JP4161927B2 - Tape carrier for semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置用テープキャリア及びその製造方法に関し、特に銅配線のピッチを微細化しても、マイグレーション耐性が低下することのない半導体装置用テープキャリア及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a tape carrier for a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a tape carrier for a semiconductor device and a method for manufacturing the same, in which migration resistance does not decrease even when the pitch of copper wiring is reduced.
電子機器、デジタル機器等では、COF(Chip On Film)と称する可撓性を有するTAB(Tape Automated Bonding)用テープキャリアが用いられている。従来、COFのベース材の製造工程では、2層構造の銅層付き絶縁フィルムにおいて絶縁フィルムが40μm厚さ程度に薄いものをプラズマ処理した後、スパッタ装置により前記2層構造の接着剤レスの絶縁フィルムにスパッタ層を形成している。このスパッタ層は、絶縁フィルムに50〜100Åの厚みにNi−Cr合金層をスパッタにより形成した後、更にNi−Cr合金層上に厚さ0.1μm以上の銅スパッタ層をスパッタにより形成して作られている。一方、銅スパッタ層上に形成される銅めっき層の厚みは、8〜12μmと薄くなっている。 In electronic equipment, digital equipment, etc., a flexible tape carrier for TAB (Tape Automated Bonding) called COF (Chip On Film) is used. Conventionally, in the manufacturing process of a COF base material, a two-layered insulating film with a copper layer having a thickness of about 40 μm is plasma-treated, and then the two-layered adhesiveless insulation is performed by a sputtering apparatus. A sputter layer is formed on the film. This sputter layer is formed by sputtering a Ni—Cr alloy layer having a thickness of 50 to 100 mm on an insulating film, and further forming a copper sputter layer having a thickness of 0.1 μm or more on the Ni—Cr alloy layer by sputtering. It is made. On the other hand, the thickness of the copper plating layer formed on the copper sputter layer is as thin as 8 to 12 μm.
また、Ni−Cr合金層に代えて、スパッタによりCr層を第1導体として形成し、このCr層上にCu層をスパッタで第1導体保護膜を形成し、更にCu層上に電解銅めっきによる第2導体を形成し、短絡不良を低減できるようにした配線基板がある(例えば、特許文献1参照。) Further, instead of the Ni—Cr alloy layer, a Cr layer is formed as a first conductor by sputtering, a Cu layer is sputtered on the Cr layer to form a first conductor protective film, and electrolytic copper plating is further formed on the Cu layer. There is a wiring board in which the second conductor is formed to reduce short-circuit defects (see, for example, Patent Document 1).
図5は、従来のCOFにおけるベース材の構成を示す。このベース材40は、ポリイミドフィルム1(絶縁フィルム)上にシード層(seed layer)2が設けられ、このシード層2上に銅電気めっき層3が形成されている。ベース材40は、更に、シード層2上に所定のパターンのフォトレジストの形成工程、エッチング工程、フォトレジストの剥離工程を順次実施することにより、COFが完成する。 FIG. 5 shows a configuration of a base material in a conventional COF. In this base material 40, a seed layer 2 is provided on a polyimide film 1 (insulating film), and a copper electroplating layer 3 is formed on the seed layer 2. The base material 40 further completes a COF by sequentially performing a photoresist formation process, an etching process, and a photoresist stripping process on the seed layer 2 in a predetermined pattern.
(従来のめっき装置の構成)
図6は、従来のめっき装置の構成を示す。このめっき装置100は、図5に示したベース材40が巻回されている供給ドラム101と、めっき液110が満たされためっき槽102と、乾燥装置103と、銅電気めっき層3が形成されたベース材112を巻き取る巻取ドラム104と、供給ドラム101とめっき槽102の間に配置されたガイドロール105と、めっき槽102内の上段に所定間隔に配置された給電ロール106a,106b,106c,106d,106e,106f,106g,106h,106i,106jと、この給電ロール106a〜106jの相互間の下側には所定間隔に配置されたガイドロール107a,107b,107c,107d,107e,107f,107g,107h,107i,107j,107k,107l,107m,107n,107o,107p,107q,107r,107sと、このガイドロール107a〜107sの相互間の上側には所定間隔に配置されたダンサーロール108a,108b,108c,108d,108e,108f,108g,108h,108iと、乾燥装置103と巻取ドラム104の間に配置されたガイドロール109とを備えて構成されている。
(Configuration of conventional plating equipment)
FIG. 6 shows a configuration of a conventional plating apparatus. In the plating apparatus 100, a supply drum 101 around which the base material 40 shown in FIG. 5 is wound, a plating tank 102 filled with a plating solution 110, a drying apparatus 103, and a copper electroplating layer 3 are formed. A winding drum 104 that winds up the
ベース材40は、ガイドロール105を介してめっき槽102に搬入される。ベース材40は、給電ロール106a、ガイドロール107a、給電ロール106b、ガイドロール107bの順に通され、更に、ダンサーロール108a、ガイドロール107c、給電ロール106c,・・・ガイドロール107r、ダンサーロール108i、ガイドロール107sの順でめっき槽102内を通過する。
The base material 40 is carried into the plating tank 102 via the guide roll 105. The base material 40 is passed in the order of the power supply roll 106a, the guide roll 107a, the
ガイドロール107sを通過するまでに、ベース材40のシード層2上に銅電気めっき層3が形成される。銅電気めっき層3が形成されたベース材40は、乾燥装置103によって温風が吹き付けられることにより、表面のめっき液の蒸発及び乾燥が行われる。更に、ガイドロール109を介してめっき層付きベース材112として巻取ドラム104に巻き取られる。
しかし、従来の半導体装置用テープキャリアによると、スパッタ層は、配線を形成後のピール強度の保持、及び耐熱性とマイグレーション(Migration) 耐性に優れたものを用いているが、配線ピッチが30μmよりも微細(例えば、20〜25μm)になると、微妙な配線間の間隔の変動等により電気絶縁性及び信頼性の保持が困難になる。特に、電気信頼性の要素の1つであるマイグレーション耐性が急激に低下する。これに伴い、製品歩留まりが急激に低下する。 However, according to the conventional tape carrier for semiconductor devices, the sputter layer uses a material having excellent peel strength after the wiring is formed and excellent in heat resistance and migration resistance, but the wiring pitch is more than 30 μm. However, if it becomes fine (for example, 20 to 25 μm), it becomes difficult to maintain electrical insulation and reliability due to a delicate variation in the interval between wirings. In particular, the migration resistance that is one of the elements of electrical reliability is drastically reduced. Along with this, the product yield rapidly decreases.
したがって、本発明の目的は、銅配線のピッチを微細にしても、マイグレーション耐性が低下することのない半導体装置用テープキャリア及びその製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a tape carrier for a semiconductor device and a method for manufacturing the same, in which the migration resistance does not decrease even when the pitch of the copper wiring is made fine.
本発明は、上記の目的を達成するため、第1の特徴として、可撓性を有する絶縁フィルムに形成された銅めっき層による銅配線パターン上に半導体素子がフリップチップ接合により搭載される半導体装置用テープキャリアにおいて、前記銅めっき層は、前記絶縁フィルムに接着剤を塗布及び硬化処理して形成された接着剤層を介して当該絶縁フィルム上に直接に形成され、又は耐熱性を有するシード層を介して形成されていることを特徴とする半導体装置用テープキャリアを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides, as a first feature, a semiconductor device in which a semiconductor element is mounted by flip chip bonding on a copper wiring pattern formed of a copper plating layer formed on a flexible insulating film. In the tape carrier, the copper plating layer is formed directly on the insulating film through an adhesive layer formed by applying and curing an adhesive to the insulating film, or a heat-resistant seed layer. A tape carrier for a semiconductor device is provided.
本発明は、上記の目的を達成するため、第2の特徴として、可撓性を有する絶縁フィルム上に接着剤を塗布及び硬化処理して接着剤層を形成する第1の工程と、Ni−Cr合金にLa,Ce,Y等の希土類元素の少なくとも一種類以上の元素が添加されたNi−Cr合金をスパッタにより形成したシード層を形成する第2の工程と、前記シード層上に銅めっき層を形成する第3の工程と、前記銅めっき層をエッチングすることにより銅配線パターンを形成する第4の工程とを含むことを特徴とする半導体装置用テープキャリアの製造方法を提供する。 The present invention, in order to achieve the above object, as a second feature, a first step of an adhesive on an insulating film having flexibility application and curing process to form an adhesive layer, Ni- A second step of forming a seed layer formed by sputtering a Ni—Cr alloy in which at least one element of rare earth elements such as La, Ce, and Y is added to a Cr alloy ; and copper plating on the seed layer providing a third step of forming a layer, the fourth step in the method of manufacturing the tape carrier semiconductor device which comprises a forming copper wiring patterns by etching the copper plating layer.
本発明の半導体装置用テープキャリア及びその製造方法によれば、銅配線のピッチを微細にしても、接着剤層と耐熱性を有するシード層の一方、又は両方を備えることにより、接着剤層による吸水率の低減、及びシード層の有する耐熱性によって、マイグレーション耐性の低下を抑制することができる。 According to the tape carrier for a semiconductor device and the manufacturing method thereof of the present invention, even if the pitch of the copper wiring is made fine, by providing one or both of the adhesive layer and the heat-resistant seed layer, the adhesive layer is used. The reduction in migration resistance can be suppressed by the reduction in water absorption and the heat resistance of the seed layer.
[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を基に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置用テープキャリアのベース材の構成を示す。このベース材10は、可撓性を有する絶縁フィルムとしてのポリイミドフィルム1(絶縁基板)と、ポリイミドフィルム1の片面に形成された接着剤層4と、この接着剤層4上に設けられためっき層としての銅電気めっき層3とを備えている。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a base material of a tape carrier for a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. The base material 10 includes a polyimide film 1 (insulating substrate) as a flexible insulating film, an adhesive layer 4 formed on one side of the polyimide film 1, and plating provided on the adhesive layer 4. And a copper electroplating layer 3 as a layer.
接着剤層4の接着剤は、吸水率を0.9%以下にするほか、Tg(ガラス転移温度)が180℃以上の耐熱性を有し、更に、400℃までの動的粘弾性が0.5Gpa以上を有するものを用いるのがよい。接着剤層4の接着剤の吸水率を0.9%以下とすることにより、水滴に対する感受性が鈍くなり、耐マイグレーション(Migration) 性を向上させることができる。 The adhesive of the adhesive layer 4 has a water absorption of 0.9% or less, a heat resistance of Tg (glass transition temperature) of 180 ° C. or higher, and a dynamic viscoelasticity up to 400 ° C. of 0. It is good to use what has more than 5 Gpa. By setting the water absorption rate of the adhesive of the adhesive layer 4 to 0.9% or less, the sensitivity to water droplets becomes dull, and migration resistance can be improved.
接着剤層4に熱硬化型の接着剤を用いた場合、その硬化工程の熱処理で熱による歪みの発生を無くす必要がある。そのための接着剤層4は耐熱性が必要になる。また、接着剤層4として、180℃×2時間以上の耐熱性を有するものを用いる必要がある。その理由は、接着剤層4と配線パターンとの界面におけるピール強度を確保するためである。 When a thermosetting adhesive is used for the adhesive layer 4, it is necessary to eliminate the occurrence of distortion due to heat in the heat treatment in the curing process. For this purpose, the adhesive layer 4 needs to have heat resistance. Moreover, it is necessary to use what has the heat resistance of 180 degreeC * 2 hours or more as the adhesive bond layer 4. FIG. The reason is to ensure the peel strength at the interface between the adhesive layer 4 and the wiring pattern.
また、硬化工程の熱処理によって、半導体装置用テープキャリアの全体に熱による歪み(反り)が発生してしまうことを回避するため、熱硬化型の接着剤層4の厚みを2〜8μmとし、ポリイミドフィルム1の厚みを50〜6.5μmとする。 Further, in order to avoid the occurrence of heat distortion (warping) in the entire semiconductor device tape carrier due to the heat treatment in the curing step, the thickness of the thermosetting adhesive layer 4 is set to 2 to 8 μm, and polyimide The thickness of the film 1 is 50 to 6.5 μm.
次に、400℃までの動的粘弾性を0.5Gpa以上とした理由は、フリップチップ(flip chip) 接続する際の圧力による接着剤層4の凹み変形を少なくするためである。動的粘弾性とは、応力と歪の関係から測定する粘弾性測定において、試料に正弦的応力を加えて試料を変形させることをいい、その際の歪みや応力から歪みの位相遅れを検出する手法を動的粘弾性測定という。 Next, the reason why the dynamic viscoelasticity up to 400 ° C. is set to 0.5 Gpa or more is to reduce the dent deformation of the adhesive layer 4 due to the pressure at the time of flip chip connection. Dynamic viscoelasticity refers to the deformation of a sample by applying sinusoidal stress to the sample in the viscoelasticity measurement, which is measured from the relationship between stress and strain, and the phase lag of the strain is detected from the strain or stress at that time. This method is called dynamic viscoelasticity measurement.
銅電気めっき層3は、図4で説明するめっき装置により形成される。銅電気めっき層3に配線パターンに応じたレジストパターンを形成し、現像、レジスト除去等を行うことにより、半導体装置用テープキャリアが作られる。上記構成のベース材10を半導体装置用テープキャリアに用いれば、接着剤層4を設けたことにより、マイグレーション耐性を向上させることができる。 The copper electroplating layer 3 is formed by a plating apparatus described with reference to FIG. By forming a resist pattern corresponding to the wiring pattern on the copper electroplating layer 3 and performing development, resist removal, etc., a tape carrier for a semiconductor device is produced. If the base material 10 having the above configuration is used for a tape carrier for a semiconductor device, the migration resistance can be improved by providing the adhesive layer 4.
(第1の実施の形態の効果)
第1の実施の形態に係るベース材10によると、ポリイミドフィルム1と銅電気めっき層3の間に接着剤層4を設けられているため、吸水率の低減が図れ、マイグレーション耐性を向上させることができる。
(Effects of the first embodiment)
According to the base material 10 according to the first embodiment, since the adhesive layer 4 is provided between the polyimide film 1 and the copper electroplating layer 3, the water absorption rate can be reduced and the migration resistance can be improved. Can do.
[第2の実施の形態]
図2は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置用テープキャリアのベース材の構成を示す。このベース材10は、可撓性を有するポリイミドフィルム1(絶縁基板)と、ポリイミドフィルム1の片面に形成された接着剤層4と、この接着剤層4上に形成されたシード層2とを備えて構成されている。シード層2はスパッタにより形成される。接着剤層4は、第1の実施の形態で説明した吸水率、Tg(ガラス転移温度)、及び動的粘弾性を有する特性のものを用いる。
[Second Embodiment]
FIG. 2 shows the structure of the base material of the tape carrier for a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. The base material 10 includes a flexible polyimide film 1 (insulating substrate), an adhesive layer 4 formed on one surface of the polyimide film 1, and a seed layer 2 formed on the adhesive layer 4. It is prepared for. The seed layer 2 is formed by sputtering. As the adhesive layer 4, the adhesive layer 4 having the characteristics described in the first embodiment having water absorption, Tg (glass transition temperature), and dynamic viscoelasticity is used.
シード層2は、希土類元素が添加されたNi−Cr合金層を接着剤層4上にスパッタ法で形成し、更に、Ni−Cr合金層上に銅層をスパッタ法で形成して構成されている。Ni−Cr合金に添加される希土類元素は、La,Ce,Y等の希土類元素のうち、少なくとも一種類以上が添加されている。Ni−Cr合金層に希土類元素を添加することにより、耐熱性が向上する。耐熱性が向上することで、配線の密着強度が高められる。また、電圧を印加しても銅の溶解が抑制されるため、マイグレーションを生じない。 The seed layer 2 is formed by forming a Ni—Cr alloy layer to which a rare earth element is added on the adhesive layer 4 by a sputtering method, and further forming a copper layer on the Ni—Cr alloy layer by a sputtering method. Yes. As the rare earth element added to the Ni—Cr alloy, at least one kind of rare earth elements such as La, Ce, and Y is added. Heat resistance is improved by adding rare earth elements to the Ni-Cr alloy layer. By improving the heat resistance, the adhesion strength of the wiring is increased. Further, even when a voltage is applied, the dissolution of copper is suppressed, so that no migration occurs.
Ni−Cr合金層上に形成する銅層(銅スパッタ層)は、厚さを0.2〜12μmにする。銅層の厚みが0.1μmでは、銅層にピンホールが多発する。そこで、銅層の厚みを0.2μm以上にすることでピンポールを抑制することができる。また、銅層の厚みの上限を12μmとしたのは、銅めっきの積み上げが、微細配線のピッチ30μm(銅配線幅:15μm、スペース:15μm)の形成の限界値であり、それ以上厚いと微細配線の直線性が無くなり、欠陥(配線の欠け、細り、太り)が多くなり、歩留まりが悪くなり、製造が不可能になるためである。 The copper layer (copper sputter layer) formed on the Ni—Cr alloy layer has a thickness of 0.2 to 12 μm. When the thickness of the copper layer is 0.1 μm, pinholes frequently occur in the copper layer. Therefore, pin poles can be suppressed by setting the thickness of the copper layer to 0.2 μm or more. The upper limit of the copper layer thickness is set to 12 μm because the accumulation of copper plating is a limit value for forming a fine wiring pitch of 30 μm (copper wiring width: 15 μm, space: 15 μm). This is because the linearity of the wiring is lost, defects (wiring chipping, thinning, thickening) increase, the yield deteriorates, and manufacturing becomes impossible.
(第2の実施の形態の効果)
第2の実施の形態に係るベース材10によると、ポリイミドフィルム1と銅電気めっき層3の間に接着剤層4が設けられているため、吸水率の低減が図れ、テープキャリアにおけるマイグレーション耐性を向上させることができる。
(Effect of the second embodiment)
According to the base material 10 according to the second embodiment, since the adhesive layer 4 is provided between the polyimide film 1 and the copper electroplating layer 3, the water absorption rate can be reduced and the migration resistance in the tape carrier can be reduced. Can be improved.
更に、シード層2のNi−Cr合金層に希土類元素を添加したことにより、耐熱性が向上する。耐熱性が向上することで配線の密着強度が強まり、テープキャリアにおけるマイグレーション耐性を向上させることができる。 Further, the addition of rare earth elements to the Ni—Cr alloy layer of the seed layer 2 improves the heat resistance. By improving the heat resistance, the adhesion strength of the wiring is increased, and the migration resistance in the tape carrier can be improved.
[第3の実施の形態]
図3は、本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置用テープキャリアのベース材の構成を示す。このベース材10は、可撓性を有するポリイミドフィルム1(絶縁基板)と、ポリイミドフィルム1の片面に形成された接着剤層4と、この接着剤層4上に形成されたシード層2と、このシード層2上に設けられた銅電気めっき層3とを備えて構成されている。シード層2はスパッタにより形成され、銅電気めっき層3はめっき装置により設けられる。
[Third Embodiment]
FIG. 3 shows the structure of the base material of the tape carrier for a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. The base material 10 includes a flexible polyimide film 1 (insulating substrate), an adhesive layer 4 formed on one side of the polyimide film 1, a seed layer 2 formed on the adhesive layer 4, A copper electroplating layer 3 provided on the seed layer 2 is provided. The seed layer 2 is formed by sputtering, and the copper electroplating layer 3 is provided by a plating apparatus.
接着剤層4は第1の実施の形態で説明した諸特性を有している。またシード層2は、図2のシード層2と同じであり、接着剤層4上にスパッタ法で形成されると共に希土類元素が添加されたNi−Cr合金層と、更に、Ni−Cr合金層上にスパッタ法で形成された銅層からなる。 The adhesive layer 4 has the characteristics described in the first embodiment. The seed layer 2 is the same as the seed layer 2 in FIG. 2, and is formed by sputtering on the adhesive layer 4 and added with a rare earth element, and further, a Ni—Cr alloy layer. It consists of a copper layer formed on it by sputtering.
(第3の実施の形態の効果)
第3の実施の形態に係るベース材10によると、接着剤層4が設けられると共に、希土類元素を添加したシード層2が設けられているため、接着剤層4により吸水率の低減が図れ、シード層2によって耐熱性の向上が可能であるため、それぞれの層により半導体装置用テープキャリアにおけるマイグレーション耐性を向上させることができる。
(Effect of the third embodiment)
According to the base material 10 according to the third embodiment, since the adhesive layer 4 is provided and the seed layer 2 to which the rare earth element is added is provided, the adhesive layer 4 can reduce the water absorption rate. Since the heat resistance can be improved by the seed layer 2, the migration resistance of the tape carrier for semiconductor devices can be improved by each layer.
なお、図1〜図3のベース材10は、いずれもポリイミドフィルム1上に接着剤層4を設け、この接着剤層4上にシード層2又は銅電気めっき層3、或いはシード層2と銅電気めっき層3の両方を設ける構成としたが、図5のように、接着剤層を有しないベース材の構成であってもよい。 The base material 10 in FIGS. 1 to 3 is provided with an adhesive layer 4 on the polyimide film 1, and the seed layer 2 or the copper electroplating layer 3, or the seed layer 2 and the copper is provided on the adhesive layer 4. Although both the electroplating layers 3 are provided, a configuration of a base material having no adhesive layer as shown in FIG. 5 may be used.
(本発明に係るめっき装置の構成)
図4は、本発明に係るめっき装置の構成を示す。このめっき装置20により、図2に示したベース材10に銅電気めっき層3を形成し、図3の構成のベース材10を得ることができる。めっき装置20は、ドラムマンドレルによる連続金属箔電鋳装置であり、給電ドラム21と、めっき液22が満たされためっき槽23と、このめっき槽23の後段に配置された水洗槽24と、この水洗槽24の後段に配置された加熱空気ブロワ25と、この加熱空気ブロワ25の後段に配置されたダンサーロール26と、このダンサーロール26の後段に配置された巻取ドラム27とを備えて構成されている。
(Configuration of plating apparatus according to the present invention)
FIG. 4 shows the configuration of the plating apparatus according to the present invention. With this plating apparatus 20, the copper electroplating layer 3 can be formed on the base material 10 shown in FIG. 2, and the base material 10 having the configuration shown in FIG. 3 can be obtained. The plating apparatus 20 is a continuous metal foil electroforming apparatus using a drum mandrel, and includes a power supply drum 21, a plating tank 23 filled with a plating solution 22, a rinsing tank 24 disposed at a subsequent stage of the plating tank 23, A heating air blower 25 arranged at the rear stage of the washing tank 24, a dancer roll 26 arranged at the rear stage of the heating air blower 25, and a winding drum 27 arranged at the rear stage of the dancer roll 26 are provided. Has been.
めっき槽23は、めっき時に電圧が印加される半円形のアノード袋28と、このアノード袋28に同心円状に配設された回転ドラム29と、この回転ドラム29を回転駆動する駆動ロール30と、この駆動ロール30の回転を回転ドラム29に伝達するエンドレスのチェーン31と、回転ドラム29の前後の空中に配置された給電ロール32A,32Bとを備えている。 The plating tank 23 includes a semicircular anode bag 28 to which a voltage is applied at the time of plating, a rotary drum 29 disposed concentrically on the anode bag 28, a drive roll 30 that rotationally drives the rotary drum 29, An endless chain 31 that transmits the rotation of the drive roll 30 to the rotary drum 29 and power supply rolls 32 </ b> A and 32 </ b> B disposed in the air before and after the rotary drum 29 are provided.
水洗槽24は、めっき槽23からのめっき層付きベース材11に付着しているめっき液22を洗い流すための水33が満たされており、槽内には、めっき層付きベース材11を底部近くまで介在させるためのガイドロール34が配置されている。
The water washing tank 24 is filled with
加熱空気ブロワ25は、水洗槽24を出ためっき層付きベース材11の表面に温風を吹き付けて水分を除去するための装置であり、モータ、ファン、及びヒータを備えて構成されている。
The heated air blower 25 is a device for blowing hot air onto the surface of the
めっき用の電圧が印加される給電ロール32A,32Bは、めっき槽23と回転ドラム29から十分離れた前後の2箇所であるため、電流密度の不均一による銅めっきの表面に粒による突起や異物付着により窪み等の欠陥を発生する確率が小さく、しかもサイズの制御が非常に容易になる。 Since the feeding rolls 32A and 32B to which the voltage for plating is applied are two places before and after being sufficiently separated from the plating tank 23 and the rotating drum 29, protrusions and foreign matters due to grains are formed on the surface of the copper plating due to uneven current density. The probability of occurrence of defects such as dents due to adhesion is small, and the size control becomes very easy.
因みに、図6に示した従来のめっき装置100では、給電ロールが10段以上に及ぶため、微妙な電流密度の不均一が生じ、銅電気めっき層3の表面に粒による突起や異物付着に窪み等の欠陥が発生しやすい。 Incidentally, in the conventional plating apparatus 100 shown in FIG. 6, since the power supply roll reaches 10 or more stages, a subtle uneven current density occurs, and the surface of the copper electroplating layer 3 has depressions due to grain protrusions and foreign matter adhesion. Such defects are likely to occur.
給電ロール32Bの後段にはベース材11を水洗槽24に導くためのガイドロール35が配設され、水洗槽24とダンサーロール26の間にはガイドロール36,37が配設されている。更に、ダンサーロール26と巻取ドラム27の間にはガイドロール38が配設されている。
A guide roll 35 for guiding the
(めっき装置の動作)
図4において、給電ドラム21には、図2に示すベース材10が巻き付けられている。ベース材10は、給電ロール32Aを経由して回転ドラム29の約半周に巻き付くようにしてめっき槽23内を通過し、給電ロール32Bを経由して取り出される。給電ロール32A,32Bは、ベース材10のシード層2に接触し、シード層2に直流電圧を印加する。給電ロール32A,32Bとアノード袋28の間に所定の電圧を印加することにより、ベース材10のめっき液22に接触するシード層2の表面が電気めっきされ、図3のように、銅電気めっき層3が形成される。
(Operation of plating equipment)
In FIG. 4, the base material 10 shown in FIG. 2 is wound around the power supply drum 21. The base material 10 passes through the plating tank 23 so as to be wound around the half circumference of the rotary drum 29 via the power supply roll 32A, and is taken out via the power supply roll 32B. The power supply rolls 32 </ b> A and 32 </ b> B are in contact with the seed layer 2 of the base material 10 and apply a DC voltage to the seed layer 2. By applying a predetermined voltage between the power supply rolls 32A and 32B and the anode bag 28, the surface of the seed layer 2 in contact with the plating solution 22 of the base material 10 is electroplated. As shown in FIG. Layer 3 is formed.
めっき槽23によりメッキの済んだベース材10は、めっき層付きベース材11としてガイドロール35を経由して水洗槽24に搬入され、テープ表面のめっき液が洗い流される。めっき層付きベース材11は水洗槽24を出た直後、加熱空気ブロワ25で乾燥が行われる。めっき層付きベース材11は、ガイドロール36,37を経てダンサーロール26に搬入され、ガイドロール38を経て巻取ドラム27に巻き取られる。このとき、ダンサーロール26は、巻取ドラム27の回転速度とめっき層付きベース材11の搬送速度との調整をとり、めっき層付きベース材11が張り過ぎたり、弛み過ぎたりしないようにしている。
The base material 10 plated by the plating tank 23 is carried into the water washing tank 24 via the guide roll 35 as the
なお、ベース材10の幅は500〜1000mmが望ましい。銅めっき装置20は、ドラムマンドレルによる連続金属箔電鋳装置であるほか、給電ロール32A,32Bがめっき槽23と回転ドラム29から十分に離れた前後の2箇所にあるため、ベース材10の幅に制限はない。したがって、めっき層付きベース材11を効率良く製造するためには、ベース材10の幅は500〜1000mmの幅であることが望ましい。
The width of the base material 10 is preferably 500 to 1000 mm. The copper plating apparatus 20 is a continuous metal foil electroforming apparatus using a drum mandrel, and the feed rolls 32 </ b> A and 32 </ b> B are located at two locations before and after being sufficiently separated from the plating tank 23 and the rotating drum 29. There is no limit. Therefore, in order to manufacture the
図4に示しためっき装置20は、図6のめっき装置に比べ、給電ロールの設置数を格段に少なくすることができる。このため、ベース材10及びめっき層付きベース材11の曲げ回数が大幅に減り、銅層(配線パターン)の剥離等を抑制できるため、5〜30μmの配線ピッチに対応できるようになる。更に、給電ロールは32A,32Bの2つに限定したため、突起(銅めっき粒)や窪みの発生がほとんど無く、銅電気めっき層3が12μm厚以上の銅めっきの表面品質を良好にすることができると共に、高速での銅めっきが可能になる。
The plating apparatus 20 shown in FIG. 4 can significantly reduce the number of power supply rolls installed compared to the plating apparatus of FIG. For this reason, since the frequency | count of bending of the base material 10 and the
[本発明の実施の形態に係る半導体装置用テープキャリアの製造方法]
次に、本発明の実施の形態に係る半導体装置用テープキャリアの製造方法について説明する。ここでは、図3の構造のベース材10を製作し、このベース材10に銅配線パターンを形成して半導体装置用テープキャリアを製造する。
(第1の工程)
吸水率が0.9%以下、400℃までの動的粘弾性が0.5Gpa以上、及びガラス転移温度(Tg)が180℃以上の特性を有する接着剤をポリイミドフィルム1の片面に塗布し、さらに塗布した前記接着剤に硬化処理を施して接着剤層4を形成する。
(第2の工程)
Ni−Cr合金にLa,Ce,Y等の希土類元素の少なくとも一種類以上の元素が添加されたNi−Cr合金及び銅層をスパッタによって順次接着剤層4上に設け、シード層2を形成する。
(第3の工程)
図4に示しためっき装置20を用いて、シード層2の表面に銅電気めっき層3を形成する。これにより、図3に示した構造のベース材10が完成する。
(第4の工程)
第3の工程で得られたベース材10の銅電気めっき層3にフォトレジストパターンを形成した後、露光、現像を順次施し、更にエッチングにより配線パターンを形成する。
(第5の工程)
銅電気めっき層3上に残留しているフォトレジストを除去する。
(第6の工程)
銅電気めっき層3が被覆されるようにSnめっきを施す。以上により半導体装置用テープキャリアが完成する。
[Method of Manufacturing Tape Carrier for Semiconductor Device According to Embodiment of the Present Invention]
Next, the manufacturing method of the tape carrier for semiconductor devices which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. Here, the base material 10 having the structure shown in FIG. 3 is manufactured, and a copper wiring pattern is formed on the base material 10 to manufacture a tape carrier for a semiconductor device.
(First step)
Applying an adhesive having a water absorption of 0.9% or less, a dynamic viscoelasticity up to 400 ° C. of 0.5 Gpa or more, and a glass transition temperature (Tg) of 180 ° C. or more to one side of the polyimide film 1; Further, the applied adhesive is cured to form an adhesive layer 4.
(Second step)
A Ni—Cr alloy in which at least one element of a rare earth element such as La, Ce, and Y is added to a Ni—Cr alloy and a copper layer are sequentially provided on the adhesive layer 4 by sputtering to form the seed layer 2. .
(Third step)
The copper electroplating layer 3 is formed on the surface of the seed layer 2 using the plating apparatus 20 shown in FIG. Thereby, the base material 10 having the structure shown in FIG. 3 is completed.
(Fourth process)
After a photoresist pattern is formed on the copper electroplating layer 3 of the base material 10 obtained in the third step, exposure and development are sequentially performed, and a wiring pattern is formed by etching.
(Fifth step)
The photoresist remaining on the copper electroplating layer 3 is removed.
(Sixth step)
Sn plating is performed so that the copper electroplating layer 3 is covered. The semiconductor device tape carrier is thus completed.
(実施の形態に係る製造方法の効果)
上記した半導体装置用テープキャリアの製造方法によれば、接着剤層と耐熱性を有するシード層の一方、又は両方を備えることにより、接着剤層による吸水率の低減、及びシード層の有する耐熱性によって、マイグレーション耐性の低下を抑制できるので、銅配線のピッチを微細化することができる。そして、図4に示した給電ロールの数が少ないめっき装置20を用いて銅電気めっき層3を形成しているので、銅電気めっき層3の表面に疵が付いたり配線パターンが剥離するのを低減することができ、製品歩留りが向上する。
(Effect of manufacturing method according to embodiment)
According to the method for manufacturing a semiconductor device tape carrier described above, by providing one or both of the adhesive layer and the heat-resistant seed layer, the water absorption rate of the adhesive layer is reduced, and the heat resistance of the seed layer is provided. As a result, a decrease in migration resistance can be suppressed, so that the pitch of the copper wiring can be miniaturized. And since the copper electroplating layer 3 is formed using the plating apparatus 20 with a small number of power supply rolls shown in FIG. 4, the surface of the copper electroplating layer 3 is wrinkled or the wiring pattern is peeled off. This can be reduced and the product yield is improved.
次に、本発明の実施例1について説明する。
厚さ38μm、幅1200mmの東レ・デュポン株式会社製の「カプトンEN」をポリイミドフィルム1に用い、接着剤に株式会社巴川製紙所製の接着剤Vを用い、この接着剤をポリイミドフィルム1上に厚さ3μmに塗布及び硬化させ、接着剤層4を形成した。この接着剤層4の表面にマグネトロン方式のスパッタ装置によりシード層2を0.2μmの厚みに形成した。シード層2(スパッタ層)は、Ni−20%Cr−0.1%Ce合金を100Åの厚さに設け、更に銅層を0.2μmの厚さにした。こうして得られたベース材10に図4に示したメッキ装置20により銅電気めっき層3を8μmの厚さに形成しためっき層付きベース材11を実施例1として作製した。また、図6に示した従来のメッキ装置100によりベース材10に銅電気めっき層を8μmの厚みに形成しためっき層付きベース材112を比較例1として作製した。
Next, Example 1 of the present invention will be described.
“Kapton EN” manufactured by Toray DuPont Co., Ltd. with a thickness of 38 μm and a width of 1200 mm is used for the polyimide film 1, and the adhesive V manufactured by Yodogawa Paper Co., Ltd. is used as the adhesive. The adhesive layer 4 was formed by applying and curing to a thickness of 3 μm. A seed layer 2 having a thickness of 0.2 μm was formed on the surface of the adhesive layer 4 by a magnetron type sputtering apparatus. For the seed layer 2 (sputtering layer), a Ni-20% Cr-0.1% Ce alloy was provided in a thickness of 100 mm, and the copper layer was further 0.2 μm thick. A
表1に示すように、比較例1と実施例1の銅電気めっき層3の表面を比較すると、実施例1は突起(銅めっき粒)と窪みの発生は殆ど無く良好であった。
As shown in Table 1, when the surface of the copper electroplating layer 3 of Comparative Example 1 and Example 1 was compared, Example 1 was good with almost no protrusions (copper plating grains) and no depressions.
更に、ベース材10を105mmにスリット後、全幅にフォトレジストをロールコータで塗布し、予備硬化した後、投影露光機で配線ピッチ25μmのパターンを光反応させ、更にアルカリ現像を行って本硬化し、従来のエッチング法(ノズルは、噴出し圧力が、1.2kgf/cm2 以上)でエッチングし、厚さ8μmの銅層(箔)にしたところ、歩留まりの良い製造が可能であった。銅層をエッチングした後、更に、Snめっきを施した。このSnめっきをベークし、熱硬化型のソルダレジストを印刷版で塗布し、硬化工程の熱処理(120℃×1時間)を実施した。その結果、歩留まり良くテープキャリアを製造することができた。 Further, after slitting the base material 10 to 105 mm, a photoresist is applied to the entire width with a roll coater and precured, and then a pattern with a wiring pitch of 25 μm is photoreacted with a projection exposure machine, followed by alkali development and main curing. When a conventional etching method (nozzle has an ejection pressure of 1.2 kgf / cm 2 or more) is used to form a copper layer (foil) having a thickness of 8 μm, it is possible to manufacture with a high yield. After etching the copper layer, Sn plating was further applied. This Sn plating was baked, a thermosetting solder resist was applied with a printing plate, and a heat treatment (120 ° C. × 1 hour) in the curing process was performed. As a result, a tape carrier could be manufactured with a high yield.
この実施例1について、温度85℃×湿度85%RH、連続印加直流電圧60Vの条件で環境試験を実施したところ、それぞれの条件に対して1000時間をクリアし、従来のNi−20%Cr層の場合の500時間の2倍の耐マイグレーション特性を有することを確認した。 When Example 1 was subjected to an environmental test under the conditions of a temperature of 85 ° C. × humidity of 85% RH and a continuously applied DC voltage of 60 V, 1000 hours were cleared for each condition, and a conventional Ni-20% Cr layer was obtained. It was confirmed that the anti-migration property was twice as long as 500 hours.
次に、本発明の実施例2について説明する。
接着剤に株式会社巴川製紙所製の接着剤Vを用い、ポリイミドフィルム1に厚さ25μmの宇部興産株式会社製の「ユーピレックスS」を用いた。このポリイミドフィルム1を幅105mm幅にし、接着剤Vを厚さ3μmにして塗付及び加熱硬化させて接着剤層4を形成した。この接着剤層4上にマグネトロン方式のスパッタ装置により、スパッタ層としてNi−20%Cr−0.1Ca合金層を厚さ100Åに形成し、更に、銅スパッタ層(銅層)を、厚さ0.2μmに形成した。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
Adhesive V manufactured by Yodogawa Paper Co., Ltd. was used as the adhesive, and “Upilex S” manufactured by Ube Industries, Ltd. having a thickness of 25 μm was used for the polyimide film 1. The polyimide film 1 was made to have a width of 105 mm, and the adhesive V was made to have a thickness of 3 μm and applied and heat-cured to form an adhesive layer 4. A Ni-20% Cr-0.1Ca alloy layer having a thickness of 100 mm is formed as a sputter layer on the adhesive layer 4 by a magnetron type sputtering apparatus, and a copper sputter layer (copper layer) is formed to a thickness of 0 mm. To 2 μm.
こうして得られたベース材10に図4に示したメッキ装置20により銅電気めっき層3を8μmの厚みに形成しためっき層付きベース材11を実施例2として作製した。また、図6に示した従来のメッキ装置100により前記ベース材10に銅電気めっき層を8μmの厚みに形成しためっき層付きベース材を比較例2として作製した。
A
実施例2と比較例2の比較結果は、表1に示すようになり、実施例1と比較例1の場合と同じ結果が得られ、突起(銅めっき粒)及び窪みの発生は殆ど無く、良好であった。 The comparison results of Example 2 and Comparative Example 2 are as shown in Table 1, and the same results as in Example 1 and Comparative Example 1 are obtained, and there is almost no occurrence of protrusions (copper plating grains) and depressions. It was good.
さらに実施例2のベース材の全幅にロールコータでフォトレジストを塗布し、予備硬化した後、投影露光機で配線ピッチが25μmのパターンを光反応させた後、アルカリ現像を行い、本硬化した後、従来のエッチング法(ノズルは、噴出し圧力が、1.2kgf/cm2以上)でエッチングし、厚さ8μmの銅層にしたところ、歩留まり良く製造することができた。銅層をエッチングした後、更にSnめっきを実施した。このSnめっきをベークし、熱硬化型のソルダレジストを印刷版で塗布し、硬化工程の熱処理(120℃×1時間)を実施した。その結果、歩留まり良くテープキャリアを製造することができた。 Further, after applying a photoresist to the entire width of the base material of Example 2 with a roll coater and pre-curing, photoreacting a pattern with a wiring pitch of 25 μm with a projection exposure machine, followed by alkali development and main curing Then, when etching was performed by a conventional etching method (nozzle has an ejection pressure of 1.2 kgf / cm 2 or more) to form a copper layer having a thickness of 8 μm, it could be manufactured with a high yield. After the copper layer was etched, Sn plating was further performed. This Sn plating was baked, a thermosetting solder resist was applied with a printing plate, and a heat treatment (120 ° C. × 1 hour) in the curing process was performed. As a result, a tape carrier could be manufactured with a high yield.
この実施例2について、温度85℃×湿度85%RH、連続印加直流電圧60Vの条件で環境試験を実施したところ、実施例1のNi−20%Cr−0.1%Ce及び実施例2のNi−20%Cr−0.1%Caの組み合わせでは、前記それぞれの条件に対して1000時間をクリアし、従来のNi−20%Cr層における500時間に対し、2倍の耐マイグレーション特性を有することを確認した。 About this Example 2, when an environmental test was conducted under the conditions of temperature 85 ° C. × humidity 85% RH and continuously applied DC voltage 60 V, Ni-20% Cr-0.1% Ce of Example 1 and Example 2 The combination of Ni-20% Cr-0.1% Ca clears 1000 hours with respect to each of the above conditions and has twice the migration resistance as compared with 500 hours in the conventional Ni-20% Cr layer. It was confirmed.
上記実施の形態においては、図1〜図3に示したように、接着層剤ありのフィルムテープを使用したが、図5に示したような接着剤レスのフィルムテープに対しても本発明を適用することができる。 In the above embodiment, a film tape with an adhesive layer agent is used as shown in FIGS. 1 to 3, but the present invention is also applied to an adhesive-less film tape as shown in FIG. Can be applied.
また、銅電気めっき層3の形成は図4の構成によるめっき装置で行ったが、この構成に限定されものではなく、例えば、縦型あるいは横型の銅めっき層を数段に分けて行う方式の銅めっき装置であっても、配線ピッチが30ミクロン以上であれば、表面品質は劣るものの適用が可能である。 Moreover, although the formation of the copper electroplating layer 3 was performed by the plating apparatus having the configuration shown in FIG. 4, the present invention is not limited to this configuration. For example, a vertical or horizontal copper plating layer is divided into several stages. Even if it is a copper plating apparatus, if the wiring pitch is 30 microns or more, the surface quality is inferior, but it can be applied.
1 ポリイミドフィルム(絶縁基板)
2 シード層
3 銅電気めっき層
4 着剤層
10 ベース材
11 めっき層付きベース材
20 めっき装置
21 供給ドラム
22 めっき液
23 めっき槽
24 水洗槽
25 加熱空気ブロワ
26 ダンサーロール
27 巻取ドラム
28 アノード袋
29 回転ドラム
30 駆動ロール
31 チェーン
32A,32B 給電ロール
33 水
34 ガイドロール
35 ガイドロール
36,37 ガイドロール
38 ガイドロール
40 ベース材
100 めっき装置
101 供給ドラム
102 めっき槽
103 乾燥装置
104 巻取ドラム
105,107a〜107s,109 ガイドロール
106a〜106j 給電ロール
108a〜108i ダンサーロール
110 めっき液
112 めっき層付きベース材
1 Polyimide film (insulating substrate)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Seed layer 3 Copper electroplating layer 4 Adhesive layer 10
Claims (8)
前記銅めっき層は、前記絶縁フィルムに接着剤を塗布及び硬化処理して形成された接着剤層上に耐熱性を有するシード層を介して形成され、
前記シード層は、Ni−Cr合金にLa,Ce,Y等の希土類元素の少なくとも一種類以上の元素が添加されたスパッタ層を含むことを特徴とする半導体装置用テープキャリア。 In a tape carrier for a semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on a copper wiring pattern by a copper plating layer formed on a flexible insulating film by flip chip bonding.
The copper plating layer is formed through a seed layer having a heat resistance in the insulating film on the adhesive coating and curing and adhesive layer thus formed,
The seed layer includes a sputter layer in which at least one element of rare earth elements such as La, Ce, and Y is added to a Ni—Cr alloy, and includes a sputter layer .
Ni−Cr合金にLa,Ce,Y等の希土類元素の少なくとも一種類以上の元素が添加されたNi−Cr合金をスパッタにより形成したシード層を形成する第2の工程と、
前記シード層上に銅めっき層を形成する第3の工程と、
前記銅めっき層をエッチングすることにより銅配線パターンを形成する第4の工程とを含むことを特徴とする半導体装置用テープキャリアの製造方法。 A first step of applying and curing an adhesive on a flexible insulating film to form an adhesive layer;
A second step of forming a seed layer formed by sputtering a Ni-Cr alloy in which at least one element of rare earth elements such as La, Ce, and Y is added to a Ni-Cr alloy;
A third step of forming a copper plating layer on the seed layer;
And a fourth step of forming a copper wiring pattern by etching the copper plating layer. A method for manufacturing a tape carrier for a semiconductor device.
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