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特許7679683多層配線基板、複合配線基板、パッケージ化デバイス、及び多層配線基板の製造方法
(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】2025-05-12
(45)【発行日】2025-05-20
(54)【発明の名称】多層配線基板、複合配線基板、パッケージ化デバイス、及び多層配線基板の製造方法
(51)【国際特許分類】
H05K 3/46 20060101AFI20250513BHJP
H01L 23/12 20060101ALI20250513BHJP
【ＦＩ】
H05K3/46 N
H05K3/46 B
H01L23/12 N
H01L23/12 501B
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2021076062
(22)【出願日】2021-04-28
(65)【公開番号】P2022170143
(43)【公開日】2022-11-10
【審査請求日】2024-03-21
(73)【特許権者】
【識別番号】000003193
【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100103034
【弁理士】
【氏名又は名称】野河 信久
(74)【代理人】
【識別番号】100179062
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 正
(74)【代理人】
【識別番号】100153051
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100199565
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 茂
(74)【代理人】
【識別番号】100162570
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 早苗
(72)【発明者】
【氏名】土田 徹勇起
(72)【発明者】
【氏名】田辺 将人
【審査官】沼生 泰伸
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／０２６００２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００７－０４８８５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２７７２５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０３５３５８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｋ ３／４６
Ｈ０１Ｌ ２３／１２
Ｈ０５Ｋ １／１４
Ｈ０５Ｋ ３／４０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
積層された２以上の層を備え、前記２以上の層の各々は、第１面とその裏面である第２面とを有した絶縁樹脂層であって、前記第１面で開口した第１凹部、前記第１面で開口した溝部、及び、前記第２面で開口し、前記第１凹部の１以上と連通した第２凹部が設けられ、厚さ方向に一体に形成された絶縁樹脂層と、
前記溝部の底面を被覆した部分と、前記第１凹部の底面を被覆した部分とを含んだ無機絶縁層と、
前記絶縁樹脂層の前記第１凹部及び前記溝部をそれぞれ埋め込んだランド部及び配線部と、前記ランド部の位置で前記第１面から突出したビア部とを含み、前記ビア部は、前記第１面側で隣接した他の絶縁樹脂層の凹部を埋め込んだ導体層とを含み、
前記２以上の層の各々は、前記ランド部、前記ビア部及び前記配線部の側面、前記配線部のうち前記溝部の開口側の面、並びに、前記ランド部のうち前記第１面側の面の周縁部を被覆した第１金属含有層を更に含んだ多層配線基板。
【請求項2】
前記無機絶縁層は、前記第１凹部の側壁を被覆した部分と、前記溝部の側壁を被覆した部分とを更に含んだ請求項１に記載の多層配線基板。
【請求項3】
前記無機絶縁層は、前記第１面を被覆した部分を更に含んだ請求項２に記載の多層配線基板。
【請求項4】
前記無機絶縁層の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、フッ素を添加した酸化ケイ素、及び、炭素を添加した酸化ケイ素からなる群より選ばれる１以上の絶縁体を含んだ請求項１に記載の多層配線基板。
【請求項5】
前記２以上の層の各々は、前記第１金属含有層と前記導体層との間に介在し、前記導体層と同じ材料からなるか又は前記導体層の材料と比較してイオン化傾向が小さい金属材料からなる第２金属含有層を更に含んだ請求項１乃至４の何れか１項に記載の多層配線基板。
【請求項6】
前記第１金属含有層は、チタンを含有した請求項１乃至５の何れか１項に記載の多層配線基板。
【請求項7】
第１配線基板と、前記第１配線基板に接合された第２配線基板とを備え、前記第１及び第２配線基板は、それらの間に介在した接合電極を介して互いに電気的に接続され、第２配線基板は、請求項１乃至６の何れか１項に記載の多層配線基板である複合配線基板。
【請求項8】
前記第１配線基板は、フリップチップボールグリッドアレイ用配線基板であり、前記第２配線基板はインターポーザである請求項７に記載の複合配線基板。
【請求項9】
請求項７又は８に記載の複合配線基板と、前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に実装された機能デバイスと
を備えたパッケージ化デバイス。
【請求項10】
積層された２以上の層を形成することを含み、前記２以上の層の各々の形成は、凹部が設けられた下地層上に、溝と１以上が前記凹部と連通した貫通孔とを有するダミー層を形成することと、
前記ダミー層上に、前記凹部と前記溝と前記貫通孔とを埋め込むように、導体層を形成することと、
前記凹部、前記溝又は前記貫通孔外に位置した部分が除去されるように前記導体層を研磨して、前記導体層のうち、前記凹部を埋め込んだ部分、前記貫通孔を埋め込んだ部分、及び、前記溝を埋め込んだ部分を、それぞれ、ビア部、ランド部及び配線部として得ることと、
その後、前記ダミー層を除去することと、
少なくとも前記ランド部の上面及び前記配線部の上面を被覆するように、無機絶縁層を形成することと、
前記無機絶縁層を被覆するとともに、前記ランド部及び前記配線部の間の隙間を埋め込み、前記ランド部の１以上の位置に凹部が設けられた絶縁樹脂層を形成することと、
前記無機絶縁層のうち、前記絶縁樹脂層に設けられた前記凹部の位置で露出した部分を除去することと
を含み、
前記２以上の層の各々の形成は、前記導体層を形成する前に、前記ダミー層の上面と、前記下地層の前記凹部の内面と、前記ダミー層の前記溝及び前記貫通孔の内面とを被覆した第１金属含有層を形成することを更に含んだ多層配線基板の製造方法。
【請求項11】
前記無機絶縁層は、前記ランド部の側面と前記配線部の側面とを更に被覆するように形成する請求項１０に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項12】
前記無機絶縁層は、前記下地層を更に被覆するように形成する請求項１１に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項13】
前記無機絶縁層の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、フッ素を添加した酸化ケイ素、及び、炭素を添加した酸化ケイ素からなる群より選ばれる１以上の絶縁体を含んだ請求項１０に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項14】
前記２以上の層の各々の形成は、前記導体層を形成する前に、前記第１金属含有層上に、前記導体層と同じ材料からなるか又は前記導体層の材料と比較してイオン化傾向が小さい金属材料からなる第２金属含有層を形成することを更に含んだ請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項15】
前記第１金属含有層は、チタンを含有した請求項１０乃至１４の何れか１項に記載の多層配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、多層配線基板、複合配線基板、パッケージ化デバイス、及び多層配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、半導体装置の高速化及び高集積化が進む中で、半導体チップを搭載するフリップチップボールグリッドアレイ（Flip Chip-Ball Grid Array）用配線基板、即ち、ＦＣ－ＢＧＡ基板にも、半導体チップとの接合に使用する接合端子の狭ピッチ化及び基板内の配線の微細化が求められている。その一方で、ＦＣ－ＢＧＡ基板とマザーボードとの接合には、従来とほぼ変わらないピッチで配列した接合端子による接合が要求されている。これらの要求のもと、ＦＣ－ＢＧＡ基板と半導体チップとの間に、インターポーザとも呼ばれる、微細な配線を含む多層配線基板を設ける技術が採用されている。
【0003】
その一つは、シリコンインターポーザ技術である。このシリコンインターポーザ技術は、シリコンウェハ上に、微細な配線を各々の層が含んだ多層配線構造を、半導体回路の製造技術を用いて形成することによりインターポーザを製造するというものである。
【0004】
また、上記の多層配線構造をシリコンウェハ上に形成するのではなく、ＦＣ－ＢＧＡ基板に直接作り込む手法も開発されている。この手法は、コア層が例えばガラスエポキシ基板からなるＦＣ－ＢＧＡ基板の製造において、化学機械研磨（ＣＭＰ）などを利用して、上記の多層配線構造を形成するというものである。これについては、特許文献１に開示されている。
【0005】
更に、インターポーザをガラス基板等の支持体の上に形成し、そのインターポーザをＦＣ－ＢＧＡ基板と接合させ、その後、インターポーザから支持体を剥離することで、上記の多層配線構造を、ＦＣ－ＢＧＡ基板上に設ける方式もある。これについては、特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１４－２２５６７１号公報
【文献】国際公開第２０１８／０４７８６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、絶縁信頼性が高い多層配線基板、複合配線基板、パッケージ化デバイス、及び多層配線基板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】
本発明の一態様によると、積層された２以上の層を備え、前記２以上の層の各々は、第１面とその裏面である第２面とを有した絶縁樹脂層であって、前記第１面で開口した第１凹部、前記第１面で開口した溝部、及び、前記第２面で開口し、前記第１凹部の１以上と連通した第２凹部が設けられ、厚さ方向に一体に形成された絶縁樹脂層と、前記溝部の底面を被覆した部分と、前記第１凹部の底面を被覆した部分とを含んだ無機絶縁層と、前記絶縁樹脂層の前記第１凹部及び前記溝部をそれぞれ埋め込んだランド部及び配線部と、前記ランド部の位置で前記第１面から突出したビア部とを含み、前記ビア部は、前記第１面側で隣接した他の絶縁樹脂層の凹部を埋め込んだ導体層とを含んだ多層配線基板が提供される。
【0009】
ここで、絶縁樹脂層が「厚さ方向に一体に形成され」ていることは、この絶縁樹脂層には、その厚さ方向に対して交差する界面が内部に存在していないこと、即ち、単層構造を有していることを意味している。なお、互いに積層された複数の絶縁層が同じ材料からなる場合であっても、その断面を走査電子顕微鏡などの電子顕微鏡で観察することにより、それらの界面を確認することができる。
【0010】
本発明の他の態様によると、前記無機絶縁層は、前記第１凹部の側壁を被覆した部分と、前記溝部の側壁を被覆した部分とを更に含んだ上記態様に係る多層配線基板が提供される。
【0011】
本発明の更に他の態様によると、前記無機絶縁層は、前記第１面を被覆した部分を更に含んだ上記態様に係る多層配線基板が提供される。
【0012】
本発明の更に他の態様によると、前記無機絶縁層の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、フッ素を添加した酸化ケイ素、及び、炭素を添加した酸化ケイ素からなる群より選ばれる１以上の絶縁体を含んだ上記態様に係る多層配線基板が提供される。
【0013】
本発明の更に他の態様によると、前記２以上の層の各々は、前記ランド部、前記ビア部及び前記配線部の側面、前記配線部のうち前記溝部の開口側の面、並びに、前記ランド部のうち前記第１面側の面の周縁部を被覆した第１金属含有層を更に含んだ上記態様に係る多層配線基板が提供される。
【0014】
本発明の更に他の態様によると、前記２以上の層の各々は、前記第１金属含有層と前記導体層との間に介在し、前記導体層と同じ材料からなるか又は前記導体層の材料と比較してイオン化傾向が小さい金属材料からなる第２金属含有層を更に含んだ上記態様に係る多層配線基板が提供される。
【0015】
本発明の更に他の態様によると、前記第１金属含有層は、チタンを含有した上記態様の何れかに係る多層配線基板が提供される。
【0016】
本発明の更に他の態様によると、第１配線基板と、前記第１配線基板に接合された第２配線基板とを備え、前記第１及び第２配線基板は、それらの間に介在した接合電極を介して互いに電気的に接続され、第２配線基板は、上記態様の何れかに係る多層配線基板である複合配線基板が提供される。
【0017】
本発明の更に他の態様によると、前記第１配線基板は、フリップチップボールグリッドアレイ用配線基板であり、前記第２配線基板はインターポーザである上記態様に係る複合配線基板が提供される。
【0018】
本発明の更に他の態様によると、上記態様の何れかに係る複合配線基板と、前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に実装された機能デバイスとを備えたパッケージ化デバイスが提供される。
【0019】
ここで、「機能デバイス」は、電力及び電気信号の少なくとも一方が供給されることにより動作するデバイス、外部からの刺激により電力及び電気信号の少なくとも一方を出力するデバイス、又は、電力及び電気信号の少なくとも一方が供給されることにより動作し且つ外部からの刺激により電力及び電気信号の少なくとも一方を出力するデバイスである。機能デバイスは、例えば、半導体チップや、ガラス基板などの半導体以外の材料からなる基板上に回路や素子が形成されたチップのように、チップの形態にある。機能デバイスは、例えば、大規模集積回路（ＬＳＩ）、メモリ、撮像素子、発光素子、及びＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の１以上を含むことができる。ＭＥＭＳは、例えば、圧力センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、傾斜センサ、マイクロフォン、及び音響センサの１以上である。一例によれば、機能デバイスは、ＬＳＩを含んだ半導体チップである。
【0020】
本発明の更に他の態様によると、積層された２以上の層を形成することを含み、前記２以上の層の各々の形成は、凹部が設けられた下地層上に、溝と１以上が前記凹部と連通した貫通孔とを有するダミー層を形成することと、前記ダミー層上に、前記凹部と前記溝と前記貫通孔とを埋め込むように、導体層を形成することと、前記凹部、前記溝又は前記貫通孔外に位置した部分が除去されるように前記導体層を研磨して、前記導体層のうち、前記凹部を埋め込んだ部分、前記貫通孔を埋め込んだ部分、及び、前記溝を埋め込んだ部分を、それぞれ、ビア部、ランド部及び配線部として得ることと、その後、前記ダミー層を除去することと、少なくとも前記ランド部の上面及び前記配線部の上面を被覆するように、無機絶縁層を形成することと、前記無機絶縁層を被覆するとともに、前記ランド部及び前記配線部の間の隙間を埋め込み、前記ランド部の１以上の位置に凹部が設けられた絶縁樹脂層を形成することと、前記無機絶縁層のうち、前記絶縁樹脂層に設けられた前記凹部の位置で露出した部分を除去することとを含んだ多層配線基板の製造方法が提供される。
【0021】
本発明の更の他の態様によると、前記無機絶縁層は、前記ランド部の側面と前記配線部の側面とを更に被覆するように形成する上記態様に係る多層配線基板の製造方法が提供される。
【0022】
本発明の更の他の態様によると、前記無機絶縁層は、前記下地層を更に被覆するように形成する上記態様に係る多層配線基板の製造方法が提供される。
【0023】
本発明の更に他の態様によると、前記無機絶縁層の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、フッ素を添加した酸化ケイ素、及び、炭素を添加した酸化ケイ素からなる群より選ばれる１以上の絶縁体を含んだ上記態様に係る多層配線基板の製造方法が提供される。
【0024】
本発明の更に他の態様によると、前記２以上の層の各々の形成は、前記導体層を形成する前に、前記ダミー層の上面と、前記下地層の前記凹部の内面と、前記ダミー層の前記溝及び前記貫通孔の内面とを被覆した第１金属含有層を形成することを更に含んだ上記態様に係る多層配線基板の製造方法が提供される。
【0025】
本発明の更に他の態様によると、前記２以上の層の各々の形成は、前記導体層を形成する前に、前記第１金属含有層上に、前記導体層と同じ材料からなるか又は前記導体層の材料と比較してイオン化傾向が小さい金属材料からなる第２金属含有層を形成することを更に含んだ上記態様の多層配線基板の製造方法が提供される。
【0026】
本発明の更に他の態様によると、前記第１金属含有層は、チタンを含有した上記態様の何れかに係る多層配線基板の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の一実施形態に係るパッケージ化デバイスを概略的に示す断面図。
【図4】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における一工程を概略的に示す断面図。
【図5】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における他の工程を概略的に示す断面図。
【図6】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図7】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図8】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図9】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図10】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図11】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図12】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図13】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図14】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図15】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図16】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図17】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図18】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図19】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図20】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図21】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図22】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図23】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図24】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図25】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図26】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図27】本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図28】本発明の一実施形態に係るパッケージ化デバイスの製造方法の一工程を概略的に示す断面図。
【図29】本発明の一実施形態に係るパッケージ化デバイスの製造方法の他の工程を概略的に示す断面図。
【図30】本発明の一実施形態に係るパッケージ化デバイスの製造方法の更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図31】本発明の一実施形態に係るパッケージ化デバイスの製造方法の更に他の工程を概略的に示す断面図。
【図32】比較例に係る多層配線基板を概略的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、上記態様の何れかをより具体化したものである。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化した例を示すものであって、本発明の技術的思想を、以下に記載する構成要素の材質、形状、構造、及び配置等に限定するものではない。本発明の技術的思想には、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【0029】
以下の説明において参照する図面では、同様又は類似した機能を有する構成要素に、同一の参照符号を付している。ここで、図面は模式的なものであり、厚さ方向の寸法と厚さ方向に垂直な方向、即ち面内方向の寸法との関係や、複数の層の厚さ方向における寸法の関係等は、現実のものとは異なり得ることに留意すべきである。従って、具体的な寸法は、以下の説明を参酌して判断すべきである。また、２以上の構成要素の寸法の関係が、複数の図面の間で異なっている可能性があることにも留意すべきである。更に、幾つかの図面では、同一の構造を、他の図面とは天地を逆にして描いていることにも留意すべきである。
【0030】
なお、本開示において、「上面」及び「下面」は、板状部材又はそれに含まれる層の表面のうち厚さ方向に垂直な面であって、図面において上向きの面と下向きの面とをそれぞれ意味している。また、「側面」とは、厚さ方向に対して平行であるか又は傾いた面を意味している。
【0031】
図１は、本発明の一実施形態に係るパッケージ化デバイス１を概略的に示す断面図である。図１に示すように、パッケージ化デバイス１は、複合配線基板１０と、機能デバイス２０と、第１アンダーフィル層３０と、第１接合電極４０とを備えている。
【0032】
機能デバイス２０は、例えば、半導体チップ、又は、ガラス基板などの半導体以外の材料からなる基板上に回路や素子が形成されたチップである。ここでは、一例として、機能デバイス２０は半導体チップであるとする。即ち、ここでは、パッケージ化デバイス１は、半導体パッケージである。
【0033】
パッケージ化デバイス１は、複数の機能デバイス２０を備えている。パッケージ化デバイス１は、機能デバイス２０として、１つの機能デバイスのみを備えていてもよい。
【0034】
機能デバイス２０は、第１接合電極４０を介して、複合配線基板１０に接合されている。ここでは、複数の機能デバイス２０は、フリップチップボンディングによって、複合配線基板１０へ接合されている。機能デバイス２０の１以上は、ワイヤボンディングなどの他のボンディング法によって、複合配線基板１０へ接合されていてもよい。
【0035】
第１接合電極４０は、複数の機能デバイス２０を、複合配線基板１０に接合している。第１接合電極４０は、１つの機能デバイス２０に対して、複数設けられている。１つの機能デバイス２０を複合配線基板１０に接合する複数の第１接合電極４０は、機能デバイス２０と複合配線基板１０との間で、狭いピッチで配列している。ここでいう、狭いピッチとは、複合配線基板１０の、後述する複数の第２接合電極１４のピッチに比較して、狭いピッチであることである。
【0036】
第１接合電極４０は、例えば、はんだからなる。機能デバイス２０を、ワイヤボンディングによって複合配線基板１０へ接合する場合、例えば、金ワイヤを用いて機能デバイス２０と複合配線基板とを電気的に接続することができる。
【0037】
第１アンダーフィル層３０は、複合配線基板１０へ複数の機能デバイス２０を固定している。なお、パッケージ化デバイス１が機能デバイス２０を１つのみ備える構成である場合は、第１アンダーフィル層３０は、複合配線基板１０へ１つの機能デバイス２０を固定する。本実施形態の例では、第１アンダーフィル層３０は、機能デバイス２０及び複合配線基板１０の間にそれぞれ設けられている。第１アンダーフィル層３０は、機能デバイス２０と複合配線基板１０との間に介在した部分と、機能デバイス２０の側面を少なくとも部分的に被覆した部分とを含んでいる。
【0038】
複合配線基板１０は、第１配線基板、及び、これに接合される第２配線基板を備えている。ここでは、複合配線基板１０は、ＦＣ－ＢＧＡ基板１１と、多層配線基板１２と、第２アンダーフィル層１３と、第２接合電極１４とを備えている。
【0039】
ＦＣ－ＢＧＡ基板１１は、第１配線基板の一例である。ＦＣ－ＢＧＡ基板１１は、例えば、図示しないマザーボードへ接合される。
【0040】
ＦＣ－ＢＧＡ基板１１は、コア層１１１と、樹脂層１１２と、導体層１１３と、樹脂層１１４と、接合用導体１１５とを含んでいる。
【0041】
コア層１１１は、樹脂層である。コア層１１１は、例えば、織布又は不織布に熱硬化性の絶縁樹脂を含浸させた繊維強化基板である。織布又は不織布としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、又はアラミド繊維を使用することができる。絶縁樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂を使用することができる。
【0042】
コア層１１１には、貫通孔が形成されている。導体層１１３の一部は、貫通孔の側壁を被覆している。ここでは、導体層１１３の一部は、側壁が導体からなる貫通孔を生じるように、コア層１１１に設けられた貫通孔の側壁を被覆している。これら側壁が導体からなる貫通孔は、絶縁体で埋め込んでもよい。
【0043】
導体層１１３の残りと樹脂層１１２とは、コア層１１１の両主面上で多層配線構造を形成している。各多層配線構造は、交互に積層された導体層１１３及び樹脂層１１２を含んでいる。
【0044】
樹脂層１１２は、例えば、絶縁樹脂層である。樹脂層１１２には、貫通孔が設けられている。
【0045】
導体層１１３は、銅などの金属又は合金からなる。導体層１１３は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
【0046】
導体層１１３は、配線部とランド部とを含んでいる。樹脂層１１２を間に挟んでコア層１１１と向き合った導体層１１３は、樹脂層１１２に設けられた貫通孔の側壁を被覆したビア部を更に含んでいる。
【0047】
樹脂層１１４は、上記の多層配線構造上に設けられている。樹脂層１１４は、例えば、ソルダーレジストなどの絶縁樹脂層である。樹脂層１１４には、上記多層配線構造の最表面に位置した導体層１１３へ連通する貫通孔が設けられている。
【0048】
接合用導体１１５は、パッケージ化デバイス１を、他の基板などの構成品に電気的に接合可能に形成されている。接合用導体１１５は、導体層１１３のうち樹脂層１１４の貫通孔の位置で露出した部分に設けられた、例えば金属バンプである。なお、接合用導体は、接合端子ともいう。接合用導体１１５は、例えば、はんだからなる。
【0049】
多層配線基板１２は、第２配線基板の一例である。多層配線基板１２は、第１接合電極４０を介して機能デバイス２０に接合されている。多層配線基板１２は、第２接合電極１４を介してＦＣ－ＢＧＡ基板１１に接合されている。即ち、本実施形態の例では、多層配線基板１２は、機能デバイス２０とＦＣ－ＢＧＡ基板１１との接合を媒介するインターポーザである。多層配線基板１２の厚さは、例えば、１０μｍ以上３００μｍ以下の範囲内にある。多層配線基板１２については、後で詳述する。
【0050】
第２接合電極１４は、多層配線基板１２と機能デバイス２０との間に配列されている。第２接合電極１４のピッチは、第１接合電極４０のピッチと比較してより広く、且つ、ＦＣ－ＢＧＡ基板１１の下面に位置した接合用導体１１５のピッチと比較してより狭い。第２接合電極１４は、例えば、はんだからなる。
【0051】
第２アンダーフィル層１３は、ＦＣ－ＢＧＡ基板１１と多層配線基板１２との間に介在した部分を含んでいる。なお、アンダーフィル層は、封止樹脂層ともいう。第２アンダーフィル層１３は、多層配線基板１２をＦＣ－ＢＧＡ基板１１へ固定している。
【0052】
多層配線基板１２について、図２及び図３を参照しながら、更に詳しく説明する。
図２は、多層配線基板１２の一部を概略的に示す断面図である。図３は、図２に示す多層配線基板１２の一部を拡大して概略的に示す断面図である。図３は、具体的には、後述する、第１層７０の一部、第２層８０の一部、及びそれらの近傍を示している。
図２は、多層配線基板１２の一部を概略的に示す断面図である。図３は、図２に示す多層配線基板１２の一部を拡大して概略的に示す断面図である。図３は、具体的には、後述する、第１層７０の一部、第２層８０の一部、及びそれらの近傍を示している。
【0053】
図２及び図３に示すように、多層配線基板１２は、積層された２以上の層５０と、絶縁樹脂層６１と、シード密着層１０１と、シード層１０２と、導体層１０３と、ソルダーレジスト層１０４と、表面処理層１０５と、絶縁樹脂層１０７と、導体層１０８とを備えている。
【0054】
層５０は、ここでは、２層設けられている。層５０の数は、３以上であってもよい。以下、２つの層５０を、第１層７０及び第２層８０と称して説明する。第１層７０は、絶縁樹脂層６１上に設けられている。第１層７０は、第１絶縁樹脂層７１と、第１無機絶縁層１６０と、第１配線層７２とを備えている。
【0055】
第１絶縁樹脂層７１は、絶縁性を有している。第１絶縁樹脂層７１は、絶縁樹脂層６１上に設けられている。第１絶縁樹脂層７１は、第１面７１ａ及びその裏面である第２面７１ｂを有している。本実施形態の例では、第１面７１ａは、絶縁樹脂層６１側の面である。第２面７１ｂは、第２層８０側の面である。また、第１絶縁樹脂層７１には、溝部７４と、第１凹部であるランド用凹部７５と、第２凹部であるビア用凹部７６とが形成されている。
【0056】
溝部７４は、第１絶縁樹脂層７１の第１面７１ａに形成されており、第１面７１ａで開口している。溝部７４は、後述する配線部７２ｂを形成する為の溝である。溝部７４は、複数設けられている。溝部７４は、第１絶縁樹脂層７１の第２面７１ｂに到達しない深さを有している。
【0057】
溝部７４は、第１面７１ａに向かって幅が漸次狭くなる形状に形成されている。溝部７４は、側壁である内側面７４ａと、底面７４ｂとを有している。
【0058】
本実施形態の例では、溝部７４は、図２に示すように、溝部７４の延びる方向に直交する切断面に沿って切断した形状が台形状に形成されている。即ち、先の切断面における溝部７４の断面は、逆テーパ状である。この切断面における溝部７４の断面は、矩形状であってもよい。
【0059】
ランド用凹部７５は、第１絶縁樹脂層７１の第１面７１ａに形成されており、第１面７１ａで開口している。ランド用凹部７５は、後述するランド部７２ａを形成するための凹部である。ランド用凹部７５は、複数形成されている。複数のランド用凹部７５の各々は、溝部７４の１つと連通している。また、ランド用凹部７５の１以上は、このランド用凹部７５が設けられた第１絶縁樹脂層７１が有しているビア用凹部７６と連通している。
【0060】
ランド用凹部７５は、側壁である内側面７５ａと、底面７５ｂとを有している。ランド用凹部７５は、ここでは、厚さ方向に対して垂直な方向の寸法が第２面７１ｂから第１面７１ａに向かって漸次小さくなる形状に形成されている。即ち、ランド用凹部７５は、厚さ方向に対して垂直な断面が逆テーパ状である。ランド用凹部７５は、例えば、円錐台形状に形成される。ランド用凹部７５は、厚さ方向に平行な断面が矩形状であってもよい。
【0061】
ビア用凹部７６は、第１絶縁樹脂層７１の第２面７１ｂに形成されており、第２面７１ｂで開口している。ビア用凹部７６は、ビア部７３を形成する為の凹部である。ビア用凹部７６は、複数形成されている。ビア用凹部７６の各々は、ランド用凹部７５の何れかに連通している。
【0062】
ビア用凹部７６は、側壁である内側面７６ａを有している。ビア用凹部７６は、厚さ方向に対して垂直な方向の寸法が第２面７１ｂから第１面７１ａに向かって漸次小さくなる形状に形成されている。即ち、ビア用凹部７６は、厚さ方向に対して垂直な断面が逆テーパ状である。ビア用凹部７６は、例えば、円錐台形状に形成される。ビア用凹部７６は、厚さ方向に平行な断面が矩形状であってもよい。
【0063】
内側面７６ａの第１面７１ａ側の縁は、ランド用凹部７５の第２面７１ｂ側の縁によって囲まれている。ビア用凹部７６の各々の中心の位置は、第１絶縁樹脂層７１の厚さ方向で観察した場合に、そのビア用凹部７６と連通したランド用凹部７５の中心の位置と略一致している。
【0064】
このように構成される第１絶縁樹脂層７１は、厚さ方向に一体に形成されている。
【0065】
第１無機絶縁層１６０は、内側面７４ａ及び底面７４ｂを被覆した部分と、内側面７５ａ及び底面７５ｂを被覆した部分と、第１面７１ａを被覆した部分とを含んでいる。即ち、第１無機絶縁層１６０は、溝部７４の内面、ランド用凹部７５の内面、及び第１面７１ａを被覆している。
【0066】
第１無機絶縁層１６０は、第１絶縁樹脂層７１の第１面７１ａ側の表面に対してコンフォーマルである。第１無機絶縁層１６０は、溝部７４の開口７４ｃの位置に開口１６１を形成するとともに、ランド用凹部７５の開口７５ｃの位置に開口１６２を形成している。なお、ランド用凹部７５は、その底面７５ｂの位置でビア用凹部７６と連通しており、それ故、底面７５ｂは環状に構成されている。従って、第１無機絶縁層１６０のうち底面７５ｂを被覆している部分も、環状に構成されている。
【0067】
第１配線層７２は、溝部７４、ランド用凹部７５、及び第１層７０に隣接する絶縁樹脂層の凹部を埋め込んでいる。ここで、第１層７０に隣接する樹脂層の凹部は、本実施形態の例では、絶縁樹脂層６１に形成される後述するビアホール６３である。
【0068】
なお、上記の通り、本実施形態の例では、溝部７４の内面及びランド用凹部７５の内面には、第１無機絶縁層１６０が設けられている。この為、第１配線層７２と第１絶縁樹脂層７１との間には、第１無機絶縁層１６０が介在している。
【0069】
第１配線層７２は、シード密着層７８と、シード層７９と、導体層７７とを備えている。
【0070】
導体層７７は、第１絶縁樹脂層７１の溝部７４及びランド用凹部７５と、絶縁樹脂層６１のビアホール６３とを埋め込んでいる。導体層７７のうち溝部７４を埋め込んだ部分は、配線部７２ｂを構成している。導体層７７のうちランド用凹部７５を埋め込んだ部分は、ランド部７２ａを構成している。導体層７７のうちビアホール６３を埋め込んだ部分は、ビア部６２を構成している。ビア部６２は、ランド部７２ａの位置で第１面７１ａ側から突出している。導体層７７は、例えば、銅からなる。
【0071】
シード密着層７８は、第１金属含有層である。シード密着層７８は、チタンからなるチタンを含有した層である。シード密着層７８は、配線部７２ｂ及びビア部６２の各々の下面と側面とを被覆している。また、シード密着層７８は、ランド部７２ａの側面及び下面の周縁部を被覆している
シード層７９は、第２金属含有層である。シード層７９は、シード密着層７８と導体層７７との間に介在した金属層である。シード層７９は、導体層７７と同じ材料からなるか又は導体層７７の材料と比較してイオン化傾向が小さい金属材料からなる。シード層７９は、例えば、銅からなる。
シード層７９は、第２金属含有層である。シード層７９は、シード密着層７８と導体層７７との間に介在した金属層である。シード層７９は、導体層７７と同じ材料からなるか又は導体層７７の材料と比較してイオン化傾向が小さい金属材料からなる。シード層７９は、例えば、銅からなる。
【0072】
第２層８０は、図２に示すように、第１層７０上に設けられている。第２層８０は、第１層７０と同様の構造を有している。
【0073】
具体的には、第２層８０は、第２絶縁樹脂層８１と、第２無機絶縁層１７０と、第２配線層８２とを備えている。第２絶縁樹脂層８１、第２無機絶縁層１７０、及び第２配線層８２は、それぞれ、第１絶縁樹脂層７１、第１無機絶縁層１６０、及び第１配線層７２に相当している。
【0074】
第２絶縁樹脂層８１は、第１面８１ａ及び第２面８１ｂを有している。第２絶縁樹脂層８１には、溝部８４と、第１凹部であるランド用凹部８５と、第２凹部であるビア用凹部８６とが形成されている。第２絶縁樹脂層８１の第１面８１ａ、第２面８１ｂ、溝部８４、ランド用凹部８５、及びビア用凹部８６は、それぞれ、第１絶縁樹脂層７１の第１面７１ａ、第２面７１ｂ、溝部７４、ランド用凹部７５、及びビア用凹部７６に相当している。
【0075】
溝部８４の内側面８４ａ、底面８４ｂ及び開口８４ｃは、それぞれ、溝部７４の内側面７４ａ、底面７４ｂ及び開口７４ｃに相当している。ランド用凹部８５の内側面８５ａ、底面８５ｂ及び開口８５ｃは、それぞれ、ランド用凹部７５の内側面７５ａ、底面７５ｂ及び開口７５ｃに相当している。ビア用凹部８６の内側面８６ａ及び開口８６ｃは、それぞれ、ビア用凹部７６の内側面７６ａ開口７６ｃに相当している。
【0076】
第２無機絶縁層１７０は、開口１７１及び１７２を形成している。これら開口１７１及び１７２は、それぞれ、第１無機絶縁層１６０が形成している開口１６１及び１６２に相当している。
【0077】
第２配線層８２は、シード密着層８８と、シード層８９と、導体層８７とを備えている。シード密着層８８、シード層８９、及び導体層８７は、それぞれ、シード密着層７８、シード層７９、及び導体層７７に相当している。
【0078】
導体層８７は、第２絶縁樹脂層８１の溝部８４及びランド用凹部８５と、第１絶縁樹脂層７１のビア用凹部７６とを埋め込んでいる。導体層８７のうち溝部８４を埋め込んだ部分は、配線部８２ｂを構成している。導体層８７のうちランド用凹部８５を埋め込んだ部分は、ランド部８２ａを構成している。導体層８７のうちビア用凹部７６を埋め込んだ部分は、ビア部７３を構成している。配線部８２ｂ、ランド部８２ａ、及びビア部７３は、それぞれ、配線部７２ｂ、ランド部７２ａ、及びビア部６２に相当している。
【0079】
絶縁樹脂層６１は、第１面７１ａ側に設けられている。絶縁樹脂層６１は、第１面６１ａと、第２面６１ｂと、を有している。第１面６１ａは、第１層７０とは反対側の面である。第２面６１ｂは、第１層７０側の面である。
【0080】
絶縁樹脂層６１には、ビアホール６３が形成されている。ビアホール６３は、絶縁樹脂層６１を厚さ方向に貫通する孔であり、第１面６１ａ及び第２面６１ｂで開口している。ビアホール６３は、内側面６４を有している。ビアホール６３は、厚さ方向に対して垂直な方向の寸法が第２面６１ｂから第１面６１ａに向かって漸次小さくなる形状に形成されている。ビアホール６３は、例えば円錐台形状に形成される。上記の通り、ビアホール６３は、第１配線層７２の一部によって埋め込まれている。
【0081】
シード密着層１０１は、例えば第１金属含有層である。シード密着層１０１は、例えば、チタンを含有した層である。シード密着層１０１は、第２面８１ｂの一部を被覆した部分と、ビア用凹部８６の内面を被覆した部分とを含んでいる。
【0082】
シード層１０２は、例えば、第２金属含有層である。シード層１０２は、シード密着層１０１上に設けられた金属層である。シード層１０２は、導体層１０３と同じ材料からなるか又は導体層１０３の材料と比較してイオン化傾向が小さい金属材料からなる。シード層１０２は、例えば、銅からなる。
【0083】
導体層１０３は、シード密着層１０１上に設けられている。導体層１０３は、ビア用凹部８６を埋め込んでいる。導体層１０３のうちビア用凹部８６を埋め込んでいる部分は、ビア部８３である。導体層１０３は、導体層７７と導体層８７とからなる層間接続導体層９０に、シード密着層１０１及びシード層１０２を介して電気的に接続されている。導体層１０３は、例えば、銅からなる。
【0084】
ソルダーレジスト層１０４は、第２層８０及び導体層１０３上に設けられている。ソルダーレジスト層１０４は、導体層１０３の一部を露出させる貫通孔１０４ａを有している。これら貫通孔１０４ａは、第２接合電極１４を介した多層配線基板１２とＦＣ－ＢＧＡ基板１１との電気的接続を可能としている。
【0085】
表面処理層１０５は、導体層１０３のうちソルダーレジスト層１０４の貫通孔１０４ａ内で露出した部分の上に設けられている。表面処理層１０５は、導体層１０３の表面の酸化を防止し、はんだに対する濡れ性を向上させている。
【0086】
絶縁樹脂層１０７は、絶縁樹脂層６１の第１面６１ａ及び第１配線層７２の一部の上に設けられている。絶縁樹脂層１０７は、ビア部６２の位置に貫通孔を有している。
【0087】
導体層１０８は、絶縁樹脂層１０７の貫通孔内に形成されている。導体層１０８は、例えば、銅からなる。導体層１０８には、図１に示す第１接合電極４０が接続されている。
【0088】
【0089】
【0090】
先ず、図４に示すように、支持体２の一方の面に剥離層３を設ける。
支持体２は、支持体２を通じて剥離層３に光を照射させる場合もあるため、透明性を有することが好ましい。支持体２は、例えばガラス板を用いることができる。ガラス板は平坦性に優れており、また、剛性が高いため、支持体２上の多層配線基板１２の微細なパターン形成に向いている。また、ガラス板はＣＴＥ（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ、熱膨張率）が小さく歪みにくいことから、パターン配置精度及び平坦性の確保に優れている。
支持体２は、支持体２を通じて剥離層３に光を照射させる場合もあるため、透明性を有することが好ましい。支持体２は、例えばガラス板を用いることができる。ガラス板は平坦性に優れており、また、剛性が高いため、支持体２上の多層配線基板１２の微細なパターン形成に向いている。また、ガラス板はＣＴＥ（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ、熱膨張率）が小さく歪みにくいことから、パターン配置精度及び平坦性の確保に優れている。
【0091】
支持体２としてガラス板を用いる場合、ガラス板の厚さは、製造プロセスにおける反りの発生を防止する観点から厚い方が望ましく、例えば０．５ｍｍ以上、好ましくは１．２ｍｍ以上の厚さである。ガラス板のＣＴＥは３ｐｐｍ以上１６ｐｐｍ以下が好ましく、ＦＣ－ＢＧＡ基板１１、機能デバイス２０のＣＴＥの観点から１０ｐｐｍ程度がより好ましい。
【0092】
支持体２を形成する材料としてのガラスは、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、ソーダガラス、又は、サファイヤガラス等が用いられる。剥離層３に熱によって発泡する樹脂を用いる等、支持体２を剥離する際に支持体２に光の透過性が必要でない場合は、支持体２には、歪みの少ない例えばメタルやセラミックスなどを用いることができる。本実施形態の例では、支持体２には、ガラスが用いられる。
【0093】
剥離層３は、例えば、ＵＶ光などの光を吸収して発熱もしくは変質して剥離可能となる樹脂でもよく、又は、熱によって発泡して剥離可能となる樹脂でもよい。ＵＶ光などの光、例えばレーザ光によって剥離可能となる樹脂を用いる場合、剥離層３を設けた側とは反対側の面から支持体２に光を照射して、支持体２上の多層配線基板１２及びＦＣ－ＢＧＡ基板１１との接合体から、支持体２を取り去る。
【0094】
剥離層３は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂、マレイミド樹脂、及び、アクリル樹脂などの有機樹脂や、アモルファスシリコン、ガリウムナイトライド、金属酸化物層などの無機層から選ぶことができる。剥離層３は、光分解促進剤、光吸収剤、増感剤、フィラー等の添加剤を更に含有してもよい。
【0095】
さらに、剥離層３は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。例えば支持体２上に形成される多層配線基板１２の保護を目的として、剥離層３上にさらに保護層を設けてもよく、支持体２と剥離層３との間に、支持体２及び剥離層３の密着性を向上させる層を更に設けてもよい。さらに剥離層３と多層配線基板１２との間に、レーザ光反射層や金属層を設けてもよい。剥離層３の構成は、本実施形態に限定されない。本実施形態の例では、剥離層３は、ＵＶ光を吸収して剥離可能となる樹脂が用いられる。
【0096】
次に、図５に示すように、剥離層３上に、例えば真空中で、シード密着層５及びシード層６を設ける。シード密着層５は、剥離層３に対するシード層６の密着性を向上させる層であり、シード層６の剥離を防止する層である。また、シード層６は、配線形成において、電解めっきの給電層として作用する。
【0097】
シード密着層５及びシード層６は、例えば、スパッタリング法、または蒸着法などにより形成することができる。シード密着層５及びシード層６の材料としては、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕ、ＡｌＣｕ、ＮｉＦｅ、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum-doped Zinc Oxide）、ＺｎＯ、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＴｉＮ、Ｃｕ３Ｎ４、Ｃｕ合金、又はこれらを複数組み合わせたものを使用することができる。本実施形態の例では、電気特性、製造の容易性の観点、及び、コスト面を考慮して、シード密着層５としてチタン層を、シード層６として銅層を順次スパッタリング法で形成する。
【0098】
シード密着層５及びシード層６の合計膜厚は、１μｍ以下とすることが好ましい。ここでは、一例として、シード密着層５として厚さが５０ｎｍのチタン層を形成するとともに、シード層６として厚さが３００ｎｍの銅層を形成することとする。
【0099】
次に、図６に示すように、シード層６上にレジスト層１４０を設ける。レジスト層１４０の材料として液状のレジストを用いる場合は、レジスト層１４０は、スリットコート、カーテンコート、ダイコート、スプレーコート、静電塗布法、インクジェットコート、グラビアコート、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷、スピンコート、及びドクターコートのいずれかの方法で形成できる。レジスト層１４０にフィルム状のレジストを用いる場合は、レジスト層１４０は、ラミネート、真空ラミネート、真空プレスなどのいずれかの方法でシード層６上に設けることができる。
【0100】
次いで、例えばフォトリソグラフィーにより、レジスト層１４０に貫通孔１４１を形成する。貫通孔１４１に対して、現像時の残渣除去を目的として、プラズマ処理を行ってもよい。レジスト層１４０の厚さは、貫通孔１４１に設ける導体層１０８の厚さに応じて設定される。本実施形態の例では、レジスト層１４０の厚さは、例えば８μｍである。
【0101】
貫通孔１４１の平面視の形状は、機能デバイス２０の接合電極のピッチや接合電極の形状に応じて設定される。本実施形態の例では、貫通孔１４１は、円形状であり、φ２５μｍの開口形状とし、ピッチは５５μｍである。なお、ここで、平面視とは、レジスト層１４０の厚さ方向に見た形状である。
【0102】
次に、図７に示すように、シード層６上に、電解めっきにより導体層１０８を形成する。導体層１０８は、機能デバイス２０との接合用の電極を構成する。導体層１０８を形成する電解めっきとしては、電解ニッケルめっき、電解銅めっき、電解クロムめっき、電解Ｐｄめっき、電解金めっき、電解ロジウムめっき、電解イリジウムめっき等が挙げられるが、電解銅めっきであることが簡便で安価で、電気伝導性が良好であることから望ましい。
【0103】
導体層１０８は、機能デバイス２０との接合用の電極となる為、導体層１０８の厚さは、はんだ接合の観点から１μｍ以上、且つ、生産性の観点から３０μｍ以下であることが望ましい。
【0104】
次に、図８に示すように、レジスト層１４０を除去する。レジスト層１４０は、ドライエッチング法やアルカリ性の溶液や溶剤に浸漬することで溶解又は剥離できる。
【0105】
次に、図９に示すように、導体層１０８を包埋するように、絶縁樹脂層１０７を設ける。絶縁樹脂層１０７は、感光性でもよく、非感光性でもよく、更に、後述する絶縁樹脂層６１、７１、８１と同一材料でなくてもよい。
【0106】
次に、図１０に示すように、物理研磨、もしくは物理研磨とＣＭＰ処理等の表面研磨により、導体層１０８の上面を露出させる。なお、導体層１０８は、セミアディティブ工法により作製してもよい。
【0107】
次に、図１１に示すように、導体層１０８及び絶縁樹脂層１０７上に絶縁樹脂層６１を設ける。絶縁樹脂層６１は、例えば感光性樹脂で形成する。
【0108】
感光性樹脂としては、例えば、感光性ポリイミド樹脂、感光性ベンゾシクロブテン樹脂、感光性エポキシ樹脂又はそれらの変性物を用いることが可能である。一例として、感光性樹脂として、感光性エポキシ樹脂を用いる。
【0109】
感光性樹脂は、液状であってもよく、フィルム状であってもよい。
【0110】
液状の感光性樹脂を用いる場合、絶縁樹脂層６１は、例えば、スリットコート、カーテンコート、ダイコート、スプレーコート、静電塗布法、インクジェットコート、グラビアコート、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷、スピンコート、及びドクターコートから選ばれる方法により形成することができる。一例によれば、絶縁樹脂層６１は、感光性樹脂を用いて、スピンコート法により形成する。感光性のエポキシ樹脂は比較的低温で硬化させることができ、硬化に伴う収縮が少ないため、その後の微細パターン形成に有利である。
【0111】
絶縁樹脂層６１として、フィルム状の感光性樹脂を設ける場合は、ラミネート、真空ラミネート、真空プレスなどが適用できる。
絶縁樹脂層６１の厚さは、例えば、導体層１０８上で２μｍになるように形成する。
絶縁樹脂層６１の厚さは、例えば、導体層１０８上で２μｍになるように形成する。
【0112】
次いで、例えばフォトリソグラフィーにより、導体層１０８の位置で、絶縁樹脂層６１に、ビアホール６３を形成する。なお、非感光性樹脂を用いる場合、ビアホール６３は、例えば、レーザ光照射によって形成することができる。以上のようにして、絶縁樹脂層６１の露出面と導体層１０８の露出面とによって表面が構成された下地層を得る。
【0113】
次いで、図１２に示すように、絶縁樹脂層６１及び導体層１０８からなる下地層上に、レジスト層１４３を形成する。レジスト層１４３は、感光性樹脂を下地層へ塗布することにより形成することができる。感光性樹脂としては、例えば、絶縁樹脂層６１について例示したものを使用することができる。また、レジスト層１４３は、絶縁樹脂層６１と同様に、例えば、スリットコート、カーテンコート、ダイコート、スプレーコート、静電塗布法、インクジェットコート、グラビアコート、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷、スピンコート、及びドクターコートのいずれかの方法で形成することができる。ここでは、一例として、感光性エポキシ樹脂を使用し、スピンコート法によりレジスト層１４３を形成することとする。
【0114】
次に、レジスト層１４３に、フォトリソグラフィーにより、溝部７４に対応した溝１４４、及び、ランド用凹部７５に対応した貫通孔１４５を形成する。ここでは、一例として、溝１４４は、長さ方向に垂直な断面が順テーパ形状を有するように形成する。また、貫通孔１４５も、順テーパ形状に形成する。溝１４４及び貫通孔１４５は、断面が矩形形状を有するように形成してもよいが、順テーパ形状に形成すると、溝１４４及び貫通孔１４５内で不連続部を生じさせることなく、シード密着層７８を形成することが容易になる。
【0115】
また、溝１４４及び貫通孔１４５を、断面が順テーパ形状を有するように形成した場合、それらの断面を矩形形状とした場合と比較して、第１絶縁樹脂層７１及び第１無機絶縁層１６０の接触面積が増える。この為、第１絶縁樹脂層７１及び第１無機絶縁層１６０の密着性を向上させることができる。同様に、第１無機絶縁層１６０及びシード密着層７８の密着性、シード密着層７８及びシード層７９の密着性、及びシード層７９及び導体層７７の密着性を向上させることができる。
【0116】
以上のようにして溝１４４及び貫通孔１４５を形成したレジスト層１４３は、ダミー層の一例である。貫通孔１４５の１以上は、ビアホール６３と連通する。貫通孔１４５のビアホール６３側の開口は、ビアホール６３の貫通孔１４５側の開口より大きい。ビアホール６３の貫通孔１４５側の開口は、貫通孔１４５の開口内に配置される。
【0117】
次に、図１３に示すように、レジスト層１４３、絶縁樹脂層６１及び導体層１０８上に、例えば真空中でシード密着層７８を形成する。続いて、シード密着層７８上に、例えば真空中でシード層７９を形成する。
【0118】
本実施形態の例では、電気特性、製造の容易性の観点およびコスト面、更には、銅の拡散防止層として機能させるため、シード密着層７８をチタンで形成する。また、電気特性、製造の容易性の観点およびコスト面を考慮して、シード層７９を銅で形成する。シード密着層７８及びシード層７９は、スパッタリング法で順次形成する。これらの成膜に気相堆積法を利用すると、図１３に示すように、レジスト層１４３、絶縁樹脂層６１及び導体層１０８の露出面全体に、シード密着層７８及びシード層７９が設けられる。
【0119】
シード密着層７８及びシード層７９の合計の膜厚は、１μｍ以下とするのが好ましい。なお、シード密着層７８には、銅の拡散防止機能を有していれば、チタン以外の材料を使用することもできる。シード層７９の材料は、導体層７７と同じ材料であるか、または、導体層７７の材料よりイオン化傾向が小さい金属材料であればよい。
【0120】
本実施形態の例では、シード密着層７８の厚さは５０ｎｍであり、シード層７９の厚さは３００ｎｍである。
【0121】
なお、シード密着層７８及びシード層７９の間には、金属材料から形成される別の層が１つまたは複数設けられてもよい。シード密着層７８及びシード層７９の間に設けられる層は、導体層７７と同じ材料からなるか又は導体層７７の材料と比較してイオン化傾向が小さい金属材料からなる。
【0122】
次に、図１４に示すように、シード層７９上に例えば電解めっきにより、導体層７７を形成する。導体層７７を形成するための電解めっきは、例えば、電解銅めっきである。この電解めっきは、図１４に示すように、ビアホール６３、貫通孔１４５及び溝１４４が導体層７７で完全に埋め込まれるように行う。
【0123】
次に、図１５に示すように、導体層７７及びシード層７９を物理研磨及びＣＭＰ（化学機械研磨）等の研磨に供し、導体層７７及びシード層７９のうち、ビアホール６３、貫通孔１４５及び溝１４４外に位置した部分を除去する。また、シード密着層７８も同様の研磨に供し、シード密着層７８のうち、ビアホール６３、貫通孔１４５及び溝１４４外に位置した部分を除去する。なお、この研磨に伴い、レジスト層１４３の上面近傍の部分も除去され得る。
【0124】
以上のようにして、ビアホール６３、貫通孔１４５及び溝１４４をそれぞれ埋め込んだビア部６２、ランド部７２ａ及び配線部７２ｂを得る。本工法では、従来のセミアディティブ工法と比較して、エッチングの工程を経ないため、平滑な導体表面を得ることができる。
【0125】
次に、図１６に示すように、レジスト層１４３を除去する。レジスト層１４３は、ドライエッチング法やアルカリ性の溶液や溶剤に浸漬することで除去できる。
【0126】
次に、図１６に示す構造の導体層７７側の面に、図１７に示すように、第１無機絶縁層１６０を形成する。第１無機絶縁層１６０の材料は、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、フッ素を添加した酸化ケイ素、及び、炭素を添加した酸化ケイ素からなる群より選ばれる１以上の絶縁体を含む。
【0127】
第１無機絶縁層１６０は、例えば、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）によって形成することができる。ランド部７２ａ及び配線部７２ｂは逆テーパ状の断面形状を有しているが、プラズマＣＶＤによれば、導体層７７及び絶縁樹脂層６１の上面だけでなく、シード密着層７８のうちランド部７２ａ及び配線部７２ｂの側面を覆っている部分の上にも、第１無機絶縁層１６０を形成することができる。
【0128】
なお、第１無機絶縁層１６０と配線部７２ｂとの間、及び、第１無機絶縁層１６０とランド部７２ａとの間に、シランカップリング剤からなる層を設けてもよい。シランカップリング剤からなる層を設けることで、第１無機絶縁層１６０及びシード密着層７８の密着性、第１無機絶縁層１６０及びシード層７９の密着性、並びに、第１無機絶縁層１６０及び導体層７７の密着性を向上させることができる。それらの密着性が向上すると、多層配線基板１２が、例えば熱により反りを生じた場合であっても、第１無機絶縁層１６０及びシード密着層７８の剥離、第１無機絶縁層１６０及びシード層７９の剥離、並びに、第１無機絶縁層１６０及び導体層７７の剥離を生じ難くなる。
【0129】
また、本実施形態の多層配線基板１２は、従来のセミアディティブ工法で形成した配線部に対して無機絶縁層を形成した構成よりも高い絶縁信頼性を示す。セミアディティブ工法を用いた場合、配線部はエッチングにより形成するため、配線部の表面は粗化された状態となる。
【0130】
配線部の表面が粗化されているため、無機絶縁膜の追従性が低下することで、無機絶縁膜にピンホールが形成されるおそれがある。このピンホールを通して銅が拡散するため、絶縁信頼性は低下する。また、ピンホールを解消するために、無機絶縁膜を厚くすると、銅と無機絶縁膜の線膨張係数差の影響が強くなり、銅／無機絶縁膜界面で剥離が生じる虞がある。
【0131】
次に、図１８に示すように、第１無機絶縁層１６０上に、例えば、絶縁樹脂層６１について上述したのと同様の方法により、ビア用凹部７６を有する第１絶縁樹脂層７１を形成する。例えば、第１無機絶縁層１６０上への感光性エポキシ樹脂のスピンコートと、フォトリソグラフィーとにより、ランド部７２ａの１以上の位置にビア用凹部７６を有する第１絶縁樹脂層７１を得る。感光性樹脂は比較的低温で硬化させることができるため、硬化に伴う収縮が少ない。それ故、その後の微細パターンの形成に有利である。
【0132】
第１絶縁樹脂層７１は、非感光性のポリイミド系絶縁樹脂などの非感光性樹脂で形成することもできる。例えば、第１無機絶縁層１６０上へ非感光性樹脂をスピンコートし、この樹脂層へのレーザ光照射を行うことにより、ランド部７２ａの１以上の位置にビア用凹部７６を有する第１絶縁樹脂層７１を得ることができる。ポリイミドなどの非感光性樹脂は、絶縁性及び機械特性に優れているのに加え、高い耐熱性を達成し得る。
【0133】
以上のようにして、第１絶縁樹脂層７１と、導体層７７と、シード密着層７８と、シード層７９と、第１無機絶縁層１６０とを含んだ第１層７０を得る。
【0134】
次いで、第１絶縁樹脂層７１と第１無機絶縁層１６０とからなる下地層上に、第１層７０について上述したのとほぼ同様の方法により第２層８０を形成する。
【0135】
即ち、先ず、レジスト層１４３について上述したのと同様の方法により、図１９に示すように、第１絶縁樹脂層７１からなる第１無機絶縁層１６０の下地層上に、溝部８４及びランド用凹部８５にそれぞれ対応した溝１８１及び貫通孔１８２を有するレジスト層１８０を形成する。レジスト層１８０は、ダミー層の一例である。
【0136】
次に、図２０に示すように、第１無機絶縁層１６０のうちビア用凹部７６内で露出した部分をドライエッチング等により除去する。次いで、シード密着層８８及びシード層８９を、それぞれ、シード密着層７８及びシード層７９について上述したのと同様の方法により順次形成する。
【0137】
こうすることで、ランド部７２ａと、その上に形成するビア部７３との電気的接続が可能となる。なお、第１無機絶縁層１６０のビア用凹部７６内で露出した部分の除去は、第１絶縁樹脂層７１にビア用凹部７６を形成した後であって、レジスト層１８０を形成する前であってもよい。
【0138】
次に、図１４乃至図１８を参照しながら説明したのと同様の工程を順次実施することで、シード密着層８８と、シード層８９と、ランド部８２ａ、配線部８２ｂ及びビア部７３を含んだ導体層８７と、第２無機絶縁層１７０と、第２絶縁樹脂層８１とを形成する。
【0139】
以上のようにして、第２絶縁樹脂層８１と、導体層８７と、シード密着層８８と、シード層８９と、第２無機絶縁層１７０とを含んだ第２層８０を得る。
【0140】
次に、図２２に示すように、第２無機絶縁層１７０のうちビア用凹部８６内で露出した部分を、例えばドライエッチングにより除去する。
【0141】
次に、例えば、シード密着層７８及びシード層７９について上述したのと同様の方法により、図２３に示すように、第２絶縁樹脂層８１及びランド部８２ａ上に、シード密着層１０１とシード層１０２とを順次形成する。
次に、例えば、絶縁樹脂層１０７について上述したのと同様の方法により、図２４に示すように、シード層１０２上に、貫通孔１４７を有するレジスト層１４６を形成する。
次に、例えば、絶縁樹脂層１０７について上述したのと同様の方法により、図２４に示すように、シード層１０２上に、貫通孔１４７を有するレジスト層１４６を形成する。
【0142】
次に、図２５に示すように、シード層１０２上に導体層１０３を形成する。導体層１０３は、電解銅めっきにより形成することが望ましい。
【0143】
次に、図２６に示すように、レジスト層１４６を除去する。
【0144】
次に、図２７に示すように、シード密着層１０１の露出部を除去し、続いて、シード層１０２の露出部を除去する。レジスト層１４６は、例えば、溶液や溶剤により除去する。シード密着層１０１及びシード層１０２は、例えば、薬液に浸漬することで除去できる。シード密着層１０１を除去する薬液は、例えばアルカリ系のエッチング剤である。シード層１０２を除去する薬液は、例えば酸系のエッチング剤である。
【0145】
次に、図２８に示すように、第２絶縁樹脂層８１及び導体層１０３上に、ソルダーレジスト層１０４を設ける。次に、ソルダーレジスト層１０４に貫通孔１０４ａを形成する。ソルダーレジスト層１０４の材料としては、例えばエポキシ樹脂やアクリル樹脂などの絶縁性樹脂を用いることができる。本発明の実施形態では、ソルダーレジスト層１０４としてフィラーを含有した感光性エポキシ樹脂を使用する。
【0146】
次に、導体層１０３のうち貫通孔１０４ａ内で露出した部分の上に、表面処理層１０５を形成する。本実施形態の例では、無電解Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕめっきにより、表面処理層１０５を成膜する。なお、表面処理層１０５としては、ＯＳＰ（Organic Solderability Preservative）膜、即ち、水溶性プレフラックスによる表面処理層を形成してもよい。或いは、表面処理層１０５として、無電解スズめっき又は無電解Ｎｉ／Ａｕめっき層を形成してもよい。これにより、支持体２上によって支持された多層配線基板１２、即ち、支持体付き多層配線基板が完成する。
【0147】
次に、表面処理層１０５上に、半田材料を搭載した後、一度溶融冷却して固着させることで、第２接合電極１４を得る。
【0148】
次いで、図２９に示すように、支持体２上の多層配線基板１２とＦＣ－ＢＧＡ基板１１を接合した後、それらの間に第２アンダーフィル層１３を形成する。第２アンダーフィル層１３の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂、及びマレイミド樹脂の１種又はこれらの樹脂の２種類以上が混合された樹脂に、フィラーとしてのシリカ、チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、又は酸化亜鉛等が加えられた材料が用いられる。第２アンダーフィル層１３は、液状の樹脂を充填させることで形成する。
【0149】
次いで、図３０及び図３１に示すように、支持体２を除去する。除去の一例は、剥離である。例えば、図３０に示すように、支持体２の背面、すなわち、支持体２のＦＣ－ＢＧＡ基板１１とは逆側の面からレーザ光２３を、支持体２との界面に形成された剥離層３に照射する。レーザ光２３が照射されることで、図３１に示すように、多層配線基板１２から支持体２を取り外すことが可能となる。
【0150】
次に、剥離層３、シード密着層５及びシード層６を順次除去し、複合配線基板１０を得る。
【0151】
次に、図１に示すように、機能デバイス２０を実装してパッケージ化デバイス１が完成する。この際、機能デバイス２０の実装に先立って、表面に露出した導体層上に、酸化防止と半田バンプの濡れ性をよくするため、無電解Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕめっき、ＯＳＰ、無電解スズめっき、無電解Ｎｉ／Ａｕめっきなどの表面処理を施してもよい。
【0152】
次に、それらの接合部を、第１アンダーフィル層３０で封止する。
第１アンダーフィル層３０の材料としては、例えば、第２アンダーフィル層１３の材料として例示したものを使用することができる。第１アンダーフィル層３０は、例えば、第２アンダーフィル層１３について上述したのと同様の方法により形成することができる。
第１アンダーフィル層３０の材料としては、例えば、第２アンダーフィル層１３の材料として例示したものを使用することができる。第１アンダーフィル層３０は、例えば、第２アンダーフィル層１３について上述したのと同様の方法により形成することができる。
【0153】
以上のようにして、図１に示すパッケージ化デバイス１が完成する。
【0154】
上記の方法では、多層配線基板１２をＦＣ－ＢＧＡ基板１１へ接合した後に、機能デバイス２０を多層配線基板１２へ接合している。その代わりに、機能デバイス２０を多層配線基板１２へ接合した後に、多層配線基板１２をＦＣ－ＢＧＡ基板１１へ接合してもよい。
【0155】
このように構成されたパッケージ化デバイス１では、第１層７０では、溝部７４の底面７４ｂと第１絶縁樹脂層７１との間、及び、ランド用凹部７５の底面７５ｂと第１絶縁樹脂層７１との間に、第１無機絶縁層１６０が介在している。第１無機絶縁層１６０のうち、底面７４ｂと第１絶縁樹脂層７１との間に介在した部分、及び、底面７５ｂと第１絶縁樹脂層７１との間に介在した部分は、ランド部７２ａ及び配線部７２ｂの上面から第１絶縁樹脂層７１内への金属の拡散を生じ難くするバリア層としての役割を果たす。
【0156】
同様に、第２層８０では、溝部８４の底面８４ｂと第２絶縁樹脂層８１との間、及び、ランド用凹部８５の底面８５ｂと第２絶縁樹脂層８１との間に、第２無機絶縁層１７０が介在している。第２絶縁樹脂層８１のうち、底面８４ｂと第２絶縁樹脂層８１との間に介在した部分、及び、底面８５ｂと第２絶縁樹脂層８１との間に介在した部分は、ランド部８２ａ及び配線部８２ｂの上面から第２絶縁樹脂層８１への金属の拡散を生じ難くするバリア層としての役割を果たす。
【0157】
従って、上記の多層配線基板１２は、優れた絶縁信頼性を達成する。それ故、多層配線基板１２を含んだ複合配線基板１０及びパッケージ化デバイス１も、優れた絶縁信頼性を達成する。
【0158】
シード密着層７８及び８８も、導体層７７及び８７から第１絶縁樹脂層７１及び第２絶縁樹脂層８１への金属の拡散を生じ難くするバリア層としての役割を果たす。また、シード層７９及び８９が、それぞれ、導体層７７の材料と導体層８７の材料と比較してイオン化傾向が小さい金属材料からなる場合、それらも導体層７７及び８７から第１絶縁樹脂層７１及び第２絶縁樹脂層８１への金属の拡散を生じ難くするバリア層としての役割を果たす。
【0159】
しかしながら、シード密着層７８及びシード層７９のうちランド部７２ａ及び配線部７２ｂの側面を被覆した部分は、導体層７７の上面からの距離が大きくなるほど、膜厚が薄くなる傾向にある。同様に、シード密着層８８及びシード層８９のうちランド部８２ａ及び配線部８２ｂの側面を被覆した部分も、導体層８７の上面からの距離が大きくなるほど、膜厚が薄くなる傾向にある。バリア層の膜厚が小さくなると、その金属の拡散を生じ難くする能力は低下する。
【0160】
第１無機絶縁層１６０は、ランド用凹部７５の側壁を被覆した部分、及び、溝部７４の側壁を被覆した部分を更に含んでいる。この為、この構造は、第１無機絶縁層１６０がランド用凹部７５及び溝部７４の側壁を被覆した部分を含んでいない構造と比較して、ランド部７２ａ及び配線部７２ｂの側面から第１絶縁樹脂層７１への金属の拡散は生じ難い。
【0161】
第１無機絶縁層１６０は、第１絶縁樹脂層７１の第１面７１ａを被覆した部分を更に含んでいる。同様に、第２無機絶縁層１７０は、第２絶縁樹脂層８１の第１面８１ａを被覆した部分を更に含んでいる。この為、隣り合った絶縁樹脂層の一方から他方への金属の拡散は生じ難い。また、第１無機絶縁層１６０のうち第１面７１ａを被覆した部分と、第２無機絶縁層１７０のうち第１面８１ａを被覆した部分とは、多層配線基板１２の反りや撓みを生じ難くし得る。
【0162】
また、上記の方法では、導体層７７の成膜及び研磨後にレジスト層１４３を除去し、レジスト層１４３を多層配線基板１２の構成要素とする代わりに第１絶縁樹脂層７１を設ける。同様に、導体層８７の成膜及び研磨後にレジスト層１８０を除去し、レジスト層１８０を多層配線基板１２の構成要素とする代わりに第２絶縁樹脂層８１を設ける。
【0163】
導体層７７及び８７等の成膜及び研磨工程では、レジスト層１４３及び１８０中に金属が拡散するおそれがある。上記の多層配線基板１２は、金属が拡散された可能性のあるレジスト層１４３及び１８０を構成要素としていないので、この点でも高い絶縁信頼性を達成するうえで有利である。
【0164】
次に、上述した本実施形態の多層配線基板１２の構成とその製造方法を用いた場合の作用効果について、比較例である図３２に示す多層配線基板１５０を参照して説明する。
【0165】
本実施形態の例では、図２及び図３に示すように、ランド部７２ａ及び配線部７２ｂの間隙は第１絶縁樹脂層７１によって埋め込まれている。そして、ランド部７２ａの上面及び側面、並びに、配線部７２ｂの上面及び側面には、第１無機絶縁層１６０が設けられている。
【0166】
このように、ランド部７２ａの上面及び側面が第１無機絶縁層１６０で被覆され、配線部７２ｂの上面及び側面が第１無機絶縁層１６０で被覆されることで、導体層７７から第１絶縁樹脂層７１への金属の拡散を生じ難くすることができる。
【0167】
この効果については、第２層８０においても同様である。結果、複数の配線部７２ｂ間の絶縁性、並びに、ランド部７２ａ及び配線部７２ｂ間の絶縁性信頼性を向上できる。
【0168】
比較例は、図３２に示すように、内層の導体層及び層間接続導体層を公知技術であるセミアディティブ法により作製した多層配線基板１５０である。多層配線基板１５０は、本実施形態の多層配線基板１２と同様の構成であるが、下記点について異なる。なお、多層配線基板１５０において本実施形態の多層配線基板１２と同様の機能を有する構成は、多層配線基板１２と同一の符号を付して説明する。なお、図３２は、多層配線基板１５０の第１層７０の配線部７２ｂ、第２層８０の配線部８２ｂ、及びそれらの近傍を示す断面図である。
【0169】
図３２に示すように、比較例の多層配線基板１５０は、本実施形態の多層配線基板１２に対して、第１無機絶縁層１６０及び第２無機絶縁層１７０を備えない構造である点で異なる。さらに、比較例の多層配線基板１５０は、本実施形態の多層配線基板１２に対して、第１配線層７２のシード密着層７８及びシード層７９が、導体層７７の側面を覆わない構造である点で異なる。また、比較例の多層配線基板１５０は、第２配線層８２のシード密着層８８及びシード層８９が、導体層８７の側面を覆わない構造である点において、異なる。
【0170】
比較例の多層配線基板１５０の構造を、第１層７０を参照して説明する。図３２に示すように、比較例の多層配線基板１５０では、第１配線層７２の導体層７７の側面が第１絶縁樹脂層７１と接する。すなわち、本実施形態の多層配線基板１２に比較して、導体層７７の第１絶縁樹脂層７１との接触面積が大きい。この為、導体層７７の銅が第１絶縁樹脂層７１に拡散しやすい。結果、第１絶縁樹脂層７１の絶縁信頼性が低下しやすくなる。比較例の多層配線基板１５０は、第２層８０においても、第１層７０と同様であり、即ち、第２絶縁樹脂層８１の絶縁信頼性が低下しやすくなる。
【0171】
さらに、比較例の多層配線基板１５０は、第１無機絶縁層１６０及び第２無機絶縁層１７０を備えていないことから、第１絶縁樹脂層７１及び第２絶縁樹脂層８１間の絶縁信頼性も低下しやすくなる。
＜作用効果の確認＞
本実施形態の効果の確認として、本実施形態の多層配線基板１２と比較例の多層配線基板１５０について、以下の評価を実施した。
＜評価方法＞絶縁信頼性評価
バイアス：３．３Ｖ、１３０℃／８５％ＲＨの環境下で評価を実施した。配線ルールはＬ／Ｓ＝２／２μｍとした。また、多層配線基板１２及び多層配線基板１５０の双方において、各絶縁樹脂層の厚さを、１μｍ、１．５μｍ、２μｍ、及び２．５μｍとして評価を行った。
＜作用効果の確認＞
本実施形態の効果の確認として、本実施形態の多層配線基板１２と比較例の多層配線基板１５０について、以下の評価を実施した。
＜評価方法＞絶縁信頼性評価
バイアス：３．３Ｖ、１３０℃／８５％ＲＨの環境下で評価を実施した。配線ルールはＬ／Ｓ＝２／２μｍとした。また、多層配線基板１２及び多層配線基板１５０の双方において、各絶縁樹脂層の厚さを、１μｍ、１．５μｍ、２μｍ、及び２．５μｍとして評価を行った。
【0172】
多層配線基板１２では、第１無機絶縁層１６０及び第２無機絶縁層１７０の厚さを、５０ｎｍとした。上記のバイアス及び環境下で１９２時間経過した時点で、抵抗値が１０６Ω以上であることを合格条件とした。各樹脂厚さに対する評価数はＮ＝１０とした。
＜評価結果＞
比較例１の多層配線基板１５０では、絶縁樹脂層がいずれの厚さを有していても、９６時間時点で全数絶縁不良が確認された。一方、本実施形態の多層配線基板１２では、絶縁樹脂層がいずれの厚さを有していても、１９２時間経過後における抵抗値は１０６以上を示し、良好な絶縁信頼性を示した。
＜評価結果＞
比較例１の多層配線基板１５０では、絶縁樹脂層がいずれの厚さを有していても、９６時間時点で全数絶縁不良が確認された。一方、本実施形態の多層配線基板１２では、絶縁樹脂層がいずれの厚さを有していても、１９２時間経過後における抵抗値は１０６以上を示し、良好な絶縁信頼性を示した。
【0173】
上述の実施形態は一例であって、その他、具体的な細部構造などについては適宜に変更可能であることは勿論である。
【0174】
なお、上述の例では、第１無機絶縁層１６０は、溝部７４においては、底面７４ｂ及び側壁を被覆し、ランド用凹部７５においては、底面７５ｂ及び側壁を被覆する構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、第１無機絶縁層１６０は、溝部７４においては、底面７４ｂのみを被覆し、ランド用凹部７５においては、底面７５ｂのみを被覆する構成であってもよい。さらに、第１無機絶縁層１６０は、第１絶縁樹脂層７１の第１面７１ａを被覆する構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、第１無機絶縁層１６０は、第１面７１ａに設けられない構成であってもよい。
【0175】
同様に、第２無機絶縁層１７０は、溝部８４においては、底面８４ｂ及び側壁を被覆し、ランド用凹部８５においては、底面８５ｂ及び側壁を被覆する構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、第２無機絶縁層１７０は、溝部８４においては、底面８４ｂのみを被覆し、ランド用凹部８５においては、底面８５ｂのみを被覆する構成であってもよい。さらに、第２無機絶縁層１７０は、第２絶縁樹脂層８１の第１面８１ａを被覆する構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、第２無機絶縁層１７０は、第１面８１ａに設けられない構成であってもよい。
【0176】
さらに、上述の例では、第１層７０は、導体層７７の側面を覆う、チタンから形成されるシード密着層７８を備える構成が一例として説明された。チタンから形成されるシード密着層７８は、無機絶縁層を構成する。本実施形態のように、シード密着層７８を備える構成である場合は、第１無機絶縁層１６０が、溝部７４の側壁、及び、ランド用凹部７５の側壁を被覆しない構成であっても、シード密着層７８によって、導体層７７から第１絶縁樹脂層７１への金属の拡散を防止できる。
【0177】
同様に、第２層８０では、第２無機絶縁層１７０が、溝部８４の側壁、及び、ランド用凹部７５の側壁を被覆しない構成であっても、シード密着層８８によって、導体層８７から第２絶縁樹脂層８１への金属の拡散を防止できる。
【0178】
また、上述の例では、多層配線基板１２は、第１層７０及び第２層８０を含んでいるが、多層配線基板１２は、第１層７０及び第２層８０と同様の１以上の層を更に含んでいてもよい。
【0179】
本発明は、主基板とＩＣチップとの間に介在するインターポーザ等を備えた配線基板を有する半導体装置に利用可能である。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
［１］
積層された２以上の層を備え、前記２以上の層の各々は、
第１面とその裏面である第２面とを有した絶縁樹脂層であって、前記第１面で開口した第１凹部、前記第１面で開口した溝部、及び、前記第２面で開口し、前記第１凹部の１以上と連通した第２凹部が設けられ、厚さ方向に一体に形成された絶縁樹脂層と、
前記溝部の底面を被覆した部分と、前記第１凹部の底面を被覆した部分とを含んだ無機絶縁層と、
前記絶縁樹脂層の前記第１凹部及び前記溝部をそれぞれ埋め込んだランド部及び配線部と、前記ランド部の位置で前記第１面から突出したビア部とを含み、前記ビア部は、前記第１面側で隣接した他の絶縁樹脂層の凹部を埋め込んだ導体層とを含んだ多層配線基板。
［２］
前記無機絶縁層は、前記第１凹部の側壁を被覆した部分と、前記溝部の側壁を被覆した部分とを更に含んだ項１に記載の多層配線基板。
［３］
前記無機絶縁層は、前記第１面を被覆した部分を更に含んだ項２に記載の多層配線基板。
［４］
前記無機絶縁層の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、フッ素を添加した酸化ケイ素、及び、炭素を添加した酸化ケイ素からなる群より選ばれる１以上の絶縁体を含んだ項１に記載の多層配線基板。
［５］
前記２以上の層の各々は、前記ランド部、前記ビア部及び前記配線部の側面、前記配線部のうち前記溝部の開口側の面、並びに、前記ランド部のうち前記第１面側の面の周縁部を被覆した第１金属含有層を更に含んだ項１に記載の多層配線基板。
［６］
前記２以上の層の各々は、前記第１金属含有層と前記導体層との間に介在し、前記導体層と同じ材料からなるか又は前記導体層の材料と比較してイオン化傾向が小さい金属材料からなる第２金属含有層を更に含んだ項５に記載の多層配線基板。
［７］
前記第１金属含有層は、チタンを含有した項５又は６に記載の多層配線基板。
［８］
第１配線基板と、前記第１配線基板に接合された第２配線基板とを備え、前記第１及び第２配線基板は、それらの間に介在した接合電極を介して互いに電気的に接続され、第２配線基板は、項１乃至７の何れか１項に記載の多層配線基板である複合配線基板。
［９］
前記第１配線基板は、フリップチップボールグリッドアレイ用配線基板であり、前記第２配線基板はインターポーザである項８に記載の複合配線基板。
［１０］
項８又は９に記載の複合配線基板と、
前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に実装された機能デバイスと
を備えたパッケージ化デバイス。
［１１］
積層された２以上の層を形成することを含み、前記２以上の層の各々の形成は、
凹部が設けられた下地層上に、溝と１以上が前記凹部と連通した貫通孔とを有するダミー層を形成することと、
前記ダミー層上に、前記凹部と前記溝と前記貫通孔とを埋め込むように、導体層を形成することと、
前記凹部、前記溝又は前記貫通孔外に位置した部分が除去されるように前記導体層を研磨して、前記導体層のうち、前記凹部を埋め込んだ部分、前記貫通孔を埋め込んだ部分、及び、前記溝を埋め込んだ部分を、それぞれ、ビア部、ランド部及び配線部として得ることと、
その後、前記ダミー層を除去することと、
少なくとも前記ランド部の上面及び前記配線部の上面を被覆するように、無機絶縁層を形成することと、
前記無機絶縁層を被覆するとともに、前記ランド部及び前記配線部の間の隙間を埋め込み、前記ランド部の１以上の位置に凹部が設けられた絶縁樹脂層を形成することと、
前記無機絶縁層のうち、前記絶縁樹脂層に設けられた前記凹部の位置で露出した部分を除去することと
を含んだ多層配線基板の製造方法。
［１２］
前記無機絶縁層は、前記ランド部の側面と前記配線部の側面とを更に被覆するように形成する項１１に記載の多層配線基板の製造方法。
［１３］
前記無機絶縁層は、前記下地層を更に被覆するように形成する項１２に記載の多層配線基板の製造方法。
［１４］
前記無機絶縁層の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、フッ素を添加した酸化ケイ素、及び、炭素を添加した酸化ケイ素からなる群より選ばれる１以上の絶縁体を含んだ項１１に記載の多層配線基板の製造方法。
［１５］
前記２以上の層の各々の形成は、前記導体層を形成する前に、前記ダミー層の上面と、前記下地層の前記凹部の内面と、前記ダミー層の前記溝及び前記貫通孔の内面とを被覆した第１金属含有層を形成することを更に含んだ項１１乃至１４の何れか１項に記載の多層配線基板の製造方法。
［１６］
前記２以上の層の各々の形成は、前記導体層を形成する前に、前記第１金属含有層上に、前記導体層と同じ材料からなるか又は前記導体層の材料と比較してイオン化傾向が小さい金属材料からなる第２金属含有層を形成することを更に含んだ項１５に記載の多層配線基板の製造方法。
［１７］
前記第１金属含有層は、チタンを含有した項１５又は１６に記載の多層配線基板の製造方法。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
［１］
積層された２以上の層を備え、前記２以上の層の各々は、
第１面とその裏面である第２面とを有した絶縁樹脂層であって、前記第１面で開口した第１凹部、前記第１面で開口した溝部、及び、前記第２面で開口し、前記第１凹部の１以上と連通した第２凹部が設けられ、厚さ方向に一体に形成された絶縁樹脂層と、
前記溝部の底面を被覆した部分と、前記第１凹部の底面を被覆した部分とを含んだ無機絶縁層と、
前記絶縁樹脂層の前記第１凹部及び前記溝部をそれぞれ埋め込んだランド部及び配線部と、前記ランド部の位置で前記第１面から突出したビア部とを含み、前記ビア部は、前記第１面側で隣接した他の絶縁樹脂層の凹部を埋め込んだ導体層とを含んだ多層配線基板。
［２］
前記無機絶縁層は、前記第１凹部の側壁を被覆した部分と、前記溝部の側壁を被覆した部分とを更に含んだ項１に記載の多層配線基板。
［３］
前記無機絶縁層は、前記第１面を被覆した部分を更に含んだ項２に記載の多層配線基板。
［４］
前記無機絶縁層の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、フッ素を添加した酸化ケイ素、及び、炭素を添加した酸化ケイ素からなる群より選ばれる１以上の絶縁体を含んだ項１に記載の多層配線基板。
［５］
前記２以上の層の各々は、前記ランド部、前記ビア部及び前記配線部の側面、前記配線部のうち前記溝部の開口側の面、並びに、前記ランド部のうち前記第１面側の面の周縁部を被覆した第１金属含有層を更に含んだ項１に記載の多層配線基板。
［６］
前記２以上の層の各々は、前記第１金属含有層と前記導体層との間に介在し、前記導体層と同じ材料からなるか又は前記導体層の材料と比較してイオン化傾向が小さい金属材料からなる第２金属含有層を更に含んだ項５に記載の多層配線基板。
［７］
前記第１金属含有層は、チタンを含有した項５又は６に記載の多層配線基板。
［８］
第１配線基板と、前記第１配線基板に接合された第２配線基板とを備え、前記第１及び第２配線基板は、それらの間に介在した接合電極を介して互いに電気的に接続され、第２配線基板は、項１乃至７の何れか１項に記載の多層配線基板である複合配線基板。
［９］
前記第１配線基板は、フリップチップボールグリッドアレイ用配線基板であり、前記第２配線基板はインターポーザである項８に記載の複合配線基板。
［１０］
項８又は９に記載の複合配線基板と、
前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に実装された機能デバイスと
を備えたパッケージ化デバイス。
［１１］
積層された２以上の層を形成することを含み、前記２以上の層の各々の形成は、
凹部が設けられた下地層上に、溝と１以上が前記凹部と連通した貫通孔とを有するダミー層を形成することと、
前記ダミー層上に、前記凹部と前記溝と前記貫通孔とを埋め込むように、導体層を形成することと、
前記凹部、前記溝又は前記貫通孔外に位置した部分が除去されるように前記導体層を研磨して、前記導体層のうち、前記凹部を埋め込んだ部分、前記貫通孔を埋め込んだ部分、及び、前記溝を埋め込んだ部分を、それぞれ、ビア部、ランド部及び配線部として得ることと、
その後、前記ダミー層を除去することと、
少なくとも前記ランド部の上面及び前記配線部の上面を被覆するように、無機絶縁層を形成することと、
前記無機絶縁層を被覆するとともに、前記ランド部及び前記配線部の間の隙間を埋め込み、前記ランド部の１以上の位置に凹部が設けられた絶縁樹脂層を形成することと、
前記無機絶縁層のうち、前記絶縁樹脂層に設けられた前記凹部の位置で露出した部分を除去することと
を含んだ多層配線基板の製造方法。
［１２］
前記無機絶縁層は、前記ランド部の側面と前記配線部の側面とを更に被覆するように形成する項１１に記載の多層配線基板の製造方法。
［１３］
前記無機絶縁層は、前記下地層を更に被覆するように形成する項１２に記載の多層配線基板の製造方法。
［１４］
前記無機絶縁層の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、フッ素を添加した酸化ケイ素、及び、炭素を添加した酸化ケイ素からなる群より選ばれる１以上の絶縁体を含んだ項１１に記載の多層配線基板の製造方法。
［１５］
前記２以上の層の各々の形成は、前記導体層を形成する前に、前記ダミー層の上面と、前記下地層の前記凹部の内面と、前記ダミー層の前記溝及び前記貫通孔の内面とを被覆した第１金属含有層を形成することを更に含んだ項１１乃至１４の何れか１項に記載の多層配線基板の製造方法。
［１６］
前記２以上の層の各々の形成は、前記導体層を形成する前に、前記第１金属含有層上に、前記導体層と同じ材料からなるか又は前記導体層の材料と比較してイオン化傾向が小さい金属材料からなる第２金属含有層を形成することを更に含んだ項１５に記載の多層配線基板の製造方法。
［１７］
前記第１金属含有層は、チタンを含有した項１５又は１６に記載の多層配線基板の製造方法。
【符号の説明】
【0180】
１…パッケージ化デバイス、２…支持体、３…剥離層、５…シード密着層、６…シード層、１０…複合配線基板、１１…ＦＣ－ＢＧＡ基板、１２…多層配線基板、１３…第２アンダーフィル層、１４…第２接合電極、２０…機能デバイス、２３…レーザ光、３０…第１アンダーフィル層、４０…第１接合電極、５０…層、６１…絶縁樹脂層、６２…ビア部、６３…ビアホール、６４…内側面、７０…第１層、７１…第１絶縁樹脂層、７２…第１配線層、７２ａ…ランド部、７２ｂ…配線部、７３…ビア部、７４…溝部、７４ａ…内側面、７４ｂ…底面、７４ｃ…開口、７５…ランド用凹部、７５ａ…内側面、７５ｃ…開口、７７…導体層、７８…シード密着層、７９…シード層、８０…第２層、８１…第２絶縁樹脂層、８２…第２配線層、８２ａ…ランド部、８２ｂ…配線部、８３…ビア部、８４…溝部、８４ａ…内側面、８４ｂ…底面、８４ｃ…開口、８５ａ…内側面、８７…導体層、８８…シード密着層、８９…シード層、９０…層間接続導体層、１０１…シード密着層、１０２…シード層、１０３…導体層、１０４…ソルダーレジスト層、１０４ａ…貫通孔、１０５…表面処理層、１０７…絶縁樹脂層、１０８…導体層、１１１…コア層、１１２…樹脂層、１１３…導体層、１１４…樹脂層、１１５…接合用導体、１３４…ソルダーレジスト層、１４０…レジスト層、１４１…貫通孔、１４３…レジスト層、１４４…溝、１４６…レジスト層、１４７…貫通孔、１５０…比較例の多層配線基板、１６０…第１無機絶縁層、１７０…第２無機絶縁層。
【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】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
