JP2003174055A - 微細パターン接続用回路部品およびその形成方法 - Google Patents

微細パターン接続用回路部品およびその形成方法

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    • H01L2224/16227—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bond pad of the item
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接続信頼性の高い多孔質金属部分を有する微
細パターン接続用バンプの提供。 【解決手段】 接続用バンプの高さばらつきを吸収でき
るように接続用バンプの構造の一部を潰れやすい多孔質
金属で形成すること、および接続バンプ間で金属・金属
結合を形成できる接続用バンプの構造を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】近年、集積回路部品と基板と
の接続、液晶パネルの配線とフレキシブル基板との接
続、集積回路部品と集積回路部品との接続など、装置あ
るいは部品の短小軽薄化のためには微細パターン同士の
接続が重要となりつつある。本発明は、微細パターン接
続用回路部品およびその形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】基板上に配線回路、および他の基板ある
いは部品と接続するための接続用バンプを有する回路基
板において、近年、狭ピッチ接続が求められている。そ
の際、接続用バンプの特性およびその形成方法が極めて
重要となる。従来、バンプを介した接続方法として種々
の方法が提案されている。例えば、バンプをはんだめっ
きで柱状に形成しその後加熱することにより擬球状に変
形させるか、あるいは球状のはんだボールまたは微細は
んだ粒子を分散させたはんだペーストを平面状のバンプ
に載せ加熱することに溶融させバンプに固定し、その
後、接続するもう一方の回路基板あるいは半導体素子上
のバンプパターンと位置合わせし、加熱することにより
双方のバンプ間で金属・金属結合を形成し接続を取る方
法が一般的である。
【０００３】また、めっき等の手法により半導体素子上
に形成した金属バンプと、接続するもう一方の回路基板
あるいは半導体素子上のバンプとの間に熱硬化樹脂を挿
入し、加熱圧着することにより樹脂の硬化収縮を利用し
て、電気的な接続をとる方法もある。更に、半導体素子
上に露出した金属層上にワイヤーボンダーを用いて金あ
るいは銅のワイヤーを変形させ形成したスタッドバンプ
で接続する方法などがある。
【０００４】はんだバンプの場合、バンプの寸法および
配列ピッチが狭くなると、加熱した際に、はんだが液状
化し本来絶縁されるべき隣接するバンプ間での融着が起
こるなど、微細パターン接続では問題があった。また、
熱硬化型接着剤を挟んでバンプ間を熱圧着する方法で
は、めっき法で形成した接続用バンプには数μｍの高さ
のばらつきが存在し、かつ集積回路部品と基板あるいは
集積回路部品とを完全に平行に保ち接続することは機械
精度上困難であるため、バンプ自体が大きく変形しない
限り、接続用バンプの高さばらつきを吸収することがで
きず、高さの低いバンプにおいて電気的な接続が取れな
いという問題が発生する。
【０００５】更に、スタッドバンプ接続法では、スタッ
ドバンプの形成に用いるワイヤーボンダーの性能上ある
いは操作上、径が２０μｍ以下の金あるいは銅ワイヤー
を取り扱うのは極めて難しく、したがって作製されるス
タッドバンプの寸法についても５０μｍ以下のものを形
成することは困難である。また、スタッドバンプ接続の
場合、１バンプづつ処理するためにバンプの数が多い場
合には、極めて多くの処理時間を要するなど、処理効率
にも問題がある。
【０００６】電気的に接続される２つの回路基板あるい
は部品の間には、熱硬化性接着剤層（アンダーフィル）
を形成することが、接続信頼性を高めるために一般的に
実施されている。通常、フィルム状接着剤層を挟む方
法、液状接着剤を片方の回路基板あるいは部品上に垂ら
しその上からもう一方の回路基板あるいは部品を加圧す
ることにより接着剤を広げる方法、バンプ間を金属・金
属結合で接続した後、接着剤を毛細管現象を用いて注入
する方法などがある。いずれの方法においても、気泡、
空隙が存在すると、その後の熱処理、あるいは部品ある
いは回路基板の作動状態での発熱により、気泡、空隙が
大きく膨張することにより接続が破壊されるなどの問題
が発生する。したがって、気泡、空隙を完全に除去する
ことが大きな課題となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近年、接続する配線パ
ターンあるいは接続用バンプパターンの寸法が、極めて
縮小化されてきている。そのため、接続用バンプの構
造、作製方法においても寸法縮小化にともなう創意工夫
が必要となる。本発明者は、接続用バンプを用いた微細
パターン接続のためには、熱硬化型接着剤を間に介して
微細パターン接続用バンプを熱圧着することにより接続
する方法が好ましいと考えて来た。微細パターンの接続
において極めて重要な課題は、第一に、図１に示したよ
うにバンプの高さばらつきをどのように吸収するかであ
る。第二に熱圧着するときに必要な加重を如何に小さく
できるかである。第三に接続したバンプの接続信頼性を
如何に高められるかである。従来、集積回路部品では接
続用バンプが集積回路部品の外周部に配置されたペリフ
ェラル構造であり、当該接続用バンプの下部にはトラン
ジスタ等の微小素子の存在するアクティブエリアは存在
せず、接続時の加重はさほど大きな問題ではなかった。
【０００８】しかるに、最近の半導体素子においては、
素子自体の大きさを出来るだけ小さくするために、アク
ティブエリアの上部に接続用バンプを配置したエリアア
レイ型のものが数多く作製されるようになって来た。こ
の場合、接続時に大きな加重がかかった場合、接続用バ
ンプ下部に存在するトランジスタ等の微小素子が誤動作
を起こすなど大きな問題となる。また、従来からの方
法、例えばスタッドバンプ接続において、接続されるバ
ンプ間の電気的接続信頼性はバンプ間の接触と熱硬化性
樹脂（アンダーフィル）の硬化収縮に依存している。し
たがってバンプ間は単に接触しているだけで、金属・金
属結合などは形成されていないと推定される。
【０００９】新規技術として、めっき法により形成した
金バンプ表面に錫の層を薄く形成し、加熱圧着する際に
錫を拡散させ金属・金属結合を形成し接続信頼性を高め
る方法が提案されている（エレクトロニック・ジャーナ
ル、３８回テクニカルシンポジウム、頁９７〜頁１１
１）。しかしながら、この方法では電解めっきにより作
製したバンプを使用するため、バンプの高さばらつきを
吸収できる方法ではない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、微細パター
ン接続用バンプの構造、作製方法について鋭意検討した
結果、課題の解決のためには、金属製の微細パターン接
続用バンプの構造を熱圧着時に変形し易く潰れやすい構
造にすること、圧着時に少ない加重で従来と同様の接続
が可能になる微細パターン接続用バンプの構造にするこ
と、接続するバンプ間に金属・金属結合を形成できるバ
ンプの構造にするという従来になかった発想から、本発
明をなすに至った。すなわち、本発明は以下に記載する
通りの、微細パターン接続用回路部品およびその形成方
法に関するものである。
【００１１】１．基板上に導体配線回路、および他の基
板あるいは部品とを電気的に接続するための接続用バン
プを有する回路部品であって、該接続用バンプが金属薄
膜とその上に積層された多孔質金属からなり、該多孔質
金属が複数の金属微粒子が結合した構造で形成されてい
ること、該多孔質金属の密度ρ1が、金属微粒子を形成
する金属の密度をρ0として０．２ρ0≦ρ1≦０．９ρ0
の範囲に入ること、該金属微粒子は熱処理により一部分
溶融し冷却により再固化する過程で金属微粒子同士が結
合したものであり、前記再固化した部分が前記熱処理と
同一処理で溶融しないこと、該多孔質金属からなる接続
用バンプが熱圧着により接続される別の基板上の接続用
バンプと接続される場合に、該バンプとの間で金属・金
属結合を形成することを特徴とする微細パターン接続用
回路部品。
【００１２】２．項１の接続用バンプの多孔質金属を形
成する金属微粒子が、銅、銀、金、ニッケル、パラジウ
ム、インジウム、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、白金、ガリ
ウム、アンチモン、シリコン、ゲルマニウム、コバル
ト、タンタル、アルミニウム、マンガン、モリブデン、
クロム、マグネシウム、チタン、タングステン、希土類
元素から選ばれる３種以上の元素からなる金属微粒子、
あるいは当該金属微粒子の表面を上記金属で薄く被覆さ
れた金属微粒子であること、該金属微粒子が複数の融点
を有すること、該金属微粒子の平均粒子径が０．１μｍ
〜５０μｍ、粒子径分布の標準偏差が平均粒子径の５０
％以下であることを特徴とする微細パターン接続用回路
部品。
【００１３】３．基板上に、接続用バンプの多孔質金属
部分形成のための開口部を有するフィルム状接着剤層を
有し、その開口部にバンプが形成されていることを特徴
とする項１または２に記載の微細パターン接続用回路部
品。 ４．項１または２に記載の接続用回路部品が、下記の
（ａ）から（ｆ）の工程を経て形成されることを特徴と
する微細パターン接続用回路部品の形成方法。 （ａ）基板とその上に積層された金属薄膜上に絶縁樹脂
層を形成する工程 （ｂ）微細パターン接続用バンプ位置にフォトリソグラ
フィーを用いて開口部を有する感光性樹脂パターンを形
成する工程 （ｃ）形成された開口部に金属微粒子あるいは金属微粒
子を分散させたペースト組成物を充填する工程 （ｄ）開口部以外の部分に付着した金属微粒子、あるい
は金属微粒子を分散させたペースト組成物を除去する工
程 （ｅ）加熱処理により金属微粒子を結合させる工程 （ｆ）不要となった感光性樹脂パターンを除去する工程
【００１４】５．項１または２に記載の接続用回路部品
が、下記の（Ａ）から（Ｆ）の工程を経て形成されるこ
とを特徴とする微細パターン接続用回路部品の形成方
法。 （Ａ）基板とその上に積層された金属薄膜上に絶縁樹脂
層を形成する工程 （Ｂ）微細パターン接続用バンプ位置に高エネルギー線
を照射すること、あるいはプラズマ中に曝すことにより
絶縁樹脂層に開口部を形成する工程 （Ｃ）形成された開口部に金属微粒子、あるいは金属微
粒子を分散させたペースト組成物を充填する工程 （Ｄ）開口部以外の部分に付着した金属微粒子、あるい
は金属微粒子を分散させたペースト組成物を除去する工
程 （Ｅ）加熱処理により金属微粒子を結合させる工程 （Ｆ）不要となった絶縁樹脂層を除去する工程 ６．項１または２に記載の接続用回路部品が、下記の
（α）、（β）の工程を経て形成されることを特徴とす
る微細パターン接続用回路部品の形成方法。 （α）基板とその上に積層された金属薄膜上に印刷法に
より金属微粒子を分散させたペースト組成物をパターン
化する工程 （β）加熱処理により金属微粒子を結合させる工程 ７．項３に記載の接続用回路部品が、下記の（Ａ）から
（Ｅ）の工程を経て形成されることを特徴とする微細パ
ターン接続用回路部品の形成方法。 （Ａ）基板とその上に積層された金属薄膜上にシート状
接着剤層を形成する工程 （Ｂ）微細パターン接続用バンプ位置に高エネルギー線
を照射することあるいはプラズマ中に曝すことによりフ
ィルム状接着剤層に開口部を形成する工程 （Ｃ）形成された開口部に金属微粒子、あるいは金属微
粒子を分散させたペースト組成物を充填する工程 （Ｄ）開口部以外の部分に付着した金属微粒子、あるい
は金属微粒子を分散させたペースト組成物を除去する工
程 （Ｅ）加熱処理により金属微粒子を結合させる工程
【００１５】本発明の回路部品は、はシリコンウエハー
上に形成した集積回路部品に限定するものではなく、他
の基板、例えばガリウム砒素、ガリウムリン、インジウ
ム砒素、インジウムリン、インジウムアンチモン等の化
合物半導体からなる基板を用いた集積回路部品でも構わ
ない。また、セラミック基板上に回路を形成したセラミ
ック系部品でも、更にプリント回路基板を用いても構わ
ない。プリント回路基板では、例えばガラスクロスエポ
キシ基板、ガラスクロスＢＴレジン基板をベースとする
剛直基板、あるいはポリイミドフィルム、アラミドフィ
ルム、全芳香族ポリエステル等の化合物からなる液晶樹
脂フィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルスル
ホンフィルム、ポリカーボネートフィルム、アラミドク
ロスエポキシ基板、アラミドクロスポリイミド基板のよ
うにフレキシブル基板を用いて回路を形成した回路部品
であっても構わない。
【００１６】次に、本発明の接続用バンプの構造の基本
的概念について図２を用いて説明する。本発明の基本的
なアイデアである潰れやすい微細パターン接続用バンプ
の構造は、図２（Ｃ）に示したように金属薄膜７とその
上に積層されている、複数の金属微粒子が結合した多孔
質構造１１で形成されていることを特徴とする微細パタ
ーン接続用バンプである。したがって、加圧により当該
微細パターン接続用バンプの高さが縮小することを特徴
とする微細パターン接続用バンプである。多孔質金属の
密度ρ1は、金属微粒子を形成する金属の密度をρ0とし
て０．２ρ0≦ρ1≦０．９ρ0の範囲である。０．９ρ0
＜ρ1の場合、接続する相手側のバンプの高さばらつき
を吸収するには不充分である。また、ρ1が、ρ1＜０．
２ρ0の場合、空隙率が極めて大きな接続用バンプであ
るため、加圧接続時に接続抵抗が大きくなること、ある
いは物理的な強度が確保できず衝撃により断線するなど
の問題がある。
【００１７】本発明において微細パターン接続用バンプ
を形成するために用いられる金属微粒子は、極めて興味
深い特徴を有している。一つの組成を基に図３に示した
示差走査熱分析法のチャートを用いて説明する。図３に
おける吸熱ピークは、本発明で用いる金属微粒子の融点
に対応している。当該金属微粒子は加熱処理前には複数
の融点を示す（図３（ａ））が、一度最低温度の融点よ
り高い温度（図３（ｂ）、ＩＩ）で熱処理すると最低温
度の融点（図３（ｂ）、Ｉ）が消失し、最低温度の融点
より高温側に新しい融点（図３（ｂ）、III）が現れ
る。また、最低温度の融点より高い温度（図３（ｂ）、
ＩＩ）では、金属微粒子は完全に溶融せず粒子状の形状
を保持する。
【００１８】このように、本発明で用いる金属微粒子
は、熱処理により融点に対応する吸熱ピークが大きく変
化するという興味深い性質を示す。前記熱処理により金
属微粒子の一部が溶融し、冷却により再固化する過程で
金属微粒子同士が接合することにより多数の空隙を有す
る多孔質金属が形成される。溶融により金属微粒子間は
金属・金属結合により結合されている。しかしながら、
前記再固化した部分が前記熱処理と同一処理で再度熱処
理した場合、溶融により変形することがなく金属微粒子
の形状を保持するという、従来の金属微粒子にない極め
て特異的かつ興味深い特性を発現することを見出し、本
発明を完成するに至った。
【００１９】本発明の微細パターン接続用バンプの多孔
質部分を形成する金属微粒子は、銅、銀、金、ニッケ
ル、パラジウム、インジウム、錫、鉛、亜鉛、ビスマ
ス、白金、アンチモン、ガリウム、シリコン、ゲルマニ
ウム、コバルト、タンタル、アルミニウム、マンガン、
モリブデン、クロム、マグネシウム、チタン、タングス
テン、希土類元素から選ばれる３種以上の元素からなる
金属微粒子、あるいは当該金属微粒子の表面を上記の金
属で薄く被覆した金属微粒子が好ましい。用いる金属微
粒子において特に好ましい組成としては、錫を主成分と
し、銅、亜鉛、ビスマスのうちいずれか２種類以上を必
須添加成分とし、銀、インジウム、アンチモン、アルミ
ニウム、ガリウム、金、シリコン、ゲルマニウム、コバ
ルト、タングステン、タンタル、チタン、ニッケル、白
金、パラジウム、マグネシウム、マンガン、モリブデ
ン、クロム、リン、希土類元素を添加金属として添加で
きる金属微粒子が好ましい。更に好ましくは、錫が１０
〜９０重量％、銅が５〜６０重量％、亜鉛が１〜８０重
量％、ビスマスが０．５〜２０重量％、添加金属が０．
１〜２０重量％である金属微粒子である。
【００２０】金属微粒子の作成方法としては、通常の方
法、例えばアトマイズ法、めっき法、プラズマＣＶＤ
法、ＭＯＣＶＤ法、湿式化学還元法等の方法を用いるこ
とができるが、複数の元素からなる金属微粒子の組成を
コントロールして作製する必要があるため、溶融させた
金属液体を不活性ガス中で急冷却するアトマイズ法が好
ましい。また、金属微粒子の表面を金属で薄く被覆した
金属微粒子において、被覆する金属は金属微粒子を構成
する元素であっても、別の元素であっても構わない。金
属微粒子の表面を金属で被覆する方法としては、電解め
っき法、無電解めっき法、置換型めっき法、プラズマＣ
ＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法、湿式化学還元法等を挙げること
ができる。いずれの手法においても金属微粒子表面に薄
い金属層を形成する必要があるので、均一に金属を析出
させるためには振動を加えるなどの工夫が必要となる。
【００２１】本発明で用いる金属微粒子の平均粒子径
は、０．１μｍ〜５０μｍの範囲であることが好まし
い。平均粒子径が０．１μｍ未満の金属微粒子では、表
面の酸化が顕著となり接続抵抗が増大するため好ましく
ない。また、５０μｍを超えて大きい金属微粒子では、
微細パターン接続用バンプ用の多孔質部分を形成する材
料としては不向きである。
【００２２】本発明で用いる金属微粒子の粒子径分布に
おいて標準偏差は、好ましくは平均粒子径の５０％以
下、更に好ましくは２５％以下、最も好ましくは１０％
以下である。標準偏差が平均粒子径の５０％を超えた場
合、粒子径が広い範囲に分布することになるため、充填
率が極めて高いものになり、本発明の基本的なコンセプ
トである多孔質金属を形成し難くなるため好ましくな
い。金属微粒子をアトマイズ法により作製した場合、粒
子径分布が広いため分級することにより、粒子径分布を
狭くする必要がある。金属微粒子の分級方法としては、
通常の方法、例えばサイクロン、クラシクロン等の遠心
分級機、重力分級機、慣性分級機、気流分級機あるいは
ふるい分けによる分級機等を用いることができる。粒子
径が１０μｍ以下の微細な導電性微粒子を分級するに
は、気流分級機が有用である。また、粒子径分布の極め
て狭い金属微粒子へ分級する方法として、ふるい分けに
よる分級方法を挙げることができる。
【００２３】しかしながらこの方法では、ふるいの目詰
まりにより分級効率が低下するため、目詰まりを除去す
るためにふるい下面から定期的に空気吹き付ける機構等
により分級効率を上げる必要がある。また、用いるふる
いとしては通常の金属ワイヤーあるいはプラスチック繊
維からなるメッシュ状のふるいでは不充分である。した
がって、微粒子分級用のふるいを作製する必要がある。
ふるいの作製方法としては、フォトリソグラフィーによ
る感光性樹脂のパターン化とめっき法による金属膜形成
方法を用いることにより、開口部の大きさ、形状を精密
にしかも自由に設定することが可能である。例えば、開
口部の形状が正方形、長方形、円形、正多角形などであ
る。当該ふるいの作製方法で形成したふるいを用いて、
粒子径が極めて揃った導電性微粒子を得ることができ
る。
【００２４】導電性微粒子の形状が球形あるいは正多面
体である場合、開口部の形状は円形、正方形、正多角形
である必要はなく、長方形で十分である。したがって、
ふるいの物理的な強度を確保できる程度に長辺方向の長
さを長く設定することにより、分級効率を格段に向上さ
せることができる。本発明で用いる導電性微粒子分級用
ふるいの開口率は、２０％から８０％の範囲が好まし
い。開口率が２０％未満である場合、分級効率が低く処
理に時間を要する。また、開口率が８０％を越える場
合、物理的強度を確保することが難しくなる。開口率が
大きい場合、ふるいを単独で保持するためには、ふるい
の膜厚を大きくし強度を上げることが必要となる。
【００２５】本発明で用いる金属微粒子の形状は、特に
球状である必要はない。多面体、球形粒子に多数の突起
状物があるものでも構わない。ただし扁平状のものは開
口部に配置した場合に空隙率に差ができやすいので好ま
しくない。また、圧力が加わった時に潰れたり変形し易
い導電性微粒子、例えば球形粒子や多数の突起状物の存
在する粒子などは、接続パターンの高さのばらつきを吸
収できるので好ましい。
【００２６】本発明における微細パターン接続用バンプ
の形成方法について、図２を用いて説明する。シリコン
ウエハーあるいはプリント回路基板等の基板８には、接
続バンプの基礎となるアルミニウム、銅、タングステン
等の金属からなる金属薄膜７が形成されている。デバイ
スの表面を保護するために、バンプの多孔質部分が積層
される部分以外の表面をポリイミドあるいはベンゾシク
ロブテンあるいはソルダーレジスト等の絶縁性保護膜９
によって被覆してもよい。この上に感光性樹脂層あるい
は絶縁樹脂層６を形成し、次に、接続用バンプ位置に開
口部を有する樹脂パターンを形成する。また、絶縁樹脂
層の代わりに、フィルム状接着剤層を用いることができ
る。フィルム状接着剤層を絶縁樹脂層の代わりに用いた
場合、請求項３に記載したごとく、フィルム状接着剤層
を有する微細パターン接続用回路部品となる。
【００２７】本発明において高エネルギー線あるいはプ
ラズマを用いて絶縁樹脂層に開口部を形成する場合に用
いる絶縁樹脂の種類は特に限定するものではないが、後
に加熱する工程を経るため少なくとも１５０℃の温度ま
で溶融したり変形することがない樹脂が好ましい。ま
た、後の工程において当該絶縁樹脂は不要となるため、
除去し易い、すなわち剥離液に溶解し易いものが好まし
い。例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポ
リフェニレンエーテル、ポリアリレート、ポリカーボネ
ート等の樹脂はエンジニアリングプラスチックスであり
ながら、溶剤に可溶である性質を有するため本発明の目
的のためには好ましい材料である。また、分子の対称性
を若干崩し溶剤に可溶となる性質を付与した芳香族ポリ
イミド、芳香族ポリアミドなどを用いることもできる。
【００２８】本発明、請求項３に記載のフィルム状接着
剤としては特に限定しない。熱硬化性接着剤、熱可塑性
接着剤あるいは感圧接着剤などを挙げることができる
が、２つの回路基板あるいは半導体回路部品の間に接着
剤層を形成し接着・保持する必要がある。接着後、再度
熱処理工程を経る必要がある場合、熱硬化性接着剤が好
ましい。例えば、マイクロカプセル中に硬化剤を含有す
る化合物を閉じ込め、圧力あるいは熱によりマイクロカ
プセルが潰れることにより硬化が開始するいわゆる潜在
性硬化剤を含有する接着剤、あるいは反応触媒を含有し
特定の温度以上で反応が開始する接着剤などである。
【００２９】接着剤として用いる樹脂の具体例として
は、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、尿素樹脂、ア
ミノ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹
脂、フラン樹脂、イソシアネート樹脂、ベンゾシクロブ
テン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホ
ン系樹脂、ポリアリレート系樹脂、アクリル系樹脂、ベ
ンゾオキサジン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ
フェニレンエーテル系樹脂、不飽和ポリエステル系樹
脂、ビスマレイミドトリアジン系樹脂、ウレタン系樹脂
等を挙げることができる。分子鎖中にベンゼン、ナフタ
レン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ビフェ
ニル等の芳香族化合物の骨格あるいはトリアゾール、ト
リアジン環等の窒素、硫黄等の元素を含む複素芳香族化
合物の骨格、シクロヘキサン、シクロヘキセン、ビシク
ロオクタン、ジシクロペンタジエン、ビシクロオクテ
ン、アダマンタン等の脂肪族環状化合物の骨格を有する
化合物が寸法安定性、耐熱性等の観点から好ましい。
【００３０】フィルム状に成形するため溶剤に可溶な樹
脂が好ましく、支持体上に塗布、乾燥による溶媒除去後
の接着剤層の厚みは１μｍから５０μｍ、好ましくは５
μｍから２０μｍである。１μｍ未満の厚さでは、接着
後の密着強度を得ることができず、また５０μｍを越え
た場合、接着剤の量が多すぎるために導電性微粒子と接
続パターン間の電気的な接続を妨害してしまう。ただ
し、上記接着剤は、本発明で用いる金属微粒子を粒子同
士が接合することにより多孔質金属を形成させる際の熱
処理により硬化が開始しないことが必要である。
【００３１】しかし、金属微粒子同士を接合する際の熱
処理が極めて微小な範囲、例えば１つ１つのバンプを含
めたその近傍に限定される場合は、熱硬化開始温度が熱
処理時の温度より高い必要はない。その具体的な例とし
ては、金属微粒子接合時の熱処理を赤外線領域に発振波
長を有するレーザー光をビーム状に絞って照射する方法
を取る場合である。この処理において用いるレーザー装
置としては、炭酸ガスレーザー（波長１０．６μｍ）、
ＹＡＧレーザー（波長１．０６μｍ）等を挙げることが
できる。
【００３２】ウエハーあるいは基板全体を熱処理する場
合には、熱硬化性樹脂の特性およびコストの面から、下
記に示す熱硬化性樹脂は、硬化開始温度が比較的高いの
で本発明の目的のためには好ましい。すなわち、（ａ）
ポリスルホン系樹脂と（ｂ）シアネートエステル樹脂が
主成分であり、（ａ）、（ｂ）各成分の重量混合比率が
（ｂ）／（（ａ）＋（ｂ））＝１〜２８重量％、好まし
くは５〜２５重量％である、ポリスルホン系熱硬化性樹
脂が好ましい。（ｂ）／（（ａ）＋（ｂ））が１重量％
未満では、熱加工温度が高く通常用いられる熱圧着条件
では樹脂の密着が不足し、十分な接着力が発現されな
い。また、樹脂の流動性が低く凹凸に追従できず気泡、
空隙ができやすい。（ｂ）／（（ａ）＋（ｂ））が２８
重量％を越えた場合、樹脂の流動性が大きくなり過ぎ、
樹脂の厚み精度が大幅に低下するため好ましくない。
【００３３】本発明で用いるポリスルホン系樹脂とは、
芳香族のポリスルホン系樹脂であり、ポリ（オキシ−ｐ
−フェニレンスルホニル−ｐ−フェニレンオキシ−ｐ−
フェニレンイソプロピリデン−ｐ−フェニレン）、ポリ
（オキシ−ｐ−フェニレンスルホニル−ｐ−フェニレ
ン）などである。また、本発明で用いるシアネートエス
テル樹脂は、トリアジン環構造を基本構造とした３次元
網状構造を形成するために添加する化合物であり、他の
高分子化合物との相溶性に優れる特徴がある。具体的に
は、２，２−ジ（４−シアナトフェニル）プロパン、ジ
（４−シアナト−３，５−ジメチルフェニル）メタン、
ジ（４−シアナトフェニル）チオエーテル、２，２−ジ
（４−シアナトフェニル）ヘキサフルオロプロパン、ジ
（４−シアナトフェニル）エタン、フェノールとジクロ
ペンタジエンの共重合体のジシアネートなど、分子内に
２つ以上のシアネート基を有する多官能シアネートエス
テルおよびその混合物を挙げることができる。また、こ
れらの多官能シアネートエステルの３量体で構成される
トリアジン環構造を有するプレポリマーおよび当該プレ
ポリマーとモノマーの混合物であっても構わない。
【００３４】本発明で用いるポリスルホン系樹脂とシア
ネートエステル樹脂との混合物には、シアネートエステ
ル樹脂の硬化反応を促進させる触媒を添加することがで
きる。例えば、オクチル酸亜鉛、アセチルアセトンコバ
ルト、アセチルアセトン銅、アセチルアセトン鉄、ナフ
テン酸コバルト等の金属錯体、ノニルフェノール等の蒸
気圧の低いフェノール類、アルコール類、２−メチルイ
ミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−エチル−
４−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリエチ
レンジアミン等のアミン類などを、単独または組み合わ
せて添加することが可能である。
【００３５】また、種々の添加剤、例えば有機、無機フ
ィラー、染料、顔料、消泡剤、分散剤、難燃剤、密着助
剤等を組み合わせることができる。本発明で用いるフィ
ルム状接着剤層中に、耐熱性高弾性絶縁フィルム、例え
ばポリイミド系フィルム、全芳香族ポリアミド（アラミ
ド）フィルム、全芳香族ポリエステルからなる液晶性樹
脂フィルム等を入れ、線熱膨張係数を抑えることができ
る。層内に入れるフィルムの線熱膨張係数が小さい材料
ほど、厚みの薄いフィルムを使用することができるため
好ましい。また、層内に入れるフィルム材料と熱硬化性
樹脂との接着強度を確保するために、層内に入れるフィ
ルム材料の表面を物理的、化学的に処理することができ
る。例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線あ
るいは真空紫外線領域の光を照射する処理、オゾン処
理、シランカップリング剤等のプライマー処理を単独あ
るいは組み合わせて用いることができる。
【００３６】金属微粒子あるいは金属微粒子を分散させ
たペーストを充填するための開口部の形成方法として
は、フォトリソグラフィーを用いる方法すなわち露光・
現像工程を経て感光性樹脂層をパターン化する方法、お
よびレーザー光、電子線、イオンビーム等の高エネルギ
ー線を絶縁樹脂層に直接照射し、熱による溶融あるいは
樹脂の分子結合を切断するアブレーションにより絶縁樹
脂層に開口部を形成する方法、あるいは反応性イオンエ
ッチング、イオンカップルプラズマ（ＩＣＰ）法等のプ
ラズマ雰囲気下に被加工物を曝す方法がある。これらの
方法の中で、加工速度、高真空装置が不要である点から
フォトリソグラフィーを用いる方法、あるいはレーザー
光を用いた加工方法が特に好ましい。
【００３７】本発明、請求項４に記載のフォトリソグラ
フィーで用いる感光性樹脂層あるいはレーザー加工法で
用いる請求項５に記載の絶縁樹脂層、および請求項３と
請求項７に記載のフィルム状接着剤層の形成には通常の
方法を用いることができる。例えば、グラビアコータ
ー、ダイコーター、ロールコーター、ディップコータ
ー、ブレードコーター、スピンコーター等である。本発
明で用いる感光性樹脂あるいは絶縁樹脂は、基板に直接
塗布することができ、また基板とは別の支持体上に塗布
したものをラミネートすることにより基板に転写する方
法を取ることもできる。
【００３８】感光性樹脂層のパターン化において金属薄
膜７の位置に開口部を形成する必要があるので、樹脂パ
ターンの形成に用いる露光装置は、露光マスクパターン
とバンプパターンとを正確に位置合わせできる機構が付
属していることが必須である。また、露光装置の光源と
しては、超高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノン
ランプ、ハロゲンランプ等の比較的簡易な光源、あるい
はシンクロトロン軌道放射光から取り出されるＸ線、あ
るいは電子線露光機からの電子線等、大がかりな装置か
らの極めて波長の短い光源であっても構わない。超高圧
水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲ
ンランプ等の比較的簡易な光源を用いて微細なパターン
の形成を行う場合、数枚の反射鏡、インテグレーターレ
ンズおよび集光レンズを用いて平行光線に加工した光を
用いる平行光露光装置が好ましく、露光マスクと基板と
を密着させるコンタクト露光方式あるいは露光マスクと
基板との間隔（ギャップ）を精度高く調整可能なプロキ
シミティー露光方式が好ましい。
【００３９】また、現像装置については、通常のスプレ
ー現像装置、ディップ式現像装置など用いることができ
る。本発明では加工すべき開口部が極めて微小な孔状パ
ターンであるため、孔状パターンに入った現像液を効率
良く置換することができるようにノズルから噴射する現
像液の液滴を数μｍ以下にすることができる超高圧マイ
クロジェット方式の現像液噴射装置と基板を回転しなが
らノズルをスイングして均一に現像することができる機
構を組み合わせることにより、均一に微小孔状パターン
の現像が可能な現像装置が好ましい。
【００４０】次に請求項５および７に記載のレーザー加
工法について説明する。レーザー加工法で用いるレーザ
ー光としては、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザーの基
本波等の赤外線領域に発振波長を有するレーザー、ＹＡ
Ｇレーザーの第３高調波あるいは第４高調波、エキシマ
ーレーザー等の紫外線あるいは真空紫外線領域に発振波
長を有するレーザー光である。特に２０μｍ以下の微小
なパターンの加工には、紫外線あるいは真空紫外線領域
のレーザー光が好ましい。更に、開口部底面に存在する
金属薄膜表面には有機物成分が残存すると後工程におい
て接続抵抗が高くなり、場合によっては断線につながる
ことがあるので、金属薄膜上の有機物は完全に除去して
おく必要がある。
【００４１】赤外線領域に発振波長のレーザー光を用い
た加工法では、有機物の除去が熱による溶融が主である
ため、金属薄膜表面上に有機物が若干残存するので、完
全に除去するためには、酸素ガス雰囲気中での反応性イ
オンエッチング法、イオンカップルプラズマ（ＩＣＰ）
法等のプラズマを用いた方法、あるいは真空紫外線領域
の光を放出する放電式エキシマーランプの光を照射する
方法により表面処理を行うことが効果的である。
【００４２】紫外線あるいは真空紫外線領域に発振波長
を有するレーザー光の場合、熱による溶解ではなく有機
物の結合を切断し除去するアブレーション効果が主とな
り、露出した金属薄膜上の有機物残査は極めて少ないた
め、特にプラズマ表面処理は必要とならない。また、レ
ーザー加工装置は、加工方式から見て大きく分けて２種
類ある。すなわち、炭酸ガスレーザーやＹＡＧレーザー
のように数μｍφから数１０μｍφの大きさにビーム形
状を絞ることができるレーザーのグループとビームを絞
ることのできないエキシマーレーザーや窒素レーザー等
のグループである。ビームを絞ることができるレーザー
光では、ガルバノミラーを動かすことにより３０ｍｍ×
３０ｍｍ程度の領域でレーザービームを走査することが
可能であり、ＣＣＤカメラを搭載したパターン認識シス
テムを用いてＸＹステージを動かす機構を併用すること
により高速に大きな面積を処理することが可能である。
【００４３】ビームを走査するため、露光マスクを用意
する必要がない。また、ビームの形状は必ずしも円形で
ある必要はなく、金属製マスクを用いることによりビー
ム形状を自由に変えることもできる。微小径ビームに絞
ることのできないエキシマーレーザーでは、基板のバン
プパターンに貫通孔を有する金属製マスクを正確に位置
合わせする必要がある。また、ＸＹステージを動かす機
構を併用することにより大きな面積を処理することがで
きる。
【００４４】次に、フォトリソグラフィーあるいはレー
ザー加工で形成した感光性樹脂層あるいは絶縁樹脂層の
開口部に金属微粒子を充填する方法について説明する。
充填方法として、金属微粒子を充填する方法、金属微粒
子を分散させたペーストを充填する方法などを挙げるこ
とができる。金属微粒子を充填する場合には、金属微粒
子を基板上に分散させ、開口部へ金属微粒子を入れる。
この時、刷毛あるいはブラシ等で表面をならすように動
かす、あるいは基板に振動を加えると金属微粒子を開口
部へ充填するのに効果的である。開口部以外の部分に存
在する不要な金属微粒子は、空気を吹き付けて除去する
あるいは粘着性シートをラミネートすることにより不要
な金属微粒子を粘着シートに吸着させ除去する方法があ
る。
【００４５】また、金属微粒子あるいは金属微粒子を分
散させたペーストを開口部へ充填する別の方法について
図４を用いて説明する。レーザー加工する絶縁樹脂層は
図４（ａ）に示したように２層構造、すなわち第一絶縁
層１５およびカバーフィルム１６からなる。レーザー加
工はカバーフィルムの上から行い金属薄膜まで貫通した
開口部１７を形成する。また、第一絶縁層としてシート
状接着剤層を用いることができる。次に金属微粒子ある
いは金属微粒子を分散させたペーストを開口部へ充填す
る。金属微粒子を充填する方法は、感光性樹脂層で説明
した方法と同じである。
【００４６】金属微粒子を分散させたペーストの場合、
カバーフィルムの上からスキージ等の治具を用いて塗り
込むことにより、開口部へ金属微粒子を分散させたペー
ストを充填する。その後、溶剤を乾燥除去する。カバー
フィルムを剥離することにより開口部のみに金属微粒子
あるいはペーストを充填できる。カバーフィルムが第一
絶縁層から容易に剥離できるようにカバーフィルムの表
面にポリジメチルシロキサン等のシリコン系ポリマーあ
るいはフッ素系ポリマーを薄く被覆することもできる。
カバーフィルムの厚さは、１μｍ〜３０μｍ、好ましく
は３μｍ〜１５μｍである。カバーフィルムの使用目的
は、開口部への金属微粒子あるいは金属微粒子を分散さ
せたペーストを充填した後、開口部以外の場所に付着し
た不要な金属微粒子あるいはペーストがカバーフィルム
を剥がすことにより除去できることである。
【００４７】したがって、カバーフィルムの厚さは、薄
い方が好ましく、３０μｍを超えて厚い場合にはカバー
フィルムに空いた開口部に充填されていた金属微粒子あ
るいはペーストが、カバーフィルムを剥離する工程にお
いて開口部以外の場所に再度吸着・汚染する問題があ
る。また、１μｍ未満と薄すぎる場合には、フィルムの
物理的な強度を確保できず取り扱いが極めて困難とな
る。
【００４８】その後、開口部に金属微粒子を充填した
系、ペーストを充填した系ともに、ヒーター、赤外線あ
るいは赤外線領域に発振波長を有する炭酸ガスレーザー
あるいはＹＡＧレーザーの基本波などのレーザー光によ
る加熱方法、超音波による加熱方法、高周波による加熱
方法など種々の加熱方法により、金属微粒子が溶融し再
固化する過程で金属微粒子間に金属・金属結合を形成さ
せる。すなわち、金属微粒子の最低温度の融点より高い
温度に加熱することにより、金属微粒子間の結合を作る
ことができる。しかし、前記再固化した部分は、前記熱
処理と同一の処理では溶融しない。また、表面が酸化し
易い金属微粒子の場合、還元性ガス、例えば、水素ガ
ス、一酸化炭素ガス、メタンガス、硫化水素ガス等のガ
スを含んだ窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等の
不活性ガス雰囲気下で熱処理および冷却処理することが
好ましい。還元性ガスの濃度としては、０．００１体積
％以上の範囲が好ましい。
【００４９】また、レーザー光による加熱方法の場合、
金属微粒子間の結合を形成すると同時にペースト中の有
機物成分を効率良く除去することが可能であるため、ペ
ーストを用いる系では特に有用である。また、ビーム状
に絞って照射可能な赤外線領域に発振波長のあるレーザ
ー光の場合、微小な領域に限定して熱処理することが可
能であるため、使用できる熱硬化性接着剤の選択範囲を
広げられるので、熱硬化開始温度が比較的低い熱硬化性
接着剤を使用する場合には、極めて有効な方法である。
【００５０】金属微粒子を分散させたペーストを充填し
た系の場合、金属微粒子の周囲に存在する有機物成分を
完全に除去する必要がある。したがって、用いる有機物
成分としては、加熱処理により分解除去し易いポリマー
材料あるいは通常の金属ペースト中に添加されているフ
ラックスなどが好ましい。熱分解し易いポリマー材料と
しては例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレ
ン、ニトロセルロースなどを挙げることができる。
【００５１】更に、不要となる絶縁樹脂パターンは剥離
液を用いて溶解あるいは膨潤剥離することにより、金属
薄膜上に金属微粒子が結合した多孔質金属からなる接続
用バンプを形成することができる。フィルム状接着剤層
を形成した請求項３に記載の微細パターン接続用部品の
場合、最終的にこの層は残すこととなるため、剥離の必
要はない。本発明における接続用バンプの形成方法は、
従来広く行われていたフォトリソグラフィーとめっき法
を用いる金属製接続用バンプの形成方法と大きく異な
り、形成工程を大幅に簡略化できるところにも大きな特
徴がある。すなわち、図５に示したように従来のフォト
リソグラフィーとめっき法の両方を用いる方法では、電
解めっき用の導通線が必須となる。したがって、感光性
樹脂層２０による開口部のパターン形成を行う前に、無
電解めっき法あるいはスパッタ蒸着法等の半導体形成用
ドライプロセスを用いて基板全面に金属薄膜を形成し、
電解めっき用の導通用金属薄膜２１とする必要がある。
その後感光性樹脂層をパターン化し、開口部を形成す
る。しかる後、電解めっき法を用いて所定の膜厚まで金
属を析出させ、開口部へ金属を充填する。
【００５２】更に、その後、不要となった感光性樹脂パ
ターンを除去するとともに、不要なめっき導通用金属薄
膜をエッチング除去する。したがって、図５を用いて説
明した従来法に比較して、本発明では電解めっき用金属
導通薄膜の形成および除去の工程を除くことができるの
で、大幅に工程を簡略化することができる。また、請求
項３に記載のシート状接着剤層を有する微細パターン接
続用回路部品の場合、別の回路基板あるいは部品に熱圧
着により接続する際に熱硬化性液状接着剤を回路基板上
に載せる工程をも除くことができる。
【００５３】本発明で用いる感光性樹脂層あるいは絶縁
樹脂層あるいはフィルム状接着剤層の厚みは、２μｍか
ら５０μｍが好ましい。２μｍ未満では形成される接続
用バンプの多孔質部分の高さも最大でこの厚さと同程度
であるため、接続する相手側の基板あるいは集積回路部
品のバンプ高さばらつきを吸収するには不充分であり、
また、接続された２つの回路間の距離が非常に接近した
場合、回路間でのクロストークノイズが大きくなるなど
の問題がある。また、５０μｍを超えて大きくなった場
合、特に微細パターン接続に用いる２０μｍ×２０μｍ
以下の大きさのバンプでは、多孔質部分を形成するため
の開口部のアスペクト比が大きくなるため、フォトリソ
グラフィーあるいはレーザー加工法で作成が困難となる
ため好ましくない。
【００５４】微細パターン接続を可能にするためには、
アスペクト比の高い微細パターン接続用バンプを形成す
る必要がある。例えば、１０μｍ×１０μｍの大きさの
接続用バンプで、バンプの高さを２０μｍとするとアス
ペクト比は２となる。感光性樹脂を用いて樹脂パターン
を形成する方法では、開口部が１０μｍ×１０μｍ以下
でかつ開口部のアスペクト比が１以上であるパターンの
形成を可能にする感光性樹脂として、特に限定するもの
ではないが、本発明者が通常用いている、液状感光性樹
脂組成物を下記に示す。
【００５５】高解像性液状感光性樹脂組成物として、プ
レポリマーの数平均分子量以外特に限定しないが、数平
均分子量が５００から５００００、好ましくは８００か
ら１００００、更に好ましくは８００から５０００の不
飽和および飽和ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミ
ド酸エステル類、ポリイミド、ポリアミド、メタクリル
酸とメタクリル酸エステルとの共重合物、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、
ポリスチレン、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹
脂等のプレポリマーを主成分とし、反応性モノマー、光
吸収剤、光重合開始剤、添加剤を混合した組成物を挙げ
ることができる。
【００５６】ここでいう数平均分子量は、ゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィーを用いて測定したデータ
を、ポリスチレン標品で検定して算出した数値である。
プレポリマーの数平均分子量が５００未満の場合、高エ
ネルギー線の照射により重合反応した感光性樹脂が液状
の状態で固まり難く、また、プレポリマーの数平均分子
量が５００００を超えて大きな場合、感光性樹脂が高エ
ネルギー線照射以前に液状を保持することができず、現
像特性の低下が見られ高エネルギー線の未照射部での感
光性樹脂の現像残査が存在するため好ましくない。特に
高解像性を示す液状感光性樹脂組成物中のプレポリマー
としては、ジカルボン酸成分とジオール成分との縮合に
よって得られる数平均分子量が５００〜５０００の不飽
和ポリエステルであって、該ジカルボン酸成分が、該ジ
カルボン酸成分の全モル比を１として、下記化学式１で
示される化合物をモル比で０．１〜０．４と、下記化学
式２で示される化合物をモル比で０．１〜０．７５とを
含むことを特徴とするプレポリマーを挙げることができ
る。
【００５７】
【化１】
【００５８】（式中Ｒ１、Ｒ２は−ＣＯＯＨまたは−Ｃ
Ｈ２ＣＯＯＨ を表す。）
【００５９】
【化２】
【００６０】（式中Ｒ１、Ｒ２は−ＣＯＯＨまたは−Ｃ
Ｈ２ＣＯＯＨを、Ｒ３、Ｒ４は−Ｈまたは−ＣＨ３を表
す。） 本発明で用いる液状感光性樹脂組成物中の反応性モノマ
ーとしては、特に限定しないが、光ラジカル発生剤の作
用によりラジカル重合反応するもの、あるいは光酸発生
剤や光塩基発生剤の作用により開環重合反応するものな
ど選択できる。ラジカル重合反応する反応性モノマーと
しては特に限定するものではないが、ジエチレングリコ
ール、テトラエチレングリコールジメタクリレートをは
じめとする、エチレングリコールまたはポリエチレング
リコールのモノまたはジアクリレートおよびメタクリレ
ート、プロピレングリコールまたはポリプロピレングリ
コールのモノまたはジアクリレートおよびメタクリレー
ト、グリセロールのモノ、ジまたはトリアクリレートお
よびメタクリレート、シクロヘキサンジアクリレートお
よびジメタクリレート、１，４−ブタンジオールのジア
クリレートおよびジメタクリレート、１，６−ヘキサン
ジオールのジアクリレートおよびジメタクリレート、ネ
オペンチルグリコールのジアクリレートおよびジメタク
リレート、ビスフェノールＡのモノまたはジアクリレー
トおよびメタクリレート、ベンゼントリメタクリレー
ト、イソボルニルアクリレートおよびメタクリレート、
アクリルアミドおよびその誘導体、メタクリルアミドお
よびその誘導体、トリメチロールプロパントリアクリレ
ートおよびメタクリレート、グリセロールのジまたはト
リアクリレートおよびメタクリレート、ペンタエリスリ
トールのジ、トリ、またはテトラアクリレートおよびメ
タクリレート、およびこれら化合物のエチレンオキサイ
ドまたはプロピレンオキサイド付加物などの化合物を挙
げることができる。
【００６１】また、開環重合反応する反応性モノマーと
しては、分子内にエポキシ基、シクロヘキセンオキサイ
ド基、トリシクロデセンオキサイド基、シクロペンテン
オキサイド基、オキセタン基等を含有する化合物を使用
することができる。例えば、アリルグリシジルエーテ
ル、ｎ−ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジ
ルエーテル、ビニルシクロヘキセンモノオキサイド、ポ
リエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロ
ピレングリコールジグリシジルエーテル、ブタンジオー
ルジグリシジルエーテル、ビニルシクロヘキセンジオキ
サイド、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテ
ル、グリセリントリグリシジルエーテル、キシリレンジ
オキセタン、オキセタンアルコール、ジグリシジルＯ−
フタレート、ハイドロキノンジグリシジルエーテル、ジ
グリシジルテレフタレート、ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェ
ノールＦ型エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、変
性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等をあげることがで
きる。
【００６２】これらの反応性モノマーは単独で用いても
２種以上を組み合わせて用いてもよく、本発明のプレポ
リマーの１００重量部に対して１０〜７５重量部の範囲
で用いるのがよい。また、ラジカル重合反応する反応性
モノマーと開環重合反応する反応性モノマーを混合して
用いることもできる。その場合には、光重合開始剤は後
述する光ラジカル発生剤と、光酸発生剤あるいは光塩基
発生剤の組み合わせになる。開環重合反応する反応性モ
ノマーの重合反応速度は、ラジカル重合反応する反応性
モノマーに比較して遅いため、開環重合反応する反応性
モノマーを含有する感光性樹脂組成物では、高エネルギ
ー線照射後に加熱処理することにより重合反応を促進さ
せることが効果的である。
【００６３】本発明において用いる液状感光性樹脂組成
物の中の光吸収剤は、波長が３００〜４２０ｎｍの間に
吸収を持ち、液状感光性樹脂組成物に均一に溶解もしく
は分散することの出来るものであれば色素、紫外線吸収
剤等、何でもよい。この光吸収剤は露光系の散乱や反射
による光の回り込みを効率よく吸収し、本来硬化しては
ならない部分の液状感光性樹脂組成物が硬化するのを防
ぐ効果がある。本発明では光重合開始剤と光吸収剤の組
み合わせによって液状感光性樹脂組成物の光透過率を制
御することが重要で、膜厚１０から４００μｍ、光の波
長３００から４２０ｎｍで用いられる場合、前記波長で
の光吸収極大におけるモル吸光係数が５から１０００リ
ットル／ｍｏｌ・ｃｍの光重合開始剤を０．１〜１０重
量％含み、光透過率が５〜８５％になるように光吸収剤
を０．０１〜１重量％の範囲で含むときに未露光部の液
状感光性樹脂組成物の硬化を防ぐことができるため、高
解像度を実現できる。
【００６４】さらに好ましい範囲を挙げれば、感光性樹
脂組成物の光重合開始剤は０．５〜５重量％の範囲、光
透過率は２０〜６０％の範囲である。すなわち、露光時
間と取り扱い易さの観点で液状感光性樹脂組成物の紫外
線に対する感度が実用上、より好ましい範囲となる。ま
た、光重合開始剤と光吸収剤の配合比は、光吸収剤によ
って液状感光性樹脂組成物の光透過率を１５％以上低く
するように含んで、光透過率を１５〜７５％とすると実
質的に効果がある。
【００６５】このような光重合開始剤のうち光ラジカル
発生剤として、例えば、ベンゾイン、ベンゾインアルキ
ルエーテル類、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセ
トフェノン類、ベンゾフェノン、アントラキノン類、ア
シロイン類、ビシナルケトン類、カンファーキノン、
４，４‘−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、ジ
ベンゾスベロン、アシルスルフィンオキサイド等を使用
することができる。チオキサントン系色素の場合、アミ
ン系化合物との組み合わせで用いることもできる。
【００６６】また、光酸発生剤としては、芳香族ジアゾ
ニウム、芳香族セレイウム、ジアリールハロニウム、ト
リフェニルホスホニウム、ジアルキル−４−ヒドロキシ
スルホニウム、ジアルキル−４−ヒドロキシジフェニル
スルホニウム、 アレン・鉄錯体等のＰＦ6、ＡｓＦ6、
ＢＦ4、ＳｂＦ6塩、Ｎ−ヒドロキシナフタルイミドトリ
フルオロメタンスルホネート等を挙げることができる。
更に光塩基発生剤としては、特開２０００−３３０２７
０号公報に記載のオキシムエステル系化合物、ジメトキ
シベンジルウレタン系化合物、オルトニトロベンジルウ
レタン化合物等を用いることができる。
【００６７】本発明における液状感光性樹脂組成物には
より良好な樹脂パターンを得る目的で、あるいは取り扱
い上の便宜を図るために必要に応じて種々の成分を添加
して用いることもできる。例えば、液状感光性樹脂組成
物の保存性を向上させるために熱重合禁止剤などを添加
剤として含んでいてもよい。また、多孔質金属からなる
接続用バンプの形成方法において、スクリーン印刷等の
印刷法を用いて、金属微粒子を分散させた前記ペースト
を印刷しパターン化する方法がある。前記フォトリソグ
ラフィーあるいはレーザーを用いてパターンを形成する
方法に比較すると、形成される接続バンプのアスペクト
比は小さいものの、比較的簡単にパターンを形成するこ
とが可能な方法である。
【００６８】寸法が５０μｍ×５０μｍ以下の微細バン
プパターン形成のためには、バンプパターンに相当する
開口部が形成された金属マスクを使用することが好まし
い。金属箔あるいは金属基板に微小な開口部を形成する
方法としては、通常ＹＡＧレーザーの基本波（波長１０
６４ｎｍ）を照射し溶融させて除去する方法、フォトリ
ソグラフィーと電解めっき法を組み合わせて金属を析出
させる方法、微小針状電極を絶縁性液体中で金属膜に接
近、放電させることにより開口部を形成する放電加工
法、微小精密金型で金属膜を打ち抜くことにより開口部
を形成する方法などがある。
【００６９】開口部の寸法あるいは金属膜の厚さを自由
に設定することが可能なフォトリソグラフィーと電解め
っき法を組み合わせた方法が特に有用である。フォトリ
ソグラフィーで用いる感光性樹脂組成物としては、前記
液状感光性樹脂組成物が好ましい。 印刷法で前記ペー
ストを用いてバンプパターンを形成した後、最低温度よ
り高い温度で熱処理することにより、金属微粒子同士を
結合させ、多孔質金属を形成する。
【００７０】
【発明の実施の形態】以下に本発明を実施例により詳細
に説明する。なお、本発明は実施例に限定されるもので
はない。
【００７１】
【実施例１】アルミニウム線で回路を形成したシリコン
ウエハーを用いて、このシリコンウエハー上に多孔質金
属部分を有するバンプを形成した。シリコンウエハー上
には、図６に示したように、接続用のバンプ位置に厚さ
１μｍ、寸法が２０μｍ×２０μｍのアルミニウム薄膜
製のバンプ基礎と、２つのバンプ基礎を繋ぐアルミニウ
ム配線が半導体ドライプロセスを用いて形成されてい
た。
【００７２】まず、露出しているアルミニウム薄膜上に
置換めっき処理により亜鉛層を形成した。用いた処理液
は酸性処理液（奥野製薬社製ＡＺシンケート）に、温度
２５℃、６０秒間浸漬した。次に、亜鉛層の上に無電解
めっき法によりニッケル層を厚さ２μｍで形成した。そ
の後、寸法が２０μｍ×２０μｍのバンプ基礎部分のみ
露出するように、厚さ５μｍのポリイミド膜を形成し
た。ニッケルが表面に露出しているシリコンウエハー上
にブレードコート法により感光性樹脂組成物を塗布し厚
さ２０μｍの感光性樹脂層を形成し、その上に厚さ１５
μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製カバー
フィルムをラミネートした。用いた感光性樹脂組成物
は、不飽和ポリエステルを主成分とし、重合性モノマ
ー、光重合開始剤、光線透過率調整用色素、密着助剤、
安定剤として重合禁止剤を含有するものである。
【００７３】すなわち、数平均分子量が２０００である
不飽和ポリエステル１００重量部にテトラエチレングリ
コールジメタクリレート１０．７重量部、ジエチレング
リコールジメタクリレート４．３重量部、ペンタエリス
リトールトリメタクリレート１５重量部、リン酸（モノ
メタクリロイルオキシエチル）３．６重量部、２，２−
ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン２重量部、
２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール
０．０４重量部、オリエント化学製ＯＰＬＡＳイエロー
１４０を０．１１重量部加えて攪拌混合し得た。数平均
分子量が２０００である不飽和ポリエステルは、アジピ
ン酸０．２、イタコン酸０．２、フマル酸０．６とジエ
チレングリコール１．０のモル仕込み比で脱水重縮合反
応により得た。数平均分子量は、島津製作所社製ゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィー装置を用いて測定
し、ポリスチレン標準品で検量化した。
【００７４】形成するマイクロバンプ位置に２０μｍ×
２０μｍの遮光部を有するガラス製露光マスクを通し
て、超高圧水銀ランプの光を平行光線に加工しＰＥＴカ
バーフィルムで被覆されている感光性樹脂層に照射し
た。その後、１％ホウ酸ナトリウム水溶液を４０℃に加
温しスプレー式現像装置を用いて現像することにより、
２０μｍｘ２０μｍの寸法の開口部を形成した。更に、
形成した開口部のニッケル表面に現像残査が存在しない
ように、酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチング
装置（ヤマト科学社製、ＰＣ１０００−５０３０）を用
いてプラズマ処理を行った。
【００７５】形成した開口部へ、平均粒子径が３μｍ、
粒子径分布における標準偏差が１．２μｍである錫、亜
鉛、ビスマス、インジウムからなる金属微粒子を充填し
た。開口部以外の部分に付着した金属微粒子を、粘着テ
ープ（日東電工社製）を用いて除去した。用いた金属微
粒子は、アトマイズ法を用いて作製した。錫６０重量
部、亜鉛３０重量部、ビスマス５重量部、インジウム５
重量部を、黒鉛るつぼに入れ、高周波誘導加熱装置によ
り８００℃に加熱し、９９体積％以上のヘリウムガス雰
囲気で融解した。次に融解した金属をるつぼの先端より
ヘリウムガス雰囲気の噴霧槽内に導入した後、るつぼ先
端付近に設けられたガスノズルからヘリウムガス（純度
９９体積％以上、酸素濃度０．１体積％、圧力２．５Ｍ
Ｐａ）を噴射してアトマイズを行い、金属微粒子を得
た。用いた金属原料の純度は、いずれの金属も９９重量
％以上であった。
【００７６】アトマイズ法で得られた金属微粒子を気流
式分級装置（日清エンジニアリング社製、ターボクラッ
シファイアーＴＣ１５）を用いて５回に渡り分級し、粒
子径分布を徐々に狭めていった。得られた金属微粒子を
走査型電子顕微鏡（日立製作所社製、Ｓ−２７００）で
観察したところ球状微粒子であった。また、金属微粒子
の組成比は、前記原料仕込み比と同一であった。示差走
査型熱分析法（島津製作所社製、ＤＳＣ−５０）により
窒素雰囲気下で吸熱ピーク温度（融点を示す）を測定し
た。その結果、１７２℃、２６８℃、３３５℃に吸熱ピ
ークが存在し、複数の融点が存在することを確認した。
【００７７】金属微粒子について、示差走査熱分析法を
３回連続で行う熱処理を実施した後、示差走査熱分析法
により前記と同一条件で融点の測定を測定した結果、１
８７℃、２７０℃、３３９℃に吸熱ピークが存在する金
属微粒子に変化していることを確認した。示差走査型熱
分析法では、アルミナセル中に金属微粒子を入れ、窒素
雰囲気下（流量５０ｍｌ／分）、昇温速度２℃／分、７
２０℃まで昇温し、この温度で１０分間保持した。吸熱
ピークの内、熱量が１Ｊ／ｇ以上であるピークは全て金
属微粒子由来のピークとして定量し、それ以下の熱量に
ついては分析精度の観点から定量していない。
【００７８】また、熱処理前の金属微粒子を内径５ｍ
ｍ、外径７ｍｍ、深さ１０ｍｍの片側を平坦に閉じたガ
ラス容器に充填し、リフロー炉を用いて、窒素ガス雰囲
気で、ピーク温度１９０℃の条件下で熱処理することに
より、金属微粒子同士を結合させた塊を作成した。この
塊の重量を測定し、さらに水に浸漬して体積を測定した
結果から密度を算出したところ、３．０ｇ／ｃｍ3であ
った。また、金属微粒子を構成する金属の密度ρ0は
７．４ｇ／ｃｍ3であった。
【００７９】開口部に金属微粒子を充填したシリコンウ
エハーを前記リフロー条件で熱処理した結果、金属微粒
子同士が結合した多孔質金属バンプを形成することがで
きた。感光性樹脂は、熱処理により部分的に変色してい
る所や、シリコンウエハーから剥がれている部分がある
など若干変質していた。残存する感光性樹脂を、剥離液
を用いて剥離除去した。
【００８０】多孔質金属により形成したバンプを有する
シリコンウエハーをダイシングソー（ディスコ社製）を
用いて素子に個片化し、微細パターン接続用回路部品を
得た。この回路部品を接続試験用のサンプルとして使用
した。個片化した素子表面のバンプの配置とマイクロバ
ンプ間の配線、および接続する回路基板のバンプパター
ンについては、図６および図７に示した。図７に示した
ように個片化した素子のバンプと接続する回路基板のバ
ンプが向き合うようにし、フリップチップボンダーを用
いて双方の位置あわせを行いながら温度２８０℃、圧力
５０ＭＰａの条件で熱圧着した。その際、位置合わせ操
作中に個片化した素子と回路基板ができるだけ平行にな
るようにＣＣＤカメラで双方のパターンを観察し調整し
た。
【００８１】電気検査は、回路基板側に設置した２つの
検査用バンプ間の抵抗を測定することにより行った。個
片化した素子上には一列５０個のバンプが配置されてお
り、図７に示した通り、２つの電気検査用端子３１の間
は５０個のマイクロバンプが直列に繋がった構造になっ
ている。このようなバンプ列を合計１０本平行に配列さ
せた。したがって、１カ所でも接続されていないか、あ
るいは非常に接続抵抗が大きい状態のバンプが存在すれ
ば、検査端子間の抵抗を測定することにより判別でき
る。この電気検査ではもう一つ特徴がある。図７に示し
たように、接続する回路基板上のバンプパターンに段差
を形成したことである。フォトリソグラフィーとめっき
法を駆使してそれぞれのバンプに形成された段差は、３
μｍであった。本実施例で作製したバンプでは、１０本
全ての列について、抵抗値は１Ω以下となり、接続が確
実になされていることが確認できた。
【００８２】
【実施例２】実施例１と同じシリコンウエハーを用い
て、このシリコンウエハー上に多孔質金属からなるバン
プを形成した。ニッケルが表面に露出しているシリコン
ウエハー上にブレードコート法によりポリスルホン系熱
硬化性樹脂を含有するテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶
液を塗布し、溶剤であるＴＨＦを乾燥除去することによ
り厚さ２０μｍの絶縁樹脂層を形成し、その上に厚さ５
μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製カバー
フィルムを１００℃に加熱しながらラミネートした。用
いたポリスルホン系熱硬化性樹脂溶液は、ポリスルホン
樹脂（Ａｍｏｃｏ Ｐｏｌｙｍｅｒ社製、Ｕｄｅｌ Ｐ
−１７００）９０重量部、シアネートエステル樹脂（Ｃ
ｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社製、Ｂ−３０）１０重量部、ＴＨ
Ｆ４００重量部を撹拌混合することにより得た。
【００８３】バンプを形成する位置にレーザー加工装置
を用いて開口部を形成した。用いたレーザー装置ＥＳＩ
社製、ハイスループットＵＶレーザードリルであり、Ｙ
ＡＧレーザーの第三高調波（３５５ｎｍ）を光源とし、
ガルバノミラーを用いて円形のレーザービームを約３０
ｍｍ×３０ｍｍの領域を走査する機構と、基板をＸＹス
テージにより動かす機構を備えた装置である。加工に用
いたレーザービームの径は２０μｍである。このレーザ
ービームを用いて、厚さ２０μｍのポリスルホン系熱硬
化性樹脂層に径が２０μｍの円柱状の開口部を形成し
た。この際、ＰＥＴカバーフィルムの上からレーザー光
を照射しているため、当然のことながらＰＥＴカバーフ
ィルムにも径が２０μｍの孔が開いた。
【００８４】形成した開口部に、金属微粒子を充填し
た。その後、開口部以外の部分に付着した金属微粒子
を、カバーフィルムを剥離することにより除去した。開
口部へ充填された金属微粒子は、実施例１と同じ金属微
粒子であった。その後、金属微粒子を開口部へ充填した
シリコンウエハーを、ピーク温度が１９０℃、窒素雰囲
気下、リフロー炉での熱処理することにより、金属微粒
子同士が結合することにより形成された多孔質金属から
なるバンプを作製した。
【００８５】更に、熱処理により得られた多孔質金属の
密度ρ1の評価を実施した。熱処理前の金属微粒子を内
径５ｍｍ、外形７ｍｍ、深さ１０ｍｍの片側を平坦に閉
じたガラス容器に充填し、前記リフロー条件で処理し、
金属微粒子同士を結合させたものの密度を測定した結
果、２．６ｇ／ｃｍ3であった。金属微粒子を構成する
金属の密度ρ0は７．４ｇ／ｃｍ3であった。１９０℃で
熱処理することにより一部溶融し、その後冷却により再
固化する過程で結合した金属微粒子は、再度１９０℃ま
で加熱しても形状を変化させることはなかった。
【００８６】多孔質金属により形成したバンプを有する
シリコンウエハーをダイシングソー（ディスコ社製）を
用いて素子に個片化し、微細パターン接続用回路複合部
品を得た。この回路複合部品を接続試験用のサンプルと
して使用した。個片化した素子表面のバンプの配置とバ
ンプ間の配線、および接続する評価用回路基板のバンプ
パターンについては、図６および図７に示した。図７に
示したように個片化した素子のバンプと接続する回路基
板のバンプが向き合うようにし、フリップチップボンダ
ーを用いて双方の位置あわせを行いながら温度２８０
℃、圧力５０ＭＰａ、１０分間の条件で熱圧着した。そ
の際、位置合わせ操作中に個片化した素子と回路基板が
できるだけ平行になるようにＣＣＤカメラで双方のパタ
ーンを観察し調整した。電気検査は、実施例１と同じ方
法により行った。本実施例で作製したバンプでは、１０
本全ての列について、抵抗値は１Ω以下となり、接続が
確実になされていることが確認できた。
【００８７】
【実施例３】使用した金属微粒子が錫、亜鉛、ビスマ
ス、銀からなる金属微粒子であること、微粒子同士を結
合することにより多孔質金属を作製する熱処理条件が、
ピーク温度が１７０℃の窒素リフロー炉で処理した以外
は、実施例１と同じ方法により、微細パターン接続用回
路部品を得た。金属微粒子は、錫４５重量部、亜鉛４５
重量部、ビスマス５重量部、銀５重量部を仕込み組成と
した。アトマイズ法により得られた金属微粒子は、窒素
雰囲気下での示差走査熱分析法（ＤＳＣ）において、１
５０℃、１６７℃、３１０℃、４５８℃に融点を示し、
ＤＳＣを３回連続繰り返し測定するという熱処理を実施
したところ、１８０℃、３４５℃、４５５℃に融点を示
し、熱処理前に存在していた１５０℃、１６７℃、３１
０℃の吸熱ピークが消失し、１８０℃、３４５℃に新た
な吸熱ピークを示した。
【００８８】得られた金属微粒子をフォトリソグラフィ
ーとめっき法を用いて作製したふるいを用いて分級し
た。得られた金属微粒子の平均粒子径は３．５μｍ、粒
子径分布の標準偏差は１．２μｍであった。走査型電子
顕微鏡により金属微粒子の形状を観察したところ、球状
粒子であった。また、実施例１と同じガラス容器を用い
て、得られた金属微粒子を１７０℃、窒素雰囲気下での
リフロー炉で熱処理した後、形成された多孔質金属の密
度は、３．７ｇ／ｃｍ3であった。１７０℃で熱処理す
ることにより一部溶融し、その後冷却により再固化する
過程で結合した金属微粒子は、再度１７０℃まで加熱し
ても形状を変化させることはなかった。また、金属微粒
子を構成する金属の密度ρ0は７．５ｇ／ｃｍ3であっ
た。電気検査は、実施例１と同じ方法を用いて実施し
た。その結果、本実施例で作製したバンプでは、１０本
全ての列について、抵抗値は１Ω以下となり、接続が確
実になされていることが確認できた。
【００８９】
【実施例４】用いる金属微粒子の原料仕込み組成が、錫
４５重量部、銅４５重量部、ビスマス５重量部、銀５重
量部であること以外は、実施例１と同じ方法により微細
パターン接続用回路部品を得た。アトマイズ法で得られ
た金属微粒子は、ＤＳＣで測定したところ、１３７℃、
１８８℃、２０５℃、３０２℃、３４２℃に吸熱ピーク
を示し、ＤＳＣ測定を３回連続で繰り返し実施する熱処
理により、１３７℃、１６６℃、３０５℃、３４３℃に
吸熱ピークを示す金属微粒子に変化していた。実施例１
と同様、気流分級機を用いて分級し、得られた金属微粒
子の平均粒子径は４μｍ、粒子径分布における標準偏差
は１．６μｍであった。走査型電子顕微鏡により金属微
粒子の形状を観察したところ、球状粒子であった。
【００９０】また、実施例１と同じガラス容器を用い
て、得られた金属微粒子をピーク温度１９０℃、窒素雰
囲気下でのリフロー炉で熱処理した後、形成された多孔
質金属の密度は、３．３ｇ／ｃｍ3であった。１９０℃
で熱処理することにより一部溶融し、その後冷却により
再固化する過程で結合した金属微粒子は、再度１９０℃
まで加熱しても形状を変化させることはなかった。ま
た、金属微粒子を構成する金属の密度ρ0は８．３ｇ／
ｃｍ3であった。電気検査は、実施例１と同じ方法を用
いて実施した。その結果、本実施例で作製したバンプで
は、１０本全ての列について、抵抗値は１Ω以下とな
り、接続が確実になされていることが確認できた。
【００９１】
【実施例５】実施例１と同じシリコンウエハーを用い
て、このシリコンウエハー上に多孔質金属部分を有する
バンプを形成した。ニッケルが表面に露出しているシリ
コンウエハー上にブレードコート法によりポリスルホン
を２０重量％含有するテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶
液を塗布し、溶剤であるＴＨＦを乾燥除去することによ
り厚さ２０μｍの絶縁樹脂層を形成し、その上に厚さ５
μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製カバー
フィルムを１００℃に加熱しながらラミネートした。
【００９２】バンプを形成する位置にレーザー加工装置
を用いて開口部を形成した。用いたレーザー装置は、Ｙ
ＡＧレーザーの第三高調波（３５５ｎｍ）を光源とし、
ガルバノミラーを用いて円形のレーザービームを約３０
ｍｍ×３０ｍｍの領域を走査する機構と、基板の方をＸ
Ｙステージにより動かす機構を備えた装置である。加工
に用いたレーザービームの径は２０μｍである。このレ
ーザービームを用いて、厚さ２０μｍのポリスルホン絶
縁樹脂層に径が２０μｍの円柱状の開口部を形成した。
この際、ＰＥＴカバーフィルムの上からレーザー光を照
射しているため、当然のことながらＰＥＴカバーフィル
ムにも径が２０μｍの孔が開いている。
【００９３】形成した開口部に、実施例３で用いた金属
微粒子を充填した。その後、開口部以外の部分に付着し
た金属微粒子を、カバーフィルムを剥離することにより
除去した。その後、実施例３と同様、１７０℃、窒素雰
囲気下で、リフロー炉での熱処理により、金属微粒子同
士が結合することにより形成された多孔質金属からなる
バンプを作製し、その後不要となったポリスルホン絶縁
樹脂層を、ＴＨＦに溶解することにより除去することに
より、微細パターン接続用回路部品を得た。電気検査
は、実施例１と同じ方法を用いて実施した。その結果、
本実施例で作製したバンプでは、１０本全ての列につい
て、抵抗値は１Ω以下となり、接続が確実になされてい
ることが確認できた。
【００９４】
【実施例６】実施例５と同じ方法によりレーザー加工装
置を用いて径が２０μｍの開口部をポリスルホン絶縁層
に形成した。実施例３で作製した金属微粒子９０重量部
に対して、ポリメチルメタクリレートを２０重量％含有
するエチルセロソルブ溶液を５０重量部とを三本ロール
混錬機を用いて混合することにより金属微粒子を含有す
るペースト組成物を作製し、開口部内にスクリーン印刷
用スキージを使用して充填した。ペースト組成物中の溶
剤を乾燥除去した後、ＰＥＴカバーフィルムを剥離する
ことにより、開口部以外に付着したペースト組成物を除
去した。
【００９５】その後、１７０℃、窒素雰囲気下で、リフ
ロー炉での熱処理により、金属微粒子同士が結合するこ
とにより形成された多孔質金属からなるバンプを作製
し、その後不要となったポリスルホン絶縁樹脂層を、Ｔ
ＨＦに溶解することにより除去することにより、微細パ
ターン接続用回路部品を得た。金属微粒子を分散させた
ペーストの場合、実施例１と同様の方法では、作製され
た多孔質金属の密度を評価できないため、前記レーザー
加工装置を用いて形成した開口部へスクリーン印刷用ス
キージを用いてペーストを充填する方法で評価した。こ
の際、ガラス基板上にポリスルホン絶縁層を厚さ２０μ
ｍで形成し、開口部の寸法を１５０μｍ×１５０μｍ、
１００カ所の開口部を形成した。前記リフロー条件で熱
処理した。得られた多孔質金属の密度は、２．６ｇ／ｃ
ｍ3であった。また、金属微粒子を構成する金属の密度
ρ0は８．３ｇ／ｃｍ3であった。電気検査は、実施例１
と同じ方法を用いて実施した。その結果、本実施例で作
製したバンプでは、１０本全ての列について、抵抗値は
１Ω以下となり、接続が確実になされていることが確認
できた。
【００９６】
【実施例７】使用した金属微粒子が銅、錫、銀、ビスマ
ス、銀、インジウムからなる金属微粒子の表面を置換型
錫めっき処理した金属微粒子であること、微粒子同士を
結合することにより多孔質金属を作製するための熱処理
条件が、ピーク温度が１６０℃の窒素リフロー炉で処理
した以外は、実施例１と同じ方法により、微細パターン
接続用回路部品を得た。
【００９７】金属微粒子は、銅６５重量部、錫１５重量
部、銀１０重量部、ビスマス５重量部、インジウム５重
量部を仕込み組成とした。アトマイズ法により得られた
金属微粒子の表面を置換型錫めっき液（奥野製薬工業社
製、サブスターＳＮ−５）中で５０℃、１２分間撹拌す
ることにより処理した。金属微粒子表面の薄い錫の被膜
は約０．２μｍであった。置換型錫めっき処理後の金属
微粒子の組成は、銅３６重量％、錫４４重量％、銀１０
重量％、ビスマス５重量％、インジウム５重量％へ変化
していた。
【００９８】置換型錫めっき後、得られた金属微粒子
は、窒素雰囲気下での示差走査熱分析法（ＤＳＣ）にお
いて、１４６℃、４３８℃、４９９℃、５６６℃に融点
を示し、ＤＳＣを３回連続繰り返し測定するという熱処
理を実施したところ、２６２℃、４３９℃、５００℃、
５６９℃に融点を示し、熱処理前に存在していた１４６
℃の吸熱ピークが消失し、２６２℃に新たな吸熱ピーク
を示した。得られた金属微粒子を、実施例１と同様に気
流式分級装置を用いて分級した。平均粒子径は４μｍ、
粒子径分布における標準偏差は１．３μｍであった。
【００９９】実施例１と同じガラス容器を用いて、得ら
れた金属微粒子を１６０℃で熱処理した後、形成された
多孔質金属の密度は、３．７ｇ／ｃｍ3であった。ま
た、金属微粒子を構成する金属の密度ρ0は７．５ｇ／
ｃｍ3であった。１６０℃で熱処理することにより一部
溶融し、その後冷却により再固化する過程で結合した金
属微粒子は、再度１６０℃まで加熱しても形状を変化さ
せることはなかった。電気検査は、実施例１と同じ方法
を用いて実施した。その結果、本実施例で作製したバン
プでは、１０本全ての列について、抵抗値は１Ω以下と
なり、接続が確実になされていることが確認できた。
【０１００】
【実施例８】実施例１と同じ感光性樹脂を用いたフォト
リソグラフィーと、リンを含有するニッケル電解めっき
法を組み合わせることにより、開口部の寸法が２０μｍ
×２０μｍ、厚さ１５μｍの金属膜を作製し、スクリー
ン印刷用のメタルマスクとした。実施例６と同じペース
トを使用し、実施例１と同じシリコンウエハー上に、Ｃ
ＣＤカメラで観察しながらメタルマスクを位置合わせし
た後、シリコンウエハーに密着させ、前記ペーストを印
刷した。スクリーン印刷に用いた装置は、バンプ形成印
刷機（日立テクノエンジニアリング社製、ＮＰ−０４Ｍ
Ｂ）であった。その後、２５０℃、窒素雰囲気下で、リ
フロー炉での熱処理により多孔質金属からなるマイクロ
バンプを形成作製した。
【０１０１】電気検査は、実施例１と同じ方法を用いて
実施した。その結果、本実施例で作製したバンプでは、
８本の列について、抵抗値は１Ω以下、残り２本の列に
ついて１〜５Ωの範囲であった。電気的な接続は確保さ
れていることが確認できた。
【０１０２】
【比較例】電解めっき法を用いてバンプを形成した。ア
ルミニウム線で回路を形成したシリコンウエハーを用い
て、このシリコンウエハー上にバンプを形成した。シリ
コンウエハー上には接続用のバンプ位置に厚さ１μｍ、
寸法が２０μｍ×２０μｍのアルミニウム薄膜が形成さ
れ、それ以外の部分は厚さ５μｍのポリイミド膜で覆わ
れていた。
【０１０３】まず、露出しているアルミニウム薄膜上に
置換めっき処理により亜鉛層を形成した。用いた処理液
は酸性処理液（奥野製薬社製ＡＺシンケート）に、温度
２５℃、６０秒間浸漬した。次に、亜鉛層の上に無電解
めっき法によりニッケル層を厚さ２μｍで形成した。更
にシリコンウエハー全面に厚さ２μｍの銅薄膜をスパッ
タ法を用いて形成し電解めっき用の導通線とした。銅薄
膜を形成したシリコンウエハー上にブレードコート法に
より感光性樹脂組成物を塗布し厚さ２５μｍの感光性樹
脂層を形成し、その上に厚さ１５μｍのポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）製カバーフィルムをラミネート
した。用いた感光性樹脂組成物は、実施例１と同じ組成
のものであった。
【０１０４】フォトリソグラフィーの方法は実施例１と
同じであり、露光マスクパターンも同じものを用いた。
その後、硫酸銅めっき液を用いて電解銅めっきを実施
し、厚さ２０μｍの四角柱状の銅パターンを得た。電解
銅めっき条件は、１Ａ／ｄｍ２の電流密度、３５℃でめ
っき液をシリコンウエハー面に吹き付けるように実施し
た。不要となった樹脂パターンを、剥離液を用いて剥離
し、その後表面に露出した電解めっき用の導通線として
使用した銅薄膜を１０％過硫酸アンモニウム水溶液を用
いてエッチング除去し、四角柱状のバンプパターンを有
する接続用回路部品を得た。
【０１０５】ダイシングソーを用いてシリコンウエハー
を切断することにより個片化した接続用回路部品を得
た。これを実施例１と同様の方法により評価用回路基板
に、フリップチップボンダーを用いて熱圧着した。ただ
し、熱圧着前には、評価用回路基板上にあらかじめ熱硬
化性液状接着剤をのせた。電気検査については、実施例
１と同じ方法により実施した。その結果、５本の検査列
について抵抗値が１００Ωを越え、３本については断線
と判定した。
【０１０６】
【発明の効果】本発明では、接続用金属バンプとして多
孔質金属を用いることにより、熱圧着時に前記多孔質金
属バンプが押しつぶされ易い構造であるため、接続バン
プの高さのばらつきを吸収でき、かつ接続バンプ間で金
属・金属結合を形成できるため接続信頼性の高い接続部
品を作製することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】接続用バンプに高さばらつきが存在した場合の
接続不良を示す概念図である。
【図２】本発明における多孔質金属部分を有する接続用
バンプの形成方法を示す概念図である。
【図３】本発明の金属微粒子の示差走査型熱分析法（Ｄ
ＳＣ法）チャートを示す概念図である。 （ａ）：熱処理前のＤＳＣチャートを示す概念図であ
る。 （Ｂ）：熱処理後のＤＳＣチャートを示す概念図であ
る。
【図４】本発明における多孔質金属部分を有する接続用
バンプの形成方法を示す概念図である。
【図５】従来法における電解めっき法を用いる接続用バ
ンプの形成方法を示す概念図である。
【図６】個片化した素子表面のバンプおよびバンプ間を
つなぐ配線パターンである。 （ａ）：個片化した素子をバンプがある面の方向から見
た図である。 （ｂ）：個片化した素子を線２３で示す位置で切断した
場合の切断面を示す図である。
【図７】個片化した素子と電気検査用回路基板の断面を
示す概念図である。
【符号の説明】
１ 断面方向から見た接続用バンプ ２ 断面方向から見た高さの低い接続用バンプ ３ 集積回路部品 ４ 断面方向から見た配線回路を有する基板あるいは集
積回路部品 ５ 接着樹脂層 ６ 断面方向から見た開口部近傍の感光性樹脂層あるい
は絶縁樹脂層 ７ 断面方向から見た開口部底部の金属薄膜 ８ 断面方向から見た基板 ９ 断面方向から見た絶縁性保護膜 １０ 加熱処理前の金属微粒子 １１ 粒子間で結合を形成させた熱処理後の金属微粒子 １２ 断面方向から見た基板 １３ 断面方向から見た開口部底部の金属薄膜 １４ 断面方向から見た絶縁性保護膜 １５ 断面方向から見た絶縁層 １６ 断面方向から見たカバーフィルム １７ 断面方向から見たレーザー加工により形成した開
口部 １８ 断面方向から見た場合の開口部へ充填された金属
微粒子 １９ 断面方向から見た場合の開口部以外の場所に吸着
した金属微粒子 ２０ 断面方向から見た感光性樹脂層 ２１ 断面方向から見た電解めっき用導通用金属薄膜 ２２ 断面方向から見た絶縁性保護膜 ２３ 断面方向から見た基板 ２４ 断面方向から見た開口部に充填した金属 ２５ 個片化した素子表面上のバンプ ２６ 個片化した素子表面上のバンプ間を繋ぐ導体配線 ２７ シリコン基板 ２８ 切断面を示す線 ２９ 表面保護層 ３０ 段差をつけた回路基板側のバンプ ３１ 電気検査用端子 ３２ 基板 ３３ 個片化した素子

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に導体配線回路、および他の基板
    あるいは部品とを電気的に接続するための接続用バンプ
    を有する回路部品であって、該接続用バンプが金属薄膜
    とその上に積層された多孔質金属からなり、該多孔質金
    属が複数の金属微粒子が結合した構造で形成されている
    こと、該多孔質金属の密度ρ1が、金属微粒子を形成す
    る金属の密度をρ0として０．２ρ0≦ρ1≦０．９ρ0の
    範囲に入ること、該金属微粒子は熱処理により一部分溶
    融し冷却により再固化する過程で金属微粒子同士が結合
    したものであり、前記再固化した部分が前記熱処理と同
    一処理で溶融しないこと、該多孔質金属からなる接続用
    バンプが熱圧着により別の基板上の接続用バンプと接続
    される場合に、該バンプとの間で金属・金属結合を形成
    することを特徴とする微細パターン接続用回路部品。
  2. 【請求項２】 請求項１の接続用バンプの多孔質金属を
    形成する金属微粒子が、銅、銀、金、ニッケル、パラジ
    ウム、インジウム、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、白金、ガ
    リウム、アンチモン、シリコン、ゲルマニウム、コバル
    ト、タンタル、アルミニウム、マンガン、モリブデン、
    クロム、マグネシウム、チタン、タングステン、希土類
    元素から選ばれる３種以上の元素からなる金属微粒子、
    あるいは当該金属微粒子の表面を上記金属で薄く被覆さ
    れた金属微粒子であること、該金属微粒子が複数の融点
    を有すること、該金属微粒子の平均粒子径が０．１μｍ
    〜５０μｍ、粒子径分布の標準偏差が平均粒子径の５０
    ％以下であることを特徴とする微細パターン接続用回路
    部品。
  3. 【請求項３】 基板上に、接続用バンプの多孔質金属部
    分形成のための開口部を有するフィルム状接着剤層を有
    し、その開口部にバンプが形成されていることを特徴と
    する請求項１または２に記載の微細パターン接続用回路
    部品。
  4. 【請求項４】 請求項１または２に記載の接続用回路部
    品が、下記の（ａ）から（ｆ）の工程を経て形成される
    ことを特徴とする微細パターン接続用回路部品の形成方
    法。 （ａ）基板とその上に積層された金属薄膜上に絶縁樹脂
    層を形成する工程 （ｂ）微細パターン接続用バンプ位置にフォトリソグラ
    フィーを用いて開口部を有する感光性樹脂パターンを形
    成する工程 （ｃ）形成された開口部に金属微粒子あるいは金属微粒
    子を分散させたペースト組成物を充填する工程 （ｄ）開口部以外の部分に付着した金属微粒子、あるい
    は金属微粒子を分散させたペースト組成物を除去する工
    程 （ｅ）加熱処理により金属微粒子を結合させる工程 （ｆ）不要となった感光性樹脂パターンを除去する工程
  5. 【請求項５】 請求項１または２に記載の接続用回路部
    品が、下記の（Ａ）から（Ｆ）の工程を経て形成される
    ことを特徴とする微細パターン接続用回路部品の形成方
    法。 （Ａ）基板とその上に積層された金属薄膜上に絶縁樹脂
    層を形成する工程 （Ｂ）微細パターン接続用バンプ位置に高エネルギー線
    を照射すること、あるいはプラズマ中に曝すことにより
    絶縁樹脂層に開口部を形成する工程 （Ｃ）形成された開口部に金属微粒子、あるいは金属微
    粒子を分散させたペースト組成物を充填する工程 （Ｄ）開口部以外の部分に付着した金属微粒子、あるい
    は金属微粒子を分散させたペースト組成物を除去する工
    程 （Ｅ）加熱処理により金属微粒子を結合させる工程 （Ｆ）不要となった絶縁樹脂層を除去する工程
  6. 【請求項６】 請求項１または２に記載の接続用回路部
    品が、下記の（α）、（β）の工程を経て形成されるこ
    とを特徴とする微細パターン接続用回路部品の形成方
    法。 （α）基板とその上に積層された金属薄膜上に印刷法に
    より金属微粒子を分散させたペースト組成物をパターン
    化する工程 （β）加熱処理により金属微粒子を結合させる工程
  7. 【請求項７】 請求項３に記載の接続用回路部品が、下
    記の（Ａ）から（Ｅ）の工程を経て形成されることを特
    徴とする微細パターン接続用回路部品の形成方法。 （Ａ）基板とその上に積層された金属薄膜上にシート状
    接着剤層を形成する工程 （Ｂ）微細パターン接続用バンプ位置に高エネルギー線
    を照射することあるいはプラズマ中に曝すことによりフ
    ィルム状接着剤層に開口部を形成する工程 （Ｃ）形成された開口部に金属微粒子、あるいは金属微
    粒子を分散させたペースト組成物を充填する工程 （Ｄ）開口部以外の部分に付着した金属微粒子、あるい
    は金属微粒子を分散させたペースト組成物を除去する工
    程 （Ｅ）加熱処理により金属微粒子を結合させる工程
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