JP2018207036A - 部品形成基板、部品、および部品形成基板の製造方法 - Google Patents
部品形成基板、部品、および部品形成基板の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018207036A JP2018207036A JP2017113399A JP2017113399A JP2018207036A JP 2018207036 A JP2018207036 A JP 2018207036A JP 2017113399 A JP2017113399 A JP 2017113399A JP 2017113399 A JP2017113399 A JP 2017113399A JP 2018207036 A JP2018207036 A JP 2018207036A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- insulating layer
- component
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
【課題】配線層上部に信頼性が高く良品率の高いキャパシタを形成した部品形成基板を提供する。
【解決手段】基板と、エッチング液でエッチングが可能なシード層を介して基板上に配置された1層以上の配線層と、配線層と厚みが同等である第1絶縁層と、配線層と誘電体層、上部電極によって構成されるキャパシタと、誘電体層、上部電極を包含する第2絶縁層と、層厚が第1絶縁層と第2絶縁層の合計と等しく、基板の第1絶縁層と第2絶縁層とは対面側に形成されている第3絶縁層と、から構成される部品形成基板。絶縁層と配線層を研磨することにより、キャパシタ電極面を平滑化する。
【選択図】図1
【解決手段】基板と、エッチング液でエッチングが可能なシード層を介して基板上に配置された1層以上の配線層と、配線層と厚みが同等である第1絶縁層と、配線層と誘電体層、上部電極によって構成されるキャパシタと、誘電体層、上部電極を包含する第2絶縁層と、層厚が第1絶縁層と第2絶縁層の合計と等しく、基板の第1絶縁層と第2絶縁層とは対面側に形成されている第3絶縁層と、から構成される部品形成基板。絶縁層と配線層を研磨することにより、キャパシタ電極面を平滑化する。
【選択図】図1
Description
本発明は、基板上に部品を形成した部品形成基板及びその製造方法に関する技術である。
移動体通信(セルラー)では、LTE(Long Term Evolution、ロング・ターム・エボリューション)やキャリアアグリゲーションなど技術革新によりダイプレクサなどの受動部品の搭載個数の増加および高精度化要求が強まっている。
受動部品は従来、セラミックス材料を用いて印刷による配線形成法を用いて製造されてきた。しかし、近年のスマートフォンに代表される急速な電子機器の発展により、部品の高周波対応が求められる。しかしながら、従来のセラミックス基板では表面の平滑性、基板の電気特性により、高周波対応、小型化が難しいという課題があった。
そこで、近年パッケージ基板の配線形成プロセスを利用した受動部品の開発に大きな注目が集まっている。パッケージ用基板は平滑性が高く、電極の平滑化が可能なことから高性能なキャパシタ形成が可能である。また、また内部に微細な貫通穴をあけ導電性物質を充填させる貫通電極が形成できる。この貫通電極は、基板の表裏面の配線を最短距離で接続し、信号伝送速度の高速化など優れた電気特性を実現させる。表裏の配線を貫通電極で接合し、基板を芯としたインダクタを形成することで、小型で高性能化することが期待される。
また、従来の部品では、基板に個別の部品を実装しているため、部品間の距離が長くなり、高周波での特性が低下する問題があったが、パッケージ基板の配線形成プロセスでキャパシタ、インダクタなどを形成することにより、部品間距離を狭めることができ、部品間の抵抗減少による高性能化が期待される。
上記のような配線形成プロセスに用いられるセミアディティブ法による微細配線形成では高性能小型部品を形成することが出来るが、エッチングにより配線表面が粗化されるため、キャパシタの良品率が低いことが課題であった。
一般的に、セミアディティブプロセスは絶縁層上に導電性の薄膜(シード層)を形成した後、パターンめっきにより配線形成を行い、エッチングを行うことで不要なシード層を除去する工法である。最後のシード層除去工程では配線層もエッチングを受けるため、表面が粗化されてしまう。特に、配線形成プロセスでキャパシタを形成するには配線層を下部電極として形成し、誘電体層、上部電極を形成するが、下部電極表面が粗化されている場合、誘電体層の膜厚バラつきによる特性バラつき、電界集中による絶縁破壊など、悪影響がある。
更に、エッチングでは配線の基板付近のエッチング量が大きくなるため、上部電極形成に必要なシード層形成が困難となり、上部電極が形成されない問題がある。半導体チップ
などのシリコン基板では基板に配線用の溝を形成し、めっきによる配線形成後、研磨することにより、キャパシタ下電極面を平滑にしているが、ガラス基板においては微細な溝を形成することが困難であり、適用できない。
などのシリコン基板では基板に配線用の溝を形成し、めっきによる配線形成後、研磨することにより、キャパシタ下電極面を平滑にしているが、ガラス基板においては微細な溝を形成することが困難であり、適用できない。
本発明の目的は、キャパシタ形成工程の安定化及びキャパシタの良品率を高めることで、部品形成基板の歩留まりを向上させる手段を提供することである。
本発明は、上記の課題を解決するためのものであり、請求項1に係る発明は、部品形成基板であって、基板と、エッチング液でエッチングが可能なシード層を介して基板上に配置された1層以上の配線層と、前記配線層と厚みが同等である第1絶縁層と、前記配線層と誘電体層、上部電極によって構成されるキャパシタと、前記誘電体層、前記上部電極を包含する第2絶縁層と、層厚が前記第1絶縁層と第2絶縁層の合計と等しく、前記基板の前記第1絶縁層と第2絶縁層とは対面側に形成されている第3絶縁層と、から構成されることを特徴とする部品形成基板である。
請求項2に係る発明は、前記キャパシタが形成される配線層の表面粗さが100nm未満であることを特徴とする請求項1に記載の部品形成基板である。
請求項3に係る発明は、前記基板に貫通孔を形成し、配線層により基板表裏を導通させ、インダクタを形成した請求項1または2に記載の部品形成基板である。
請求項4に係る発明は、前記絶縁体層1と、前記配線層との表面の高さの差が−2μm以上かつ2μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の部品形成基板である。
請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれかに記載された部品形成基板から、部品部分のみを個片化した部品である。
請求項6に係る発明は、部品形成基板の製造方法であって、基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、貫通孔に導電性材料を充填して貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、基板の表面上の導電層を選択的に除去する導電層除去工程と、第1絶縁層を形成する形成工程と、第1絶縁層及び配線層研磨する研磨工程と、誘電体形成、上部電極形成を含むキャパシタ形成工程と、キャパシタおよび第1絶縁層上に第2絶縁層を形成する形成工程とを有することを特徴とする部品形成基板の製造方法である。
キャパシタ下部電極表面及び配線層を研磨することで、配線表面平滑化による導体表面抵抗の低減、キャパシタ有効面積のバラツキの減少、電極突起がなくなることによる絶縁破壊の防止、誘電体層の膜厚バラツキ低下によるキャパシタの高性能化、容量の均一化を行うことで、良品率を向上させることが出来る。また、第1絶縁層と下部電極面の高さが均一になることにより、上部電極形成に必要なシード層が同一平面に成膜可能となり、膜厚バラツキによる上部電極の形成不良を低減できる。これらにより、キャパシタを歩留まりよく形成することが出来、部品形成基板を歩留まりよく作製することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る部品形成基板は、エッチング液でエッチングが可能なシード層を介して基板上に配置されたキャパシタ下部電極と同時に形成する1層以上の配線層と、前記配線層と厚みが同等である第1絶縁層と、前記配線層と誘電体層、上部電極によって構成されるキャパシタと、誘電体層、上部電極を包含する第2絶縁層とを含む部品形成基板である。
また、本実施形態に係る部品形成基板の製造方法は、基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、基基板両面及び貫通孔内側壁に配線層を形成する配線層形成工程と、板の表面上の導電層を選択的に除去する導電層除去工程と、第1絶縁層を形成する形成工程と、第1絶縁層及び配線層研磨する研磨工程と、誘電体形成、上部電極形成を含むキャパシタ形成工程と、キャパシタおよび第1絶縁層上に第2絶縁層を形成する形成工程とを含む部品形成基板の製造方法また、この部品形成基板の製造方法に加え、半導体チップを固定する工程を含んでもよい。
(第1の実施形態)
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る部品形成基板100の構造を示す概略断面図である。第1の実施形態に係る部品形成基板100は、図1に示すように、基板10と、基板10の表面に形成された第1シード層11と、第1シード層11上に形成された第1配線層12と第1絶縁層13と、第3絶縁層19と、誘電体層14と、第2シード層24と、上部電極22と、第2絶縁層15と、導通ビア16と、第2配線層17とを、備える。
基板10としてはガラス基板を使用する。
第1シード層11、第1配線層12、第2配線層17、貫通電極21.上部電極22、第2シード層24、導通ビア16は、銅、銀、金、ニッケル、白金、パラジウム、ルテニウム、錫、錫銀、錫銀銅、錫銅、錫ビスマス錫鉛の少なくとも1つ、またはこれらの化合物の少なくとも1つ、またはこれらの金属粉と樹脂材料との混合物の少なくとも1つから構成すればよい。第3配線層18、貫通電極21についても同様である。
第1絶縁層13、第2絶縁層15、第3絶縁層19は、エポキシ/フェノール、ポリイミド、シクロオレフィン、PBO(ポリベンゾオキサゾール)のいずれか、もしくはこれらの複合材料からなり、線膨張係数が30ppm/K以上40ppm/K以下であるようにすればよい。
貫通孔20は、最大径が15μm以上100μm以下であり、深さが50μm以上700μm以下とすればよい。
図2は、部品形成基板100の形成方法を示すフローチャートである。本実施形態での部品形成基板100の形成は、例えば図3に示すように、基板10に第1シード層11、第1配線層12の形成、基板両面に第1絶縁層13、第3絶縁層19の形成、配線層12及び第1絶縁層13の研磨、誘電体層14、第2シード層24の形成、上部電極22形成、第2絶縁層形成、第2配線層17、導通ビア16の形成の各工程の順に行われる。
変形例として図4に示すように基板10に貫通孔20を形成し、第1配線層形成と同時に、第3配線層18形成、貫通電極21を形成し、基板10の表裏に配線層を形成してもよい。
図5は上記変形例のフローチャートである。図2のフローチャートに貫通孔20形成、第3配線層18、貫通電極21の形成が追加されている。
図6では上記変形例の各工程を示している。
以下各形成の工程について説明する。
(シード層形成の工程)
図3(b)に示すように、基板10表面に導電層である第1シード層11を形成する。第1シード層11の形成方法は、スパッタ、無電解めっきなど適した方法を選択できる。次に、第1シード層11上にレジスト25をフォトリソグラフィで形成する。
図3(b)に示すように、基板10表面に導電層である第1シード層11を形成する。第1シード層11の形成方法は、スパッタ、無電解めっきなど適した方法を選択できる。次に、第1シード層11上にレジスト25をフォトリソグラフィで形成する。
(第1配線層形成の工程)
次に、レジスト25の開口部に導電性材料を充填して第1配線層12を形成する(図3(c))。充填方法は、めっきやスパッタなどを用いる。次にレジスト25を剥離し、エッチャントにより第1シード層11及び第1配線層12をエッチングする。図3(d)はエッチング後の断面図を示す。
次に、レジスト25の開口部に導電性材料を充填して第1配線層12を形成する(図3(c))。充填方法は、めっきやスパッタなどを用いる。次にレジスト25を剥離し、エッチャントにより第1シード層11及び第1配線層12をエッチングする。図3(d)はエッチング後の断面図を示す。
(絶縁層形成工程)
次に、基板の両面に絶縁樹脂層を形成する。絶縁層はポリイミドやエポキシ樹脂など、多層基板形成で一般的に用いられているものでよい。表裏の絶縁層厚は同等であることが望ましい。図3(e)に絶縁層形成後の略基板の断面図を示す。
次に、基板の両面に絶縁樹脂層を形成する。絶縁層はポリイミドやエポキシ樹脂など、多層基板形成で一般的に用いられているものでよい。表裏の絶縁層厚は同等であることが望ましい。図3(e)に絶縁層形成後の略基板の断面図を示す。
(研磨の工程)
次に、図3(f)に示すように、第1絶縁層13を研磨により部分的に除去し、第1配線層12を露出させる。この工程により第1絶縁層13の厚みと第1配線層12の厚みを同じくする。厚みの差が−2μm以上かつ2μm以下であれば好ましい。この工程により、図3(g)に示す誘電体層14及び第2シード層24の第1配線層12上での厚みバラつき減少、図3(h)に示す上部電極22を安定的に形成することにより、キャパシタ構造の歩留まりと特性を向上させることが出来る。研磨方法はバフ研磨などの物理的な研磨、CMP(chemical mechanical polishing)などの化学的な研磨が考えられ、第1絶縁層13と第1配線層12の材料に適した方法を選択する。ここでは光学3次元表面検査装置にて研磨した配線層の最大最小高さを測定し、測定値が歩留まり率が安定する100nm未満であることが必要である。
次に、図3(f)に示すように、第1絶縁層13を研磨により部分的に除去し、第1配線層12を露出させる。この工程により第1絶縁層13の厚みと第1配線層12の厚みを同じくする。厚みの差が−2μm以上かつ2μm以下であれば好ましい。この工程により、図3(g)に示す誘電体層14及び第2シード層24の第1配線層12上での厚みバラつき減少、図3(h)に示す上部電極22を安定的に形成することにより、キャパシタ構造の歩留まりと特性を向上させることが出来る。研磨方法はバフ研磨などの物理的な研磨、CMP(chemical mechanical polishing)などの化学的な研磨が考えられ、第1絶縁層13と第1配線層12の材料に適した方法を選択する。ここでは光学3次元表面検査装置にて研磨した配線層の最大最小高さを測定し、測定値が歩留まり率が安定する100nm未満であることが必要である。
(誘電体層、シード層形成工程)
次に、キャパシタの誘電体層14及び上部電極形成用のシード層24を全面に形成する図3(g)。形成方法はスパッタ、CVD(chemical vapor deposition)、ALD(atomic layer depositio)、無電解めっきなど、材料に適した方法を選択できる。
次に、キャパシタの誘電体層14及び上部電極形成用のシード層24を全面に形成する図3(g)。形成方法はスパッタ、CVD(chemical vapor deposition)、ALD(atomic layer depositio)、無電解めっきなど、材料に適した方法を選択できる。
(上部電極形成工程)
次に、上記シード層24にレジスト(不図示)をフォトリソグラフィで形成し、レジストの開口部に導電性材料を充填、レジスト剥離、エッチングを経て上部電極22を形成する。充填方法は、めっきやスパッタなどを用いる。次にレジストを剥離し、エッチャントにより第2シード層24、上部電極22及び誘電体層14をエッチングする。図3(g→h)はエッチング後の断面図を示す。エッチングは、シード層24、誘電体層14、一括で行う場合も、エッチャントを替えて、2段階で行う場合のどちらでもよい。またウェットエッチ、ドライエッチどちらを使用してもよい。
次に、上記シード層24にレジスト(不図示)をフォトリソグラフィで形成し、レジストの開口部に導電性材料を充填、レジスト剥離、エッチングを経て上部電極22を形成する。充填方法は、めっきやスパッタなどを用いる。次にレジストを剥離し、エッチャントにより第2シード層24、上部電極22及び誘電体層14をエッチングする。図3(g→h)はエッチング後の断面図を示す。エッチングは、シード層24、誘電体層14、一括で行う場合も、エッチャントを替えて、2段階で行う場合のどちらでもよい。またウェットエッチ、ドライエッチどちらを使用してもよい。
(第2絶縁層形成工程)
次に上部電極22及び第1絶縁層13上に第2絶縁層15を形成する。基板にかかる内部応力を表裏で均一にするために、第2絶縁層の厚みは第1絶縁層13と第3絶縁層19の差分であることが望ましく、材質も同じものが望ましいが、基板の反りなどを確認して変更を行っても良い。図3(i)では形成後の断面図を示している。
次に上部電極22及び第1絶縁層13上に第2絶縁層15を形成する。基板にかかる内部応力を表裏で均一にするために、第2絶縁層の厚みは第1絶縁層13と第3絶縁層19の差分であることが望ましく、材質も同じものが望ましいが、基板の反りなどを確認して変更を行っても良い。図3(i)では形成後の断面図を示している。
(導通ビア、第2配線層形成工程)
次に、第1配線層12及び上部電極22を外部と接続するために、導通ビア16、第2配線層17を形成する。導通ビア16は例えば、直径15μm以上100μm以下、深さが50μm以上700μm以下である。ビア形成は、エキシマレーザー、またはUV−YAGレーザー、CO2レーザーなどを使用して開口する(図3(j))。
次に、第1配線層12及び上部電極22を外部と接続するために、導通ビア16、第2配線層17を形成する。導通ビア16は例えば、直径15μm以上100μm以下、深さが50μm以上700μm以下である。ビア形成は、エキシマレーザー、またはUV−YAGレーザー、CO2レーザーなどを使用して開口する(図3(j))。
次に、無電解めっきなどによりシード層26を形成し(図3(k))、フォトリソグラフィでレジスト27を形成し、レジスト27の開口部に導電性材料を充填し、エッチングを行うことで導通ビア16及び第2配線層17を形成する。図3(m)はエッチング後の断面図を示す。
以上の工程で、図1の部品形成基板100が製造される。
電極と誘電体層で形成されるキャパシタ30では、下電極となる第1配線層12の上部分を研磨することで、エッチングによる粗化部分が除去され、膜厚が均一でピンホールの少ない誘電体層14が形成できる。また、第1配線層12と第1絶縁体層13が研磨により高さの差が非常に小さくなるため、第2シード層24が均一に形成でき、上部電極22が安定的に形成できることで、上記部品形成基板10は、歩留まりの良いキャパシタ30を得ることが出来る。
また、部品形成基板100に半導体チップ50を実装して図7に示すような半導体装置200とすることができる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について図面を参照して説明する。
次に、第2の実施形態について図面を参照して説明する。
図4は、第2の実施形態に係る部品形成基板101の構造を示す概略断面図である。
第2の実施形態に係る部品形成基板101の基本構造は、第1の実施形態に係る部品形成基板に貫通孔20があり、第3絶縁体層19側にも第2配線層18を形成し、貫通孔20を通している貫通電極21によって第1配線層12と電気的に接続されている。配線同様である。
本実施形態での部品形成基板101の形成のフローは、例えば図5に示すように、第1の実施形態に貫通孔形成を加えたものである。工程順としては、基板に貫通孔形成、シード層形成、第1、第3配線層形成、第1、第3絶縁層形成、第1絶縁層、第1配線層の研磨、誘電体層、第2シード層形成、上部電極形成、第2絶縁層形成、導通ビア、第2配線層形成の順に行われる。
次に、図6を参照して、部品形成基板101の形成方法を説明する。図6は部品形成基板101の形成方法の工程を示す概略断面図である。
以下各形成の工程について説明する。
(貫通孔形成の工程)
図6(a)に示すように、基板10へ貫通孔20を形成する。貫通孔20の径は、例えば、15μm以上100μm以下、深さが50μm以上700μm以下である。貫通孔20の形成は、エキシマレーザー、またはUV−YAGレーザー、CO2レーザーなどを使用して開口する。
図6(a)に示すように、基板10へ貫通孔20を形成する。貫通孔20の径は、例えば、15μm以上100μm以下、深さが50μm以上700μm以下である。貫通孔20の形成は、エキシマレーザー、またはUV−YAGレーザー、CO2レーザーなどを使用して開口する。
(シード形成の工程)
次に、図6の(b)に示すように、基板10表面に導電層である第1シード層11を形成する。第1シード層11の形成方法は、スパッタ、無電解めっきなど適した方法を選択できる。次に、第1シード層11上にレジストをフォトリソグラフィで形成する。
次に、図6の(b)に示すように、基板10表面に導電層である第1シード層11を形成する。第1シード層11の形成方法は、スパッタ、無電解めっきなど適した方法を選択できる。次に、第1シード層11上にレジストをフォトリソグラフィで形成する。
(第1配線層12、貫通電極21、第3配線層18形成の工程)
次に、レジストの開口部に導電性材料を充填して第1配線層12、第3配線層18および貫通電極21を形成する。充填方法は、めっきやスパッタなど、基板に適した工法を用いる。次にレジストを剥離し、エッチャントにより第1シード層11及び第1配線層12、第3配線層18をエッチングする。図6(c)はエッチング後の断面図を示す。
次に、レジストの開口部に導電性材料を充填して第1配線層12、第3配線層18および貫通電極21を形成する。充填方法は、めっきやスパッタなど、基板に適した工法を用いる。次にレジストを剥離し、エッチャントにより第1シード層11及び第1配線層12、第3配線層18をエッチングする。図6(c)はエッチング後の断面図を示す。
(絶縁層形成工程)
次に、基板の両面に絶縁樹脂層を形成する。絶縁層はポリイミドやエポキシ樹脂など、多層基板形成で一般的に用いられているものでよい。第3配線層18が形成されている面に形成する第3絶縁層19は最終的に第2絶縁層15と、第1絶縁層13の合計と同じ厚みが望ましい。図6(d)に絶縁層形成後の略基板の断面図を示す。
次に、基板の両面に絶縁樹脂層を形成する。絶縁層はポリイミドやエポキシ樹脂など、多層基板形成で一般的に用いられているものでよい。第3配線層18が形成されている面に形成する第3絶縁層19は最終的に第2絶縁層15と、第1絶縁層13の合計と同じ厚みが望ましい。図6(d)に絶縁層形成後の略基板の断面図を示す。
(研磨の工程)
次に、図6(e)に示すように、第1絶縁層13を研磨により部分的に除去し、第1配線層12を露出させる。この工程により第1絶縁層13の厚みと第1配線層12の厚みを同じくし、かつ上記エッチング工程により粗化された第1配線層12の上部が平滑となる。この工程により、図6(f)に示す誘電体層14及び第2シード層24の第1配線層12上での厚みバラつき減少、図6(g)に示す上部電極22を安定的に形成により、キャパシタ構造の歩留まりと特性を向上させることが出来る。研磨方法はバフ研磨などの物理的な研磨、CMP(chemical mechanical polishing)などの化学的な研磨が考えられ、第1絶縁層13と第1配線層12の材料に適した方法を選択する。ここでは光学3次元表面検査装置にて研磨した配線層の最大最小高さを測定し、歩留まり率が安定する100nm未満であることが好ましい。
次に、図6(e)に示すように、第1絶縁層13を研磨により部分的に除去し、第1配線層12を露出させる。この工程により第1絶縁層13の厚みと第1配線層12の厚みを同じくし、かつ上記エッチング工程により粗化された第1配線層12の上部が平滑となる。この工程により、図6(f)に示す誘電体層14及び第2シード層24の第1配線層12上での厚みバラつき減少、図6(g)に示す上部電極22を安定的に形成により、キャパシタ構造の歩留まりと特性を向上させることが出来る。研磨方法はバフ研磨などの物理的な研磨、CMP(chemical mechanical polishing)などの化学的な研磨が考えられ、第1絶縁層13と第1配線層12の材料に適した方法を選択する。ここでは光学3次元表面検査装置にて研磨した配線層の最大最小高さを測定し、歩留まり率が安定する100nm未満であることが好ましい。
(誘電体層、シード層形成工程)
次に、キャパシタの誘電体層14及び上部電極形成用の第2シード層24を形成する。形成方法はスパッタ、CVD(chemical vapor deposition)、ALD(atomic layer deposition)、無電解めっきなど、材料に適した方法を選択できる。
次に、キャパシタの誘電体層14及び上部電極形成用の第2シード層24を形成する。形成方法はスパッタ、CVD(chemical vapor deposition)、ALD(atomic layer deposition)、無電解めっきなど、材料に適した方法を選択できる。
(上部電極形成工程)
次に、上記シード層24にレジストをフォトリソグラフィで形成し、レジストの開口部に導電性材料を充填、レジスト剥離、エッチングを経て上部電極22を形成する。充填方法は、めっきやスパッタなどを用いる。次にレジストを剥離し、エッチャントにより誘電体層14、第2シード層24及び上部電極22をエッチングする。図6(g)はエッチング後の断面図を示す。
次に、上記シード層24にレジストをフォトリソグラフィで形成し、レジストの開口部に導電性材料を充填、レジスト剥離、エッチングを経て上部電極22を形成する。充填方法は、めっきやスパッタなどを用いる。次にレジストを剥離し、エッチャントにより誘電体層14、第2シード層24及び上部電極22をエッチングする。図6(g)はエッチング後の断面図を示す。
(第2絶縁層形成工程)
次に上部電極22及び第1絶縁層13上に、第2絶縁層15を形成する。第2絶縁層の厚みは第1絶縁層13と第3絶縁層19の差分であることが望ましく、材質も同じものが望ましいが、基板の反りなどを確認して変更を行っても良い。図6の(h)では形成後の断面図を示している。
次に上部電極22及び第1絶縁層13上に、第2絶縁層15を形成する。第2絶縁層の厚みは第1絶縁層13と第3絶縁層19の差分であることが望ましく、材質も同じものが望ましいが、基板の反りなどを確認して変更を行っても良い。図6の(h)では形成後の断面図を示している。
(導通ビア、第2配線層形成工程)
次に、第1配線層12及び上部電極22を外部と接続するために、導通ビア16、第2配線層17を形成する。導通ビア16は例えば、直径15μm以上100μm以下、深さが50μm以上700μm以下である。ビアの形成は、エキシマレーザー、またはUV−YAGレーザー、CO2レーザーなどを使用して開口する。
次に、第1配線層12及び上部電極22を外部と接続するために、導通ビア16、第2配線層17を形成する。導通ビア16は例えば、直径15μm以上100μm以下、深さが50μm以上700μm以下である。ビアの形成は、エキシマレーザー、またはUV−YAGレーザー、CO2レーザーなどを使用して開口する。
次に、無電解めっきなどによりシード層を形成し、フォトリソグラフでレジストを形成し、レジスト開口部に導電性材料を充填し、エッチングを行うことで導通ビア16及び第2配線層17を形成する。図6(i)はエッチング後の断面図を示す。
以上の工程で、図4の部品形成基板101が製造される。
なお、上記の各実施形態で得られた部品形成基板においては、形成する配線のサイズに適した工法を適宜選択することができる。例えば、微細な配線層23の形成にはビルドアップ工法を使用し、配線のサイズが微細でない配線層23には従来のプリプレグと銅箔とを積層する工法を使用して、第1配線層12、第3配線層18を製造することも可能である。
図7は、部品形成基板100に半導体チップを実装した半導体装置300の構造を示す概略断面図である。図7に示すように、上述の部品形成基板100に、例えば接続パッド41を介して半導体チップ50を実装して半導体装置300が構成される。
図8は、部品形成基板101に導体チップを実装した半導体装置301の構造を示す概略断面図である。図7に示すように、上述の部品形成基板101に、例えば接続パッド41を介して半導体チップ50を実装して半導体装置301が構成される。
また、部品形成基板100及び101では、キャパシタ形成は片面のみに行っていたが、基板両面に形成も可能である。
また、部品形成基板101においては表裏に配線層を形成し、貫通電極で接続することで、基板10を芯としたインダクタを形成することも可能であり、キャパシタ形成との構成により、基板形成技術により安価で大面積にLC回路を形成することが可能となる。
また、部品形成基板から回路部のみを切り取ることにより、他の実装基板に実装するため
の部品とすることができる。
また、部品形成基板から回路部のみを切り取ることにより、他の実装基板に実装するため
の部品とすることができる。
以下、本発明に係る実施例を説明する。本実施例は、上記の第2の実施形態に係る製造方法(図6)の(g)までに対応する。
まず、低膨張ガラス基板(厚さ300μm、CTE:3.5)に、開口径70μmの貫通孔をUV−YAGレーザーによって形成した(図6(a)参照)。
次に、ガラス基板表面にTi/Cuスパッタを行い、シード層を形成した(図6(b)参照)。シード層の厚みは0.3μmであった。
次に、得られたガラス基板の両面に日立化成株式会社製ドライフィルムレジスト RY−3525(厚さ25μm)をラミネートした後、フォトリソグラフィによって、開口部を形成し、電解銅めっき、エッチングによって貫通電極と配線層とを形成した(図6(f)参照)。配線層の厚みは10μmであった。
次に、基板の両面に味の素ファインテクノ社製GX92をラミネートで形成した後(図6の(d)参照)、バフ研磨、CMP(chemical mechanical polishing)を使用して第1配線層及び第1絶縁層を研磨した。(図6のe参照)。この工程の後、第1配線層の表面粗さを測定した。光学3次元表面検査装置にて研磨した配線層の高さの最大最小を測定し、その差を表面粗さとした。その結果、表面粗さは80nmであった。
次に、第1絶縁層及び第1配線層上にスパッタリング法により酸化アルミニウム、チタニウム、銅の薄膜を形成した後、第1配線層同様の工法で上部電極を形成し、基板上にキャパシタを形成した(図6(g)参照)
形成したキャパシタ100パターンを確認したところ、上部電極形成不良率が0.04%であった。
形成したキャパシタ100パターンをキャパシタンス測定したところ、キャパシタショート率が、本実地例ではショート率が2%であった。
(比較例)
上記実施例の研磨工程を除き、同じ工程で部品形成基板を作製したところ、第一配線層の表面粗さの最大最小高さを測定したところ、1736nmとなり、上部電極形成不良率が4.4%、キャパシタのショート率は47%となった。
上記実施例の研磨工程を除き、同じ工程で部品形成基板を作製したところ、第一配線層の表面粗さの最大最小高さを測定したところ、1736nmとなり、上部電極形成不良率が4.4%、キャパシタのショート率は47%となった。
(比較結果)
研磨工程による上部電極の不良率、キャパシタのショート率の改善が確認された。
研磨工程による上部電極の不良率、キャパシタのショート率の改善が確認された。
本発明に係る部品形成基板、及びその製造方法は、半導体装置の一部に利用できる。
100、101・・・部品形成基板
10・・・基板
11・・・シード層
12・・・第1配線層
13・・・第1絶縁層
14・・・誘電体層
15・・・第2絶縁層
16・・・導通ビア
17・・・第2配線層
18・・・第3配線層
19・・・第3絶縁層
20・・・貫通孔
21・・・貫通電極
22・・・上部電極層
23・・・はんだ
24・・・第2シード層
25・・・レジスト
26・・・シード層
27・・・レジスト
30・・・キャパシタ
41・・・接続パッド
50・・・半導体チップ
10・・・基板
11・・・シード層
12・・・第1配線層
13・・・第1絶縁層
14・・・誘電体層
15・・・第2絶縁層
16・・・導通ビア
17・・・第2配線層
18・・・第3配線層
19・・・第3絶縁層
20・・・貫通孔
21・・・貫通電極
22・・・上部電極層
23・・・はんだ
24・・・第2シード層
25・・・レジスト
26・・・シード層
27・・・レジスト
30・・・キャパシタ
41・・・接続パッド
50・・・半導体チップ
Claims (6)
- 部品形成基板であって、
基板と、
エッチング液でエッチングが可能なシード層を介して基板上に配置された1層以上の配線層と、
前記配線層と厚みが同等である第1絶縁層と、
前記配線層と誘電体層、上部電極によって構成されるキャパシタと、
前記誘電体層、前記上部電極を包含する第2絶縁層と、
層厚が前記第1絶縁層と第2絶縁層の合計と等しく、前記基板の前記第1絶縁層と第2絶縁層とは対面側に形成されている第3絶縁層と、
から構成されることを特徴とする部品形成基板。 - 前記キャパシタが形成される配線層の表面粗さが100nm未満であることを特徴とする請求項1に記載の部品形成基板。
- 前記基板に貫通孔を形成し、配線層により基板表裏を導通させ、インダクタを形成した請求項1または2に記載の部品形成基板。
- 前記絶縁体層1と、前記配線層との表面の高さの差が−2μm以上かつ2μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の部品形成基板。
- 請求項1〜4のいずれかに記載された部品形成基板から、部品部分のみを個片化した部品。
- 部品形成基板の製造方法であって、
基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
貫通孔に導電性材料を充填して貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、
基板の表面上の導電層を選択的に除去する導電層除去工程と、
第1絶縁層を形成する形成工程と、
第1絶縁層及び配線層研磨する研磨工程と、
誘電体形成、上部電極形成を含むキャパシタ形成工程と、
キャパシタおよび第1絶縁層上に第2絶縁層を形成する形成工程と、
を有することを特徴とする部品形成基板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017113399A JP2018207036A (ja) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | 部品形成基板、部品、および部品形成基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017113399A JP2018207036A (ja) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | 部品形成基板、部品、および部品形成基板の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018207036A true JP2018207036A (ja) | 2018-12-27 |
Family
ID=64958157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017113399A Pending JP2018207036A (ja) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | 部品形成基板、部品、および部品形成基板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018207036A (ja) |
-
2017
- 2017-06-08 JP JP2017113399A patent/JP2018207036A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6539992B2 (ja) | 配線回路基板、半導体装置、配線回路基板の製造方法、半導体装置の製造方法 | |
WO2019117073A1 (ja) | ガラス配線基板、その製造方法及び半導体装置 | |
TWI670803B (zh) | 中介層、半導體裝置、中介層的製造方法及半導體裝置的製造方法 | |
US9646926B2 (en) | Wiring substrate and method of manufacturing the same | |
JP6614246B2 (ja) | キャパシタ内蔵多層配線基板及びその製造方法 | |
KR20060044913A (ko) | 프린트 배선판 및 그 제조 방법 | |
JP2018200912A (ja) | キャパシタ内蔵ガラス回路基板及びその製造方法 | |
KR101255954B1 (ko) | 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판 제조 방법 | |
JP2011049515A (ja) | 電子装置 | |
US20110283535A1 (en) | Wiring board and method of manufacturing the same | |
KR20150102504A (ko) | 임베디드 기판 및 임베디드 기판의 제조 방법 | |
WO2016114133A1 (ja) | インターポーザ、半導体装置、およびそれらの製造方法 | |
JP2017005081A (ja) | インターポーザ、半導体装置、およびそれらの製造方法 | |
JP2015198093A (ja) | インターポーザー、半導体装置、インターポーザーの製造方法、半導体装置の製造方法 | |
KR102576548B1 (ko) | 무특징층 구조의 인터포저 및 그 제조 방법 | |
JP6512366B2 (ja) | 回路基板、回路基板の製造方法及び電子装置 | |
JP2018207036A (ja) | 部品形成基板、部品、および部品形成基板の製造方法 | |
JP2017011215A (ja) | インターポーザ及びそれを用いた電子装置 | |
JP2008244029A (ja) | 部品内蔵配線基板、配線基板内蔵用部品 | |
JP6704129B2 (ja) | 回路基板、回路基板の製造方法及び電子装置 | |
JP2018160569A (ja) | 半導体素子搭載基板 | |
KR100653247B1 (ko) | 내장된 전기소자를 구비한 인쇄회로기판 및 그 제작방법 | |
JP6828733B2 (ja) | インターポーザー、半導体装置、インターポーザーの製造方法、半導体装置の製造方法 | |
JP2006270079A (ja) | 配線基板及び配線基板の製造方法 | |
JP6082284B2 (ja) | 配線基板及びその製造方法 |