JP2006173494A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体チップとデカップリングキャパシタの接続の信頼性に優れた配線基板を提供する。
【解決手段】第1の電極層上に形成された誘電体層と、当該誘電体層上に形成された第2の電極層とを有するキャパシタと、前記第1の電極層または前記第2の電極層と接続される、前記キャパシタを貫通するように形成された複数のビア配線と、を有し、前記ビア配線が貫通する複数の開口部がそれぞれ形成された、前記第1の電極層、前記誘電体層、および前記第2の電極層を形成する工程と、前記開口部を絶縁層で埋設する工程と、当該開口部に埋設された当該絶縁層を貫通するビアホールを形成する工程と、当該ビアホールに前記ビア配線を形成する工程と、を有し、前記第1の電極層に形成された第1の開口部の開口径は、前記ビアホールの加工径より小さく、前記第1の電極層に形成された第2の開口部の開口径は当該加工径より大きいことを特徴とする配線基板の製造方法。
【選択図】図1

Description

本発明は半導体チップが接続される、当該半導体チップのデカップリングキャパシタを有する配線基板の製造方法に関する。
近年、半導体チップなどの半導体装置の小型化・薄型化にともない、半導体チップの電源電圧の変動を抑えて動作を安定させるためのデカップリングキャパシタ(デカップリングコンデンサもしくはバイパスコンデンサと呼ばれることもある)の小型化・薄膜化の要求がある。
また、今後は更に半導体チップの動作速度を向上させるために、半導体チップの動作周波数が高くなることが予想されるため、デカップリングキャパシタの接続のインダクタンスを低減するために、デカップリングキャパシタはできるだけ半導体チップ近傍に設置される構造とすることが好ましい。
このため、上記の要求に対応したデカップリングキャパシタや、デカップリングキャパシタの設置方法が様々に提案されている。
例えば、半導体チップを配線基板に実装して用いる場合、デカップリングキャパシタを配線基板の裏面側、すなわち半導体チップが実装される側の反対側に実装する方法や(例えば特許文献1参照)、デカップリングキャパシタを、配線基板に埋め込む構造や形状が提案されている(例えば特許文献2〜特許文献4参照)。
特開2003−264253号公報 特開2004−14573号公報 特開2004−152883号公報 特開2004−281830号公報
しかし、半導体チップを実装する配線基板にデカップリングキャパシタを内蔵する場合には、薄型化・小型化を図る場合に半導体チップとデカップリングキャパシタを接続する配線の構造が問題となる場合があった。
例えば、デカップリングキャパシタと、半導体チップを微細な配線を用いて接続する場合には、デカップリングキャパシタの電極部と当該配線の接触部の信頼性が問題となる場合があり、接続の信頼性に優れた、低インピーダンスの構造とすることが困難となる場合があった。
そこで、本発明では上記の問題を解決した、新規で有用な配線基板の製造方法を提供することを目的としている。
本発明の具体的な課題は、デカップリングキャパシタが実装された配線基板であって、半導体チップとデカップリングキャパシタの接続の信頼性に優れた配線基板を提供することである。
本発明は、上記の課題を、第1の電極層と、当該第1の電極層上に形成された誘電体層と、当該誘電体層上に形成された第2の電極層とを有するキャパシタと、前記第1の電極層または前記第2の電極層と接続される、前記キャパシタを貫通するように形成された複数のビア配線と、を有する、半導体チップが接続される配線基板の製造方法であって、前記ビア配線が貫通する複数の開口部がそれぞれ形成された、前記第1の電極層、前記誘電体層、および前記第2の電極層を形成する工程と、前記開口部を絶縁層で埋設する工程と、当該開口部に埋設された当該絶縁層を貫通するビアホールを形成する工程と、当該ビアホールに前記ビア配線を形成する工程と、を有し、前記第1の電極層に形成された第1の開口部の開口径は、前記ビアホールの加工径より小さく、前記第1の電極層に形成された第2の開口部の開口径は当該加工径より大きいことを特徴とする配線基板の製造方法により、解決する。
当該配線基板の製造方法によれば、半導体チップとキャパシタの接続の信頼性に優れた配線基板を製造することが可能となる。
また、前記第2の電極層に形成された前記開口部は、前記加工径より大きいと、半導体チップとキャパシタの接続の信頼性に優れた配線基板を製造することが可能となる。
また、前記誘電体層に形成された前記開口部は、前記第1の開口部より大きいと、半導体チップとキャパシタの接続の信頼性に優れた配線基板を製造することが可能となる。
また、前記第1の電極層の前記第2の開口部を貫通するビア配線は、前記第2の電極層に電気的に接続されるように形成されると、半導体チップとキャパシタの接続の信頼性に優れた配線基板を製造することが可能となる。
また、前記キャパシタの前記第1の電極層側には、前記ビア配線に接続される下層ビア配線を含む下層配線構造が形成されていると、半導体チップとキャパシタの接続の信頼性に優れた、多層配線構造を有する、配線基板を製造することが可能となる。
また、前記キャパシタの前記第2の電極層側には、前記ビア配線に接続される上層ビア配線を含む上層配線構造が形成されると、半導体チップとキャパシタの接続の信頼性に優れた、多層配線構造を有する、配線基板を製造することが可能となる。
また、前記ビア配線は、前記半導体チップの電源ラインまたは接地ラインに接続されると、電源電圧の安定した、信頼性に優れた配線基板を提供することが可能となる。
また、前記キャパシタは、当該キャパシタを支持する支持体上に形成され、当該キャパシタ形成後に当該支持体が除去されると、薄型化したキャパシタを有する配線基板を提供することが可能となる。
また、前記キャパシタと前記支持体の間には前記キャパシタを支持するコア基板が形成されると、信頼性に優れたキャパシタを有する配線基板を形成することが可能となる。
また、前記絶縁層に形成される前記ビアホールは、前記コア基板を貫通するように形成されると、多層配線構造を容易に形成することが可能となる。
また、前記第1の電極層が前記支持体に接するように前記支持体上に前記キャパシタが形成された後、前記支持体層が除去されると、コア基板を用いる事無くキャパシタを形成し、キャパシタと配線基板の薄型化を実現できる。
また、前記誘電体層は、Ta,STO,BST,PZT,または、BTOよりなると、キャパシタの容量を大きくすることができる。
本発明によれば、デカップリングキャパシタが実装された配線基板であって、半導体チップとデカップリングキャパシタの接続の信頼性に優れた配線基板を提供することが可能となる。
次に、本発明の実施の形態に関して図面に基づき、以下に説明する。
図1は、本発明の実施例1による、デカップリングキャパシタ(以下文中キャパシタと記載する)が実装された、半導体チップが接続される配線基板100を、模式的に示した断面図である。
図1を参照するに、前記配線基板100は、半導体チップが接続される第1の主面と、当該第1の主面と反対側の第2の主面を有し、当該第1の主面側に半導体チップ1が接続され、当該第1の主面の反対側の第2の主面側には、例えばマザーボードなどの当該配線基板の接続対象と接続可能に形成されている。以下文中では配線基板において、半導体チップが設置される側を上側、当該上側の反対側を下側と記載する。
また、前記配線基板100には、コア基板204上に形成されたキャパシタ200が内蔵されており、前記キャパシタ200は、前記コア基板204上に形成された下部電極層201と、当該下部電極層201上に形成された誘電体層202と、当該誘電体層202上に形成された上部電極層203とを有している。
また、前記下部電極層201と前記上部電極層203は、前記半導体チップの電源ラインまたは接地ラインのいずれかと電気的に接続されるように構成されている。すなわち、キャパシタが電源ラインと接地ラインの間に挿入されることで、電源電圧が安定し、半導体チップの動作が安定する構造になっている。
この場合、キャパシタ200と前記半導体チップ1の電気的な接続は、当該キャパシタ200を貫通するように形成された、ビア配線502Aを介して行われる構造になっており、さらに前記半導体チップ1と、配線基板の第2の主面側(半導体チップが設置される側の反対側)での電源ラインおよび接地ラインの接続は、当該キャパシタ200を貫通するように形成された前記ビア配線502A、およびビア配線502Bを介して行われる構造になっている。
このために、省スペースにキャパシタを設置することが可能となり、キャパシタを内蔵した配線基板の薄型化・小型化が可能となっている。また、前記ビア配線502Aおよび前記ビア配線502Bは、前記キャパシタに形成された複数の開口部をそれぞれ貫通するように形成されている。
この場合、シート状に形成された前記キャパシタ200の周囲を囲むように、また前記開口部を埋設するようにして、絶縁層501が形成されており、前記ビア配線502A、前記ビア配線502Bは、当該開口部に埋設された当該絶縁層501から前記コア基板204にかけて形成されたビアホール内に形成されている。
また、前記キャパシタ200の周囲の前記絶縁層501は、その下端面が前記コア基板204の下端面と略同一平面となるように形成されており、上端面は前記上部電極層203の上端面と略同一平面となるように形成されている。当該絶縁層501上、または前記上部電極層203上には、パターニングされたパターン配線503が複数形成され、前記ビア配線502A、前記ビア配線502Bに接続されている。
また、前記ビア配線502Bは、前記パターン配線503を介して前記上部電極層203に電気的に接続される構造になっている。
一方、前記ビア配線502Aは、前記下部電極層201と接続されるように形成されている。この場合、当該下部電極層201に形成された開口部H1の開口径d1は、当該ビア配線502Aを形成するためのビアホールを形成するためのレーザの加工径、例えば前記絶縁層501に形成されるビアホール径(ビアホールの加工径)より小さくなるように形成されている。この場合、絶縁層の加工に用いられる、例えばYAGレーザなどは、例えばCuなどの前記下層電極201を構成する材料には穴を開けることがない。
このため、前記ビア配線502Aは、前記下部配線層201の上端面を境にして、その上側では径が大きく、その下側では径が小さくなるように形成される。このため、前記ビア配線502Aと前記下部配線層201との接触面積が増加し、当該ビア配線502Aと当該下部電極層201の接続の信頼性が向上すると共に接続部の接続抵抗が低下し、キャパシタと半導体チップの間の接続インピーダンスが低減される効果を奏する。このようなビア配線の形成方法の詳細に関しては後述する。
また、前記絶縁層501と前記パターン配線503上には絶縁層601が形成され、当該絶縁層601には複数のビアホールが形成されて、それぞれのビアホールには、ビア配線602が形成され、さらに当該ビア配線602にそれぞれ接続されるように、前記絶縁層601と前記ビア配線602上に、パターン配線603が形成されている。
また、前記パターン配線603上には、電気的な接続を良好とするためのメッキ層605が形成され、前記絶縁層601上には、前記メッキ層605が露出する開口部を有するソルダーレジスト層604が形成されている。前記メッキ層605上には、例えばソルダーバンプ606などの接続端子が形成され、当該ソルダーバンプ606は、前記半導体チップ1の、例えば電極パッドなどに電気的に接続される構造になっている。
前記ビア配線502Aは、前記パターン配線503から前記ビア配線602、さらに前記パターン配線603を介して前記半導体チップ1と接続される構造になっており、同様に前記ビア配線502Bは、前記パターン配線503から前記ビア配線602、さらに前記パターン配線603を介して前記半導体チップ1と接続される構造になっている。
一方、前記コア基板204の下側には、前記絶縁層501と積層されるようにして絶縁層401が形成され、さらに当該絶縁層401の下側には当該絶縁層401と積層されるようにして絶縁層301が形成されている。
前記絶縁層301には、当該絶縁層301を貫通するようにビア配線302が複数形成され、当該絶縁層301の上側には前記ビア配線302に接続されるパターン配線303が、当該絶縁層301の下側には前記ビア配線302に接続されるパターン配線304がそれぞれ形成されている。前記パターン配線304には、電気的な接続を良好とするためのメッキ層306が形成され、前記絶縁層301を覆うように、前記メッキ層305が露出する開口部を有するソルダーレジスト層305が形成されている。
また、前記絶縁層401には、前記ビア配線502Aと前記ビア配線502Bが、前記絶縁層501の側から延伸するように形成されており、当該ビア配線502Aと当該ビア配線502Bは、それぞれ前記パターン配線303に接続されている。
すなわち、前記半導体チップ1の電源ラインまたは接地ラインは、前記第1の主面側から前記第2の主面側にかけてビア配線を介して、前記第2の主面側で端子接続が可能なように形成されており、このような配線基板の電源ラインと接地ラインの経路の途中には、キャパシタが挿入され、また電源ラインと接地ラインは当該キャパシタを貫通するように形成されている。
このため、半導体チップを実装する配線基板の薄型化・軽量化が可能となる構造となっている。
また、この場合、電源ラインまたは接地ラインは、例えば配線基板の中央部である、図中に示す領域Cに主に形成され、信号ラインなどの配線は、例えば配線基板の端部である領域Eに主に形成される構造になっている。
すなわち、前記絶縁層501中には、電源ラインまたは接地ラインに接続される、前記領域Cに形成される前記ビア配線502Aまたは前記ビア配線502Bに加えて、領域Eには、例えば信号ラインに接続されるビア配線502が、例えば複数形成され、前記ビア配線502Aまたは前記ビア配線502Bの場合と同様にして半導体チップと電気的に接続され、半導体チップの信号ラインが、配線基板の第1の主面側から第2の主面側へ接続されることが可能な構造になっている。
次に、上記の配線基板100の製造方法について説明するが、まず、当該配線基板100に内蔵される前記キャパシタ200の製造方法について、図2A〜図2Dに基づき、手順を追って説明する。ただし以下の図中と文中では、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、一部説明を省略する。
まず、図2Aに示す工程では、例えばシリコン、ガラス、またはセラミックなどよりなる、キャパシタを支持する支持体205を用意し、当該支持体205上に、例えばポリイミドよりなる、例えば膜厚が30μmであるコア基板204を形成する。
次に、前記コア基板204上に、下部電極層201を形成する。この場合、前記下部電極層201は、例えば厚さ10μmのCuのメッキ層により形成されるが、Cuメッキのシード層として、前記コア基板204上に、例えば、厚さ500nmのCuのスパッタ層と、厚さ50nmのCrのスパッタ層の積層構造からなる、Cr/Cuシード層を形成しておくと、Cuメッキ層の形成が容易となり、好適である。
次に、前記下部電極層201上に、誘電体層202を形成する。この場合、前記誘電体層202は、例えば厚さ30μmのTaの陽極酸化膜(Ta膜)よりなるが、当該陽極酸化の条件としては、例えば化成電圧を200Vとし、また陽極酸化に用いる溶液として、クエン酸水溶液を用いる。また、前記誘電体層は、Ta膜に限定されず、比誘電率の高い、いわゆる強誘電体膜を用いるとキャパシタの容量を大きくすることが可能となり、例えばこのような膜の例としては、STO(SrTiO:チタン酸ストロンチウム)、BST((Ba,Sr)TiO:チタン酸バリウムストロンチウム)、PZT(Pb(Zr,Ti)O:チタン酸ジルコン酸鉛)、または、BTO(BaTiO:チタン酸バリウム)よりなる膜を用いることが可能である。また、これらの膜は、様々な方法により形成することが可能であるが、例えば、CVD法(化学気相堆積法)などにより、形成することができる。
次に、図2Bに示す工程において、例えばフォトリソグラフィと、エッチングによって、前記誘電体層202と、前記下部電極層201に、開口部を形成する。
まず、前記誘電体層202上にフォトリソグラフィによりレジストパターンを形成し、例えばプラズマドライエッチングまたはウェットエッチングなどのエッチングによって前記誘電体層202に、開口径d3の開口部H3と、開口径d4の開口部H4を形成する。
次に、当該レジストパターンを剥離した後、新たに前記誘電体層202上、および前記開口部H3および開口部H4より露出している前記下部電極層201上に、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成し、例えばプラズマドライエッチングまたはウェットエッチングなどのエッチングによって、前記開口部H3および開口部H4より露出している前記下部電極層201に、それぞれ開口径d1の開口部H1、および開口径d2の開口部H2を形成する。
この場合、前記開口部H1の開口径d1は、後の工程において前記開口部H1に形成されるビア配線を形成するためのビアホール形成のためのレーザの加工径より小さくなるように形成することが好ましい。これは、図1に示したように、前記開口部H1を貫通するように形成されるビア配線と、前記下部電極層201が接触する面積を増大させて、当該ビア配線と前記下部電極層201の接触部分のインピーダンスを小さくするためである。また、前記下部電極層201をマスクとすることで、当該ビア配線の位置決め精度が良好となる効果も奏する。
また、この場合、前記誘電体層202の前記開口部H3の開口径d3は、前記開口径d1より大きくなるように形成されることが好ましい。これは、前記開口径d3が前記開口径d1より大きいことで、前記下部電極層201の露出面積が大きくなり、後の工程で形成されるビア配線と下部電極層の接触面積が増大するように、当該ビア配線が形成されるためである。
また、前記開口部H2の開口径d2は、前記レーザの加工径より大きくなるように形成されることが好ましい。これは、前記開口部H2の側では、ビア配線は、後の工程で形成される上部電極層に接続されるため、当該開口部H2の内壁面と、当該開口部H2を貫通するビア配線の接触を避けるためである。
次に、図2Cに示す工程において、例えばセミアディティブ法などのパターンメッキ法などを用いて、前記誘電体層202上に、複数の開口部を有する、例えばCuよりなる、例えば厚さが20μmの上部電極層203を形成する。この場合、下部電極層を形成する場合と同様に、Cr/Cuシード層を形成しておくと、Cuメッキ層の形成が容易となり、好適である。前記上部電極層203には、例えば、前記開口部H1,H3に対応する、開口径d5の開口部H5と、記開口部H2,H4に対応する、開口径d6の開口部H6が形成される。
このようにして、前記開口部H1,H3,H5よりなる開口部h1と、前記開口部H2,H4,H6よりなる開口部h2が形成される。
この場合、前記開口径d5は、前記レーザの加工径より大きくなるように形成されることが好ましい。これは、前記開口部H5の側では、ビア配線は、前記下部電極層201に接続されるため、当該開口部H5の内壁面と、当該開口部H5を貫通するビア配線の接触を避けるためである。
また、前記開口径d6は、前記レーザの加工径より大きくなるように形成されてもよい。これは、前記開口部H6の側では、ビア配線は、前記上部電極層203上に形成されたパターン配線を介してビア配線に接続されるためである。
また、上記の場合の加工寸法の一例としては、前記レーザの加工径が75μmである場合、前記開口径d1は、50μm以下、前記開口径d2、d5は150μm以上とすることが好ましい。
また、前記下部電極層201に関する場合、開口部の形成はフォトリソグラフィ法とプラズマドライエッチング法を用いずに、図2Aに示す工程において、例えばセミアディティブ法などのパターンメッキ法を用いて予め形成しておくことも可能である。
次に、図2Dに示す工程において、前記支持体205を、例えばウェットエッチング法や、前記コア基板204から剥離する方法で除去し、前記コア基板204上に設置されたキャパシタ200が形成される。この場合、支持体が除去されるために、キャパシタを内蔵する配線基板を薄く形成することができる。
次に、上記キャパシタを内蔵した、配線基板の形成方法について、図3A〜図3Gに基づき、手順を追って説明する。
まず、図3Aに示す工程において、例えば樹脂材料よりなる絶縁層301に、ビアホールを形成して、例えばメッキ法などにより、Cuよりなるビア配線302を形成する。次に、例えばセミアディティブ法などのパターンメッキ法により、前記絶縁層301の上側(配線基板形成後に半導体チップが設置される側)に、例えばCuよりなるパターン配線303を形成し、前記絶縁層301の下側(配線基板形成後に半導体チップが設置される側の反対側)に、例えばCuよりなるパターン配線304を形成する。また、これらのパターン配線は、Cu膜を絶縁層上に一様に形成した後、当該Cu膜をパターンエッチングすることで形成してもよい。
次に、図3Bに示す工程において、前記絶縁層301と、前記パターン配線303上にこれらを覆うように、例えばエポキシ樹脂よりなる絶縁層401を、例えばラミネートすることにより、または塗布法により形成し、当該絶縁層401上に、前記コア基板204上に設置された前記キャパシタ200を設置する。
次に、図3Cに示す工程において、前記キャパシタ200を覆うように、前記キャパシタ200と前記絶縁層401上に、例えばラミネートにより、または塗布法により、例えばエポキシ樹脂よりなる絶縁層501を形成する。
次に、図3Dに示す工程において、前記絶縁層501を、例えばバフ研磨などによって表面研磨することで前記上部電極層203が露出するようにする。
次に、図3Eに示す工程において、例えばYAGレーザなどを用いて、前記絶縁層501を貫通し、前記パターン配線303に到達する複数のビアホールBHを形成する。
この場合、前記YAGレーザの加工径は、例えば75μmであり、前記絶縁層501に形成されるビアホールBHの径は略75μmとなる。このため、例えば、前記領域Eに形成される、信号ラインに接続されるビア配線が形成されるビアホールBHの開口径は、例えば75μmとなる。
また、前記開口部h2を埋設する絶縁層501に形成されるビアホールの開口径D1は75μmとなり、当該ビアホールは、略この開口径で前記コア基板204を貫通し、さらに前記絶縁層401にも形成されて、前記パターン配線303が露出するように形成される。
一方、前記開口部h1を埋設する絶縁層501に形成されるビアホールの開口径は、前記絶縁層501の上端面から前記下部電極層201の上端面までは、前記開口径D1であり、他のビアホールと同一である。しかし、前記下部電極層201の上端面から下側、すなわち前記開口部H1に形成されるビアホールと、前記コア基板204を貫通するビアホール、および前記絶縁層401に形成されるビアホールでは、前記開口部d1と略同じ開口径となる。これは、YAGレーザでは、例えばCuよりなる前記下部電極層201は殆ど加工されないため、ビアホール形成時に前記下部電極層201がマスクとして機能するためである。このために、前記開口部h1に形成されるビア配線は、位置決め精度が良好となり、前記下部電極層201との接続の信頼性が向上し、キャパシタとの接続の信頼性が良好となる効果を奏する。
次に、図3Fに示す工程で、例えばCuのメッキ法により、図3Eに示した工程で形成したビアホールを埋設するように、ビア配線502,502A,502Bと、当該ビア配線上に、当該ビア配線に接続されるパターン配線503を形成する。
この場合、前記開口部h1に形成されるビア配線502Aは、前記開口部H1の内壁面で前記下部電極層201と接すると共に、当該下部電極層201が前記誘電体層202の開口部H3より露出した部分でも前記下部電極層201と接する構造となり、ビア配線とキャパシタの接続の信頼性が向上すると共に、当該接続のインピーダンスを低減することができる。
また、前記開口部H5の開口径d5は、YAGレーザの加工径より大きく形成されるため、前記ビア配線502Aは前記上部電極層203とは隔絶した構造となる。
また、前記開口部h2に形成されるビア配線502Bは、当該ビア配線502B上に形成されるパターン配線503を介して前記上部電極層203に接続される。この場合、前記開口部H2は、YAGレーザの加工径より大きく形成されるため、前記ビア配線502Bは前記下部電極層201とは隔絶した構造となる。
このようにして、キャパシタを貫通するビア配線が形成され、当該ビア配線がキャパシタの電極と電気的に接続される。
次に、図3Gに示す工程において、前記パターン配線503と前記絶縁層501を覆うように、例えばエポキシ樹脂よりなる絶縁層601を、例えばラミネートすることにより、または塗布法により、形成し、図3E〜図3Fに示した工程と同様にして、前記パターン配線503に接続されるビア配線602と、当該ビア配線602上に、当該ビア配線に接続されるパターン配線603を形成する。また、当該パターン配線603上には、電気的な接続を良好とするために、例えばNi/Auよりなるメッキ層605が形成され、当該メッキ層605が露出する開口部が形成された、ソルダーレジスト層604が、前記絶縁層601を覆うように形成される。
また、前記下側にも接続端子などが接続されるための構造が形成されると好適であり、例えば、前記パターン配線304には、Ni/Auよりなるメッキ層306が形成され、当該メッキ層306が露出する開口部が形成された、ソルダーレジスト層305が、前記絶縁層301を覆うように形成される。
このように、本実施例による配線基板では、キャパシタの接続のインピーダンスが低減されるため、特に高周波でのノイズ低減効果の優れた回路構成となっており、また、キャパシタに接続される配線の位置決め精度が良好であるため、信頼性に優れた構造である特徴を有している。
また、実施例1に示した配線基板は、次に図4に示すように変形して用いることも可能である。
図4は、本発明の実施例2による、キャパシタが実装された、半導体チップが接続される配線基板100Aを、模式的に示した断面図である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
図4を参照するに、前記配線基板100Aは、実施例1に示した配線基板100の場合において、前記キャパシタ200が設置されるコア基板204を省略した構造となっている。すなわち、前記下部電極層201が、前記絶縁層401に接するように設置されている。このため、本実施例による配線基板は、実施例1による配線基板と同様の効果を奏すると共に、さらに薄型化が可能であり、配線基板の軽量化が可能となる効果を奏する。
本実施例の場合、前記キャパシタ200は、以下の図5A〜図5Eに示すようにして形成される。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
まず、図5A〜図5Cに示す工程では、図2A〜図2Cに示した実施例1の場合と同様にして、下部電極層201、誘電体層202、および上部電極層203を形成する。但し、本実施例の場合には前記支持体205上に前記コア基板204を形成せず、当該支持体205に当該下部電極層201が接するようにして形成される。他の工程は実施例1の場合と同様とする。
次に、図5Dに示す工程において、前記支持体205と前記キャパシタ200を覆うように、例えばエポキシ樹脂よりなる絶縁層206を、例えばラミネートすることにより、または塗布法により、形成する。
次に、図5Eに示す工程において、前記支持体205を、例えば、ウェットエッチング法や、前記絶縁層206および前記下部電極層201から剥離する方法で除去し、前記絶縁層206によって保持されたキャパシタ200が形成される。当該キャパシタを用いて、実施例1に記載した場合と同様にして、前記配線基板100Aを形成することができる。この場合、支持体が除去されることに加えてコア基板が省略された形状となるため、キャパシタを内蔵した配線基板をさらに薄く形成することができる。
また、キャパシタの形状や配線構造などは、上記の実施例に限定されず、様々に変形・変更して用いることが可能であり、また上記の実施例に記載した材料以外の材料も必要に応じて適宜用いることが可能である。
本発明によれば、キャパシタが実装された配線基板であって、半導体チップとキャパシタの接続の信頼性に優れた配線基板を提供することが可能となる。
実施例1による配線基板を模式的に示した断面図である。 実施例1によるキャパシタの製造方法を示した図(その1)である。 実施例1によるキャパシタの製造方法を示した図(その2)である。 実施例1によるキャパシタの製造方法を示した図(その3)である。 実施例1によるキャパシタの製造方法を示した図(その4)である。 実施例1による配線基板の製造方法を示した図(その1)である。 実施例1による配線基板の製造方法を示した図(その2)である。 実施例1による配線基板の製造方法を示した図(その3)である。 実施例1による配線基板の製造方法を示した図(その4)である。 実施例1による配線基板の製造方法を示した図(その5)である。 実施例1による配線基板の製造方法を示した図(その6)である。 実施例1による配線基板の製造方法を示した図(その7)である。 実施例2による配線基板を模式的に示した断面図である。 実施例2によるキャパシタの製造方法を示した図(その1)である。 実施例2によるキャパシタの製造方法を示した図(その2)である。 実施例2によるキャパシタの製造方法を示した図(その3)である。 実施例2によるキャパシタの製造方法を示した図(その4)である。 実施例2によるキャパシタの製造方法を示した図(その5)である。
符号の説明
1 半導体チップ
100,100A 配線基板
200 キャパシタ
201 下部電極層
202 誘電体層
203 上部電極層
204 コア基板
205 支持体
206,301,401,501,601 絶縁層
302,502,502A,502B,602 ビア配線
303,304,503,603 パターン配線
305,604 ソルダーレジスト層
306,605 メッキ層
606 ソルダーボール
H1,H2,H3,H4,H5,H6,h1,h2 開口部
d1,d2,d3,d4,d5,d6 開口径

Claims (12)

  1. 第1の電極層と、当該第1の電極層上に形成された誘電体層と、当該誘電体層上に形成された第2の電極層とを有するキャパシタと、
    前記第1の電極層または前記第2の電極層と接続される、前記キャパシタを貫通するように形成された複数のビア配線と、を有する、半導体チップが接続される配線基板の製造方法であって、
    前記ビア配線が貫通する複数の開口部がそれぞれ形成された、前記第1の電極層、前記誘電体層、および前記第2の電極層を形成する工程と、
    前記開口部を絶縁層で埋設する工程と、
    当該開口部に埋設された当該絶縁層を貫通するビアホールを形成する工程と、
    当該ビアホールに前記ビア配線を形成する工程と、を有し、
    前記第1の電極層に形成された第1の開口部の開口径は、前記ビアホールの加工径より小さく、前記第1の電極層に形成された第2の開口部の開口径は当該加工径より大きいことを特徴とする配線基板の製造方法。
  2. 前記第2の電極層に形成された前記開口部は、前記加工径より大きいことを特徴とする請求項1記載の配線基板の製造方法。
  3. 前記誘電体層に形成された前記開口部は、前記第1の開口部より大きいことを特徴とする請求項1または2記載の配線基板の製造方法。
  4. 前記第1の電極層の前記第2の開口部を貫通するビア配線は、前記第2の電極層に電気的に接続されるように形成されることを特徴とする請求項1乃至3のうち、いずれか1項記載の配線基板の製造方法。
  5. 前記キャパシタの第1の電極層側には、前記ビア配線に接続される下層ビア配線を含む下層配線構造が形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のうち、いずれか1項記載の配線基板の製造方法。
  6. 前記キャパシタの前記第2の電極層側には、前記ビア配線に接続される上層ビア配線を含む上層配線構造が形成されることを特徴とする請求項1乃至5のうち、いずれか1項記載の配線基板の製造方法。
  7. 前記ビア配線は、前記半導体チップの電源ラインまたは接地ラインに接続されることを特徴とする、請求項1乃至6のうち、いずれか1項記載の配線基板の製造方法。
  8. 前記キャパシタは、当該キャパシタを支持する支持体上に形成され、当該キャパシタ形成後に当該支持体が除去されることを特徴とする請求項1乃至7のうち、いずれか1項記載の配線基板の形成方法。
  9. 前記キャパシタと前記支持体の間には前記キャパシタを支持するコア基板が形成されることを特徴とする請求項8記載の配線基板の製造方法。
  10. 前記絶縁層に形成される前記ビアホールは、前記コア基板を貫通するように形成されることを特徴とする請求項9記載の配線基板の形成方法。
  11. 前記第1の電極層が前記支持体に接するように前記支持体上に前記キャパシタが形成された後、前記支持体層が除去されることを特徴とする請求項8記載の配線基板の製造方法。
  12. 前記誘電体層は、Ta,STO,BST,PZT,または、BTOよりなることを特徴とする請求項1乃至11のうち、いずれか1項記載の配線基板の製造方法。
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