JP2004146445A - Method of manufacturing connector substrate - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方の面に設けられた電極と他方の面に設けられた電極との間を電気的に接続する貫通孔を有するコネクタ基板の製造方法に関し、特に、BST(チタン酸バリウムストロンチウム)等の高温プロセスが必要な高誘電体材料を用いたキャパシタを備えたインタポーザの製造に適用できるコネクタ基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器のより一層の小型化及び高機能化に伴って、メモリ、CPU及び論理回路等の機能を1つの半導体チップに集積したシステムLSIが広く使用されるようになった。しかし、システムLSIにはコストや開発期間の面での課題もある。そこで、個別に製造された部品を一つのパッケージに収納してシステムLSIに近い性能を実現するシステムインパッケージが開発された。
【0003】
システムインパッケージでは、インタポーザと呼ばれるコネクタ基板が用いられる。インタポーザには、通常、絶縁性及び耐熱性が優れていることから、セラミック基板が使用されている。インタポーザの一方の面に設けられた電極には半導体チップ等の部品を接合し、他方の面に設けられた電極をマザーボードの電極と接合する。インタポーザには、一方の面から他方の面に貫通する貫通孔(ビア)が設けられており、一方の面の電極と他方の面の電極とは貫通孔内に埋め込まれた導電体を介して電気的に接続される。また、インタポーザには、通常、半導体チップの保護やノイズ低減のための回路を構成するキャパシタ、インダクタ及びレジスタ等の受動部品が形成されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−335634号公報(図1)
【特許文献2】
特開平9−116006号公報(図5)
【特許文献3】
特開2000−195955号公報(図3)
【特許文献4】
特開2002−116556号公報(図1)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、キャパシタの誘電体膜としてBST等の高誘電体材料が使用されるようになった。BSTをキャパシタの誘電体膜として使用する場合は、成膜後、700〜800℃程度の高温で熱処理することが必要である。
【0006】
セラミック基板は、通常、粘土板に貫通孔を形成して焼成することにより形成される。このように貫通孔(又は、凹凸)を有するセラミック基板の上にBST薄膜を形成すると、熱処理時に貫通孔(又は、凹凸)の周囲を起点としてクラックが発生しやすく、製造歩留まりが低下する。そのため、高誘電体キャパシタを備えたインタポーザを歩留まりよく製造することができるコネクタ基板の製造方法が要望されている。
【0007】
以上から、本発明の目的は、BST等の高温プロセスが必要な高誘電体材料を用いた受動素子を備えたインタポーザの製造に適用できるコネクタ基板の製造方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、平坦な基板の第1の面側に溝を形成する第1の工程と、前記基板の前記第1の面上及び前記溝の壁面上に第1の絶縁膜を形成する第2の工程と、前記溝内に、加熱により全成分がガス化する物質からなる充填剤を充填する第3の工程と、前記溝内の充填剤を保護するレジスト膜を形成する第4の工程と、前記レジスト膜をマスクとして前記第1の面上の前記第1の絶縁膜を除去する第5の工程と、前記レジスト膜を除去する第6の工程と、前記基板を加熱して前記溝内の充填剤を除去する第7の工程と、前記溝内に導電体を埋める第8の工程と、前記基板を前記第1の面と反対側の第2の面側から削り、前記溝内の前記導電体を露出させる第9の工程と、前記基板の前記第2の面に、前記導電体部が露出する開口部を有する第2の絶縁膜を形成する第10の工程とを有することを特徴とするコネクタ基板の製造方法により解決する。
【0009】
本発明においては、まず、凹凸のない平坦な基板の上に高誘電体キャパシタ等の薄膜により構成される受動素子を形成する。その後、この基板に溝を形成した後、溝の壁面を覆う第1の絶縁膜をCVD(Chemical Vapor Deposition )法等により形成する。このとき、基板の上にも必然的に第1の絶縁膜が形成される。
【0010】
その後、溝内に充填剤を充填し、その上をレジスト膜で保護する。本発明では、充填剤として、例えばポリブタン、パラフィンワックス及び樟脳のように、加熱により全成分がガス化して、残留炭素等が残らない物質を使用する。
【0011】
次に、レジスト膜をマスクとして基板上の第1の絶縁膜をエッチングし、溝内にのみ第1の絶縁膜を残す。そして、レジスト膜を除去した後、溝内の充填剤を除去する。この場合、例えば有機溶剤を用いて溝内の充填剤を除去した後、更に基板を加熱して溝内に残留する充填剤をガス化する。このように、本発明では充填剤として加熱により全成分がガス化する物質を使用しているので、基板を加熱することにより溝内の充填剤を完全に除去することができる。
【0012】
その後、溝内に導電体を埋め込み、基板を裏面側から研磨して導電体を露出させる。このようにして、基板の裏面側から表面側に貫通し導電体が埋め込まれた貫通孔(ビア)を有するコネクタ基板が完成する。
【0013】
このように、本発明では、凹凸のない平坦な基板の上に高誘電体キャパシタ等の薄膜により構成される受動素子を形成するので、基板の凹凸に起因する薄膜のクラックの発生が回避され、製造歩留まりが向上する。特に、基板として半導体基板(ウェハ)を使用すると、表面の平坦性が極めて優れているので、薄膜のクラックの発生をより確実に回避することができる。
【0014】
また、本発明においては、溝内に導電体を埋め込んだ後に基板を高温で処理する工程がないので、溝内の導電体の酸化が防止される。更に、本発明においては、溝内に埋め込んだ充填剤を完全に除去した後に導電体を埋めるため、充填剤の残留物による絶縁不良の発生が防止される。
【0015】
なお、特開平8−335634号公報、特開平9−116006号公報及び特開2000−195995号公報には、いずれも上層配線と下層配線とをつなぐコンタクトホール内にノボラック樹脂等の有機物を充填し、コンタクトホールの形状変化を防止することが記載されている。コンタクトホール内の有機物は、後工程でエッチング液により除去している。
【0016】
特開2002−116556号公報には、微細なレジストパターンを精度よく形成するために、大きな段差を有する半導体基板の表面にポリイミド前駆体膜又は水溶性有機膜を形成して表面を平坦化した後、その上にフォトレジスト膜を形成することが記載されている。凹部に充填されたポリイミド前駆体膜又は水溶性有機膜は、フォトレジスト膜の現像液により除去している。
【0017】
しかし、これらの技術はいずれも半導体基板上の上層配線と下層配線との間のコンタクトホールに樹脂を埋め込むものであり、深さが数10〜数100nmである。一方、本発明では、インタポーザの貫通孔となる溝に充填剤を埋め込む。従って、溝の深さはインタポーザの厚さとほぼ等しく、例えば100μm以上となる。このように、本発明では溝の深さが深くアスペクト比が大きいので、ノボラック樹脂等を充填剤として使用した場合は、溶剤やエッチングだけで溝内の充填物を完全に除去することは困難である。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【0019】
図1〜図4は本発明の実施の形態のコネクタ基板(インタポーザ)の製造方法を工程順に示す断面図である。
【0020】
まず、図1(a)に示すように、表面に厚さが1μmの酸化膜11を有するシリコンウェハ10を用意する。シリコンウェハ10の厚さは、例えば625μmである。そして、このシリコンウェハ10の上に所望の受動素子を形成する。
【0021】
本実施の形態では、受動素子としてキャパシタを形成する。この場合、酸化膜11上にPt(白金)をスパッタして、キャパシタの下部電極となる第1の導電膜12を形成する。その後、第1の導電膜12の上にスピンコート法によりBST系のゾル−ゲルを塗布してBST膜を形成し、O2 雰囲気中で800℃の温度でBST膜を熱処理して誘電体膜13とする。その後、誘電体膜13の上にPtをスパッタして、キャパシタの上部電極となる第2の導電膜14を形成する。
【0022】
次に、図1(b)に示すように、第2の導電膜14、誘電体膜13及び第1の導電膜12を順次所定の形状にパターニングして、キャパシタ15を形成する。その後、シリコンウェハ10の上側全面に例えばポリイミドからなる絶縁膜16を形成し、この絶縁膜16によりキャパシタ15を覆う。そして、フォトリソグラフィ法により絶縁膜16にキャパシタ15の下部電極及び上部電極に通じるコンタクトホールをそれぞれ形成する。
【0023】
次に、シリコンウェハ10の上側全面にCr(クロム)をスパッタし、その上にCu(銅)をスパッタしてシード膜を形成する。そして、このシード膜を陰極にしてCuを電解めっきして、キャパシタ15の下部電極及び上部電極と電気的に接続する金属膜を形成する。その後、この金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、キャパシタ15の上部電極に電気的に接続した配線17a、キャパシタ15の下部電極に電気的に接続した配線17b及びその他の配線17c等を形成する。
【0024】
次に、図1(c)に示すように、所定のパターンのマスク(図示せず)を使用し、ICP(Inductively Coupled Plasma)装置で60分間のドライエッチングを行って、シリコンウェハ10に深さが約150μm、直径が50μmの溝10aを形成する。その後、マスクを除去する。
【0025】
次に、TEOSソースを用いたCVD法により、溝10aの壁面を覆うSiO2 膜18を形成する。このとき、必然的にシリコンウェハ10の上にもSiO2 膜18が形成される。なお、本実施の形態では溝10aの壁面を覆う絶縁膜としてSiO2 膜18を形成しているが、SiO2 、SiN、TaN又はTiN等の絶縁膜、又はこれらの絶縁膜を2以上積層した絶縁膜により形成してもよい。
【0026】
次に、図2(a)に示すように、真空中でSiO2 膜18の上にポリブタンをスクリーン印刷して、SiO2 膜18上にポリブタン膜19を形成する。これにより、溝10aの内側にポリブタンが充填剤19aとして充填される。
【0027】
その後、図2(b)に示すように、RIE(Reactive Ion Etching)方法によりポリブタン膜19をアッシングして除去する。但し、溝10a内のポリブタン充填剤19aは除去せずに残す。
【0028】
次に、図2(c)に示すように、シリコンウェハ10の上側全面に液状のフォトレジストを塗布した後、露光及び現像処理を実施して、溝10a内のポリブタン充填剤19aを保護するレジスト膜20を形成する。このレジスト膜20は、フィルム状のフォトレジスト膜(ドライフィルム)を使用して形成してもよい。
【0029】
その後、バッファドフッ化水素酸より、レジスト膜20に覆われていない部分のSiO2 膜18をエッチングして除去する。これにより、配線17a,17b,17cが露出する。なお、SiO2 膜18の除去はドライエッチングにより行ってもよい。
【0030】
次に、図3(a)に示すように、ポリブタン充填剤19a上のレジスト膜20を除去する。そして、図3(b)に示すように、ヘキサン中で超音波洗浄して溝10a内のポリブタン充填剤19aを除去し、更に300℃の温度で1時間保持する。溝10a内のポリブタンは超音波洗浄処理によりヘキサンに溶解して殆ど除去される。しかし、溝10a内にポリブタンが残存したとしても、上述の如く本実施の形態ではシリコンウェハ10を高温に保持するので、ポリブタンは分解してガスとなり、溝10a内から完全に除去することができる。
【0031】
その後、シリコンウェハ10の上側全面にバリアメタルとなるCr膜(図示せず)をスパッタ法により形成した後、Cr膜上にCuをスパッタして導電性のシード膜21を形成する。そして、シード膜21の上に、溝10a及びその周囲が露出する開口部が設けられたレジスト膜22を形成する。
【0032】
次に、図3(c)に示すように、シード膜21を陰極としてCuを電解めっきする。これにより、溝10a内にCuが埋め込まれて、導電体部23が形成される。その後、レジスト膜22を除去する。
【0033】
次に、図4(a)に示すように、絶縁膜16が露出するまでシード膜21をエッチングし、各配線17a,17b,17cを電気的に分離する。本実施の形態では、図4(a)のように、溝10a内の導電体部23と配線17bとを電気的に接続している。
【0034】
次に、シリコンウェハ10の裏面側を機械研磨し、溝10aの底部から約20〜30μm手前の位置で研磨を終了する。その後、図4(b)に示すように、シリコンウェハ10の裏面側をウェットエッチングして溝10aの底部のSiO2 膜18を露出させ、そのSiO2 膜18をプラズマエッチングして、溝10a内の導電体部23を露出させる。その後、シリコンウェハ10の裏面側にポリイミドを印刷して、シリコンウェハ10の裏面側を覆うポリイミド膜24を形成する。この場合、導電体部23の上にポリイミドが付着しないようにすることが重要である。ポリイミド膜を印刷により形成する替わりに、絶縁性のシートをシリコンウェハ10の裏面側に貼り付けてもよい。このようにしてインタポーザが完成する。
【0035】
上述したように、本実施の形態では、シリコンウェハ10の上にBST薄膜を誘電体膜とするキャパシタ15を形成した後に溝10aを形成している。BST薄膜を形成するときにシリコンウェハ10に溝や凹凸があると、熱処理する際に溝や凹凸を起点としてBST薄膜にクラックが発生して、キャパシタ15を形成することができなくなる。しかし、本実施の形態では、溝10aを形成する前のシリコンウェハ10上にキャパシタ15を形成するので、キャパシタ15の不良発生が回避される。これにより、インタポーザの製造歩留まりが向上し、製品コストが低減する。
【0036】
また、本実施の形態では、溝10a内に充填剤19aとしてポリブタンを充填してからレジスト膜20を形成し、シリコンウェハ10上のSiO2 膜18を除去している。例えば、ポリブタンに替えて、溝10a内にフォトレジストを充填することも考えられる。しかし、溝10aの深さが深いため、溝10a内にフォトレジストを充填すると、後工程で溝10a内に充填されたフォトレジストを完全に除去することが難しく、溝10a内に残ったレジスト残渣やレジスト剥離液の残渣(Na2 CO3 又はNaOHなど)が原因となって接続不良が発生することが考えられる。
【0037】
また、溝10a内に充填剤を充填することなく、溝10aの上をフィルム状のフォトレジスト膜(ドライフィルム)で密閉することも考えられる。しかし、この場合はフォトレジスト膜とシリコンウェハ10との接着面積が少ないため、SiO2 膜18をウェットエッチングする際にフォトレジスト膜の剥れが発生し、溝内のSiO2 膜18までエッチングされてしまうことがある。フォトレジスト膜の剥れを防止するためにドライエッチングによりSiO2 膜18を除去することも考えられるが、その場合はエッチングチャンバ内の圧力が低いため、溝10a内に密閉された空気の圧力によりフォトレジスト膜が破れてしまう。
【0038】
従って、実施の形態で説明したように、溝10a内に充填する充填剤19aとしては、上述したポリブタンのように、熱処理によりガス化して溝10a内に残留物が残らない物質を使用することが必要である。なお、ポリブタンに替えて、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリノルボルネン(Polynorbornene)、パラフィンワックス又は樟脳を充填剤として使用してもよい。
【0039】
更に、本実施の形態においては、シリコンウェハ10の裏面側をポリイミド膜で絶縁している。例えば、シリコンウェハ10の裏面側を熱酸化して絶縁膜(SiO2 膜)を形成することも考えられる。しかし、その場合は熱により導電体部23が酸化されてしまう。また、溝10a内に埋め込まれたCuとシリコンウェハ10との熱膨張係数の差により応力が発生し、溝10aの近傍に形成されたキャパシタ15の誘電体膜にクラックが発生することも考えられる。従って、上述の実施の形態のように、シリコンウェハ10の裏面側の絶縁膜は、絶縁性の樹脂の塗布又は絶縁シートの貼り付けにより形成することが好ましい。
【0040】
なお、上記実施の形態においては基板としてシリコンウェハを使用した場合について説明したが、本発明においては、基板としてシリコンウェハ以外のものをを使用してもよい。例えば、鉄基板、アルミニウム基板、セラミック基板、窒化アルミニウム基板、樹脂基板又はガラス基板を使用することができる。但し、クラックのないBST膜を形成するためには基板に平坦性が要求されるため、表面が鏡面加工された基板を使用することが好ましい。
【0041】
(付記1)平坦な基板の第1の面側に溝を形成する第1の工程と、前記基板の前記第1の面上及び前記溝の壁面上に第1の絶縁膜を形成する第2の工程と、前記溝内に、加熱により全成分がガス化する物質からなる充填剤を充填する第3の工程と、前記溝内の充填剤を保護するレジスト膜を形成する第4の工程と、前記レジスト膜をマスクとして前記第1の面上の前記第1の絶縁膜を除去する第5の工程と、前記レジスト膜を除去する第6の工程と、前記基板を加熱して前記溝内の充填剤を除去する第7の工程と、前記溝内に導電体を埋める第8の工程と、前記基板を前記第1の面と反対側の第2の面側から削り、前記溝内の前記導電体を露出させる第9の工程と、前記基板の前記第2の面に、前記導電体部が露出する開口部を有する第2の絶縁膜を形成する第10の工程とを有することを特徴とするコネクタ基板の製造方法。
【0042】
(付記2)前記基板として、半導体基板を使用することを特徴とする付記1に記載のコネクタ基板の製造方法。
【0043】
(付記3) 前記第1の工程の前に、前記基板の上に薄膜により構成される受動素子を形成する工程を有することを特徴とする付記1に記載のコネクタ基板の製造方法。
【0044】
(付記4)前記受動素子が、BST(チタン酸バリウムストロンチウム)膜を誘電体膜とするキャパシタであることを特徴とする付記3に記載のコネクタ基板の製造方法。
【0045】
(付記5)前記充填剤として、ポリブタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリノルボルネン、パラフィンワックス及び樟脳からなる群から選択されたいずれか1種の有機物を使用することを特徴とする付記1に記載のコネクタ基板の製造方法。
【0046】
(付記6)前記第6の工程と前記第7の工程との間に、有機溶剤により前記溝内の充填剤を除去する工程を有することを特徴とする付記1に記載のコネクタ基板の製造方法。
【0047】
(付記7)前記第1の絶縁膜を、SiO2 、SiN、TaN及びTiNからなる群から選択された少なくとも1種により形成することを特徴とする付記1に記載のコネクタ基板の製造方法。
【0048】
(付記8)前記第10の工程において、前記第2の絶縁膜を、樹脂により形成することを特徴とする付記1に記載のコネクタ基板の製造方法。
【0049】
(付記9)前記第2の絶縁膜を、印刷により形成することを特徴とする付記8に記載のコネクタ基板の製造方法。
【0050】
(付記10)前記第2の絶縁膜を、シート状の樹脂を貼り付けて形成することを特徴とする付記8に記載のコネクタ基板の製造方法。
【0051】
(付記11)前記9の工程では、機械研磨により前記基板の前記第2の面を削り、その後エッチングにより前記基板の第2の面を削ることを特徴とする付記1に記載のコネクタ基板の製造方法。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコネクタ基板の製造方法によれば、凹凸のない平坦な基板の上に高誘電体キャパシタ等の薄膜により構成される受動素子を形成するので、薄膜にクラックが発生することが回避される。また、本発明においては、基板に溝を形成し、溝壁面上に絶縁膜を形成した後、溝内に充填剤を充填し、この充填剤をレジスト膜で保護する。これにより、基板上に絶縁膜を除去する際に、溝壁面上に形成された絶縁膜を確実に保護することができる。更に、充填剤としてポリブタンのように熱により全成分がガス化する物質を使用するので、溝内から充填剤を完全に除去することができ、溝内の残留物に起因する接続不良の発生を回避することができる。
【0053】
従って、本発明によれば、インタポーザ等のコネクタ基板の製造歩留まりが向上し、製品コストが低減されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施の形態のコネクタ基板の製造方法を示す断面図(その1)である。
【図2】図2は本発明の実施の形態のコネクタ基板の製造方法を示す断面図(その2)である。
【図3】図3は本発明の実施の形態のコネクタ基板の製造方法を示す断面図(その3)である。
【図4】図4は本発明の実施の形態のコネクタ基板の製造方法を示す断面図(その4)である。
【符号の説明】
10…シリコンウェハ、
10a…溝、
11…酸化膜、
12…第1の導電膜、
13…誘電体膜、
14…第2の導電膜、
15…キャパシタ、
16…絶縁膜、
17a,17b,17c…配線、
18…SiO2 膜、
19…ポリブタン膜、
19a…ポリブタン充填剤、
20,22…レジスト膜、
21…シード膜、
23…導電体部、
24…ポリイミド膜。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a connector substrate having a through hole for electrically connecting an electrode provided on one surface and an electrode provided on the other surface, and in particular, to BST (barium strontium titanate). The present invention relates to a method for manufacturing a connector substrate applicable to manufacturing an interposer including a capacitor using a high dielectric material requiring a high-temperature process such as the above.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, as electronic devices have become smaller and more sophisticated, system LSIs in which functions such as a memory, a CPU, and a logic circuit are integrated on a single semiconductor chip have been widely used. However, system LSIs have problems in terms of cost and development period. In view of this, a system-in-package has been developed in which individually manufactured components are housed in one package to realize performance close to that of a system LSI.
[0003]
In the system-in-package, a connector board called an interposer is used. As the interposer, a ceramic substrate is usually used because of its excellent insulation and heat resistance. A component such as a semiconductor chip is joined to an electrode provided on one surface of the interposer, and an electrode provided on the other surface is joined to an electrode of a motherboard. The interposer is provided with a through hole (via) penetrating from one surface to the other surface, and the electrode on one surface and the electrode on the other surface are connected via a conductor embedded in the through hole. It is electrically connected. In addition, passive components such as a capacitor, an inductor, and a resistor that constitute a circuit for protecting a semiconductor chip and reducing noise are usually formed in the interposer.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-335634 (FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-9-116006 (FIG. 5)
[Patent Document 3]
JP-A-2000-195555 (FIG. 3)
[Patent Document 4]
JP-A-2002-116556 (FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, a high dielectric material such as BST has been used as a dielectric film of a capacitor. When BST is used as a dielectric film of a capacitor, it is necessary to perform heat treatment at a high temperature of about 700 to 800 ° C. after film formation.
[0006]
The ceramic substrate is usually formed by forming a through hole in a clay plate and firing it. When a BST thin film is formed on a ceramic substrate having through holes (or irregularities) in this way, cracks are likely to occur starting from around the through holes (or irregularities) at the time of heat treatment, and the manufacturing yield is reduced. Therefore, there is a demand for a method of manufacturing a connector substrate that can manufacture an interposer having a high dielectric capacitor with high yield.
[0007]
In view of the above, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a connector board which can be applied to manufacture of an interposer including a passive element using a high-dielectric material requiring a high-temperature process such as BST.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The above-described problem is caused by a first step of forming a groove on a first surface side of a flat substrate and a first step of forming a first insulating film on the first surface of the substrate and on a wall surface of the groove. Step 2, a third step of filling the groove with a filler made of a substance of which all components are gasified by heating, and a fourth step of forming a resist film for protecting the filler in the groove A fifth step of removing the first insulating film on the first surface using the resist film as a mask, a sixth step of removing the resist film, and heating the substrate to form the groove. A seventh step of removing a filler in the inside, an eighth step of filling a conductor in the groove, and shaving the substrate from a second surface side opposite to the first surface, and A ninth step of exposing the conductor, and an opening exposing the conductor portion on the second surface of the substrate. Solved by the manufacturing method of the connector substrate; and a tenth step of forming a second insulating film.
[0009]
In the present invention, first, a passive element formed of a thin film such as a high dielectric capacitor is formed on a flat substrate having no unevenness. Then, after forming a groove in this substrate, a first insulating film covering the wall surface of the groove is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or the like. At this time, the first insulating film is necessarily formed also on the substrate.
[0010]
After that, the groove is filled with a filler, and the groove is protected with a resist film. In the present invention, as the filler, a substance such as polybutane, paraffin wax and camphor, in which all components are gasified by heating and no residual carbon or the like remains, is used.
[0011]
Next, the first insulating film on the substrate is etched using the resist film as a mask to leave the first insulating film only in the groove. Then, after removing the resist film, the filler in the groove is removed. In this case, after the filler in the groove is removed using, for example, an organic solvent, the substrate is further heated to gasify the filler remaining in the groove. As described above, in the present invention, since a substance in which all components are gasified by heating is used as the filler, the filler in the groove can be completely removed by heating the substrate.
[0012]
Thereafter, a conductor is buried in the groove, and the substrate is polished from the back side to expose the conductor. In this way, a connector board having a through hole (via) penetrating from the back side to the front side of the board and having the conductor embedded therein is completed.
[0013]
As described above, in the present invention, a passive element formed of a thin film such as a high-dielectric capacitor is formed on a flat substrate without unevenness, so that the occurrence of cracks in the thin film due to unevenness of the substrate is avoided, The production yield is improved. In particular, when a semiconductor substrate (wafer) is used as the substrate, the flatness of the surface is extremely excellent, so that the occurrence of cracks in the thin film can be more reliably avoided.
[0014]
Further, in the present invention, since there is no step of treating the substrate at a high temperature after the conductor is embedded in the groove, oxidation of the conductor in the groove is prevented. Further, in the present invention, since the conductor is filled after completely removing the filler embedded in the groove, the occurrence of insulation failure due to the residue of the filler is prevented.
[0015]
In Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-335634, 9-116006 and 2000-195959, an organic material such as a novolak resin is filled in a contact hole connecting an upper wiring and a lower wiring. It is described that a shape change of a contact hole is prevented. Organic substances in the contact holes are removed by an etchant in a later step.
[0016]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-116556 discloses that a polyimide precursor film or a water-soluble organic film is formed on the surface of a semiconductor substrate having a large step to planarize the surface in order to accurately form a fine resist pattern. It is described that a photoresist film is formed thereon. The polyimide precursor film or the water-soluble organic film filled in the concave portions is removed by a photoresist film developer.
[0017]
However, each of these techniques embeds resin in a contact hole between an upper wiring and a lower wiring on a semiconductor substrate, and has a depth of several tens to several hundreds of nm. On the other hand, in the present invention, a filler is buried in a groove serving as a through hole of the interposer. Therefore, the depth of the groove is substantially equal to the thickness of the interposer, for example, 100 μm or more. As described above, in the present invention, since the groove has a large depth and a large aspect ratio, when a novolak resin or the like is used as a filler, it is difficult to completely remove the filler in the groove only by a solvent or etching. is there.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0019]
1 to 4 are sectional views showing a method of manufacturing a connector board (interposer) according to an embodiment of the present invention in the order of steps.
[0020]
First, as shown in FIG. 1A, a
[0021]
In this embodiment mode, a capacitor is formed as a passive element. In this case, Pt (platinum) is sputtered on the
[0022]
Next, as shown in FIG. 1B, the second
[0023]
Next, Cr (chromium) is sputtered on the entire upper surface of the
[0024]
Next, as shown in FIG. 1C, using a mask (not shown) having a predetermined pattern, dry etching is performed for 60 minutes by an ICP (Inductively Coupled Plasma) apparatus, so that the
[0025]
Next, an SiO 2 film 18 covering the wall surface of the
[0026]
Next, as shown in FIG. 2 (a), by screen printing a polybutane on the SiO 2 film 18 in a vacuum, to form a
[0027]
Thereafter, as shown in FIG. 2B, the
[0028]
Next, as shown in FIG. 2C, after applying a liquid photoresist on the entire upper surface of the
[0029]
Thereafter, the portion of the SiO 2 film 18 that is not covered with the resist
[0030]
Next, as shown in FIG. 3A, the resist
[0031]
Thereafter, a Cr film (not shown) serving as a barrier metal is formed on the entire upper surface of the
[0032]
Next, as shown in FIG. 3C, Cu is electrolytically plated using the
[0033]
Next, as shown in FIG. 4A, the
[0034]
Next, the rear surface of the
[0035]
As described above, in the present embodiment, the
[0036]
In the present embodiment, the resist
[0037]
It is also conceivable to seal the
[0038]
Therefore, as described in the embodiment, as the
[0039]
Further, in the present embodiment, the back surface of the
[0040]
In the above embodiment, the case where a silicon wafer is used as a substrate has been described. However, in the present invention, a substrate other than a silicon wafer may be used. For example, an iron substrate, an aluminum substrate, a ceramic substrate, an aluminum nitride substrate, a resin substrate, or a glass substrate can be used. However, in order to form a BST film without cracks, flatness is required for the substrate. Therefore, it is preferable to use a substrate whose surface is mirror-finished.
[0041]
(Supplementary Note 1) A first step of forming a groove on the first surface side of a flat substrate, and a second step of forming a first insulating film on the first surface of the substrate and a wall surface of the groove A third step of filling the groove with a filler made of a substance whose components are gasified by heating, and a fourth step of forming a resist film for protecting the filler in the groove. A fifth step of removing the first insulating film on the first surface using the resist film as a mask; a sixth step of removing the resist film; A step of removing a filler, an eighth step of filling a conductor in the groove, and shaving the substrate from a second surface side opposite to the first surface, and A ninth step of exposing the conductor, and a second step having an opening on the second surface of the substrate where the conductor is exposed. Method for producing a connector board, characterized in that it comprises a tenth step of forming a Enmaku.
[0042]
(Supplementary note 2) The method for manufacturing a connector board according to Supplementary note 1, wherein a semiconductor substrate is used as the substrate.
[0043]
(Supplementary note 3) The method for manufacturing a connector board according to supplementary note 1, further comprising a step of forming a passive element formed of a thin film on the substrate before the first step.
[0044]
(Supplementary Note 4) The method for manufacturing a connector board according to Supplementary Note 3, wherein the passive element is a capacitor using a BST (barium strontium titanate) film as a dielectric film.
[0045]
(Supplementary note 5) The connector substrate according to Supplementary note 1, wherein any one selected from the group consisting of polybutane, polyethylene, polypropylene, polynorbornene, paraffin wax, and camphor is used as the filler. Manufacturing method.
[0046]
(Supplementary note 6) The method for manufacturing a connector board according to Supplementary note 1, further comprising a step of removing a filler in the groove with an organic solvent between the sixth step and the seventh step. .
[0047]
(Supplementary note 7) The method for manufacturing a connector board according to Supplementary note 1, wherein the first insulating film is formed of at least one selected from the group consisting of SiO 2 , SiN, TaN, and TiN.
[0048]
(Supplementary Note 8) The method for manufacturing a connector board according to supplementary note 1, wherein in the tenth step, the second insulating film is formed of a resin.
[0049]
(Supplementary note 9) The method for manufacturing a connector board according to supplementary note 8, wherein the second insulating film is formed by printing.
[0050]
(Supplementary Note 10) The method for manufacturing a connector board according to Supplementary Note 8, wherein the second insulating film is formed by attaching a sheet-like resin.
[0051]
(Supplementary note 11) The manufacturing of the connector board according to Supplementary note 1, wherein in the ninth step, the second surface of the substrate is ground by mechanical polishing, and then the second surface of the substrate is ground by etching. Method.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for manufacturing a connector board of the present invention, a passive element composed of a thin film such as a high-dielectric capacitor is formed on a flat substrate without unevenness, so that a crack occurs in the thin film. Is avoided. In the present invention, a groove is formed in the substrate, an insulating film is formed on the wall surface of the groove, and then a filler is filled in the groove, and the filler is protected by a resist film. Thereby, when removing the insulating film on the substrate, the insulating film formed on the groove wall surface can be reliably protected. Furthermore, since a substance such as polybutane, in which all components are gasified by heat, is used as the filler, the filler can be completely removed from the groove, and the occurrence of poor connection due to the residue in the groove can be reduced. Can be avoided.
[0053]
Therefore, according to the present invention, the production yield of the connector board such as the interposer is improved, and the product cost is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view (part 1) illustrating a method of manufacturing a connector board according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view (part 2) illustrating the method of manufacturing the connector board according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view (part 3) illustrating the method of manufacturing the connector board according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view (part 4) illustrating the method for manufacturing the connector board according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 ... silicon wafer,
10a ... groove,
11 ... oxide film,
12: first conductive film,
13 ... dielectric film,
14 ... second conductive film,
15 ... Capacitor,
16 ... insulating film,
17a, 17b, 17c ... wiring,
18 ... SiO 2 film,
19: Polybutane film,
19a: polybutane filler,
20, 22 ... resist film,
21 ... Seed film,
23 ... conductor part,
24 ... polyimide film.
Claims (5)
前記基板の前記第1の面上及び前記溝の壁面上に第1の絶縁膜を形成する第2の工程と、
前記溝内に、加熱により全成分がガス化する物質からなる充填剤を充填する第3の工程と、
前記溝内の充填剤を保護するレジスト膜を形成する第4の工程と、
前記レジスト膜をマスクとして前記第1の面上の前記第1の絶縁膜を除去する第5の工程と、
前記レジスト膜を除去する第6の工程と、
前記基板を加熱して前記溝内の充填剤を除去する第7の工程と、
前記溝内に導電体を埋める第8の工程と、
前記基板を前記第1の面と反対側の第2の面側から削り、前記溝内の前記導電体を露出させる第9の工程と、
前記基板の前記第2の面に、前記導電体部が露出する開口部を有する第2の絶縁膜を形成する第10の工程と
を有することを特徴とするコネクタ基板の製造方法。A first step of forming a groove on the first surface side of the flat substrate;
A second step of forming a first insulating film on the first surface of the substrate and on a wall surface of the groove;
A third step of filling the groove with a filler made of a substance whose components are gasified by heating;
A fourth step of forming a resist film for protecting the filler in the groove;
A fifth step of removing the first insulating film on the first surface using the resist film as a mask;
A sixth step of removing the resist film;
A seventh step of heating the substrate to remove the filler in the groove;
An eighth step of burying a conductor in the groove;
A ninth step of shaving the substrate from a second surface side opposite to the first surface to expose the conductor in the groove;
Forming a second insulating film having an opening through which the conductor portion is exposed on the second surface of the substrate.
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