(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体チップなどの超小型電子素子との相互接続を行うための金属ポストを表面に有する基板の構造および製造方法の提供。【解決手段】相互接続素子は、基板、例えば接続基板、パッケージ素子、回路パネル、または半導体チップなどの超小型電子基板を有しうる。この基板は、表面に露出した導電性パッド１１２、接点、接合パッド、トレースといった複数の金属導電性素子を有している。複数の固体金属ポスト１３０が、導電性素子のそれぞれを覆って、そこから離れる方向に突出していてもよい。金属間層１２１をポストと導電性素子との間に設けることができる。かかる層は、ポスト１３０と導電性素子１１２との間に導電性相互接続をもたらす。金属間層に隣接しているポストの基端は、金属間層と位置がそろっている。【選択図】図５
2014090183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面と、該表面に露出した複数の金属導電性素子とを有する基板と、
前記導電性素子の各々を覆ってそこから突出した複数の固体金属ポストと、
前記ポストと前記導電性素子との間に配置されており、前記ポストと前記導電性素子との間に導電性のある相互接続をもたらす金属間層と
を有する相互接続素子。
【請求項２】
前記ポストが前記金属間層と隣接した基端を有しており、前記ポストの基端の位置が前記金属間層の位置と整合している、請求項１に記載の相互接続素子。
【請求項３】
前記金属間層が、該金属間層を形成するために元々設けられている接合層よりも高い融点を持っている、請求項１に記載の相互接続素子。
【請求項４】
前記金属間層が、錫と、錫−銅と、錫−鉛と、錫−亜鉛と、錫−ビスマスと、錫−インジウムと、錫−銀―銅と、錫−亜鉛−ビスマスと、錫−銀−インジウム−ビスマスとからなる錫金属の群の中の少なくとも１つを含んでいる、請求項１に記載の相互接続素子。
【請求項５】
少なくとも１つの前記ポストが、基端と、前記基端からある高さに位置している先端と、前記基端と前記先端との間にある胴部とを有しており、前記先端の直径が第１の直径であり、前記胴部の直径が第２の直径であり、
前記第１の直径と前記第２の直径との差が前記ポストの高さの２５％よりも大きい、請求項１に記載の相互接続素子。
【請求項６】
前記ポストが、前記金属間層の上方において垂直方向に延在しているとともに、前記ポストの先端から前記ポストの基端にかけて垂直方向に連続的に湾曲した縁を有している、請求項１に記載の相互接続素子。
【請求項７】
前記ポストが前記金属間層の上方において垂直方向に延在しており、
少なくとも１つの前記ポストが、
第１の曲率半径を持つ第１の縁を有する第１のエッチングされた部分と、
前記第１のエッチングされた部分と前記金属間層との間にある少なくとも１つの第２のエッチングされた部分と
を有しており、前記第２のエッチングされた部分が、前記第１の曲率半径とは異なる第２の曲率半径を持つ第２の縁を有している、請求項１に記載の相互接続素子。
【請求項８】
前記基板が誘電体素子を有しており、前記導電性素子が前記誘電体素子の表面に露出している、請求項１に記載の相互接続素子。
【請求項９】
前記基板が、半導体チップを含む超小型電子素子を含んでおり、前記導電性素子が前記超小型電子素子の表面に露出している、請求項１に記載の相互接続素子。
【請求項１０】
（ａ）少なくとも１つの配線層を表面に有する基板において露出している導電性素子とシート状導電性素子とを接合するステップと、
（ｂ）前記シート状素子をサブトラクティブ法によりパターン化し、前記導電性素子から第１の方向に突出した複数の導電性ポストを形成するステップであって、前記シート状素子が導電性接合層を通して誘電体素子の導電性素子と接合されており、前記接合層の一部が露出するまで当該接合層について前記シート状素子を選択的にエッチングするサブステップと、前記接合層が露出した部分を除去するサブステップとを含むステップと
を含む、超小型電子相互接続素子を製造する方法。
【請求項１１】
前記接合層が、錫またはインジウムの少なくとも一方を含んでいる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記シート状素子が、第１の金属を含む箔と、前記箔の表面を覆っているエッチバリア層と、前記第１の金属から離れた側で前記エッチバリア層の表面を覆っている前記導電性接合層とを有しており、
前記ステップ（ａ）が、前記接合層を前記導電性素子と接合するサブステップを含んでおり、
前記ステップ（ｂ）が、前記エッチバリア層の一部が露出するまで前記エッチバリア層について前記箔を選択的にエッチングするサブステップと、前記エッチバリア層が露出した部分を除去するサブステップと、前記導電性ポストの間にある前記接合層の部分を除去するサブステップとをさらに含んでいる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記シート状素子が、第１の金属を含む箔と、前記箔の表面を覆っている導電性接合層とを有しており、
前記ステップ（ａ）が、前記接合層を前記導電性素子と接合するサブステップを含んでおり、
前記ステップ（ｂ）が、前記接合層の一部が露出するまで前記接合層について前記箔を選択的にエッチングするサブステップと、前記接合層が露出した部分を除去するサブステップとをさらに含んでいる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記接合層が第１の接合層であり、該第１の接合層を前記導電性素子の第２の接合層と接合するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の接合層および前記第２の接合層の各材料が互いに異なる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の接合層および前記第２の接合層の一方が錫および金を含んでおり、他方が銀およびインジウムを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ステップ（ｂ）がエッチング液を用いて行われるものであり、前記箔が第１の金属から実質的に成り、前記エッチバリア層が、前記エッチング液により腐食しないエッチバリア層から実質的に成る、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の金属が銅を含んでおり、前記エッチバリア層がニッケルから実質的に成る、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記エッチバリア層が第１のエッチバリア層であり、前記シート状導電性素子が、前記第１のエッチバリア層から離れた側で前記接合層の表面を覆っている第２のエッチバリア層を有している、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記誘電体素子が、前記導電性パッドが露出している主面と、前記パッドとトレースと接続する複数の導電性ビアとを有しており、
前記トレースが、前記誘電体層の主面から前記誘電体素子の厚みの少なくとも一部だけ離れている、請求項１０に記載の方法。
【請求項２１】
前記基板が、半導体チップを含む超小型電子素子を含んでおり、前記導電性素子が前記半導体チップの面にあるパッドを含んでいる、請求項１０に記載の方法。
【請求項２２】
（ａ）少なくとも１つの配線層を表面に有する誘電体素子において露出している導電性パッドとシート状導電性素子とを接合するステップと、
（ｂ）前記シート状導電性素子をサブトラクティブ法によりパターン化し、前記導電性パッドから第１の方向に突出した複数の導電性ポストを形成するステップであって、前記シート状導電性素子が、第１の金属を含む箔と、当該箔の表面を覆っている第２の金属層とを有している、ステップと
を含み、前記ステップ（ａ）が、前記第２の金属層と前記導電性パッドとを接合材料を用いて接合するサブステップを含んでおり、
前記ステップ（ｂ）が、前記第２の金属層の一部が露出するまで前記第２の金属層について前記箔を選択的にエッチングするサブステップと、前記第２の金属層が露出した部分を除去するサブステップとを含むものである、超小型電子相互接続素子を製造する方法。
【請求項２３】
（ａ）マンドレルの開口内に少なくとも部分的に配置された金属ポストの第１の端を、基板の導電性素子と、前記ポストの前記第１の端と前記導電性素子との間に配置された導電性接合層とに近接して並置するステップと、
（ｂ）前記ポストの前記第１の端と前記導電性素子との間に導電性接合部を形成するために、少なくとも前記接合層を加熱するステップと、
（ｃ）前記ポストを前記導電性素子から突出するように露出させるために、前記マンドレルを除去するステップと
を含む、超小型電子相互接続素子を製造する方法。
【請求項２４】
前記ポストが、前記第１の端から離れている第２の端を有しており、少なくとも１つのポストの前記第２の端の幅が、前記少なくとも１つのポストの前記第１の端の幅よりも小さい、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ステップ（ａ）の前に、前記マンドレルの開口内に金属層をメッキすることを含む処理により、前記開口内に前記複数の導電性ポストを形成するステップをさらに含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記マンドレルが、前記開口の内壁に露出した第１の金属層を有しており、
前記導電性ポストが、前記開口内にある前記第１の金属層を覆っている第２の金属層を有しており、
エッチバリア層が、前記第１の金属層と前記第２の金属層との間に配置されており、
前記マンドレルを除去するステップが、前記エッチバリア金属層について前記第１の金属を選択的に除去するサブステップを含んでいる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の金属層および前記第２の金属層の各々が実質的に銅から成る、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記エッチバリア金属層が実質的にニッケルから成る、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記マンドレルが、前記開口の壁に露出した誘電体層を有しており、
前記ステップ（ｂ）において、前記マンドレルの誘電体層を前記導電性ポストに含まれている金属について選択的にエッチングすることにより、前記マンドレルが除去される、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記基板が、半導体チップを含む超小型電子素子を含んでおり、前記導電性素子が、前記半導体チップの面にあるパッドを含んでいる、請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
第１の方向と、前記第１の方向と交差する第２の方向とに延在している主面を有する基
板と、
前記主面に露出している複数の導電性素子と、
前記導電性素子の各々を覆ってそこから離れる第３の方向に突出しており、前記第１の方向において当該ポストの境界をなす少なくとも１つの縁を有している複数の固体金属ポストと、
前記導電性素子の各々と接合された第１の面を有しており、前記第１の方向において前記接合層の境界を定めている少なくとも１つの縁を有する導電性接合層と
を有しており、前記ポストおよび前記接合層の縁が、前記第１の方向において位置が整合しているものである、超小型相互接続素子。
【請求項３２】
前記導電性素子が、前記基板の主面を覆っている誘電体層の主面の下方に凹んでいる、請求項３１に記載の超小型相互接続素子。
【請求項３３】
１つの導電性ポストの少なくとも１つの縁が、前記ポストと、前記導電性ポストと接合した前記接合層とが有する位置合わせがなされた縁を越えて延在している、請求項３１に記載の超小型相互接続素子。
【請求項３４】
少なくとも１つの前記ポストと、該ポストと位置が整合している前記接合層とが有する縁が、前記ポストが接合されている前記導電性パッドのうちの１つの少なくとも１つの縁を越えて延在している、請求項３１に記載の超小型相互接続素子。
【請求項３５】
前記基板が誘電体素子を含んでおり、該誘電体素子内に埋設されて前記第１の方向または前記第２の方向の少なくとも一方に延在している複数のトレースをさらに有する請求項３１に記載の超小型相互接続素子。
【請求項３６】
前記基板が半導体チップを含む超小型電子素子を含んでおり、前記導電性素子が、前記半導体チップの面にあるパッドを含んでいる、請求項３１に記載の超小型相互接続素子。
【請求項３７】
第１の方向および第２の方向に延在している金属箔を、基板にある複数の導電性素子と、前記金属箔の面と前記導電性素子との間に配置された導電性接合層とに近接して並置するステップと、
前記金属箔を前記導電性素子と接合し、前記金属箔と前記導電性素子との間の少なくとも接合部に金属間層を形成するために熱を加えるステップと、
前記導電性素子から離れる方向および前記基板の表面から離れる方向に延在する複数の固体金属ポストを形成するために、前記金属箔をパターン化するステップと
を含む、相互接続素子を製造する方法。
【請求項３８】
前記金属間層の融点が、前記ポストと外部部品の接点との間に導電性相互接続部を形成するための接合処理における温度よりも高い、請求項３７に記載の相互接続素子を製造する方法。
【請求項３９】
前記基板が半導体チップを含む超小型電子素子を含んでおり、前記導電性素子が、前記半導体チップの面にあるパッドを含んでいる、請求項３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願のクロスリファレンス］
本願は、２００９年７月３０日出願の米国出願第１２／４６２，２０８号「接合層を用いて基板に接続された導電性パッドおよび金属ポストを有する超小型電子基板または超小型電子素子」に基づく優先権を主張するものであり、その開示内容は、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。前記した出願第１２／４６２，２０８号は、２００８年８月２１日出願の米国仮出願第６１／１８９，６１８号の出願日の利益を享受するものであり、その開示内容は、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
【０００２】
［発明の分野］
本願は、半導体チップなどの超小型電子素子との相互接続を行うための金属ポストを表面に有する基板の構造および製造に関するとともに、基板との相互接続を行うためのポストを表面に有する超小型電子素子の構造および製造に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体チップの接点がパッケージ基板上の対応する接点の方向を向いているフリップチップ方式により、半導体チップをパッケージ化することがより困難になってきている。チップ接点の密度の増加によって、接点間のピッチが小さくなっている。その結果、各々のチップ接点を、対応するパッケージ接点に接続するために使用できる半田の量が減少することになる。さらに、半田接合部が小さくなると、接点を支持しているチップ面とパッケージ基板の隣接する面との間のスタンドオフの高さが縮小することになる。しかし、接点密度が極めて高い場合には、チップおよびパッケージ基板の互いに隣接する面の間に適切なアンダーフィルを形成するために、スタンドオフの高さが単一の半田接合部の高さよりも大きい必要がある。加えて、パッケージ基板の接点がチップの接点に対していくらか移動することを可能にしてチップと基板との間の熱膨張差を補うために、スタンドオフの高さを最小にすることが必要である。
【０００４】
これらの課題に対処するために提案されている１つの手法として、金属の柱を、その柱の位置および高さが定まるようにチップ前面を覆っているフォトレジストマスクを用いて、銅のような金属をチップ接点上に直接電気メッキすることにより形成する方法がある。チップ上の接合パッドから延在している柱を有するこのチップは、いずれパッケージ基板の対応する接点と接合されることになる。これに代えて、同様の手法を用いて、金属の柱を基板の露出したパッド上に形成することもできる。基板上の接点から延在している柱を有するこの基板は、いずれチップ上の対応する接点と接合されることになる。
【０００５】
しかし、電気メッキによって柱を形成するプロセスは、大きな面積にわたって同時に行われる場合、例えば、（約２００ｍｍから約３００ｍｍの直径を有する）ウエハの全面積または（典型的には、約５００ｍｍ平方の外形寸法を有する）基板パネルの全面積にわたって同時に行われる場合には、問題となることがある。高さ、寸法、形状が均一な金属柱を得ることは困難である。柱の寸法および高さが極めて小さい場合、例えば、柱の直径が約７５μｍ以下で、柱の高さが約５０μｍ以下の場合には、これらの全てを達成することは極めて困難である。ウエハまたは基板パネルのような大面積にわたるフォトレジストマスクの厚みおよびパターンの寸法または形状にバラツキが生じると、高さ、寸法、形状が均一な柱を得ることが妨げられる。
【０００６】
他の方法によれば、半田ペーストまたは他の金属充填ペーストのバンプが、基板パネルの露出面の導電性パッド上にスクリーン印刷（stencil）される。次いで、平坦性を改良
するために、これらのバンプは、後続のコイニングにより平坦化されることになる。しかし、特にピッチが極めて小さい場合、例えば約２００μｍ以下の場合には、半田の量が均一なバンプを形成するための厳重なプロセス制御が必要になる。また、ピッチが極めて小さい場合、例えば、約２００μｍ以下の場合には、バンプ間の半田ブリッジの可能性をなくすことが極めて困難である。
【発明の概要】
【０００７】
本明細書に開示されている実施形態において、相互接続素子は、基板、例えば、接続基板、パッケージ素子、回路パネル、または半導体チップを含む超小型電子基板を有している。一実施形態では、基板が誘電体素子を備えており、導電性素子が誘電体素子の表面に露出している。一実施形態では、基板が半導体チップであり、導電性素子がチップの接点または接合パッドを含んでいる。
【０００８】
基板は、表面と、その表面に露出した導電性パッド、接点、接合パッド、トレースといった複数の金属導電性素子とを有しうる。複数の固体金属ポストが、導電性素子の各々を覆ってそこから離れる方向に突出していてもよい。金属間層がポストと導電性素子との間に位置していてもよい。このような層は、ポストと導電性素子との間に導電性のある相互接続をもたらす。金属間層に隣接しているポストの基端は、当該金属間層と位置がそろっている。
【０００９】
一実施形態において、金属間層は、その金属間層を形成するために元々設けられている接合層よりも融点が高い。ある実施形態では、金属間層は、錫と、錫−銅と、錫−鉛と、錫−亜鉛と、錫−ビスマスと、錫−インジウムと、錫−銀−銅と、錫−亜鉛−ビスマスと、錫−銀−インジウム−ビスマスとからなる錫金属の群の中の少なくとも１つを含んでいる。他の実施形態では、金属間層が、インジウム、銀、またはその両者といったような金属を含んでいる。
【００１０】
ある実施形態では、少なくとも１つのポストが、基端と、基端から離れていて基端からある高さに位置する先端と、基端と先端との間にある胴部とを有している。先端の直径が第１の直径であり、胴部の直径が第２の直径であるとしてもよい。ある実施形態では、ポストを形成するためのエッチング処理により、第１の直径と第２の直径との差がポストの高さの２５％を超えている。
【００１１】
ポストは、金属間層の上方において垂直方向に延在していてもよく、ポストの先端からポストの基端に向かって垂直方向に連続的に湾曲した縁を有していてもよい。  
【００１２】
一実施形態では、ポストは、金属間層の上方において垂直方向に延在しており、少なくとも１つのポストが、第１の曲率半径を持つ第１の縁を有する第１のエッチングされた部分と、第１のエッチングされた部分と金属間層との間にある少なくとも１つの第２のエッチングされた部分とを有している。第２のエッチングされた部分は、第２の曲率半径を持った第２の縁を有していてもよく、第２の曲率半径は第１の曲率半径と異なっていてもよい。
【００１３】
一実施形態によれば、超小型電子相互接続素子を製造するための方法が提供される。この方法は、シート状導電性素子と基板において露出している導電性素子とを、シート状素子および導電性素子に融着しうる導電性接合層により接合するステップを含みうる。基板は、その上に少なくとも１つの配線層を有していてもよい。次いで、シート状素子をパターン化し、導電性素子から第１の方向に突出した複数の導電性ポストを形成することができる。接合層の一部が露出するまでシート状素子を接合層について選択的にエッチングし、接合層が露出した部分を除去することにより、シート状素子をパターン化することもで
きる。ある実施形態では、接合層が錫またはインジウムを含んでいる。
【００１４】
ある実施形態では、シート状素子は、第１の金属を含む箔と、箔の表面を覆っているエッチバリア層と、第１の金属から離れた側でエッチバリア層の表面を覆っている導電性接合層とを有している。接合層を導電性素子と接合するなどの処理によって、シート状素子を導電性素子と接合することができる。一実施形態では、エッチバリア層の一部が露出するまで箔をエッチバリア層について選択的にエッチングする。次いで、導電性ポスト間にあるエッチバリア層が露出した部分および接合層の部分を除去することができる。
【００１５】
別の形態では、シート状素子は、第１の金属を含む箔と、箔の表面を覆っている導電性接合層とを有しており、接合層を導電性素子と接合するなどの処理により導電性素子と接合される。接合層の一部が露出するまで箔を接合層について選択的にエッチングし、その後、接合層が露出した部分を除去することによってシート状素子をパターン化することができる。
【００１６】
ある実施形態では、前記方法は、第１の接合層を導電性素子上に予め設けられた第２の接合層と接合するステップをさらに含んでいる。第１の接合層および第２の接合層のそれぞれの材料は同じであってもよいし、異なっていてもよい。ある実施形態では、第１の接合層および第２の接合層の一方が錫および金を含んでおり、他方が銀およびインジウムを含んでいる。
【００１７】
ある実施形態では、箔は第１の金属から実質的に成り、エッチバリア層はエッチング液によって腐食しないエッチバリア層から実質的に成る。例えば一実施形態では、第１の金属は銅を含んでおり、エッチバリア層はニッケルから実質的に成る。
【００１８】
本明細書における実施形態による方法によれば、超小型電子相互接合素子が製造される。このような方法によれば、基板、例えば超小型電子基板または少なくとも１つの配線層を表面に有する誘電体素子において露出した導電性パッドと、シート状導電性素子とを接合することができる。次いで、導電性パッドから第１の方向に突出した複数の導電性ポストを形成するために、シート状導電性素子をパターン化することができる。シート状導電性素子は、第１の金属を含む箔と、箔の表面を覆っている第２の金属層とを含みうる。このような方法によれば、第２の金属層を接合材料を用いて導電性パッドと接合し、第２の金属層の一部が露出するまで箔を第２の金属層について選択的にエッチングすることができる。この後、第２の金属層が露出した部分を除去することができる。
【００１９】
一実施形態によれば、超小型電子相互接続素子を製造する方法が提供される。このような方法においては、マンドレルの開口内に少なくとも部分的に配置された金属ポストの第１の端を、導電性接合層をポストの第１の端と導電性素子との間に配置させることにより、基板の導電性素子に近接して並置させる。次いで、ポストの第１の端と導電性素子との間に導電性接合部を形成するために、かかる接合層を加熱することができる。次いで、ポストを導電性素子から離れる方向に突出するように露出させるために、マンドレルを除去することができる。
【００２０】
一実施形態では、ポストを導電性素子と接合する前に金属層を開口内にメッキするなどの処理によって、複数の導電性ポストをマンドレルの開口内に形成する。
【００２１】
ある実施形態では、マンドレルは、開口の内壁に露出した第１の金属層を有し、導電性ポストは、開口内において第１の金属層を覆っている第２の金属層を有する。エッチバリア層を第１の金属層と第２の金属層との間に設けることができる。このような場合、マンドレルを除去する処理は、第１の金属層をエッチバリア金属層について選択的に除去する
処理を含みうる。
【００２２】
ある実施形態では、第１の金属層および第２の金属層の各々は銅を含んでいる。一実施形態では、エッチバリア金属層はニッケルから実質的に成り、これによって、銅層をニッケル層について選択的にエッチングすることができる。
【００２３】
本発明の一実施形態による超小型電子相互接続素子は、第１の方向および第１の方向と交差する第２の方向に延在した主面を有する基板を有している。複数の導電性素子が、主面に露出していてもよい。固体金属ポストが、導電性素子を覆って、該導電性素子のそれぞれから離れる第３の方向に突出していてもよい。導電性接合層は、導電性素子のそれぞれと接合した第１の面を有していてもよい。
【００２４】
本明細書における実施形態によれば、第１の方向および第２の方向に延在している金属箔を、基板の複数の導電性素子と、金属箔の面と導電性素子との間に配置された導電接性合層とに近接して並置するステップを含む方法が提供される。次いで、金属箔を導電性素子と接合し、少なくとも金属箔と導電性素子との間の接合部において金属間層を形成するために熱を加えることができる。次いで、導電性素子から離れる方向および基板の表面から離れる方向に延在する複数の固体金属ポストを形成するために、金属箔をパターン化することができる。
【００２５】
一実施形態では、金属間層は、ポストと外部素子の接点との間に導電性相互接続部を形成するための接合処理に用いることのできる温度よりも融点が高い。
【００２６】
ある実施形態では、基板は、半導体チップなどの超小型電子素子または半導体チップを含む超小型電子素子を含んでいる。導電性素子は、該半導体チップの面にあるパッドを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一実施形態に基づく、突出した導電性ポストを有する基板を製造する方法における１つの段階を示す部分断面図である。
【図１Ａ】金属箔と基板の導電性パッドとの間の相互接続を示す部分断面図である。
【図１Ｂ】一実施形態に基づく、相互接続素子の形成における１つの段階を示す部分断面図である。
【図２】図２の１−１線に沿った断面図である図１に示されている部分的に製造された基板を示す、図１に対応する平面図である。
【図３】図１に示されている層状金属構造を示す、図１に対応する平面図である。
【図４】基板を製造する方法における図１〜図３に示されている段階に続く段階を示す部分断面図である。
【図４Ａ】一実施形態により形成された導電性ポストの構造を示す部分断面図の一部である。
【図４Ｂ】他の形態によって形成された導電性ポストの構造を示す一部の部分断面図である。
【図４Ｃ】他の形態による相互接続素子の形成の一段階を示す一部の部分断面図である。
【図４Ｄ】他の形態による相互接続素子の形成の段階を示す断面図である。
【図４Ｅ】他の形態による相互接続素子の形成の段階を示す断面図である。
【図４Ｆ】他の形態による相互接続素子の形成の段階を示す断面図である。
【図４Ｇ】他の形態による相互接続素子の形成の段階を示す断面図である。
【図５】基板を製造する方法における図４に示されている段階に続く段階を示す部分断面図である。
【図６】一実施形態による突出した導電性ポストを有する完成基板を示す部分断面図である。
【図６Ａ】相互接続素子と、該相互接続素子に接続された超小型電子素子と、他の構造とを備えた超小型電子アセンブリを示す部分断面図である。
【図７】図６に示されている実施形態の変更形態による突出した導電性ポストを有する完成基板を示す部分断面図である。
【図８】図７に示されている実施形態の変更形態による突出した導電性ポストを有する完成基板を示す部分断面図である。
【図９】図１〜図６に示されている実施形態の変更形態による突出した導電性ポストを有する基板を製造する方法におけるある段階を示す部分断面図である。
【図１０】図１〜図６に示されている実施形態の変更形態による突出した導電性ポストを有する基板を製造する方法におけるある段階を示す部分断面図である。
【図１１】図１〜図６に示されている実施形態の変更例による突出している導電性ポストを有する基板を製造する方法における一段階を示す、図１２の１１−１１線に沿った部分断面図である。
【図１２】図１１に対応する平面図である。
【図１３】図１〜図６に示されている実施形態の変更形態による突き出た導電性ポストを有する基板を製造する方法における図１１及び図１２に示されている段階に続く段階を示す部分断面図である。
【図１４】図１〜図６に示されている実施形態の変更形態による突き出た導電性ポストを有する基板を製造する方法における図１１及び図１２に示されている段階に続く段階を示す部分断面図である。
【図１５】図１〜図６に示されている実施形態の変更形態による突き出た導電性ポストを有する基板を製造する方法における図１１及び図１２に示されている段階に続く段階を示す部分断面図である。
【図１６】図１〜図６に示されている実施形態の変更形態による突き出た導電性ポストを有する基板を製造する方法における図１１及び図１２に示されている段階に続く段階を示す部分断面図である。
【図１７】図１１〜図１６に示されている実施形態の変更形態による突き出た導電性ポストを有する基板を製造する方法における段階を示す部分断面図である。
【図１８】図１１〜図１６に示されている実施形態の変更形態による突き出た導電性ポストを有する基板を製造する方法における段階を示す部分断面図である。
【図１９】図１１〜図１６に示されている実施形態の変更形態による突き出た導電性ポストを有する基板を製造する方法における段階を示す部分断面図である。
【図２０】図１１〜図１９に示されている実施形態の変更形態による製造方法に用いられる層状金属構造を示す部分断面図である。
【図２１】前述した実施形態の１つまたは複数に示されている実施形態の変更形態による製造方法を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、一実施形態に基づく、銅バンプ界面を有する基板を製造する方法のある段階を示す部分断面図である。図１に示されているように、完全に形成されているか、または部分的に形成されている相互接続基板１１０が、層状金属構造（layered metal structure
）１２０の接合層（bond layer）１２２を誘電体素子１１４の主面に露出している導電性パッド１１２と接触させることにより、層状金属構造１２０と接合されている。ある実施形態では、基板は、接点か、トレースか、接点およびトレースの両方かを含む複数の導電性素子を持つ誘電体素子を有している。接点は、トレースの幅よりも大きな直径を有する導電性パッドとして設けることができる。あるいは、導電性パッドはトレースと一体的であってもよく、トレースの幅とほぼ同じかまたはわずかに大きな直径を有していてもよい。限定されるものではないが、基板の一例として、典型的にはポリマー、とりわけ、ポリ
イミドから作製されたシート状の柔軟な誘電体素子であって、その誘電体素子上に金属トレースおよび接点がパターン化されており、接点が該誘電体素子の少なくとも片面に露出しているような誘電体素子が挙げられる。本明細書において、導電性構造物が誘電体構造体の表面に「露出している」という表現は、導電性構造物が、誘電体構造体の外側から誘電体構造体の表面に向かって誘電体構造体の表面と直交する方向に向かう仮想的な点と接触することができることを示している。従って、誘電体構造体の表面に露出している端子またはその他の導電性構造物は、かかる表面から突出していてもよいし、かかる表面と同一の平面をなしていてもよいし、かかる表面に対して凹んでいて、誘電体内の孔または窪みを通して露出していてもよい。
【００２９】
一実施形態では、誘電体素子は２００μｍ以下の厚みを有している。一例では、導電性パッドは極めて小さく、微小なピッチで配置されている。例えば、導電性パッドは、横方向における寸法１１３が７５μｍ以下であり、２００μｍ以下のピッチで配置されている。他の例では、導電性パッドは、横方向における寸法が５０μｍ以下であり、１５０μｍ以下のピッチで配置されている。他の例では、導電性パッドは、横方向における寸法が３５μｍ以下であり、１００μｍ以下のピッチで配置されている。これらの例は単なる例示に過ぎず、導電性パッドおよびそれらのピッチは、これらの例に示されているものより大きくてもよいし、または小さくてもよい。さらに、図１に示されているように、導電性トレース１１６は誘電体素子１１４の主面に配置されていてもよい。
【００３０】
参照しやすいように、本開示における方向は、基板１１４の「上」面１０５、すなわちパッド１１２が露出している表面を基準としている。一般的に、「上方」または「〜から隆起している」と表現される方向は、上面１２８と直交してそこから離れる方向を指している。「下方」と呼ばれる方向は、チップ上面１２８と直交して上方向と反対の方向を指している。「垂直」方向は、チップ上面と直交する方向を指している。基準となる点の「上」という用語は、その基準点の上方の点を指しており、基準点の「下に」という用語は、基準点の下方の点を意味している。任意の個々の素子の「上端」とは、上方向において最も遠くに延在している当該素子の１つまたは複数の点を意味しており、任意の素子の「底端」という用語は、下方向において最も遠くに延在している当該素子の１つまたは複数の点を意味している。
【００３１】
相互接続基板は、誘電体素子１１４内に１つまたは複数の付加的な導電層をさらに備えていてもよい。これらの付加的な導電層は、付加的な導電性パッド１１２Ａ，１１２Ｂと、互いに異なる層のパッド１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ間を相互に接続するためのビア１１７，１１７Ａとを有している。付加的な導電層は、付加的なトレース１１６Ａを備えていてもよい。図２に示されているように、（パネルの形態で示されている）相互接続基板１１０は、誘電体素子の上面１０５に露出している導電性パッド１１２と導電性トレース１１６とを有している。
【００３２】
図２に示されているように、トレース１１６は、導電性パッド１１２の間に配置されていてもよいし、別の箇所に配置されていてもよい。このパッドおよびトレースの特定のパターンは、考えられる多くの代替的構成の単なる例示にすぎない。図２に示されているように、トレースの一部または全てが、主面において導電性パッド１１２と直接に接続されていてもよい。これに代えて、導電性トレース１１６の一部または全てが、導電性パッド１１２に対していかなる接続部を有していなくてもよい。図２に示されているように、相互接続基板は、その作製において、パネルまたはストリップボードのような大きなユニット内において基板の周縁１０２にて互いに取り付けられた多くの相互接続基板の１つとすることができる。一実施形態では、パネルの寸法は５００ｍｍ平方である。すなわち、この実施形態では、パネルは、第１の方向においてパネルの縁に沿って５００ｍｍの寸法を有するとともに、第１の方向と交差する第２の方向においてパネルの別の縁に沿って５０
０ｍｍの寸法を有している。一例では、完成したときに、このようなパネルまたはストリップボードが、多数の別々の相互接続基板に分割することもできる。このようにして作製された相互接続基板は、半導体チップのような超小型電子素子とのフリップチップ相互接続に適している。
【００３３】
層状金属構造１２０は、パターン化が可能な金属層１２４と接合層１２２とを備えている。パターン化が可能な金属層１２４の例として、銅のような実質的に金属からなる箔が挙げられる。この箔は、典型的には、１００μｍ未満の厚みを有している。ある例では、箔の厚みは数１０μｍである。別の例として、箔の厚みは１００μｍを超えていてもよい。接合層は、典型的には、露出した導電性パッド１１２を箔１２４に含まれている金属と接合するのに適した材料を含んでいる。
【００３４】
ある例では、接合層は、錫か、インジウムか、錫とインジウムとの組合せかから実質的に成っている。種々の接合層材料ならびに相互接続素子の構造および製造方法が、２００８年１２月２３日に共同で出願された米国出願第１２／３１７，７０７号に記載されている。この開示内容は、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。一実施形態では、接合層は、該接合層に接触する金属素子に融着によって導電性接続させることを可能とするのに十分に低い低融点（「ＬＭＰ」）または低融解温度を持った、一種または複数種の金属を含んでいる。
【００３５】
例えば、ＬＭＰ金属層は、一般的に、接合されることになる対象物の特性を考慮して許容できる十分に低い温度において融解することが可能な低融点を有する任意の金属を意味している。「ＬＭＰ金属」という用語は、錫の融点（約２３２℃＝５０５Ｋ）よりも低い融点（あるいは凝固点）を有する金属を一般的に指すために用いられることもあるが、本実施形態におけるＬＭＰ金属は、必ずしも錫の融点よりも低い融点を有する金属に限定されるものではなく、バンプの材料に対して適切に接合することができるとともに、相互接続素子が接続されることになる部品が耐えうる融点を有するいずれの単一金属および金属合金も含みうる。例えば、耐熱性の低い誘電体素子を用いた基板上に設けられる相互接続素子の場合には、本明細書に開示されている実施形態において用いられる金属または金属合金の融点は、誘電体素子１１４（図１）の許容温度限界よりも低い温度でなければならない。
【００３６】
一実施形態では、接合層１２２は、錫、または錫の合金、例えば錫−銅、錫−鉛、錫−亜鉛、錫−ビスマス、錫−インジウム、錫−銀−銅、錫−亜鉛−ビスマス、錫−銀−インジウム−ビスマスといった錫金属層である。これらの金属は融点が低く、銅製の金属箔および該金属箔をエッチングすることによって形成されるポストに対してすぐれた接続性を持っている。さらに、導電性パッド１１２が銅を含んでいるかまたは銅から成る場合には、錫金属層１２２は、当該パッド１１２に対してすぐれた接続性を持っている。このような錫金属層１２２の組成は、必ずしも一様でなくてもよい。例えば、錫金属層は、単一層であってもよいし、多層であってもよい。さらに、錫金属層およびその上の金属箔を有する基板を、十分な温度、例えば錫金属層の融点を超える温度まで十分に加熱することにより、錫金属層は、金属箔を導電性パッドに融着させることができる。
【００３７】
このようなプロセスにおいて、錫金属層の材料が、外側に向かってパッド１１２か、金属箔か、その両者へと拡散する。逆に、パッド１１２か、金属箔か、その両者から外に向かって材料が錫金属層へと拡散する。このようにして得られる構造物は、金属箔を導電性パッドに接合する「金属間化合物（intermetallic）」層１２１を含むことになる。この
ような金属間層は、錫金属層の材料と、箔１２４か、パッド１１２か、その両者かの材料との固溶体を含んでいる。錫金属層と導電性パッドとの間の拡散により、得られる金属間層は、錫金属層と接触している導電性パッドの部分と位置合わせがなされることになる。
一実施形態では、図１Ａに示されているように、金属間層１２１の縁１２１Ａは、垂直方向１１１において、導電性パッド１１２の縁１１２Ａと少なくともほぼ位置合わせがなされている。金属間層内において、金属間化合物の組成比は、パッド１１２との界面と、箔１２４または後にパターン化されるポスト１３０（図４）との界面とのうちの一方または両方において徐々に変化することがある。代替的には、錫金属層と、パッド１１２と、ポスト１３０との各組成は、それらの界面またはそれらの界面間において金属学的な偏析（segregation）または凝集を受ける結果、導電性パッドと、ポストと、（もし残っている
なら）錫金属層のうちの１つ以上の組成が、このような素子間の界面からの深さとともに変化する可能性がある。このような偏析または凝集は、錫金属層１２２、パッド１１２、または金属箔１２４が設けられるときに単一組成を有していても生じることがある。
【００３８】
金属間層は、相互接続素子のポスト１３０を、外部構成素子、例えば他の基板、超小型電子素子、受動素子、または能動素子の接点と接合する接合プロセスが行われる際の温度よりも高い融解温度を呈するような組成を持つことができる。これによって、金属間層を融解させることなく、従って、導電性素子、例えば基板の表面から離れる方向へとポストが突出している基板のパッドまたはトレースに対するポストの位置的安定性を維持しながら、接合のプロセスを行うことができる。
【００３９】
一実施形態では、金属間層の融解温度は、パッド１１２を実質的に構成している金属、例えば銅の融解温度未満である。代替的または付加的には、金属間層の融解温度は、箔１２４およびポスト１３０を後で形成することになる金属、例えば銅の融解温度未満である。
【００４０】
一実施形態では、金属間層の融解温度は、当初に設けられた接合層の融解温度、すなわち接合層およびその上の金属箔を有する基板が加熱され、金属間層を形成する前に存在していた接合層の融解温度よりも高い。
【００４１】
接合層は、必ずしも錫金属層でなくてもよい。例えば接合層の例として、インジウムまたはその合金といった接合金属が挙げられる。金属間層の形成および組成に関する前述の説明は、このような他の種類の接合層を用いて、このような接合層と箔および導電性パッドの１つまたは複数との間に材料を拡散させて金属間層を形成する場合にも当てはまる。
【００４２】
接合層は、約１μｍまたは数μｍ以上の範囲内の厚みとすることができる。比較的薄い拡散バリア層（図示せず）が、接合層と箔との間に設けられていてもよい。一例では、拡散バリア層はニッケルのような金属を含んでいる。拡散バリア層は、例えば、箔が銅から実質的に成り、接合層が錫またはインジウムから実質的に成るときに、接合金属の箔への拡散を避けることを助けることができる。他の例では、接合層として、半田ペースト、他の金属充填ペースト、金属の導電性化合物を含むペースト、またはそれらの組合せといった導電性ペーストが挙げられる。例えば、半田ペーストの均一な層は、箔の表面の全体にわたって拡がりうる。金属層を比較的低温で接合するために、特定の種類の半田ペーストを用いてもよい。例えば、金属の「ナノ粒子」、すなわち、典型的には約１００ｎｍ未満の長さを有する粒子を含むインジウムまたは銀を基にした半田ペーストは、焼結温度が約１５０℃である。ナノ粒子の実際の寸法は著しく小さくすることができ、例えば約１ｎｍ以上の寸法とすることができる。他の例では、接合層として導電接着剤が挙げられる。さらに他の例では、接合層として、絶縁性ポリマーフィルム内に分散された金属粒子を含む異方性導電接着フィルムが挙げられる。
【００４３】
特定の実施形態では、金属箔を基板の導電性パッドに接合するのに、２つ以上の接合層が用いられている。例えば、第１の接合層を箔上に設け、第２の接合層を基板の導電性パッド上に設けることができる。次いで、第１の接合層を表面に有する箔を第２の接合層を
表面に有する導電性素子に近接して並置し、第１の接合層および第２の接合層に熱を加えることによって、導電性パッドと箔との間に導電性接合部を形成することができる。第１の接合層および第２の接合層は、同じ組成であってもよいし、または異なる組成であってもよい。一実施形態では、第１の接合層および第２の接合層の一方は、錫および金を含んでおり、他方は銀およびインジウムを含んでいる。
【００４４】
さらに他の実施形態では、接合層として、典型的には、作動時例えば圧力が印可されたときに、発熱反応する異種金属構造を有する「反応性箔」が挙げられる。例えば、市販の反応性箔は、交互に配置された一連のニッケル層およびアルミニウム層を含んでいる。圧力によって活性化されると、この反応性箔は、箔が接触している金属と接合するのに十分な局所的に高い内部温度に達することになる。
【００４５】
図３に示されているように、箔は、部分的に形成された相互接続基板の少なくとも外形寸法の全体にわたって、横方向１１３及び１１５に連続的に拡がっており、同じ外形寸法にわたって連続的に拡がっている接合層により覆われている。一例では、層状金属構造は、基板パネルと同じ寸法、例えば５００ｍｍ平方の外形寸法を有している。
【００４６】
図１に示されているように、接合層１２２は、部分的に作製された基板の導電性パッド１１２と接合している。次いで、金属箔１２４が、フォトリソグラフィーを用いてサブトラクティブ法によりパターン化され、これにより、導電性ポスト、すなわち金属ポストが形成されることになる。例えば、フォトレジストまたは他のマスク層がフォトリソグラフィーによってパターン化され、図１Ｂに示されているように、金属箔の上面１２５を覆うエッチングマスク１４２を形成することができる。次いで、エッチングマスクによって覆われていない箇所において、金属箔１２４が上面から選択的にエッチングされて、固体金属ポスト（solid metal post）１３０を形成することができる（図４）。
【００４７】
接合層１２２の露出面１２３の上方から見ると、例えば、各ポストの（接合層と接触している）基端１２９は、領域が円形であり、かつポストの先端（頂部）１３３よりも大きくなっている。すなわち、接合層の表面１２３から上方に向かって高さ１３２の位置に配置されている先端は、基端よりも面積が小さい。典型的には、接合層の表面１２３の上方から見ると、この先端も円形領域である。ポストの形状は、かなり任意的なものであり、図面に示されている円錐台（上部がその底面と平行の面に沿って取り除かれている円錐の一種）のみならず、円筒、円錐、または当技術分野において知られている同様の他の形状、例えば上端が丸みを帯びた円錐または台地状（plateau）の形状であってもよい。さら
に、円錐台のような「回転体」と呼ばれる円断面を有する三次元（３Ｄ）形状に加えて、またはこれに代えて、ポスト１３０は、任意の形状、例えば多角形の水平断面を有する任意の三次元形状を有していてもよい。典型的には、この形状は、ポストを形成することになる元の層、すなわち金属箔のレジストパターン、エッチング条件、または厚みを変化させることによって、調整可能である。ポスト１３０の寸法も任意であり、特定の範囲に限定されないが、多くの場合、ポスト１３０は、基板１１０の露出面から１０〜５００μｍだけ突出するように形成することができ、もしポストが円断面の場合には、その直径は数十μｍ以上の範囲内とすることができる。ある実施形態では、ポストの直径は、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの間の範囲内にある。特定の実施形態では、ポスト１３０の材料は、銅または銅合金である。銅合金の例として、任意の一種または複数種の他の金属を含む銅の合金が挙げられる。
【００４８】
典型的には、ポストは、金属箔上または金属箔の上方に配置されたマスク１４２（図１Ｂ）を用いて、該金属箔を等方的にエッチングすることにより形成される。この場合、エッチングは、金属箔の上面１２５から金属箔の厚み１２６（図４Ａ）の方向、すなわち金属箔の底面１２７に向かって進む。同時に、エッチングは、金属箔の上面が延在している
横方向１１３，１１５（図３）にも進む。エッチングは、接合層１２２の表面１２３がポスト間に完全に露出し、接合層の露出面１２３からの各ポストの高さ１２６’が金属箔１２４の厚み１２６（図１Ｂ）と同じになるまで進行する。
【００４９】
このようにして形成されたポスト１３０は、図４Ａに示されているような形状を有しうる。この形状では、ポストの縁１３１が、ポストの先端１３３から（下に位置する接合層または該接合層から形成された金属間層と接触している）ポストの基端１４１へと向かって連続的に湾曲している。一例では、ポストの縁１３１は、ポストに接触している接合層１２２または金属間層の表面１２３から上方に向かう先端１３３の高さ１２６’の５０％以上にわたって湾曲している。各ポストの先端は、典型的には、横方向１１３において幅１３５を有しており、この幅１３５は、ポストの基端の幅１３７よりも小さくなっている。また、ポストは、先端１３３の幅１３５および基端１４１の幅１３７の各々よりも小さな幅１３９を有する胴部を有していてもよい。
【００５０】
先端の幅１３５は、金属箔が延在している横方向１１３，１１５において同じであってもよいし、異なっていてもよい。幅が２つの方向において同じであるとき、この幅１３５は先端の直径にあたることになる。同様に、基端の幅１３７は、金属箔の横方向１１３，１１５において、同じであってもよいし、異なっていてもよく、同じであるときには基端の直径にあたることになる。同様に、胴部の幅１３９は、金属箔の横方向１１３，１１５において、同じであってもよいし、異なっていてもよく、同じであるときには胴部の直径にあたることになる。一実施形態では、先端は第１の直径を有しており、胴部は第２の直径を有しており、第１の直径と第２の直径との間の差は、ポストの先端と基端との間に延びているポストの高さの２５％よりも大きくなっている。
【００５１】
図４は、金属箔１２４を貫通してエッチングして下に位置する接合層１２２を露出させることにより導電性ポスト１３０が形成された後の相互接続素子を示している。一例では、導電性ポストは、数１０μｍ以上の高さおよび数１０μｍ以上の横方向寸法、例えば直径を有している。ある例では、この高さおよび直径は、それぞれ１００μｍ未満である。ポストの直径は、導電性パッドの横方向寸法よりも小さくなっている。各ポストの高さは、該ポストの直径より小さくてもよいし、大きくてもよい。
【００５２】
図４Ｂは、代替的な実施形態を示している。この実施形態では、幅２３７を有する基端を備えたポスト２３０が形成されている。この基端の幅２３７は、ポストの高さ２２６に関して、図４Ａを参照して前述したように形成されたポストの基端の幅１３７よりも狭くなっている。従って、前述したように形成されたポスト１３０の高さと幅とのアスペクト比よりも大きな高さと幅とのアスペクト比を有するポスト２３０が得られることになる。特定の実施形態では、ポスト２３０は、マスキング層２４２を用いて層状構造（図４Ｃ）の一部をエッチングすることにより形成することができる。この層状構造は、第１の金属箔２２４と、第２の金属箔２２５と、第１の金属箔と第２の金属箔との間に挟まれたエッチバリア層２２７とを有している。得られたポスト２３０は、上側ポスト部分２３２と下側ポスト部分２３４とを有しており、上側ポスト部分と下側ポスト部分との間に配置されたエッチバリア層２２７をも有している。一例では、金属箔は、実質的に銅から成り、エッチバリア層２２７は、銅を腐食させるエッチング液によっては腐食しないニッケルのような金属から実質的に成る。これに代えて、エッチバリア２２７は、金属箔よりも緩やかにエッチングされることを除き、金属箔をパターン化するのに用いられるエッチング液によってエッチングされる金属または金属合金から実質的に成っていてもよい。このようにして、第１の金属箔がマスキング層２４２に基づいてエッチングされて上側ポスト部分２３２が定まるときに、エッチバリアが第２の金属箔２２５を腐食から保護することになる。次いで、上側ポスト部分２３２の縁２３３を越えて露出しているエッチバリア２２７の部分が除去される。この後、上側ポスト部分をマスクとして用いて第２の金属箔２２５が
エッチングされることになる。
【００５３】
得られたポスト２３０は、第１の縁を有する第１のエッチングされた部分を有しており、この第１の縁は、第１の曲率半径Ｒ１を有している。ポスト２３０は、第１のエッチングされた部分と金属間層との間に、少なくとも１つの第２のエッチングされた部分を有している。この第２のエッチングされた部分は、第１の曲率半径とは異なる第２の曲率半径Ｒ２を有する第２の縁を有している。
【００５４】
一実施形態では、上側ポスト部分２３２は、第２の金属箔をエッチングして下側ポスト部分を形成するときに、さらなる腐食から部分的または全体的に保護されるようになっている。例えば、上側ポスト部分を保護するため、第２の金属箔をエッチングする前に、耐エッチング材料が、上側ポスト部分の１つまたは複数の縁２３３に施してもよい。図４Ｂに示されているポスト２３０と同様のエッチングされた金属ポストのさらなる詳細および当該金属ポストを形成する方法が、２００７年３月１３日に共同で出願された米国出願第１１／７１７，５８７号に記載されている。その開示内容は、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
【００５５】
一例では、当初の構造は、必ずしも、第１の金属箔と第２の金属箔との間に挟まれたエッチバリア層を備えていなくてもよい。代わりに、金属箔がエッチング液に晒された箇所に、金属箔の突出部分３２が該突出部分の間にある凹部３３とともに作られるように、金属箔の不完全なエッチング、例えば「半エッチング」を行うことにより上側ポスト部分を形成することもできる。具体的には、マスキング層１４２を用いたフォトレジストの露光（exposure）および現像（development）の後、箔１２４は、図４Ｄに示されているよう
にエッチングされる。いったんエッチングがある深さに達すると、エッチング処理は中断する。例えば、エッチング処理は所定時間の後に終了する。このエッチング処理によって、基板１１４から離れる方向に向かって上方に突出する第１のポスト部分３２が残され、これらの第１の部分の間に凹部３３が作られることになる。エッチング液は、箔１２４を腐食させるにつれてマスキング層１４２の縁の直下の材料を除去し、これにより、オーバハング３０として示されているように、マスキング層が第１のポスト部分３２の上端から横方向に突出することになる。第１のマスキング層１４２は、図示されているような位置にとどまっている。
【００５６】
箔１２４が所望の深さまでエッチングされると、第２のフォトレジスト層３４（図４Ｅ）が箔１２４の露出面の上に堆積することになる。この場合、第２のフォトレジスト３４は、箔１２４の凹部３３上、すなわち箔がすでにエッチングされている箇所に堆積する。従って、第２のフォトレジスト３４は、第１のポスト部分３２も覆っていることになる。一例では、箔１２４の露出面上に第２のフォトレジスト層を選択的に形成するために、電気泳動堆積法（electrophoretic deposition process）を用いることができる。このような場合には、第１のフォトレジストマスキング層１４２を覆うことなく、第２のフォトレジスト３４を箔上に堆積させることができる。
【００５７】
次のステップでは、第１のフォトレジスト１４２と第２のフォトレジスト３４とを有する基板に放射線を照射し、第２のフォトレジストが現像される。図４Ｆに示されているように、第１のフォトレジスト１４２は、オーバハング３０によって示されているように、箔１２４の上で横方向に突出している。このオーバハング３０により、第２のフォトレジスト３４が放射線に晒されるのが阻止され、その結果、現像されて除去されることが阻止され、これにより、第２のフォトレジスト３４の一部が第１のポスト部分３２に付着する。従って、第１のフォトレジスト１４２は、第２のフォトレジスト３４に対するマスクとして作用することになる。第２のフォトレジスト３４は、放射線が照射された第２のフォトレジスト３４を除去するために、洗浄によって現像される。これによって、第１のポス
ト部分３２上にある第２のフォトレジスト３４の照射されていない部分が残ることになる。
【００５８】
第２のフォトレジスト３４の一部が露光され、現像されると、第２のエッチングプロセスが行われ、箔１２４がさらに除去される。これにより、図４Ｇに示されているように、第１のポスト部分３２の下方に第２のポスト部分３６が形成される。このステップにおいて、第１のポスト部分３２に付着している第２のフォトレジスト３４により、第１のポスト部分３２が再びエッチングされるのが阻止されている。
【００５９】
これらのステップは、好ましいアスペクト比および好ましいピッチをもたらす第３番目、第４番目、または第ｎ番目のポスト部分を形成するために、必要に応じて、複数回繰り返すことができる。接合層１２２または金属間層に達したとき、このプロセスは終了することになる。かかる層は、エッチング停止層または耐エッチング層として作用しうる。最終的なステップとして、第１のフォトレジスト１４２および第２のフォトレジスト３４はそれぞれ、全体的に剥離される。
【００６０】
このようにして、図４Ｂに示されているように上側ポスト部分と下側ポスト部分との間に内部エッチバリア２２７を設けることなく、ポスト２３０（図４Ｂ）と同様の形状を有するポストを形成することができる。このような方法を用いることによって、種々の形状のポスト、すなわち、上側ポスト部分および下側ポスト部分が同様の直径を有している形状、または上側ポスト部分の直径が下側ポスト部分の直径よりも大きいかまたは小さい形状のポストを作製することができる。ある実施形態では、前述の方法を用いて、ポストの先端から基端に向かってポストを連続的に形成することによって、ポストの直径を先端から基端に向かって徐々に小さくすることができ、またはポストの直径を先端から基端に向かって徐々に大きくすることができる。
【００６１】
次いで、図５に示されているように、例えば選択的エッチング、エッチング後の洗浄プロセス、またはその両者により、ポスト間に露出している接合層の部分が除去される。この場合、各ポスト１３０は、金属間層１２１の残っている部分および（もしいくらかでも残っているなら）接合層の部分を介して、導電性パッド１１２にしっかりと接合されて留まっている。その結果、金属間層に隣接または接触しているポストの基端１４１は、製造上の許容誤差内において生じうる金属間層のアンダーカットまたはオーバカットを除いて、金属間層と位置合わせがなされることになる。また、前述の処理の結果として、トレース１１６がポスト間に露出する。
【００６２】
続いて、図６に示されている段階では、半田マスク１３６が、誘電体素子１１４が露出した主面１１５上に施され、パターン化される。その結果、導電性ポスト１３０および導電性パッド１１２は、半田マスク１３６の開口内に露出する。金または錫および金といった金属の１つ以上の薄層を含む表面金属（finish metal）１３８が、ポスト１３０およびパッド１１２の露出面に施され、相互接続素子が完成する。図６に示されている相互接続素子１５０では、導電性ポストの先端１３３が均一な厚みの単一金属箔をエッチングすることにより形成されているため、平坦性が高い。さらに、互いに隣接するポスト間のピッチ１４０は、極めて小さく、例えば１５０μｍ未満、場合によってはさらに小さくすることもできる。何故なら、各ポストの直径および形状は、エッチングプロセス中に十分に調整可能であるからである。相互接続素子１５０は、超小型電子素子、例えば、半導体チップの対応する半田バンプアレイに対してフリップチップ相互接続を形成することが可能な形態にある。代替的には、半田の塊または被覆、または接合金属、例えば、錫、インジウム、または錫とインジウムとの組合せが、少なくとも先端１３３において表面金属を覆うように形成されていてもよい。このような塊または被覆は、超小型電子素子との導電性を持った相互接続を形成するのに用いることができる。
【００６３】
従って、図６Ａに示されているように、例えば、半田１５６または他の接合金属を用いて融着することにより、相互接続素子１１０のポスト１３０を、超小型電子素子１６０または半導体チップの対応する接点１５２と接合することができる。
【００６４】
さらに他の形態では、相互接続素子のポスト１３０は、半田を用いない方法によって、例えば、半導体チップの表面に露出している対応する導電性パッドまたは導電柱との拡散接合により、半導体チップの接点と接合することもできる。相互接続素子１１０のポスト１３０が超小型電子素子のような半導体チップ、例えば集積回路（ＩＣ）に接合されるときに、該相互接続素子は、回路パネル１６４または配線基板と電気的に接続することができる。例えば、相互接続素子は、ポストから離れている相互接続素子の表面１５８において、このような回路パネル１６４と接続することもできる。このようにして、超小型電子素子１５４と回路パネル１６４との間に、回路パネルのパッド１６２と接続した相互接続素子を介して、導電性のある相互接続をもたらすことができる。もし相互接続素子が超小型電子素子および回路パネル１６４に接合される場合には、ポストは、他の超小型電子素子または他の回路パネルに接続することもできる。このように、複数の超小型電子素子と少なくとも１つの回路パネルとを接続するために、相互接続素子を用いることができる。さらに他の例では、相互接続素子は、試験治具（testing jig）の界面の接点と接合する
こともできる。この場合、ポストが押圧され、永久的な相互接続部を形成することなく、チップの接点１５２に接触すると、試験治具と超小型電子素子との間に相互接続素子１１０を介して電気的な接続が生まれる。
【００６５】
図７は、代替的な実施形態における相互接続素子２５０を示している。ここに示されているように、トレースは、相互接続素子の主面２１５に露出していない。代わりに、トレース１１６は、主面の下方に配置されており、誘電体素子２１０の材料によって覆われている。相互接続素子２５０は、導電性パッド１１２とトレース１１６とを有する部分的に作製された相互接続素子１１０（図１）を用意し、その上に誘電体材料の層２１４を堆積させることによって形成することができる。次いで、例えばレーザによる穿孔によって、誘電体層２１４に開口を形成し、この開口を電気メッキするかまたは導電性ペースト（半田ペーストまたは銀充填ペーストなど）を充填することによって、ビア１１７’を形成することができる。次いで、誘電体素子２１０の主面２１５に露出した導電性パッド１１２’を形成することができる。この後、前述したようなプロセス（図１〜図６）が続くことになる。このような相互接続素子を形成する１つの考えられる利点は、処理中に、トレース１１６が別の誘電体層２１４によって保護されていることにある。加えて、導電性パッド間の半田マスク１３６も必要とされない。
【００６６】
図８は、図７に示されているものと同様であるが、半田マスクを形成するステップが除かれている相互接続素子２５０’を示している。
【００６７】
図９に示されているような本発明のある実施形態では、層状金属構造３２０は、前述したような金属箔１２０と接合層１２２（図１、図３）とを備えているのみならず、エッチバリア層３２４及び３２６も備えている。エッチバリア層３２４は、金属箔をパターン化するために用いられるエッチング液によっては腐食しない材料を含んでいる。エッチバリア層３２６は、接合層１２２の一部を除去するために用いられるエッチング液または他の化学薬品により腐食しない材料を含んでいる。一例では、金属箔１２０が銅を含んでいる場合には、銅箔とバリア層との間のエッチバリア層３２４は、実質的にニッケルから成っている。このようにして、銅箔は、ニッケルエッチバリアに対して高い選択性でエッチングされ、これによって箔がエッチングされるときに接合層および他の構造が腐食から保護される。この後、エッチバリア３２４は、例えば適切な化学薬品によってエッチングすることにより除去され、これにより接合層の一部がポスト間に露出する。接合層１２２の露
出した部分は、第２のエッチバリア３２６に対して選択的にエッチングを行うことによって除去される。第２のエッチバリア３２６によって、比較的厚い接合層を設けることができる。すなわち、第２のエッチバリア３２６が下に位置する構造を保護しているため、この比較的厚い接合層を選択的エッチングによりパターン化することができる。最後に、接合層の露出部分が除去された後、ポスト間に露出している第２のエッチバリア３２６が除去されることになる。
【００６８】
あるいは、第２のバリア層３２６は、導電性パッド１１２の材料内への接合層の著しい拡散を避けるための拡散バリア層として主に作用することができる。図１０は、この変更された実施形態（図９）による方法によって完成した相互接続素子３５０を示している。
【００６９】
図１１は、前述の実施形態（図１〜図６）の変更に係る形態に従って相互接続素子を製造するために用いられる代替的な層状金属構造４４０を示した部分断面図である。層状金属構造４４０は、マンドレル４４２の孔または開口４３２内に予め成形された複数の導電性ポスト４３０を備えている。図１２は、マンドレル４４２の表面４４５に隣接している導電性ポストの基端４２３を示した、図１１に対応する層状金属構造４４０の平面図である。
【００７０】
マンドレルは、例えば、Jinsu Kwon、Sean Moran、Endo Kimitakaを発明者とする、２
００８年８月１５日に共同で出願された米国出願第１２／２２８，８９０号「メッキによって形成されたポストを有する相互接続素子」と、Sean Moran、Jinsu Kwon、Endo Kimitakaを発明者とする、２００８年８月１５日に出願された米国出願第１２／２２８，８９
６号「メッキによってマンドレルに形成されたポストを有する相互接続素子」と、米国仮出願第６０／９６４，８２３号（２００７年８月１５日出願）と、米国仮出願第６１／００４，３０８号（２００７年１１月２６日出願）とに開示されている方法によって作製することができる。これらの開示内容は、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
【００７１】
例えば、マンドレル４４２は、数１０μｍから１００μｍを超える厚みを有する銅の連続箔４３４にエッチング、レーザ穿孔、または機械的穿孔によって孔を形成し、その後、比較的薄い金属層４３６（例えば、数μｍから数１０μｍの厚みを有する銅層）を、孔の開口端を覆うように箔と接合させることによって形成することができる。孔４３２の壁と金属層４３６の表面との間に所望の壁角度（wall angle）４４６をもたらすように、孔形成処理の特性を調整することができる。ある実施形態では、壁角度は、形成される導電性ポストの形状に応じて、鋭角であってもよいし、直角であってもよい。
【００７２】
孔は、金属層４３６によって覆われているために止まり開口（blind opening）になっ
ている。次いで、エッチバリア層４３８が、開口の底および壁に沿って延在するとともに箔の露出した主面４４４を覆うように形成される。一例では、ニッケルの層が、エッチバリア層４３８として銅箔上に堆積している。その後、金属層がエッチバリア層上にメッキされ、これによってポスト４３０が形成される。一連のパターン化ステップおよび堆積ステップの結果、各ポスト４３０の基端４２３を覆う接合層の部分４２２を備えた導電性ポストが形成されることになる。
【００７３】
次いで、図１３に示されているように、層状金属構造４４０は、前述したような部分的に作製された相互接続素子１１０（図１）と並置される。このとき、導体ポスト４３０の基端４２３が導体パッド１１２と隣り合っている。図１４は、ポストが接合層の部分４２２を介して導電性パッドに接合された後のアセンブリを示している。
【００７４】
続いて、図１５に示されているように、マンドレルの金属箔４３４および層４３６が、
例えばこれらの層の金属をエッチバリア４３８に対して選択的にエッチングすることによって除去される。例えば、箔４３４および層４３６が実質的に銅から成るときには、これらの箔および層は、実質的にニッケルから成るエッチバリア４３８に対して選択的にエッチングされることになる。
【００７５】
この後、エッチバリアが除去され、半田マスク４５２が施され、その結果、図１６に示されているような相互接続素子４５０が得られる。次いで、ポスト４３０上に表面金属層（finish metal layer）または他の接合金属を形成するために前述したような処理（図１〜図６）が続くことになる。
【００７６】
このような変更形態（図１１〜図１６）によれば、銅のような融点の高い金属の導電性ポスト５３０が開口５３２の壁上に電気メッキされてできている層状金属構造５４０（図１７）が作製される。この変更形態では、ポストは、マンドレル５４２の開口５３２内においてエッチバリア５３８を覆っている中空の素子として形成されている。次いで、図示されているように、接合材料５２２、例えば錫、インジウム、錫とインジウムとの組合せ、または他の材料といった接合金属が中空ポスト内に配置される。典型的には、この接合材料は、中空の導電性ポスト５３０よりも融点が低い。
【００７７】
次いで、図１８に示されているように、ポスト内の接合材料５２２が、適切な条件下で導電性パッド１１２と接合される。この後、前述したような方法（図１５、図１６）によって、エッチバリア５３８に対して選択的にエッチングすることによって、マンドレルの一部が除去される。次いで、半田マスクおよび表面金属を形成するために、前述したような処理が続くことになる。
【００７８】
図２０は、前述の変更形態（図１１〜図１９）における製造方法に用いられる層状金属構造６４０を示す部分断面図である。この変更形態では、マンドレルは、前述したような金属箔例えば銅箔に代えて、誘電体層６３４を有している。マンドレルの開口内にポスト６３０を形成するために銅のような金属層を電気メッキするときに、金属層６３６が電気的伝達層（electrical communing layer）として用いられることになる。このようにして、金属層６３６を除去した後に、誘電体層６３４は、部分的に作製された相互接続素子の表面に露出している可能性のあるトレース１１６（図１）のような構造に悪影響を与えないような調整可能なプロセスを用いて、選択的に除去される。従って、エッチバリア６３８は、比較的薄くてもよく、かつ誘電体層６３４の主面６１５の全体を覆う必要がない。
【００７９】
図２１の平面図に示されているさらなる変更形態において、前述した方法（図１〜図２０）のいずれかまたは全てが、基板パネル、例えば５００ｍｍ×５００ｍｍの寸法を有する正方形パネルの全体に対して行われる必要がないことに留意されたい。これに代えて、各々が基板パネル１１０よりも小さい複数の別々の層状金属構造７２０及び７２０’を該基板パネルに接合し、前述したように処理することが考えられる。例えば、ピックアンドプレース装置（pick-and-place tool）を用いて、前述したような層状金属構造を、基板
パネルの特に必要とされる箇所におけるいくつかの露出した導電性パッドに配置することができる。次いで、前述したプロセスの１つまたは複数に基づいて、層状金属構造を導電性パッドに接合することができる。このような層状金属構造によって覆われていない導電性パッドおよびトレースは、適切な除去可能保護層、例えば除去可能なポリマー層の堆積により後続の処理から保護することができる。この後、前述した方法の１つまたは複数に基づいて処理を進めることができる。
【００８０】
前記した方法のいくつかまたは全てを、半導体チップを含む超小型電子素子の接点、例えば、接合パッドから延在しているポストのような構成素子を形成するために用いることができる。すなわち、前述の方法によって得られた製品は、能動素子または受動素子の少
なくとも１つを有する半導体チップであって、該チップの表面に露出している導電性素子、例えばパッドから離れる方向に延在しているポストを備えた半導体チップとすることができる。後続のプロセスにおいて、チップ表面から離れる方向に延在しているポストを、基板、インターポーザ、回路パネルといった構成部品の接点と接合して超小型電子アセンブリを形成することができる。一実施形態では、このような超小型電子アセンブリは、パッケージ化された半導体チップであってもよいし、あるいは、チップ間の電気的相互接続部の有無に関わらず、ユニット内において互いにパッケージ化された複数の半導体チップを含むアセンブリであってもよい。
【００８１】
基板の導電性素子に接合されたポストを形成するために本明細書に開示されている方法は、１つの超小型電子基板、例えば単一の半導体チップに適用することができ、または同時処理用の固定具またはキャリアに所望の間隔で保持された複数の個々の半導体チップに同時に適用することもできる。代替的には、本明細書に開示されている方法は、前述の処理をウエハレベル、パネルレベル、またはストリップボードレベルの規模で複数の半導体チップに対して同時に行うために、ウエハまたはウエハの一部の形態で互いに取り付けられた複数の半導体チップを含む超小型電子基板または超小型電子素子に適用することができる。
【００８２】
これまでの説明は、特定の用途に対する例示的な実施形態についてなされたものであって、特許請求の範囲に記載されている本発明は、それらに限定されるものではない。当業者および本明細書に提示されている示唆を理解し得る者であれば、添付の特許請求の範囲に含まれるさらなる修正、応用、実施形態が存在することを認識することだろう。
【図１】
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【図１Ａ】
2014090183.tif 000004
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年12月18日(2013.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを含み、表面と、該表面に露出した複数の金属導電性素子とを有する超小型電子素子と、
前記導電性素子の各々を覆ってそこから突出した、銅または銅合金の少なくとも一方から実質的に成る複数の固体金属ポストと、
前記ポストと前記導電性素子との間に配置されており、銅の固溶体を含むとともに錫、インジウム、金、銀の少なくとも１つを含み、前記ポスト及び前記導電性素子の少なくとも一方との界面からの深さに伴って組成が変化する導電性金属間層と
を有し、
少なくとも１つの前記ポストが、
第１の曲率半径を持つ第１の縁を有する第１のエッチングされた部分と、
前記第１のエッチングされた部分と前記金属間層との間にある少なくとも１つの第２のエッチングされた部分と
を有しており、前記第２のエッチングされた部分が、前記第１の曲率半径とは異なる第２の曲率半径を持つ第２の縁を有し、前記金属間層が、該金属間層を形成するために元々設けられている接合層よりも高い融点を持っている、超小型電子装置。
【請求項２】
半導体チップを含み、表面と、該表面に露出した複数の金属導電性素子とを有する超小型電子素子と、
前記導電性素子の各々を覆ってそこから突出した、銅または銅合金の少なくとも一方から実質的に成る複数の固体金属ポストと、
前記ポストと前記導電性素子との間に配置されており、銅の固溶体を含むとともに錫、インジウム、金、銀の少なくとも１つを含み、前記ポスト及び前記導電性素子の少なくとも一方との界面からの深さに伴って組成が変化する導電性金属間層と
を有し、
少なくとも１つの前記ポストが、
第１の曲率半径を持つ第１の縁を有する第１のエッチングされた部分と、
前記第１のエッチングされた部分と前記金属間層との間にある少なくとも１つの第２のエッチングされた部分と
を有しており、前記第２のエッチングされた部分が、前記第１の曲率半径とは異なる第２の曲率半径を持つ第２の縁を有し、
前記金属間層が、錫と、錫−銅と、錫−鉛と、錫−亜鉛と、錫−ビスマスと、錫−インジウムと、錫−銀―銅と、錫−亜鉛−ビスマスと、錫−銀−インジウム−ビスマスとからなる錫金属の群の中の少なくとも１つを含んでいる、超小型電子装置。
【請求項３】
（ａ）少なくとも１つの配線層を表面に有する基板の導電性素子とシート状導電性素子の導電性接合層とを接合するステップであって、前記シート状導電性素子が銅または銅合金の少なくとも一方から実質的に成る箔を有し、前記導電性接合層が錫、インジウム、金、銀の少なくとも１つを含むものである、ステップと、
（ｂ）前記シート状素子をサブトラクティブ法によりパターン化し、前記導電性素子から第１の方向に突出した複数の導電性ポストを形成するステップであって、前記シート状素子が導電性接合層を通して誘電体素子の導電性素子と接合されており、前記接合層の一部が露出するまで当該接合層について選択的にエッチングするサブステップと、前記接合層が露出した部分を除去するサブステップとを含むステップと
を含む、超小型電子相互接続素子を製造する方法。
【請求項４】
前記シート状素子が、前記箔の表面を覆っているエッチバリア層をさらに有しており、前記導電性接合層が、前記箔から離れた側で前記エッチバリア層の表面を覆っており、
前記ステップ（ｂ）が、前記エッチバリア層の一部が露出するまで前記エッチバリア層について前記箔を選択的にエッチングするサブステップと、前記接合層の一部が露出するまで前記エッチバリア層が露出した部分を除去するサブステップと、前記導電性ポストの間にある前記接合層が露出した部分の少なくとも一部を除去するサブステップとをさらに含んでいる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記接合層が第１の接合層であり、
前記方法が、前記ステップ（ａ）の前に、前記導電性素子の少なくとも一部に第２の導電性接合層を接合するステップを含み、
前記ステップ（ａ）が、前記第１の接合層を前記第２の接合層と接合するサブステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の接合層および前記第２の接合層の各材料が互いに異なる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の接合層および前記第２の接合層の一方が錫および金を含んでおり、他方が銀およびインジウムを含んでいる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップ（ｂ）がエッチング液を用いて行われるものであり、前記箔が第１の金属から実質的に成り、前記エッチバリア層が、前記エッチング液により腐食しないエッチバリア層から実質的に成る、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の金属が銅を含んでおり、前記エッチバリア層がニッケルから実質的に成る、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記エッチバリア層が第１のエッチバリア層であり、前記シート状導電性素子が、前記第１のエッチバリア層から離れた側で前記接合層の表面を覆っている第２のエッチバリア層を有している、請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
前記誘電体素子が、前記導電性パッドが露出している主面と、前記パッドとトレースと接続する複数の導電性ビアとを有しており、
前記トレースが、前記誘電体層の主面から前記誘電体素子の厚みの少なくとも一部だけ離れている、請求項３に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板が、半導体チップを含む超小型電子素子を含んでおり、前記導電性素子が前記半導体チップの面にあるパッドを含んでいる、請求項３に記載の方法。
【請求項１３】
（ａ）マンドレルの開口内に少なくとも部分的に配置された金属ポストの第１の端を、基板の導電性素子と、前記ポストの前記第１の端と前記導電性素子との間に配置された導電性接合層とに近接して並置するステップと、
（ｂ）前記ポストの前記第１の端と前記導電性素子との間に導電性接合部を形成するために、少なくとも前記接合層を加熱するステップと、
（ｃ）前記ポストを前記導電性素子から突出するように露出させるために、前記マンドレルを完全に除去するステップと
を含む、超小型電子相互接続素子を製造する方法。
【請求項１４】
前記ポストが、前記第１の端から離れている第２の端を有しており、少なくとも１つのポストの前記第２の端の幅が、前記少なくとも１つのポストの前記第１の端の幅よりも小さい、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップ（ａ）の前に、前記マンドレルの開口内に金属層をメッキすることを含む処理により、前記開口内に前記複数の導電性ポストを形成するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記マンドレルが、前記開口の内壁に露出した第１の金属層を有しており、
前記導電性ポストが、前記開口内にある前記第１の金属層を覆っている第２の金属層を有しており、
エッチバリア層が、前記第１の金属層と前記第２の金属層との間に配置されており、
前記マンドレルを除去するステップが、前記エッチバリア金属層について前記第１の金属を選択的に除去するサブステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の金属層および前記第２の金属層の各々が実質的に銅から成る、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記エッチバリア金属層が実質的にニッケルから成る、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記マンドレルが、前記開口の壁に露出した誘電体層を有しており、
前記ステップ（ｂ）において、前記マンドレルの誘電体層を前記導電性ポストに含まれている金属について選択的にエッチングすることにより、前記マンドレルが除去される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記基板が、半導体チップを含む超小型電子素子を含んでおり、前記導電性素子が、前記半導体チップの面にあるパッドを含んでいる、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
第１の方向と、前記第１の方向と交差する第２の方向とに延在している主面を有する基板と、
前記主面に露出している複数の導電性素子と、
銅または銅合金の少なくとも一方から実質的に成り、前記導電性素子の各々を覆ってそこから離れる第３の方向に突出している複数の固体金属ポストであって、前記第１の方向において当該ポストの境界をなす少なくとも１つの縁を有している複数の固体金属ポストと、
錫、インジウムの少なくとも１つを含んでおり、前記導電性素子の各々と接合された第１の面を有している導電性接合層であって、前記第１の方向において前記接合層の境界を定めている少なくとも１つの縁を有する導電性接合層と
を有しており、前記ポストおよび前記接合層の縁が、前記第１の方向において位置が整合しているものである、超小型電子相互接続素子。
【請求項２２】
前記導電性素子が、前記基板の主面を覆っている誘電体層の主面の下方に凹んでいる、請求項２１に記載の超小型電子相互接続素子。
【請求項２３】
前記導電性ポストのうちの１つの少なくとも１つの縁が、前記ポストと、前記導電性ポストと接合した前記接合層とが有する位置合わせがなされた縁を越えて延在している、請求項２１に記載の超小型電子相互接続素子。
【請求項２４】
少なくとも１つの前記ポストと、該ポストと位置が整合している前記接合層とが有する縁が、前記ポストが接合されている前記導電性パッドのうちの１つの少なくとも１つの縁を越えて延在している、請求項２１に記載の超小型電子相互接続素子。
【請求項２５】
前記基板が誘電体素子を含んでおり、該誘電体素子内に埋設されて前記第１の方向または前記第２の方向の少なくとも一方に延在している複数のトレースをさらに有する請求項２１に記載の超小型電子相互接続素子。
【請求項２６】
前記基板が半導体チップを含む超小型電子素子を含んでおり、前記導電性素子が、前記半導体チップの面にあるパッドを含んでいる、請求項２１に記載の超小型電子相互接続素子。
【外国語明細書】
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