JP2002236369A

JP2002236369A - 露光方法及び転写成形用型の製造方法

Info

Publication number: JP2002236369A
Application number: JP2001032689A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Izumi; 真浩和泉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】鏡面状態にある被加工面に対し高い解像度で
マスクパターンを形成でき、自動かつ高精度なマスクパ
ターン検査を可能とする露光方法及び転写成形用型の製
造方法を提供すること。【解決手段】被加工面２１ａと感光膜２３との間に、
露光光（紫外光）を吸収する皮膜２２を介在させる。皮
膜２２は赤色アクリル樹脂塗料膜からなり、感光膜２３
はジアゾ系の濃紺色を呈するものを用いる。これによ
り、露光光は感光膜２３を感光後、被加工面２１ａへ到
達する前に皮膜２２により吸収され、露光かぶりが防止
される。また、皮膜２２が感光膜２３の色調とコントラ
ストが得られる色調であるため、光学認識方式の自動外
観装置を用いてマスクパターン２３Ａの検査を高精度に
行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微細パターンを高
い解像度で形成することができる露光方法及び、ＣＳＰ
（チップサイズパッケージ）部品を構成するインターポ
ーザ基板の半導体チップとの電気的接合面の成形工程に
用いて好適な転写成形用型の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年における半導体部品の高密度実装化
に伴い、特に携帯用通信端末機器に適用される半導体部
品としては、半導体チップとほぼ同サイズのパッケージ
部品であるＣＳＰが主流となりつつある。

【０００３】図５は、ＣＳＰ型半導体部品の構造の一例
を模式的に示している。図示する半導体部品１は、主と
して半導体チップ２とインターポーザ基板３とから構成
される。本例では、半導体チップ２はフェイスダウン方
式でインターポーザ基板３の表面に実装されており、半
導体チップ２の回路面に形成された複数のバンプ４がイ
ンターポーザ基板３の導体層５に各々電気的に接合され
た状態を示している。インターポーザ基板３の裏面に
は、導体層５を介してバンプ４と電気的に連絡する複数
の外部電極６が配列形成されている。これら外部電極６
は、マザー基板実装時においてランドと電気的に接合さ
れる。なお符号７は、半導体チップ２とインターポーザ
基板３との間に充填される公知のアンダーフィル樹脂で
ある。

【０００４】インターポーザ基板３の導体層５が形成さ
れる面は、図６Ａに示すような転写成形用型１０を用い
た熱プレス成形で形成される。すなわち導体層５は、熱
可塑性樹脂を主材料としインターポーザ基板３を構成す
る基材８表面の溝９の内部に銀や銅等の導電ペーストが
充填されてなる。これらの溝９は、転写成形用型１０に
形成された凹凸パターン１１が基材８表面に転写される
ことによって形成される（図６Ｂ，Ｃ）。

【０００５】さて、転写成形用型１０の凹凸パターン１
１は、写真法を用いて形成したレジストマスク（感光
膜）の微細パターンを介して、サンドブラスト又はショ
ットブラスト等のブラスト加工によって形成される。ブ
ラスト加工は公知のように、微細な砥粒を圧縮空気と共
に高速でノズルから噴出させ、これを被加工体表面に当
て、砥粒の衝撃力を利用して被加工体表面を加工する表
面加工技術の一つであり、上記転写成形用型１０の凹凸
パターン１１などの微細パターン加工に適するものとし
て広く用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】転写成形用型１０とし
ては、耐熱性、耐圧性等を具備する材料が適用される。
具体的には耐熱ガラスや金属、セラミック等が代表的で
ある。しかしながら、耐熱ガラス等の光透過性素材や、
表面が鏡面状態に加工された金属類又はセラミック素材
を用いた場合、レジストマスクのパターン露光時に光源
からの光の回り込みや素材表面での鏡面反射などによっ
て、露光かぶりと呼ばれる現象が発生し、パターン解像
度を著しく低下させてしまう。このため、微細パターン
のマスク作成が困難であるという問題がある。

【０００７】露光かぶりの抑制に関する先行技術として
例えば特開平８−４４０６７号公報には、露光かぶりは
マスクフィルムとドライフィルムとの間の露光時の密着
不足によって引き起こされるとして、下焼枠及び上焼枠
間に基板を挟み込んで露光する装置において、下焼枠の
周縁に沿って高さ可変のパッキングを装着し、このパッ
キングを常時はその上端面が下焼枠上面から突出させた
高さとすることによって、上焼枠と基板間の完全かつ均
一な真空密着を図ることが記載されている。

【０００８】ところが、上記公報に記載の技術は、単に
異種フィルム間の密着性を改善して空気層の介在を回避
する点に着目しているのみで問題がある。すなわち、空
気層の介在は、基板（素材）表面とマスクフィルムとの
間においても着目されなければならない問題であるた
め、両者の間の密着性を高めるために基板（素材）表面
を鏡面状態（平坦）に仕上げる必要性が生ずる。これが
逆に、上述したように基板（素材）表面での露光光の反
射を促し、却って露光かぶりが発生し易くなってしまう
が、上記公報にはこのような問題の対処法については何
ら記載されていない。

【０００９】他方、配線間隔が７０μｍ以下ともなるイ
ンターポーザ基板用の転写成形用型の製造となると、上
記露光かぶり現象により隣接する複数の配線が一本の線
に連なることがあるので、マスクパターン形成後、その
検査を行う必要がある。ところが、転写成形用型が耐熱
ガラス等の光透過性素材や表面が鏡面状態に加工された
金属類又はセラミック素材からなる場合、素材表面（被
加工面）とマスクパターンとのコントラスト（明暗の対
照）が得られにくい。そのため、光学認識方式の検査装
置が対応できず、自動かつ高精度な検査を行うことがで
きないという問題がある。

【００１０】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、マス
クパターンの形成対象となる素材に光透過性素材や光を
鏡面反射する素材を用いても、光の回り込みや素材表面
での反射によって発生する露光かぶりを防止すると共
に、光学認識方式の検査装置によるレジストパターンの
高精度なパターン検査を行うことができる露光方法及び
転写成形用型の製造方法を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するに
当たり、本発明の露光方法は、被加工面と感光膜との間
に、露光光を吸収する吸収層を介在させることを特徴と
する。これにより、露光光は感光膜を感光後吸収層で吸
収され、露光かぶりが防止される。したがって、本発明
により高い解像度で露光処理を行うことができ、微細な
レジストマスクパターンを高精度に形成することが可能
となる。

【００１２】また、吸収層として、感光膜の色調に対し
てコントラストが得られる色調のものを選択すれば、出
力に二値化に基づく光学認識方式の自動外観検査装置を
使用してマスクパターンの検査を短時間で行うことが可
能となると共に、検査精度を大幅に向上させることが可
能となる。

【００１３】また、本発明の転写成形用型の製造方法
は、型本体の被加工面を被覆する感光膜に対して露光光
を照射し上記被加工面に所定のマスクパターンを形成す
る露光工程を、上記被加工面と感光膜との間に露光光を
吸収する吸収層を介在させて行うことを特徴とする。こ
れにより、高い解像度での露光工程が実現され、微細か
つ高精度な凹凸パターンが形成される転写面を備えた転
写成形用型を得ることができると共に、当該型によって
成形される回路基板の信頼性を向上させることができ
る。

【００１４】また、この場合においても、吸収層とし
て、感光膜の色調に対してコントラストが得られる色調
のものを選択すれば、光学認識方式の自動外観検査装置
を使用してマスクパターンの検査を行うことが可能とな
ると共に、出力データの二値化により光学認識検査の精
度を大幅に向上させることが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本実施の形態では、ＣＳＰ
型半導体部品を構成するインターポーザ基板（回路基
板）の半導体チップとの電気的接合面を転写成形する型
の製造に対して本発明を適用した例について説明する。

【００１６】図１及び図２は、本実施の形態における転
写成形用型の製造工程を示している。耐熱ガラス、金属
又はセラミック素材等からなる型本体２１の被加工面２
１ａは、鏡面状態に加工されている。この被加工面には
露光光を吸収する吸収層としての皮膜２２が形成され、
この上に感光膜２３及び、焼付けパターンが形成された
ネガフィルム２４が重ね合わされる（図１Ａ）。

【００１７】皮膜２２は、露光光として紫外線が用いら
れる本実施の形態では、赤色アクリル樹脂塗料膜が採用
される。皮膜２２の形成は、スプレーコーティング、電
着、蒸着など、被加工面２１ａに対して均一に薄く（数
μｍ以下）形成できる方法であれば、何れの工法を採用
してもよい。

【００１８】感光膜２３は、本実施の形態では厚さ５０
μｍ程度のドライフィルムレジストであって、色調とし
てジアゾ系の濃紺色を呈したものが用いられる。また、
型本体２１の被加工面２１ａに対する皮膜２２、感光膜
２３及びネガフィルム２４の密着処理は、加圧ローラに
よるラミネート法が採用されるが、真空吸引作用で密着
させるようにしてもよい。

【００１９】続いて、ネガフィルム２４の上から感光膜
２３へ露光光（紫外線）を照射し、ネガフィルム２４の
透明部分を介して露出する感光膜２３の領域を露光する
（露光工程）。その後、ネガフィルム２３を除去し、感
光膜２３の現像処理を行うと、未露光部分が洗い流さ
れ、感光膜２３からなるマスクパターン２３Ａが形成さ
れる（図１Ｂ）。

【００２０】このとき、型本体２１の被加工面２１ａに
は赤色のアクリル樹脂塗料膜からなる皮膜２２が形成さ
れているため、ネガフィルム２４の透明部分を通過した
露光光（紫外光）は皮膜２２に吸収され、ほとんど反射
されることがない。これにより露光かぶりが防止され、
高い解像度が要求される微細なマスクパターン２３Ａを
高精度に形成することが可能となる。皮膜２２を形成し
ない従来の方法では略１００μｍまでが限界とされてい
たマスクパターンの分離可能なパターン間隔が、実験の
結果、略６０μｍにまで狭められることが確認できた。

【００２１】さて、本実施の形態では、上記のように皮
膜２２の色調として赤色を呈するもの、感光膜２３の色
調としてジアゾ系の濃紺色を呈するものを適用している
ので、マスクパターン２３Ａの形成後においては、平面
的に見て、赤色と濃紺色のパターン模様が形成されるこ
とになる。したがって、被加工面２１ａへ赤色の光を照
射すれば、濃紺色部分（マスクパターン２３Ａ）では殆
どの光が吸収されるため、赤色部分（皮膜２２）に比べ
輝度が極端に低くなる。その結果、光学方式の自動外観
検査装置でマスクパターン２３Ａの仕上がりを検査する
場合に、皮膜２２との間で鮮明な白黒コントラスト（明
暗の対照）が得られ、二値化による検査の自動化及び高
精度化が図られる。

【００２２】また、マスクパターン２３Ａの検査精度の
向上により、隣接するパターンが繋がっている等のパタ
ーン不良を、型本体２１に対してブラスト加工を施す前
に確実に発見することができる。これにより、誤ってパ
ターン不良のマスクを使用することを未然に防止でき、
パターンの早期修正が可能となると共に、型本体２１の
無駄を省いてコスト低減を図ることができる。

【００２３】次に、形成したマスクパターン２３Ａを介
して、型本体２１の被加工面２１ａにサンドブラスト加
工を施しパターニングする（加工工程）。これにより、
被加工面２１ａには図１Ｃに示すようにマスクパターン
２３Ａに応じた凹凸パターン２５が形成される。凹凸パ
ターン２５の加工精度は、マスクパターン２３Ａの精度
の向上に応じて高められる。なお、凹凸パターン２５の
凹部２６の深さは例えば５０μｍとされる。

【００２４】ここで、アクリル樹脂塗料膜からなる皮膜
２２は、適度な硬度と脆さを備えているため、通常、転
写成形用型として使用される金属、セラミック及びガラ
スよりもサンドブラスト加工性がよい。つまり、加工初
期の僅かなショットで皮膜２２が破砕されるので、凹凸
パターン２５の形成に妨げとなることはない。これに対
し、マスクパターン２３Ａは適度な弾性を有するため、
サンドブラストによる摩滅が小さく、パターン形状が損
なわれることはない。これにより、凹凸パターン２５の
精度が維持される。

【００２５】続いて、マスクパターン２３Ａを例えば水
酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液を用いて剥離除
去する（図２Ａ）。上述のように、皮膜２２はサンドブ
ラスト加工性が良好なので、凹凸パターン２５の凸面部
２７にある皮膜２２は、再びサンドブラスト加工を行う
ことによって容易に除去される。このとき、凹凸パター
ン２５形成時のショット圧力よりも低い圧力でサンドブ
ラスト加工を行うことにより、凸面部２７及び凹部２６
の形状を大きく変形させることなく、図２Ｂに示すよう
に皮膜２２を被加工面２１ａから除去することができ
る。本実施の形態では、凹凸パターン２５の形成時は
０．３５ＭＰａ程度、皮膜２２の除去時は０．１５ＭＰ
ａ程度のショット圧力で行った。

【００２６】皮膜２２が除去されて露出した被加工面２
１ａ（凸面部２７）は、当該転写成形用型を用いて成形
されるインターポーザ基板においては、導電ペースト等
の配線材料が充填される溝の底部を形成する部分であ
り、導電ペースト等との結合力を高めるためには、当該
溝の底部は粗化されている方が好ましい。

【００２７】そこで本実施の形態では、サンドブラスト
による皮膜２２の除去工程の後、凸面部２７に対してサ
ンドブラスト加工が施される（図２Ｃ）。これにより、
適度に粗化された凸面部２７’を容易に得ることができ
る。このとき、皮膜２２の除去工程と同様に、凹凸パタ
ーン２５形成時のショット圧力よりも低い圧力で行うこ
とにより、凹部２６の変形が低減される。本実施の形態
では、皮膜２２の除去工程と同じショット圧で行われ
る。これにより、皮膜２２の除去工程と凸面部２１ａ’
の形成工程を一括的に行うことができる。なお、ショッ
ト時間は任意に調整されるものとする。

【００２８】以上のようにして、本実施の形態における
転写成形用型２０が作製される。これにより、微細な配
線パターンを有するインターポーザ基板のチップ（バン
プ）との電気的接合面を高精度に転写成形することがで
きる。また、成形されたインターポーザ基板の信頼性の
向上にも大きく貢献することができる。

【００２９】本実施の形態によれば、被加工面２１ａが
鏡面仕上げされた型本体２１に対して、高い解像度が要
求される微細なマスクパターン２３Ａを高精度に形成す
ることができると共に、その後のブラスト加工によって
微細な凹凸パターン２５を高精度に形成することができ
る。

【００３０】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００３１】例えば以上の実施の形態では、露光光を吸
収する吸収層（皮膜２２）として、コスト的に有利な赤
色アクリル樹脂塗料を用いたが、これに限られることな
く、型本体２１として用いられる素材よりもブラスト加
工性が良い材料、例えば無機系顔料等が適用可能であ
る。

【００３２】また、皮膜の色調は赤色のみに限られず、
ジアゾ系の濃紺色を呈する感光膜２３に対してコントラ
ストが得られる色彩、例えば黄色、橙色が適用可能であ
るが、効果的な紫外光の吸収という観点から、紫外光と
対極的なピーク波長をもつ領域を採用するのが望まし
い。

【００３３】更に、以上の実施の形態では露光光の吸収
層として、皮膜２２を用いたが、これに限らず、例えば
図４に示すように、型本体２１の被加工面をマット仕上
げしてなる艶消し層２１ｂとしてもよい。艶消し層２１
ｂの形成方法としては、ウエットエッチング処理あるい
は、上記ブラスト加工における砥粒よりも更に微細な砥
粒を用いたブラスト加工が適用可能である。この場合、
艶消し層２１ｂと高い密着性が得られる感光膜を選択す
る必要がある。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の露光方法及
び転写成形用型の製造方法によれば、以下の効果を得る
ことができる。

【００３５】すなわち、本発明の露光方法によれば、被
加工面と感光膜との間に露光光を吸収する吸収層を介在
させるようにしているので、被加工面における露光光の
反射をなくして露光かぶりを防止することができる。こ
れにより、微細なマスクパターンを高い解像度で形成す
ることが可能となる。

【００３６】請求項２の発明によれば、形成したマスク
パターンの二値化による光学的自動認識検査が可能とな
ると共に、短時間かつ高精度なマスクパターン検査を行
うことが可能となる。

【００３７】請求項４の発明によれば、照射された露光
光を被加工面で吸収して露光かぶりを防止することがで
き、これにより微細なマスクパターンを高精度に形成す
ることが可能となる。

【００３８】また、本発明の転写成形用型の製造方法に
よれば、転写面となる被加工面に形成されるマスクパタ
ーンを、露光かぶりを発生させることなく高い解像度で
形成することができると共に、その後のブラスト加工に
よって被加工面に対して微細な凹凸パターンを高精度に
形成することができる。

【００３９】請求項６の発明によれば、露光光を効率的
に吸収することができると共に、露光光の吸収層を構成
する材料としてコスト的に有利となる。

【００４０】請求項７の発明によれば、ガラスや金属、
セラミック等の型本体を構成する素材よりもブラスト加
工性が良い材料から皮膜が構成されるため、ブラスト処
理によって、型本体に対して実質的に影響を与えること
なく被加工面からの皮膜の除去が可能となる。

【００４１】請求項８の発明によれば、凹凸パターンの
凸面部が粗化された転写成形用型が得られ、これに転写
成形される回路基板の配線材料が充填される溝部と配線
材料との密着力の向上を図ることができると共に、皮膜
除去処理と表面粗化処理の一括加工が可能となる。

【００４２】請求項９の発明によれば、感光膜でなるマ
スクパターンとこの下地層である吸収層との間における
明暗のコントラストが鮮明となるので、形成したマスク
パターンの二値化による光学的自動認識検査が可能とな
ると共に、短時間かつ高精度なマスクパターン検査を行
うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による転写成形用型の製造
工程を模式的に示す型本体の断面図であり、Ａは露光工
程、Ｂは現像工程、Ｃはブラスト加工工程、をそれぞれ
示している。

【図２】本発明の実施の形態による転写成形用型の製造
工程を模式的に示す型本体の断面図であり、Ａはマスク
パターン除去工程、Ｂは吸収層としての皮膜除去工程、
Ｃは凹凸パターンの凸面部の粗化工程、をそれぞれ示し
ている。。

【図３】図１Ｂの平面図であって、被加工面へ赤色の光
を照射したときのマスクパターンと吸収層との間の明暗
の様子を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態の変形例を示す型本体の断
面図である。

【図５】ＣＳＰ型半導体部品の構造の一例を示す断面図
である。

【図６】転写成形用型を用いた回路基板の製造工程を模
式的に示す断面図であり、Ａは転写成形前、Ｂは転写成
形時、Ｃは転写成形後、をそれぞれ示している。

【符号の説明】

２０…転写成形用型、２１…型本体、２１ａ…被加工
面、２１ａ’…凸面部、２１ｂ…艶消し層、２２…皮膜
（吸収層）、２３…感光膜、２３Ａ…マスクパターン、
２４…ネガフィルム、２５…凹凸パターン、２６…凹
部、２７，２７’…凸面部。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 3/10 Ｈ０５Ｋ 3/10 Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工面を被覆する感光膜に対して露光
光を照射し、前記被加工面に所定のマスクパターンを形
成する露光方法において、前記被加工面と前記感光膜との間に、前記露光光を吸収
する吸収層を介在させることを特徴とする露光方法。
【請求項２】前記吸収層を、前記感光膜の色調に対し
てコントラストが得られる色調とすることを特徴とする
請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】前記吸収層が赤色アクリル樹脂塗料の皮
膜であると共に、前記感光膜がジアゾ系の濃紺色を呈することを特徴とす
る請求項２に記載の露光方法。
【請求項４】前記吸収層が、前記被加工面をマット仕
上げしてなる艶消し層であることを特徴とする請求項１
に記載の露光方法。
【請求項５】回路基板の基材表面に配線材料が充填さ
れる溝部を加圧成形するための転写成形用型の製造方法
であって、型本体の被加工面を被覆する感光膜に対して露光光を照
射し、前記被加工面に所定のマスクパターンを形成する
露光工程と、前記形成したマスクパターンを介して前記
被加工面にブラスト加工を施しパターニングする加工工
程とを有する転写成形用型の製造方法において、前記露光工程を、前記被加工面と前記感光膜との間に前
記露光光を吸収する吸収層を介在させて行うことを特徴
とする転写成形用型の製造方法。
【請求項６】前記露光光が紫外線であり、前記吸収層が、前記被加工面に形成された赤色アクリル
樹脂塗料の皮膜であることを特徴とする請求項５に記載
の転写成形用型の製造方法。
【請求項７】前記皮膜を、ブラスト加工によって前記
被加工面から除去することを特徴とする請求項６に記載
の転写成形用型の製造方法。
【請求項８】前記皮膜が除去された被加工面を、前記
ブラスト加工によって粗化することを特徴とする請求項
７に記載の転写成形用型の製造方法。
【請求項９】前記露光光が紫外線であり、前記吸収層が赤色アクリル樹脂塗料の皮膜であると共
に、前記感光膜がジアゾ系の濃紺色を呈することを特徴とす
る請求項５に記載の転写成形用型の製造方法。
【請求項１０】前記回路基板が、半導体チップの回路
形成面と電気的に接合されるインターポーザ基板である
ことを特徴とする請求項５に記載の転写成形用型の製造
方法。