專利名稱：微細(xì)金屬凸點(diǎn)的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微細(xì)金屬凸點(diǎn)(bump)的形成方法，更具體涉及在形成于基 板的一面?zhèn)鹊慕饘俨考囊?guī)定位置形成微細(xì)的尖細(xì)狀金屬凸點(diǎn)的微細(xì)金屬 凸點(diǎn)的形成方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體裝置等的電子元件為了與其它電子元件連接，有時(shí)在由銅形成 的布線圖形的各端部形成由金等金屬構(gòu)成的尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)，上述布線 圖形形成于樹脂或陶瓷等制成的基板的一面?zhèn)取＠缭谙率鰧＠墨I(xiàn)l中 提出了使用氣相沉積法形成該尖細(xì)狀金屬凸點(diǎn)的形成方法。
該形成方法如

圖14所示。圖14所示的金屬凸點(diǎn)的形成方法中，如圖 14A所示，對(duì)被覆形成于基板200的一面?zhèn)鹊牟季€圖形202， 202 ''的由 樹脂構(gòu)成的掩模層204施以圖案化，形成在底面露出布線圖形202的凹部 206后，將基板載置在移動(dòng)式工作臺(tái)208上。
接著，如圖14A所示，將移動(dòng)式工作臺(tái)208在箭頭X方向移動(dòng)，同時(shí) 將由氣相沉積裝置生成的金屬微粒從口徑大于凹部206的開口徑的大口徑 噴嘴210向凹部206， 206 . *噴射。
從噴嘴210噴射的金屬微粒堆積在掩模層204上，形成堆積層212，同 時(shí)堆積在凹部206， 206 * *的各底面上，形成上表面近似平坦的金屬凸點(diǎn) 214。
然后，停止從大口徑噴嘴210噴射金屬微粒，如圖14B所示，從口徑 小于凹部206的開口徑的小口徑噴嘴216向形成于凹部206， 206 * *中的 規(guī)定的凹部206內(nèi)的金屬凸點(diǎn)214的上表面噴射金屬微粒，該凹部206形 成于基板200的一面?zhèn)?，該基?00處于靜止?fàn)顟B(tài)。來自該小口徑噴嘴216 的金屬微粒呈尖細(xì)狀地堆積在金屬凸點(diǎn)218的近似平坦的上表面，可形成尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)218。
專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平2002-184804號(hào)公報(bào)
發(fā)明的揭示
通過圖14所示的金屬凸點(diǎn)的形成方法，可以在布線圖形202的規(guī)定位 置形成尖細(xì)狀金屬凸點(diǎn)218。
但是，圖14所示的金屬凸點(diǎn)的形成方法中，想要在形成于掩模層204 的各個(gè)凹部206， 206 * 形成尖細(xì)狀金屬凸點(diǎn)218時(shí)，必須從小口徑噴嘴 216向各個(gè)凹部206， 206 * 噴射金屬微粒。
這里，使用一根小口徑噴嘴216，在形成于基板200的布線圖形202， 202 * *的各個(gè)凹部206， 206 * 依次形成尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)218的做法由 于極其費(fèi)時(shí)，因此不適合于工業(yè)生產(chǎn)。
另外，如果想要使用多根小口徑噴嘴216， 216' ，在多個(gè)凹部206， 206 * 內(nèi)同時(shí)形成尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)218，則必須要使從多根小口徑噴嘴 216, 216* 噴出的金屬微粒的噴出量一致，但這是極其困難的。因此， 所形成的尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)218， 218* 的形狀及高度往往不一致。
而且，象目前的半導(dǎo)體裝置這樣，需要形成極其微細(xì)的金屬凸點(diǎn)的情 況下，要形成口徑小于凹部206的開口徑的小口徑噴嘴216本身就很困難。
因此，本發(fā)明的目的是解決使用噴射金屬微粒和載氣堆積金屬微粒的 氣相沉積法的以往的微細(xì)金屬凸點(diǎn)的形成方法難以工業(yè)化穩(wěn)定地在形成于 基板的一面?zhèn)鹊慕饘俨考囊?guī)定位置形成微細(xì)的金屬凸點(diǎn)的課題，提供能 夠使用氣相沉積法工業(yè)化穩(wěn)定地在形成于基板的一面?zhèn)鹊慕饘俨考囊?guī)定 位置形成微細(xì)的金屬凸點(diǎn)的微細(xì)金屬凸點(diǎn)的形成方法。
本發(fā)明者進(jìn)行了如下的嘗試如圖14所示，在基板200的形成有布線 圖形202的一面?zhèn)刃纬裳谀?04，在掩模層204形成底面露出布線圖形 202的凹部206后，采用使用了一種噴嘴的氣相沉積法看能否形成尖細(xì)狀金 屬凸點(diǎn)。
首先，如圖15A和圖15B所示，形成被覆基板IO的布線圖形12，12 *咱勺 由樹脂構(gòu)成的掩模層30，對(duì)該掩模層30施以激光加工，形成在底面露出布線圖形12的規(guī)定位置的凹部100 (圖15C〕。
如圖16所示，圖15C所示的凹部100是布線圖形12的規(guī)定位置露出 的底面面積小于開口于掩模層30的表面的開口面積的錐狀的凹部。
接著，將由氣相沉積裝置加熱蒸發(fā)金屬而得的金屬微粒與作為載氣的 氦氣一起由噴嘴25向圖15C所示的基板10噴射。該噴嘴25的口徑大于凹 部100的開口徑。
從噴嘴25噴出的金屬微粒也堆積在從凹部IOO的底面露出的布線圖形 12的露出面、凹部100的內(nèi)壁面及掩模層30的表面。因此，經(jīng)過規(guī)定時(shí)間 后停止從噴嘴25噴射金屬微粒和氦氣時(shí)，金屬微粒堆積于布線圖形12的 規(guī)定位置而形成的突起部102和堆積于掩模層30的表面的堆積層32如圖 17所示，通過金屬微粒堆積于凹部IOO的內(nèi)壁面而形成的堆積層103連接。 該狀態(tài)下，將掩模層30從基板10剝離時(shí)，突起部102隨掩模層30—起被 從布線圖形12的規(guī)定位置剝離。
另一方面，如圖18所示，將形成于掩模層30的凹部構(gòu)成為其內(nèi)壁面 與基板IO的一面?zhèn)却怪鼻页隹诮遣?04a為圓形的凹部104時(shí)，如果通過 氣相沉積法在凹部104內(nèi)形成金屬凸點(diǎn)14，則如圖18所示，堆積于掩模層 30的表面的堆積層32的前端從凹部104的開口邊緣突出，同時(shí)在凹部104 內(nèi)形成尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)14。但是，所形成的尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)14與堆積 層32的前端相接合。在該狀態(tài)下，將掩模層30從基板IO剝離時(shí)，尖細(xì)狀 的金屬凸點(diǎn)14隨掩模層30 —起被從布線圖形12的規(guī)定位置剝離。
與此相對(duì)，如圖19所示，將形成于掩模層30的凹部構(gòu)成為布線圖形 12的形成位置露出的底面面積大于開口于掩模層30的表面的開口面積的 倒錐狀凹部106時(shí)，如果通過氣相沉積法在倒錐狀凹部106內(nèi)形成尖細(xì)狀 的金屬凸點(diǎn)14，則如圖19所示，所形成的尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)14沒有與堆 積層32的前端相接，而是獨(dú)立形成，該堆積層32堆積于掩模層30的表面 并且從倒錐狀凹部106的開口邊緣突出。因此，通過將掩模層30從基板10 剝離，可以在布線圖形12的規(guī)定位置形成尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)14。
但是，在被覆基板10的一面?zhèn)鹊难谀?0工業(yè)化地形成倒錐狀凹部 106是困難的。為此，本發(fā)明者進(jìn)行了如下的研究能否在可通過對(duì)由光致抗蝕劑構(gòu) 成的掩模層30實(shí)施曝光及顯影而容易地形成的圖18所示的凹部104內(nèi)， 利用氣相沉積法形成獨(dú)立于堆積在掩模層30的表面的堆積層32的尖細(xì)狀 金屬凸點(diǎn)14。
根據(jù)該項(xiàng)研究，發(fā)現(xiàn)了在由噴嘴25將金屬微粒和氦氣噴射向凹部104 的底面而形成尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)14時(shí)，通過將凹部104的出口角部104a 保持在有棱角的狀態(tài)(以下，有時(shí)稱為尖角的形狀)，可以在凹部104內(nèi)形成 獨(dú)立于堆積在掩模層30的表面的堆積層32的尖細(xì)狀金屬凸點(diǎn)14，從而完 成了本發(fā)明。
艮口，本發(fā)明涉及微細(xì)金屬凸點(diǎn)的形成方法，該方法的特征在于，在被 覆形成有金屬部件的基板的一面?zhèn)鹊挠蓸渲瑯?gòu)成的掩模層形成直形凹部， 該凹部在底面露出上述金屬部件的規(guī)定位置，并且內(nèi)壁面垂直于上述基板 的一面?zhèn)惹页隹诮遣坑欣饨?，然后在上述基板的另一面?zhèn)仍O(shè)置冷卻手段， 接著將上述基板和冷卻手段放置在真空氣氛中，通過氣相沉積法在露出于 上述直形凹部的底面的金屬部件的露出面上形成橫截面從底面部向前端部 逐漸變小的尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)，同時(shí)用上述冷卻手段將基板冷卻在低于形 成掩模的樹脂的耐熱溫度，保持上述直形凹部的形狀，上述氣相沉積法是 由噴嘴噴射使金屬蒸發(fā)而得的金屬微粒和載氣、堆積在規(guī)定位置的方法， 然后，從基板的一面?zhèn)葎冸x上述掩模層，在上述金屬部件的規(guī)定位置形成 尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)。
本發(fā)明中，以能夠保持上述直形凹部的出口角部的形狀的溫度加熱處 理掩模層，使其密合于上述基板的一面?zhèn)龋宕丝梢詫⒋龑?shí)施氣相沉積法 的形成于基板的掩模層的直形凹部的出口角部形成尖角的形狀，上述掩模 層是通過對(duì)在基板的一面?zhèn)刃纬傻囊?guī)定厚度的光致抗蝕劑層實(shí)施感光及顯 影而形成了直形凹部的掩模層。該加熱處理的溫度優(yōu)選IO(TC以下。
還有，通過使用金屬制的散熱片作為冷卻手段，可以容易地進(jìn)行基板 的冷卻。
這里，尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)可優(yōu)選形成為圓錐狀或多角錐狀的金屬凸點(diǎn)。 此外，通過在同一掩模層形成內(nèi)徑不同的多個(gè)直形凹部，即使是同一厚度的掩模層，也可以同時(shí)形成高度不同的尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)。
另外，本發(fā)明所采用的氣相沉積法較好是使用金作為蒸發(fā)的金屬，并 且使用氦氣作為載氣。
采用本發(fā)明的微細(xì)金屬凸點(diǎn)的形成方法，在被覆形成有金屬部件的基 板的一面?zhèn)鹊挠蓸渲瑯?gòu)成的掩模層形成在底面露出金屬部件的規(guī)定位置的 直形凹部，在保持該直形凹部的形狀的同時(shí)，由一種噴嘴向直形凹部噴射 微細(xì)金屬粒子，藉此金屬微粒在掩模層的表面形成堆積層，同時(shí)也堆積在 露出于直形凹部的底面的金屬部件的露出面上。
如果再繼續(xù)從噴嘴噴射金屬微粒，則掩模層的表面的堆積層的厚度增 加，并且堆積層的前端從直形凹部的開口邊緣逐漸突出。因此，直形凹部 的開口徑逐漸縮小，堆積于在直形凹部?jī)?nèi)露出的金屬部件的露出面上的金 屬微粒量也從直形凹部的內(nèi)周緣向中心逐漸減少，形成尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)。
最終，直形凹部的開口部被形成于掩模層上的堆積層完全閉塞，即使 繼續(xù)由噴嘴噴射金屬微粒，金屬微粒也不會(huì)再堆積在直形凹部?jī)?nèi)，直形凹 部?jī)?nèi)尖細(xì)狀金屬凸點(diǎn)以獨(dú)立的狀態(tài)被保存。
而且，本發(fā)明中，用冷卻手段冷卻基板的同時(shí)，通過氣相沉積法形成 尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)，因此可以保持出口角部有棱角的直形凹部的形狀，形 成尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)。因而，可以防止象出口角部為圓形的凹部那樣，從 凹部的開口邊緣突出的堆積部的前端與形成于凹部?jī)?nèi)的尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn) 相接合的現(xiàn)象。
其結(jié)果是，可以不與堆積于掩模層的表面的堆積層接觸而形成尖細(xì)狀 的金屬凸點(diǎn)，可以從基板的一面?zhèn)戎粍冸x掩模層及堆積層。
附圖的簡(jiǎn)單說明
圖1A和圖1B是說明本發(fā)明所用的基板及金屬板的主視圖和剖視圖。 圖2A 圖2F是說明使用圖1所示的基板及金屬板的本發(fā)明的微細(xì)金 屬凸點(diǎn)的形成方法的一例的示意圖。
圖3是說明形成圖2所示的微細(xì)金屬凸點(diǎn)時(shí)所用的氣相沉積裝置的簡(jiǎn)圖。圖4是用于說明堆積層的前端從形成于掩模層的直形凹部的開口邊緣 突出的現(xiàn)象的示意圖。
圖5A和圖5B是表示在形成于基板的一面?zhèn)鹊牟季€圖形的規(guī)定位置形 成了圓錐狀的金屬凸點(diǎn)的狀態(tài)的立體圖和局部放大立體圖。
圖6A和圖6B是形成于掩模層的直形凹部的形狀的其它示例的電子顯 微鏡照片。
圖7A和圖7B是使用形成有圖4所示形狀的直形凹部的掩模層形成的 金屬凸點(diǎn)的電子顯微鏡照片。
圖8A和圖8B是形成于掩模層的直形凹部的出口角部為圓形的凹部的 形狀的電子顯微鏡照片。
圖9A和圖9B是使用形成有圖6所示形狀的凹部的掩模層形成的金屬 凸點(diǎn)的電子顯微鏡照片。
圖IOA和圖10B是將后烘(post-baked)的溫度設(shè)為80'C時(shí)，加熱處理后 的形成于掩模層的凹部形狀的電子顯微鏡照片。
圖IIA和圖IIB是將后烘的溫度設(shè)為9(TC時(shí)，加熱處理后的形成于掩 模層的凹部形狀的電子顯微鏡照片。
圖12A和圖12B是將后烘的溫度設(shè)為IO(TC時(shí)，加熱處理后的形成于 掩模層的凹部形狀的電子顯微鏡照片。
圖13A 圖13D是說明在同一掩模層形成內(nèi)徑不同的多個(gè)直形凹部， 可形成高度不同的尖細(xì)狀金屬凸點(diǎn)的示意圖。
圖14A和圖14B是說明使用氣相沉積法在基板形成尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn) 的現(xiàn)有方法的示意圖。
圖15A 圖15C是說明在形成于基板的一面?zhèn)鹊难谀有纬砂疾康墓?序的工序圖。
圖16是說明在形成于基板的一面?zhèn)鹊?、具備錐狀的凹部的掩模層的表 面，由氣相沉積裝置的噴嘴噴射金屬微粒的狀態(tài)的局部剖視圖。
圖17是說明通過圖16所示的氣相沉積法，在掩模層的表面堆積了金 屬微粒的狀態(tài)的局部剖視圖。
圖18是說明在形成于基板的一面?zhèn)鹊?、具備出口角部為圓形的凹部的掩模層的表面通過氣相沉積法堆積了金屬微粒時(shí)的堆積狀態(tài)的局部剖視 圖。
圖19是說明在形成于基板的一面?zhèn)鹊?、具備倒錐狀的凹部的掩模層的 表面通過氣相沉積法堆積了金屬微粒時(shí)的堆積狀態(tài)的局部剖視圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式
本發(fā)明的微細(xì)金屬凸點(diǎn)的形成方法的一例示于圖1 圖2。圖1A所示 的基板10如作為其橫向剖視圖的圖1B所示，在基板10的一面?zhèn)刃纬捎凶?為金屬部件的布線圖形12， 12* ，布線圖形12， 12* *被由樹脂構(gòu)成的 掩模層30被覆。在該掩模層30，以在底面露出布線圖形12， 12* *的各 個(gè)規(guī)定位置的條件形成凹部34。如圖1A所示，該凹部34的開口形狀為圓 形。此外，凹部34的縱橫比(凹部34的深度/凹部34的口徑)為1。該凹部 34的深度等于掩模層30的厚度。
如圖1A和圖1B所示，該基板10的另一面?zhèn)容d置在比基板IO面積大 且厚的由具備優(yōu)良的熱傳導(dǎo)率的鋁或銅制的金屬板35上。該金屬板35如 后所述，用作作為冷卻手段的散熱片來冷卻基板10。
該凹部34如作為其放大剖視圖的圖2A所示，是在底面露出布線圖形 12的規(guī)定位置，并且內(nèi)壁面垂直于基板IO的一面?zhèn)惹页隹诮遣坑欣饨堑闹?形凹部(以下，有時(shí)簡(jiǎn)稱為直形凹部34)。
圖2A所示的在掩模層30形成有直形凹部34， 34的基板10以載 置在金屬板35上的狀態(tài)置于氣相沉積裝置的真空氣氛中，在露出于直形凹 部34， 34* 的各底面的布線圖形的露出面上，通過氣相沉積法形成微細(xì) 的金屬凸點(diǎn)，該氣相沉積法是由噴嘴25噴射使金屬蒸發(fā)而得的金屬微粒和 載氣、堆積于規(guī)定位置的方法。
作為該氣相沉積裝置可以使用圖3所示的氣相沉積裝置。在圖3所示 的氣相沉積裝置中，將載置在呈真空狀態(tài)的室18內(nèi)的坩鍋20內(nèi)的作為金 屬22的金加熱至1500°C，加熱蒸發(fā)形成金屬微粒，所述真空狀態(tài)是通過設(shè) 有過濾器16的吸引管17抽吸而形成的。該金屬微粒與被作為載氣供給到 室18內(nèi)的氦氣一起經(jīng)轉(zhuǎn)移管24吸引，被輸送到真空狀態(tài)的室26內(nèi)。如圖2B所示，在室26內(nèi)插入了在掩模層30形成有直形凹部34， 34 *的 基板IO，在該凹部的底面露出布線圖形12。由噴嘴25將氦氣和金屬微粒 噴向掩模層30的表面，該噴嘴朝向上述直形凹部34， 34' 、形成于轉(zhuǎn)移 管24的前端。該噴嘴25被加熱至30(TC，噴嘴25的開口徑大于直形凹部 34。
從噴嘴25噴入室26內(nèi)的金屬微粒如圖2C所示，堆積在從直形凹部 34的底面露出的布線圖形12的露出面上，形成金屬凸點(diǎn)14，同時(shí)也堆積 在掩模層30的表面形成堆積層32，氦氣被吸引管27抽吸排出。
從該噴嘴25噴出的金屬微粒被加熱至300°C以上，因此掩模層30也被 蓄積在表面的金屬微粒加熱。如果來自該金屬微粒的熱量被蓄積在掩模層 30內(nèi)，則掩模層30的溫度會(huì)升溫至形成掩模層30的樹脂的耐熱溫度以上， 直形凹部34的出口角部塌落，象圖18所示的凹部104的出口角部那樣變 圓。在該近似于圖18所示的凹部104的形狀的凹部?jī)?nèi)，即使繼續(xù)堆積金屬 微粒，也如圖18所示，形成于凹部?jī)?nèi)的金屬凸點(diǎn)14與從凹部的開口邊緣 突出的堆積于掩模層30的表面的堆積層32的前端相接。在該狀態(tài)下，從 基板10剝離掩模層30時(shí)，金屬凸點(diǎn)14和掩模層30—起被從布線圖形12 的規(guī)定位置剝離。
針對(duì)這一點(diǎn)，如圖1A和圖1B所示，通過將基板10的另一面?zhèn)容d置 在用作作為冷卻手段的散熱片的比基板10面積大且厚的金屬板35上，從 蓄積在表面的金屬微粒傳導(dǎo)至掩模層30的熱量被金屬板35迅速放熱。由 此，可以使掩模層30的溫度低于形成掩模層30的樹脂的耐熱溫度，可以 在保持直形凹部34的有棱角的角部形狀的同時(shí)，從噴嘴25噴射金屬微粒 和載氣。
這樣，如果在保持直形凹部34的有棱角的角部形狀的同時(shí)，繼續(xù)從噴 嘴25噴射金屬微粒和載氣，則如圖2C及圖2D所示，形成堆積在從直形 凹部34的底面露出的布線圖形12的露出面的金屬凸點(diǎn)14a的同時(shí)，堆積 在掩模層30上的堆積層32的前端從凹部34的開口邊緣突出，直形凹部34 的開口部也變窄。因此，堆積在從直形凹部34內(nèi)露出的布線圖形12的露 出面上的金屬微粒量也從直形凹部34的內(nèi)周緣向中心逐漸減小，形成圓錐臺(tái)狀的金屬凸點(diǎn)14a。
這里，如果在保持直形凹部34的有棱角的角部形狀的同時(shí)，繼續(xù)從噴 嘴25噴射金屬微粒和載氣，則堆積在掩模層30上的堆積層32的前端從直 形凹部34的開口邊緣突出的現(xiàn)象如下推斷。
即認(rèn)為如圖4所示，與金屬微粒一起被噴入直形凹部34內(nèi)的氦氣在 直形凹部34內(nèi)反轉(zhuǎn)至與金屬微粒的噴射方向相反的方向流出，因此直形凹 部34的內(nèi)壓高于掩模層30的表面?zhèn)?。因而，直形凹?4的開口邊緣附近 的金屬微粒無法進(jìn)入直形凹部34內(nèi)，而是附著于直形凹部34的開口邊緣 附近，堆積層32的前端從直形凹部34的開口邊緣突出。
如果再繼續(xù)從噴嘴25噴射金屬微粒和載氣，則如圖2E所示，直形凹 部34的開口部被堆積在掩模層30上的堆積層32的前端部完全閉塞。這時(shí)， 在從直形凹部34的底面露出的布線圖形12的露出面上形成不與堆積層32 接觸的獨(dú)立的圓錐狀的金屬凸點(diǎn)14。
因此，停止從噴嘴25噴射金屬粒子和氦氣，如圖2F所示，將基板IO 從氣相沉積裝置取出，可以在保持圓錐狀的金屬凸點(diǎn)14的形狀的狀態(tài)下， 從基板10的一面?zhèn)葯C(jī)械剝離掩模層30及堆積層32。剝離了掩模層30的布 線圖形12上除了形成有金屬凸點(diǎn)14的位置外無金屬微粒附著。
其結(jié)果如圖5A所示，沿基板10的外周緣形成金屬凸點(diǎn)14， 14* 。 該金屬凸點(diǎn)14， 14 *的局部放大立體圖示于圖5B。金屬凸點(diǎn)14， 14 *在 布線圖形12， 12， 的各規(guī)定位置形成為圓錐狀的金屬凸點(diǎn)14。
在形成于基板IO的多個(gè)布線圖形12， 12* *的每個(gè)圖形形成金屬凸點(diǎn) 14時(shí)，如圖2B所示，通過基板10或噴嘴25向左右方向(箭頭A方向)移動(dòng)， 可以在各配線圖形12形成形狀和高度一致的圓錐狀的金屬凸點(diǎn)14。
因此，通過基板10或噴嘴25沿圖5A所示的基板10的外周緣移動(dòng)， 如圖5A所示，可以沿基板IO的外周緣同時(shí)形成金屬凸點(diǎn)14， 14* 。這 時(shí)，從噴嘴25噴出的被加熱至300°C以上的金屬微粒不附著于基板10的中 心附近而是附著于基板IO的周緣部。因而，可以在不會(huì)對(duì)形成于基板10 的中心附近的半導(dǎo)體元件等造成熱損傷的前提下形成金屬凸點(diǎn)14， 14* 。
圖1 圖5所示的形成于掩模層30的直形凹部34的開口形狀為圓形形狀，但是通過如圖6AB所示將形成于掩模層30的直形凹部34的幵口形狀 構(gòu)成為四角形形狀，藉此可如圖7A和圖7B所示，形成四方錐狀的金屬凸 點(diǎn)14。圖6B是圖6A的放大圖，圖7B是圖7A的放大圖。
掩模層30必須密合于基板10的一面?zhèn)榷纬?，通常?duì)在形成于基板 10的一面?zhèn)鹊囊?guī)定厚度的光致抗蝕劑層施以感光及顯影形成了直形凹部34 的掩模層30進(jìn)行加熱處理，使其密合于基板10的一面?zhèn)取?br> 這時(shí)，如果為了充分地密合于基板IO的一面?zhèn)榷岣呒訜崽幚頊囟龋?則如圖8A和圖8B(圖8B是圖8A的放大圖)所示，直形凹部34變成其出口 角部變圓的近似于圖18所示的凹部104的形狀的凹部。由此，如圖9A和 圖9B所示，在形成有圖8A和圖8B所示的形狀的凹部的掩模層30中形成 形狀不一致的金屬凸點(diǎn)。
因此，對(duì)在形成于基板10的一面?zhèn)鹊囊?guī)定厚度的光致抗蝕劑層施以感 光及顯影形成了直形凹部34的掩模層30進(jìn)行加熱處理時(shí)，較好是以能夠 保持直形凹部34的出口角部的形狀的溫度進(jìn)行加熱處理。該加熱處理溫度 特別優(yōu)選IO(TC以下。
該情況示于圖10 圖12。各圖的B為A的立體圖。形成圖10 圖12 所示的掩模層30時(shí)，首先使用旋涂法將光致抗蝕劑(科萊恩公司(Clariant Corporation)制的AZ4903)涂布于形成基板10的晶片的一面?zhèn)榷纬晒庵驴?蝕劑層。這時(shí)的旋涂的轉(zhuǎn)數(shù)為3500rpm，旋涂時(shí)間為30秒。
為了使光致抗蝕劑層中的溶劑蒸發(fā)，提高與晶片的密合性，以IO(TC對(duì) 光致抗蝕劑層施以5分鐘的前烘(pre-baked)。
接著，對(duì)光致抗蝕劑層進(jìn)行照射紫外線(g線；波長437nm)的曝光和顯 影，形成圖6所示的尖角的直形凹部34。該曝光量設(shè)為800mJ/cm2。顯影 是在室溫下將曝光完成后的晶片浸漬于顯影液(AZ4卯3和純水為1: 4的稀 釋液)3分鐘后，用純水沖洗。
其后，為了從形成有直形凹部34的光致抗蝕劑層除去溶劑和水分，提 高與晶片的密合性，在80 12(TC的加熱處理溫度下實(shí)施5分鐘的后烘。
該后烘后的形成于掩模層30的凹部的形狀示于圖10 圖12。各圖的 后烘的溫度是，圖10為80°C、圖11為90°C、圖12為IO(TC。這樣，后烘的溫度為IO(TC以下時(shí)，可以保持直形凹部34的出口角部的形狀。
另一方面，后烘的溫度超過IOO'C時(shí)，直形凹部34的出口角部如圖8A 和圖8B所示變成圓形。
在以上的說明中，插入圖3所示的氣相沉積裝置的室18的坩鍋20內(nèi) 的金屬22使用金，但也可以使用其它金屬，例如鈀、鉑、銀、鎳或銅。
這里，如果由2根以上的噴嘴25各自依次噴出不同金屬的微細(xì)金屬粒 子，則可以形成由多種金屬構(gòu)成的金屬凸點(diǎn)14，例如在由鎳構(gòu)成的基部上 形成了由金構(gòu)成的上部的金屬凸點(diǎn)14，藉此可以調(diào)整金屬凸點(diǎn)14的硬度 等，且可以實(shí)現(xiàn)金屬凸點(diǎn)14的制造成本的降低。
另外，以載置在金屬板35上的狀態(tài)將插入氣相沉積裝置的室26內(nèi)的 基板IO放置在X-Y工作臺(tái)上，通過控制使得金屬微粒從噴嘴25噴向規(guī)定 的直形凹部34，藉此可以提高形成于直形凹部34內(nèi)的金屬凸點(diǎn)14的形狀 的均一性，還可以防止掩模層30的溫度上升。
這樣，通過使用X-Y工作臺(tái)在基板10形成多個(gè)直形凹部34， 34 *時(shí)， 可以控制金屬粒子從噴嘴25只噴向需要形成金屬凸點(diǎn)14的直形凹部34， 從而可以縮短金屬微粒的堆積時(shí)間和提高所形成的金屬凸點(diǎn)14的形狀等的 均一性。
此外，可以用冷卻水等冷媒或珀?duì)柼?Peltier)元件等冷卻手段來冷卻載 置著基板10的作為散熱片的金屬板35。這樣，通過冷卻金屬板35，可以 使金屬微粒的堆積溫度穩(wěn)定化，也可以防止掩模層30的升溫。
還有，掩模層30的剝離通過機(jī)械剝離進(jìn)行，但也可以通過化學(xué)蝕刻除 去掩模層30。當(dāng)然，必須預(yù)先確認(rèn)該化學(xué)蝕刻不會(huì)對(duì)形成于凹部34內(nèi)的金 屬凸點(diǎn)14造成損傷。
形成于掩模層30的直形凹部34的內(nèi)徑和所能夠形成的尖細(xì)狀的金屬 凸點(diǎn)14的高度相關(guān)，例如，內(nèi)徑5um的直形凹部34可以形成高5iim的 尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)14，內(nèi)徑3um的直形凹部34可以形成高度3wm的尖 細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)14。
因此，如圖13所示，通過在同一掩模層內(nèi)形成內(nèi)徑不同的多個(gè)直形凹 部，可以形成高度不同的尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)。首先，如圖13A所示，在形成于基板10的一面?zhèn)鹊耐谎谀?0形 成內(nèi)徑不同的多個(gè)直形凹部34a， 34b， 34c(內(nèi)徑34a>34b>34c)。直形凹 部34a， 34b， 34c的各縱橫比為l(直形凹部34a)、 2(直形凹部34b)、 3(直形 凹部34c)。
從噴嘴25向這些直形凹部34a， 34b， 34c噴射金屬微粒。這時(shí)，將基 板10向左右方向移動(dòng)。
如果從噴嘴25向直形凹部34a， 34b， 34c噴射金屬微粒，則如圖13B 所示，金屬微粒堆積在從直形凹部34a， 34b， 34c的各底面露出的布線圖 形12(圖13中省略)的露出面上，形成圓錐臺(tái)狀的金屬凸點(diǎn)14a。這時(shí)，金 屬微粒也堆積在掩模層30的表面形成堆積層32，堆積層32的前端從直形 凹部34a， 34b， 34c的各開口邊緣突出。
如果再繼續(xù)從噴嘴25向直形凹部34a， 34b， 34c噴射金屬微粒，則如 圖13C所示，內(nèi)徑最小的直形凹部34c的開口部被閉塞，中間內(nèi)徑的直形 凹部34b的開口部也明顯變窄。
其后，即使仍繼續(xù)從噴嘴25向直形凹部34a， 34b， 34c噴射金屬微粒， 如圖13D所示，開口部被堆積層32閉塞的內(nèi)徑最小的直形凹部34c內(nèi)的圓 錐狀的金屬凸點(diǎn)14也保持其形狀。另一方面，開口部明顯變窄的直形凹部 34b的開口部被堆積層32閉塞后，直形凹部34b內(nèi)的圓錐狀的金屬凸點(diǎn)保 持其形狀。
此外，內(nèi)徑最大的直形凹部34a內(nèi)的圓錐臺(tái)狀的金屬凸點(diǎn)14a的高度 一直升高至其開口部被堆積層32閉塞為止。因此，直形凹部34a的開口部 被堆積層32封閉時(shí)，形成于直形凹部34a， 34b， 34c的各個(gè)圓錐狀的金屬 凸點(diǎn)14， 14， 14可以形成為近似等于直形凹部34a， 34b， 34c的內(nèi)徑的高度。
權(quán)利要求
1. 微細(xì)金屬凸點(diǎn)的形成方法，其特征在于，在被覆形成有金屬部件的基板的一面?zhèn)鹊挠蓸渲瑯?gòu)成的掩模層形成直形凹部，該凹部在底面露出所述金屬部件的規(guī)定位置，并且內(nèi)壁面垂直于所述基板的一面?zhèn)惹页隹诮遣坑欣饨牵缓笤谒龌宓牧硪幻鎮(zhèn)仍O(shè)置冷卻手段，接著將所述基板和冷卻手段放置在真空氣氛中，通過氣相沉積法在露出于所述直形凹部的底面的金屬部件的露出面上形成橫截面從底面部向前端部逐漸變小的尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)，同時(shí)用所述冷卻手段將基板冷卻在低于形成掩模的樹脂的耐熱溫度，保持所述直形凹部的形狀，所述氣相沉積法是由噴嘴噴射使金屬蒸發(fā)而得的金屬微粒和載氣、堆積在規(guī)定位置的方法，然后，從基板的一面?zhèn)葎冸x所述掩模層，在所述金屬部件的規(guī)定位置形成尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)。
2. 如權(quán)利要求l所述的微細(xì)金屬凸點(diǎn)的形成方法，其特征在于，以能 夠保持直形凹部的出口角部的形狀的溫度，加熱處理對(duì)形成于基板的一面 側(cè)的規(guī)定厚度的光致抗蝕劑層實(shí)施感光及顯影而形成了直形凹部的掩模 層，使其密合于所述基板的一面?zhèn)取?br> 3. 如權(quán)利要求2所述的微細(xì)金屬凸點(diǎn)的形成方法，其特征在于，將加 熱處理的溫度設(shè)為IOO'C以下。
4. 如權(quán)利要求l所述的微細(xì)金屬凸點(diǎn)的形成方法，其特征在于，使用 金屬制的散熱片作為冷卻手段。
5. 如權(quán)利要求l所述的微細(xì)金屬凸點(diǎn)的形成方法，其特征在于，作為 尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)形成圓錐狀或多角錐狀的金屬凸點(diǎn)。
6. 如權(quán)利要求l所述的微細(xì)金屬凸點(diǎn)的形成方法，其特征在于，在同 一掩模層形成內(nèi)徑不同的多個(gè)直形凹部，同時(shí)形成高度不同的尖細(xì)狀的金 屬凸點(diǎn)。
7. 如權(quán)利要求l所述的微細(xì)金屬凸點(diǎn)的形成方法，其特征在于，在氣 相沉積法中，蒸發(fā)的金屬使用金，載氣使用氦氣。
全文摘要
提供能夠使用氣相沉積法，穩(wěn)定地工業(yè)化地在形成于基板的一面?zhèn)鹊慕饘俨考囊?guī)定位置形成微細(xì)的金屬凸點(diǎn)的微細(xì)金屬凸點(diǎn)的形成方法。該方法的特征在于，在被覆形成有布線圖形(12)的基板(10)的一面?zhèn)鹊难谀?30)形成直形凹部(34)，該凹部在底面露出布線圖形(12)的規(guī)定位置，并且內(nèi)壁面垂直于基板(10)的一面?zhèn)惹页隹诮遣坑欣饨?，然后在基?10)的另一面?zhèn)仍O(shè)置面積大于基板(10)的金屬板作為散熱片，接著將基板(10)和金屬板放置在真空氣氛中，通過氣相沉積法在露出于直形凹部(34)的底面的布線圖形(12)的露出面上形成尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)(14)，同時(shí)利用作為散熱片的金屬板將基板冷卻在低于形成掩模層(30)的樹脂的耐熱溫度，保持直形凹部(34)的形狀，上述氣相沉積法是由噴嘴噴射使金屬蒸發(fā)而得的金屬微粒和載氣、堆積在規(guī)定位置的方法，然后，從基板的一面?zhèn)葎冸x掩模層(30)，在布線圖形(12)的規(guī)定位置形成尖細(xì)狀的金屬凸點(diǎn)(14)。
文檔編號(hào)C23C14/04GK101416294SQ20078001177
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者五味善宏, 仲川博, 岡田義邦, 大里啟孝, 菊地克彌, 青柳昌宏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社美高仁工業(yè);獨(dú)立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)總合研究所