(57)【要約】【課題】より小さなチップの実装に適用でき、また、チップに形成されているデバイスにダメージを与えることなく、嵌め合い構造により実装時の位置合わせができるようにする。【解決手段】第１接合部１０４の接合面は、第１基板１０１の主表面に平行な平面上で第１方向に延在し、かつ平面上で第１方向に垂直な方向に等しい間隔で配列された同一の溝幅の複数の溝部１５１による凹凸の第１嵌め合い構造１０５を備える。隣り合う溝部１５１の間は、第１方向（ｙ方向）に延在する線条の山部１５２となる。山部１５２も、第１方向に垂直な方向（ｘ方向）に等しい間隔で配列されている。第１嵌め合い構造１０５は、傾斜を持った周期的な凹凸形状が２次元平面波状に形成されている。【選択図】  図１
2014239131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板の主表面の位置合わせ箇所に上面を接合面とする第１接合部を形成する第１工程と、
前記第１基板に実装する第２基板の主表面の位置合わせ箇所に上面を接合面とする第２接合部を形成する第２工程と、
前記第１接合部の接合面に、前記第１基板の主表面に平行な平面上で第１方向に延在し、かつ前記平面上で前記第１方向に垂直な方向に等しい間隔で配列された同一の溝幅の複数の溝部による凹凸の第１嵌め合い構造をインプリント法により形成する第３工程と、
前記第２接合部の接合面に、前記第２基板の主表面に平行な平面上で第２方向に延在し、かつ前記平面上で前記第２方向に垂直な方向に等しい間隔で配列された同一の溝幅の複数の溝部による凹凸の第２嵌め合い構造をインプリント法により形成する第４工程と
を備え、
前記第１接合部の接合面と前記第２接合部との接合面は、前記第１嵌め合い構造と前記第２嵌め合い構造とを嵌合して接合されることを特徴とする接合構造の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の接合構造の製造方法において、
前記第１基板の主表面および前記第２基板の主表面の各々に嵌め合い構造形成時の位置合わせ用の位置合わせ凹部を形成する第５工程を備え、
前記第３工程では、インプリント法で用いる鋳型基板の位置合わせ部に設けられた弾性部材からなる球体を前記第１基板の位置合わせ凹部に配置させ、前記鋳型基板を前記第１基板に押し付けて前記球体を変形させて前記インプリント法を実施し、
前記第４工程では、インプリント法で用いる鋳型基板の位置合わせ部に設けられた前記球体を前記第２基板の位置合わせ凹部に配置させ、前記鋳型基板を前記第２基板に押し付けて前記球体を変形させて前記インプリント法を実施する
ことを特徴とする接合構造の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の接合構造の製造方法において、
前記第１接合部の嵌め合い構造は、前記第１方向に垂直な断面の表面形状が二次元平面波状の凹凸とし、
前記第２接合部の嵌め合い構造は、前記第２方向に垂直な断面の表面形状が二次元平面波状の凹凸とすることを特徴とする接合構造の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合構造の製造方法において、
前記第１接合部の嵌め合い構造は、前記嵌め合い構造の表面の静止摩擦係数の逆正接以上の傾斜面を備える状態に形成し、
前記第２接合部の嵌め合い構造は、前記嵌め合い構造の表面の静止摩擦係数の逆正接以上の傾斜面を備える状態に形成することを特徴とする接合構造の製造方法。
【請求項５】
第１基板および前記第１基板に実装する第２基板と、
前記第１基板の主表面の位置合わせ箇所に形成された上面を接合面とする第１接合部と、
前記第２基板の主表面の位置合わせ箇所に形成された上面を接合面とする第２接合部と
を備え、
前記第１接合部の接合面は、前記第１基板の主表面に平行な平面上で第１方向に延在し、かつ前記平面上で前記第１方向に垂直な方向に等しい間隔で配列された同一の溝幅の複数の溝部による凹凸の第１嵌め合い構造を備え、
前記第２接合部の接合面は、前記第２基板の主表面に平行な平面上で第２方向に延在し、かつ前記平面上で前記第２方向に垂直な方向に等しい間隔で配列された同一の溝幅の複数の溝部による凹凸の第２嵌め合い構造を備え、
前記第１接合部の接合面と前記第２接合部との接合面は、前記第１嵌め合い構造と前記第２嵌め合い構造とを嵌合して接合されることを特徴とする接合構造。
【請求項６】
請求項５記載の接合構造において、
前記第１接合部の嵌め合い構造は、前記第１方向に垂直な断面の表面形状が二次元平面波状の凹凸とされ、
前記第２接合部の嵌め合い構造は、前記第２方向に垂直な断面の表面形状が二次元平面波状の凹凸とされていることを特徴とする接合構造。
【請求項７】
請求項５または６記載の接合構造において、
前記第１接合部の嵌め合い構造は、前記嵌め合い構造の表面の静止摩擦係数の逆正接以上の傾斜面を備え、
前記第２接合部の嵌め合い構造は、前記嵌め合い構造の表面の静止摩擦係数の逆正接以上の傾斜面を備えることを特徴とする接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装時に用いる接合構造およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩやＭＥＭＳデバイスの作製において、チップを対となるチップ、あるいはチップへ分割する前のウェハに張り合わせるチップ実装技術が広く利用されている（非特許文献１参照）。これらのチップ実装技術は、「Chip on chip (CoC)」,「 Chip on Wafer (CoW)」などと呼ばれている。
【０００３】
上述したチップ実装技術では、例えば、チップ面に形成したバンプなどの突起状の構造、あるいは板状または気密シールを兼ねたリング状の凸構造からなる接合部を介し、チップ同士で張り合わせ、電気的接続と構造的接合を行うようにしている。このようなチップ実装技術では、従来のワイヤボンディングによる実装技術と比較した場合、周辺部の配線（ワイヤボンディング）スペースが不要であり、チップサイズを小さくすることが可能となる。
【０００４】
ところで、光デバイスやＭＥＭＳデバイスなどの技術では、素子間の位置関係の誤差で性能が大きく変動する。このため、上述したチップ実装技術を、光デバイスやＭＥＭＳデバイスなどに適用する場合、実装時の位置合わせ精度が重要となる。チップ実装時の精度を向上させる技術として、高精度実装機を用い、目標精度を達成するまでチップ同士の近接と位置確認を繰り返し行うことで、精度を高める方法がある（特許文献１参照）。
【０００５】
また、実装時の位置合わせにおいて、チップを作製するウェハプロセスの段階において接合部とは別に、エッチングやめっきなどにより、傾斜を持った嵌め合い構造を形成し、実装ずれを機械的に補正する方法も提案されている（特許文献２参照）。この技術では、チップ同士を対応する嵌め合い構造の部分で位置合わせを行うことで、実装を行う。このとき、互いの嵌め合い構造が、わずかに位置ずれした状態で配置されても、嵌め合う方向に荷重を印加すれば、嵌め合い構造の傾斜面が互いに滑りあい、嵌め合いの位置まで移動して停止する。この後、接着剤やはんだ等の方法で接合を行えば、互いに位置合わせがされた状態で実装が行える。
【０００６】
特許文献２の技術によれば、特許文献１に比較して、繰り返し位置合わせなどの特別な操作が必要なく、より精度の低い安価な実装装置で実施することができ、コストをかけることなく、また、実装に要する時間を短縮することが可能となる。このため、嵌め合い構造により位置合わせを行う実装は、大量生産に適した高精度実装法として大きな利点を持つ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−０９６０５７号公報
【特許文献２】特開平０７−０７７６３４号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】K. Tanida, M. Umemoto, Y. Tomita, M. Tago, R. Kajiwara, Y. Akiyama, and K. Takahashi, "Au bump interconnection with ultrasonic Flip-Chip bonding in 20 μm Pitch", Japanese Journal of Applied Physics, vol.42, pp.2198-2203, 2003.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した嵌め合い構造の形成では、ウェットプロセスや、エッチングプロセス，プラズマプロセスなどウェハプロセスレベルでの加工が必要とされている。このため、表面の光学特性に関して高い精度を要求される光学デバイス、微小な懸架構造を持つＭＥＭＳデバイスなどの繊細なデバイスの作製においては、プロセス設計時に、上述した加工によるデバイスへのダメージを個別に考慮する必要がある。
【００１０】
特に、５０μｍ程度以上のチップ間高さ（距離）が必要なＭＥＭＳデバイスの場合には、嵌め合い構造形成時に、より大きな段差の表面加工、もしくは、より大きな高さを得るための厚膜めっき処理などを行う必要がある。このため、嵌め合い構造を形成するためには、数μｍ程度の素子膜厚であるＭＥＭＳデバイスに比べてより長い加工時間を必要とし、デバイスへダメージを与える可能性が大きくなる。
【００１１】
また、前述したように、「Chip on chip (CoC)」などの実装技術においては、チップの更なる縮小化を目的としており、例えば、周辺部のワイヤボンディングのための配線領域の削減などを行っている。これに対し、上述したように、嵌め合い構造を用いる場合、この嵌め合い構造を形成するための新たな領域を必要とするため、チップの縮小化に反することになる。
【００１２】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、より小さなチップの実装に適用でき、また、チップに形成されているデバイスにダメージを与えることなく、嵌め合い構造により実装時の位置合わせができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る接合構造は、第１基板および第１基板に実装する第２基板と、第１基板の主表面の位置合わせ箇所に形成された上面を接合面とする第１接合部と、第２基板の主表面の位置合わせ箇所に形成された上面を接合面とする第２接合部とを備え、第１接合部の接合面は、第１基板の主表面に平行な平面上で第１方向に延在し、かつ平面上で第１方向に垂直な方向に等しい間隔で配列された同一の溝幅の複数の溝部による凹凸の第１嵌め合い構造を備え、第２接合部の接合面は、第２基板の主表面に平行な平面上で第２方向に延在し、かつ平面上で第２方向に垂直な方向に等しい間隔で配列された同一の溝幅の複数の溝部による凹凸の第２嵌め合い構造を備え、第１接合部の接合面と第２接合部との接合面は、第１嵌め合い構造と第２嵌め合い構造とを嵌合して接合されるものである。
【００１４】
上記接合構造において、第１接合部の嵌め合い構造は、第１方向に垂直な断面の表面形状が二次元平面波状の凹凸とされ、第２接合部の嵌め合い構造は、第２方向に垂直な断面の表面形状が二次元平面波状の凹凸とされていればよい。
【００１５】
上記接合構造において、第１接合部の嵌め合い構造は、嵌め合い構造の表面の静止摩擦係数の逆正接以上の傾斜面を備え、第２接合部の嵌め合い構造は、嵌め合い構造の表面の静止摩擦係数の逆正接以上の傾斜面を備えるようにすればよい。
【００１６】
また、本発明に係る接合構造の製造方法は、第１基板の主表面の位置合わせ箇所に上面を接合面とする第１接合部を形成する第１工程と、第１基板に実装する第２基板の主表面の位置合わせ箇所に上面を接合面とする第２接合部を形成する第２工程と、第１接合部の接合面に、第１基板の主表面に平行な平面上で第１方向に延在し、かつ平面上で第１方向に垂直な方向に等しい間隔で配列された同一の溝幅の複数の溝部による凹凸の第１嵌め合い構造をインプリント法により形成する第３工程と、第２接合部の接合面に、第２基板の主表面に平行な平面上で第２方向に延在し、かつ平面上で第２方向に垂直な方向に等しい間隔で配列された同一の溝幅の複数の溝部による凹凸の第２嵌め合い構造をインプリント法により形成する第４工程とを備え、第１接合部の接合面と第２接合部との接合面は、第１嵌め合い構造と第２嵌め合い構造とを嵌合して接合される。
【００１７】
上記接合構造の製造方法において、第１基板の主表面および第２基板の主表面の各々に嵌め合い構造形成時の位置合わせ用の位置合わせ凹部を形成する第５工程を備え、第３工程では、インプリント法で用いる鋳型基板の位置合わせ部に設けられた弾性部材からなる球体を第１基板の位置合わせ凹部に配置させ、鋳型基板を第１基板に押し付けて球体を変形させてインプリント法を実施し、第４工程では、インプリント法で用いる鋳型基板の位置合わせ部に設けられた球体を第２基板の位置合わせ凹部に配置させ、鋳型基板を第２基板に押し付けて球体を変形させてインプリント法を実施すればよい。
【００１８】
上記接合構造の製造方法において、第１接合部の嵌め合い構造は、第１方向に垂直な断面の表面形状が二次元平面波状の凹凸とし、第２接合部の嵌め合い構造は、第２方向に垂直な断面の表面形状が二次元平面波状の凹凸とすればよい。
【００１９】
上記接合構造の製造方法において、第１接合部の嵌め合い構造は、嵌め合い構造の表面の静止摩擦係数の逆正接以上の傾斜面を備える状態に形成し、第２接合部の嵌め合い構造は、嵌め合い構造の表面の静止摩擦係数の逆正接以上の傾斜面を備える状態に形成すればよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したことにより、本発明によれば、より小さなチップの実装に適用でき、また、チップに形成されているデバイスにダメージを与えることなく、嵌め合い構造により実装時の位置合わせができるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における接合構造を説明するための構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態における接合構造の製造方法を説明するための構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における接合構造を説明するための構成図である。図１の（ａ）は、接合構造の構成を模式的に示す断面図、（ｂ），（ｃ）は、接合構造の一部を示す斜視図、（ｄ），（ｅ）は、接合構造の一部を示す断面図、（ｆ）は、接合構造の一部を示す平面図である。
【００２３】
この接合構造は、まず、第１基板１０１および第１基板１０１に実装する第２基板１２１を備える。また、第１基板１０１は、第１基板１０１の主表面の位置合わせ箇所に形成された上面を接合面とする第１接合部１０４を備える。同様に、第２基板１２１は、第２基板１２１の主表面の位置合わせ箇所に形成された上面を接合面とする第２接合部１２４を備える。第１嵌め合い構造１０５と第２嵌め合い構造１２５とは、一方が他方に形状を転写した関係となっていればよい。
【００２４】
また、第１接合部１０４および第２接合部１２４は、第１基板１０１および第２基板１２１の各々において、対応する位置合わせ箇所に形成されていればよい。言い換えると、対応する第１接合部１０４と第２接合部１２４とを、第１嵌め合い構造１０５と第２嵌め合い構造１２５とを嵌合させて接合させることで、第１基板１０１と第２基板１２１との位置合わせができるように、第１接合部１０４と第２接合部１２４とを配置すればよい。
【００２５】
第１基板１０１は、例えばシリコン（Ｓｉ）などの半導体から構成されている。また、第１基板１０１の上には、チタン（Ｔｉ）からなるＴｉ密着層１０２を介して金（Ａｕ）からなるＡｕ薄膜パッド１０３が形成されている。Ａｕ薄膜パッド１０３の上に、第１接合部１０４が形成されている。同様に、第２基板１２１は、例えばＳｉなどの半導体から構成されている。また、第２基板１２１の上には、Ｔｉ密着層１２２を介してＡｕ薄膜パッド１２３が形成されている。Ａｕ薄膜パッド１２３の上に、第２接合部１２４が形成されている。これらは、例えば「CoC」接合部を構成している。
【００２６】
また、第１接合部１０４の接合面は、第１基板１０１の主表面に平行な平面上で第１方向に延在し、かつ平面上で第１方向に垂直な方向に等しい間隔で配列された同一の溝幅の複数の溝部１５１による凹凸の第１嵌め合い構造１０５を備える。図１の（ｂ）に示すように、隣り合う溝部１５１の間は、第１方向（ｙ方向）に延在する線条の山部１５２となる。山部１５２も、第１方向に垂直な方向（ｘ方向）に等しい間隔で配列されている。第１嵌め合い構造１０５は、傾斜を持った周期的な凹凸形状が二次元平面波状に形成されているものと言える。
【００２７】
同様に、第２接合部１２４の接合面は、第２基板１２１の主表面に平行な平面上で第２方向に延在し、かつ平面上で第２方向に垂直な方向に等しい間隔で配列された同一の溝幅の複数の溝部による凹凸の第２嵌め合い構造１２５を備える。隣り合う溝部の間は、第２方向に延在する線条の山部となる。第２嵌め合い構造１２５も、傾斜を持った周期的な凹凸形状が二次元平面波状に形成されているものと言える。
【００２８】
上述したように構成した第１接合部１０４の接合面と第２接合部１２４との接合面は、第１嵌め合い構造１０５と第２嵌め合い構造１２５とを嵌合して接合されるものとなる。言い換えると、第１嵌め合い構造１０５と、第２嵌め合い構造１２５とは、互いに嵌合可能な形状とされていればよい。例えば、図１の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に例示するように、第１嵌め合い構造１０５，第２嵌め合い構造１２５の、第１方向（第２方向）に垂直な面の断面形状は、ｓｉｎ波形状，連続した半円形状などの周期関数で表される形状であればよい。また、第１嵌め合い構造１０５，第２嵌め合い構造１２５の、第１方向（第２方向）に垂直な面の断面形状は、図１の（ｅ）に示すように、接合部１０４ａの嵌め合い構造１０５ａを三角波形状とするとよりよい。
【００２９】
また、第１接合部１０４および第２接合部１２４は、第１嵌め合い構造１０５および第２嵌め合い構造１２５を嵌合させた状態で、両者が直接接合可能な材料から構成されているとよい。例えば、第１接合部１０４および第２接合部１２４は、Ａｕから構成されていれば、大気中であっても、自然酸化膜などが形成されないので、所定の圧力を印加することで直接接合させることが可能である。また、第１接合部１０４および第２接合部１２４は、銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），アルミニウム（Ａｌ）などの金属であっても、例えば、いわゆる真空処理装置内で、接合面をプラズマで処理して自然酸化膜などを除去した後、嵌合させて所定の圧力を印加させることで、直接接合させることが可能である。
【００３０】
ここで、第１嵌め合い構造１０５，第２嵌め合い構造１２５の形状について説明する。まず、第１接合部１０４と第２接合部１２４との位置合わせ状態が、ある程度ずれて入れも、第１嵌め合い構造１０５と第２嵌め合い構造１２５とを当接させたときに、傾斜面において互いに滑りを起こして嵌合すれば、位置ずれの状態を解消させることができる。従って、嵌合構造の表面では、滑りを起こす状態であることが重要となる。
【００３１】
一般に傾斜を持つ２つの面に対し、鉛直方向に荷重が印加された際、面間の滑りが発生するか否かは、２面間の静止摩擦係数、および傾斜角度によって一意に決定する。このため、嵌め合い構造が荷重を受けた際、滑りを起こすためには接触点の傾斜角度がある角度以上となる必要がある。
【００３２】
例えば、図１の（ｄ），（ｅ）に示すように、傾斜角θ１，θ２は、嵌め合い構造の表面の静止摩擦係数をμ0としたときａｒｃｔａｎ(μ0)で表される。嵌め合い構造をＡｕから構成した場合、嵌め合い構造の表面の静止摩擦係数は、μ0＝０．４９より、この角度は２６°となる。ここで、嵌め合い構造の断面形状より、第１嵌め合い構造１０５と第２嵌め合い構造１２５とが嵌め合いを起こした場合、また、嵌め合い構造１０５ａと嵌め合い構造１２５ａとが嵌め合いを起こした場合、接触点の傾斜角が２６°を超える範囲、すなわちこの構造で補正可能な最大誤差ｄ１，ｄ２を求める。
【００３３】
例えば、図１の（ｄ）に示すように、断面形状を以下の式（１）で示される、周期ｐ，振幅ｄ0／２のｓｉｎ関数とした場合、最大誤差ｄ１は、以下の式（２）で示されるものとなる。
【００３４】
【数１】
2014239131.tif 000003
【００３５】
具体的に、ｐ＝１０μｍ、ｄ0＝４μｍとし、断面形状を上述したｓｉｎ関数とした場合、ｄ１≒３．８μｍとなる。従って、この寸法とした断面形状ｓｉｎ関数の第１嵌め合い構造１０５と第２嵌め合い構造１２５との嵌め合いにより実装を行った場合、最大３．８μｍの誤差が補正できるようになる。このように、各接合部の嵌め合い構造は、嵌め合い構造の表面の静止摩擦係数の逆正接以上の傾斜面を備える状態に形成しておくことで、第１基板と第２基板との間の、ある程度の位置ずれの状態を解消することができる。なお、この傾斜面は、基板より離れる側の上方より接合部上部の接合面を見た場合、見込める状態となっていることは言うまでもない。
【００３６】
また、例えば、図１の（ｅ）に示すように、断面形状を以下の式（３），（４）で示される、周期ｐ，振幅ｄ0／２の三角波とした場合、最大誤差ｄ２は、以下の式（５）で示されるものとなる。
【００３７】
【数２】
2014239131.tif 000004
【００３８】
ところで、図１の（ｆ）の平面図に示すように、チップ１１０の周辺部に、接合部１１２および接合部１１３を配置すればよい。チップ１１０は、平面視で正方形とされ、向かい合う互いに平行な２組の辺から構成されている。一方の組の２辺の側の周辺部に接合部１１２が配列されている。また、他方の組の２辺の側の周辺部に接合部１１３が配列されている。
【００３９】
接合部１１２の溝部の延在方向は、一方の組の２辺の延在方向に平行とされている。また、接合部１１３の溝部の延在方向は、他方の組の２辺の延在方向に平行とされている。従って、接合部１１２の溝部の延在方向と、接合部１１３の溝部の延在方向とは、互いに垂直な関係となっている。このように構成することで、一方の組の２辺の延在方向（ｘ軸方向）と、他方の組の２辺の延在方向（ｙ軸方向）の両軸について、上述したようなチップの位置合わせ時における誤差が補正（解消）できるようになる。
【００４０】
また、チップ１１０の上には、後述する嵌め合い構造形成のためのインプリント時の位置合わせのための、凹部１１４を形成しておくとよい。凹部１１４は、平面視円形の円筒形状でもよく、また、半球形状でもよい。また、凹部１１４は、平面視矩形の直方体状であってもよい。また、深さは、５μｍ程度であればよい。後述するように、インプリントに用いる鋳型基板に形成された弾性部材から構成された凸部（球体部）に対応する箇所に凹部１１４を形成しておけば、凸部を凹部１１４に嵌合させれば、鋳型基板とチップ１１０とを位置合わせすることができる。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態における接合構造の製造方法について図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態における接合構造の製造方法を説明するための構成図である。図２では、途中工程における断面の状態を模式的に示している。
【００４２】
まず、図２の（ａ）に示すように、第１基板２０１の主表面の位置合わせ箇所に上面を接合面とする第１接合部２０４を形成する（第１工程）。例えば、第１基板２０１は、Ｓｉなどの半導体から構成されている。また、第１基板２０１の上には、Ｔｉ密着層２０２を介してＡｕ薄膜パッド２０３を形成し、Ａｕ薄膜パッド２０３の上に、第１接合部２０４を形成する。
【００４３】
例えば、スパッタ法や蒸着法などにより、第１基板２０１の上にまずＴｉを堆積し、この上にＡｕを堆積することで、Ｔｉ密着層２０２およびＡｕ薄膜パッド２０３を形成すればよい。Ｔｉ密着層２０２は層厚０．１μｍ程度とし、Ａｕ薄膜パッド２０３は、膜厚０．１μｍ程度とすればよい。なお、第１基板２０１の上には、図示しない領域に、ＭＥＭＳ構造体、光学発光素子、トランジスタ、抵抗、容量、配線などから構成された集積デバイスなど、チップ機能部が形成されている。
【００４４】
第１接合部２０４は、例えば、Ａｕからなるバンプである。例えば、よく知られたワイヤボンディング装置を用い、Ａｕワイヤ先端に放電して金属を溶融させボールを形成した後、超音波を印加した状態で所定の圧力で形成したボールをＡｕ薄膜パッド２０３の所定箇所に押し付けることで、第１接合部２０４を形成する。この形成時には、第１基板２０１を１５０℃程度に加熱しておくとよい。第１接合部２０４は、平面視の直径を、１０μｍ程度から１５０μｍ程度とすればよい。
【００４５】
なお、第１基板２０１には、後述する鋳型基板２２１との位置合わせのための位置合わせ凹部２０５を形成する。位置合わせ凹部２０５は、鋳型基板２２１の位置合わせ部２２３に対応した箇所に形成する。例えば、よく知られたフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により凹部２０５を形成すればよい。チップ機能部と同時に形成すればよい。凹部２０５の形成は、チップ機能部に損傷を与えないように形成する。また、凹部２０５は、例えば、平面視円形の円筒形状とすればよい。凹部２０５は、半球形状でもよい。また、凹部２０５は、平面視矩形の直方体状であってもよい。また、凹部２０５は、深さは、５μｍ程度であればよい。
【００４６】
また、図２の（ｂ）に示すように、鋳型基板２２１を用意する。鋳型基板２２１には、嵌め合い構造を形成するための凹凸からなる型部２２２が形成されている。型部２２２は、例えば、鋳型基板２２１の表面に平行な平面で、同一の方向に延在してこの延在方向に垂直な方向に等しい間隔で配列された同一の溝幅の複数の溝部による凹凸から構成されている。凹凸は、ｚ方向に形成される。また、鋳型基板２２１の位置合わせ部２２３には、接着剤２２４により弾性部材からなる球体２２５が固定されている。
【００４７】
次に、図２の（ｃ）に示すように、平板２３１を第１接合部２０４の上面（接合面）に押し付けて、平坦化する。例えば、４５０℃以下の温度条件で、Ｓｉからなる平板２３１の平坦面を第１接合部２０４の上面（接合面）に押圧させて変形させることで、第１接合部２０４の上面を平坦面とする。押圧する荷重は、１つの第１接合部２０４あたり１Ｎ以下程度でよい。形成する平坦面の直径は、１０μｍ程度から１２０μｍ程度とすればよい。
【００４８】
次に、図２の（ｄ）に示すように、鋳型基板２２１の位置合わせ部２２３に設けられた球体２２５を第１基板２０１の位置合わせ凹部２０５に配置させる。この結果、第１基板２０１上に形成されている各第１接合部２０４の上面に、鋳型基板２２１の各型部２２２が配置された状態となる。
【００４９】
次に、図２の（ｅ）に示すように、鋳型基板２２１を第１基板２０１に押し付け、型部２２２の形状を第１接合部２０４の上面に転写する。このとき、球体２２５は押しつぶされるように変形する。この後、鋳型基板２２１を離型すれば、図２の（ｆ）に示すように、型部２２２の形状が第１接合部２０４の上面（接合面）に転写され、第１嵌め合い構造２０６が形成された状態となる。第１嵌め合い構造２０６は、第１基板２０１の主表面に平行な平面上で第１方向に延在し、かつ平面上で第１方向に垂直な方向に等しい間隔で配列された同一の溝幅の複数の溝部による凹凸を備えるものとなる。
【００５０】
上述したインプリント法による鋳型基板２２１の第１基板２０１に対する押し付けでは、１つの第１接合部２０４あたり１０Ｎ以下程度でよい。前述した平坦部形成時の荷重よりも大きい方が望ましい。
【００５１】
なお、第１基板２０１に実装する第２基板（不図示）においても、上述同様に、第２接合部を形成し、第２接合部の接合面に、第２基板の主表面に平行な平面上で第２方向に延在し、かつ平面上で第２方向に垂直な方向に等しい間隔で配列された同一の溝幅の複数の溝部による凹凸の第２嵌め合い構造をインプリント法により形成すればよい。例えば、第１嵌め合い構造２０６を形成するための型部２２２の形状が、第２接合部における第２嵌め合い構造の形状であり、第２嵌め合い構造を形成するために用いる型部の形状が、第１嵌め合い構造２０６の形状である。従って、第１接合部２０４の接合面と第２接合部との接合面を、第１嵌め合い構造と第２嵌め合い構造とを嵌合して接合させることができるようになる。
【００５２】
以上に説明したように、本発明によれば、接合部の接合面に嵌め合い構造を形成するようにしたので、より小さなチップの実装に適用できるようになる。また、本発明によれば、嵌め合い構造をインプリント法により形成するようにしたので、チップに形成されているデバイスにダメージを与えることなく、嵌め合い構造が形成でき、嵌め合い構造による実装時の位置合わせができるようになる。また、インプリント法によれば、一度型基板を作製すれば、深掘りエッチングやウェットプロセスなど加工量の大きいウェハプロセスを必要とせず、嵌め合い構造が簡便に形成できる。
【００５３】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
【符号の説明】
【００５４】
１０１…第１基板、１０２…Ｔｉ密着層、１０３…Ａｕ薄膜パッド、１０４…第１接合部、１０４ａ…接合部、１０５…第１嵌め合い構造、１０５ａ…嵌め合い構造、１１０…チップ、１１２，１１３…接合部、１１４…凹部、１２１…第２基板、１２２…Ｔｉ密着層、１２３…Ａｕ薄膜パッド、１２４…第２接合部、１２５…第２嵌め合い構造、１２５ａ…嵌め合い構造、１５１…溝部、１５２…山部。
【図１】
2014239131.tif 000005
【図２】
2014239131.tif 000006