JP2005050926A - Printing mask, printing method, and method for manufacturing flip chip integrated circuit - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a printing mask for transferring paste such as solder on a matter to be printed and applying the paste on a desired part, and to provide a printing method using it and a method for manufacturing a flip chip IC forming a good bump. <P>SOLUTION: The printing mask 6 having an opening 7 the paste can pass heating elements 9 arranged in the opening 7. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷ペーストを被印刷物に印刷・塗布するのに用いられる印刷マスク、及びその印刷方法、並びに、回路基板上にフェースダウンボンディングによって搭載されるフリップチップ型ＩＣの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、回路パターンを有した回路基板の上面に、ＩＣをフェースダウンボンディングすること、すなわち、ＩＣの集積回路形成面を回路基板と対面させた状態でＩＣを回路基板上に実装することが行われている。
【０００３】
かかるフェースダウンボンディングに用いられるＩＣはフリップチップ型ＩＣと呼ばれ、その端子を回路基板上の回路パターンに対し半田等の導電材を介して接続させるようにしたものが一般的であった。
【０００４】
このような従来のフリップチップ型ＩＣとしては、集積回路が設けられている半導体基板の一主面に被着されたニッケル等から成る複数のバリアメタル層上に半田バンプを選択的に形成した構造のものが知られており、かかるフリップチップ型ＩＣを回路基板上に実装する場合は、フリップチップ型ＩＣの半田バンプが回路基板上の対応する回路パターンと対向するようにしてフリップチップ型ＩＣを回路基板上に載置させ、しかる後、半田バンプを高温で加熱・溶融させることによってフリップチップ型ＩＣのバリアメタル層が回路基板上の回路パターンに半田接合される。
【０００５】
以上のようなフリップチップ型ＩＣは、通常、次のような手法により製作されている。すなわち、
（１）上面に複数のバリアメタル層２３を有する半導体基板２１と、図６に示すようなバリアメタル層２３に１対１に対応する複数の開口２７を有した印刷マスク２６とを準備し、
（２）次に、該印刷マスク２６を、その開口２７がバリアメタル層２３上に位置するように半導体基板２１上に配設し、
（３）続いて、印刷マスク２６上に半田ペースト２５を供給するとともに、スキージを印刷マスク２６に対して押し付けながら所定の方向に移動させることにより、半田ペースト２５を開口２７内に充填し（図７参照）、
（４）次に、印刷マスク２６を半導体基板２１から引き離すことにより、開口２７内に充填された半田ペースト２５をバリアメタル層２３上に印刷・塗布し、
（５）最後に、バリアメタル層２３上に塗布した半田ペースト２５を加熱することによってバリアメタル層２３上に球状の半田バンプを形成し、半導体基板２１を所定形状に加工することによってフリップチップ型ＩＣが完成する。
【０００６】
ところで、フリップチップ型ＩＣの小型化、配線の高密度化に伴い、バリアメタル層２３の小型化、高密度化が進んでおり、それに併せて印刷マスク２６の開口２７の大きさも小さくなる傾向にある。
【０００７】
しかしながら、上述したような方法でバリアメタル層２３上に半田ペースト２５を印刷・塗布する場合、開口２７内に半田ペースト２５を充填し、印刷マスク２６を半導体基板２１より引き離す際に、半田ペースト２５の一部が開口２７の内壁に付着したまま残留することがある。このような場合、所望する量の半田ペースト２５をバリアメタル層２３上に塗布することが困難であり、半田ペースト２５の一部が無駄になる問題があった。またこれによってフリップチップ型ＩＣの半田バンプの大きさが個々にばらつくおそれもあった。
【０００８】
また半田ペースト２５が開口２７の内壁に残留し、これが固まると、印刷マスク２６を洗浄する際に、その作業が困難となる問題があった。
【０００９】
そこで、かかる問題点を解消すべく、特許文献１にも紹介されているように、印刷マスク全体を加熱装置によって加熱し、半田ペーストの粘度を低下させることにより、開口の内壁から半田ペーストを容易に分離させ、開口内に半田ペーストが残留しないようにすることが提案されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−１３８７４６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に示すような方法では、印刷マスク全体を加熱することから、熱によって印刷マスク自体が膨張したり、あるいは歪んだりしてしまう。このため、開口とバリアメタル層との位置関係がずれてしまい、半田ペーストの塗布位置が所望の箇所よりずれるおそれがあり、これによって隣接する配線同士の短絡を誘発する。
【００１２】
本発明は上記問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は半田等のペーストを被印刷物に対して良好に転写することができ、しかも被印刷物の配線同士の短絡を防止することができる洗浄の容易な印刷マスク及びそれを用いた印刷方法、並びに、良好なバンプを形成することが可能なフリップチップ型ＩＣの製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の印刷マスクは、ペーストが透過し得る開口を有し、該開口内に発熱体を配設したことを特徴とする。
【００１４】
また本発明の印刷マスクは、上記印刷マスクにおいて発熱体に電極配線が接続されていることを特徴とする。
【００１５】
更に本発明の印刷マスクは、発熱体が選択的に発熱されることを特徴とする。
【００１６】
また本発明の印刷マスクは、発熱体が抵抗薄膜により形成されており、該抵抗薄膜が開口内に沿って被着されていることを特徴とする。
【００１７】
一方、本発明の印刷方法は、上述の印刷マスクを被印刷物上に配設する工程と、印刷マスク上のペーストを開口内に充填する工程と、印刷マスクを被印刷物より引き離して開口内のペーストを被印刷物に印刷・塗布する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また本発明の印刷方法は、上述の印刷方法において、ペーストが開口内に充填されている間に、該開口内の発熱体が発熱することを特徴とする。
【００１９】
そして、本発明のフリップチップ型ＩＣの製造方法は、上述の印刷マスクを、バリアメタル層を有する半導体基板上に配設する工程と、印刷マスク上のペーストを開口内に充填する工程と、印刷マスクを半導体基板より引き離して開口内のペーストをバリアメタル層上に印刷・塗布する工程と、バリアメタル層上のペーストを加熱してバンプを形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
また本発明のフリップチップ型ＩＣの製造方法は、上記製造方法において、ペーストが開口内に充填されている間に、該開口内の発熱体が発熱することを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、印刷マスクに設けられる開口内に発熱体を設けたことから、開口内にペーストが充填されている間に発熱体でペーストを加熱させると、ペーストの粘度を低下させ、ペーストを開口から容易に分離することができる。従って、ペーストの無駄を少なくし、生産性向上に供することができる上、例えば塗布したペーストを焼成してフリップチップ型ＩＣのバンプを形成する場合、バンプの大きさのバラツキを小さくすることができるという利点がある。
【００２２】
しかも、開口内にペーストが残留することを低減できるため、印刷マスクの洗浄作業も容易になる。
【００２３】
またペーストを開口より容易に分離することができるため、粘度が高く、チクソ指数が低いペーストであっても使用可能となり、ペーストの使用範囲が大幅に広がるという利点もある。
【００２４】
また本発明によれば、ペーストを加熱する発熱体を印刷マスクの開口内に設けたことから、加熱によって印刷マスクが大きく膨張することが良好に防止され、印刷マスクに生じる歪みを極めて小さく抑え、ペーストを所望する箇所に塗布することができる。その結果、フリップチップ型ＩＣのバンプを形成する場合、配線同士の短絡を防止することができる。
【００２５】
更に本発明によれば、開口内の発熱体を抵抗薄膜により形成したことから、発熱体を形成することによって開口内に充填可能なペーストの量の低下を小さく抑えることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
印刷マスクの説明
図１は本発明の印刷マスクの一実施形態にかかる平面図、図２は図１の印刷マスクの要部拡大平面図、図３は図１の印刷マスクのＸ−Ｘ’線断面図であり、同図に示す印刷マスク６は、大略的に、板状のマスク本体８に複数の開口７が配列された構造を有している。
【００２８】
マスク本体８は、金属材料、樹脂材料、あるいはこれらの材料を組み合わせたもの等、種々の材料により矩形状に形成されており、例えば、線状体を網目状に形成したメッシュに絶縁性の乳剤を塗布したものや、あるいは、メッシュのない板体そのものが好適に用いられる（本実施形態においては、マスク本体８は板体である）。またマスク本体８に用いられる金属材料としては、アルミニウム合金、ステンレス鋼、Ｎｉ合金、Ｃｒ合金等が、樹脂材料としては、ポリイミド、ポリエステル、エポキシ、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン等が好適に使用される。
【００２９】
またマスク本体８に穿設される複数の開口７は、例えば、１００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）〜３００ｄｐｉの密度で直線状に配列されており、その配列は一列もしくは複数列に設定され、各々が略円形状，長円形状，長方形状、平行四辺形状等、種々の形状を成している（本実施形態においては円形状）。
【００３０】
この開口７は、印刷時、その内部をマスク本体８上に載置された半田ペーストや銀エポキシ等の導電ペーストが通過し得るようにするためのものであり、マスク本体８を厚み方向に貫通するように穿設されている。なお、マスク本体８が板体ではなく網目状のメッシュに絶縁性の乳剤を塗布して構成されている場合、乳剤の存在しない領域を開口となすのが一般的である。
【００３１】
かかる開口７が穿設されたマスク本体８は、例えばＮｉ合金製の板体である場合、従来周知のアディティブ法、すなわち、まず、感光性樹脂をシート状に塗布するとともに、これを従来周知のフォトリソグラフィー技術を採用することによって開口７の形成予定領域以外を除去し、しかる後、感光性樹脂の除去領域に従来周知の電気メッキあるいは無電解メッキ法等によってニッケル層を被着させ、最後に、残った感光性樹脂を除去することで開口７と共に製作される。
【００３２】
またマスク本体８がポリイミド樹脂の板体である場合、例えば、ポリイミド樹脂の前駆体をスクリーン印刷法等によってシート状に塗布するとともに、これを焼成し、しかる後、開口７に対応する穴を従来周知のレーザー加工法を採用することにより製作される。
【００３３】
勿論その他の製造方法も存在するが、マスク本体８をアディティブ法により形成すれば、開口７の面積が１００００μｍ^２以下の微細なパターンである場合にも対応可能であることから、マスク本体８をアディティブ法により形成できるようにするため、マスク本体８をＮｉ合金やＣｒ合金等で形成することが好ましい。
【００３４】
そして開口７内には、該内壁に沿って抵抗薄膜から成る発熱体９が同心円状に被着されており、該発熱体９には一対の電極配線１０が接続されている。
【００３５】
発熱体９は、ＴａＮ，ＴａＳｉＯ，ＴｉＳｉＯ，ＴａＳｉＮＯ等の電気抵抗材料からなる厚み０．０１μｍ〜１．０μｍの抵抗薄膜により形成されており、平面視状態でＣ型形状を成している。
【００３６】
この発熱体９は、その両端に接続される一対の電極配線１０より電力が供給されると、ジュール発熱を起こし、開口７の内部に充填されるペーストの粘度を低下させるのに十分な温度（例えばペーストが半田ペーストの場合、３０℃〜１８０℃の温度）となる。
【００３７】
このような発熱体９は、例えば、従来周知の薄膜形成技術、すなわち、スパッタリング法あるいは蒸着法等によって開口７内に抵抗薄膜を被着させるとともに、これを従来周知のフォトリソグラフィー技術、エッチング技術を採用して抵抗薄膜を所定パターンに微細加工することによって形成される。尚、開口７内の発熱体９は抵抗薄膜から成っているため、発熱体９の形成によって開口７内の充填可能なペースト量が低下することを小さく抑えることができる。
【００３８】
一方、発熱体９に接続される一対の電極配線１０は、アルミニウムや銅等の金属材料からなり、その一端側をマスク本体８の一主面まで延在させるようにパターン形成されており、外部電源から供給される電力を図示しない駆動回路の制御に基づいて発熱体９に供給する給電配線として機能するものであり、発熱体９と同様の従来周知の薄膜形成技術によって形成される。
【００３９】
尚、本実施形態においては、発熱体９と開口７の内壁との間、電極配線１０とマスク本体８との間に、ＳｉＯ_２やＳｉＯＮ，Ｓｉ_３Ｎ_４等の無機材料、あるいは、ポリイミド，エポキシ等の有機材料からなる絶縁膜１１を介在させることにより、マスク本体８−発熱体９間、あるいはマスク本体８−電極配線１０間での電気的絶縁を図っており、かかる絶縁膜１１は従来周知の薄膜形成技術によって形成可能である。また、マスク本体８が絶縁材料から成る場合、絶縁膜１１は必ずしも必要でない。
【００４０】
そして、上述の発熱体９及び電極配線１０上には、ＳｉＯ_２やＳｉＯＮ，Ｓｉ_３Ｎ_４の無機材料やポリイミド，エポキシ等の有機材料からなる保護膜１２が被着されており、かかる保護膜１２によって発熱体９及び電極配線１０が被覆されている。
【００４１】
保護膜１２は、発熱体９や電極配線１０の腐食を防止したり、ペーストや被印刷物との摩擦による磨耗、断線等を防止したりするためのものであり、その厚みは０．１μｍ〜５μｍに設定される。保護膜１２の厚みが大きいと、発熱体９の熱が開口７内のペーストに伝導しにくくなり、必要な電力が大きくなることから、開口７内における保護膜１２の厚みを１μｍ以下に設定することが好ましい。
【００４２】
また開口７内に充填されたペーストの版抜け性を良好となすべく、開口７内における保護膜１２の表面粗さを小さく設定することが好ましく、具体的には算術平均粗さＲａで１．０μｍ以下に設定することが好ましい。
【００４３】
ここで、保護膜１２の表面粗さが算術平均粗さＲａで１．０μｍよりも大きいと、ペーストの版抜け性をそれほど高めることができず、開口７の面積が例えば１００００μｍ^２以下と極めて小さい場合、開口７内の残留ペーストを除去するには発熱体９の発熱温度を通常よりも高くする必要がある。尚、保護膜１２の表面粗さの下限値は、算術平均粗さＲａで０．０５μｍとすることが、印刷マスク６の生産性を高く維持するという観点から好ましい。
【００４４】
尚、保護膜１２は、従来周知の薄膜形成技術、例えば、スパッタリング法や蒸着法によって、もしくは、これらの方法に加えてフォトリソグラフィー技術、エッチング技術を組み合わせることによって所定パターンに形成される。
【００４５】
フリップチップ型ＩＣの説明
次に、上述の印刷マスク６を用いてバンプが形成されたフリップチップ型ＩＣについて図を用いて詳細に説明する。
【００４６】
図４は本発明の製造方法によって製作されたフリップチップ型ＩＣの断面図であり、同図に示すフリップチップ型ＩＣは、大略的に半導体基板１上に回路配線２やバリアメタル層３，パッシベーション層４，バンプ５等が設けられた構成となっている。
【００４７】
半導体基板１は、単結晶シリコン等の半導体材料から成り、その上面に半導体素子（図示せず）や回路配線２、バリアメタル層３、パッシベーション層４等が被着され、これらを支持する支持母材として機能する。
【００４８】
このような半導体基板１は、例えば従来周知のチョコラルスキー法（引き上げ法）等によって形成された単結晶シリコンのインゴット（塊）を所定厚みにスライスして板体を得るとともに、その表面を研磨し、しかる後、従来周知の熱酸化法によって板体表面全体に絶縁膜を形成することによって製作される。
【００４９】
また半導体基板１上に形成される回路配線２は、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等の金属材料により０．５μｍ〜１．５μｍの厚みに被着されており、図示しない半導体素子に外部からの電源電力や電気信号等を供給するための給電配線として機能する。
【００５０】
このような回路配線２の一部上面には複数のバリアメタル層３が半導体基板１の端部に沿って直線状に配列されるように形成されている。
【００５１】
またバリアメタル層３は、フリップチップ型ＩＣを回路基板上に実装する際、バリアメタル層３上に設けられるバンプ５の溶融に伴って回路配線２を形成するアルミニウム等が浸蝕されるのを有効に防止するためのものであり、バンプ５を構成する材料に対して濡れ性が良好となるような構造、例えば、半導体基板１側から亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）を順次積層させた３層構造、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）の２層構造、もしくは、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）の３層構造、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）の２層構造等の構造が考えられる。
【００５２】
尚、回路配線２は、従来周知のスパッタリング、フォトリソグラフィー技術、エッチング技術を採用することにより半導体基板１の上面に所定パターンに形成される。またバリアメタル層３は、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）の３層構造である場合、例えば、後述するパッシベーション層４を形成した後、該パッシベーション層４より露出した回路配線２の一部上面に、従来周知の無電解メッキ法等を採用することにより、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）を半導体基板側より順次積層して円柱状を成すように形成される。
【００５３】
一方、バリアメタル層３の非形成領域には、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）や酸化珪素（ＳｉＯ_２）、ポリイミド等の電気絶縁材料から成るパッシベーション層４が回路配線２や図示しない半導体素子を被覆するように被着されている。
【００５４】
かかるパッシベーション層４は、半導体素子や回路配線２を待機と良好に遮断することで、半導体素子や回路配線２が大気中に含まれている水分等の接触により腐食するのを有効に防止するためのものであり、その一部はバリアメタル層３の外周上面を被覆していることが好ましい。
【００５５】
尚、パッシベーション層４は、従来周知のスパッタリング、フォトリソグラフィー技術、エッチング技術等を採用することによって半導体基板１の上面に０．５μｍ〜３．０μｍの厚みに形成される。
【００５６】
そして、先に述べたバリアメタル層３の上面には球状のバンプ５が形成されている。
【００５７】
このバンプ５は、フリップチップ型ＩＣを回路基板上に実装する際、加熱されることによって溶融し、フリップチップ型ＩＣのバリアメタル層３と回路基板上の回路パターンとを電気的・機械的に接続するためのものであり、例えば錫（Ｓｎ）と銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）とを９６．５：３．０：０．５の比率で溶融・固化させた半田や、銀エポキシ等の導電材により形成される。
【００５８】
フリップチップ型ＩＣの製造方法の説明
次に上述したフリップチップ型ＩＣを上述の印刷マスク６を用いて製造する方法について図５を用いて説明する。図５は図１の印刷マスクを用いたフリップチップ型ＩＣの製造方法を説明するための各工程における断面図である。
【００５９】
（１）まず、上面に回路配線２やバリアメタル層３、パッシベーション層４を被着した半導体基板１と、印刷マスク６と、ペースト５’とを準備する。
【００６０】
ペースト５’としては、多数の半田粒子にフラックス等を添加・混合して所定の粘度に調整した半田ペーストや、銀エポキシ等、加熱により粘度が低下する温度範囲を有する導電ペーストが好適に用いられる。
【００６１】
（２）次に半導体基板１上に印刷マスク６を配設する。
【００６２】
このとき、印刷マスク６は、その開口７が半導体基板１上の対応するバリアメタル層３の真上に位置するように配設される。尚、印刷マスク６は、印刷時、一主面に被着された電極配線１０がスキージ等の押圧手段によって断線することを防止すべく、一主面側（電極配線１０側）を半導体基板１に対向させるように配設することが好ましい。
【００６３】
（３）続いて、印刷マスク６上にペースト５’を供給するとともに、スキージ等の押圧手段（本実施形態においてはスキージ）を印刷マスク６に対して押し当てた状態で押圧手段を移動させ、ペースト５’を開口７内に充填するとともに、印刷マスク６を半導体基板１より引き離し、開口７内のペースト５’をバリアメタル層３上に印刷・塗布する。
【００６４】
ここで重要なのは、ペースト５’が開口７内に充填される間に発熱体９を発熱させることであり、このように発熱体９の発熱を制御することにより、開口７内のペースト５’の粘度が低下してペースト５’と印刷マスク６（開口７）との摩擦力が小さくなり、ペースト５’を開口７の内部から容易に分離することができる。従って、ペースト５’の無駄を少なくし、生産性向上に供することができる上、バリアメタル層３上に形成されるバンプの大きさのバラツキを小さくすることができるという利点がある。
【００６５】
しかも、開口７内にペースト５’が残留することを低減できるため、印刷マスク６の洗浄する際に、開口７内に残留したペースト５’の固まりを取り除く作業が大幅に低減されることとなり、印刷マスク６の洗浄作業も容易になるという利点もある。
【００６６】
またペースト５’を開口より容易に分離することができるため、粘度が高く、チクソ指数が低いペーストであっても使用可能となり、ペースト５’の使用範囲が大幅に広がるという利点もある。
【００６７】
更にペースト５’を加熱する発熱体９は印刷マスク６の開口７内に設けられているため、不要な領域、すなわち開口７以外の領域に発熱体９の熱が伝わりにくくなり、発熱体９の発熱によって印刷マスク６全体が大きく膨張することが良好に防止され、印刷マスク６に生じる歪みが極めて小さく抑えられる。従って、ペースト５’を所望する箇所に塗布することができ、バリアメタル層３上に形成されるバンプ５の形成箇所のずれを小さくすることが可能となる。
【００６８】
尚、発熱体９の発熱のタイミングは、開口７の近傍領域において発熱体９の熱による印刷マスク６に膨張が生じることを抑制すべく、発熱体９の発熱時間をできるだけ短することが好ましく、具体的には、発熱体９の発熱開始はペースト５’が開口７の内部に充填された時、もしくはその直前、直後（ペースト５’が開口７内に充填される時から５ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ前後）に設定することが好ましい。また発熱体９の発熱終了は開口７内よりペースト５’が分離された時、もしくはその直前、直後（ペースト５’が開口７内より分離された時から５ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ前後）に設定することが好ましい。
【００６９】
また発熱体９は、開口７の内部にペースト５’が充填されている間、発熱しつづけることが好ましいが、ペースト５’の充填中に少なくとも一度発熱体９が発熱すれば良い。
【００７０】
発熱体９の発熱温度は、ペースト５’の粘度が低下する温度範囲内に設定することが大切であり、例えばペースト５’が例えば錫（Ｓｎ）と銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）とを９６．５：３．０：０．５の比率で混合された半田ペーストである場合、発熱体９の発熱温度を１８０℃よりも大きくすると、半田ペースト中の溶剤が蒸発し、半田ペーストが硬くなるおそれがあることから、発熱体９の発熱温度を８０℃〜１８０℃にすることが好ましい。またペースト５’が銀エポキシからなる場合、発熱体９の発熱温度を８０℃よりも大きくすると、銀エポキシが硬くなるおそれがあるため、発熱体９の発熱温度を８０℃以下、好ましくは３０℃〜８０℃にすることが好ましい。
【００７１】
（４）そして、バリアメタル層３上に塗布したペースト５’を乾燥させ、最後にこれを溶融することによってペースト５’中の粒子を加熱・溶融して粒子同士を相互に結合させ、しかる後、これを冷却することによってバリアメタル層３上に大きさが略均一に揃った球状のバンプ５が形成される。
【００７２】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良が可能である。
【００７３】
例えば、上述の実施形態においては、発熱体９を開口７の内壁に沿って形成するようにしたが、必ずしも内壁に沿って発熱体９が存在している必要はなく、開口７の内壁に部分的に複数、発熱体が存在していてもよい。
【００７４】
また上述の実施形態においては、保護膜１２をＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４やポリイミド、エポキシで形成するようにしたが、これに代えて、保護膜をフッ素などの他の絶縁性封止材料で形成するようにしても良い。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、印刷マスクに設けられる開口内に発熱体を設けたことから、開口内にペーストが充填されている間に発熱体でペーストを加熱させると、ペーストの粘度を低下させ、ペーストを開口から容易に分離することができる。従って、ペーストの無駄を少なくし、生産性向上に供することができる上、例えば塗布したペーストを焼成してフリップチップ型ＩＣのバンプを形成する場合、バンプの大きさのバラツキを小さくすることができるという利点がある。
【００７６】
しかも、開口内にペーストが残留することを低減できるため、印刷マスクの洗浄作業も容易になる。
【００７７】
またペーストを開口より容易に分離することができるため、粘度が高く、チクソ指数が低いペーストであっても使用可能となり、ペーストの使用範囲が大幅に広がるという利点もある。
【００７８】
また本発明によれば、ペーストを加熱する発熱体を印刷マスクの開口内に設けたことから、加熱によって印刷マスクが大きく膨張することが良好に防止され、印刷マスクに生じる歪みを極めて小さく抑え、ペーストを所望する箇所に塗布することができる。その結果、フリップチップ型ＩＣのバンプを形成する場合、配線同士の短絡を防止することができる。
【００７９】
更に本発明によれば、開口内の発熱体を抵抗薄膜により形成したことから、発熱体を形成することによって開口内に充填可能なペーストの量の低下を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる印刷マスクの平面図である。
【図２】図１の印刷マスクの要部拡大平面図である。
【図３】図１の印刷マスクのＸ−Ｘ’線断面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかるフリップチップ型ＩＣの製造方法によって製作されたフリップチップ型ＩＣの断面図である。
【図５】図１の印刷マスクを用いたフリップチップ型ＩＣの製造方法を説明するための各工程における断面図である。
【図６】従来の印刷マスクの平面図である。
【図７】図６の印刷マスクを用いて半田バンプを形成する方法を説明するための各工程における断面図である。
【符号の説明】
１・・・半導体基板
２・・・回路配線
３・・・バリアメタル層
４・・・パッシベーション層
５・・・バンプ
５’・・・ペースト
６・・・印刷マスク
７・・・開口
８・・・マスク本体
９・・・発熱体
１０・・・電極配線
１１・・・絶縁膜
１２・・・保護膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a printing mask used for printing / applying a printing paste on a substrate, a printing method thereof, and a method of manufacturing a flip chip type IC mounted on a circuit board by face-down bonding. .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an IC is face-down bonded to the upper surface of a circuit board having a circuit pattern, that is, the IC is mounted on the circuit board with the integrated circuit formation surface of the IC facing the circuit board. It has been broken.
[0003]
An IC used for such face-down bonding is called a flip-chip type IC, and generally has a terminal connected to a circuit pattern on a circuit board via a conductive material such as solder.
[0004]
Such a conventional flip chip type IC has a structure in which solder bumps are selectively formed on a plurality of barrier metal layers made of nickel or the like deposited on one main surface of a semiconductor substrate provided with an integrated circuit. When such a flip chip IC is mounted on a circuit board, the flip chip IC is mounted so that the solder bump of the flip chip IC faces the corresponding circuit pattern on the circuit board. The barrier metal layer of the flip chip type IC is soldered to the circuit pattern on the circuit board by placing it on the circuit board and then heating and melting the solder bumps at a high temperature.
[0005]
The flip chip type IC as described above is usually manufactured by the following method. That is,
(1) Prepare a semiconductor substrate 21 having a plurality of barrier metal layers 23 on the upper surface and a printing mask 26 having a plurality of openings 27 corresponding to the barrier metal layer 23 as shown in FIG.
(2) Next, the printing mask 26 is disposed on the semiconductor substrate 21 so that the opening 27 is located on the barrier metal layer 23.
(3) Subsequently, the solder paste 25 is supplied onto the printing mask 26, and the solder paste 25 is filled in the openings 27 by moving the squeegee in a predetermined direction while pressing the squeegee against the printing mask 26 (see FIG. 7),
(4) Next, the solder paste 25 filled in the opening 27 is printed and applied on the barrier metal layer 23 by separating the printing mask 26 from the semiconductor substrate 21.
(5) Finally, the solder paste 25 applied on the barrier metal layer 23 is heated to form spherical solder bumps on the barrier metal layer 23, and the semiconductor substrate 21 is processed into a predetermined shape to produce a flip chip type. IC is completed.
[0006]
By the way, with the miniaturization of the flip chip type IC and the high density of wiring, the miniaturization and high density of the barrier metal layer 23 are progressing, and the size of the opening 27 of the printing mask 26 tends to be reduced accordingly. is there.
[0007]
However, when the solder paste 25 is printed on the barrier metal layer 23 by the method described above, the solder paste 25 is filled in the opening 27 and the print mask 26 is separated from the semiconductor substrate 21. May remain attached to the inner wall of the opening 27. In such a case, it is difficult to apply a desired amount of the solder paste 25 on the barrier metal layer 23, and there is a problem that a part of the solder paste 25 is wasted. In addition, the size of the solder bumps of the flip chip type IC may vary individually.
[0008]
Further, when the solder paste 25 remains on the inner wall of the opening 27 and hardens, there is a problem that the operation becomes difficult when the printing mask 26 is cleaned.
[0009]
In order to solve such problems, as introduced in Patent Document 1, the entire printing mask is heated by a heating device to reduce the viscosity of the solder paste, thereby facilitating the solder paste from the inner wall of the opening. In order to prevent the solder paste from remaining in the opening, it has been proposed.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-11-138746
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method shown in Patent Document 1, since the entire printing mask is heated, the printing mask itself is expanded or distorted by heat. For this reason, the positional relationship between the opening and the barrier metal layer is shifted, and the application position of the solder paste may be shifted from a desired location, thereby inducing a short circuit between adjacent wirings.
[0012]
The present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object thereof is to transfer a paste such as solder to a printed material satisfactorily, and to prevent a short circuit between wirings of the printed material. An object of the present invention is to provide a printing mask that can be easily cleaned, a printing method using the same, and a method for manufacturing a flip-chip IC capable of forming good bumps.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The printing mask of the present invention has an opening through which paste can permeate, and a heating element is disposed in the opening.
[0014]
The printing mask of the present invention is characterized in that electrode wiring is connected to the heating element in the printing mask.
[0015]
Furthermore, the printing mask of the present invention is characterized in that the heating element selectively generates heat.
[0016]
The printing mask of the present invention is characterized in that the heating element is formed of a resistive thin film, and the resistive thin film is deposited along the opening.
[0017]
On the other hand, the printing method of the present invention includes a step of disposing the above-described printing mask on a substrate, a step of filling the paste on the printing mask into the opening, and a paste in the opening by separating the printing mask from the substrate. And a step of printing / applying to the substrate.
[0018]
The printing method of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned printing method, the heating element in the opening generates heat while the paste is filled in the opening.
[0019]
And the manufacturing method of the flip chip type IC of the present invention includes a step of disposing the above-described print mask on a semiconductor substrate having a barrier metal layer, a step of filling the paste on the print mask into the opening, and a printing The method includes a step of separating the mask from the semiconductor substrate and printing / coating the paste in the opening on the barrier metal layer, and a step of heating the paste on the barrier metal layer to form bumps.
[0020]
The flip chip IC manufacturing method of the present invention is characterized in that, in the above manufacturing method, the heating element in the opening generates heat while the paste is filled in the opening.
[0021]
According to the present invention, since the heating element is provided in the opening provided in the printing mask, heating the paste with the heating element while the paste is filled in the opening reduces the viscosity of the paste, Can be easily separated from the opening. Accordingly, waste of the paste can be reduced and the productivity can be improved, and, for example, when the applied paste is baked to form a flip chip IC bump, variation in the size of the bump can be reduced. There is an advantage.
[0022]
In addition, since the paste can be reduced from remaining in the openings, the printing mask can be easily cleaned.
[0023]
Further, since the paste can be easily separated from the opening, even a paste having a high viscosity and a low thixotropy index can be used, and there is an advantage that the use range of the paste is greatly expanded.
[0024]
Further, according to the present invention, since the heating element for heating the paste is provided in the opening of the print mask, it is well prevented that the print mask is greatly expanded by heating, and distortion generated in the print mask is suppressed to be extremely small. The paste can be applied to the desired location. As a result, when the bumps of the flip chip type IC are formed, it is possible to prevent a short circuit between the wirings.
[0025]
Furthermore, according to the present invention, since the heating element in the opening is formed of the resistance thin film, the reduction in the amount of paste that can be filled in the opening can be suppressed by forming the heating element.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0027]
Print mask description
FIG. 1 is a plan view according to an embodiment of the print mask of the present invention, FIG. 2 is an enlarged plan view of a main part of the print mask of FIG. 1, and FIG. The printing mask 6 shown in the figure generally has a structure in which a plurality of openings 7 are arranged in a plate-like mask body 8.
[0028]
The mask body 8 is formed in a rectangular shape by various materials such as a metal material, a resin material, or a combination of these materials. For example, an insulating emulsion is formed on a mesh in which linear bodies are formed in a mesh shape. Or a plate body having no mesh is suitably used (in this embodiment, the mask body 8 is a plate body). Examples of the metal material used for the mask body 8 include aluminum alloy, stainless steel, Ni alloy, and Cr alloy. Examples of the resin material include polyimide, polyester, epoxy, polycarbonate, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), and polypropylene. Preferably used.
[0029]
The plurality of openings 7 formed in the mask body 8 are linearly arranged at a density of, for example, 100 dpi (dot per inch) to 300 dpi, and the arrangement is set in one row or a plurality of rows, each of which is substantially It has various shapes such as a circular shape, an oval shape, a rectangular shape, and a parallelogram shape (in this embodiment, a circular shape).
[0030]
The opening 7 is for allowing a conductive paste such as a solder paste or silver epoxy placed on the mask body 8 to pass therethrough during printing, and penetrates the mask body 8 in the thickness direction. It is drilled to do. In the case where the mask body 8 is formed by coating an insulating emulsion on a mesh-like mesh instead of a plate body, it is general that an area where no emulsion exists is an opening.
[0031]
When the mask body 8 in which such openings 7 are formed is, for example, a plate made of Ni alloy, a conventionally well-known additive method, that is, first, a photosensitive resin is applied in the form of a sheet and this is conventionally known. By adopting a photolithographic technique, the areas other than the area where the opening 7 is to be formed are removed, and then a nickel layer is deposited on the photosensitive resin removal area by a known electroplating or electroless plating method, and finally. Then, the remaining photosensitive resin is removed and the opening 7 is manufactured.
[0032]
When the mask body 8 is a polyimide resin plate, for example, a polyimide resin precursor is applied in a sheet form by a screen printing method and the like, and is baked, and then a hole corresponding to the opening 7 is formed in the related art. It is manufactured by adopting a known laser processing method.
[0033]
Of course, there are other manufacturing methods, but if the mask body 8 is formed by the additive method, the area of the opening 7 is 10,000 μm.²Since it is possible to cope with the following fine patterns, the mask body 8 is preferably formed of Ni alloy, Cr alloy or the like so that the mask body 8 can be formed by an additive method.
[0034]
A heating element 9 made of a resistive thin film is deposited concentrically in the opening 7 along the inner wall, and a pair of electrode wirings 10 are connected to the heating element 9.
[0035]
The heating element 9 is formed of a resistance thin film having a thickness of 0.01 μm to 1.0 μm made of an electric resistance material such as TaN, TaSiO, TiSiO, TaSiNO, and has a C shape in a plan view.
[0036]
When power is supplied from a pair of electrode wirings 10 connected to both ends of the heating element 9, the heating element 9 generates Joule heat and has a temperature sufficient to lower the viscosity of the paste filled in the opening 7 ( For example, when the paste is a solder paste, the temperature is 30 ° C. to 180 ° C.).
[0037]
Such a heating element 9 is formed by, for example, depositing a resistance thin film in the opening 7 by a conventionally known thin film forming technique, that is, a sputtering method or a vapor deposition method. It is formed by adopting and finely processing the resistive thin film into a predetermined pattern. Since the heating element 9 in the opening 7 is made of a resistance thin film, it is possible to suppress a decrease in the amount of paste that can be filled in the opening 7 due to the formation of the heating element 9.
[0038]
On the other hand, the pair of electrode wirings 10 connected to the heating element 9 is made of a metal material such as aluminum or copper, and is patterned so that one end side thereof extends to one main surface of the mask main body 8. It functions as a power supply wiring for supplying power supplied from the power source to the heating element 9 based on control of a drive circuit (not shown), and is formed by a conventionally well-known thin film forming technique similar to that of the heating element 9.
[0039]
In the present embodiment, SiO 2 is formed between the heating element 9 and the inner wall of the opening 7, and between the electrode wiring 10 and the mask body 8.₂And SiON, Si₃N₄By interposing an insulating film 11 made of an inorganic material such as polyimide or an organic material such as polyimide or epoxy, electrical insulation between the mask body 8 and the heating element 9 or between the mask body 8 and the electrode wiring 10 is achieved. Such an insulating film 11 can be formed by a conventionally known thin film forming technique. Further, when the mask body 8 is made of an insulating material, the insulating film 11 is not always necessary.
[0040]
And on the above-mentioned heating element 9 and electrode wiring 10, SiO 2₂And SiON, Si₃N₄A protective film 12 made of an organic material such as an inorganic material, polyimide, or epoxy is applied, and the heating element 9 and the electrode wiring 10 are covered with the protective film 12.
[0041]
The protective film 12 is for preventing corrosion of the heating element 9 and the electrode wiring 10, and for preventing wear and disconnection due to friction with the paste and the substrate, and has a thickness of 0.1 μm to 5 μm. Set to If the thickness of the protective film 12 is large, the heat of the heating element 9 becomes difficult to conduct to the paste in the opening 7 and the required power increases, so the thickness of the protective film 12 in the opening 7 is set to 1 μm or less. It is preferable.
[0042]
Further, it is preferable to set the surface roughness of the protective film 12 in the opening 7 to be small in order to make the paste filled in the opening 7 good. Specifically, the arithmetic average roughness Ra is 1. It is preferable to set it to 0 μm or less.
[0043]
Here, if the surface roughness of the protective film 12 is larger than 1.0 μm in terms of arithmetic average roughness Ra, the plate slippage property of the paste cannot be improved so much, and the area of the opening 7 is, for example, 10,000 μm.²When it is extremely small as follows, the heat generation temperature of the heating element 9 needs to be higher than usual in order to remove the residual paste in the opening 7. The lower limit of the surface roughness of the protective film 12 is preferably 0.05 μm in terms of arithmetic average roughness Ra from the viewpoint of maintaining high productivity of the printing mask 6.
[0044]
The protective film 12 is formed in a predetermined pattern by a conventionally known thin film forming technique, for example, a sputtering method or a vapor deposition method, or by combining a photolithography technique and an etching technique in addition to these methods.
[0045]
Explanation of flip chip IC
Next, a flip-chip type IC in which bumps are formed using the above-described printing mask 6 will be described in detail with reference to the drawings.
[0046]
FIG. 4 is a cross-sectional view of a flip chip type IC manufactured by the manufacturing method of the present invention. The flip chip type IC shown in FIG. 4 is roughly formed on a semiconductor substrate 1 with circuit wiring 2, barrier metal layer 3, and passivation. The layer 4, the bump 5, etc. are provided.
[0047]
The semiconductor substrate 1 is made of a semiconductor material such as single crystal silicon, and a semiconductor element (not shown), a circuit wiring 2, a barrier metal layer 3, a passivation layer 4 and the like are deposited on the upper surface of the semiconductor substrate 1, and a supporting mother for supporting these. Functions as a material.
[0048]
Such a semiconductor substrate 1 is obtained by, for example, slicing a single crystal silicon ingot formed by a conventionally known chocolate ski method (pull-up method) or the like to a predetermined thickness, and polishing the surface thereof. Thereafter, an insulating film is formed on the entire surface of the plate body by a conventionally known thermal oxidation method.
[0049]
The circuit wiring 2 formed on the semiconductor substrate 1 is deposited to a thickness of 0.5 μm to 1.5 μm with a metal material such as aluminum (Al) or copper (Cu), and is externally connected to a semiconductor element (not shown). It functions as a power supply wiring for supplying power supply power, electrical signals, and the like from
[0050]
A plurality of barrier metal layers 3 are formed on a part of the upper surface of the circuit wiring 2 so as to be arranged linearly along the edge of the semiconductor substrate 1.
[0051]
The barrier metal layer 3 is effective in eroding aluminum or the like that forms the circuit wiring 2 with the melting of the bump 5 provided on the barrier metal layer 3 when the flip chip type IC is mounted on the circuit board. For example, zinc (Zn), nickel (Ni) and gold (Au) are formed from the semiconductor substrate 1 side so that the wettability with respect to the material constituting the bump 5 is good. Sequentially stacked three-layer structure, zinc (Zn), nickel (Ni) two-layer structure, or palladium (Pd), nickel (Ni), gold (Au) three-layer structure, palladium (Pd), nickel ( A structure such as a two-layer structure of Ni) is conceivable.
[0052]
The circuit wiring 2 is formed in a predetermined pattern on the upper surface of the semiconductor substrate 1 by employing conventionally known sputtering, photolithography technology, and etching technology. When the barrier metal layer 3 has a three-layer structure of zinc (Zn), nickel (Ni), and gold (Au), for example, after forming a passivation layer 4 described later, circuit wiring exposed from the passivation layer 4 By adopting a conventionally well-known electroless plating method or the like on a partial upper surface of 2, zinc (Zn), nickel (Ni), and gold (Au) are sequentially laminated from the semiconductor substrate side to form a cylindrical shape. It is formed.
[0053]
On the other hand, in the non-formation region of the barrier metal layer 3, silicon nitride (Si₃N₄) And silicon oxide (SiO₂), A passivation layer 4 made of an electrically insulating material such as polyimide is applied so as to cover the circuit wiring 2 and a semiconductor element (not shown).
[0054]
The passivation layer 4 effectively prevents the semiconductor element and the circuit wiring 2 from being corroded by contact with moisture contained in the atmosphere by blocking the semiconductor element and the circuit wiring 2 from standby. It is preferable that a part thereof covers the outer peripheral upper surface of the barrier metal layer 3.
[0055]
The passivation layer 4 is formed to a thickness of 0.5 μm to 3.0 μm on the upper surface of the semiconductor substrate 1 by employing a conventionally known sputtering, photolithography technique, etching technique or the like.
[0056]
A spherical bump 5 is formed on the upper surface of the barrier metal layer 3 described above.
[0057]
The bump 5 is melted by being heated when the flip chip IC is mounted on the circuit board, so that the barrier metal layer 3 of the flip chip IC and the circuit pattern on the circuit board are electrically and mechanically connected. For connection, for example, solder obtained by melting and solidifying tin (Sn), silver (Ag), and copper (Cu) at a ratio of 96.5: 3.0: 0.5, silver epoxy, etc. Formed of a conductive material.
[0058]
Explanation of manufacturing method of flip chip type IC
Next, a method for manufacturing the above-described flip-chip type IC using the above-described printing mask 6 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view in each step for explaining a method of manufacturing a flip chip type IC using the printing mask of FIG.
[0059]
(1) First, a semiconductor substrate 1 having a circuit wiring 2, a barrier metal layer 3, and a passivation layer 4 deposited on the upper surface, a printing mask 6, and a paste 5 ′ are prepared.
[0060]
As the paste 5 ', a solder paste in which a flux or the like is added to and mixed with a large number of solder particles to have a predetermined viscosity, or a conductive paste having a temperature range in which the viscosity is lowered by heating, such as silver epoxy, is suitably used. .
[0061]
(2) Next, the printing mask 6 is disposed on the semiconductor substrate 1.
[0062]
At this time, the printing mask 6 is disposed so that the opening 7 is located immediately above the corresponding barrier metal layer 3 on the semiconductor substrate 1. The printing mask 6 has one main surface side (electrode wiring 10 side) on the semiconductor substrate 1 in order to prevent the electrode wiring 10 deposited on one main surface from being disconnected by pressing means such as a squeegee during printing. It is preferable to arrange so that it may oppose.
[0063]
(3) Subsequently, the paste 5 ′ is supplied onto the printing mask 6, and the pressing means is moved in a state where the pressing means such as a squeegee (squeegee in this embodiment) is pressed against the printing mask 6, The paste 5 ′ is filled in the opening 7, the print mask 6 is separated from the semiconductor substrate 1, and the paste 5 ′ in the opening 7 is printed / coated on the barrier metal layer 3.
[0064]
What is important here is that the heating element 9 generates heat while the paste 5 ′ is filled in the opening 7. By controlling the heat generation of the heating element 9 in this way, the paste 5 ′ in the opening 7 is heated. The viscosity decreases, the frictional force between the paste 5 ′ and the printing mask 6 (opening 7) decreases, and the paste 5 ′ can be easily separated from the inside of the opening 7. Accordingly, there is an advantage that the waste of the paste 5 ′ can be reduced and the productivity can be improved, and the variation in the size of the bump formed on the barrier metal layer 3 can be reduced.
[0065]
Moreover, since it is possible to reduce the residue of the paste 5 ′ in the opening 7, the work of removing the lump of the paste 5 ′ remaining in the opening 7 when cleaning the printing mask 6 is greatly reduced. There is also an advantage that the cleaning operation of the printing mask 6 becomes easy.
[0066]
Further, since the paste 5 'can be easily separated from the opening, even a paste having a high viscosity and a low thixotropy index can be used, and there is an advantage that the range of use of the paste 5' is greatly expanded.
[0067]
Further, since the heating element 9 for heating the paste 5 ′ is provided in the opening 7 of the printing mask 6, it becomes difficult for heat of the heating element 9 to be transmitted to an unnecessary region, that is, a region other than the opening 7. It is well prevented that the entire print mask 6 expands greatly due to heat generation, and the distortion generated in the print mask 6 can be suppressed to an extremely low level. Therefore, the paste 5 ′ can be applied to a desired location, and the deviation of the formation location of the bump 5 formed on the barrier metal layer 3 can be reduced.
[0068]
In addition, it is preferable that the heating time of the heating element 9 is as short as possible in order to suppress expansion of the print mask 6 due to the heat of the heating element 9 in the region near the opening 7. Specifically, the heat generation of the heating element 9 starts when the paste 5 'is filled in the opening 7, immediately before, immediately after (after the time when the paste 5' is filled in the opening 7, about 5 to 100 msec). It is preferable to set to. The end of heat generation of the heating element 9 may be set when the paste 5 'is separated from the opening 7 or immediately before or immediately after (after the time when the paste 5' is separated from the opening 7 from around 5 msec to 100 msec). preferable.
[0069]
The heating element 9 preferably continues to generate heat while the paste 5 'is filled in the opening 7, but it is sufficient that the heating element 9 generates heat at least once during the filling of the paste 5'.
[0070]
It is important to set the heat generation temperature of the heating element 9 within a temperature range in which the viscosity of the paste 5 ′ decreases. For example, the paste 5 ′ contains, for example, tin (Sn), silver (Ag), and copper (Cu). In the case of a solder paste mixed at a ratio of 96.5: 3.0: 0.5, if the heating temperature of the heating element 9 is higher than 180 ° C., the solvent in the solder paste evaporates and the solder paste becomes hard. Therefore, it is preferable that the heat generation temperature of the heating element 9 is 80 ° C to 180 ° C. Further, when the paste 5 ′ is made of silver epoxy, if the heat generation temperature of the heating element 9 is higher than 80 ° C., the silver epoxy may be hardened. Therefore, the heat generation temperature of the heating element 9 is 80 ° C. or less, preferably 30 ° C. It is preferable to make it -80 degreeC.
[0071]
(4) Then, the paste 5 'applied on the barrier metal layer 3 is dried and finally melted to heat and melt the particles in the paste 5' to bond the particles to each other. By cooling this, spherical bumps 5 having substantially uniform sizes are formed on the barrier metal layer 3.
[0072]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change and improvement are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
[0073]
For example, in the above-described embodiment, the heating element 9 is formed along the inner wall of the opening 7. However, the heating element 9 does not necessarily exist along the inner wall, and the heating element 9 does not necessarily exist on the inner wall of the opening 7. In particular, a plurality of heating elements may be present.
[0074]
In the above-described embodiment, the protective film 12 is made of SiO.₂, SiON, Si₃N₄Instead of this, the protective film may be formed of other insulating sealing material such as fluorine.
[0075]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the heating element is provided in the opening provided in the printing mask, heating the paste with the heating element while the paste is filled in the opening reduces the viscosity of the paste, Can be easily separated from the opening. Accordingly, waste of the paste can be reduced and the productivity can be improved, and, for example, when the applied paste is baked to form a flip chip IC bump, variation in the size of the bump can be reduced. There is an advantage.
[0076]
In addition, since the paste can be reduced from remaining in the openings, the printing mask can be easily cleaned.
[0077]
Further, since the paste can be easily separated from the opening, even a paste having a high viscosity and a low thixotropy index can be used, and there is an advantage that the use range of the paste is greatly expanded.
[0078]
Further, according to the present invention, since the heating element for heating the paste is provided in the opening of the print mask, it is well prevented that the print mask is greatly expanded by heating, and distortion generated in the print mask is suppressed to be extremely small. The paste can be applied to the desired location. As a result, when the bumps of the flip chip type IC are formed, it is possible to prevent a short circuit between the wirings.
[0079]
Furthermore, according to the present invention, since the heating element in the opening is formed of the resistance thin film, the reduction in the amount of paste that can be filled in the opening can be suppressed by forming the heating element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a printing mask according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged plan view of a main part of the printing mask of FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line X-X ′ of the printing mask of FIG. 1;
FIG. 4 is a cross-sectional view of a flip chip type IC manufactured by a method of manufacturing a flip chip type IC according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view in each step for explaining a method of manufacturing a flip chip type IC using the printing mask of FIG. 1;
FIG. 6 is a plan view of a conventional printing mask.
7 is a cross-sectional view in each step for explaining a method of forming solder bumps using the printing mask of FIG. 6;
[Explanation of symbols]
1 ... Semiconductor substrate
2 ... Circuit wiring
3. Barrier metal layer
4 ... Passivation layer
5 ... Bump
5 '... paste
6 ... Printing mask
7 ... Opening
8 ... Mask body
9 ... Heating element
10 ... Electrode wiring
11 ... Insulating film
12 ... Protective film

Claims (8)

ペーストが透過し得る開口を有し、該開口内に発熱体を配設したことを特徴とする印刷マスク。A printing mask comprising an opening through which a paste can permeate and a heating element disposed in the opening. 前記発熱体に電極配線が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の印刷マスク。The printing mask according to claim 1, wherein an electrode wiring is connected to the heating element. 前記発熱体が選択的に発熱されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の印刷マスク。The printing mask according to claim 1, wherein the heating element selectively generates heat. 前記発熱体が抵抗薄膜により形成されており、該抵抗薄膜が開口内に沿って被着されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の印刷マスク。4. The printing mask according to claim 1, wherein the heating element is formed of a resistive thin film, and the resistive thin film is deposited along the opening. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の印刷マスクを被印刷物上に配設する工程と、印刷マスク上のペーストを開口内に充填する工程と、印刷マスクを被印刷物より引き離して開口内のペーストを被印刷物に印刷・塗布する工程と、を備えたことを特徴とする印刷方法。A step of disposing the printing mask according to any one of claims 1 to 4 on a substrate, a step of filling a paste on the printing mask into the opening, and separating the printing mask from the substrate to be opened. And a step of printing / applying the paste on a printing material. 前記ペーストが開口内に充填されている間に、該開口内の発熱体が発熱することを特徴とする請求項５に記載の印刷方法。The printing method according to claim 5, wherein the heating element in the opening generates heat while the paste is filled in the opening. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の印刷マスクを、バリアメタル層を有する半導体基板上に配設する工程と、印刷マスク上のペーストを開口内に充填する工程と、印刷マスクを半導体基板より引き離して開口内のペーストをバリアメタル層上に印刷・塗布する工程と、バリアメタル層上のペーストを加熱してバンプを形成する工程と、を備えたことを特徴とするフリップチップ型ＩＣの製造方法。A step of disposing the printing mask according to any one of claims 1 to 4 on a semiconductor substrate having a barrier metal layer, a step of filling a paste on the printing mask into an opening, and the printing mask as a semiconductor A flip-chip IC comprising: a step of printing and applying a paste in an opening on a barrier metal layer by separating from a substrate; and a step of forming a bump by heating the paste on the barrier metal layer. Manufacturing method. 前記ペーストが開口内に充填されている間に、該開口内の発熱体が発熱することを特徴とする請求項７に記載のフリップチップ型ＩＣの製造方法。8. The method of manufacturing a flip chip IC according to claim 7, wherein the heating element in the opening generates heat while the paste is filled in the opening.

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