(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と集積回路チップとを相互接続基板を介して電気的に結合する相互接続用ポストの製造方法であって、
前記相互接続基板の第一面と第二面に形成されたパッド上における前記ポストが形成される近傍に半田体を被着する工程と、
該相互接続基板の該第一面と第二面とにスペーサ層を被着する工程と、
該スペーサ層上にマスク層を被着する工程と、
該マスク層の所定領域の下に存在する該スペーサ層を露出する工程と、
露出した該スペーサ層を除去し、所定の領域に該パッドを露出するエッチング工程と、
該スペーサ層を除去する工程と、
該パッドの露出した所定の領域に導電材料を被着する工程と、
該半田体を加熱して該第一面と第二面に近接して該ポストの底面の周りに半田をリフローさせて縁帯を形成する工程と、
によって形成されること特徴とする相互接続用ポストの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、集積回路（ＩＣ）チップと支持基板とを電気的および機械的に相互接続する構造に関し、本構造によりＩＣチップと「外界」換言すれば他のＩＣチップ、あるいは他のデバイスとの間で信号を授受し、またＩＣチップに電力を供給するものである。更に、本発明は、このような相互接続構造に用いられる相互接続用ポストの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路と支持基板あるいは主基板とを電気的、機械的に接続するには多様なる手段が知られている。この目的を達成する一般的な手段としてはそれぞれの面が平行なる関係にあるＩＣチップと支持基板の上に半田バンプを設ける。その一例としてＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｏｌｌａｐｓｅｄ  Ｃｈｉｐ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ、略して「Ｃ４」または「Ｃ４」法と呼ばれる方法がある。チップはその活性面即ち集積回路素子が形成された主面を支持基板とは反対側に向くように、あるいは「フリップチップ」の場合は対面するように支持基板に搭載される。前者の場合、チップの活性素子からの信号線および電源線はチップの先ず周辺部に引き出され、しかる後支持基板とはワイヤボンドあるいはＴＡＢ回路により接続される。後者のフリップチップ配置の場合は、ＩＣチップの活性素子面上に設けられた導電性パッドと支持基板上の半田バンプとが接続される。通常フリップチップ接続は一チップ当りの相互接続箇所が非常に多くなった場合、他の接続法に比べて有利である。ＩＣチップは対応する半田バンプを溶融することにより支持基板に接着保持される。このような半田バンプの寸法は標準的には高さ  ３．２  ｍｉｌ  （８０μｍ）  、直径  ５  ｍｉｌ  （１２５μｍ）  である。接着に際しては二つの対向する半田バンプが位置整合するように配置し、ＩＣチップと主基板との間を一つの半田バンプを形成して接続するごとく溶融する。溶融せる半田バンプのアスペクト比、即ちその高さとその幅（直径）との比は１〜２  と小さい値となる。
【０００３】
各半田バンプ接続は、温度変動およびＩＣチップの動作時チップと支持基板間の熱膨張係数の差により発生する機械的せん断応力に耐え得ることが必要である。特にＩＣチップと支持基板が高温にさらされた時、これらは異なった割合で膨張して異なった寸法となる。その際半田バンプ接続に機械的応力を発生する。熱サイクルを多数回繰り返したり、あるいはきびしい熱変化を受けると溶融半田バンプには疲労を発生しクラックを生じる。これは溶融半田バンプの導電性を低下させたり導電性を破壊する。通常クラックは溶融半田バンプの底面の角あるいは端部に発生する。ＩＣ製造に多く使用される半田では疲労に対する抵抗が弱いこと、溶融半田バンプのアスペクト比が小さいことによってクラックは加速される。後者のアスペクト比については、アスペクト比が小さくなる程溶融半田バンプの剛性は増大し、半田バンプの中央断面部で加えられた応力を吸収して撓みを生ずる寸法が小となる。
【０００４】
熱応力を軽減するためＩＣチップと支持基板はしばしば膨張係数の非常によく合った材料を使用し、高温にさらされても殆ど同一の寸法を保って膨張するような構造とする。しかしながら、それでもＩＣチップは電源オンの都度熱応力が発生する。チップに電源をオンするとＩＣチップと支持基板との間に大きな過渡的な温度差が発生し、これは支持基板の温度がＩＣチップとほぼ同じになるまで続く。このようにＩＣチップと支持基板の熱膨張係数が非常によく合った場合でも高性能コンピュータチップでは一般的に行なわれる高温動作、電源のオンオフ動作では半田バンプにクラックを発生し、機械的電気的信頼性が低下する。このことは将来コンピュータが更に小さい容積でより多くの電力を消費してその際大きい熱応力を発生する設計となるので大きい問題となる。
【０００５】
溶融半田バンプの疲労問題と取り組む一つの方法としてＢＩＰ（Ｂｏｎｄｅｄ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）  法がある。ＢＩＰ法ではボンディング材料に容易に疲労しない金（Ａｕ）を用い、アスペクト比が大きくなる構造とする、その代表的な値として４−８を用いる。（アスペクト比は通常、その構造の高さを幅で割った比で定義される）。一個のＢＩＰ接続を形成するにはＩＣチップのパッド上にピン状の突起を頂部に設けた金ボールを形成する。ピン状の突起をもつ金ボール構造は、中空の先端部（チップ）を備えた熱圧着ボンダを使用する場合と同一の方法で製作される。ピンとボールを製作には熱圧着ボンダの先端部をＩＣチップのパッドと接触させて先ず金ボールをパッド上に射出してボンドを形成し、ボンダの先端を表面から引き上げて線を露出させその線を所定の長さに切断することにより製作する。ＢＩＰ法による相互接続の形成には金のピン部を支持基板上の融けた半田バンプに接触させることにより行なう。この時半田は金の周囲に流れこみ硬い機械的接続を形成する。この場合通常金ボールとピンは固体のままで留まり半田バンプと融合したり融け込むことはない。金ピンはＩＣチップと支持基板の間にあって隔離スペーサの働きをすることによりＢＩＰ法のアスペクト比を大きくする。しかしある条件のもとでは金が半田に融け込み、あるいは半田と反応する事が起こり得るが、この場合半田の支持能力は低下する。また金−錫の金属化合物は接続部を脆くする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＢＩＰ法は高いアスペクト比をもち且つ接続部の一端に金を用いることにより信頼性を高めるが、接続端子が非常に多いＩＣチップを支持基板に接続する用途には多くの欠陥がある。先ず第一に、ＢＩＰ法では圧着ボンダのチップ端をＩＣチップに接触させ、現実にはＩＣチップを押さえつけて作業することになるので破壊的な工程である。この工程ではＩＣチップに対してかなり大きな力を与えるのでボンダのチップ端が接触しているパッドの下にあるトランジスタ等の活性回路素子を破壊することが起こる。（パッドは十分大きいのでパッド自身が破壊されることはない）。集積密度が低い集積回路（ＬＳＩ）ではＩ／Ｏパッドを活性回路素子上に配置されないように活性回路を配置する事が可能である。しかしながら高性能コンピュータに用いる集積密度が高い集積回路（ＶＬＳＩおよびＵＬＳＩ）ではＩ／Ｏパッドは、しばしば活性回路素子上に配置される。用途によっては金ボールとピンは支持基板の方に設けられるがしばしば支持基板にも回路が設けられていてこれが熱圧着ボンダにより損傷を受けることがある。
【０００７】
第二の不利益なる点として、高密度デバイスに要求される相互接続箇所の数が多くなると、必要なるＢＩＰボンドの数も多くなることである。一つのボンドを形成する度に圧着ボンダはチップと接触してこれに圧力を加えるので損傷あるいは疲労を与える危険がある。この危険はボンドの数と共に増大しＢＩＰ工程での歩留まりを低下させる。上記二点の欠点を考慮するとＢＩＰ法は現在使用されている形態では多くの高密度ＩＣチップでは用いられない。更にこの点に関してはチップ当りのＩ／Ｏパッド数は更に増大を続けることが予想される。
【０００８】
第三のＢＩＰ法の不利益点としてＢＩＰ法で形成し得る金ボールの最大数は１秒当り３個である。代表的なＵＬＳＩ回路の平均的なＩ／Ｏパッド数は５００に近付いているので、一個のＩＣチップを支持基板にボンディングするのに一台の熱圧着ボンダで約３分かかることになる。将来のコンピュータ装置ではＩ／Ｏパッド数は優に１０００を越えることが予想される。これによって一個のＩＣチップ当りのＢＩＰ法の準備時間が５分以上かかることになる。更に高性能コンピュータ装置においてＢＩＰ接続を必要とするＩＣチップの数は１００程度より優に１０００を越すことが予想される。このような将来傾向より高性能コンピュータ装置を製造するのにＢＩＰ法の適用は商業的に成り立つのか危惧されている。
【０００９】
第四のＢＩＰ法の不利益として熱接触工程で金は半田に溶解可能であることがあげられる、このことは金が半田と化合物を形成して半田の保持能力を著しく劣化させる。この劣化はＢＩＰ接続の信頼性およびＢＩＰ接続を用いるシステムの信頼性を低下させる。
【００１０】
溶融半田バンプの疲労問題を解決する他の方法としてＵＮＩＡＸ接続方式がある。このＵＮＩＡＸ接続方式はＢＩＰ法の上記不利益を解決するように考えられたものである。ＵＮＩＡＸ法では複数の円筒状の相互接続ピンをポリマーフィルムのシートで保持する。各相互接続ピンはフィルム内の孔にピンの軸方向がフィルム面に垂直なるごとく配置される。フィルムの厚さはピンの軸方向の長さ（１００〜２００μｍ）とほぼ等しい。フィルムの各孔は、各ピンを小寸法で等しい寸法がフィルムの各面より突出するようにその軸長の中央部で保持している。ＩＣチップを支持基板に相互接続するにはフィルムをチップと基板の間に配置し、チップと基板を軽く押し付け合うごとく押さえつける。ＵＮＩＡＸピンをチップと基板の両面上の対応するパッド位置にくるよう配列し、また機械的にピンをチップと基板とに結合するのに半田が使われる。接続する前に半田をチップと基板のそれぞれに付着させるがそれには次の何れかの方法を用いる。シャドウマスクを通しての蒸着法、フォトリソグラフィ法でマスクを設けた後電気鍍金、金属のリフトオフ法、あるいは半田ペーストを用いたステンシル法あるいはシルクスクリーン法等の何れかによる。
【００１１】
ＵＮＩＡＸ法はＣ４法およびＢＩＰ法のいくつかの欠点を解決するのに成功し、また理論的には非常に多数の相互接続を可能にするが、しかしこの方法も多数の相互接続を行なうには使用を制約する欠点がある。ＵＮＩＡＸピンのアスペクト比は１−２程度である。この値は正規の動作条件で撓みを許さない非常に硬直なる接続を形成する。熱変形のバランスがはずれると応力を受けたＵＮＩＡＸピンはボンド不良を発生する。ポリマーフィルムは熱膨張、熱収縮に際してＵＮＩＡＸピンの撓みを制約する性質がある。その結果、熱サイクルによっておこされる機械的せん断変形はＵＮＩＡＸピンの軸方向に沿って分布することなく、何れかの端部の半田接続部に伝達される。その結果、ＵＮＩＡＸ法はＣ４半田バンプ法よりも信頼性が優れているという結果を示すことにはならない。ＵＮＩＡＸピンを用いて無半田圧縮接続が可能である。しかしながらこの場合の接続抵抗は、しばしば受け入れられない程度に高い。
【００１２】
このような欠点に加えて、Ｃ４、ＢＩＰ、ＵＮＩＡＸの相互接続法はＩＣチップ上に及び、または基板上に大面積、即ち通常は一辺１００μｍまたはそれ以上、あるいは直径１００μｍまたはそれ以上のボンディングパッドを必要とする。大面積のパッドはチップおよび基板に設ける相互接続の数を制限するのみならず、相互接続での寄生容量を増加させる。半導体技術、および回路基板技術で知られているごとくパッドの寄生容量はその面積と比例関係にある、また相互接続が電気信号を伝達する速度は寄生容量の増加と共に低下する。高性能コンピュータ装置の現在の傾向はチップ相互接続の密度を上げ電気信号の速度を上げる方向に向かっている。このような傾向は、Ｃ４、ＢＩＰ、ＵＮＩＡＸ技術が今後共高性能コンピュータに適用されるかについて懸念を投げかけている。
現在、その性能が溶融半田バンプを用いた非破壊的なボンディングに匹敵または陵駕する特性、およびＢＩＰ法の高い機械的、電気的信頼性に匹敵するかあるいは陵駕する特性、更に寄生容量が小で容易に製作可能であり、１ｃｍ平方のチップ面積当り支持基板との間で数１００から数１０００の相互接続を可能とする高密度、高速な相互接続構造が求められている。本発明はこの要求を満たすことを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、基板と集積回路チップとを相互接続基板を介して電気的に結合する相互接続用ポストの製造方法であって、前記相互接続基板の第一面と第二面に形成されたパッド上における前記ポストが形成される近傍に半田体を被着する工程と、該相互接続基板の該第一面と第二面とにスペーサ層を被着する工程と、該スペーサ層上にマスク層を被着する工程と、該マスク層の所定領域の下に存在する該スペーサ層を露出する工程と、露出した該スペーサ層を除去し、所定の領域に前記パッドを露出するエッチング工程と、該スペーサ層を除去する工程と、該パッドの露出した所定の領域に導電材料を被着する工程と、該半田体を加熱して該第一面と第二面に近接して該ポストの底面の周りに半田をリフローさせて縁帯を形成する工程と、によって形成されること特徴とする相互接続用ポストの製造方法、によって達成される。
【００１５】
【作用】
本発明は、従来技術で経験せるこれらの問題は、複数の電気伝導性（導電性）ポストを機械的に垂直に基板表面上に設けた相互接続構造で対応出来ることを示している。本発明は更に熱歪の影響は各ポストが大きいアスペクト比をもつことにより、また各ポストの一端または両端に配置して各ポスト長さ方向に沿って発生する機械的応力および歪の集中化を避けるための手段によって軽減出来ることをしめしている。更に本発明は上記の基板は支持基板でもよいし、ＩＣチップと主支持基板との間に配置された中間基板であってもよいことを示している。この場合電気伝導性ポストは中間基板の両面に配置される。更に本発明はこのような構造がＣ４法あるいはＢＩＰ法よりも信頼性が高く、またＢＩＰ法よりも低コストで量産され得る可能性を持っていることを示している。
【００１６】
広義に解釈すれば本発明の構造は基板と集積回路チップを電気的に結合するワイヤ相互接続構造、およびその製造方法を含んでいる。本発明のワイヤ相互接続構造は集積回路を接続するために基板上に配置される電導性ポストを含んでいる。そのポストは底面端部および上面端部をもつ延長体をもち、その底面を基板上に搭載する。ワイヤ相互接続構造は更に底面端部および上面端部のいずれかあるいは両方にポストの本体にそって発生する機械的応力を分散（非集中化）する手段を備えている。
【００１７】
本発明の一実施例ではポストの上面端部は支持基板の表面と平行平面をなし、殆ど平面構造てある。本発明の他の実施例においては上記応力の非集中化手段はポストの底面端部に存在する機械的応力を減少する機能をもち、基板表面に隣接してポストの底面端部を取り巻く周辺端部に半田の流れをつくる構造となっている。本発明の更に他の実施例では応力の非集中化手段はＩＣチップと結合するポストの上面端部に存在する応力を減少するとともに、その構造としてはＩＣチップの対面する半田バンプよりの半田の流れを防ぐ構造がポストの上面端部の付近に設けられることが望ましい。これは半田バンプがポストを被覆してアスペクト比が低下し熱による機械応力の増大をするのを防止するのに寄与する。本発明の実施例としてはポストの本体は底面端部が上面端部よりも小なる傾斜形状よりなり、これはＩＣチップとポストとを整合配置するの役立ち、また底面端部の半田流れと共にポストの端部での応力を分散している。
【００１８】
本発明は更に本発明によるワイヤ相互接続構造の実施例を実現するための方法を含んでいる。
従って、本発明は、
（１）  低容量、機械的強度が大、熱歪に対する抵抗大、且つ、高信頼性をもつ集積回路チップと支持基板との間の電気的相互接続構造。
（２）  集積回路チップと支持基板との間で高密度の相互接続配列構造。
（３）  集積回路チップとの接続は破壊的なボンディング技術を適用しないで集積回路チップの損傷の可能性を最小とするワイヤ相互接続配列。
（４）  支持基板あるいは中間基板上に配置される相互接続配列。
（５）  他の同様の配列と同時に製作可能であり大量生産によりコストを低下させ更に生産量を増加させることが可能なる配列。
（６）  集積回路チップと支持基板との間の相互接続構造としてチップを支持基板に位置合わせするのが容易なる構造。
を提供することにある。
【００１９】
また、本発明による相互接続構造は、半田付工程において互いに対抗する半田バンプが溶融半田バンプの表面エネルギーにより自己整合配列される構造とし、その接続工程での製造歩留まりの向上を図ることが行え、これら及びこれ以外の本発明の目的は、以下の本発明の詳細記述、付属図面および添付クレームにより当該技術分野の専門家には明かになるであろう。
【００２０】
【実施例】
以下本発明を図１〜図１３を参考に詳細に説明する。図１は本発明の参照符号１０で示すワイヤ相互接続構造の第１実施例の斜視図である。図１に示すごとく相互接続構造は基板１２と集積回路（ＩＣ）チップ７０と電気的および機械的に接続している。接続構造は電気信号を基板１２とＩＣチップ７０との間を結合するのに使用されるとともにＩＣに電源を供給するのにも使用される。構造１０は基板１２と相互接続柱１５を含み、接続柱１５は更に基板１２の第一面１３上に配置された電導性ポスト１４を含む。ポスト１４は集積回路チップ７０との接続を行なうもので、延長体１６、底面端部１７、上面端部１８を含んでいる。底面端部１７は基板１２の面１３上に搭載されている。ポスト１４は銅、ニッケル、コバルト、金、あるいはパラジュウム等の金属材料よりなることが望ましい。本発明の好ましい実施例としてはポスト１４の材料は銅よりなる。
【００２１】
本発明の好ましき実施例では上面端部１８は面１３とほぼ平行面をなす平坦面よりなる。また好ましき実施例においては、構造１０のポスト１４の延長体１６は上面端部１８と平行なる面での切断面はほぼ円形である。また上面端部１８と底面端部１７の各々はその断面は円形である。またポスト１４のアスペクト比、即ち長さ方向の寸法と底面端部１８の円形断面の直径の比は３．５より大きいことが望ましく、４〜８の範囲にある。
【００２２】
本発明の一実施例ではポスト１４は底面直径約１０μｍ、上面直径約１５μｍ、平均直径で約１２．５μｍであり高さは４０μｍから８０μｍの範囲で、一例として高さ６０μｍとなっている（アスペクト比６）。上記寸法は以下に述べる製法で容易に、且つ高信頼性をもって現時点で製作可能なる最大のアスペクト比を示す。４０μｍから８０μｍの高さは通常のチップ−基板間のワイヤ接続構造よりもはるかに短距離で、これによりインダクタンスは４２ｐＨ程度かあるいはそれ以下の低い値が得られる。これに比してＢＩＰ法ではインダクタンス約２５０ｐＨである。Ｃ４法ではインダクタンスは約５０ｐＨと似た値となるが、アスペクト比は既に述べたごとく小であり疲労による不良が多くなる。
【００２３】
本発明の好ましい実施例では相互接続柱１５は面１３とポスト１４の底面端部１７との間に底面パッド２０を含む。底面パッド２０は面１３上に搭載され、ポスト１４の底面端部１７は底面パッド２０上に搭載される。底面パッド２０は銅、ニッケル、コバルト、金、あるいはパラジュウム等の金属材料よりなることが望ましい。以下詳しく述べるが底面パッド２０はポスト１４を無電解メッキあるいは電解メッキ法で製作することを可能とし、また底面パッド２０の上面はポスト１４と同一の材料であることが望ましい。
【００２４】
オプションとして相互接続構造１０は基板１２内の電気信号をワイヤ相互接続柱１５に接続するため面１３上に微小ワイヤ５０を含んでもよい。ここで信号は例えば基板１２内の回路により発生したものでもよく、また他の相互接続構造により基板１２に接続された回路で発生したものでもよい。微小ワイヤ５０は相互接続柱１５の底面パッド２０と電気的に接続し更にポスト１４とつながっている。更に同様のものとして基板１２内のビアも用いられる。
【００２５】
微小ワイヤ５０の信号を集積回路チップ７０に伝達するためポスト１４は集積回路７０とリフロー可能な電導性材料よりなるバンプを通して接続される。（ここで使用される接続という単語は結合という広い意味を含み、ポスト１４、チップ７０等の部品を電気的に相互に結合させるか、あるいは、機械的に相互結合させるすべての方法を意味している。例えば、電気的接続とは直接ワイヤによる接続のみならず、ポスト１４とチップ７０間に電気的、機械的に結合する素子を挿入した容量結合も含むことを意図している。）
本発明の好ましき一実施例では、バンプ８０は半田材料を含み、この半田材料はポスト１４の溶融温度に比し比較的低い温度で繰り返しリフロー可能なものである。代表的な半田材料としては、以下に制約されるのでないが、鉛、錫、インジュウム、ガリウム、ビスマス、あるいは実現可能なこれらの合金を含む。これらの中でインジュウム、インジュウム合金、ビスマス、ビスマス合金が好ましい。その理由はこれらの材料は優れた機械的特性、低温（例えば−７０℃）での良好なる弾性、更にチップ７０の動作を阻止したりチップ上の回路をも破壊するα粒子放射特性が低い特性をもつことによる。
【００２６】
本発明の他の好ましき実施例においては、バンプ８０は導電性ポリマー材料を含む。代表的導電性ポリマー材料としては下記のものがあげられるが、これらに制約されるのでない、即ち導電性エラストーマ、金属含有（任意の量）熱可塑性プラスチック、金属含有エポキシ樹脂（銀含有樹脂、金属含有ポリイミード、金属含有エポキシポリイミード等）、導電性シリコーン基材料、金属被覆屈伏性プラスチック球、及び「Ｚ軸導電性」をもつた接着材、エラストーマ、プラスチック等の材料がある。このような導電性ポリマーの使用には、次のような利点がある。
【００２７】
第一にワイヤ相互接続構造を対応するチップまたは基板に取りつけるのに半田材料でしばしば必要とする半田フラックスあるいは仮止めボンド等を必要としない。
【００２８】
第二にこれらのポリマ材料の多くについてボンディング工程で減圧雰囲気を必要としない。これらの両者の利点はボンディング装置の複雑さを軽減し、環境上からも受入易い。
【００２９】
第三にこれらの低い弾性係数をもつポリマーは熱的歪みと応力を吸収することが可能である。
第四にこれらのポリマーの多くについては、毛細管現象によりポリマーがポストにそって這い上がる距離が小で容易に制御可能である。
【００３０】
第五にこれらの材料の多くは銅に対して悪い化学反応を起こさないので銅材料の上に保護用のニッケル被覆を必要としない。
本発明の半田材料によるバンプ８０を用いた一実施例においてはバンプ８０は最初直径２５μｍ、高さ５μｍの半球形の形状となっている。バンプ８０はチップ７０の表面上の金属パッド（図３の７５）上に設ける。パッドは直径約２５μｍで円形であることが望ましい。
【００３１】
導電性ポリマー材料よりなるバンプ８０を用いる本発明の実施例においてもバンプ８０はほぼ同様の初期寸法でよい。このようなバンプ寸法ではパッド面積は約５００μｍ２であり、この面積は現在Ｃ４、ＢＩＰ、ＵＮＩＡＸ相互接続で用いられているパッド面積に比して比率で１５分の１以下と小さい。その結果、相互接続柱１５のためのパッドに関連した寄生容量はＣ４、ＢＩＰ法による相互接続の場合の容量に比しておおよそ一桁小さくなる（約１６ｆＦ対約１６０ｆＦ）。相互接続柱１５の構造がより小さい寸法のパッドの使用を可能とし、これが更にＩＣチップ当りより高い信号伝送レートで、より多くの相互接続を可能としていることは評価されるべきである。
【００３２】
ポスト１４をバンプ８０に結合するにはポスト１４とバンプ８０の両者をバンプ８０の材料が半田の場合リフロー状態、ポリマー材料の場合は柔軟になる温度まで加熱する。ポスト１４の材料はバンプ８０の材料よりより高い溶融温度、あるいはリフロー温度を持つ材料であることが望ましい。この加熱工程においてはチップ７０と基板１２は、バンプ８０がポスト１４の頂部と接触するように互いに接近させる。更にこの工程においては基板１２とチップ７０との間に集積回路チップ７０の重さと同じ程度の軽い圧力（例えば０．５Ｎ／ｃｍ２以下）を加える。この加熱工程は窒素ガスに４−１０％の水素ガスを含むフォーミングガス雰囲気中でバンプ８０の材料の溶融点を越える温度にて実施することが望ましい。
【００３３】
バンプ８０の材料の溶融点に一旦到達するとバンプ８０はポスト１４の上面端部１８の周囲にリフローを開始する。一旦リフローすると基板１２と集積回路７０の温度を下げてバンプ８０をポスト１４の周りで凝固させて電気的、機械的結合を行なう。
【００３４】
図２は図１においてワイヤ相互接続構造の２−２線を含む垂直面での断面図である。図１で使用せる参照符号はそのまま図２でも同一の部分を示すのに使用される。図２ではポスト１４の特徴を詳しく示している。本発明の一実施例ではポスト１４は更に銅よりなる内部部品２４、これを囲むニッケルよりなる被覆層２５、ニッケル層２５の上に設けた酸化ニッケル層２６を含んでいる。ニッケル層２５は例えば１μｍかあるいはそれ以下の厚さで、酸化ニッケル層２６の厚さは０．１〜０．２μｍである。
【００３５】
図面ではこれらの層の厚さは見やすいように相対的に拡大して表わしている。酸化ニッケル層２６は本体１６の長さの方向に、ポスト１４の底面端部１７に近い点２８よりポスト１４の上面端部１８に近い点２７まで延びている。図２より明らかに点２７、２８のそれぞれはポスト１４の上面端部１７と底面端部１８の中間に位置し、点２８は点２７と底面端部１７との間にある。
【００３６】
ニッケル層２５はバンプ８０とポスト１４との間で起こる可能性のある半田と銅の化学反応を阻止する働きをする。よく知られているようにインジュウムは、ある条件で半田に融け込む。銅と不利な化学反応を起こさない半田材料を使用すれば、層２５としては他の材料でもよい、またなくともよい。層２５は半田と銅の相互反応を阻止すると共に銅よりなる内部部品２４の腐食を防ぐためにポスト１４の外面を非活性化する。
【００３７】
酸化層２６は半田に対する「ダム」の働きをする、即ちバンプ８０の半田が上面端部１８より底面端部１７の方向に流れるのを防ぐ。この半田ダムは点２７に位置しバンプ８０の半田がポスト１４の側面を覆うのを防止すると共にポスト１４の幅が増大し、ポスト１４のアスペクト比が小さくなるのを防止する。半田技術で知られているごとく大部分の半田は酸化層には容易に付着しないものである。酸化層２６による半田ダムはバンプ８０のマイグレーションを防ぎ、その直径の増大従ってポスト１４の剛性の増大を防止する。このようにして半田ダムはポスト１４の端部における機械的応力と歪の非集中化の機能を果たす。
【００３８】
図２に示すように相互接続柱１５は面１３に続く底面端部１７を囲む周辺端部１９を含む。相互接続柱１５の好ましき実施例では硬い材料よりなる縁帯２２が周辺端部１９に沿って設けられる。縁帯２２は半田を含むことが望ましい。縁帯２２の半田としては錫（Ｓｎ）６３％、鉛（Ｐｂ）３７％の合金があげられる。
【００３９】
縁帯２２は底面パッド２０の部分と、ポスト１４の底面端部１７に近い部分とで接触していて、ポスト１４と底面パッド２０間に延びる外面をもち凹面であることが望ましい。縁帯２２は端面１７より点２８までポスト１４上に延びている。一実施例では点２８は底面端部１７より３μｍ離れている。縁帯２２は一方底面パッド２０上を点２９まで延びている。上記実施例では点２９は底面端部１７の周辺端部１９より３μｍ離れている。
【００４０】
縁帯２２はポスト１４が曲げられたときに端部１７と底面パッド２０との接続点で起こる機械的応力と歪の集中を防ぐのに役立つ。例えば、チップ７０により面１３に平行なる力が上面端部１８においてポスト１４の右側に加えられると、ポスト１４は端部１８が静止の状態より左側にずれるよう屈折する。このような方法で屈折すると、力は縁帯２２に伝達されこれが広い面積に力を分布する、これにより底面端部１７が底面パッド２０より離れるのを防ぐ。伝達された力は縁帯２２の上部左側点２８の近傍と縁帯２２の底部左側点２９の近傍で圧縮力となり、上部右側と底部右側では引張力となる。伝達される力は広い面積に分布するので、縁帯２２はポスト１４の底面端部１７での機械的歪みの非集中化の機能をもつ。
【００４１】
上述せるごとくバンプ８０が相互接続柱１５と接続されるとき、バンプ８０はポスト１４の周りに点２７をほぼ終止点としてリフローする。これは図１の線２−２を含む垂直面での断面を示す図３において、ワイヤ相互接続構造１０、相互接続柱１５、基板１２、およびＩＣチップ７０として示される。バンプ８０はまたＩＣチップ７０の表面に沿って外側にリフローする。本発明の一実施例ではバンプ８０はＩＣチップ７０の直径約２５μｍの円形導電性パッド７５上に配置された半田よりなる。パッド７５の周辺部は容易に半田とぬれない材料で囲まれている。
【００４２】
そのためパッド７５の周りには半田材料がある高さをもつように半田になじまない、ぬれ性の悪い材料よりなるリングを設ける（ボール制限金属被覆法）。２５μｍの円形パッドの場合、その高さは約５μｍである。バンプ８０をＩＣチップ７０上に被着するにはこの分野ではよく知られた次のような標準的なバンプ被着法を用いる。
【００４３】
即ち、リフトオフ、エッチング、成膜、あるいはシャドゥマスク蒸着等が知られている。これらの方法の各々はこの技術分野ではよく知られているので、その詳細説明は本発明を理解しこの分野での通常の技術者が本発明を利用するのに必要はない。
【００４４】
図４は、相互接続柱の配列を含むワイヤ相互接続構造１０の斜視図である、図中の相互接続柱の配列の各々は図１、２の相互接続柱１５と同一であるが、ただ例外として各構造の対応する微小ワイヤ５０は図１、２のごとく同一方向に並んでいない。
図４において、ワイヤ相互接続柱の配列は、一般的な参照符号として１００で示す。ワイヤ相互接続配列１００は基板１２上に配置された複数の相互接続柱１５よりなる。現在の技術を用いればこれら相互接続構造は互いに３０μｍの間隔まで近づけることが可能で、この距離はその高さより十分小さい。図４に示すごとく集積回路チップ７０′は複数のバンプ８０をもっている。複数のバンプ８０は相互接続柱配列１００に対応した鏡像配列の関係にあり、各バンプはそれぞれの相互接続柱１５に一般的に対面する関係、また一致する相関関係にある。相互接続柱１５は先ず既知の方法により位置に合わせを行い、上記の熱リフロー工程によりそれぞれのバンプ８０と接続される。
【００４５】
相互接続柱１５の各々の高さは、互いに２μｍの許容範囲内にあることが望ましい。現実的な問題として集積回路チップ７０′の面にそりがあって、例えば低い点から高い点までの最大の偏差が約２μｍとする。このようなとき全ての相互接続柱１５が集積回路チップ７０′面と接触することはない。しかしながら一般的に最少３個の相互接続柱が集積回路チップ７０′の表面と接触する。
【００４６】
集積回路チップ７０′の最大のそりを約２μｍ、相互接続柱１５高さの変動を約２μｍとすると、相互接続柱１５の一個またはそれ以上が接触工程が終わった時点でチップ７０′表面から約４μｍ離れている可能性がある。しかしながら、バンプ８０は、通常では少なくとも５μｍの高さがあり、例え、このようなギャップが相互接続柱とチップ７０′の間に存在しても対応する相互接続構造１０と接触しボンドを形成することが可能である。バンプ８０は導電性材料よりなるので、たとえ相互接続柱１５が物理的にチップ７０′の面（即ちパッド７５）と接触していなくとも電気信号は相互接続構造１０とチップ７０′と間で伝達可能である。半田材料によるバンプは７５μｍの高さまで形成することが可能であり、もしチップ７０′と相互接続構造１０との間隔が５μｍ以上になっても接続は可能である。
【００４７】
バンプ８０が金属、即ちインジュウム、ビスマス、ガリウム、錫、鉛、あるいはその合金を含んでいる本発明の実施例においては、バンプ８０が溶融状態の時、バンプの表面張力はバンプ８０の配列を相互接続柱配列１００と位置合わせするのに役立つ。リフローの条件下では各金属バンプ８０はフローする際に対応する相互接続柱１５の周りで最小の表面積を占めようとする、また最小の表面積はバンプが対応する接続柱１５の上面端部の周りで対称に配置されたときに達成される。各バンプの表面張力はＩＣチップの各パッドと対応する相互接続柱１５との間に、バンプを対応する相互接続柱に対して対称に配置するような方向の力を与える。
【００４８】
このようにして初期に少なくとも数個のバンプが対応の相互接続構造と接触している限り、加熱ボンディング工程前のＩＣチップ７０′と配列１００の位置合わせ誤差は表面張力によって修正、あるいは最小となる。バンプ８０の材料、相互接続構造の大きさと形状に応じて表面張力は十分大きく、また加熱ボンディング工程ではチップ７０′に加わる重力に比しても十分大きい。
【００４９】
本発明の一実施例においてポスト１４の延長体１６は底面端部１７の断面積が上面端部１８よりも小さいようにテーパがつけられている。このテーパは上面端部１８の表面積を大きくし、一方上面端部１８に加えられた表面張力によりポスト１４がその底面で曲げられるのを容易にして上記表面張力によるチップ７０′と配列１００との位置合わせを容易とする。テーパ形状は梃子効果とともにポスト１４に対して上部よりも中間および底部において曲がりやすくするものである。このような曲がりは当初相互接続柱１５と対応するバンプ８０との位置合わせが良くない場合でも位置合わせを改善するのに寄与する。
【００５０】
図５は本発明のワイヤ相互接続構造（総称して参照符号２００で示す）の第２実施例の断面図である。ワイヤ相互接続構造２００の実施例は図５のごとく主基板９０と集積回路チップ７０′とを電気的に結合するものである。ワイヤ相互接続構造２００は主基板９０とＩＣチップ７０′間で電気信号及び電力の授受に用いる。ワイヤ相互接続構造２００は主基板９０と集積回路チップ７０′との中間に配置されて、第一面２１３と第二面２１４をもった相互接続基板２１２を含む。相互接続基板２１２は基板９０とチップ７０′との間に配置されるので挿入基板または中間基板とも呼ばれる。
【００５１】
ワイヤ相互接続構造２００は更に図１〜図３に示す本発明の第一の実施例による面２１３上の第一の相互接続柱１５ａと、同じく本発明の第一の実施例による面２１４上の第二の相互接続柱１５ｂを含んでいる。相互接続柱１５ａ、１５ｂのそれぞれは、既述せるごとく延長体１６、端部１７、１８、底面パッド２０、縁帯２２、周辺端部１９をもったポスト１４含む。更にポスト１４は既述のごとく内部部品２４、被覆層２５、酸化層２６を含む。図１−３において相互接続柱１５を記述するのに用いた参照符号は図５の相互接続柱１５ａ、１５ｂに用いる。
【００５２】
相互接続柱１５ａは基板２１２の第一面２１３に配置され、接続柱の底面端部１７と底面パッド２０は面２１３上に搭載される。第一の相互接続柱１５ａはＩＣチップ７０′との接続を行なう。同様に相互接続柱１５ｂは基板２１２の第二面２１４に配置され、接続柱の底面端部１７と底面パッド２０は第二面２１４上に搭載される。第二の相互接続柱１５ｂは主基板９０との接続を行なう。
【００５３】
相互接続構造２００は更に第一の相互接続柱１５ａと第二の相互接続柱１５ｂとを電気的に接続する手段をもっている。本発明の好ましき実施例では、第一面２１３と第二面２１４との間を基板２１２を通る導電材料２２４よりなるプラッグで埋め込まれたスルーホール２２０が含まれる。スルーホール２２０は底面パッド２０と第一の相互接続柱１５ａの底面端部１７に続く第一端部２２１と、底面パッド２０と第二の相互接続柱１５ｂの底面端部１７に続く第二端部２２２を含む。
【００５４】
プラッグ２２４は金属、例えば銅あるいはスルーホール２２０内で形成される金属合金であることが望ましい。プラッグ２２４は各相互接続柱１５ａ、１５ｂのそれぞれのパッドと電気的に接触してその間の導電路となり相互接続柱１５ａ、１５ｂを互いに電気的に結合する。
【００５５】
相互接続基板２１２の厚さは１００μｍより２，０００μｍの範囲で、現状では２５０μｍが好ましい。基板２１２は非導電性材料よりなり剛性を持つことが望ましい。例えば、基板２１２はセラミック材料、アルミナ、ガラス材料、サファィヤ、あるいはポリイミィドと剛性材との合成材よりなる。スルーホール２２０は（基板２１２の上面図より見られるが）断面円形であることが望ましく、その直径は１２μｍから５０μｍの範囲にあることが好ましい。相互接続構造２００の一実施例ではスルーホール２２０は直径約２５μｍである。スルーホール２２０はレーザによる孔あけ、ホトエッチングと、それに続く化学ミーリング、あるいはパンチング技術により基板２１２を貫いて形成する。このような技術はこの分野の技術者にはよく知られている。どの技術が好ましいかは基板材料の選択にもよる。
【００５６】
また、相互接続構造２００の好ましき実施例では相互接続柱１５ａ、１５ｂのポストは電気的接続を行なうスルーホール２２０の両端部においてほぼ反対側の位置に配置されている。しかし、相互接続柱は、例えば、図５の相互接続柱１５ｃ、１５ｄに示すように正確に反対側の位置関係より多少ずれていてもかまわない。相互接続柱１５ｃは面２１３上に配置し、相互接続柱１５ｄは面２１４上に配置されている。相互接続柱１５ｃ、１５ｄはスルーホール２２０ａの反対側の端部にあるが、相互接続柱１５ｄは位置ずれ２３０をもっている。
【００５７】
このようなずれは相互接続柱１５ｄの組立時に起こり得る。後に詳しく述べるが、基板２１２の面２１３、２１４のそれぞれ別々に実施されるホトリソグラフィ工程は相互接続柱１５ｃ、１５ｄの形成に利用される。別々のホトリソグラフィ工程を利用するので位置合わせ誤差を生じ易く、ずれ２３０を生ずる。本発明の一実施例では各相互接続柱１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの底面パッド２０は幅約４０μｍ、底面端部１７は直径約１０μｍであるので１５μｍの位置合わせ誤差はそれぞれの相互接続柱１５ａ、１５ｂに許される。更に相互接続柱１５ａ、１５ｂの他のもっと複雑なる構造も使用される。
【００５８】
本発明はスルーホールあるいは反対側の相互接続柱の使用に制約されるものではない。
既述せるごとく相互接続柱１５ａ、１５ｂの全てが同一の高さを持っているのでなく、また集積回路チップ７０′にもそりを含む。基板２１２、主基板９０にもそりがあり、そりは低い点から高い点まで測って２μｍかそれ以下である。このような状況であるから配列のなかには集積回路チップ７０′あるいは主基板９０の何れにも十分接触しない相互接続柱が一個あるいはそれ以上現われる。集積回路チップ７０′あるいは主基板９０の何れにも接触していない場合を一例を図５の二個の相互接続柱１５ｅ、１５ｆで示す。二つのギャップ２３１、２３２がそれぞれ相互接続柱１５ｅとＩＣチップ７０′間、相互接続柱１５ｆと主基板９０間にあることが示されている。相互接続構造１０について既述せるごとくバンプ８０の高さの初期値５μｍは、対応する基板またはＩＣチップと物理的に接触していない相互接続柱と電気的接触をとるのに十分なる高さである。
【００５９】
ワイヤ相互接続構造１０、２００の製作法を次に詳述する。図６〜図９の（ａ）  はワイヤ相互接続構造２００を製作のための流れ図３００を示す。流れ図３００はブロック３０２  〜３３８を含み、一つのブロックより次のブロックに順番に進む。相互接続構造２００は相互接続構造１０の構造を含んでいるので相互接続構造２００を製作する工程は相互接続構造１０の製作工程を含み好都合である。
【００６０】
相互接続構造１０を製作する場合は次のごとくになる。本発明の好ましい実施例ではブロック３０６  〜３３０にそれぞれ記述された各工程は次の工程に進む前に基板２１２のそれぞれの側に実施する。もし可能でであるならブロック３０６  〜３３０の一工程あるいは複数の工程を（無電解鍍金）基板の両側に同時に実施してもよい。しかしながらこの分野の技術者にとっては公知のごとく、ブロック３０６〜３３０の工程は基板２１２の一方の面側にのみ処理を行なって、その間は他方の面側は保護のため保護層（例えば黒ワックス）を塗布して実施してもよい。
【００６１】
流れ図３００においてブロック３０２はセラミックよりなる基板２１２より処理が始まることを示す。ブロック３０４でスルーホール２２０が基板２１２を貫いて形成され、その後導電材料２２４でメッキされる。ブロック３０４での処理後、基板２１２のスルーホール２２０を貫く部分断面図を図６の（ｂ１）の３０４Ａに示す。基板２１２の表面上にその後設ける層の特徴を更に詳しく示すため、図６の（ｂ１）〜（ｂ５），  図７の（ｂ１）〜（ｂ３），  図８の（ｂ１）〜（ｂ３），  図９の（ｂ）  においては基板２１２の水平方向の寸法は相対的に拡大して表示している。また、ある特徴部分の寸法はこれらの図面で容易に判るように拡大している。基板２１２のスルーホール２２０は既述のごとく多くの公知の方法で形成される。同様に導電材料２２４も多くの公知の方法で形成される。単層のワイヤ相互接続構造であればスルーホール２２０の形成は必要ない、しかし特殊なる用途のために基板２１２上に信号線を配置するのに好都合なときは形成してもよい。
【００６２】
本発明による方法の一実施例ではスルーホール２２０の形成と導電材料のメッキは下記の工程順で行なう。第一工程として導電性スルーホール２２０をその上面より、レーザによる孔あけ、あるいは化学的ミーリングにより形成する。第二工程とし導電材料、例えば銅の層を基板２１２の裏面にスパッタ法により形成する。
【００６３】
このスパッタ層は後のメッキ工程での種層となる。第三工程として導電材料、例えば銅をスルーホール２２０の中に電解メッキあるいは無電解メッキにより形成する。第四工程としてスルーホール２２０を後のエッチング工程より保護するため非導電性保護層を上面に形成する。第五工程としてエッチングにより裏面側の金属層を除去する。最後に上面側の保護層を除去し、基板２１２の両面を機械的にラッピングして平坦なる面とする。
【００６４】
ブロック３０６にて各相互接続柱１５ａ、１５ｂに底面パッド２０を形成する。基板２１２のそれぞれの面に次の工程を実施する。最初、種となる銅層を基板２１２の各面にスパッタさせる。種層としては初めにクロムの薄膜ついで銅の薄膜を積層したＣｒ／Ｃｕ、初めにチタンの薄膜ついで銅の薄膜を積層したＴｉ／Ｃｕ、あるいは初めにチタン・タングステンの合金（５０％−５０％）の薄膜ついで銅の薄膜を積層したＴｉ−Ｗ／Ｃｕが好ましい。種層を形成する前に先ず基板２１２の表面をよく洗浄してスパッタされる種層に対して活性化しておき、続いてホトレジスト（ＰＲ）層を基板の各面に形成し、パッド２０が形成されるホトレジスト部分を除去する（ホトレジストをマスクを通してＵＶ光にて露光し現像する）。
【００６５】
これによりパッド２０が形成される部分の種層が露出する。続いて露出せる種層の領域に所定の厚さ、例えば、約１μｍで銅を電気メッキしてパッド２０を形成する。その後ホトレジストを除去する。これらの工程を終了した基板２１２とパッド２０の外観は図６の（ｂ２）の基板２１２の部分断面図３０６Ａにて示す。単一のワイヤ相互接続構造１０、あるいは片面相互接続配列１００は基板２１２の片面のみを処理することにより形成される。
【００６６】
スルーホール２２０の中の銅プラッグ２２４と基板２１２の表面上のパッド２０は、面２１３上の第一の領域（パッド２０）より面２１４上の第二の領域（パッド２０）に至る電導路を総称的に含むものである。またスルーホール２２０とパッド２０の製作工程はこのような電導路を形成する手段を総称的に含む。
【００６７】
ブロック３０８において、基板２１２は縁帯２２を形成するための準備を行なう。ブロック３０８において、ホトレジスト層３５０を基板２１２の両面にそれぞれスピンコートされる。次に底面パッド２０上で縁帯２２を形成する部分のホトレジスト層３５０を除去する。本発明の好ましき実施例ではこの部分の形状は円形である（リング状あるいはドーナツ状）。層３５０の除去には公知の処理法即ち、ホトレジストをマスクを通してＵＶ光で露光し現像する。これらの工程の終了した時点での基板２１２、パッド２０、層３５０の部分断面図を図６の（ｂ３）の３０８Ａに示す。
【００６８】
これらの工程により底面パッド  ２０のリングがその後のメッキのために露出する。各リングはポスト１４の底面端部１７が形成される領域を囲んだ形となる。本発明の一実施例では各リングの幅は約３μｍ、内径が約９μｍ、外径が約１５μｍである。
【００６９】
ブロック３１０では縁帯２２が、それぞれ対応するリング状のパッド上に形成される。各リングパッドについて半田材を底面パッド２０のリングの中に好ましくは電気メッキにより被着させる。半田材はリング状の中でポスト１４が形成され場所に極めて近傍して形成される。ブロック３１０のこれらの工程の終了した時点で、半田縁帯２２、層３５０、基板２１２の部分断面図を図６の（ｂ４）の３１０Ａに示す。一実施例においては各縁帯２２の高さは約３μｍ、幅約３μｍである。相互接続柱１５ａ、１５ｂのポスト１４が形成された後、縁帯２２の半田材料は加熱され、リフローされる。
【００７０】
ブロック３１１において、ホトレジスト層３５０は除去され、ブロック３０６で被着せる種層はエッチング除去される。種層がチタン層とその上の銅層よりなるときは（Ｃｕ／Ｔｉ）、種層は最初、過硫酸アンモニウム（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８の溶液に曝して銅を除去し、ついでドライエッチングかまたは弗化水素酸（ＨＦ）によるウエットエッチングでチタンを除去する。種層がクロム層とその上の銅層よりなるときは（Ｃｕ／Ｃｒ）、前と同様に最初過硫酸アンモニウムの溶液に曝して銅を除去し、続いて弗化水素酸（ＨＦ）によるウエットエッチングでクロムを除去する。上記の何れの場合でも銅層のエッチングには過硫酸アンモニウムの代わりに塩化銅（ＣｕＣｌ２）、あるいは水酸化カリ（ＫＯＨ）の溶液を用いることが出来る。これらの工程の終了した時点で基板２１２、パッド２０、半田縁帯２２の部分断面図を図６の（ｂ５）の３１１Ａに示す。
【００７１】
ブロック３１２において、ポリイミード層３５４を基板２１２のそれぞれの面（面２１３、２１４）に被着する。被着は公知のごとくポリイミード層３５４をスピンコートし、加熱キュアする。層３５４はポスト１４を形成する後工程で用いるスペーサ層の役目をする。これらの工程の終了した時点で基板２１２、層３５４の部分断面図を図７の（ｂ１）の３１２Ａに示す。
【００７２】
ブロック３１４にて、アルミのマスク層３５６を基板２１２の両面上に、例えばスパッタ法にて被着する。マスク層３５６は後のエッチング処理工程においてポリイミード層３５４をマスクする手段を提供する、これについては以下更に詳しく説明する。スペーサ層３５４の材料よりもエッチングに対して抵抗力の大きい他の材料があればアルミの代わりに層３５６に使用可能である。ブロック３１６にて、マスク層３５６はポストを形成する位置、即ちポスト位置３５８より部分的にアルミを除去されるようにパターンニングされる。
【００７３】
この工程はマスク層３５６上にホトレジスト層を被着し、ＵＶ光にて露光、現像することによりポストを形成しない位置にあるマスク層３５６上ではホトレジスト層の重合反応を起こさせる。次に、マスク層３５６をアルミのウエットエッチ、例えば塩酸（ＨＣｌ）の緩衝溶液に曝し、ポストの形成される位置３５８上にあるアルミを部分的に除去する。これらの工程の終了した時点で基板２１２、エッチングされた層３５６、位置３５８の部分断面図を図７の（ｂ２）の３１６Ａに示す。この工程でポスト１４が形成され、かつパッド２０上に位置するスペーサ層３５４が露出する。
【００７４】
ブロック３１７において、ポスト位置３５８の下に横たわるスペーサ層３５４を部分的に除去する。このステップは反応性イオンエッチング、その他のプラズマエッチング処理、あるいはウエットエッチング処理により行なう。スペイサ層３５４を部分的に除去するのはポスト１４が形成されるパッド２０の領域を露出するためである。このエッチング処理法の選択は層３５６のアルミの除去が比較的少なくてすむ方法が選ばれる。
【００７５】
ポスト１４の底面端部１７は上記により露出せるパッド２０の領域上に搭載される。好ましき実施例においてはエッチング法として反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いた。アルミは反応性イオンエッチングにおいて多くのポリイミード材料（スペーサ層３５４）よりも抵抗性が大きい。高アスペクト比はＲＩＥ法によって得られる。ブロック３１８においてマスク層３５６を適当なる化学的除去剤にて除去する。ある実施例では除去剤としては塩酸（ＨＣｌ）の緩衝液を用いた。この工程の終了した時点で基板２１２、エッチングされた層３５４の部分断面図を図７の（ｂ３）の３１８Ａに示す。
【００７６】
層３５４のエッチング除去された部分を一般的にビアと称する。各ビアの断面はほぼ台形である。層３５４のエッチングではポスト１４が引き続いて形成される縁帯２２の内面が露出されることが望ましい。本発明の一実施例では各ビアは、底面端部１７付近で幅約１０μｍ、これに対応する縁帯２２の内径は約９μｍである。この実施例ではビアと縁帯２２との位置合わせは、縁帯２２の幅約０．５μｍがビアにより露出しているのが望ましい。
【００７７】
上記の実施例とは異なる他の実施例としては、スペーサ層３５４をそれ自身パターンニング可能なるポリイミード材料、即ちホトレジスト材料と同様に露光、現像可能なる材料を用いることが可能であることは注目すべきである。この場合前に述べたブロック３１４、３１６、３１８でのマスク層３５６の被着、パターンニング、除去の工程は不要になる。これらの工程の代わりにビアは、スペーサ層３５４を適当なるマスクを通して適当なる光源にて露光しパターンニングを行い、露光した部分は適当なる化学的現像剤を用いて現像除去する。現時点で入手可能で、且つ、パターンニング可能なるポリイミード材料はビアの高アスペクト比を得ることに難点がある。このような事情でこの実施例によるパターンニング可能なるポリイミード剤の使用は現状では好ましくない。しかしながら本発明者等は近い将来高アスペクト比が得られるパターンニング可能なるポリイミード剤が提供されることを信じている。
【００７８】
ブロック３２０において、導電材料、好ましくは銅をパッド２０の露出せる領域に被着する。この工程は基板２１２の両面を無電界メッキにより行なう。銅材はパッド  ２０の露出面にのみ被着し、ポリイミード層３５４の上面には被着しない。この意味では層３５４はメッキに対するマスクの働きをする。銅材は各底面パッド２０より上方にビアの中で成長して各ポスト１４の内部部品２４となる。この工程の終了した時点で基板２１２、ポスト１４の部分断面図を図８の（ｂ１）の３２０Ａに示す。この工程は基板２１２の上面に第一の導電ポストを形成して底面パッド２０上に搭載し、また基板２１２の下面に第二の導電ポストを形成して底面パッド上に搭載するようパッド２０の露出せる部分に導電材料を被着する工程よりなる。
【００７９】
ブロック３２２において、層３５４を例えばプラズマエッチング、あるいはウエットエッチングでポリイミード材を除去する。ブロック３２４において、縁帯２２を各ポスト１４の周辺端部１９の周りにリフローさせる。この工程は基板２１２とポスト１４を不活性ガス雰囲気中で所用時間加熱することにより実施する。本発明の一実施例では加熱温度は縁帯２２の材料の溶融温度より約３０℃高く、時間は約３分である。一例として、６０／４０（錫／鉛）構成の半田は溶融点は１８７℃であり、リフロー温度としては約２２０℃を用いる。これらの工程の終了した時点で基板２１２、ポスト１４の部分断面図を図８の（ｂ２）の３２４Ａに示す。
ブロック３２６において、ニッケル薄膜被覆層２５をポスト１４の露出部に好ましくは、無電解メッキにより被着する。層２５は１μｍあるいはそれ以下に厚さに抑える。ブロック３２８において、基板２１２とポスト１４を酸素を含有する雰囲気でアニールすることによりポスト１４の露出部に酸化ニッケル層２６を形成する。本発明の一実施例では空気中で約１５０℃にて約４時間加熱する。これらの工程の終了した時点で基板２１２、ポスト１４の部分断面図を図８の（ｂ３）の３２８Ａに示す。この酸化膜形成工程は被着せる銅層２０、２４のアニールにも役立つ。
【００８０】
ブロック３３０において、ポスト１４の上面端部１８にある酸化層２６を除去する。この工程は上面端部１８を低表面張力、高粘性、低ｐＨの半田フラックス、あるいは適当なる溶液の薄い層に浸すことにより行なう。本発明の一実施例では半田フラックスの粘性は約３０，０００センチポアズ（ｃＰ）、ｐＨは約２である。フラックス層の厚さ、即ち深さは約２μｍで酸化ニッケルが上面端部１８より約５μｍ底面の方向に除去されることが望ましい。この工程の終了した時点で基板２１２、ポスト１４の部分断面図を図９の（ｂ）  の３３０Ａに示す。このようにして、酸化層２６はポスト１４のニッケル層２５の表面で、底面端部１７よりポスト１４の上面端部と底面端部との中間点２７に延びている酸化層２６が形成される。
【００８１】
基板２１２としては一つのＩＣチップを主基板と接続する単独の相互接続基板であってもよし、また複数の個々の相互接続基板を含む構造でもよい。後者の場合、複数の相互接続基板は一緒に基板２１２として処理される、これにより一相互接続基板当りの総合製作コストと時間が節約できる。処理後これらの個々の相互接続基板は分離されてそれぞれの用途に供される。
【００８２】
この工程は基板２１２の両面に黒ワックスを塗布しその後ダイアモンド鋸で各相互接続基板を分離する。黒ワックスは鋸びき作業で相互接続ポスト１４に対してクッションの効果をもちポスト１４の破損を防止する。鋸びきの後黒ワックスはワイヤ相互接続構造に悪影響のない溶液で除去される。
【００８３】
この工程は流れ図３００の図９の（ａ）  のブロック３３２、３３４、３３６に示す。流れ図３００はブロック３３８で終了する。
単一のワイヤ相互接続構造１０を製作するには、ブロック３０６より３３６に示す工程は基板２１２の片面にのみ適用すればよいことは明かである。
【００８４】
図１０は本発明に係わるワイヤ相互接続構造の他の実施例の断面図を示す、ここで図の相互接続構造を総称して符号４００で表わす。ワイヤ相互接続構造４００は相互接続基板４１２、及び構造は本質的に同一で位置のみ異なる相互接続柱４１５、４１５ａ、４１５ｂを含む。ワイヤ相互接続構造４００は電気信号と電力を基板４１２から図５のチップ７０′と同様のＩＣチップとを結合するのに用いられる。相互接続基板４１２の厚さは１００μｍから２，０００μｍの範囲にあり、現状では２５０μｍが望ましい。
前に述べた基板２１２のごとく基板４１２は非導電性材料よりなり、硬い材料であることが望ましい。基板４１２は基板２１２と同一の材料でもよい。
【００８５】
相互接続柱４１５は、基板４１２の第一面４１３上に配置された電気的導電性ポスト１４を含む。ポスト１４は、集積回路チップとの接続を行なうもので、延長体１６、底面端部１７、上面端部１８を含む。底面端部１７は基板４１２の面４１３上に搭載される。
ポスト１４は銅、ニッケル、コバルト、金あるいはパラジュウム等の金属材料よりなることが好ましい。本発明の好ましき実施例はポスト１４は銅を用いる。本発明の一実施例ではポスト１４は更に銅材よりなる内部部品２４と、これを囲むニッケル材よりなる被覆層２５を含む。層２５は代表的には厚さ約１μｍかそれ以下であり、図１−５での相互接続柱１５について述べたような方法で酸化させて半田ダムとしての機能をもたす。
【００８６】
本発明の一実施例では上面端部１８は面４１３とほぼ平行なる平面である。更に延長体１６は上面端部１８とほぼ平行なる切断面ではほぼ円形である、また上面端部１８と底面端部１７もそれぞれが円形である。またこの実施例ではポスト１４のアスペクト比は３．５以上が望ましく、４から８の範囲にある。一例として、ポスト１４は底面直径約１０μｍで上面直径約１５μｍ、平均直径約１２．５μｍである。また高さは４０μｍから８０μｍの範囲にあり、例えば６０μｍでアスペクト比は６である。
【００８７】
本発明の好ましき実施例では相互接続柱４１５は更に底面パッド２０と底面台座２１を含む。底面パッド２０は面４１３に搭載され、面４１３と底面台座２１との間に位置する。底面台座２１は底面パッド２０に搭載され、底面パッド２０とポスト１４の底面端部１７との間に位置する。ポスト１４の底面端部１７は底面台座２１に搭載される。好ましくは底面パッド２０と底面台座２１は金属材料、例えば銅、ニッケル、コバルト、金、あるいはパラジュウムよりなることが望ましい。底面パッド２０と底面台座２１はポスト１４を無電解、あるいは電解メッキにより形成することを可能にするもので、ポスト１４と同じ材料を用いることが望ましい。本発明の一実施例では底面台座２１の直径は底面パッド２０よりも小さいことが望ましく、厚さは１乃至２μｍである。
【００８８】
底面台座２１は、構造的安定性を与えるのみならず、ポスト１４と縁帯２２との接触を良くし、ポスト１４の寸法の精度の正確なる制御を可能とする。半導体技術でよく知られているごとく、ホトレジスト層とスペーサ層によって確実に規定できる非常に小さい平面層の寸法はこれらの層の厚さと関係がある。底面台座２１のごとく非常に小さい寸法であり、且つ、隣接台座との間隔が小の場合、スペーサ層とホトレジスト層を薄くすることにより達成できる。
【００８９】
底面台座２１はポスト１４の高さに比して約１μｍから２μｍまでとその高さが小であるので、底面台座２１はポスト１４をその製作工程で、特に縁帯２２に関して正確に位置ぎめするのに寄与している。その後ポスト１４の残りの部分を底面台座２１の上に形成するが、ポスト１４の高さの大部分は精度の低い製作法で（即ち、厚いスペーサ層とホトレジスト層を用いて）可能である。ポスト１４の代表的な製作法を以下詳述する。
【００９０】
相互接続柱４１５は、更に面４１３に続く底面端部１７の周りの部分よりなる周辺端部１９と、特に底面パッド２０と底面台座２１の外周部を含んでいる。相互接続柱４１５の好ましき実施例では、硬い材料よりなる縁帯２２が周辺端部１９に沿って配置される。縁帯２２は半田材であることが望ましい。縁帯２２の半田材としては錫−鉛の合金、例えばＳｎ／Ｐｂ＝６０／４０を用いる。
【００９１】
縁帯２２は図１０のごとく底面パッド２０の外周、底面台座２１の外周及びポスト１４の底面端部１７の近傍と接触する。縁帯２２の外面はポスト１４と底面パッド２０との間に延びるＳ字形状を示す。縁帯２２はポスト１４の底面端部１７より上方にほぼ点２８まで延びる。また縁帯２２は外方には底面台座２１より底面パッド２０上を点２９まで延びる。縁帯２２は底面台座２１と底面パッド２０により形成される角の部分を埋め込むことが望ましい。本発明の以前に述べた実施例のごとく、縁帯２２はポスト１４が曲がった時に底面端部１７と底面台座２１との接続部での機械的応力と歪の非集中化の役目を果たす。また縁帯２２は底面台座２１と底面パッド２０の接続部での機械的応力と歪の非集中化の役目も果たす。
【００９２】
以上述べたごとく、相互接続柱４１５ａ、４１５ｂはともに相互接続柱４１５と同一である。相互接続柱４１５で用いた参照符号は相互接続柱４１５ａ、４１５ｂにも適用される。
オプションとして、相互接続構造４００は基板４１２の電気信号あるいは電力をそれぞれ相互接続柱４１５、４１５ａ、４１５ｂに接続するため面４１３上に微小ワイヤ５０、５０ａ、５０ｂを含んでいる。電気信号は例えば基板４１２に含まれる回路、あるいは他の相互接続構造を通して基板４１２に結合せる回路より送られる。一例として微小ワイヤ５０は電気的には相互接続柱４１５の底面パッド２０と接続され更に底面台座２１を通してポスト１４に接続される。同様に図５による相互接続構造２００において述べたごとく、基板４１２内のビアを用いても良い。
【００９３】
相互接続構造４００は既にＩＣチップ７０′で説明したような方法でＩＣチップと接続される。バンプ８０のごとき半田バンプが相互接続柱４１５、４１５ａ、４１５ｂの位置に対応してＩＣチップに設けられる。接続時には各バンプは相互接続柱のポスト１４の周りにリフローする。
【００９４】
本発明の相互接続柱４１５による相互接続柱構造は基板４１２の第二面４１４にも配置することが出来る。更に接続手段としては面４１３上の相互接続柱をこれに対応する面４１４上の相互接続柱とを電気的に接続するため、例えば基板４１２を通って面４１３と面４１４を結ぶ導電材料により充填されたスルーホールが含まれる、これはワイヤ相互接続構造２００で既に述べたのと同様である。このような場合、相互接続構造４００はＩＣチップと、図５の基板９０と同様な主基板とを接続するために用いられる。
【００９５】
代表的なワイヤ相互接続構造４００を製作する一例を述べる。図１１〜図１３の（ａ）  は図１０に示すワイヤ相互接続構造４００の実施例構造の製作法を示す流れ図７００である。流れ図７００はブロック７０２−７３８を含む。流れ図７００は製作ブロック７０２  〜７３８の順番に進行するが、始めはセラミックよりなる基板４１２を用いるブロック７０２を出発点とする。ブロック７０４において種層４５１を基板４１２の面４１３上に例えばスパッタにより被着する。種層４５１は次の何れかよりなることが望ましい、即ち、最初のクロムの薄膜層とこれに続く銅の薄膜よりなる（Ｃｒ／Ｃｕ）、最初のチタンの薄膜層とこれに続く銅の薄膜よりなる（Ｔｉ／Ｃｕ）、あるいはチタン−タングステン合金（５０％−５０％）とこれに続く銅層よりなる（Ｔｉ−Ｗ／Ｃｕ）。この工程の前にはスパッタされる種層のため基板面４１３は活性化のため清浄化する。種層４５１は後にエッチングされて残った部分は相互接続構造４１５用の底面パッド２０を形成する。ブロック７０４の工程後、基板４１２と種層４５１の部分断面を図１１の（ｂ１）の７０４Ａに示す。
【００９６】
この後、基板４１２の面上に被着される各層の特徴を詳しく示すために基板４１２の水平方向の寸法は図１１の（ｂ１）〜（ｂ４），  図１２の（ｂ１）〜（ｂ４），  図１３の（ｂ１）〜（ｂ４）の図面では相対的に拡大して示している、また、これらの図面で特徴のある部分も容易に判るように拡大して示している。
【００９７】
ブロック７０６にて底面台座２１が形成される位置を規定する。ポジティブあるいはネガティブ型のホトレジスト層４５４を種層４５１上に被着する。半導体プロセスでは通常の技術者によく知られている通常のプロセスでホトレジスト層４５４をマスクして現像する。これらの工程後、種層４５１は位置４５２で露出する。
【００９８】
これらの工程の終了した時点で基板４１２、位置４５２の外観は図１１の（ｂ２）の基板４１２の部分断面７０６Ａに示す。本発明の一実施例では各位置４５２及び底面台座部は上面より見れば直径で約１０μｍから約１５μｍまでの範囲の円形である。ブロック７０８にて導電材料を、例えば銅が好ましいが、層４５１の露出せる部分の位置４５２に被着して底面台座２１を形成する。この工程は基板面４１３を無電解メッキあるいは電解メッキにより実施する。銅材はホトレジスト層４５４の上面４１３には被着しない。この点より見れば層４５４はメッキに対するマスクの働きをする。
【００９９】
この工程の終了した時点で基板４１２と底面台座２１の部分断面を図１１の（ｂ３）の７０８Ａに示す。本発明の一実施例では底面台座２１のメッキ厚は１μｍより２μｍの範囲である。
【０１００】
ブロック７１０において、層４５４は適当なる化学的除去剤にて取り除くか剥離される。次いでブロック７１２にて縁帯２２のための位置４５６の確保を行なう。各底面台座２１について縁帯位置４５６が必要である。各位置４５６は、それぞれの底面台座２１の外周部と底面台座２１の外周端に近接する種層４５１の上に横たわるリング形状の空間である。一実施例では各位置におけるリング幅は約５μｍ程度であり、且つリング幅の約半分は底面台座２１の上に乗りかかり、残りのリング幅は近傍の層４５１の部分上に横たわる。位置４５６を規定するには、半導体プロセスとして通常の技術者には公知の方法により第二のホトレジスト層４５８を被着、マスク露光、現像して実施される。層４５８はポジティブ、ネガティブ型何れの材料でも良い。これらの工程の後底面台座２１と種層４５１は位置４５６に露出する。この工程の終了した時点で基板４１２、位置４５６、層４５８、底面台座２１の部分断面を図１１の（ｂ４）の７１２Ａに示す。
【０１０１】
ブロック７１４において、位置４５６に半田材を好ましくは、メッキにより被着する。これによって各底面台座２１と種層４５１の露出せる部分上に縁帯２２が形成される。半田材はリング状で、対応するポスト１４が形成れさる部分にごく近接して被着される。このメッキには無電解メッキ、あるいは電解メッキが用いられる。半田は層４５８上には被着しない。この意味において層４５８はメッキのマスクとしての機能を果たす。次いで、ブロック７１６にて適当なる化学的除去剤にて取り除くか剥離される。ブロック７１６の処理工程を終了した時点で縁帯２２と基板４１２を図１２の（ｂ１）の部分断面７１６Ａにて示す。一実施例では各縁帯２２は高さ約３μｍ、幅は約５μｍである。
【０１０２】
上記の工程で縁帯２２は底面台座２１に近接して位置決めされる。底面台座２１の高さはその後に形成されるポストの高さに比して相対的に低いので、比較的厚さの薄いホトレジスト層が縁帯２２のパターンニングに用いられる。上記に述べたごとくこれにより縁帯２２と底面台座２１の寸法とその相互位置合わせの正確なる制御が可能となる。
【０１０３】
ブロック７１７において、相互接続構造４００としての特定の用途の要求に従って、パッド２０の領域を設定し且つポスト１４を互いに電気的に分離するため種層４５１を部分的に除去する。一実施例において層４５１の除去すべき領域、即ち縁帯２２あるいはパッド２０によって被覆されていない領域は化学的エッチング剤で除去される。エッチング剤は縁帯２２の材料に対してエッチング作用があってもその速度は遅いことが望ましい。
【０１０４】
種層４５１とパッド２０が同一材料（例えば銅）よりなる本発明の一実施例では、種層４５１のエッチングはまたパッド２０を部分的にエッチングする。しかしながら各パッドは種層４５１よりもはるかに厚い状態で残る、またエッチング時間も種層４５１の露出せる部分を完全に除去するように制御すれば良い。ブロック７１６の工程の終了した時点で縁帯２２と基板４１２は図１２の（ｂ２）の部分断面７１７Ａに示す。
【０１０５】
種層４５１がチタン層とその上の銅層をよりなるときは（Ｃｕ／Ｔｉ）、以前述べたごとく種層４５１は過硫酸アンモニウム（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８によるウエットエッチングとそれに続くドライエッチングにより除去する。種層４５１がクロム層とその上の銅層をよりなるときは（Ｃｕ／Ｃｒ）、以前述べたごとく種層４５１は過硫酸アンモニウムによるウエットエッチングとそれに続く弗酸（ＨＦ）のウエットエッチングにより除去する。何れの場合も銅層のエッチングには硫酸アンモニウムの代わりに塩化銅（ＣｕＣｌ２）か水酸化カリ（ＫＯＨ）の溶液を用いることが出来る。
【０１０６】
オプションとして導電性微小ワイヤ５０を種層４５１の一部を選択的に残して形成することが可能である。これには種層４５１のエッチングの前にこれをマスキングすれば良い。勿論微小ワイヤ５０はブロック７０２にて種層４５１を被着する前に基板４１２に通常の方法で形成することも可能である。
【０１０７】
図１２に示す流れ図７００のブロック７１８において、各縁帯２２は底面台座２１の周辺端部の周りにリフローされてそれぞれの底面台座２１と、前の工程で種層４５１をパターンニングしてなるパッド２０と接続される。後の工程で各ポスト１４が形成されたときその底面端部１７の周辺部１９はリフローせる縁帯２２と接触することになる。縁帯２２のリフローは基板４１２と縁帯２２とを加熱状態で適当なる時間曝すことにより実施する。本発明の一実施例では加熱温度は縁帯２２の材料の溶融点よりも約３０℃高く時間は約３分間である。リフローせる縁帯２２の形状と位置関係は図１２の（ｂ３）の７２２Ａに示す。
【０１０８】
７２２Ａより明かなごとく、縁帯２２は底面台座２１の上面の外周部と接触するとともに、底面台座２１の周りの側面と層４５１の一部分により形成された底面パッド２０との角部分２３とも接触する。好ましき実施例では縁帯２２は底面台座２１の上面の中央部分とは接触していない。その理由は縁帯２２の材料が比較的少量であることと、リフローの工程で縁帯２２の材料の表面張力が縁帯２２を角部分２３に引き寄せ、底面台座２１の上面中央部に流れないようにするためである。また、この表面張力はブロック７１２−７１４で縁帯２２を円形の角部分２３に対してセンターを位置合わせする時、即ち底面台座２１に対し対称に配置する際に生ずるエラーを補償する役目を果たす。この表面張力はその性質として縁帯２２が最小の表面積をとるように働く、その状態は縁帯２２が底面台座２１の周りに対称に配置されたとき得られる。
【０１０９】
ブロック７２０において、好ましくはポリイミードよりなるスペーサ層４６０を基板面４１３に被着する。ポリイミードスペーサ層４６０は公知の方法によりスピンコートにより被着し加熱キュアする。層４６０は後の工程でポスト１４を形成するのに用いる。ブロック７２２において、アルミのマスク層４６２を例えばスパッタにより層４６０上に被着する。マスク層４６２は以下に詳しく述べるが、後のエッチング工程でポリイミードスペーサ層４６０をマスクする機能をもつ。層４６２としてはアルミ以外にもスペーサ層４６０よりもエッチングに対して抵抗力の大きい他の材料があれば使用することが可能である。ブロック７１８−７２２の工程の終了した時点で基板４１２、層４６０、４６２にリフローさせる縁帯２２の部分断面を図１２の（ｂ３）の７２２Ａに示す。
【０１１０】
ブロック７２４において、マスク層４６２をパターンニングして、ポスト１４が形成される位置にあるアルミを除去する、この位置をポスト位置４６４と呼ぶ。この工程はマスク層４６２上にホトレジスト層を形成し、ＵＶ光でホトレジスト層を露光し、これを現像することにより重合せるホトレジスト層がポストが形成されない領域の層４６２上にのみ残存するようにする。次ぎにマスク層４６２をアルミのウエットエッチング液、例えば塩酸（ＨＣｌ）の緩衝溶液に曝す、これによりポスト１４が形成される領域上のアルミは除去されて位置４６４が形成される。これらの工程の終了した時点で基板４１２、エッチング後の層４６２、位置４６４の部分断面は図１２の（ｂ４）の７２４Ａに示す。この工程によりポスト１４が形成される底面台座２１（及びパッド２０）領域上のスペーサ層４６０が露出する。
【０１１１】
ブロック７２６において、ポスト位置４６４の下に横たわるスペーサ層４６０の一部分を除去する。これには反応性イオンエッチング、その他のプラズマエッチング、あるいはウエットエッチング法を用いる。層４６０のこれらの部分が除去されるとポスト１４が形成される底面台座２１の領域が露出する。このエッチング処理では層４６２のアルミは出来るだけ除去されないような処理法が選ばれる。ポスト１４の底面端部１７は底面台座２１の露出せる領域に搭載される。一実施例ではエッチング法として反応性イオンエッチングを用いた。アルミは反応性イオンエッチングにおいて殆どのポリイミード材料（スペーサ層）よりも抵抗力が大きい。ブロック７２８にてマスク層４６２（アルミ）は適当なる化学的除去剤で除去、あるいは剥離される。一実施例においては、塩酸（ＨＣｌ）緩衝溶液が化学的除去剤として使用される。これらの工程の終了した時点で基板４１２、エッチング後のスペーサ層４６０の部分断面は図１３の（ｂ１）の７２８Ａに示す。
【０１１２】
スペーサ層４６０の除去された空所部分を一般的にビアと呼んでいる。ビアの長さ方向の断面形状はほぼ台形である。スペーサ層４６０のエッチングではポスト１４が形成されて接触することになるリフローせる各縁帯２２の内面を露出させることが望ましい。これにより、次の工程でポスト１４が形成されたときポスト１４と縁帯２２との接触が可能となる。もしスペーサ層４６０の材料がホトレジスト材料のごとくパターンニング及び現像可能なるポリイミード材料であれば非常に好都合である。このような場合、ブロック７２２、７２４、７２８に記載せるマスク層４６２の被着、パターンニング、除去工程は省くことが可能である。これらの工程の代わりに、適当なる光源と適当なるマスクを用いて露光し、更に露光部を適当なる化学現像剤で現像することによりビアを直接スペーサ層４６０に形成する事が可能となる。
【０１１３】
ブロック７３０において、導電材料、好ましくは銅を底面台座２１の露出せる領域に被着する。これは基板面４１３を無電解メッキ、あるいは電解メッキにより行なう。銅材は露出せる各底面台座２１の面上にのみ被着し、スペーサ層４６０の上面には被着しない。この点ではスペーサ層４６０はメッキに対するマスクの機能を果たす。銅材は各底面台座２１からそれぞれのビア内を成長して立ち上がり、ポスト１４の内部部品２４を形成する。各ポスト１４は対応する縁帯２２の周りに沿って成長し、その周辺端部１９で縁帯２２と接触している。
【０１１４】
この工程の終了した時点で基板４１２とポスト１４の部分断面は図１３の（ｂ２）の７３０Ａに示す。この工程は、導電ポスト１４が基板面４１３上に形成され且つ底面台座２１上に搭載されるように、更にまた底面パッド２０（層４５１）上に搭載されるように、導電材料を底面台座２１の露出せる領域上に被着する工程よりなる。
【０１１５】
ブロック７３２において、スペーサ層４６０をポリイミード材料を剥離することにより除去する。これらの工程の終了した時点で基板４１２、底面パッド２０、ポスト１４の部分断面は図１３の（ｂ３）の７３２Ａに示す。ブロック７３６にてポスト１４の露出せる部分にニッケルの薄膜被覆層２５をメッキ、好ましくは無電解メッキで被着する。層２５は１μｍあるいはそれ以下の厚さでよい。適当なる化学的触媒をメッキ液に添加してニッケルが縁帯２２の上にメッキされるのを防止する。ポスト１４が銅である場合、最初のメッキ槽では薄いニッケルの「フラッシュ」層を先ずポスト１４上にのみ被着し縁帯２２の上には被着しないようにする。その後自己触媒メッキ槽（ニッケル上のみニッケルをメッキする）にて厚いニッケル膜のメッキを行なう。このような触媒とメッキ槽はメッキ技術では通常の技術者によく知られており、このメッキ技術の詳細説明は本発明を理解しメッキ装置を製作し利用するのに必要がない。
【０１１６】
この工程の終了した時点で基板４１２、ポスト１４、層２５の部分断面は図１３の（ｂ４）の７３６Ａに示す。ニッケル層２５は半田ダム手段として相互接続柱１５（図１〜図５）について既に述べた方法で酸化する。更に外部環境による腐食、損傷よりポスト１４を保護
するため金の薄層をニッケル層２５の上にメッキする。流れ図はブロック７３８で終了する。
【０１１７】
本発明は特に図示せる実施例について説明したが多様なる変更、修正、改造が本発明の開示によって可能であり、これらも本発明の範囲内であると考える。本発明は現時点で最も実用的であり且つ好ましき実施例と考えられるもので説明したが、本発明はこれらの開示された実施例に制約されるものではなく、逆に付記されたクレームの範囲に含まれる多くの修正及び同等なる構造をも含むもの考えるべきである。
【０１１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に於いては、低容量で、しかも、機械的強度を大とし、熱歪に対する抵抗大で、且つ、高信頼性をもつ集積回路チップと支持基板との間の電気的相互接続構造を形成し、集積回路チップと支持基板との間で高密度の相互接続配列、集積回路チップとの接続は破壊的なボンディング技術を適用しないで集積回路チップの損傷の可能性を最小とするワイヤ相互接続配列、支持基板あるいは中間基板上に配置される相互接続配列および他の同様の配列と同時に製作可能であり大量生産によりコストを低下させ、更に生産量を増加させることが可能なる配列が行え、集積回路チップと支持基板との間の相互接続構造としてチップを支持基板に位置合わせするのが容易になる。
【０１１９】
したがって、信頼性，  コスト低減が図れ、実用的効果は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるワイヤ相互接続構造の第１実施例の斜視図
【図２】本発明の第１実施例の２−２断面図
【図３】本発明の第１実施例における集積回路チップを搭載した２−２断面図
【図４】本発明の第１実施例の全体斜視図
【図５】本発明のワイヤ相互接続構造の第２実施例の断面図
【図６】本発明の第１，第２実施例の構造を形成する流れ図（その１）
【図７】本発明の第１，第２実施例の構造を形成する流れ図（その２）
【図８】本発明の第１，第２実施例の構造を形成する流れ図（その３）
【図９】本発明の第１，第２実施例の構造を形成する流れ図（その４）
【図１０】本発明による他の実施例の断面図
【図１１】本発明の他の実施例を形成する流れ図（  その１）
【図１２】本発明の他の実施例を形成する流れ図（  その２）
【図１３】本発明の他の実施例を形成する流れ図（  その３）
【符号の説明】
１０  ワイヤ相互接続構造                  １３    面
１４  ポスト                            １５  接続柱
１６  延長体                            １７  底面端部
１８  上面端部                          ２０  底面パッド
２６  酸化ニッケル層                                        ２２  縁帯
５０  微小ワイヤ                                                ７０  集積回路チップ
８０  バンプ
【図１】
0003561934.tif 000002
【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】
0003561934.tif 000009
【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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