JP6764809B2 - Manufacturing method of metal-filled microstructure - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a method for manufacturing a metal-filled microstructure in which there are a plurality of through-passages penetrating in the thickness direction of an insulating base material and the through-passage is filled with metal, and in particular, metal is contained inside the through-passage. The present invention relates to a method for producing a metal-filled microstructure in which the surface smoothing treatment of an insulating base material in a filled state is stopped by detecting the end point.
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。
A metal-filled microstructure in which micropores provided in an insulating base material are filled with metal is one of the fields that have been attracting attention in nanotechnology in recent years, and is expected to be used as an anisotropic conductive member, for example. Has been done.
Since the heterogeneous conductive member can obtain an electrical connection between the electronic component and the circuit board simply by inserting it into the electronic component such as a semiconductor element and the circuit board and pressurizing it, the electronic component such as a semiconductor element can be used. It is widely used as an electrical connection member and an inspection connector for performing functional inspections.
In particular, electronic components such as semiconductor elements are remarkably downsized, and connection stability is achieved by methods such as conventional wire bonding in which wiring boards are directly connected, flip chip bonding, and thermocompression bonding. Since it is not possible to sufficiently guarantee the above, an anisotropic conductive member is attracting attention as an electronic connection member.
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。 Patent Document 1 describes a microstructure in which some micropore through-holes are filled with a substance other than the material of the base material for a base material having micropore through-holes at a density of 10 million pieces / mm 2 or more. The manufacturing method of is described. It is described that after filling the micropore through holes with a substance other than the material of the base material, a surface smoothing treatment is performed in which the front surface and the back surface of the base material are smoothed by a chemical mechanical polishing treatment.
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。
Patent Document 1 describes that in a method for producing a microstructure, smoothing is performed by a chemical mechanical polishing treatment, but the detection mode of the end point of smoothing is not clear. If the area ratio of the microstructure is not within a certain range, no change can be seen even if the surface of the conduction path is exposed, and it is difficult to detect with the conventional detection technique. Similarly, if the diameter of the conduction path is not within a certain range, no change can be seen even if the surface of the conduction path is exposed, and it is difficult to detect the end point where the surface of the conduction path is exposed by the conventional detection technique. In addition, by polishing with a slurry that has the function of etching the insulating base material, it is possible to prevent the desorbed material from becoming coarse due to polishing, damage the detection window, and increase the roughness of the polished surface. It is possible to reduce the adverse effect on detection by.
Here, Patent Document 2 describes a platen that is driven by a motor and rotates in the horizontal direction, an observation window provided on the platen, a polishing pad provided on the surface of the platen corresponding to the observation window, and an observation window. A polishing end point detection device having a spectroscopic device that captures optical information reflected from the wafer via the above is described. In Patent Document 2, the time point at which all the periodic change tendencies of the positions of a plurality of nodes of the spectral waveform become discontinuous in the continuous time change map is detected and detected as the polishing end point. However, Patent Document 2 is not a microstructure in which the object to be polished is a semiconductor wafer and some micropore through holes are filled with a substance other than the material of the base material as in Patent Document 1. Therefore, it cannot always be said that the polishing end point detection of Patent Document 2 for detecting the exposure of a material that is neither the base material nor the conduction path is effective.
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。
Further, the method of chemically and mechanically polishing the substrate described in Patent Document 3 is to polish the metal layer on the substrate at the polishing station and to determine the thickness of the metal layer by eddy current at the polishing station during polishing. It includes monitoring by a monitoring system and stopping polishing when the eddy current monitoring system indicates that the metal layer residue has been removed from the lower layer and the upper surface of the lower layer is exposed.
The method of chemically and mechanically polishing the substrate described in Patent Document 4 is to polish the metal layer on the substrate at the polishing station and to determine the thickness of the metal layer in the eddy current monitoring system at the polishing station during polishing. In the polishing station, based on the metal layer thickness measurements from the eddy current monitoring system, to reduce the difference between the metal layer's expected thickness profile and the target profile. The metal layer has a resistance of more than 700 ohm ongstrom, including controlling the pressure applied to the substrate by the carrier head during polishing of the metal layer.
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。
It is described that the methods of chemically and mechanically polishing the substrates of Patent Documents 3 and 4 can be used to detect the flattening of metal pillars, but Patent Documents 3 and 4 use metal pillars. I'm monitoring. Therefore, in the case where the micropores are sufficiently filled with metal and the micropores are not sufficiently filled with metal in the microstructure, the end point cannot be reliably detected.
Further, in order to smooth the region where the micropores are sufficiently filled with metal and the region where the micropores are not sufficiently filled with metal as described above, it is necessary to increase the amount of polishing. There is a poor production efficiency. Moreover, when the amount of polishing is large and overpolishing is performed, there arises a problem that the final film thickness becomes too thin or the film thickness variation becomes large.
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。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems based on the prior art, and to provide a metal-filled microstructure in which there are a plurality of through-passages penetrating in the thickness direction of the insulating base material and the through-passages are filled with metal. It is an object of the present invention to provide a method for producing a metal-filled microstructure for detecting an end point in the surface smoothing treatment of the above.
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。 In order to achieve the above object, the present invention comprises an insulating base material, a plurality of through-passages penetrating in the thickness direction of the insulating base material, and a plurality of through-passages made of a metal filled inside the through-passages. A method for manufacturing a metal-filled microstructure having a conduction path, wherein the area ratio of the conduction path to the surface of the insulating base material is 15% or more and 50% or less, and the diameter of the conduction path is 20 nm or more and 110 nm or less. A metal having a surface smoothing treatment step of smoothing at least one surface of an insulating base material whose through-passage is filled with metal, and the surface smoothing treatment step performs end point detection to detect the end point and stops. It provides a method for manufacturing a filled microstructure.
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。
It is preferable to carry out a surface smoothing treatment step on both surfaces of the insulating base material whose through-passage is filled with metal.
For end point detection, it is preferable to optically detect the end point. Further, in the end point detection, it is preferable to electrically detect the end point.
It is preferable to detect the end point when the surface of the insulating base material and the end face of the conduction path have a surface roughness of 20 nm or less as the end point.
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。
For the smoothing of the surface smoothing treatment step, it is preferable to use chemical mechanical polishing, dry etching or grinding.
For chemical mechanical polishing, it is preferable to use a slurry having an action of etching an insulating base material.
It is preferable to use the reflectance of the insulating base material for the end point detection for optically detecting the end point.
Chemical mechanical polishing is used for smoothing the surface smoothing treatment step, and end point detection for electrically detecting the end point is performed on at least one surface of the abrasive body used for chemical mechanical polishing and the insulating base material. It is preferable to use a rotational torque that represents the frictional force between the two.
In the surface smoothing treatment step, it is preferable that smoothing is performed and the end point is detected during smoothing.
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。 According to the present invention, it is possible to detect the end point and automatically stop polishing, and it is possible to efficiently manufacture the product.
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。
Hereinafter, the method for producing the metal-filled microstructure of the present invention will be described in detail based on the preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
It should be noted that the figures described below are exemplary for explaining the present invention, and the present invention is not limited to the figures shown below.
In the following, "~" indicating the numerical range includes the numerical values described on both sides. For example, when ε is a numerical value α to a numerical value β, the range of ε is a range including the numerical values α and the numerical value β, and in mathematical symbols, α ≦ ε ≦ β.
Angles such as "orthogonal" include error ranges generally tolerated in the art in question, unless otherwise stated. “Same” also includes the error range generally acceptable in the relevant technical field.
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。
Regarding the method for manufacturing the metal-filled microstructure, first, the smoothing device used in the method for manufacturing the metal-filled microstructure will be described.
The metal-filled microstructure includes an insulating base material, a plurality of through-passages penetrating in the thickness direction of the insulating base material, and a plurality of conduction paths made of metal filled inside the through-passages. To have. The metal-filled microstructure will be described in detail later.
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。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a smoothing device used in the method for manufacturing a metal-filled microstructure according to an embodiment of the present invention.
The smoothing device 100 shown in FIG. 1 is a polishing device that performs polishing generally called chemical mechanical polishing (CMP). The smoothing device 100 has a rotating rotary surface plate 102, a polishing pad 104 provided on the rotary surface plate 102, and a rotating head 106 that holds the object to be polished W on the polishing pad.
The rotary surface plate 102 is rotated in a predetermined direction at a predetermined rotation speed by a motor 108 provided via a rotation shaft 102a.
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。
The smoothing device 100 is further provided with a sensor 110 below the rotary surface plate 102 to observe the object to be polished W through the rotary surface plate 102 and the polishing pad 104.
The rotation head 106 has a rotation shaft 106a, and an adjustment unit 112 is provided on the rotation shaft 106a. The adjusting unit 112 adjusts the pressing force that presses the object to be polished W against the polishing pad 104, the rotation speed of the rotating head 106, and the like.
Further, a supply unit 114 for supplying the polishing liquid 113 to the polishing pad 104 is provided. The supply unit 114 includes a tank for storing the polishing liquid 113 (not shown), a pump for supplying the polishing liquid 113 (not shown), and the like. The polishing liquid 113 is for polishing the object W to be polished. As the polishing liquid 113, one suitable for the composition of the object W to be polished, the amount of polishing, the degree of finishing of the polished surface, and the like is appropriately used. As the polishing liquid 113, a slurry having an action of etching the object W to be polished can also be used.
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。 The entire device of the smoothing device 100 is controlled by the control unit 116. The motor 108, the sensor 110, the adjusting unit 112, and the supply unit 114 are controlled by the control unit 116. In the smoothing device 100, the rotation of the rotary surface plate 102 is stopped, the rotation of the rotary head 106 is stopped, and the polishing is stopped based on the detection signal of the end point detection indicating that the polishing is completed from the sensor 110.
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。
In the surface smoothing treatment step described later, as will be described later, the metal filled as the conduction path 19 which is the object W to be polished and the anodized film 16 are flattened until they are flush with each other, that is, an insulating group. The surface of the material and the end surface of the conduction path 19 are flattened to the same surface. At this time, when the surface of the metal constituting the conduction path 19 is exposed, an optical change such as a change in the reflected light of the anodized film 16 or a cover with the rotating head 106 or the rotating surface plate 102 of the smoothing device 100. The frictional force with the abrasive body W is used, and the end point is detected by using the change in the frictional force. The rotating head 106 including the polishing pad 104 or the rotating surface plate 102 corresponds to the polishing body.
From the above, for example, an optical sensor is used as the sensor 110, and the end point is optically detected in the end point detection. When the end point is optically detected in the end point detection, the detection signal indicating the end point of the end point detection by the sensor 110 is exemplified by the reflectance and color of light. Further, the configuration of the sensor 110 is not particularly limited as long as it can measure the reflectance and color of light, and a known sensor 110 can be used as appropriate.
In the present invention, the same planar shape means a state in which the surface roughness is 30 nm. Here, the surface roughness is an arithmetic average roughness Ra (JIS (Japanese Industrial Standards) B 0601-2001).
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。
An electric sensor may be used for the sensor 110 to detect the rotation torque of the rotation shaft 106a of the rotation head 106 or the rotation torque of the rotation shaft 102a of the rotation platen 102, and the rotation torque may be used as a detection signal for detecting the end point. .. The rotational torque represents the above-mentioned frictional force. By using the change in the rotational torque, the end point can be detected in the same manner as the change in the frictional force described above.
Further, the reaction force with respect to the pressing force of the rotating head 106 may be measured, and this reaction force may be used as a detection signal for detecting the end point. The reaction force against the pressing force of the rotating head 106 also represents the above-mentioned frictional force. By using the change in reaction force, the end point can be detected in the same manner as the change in frictional force described above.
The rotational torque and reaction force can be detected using, for example, a strain sensor. In this case, the rotational torque and reaction force are detected in the form of electrical signals from the strain sensor. In this way, the end point detection using the rotational torque and the reaction force electrically detects the end point.
Further, the thickness of the object to be polished W is measured by using, for example, a film thickness meter using an eddy current, and when a predetermined film thickness is reached, the end point is set and a detection signal for detecting the end point is output. You may. Even with a film thickness meter that uses eddy currents, the end point detection electrically detects the end point.
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。 The smoothing device 100 polishes the object to be polished W, and detects the end point by sensing with the sensor 110 during polishing of the object W to be polished, and obtains a detection signal for detecting the end point. The smoothing device 100 can detect the end point in a so-called in situ state. However, the smoothing device 100 is not limited to this configuration, and the polishing is temporarily stopped, the end point detection for detecting the end point of the object W to be polished is performed, and if the end point is not reached, polishing is performed again. It may be repeated until the end point is reached. In this case, for example, a mechanism for moving the rotary head 106 from the rotary surface plate 102 is provided, the rotary head 106 is moved, the object W to be polished is separated from the polishing pad 104, and then the end point of the object W to be polished is detected. To do.
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。 The smoothing device 100 is a polishing device that smoothes the object W to be polished by performing polishing generally called chemical mechanical polishing as described above, but carries out a surface smoothing treatment step described later. If it can be done, the device configuration is not particularly limited. For smoothing, in addition to chemical mechanical polishing, dry etching or grinding may be used.
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。
2 to 12 are schematic cross-sectional views showing the manufacturing method of the metal-filled microstructure according to the embodiment of the present invention in the order of steps. The metal-filled microstructure will be described by taking as an example a structure manufactured using an aluminum substrate. When an aluminum substrate is used for manufacturing a metal-filled microstructure, the insulating base material is composed of an anodic oxide film.
As shown in FIG. 2, first, the aluminum substrate 10 is prepared. The size and thickness of the aluminum substrate 10 are appropriately determined according to the thickness of the finally obtained metal-filled microstructure, the device to be processed, and the like.
〔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。
[Aluminum substrate]
The aluminum substrate is not particularly limited, and specific examples thereof include a pure aluminum plate; an alloy plate containing aluminum as a main component and containing a trace amount of foreign elements; high-purity aluminum is vapor-deposited on low-purity aluminum (for example, a recycled material). A substrate; a substrate obtained by coating the surface of a silicon wafer, quartz, glass or the like with high-purity aluminum by a method such as vapor deposition or sputtering; a resin substrate laminated with aluminum; and the like.
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。
The surface of one side of the aluminum substrate on which the anodizing film is formed by the anodizing treatment preferably has an aluminum purity of 99.5% by mass or more, more preferably 99.9% by mass or more, and 99. It is more preferably .99% by mass or more. When the aluminum purity is in the above range, the regularity of the arrangement of the micropores, which are the through-passages, becomes sufficient.
The aluminum substrate 10 is not particularly limited as long as it can form an anodized film, and for example, JIS (Japanese Industrial Standards) 1050 material is used.
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。
The surface 10a on one side of the aluminum substrate 10 to be anodized is preferably heat-treated, degreased, and mirror-finished in advance.
Here, regarding the heat treatment, the degreasing treatment, and the mirror finishing treatment, the same treatments as those described in paragraphs [0044] to [0054] of JP-A-2008-270158 can be performed.
The mirror finish treatment before the anodic oxidation treatment is, for example, electrolytic polishing, and for the electrolytic polishing, for example, an electrolytic polishing liquid containing phosphoric acid is used.
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。 Next, the surface 10a on one side of the aluminum substrate 10 is anodized, and the surface 10a on one side of the aluminum substrate 10 is anodized to form micropores. As a result, as shown in FIG. 3, an anode having an aluminum base material 14 and an anode oxide film 16 having a plurality of through-passages 17 extending in the thickness direction D of the aluminum base material 14 on the surface 14a of the aluminum base material 14. The oxidized structure 12 is formed. The above-mentioned anodizing step is also referred to as an anodizing treatment step.
〔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。
[Anodizing process]
For the anodic oxidation treatment, a conventionally known method can be used, but from the viewpoint of increasing the regularity of the arrangement of micropores and ensuring the anisotropic conductivity of the metal-filled microstructure, a self-regulation method or a constant voltage is used. It is preferable to use the treatment.
Here, with respect to the self-regularization method and the constant voltage treatment of the anodizing treatment, the same treatments as those described in paragraphs [0056] to [0108] of JP-A-2008-270158 can be applied.
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。 The anodized film 16 having a plurality of through-passages 17 has a barrier layer (not shown) at the bottom of the through-passages 17. It has a barrier layer removing step of removing the barrier layer.
〔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。
[Barrier layer removal process]
After the anodizing treatment, for example, the barrier layer of the anodic oxide film 16 is removed by using an alkaline aqueous solution containing a metal having a hydrogen overvoltage higher than that of aluminum. By removing the barrier layer, a metal layer (not shown) made of a metal having a hydrogen overvoltage higher than that of aluminum described above is formed at the bottom of the gangway 17.
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
Here, the hydrogen overvoltage means a voltage required for hydrogen to be generated when water is electrolyzed. For example, the hydrogen overvoltage of aluminum (Al) is −1.66 V (Japan). Journal of the Society of Chemistry, 1982, (8), p1305-1313). Examples of metals higher than the hydrogen overvoltage of aluminum and the value of the hydrogen overvoltage are shown below.
<Metal and hydrogen (1NH 2 SO 4 ) overvoltage>
-Platinum (Pt): 0.00V
-Gold (Au): 0.02V
-Silver (Ag): 0.08V
-Nickel (Ni): 0.21V
-Copper (Cu): 0.23V
-Tin (Sn): 0.53V
-Zinc (Zn): 0.70V
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。 Next, as shown in FIG. 4, the anodized structure 12 is filled with metal in the through-passage 17 of the anodized film 16. As a result, the conductive conduction path 19 is formed. The filling of the metal into the inside of the gangway 17 is also referred to as a metal filling step, and for example, an electrolytic plating process is used. The filling of the metal will be described in detail later. The step of filling the metal is performed on the anodized structure 12.
〔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。
[Metal filling process]
<Metal to be filled>
Metal filled in the above-described through-passage 17 is preferably an electric resistivity is less material 10 3 [Omega] cm, and specific examples thereof include gold (Au), silver (Ag), copper (Cu) , Aluminum (Al), Magnesium (Mg), Nickel (Ni), Zinc (Zn) and the like are preferably exemplified.
Among them, from the viewpoint of electrical conductivity, Cu, Au, Al and Ni are preferable, Cu and Au are more preferable, and Cu is further preferable.
<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。
<Filling method>
As an electrolytic plating treatment method for filling the inside of the gangway 17 with metal, for example, an electrolytic plating method or an electroless plating method can be used.
Here, it is difficult to selectively deposit (grow) a metal in the pores with a high aspect ratio by a conventionally known electrolytic plating method used for coloring or the like. It is considered that this is because the precipitated metal is consumed in the pores and the plating does not grow even if electrolysis is performed for a certain period of time or longer.
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。
Therefore, in the production method of the present invention, when the metal is filled by the electrolytic plating method, it is necessary to allow a rest time during pulse electrolysis or constant potential electrolysis. The rest time is required to be 10 seconds or more, preferably 30 to 60 seconds.
It is also desirable to add ultrasonic waves to promote the agitation of the electrolyte.
Further, the electrolytic voltage is usually 20 V or less, preferably 10 V or less, but it is preferable to measure the precipitation potential of the target metal in the electrolytic solution to be used in advance and perform constant potential electrolysis within the potential + 1 V. When performing constant potential electrolysis, it is desirable that cyclic voltammetry can be used in combination, and a potentiostat device such as Solartron, BAS, Hokuto Denko, and IVIUM can be used.
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。
As the plating solution, a conventionally known plating solution can be used.
Specifically, an aqueous solution of copper sulfate is generally used for precipitating copper, but the concentration of copper sulfate is preferably 1 to 300 g / L, more preferably 100 to 200 g / L. preferable. Moreover, precipitation can be promoted by adding hydrochloric acid to the electrolytic solution. In this case, the hydrochloric acid concentration is preferably 10 to 20 g / L.
When depositing gold, it is desirable to use a sulfuric acid solution of tetrachloroauric acid and perform plating by AC electrolysis.
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。 In the electroless plating method, when the through-passage 17 is a hole made of micropores having a high aspect, it takes a long time to completely fill the inside of the through-passage 17 with metal, so the metal is filled by the electrolytic plating method. It is desirable to do.
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。
As shown in FIG. 4, after the inside of the through-passage 17 is filled with metal to form the conduction passage 19, the support 40 is provided on the opposite side of the anodic oxide film 16 with respect to the aluminum base material 14. In this case, more specifically, as shown in FIG. 5, the resin base material 42 is used, and the support 40 is provided on the back surface 14b of the aluminum base material 14.
As the resin base material 42, for example, a functional adsorption film is used. As the functional adsorption film, Q-chuck (registered trademark) (manufactured by Maruishi Sangyo Co., Ltd.) or the like can be used.
The support 40 preferably has the same outer shape as the anodized structure 12 shown in FIG. The support 40 supports the anodized structure 12 in a later step. By attaching the support 40, the handleability is increased.
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。 Next, as shown in FIG. 5, the surface 16a of the anodized film 16 is polished in a form in which the support 40 is attached to the anodized structure 12, and as shown in FIG. 6, the conduction path 19 and the anodized film are formed. Flatten 16 until it is flush with the surface. The step of polishing the surface 16a of the anodized film 16 and flattening it until it becomes the same surface as described above is called a surface smoothing treatment step. As described above, the polishing is, for example, chemical mechanical polishing by the smoothing device 100. The metal-filled microstructure 13 is formed through the surface smoothing treatment step.
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。
Here, FIG. 16 is a schematic view showing an example of a state before the surface smoothing treatment step of the metal-filled microstructure of the embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a schematic view of the metal-filled microstructure of the embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows an example of the state after a surface smoothing process. FIG. 18 is a flowchart showing an example of a surface smoothing treatment step of the metal-filled microstructure according to the embodiment of the present invention.
When the inside of the gangway 17 is filled with metal as described above, it is not uniformly filled, and as shown in FIG. 4, the portion 20 filled with metal overflowing with respect to the gangway 17 and the gangway 17 are filled. On the other hand, there may be a portion 21 that is not sufficiently filled with metal. In this case, the distribution of the metal on the surface 16a of the anodized film 16 is not uniform. When this state is viewed in a plan view, the reflection of light becomes non-uniform, and as shown in FIG. 16, it is visually recognized as unevenness.
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。
In the surface smoothing treatment step, when polishing the anodic oxide film 16 having the conduction path 19, which is an insulating base material whose through-pass is filled with metal, as the object W to be polished, the surface of the anodic oxide film 16 is polished. It is necessary to polish 16a so that the anodized film 16 and the conduction path 19 are on the same surface. That is, it is necessary to polish the surface of the anodized film 16 and the end surface of the conduction path 19 so that the surface roughness is 20 nm or less.
The end point of the surface 16c of the anodized film 16 (see FIG. 6) and the end surface 19c of the conduction path 19 (see FIG. 6) is a state in which the surface roughness is 30 nm or less, and this end point is detected in the end point detection.
If the metal is not uniformly filled in the gangway 17 as described above, it is necessary to polish the surface 16c shown in FIG. When the surface 16c shown in FIG. 5 is polished, the reflection of light becomes uniform as shown in FIG. 17 showing the state of the surface 16a of the anodized film 16 in FIG. 6 in a plan view.
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)。
In the surface smoothing treatment step, the anodized film 16 having the form shown in FIG. 5 is attached to the rotating head 106 toward the polishing pad 104 with respect to the smoothing device 100 shown in FIG. 1 described above.
The type of the polishing pad 104 and the type of the polishing liquid 113 are predetermined according to the anodizing film 16. As the polishing liquid 113, a slurry having an action of etching the anodized film 16 which is an insulating base material can also be used. The slurry that etches the insulating base material is a slurry having a pH range in which the insulating base material is etched. When the insulating base material is alumina, a slurry having a pH of 5.0 or less and a slurry having a pH of 8.0 or more are used. Is.
Further, polishing conditions such as the rotation speed of the rotary surface plate 102, the rotation speed of the rotary head 106, and the pressing force of the anodized film 16 by the rotary head 106 are also predetermined. It is polished and smoothed under polishing conditions (see step S10, FIG. 18).
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。
Immediately after the start of polishing, the sensor 110 senses the anodized film 16 (see step S12, FIG. 18). The sensor 110 measures, for example, the reflectance of the surface 16a of the anodic oxide film 16 which is an insulating base material. In this case, the reflectance in a state where the surface 16a of the anodic oxide film 16 which is the insulating base material and the end surface (not shown) of the conduction path 19 which is the end point is the same surface is measured in advance. Its reflectance represents the end point. Then, the value of the reflectance representing the end point is stored in the control unit 116.
The configuration of the sensor 110 is not particularly limited as long as the reflectance of the surface 16a of the anodized film 16 can be measured, and a known sensor 110 can be appropriately used. Since the end point can be detected in the in situ state, the sensor 110 capable of measuring the reflectance of the surface 16a of the anodized film 16 being polished is preferable.
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)。 The reflectance value measured by the sensor 110 is output to the control unit 116 and compared with the reflectance value stored in the control unit 116 as a state of being flush with each other. When the measured reflectance matches the stored reflectance, it is determined that the end point has been detected (see step S14 and FIG. 18).
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。
When the end point is detected in step S14, the smoothing by the smoothing device 100 is stopped by separating the anodized film 16 from the polishing pad 104 or the like.
On the other hand, if the end point is not detected, polishing is continuously performed, and smoothing by polishing (see step S10 and FIG. 18) and sensing (step S12 and FIG. 18) until the end point is detected (see step S14 and FIG. 18). See) is carried out. In this way, the end point is detected, and if the end point is detected, the polishing is automatically stopped.
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。
An allowable range is provided for the coincidence between the measured reflectance value and the reflectance value stored in the control unit 116 as the state of the same surface, and the measured reflectance value is within the allowable range. If they match. The permissible range is, for example, 5% with respect to the reflectance value stored as the state of the same surface.
The reflectance is based on JIS (Japanese Industrial Standards) Z8741: 1997 mirror gloss. As the end point detection for optically detecting the end point, in addition to the reflectance, color may be used as described above. The color is represented by, for example, L * a * b * (JIS (Japanese Industrial Standards) Z8781-4: 2013). When color is used, the color in a state where the surface 16a of the anodic oxide film 16 which is an insulating base material and the end surface (not shown) of the conduction path 19 are the same surface as the reflectance, which is the end point. The taste is measured in advance. The end point is detected using the color that represents the end point.
Further, as described above, the rotation torque acting on the rotation shaft 102a of the rotation platen 102 or the rotation torque acting on the rotation shaft 106a of the rotation head 106 can also be used for the end point detection. Further, the pressing force of the rotating head 106 can be used for detecting the end point.
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。
As described above, in the surface smoothing treatment step, the metal-filled microstructure 13 can be efficiently manufactured because the polishing can be sensed while polishing, the end point can be detected, and the polishing can be automatically stopped when the end point is reached. it can.
If the end point is not detected, or if the end point detection accuracy is low, the end point is not reached, or if polishing is insufficient, the metal-filled microstructure 13 having no conduction path 19 is manufactured. Will be done. On the other hand, when the amount of polishing is large, the metal-filled microstructure 13 having poor quality such as the film thickness of the metal-filled microstructure 13 becomes too thin and the film thickness uniformity of the metal-filled microstructure 13 decreases. It will be manufactured.
The surface smoothing treatment step described above is not limited to detecting the end point by sensing while polishing, that is, detecting the end point in a so-called in situ state, and detecting the end point after temporarily stopping polishing. You may go.
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。 After the surface smoothing treatment step, a part of the surface 16a of the anodized film 16 is removed in the thickness direction D from the state shown in FIGS. 6 and 17, and then, as shown in FIG. 7, the above-mentioned filled metal is removed. May protrude from the surface 16a of the anodized film 16. That is, the conduction path 19 may be projected from the surface 16a of the anodized film 16. The portion where the conduction path 19 protrudes from the surface 16a of the anodized film 16 is referred to as a protruding portion 19a. The step of projecting the filled metal from the surface 16a of the anodizing film 16 is called a metal projecting step.
〔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。
[Metal protrusion process]
For the partial removal of the above-mentioned anodic oxide film 16, for example, an anodic oxide film 16 that does not dissolve the metal constituting the conduction path 19, that is, an acid aqueous solution or an alkaline aqueous solution that dissolves aluminum oxide is used. A part of the anodized film 16 is removed by bringing the above-mentioned acid aqueous solution or alkaline aqueous solution into contact with the anodized film 16 having a through-passage 17 filled with metal. The method of bringing the above-mentioned acid aqueous solution or alkaline aqueous solution into contact with the anodizing film 16 is not particularly limited, and examples thereof include a dipping method and a spraying method. Of these, the dipping method is preferable.
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。
When an aqueous acid solution is used, it is preferable to use an aqueous solution of an inorganic acid such as sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid and hydrochloric acid, or a mixture thereof. Of these, an aqueous solution containing no chromic acid is preferable because it is excellent in safety. The concentration of the aqueous acid solution is preferably 1 to 10% by mass. The temperature of the aqueous acid solution is preferably 25 to 60 ° C.
When an alkaline aqueous solution is used, it is preferable to use at least one alkaline aqueous solution selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide. The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 0.1 to 5% by mass. The temperature of the alkaline aqueous solution is preferably 20 to 35 ° C.
Specifically, for example, a 50 g / L, 40 ° C. phosphoric acid aqueous solution, a 0.5 g / L, 30 ° C. sodium hydroxide aqueous solution, or a 0.5 g / L, 30 ° C. potassium hydroxide aqueous solution is preferably used. ..
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。 The immersion time in the acid aqueous solution or the alkaline aqueous solution is preferably 8 to 120 minutes, more preferably 10 to 90 minutes, and further preferably 15 to 60 minutes. Here, the immersion time means the total of each immersion time when the immersion treatment for a short time is repeated. A cleaning treatment may be performed between the immersion treatments.
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。 Further, although the metal is only projected from the surface 16a of the anodic oxide film 16, when the produced metal-filled microstructure 13 is used as an anisotropic conductive member, it is pressure-bonded to an object to be adhered such as a wiring board. For the reason that the properties are good, it is preferable that the metal protrudes from the surface 16a of the anodizing film 16 by 10 nm to 1000 nm, and more preferably 50 nm to 500 nm. That is, the amount of protrusion of the protruding portion 19a from the surface 16a is preferably 10 nm to 1000 nm, more preferably 50 nm to 500 nm.
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。
When strictly controlling the height of the protruding portion 19a of the conduction path 19, after filling the inside of the through-passage 17 with metal, the anodized film 16 and the end portion of the conduction path 19 are made flush with each other. After processing, it is preferable to selectively remove the anodized film. From this as well, as described above, it is important to detect the end point when polishing the anodized film.
Further, after the above-mentioned metal filling or after the metal projecting step, a heat treatment can be performed for the purpose of reducing the distortion in the conduction path 19 generated by the metal filling.
The heat treatment is preferably carried out in a reducing atmosphere from the viewpoint of suppressing the oxidation of the metal. Specifically, the heat treatment is preferably carried out at an oxygen concentration of 20 Pa or less, and more preferably carried out under vacuum. Here, the vacuum refers to a state of space in which at least one of gas density and atmospheric pressure is lower than that of the atmosphere.
Further, the heat treatment is preferably performed while applying stress to the anodized structure 12 for the purpose of straightening.
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。
By using the anodized structure 12 having the support 40 on the anodized film 16, damage to the anodized film 16 can be suppressed as compared with handling the anodized film 16 alone, and the handling is easy. Become.
Here, handling means holding the metal-filled microstructure 13 and moving the metal-filled microstructure 13 for transferring, transporting, and transporting the metal-filled microstructure 13. "Easy to handle" means that damage to the metal-filled microstructure 13 can be suppressed when the metal-filled microstructure 13 is held and when the metal-filled microstructure 13 is moved. Since it is easy to handle, for example, the filled metal is projected from the surface 16a of the anodic oxide film 16, but damage to the metal can be suppressed.
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。 In the metal-filled microstructure 13 shown in FIG. 7, since the filled metal protrudes from the surface 16a of the anodic oxide film 16, it is preferable to protect the protruding metal, that is, the protruding portion 19a of the conduction path 19. Therefore, as shown in FIG. 8, it is preferable to form the resin layer 22 in which the protruding portion 19a of the conduction path 19 is embedded on the surface 16a of the anodized film 16. The step of providing the resin layer 22 is called a resin layer forming step. The method for producing the metal-filled microstructure 13 may include a resin layer forming step.
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。
The resin layer 22 protects the protruding portion 19a of the conduction path 19, the transportability of the metal-filled microstructure 13 can be further improved, and the handling becomes easier. The resin layer 22 has adhesiveness and imparts adhesiveness.
The resin layer 22 can be formed by using, for example, a conventionally known surface protective tape affixing device and a laminator. By providing the resin layer 22, the transportability of the metal-filled microstructure 13 can be improved.
〔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。
[Resin layer forming process]
Specific examples of the resin material constituting the resin layer 22 include ethylene-based copolymers, polyamide resins, polyester resins, polyurethane resins, polyolefin-based resins, acrylic resins, and cellulose-based resins. However, from the viewpoint of transportability and ease of use as an anisotropic conductive member, the above-mentioned resin layer is preferably a film with a peelable adhesive layer, and is adhesive by heat treatment or ultraviolet exposure treatment. It is more preferable that the film has an adhesive layer that is weakened and can be peeled off.
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。
The above-mentioned film with an adhesive layer is not particularly limited, and examples thereof include a heat-peeling type resin layer and an ultraviolet (ultraviolet) peeling type resin layer.
Here, the heat-peeling type resin layer has adhesive strength at room temperature and can be easily peeled off only by heating, and most of them mainly use effervescent microcapsules or the like.
Specific examples of the pressure-sensitive adhesive constituting the pressure-sensitive adhesive layer include rubber-based pressure-sensitive adhesives, acrylic-based pressure-sensitive adhesives, vinyl alkyl ether-based pressure-sensitive adhesives, silicone-based pressure-sensitive adhesives, polyester-based pressure-sensitive adhesives, and polyamide-based pressure-sensitive adhesives. , Urethane-based pressure-sensitive adhesives, styrene-diene block copolymer-based pressure-sensitive adhesives, and the like.
Further, the UV peeling type resin layer has a UV curable adhesive layer, and the adhesive strength is lost by curing so that the resin layer can be peeled off.
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。
Examples of the UV-curable adhesive layer include a polymer in which a carbon-carbon double bond is introduced into the polymer side chain or the main chain or at the end of the main chain as the base polymer. As the base polymer having a carbon-carbon double bond, it is preferable to use an acrylic polymer as a basic skeleton.
Further, since the acrylic polymer is crosslinked, a polyfunctional monomer or the like can be included as a monomer component for copolymerization, if necessary.
The base polymer having a carbon-carbon double bond can be used alone, but UV curable monomers or oligomers can also be blended.
The UV curable adhesive layer is preferably used in combination with a photopolymerization initiator in order to be cured by UV irradiation. Examples of the photopolymerization initiator include benzoin ether compounds; ketal compounds; aromatic sulfonyl chloride compounds; photoactive oxime compounds; benzophenone compounds; thioxanson compounds; camphorquinone; halogenated ketones; acylphosphinoxide; acyls. Phosphonate and the like can be mentioned.
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。 Commercially available products of the heat-release type resin layer include, for example, Intellimar [registered trademark] tapes (manufactured by Nitta Corporation) such as WS5130C02 and WS5130C10; Somatac [registered trademark] TE series (manufactured by Somar Corporation); 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. Riva Alpha [registered trademark] series (manufactured by Nitto Denko KK) such as 3193MS; etc.
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。
Commercially available products of the UV peeling type resin layer include, for example, ELP holders such as ELP DU-300, ELP DU-2385KS, ELP DU-2187G, ELP NBD-3190K, and ELP UE-2091J (Nitto Denko). (Made by Lintec Corporation); Adwill D-210, Adwill D-203, Adwill D-202, Adwill D-175, Adwill D-675 (all manufactured by Lintec Corporation); Sumilite (registered trademark) FLS N8000 series (Sumitomo Bakelite) UC353EP-110 (manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.); and other dicing tapes can be used. Other commercially available products of the UV peeling type resin layer include, for example, ELP RF-7232DB and ELP UB-5133D (all manufactured by Nitto Denko KK); SP-575B-150, SP-541B-205, SP-537T. Back grind tapes such as -160 and SP-537T-230 (both manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.) can be used.
The above-mentioned film with an adhesive layer can be attached using a known surface protective tape affixing device and a laminator.
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。
As a method for forming the resin layer 22, in addition to the above-mentioned method, for example, a resin composition containing an antioxidant material, a polymer material, a solvent (for example, methyl ethyl ketone, etc.) described later is used on the front surface and the back surface of the anodic oxide film 16. In addition, a method of applying to the protruding portion of the conduction path, drying, and firing if necessary can be mentioned.
The coating method of the resin composition is not particularly limited, and for example, a gravure coating method, a reverse coating method, a die coating method, a blade coating method, a roll coating method, an air knife coating method, a screen coating method, a bar coating method, a curtain coating method, etc. Conventionally known coating methods can be used.
The drying method after coating is not particularly limited, and for example, a treatment of heating at a temperature of 0 ° C. to 100 ° C. in the atmosphere for several seconds to several tens of minutes, and a temperature of 0 ° C. to 80 ° C. under reduced pressure. Treatments such as heating for a dozen minutes to several hours can be mentioned.
The firing method after drying is not particularly limited because it differs depending on the polymer material used, but when a polyimide resin is used, for example, a treatment of heating at a temperature of 160 ° C. to 240 ° C. for 2 minutes to 60 minutes is performed. When an epoxy resin is used, for example, a treatment of heating at a temperature of 30 ° C. to 80 ° C. for 2 minutes to 60 minutes can be mentioned.
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。
Next, the support 40 shown in FIG. 8 is removed from the aluminum base material 14. In this case, the support 40 is removed from the aluminum base material 14 starting from the resin base material 42.
Next, the release layer 24 is laminated on the surface 22a of the resin layer 22. The release layer 24 is a laminate of the support layer 25 and the release agent 26. The release agent 26 is in contact with the resin layer 22. For example, by heating to a predetermined temperature, the adhesive force of the release agent 26 is weakened, and the release layer 24 can be removed.
As the release agent 26, for example, Riva Alpha (registered trademark) manufactured by Nitto Denko Corporation and Somatac (registered trademark) manufactured by SOMAR Corporation can be used.
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。
Next, for example, the support member 30 is attached to the release layer 24 using the double-sided adhesive 28. The support member 30 is arranged to face the support layer 25. The support member 30 has the same outer shape as the anodized structure 12. The support member 30 serves as a support in a subsequent process. By attaching the support member 30, the handleability is increased.
The configuration of the double-sided adhesive 28 is not particularly limited as long as the support layer 25 of the release layer 24 and the support member 30 can be adhered to each other. For example, the double-sided type Riva Alpha manufactured by Nitto Denko Corporation (registered) Trademark) can be used.
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。 The support member 30 supports the metal-filled microstructure 13, and is made of, for example, a silicon substrate. As the support member 30, for example, a ceramic substrate such as SiC, SiC, GaN and alumina (Al 2 O 3 ), a glass substrate, a fiber-reinforced plastic substrate, and a metal substrate can be used in addition to the silicon substrate. The fiber reinforced plastic substrate also includes a FR-4 (Flame Retardant Type 4) substrate, which is a printed wiring board.
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。
Next, as shown in FIG. 9, the aluminum base material 14 is dissolved and removed, for example, to expose the back surface 16b of the anodic oxide film 16. For the dissolution of the aluminum base material 14, it is preferable to use a treatment liquid in which the anodized film 16 is difficult to dissolve and aluminum is easily dissolved.
If the aluminum base material 14 can be removed without damaging the anodic oxide film 16, it is not limited to dissolution. Removing the aluminum base material 14 is called a substrate removing step.
〔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。
[Substrate removal process]
The treatment liquid for dissolving the aluminum base material 14 preferably has a dissolution rate in aluminum of 1 μm / min or more, more preferably 3 μm / min or more, and further preferably 5 μm / min or more. Similarly, the dissolution rate for the anodic oxide film is preferably 0.1 nm / min or less, more preferably 0.05 nm / min or less, and further preferably 0.01 nm / min or less.
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。
Specifically, it is preferably a treatment liquid containing at least one metal compound having a lower ionization tendency than aluminum and having a pH (hydrogen ion index) of 4 or less or 8 or more, and the pH is 3 or less or It is more preferably 9 or more, and further preferably 2 or less or 10 or more.
Such treatment solutions are based on an acid or alkaline aqueous solution and include, for example, manganese, zinc, chromium, iron, cadmium, cobalt, nickel, tin, lead, antimony, bismuth, copper, mercury, silver, palladium, platinum, etc. It is preferable that a gold compound (for example, chloroplatinic acid), these fluorides, these chlorides and the like are blended.
Of these, an acid aqueous solution base is preferable, and a chloride blend is preferable.
In particular, a treatment liquid obtained by blending a hydrochloric acid aqueous solution with mercury chloride (hydrochloric acid / mercury chloride) and a treatment liquid obtained by blending a hydrochloric acid aqueous solution with copper chloride (hydrochloric acid / copper chloride) are preferable from the viewpoint of treatment latitude.
The composition of such a treatment liquid is not particularly limited, and for example, a bromine / methanol mixture, a bromine / ethanol mixture, aqua regia, or the like can be used.
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。
The acid or alkali concentration of such a treatment liquid is preferably 0.01 to 10 mol / L, more preferably 0.05 to 5 mol / L.
Further, the treatment temperature using such a treatment liquid is preferably −10 ° C. to 80 ° C., preferably 0 ° C. to 60 ° C.
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。 Further, the above-mentioned aluminum base material 14 is dissolved by bringing the above-mentioned aluminum base material 14 after the metal filling step into contact with the above-mentioned treatment liquid. The contact method is not particularly limited, and examples thereof include a dipping method and a spraying method. Above all, the dipping method is preferable. The contact time at this time is preferably 10 seconds to 5 hours, more preferably 1 minute to 3 hours.
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。 Next, as shown in FIG. 10, the back surface 16b of the anodized film 16 is polished. In polishing the back surface 16b of the anodized film 16, the back surface 16b of the anodized film 16 and the end surface (not shown) of the conduction path 19 are flattened to the same surface. Since the polishing of the back surface 16b of the anodized film 16 described above is the same as the surface smoothing treatment step for the surface 16a of the anodized film 16 shown in FIG. 6, a detailed description thereof will be omitted.
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。
As described above, after performing the surface smoothing treatment step on the surface 16a of the anodized film 16 having the plurality of conduction paths 19, the surface of the back surface 16b of the anodized film 16 having the plurality of conduction paths 19 Although the smoothing treatment step has been carried out, the above-mentioned surface smoothing treatment step may be carried out on at least one surface.
For example, the reflectance of the front surface 16a and the back surface 16b of the anodized film 16 is measured using the sensor 110, respectively, and if the reflectance value is within a predetermined range, the process can be carried out in the next step without polishing. You may want to migrate.
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。
Next, as shown in FIG. 11, the back surface 16b of the anodized film 16 is partially removed in the thickness direction D, and the filled metal is projected from the back surface 16b of the anodized film 16. That is, the conduction path 19 is projected from the back surface 16b of the anodized film 16. The portion where the conduction path 19 protrudes from the back surface 16b of the anodized film 16 is referred to as a protruding portion 19b.
Since the step of projecting the filled metal from the back surface 16b of the anodizing film 16 is the same as the above-mentioned metal projecting step, detailed description thereof will be omitted.
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。
Next, as shown in FIG. 12, a resin layer 22 in which the protruding portion 19b of the conduction path 19 of the back surface 16b of the anodizing film 16 is embedded is formed on the back surface 16b of the anodizing film 16. As a result, the anisotropic conductive material 32 using the metal-filled microstructure 13 can be obtained. If the shape of the anisotropic conductive material 32 is, for example, a disk shape, an apparatus used for transporting a semiconductor wafer or the like can be used for transporting the anisotropic conductive material 32, and the anisotropic conductive material 32 can be transported. No special equipment is required for handling.
Since the method of forming the resin layer 22 in which the protruding portion 19b of the conduction path 19 is embedded is the same as the above-described resin layer forming step, detailed description thereof will be omitted.
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。 FIG. 13 is a plan view showing an example of the configuration of the metal-filled microstructure according to the embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the metal-filled microstructure according to the embodiment of the present invention. is there. FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line IB-IB of FIG.
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。
In the metal-filled microstructure 13 shown in FIGS. 13 and 14, as described above, the anodic oxide film 16 which is an insulating base material, the through-passage 17 penetrating the anodized film 16 in the thickness direction D, and the through-passage 17 It has a plurality of conduction paths 19 made of metal filled inside the above. The plurality of conduction paths 19 are provided in a state of being electrically insulated from each other. Further, for example, the resin layer 22 provided on the front surface 16a and the back surface 16b of the anodizing film 16 is provided.
Here, the "state of being electrically insulated from each other" means that the conduction paths 19 existing inside the anodized film 16 are sufficiently low in conductivity with each other inside the anodized film 16. Means.
In the metal-filled microstructure 13, the conduction paths 19 are electrically insulated from each other, the conductivity is sufficiently low in the direction x orthogonal to the thickness direction D of the anodic oxide film 16, and the conductivity is provided in the thickness direction D. It is a member having orthogonal conductivity. The metal-filled microstructure 13 is arranged so that the thickness direction D coincides with, for example, the stacking direction of the electronic elements 35 described later.
As shown in FIGS. 13 and 14, the conduction path 19 is provided so as to penetrate the anodized film 16 in the thickness direction D in a state of being electrically insulated from each other.
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。 The thickness h of the metal-filled microstructure 13 is, for example, 30 μm or less. Further, the metal-filled microstructure 13 preferably has a TTV (Total Thickness Variation) of 10 μm or less. Since the front surface 16a and the back surface 16b of the anodized film 16 are polished, the thickness of the anodized film 16 is thicker than the thickness h of the metal-filled microstructure 13, for example, it exceeds 30 μm, but is preferably about 40 μm from the viewpoint of brittleness.
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。
Here, the thickness h of the metal-filled microstructure 13 and the thickness of the anodized film 16 are the focused ion beams (FIB) of the metal-filled microstructure 13 and the anodized film 16 in the thickness direction, respectively. ), And the cross section is observed with an electro-emission scanning electron microscope at a magnification of 200,000 times, and the contour shapes of the metal-filled microstructure 13 and the anodized film 16 are obtained, respectively, and correspond to the thickness h. It is the average value measured at 10 points in the area to be measured.
Further, the TTV (Total Thickness Variation) of the metal-filled microstructure 13 is a value obtained by cutting the metal-filled microstructure 13 together with the support member 30 by dicing and observing the cross-sectional shape of the metal-filled microstructure 13. is there.
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。
The metal-filled microstructure 13 can be used, for example, as an anisotropic conductive member exhibiting anisotropic conductivity. In this case, as shown in FIG. 15, an electronic element 35 in which the semiconductor chip 36 and the semiconductor chip 37 are joined via a metal-filled microstructure 13 to electrically connect the semiconductor chip 36 and the semiconductor chip 37. Can be obtained. In the electronic device 35, the metal-filled microstructure 13 functions as a TSV (Through Silicon Via).
In addition to this, an electronic element in which three or more semiconductor chips are electrically connected by using the metal-filled microstructure 13 can also be used. Three-dimensional mounting is possible by using the metal-filled microstructure 13. The number of semiconductor chips to be bonded is not particularly limited, and is appropriately determined according to the function of the electronic device and the performance required for the electronic device.
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。
By using the metal-filled microstructure 13, the size of the electronic element can be reduced and the mounting area can be reduced. Further, by shortening the thickness of the metal-filled microstructure 13, the wiring length between the semiconductor chips can be shortened, the signal delay can be suppressed, and the processing speed of the electronic element can be improved. Power consumption can also be suppressed by shortening the wiring length between semiconductor chips.
Since the metal-filled microstructure 13 is polished so that the anodized film 16 and the conduction path 19 are flush with each other on the surface 16a of the anodized film 16 as described above, the shape accuracy is high. Further, since the height of the protruding portion 19a of the conduction path 19 can be strictly controlled as described above, the reliability of the electrical connection between the semiconductor chip 36 and the semiconductor chip 37 is excellent.
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。 The semiconductor chip 36 and the semiconductor chip 37 have an element region. The element region is an region in which various element constituent circuits and the like for functioning as an electronic element are formed. In the element area, for example, a memory circuit such as a flash memory, an area in which a microprocessor and a logic circuit such as an FPGA (field-programmable gate array) are formed, a communication module such as a wireless tag, and wiring are formed. There is an area. In addition to this, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) may be formed in the element region. MEMS is, for example, a sensor, an actuator, an antenna, or the like. Sensors include, for example, various sensors such as acceleration, sound, and light.
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。
The semiconductor chip 36 and the semiconductor chip 37 are appropriately selected according to the function achieved by the electronic element 35. For example, in the electronic element 35 shown in FIG. 15, a semiconductor chip 36 having a logic circuit and a semiconductor chip 37 having a memory circuit can be combined. Further, the combination of the semiconductor chips in the electronic element 35 may be a combination of a sensor, an actuator, an antenna, or the like, a memory circuit, and a logic circuit.
The semiconductor chip 36 and the semiconductor chip 37 are composed of, for example, silicon, but are not limited to this, and may be silicon carbide, germanium, gallium arsenide, gallium nitride, or the like.
Further, in addition to the semiconductor chip 36 and the semiconductor chip 37, the two wiring layers may be electrically connected by using the metal-filled microstructure 13.
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。
Hereinafter, the configurations of the metal-filled microstructure 13 and the anisotropic conductive material 32 will be described more specifically.
[Anodized film]
The anodic oxide film 16 functions as an insulating base material. The distance between the conduction paths in the anodized film 16 is preferably 5 nm to 800 nm, more preferably 10 nm to 200 nm, and even more preferably 20 nm to 60 nm. When the distance between the conduction paths in the anodic oxide film 16 is within this range, the anodic oxide film 16 sufficiently functions as an insulating partition wall.
Here, the distance between the conduction paths refers to the width w between the adjacent conduction paths, and the cross section of the metal-filled microstructure 13 is observed with a field emission scanning electron microscope at a magnification of 200,000 times and adjacent to each other. The average value of the width between conduction paths measured at 10 points.
〔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。
[Conduction path]
As described above, the plurality of conduction paths 19 penetrate in the thickness direction of the anodizing film 16 and are provided in a state of being electrically insulated from each other, and are columnar. The conduction path 19 may be made of metal and have projecting portions protruding from the front surface and the back surface of the anodizing film 16, and the projecting portions of each conduction path may be embedded in the resin layer.
The area ratio of the conduction path 19 with respect to the surface of the insulating base material, that is, the surface of the anodic oxide film 16, is 15% or more and 50% or less.
Further, the conduction path 19 has a diameter d of 20 nm or more and 110 nm or less. The diameter d of the conduction path 19 corresponds to the inner diameter of the gangway 17.
When the area ratio of the conduction path 19 is less than 15%, no change is observed even if the area other than the conduction path 19 is large and the surface of the conduction path 19 appears. Further, when the area ratio of the conduction path 19 exceeds 50%, on the contrary, even if the area of the conduction path 19 is large and the surface of the conduction path 19 appears, no change is observed.
When the diameter of the conduction path 19 is also less than 20 nm, the area other than the conduction path 19 is large and no change is observed even if the surface of the conduction path 19 appears. Further, when the diameter of the conduction path 19 exceeds 110 nm, on the contrary, even if the area of the conduction path 1 is large and the surface of the conduction path 19 appears, no change is observed.
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。
The area ratio of the conduction path 19 can be obtained as follows. First, an image of the anodized film 16 including the conduction path 19 as shown in FIG. 13 is acquired from the surface 16a side of the anodized film 16. Subsequently, the outline of the conduction path 19 is extracted from the image, and the area of the conduction path 19 is obtained. This is performed for the conduction path 19 to obtain the total area of the conduction path 19. The area ratio of the conduction path 19 is obtained by using the area of the anodized film 16 and the total area of the conduction path 19.
Incidentally, when the area of the anodic oxide film 16 and D 1, a total area of the conductive paths 19 and D 2, the area ratio of the conductive paths 19 and R 1, the area ratio R 1 of the conductive paths 19, R1 = D It is represented by 2 / D 1 .
<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。
<Protruding part>
The protruding portions 19a and 19b of the conduction path 19 are portions where the conduction path 19 protrudes from the front surface 16a and the back surface 16b of the anodized film 16, and are preferably protected by the resin layer 22.
When the metal-filled microstructure 13 is used as an anisotropic conductive member, and the protruding portion is crushed when the anisotropic conductive member and the electrode are electrically connected or physically joined by a method such as crimping. The aspect ratio (height of the protruding portion / diameter of the protruding portion) of the protruding portion of the conduction path is preferably 0.5 or more and less than 50, preferably 0.8, for the reason that sufficient insulation in the plane direction can be ensured. It is more preferably ~ 20, and even more preferably 1-10.
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。
Further, from the viewpoint of following the surface shape of the semiconductor chip or semiconductor wafer to be connected, the height of the protruding portion of the conduction path is preferably 20 nm or more, more preferably 100 nm to 500 nm.
The height of the protruding portion of the conduction path is the average obtained by observing the cross section of the heterogeneous conductive member with a field emission scanning electron microscope at a magnification of 20,000 times and measuring the height of the protruding portion of the conduction path at 10 points. The value.
The diameter of the protruding portion of the conduction path is an average value obtained by observing the cross section of the anisotropic conductive member with a field emission scanning electron microscope and measuring the diameter of the protruding portion of the conduction path at 10 points.
<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。
<Other shapes>
Density of the conductive paths 19, is preferably 20,000 / mm 2 or more, more preferably 2,000,000 / mm 2 or more, still more preferably 10,000,000 / mm 2 or more, 50 million The number of pieces / mm 2 or more is particularly preferable, and the number of pieces / mm 2 or more is most preferable.
Further, the center-to-center distance p (see FIGS. 13 and 14) of each of the adjacent conduction paths 19 is preferably 20 nm to 500 nm, more preferably 40 nm to 200 nm, and further preferably 50 nm to 140 nm. preferable.
〔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。
[Resin layer]
As described above, the resin layer 22 is provided on the front surface 16a and the back surface 16b of the anodized film 16, and the protruding portions 19a and 19b of the conduction path 19 are embedded as described above. That is, the resin layer 22 covers the end of the conduction path 19 protruding from the anodized film 16 and protects the protruding portions 19a and 19b.
The resin layer 22 is formed by the above-mentioned resin layer forming step. The resin layer 22 imparts adhesiveness to the connection target. The resin layer 22 preferably exhibits fluidity in the temperature range of 50 ° C. to 200 ° C. and cures at 200 ° C. or higher.
The resin layer 22 is formed by the above-mentioned resin layer forming step, but the composition of the resin layer shown below can also be used. Hereinafter, the composition of the resin layer will be described. For example, the resin layer contains a polymer material and may contain an antioxidant material.
<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。
<Polymer material>
The polymer material contained in the resin layer is not particularly limited, but the gap between the semiconductor chip or the semiconductor wafer and the anisotropic conductive member can be efficiently filled, and the adhesion to the semiconductor chip or the semiconductor wafer is further improved. For this reason, it is preferably a thermosetting resin.
Specific examples of the thermosetting resin include epoxy resin, phenol resin, polyimide resin, polyester resin, polyurethane resin, bismaleimide resin, melamine resin, isocyanate resin and the like.
Of these, a polyimide resin and / or an epoxy resin is preferably used because the insulation reliability is further improved and the chemical resistance is excellent.
<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。
<Antioxidant material>
Specific examples of the antioxidant material contained in the resin layer include 1,2,3,4-tetrazole, 5-amino-1,2,3,4-tetrazole, 5-methyl-1,2, 3,4-tetrazole, 1H-tetrazol-5-acetic acid, 1H-tetrazole-5-succinic acid, 1,2,3-triazole, 4-amino-1,2,3-triazole, 4,5-diamino-1 , 2,3-Triazole, 4-carboxy-1H-1,2,3-Triazole, 4,5-Dicarboxy-1H-1,2,3-Triazole, 1H-1,2,3-Triazole-4- Acetic acid, 4-carboxy-5-carboxymethyl-1H-1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 3-amino-1,2,4-triazole, 3,5-diamino-1,2 , 4-triazole, 3-carboxy-1,2,4-triazole, 3,5-dicarboxy-1,2,4-triazole, 1,2,4-triazole-3-acetic acid, 1H-benzotriazole, 1H -Benzotriazole-5-carboxylic acid, benzofloxane, 2,1,3-benzothiazole, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, catechol, o-aminophenol, 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoimidazole , 2-Mercaptobenzoxazole, melamine, and derivatives thereof.
Of these, benzotriazole and its derivatives are preferred.
The benzotriazole derivative includes a hydroxyl group, an alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, etc.), an amino group, a nitro group, and an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a butyl group, etc.) on the benzene ring of benzotriazole. , Substituent benzotriazole having a halogen atom (for example, fluorine, chlorine, bromine, iodine, etc.) and the like. In addition, naphthalene triazole, naphthalene bistriazole, substituted naphthalene triazole substituted, substituted naphthalene bistriazole and the like can also be mentioned.
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。 In addition, as another example of the antioxidant material contained in the resin layer, general antioxidants such as higher fatty acid, higher fatty acid copper, phenol compound, alkanolamine, hydroquinone, copper chelating agent, organic amine, and organic Examples include ammonium salts.
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。 The content of the antioxidant material contained in the resin layer is not particularly limited, but from the viewpoint of the anticorrosive effect, 0.0001% by mass or more is preferable, and 0.001% by mass or more is more preferable with respect to the total mass of the resin layer. Further, 5.0% by mass or less is preferable, and 2.5% by mass or less is more preferable, for the reason of obtaining an appropriate electric resistance in this joining process.
<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。
<Migration prevention material>
The resin layer contains a migration prevention material because the insulation reliability is further improved by trapping the metal ions and halogen ions that can be contained in the resin layer and the metal ions derived from the semiconductor chip and the semiconductor wafer. Is preferable.
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。
As the migration prevention material, for example, an ion exchanger, specifically, a mixture of a cation exchanger and an anion exchanger, or only a cation exchanger can be used.
Here, the cation exchanger and the anion exchanger can be appropriately selected from, for example, the inorganic ion exchanger and the organic ion exchanger described later, respectively.
(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。
(Inorganic ion exchanger)
Examples of the inorganic ion exchanger include hydrous oxides of metals typified by zirconium hydroxide.
As the type of metal, for example, in addition to zirconium, iron, aluminum, tin, titanium, antimony, magnesium, beryllium, indium, chromium, bismuth and the like are known.
Of these, the zirconium-based one has the ability to exchange the cations Cu 2+ and Al 3+ . In addition, iron-based products also have exchangeability for Ag + and Cu 2+ . Similarly, tin-based, titanium-based, and antimony-based ones are cation exchangers.
On the other hand, those of bismuth-based, anion Cl - has exchange capacity for.
In addition, zirconium-based products show anion exchange ability depending on the manufacturing conditions. The same applies to aluminum-based and tin-based ones.
As other inorganic ion exchangers, compounds such as acid salts of polyvalent metals typified by zirconium phosphate, heteropolylates typified by ammonium molybdrinate, and insoluble ferrocyanides are known.
Some of these inorganic ion exchangers are already on the market, and for example, various grades under the trade name IXE of Toagosei Co., Ltd. are known.
In addition to synthetic products, natural zeolite or inorganic ion exchanger powder such as montmorillonite can also be used.
(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。
(Organic ion exchanger)
Examples of the organic ion exchanger include crosslinked polystyrene having a sulfonic acid group as a cation exchanger, and those having a carboxylic acid group, a phosphonic acid group or a phosphinic acid group.
Examples of the anion exchanger include crosslinked polystyrene having a quaternary ammonium group, a quaternary phosphonium group or a tertiary sulfonium group.
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。
These inorganic ion exchangers and organic ion exchangers may be appropriately selected in consideration of the types of cations and anions to be captured and the exchange capacity for the ions. Of course, it goes without saying that the inorganic ion exchanger and the organic ion exchanger may be mixed and used.
Since the manufacturing process of the electronic device includes a heating process, an inorganic ion exchanger is preferable.
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。 Further, the mixing ratio of the migration prevention material and the above-mentioned polymer material is preferably 10% by mass or less for the migration prevention material and 5% by mass or less for the migration prevention material, for example, from the viewpoint of mechanical strength. It is more preferable, and it is further preferable that the migration prevention material is 2.5% by mass or less. Further, from the viewpoint of suppressing migration when the semiconductor chip or semiconductor wafer is bonded to the anisotropic conductive member, the migration prevention material is preferably 0.01% by mass or more.
<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。
<Inorganic filler>
The resin layer may contain an inorganic filler.
The inorganic filler is not particularly limited and may be appropriately selected from known ones. For example, kaolin, barium sulfate, barium titanate, silicon oxide powder, fine powdered silicon oxide, vapor phase silica, amorphous silica. , Crystalline silica, molten silica, spherical silica, talc, clay, magnesium carbonate, calcium carbonate, aluminum oxide, aluminum hydroxide, mica, aluminum nitride, zirconium oxide, yttrium oxide, silicon carbide, silicon nitride and the like.
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。
It is preferable that the average particle size of the inorganic filler is larger than the distance between the conduction paths in order to prevent the inorganic filler from entering between the conduction paths and further improve the conduction reliability.
The average particle size of the inorganic filler is preferably 30 nm to 10 μm, more preferably 80 nm to 1 μm.
Here, the average particle size is defined as the primary particle size measured by a laser diffraction / scattering type particle size measuring device (Microtrac MT3300 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
<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。
<Hardener>
The resin layer may contain a curing agent.
When a curing agent is contained, a solid curing agent is not used at room temperature, but a liquid curing agent at room temperature is contained from the viewpoint of suppressing poor bonding with the surface shape of the semiconductor chip or semiconductor wafer to be connected. Is more preferable.
Here, "solid at room temperature" means a solid at 25 ° C., for example, a substance having a melting point higher than 25 ° C.
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。 Specific examples of the curing agent include aromatic amines such as diaminodiphenylmethane and diaminodiphenylsulfone, aliphatic amines, imidazole derivatives such as 4-methylimidazole, dicyandiamide, tetramethylguanidine, thiourea-added amine, and methyl. Examples thereof include carboxylic acid anhydrides such as hexahydrophthalic anhydride, carboxylic acid hydrazide, carboxylic acid amides, polyphenol compounds, novolak resins, and polymercaptans, and from these curing agents, those liquid at 25 ° C. are appropriately selected. Can be used. The curing agent may be used alone or in combination of two or more.
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。 The resin layer may contain various additives such as a dispersant, a buffering agent, and a viscosity modifier, which are generally added to the resin insulating film of a semiconductor package, as long as the characteristics are not impaired.
<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。
<Shape>
For the reason of protecting the conduction path 19 of the metal-filled microstructure 13, the thickness of the resin layer is preferably larger than the height of the protruding portions 19a and 19b of the conduction path 19 and is 1 μm to 5 μm.
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。 The present invention is basically configured as described above. Although the method for producing the metal-filled microstructure of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements or modifications have been made without departing from the gist of the present invention. Of course, it is also good.
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。
The features of the present invention will be described in more detail with reference to Examples below. The materials, reagents, amounts of substances used, amounts of substances, proportions, treatment contents, treatment procedures, etc. shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limited by the specific examples shown below.
In this example, the metal-filled microstructures shown in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were subjected to surface smoothing treatment to detect the end point. The configurations of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, the slurry used, and the end point detection results are shown in Table 1 below.
Next, Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 will be described.
(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。
(Example 1)
(A) Mirror finish treatment (electropolishing treatment)
A high-purity aluminum substrate (manufactured by Sumitomo Light Metal Industries, Ltd., purity 99.99% by mass, thickness 0.1 mm) is cut into an area of 50 cm square so that it can be anodized. The electrolytic polishing treatment was performed under the conditions of a temperature of 65 ° C. and a liquid flow velocity of 3.0 m / min.
A carbon electrode was used as the cathode, and GP0110-30R (manufactured by Takasago Seisakusho Co., Ltd.) was used as the power source. The flow velocity of the electrolytic solution was measured using a vortex flow monitor FLM22-10PCW (manufactured by AS ONE).
(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%
(Electropolishing liquid composition)
・ 85 mass% phosphoric acid (reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 55 vol%
・ Sulfuric acid 1.5 vol%
・ Ethylene glycol 0.5 vol%
(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。
(B) Anodizing treatment (self-regularization method I)
Next, the aluminum substrate after the electrolytic polishing treatment was subjected to pre-anodination treatment for 14 hours with an electrolytic solution of 0.30 mol / L sulfuric acid under the conditions of a voltage of 25 V, a liquid temperature of 10 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min. did.
Then, the pre-anodized aluminum substrate was subjected to a film removal treatment by immersing it in a mixed aqueous solution of 0.2 mol / L chromic anhydride and 0.6 mol / L phosphoric acid (liquid temperature: 50 ° C.) for 14 hours.
Then, a reanodizing treatment was carried out with an electrolytic solution of 0.30 mol / L sulfuric acid for 1 hour under the conditions of a voltage of 25 V, a liquid temperature of 10 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min.
In both the pre-anodizing treatment and the re-anodizing treatment, the cathode was a stainless steel electrode, and the power source was GP0110-30R (manufactured by Takasago Seisakusho Co., Ltd.). A NeoCool BD36 (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) was used as a cooling device, and a pair stirrer PS-100 (manufactured by EYELA) was used as a stirring and heating device. Further, the flow velocity of the electrolytic solution was measured using a vortex flow monitor FLM22-10PCW (manufactured by AS ONE).
(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。
(C) Aluminum Removal Treatment Next, the aluminum substrate was dissolved by immersing it in a 20 mass% mercury chloride aqueous solution (rise) at 20 ° C. for 3 hours.
(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。
(D) Heat Treatment Next, the obtained structure was heat-treated at a temperature of 400 ° C. for 1 hour.
(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。
(E) Photosensitive layer coating treatment Next, a coating liquid A for a photosensitive layer having the following composition is applied to the surface of the obtained structure from which aluminum has been removed with a wire bar, and then in a drying oven at 140 ° C. for 50 seconds. After drying, the coating amount was 0.85 g / m 2 .
(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
(Coating liquid A for photosensitive layer)
0.45 g of an esterified product of naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride and pyrogallol-acetone resin (described in Example 1 of US Pat. No. 3,635,709).
N- (4-Aminosulfonylphenyl) methacrylamide / methyl methacrylate (molar ratio 34:66, weight average molecular weight 51,000) 1.10 g
-2- (P-Methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine
0.02g
・ Tetrahydrophthalic anhydride 0.05g
・ Victoria Pure Blue BOH (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 0.01g
・ Megafuck F-177 (Fluorine-based surfactant manufactured by Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.)
0.006g
・ Pluronic F-108 (Polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer manufactured by Asahi Denka Corporation) 0.02 g
・ Methyl ethyl ketone 10g
・ 1-methoxy-2-propanol 10 g
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。 By this method, a metal finely packed structure having an area ratio of 30% of the conduction path and a diameter of 50 nm of the conduction path was obtained.
(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。
(F) Metal Filling Treatment Next, the gold electrode was brought into close contact with the pattern forming side of the structure after the heat treatment by gold vapor deposition, and electrolytic plating was performed using the gold electrode as a cathode and copper as a positive electrode.
A mixed solution of copper sulfate = 200/50/15 (g / L) was used as an electrolytic solution while being kept at 25 ° C., and constant voltage pulse electrolysis was performed to fill the micropore through holes with copper. A microstructure was manufactured.
Here, for constant voltage pulse electrolysis, a plating apparatus manufactured by Yamamoto Plating Co., Ltd. was used, and a power source (HZ-3000) manufactured by Hokuto Denko Co., Ltd. was used to perform cyclic voltammetry in the plating solution to confirm the precipitation potential. After that, the potential on the film side was set to -2V. The pulse waveform of the constant voltage pulse electrolysis was a square wave. Specifically, the electrolysis treatment with a single electrolysis time of 60 seconds was performed five times with a pause time of 40 seconds between each electrolysis treatment so that the total electrolysis treatment time was 300 seconds.
(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。
(G) Surface Smoothing Treatment Next, the surface of the copper-filled structure was subjected to a CMP (Chemical Mechanical Polishing) treatment.
As the CMP slurry, a slurry containing 10% by mass of alumina using water as a solvent was adjusted to pH 4.00 with hydrochloric acid and used. A champ manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. was used as the polishing device, and a reflected light measuring device was used to detect the end point. Polishing was performed with a polishing pressure of 20.68 kPa (3.0 psi (pound-force per square inch)).
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。
In Example 1, the end point was detected by using the reflected light as the detection method for the end point detection.
The evaluation of the end point detection using the reflected light was performed as follows.
As a reference sample, the copper-filled structure used in Example 1 was polished at the same polishing pressure for 10 minutes, and a sample confirmed that the final film thickness was about 2/3 of the initial film thickness was used. ..
The reflected light measuring device used for the end point detection was incorporated in the polishing device, and the determination was made by matching the reflected light spectra. White light was used as a light source, and several points on the substrate were used for inspection.
A: Since the reflectance was 90% to 110% of the reflectance of the reference sample in the entire region of the observation wavelength (visible region), the end point could be detected.
B: The end point could not be detected because there was a region where the reflectance was less than 90% or more than 110% of the reflectance of the reference sample in at least a part region of the observation wavelength.
(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。
(Example 2)
In Example 2, as compared with Example 1, a slurry containing 10% by mass of alumina using water as a solvent was used as a slurry whose pH was adjusted to 9.00 using ammonia. Same as.
(Example 3)
In Example 3, as compared with Example 1, a slurry containing 10% by mass of silica using water as a solvent was used and adjusted to pH 2.20 with citric acid, and the end point was detected. It was the same as in Example 1 except that the detection method was torque current.
The evaluation of the end point detection using the torque current was performed as follows.
A: The torque current increased once, then decreased as the polishing progressed, and finally reached a constant value, so that the end point could be detected.
B: The torque current remained increased, and no decrease was observed with the progress of polishing, so that the end point could not be detected.
(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。
(Example 4)
In Example 4, as compared with Example 1, the area ratio of the conduction path was 40% and the diameter of the conduction path was 40 nm, and KOH was added to the slurry containing 10% by mass of silica using water as a solvent. It was the same as in Example 1 except that the slurry adjusted to pH 9.80 was used and the detection method for detecting the end point was torque current. The area ratio of the conduction path and the diameter of the conduction path were adjusted by changing the voltage, liquid temperature, and flow velocity for forming the micropore through hole.
(Example 5)
In Example 5, as compared with Example 1, the area ratio of the conduction path was 50% and the diameter of the conduction path was 20 nm, and the slurry contained 10% by mass of silica using water as a solvent was ammonia. The same as in Example 1 except that the slurry adjusted to pH 8.50 was used. The area ratio of the conduction path and the diameter of the conduction path were adjusted by changing the voltage, liquid temperature, and flow velocity for forming the micropore through hole.
(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。
(Comparative Example 1)
Comparative Example 1 was the same as that of Example 1 except that the area ratio of the conduction path was 10% as compared with Example 1. The area ratio of the conduction path was adjusted by changing the voltage, liquid temperature, and flow velocity for forming the micropore through hole.
(Comparative Example 2)
Comparative Example 2 was the same as that of Example 1 except that the area ratio of the conduction path was 50% and the diameter of the conduction path was 10 nm as compared with Example 1. The area ratio of the conduction path was adjusted by changing the voltage, liquid temperature, and flow velocity for forming the micropore through hole.
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。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 5, the end point could be detected when the metal-filled microstructure was smoothed. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the end point could not be detected when the metal-filled microstructure was smoothed. The slurries of Examples 1 to 5 are all slurries having an action of etching an insulating base material.
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
10 Aluminum substrate 10a Surface 12 Anodized structure 13 Metal-filled microstructure 14 Aluminum base material 14a, 16a, 22a Surface 14b, 16b Back surface 16 Anodized film 16c Surface 17 Penetration path 19 Conductive path 19a Protruding part 19b Protruding part 19c End face 20 Part 21 Part 22 Resin layer 24 Peeling layer 25 Supporting layer 26 Peeling agent 28 Double-sided adhesive 30 Supporting member 32 Gross conductive material 35 Electronic element 36, 37 Semiconductor chip 40 Support 42 Resin base material 100 Smoothing device 102 Rotational surface plate Panel 102a, 106a Rotating shaft 104 Polishing pad 106 Rotating head 108 Motor 110 Sensor 112 Adjusting unit 113 Polishing liquid 114 Supply unit 116 Control unit D Thickness direction d Diameter h Thickness p Center distance S10 step S12 step S14 step W Polished body w Width x direction
Claims (8)
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、前記導通路と、前記絶縁性基材とを同一面の状態になるまで平坦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、光学的に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。 A metal-filled microstructure having an insulating base material, a plurality of through-passages penetrating in the thickness direction of the insulating base material, and a plurality of conduction paths made of metal filled inside the through-passages. It ’s a manufacturing method,
The area ratio of the conduction path to the surface of the insulating base material is 15% or more and 50% or less, and the diameter of the conduction path is 20 nm or more and 110 nm or less.
A surface smoothing treatment step of flattening at least one surface of the insulating base material whose through- pass is filled with the metal until the conduction path and the insulating base material are flush with each other. Have and
The surface smoothing treatment step is a method for manufacturing a metal-filled microstructure that stops by detecting the end point by optically detecting the end point.
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、前記導通路と、前記絶縁性基材とを同一面の状態になるまで平坦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、電気的に終点を検出する終点検出を行って停止するものであり、
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、金属充填微細構造体の製造方法。 A metal-filled microstructure having an insulating base material, a plurality of through-passages penetrating in the thickness direction of the insulating base material, and a plurality of conduction paths made of metal filled inside the through-passages. It ’s a manufacturing method,
The area ratio of the conduction path to the surface of the insulating base material is 15% or more and 50% or less, and the diameter of the conduction path is 20 nm or more and 110 nm or less.
A surface smoothing treatment step of flattening at least one surface of the insulating base material in which the through path is filled with the metal until the conduction path and the insulating base material are in the same surface state. Have and
The surface smoothing treatment step stops after detecting the end point, which electrically detects the end point .
Chemical mechanical polishing is used for the smoothing of the surface smoothing treatment step, and the end point detection for electrically detecting the end point is the polishing body used for the chemical mechanical polishing and the insulating group. A method for manufacturing a metal-filled microstructure using a rotational torque that represents the frictional force between the material and at least one surface .
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