(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バンプ形成用材料を用いて、基板上に開口を有するバンプ形成用パターンを形成する工程と、
前記バンプ形成用パターンの前記開口内にバンプ金属を充填し、バンプを形成する工程とを含み、
前記バンプ形成用材料が、基材樹脂と、溶剤と、発泡剤でありかつ感光剤でもある物質、又は、発泡剤及び感光剤と、を含有することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項２】
バンプ形成用材料を用いて、基板上に開口を有するバンプ形成用パターンを形成する工程と、
前記バンプ形成用パターンの前記開口内にバンプ金属を充填し、バンプが形成された基板を作製する工程と、
作製された２つの前記基板を、それぞれの前記基板のバンプを対向させて圧着する工程と、
圧着後に、加熱を行う工程とを含み、
前記バンプ形成用材料が、基材樹脂と、溶剤と、発泡剤でありかつ感光剤でもある物質、又は、発泡剤及び感光剤と、を含有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
第１の基板と、
２つのバンプが接合してなる接合部を介して前記第１の基板に接合された第２の基板と、
前記接合部以外の箇所に、前記第１の基板及び前記第２の基板の間に介在し、かつ、感光剤の分解残渣を含有する多孔質膜とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
センサーデバイスである請求項３に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、基板、ウエハ、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、前記バンプ形成用材料を用いた電子部品の製造方法、前記バンプ形成用材料を用いた半導体装置の製造方法、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ピッチで配設されている場合においては、金属バンプを電極上に微細なピッチで正確に形成する必要がある。フェイスダウン実装の方法としては、図３Ａ〜図３Ｄに示すようにバンプ同士を圧着し加熱（リフロー）を行う方法が一般的である。この方法では、まず、電極１０１上にバンプ１０２が形成された電子部品１００（図３Ａ）を用意する。次に、電子部品１００のバンプ１０２同士を圧着する（図３Ｂ）。次に、加熱を行いバンプ１０２を接合する（図３Ｃ）。
しかし、この方法ではリフロー時のバンプ径が支配的となり狭ピッチ化を進展させる上で妨げとなっていた。
【０００４】
また、電子部品の接合は一般にＳｉや化合物半導体、有機基板など、材質の異なる基板間で行われる。このため、基板間の熱膨張差に伴う応力が原因で、電子部品の反りや割れ、断線等の障害が生じやすく、接合体の機械的強度を高めることも要求されている。この異種基板間の応力を軽減させるべく、図３Ｄに示すように、リフロー後にバンプ周辺をアンダーフィル剤１０３（有機樹脂材料）で充填する方法がある（特許文献１参照）。
しかし、この方法では、狭ピッチ化に伴って接合部の隙間が狭くなり、材料の流し込みが困難となるなどの課題を有していた。
【０００５】
接合後のアンダーフィル剤充填（後入れ方式）における上記課題を解決する方法として、接合前のチップ表面にアンダーフィル剤を塗布し（先入れ方式）、接合後に前記アンダーフィル剤を発泡等により体積膨張せることで接合部を充填する例が挙げられる（特許文献２参照）。
しかし、この方法では依然としてバンプが球状のままであり、微細化を進展させる上で障害となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２２２４２２号公報
【特許文献２】特開２０１２−４４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、狭いピッチのバンプ接合、及び高い信頼性を有する接合を可能にするバンプ形成用材料、前記バンプ形成用材料を用いた電子部品の製造方法、前記バンプ形成用材料を用いた半導体装置の製造方法、及び前記バンプ形成用材料を用いて得られる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段としては、後述する付記に記載した通りである。即ち、
一つの態様では、バンプ形成用材料は、
基材樹脂と、
溶剤と、
発泡剤でありかつ感光剤でもある物質、又は、発泡剤及び感光剤と、
を含有する。
【０００９】
また、一つの態様では、電子部品の製造方法は、
開示の前記バンプ形成用材料を用いて、基板上に開口を有するバンプ形成用パターンを形成する工程と、
前記バンプ形成用パターンの前記開口内にバンプ金属を充填し、バンプを形成する工程とを含む。
【００１０】
また、一つの態様では、半導体装置の製造方法は、
開示の前記バンプ形成用材料を用いて、基板上に開口を有するバンプ形成用パターンを形成する工程と、
前記バンプ形成用パターンの前記開口内にバンプ金属を充填し、バンプが形成された基板を作製する工程と、
作製された２つの前記基板を、それぞれの前記基板のバンプを対向させて圧着する工程と、
圧着後に、加熱を行う工程とを含む。
【００１１】
また、一つの態様では、半導体装置は、
第１の基板と、
２つのバンプが接合してなる接合部を介して前記第１の基板に接合された第２の基板と、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間に介在し、感光剤の分解残渣を含有する多孔質膜とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
開示のバンプ形成用材料によると、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、狭いピッチのバンプ接合、及び高い信頼性を有する接合を可能にするバンプ形成用材料を提供できる。
開示の電子部品の製造方法によると、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、狭いピッチのバンプ接合、及び高い信頼性を有する接合を可能にする電子部品を提供できる。
開示の半導体装置の製造方法によると、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、狭いピッチのバンプ接合、及び高い信頼性を有する接合がされた半導体装置を提供できる。
開示の半導体装置によると、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、狭いピッチのバンプ接合、及び高い信頼性を有する接合がされた半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、開示の電子部品の製造方法の一例を説明するための概略図である（その１）。
【図１Ｂ】図１Ｂは、開示の電子部品の製造方法の一例を説明するための概略図である（その２）。
【図１Ｃ】図１Ｃは、開示の電子部品の製造方法の一例を説明するための概略図である（その３）。
【図１Ｄ】図１Ｄは、開示の電子部品の製造方法の一例を説明するための概略図である（その４）。
【図２Ａ】図２Ａは、開示の半導体装置の製造方法の一例を説明するための概略図である（その１）。
【図２Ｂ】図２Ｂは、開示の半導体装置の製造方法の一例を説明するための概略図である（その２）。
【図２Ｃ】図２Ｃは、開示の半導体装置の製造方法の一例を説明するための概略図である（その３）。
【図２Ｄ】図２Ｄは、開示の半導体装置の製造方法の一例を説明するための概略図である（その４）。
【図３Ａ】図３Ａは、従来の接合方法を説明するための概略図である（その１）。
【図３Ｂ】図３Ｂは、従来の接合方法を説明するための概略図である（その２）。
【図３Ｃ】図３Ｃは、従来の接合方法を説明するための概略図である（その３）。
【図３Ｄ】図３Ｄは、従来の接合方法を説明するための概略図である（その４）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（バンプ形成用材料）
開示のバンプ形成用材料は、基材樹脂と、溶剤と、発泡剤でありかつ感光剤でもある物質、又は、発泡剤及び感光剤と、を少なくとも含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
【００１５】
＜基材樹脂＞
前記基材樹脂としては、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、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。
また、これらの共重合体を用いてもよいし、これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１６】
＜溶剤＞
前記溶剤としては、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、前記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、該溶剤が蒸発した後に均一で平滑な塗膜を形成可能である溶剤が好ましい。
【００１７】
このような溶剤の例としては、アルコール系溶剤、鎖状エステル系溶剤、環状エステル系溶剤、ケトン系溶剤、鎖状エーテル系溶剤、環状エーテル系溶剤、水などが挙げられる。
【００１８】
前記アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールなどが挙げられる。
前記鎖状エステル系溶剤としては、例えば、乳酸エチル、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。
前記環状エステル系溶剤としては、例えば、γ−ブチロラクトン等のラクトン系溶剤などが挙げられる。
前記ケトン系溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ヘプタノンなどが挙げられる。
前記鎖状エーテル系溶剤としては、例えば、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、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテルなどが挙げられる。
前記環状エーテル系溶剤としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどが挙げられる。
これらの溶剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１９】
前記バンプ形成用材料における前記溶剤の含有量としては、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。
【００２０】
＜感光剤＞
前記バンプ形成用材料は、前記バンプ形成用材料を用いて形成した被膜に感光性を付与するために、感光剤を含有する。
【００２１】
前記感光剤は、例えば、光照射により酸を生成し、光照射した部分の前記被膜のアルカリ水溶液への可溶性を増大させる機能を有する。前記感光剤の例としては、ｏ−キノンジアジド化合物等が挙げられる。
また、前記感光剤として酸発生剤を添加し、後述する架橋剤と組み合わせることで、ネガ型レジストとして機能させることも可能である。
【００２２】
前記酸発生剤としては、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、
・ヨードニウム塩化合物
・スルホニウム塩化合物
・ハロゲン化合物
・トリフェニルスルフォニウムノナフルオロブタンスルホネート等の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
・ジスルフォン化合物
・α，α−ビスアリルスルフォニルジアゾメタン化合物
・ジアゾニウム塩化合物
、などが挙げられる。
【００２３】
前記ヨードニウム塩化合物の具体例としては、例えば、下記構造式の化合物が挙げられる。
【化１】
0006734531.tif 000002
【００２４】
前記スルホニウム塩化合物の具体例としては、例えば、下記構造式の化合物が挙げられる。
【化２】
0006734531.tif 000003
【００２５】
前記ハロゲン化合物の具体例としては、例えば、下記構造式の化合物が挙げられる。
【化３】
0006734531.tif 000004
【化４】
0006734531.tif 000005
【００２６】
前記スルホン酸エステル化合物の具体例としては、例えば、下記構造式の化合物が挙げられる。
【化５】
0006734531.tif 000006
【００２７】
前記イミド化合物の具体例としては、例えば、下記構造式の化合物が挙げられる。
【化６】
0006734531.tif 000007
【００２８】
前記カルボニル化合物の具体例としては、例えば、下記構造式の化合物が挙げられる。
【化７】
0006734531.tif 000008
【００２９】
前記ジスルフォン化合物の具体例としては、例えば、下記構造式の化合物が挙げられる。
【化８】
0006734531.tif 000009
【００３０】
前記α，α−ビスアリルスルフォニルジアゾメタン化合物の具体例としては、例えば、下記構造式の化合物が挙げられる。
【化９】
0006734531.tif 000010
【００３１】
前記ジアゾニウム塩化合物の具体例としては、例えば、下記構造式の化合物が挙げられる。
【化１０】
0006734531.tif 000011
【００３２】
前記バンプ形成用材料における前記感光剤の含有量としては、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、前記基材樹脂１００質量部に対して、０．５質量部〜３０質量部が好ましい。前記含有量が、０．５質量部未満であると、基材樹脂の架橋反応が十分に進行しないことがあり、３０質量部を超えると、架橋反応が未露光部にまで及ぶことがある。
【００３３】
＜発泡剤＞
前記発泡剤としては、前記バンプ形成用材料から形成される被膜を多孔質膜にしうるものであれば、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が、４００℃以下の温度で熱処理することにより、又は赤外線を照射することにより、分解する、又は揮発するものが好ましく、例えば、セルロース系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリオール系樹脂、ポリスチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール化合物、イミダゾール化合物、アダマンタン化合物、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアリールセレノニウム塩、その他、特開平８−２４８５６１号公報に記載されるような各種光酸発生剤、熱酸発生剤等が挙げられる。
【００３４】
ここで、上記例示に挙げたものの中には、発泡剤でありかつ感光剤でもある物質が含まれる。
【００３５】
ここで、前記発泡剤が樹脂の場合、分子量を１０〜１００，０００程度にすることが被膜形成時に直径１００ｎｍ以下の孔を形成する上でより好ましい。ここで分子量とは重量平均分子量を意味する。熱または電離放射線により分解、揮発するという観点では、上述の樹脂の内、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂がより好ましい。また、前記発泡剤の分解に電離放射線を利用する場合は、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアリールセレノニウム塩等が、照射する放射線に対して量子収率が比較的高く、分解後に気体として膜から脱離するため特に好ましい。
【００３６】
前記発泡剤が分解性物質の場合、その分子サイズの調節により被膜の孔のサイズを任意に変えることができ、複数種の分解温度もしくは分解波長の異なる分解性物質を添加することで、サイズの異なる孔を被膜内に混在させることも可能である。この利点としては分子サイズの小さい分解性物質を先に分解脱離させ微細孔を形成することで、その後の分子サイズの大きな分解性物質の脱離を容易にし、多孔質化を効率的に進めることが可能となる。
【００３７】
前記バンプ形成用材料における前記発泡剤の含有量としては、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、前記基材樹脂１００質量部に対して、０．１質量部〜２００質量部が好ましい。前記含有量が、０．１質量部未満であると、多孔質化（体積膨張）の効果が見られにくくなることがあり、２００質量部を超えると、膜強度の低下を招くことがある。
【００３８】
＜その他の成分＞
また、その他の成分として、本発明の効果を害しない限り特に制限はなく、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、各種成分の溶解性や塗布性の向上を目的とした場合には、界面活性剤などを添加することができる。
また、前記バンプ形成用材料は、架橋剤、還元剤などを含有してもよい。
【００３９】
＜＜界面活性剤＞＞
前記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、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よいし、２種以上を併用してもよい。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好ましい。
【００４０】
前記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。
【００４１】
前記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。
【００４２】
前記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。
【００４３】
前記バンプ形成用材料における前記界面活性剤の含有量としては、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。
【００４４】
＜＜架橋剤＞＞
前記バンプ形成用材料をネガ型レジストとして機能させるべく、また加熱発泡後の基材樹脂間を架橋してより強固な被膜を形成させるべく、バンプ形成用材料に架橋剤を添加してもよい。
【００４５】
前記架橋剤としては、前記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、例えば、アミノ系架橋剤が挙げられる。
前記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よいし、２種以上を併用してもよい。
【００４６】
前記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。
前記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。
前記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。
【００４７】
前記バンプ形成用材料における前記架橋剤の含有量としては、前記基材樹脂１００質量部に対して、０．５質量部〜５０質量部が好ましく、１質量部〜４０質量部がより好ましい。前記含有量が、０．５質量部未満であると、前記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質量部を超えると、架橋反応が未露光部にまで及ぶことがある。
【００４８】
＜＜還元剤＞＞
前記バンプ形成用材料に対し、バンプの酸化を防ぐことを目的に、還元剤を添加してもよい。
前記還元剤としては、カルボキシル基を有する還元剤、アルデヒド化合物などが挙げられる。
前記還元剤としては、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、メタクリル酸、シュウ酸、ギ酸が好ましい。
【００４９】
前記バンプ形成用材料における前記還元剤の含有量としては、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、前記基材樹脂１００質量部に対して、０．１質量部〜４０質量部が好ましい。前記含有量が、０．１質量部未満であると、前記還元剤が膜中に充分に行き渡らず、還元剤としての機能が十分に発揮されないことがある。一方、前記含有量が、４０質量部を超えると、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。
【００５０】
（電子部品の製造方法）
開示の電子部品の製造方法は、バンプ形成用パターン形成工程と、バンプ形成工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
【００５１】
＜バンプ形成用パターン形成工程＞
前記バンプ形成用パターン形成工程は、バンプ形成用材料を用いて、基板上に開口を有するバンプ形成用パターンを形成する工程であれば、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、前記基板上に前記バンプ形成用材料を塗布し、フォトリソグラフィー法により前記バンプ形成用材料の被膜に開口を形成して、バンプ形成用パターンを形成する方法などが挙げられる。
【００５２】
前記バンプ形成用材料は、開示の前記バンプ形成用材料である。
【００５３】
前記基板としては、電極を有する限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、セラミック基板、ガラスエポキシ基板、チップ部品、半導体部品などが挙げられる。
【００５４】
前記塗布の方法としては、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、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などが挙げられる。
【００５５】
前記フォトリソグラフィー法は、ポジ型であってもよいし、ネガ型であってもよい。
【００５６】
前記フォトリソグラフィー法においてパターニングに用いる露光光としては、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、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好ましい。
露光後の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、これらであれば、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、例えば、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。
また必要に応じて、前記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。
【００５７】
＜バンプ形成工程＞
前記バンプ形成工程としては、前記バンプ形成用パターンの前記開口内にバンプ金属を充填し、バンプを形成する工程であれば、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。
【００５８】
前記バンプ金属としては、バンプを形成するための金属であれば、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、スズ、及びインジウムの少なくともいずれかを含むことが好ましい。
【００５９】
前記開口内に前記バンプ金属を充填する方法としては、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。
【００６０】
ここで、前記電子部品の製造方法を図を用いて説明する。
図１Ａ〜図１Ｄは、電子部品の製造方法を説明するための概略図である。
まず、電極１Ａを有する基板１を用意する（図１Ａ）。
次に、基板１の電極１Ａ側の表面に、バンプ形成用材料を塗布し、被膜２を形成する（図１Ｂ）。
次に、フォトリソグラフィー法により、電極１Ａが露出するように、被膜２に開口を形成し、バンプ形成用パターン２Ａを得る（図１Ｃ）。
次に、開口にバンプ金属を充填し、基板１上にバンプ３を形成し、電子部品を得る（図１Ｄ）。
【００６１】
バンプ形成用パターンは、例えば、フォトリソグラフィー法により形成されるため、微細なパターンを形成できる。そして、前記電子部品の製造方法では、微細なパターンの開口にバンプ金属を充填してバンプを形成するため、微細なバンプパターンを得ることができる。
【００６２】
（半導体装置の製造方法）
開示の半導体装置の製造方法は、バンプ形成用パターン形成工程と、バンプ形成工程と、圧着工程と、加熱工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
【００６３】
＜バンプ形成用パターン形成工程＞
前記バンプ形成用パターン形成工程は、前記電子部品の製造方法における前記バンプ形成用パターン形成工程と同じである。
【００６４】
＜バンプ形成工程＞
前記バンプ形成工程は、前記バンプ形成用パターンの前記開口内にバンプ金属を充填し、バンプが形成された基板を作製する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記電子部品の製造方法における前記バンプ形成工程と同じである。
【００６５】
＜圧着工程＞
前記圧着工程としては、作製された２つの前記基板を、それぞれの前記基板のバンプを対向させて圧着する工程であれば、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。
【００６６】
圧着における温度、時間としては、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。
【００６７】
＜加熱工程＞
前記加熱工程としては、圧着後に、加熱を行う工程であれば、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。
【００６８】
前記加熱工程においては、２つの基板のバンプを接合させて一体化させるとともに、前記バンプ形成用材料からなるバンプ形成用パターンを多孔質化する。多孔質化は、前記バンプ形成用材料に含まれる発泡剤により行われる。
【００６９】
（半導体装置）
開示の半導体装置は、第１の基板と、第２の基板と、多孔質膜とを有し、更に必要に応じてその他の部材を有する。
前記半導体装置において、前記第２の基板は、２つのバンプが接合してなる接合部を介して前記第１の基板に接合されている。
前記半導体装置において、前記多孔質膜は、前記第１の基板及び前記第２の基板の間に介在する。前記多孔質膜は、感光剤の分解残渣を含有する。
【００７０】
前記半導体装置は、前記半導体装置の製造方法により得ることができる。すなわち、前記多孔質膜は、前記バンプ形成用材料から形成されたバンプ形成用パターンが多孔質化した膜である。前記バンプ形成用材料から前記バンプ形成用パターンを形成する際には、感光剤による感光性を利用する。その際、感光剤は分解し、分解残渣を生じ、前記多孔質膜には前記分解残渣が存在する。
【００７１】
前記半導体装置としては、例えば、センサーデバイスなどが挙げられる。前記センサーデバイスとしては、例えば、ジャイロセンサー、加速度センサー、圧力センサー、重量センサーなどが挙げられる。
【００７２】
ここで、前記半導体装置の製造方法を図を用いて説明する。
図２Ａ〜図２Ｄは、半導体装置の製造方法を説明するための概略図である。
まず、図１Ａ〜図１Ｄと同様にして、バンプ３が形成された基板１を作製する（図２Ａ）。
次に、２つの基板１を、互いのバンプ３が対向するように配置し（図２Ｂ）、圧着を行う（図２Ｃ）。
次に、加熱を行うと、バンプ形成用パターン２Ａが多孔質化して、膨張するとともに、バンプ３同士が一体化して接合部３Ａを形成する。その結果、２つの基板１の間は、多孔質膜２Ｂ及び接合部３Ａで隙間なく満たされる（図２Ｄ）。隙間がないため、強固な接合を行うことができ、その結果、高信頼性の半導体装置が得られる。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
【００７４】
（実施例１〜４、比較例１〜２）
バンプ形成用材料として下記物質を用意した。
【００７５】
＜Ａ  基材樹脂＞
Ａ−１  クレゾールノボラック樹脂（旭有機材工業株式会社製）
Ａ−２  ポリ−ｐ−ヒドロキシスチレン（日本曹達株式会社製）
＜Ｂ  発泡剤＞
Ｂ−１  ポリアクリル酸
Ｂ−２  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
＜Ｃ  感光剤＞
Ｃ−１  ６−ジアゾ−５，６−ジヒドロ−５−オキソ−１−ナフタレンスルホン酸
Ｃ−２  ビス（シクロヘキシルスルホニル）ジアゾメタン
＜Ｄ  架橋剤＞
Ｄ−１  テトラメトキシメチルグリコールウリル
＜Ｅ  還元剤＞
Ｅ−１  シュウ酸
＜Ｆ  溶剤＞
Ｆ−１  プロピレングリコールモノプロピルエーテル
Ｆ−２  メチルエチルケトン
【００７６】
上記物質を表１に示す配合比にて混合して得られたバンプ形成用材料を、４μｍ×４μｍの電極が１０μｍピッチで縦横に配置された半導体基板（Ｓｉ基板）上に、スピンコート法により塗布し、１２０℃でベークを行い、被膜を形成した。なお、被膜の厚さは特に断りが無い限り回転数や時間の調整により、全て３μｍとした。
【００７７】
【表１】
0006734531.tif 000012
表中のカッコ内の数値は、質量部を表す。
【００７８】
被膜を形成した基板に対し、ｉ線ステッパーを用いて、基板上の電極に相当する箇所に５μｍ×５μｍの矩形パターンを描画した。なお、比較例２および実施例４はネガ型レジストとして機能するため、反転マスクを使用した。
【００７９】
描画の後、１００℃でベークを行い、４％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いて１２０秒の現像処理を施すことで、半導体の電極上に４μｍ×４μｍの開口を形成した。
パターン上に酸素プラズマアッシング処理を行うことでミキシング防止処理を施した後、リフトオフ用レジストを用いて前記開口部に５μｍ×５μｍの開口を形成した。次に真空蒸着機を用いて厚さ３．５μｍのインジウムを蒸着し、リフトオフ用レジストを溶剤で除去することにより、開口部にインジウムが充填されたバンプ構造を得た（例えば、図１Ｄ参照）。
【００８０】
次にウエハをチップサイズにダイシングし、フリップチップボンダーを用いて、前記と同様にバンプが形成された他方チップ（ＧａＡｓ基板）と圧着した（例えば、図２Ｃ参照）。最後に圧着をした構造体を２００℃の窒素雰囲気下で１０分間加熱し、チップの接合体を得た（例えば、図２Ｄ参照）。
【００８１】
上記のようにして得られた接合体を収束イオンビームにて加工し、接合部の断面を観察したところ、比較例１、２の接合体では接合部に１μｍ程度の隙間が見られたのに対し、実施例１〜４では接合部がバンプ形成用材料から形成される多孔質膜により隙間無く充填されていることが確認された。
また、バンプ形成用材料に還元剤を添加した場合（実施例２）は、還元剤を添加しない場合（実施例１）と比較して、チップ間の電気抵抗が１５％低減することが確認された。
さらに上記の接合体について−２５℃から１２５℃の温度サイクル試験を１，０００サイクル行った結果、比較例１、２では抵抗がそれぞれ８０％、７０％上昇したが、実施例１〜４では抵抗の上昇は１０％以下に抑えられ、本発明の効果が実証された。
【００８２】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
基材樹脂と、
溶剤と、
発泡剤でありかつ感光剤でもある物質、又は、発泡剤及び感光剤と、
を含有することを特徴とするバンプ成形材料。
（付記２）
前記基材樹脂が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、及びシリコーン樹脂の少なくともいずれかである付記１に記載のバンプ形成用材料。
（付記３）
前記発泡剤が、４００℃以下の温度で熱処理することにより、又は赤外線を照射することにより、分解する、又は揮発する付記１から２のいずれかに記載のバンプ形成用材料。
（付記４）
前記発泡剤が、分子量１０〜１００，０００の熱分解性樹脂である付記１から４のいずれかに記載のバンプ形成用材料。
（付記５）
前記発泡剤が、アクリル系樹脂、及びポリスチレン系樹脂のいずれかである付記１から４のいずれかに記載のバンプ形成用材料。
（付記６）
前記発泡剤の含有量が、前記基材樹脂１００質量部に対して、０．１質量部〜２００質量部である付記１から５のいずれかに記載のバンプ形成用材料。
（付記７）
前記溶剤が、アルコール系溶剤、鎖状エステル系溶剤、環状エステル系溶剤、ケトン系溶剤、鎖状エーテル系溶剤、及び環状エーテル系溶剤の少なくともいずれかを含む付記１から６のいずれかに記載のバンプ形成用材料。
（付記８）
更に、架橋剤を含有する付記１から７のいずれかに記載のバンプ形成用材料。
（付記９）
前記架橋剤が、ユリア誘導体、メラミン誘導体、及びウリル誘導体の少なくともいずれかを含む付記８に記載のバンプ形成用材料。
（付記１０）
更に、カルボキシル基を有する還元剤を含有する付記１から９のいずれかに記載のバンプ形成用材料。
（付記１１）
前記還元剤が、アクリル酸、メタクリル酸、シュウ酸、及び蟻酸の少なくともいずれかを含む付記１０に記載のバンプ形成用材料。
（付記１２）
バンプ形成用材料を用いて、基板上に開口を有するバンプ形成用パターンを形成する工程と、
前記バンプ形成用パターンの前記開口内にバンプ金属を充填し、バンプを形成する工程とを含み、
前記バンプ形成用材料が、基材樹脂と、溶剤と、発泡剤でありかつ感光剤でもある物質、又は、発泡剤及び感光剤と、を含有することを特徴とする電子部品の製造方法。
（付記１３）
バンプ形成用材料を用いて、基板上に開口を有するバンプ形成用パターンを形成する工程と、
前記バンプ形成用パターンの前記開口内にバンプ金属を充填し、バンプが形成された基板を作製する工程と、
作製された２つの前記基板を、それぞれの前記基板のバンプを対向させて圧着する工程と、
圧着後に、加熱を行う工程とを含み、
前記バンプ形成用材料が、基材樹脂と、溶剤と、発泡剤でありかつ感光剤でもある物質、又は、発泡剤及び感光剤と、を含有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記１４）
第１の基板と、
２つのバンプが接合してなる接合部を介して前記第１の基板に接合された第２の基板と、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間に介在し、感光剤の分解残渣を含有する多孔質膜とを有することを特徴とする半導体装置。
（付記１５）
センサーデバイスである付記１４に記載の半導体装置。
【符号の説明】
【００８３】
１        基板
１Ａ      電極
２        被膜
２Ａ      バンプ形成用パターン
２Ｂ      多孔質膜
３        バンプ
３Ａ      接合部
１０１    電極
１０２    バンプ
１００    電子部品
１０３    アンダーフィル剤
【図１Ａ】
0006734531.tif 000013
【図１Ｂ】
0006734531.tif 000014
【図１Ｃ】
0006734531.tif 000015
【図１Ｄ】
0006734531.tif 000016
【図２Ａ】
0006734531.tif 000017
【図２Ｂ】
0006734531.tif 000018
【図２Ｃ】
0006734531.tif 000019
【図２Ｄ】
0006734531.tif 000020
【図３Ａ】
0006734531.tif 000021
【図３Ｂ】
0006734531.tif 000022
【図３Ｃ】
0006734531.tif 000023
【図３Ｄ】
0006734531.tif 000024