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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-19
(45)【発行日】2022-07-27
(54)【発明の名称】導電性ピラー及びその製造方法並びに接合構造の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/60 20060101AFI20220720BHJP
G03F 7/40 20060101ALI20220720BHJP
G03F 7/42 20060101ALI20220720BHJP
【ＦＩ】
H01L21/92 604Z
H01L21/92 603Z
H01L21/92 604N
H01L21/92 604S
H01L21/60 311Q
H01L21/92 602E
H01L21/92 604C
G03F7/40 521
G03F7/42
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021549079
(86)(22)【出願日】2020-12-17
(86)【国際出願番号】 JP2020047075
(87)【国際公開番号】W WO2021145129
(87)【国際公開日】2021-07-22
【審査請求日】2021-08-19
(31)【優先権主張番号】P 2020005885
(32)【優先日】2020-01-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2020042068
(32)【優先日】2020-03-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000002886
【氏名又は名称】ＤＩＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100177471
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 眞治
(74)【代理人】
【識別番号】100163290
【弁理士】
【氏名又は名称】岩本 明洋
(74)【代理人】
【識別番号】100149445
【弁理士】
【氏名又は名称】大野 孝幸
(72)【発明者】
【氏名】山口 亮太
(72)【発明者】
【氏名】矢田 真
【審査官】安田 雅彦
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００６１７９６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－１１５８４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１２２４３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１０９３８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１４３３０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－２２２８４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００７６１６３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６０ －２１／６０７
Ｈ０１Ｌ ２１／３２０５－２１／３２１５
Ｈ０１Ｌ ２１／７６８
Ｈ０１Ｌ ２３／４８ －２３／５３８
Ｈ０１Ｌ ２５／００ －２５／１８
Ｈ０５Ｋ １／０９ － １／１８
Ｈ０５Ｋ ３／１０ － ３／２８
Ｈ０５Ｋ ３／３２ － ３／３４
Ｇ０３Ｆ ７／４０ － ７／４２
Ｈ０１Ｂ １／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電極パッドが形成された基材上に、前記電極パッド上に開口部を有するレジスト層を形成する工程と、前記開口部を有するレジスト層が形成された前記基材上の表面にＣｕをスパッタ又は蒸着し、Ｃｕ薄膜を形成する工程と、
前記開口部に銅微粒子ペーストを充填する工程と、
前記銅微粒子ペーストが充填された基材を加熱し、前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程と、
を、この順に備える導電性ピラーの製造方法。
【請求項2】
電極パッドと、前記電極パッド上のＣｕ薄膜からなる第一の接合層と、前記第一の接合層上の銅微粒子の焼結体と、を備える導電性ピラーの製造方法であって、電極パッドが形成された基材上の表面にＴｉをスパッタ又は蒸着し３～６００ｎｍ厚のＴｉ薄膜を形成する工程と、前記Ｔｉ薄膜上にＣｕをスパッタ又は蒸着し３～３０００ｎｍ厚のＣｕ薄膜を形成する工程と、
前記Ｃｕ薄膜上に、前記電極パッド上に開口部を有するレジスト層を形成する工程と、
前記開口部に平均一次粒子径が１０ｎｍ以上１μｍ未満の銅微粒子から構成される銅微粒子ペーストを充填する工程と、
酸素濃度２００ｐｐｍ以上の酸素含有雰囲気に暴露する工程と、
前記銅微粒子ペーストが充填された基材を加熱し、前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程と、
を、この順に備える焼結体の上面全体を通して１つの凹型形状が形成された導電性ピラーの製造方法。
【請求項3】
前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、さらに前記基材上の最外層の表面に残った前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する工程を備える、請求項１又は２に記載の導電性ピラーの製造方法。
【請求項4】
前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する工程が、ウェットエッチングである、請求項３に記載の導電性ピラーの製造方法。
【請求項5】
前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、さらに前記レジスト層、及び、露出したＣｕ薄膜を除去する工程を備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の導電性ピラーの製造方法。
【請求項6】
前記電極パッドが形成された基材と、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法により形成された導電性ピラーと、第二の接合層と、被接合部材とを、この順に接合する接合構造の製造方法。
【請求項7】
基材上に設けられた金属微粒子の焼結体で構成され、前記焼結体の上面が、焼結体の上面全体を通して１つの凹型形状であり、
前記焼結体の側面が、Ｃｕ薄膜で覆われている導電性ピラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、導電性ピラー及びその製造方法並びに接合構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、半導体チップと半導体基板とを電気的に接続する方法として、フリップチップ実装法が用いられている。フリップチップ実装法は、半導体チップ上に配置された電極パッド上にバンプを形成し、バンプを介して半導体チップと半導体基板とを対向配置し、加熱することによりバンプを溶融して接合する方法である。また、フリップチップ実装法では、半導体チップ上に配置された電極パッド上にシード層と呼ばれるメッキ下地層を介して導電性ピラーを形成し、その上にバンプを形成する場合がある。
【0003】
電極パッド上にメッキ下地層を介して形成される導電性ピラーとして、銅ピラーがある。銅ピラーは、従来、以下に示す方法により形成されている。電極パッドを有する半導体チップ上に、メッキ下地層とレジスト層とをこの順に形成する。次に、レジスト層の一部を除去して、電極パット上のメッキ下地層を露出させる。続いて、電気メッキ法を用いてメッキ下地層上に銅ピラーを形成する。その後、レジスト層を除去し、レジスト層の下に配置されていたメッキ下地層を、エッチングにより除去する（例えば、特許文献１参照）。
【0004】
電気メッキ法を用いずに、銅ペーストを原料にして銅ピラーを形成する方法も報告されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１５－１３５９７４号公報
【文献】米国特許第９８５９２４１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、電気メッキ法を用いて銅ピラーを形成する方法では、電気メッキ法を採用するための設備導入コストが大きいうえに、大量の廃液を再生又は処分する必要があり、環境負荷も大きかった。
また、電気メッキ法を用いずに銅ペーストを原料にして銅ピラーを形成する方法では、半導体チップ側の基材上の電極は、金属材料にアルミニウム又はアルミニウムを主体とする金属種を用いることが一般的である。アルミニウムは非常に酸化されやすく、瞬時に酸化膜が形成される。結果として、酸化膜が銅との接合を阻害するため、無加圧条件で銅ペーストを接合させることは難しい。半導体チップ上に銅ペーストを原料とする銅ピラーを形成し、その上に形成したバンプを介して半導体チップと半導体基板とを電気的に接続した場合、半導体チップと半導体基板との接合強度が十分に得られない場合があった。このため、バンプなどの接合層を介して半導体チップと半導体基板とを高い接合強度で接合できる導電性ピラーが求められていた。
また、電気メッキ法を用いずに銅ペーストを原料にして銅ピラーを形成する方法では、半導体チップ側の基材上の電極は、金属材料にアルミニウム又はアルミニウムを主体とする金属種を用いることが一般的である。アルミニウムは非常に酸化されやすく、瞬時に酸化膜が形成される。結果として、酸化膜が銅との接合を阻害するため、無加圧条件で銅ペーストを接合させることは難しい。半導体チップ上に銅ペーストを原料とする銅ピラーを形成し、その上に形成したバンプを介して半導体チップと半導体基板とを電気的に接続した場合、半導体チップと半導体基板との接合強度が十分に得られない場合があった。このため、バンプなどの接合層を介して半導体チップと半導体基板とを高い接合強度で接合できる導電性ピラーが求められていた。
【0007】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、半導体チップ等の基材上に設けられ、前記基材と被接合部材とを接合層を介して高い接合強度で接合できる、導電性ピラー及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、本発明の導電性ピラーを有し、基材と被接合部材とを高い接合強度で接合できる接合構造の製造方法および電子機器の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、本発明の導電性ピラーを有し、基材と被接合部材とを高い接合強度で接合できる接合構造の製造方法および電子機器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
［１］ 電極パッドが形成された基材上に、前記電極パッド上に開口部を有するレジスト層を形成する工程と、
前記開口部を有するレジスト層が形成された前記基材上の表面にＣｕをスパッタ又は蒸着し、Ｃｕ薄膜を形成する工程と、
前記開口部に銅微粒子ペーストを充填する工程と、
前記銅微粒子ペーストが充填された基材を加熱し、前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程と、
を、この順に備える導電性ピラーの製造方法。
［２］ 電極パッドと、前記電極パッド上のＣｕ薄膜からなる第一の接合層と、前記第一の接合層上の銅微粒子の焼結体とを備える導電性ピラーの製造方法であって、
電極パッドが形成された基材上の表面にＣｕをスパッタ又は蒸着し、Ｃｕ薄膜を形成する工程と、
前記Ｃｕ薄膜上に、前記電極パッド上に開口部を有するレジスト層を形成する工程と、
前記開口部に銅微粒子ペーストを充填する工程と、
前記銅微粒子ペーストが充填された基材を加熱し、前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程と、
を、この順に備える導電性ピラーの製造方法。
［３］ 前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、さらに前記基材上の最外層の表面に残った前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する工程を備える、前記［１］又は［２］に記載の導電性ピラーの製造方法。
［４］ 前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する工程が、ウェットエッチングである、前記［３］に記載の導電性ピラーの製造方法。
［５］ 前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、さらに前記レジスト層、及び、露出したＣｕ薄膜を除去する工程を備える、前記［１］～［４］のいずれか１項に記載の導電性ピラーの製造方法。
［６］ 前記電極パッドが形成された基材と、前記［１］～［５］のいずれか１項に記載の方法により形成された導電性ピラーと、第二の接合層と、被接合部材とを、この順に接合する接合構造の製造方法。
［７］ 基材上に設けられた金属微粒子の焼結体で構成され、
前記焼結体の上面が、前記基材側に窪んだ凹型形状であり、
前記焼結体の側面が、Ｃｕ薄膜で覆われている導電性ピラー。
前記開口部を有するレジスト層が形成された前記基材上の表面にＣｕをスパッタ又は蒸着し、Ｃｕ薄膜を形成する工程と、
前記開口部に銅微粒子ペーストを充填する工程と、
前記銅微粒子ペーストが充填された基材を加熱し、前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程と、
を、この順に備える導電性ピラーの製造方法。
［２］ 電極パッドと、前記電極パッド上のＣｕ薄膜からなる第一の接合層と、前記第一の接合層上の銅微粒子の焼結体とを備える導電性ピラーの製造方法であって、
電極パッドが形成された基材上の表面にＣｕをスパッタ又は蒸着し、Ｃｕ薄膜を形成する工程と、
前記Ｃｕ薄膜上に、前記電極パッド上に開口部を有するレジスト層を形成する工程と、
前記開口部に銅微粒子ペーストを充填する工程と、
前記銅微粒子ペーストが充填された基材を加熱し、前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程と、
を、この順に備える導電性ピラーの製造方法。
［３］ 前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、さらに前記基材上の最外層の表面に残った前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する工程を備える、前記［１］又は［２］に記載の導電性ピラーの製造方法。
［４］ 前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する工程が、ウェットエッチングである、前記［３］に記載の導電性ピラーの製造方法。
［５］ 前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、さらに前記レジスト層、及び、露出したＣｕ薄膜を除去する工程を備える、前記［１］～［４］のいずれか１項に記載の導電性ピラーの製造方法。
［６］ 前記電極パッドが形成された基材と、前記［１］～［５］のいずれか１項に記載の方法により形成された導電性ピラーと、第二の接合層と、被接合部材とを、この順に接合する接合構造の製造方法。
［７］ 基材上に設けられた金属微粒子の焼結体で構成され、
前記焼結体の上面が、前記基材側に窪んだ凹型形状であり、
前記焼結体の側面が、Ｃｕ薄膜で覆われている導電性ピラー。
【発明の効果】
【0009】
本発明の導電性ピラーの製造方法により、電気メッキ法を用いずに、基材と被接合部材とを接合層を介して高い接合強度で接合できる導電性ピラーを製造できる。
【0010】
本発明の接合構造の製造方法により、電気メッキ法を用いずに、基材と被接合部材とを接合層を介して高い接合強度で接合できる接合構造を製造でき、また、前記接合構造を含む電子機器を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の導電性ピラー、接合構造、電子機器および導電性ピラーの製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合がある。このため、各構成要素の寸法比率などは、実際とは異なっている場合がある。
【0013】
＜＜導電性ピラーの製造方法＞＞
図１及び図３は、導電性ピラーの製造方法の一例を説明するための工程図である。説明の便宜上、図１に記載した導電性ピラーの製造方法を実施形態１とし、図３に記載した導電性ピラーの製造方法を実施形態２とし、本発明に係る導電性ピラーの製造方法について以下詳細に説明する。
図１及び図３は、導電性ピラーの製造方法の一例を説明するための工程図である。説明の便宜上、図１に記載した導電性ピラーの製造方法を実施形態１とし、図３に記載した導電性ピラーの製造方法を実施形態２とし、本発明に係る導電性ピラーの製造方法について以下詳細に説明する。
【0014】
（実施形態１）
図１は、本実施形態の導電性ピラーの製造方法の一例を示した図である。
本実施形態の導電性ピラーの製造方法は、電極パッドと、前記電極パッド上のＣｕ薄膜からなる第一の接合層と、前記第一の接合層上の銅微粒子の焼結体とを備える導電性ピラーの製造方法であって、
電極パッドが形成された基材上の表面にＣｕをスパッタ又は蒸着し、Ｃｕ薄膜を形成する工程（図１（Ａ））と、
前記Ｃｕ薄膜上に、前記電極パッド上に開口部を有するレジスト層を形成する工程（図１（Ｂ））と、
前記開口部に銅微粒子ペーストを充填する工程（図１（Ｃ））と、
前記銅微粒子ペーストが充填された基材を加熱し、前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程（図１（Ｄ））と、
を、この順に備える。
図１は、本実施形態の導電性ピラーの製造方法の一例を示した図である。
本実施形態の導電性ピラーの製造方法は、電極パッドと、前記電極パッド上のＣｕ薄膜からなる第一の接合層と、前記第一の接合層上の銅微粒子の焼結体とを備える導電性ピラーの製造方法であって、
電極パッドが形成された基材上の表面にＣｕをスパッタ又は蒸着し、Ｃｕ薄膜を形成する工程（図１（Ａ））と、
前記Ｃｕ薄膜上に、前記電極パッド上に開口部を有するレジスト層を形成する工程（図１（Ｂ））と、
前記開口部に銅微粒子ペーストを充填する工程（図１（Ｃ））と、
前記銅微粒子ペーストが充填された基材を加熱し、前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程（図１（Ｄ））と、
を、この順に備える。
【0015】
（実施形態２）
図３は、本実施形態の導電性ピラーの製造方法の一例を示した側面図である。
本実施形態の導電性ピラーの製造方法は、電極パッドが形成された基材上に、前記電極パッド上に開口部を有するレジスト層を形成する工程（図３（Ａ））と、
前記開口部を有するレジスト層が形成された前記基材上の表面にＣｕをスパッタ又は蒸着し、Ｃｕ薄膜を形成する工程と（図３（Ｂ））、
前記開口部に銅微粒子ペーストを充填する工程と（図３（Ｃ））、
前記銅微粒子ペーストが充填された基材を加熱し、前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程と（図３（Ｄ））、
を、この順に備える。
図３は、本実施形態の導電性ピラーの製造方法の一例を示した側面図である。
本実施形態の導電性ピラーの製造方法は、電極パッドが形成された基材上に、前記電極パッド上に開口部を有するレジスト層を形成する工程（図３（Ａ））と、
前記開口部を有するレジスト層が形成された前記基材上の表面にＣｕをスパッタ又は蒸着し、Ｃｕ薄膜を形成する工程と（図３（Ｂ））、
前記開口部に銅微粒子ペーストを充填する工程と（図３（Ｃ））、
前記銅微粒子ペーストが充填された基材を加熱し、前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程と（図３（Ｄ））、
を、この順に備える。
【0016】
＜Ｃｕ薄膜を形成する工程＞
実施形態１におけるＣｕ薄膜を形成する工程は、電極パッド１３が形成された基材上の表面にＣｕをスパッタ又は蒸着し、Ｃｕ薄膜１７を形成する（図１（Ａ）参照）。本実施形態では、基材１１上には、電極パッド１３が形成されているので、図１（Ａ）に示すように、基材１１が露出した表面だけでなく、基材１１上の電極パッド１３の上の表面にもＣｕ薄膜１７が形成される。
実施形態１におけるＣｕ薄膜を形成する工程は、電極パッド１３が形成された基材上の表面にＣｕをスパッタ又は蒸着し、Ｃｕ薄膜１７を形成する（図１（Ａ）参照）。本実施形態では、基材１１上には、電極パッド１３が形成されているので、図１（Ａ）に示すように、基材１１が露出した表面だけでなく、基材１１上の電極パッド１３の上の表面にもＣｕ薄膜１７が形成される。
【0017】
実施形態２におけるＣｕ薄膜を形成する工程は、開口部１６ａを有するレジスト層１６が形成された基材上の表面にＣｕをスパッタ又は蒸着し、Ｃｕ薄膜１７を形成する（図３（Ｂ）参照）。本実施形態では、レジスト層１６は電極パッド１３上に開口部１６ａを有するので、図３（Ｂ）に示すように、レジスト層１６の表面だけでなく、開口部１６ａによって露出した基材１１上の電極パッド１３の上の表面にもＣｕ薄膜１７が形成される。
レジスト層上部のＣｕ薄膜１７ａの膜厚は、電極パッド上のＣｕ薄膜１７ｃの膜厚にほぼ等しい。レジスト層の開口部の側面のＣｕ薄膜１７ｂの膜厚は、レジスト層上部のＣｕ薄膜１７ａの膜厚及び電極パッド上のＣｕ薄膜１７ｃの膜厚よりも薄い。しかし、レジスト層の開口部の側面のＣｕ薄膜１７ｂの膜厚は、スパッタ時に基材を傾斜させ、回転させた場合には、レジスト層上部のＣｕ薄膜１７ａの膜厚及び電極パッド上のＣｕ薄膜１７ｃの膜厚とほぼ等しくすることができる。
レジスト層上部のＣｕ薄膜１７ａの膜厚は、電極パッド上のＣｕ薄膜１７ｃの膜厚にほぼ等しい。レジスト層の開口部の側面のＣｕ薄膜１７ｂの膜厚は、レジスト層上部のＣｕ薄膜１７ａの膜厚及び電極パッド上のＣｕ薄膜１７ｃの膜厚よりも薄い。しかし、レジスト層の開口部の側面のＣｕ薄膜１７ｂの膜厚は、スパッタ時に基材を傾斜させ、回転させた場合には、レジスト層上部のＣｕ薄膜１７ａの膜厚及び電極パッド上のＣｕ薄膜１７ｃの膜厚とほぼ等しくすることができる。
【0018】
電極パッド１３を有する基材１１としては、特に限定されるものではなく、任意の電気回路が形成された半導体チップ、半導体ウエハ、インターポーザなどの半導体材料基材が挙げられる。基材１１の材料としては、例えば、銅などの金属、セラミック、シリコン、樹脂、およびこれらの複合材料など、基材１１に使用される公知の材料を用いることができる。また、電極パッド１３の材料としては、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕなどの金属または合金からなる導電材料を用いることができる。電極パッド１３は、１種類の材料からなる単層構造のものであってもよいし、２種類以上の材料で形成された多層構造のものであってもよい。Ｃｕ薄膜との濡れ性、すなわち密着性が向上し、安定な導電性ピラーを形成できることから、Ｃｕ薄膜に接触する電極パッド１３の最外層はチタンを含有する層であることが好ましい。例えば、Ｔｉ膜の単層構造、又は、チタン－タングステン合金／銅（ＴｉＷ／Ｃｕ）、チタン／銅（Ｔｉ／Ｃｕ）若しくはチタン／銅／ニッケル金（Ｔｉ／Ｃｕ／ＮｉＡｕ）、チタン／窒化チタン／チタン（Ｔｉ／ＴｉＮ／Ｔｉ）などの多層構造が挙げられる。
【0019】
Ｃｕ薄膜１７は、市販のスパッタ装置を用いて、電極パッドが形成された基材上の表面又は開口部を有するレジスト層が形成された前記基材上の表面に、Ｃｕをスパッタし、形成することができる。具体的には、真空中でＡｒ等の不活性ガスを導入し、Ｃｕターゲットにマイナスの電圧を印加してグロー放電を発生させ、不活性ガス原子をイオン化し、高速でターゲットの表面にガスイオンを衝突させて激しく叩き、ＣｕターゲットのＣｕ原子を激しく弾き出し、電極パッドが形成された基材上の表面又は開口部を有するレジスト層が形成された前記基材上の表面に、付着・堆積してＣｕ薄膜を形成する。
【0020】
また、市販の真空蒸着装置を用いて、電極パッドが形成された基材上の表面又は開口部を有するレジスト層が形成された前記基材上の表面に、Ｃｕを蒸着し、Ｃｕ薄膜を形成することができる。具体的には、Ｃｕの蒸着材料を真空蒸着装置内部の発熱源（蒸着源）に載せて、真空中で熱を加えると、加熱されたＣｕの蒸着材料が気化・昇華し、真空蒸着装置内の真空中に飛散したＣｕ原子は、電極パッドが形成された基材上の表面又は開口部を有するレジスト層が形成された前記基材上の表面に、付着（蒸着）してＣｕ薄膜を形成する。
【0021】
Ｃｕ薄膜１７の膜厚は、３～３０００ｎｍの範囲で容易に調整することができ、３～３０００ｎｍであることが好ましく、１０～２０００ｎｍであることがより好ましく、５０～１０００ｎｍであることが特に好ましい。
【0022】
Ｃｕ薄膜１７は、単層構造のものであってもよいし、最外層にＣｕ薄膜を形成することができれば、２種類以上の材料で形成された多層構造のものであってもよい。
【0023】
例えば、電極パッド１３がアルミニウムなどの酸化されやすい金属からなる場合、電極パッド１３の上に直接Ｃｕ薄膜を形成しようとすると、電極パッド１３と導電性ピラー１との間の接合強度を容易に強くするためには、電極パッド１３の上に酸化被膜が形成されないようにするか、または、酸化被膜を除去する必要がある。アルミニウム製の電極パッド１３の上に直接Ｃｕ薄膜を形成するよりも、アルミニウム製の電極パッド１３の上にＴｉ薄膜を形成し、該Ｔｉ薄膜の上にＣｕ薄膜を形成する方が、電極パッド１３と導電性ピラー１との間の接合強度を容易に強くすることができる場合がある。
【0024】
Ｔｉ薄膜の形成は、Ｃｕ薄膜の形成におけるＣｕターゲットをＴｉターゲットに変更すること以外は、Ｃｕ薄膜の形成と同様に、Ｔｉをスパッタ又は蒸着して、Ｃｕ薄膜を形成することができる。
【0025】
Ｔｉ薄膜の膜厚は、３～６００ｎｍの範囲で容易に調整することができ、３～６００ｎｍであることが好ましく、１０～４００ｎｍであることがより好ましく、５０～２００ｎｍであることが特に好ましい。
【0026】
電気メッキ法を用いてメッキ下地層上に銅ピラーを形成する従来の方法では、メッキ下地層としてのＣｕ層に電位を印加しなければならず、かつ電流を流さなければならないので、Ｃｕ層に低電気抵抗の性質が要求される。そのため、従来は、レジスト層の下の基材の全面に厚膜のメッキ下地層が設けられていた。本実施形態の導電性ピラーの製造方法においては、Ｃｕ薄膜は電極パッドと銅ピラーとの間の第一の接合層として機能するものであり、電気メッキ法のように電流を流す必要がないので、Ｃｕ薄膜の膜厚を薄膜化することができる。Ｃｕ薄膜の膜厚を薄膜化できれば、Ｃｕ薄膜をエッチングにより除去するための時間を大幅に短縮することができ、またエッチング剤の使用量も削減できるという利点がある。特に、実施形態２の導電性ピラーの製造方法においては、開口部を有するレジスト層が形成された基材上の表面にＣｕ薄膜を形成するので、銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、レジスト層を除去する工程において、従来の課題となっていたアンダーカットの発生を防ぐことができる。電極パッド１３の材料として、例えば、Ｔｉ、Ａｌなどの２種類以上の金属材料で形成された多層構造のものであっても、アンダーカットの発生を防ぐことができる。
【0027】
＜レジスト層を形成する工程＞
レジスト層は、レジスト層１６をパターニングすることにより、レジスト層１６の一部を除去して、電極パット１３を露出させる円柱状の凹部からなる開口部１６ａを形成することができる（図１（Ｂ）、図３（Ａ）参照）。レジスト層１６のパターニング方法としては、公知の方法を用いることができる。開口部１６ａは、焼結体１２を製造するための鋳型として機能する。
レジスト層は、レジスト層１６をパターニングすることにより、レジスト層１６の一部を除去して、電極パット１３を露出させる円柱状の凹部からなる開口部１６ａを形成することができる（図１（Ｂ）、図３（Ａ）参照）。レジスト層１６のパターニング方法としては、公知の方法を用いることができる。開口部１６ａは、焼結体１２を製造するための鋳型として機能する。
【0028】
図１（Ｂ）におけるレジスト層１６は、Ｃｕ薄膜１７上に、電極パッド１３上に開口部１６ａを有する形状とすることができる。
【0029】
図３（Ａ）におけるレジスト層１６は、基材１１上に、電極パッド１３上に開口部１６ａを有する形状とすることができる。
【0030】
レジスト層１６の材料としては、例えば、フォトレジスト （ｐｈｏｔｏ－ｒｅｓｉｓｔ）、ポリイミド、エポキシ、エポキシモールディングコンパウンド（ｅｐｏｘｙ－ｍｏｌｄｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ：ＥＭＣ）など、各種ドライフィルムを用いることができる。
【0031】
開口部１６ａは、略円柱形状を有する。開口部１６ａが、略円柱形状を有するものであると、焼結体１２と、第一の接合層及び後述する接合層（第二の接合層）との接合性が良好となり、基材１１と、基材１１と接合される被接合部材とがより高い接合強度で接合されるため、好ましい。
【0032】
開口部１６ａが略円柱形状のとき、開口部１６ａの大きさ及びこれにより形成できる導電性ピラー１の大きさは、当該円柱の底面の直径で表すことができ、電子機器の小型化に伴う接合構造の微細化に対応できるように、直径１００μｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは５０μｍ以下であり、特に好ましくは３０μｍ以下である。開口部１６ａの大きさ及び導電性ピラー１の大きさは、第一の接合層及び後述する第二の接合層との接合性および導電性がより一層良好なものとなるため、直径５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましく、２０μｍ以上であることがさらに好ましい。当該円柱の底面の直径が、５～１００μｍであることが好ましく、１０～５０μｍであることがより好ましく、２０～３０μｍであることがさらに好ましい。
【0033】
開口部１６ａの平面形状は、略円形形状に限定されるものではなく、電極パッド１３の平面形状などに応じて適宜決定できる。開口部１６ａの平面形状は、例えば、略矩形などの多角形状であってもよいし、略楕円形、略長円形などの形状であってもよい。この場合において、開口部１６ａの大きさ及びこれにより形成できる導電性ピラー１の大きさは、該平面形状の円相当径で表すことができ、好ましい当該円相当径は、前記円柱の底面の直径と同様である。これに伴い、焼結体１２の平面形状を、例えば、略矩形などの多角形状や、略楕円形、略長円形などの形状に形成することができ、焼結体１２の大きさを制御することができる。
【0034】
すなわち、開口部１６ａが柱形状のとき、開口部１６ａの大きさ及びこれにより形成できる導電性ピラー１の大きさは、当該柱形状の底面の円相当径で表すことができ、電子機器の小型化に伴う接合構造の微細化に対応できるように、当該円相当径が１００μｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは５０μｍ以下であり、特に好ましくは３０μｍ以下である。開口部１６ａの大きさ及び導電性ピラー１の大きさは、第一の接合層及び後述する第二の接合層との接合性および導電性がより一層良好なものとなるため、当該円相当径が５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましく、２０μｍ以上であることがさらに好ましい。当該円相当径が、５～１００μｍであることが好ましく、１０～５０μｍであることがより好ましく、２０～３０μｍであることがさらに好ましい。
【0035】
＜銅微粒子ペーストを充填する工程＞
開口部１６ａに、銅微粒子ペースト１２ｃを、スキージ１２ｄを用いて充填することにより、電極パッド１３を有する基材１１上に、銅微粒子ペースト１２ｃからなる柱状体が形成される（図１（Ｃ）、図３（Ｃ）参照）。
開口部１６ａに、銅微粒子ペースト１２ｃを、スキージ１２ｄを用いて充填することにより、電極パッド１３を有する基材１１上に、銅微粒子ペースト１２ｃからなる柱状体が形成される（図１（Ｃ）、図３（Ｃ）参照）。
【0036】
銅微粒子ペースト１２ｃを開口部１６ａに充填する際には、アルゴンガス雰囲気などの不活性ガス雰囲気下または還元性ガス雰囲気下で行ってもよい。この場合、銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子が酸化されにくく、好ましい。
【0037】
銅微粒子ペースト１２ｃの充填に使用するスキージ１２ｄとしては、例えば、プラスチック、ウレタンゴムなどのゴム、セラミック、金属などからなるものを用いることができる。
銅微粒子ペースト１２ｃを開口部１６ａに充填する方法としては、スキージ１２ｄを用いる方法に限定されるものではなく、ドクターブレード、ディスペンサ、インクジェット、プレス注入、真空印刷、加圧による押込みなどの方法を用いてもよい。
次に、＜銅微粒子ペーストを充填する工程＞で用いることのできる、（銅微粒子ペースト）について説明する。
銅微粒子ペースト１２ｃを開口部１６ａに充填する方法としては、スキージ１２ｄを用いる方法に限定されるものではなく、ドクターブレード、ディスペンサ、インクジェット、プレス注入、真空印刷、加圧による押込みなどの方法を用いてもよい。
次に、＜銅微粒子ペーストを充填する工程＞で用いることのできる、（銅微粒子ペースト）について説明する。
【0038】
（銅微粒子ペースト）
本実施形態において開口部１６ａに充填する銅微粒子ペースト１２ｃとしては、平均一次粒子径１μｍ未満の銅微粒子を含むものを用いることが好ましい。銅微粒子ペースト１２ｃとしては、例えば、平均一次粒子径１μｍ未満の銅微粒子と、溶媒と、必要に応じて含有される分散剤、保護剤およびその他の添加剤との混合物などを用いることができる。銅微粒子および分散剤は、銅微粒子ペースト１２ｃ中に、銅微粒子と分散剤との複合体として含有されていてもよい。また、銅微粒子および保護剤は、銅微粒子ペースト１２ｃ中に、銅微粒子と保護剤との複合体として含有されていてもよい。銅微粒子ペースト１２ｃは、例えば、銅微粒子ペースト１２ｃとなる材料を、公知の方法で混合することにより製造できる。以下、銅微粒子と分散剤との複合体、及び、銅微粒子と保護剤との複合体を、総称して、「銅微粒子複合体」という。
本実施形態において開口部１６ａに充填する銅微粒子ペースト１２ｃとしては、平均一次粒子径１μｍ未満の銅微粒子を含むものを用いることが好ましい。銅微粒子ペースト１２ｃとしては、例えば、平均一次粒子径１μｍ未満の銅微粒子と、溶媒と、必要に応じて含有される分散剤、保護剤およびその他の添加剤との混合物などを用いることができる。銅微粒子および分散剤は、銅微粒子ペースト１２ｃ中に、銅微粒子と分散剤との複合体として含有されていてもよい。また、銅微粒子および保護剤は、銅微粒子ペースト１２ｃ中に、銅微粒子と保護剤との複合体として含有されていてもよい。銅微粒子ペースト１２ｃは、例えば、銅微粒子ペースト１２ｃとなる材料を、公知の方法で混合することにより製造できる。以下、銅微粒子と分散剤との複合体、及び、銅微粒子と保護剤との複合体を、総称して、「銅微粒子複合体」という。
【0039】
銅微粒子の平均一次粒子径、及び、銅微粒子複合体の平均一次粒子径は、１μｍ未満が好ましく、５００ｎｍ以下がより好ましく、１００ｎｍ以下がさらに好ましい。銅微粒子の平均一次粒子径、及び、銅微粒子複合体の平均一次粒子径は、１０ｎｍ以上１μｍ未満が好ましく、２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下がより好ましく、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下がさらに好ましい。
【0040】
銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子の形状については、特に制限はない。例えば、銅微粒子として、球状、フレーク状などの銅微粒子を用いることができる。
【0041】
本実施形態において、導電性ピラー１の材料として使用される銅微粒子の平均一次粒子径は、焼結後の焼結体１２（導電性ピラー１）を形成する銅微粒子のＸ線小角散乱測定法（以下、「ＳＡＸＳ」ということがある。）を用いて測定した平均粒子径が、所定の範囲内となるように、適宜決定される。例えば、ＳＡＸＳを用いて測定した平均粒子径が１μｍ未満である銅微粒子の焼結体１２からなる導電性ピラー１を製造する場合には、銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子の平均一次粒子径を１μｍ未満とする。ＳＡＸＳを用いて測定した平均粒子径が１００ｎｍ以下である銅微粒子の焼結体１２からなる導電性ピラー１を製造する場合には、銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子の平均一次粒子径を１００ｎｍ以下とする。
【0042】
本実施形態において、導電性ピラー１の材料として使用される銅微粒子の粒子径が１μｍ未満であるとは、銅微粒子の平均一次粒子径が１μｍ未満であることを意味する。
なお、銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子が、銅微粒子と分散剤との複合体および／または銅微粒子と保護剤との複合体として含有されている場合、複合体の平均一次粒子径を銅微粒子の平均一次粒子径とみなす。
なお、銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子が、銅微粒子と分散剤との複合体および／または銅微粒子と保護剤との複合体として含有されている場合、複合体の平均一次粒子径を銅微粒子の平均一次粒子径とみなす。
【0043】
導電性ピラー１の材料として使用される銅微粒子の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により算出できる。
本実施形態では、導電性ピラー１の材料として使用される銅微粒子の平均一次粒子径として、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて撮影した写真の画像を解析することにより算出した値を用いる。
本実施形態では、導電性ピラー１の材料として使用される銅微粒子の平均一次粒子径として、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて撮影した写真の画像を解析することにより算出した値を用いる。
【0044】
具体的には、銅微粒子を、任意の濃度で溶媒に分散させた分散液を、カーボン膜被覆グリッド上にキャストし、乾燥させて溶媒を除去し、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の観察用試料とする。得られたＴＥＭ像の中から無作為に微粒子を２００個抽出する。抽出した微粒子それぞれの面積を求め、真球に換算したときの粒子径を個数基準として算出した値を、平均一次粒子径として採用する。無作為に抽出される銅微粒子から、２個の粒子が重なったものは除外する。多数の粒子が、接触又は二次凝集して集合している場合には、集合を構成している銅微粒子はそれぞれ独立した粒子であるものとして取り扱う。例えば、５個の一次粒子が接触又は二次凝集して１つの集合を構成している場合、集合を構成する５個の粒子それぞれが銅微粒子の平均一次粒子径の算出対象となる。
【0045】
銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる溶媒としては、銅微粒子が均一に分散した銅微粒子ペースト１２ｃが得られるように、銅微粒子ペースト１２ｃ中に含まれる銅微粒子（銅微粒子が、分散剤との複合体および／または保護剤との複合体である場合には複合体）を凝集させないものを用いることが好ましい。溶媒としては、水酸基を含む１種以上の溶媒を用いてもよいし、水酸基を含まない１種以上の溶媒を用いてもよいし、水酸基を含有する溶媒と水酸基を含有しない溶媒とを混合して用いてもよい。
【0046】
水酸基を含む溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、１－プロパノール、イソプロパノール、１－ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ－ブタノール、ｔｅｒｔ－ブタノール、アミルアルコール、ｔｅｒｔ－アミルアルコール、１－ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、２－エチル－１－ブタノール、１－ヘプタノール、１－オクタノール、４－メチル－２－ペンタノール、ネオペンチルグリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、２，３－ブタンジオール、イソブチレングリコール、２，２－ジメチル－１，３－ブタンジオール、２－メチル－１，３－ペンタンジオール、２－メチル－２，４－ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、１，５－ペンタンジオール、２，４－ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、２，５－ヘキサンジオール、グリセリン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテルなどが挙げられる。
【0047】
水酸基を含まない溶媒としては、例えば、アセトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、アクリロニトリル、プロピオニトリル、ｎ－ブチロニトリル、イソブチロニトリル、γ－ブチロラクトン、ε－カプロラクト、プロピオラクトン、炭酸－２，３－ブチレン、炭酸エチレン、炭酸１，２－エチレン、炭酸ジメチル、炭酸エチレン、マロン酸ジメチル、乳酸エチル、安息香酸メチル、サリチル酸メチル、二酢酸エチレングリコール、ε－カプロラクタム、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチルホルムアミド、Ｎ－メチルアセトアミド、Ｎ－エチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルホルムアミド、ホルムアミド、ピロリジン、１－メチル－２－ピロリジノン、ヘキサメチルリン酸トリアミド、ナフタレンなどが挙げられる。
【0048】
銅微粒子ペースト１２ｃに含有される添加剤としては、例えば、シリコン素系レベリング剤、フッ素系レベリング剤、消泡剤などが挙げられる。
【0049】
銅微粒子ペースト１２ｃに含有される分散剤としては、例えば、チオエーテル型有機化合物などを用いることができる。分散剤として好適なチオエーテル型有機化合物としては、例えば、下記式（１）で示されるエチル３－（３－（メトキシ（ポリエトキシ）エトキシ）－２－ヒドロキシプロピルスルファニル）プロピオナート〔ポリエチレングリコールメチルグリシジルエーテル（ポリエチレングリコール鎖の分子量２００～３０００（炭素数８～１３６））への３－メルカプトプロピオン酸エチルの付加化合物〕などが挙げられる。
【0050】
【化1】
【0051】
式（１）で示される化合物は、ポリエチレングリコールメチルグリシジルエーテルへの３－メルカプトプロピオン酸エチルの付加化合物であり、ポリエチレングリコールメチルグリシジルエーテルにおけるポリエチレングリコール鎖の分子量が２００～３０００（炭素数８～１３６）のものである。式（１）で示される化合物として、具体的には、例えば、ポリエチレングリコール鎖が分子量２００（炭素数８）、１０００（炭素数４６）、２０００（炭素数９１）、３０００（炭素数１３６）であるものなどが挙げられる。
【0052】
ポリエチレングリコールメチルグリシジルエーテルにおけるポリエチレングリコール鎖の分子量が２００以上であると、銅微粒子を溶媒に良好に分散させることができ、分散不良による凝集を抑制できる。また、分子量が３０００以下であると、銅微粒子ペースト１２ｃを焼結して形成される焼結体１２中に、分散剤が残留しにくくなる。後述する第二の接合層となる材料に対する焼結体１２の濡れ性が良好となり、第二の接合層となる材料が焼結体１２の複数の溝部１２ａ内に充填されやすく、アンカー部が形成されやすくなる。
【0053】
式（１）で示される化合物は、銅微粒子と複合体を形成する。式（１）で示される化合物と銅微粒子との複合体は、水、エチレングリコールなどの溶媒に容易に均一に分散する。したがって、式（１）で示される化合物と銅微粒子との複合体を用いることで、容易に銅微粒子が均一に分散した銅微粒子ペースト１２ｃが得られる。銅微粒子が均一に分散した銅微粒子ペースト１２ｃを用いることにより、銅微粒子が均一に配置された特性の安定した導電性ピラー１が得られる。
【0054】
銅微粒子と分散剤との複合体は、例えば、銅微粒子と分散剤とを混合して反応させる方法により製造できる。銅微粒子と分散剤との複合体としては、例えば、以下に示す方法により製造した複合体〔１〕および複合体〔２〕などが挙げられる。複合体〔１〕および複合体〔２〕は必要に応じて精製してから銅微粒子ペースト１２ｃの材料として用いてもよい。
【0055】
（複合体〔１〕の製造）
酢酸銅（ＩＩ）一水和物と、分散剤としての式（１）で示される化合物と、エチレングリコールとからなる混合物に、窒素を吹き込みながら加熱し、攪拌し、脱気してから室温に戻す。次いで、室温に戻した混合物に、ヒドラジン水和物を水で希釈したヒドラジン溶液を滴下して、銅を還元する。
以上の工程により、銅からなる銅微粒子と、式（１）で示される化合物からなる分散剤との複合体〔１〕が得られる。
酢酸銅（ＩＩ）一水和物と、分散剤としての式（１）で示される化合物と、エチレングリコールとからなる混合物に、窒素を吹き込みながら加熱し、攪拌し、脱気してから室温に戻す。次いで、室温に戻した混合物に、ヒドラジン水和物を水で希釈したヒドラジン溶液を滴下して、銅を還元する。
以上の工程により、銅からなる銅微粒子と、式（１）で示される化合物からなる分散剤との複合体〔１〕が得られる。
【0056】
（複合体〔２〕の製造）
硝酸銅と、保護剤としてのオクチルアミンおよびリノール酸とを、トリメチルペンタンに混合攪拌して溶解し、混合溶液とする。その後、この混合溶液に、水素化ホウ素ナトリウムを含むプロパノール溶液を滴下して銅を還元する。
以上の工程により、黒色の固体からなり、銅からなる銅微粒子と、有機物からなる保護剤との複合体〔２〕が得られる。
硝酸銅と、保護剤としてのオクチルアミンおよびリノール酸とを、トリメチルペンタンに混合攪拌して溶解し、混合溶液とする。その後、この混合溶液に、水素化ホウ素ナトリウムを含むプロパノール溶液を滴下して銅を還元する。
以上の工程により、黒色の固体からなり、銅からなる銅微粒子と、有機物からなる保護剤との複合体〔２〕が得られる。
【0057】
本実施形態においては、銅微粒子ペースト１２ｃを、開口部１６ａに充填して柱状体を形成した後、柱状体を焼結して焼結体１２を形成する前に、柱状体の少なくとも表面（図１（Ｃ）、図３（Ｃ）においては上面）を酸素濃度２００ｐｐｍ以上の酸素含有雰囲気に暴露する工程を行うことが好ましい。このことにより、柱状体の表面を形成している銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子が酸化される。
【0058】
柱状体の少なくとも表面を暴露する酸素含有雰囲気における酸素濃度は、２００ｐｐｍ以上であることが好ましく、１０００ｐｐｍ以上であることがより好ましい。酸素含有雰囲気中の酸素濃度が２００ｐｐｍ以上であると、柱状体の表面を形成している銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子の酸化が促進されるため、柱状体の少なくとも表面を酸素含有雰囲気に暴露する時間が短時間で済み、好ましい。
柱状体の少なくとも表面を暴露する酸素含有雰囲気における酸素濃度は、３０％以下であることが好ましく、２５％以下であることがより好ましく、大気中の酸素濃度（２０．１％）以下であることがさらに好ましい。酸素含有雰囲気中の酸素濃度が３０％以下であると、柱状体を形成している銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子が、過剰に酸化されることを防止できる。
柱状体の少なくとも表面を暴露する酸素含有雰囲気における酸素濃度は、３０％以下であることが好ましく、２５％以下であることがより好ましく、大気中の酸素濃度（２０．１％）以下であることがさらに好ましい。酸素含有雰囲気中の酸素濃度が３０％以下であると、柱状体を形成している銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子が、過剰に酸化されることを防止できる。
【0059】
柱状体の少なくとも表面を酸素濃度２００ｐｐｍ以上の酸素含有雰囲気に暴露する暴露時間は、暴露する温度、銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子の種類などに応じて適宜決定できる。暴露時間は特に限定されないが、例えば、温度２５℃の環境下で酸素濃度２００ｐｐｍ以上の酸素含有雰囲気に暴露する場合、１分～１８０分の範囲であることが好ましく、３分～６０分の範囲であることがより好ましい。暴露時間が１分以上であると、柱状体の表面を形成している銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子が十分に酸化される。その結果、柱状体を焼結することによって、十分な深さおよび数を有する複数の溝部１２ａが形成され、好ましい。また、暴露時間が１８０分以下であると、柱状体の表面を形成している銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子が過剰に酸化されることを防止できる。
【0060】
柱状体を焼結して焼結体１２を形成する前に、柱状体に含まれる銅微粒子が過剰に酸化されると、焼結後に得られる焼結体１２の導電性が不十分になる恐れがある。柱状体に含まれる銅微粒子が過剰に酸化された場合には、焼結体１２を形成した後に、必要に応じて従来公知の方法により焼結体１２を還元すればよい。
酸素濃度２００ｐｐｍ以上の酸素含有雰囲気としては、例えば、大気が挙げられる。
酸素濃度２００ｐｐｍ以上の酸素含有雰囲気としては、例えば、大気が挙げられる。
【0061】
＜銅微粒子ペーストを焼結させる工程＞
銅微粒子ペースト１２ｃからなる柱状体を焼結することで、基材１１上に、上面１２ｂに基材１１側に窪んだ凹型形状を有する焼結体１２を形成することができる（図１（Ｄ）、図３（Ｄ）参照）。
焼結体１２の凹型形状は、銅微粒子ペースト１２ｃからなる柱状体が焼結されることによって、レジスト層１６の開口部１６ａの形状の柱状体（銅微粒子ペースト１２ｃ）が、開口部１６ａの内面と密着した状態を維持しつつ、柱状体に含まれる銅微粒子同士が融着して柱状体よりも体積が減少したことにより形成されるものと推定される。
銅微粒子ペースト１２ｃからなる柱状体を焼結することで、基材１１上に、上面１２ｂに基材１１側に窪んだ凹型形状を有する焼結体１２を形成することができる（図１（Ｄ）、図３（Ｄ）参照）。
焼結体１２の凹型形状は、銅微粒子ペースト１２ｃからなる柱状体が焼結されることによって、レジスト層１６の開口部１６ａの形状の柱状体（銅微粒子ペースト１２ｃ）が、開口部１６ａの内面と密着した状態を維持しつつ、柱状体に含まれる銅微粒子同士が融着して柱状体よりも体積が減少したことにより形成されるものと推定される。
【0062】
図１（Ｄ）においては、柱状体（銅微粒子ペースト１２ｃ）が、レジスト層１６の開口部１６ａの内面と強固に密着した状態を維持しており、焼結させる前後で開口部１６ａの底のＣｕ薄膜１７と密着した部分は、基材の面に平行な方向には収縮が阻害されるので、焼結体の平面形状は柱状体の平面形状から変化しない。
【0063】
図３（Ｄ）においては、柱状体（銅微粒子ペースト１２ｃ）及びその側面を覆うＣｕ薄膜が、レジスト層１６の開口部１６ａの内面と強固に密着した状態を維持しており、焼結させる前後で開口部１６ａに露出した基材の面に平行な方向には収縮が阻害されるので、焼結体の平面形状は柱状体の平面形状から変化しない。
【0064】
いずれの実施形態においても、当該銅微粒子ペーストを焼結させる工程を経て得られる導電性ピラーは寸法安定性に優れる。銅微粒子の焼結体１２が、電極パッド１３上の、Ｃｕ薄膜からなる第一の接合層１７ｃの上に直接形成されるので、第一の接合層１７ｃと焼結体１２との間が強固に結合できる。導電性ピラー１において、Ｃｕ薄膜１７からなる第一の接合層１７ｃと焼結体１２との間が強固に結合しているので、導電性ピラー１の強度向上に質するものと推定される。導電性ピラー１は、基材１１上の電極パッド１３と、電極パッド１３上のＣｕ薄膜（第一の接合層１７ｃ）と、第一の接合層１７ｃ上の焼結体１２とで構成されている。焼結体１２は多孔質構造を有しているので、Ｃｕ薄膜１７とは区別可能である。また、焼結体１２は多孔質構造であるため、導電性ピラーにおいて応力緩和層としての役割を果たし、接合強度の向上に寄与すると考えられる。
【0065】
焼結体１２を形成する工程の前に、柱状体の少なくとも露出した表面（図１（Ｃ）及び図３（Ｃ）においては上面）を酸素濃度２００ｐｐｍ以上の酸素含有雰囲気に暴露する工程を行った場合、柱状体を焼結することにより、焼結体１２の上面１２ｂには、図１（Ｄ）及び図３（Ｄ）に示すように、上面１２ｂから基材１１に向かって延出する複数の溝部１２ａが形成される。これは、焼結体１２となる柱状体の表面を形成している銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子が、酸化されていることによるものと推定される。
【0066】
従来の技術では、銅微粒子などの金属微粒子を含むペーストを基材上に塗布して焼結し、焼結体からなる配線などを形成する場合、金属微粒子を含むペーストを基材上に塗布する工程から焼結が完了するまでの一連の工程を不活性ガス雰囲気中で行っている。これは、金属微粒子を含むペースト中に含まれる銅微粒子などの金属微粒子が酸化される（例えば、特許第６１６８８３７号公報、特許第６３１６６８３号公報参照。）こと防ぐためである。したがって、従来の技術では、金属微粒子を含むペーストを基材上に塗布する工程から焼結が完了するまでの一連の工程の途中で雰囲気を変更することはなく、基材上に塗布された金属微粒子を含むペーストが、焼結される前に酸素を含む雰囲気に暴露されることはなく、焼結体の上面に溝部が形成されることはなかった。
【0067】
必要に応じて、銅微粒子ペーストを焼結させる工程の前に、レジスト層の上部に残った銅微粒子ペースト１２ｃを取り除く工程、または、レジスト層上部のＣｕ薄膜１７ａの上に残った銅微粒子ペースト１２ｃを取り除く工程を追加して行ってもよい。
銅微粒子ペースト１２ｃを取り除く工程としては、布で拭き取る方法でもよいが、レジスト層上部の銅微粒子ペースト１２ｃを全て取り除くには、洗浄液で洗い流すエッチング方法を採用することが好ましい。
銅微粒子ペースト１２ｃを取り除く工程としては、布で拭き取る方法でもよいが、レジスト層上部の銅微粒子ペースト１２ｃを全て取り除くには、洗浄液で洗い流すエッチング方法を採用することが好ましい。
【0068】
ただし、後述するように、実施形態２においては、銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後に、基材上の最外層の表面に残った前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する工程において、図３（Ｄ）に示すレジスト層上部のＣｕ薄膜１７ａを、図２に示すように、同時に除去できるので、銅微粒子ペーストを焼結させる工程の前に、レジスト層上部のＣｕ薄膜１７ａに残った銅微粒子ペースト１２ｃを取り除く工程は省略することができ、工程数及び製造費用を削減できる利点がある。
【0069】
本実施形態においては、必要に応じて、柱状体を焼成する前に、柱状体に含まれる溶媒を低温で揮発させる仮焼成を行ってもよい。
柱状体を焼成する焼成方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、真空はんだリフロー装置、ホットプレート、熱風オーブンなどを用いることができる。
柱状体を焼成する焼成方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、真空はんだリフロー装置、ホットプレート、熱風オーブンなどを用いることができる。
【0070】
銅微粒子ペーストが充填された基材を加熱する温度及び時間は、柱状体（銅微粒子ペースト１２ｃ）に含まれる銅微粒子同士が融着して、十分な導電性および強度を有する焼結体１２が得られる範囲であればよい。銅微粒子ペーストが充填された基材を加熱する温度は、１５０～３５０℃であることが好ましく、２００～２５０℃であることがより好ましい。加熱時間は、１～６０分間の範囲であることが好ましく、５～１５分間の範囲であることがより好ましい。
【0071】
銅微粒子が融着する温度は、熱重量分析装置（ＴＧ－ＤＴＡ）または示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定できる。
【0072】
焼結する際の雰囲気は特に限定されるものではないが、銅粒子の酸化を防止する観点から、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で焼成することが好ましく、還元性のガスを用いてもよい。
以上の工程により、電極パッドと、前記電極パッド上のＣｕ薄膜からなる第一の接合層と、前記第一の接合層上の銅微粒子の焼結体とを備える導電性ピラー１が得られる。
以下に、本実施形態の導電性ピラーの製造方法によって得られる導電性ピラー１について説明する。
以上の工程により、電極パッドと、前記電極パッド上のＣｕ薄膜からなる第一の接合層と、前記第一の接合層上の銅微粒子の焼結体とを備える導電性ピラー１が得られる。
以下に、本実施形態の導電性ピラーの製造方法によって得られる導電性ピラー１について説明する。
【0073】
（導電性ピラー）
導電性ピラー１の製造方法では、ＳＡＸＳを用いて測定した平均粒子径が１μｍ未満である銅微粒子の焼結体１２を製造するために、平均一次粒子径１μｍ未満の銅微粒子ペースト１２ｃを用いる。銅微粒子の平均一次粒子径が１μｍ未満である銅微粒子ペースト１２ｃは、開口部１６ａに充填する際の充填性が良好である。したがって、開口部１６ａに充填した銅微粒子ペースト１２ｃ（柱状体）を焼結して形成された焼結体１２からなる導電性ピラー１は、銅微粒子を高密度で含む導電性の良好なものとなる。また、銅微粒子ペースト１２ｃが良好な充填性を有するため、接合構造の微細化に対応できる微細な導電性ピラー１を形成できる。しかも、銅微粒子ペースト１２ｃが良好な充填性を有するため、銅微粒子ペースト１２ｃ（柱状体）を焼結して形成された焼結体１２は、電極パッド１３上のＣｕ薄膜１７（第一の接合層１７ｃ）および後述する第二の接合層との接合性および電気的接続が良好となる。
導電性ピラー１の製造方法では、ＳＡＸＳを用いて測定した平均粒子径が１μｍ未満である銅微粒子の焼結体１２を製造するために、平均一次粒子径１μｍ未満の銅微粒子ペースト１２ｃを用いる。銅微粒子の平均一次粒子径が１μｍ未満である銅微粒子ペースト１２ｃは、開口部１６ａに充填する際の充填性が良好である。したがって、開口部１６ａに充填した銅微粒子ペースト１２ｃ（柱状体）を焼結して形成された焼結体１２からなる導電性ピラー１は、銅微粒子を高密度で含む導電性の良好なものとなる。また、銅微粒子ペースト１２ｃが良好な充填性を有するため、接合構造の微細化に対応できる微細な導電性ピラー１を形成できる。しかも、銅微粒子ペースト１２ｃが良好な充填性を有するため、銅微粒子ペースト１２ｃ（柱状体）を焼結して形成された焼結体１２は、電極パッド１３上のＣｕ薄膜１７（第一の接合層１７ｃ）および後述する第二の接合層との接合性および電気的接続が良好となる。
【0074】
また、導電性ピラー１が、ＳＡＸＳを用いて測定した平均粒子径が１００ｎｍ以下の銅微粒子の焼結体１２である場合、銅微粒子ペースト１２ｃとして、平均一次粒子径が１００ｎｍ以下の銅微粒子を含むものを用いる。この銅微粒子ペースト１２ｃは、開口部１６ａに充填する際の充填性がより一層良好であり、より好ましい。
具体的には、銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子の平均一次粒子径が１００ｎｍ以下である場合、例えば、開口部１６ａが直径１００μｍの円柱形状を有する微細なものであっても、導電ペースト１２ｃを開口部１６ａ内に高密度で充填できる。
具体的には、銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子の平均一次粒子径が１００ｎｍ以下である場合、例えば、開口部１６ａが直径１００μｍの円柱形状を有する微細なものであっても、導電ペースト１２ｃを開口部１６ａ内に高密度で充填できる。
【0075】
導電性ピラー１の、ＳＡＸＳを用いて測定した平均粒子径は、１μｍ未満が好ましく、５００ｎｍ以下がより好ましく、１００ｎｍ以下がさらに好ましい。導電性ピラー１の、ＳＡＸＳを用いて測定した平均粒子径は、１０ｎｍ以上１μｍ未満が好ましく、２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下がより好ましく、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下がさらに好ましい。
【0076】
これに対し、例えば、ＳＡＸＳを用いて測定した平均粒子径が１μｍ以上である銅微粒子の焼結体を製造するために、平均一次粒子径が１μｍ以上の銅微粒子ペーストを用いる場合、銅微粒子ペーストの開口部への充填性が不十分となる。したがって、微細な導電性ピラーの製造が困難となり、接合構造の微細化に対応しにくい。
【0077】
また、導電性ピラー１の製造方法では、銅微粒子ペースト１２ｃに含まれる銅微粒子の平均一次粒子径が１μｍ未満であるので、銅微粒子ペースト１２ｃ（柱状体）を焼結することによって得られる銅微粒子同士の融着機能により、導電性ピラー１の形状を形成できる。
【0078】
導電性ピラーの製造方法において、導電性ピラー１となる焼結体１２は、電極パッド１３を有する基材１１上の電極パッド１３の上にＣｕ薄膜（すなわち、第一の接合層１７ｃ）を介して設けられる（図１（Ｄ）、図３（Ｄ）参照）。電極パッド１３は、アルミニウム製であることが多い。アルミニウム製の電極パッド１３の表面に酸化被膜が形成されると、電極パッド１３と焼結体１２との間の接合強度（シェア強度）が損なわれるおそれがあるが、本実施形態の導電性ピラー１の製造方法では、電極パッド１３の上の表面にＣｕ薄膜（すなわち、第一の接合層１７ｃ）を形成するので、電極パッド１３の表面に酸化被膜が形成されることを防ぐことができ、結果、アルミニウム製の電極パッド１３と焼結体１２からなる導電性ピラー１との間を高い接合強度（シェア強度）で接合できる。
【0079】
開口部１６ａが、略円柱形状を有することにより、焼結体１２は、略円柱状の外形形状を有する。焼結体１２が、略円柱状の外形形状を有するものであると、後述する第二の接合層との接合性が良好となり、基材１１と、基材１１と接合される被接合部材とがより高い接合強度で接合されるため、好ましい。
略円柱状の焼結体１２の大きさは、電子機器の小型化に伴う接合構造の微細化に対応できるように、直径２００μｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは１００μｍ以下であり、特に好ましくは５０μｍ以下である。焼結体１２の大きさは、後述する第二の接合層との接合性および導電性がより一層良好なものとなるため、直径５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましく、２０μｍ以上であることがさらに好ましい。略円柱状の焼結体１２の上面及び底面の直径は、５～２００μｍであることが好ましく、１０～１００μｍであることがより好ましく、２０～５０μｍであることがさらに好ましい。
略円柱状の焼結体１２の大きさは、電子機器の小型化に伴う接合構造の微細化に対応できるように、直径２００μｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは１００μｍ以下であり、特に好ましくは５０μｍ以下である。焼結体１２の大きさは、後述する第二の接合層との接合性および導電性がより一層良好なものとなるため、直径５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましく、２０μｍ以上であることがさらに好ましい。略円柱状の焼結体１２の上面及び底面の直径は、５～２００μｍであることが好ましく、１０～１００μｍであることがより好ましく、２０～５０μｍであることがさらに好ましい。
【0080】
焼結体１２の平面形状は、略円形形状に限定されるものではなく、電極パッド１３の平面形状などに応じて適宜決定できる。焼結体１２の平面形状は、例えば、略矩形などの多角形状であってもよいし、略楕円形、略長円形などの形状であってもよい。
【0081】
焼結体１２の上面１２ｂは、基材１１側に窪んだ凹型形状を有している（図１（Ｄ）、図３（Ｄ）参照）。凹部形状は、略半球型の形状を有することが好ましい。この場合、焼結体１２の上面１２ｂと、後述する第二の接合層との接触面積が広いものとなり、導電性ピラーの側面からずり応力をかけたときに第二の接合層との界面での破断が生じにくく、焼結体１２と第二の接合層との接合性がより一層良好となる。その結果、基材１１と、被接合部材とがより高い接合強度で接合されるため、好ましい。
【0082】
焼結体１２の上面１２ｂは、上面１２ｂから基材１１に向かって延出する複数の溝部１２ａが形成されていることが好ましい（図１（Ｄ）、図３（Ｄ）参照）。焼結体１２が、複数の溝部１２ａを有している場合、後述する接合層となる材料が溶融して溝部１２ａ内に入り込み、その後に硬化することにより、アンカー部が形成される。その結果、焼結体１２と接合層との接合性がより一層良好となり、基材１１と、基材１１と接合される被接合部材とがより高い接合強度で接合されるため、好ましい。
【0083】
焼結体１２は、平均粒子径が１μｍ未満の銅微粒子の焼結体からなり、銅微粒子が焼結により融着した多孔質構造を有する。
焼結体１２を形成している銅微粒子の平均粒子径として、Ｘ線小角散乱測定法（Ｓｍａｌｌ－Ａｎｇｌｅ Ｘ－ｒａｙ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ、ＳＡＸＳ）を用いて測定した測定値を用いる。
焼結体１２を形成している銅微粒子の平均粒子径として、Ｘ線小角散乱測定法（Ｓｍａｌｌ－Ａｎｇｌｅ Ｘ－ｒａｙ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ、ＳＡＸＳ）を用いて測定した測定値を用いる。
【0084】
導電性ピラー１は、平均粒子径１μｍ未満の銅微粒子の焼結体１２であるので、高密度で銅微粒子を含む導電性の良好なものとなる。また、導電性ピラー１が平均粒子径１μｍ未満の銅微粒子の焼結体１２であると、例えば、焼結体１２が略円柱状であって、直径が接合構造の微細化に対応できる１００μｍ以下の小さいものであっても、十分な数の銅微粒子を高密度で含むことにより、十分な導電性を有するものとなる。したがって、本実施形態の導電性ピラー１は、接合構造の微細化に対応できる。
【0085】
また、導電性ピラー１が平均粒子径１μｍ未満の銅微粒子の焼結体１２であるので、平均粒子径１μｍ以上の銅微粒子の焼結体である場合と比較して、焼結体１２の表面に露出する銅微粒子の表面積が広くなる。このため、焼結体１２と、電極パッド１３および後述する第二の接合層との接合性および電気的接続が良好となる。
さらに、導電性ピラー１が平均粒子径１μｍ未満の銅微粒子の焼結体１２であるため、焼結によって得られる銅微粒子同士の融着機能により、導電性ピラー１の形状を形成できる。
さらに、導電性ピラー１が平均粒子径１μｍ未満の銅微粒子の焼結体１２であるため、焼結によって得られる銅微粒子同士の融着機能により、導電性ピラー１の形状を形成できる。
【0086】
これに対し、銅微粒子の平均粒子径が１μｍ以上である場合、焼結することによる銅微粒子同士の融着機能を用いて、導電性ピラーの形状を形成することは難しい。したがって、銅微粒子の平均粒子径が１μｍ以上である場合、導電性ピラー中に、銅微粒子同士を接合するためのパインダー樹脂を含有させる必要がある。よって、銅微粒子の平均粒子径が１μｍ以上である場合、本実施形態の導電性ピラー１と比較して、耐熱性能が劣るものとなる。
【0087】
導電性ピラー１は、ＳＡＸＳを用いて測定した平均粒子径が１００ｎｍ以下である銅微粒子の焼結体１２であることがより好ましい。銅微粒子の平均粒子径が１００ｎｍ以下であると、より高密度で銅微粒子を含み、表面に露出する銅微粒子の表面積がより広い焼結体１２からなる導電性ピラー１となり、好ましい。
【0088】
銅微粒子として用いられる金属種としては、Ｃｕ一種類のみであってもよいし、Ｃｕ以外の金属元素を一種類以上混合した混合物であってもよいし、Ｃｕ以外の金属元素を一種類以上含む合金であっても良い。
【0089】
本実施形態の導電性ピラー１の製造方法は、基材１１上に、平均一次粒子径１μｍ未満の銅微粒子を用いて柱状体を形成する工程と、前記柱状体を焼結して、上面１２ｂに基材１１側に窪んだ凹型形状を有する焼結体１２を形成する工程とを有する。したがって、本実施形態の導電性ピラー１の製造方法によれば、電気メッキ法を用いずに、導電性ピラー１を製造できる。
【0090】
これに対し、例えば、電気メッキ法を用いて基材上に銅ピラーを形成する場合、銅ピラーを形成した後、レジスト層の下に配置されていたメッキ下地層をエッチング除去する際に、メッキ下地層とともに基材の一部が除去されてしまうことがあった。また、電気メッキ法を用いて銅ピラーを形成する場合、銅ピラーの形成に必要な設備を導入するコストが大きく、有害廃液による環境負荷も大きかった。
【0091】
＜残渣を除去する工程＞
前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、さらに基材上の最外層の表面に残った前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する工程を備えることが好ましい。前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程では、レジスト層の表面に前記銅微粒子ペーストの残渣が残ってしまうことがある。そのまま、図１（Ｄ）又は図３（Ｄ）に示す焼結体１２の基材１１側に窪んだ凹型形状に、後述する第二の接合層２２となる材料２２ａを供給すると、レジスト層１６の上部と、第二の接合層２２となる材料２２ａとの表面エネルギー差が小さいので、レジスト層１６の上部を含む全体に第二の接合層２２となる材料２２ａが乗ってしまい、図６又は８（Ａ）に示すように、第二の接合層２２を凸形状に形成することが難しくなる。前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、さらにレジスト層の表面に残った前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する工程を備えることで、レジスト層１６と、第二の接合層２２となる材料２２ａとの表面エネルギー差が大きいことにより、図６（Ａ）又は図８（Ａ）に示すように、第二の接合層２２は、凸曲面状に盛り上がった形状を有するものとなる。
前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、さらに基材上の最外層の表面に残った前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する工程を備えることが好ましい。前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程では、レジスト層の表面に前記銅微粒子ペーストの残渣が残ってしまうことがある。そのまま、図１（Ｄ）又は図３（Ｄ）に示す焼結体１２の基材１１側に窪んだ凹型形状に、後述する第二の接合層２２となる材料２２ａを供給すると、レジスト層１６の上部と、第二の接合層２２となる材料２２ａとの表面エネルギー差が小さいので、レジスト層１６の上部を含む全体に第二の接合層２２となる材料２２ａが乗ってしまい、図６又は８（Ａ）に示すように、第二の接合層２２を凸形状に形成することが難しくなる。前記銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、さらにレジスト層の表面に残った前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する工程を備えることで、レジスト層１６と、第二の接合層２２となる材料２２ａとの表面エネルギー差が大きいことにより、図６（Ａ）又は図８（Ａ）に示すように、第二の接合層２２は、凸曲面状に盛り上がった形状を有するものとなる。
【0092】
レジスト層の表面に残った前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する方法としては、例えば、化学機械研磨（ＣＭＰ）等の物理的方法や、液体に溶解する成分を溶解させるウェットエッチング、反応性の気体（エッチングガス）やイオン、ラジカルによって材料をエッチングするドライエッチング等の化学的方法が適用できる。なかでも、酸またはアルカリに接触させて酸またはアルカリに溶解する成分を溶解させるウェットエッチングが好ましく、銅エッチング液として、公知公用の物質を用いることができる。例えば、過酸化水素、硫酸、アゾール類、及び臭素イオンを含有するエッチング液（特開２００６－１３３４０号公報）、硫酸、過酸化水素、及びベンゾトリアゾール誘導体を含むことを特徴とするエッチング剤（特開２００９－１４９９７１号公報）、過酸化水素、及び硫酸を主成分としてアゾール類を添加剤として含むことを特徴とするエッチング液（特開２００６－９１２２号公報）、過酸化水素、硫酸、アミノテトラゾール、及びフェニル尿素を含有するエッチング液（特開２０００－２９７３８７号公報）、過酸化水素、鉱酸、アゾール類、銀イオン、及びハロゲンを含有するエッチング液（特開２００３－３２８３号公報）、過酸化水素、硫酸、ベンゾトリアゾール類、及び塩化物イオンを含有するエッチング液（特開２００５－２１３５２６号公報））、過酸化水素、硫酸、フェニル尿素、ハロゲンイオン、及びテトラゾール類を含有するエッチング液（特開２０１５－１２０９７０号公報）等を用いることができる。
【0093】
実施形態２においては、基材上の最外層の表面に残った前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する工程において、ペーストと図３（Ｄ）に示すレジスト層上部のＣｕ薄膜１７ａ、図４に示すように、同時に除去できるメリットがある。銅微粒子ペーストの残渣を除去しても、焼結体の側面のＣｕ薄膜１７ｂ及び電極パッド上のＣｕ薄膜１７ｃはレジスト層１６に埋められているので残る。
【0094】
例えば実施形態１に示すように、レジスト層下部にＣｕ薄膜１７ｄが形成されている場合、基材上の最外層の表面に残った銅微粒子ペーストの残渣を除去する工程において、Ｃｕ薄膜１７ｄを同時に除去することができないために、レジスト層上部の上に残った銅微粒子ペースト１２ｃを取り除く工程と、レジスト層下部のＣｕ薄膜１７ｄを取り除く工程の両方が必要になる。
ところが、レジスト層上部にＣｕ薄膜１７ａを有する実施形態２に係る導電性ピラー１の製造方法は、銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、基材上のレジスト層の表面を含む最外層の表面に残った銅微粒子ペーストの残渣を除去する工程において、レジスト層上部のＣｕ薄膜１７ａを、同時に除去できるので、銅微粒子ペーストを焼結させる工程の前に、レジスト層上部の上に残った銅微粒子ペースト１２ｃを取り除く工程を省略することができるメリットがある。
ところが、レジスト層上部にＣｕ薄膜１７ａを有する実施形態２に係る導電性ピラー１の製造方法は、銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、基材上のレジスト層の表面を含む最外層の表面に残った銅微粒子ペーストの残渣を除去する工程において、レジスト層上部のＣｕ薄膜１７ａを、同時に除去できるので、銅微粒子ペーストを焼結させる工程の前に、レジスト層上部の上に残った銅微粒子ペースト１２ｃを取り除く工程を省略することができるメリットがある。
【0095】
＜レジスト層、及び、露出したＣｕ薄膜を除去する工程＞
実施形態１に係る導電性ピラーの製造方法においては、銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、図２に示すように、さらに前記レジスト層を除去し、次に、露出したＣｕ薄膜を除去する工程を備えることができる。
初めに、図１（Ｄ）に示される基材１１の上にレジスト層１６の下のＣｕ薄膜１７ｄを介して設けられているレジスト層１６を除去して、レジスト層１６の下のＣｕ薄膜１７ｄを露出させる。レジスト層１６を除去する方法としては、公知の方法を用いることができる。
次に、露出したＣｕ薄膜１７ｄを除去して、図３に示すように、基材１１を露出させる。露出したＣｕ薄膜１７ｄの除去方法としては、前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する方法として説明したと同じ方法が挙げられる。
これにより、基材１１上の電極パッド１３の上に、Ｃｕ薄膜１７からなる第一の接合層１７ｃを介して設けられた銅微粒子の焼結体１２で構成された導電性ピラー１が得られる。焼結体１２の上面は、基材１１側に窪んだ凹型形状である。
実施形態１に係る導電性ピラーの製造方法においては、銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、図２に示すように、さらに前記レジスト層を除去し、次に、露出したＣｕ薄膜を除去する工程を備えることができる。
初めに、図１（Ｄ）に示される基材１１の上にレジスト層１６の下のＣｕ薄膜１７ｄを介して設けられているレジスト層１６を除去して、レジスト層１６の下のＣｕ薄膜１７ｄを露出させる。レジスト層１６を除去する方法としては、公知の方法を用いることができる。
次に、露出したＣｕ薄膜１７ｄを除去して、図３に示すように、基材１１を露出させる。露出したＣｕ薄膜１７ｄの除去方法としては、前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する方法として説明したと同じ方法が挙げられる。
これにより、基材１１上の電極パッド１３の上に、Ｃｕ薄膜１７からなる第一の接合層１７ｃを介して設けられた銅微粒子の焼結体１２で構成された導電性ピラー１が得られる。焼結体１２の上面は、基材１１側に窪んだ凹型形状である。
【0096】
従来、レジスト層の下に銅メッキ下地層を形成し、電気メッキ法で銅ピラーを形成する場合、レジスト層の下のＣｕメッキ下地層に電位を印加して、均一な電流を流す必要があるので、銅メッキ下地層は厚くする必要があった。また、Ｃｕメッキ下地層及び銅ピラーは同じ銅で形成されるので、レジスト層の下の銅メッキ下地層をエッチングする際、銅ピラーもエッチングされ、細くなってしまうおそれがあった。
実施形態１では、電気メッキ法で銅ピラーを形成する場合と異なり、レジスト層の下のメッキ下地層に電位を印加する必要がなく、均一な電流を流す必要もないので、レジスト層の下のＣｕ薄膜を薄くすることができる。Ｃｕ薄膜及び導電性ピラーは同じ銅で形成されるので、導電性ピラーがエッチングにより細くなるおそれがある。しかし、本実施形態においては、レジスト層の下のＣｕ薄膜を薄くすることができるので、Ｃｕ薄膜を除去する際に、導電性ピラーがエッチングによって細くなるおそれが少ない。また、Ｃｕ薄膜及び導電性ピラーは、同様にエッチングされるので、アンダーカットは生じない。
なお、銅メッキ下地層の下にＴｉ薄膜を形成した場合、レジスト層の除去の後、露出したＴｉ薄膜のエッチングの際、銅ピラーの下のＴｉ薄膜もエッチングされてしまい、結果、アンダーカットが生じてしまう。
実施形態１では、Ｃｕ薄膜の下にＴｉ薄膜を形成した場合であっても、従来の、レジスト層の下に銅メッキ下地層を形成し、電気メッキ法で銅ピラーを形成する場合よりもＣｕ薄膜及びＴｉ薄膜を薄くすることができるので、導電性ピラーの根元にアンダーカットが生じるおそれが少ない。
実施形態１では、電気メッキ法で銅ピラーを形成する場合と異なり、レジスト層の下のメッキ下地層に電位を印加する必要がなく、均一な電流を流す必要もないので、レジスト層の下のＣｕ薄膜を薄くすることができる。Ｃｕ薄膜及び導電性ピラーは同じ銅で形成されるので、導電性ピラーがエッチングにより細くなるおそれがある。しかし、本実施形態においては、レジスト層の下のＣｕ薄膜を薄くすることができるので、Ｃｕ薄膜を除去する際に、導電性ピラーがエッチングによって細くなるおそれが少ない。また、Ｃｕ薄膜及び導電性ピラーは、同様にエッチングされるので、アンダーカットは生じない。
なお、銅メッキ下地層の下にＴｉ薄膜を形成した場合、レジスト層の除去の後、露出したＴｉ薄膜のエッチングの際、銅ピラーの下のＴｉ薄膜もエッチングされてしまい、結果、アンダーカットが生じてしまう。
実施形態１では、Ｃｕ薄膜の下にＴｉ薄膜を形成した場合であっても、従来の、レジスト層の下に銅メッキ下地層を形成し、電気メッキ法で銅ピラーを形成する場合よりもＣｕ薄膜及びＴｉ薄膜を薄くすることができるので、導電性ピラーの根元にアンダーカットが生じるおそれが少ない。
【0097】
ここで得られる導電性ピラー１において、銅微粒子の焼結体１２は、電極パッド１３上の、Ｃｕ薄膜からなる第一の接合層１７ｃの上に直接形成されるので、第一の接合層１７ｃと焼結体１２との間が強固に結合できる。また、導電性ピラー１は、根元にアンダーカットが生じるおそれが少ないので、微細な形状の導電性ピラーを安定性良く形成することができる。また、基材１１と被接合部材とを第二の接合層２２を介して高い接合強度で接合できることが期待できる。
【0098】
＜レジスト層を除去する工程＞
実施形態２に係る導電性ピラーの製造方法においては、銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、図５に示すように、さらに前記レジスト層を除去する工程を備えることができる。実施形態２では、図４．０ｃｍに示される基材１１の上に直接設けられているレジスト層１６を除去して、図５に示すように、基材１１を露出させる。これにより、基材１１上に電極パッド１３を介して設けられた金属微粒子の焼結体１２で構成され、焼結体１２の上面が、基材１１側に窪んだ凹型形状であり、焼結体１２の側面がＣｕ薄膜１７ｂで覆われている導電性ピラー１が得られる。
電気メッキ法で銅ピラーを形成する場合の様に、レジスト層の下にメッキ下地層が配置されていないので、本実施形態のレジスト層を除去する工程においては、メッキ下地層をエッチング除去する必要がなく、導電性ピラー１の根元にはアンダーカットが生じるおそれがない。また、焼結体の側面のＣｕ薄膜１７ｂを残してレジスト層１６を除去することができる。
実施形態２に係る導電性ピラーの製造方法においては、銅微粒子ペーストを焼結させる工程の後、図５に示すように、さらに前記レジスト層を除去する工程を備えることができる。実施形態２では、図４．０ｃｍに示される基材１１の上に直接設けられているレジスト層１６を除去して、図５に示すように、基材１１を露出させる。これにより、基材１１上に電極パッド１３を介して設けられた金属微粒子の焼結体１２で構成され、焼結体１２の上面が、基材１１側に窪んだ凹型形状であり、焼結体１２の側面がＣｕ薄膜１７ｂで覆われている導電性ピラー１が得られる。
電気メッキ法で銅ピラーを形成する場合の様に、レジスト層の下にメッキ下地層が配置されていないので、本実施形態のレジスト層を除去する工程においては、メッキ下地層をエッチング除去する必要がなく、導電性ピラー１の根元にはアンダーカットが生じるおそれがない。また、焼結体の側面のＣｕ薄膜１７ｂを残してレジスト層１６を除去することができる。
【0099】
図５に示すレジスト層１６を除去する場合を例に挙げて説明したが、図３（Ｄ）に示すレジスト層１６の表面にＣｕ薄膜１７が形成している状態から、直接、レジスト層１６を除去してもよい。レジスト層１６を除去する方法としては、公知の方法を用いることができる。
ここで得られる導電性ピラー１は、アンダーカットがなく、また、焼結体１２の側面がＣｕ薄膜１７ｂで覆われているので、基材１１と被接合部材とを接合層を介して高い接合強度で接合できる。また、微細な形状の導電性ピラーを安定性良く形成することができることが期待できる。
ここで得られる導電性ピラー１は、アンダーカットがなく、また、焼結体１２の側面がＣｕ薄膜１７ｂで覆われているので、基材１１と被接合部材とを接合層を介して高い接合強度で接合できる。また、微細な形状の導電性ピラーを安定性良く形成することができることが期待できる。
【0100】
＜＜接合構造の製造方法＞＞
図６及び図８は、接合構造の製造方法の一例を説明するための工程図である。図６（Ｃ）及び図８（Ｃ）に記載した接合構造の製造方法について、以下詳細に説明する。説明の便宜上、図６に記載した接合構造の製造方法を実施形態３とし、図８に記載した接合構造の製造方法を実施形態４とした。
図６及び図８は、接合構造の製造方法の一例を説明するための工程図である。図６（Ｃ）及び図８（Ｃ）に記載した接合構造の製造方法について、以下詳細に説明する。説明の便宜上、図６に記載した接合構造の製造方法を実施形態３とし、図８に記載した接合構造の製造方法を実施形態４とした。
【0101】
（実施形態３）
本実施形態の接合構造の製造方法として、図１（Ｄ）に示す導電性ピラー１を用いて接合構造を製造する場合を例に挙げて詳細に説明する。
図６（Ａ）～図６（Ｃ）は、実施形態３の接合構造の製造方法の一例を説明するための工程図である。
本実施形態の接合構造の製造方法として、図１（Ｄ）に示す導電性ピラー１を用いて接合構造を製造する場合を例に挙げて詳細に説明する。
図６（Ａ）～図６（Ｃ）は、実施形態３の接合構造の製造方法の一例を説明するための工程図である。
【0102】
図６（Ｃ）に示す接合構造２０を製造するには、図６（Ａ）に示すように、図１（Ｄ）に示す焼結体１２の上部の基材１１側に窪んだ凹型形状部に、第二の接合層２２となる材料２２ａを供給して溶融（リフロー）させて固化させる。このことにより、焼結体１２の凹部形状に沿って第二の接合層２２からなるバンプを設ける。得られた第二の接合層２２は、図６（Ａ）に示すように、レジスト層１６と、第二の接合層２２となる材料２２ａとの表面エネルギー差が大きいことにより、凸曲面状に盛り上がった形状を有するものとなる。
【0103】
図６（Ａ）に示すように、焼結体１２の上面１２ｂに、上面１２ｂから基材１１に向かって延出する複数の溝部１２ａが形成されている。したがって、第二の接合層２２となる材料２２ａを溶融（リフロー）することにより、第二の接合層２２となる材料２２ａが溝部１２ａ内に入り込み、溝部１２ａ内に充填されてアンカー部が形成される。また、焼結体１２の多孔質構造にも、第二の接合層２２となる溶融した材料２２ａが入り込んで固化する。
【0104】
また、焼結体１２の凹型形状に供給された第二の接合層２２となる材料２２ａは、焼結体１２中の銅微粒子と金属間化合物層２５を形成する。焼結体１２は、多孔質構造であるため、比表面積が大きい。このため、本実施形態では、例えば、導電性ピラーが電気メッキ法などを用いて形成された緻密なバルク金属からなるものである場合と比較して、素早く金属間化合物層２５が形成される。
【0105】
（実施形態４）
本実施形態の接合構造の製造方法として、図４に示す導電性ピラー１を用いて接合構造を製造する場合を例に挙げて詳細に説明する。
図８（Ａ）～図８（Ｃ）は、本実施形態の接合構造の製造方法の一例を説明するための工程図である。
本実施形態の接合構造の製造方法として、図４に示す導電性ピラー１を用いて接合構造を製造する場合を例に挙げて詳細に説明する。
図８（Ａ）～図８（Ｃ）は、本実施形態の接合構造の製造方法の一例を説明するための工程図である。
【0106】
図８（Ｃ）に示す接合構造２０を製造するには、図８（Ａ）に示すように、図４に示す焼結体１２の基材１１側に窪んだ凹型形状に、接合層２２となる材料２２ａを供給して溶融（リフロー）させて固化させる。このことにより、焼結体１２の凹部形状に沿って接合層２２からなるバンプを設ける。得られた接合層２２は、図８（Ａ）に示すように、レジスト層１６と、接合層２２となる材料２２ａとの表面エネルギー差が大きいことにより、凸曲面状に盛り上がった形状を有するものとなる。
【0107】
図８（Ａ）に示すように、焼結体１２の上面１２ｂに、上面１２ｂから基材１１に向かって延出する複数の溝部１２ａが形成されている。したがって、接合層２２となる材料２２ａを溶融（リフロー）することにより、接合層２２となる材料２２ａが溝部１２ａ内に入り込み、溝部１２ａ内に充填されてアンカー部が形成される。また、焼結体１２の多孔質構造にも、接合層２２となる溶融した材料２２ａが入り込んで固化する。
【0108】
また、焼結体１２の凹型形状に供給された接合層２２となる材料２２ａは、焼結体１２中の銅微粒子と金属間化合物層２５を形成する。焼結体１２は、多孔質構造であるため、比表面積が大きい。このため、本実施形態では、例えば、導電性ピラーが電気メッキ法などを用いて形成された緻密なバルク金属からなるものである場合と比較して、素早く金属間化合物層２５が形成される。
【0109】
焼結体１２の凹型形状に第二の接合層２２となる材料２２ａを供給する方法としては、例えば、ステンシルマスク法・ドライフィルム法などの印刷法、ボールマウント法、蒸着法、溶融はんだインジェクション法（ＩＭＳ法）などを用いることができる。これらの中でも特に、図６（Ａ）及び図８（Ａ）に示すように、注入ヘッド２２ｂを用いて溶融はんだを焼結体１２の凹型形状に埋め込むＩＭＳ法を用いることが好ましい。ＩＭＳ法を用いることで、第二の接合層２２となる材料２２ａであるはんだを、溶融した状態で焼結体１２の凹型形状に供給でき、好ましい。
【0110】
＜レジスト層、及び、露出したＣｕ薄膜を除去する工程＞
図６（Ｂ）に示すように、実施形態３においては、レジスト層１６及び露出したレジスト層１６の下のＣｕ薄膜１７ｄを除去する工程を備えることができる。
はじめに、図６（Ａ）に示される基材１１の上にレジスト層１６の下のＣｕ薄膜１７ｄを介して設けられているレジスト層１６を除去して、レジスト層１６の下のＣｕ薄膜１７ｄを露出させる。レジスト層１６を除去する方法としては、公知の方法を用いることができる。
次に、露出したＣｕ薄膜１７ｄを除去して、図６（Ｂ）に示すように、基材１１を露出させる。露出したＣｕ薄膜１７ｄの除去方法としては、前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する方法として説明したと同じ方法が挙げられる。
これにより、基材１１上の電極パッド１３の上に、Ｃｕ薄膜１７からなる第一の接合層１７ｃを介して設けられた銅微粒子の焼結体１２で構成された導電性ピラー１が得られる。ここで得られた導電性ピラー１は、焼結体１２の上面が、基材１１側に窪んだ凹型形状であり、焼結体１２の凹部形状に沿って第二の接合層２２からなるバンプが設けられている。
図６（Ｂ）に示すように、実施形態３においては、レジスト層１６及び露出したレジスト層１６の下のＣｕ薄膜１７ｄを除去する工程を備えることができる。
はじめに、図６（Ａ）に示される基材１１の上にレジスト層１６の下のＣｕ薄膜１７ｄを介して設けられているレジスト層１６を除去して、レジスト層１６の下のＣｕ薄膜１７ｄを露出させる。レジスト層１６を除去する方法としては、公知の方法を用いることができる。
次に、露出したＣｕ薄膜１７ｄを除去して、図６（Ｂ）に示すように、基材１１を露出させる。露出したＣｕ薄膜１７ｄの除去方法としては、前記銅微粒子ペーストの残渣を除去する方法として説明したと同じ方法が挙げられる。
これにより、基材１１上の電極パッド１３の上に、Ｃｕ薄膜１７からなる第一の接合層１７ｃを介して設けられた銅微粒子の焼結体１２で構成された導電性ピラー１が得られる。ここで得られた導電性ピラー１は、焼結体１２の上面が、基材１１側に窪んだ凹型形状であり、焼結体１２の凹部形状に沿って第二の接合層２２からなるバンプが設けられている。
【0111】
上述の通り、実施形態３では、電気メッキ法で銅ピラーを形成する場合と異なり、レジスト層の下のメッキ下地層に電位を印加する必要がなく、均一な電流を流す必要もないので、レジスト層の下のＣｕ薄膜を薄くすることができる。実施形態３においては、レジスト層の下から露出したＣｕ薄膜を除去する際に、導電性ピラーがエッチングによって細くなるおそれが少なく、導電性ピラー１の根元にアンダーカットが生じるおそれが少ない。
【0112】
ここで得られる導電性ピラー１は、アンダーカットが生じるおそれが少ないので、微細な形状の導電性ピラーを安定性良く形成することができる。また、基材１１と被接合部材とを第二の接合層２２を介して高い接合強度で接合できることが期待できる。
【0113】
＜レジスト層を除去する工程＞
図８（Ｂ）に示すように、実施形態４においては、レジスト層１６を除去する。レジスト層１６を除去する方法としては、公知の方法を用いることができる。
図８（Ａ）に示される基材１１の上に直接設けられているレジスト層１６を除去して、図８（Ｂ）に示すように、基材１１を露出させる。これにより、基材１１上に電極パッド１３を介して設けられた金属微粒子の焼結体１２で構成された導電性ピラーが得られる。ここで得られた導電性ピラーは、焼結体１２の上面が、基材１１側に窪んだ凹型形状であり、焼結体１２の凹部形状に沿って接合層２２からなるバンプを設けられ、焼結体１２の側面が、Ｃｕ薄膜１７ｂで覆われている。
レジスト層を除去する工程においても、レジスト層１６を除去する際、電気メッキ法で銅ピラーを形成する場合の様に、レジスト層の下にメッキ下地層が配置されていないので、多段階のエッチングを必要とせず、１回の工程でレジスト層１６を除去できるので、電極パッド１３と焼結体１２との間にアンダーカットが生じるおそれがなく、良好な柱形状の微小な銅ピラーを形成することができる。焼結体の側面のＣｕ薄膜１７ｂを残してレジスト層１６を除去することができる。また、アンダーカットが生じるおそれがないので、実施形態２の導電性ピラーの製造方法は、後述する図９（Ｂ）のように、平面形状の大きさが異なる導電性ピラー１ａ、１ｂ、１ｃを一度に形成することができたり、平面形状が異なる複数の導電性ピラーを一度に形成することができたりする利点がある。
ここで得られる導電性ピラーは、アンダーカットがなく、また、焼結体１２の側面がＣｕ薄膜１７ｂで覆われているので、微細な形状の導電性ピラーを安定性良く形成することができる。また、基材１１と被接合部材とを接合層２２を介して高い接合強度で接合できることが期待できる。
図８（Ｂ）に示すように、実施形態４においては、レジスト層１６を除去する。レジスト層１６を除去する方法としては、公知の方法を用いることができる。
図８（Ａ）に示される基材１１の上に直接設けられているレジスト層１６を除去して、図８（Ｂ）に示すように、基材１１を露出させる。これにより、基材１１上に電極パッド１３を介して設けられた金属微粒子の焼結体１２で構成された導電性ピラーが得られる。ここで得られた導電性ピラーは、焼結体１２の上面が、基材１１側に窪んだ凹型形状であり、焼結体１２の凹部形状に沿って接合層２２からなるバンプを設けられ、焼結体１２の側面が、Ｃｕ薄膜１７ｂで覆われている。
レジスト層を除去する工程においても、レジスト層１６を除去する際、電気メッキ法で銅ピラーを形成する場合の様に、レジスト層の下にメッキ下地層が配置されていないので、多段階のエッチングを必要とせず、１回の工程でレジスト層１６を除去できるので、電極パッド１３と焼結体１２との間にアンダーカットが生じるおそれがなく、良好な柱形状の微小な銅ピラーを形成することができる。焼結体の側面のＣｕ薄膜１７ｂを残してレジスト層１６を除去することができる。また、アンダーカットが生じるおそれがないので、実施形態２の導電性ピラーの製造方法は、後述する図９（Ｂ）のように、平面形状の大きさが異なる導電性ピラー１ａ、１ｂ、１ｃを一度に形成することができたり、平面形状が異なる複数の導電性ピラーを一度に形成することができたりする利点がある。
ここで得られる導電性ピラーは、アンダーカットがなく、また、焼結体１２の側面がＣｕ薄膜１７ｂで覆われているので、微細な形状の導電性ピラーを安定性良く形成することができる。また、基材１１と被接合部材とを接合層２２を介して高い接合強度で接合できることが期待できる。
【0114】
図８においては、接合層２２を形成した後に、レジスト層１６を除去する場合を例に挙げて説明したが、レジスト層１６は、接合層２２の形成後に除去しなくてもよい。レジスト層１６を除去しない場合、レジスト層１６は、基材１１と後述する被接合部材とを積層することにより、基材１１と被接合部材との間に配置される。
【0115】
＜基材と被接合部材とを接続する工程＞
フリップチップ実装法により、基材１１と被接合部材２１とを電気的に接続する。具体的には、図６（Ｃ）及び８（Ｃ）に示すように、焼結体１２上に第二の接合層２２が形成された基材１１と、被接合部材２１とを対向配置させて積層する。実施形態４では、被接合部材２１の電極２３が設けられた面を上に向けて配置し、基材１１の第二の接合層２２が形成された面を下に向けて配置する。そして、被接合部材２１の電極２３と、基材１１の第二の接合層２２とを重ね合わせた状態とする。その後、基材１１と被接合部材２１とを積層した状態で加熱して第二の接合層２２を溶融し、基材１１と被接合部材２１とを接合し、第二の接合層２２を固化させる。
以上の工程により、接合構造２０が得られる。
フリップチップ実装法により、基材１１と被接合部材２１とを電気的に接続する。具体的には、図６（Ｃ）及び８（Ｃ）に示すように、焼結体１２上に第二の接合層２２が形成された基材１１と、被接合部材２１とを対向配置させて積層する。実施形態４では、被接合部材２１の電極２３が設けられた面を上に向けて配置し、基材１１の第二の接合層２２が形成された面を下に向けて配置する。そして、被接合部材２１の電極２３と、基材１１の第二の接合層２２とを重ね合わせた状態とする。その後、基材１１と被接合部材２１とを積層した状態で加熱して第二の接合層２２を溶融し、基材１１と被接合部材２１とを接合し、第二の接合層２２を固化させる。
以上の工程により、接合構造２０が得られる。
【0116】
導電性ピラー１は、基材１１上の電極パッド１３の上に、Ｃｕ薄膜１７からなる第一の接合層１７ｃを介して設けられた銅微粒子の焼結体１２で構成されている。銅微粒子の焼結体１２が、電極パッド１３上の、Ｃｕ薄膜からなる第一の接合層１７ｃの上に直接形成されるので、第一の接合層１７ｃと焼結体１２との間が強固に結合できる。焼結体１２は、銅微粒子のＳＡＸＳを用いて測定した平均粒子径が１μｍ未満であり、焼結体１２の上面１２ｂ（図６（Ｃ）及び８（Ｃ）においては下面）が、基材１１側に窪んだ凹型形状である。このため、導電性ピラー１の凹部形状に沿って第二の接合層２２を設けることにより、導電性ピラー１の凹部形状に入り込んだ第二の接合層２２が形成される。しかも、導電性ピラー１において、銅微粒子の焼結体１２は、ＳＡＸＳを用いて測定した平均粒子径が１μｍ未満であり、銅微粒子が焼結により融着した多孔質構造を有する。このため、第二の接合層２２を形成する際に、焼結体１２の多孔質構造に、第二の接合層２２となる溶融した材料２２ａが入り込んで固化する。これらのことから、実施形態１の導電性ピラー１は、第二の接合層２２との接合面積が大きいので、例えば、電気メッキ法で形成されることにより上面が基材と平行な平面とされた緻密な金属からなる導電性ピラーと比較して、第二の接合層２２と高い接合強度（シェア強度）で接合される。その結果、実施形態１の導電性ピラー１によれば、基材１１と被接合部材２１とを第二の接合層２２を介して高い接合強度（シェア強度）で接合できる。
【0117】
また、導電性ピラー１は、平均粒子径１μｍ未満の銅微粒子の焼結体１２からなり、銅微粒子が焼結により融着した多孔質構造を有するため、電気メッキ法などを用いて形成された緻密なバルク金属と比較して、熱膨張率の差によって生じる応力を緩和でき、優れた耐久性が得られる。
【0118】
接合構造２０は、基材１１と被接合部材２１との間に配置され、導電性ピラー１と、導電性ピラー１の凹部形状に沿って設けられた第二の接合層２２とを有する。したがって、実施形態１の接合構造２０は、導電性ピラー１の凹部形状に第二の接合層２２が入り込んだものであり、第二の接合層２２を介して基材１１と被接合部材２１とが高い接合強度で接合されたものとなる。
【0119】
第二の接合層２２の材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、はんだ合金等を用いることができ、Ｓｎ、Ｐｂ、ＡｇおよびＣｕから選択される１種以上の金属を含有する合金を用いることが好ましい。第二の接合層２２は、単一成分のみで形成されていてもよいし、複数の成分を含むものであってもよい。
第二の接合層２２の材料として用いるはんだ合金としては、Ｓｎ－Ａｇ合金、Ｓｎ－Ｐｂ合金、Ｓｎ－Ｂｉ合金、Ｓｎ－Ｚｎ合金、Ｓｎ－Ｓｂ合金、Ｓｎ－Ｂｉ合金、Ｓｎ－Ｉｎ合金、Ｓｎ－Ｃｕ合金、ＳｎにＡｕ、Ａｇ、Ｂｉ、ＩｎおよびＣｕからなる群より選ばれる２つの元素を添加した合金等を用いることができる。
第二の接合層２２の材料として用いるはんだ合金としては、Ｓｎ－Ａｇ合金、Ｓｎ－Ｐｂ合金、Ｓｎ－Ｂｉ合金、Ｓｎ－Ｚｎ合金、Ｓｎ－Ｓｂ合金、Ｓｎ－Ｂｉ合金、Ｓｎ－Ｉｎ合金、Ｓｎ－Ｃｕ合金、ＳｎにＡｕ、Ａｇ、Ｂｉ、ＩｎおよびＣｕからなる群より選ばれる２つの元素を添加した合金等を用いることができる。
【0120】
［接合構造］
図６（Ｃ）及び８（Ｃ）は、接合構造の製造方法で得られる接合構造の一例を示した断面図である。図６（Ｃ）及び８（Ｃ）に示す接合構造２０は、基材１１と、前記導電性ピラー１と、導電性ピラー１の凹部形状に沿って設けられた第二の接合層２２と、被接合部材２１とを有する。銅微粒子の焼結体１２が、電極パッド１３上の、Ｃｕ薄膜からなる第一の接合層１７ｃの上に直接形成されるので、第一の接合層１７ｃと焼結体１２との間が強固に結合できる。そして、導電性ピラー１において、Ｃｕ薄膜１７からなる第一の接合層１７ｃと焼結体１２との間が強固に結合しているので、導電性ピラー１及び接合構造２０の強度向上に質するものと推定される。図６（Ｃ）及び８（Ｃ）に示す接合構造２０では、導電性ピラー１の上面１２ｂ（図６（Ｃ）及び８（Ｃ）においては下面）から基材１１に向かって延出する複数の溝部１２ａ内に、第二の接合層２２の一部が充填されてアンカー部が形成されている。このため、図６（Ｃ）及び８（Ｃ）に示す接合構造２０では、導電性ピラー１の焼結体１２と第二の接合層２２とがより一層高い接合強度（シェア強度）で接合されたものとなる。
図６（Ｃ）及び８（Ｃ）は、接合構造の製造方法で得られる接合構造の一例を示した断面図である。図６（Ｃ）及び８（Ｃ）に示す接合構造２０は、基材１１と、前記導電性ピラー１と、導電性ピラー１の凹部形状に沿って設けられた第二の接合層２２と、被接合部材２１とを有する。銅微粒子の焼結体１２が、電極パッド１３上の、Ｃｕ薄膜からなる第一の接合層１７ｃの上に直接形成されるので、第一の接合層１７ｃと焼結体１２との間が強固に結合できる。そして、導電性ピラー１において、Ｃｕ薄膜１７からなる第一の接合層１７ｃと焼結体１２との間が強固に結合しているので、導電性ピラー１及び接合構造２０の強度向上に質するものと推定される。図６（Ｃ）及び８（Ｃ）に示す接合構造２０では、導電性ピラー１の上面１２ｂ（図６（Ｃ）及び８（Ｃ）においては下面）から基材１１に向かって延出する複数の溝部１２ａ内に、第二の接合層２２の一部が充填されてアンカー部が形成されている。このため、図６（Ｃ）及び８（Ｃ）に示す接合構造２０では、導電性ピラー１の焼結体１２と第二の接合層２２とがより一層高い接合強度（シェア強度）で接合されたものとなる。
【0121】
図６（Ｃ）及び８（Ｃ）に示す接合構造２０は、導電性ピラー１と第二の接合層２２との界面に金属間化合物層２５を有する。金属間化合物層２５は、導電性ピラー１と第二の接合層２２との接合強度（シェア強度）を向上させる。金属間化合物層２５は、第二の接合層２２中の成分が導電性ピラー１の内部に向かって拡散するとともに、焼結体１２中の銅微粒子成分が第二の接合層２２の内部に向かって拡散することにより形成される。したがって、金属間化合物層２５の組成は、焼結体１２および第二の接合層２２を形成している金属種および焼結条件により変化する。
【0122】
図６（Ｃ）及び８（Ｃ）に示すように、接合構造２０は、基材１１と被接合部材２１とが対向して配置されている。被接合部材２１としては、任意の電気回路が形成され、表面に電極２３を有する基板であれば得に制限はない。例えば、被接合部材２１としては、ガラス基板、セラミックス基板、Ｓｉインターポーザ等のＳｉ基板、樹脂基板、プリント配線板などを用いることができ、微細な導電性ピラー１を有する接合構造２０を作製する場合には、寸法安定性が優れるガラス基板、セラミックス基板、Ｓｉ基板を好適に選択することができる。
【0123】
図７及び９には、基材１１と被接合部材２１とが対向して配置された３つの接合構造２０を示しているが、基材１１と被接合部材２１とが対向して配置される接合構造２０の数は、３つに限定されるものではなく、１つまたは２つでもよいし、４つ以上であってもよく、必要に応じて決定される。
接合構造２０は、本実施形態の導電性ピラー１と、導電性ピラー１の凹部形状に沿って設けられた第二の接合層２２とを有する。図７に示す接合構造２０では、図１（Ｄ）に示す導電性ピラー１が、図１（Ｄ）における上下方向を反転させた状態で設置されており、また、図９に示す接合構造２０では、図３（Ｄ）に示す導電性ピラー１が、図３（Ｄ）における上下方向を反転させた状態で設置されている。
第二の接合層２２が一種類の材料からなる単層構造である場合を例に挙げて説明するが、第二の接合層は、二種類以上の材料が積層された多層構造のものであってもよい。
接合構造２０は、本実施形態の導電性ピラー１と、導電性ピラー１の凹部形状に沿って設けられた第二の接合層２２とを有する。図７に示す接合構造２０では、図１（Ｄ）に示す導電性ピラー１が、図１（Ｄ）における上下方向を反転させた状態で設置されており、また、図９に示す接合構造２０では、図３（Ｄ）に示す導電性ピラー１が、図３（Ｄ）における上下方向を反転させた状態で設置されている。
第二の接合層２２が一種類の材料からなる単層構造である場合を例に挙げて説明するが、第二の接合層は、二種類以上の材料が積層された多層構造のものであってもよい。
【0124】
（他の例）
図７（Ａ）及び９（Ａ）は、本実施形態の接合構造の製造方法で得られる接合構造の一例を示した断面図である。
図７（Ａ）及び９（Ａ）に示すように、基材１１と被接合部材２１との間における接合構造２０の配置されていない領域に、封止樹脂２６を充填する。封止樹脂２６の充填方法としては、従来公知の方法を用いることができる。
図７（Ａ）及び９（Ａ）は、本実施形態の接合構造の製造方法で得られる接合構造の一例を示した断面図である。
図７（Ａ）及び９（Ａ）に示すように、基材１１と被接合部材２１との間における接合構造２０の配置されていない領域に、封止樹脂２６を充填する。封止樹脂２６の充填方法としては、従来公知の方法を用いることができる。
【0125】
図７（Ａ）及び９（Ａ）に示すように、基材１１と被接合部材２１との間における接合構造２０の配置されていない領域には、封止樹脂２６が充填されている。封止樹脂２６の材料としては、エポキシ樹脂など従来公知のものを用いることができる。
【0126】
図７（Ａ）及び９（Ａ）は、本実施形態の接合構造の製造方法で得られる接合構造の他の一例を示した断面図である。
【0127】
図７（Ａ）及び９（Ａ）に示すように、基材１１と被接合部材２１とが対向して配置された３つの接合構造２０が、全て略同じ形状を有する場合を例に挙げて説明したが、基材１１と被接合部材２１との間に本実施形態の接合構造が複数設けられている場合、複数の接合構造のうち、一部または全部が異なる形状であってもよい。すなわち、各接合構造の有する導電性ピラーおよび第二の接合層の形状は、基材１１の電極パッドおよび被接合部材２１の電極の平面形状に応じて適宜決定できる。
【0128】
図７（Ｂ）は、本実施形態の接合構造の他の一例を示した断面図である。図７（Ｂ）に示す例が、図７（Ａ）に示す例と異なるところは、接合構造の形状のみである。このため、図７（Ｂ）において、図７（Ａ）と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
【0129】
図９（Ｂ）は、本実施形態の接合構造の他の一例を示した断面図である。図９（Ｂ）に示す例が、図９（Ａ）に示す例と異なるところは、接合構造の形状のみである。このため、図９（Ｂ）において、図９（Ａ）と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
【0130】
図７（Ｂ）及び９（Ｂ）に示すように、基材１１と被接合部材２１との間には、複数（図７（Ｂ）及び９（Ｂ）に示す例では３つ）の接合構造２０ａ、２０ｂ、２０ｃが設けられている。図７（Ｂ）及び９（Ｂ）に示す接合構造２０ａ、２０ｂ、２０ｃにおいては、３つの接合構造２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうち１つの接合構造２０ａの平面形状が、他の接合構造２０ｂ、２０ｃよりも大きいものとなっており、他の接合構造２０ｂ、２０ｃの形状が同じとなっている。
【0131】
より詳細には、図７（Ｂ）及び９（Ｂ）に示すように、３つの接合構造２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうち、１つの接合構造２０ａと接触している電極パッド１３ａおよび電極２３ａの平面形状が、他の電極パッド１３および電極２３よりも大きいものとなっている。それに伴って接合構造２０ａの有する略円柱状の導電性ピラー１ａの外径（直径）が、他の導電性ピラー１ｂ、１ｃと比較して大きいものとされている。また、接合構造２０ａの有する第二の接合層２２の大きさも、他の接合構造２０ｂ、２０ｃの有する第二の接合層２２と比較して大きいものとされている。また、図７（Ｂ）及び９（Ｂ）に示すように、基材１１と被接合部材２１との間隔は略一定とされており、３つの接合構造２０ａ、２０ｂ、２０ｃにおける基材１１の厚み方向の長さは略同じとされている。
【0132】
図７（Ｂ）及び９（Ｂ）に示す３つの接合構造２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、レジスト層１６をパターニングする工程において、導電性ピラー１ａ、１ｂ、１ｃの外形形状にそれぞれ対応する形状を有するレジスト開口部を形成すること以外は、上述した図７（Ａ）及び９（Ａ）に示す３つの接合構造２０と同様の方法を用いて、同時に製造できる。したがって、図７（Ｂ）及び９（Ｂ）に示す３つの接合構造２０ａ、２０ｂ、２０ｃを製造する場合と、図７（Ａ）及び９（Ａ）に示す３つの接合構造２０を製造する場合とでは、得られる接合構造の寸法精度および製造工程数に違いはない。
【0133】
これに対し、例えば、電気メッキ法を用いて基材上に複数の銅ピラーを形成する場合、複数の銅ピラー中に形状の異なる銅ピラーが含まれていると、以下に示す不都合が生じる。すなわち、メッキレートの制御が困難となって、銅ピラーの寸法精度が不十分になる場合がある。また、全ての銅ピラーを同時に形成できず、製造工程が非常に煩雑になる場合がある。したがって、電気メッキ法を用いて基材上に複数の銅ピラーを形成する場合には、形状の異なる銅ピラーを含む複数の銅ピラーを設けることは困難であった。
【0134】
なお、図７（Ｂ）及び９（Ｂ）においては、基材１１と被接合部材２１との間に配置された３つの接合構造２０ａ、２０ｂ、２０ｃを示しているが、基材１１と被接合部材２１との間に配置される接合構造２０ａ、２０ｂ、２０ｃの数は、３つに限定されるものではなく、例えば、接合構造２０ａと接合構造２０ｂの２つのみであってもよいし、４つ以上であってもよく、必要に応じて決定される。
【0135】
また、図７（Ｂ）及び９（Ｂ）においては、導電性ピラー１ａ、１ｂ、１ｃの平面形状が全て略円形形状である場合を例に挙げて説明したが、各導電性ピラーの平面形状は略円形に限定されるものではなく、電極パッド１３の平面形状などに応じて適宜決定できる。
また、図７（Ｂ）及び９（Ｂ）においては、３つの接合構造２０ａ、２０ｂ、２０ｃにおける基材１１の厚み方向の長さが略同じである場合を例に挙げて説明したが、各接合構造の基材１１の厚み方向の長さは、一部または全部が異なっていてもよい。
また、図７（Ｂ）及び９（Ｂ）においては、３つの接合構造２０ａ、２０ｂ、２０ｃにおける基材１１の厚み方向の長さが略同じである場合を例に挙げて説明したが、各接合構造の基材１１の厚み方向の長さは、一部または全部が異なっていてもよい。
【0136】
本実施形態の接合構造の製造方法により、接合構造２０を含む電子機器を製造することができる。本実施形態の電子機器は、接合構造２０を複数含むことが好ましい。この場合、複数の接合構造２０のうち、一部または全部が異なる形状であってもよい。
具体的には、本実施形態の電子機器としては、本実施形態の接合構造２０を複数含む３次元（３Ｄ）実装構造を有するデバイス、または本実施形態の接合構造２０を複数含むインターポーザを用いた２．５次元（２．５Ｄ）実装構造を有するデバイスなどが挙げられる。
本実施形態の電子機器は、本実施形態の接合構造２０を含むため、基材１１と被接合部材２１とが高い接合強度で接合されたものとなる。
具体的には、本実施形態の電子機器としては、本実施形態の接合構造２０を複数含む３次元（３Ｄ）実装構造を有するデバイス、または本実施形態の接合構造２０を複数含むインターポーザを用いた２．５次元（２．５Ｄ）実装構造を有するデバイスなどが挙げられる。
本実施形態の電子機器は、本実施形態の接合構造２０を含むため、基材１１と被接合部材２１とが高い接合強度で接合されたものとなる。
【実施例】
【0137】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
［銅微粒子ペーストの製造］
導電性ピラーの製造に使用する銅微粒子ペーストとして、以下に示す方法により、銅微粒子と分散剤との複合体と、溶媒とを含むものを製造した。
［銅微粒子ペーストの製造］
導電性ピラーの製造に使用する銅微粒子ペーストとして、以下に示す方法により、銅微粒子と分散剤との複合体と、溶媒とを含むものを製造した。
【0138】
＜複合体の水分散液の製造＞
酢酸銅（ＩＩ）一水和物（３．００ｇ、１５．０ｍｍｏｌ）（東京化成工業社製）、式（１）で示されるエチル３－（３－（メトキシ（ポリエトキシ）エトキシ）－２－ヒドロキシプロピルスルファニル）プロピオナート〔ポリエチレングリコールメチルグリシジルエーテル（ポリエチレングリコール鎖の分子量２０００（炭素数９１））への３－メルカプトプロピオン酸エチルの付加化合物〕（０．４５１ｇ）、およびエチレングリコール（１０ｍＬ）（関東化学社製）からなる混合物に、窒素を５０ｍＬ／分の流量で吹き込みながら加熱し、１２５℃で２時間通気攪拌して脱気した。この混合物を室温に戻し、ヒドラジン水和物（１．５０ｇ、３０．０ｍｍｏｌ）（東京化成工業社製）を水７ｍＬで希釈した希釈溶液を、シリンジポンプを用いてゆっくり滴下した。希釈溶液の約１／４量を２時間かけてゆっくり滴下し、ここで一旦停止し、２時間攪拌して発泡が沈静化するのを確認した後、残量を更に１時間かけて滴下した。得られた褐色の溶液を６０℃に昇温して、さらに２時間攪拌し、還元反応を終結させた。
酢酸銅（ＩＩ）一水和物（３．００ｇ、１５．０ｍｍｏｌ）（東京化成工業社製）、式（１）で示されるエチル３－（３－（メトキシ（ポリエトキシ）エトキシ）－２－ヒドロキシプロピルスルファニル）プロピオナート〔ポリエチレングリコールメチルグリシジルエーテル（ポリエチレングリコール鎖の分子量２０００（炭素数９１））への３－メルカプトプロピオン酸エチルの付加化合物〕（０．４５１ｇ）、およびエチレングリコール（１０ｍＬ）（関東化学社製）からなる混合物に、窒素を５０ｍＬ／分の流量で吹き込みながら加熱し、１２５℃で２時間通気攪拌して脱気した。この混合物を室温に戻し、ヒドラジン水和物（１．５０ｇ、３０．０ｍｍｏｌ）（東京化成工業社製）を水７ｍＬで希釈した希釈溶液を、シリンジポンプを用いてゆっくり滴下した。希釈溶液の約１／４量を２時間かけてゆっくり滴下し、ここで一旦停止し、２時間攪拌して発泡が沈静化するのを確認した後、残量を更に１時間かけて滴下した。得られた褐色の溶液を６０℃に昇温して、さらに２時間攪拌し、還元反応を終結させた。
【0139】
つづいて、得られた反応混合物をダイセン・メンブレン・システムズ社製の中空糸型限外濾過膜モジュール（ＨＩＴ－１－ＦＵＳ１５８２、１４５ｃｍ２、分画分子量１５万）中に循環させ、浸出する濾液と同量の０．１％ヒドラジン水和物水溶液を加えながら、限外濾過モジュールからの濾液が約５００ｍＬとなるまで循環させて精製した。０．１％ヒドラジン水和物水溶液の供給を止め、そのまま限外濾過法により濃縮することにより、２．８５ｇのチオエーテルを含む有機化合物と銅微粒子との複合体の水分散液を得た。水分散液中の不揮発物含量は１６％であった。
【0140】
＜銅微粒子ペーストの調製＞
上記の水分散液５ｍＬをそれぞれ５０ｍＬ三口フラスコに封入し、ウォーターバスを用いて４０℃に加温しながら、減圧下で窒素を５ｍＬ／分の流速で流して、水を完全に除去し、銅微粒子複合体の乾燥粉末１．０ｇを得た。得られた銅微粒子複合体の乾燥粉末に、銅微粒子複合体の含有率が、銅微粒子ペースト１００％に対して、７０％になるように、アルゴンガス置換したグローブバッグ内で３０分間窒素バブリングしたエチレングリコールを添加した。その後、大気下において瑪瑙製の乳鉢で３分間混練し、銅微粒子複合体の含有率が７０％の銅微粒子ペーストを作製した。作製した銅微粒子ペーストについて、以下に記載した方法で物性を評価した。
上記の水分散液５ｍＬをそれぞれ５０ｍＬ三口フラスコに封入し、ウォーターバスを用いて４０℃に加温しながら、減圧下で窒素を５ｍＬ／分の流速で流して、水を完全に除去し、銅微粒子複合体の乾燥粉末１．０ｇを得た。得られた銅微粒子複合体の乾燥粉末に、銅微粒子複合体の含有率が、銅微粒子ペースト１００％に対して、７０％になるように、アルゴンガス置換したグローブバッグ内で３０分間窒素バブリングしたエチレングリコールを添加した。その後、大気下において瑪瑙製の乳鉢で３分間混練し、銅微粒子複合体の含有率が７０％の銅微粒子ペーストを作製した。作製した銅微粒子ペーストについて、以下に記載した方法で物性を評価した。
【0141】
＜熱重量分析（ＴＧ－ＤＴＡ）による重量減少率の測定＞
合成した銅微粒子複合体の乾燥粉末２～２５ｍｇを、熱重量分析用アルミパンに精密にはかりとり、ＥＸＳＴＡＲ ＴＧ／ＤＴＡ６３００型示差熱重量分析装置（エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製）に載せた。そして、不活性ガス雰囲気下において、室温～６００℃まで毎分１０℃の割合で昇温し、１００℃～６００℃の重量減少率を測定した。その結果から、銅微粒子複合体の乾燥粉末中に、３％のポリエチレンオキシド構造を含む有機物が存在することを確認した。
合成した銅微粒子複合体の乾燥粉末２～２５ｍｇを、熱重量分析用アルミパンに精密にはかりとり、ＥＸＳＴＡＲ ＴＧ／ＤＴＡ６３００型示差熱重量分析装置（エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製）に載せた。そして、不活性ガス雰囲気下において、室温～６００℃まで毎分１０℃の割合で昇温し、１００℃～６００℃の重量減少率を測定した。その結果から、銅微粒子複合体の乾燥粉末中に、３％のポリエチレンオキシド構造を含む有機物が存在することを確認した。
【0142】
＜平均一次粒子径の測定＞
合成した銅微粒子複合体の平均一次粒子径を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により測定した。まず、合成した銅微粒子複合体の乾燥粉末を、水で１００倍に希釈して分散液とした。次に、分散液をカーボン膜被覆グリッド上にキャストして乾燥させ、透過型電子顕微鏡（装置：ＴＥＭＪＥＭ－１４００（ＪＥＯＬ製）、加速電圧：１２０ｋＶ）にて観察した。そして、得られたＴＥＭ像の中から無作為に２００個の銅微粒子複合体を抽出し、それぞれ面積を求め、真球に換算したときの粒子径を個数基準として算出し、平均一次粒子径とした。その結果、合成した銅微粒子複合体の平均一次粒子径は、４２ｎｍであった。
合成した銅微粒子複合体の平均一次粒子径を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により測定した。まず、合成した銅微粒子複合体の乾燥粉末を、水で１００倍に希釈して分散液とした。次に、分散液をカーボン膜被覆グリッド上にキャストして乾燥させ、透過型電子顕微鏡（装置：ＴＥＭＪＥＭ－１４００（ＪＥＯＬ製）、加速電圧：１２０ｋＶ）にて観察した。そして、得られたＴＥＭ像の中から無作為に２００個の銅微粒子複合体を抽出し、それぞれ面積を求め、真球に換算したときの粒子径を個数基準として算出し、平均一次粒子径とした。その結果、合成した銅微粒子複合体の平均一次粒子径は、４２ｎｍであった。
【0143】
＜導電性ピラーを形成している銅微粒子の平均粒子径の測定＞
後述する実施例の導電性ピラーの製造方法を模擬して、上記の方法により得られた銅微粒子ペーストの焼結体を作成した。具体的には、上記の方法により得られた銅微粒子ペーストを、アルゴンガス雰囲気中でシリコンウエハ上に、膜厚が１ｍｍとなるように均一に塗布した。
後述する実施例の導電性ピラーの製造方法を模擬して、上記の方法により得られた銅微粒子ペーストの焼結体を作成した。具体的には、上記の方法により得られた銅微粒子ペーストを、アルゴンガス雰囲気中でシリコンウエハ上に、膜厚が１ｍｍとなるように均一に塗布した。
【0144】
次に、シリコンウエハ上に塗布した銅微粒子ペースト中の溶媒を低温で揮発させる仮焼成を行った。仮焼成は、窒素ガス雰囲気中で、卓上型真空はんだリフロー装置（ユニテンプ社製）を用いて、銅微粒子ペーストの塗布されたシリコンウエハを１２０℃で５分間加熱することにより行った。
次に、シリコンウエハ上に塗布した銅微粒子ペーストを焼結して、焼結体を形成した。銅微粒子ペーストの焼結は、蟻酸蒸気を含む窒素雰囲気中で、卓上型真空はんだリフロー装置（ユニテンプ社製）を用いて、仮焼成後のシリコンウエハを２５０℃で１０分間加熱することにより行った。
次に、シリコンウエハ上に塗布した銅微粒子ペーストを焼結して、焼結体を形成した。銅微粒子ペーストの焼結は、蟻酸蒸気を含む窒素雰囲気中で、卓上型真空はんだリフロー装置（ユニテンプ社製）を用いて、仮焼成後のシリコンウエハを２５０℃で１０分間加熱することにより行った。
【0145】
得られた焼結体をシリコンウエハから掻き落とし、銅微粒子焼結体の粉末を採取した。採取した銅微粒子焼結体の平均粒子径を、Ｘ線小角散乱測定法（ＳＡＸＳ）により測定した。その結果は、後述する実施例の導電性ピラーを形成している金属微粒子の平均粒子径とみなすことができる。
焼結体中の銅微粒子の平均粒子径の測定には、リガク社製のＸ線回折装置（商品名：ＳｍａｒｔＬａｂ）を用いた。測定は、回折角度２θを０から４°までの範囲とし、ステップモードで行った。なお、ステップ角は０．００５°、計測時間は５秒とした。
焼結体中の銅微粒子の平均粒子径の測定には、リガク社製のＸ線回折装置（商品名：ＳｍａｒｔＬａｂ）を用いた。測定は、回折角度２θを０から４°までの範囲とし、ステップモードで行った。なお、ステップ角は０．００５°、計測時間は５秒とした。
【0146】
銅微粒子の平均粒子径は、ＳＡＸＳにより得られた測定データを、解析ソフト（ＮＡＮＯ－Ｓｏｌｖｅｒ Ｖｅｒ．３）を用いて計算することにより見積もった。その結果を図１０に示す。図１０は、銅微粒子の粒子径分布を示したグラフである。図１０に示すように、焼結体中の銅微粒子の粒子径は、体積分率６％が３２２ｎｍ（分布１）、体積分率９１％が４５ｎｍ（分布２）、体積分率４％が１５ｎｍ（分布３）であった。この結果から、焼結体中の銅微粒子の平均粒子径は５９．１１２ｎｍと見積もられた。
【0147】
［実施例１］
＜導電性ピラーの作製＞
Ａｌ製の電極パッド１３が設けられた直径４インチのシリコンウエハ（基材１１）上に、Ａｒガスを用い、Ａｒプラスイオンを衝突させて逆スパッタしてクリーニングしてから、スパッタ法により膜厚２５０ｎｍのＣｕ薄膜１７を形成した（図１Ａ））。
＜導電性ピラーの作製＞
Ａｌ製の電極パッド１３が設けられた直径４インチのシリコンウエハ（基材１１）上に、Ａｒガスを用い、Ａｒプラスイオンを衝突させて逆スパッタしてクリーニングしてから、スパッタ法により膜厚２５０ｎｍのＣｕ薄膜１７を形成した（図１Ａ））。
【0148】
次に、最終膜厚が３０μｍになるようにレジスト樹脂を塗布した。レジストを露光・現像し、Ａｌ製電極パッド上に開口部１６ａが設けられるように、レジスト層１６に複数の開口パターンを形成させた（図１（Ｂ））。レジスト層１６の開口パターンの形状は上面及び底面の直径が３０～７５μｍの円柱形状、並びに、上面及び底面の一辺が３０～７５μｍの正方形の四角柱形状の凹部からなり、開口部の深さは３０μｍであった。円柱形状の開口部のアスペクト比（深さ：直径）は、１．０：１．０～２．５となるようにデザインした。
【0149】
次いで、以下に示す方法により、上記の方法により得られた銅微粒子ペーストを、円柱形状及び四角柱形状の開口部内に充填し、基材１１上の開口部１６ａ内に銅微粒子ペースト１２ｃで構成される柱状体を形成した（図１（Ｃ））。銅微粒子ペーストの充填は、アルゴンガス雰囲気中で行った。銅微粒子ペーストの充填は、基材上に銅微粒子ペーストを載せ、半自動スクリーン印刷装置（セリア製）に設置したスキージを、基板上でアタック角度７０°、移動速度１０ｍｍ／ｓで１往復掃引して塗布する方法により行った。スキージとしては、硬度７０°のウレタンゴム製の角スキージを用いた。
【0150】
次に、銅微粒子ペースト１２ｃで構成される柱状体が形成された基材を、蟻酸蒸気を含んだ窒素ガス雰囲気下においてホットプレートを用いて温度２５０℃の環境下で１０分間暴露することにより、銅微粒子ペーストを焼結させた（図１（Ｄ））。
【0151】
次に、導電性ペーストを充填し焼結した基材を、銅エッチング剤（菱江化学社製 ＷＬＣ－Ｃ２）に３０秒間浸漬させることにより、基材上の最外層の表面に残った銅微粒子ペーストの残渣を除去した。
以上の工程により、実施例１の導電性ピラーを得た（図１（Ｄ））。
以上の工程により、実施例１の導電性ピラーを得た（図１（Ｄ））。
【0152】
実施例１の導電性ピラーは、図１（Ｄ）に示されるように、基材１１上の電極パッド１３の上に、Ｃｕ薄膜１７からなる第一の接合層１７ｃを介して設けられた銅微粒子の焼結体１２で構成されている。焼結体１２は銅微粒子が焼結により融着した多孔質構造を有し、上面１２ｂが基材１１側に窪んだ凹型形状である。
【0153】
図１１は、実施例１の導電性ピラーのうち、開口パターンの形状が、上面及び底面の直径が５０μｍの円柱形状である部分の断面を撮影した顕微鏡写真である。図１２は、図１１に示す導電性ピラーの上面を撮影した顕微鏡写真である。
図１１及び図１２において、符号１１は基材、符号１２は焼結体、符号１２ｂは焼結体の上面、符号１３は電極パッドを示す。図１１に示すように、実施例の導電性ピラー（焼結体１２）は、上面１２ｂが基材１１側に窪んだ凹型形状であった。
図１１及び図１２において、符号１１は基材、符号１２は焼結体、符号１２ｂは焼結体の上面、符号１３は電極パッドを示す。図１１に示すように、実施例の導電性ピラー（焼結体１２）は、上面１２ｂが基材１１側に窪んだ凹型形状であった。
【0154】
［実施例２］
＜導電性ピラーの作製＞
次に、実施例１の導電性ピラーを形成している焼結体の基材側に窪んだ凹型形状に、ＩＭＳ（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｅｄ Ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）工法（例えば、特開２０１５－１０６６１７号公報参照。）を用いて、第二の接合層２２となる材料２２ａとして溶融はんだ（ＳＡＣ３０５）を供給し、焼結体の凹部形状に沿ってバンプを設けた。具体的には、溶融はんだを保持する注入ヘッド２２ｂ（リザーバ）から開口部分に、直接溶融はんだを射出して供給した（図６（Ａ））。はんだ合金としては、ＳＡＣ３０５を使用した。これにより、はんだ合金からなる第二の接合層（バンプ）を作製した。得られた第二の接合層は、凸曲面状に盛り上がった形状であった。その後、レジスト層を除去した。さらに、銅エッチング剤（菱江化学社製 ＷＬＣ－Ｃ２）に１５秒間浸漬させることにより、基材上に露出したレジスト層１６の下のＣｕ薄膜１７ｄをエッチング除去して、実施例２の導電性ピラーを得た（図６（Ｂ））。
＜導電性ピラーの作製＞
次に、実施例１の導電性ピラーを形成している焼結体の基材側に窪んだ凹型形状に、ＩＭＳ（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｅｄ Ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）工法（例えば、特開２０１５－１０６６１７号公報参照。）を用いて、第二の接合層２２となる材料２２ａとして溶融はんだ（ＳＡＣ３０５）を供給し、焼結体の凹部形状に沿ってバンプを設けた。具体的には、溶融はんだを保持する注入ヘッド２２ｂ（リザーバ）から開口部分に、直接溶融はんだを射出して供給した（図６（Ａ））。はんだ合金としては、ＳＡＣ３０５を使用した。これにより、はんだ合金からなる第二の接合層（バンプ）を作製した。得られた第二の接合層は、凸曲面状に盛り上がった形状であった。その後、レジスト層を除去した。さらに、銅エッチング剤（菱江化学社製 ＷＬＣ－Ｃ２）に１５秒間浸漬させることにより、基材上に露出したレジスト層１６の下のＣｕ薄膜１７ｄをエッチング除去して、実施例２の導電性ピラーを得た（図６（Ｂ））。
【0155】
実施例２の導電性ピラーは、基材上のＡｌ製電極パッドの上に厚さ２５０ｎｍのＣｕ薄膜（第一の接合層１７ｃ）を介して設けられ、ピラーの高さ（焼結体の高さ）が１５～２０μｍ、金属間化合物層の厚さが１～５μｍ、第二の接合層の高さが５～１５μｍ程度であった。
レジスト層の開口パターンの直径に対して、導電性ピラーの直径は、ほぼ同じである。 実施例２の導電性ピラーの場合、Ｃｕ薄膜及び導電性ピラーは同じＣｕで形成されている。したがって、Ｃｕ薄膜をエッチングした時に、アンダーカットが生じない。
レジスト層の開口パターンの直径に対して、導電性ピラーの直径は、ほぼ同じである。 実施例２の導電性ピラーの場合、Ｃｕ薄膜及び導電性ピラーは同じＣｕで形成されている。したがって、Ｃｕ薄膜をエッチングした時に、アンダーカットが生じない。
【0156】
（バンプとの接合強度（シェア強度）の評価試験）
レジスト層を除去して得られた実施例２の導電性ピラーのうち、上面及び底面の一辺が７５μｍの正方形の、四角柱形状の導電性ピラーについて、後述する評価方法により、バンプとの接合強度（シェア強度）の評価試験を実施した。
レジスト層を除去して得られた実施例２の導電性ピラーのうち、上面及び底面の一辺が７５μｍの正方形の、四角柱形状の導電性ピラーについて、後述する評価方法により、バンプとの接合強度（シェア強度）の評価試験を実施した。
【0157】
［実施例３］
＜接合構造の作製＞
次に、焼結体からなる実施例２の導電性ピラー上にはんだ合金からなる第二の接合層（バンプ）が形成された基材と、表面に銅からなる電極を有するＳｉ基板（被接合部材）とを対向配置させて積層した。具体的には、被接合部材の電極が設けられた面を上に向けて配置し、基材の第二の接合層が形成された面を下に向けて配置して、被接合部材の電極と、基材の第二の接合層とを重ね合わせた状態とした（図６（Ｃ））。そして、基材と被接合部材とを積層した状態で加熱して、第二の接合層を溶融し、基材と被接合部材とを接合し、実施例３の接合構造を形成した。チップアッセンブリ後の導電性ピラーの高さは２０μｍであった。
＜接合構造の作製＞
次に、焼結体からなる実施例２の導電性ピラー上にはんだ合金からなる第二の接合層（バンプ）が形成された基材と、表面に銅からなる電極を有するＳｉ基板（被接合部材）とを対向配置させて積層した。具体的には、被接合部材の電極が設けられた面を上に向けて配置し、基材の第二の接合層が形成された面を下に向けて配置して、被接合部材の電極と、基材の第二の接合層とを重ね合わせた状態とした（図６（Ｃ））。そして、基材と被接合部材とを積層した状態で加熱して、第二の接合層を溶融し、基材と被接合部材とを接合し、実施例３の接合構造を形成した。チップアッセンブリ後の導電性ピラーの高さは２０μｍであった。
【0158】
（電気抵抗測定及び絶縁信頼性試験）
基材と被接合部材とが実施例２の導電性ピラーにより接合された実施例３の接合構造について、後述する評価方法により、導電性ピラーの電気抵抗測定及び絶縁信頼性試験を実施した。
基材と被接合部材とが実施例２の導電性ピラーにより接合された実施例３の接合構造について、後述する評価方法により、導電性ピラーの電気抵抗測定及び絶縁信頼性試験を実施した。
【0159】
［実施例４］
＜接合構造の作製＞
その後、基材と被接合部材との間における接合構造の配置されていない領域に、エポキシ樹脂からなるアンダーフィル剤を注入する方法により、封止樹脂を充填し、実施例４の接合構造を得た（図７（Ａ）及び図７（Ｂ））。
＜接合構造の作製＞
その後、基材と被接合部材との間における接合構造の配置されていない領域に、エポキシ樹脂からなるアンダーフィル剤を注入する方法により、封止樹脂を充填し、実施例４の接合構造を得た（図７（Ａ）及び図７（Ｂ））。
【0160】
【0161】
（温度サイクル試験（ＤＴＣ試験））
実施例２の導電性ピラーを備える実施例４の接合構造について、後述する評価方法により、温度サイクル試験（ＤＴＣ試験）を実施した。
実施例２の導電性ピラーを備える実施例４の接合構造について、後述する評価方法により、温度サイクル試験（ＤＴＣ試験）を実施した。
【0162】
（高温保存試験（ＨＴＳ試験））
実施例２の導電性ピラーを備える実施例４の接合構造について、後述する評価方法により、高温保存試験（ＨＴＳ試験）を実施した。
実施例２の導電性ピラーを備える実施例４の接合構造について、後述する評価方法により、高温保存試験（ＨＴＳ試験）を実施した。
【0163】
［実施例５］
＜導電性ピラーの作製＞
Ａｌ製電極が設けられた直径４インチのシリコンウエハ（基材）上に、最終膜厚が３０μｍになるようにレジスト樹脂を塗布した。レジストを露光・現像し、Ａｌ製電極パッド上に開口部が設けられるように、複数の開口パターンを形成させた（図３（Ａ））。開口パターンの形状は上面及び底面の直径が２０～７５μｍの円柱形状、並びに、上面及び底面の一辺が２０～７５μｍの正方形の四角柱形状の凹部からなり、開口部の深さは３０μｍであった。円柱形状の開口部のアスペクト比（深さ：直径）は、１．０：１．０～２．５となるようにデザインした。
＜導電性ピラーの作製＞
Ａｌ製電極が設けられた直径４インチのシリコンウエハ（基材）上に、最終膜厚が３０μｍになるようにレジスト樹脂を塗布した。レジストを露光・現像し、Ａｌ製電極パッド上に開口部が設けられるように、複数の開口パターンを形成させた（図３（Ａ））。開口パターンの形状は上面及び底面の直径が２０～７５μｍの円柱形状、並びに、上面及び底面の一辺が２０～７５μｍの正方形の四角柱形状の凹部からなり、開口部の深さは３０μｍであった。円柱形状の開口部のアスペクト比（深さ：直径）は、１．０：１．０～２．５となるようにデザインした。
【0164】
次いで、Ａｌ製電極上に開口部を有するレジスト層が形成されたシリコンウエハ上の表面を、Ａｒガスを用い、Ａｒプラスイオンを衝突させて逆スパッタしてクリーニングしてから、スパッタ法により膜厚２５０ｎｍのＣｕ薄膜を形成した（図３（Ｂ））。開口パターンの形状は、ほとんど変化していない。
【0165】
次いで、以下に示す方法により、上記の方法により得られた銅微粒子ペーストを、円柱形状及び四角柱形状の開口部内に充填し、基材上に銅微粒子で構成される柱状体を形成した（図３（Ｃ））。銅微粒子ペーストの充填は、アルゴンガス雰囲気中で行った。銅微粒子ペーストの充填は、基材上に銅微粒子ペーストを載せ、半自動スクリーン印刷装置（セリア製）に設置したスキージを、基材上でアタック角度７０°、移動速度１０ｍｍ／ｓで掃引して塗布する方法により行った（図３（Ｃ））。スキージとしては、スクリーン印刷用の硬度７０°のウレタンゴム製の角スキージを用いた。
【0166】
次に、柱状体の形成された基材を、蟻酸蒸気を含んだ窒素ガス雰囲気下においてホットプレートを用いて温度２５０℃の環境下で１０分間暴露することにより、銅微粒子ペーストを焼結させた（図３（Ｄ））。
【0167】
次に、導電性ペーストを充填し焼結した基材を、銅エッチング剤（菱江化学社製 ＷＬＣ－Ｃ２）に３０秒間浸漬させることにより、基材上の最外層の表面に残った銅微粒子ペーストの残渣と、レジスト層上部のＣｕ薄膜１７ａと、を除去した。
以上の工程により、基材上に設けられた焼結体からなる実施例５の導電性ピラーを得た（図４）。
以上の工程により、基材上に設けられた焼結体からなる実施例５の導電性ピラーを得た（図４）。
【0168】
実施例５の導電性ピラーは、図５に示されるように、基材１１上に設けられた銅微粒子の焼結体１２で構成され、焼結体１２は銅微粒子が焼結により融着した多孔質構造を有し、上面１２ｂが基材１１側に窪んだ凹型形状であり、焼結体１２の側面が、Ｃｕ薄膜で覆われていた。
【0169】
［実施例６］
＜導電性ピラーの作製＞
次に、実施例１の導電性ピラーを形成している焼結体の基材側に窪んだ凹型形状に、ＩＭＳ工法を用いて、溶融はんだ（ＳＡＣ３０５）を供給し、焼結体の凹部形状に沿ってバンプを設けた。具体的には、溶融はんだを保持する注入ヘッド（リザーバ）から開口部分に、直接溶融はんだを射出して供給した（図８（Ａ））。はんだ合金としては、ＳＡＣ３０５を使用した。これにより、はんだ合金からなる第二の接合層（バンプ）を作製した。得られた第二の接合層は、凸曲面状に盛り上がった形状であった。その後、レジスト層を除去して、実施例２の導電性ピラーを得た（図８（Ｂ））。
＜導電性ピラーの作製＞
次に、実施例１の導電性ピラーを形成している焼結体の基材側に窪んだ凹型形状に、ＩＭＳ工法を用いて、溶融はんだ（ＳＡＣ３０５）を供給し、焼結体の凹部形状に沿ってバンプを設けた。具体的には、溶融はんだを保持する注入ヘッド（リザーバ）から開口部分に、直接溶融はんだを射出して供給した（図８（Ａ））。はんだ合金としては、ＳＡＣ３０５を使用した。これにより、はんだ合金からなる第二の接合層（バンプ）を作製した。得られた第二の接合層は、凸曲面状に盛り上がった形状であった。その後、レジスト層を除去して、実施例２の導電性ピラーを得た（図８（Ｂ））。
【0170】
実施例６の導電性ピラーは、基材上のＡｌ製電極パッドの上に厚さ２５０ｎｍのＣｕ薄膜（第一の接合層）を介して設けられ、焼結体の側面がＣｕ薄膜で覆われており、ピラーの高さ（焼結体の高さ）が１５～２０μｍ、金属間化合物層が１～５μｍ、第二の接合層が５～１５μｍ程度であった。
実施例６の導電性ピラーの製造方法においては、開口部を有するレジスト層が形成された基材上の表面にＣｕ薄膜を形成しており、レジスト層を除去する工程の後、露出した基材１１の上にＣｕ薄膜は存在せず、更にＣｕ薄膜を除去するためのエッチング工程を設ける必要がないので、アンダーカットは発生しない。
開口パターンの直径に対して、導電性ピラーの直径は、ほぼ同じである。
実施例６の導電性ピラーの製造方法においては、開口部を有するレジスト層が形成された基材上の表面にＣｕ薄膜を形成しており、レジスト層を除去する工程の後、露出した基材１１の上にＣｕ薄膜は存在せず、更にＣｕ薄膜を除去するためのエッチング工程を設ける必要がないので、アンダーカットは発生しない。
開口パターンの直径に対して、導電性ピラーの直径は、ほぼ同じである。
【0171】
（バンプとの接合強度（シェア強度）の評価試験）
レジスト層を除去して得られた実施例６の導電性ピラーのうち、上面及び底面の一辺が７５μｍの正方形の、四角柱形状の導電性ピラーについて、後述する評価方法により、バンプとの接合強度（シェア強度）の評価試験を実施した。
レジスト層を除去して得られた実施例６の導電性ピラーのうち、上面及び底面の一辺が７５μｍの正方形の、四角柱形状の導電性ピラーについて、後述する評価方法により、バンプとの接合強度（シェア強度）の評価試験を実施した。
【0172】
［実施例７］
＜接合構造の作製＞
次に、焼結体からなる実施例６の導電性ピラー上にはんだ合金からなる第二の接合層（バンプ）が形成された基材と、表面に銅からなる電極を有するＳｉ基板（被接合部材）とを対向配置させて積層した。具体的には、被接合部材の電極が設けられた面を上に向けて配置し、基材の第二の接合層が形成された面を下に向けて配置して、被接合部材の電極と、基材の第二の接合層とを重ね合わせた状態とした（図８（Ｃ））。そして、基材と被接合部材とを積層した状態で加熱して、第二の接合層を溶融し、基材と被接合部材とを接合し、実施例７の接合構造を形成した。チップアッセンブリ後の導電性ピラーの高さは２０μｍであった。
＜接合構造の作製＞
次に、焼結体からなる実施例６の導電性ピラー上にはんだ合金からなる第二の接合層（バンプ）が形成された基材と、表面に銅からなる電極を有するＳｉ基板（被接合部材）とを対向配置させて積層した。具体的には、被接合部材の電極が設けられた面を上に向けて配置し、基材の第二の接合層が形成された面を下に向けて配置して、被接合部材の電極と、基材の第二の接合層とを重ね合わせた状態とした（図８（Ｃ））。そして、基材と被接合部材とを積層した状態で加熱して、第二の接合層を溶融し、基材と被接合部材とを接合し、実施例７の接合構造を形成した。チップアッセンブリ後の導電性ピラーの高さは２０μｍであった。
【0173】
（電気抵抗測定及び絶縁信頼性試験）
基材と被接合部材とが実施例６の導電性ピラーにより接合された実施例７の接合構造について、後述する評価方法により、導電性ピラーの電気抵抗測定及び絶縁信頼性試験を実施した。
基材と被接合部材とが実施例６の導電性ピラーにより接合された実施例７の接合構造について、後述する評価方法により、導電性ピラーの電気抵抗測定及び絶縁信頼性試験を実施した。
【0174】
［実施例８］
＜接合構造の作製＞
その後、基材と被接合部材との間における接合構造の配置されていない領域に、エポキシ樹脂からなるアンダーフィル剤を注入する方法により、封止樹脂を充填し、実施例８の接合構造を得た（図９（Ａ）及び図９（Ｂ））。
＜接合構造の作製＞
その後、基材と被接合部材との間における接合構造の配置されていない領域に、エポキシ樹脂からなるアンダーフィル剤を注入する方法により、封止樹脂を充填し、実施例８の接合構造を得た（図９（Ａ）及び図９（Ｂ））。
【0175】
【0176】
（温度サイクル試験（ＤＴＣ試験））
実施例６の導電性ピラーを備える実施例８の接合構造について、後述する評価方法により、温度サイクル試験（ＤＴＣ試験）を実施した。
実施例６の導電性ピラーを備える実施例８の接合構造について、後述する評価方法により、温度サイクル試験（ＤＴＣ試験）を実施した。
【0177】
（高温保存試験（ＨＴＳ試験））
実施例６の導電性ピラーを備える実施例８の接合構造について、後述する評価方法により、高温保存試験（ＨＴＳ試験）を実施した。
実施例６の導電性ピラーを備える実施例８の接合構造について、後述する評価方法により、高温保存試験（ＨＴＳ試験）を実施した。
【0178】
［比較例１］
＜導電性ピラーの作製＞
Ａｌ製電極が設けられた直径４インチのシリコンウエハ（基材）上の全面に、Ａｒガスを用い、Ａｒプラスイオンを衝突させて逆スパッタしてクリーニングしてから、スパッタ法により膜厚２５０ｎｍのＣｕ薄膜を形成した。
Ａｌ製電極の上に直接溶融はんだを供給しようとしても、Ａｌ製電極は溶融はんだに対して濡れ性がない。Ｃｕ薄膜の形成を必須としたのは、溶融はんだに対する濡れ性が良いからである。
次に、更にその上に、最終膜厚が３０μｍになるようにレジスト樹脂を塗布した。レジストを露光・現像し、Ａｌ製電極上に開口部が設けられるように、複数の開口パターンを形成させた。レジスト層の開口パターンの形状は上面及び底面の直径が３０～７５μｍの円柱形状、並びに、上面及び底面の一辺が３０～７５μｍの正方形の、四角柱形状の凹部からなり、開口部の深さは３０μｍであった。円柱形状の開口部のアスペクト比（深さ：直径）は、１．０：１．０～２．５となるようにデザインした。
＜導電性ピラーの作製＞
Ａｌ製電極が設けられた直径４インチのシリコンウエハ（基材）上の全面に、Ａｒガスを用い、Ａｒプラスイオンを衝突させて逆スパッタしてクリーニングしてから、スパッタ法により膜厚２５０ｎｍのＣｕ薄膜を形成した。
Ａｌ製電極の上に直接溶融はんだを供給しようとしても、Ａｌ製電極は溶融はんだに対して濡れ性がない。Ｃｕ薄膜の形成を必須としたのは、溶融はんだに対する濡れ性が良いからである。
次に、更にその上に、最終膜厚が３０μｍになるようにレジスト樹脂を塗布した。レジストを露光・現像し、Ａｌ製電極上に開口部が設けられるように、複数の開口パターンを形成させた。レジスト層の開口パターンの形状は上面及び底面の直径が３０～７５μｍの円柱形状、並びに、上面及び底面の一辺が３０～７５μｍの正方形の、四角柱形状の凹部からなり、開口部の深さは３０μｍであった。円柱形状の開口部のアスペクト比（深さ：直径）は、１．０：１．０～２．５となるようにデザインした。
【0179】
次いで、ＩＭＳ工法を使用して、溶融はんだを保持するリザーバから、溶融はんだを射出し、開口部へ直接溶融はんだを供給した。はんだ合金は、ＳＡＣ３０５を使用した。これにより、はんだ合金のみから成る導電性ピラーを作製した。固化したはんだ合金は、レジスト層との表面エネルギー差によりその頭部が凸曲面状に盛り上がった形状を示した。その後、レジスト層を除去し、次に、露出したＣｕ薄膜を銅エッチング剤（菱江化学社製 ＷＬＣ－Ｃ２）に浸漬することによりエッチング除去して、比較例１の導電性ピラーを得た。
【0180】
比較例１においては、Ｃｕ薄膜を基材上の全面に形成し、更にその上にレジストパターンを形成している。はんだ合金の下にＣｕ薄膜がある。そのため、レジストストリップ後に、Ｃｕ薄膜をエッチングする時、はんだ合金は溶出しないのに対し、露出したＣｕ薄膜と共に導電性ピラーの下のＣｕ薄膜も溶出してしまうためにアンダーカットが生じた。
【0181】
（バンプとの接合強度（シェア強度）の評価試験）
基材のＡｌ製電極上に形成されたはんだ合金のみから成る比較例１の導電性ピラーのうち、上面及び底面の一辺が７５μｍの正方形の、四角柱形状の導電性ピラーについて、後述する評価方法により、バンプとの接合強度（シェア強度）の評価試験を実施した。
基材のＡｌ製電極上に形成されたはんだ合金のみから成る比較例１の導電性ピラーのうち、上面及び底面の一辺が７５μｍの正方形の、四角柱形状の導電性ピラーについて、後述する評価方法により、バンプとの接合強度（シェア強度）の評価試験を実施した。
【0182】
［比較例２］
＜接合構造の作製＞
次に、比較例１の導電性ピラーが形成された基材と、表面に銅からなる電極を有するＳｉ基板（被接合部材）とを対向配置させて積層した。具体的には、被接合部材の電極が設けられた面を上に向けて配置し、基材の比較例１の導電性ピラーが形成された面を下に向けて配置して、被接合部材の電極と、はんだ合金のみから成る比較例１の導電性ピラーとを重ね合わせた状態とした。そして、基材と被接合部材とを積層した状態で加熱して、はんだ合金を溶融し、基材と被接合部材とを接合し、比較例２の接合構造を形成した。チップアッセンブリ後の導電性ピラーの高さは１５μｍであった。
＜接合構造の作製＞
次に、比較例１の導電性ピラーが形成された基材と、表面に銅からなる電極を有するＳｉ基板（被接合部材）とを対向配置させて積層した。具体的には、被接合部材の電極が設けられた面を上に向けて配置し、基材の比較例１の導電性ピラーが形成された面を下に向けて配置して、被接合部材の電極と、はんだ合金のみから成る比較例１の導電性ピラーとを重ね合わせた状態とした。そして、基材と被接合部材とを積層した状態で加熱して、はんだ合金を溶融し、基材と被接合部材とを接合し、比較例２の接合構造を形成した。チップアッセンブリ後の導電性ピラーの高さは１５μｍであった。
【0183】
（電気抵抗測定及び絶縁信頼性試験）
基材と被接合部材とが比較例１の導電性ピラーにより接合された比較例２の接合構造について、後述する評価方法により、導電性ピラーの電気抵抗測定及び絶縁信頼性試験を実施した。
基材と被接合部材とが比較例１の導電性ピラーにより接合された比較例２の接合構造について、後述する評価方法により、導電性ピラーの電気抵抗測定及び絶縁信頼性試験を実施した。
【0184】
［比較例３］
＜接合構造の作製＞
その後、基材と被接合部材との間における接合構造の配置されていない領域に、エポキシ樹脂からなるアンダーフィル剤を注入する方法により、封止樹脂を充填し、比較例３の接合構造を得た。
＜接合構造の作製＞
その後、基材と被接合部材との間における接合構造の配置されていない領域に、エポキシ樹脂からなるアンダーフィル剤を注入する方法により、封止樹脂を充填し、比較例３の接合構造を得た。
【0185】
（温度サイクル試験（ＤＴＣ試験））
比較例１の導電性ピラーを備える比較例３の接合構造について、後述する評価方法により、温度サイクル試験（ＤＴＣ試験）を実施した。
比較例１の導電性ピラーを備える比較例３の接合構造について、後述する評価方法により、温度サイクル試験（ＤＴＣ試験）を実施した。
【0186】
（高温保存試験（ＨＴＳ試験））
比較例１の導電性ピラーを備える比較例３の接合構造について、後述する評価方法により、高温保存試験（ＨＴＳ試験）を実施した。
比較例１の導電性ピラーを備える比較例３の接合構造について、後述する評価方法により、高温保存試験（ＨＴＳ試験）を実施した。
【0187】
［比較例４］
＜導電性ピラーの作製＞
Ａｌ製電極が設けられた直径４インチのシリコンウエハ（基材）上の全面に、スパッタ法により膜厚５０ｎｍのＴｉ薄膜及び膜厚２５０ｎｍのＣｕ薄膜を形成した。次に、更にその上に、最終膜厚が３０μｍになるようにレジスト樹脂を塗布した。レジストを露光・現像し、Ａｌ製電極上に開口部が設けられるように、複数の開口パターンを形成させた。レジスト層の開口パターンの形状は上面及び底面の直径が３０～７５μｍの円柱形状、並びに、上面及び底面の一辺が３０～７５μｍの正方形の、四角柱形状の凹部からなり、開口部の深さは３０μｍであった。円柱形状の開口部のアスペクト比（深さ：直径）は、１．０：１．０～２．５となるようにデザインした。
＜導電性ピラーの作製＞
Ａｌ製電極が設けられた直径４インチのシリコンウエハ（基材）上の全面に、スパッタ法により膜厚５０ｎｍのＴｉ薄膜及び膜厚２５０ｎｍのＣｕ薄膜を形成した。次に、更にその上に、最終膜厚が３０μｍになるようにレジスト樹脂を塗布した。レジストを露光・現像し、Ａｌ製電極上に開口部が設けられるように、複数の開口パターンを形成させた。レジスト層の開口パターンの形状は上面及び底面の直径が３０～７５μｍの円柱形状、並びに、上面及び底面の一辺が３０～７５μｍの正方形の、四角柱形状の凹部からなり、開口部の深さは３０μｍであった。円柱形状の開口部のアスペクト比（深さ：直径）は、１．０：１．０～２．５となるようにデザインした。
【0188】
次いで、作製した電極基材を５ｗｔ％硫酸に浸漬し、酸化被膜を除去する前処理を行った。前処理の後、硫酸銅・５水和物６５ｇ／Ｌ、硫酸１７０ｇ／Ｌ、塩化ナトリウム７０ｍｇ／Ｌからなる銅メッキ液を調製した。銅メッキ液に、前処理した電極基材を浸漬させ、分極させた。レジスト層のパターン開口部の露出したカソード電極面に銅メッキを行い、銅メッキからなる導電性ピラーを作製した。
次いで、ＩＭＳ工法を使用して、溶融はんだを保持するリザーバから、溶融はんだを射出し、開口部へ直接溶融はんだを供給した。はんだ合金は、ＳＡＣ３０５を使用した。これにより、はんだ合金のみから成る導電性ピラーを作製した。固化したはんだ合金は、レジスト層との表面エネルギー差によりその頭部が凸曲面状に盛り上がった形状を示した。
レジスト層をエッチング除去し、次に、露出したＣｕ薄膜を銅エッチング剤（菱江化学社製 ＷＬＣ－Ｃ２）に浸漬することによりエッチング除去し、最後に、露出したＴｉ薄膜をウェハーバンプ向けスパッタＴｉエッチング剤（菱江化学社製ＷＬＣ－Ｔ）に２０秒間浸漬させることによりエッチング除去して、比較例４の導電性ピラーを得た。評価に供した比較例４の導電性ピラーは、直径が７５μｍの円柱状であり、ピラー高さは２０μｍであった。但し、Ｔｉ薄膜部分の層の径が細くエッチングされてしまい、アンダーカットが生じていた。
比較例４の様に、導電性ピラーをメッキ法で形成する場合、カソード電極面となるＣｕ薄膜を基材上の全面に形成する必要がある。そのため、レジストストリップ後のエッチングでアンダーカットが生じる。
次いで、ＩＭＳ工法を使用して、溶融はんだを保持するリザーバから、溶融はんだを射出し、開口部へ直接溶融はんだを供給した。はんだ合金は、ＳＡＣ３０５を使用した。これにより、はんだ合金のみから成る導電性ピラーを作製した。固化したはんだ合金は、レジスト層との表面エネルギー差によりその頭部が凸曲面状に盛り上がった形状を示した。
レジスト層をエッチング除去し、次に、露出したＣｕ薄膜を銅エッチング剤（菱江化学社製 ＷＬＣ－Ｃ２）に浸漬することによりエッチング除去し、最後に、露出したＴｉ薄膜をウェハーバンプ向けスパッタＴｉエッチング剤（菱江化学社製ＷＬＣ－Ｔ）に２０秒間浸漬させることによりエッチング除去して、比較例４の導電性ピラーを得た。評価に供した比較例４の導電性ピラーは、直径が７５μｍの円柱状であり、ピラー高さは２０μｍであった。但し、Ｔｉ薄膜部分の層の径が細くエッチングされてしまい、アンダーカットが生じていた。
比較例４の様に、導電性ピラーをメッキ法で形成する場合、カソード電極面となるＣｕ薄膜を基材上の全面に形成する必要がある。そのため、レジストストリップ後のエッチングでアンダーカットが生じる。
【0189】
（バンプとの接合強度（シェア強度）の評価試験）
基材のＡｌ製電極上に形成された銅メッキのみから成る比較例４の導電性ピラーのうち、上面及び底面の一辺が７５μｍの正方形の、四角柱形状の導電性ピラーについて、後述する評価方法により、バンプとの接合強度（シェア強度）の評価試験を実施した。
基材のＡｌ製電極上に形成された銅メッキのみから成る比較例４の導電性ピラーのうち、上面及び底面の一辺が７５μｍの正方形の、四角柱形状の導電性ピラーについて、後述する評価方法により、バンプとの接合強度（シェア強度）の評価試験を実施した。
【0190】
［比較例５］
＜接合構造の作製＞
次に、比較例４の銅メッキからなる導電性ピラー上にはんだ合金からなる接合層が形成された基材と、表面に銅からなる電極を有するＳｉ基板（被接合部材）とを対向配置させて積層した。具体的には、被接合部材の電極が設けられた面を上に向けて配置し、基材の接合層が形成された面を下に向けて配置して、被接合部材の電極と、基材の接合層とを重ね合わせた状態とした。そして、基材と被接合部材とを積層した状態で加熱して、接合層を溶融し、基材と被接合部材とを接合し、比較例５の接合構造を形成した。チップアッセンブリ後の導電性ピラーの高さは２０μｍであった。
＜接合構造の作製＞
次に、比較例４の銅メッキからなる導電性ピラー上にはんだ合金からなる接合層が形成された基材と、表面に銅からなる電極を有するＳｉ基板（被接合部材）とを対向配置させて積層した。具体的には、被接合部材の電極が設けられた面を上に向けて配置し、基材の接合層が形成された面を下に向けて配置して、被接合部材の電極と、基材の接合層とを重ね合わせた状態とした。そして、基材と被接合部材とを積層した状態で加熱して、接合層を溶融し、基材と被接合部材とを接合し、比較例５の接合構造を形成した。チップアッセンブリ後の導電性ピラーの高さは２０μｍであった。
【0191】
（電気抵抗測定及び絶縁信頼性試験）
基材と被接合部材とが比較例４の導電性ピラーにより接合された比較例５の接合構造について、後述する評価方法により、導電性ピラーの電気抵抗測定及び絶縁信頼性試験を実施した。
基材と被接合部材とが比較例４の導電性ピラーにより接合された比較例５の接合構造について、後述する評価方法により、導電性ピラーの電気抵抗測定及び絶縁信頼性試験を実施した。
【0192】
［比較例６］
＜接合構造の作製＞
その後、基材と被接合部材との間における接合構造の配置されていない領域に、エポキシ樹脂からなるアンダーフィル剤を注入する方法により、封止樹脂を充填し、比較例６の接合構造を得た。
＜接合構造の作製＞
その後、基材と被接合部材との間における接合構造の配置されていない領域に、エポキシ樹脂からなるアンダーフィル剤を注入する方法により、封止樹脂を充填し、比較例６の接合構造を得た。
【0193】
（温度サイクル試験（ＤＴＣ試験））
比較例４の導電性ピラーを備える比較例６の接合構造について、後述する評価方法により、温度サイクル試験（ＤＴＣ試験）を実施した。
比較例４の導電性ピラーを備える比較例６の接合構造について、後述する評価方法により、温度サイクル試験（ＤＴＣ試験）を実施した。
【0194】
（高温保存試験（ＨＴＳ試験））
比較例４の導電性ピラーを備える比較例６の接合構造について、後述する評価方法により、高温保存試験（ＨＴＳ試験）を実施した。
比較例４の導電性ピラーを備える比較例６の接合構造について、後述する評価方法により、高温保存試験（ＨＴＳ試験）を実施した。
【0195】
［評価方法及び評価結果］
実施例２及び６の導電性ピラー、実施例３、４並びに７、８の接合構造、比較例１及び４の導電性ピラー、比較例２、３及び比較例５、６の接合構造について、以下に示す方法により「バンプの接合強度」「絶縁信頼性」「ＤＴＣ耐久性」及び「ＨＴＳ耐久性」を評価した。
実施例２及び６の導電性ピラー、実施例３、４並びに７、８の接合構造、比較例１及び４の導電性ピラー、比較例２、３及び比較例５、６の接合構造について、以下に示す方法により「バンプの接合強度」「絶縁信頼性」「ＤＴＣ耐久性」及び「ＨＴＳ耐久性」を評価した。
【0196】
「バンプとの接合強度（シェア強度）」
実施例２及び６、比較例１及び比較例４の導電性ピラーから、上面及び底面の一辺が７５μｍの正方形であり、高さが３０μｍである四角柱形状の導電性ピラーの試験片を、それぞれ、８個づつ採取した。そして、ＪＩＳ Ｚ－０３９１８－５：２００３「鉛フリーはんだ試験方法」に記載の方法で、各試験片について、高さをＡｌ製電極より７μｍ、スピードを２００μｍ／ｓの条件で、それぞれせん断力を付加し、バンプとの接合強度（シェア強度）を測定した。平均値及び標準偏差の測定結果を、表１に示す。
表１に示すように、実施例２及び６の導電性ピラーとバンプとの接合強度（シェア強度）は、はんだ合金のみから成る比較例１の導電性ピラーとバンプとの接合強度（シェア強度）よりも優れており、銅メッキのみから成る比較例４の導電性ピラーとバンプとの接合強度（シェア強度）と同等に優れるものであった。
実施例２及び６、比較例１及び比較例４の導電性ピラーから、上面及び底面の一辺が７５μｍの正方形であり、高さが３０μｍである四角柱形状の導電性ピラーの試験片を、それぞれ、８個づつ採取した。そして、ＪＩＳ Ｚ－０３９１８－５：２００３「鉛フリーはんだ試験方法」に記載の方法で、各試験片について、高さをＡｌ製電極より７μｍ、スピードを２００μｍ／ｓの条件で、それぞれせん断力を付加し、バンプとの接合強度（シェア強度）を測定した。平均値及び標準偏差の測定結果を、表１に示す。
表１に示すように、実施例２及び６の導電性ピラーとバンプとの接合強度（シェア強度）は、はんだ合金のみから成る比較例１の導電性ピラーとバンプとの接合強度（シェア強度）よりも優れており、銅メッキのみから成る比較例４の導電性ピラーとバンプとの接合強度（シェア強度）と同等に優れるものであった。
【0197】
【表1】
【0198】
「導電性ピラーの電気抵抗」
実施例２の導電性ピラーにより接合された実施例３の接合構造、実施例６の導電性ピラーにより接合された実施例７の接合構造、比較例１の導電性ピラーにより接合された比較例２の接合構造、及び、比較例４の導電性ピラーにより接合された比較例５の接合構造から、上面及び底面の直径が４０μｍの円柱形状の導電性ピラーの接合構造を採取した。それぞれ、８０個又は８２個の導電性ピラーが直列に接続された配線の１６箇所について、４端子法により電気抵抗を測定し、得られた抵抗値を、８０又は８２で割り算した値の平均値から、導電性ピラーの抵抗値を求めた。導電性ピラー以外の接続回路の部分の抵抗は、微少抵抗であるから無視することができる。１６個の測定値の平均値及び標準偏差の測定結果を、表２に示す。
表２に示すように、実施例３及び７の接合構造は、比較例２の接合構造や比較例５の接合構造と同等の、良好な導電性を示した。
実施例２の導電性ピラーにより接合された実施例３の接合構造、実施例６の導電性ピラーにより接合された実施例７の接合構造、比較例１の導電性ピラーにより接合された比較例２の接合構造、及び、比較例４の導電性ピラーにより接合された比較例５の接合構造から、上面及び底面の直径が４０μｍの円柱形状の導電性ピラーの接合構造を採取した。それぞれ、８０個又は８２個の導電性ピラーが直列に接続された配線の１６箇所について、４端子法により電気抵抗を測定し、得られた抵抗値を、８０又は８２で割り算した値の平均値から、導電性ピラーの抵抗値を求めた。導電性ピラー以外の接続回路の部分の抵抗は、微少抵抗であるから無視することができる。１６個の測定値の平均値及び標準偏差の測定結果を、表２に示す。
表２に示すように、実施例３及び７の接合構造は、比較例２の接合構造や比較例５の接合構造と同等の、良好な導電性を示した。
【0199】
「絶縁信頼性」
実施例２の導電性ピラーにより接合された実施例３の接合構造、実施例６の導電性ピラーにより接合された実施例７の接合構造、比較例１の導電性ピラーにより接合された比較例２の接合構造、及び、比較例４の導電性ピラーにより接合された比較例５の接合構造から、上面及び底面の直径が４０μｍの円柱形状の導電性ピラーの接合構造を採取した。それぞれの接合構造について、絶縁信頼性試験（ＨＡＳＴ試験：Ｈｉｇｈｌｙ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｔｅｓｔ）を実施した。それぞれの接合構造を加速寿命試験装置（ＨＩＲＡＹＡＭＡ社製、商品名：ＰＬ－４２２Ｒ８、条件：１３０℃／８５％ＲＨ／１００時間、３．７Ｖ印加）に設置し、絶縁信頼性試験用の試験片を得た。試験片を研磨した後、金属顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ株式会社製、ＢＸ６０）を用いて接続部の断面の画像を取り込み評価した。画像処理ソフトＡｄｏｂｅ Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐを用いて、色調補正及び二階調化により腐食部分を識別し、ヒストグラムにより腐食部分の占める割合を算出した。接続部の２バンプ間の半導体接着部を１００％とし、その範囲内の変色部分を上記と同様の方法により算出した。腐食部分の占有率（腐食発生率）が２０％以下の場合を「Ａ」（良好。腐食抑制）と評価し、２０％より多い場合を「Ｂ」（不良）と評価した。評価結果を、表２に示す。
表２に示すように、実施例３及び７の接合構造は、比較例２及び５の接合構造に比べて、電気抵抗がより優れており、絶縁信頼性も良好であった。
実施例２の導電性ピラーにより接合された実施例３の接合構造、実施例６の導電性ピラーにより接合された実施例７の接合構造、比較例１の導電性ピラーにより接合された比較例２の接合構造、及び、比較例４の導電性ピラーにより接合された比較例５の接合構造から、上面及び底面の直径が４０μｍの円柱形状の導電性ピラーの接合構造を採取した。それぞれの接合構造について、絶縁信頼性試験（ＨＡＳＴ試験：Ｈｉｇｈｌｙ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｔｅｓｔ）を実施した。それぞれの接合構造を加速寿命試験装置（ＨＩＲＡＹＡＭＡ社製、商品名：ＰＬ－４２２Ｒ８、条件：１３０℃／８５％ＲＨ／１００時間、３．７Ｖ印加）に設置し、絶縁信頼性試験用の試験片を得た。試験片を研磨した後、金属顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ株式会社製、ＢＸ６０）を用いて接続部の断面の画像を取り込み評価した。画像処理ソフトＡｄｏｂｅ Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐを用いて、色調補正及び二階調化により腐食部分を識別し、ヒストグラムにより腐食部分の占める割合を算出した。接続部の２バンプ間の半導体接着部を１００％とし、その範囲内の変色部分を上記と同様の方法により算出した。腐食部分の占有率（腐食発生率）が２０％以下の場合を「Ａ」（良好。腐食抑制）と評価し、２０％より多い場合を「Ｂ」（不良）と評価した。評価結果を、表２に示す。
表２に示すように、実施例３及び７の接合構造は、比較例２及び５の接合構造に比べて、電気抵抗がより優れており、絶縁信頼性も良好であった。
【0200】
【表2】
【0201】
「温度サイクル試験（ＤＴＣ試験）」
実施例２の導電性ピラーにより接合された実施例４の接合構造、実施例６の導電性ピラーにより接合された実施例８の接合構造、比較例１の導電性ピラーにより接合された比較例３の接合構造、及び、比較例４の導電性ピラーにより接合された比較例６の接合構造から、それぞれ、上面及び底面の直径が４０μｍの、円柱形状の導電性ピラーの試験片を１０個採取し、これらについて、温度サイクル試験（ＤＴＣ試験）を行った。
吸湿リフロー（Ｍｏｉｓｔｕｒｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ Ｌｅｖｅｌ：ＭＳＬ）の後に、温度サイクル（Ｄｅｅｐ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｙｃｌｅ：ＤＴＣ）試験を行った。ＭＳＬは、ＪＤＥＣ Ｌｅｖｅｌ３（３０℃／６０％ＲＨ－１９６時間後にリフロー Ｍａｘ２６０℃×３回）で行った。ＤＴＣ試験は、－５５℃／１２５℃で行い、０サイクル時、５００サイクル後及び１０００サイクル後で体積抵抗値（Ω）を測定し、０サイクル時の体積抵抗値（Ω）に対する変化率（ΔＲ）を求めた。
表３に示すように、実施例２の導電性ピラーにより接合された実施例４の接合構造、実施例６の導電性ピラーにより接合された実施例８の接合構造、比較例１の導電性ピラーにより接合された比較例３の接合構造、及び、比較例４の導電性ピラーにより接合された比較例６の接合構造は、全て、ΔＲ＜±２％の範囲内にあり、不良が無く、良好であった。
実施例２の導電性ピラーにより接合された実施例４の接合構造、実施例６の導電性ピラーにより接合された実施例８の接合構造、比較例１の導電性ピラーにより接合された比較例３の接合構造、及び、比較例４の導電性ピラーにより接合された比較例６の接合構造から、それぞれ、上面及び底面の直径が４０μｍの、円柱形状の導電性ピラーの試験片を１０個採取し、これらについて、温度サイクル試験（ＤＴＣ試験）を行った。
吸湿リフロー（Ｍｏｉｓｔｕｒｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ Ｌｅｖｅｌ：ＭＳＬ）の後に、温度サイクル（Ｄｅｅｐ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｙｃｌｅ：ＤＴＣ）試験を行った。ＭＳＬは、ＪＤＥＣ Ｌｅｖｅｌ３（３０℃／６０％ＲＨ－１９６時間後にリフロー Ｍａｘ２６０℃×３回）で行った。ＤＴＣ試験は、－５５℃／１２５℃で行い、０サイクル時、５００サイクル後及び１０００サイクル後で体積抵抗値（Ω）を測定し、０サイクル時の体積抵抗値（Ω）に対する変化率（ΔＲ）を求めた。
表３に示すように、実施例２の導電性ピラーにより接合された実施例４の接合構造、実施例６の導電性ピラーにより接合された実施例８の接合構造、比較例１の導電性ピラーにより接合された比較例３の接合構造、及び、比較例４の導電性ピラーにより接合された比較例６の接合構造は、全て、ΔＲ＜±２％の範囲内にあり、不良が無く、良好であった。
【0202】
「高温保存試験（ＨＴＳ試験）」
実施例２の導電性ピラーにより接合された実施例４の接合構造、実施例６の導電性ピラーにより接合された実施例８の接合構造、比較例１の導電性ピラーにより接合された比較例３の接合構造、及び、比較例４の導電性ピラーにより接合された比較例６の接合構造から、それぞれ、上面及び底面の直径が４０μｍの円柱形状の導電性ピラーについて、ＨＴＳ試験（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｔｅｓｔ）を実施した。それぞれの試験片を、高温恒温器を使用して、温度１５０℃の高温環境に１０００時間暴露した。５００時間毎に試験片を取り出し、抵抗値を測定した。それぞれ、８０個又は８２個の導電性ピラーが直列に接続された配線の電気抵抗値を４端子法により測定し、電気抵抗値の変化率（ΔＲ）を求めた。
表３に示すように、実施例２の導電性ピラーにより接合された実施例４の接合構造、実施例６の導電性ピラーにより接合された実施例８の接合構造、比較例１の導電性ピラーにより接合された比較例３の接合構造、及び、比較例４の導電性ピラーにより接合された比較例６の接合構造は、全て、ΔＲ＜±２％の範囲内にあり、良好であった。
実施例２の導電性ピラーにより接合された実施例４の接合構造、実施例６の導電性ピラーにより接合された実施例８の接合構造、比較例１の導電性ピラーにより接合された比較例３の接合構造、及び、比較例４の導電性ピラーにより接合された比較例６の接合構造から、それぞれ、上面及び底面の直径が４０μｍの円柱形状の導電性ピラーについて、ＨＴＳ試験（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｔｅｓｔ）を実施した。それぞれの試験片を、高温恒温器を使用して、温度１５０℃の高温環境に１０００時間暴露した。５００時間毎に試験片を取り出し、抵抗値を測定した。それぞれ、８０個又は８２個の導電性ピラーが直列に接続された配線の電気抵抗値を４端子法により測定し、電気抵抗値の変化率（ΔＲ）を求めた。
表３に示すように、実施例２の導電性ピラーにより接合された実施例４の接合構造、実施例６の導電性ピラーにより接合された実施例８の接合構造、比較例１の導電性ピラーにより接合された比較例３の接合構造、及び、比較例４の導電性ピラーにより接合された比較例６の接合構造は、全て、ΔＲ＜±２％の範囲内にあり、良好であった。
【0203】
【表3】
【0204】
表１～表３に示すように、実施例の導電性ピラーは、優れたバンプとの接合強度（シェア強度）を有するので、実施例の接合構造は、基材と被接合部材とをより高い接合強度で接合できる。また、実施例の接合構造は、電気抵抗、絶縁信頼性、温度サイクル試験、高温保存試験のいずれもが良好な評価結果を示した。
【符号の説明】
【0205】
１：導電性ピラー、１１：基材、１２：焼結体、１２ａ：溝部、１２ｂ：上面、１２ｃ：銅微粒子ペースト、１２ｄ：スキージ、１３：電極パッド、１６：レジスト層、１６ａ：開口部、１７：Ｃｕ薄膜、１７ａ：レジスト層上部のＣｕ薄膜、１７ｂ：焼結体の側面のＣｕ薄膜（レジスト層の開口部の側面のＣｕ薄膜）、１７ｃ：第一の接合層（電極パッド上のＣｕ薄膜）、１７ｄ：レジスト層の下のＣｕ薄膜、２０：接合構造、２１：被接合部材、２２：第二の接合層、２２ｂ：注入ヘッド、２３：電極、２５：金属間化合物層、２６：封止樹脂。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】