JP2009289964A - 貫通配線基板、多層貫通配線基板、貫通配線基板の製造方法および多層貫通配線基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の貫通配線基板の製造方法は、シリコンまたは金属からなる平板部と、平板部の一方の面から平板部の厚さ方向に立設したシリコンまたは金属からなる複数の柱部と、を有する柱形成体を作製する柱形成体作製工程と、柱形成体の柱部間を樹脂またはガラスで充填する充填工程と、充填工程によって樹脂またはガラスを充填した柱形成体の両面を厚さ方向に研磨して、樹脂またはガラスによって柱部が封止され、両面に柱部の研磨面が露出した封止体を作製する封止体作製工程と、封止体の柱部の研磨面に重ねて電極を形成する電極形成工程とを備える。本発明の貫通配線基板は、この製造方法によって作製される。
【選択図】図7
Description
本発明の第2の態様によると、貫通配線基板の製造方法は、金属からなる平板部と、平板部の一方の面から平板部の厚さ方向に立設した金属からなる複数の柱部と、を有する柱形成体を作製する柱形成体作製工程と、柱形成体の柱部間を樹脂またはガラスで充填する充填工程と、充填工程によって樹脂またはガラスを充填した柱形成体の両面を厚さ方向に研磨して、樹脂またはガラスによって柱部が封止され、両面に柱部の研磨面が露出した封止体を作製する封止体作製工程と、封止体の柱部の研磨面の上に電極を形成する電極形成工程とを備える。
本発明の第1の実施形態の多層貫通配線基板1の構造について図1を参照して説明する。図1は多層貫通配線基板1の断面図である。多層貫通配線基板1は2つの貫通配線基板1A,1Bを積層して作製される。貫通配線基板1A,1Bは、貫通配線11、樹脂部12および電極13,14を有する。貫通配線11は、シリコンからなり、貫通配線基板1A,1Bの一方の面に形成された電極13と他方の面に形成された電極14とを電気的に接続する配線である。貫通配線基板1Aの電極14と貫通配線基板1Bの電極13とを接続することにより、貫通配線基板1Aと貫通配線基板1Bとが電気的に接続する。樹脂部12は樹脂からなる貫通配線基板1A,1Bの母相で絶縁体である。
柱形成工程について、図2〜図6を参照して説明する。
柱形成工程は、アライメント用凹部形成工程、第1次結晶異方性エッチング工程および第2次結晶異方性エッチング工程を有する。アライメント用凹部形成工程では、第1次結晶異方性エッチング工程および第2次結晶異方性エッチング工程においてシリコンウエハの表面に形成するレジストパターンの方向を決定する目印をその表面に形成する。第1次結晶異方性エッチング工程では、シリコンウエハの表面にレジストパターンに沿った複数の凸条を形成する。第2次結晶異方性エッチング工程では、シリコンウエハの表面の凸条をレジストパターンが形成された部分だけ残して柱を形成する。
図2(a)に示すように、(110)面で切り出した単結晶のシリコンウエハ2を用意する。次に公知のCVDなどを用いてシリコンウエハ2の表面にSi3N4からなる第1保護膜21を形成する。なお、SiO2からなる保護膜を形成してもよい。
スピンコータやスプレーコータを用いて、保護膜21を形成済みのシリコンウエハ2の全面にレジストを塗布する。そして、露光現像することで、図4(a)に示すように、アライメント用凹部23の辺23c,23fに平行なレジスト24のラインパターンを形成する。次に、RIEを用いて、図4(b)に示すように、レジスト24に覆われていない第1保護膜21をエッチングし、シリコン面を表出させる。そして、熱硫酸過水で洗浄してレジスト24を剥離する。その結果、図4(c)に示すように、シリコンウエハ2の表面にアライメント用凹部23の辺23c,23fに平行な第1保護膜21のラインパターンが形成される。
シリコンウエハ2を酸素雰囲気で約1000℃に加熱することにより、図5(a)に示すように、シリコンウエハ2の全面にSiO2の第2保護膜25を形成する。なお、第2保護膜としてSi3N4を形成するようにしてもよい。次にスピンコータやスプレーコータを用いてシリコンウエハ2の全面にレジストを塗布する。第1次結晶異方性エッチング工程で形成した凸条の側面についてもレジストを塗布する必要があるので、厚膜レジストを塗布するのが好ましい。そして、露光現像することで、アライメント用凹部23の辺23a,23dに平行なレジスト24のラインパターンを形成する(図5(b)参照)。
図7(a)に示すように、ノズル7からエポキシ樹脂31を吐出させ、柱形成体3の柱部26間にエポキシ樹脂31を流し込む。そして、図7(b)に示すように、柱部26間をエポキシ樹脂31で充填し、充填した樹脂31を硬化させる。なお、図7(b)では、柱部26の上端がエポキシ樹脂31によって覆われるまでエポキシ樹脂31を流し込んでいるが、柱部26の上端部がエポキシ樹脂31に覆われない程度にエポキシ樹脂31を流し込むようにしてもよい。
図7(c)に示すように、樹脂充填工程によってエポキシ樹脂31を充填した柱形成体3の一方の面を厚さ方向に研磨して、柱形成体3の平板部27を削除し、柱部26の一方の研磨面を露出させる。また、柱形成体3の他方の面を研磨して、平坦化するとともに、柱部26の他方の研磨面を露出させる。以上のようにして、エポキシ樹脂によって柱部26が封止され、両面に柱部26の研磨面が露出した柱形成体3を、以下、樹脂封止体4と呼ぶ。研磨方法は、柱形成体3の平板部27を削除することができ、また、樹脂封止体4の表面を平坦化できるものであれば、特に限定されない。たとえば、CMP(Chemical Mechanical Polishing)でもよい。
公知のスパッタリングまたはエッチングによって、図7(d)に示すように、柱部26の研磨面の上に樹脂封止体4の表面に電極13,14を形成する。なお、樹脂封止体4の表面に電極を形成できる方法であれば、スパッタリングやエッチングに限定されず、真空蒸着などでもよい。
電極13,14を形成した樹脂封止体4を図7(d)に示す2点鎖線32に沿ってダイヤモンドブレード・ダイシング法などで分割する。以上のように樹脂封止体4を分割したものが、貫通配線基板1A,1Bとなる。なお、樹脂封止体4を分割できる方法であれば、ダイヤモンドブレード・ダイシング法に限定されない。
ガラエポ基板と同じように熱圧着によって複数の貫通配線基板1A,1Bを張り合わせて、図1に示す多層貫通配線基板1を完成させる。なお、複数の貫通配線基板積層を1A,1Bを張り合わせることができる方法であれば、熱圧着に限定されない。ここで、柱部26が貫通配線11となり、エポキシ樹脂31が樹脂部12となる。
(1)シリコンからなる平板部27と、平板部27の一方の面から平板部27の厚さ方向に立設したシリコンからなる複数の柱部26と、を有する柱形成体3を作製した。次に、この柱形成体3の柱部26間をエポキシ樹脂31で充填し、エポキシ樹脂31を充填した柱形成体3の両面を厚さ方向に研磨して、エポキシ樹脂31によって柱部26が封止され、両面に柱部26の研磨面が露出した樹脂封止体4を作製した。そして、この樹脂封止体4の柱部26の研磨面に重ねて電極13,14を形成して作製した貫通配線基板1A,1Bを作製し、作製した貫通配線基板1A,1Bを積層して多層貫通配線基板1を製造するようにした。これにより、細い貫通配線を有する多層貫通配線基板1を製造することができる。また、積層をしなければ、細い貫通配線を有する貫通配線基板1A,1Bを製造することができる。
本発明の第2の実施形態における多層貫通配線基板について説明する。第2の実施形態の多層貫通配線基板も結晶異方性エッチングにより柱部26を形成する。第2の実施形態における多層貫通配線基板の構造は、第1の実施形態の多層貫通配線基板の構造と変わらない(図1参照)ので、多層貫通配線基板の構造の説明は省略する。
第2の実施形態における柱形成工程は、第1の実施形態における第1次結晶異方性エッチング工程の、レジスト24を剥離したところまで同じ工程である(図4(c)参照)。レジスト24を剥離した後、結晶異方性イオンエッチングを行わずに、シリコンウエハ2を酸素雰囲気で約1000℃に加熱する。その結果、図8(a)に示すように、第1保護膜21の形成部分には第2保護膜25が形成されず、シリコン面のみに第2保護膜25が形成される。このとき、第1の実施形態とは異なり、第1保護膜21は残る。そして、図8(b)に示すように、露光現像することで、アライメント用凹部23の辺23a,23dに平行なレジスト24のラインパターンを形成する。
(1)第1の実施形態と同様に、細い貫通配線を有する多層貫通配線基板を製造することができる。また、積層をしなければ、細い貫通配線を有する貫通配線基板を製造することができる。
本発明の第3の実施形態における多層貫通配線基板について説明する。第3の実施形態の多層貫通配線基板は、ダイシングマシンなどの切断機を使用して柱部を形成する。第3の実施形態における多層貫通配線基板の構造は、第1の実施形態の多層貫通配線基板の構造と変わらない(図1参照)ので、多層貫通配線基板の構造の説明は省略する。
シリコンウエハ2の表面にダイシングマシンなどの切断機を使用して、図11(a)に示すように、所定の方向に沿ってシリコンウエハ2の表面に複数の溝を形成する。次に図11(b)に示すように所定の方向と異なる他方の方向に沿ってシリコンウエハ2の表面に複数の溝を形成する。その結果、所定の方向の2つの溝と、他方の方向の2つの溝とによって柱部26Aが形成される。なお、シリコンウエハ2は、(110)面のシリコンウエハである必要はない。
(1)第1の実施形態と同様に、細い貫通配線を有する多層貫通配線基板を製造することができる。また、積層をしなければ、細い貫通配線を有する貫通配線基板を製造することができる。
RIEなどのドライエッチングによって柱部26を形成するようにしてもよい。この場合、シリコンウエハ2の表面における柱部26を形成する部分にフォトレジスト膜やアルミニウム膜などの保護膜を形成し、RIEあるいはICP−RIEを行う。その結果、アンダーカットがほとんどない細く長い柱部を形成できるので、細い貫通配線を形成することができる。なお、シリコンウエハ2は、(110)面のシリコンウエハである必要はない。
本発明の第4の実施形態における多層貫通配線基板について説明する。第4の実施形態の多層貫通配線基板では、貫通配線11の材料としてCuなどの金属を使用する。また、放電加工法により柱部を形成する。第4の実施形態における多層貫通配線基板の構造は、第1の実施形態の多層貫通配線基板の構造と変わらない(図1参照)ので、多層貫通配線基板の構造の説明は省略する。
図12に示すように、放電加工法によって金属の平板6から柱部を形成する。図12(a)に示すように、柱部に相当する孔部を多数備えたメタルマスク5を板電極として用いる。このメタルマスク5を使用して金属の平板6を放電加工すると、図12(b)に示すようにメタルマスク5の孔部の部分だけ平板6が柱部26Bとして残り、他の部分は除去される。
(1)第1の実施形態と同様に、細い貫通配線を有する多層貫通配線基板を製造することができる。また、積層をしなければ、細い貫通配線を有する貫通配線基板を製造することができる。
貫通配線の材料がシリコンの場合と同様に、金属の平板6の表面にダイシングマシンなどの切断機で複数の溝を形成することによって柱部26を形成するようにしてもよい。
(1)樹脂封止体4の母相をエポキシ樹脂31としたが、絶縁体の樹脂であればエポキシ樹脂31に限定されない。たとえば、シリコン樹脂、プリプレグ、セラミックのグリーンシートでもよい。また、樹脂封止体4の母相は絶縁体であれば樹脂に限定されない。たとえば、ガラスでもよい。
1A,1B 貫通配線基板
2 シリコンウエハ
3 柱形成体
4 樹脂封止体
5 メタルマスク
6 金属の平板
7 ノズル
11 貫通配線
12 樹脂
13,14 電極
21 第1保護膜
22 アライメント用開口部
23 アライメント用凹部
24 レジスト
25 第2保護膜
26,26A,26B 柱部
27 平板部
Claims (7)
- シリコンからなる平板部と、前記平板部の一方の面から前記平板部の厚さ方向に立設した前記シリコンからなる複数の柱部と、を有する柱形成体を作製する柱形成体作製工程と、
前記柱形成体の柱部間を樹脂またはガラスで充填する充填工程と、
前記充填工程によって前記樹脂またはガラスを充填した前記柱形成体の両面を厚さ方向に研磨して、前記樹脂またはガラスによって前記柱部が封止され、両面に前記柱部の研磨面が露出した封止体を作製する封止体作製工程と、
前記封止体の前記柱部の研磨面上に電極を形成する電極形成工程とを備えることを特徴とする貫通配線基板の製造方法。 - 請求項1に記載の貫通配線基板の製造方法において、
前記柱形成体作製工程は、シリコンからなる平板にダイシングソーによる溝を形成することにより、またはシリコンからなる平板をドライエッチングすることにより、またはシリコンからなる平板を結晶異方性エッチングすることにより前記柱部を形成することを特徴とする貫通配線基板の製造方法。 - 金属からなる平板部と、前記平板部の一方の面から前記平板部の厚さ方向に立設した前記金属からなる複数の柱部と、を有する柱形成体を作製する柱形成体作製工程と、
前記柱形成体の柱部間を樹脂またはガラスで充填する充填工程と、
前記充填工程によって前記樹脂またはガラスを充填した前記柱形成体の両面を厚さ方向に研磨して、前記樹脂またはガラスによって前記柱部が封止され、両面に前記柱部の研磨面が露出した封止体を作製する封止体作製工程と、
前記封止体の前記柱部の研磨面上に電極を形成する電極形成工程とを備えることを特徴とする貫通配線基板の製造方法。 - 請求項3に記載の貫通配線基板の製造方法において、
前記柱形成体作製工程は、前記金属からなる平板にダイシングソーによる溝を形成することにより、または前記金属からなる平板を放電加工することにより前記柱部を形成することを特徴とする貫通配線基板の製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の貫通配線形成基板の製造方法によって作製した複数の貫通配線形成基板を積層する積層工程を備えることを特徴とする多層貫通配線基板の製造方法。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の貫通配線基板の製造方法によって作製されることを特徴とする貫通配線基板。
- 請求項5に記載の多層貫通配線基板の製造方法によって作製されることを特徴とする多層貫通配線基板。
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2008
- 2008-05-29 JP JP2008140786A patent/JP2009289964A/ja active Pending
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