JP6575058B2 - Bump forming material, bump forming method and semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、バンプ形成用材料、バンプ形成方法及び半導体装置に関するものであり、例えば、基板、ウェーハ或いはチップなどに設けられた電極上に微細なバンプを形成するためのバンプ形成用材料、バンプ形成方法及び半導体装置に関する。   The present invention relates to a bump forming material, a bump forming method, and a semiconductor device, for example, a bump forming material for forming a fine bump on an electrode provided on a substrate, a wafer, a chip, or the like. The present invention relates to a method and a semiconductor device.

近年、電子部品の基板への実装に関しては、高密度化の要求が増しており、かかる要求を満たす方式として金属バンプを介して電子部品を接合するフェイスダウン実装が広く採用される傾向にある。   In recent years, regarding the mounting of electronic components on a substrate, there has been an increasing demand for higher density, and face-down mounting in which electronic components are joined via metal bumps has been widely adopted as a method that satisfies such requirements.

フェイスダウン実装では、電子部品間を低抵抗で接続することができるが、電子部品の電極が微細なピッチで設けられている場合に、電極上に微細なピッチで正確に金属バンプを形成することが要求される。また、電子部品間の安定した接続信頼性を得るために金属バンプの高さを一定に精度よく確保すること、及び、製造コストを低減することなども要求されている。   In face-down mounting, electronic components can be connected with low resistance, but when the electrodes of electronic components are provided at a fine pitch, metal bumps are accurately formed on the electrodes at a fine pitch. Is required. In addition, in order to obtain stable connection reliability between electronic components, it is also required to ensure the height of the metal bumps with a certain degree of accuracy and to reduce manufacturing costs.

フェイスダウン実装を行うための金属バンプ形成方法としては、めっき法や蒸着法等があるが、これらの方法では、多大な設備投資や長大な製造工程が必要とされ、さらにはバンプ高さの制御や微細なバンプの形成が難しいなどの課題を有していた。   Metal bump formation methods for face-down mounting include plating methods and vapor deposition methods, but these methods require significant capital investment and long manufacturing processes, and control bump height. And problems such as difficulty in forming fine bumps.

ここで、図3及び図4を参照して、蒸着法による従来のバンプ形成工程を説明する。まず、図3(a)に示すように、最表面にパッド32を形成した半導体集積回路チップ30の表面にレジスト33を塗布する。なお、図における符号31は被覆絶縁膜である。次いで、図3(b)に示すように、バンプ形成個所を選択的に露光したのち現像することによって逆テーパ状の側壁を有する開口部34を形成してリフトオフ用マスクとする。   Here, with reference to FIG.3 and FIG.4, the conventional bump formation process by a vapor deposition method is demonstrated. First, as shown in FIG. 3A, a resist 33 is applied to the surface of the semiconductor integrated circuit chip 30 having the pads 32 formed on the outermost surface. In the figure, reference numeral 31 denotes a coating insulating film. Next, as shown in FIG. 3B, the bump formation portion is selectively exposed and developed to form an opening 34 having an inversely tapered side wall to form a lift-off mask.

次いで、図3(c)に示すように蒸着法を用いてパッド形成用の金属膜35を形成する。次いで、図4(d)に示すように、レジスト33を除去することによってレジスト33の上に堆積した金属膜も同時にリフトオフして、残存した金属膜をパンプ形成用金属膜36とする。   Next, as shown in FIG. 3C, a metal film 35 for pad formation is formed by vapor deposition. Next, as shown in FIG. 4D, the metal film deposited on the resist 33 is also lifted off by removing the resist 33, and the remaining metal film is used as a bump forming metal film 36.

次いで、図4(e)に示すように、全面にフラックス37を塗布する。次いで、図4(f)に示すように、加熱することによって、バンプ形成用金属膜36をリフローしてバンプ38とする。次いで、図4(g)に示すように、フラックス37を除去することによって、バンプ38が形成された半導体集積回路チップが得られる。   Next, as shown in FIG. 4E, a flux 37 is applied to the entire surface. Next, as shown in FIG. 4 (f), the bump forming metal film 36 is reflowed to form bumps 38 by heating. Next, as shown in FIG. 4G, by removing the flux 37, a semiconductor integrated circuit chip on which the bumps 38 are formed is obtained.

しかし、このようなリフトオフ法を用いたバンプ形成方法は、リフトオフ用マスクに高密度に開口部を形成することが困難であるため、微細チップ化の要請に対応することが困難である。また、バンプの高さは開口部のサイズと堆積する金属膜の厚さに依存するが、この両者を高精度で制御するのが困難であるため、金属バンプの高さを一定に精度よく確保することが困難である。   However, the bump forming method using the lift-off method is difficult to meet the demand for miniaturization because it is difficult to form openings in the lift-off mask with high density. Also, the height of the bump depends on the size of the opening and the thickness of the deposited metal film, but it is difficult to control both with high accuracy. Difficult to do.

そこで、従来のめっき法や蒸着法以外に、基板上へ導電体を選択的に高精度で形成する方法として、各種の方法が提案されている(例えば、特許文献2乃至特許文献4参照)。これらの提案においては、金属を含む被膜を形成し、放射線を選択的に照射し、非照射部を除去することで金属配線を形成している。   Therefore, various methods have been proposed as methods for selectively forming a conductor on a substrate with high accuracy other than the conventional plating method and vapor deposition method (see, for example, Patent Documents 2 to 4). In these proposals, a metal wiring is formed by forming a film containing metal, selectively irradiating with radiation, and removing a non-irradiated portion.

特開2004−079771号公報JP 2004-079771 A 特表平10−508660号公報JP 10-508660 gazette 特開2008−159754号公報JP 2008-159754 A 特開2009−004669号公報JP 2009-004669 A

しかし、特許文献2においては金属錯体を用いており、また、特許文献3或いは特許文献4においては金属微粒子の分散体を用いている。そのため、高温での焼成が必須になるとともに、解像性の低さから、バンプ等の高アスペクトのパターン形成は困難であるという問題がある。   However, in Patent Document 2, a metal complex is used, and in Patent Document 3 or Patent Document 4, a dispersion of metal fine particles is used. Therefore, there is a problem that baking at a high temperature is indispensable, and formation of a high aspect pattern such as a bump is difficult due to low resolution.

したがって、バンプを低温焼成により高精度、低コスト且つ高信頼性で形成することを目的とする。   Accordingly, it is an object to form bumps with high accuracy, low cost and high reliability by low-temperature firing.

開示する一観点からは、平均粒径が2nm〜100nmの金属微粒子、基材樹脂、光酸発生剤、架橋剤及び溶剤を少なくとも含んでいることを特徴とするバンプ形成用材料が提供される。 From one disclosed aspect, there is provided a bump forming material including at least metal fine particles having an average particle diameter of 2 nm to 100 nm, a base resin, a photoacid generator, a crosslinking agent, and a solvent.

また、開示する別の観点からは、基板上に上述のバンプ形成用材料を用いてバンプ形成用材料被膜を形成し、前記バンプ形成用材料被膜に電離放射線を選択的に照射し、前記バンプ形成用材料被膜を現像処理して前記バンプ形成用材料被膜の前記電離放射線の被照射箇所を残存し、前記バンプ形成用材料被膜を焼成することを特徴とするバンプ形成方法が提供される。 From another viewpoint to be disclosed, a bump-forming material film is formed on a substrate using the above-described bump-forming material, and the bump-forming material film is selectively irradiated with ionizing radiation to form the bump. the use material coating and developing treatment remains the irradiated portion of the ionizing radiation of the bump forming material film, a bump forming method and firing the bump forming material coating is provided.

また、開示するさらに別の観点からは、上述のバンプ形成方法で形成したバンプを含むことを特徴とする半導体装置が提供される。   From another viewpoint to be disclosed, a semiconductor device including a bump formed by the above-described bump forming method is provided.

開示のバンプ形成用材料、バンプ形成方法及び半導体装置によれば、バンプを低温焼成により高精度、低コスト且つ高信頼性で形成することが可能になる。   According to the disclosed bump forming material, bump forming method, and semiconductor device, the bump can be formed with high accuracy, low cost, and high reliability by low-temperature firing.

本発明の実施の形態のバンプ形成方法の説明図である。It is explanatory drawing of the bump formation method of embodiment of this invention. 本発明の実施例1のバンプ形成方法の説明図である。It is explanatory drawing of the bump formation method of Example 1 of this invention. 従来の蒸着法によるバンプ形成工程の途中までの説明図である。It is explanatory drawing to the middle of the bump formation process by the conventional vapor deposition method. 従来の蒸着法によるバンプ形成工程の図3以降の説明図である。It is explanatory drawing after FIG. 3 of the bump formation process by the conventional vapor deposition method.

ここで、図1を参照して、本発明の実施の形態のバンプ形成方法を説明する。図1は、本発明の実施の形態のバンプ形成方法の説明図である。まず、図1(a)に示すように、表面に電極12が形成された基板11上に、金属微粒子、基材樹脂、光酸発生剤、架橋剤、溶剤を少なくとも含んだバンプ形成用材料被膜13を塗布し、ベークしてバンプ形成用材料13中の溶媒を除去する。次いで、図1(b)に示すように、バンプ形成用材料被膜13に選択的に電離放射線14を照射して、照射個所の光酸発生剤を電離して酸を発生させ、加熱処理を施すことで基材樹脂と架橋剤の架橋反応を促進する。   Here, with reference to FIG. 1, the bump formation method of embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is an explanatory diagram of a bump forming method according to an embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 1 (a), a bump forming material film containing at least metal fine particles, a base resin, a photoacid generator, a crosslinking agent, and a solvent on a substrate 11 having an electrode 12 formed on the surface thereof. 13 is applied and baked to remove the solvent in the bump forming material 13. Next, as shown in FIG. 1B, the bump-forming material film 13 is selectively irradiated with ionizing radiation 14 to ionize the photoacid generator at the irradiated portion to generate an acid, and heat treatment is performed. This promotes the crosslinking reaction between the base resin and the crosslinking agent.

次いで、図1(c)に示すように、現像液で現像処理して未照射部のバンプ形成用材料被膜13を除去して照射部分をパンプ形成用パターン15として残存させる。次いで、図1(d)に示すように、低温で焼成して有機成分を減量してバンプ16を形成する。本発明の実施の形態においては露光処理だけでレジストマスクを必要としないので微細ピッチで高さ精度に優れたバンプを形成することが可能になる。また、金属錯体或いは金属粒子を直接用いるものではないので、基材樹脂が変成を受けない程度の低温でも熱処理で良いので、製造工程が簡便になる。   Next, as shown in FIG. 1C, the bump forming material film 13 in the unirradiated portion is removed by developing with a developing solution, and the irradiated portion is left as a bump forming pattern 15. Next, as shown in FIG. 1D, the bumps 16 are formed by firing at a low temperature to reduce the organic components. In the embodiment of the present invention, since a resist mask is not required only by the exposure process, it is possible to form a bump having a fine pitch and excellent height accuracy. In addition, since the metal complex or metal particles are not used directly, the heat treatment may be performed even at a low temperature at which the base resin does not undergo modification, which simplifies the manufacturing process.

この場合のバンプ形成用材料の塗布法としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の塗布方法の中から適宜選択することができる。例えば、ディップコート法、スピンコート法、スプレーコート法、蒸気コート法、各種印刷法、ドクターブレード法等が挙げられる。但し、金属微粒子を含むバンプ形成用材料を扱う上では、スプレーコート法が特に望ましい。このスプレーコート法の活用により、ノズルを複数本用意して、各種成分の含有量が異なるバンプ形成用材料を任意の割合で基板上に噴射することで、膜厚方向で組成の制御を行うことも可能となる。   The method for applying the bump forming material in this case is not particularly limited, and can be appropriately selected from known application methods according to the purpose. Examples include dip coating, spin coating, spray coating, vapor coating, various printing methods, doctor blade methods, and the like. However, the spray coating method is particularly desirable for handling bump forming materials containing metal fine particles. Utilizing this spray coating method, the composition can be controlled in the film thickness direction by preparing multiple nozzles and spraying bump forming materials with different contents of various components onto the substrate at an arbitrary ratio. Is also possible.

また、電離放射線としては、光酸発生剤を電離して酸を発生できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紫外線、X線、電子線、エキシマレーザ線、収束イオンビーム等の活性エネルギー線を用いるのが望ましい。特に、被膜内に含まれる金属微粒子による遮蔽の影響を受けにくいX線或いは電子線が望ましい。   The ionizing radiation is not particularly limited as long as it can generate an acid by ionizing a photoacid generator, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include ultraviolet rays, X-rays, electron beams, excimers. It is desirable to use an active energy beam such as a laser beam or a focused ion beam. In particular, X-rays or electron beams that are not easily affected by shielding by metal fine particles contained in the coating are desirable.

金属微粒子としては、金、白金、銅、銀、インジウム、コバルト、ニッケル、ビスマス、スズ、ロジウム、パラジウム、イリジウム、タングステン、アルミニウム、クロム、チタン、亜鉛などを必要に応じて選択することが可能である。また、これらの金属の合金や単金属微粒子の混合物を用いることも可能である。   Gold, platinum, copper, silver, indium, cobalt, nickel, bismuth, tin, rhodium, palladium, iridium, tungsten, aluminum, chromium, titanium, zinc, etc. can be selected as necessary as the metal fine particles. is there. It is also possible to use an alloy of these metals or a mixture of single metal fine particles.

金属微粒子の平均粒径としては、1nm〜500nmが望ましく、特に、2nm〜100nmであることがより望ましい。平均粒径が500nmを超えると均質な膜の形成が困難となり、1nm未満であると基材樹脂を利用したバンプ形成用パターンの維持が困難となる。   The average particle size of the metal fine particles is preferably 1 nm to 500 nm, and more preferably 2 nm to 100 nm. If the average particle size exceeds 500 nm, it is difficult to form a uniform film, and if it is less than 1 nm, it is difficult to maintain a bump forming pattern using a base resin.

基材樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシド、フェノール性水酸基含有樹脂、カルボキシル基含有樹脂、エポキシ樹脂など必要に応じて選択することが可能である。また、これらの共重合体や混合物として使用することも可能である。   As the base resin, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, polyvinyl acetate, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polyethylene oxide, phenolic hydroxyl group-containing resin, carboxyl group-containing resin, epoxy resin and the like can be selected as necessary. . Moreover, it is also possible to use these as a copolymer and a mixture.

なお、バンプ形成用材料において、金属微粒子が基材樹脂に対して25重量%〜400重量%含まれていることが望ましい。含有量が、25重量%未満であると、導電性の確保が困難となり、400重量%を超えると、架橋反応が十分に進行せず、パターンが形成されない場合がある。   In the bump forming material, it is desirable that the metal fine particles are contained in an amount of 25 wt% to 400 wt% with respect to the base resin. When the content is less than 25% by weight, it is difficult to ensure conductivity, and when it exceeds 400% by weight, the crosslinking reaction does not proceed sufficiently, and a pattern may not be formed.

光酸発生剤としては、電離放射線の照射により酸を発生する材料であれば特に制限されず、下記の一般式で表されるヨードニウム塩(iodonium salts)のグループを用いることができる。

Figure 0006575058
The photoacid generator is not particularly limited as long as it is a material that generates acid upon irradiation with ionizing radiation, and a group of iodonium salts represented by the following general formula can be used.
Figure 0006575058

或いは、下記の一般式で表されるスルホニウム塩(sulphonium salts)のグループを用いることができる。

Figure 0006575058
Figure 0006575058
Alternatively, a group of sulfonium salts represented by the following general formula can be used.
Figure 0006575058
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或いは、下記の一般式で表されるハロゲン化合物(halogen compounds)のグループを用いることができる。

Figure 0006575058
Figure 0006575058
Alternatively, a group of halogen compounds represented by the following general formula can be used.
Figure 0006575058
Figure 0006575058

或いは、下記の一般式で表されるスルホン酸エステル化合物(sulfonate compounds)のグループを用いることができる。

Figure 0006575058
Alternatively, a group of sulfonate compounds represented by the following general formula can be used.
Figure 0006575058

或いは、下記の一般式で表されるイミド化合物(imide compounds)のグループを用いることができる。

Figure 0006575058
Alternatively, a group of imide compounds represented by the following general formula can be used.
Figure 0006575058

或いは、下記の一般式で表されるカルボニル化合物(carbonyl compunds)のグループを用いることができる。

Figure 0006575058
Alternatively, a group of carbonyl compounds represented by the following general formula can be used.
Figure 0006575058

或いは、下記の一般式で表されるジスルホン(disulfone)を用いることができる。

Figure 0006575058
Alternatively, disulfone represented by the following general formula can be used.
Figure 0006575058

或いは、下記の一般式で表されるα,α−ビスアリルスルホニルジアゾメタン(α,α−bisallyl suffonyl diazomethane)のグループを用いることができる。

Figure 0006575058
Alternatively, a group of α, α-bisallylsulfonyldiazomethane represented by the following general formula can be used.
Figure 0006575058

さらには、下記の一般式で表されるジアゾニウム塩(diazonium salts)のグループを用いることができる。

Figure 0006575058
Furthermore, a group of diazonium salts represented by the following general formula can be used.
Figure 0006575058

光酸発生剤の含有量としては、基材樹脂に対して0.5重量%〜30重量%であることが望ましい。含有量が、0.5重量%未満であると、基材樹脂の架橋反応が十分に進行しないことがあり、30重量%を超えると、架橋反応が未露光部にまで及ぶことがある。   As content of a photo-acid generator, it is desirable that it is 0.5 to 30 weight% with respect to base-material resin. If the content is less than 0.5% by weight, the cross-linking reaction of the base resin may not proceed sufficiently. If the content exceeds 30% by weight, the cross-linking reaction may reach the unexposed area.

架橋剤としては、基材樹脂を架橋する機能を有するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、アミノ系架橋剤が挙げられる。このアミノ系架橋剤としては、例えば、ユリア誘導体、メラミン誘導体、ウリル誘導体などが好適に挙げられる。これらは、1種単独で使用しても良いし、2種以上を併用しても良い。   The cross-linking agent is not particularly limited as long as it has a function of cross-linking the base resin, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, an amino type crosslinking agent is mentioned. Preferred examples of the amino crosslinking agent include urea derivatives, melamine derivatives, uril derivatives, and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

このうち、ユリア誘導体としては、例えば、尿素、アルコキシメチレン尿素、N−アルコキシメチレン尿素、エチレン尿素、エチレン尿素カルボン酸、及びこれらの誘導体などが挙げられる。また、メラミン誘導体としては、例えば、アルコキシメチルメラミン、及びこれらの誘導体などが挙げられる。また、ウリル誘導体としては、例えば、ベンゾグアナミン、グリコールウリル、及びこれらの誘導体などが挙げられる。   Among these, examples of urea derivatives include urea, alkoxymethylene urea, N-alkoxymethylene urea, ethylene urea, ethylene urea carboxylic acid, and derivatives thereof. Moreover, as a melamine derivative, alkoxymethylmelamine, these derivatives, etc. are mentioned, for example. Examples of the uril derivative include benzoguanamine, glycoluril, and derivatives thereof.

架橋剤の含有量としては、基材樹脂の含有量に対して、0.5重量%〜50質量%であることが好ましく、特に、1重量%〜40質量%がより望ましい。含有量が、0.5重量%未満であると、基材樹脂に対する架橋反応が十分に進行しないことがあり、50重量%を超えると、架橋反応が未露光部にまで及ぶことがある。   The content of the crosslinking agent is preferably 0.5% by weight to 50% by weight, and more preferably 1% by weight to 40% by weight with respect to the content of the base resin. If the content is less than 0.5% by weight, the crosslinking reaction to the base resin may not proceed sufficiently, and if it exceeds 50% by weight, the crosslinking reaction may reach the unexposed area.

溶剤としては、バンプ形成用材料の各成分を溶解可能で、かつ適当な乾燥速度を有し、該有機溶剤が蒸発した後に均一で平滑な塗膜を形成可能であれば、特に制限はなく、当該技術分野で通常用いられているものを使用することができる。このような溶剤の例としては、グリコールエーテルエステル類、グリコールエーテル類、エステル類、ケトン類、環状エステル類、アルコール類及び水等が挙げられる。   The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve each component of the bump forming material, has an appropriate drying speed, and can form a uniform and smooth coating film after the organic solvent evaporates. What is normally used in the said technical field can be used. Examples of such solvents include glycol ether esters, glycol ethers, esters, ketones, cyclic esters, alcohols and water.

このうち、グリコールエーテルエステル類としては、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどが挙げられる。また、エーテル類としては、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどが挙げられる。また、エステル類としては、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、ピルビン酸エチルなどが挙げられる。また、ケトン類としては、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、などが挙げられる。また、環状エステル類としては、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。また、アルコール類としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどが挙げられる。これらの溶剤は、1種単独で使用しても良いし、2種以上を併用しても良い。   Among these, examples of glycol ether esters include ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate and the like. Examples of ethers include ethyl cellosolve, methyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monoethyl ether. Examples of the esters include ethyl lactate, butyl acetate, amyl acetate, and ethyl pyruvate. Examples of ketones include 2-heptanone and cyclohexanone. Examples of cyclic esters include γ-butyrolactone. Examples of alcohols include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

また、その他の成分として、本発明の効果を害しない限り、目的に応じて適宜選択することができ、公知の各種添加剤が挙げられ、例えば、上記の各組成物の溶解性や塗布性の向上を目的とした場合には、イソプロピルアルコール、界面活性剤などを添加することができる。   Further, as other components, as long as the effects of the present invention are not adversely affected, they can be appropriately selected according to the purpose, and include various known additives. For example, the solubility and applicability of each of the above compositions For the purpose of improvement, isopropyl alcohol, a surfactant and the like can be added.

このような界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。これらは、1種単独で使用しても良いし、2種以上を併用しても良い。これらの中でも、金属イオンを含有しない点で非イオン性界面活性剤が望ましい。   Such a surfactant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Nonionic surfactants, cationic surfactants, anionic surfactants, amphoteric surfactants, etc. Is mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, nonionic surfactants are desirable in that they do not contain metal ions.

このような非イオン性界面活性剤としては、アルコキシレート系界面活性剤、脂肪酸エステル系界面活性剤、アミド系界面活性剤、アルコール系界面活性剤、及びエチレンジアミン系界面活性剤から選択されるものが好適に挙げられる。なお、これらの具体例としては、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物化合物、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル化合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル化合物、ポリオキシエチレン誘導体化合物、ソルビタン脂肪酸エステル化合物、グリセリン脂肪酸エステル化合物、第1級アルコールエトキシレート化合物、フェノールエトキシレート化合物、ノニルフェノールエトキシレート系、オクチルフェノールエトキシレート系、ラウリルアルコールエトキシレート系、オレイルアルコールエトキシレート系、脂肪酸エステル系、アミド系、天然アルコール系、エチレンジアミン系、第2級アルコールエトキシレート系、などが挙げられる。   Examples of such nonionic surfactants include those selected from alkoxylate surfactants, fatty acid ester surfactants, amide surfactants, alcohol surfactants, and ethylenediamine surfactants. Preferably mentioned. Specific examples of these include polyoxyethylene-polyoxypropylene condensate compounds, polyoxyalkylene alkyl ether compounds, polyoxyethylene alkyl ether compounds, polyoxyethylene derivative compounds, sorbitan fatty acid ester compounds, glycerin fatty acid ester compounds, Primary alcohol ethoxylate compound, phenol ethoxylate compound, nonylphenol ethoxylate, octylphenol ethoxylate, lauryl alcohol ethoxylate, oleyl alcohol ethoxylate, fatty acid ester, amide, natural alcohol, ethylenediamine, Secondary alcohol ethoxylate type and the like.

また、カチオン性界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルキルカチオン系界面活性剤、アミド型4級カチオン系界面活性剤、エステル型4級カチオン系界面活性剤などが挙げられる。   Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a cationic surfactant, According to the objective, it can select suitably, For example, an alkyl cation type surfactant, an amide type quaternary cationic surfactant, an ester type quaternary cation And surface active agents.

また、両性界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミンオキサイド系界面活性剤、ベタイン系界面活性剤などが挙げられる。これらの界面活性剤のバンプ形成用材料における含有量としては、各成分の種類や含有量などに応じて適宜決定することができる。   The amphoteric surfactant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include amine oxide surfactants and betaine surfactants. The content of these surfactants in the bump forming material can be appropriately determined according to the type and content of each component.

また、バンプ形成用材料中に含まれる金属微粒子の酸化を防ぐために、バンプ形成用材料中にカルボン酸等に代表される還元剤を添加しても良い。このようなカルボン酸としては、還元作用を有する材料種であれば特に限定されないが、アクリル酸誘導体、酢酸、シュウ酸またはギ酸が好ましく、特に、アクリル酸誘導体が望ましい。また必要に応じてアルデヒド等の還元作用を有する材料を用いることもできる。   Further, in order to prevent oxidation of the metal fine particles contained in the bump forming material, a reducing agent represented by carboxylic acid or the like may be added to the bump forming material. Such a carboxylic acid is not particularly limited as long as it is a material species having a reducing action, but an acrylic acid derivative, acetic acid, oxalic acid or formic acid is preferable, and an acrylic acid derivative is particularly desirable. In addition, a material having a reducing action such as aldehyde can be used as necessary.

このカルボン酸の含有量としては、金属微粒子に対して0.1重量%〜40重量%の範囲内が望ましい。含有量が0.1重量%未満であると、カルボン酸が膜中に充分に行き渡らず、還元剤としての機能が損なわれる。一方、含有量が40重量%を超えると基材樹脂と架橋剤の反応に影響を及ぼす可能性が生じる。   The content of the carboxylic acid is preferably in the range of 0.1% by weight to 40% by weight with respect to the metal fine particles. When the content is less than 0.1% by weight, the carboxylic acid does not spread sufficiently in the film, and the function as a reducing agent is impaired. On the other hand, if the content exceeds 40% by weight, the reaction between the base resin and the crosslinking agent may be affected.

また、現像処理で用いる現像液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、水又はアルカリ水溶液が特に好適であり、環境への負荷を低減することもできる。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニアなどの無機アルカリ;エチルアミン、プロピルアミンなどの第一級アミン;ジエチルアミン、ジプロピルアミンなどの第二級アミン;トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの第三級アミン;ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルコールアミン;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキシメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムなどの第四級アンモニウムヒドロキシドなどが挙げられる。   Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a developing solution used by image development processing, Although it can select suitably according to the objective, Water or aqueous alkali solution is especially suitable and can reduce the burden on an environment. Examples of the alkali include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate and ammonia; primary amines such as ethylamine and propylamine; secondary amines such as diethylamine and dipropylamine; trimethylamine and triethylamine Tertiary amines; Alcohol amines such as diethylethanolamine and triethanolamine; Quaternary ammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, triethylhydroxymethylammonium hydroxide, and trimethylhydroxyethylammonium It is done.

また必要に応じて、アルカリ水溶液には、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、エチレングリコールなどの水溶性有機溶剤、界面活性剤、樹脂の溶解抑止剤などを添加することができる。アルカリ水溶液に添加する界面活性剤としては、バンプ形成用材料に添加するものを用いれば良い。   If necessary, a water-soluble organic solvent such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, and ethylene glycol, a surfactant, a resin dissolution inhibitor, and the like can be added to the alkaline aqueous solution. What is necessary is just to use what is added to the material for bump formation as surfactant added to alkaline aqueous solution.

本発明の実施の形態のバンプ形成方法によれば、パターン欠落や寸法ばらつきがなく、高解像度でバンプ形成用パターンを低コストで簡便に効率良く形成可能である。さらには、バンプ以外の各種導電性パターン、例えば、ライン&スペースパターン、ホールパターン、ピラー(柱)パターン、トレンチ(溝)パターン、ラインパターンなどの形成にも用いることができる。また、パンプ形成の対象となる基板は、実装配線基板、半導体チップ、半導体ウェーハなどが挙げられる。   According to the bump forming method of the embodiment of the present invention, there is no pattern loss or dimension variation, and a bump forming pattern can be easily and efficiently formed at a low cost with high resolution. Furthermore, it can also be used to form various conductive patterns other than bumps, such as line & space patterns, hole patterns, pillar (column) patterns, trench (groove) patterns, line patterns, and the like. Further, examples of the substrate to be subjected to the bump formation include a mounting wiring substrate, a semiconductor chip, and a semiconductor wafer.

次に、図2を参照して、本発明の実施例1のバンプ形成方法を説明する。まず、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とする。
金属微粒子:平均粒径が20nmのインジウム(A−1) 200重量部
基材樹脂:30%アセタール化ポリビニルアルコール(B−1) 100重量部
架橋剤:テトラメトキシメチルグリコールウリル(C−1) 20重量部
光酸発生剤:ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン(D−1) 10重量部
還元剤:ポリアクリル酸(E−1) 5重量部
溶剤:プロピレングリコールプロピルエーテル(F−1) 1400重量部
Next, with reference to FIG. 2, a bump forming method according to the first embodiment of the present invention will be described. First, the following substances are prepared as a bump forming material and mixed to obtain a bump forming material.
Metal fine particles: Indium (A-1) having an average particle diameter of 20 nm 200 parts by weight Base resin: 30% acetalized polyvinyl alcohol (B-1) 100 parts by weight Crosslinking agent: Tetramethoxymethylglycoluril (C-1) 20 Part by weight Photoacid generator: Bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane (D-1) 10 parts by weight Reducing agent: Polyacrylic acid (E-1) 5 parts by weight Solvent: Propylene glycol propyl ether (F-1) 1400 parts by weight

次いで、図2(a)に示すように、5μm□のパッド22を10μmピッチで縦横に配置した半導体基板21上に、スプレーコーターでバンプ形成用材料を噴射して成膜したのち、90℃でベークを行い、バンプ形成用材料被膜23を形成する。バンプ形成用材料被膜23の厚さは、ここでは、噴射圧や時間を調整して、3μmとした。   Next, as shown in FIG. 2A, a bump forming material is sprayed by a spray coater onto a semiconductor substrate 21 in which 5 μm □ pads 22 are arranged vertically and horizontally at a pitch of 10 μm, and then deposited at 90 ° C. Baking is performed to form a bump-forming material film 23. Here, the thickness of the bump-forming material film 23 was set to 3 μm by adjusting the spray pressure and time.

次いで、図2(b)に示すように、電子線露光機を用いて、加速電圧50kVの電子線24をパッド22に相当する箇所に5μm□の矩形パターンで描画した。次いで、図2(c)に示すように、描画の後、100℃でベークを行い、4%の水酸化カリウム水溶液で60秒の現像を行って、未照射部を除去してバンプ形成用パターン25を形成する。最後に、図2(d)に示すように、バンプ形成用パターン25を形成した半導体基板21を200℃の窒素雰囲気下で5分間加熱し、バンプ26を形成する。   Next, as shown in FIG. 2B, an electron beam 24 having an acceleration voltage of 50 kV was drawn in a 5 μm square pattern at a location corresponding to the pad 22 using an electron beam exposure machine. Next, as shown in FIG. 2 (c), after drawing, baking is performed at 100 ° C., development is performed with a 4% aqueous potassium hydroxide solution for 60 seconds, and unirradiated portions are removed to form a bump forming pattern. 25 is formed. Finally, as shown in FIG. 2D, the semiconductor substrate 21 on which the bump forming pattern 25 is formed is heated in a nitrogen atmosphere at 200 ° C. for 5 minutes to form bumps 26.

この結果、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、従来の方法ではなし得ない10μmの微小ピッチのバンプを高さバラツキ0.2μm以内で形成することができた。   As a result, by using the bump forming material having the above-described composition, it was possible to form bumps with a fine pitch of 10 μm, which cannot be achieved by the conventional method, within a height variation of 0.2 μm.

次に、本発明の実施例2のバンプ形成方法を説明するが、溶剤が異なるだけで、他の組成の重量比及び製造方法は上記の実施例1と全く同様であるので、バンプ形成用材料の組成のみを説明する。本発明の実施例2においては、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とした。
金属微粒子:平均粒径が20nmのインジウム(A−1) 200重量部
基材樹脂:30%アセタール化ポリビニルアルコール(B−1) 100重量部
架橋剤:テトラメトキシメチルグリコールウリル(C−1) 20重量部
光酸発生剤:ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン(D−1) 10重量部
還元剤:ポリアクリル酸(E−1) 5重量部
溶剤:イソプロピルアルコール(F−2) 600重量部
Next, the bump forming method of Example 2 of the present invention will be described. However, the weight ratio of other compositions and the manufacturing method are exactly the same as those of Example 1 except that the solvent is different. Only the composition of will be described. In Example 2 of the present invention, the following substances were prepared as the bump forming material and mixed to obtain a bump forming material.
Metal fine particles: Indium (A-1) having an average particle diameter of 20 nm 200 parts by weight Base resin: 30% acetalized polyvinyl alcohol (B-1) 100 parts by weight Crosslinking agent: Tetramethoxymethylglycoluril (C-1) 20 Parts by weight photoacid generator: bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane (D-1) 10 parts by weight reducing agent: polyacrylic acid (E-1) 5 parts by weight solvent: isopropyl alcohol (F-2) 600 parts by weight

この実施例2においても、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、従来の方法ではなし得ない10μmの微小ピッチのバンプを高さバラツキ0.2μm以内で形成することができた。   In Example 2 as well, by using the bump forming material having the above-described composition, it was possible to form bumps with a fine pitch of 10 μm, which cannot be achieved by the conventional method, within a height variation of 0.2 μm.

次に、本発明の実施例3のバンプ形成方法を説明するが、金属微粒子の重量部を少なくしただけで、他の組成の重量比及び製造方法は上記の実施例1と全く同様であるので、バンプ形成用材料の組成のみを説明する。本発明の実施例3においては、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とした。
金属微粒子:平均粒径が20nmのインジウム(A−1) 25重量部
基材樹脂:30%アセタール化ポリビニルアルコール(B−1) 100重量部
架橋剤:テトラメトキシメチルグリコールウリル(C−1) 20重量部
光酸発生剤:ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン(D−1) 10重量部
還元剤:ポリアクリル酸(E−1) 5重量部
溶剤:プロピレングリコールプロピルエーテル(F−1) 1400重量部
Next, the bump forming method of Example 3 of the present invention will be described. However, the weight ratio of other compositions and the manufacturing method are exactly the same as those of Example 1 described above, only by reducing the weight part of the metal fine particles. Only the composition of the bump forming material will be described. In Example 3 of the present invention, the following substances were prepared as the bump forming material and mixed to obtain a bump forming material.
Metal fine particles: Indium (A-1) having an average particle diameter of 20 nm 25 parts by weight Base resin: 30% acetalized polyvinyl alcohol (B-1) 100 parts by weight Crosslinking agent: Tetramethoxymethylglycoluril (C-1) 20 Part by weight Photoacid generator: Bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane (D-1) 10 parts by weight Reducing agent: Polyacrylic acid (E-1) 5 parts by weight Solvent: Propylene glycol propyl ether (F-1) 1400 parts by weight

この実施例3においても、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、実施例1と同様に、従来の方法ではなし得ない10μmの微小ピッチのバンプを高さバラツキ0.2μm以内で形成することができた。   Also in this Example 3, by using the bump forming material having the above-described composition, similarly to Example 1, a 10 μm fine pitch bump, which cannot be achieved by the conventional method, is formed within a height variation of 0.2 μm. We were able to.

次に、本発明の実施例4のバンプ形成方法を説明するが、溶剤を変えただけで、他の組成の重量比及び製造方法は上記の実施例2と全く同様であるので、バンプ形成用材料の組成のみを説明する。本発明の実施例4においては、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とした。
金属微粒子:平均粒径が20nmのインジウム(A−1) 25重量部
基材樹脂:30%アセタール化ポリビニルアルコール(B−1) 100重量部
架橋剤:ヘキサメトキシメチルメラミン(C−2) 20重量部
光酸発生剤:ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン(D−1) 10重量部
還元剤:ポリアクリル酸(E−1) 5重量部
溶剤:イソプロピルアルコール(F−2) 600重量部
Next, the bump forming method of Example 4 of the present invention will be described. However, the weight ratio of other compositions and the manufacturing method are exactly the same as in Example 2 above, except that the solvent is changed. Only the composition of the material will be described. In Example 4 of the present invention, the following substances were prepared as a bump forming material and mixed to obtain a bump forming material.
Metal fine particles: Indium (A-1) having an average particle diameter of 20 nm 25 parts by weight Base resin: 30% acetalized polyvinyl alcohol (B-1) 100 parts by weight Crosslinking agent: Hexamethoxymethylmelamine (C-2) 20 parts by weight Part photoacid generator: bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane (D-1) 10 parts by weight reducing agent: polyacrylic acid (E-1) 5 parts by weight solvent: isopropyl alcohol (F-2) 600 parts by weight

この実施例4においても、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、実施例2と同様に、従来の方法ではなし得ない10μmの微小ピッチのバンプを高さバラツキ0.2μm以内で形成することができた。   Also in Example 4, by using the bump forming material having the above-described composition, as in Example 2, bumps with a fine pitch of 10 μm, which cannot be achieved by the conventional method, are formed within a height variation of 0.2 μm. We were able to.

次に、本発明の実施例5のバンプ形成方法を説明するが、金属微粒子の重量部を多くしただけで、他の組成の重量比及び製造方法は上記の実施例1と全く同様であるので、バンプ形成用材料の組成のみを説明する。本発明の実施例5においては、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とした。
金属微粒子:平均粒径が20nmのインジウム(A−1) 400重量部
基材樹脂:30%アセタール化ポリビニルアルコール(B−1) 100重量部
架橋剤:テトラメトキシメチルグリコールウリル(C−1) 20重量部
光酸発生剤:ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン(D−1) 10重量部
還元剤:ポリアクリル酸(E−1) 5重量部
溶剤:プロピレングリコールプロピルエーテル(F−1) 1400重量部
Next, the bump forming method of Example 5 of the present invention will be described. However, the weight ratio of other compositions and the manufacturing method are exactly the same as those of Example 1 described above just by increasing the weight part of the metal fine particles. Only the composition of the bump forming material will be described. In Example 5 of the present invention, the following substances were prepared as the bump forming material and mixed to obtain a bump forming material.
Metal fine particles: Indium (A-1) having an average particle diameter of 20 nm 400 parts by weight Base resin: 30% acetalized polyvinyl alcohol (B-1) 100 parts by weight Crosslinking agent: Tetramethoxymethylglycoluril (C-1) 20 Part by weight Photoacid generator: Bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane (D-1) 10 parts by weight Reducing agent: Polyacrylic acid (E-1) 5 parts by weight Solvent: Propylene glycol propyl ether (F-1) 1400 parts by weight

この実施例5においても、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、実施例1と同様に、従来の方法ではなし得ない10μmの微小ピッチのバンプを高さバラツキ0.2μm以内で形成することができた。   Also in Example 5, by using the bump forming material having the above-described composition, as in Example 1, bumps with a fine pitch of 10 μm, which cannot be achieved by the conventional method, are formed within a height variation of 0.2 μm. We were able to.

次に、本発明の実施例6のバンプ形成方法を説明するが、溶剤を変えただけで、他の組成の重量比及び製造方法は上記の実施例5と全く同様であるので、バンプ形成用材料の組成のみを説明する。本発明の実施例6においては、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とした。
金属微粒子:平均粒径が20nmのインジウム(A−1) 400重量部
基材樹脂:30%アセタール化ポリビニルアルコール(B−1) 100重量部
架橋剤:テトラメトキシメチルグリコールウリル(C−1) 20重量部
光酸発生剤:ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン(D−1) 10重量部
還元剤:ポリアクリル酸(E−1) 5重量部
溶剤:イソプロピルアルコール(F−2) 600重量部
Next, the bump forming method of Example 6 of the present invention will be described. However, the weight ratio of other compositions and the manufacturing method are exactly the same as in Example 5 above, except that the solvent is changed. Only the composition of the material will be described. In Example 6 of the present invention, the following substances were prepared as the bump forming material and mixed to obtain a bump forming material.
Metal fine particles: Indium (A-1) having an average particle diameter of 20 nm 400 parts by weight Base resin: 30% acetalized polyvinyl alcohol (B-1) 100 parts by weight Crosslinking agent: Tetramethoxymethylglycoluril (C-1) 20 Parts by weight photoacid generator: bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane (D-1) 10 parts by weight reducing agent: polyacrylic acid (E-1) 5 parts by weight solvent: isopropyl alcohol (F-2) 600 parts by weight

この実施例6においても、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、実施例2と同様に、従来の方法ではなし得ない10μmの微小ピッチのバンプを高さバラツキ0.2μm以内で形成することができた。   Also in the sixth embodiment, by using the bump forming material having the above-described composition, as in the second embodiment, a bump having a fine pitch of 10 μm, which cannot be achieved by the conventional method, is formed within a height variation of 0.2 μm. We were able to.

次に、本発明の実施例7のバンプ形成方法を説明するが、バンプ形成用材料の素材を変えたが、製造方法は上記の実施例1と全く同様であるので、バンプ形成用材料の組成のみを説明する。本発明の実施例7においては、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とした。
金属微粒子:平均粒径が20nmのスズ−ビスマス合金(A−2) 200重量部
基材樹脂:ポリ(メタクリル酸メチル−メタクリル酸)共重合体(50/50)(B
−2) 100重量部
架橋剤:ヘキサメトキシメチルメラミン(C−2) 20重量部
光酸発生剤:ジフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルフォネート(D−2)
10重量部
還元剤:シュウ酸(E−2) 5重量部
溶剤:イソプロピルアルコール(F−1) 1400重量部
Next, the bump forming method of Example 7 of the present invention will be described, but the material of the bump forming material was changed, but the manufacturing method is exactly the same as in Example 1 above, so the composition of the bump forming material is I will explain only. In Example 7 of the present invention, the following substances were prepared as a bump forming material and mixed to obtain a bump forming material.
Metal fine particles: Tin-bismuth alloy (A-2) having an average particle diameter of 20 nm 200 parts by weight Base resin: Poly (methyl methacrylate-methacrylic acid) copolymer (50/50) (B
-2) 100 parts by weight cross-linking agent: hexamethoxymethyl melamine (C-2) 20 parts by weight photoacid generator: diphenyliodonium nonafluorobutane sulfonate (D-2)
10 parts by weight reducing agent: oxalic acid (E-2) 5 parts by weight Solvent: isopropyl alcohol (F-1) 1400 parts by weight

この実施例7においても、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、実施例1と同様に、従来の方法ではなし得ない10μmの微小ピッチのバンプを高さバラツキ0.2μm以内で形成することができた。   In Example 7 as well, by using the bump forming material having the above-described composition, as in Example 1, bumps with a fine pitch of 10 μm, which cannot be achieved by the conventional method, are formed within a height variation of 0.2 μm. We were able to.

次に、本発明の実施例8のバンプ形成方法を説明するが、溶剤が異なるだけで、他の組成及び製造方法は上記の実施例7と全く同様であるので、バンプ形成用材料の組成のみを説明する。本発明の実施例8においては、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とした。
金属微粒子:平均粒径が20nmのスズ−ビスマス合金(A−2) 200重量部
基材樹脂:ポリ(メタクリル酸メチル−メタクリル酸)共重合体(50/50)(B
−2) 100重量部
架橋剤:ヘキサメトキシメチルメラミン(C−2) 20重量部
光酸発生剤:ジフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルフォネート(D−2)
10重量部
還元剤:シュウ酸(E−2) 5重量部
溶剤:イソプロピルアルコール(F−2) 600重量部
Next, the bump forming method of Example 8 of the present invention will be described, but the composition and manufacturing method are the same as those of Example 7 except that the solvent is different. Therefore, only the composition of the bump forming material is used. Will be explained. In Example 8 of the present invention, the following substances were prepared as a bump forming material and mixed to obtain a bump forming material.
Metal fine particles: Tin-bismuth alloy (A-2) having an average particle diameter of 20 nm 200 parts by weight Base resin: Poly (methyl methacrylate-methacrylic acid) copolymer (50/50) (B
-2) 100 parts by weight cross-linking agent: hexamethoxymethyl melamine (C-2) 20 parts by weight photoacid generator: diphenyliodonium nonafluorobutane sulfonate (D-2)
10 parts by weight reducing agent: oxalic acid (E-2) 5 parts by weight Solvent: isopropyl alcohol (F-2) 600 parts by weight

この実施例8においても、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、実施例7と同様に、従来の方法ではなし得ない10μmの微小ピッチのバンプを高さバラツキ0.2μm以内で形成することができた。   Also in Example 8, by using the bump forming material having the above-described composition, as in Example 7, bumps with a fine pitch of 10 μm, which cannot be achieved by the conventional method, are formed within a height variation of 0.2 μm. We were able to.

表1は、上記の各実施例の構成材料を纏めたものであり、ここでは、比較のために、基材樹脂を用いない比較例1及び比較例2、架橋剤を添加しない比較例3及び比較例4、光酸発生剤を添加しない比較例5及び比較例6も提示している。

Figure 0006575058
Table 1 summarizes the constituent materials of each of the above examples. For comparison, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which no base resin is used, Comparative Example 3 in which no cross-linking agent is added, and Comparative Example 4 and Comparative Examples 5 and 6 with no photoacid generator added are also presented.
Figure 0006575058

比較例1及び比較例2の場合には、ベースとなる基材樹脂を用いていないので、架橋反応は生じないので、バンプ形成用パターンを形成することができなかった。また、比較例3及び比較例4の場合には、架橋剤を添加していないので、基材樹脂の架橋反応が進まないため、バンプ形成用パターンを形成することができなかった。さらに、比較例5及び比較例6の場合には、光酸発生剤を添加していないので、電子線を照射しても露光パターンを形成することができず、したがって、現像してもバンプ形成用パターンを形成することができなかった。   In the case of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, since the base resin used as a base was not used, the crosslinking reaction did not occur, so that the bump forming pattern could not be formed. Moreover, in the case of Comparative Example 3 and Comparative Example 4, since no crosslinking agent was added, the crosslinking reaction of the base resin did not proceed, so that the bump forming pattern could not be formed. Furthermore, in the case of Comparative Example 5 and Comparative Example 6, since no photoacid generator was added, an exposure pattern could not be formed even when irradiated with an electron beam. The pattern for use could not be formed.

ここで、実施例1乃至実施例8を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
(付記1)平均粒径が2nm〜100nmの金属微粒子、基材樹脂、光酸発生剤、架橋剤及び溶剤を少なくとも含んでいることを特徴とするバンプ形成用材料。
(付記2)前記金属微粒子が、金、白金、銅、銀、インジウム、コバルト、ニッケル、ビスマス、スズ、ロジウム、パラジウム、イリジウム、タングステン、アルミニウム、クロム、チタン、亜鉛から選ばれた金属のうち、少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする付記1に記載のバンプ形成用材料。
(付記3)前記基材樹脂が、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシド、フェノール性水酸基含有樹脂、カルボキシル基含有樹脂、エポキシ樹脂から選ばれた樹脂のうち、少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする付記1または付記2に記載のバンプ形成用材料。
(付記4)前記基材樹脂に対し、前記金属微粒子が25重量%〜400重量%含まれていることを特徴とする付記3に記載のバンプ形成用材料。
(付記5)前記光酸発生剤が、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ハロゲン化合物、スルホン酸エステル化合物、イミド化合物、カルボニル化合物、ジスルホン化合物、α,α−ビスアリルスルホニルジアゾメタン、或いは、ジアゾニウム塩のうちの、少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする付記1乃至付記4のいずれか1に記載のバンプ形成用材料。
(付記6)前記架橋剤が、ユリア誘導体、メラミン誘導体、ウリル誘導体から選ばれた架橋剤のうち、少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする付記1乃至付記5のいずれか1に記載のバンプ形成用材料。
(付記7)前記溶剤が水、アルコール系、鎖状エステル系、環状エステル系、ケトン系、鎖状エーテル系、環状エーテル系の各溶剤のうち、少なくともいずれか含んでいることを特徴とする付記1乃至付記6のいずれか1に記載のバンプ形成用材料。
(付記8)ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物系、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル系、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系、ポリオキシエチレン誘導体系、ソルビタン脂肪酸エステル系、グリセリン脂肪酸エステル系、第1級アルコールエトキシレート系、フェノールエトキシレート系、アセチレンジオール系の界面活性剤群の中から選ばれた非イオン性界面活性剤をさらに含むことを特徴とする付記1乃至付記7のいずれか1に記載のバンプ形成用材料。
(付記9)少なくともカルボン酸を含んでなる還元剤をさらに添加することを特徴とする付記1乃至付記8のいずれか1に記載のバンプ形成用材料。
(付記10)前記の還元剤がアクリル酸誘導体、酢酸、シュウ酸、蟻酸のうちの、少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする付記9に記載のバンプ形成用材料。
(付記11)基板上に付記1乃至付記10のいずれか1に記載のバンプ形成用材料を用いてバンプ形成用材料被膜を形成し、前記バンプ形成用材料被膜に電離放射線を選択的に照射し、前記バンプ形成用材料被膜を現像処理して前記バンプ形成用材料被膜の前記電離放射線の被照射箇所を残存し、前記バンプ形成用材料被膜を焼成することを特徴とするバンプ形成方法。
(付記12)前記電離放射線が、電子線であることを特徴とする付記11に記載のバンプ形成方法。
(付記13)付記11または付記12のバンプ形成方法で形成したバンプを備えたことを特徴とする半導体装置。
Here, the following additional notes are attached to the embodiment of the present invention including Examples 1 to 8.
(Appendix 1) A bump forming material comprising at least metal fine particles having an average particle diameter of 2 nm to 100 nm, a base resin, a photoacid generator, a crosslinking agent, and a solvent.
(Appendix 2) Among the metals selected from gold, platinum, copper, silver, indium, cobalt, nickel, bismuth, tin, rhodium, palladium, iridium, tungsten, aluminum, chromium, titanium, and zinc, The material for forming a bump according to appendix 1, which includes at least one of them.
(Appendix 3) Among the resins selected from the base resin, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, polyvinyl acetate, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polyethylene oxide, phenolic hydroxyl group-containing resin, carboxyl group-containing resin, and epoxy resin, The bump forming material according to supplementary note 1 or supplementary note 2, characterized by containing at least one of them.
(Supplementary note 4) The bump forming material according to supplementary note 3, wherein the metal fine particles are contained in an amount of 25 wt% to 400 wt% with respect to the base resin.
(Supplementary Note 5) The photoacid generator is an iodonium salt, a sulfonium salt, a halogen compound, a sulfonic acid ester compound, an imide compound, a carbonyl compound, a disulfone compound, α, α-bisallylsulfonyldiazomethane, or a diazonium salt. The material for forming bumps according to any one of appendix 1 to appendix 4, characterized by containing at least one of them.
(Additional remark 6) The said crosslinking agent contains at least any one among the crosslinking agents chosen from the urea derivative, the melamine derivative, and the uril derivative, It is any one of Additional remark 1 thru | or Additional remark 5 characterized by the above-mentioned. Bump forming material.
(Supplementary note 7) The supplementary note, wherein the solvent contains at least one of water, alcohol, chain ester, cyclic ester, ketone, chain ether, and cyclic ether. The bump forming material according to any one of 1 to appendix 6.
(Appendix 8) Polyoxyethylene-polyoxypropylene condensate system, polyoxyalkylene alkyl ether system, polyoxyethylene alkyl ether system, polyoxyethylene derivative system, sorbitan fatty acid ester system, glycerin fatty acid ester system, primary alcohol ethoxy The bump formation according to any one of appendix 1 to appendix 7, further comprising a nonionic surfactant selected from a group of surfactants of rate-based, phenol ethoxylate-based, and acetylenic diol-based surfactants Materials.
(Supplementary note 9) The bump forming material according to any one of supplementary notes 1 to 8, wherein a reducing agent containing at least a carboxylic acid is further added.
(Supplementary note 10) The bump forming material according to supplementary note 9, wherein the reducing agent includes at least one of acrylic acid derivatives, acetic acid, oxalic acid, and formic acid.
(Appendix 11) A bump-forming material film is formed on the substrate using the bump-forming material described in any one of Appendices 1 to 10, and the bump-forming material film is selectively irradiated with ionizing radiation. , bump forming method, wherein the bump forming material coating and developing treatment remains the irradiated portion of the ionizing radiation of the bump forming material coating, firing the bump forming material coating.
(Additional remark 12) The said ionizing radiation is an electron beam, The bump formation method of Additional remark 11 characterized by the above-mentioned.
(Additional remark 13) The semiconductor device provided with the bump formed with the bump formation method of Additional remark 11 or Additional remark 12.

11 基板
12 電極
13 バンプ形成用材料被膜
14 電離放射線
15 パンプ形成用パターン
16 バンプ
21 半導体基板
22 パッド
23 バンプ形成用材料被膜
24 電子線
25 バンプ形成用パターン
26 バンプ
30 半導体集積回路チップ
31 被覆絶縁膜
32 パッド
33 レジスト
34 開口部
35 金属膜
36 パンプ形成用金属膜
37 フラックス
38 バンプ
11 Substrate 12 Electrode 13 Bump Forming Material Film 14 Ionizing Radiation 15 Pump Forming Pattern 16 Bump 21 Semiconductor Substrate 22 Pad 23 Bump Forming Material Film 24 Electron Beam 25 Bump Forming Pattern 26 Bump 30 Semiconductor Integrated Circuit Chip 31 Covering Insulating Film 32 Pad 33 Resist 34 Opening 35 Metal Film 36 Metal Film 37 for Forming Pump Flux 38 Bump

Claims (6)

平均粒径が2nm〜100nmの金属微粒子、基材樹脂、光酸発生剤、架橋剤及び溶剤を少なくとも含んでいることを特徴とするバンプ形成用材料。 A bump forming material comprising at least metal fine particles having an average particle diameter of 2 nm to 100 nm, a base resin, a photoacid generator, a crosslinking agent, and a solvent. 前記金属微粒子が、金、白金、銅、銀、インジウム、コバルト、ニッケル、ビスマス、スズ、ロジウム、パラジウム、イリジウム、タングステン、アルミニウム、クロム、チタン、亜鉛から選ばれた金属のうち、少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする請求項1に記載のバンプ形成用材料。   The metal fine particles include at least one selected from gold, platinum, copper, silver, indium, cobalt, nickel, bismuth, tin, rhodium, palladium, iridium, tungsten, aluminum, chromium, titanium, and zinc. The bump forming material according to claim 1, further comprising: 前記基材樹脂が、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシド、フェノール性水酸基含有樹脂、カルボキシル基含有樹脂、エポキシ樹脂から選ばれた樹脂のうち、少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のバンプ形成用材料。   The base resin is at least one selected from polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, polyvinyl acetate, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polyethylene oxide, phenolic hydroxyl group-containing resin, carboxyl group-containing resin, and epoxy resin. The bump forming material according to claim 1, comprising: a bump forming material. 前記基材樹脂に対し、前記金属微粒子が25重量%〜400重量%含まれていることを特徴とする請求項3に記載のバンプ形成用材料。   The bump forming material according to claim 3, wherein the metal fine particles are contained in an amount of 25 wt% to 400 wt% with respect to the base resin. 基板上に請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のバンプ形成用材料を用いてバンプ形成用材料被膜を形成し、
前記バンプ形成用材料被膜に電離放射線を選択的に照射し、
前記バンプ形成用材料被膜を現像処理して前記バンプ形成用材料被膜の前記電離放射線の被照射箇所を残存し、
前記バンプ形成用材料被膜を焼成する
ことを特徴とするバンプ形成方法。
Forming a bump-forming material film on the substrate using the bump-forming material according to any one of claims 1 to 4,
Selectively irradiating the bump forming material film with ionizing radiation;
The bump-forming material film is developed to leave the portion irradiated with the ionizing radiation of the bump-forming material film,
A bump forming method comprising firing the bump forming material film.
請求項5に記載のバンプ形成方法で形成したバンプを含むことを特徴とする半導体装置。   A semiconductor device comprising a bump formed by the bump forming method according to claim 5.
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