JP4826924B2 - 微細金属バンプの形成方法 - Google Patents
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Description
その形成方法を図14に示す。図14に示す金属バンプの形成方法では、図14Aに示す様に、基板200の一面側に形成した配線パターン202,202・・を覆う樹脂から成るマスク層204にパターンニングを施し、配線パターン202が底面に露出する凹部206を形成した後、基板200を稼動ステージ208上に載置する。
次いで、図14Aに示す様に、稼動ステージ208を矢印X方向に搖動させつつ、ガスデポジション装置で生成した金属微粒子を凹部206の開口径よりも大径の大径ノズル210から凹部206,206・・に向けて噴射する。
ノズル210から噴射した金属微粒子は、マスク層204上に堆積して堆積層212を形成しつつ、凹部206,206・・の各底面に堆積して上面が略平坦な金属バンプ214を形成する。
その後、大径ノズル210からの金属微粒子の噴射を停止して、図4Bに示す様に、凹部206の開口径よりも小径の小径ノズル216から、静止している基板200の一面側に形成した凹部206,206・・のうち、所定の凹部206内に形成した金属バンプ214の上面に向けて金属微粒子を噴射する。かかる小径の小径ノズル216からの金属微粒子は、金属バンプ218の略平坦な上面に先細り状に堆積して、先細り状の金属バンプ218を形成できる。
しかし、図14に示す金属バンプの形成方法では、マスク層204に形成した凹部206,206・・の各々に先細り状の金属バンプ218を形成しようとする場合には、凹部206,206・・の各々に小径ノズル216から金属微粒子を噴射することが必要である。
ここで、一本の小径ノズル216を用い、基板200の配線パターン202,202・・に形成された凹部206,206・・の各々に順次先細り状の金属バンプ218を形成することは、極めて時間が掛かるため、工業的生産には不適当である。
また、複数本の小径ノズル216,216・・を用いて、複数個の凹部206,206・・内に同時に先細り状の金属バンプ218を形成しようとすると、複数本の小径ノズル216,216・・から噴出する金属微粒子の噴出量を揃えることが必要であるが、このことは極めて困難である。このため、形成された先細り状の金属バンプ218,218・・の形状や高さが不揃いとなり易い。
しかも、近年の半導体装置の様に、極めて微細な金属バンプを形成することが要請される場合には、凹部206の開口径よりも小径の小径ノズル216を形成すること自体が困難となっている。
そこで、本発明は、金属微粒子とキャリアガスとを噴射して金属微粒子を堆積するガスデポジション法を用いた従来の微細金属バンプの形成方法では、基板の一面側に形成された金属部材の所定箇所に微細な金属バンプを工業的に安定して形成し難いという課題を解決し、ガスデポジション法を用い、基板の一面側に形成された金属部材の所定箇所に微細な金属バンプを安定して工業的に形成し得る微細金属バンプの形成方法を提供することを目的とする。
本発明者等は、図14に示す様に、基板200の配線パターン202を形成した一面側にマスク層204を形成し、マスク層204に底面に配線パターン202が露出する凹部206を形成した後、一種類のノズルを用いたガスデポジション法によって先細り状の金属バンプが形成できないか試みた。
先ず、図15A及び図15Bに示す様に、基板10の配線パターン12,12・・を覆う樹脂から成るマスク層30を形成し、このマスク層30にレーザ加工を施し、配線パターン12の所定箇所が底面に露出する凹部100を形成した[図15C]。
図15Cに示す凹部100は、図16に示す如く、配線パターン12の所定箇所が露出する底面面積がマスク層30の表面に開口する開口面積よりも小さいテーパ状の凹部であった。
次いで、図15Cに示す基板10を、ガスデポジション装置で金属を加熱蒸発して得た金属微粒子をキャリアガスとしてのヘリウムガスと共にノズル25から噴射した。このノズル25の口径は、凹部100の開口径よりも大きい。
ノズル25から噴出した金属微粒子は、凹部100の底面に露出する配線パターン12の露出面、凹部100の内壁面及びマスク層30の表面にも堆積する。このため、所定時間経過後に金属微粒子とヘリウムガスとのノズル25からの噴射を停止したとき、金属微粒子が配線パターン12の所定箇所に堆積して形成された突起部102とマスク層30の表面に堆積した堆積層32とは、図17に示す如く、凹部100の内壁面に金属微粒子が堆積した堆積層103によって接続されている。かかる状態では、マスク層30を基板10から剥離したとき、突起部102はマスク層30と共に配線パターン12の所定箇所から剥離される。
一方、マスク層30に形成する凹部を、図18に示す様に、その内壁面が基板10の一面側に対して垂直で且つ出口角部104aが丸い凹部104とした場合には、ガスデポジション法によって凹部104内に金属バンプ14を形成すると、図18に示す如く、マスク層30の表面に堆積した堆積層32の先端が凹部104の開口縁から迫り出しつつ、凹部104内に先細り状の金属バンプ14を形成する。しかし、形成された先細り状の金属バンプ14は、堆積層32の先端と当接する。この様な状態では、マスク層30を基板10から剥離したとき、先細り状の金属バンプ14はマスク層30と共に配線パターン12の所定箇所から剥離される。
これに対し、マスク層30に形成する凹部を、図19に示す様に、配線パターン12の形成箇所が露出する底面面積がマスク層30の表面に開口する開口面積よりも大きい逆テーパ状凹部106とした場合には、ガスデポジション法によって逆テーパ状凹部106内に先細り状の金属バンプ14を形成すると、図19に示す様に、形成された先細り状の金属バンプ14は、マスク層30の表面に堆積して逆テーパ状凹部106の開口縁から迫り出した堆積層32の先端と当接することなく独立して形成されている。このため、マスク層30を基板10から剥離することによって、先細り状の金属バンプ14を配線パターン12の所定箇所に形成できる。
しかしながら、基板10の一面側を覆うマスク層30に、逆テーパ状凹部106を工業的に形成することは困難である。
このため、本発明者等は、フォトレジストから成るマスク層30に露光及び現像を施すことによって容易に形成できる、図18に示す凹部104内に、ガスデポジション法により先細り状の金属バンプ14を、マスク層30の表面に堆積した堆積層32から独立して形成できないか検討した。
この検討によれば、ノズル25から金属微粒子とヘリウムガスとを凹部104の底面に向けて噴射して先細り状の金属バンプ14を形成する際に、凹部104の出口角部104aを角張った状態(以下、シャープな形状と称することがある)に保持することによって、凹部104内に先細り状の金属バンプ14を、マスク層30の表面に堆積した堆積層32から独立して形成できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、金属部材が形成された基板の一面側を覆う樹脂から成るマスク層に、前記金属部材の所定箇所が底面に露出すると共に、前記基板の一面側に対して内壁面が垂直で且つ出口角部が角張るストレート状凹部を形成した後、前記基板の他面側に冷却手段を設け、次いで、前記基板及び冷却手段を真空雰囲気中に載置して、前記ストレート状凹部の底面に露出する金属部材の露出面上に、金属を蒸発させて得られる金属微粒子をキャリアガスと共にノズルから噴射して所定箇所に堆積するガスデポジション法によって、底面部から先端部方向に次第に横断面積が小さくなる先細り状の金属バンプを形成しつつ、前記冷却手段でマスクを形成する樹脂の耐熱温度未満に基板を冷却して、前記ストレート状凹部の形状を保持し、その後、前記マスク層を基板の一面側から剥離して、前記金属部材の所定箇所に先細り状の金属バンプを形成することを特徴とする微細金属バンプの形成方法にある。
かかる本発明において、基板の一面側に形成した所定厚さのフォトレジスト層に感光及び現像を施してストレート状凹部を形成したマスク層を、前記ストレート状凹部の出口角部の形状を保持できる温度で加熱処理し、前記基板の一面側に密着することによって、ガスデポジション法に供給する基板のマスク層に形成したストレート状凹部の出口角部をシャープな形状とすることができる。この加熱処理の温度としては、100℃以下とすることが好ましい。
更に、冷却手段として、金属製の放熱板を用いることによって、基板の冷却を容易に行うことができる。
ここで、先細り状の金属バンプとしては、円錐状又は多角錐状の金属バンプを好適に形成できる。
また、同一マスク層に、内径の異なる複数個のストレート状凹部を形成することによって、同一厚さのマスク層であっても、高さの異なる先細り状の金属バンプを同時に形成できる。
尚、本発明で採用するガスデポジション法では、蒸発する金属として金を用いると共に、キャリアガスとしてヘリウムガスを用いることが好ましい。
本発明に係る微細金属バンプの形成方法によれば、金属部材を形成した基板の一面側を覆う樹脂から成るマスク層に、金属部材の所定箇所が底面に露出するストレート状凹部を形成し、このストレート状凹部の形状を保持しつつ、一種類のノズルから微細金属粒子をストレート状凹部に向けて噴出することによって、金属微粒子はマスク層の表面に堆積層を形成しつつ、ストレート状凹部の底面に露出する金属部材の露出面上にも堆積する。
更に、ノズルからの金属微粒子の噴射を継続すると、マスク層の表面の堆積層は、その厚さを増加しつつ、堆積層の先端はストレート状凹部の開口縁から次第に迫り出す。このため、ストレート状凹部の開口径が次第に小径となって、ストレート状凹部内に露出する金属部材の露出面上に堆積される金属微粒子量も、ストレート状凹部の内周縁から中心に向かって次第に減少し、先細り状の金属バンプが形成される。
そして、終には、マスク層上に形成されている堆積層によって、ストレート状凹部の開口部は完全に閉塞され、ノズルからの金属微粒子の噴射を継続しても、ストレート状凹部内に金属微粒子の堆積はされず、ストレート状凹部内に先細り状の金属バンプが独立した状態で保存される。
しかも、本発明では、冷却手段によって基板を冷却しつつ、ガスデポジション法によって先細り状の金属バンプを形成するため、出口角部が角張るストレート状凹部の形状を保持して、先細り状の金属バンプを形成できる。このため、出口角部が丸くなった凹部の如く、凹部の開口縁から迫り出した堆積部の先端と凹部内に形成した先細り状の金属バンプとが当接することを防止できる。
その結果、マスク層の表面に堆積した堆積層と接触することなく先細り状の金属バンプを形成でき、マスク層及び堆積層のみを基板の一面側から剥離できる。
この様な基板10の他面側は、図1A及び図1Bに示す様に、基板10よりも広面積で厚く、優れた熱伝導率を呈するアルミニウム又は銅から成る金属板35上に載置されている。この金属板35は、後述する様に、冷却手段としてのヒートシンクとして用いられ、基板10を冷却する。
かかる凹部34は、その拡大断面図である図2Aに示す様に、配線パターン12の所定箇所が底面に露出すると共に、基板10の一面側に対して内壁面が垂直で且つ出口角部が角張るストレート状凹部である(以下、単にストレート状凹部34と称することがある)。
図2Aに示すストレート状凹部34,34・・がマスク層30に形成された基板10は、金属板35上に載置された状態でガスデポジション装置の真空雰囲気中に載置し、ストレート状凹部34,34・・の各底面に露出する配線パターンの露出面上に、金属を蒸発させて得られる金属微粒子をキャリアガスと共にノズル25から噴射して所定箇所に堆積するガスデポジション法によって微細な金属バンプを形成する。
かかるガスデポジション装置としては、図3に示すガスデポジション装置を用いることができる。図3に示すガスデポジション装置では、フィルタ16が設けられた吸引管17を経由して吸引されて真空状態の室18内に載置されたルツボ20内の金属22としての金を1500℃に加熱し加熱蒸発して金属微粒子とする。この金属微粒子は、室18内にキャリアガスとして供給されるヘリウムガスと共に、移送管24を経由して吸引されて真空状態の室26内に搬送される。
室26内には、図2Bに示す様に、底面に配線パターン12が露出するストレート状凹部34,34・・がマスク層30に形成された基板10が挿入されている。このストレート状凹部34,34・・に向けて、移送管24の先端に形成されたノズル25からヘリウムガスと共に、金属微粒子がマスク層30の表面に向けて噴射される。このノズル25は300℃に加熱されており、ノズル25の開口径はストレート状凹部34よりも大径である。
室26内にノズル25から噴射された金属微粒子は、図2Cに示す様に、ストレート状凹部34の底面に露出する配線パターン12の露出面に堆積して金属バンプ14を形成しつつ、マスク層30の表面にも堆積して堆積層32を形成し、ヘリウムガスは吸引管27から吸引されて排出される。
かかるノズル25から噴出される金属微粒子は、300℃以上に加熱されているため、表面に蓄積する金属微粒子によってマスク層30も加熱される。この金属微粒子からの熱がマスク層30内に蓄熱されると、マスク層30の温度は、マスク層30を形成する樹脂の耐熱温度以上に昇温され、ストレート状凹部34の出口角部がダレて、図18に示す凹部104の出口角部の如く丸くなる。この図18に示す凹部104に近似した形状の凹部内に、金属微粒子の堆積を継続しても、図18に示す如く、凹部内に形成された金属バンプ14は、凹部の開口縁から迫り出したマスク層30の表面に堆積した堆積層32の先端と当接する。かかる状態では、マスク層30を基板10から剥離したとき、金属バンプ14はマスク層30と共に配線パターン12の所定箇所から剥離される。
この点、図1A及び図1Bに示す様に、基板10の他面側を、冷却手段としてのヒートシンクとして用いる、基板10よりも広面積で且つ厚い金属板35上に載置することによって、表面に蓄積する金属微粒子からマスク層30に伝熱される熱は、金属板35から迅速に放熱される。このため、マスク層30の温度を、マスク層30を形成する樹脂の耐熱温度未満とすることができ、ストレート状凹部34の角張った角部形状を保持しつつ、金属微粒子をキャリアガスと共にノズル25から噴射できる。
この様に、ストレート状凹部34の角張った角部形状を保持しつつ、金属微粒子をキャリアガスと共にノズル25からの噴射を継続していると、図2C及び図2Dに示す様に、ストレート状凹部34の底面に露出する配線パターン12の露出面に堆積した金属バンプ14aを形成しつつ、マスク層30上に堆積する堆積層32の先端がストレート状凹部34の開口縁から迫り出してきてストレート状凹部34の開口部も狭くなる。このため、ストレート状凹部34内に露出する配線パターン12の露出面上に堆積される金属微粒子量も、ストレート状凹部34の内周縁から中心に向かって次第に減少し、円錐台状の金属バンプ14aが形成される。
ここで、ストレート状凹部34の角張った角部形状を保持しつつ、金属微粒子をキャリアガスと共にノズル25からの噴射を継続していると、マスク層30上に堆積する堆積層32の先端がストレート状凹部34の開口縁から迫り出す現象については、次のように推察される。
すなわち、図4に示す様に、ストレート状凹部34内に金属微粒子と共に噴射されたヘリウムは、ストレート状凹部34内で金属微粒子の噴射方向と逆方向に反転して流出するため、ストレート状凹部34の内圧はマスク層30の表面側よりも高くなる。従って、ストレート状凹部34の開口縁近傍の金属微粒子は、ストレート状凹部34内に進入できず、ストレート状凹部34の開口縁近傍に付着し、堆積層32の先端がストレート状凹部34の開口縁から迫り出すものと考えられる。
更に、金属微粒子をキャリアガスと共にノズル25からの噴射を継続していると、図2Eに示す様に、マスク層30上に堆積する堆積層32の先端部によってストレート状凹部34の開口部が完全に閉塞される。その際には、ストレート状凹部34の底面に露出する配線パターン12の露出面上には、堆積層32と接触することなく独立して円錐状の金属バンプ14が形成されている。
このため、金属粒子とヘリウムガスとのノズル25からの噴射を停止し、図2Fに示す様に、基板10をガスデポジション装置から取り出して、円錐状の金属バンプ14の形状を保持した状態で、マスク層30及び堆積層32を基板10の一面側から機械的に剥離できる。マスク層30を剥離した配線パターン12には、金属バンプ14を形成した箇所を除いて金属微細粒子は付着されていなかった。
その結果、図5Aに示す様に、基板10の外周縁に沿って金属バンプ14,14・・が形成される。この金属バンプ14,14・・の部分拡大斜視図を図5Bに示す。金属バンプ14,14・・は、配線パターン12,12・・の各所定箇所に円錐状の金属バンプ14が形成されている。
基板10に形成した複数の配線パターン12,12・・の各々に金属バンプ14を形成する場合には、図2Bに示す様に、基板10又はノズル25を左右方向(矢印A方向)に移動することによって、各配線パターン12に形状及び高さの揃った円錐状の金属バンプ14を形成できる。
このため、基板10又はノズル25を、図5Aに示す基板10の外周縁に沿って移動することによって、図5Aに示す様に、基板10の外周縁に沿って金属バンプ14,14・・を同時に形成できる。この際、ノズル25から噴出される300℃以上に加熱されている金属微粒子は、基板10の中心近傍に付着することなく、基板10の周縁部に付着する。従って、金属バンプ14,14・・を、基板10の中心近傍に作り込まれている半導体素子等に熱による損傷を与えることなく形成できる。
図1〜図5に示すマスク層30に形成したストレート状凹部34の開口形状は、円形形状であったが、マスク層30に形成するストレート状凹部34の開口形状を、図6ABに示す様に、四角形形状とすることによって、図7A及び図7Bに示す様に、四角錘状の金属バンプ14を形成できる。図6Bは図6Aの拡大図であり、図7Bは図7Aの拡大図である。
ところで、マスク層30は基板10の一面側に密着して形成することが必要であるが、通常、基板10の一面側に形成した所定厚さのフォトレジスト層に感光及び現像を施してストレート状凹部34を形成したマスク層30に加熱処理を施し、基板10の一面側に密着する。
この際に、基板10の一面側に充分に密着すべく、加熱処理温度を高くすると、図8A及び図8B[図8Bは図8Aの拡大図]に示す如く、ストレート状凹部34は、その出口角部が丸く変形した図18に示す凹部104に近似した形状の凹部となる。このため、図8A及び図8Bに示す形状の凹部が形成されたマスク層30では、図9A及び図9Bに示す如く、形状が不揃いの金属バンプが形成される。
従って、基板10の一面側に形成した所定厚さのフォトレジスト層に感光及び現像を施してストレート状凹部34を形成したマスク層30に加熱処理を施す際には、ストレート状凹部34の出口角部の形状を保持できる温度で加熱処理することが好ましい。特に、この加熱処理の温度を、100℃以下とすることが好ましい。
このことを、図10〜図12に示す。各図のBはAの斜視図である。図10〜図12に示すマスク層30を形成する際には、先ず、スピンコーターを用いてフォトレジスト(AZエレクトニックマテリアルズ社製のAZ4903)を、基板10を形成するウェーハの一面側に塗布してフォトレジスト層を形成した。この際のスピンコーターの回転数を3500rpmとし、スピン時間を30秒間とした。
更に、フォトレジスト層中の溶媒を蒸発させて、ウェーハとの密着性を向上させるべく、フォトレジスト層に100℃で5分間のプリベークを施した。
次いで、フォトレジスト層に紫外線(g線;波長437nm)を照射する露光及び現像を施して、図6に示すシャープな形状のストレート状凹部34を形成した。この露光量は800mJ/cm2とした。また、現像は、露光終了後のウェーハを現像液(AZ4903と純水とが1:4の希釈液)に室温下で3分間浸漬した後、純水でリンスした。
その後、ストレート状凹部34が形成されたフォトレジスト層から溶媒や水分を除去し、ウェーハとの密着性を高めるべく、80〜120℃の加熱処理温度下で5分間のポストベークを施した。
かかるポストベーク後のマスク層30に形成された凹部の形状を図10〜図12に示す。各図のポストベークの温度は、図10が80℃、図11が90℃、図12が100℃である。この様に、ポストベークの温度が100℃以下では、ストレート状凹部34の出口角部の形状を保持できる。
一方、ポストベークの温度が100℃を超える場合では、ストレート状凹部34の出口角部が、図8A及び図8Bに示す如く丸くなる。
以上の説明では、図3に示すガスデポジション装置の室18に挿入されているルツボ20内の金属22として金を用いているが、他の金属、例えばパラジウム、白金、銀、ニッケルや銅を用いることができる。
ここで、二本以上のノズル25の各々から順次異種金属の微細金属粒子を噴出できるようにすると、複数種の金属から成る金属バンプ14、例えばニッケルから成る基部上に金から成る上部が形成されている金属バンプ14を形成できる。この様に、複数種の金属から成る金属バンプ14を形成することによって、金属バンプ14の硬度等を調整でき、且つ金属バンプ14の製造コストの低減を図ることができる。
また、ガスデポジション装置の室26に挿入される基板10を、金属板35上に載置された状態でX−Yステージ上に載置し、所定のストレート状凹部34に金属微粒子がノズル25から噴出されるように制御することによって、ストレート状凹部34内に形成される金属バンプ14の形状の均一性を向上でき、マスク層30の温度上昇を更に防止できる。
この様に、X−Yステージを用いることによって、基板10に複数のストレート状凹部34,34・・が形成されている場合、金属バンプ14を形成することが必要なストレート状凹部34のみに、ノズル25から金属粒子が噴出されるように制御でき、金属微粒子の堆積時間の短縮及び形成される金属バンプ14の形状等の均一性を向上できる。
更に、基板10を載置しているヒートシンクとしての金属板35を、冷却水等の冷媒やペルチェ素子等の冷却手段によって冷却してもよい。この様に、金属板35を冷却することによって、金属微粒子の堆積温度を安定化でき、マスク層30の昇温も防止できる。
尚、マスク層30の剥離を機械的剥離によって行っているが、マスク層30を化学エッチングによって除去してもよい。この化学エッチングでは、凹部34内に形成した金属バンプ14に損傷を与えないことを確認しておくことは勿論のことである。
ところで、マスク層30に形成するストレート状凹部34の内径と形成できる先細り状の金属バンプ14の高さとは相関しており、例えば内径が5μmのストレート状凹部34では、高さが5μmの先細り状の金属バンプ14を形成でき、内径が3μmのストレート状凹部34では、高さが3μmの先細り状の金属バンプ14を形成できる。
このため、図13に示す様に、同一マスク層に、内径の異なる複数個のストレート状凹部を形成することによって、高さの異なる先細り状の金属バンプを形成できる。
先ず、図13Aに示す様に、基板10の一面側に形成した同一マスク層30に、内径の異なる複数個のストレート状凹部34a,34b,34c(内径:34a>34b>34c)を形成した。ストレート状凹部34a,34b,34cの各アスペクト比は、1(ストレート状凹部34a)、2(ストレート状凹部34b)及び3.3(ストレート状凹部34c)である。
これらのストレート状凹部34a,34b,34cに向けてノズル25から金属微粒子を噴射する。この場合、基板10を左右方向に移動する。
ノズル25から金属微粒子をストレート状凹部34a,34b,34cに向けて噴射していると、図13Bに示す様に、ストレート状凹部34a,34b,34cの各底面に露出する配線パターン12(図13では省略した)の露出面上に金属微粒子が堆積して円錐台状の金属バンプ14aを形成する。この際に、マスク層30の表面にも、金属微粒子が堆積した堆積層32が形成され、堆積層32の先端がストレート状凹部34a,34b,34cの各開口縁から迫り出す。
更に、ノズル25からの金属微粒子のストレート状凹部34a,34b,34cへの噴射を継続していると、図13Cに示す様に、内径が最も小径のストレート状凹部34cの開口部が閉塞され、中間の内径であるストレート状凹部34bの開口部も著しく狭くなる。
その後も、ノズル25からの金属微粒子のストレート状凹部34a,34b,34cへの噴射を継続しても、図13Dに示す様に、開口部が堆積層32で閉塞された内径が最も小径のストレート状凹部34c内の円錐状の金属バンプ14は、その形状を保持する。一方、開口部が著しく狭くなったストレート状凹部34bの開口部は堆積層32で閉塞された後は、ストレート状凹部34b内の円錐状の金属バンプ14は、その形状を保持する。
また、内径が最も大径のストレート状凹部34a内の円錐台状の金属バンプ14aは、その開口部が堆積層32によって閉塞されるまで、その高さが高くなる。このため、ストレート状凹部34aの開口部が堆積層32によって閉じられたとき、ストレート状凹部34a,34b,34cの各々に形成された円錐状の金属バンプ14,14,14は、ストレート状凹部34a,34b,34cの内径に略等しい高さとすることができる。
Claims (7)
- 金属部材が形成された基板の一面側を覆う樹脂から成るマスク層に、前記金属部材の所定箇所が底面に露出すると共に、前記基板の一面側に対して内壁面が垂直で且つ出口角部が角張るストレート状凹部を形成した後、前記基板の他面側に冷却手段を設け、
次いで、前記基板及び冷却手段を真空雰囲気中に載置して、前記ストレート状凹部の底面に露出する金属部材の露出面上に、金属を蒸発させて得られる金属微粒子をキャリアガスと共にノズルから噴射して所定箇所に堆積するガスデポジション法によって、底面部から先端部方向に次第に横断面積が小さくなる先細り状の金属バンプを形成しつつ、前記冷却手段でマスクを形成する樹脂の耐熱温度未満に基板を冷却して、前記ストレート状凹部の形状を保持し、
その後、前記マスク層を基板の一面側から剥離して、前記金属部材の所定箇所に先細り状の金属バンプを形成することを特徴とする微細金属バンプの形成方法。 - 基板の一面側に形成した所定厚さのフォトレジスト層に感光及び現像を施してストレート状凹部を形成したマスク層を、前記ストレート状凹部の出口角部の形状を保持できる温度で加熱処理し、前記基板の一面側に密着する請求項1記載の微細金属バンプの形成方法。
- 加熱処理の温度を、100℃以下とする請求項2記載の微細金属バンプの形成方法。
- 冷却手段として、金属製の放熱板を用いる請求項1記載の微細金属バンプの形成方法。
- 先細り状の金属バンプとして、円錐状又は多角錐状の金属バンプを形成する請求項1記載の微細金属バンプの形成方法。
- 同一マスク層に、内径の異なる複数個のストレート状凹部を形成し、高さの異なる先細り状の金属バンプを同時に形成する請求項1記載の微細金属バンプの形成方法。
- ガスデポジション法において、蒸発する金属として金を用い、キャリアガスとしてヘリウムガスを用いる請求項1記載の微細金属バンプの形成方法。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9299606B2 (en) | 2013-11-29 | 2016-03-29 | International Business Machines Corporation | Fabricating pillar solder bump |
US10790250B2 (en) | 2017-12-08 | 2020-09-29 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5062763B2 (ja) * | 2008-12-19 | 2012-10-31 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 微細金属バンプの形成装置及び形成方法 |
JP5522662B2 (ja) * | 2009-12-18 | 2014-06-18 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 微細構造体形成方法 |
WO2012124246A1 (ja) * | 2011-03-11 | 2012-09-20 | パナソニック株式会社 | 薄膜の製造方法及び製造装置 |
CN109554663B (zh) * | 2013-03-26 | 2020-03-17 | 大日本印刷株式会社 | 蒸镀掩模、带框架的蒸镀掩模、及它们的制造方法 |
CN104142087B (zh) * | 2014-08-04 | 2015-12-09 | 杨文举 | 一种提高散热器热效率的散热片制造方法 |
CN107849680B (zh) * | 2015-04-15 | 2020-11-13 | 踏石科技有限公司 | 一种用于处理金属部件表面以达到较低的接触电阻的方法 |
CN104962863B (zh) * | 2015-05-06 | 2018-05-25 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种原子级真空气态3d打印系统 |
JP6858939B2 (ja) * | 2017-04-28 | 2021-04-14 | 東北マイクロテック株式会社 | 外部接続機構、半導体装置及び積層パッケージ |
JP7174443B2 (ja) * | 2018-06-13 | 2022-11-17 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 電子回路の接続方法及び電子回路 |
US11195811B2 (en) * | 2019-04-08 | 2021-12-07 | Texas Instruments Incorporated | Dielectric and metallic nanowire bond layers |
KR20230020035A (ko) * | 2021-08-02 | 2023-02-10 | 삼성디스플레이 주식회사 | 증착용 마스크 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6484738A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Bump formation |
JPH04225235A (ja) * | 1990-12-26 | 1992-08-14 | Fujitsu Ltd | はんだバンプ形成方法及びマスク固定用磁石 |
JPH0547771A (ja) * | 1991-08-15 | 1993-02-26 | Omron Corp | 電子回路部品 |
JPH07115097A (ja) * | 1993-10-18 | 1995-05-02 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JPH11260848A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-09-24 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 電極形成方法 |
JP2005086127A (ja) * | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 半導体素子又は配線基板へのバンプ形成方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6398737A (ja) * | 1986-10-15 | 1988-04-30 | Mitsubishi Electric Corp | デ−タ処理装置 |
JPH07114218B2 (ja) * | 1991-01-09 | 1995-12-06 | 株式会社東芝 | 微小箇所の電気接続方法及び該方法により形成された半導体装置 |
US5529634A (en) * | 1992-12-28 | 1996-06-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Apparatus and method of manufacturing semiconductor device |
JPH11312711A (ja) * | 1998-04-30 | 1999-11-09 | Murata Mfg Co Ltd | 電子部品の接続方法 |
JP3559013B2 (ja) | 2001-10-16 | 2004-08-25 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置 |
KR100685924B1 (ko) * | 2002-07-29 | 2007-02-23 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치의 제조방법 |
US7122872B2 (en) * | 2003-05-20 | 2006-10-17 | Lucent Technologies Inc. | Control of stress in metal films by controlling the atmosphere during film deposition |
-
2007
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6484738A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Bump formation |
JPH04225235A (ja) * | 1990-12-26 | 1992-08-14 | Fujitsu Ltd | はんだバンプ形成方法及びマスク固定用磁石 |
JPH0547771A (ja) * | 1991-08-15 | 1993-02-26 | Omron Corp | 電子回路部品 |
JPH07115097A (ja) * | 1993-10-18 | 1995-05-02 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JPH11260848A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-09-24 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 電極形成方法 |
JP2005086127A (ja) * | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 半導体素子又は配線基板へのバンプ形成方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9299606B2 (en) | 2013-11-29 | 2016-03-29 | International Business Machines Corporation | Fabricating pillar solder bump |
US9508594B2 (en) | 2013-11-29 | 2016-11-29 | International Business Machines Corporation | Fabricating pillar solder bump |
US10790250B2 (en) | 2017-12-08 | 2020-09-29 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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