JP2000090736A - ペースト、接続プラグおよび埋込み方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】溝の内部を良好な埋込み形状でもって埋め込む
ことのできるペーストを実現すること。 【解決手段】ペーストの固形分比を６０ｖｏｌ％以上、
かつ粘度比を２以下にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溝の内部を埋め込
むために供されるペースト、接続孔内に形成されたペー
ストからなる接続プラグ、およびペーストを用いた溝の
埋込み方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の半導体チップから構成される電子
回路システムの高機能化、特に高速化のために、半導体
チップ間の接続配線を極力短くすることが必要となって
きている。

【０００３】このため、従来の複数の半導体チップを多
層基板上に平面的に並べて実装する方法に対して、複数
の半導体チップを積層することにより、半導体チップ間
の接続配線を極小化する技術が検討されている。このよ
うに複数の半導体チップを積層してなる半導体装置はマ
ルチチップモジュールと呼ばれている。

【０００４】さらに、この種のマルチチップモジュール
を用いることにより、製造工程の異なる異種の半導体チ
ップを積層して１個の混載型半導体装置として機能させ
ることも可能となる。

【０００５】ところで、マルチチップモジュールを製造
するには、上下に積層された半導体チップ間を電気的に
接続する必要がある。本発明者らはこのような接続を実
現するために、半導体チップを貫通し、上下の半導体チ
ップを接続するための接続プラグ（チップスループラ
グ）を用いることを既に提案している（特願平９−３０
５７８４号）。

【０００６】チップスループラグを形成する際には、Ｓ
ｉ基板の表面に形成した溝（開口径５０〜１００μｍ、
深さ１００〜１５０μｍ）の内部をチップスループラグ
としての導電性を有するペーストで埋め込み、次にペー
ストが現れるまでＳｉ基板の裏面を研磨する。

【０００７】ペーストの埋込み方法としては、その簡便
性から、スキージを用いた埋込み方法（スクリーン印刷
法）が用いられている。しかしながら、スキージを用い
た埋込み方法では、図５に示すように、基板８１の表面
に形成された溝の内部をペースト８２で十分に埋め込む
ことができず、窪み８３またはボイド８４が生じる。

【０００８】このようなペースト８２の埋込み形状の劣
化は接続不良や抵抗増加という問題を招く。この問題
は、特に、チップスループラグの抵抗を十分に下げるた
めに、溝の幅を広くするだけではなく、溝の深さも深く
する場合に顕著になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、チップス
ループラグを形成する際には、基板表面に形成した溝の
内部をペーストで埋め込む工程があり、そのペーストの
埋込み方法としては、スキージを用いた埋込み方法が用
いられている。

【００１０】しかしながら、この埋込み方法は、溝の内
部を十分に埋め込むことができず、ボイドが生じるなど
の埋込み形状の劣化したチップスループラグが形成され
るという問題があった。本発明は、以上述べたような埋
込み形状の劣化を防止できるペースト、接続プラグおよ
び埋込み方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明（請求項１）に係るペーストは、固形分比が
６０ｖｏｌ％以上であることを特徴とする。本発明にお
いて、固形分比とは、ペースト硬化時に基板上に残るペ
ースト中の固形分（例えばメタル、ガラス、樹脂をい
う）がペースト全体（固形分＋溶剤）に占める割合をい
う。以下の説明では、特に断らない限り、その割合は体
積比を指している。

【００１２】本発明では、以下の理由によりペーストの
固形分比を６０ｖｏｌ％以上にしている。スキージによ
りペーストを溝の内部に埋め込んだ後、ペーストを硬化
（乾燥）させると、ペースト中の溶剤分が発揮する。

【００１３】この溶剤分の発揮によってペーストの体積
は収縮する。ペーストの体積収縮が大きいと、溝の内部
をペーストで埋め込めなくなる。このような体積収縮に
よる埋込み形状の劣化を防止するためには、ペースト中
の固形分比を高めることが有効である。

【００１４】特に本発明のように、固形分比を６０ｖｏ
ｌ％以上にすると、接続不良等の問題を招くような体積
収縮の発生を効果的に防止でき、溝の内部を良好な埋込
み形状でもってペーストで埋め込むことができるように
なる。

【００１５】また、本発明（請求項２）に係る他のペー
ストは、粘度比が２以下であることを特徴とする。本発
明において、ペーストの粘度比とは、ペーストの粘度を
回転粘度計で測定した場合の回転数を１桁変えた場合の
粘度変化の割合である。

【００１６】例えば、あるペーストを回転粘度計で異な
る回転数で測定し、回転数１０ｒｐｍでの粘度が２００
ｐａｓ、回転数１００ｒｐｍでの粘度が１００ｐａｓと
なった場合には、粘度比は２００ｐａｓ／１００ｐａｓ
＝２となる。ヴィアホールの埋込み率は、埋込み試験後
に断面を観察し、ヴィアホールの断面積中のペーストの
占める割合とした。

【００１７】本発明では、以下の理由によりペーストの
粘度比を２以下にしている。粘度比が高い場合には、ス
キージにより力を受けているペーストは粘度が低くなる
が、力を受けなくなると粘度は高くなる。このため、溝
の内部をスキージによりペーストで埋め込む場合、溝の
底部ではペーストの粘度が高くなり、その結果としてペ
ーストの埋込みが困難になる。

【００１８】しかし、本発明のように、粘度比を２以下
にすると、溝の底部におけるペーストの粘度の上昇を効
果的に抑制でき、これにより接続不良や抵抗増加を招く
ようなボイドを生じることなく、溝の内部をペーストで
埋め込むことができるようになる。

【００１９】また、本発明（請求項３）に係る他のペー
ストは、固形分比が６０ｖｏｌ％以上、かつ粘度比が２
以下であることを特徴とする。このようなペーストを用
いれば、より良好な埋込み形状でもって溝の内部をペー
ストで埋め込むことができるようになる。

【００２０】以上述べたペーストは、埋込み形状の観点
から、粘度が２００Ｐａ・Ｓ以下であることが好まし
い。また、接続プラグとして使用する場合には、主成分
は導電性を有する物質にする。

【００２１】本発明（請求項４）に係る接続プラグは、
平均粒径が異なるパウダーを含むペーストからなり、接
続孔内に埋め込まれた接続プラグであって、前記ペース
トは平均粒径が３μｍφ以上のパウダーを１０％以上含
むことを特徴とする。

【００２２】ここで、平均粒径が１μｍφ以下のものを
１０％以上含むことが好ましい。また、パウダーはペー
ストの主成分であっても良いし、あるいは他の成分であ
っても良い。接続孔は、例えば半導体チップを貫通する
貫通孔である。

【００２３】ペーストの粘度は、ペースト中に含まれる
樹脂中のパウダーの表面積で決まり、表面積が大きいほ
ど粘度は低くなる。したがって、本発明のような大きな
平均粒径のパウダーを含む接続プラグであれば、接続プ
ラグとなるペーストを良好な埋込み形状でもって溝の内
部に埋め込むことができる。さらに、本発明者らの研究
によれば、その含有率を１０％以上にすることによっ
て、クラックの発生率を十分に低くできることも分かっ
た。

【００２４】本発明（請求項５）に係る埋込み方法は、
基板表面に形成された溝の内部を本発明に係るペースト
で埋め込むことを特徴とする。このような構成であれ
ば、スキージを用い埋込み方法であっても、良好な埋込
み形状を実現できるようになる。

【００２５】また、本発明（請求項６）に係る埋込み方
法は、基板表面に形成された溝を含む領域上にパウダー
が分散した溶液を塗布し、前記パウダを前記溶液中で沈
降させることで、前記溝の内部を前記パウダーで埋め込
むことを特徴とする。

【００２６】このような構成であれば、小さな体積を持
ったパウダーが沈殿することによって、溝の内部が埋め
込まれるので、ボイドなどの埋込み形状の劣化が起こり
難くなる。

【００２７】ここで、溶液として、樹脂が添加されたも
のを使用することが好ましい（請求項７）。このような
溶液を用いることにより、パウダーを樹脂で仮固定でき
る。また、パウダー中の一部がガラスであることが好ま
しい（請求項８）。このようなパウダーを用いることに
より、焼成の際にガラスが溶融し、窪みがない埋込みを
行えるようになる。

【００２８】本発明の具体的な形態は以下の通りであ
る。 （１）溝の内部をペーストで埋め込んだ後、溝外部の余
剰なペーストを除去し、次にペーストを焼成する。 （２）溝外部の余剰なペーストは研磨またはエッチング
によって除去する。 （３）ペーストを焼成した後、ペーストが現れるまで基
板裏面を後退させることによって、基板を貫通するペー
ストからなる接続プラグ（チップスループラグ）を形成
する。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態（以下、実施形態という）を説明する。 （第１の実施形態）本実施形態では、基板表面に形成さ
れた溝の内部を、スキージを用いた印刷方法によりペー
ストで埋め込む場合について説明する。従来方法では、
図５に示したように、ペーストの埋込みが十分でないた
め、ボイドや窪みが生じてしまった。

【００３０】本発明者らは、この原因をスキージによる
埋込み時のペーストの粘度変化と、ペーストの溶剤発揮
時（以下、硬化時という）に起こるペーストの収縮であ
ることを明らかにした。そこで、本実施形態では、ペー
ストの埋込み形状を改善するために、埋込み時の粘度変
化および固形分比を制御したペーストを用いる。

【００３１】図１に、ペーストの粘度比とヴィアホール
の埋込み率との関係を示す。ここでは、ヴィアホールの
深さは５０〜２００μｍ、開口径は１００μｍである。
ペーストの埋込みは、回転粘度計で測定して回転数が２
００ｒｐｍの場合に粘度が１５０ｐａｓとなる条件で行
った。また、ペーストの平均径は１μｍとし、粘度比は
ペースト中の樹脂成分で制御し、固形分比は６０ｖｏｌ
％とした。

【００３２】図１に示すように、粘度比が３の場合、ア
スペクト比０．５のヴィアホール（深さ５０μｍ）では
埋込み率は９０％となるが、アスペクト２のヴィアホー
ル（深さ２００μｍ）では埋込み率は４０％となってい
る。

【００３３】埋込み率を９０％以上とするためには、ア
スペクト比０．５のヴィアホール（深さ５０μｍ）では
粘度比を３以下、アスペクト比１（深さ５０μｍ）のヴ
ィアホールでは粘度比を２以下、そしてアスペクト比２
（深さ５０μｍ）のヴィアホールでは粘度比を１．５以
下にする必要があることが分かった。

【００３４】また、開口径を４０〜２００μｍ、深さ２
０〜４００μｍの間で埋込み率と粘度比との関係を求め
たが、粘度比が一定の場合には、埋込み率は深さに関係
なくアスペクト比だけで決まることが本発明者の研究に
よって明らかになった。

【００３５】粘度比を一定にすることで、埋込み率が向
上するメカニズムは、ペーストの塗込み時にスキージか
ら受ける荷重で説明できる。ペーストの粘度比が高い場
合、スキージにより力を受けているときはペーストの粘
度は低く緩なるが、力を受けていないときは高くなる。
このため、スキージからの加重が小さい溝の底部では、
粘度が高くなってしまいペーストの埋込みができない。

【００３６】以上のことから、埋込み率を高くするため
には、粘度比を低くすることが有効であり、アスペクト
比１でも９０％以上の埋込み率を得るには、粘度比を２
以下にすれば良い。

【００３７】また、図２に、ペーストの固形分比と埋込
み率との関係を示す。ここでは、マスクを用いずに、ス
キージを直接基板上をスキャンさせることによって、溝
の内部にペーストを埋め込んだ。ペーストの粘度比は
１．５である。また、ペーストの埋込みは、回転粘度計
で測定して回転数が２０ｒｐｍの場合に粘度が１５０ｐ
ａｓとなる条件で行った。

【００３８】図２に示すように、固形分比が大きくなる
に従い埋込み率も高くなっており、アスペクト比が１の
場合、固形分比が６０ｖｏｌ％以上であれば、埋込み率
が９０％以上、固形分比が７０ｖｏｌ％以上であれば、
埋込み率は９５％となっている。

【００３９】また、図２から、アスペクト比が０．５以
上の場合、固形分比が６５％以上で埋込み率が９０以
上、固形分比が８０％以上で埋込み率は１００％以上と
なることが分かる。

【００４０】ペーストの固形分比と埋込み率との関係は
次のように説明できる。溝の内部をスキージによりペー
ストで埋め込んだ後、ペーストを硬化させると、ペース
ト中の溶剤が発揮する。その結果、発揮した溶剤分だけ
ペーストの体積は縮小することになる。この体積収縮が
大きいと、溝の内部をペーストで埋め込むことができな
くなり、埋込み率が大きく低下する。

【００４１】以上のことから、埋込み率を高くするため
には、固形分比を高くすることが有効であり、アスペク
ト比１でも９０％以上の埋込み率を得るには、固形分比
を６０ｖｏｌ％以上にすれば良い。

【００４２】以上述べたように、埋込み率を高くするた
めには、粘度比を低くすること（好ましくは２以下）、
固形分比を高くすること（好ましくは６０ｖｏｌ％以
上）が有効であり、より好ましくは粘度比を低くし、か
つ固形分比を高くする。

【００４３】なお、本実施形態では、ペーストの粘度を
１５０ｐａｓとしたが、１００〜２００ｐａｓの間であ
れば、本実施形態の場合と同様に高い埋込み率を実現す
ることができた。

【００４４】ここで、ペーストの粘度を高くせずに、す
なわち２００ｐａｓを越えずに、ペーストの固形分比を
高くするには、固形分の密度を低くすれば良い。例え
ば、樹脂量を多くしたり、ガラス成分を多くしたり、あ
るいはメタル材料として密度の低い軽金属を用いればよ
い。

【００４５】別の方法としては、ペースト中のパウダー
の平均粒径を大きくすることがあげられる。その理由
は、パウダーの平均粒径が大きいほど、パウダーの単位
体積当たりの表面積が大きくなり、単位体積当たりの表
面積が大きいほど、表面張力の影響で粘度が高くなり、
これにより粘度を維持したまま固形成分比を高くするこ
とができるからである。なお、パウダーはペーストの主
成分でも、ペースト中の他の成分でも良い。

【００４６】また、ペーストの粘度が５０〜４００ｐａ
ｓの間であれば、異なった値が得られたが同様の傾向が
見られた。例えばペーストの粘度が２００〜４００ｐａ
ｓ、固形分比６０ｖｏｌ％の場合には、アスペクト比１
の溝において埋込み率９０％を実現するためには、粘度
比は１．５以下である必要があり、本実施形態の場合
（粘度１５０ｐａｓ）に比べて、粘度比を低くしなけれ
ばならなかった。また、ペーストの粘度が５０〜１００
ｐａｓの間では、粘度比が３以下であれば、９０％以上
の埋込み率を実現できた。

【００４７】また、ペーストの材料がメタル、ガラス、
混合物、または複合物であっても、高い埋込み率を実現
することが可能である。この場合、ペーストの粘度を下
げるには、ペーストの粒径を大粒径化したり、ペースト
の粒径分布をブロードにすることが好ましい。粒径分布
をブロードにする方法としては、平均粒径の異なる粒子
を混合することがあげられる。また、粒径分布をブロー
ドにすることにより、粘度が下がって埋込み形状が改善
されるだけではなく、硬化時のクラックの発生も抑制さ
れる。

【００４８】例えば、Ｎｉペーストにおいて、平均粒径
が１μｍφと５μｍφのパウダーを混合した場合には、
平均粒径が１μｍφのパウダーだけを混入したＮｉペー
ストに比べて、クラックの発生率は半分以下となる。な
お、パウダーはＮｉでも良いし、他の物質でも良い。

【００４９】図３に、ペースト中に１μｍ以上の大粒径
パウダーを含むパウダーを混ぜた場合の、大粒径パウダ
ーの平均粒径とペーストのクラック発生率と大粒径パウ
ダーの含有率（大粒径パウダー／パウダー全体［wt
％］）との関係を示す。ここで、ペーストの平均粒径は
１μｍ、大粒径パウダーの平均粒径は１μｍ、２μｍ、
３μｍである。

【００５０】図３から、平均粒径が３μｍの大粒径パウ
ダーを用いた場合、大粒径パウダーの含有率を１０％以
上にすることによって、ペーストのクラック発生率を８
０％に抑制でき、含有率を６０％以上にすることによっ
て、クラック発生率を約２０％以下に抑制できることが
分かる。

【００５１】本発明を実施する際には、そのメカニズム
から考え、ペースト中の樹脂、溶剤を特定する必要はな
く、例えば樹脂としてエチルセスロール、ターピネオー
ル、アクリル樹脂を用いた場合であっても、上述した粘
度比、固形分比の条件を満たせば本実施形態の場合と同
様な埋込みを実現できる。

【００５２】また、メタルペーストを用いた場合、その
低抵抗化の観点から、樹脂量は少ないことが望ましい。
特に、最終的には溝の内部のみにペーストを形成する場
合においては、仮保持のための樹脂は最小限で良く、樹
脂量としてはペースト全体で３％以上であれば仮保持す
るのに十分であった。

【００５３】また、樹脂量が６ｗｔ％以上であれば、ペ
ースト中の溶剤と固形分とが分離を起こさないので、長
期な保管が容易になるため、単にペーストとして形成す
る場合には、樹脂量は６ｗｔ％であることが望ましい。

【００５４】また、埋込み時において、ペーストと基板
との間の濡れ性が悪い場合には、埋込み形状の劣化が見
られ、特にペーストの粘度が５０ｐａｓ以下の場合に
は、ペーストと基板との間の濡れ性を改善すると、埋込
み形状の改善が見られた。濡れ性を改善するには、基板
をペースト中の溶剤で超音波洗浄する、界面活性剤で基
板を洗浄する、界面活性剤入りペーストを用いることな
どがあげられる。 （第２の実施形態）本実施形態では、第１の実施形態で
述べた埋込み特性の優れたペーストを用いて、マルチチ
ップモジュールのチップスループラグ（接続プラグ）を
形成する場合について述べる。

【００５５】チップスループラグには以下のことが要求
される。すなわち、チップスループラグは、チップの裏
面コンタクトを行えるように溝内に十分に埋め込まれて
いること、チップスループラグの上部（以下、プラグ上
部という）に配線を形成できるようにプラグ上部が平坦
であること、そしてチップスループラグの下部（以下、
プラグ下部という）がハンダ等のリペアブル材料に対し
て濡れ性を有し、かつハンダ等が染み込まないような緻
密性を有することである。

【００５６】このような要求を実現する方法としては、
プラグ上部およびプラグ下部にスパッタ膜を形成するこ
とによって、埋込み形状、平坦性、緻密性を改善する方
法もあるが、本実施形態ではペーストそのもので改善す
る方法について説明する。この方法によれば、ペースト
のみでチップスループラグを形成でき、したがってスパ
ッタ膜を形成する工程が不要になるので、プロセスが簡
便となる図４は、本実施形態のチップスループラグの形
成方法を示す工程断面図である。まず、図４（ａ）に示
すように、Ｓｉ基板１の表面に溝を形成し、次にハンダ
に対して濡れ性の良いＮｉ、Ｃｕ、Ａｕ等の材料を含
み、かつ粒径分布の小さいペースト（以下、微粒ペース
トという）２を上記溝の底面および側面を被覆するよう
に全面に堆積する。このとき、上記溝を微粒ペースト２
によって充填しないようにする。

【００５７】次に図４（ｂ）に示すように、スキージを
用いた埋込み方法により、第１の実施形態で述べたよう
な粒径分布が大きくても埋込み率の高いペースト（以
下、埋込みペーストという）３によって上記溝を充填す
る。

【００５８】次に図４（ｃ）に示すように、溝外部の余
剰な埋込みペースト３および溝の開口面からそれより少
し下の部分までの埋込みペースト３を研磨またはエッチ
ングによって除去する。この結果、溝の上部には未充填
部分が生じることになる。この後、微粒ペースト２およ
び埋込みペースト３を焼成する。

【００５９】次に図４（ｄ）に示すように、上記充填部
分を充填するように全面に微粒ペースト４を堆積する。
次に図４（ｅ）に示すように、溝外部の余剰な微粒ペー
スト４をＣＭＰによって除去して表面を平坦化した後、
微粒ペースト４を焼成する。なお、図４（ｃ）の工程で
微粒ペースト２および埋込みペースト３を焼成せずに、
本工程でこれらの全てのペースト２〜４を一括して焼成
しても良い。

【００６０】最後に、図４（ｆ）に示すように、微粒ペ
ースト４が露出するまでＳｉ基板１の裏面を研磨して、
微粒ペースト２、埋込みペースト３および微粒ペースト
４からなるチップスループラグが完成する。

【００６１】なお、プラグ上部の平坦化のための微粒子
ペースト４は、図４（ｃ）の工程で適切なスラリーを使
用することによって不要となる。すなわち、ペーストの
主成分（例えばＮｉペーストであればＮｉ）を機械的研
磨の寄与よりも化学的研磨の寄与のほうが大きいＣＭＰ
で除去できるスラリーを使用すれば良い。

【００６２】このようなスラリーを使用することによ
り、ペースト３，４の上部に主成分の大きな粒子があっ
ても、機械的研磨によってその下までを物理的に研磨し
てしまうことを防止できるので、表面を平坦化できる。 （第３の実施形態）溝の内部をチップスループラグ等の
導電性を有する埋込み部材で埋め込む方法としては、ス
キージを用いたペーストの埋込み方法以外に、導電性を
有するパウダーを予め溶剤で分散させておき、これを溝
の形成された基板上に塗布し、パウダーを溶剤中で沈降
させることによって、溝の内部をパウダーで埋め込む方
法もある。

【００６３】例えば、平均粒径１μｍのＮｉバウダーを
メタノール溶液中に分散させておき、これをプラグの形
成された基板上に塗布する。分散していたＮｉパウダー
は沈降するため、基板上にＮｉパウダーが堆積する。次
に基板を乾燥させ、メタノールを蒸発させた後、Ｎｉパ
ウダーを焼成すれば、溝の埋込みが完成する（以下、こ
の方法を沈殿法という）。この後、必要であれば、溝の
外部の焼成したＮｉパウダーを除去する。

【００６４】沈殿法による溝の埋込みにおいては、溝中
のパウダーは溶剤発揮時にはパウダー同士の結合力が無
くなるため、望ましくは樹脂が溶剤中に溶け込んでお
り、パウダー沈殿時もしくは溶剤発揮時には、パウダー
同士を結合するように析出していることが良い。

【００６５】他に、パウダーを固定する方法としては、
溶剤発揮後に樹脂封止する方法や、溝の開口面上に膜を
形成する方法があげられる。後者の方法の場合、パウダ
ー中中に樹脂がないため、焼成時の雰囲気に影響されず
焼成を行うことができる。

【００６６】以上、パウダーの固定方法について述べた
が、ステージ上で振動を与えなければ、パウダーの固定
は不要であった。また、第２の実施形態のマルチチップ
のチップスループラグを本実施形態の沈殿法を用いて形
成することも可能である。

【００６７】すなわち、粒径の小さいパウダー（微粒パ
ウダー）の沈殿を行い、次に粒径の大きなパウダー（埋
込みパウダー）の沈殿を行い、次に溝外部の埋込みパウ
ダーおよび溝の開口面からそれより少し下の部分までの
埋込みパウダーおよび微粒パウダーを除去し、最後に、
溝の未充填部分に微粒パウダーを沈殿させる。焼成はま
とめて行っても良いし、個別に行っても良い。

【００６８】もしくは大粒径のパウダーと小粒径のパウ
ダーが混合したパウダーを用いて沈殿法を行っても良
い。この場合、大粒径のパウダーが先に沈降し、その上
に小粒径のパウダーが堆積するように制御することによ
って、上部の段差を改善することができる。

【００６９】以上、沈降法について述べたが、沈降法に
おいては、基板と沈降法に用いる溶剤との濡れ性が重要
である。仮に、パウダーの分散材として、濡れ性の悪い
溶剤を用いなければならない場合には、超音波を用いた
物理的な改善方法や界面活性剤を用いた改善方法を併用
する必要がある。ただし、粘度が２０〜５０ｐａｓ程度
ある場合、すなわち粘度がある程度高い場合には、濡れ
性は大きく影響しなかった。

【００７０】また、パウダーの沈降時間を短くするため
には、分散剤の効力を弱める凝固剤を添加したり、ある
いは遠心力を用いて沈降を促進させると良い。 （第４の実施形態）スキージを用いたペーストの埋込み
方法（スクリーン印刷法）においては、ペーストの粒子
の大きさ、粒径分布、粒子形状は、ペーストの埋込みに
影響を及ぼす。

【００７１】チップスループラグとしてのペーストの粒
子は、プラグ上部の平坦化のために微粒子であることが
望ましい。ここで、ペーストの埋込みをスクリーン印刷
法で行う場合には、ペースト中の粒子の平均粒径は０．
５μｍ以上５μｍ以下、平均粒径が１μｍ以下の粒子が
１０％以上、平均粒径が３μｍ以上の粒子が１０％以上
であることが望ましい。

【００７２】また、平均粒径が１μｍ以上の粒子がプラ
グ上部に露出する場合には、ＣＭＰにより上記粒子を除
去する必要がある。粒子はペーストの主成分およびその
他の成分である。

【００７３】また、粒子形状として、粒子表面積の大き
な形、例えばコンペイトー形状などは、表面積が大きい
ために粘度を上げる効果があり、さらに突起物が多いた
めに焼成時においては導通が良くなり抵抗が下がる。

【００７４】また、スクリーン印刷時の粒径分布は重要
であり、粒径分布を制御するために大粒径の粒子が必要
となる場合には、その材料として、例えば焼成時に溶け
てしまうガラスを用いることによって、埋込み形状およ
び平坦性を改善できるようになる。

【００７５】また、ペーストの主成分がＡｕの場合、Ａ
ｕのみで固形分比を上げるのは、密度が高いために困難
である。そのため、Ｎｉを核としてその周りにＡｕをコ
ーティングすることで、密度の高い材料の特性を生かし
ながら、埋込み形状を改善することができる。また、埋
込みに関して特に問題がない場合には、積極的に密度の
低い材料を添加して埋込み形状を改善することもでき
る。

【００７６】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、上記実施形態では、本発明に
係るペーストを接続プラグ（チップスループラグ）に適
用する場合について説明したが、ダマシン配線等の他の
部材にも適用可能である。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施できる。

【００７７】

【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、溝
の内部を良好な埋込み形状でもって埋め込むことのでき
るペースト、接続プラグおよび埋込み方法を実現できる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ペーストの粘度比とヴィアホールへの埋込み率
との関係を示す特性図

【図２】ペーストの固形分比と埋込み率との関係を示す
特性図

【図３】大粒径パウダーの平均粒径とペーストのクラッ
ク発生率と大粒径パウダーの含有率との関係を示す特性
図

【図４】本発明の第２の実施形態に係るチップスループ
ラグの形成方法を示す工程断面図

【図５】従来のペーストを用いた溝の埋込み方法（スク
リーン印刷法）の問題点を説明するための断面図

【符号の説明】

１…Ｓｉ基板 ２…微粒ペースト ３…埋込みペースト ４…微粒ペースト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久恒 善美 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 早坂 伸夫 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固形分比が６０ｖｏｌ％以上であることを
   特徴とするペースト。
2. 【請求項２】粘度比が２以下であることを特徴とするペ
   ースト。
3. 【請求項３】固形分比が６０ｖｏｌ％以上、かつ粘度比
   が２以下であることを特徴とするペースト。
4. 【請求項４】平均粒径が異なるパウダーを含むペースト
   からなり、接続孔内に埋め込まれた接続プラグであっ
   て、前記ペーストは平均粒径が３μｍφ以上のパウダを
   １０％以上含むことを特徴とする接続プラグ。
5. 【請求項５】基板表面に形成された溝の内部を請求項１
   ないし請求項４のいずれかに記載のペーストで埋め込む
   ことを特徴とする埋込み方法。
6. 【請求項６】基板表面に形成された溝を含む領域上にパ
   ウダーが分散した溶液を塗布し、前記パウダを前記溶液
   中で沈降させることで、前記溝の内部を前記パウダーで
   埋め込むことを特徴とする埋込み方法。
7. 【請求項７】前記溶液として、樹脂が添加されたものを
   使用することを特徴とする請求項６に記載の埋込み方
   法。
8. 【請求項８】前記パウダーの一部がガラスであることを
   特徴とする請求項６または請求項７に記載の接続プラグ
   の形成方法。