(57)【要約】【課題】少ない工程数で立体構造物を形成でき、さらには信頼性の高い電気接続が可能な立体配線を形成できる立体構造物の形成方法、半導体装置の製造方法、および半導体装置を提供する。【解決手段】本発明の立体構造物の形成方法は、構造物形成材料を分散または溶解させた液体材料を基板上または基板上に配置された物体に滴下し、液体材料の溶媒の一部または全てを乾燥させて乾燥体を形成する第１の工程を有する。そして、液体材料を滴下させる位置を変えて、第１の工程を繰り返し行い、傾斜部を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物形成材料を分散または溶解させた液体材料を基板上または基板上に配置された物体に滴下し、前記液体材料の溶媒の一部または全てを乾燥させて乾燥体を形成する第１の工程を有し、
前記液体材料を滴下させる位置を変えて、前記第１の工程を繰り返し行い、空中に伸びる傾斜部を形成することを特徴とする立体構造物の形成方法。
【請求項２】
前記傾斜部と前記基板の表面となす角度は、前記液体材料を先に滴下させた位置と、次に前記液体材料を滴下させる位置との距離によって調節される請求項１に記載の立体構造物の形成方法。
【請求項３】
前記傾斜部は、前記基板の表面とのなす角度が３０°以上である請求項１または２に記載の立体構造物の形成方法。
【請求項４】
前記液体材料の溶媒の乾燥は、前記基板を加熱することによりなされる請求項１〜３のいずれか１項に記載の立体構造物の形成方法。
【請求項５】
前記基板の加熱温度は、次に液体材料が滴下されるまでに、先に滴下された液体材料の溶媒の全てが乾燥する温度以上である請求項４に記載の立体構造物の形成方法。
【請求項６】
前記傾斜部は、少なくとも１つ折曲部がある請求項１〜５のいずれか１項に記載の立体構造物の形成方法。
【請求項７】
前記傾斜部を２つ以上形成し、前記各傾斜部の端部を連結する請求項１〜６のいずれか１項に記載の立体構造物の形成方法。
【請求項８】
前記液体材料は、インクジェット方式、またはディスペンサ方式の吐出手段により滴下される請求項１〜７のいずれか１項に記載の立体構造物の形成方法。
【請求項９】
前記構造物形成材料は、金属、前記金属の酸化物または合金の微粒子である請求項１〜８のいずれか１項に記載の立体構造物の形成方法。
【請求項１０】
前記金属は、金、銀、銅、白金、ニッケル、パラジウムまたはスズである請求項９に記載の立体構造物の形成方法。
【請求項１１】
前記構造物形成材料は、加熱焼成されると導電性を発現するもので構成されている請求項１〜１０のいずれか１項に記載の立体構造物の形成方法。
【請求項１２】
さらに、前記傾斜部を形成した後に、前記傾斜部を加熱焼成処理する工程を有する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の立体構造物の形成方法。
【請求項１３】
前記傾斜部は、前記加熱焼成処理による熱収縮で縮む長さ以上長く形成される請求項１２に記載の立体構造物の形成方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の前記立体構造物の形成方法を用いて、少なくとも１つ半導体素子について配線を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の前記立体構造物の形成方法を用いて配線された半導体素子を少なくとも１つ有することを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物形成材料を分散または溶解させた液体材料を用いた立体構造物の形成方法、半導体装置の製造方法、および半導体装置に関し、特に、土台を作ることなく立体構造物を形成する立体構造物の形成方法、半導体装置の製造方法、および半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細な配線パターンの形成方法としてインクジェット法を用いた方法がある。このインクジェット法を用いたものにおいては、基板上に粒子径が１００ｎｍ以下の導電性微粒子を分散させてなる導電性微粒子ペーストを吐出して配線パターンを形成後、加熱焼成することによって導電性を発現させ、導体回路を形成する。
しかし、インクジェット法を用いた方法では、段差を有する基板、および基板上に配置された半導体素子の上部電極などに立体的な配線を形成することが困難であった。そこで、このような立体的な配線を形成する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の配線構造体の製造方法には、立体的な「セル」と呼ばれる絶縁層上に、インクジェット法またはディスペンサ等で導電性微粒子ペーストを塗布して、接続配線を形成する方法が開示されている。
また、特許文献１には、配線構造体の製造方法として、「セル」を基板上に形成するか、または「セル」を予め作製しておいて基板上等に配置するかの２通りの方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００３／０８４２９７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の配線構造体の製造方法を用いると、立体的な配線を形成可能であるものの、接続配線の土台となる「セル」（絶縁層）を形成しなければならない。この「セル」の形成方法は、基板上に形成する方法、および予め作製しておいたものを配置する方法の２通りの方法が開示されているものの、いずれも工程が増え、生産性が低下するという問題点がある。
また、特許文献１においては、「セル」を形成しているものの、「セル」と導電性微粒子ペーストとの２種材質の間の濡れ性の差、または「セル」の微小な段差によって断線する可能性があるという問題点もある。
【０００６】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、少ない工程数で立体構造物を形成でき、さらには信頼性の高い電気接続が可能な立体配線を形成できる立体構造物の形成方法、半導体装置の製造方法、および半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、構造物形成材料を分散または溶解させた液体材料を基板上または基板上に配置された物体に滴下し、前記液体材料の溶媒の一部または全てを乾燥させて乾燥体を形成する第１の工程を有し、前記液体材料を滴下させる位置を変えて、前記第１の工程を繰り返し行い、空中に伸びる傾斜部を形成することを特徴とする立体構造物の形成方法を提供するものである。
【０００８】
本発明において、前記傾斜部と前記基板の表面となす角度は、前記液体材料を先に滴下させた位置と、次に前記液体材料を滴下させる位置との距離によって調節されることが好ましい。
また、本発明において、前記傾斜部は、前記基板の表面とのなす角度が３０°以上であることが好ましい。
この場合、液体材料の１回の滴下により形成される層の１層あたりの厚さをｈとし、液体材料の滴下位置の移動距離をｌとするとき、０≦ｌ≦ｈ／ｔａｎ３０°であることが好ましい。
【０００９】
さらに、本発明において、前記液体材料の溶媒の乾燥は、前記基板を加熱することによりなされることが好ましい。
さらに、本発明において、前記基板の加熱温度は、次に液体材料が滴下されるまでに、先に滴下された液体材料の溶媒の全てが乾燥する温度以上であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明において、前記傾斜部は、少なくとも１つ折曲部があることが好ましい。
また、本発明において、前記傾斜部を２つ以上形成し、前記各傾斜部の端部を連結することが好ましい。
また、本発明において、前記液体材料は、インクジェット方式、またはディスペンサ方式の吐出手段により滴下されることが好ましい。
【００１１】
また、本発明において、前記構造物形成材料は、金属、前記金属の酸化物または合金の微粒子であることが好ましい。
また、本発明において、前記金属は、金、銀、銅、白金、ニッケル、パラジウムまたはスズであることが好ましい。
また、本発明において、前記構造物形成材料は、加熱焼成されると導電性を発現するもので構成されていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明において、さらに、前記傾斜部を形成した後に、前記傾斜部を加熱焼成処理する工程を有することが好ましい。
また、本発明において、前記傾斜部は、前記加熱焼成処理による熱収縮で縮む長さ以上長く形成されることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様の前記立体構造物の形成方法を用いて、少なくとも１つ半導体素子について配線を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供するものである。
【００１４】
また、本発明の第３の態様は、本発明の第１の態様の立体構造物の形成方法を用いて配線された半導体素子を少なくとも１つ有することを特徴とする半導体装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の立体構造物の形成方法によれば、従来必要とされていた接続配線を形成するための土台を形成することなく、空中に伸びる傾斜部を形成することができる。このように、本発明の立体構造物の形成方法によれば、土台形成工程が不要であり、少ない工程で立体構造物を形成することができる。
また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、高密度な実装においても、短絡および断線等の不良が生じにくく、かつ高い生産性で半導体装置を形成することができる。
さらに、本発明の半導体装置によれば、不要なスペースが少なく、高密度に半導体素子（半導体チップ）が実装された半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の立体構造物の形成方法、半導体装置の製造方法、および半導体装置を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る立体構造物の形成方法に用いられる立体構造物の形成装置の一例を示す模式図である。
図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施形態に係る立体構造物の形成方法を工程順に示す模式図である。
図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係る立体構造物の形成方法の工程の要部を詳細に工程順に示す模式図である。
【００１７】
図１に示す立体構造物の形成装置１０は、立体構造体として、土台を形成することなく、例えば、基板上に、空中に伸びる傾斜ワイヤ、配線などを形成するものであり、ステージ１２と、ヒータ１４と、駆動部１６と、温度調節部１８と、吐出部（吐出手段）２０と、制御部２２とを有する。
【００１８】
立体構造物の形成装置１０においては、ステージ１２の表面１２ａにヒータ１４が設けられている。このステージ１２は、その表面１２ａが水平に設置されている。ステージ１２には、表面１２ａと平行なＸ方向およびＹ方向、ならびにその表面１２ａに垂直なＺ方向の３方向に移動可能な移動機構（図示せず）が設けられている。
駆動部１６により、移動機構を介してステージ１８はＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の３方向に移動させられる。
【００１９】
ヒータ１４は、例えば、カーボンヒータまたはシリコンヒータで構成されるものである。このヒータ１４は、温度調節部１８に接続されており、この温度調節部１８により、ヒータ１４の温度が調節される。
ヒータ１４の表面１４ａに、立体構造物が形成される基板、または基板上に配置された、立体構造物が形成される物体などの被加工物が載置される。
【００２０】
このヒータ１４により、例えば、基板が加熱されて、滴下された液体材料の乾燥が促進される。滴下された液体材料の揮発を促進することにより、液体材料を高い周波数で吐出しても、液体材料を積層することが可能になる。また、滴下された液体材料の乾燥を促進することにより、液ダレを抑制し、形成する立体構造体の形状の精度も向上させることができる。
なお、ヒータ１４による加熱された基板の温度（基板の加熱温度）は、例えば、吐出時間間隔内に着弾した液体材料の溶媒全てが乾燥する温度以上であることが好ましい。
ヒータ１４による基板の加熱温度が低いと、溶媒の蒸発量より、液体材料の供給量が多くなり、傾斜部の先端にいくほど、設定された太さよりも太くなってしまうとともに、液ダレも大きくなり、傾斜部の形成が不安定になる。
【００２１】
吐出部２０は、構造物形成材料を分散または溶解させた液体材料を、立体構造物が形成される被加工物に滴下するものであり、滴下位置を調節するための位置決め機構（図示せず）が設けられている。
この吐出部２０は、構造物形成材料を分散または溶解させた液体材料を滴下することができれば、その構成は、特に限定されるものではない。この吐出部２０には、インクジェットヘッドを用いることが好ましい。インクジェットヘッドを用いた場合、滴下する液体材料の量、吐出周波数、着弾位置が正確に制御可能である。
インクジェットヘッドとしては、例えば、圧電方式、サーマル方式、静電アクチュエータ方式、および静電吸引方式等の種々の方式のインクジェットヘッドを用いることができる。
また、吐出部２０は、ディスペンサでもよい。このディスペンサは、インクジェットよりも吐出量が多く、より大きな構造の立体構造体を形成することができる。
【００２２】
また、液体材料の構造物形成材料は、金属もしくはその金属の酸化物または合金の微粒子であることが好ましい。その金属としては、例えば、金、銀、銅、白金、ニッケル、パラジウムまたはスズなどである。また、金属もしくはその金属の酸化物または合金の微粒子の粒子径は、１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
液体材料の構造物形成材料を、上記金属またはその金属の酸化物及び合金の微粒子とすることにより、加熱焼成処理を施すと導電性が得られる。
【００２４】
本発明においては、液体材料の構造物形成材料は、導電性高分子材料等の他の導電性を有する材料を用いてもよい。
構造物形成材料を分散または溶解させた液体材料は、例えば、ハリマ化成製ＮＳＰ−Ｊ（商品名）を用いることができる。
構造物形成材料を分散または溶解させる分散媒または溶媒には、例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、更にプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を挙げることができる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法への適用のし易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、更に好ましい分散媒または溶媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。これらの分散媒または溶媒は、単独でも、あるいは２種以上の混合物としても使用することができる。
【００２５】
制御部２２は、吐出部２０、駆動部１６および温度調節部１８に接続されており、これらを制御するものである。この制御部２２により、吐出部２０およびステージ１２が移動されて、吐出部２０から液体材料の滴下位置が決定されるとともに、ヒータ１４の温度が温度調節部１８により被加工物の温度も設定温度にされて、吐出部２０から液体材料が滴下される。
なお、立体構造物の形成装置１０においては、ステージ１２で、加熱焼成処理を施すための熱処理ヒータを設ける構成としてもよい。この場合、熱処理ヒータには、急速加熱処理に利用される赤外線ランプ等が用いられる。
また、形成された立体構造物に加熱焼成処理を施すための加熱焼成炉を設けてもよい。この場合、ステージ１２から加熱焼成炉に搬送できるように、搬送手段を設けることが好ましい。
【００２６】
次に、立体構造物の形成装置１０を用いた立体構造物の形成方法について説明する。本実施形態においては、半導体装置３０における半導体素子３４と基板３２との間を接続する配線４８の形成を例にして説明する。
【００２７】
図２（ａ）に示すように、基板３２上に半導体素子３４が固定されている。この半導体素子３４にはその上面に上部電極３６が設けられている。また、基板３２には電極３８が設けられている。本実施形態においては、半導体素子３４の上部電極３６と基板３２の電極３８とを電気的に接続するための配線４８を形成する。この配線４８により半導体素子３４を機能させることができる。
【００２８】
基板３２は、ガラス基板、セラミック基板、プラスチック基板など種々の材質で形成された板状部材を用いることができる。
【００２９】
また、基板３２は可撓性を有するフィルム材、すなわち、湾曲可能なフィルム材でも良い。この場合、基板３２には、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリシクロオレフィンフィルム、２軸延伸ポリプロピレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニールフィルム、メタクリル−スチレン樹脂フィルム、ポリイミドフィルム、シリコーン樹脂フィルム、フッ素樹脂フィルムなどの各種プラスチックフィルムを用いることができる。
また、半導体素子３４は、例えば、ＩＣチップ、メモリ素子（フラッシュメモリ、ＳＲＡＭ）、ＬＤ素子、またはＬＥＤ素子である。
【００３０】
本実施形態においては、液体材料として、例えば、金属の微粒子を溶媒中に分散させた金属微粒子分散インク４０（以下、単にインク４０という）を用いて、このインク４０を吐出部２０から基板３２に対して吐出して配線４８を形成する。
【００３１】
本実施形態の立体構造物の形成方法においては、まず、吐出部２０から、インク４０を上部電極３６上に吐出する。このとき、温度調節部１８によりヒータ１４が所定の温度に調整されて基板３２の温度が所定の温度に保たれている。この基板３２の温度は、吐出部２０が、次に吐出するインク４０が着弾する前に、先に吐出したインク４０の溶媒の一部または溶媒の全てが揮発する温度に設定されている。
このため、図２（ｂ）に示すインク４０が先に着弾したインク４０が乾燥してなる堆積層（乾燥体）４２に着弾しても、この堆積層４２は広がることがなく、堆積層４２の上にさらに金属粒子が堆積する。
【００３２】
図２（ｂ）に示すように、インク４０を堆積層４２に繰り返し吐出することにより、図２（ｃ）に示すように、金属粒子の堆積により上部電極３６上に垂直に伸びたワイヤ４４が形成される。
【００３３】
ワイヤ４４の形成においては、吐出部２０から吐出させたインク４０は、加熱された基板３２上に着弾した直後、インク４０が完全に濡れ広がる前に溶媒が蒸発するので、ドット径は大きくならない。前のインク４０が乾燥してから次のインク４０が着弾するように吐出周波数を調整してインク４０を吐出し続けると、堆積層４４に着弾し、直後に乾燥することを繰り返し、ドット径と同等の直径を持った円柱が形成される。
【００３４】
次に、電極３８上に傾斜ワイヤ４６の形成を行う。この場合、ステージ１２を駆動部１６により移動させて、図２（ｄ）に示すように、吐出部２０からのインク４０の着弾位置を移動させる。
電極３８上への傾斜ワイヤ４６の形成においては、ステージ１２を駆動部１６によりＸ方向（基板３２の表面と平行な方向）に、吐出部２０に対して相対的に移動させ、吐出部２０と基板３２とのＸ方向における相対的な位置を変えながら、インク４０を吐出し、乾燥させて、堆積物の堆積を繰り返し行う。これにより、空中に伸びる、所定の傾斜角度を持った傾斜ワイヤ４６を形成することができる。
このように、インク４０の吐出、インク４０の乾燥、インク４０の吐出位置の変更を繰り返し行い、インク４０が乾燥してなる堆積層４２への積層を繰り返して、空中に斜めに伸びる傾斜ワイヤ４６を形成する。
【００３５】
次に、図２（ｅ）に示すように、上部電極３６上に形成したワイヤ４４と傾斜ワイヤ４６とを接合するために、ステージ１２を駆動部１６によりＸ方向に相対的に移動させて、吐出部２０の吐出位置を、ワイヤ４４と傾斜ワイヤ４６との接合端αにする。そして、吐出部２０からインク４０を吐出させる。接合端αにインク４０が乾燥してなる堆積層を形成して、ワイヤ４４と傾斜ワイヤ４６とを接続して、図２（ｆ）に示すように、配線４８を形成する。
【００３６】
次に、配線４８が形成された状態で、一定時間加熱焼成し、金属の粒子同士を融着させ、配線４８に導電性を発現させる。このようにして、上部電極３６と電極３８が電気的に接続される。
【００３７】
本実施形態においては、最終的に加熱焼成して、配線４８は焼結体により構成される。また、本実施形態においては、配線以外の立体構造体を形成しても、焼結体により構成することができる。
なお、本実施形態においては、配線４８は、最終的に加熱焼成処理を施されるため、そのときに生じる熱収縮により縮む長さ以上、ワイヤ４４、および傾斜ワイヤ４６を長く形成しておくことが好ましい。
【００３８】
本実施形態においては、傾斜ワイヤ４６の形成する際、基板加熱温度と吐出周波数を調整し、さらにインク４０の着弾位置が基板３２のＸ方向における相対的な位置が徐々にずれていくように、ステージ１２をＸ方向に移動させて、吐出部２０と基板３２とを相対的に移動させる。
この場合、図３（ａ）に示すように、インク４０が乾燥してなる堆積層（乾燥体）５０に対して、インク４０の着弾位置が片側に偏る。このため、図３（ｂ）に示すように、乾燥後の堆積層５２も片側に偏った形状になる。
【００３９】
次に、吐出部２０と基板３２とを相対的に移動させ、図３（ｃ）に示すように、堆積層５２に対して、インク４０を吐出させる。この場合でも、インク４０の着弾位置が片側に偏る。
これらの工程を繰り返して、インク４０を吐出して乾燥させて、堆積層５２を積層していくと、図３（ｄ）に示すように、インク４０の着弾位置のズレに依存したある一定の傾斜角を持ち、しかも空中に伸びる傾斜ワイヤ４６を、土台などを形成することなく形成することができる。
また、土台などの形成が不要であるため、濡れ性の差、土台の微小な段差による断線の危険性も抑制することができる。
【００４０】
なお、傾斜ワイヤ４６の傾斜角は、傾斜ワイヤ４６の基板３２の表面とのなす角度θのことである。
傾斜ワイヤ４６の傾斜角は、後述するように、インク４０の着弾位置の移動距離によって制御することができる。
また、傾斜ワイヤ４６の基板の表面とのなす角度θは３０°以上であることが好ましい。この傾斜ワイヤ４６の傾斜角が、３０°未満では、インク４０の着弾位置の移動距離が長くなり、歩留まりが低下する。
【００４１】
また、傾斜ワイヤ４６は、ある一定の角度の傾斜角を有するものに限定されることはない。この傾斜ワイヤ４６は、少なくとも１つ折曲部を有するものであってもよい。すなわち、傾斜ワイヤ４６は、傾斜角度が異なる、少なくとも２つの直線部を有する構成でもよい。この構成のワイヤは、インク４０の着弾位置の移動距離の大きさを、傾斜ワイヤ４６の形成時に、途中で変化させることにより作製することができる。
【００４２】
また、本実施形態の配線４８は、垂直なワイヤ４４と、傾斜した傾斜ワイヤ４６とからなる構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、垂直なワイヤ４４を、傾斜ワイヤとして、この傾斜ワイヤの端部と傾斜ワイヤ４６の端部とを連結させて、アーチ状の配線としてもよい。
【００４３】
なお、本実施形態においては、配線４８をワイヤ４４と傾斜ワイヤ４６とからなる構成としたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、半導体素子３４の上部電極３６と、基板３２の電極３８とを直線状の配線５４により電気的に接続してもよい。
【００４４】
また、本実施形態の立体構造物の形成方法は、図５に示す半導体装置１００の製造にも用いることができる。
図５に示す半導体装置１００は、チップオンチップ構造であり、基板３２上に、第１の半導体素子１０２および第２の半導体素子１０４が積層されている。
半導体装置１００においては、第１の半導体素子１０２と基板３２に設けられた第１の電極とが第１の配線１０６により接続されており、第２の半導体素子１０４と基板３２に設けられた第２の電極とが第２の配線１０８により接続されている。
第１の半導体素子１０２および第２の半導体素子１０４は、例えば、ＩＣチップ、またはメモリ素子（フラッシュメモリ、ＳＲＡＭ）である。
【００４５】
半導体装置１００を製造する場合、上述のように、吐出部２０と基板３２とを相対的に移動させて、インク４０の着弾位置を変えつつ、インク４０を滴下して、第１の配線１０６および第２の配線１０８を形成する。
【００４６】
本実施形態においては、インク４０の着弾位置を変えつつ、インク４０を滴下させるだけであるため、配線に必要なスペースがあればよく、従来のワイヤボンディング法で必要であったウェッジ、キャピラリーの大きさ分のスペースが不要である。このため、基板３２を、従来よりも小さくしても配線を形成することができ、半導体装置１００を小さくすることができる。よって、半導体装置１００の実装密度を高くできる。
更には、本実施形態においては、キャピラリーが不要であるため、基板平面における配線間隔も狭めることができる。また、本実施形態において、インクジェットヘッドを用いることにより、多層配線する場合、例えば、第１の配線１０６と第２の配線１０８との間隔δのばらつきを小さくすることができ、多層配線した場合、配線同士の接触を防ぐこともできる。これにより、短絡を防止することができる。また、上述のように、本実施形態の方法は、断線の発生を抑制することができる。
このように、本実施形態においては、高い実装密度の半導体装置１００を、短絡および断線等の不良を抑制しつつ、製造することができ、しかも、配線がむき出しの状態であるため、接続不良箇所を発見しやすい。
さらに、複数ノズルからインクを滴下することにより、複数の配線（ワイヤ）を同時に形成でき、生産性を向上することができる。
【００４７】
なお、本実施形態においては、立体構造物の形成装置１０を用いた立体構造物の形成方法について、半導体装置３０における半導体素子３４と基板３２との間を接続する配線４８等の形成を例にして説明したが、立体構造物は、これに限定されるものではない。立体構造物として、片持梁型水素ガスセンサなどのマイクロサイズのガスセンサ、カンチレバー、プローブ、およびマイクロマシンなどに利用されるアクチュエータ等を形成することもできる。
【００４８】
以上、本発明の立体構造物の形成方法、半導体装置の製造方法、および半導体装置について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【実施例１】
【００４９】
以下、本発明の立体構造物の形成方法の実施例について具体的に説明する。
本実施例においては、図１に示す立体構造物の形成装置１０を用いて、基板に直接、傾斜部を形成した。また、基板に高さ１００μｍの垂直を形成した後に傾斜部を形成した。
【００５０】
本実施例においては、インクジェットヘッドを吐出部として用いた。このインクジェットヘッドには、ＦＵＪＩＦＩＬＭ  ＤＩＭＡＴＩＸ製  ＤＭＰ２８３１用ヘッド  ＤＭＣ−１１６１０（製品型番）を用いた。インクには、ハリマ化成製ＮＰＳ−Ｊ（製品名）を用いた。基板には石英ガラスを用いた。
形成条件は、吐出周波数を５Ｈｚとし、吐出速度を５ｍ／秒とし、ヘッドと基板との距離を１．５ｍｍとした。
また、基板の温度は、１００℃、１２０℃、１４０℃の３条件とした。
形成に際しては、インクの滴下位置、すなわち、インクの着弾位置を、前回のインクの着弾位置からずらして、そのときの傾斜部の傾斜角度を側面からＣＣＤカメラで撮影した画像により測定した。
【００５１】
図６は、基板に直接、傾斜部（傾斜ワイヤ）を形成したものの結果を示すものである。図６に示すように、基板の温度が１００℃の条件では吐出周波数に対して、インクの乾燥が追いついておらず、このように先に吐出したインクの乾燥が、次のインクの吐出に間に合っていないと、不安定になって、着弾位置のずらした量（着弾位置移動距離）が２μｍ位で傾斜部を形成することができない。
これに対して、基板の温度が１２０℃、１４０℃では、前回のインクが、次のインクが滴下されるまでに乾燥しており、インクの着弾位置のずらした量（着弾位置移動距離）に対して、ほぼ線形に傾斜角度を変えることができた。
また、基板に直接傾斜部を形成する場合、傾斜角度が小さいと、インクが基板に触れてしまい、傾斜部の形成が困難であった。
このように、本実施例に示すように、基板の温度を制御することにより、着弾位置のズレに依存したある一定の傾斜角を持った傾斜部を形成することができる。
【００５２】
図７は、基板に、高さ１００μｍの高さの垂直部を形成した後、傾斜部を形成したものの結果を示すものである。図７に示すように、基板の温度が１００℃の条件では、吐出周波数に対して、インクの乾燥が追いついておらず、このように先に吐出したインクの乾燥が、次のインクの吐出に間に合っていないと、不安定になって、着弾位置のずらした量（着弾位置移動距離）が１〜２μｍ位で傾斜部を形成することができない。
これに対して、温度が１２０℃、１４０℃では、前回のインクが、次のインクが滴下されるまでに乾燥しており、着弾位置のずらした量に対して、ほぼ線形に傾斜角度を変えることができた。
また、傾斜角度が小さくても、垂直部があるため、インクが基板に触れることがなく、傾斜角度が小さい傾斜部も形成できた。
このように、本実施例に示すように、基板の温度を制御することにより、着弾位置のズレに依存したある一定の傾斜角を持った傾斜部を形成することができる。
【実施例２】
【００５３】
以下、本発明の配線の実施例について具体的に説明する。
本実施例においては、図１に示す立体構造物の形成装置１０を用いて、図８（図面代用写真）に示すように、基板６０に設けられた電極６２とＬＥＤ素子６４の電極とを配線６６を形成し、その後、加熱焼成処理を行った。
【００５４】
本実施例においては、インクジェットヘッドを吐出部として用いた。このインクジェットヘッドには、ＦＵＪＩＦＩＬＭ  ＤＩＭＡＴＩＸ製  ＤＭＰ２８３１用ヘッド  ＤＭＣ−１１６１０（製品型番）を用いた。インクには、ハリマ化成製ＮＰＳ−Ｊ（製品名）を用いた。基板にはセラミック基板を用いた。
形成条件は、吐出周波数を１Ｈｚとし、基板温度を１２０℃とし、ステージ移動速度を３．８μｍ／秒とした。
また、加熱焼成処理条件は、焼成温度を２２０℃、焼成時間を１時間とした。
加熱焼成処理には、加熱焼成炉（ヤマト科学株式会社製  イナートオーブンＤＮ６１０Ｉ）を用いた。
【００５５】
図８に示す配線６６は、加熱焼成されて得られた焼結体により構成されており、アーチ状を呈するものである。この配線６６による導通を確認するために、ＬＥＤ素子６４を点灯させたところ、ＬＥＤ素子６４が点灯し、導通が確認された。このように、本実施例においては、焼結体による配線を形成することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態に係る立体構造物の形成方法に用いられる立体構造物の形成装置の一例を示す模式図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施形態に係る立体構造物の形成方法を工程順に示す模式図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係る立体構造物の形成方法の工程の要部を詳細に工程順に示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る立体構造物の形成方法により得られる立体構造物の他の例を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る立体構造物の形成方法により得られる立体構造物の他の例を示す模式図である。
【図６】縦軸に傾斜角度をとり、横軸に着弾位置移動距離をとって、基板表面から傾斜部を形成した場合における傾斜角度の温度依存性を示すグラフである。
【図７】縦軸に傾斜角度をとり、横軸に着弾位置移動距離をとって、基板表面から１００μｍ垂直な部分を形成した後に、傾斜部を形成した場合における傾斜角度の温度依存性を示すグラフである。
【図８】基板に設けられた電極とＬＥＤ素子の電極との配線を示す図面代用写真である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  立体構造物の形成装置
１２  ステージ
１４  ヒータ
１６  駆動部
１８  温度調節部
２０  吐出部
２２  制御部
３２  基板
３４  半導体素子
３６  上部電極
３８  電極
４０  金属微粒子分散インク（インク）
４２  堆積層
４４  ワイヤ
４６  傾斜ワイヤ
４８  配線
５０、５２  堆積層
６０  基板
６２  電極
６４  ＬＥＤ素子
６６  配線
α  接合端
１００  半導体装置
１０２  第１の半導体素子
１０４  第２の半導体素子
１０６  第１の配線
１０８  第２の配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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