JP2007081100A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 同軸構造の導体配線を有する配線基板を効率よく、製造することができる配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 基板４の第１の主面２２側から、基板４を貫通しない孔２６と、溝２８を形成し、第１の主面２２の表面、孔２６および溝２８の内周面ならびに孔２６および溝２８の底面に絶縁層３０を形成し、孔２６および溝２８の内部に導体を充填し、第１の主面２２側から導体の一部を除去して導体部３６を露出させ、第２の主面２４側から孔２６および溝２８の底面の絶縁層３０を除去して導体部３６を露出させることにより、配線基板２を製造する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、配線基板およびその製造方法に関するものであり、とくに、効率よく、製造することができる同軸構造の導体配線を有する配線基板、および、その製造方法に関するものである。

従来より、電子機器の小型化、高周波化に伴い、配線基板におけるスルーホール状のメタライズ配線導体のインピーダンスマッチングや電磁シールドを行うために、基板を貫通する同軸構造の導体配線を有する配線基板が開発されている（たとえば、特開２００１−３５８４３６号公報および特開平１０−２１５０４４号公報など）。

この種の配線基板は、セラミック絶縁基板と、セラミック絶縁基板を貫通する円環状断面を有する外側導体と、円環状断面を有する外側導体の内側に充填されたセラミック充填材と、セラミック充填材の中央部を貫通する内側導体を備えており、セラミック充填材の中央部を貫通する内側導体が、円環状断面を有する外側導体によって囲まれているため、内側導体を外側導体によって隙間なく、シールドすることができる。したがって、内側導体に高周波信号を伝送させても、内側導体と外側導体との間に、大きな電磁カップリングが形成されるため、内側導体のインピーダンスマッチングを容易に行うことができ、内側導体から外部へ、不要な電磁波が放射されて、外部の電子機器に誤動作を生じさせたり、外部からの電磁波が、内側導体を伝送される信号に、ノイズとして取り込まれ、配線基板に搭載される素子に誤動作を生じさせることを効果的に防止することができるという利点を有している。

従来、この種の配線基板は、例えば配線基板に、貫通孔を形成した後に、外側導体層を、貫通孔の内面に形成し、次いで、外側導体層の表面に、絶縁層を形成し、その後に、絶縁層の表面に、内側導体層を形成することによって製造されていた（たとえば、特開平１０−２１５０４４号公報など）。
特開２００１−３５８４３６号公報 特開平１０−２１５０４４号公報 特開平１１−２６０８２４号公報

しかしながら、従来の手法によって、かかる構造の配線基板を製造する場合には、基板に貫通孔を形成した後に、ＣＶＤ法により、貫通孔の内周面に絶縁層を形成して、絶縁層の表面に下地導体層を形成し、下地導体層の表面に、金属をめっきして、外側導体を形成する。さらにその後、同じくＣＶＤ法によって、外側導体の内周面に、絶縁層を形成し、かかる絶縁層の内周面に、内側導体を形成するため、薄膜形成プロセスを繰り返すことになり、配線基板の製造に、多大な時間を要し、製造効率が悪いという問題があった。

したがって、本発明は、効率よく、製造することができる同軸構造の導体配線を有する配線基板、および、その製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明のかかる目的は、第１の主面と第２の主面を有する基板を準備する基板準備工程と、前記第１の主面側から、前記基板を貫通しない孔と、前記基板を貫通せず前記孔を取り囲む溝を形成するビア形成工程と、前記基板の第１の主面の表面ならびに前記孔および前記溝の内周面ならびに前記孔および前記溝の底面を絶縁化処理し、絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記基板の前記第１の主面側に形成された前記絶縁層上、ならびに前記孔および前記溝の内部に導体部を形成する導体形成工程と、前記第１の主面側から、前記第１の主面側の前記絶縁層上に形成された導体部を除去し、前記孔および前記溝の内部に形成された導体部の前記第１の主面側の表面の少なくとも一部を露出させる第１研磨工程と、前記第２の主面側から、少なくとも前記孔および溝の底面の絶縁層を除去し、前記前記孔および前記溝の内部に形成された導体部の前記第２の主面側の表面の少なくとも一部を露出させる第２研磨工程とを備えたことを特徴とする配線基板の製造方法によって達成される。

本発明によれば、基板の第１の主面の表面ならびに孔および溝の内周面ならびに孔および溝の底面を絶縁化処理することによって、絶縁層を形成するとともに、孔および溝の内部に導体部を形成することによって、配線基板の内側導体および外側導体を形成するようにしているので、ＣＶＤ法などの薄膜形成プロセスを繰り返す必要がなく、したがって、配線基板の製造に要する時間を大幅に短縮することができ、きわめて効率よく、配線基板を製造することが可能になる。

（基板準備工程）
基板を形成するための材料は、所望の耐熱性を有するものであれば、とくに限定されるものではなく、III族ないしＶ族の無機材料や、金属あるいは合金を、基板を形成するために用いることができる。III族ないしＶ族の無機材料のなかでは、所望の表面粗さ、平面度を得るための加工の容易さの観点から、シリコンが、基板を形成するために、好ましく用いられ、金属あるいは合金の中では、ニッケル−鉄合金、アルミニウムおよびチタンよりなる群から選ばれる合金または金属が、基板を形成するために、好ましく用いられる。

配線基板を電子部品に実装し、あるいは、内蔵基板として用いる場合には、配線基板が、５００〜１０００℃以上の耐熱性を有し、表面粗さが小さく、高い平面度を有することが要求されるが、従来の同軸構造を有する配線基板は、基板を樹脂によって作製することが一般的で、基板が、耐熱性に優れないため、上述した要件を満足する配線基板を製造することが困難であった。さらに、かかる配線基板においては、基板材料に熱伝導性の低い材料を用いていることから、耐熱性の他に、放熱特性に優れないという問題もあった。

これに対して、シリコン、ならびにニッケル−鉄合金、アルミニウムおよびチタンよりなる群から選ばれる合金または金属を用いて、基板を形成した場合には、従来の樹脂を用いた配線基板では不可能であった高温での熱処理を用いて、配線基板を形成することが可能になるとともに、耐熱性、表面粗さおよび放熱特性に優れた配線基板を得ることが可能になる。

本発明においては、シリコンまたはニッケル−鉄合金を用いて、基板を形成することが、とくに好ましく、こうした場合には、配線基板の熱膨張係数を、半導体回路が形成されたシリコンチップの熱膨張係数と一致させることが可能になるため、本発明にかかる配線基板を、好適に、半導体チップのインターポーザとして利用することが可能になる。

さらに、シリコンまたはニッケル−鉄合金を用いて、基板を形成した場合には、上述の通り、基板の耐熱性を向上させることができるため、配線基板に、誘電体の特性を向上させるために５００〜１０００℃以上の高温処理が製造工程上、不可欠な薄膜コンデンサを形成することが可能になり、配線基板を、コンデンサ機能付きの高機能電子部品インターポーザとして利用することも可能になる。

（ビア形成工程）
非貫通孔（ビアホール）および非貫通溝（ビアトレンチ）を形成する方法は、とくに限定されるものではないが、フォトレジスト等をエッチングマスクとした、ウエット異方性エッチング法や、ディープＲＩＥ法（Reactive Ion Etching）を用いることが好ましく、ディープＲＩＥ法を用いることが、より好ましい。また、孔および溝は、工程数の削減のために、同時に形成することが好ましい。

基板の略中央部に形成する孔の断面形状は、とくに限定されるものではなく、円形、楕円形、多角形など任意の断面形状を有するように、孔を形成することができるが、内側導体の配線配置の設計性および内側導体の伝熱効率の向上を図りやくするために、四角形または円形の断面形状を有するように、孔を形成することが好ましい。また、内側導体の外周から外側導体の内周までの距離は、ほぼ一定であることが好ましく、したがって、溝は、孔の外形に沿った形状で形成されることが好ましい。このように、孔と溝は１対１の関係で形成される。もちろん、同軸構造が不要な貫通配線部分には孔のみで、溝は形成されない。

溝は、孔を取り囲むように形成され、好ましくは、ループ状に形成され、より好ましくは、円環状に形成される。なお、溝は、必ずしも、溝の端部と端部が結合し、孔を完全に取り囲むように形成される必要はない。すなわち、溝は、内側導体と外側導体との間に、必要な大きさの電磁カップリングを形成することができる程度に、孔を取り囲んでいれば足り、溝の端部と端部が結合していなくてもよい。これに対して、ループ状とは、溝の端部と端部が結合し、溝が孔を完全に取り囲んでいる状態を意味する。また、溝は、孔が矩形の場合は直線から構成される形状でも良いが、孔が円形の場合には、輪または輪または緩やかな弧を描くものから構成される形状（円環状）に形成されることが好ましい。

（絶縁層形成工程）
基板がシリコンによって形成されている場合には、熱酸化処理、窒化処理あるいは低温酸化処理によって、基板を絶縁化処理し、絶縁層を形成することが、量産性の面からも好ましい。ＣＶＤ法などの薄膜形成プロセスを用いて、絶縁層を形成する場合に比して、多数の基板を同時に絶縁化処理することが可能となり、配線基板の製造効率を大幅に向上させることができる。

一方、基板が、ニッケル−鉄合金、アルミニウムおよびチタンよりなる群から選ばれる合金または金属によって形成されている場合には、熱酸化処理または湿式酸化処理によって、基板を絶縁化処理し、絶縁層を形成することが、量産性の面からも好ましい。基板が、ニッケル−鉄合金、アルミニウムおよびチタンよりなる群から選ばれる合金または金属によって形成されている場合には、基板の表面に形成する酸化物は、Ｆｅ_３Ｏ_４、Ａｌ_２Ｏ_３またはＴｉＯ_２であることが好ましい。これらの酸化物は、綿密であり、また金属から酸化物に変化する際の体積変化が小さいために、金属基板との密着性に優れている。

また、孔および溝の内部における内周面と底面は、同時に絶縁化処理されるのが好ましい。

（導体形成工程）
導体の材料は、導電性を有していれば、とくに限定されるものではなく、銅、銀またはこれらを主成分とする合金などが好ましく用いられ、コストおよび加工性の観点から、導体として、銅を用いることが最も好ましい。

導体部は、電気めっき法によって、形成されることが好ましいが、導電性ペーストを注入することにより、あるいは、ＣＶＤ法やスパッタリング法を用いることによっても、形成することができる。

導体部は、必ずしも、第１の主面側の表面の全体、ならびに第２の主面側の表面の全体が露出される必要はなく、配線基板を実装したときに、他の電子部品との電気的接続に悪影響を及ぼさない範囲であれば、表面の一部だけが露出されてもよい。

本発明においては、基板の第１の主面側に形成された絶縁層上にも、導体部が形成されるが、かかる導体部は、意図的に形成されるものではなく、不可避的に形成されるものである。

（研磨工程）
研磨方法は、とくに限定されるものではないが、その表面に薄膜素子を形成するために、表面粗さを平滑にでき、導体と絶縁層の研磨速度を等しくできること、さらには、絶縁層が基板上表面に露出した段階で研磨を停止することが可能なＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械研磨）法などを好ましく使用することができる。

また、第１研磨工程においては、導体部以外の絶縁層が露出した状態とすることが好ましいが、工程上、導体部以外の絶縁層、さらには基板の一部、孔および溝の内部に形成された導体部の一部まで除去することも差し支えない。

第１研磨工程と第２研磨工程の順序は、とくに限定されるものではなく、第２研磨工程の後に、第１研磨工程が行われてもよいし、第１研磨工程と第２研磨工程とが同時に行われてもよい。

（第２絶縁層形成工程）
第１研磨工程および第２研磨工程の後に、基板の第１の主面側の表面および／または第２の主面側の表面に、絶縁層を形成することが好ましい。配線基板に設けられる他の導体を介して、孔および溝の内部に形成された導体部が短絡し、あるいは、配線基板に設けられる他の導体が、基板と短絡するのを防止することができる。

本発明の前記目的はまた、基板と、前記基板に設けられた貫通孔の内周面に形成された第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の内周面に形成された外側導体と、前記外側導体の内周面に形成された第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層内に充填された内側導体を備え、前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層が、前記基板の一部を絶縁化処理することによって形成されたことを特徴とする配線基板によって達成される。

ここで、本発明において、絶縁化処理とは、基板を構成する導電性材料または半導体材料を、絶縁材料に変化させる処理を意味する。

本発明によれば、第１の絶縁層および第２の絶縁層が、前記基板の一部を絶縁化処理することによって形成されているから、ＣＶＤ法などの薄膜形成プロセスを用いて、第１の絶縁層および第２の絶縁層を形成する場合に比して、第１の絶縁層および第２の絶縁層の形成に要する時間を大幅に短縮することができ、したがって、配線基板の製造効率を、大幅に向上させることが可能になる。

本発明によれば、効率よく、製造することができる同軸構造の導体配線を有する配線基板、および、その製造方法を提供することが可能になる。

以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。

図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる配線基板の外観を示す切り欠き略斜視図である。

図１に示されるように、本実施態様にかかる配線基板２は、シリコンによって形成された基板４と、基板４に形成された略円形の孔の内面に形成された第１の絶縁層６と、第１の絶縁層６の内側に設けられた外側導体８と、外側導体８の内側に設けられた第２の絶縁層１０と、第２の絶縁層１０の内側に設けられた内側導体１２を備えている。

後に詳述されるように、第１の絶縁層６および第２の絶縁層１０は、シリコンによって形成された基板４を熱酸化して、形成されている。

図２は、図１に示された配線基板２の製造プロセスを示す工程図である。

（基板準備工程）
図１に示された配線基板２を製造するにあたっては、図２（ａ）に示されるように、まず、シリコンによって形成され、第１の主面２２および第２の主面２４を有する基板４が準備される。

（ビア形成工程）
次いで、図２（ｂ）に示されるように、基板４に、基板４の第１の主面２２の側から、円形断面を有し、基板４を貫通しない孔（ビアホール）２６が形成され、孔２６の周囲の基板４に、基板４の第１の主面２２の側から、円環状断面を有し、基板４を貫通しない溝（ビアトレンチ）２８が形成される。

孔２６および溝２８は、異方性ウエットエッチング法や、ディープＲＩＥ法を用いて、形成することができ、とくに、ディープＲＩＥ法を用いる場合には、滑らかな表面を有する孔２６および溝２８を形成することができる。

また、孔２６および溝２８の表面粗さを、より一層、小さくするためには、ディープＲＩＥ処理の後で、さらに別途、等方性エッチングなどの表面平滑化処理を行うことが好ましい。こうした処理を行った場合には、孔２６および溝２８の表面の微細な凸部がエッチングにより除去されるため、孔２６および溝２８の表面粗さを、きわめて小さくすることが可能になる。等方性エッチングとしては、安価なウエットエッチングが好ましい。

（絶縁層形成工程）
孔２６および溝２８が形成されると、次いで、基板４が、酸化性雰囲気中で加熱される。その結果、基板４の露出した面が、熱酸化され、図２（ｃ）に示されるように、絶縁層３０が形成される。同時に、孔２６と溝２８の間の基板４が、孔２６の側と溝２８の側の双方から、熱酸化されて、全体的に酸化され、孔２６と溝２８の間に、第２の絶縁層１０を構成する絶縁層３２が形成される。

本実施態様においては、外側導体８と内側導体１２が導通するのを防止することができれば、必ずしも、孔２６と溝２８の間の基板４の全体が熱酸化処理されている必要はない。したがって、孔２６および溝２８の表面に、絶縁するのに十分な厚さの絶縁部分が形成されれば、孔２６と溝２８の間の基板４の中央部などの外側導体８および内側導体１２と接しない部分は、熱酸化されていなくてもよい。絶縁特性上、絶縁部分の厚さは、０．２μｍであることが好ましい。

（下地導体層形成工程）
次いで、図２（ｄ）に示されるように、絶縁層３０、３２の表面に、導電材料を用いて下地導体層３４が形成される。

下地導電層３４は、後述する導体形成工程において、電気めっき法を用いる場合には、不可欠となるが、電気めっき法以外の方法を用いる場合には、必ずしも必要ではない。

下地導体層３４は、ＰＶＤ（physical
vapor deposition：物理蒸着）法、ＣＶＤ法などによって、形成することができ、下地導体層３４を、孔２６、溝２８の内部の絶縁層３０の表面上、および絶縁層３２の表面上に、均一に形成するためには、ＣＶＤ法を用いることが好ましい。

本実施態様において、銅を用いて下地導体層３４を形成する場合には、銅は、酸化シリコン中に拡散しやすい性質を有するため、下地導体層３４を形成するのに先立って、絶縁層３０、３２の表面に、バリア層（図示せず）を形成することが好ましい。これに対して、タンタルなどの酸化シリコン中に拡散しにくい材料を用いて、下地導体層３４を形成する場合には、必ずしも、バリア層を形成する必要はない。

バリア層は、窒化シリコンによって、形成されることが好ましいが、窒化シリコンに代えて、αタンタルを用いてバリア層を形成してもよい。αタンタルを用いて絶縁層の上にバリア層を形成する場合には、絶縁層とバリア層の接着力を高めるために、絶縁層の上に窒化タンタル層を形成した後に、窒化タンタル層の上に、バリア層としてαタンタル層を形成することが好ましい。

バリア層は、下地導電層３４と同様に、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法などによって、形成することができる。

バリア層および下地導電層３４は、たとえば、ＮｉＷＰ等の無電解めっき法によって、バリア層および下地導電層の双方の機能する層を形成することによって、一体的に形成してもよい。

（導体形成工程）
次いで、図２（ｅ）に示されるように、孔２６および溝２８の内部に、電気銅めっきによって、導体が充填され、導体部３６が形成される。孔２６および溝２８の内部に銅めっきを充填するには、ダマシン法と同様のビアフィルめっき技術が用いられる。この際、溝２６および孔２８の内部だけに銅めっき膜を充填することは難しく、孔２６および溝２８の内部に、導体が充填されるのと同時に、基板４の第１の主面２２側の平坦部にも不可避的に銅めっき膜が形成され、不要導体部３８が形成される。

（第１、第２研磨工程）
次いで、図２（ｆ）に示されるように、基板４の第１の主面２２側から、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械研磨）法などによって、基板４の第１の主面２２上に形成された不要導体部３８および下地導体層３４が除去され、孔２６および溝２８内に充填された導体部３６の第１の主面２２側の表面が露出される（第１研磨工程）。

次いで、同様にＣＭＰ法などによって、基板４の第２の主面２４側から、基板４の第２の主面２４上に形成された不要な絶縁層３０、基板４、下地導体層３４および充填された導体部３６の一部が除去され、孔２６および溝２８内に充填された導体部３６の第２の主面２４側の表面が露出される（第２研磨工程）。こうして、内側導体１２および外側導体８が形成される。

ここに、導体部３６は、必ずしも、第１の主面２２側の表面の全体、ならびに第２の主面２４側の表面の全体が露出される必要はなく、配線基板２を実装したときに、他の電子部品との電気的接続に悪影響を及ぼさない範囲であれば、表面の一部だけが露出されてもよい。

また、溝２８の外側表面に形成された絶縁層３０によって、第１の絶縁層６が形成されるとともに、溝２８の内側表面および溝２６の外側表面に形成された絶縁層３２によって、第２の絶縁層１０が形成され、こうして、配線基板２が作製される。

このように、本実施態様によれば、第１の絶縁層６および第２の絶縁層１０は、シリコンによって形成された基板４の表面を熱酸化することによって、形成されているから、ＣＶＤ法などの薄膜形成プロセスを用いて、第１の絶縁層６および第２の絶縁層１０を形成する場合に比して、短時間で、第１の絶縁層６および第２の絶縁層１０を形成することができ、したがって、配線基板２の製造効率を大幅に向上させることが可能になる。

（バンプ形成工程）
上述のようにして作製された配線基板２には、さらに、接続端子（バンプ）を取り付けることも可能である。図３は、配線基板２に、接続端子を取り付けるプロセスを示す工程図である。

まず、図３（ａ）に示されるように、内側導体１２および外側導体８に、電極４０が取り付けられ、次いで、図３（ｂ）に示されるように、配線基板２の両面に、絶縁層４２が形成される。最後に、図３（ｃ）に示されるように、絶縁層４２に、電極パッド４４が接続される。

本実施態様においては、配線基板２は、上下を電気的に接続するように構成されているため、本発明にかかる配線基板は、内部や表面に、各種の機能素子、機能回路を有する電子部品を形成することができる。したがって、たとえば、配線基板に、貫通電極とともに、ＬＳＩを形成し、この配線基板を複数枚重ねて、スタックすることによって、３次元ＬＳＩモジュールを作製することも可能である。

以下、本発明の効果をより明瞭なものとするため、実施例を掲げる。

（実施例１）
まず、４２５μｍの厚さと、４インチの直径を有し、第１の主面２２と第２の主面２４を有するシリコンの基板４を用意し、基板４の第１の主面２２に、パターン形成用のレジストマスクを、エッチングマスクとして形成した。このエッチングマスクには、基板４の表面に、５０μｍ径の孔形成用の円形パターンを、１７０μｍのピッチで、Ｘ、Ｙ方向にマトリックス状に配列し、各々の円を取り囲むように、７０μｍの内径と１００μｍの外径を有する円環状の溝形成用パターンを配列した。

次いで、ディープＲＩＥ法により、第１の主面２２の側から、基板４に、５０μｍの直径を有し、１７０μｍの深さを有する円形の孔２６を形成し、同時に、孔２６の外側に、７０μｍの内径と１００μｍの外径を有し、１６０μｍの深さを有する円環状の溝２８を形成した。

さらに、基板４の表面を、酸素プラズマおよびフッ酸溶液による等方性ウエットエッチングした後に、基板４を湿式酸化拡散炉中にセットし、１１００℃で、５時間にわたって、加熱し、基板４の表面に、０．５μｍの厚さを有する酸化シリコンの絶縁層３０、３２を形成した。

フッ酸溶液による等方ウエットエッチングを施す前の孔２６の内周面の表面粗さＲａは、０．７５μｍであり、エッチング後の孔２６の内周面の表面粗さＲａは、０．１２μｍであった。表面粗さは、レーザー顕微鏡を用い、基準長１０μｍで測定した。

次いで、ＣＶＤ法によって、基板４の第一の主面２２、ならびに孔２６および溝２８の表面上に、１０ｎｍの厚さを有する窒化シリコンのバリア層を形成し、さらに、ＣＶＤ法によって、バリア層の表面に、１５０ｎｍの厚さを有する銅の下地導体層３４を形成した。

次いで、硫酸銅めっき浴を用いて、下地導体層３４の表面に、銅のめっき膜を形成し、孔２６および溝２８内に、導体を充填した。

銅のめっき膜を形成するに際しては、２２０ｇ／Ｌの硫酸銅、３０ｇ／Ｌの硫酸、３．５ｍｇ／Ｌのビス（３-スルフォプロピル）ジスルフィド２ナトリウム塩、１０ｍｇ／ＬのヤヌスグリーンＢ、６００ｍｇ／Ｌのポリエチレングリコールおよび５００ｍｇ／Ｌの塩酸を含む硫酸銅めっき浴を用いた。めっき膜の形成時の電流密度は、最初の１分間は、５Ａ／ｄｍ^２の高密度とし、その後は、０．１Ａ／ｄｍ^２の低密度に切り替えてから、めっき膜の成膜度合いに応じて、指数関数的に上昇させた。最終電流密度は、３Ａ／ｄｍ^２とし、めっき時間は、１８１分とした。

次いで、ＣＭＰ法を用いて、第１の主面２２側から、配線基板に必要がない導体および下地導体層を除去して、孔２６および溝２８内に充填された導体部３６の第１の主面２２側の表面を露出させるとともに、第２の主面２４側から、配線基板に必要がない絶縁層３０、基板４、下地導体層３４および導体の一部を除去して、導体部３６の第２の主面２４側の表面を露出させた。ＣＭＰ法を用いて、第２の主面２４側から基板４を研磨するに際しては、第２の主面２４から２６５μｍまでの部分を研磨し、この時点で、基板４の厚さは、１６０μｍとなった。

こうして、内側導体と外側導体を有する配線基板を作製した。

こうして製作した配線基板の製作時間は約１５時間であり、従来の方法で配線基板を製作した場合に比べて、約１／３の時間で配線基板を製作することができた。

なお、配線基板の第１の主面上に、１００ｎｍの厚さを有する白金電極を成膜した後に、基板温度が６００℃の条件下で、８０ｎｍの厚さを有する誘電体セラミックスを、スパッタリング法によって成膜し、さらにその後に、８００℃の熱処理を行っても、問題は発生しなかった。これは、基板自身が優れた耐熱性を有していることに加え、第１の主面の表面に形成された酸化シリコンがＣＭＰ法によって研磨されており、基板が、配線基板に加工する前の状態のシリコンウエハーとほぼ同等の平面度、表面粗さ（Ｒａ＜０．０５μｍ）を有していたためであると推測される。

また、配線基板の表面上に、上部電極を形成して、シリコン半導体チップの直下に、配線基板を配置し、配線基板を、コンデンサ機能付インターポーザとして使用したが、熱応力による導通不良などの問題も発生しなかった。これは、配線基板の熱膨張係数を、シリコン半導体チップの熱膨張係数と、ほぼ等しくすることができたためであると推測される。

（実施例２）
まず、５０μｍの厚さと、７０ｍｍの幅を有し、第１の主面２２と第２の主面２４を有する帯状のニッケル−鉄合金の基板４を用意し、基板４の第１の主面２２に、パターン形成用のフィルムレジストマスクを、エッチングマスクとして形成した。

次に、第１の主面２２側から、基板４に、１００μｍの直径を有し、４０μｍの深さを有する円形の孔２６を形成し、同時に、孔２６の外側に、１５０μｍの内径と２００μｍの外径を有し、４０μｍの深さを有する円環状の溝２８を形成した。

さらに、基板４を熱酸化処理して、基板４の表面に、０．１５μｍの厚さを有するＦｅ_３Ｏ_４の絶縁層３０、３２を形成し、その後に、スパッタリング法によって、絶縁層３０、３２の表面に、下地導体層３４を形成した。

次に、ビアフィル銅めっきにより下地導体層の表面に、銅の電気めっき膜を形成し、孔および溝内に、導体を充填した。

次いで、ＣＭＰ法を用いて、第１の主面２２の側から、配線基板に必要がない導体および下地導体層を除去して、孔２６および溝２８内に充填された導体の第１の主面２２側の表面を露出させるとともに、第２の主面２４の側から、配線基板に必要がない絶縁層、基板、下地導体層および導体の一部を除去して、孔２６および溝２８内に充填された導体部の第２の主面２４側の表面を露出させた。

こうして、内側導体と外側導体を有する配線基板を作製した。

こうして製作した配線基板の製作時間は約１０時間であり、従来の方法で配線基板を製作した場合に比べて、約１／３の時間で配線基板を製作できた。

このようにして作製された配線基板は、安価な装置を用いて短時間で作製でき、さらには、無酸素雰囲気では、８００℃以上の耐熱性を有し、各種の電子部品の共通プラットホームとして使用できることが確認された。

本発明は、以上の実施態様および実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる配線基板の外観を示す切り欠き略斜視図である。 図２は、図１に示された配線基板の製造プロセスを示す工程図である。 図３は、配線基板に、接続端子を取り付けるプロセスを示す工程図である。

符号の説明

２ 配線基板
４ 基板
６ 第１の絶縁層
８ 外側導体
１０ 第２の絶縁層
１２ 内側導体
２２ 第１の主面
２４ 第２の主面
２６ 孔
２８ 溝
３０ 絶縁層
３２ 絶縁層
３４ 下地導体層
３６ 導体部
３８ 不要導体部
４０ 電極
４２ 絶縁層
４４ 電極パッド

Claims (12)

1. 第１の主面と第２の主面を有する基板を準備する基板準備工程と、前記第１の主面側から、前記基板を貫通しない孔と、前記基板を貫通せず前記孔を取り囲む溝を形成するビア形成工程と、前記基板の第１の主面の表面ならびに前記孔および前記溝の内周面ならびに前記孔および前記溝の底面を絶縁化処理し、絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記基板の前記第１の主面側に形成された前記絶縁層上、ならびに前記孔および前記溝の内部に導体部を形成する導体形成工程と、前記第１の主面側から、前記第１の主面側の前記絶縁層上に形成された導体部を除去し、前記孔および前記溝の内部に形成された導体部の前記第１の主面側の表面の少なくとも一部を露出させる第１研磨工程と、前記第２の主面側から、少なくとも前記孔および溝の底面の絶縁層を除去し、前記前記孔および前記溝の内部に形成された導体部の前記第２の主面側の表面の少なくとも一部を露出させる第２研磨工程とを備えたことを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記溝をループ状に形成することを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。
3. 前記孔と前記溝を同時に形成することを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板の製造方法。
4. 前記第１研磨工程および前記第２研磨工程の後に、前記第１の主面の表面および／または第２の主面の表面に、絶縁層を形成する第２絶縁層形成工程を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
5. 前記基板が、シリコンによって形成され、
   前記絶縁層が、熱酸化処理、窒化処理および低温酸化処理のいずれかを用いて、前記基板の表面を絶縁化処理することにより、形成されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
6. 前記絶縁層が、前記基板の表面を、熱酸化処理を用いて、絶縁化処理することによって、形成されたことを特徴とする請求項５に記載の配線基板の製造方法。
7. 前記基板が、ニッケル−鉄合金、アルミニウムおよびチタンよりなる群から選ばれる合金または金属を主成分とする材料によって形成され、
   前記絶縁層が、熱酸化処理または湿式酸化処理を用いて、前記基板の表面を絶縁化処理することによって、形成されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
8. 基板と、前記基板に設けられた貫通孔の内周面に形成された第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の内周面に形成された外側導体と、前記外側導体の内周面に形成された第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層内に充填された内側導体を備え、前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層が、前記基板の一部を絶縁化処理することによって形成されたことを特徴とする配線基板。
9. 前記第１の絶縁層、前記外側導体および前記第２の絶縁層がループ状に形成されたことを特徴とする請求項８に記載の配線基板。
10. 前記基板が、シリコンによって形成され、
    前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層が、熱酸化処理、窒化処理および低温酸化処理のいずれかを用いて、前記基板の一部を絶縁化処理することによって、形成されたことを特徴とする請求項８または９に記載の配線基板。
11. 前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層が、前記基板の一部を熱酸化処理することによって、形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の配線基板。
12. 前記基板が、ニッケル−鉄合金、アルミニウムおよびチタンよりなる群から選ばれる合金または金属を主成分とする材料によって形成され、
    前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層が、熱酸化処理または湿式酸化処理を用いて、前記基板の一部を絶縁化処理することによって、形成されたことを特徴とする請求項８または９に記載の配線基板。

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