(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径が２ｎｍ〜１００ｎｍの金属微粒子、基材樹脂、光酸発生剤、架橋剤及び溶剤を少なくとも含んでいることを特徴とするバンプ形成用材料。
【請求項２】
前記金属微粒子が、金、白金、銅、銀、インジウム、コバルト、ニッケル、ビスマス、スズ、ロジウム、パラジウム、イリジウム、タングステン、アルミニウム、クロム、チタン、亜鉛から選ばれた金属のうち、少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のバンプ形成用材料。
【請求項３】
前記基材樹脂が、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシド、フェノール性水酸基含有樹脂、カルボキシル基含有樹脂、エポキシ樹脂から選ばれた樹脂のうち、少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバンプ形成用材料。
【請求項４】
前記基材樹脂に対し、前記金属微粒子が２５重量％〜４００重量％含まれていることを特徴とする請求項３に記載のバンプ形成用材料。
【請求項５】
基板上に請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のバンプ形成用材料を用いてバンプ形成用材料被膜を形成し、
前記バンプ形成用材料被膜に電離放射線を選択的に照射し、
前記バンプ形成用材料被膜を現像処理して前記バンプ形成用材料被膜の前記電離放射線の被照射箇所を残存し、
前記バンプ形成用材料被膜を焼成する
ことを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項６】
請求項５に記載のバンプ形成方法で形成したバンプを含むことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バンプ形成用材料、バンプ形成方法及び半導体装置に関するものであり、例えば、基板、ウェーハ或いはチップなどに設けられた電極上に微細なバンプを形成するためのバンプ形成用材料、バンプ形成方法及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品の基板への実装に関しては、高密度化の要求が増しており、かかる要求を満たす方式として金属バンプを介して電子部品を接合するフェイスダウン実装が広く採用される傾向にある。
【０００３】
フェイスダウン実装では、電子部品間を低抵抗で接続することができるが、電子部品の電極が微細なピッチで設けられている場合に、電極上に微細なピッチで正確に金属バンプを形成することが要求される。また、電子部品間の安定した接続信頼性を得るために金属バンプの高さを一定に精度よく確保すること、及び、製造コストを低減することなども要求されている。
【０００４】
フェイスダウン実装を行うための金属バンプ形成方法としては、めっき法や蒸着法等があるが、これらの方法では、多大な設備投資や長大な製造工程が必要とされ、さらにはバンプ高さの制御や微細なバンプの形成が難しいなどの課題を有していた。
【０００５】
ここで、図３及び図４を参照して、蒸着法による従来のバンプ形成工程を説明する。まず、図３（ａ）に示すように、最表面にパッド３２を形成した半導体集積回路チップ３０の表面にレジスト３３を塗布する。なお、図における符号３１は被覆絶縁膜である。次いで、図３（ｂ）に示すように、バンプ形成個所を選択的に露光したのち現像することによって逆テーパ状の側壁を有する開口部３４を形成してリフトオフ用マスクとする。
【０００６】
次いで、図３（ｃ）に示すように蒸着法を用いてパッド形成用の金属膜３５を形成する。次いで、図４（ｄ）に示すように、レジスト３３を除去することによってレジスト３３の上に堆積した金属膜も同時にリフトオフして、残存した金属膜をパンプ形成用金属膜３６とする。
【０００７】
次いで、図４（ｅ）に示すように、全面にフラックス３７を塗布する。次いで、図４（ｆ）に示すように、加熱することによって、バンプ形成用金属膜３６をリフローしてバンプ３８とする。次いで、図４（ｇ）に示すように、フラックス３７を除去することによって、バンプ３８が形成された半導体集積回路チップが得られる。
【０００８】
しかし、このようなリフトオフ法を用いたバンプ形成方法は、リフトオフ用マスクに高密度に開口部を形成することが困難であるため、微細チップ化の要請に対応することが困難である。また、バンプの高さは開口部のサイズと堆積する金属膜の厚さに依存するが、この両者を高精度で制御するのが困難であるため、金属バンプの高さを一定に精度よく確保することが困難である。
【０００９】
そこで、従来のめっき法や蒸着法以外に、基板上へ導電体を選択的に高精度で形成する方法として、各種の方法が提案されている（例えば、特許文献２乃至特許文献４参照）。これらの提案においては、金属を含む被膜を形成し、放射線を選択的に照射し、非照射部を除去することで金属配線を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−０７９７７１号公報
【特許文献２】特表平１０−５０８６６０号公報
【特許文献３】特開２００８−１５９７５４号公報
【特許文献４】特開２００９−００４６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献２においては金属錯体を用いており、また、特許文献３或いは特許文献４においては金属微粒子の分散体を用いている。そのため、高温での焼成が必須になるとともに、解像性の低さから、バンプ等の高アスペクトのパターン形成は困難であるという問題がある。
【００１２】
したがって、バンプを低温焼成により高精度、低コスト且つ高信頼性で形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
開示する一観点からは、平均粒径が２ｎｍ〜１００ｎｍの金属微粒子、基材樹脂、光酸発生剤、架橋剤及び溶剤を少なくとも含んでいることを特徴とするバンプ形成用材料が提供される。
【００１４】
また、開示する別の観点からは、基板上に上述のバンプ形成用材料を用いてバンプ形成用材料被膜を形成し、前記バンプ形成用材料被膜に電離放射線を選択的に照射し、前記バンプ形成用材料被膜を現像処理して前記バンプ形成用材料被膜の前記電離放射線の被照射箇所を残存し、前記バンプ形成用材料被膜を焼成することを特徴とするバンプ形成方法が提供される。
【００１５】
また、開示するさらに別の観点からは、上述のバンプ形成方法で形成したバンプを含むことを特徴とする半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
開示のバンプ形成用材料、バンプ形成方法及び半導体装置によれば、バンプを低温焼成により高精度、低コスト且つ高信頼性で形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態のバンプ形成方法の説明図である。
【図２】本発明の実施例１のバンプ形成方法の説明図である。
【図３】従来の蒸着法によるバンプ形成工程の途中までの説明図である。
【図４】従来の蒸着法によるバンプ形成工程の図３以降の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
ここで、図１を参照して、本発明の実施の形態のバンプ形成方法を説明する。図１は、本発明の実施の形態のバンプ形成方法の説明図である。まず、図１（ａ）に示すように、表面に電極１２が形成された基板１１上に、金属微粒子、基材樹脂、光酸発生剤、架橋剤、溶剤を少なくとも含んだバンプ形成用材料被膜１３を塗布し、ベークしてバンプ形成用材料１３中の溶媒を除去する。次いで、図１（ｂ）に示すように、バンプ形成用材料被膜１３に選択的に電離放射線１４を照射して、照射個所の光酸発生剤を電離して酸を発生させ、加熱処理を施すことで基材樹脂と架橋剤の架橋反応を促進する。
【００１９】
次いで、図１（ｃ）に示すように、現像液で現像処理して未照射部のバンプ形成用材料被膜１３を除去して照射部分をパンプ形成用パターン１５として残存させる。次いで、図１（ｄ）に示すように、低温で焼成して有機成分を減量してバンプ１６を形成する。本発明の実施の形態においては露光処理だけでレジストマスクを必要としないので微細ピッチで高さ精度に優れたバンプを形成することが可能になる。また、金属錯体或いは金属粒子を直接用いるものではないので、基材樹脂が変成を受けない程度の低温でも熱処理で良いので、製造工程が簡便になる。
【００２０】
この場合のバンプ形成用材料の塗布法としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の塗布方法の中から適宜選択することができる。例えば、ディップコート法、スピンコート法、スプレーコート法、蒸気コート法、各種印刷法、ドクターブレード法等が挙げられる。但し、金属微粒子を含むバンプ形成用材料を扱う上では、スプレーコート法が特に望ましい。このスプレーコート法の活用により、ノズルを複数本用意して、各種成分の含有量が異なるバンプ形成用材料を任意の割合で基板上に噴射することで、膜厚方向で組成の制御を行うことも可能となる。
【００２１】
また、電離放射線としては、光酸発生剤を電離して酸を発生できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紫外線、Ｘ線、電子線、エキシマレーザ線、収束イオンビーム等の活性エネルギー線を用いるのが望ましい。特に、被膜内に含まれる金属微粒子による遮蔽の影響を受けにくいＸ線或いは電子線が望ましい。
【００２２】
金属微粒子としては、金、白金、銅、銀、インジウム、コバルト、ニッケル、ビスマス、スズ、ロジウム、パラジウム、イリジウム、タングステン、アルミニウム、クロム、チタン、亜鉛などを必要に応じて選択することが可能である。また、これらの金属の合金や単金属微粒子の混合物を用いることも可能である。
【００２３】
金属微粒子の平均粒径としては、１ｎｍ〜５００ｎｍが望ましく、特に、２ｎｍ〜１００ｎｍであることがより望ましい。平均粒径が５００ｎｍを超えると均質な膜の形成が困難となり、１ｎｍ未満であると基材樹脂を利用したバンプ形成用パターンの維持が困難となる。
【００２４】
基材樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシド、フェノール性水酸基含有樹脂、カルボキシル基含有樹脂、エポキシ樹脂など必要に応じて選択することが可能である。また、これらの共重合体や混合物として使用することも可能である。
【００２５】
なお、バンプ形成用材料において、金属微粒子が基材樹脂に対して２５重量％〜４００重量％含まれていることが望ましい。含有量が、２５重量％未満であると、導電性の確保が困難となり、４００重量％を超えると、架橋反応が十分に進行せず、パターンが形成されない場合がある。
【００２６】
光酸発生剤としては、電離放射線の照射により酸を発生する材料であれば特に制限されず、下記の一般式で表されるヨードニウム塩（ｉｏｄｏｎｉｕｍ ｓａｌｔｓ）のグループを用いることができる。
【化１】
0006575058.tif 000002
【００２７】
或いは、下記の一般式で表されるスルホニウム塩（ｓｕｌｐｈｏｎｉｕｍ ｓａｌｔｓ）のグループを用いることができる。
【化２】
0006575058.tif 000003
【化３】
0006575058.tif 000004
【００２８】
或いは、下記の一般式で表されるハロゲン化合物（ｈａｌｏｇｅｎ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）のグループを用いることができる。
【化４】
0006575058.tif 000005
【化５】
0006575058.tif 000006
【００２９】
或いは、下記の一般式で表されるスルホン酸エステル化合物（ｓｕｌｆｏｎａｔｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）のグループを用いることができる。
【化６】
0006575058.tif 000007
【００３０】
或いは、下記の一般式で表されるイミド化合物（ｉｍｉｄｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）のグループを用いることができる。
【化７】
0006575058.tif 000008
【００３１】
或いは、下記の一般式で表されるカルボニル化合物（ｃａｒｂｏｎｙｌ ｃｏｍｐｕｎｄｓ）のグループを用いることができる。
【化８】
0006575058.tif 000009
【００３２】
或いは、下記の一般式で表されるジスルホン（ｄｉｓｕｌｆｏｎｅ）を用いることができる。
【化９】
0006575058.tif 000010
【００３３】
或いは、下記の一般式で表されるα，α−ビスアリルスルホニルジアゾメタン（α，α−ｂｉｓａｌｌｙｌ ｓｕｆｆｏｎｙｌ ｄｉａｚｏｍｅｔｈａｎｅ）のグループを用いることができる。
【化１０】
0006575058.tif 000011
【００３４】
さらには、下記の一般式で表されるジアゾニウム塩（ｄｉａｚｏｎｉｕｍ ｓａｌｔｓ）のグループを用いることができる。
【化１１】
0006575058.tif 000012
【００３５】
光酸発生剤の含有量としては、基材樹脂に対して０．５重量％〜３０重量％であることが望ましい。含有量が、０．５重量％未満であると、基材樹脂の架橋反応が十分に進行しないことがあり、３０重量％を超えると、架橋反応が未露光部にまで及ぶことがある。
【００３６】
架橋剤としては、基材樹脂を架橋する機能を有するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、アミノ系架橋剤が挙げられる。このアミノ系架橋剤としては、例えば、ユリア誘導体、メラミン誘導体、ウリル誘導体などが好適に挙げられる。これらは、１種単独で使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。
【００３７】
このうち、ユリア誘導体としては、例えば、尿素、アルコキシメチレン尿素、Ｎ−アルコキシメチレン尿素、エチレン尿素、エチレン尿素カルボン酸、及びこれらの誘導体などが挙げられる。また、メラミン誘導体としては、例えば、アルコキシメチルメラミン、及びこれらの誘導体などが挙げられる。また、ウリル誘導体としては、例えば、ベンゾグアナミン、グリコールウリル、及びこれらの誘導体などが挙げられる。
【００３８】
架橋剤の含有量としては、基材樹脂の含有量に対して、０．５重量％〜５０質量％であることが好ましく、特に、１重量％〜４０質量％がより望ましい。含有量が、０．５重量％未満であると、基材樹脂に対する架橋反応が十分に進行しないことがあり、５０重量％を超えると、架橋反応が未露光部にまで及ぶことがある。
【００３９】
溶剤としては、バンプ形成用材料の各成分を溶解可能で、かつ適当な乾燥速度を有し、該有機溶剤が蒸発した後に均一で平滑な塗膜を形成可能であれば、特に制限はなく、当該技術分野で通常用いられているものを使用することができる。このような溶剤の例としては、グリコールエーテルエステル類、グリコールエーテル類、エステル類、ケトン類、環状エステル類、アルコール類及び水等が挙げられる。
【００４０】
このうち、グリコールエーテルエステル類としては、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどが挙げられる。また、エーテル類としては、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどが挙げられる。また、エステル類としては、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、ピルビン酸エチルなどが挙げられる。また、ケトン類としては、２−ヘプタノン、シクロヘキサノン、などが挙げられる。また、環状エステル類としては、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。また、アルコール類としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどが挙げられる。これらの溶剤は、１種単独で使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。
【００４１】
また、その他の成分として、本発明の効果を害しない限り、目的に応じて適宜選択することができ、公知の各種添加剤が挙げられ、例えば、上記の各組成物の溶解性や塗布性の向上を目的とした場合には、イソプロピルアルコール、界面活性剤などを添加することができる。
【００４２】
このような界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。これらは、１種単独で使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。これらの中でも、金属イオンを含有しない点で非イオン性界面活性剤が望ましい。
【００４３】
このような非イオン性界面活性剤としては、アルコキシレート系界面活性剤、脂肪酸エステル系界面活性剤、アミド系界面活性剤、アルコール系界面活性剤、及びエチレンジアミン系界面活性剤から選択されるものが好適に挙げられる。なお、これらの具体例としては、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物化合物、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル化合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル化合物、ポリオキシエチレン誘導体化合物、ソルビタン脂肪酸エステル化合物、グリセリン脂肪酸エステル化合物、第１級アルコールエトキシレート化合物、フェノールエトキシレート化合物、ノニルフェノールエトキシレート系、オクチルフェノールエトキシレート系、ラウリルアルコールエトキシレート系、オレイルアルコールエトキシレート系、脂肪酸エステル系、アミド系、天然アルコール系、エチレンジアミン系、第２級アルコールエトキシレート系、などが挙げられる。
【００４４】
また、カチオン性界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルキルカチオン系界面活性剤、アミド型４級カチオン系界面活性剤、エステル型４級カチオン系界面活性剤などが挙げられる。
【００４５】
また、両性界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミンオキサイド系界面活性剤、ベタイン系界面活性剤などが挙げられる。これらの界面活性剤のバンプ形成用材料における含有量としては、各成分の種類や含有量などに応じて適宜決定することができる。
【００４６】
また、バンプ形成用材料中に含まれる金属微粒子の酸化を防ぐために、バンプ形成用材料中にカルボン酸等に代表される還元剤を添加しても良い。このようなカルボン酸としては、還元作用を有する材料種であれば特に限定されないが、アクリル酸誘導体、酢酸、シュウ酸またはギ酸が好ましく、特に、アクリル酸誘導体が望ましい。また必要に応じてアルデヒド等の還元作用を有する材料を用いることもできる。
【００４７】
このカルボン酸の含有量としては、金属微粒子に対して０．１重量％〜４０重量％の範囲内が望ましい。含有量が０．１重量％未満であると、カルボン酸が膜中に充分に行き渡らず、還元剤としての機能が損なわれる。一方、含有量が４０重量％を超えると基材樹脂と架橋剤の反応に影響を及ぼす可能性が生じる。
【００４８】
また、現像処理で用いる現像液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、水又はアルカリ水溶液が特に好適であり、環境への負荷を低減することもできる。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニアなどの無機アルカリ；エチルアミン、プロピルアミンなどの第一級アミン；ジエチルアミン、ジプロピルアミンなどの第二級アミン；トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの第三級アミン；ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルコールアミン；テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキシメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムなどの第四級アンモニウムヒドロキシドなどが挙げられる。
【００４９】
また必要に応じて、アルカリ水溶液には、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、エチレングリコールなどの水溶性有機溶剤、界面活性剤、樹脂の溶解抑止剤などを添加することができる。アルカリ水溶液に添加する界面活性剤としては、バンプ形成用材料に添加するものを用いれば良い。
【００５０】
本発明の実施の形態のバンプ形成方法によれば、パターン欠落や寸法ばらつきがなく、高解像度でバンプ形成用パターンを低コストで簡便に効率良く形成可能である。さらには、バンプ以外の各種導電性パターン、例えば、ライン＆スペースパターン、ホールパターン、ピラー（柱）パターン、トレンチ（溝）パターン、ラインパターンなどの形成にも用いることができる。また、パンプ形成の対象となる基板は、実装配線基板、半導体チップ、半導体ウェーハなどが挙げられる。
【実施例１】
【００５１】
次に、図２を参照して、本発明の実施例１のバンプ形成方法を説明する。まず、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とする。
金属微粒子：平均粒径が２０ｎｍのインジウム（Ａ−１）            ２００重量部
基材樹脂：３０％アセタール化ポリビニルアルコール（Ｂ−１）      １００重量部
架橋剤：テトラメトキシメチルグリコールウリル（Ｃ−１）            ２０重量部
光酸発生剤：ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン（Ｄ−１）  １０重量部
還元剤：ポリアクリル酸（Ｅ−１）                                    ５重量部
溶剤：プロピレングリコールプロピルエーテル（Ｆ−１）          １４００重量部
【００５２】
次いで、図２（ａ）に示すように、５μｍ□のパッド２２を１０μｍピッチで縦横に配置した半導体基板２１上に、スプレーコーターでバンプ形成用材料を噴射して成膜したのち、９０℃でベークを行い、バンプ形成用材料被膜２３を形成する。バンプ形成用材料被膜２３の厚さは、ここでは、噴射圧や時間を調整して、３μｍとした。
【００５３】
次いで、図２（ｂ）に示すように、電子線露光機を用いて、加速電圧５０ｋＶの電子線２４をパッド２２に相当する箇所に５μｍ□の矩形パターンで描画した。次いで、図２（ｃ）に示すように、描画の後、１００℃でベークを行い、４％の水酸化カリウム水溶液で６０秒の現像を行って、未照射部を除去してバンプ形成用パターン２５を形成する。最後に、図２（ｄ）に示すように、バンプ形成用パターン２５を形成した半導体基板２１を２００℃の窒素雰囲気下で５分間加熱し、バンプ２６を形成する。
【００５４】
この結果、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、従来の方法ではなし得ない１０μｍの微小ピッチのバンプを高さバラツキ０．２μｍ以内で形成することができた。
【実施例２】
【００５５】
次に、本発明の実施例２のバンプ形成方法を説明するが、溶剤が異なるだけで、他の組成の重量比及び製造方法は上記の実施例１と全く同様であるので、バンプ形成用材料の組成のみを説明する。本発明の実施例２においては、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とした。
金属微粒子：平均粒径が２０ｎｍのインジウム（Ａ−１）            ２００重量部
基材樹脂：３０％アセタール化ポリビニルアルコール（Ｂ−１）      １００重量部
架橋剤：テトラメトキシメチルグリコールウリル（Ｃ−１）            ２０重量部
光酸発生剤：ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン（Ｄ−１）  １０重量部
還元剤：ポリアクリル酸（Ｅ−１）                                    ５重量部
溶剤：イソプロピルアルコール（Ｆ−２）                          ６００重量部
【００５６】
この実施例２においても、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、従来の方法ではなし得ない１０μｍの微小ピッチのバンプを高さバラツキ０．２μｍ以内で形成することができた。
【実施例３】
【００５７】
次に、本発明の実施例３のバンプ形成方法を説明するが、金属微粒子の重量部を少なくしただけで、他の組成の重量比及び製造方法は上記の実施例１と全く同様であるので、バンプ形成用材料の組成のみを説明する。本発明の実施例３においては、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とした。
金属微粒子：平均粒径が２０ｎｍのインジウム（Ａ−１）              ２５重量部
基材樹脂：３０％アセタール化ポリビニルアルコール（Ｂ−１）      １００重量部
架橋剤：テトラメトキシメチルグリコールウリル（Ｃ−１）            ２０重量部
光酸発生剤：ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン（Ｄ−１）  １０重量部
還元剤：ポリアクリル酸（Ｅ−１）                                    ５重量部
溶剤：プロピレングリコールプロピルエーテル（Ｆ−１）          １４００重量部
【００５８】
この実施例３においても、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、実施例１と同様に、従来の方法ではなし得ない１０μｍの微小ピッチのバンプを高さバラツキ０．２μｍ以内で形成することができた。
【実施例４】
【００５９】
次に、本発明の実施例４のバンプ形成方法を説明するが、溶剤を変えただけで、他の組成の重量比及び製造方法は上記の実施例２と全く同様であるので、バンプ形成用材料の組成のみを説明する。本発明の実施例４においては、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とした。
金属微粒子：平均粒径が２０ｎｍのインジウム（Ａ−１）              ２５重量部
基材樹脂：３０％アセタール化ポリビニルアルコール（Ｂ−１）      １００重量部
架橋剤：ヘキサメトキシメチルメラミン（Ｃ−２）                    ２０重量部
光酸発生剤：ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン（Ｄ−１）  １０重量部
還元剤：ポリアクリル酸（Ｅ−１）                                    ５重量部
溶剤：イソプロピルアルコール（Ｆ−２）                          ６００重量部
【００６０】
この実施例４においても、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、実施例２と同様に、従来の方法ではなし得ない１０μｍの微小ピッチのバンプを高さバラツキ０．２μｍ以内で形成することができた。
【実施例５】
【００６１】
次に、本発明の実施例５のバンプ形成方法を説明するが、金属微粒子の重量部を多くしただけで、他の組成の重量比及び製造方法は上記の実施例１と全く同様であるので、バンプ形成用材料の組成のみを説明する。本発明の実施例５においては、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とした。
金属微粒子：平均粒径が２０ｎｍのインジウム（Ａ−１）            ４００重量部
基材樹脂：３０％アセタール化ポリビニルアルコール（Ｂ−１）      １００重量部
架橋剤：テトラメトキシメチルグリコールウリル（Ｃ−１）            ２０重量部
光酸発生剤：ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン（Ｄ−１）  １０重量部
還元剤：ポリアクリル酸（Ｅ−１）                                    ５重量部
溶剤：プロピレングリコールプロピルエーテル（Ｆ−１）          １４００重量部
【００６２】
この実施例５においても、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、実施例１と同様に、従来の方法ではなし得ない１０μｍの微小ピッチのバンプを高さバラツキ０．２μｍ以内で形成することができた。
【実施例６】
【００６３】
次に、本発明の実施例６のバンプ形成方法を説明するが、溶剤を変えただけで、他の組成の重量比及び製造方法は上記の実施例５と全く同様であるので、バンプ形成用材料の組成のみを説明する。本発明の実施例６においては、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とした。
金属微粒子：平均粒径が２０ｎｍのインジウム（Ａ−１）            ４００重量部
基材樹脂：３０％アセタール化ポリビニルアルコール（Ｂ−１）      １００重量部
架橋剤：テトラメトキシメチルグリコールウリル（Ｃ−１）            ２０重量部
光酸発生剤：ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン（Ｄ−１）  １０重量部
還元剤：ポリアクリル酸（Ｅ−１）                                    ５重量部
溶剤：イソプロピルアルコール（Ｆ−２）                          ６００重量部
【００６４】
この実施例６においても、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、実施例２と同様に、従来の方法ではなし得ない１０μｍの微小ピッチのバンプを高さバラツキ０．２μｍ以内で形成することができた。
【実施例７】
【００６５】
次に、本発明の実施例７のバンプ形成方法を説明するが、バンプ形成用材料の素材を変えたが、製造方法は上記の実施例１と全く同様であるので、バンプ形成用材料の組成のみを説明する。本発明の実施例７においては、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とした。
金属微粒子：平均粒径が２０ｎｍのスズ−ビスマス合金（Ａ−２）    ２００重量部
基材樹脂：ポリ（メタクリル酸メチル−メタクリル酸）共重合体（５０／５０）（Ｂ
−２）                                                          １００重量部
架橋剤：ヘキサメトキシメチルメラミン（Ｃ−２）                    ２０重量部
光酸発生剤：ジフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルフォネート（Ｄ−２）
１０重量部
還元剤：シュウ酸（Ｅ−２）                                          ５重量部
溶剤：イソプロピルアルコール（Ｆ−１）                        １４００重量部
【００６６】
この実施例７においても、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、実施例１と同様に、従来の方法ではなし得ない１０μｍの微小ピッチのバンプを高さバラツキ０．２μｍ以内で形成することができた。
【実施例８】
【００６７】
次に、本発明の実施例８のバンプ形成方法を説明するが、溶剤が異なるだけで、他の組成及び製造方法は上記の実施例７と全く同様であるので、バンプ形成用材料の組成のみを説明する。本発明の実施例８においては、バンプ形成用材料として下記物質を用意して、混合してバンプ形成用材料とした。
金属微粒子：平均粒径が２０ｎｍのスズ−ビスマス合金（Ａ−２）    ２００重量部
基材樹脂：ポリ（メタクリル酸メチル−メタクリル酸）共重合体（５０／５０）（Ｂ
−２）                                                          １００重量部
架橋剤：ヘキサメトキシメチルメラミン（Ｃ−２）                    ２０重量部
光酸発生剤：ジフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルフォネート（Ｄ−２）
１０重量部
還元剤：シュウ酸（Ｅ−２）                                          ５重量部
溶剤：イソプロピルアルコール（Ｆ−２）                          ６００重量部
【００６８】
この実施例８においても、上述の組成のバンプ形成用材料を用いることで、実施例７と同様に、従来の方法ではなし得ない１０μｍの微小ピッチのバンプを高さバラツキ０．２μｍ以内で形成することができた。
【００６９】
表１は、上記の各実施例の構成材料を纏めたものであり、ここでは、比較のために、基材樹脂を用いない比較例１及び比較例２、架橋剤を添加しない比較例３及び比較例４、光酸発生剤を添加しない比較例５及び比較例６も提示している。
【表１】
0006575058.tif 000013
【００７０】
比較例１及び比較例２の場合には、ベースとなる基材樹脂を用いていないので、架橋反応は生じないので、バンプ形成用パターンを形成することができなかった。また、比較例３及び比較例４の場合には、架橋剤を添加していないので、基材樹脂の架橋反応が進まないため、バンプ形成用パターンを形成することができなかった。さらに、比較例５及び比較例６の場合には、光酸発生剤を添加していないので、電子線を照射しても露光パターンを形成することができず、したがって、現像してもバンプ形成用パターンを形成することができなかった。
【００７１】
ここで、実施例１乃至実施例８を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）平均粒径が２ｎｍ〜１００ｎｍの金属微粒子、基材樹脂、光酸発生剤、架橋剤及び溶剤を少なくとも含んでいることを特徴とするバンプ形成用材料。
（付記２）前記金属微粒子が、金、白金、銅、銀、インジウム、コバルト、ニッケル、ビスマス、スズ、ロジウム、パラジウム、イリジウム、タングステン、アルミニウム、クロム、チタン、亜鉛から選ばれた金属のうち、少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする付記１に記載のバンプ形成用材料。
（付記３）前記基材樹脂が、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシド、フェノール性水酸基含有樹脂、カルボキシル基含有樹脂、エポキシ樹脂から選ばれた樹脂のうち、少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする付記１または付記２に記載のバンプ形成用材料。
（付記４）前記基材樹脂に対し、前記金属微粒子が２５重量％〜４００重量％含まれていることを特徴とする付記３に記載のバンプ形成用材料。
（付記５）前記光酸発生剤が、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ハロゲン化合物、スルホン酸エステル化合物、イミド化合物、カルボニル化合物、ジスルホン化合物、α，α−ビスアリルスルホニルジアゾメタン、或いは、ジアゾニウム塩のうちの、少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする付記１乃至付記４のいずれか１に記載のバンプ形成用材料。
（付記６）前記架橋剤が、ユリア誘導体、メラミン誘導体、ウリル誘導体から選ばれた架橋剤のうち、少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする付記１乃至付記５のいずれか１に記載のバンプ形成用材料。
（付記７）前記溶剤が水、アルコール系、鎖状エステル系、環状エステル系、ケトン系、鎖状エーテル系、環状エーテル系の各溶剤のうち、少なくともいずれか含んでいることを特徴とする付記１乃至付記６のいずれか１に記載のバンプ形成用材料。
（付記８）ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物系、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル系、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系、ポリオキシエチレン誘導体系、ソルビタン脂肪酸エステル系、グリセリン脂肪酸エステル系、第１級アルコールエトキシレート系、フェノールエトキシレート系、アセチレンジオール系の界面活性剤群の中から選ばれた非イオン性界面活性剤をさらに含むことを特徴とする付記１乃至付記７のいずれか１に記載のバンプ形成用材料。
（付記９）少なくともカルボン酸を含んでなる還元剤をさらに添加することを特徴とする付記１乃至付記８のいずれか１に記載のバンプ形成用材料。
（付記１０）前記の還元剤がアクリル酸誘導体、酢酸、シュウ酸、蟻酸のうちの、少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする付記９に記載のバンプ形成用材料。
（付記１１）基板上に付記１乃至付記１０のいずれか１に記載のバンプ形成用材料を用いてバンプ形成用材料被膜を形成し、前記バンプ形成用材料被膜に電離放射線を選択的に照射し、前記バンプ形成用材料被膜を現像処理して前記バンプ形成用材料被膜の前記電離放射線の被照射箇所を残存し、前記バンプ形成用材料被膜を焼成することを特徴とするバンプ形成方法。
（付記１２）前記電離放射線が、電子線であることを特徴とする付記１１に記載のバンプ形成方法。
（付記１３）付記１１または付記１２のバンプ形成方法で形成したバンプを備えたことを特徴とする半導体装置。
【符号の説明】
【００７２】
１１  基板
１２  電極
１３  バンプ形成用材料被膜
１４  電離放射線
１５  パンプ形成用パターン
１６  バンプ
２１  半導体基板
２２  パッド
２３  バンプ形成用材料被膜
２４  電子線
２５  バンプ形成用パターン
２６  バンプ
３０  半導体集積回路チップ
３１  被覆絶縁膜
３２  パッド
３３  レジスト
３４  開口部
３５  金属膜
３６  パンプ形成用金属膜
３７  フラックス
３８  バンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0006575058.tif 000017