金属配线形成用的转印基板及使用所述转印用基板的金属配线的形成方法技术

本发明专利技术涉及一种转印用基板，包括基板、形成在所述基板上的至少一个金属配线原料、形成在所述金属配线原料的表面上的至少1层的覆盖层、形成在所述基板与所述金属配线原料之间的基底金属膜，用于使所述金属配线原料向被转印物转印，其中，所述金属配线原料是将纯度99.9重量％以上、平均粒径0.01μm～1.0μm的金粉等的金属粉末烧结而成的成形体，所述覆盖层是金等的规定的金属或合金，由与所述金属配线原料不同的组成的金属或合金构成，且其总厚度为1μm以下，所述基底金属膜由金等的规定的金属或合金构成。本发明专利技术的转印用基板在通过转印法在被转印物形成金属配线时，能够降低被转印物侧的加热温度。

Transfer substrate for forming metal wiring and method for forming metal wiring using the transfer substrate

The invention relates to a substrate for transfer, which comprises a substrate, at least formed on the substrate, a metal wiring material formed on the surface of the metal wiring material on at least 1 layer, covering layer formed between the substrate and the metal wiring material base metal film, used to the metal wiring material to be transferred from the transfer, among them, the metal wiring material is above 99.9 wt.%, the purity of the average particle size of 0.01 mu m to 1 mu m metal powder sintered gold powder and forming body, the covering layer is metal or alloy of gold and other provisions. Consist of the metal or alloy and the metal wiring material, and its total thickness of 1 m or less, the substrate and the metal membrane is composed of metal or alloy of gold and other provisions. The substrate for the transfer of the present invention reduces the heating temperature at the side of the transferred material by forming a metallic wiring in the transferred material by transfer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属配线形成用的转印基板及使用所述转印用基板的金属配线的形成方法
本专利技术涉及用于向半导体晶片(wafer)、化合物晶片、MEMS晶片等被转印物上形成金属配线的转印用基板及利用该转印用基板的金属配线方法。
技术介绍
伴随着半导体芯片等电子部件的安装密度的高密度化，其安装方法从以往的引线接合法开始，逐渐变为倒装芯片接合法那样的向电路基板直接安装半导体芯片的无线安装法成为主流。使用此安装方法的电子部件的制造工序中，在器件晶片的半导体芯片上的端子电极或向半导体芯片连接的连接用外部电极形成凸点(bump)而构成金属配线，并将其向基板上进行面朝下接合。而且，在凸点的形成之前，通常对端子电极等上实施金属喷镀处理而形成势垒金属层，并在其上形成凸点。作为凸点形成工序的以往的方法，通常使用镀敷法。通过镀敷法形成的凸点致密且具有良好的导电特性，因此可考虑作为电极有用。然而，基于镀敷法的凸点形成可能无法充分地应对考虑今后发展的金属配线的微细化。因此，提出了专利文献1那样的基于使用了转印基板的转印法的凸点形成法。在基于转印基板的凸点形成法中，预先制作在玻璃等的基板上形成有成为凸点的配线原料的转印用基板。并且，是向预先进行了金属喷镀处理的晶片覆盖转印基板而进行加压、加热，将配线原料向晶片转印而形成凸点的方法。该方法通过加压、加热的控制而能够将转印用基板上的任意的配线原料向晶片的任意的位置转印，能够实现金属配线的微细化，并且能够避免向晶片上的不良部分的配线形成，也能够避免原料的浪费。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开平5-144870号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在使用上述的转印基板的凸点形成的过程中，需要转印用基板及晶片的加热。具体而言，在上述以往的转印基板中，将晶片侧的加热温度设为300～400℃，并将转印基板侧的加热温度设为100～200℃。然而，将晶片侧的加热温度形成为高温(300℃以上)的方法在晶片上形成半导体电路的情况下，可能会给电路造成损伤。由此，本来，优选凸点转印时的加热温度低，但是无法轻易地降低晶片侧的加热温度。这是因为，以往的转印用基板上的凸点通常由镀敷法形成，但是为了将由镀敷形成的凸点向晶片可靠地转印，需要将晶片与凸点充分地接合，为此，需要高温加热。并且，从晶片上的半导体电路保护的观点出发，优选在晶片上形成了半导体电路之后能够以尽量少的工序形成凸点的方法。关于这一点，不仅是上述那样的转印时的加热，而且势垒层形成用的金属喷镀处理对于半导体电路也成为负荷。本专利技术以上述课题为背景，提供一种对于用于通过转印法在晶片等被转印物上形成金属配线的转印用基板，能够减轻高温加热等被转印物受到的负荷的技术。而且，也公开了使用该转印用基板的金属配线的形成方法。用于解决课题的方案本专利技术者等为了解决上述课题，首先，为了实现转印基板的转印温度的低温化，考虑本专利技术者等具有的技术性的见解而进行了研究。并且，发现了将高纯度且微细粒径的金属粉末烧结而成的成形体即使比较低温也能够与被转印物接合的情况、及其作为金属配线发挥功能的情况。并且，本专利技术者等进一步反复研究，考虑到上述那样的金属粉末的烧结体由其表面性状引起而容易转印的情况、及在烧结体的表面上在能够维持其表面状态的范围使金属覆盖，由此能够使金属覆盖层作为以往的势垒金属层起作用，从而想到了本专利技术。即，本专利技术涉及一种转印用基板，包括基板、形成在所述基板上的至少一个金属配线原料、形成在所述金属配线原料的表面上的至少1层的覆盖层、形成在所述基板与所述金属配线原料之间的基底金属膜，用于使所述金属配线原料向被转印物转印，其中，所述金属配线原料是将纯度99.9重量％以上、平均粒径0.01μm～1.0μm的从金粉、银粉、铂粉、钯粉、铜粉中选择的一种以上的金属粉末烧结而成的成形体，所述覆盖层是金、银、铂、钯、钌、铑、铱、铬、钛、钨、钽、镍、铜、锆中的任一种金属或它们的合金，由与所述金属配线原料不同的组成的金属或合金构成，且其总厚度为1μm以下，所述基底金属膜由金、银、铂、钯、钌、铑、铱、铬、钛、钨、钽、镍、铜、锆中的任一种金属或它们的合金构成。以下，详细地说明本专利技术。如上述那样，本专利技术的转印用基板的特征在于，作为向被转印物(晶片)转印的金属配线原料(凸点)，适用将规定的金属粉末烧结而形成的烧结体。由该烧结体构成的金属配线原料与通过现有技术的镀敷而形成的致密的原料不同而为多孔质，在其表面存在微小的凹凸。并且，在转印时，烧结体以点接触与被转印物表面相接。根据本专利技术者等，通过该多孔质形成的点接触状态，可认为能够减少与被转印物面的接合所需的温度。并且，由此，能够将转印时的被转印物侧的温度形成为比以往低的温度(300℃以下)。关于由该烧结体构成的金属配线原料，对烧结的金属粉末的纯度、粒径进行规定的情况是关于纯度，考虑了形成为转印后的凸点时的导电性。即，当纯度小于99.9重量％时，可能无法确保所需的通电性。而且，关于金属粉末的粒径，在超过1.0μm的粒径的金属粉中，成形体容易产生大的间隙，无法确保最终所需的通电性。需要说明的是，金属粉末的粒径细的情况优选，但是小于0.01μm的粒径的粉末的处理性差，因此将0.01μm作为下限。由烧结体构成的金属配线原料为多孔质，但其密度优选成为金属粉的密度的0.45～0.95倍。当烧结进展时，金属配线原料变得致密，其密度近似于大块体的金属的密度。超过大块金属的密度的0.95倍的金属配线原料过硬，因此转印困难。另一方面，当小于大块金属的0.45倍时，金属粉彼此的接触不充分，缺乏导电性，作为金属配线而不优选。另外，金属配线原料由金粉、银粉、铂粉、钯粉、铜粉、或这些金属的合金粉构成。这是考虑了作为凸点的导电性。金属配线原料可以是仅将这些金属粉末的1种进行烧结的原料，但也可以将2种以上混合。例如，可以将金粉单独烧结，但是也可以将金粉与钯粉进行混合、将金粉与银粉进行混合等而对它们进行烧结。并且，在本专利技术中，在由金属粉末的烧结体构成的金属配线原料的表面上具备金属的覆盖层。该覆盖层在转印后，存在于被转印物与金属配线原料(凸点)之间，作为势垒金属层发挥作用。由此，不需要对于被转印物的金属喷镀处理，能够减轻对被转印物的负荷。但是，由于维持上述的烧结体表面的点接触的接合的容易性，因此覆盖层的厚度需要减薄为能够维持烧结体的表面状态的程度。因此，覆盖层的厚度需要行程为1μm以下。但是，作为覆盖层的下限值，优选为0.003μm。这是因为，当比之薄时，难以确保作为金属膜的连续性。构成覆盖层的金属是金、银、铂、钯、钌、铑、铱、铬、钛、钨、钽、镍、铜、锆中的任一种金属或合金，是与金属配线原料不同的金属。而且，覆盖层的结构优选为致密质的薄膜状的结构。而且，可以为单层，但也可以是基于多个金属的多层结构，只要总厚度为1μm以下即可。金属配线原料不直接形成于基板，在基板与金属配线原料之间形成有基底金属膜。基板多使用玻璃基板，但玻璃缺乏与金属的接合性，当直接形成金属配线原料时，再转印用基板的处理时可能会脱落。因此，为了确保金属配线原料的紧贴性而形成基底金属膜。该基底金属膜由金、银、铂、钯、钌、铑、铱、铬、钛、钨、钽、镍、铜、锆中的任一种金属或合金构成。该基底金属膜可以使与金属配线原料相同的组成的金属。这一点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转印用基板，包括基板、形成在所述基板上的至少一个金属配线原料、形成在所述金属配线原料的表面上的至少1层的覆盖层、形成在所述基板与所述金属配线原料之间的基底金属膜，用于使所述金属配线原料向被转印物转印，其中，所述金属配线原料是将纯度99.9重量％以上、平均粒径0.01μm～1.0μm的从金粉、银粉、铂粉、钯粉、铜粉中选择的一种以上的金属粉末烧结而成的成形体，所述覆盖层是金、银、铂、钯、钌、铑、铱、铬、钛、钨、钽、镍、铜、锆中的任一种金属或它们的合金，由与所述金属配线原料不同的组成的金属或合金构成，且其总厚度为1μm以下，所述基底金属膜由金、银、铂、钯、钌、铑、铱、铬、钛、钨、钽、镍、铜、锆中的任一种金属或它们的合金构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.18 JP 2011-2521381.一种转印用基板，包括基板、形成在所述基板上的至少一个金属配线原料、形成在所述金属配线原料的表面上的至少1层的覆盖层、形成在所述基板与所述金属配线原料之间的基底金属膜，用于使所述金属配线原料向被转印物转印，其中，所述金属配线原料是将纯度99.9重量％以上、平均粒径0.01μm～1.0μm的从金粉、银粉、铂粉、钯粉、铜粉中选择的一种以上的金属粉末烧结而成的成形体，所述覆盖层是金、银、铂、钯、钌、铑、铱、铬、钛、钨、钽、镍、铜、锆中的任一种金属或它们的合金，由与所述金属配线原料不同的组成的金属或合金构成，且其总厚度为1μm以下，所述基底金属膜由金、银、铂、钯、钌、铑、铱、铬、钛、钨、钽、镍、铜、锆中的任一种金属或它们的合金构成。2.根据权利要求1所述的转印用基板，其中，基底金属膜由与金属配线原料不同的组成的金属或合金构成。3.根据权利要求1或权利要求2所述的转印用基板，其中，基底金属膜的厚度为1～100nm。4.一种金属配线的形成方法，使权利要求1～权利要求3中任一项所述的转印用基板与被转印物对置而...

【专利技术属性】
技术研发人员：小柏俊典，栗田昌昭，西森尚，兼平幸男，
申请(专利权)人：田中贵金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP