部とを材料内に形成するステップであって、はんだ接合金属層及びワイヤ接合金属領域の上のシリコン窒化物層の上に第1のフォトレジストを形成し、はんだ接合金属領域の上でのみ第1のフォトレジストを貫通する中間開口部を形成し、中間開口部を用いてはんだ接合金属領域の上でのみシリコン窒化物層を除去し、第1のフォトレジストを除去し、材料として未硬化感光性ポリイミド(PSPI)層を堆積し、ワイヤ接合金属領域の上のPSPI層を貫通する第1の開口部と、はんだ接合金属領域の上のPSPI層を貫通する第2の開口部とを形成し、PSPI層を硬化させるステップと、エッチングを行って、はんだ接合金属領域を露出させ、かつワイヤ接合金属領域の上のシリコン酸化物層に至るまでシリコン窒化物層を除去するステップと、ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、はんだ接合金属領域に対するはんだ接合部を形成するステップと、シリコン酸化物層をワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含むワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、ワイヤ接合金属領域に対するワイヤ接合部を形成するステップとを含む。
【0008】
本発明の第3の態様は、ワイヤ接合部及びはんだ接合部を形成する方法を提供し、この方法は、ワイヤ接合部のためのワイヤ接合金属領域及びはんだ接合部のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと、ワイヤ接合金属領域の上のシリコン酸化物層に至る第1の開口部と、はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部とを材料内に形成するステップであって、はんだ接合金属領域及びワイヤ接合金属領域の上のシリコン窒化物層の上に材料として未硬化ポリイミド層を形成し、はんだ接合金属領域を覆う第1のフォトレジストを用いて、ワイヤ接合金属領域の上でのみ未硬化ポリイミド層を貫通してシリコン酸化物層に至る第1の開口部を形成し、第1のフォトレジストを除去し、ワイヤ接合金属領域を覆う第2のフォトレジストを用いて、未硬化ポリイミド層を貫通してはんだ接合金属領域の上のみに至る第2の開口部を形成し、第2のフォトレジストを除去し、ポリイミド層を硬化させるステップと、ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、はんだ接合金属領域に対するはんだ接合部を形成するステップと、シリコン酸化物層をワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含むワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、ワイヤ接合金属領域に対するワイヤ接合部を形成するステップとを含む。
【0009】
本発明の例示的な態様は、本明細書で記載された問題及び/又は論じていない他の問題を解決するように設計される。
【0010】
本発明のこれら及び他の特徴は、本発明の種々の実施形態を表す添付の図面と共に検討される本発明の種々の態様についての以下の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施形態による、予備構造体を示す。
【図2】本発明の一実施形態による方法の一部の結果を示す。
【図3】図2の構造体を形成する一実施形態を示す。
【図4】図2の構造体を形成する一実施形態を示す。
【図5】図2の構造体を形成する別の実施形態を示す。
【図6】図2の構造体を形成する別の実施形態を示す。
【図7】図2の構造体を形成する別の実施形態を示す。
【図8】本発明による、はんだ接合部及びワイヤ接合部の形成を完成させる方法の一実施形態を示す。
【図9】本発明による、はんだ接合部及びワイヤ接合部の形成を完成させる方法の一実施形態を示す。
【図10】本発明による、はんだ接合部及びワイヤ接合部の形成を完成させる方法の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の図面は縮尺通りに描かれていないことに留意されたい。図面は、本発明の典型的な態様のみを示すことが意図されており、従って、本発明の範囲を限定するものと考えられるべきではない。図面において、図面間で同様の番号付けは、同様の要素を表す。
【0013】
図面を参照すると、ワイヤ及びはんだ接合部の形成方法の種々の実施形態が示される。図1は、ワイヤ接合部190(図10)のためのワイヤ接合金属領域102、及びはんだ接合部180(図9乃至図10)のためのはんだ接合金属領域104を含む、準備された予備構造体100を示す。領域102、104は、分離して示されているが、単一チップ内に含まれてもよく、又はマルチパート・ウェハ内に設けられてもよい。従って、図面内に示された分離は、領域102と104との間の潜在的な距離を示すことを意図したものであり、必ずしも完全な分離ではない。図示されているように、両領域102、104はシリコン酸化物(SiO2)層108の上のシリコン窒化物(Si3N4)層106で覆われている。シリコン窒化物層106は、例えば、およそ0.4μmの厚さを有することができ、シリコン酸化物層108は、例えば、およそ0.45μmの厚さを有することができる。しかしながら、本発明はそれらの寸法に限定されない。準備されるその他の構造は、ワイヤ112(例えば、銅又はアルミニウム)を含む基板110(例えば、誘電体)と、バリア層114、116、118(例えば、それぞれ、シリコン窒化物、シリコン酸化物及びシリコン窒化物)とを含むことができる。金属領域102、104は各々、例えば、アルミニウム又は銅を含むことができる。
【0014】
図2は、材料130内に、ワイヤ接合金属領域102の上のシリコン酸化物層108に至る第1の開口部、及びはんだ接合金属領域104を露出する第2の開口部134を形成することを示す。以下で説明されるように、材料130はフォトレジスト又はポリイミドの形態を取ることができる。このステップは、図3乃至図4及び図5乃至図7に示されるように多数の方法で行うことができ。図3乃至図4を参照すると、一実施形態において、このプロセスは、図3に示されるように、第1のフォトレジスト140を、はんだ接合金属領域104及びワイヤ接合金属領域102の上のシリコン窒化物層106の上に形成することから開始することができる。本明細書で説明されるフォトレジストは、明示した場合を除いて、現在公知の又は今後開発される任意のフォトレジスト材料(典型的にはポジ型レジスト、例えば、JSR M20又はShipleyUV2HS)を含むことができる。中間開口部142は、現在公知の又は今後開発される任意の方法、例えば、パターン形成及びエッチングで、はんだ接合金属領域104の上でのみフォトレジスト140を貫通して形成することができる。中間開口部142を用いて、エッチング144、例えば反応性イオン・エッチング(RIE)を行って、はんだ接合金属領域104の上でのみシリコン窒化物層106を(シリコン酸化物層108のところで停止して)除去する。次に、第1のフォトレジスト140は、現在公知の又は今後開発される任意の剥離プロセスを用いて除去される。
【0015】
図4は、未硬化感光性ポリイミド(PSPI)層150の堆積を示す。本明細書で用いられる堆積は、堆積される材料に適した、現在公知の又は今後開発されるいかなる堆積技術も含むことができる。例えば、堆積は、堆積される材料に応じて、化学気相堆積(CVD)、減圧CVD(LPCVD)、プラズマ増強CVD(PECVD)、準大気圧CVD(SACVD)、及び高密度プラズマCVD(HDPCVD)、急速熱処理CVD(RTCVD)、超高真空CVD(UHVCVD)、スパッタリング堆積、イオン・ビーム堆積、電子ビーム堆積、レーザ支援堆積、スピンオン法、物理気相堆積(PVD)、原子層堆積(ALD)によって堆積される無機材料膜に加えて、フォトレジスト及びポリイミドのような有機材料のスピン塗布を含むことができるが、それらに限定されない。いずれにしても、この実施形態において、PSPI層150は最終的には材料130(図2)として働く。PSPI層150は、例えば、HD MicrosystemsのHD4000シリーズの感光性ポリイミド材料等を含むことができる。次に、第1の開口部132及び第2の開口部134が、例えば、開口部132、134の両方を開口するフォトレジスト136(想像線で示される)でPSPIを像形成することによって開始される。第1の開口部132は、最初に、ワイヤ接合金属領域102の上の未硬化PSPI層150を貫通して形成され、第2の開口部134は、最初に、はんだ接合金属領域104の上の未硬化PSPI層150を貫通して形成される。次いで、これもまた図4に示されているように、PSPI層150は、例えば熱プロセス152によって硬化される。次に非選択的エッチング154(例えばRIE)を行って、はんだ接合金属領域104を露出し、かつワイヤ接合金属領域102の上のシリコン酸化物層108に至るまでシリコン窒化物層106を除去し、その結果、図2に示される構造体が得られる。すなわち、エッチング154は、はんだ接合金属領域104の上のシリコン酸化物層108を除去し、同時にワイヤ接合金属領域102の上のシリコン窒化物層106のみを除去し、これにより、ワイヤ接合金属領域102の上の保護層を維持する。
【0016】
図5乃至図7を参照すると、材料130(図2)内に、ワイヤ接合金属領域102上のシリコン酸化物層108に至る第1の開口部132(図2)、及びはんだ接合金属領域104を露出する第2の開口部134(図2)を形成するための代替的な実施形態が示される。この実施形態もまた、図1の構造体100から開始される。図5は、はんだ接合金属領域104とワイヤ接合金属領域102の両方の上のシリコン窒化物層106の上に未硬化ポリイミド層160を形成することを示す。未硬化ポリイミド層160は、例えば、HD MicrosystemsのPI5878配合物を含むことができる。この実施形態において、ポリイミド層160は、後述するように材料130(図2)として働き、非感光性である。次に、これもまた図5に示されているように、フォトレジスト162を用いて、未硬化ポリイミド層160を貫通してワイヤ接合金属領域102のみに至る(すなわちはんだ接合金属領域104は被覆されたまま)第1の開口部132が形成される。第1の開口部132は、フォトレジスト162及びエッチング164(例えばRIE)を用いて、ワイヤ接合金属領域102の上でのみシリコン酸化物層108まで延びる。すなわち、エッチング164は、ワイヤ接合金属領域102の上のシリコン窒化物層106を除去するが、シリコン酸化物層108を残す。次に、フォトレジスト162は、現在公知の又は今後開発される任意の剥離プロセスを用いて除去される。
【0017】
図6に示されるように、ワイヤ接合金属領域102を覆う別のフォトレジスト166を用いて、未硬化ポリイミド層160を貫通してはんだ接合金属領域104に至る第2の開口部134が形成される。すなわち、フォトレジスト166を任意の方法ではんだ接合金属領域104及びワイヤ接合金属領域102の上に堆積し、はんだ接合金属領域104の上でパターン形成及びエッチングする。次に、エッチング168(例えばRIE)を用いて、第2の開口部134を形成して、はんだ接合金属領域104を露出させる。すなわち、はんだ接合金属領域104の上のシリコン窒化物層106及びシリコン酸化物層108の両方を除去する。ワイヤ接合金属領域102は、フォトレジスト166によって保護されたままである。図7に示されるように、現在公知の又は今後開発される剥離プロセスを用いてフォトレジスト166(図6)が除去され、そしてポリイミド層160が、例えば熱プロセス170によって、硬化され、その結果、図2の構造体が得られる。
【0018】
図8は、ワイヤ接合金属領域102が覆われた状態を保ちながら、はんだ接合金属領域104に対するはんだ接合部180を形成することを示す。このプロセスは、例えばPVDによって、ボール制限金属(ball limiting metallurgy、BLM)層182堆積することを含むことができる。BLM層182は、任意のはんだぬれ性の端子金属(例えば、すず(Sn)合金)を含み、これが、完成したときのはんだ接合部180のサイズ及び面積を定める。BLM層182は、所望の領域へのはんだボールの流動を制限し、チップ配線への接着及びコンタクトを提供する。図8はまた、フォトレジスト184を堆積すること、及びはんだ接合金属領域104の上でのみ、フォトレジスト184内にBLM層182に至る開口部186を形成する(即ち、ワイヤ接合金属領域102の上には開口部がない)ことを示す。一実施形態において、フォトレジスト184は、Du Pontから入手可能なRISTON(登録商標)のような感光性乾式ポリマ・レジストを含むことができる。しかしながら、他のフォトレジスト材料を利用することもできる。はんだ接合部180のためのはんだは、フォトレジスト開口部186内に形成(堆積)される。はんだ接合部180は、例えば、典型的には鉛−すず(PbSn)又はすず(Sn)(Pbフリー)の任意の合金を含む、現在公知の又は今後開発される任意のはんだ材料を含むことができる。上記のように、ワイヤ接合金属領域102は、このプロセスの間、フォトレジスト184によって覆われたままである。
【0019】
図9は、シリコン酸化物108をワイヤ接合金属領域102に至るまで除去することを含む、ワイヤ接合金属領域102を露出させることを示す。このプロセスは、例えばエッチング192によって、フォトレジスト184(図8)と、はんだ接合部180の下のBLM層182S以外のBLM層182(図8)とを除去して、ワイヤ接合金属領域102の上のシリコン酸化物層108(図2)を露出させることを含む。このプロセスは、材料130をマスクとして用いて、エッチング194(図9)、例えばRIEを行って、ワイヤ接合金属領域102の上のシリコン酸化物層108を除去することを含むことができる。
【0020】
図9乃至図10は、ワイヤ接合金属領域102に対するワイヤ接合部190(図10)を形成することを示す。このプロセスは、シリコン酸化物層108の除去後に、例えばフッ化水素酸を用いて、ワイヤ接合金属領域102の湿式洗浄196(図10)を行うことを随意的に含むことができる。それに加えて、このプロセスは、はんだ接合部180の洗浄及びリフローを含むことができる。次に、ワイヤ接合金属領域102に対するワイヤ接合部190を、現在公知の又は今後開発される任意の技術を用いて形成することができる。
【0021】
本発明の種々の態様についての前述の説明を例証及び説明の目的のために提示してきた。これは、網羅的であること、又は本発明を開示された正確な形態に限定することを意図するものではなく、また当然ながら、多くの修正及び変形が可能である。当業者にとっては明らかであり得るこうした修正及び変形は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0022】
100:予備構造体
102:ワイヤ接合金属領域
104:はんだ接合金属領域
106:シリコン窒化物層
108:シリコン酸化物層
110:基板
112:ワイヤ
114、116、118:バリア層
130:材料
132、134:開口部
140、162、166、184:フォトレジスト
142:中間開口部
144、164、168、192、194:エッチング
150:未硬化感光性ポリイミド(PSPI)層
160:未硬化ポリイミド層
170:硬化
180:はんだ接合部
182:BLM層
186:開口部
190:ワイヤ接合部
196:湿式洗浄
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般に半導体デバイスのパッケージングに関し、より具体的には、ワイヤ接合部及びはんだ接合部を形成する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体産業において、ワイヤ接合構造体とはんだ接合構造体との併用が増えている。一例において、ワイヤ接合及びはんだ接合は、現在人気が高まりつつあるマルチパート・ウェハ(MPW)における使用に関して有利である。これらのMPWのうちのあるものは、共通レチクル内に設計された、すなわち一緒に製作されたワイヤ接合及びはんだ接合を両方とも必要とするチップを含む。はんだ接合において、基板に対するはんだジョイント結合フリップ・チップ接続は、溶融はんだの表面張力がジョイント部の高さを制御し、かつチップの重さを支えるところで成される。はんだ接合は、しばしばC4(controlled collapse chip connection)と呼ばれる。ワイヤ接合においては、ワイヤは、チップ内の開口部に取り付けられる。両方の接合が用いられる場合には、製造プロセスは、ワイヤ接合及びはんだ接合の両方の最終ビア構造体を並行して開口することが可能でなくてはならない。
【0003】
ワイヤ接合構造体及びはんだ接合構造体の両方を単一処理される部材内に作成する能力は、MPWでの使用にとどまらない。個々のチップ自体の境界内にはんだ接合及びワイヤ接合の両方のアクセス・ポイントもまた必要とする、ある種のチップ製品(又は検査サイト(test site))がある。例えば、積層パッケージ用に構築されている部品の場合には、チップは、スタック内の他のチップに対してははんだ接合接続をする必要があるが、外のパッケージ基板又は積層体に対してワイヤ接合接続をする必要もある。ワイヤ接合及びはんだ接合の併用は、技術認定試験の検査サイトにとっても有利であり得る。例えば、前工程(FEOL)及び後工程(BEOL)の構造体の品質認定をワイヤ接合及びはんだ接合の両方のパッケージング環境において可能にするために、2つの異なる検査サイトを設計及び構築する必要なしに、単一の共通検査サイト用の両方の接合による接続部を有することが好ましいだろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ワイヤ接合及びはんだ接合を一緒に形成することには、多くの課題がある。例えば、各接合のために用いられるプロセスのうちのいくつかは、他方の接合にとっては有害である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
ワイヤ接合及びはんだ接合を形成する方法が開示される。一実施形態において、この方法は、ワイヤ接合部のためのワイヤ接合金属領域及びはんだ接合部のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと、ワイヤ接合金属領域の上のシリコン酸化物層に至る第1の開口部と、はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部とを材料内に形成するステップと、ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、はんだ接合金属領域に対するはんだ接合部を形成するステップと、シリコン酸化物層をワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含むワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、ワイヤ接合金属領域に対するワイヤ接合部を形成するステップとを含む。ワイヤ接合部及びはんだ接合部は、必要に応じて、単一のマルチパート・ウェハ(MPW)上又は単一チップ上でアクセス可能にすることができ、実質的に同時に形成することができる。
【0006】
本発明の第1の態様は、ワイヤ接合部及びはんだ接合部を形成する方法を提供し、この方法は、ワイヤ接合部のためのワイヤ接合金属領域及びはんだ接合部のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと、ワイヤ接合金属領域の上のシリコン酸化物層に至る第1の開口部と、はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部とを材料内に形成するステップと、ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、はんだ接合金属領域に対するはんだ接合部を形成するステップと、シリコン酸化物層をワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含む前記ワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、ワイヤ接合金属領域に対するワイヤ接合部を形成するステップとを含む。
【0007】
本発明の第2の態様は、ワイヤ接合部及びはんだ接合部を形成する方法を提供し、この方法は、ワイヤ接合部のためのワイヤ接合金属領域及びはんだ接合部のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと、ワイヤ接合金属領域の上のシリコン酸化物層に至る第1の開口部と、はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部とを材料内に形成するステップであって、はんだ接合金属層及びワイヤ接合金属領域の上のシリコン窒化物層の上に第1のフォトレジストを形成し、はんだ接合金属領域の上でのみ第1のフォトレジストを貫通する中間開口部を形成し、中間開口部を用いてはんだ接合金属領域の上でのみシリコン窒化物層を除去し、第1のフォトレジストを除去し、材料として未硬化感光性ポリイミド(PSPI)層を堆積し、ワイヤ接合金属領域の上のPSPI層を貫通する第1の開口部と、はんだ接合金属領域の上のPSPI層を貫通する第2の開口部とを形成し、PSPI層を硬化させるステップと、エッチングを行って、はんだ接合金属領域を露出させ、かつワイヤ接合金属領域の上のシリコン酸化物層に至るまでシリコン窒化物層を除去するステップと、ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、はんだ接合金属領域に対するはんだ接合部を形成するステップと、シリコン酸化物層をワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含むワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、ワイヤ接合金属領域に対するワイヤ接合部を形成するステップとを含む。
【0008】
本発明の第3の態様は、ワイヤ接合部及びはんだ接合部を形成する方法を提供し、この方法は、ワイヤ接合部のためのワイヤ接合金属領域及びはんだ接合部のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと、ワイヤ接合金属領域の上のシリコン酸化物層に至る第1の開口部と、はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部とを材料内に形成するステップであって、はんだ接合金属領域及びワイヤ接合金属領域の上のシリコン窒化物層の上に材料として未硬化ポリイミド層を形成し、はんだ接合金属領域を覆う第1のフォトレジストを用いて、ワイヤ接合金属領域の上でのみ未硬化ポリイミド層を貫通してシリコン酸化物層に至る第1の開口部を形成し、第1のフォトレジストを除去し、ワイヤ接合金属領域を覆う第2のフォトレジストを用いて、未硬化ポリイミド層を貫通してはんだ接合金属領域の上のみに至る第2の開口部を形成し、第2のフォトレジストを除去し、ポリイミド層を硬化させるステップと、ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、はんだ接合金属領域に対するはんだ接合部を形成するステップと、シリコン酸化物層をワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含むワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、ワイヤ接合金属領域に対するワイヤ接合部を形成するステップとを含む。
【0009】
本発明の例示的な態様は、本明細書で記載された問題及び/又は論じていない他の問題を解決するように設計される。
【0010】
本発明のこれら及び他の特徴は、本発明の種々の実施形態を表す添付の図面と共に検討される本発明の種々の態様についての以下の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施形態による、予備構造体を示す。
【図2】本発明の一実施形態による方法の一部の結果を示す。
【図3】図2の構造体を形成する一実施形態を示す。
【図4】図2の構造体を形成する一実施形態を示す。
【図5】図2の構造体を形成する別の実施形態を示す。
【図6】図2の構造体を形成する別の実施形態を示す。
【図7】図2の構造体を形成する別の実施形態を示す。
【図8】本発明による、はんだ接合部及びワイヤ接合部の形成を完成させる方法の一実施形態を示す。
【図9】本発明による、はんだ接合部及びワイヤ接合部の形成を完成させる方法の一実施形態を示す。
【図10】本発明による、はんだ接合部及びワイヤ接合部の形成を完成させる方法の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の図面は縮尺通りに描かれていないことに留意されたい。図面は、本発明の典型的な態様のみを示すことが意図されており、従って、本発明の範囲を限定するものと考えられるべきではない。図面において、図面間で同様の番号付けは、同様の要素を表す。
【0013】
図面を参照すると、ワイヤ及びはんだ接合部の形成方法の種々の実施形態が示される。図1は、ワイヤ接合部190(図10)のためのワイヤ接合金属領域102、及びはんだ接合部180(図9乃至図10)のためのはんだ接合金属領域104を含む、準備された予備構造体100を示す。領域102、104は、分離して示されているが、単一チップ内に含まれてもよく、又はマルチパート・ウェハ内に設けられてもよい。従って、図面内に示された分離は、領域102と104との間の潜在的な距離を示すことを意図したものであり、必ずしも完全な分離ではない。図示されているように、両領域102、104はシリコン酸化物(SiO2)層108の上のシリコン窒化物(Si3N4)層106で覆われている。シリコン窒化物層106は、例えば、およそ0.4μmの厚さを有することができ、シリコン酸化物層108は、例えば、およそ0.45μmの厚さを有することができる。しかしながら、本発明はそれらの寸法に限定されない。準備されるその他の構造は、ワイヤ112(例えば、銅又はアルミニウム)を含む基板110(例えば、誘電体)と、バリア層114、116、118(例えば、それぞれ、シリコン窒化物、シリコン酸化物及びシリコン窒化物)とを含むことができる。金属領域102、104は各々、例えば、アルミニウム又は銅を含むことができる。
【0014】
図2は、材料130内に、ワイヤ接合金属領域102の上のシリコン酸化物層108に至る第1の開口部、及びはんだ接合金属領域104を露出する第2の開口部134を形成することを示す。以下で説明されるように、材料130はフォトレジスト又はポリイミドの形態を取ることができる。このステップは、図3乃至図4及び図5乃至図7に示されるように多数の方法で行うことができ。図3乃至図4を参照すると、一実施形態において、このプロセスは、図3に示されるように、第1のフォトレジスト140を、はんだ接合金属領域104及びワイヤ接合金属領域102の上のシリコン窒化物層106の上に形成することから開始することができる。本明細書で説明されるフォトレジストは、明示した場合を除いて、現在公知の又は今後開発される任意のフォトレジスト材料(典型的にはポジ型レジスト、例えば、JSR M20又はShipleyUV2HS)を含むことができる。中間開口部142は、現在公知の又は今後開発される任意の方法、例えば、パターン形成及びエッチングで、はんだ接合金属領域104の上でのみフォトレジスト140を貫通して形成することができる。中間開口部142を用いて、エッチング144、例えば反応性イオン・エッチング(RIE)を行って、はんだ接合金属領域104の上でのみシリコン窒化物層106を(シリコン酸化物層108のところで停止して)除去する。次に、第1のフォトレジスト140は、現在公知の又は今後開発される任意の剥離プロセスを用いて除去される。
【0015】
図4は、未硬化感光性ポリイミド(PSPI)層150の堆積を示す。本明細書で用いられる堆積は、堆積される材料に適した、現在公知の又は今後開発されるいかなる堆積技術も含むことができる。例えば、堆積は、堆積される材料に応じて、化学気相堆積(CVD)、減圧CVD(LPCVD)、プラズマ増強CVD(PECVD)、準大気圧CVD(SACVD)、及び高密度プラズマCVD(HDPCVD)、急速熱処理CVD(RTCVD)、超高真空CVD(UHVCVD)、スパッタリング堆積、イオン・ビーム堆積、電子ビーム堆積、レーザ支援堆積、スピンオン法、物理気相堆積(PVD)、原子層堆積(ALD)によって堆積される無機材料膜に加えて、フォトレジスト及びポリイミドのような有機材料のスピン塗布を含むことができるが、それらに限定されない。いずれにしても、この実施形態において、PSPI層150は最終的には材料130(図2)として働く。PSPI層150は、例えば、HD MicrosystemsのHD4000シリーズの感光性ポリイミド材料等を含むことができる。次に、第1の開口部132及び第2の開口部134が、例えば、開口部132、134の両方を開口するフォトレジスト136(想像線で示される)でPSPIを像形成することによって開始される。第1の開口部132は、最初に、ワイヤ接合金属領域102の上の未硬化PSPI層150を貫通して形成され、第2の開口部134は、最初に、はんだ接合金属領域104の上の未硬化PSPI層150を貫通して形成される。次いで、これもまた図4に示されているように、PSPI層150は、例えば熱プロセス152によって硬化される。次に非選択的エッチング154(例えばRIE)を行って、はんだ接合金属領域104を露出し、かつワイヤ接合金属領域102の上のシリコン酸化物層108に至るまでシリコン窒化物層106を除去し、その結果、図2に示される構造体が得られる。すなわち、エッチング154は、はんだ接合金属領域104の上のシリコン酸化物層108を除去し、同時にワイヤ接合金属領域102の上のシリコン窒化物層106のみを除去し、これにより、ワイヤ接合金属領域102の上の保護層を維持する。
【0016】
図5乃至図7を参照すると、材料130(図2)内に、ワイヤ接合金属領域102上のシリコン酸化物層108に至る第1の開口部132(図2)、及びはんだ接合金属領域104を露出する第2の開口部134(図2)を形成するための代替的な実施形態が示される。この実施形態もまた、図1の構造体100から開始される。図5は、はんだ接合金属領域104とワイヤ接合金属領域102の両方の上のシリコン窒化物層106の上に未硬化ポリイミド層160を形成することを示す。未硬化ポリイミド層160は、例えば、HD MicrosystemsのPI5878配合物を含むことができる。この実施形態において、ポリイミド層160は、後述するように材料130(図2)として働き、非感光性である。次に、これもまた図5に示されているように、フォトレジスト162を用いて、未硬化ポリイミド層160を貫通してワイヤ接合金属領域102のみに至る(すなわちはんだ接合金属領域104は被覆されたまま)第1の開口部132が形成される。第1の開口部132は、フォトレジスト162及びエッチング164(例えばRIE)を用いて、ワイヤ接合金属領域102の上でのみシリコン酸化物層108まで延びる。すなわち、エッチング164は、ワイヤ接合金属領域102の上のシリコン窒化物層106を除去するが、シリコン酸化物層108を残す。次に、フォトレジスト162は、現在公知の又は今後開発される任意の剥離プロセスを用いて除去される。
【0017】
図6に示されるように、ワイヤ接合金属領域102を覆う別のフォトレジスト166を用いて、未硬化ポリイミド層160を貫通してはんだ接合金属領域104に至る第2の開口部134が形成される。すなわち、フォトレジスト166を任意の方法ではんだ接合金属領域104及びワイヤ接合金属領域102の上に堆積し、はんだ接合金属領域104の上でパターン形成及びエッチングする。次に、エッチング168(例えばRIE)を用いて、第2の開口部134を形成して、はんだ接合金属領域104を露出させる。すなわち、はんだ接合金属領域104の上のシリコン窒化物層106及びシリコン酸化物層108の両方を除去する。ワイヤ接合金属領域102は、フォトレジスト166によって保護されたままである。図7に示されるように、現在公知の又は今後開発される剥離プロセスを用いてフォトレジスト166(図6)が除去され、そしてポリイミド層160が、例えば熱プロセス170によって、硬化され、その結果、図2の構造体が得られる。
【0018】
図8は、ワイヤ接合金属領域102が覆われた状態を保ちながら、はんだ接合金属領域104に対するはんだ接合部180を形成することを示す。このプロセスは、例えばPVDによって、ボール制限金属(ball limiting metallurgy、BLM)層182堆積することを含むことができる。BLM層182は、任意のはんだぬれ性の端子金属(例えば、すず(Sn)合金)を含み、これが、完成したときのはんだ接合部180のサイズ及び面積を定める。BLM層182は、所望の領域へのはんだボールの流動を制限し、チップ配線への接着及びコンタクトを提供する。図8はまた、フォトレジスト184を堆積すること、及びはんだ接合金属領域104の上でのみ、フォトレジスト184内にBLM層182に至る開口部186を形成する(即ち、ワイヤ接合金属領域102の上には開口部がない)ことを示す。一実施形態において、フォトレジスト184は、Du Pontから入手可能なRISTON(登録商標)のような感光性乾式ポリマ・レジストを含むことができる。しかしながら、他のフォトレジスト材料を利用することもできる。はんだ接合部180のためのはんだは、フォトレジスト開口部186内に形成(堆積)される。はんだ接合部180は、例えば、典型的には鉛−すず(PbSn)又はすず(Sn)(Pbフリー)の任意の合金を含む、現在公知の又は今後開発される任意のはんだ材料を含むことができる。上記のように、ワイヤ接合金属領域102は、このプロセスの間、フォトレジスト184によって覆われたままである。
【0019】
図9は、シリコン酸化物108をワイヤ接合金属領域102に至るまで除去することを含む、ワイヤ接合金属領域102を露出させることを示す。このプロセスは、例えばエッチング192によって、フォトレジスト184(図8)と、はんだ接合部180の下のBLM層182S以外のBLM層182(図8)とを除去して、ワイヤ接合金属領域102の上のシリコン酸化物層108(図2)を露出させることを含む。このプロセスは、材料130をマスクとして用いて、エッチング194(図9)、例えばRIEを行って、ワイヤ接合金属領域102の上のシリコン酸化物層108を除去することを含むことができる。
【0020】
図9乃至図10は、ワイヤ接合金属領域102に対するワイヤ接合部190(図10)を形成することを示す。このプロセスは、シリコン酸化物層108の除去後に、例えばフッ化水素酸を用いて、ワイヤ接合金属領域102の湿式洗浄196(図10)を行うことを随意的に含むことができる。それに加えて、このプロセスは、はんだ接合部180の洗浄及びリフローを含むことができる。次に、ワイヤ接合金属領域102に対するワイヤ接合部190を、現在公知の又は今後開発される任意の技術を用いて形成することができる。
【0021】
本発明の種々の態様についての前述の説明を例証及び説明の目的のために提示してきた。これは、網羅的であること、又は本発明を開示された正確な形態に限定することを意図するものではなく、また当然ながら、多くの修正及び変形が可能である。当業者にとっては明らかであり得るこうした修正及び変形は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0022】
100:予備構造体
102:ワイヤ接合金属領域
104:はんだ接合金属領域
106:シリコン窒化物層
108:シリコン酸化物層
110:基板
112:ワイヤ
114、116、118:バリア層
130:材料
132、134:開口部
140、162、166、184:フォトレジスト
142:中間開口部
144、164、168、192、194:エッチング
150:未硬化感光性ポリイミド(PSPI)層
160:未硬化ポリイミド層
170:硬化
180:はんだ接合部
182:BLM層
186:開口部
190:ワイヤ接合部
196:湿式洗浄
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワイヤ接合部及びはんだ接合部を形成する方法であって、
前記ワイヤ接合部のためのワイヤ接合金属領域及び前記はんだ接合部のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと
前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層に至る第1の開口部と、前記はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部とを材料内に形成するステップと、
前記ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、前記はんだ接合金属領域に対する前記はんだ接合部を形成するステップと、
前記シリコン酸化物層を前記ワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含む、前記ワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、
前記ワイヤ接合金属領域に対する前記ワイヤ接合部を形成するステップと、
を含む方法。
【請求項2】
前記第1及び第2の開口部の形成ステップは、
前記はんだ接合金属領域及び前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン窒化物層の上に第1のフォトレジストを形成するステップと、
前記はんだ接合金属領域の上でのみ前記第1のフォトレジストを貫通する中間開口部を形成するステップと、
前記中間開口部を用いて前記はんだ接合金属領域の上でのみ前記シリコン窒化物層を除去するステップと、
前記第1のフォトレジストを除去するステップと、
前記材料として未硬化感光性ポリイミド(PSPI)層を堆積するステップと、
前記ワイヤ接合金属領域の上の前記未硬化PSPI層を貫通する前記第1の開口部と、前記はんだ接合金属領域の上の前記未硬化PSPI層を貫通する前記第2の開口部とを形成するステップと、
前記未硬化PSPI層を硬化させるステップと、
エッチングを行って、前記はんだ接合金属領域を露出させ、かつ前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層に至るまで前記シリコン窒化物層を除去するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記はんだ接合部を形成するステップは、
ボール制限金属(BLM)層を堆積するステップと、
第2のフォトレジストを堆積するステップと、
前記はんだ接合金属領域の上でのみ、前記第2のフォトレジスト内に前記BLM層に至る開口部を形成するステップと、
前記第2のフォトレジストの開口部内に前記はんだ接合部を形成するステップと、
前記第2のフォトレジストと、前記はんだ接合部の下の前記BLM層以外の前記BLM層とを除去して、前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層を露出させるステップと、
を含む、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記第2のフォトレジストは、感光性乾式ポリマ・レジストを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記シリコン酸化物層の除去後に、前記ワイヤ接合金属領域の湿式洗浄を行うステップと、
前記はんだ接合部を洗浄し、リフローするステップと、
をさらに含む、請求項3に記載の方法。
【請求項6】
前記第1及び第2の開口部の形成ステップは、
前記はんだ接合金属領域及び前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン窒化物層の上に前記材料として未硬化ポリイミド層を形成するステップと、
前記はんだ接合金属領域を覆う第1のフォトレジストを用いて、前記ワイヤ接合金属領域の上でのみ前記未硬化ポリイミド層を貫通して前記シリコン酸化物層に至る前記第1の開口部を形成するステップと、
前記第1のフォトレジストを除去するステップと、
前記ワイヤ接合金属領域を覆う第2のフォトレジストを用いて、前記未硬化ポリイミド層を貫通して前記はんだ接合金属領域の上のみに至る前記第2の開口部を形成するステップと、
前記第2のフォトレジストを除去するステップと、
前記未硬化ポリイミド層を硬化させるステップと
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記はんだ接合部を形成するステップは、
ボール制限金属(BLM)層を堆積するステップと、
第3のフォトレジストを堆積するステップと、
前記はんだ接合金属領域の上でのみ、前記第3のフォトレジスト内に前記BLM層に至る開口部を形成するステップと、
前記第3のフォトレジストの開口部内に前記はんだ接合部を形成するステップと、
前記第3のフォトレジストと、前記はんだ接合部の下の前記BLM層以外の前記BLM層とを除去して、前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層を露出させるステップと
を含む、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記第3のフォトレジストは、感光性乾式ポリマ・レジストを含む、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記シリコン酸化物層の除去後に、前記ワイヤ接合金属領域の湿式洗浄を行うステップと、
前記はんだ接合部を洗浄し、リフローするステップと、
をさらに含む、請求項7に記載の方法。
【請求項10】
前記未硬化ポリイミド層は非感光性である、請求項6に記載の方法。
【請求項11】
前記はんだ接合金属領域及び前記ワイヤ接合金属領域の各々が、アルミニウム及び銅のうちの1つを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項12】
ワイヤ接合部及びはんだ接合部を形成する方法であって、
前記ワイヤ接合部のためのワイヤ接合金属領域及び前記はんだ接合部のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと、
前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層に至る第1の開口部と、前記はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部とを材料内に形成するステップであって、
前記はんだ接合金属層及び前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン窒化物層の上に第1のフォトレジストを形成し、
前記はんだ接合金属領域の上でのみ前記第1のフォトレジストを貫通する中間開口部を形成し、
前記中間開口部を用いて前記はんだ接合金属領域の上でのみ前記シリコン窒化物層を除去し、
前記第1のフォトレジストを除去し、
前記材料として未硬化感光性ポリイミド(PSPI)層を堆積し、
前記ワイヤ接合金属領域の上の前記未硬化PSPI層を貫通する前記第1の開口部と、前記はんだ接合金属領域の上の前記未硬化PSPI層を貫通する前記第2の開口部とを形成し、
前記未硬化PSPI層を硬化させるステップと、
エッチングを行って、前記はんだ接合金属領域を露出させ、かつ前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層に至るまで前記シリコン窒化物層を除去するステップと、
前記ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、前記はんだ接合金属領域に対する前記はんだ接合部を形成するステップと、
前記シリコン酸化物層を前記ワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含む、前記ワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、
前記ワイヤ接合金属領域に対する前記ワイヤ接合部を形成するステップと、
を含む方法。
【請求項13】
前記はんだ接合部を形成するステップは、
ボール制限金属(BLM)層を堆積するステップと、
第2のフォトレジストを堆積するステップと、
前記はんだ接合金属領域の上でのみ、前記第2のフォトレジスト内に前記BLM層に至る開口部を形成するステップと、
前記第2のフォトレジストの開口部内に前記はんだ接合部を形成するステップと、
前記第2のフォトレジストと、前記はんだ接合部の下の前記BLM層以外の前記BLM層とを除去するステップと、
を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記第2のフォトレジストは、感光性乾式ポリマ・レジストを含む、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記シリコン酸化物層の除去後に、前記ワイヤ接合金属領域の湿式洗浄を行うステップと、
前記はんだ接合部を洗浄し、リフローするステップと、
をさらに含む、請求項13に記載の方法。
【請求項16】
ワイヤ接合部及びはんだ接合部を形成する方法であって、
前記ワイヤ接合のためのワイヤ接合金属領域及び前記はんだ接合のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと、
前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層に至る第1の開口部、及び前記はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部を材料内に形成するステップであって、
前記はんだ接合金属領域及び前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン窒化物層の上に前記材料として未硬化ポリイミド層を形成し、
前記はんだ接合金属領域を覆う第1のフォトレジストを用いて、前記ワイヤ接合金属領域の上でのみ前記未硬化ポリイミド層を貫通して前記シリコン酸化物層に至る前記第1の開口部を形成し、
前記第1のフォトレジストを除去し、
前記ワイヤ接合金属領域を覆う第2のフォトレジストを用いて、前記未硬化ポリイミド層を貫通して前記はんだ接合金属領域の上のみに至る前記第2の開口部を形成し、
前記第2のフォトレジストを除去し、
前記未硬化ポリイミド層を硬化させるステップと、
前記ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、前記はんだ接合金属領域に対するはんだ接合部を形成するステップと、
前記シリコン酸化物層を前記ワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含む、前記ワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、
前記ワイヤ接合金属領域に対する前記ワイヤ接合部を形成するステップと、
を含む方法。
【請求項17】
前記はんだ接合部を形成するステップは、
ボール制限金属(BLM)層を堆積するステップと、
第3のフォトレジストを堆積するステップと、
前記はんだ接合金属領域の上でのみ、前記第3のフォトレジスト内に前記BLM層に至る開口部を形成するステップと、
前記第3のフォトレジストの開口部内に前記はんだ接合部を形成するステップと、
前記第3のフォトレジストと、前記はんだ接合部の下の前記BLM層以外の前記BLM層とを除去して、前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層を露出させるステップと
を含む、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記第3のフォトレジストは、感光性乾式ポリマ・レジストを含む、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記シリコン酸化物層の除去後に、前記ワイヤ接合金属領域の湿式洗浄を行うステップと、
前記はんだ接合部を洗浄し、リフローするステップと、
をさらに含む、請求項17に記載の方法。
【請求項20】
前記未硬化ポリイミド層は非感光性である、請求項16に記載の方法。
【請求項1】
ワイヤ接合部及びはんだ接合部を形成する方法であって、
前記ワイヤ接合部のためのワイヤ接合金属領域及び前記はんだ接合部のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと
前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層に至る第1の開口部と、前記はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部とを材料内に形成するステップと、
前記ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、前記はんだ接合金属領域に対する前記はんだ接合部を形成するステップと、
前記シリコン酸化物層を前記ワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含む、前記ワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、
前記ワイヤ接合金属領域に対する前記ワイヤ接合部を形成するステップと、
を含む方法。
【請求項2】
前記第1及び第2の開口部の形成ステップは、
前記はんだ接合金属領域及び前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン窒化物層の上に第1のフォトレジストを形成するステップと、
前記はんだ接合金属領域の上でのみ前記第1のフォトレジストを貫通する中間開口部を形成するステップと、
前記中間開口部を用いて前記はんだ接合金属領域の上でのみ前記シリコン窒化物層を除去するステップと、
前記第1のフォトレジストを除去するステップと、
前記材料として未硬化感光性ポリイミド(PSPI)層を堆積するステップと、
前記ワイヤ接合金属領域の上の前記未硬化PSPI層を貫通する前記第1の開口部と、前記はんだ接合金属領域の上の前記未硬化PSPI層を貫通する前記第2の開口部とを形成するステップと、
前記未硬化PSPI層を硬化させるステップと、
エッチングを行って、前記はんだ接合金属領域を露出させ、かつ前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層に至るまで前記シリコン窒化物層を除去するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記はんだ接合部を形成するステップは、
ボール制限金属(BLM)層を堆積するステップと、
第2のフォトレジストを堆積するステップと、
前記はんだ接合金属領域の上でのみ、前記第2のフォトレジスト内に前記BLM層に至る開口部を形成するステップと、
前記第2のフォトレジストの開口部内に前記はんだ接合部を形成するステップと、
前記第2のフォトレジストと、前記はんだ接合部の下の前記BLM層以外の前記BLM層とを除去して、前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層を露出させるステップと、
を含む、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記第2のフォトレジストは、感光性乾式ポリマ・レジストを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記シリコン酸化物層の除去後に、前記ワイヤ接合金属領域の湿式洗浄を行うステップと、
前記はんだ接合部を洗浄し、リフローするステップと、
をさらに含む、請求項3に記載の方法。
【請求項6】
前記第1及び第2の開口部の形成ステップは、
前記はんだ接合金属領域及び前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン窒化物層の上に前記材料として未硬化ポリイミド層を形成するステップと、
前記はんだ接合金属領域を覆う第1のフォトレジストを用いて、前記ワイヤ接合金属領域の上でのみ前記未硬化ポリイミド層を貫通して前記シリコン酸化物層に至る前記第1の開口部を形成するステップと、
前記第1のフォトレジストを除去するステップと、
前記ワイヤ接合金属領域を覆う第2のフォトレジストを用いて、前記未硬化ポリイミド層を貫通して前記はんだ接合金属領域の上のみに至る前記第2の開口部を形成するステップと、
前記第2のフォトレジストを除去するステップと、
前記未硬化ポリイミド層を硬化させるステップと
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記はんだ接合部を形成するステップは、
ボール制限金属(BLM)層を堆積するステップと、
第3のフォトレジストを堆積するステップと、
前記はんだ接合金属領域の上でのみ、前記第3のフォトレジスト内に前記BLM層に至る開口部を形成するステップと、
前記第3のフォトレジストの開口部内に前記はんだ接合部を形成するステップと、
前記第3のフォトレジストと、前記はんだ接合部の下の前記BLM層以外の前記BLM層とを除去して、前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層を露出させるステップと
を含む、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記第3のフォトレジストは、感光性乾式ポリマ・レジストを含む、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記シリコン酸化物層の除去後に、前記ワイヤ接合金属領域の湿式洗浄を行うステップと、
前記はんだ接合部を洗浄し、リフローするステップと、
をさらに含む、請求項7に記載の方法。
【請求項10】
前記未硬化ポリイミド層は非感光性である、請求項6に記載の方法。
【請求項11】
前記はんだ接合金属領域及び前記ワイヤ接合金属領域の各々が、アルミニウム及び銅のうちの1つを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項12】
ワイヤ接合部及びはんだ接合部を形成する方法であって、
前記ワイヤ接合部のためのワイヤ接合金属領域及び前記はんだ接合部のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと、
前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層に至る第1の開口部と、前記はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部とを材料内に形成するステップであって、
前記はんだ接合金属層及び前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン窒化物層の上に第1のフォトレジストを形成し、
前記はんだ接合金属領域の上でのみ前記第1のフォトレジストを貫通する中間開口部を形成し、
前記中間開口部を用いて前記はんだ接合金属領域の上でのみ前記シリコン窒化物層を除去し、
前記第1のフォトレジストを除去し、
前記材料として未硬化感光性ポリイミド(PSPI)層を堆積し、
前記ワイヤ接合金属領域の上の前記未硬化PSPI層を貫通する前記第1の開口部と、前記はんだ接合金属領域の上の前記未硬化PSPI層を貫通する前記第2の開口部とを形成し、
前記未硬化PSPI層を硬化させるステップと、
エッチングを行って、前記はんだ接合金属領域を露出させ、かつ前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層に至るまで前記シリコン窒化物層を除去するステップと、
前記ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、前記はんだ接合金属領域に対する前記はんだ接合部を形成するステップと、
前記シリコン酸化物層を前記ワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含む、前記ワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、
前記ワイヤ接合金属領域に対する前記ワイヤ接合部を形成するステップと、
を含む方法。
【請求項13】
前記はんだ接合部を形成するステップは、
ボール制限金属(BLM)層を堆積するステップと、
第2のフォトレジストを堆積するステップと、
前記はんだ接合金属領域の上でのみ、前記第2のフォトレジスト内に前記BLM層に至る開口部を形成するステップと、
前記第2のフォトレジストの開口部内に前記はんだ接合部を形成するステップと、
前記第2のフォトレジストと、前記はんだ接合部の下の前記BLM層以外の前記BLM層とを除去するステップと、
を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記第2のフォトレジストは、感光性乾式ポリマ・レジストを含む、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記シリコン酸化物層の除去後に、前記ワイヤ接合金属領域の湿式洗浄を行うステップと、
前記はんだ接合部を洗浄し、リフローするステップと、
をさらに含む、請求項13に記載の方法。
【請求項16】
ワイヤ接合部及びはんだ接合部を形成する方法であって、
前記ワイヤ接合のためのワイヤ接合金属領域及び前記はんだ接合のためのはんだ接合金属領域を含む構造体を準備するステップであって、両領域がシリコン酸化物層の上のシリコン窒化物層で覆われたステップと、
前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層に至る第1の開口部、及び前記はんだ接合金属領域を露出する第2の開口部を材料内に形成するステップであって、
前記はんだ接合金属領域及び前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン窒化物層の上に前記材料として未硬化ポリイミド層を形成し、
前記はんだ接合金属領域を覆う第1のフォトレジストを用いて、前記ワイヤ接合金属領域の上でのみ前記未硬化ポリイミド層を貫通して前記シリコン酸化物層に至る前記第1の開口部を形成し、
前記第1のフォトレジストを除去し、
前記ワイヤ接合金属領域を覆う第2のフォトレジストを用いて、前記未硬化ポリイミド層を貫通して前記はんだ接合金属領域の上のみに至る前記第2の開口部を形成し、
前記第2のフォトレジストを除去し、
前記未硬化ポリイミド層を硬化させるステップと、
前記ワイヤ接合金属領域が覆われた状態を保ちながら、前記はんだ接合金属領域に対するはんだ接合部を形成するステップと、
前記シリコン酸化物層を前記ワイヤ接合金属領域に至るまで除去するステップを含む、前記ワイヤ接合金属領域を露出させるステップと、
前記ワイヤ接合金属領域に対する前記ワイヤ接合部を形成するステップと、
を含む方法。
【請求項17】
前記はんだ接合部を形成するステップは、
ボール制限金属(BLM)層を堆積するステップと、
第3のフォトレジストを堆積するステップと、
前記はんだ接合金属領域の上でのみ、前記第3のフォトレジスト内に前記BLM層に至る開口部を形成するステップと、
前記第3のフォトレジストの開口部内に前記はんだ接合部を形成するステップと、
前記第3のフォトレジストと、前記はんだ接合部の下の前記BLM層以外の前記BLM層とを除去して、前記ワイヤ接合金属領域の上の前記シリコン酸化物層を露出させるステップと
を含む、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記第3のフォトレジストは、感光性乾式ポリマ・レジストを含む、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記シリコン酸化物層の除去後に、前記ワイヤ接合金属領域の湿式洗浄を行うステップと、
前記はんだ接合部を洗浄し、リフローするステップと、
をさらに含む、請求項17に記載の方法。
【請求項20】
前記未硬化ポリイミド層は非感光性である、請求項16に記載の方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【公表番号】特表2010−510647(P2010−510647A)
【公表日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−536693(P2009−536693)
【出願日】平成19年10月31日(2007.10.31)
【国際出願番号】PCT/EP2007/061763
【国際公開番号】WO2008/061864
【国際公開日】平成20年5月29日(2008.5.29)
【出願人】(390009531)インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】INTERNATIONAL BUSINESS MASCHINES CORPORATION
【Fターム(参考)】
【公表日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年10月31日(2007.10.31)
【国際出願番号】PCT/EP2007/061763
【国際公開番号】WO2008/061864
【国際公開日】平成20年5月29日(2008.5.29)
【出願人】(390009531)インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】INTERNATIONAL BUSINESS MASCHINES CORPORATION
【Fターム(参考)】
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