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TWI872160B - 半導體裝置的配線形成方法 - Google Patents

半導體裝置的配線形成方法 Download PDF

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TWI872160B
TWI872160B TW109141050A TW109141050A TWI872160B TW I872160 B TWI872160 B TW I872160B TW 109141050 A TW109141050 A TW 109141050A TW 109141050 A TW109141050 A TW 109141050A TW I872160 B TWI872160 B TW I872160B
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小松裕司
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日商肯耐克科技股份有限公司
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Abstract

目的在提供一種在基板形成圖案之導電部的形成方法，其抑制轉印形成在基板的配線圖案的變形，可完全轉印，且另外可達成產出量的提升。本發明之在基板形成圖案之導電部的形成方法係在印刷版(2)的凹部(3)填充平均粒子徑被設定為0.1μm~20μm之含有活性光線硬化型樹脂的含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料(4)，且將該印刷版(2)疊合在基板(1)，並且由印刷版(2)側照射活性光線而使含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料(4)之至少與凹部(3)的接觸界面部分硬化之後，使印刷版(2)由基板(1)脫離而將含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料(4)轉印在基板(1)而在基板(1)上形成預定圖案的導電部(5)。

Description

半導體裝置的配線形成方法
本發明係關於在基板形成圖案之導電部的形成方法者。
因半導體晶片的配線規則的微細化，晶片尺寸的小型化不斷進展。另一方面，現況中，構裝晶片的基板(半導體封裝體基板)係在凸塊間距的微細化有其界限，因此難以以與晶片尺寸相同的比例將基板面積小型化。
在如上所示之背景下，本申請人係不斷開發利用灰階微影與壓印技術而將基板配線窄間距化的技術，且提案出日本特開2016-58664號公報所揭示之具有導電部的基板的製造方法(以下稱為習知例)。
該習知例係在具備與形成在基板上的配線圖案為相同的圖案所形成的凹部的印刷版的前述凹部填充導電性糊料，且將在該凹部填充有導電性糊料的印刷版疊合在基板 進行壓接，藉此將已被填充在該印刷版的凹部的導電性糊料轉印在基板，而在基板上形成預定圖案的配線者。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2016-58664號公報
但是，本申請人在上述之習知例中，係使用在導電性糊料含有熱硬化型樹脂的含熱硬化型樹脂的導電性糊料，將已被填充在印刷版的凹部的導電性糊料轉印在基板時，藉由加熱處理，使導電性糊料之與印刷版相接的部位的樹脂硬化，且使導電性糊料對印刷版的脫模性提升。
但是，在該習知例中，藉由使用含熱硬化型樹脂的導電性糊料，脫模性提升，相反地，因加熱處理，發生熱膨脹或熱收縮，且發生因此而起的圖案的變形、或因圖案變形而在印刷版與導電性糊料之間發生應力，且因該應力而起的不完全轉印的可能性變高，並且在加熱處理中必須保持一定時間加熱狀態，因此有發生處理時間變長且產出量降低的問題之虞。
本發明係鑑於如上所示之現狀而完成者，目的在提供抑制在基板上轉印形成預定的配線圖案時使導電性糊料硬化時的圖案變形，可實現導電性糊料的完全轉印，並且可在短時間進行硬化處理，可達成產出量提升之實用性優異 之在基板形成圖案之導電部的形成方法。
參照添付圖面，說明本發明之要旨。
一種在基板形成圖案之導電部的形成方法，其特徵為：具有：在呈現形成在印刷版2的預定圖案的凹部3，填充在導電性材料的平均粒子徑被設定為0.1μm~20μm的導電性糊料含有活性光線硬化型樹脂而成的含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4的工程；將填充有前述含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4的前述印刷版2疊合在基板1的工程；對已被填充在前述印刷版2的前述凹部3的前述含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4照射活性光線，使前述含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4硬化的工程；及使前述印刷版2由前述基板1脫離而將前述含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4轉印至前述基板1而在該基板1上形成預定圖案的導電部5的工程。
此外，在請求項1所記載之在基板形成圖案之導電部的形成方法中，其特徵為：使前述含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4硬化時，由前述印刷版2的前述凹部3的底側照射前述活性光線。
此外，在請求項1所記載之在基板形成圖案之導電部的形成方法中，其特徵為：前述含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4係前述活性光線硬化型樹脂的體積含有率為70%以下。
此外，在請求項2所記載之在基板形成圖案之導電部的形成方法中，其特徵為：前述含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4係前述活性光線硬化型樹脂的體積含有率為70%以下。
此外，在請求項1~4中任1項所記載之在基板形成圖案之導電部的形成方法中，其特徵為：在前述基板1設置藉由加壓而變形的中間層6，且在該中間層6上疊合填充有前述含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4的前述印刷版2，透過該中間層6而在前述基板1上轉印前述含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4。
此外，在請求項5所記載之在基板形成圖案之導電部的形成方法中，其特徵為：前述中間層6係藉由活性光線硬化型樹脂或熱硬化型樹脂而形成。
此外，在請求項1~4中任1項所記載之在基板形成圖案之導電部的形成方法中，其特徵為：前述活性光線硬化型樹脂係藉由紫外線照射而硬化的紫外線硬化型樹脂。
此外，在請求項5所記載之在基板形成圖案之導電部的形成方法中，其特徵為：前述活性光線硬化型樹脂係藉由紫外線照射而硬化的紫外線硬化型樹脂。
此外，在請求項6所記載之在基板形成圖案之導電部的形成方法中，其特徵為：前述活性光線硬化型樹脂係藉由紫外線照射而硬化的紫外線硬化型樹脂。
本發明係如上所述，因此抑制在基板上轉印形成預定的配線圖案時使導電性糊料硬化時的圖案變形，可實現導電性糊料的完全轉印，此外，活性光線硬化型樹脂若有效照射所需活性光線，由於在短時間(瞬時)進展硬化，因此硬化處理所耗費的時間縮短，可達成產出量提升，而且，本發明由於使用在導電性材料的平均粒子徑被設定為0.1μm~20μm的導電性糊料含有活性光線硬化型樹脂而成的含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料，因此被轉印形成在基板上的配線圖案的形狀形成為平滑的形狀(凹凸少之平滑形狀)，藉此緩和配線間的局部電場集中，成為配線的長期可靠性提升之以往所沒有的劃時代的在基板形成圖案之導電部的形成方法。
1:基板
2:印刷版
3:凹部
4:含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料、含活性光線硬化型 樹脂的導電性糊料
5:導電部
6:中間層
[圖1]係本實施例的工程流程圖。
[圖2]係示出本實施例中的製造途中的半導體裝置的說明模式剖面圖。
[圖3]係示出本實施例的其他例(無中間層的情形)中之製造途中的半導體裝置的說明模式剖面圖。
根據圖示，示出本發明之作用而簡單說明認為適當之本發明之實施形態。
在形成在印刷版2的凹部3填充含活性光線硬化型樹脂 的導電性糊料4，將已填充該含活性光線硬化型樹脂之導電性糊料4的印刷版2疊合在基板1(亦可將基板1疊合在印刷版2)，例如由印刷版2側照射活性光線而使已被填充在凹部3內的含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4至少與凹部3的接觸界面部分硬化之後，使印刷版2由基板1脫離。
藉此，已填充在印刷版2的凹部3的含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4被轉印在基板1，且在基板1形成預定圖案的導電部5。其中，亦可預先照射活性光線而使已被填充在凹部3內的含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4之至少與凹部3的接觸界面部分硬化之後，將印刷版2疊合在基板1。
本發明係如前所述，使用含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4作為形成導電部5的導電性糊料，藉由活性光線的照射，使該含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4硬化，因此含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4對印刷版2的脫模性提升，並且防止使其熱硬化時所產生的圖案變形或不完全轉印的不良情形的發生，此外，與使其熱硬化時相比，硬化處理所耗費的時間縮短(瞬時硬化進展)，產出量亦提升。
而且，本發明係藉由在導電性材料的平均粒子徑被設定為0.1μm~20μm的導電性糊料含有活性光線硬化型樹脂而成的含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4來形成導電部5，因此形成在基板1的導電部5的形狀形成平滑的形狀(凹凸少的平滑形狀)，藉此緩和配線間的局部電場集中， 配線的長期可靠性提升。
如上所示，本發明係成為以往不存在的劃時代的在基板形成圖案之導電部的形成方法。
[實施例]
根據圖示，說明本發明之具體實施例。
本實施例係半導體裝置的製造方法(半導體裝置的配線形成方法)。
具體而言，為一種使用壓印法在基板1形成預定圖案的導電部5(配線)的方法，具有：在呈現形成在印刷版2的預定圖案的凹部3填充在導電性材料的平均粒子徑被設定為0.1μm~20μm的導電性糊料含有活性光線硬化型樹脂而成的含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4的工程(導電性糊料填充處理工程)；將填充有前述含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4的前述印刷版2疊合在基板1的工程(印刷版疊合處理工程)；對已被填充在前述印刷版2的前述凹部3的前述含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4照射活性光線，而使前述含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4硬化的工程(導電性糊料硬化處理工程)；及使前述印刷版2由前述基板1脫離而將前述含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4轉印在前述基板1而在該基板1上形成預定圖案的導電部5的工程(導電性糊料轉印處理工程)者。
首先，說明本實施例中所使用的構件等。
基板1係在形成導電部5的導電部形成面設有中間層 6。該中間層6係用以使含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4均一地接觸基板1的導電部形成面者，由具密接性且藉由加壓而變形的材質，具體而言，由活性光線硬化型樹脂或熱硬化型樹脂所形成，且被設在至少形成導電部5的位置。
此外，印刷版2係形成有呈現與轉印形成在基板1的預定圖案的導電部5為相同的圖案的凹部3。
具體而言，本實施例的印刷版2係在預先製作的母模上，滴下COC(環烯烴聚合物)、PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、LCP(液晶聚合物)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PDMS(聚二甲基矽氧烷)、PI(聚醯亞胺)等樹脂材料，且以支持基板加壓、固化而形成的複製模具。
此外，凹部3係以可同時轉印形成成為配線的導電部5與成為凸塊的導電部5的方式形成為深度不同的形狀。
具體而言，凹部3係形成為轉印形成在基板1的導電部5為縱橫比0.5以上，具體而言，成為凸塊的導電部5的縱橫比成為2~3的形狀。
此外，凹部3係形成為導電部5成為正錐形狀的錐狀(正錐狀)的凹部。藉由將凹部3形成為如上所示之錐形形狀，含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4變得容易脫模且平滑進行轉印且良率提升。
此外，成為導電部5的含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4係在導電性糊料含有藉由照射紫外線而硬化的紫外線硬化型樹脂的含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4。 其中，成為導電構件的導電性糊料係可採用例如銀(Ag)糊料/奈米糊料、銅(Cu)糊料/奈米糊料、金(Au)糊料/奈米糊料、鉑(Pt)糊料/奈米糊料、鈀(Pd)糊料/奈米糊料、釕(Ru)糊料/奈米糊料、碳(C)糊料/奈米糊料等。
該含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4係活性光線硬化型樹脂(紫外線硬化型樹脂)的體積含有率被設定為70%以下，具體而言被設定為20%~40%。亦即，本實施例所使用的含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4係導電性糊料與紫外線硬化型樹脂的體積比被設定為6：4~8：2。
此外，該含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4係導電性糊料所含有的導電性材料的平均粒徑被設定為0.1μm~20μm。其中，導電性材料的平均粒子徑係以形成在基板1的導電部5(配線)的最小線寬的1/5~1/10為佳。亦即，例如，若形成最小L/S(line & space)=5μm/5μm的導電部5的圖案，若使用在導電性材料的平均粒子徑被設定為0.5μm~1.0μm的導電性糊料含有紫外線硬化型樹脂而成的含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4即可。
接著，說明本實施例之具體製造方法。
圖1係本實施例的工程流程圖。此外，圖2係顯示本實施例中的製造途中的半導體裝置的說明模式剖面圖。
如圖1所示，本實施例係首先在導電性糊料填充處理工程中選擇性地將含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4填充在印刷版2的凹部3。填充方法係可使用適當的手段，在本實施例中係如圖2所示使用刮板作為填充手段。
接著，在印刷版疊合處理工程中，將填充有含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4的印刷版2疊合在基板1。
具體而言，將印刷版2疊合在基板1之後，加壓且使印刷版2壓接於基板1。藉此，印刷版2按壓基板1上的中間層6，中間層6變形而已被填充在印刷版2的凹部3的含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4的表面(由凹部3的開口部露出之面)透過該中間層6而均一地密接(密著)在基板1的表面。
接著，在導電性糊料硬化處理工程中對疊合在基板1的印刷版2，由該印刷版2側，亦即由印刷版2的凹部3的底側照射紫外線，使已被填充在該印刷版2的凹部3的含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4之與凹部3的接觸界面部分硬化。藉此，含活性光線硬化型樹脂的導電性糊料4相對印刷版2的脫模性提升。
紫外線硬化型樹脂係藉由紫外線照射而瞬時硬化進展，與加熱處理相比，處理時間大幅縮短。而且，在本實施例中，若僅使與凹部3相接觸的接觸界面近傍的含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4硬化即可，因此可使紫外線照射時間形成為極短時間。
最後，在導電性糊料轉印處理工程中使印刷版2由基板1脫離而將含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4轉印在基板1，而在該基板1上形成預定圖案的導電部5。
其中，導電性糊料硬化處理工程亦可在印刷版疊合處理工程之前進行。亦即，亦可在印刷版2的凹部3填充含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4之後，先藉由紫外線照 射，使凹部3內的含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4的凹部界面附近硬化，之後，將印刷版2疊合在基板1。
此外，本實施例係說明有中間層6的情形，惟本發明之在基板形成圖案之導電部的形成方法亦可採用在如圖3所示中間層6在基板上、或雖圖示省略惟已形成有配線(配線層)的基板上，形成配線或凸塊等導電部之時。
本實施例係如以上所示，因此形成為抑制在基板1上轉印形成預定圖案的導電部5時使含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4硬化時的圖案變形，且可實現含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4的完全轉印，並且可在短時間進行硬化處理且可達成產出量提升之實用性優異之在基板形成圖案之導電部的形成方法。
亦即，若使用藉由加熱處理而硬化的含熱硬化型樹脂的導電性糊料，因具有凹部的印刷版與導電性糊料的熱膨脹率的差，發生取決於硬化溫度，硬化後的圖案變形、或因該圖案變形，在印刷版與導電性糊料之間發生應力且變得不易完全轉印的不良情形的可能性變高。相對於此，本實施例係使用含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4作為形成導電部5的導電性糊料，因照射紫外線，使該含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4硬化，因此與使用含熱硬化型樹脂的導電性糊料而藉由加熱處理使其硬化時相比，較減低圖案變形，且亦抑制應力發生，可100%完全轉印，此外硬化時間大幅縮短且成為產出量提升者。
此外，本實施例由於使用導電性糊料所含有的導電性 材料的平均粒子徑被設定為0.1μm~20μm的含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4，因此形成在基板1的導電部5(配線及凸塊)的形狀形成為平滑的形狀(凹凸少之平滑形狀)，藉此緩和導電部5間的局部電場集中，且成為導電部5的長期可靠性提升者，此外，本實施例係若僅使印刷版2的凹部3的接觸界面近傍的含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4硬化即可，因此亦可自由設計導電性材料的粒子徑。
此外，本實施例係使用導電性糊料與紫外線硬化型樹脂的體積比被設定為6：4~8：2的含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4，因此可降低藉由含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4所形成的導電部5(配線)的最終電阻值。
此外，本實施例係在基板1設置藉由加壓而變形的中間層6，透過該中間層6而在基板1上轉印含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4，因此將印刷版2疊合在基板1來加壓時，中間層6會變形而印刷版2均一密著於基板1的轉印面，因此可更進一步確實地完全轉印含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4。
此外，本實施例係將印刷版2的凹部3的形狀形成為錐狀(正錐狀)，因此導電部5成為正錐形狀，轉印時之含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料4由印刷版2的凹部3的脫模性提升且平順進行脫離，導電性糊料轉印處理工程中的良率提升。
如上所示，本實施例係發揮如上所述之劃時代的作用效果，成為可良好且容易形成更高縱橫比的配線及凸塊之 以往所沒有之劃時代之在基板形成圖案之導電部的形成方法。
其中，本發明並非為侷限於本實施例者，各構成要件的具體構成係可適當設計者。

Claims (11)

  1. 一種半導體裝置的配線形成方法，其係藉由使用由母模所製作的複製模具的壓印法，在基板轉印形成配線的半導體裝置的配線形成方法，其特徵為：具有：導電性糊料填充處理工程，其係在呈現形成在前述複製模具的預定圖案的凹部，填充在導電性材料的平均粒子徑被設定為0.1μm~20μm的導電性糊料含有紫外線硬化型樹脂的含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料；複製模具疊合處理工程，其係將填充有前述含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料的前述複製模具疊合在前述基板；導電性糊料硬化處理工程，其係在將前述複製模具疊合在前述基板的狀態下對前述含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料照射紫外線，使前述含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料硬化；及導電性糊料轉印處理工程，其係使前述複製模具由前述基板脫離而將前述含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料轉印至前述基板而形成預定圖案的配線，前述導電性糊料硬化處理工程係由前述複製模具的前述凹部的底側照射前述紫外線，僅使前述含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料之與前述凹部的接觸界面部分硬化。
  2. 如請求項1之半導體裝置的配線形成方法，其中，前述含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料係前述 紫外線硬化型樹脂的體積含有率為70%以下。
  3. 如請求項1之半導體裝置的配線形成方法，其中，在前述基板設置藉由加壓而變形的中間層，且在該中間層上疊合填充有前述含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料的前述複製模具，透過該中間層而在前述基板上轉印前述含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料。
  4. 如請求項2之半導體裝置的配線形成方法，其中，在前述基板設置藉由加壓而變形的中間層，且在該中間層上疊合填充有前述含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料的前述複製模具，透過該中間層而在前述基板上轉印前述含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料。
  5. 如請求項3之半導體裝置的配線形成方法，其中，前述中間層係藉由活性光線硬化型樹脂或熱硬化型樹脂而形成。
  6. 如請求項4之半導體裝置的配線形成方法，其中，前述中間層係藉由活性光線硬化型樹脂或熱硬化型樹脂而形成。
  7. 如請求項1至6中任一項之半導體裝置的配線形成方法，其中，前述含紫外線硬化型樹脂的導電性糊料所含有的前述導電性材料的平均粒子徑係設定為被轉印形成在前述基板的前述配線的最小線寬的1/5~1/10。
  8. 如請求項1至6中任一項之半導體裝置的配線形成方法，其中，前述凹部係形成為前述配線成為正 錐形狀的錐狀的凹部。
  9. 如請求項1至6中任一項之半導體裝置的配線形成方法，其中，前述凹部係形成為被轉印形成在前述基板的前述配線成為縱橫比2~3的形狀。
  10. 如請求項1至6中任一項之半導體裝置的配線形成方法，其中，前述複製模具係由環烯烴聚合物、聚對苯二甲酸乙二酯、液晶聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基矽氧烷、聚醯亞胺之任何樹脂材料所成。
  11. 如請求項1至6中任一項之半導體裝置的配線形成方法，其中，前述導電性糊料係銀糊料、銀奈米糊料、銅糊料、銅奈米糊料、金糊料、金奈米糊料、鉑糊料、鉑奈米糊料、鈀糊料、鈀奈米糊料、釕糊料、釕奈米糊料、碳糊料、碳奈米糊料之任一者。
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