特開 2024-88682 配線基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024088682

(43)【公開日】2024-07-02

(54)【発明の名称】配線基板

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/768 20060101AFI20240625BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20240625BHJP

【ＦＩ】

H01L21/90 N

H01L23/12 Q

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024053090

(22)【出願日】2024-03-28

(62)【分割の表示】P 2022186041の分割

【原出願日】2018-05-14

(71)【出願人】

【識別番号】000002897

【氏名又は名称】大日本印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】吉井 佑美

(72)【発明者】

【氏名】工藤 寛

(57)【要約】      （修正有）

【課題】高速応答が可能であり、高い信頼性を有する配線基板を提供する。
【解決手段】配線基板１００は、基板１１０と、基板１１０上の複数の配線１３０と、配線と配線との間に配置され、空隙を含む絶縁構造体１４０と、複数の配線１３０および絶縁構造体１４０上の絶縁層１５０と、複数の配線１３０と、絶縁層１５０との間に配置された拡散防止層と、絶縁層１５０上に配置された配線１６０と、を有し、配線１６０は、絶縁層１５０および拡散防止層に形成された開口部１５０Ａを介し複数の配線１３０と電気的に接続される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上の第１配線と、
前記第１配線と離間して配置された第２配線と、
前記第１配線と前記第２配線との間に配置され、空隙を含む絶縁構造体と、
前記第１配線、前記第２配線および前記絶縁構造体上の絶縁層と、
前記第１配線及び前記第２配線と、前記絶縁層との間に配置された拡散防止層と、
前記絶縁層上に配置された上部配線と、を有し、
前記第１配線および前記第２配線は、逆テーパー形状を有し、
前記上部配線は、前記絶縁層および前記拡散防止層に形成された開口部を介して前記第１配線及び前記第２配線と電気的に接続される、
配線基板。

【請求項2】

前記第１配線および前記第２配線は、逆テーパー形状を有する、
請求項１に記載の配線基板。

【請求項3】

前記基板上に平坦部を有する第２絶縁層を含み、
前記第１配線、前記第２配線および前記絶縁構造体は、前記第２絶縁層の前記平坦部に設けられる、
請求項１または２に記載の配線基板。

【請求項4】

前記絶縁構造体は、気体で充填されている、
請求項１乃至３のいずれか一に記載の配線基板。

【請求項5】

前記絶縁層は、酸素または窒素を含む珪化物である、
請求項１乃至４のいずれか一に記載の配線基板。

【請求項6】

前記拡散防止層は、前記第１配線および前記第２配線の上面および側面を覆う、
請求項１に記載の配線基板。

【請求項7】

前記拡散防止層と、前記絶縁層との間に第２拡散防止層をさらに含む、
請求項１または６に記載の配線基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、配線基板および配線基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

集積回路を含む半導体素子や、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）素子などを含む高周波素子を垂直に積層した三次元実装技術が広く用いられている。また、各素子のさらなる高速応答を実現させるため、配線の微細化の開発が進められている。

【0003】

一方で、配線の微細化に伴い、隣り合う配線同士が接近することとなる。このため、配線間の寄生容量が増加する。この結果、信号の遅延が生じてしまう。このような問題を解決する技術として、特許文献１乃至３および非特許文献１に開示されているように低誘電率の絶縁体が用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平７－１９３１２５号公報

【特許文献2】特開平９－１１６００４号公報

【特許文献3】特開平１０－３３５４４９号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】Ａｎｎｕ．Ｒｅｖ．Ｃｈｅｍ．Ｂｉｏｍｏｌ．Ｅｎｇ．２０１１．２：３７９－４０１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一方で、上記技術（特に特許文献１に記載された技術）を用いた場合、犠牲層を除去する必要がある。この場合、低誘電率の絶縁体上に犠牲層を除去するための開口部を設けなければない。また、開口部を設けない場合、絶縁層を透過させる必要があり、絶縁耐性が十分に保持されない恐れがある。これは、素子の信頼性を低下させる要因となる場合がある。

【0007】

このような課題に鑑み、本開示の実施形態における目的は、高速応答が可能であり、高い信頼性を有する配線基板を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一実施形態によると、基板と、基板上の第１配線と、第１配線と離間して配置された第２配線と、第１配線と第２配線との間に配置され、空隙を含む絶縁構造体と、第１配線、第２配線および絶縁構造体上の絶縁層と、を有し、第１配線および第２配線の少なくともいずれかの幅は、０．１μｍ以上２μｍ以下であり、絶縁構造体の幅は、０．１μｍ以上２μｍ以下であり、絶縁構造体のアスペクト比は、０．５以上１０以下である、配線基板が提供される。

【0009】

上記配線基板において、絶縁構造体は、気体で充填されてもよい。

【0010】

上記配線基板において、第１配線および第２配線の側面は、垂直形状または逆テーパー形状を有してもよい。

【0011】

上記配線基板において、絶縁層は、第１配線および第２配線が配置される側に突出部を有してもよい。

【0012】

上記配線基板において、突出部は、第１配線および第２配線の少なくともいずれかの側面と接してもよい。

【0013】

上記配線基板において、絶縁層は酸素または窒素を含む珪化物であってもよい。

【0014】

上記配線基板において、第１配線および第２配線と、絶縁層との間に拡散防止層をさらに含んでもよい。

【0015】

上記配線基板において、拡散防止層は、第１配線および第２配線の上面および側面を覆ってもよい。

【0016】

上記配線基板において、拡散防止層と、絶縁層との間に第２拡散防止層をさらに含んでもよい。

【0017】

本開示の一実施形態によると、基板を準備し、基板上に第１配線および第１配線と離間した第２配線を形成し、第１配線と第２配線との間に空間を有した状態で、第１配線および第２配線上に絶縁層を形成する、配線基板の製造方法が提供される。

【0018】

上記配線基板の製造方法において、第１配線および第２配線はめっき法により形成されてもよい。

【0019】

上記配線基板の製造方法において、第１配線および第２配線と絶縁層との間に拡散防止層を形成してもよい。

【0020】

上記配線基板の製造方法において、絶縁層は、第２基板の第１面に設けられた剥離層の上に設けられ、拡散防止層と、絶縁層とを接合し、第２基板の第２面側から光を照射して、剥離層を介して第２基板から絶縁層を剥離し、絶縁層を形成してもよい。

【0021】

上記配線基板の製造方法において、接合する前に、拡散防止層の表面および絶縁層の表面にプラズマ処理を行ってもよい。

【発明の効果】

【0022】

本開示の一実施形態によると、高速応答が可能であり、高い信頼性を有する配線基板を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する上面図および断面図である。

【図2】本開示の一実施形態に係る配線基板の一部を説明する断面図である。

【図3】本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。

【図4】本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。

【図5】本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。

【図6】本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。

【図7】本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。

【図8】本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。

【図9】本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。

【図10】本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。

【図11】本開示の一実施形態に係る配線基板の断面ＳＥＭ写真である。

【図12】本開示の一実施形態に係る配線基板の一部を説明する断面図である。

【図13】本開示の一実施形態に係る配線基板の一部を説明する断面図である。

【図14】本開示の一実施形態に係る配線基板の一部を説明する断面図である。

【図15】本開示の一実施形態に係る配線基板の断面ＳＥＭ写真である。

【図16】本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する断面図である。

【図17】本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。

【図18】本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。

【図19】本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。

【図20】本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。

【図21】本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。

【図22】本開示の一実施形態に係る配線基板を含んだ半導体装置を説明する断面図である。

【図23】本開示の一実施形態に係る半導体装置を含む電気機器を説明する斜視図である。

【図24】本開示の一実施形態に係る配線基板の一部を説明する断面図である。

【図25】本開示の一実施形態に係る配線基板の一部を説明する断面図である。

【図26】従来の配線基板の製造方法を説明する断面図である。

【図27】従来の配線基板の製造方法を説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本開示の各実施形態に係る配線基板等について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す各実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後に－Ａ１、－Ａ２等を付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。

【0025】

＜第１実施形態＞
（１－１．配線基板の構成）
図１（Ａ）に配線基板１００の上面図および図１（Ｂ）に配線基板１００のＡ１－Ａ２間の断面図を示す。図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、配線基板１００は、基板１１０、絶縁層１２０、配線１３０、絶縁構造体１４０、絶縁層１５０および配線１６０を含む。

【0026】

基板１１０には、高抵抗な材料が用いられる。例えば、基板１１０には、無アルカリガラス基板が用いられる。なお、基板１１０は、石英ガラス基板に限定されず、石英ガラス基板、ソーダガラス基板、ホウ珪酸ガラス基板などのガラス基板の他、サファイア基板、シリコン基板、炭化シリコン基板、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）基板、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板、ジルコニア（ＺｒＯ2）基板、アクリルまたはポリカーボネートなどを含む樹脂基板、またはこれらの基板が積層されたものが用いられてもよい。基板１１０の板厚は、特に限定されないが、１００μｍ以上７００μｍ以下の範囲で適宜設定すればよい。例えば、基板１１０の板厚を４００μｍとすることができる。また、基板１１０は、配線、貫通電極、トランジスタなどを含んでもよい。

【0027】

絶縁層１２０は、基板１１０上に設けられる。例えば、絶縁層１２０には、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、炭化窒化シリコン膜、酸化炭化シリコン膜、酸化フッ化シリコン膜などの無機絶縁材料が用いられる。なお、絶縁層１２０には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの有機絶縁材料が用いられてもよい。また、絶縁層１２０は、基板１１０に含まれてもよい。

【0028】

配線１３０は、絶縁層１２０上に複数設けられる。配線１３０のうち配線１３０－１（第１配線という場合がある）は、配線１３０－２（第２配線という場合がある）と離間して配置される。また、配線１３０－２は、配線１３０－３と離間して配置される。配線１３０－１、配線１３０－２および配線１３０－３を分けて説明する必要がない場合には、配線１３０として説明する。配線１３０には、低抵抗の材料が用いられる。例えば、配線１３０には、銅（Ｃｕ）が用いられる。なお、配線１３０は、銅（Ｃｕ）に限定されず、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム銅（ＡｌＣｕ）、アルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）または錫（Ｓｎ）が用いられてもよい。

【0029】

絶縁構造体１４０は、複数設けられた配線１３０の間に配置される。具体的には、絶縁構造体１４０は、配線１３０－１と配線１３０－２との間に配置される。絶縁構造体１４０は、比誘電率が１．５以下、好ましくは約１．０であることが望ましい。絶縁構造体１４０は、空隙を含む。具体的には、絶縁構造体１４０には、低誘電率材料である気体が充填されていてもよい。例えば、絶縁構造体１４０には、空気が充填されていてもよい。なお、絶縁構造体１４０は、空気に限定されず、酸素、窒素のほか、アルゴン、ヘリウムなどの希ガスが用いられてもよいし、真空でもよい。

【0030】

上記において、配線１３０の幅は、０．１μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。また、配線１３０－１と配線１３０－２との間の領域（つまり絶縁構造体１４０）の幅は、０．１μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。また、配線１３０の厚さは、０．１μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。さらに、絶縁構造体１４０のアスペクト比は、０．５以上１０以下であることが好ましい。

【0031】

絶縁層１５０は、配線１３０および絶縁構造体１４０上に設けられる。絶縁層１５０には、無機絶縁材料が用いられる。例えば、絶縁層１２０には、酸素または窒素を含むシリコン膜が用いられる。具体的には、絶縁層１２０として酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、炭化窒化シリコン膜、酸化炭化シリコン膜、酸化フッ化シリコン膜などが用いられる。なお、絶縁層１５０中には気泡（ポアともいう）を含んでもよい。また、絶縁層１５０の膜厚は、０．０５μｍ以上５０μｍであることが好ましい。

【0032】

配線１６０は、絶縁層１５０上に設けられる。配線１６０は、絶縁層１５０に設けられた開口部１５０Ａを介して配線１３０と電気的に接続されている。配線１６０には、配線１３０と同じ材料が用いられてもよい。

【0033】

図２に配線基板１００の一部を拡大した部分１００Ａの断面図を示す。図２に示すように、配線１３０－１の側面１３０－１Ｓおよび配線１３０－２の側面１３０－２Ｓは、垂直形状（図２（Ａ））または逆テーパー形状（図２（Ｂ））を有することが望ましい。

【0034】

（１－２．配線基板の製造方法）
次に、図１に示した配線基板１００の製造方法を図３乃至図１０を用いて説明する。

【0035】

図３に示すように、第１面１１０－１、および第１面１１０－１に対向する第２面１１０－２を有する基板１１０を準備する。例えば、基板１１０には、無アルカリガラス基板またはシリコン基板が用いられる。なお、基板１１０は、単一の材料で形成される必要はなく、トランジスタ、配線、絶縁層を含んでもよい。また、基板１１０は、貫通電極を含んでもよい。このとき、貫通電極は基板１１０の第２面１１０－２側に配置された配線と適宜接続されてもよい。

【0036】

次に、図４に示すように、基板１１０の第１面１１０－１上に絶縁層１２０を形成する。絶縁層１２０は、化学気相堆積（ＣＶＤ）法、スパッタリング法、印刷法、または塗布法を用いて形成される。絶縁層１２０には、プラズマＣＶＤ法により形成された酸化シリコン、窒化シリコン等の無機膜を用いてもよい。または、絶縁層１２０には、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂などの有機樹脂が用いられてもよい。または、絶縁層１２０には、有機樹脂の他、シリカを含む有機無機ハイブリッド樹脂を用いてもよい。例えば、絶縁層１２０には、プラズマＣＶＤ法により形成された酸化シリコン膜を用いてもよい。なお、絶縁層１２０は、基板１１０に含まれてもよい。

【0037】

次に、図５に示す絶縁層１２０上に配線１３０を形成する。なお、配線１３０のうち配線１３０－１、配線１３０－２および配線１３０－３は、それぞれ離間して形成される。配線１３０は、めっき法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、塗布法、印刷法により形成される。配線１３０には、低抵抗の材料が用いられる。例えば、配線１３０には、銅（Ｃｕ）が用いられる。なお、配線１３０は、銅（Ｃｕ）に限定されず、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム銅（ＡｌＣｕ）、アルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）または錫（Ｓｎ）が用いられてもよい。

【0038】

例えば、配線１３０を形成するとき、以下の方法が用いられる。まず、図６に示すように、絶縁層１２０上にスパッタリング法を用いて銅（Ｃｕ）の薄膜１３１を形成する。

【0039】

次に、図７に示すように、薄膜１３１上にレジスト膜を形成した後、フォトリソグラフィ法によりレジストパターン１３５を形成する。このとき、レジストパターン１３５の幅は、０．１μｍ以上２μｍ以下であることが望ましい。また、レジストパターン１３５の厚さは、０．１μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。

【0040】

次に、図８に示すように、電解めっき法により配線１３０を形成する。次に、レジストパターン１３５およびレジストパターン１３５下の薄膜１３１を除去する。以上により、配線１３０が形成される。上記方法は、セミアディティブ法と呼ばれる。なお、配線１３０は、セミアディティブ法に限定されず、ダマシン法により形成されてもよい。配線１３０は、セミアディティブ法およびダマシン法を含むめっき法を用いる場合、レジストパターン１３５の形状を合わせて形成される。このとき、レジストパターン１３５の側面は、垂直または順テーパー形状を有するため、配線１３０の側面は、垂直形状または逆テーパー形状を有することができる。配線１３０が上記形状を有することにより、その後の絶縁層１５０を形成しやすくなる。

【0041】

次に、図９に示すように、配線１３０－１と配線１３０－２との間、および配線１３０－２と配線１３０－３との間に絶縁構造体１４０となる空間１３９を有した状態で、配線１３０－１および配線１３０－２上に絶縁層１５０を形成する。絶縁層１５０は、ＣＶＤ法により形成されることが望ましい。具体的には、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）および酸素（Ｏ2）を用いたプラズマＣＶＤ法により形成される。このとき、ＴＥＯＳのガス流量が２０ｓｃｃｍ以上４００ｓｃｃｍ以下、Ｏ2のガス流量はＴＥＯＳの約１０倍～５０倍のガス流量であることが好ましい。具体的には、Ｏ2のガス流量４００ｓｃｃｍ以上２０００ｓｃｃｍ以下であることが好ましい。また、絶縁層１５０の形成温度は、１５０℃以上４００℃以下であることが好ましい。また、絶縁層１５０形成時の圧力は、３０Ｐａ以上１５０Ｐａ以下であることが好ましい。また、ＲＦパワー（電力）が基板側に印加され、このときの電力は３００Ｗ以上２０００Ｗ以下であることが好ましい。上記方法を用いることにより、ガスが空間１３９に滞留しやすくなる。したがって、空間１３９を保持したまま、絶縁層１５０を形成することができる。また、このとき、絶縁層１５０の形成と同時に絶縁構造体１４０が形成される。

【0042】

なお、上記において、酸素に限定されず、一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）、オゾン（Ｏ3）などの酸化性ガスを用いてもよい。また、ＴＥＯＳに限定されず、シラン（ＳｉＨ4）を用いてもよい。また、絶縁層１５０を形成する場合、プラズマＣＶＤ法に限定されず、オゾン反応ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法により形成してもよい。

【0043】

次に、図１０に示すように、絶縁層１５０に開口部１５０Ａを形成した後、配線１３０および絶縁層１５０上に配線１６０を形成する。配線１６０は、配線１３０と同様の材料および方法により形成される。以上の方法により、配線基板１００が製造される。

【0044】

図１１は、上記方法を用いて製造した配線基板１００の断面ＳＥＭ写真である。図１１に示すように、配線基板１００は配線１３０－１と配線１３０－２との間に空気で構成された絶縁構造体１４０を有している。

【0045】

ここで、従来の配線基板の製造方法と比較しながら説明する。図２６および図２７は、従来の配線基板の製造方法を示す断面図である。なお、説明の関係上、本実施形態と同様の符号を用いる場合がある。

【0046】

従来の配線基板の製造方法の場合、図２６（Ａ）に示すように、絶縁層１２０上および複数の配線３３０の間に犠牲層３４５が形成される。犠牲層３４５には、熱処理により気化する材料、または薬液により除去可能な材料が含まれる。犠牲層３４５は、図２６（Ｂ）に示すように配線３３０が露出するまで犠牲層３４５を除去する必要がある。

【0047】

また、従来の配線基板の製造方法の場合、図２７（Ａ）に示すように、犠牲層３４５および配線３３０上に絶縁層３５０が形成されることとなる。この場合、図２７（Ｂ）に示すように、犠牲層３４５を除去するためには、絶縁層３５０に開口部３５０Ａの他に開口部３５１Ａを設ける必要がある。または、開口部３５１Ａを設けない場合、絶縁層３５０を密度の低い膜（例えば多孔質とする）とする必要がある。このため、従来の配線基板の製造方法では、製造工程が長くなってしまう、または絶縁耐性を十分に得ることができない場合がある。

【0048】

しかしながら、本実施形態を用いることにより、犠牲層を用いる必要がないため、低い比誘電率の絶縁構造体を形成するための製造工程が簡略化される。また、絶縁層を多孔質化する必要がなく、緻密な絶縁層を用いることができ、絶縁耐性を高めることができる。つまり、本実施形態を用いることにより、高速応答が可能であり、高い信頼性を有する配線基板を提供することができる。

【0049】

＜第２実施形態＞
（２－１．配線基板の構成）
次に、構造の異なる配線基板について説明する。なお、第１実施形態において示した構造、材料および方法については、その説明を援用する。

【0050】

図１２乃至図１４は、配線基板１００－１、配線基板１００－２および配線基板１００－３の一部を拡大した断面図を示す。図１２に示すように、配線基板１００－１において、絶縁層１５０は配線１３０－１および配線１３０－２が配置される側に突出部１５１を有する。突出部１５１の側面１５１Ｓは、図１２（Ａ）に示すように側面が直線状でもよいし、図１２（Ｂ）に示すように凸状でもよいし、図１２（Ｃ）に示すように凹状でもよい。また、突出部１５１は、配線１３０－１の側面１３０－１Ｓと接してもよい。

【0051】

また、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、および図１３（Ｃ）に示すように、配線基板１００－２において、突出部１５１は、配線１３０－１の側面１３０－１Ｓおよび配線１３０－２の側面１３０－２Ｓと接するように設けられてもよい。

【0052】

また、図１４に示すように、配線基板１００－３において、配線１３０－１の側面１３０－１Ｓおよび配線１３０－２の側面１３０－２Ｓのいずれかが、逆テーパー形状を有した状態で突出部１５１を有してもよい。

【0053】

図１５は、実際に製造した配線基板１００－１の断面図である。図１５に示すように、配線基板１００－１は、配線１３０－１および配線１３０－２の間に空気で構成された絶縁構造体１４０を有するとともに、絶縁層１５０が突出部１５１を有する。絶縁層１５０は、配線１３０－２の側面１３０－２Ｓと接している。

【0054】

本実施形態を用いることにより、配線１３０と絶縁層１５０との密着性を高めることができる。これにより、高速応答が可能であり、高い信頼性を有する配線基板を提供することができる。

【0055】

＜第３実施形態＞
（３－１．配線基板の構成）
次に、構造の異なる配線基板について説明する。なお、第１実施形態および第２実施形態において示した構造、材料および方法については、その説明を援用する。

【0056】

図１６は、配線基板１００－４の断面図である。配線基板１００－４は、基板１１０、絶縁層１２０、配線１３０、絶縁構造体１４０、絶縁層１５０および配線１６０に加えて、拡散防止層１７０および絶縁層１８０を含む。

【0057】

拡散防止層１７０は、配線１３０（例えば配線１３０－１および配線１３０－２）と、絶縁層１５０との間に配置される。また、拡散防止層１７０は、図１６に示すように、配線１３０の上面および側面を覆ってもよい。

【0058】

拡散防止層１７０は、金属の拡散を防止する機能を有する。例えば、拡散防止層１７０には、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜、炭化シリコン（ＳｉＣ）、または窒化炭化シリコン（ＳｉＣＮ）などが用いられる。

【0059】

（３－２．配線基板の製造方法）
次に、配線基板１００－４の製造方法を図１７乃至図２１に示す。

【0060】

まず、図１７に示すように、基板１１０の第１面１１０－１側に絶縁層１２０および配線１３０を形成した後、絶縁層１２０および配線１３０上に拡散防止層１７０を形成する。拡散防止層１７０は、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、スパッタリング法、または蒸着法により形成される。拡散防止層１７０には、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）の他、チタン、タンタル、窒化チタン（ＴｉＮｘ）、窒化タンタル（ＴａＮｘ）などが用いられてもよい。例えば、拡散防止層１７０にはプラズマＣＶＤ法に形成された窒化シリコン膜が用いられる。

【0061】

また、図１７に示すように、絶縁層１５０は、基板１１０と異なる基板２００に設けられてもよい。このとき、基板２００と絶縁層１５０との間（つまり、基板２００の第１面２００－１側）に絶縁層１８０および剥離層１９０が設けられる。絶縁層１８０には、ポリイミドなどの有機樹脂が用いられる。剥離層１９０には、ポリマーを含む有機樹脂材料が用いられる。なお、絶縁層１８０がポリイミドの場合、絶縁層１８０を剥離層として用いてもよい。

【0062】

次に、図１８に示すように、絶縁層１５０の表面および拡散防止層１７０の表面にプラズマ処理２１０を行う。例えば、プラズマ処理として、アルゴン（Ａｒ）ガスを用いたプラズマ処理を行ってもよい。プラズマ処理を行うことにより、絶縁層１５０および拡散防止層１７０の表面を改質し、活性化させることができる。なお、絶縁層１５０および拡散防止層１７０のいずれか一方にプラズマ処理を行ってもよい。また、アルゴン（Ａｒ）以外にＮ₂Ｏなどのガスを用いてプラズマ処理を行ってもよい。

【0063】

次に、図１９に示すように、絶縁層１５０と拡散防止層１７０とを接合させる。このとき、常温接合を行ってもよいし、加熱接合を行ってもよいし、真空下で接合を行ってよい。接合界面に存在するＳｉ、Ｏ、Ｈ、Ｎなどが結合に寄与し、接合が行われる。

【0064】

次に、図２０に示すように、基板２００の第２面２００－２側からレーザー光２２０を照射する。レーザー光２２０の波長は限定されないが、絶縁層１８０にポリイミドなどの有機樹脂材料が用いられた場合、紫外領域の３０８ｎｍの波長の光に対して吸収が最大となり、３５０ｎｍ以上の波長の光は吸収しない。

【0065】

例えば、３０８ｎｍの波長のレーザー光が剥離層１９０および絶縁層１８０であるポリイミド膜に照射されると、吸収された光のエネルギーによって、剥離層１９０および絶縁層１８０の一部が蒸発（昇華）する。これにより、図２１に示すように、基板２００から剥離層１９０を介して絶縁層１５０および絶縁層１８０が剥離される。以上により、配線１３０と、絶縁層１５０との間に拡散防止層１７０が形成されるともに、配線１３０の空間には絶縁構造体１４０を形成することができる。さらに、配線１６０を形成することにより、配線基板１００－４が製造される。

【0066】

本実施形態を用いることにより、金属の拡散を防止できるため、さらに高い信頼性を有し、高速応答が可能な配線基板を提供することができる。

【0067】

＜第４実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態で説明した配線基板１００を含んだ半導体装置について説明する。

【0068】

図２２は、半導体装置５００の断面図である。図２２に示すように、半導体装置５００は、回路素子６００と、トランジスタを含むチップ化された半導体素子６７０と、インターポーザ７００と、パッケージ基板８００とを有する。半導体素子６７０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）としての機能、または記憶装置としての機能を有する。回路素子６００は、ノイズ消去用途または信号フィルタなどに用いられる。インターポーザ７００は、パッケージ基板８００と、半導体素子６７０および回路素子６００とを中継する機能を有する。回路素子６００、半導体素子６７０およびインターポーザ７００には、配線基板１００が設けられてもよい。回路素子６００および半導体素子６７０と、インターポーザ７００とは、金バンプ６９０などを用いて電気的に接続される。また、回路素子６００と、半導体素子６７０との間はモールド樹脂によって封止されていてもよい。また、インターポーザ７００と、パッケージ基板８００とは、錫、銀などを含むはんだバンプ７５０などを用いて接続される。また、インターポーザ７００と、パッケージ基板８００との間隙には、アンダーフィル樹脂が充填されることにより封止されてもよい。

【0069】

＜第５実施形態＞
本実施形態では、第４実施形態において説明した半導体装置５００を電気機器に適用した例について説明する。

【0070】

図２３は、電気機器を説明する図である。上述した半導体装置５００は、例えば、携帯端末（携帯電話、スマートフォンおよびノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器等）、情報処理装置（デスクトップ型パーソナルコンピュータ、サーバ、カーナビゲーション等）、家庭用電気機器（電子レンジ、エアコン、洗濯機、冷蔵庫）、自動車等、様々な電気機器に搭載される。図２３（Ａ）はスマートフォン４０００である。図２３（Ｂ）は携帯用ゲーム機５０００である。図２３（Ｃ）は、ノート型パーソナルコンピュータ６０００である。

【0071】

これらの電気機器において、回路素子６００、半導体素子６７０を含んだ半導体装置５００は、ノイズフィルタ、信号フィルタの他、アプリケーションプログラムを実行して各種機能を実現するＣＰＵ等で構成される制御部などの機能を有することができる。

【0072】

＜変形例＞
本開示の第３実施形態では、拡散防止層１７０が配線１３０の上面および側面を覆う例を述べたが、これに限定されない。図２４に配線基板１００－５の断面図、図２５に配線基板１００－６の断面図を示す。図２４に示すように、配線基板１００－５は、基板１１０、絶縁層１２０、配線１３０、絶縁構造体１４０、絶縁層１５０および配線１６０の他に、拡散防止層１７１を有する。拡散防止層１７１には、拡散防止層１７０と同様の材料が用いられる。拡散防止層１７１は、配線１３０と絶縁層１５０との間に配置され、絶縁層１５０に重畳して配置されてもよい。また、図２５に示すように、配線基板１００－６は、配線基板１００－４は、基板１１０、絶縁層１２０、配線１３０、絶縁構造体１４０、絶縁層１５０および配線１６０の他に、拡散防止層１７０および拡散防止層１７１（第２拡散防止層ともいう）を含む。拡散防止層１７１は、拡散防止層１７０と絶縁層との間に配置されてもよい。これにより、さらに金属の拡散防止効果が高まる。したがって、高速応答が可能であり、高い信頼性を有する配線基板を提供することができる。

【0073】

本開示の第３実施形態では、レーザー光を照射して剥離する例を示したが、これに限定されない。例えば、物理的に剥離してもよいし、薬液処理などにより剥離してもよい。

【符号の説明】

【0074】

１００・・・配線基板、１１０・・・基板、１２０・・・絶縁層、１３０・・・配線、１３１・・・薄膜、１３５・・・レジストパターン、１３９・・・空間、１４０・・・絶縁構造体、１５０・・・絶縁層、１６０・・・配線、１７０・・・拡散防止層、１７１・・・拡散防止層、１８０・・・絶縁層、１９０・・・剥離層、２００・・・基板、２１０・・・プラズマ、２２０・・・レーザー光、３３０・・・配線、３４５・・・犠牲層、３５０・・・絶縁層、５００・・・半導体装置、６００・・・回路素子、６７０・・・半導体素子、６９０・・・金バンプ、７００・・・インターポーザ、７５０・・・バンプ、８００・・・パッケージ基板、４０００・・・スマートフォン、５０００・・・携帯用ゲーム機、６０００・・・ノート型パーソナルコンピュータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】