JP2008028337A - Method of manufacturing electronic component - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture an electronic component such that conductive material is embedded into a via hole formed in a substrate by using a plating method with favorable embedding characteristics. <P>SOLUTION: The manufacturing method includes: a plating step of embedding conductive material with a plating method by making current flow to a conductive layer used for power supply of electrolytic plating which is arranged so as to plug up two or more via holes formed in a substrate, and to a dummy conductive layer arranged in the substrate so as to control the current value passing through the conductive layer concerned by a constant current source; and a conductive pattern formation step of forming a conductive pattern connected to the above conductive material. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電解メッキ法により導電材料を埋設する工程を含む電子部品の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an electronic component including a step of embedding a conductive material by an electrolytic plating method.

配線基板や半導体装置などの様々な電子部品を製造する場合に、基板を貫通するビアホールをメッキ法により導電材料で埋設するメッキ工程が用いられる場合がある。メッキ法は、早い成膜速度で容易に導電材料をビアホールに埋設することが可能である特徴を有している。   When manufacturing various electronic components such as a wiring board and a semiconductor device, a plating process in which a via hole penetrating the board is embedded with a conductive material by a plating method may be used. The plating method has a feature that a conductive material can be easily embedded in a via hole at a high film formation rate.

図1A〜図1Bは、メッキ法を用いて電子部品を製造する方法を模式的に示した図である。まず、図1Aに示す工程では、コア基板1上に形成された絶縁層2に、ビアホール2Aを形成し、さらに無電解メッキにより、電解メッキの給電層となる導電層2Bを形成する。この場合、導電層2Bは、ビアホール2Aの底面(露出した絶縁層2)と、ビアホール2Aの側壁面、さらには絶縁層2上に形成される。   1A to 1B are diagrams schematically showing a method of manufacturing an electronic component using a plating method. First, in the step shown in FIG. 1A, a via hole 2A is formed in the insulating layer 2 formed on the core substrate 1, and a conductive layer 2B serving as a power feeding layer for electrolytic plating is formed by electroless plating. In this case, the conductive layer 2B is formed on the bottom surface of the via hole 2A (exposed insulating layer 2), the side wall surface of the via hole 2A, and further on the insulating layer 2.

次に、図1Bに示す工程において、図1Aの工程で形成した導電層2Bを給電層として、電解メッキ法により、導電材料3でビアホール2Aを埋設する。
特開2002−16357号公報
Next, in the step shown in FIG. 1B, the via hole 2A is buried with the conductive material 3 by electrolytic plating using the conductive layer 2B formed in the step of FIG. 1A as a power feeding layer.
JP 2002-16357 A

しかし、上記の方法によれば、導電材料の埋設時にボイド3Aが発生しやすくなってしまう問題があった。例えば、電解メッキのための給電層(導電層2B)を無電解メッキで形成した場合には、給電層はビアホール2Aの底面のみならず、ビアホールの側壁面や、さらにはビアホールの外側にも形成されてしまう。このため、電解メッキの成長はビアホールの底面のみならずビアホールの側壁面やビアホールの外側(開口部付近)からも生じるため、ビアホールの開口がふさがってメッキのカバレッジが低下し、ボイドが発生してしまう場合があった。   However, according to the above method, there is a problem that the void 3A is likely to be generated when the conductive material is embedded. For example, when the power feeding layer (electroconductive layer 2B) for electroplating is formed by electroless plating, the power feeding layer is formed not only on the bottom surface of the via hole 2A but also on the side wall surface of the via hole and further on the outside of the via hole. It will be. For this reason, the growth of electrolytic plating occurs not only from the bottom of the via hole, but also from the side wall surface of the via hole and the outside of the via hole (near the opening), so that the opening of the via hole is blocked and the plating coverage is reduced and voids are generated. There was a case.

上記の方法では、特にビアホールのアスペクト比が大きくなるとボイドが発生しやすくなる傾向にある。例えば、上記の方法では、アスペクト比が1以上のビアホールに対して、ボイドフリーで導電材料を埋設することは困難となっていた。   In the above-described method, voids tend to be easily generated particularly when the aspect ratio of the via hole is increased. For example, in the above method, it has been difficult to embed a conductive material in a void-free manner in a via hole having an aspect ratio of 1 or more.

また、上記の方法では、メッキの成長速度を増大させるとボイドが発生しやすくなる問題があり、良好な埋設特性(カバレッジ、埋設速度など)で導電材料を埋設することは困難となっていた。   Further, in the above method, there is a problem that voids are easily generated when the growth rate of plating is increased, and it has been difficult to embed a conductive material with good embedment characteristics (coverage, embedment speed, etc.).

そこで、本発明では上記の問題を解決した新規で有用な電子部品の製造方法を提供することを統括的課題としている。   In view of this, the present invention has a general object to provide a new and useful method of manufacturing an electronic component that solves the above-described problems.

本発明の具体的な課題は、基板に形成されたビアホールに、良好な埋設特性でメッキ法により導電材料を埋設して電子部品を製造することである。   A specific problem of the present invention is to manufacture an electronic component by embedding a conductive material in a via hole formed in a substrate with a good embedding characteristic by a plating method.

本発明は、上記の課題を、基板に形成された複数の貫通穴を塞ぐように設置される、電解メッキの給電に用いられる導電層と、当該導電層に流れる電流値を制御するために前記基板に設置されるダミー導電層とに定電流源により電流を流すことで、前記貫通穴に電解メッキ法により導電材料を埋設するメッキ工程と、前記導電材料に接続される導電パターンを形成する導電パターン形成工程と、を有することを特徴とする電子部品の製造方法により、解決する。   The present invention solves the above-described problem in order to control a current value flowing through the conductive layer, and a conductive layer used for power supply of electrolytic plating, which is installed so as to block a plurality of through holes formed in the substrate. A plating process in which a conductive material is embedded in the through hole by electrolytic plating by passing a current through a dummy conductive layer installed on the substrate by a constant current source, and a conductive pattern that forms a conductive pattern connected to the conductive material. It solves by the manufacturing method of the electronic component characterized by having a pattern formation process.

本発明によれば、基板に形成されたビアホールに、良好な埋設特性でメッキ法により導電材料を埋設して電子部品を製造することが可能となる。   According to the present invention, an electronic component can be manufactured by embedding a conductive material in a via hole formed in a substrate by a plating method with good embedding characteristics.

また、前記導電層と前記ダミー導電層とが並列に接続されていると、当該導電層により形成されるメッキの成長速度の制御が容易となり、好適である。   In addition, it is preferable that the conductive layer and the dummy conductive layer are connected in parallel because it is easy to control the growth rate of the plating formed by the conductive layer.

また、前記ダミー導電層は、前記基板の周縁部に設置されると、電子部品の生産性が良好となり、好適である。   Further, it is preferable that the dummy conductive layer is provided at the peripheral portion of the substrate because the productivity of electronic parts is improved.

また、前記導電層と前記ダミー導電層は接着層により前記基板に接着されていてもよい。   The conductive layer and the dummy conductive layer may be bonded to the substrate with an adhesive layer.

また、前記導電パターンに半導体チップを実装する工程をさらに有してもよい。   Moreover, you may further have the process of mounting a semiconductor chip in the said conductive pattern.

本発明によれば、基板に形成されたビアホールに、良好な埋設特性でメッキ法により導電材料を埋設して電子部品を製造することが可能となる。   According to the present invention, an electronic component can be manufactured by embedding a conductive material in a via hole formed in a substrate by a plating method with good embedding characteristics.

図2は、本発明による電子部品の製造方法の概略を説明する断面図である。本発明による電子部品の製造方法では、基板101に形成されたビアホール(貫通穴)102に、メッキ法により導電材料を埋設し、ビアプラグを形成する工程を有している。   FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the outline of the method of manufacturing an electronic component according to the present invention. The method for manufacturing an electronic component according to the present invention includes a step of burying a conductive material in a via hole (through hole) 102 formed in the substrate 101 by a plating method to form a via plug.

上記の製造方法では、基板101に形成された複数のビアホール102を塞ぐように設置されている導電層104を電解メッキ法の給電層として用いることで、ビアホール102内に導電材料を埋設する。   In the manufacturing method described above, a conductive material is embedded in the via hole 102 by using the conductive layer 104 provided so as to close the plurality of via holes 102 formed in the substrate 101 as a power supply layer of an electrolytic plating method.

この場合、給電層(導電層104)は、ビアホール102の底面のみに形成されているため、電解メッキにより充填される導電材料は、実質的にビアホール102の底面からのみ成長することになる。このため、メッキの埋設特性(カバレッジ)が良好となり、ビアホール102のアスペクト比が高い場合であってもボイドの発生を抑制しつつ導電材料を埋設することが可能となっている。   In this case, since the power feeding layer (conductive layer 104) is formed only on the bottom surface of the via hole 102, the conductive material filled by electrolytic plating grows substantially only from the bottom surface of the via hole 102. For this reason, the embedding characteristic (coverage) of the plating becomes good, and it is possible to embed the conductive material while suppressing the generation of voids even when the aspect ratio of the via hole 102 is high.

例えば、無電解メッキによる給電層形成による電解メッキ法(図1A〜図1B)では、アスペクト比が1以上のビアホールをボイドフリーで埋設することは困難であったが、上記の製造方法においては、アスペクト比が1以上20以下程度の微細なビアホールに、ボイドの発生を抑制して導電材料を埋設することができる。   For example, in the electroplating method (FIGS. 1A to 1B) by forming a power feeding layer by electroless plating, it was difficult to bury a via hole having an aspect ratio of 1 or more in a void-free manner, A conductive material can be embedded in a fine via hole having an aspect ratio of about 1 to 20 while suppressing generation of voids.

例えば、上記の場合、Siよりなる基板101に形成されたビアホール102の開口穴の一方の端を塞ぐように、Cuよりなる導電層(給電層)104が、接着層(接着材料)103により基板101に貼り付けられている。例えば、上記の構造において、ビアホール102にCuなどの導電材料を埋設し、ビアプラグを形成することができる。   For example, in the above case, the conductive layer (feeding layer) 104 made of Cu is bonded to the substrate by the adhesive layer (adhesive material) 103 so as to close one end of the opening hole of the via hole 102 formed in the substrate 101 made of Si. 101 is attached. For example, in the above structure, a conductive material such as Cu can be embedded in the via hole 102 to form a via plug.

また、上記の場合において、導電層104に流れる電流値を制御するために、基板101にダミー導電層を設置すると好適である。この場合、定電流源を用いて、導電層104とともに当該ダミー導電層に電流を流すようにすると、導電層104に流れる電流値を容易に制御することが可能となる。また、ダミー導電層を用いると電流値の制御が容易となる理由については、図6A以下で後述する。   In the above case, it is preferable to provide a dummy conductive layer on the substrate 101 in order to control the value of the current flowing through the conductive layer 104. In this case, when a current is supplied to the dummy conductive layer together with the conductive layer 104 using a constant current source, the value of the current flowing through the conductive layer 104 can be easily controlled. Further, the reason why the current value can be easily controlled by using the dummy conductive layer will be described later with reference to FIG.

図3Aは、図2で先に説明した基板101、接着層103、導電層104と、ダミー導電層104Dの全体を模式的に示す断面図であり、図3Bは図3Aの接着層103、導電層104、ダミー導電層104Dの平面図である。ただし、図2で先に説明した部分には同一の符号を付している。   3A is a cross-sectional view schematically showing the whole of the substrate 101, the adhesive layer 103, the conductive layer 104, and the dummy conductive layer 104D described above with reference to FIG. 2, and FIG. It is a top view of the layer 104 and dummy conductive layer 104D. However, the same code | symbol is attached | subjected to the part demonstrated previously in FIG.

図3A,図3Bを参照するに、ビアホール102が形成されている基板101の中心部に対応する部分には導電層104が設置されており、さらに、ビアホール102が形成されていない基板101の周縁部に対応する部分には、ダミー導電層104Dが設置されている。ダミー導電層104Dは、導電層104と同様に、接着層103により基板101に貼り付けられている。   3A and 3B, a conductive layer 104 is provided in a portion corresponding to the central portion of the substrate 101 where the via hole 102 is formed, and the periphery of the substrate 101 where the via hole 102 is not formed. A dummy conductive layer 104D is provided in a portion corresponding to the portion. Similar to the conductive layer 104, the dummy conductive layer 104 </ b> D is attached to the substrate 101 with the adhesive layer 103.

上記の構成において、ビアホール102を電解メッキで埋設する場合には、定電流源を用いて、導電層104とともにダミー導電層104Dに電流を流すことにより、導電層104に流れる電流値の制御を行う。例えば、導電層104は、基板において電子部品(半導体チップ)が形成される領域に対応して設置され、ダミー導電層104Dは、基板において電子部品が形成されない領域に対応して形成されることが好ましい。   In the above configuration, when the via hole 102 is embedded by electrolytic plating, the current value flowing through the conductive layer 104 is controlled by flowing a current through the dummy conductive layer 104D together with the conductive layer 104 using a constant current source. . For example, the conductive layer 104 is provided corresponding to a region where an electronic component (semiconductor chip) is formed on the substrate, and the dummy conductive layer 104D is formed corresponding to a region where no electronic component is formed on the substrate. preferable.

上記の場合において、導電層104とダミー導電層104Dの設置方法の具体的な例を図4に示す。図4は、基板101に対して形成される電子部品の配列と、これに対応する導電層104、ダミー導電層104Dの設置を示す例である。   FIG. 4 shows a specific example of a method for installing the conductive layer 104 and the dummy conductive layer 104D in the above case. FIG. 4 is an example showing the arrangement of electronic components formed on the substrate 101 and the installation of the conductive layer 104 and the dummy conductive layer 104D corresponding thereto.

図4に示すように、電子部品の製造においては、基板101を用いて複数の電子部品(半導体チップ、四角形状で図示)を製造し、後の工程において複数の電子部品を切り離す(個片化する)場合がある。例えば本図に示す場合、基板101の中心には格子状に電子部品が配列され、当該電子部品に用いられるビアホール(ビアプラグ)などが基板101に形成される。また、ダミー導電層104Dは、電子部品が形成されない基板101の周縁部に配置されることが好ましい。   As shown in FIG. 4, in the manufacture of electronic components, a plurality of electronic components (semiconductor chips, illustrated in a square shape) are manufactured using a substrate 101, and the plurality of electronic components are separated in a later process (separated into individual pieces. There is a case. For example, in the case shown in this figure, electronic components are arranged in a lattice shape at the center of the substrate 101, and via holes (via plugs) used for the electronic components are formed in the substrate 101. The dummy conductive layer 104D is preferably disposed on the peripheral edge of the substrate 101 where no electronic component is formed.

また、ダミー導電層104Dの形状は、本図に示すようにドーナツ状の場合に限定されず、例えば複数の領域に分割されて設置されてもよい。また分割されて形成される場合のダミー導電層の形状は、円、多角形など様々に変形・変更してもよい。   Further, the shape of the dummy conductive layer 104D is not limited to a donut shape as shown in the figure, and may be divided into a plurality of regions, for example. In addition, the shape of the dummy conductive layer in the case of being divided may be variously modified and changed such as a circle or a polygon.

図5は、図3A、図3Bに示した基板101のビアホール102に、電解メッキ法によって導電材料(Cu)を埋設する方法を模式的に示す図である。ただし、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する。なお、本図においては、ビアホール102,接着層103は図示を省略している。   FIG. 5 is a diagram schematically showing a method of embedding a conductive material (Cu) in the via hole 102 of the substrate 101 shown in FIGS. 3A and 3B by electrolytic plating. However, the parts described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the drawing, the via hole 102 and the adhesive layer 103 are not shown.

図5を参照するに、陰極となる基板(ウェハ)101は、陽極となるCu板と対向するように、治具に支えられてメッキ液に浸されて設置される。また、基板101には、導電層104とともにダミー導電層104Dが設置されており、導電層104とダミー導電層104Dは、電解メッキのための電流が流れる回路において、並列になるよう接続されている。上記の導電層104とダミー導電層104Dには、電源(定電流電源)により、電流が流されることになる。   Referring to FIG. 5, a substrate (wafer) 101 serving as a cathode is supported by a jig and is immersed in a plating solution so as to face a Cu plate serving as an anode. The substrate 101 is provided with a dummy conductive layer 104D together with the conductive layer 104. The conductive layer 104 and the dummy conductive layer 104D are connected in parallel in a circuit in which a current for electrolytic plating flows. . A current is passed through the conductive layer 104 and the dummy conductive layer 104D by a power source (constant current power source).

上記の構成のように、ダミー導電層104Dと導電層104とを定電流電源に並列に接続することで、ビアホール102内の導電材料の成長に対応して、導電層104側に流れる電流を増大させることが可能となる。   By connecting the dummy conductive layer 104D and the conductive layer 104 to the constant current power source in parallel as in the above configuration, the current flowing to the conductive layer 104 side is increased corresponding to the growth of the conductive material in the via hole 102. It becomes possible to make it.

上記の効果について、図6A、図6Bの等価回路を用いて説明する。図6Aは、従来の電解メッキにおける等価回路を単純化して示した図であり、図6Bは、上記の図5に示した電解メッキにおける等価回路を単純化して示した図である。また、図中、ビアホールが形成されている導電層側を「製品」、ビアホールが形成されてないダミー導電層側を「ダミー」と表記している。   The above effect will be described using the equivalent circuits of FIGS. 6A and 6B. 6A is a diagram showing a simplified equivalent circuit in the conventional electrolytic plating, and FIG. 6B is a diagram showing a simplified equivalent circuit in the electrolytic plating shown in FIG. In the drawing, the conductive layer side where the via hole is formed is referred to as “product”, and the dummy conductive layer side where the via hole is not formed is referred to as “dummy”.

まず、図6Aを参照するに、従来のメッキ法では、定電流源(定電流電源)を用いた場合には、ビアホール内のメッキの進行の如何にかかわらず、導電層に流れる電流は一定である。   First, referring to FIG. 6A, in the conventional plating method, when a constant current source (constant current power supply) is used, the current flowing through the conductive layer is constant regardless of the progress of plating in the via hole. is there.

一方で、図6Bの場合には、製品側の抵抗値が減少すると、定電流源によって流れる電流は製品側においてより多くなる。例えば、ビアホールに埋設される導電材料が多くなると、ビアホールの実質的なアスペクト比が小さくなり、メッキ液(イオン)のビアホール底部への供給の効率が良好となる。このため製品側ではメッキの成長に伴って抵抗値が次第に小さくなり、この抵抗値の変化に対応して電流値が大きくなることになる。   On the other hand, in the case of FIG. 6B, when the resistance value on the product side decreases, the current flowing by the constant current source increases on the product side. For example, when the conductive material embedded in the via hole is increased, the substantial aspect ratio of the via hole is reduced, and the efficiency of supplying the plating solution (ion) to the bottom of the via hole is improved. Therefore, on the product side, the resistance value gradually decreases as the plating grows, and the current value increases corresponding to the change in the resistance value.

このため、上記のメッキによれば、ビアホールの埋設が良好に進行して、ボイドが発生する確率が小さくなるに従ってメッキの成長速度が徐々に大きくなることになる。すなわち、上記の方法によれば、ボイドの発生を抑制しつつ、かつ、メッキの成長速度を大きくすることが可能となり、導電材料の埋設特性(カバレッジ、埋設速度など)が良好となる効果を奏する。   For this reason, according to the above plating, the growth rate of the plating gradually increases as the via hole burying progresses well and the probability of occurrence of voids decreases. That is, according to the above method, it is possible to increase the growth rate of plating while suppressing the generation of voids, and there is an effect of improving the embedment characteristics (coverage, embedment speed, etc.) of the conductive material. .

この結果、ビアホールでのボイドの発生が抑制され、ビアホールに形成されるビアプラグの電気的な信頼性が良好となる。さらに、ビアプラグを形成する効率(速度)も良好となる。   As a result, the generation of voids in the via hole is suppressed, and the electrical reliability of the via plug formed in the via hole is improved. Furthermore, the efficiency (speed) for forming the via plug is also improved.

次に、上記の電子部品の製造方法の詳細について、手順を追って説明する。ただし、以下の図中で先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。   Next, the details of the method for manufacturing the electronic component will be described step by step. However, the same reference numerals are given to the portions described above in the following drawings, and the description may be omitted.

まず、図7Aに示す工程において、例えばSiよりなる基板(ウェハ)101を裏面研削により薄型化し、厚さが200μm程度となるようにする。次に、フォトリソグラフィ法により形成されるマスクパターン(図示せず)を用いたドライエッチングにより、基板101に例えば径が60μmのビアホール(貫通穴)102を複数形成する。   First, in the step shown in FIG. 7A, a substrate (wafer) 101 made of, for example, Si is thinned by back surface grinding so that the thickness becomes about 200 μm. Next, a plurality of via holes (through holes) 102 having a diameter of, for example, 60 μm are formed in the substrate 101 by dry etching using a mask pattern (not shown) formed by photolithography.

次に、図7Bに示す工程において、基板101の表面を熱酸化することにより、絶縁膜(熱酸化膜)105を形成する。また、必要に応じて絶縁膜105を部分的に剥離しておいてもよい。例えば、後の工程において、Siに対して陽極接合が行われる箇所の絶縁膜105は、剥離しておいてもよい。   Next, in the step shown in FIG. 7B, the surface of the substrate 101 is thermally oxidized to form an insulating film (thermal oxide film) 105. Further, the insulating film 105 may be partially peeled off as necessary. For example, in a later step, the insulating film 105 where anodic bonding is performed with respect to Si may be peeled off.

次に、図7Cに示す工程において、接着層(接着材料よりなる層)103を用いて、基板101に、例えばCuよりなる導電層104と、ダミー導電層104D(本図では図示を省略)を貼り付ける。この場合、導電層104は、ビアホール102の片側の開口を塞ぐように貼り付けられる。また、ダミー導電層104Dは、先に説明したように、電子部品が形成されない基板101の周縁部に貼り付けられることが好ましい。   Next, in the step shown in FIG. 7C, the conductive layer 104 made of Cu, for example, and the dummy conductive layer 104D (not shown in this drawing) are formed on the substrate 101 using the adhesive layer (layer made of an adhesive material) 103. paste. In this case, the conductive layer 104 is attached so as to close the opening on one side of the via hole 102. In addition, as described above, the dummy conductive layer 104D is preferably attached to the peripheral portion of the substrate 101 where no electronic component is formed.

次に、図7Dに示す工程において、ビアホール102の底部の接着層103を除去して導電層104を露出させた後、導電層104を給電層とする電解メッキ法により、ビアホール102に導電材料(Cu)を埋設し、ビアプラグ106を形成する。   Next, in the step shown in FIG. 7D, the adhesive layer 103 at the bottom of the via hole 102 is removed to expose the conductive layer 104, and then the conductive material (in the via hole 102 is electroplated using the conductive layer 104 as a power feeding layer). Cu) is buried and a via plug 106 is formed.

この場合、先に図3A,図3B、図4〜図5などで説明したように、定電流源を用いて、並列に接続された導電層104とダミー導電層104D(本図では図示省略)に電流が流される事により、良好な埋設特性でビアホール102を埋設することができる。すなわち、ビアホール102を埋設する場合のボイドの発生が抑制され、かつ、ビアプラグ106を形成するためにかかる時間が短縮される。   In this case, as previously described with reference to FIGS. 3A, 3B, 4 to 5, etc., the conductive layer 104 and the dummy conductive layer 104D connected in parallel using a constant current source (not shown in this figure) By passing a current through the via hole 102, the via hole 102 can be buried with good burying characteristics. That is, the generation of voids when the via hole 102 is buried is suppressed, and the time required for forming the via plug 106 is shortened.

次に、図7Eに示す工程において、導電層104と接着層103を除去し、さらに、図7Fに示す工程において、ビアホール102から突出したCuを研磨により除去する。   Next, in the step shown in FIG. 7E, the conductive layer 104 and the adhesive layer 103 are removed, and in the step shown in FIG. 7F, Cu protruding from the via hole 102 is removed by polishing.

次に、図7Gに示す工程において、基板101の上面(導電層104が設置されていた側と反対側の面、以下文中同じ)と、基板101の下面の絶縁層105上に、それぞれ、導電層107、108を形成する。   Next, in the step shown in FIG. 7G, the upper surface of the substrate 101 (the surface opposite to the side where the conductive layer 104 was placed, the same applies to the following) and the insulating layer 105 on the lower surface of the substrate 101 are electrically conductive. Layers 107 and 108 are formed.

例えば、導電層107、108は、Cr(厚さ50nm)/Cu(厚さ750nm)構造(Cuが外側となる積層構造)とされ、スパッタリング法により形成される。これらの導電層107,108は、後の工程においてビアプラグ106に接続される導電パターンを電解メッキ法で形成する場合の給電層となる。   For example, the conductive layers 107 and 108 have a Cr (thickness 50 nm) / Cu (thickness 750 nm) structure (a stacked structure in which Cu is on the outside) and are formed by a sputtering method. These conductive layers 107 and 108 serve as a power feeding layer when a conductive pattern connected to the via plug 106 is formed by an electrolytic plating method in a later step.

次に、図7Hに示す工程において、基板101の下面に、ビアプラグ106に接続されるCuよりなる導電パターン109を、メッキレジスト(図示せず)を用いたパターンメッキにより形成する。上記の電解メッキにあたっては、導電層108が給電層として用いられる。また、導電パターン109の形成後にメッキレジスト剥離により露出した導電層108は、エッチングにより剥離する。   Next, in a step shown in FIG. 7H, a conductive pattern 109 made of Cu connected to the via plug 106 is formed on the lower surface of the substrate 101 by pattern plating using a plating resist (not shown). In the above electrolytic plating, the conductive layer 108 is used as a power feeding layer. Further, the conductive layer 108 exposed by peeling the plating resist after the formation of the conductive pattern 109 is peeled off by etching.

次に、図7Iに示す工程において、導電パターン109の一部を露出させるように、絶縁膜105を覆う保護層(絶縁層)111を形成する。また、保護層111から露出した導電パターン109には、例えば、Ni/Au構造(Auが外側となる積層構造)よりなる接続層110を電解メッキ法により形成する。   Next, in the step shown in FIG. 7I, a protective layer (insulating layer) 111 covering the insulating film 105 is formed so as to expose a part of the conductive pattern 109. In addition, a connection layer 110 made of, for example, a Ni / Au structure (a laminated structure with Au on the outside) is formed on the conductive pattern 109 exposed from the protective layer 111 by electrolytic plating.

次に、図7Jに示す工程において、基板101の上面に、ビアプラグ106に接続されるCuよりなる導電パターン112を、メッキレジスト(図示せず)を用いたパターンメッキにより形成する。上記の電解メッキにあたっては、導電層107が給電層として用いられる。さらに、導電パターン112上に、例えば、Ni/Au構造よりなる接続層113を電解メッキ法により形成する。また、導電パターン112、接続層113の形成後にメッキレジスト剥離により露出した導電層107は、エッチングにより剥離する。   Next, in a step shown in FIG. 7J, a conductive pattern 112 made of Cu connected to the via plug 106 is formed on the upper surface of the substrate 101 by pattern plating using a plating resist (not shown). In the above electrolytic plating, the conductive layer 107 is used as a power feeding layer. Furthermore, a connection layer 113 made of, for example, a Ni / Au structure is formed on the conductive pattern 112 by an electrolytic plating method. Further, the conductive layer 107 exposed by the plating resist peeling after the formation of the conductive pattern 112 and the connection layer 113 is peeled off by etching.

このようにして、基板101を貫通するビアプラグ106と、ビアプラグ106に接続された導電パターン109,112を有する配線基板(電子部品)を製造することができる。また、上記の配線基板に、さらに半導体チップを実装し、半導体チップが実装された構造を有する電子部品を構成してもよい。   In this manner, a wiring board (electronic component) having via plugs 106 penetrating the substrate 101 and conductive patterns 109 and 112 connected to the via plugs 106 can be manufactured. Further, a semiconductor chip may be further mounted on the above wiring board, and an electronic component having a structure in which the semiconductor chip is mounted may be configured.

例えば、図7Kに示す工程において、Auよりなるバンプ202が接続された半導体チップ201を、接続層113上に実装する。この場合、バンプ202と接続層113のAuを超音波を用いて接合することにより、半導体チップをフリップチップ実装することができる。   For example, in the step shown in FIG. 7K, the semiconductor chip 201 to which the bump 202 made of Au is connected is mounted on the connection layer 113. In this case, the semiconductor chip can be flip-chip mounted by bonding the bump 202 and the Au of the connection layer 113 using ultrasonic waves.

さらに、図7Lに示す工程において、基板101をダイシングにより切断して個片化する。また、半導体チップ201が、発光素子や受光素子などの光機能素子よりなる場合、必要に応じて、基板101上に光透過性材料よりなるカバー203を接合し、半導体チップ201が封止される構造としてもよい。また、当該光透過性材料がガラスよりなる場合、カバー203は陽極接合により、基板101に接合される。この場合、絶縁膜105が剥離されてSiが露出した部分に、カバー203の凸部を接合すればよい。また、外部接続端子として、接続層110に半田ボール114を形成してもよい。   Further, in the step shown in FIG. 7L, the substrate 101 is cut into pieces by dicing. Further, when the semiconductor chip 201 is made of an optical functional element such as a light emitting element or a light receiving element, a cover 203 made of a light transmissive material is bonded onto the substrate 101 as necessary, and the semiconductor chip 201 is sealed. It is good also as a structure. When the light transmissive material is made of glass, the cover 203 is bonded to the substrate 101 by anodic bonding. In this case, a convex portion of the cover 203 may be bonded to a portion where the insulating film 105 is peeled and Si is exposed. Further, solder balls 114 may be formed on the connection layer 110 as external connection terminals.

このようにして、基板101に半導体チップ201が実装されてなる電子部品を製造することができる。   In this way, an electronic component in which the semiconductor chip 201 is mounted on the substrate 101 can be manufactured.

上記の製造方法によれば、基板101を貫通するビアプラグ106を形成する場合に、ボイドの発生を抑制しつつメッキの成長速度を大きくすることが可能となり、良好な信頼性の電子部品を高効率で生産することが可能となる。   According to the above manufacturing method, when the via plug 106 penetrating the substrate 101 is formed, it is possible to increase the growth rate of plating while suppressing the generation of voids, and highly efficient electronic components with high efficiency can be obtained. It becomes possible to produce with.

また、上記の製造方法では、基板101のビアホール102を電解メッキで埋設する場合に、メッキの成長が実質的に底面(導電層104)からのみ生じるため、アスペクト比の高いビアホールに対しても、ボイドの発生を抑制して導電材料を埋設(ビアプラグ106を形成)することが可能である。   Further, in the above manufacturing method, when the via hole 102 of the substrate 101 is embedded by electrolytic plating, the growth of plating occurs substantially only from the bottom surface (conductive layer 104), so even for a via hole having a high aspect ratio, It is possible to bury the conductive material (form the via plug 106) while suppressing the generation of voids.

例えば、上記の製造方法によれば、アスペクト比1〜20程度のビアホールをボイドフリーで埋設することが可能である。また、上記の製造方法は、ビアホールの径が、10〜200μmに適用可能であるが、これらの数値は一例であり、本発明はこれらの数値に限定されるものではない。   For example, according to the above manufacturing method, a via hole having an aspect ratio of about 1 to 20 can be buried free of voids. The above manufacturing method can be applied to a via hole having a diameter of 10 to 200 μm. However, these numerical values are examples, and the present invention is not limited to these numerical values.

また、基板を貫通するビアプラグ上に導電パターンや絶縁層をさらに多層に形成して、いわゆるビルドアップ法によって多層配線基板を形成することとも可能である。   It is also possible to form a multilayer wiring board by a so-called buildup method by forming conductive patterns and insulating layers in multiple layers on via plugs that penetrate the substrate.

以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。   Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications and changes can be made within the scope described in the claims.

本発明によれば、基板に形成されたビアホールに、良好な埋設特性でメッキ法により導電材料を埋設して電子部品を製造することが可能となる。   According to the present invention, an electronic component can be manufactured by embedding a conductive material in a via hole formed in a substrate by a plating method with good embedding characteristics.

従来の電子部品の製造方法を示す図(その1)である。It is a figure (the 1) which shows the manufacturing method of the conventional electronic component. 従来の電子部品の製造方法を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the manufacturing method of the conventional electronic component. 実施例1による電子部品の製造方法の概略を示す図である。1 is a diagram showing an outline of a method for manufacturing an electronic component according to Example 1. FIG. 導電層の設置方法の一例を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows an example of the installation method of a conductive layer. 図3Aの平面図である。It is a top view of FIG. 3A. 導電層の設置方法の一例を示す図(その2)である。It is a figure (the 2) which shows an example of the installation method of a conductive layer. 導電層の電流値の制御方法を示す図である。It is a figure which shows the control method of the electric current value of a conductive layer. 電解メッキの等価回路を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows the equivalent circuit of electrolytic plating. 電解メッキの等価回路を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the equivalent circuit of electrolytic plating. 実施例1による電子部品の製造方法を示す図(その1)である。FIG. 6 is a diagram (No. 1) illustrating a method for manufacturing an electronic component according to the first embodiment. 実施例1による電子部品の製造方法を示す図(その2)である。FIG. 6 is a diagram (No. 2) illustrating the method for manufacturing the electronic component according to the first embodiment. 実施例1による電子部品の製造方法を示す図(その3)である。FIG. 3 is a diagram (No. 3) illustrating the method for manufacturing the electronic component according to the first embodiment. 実施例1による電子部品の製造方法を示す図(その4)である。FIG. 6 is a diagram (No. 4) illustrating the method for manufacturing the electronic component according to the first embodiment. 実施例1による電子部品の製造方法を示す図(その5)である。FIG. 10 is a diagram (No. 5) illustrating the method for manufacturing the electronic component according to the first embodiment. 実施例1による電子部品の製造方法を示す図(その6)である。FIG. 6 is a view (No. 6) illustrating the method for manufacturing the electronic component according to the first embodiment. 実施例1による電子部品の製造方法を示す図(その7)である。FIG. 7 is a view (No. 7) showing a method for manufacturing an electronic component according to Example 1. 実施例1による電子部品の製造方法を示す図(その8)である。FIG. 8 is a view (No. 8) illustrating the method for manufacturing the electronic component according to the first embodiment. 実施例1による電子部品の製造方法を示す図(その9)である。FIG. 9 is a diagram (No. 9) illustrating a method for manufacturing an electronic component according to Example 1. 実施例1による電子部品の製造方法を示す図(その10)である。FIG. 10 is a view (No. 10) illustrating the method for manufacturing the electronic component according to the first embodiment. 実施例1による電子部品の製造方法を示す図(その11)である。FIG. 11 is a view (No. 11) illustrating the method for manufacturing the electronic component according to the first embodiment. 実施例1による電子部品の製造方法を示す図(その12)である。FIG. 12 is a view (No. 12) illustrating the method for manufacturing the electronic component according to the first embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

101 基板
102 ビアホール(貫通穴)
103 接着層
104 導電層
104D ダミー導電層
105 絶縁膜
106,106A ビアプラグ
107,108 導電層
109,112 導電パターン
110,113 接続層
111 保護層
114 半田ボール
201 半導体チップ
202 バンプ
203 カバー
101 Substrate 102 Via hole (through hole)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 103 Adhesive layer 104 Conductive layer 104D Dummy conductive layer 105 Insulating film 106, 106A Via plug 107, 108 Conductive layer 109, 112 Conductive pattern 110, 113 Connection layer 111 Protective layer 114 Solder ball 201 Semiconductor chip 202 Bump 203 Cover

Claims (5)

基板に形成された複数の貫通穴を塞ぐように設置される、電解メッキの給電に用いられる導電層と、当該導電層に流れる電流値を制御するために前記基板に設置されるダミー導電層とに定電流源により電流を流すことで、前記貫通穴に電解メッキ法により導電材料を埋設するメッキ工程と、
前記導電材料に接続される導電パターンを形成する導電パターン形成工程と、を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
A conductive layer used for power supply for electrolytic plating, installed so as to block a plurality of through-holes formed in the substrate, and a dummy conductive layer installed on the substrate to control a current value flowing through the conductive layer; A plating process in which a conductive material is embedded in the through hole by electrolytic plating by passing a current through a constant current source;
And a conductive pattern forming step of forming a conductive pattern connected to the conductive material.
前記導電層と前記ダミー導電層とが並列に接続されていることを特徴とする請求項1記載の電子部品の製造方法。   The method of manufacturing an electronic component according to claim 1, wherein the conductive layer and the dummy conductive layer are connected in parallel. 前記ダミー導電層は、前記基板の周縁部に設置されることを特徴とする請求項1または2記載の電子部品の製造方法。   The method of manufacturing an electronic component according to claim 1, wherein the dummy conductive layer is disposed on a peripheral portion of the substrate. 前記導電層とダミー導電層は、接着層により前記基板に接着されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の電子部品の製造方法。   The method of manufacturing an electronic component according to claim 1, wherein the conductive layer and the dummy conductive layer are bonded to the substrate by an adhesive layer. 前記導電パターンに半導体チップを実装する工程をさらに有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の電子部品の製造方法。   The method of manufacturing an electronic component according to claim 1, further comprising a step of mounting a semiconductor chip on the conductive pattern.
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