(57)【要約】【課題】絶縁性基材の厚み方向に貫通した複数の貫通路があり、貫通路中に金属が充填されている金属充填微細構造体の表面平滑化処理において、終点を検出する金属充填微細構造体の製造方法を提供する。【解決手段】絶縁性基材と、絶縁性基材の厚み方向に貫通した複数の貫通路と、貫通路の内部に充填された金属で構成された複数の導通路とを有する金属充填微細構造体の製造方法である。絶縁性基材の面に対する導通路の面積率が１５％以上５０％以下であり、導通路の直径が２０ｎｍ以上１１０ｎｍ以下である。貫通路に金属が充填された絶縁性基材の少なくとも一方の面を平滑化する表面平滑化処理工程を有する。表面平滑化処理工程は終点を検出する終点検出を行って停止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基材と、前記絶縁性基材の厚み方向に貫通した複数の貫通路と、前記貫通路の内部に充填された金属で構成された複数の導通路とを有する金属充填微細構造体の製造方法であって、
前記絶縁性基材の面に対する前記導通路の面積率が１５％以上５０％以下であり、前記導通路の直径が２０ｎｍ以上１１０ｎｍ以下であり、
前記貫通路に前記金属が充填された前記絶縁性基材の少なくとも一方の面を平滑化する表面平滑化処理工程を有し、
前記表面平滑化処理工程は、終点を検出する終点検出を行って停止する金属充填微細構造体の製造方法。
【請求項２】
前記貫通路に前記金属が充填された前記絶縁性基材の両面に対して、前記表面平滑化処理工程を実施する請求項１に記載の金属充填微細構造体の製造方法。
【請求項３】
前記終点検出は、光学的に前記終点を検出する請求項１または２に記載の金属充填微細構造体の製造方法。
【請求項４】
前記終点検出は、電気的に前記終点を検出する請求項１または２に記載の金属充填微細構造体の製造方法。
【請求項５】
前記終点検出は、前記絶縁性基材の面と前記導通路の端面とが、表面粗さが２０ｎｍ以下となる状態を前記終点として検出する請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属充填微細構造体の製造方法。
【請求項６】
前記表面平滑化処理工程の平滑化は、化学的機械的研磨、ドライエッチングまたは研削を用いる請求項１〜５のいずれか１項に記載の金属充填微細構造体の製造方法。
【請求項７】
前記化学的機械的研磨は、前記絶縁性基材をエッチングする作用を持つスラリーを用いる請求項６に記載の金属充填微細構造体の製造方法。
【請求項８】
前記光学的に前記終点を検出する前記終点検出は、前記絶縁性基材の反射率を用いる請求項３に記載の金属充填微細構造体の製造方法。
【請求項９】
前記表面平滑化処理工程の平滑化は化学的機械的研磨が用いられ、前記電気的に前記終点を検出する前記終点検出は、前記化学的機械的研磨に用いられる研磨体と、前記絶縁性基材の少なくとも一方の面との間の摩擦力を表す回転トルクを用いる請求項４に記載の金属充填微細構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記表面平滑化処理工程は、前記平滑化を実施し、かつ前記平滑化中に前記終点の検出を行う請求項１〜９のいずれか１項に記載の金属充填微細構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁性基材の厚み方向に貫通した複数の貫通路があり、貫通路中に金属が充填されている金属充填微細構造体の製造方法に関し、特に、貫通路の内部に金属が充填された状態の絶縁性基材の表面平滑化処理を、終点検出を行って停止する金属充填微細構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁性基材に設けられた微細孔に金属が充填されてなる金属充填微細構造体は、近年ナノテクノロジーでも注目されている分野のひとつであり、例えば、異方導電性部材としての用途が期待されている。
異方導電性部材は、半導体素子等の電子部品と回路基板との聞に挿入し、加圧するだけで電子部品と回路基板間の電気的接続が得られるため、半導体素子等の電子部品等の電気的接続部材、および機能検査を行う際の検査用コネクタ等として広く使用されている。
特に、半導体素子等の電子部品は、ダウンサイジング化が顕著であり、従来のワイヤーボンディングのような配線基板を直接接続するような方式、フリップチップボンディング、およびサーモコンプレッションボンディング等では、接続の安定性を十分に保証することができないため、電子接続部材として異方導電性部材が注目されている。
【０００３】
特許文献１には、１０００万個／ｍｍ２以上の密度でマイクロポア貫通孔を有する基材について、一部のマイクロポア貫通孔が、基材の材料以外の物質で充填されている微細構造体の製造方法が記載されている。マイクロポア貫通孔内に、基材の材料以外の物質を充填した後に、基材の表面および裏面を化学的機械的研磨処理によって平滑化する表面平滑化処理を施すことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１６７０２３号公報
【特許文献２】特開２０１５−８３０３号公報
【特許文献３】特表２０１４−５１３４３５号公報
【特許文献４】特表２０１４−５１４７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、微細構造体の製造方法において、化学的機械的研磨処理によって平滑化することが記載されているが、平滑化の終点の検出態様は明らかではない。微細構造体において面積率が一定の範囲でないと導通路の表面が露出しても変化が見えず、従来の検出技術では検出が困難である。同様に、導通路の直径が一定の範囲でないと導通路の表面が露出しても変化が見えず従来の検出技術では導通路の表面が露出したところを終点検出することが困難である。また、絶縁性基材をエッチングする作用を持つスラリーを用いて研磨することにより、研磨による脱離物が粗大化することを防ぎ、検知用窓を傷つけること、および研磨面のラフネスが大きくなることによる検出への悪影響を少なくすることができる。
ここで、特許文献２には、モータに駆動されて水平方向に回転するプラテンと、プラテンに設けられた観測窓と、観測窓に対応してプラテンの表面に設けられた研磨パッドと、観測窓を経由してウエハから反射した光学情報を取り込む分光装置とを有する研磨終点検出装置が記載されている。特許文献２では、連続時間変化マップ内で分光波形の複数の節の位置の周期的な変化傾向が全て不連続になった時点を検出して、研磨終点として検出する。しかしながら、特許文献２は、研磨対象が半導体ウエハであり、特許文献１のような、一部のマイクロポア貫通孔が、基材の材料以外の物質で充填されている微細構造体ではない。このため、基材および導通路のどちらでもない材料が露出することを検出する特許文献２の研磨終点検出が有効であると必ずしも言えない。
【０００６】
また、特許文献３に記載の基板を化学的機械的研磨を行なう方法は、研磨ステーションにおいて基板上の金属層を研磨することと、金属層の厚さを、研磨の間、研磨ステーションにおいて渦電流モニタシステムによりモニタすることと、金属層の残留物が下層から除去され、下層の上面が露出されていることを渦電流モニタシステムが示すとき、研磨を停止することとを含んでいる。
特許文献４に記載の基板を化学的機械的研磨を行なう方法は、研磨ステーションにおいて基板上の金属層を研磨することと、金属層の厚さを、研磨の間、研磨ステーションにおいて渦電流モニタシステムによりモニタすることと、金属層の予測される厚さプロファイルと目標プロファイルとの間の差を減少させるために、渦電流モニタシステムからの金属層の厚さの測定値に基づいて、研磨ステーションにおける金属層の研磨の間キャリアヘッドによって基板に印加される圧力を制御することとを含み、金属層が７００オームオングストロームを超える抵抗を有する。
【０００７】
特許文献３および特許文献４の基板を化学的機械的研磨を行なう方法は、いずれも金属ピラーの平坦化の検出に使用できることが記載されているが、特許文献３および特許文献４では金属ピラーをモニタリングしている。このため、微細構造体において微細孔に金属が十分に充填されている領域と、微細孔に金属が十分に充填されていない領域とが混在するような場合には、終点検出が確実にできない。
また、上述のように微細孔に金属が十分に充填されている領域と、微細孔に金属が十分に充填されていない領域とが混在する場合に平滑化するには、研磨量を多くする必要があり、生産効率が悪い。しかも、研磨量が多く過研磨された場合、最終膜厚が薄くなりすぎたり、膜厚ばらつきが大きくなるという問題が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、前述の従来技術に基づく問題点を解消し、絶縁性基材の厚み方向に貫通した複数の貫通路があり、貫通路中に金属が充填されている金属充填微細構造体の表面平滑化処理において、終点を検出する金属充填微細構造体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明は、絶縁性基材と、絶縁性基材の厚み方向に貫通した複数の貫通路と、貫通路の内部に充填された金属で構成された複数の導通路とを有する金属充填微細構造体の製造方法であって、絶縁性基材の面に対する導通路の面積率が１５％以上５０％以下であり、導通路の直径が２０ｎｍ以上１１０ｎｍ以下であり、貫通路に金属が充填された絶縁性基材の少なくとも一方の面を平滑化する表面平滑化処理工程を有し、表面平滑化処理工程は、終点を検出する終点検出を行って停止する金属充填微細構造体の製造方法を提供するものである。
【００１０】
貫通路に金属が充填された絶縁性基材の両面に対して、表面平滑化処理工程を実施することが好ましい。
終点検出は、光学的に終点を検出することが好ましい。また、終点検出は、電気的に終点を検出することが好ましい。
終点検出は、絶縁性基材の面と導通路の端面とが、表面粗さが２０ｎｍ以下となる状態を終点として検出することが好ましい。
【００１１】
表面平滑化処理工程の平滑化は、化学的機械的研磨、ドライエッチングまたは研削を用いることが好ましい。
化学的機械的研磨は、絶縁性基材をエッチングする作用を持つスラリーを用いることが好ましい。
光学的に終点を検出する終点検出は、絶縁性基材の反射率を用いることが好ましい。
表面平滑化処理工程の平滑化は化学的機械的研磨が用いられ、電気的に終点を検出する終点検出は、化学的機械的研磨に用いられる研磨体と、絶縁性基材の少なくとも一方の面との間の摩擦力を表す回転トルクを用いることが好ましい。
表面平滑化処理工程は、平滑化を実施し、かつ平滑化中に終点の検出を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、終点を検出し研磨を自動停止することができ、効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の製造方法に用いられる平滑化装置の一例を示す模式的斜視図である。
【図２】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図７】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図８】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図９】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図１０】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図１１】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図１２】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図１３】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の構成の一例を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の構成の一例を示す模式的断面図である。
【図１５】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の表面平滑化処理工程前の状態の一例を示す模式図である。
【図１６】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の表面平滑化処理工程前の状態の一例を示す模式図である。
【図１７】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の表面平滑化処理工程後の状態の一例を示す模式図である。
【図１８】本発明の実施形態の金属充填微細構造体の表面平滑化処理工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の金属充填微細構造体の製造方法を詳細に説明する。
なお、以下に説明する図は、本発明を説明するための例示的なものであり、以下に示す図に本発明が限定されるものではない。
なお、以下において数値範囲を示す「〜」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εが数値α〜数値βとは、εの範囲は数値αと数値βを含む範囲であり、数学記号で示せばα≦ε≦βである。
「直交」等の角度は、特に記載がなければ、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。「同一」についても該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。
【００１５】
金属充填微細構造体の製造方法について、まず、金属充填微細構造体の製造方法に用いられる平滑化装置について説明する。
なお、金属充填微細構造体は、絶縁性基材と、絶縁性基材の厚み方向に貫通した複数の貫通路と、貫通路の内部に充填された金属で構成された複数の導通路とを有するものである。金属充填微細構造体については後に詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施形態の金属充填微細構造体の製造方法に用いられる平滑化装置の一例を示す模式的斜視図である。
図１に示す平滑化装置１００は、一般的に化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）と呼ばれる研磨を実施する研磨装置である。平滑化装置１００は、回転する回転定盤１０２と、回転定盤１０２上に設けられてた研磨パッド１０４と、研磨パッド上に被研磨体Ｗを保持する回転ヘッド１０６とを有する。
回転定盤１０２は回転軸１０２ａを介して設けられたモータ１０８により、予め定められた方向に、予め定められた回転速度にて回転される。
【００１７】
平滑化装置１００は、さらに回転定盤１０２の下方に、回転定盤１０２および研磨パッド１０４を通して、被研磨体Ｗを観察するセンサ１１０が設けられている。
回転ヘッド１０６は回転軸１０６ａを有し、回転軸１０６ａに調整部１１２が設けられている。調整部１１２により、被研磨体Ｗを研磨パッド１０４に押付ける押付力、および回転ヘッド１０６の回転速度等が調整される。
また、研磨パッド１０４に研磨液１１３を供給する供給部１１４が設けられている。供給部１１４は研磨液１１３を貯留するタンク（図示せず）、および研磨液１１３を供給するポンプ（図示せず）等を有する。研磨液１１３は、被研磨体Ｗを研磨するためのものである。研磨液１１３は、被研磨体Ｗの組成、研磨量、および研磨面の仕上げの程度等に応じたものが適宜利用される。研磨液１１３には、被研磨体Ｗをエッチングする作用を有するスラリーを用いることもできる。
【００１８】
平滑化装置１００は、制御部１１６により装置全体が制御される。モータ１０８、センサ１１０、調整部１１２および供給部１１４は制御部１１６により制御される。平滑化装置１００では、センサ１１０から研磨が終了したことを示す終点検出の検出信号に基づき、回転定盤１０２の回転が停止され、回転ヘッド１０６の回転が停止されて、研磨が停止される。
【００１９】
後述の表面平滑化処理工程では、後述するように、被研磨体Ｗである導通路１９として充填された金属と、陽極酸化膜１６とが同一面状となるまで平坦化、すなわち、絶縁性基材の面と導通路１９の端面とが、同一面となる状態まで平坦化する。この時、導通路１９を構成する金属の表面が露出した際の、陽極酸化膜１６の反射光の変化等の光学的な変化、または平滑化装置１００の回転ヘッド１０６または回転定盤１０２と被研磨体Ｗとの間の摩擦力を用い、この摩擦力の変化を利用して終点を検出する。研磨パッド１０４を含めた回転ヘッド１０６、または回転定盤１０２が研磨体に相当する。
上述のことから、センサ１１０には、例えば、光学センサが用いられ、終点検出において光学的に終点が検出される。終点検出において光学的に終点が検出される場合、センサ１１０による終点検出の終点を表す検出信号は、光の反射率および色味等が例示される。また、センサ１１０は、光の反射率および色味等を測定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く、公知のものを適宜利用可能である。
なお、本発明において同一面状とは、表面粗さが３０ｎｍとなる状態を指す。ここで、表面粗さとは、算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）  Ｂ  ０６０１−２００１）のことである。
【００２０】
センサ１１０に電気式センサを用い、回転ヘッド１０６の回転軸１０６ａの回転トルク、または回転定盤１０２の回転軸１０２ａの回転トルクを検出して、回転トルクを終点検出の検出信号に用いてもよい。回転トルクは上述の摩擦力を表すものである。回転トルクの変化を用いることにより、上述の摩擦力の変化と同じく終点を検出することができる。
また、回転ヘッド１０６の押付力に対する反力を測定し、この反力を終点検出の検出信号に用いてもよい。回転ヘッド１０６の押付力に対する反力も上述の摩擦力を表す。反力の変化を用いることにより、上述の摩擦力の変化と同じく終点を検出することができる。
回転トルクおよび反力は、例えば、歪みセンサを用いて検出することができる。この場合、回転トルクおよび反力は歪みセンサからの電気信号の形態で検出される。このように回転トルクおよび反力を用いた終点検出は電気的に終点を検出する。
また、被研磨体Ｗの厚みを、例えば、渦電流を用いた膜厚計を用いて計測し、予め定められた膜厚に到達した場合を終点とし、終点検出の検出信号を出力するようにしてもよい。渦電流を用いた膜厚計でも終点検出は電気的に終点を検出する。
【００２１】
平滑化装置１００は、被研磨体Ｗを研磨し、かつ被研磨体Ｗの研磨中にセンサ１１０によるセンシングを行って終点の検出を行い、終点検出の検出信号を得る。平滑化装置１００は、いわゆるインサイチュの状態で、終点検出を行うことができる。しかしながら、平滑化装置１００は、この構成に限定されるものではなく、研磨を一旦停止して、被研磨体Ｗの終点を検出する終点検出を実施し、終点に達していなければ、再度研磨を実施することを、終点に達するまで繰り返し行うようにしてもよい。この場合、例えば、回転ヘッド１０６を回転定盤１０２から移動させる機構を設け、回転ヘッド１０６を移動させて、被研磨体Ｗを研磨パッド１０４から離した後、被研磨体Ｗの終点検出を実施する。
【００２２】
なお、平滑化装置１００は、上述のように一般的に化学的機械的研磨と呼ばれる研磨を実施して被研磨体Ｗを平滑化する研磨装置であるが、後述の表面平滑化処理工程を実施することができれば、装置構成は特に限定されるものではない。平滑化には、化学的機械的研磨以外に、ドライエッチングでもよく研削でもよい。
【００２３】
図２〜図１２は本発明の実施形態の金属充填微細構造体の製造方法を工程順に示す模式的断面図である。金属充填微細構造体については、アルミニウム基板を用いて製造されるものを例にして説明する。金属充填微細構造体の製造にアルミニウム基板を用いた場合、絶縁性基材が陽極酸化膜で構成される。
図２に示すように、まず、アルミニウム基板１０を用意する。アルミニウム基板１０は、最終的に得られる金属充填微細構造体の厚み、加工する装置等に応じて大きさおよび厚みが適宜決定されるものである。
【００２４】
〔アルミニウム基板〕
アルミニウム基板は、特に限定されず、その具体例としては、純アルミニウム板；アルミニウムを主成分とし微量の異元素を含む合金板；低純度のアルミニウム（例えば、リサイクル材料）に高純度アルミニウムを蒸着させた基板；シリコンウエハ、石英、ガラス等の表面に蒸着、スパッタ等の方法により高純度アルミニウムを被覆させた基板；アルミニウムをラミネートした樹脂基板；等が挙げられる。
【００２５】
アルミニウム基板のうち、陽極酸化処理により陽極酸化膜を形成する片側の表面は、アルミニウム純度が、９９．５質量％以上であることが好ましく、９９．９質量％以上であるのがより好ましく、９９．９９質量％以上であるのが更に好ましい。アルミニウム純度が上述の範囲であると、貫通路であるマイクロポアの配列の規則性が十分となる。
アルミニウム基板１０は、陽極酸化膜を形成することができれば、特に限定されるものでなく、例えば、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）  １０５０材が用いられる。
【００２６】
アルミニウム基板１０のうち陽極酸化処理される片側の表面１０ａは、予め熱処理、脱脂処理および鏡面仕上げ処理が施されるのが好ましい。
ここで、熱処理、脱脂処理および鏡面仕上げ処理については、特開２００８−２７０１５８号公報の［００４４］〜［００５４］段落に記載された各処理と同様の処理を施すことができる。
陽極酸化処理の前の鏡面仕上げ処理は、例えば、電解研磨であり、電解研磨には、例えば、リン酸を含有する電解研磨液が用いられる。
【００２７】
次に、アルミニウム基板１０の片側の表面１０ａを陽極酸化処理し、アルミニウム基板１０の片側の表面１０ａが陽極酸化され、マイクロポアが形成される。これにより、図３に示すようにアルミニウム基材１４と、アルミニウム基材１４の表面１４ａに、アルミニウム基材１４の厚み方向Ｄに延在する貫通路１７を複数有する陽極酸化膜１６とを有する陽極酸化構造体１２を形成する。上述の陽極酸化する工程を陽極酸化処理工程ともいう。
【００２８】
〔陽極酸化処理工程〕
陽極酸化処理は、従来公知の方法を用いることができるが、マイクロポアの配列の規則性を高くし、金属充填微細構造体の異方導電性を担保する観点から、自己規則化法または定電圧処理を用いることが好ましい。
ここで、陽極酸化処理の自己規則化法および定電圧処理については、特開２００８−２７０１５８号公報の［００５６］〜［０１０８］段落に記載された各処理と同様の処理を施すことができる。
【００２９】
複数の貫通路１７を有する陽極酸化膜１６には、貫通路１７の底部にバリア層（図示せず）が存在する。このバリア層を除去するバリア層除去工程を有する。
【００３０】
〔バリア層除去工程〕
陽極酸化処理後に、例えば、アルミニウムよりも水素過電圧の高い金属を含むアルカリ水溶液を用いて、陽極酸化膜１６のバリア層を除去する。バリア層を除去することにより貫通路１７の底部に、上述のアルミニウムよりも水素過電圧の高い金属からなる金属層（図示せず）が形成されることになる。
【００３１】
ここで、水素過電圧（hydrogen overvoltage）とは、水を電気分解した際に、水素が発生するのに必要な電圧をいい、例えば、アルミニウム（Ａｌ）の水素過電圧は−１．６６Ｖである（日本化学学会誌，１９８２、（８），ｐ１３０５−１３１３）。なお、アルミニウムの水素過電圧よりも高い金属の例およびその水素過電圧の値を以下に示す。
＜金属および水素（１Ｎ Ｈ2ＳＯ4）過電圧＞
・白金（Ｐｔ）：０．００Ｖ
・金（Ａｕ）：０．０２Ｖ
・銀（Ａｇ）：０．０８Ｖ
・ニッケル（Ｎｉ）：０．２１Ｖ
・銅（Ｃｕ）：０．２３Ｖ
・錫（Ｓｎ）：０．５３Ｖ
・亜鉛（Ｚｎ）：０．７０Ｖ
【００３２】
次に、陽極酸化構造体１２に対して、図４に示すように、陽極酸化膜１６の貫通路１７の内部に金属を充填する。これにより、導電性の導通路１９が構成される。なお、貫通路１７の内部への金属の充填は、金属充填工程ともいい、例えば、電解めっき処理が用いられるが、金属の充填については、後に詳細に説明する。金属を充填する工程は、陽極酸化構造体１２に対してなされる。
【００３３】
〔金属充填工程〕
＜充填される金属＞
上述の貫通路１７の内部に充填される金属は、電気抵抗率が１０3Ωｃｍ以下の材料であることが好ましく、その具体例としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）等が好適に例示される。
中でも、電気伝導性の観点から、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉが好ましく、Ｃｕ、Ａｕがより好ましく、Ｃｕが更に好ましい。
【００３４】
＜充填方法＞
貫通路１７の内部に金属を充填する電解めっき処理方法としては、例えば、電解めっき法または無電解めっき法を用いることができる。
ここで、着色等に用いられる従来公知の電解めっき法では、選択的に孔中に金属を高アスペクトで析出（成長）させることは困難である。これは、析出金属が孔内で消費され一定時間以上電解を行なってもめっきが成長しないためと考えられる。
【００３５】
そのため、本発明の製造方法においては、電解めっき法により金属を充填する場合は、パルス電解または定電位電解の際に休止時間をもうける必要がある。休止時間は、１０秒以上必要で、３０〜６０秒であることが好ましい。
また、電解液のかくはんを促進するため、超音波を加えることも望ましい。
更に、電解電圧は、通常２０Ｖ以下であって望ましくは１０Ｖ以下であるが、使用する電解液における目的金属の析出電位を予め測定し、その電位＋１Ｖ以内で定電位電解を行なうことが好ましい。なお、定電位電解を行なう際には、サイクリックボルタンメトリを併用できるものが望ましく、Ｓｏｌａｒｔｒｏｎ社、ＢＡＳ社、北斗電工社、ＩＶＩＵＭ社等のポテンショスタット装置を用いることができる。
【００３６】
めっき液は、従来公知のめっき液を用いることができる。
具体的には、銅を析出させる場合には硫酸銅水溶液が一般的に用いられるが、硫酸銅の濃度は、１〜３００ｇ／Ｌであることが好ましく、１００〜２００ｇ／Ｌであるのがより好ましい。また、電解液中に塩酸を添加すると析出を促進することができる。この場合、塩酸濃度は１０〜２０ｇ／Ｌであることが好ましい。
また、金を析出させる場合、テトラクロロ金の硫酸溶液を用い、交流電解でめっきを行なうのが望ましい。
【００３７】
なお、無電解めっき法では、貫通路１７がアスペクトの高いマイクロポアからなる孔である場合、貫通路１７の内部に金属を完全に充填には長時間を要するので、電解めっき法により金属を充填するのが望ましい。
【００３８】
図４に示すように貫通路１７の内部に金属が充填されて導通路１９が形成された後、アルミニウム基材１４に対して、陽極酸化膜１６の反対側に支持体４０を設ける。この場合、より具体的には図５に示すように、樹脂基材４２を用いて、アルミニウム基材１４の裏面１４ｂに支持体４０を設ける。
樹脂基材４２は、例えば、機能性吸着フィルムが用いられる。機能性吸着フィルムとしては、Ｑ−ｃｈｕｃｋ（登録商標）（丸石産業株式会社製）等を使用することができる。
支持体４０は、図４に示す陽極酸化構造体１２と同じ外形状であることが好ましい。支持体４０は、後工程で陽極酸化構造体１２を支持する。支持体４０を取り付けることにより、取扱い性が増す。
【００３９】
次に、図５に示すように陽極酸化構造体１２に支持体４０が取り付けられた形態で、陽極酸化膜１６の表面１６ａを研磨し、図６に示すように導通路１９と、陽極酸化膜１６とを同一面の状態になるまで平坦化する。陽極酸化膜１６の表面１６ａを研磨して、上述のように同一面の状態になるまで平坦化する工程を表面平滑化処理工程という。研磨は、上述のように、例えば、平滑化装置１００による化学的機械的研磨である。表面平滑化処理工程を経て、金属充填微細構造体１３が形成される。
【００４０】
ここで、図１６は本発明の実施形態の金属充填微細構造体の表面平滑化処理工程前の状態の一例を示す模式図であり、図１７は本発明の実施形態の金属充填微細構造体の表面平滑化処理工程後の状態の一例を示す模式図である。図１８は、本発明の実施形態の金属充填微細構造体の表面平滑化処理工程の一例を示すフローチャートである。
上述のように貫通路１７の内部に金属を充填した場合、均一に充填されずに図４に示すように、貫通路１７に対して金属が溢れて充填された部分２０と、貫通路１７に対して金属が十分に充填されない部分２１とが生じることがある。この場合、陽極酸化膜１６の表面１６ａにおける金属の分布が均一ではない。この状態を平面視すれば、光の反射が不均一になり、図１６に示すようにムラとして視認される。
【００４１】
表面平滑化処理工程において、被研磨体Ｗとして、貫通路に金属が充填された絶縁性基材である、導通路１９を有する陽極酸化膜１６を研磨する際には、陽極酸化膜１６の表面１６ａについて、陽極酸化膜１６と導通路１９とが同一面の状態となるように、研磨する必要がある。すなわち、陽極酸化膜１６の面と導通路１９の端面とが、表面粗さが２０ｎｍ以下となる状態に研磨する必要がある。
陽極酸化膜１６の面１６ｃ（図６参照）と導通路１９の端面１９ｃ（図６参照）とが、表面粗さが３０ｎｍ以下となる状態を終点とし、終点検出では、この終点を検出する。
なお、上述のように金属が貫通路１７内に均一に充填されない場合、図５に示す面１６ｃまで研磨する必要がある。図５に示す面１６ｃまで研磨すると、図６の陽極酸化膜１６の表面１６ａの平面視の状態を示す図１７のように光の反射が均一の状態になる。
【００４２】
表面平滑化処理工程では、上述の図１に示す平滑化装置１００に対し、図５に示す形態の陽極酸化膜１６を研磨パッド１０４に向けて回転ヘッド１０６に取り付ける。
研磨パッド１０４の種類および研磨液１１３の種類は、陽極酸化膜１６に応じて予め定められている。研磨液１１３には、絶縁性基材である陽極酸化膜１６をエッチングする作用を持つスラリーを用いることもできる。絶縁性基材をエッチングするスラリーとは絶縁性基材がエッチングされるｐＨ領域を持つスラリーであり、絶縁性基材がアルミナである場合はｐＨ５．０以下のスラリー、およびｐＨ８．０以上のスラリーである。
また、回転定盤１０２の回転速度、回転ヘッド１０６の回転速度、および回転ヘッド１０６による陽極酸化膜１６の押付力等の研磨条件も予め定められている。研磨条件にて研磨して平滑化される（ステップＳ１０  図１８参照）。
【００４３】
研磨開始直後から、センサ１１０により、陽極酸化膜１６に対してセンシングを行う（ステップＳ１２  図１８参照）。センサ１１０は、例えば、絶縁性基材である陽極酸化膜１６の表面１６ａの反射率を測定するものである。この場合、終点である、絶縁性基材である陽極酸化膜１６の表面１６ａと導通路１９の端面（図示せず）とが同一面となった状態における反射率を、予め測定する。その反射率は終点を表す。そして、終点を表す反射率の値を、制御部１１６に記憶させておく。
なお、センサ１１０は、陽極酸化膜１６の表面１６ａの反射率を測定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く、公知のものを適宜利用可能である。インサイチュの状態での終点検出を行うことができるため、研磨中の陽極酸化膜１６の表面１６ａの反射率を測定できるセンサ１１０が好ましい。
【００４４】
センサ１１０により測定された反射率の値が、制御部１１６に出力されて制御部１１６にて、同一面となった状態として記憶されている反射率の値と比較する。測定された反射率が記憶された反射率と一致した場合、終点が検出されたと判定する（ステップＳ１４  図１８参照）。
【００４５】
ステップＳ１４にて、終点が検出された場合、陽極酸化膜１６を研磨パッド１０４から離間させる等して、平滑化装置１００による平滑化を停止する。
一方、終点が検出されない場合には、継続して研磨が実施され、終点が検出される（ステップＳ１４  図１８参照）まで、研磨による平滑化（ステップＳ１０  図１８参照）とセンシング（ステップＳ１２  図１８参照）が実施される。このように、終点検出を実施して、終点が検出されれば研磨は自動停止される。
【００４６】
測定された反射率の値と、制御部１１６に、同一面の状態として記憶された反射率の値との一致については、許容範囲を設け、測定された反射率の値が許容範囲内にあれば一致したとする。許容範囲は、例えば、同一面の状態として記憶された反射率の値に対して５％とする。
反射率は、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）  Ｚ８７４１：１９９７  鏡面光沢度に基づくものである。光学的に終点を検出する終点検出としては反射率以外に、上述のように色味でもよい。色味は、例えば、Ｌ＊ａ＊ｂ＊で表されるものである（ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）  Ｚ８７８１−４：２０１３）。色味を用いる場合、反射率と同様に、終点である、絶縁性基材である陽極酸化膜１６の表面１６ａと導通路１９の端面（図示せず）とが同一面となった状態における色味を、予め測定しておく。終点を表す色味を用いて終点検出を行う。
また、上述のように、終点検出には、回転定盤１０２の回転軸１０２ａに作用する回転トルク、または回転ヘッド１０６の回転軸１０６ａに作用する回転トルクを用いることもできる。さらには、回転ヘッド１０６の押付力を終点検出に用いることができる。
【００４７】
上述のように表面平滑化処理工程では、研磨しながらセンシングして、終点検出を行って、終点到達時に研磨を自動停止することができることから、金属充填微細構造体１３を効率よく製造することができる。
なお、終点検出を行わない場合、または終点検出の精度が低い場合には、終点に到達しない等、研磨が不十分であれば、部分的に導通路１９がない金属充填微細構造体１３が製造されてしまう。一方、研磨量が多い場合には、金属充填微細構造体１３の膜厚が薄くなり過ぎる、金属充填微細構造体１３の膜厚均一性が低下する等、品質が悪い金属充填微細構造体１３が製造されることなる。
なお、上述の表面平滑化処理工程では、研磨しながらセンシングして終点検出すること、いわゆるインサイチュの状態で、終点検出を行うことに限定されるものではなく、研磨を一旦停止した後に終点検出を行ってもよい。
【００４８】
表面平滑化処理工程の後、図６および図１７に示す状態から、次に、図７に示すように、陽極酸化膜１６の表面１６ａを厚み方向Ｄに一部除去し、上述の充填した金属を陽極酸化膜１６の表面１６ａよりも突出させてもよい。すなわち、導通路１９を陽極酸化膜１６の表面１６ａから突出させてもよい。陽極酸化膜１６の表面１６ａから導通路１９が突出した部分を突出部分１９ａという。上述の充填した金属を陽極酸化膜１６の表面１６ａよりも突出させる工程のことを金属突出工程という。
【００４９】
〔金属突出工程〕
上述の陽極酸化膜１６の一部除去には、例えば、導通路１９を構成する金属を溶解せず、陽極酸化膜１６、すなわち、酸化アルミニウムを溶解する酸水溶液またはアルカリ水溶液が用いられる。上述の酸水溶液またはアルカリ水溶液を、金属が充填された貫通路１７を有する陽極酸化膜１６を接触させることにより、陽極酸化膜１６を一部除去する。上述の酸水溶液またはアルカリ水溶液を陽極酸化膜１６に接触させる方法は、特に限定されず、例えば、浸漬法およびスプレー法が挙げられる。中でも浸漬法が好ましい。
【００５０】
酸水溶液を用いる場合は、硫酸、リン酸、硝酸および塩酸等の無機酸またはこれらの混合物の水溶液を用いることが好ましい。中でもクロム酸を含有しない水溶液が安全性に優れる点で好ましい。酸水溶液の濃度は１〜１０質量％であることが好ましい。酸水溶液の温度は、２５〜６０℃であることが好ましい。
また、アルカリ水溶液を用いる場合は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化リチウムからなる群から選ばれる少なくとも一つのアルカリの水溶液を用いることが好ましい。アルカリ水溶液の濃度は０．１〜５質量％であることが好ましい。アルカリ水溶液の温度は、２０〜３５℃であることが好ましい。
具体的には、例えば、５０ｇ／Ｌ、４０℃のリン酸水溶液、０．５ｇ／Ｌ、３０℃の水酸化ナトリウム水溶液または０．５ｇ／Ｌ、３０℃の水酸化カリウム水溶液が好適に用いられる。
【００５１】
酸水溶液またはアルカリ水溶液への浸漬時間は、８〜１２０分であることが好ましく、１０〜９０分であるのがより好ましく、１５〜６０分であるのが更に好ましい。ここで、浸漬時間は、短時間の浸漬処理を繰り返した場合には、各浸漬時間の合計をいう。なお、各浸漬処理の間には、洗浄処理を施してもよい。
【００５２】
また、金属を陽極酸化膜１６の表面１６ａより突出させる程度であるが、作製される金属充填微細構造体１３を異方導電性部材として用いた際に、配線基板等の被接着物との圧着性が良好となる理由から、金属を陽極酸化膜１６の表面１６ａよりも１０ｎｍ〜１０００ｎｍ突出させることが好ましく、５０ｎｍ〜５００ｎｍ突出させることがより好ましい。すなわち、突出部分１９ａの表面１６ａからの突出量は１０ｎｍ〜１０００ｎｍが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００５３】
導通路１９の突出部分１９ａの高さを厳密に制御する場合は、貫通路１７の内部に金属を充填した後、陽極酸化膜１６と導通路１９の端部とを同一平面状になるように加工した後、陽極酸化膜を選択的に除去することが好ましい。このことからも上述のように、陽極酸化膜の研磨の際、終点を検出することは重要である。
また、上述の金属の充填後、または金属突出工程の後に、金属の充填に伴い発生した導通路１９内の歪みを軽減する目的で、加熱処理を施すことができる。
加熱処理は、金属の酸化を抑制する観点から還元性雰囲気で施すことが好ましく、具体的には、酸素濃度が２０Ｐａ以下で行うことが好ましく、真空下で行うことがより好ましい。ここで、真空とは、大気よりも、気体密度および気圧のうち、少なくとも一方が低い空間の状態をいう。
また、加熱処理は、矯正の目的で、陽極酸化構造体１２に応力を加えながら行うことが好ましい。
【００５４】
陽極酸化膜１６に支持体４０がある陽極酸化構造体１２を利用することにより、陽極酸化膜１６単体を取扱うことに比して陽極酸化膜１６の損傷を抑制することができ、取扱いが容易になる。
ここで、取扱いとは、金属充填微細構造体１３を保持すること、ならびに金属充填微細構造体１３の移送、搬送および運搬等の金属充填微細構造体１３を移動させることをいう。取扱いが容易とは、上述の金属充填微細構造体１３の保持の際、および上述の金属充填微細構造体１３の移動の際に、金属充填微細構造体１３の損傷等を抑制できることをいう。取扱いが容易であることにより、例えば、充填した金属を陽極酸化膜１６の表面１６ａよりも突出させるが、この金属の損傷を抑制することができる。
【００５５】
図７に示す金属充填微細構造体１３は、充填した金属が陽極酸化膜１６の表面１６ａよりも突出しているため、突出した金属、すなわち、導通路１９の突出部分１９ａを保護することが好ましい。このため、図８に示すように導通路１９の突出部分１９ａが埋設する樹脂層２２を、陽極酸化膜１６の表面１６ａに形成することが好ましい。樹脂層２２を設ける工程を樹脂層形成工程という。金属充填微細構造体１３の製造方法には樹脂層形成工程が含まれてもよい。
【００５６】
樹脂層２２により、導通路１９の突出部分１９ａが保護され、金属充填微細構造体１３の搬送性をより向上させることができ、より取扱いが容易になる。樹脂層２２は粘着性を備えるものであり、接着性を付与するものである。
樹脂層２２は、例えば、従来公知の表面保護テープ貼付装置およびラミネーターを用いて形成することができる。樹脂層２２を設けることにより、金属充填微細構造体１３の搬送性を向上させることができる。
【００５７】
〔樹脂層形成工程〕
樹脂層２２を構成する樹脂材料としては、具体的には、例えば、エチレン系共重合体、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、およびセルロース系樹脂等を挙げることができるが、搬送性の観点と、異方導電性部材として使用しやすくする観点から、上述の樹脂層は、剥離可能な粘着層付きフィルムであることが好ましく、加熱処理または紫外線露光処理により粘着性が弱くなり、剥離可能となる粘着層付きフィルムであるのがより好ましい。
【００５８】
上述の粘着層付きフィルムは特に限定されず、熱剥離型の樹脂層、および紫外線（ultraviolet：ＵＶ）剥離型の樹脂層等が挙げられる。
ここで、熱剥離型の樹脂層は、常温では粘着力があり、加熱するだけで容易に剥離可能なもので、主に発泡性のマイクロカプセル等を用いたものが多い。
また、粘着層を構成する粘着剤としては、具体的には、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ウレタン系粘着剤、スチレン−ジエンブロック共重合体系粘着剤等が挙げられる。
また、ＵＶ剥離型の樹脂層は、ＵＶ硬化型の接着層を有するもので硬化により粘着力が失われて剥離可能になるというものである。
【００５９】
ＵＶ硬化型の接着層としては、ベースポリマーに、炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖または主鎖中もしくは主鎖末端に導入したポリマー等が挙げられる。炭素−炭素二重結合を有するベースポリマーとしては、アクリル系ポリマーを基本骨格とするもことが好ましい。
さらに、アクリル系ポリマーは、架橋させるため、多官能性モノマー等も、必要に応じて共重合用モノマー成分として含むことができる。
炭素−炭素二重結合を有するベースポリマーは単独で使用することができるが、ＵＶ硬化性のモノマーまたはオリゴマーを配合することもできる。
ＵＶ硬化型の接着層は、ＵＶ照射により硬化させるために光重合開始剤を併用することが好ましい。光重合開始剤としては、ベンゾインエーテル系化合物；ケタール系化合物；芳香族スルホニルクロリド系化合物；光活性オキシム系化合物；ベンゾフェノン系化合物；チオキサンソン系化合物；カンファーキノン；ハロゲン化ケトン；アシルホスフィノキシド；アシルホスフォナート等が挙げられる。
【００６０】
熱剥離型の樹脂層の市販品としては、例えば、ＷＳ５１３０Ｃ０２、ＷＳ５１３０Ｃ１０等のインテリマー〔登録商標〕テープ（ニッタ株式会社製）；ソマタック〔登録商標〕ＴＥシリーズ（ソマール株式会製）；Ｎｏ．３１９８、Ｎｏ．３１９８ＬＳ、Ｎｏ．３１９８Ｍ、Ｎｏ．３１９８ＭＳ、Ｎｏ．３１９８Ｈ、Ｎｏ．３１９５、Ｎｏ．３１９６、Ｎｏ．３１９５Ｍ、Ｎｏ．３１９５ＭＳ、Ｎｏ．３１９５Ｈ、Ｎｏ．３１９５ＨＳ、Ｎｏ．３１９５Ｖ、Ｎｏ．３１９５ＶＳ、Ｎｏ．３１９Ｙ−４Ｌ、Ｎｏ．３１９Ｙ−４ＬＳ、Ｎｏ．３１９Ｙ−４Ｍ、Ｎｏ．３１９Ｙ−４ＭＳ、Ｎｏ．３１９Ｙ−４Ｈ、Ｎｏ．３１９Ｙ−４ＨＳ、Ｎｏ．３１９Ｙ−４ＬＳＣ、Ｎｏ．３１９３５ＭＳ、Ｎｏ．３１９３５ＨＳ、Ｎｏ．３１９３Ｍ、Ｎｏ．３１９３ＭＳ等のリバアルファ〔登録商標〕シリーズ（日東電工株式会社製）；等が挙げられる。
【００６１】
ＵＶ剥離型の樹脂層の市販品としては、例えば、ＥＬＰ ＤＵ−３００、ＥＬＰ ＤＵ−２３８５ＫＳ、ＥＬＰ ＤＵ−２１８７Ｇ、ＥＬＰ ＮＢＤ−３１９０Ｋ、ＥＬＰ ＵＥ−２０９１Ｊ等のエレップホルダー〔登録商標〕（日東電工株式会社製）；Ａｄｗｉｌｌ Ｄ−２１０、Ａｄｗｉｌｌ Ｄ−２０３、Ａｄｗｉｌｌ Ｄ−２０２、Ａｄｗｉｌｌ Ｄ−１７５、Ａｄｗｉｌｌ Ｄ−６７５（いずれもリンテック株式会社製）；スミライト〔登録商標〕ＦＬＳのＮ８０００シリーズ（住友ベークライト株式会社製）；ＵＣ３５３ＥＰ−１１０（古河電気工業株式会社製）；等のダイシングテープを利用することができる。その他、ＵＶ剥離型の樹脂層の市販品としては、例えば、ＥＬＰ ＲＦ−７２３２ＤＢ、ＥＬＰ ＵＢ−５１３３Ｄ（いずれも日東電工株式会社製）；ＳＰ−５７５Ｂ−１５０、ＳＰ−５４１Ｂ−２０５、ＳＰ−５３７Ｔ−１６０、ＳＰ−５３７Ｔ−２３０（いずれも古河電気工業株式会社製）；等のバックグラインドテープを利用することができる。
上述の粘着層付きフィルムは、公知の表面保護テープ貼付装置およびラミネーターを用いて貼り付けることができる。
【００６２】
樹脂層２２の形成方法としては、上述の方法以外に、例えば、後述の酸化防止材料、高分子材料、溶媒（例えば、メチルエチルケトン等）等を含有する樹脂組成物を陽極酸化膜１６の表面および裏面ならびに導通路の突出部分に塗布し、乾燥させ、必要に応じて焼成する方法等が挙げられる。
樹脂組成物の塗布方法は特に限定されず、例えば、グラビアコート法、リバースコート法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、エアナイフコート法、スクリーンコート法、バーコート法、およびカーテンコート法等の従来公知のコーティング方法が使用できる。
また、塗布後の乾燥方法は特に限定されず、例えば、大気下において０℃〜１００℃の温度で、数秒〜数十分間、加熱する処理、減圧下において０℃〜８０℃の温度で、十数分〜数時間、加熱する処理等が挙げられる。
また、乾燥後の焼成方法は、使用する高分子材料により異なるため特に限定されないが、ポリイミド樹脂を用いる場合には、例えば、１６０℃〜２４０℃の温度で２分間〜６０分間加熱する処理等が挙げられ、エポキシ樹脂を用いる場合には、例えば、３０℃〜８０℃の温度で２分間〜６０分間加熱する処理等が挙げられる。
【００６３】
次に、図８に示す支持体４０をアルミニウム基材１４から取り除く。この場合、樹脂基材４２を起点として支持体４０をアルミニウム基材１４から取り除く。
次に、樹脂層２２の表面２２ａに剥離層２４を積層する。剥離層２４は、支持層２５と剥離剤２６が積層されたものである。剥離剤２６が樹脂層２２に接している。例えば、予め定められた温度に加熱することで、剥離剤２６の接着力が弱まり、剥離層２４を取り除くことができる。
剥離剤２６には、例えば、日東電工社製リバアルファ（登録商標）およびソマール株式会社製ソマタック（登録商標）等を用いることができる。
【００６４】
次に、両面粘着剤２８を用いて、剥離層２４に、例えば、支持部材３０を取り付ける。支持部材３０は支持層２５に対向して配置される。支持部材３０は、陽極酸化構造体１２と同じ外形状である。支持部材３０は、後工程で支持体の役割を果たす。支持部材３０を取り付けることにより、取扱い性が増す。
両面粘着剤２８は、剥離層２４の支持層２５と支持部材３０とを接着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く、例えば、日東電工社製の両面タイプのリバアルファ（登録商標）を用いることができる。
【００６５】
支持部材３０は、金属充填微細構造体１３を支持するものであり、例えば、シリコン基板で構成されている。支持部材３０としては、シリコン基板以外に、例えば、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＧａＮおよびアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックス基板、ガラス基板、繊維強化プラスティック基板、ならびに金属基板を用いることができる。繊維強化プラスティック基板には、プリント配線基板であるＦＲ−４（Flame Retardant Type 4）基板等も含まれる。
【００６６】
次に、図９に示すように、アルミニウム基材１４を、例えば、溶解して取り除き、陽極酸化膜１６の裏面１６ｂを露出させる。アルミニウム基材１４の溶解は、陽極酸化膜１６を溶解しにくく、アルミニウムを溶解しやすい処理液を用いることが好ましい。
なお、陽極酸化膜１６を破損等することなく、アルミニウム基材１４を取り除くことができれば、溶解に限定されるものではない。アルミニウム基材１４を取り除くことを基板除去工程という。
【００６７】
〔基板除去工程〕
アルミニウム基材１４を溶解する処理液は、アルミニウムに対する溶解速度が、１μｍ／分以上であることが好ましく、３μｍ／分以上であるのがより好ましく、５μｍ／分以上であるのが更に好ましい。同様に、陽極酸化膜に対する溶解速度が、０．１ｎｍ／分以下となることが好ましく、０．０５ｎｍ／分以下となるのがより好ましく、０．０１ｎｍ／分以下となるのが更に好ましい。
【００６８】
具体的には、アルミよりもイオン化傾向の低い金属化合物を少なくとも１種含み、かつ、ｐＨ（水素イオン指数）が４以下または８以上となる処理液であることが好ましく、そのｐＨが３以下または９以上であるのがより好ましく、２以下または１０以上であるのが更に好ましい。
このような処理液としては、酸またはアルカリ水溶液をベースとし、例えば、マンガン、亜鉛、クロム、鉄、カドミウム、コバルト、ニッケル、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス、銅、水銀、銀、パラジウム、白金、金の化合物（例えば、塩化白金酸）、これらのフッ化物、これらの塩化物等を配合したものであることが好ましい。
中でも、酸水溶液ベースが好ましく、塩化物をブレンドすることが好ましい。
特に、塩酸水溶液に塩化水銀をブレンドした処理液（塩酸／塩化水銀）、塩酸水溶液に塩化銅をブレンドした処理液（塩酸／塩化銅）が、処理ラチチュードの観点から好ましい。
なお、このような処理液の組成は特に限定されず、例えば、臭素／メタノール混合物、臭素／エタノール混合物、王水等を用いることができる。
【００６９】
また、このような処理液の酸またはアルカリ濃度は、０．０１〜１０ｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．０５〜５ｍｏｌ／Ｌがより好ましい。
更に、このような処理液を用いた処理温度は、−１０℃〜８０℃が好ましく、０℃〜６０℃が好ましい。
【００７０】
また、上述のアルミニウム基材１４の溶解は、上述の金属充填工程後のアルミニウム基材１４を上述の処理液に接触させることにより行う。接触させる方法は、特に限定されず、例えば、浸漬法、スプレー法が挙げられる。中でも、浸漬法が好ましい。このときの接触時間としては、１０秒〜５時間が好ましく、１分〜３時間がより好ましい。
【００７１】
次に、図１０に示すように、陽極酸化膜１６の裏面１６ｂを研磨する。陽極酸化膜１６の裏面１６ｂの研磨では、陽極酸化膜１６の裏面１６ｂと導通路１９の端面（図示せず）とが、同一面となる状態まで平坦化する。上述の陽極酸化膜１６の裏面１６ｂの研磨は、上述の図６に示す陽極酸化膜１６の表面１６ａに対してした表面平滑化処理工程と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【００７２】
上述のように、複数の導通路１９を有する陽極酸化膜１６の表面１６ａに対して表面平滑化処理工程を実施した後、複数の導通路１９を有する陽極酸化膜１６の裏面１６ｂに対して表面平滑化処理工程を実施したが、少なくとも一方の面に上述の表面平滑化処理工程を実施すればよい。
例えば、陽極酸化膜１６の表面１６ａおよび裏面１６ｂを、それぞれセンサ１１０を用いて反射率を計測し、反射率の値が、予め定められた範囲にあれば研磨をすることなく、次の工程に移行するようにしてもよい。
【００７３】
次に、図１１に示すように、陽極酸化膜１６の裏面１６ｂを厚み方向Ｄに一部除去し、上述の充填した金属を陽極酸化膜１６の裏面１６ｂよりも突出させる。すなわち、導通路１９を陽極酸化膜１６の裏面１６ｂから突出させる。陽極酸化膜１６の裏面１６ｂから導通路１９が突出した部分を突出部分１９ｂという。
上述の充填した金属を陽極酸化膜１６の裏面１６ｂよりも突出させる工程は、上述の金属突出工程と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【００７４】
次に、図１２に示すように、陽極酸化膜１６の裏面１６ｂの導通路１９の突出部分１９ｂが埋設する樹脂層２２を、陽極酸化膜１６の裏面１６ｂに形成する。これにより、金属充填微細構造体１３を用いた異方導電材３２を得ることができる。異方導電材３２の形状が、例えば、円板状であれば、異方導電材３２の搬送に、半導体ウエハの搬送等に利用される装置を利用することができ、異方導電材３２の取扱いに特別な装置は不要である。
なお、導通路１９の突出部分１９ｂが埋設する樹脂層２２の形成方法は、上述の樹脂層形成工程と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【００７５】
図１３は本発明の実施形態の金属充填微細構造体の構成の一例を示す平面図であり、図１４は本発明の実施形態の金属充填微細構造体の構成の一例を示す模式的断面図である。図１４は図１３の切断面線ＩＢ−ＩＢ断面図である。
【００７６】
図１３および図１４に示す金属充填微細構造体１３は、上述のように絶縁性基材である陽極酸化膜１６と、陽極酸化膜１６の厚み方向Ｄに貫通した貫通路１７と、貫通路１７の内部に充填された金属で構成された複数の導通路１９とを有する。複数の導通路１９は、互いに電気的に絶縁された状態で設けられている。さらに、例えば、陽極酸化膜１６の表面１６ａおよび裏面１６ｂに設けられた樹脂層２２を具備する。
ここで、「互いに電気的に絶縁された状態」とは、陽極酸化膜１６の内部に存在している各導通路１９が陽極酸化膜１６の内部において互いに導通性が十分に低い状態であることを意味する。
金属充填微細構造体１３は、導通路１９が互いに電気的に絶縁されており、陽極酸化膜１６の厚み方向Ｄと直交する方向ｘには導電性が十分に低く、厚み方向Ｄに導電性を有する、異方導電性を示す部材である。金属充填微細構造体１３は厚み方向Ｄを、例えば、後述の電子素子３５の積層方向に一致させて配置される。
導通路１９は、図１３および図１４に示すように、互いに電気的に絶縁された状態で陽極酸化膜１６を厚み方向Ｄに貫通して設けられている。
【００７７】
金属充填微細構造体１３の厚みｈは、例えば、３０μｍ以下である。また、金属充填微細構造体１３は、ＴＴＶ（Total Thickness Variation）が１０μｍ以下であることが好ましい。陽極酸化膜１６は表面１６ａと裏面１６ｂが研磨されるため厚みとしては、金属充填微細構造体１３の厚みｈよりも厚く、例えば、３０μｍを超えるが脆性の観点から４０μｍ程度が好ましい。
【００７８】
ここで、金属充填微細構造体１３の厚みｈおよび陽極酸化膜１６の厚みは、金属充填微細構造体１３および陽極酸化膜１６を、それぞれ厚さ方向に対して集束イオンビーム（Focused Ion Beam：ＦＩＢ）で切削加工し、その断面を電解放出形走査型電子顕微鏡により２０万倍の倍率で観察し、金属充填微細構造体１３および陽極酸化膜１６の輪郭形状を、それぞれ取得し、厚みｈに相当する領域について１０点測定した平均値のことである。
また、金属充填微細構造体１３のＴＴＶ（Total Thickness Variation）は、金属充填微細構造体１３をダイシングで支持部材３０ごと切断し、金属充填微細構造体１３の断面形状を観察して求めた値である。
【００７９】
金属充填微細構造体１３は、例えば、異方導電性を示す異方導電性部材として利用することができる。この場合、図１５に示すように、半導体チップ３６と半導体チップ３７とを、金属充填微細構造体１３を介して接合して、半導体チップ３６と半導体チップ３７とを電気的に接続した電子素子３５を得ることができる。電子素子３５において、金属充填微細構造体１３はＴＳＶ（Through Silicon Via）の機能を果たす。
これ以外に、金属充填微細構造体１３を用いて３つ以上の半導体チップを電気的に接続した電子素子とすることもできる。金属充填微細構造体１３を用いることで３次元実装ができる。なお、半導体チップを接合する数は、特に限定されるものではなく、電子素子の機能、および電子素子に要求される性能に応じて適宜決定されるものである。
【００８０】
金属充填微細構造体１３を用いることにより、電子素子の大きさを小さくでき実装面積を小さくできる。また、金属充填微細構造体１３の厚さを短くすることにより、半導体チップ間の配線長を短くでき、信号の遅延を抑制し、電子素子の処理速度を向上させることができる。半導体チップ間の配線長を短くすることで消費電力も抑制することができる。
金属充填微細構造体１３は、上述のように陽極酸化膜１６と導通路１９とが、陽極酸化膜１６の表面１６ａで同一面の状態になるように研磨しているため、形状精度が高く、また、上述のように導通路１９の突出部分１９ａの高さを厳密に制御することができるため、半導体チップ３６と半導体チップ３７との電気的な接続の信頼性が優れる。
【００８１】
半導体チップ３６と半導体チップ３７は素子領域を有する。素子領域は電子素子として機能するための各種の素子構成回路等が形成された領域である。素子領域には、例えば、フラッシュメモリ等のようなメモリ回路、マイクロプロセッサおよびＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等のような論理回路が形成された領域、無線タグ等の通信モジュールならびに配線が形成された領域がある。素子領域には、これ以外にＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）が形成されてもよい。ＭＥＭＳとは、例えば、センサ、アクチュエーターおよびアンテナ等である。センサには、例えば、加速度、音、光等の各種のセンサが含まれる。
【００８２】
電子素子３５において達成する機能に応じて半導体チップ３６と半導体チップ３７が適宜選択される。例えば、図１５に示す電子素子３５では、論理回路を有する半導体チップ３６と、メモリ回路を有する半導体チップ３７の組合せとすることができる。また、電子素子３５における半導体チップの組合せとしては、センサ、アクチュエーターおよびアンテナ等と、メモリ回路と論理回路との組み合わせでもよい。
半導体チップ３６と半導体チップ３７は、例えば、シリコンで構成されるが、これに限定されるものではなく、炭化ケイ素、ゲルマニウム、ガリウムヒ素または窒化ガリウム等であってもよい。
また、半導体チップ３６および半導体チップ３７以外に、２つの配線層を金属充填微細構造体１３を用いて電気的に接続してもよい。
【００８３】
以下、金属充填微細構造体１３および異方導電材３２の構成についてより具体的に説明する。
〔陽極酸化膜〕
陽極酸化膜１６は絶縁性基材として機能するものである。陽極酸化膜１６における各導通路の間隔は、５ｎｍ〜８００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍであることがより好ましく、２０ｎｍ〜６０ｎｍであることがさらに好ましい。陽極酸化膜１６における各導通路の間隔がこの範囲であると、陽極酸化膜１６が絶縁性の隔壁として十分に機能する。
ここで、各導通路の間隔とは、隣接する導通路間の幅ｗをいい、金属充填微細構造体１３の断面を電解放出形走査型電子顕微鏡により２０万倍の倍率で観察し、隣接する導通路間の幅を１０点で測定した平均値をいう。
【００８４】
〔導通路〕
複数の導通路１９は、上述のように、陽極酸化膜１６の厚み方向に貫通し、互いに電気的に絶縁された状態で設けられており、柱状である。導通路１９は、金属で構成され、陽極酸化膜１６の表面および裏面から突出した突出部分を有しており、かつ、各導通路の突出部分が樹脂層に埋設されていてもよい。
絶縁性基材の面、すなわち、陽極酸化膜１６の表面に対する導通路１９の面積率が１５％以上５０％以下である。
また、導通路１９は直径ｄが２０ｎｍ以上１１０ｎｍ以下である。なお、導通路１９の直径ｄは貫通路１７の内径に相当する。
導通路１９の面積率が１５％未満の場合、導通路１９以外の面積が大きく導通路１９の表面が出ても変化が見られない。また、導通路１９の面積率が５０％を超える場合、逆に導通路１９の面積が大きく導通路１９の表面が出ても変化が見られない。
導通路１９の直径も同じく２０ｎｍ未満の場合、導通路１９以外の面積が大きく導通路１９の表面が出ても変化が見られない。また、導通路１９の直径が１１０ｎｍを超える場合、逆に導通路１の面積が大きく導通路１９の表面が出ても変化が見られない。
【００８５】
導通路１９の面積率は、以下のようにして求めることができる。まず、陽極酸化膜１６の表面１６ａ側から図１３に示すような導通路１９を含む陽極酸化膜１６の画像を取得する。続いて、画像から導通路１９の輪郭を抽出し、導通路１９の面積を求める。これを導通路１９に対して行い、導通路１９の合計面積を求める。陽極酸化膜１６の面積と、導通路１９の合計面積とを用いて、導通路１９の面積率を得る。
なお、陽極酸化膜１６の面積をＤ１とし、導通路１９の合計面積をＤ２とし、導通路１９の面積率をＲ１とするとき、導通路１９の面積率Ｒ１は、Ｒ１＝Ｄ２／Ｄ１で表される。
【００８６】
＜突出部分＞
導通路１９の突出部分１９ａ、１９ｂは、導通路１９が陽極酸化膜１６の表面１６ａおよび裏面１６ｂから突出した部分であり、樹脂層２２で保護されていることが好ましい。
金属充填微細構造体１３を異方導電性部材として利用した場合に、異方導電性部材と電極とを圧着等の手法により電気的接続、または物理的に接合する際、突出部分が潰れた場合の面方向の絶縁性を十分に確保できる理由から、導通路の突出部分のアスペクト比（突出部分の高さ／突出部分の直径）が０．５以上５０未満であることが好ましく、０．８〜２０であることがより好ましく、１〜１０であることがさらに好ましい。
【００８７】
また、接続対象の半導体チップまたは半導体ウエハの表面形状に追従する観点から、導通路の突出部分の高さは、２０ｎｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１００ｎｍ〜５００ｎｍである。
導通路の突出部分の高さは、異方導電性部材の断面を電解放出形走査型電子顕微鏡により２万倍の倍率で観察し、導通路の突出部分の高さを１０点で測定した平均値をいう。
導通路の突出部分の直径は、異方導電性部材の断面を電解放出形走査型電子顕微鏡により観察し、導通路の突出部分の直径を１０点で測定した平均値をいう。
【００８８】
＜他の形状＞
導通路１９の密度は、２万個／ｍｍ2以上であることが好ましく、２００万個／ｍｍ2以上であることがより好ましく、１０００万個／ｍｍ2以上であることがさらに好ましく、５０００万個／ｍｍ2以上であることが特に好ましく、１億個／ｍｍ2以上であることが最も好ましい。
さらに、隣接する各導通路１９の中心間距離ｐ（図１３および図１４参照）は、２０ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましく、４０ｎｍ〜２００ｎｍであることがより好ましく、５０ｎｍ〜１４０ｎｍであることがさらに好ましい。
【００８９】
〔樹脂層〕
上述のように、樹脂層２２は、陽極酸化膜１６の表面１６ａと裏面１６ｂに設けられ、上述のように導通路１９の突出部分１９ａ、１９ｂを埋設するものである。すなわち、樹脂層２２は陽極酸化膜１６から突出した導通路１９の端部を被覆し、突出部分１９ａ、１９ｂを保護する。
樹脂層２２は、上述の樹脂層形成工程により形成されるものである。樹脂層２２は接続対象に対して接着性を付与するものである。樹脂層２２は、例えば、５０℃〜２００℃の温度範囲で流動性を示し、２００℃以上で硬化するものであることが好ましい。
樹脂層２２は、上述の樹脂層形成工程により形成されるものであるが、以下に示す、樹脂層の組成を用いることもできる。以下、樹脂層の組成について説明する。例えば、樹脂層は、高分子材料を含有するものであり、酸化防止材料を含んでもよい。
【００９０】
＜高分子材料＞
樹脂層に含まれる高分子材料としては特に限定されないが、半導体チップまたは半導体ウエハと異方導電性部材との隙間を効率よく埋めることができ、半導体チップまたは半導体ウエハとの密着性がより高くなる理由から、熱硬化性樹脂であることが好ましい。
熱硬化性樹脂としては、具体的には、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ビスマレイミド樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート系樹脂等が挙げられる。
なかでも、絶縁信頼性がより向上し、耐薬品性に優れる理由から、ポリイミド樹脂および／またはエポキシ樹脂を用いるのが好ましい。
【００９１】
＜酸化防止材料＞
樹脂層に含まれる酸化防止材料としては、具体的には、例えば、１，２，３，４−テトラゾール、５−アミノ−１，２，３，４−テトラゾール、５−メチル−１，２，３，４−テトラゾール、１Ｈ−テトラゾール−５−酢酸、１Ｈ−テトラゾール−５−コハク酸、１，２，３−トリアゾール、４−アミノ−１，２，３−トリアゾール、４，５−ジアミノ−１，２，３−トリアゾール、４−カルボキシ−１Ｈ−１，２，３−トリアゾール、４，５−ジカルボキシ−１Ｈ−１，２，３−トリアゾール、１Ｈ−１，２，３−トリアゾール−４−酢酸、４−カルボキシ−５−カルボキシメチル−１Ｈ−１，２，３−トリアゾール、１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−１，２，４−トリアゾール、３，５−ジアミノ−１，２，４−トリアゾール、３−カルボキシ−１，２，４−トリアゾール、３，５−ジカルボキシ−１，２，４−トリアゾール、１，２，４−トリアゾール−３−酢酸、１Ｈ−ベンゾトリアゾール、１Ｈ−ベンゾトリアゾール−５−カルボン酸、ベンゾフロキサン、２，１，３−ベンゾチアゾール、ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、カテコール、ｏ−アミノフェノール、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾイミダゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、メラミン、およびこれらの誘導体が挙げられる。
これらのうち、ベンゾトリアゾールおよびその誘導体が好ましい。
ベンゾトリアゾール誘導体としては、ベンゾトリアゾールのベンゼン環に、ヒドロキシル基、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基等）、アミノ基、ニトロ基、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、ブチル基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等）等を有する置換ベンゾトリアゾールが挙げられる。また、ナフタレントリアゾール、ナフタレンビストリアゾール、と同様に置換された置換ナフタレントリアゾール、置換ナフタレンビストリアゾール等も挙げることができる。
【００９２】
また、樹脂層に含まれる酸化防止材料の他の例としては、一般的な酸化防止剤である、高級脂肪酸、高級脂肪酸銅、フェノール化合物、アルカノールアミン、ハイドロキノン類、銅キレート剤、有機アミン、有機アンモニウム塩等が挙げられる。
【００９３】
樹脂層に含まれる酸化防止材料の含有量は特に限定されないが、防食効果の観点から、樹脂層の全質量に対して０．０００１質量％以上が好ましく、０．００１質量％以上がより好ましい。また、本接合プロセスにおいて適切な電気抵抗を得る理由から、５．０質量％以下が好ましく、２．５質量％以下がより好ましい。
【００９４】
＜マイグレーション防止材料＞
樹脂層は、樹脂層に含有し得る金属イオン、ハロゲンイオン、ならびに半導体チップおよび半導体ウエハに由来する金属イオンをトラップすることによって絶縁信頼性がより向上する理由から、マイグレーション防止材料を含有しているのが好ましい。
【００９５】
マイグレーション防止材料としては、例えば、イオン交換体、具体的には、陽イオン交換体と陰イオン交換体との混合物、または、陽イオン交換体のみを使用することができる。
ここで、陽イオン交換体および陰イオン交換体は、それぞれ、例えば、後述する無機イオン交換体および有機イオン交換体の中から適宜選択することができる。
【００９６】
（無機イオン交換体）
無機イオン交換体としては、例えば、含水酸化ジルコニウムに代表される金属の含水酸化物が挙げられる。
金属の種類としては、例えば、ジルコニウムのほか、鉄、アルミニウム、錫、チタン、アンチモン、マグネシウム、ベリリウム、インジウム、クロム、ビスマス等が知られている。
これらの中でジルコニウム系のものは、陽イオンのＣｕ2+、Ａｌ3+について交換能を有している。また、鉄系のものについても、Ａｇ+、Ｃｕ2+について交換能を有している。同様に、錫系、チタン系、アンチモン系のものは、陽イオン交換体である。
一方、ビスマス系のものは、陰イオンのＣｌ-について交換能を有している。
また、ジルコニウム系のものは条件に製造条件によっては陰イオンの交換能を示す。アルミニウム系、錫系のものも同様である。
これら以外の無機イオン交換体としては、リン酸ジルコニウムに代表される多価金属の酸性塩、モリブドリン酸アンモニウムに代表されるヘテロポリ酸塩、不溶性フェロシアン化物等の合成物が知られている。
これらの無機イオン交換体の一部は既に市販されており、例えば、東亜合成株式会社の商品名イグゼ「ＩＸＥ」における各種のグレードが知られている。
なお、合成品のほか、天然物のゼオライト、またはモンモリロン石のような無機イオン交換体の粉末も使用可能である。
【００９７】
（有機イオン交換体）
有機イオン交換体には、陽イオン交換体としてスルホン酸基を有する架橋ポリスチレンが挙げられ、そのほかカルボン酸基、ホスホン酸基またはホスフィン酸基を有するものも挙げられる。
また、陰イオン交換体として四級アンモニウム基、四級ホスホニウム基または三級スルホニウム基を有する架橋ポリスチレンが挙げられる。
【００９８】
これらの無機イオン交換体および有機イオン交換体は、捕捉したい陽イオン、陰イオンの種類、そのイオンについての交換容量を考慮して適宜選択すればよい。勿論、無機イオン交換体と有機イオン交換体とを混合して使用してもよいことはいうまでもない。
電子素子の製造工程では加熱するプロセスを含むため、無機イオン交換体が好ましい。
【００９９】
また、マイグレーション防止材料と上述した高分子材料との混合比は、例えば、機械的強度の観点から、マイグレーション防止材料を１０質量％以下とすることが好ましく、マイグレーション防止材料を５質量％以下とすることがより好ましく、さらにマイグレーション防止材料を２．５質量％以下とすることがさらに好ましい。また、半導体チップまたは半導体ウエハと異方導電性部材とを接合した際のマイグレーションを抑制する観点から、マイグレーション防止材料を０．０１質量％以上とすることが好ましい。
【０１００】
＜無機充填剤＞
樹脂層は、無機充填剤を含有していてもよい。
無機充填剤としては特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、カオリン、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化ケイ素粉、微粉状酸化ケイ素、気相法シリカ、無定形シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、球状シリカ、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、マイカ、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられる。
【０１０１】
導通路間に無機充填剤が入ることを防ぎ、導通信頼性がより向上する理由から、無機充填剤の平均粒子径が、各導通路の間隔よりも大きいことが好ましい。
無機充填剤の平均粒子径は、３０ｎｍ〜１０μｍであることが好ましく、８０ｎｍ〜１μｍであることがより好ましい。
ここで、平均粒子径は、レーザー回折散乱式粒子径測定装置(日機装（株）製マイクロトラックＭＴ３３００)で測定される、一次粒子径を平均粒子径とする。
【０１０２】
＜硬化剤＞
樹脂層は、硬化剤を含有していてもよい。
硬化剤を含有する場合、接続対象の半導体チップまたは半導体ウエハの表面形状との接合不良を抑制する観点から、常温で固体の硬化剤を用いず、常温で液体の硬化剤を含有しているのがより好ましい。
ここで、「常温で固体」とは、２５℃で固体であることをいい、例えば、融点が２５℃より高い温度である物質をいう。
【０１０３】
硬化剤としては、具体的には、例えば、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンのような芳香族アミン、脂肪族アミン、４−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体、ジシアンジアミド、テトラメチルグアニジン、チオ尿素付加アミン、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物等のカルボン酸無水物、カルボン酸ヒドラジド、カルボン酸アミド、ポリフェノール化合物、ノボラック樹脂、ポリメルカプタン等が挙げられ、これらの硬化剤から、２５℃で液体のものを適宜選択して用いることができる。なお、硬化剤は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１０４】
樹脂層には、その特性を損なわない範囲内で、広く一般に半導体パッケージの樹脂絶縁膜に添加されている分散剤、緩衝剤、粘度調整剤等の種々の添加剤を含有させてもよい。
【０１０５】
＜形状＞
金属充填微細構造体１３の導通路１９を保護する理由から、樹脂層の厚みは、導通路１９の突出部分１９ａ，１９ｂの高さより大きく、１μｍ〜５μｍであることが好ましい。
【０１０６】
本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の金属充填微細構造体の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
【実施例】
【０１０７】
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、使用量、物質量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
本実施例では、実施例１〜５ならびに比較例１および比較例２に示す金属充填微細構造体について表面平滑化処理を行い、終点検出を実施した。実施例１〜５ならびに比較例１および比較例２の構成、使用したスラリー、および終点検出結果を下記表１に示す。
次に、実施例１〜５ならびに比較例１および比較例２について説明する。
【０１０８】
（実施例１）
（Ａ）鏡面仕上げ処理（電解研磨処理）
高純度アルミニウム基板（住友軽金属社製、純度９９．９９質量％、厚さ０．１ｍｍ）を５０ｃｍ四方の面積で陽極酸化処理できるようカットし、以下組成の電解研磨液を用い、電圧２０Ｖ、液温度６５℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で電解研磨処理を施した。
陰極はカーボン電極とし、電源は、ＧＰ０１１０−３０Ｒ（高砂製作所社製）を用いた。また、電解液の流速は渦式フローモニターＦＬＭ２２−１０ＰＣＷ（ＡＳ  ＯＮＥ製）を用いて計測した。
【０１０９】
（電解研磨液組成）
・８５質量％リン酸（和光純薬社製試薬）    ５５ｖｏｌ％
・硫酸    １．５ｖｏｌ％
・エチレングリコール    ０．５ｖｏｌ％
【０１１０】
（Ｂ）陽極酸化処理（自己規則化法Ｉ）
次いで、電解研磨処理後のアルミニウム基板に、０．３０ｍｏｌ／Ｌ硫酸の電解液で、電圧２５Ｖ、液温度１０℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で、１４時間のプレ陽極酸化処理を施した。
その後、プレ陽極酸化処理後のアルミニウム基板を、０．２ｍｏｌ／Ｌ無水クロム酸、０．６ｍｏｌ／Ｌリン酸の混合水溶液（液温：５０℃）に１４時間浸漬させる脱膜処理を施した。
その後、０．３０ｍｏｌ／Ｌ硫酸の電解液で、電圧２５Ｖ、液温度１０℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で、１時間の再陽極酸化処理を施した。
なお、プレ陽極酸化処理および再陽極酸化処理は、いずれも陰極はステンレス電極とし、電源はＧＰ０１１０−３０Ｒ（高砂製作所社製）を用いた。また、冷却装置にはＮｅｏＣｏｏｌ  ＢＤ３６（ヤマト科学社製）、かくはん加温装置にはペアスターラー  ＰＳ−１００（ＥＹＥＬＡ社製）を用いた。更に、電解液の流速は渦式フローモニターＦＬＭ２２−１０ＰＣＷ（ＡＳ  ＯＮＥ製）を用いて計測した。
【０１１１】
（Ｃ）アルミニウム除去処理
次いで、２０質量％塩化水銀水溶液(昇汞)に２０℃、３時間浸漬させることによりアルミニウム基板を溶解した。
【０１１２】
（Ｄ）加熱処理
次いで、得られた構造体に、温度４００℃で１時間の加熱処理を施した。
【０１１３】
（Ｅ）感光層塗設処理
次いで、得られた構造体の、アルミニウムを除去した面に、下記組成の感光層用塗布液Ａを、ワイヤーバーで塗布したのち、１４０℃の乾燥オーブンで５０秒間乾燥して塗布量を０．８５ｇ／ｍ2とした。
【０１１４】
（感光層用塗布液Ａ）
・ナフトキノン−１，２−ジアジド−５−スルホニルクロリドとピロガロール−アセトン樹脂とのエステル化物（米国特許第３６３５７０９号明細書の実施例１に記載されているもの）                                                            ０．４５ｇ
・Ｎ−（４−アミノスルホニルフェニル）メタクリルアミド／メタクリル酸メチル
（モル比３４：６６、重量平均分子量５１，０００）                  １．１０ｇ
・２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン
０．０２ｇ
・テトラヒドロ無水フタル酸                                        ０．０５ｇ
・ビクトリアピュアブルーＢＯＨ（保土谷化学（株）製）              ０．０１ｇ
・メガファックＦ−１７７（大日本インキ化学工業（株）製フッ素系界面活性剤）
０．００６ｇ
・プルロニックＦ−１０８（旭電化（株）製ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー）                                                  ０．０２ｇ
・メチルエチルケトン                                                  １０ｇ
・１−メトキシ−２−プロパノール                                      １０ｇ
【０１１５】
本方法により導通路の面積率が３０％、導通路の直径が５０ｎｍの金属微細充填構造体が得られた。
【０１１６】
（Ｆ）金属充填処理
次いで、加熱処理後の構造体のパターン形成側に、金蒸着により、金電極を密着させ、金電極を陰極にし、銅を正極にして電解めっきを行った。
硫酸銅＝２００／５０／１５（ｇ／Ｌ）の混合溶液を２５℃に保った状態で電解液として使用し、定電圧パルス電解を実施することにより、マイクロポア貫通孔に銅が充填された微細構造体を製造した。
ここで、定電圧パルス電解は、山本鍍金社製のめっき装置を用い、北斗電工社製の電源（ＨＺ−３０００）を用い、めっき液中でサイクリックボルタンメトリを行って析出電位を確認した後、皮膜側の電位を−２Ｖに設定して行った。また、定電圧パルス電解のパルス波形は矩形波であった。具体的には、電解の総処理時間が３００秒になるように、１回の電解時間が６０秒の電解処理を、各電解処理の間に４０秒の休止時間を設けて５回施した。
【０１１７】
（Ｇ）表面平滑化処理
次いで、銅が充填された構造体の表面にＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理を施した。
ＣＭＰスラリーには、水を溶媒としたアルミナ１０質量％を含むスラリーを塩酸でｐＨ４．００に調整し、用いた。研磨装置は東京精密社製Ｃｈａｍｐを用い終点検出には反射光測定装置を用いた。研磨圧力は２０．６８ｋＰａ（３．０ｐｓｉ（pound-force per square inch））として研磨を行った。
【０１１８】
実施例１では、終点検出の検出方法に反射光を用いて、終点検出を行なった。
反射光を用いた終点検出の評価は、以下のようにして行った。
リファレンスサンプルとして実施例１で使用した銅が充填された構造体を同じ研磨圧力で１０分間研磨し、最終膜厚が初期膜厚の２／３程度になっていることを確認したサンプルを用いた。
終点検出に用いた反射光測定装置は研磨装置内に組み込まれており、反射光スペクトルの一致で判定した。光源としては白色光を用い、基板内の数点を用い検査した。
Ａ：観察波長（可視領域）の全領域において、反射率がリファレンスサンプルの反射率の９０％〜１１０％であったため、終点が検出できた。
Ｂ：観察波長の少なくとも一部領域において、反射率がリファレンスサンプルの反射率の９０％未満または１１０％超となる領域が存在したため、終点が検出できなかった。
【０１１９】
（実施例２）
実施例２は、実施例１に比して、スラリーに、水を溶媒としたアルミナ１０質量％を含むスラリーをアンモニアを用いてｐＨ９．００に調整したスラリーを用いた点以外は、実施例１と同じとした。
（実施例３）
実施例３は、実施例１に比して、スラリーに、水を溶媒としたシリカ１０質量％を含むスラリーをクエン酸を用いてｐＨ２．２０に調整したスラリーを用いた点、および終点検出の検出方法をトルク電流とした点以外は、実施例１と同じとした。
トルク電流を用いた終点検出の評価は、以下のようにして行った。
Ａ：トルク電流は一旦増加した後に研磨進行に伴って減少し、最終的に一定値となったため、終点が検出できた。
Ｂ：トルク電流は増加したままであり、研磨進行に伴う減少が見られなかったため、終点が検出できなかった。
【０１２０】
（実施例４）
実施例４は、実施例１に比して、導通路の面積率を４０％とし導通路の直径を４０ｎｍとした点、スラリーに、水を溶媒としたシリカ１０質量％を含むスラリーをＫＯＨを用いてｐＨ９．８０に調整したスラリーを用いた点および終点検出の検出方法をトルク電流とした点以外は、実施例１と同じとした。導通路の面積率および導通路の直径は、マイクロポア貫通孔を形成するための電圧、液温および流速を変更して調整した。
（実施例５）
実施例５は、実施例１に比して、導通路の面積率を５０％とし導通路の直径を２０ｎｍとした点、およびスラリーに、水を溶媒としたシリカ１０質量％を含むスラリーをアンモニアを用いてｐＨ８．５０に調整したスラリーを用いた点以外は、実施例１と同じとした。導通路の面積率および導通路の直径は、マイクロポア貫通孔を形成するための電圧、液温および流速を変更して調整した。
【０１２１】
（比較例１）
比較例１は、実施例１に比して、導通路の面積率を１０％とした点以外は、実施例１と同じとした。導通路の面積率は、マイクロポア貫通孔を形成するための電圧、液温および流速を変更して調整した。
（比較例２）
比較例２は、実施例１に比して、導通路の面積率を５０％とし導通路の直径を１０ｎｍとした点以外は、実施例１と同じとした。導通路の面積率は、マイクロポア貫通孔を形成するための電圧、液温および流速を変更して調整した。
【０１２２】
【表１】
2018140479.tif 000003
【０１２３】
表１に示すように、実施例１〜５は、金属充填微細構造体の平滑化に際し終点検出ができた。一方、比較例１、２は、金属充填微細構造体の平滑化に際し終点検出ができなかった。なお、実施例１〜５のスラリーは、いずれも絶縁性基材をエッチングする作用を持つスラリーである。
【符号の説明】
【０１２４】
１０  アルミニウム基板
１０ａ  表面
１２  陽極酸化構造体
１３  金属充填微細構造体
１４  アルミニウム基材
１４ａ、１６ａ、２２ａ  表面
１４ｂ、１６ｂ  裏面
１６  陽極酸化膜
１６ｃ  面
１７  貫通路
１９  導通路
１９ａ  突出部分
１９ｂ  突出部分
１９ｃ  端面
２０  部分
２１  部分
２２  樹脂層
２４  剥離層
２５  支持層
２６  剥離剤
２８  両面粘着剤
３０  支持部材
３２  異方導電材
３５  電子素子
３６、３７  半導体チップ
４０  支持体
４２  樹脂基材
１００  平滑化装置
１０２  回転定盤
１０２ａ、１０６ａ  回転軸
１０４  研磨パッド
１０６  回転ヘッド
１０８  モータ
１１０  センサ
１１２  調整部
１１３  研磨液
１１４  供給部
１１６  制御部
Ｄ  厚み方向
ｄ  直径
ｈ  厚み
ｐ  中心間距離
Ｓ１０  ステップ
Ｓ１２  ステップ
Ｓ１４  ステップ
Ｗ  被研磨体
ｗ  幅
ｘ  方向
【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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【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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