專利名稱：電路組件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)線LAN、ETC、便攜式電話等的無(wú)線通信裝置的信號(hào)發(fā)送接收等的場(chǎng)合用的電路組件及其制造方法，本發(fā)明特別是涉及具有高頻薄膜線圈等的半導(dǎo)體集成電路組件及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年，伴隨市場(chǎng)的需要，人們?nèi)找嬉蠖绦≥p薄的無(wú)線LAN、ETC，便攜式電話等的無(wú)線通信裝置，廣泛地采用在信號(hào)發(fā)送接收用等的Si-IC基板(裸IC芯片)上設(shè)置連接用金屬凸點(diǎn)，通過(guò)倒裝芯片粘接等方式，將其搭載于對(duì)方側(cè)基板上的工作法。
但是，在上述Si-IC基板內(nèi)的圖案中，從生產(chǎn)性的觀點(diǎn)等看，采用Al(鋁)布線的方法正在普及，在從Si-IC基板表面的絕緣用的鈍化膜中露出的電極焊盤(pán)上設(shè)置連接用金屬凸點(diǎn)的方法正在普及。
在制作上述那樣的電路組件的場(chǎng)合，在用作布線圖案的Al膜上直接形成由Al(金)等形成的連接用金屬凸點(diǎn)的場(chǎng)合，具有擴(kuò)散現(xiàn)象造成的空隙等導(dǎo)致接合強(qiáng)度的降低的危險(xiǎn)，在對(duì)特性有影響的場(chǎng)合產(chǎn)生可靠性的問(wèn)題。
為了避免這樣的擴(kuò)散現(xiàn)象，在Al膜的電極焊盤(pán)圖案的表面上通過(guò)凸點(diǎn)下金屬層(under bump meta)處理(UBM處理)，按照規(guī)定厚度形成凸點(diǎn)下金屬層(UBM)。具體來(lái)說(shuō)，采用下述方案，其中，在Al膜的電極焊盤(pán)圖案上，依次疊置形成Ni(鎳)膜、Au膜或者還在Al膜與Ni膜之間夾設(shè)Ti(鈦)膜。
圖4表示過(guò)去的具有高頻薄膜線圈的電路組件的結(jié)構(gòu)實(shí)例。在該圖中，在Si-IC基板1的底面?zhèn)?在圖中，底面按照向上的方式表示)上，Al(鋁)膜的布線圖案2和電極焊盤(pán)圖案4通過(guò)晶片工藝形成。上述布線圖案2通過(guò)鈍化膜3而絕緣保護(hù)，但是，形成用于通過(guò)倒裝芯片粘接等方式與對(duì)方側(cè)基板連接的連接用金屬凸點(diǎn)12的放置部的Al膜的電極焊盤(pán)圖案4的部分通過(guò)比如，光刻法等的制法而露出。由于連接用金屬凸點(diǎn)12由Au等形成，故在與Al膜的電極焊盤(pán)圖案4直接接合的場(chǎng)合，具有在接合面產(chǎn)生擴(kuò)散現(xiàn)象，導(dǎo)致空隙的發(fā)生，進(jìn)而使接合強(qiáng)度降低的危險(xiǎn)。為了避免該擴(kuò)散現(xiàn)象，在Al膜的電極焊盤(pán)圖案4上，比如依次疊置形成作為UBM的Ni膜6和形成最頂層的Au膜7。
另一方面，構(gòu)成線圈(感應(yīng)元件)5用的布線圖案2置于鈍化膜3的絕緣保護(hù)下，與UBM處理無(wú)關(guān)。
包括上述的高頻薄膜線圈的電路組件比如，用作無(wú)線通信設(shè)備用的器件，但是，為了使信號(hào)發(fā)送側(cè)的損耗為最小限，在信號(hào)接收側(cè)提高濾波器效果，線圈的Q特性的提高成為課題。
一般，從電學(xué)性能和制造成本的平衡的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，通常，將通過(guò)晶片工藝形成的Al成膜厚度抑制在0.5μm的必要的最小限的膜厚。由此，如果考慮通過(guò)該厚度的Al膜本身形成線圈的方式，則在鄰接地形成IC基板上的較高的Q值，低直流電阻的線圈時(shí)，具有限制。比如，在阻抗值為3nH的場(chǎng)合，Q值較低而在5～6的范圍內(nèi)，濾波器等的組成器件不令人滿意。
在于IC基板上，要求形成高密度的器件的場(chǎng)合，線圈形狀必然變小，積蓄磁能的空間變窄，另外，形成線圈導(dǎo)體的Al膜的布線圖案變薄，由此，獲得較高的Q特性日益困難。Q值與能量的損失成反比例，于是，在損失較少的場(chǎng)合Q特性良好，但是由于上述原因，就減小電子器件的整體尺寸方面來(lái)說(shuō)，難于確保較高的Q特性。
作為給出在半導(dǎo)體基板上設(shè)置線圈(感應(yīng)元件)的方案的公知實(shí)例，包括有下述的專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3。
專利文獻(xiàn)1JP特開(kāi)2002-57292號(hào)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)2JP特開(kāi)平9-330817號(hào)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)3JP特開(kāi)平8-172161號(hào)文獻(xiàn)在上述專利文獻(xiàn)1中，具有多個(gè)芯片形成區(qū)域的半導(dǎo)體晶片基板上的各芯片形成區(qū)域的電路器件形成區(qū)域上，通過(guò)絕緣膜借助導(dǎo)體層而形成線圈(感應(yīng)元件)，使其整體尺寸減小，但是，必須單獨(dú)地設(shè)置形成線圈的制造步驟。由此，具有制造工時(shí)增加的缺點(diǎn)。
在專利文獻(xiàn)2中，在硅制的基板上，形成由非電解涂鍍導(dǎo)體層形成的螺旋狀的線圈導(dǎo)體部，然后形成電解涂鍍導(dǎo)體層，增加線圈導(dǎo)體部的總厚度，使Q值提高。但是，觸點(diǎn)部的形成與線圈的形成是分別實(shí)現(xiàn)的。
在專利文獻(xiàn)3中，形成下述的結(jié)構(gòu)，其中，在半絕緣半導(dǎo)體基板上形成樹(shù)脂絕緣膜，在該樹(shù)脂絕緣膜上設(shè)置阻抗器件用布線金屬層，該樹(shù)脂絕緣膜采用電介常數(shù)較低的材料，以較大厚度附著該樹(shù)脂絕緣膜，減小布線金屬的線間電容，提高Q值。在該文獻(xiàn)中，關(guān)于在具有連接用凸點(diǎn)的半導(dǎo)體基板上形成線圈的方面，未提及到。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的第1目的在于提供一種電路組件，其中，在基板面上具有接合用凸點(diǎn)的電路組件的UBM(under bump metal)處理中，也在設(shè)置于基板面上的至少一部分的布線圖案上，疊置形成與該UBM相同的金屬膜(增加圖案的厚度)，由此，不使制造工時(shí)增加，可減小上述布線圖案部分的電阻，提供廉價(jià)的電路組件。
另外，本發(fā)明的第2目的在于提供一種電路組件，其中，也在設(shè)置于基板面上的至少一部分的布線圖案上，疊置形成與UBM相同的金屬膜，由此，在通過(guò)上述布線圖案部分形成線圈的場(chǎng)合，可提高其Q值。
此外，本發(fā)明的第3目的在于提供一種電路組件的制造方法，其中，在UBM形成步驟，相對(duì)布線圖案的至少一部分，與電極焊盤(pán)圖案一起同時(shí)地疊置形成金屬膜，由此，不增加制造工時(shí)，可降低上述布線圖案部分的電阻，進(jìn)而可形成高Q值的線圈。
通過(guò)后述的實(shí)施例會(huì)明白本發(fā)明的其它的目的和新的特征。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第1方案所述的發(fā)明涉及一種電路組件，在該電路組件中，在基板面上形成UBM，在該UBM上設(shè)置連接用凸點(diǎn)，其特征在于還在設(shè)置于上述基板面上的至少一部分的布線圖案上，疊置形成與上述UBM相同材質(zhì)、相同膜厚的金屬膜。
第2方案所述的發(fā)明涉及第1方案所述的電路組件，其特征在于上述至少一部分的布線圖案構(gòu)成線圈。
第3方案所述的發(fā)明涉及第1或2方案所述的電路組件，其特征在于上述UBM的頂層為Au膜，其底層為Ni、Pt、Pd或W膜。
第4方案所述的發(fā)明涉及第3方案所述的電路組件，其特征在于上述布線圖案為Al膜，作為最底層的Ti、Cu、Cr、CrNi或Ge膜介于上述布線圖案與上述底層的Ni、Pt、Pd或W膜之間。
第5方案所述的發(fā)明涉及一種電路組件的制造方法，該方法包括在基板面上形成UBM的UBM形成步驟，與在該UBM上形成連接用凸點(diǎn)的凸點(diǎn)形成步驟，其特征在于將布線圖案的至少一部分與設(shè)置于上述基板面上的電極焊盤(pán)圖案一起露出形成鈍化膜，通過(guò)UBM形成步驟，在上述電極焊盤(pán)圖案和上述布線圖案的露出部分疊置形成金屬膜。
第6方案所述的發(fā)明涉及第5方案所述的電路組件的制造方法，其特征在于通過(guò)曝光顯影處理，將布線圖案的至少一部分與上述電極焊盤(pán)圖案一起露出，形成上述鈍化膜。
第7方案所述的發(fā)明涉及第5或6方案所述的電路組件的制造方法，其特征在于在上述UBM形成步驟中，依次疊置形成作為底層的Ni、Pt、Pd或W膜及作為頂層的Au膜。
第8方案所述的發(fā)明涉及第5或6方案所述的電路組件的制造方法，其特征在于上述電極焊盤(pán)圖案和布線圖案為Al膜，在上述UBM形成步驟中，依次疊置形成最底層的Ti、Cu、Cr、CrNi或Ge膜和作為底層的Ni、Pt、Pd或W膜和作為頂層的Au膜。
按照本發(fā)明的電路組件，針對(duì)在基板面上形成UBM，在該UBM上設(shè)置連接用凸點(diǎn)的方案，也在設(shè)置于基板面上的至少一部分的布線圖案上疊置形成其材質(zhì)、膜厚與UBM相同的金屬膜，由此，可增加上述布線圖案的截面積，降低電阻。于是，比如，在于上述布線圖案的一部分上形成線圈這樣的場(chǎng)合，可實(shí)現(xiàn)較高的Q值。
另外，按照本發(fā)明的電路組件的制造方法，在具有在基板面上形成UBM的UBM形成步驟，與在該UBM上形成連接用凸點(diǎn)的凸點(diǎn)形成步驟的場(chǎng)合，與設(shè)置于上述基板面上的電極焊盤(pán)圖案一起，使布線圖案的至少一部分露出，形成鈍化膜，在上述UBM形成步驟，在上述電極焊盤(pán)圖案和上述布線圖案的露出部分上疊置形成金屬膜，由此，可通過(guò)上述UBM形成步驟同時(shí)進(jìn)行用于提高上述布線圖案的膜厚(增加截面積)的處理，不使制造工時(shí)增加，可利用低電阻的布線圖案部分，在基板上形成較高的Q值的線圈等。


圖1為表示本發(fā)明的電路組件及其制造方法的實(shí)施例1的剖視圖；圖2為本發(fā)明的實(shí)施例2的剖視圖；圖3為表示過(guò)去實(shí)例的試樣A、實(shí)施例1的試樣B、實(shí)施例2的試樣C的高頻線圈的阻抗值與Q值的關(guān)系的曲線圖；圖4為表示包括高頻薄膜線圈的電路組件的已有實(shí)例的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖，對(duì)作為用于實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選形式的電路組件及其制造方法的實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖1為用于說(shuō)明實(shí)施例1的具有高頻薄膜線圈的電路組件的結(jié)構(gòu)及其制造步驟的剖視圖。在該圖中，對(duì)于與前述的已有實(shí)例(參照?qǐng)D4)共同的部分采用同一標(biāo)號(hào)，省略對(duì)其的描述。實(shí)施例1的電路組件與前述的已有實(shí)例(參照?qǐng)D4)不同之處在于用于構(gòu)成高頻線圈5的布線圖案2的部分與形成用于通過(guò)倒裝芯片粘接等方式與對(duì)方側(cè)基板連接的連接用金屬凸點(diǎn)12的放置部的Al膜的電極焊盤(pán)圖案4的部分一起，在通過(guò)光刻法等的曝光現(xiàn)象處理法曝露的狀態(tài)，形成鈍化膜3。
另外，在UBM形成步驟，在Al膜的電極焊盤(pán)圖案4上的Ni膜的UBM6(底層阻擋層)和Au膜的UBM7(頂層)的成膜處理，與構(gòu)成上述線圈5的Al膜的布線圖案2的部分上的Ni金屬膜8(底層阻擋層)和Au的金屬膜9(頂層)的成膜處理的兩者處理通過(guò)相同制造步驟(濺射等的干式成膜法或涂鍍等的濕式成膜法)同時(shí)地一起進(jìn)行。即，由于Ni膜的UBM6和Ni的金屬膜8通過(guò)干式或濕式成膜法同時(shí)地形成，故形成相同的材質(zhì)、相同的膜厚。由此，形成最頂層的Au膜的UBM7與Au的金屬膜9也通過(guò)干式或濕式成膜法同時(shí)地形成，故形成相同的材質(zhì)、相同的膜厚。
另外，在凸點(diǎn)形成步驟，在由上述Au膜形成的UMB7上，通過(guò)Au(或焊錫)接合形成連接用金屬凸點(diǎn)12(比如，通過(guò)作為粘接機(jī)構(gòu)的1種的球狀粘接體等，將球狀或桿狀的Au作為凸點(diǎn)接合)。
此外，Al膜的電極的焊盤(pán)圖案4設(shè)置于Si-IC基板1的有源(active)區(qū)域(布線以外的二極管、三極管等的器件區(qū)域)。
還有，特別是最好，上述Ni膜的UMB6和Ni的金屬膜8的膜厚在0.1～7μm的范圍內(nèi)，該膜通過(guò)鍍覆(電解或非電解)方式形成，Au膜的UBM7和Au的金屬膜9的膜厚在0.03～1μm的范圍內(nèi)，該膜的形成也可采用鍍覆(電解或非電解)、濺射中的任何的方法。
圖2為說(shuō)明實(shí)施例2的電路組件的結(jié)構(gòu)及其制造方法的制造步驟用的剖視圖。在該圖中，與上述實(shí)施例1共同的部分采用同一標(biāo)號(hào)，省略對(duì)其的描述。實(shí)施例2的電路組件與上述實(shí)施例1的不同之處在于在UBM形成步驟，在Al膜的電極焊盤(pán)圖案4上形成作為最底層的Ti膜的UBM10(緊密貼合層)，同時(shí)，在構(gòu)成線圈5的Al膜的布線圖案2的部分上，形成Ti的金屬膜11(最底層緊密貼合層)，由此，形成Ni膜的UBM6和Ni的金屬膜8(底層緊密貼合層)，接著，分別通過(guò)相同的制造步驟(濺射等的干式成膜法或鍍覆等的濕式成膜法)同時(shí)地形成Au膜和UBM7和Au的金屬膜9(頂層)的成膜處理。
最好，上述Ti膜的UBM10和Ti的金屬膜11的膜厚在0.03～0.3μm的范圍內(nèi)通過(guò)濺射方式形成。上述Ni膜的UBM6與Ni的金屬膜8的膜厚在0.1～1μm的范圍內(nèi)，Au膜的UBM7與Au的金屬膜9的膜厚可與上述的實(shí)施例1相同，但是，也可按照Ti膜的UBM10和Ti的金屬膜11的膜厚值，減小Ni的UBM6和金屬膜8的膜厚。
根據(jù)需要，通過(guò)樹(shù)脂密封步驟，對(duì)包括伴隨上述那樣的制造步驟而形成的線圈圖案的IC基板底面進(jìn)行絕緣密封處理。比如，將凸點(diǎn)形成后的Si-IC基板相對(duì)對(duì)方側(cè)基板，進(jìn)行倒裝芯片粘接處理，然后，通過(guò)樹(shù)脂系的欠滿方式(underfill)進(jìn)行絕緣密封處理，滿足線圈的電絕緣和耐濕密封性。
圖3表示在構(gòu)成高頻線圈的布線圖案部分，未疊置形成金屬膜的圖4的已有技術(shù)的試樣A、圖1的實(shí)施例1的試樣B(膜厚Ni3μm/Au0.03μm)、圖2的實(shí)施例2的試樣的C(膜厚Ti0.03μm/Ni0.3μm/Au0.3μm)的場(chǎng)合的線圈部分的阻抗(nH)與Q值之間的關(guān)系。Q值通過(guò)采用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)定參數(shù)的方式而計(jì)算。在于構(gòu)成線圈5用的Al膜的布線圖案2的部分與Ni的金屬膜8之間，設(shè)置有Ti的金屬膜11的試樣C的場(chǎng)合Q值最高，在沒(méi)有Ti的金屬膜11的試樣B的Q值高于試樣A，而低于試樣C。人們認(rèn)為其原因在于因Ni的磁損耗而Q降低，如果可能，最好設(shè)置Ti的金屬膜11，減小Ni的金屬膜8的厚度(通過(guò)使UBM形成步驟的Ni膜厚變化，可改變Q值)。
按照上述實(shí)施例，可獲得如下的效果。
(1)在使接合金屬凸點(diǎn)的Si-IC基板1的底面的電極焊盤(pán)圖案4和形成線圈5的布線圖案2部分的兩者曝露的狀態(tài)，形成鈍化膜3，在以凸點(diǎn)接合的電學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性為目的，于電極焊盤(pán)圖案4上進(jìn)行的UBM形成步驟中，可通過(guò)相同的制造步驟，同時(shí)地在電極焊盤(pán)圖案4上形成UBM，在布線圖案部分上形成金屬膜，可通過(guò)最短的步驟，實(shí)現(xiàn)具有Q值提高的線圈的電路組件。
(2)與在Si-IC基板1內(nèi)的形成線圈5的布線圖案上形成金屬膜的方式相同，還具有下述的效果，即，還可用于向該基板1內(nèi)的電路器件供給電源的電源供給線，通過(guò)增加形成該電源供給線的布線圖案的厚度，可在電路中抑制電壓降低、降低電阻，降低電源供給線部分的耗電量。另外，同樣也可用于形成線圈5的布線圖案部分及其它的電路器件的引導(dǎo)線。
另外，在圖1和圖2的實(shí)施例1、2的UBM形成步驟中，可將各金屬膜的形成統(tǒng)一為干式、濕式成膜法的任何一種而實(shí)施，但是，只要為Au層，也可采用任何的成膜方法，比如，通過(guò)濕式成膜法形成底層的Ni膜，頂層的Au膜也可為同時(shí)采用通過(guò)干式成膜法構(gòu)成的干式和濕式成膜法的步驟。
此外，代替實(shí)施例1、2的底層的Ni膜，而考慮使用Pt(鉑)、Pd(鈀)、W(鎢)膜等，還可代替實(shí)施例2的最底層的Ti膜而考慮使用Cu(銅)、Cr(鉻)、CrNi、Ge(鍺)膜等。
以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是，本發(fā)明不限于此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員人員知道可在權(quán)利要求所述的范圍內(nèi)，進(jìn)行各種變形，變更。
權(quán)利要求
1.一種電路組件，在該電路組件中，在基板面上形成凸點(diǎn)下金屬層，在該凸點(diǎn)下金屬層上設(shè)置連接用凸點(diǎn)，其特征在于還在設(shè)置于上述基板面上的至少一部分的布線圖案上，層疊形成與上述凸點(diǎn)下金屬層相同材質(zhì)、相同膜厚的金屬膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路組件，其特征在于上述至少一部分的布線圖案構(gòu)成線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路組件，其特征在于上述凸點(diǎn)下金屬層的頂層為Au膜，其底層為Ni、Pt、Pd或W膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路組件，其特征在于上述布線圖案為Al膜，作為最底層的Ti、Cu、Cr、CrNi或Ge膜介于上述布線圖案與上述底層的Ni、Pt、Pd或W膜之間。
5.一種電路組件的制造方法，該方法包括在基板面上形成凸點(diǎn)下金屬層的凸點(diǎn)下金屬層形成步驟，與在該凸點(diǎn)下金屬層上形成連接用凸點(diǎn)的凸點(diǎn)形成步驟，其特征在于將布線圖案的至少一部分與設(shè)置于上述基板面上的電極焊盤(pán)圖案一起露出，形成鈍化膜，通過(guò)凸點(diǎn)下金屬層形成步驟在上述電極焊盤(pán)圖案和上述布線圖案的露出部分疊置形成金屬膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路組件的制造方法，其特征在于通過(guò)曝光顯影處理，將布線圖案的至少一部分與上述電極焊盤(pán)圖案一起露出，形成上述鈍化膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電路組件的制造方法，其特征在于在上述凸點(diǎn)下金屬層形成步驟中，依次疊置形成作為底層的Ni、Pt、Pd或W膜和作為頂層的Au膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電路組件的制造方法，其特征在于上述電極焊盤(pán)圖案和布線圖案為Al膜，在上述凸點(diǎn)下金屬層形成步驟中，依次層疊形成最底層的Ti、Cu、Cr、CrNi或Ge膜和作為底層的Ni、Pt、Pd或W膜和作為頂層的Au膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電路組件及其制造方法。在基板面上具有接合用凸點(diǎn)的電路組件的凸點(diǎn)下金屬層處理中，也在設(shè)置于基板面上的至少一部分的布線圖案上，疊置形成與該凸點(diǎn)下金屬層相同的金屬膜，增加圖案的厚度，由此，不使制造工時(shí)增加，減小上述布線圖案部分的電阻。一種電路組件，其中，在基板(1)的面上，形成凸點(diǎn)下金屬層，在該凸點(diǎn)下金屬層上設(shè)置連接用凸點(diǎn)(12)，將布線圖案(2)中的至少一部分與設(shè)置于上述基板(1)的面上的電極焊盤(pán)圖案(4)一起露出，形成鈍化膜(3)，在形成凸點(diǎn)下金屬層時(shí)，在上述電極焊盤(pán)圖案(4)和上述布線圖案(2)的露出部分，疊置形成金屬膜。
文檔編號(hào)H01L23/485GK1674763SQ20051005897
公開(kāi)日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月25日
發(fā)明者土門孝彰, 永塚敏行, 安井勉, 近藤良一 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社