JP2018148067A - 配線基板および固体撮像素子 - Google Patents

Abstract

【課題】光を通過させる領域を有しつつ、光耐性を有する配線基板を提供する。
【解決手段】配線基板１００は、第１面１１０−１および第１面に対向する第２面１１０−２を有し、第１波長の光を透過する第１領域１１１および第１領域に隣り合って配置された第２領域１１３を含む基板１１０と、基板１１０の第１面１１０−１と第２面１１０−２との間を貫通し、第２領域１１３に配置された貫通電極１２０と、基板１１０の第２領域１１３に配置され、貫通電極１２０と電気的に接続された第１配線層１４０と、第１有機絶縁層１３０（１５０）と、を含む第１配線構造体１６０と、第１配線構造体１６０の上面の少なくとも一部および第１配線構造体１６０の第１領域側に位置する端部の少なくとも一部を覆うように配置され、第１波長の光を遮光する第１遮光層１７０と、を含む。
【選択図】図３

Description

本開示は、配線基板および固体撮像素子に関する。

固体撮像素子の小型化、高品質化及び高精度化に向けて、光学素子および受光素子などの半導体素子とともに配線基板の開発が進められている。貫通電極を有する配線基板は、中継基板（インターポーザ）としての機能を有する。配線基板の基材として、従来はシリコンウェハやプリント基板が用いられてきたが、透明基板を用いた開発が進められている。例えば特許文献１には、半導体チップと線膨張係数が同等であって強度、耐加圧性、耐水性の良好なガラス基材を用いたインターポーザと、このインターポーザ上に固定された半導体チップとからなる半導体装置が開示されている。

特開２００３−２４９６０６号公報

従来の配線基板では、透光性を有しない基板が用いられていたため、光を透過させるためには、光が透過するように開孔した領域を設ける必要があった。一方で、配線基板に透明基板を用いることで、光を透過する領域を開孔しなくてもよいため、製造工程の短縮や特性の向上が期待される。しかしながら、透明基板を用いた場合、意図しない経路で配線基板内に光が侵入してしまうことが考えられる。この場合、配線基板に用いられた配線および有機絶縁層の耐光性が不十分の場合、配線基板の特性が低下する恐れがある。具体的には、配線基板に配置された有機絶縁層が光により脆化し、絶縁耐性が劣化する恐れがある。

このような課題に鑑み、本開示の実施形態における目的の一つは、光を透過させる領域を有しつつ、光耐性を有する配線基板を提供することにある。

本開示の一実施形態によると、第１面および当該第１面に対向する第２面を含み、第１波長の光を透過する第１領域および第１領域に隣り合って配置された第２領域を含む基板と、基板の第１面と第２面との間を貫通し、第２領域に配置された貫通電極と、基板の第２領域に配置され、貫通電極と電気的に接続された第１配線層と、第１有機絶縁層と、を含む第１配線構造体と、第１配線構造体の上面の少なくとも一部および第１配線構造体の第１領域側に位置する端部の少なくとも一部を覆うように配置され、第１波長の光を遮光する第１遮光層と、を含む、配線基板が、提供される。

上記配線基板において、第１領域は、第２領域に囲まれた領域であってもよい。

上記配線基板において、第１有機絶縁層の側面は、順テーパー形状又は逆テーパー形状を有してもよい。

上記配線基板において、第１遮光層は開口部を有し、開口部には、第１配線層と接続されるバンプ電極が配置されてもよい。

上記配線基板において、第１遮光層は、導電体を含み、バンプ電極と離間してもよい。

上記配線基板において、第１遮光層は、光を吸収する材料を含んでもよい。

上記配線基板において、第１遮光層は、光を反射する材料で含んでもよい。

上記配線基板において、第１遮光層は、酸化クロム、窒化クロム、窒化チタンおよびカーボンブラックのうち少なくともいずれか一を有してもよい。

上記配線基板において、第１遮光層の上面および第１領域側の端部の少なくとも一部を覆うように配置された第２遮光層を含んでもよい。

上記配線基板において、基板の第２面に第１配線構造体に対向して配置され、貫通電極と電気的に接続された第２配線層と、第２有機絶縁層と、を含む第２配線構造体と、第２配線構造体の上面の少なくとも一部および第２配線構造体の第１領域側の端部の少なくとも一部を覆うように配置され、第１波長の光を遮光する第２遮光層と、を含んでもよい。

上記配線基板において、第１領域は、複数設けられてもよい。

上記配線基板において、基板に貫通して配置され、第１遮光層の第１領域側の端部と、貫通電極との間に設けられた遮光部をさらに含んでもよい。

本開示の一実施形態によると、配線基板と、基板の第１面側に配置され、第１領域と対向する位置に配置された光学素子と、配線基板と電気的に接続され、配線基板に対して、光学素子とは反対側に配置され、光学素子および第１領域を通過した光が照射される受光部を有する半導体素子と、を含む、固体撮像素子が提供される。

本開示の一実施形態によると、光を透過させる領域を有しつつ、光耐性を有する配線基板を提供することができる。

本開示の一実施形態に係る配線基板を含んだ固体撮像素子を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する上面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する上面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する上面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する上面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する上面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する上面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する上面図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板を説明する上面図である。 本開示の一実施形態に係る電気機器を含む電子機器を説明する斜視図である。 本開示の一実施形態に係る有機絶縁層および遮光層を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る有機絶縁層および遮光層を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る有機絶縁層および遮光層を説明する断面図である。

以下、本開示の各実施形態に係る配線基板等について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す各実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後にＡ、Ｂ等を付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。

＜第１実施形態＞
（１−１．固体撮像素子の構成）
はじめに固体撮像素子７００について説明する。図１は、固体撮像素子７００の断面図である。図１に示すように、固体撮像素子７００は、筐体７１０、アパーチャ７２０、レンズ７３０（レンズ７３０−１、レンズ７３０−２）などの光学素子、カラーフィルタ７３５、制御回路７４５、配線基板１００、トランジスタを含むチップ化された半導体素子７５０およびパッケージ基板７７０を有する。固体撮像素子７００は、イメージセンサと呼ぶことができる。

筐体７１０は、光を遮光する部材で形成され、アパーチャ７２０、レンズ７３０（レンズ７３０−１、レンズ７３０−２）、配線基板１００、トランジスタを含むチップ化された半導体素子７５０およびパッケージ基板７７０を収納する。なお、パッケージ基板７７０は、筐体７１０の外側に設けられてもよい。

アパーチャ７２０およびレンズ７３０は、配線基板１００の第１面１１０−１側に配置され、第１領域１１１に対向する。アパーチャ７２０は、画面の大きさを制限する機能を有する。アパーチャ７２０は、画像の明るさを制御する機能を有していてもよい。なお、アパーチャ７２０が可変的に画面の大きさや画面の明るさを制御するために動作する場合には、制御回路７４５によりアパーチャ７２０の動作が制御される。

レンズ７３０は、光を屈折させて発散または集束させる機能を有する。レンズ７３０は単数であってもよいし、複数設けられてもよい。たとえば、固体撮像素子７００には、レンズ７３０−１およびレンズ７３０−２が設けられる。

カラーフィルタ７３５は、可視光のうち特定の波長を有する光を透過させる機能を有する。

配線基板１００は、制御回路７４５と、半導体素子７５０とを接続する中継基板（インターポーザ）としての機能を有する。配線基板１００と、制御回路７４５とは、バンプ電極７４１で接続される。

半導体素子７５０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）としての機能、または記憶装置としての機能、さらに光を受光する機能を有する。配線基板１００と、半導体素子７５０とは、バンプ電極７４３などを用いて電気的に接続される。半導体素子７５０は、配線基板１０００に対して、アパーチャ７２０、レンズ７３０などの光学素子とは反対側に配置される。また、半導体素子７５０と、パッケージ基板７７０とは、錫、銀などを含むバンプ電極７６０などを用いて電気的に接続される。また、半導体素子７５０と、パッケージ基板７７０との間には、さらに配線基板が設けられてもよい。

固体撮像素子７００において、被写体が発した光１９０は、最初にアパーチャ７２０およびレンズ７３０を通る。続いて、光１９０は配線基板１００のうち図３に記載の基板１１０の第１領域１１１を透過し、半導体素子７５０の受光部７５０Ａにより受光される。なお、配線基板１００のうち基板１１０の第２領域１１３に配置された配線や有機絶縁層は、後述する遮光層１７０および遮光層２７０により遮光されている。受光部７５０Ａにおいて受光された光は、その明暗に応じた電荷量に変換され、電気信号に変換される。この電気信号を取得することによって出力画像を得ることができる。固体撮像素子７００には、ＣＣＤイメージセンサ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサがあり、製造工程、消費電力および機能に合わせて適宜選択することができる。なお、カラーフィルタ７３５は、適宜省略されてもよい。

（１−２．配線基板１００の構成）
次に、固体撮像素子７００で用いられる配線基板１００の詳細について説明する。図２に配線基板１００の上面図を示す。図３に配線基板１００のＡ１−Ａ２間の断面図を示す。図２および図３に示すように、基板１１０は、第１面１１０−１および第１面１１０−１に対向する第２面１１０−２を有する。配線基板１００は、第１面１１０−１側に基板１１０、貫通電極１２０、有機絶縁層１３０、配線層１４０、有機絶縁層１５０、遮光層１７０およびバンプ電極１８０を含む。なお、バンプ電極１８０は、図１に示すバンプ電極７４１と同じであってもよい。また、配線基板１００は、第２面１１０−２側に有機絶縁層２３０、配線層２４０、有機絶縁層２５０、遮光層２７０、バンプ電極１８０およびバンプ電極２８０を含む。なお、バンプ電極２８０は、図１に示すバンプ電極７４３と同じであってもよい。

基板１１０は、第１面１１０−１および第１面１１０−１に対向する第２面１１０−２を有する。基板１１０は、光を透過する材料が用いられる。例えば、基板１１０には、ソーダガラス基板、無アルカリガラス基板、石英ガラス基板などの無機材料を含む基板、またはアクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの有機樹脂材料を含む基板が用いられる。例えば、石英ガラス基板の透過率は、可視光に対して９０％を有するように構成される。また、基板１１０には、第１面１１０−１から第２面１１０−２まで貫通する貫通孔１１５が設けられる。上面から見たときの貫通孔１１５は円形状を有してもよい。また、貫通孔１１５の幅は、１０μｍ以上１００μｍ未満の範囲で適宜設定すればよい。

貫通電極１２０は、貫通孔１１５、第１面１１０−１の一部および第２面１１０−２の一部に配置される。貫通電極１２０には、低抵抗の材料が用いられる。例えば、貫通電極１２０には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）または錫（Ｓｎ）を含む材料が用いられてもよい。

有機絶縁層１３０は、基板１１０の第１面１１０−１および貫通電極１２０上に設けられる。有機絶縁層１３０には、有機絶縁材料が用いられる。また、有機絶縁層１３０には、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）などの有機絶縁材料が用いられてもよい。有機絶縁層２３０は、基板１１０の第２面１１０−１および貫通電極１２０上に設けられる。有機絶縁層２３０には、有機絶縁層１３０と同様の材料が用いられてもよい。

配線層１４０は、有機絶縁層１３０の上面および貫通電極１２０上に設けられる。また、配線層１４０は、貫通電極１２０と電気的に接続される。配線層１４０には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）またはニッケル（Ｎｉ）が用いられてもよい。配線層２４０は、有機絶縁層２３０の上面および貫通電極１２０上に設けられる。また、配線層２４０は、貫通電極１２０と電気的に接続される。配線層２４０は、配線層１４０と同様の材料が用いられてもよい。

有機絶縁層１５０は、有機絶縁層１３０および配線層１４０上に配置される。有機絶縁層１５０には有機絶縁層１３０と同様の材料が用いられる。ここで、有機絶縁層１３０および有機絶縁層１５０のうち少なくともいずれか含む有機絶縁層を第１有機絶縁層とし、配線層１４０を含む配線層を第１配線層とする。配線構造体１６０（第１配線構造体）は、第１有機絶縁層および第１配線層を含む。

有機絶縁層２５０は、有機絶縁層２３０および配線層２４０上に配置される。なお、有機絶縁層２３０および有機絶縁層２５０の少なくともいずれかを含む有機絶縁層を第２有機絶縁層とし、配線層２４０を含む配線層を第２配線層とする。配線構造体２６０（第２配線構造体）は、第２有機絶縁層および第２配線層を含む。

遮光層１７０（第１遮光層）は、配線構造体１６０を覆うように配置される。このとき、遮光層１７０は、配線構造体１６０の上面１６０Ａの少なくとも一部および、配線構造体１６０の第１領域１１１側の端部１６０Ｂの少なくとも一部を覆う。図２および３においては、バンプ電極１８０の開口部１７５を除いて、配線構造体１６０の上面１６０Ａ、第１領域１１１側の端部１６０Ｂおよび外縁側の端部１６０Ｃがすべて遮光層１７０に覆われている。遮光層１７０の端部１７０Ｂは、配線構造体１６０の第１領域１１１側の端部１６０Ｂよりも内側（第１領域１１１側）に設けられる。

遮光層２７０（第２遮光層）は、配線構造体２６０を覆うように配置される。このとき、遮光層２７０は、配線構造体２６０の上面２６０Ａの少なくとも一部および配線構造体２６０の第１領域１１１側の端部２６０Ｂの少なくとも一部を覆う。図２および３においては、バンプ電極２８０の開口部２７５を除いて、配線構造体１６０の上面２６０Ａ、第１領域１１１側の端部２６０Ｂおよび外縁側の端部２６０Ｃがすべて遮光層２７０に覆われている。遮光層２７０には、遮光層１７０と同様の材料が用いられる。遮光層２７０の端部２７０Ｂは、配線構造体２６０の端部２６０Ｂよりも第１領域１１１側に設けられる。

なお、遮光層１７０および遮光層２７０は、光を反射する材料を含んでもよい。光を反射する材料は、光を吸収する材料に比べて配線構造体１６０に光吸収による熱の発生が少ない。例えば、遮光層１７０および遮光層２７０には、銅、クロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、シリコンおよび窒化チタン（ＴｉＮ）の少なくともいずれかが用いられる。または、遮光層１７０および遮光層２７０は、光を吸収する材料を含んでもよい。光を吸収する材料は、散乱光の発生を防止する。遮光層１７０および遮光層２７０には、カーボンブラックまたはカーボンナノチューブが用いられる。例えば、遮光層１７０および遮光層２７０の透過率および光学濃度（ＯＤ）は、１％以下（ＯＤ値＝２）、より好ましくは０．１％以下（ＯＤ値＝３）である。遮光層１７０および遮光層２７０として酸化クロム膜が用いられた場合、可視光及び紫外領域の光に対して遮光性を有する。また、屈折率の異なる膜を複数形成し膜内部にて反射／減衰させてもよい。その場合は、ＩＴＯ／ＺｎＯ／ＳｉＯ／ＳｉＮ／アクリル等の無機／有機透明膜を使用してもよい。

バンプ電極１８０は、配線層１４０および遮光層１７０上に設けられる。このとき、遮光層１７０および有機絶縁層１５０は、開口部１７５を有する。バンプ電極１８０は、開口部１７５に、配線層１４０と電気的に接続されるように配置される。バンプ電極１８０には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）またはニッケル（Ｎｉ）が用いられてもよい。バンプ電極２８０は、配線層２４０および遮光層２７０上に設けられる。このとき、遮光層２７０および有機絶縁層２５０は、開口部２７５を有する。バンプ電極２８０には、バンプ電極１８０と同様の材料が用いられてもよい。

ここで、配線基板１００における光の通過する経路について図４を用いて説明する。光１９０は、基板１１０を透過する波長（第１波長とする）の光を含む。例えば、光１９０には、紫外領域、可視光領域または赤外領域の波長を有する光が含まれる。光１９０が基板１１０の第１面１１０−１側から入射された場合、基板１１０の第１領域１１１を透過して、第２面１１０−２側に出射される。なお、第１領域１１１は、第２領域１１３に囲まれた領域であってもよい。一方、第１領域１１１に隣り合って配置された第２領域１１３は、遮光層１７０および遮光層２７０により覆われている。このとき、例えば光１９１のように、光１９０のうち、回折光、散乱光などの所定の照射方向からずれた光から有機絶縁層１３０、配線層１４０、有機絶縁層１５０、有機絶縁層２３０、配線層２４０および有機絶縁層２５０は保護される。したがって、有機絶縁層１３０、配線層１４０、有機絶縁層１５０、有機絶縁層２３０、配線層２４０および有機絶縁層２５０は光による劣化が低減され、配線基板１００の性能を安定させることができる。なお、この場合の配線基板１００の性能としては、有機絶縁層の絶縁耐性や配線の導電性があげられる。

（１−３．配線基板１００の製造方法）
次に、図２および図３に示した配線基板１００の製造方法を図５乃至図１３を用いて説明する。

図５に示すように、第１面１１０−１および第１面１１０−１に対向する第２面１１０−２を有する基板１１０を用いる。例えば、基板１１０には、石英ガラスが用いられる。なお、以下の説明では、基板１１０に石英ガラスが用いられた場合として説明する。

次に、図６に示すように、基板１１０に貫通孔１１５を形成する。貫通孔１１５は、例えば、基板１１０に対してレーザー照射法（レーザーアブレーション法と呼ぶことができる）を用いることにより形成される。レーザーには、エキシマレーザー、ネオジウム：ヤグレーザー（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザー、フェムト秒レーザー等が用いられる。エキシマレーザーを用いる場合、紫外領域の光が照射される。例えば、エキシマレーザーにおいて塩化キセノンを用いる場合、波長が３０８ｎｍの光が照射される。なお、レーザーによる照射径は、１０μｍ以上１００μｍ未満としてもよい。貫通孔１１５の孔径は、１０μｍ以上１００μｍ未満の範囲で適宜設定してもよい。

なお、貫通孔１１５の形成は、レーザー照射法に限定されず、反応性イオンエッチング法、深堀り反応性イオンエッチング法などのドライエッチング法や、ウェットエッチング法を用いてもよいし、レーザー照射法とウェットエッチング法を組み合わせて用いてもよい。例えば、ガラス基板をウェットエッチングする場合、フッ酸水溶液が用いられる。

次に、図７に示すように、貫通孔１１５に対して、貫通電極１２０を形成する。貫通電極１２０には、銅（Ｃｕ）の他、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）などが含まれる。貫通電極１２０は、電解めっき法または無電解めっき法により形成されてもよい。例えば、電解めっき法により貫通電極１２０を形成する場合、スパッタリング法により銅（Ｃｕ）の薄膜を形成する。次に、銅（Ｃｕ）薄膜をシード層として、電解めっき法により銅（Ｃｕ）膜を形成する。なお、貫通電極１２０は、充填されずに貫通孔１１５の側壁部にのみ形成されてもよい。図７に示すように、第１面１１０−１および第２面１１０−２に形成された銅（Ｃｕ）薄膜をパターニングし、ランドと一体となった貫通電極１２０が形成される。また、貫通電極１２０は、化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法により、適宜平坦化処理されてもよい。

次に、図８に示すように、基板１１０の第１面１１０−１および貫通電極１２０上に有機絶縁層１３０を形成する。有機絶縁層１３０は、印刷法、塗布法、またはディッピング法を用いて形成される。有機絶縁層１３０には、ポリイミド、アクリル、エポキシ、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）などの有機樹脂を用いてもよい。有機絶縁層１３０は、フォトリソグラフィなどにより、適宜加工されてもよい。

次に、図９に示すように、有機絶縁層１３０に対して貫通電極１２０上に貫通孔を形成し、上記貫通孔および有機絶縁層１３０上に配線層１４０を形成する。貫通孔は、レーザー照射による孔開け、またはフォトリソグラフィにより形成される。配線層１４０は、貫通電極１２０と接するように形成される。配線層１４０は、電解めっき法、無電解めっき法、スパッタリング法または化学気相成長（ＣＶＤ）法により形成される。配線層１４０は、形成後適宜フォトリソグラフィなどにより、加工されてもよい。

次に、図１０に示すように、有機絶縁層１３０および配線層１４０上に有機絶縁層１５０を形成する。有機絶縁層１５０は、有機絶縁層１３０と同様に形成される。なお、有機絶縁層１５０が形成されることにより、有機絶縁層１３０および有機絶縁層１５０の少なくともいずれかを含む第１有機絶縁層と、配線層１４０を含む第１配線層と、を含む配線構造体１６０が形成される。

次に、図１１に示すように、配線構造体１６０および基板１１０の第１面１１０−１上に遮光層１７０を形成する。遮光層１７０は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ）法または蒸着法により形成される。遮光層１７０には、例えばスパッタリング法により形成された酸化クロムが用いられる。なお、遮光層１７０を形成する前に有機絶縁層１５０の表面に表面処理を行ってもよい。例えば、有機絶縁層１３０および有機絶縁層１５０のうち遮光層１７０が形成される部分にプラズマ処理を行ってもよい。この処理により、遮光層１７０の配線構造体１６０に対する密着性を向上させることができる。

次に、図１２に示すように、基板１１０の第１領域１１１に光が透過できるように、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いて遮光層１７０のうち第１領域に相当する部分が除去される。このとき、遮光層１７０の端部が、配線構造体１６０の第１領域１１１側の端部１６０Ｂよりも内側（第１領域１１１側）に端部１７０Ｂを有するように形成される。同様に、バンプ電極１８０を形成するために、遮光層１７０および有機絶縁層１５０には開口部１７５が形成される。

次に、図１３に示すように、開口部１７５にバンプ電極１８０を形成する。バンプ電極１８０は、めっき法または、はんだ法により形成される。例えば、バンプ電極１８０には、無電解めっき法を用いてニッケル、パラジウムおよび金を含むバンプ電極が形成される。

上述した工程を第２面１１０−２側にも適用することにより、有機絶縁層２３０、配線層２４０および有機絶縁層２５０を含む配線構造体２６０、遮光層２７０、およびバンプ電極２８０が形成される。以上により、配線基板１００が製造される。

なお、上記構造において、遮光層１７０がクロムまたは窒化チタン等の導電体を含む場合がある。図１４に配線基板１００ａの上面図を示す。図１５に配線基板１００ａのＡ１−Ａ２間の断面図を示す。この場合、図１４および図１５に示すように、遮光層１７０はバンプ電極１８０とショートなどの不良を防止するため、離間することが望ましい。

＜第２実施形態＞
次に、構造の異なる配線基板について説明する。なお、第１実施形態において示した構造、材料および方法については、その説明を援用する。

図１６に配線基板１００ｂの断面図を示す。図１７に配線基板１００ｂのＢ１−Ｂ２間の断面図を示す。図１６および図１７に示すように、配線基板１００ｂは、配線基板１００と異なり、有機絶縁層１３０および有機絶縁層１５０の側面は、矩形状ではなく、順テーパー形状を有してもよい。なお、順テーパー形状とは、例えば有機絶縁層１３０の下面および有機絶縁層１３０の側面がなす角（１３０ｔとする、有機絶縁層１５０の場合は、１５０ｔとする）が９０度よりも小さいことをいう。同様にして、有機絶縁層２３０および有機絶縁層２５０の側面も、順テーパー形状を有してもよい。

配線基板１００ｂは、上記構造を有することにより、配線基板１００に比べて遮光層１７０の膜厚を均一にすることができる。つまり、配線構造体１６０における側面および端部に設けられる遮光層１７０の膜厚と上面に設けられる遮光層１７０の膜厚を同程度にすることができる。これにより、配線基板１００ｂは、配線構造体１６０および配線構造体２６０の上面、側面、端部において、均一に遮光性を有し、有機絶縁層１３０、配線層１４０、有機絶縁層１５０、有機絶縁層２３０、配線層２４０および有機絶縁層１５０の劣化を抑制することができる。

＜第３実施形態＞
次に、構造の異なる配線基板について説明する。なお、第１および第２実施形態において示した構造、材料および方法については、その説明を援用する。

図１８に配線基板１００ｃの上面図および図１９に配線基板１００ｃのＣ１−Ｃ２間の断面図を示す。図１８および図１９に示すように、配線基板１００ｃは、基板１１０、貫通電極１２０、有機絶縁層１３０、配線層１４０、有機絶縁層１５０および遮光層１７０および遮光層２７０に加えて、遮光層１７２および遮光層２７２を含む。この例では、遮光層１７０を形成後に、遮光層１７２が設けられているが、遮光層１７０および遮光層１７２が連続して形成されてもよい。また、さらに多くの遮光層が設けられてもよい。

遮光層１７２は、遮光層１７０の上面の少なくとも一部および遮光層１７０の第１領域１１１側の端部の少なくとも一部を覆ってもよい。遮光層１７２には、遮光層１７０と同様の材料が用いられてもよいし、異なる材料を用いてもよい。例えば、図１８および図１９に示す配線基板１００ｃでは、遮光層１７２は、遮光層１７０の上面１７０Ａおよび第１領域１１１側の端部１７０Ｂの全域を覆っている。遮光層１７２の第１領域１１１側の端部１７２Ｂは、遮光層１７０の第１領域側の端部１７０Ｂよりも内側（第１領域１１１側）に設けられる。同様に、遮光層２７２は、遮光層２７０の上面の少なくとも一部および遮光層２７０の第１領域１１１側の端部の少なくとも一部を覆ってもよい。遮光層２７２には、遮光層１７０と同様の材料が用いられてもよいし、異なる材料を用いてもよい。

図２０に配線基板１００ｄの上面図および図２１に配線基板１００ｄのＤ１−Ｄ２間の断面図を示す。配線基板１００ｄの場合、遮光層１７２は、遮光層１７０の上面１７０Ａの一部および第１領域１１１側の端部１７０Ｂを覆っている。同様にして、遮光層２７２は、遮光層２７０の上面２７０Ａの一部および第１領域１１１側の端部１７０Ｂを覆っている。

配線基板１００ｃおよび配線基板１００ｄは、上記構造を有することにより、配線基板１００に比べて特に配線構造体１６０の第１領域１１１側の端部１６０Ｂおよび配線構造体２６０の第１領域１１１側の端部２６０Ｂにおける遮光層の膜厚を高めることができ、さらに遮光性が高まる。これにより、有機絶縁層１３０、配線層１４０および有機絶縁層１５０の劣化を抑制することができる。また、配線基板１００ｄのように、遮光層１７２および遮光層２７２が部分的に設けられることにより、例えば遮光層１７０および遮光層２７０が光を反射する導電体を含み、遮光層１７２および遮光層２７２が光を吸収または低反射する材料である場合、遮光層１７２および遮光層２７２が光を吸収した時の熱を遮光層１７０および遮光層２７０が拡散させることができる。

＜第４実施形態＞
次に、配線基板１００において、基板１１０内にも遮光部が追加された配線基板について説明する。なお、第１乃至第３実施形態において示した構造、材料および方法については、その説明を援用する。

図２２に配線基板１００ｅの上面図および図２３に配線基板１００ｅのＥ１−Ｅ２間の断面図を示す。図２２および図２３に示すように、配線基板１００ｅは、基板１１０、貫通電極１２０、有機絶縁層１３０、配線層１４０、有機絶縁層１５０および遮光層１７０に加えて、遮光部２００を含む。

有機絶縁層１３０は、基板１１０の第１面１１０−１および貫通電極１２０上に設けられる。配線層１４０は、有機絶縁層１３０の上面および貫通電極１２０上に設けられる。有機絶縁層１５０は、有機絶縁層１３０および配線層１４０上に配置される。遮光層１７０は、配線構造体１６０を覆うように配置される。

遮光部２００は、基板１１０に貫通して配置される。遮光部２００は、遮光層の第１領域１１１側の端部１７０Ｂと、貫通電極１２０との間に配置される。また、遮光部２００は、遮光層の第２領域１１１側の端部２７０Ｂと、貫通電極１２０との間に配置される。なお、遮光部２００は、遮光層１７０と同様の材料が用いられてもよいし、貫通電極１２０と同様の材料が用いられてもよい。遮光部２００は、図２２に示すように、上面から見た場合、第１領域１１１に対して、円柱状の遮光部２００がいわゆる千鳥配置されてもよいし、図２４に示すように平面方向（縦方向または横方向）に沿って配置されてもよい。

配線基板１００ｅおよび配線基板１００ｆは、上記構造を有することにより、光１９０が基板１１０を透過するときに回折光又は反射光が発生した場合、回折光又は反射光は遮光層１７０および遮光部２００により遮光される。これにより、配線基板１００ｅおよび配線基板１００ｆは、有機絶縁層１３０、配線層１４０、有機絶縁層１５０、有機絶縁層２３０、配線層２４０および有機絶縁層２５０の光による劣化をさらに抑制することができる。

＜第５実施形態＞
次に、構造の異なる配線基板について説明する。なお、第１乃至第４実施形態において示した構造、材料および方法については、その説明を援用する。

図２５に配線基板１１００の上面図を示す。図２５に示すように、配線基板１１００には、第２領域１１１３に囲まれた複数の第１領域１１１１（第１領域１１１１−１、第１領域１１１１−２）が設けられる。上記構造において、第１領域１１１１−１と第１領域１１１１−２に同じ波長の光を透過させてもよいし、異なる波長の光を透過させてもよい。

＜第６実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態において説明した配線基板１００および半導体素子７５０を含んだ固体撮像素子７００を電気機器に適用した例について説明する。

図２６は、電気機器を説明する図である。配線基板１００を含んだ固体撮像素子７００は、例えば、携帯端末（携帯電話、スマートフォンおよびノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器等）、情報処理装置（デスクトップ型パーソナルコンピュータ、サーバ、カーナビゲーション等）、家庭用電気機器（電子レンジ、エアコン、洗濯機、冷蔵庫）、自動車等、様々な電気機器に搭載される。図２６（Ａ）はスマートフォン４０００である。図２６（Ｂ）は携帯用ゲーム機５０００である。図２６（Ｃ）は、ノート型パーソナルコンピュータ６０００である。

これらの電気機器において、配線基板１００および半導体素子７５０を含んだ固体撮像素子７００は、光信号を電気信号に変換することにより、画像を撮影することができる。

（変形例）
遮光層および、遮光層が上に形成される有機絶縁層は、凹凸形状を有していてもよい。図２７、図２８および図２９に有機絶縁層１５０および遮光層１７０の断面図を示す。図２７に示すように、有機絶縁層１５０の表面に複数の凹凸を設けてもよい。例えば、有機絶縁層１５０のうち遮光層１７０が形成される部分にエッチング処理を行い粗面化することにより凹凸を形成してもよい。この処理により、遮光層１７０と有機絶縁層１５０との密着性を向上させることができる。また、有機絶縁層の凹凸に追従するように遮光層が凹凸をもつため、遮光層１７０および遮光層２７０の表面での光の反射を低減することができる。なお、有機絶縁層１３０、有機絶縁層２３０および有機絶縁層２５０にも同様に複数の凹凸が設けられてもよい。

また、遮光層１７０の上面１７０Ａには図２８に示すように上面に向かうにつれて先細りとなる、例えば、針状の形状を有する凸部が設けられてもよい。例えば、遮光層１７０および遮光層２７０の表面に針状の形状を有する凸部が設けられることで、遮光層１７０および遮光層２７０の表面での光の反射を低減することができる。遮光層２７０も同様の凸部を有してもよい。

本開示の実施形態に係る配線構造体１６０、１７０の層構成、積層順序について、上記はあくまで例示であり、例えば、配線層の数は２以上であってもよい。また、基板１１０上に配線層、有機絶縁層の順に配置されていてもよい。このように、有機絶縁層数および配線層数、これらの積層順序は適宜設定される。

１００・・・配線基板、１１０・・・基板、１１０−１・・・第１面、１１０−２・・・第２面、１１５・・・貫通孔、１２０・・・貫通電極、１３０・・・有機絶縁層、１４０・・・配線層、１５０・・・有機絶縁層、１６０・・・配線構造体、１７０・・・遮光層、１７２・・・遮光層、１８０・・・バンプ電極、１９０・・・光、２００・・・遮光部、２３０・・・有機絶縁層、２４０・・・配線層、２５０・・・有機絶縁層、２６０・・・配線構造体、２７０・・・遮光層、２８０・・・バンプ電極、７００・・・固体撮像素子、７１０・・・筐体、７２０・・・アパーチャ、７３０・・・レンズ、７３５・・・カラーフィルタ、７４１・・・バンプ電極、７４３・・・バンプ電極、７４５・・・制御回路、７５０・・・半導体素子、７５０Ａ・・・受光部、７６０・・・バンプ電極、７７０・・・パッケージ基板、４０００・・・スマートフォン、５０００・・・携帯用ゲーム機、６０００・・・ノート型パーソナルコンピュータ

Claims (13)

1. 第１面および当該第１面に対向する第２面を含み、第１波長の光を透過する第１領域および前記第１領域に隣り合って配置された第２領域を含む基板と、
   前記基板の前記第１面と前記第２面との間を貫通し、前記第２領域に配置された貫通電極と、
   前記基板の前記第２領域に配置され、前記貫通電極と電気的に接続された第１配線層と、第１有機絶縁層と、を含む第１配線構造体と、
   前記第１配線構造体の上面の少なくとも一部および前記第１配線構造体の前記第１領域側に位置する端部の少なくとも一部を覆うように配置され、前記第１波長の光を遮光する第１遮光層と、
   を含む、配線基板。
2. 前記第１領域は、前記第２領域に囲まれた領域である、
   請求項１に記載の配線基板。
3. 前記第１有機絶縁層の前記第１領域側の側面は、順テーパー形状又は逆テーパー形状を有する、
   請求項１に記載の配線基板。
4. 前記第１遮光層は開口部を有し、
   前記開口部には、前記第１配線層と電気的に接続されるバンプ電極が配置される、
   請求項１に記載の配線基板。
5. 前記第１遮光層は、導電体を含み、前記バンプ電極と離間する、
   請求項４に記載の配線基板。
6. 前記第１遮光層は、光を吸収する材料を含む、
   請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の配線基板。
7. 前記第１遮光層は、光を反射する材料を含む、
   請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の配線基板。
8. 前記第１遮光層は、酸化クロム、窒化クロム、窒化チタンおよびカーボンブラックのうち少なくともいずれか一を有する、
   請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の配線基板。
9. 前記第１遮光層の上面の少なくとも一部および前記第１遮光層の前記第１領域側の端部の少なくとも一部を覆うように配置された第２遮光層を含む、
   請求項１に記載の配線基板。
10. 前記基板のうち前記第２面の前記第２領域に、前記貫通電極と電気的に接続された第２配線層と、第２有機絶縁層と、を含む第２配線構造体と、
    前記第２配線構造体の上面の少なくとも一部および前記第２配線構造体の前記第１領域側の端部の少なくとも一部を覆うように配置され、前記第１波長の光を遮光する第２遮光層と、を含む、
    請求項１に記載の配線基板。
11. 前記基板は、複数の前記第１領域を有する、
    請求項２に記載の配線基板。
12. 前記基板に厚さ方向に沿って配置され、前記第１遮光層の第１領域側の端部と、前記貫通電極との間に設けられた遮光部をさらに含む、
    請求項１に記載の配線基板。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の配線基板と、
    前記基板の前記第１面側に配置され、前記第１領域と対向する位置に配置された光学素子と、
    前記配線基板と電気的に接続され、前記配線基板に対して、前記光学素子とは反対側に配置され、前記光学素子および前記第１領域を通過した光が照射される受光部を有する半導体素子と、
    を含む、固体撮像素子。

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