JP2022170156A - 多層配線基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】絶縁信頼性に優れた多層配線基板を提供する。【解決手段】本発明の多層配線基板は、互いに積層された２以上の層１２６を備え、前記２以上の層１２６の各々は、第１面とその裏面である第２面とを有した絶縁樹脂層であって、前記第１面で開口した溝部Ｇが設けられた絶縁樹脂層１２６３と、前記溝部Ｇの底面を被覆した部分を含んだ無機絶縁層１２６４と、前記絶縁樹脂層１２６３の前記溝部Ｇを埋め込んだ配線部１２６２Ｗを含んだ導体層１２６２と、前記配線部１２６２Ｗの側面を被覆することなしに前記配線部１２６２Ｗの前記第１面側の面を被覆した第１金属含有層１２６１ａと、前記第１金属含有層１２６１ａと前記配線部１２６２Ｗとの間に介在した部分と、前記配線部１２６２Ｗの側面を被覆した部分とを含み、前記第１金属含有層１２６１ａの材料とは異なる金属材料からなる第２金属含有層１２６１ｂとを含む。【選択図】図２
Description
本発明は、多層配線基板に関する。
近年、半導体装置の高速化及び高集積化が進む中で、半導体チップを搭載するフリップチップボールグリッドアレイ（Flip Chip-Ball Grid Array）用配線基板、即ち、ＦＣ－ＢＧＡ基板にも、半導体チップとの接合に使用する接合端子の狭ピッチ化及び基板内の配線の微細化が求められている。その一方で、ＦＣ－ＢＧＡ基板とマザーボードとの接合には、従来とほぼ変わらないピッチで配列した接合端子による接合が要求されている。これらの要求のもと、ＦＣ－ＢＧＡ基板と半導体チップとの間に、インターポーザとも呼ばれる、微細な配線を含む多層配線基板を設ける技術が採用されている。
その一つは、シリコンインターポーザ技術である。このシリコンインターポーザ技術は、シリコンウェハ上に、微細な配線を各々の層が含んだ多層配線構造を、半導体回路の製造技術を用いて形成することによりインターポーザを製造するというものである。
また、上記の多層配線構造をシリコンウェハ上に形成するのではなく、ＦＣ－ＢＧＡ基板に直接作り込む手法も開発されている。この手法は、コア層が例えばガラスエポキシ基板からなるＦＣ－ＢＧＡ基板の製造において、化学機械研磨（ＣＭＰ）などを利用して、上記の多層配線構造を形成するというものである。これについては、特許文献１に開示されている。
更に、インターポーザをガラス基板等の支持体の上に形成し、そのインターポーザをＦＣ－ＢＧＡ基板と接合させ、その後、インターポーザから支持体を剥離することで、上記の多層配線構造を、ＦＣ－ＢＧＡ基板上に設ける方式（以下、転写方式という）もある。これについては、特許文献２に開示されている。
多層配線構造に含まれる配線は、セミアディティブ法によって作製することができる。そのような方法は特許文献３に開示されている。
本発明は、絶縁信頼性に優れた多層配線基板を提供することを目的とする。
本発明の一態様によると、互いに積層された２以上の層を備え、前記２以上の層の各々は、第１面とその裏面である第２面とを有した絶縁樹脂層であって、前記第１面で開口した溝部が設けられた絶縁樹脂層と、前記溝部の底面を被覆した部分を含んだ無機絶縁層と、前記絶縁樹脂層の前記溝部を埋め込んだ配線部を含んだ導体層と、前記配線部の側面を被覆することなしに前記配線部の前記第１面側の面を被覆した第１金属含有層と、前記第１金属含有層と前記配線部との間に介在した部分と、前記配線部の側面を被覆した部分とを含み、前記第１金属含有層の材料とは異なる金属材料からなる第２金属含有層とを含んだ多層配線基板が提供される。
本発明の更に他の態様によると、前記無機絶縁層は、前記溝部の前記底面と前記溝部の側壁との接続部を被覆した部分を更に含んだ上記態様に係る多層配線基板が提供される。
本発明の更に他の態様によると、前記無機絶縁層は、前記溝部の側壁を被覆した部分を更に含んだ上記態様の何れかに係る多層配線基板が提供される。
本発明の更に他の態様によると、前記無機絶縁層は、前記第１面を被覆した部分を更に含んだ上記態様の何れかに係る多層配線基板が提供される。
本発明の更に他の態様によると、前記無機絶縁層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、フッ素を添加した酸化ケイ素、炭素を添加した酸化ケイ素、酸化タンタル、窒化タンタル及び酸化アルミニウムからなる群より選ばれる１以上の絶縁体を含んだ上記態様の何れかに係る多層配線基板が提供される。
本発明の更に他の態様によると、前記絶縁樹脂層は厚さ方向に一体に形成され、前記絶縁樹脂層は、前記第１面で開口した第１凹部、及び、前記第２面で開口し、前記第１凹部の１以上と連通した第２凹部が更に設けられ、前記無機絶縁層は、前記第１凹部の底面を被覆した部分を更に含み、前記導体層は、前記絶縁樹脂層の前記第１凹部を埋め込んだランド部と、前記ランド部の位置で前記第１面から突き出たビア部とを更に含み、前記ビア部は、前記第１面側で隣接する絶縁樹脂層の前記第２凹部を埋め込み、前記第１金属含有層は、前記ランド部の側面を被覆することなしに前記ランド部の前記第１面側の面と、前記ビア部の側面とを更に被覆している上記態様の何れかに係る多層配線基板が提供される。
ここで、絶縁樹脂層が「厚さ方向に一体に形成され」ていることは、この絶縁樹脂層には、その厚さ方向に対して交差する界面が内部に存在していないこと、即ち、単層構造を有していることを意味している。なお、互いに積層された複数の絶縁層が同じ材料からなる場合であっても、その断面を走査電子顕微鏡などの電子顕微鏡で観察することにより、それらの界面を確認することができる。
本発明の更に他の態様によると、前記無機絶縁層は、前記第１凹部の側壁を被覆した部分を更に含んだ上記態様に係る多層配線基板が提供される。
本発明の更に他の態様によると、前記第１金属含有層うち前記配線部の前記第１面側の面を被覆した前記部分の幅Ｄ１が、前記第２金属含有層の表面のうち、前記第１面を含む平面と向き合った領域の幅Ｄ２よりも小さい上記態様の何れかに係る多層配線基板が提供される。
本発明の更に他の態様によると、前記第１金属含有層はチタンを含み、前記第２金属含有層は銅を含んだ上記態様の何れかに係る多層配線基板が提供される。
本発明の更に他の態様によると、前記第２金属含有層のうち、前記配線部の側面を被覆した前記部分の算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下である上記態様の何れかに係る多層配線基板が提供される。
本発明の更に他の態様によると、前記溝部は、その長さ方向に垂直な断面が逆テーパ状である上記態様の何れかに係る多層配線基板が提供される。
本発明の更に他の態様によると、第１配線基板と、前記第１配線基板に接合された第２配線基板とを備え、前記第１及び第２配線基板は、それらの間に介在した接合電極を介して互いに電気的に接続され、第２配線基板は、上記態様の何れかに係る多層配線基板である複合配線基板が提供される。
本発明の更に他の態様によると、前記第１配線基板はフリップチップボールグリッドアレイ用配線基板であり、前記第２配線基板はインターポーザである上記態様に係る複合配線基板が提供される。
本発明の更に他の態様によると、上記態様の何れかに係る複合配線基板と、前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に実装された機能デバイスとを備えたパッケージ化デバイスが提供される。
ここで、「機能デバイス」は、電力及び電気信号の少なくとも一方が供給されることにより動作するデバイス、外部からの刺激により電力及び電気信号の少なくとも一方を出力するデバイス、又は、電力及び電気信号の少なくとも一方が供給されることにより動作し且つ外部からの刺激により電力及び電気信号の少なくとも一方を出力するデバイスである。機能デバイスは、例えば、半導体チップや、ガラス基板などの半導体以外の材料からなる基板上に回路や素子が形成されたチップのように、チップの形態にある。機能デバイスは、例えば、大規模集積回路（ＬＳＩ）、メモリ、撮像素子、発光素子、及びＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の１以上を含むことができる。ＭＥＭＳは、例えば、圧力センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、傾斜センサ、マイクロフォン、及び音響センサの１以上である。一例によれば、機能デバイスは、ＬＳＩを含んだ半導体チップである。
本発明の更に他の態様によると、積層された２以上の層を形成することを含み、前記２以上の層の各々の形成は、凹部が設けられた絶縁樹脂層上に、溝と１以上が前記凹部と連通した貫通孔とを有するダミー層を形成することと、前記ダミー層の上面と、前記凹部、前記溝及び前記貫通孔の内面とを被覆した第１金属含有層を形成することと、前記第１金属含有層上に、前記第１金属含有層とは異なる金属材料からなる第２金属含有層を形成することと、前記ダミー層上に、前記凹部と前記溝と前記貫通孔とを埋め込むように、導体層を形成することと、前記凹部、前記溝、又は前記貫通孔外に位置した部分が除去されるように前記導体層を研磨して、前記導体層のうち、前記凹部を埋め込んだ部分、前記貫通孔を埋め込んだ部分、及び、前記溝を埋め込んだ部分を、それぞれ、ビア部、ランド部及び配線部として得ることと、その後、前記ダミー層を除去することと、前記第１金属含有層の露出部を除去することと、少なくとも前記ランド部の上面及び前記配線部の上面を被覆するように、無機絶縁層を形成することと、前記無機絶縁層を被覆するとともに、前記ランド部及び前記配線部の間の隙間を埋め込み、前記ランド部の１以上の位置に凹部が設けられた絶縁樹脂層を形成することと、前記無機絶縁層のうち、これを被覆した前記絶縁樹脂層に設けられた前記凹部の位置で露出した部分を除去することとを含んだ多層配線基板の製造方法が提供される。
本発明の更に他の態様によると、前記無機絶縁層は、前記ランド部の側面と前記配線部の側面とを更に被覆するように形成する上記態様に係る多層配線基板の製造方法が提供される。
本発明の更に他の態様によると、前記無機絶縁層は、前記ダミー層を除去することによって露出した前記絶縁樹脂層を更に被覆するように形成する上記態様の何れかに係る多層配線基板の製造方法が提供される。
本発明の更に他の態様によると、前記無機絶縁層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、フッ素を添加した酸化ケイ素、炭素を添加した酸化ケイ素、酸化タンタル、窒化タンタル及び酸化アルミニウムからなる群より選ばれる１以上の絶縁体を含んだ上記態様の何れかに係る多層配線基板の製造方法が提供される。
本発明の更に他の態様によると、前記ダミー層は感光性の樹脂からなる上記態様の何れかに係る多層配線基板の製造方法が提供される。
本発明によると、絶縁信頼性に優れた多層配線基板が提供される。
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、上記態様の何れかをより具体化したものである。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化した例を示すものであって、本発明の技術的思想を、以下に記載する構成要素の材質、形状、構造、及び配置等に限定するものではない。本発明の技術的思想には、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
以下の説明において参照する図面では、同様又は類似した機能を有する構成要素に、同一の参照符号を付している。ここで、図面は模式的なものであり、厚さ方向の寸法と厚さ方向に垂直な方向、即ち面内方向の寸法との関係や、複数の層の厚さ方向における寸法の関係等は、現実のものとは異なり得ることに留意すべきである。従って、具体的な寸法は、以下の説明を参酌して判断すべきである。また、２以上の構成要素の寸法の関係が、複数の図面の間で異なっている可能性があることにも留意すべきである。更に、幾つかの図面では、同一の構造を、他の図面とは天地を逆にして描いていることにも留意すべきである。
なお、本開示において、「上面」及び「下面」は、板状部材又はそれに含まれる層の２つの主面、即ち、厚さ方向に垂直であり且つ最も広い面積を有する面及びその裏面であって、図面において上方に示された面と下方に示された面とをそれぞれ意味している。また、「側面」とは、上記主面に対して垂直であるか又は傾いた面を意味している。
また、本開示において、「ＡＡをＢＢの上に」という記載は、重力方向とは無関係に使用している。「ＡＡをＢＢの上に」という記載によって特定される状態は、ＡＡがＢＢと接触した状態を包含する。「ＡＡをＢＢの上に」という記載は、ＡＡとＢＢとの間に他の１以上の構成要素を介在させることを除外するものではない。
＜構造＞
図１は、本発明の一実施形態に係るパッケージ化デバイスを概略的に示す断面図である。
図１は、本発明の一実施形態に係るパッケージ化デバイスを概略的に示す断面図である。
図１に示すパッケージ化デバイス１は、複合配線基板１０と、機能デバイス２０と、封止樹脂層３０と、接合電極４０とを含んでいる。
機能デバイス２０は、例えば、半導体チップ、又は、ガラス基板などの半導体以外の材料からなる基板上に回路や素子が形成されたチップである。ここでは、一例として、機能デバイス２０は半導体チップであるとする。即ち、ここでは、パッケージ化デバイス１は、半導体パッケージである。
パッケージ化デバイス１は、複数の機能デバイス２０を含んでいる。パッケージ化デバイス１は、機能デバイス２０を１つのみ含んでいてもよい。
機能デバイス２０は、接合電極４０を介して、複合配線基板１０へ接合されている。ここでは、機能デバイス２０は、フリップチップボンディングによって、複合配線基板１０へ接合されている。機能デバイス２０の１以上は、ワイヤボンディングなどの他のボンディング法によって複合配線基板１０へ接合されていてもよい。
接合電極４０は、機能デバイス２０と複合配線基板１０との間で、狭いピッチで配列している。接合電極４０は、例えば、はんだからなる。機能デバイス２０をワイヤボンディングによって複合配線基板１０へ接合する場合、例えば、金ワイヤを用いて機能デバイス２０と複合配線基板とを電気的に接続することができる。
封止樹脂層３０は、機能デバイス２０と複合配線基板１０との間に介在した部分と、機能デバイス２０の側面を少なくとも部分的に被覆した部分とを含んでいる。封止樹脂層３０は、機能デバイス２０を複合配線基板１０へ固定している。
複合配線基板１０は、ＦＣ－ＢＧＡ基板１１と、多層配線基板１２と、封止樹脂層１３と、接合電極１４とを含んでいる。
ＦＣ－ＢＧＡ基板１１は、第１配線基板の一例である。ＦＣ－ＢＧＡ基板１１は、例えば、図示しないマザーボードへ接合される。
ＦＣ－ＢＧＡ基板１１は、コア層１１１と、絶縁層１１２と、導体層１１３と、絶縁層１１４と、接合用導体１１５とを含んでいる。
コア層１１１は、絶縁層である。コア層１１１は、例えば、織布又は不織布に熱硬化性の絶縁樹脂を含浸させた繊維強化基板である。織布又は不織布としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、又はアラミド繊維を使用することができる。絶縁樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂を使用することができる。
コア層１１１には、貫通孔が設けられている。導体層１１３の一部は、貫通孔の側壁を被覆している。ここでは、導体層１１３の一部は、側壁が導体からなる貫通孔を生じるように、コア層１１１に設けられた貫通孔の側壁を被覆している。これら側壁が導体からなる貫通孔は、絶縁体で埋め込んでもよい。
導体層１１３の残りと絶縁層１１２とは、コア層１１１の両主面上で多層配線構造を形成している。各多層配線構造は、交互に積層された導体層１１３及び絶縁層１１２を含んでいる。
多層配線構造が含む各絶縁層１１２は、例えば、絶縁樹脂層である。絶縁層１１２には、貫通孔が設けられている。
導体層１１３は、銅などの金属又は合金からなる。導体層１１３は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
多層配線構造が含む各導体層１１３は、配線部とランド部とを含んでいる。絶縁層１１２を間に挟んでコア層１１１と向き合った導体層１１３は、絶縁層１１２に設けられた貫通孔の側壁を被覆したビア部を更に含んでいる。
絶縁層１１４は、上記の多層配線構造上に設けられている。絶縁層１１４は、例えば、ソルダーレジストなどの絶縁樹脂層である。絶縁層１１４には、上記多層配線構造の最表面に位置した導体層１１３へ連通する貫通孔が設けられている。
接合用導体１１５は、導体層１１３のうち絶縁層１１４の貫通孔の位置で露出した部分に設けられた金属バンプである。なお、接合用導体は、接合端子ともいう。接合用導体１１５は、例えば、はんだからなる。
多層配線基板１２は、第２配線基板である。多層配線基板１２は、接合電極４０を介して機能デバイス２０に接合されるとともに、接合電極１４を介してＦＣ－ＢＧＡ基板１１に接合されている。即ち、多層配線基板１２は、機能デバイス２０とＦＣ－ＢＧＡ基板１１との接合を媒介するインターポーザである。多層配線基板１２の厚さは、例えば、１０μｍ以上３００μｍ以下の範囲内にある。多層配線基板１２については、後で詳述する。
接合電極１４は、多層配線基板１２と機能デバイス２０との間で配列している。接合電極１４のピッチは、接合電極４０のピッチと比較してより広く且つＦＣ－ＢＧＡ基板１１の下面に位置した接合用導体１１５のピッチと比較してより狭い。接合電極１４は、例えば、はんだからなる。
封止樹脂層１３は、ＦＣ－ＢＧＡ基板１１と多層配線基板１２との間に介在した部分を含んでいる。なお、封止樹脂層は、アンダーフィル層ともいう。封止樹脂層１３は、第２配線基板１２をＦＣ－ＢＧＡ基板１１へ固定している。
多層配線基板１２について、図２及び図３を参照しながら、更に詳しく説明する。
図２は、図１に示すパッケージ化デバイス１が含んでいる多層配線基板１２を概略的に示す断面図である。図３は、図２に示す多層配線基板１２の一部を拡大して示す断面図である。
図２は、図１に示すパッケージ化デバイス１が含んでいる多層配線基板１２を概略的に示す断面図である。図３は、図２に示す多層配線基板１２の一部を拡大して示す断面図である。
図２及び図３に示す多層配線基板１２は、図２に示すように、２以上の層１２６と、絶縁樹脂層１２４と、絶縁樹脂層１２３と、導体層１２２と、密着層１２７ａと、シード層１２７ｂと、導体層１２９と、絶縁樹脂層１３０と、表面処理層１３１とを含んでいる。
２以上の層１２６は、互いに積層されている。ここでは、２つの層１２６が積層されている。層１２６の数は、３以上であってもよい。
これら層１２６の各々は、絶縁樹脂層１２６３と、無機絶縁層１２６４と、導体層１２６２と、第１金属含有層１２６１ａと、第２金属含有層１２６１ｂとを含んでいる。
絶縁樹脂層１２６３は、例えば、厚さ方向に一体に形成されている。絶縁樹脂層１２６３は、好ましくは、フィラーを含んでいない絶縁樹脂からなる。
絶縁樹脂層１２６３は、図２及び図３に示すように、第１面Ｓ１と、その裏面である第２面Ｓ２とを有している。絶縁樹脂層１２６３には、複数の第１凹部Ｒ１、複数の溝部Ｇ、及び、複数の第２凹部Ｒ２が設けられている。
第１凹部Ｒ１は、第１面Ｓ１で開口している。第１凹部Ｒ１は、後述するランド部１２６２Ｌで埋め込まれたランド用凹部である。
第１凹部Ｒ１は、深さが互いに等しい。第１凹部Ｒ１の深さは、絶縁樹脂層１２６３の厚さよりも小さい。
第１凹部Ｒ１の１以上は、溝部Ｇの１つと連通している。また、第１凹部Ｒ１の１以上は、この第１凹部Ｒ１が設けられた絶縁樹脂層１２６３が有している第２凹部Ｒ２と連通している。
第１凹部Ｒ１は、開口と側壁と底面とを有している。第１凹部Ｒ１の底面は、厚さ方向に対して垂直な平面である。一例によれば、第１凹部Ｒ１は円形状の底面を有しており、第２凹部Ｒ２と連通した第１凹部Ｒ１の底面は円形に開口している。
第１凹部Ｒ１は、ここでは、厚さ方向に対して垂直な方向の寸法が開口から底面に向かって漸次大きくなる形状を有している。即ち、第１凹部Ｒ１は、ここでは、厚さ方向に対して垂直な断面が逆テーパ状である。一例によれば、第１凹部Ｒ１は、円錐台形状を有している。第１凹部Ｒ１は、厚さ方向に平行な断面が矩形状であってもよい。即ち、第１凹部Ｒ１は、高さ方向が厚さ方向に平行な角柱又は円柱形状を有していてもよい。
溝部Ｇは、第１面Ｓ１で開口している。溝部Ｇは、後述する配線部１２６２Ｗで埋め込まれている。溝部Ｇの深さは、第１凹部Ｒ１の深さと等しい。
溝部Ｇは、開口と側壁と底面とを有している。溝部Ｇの底面は、厚さ方向に対して垂直な平面である。
溝部Ｇは、開口から底面に向かって幅が漸次広くなる形状を有している。即ち、溝部Ｇは、ここでは、長さ方向に対して垂直な断面が逆テーパ状である。溝部Ｇは、長さ方向に対して垂直な断面が矩形状であってもよい。
第２凹部Ｒ２は、第２面Ｓ２で開口している。第２凹部Ｒ２は、後述するビア部１２６２Ｖで埋め込まれたビア用凹部である。
第２凹部Ｒ２は、第１凹部Ｒ１の１以上と連通している。具体的には、第２凹部Ｒ２の各々は、第１凹部Ｒ１の何れかと連通している。
第２凹部Ｒ２は、開口と側壁とを有している。第２凹部Ｒ２は、その底部の位置で、第１凹部Ｒ１と連通している。厚さ方向に垂直な平面への第２凹部Ｒ２の正射影は、この第２凹部Ｒ２と連通した第１凹部Ｒ１の底面の先の平面への正射影の輪郭によって取り囲まれている。
第２凹部Ｒ２は、厚さ方向に対して垂直な方向の寸法が開口から底部へ向かって漸次大きくなる形状を有している。即ち、第２凹部Ｒ２は、厚さ方向に対して垂直な断面が逆テーパ状である。一例によれば、第２凹部Ｒ２は、円錐台形状を有している。第２凹部Ｒ２は、厚さ方向に平行な断面が矩形状であってもよい。即ち、第２凹部Ｒ２は、高さ方向が厚さ方向に平行な角柱又は円柱形状を有していてもよい。
なお、第１凹部Ｒ１、溝部Ｇ及び第２凹部Ｒ２については、後で更に詳しく説明する。
なお、第１凹部Ｒ１、溝部Ｇ及び第２凹部Ｒ２については、後で更に詳しく説明する。
無機絶縁層１２６４は、溝部Ｇの底面及び側壁を被覆した部分と、絶縁樹脂層１２６３の第１面Ｓ１を被覆した部分と、第１凹部Ｒ１の底面及び側壁を被覆した部分とを含んでいる。
図２に示すように、無機絶縁層１２６４は、これを含んだ層１２６の絶縁樹脂層１２６３が有する第２凹部Ｒ２の位置に、貫通孔を有している。
導体層１２６２は、絶縁樹脂層１２６３の第１凹部Ｒ１及び溝部Ｇをそれぞれ埋め込んだランド部１２６２Ｌ及び配線部１２６２Ｗと、ランド部１２６２Ｌの位置で第１面Ｓ１から突出したビア部１２６２Ｖとを含んでいる。各導体層１２６２において、ビア部１２６２Ｖの各々は、その導体層１２６２が含んでいるランド部１２６２Ｌの１つと一体に形成されている。各導体層１２６２のビア部１２６２Ｖは、その導体層１２６２のランド部１２６２Ｌ及び配線部１２６２Ｗによって第１凹部Ｒ１及び溝部Ｇがそれぞれ埋め込まれた絶縁樹脂層１２６３とその第１面Ｓ１側で隣接した他の絶縁樹脂層の第２凹部Ｒ２を埋め込んでいる。
導体層１２６２は、銅などの金属又は合金からなる。導体層１２６２は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。一例によれば、導体層１２６２は銅からなる。
第１金属含有層１２６１ａは、図２及び図３に示すように、配線部１２６２Ｗの側面を被覆することなしに配線部１２６２Ｗの第１面Ｓ１側の面を被覆している。また、第１金属含有層１２６１ａは、ランド部１２６２Ｌの側面を被覆することなしにランド部１２６２Ｌの第１面Ｓ１側の面を被覆している。また、第１金属含有層１２６１ａは、図２における、ビア部１２６２Ｖの側面及び下面を被覆している。
第１金属含有層１２６１ａは、後述するダミー層１２５及び絶縁樹脂層１２４への第２金属含有層１２６１ｂの密着性を向上させて、第２金属含有層１２６１ｂの剥離を生じ難くする密着層又はシード密着層である。また、第１金属含有層１２６１ａは、導体層１２６２から絶縁樹脂層１２６３への金属の拡散を生じ難くするバリア層である。一例によれば、第１金属含有層１２６１ａは、酸化チタン層などのチタンを含有した層である。
第２金属含有層１２６１ｂは、第１金属含有層１２６１ａと配線部１２６２Ｗとの間に介在した部分と、配線部１２６２Ｗの側面を被覆した部分とを含む。また、第２金属含有層１２６１ｂは、第１金属含有層１２６１ａとランド部１２６２Ｌとの間に介在した部分と、ランド部１２６２Ｌの側面を被覆した部分とを更に含む。また、第２金属含有層１２６１ｂは、第１金属含有層１２６１ａとビア部１２６２Ｖとの間に介在した部分を含む。第２金属含有層１２６１ｂは、導体層１２６２の電解めっきによる成膜において、給電層としての役割を果たすシード層である。
第２金属含有層１２６１ｂは、第１金属含有層１２６１ａの材料とは異なる金属材料からなる。第２金属含有層１２６１ｂは、導体層１２６２と同じ材料からなっていてもよい。或いは、第２金属含有層１２６１ｂは、導体層１２６２の材料と比較してイオン化傾向が小さい金属材料からなっていてもよい。第２金属含有層１２６１ｂは、例えば、銅を含む。第２金属含有層１２６１ｂが銅を含む場合、絶縁樹脂層１２６３と第２金属含有層１２６１ｂとの間で層間剥離が生じにくい。なお、互いに積層された２つの層が同じ材料からなる場合であっても、積層方向に平行な断面を、例えば、走査電子顕微鏡で観察することにより、それら層間の界面を確認することができる。
第２金属含有層１２６１ｂのうち、配線部１２６２Ｗの側面を被覆した部分は、算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下であることが好ましい。上記部分の算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下であると、上記部分の表面を通る電子の移動距離が小さいため、高い伝送特性を達成することができる。また、上記部分の算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下であると、無機絶縁層１２６４にピンホールが生じにくい。
算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３に準拠した方法により得られる。
算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３に準拠した方法により得られる。
絶縁樹脂層１２４は、図２に示すように、層１２６からなる多層配線構造の一方の主面上に設けられている。絶縁樹脂層１２４の材料は、絶縁樹脂層１２６３の材料と同じであってもよく、異なっていてもよい。
絶縁樹脂層１２４には、それと隣接した層１２６が含むビア部１２６２Ｖの位置に、貫通孔が設けられている。絶縁樹脂層１２４の貫通孔は、それと隣接した層１２６が含むビア部１２６２Ｖによって埋め込まれている。
絶縁樹脂層１２４の貫通孔は、層１２６側で開口した凹部である。これら凹部は、ここでは、厚さ方向に対して垂直な方向の寸法が下方から上方に向かって漸次大きくなる形状を有している。即ち、絶縁樹脂層１２４の凹部は、ここでは、厚さ方向に対して垂直な断面が逆テーパ状である。一例によれば、これら貫通孔は、円錐台形状を有している。これら貫通孔は、厚さ方向に平行な断面が矩形状であってもよい。即ち、これら貫通孔は、高さ方向が厚さ方向に平行な角柱又は円柱形状を有していてもよい。
絶縁樹脂層１２３は、絶縁樹脂層１２４上に設けられている。絶縁樹脂層１２３の材料は、絶縁樹脂層１２４及び１２６３の材料と同じであってもよく、異なっていてもよい。絶縁樹脂層１２３には、絶縁樹脂層１２４の貫通孔の位置に貫通孔が設けられている。
導体層１２２は、絶縁樹脂層１２３の貫通孔を埋め込んでいる。導体層１２２は、多層配線基板１２と機能デバイス２０との接合のための電極である。導体層１２２は、例えば、銅からなる。
導体層１２９は、上方に位置した層１２６が含んでいる絶縁樹脂層１２６３の第２凹部Ｒ２を埋め込むとともに、その絶縁樹脂層１２６３の第２面Ｓ２のうち第２凹部Ｒ２の開口及びその周囲の領域を被覆している。導体層１２９は、銅などの金属又は合金からなる。
密着層１２７ａは、上方に位置した層１２６が含んでいる絶縁樹脂層１２６３の第２凹部Ｒ２の内面を被覆した部分と、その絶縁樹脂層１２６３の第２面Ｓ２のうち第２凹部Ｒ２の開口の周囲の領域を被覆した部分とを含んでいる。密着層１２７ａは、絶縁樹脂層１２６３へのシード層１２７ｂの密着性を向上させて、シード層１２７ｂの剥離を生じ難くする層である。
シード層１２７ｂは、密着層１２７ａ上に設けられている。シード層１２７ｂは、導体層１２９の電解めっきによる成膜において、給電層としての役割を果たす。
絶縁樹脂層１３０は、上方に位置した層１２６が含んでいる絶縁樹脂層１２６３及び導体層１２９上に設けられている。絶縁樹脂層１３０には、導体層１２９の位置に貫通孔が設けられている。
表面処理層１３１は、導体層１２９のうち、絶縁樹脂層１３０の貫通孔内で露出した部分の上に設けられている。表面処理層１３１は、導体層１２９の表面の酸化防止及びはんだに対する濡れ性向上のために設ける。
図３における長さｔ１は、隣り合う２つの層１２６における、一方の層１２６が有する第１面Ｓ１と、他方の層１２６が含む溝部Ｇの底面との間の距離である。長さｔ２は、層１２６における溝部Ｇの深さである。長さｔ３は、層１２６が含む溝部Ｇの底面と、この層１２６の第２面Ｓ２との間の距離である。長さｔ４は、層１２６が含む溝部Ｇの底面の幅である。長さｔ５は、溝部Ｇの幅方向に隣り合った溝部Ｇの底面間の距離である。
図４は、本発明の他の実施形態に係る多層配線基板１２の一部を拡大して示す断面図である。この実施形態に係る多層配線基板１２は、図４に示す幅Ｄ１が図４に示す幅Ｄ２よりも小さいこと以外は、上述した多層配線基板１２と同じである。幅Ｄ１は、第１金属含有層１２６１ａうち配線部１２６２Ｗの第１面Ｓ１側の面を被覆した部分の幅である。言い換えると、幅Ｄ１は、配線部１２６２Ｗの長さ方向と垂直であり、配線部１２６２Ｗの厚さ方向に垂直な方向における、第１金属含有層１２６１ａの幅である。幅Ｄ２は、第２金属含有層１２６１ｂの表面のうち、第１面Ｓ１を含む平面と向き合った領域の幅である。
幅Ｄ１が幅Ｄ２よりも小さい場合、無機絶縁層１２６４と第２金属含有層１２６１ｂとが接する面積が大きいため、無機絶縁層１２６４と第２金属含有層１２６１ｂとの間で層間剥離が生じにくい。
図５は、本発明の更に他の実施形態に係る多層配線基板１２の一部を拡大して示す断面図である。この実施形態に係る多層配線基板１２では、無機絶縁層１２６４が溝部Ｇの底面及び側面の角部を被覆している。即ち、この実施形態に係る多層配線基板１２では、無機絶縁層１２６４が、溝部Ｇの底面を被覆した部分と、溝部Ｇの底面と溝部Ｇの側壁との接続部を被覆した部分と、絶縁樹脂層１２６３の第１面Ｓ１を被覆した部分とを含んでいる。無機絶縁層１２６４が、溝部Ｇの底面及び側壁を被覆した部分と、絶縁樹脂層１２６３の第１面Ｓ１を被覆した部分と、第１凹部Ｒ１の底面及び側壁を被覆した部分とを含む代わりに、溝部Ｇの底面を被覆した部分と、溝部Ｇの底面と溝部Ｇの側壁との接続部を被覆した部分と、絶縁樹脂層１２６３の第１面Ｓ１を被覆した部分とを含んでいること以外は、上述した多層配線基板１２と同じである。
図５に示すように、絶縁樹脂層１２６３の第１面Ｓ１のうち、無機絶縁層１２６４が含む、溝部Ｇの底面を被覆した部分の真下には無機絶縁層１２６４が設けられていない。
この実施形態によると、例えば、配線のライン／スペースが５μｍ／５μｍ程度である場合、無機絶縁層１２６４が溝部Ｇの側面全体を被覆せずとも、高い絶縁信頼性を達成することができる。
＜製造方法＞
このパッケージ化デバイス１が含む多層配線基板１２は、例えば、以下の方法により製造することができる。
このパッケージ化デバイス１が含む多層配線基板１２は、例えば、以下の方法により製造することができる。
図６乃至図２９は、本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法を概略的に示す断面図である。
この方法では、先ず、図６に示すように、支持体２の一方の面に剥離層３を形成する。
支持体２は、支持体２を通じて剥離層３に光を照射する場合もあるため、透光性を有していることが有利である。支持体２としては、例えば、ガラス板を用いることができる。矩形のガラス板は、大型化に適している。また、ガラス板は、優れた平坦性及び高い剛性を実現可能である。そのため、支持体２としてのガラス板は、その上に微細なパターンを形成するのに適している。
また、ガラス板はＣＴＥ（coefficient of thermal expansion；熱膨張率）が小さく歪みにくいことから、パターン配置精度及び平坦性の確保に優れている。支持体２としてガラス板を用いる場合、ガラス板の厚さは、製造プロセスにおける反りの発生を抑制する観点から厚い方が望ましく、例えば０．５ｍｍ以上、好ましくは１．２ｍｍ以上である。
ガラス板のＣＴＥは、３ｐｐｍ以上１６ｐｐｍ以下であることが好ましく、ＦＣ－ＢＧＡ基板１１及び機能デバイス２０のＣＴＥとの整合性の観点から１０ｐｐｍ程度がより好ましい。
ガラスとしては、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、ソーダガラス、又は、サファイヤガラス等が用いられる。
一方、剥離層３に熱によって発泡する樹脂を用いる等、支持体２を剥離する際に支持体２に光の透過性が要求されない場合は、支持体２には、歪みの少ない材料、例えばメタルやセラミックスなどを用いることができる。
以下、一例として、剥離層３の材料は紫外光（ＵＶ光）を吸収して剥離可能となる樹脂であり、支持体２はガラス板であるとする。
剥離層３は、例えば、ＵＶ光などの光を吸収することにより発熱若しくは変質して剥離可能となる樹脂でもよく、又は、熱によって発泡して剥離可能となる樹脂でもよい。剥離層３の材料は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂、マレイミド樹脂、及び、アクリル樹脂などの有機樹脂、並びに、アモルファスシリコン、ガリウムナイトライド、金属酸化物層などの無機層から選ぶことができる。剥離層３は、光分解促進剤、光吸収剤、増感剤、及びフィラー等の添加剤を更に含有していてもよい。
剥離層３は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。また、例えば、支持体２上に形成される多層配線構造の保護を目的として、剥離層３上に保護層を設けてもよく、支持体２と剥離層３との間にそれらの密着性を向上させる層を更に設けてもよい。また、剥離層３と多層配線構造との間に、レーザー光反射層や金属層を更に設けてもよい。
なお、剥離層３の材料として、ＵＶ光などの光、例えばレーザー光によって剥離可能となる樹脂を用いる場合、支持体２が透光性であれば、剥離層３へは、支持体２を介して光を照射してもよい。
次に、真空中で、図７に示すように、密着層４ａ及びシード層４ｂを形成する。密着層４ａは、剥離層３へのシード層４ｂの密着性を向上させて、これ以降の工程においてシード層４ｂの剥離を防止する層である。また、シード層４ｂは、導体層１２２を形成するための電解めっきにおいて、給電層としての役割を果たす。
密着層４ａ及びシード層４ｂは、例えば、スパッタリング法又は蒸着法により形成することができる。密着層４ａ及びシード層４ｂの材料としては、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕ、ＡｌＣｕ、ＮｉＦｅ、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum-doped Zinc Oxide）、ＺｎＯ、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＴｉＮ、Ｃｕ３Ｎ４、Ｃｕ合金、又はこれらを複数組み合わせたものを使用することができる。ここでは、一例として、電気特性及び製造の容易性の観点並びにコスト面を考慮して、密着層４ａ及びシード層４ｂにそれぞれにチタン層及び銅層を採用し、それらはスパッタリング法で形成することとする。
密着層４ａ及びシード層４ｂの合計膜厚は、１μｍ以下とすることが好ましい。ここでは、一例として、密着層４ａとして厚さが５０ｎｍのチタン層を形成するとともに、シード層４ｂとして厚さが３００ｎｍの銅層を形成することとする。
次に、図８に示すように、シード層４ｂ上にレジスト層１２１を形成する。レジスト層１２１は、感光性樹脂からなる。感光性樹脂としては、例えば、感光性ポリイミド樹脂、感光性ベンゾシクロブテン樹脂、感光性エポキシ樹脂又はそれらの変性物を用いることが可能である。感光性樹脂は、液状であってもよく、フィルム状であってもよい。
レジスト層１２１の材料として液状の感光性樹脂を用いる場合は、レジスト層１２１は、例えば、スリットコート、カーテンコート、ダイコート、スプレーコート、静電塗布法、インクジェットコート、グラビアコート、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷、スピンコート、及びドクターコートの何れかの方法でシード層４ｂ上に形成することができる。レジスト層１２１としてフィルム状のレジストを用いる場合は、レジスト層１２１は、例えば、ラミネート、真空ラミネート、真空プレスなどの何れかの方法でシード層４ｂ上に設けることができる。
次に、フォトリソグラフィにより、レジスト層１２１に貫通孔を形成する。貫通孔の平面視の形状は、機能デバイス２０の接合電極のピッチや形状に応じて設定する。ここでは、一例として、貫通孔は、開口が直径２５μｍの円形状を有し、ピッチが５５μｍであるとする。ここで、平面視とは、対象物を厚さ方向に観察すること、即ち、厚さ方向に垂直な平面への対象物の正射影を観察することをいう。
レジスト層１２１の厚さは、次に形成する導体層１２２の厚さに応じて設定される。ここでは、一例として、レジスト層１２１の厚さは８μｍとする。
なお、これら貫通孔を形成した後、現像時の残渣除去を目的として、プラズマ処理を行ってもよい。
次に、図９に示すように、シード層４ｂ上に、電解めっきにより導体層１２２を形成する。導体層１２２は、機能デバイス２０との接合用の電極を構成する。導体層１２２を形成するための電解めっきとしては、例えば、電解ニッケルめっき、電解銅めっき、電解クロムめっき、電解Ｐｄめっき、電解金めっき、電解ロジウムめっき、及び電解イリジウムめっき等が挙げられる。これらの中でも、電解銅めっきは、簡便且つ安価で、良好な電気伝導性を達成できることから望ましい。
導体層１２２は、上記の通り、機能デバイス２０との接合用の電極となる。そのため、導体層１２２の厚さは、はんだ接合の観点から１μｍ以上であることが望ましく、生産性の観点から３０μｍ以下であることが望ましい。
次に、図１０に示すように、レジスト層１２１を除去する。レジスト層１２１は、例えば、ドライエッチング法によって除去するか、又は、アルカリ性の溶液や溶剤に浸漬させることにより溶解させるか若しくは剥離する。
次に、図１１に示すように、導体層１２２を包埋するように、絶縁樹脂層１２３を形成する。絶縁樹脂層１２３の材料は、感光性の樹脂であってもよく、非感光性の樹脂であってもよい。絶縁樹脂層１２３の材料は、後述する絶縁樹脂層１２４、１３０及び１２６３の材料と同一であってもよく、異なっていてもよい。
次に、図１２に示すように、物理研磨、又は、物理研磨と化学機械研磨（ＣＭＰ）とにより、導体層１２２の上面を露出させる。なお、このようにして得られる構造は、ダマシン工法で得ることもできる。
次に、図１３に示すように、導体層１２２及び絶縁樹脂層１２３上に、導体層１２２の位置に貫通孔を有する絶縁樹脂層１２４を設ける。なお、絶縁樹脂層１２４の貫通孔は、絶縁樹脂層１２４の第２面、ここでは、絶縁樹脂層１２４の上面で開口した第２凹部Ｒ２である。第２凹部Ｒ２は、断面が矩形形状を有するように形成してもよいが、順テーパ形状に形成することが好ましい。順テーパ形状に形成すると、第２凹部Ｒ２内で不連続部を生じさせることなく、第１金属含有層１２６１ａ及び第２金属含有層１２６１ｂを形成することが容易になる。
絶縁樹脂層１２４は、例えば、感光性樹脂からなる。この感光性樹脂としては、例えば、レジスト層１２１について上述したのと同様の材料を使用することができる。また、貫通孔を有する絶縁樹脂層１２４は、例えば、レジスト層１２１について上述したのと同様の方法により形成することができる。
或いは、絶縁樹脂層１２４は、非感光性樹脂からなる。非感光性樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、エポキシ樹脂又はそれらの変性物を用いることが可能である。ポリイミドなどの非感光性樹脂は、絶縁性及び機械特性に優れているのに加え、高い耐熱性を達成し得る。また、非感光性樹脂は、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の無機粒子が充填剤（フィラー）として加えられてもよい。ここでは、一例として、非感光性樹脂として、非感光性のポリイミド樹脂を用いる。
非感光性樹脂は、液状であってもよく、フィルム状であってもよい。
液状の非感光性樹脂を用いる場合、絶縁樹脂層１２４は、例えば、スリットコート、カーテンコート、ダイコート、スプレーコート、静電塗布法、インクジェットコート、グラビアコート、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷、スピンコート、及びドクターコートから選ばれる方法により形成することができる。
絶縁樹脂層１２４として、フィルム状の非感光性樹脂を設ける場合は、ラミネート、真空ラミネート、真空プレスなどが適用できる。
ここでは、一例として、感光性のエポキシ樹脂をスピンコート法により導体層１２２及び絶縁樹脂層１２３上へ塗布する。感光性のエポキシ樹脂は、比較的低温で硬化させることができ、硬化に伴う収縮が少ないため、その後の微細パターン形成に有利である。また、ここでは、一例として、絶縁樹脂層１２４は、２μｍの厚さに形成することとする。
なお、絶縁樹脂層１２４を形成した後、表面を平坦化するために、物理研磨に供するか、又は、物理研磨と及びＣＭＰ等の研磨とに供してもよい。なお、絶縁樹脂層１２４の材料として非感光性樹脂を用いる場合、貫通孔は、例えば、レーザー光照射によって形成することができる。
次に、図１４に示すように、絶縁樹脂層１２４及び導体層１２２上に、溝Ｇ’と、１以上が第２凹部Ｒ２と連通した貫通孔Ｒ１’とを有するダミー層１２５を形成する。ダミー層１２５の溝Ｇ’及び貫通孔Ｒ１’は、それぞれ、絶縁樹脂層１２６３の溝部Ｇ及び第１凹部Ｒ１に相当する。
ダミー層１２５は、感光性樹脂からなる。この感光性樹脂としては、例えば、レジスト層１２１について上述したのと同様の材料を使用することができる。また、溝Ｇ’及び貫通孔Ｒ１’を有するダミー層１２５は、例えば、レジスト層１２１について上述したのと同様の方法により形成することができる。
ダミー層１２５が有する貫通孔Ｒ１’は、その上面における開口径が、絶縁樹脂層１２４の貫通孔のその上面における開口径と比較してより大きくなるように形成する。また、貫通孔Ｒ１’は、順テーパ形状に形成する。そして、溝Ｇ’も、長さ方向に垂直な断面が順テーパ形状を有するように形成する。
溝Ｇ’及び貫通孔Ｒ１’は、断面が矩形形状を有するように形成してもよいが、順テーパ形状に形成すると、溝Ｇ’及び貫通孔Ｒ１’内で不連続部を生じさせることなく、第１金属含有層１２６１ａ及び第２金属含有層１２６１ｂを形成することが容易になる。
また、溝Ｇ’及び貫通孔Ｒ１’を、断面が順テーパ形状を有するように形成した場合、それらの断面積を変更することなしに、断面を矩形状とした場合と比較して、絶縁樹脂層１２６３と無機絶縁層１２６４との接触面積が大きくなる。それ故、絶縁樹脂層１２６３と無機絶縁層１２６４との密着性を向上させることができる。同様に、絶縁樹脂層１２６３と導体層１２６２との密着性も向上させることができる。従って、層間剥離を生じ難くすることができる。
次に、真空中で、図１５に示すように、ダミー層１２５の上面と、第２凹部Ｒ２の内面と、溝Ｇ’の内面と、貫通孔Ｒ１’の内面とを被覆した第１金属含有層１２６１ａを形成する。続いて、第１金属含有層１２６１ａ上に、第１金属含有層１２６１ａとは異なる金属材料からなる第２金属含有層１２６１ｂを形成する。
第１金属含有層１２６１ａ及び第２金属含有層１２６１ｂは、それぞれ、シード密着層（又は密着層）及びシード層である。第１金属含有層１２６１ａ及び第２金属含有層１２６１ｂには、それぞれ、密着層４ａ及びシード層４ｂについて上述したのと同様の材料を使用することができる。また、第１金属含有層１２６１ａ及び第２金属含有層１２６１ｂは、それぞれ、密着層４ａ及びシード層４ｂについて上述したのと同様の方法により形成することができる。
第２金属含有層１２６１ｂの材料は、導体層１２６２と同じ材料であることが好ましい。
第１金属含有層１２６１ａの厚さと第２金属含有層１２６１ｂの厚さとの合計は、１μｍ以下であることが好ましい。この場合、電解めっきの給電層として好ましい。
第１金属含有層１２６１ａの厚さは、１０ｎｍ乃至１００ｎｍの範囲内にあることが好ましく、３０ｎｍ乃至８０ｎｍの範囲内にあることがより好ましい。
第２金属含有層１２６１ｂの厚さは、４０ｎｍ乃至４００ｎｍの範囲内にあることが好ましく、１００ｎｍ乃至３５０ｎｍの範囲内にあることがより好ましい。
ここでは、一例として、電気特性、製造の容易性の観点及びコスト面を考慮し、更には、絶縁樹脂層１２６３と第２金属含有層１２６１ｂとの密着性を向上させるため、第１金属含有層１２６１ａとしてチタンを含む層を採用する。また、電気特性、製造の容易性の観点及びコスト面を考慮して、第２金属含有層１２６１ｂとして銅を含む層を採用する。第１金属含有層１２６１ａ及び第２金属含有層１２６１ｂは、スパッタリング法で順次形成する。また、第１金属含有層１２６１ａの厚さは５０ｎｍとし、第２金属含有層１２６１ｂの厚さは３００ｎｍとする。
なお、後述する第１金属含有層１２６１ａのエッチングにおいて銅のエッチングレートよりもエッチングレートが十分大きければ、第１金属含有層１２６１ａの材料としてチタン以外を使用することもできる。また、第１金属含有層１２６１ａと第２金属含有層１２６１ｂとの間には、第１金属含有層１２６１ａの材料及び第２金属含有層１２６１ｂの材料とも異なる金属材料からなる層を設けても良い。
次に、図１６に示すように、第２金属含有層１２６１ｂ上に導体層１２６２’を形成する。導体層１２６２’は、第２凹部Ｒ２と溝Ｇ’及び貫通孔Ｒ１’とを埋め込むように形成する。導体層１２６２’には、導体層１２２について上述したのと同様の材料を使用することができる。また、導体層１２６２’は、導体層１２２について上述したのと同様の方法により形成することができる。ここでは、一例として、導体層１２６２は、電解めっきによって形成した銅層であるとする。
次に、図１７に示すように、導体層１２６２’、第１金属含有層１２６１ａ及び第２金属含有層１２６１ｂを、物理研磨及びＣＭＰ等の研磨に供して、導体層１２６２’、第１金属含有層１２６１ａ及び第２金属含有層１２６１ｂのうち、第２凹部Ｒ２、溝Ｇ’又は貫通孔Ｒ１’外に位置した部分を除去する。なお、この研磨に伴い、ダミー層１２５の上面近傍の部分も除去され得る。
図１６に示す導体層１２６２’のうち、上記の研磨を行った後に残った部分が図１７に示す導体層１２６２である。
以上のようにして、導体層１２６２のうち、第２凹部Ｒ２を埋め込んだ部分、貫通孔Ｒ１’を埋め込んだ部分、及び溝Ｇ’を埋め込んだ部分を、それぞれ、ビア部１２６２Ｖ、ランド部１２６２Ｌ及び配線部１２６２Ｗとして得る。この方法によると、研磨によってビア部１２６２Ｖ、ランド部１２６２Ｌ及び配線部１２６２Ｗを得るため、セミアディティブ法と比較して、平滑な導体表面が得られる。
以上のようにして、導体層１２６２のうち、第２凹部Ｒ２を埋め込んだ部分、貫通孔Ｒ１’を埋め込んだ部分、及び溝Ｇ’を埋め込んだ部分を、それぞれ、ビア部１２６２Ｖ、ランド部１２６２Ｌ及び配線部１２６２Ｗとして得る。この方法によると、研磨によってビア部１２６２Ｖ、ランド部１２６２Ｌ及び配線部１２６２Ｗを得るため、セミアディティブ法と比較して、平滑な導体表面が得られる。
次に、図１８に示すように、ダミー層１２５を除去する。ダミー層１２５は、ドライエッチング法やアルカリ性の溶液や溶剤に浸漬することで除去できる。
次に、図１９に示すように、図１８に示す構造において第１金属含有層１２６１ａの露出部をエッチング剤により除去する。第１金属含有層１２６１ａの露出部の除去により、ランド部１２６２Ｌの側面及び配線部１２６２Ｗの側面を被覆する第２金属含有層１２６１ｂを露出させる。
エッチング剤としては、第２金属含有層１２６１ｂに対して、第１金属含有層１２６１ａを選択的にエッチングする薬液を使用する。このエッチングによると、第２金属含有層１２６１ｂのうち、配線部１２６２Ｗ及びランド部１２６２Ｌの側面を被覆した部分の平滑性は維持される。エッチング液としては、第２金属含有層１２６１ｂのエッチングレートに対する、第１金属含有層１２６１ａのエッチングレートが１０倍以上であるエッチング液を用いることが好ましい。
例えば、このエッチング後において、第２金属含有層１２６１ｂのうち、配線部１２６２Ｗ及びランド部１２６２Ｌの側面を被覆した部分は、算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下である。
なお、図４を参照しながら説明した幅Ｄ１は幅Ｄ２より小さくてもよい。幅Ｄ１及び幅Ｄ２が同程度である場合において、無機絶縁層１２６４と第２金属含有層１２６１ｂとの密着性が不十分であるときは、幅Ｄ１を幅Ｄ２よりも小さくすることで、無機絶縁層１２６４と第２金属含有層１２６１ｂとが接する面積を大きくすることができる。これにより、無機絶縁層１２６４と第２金属含有層１２６１ｂとの密着性を向上させることができる。
次に、図２０に示すように、絶縁樹脂層１２４及び導体層１２６２上に、無機絶縁層１２６４を形成する。無機絶縁層１２６４は、絶縁樹脂層１２４の上面と、配線部１２６２Ｗの上面及び側面と、ランド部１２６２Ｌの上面及び側面とを被覆するように形成する。
無機絶縁層１２６４は、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により形成する。無機絶縁層１２６４は、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、フッ素を添加した酸化ケイ素、炭素を添加した酸化ケイ素、酸化タンタル、窒化タンタル及び酸化アルミニウムからなる群より選ばれる１以上の絶縁体からなる。
無機絶縁層１２６４の厚さは、０．０５μｍ以上であることが好ましく、０．１μｍ以上であることがより好ましい。無機絶縁層１２６４が薄すぎると、ピンホール等の不連続部を生じ易くなる。無機絶縁層１２６４の厚さは、１μｍ未満であることが好ましく、０．５μｍ以下であることがより好ましい。無機絶縁層１２６４を厚くすると、例えば、その成膜やエッチングによるその部分的な除去に、より長い時間が必要となる。また、無機絶縁層１２６４が厚すぎると、無機絶縁層１２６４と絶縁樹脂層１２６３との間、又は、無機絶縁層１２６４と第２金属含有層１２６１ｂとの間で層間剥離が生じやすくなる。
なお、無機絶縁層１２６４と絶縁樹脂層１２６３との密着性を向上させるために、無機絶縁層１２６４をシランカップリング剤で処理してもよい。
次に、図２１に示すように、無機絶縁層１２６４を被覆するとともに、ランド部１２６２Ｌ及び配線部１２６２Ｗの間の隙間を埋め込んだ絶縁樹脂層１２６３を設ける。絶縁樹脂層１２６３には、第２凹部Ｒ２としての貫通孔を形成する。なお、絶縁樹脂層１２６３のうち、絶縁樹脂層１２６３の下面及び上面は、それぞれ、第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２である。また、絶縁樹脂層１２６３のうちランド部１２６２Ｌで埋め込まれた凹部は、上述した第１凹部Ｒ１である。そして、絶縁樹脂層１２６３のうち配線部１２６２Ｗで埋め込まれた凹部は、上述した溝部Ｇである。
絶縁樹脂層１２６３は、感光性樹脂又は非感光性樹脂からなる。この感光性樹脂又は非感光性樹脂としては、例えば、レジスト層１２１及び絶縁樹脂層１２４について上述したのと同様の材料を使用することができる。また、第１凹部Ｒ１、第２凹部Ｒ２及び溝部Ｇを有する絶縁樹脂層１２６３は、例えば、レジスト層１２１及び絶縁樹脂層１２４について上述したのと同様の方法により形成することができる。
絶縁樹脂層１２６３の厚さは、例えば、１．５μｍ乃至５μｍの範囲内にある。ここでは、一例として、絶縁樹脂層１２６３は、２μｍの厚さに形成することとする。
次に、図２２に示すように、無機絶縁層１２６４のうち、第２凹部Ｒ２内で露出した部分を除去する。この除去は、例えば、絶縁樹脂層１２６３をマスクとして用いたドライエッチングによって行う。
以上のようにして、第１金属含有層１２６１ａと、第２金属含有層１２６１ｂと、導体層１２６２と、絶縁樹脂層１２６３と、無機絶縁層１２６４とを含んだ層１２６を得る。
次に、図１４乃至図２２を参照しながら説明した工程からなるシークエンスを繰り返す。これにより、２つの層１２６を含んだ多層配線構造を得る。なお、上記のシーケンスを更に２回以上繰り返すと、多層配線構造が含む層１２６の数を３以上とすることができる。
次に、図２３に示すように、上方の層１２６が含んでいる絶縁樹脂層１２６３の上面と、その第２凹部Ｒ２の内面とを被覆した密着層１２７ａを形成する。続いて、密着層１２７ａ上に、密着層１２７ａの材料とは異なる金属材料からなるシード層１２７ｂを形成する。シード層１２７ｂは、好ましくは、導体層１２９と同じ材料からなるか又は導体層１２９の材料と比較してイオン化傾向が小さい金属材料からなる。
密着層１２７ａ及びシード層１２７ｂには、それぞれ密着層４ａ及びシード層４ｂについて上述したのと同様の材料を使用することができる。また、密着層１２７ａ及びシード層１２７ｂには、それぞれ密着層４ａ及びシード層４ｂについて上述したのと同様の方法により形成することができる。
次に、図２４に示すように、シード層１２７ｂ上に、貫通孔を有しているレジスト層１２８を形成する。レジスト層１２８の貫通孔の各々は、上方の層１２６が含んでいる絶縁樹脂層１２６３に設けられた第２凹部Ｒ２と連通している。
レジスト層１２８は、感光性樹脂からなる。レジスト層１２８には、レジスト層１２１について上述したのと同様の材料を使用することができる。また、レジスト層１２８は、レジスト層１２１について上述したのと同様の方法により形成することができる。
次に、図２５に示すように、シード層１２７ｂ上に導体層１２９を形成する。導体層１２９には、導体層１２２について上述したのと同様の材料を使用することができる。導体層１２９は、導体層１２２について上述したのと同様の方法により形成することができる。
次に、図２６に示すように、レジスト層１２８を除去する。レジスト層１２８は、レジスト層１２１について上述したのと同様の方法により除去することができる。
次に、図２７に示すように、密着層１２７ａ及びシード層１２７ｂの露出部を除去する。密着層１２７ａ及びシード層１２７ｂは、例えば、薬液に浸漬することで除去できる。薬液としては、例えば、過酸化水素を含む薬液を使用することができる。
次に、図２８に示すように、絶縁樹脂層１２６３及び導体層１２９上に絶縁樹脂層１３０を形成する。絶縁樹脂層１３０は、導体層１２９の位置に貫通孔を有している。絶縁樹脂層１３０は、例えば、絶縁樹脂層１２６３及び導体層１２９上にソルダーレジストを設け、これに露光及び現像を施すことにより形成することができる。なお、ソルダーレジストから得られる絶縁層は、ソルダーレジスト層ともいう。
ソルダーレジストの材料としては、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などの絶縁樹脂を用いることができる。ここでは、一例として、ソルダーレジストとして、フィラーを含有した感光性エポキシ樹脂を使用することとする。
次に、図２９に示すように、導体層１２９上に表面処理層１３１を設ける。表面処理層１３１は、導体層１２９の表面の酸化防止及びはんだに対する濡れ性向上の目的で設ける。ここでは、一例として、表面処理層１３１として無電解Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕめっき層を形成することとする。
表面処理層１３１としては、ＯＳＰ（Organic Solderability Preservative）膜、即ち、水溶性プレフラックスによる表面処理層を形成してもよい。或いは、表面処理層１３１として、無電解スズめっき又は無電解Ｎｉ／Ａｕめっき層を形成してもよい。
次に、表面処理層１３１上に、接合用導体１３２を形成する。接合用導体１３２は、例えば、はんだバンプなどの金属バンプである。接合用導体１３２は、例えば、はんだボールなどのはんだ材料を表面処理層１３１上へ配置し、これらを溶融させ、その後、冷却して表面処理層１３１に固着させることにより形成することができる。
以上のようにして、支持体２によって支持された多層配線基板１２、即ち、支持体付き多層配線基板を得る。
このようにして得られる支持体付き多層配線基板を使用すると、図１に示すパッケージ化デバイス１は、例えば、以下の方法により製造することができる。
図３０は、本発明の一実施形態に係るパッケージ化デバイスの製造方法における一工程を概略的に示す断面図である。図３１は、本発明の一実施形態に係るパッケージ化デバイスの製造方法における他の工程を概略的に示す断面図である。図３２は、本発明の一実施形態に係るパッケージ化デバイスの製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図である。
先ず、図３０に示すように、支持体２によって支持された多層配線基板１２とＦＣ－ＢＧＡ基板１１とを接合する。次いで、それらの接合部を、封止樹脂層１３で封止する。
封止樹脂層１３の材料としては、例えば、樹脂とフィラーとの混合物を使用することができる。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂、及びマレイミド樹脂の１種又はこれらの樹脂の２種以上の混合物を使用することができる。フィラーとしては、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、及び酸化亜鉛の１種又はこれらの２種以上を使用することができる。封止樹脂層１３は、例えば、液状の材料をＦＣ－ＢＧＡ基板１１と多層配線基板１２との間に充填させることにより形成することができる。
以上のようにして、ＦＣ－ＢＧＡ基板１１と多層配線基板１２とを含んだ複合配線基板１０を得る。なお、この時点では、多層配線基板１２上には、支持体２が設けられたままである。
次に、図３１に示すように、支持体２側から剥離層３にレーザー光５０を照射して、図３２に示すように、支持体２と複合配線基板１０とを互いから剥離する。上述した通り、剥離層３の材料は紫外光（ＵＶ光）を吸収して剥離可能となる樹脂であるため、レーザー光５０の照射により、複合配線基板１０から支持体２を剥離することが可能である。剥離層３が複合配線基板１０上に残留した場合には、例えば、エッチングによって除去する。また、密着層４ａ及びシード層４ｂも、例えば、エッチングにより除去する。
その後、複合配線基板１０へ、図１に示す機能デバイス２０を接合する。
機能デバイス２０の接合に先立って、表面に露出した導体層１２２上に、酸化防止及びはんだに対する濡れ性向上の目的で、無電解Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕめっき層、ＯＳＰ膜、無電解スズめっき層、及び無電解Ｎｉ／Ａｕめっき層などの表面処理層を設けてよい。
機能デバイス２０の接合に先立って、表面に露出した導体層１２２上に、酸化防止及びはんだに対する濡れ性向上の目的で、無電解Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕめっき層、ＯＳＰ膜、無電解スズめっき層、及び無電解Ｎｉ／Ａｕめっき層などの表面処理層を設けてよい。
次いで、それらの接合部を、封止樹脂層３０で封止する。
封止樹脂層３０の材料としては、例えば、封止樹脂層１３の材料として例示したものを使用することができる。封止樹脂層３０は、例えば、封止樹脂層１３について上述したのと同様の方法により形成することができる。
以上のようにして、図１に示すパッケージ化デバイス１が完成する。
封止樹脂層３０の材料としては、例えば、封止樹脂層１３の材料として例示したものを使用することができる。封止樹脂層３０は、例えば、封止樹脂層１３について上述したのと同様の方法により形成することができる。
以上のようにして、図１に示すパッケージ化デバイス１が完成する。
上記の方法では、多層配線基板１２をＦＣ－ＢＧＡ基板１１へ接合した後に、機能デバイス２０を多層配線基板１２へ接合している。その代わりに、機能デバイス２０を多層配線基板１２へ接合した後に、多層配線基板１２をＦＣ－ＢＧＡ基板１１へ接合してもよい。
なお、上述した方法によると、導体層１２２及び１２９の表面は、例えば、算術平均粗さＲａが１００ｎｍ以上となる。これらの表面が粗いと、部品間の接続信頼性が高い。
＜効果＞
シリコンインターポーザ技術によって得られるインターポーザ、所謂シリコンインターポーザは、シリコンウェハと半導体前工程用の設備とを用いて製造されている。シリコンウェハは、形状及びサイズに制限があり、１枚のウェハから製造できるインターポーザの数は、必ずしも多くはない。そして、その製造設備も高価である。それ故、シリコンインターポーザは高価である。また、シリコンウェハは半導体であることから、シリコンインターポーザを使用すると、伝送特性が劣化するという問題もある。
シリコンインターポーザ技術によって得られるインターポーザ、所謂シリコンインターポーザは、シリコンウェハと半導体前工程用の設備とを用いて製造されている。シリコンウェハは、形状及びサイズに制限があり、１枚のウェハから製造できるインターポーザの数は、必ずしも多くはない。そして、その製造設備も高価である。それ故、シリコンインターポーザは高価である。また、シリコンウェハは半導体であることから、シリコンインターポーザを使用すると、伝送特性が劣化するという問題もある。
上記の多層配線基板１２の製造に、シリコンウェハは不要である。また、多層配線基板１２では、絶縁層の多くを絶縁樹脂層とすることができる。それ故、上記の多層配線基板１２は、安価な材料及び設備で製造することができ、低コスト化が可能であり、また、優れた伝送特性も達成し得る。
微細な配線パターンを有する導体層を含んだ多層配線構造をＦＣ－ＢＧＡ基板に直接作り込む手法は、シリコンインターポーザに見られる伝送特性の劣化は小さい。しかしながら、この手法には、ＦＣ－ＢＧＡ基板自体の製造歩留まりの問題や、ガラスエポキシ基板などのコア層上に、微細な配線パターンを有する導体層を含んだ多層配線構造を形成する難易度が高いため、全体的に製造歩留まりが低いという課題がある。更に、このＦＣ－ＢＧＡ基板では、その厚さを二等分する平面に対して高い対称性を実現することは難しい。それ故、そのようなＦＣ－ＢＧＡ基板は、加熱時に反りや歪みを生じ易い。
上記の複合配線基板１０及びパッケージ化デバイス１の製造においては、ＦＣ－ＢＧＡ基板１１とは別に、多層配線基板１２を製造し、それらを互いに接合する。微細な配線パターンを有する導体層１２６２を含んだ多層配線構造は、ＦＣ－ＢＧＡ基板１１には作り込まず、多層配線基板１２に作り込む。それ故、上記の複合配線基板１０及びパッケージ化デバイス１は、高い歩留まりで製造可能である。
また、複合配線基板１０の製造において、微細な配線パターンを有する導体層１２６２を含んだ多層配線構造は、ガラスエポキシ基板などのコア層上に形成するのではなく、支持体２上に形成する。支持体２として平滑性に優れたものを使用することができるため、その上に形成する微細パターン等は高い形状精度で形成可能である。このような理由でも、上記の複合配線基板１０及びパッケージ化デバイス１は、高い歩留まりで製造可能である。
また、上記の複合配線基板１０及びパッケージ化デバイス１では、ＦＣ－ＢＧＡ基板１１において、その厚さを二等分する平面に対して高い対称性を実現することは容易であり、また、多層配線基板１２においても、その厚さを二等分する平面に対して高い対称性を実現することは容易である。それ故、上記の複合配線基板１０及びパッケージ化デバイス
１は、加熱時に反りや歪みを生じ難い。
１は、加熱時に反りや歪みを生じ難い。
また、微細な配線を形成する方法として、セミアディティブ法がある。セミアディティブ法では、先ず、下地層を準備し、下地層上に第１金属含有層及び第２金属含有層を形成する。次に、第２金属含有層上にレジスト層をパターン状に形成し、電解銅めっきにより第２金属含有層上に配線部を含む導体層を形成する。次に、レジストを除去し、その後、不要な第１金属含有層及び第２金属含有層を更に除去する。具体的には、レジストの除去後に、第１金属含有層及び第２金属含有層のうち導体層によって被覆されていない部分をエッチングにより除去する。その後、下地層及び導体層を絶縁樹脂層で被覆する。このようにして、下地層上に微細な配線等を形成する。
この方法によると、不要な層をエッチングする際に、導体層の表面もエッチングされる。その結果、導体層の表面が粗くなる。この場合、導体層の表面の算術平均粗さＲａは１００ｎｍ程度である。このように導体層の表面が粗い場合、特には、配線部の表面が粗い場合、その表面を通る電子の移動距離が大きいため、高い伝送特性が達成できない。
また、上記のセミアディティブ法において、導体層の材料、例えば、銅が絶縁樹脂層中に拡散することを防ぐために、不要な第１金属含有層及び第２金属含有層を除去した後に、配線部の表面に無機絶縁層を設けることがある。しかしながら、上述した通り、上記のセミアディティブ法によると導体層の表面が粗いため、無機絶縁層が薄い、例えば、１μｍ未満である場合に無機絶縁層にピンホールが生じやすい。ピンホールが生じると、ピンホールから導体層の材料が絶縁樹脂層中に拡散するため、高い絶縁信頼性を達成することができない。
また、無機絶縁層を厚くした場合、その成膜やエッチングによるその部分的な除去に、より長い時間が必要となる。また、この場合、導体層に含まれる銅の線膨張係数と無機絶縁層の材料の線膨張係数との差によって、導体層と無機絶縁層との間では剥離が生じやすい。特に、導体面積の広いビア部においては、層間剥離に伴う断線が生じやすい。また、上記の場合、無機絶縁層の材料の線膨張係数と絶縁樹脂層の材料の線膨張係数との差によって、無機絶縁層と絶縁樹脂層との間でも剥離が生じやすい。
一方、上述した多層配線基板１２の製造方法によると、配線部１２６２Ｗの側面は、第２金属含有層１２６１ｂによって被覆されている。また、上述した方法によると、配線部の上面、及び、第２金属含有層１２６１ｂのうち、配線部１２６２Ｗの側面を被覆した部分はほとんどエッチングされない。このため、配線部１２６２Ｗの上面及び第２金属含有層１２６１ｂの上記部分の表面は平滑である。配線部１２６２Ｗの上面及び第２金属含有層１２６１ｂの上記部分の表面が平滑である場合、配線部１２６２Ｗの上面及び第２金属含有層１２６１ｂの上記部分の表面を通る電子の移動距離は小さいため、高い伝送特性を達成することが可能である。また、配線部１２６２Ｗの上面及び第２金属含有層１２６１ｂの上記部分の表面が平滑である場合、無機絶縁層１２６４にはピンホールが生じにくいため、無機絶縁層１２６４を厚くすることなく、高い絶縁信頼性を達成することが可能である。
また、上述した多層配線基板１２では、図２乃至図５に示すように、第１金属含有層１２６１ａは配線部１２６２Ｗの第１面Ｓ１側の面を被覆している。このため、隣り合う２つの層１２６において、一方の層１２６が含む配線部１２６２Ｗから、他方の層１２６が含む絶縁樹脂層１２６３への金属の拡散は生じ難い。よって、上述した多層配線基板１２は、優れた絶縁信頼性を達成することができる。
また、上述した多層配線基板１２では、図２乃至図５に示すように、第１金属含有層１２６１ａは、配線部１２６２Ｗの側面を被覆することなしに配線部１２６２Ｗの第１面Ｓ１側の面を被覆している。このため、例えば、第１金属含有層１２６１ａの材料として、配線部１２６２Ｗの材料よりも導電率が小さいものを使用した場合、上述した多層配線基板１２は、配線部１２６２Ｗの側面を更に被覆した第１金属含有層１２６１ａを備えた多層配線基板よりも低い配線抵抗率を達成することができる。
次に、上述した多層配線基板１２及びその製造方法を用いた場合の作用効果について説明する。
（実施例）
図２及び図３を参照しながら説明した多層配線基板１２を、図６乃至図２９を参照しながら説明した方法により製造した。多層配線基板１２の長さｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４及びｔ５は２μｍとした。無機絶縁層１２６４の厚さは０．０５μｍとした。第２金属含有層１２６１ｂのうち、配線部１２６２Ｗの側面を被覆した部分の算術平均粗さＲａは１０ｎｍ程度である。
図２及び図３を参照しながら説明した多層配線基板１２を、図６乃至図２９を参照しながら説明した方法により製造した。多層配線基板１２の長さｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４及びｔ５は２μｍとした。無機絶縁層１２６４の厚さは０．０５μｍとした。第２金属含有層１２６１ｂのうち、配線部１２６２Ｗの側面を被覆した部分の算術平均粗さＲａは１０ｎｍ程度である。
（比較例１）
図３３は、多層配線基板１２’を概略的に示す断面図である。図３４は、図３３に示す多層配線基板１２’の一部を拡大して示す断面図である。
図３３は、多層配線基板１２’を概略的に示す断面図である。図３４は、図３３に示す多層配線基板１２’の一部を拡大して示す断面図である。
図３３及び図３４に示す多層配線基板１２’は、以下の点を除き、実施例に係る多層配線基板１２と同様である。
即ち、多層配線基板１２’は、層１２６の代わりに層１２６’を含んでいる。各層１２６’は、絶縁樹脂層１２６３と、第１金属含有層１２６１ａ’と、第２金属含有層１２６１ｂ’と、導体層１２６２’と、無機絶縁層１２６４’とを含んでいる。第１金属含有層１２６１ａ’と、第２金属含有層１２６１ｂ’と導体層１２６２’との形成に、従来のセミアディティブ法を利用したため、配線部１２６２Ｗ’の側面は第２金属含有層１２６１ｂ’によって覆われていない。また、配線部１２６２Ｗの断面は、略矩形形状を有している。これらの点を除けば、比較例に係る多層配線基板１２’は、実施例に係る多層配線基板１２と同様である。
なお、図３４において、長さｔ１’は、隣り合う２つの層１２６’における、一方の層１２６’が有する第１面Ｓ１と、他方の層１２６’が含む溝部の底面との間の距離である。長さｔ２’は、層１２６’における溝部の深さである。長さｔ３’は、層１２６’が含む溝部の底面と、この層１２６’の第２面Ｓ２との間の最短距離である。長さｔ４’は、層１２６’が含む溝部の底面の幅である。長さｔ５’は、溝部の幅方向に隣り合った溝部の底面間の距離である。
多層配線基板１２’の長さｔ１’、ｔ２’、ｔ３’、ｔ４’及びｔ５’は２μｍとした。無機絶縁層１２６４’の厚さは０．０５μｍとした。
（比較例２）
比較例２に係る多層配線基板は、無機絶縁層１２６４’の厚さを０．０５μｍから０．５μｍへ変更したこと以外は、比較例１に係る多層配線基板と同様である。
比較例２に係る多層配線基板は、無機絶縁層１２６４’の厚さを０．０５μｍから０．５μｍへ変更したこと以外は、比較例１に係る多層配線基板と同様である。
（比較例３）
比較例３に係る多層配線基板は、無機絶縁層１２６４’の厚さを０．０５μｍから１μｍへ変更したこと以外は、比較例１に係る多層配線基板と同様である。
比較例３に係る多層配線基板は、無機絶縁層１２６４’の厚さを０．０５μｍから１μｍへ変更したこと以外は、比較例１に係る多層配線基板と同様である。
（作用効果の確認）
実施例に係る多層配線基板１２及び比較例１乃至３に係る多層配線基板１２’について、以下の評価を行った。
実施例に係る多層配線基板１２及び比較例１乃至３に係る多層配線基板１２’について、以下の評価を行った。
（評価方法）
線間絶縁信頼性を評価した。１３０℃、８５％ＲＨの環境下で、３．３Ｖのバイアスを配線間に印加し、１９２時間１ＭΩ以上であることを合格基準とした。
線間絶縁信頼性を評価した。１３０℃、８５％ＲＨの環境下で、３．３Ｖのバイアスを配線間に印加し、１９２時間１ＭΩ以上であることを合格基準とした。
（評価結果）
実施例に係る多層配線基板１２は、上記の合格基準を満たした。一方、比較例１及び２に係る多層配線基板１２’は、上記の合格基準を満たさなかった。また、比較例３に係る多層配線基板１２’は、無機絶縁層１２６４’と絶縁樹脂層１２６３との間、及び、無機絶縁層１２６４’と絶縁樹脂層１２４との間で剥離が生じたため、絶縁信頼性の評価ができなかった。
実施例に係る多層配線基板１２は、上記の合格基準を満たした。一方、比較例１及び２に係る多層配線基板１２’は、上記の合格基準を満たさなかった。また、比較例３に係る多層配線基板１２’は、無機絶縁層１２６４’と絶縁樹脂層１２６３との間、及び、無機絶縁層１２６４’と絶縁樹脂層１２４との間で剥離が生じたため、絶縁信頼性の評価ができなかった。
１…パッケージ化デバイス、２…支持体、３…剥離層、４ａ…密着層、４ｂ…シード層、１０…複合配線基板、１１…ＦＣ－ＢＧＡ基板、１２…多層配線基板、１２’…多層配線基板、１３…封止樹脂層、１４…接合電極、２０…機能デバイス、３０…封止樹脂層、４０…接合電極、５０…レーザー光、１１１…コア層、１１２…絶縁層、１１３…導体層、１１４…絶縁層、１１５…接合用導体、１２１…レジスト層、１２２…導体層、１２３…絶縁樹脂層、１２４…絶縁樹脂層、１２５…ダミー層、１２６…層、１２６’…層、１２６１ａ…第１金属含有層、１２６１ａ’…第１金属含有層、１２６１ｂ…第２金属含有層、１２６１ｂ’…第２金属含有層、１２６２…導体層、１２６２’…導体層、１２６２Ｌ…ランド部、１２６２Ｌ’…ランド部、１２６２Ｖ…ビア部、１２６２Ｖ’…ビア部、１２６２Ｗ…配線部、１２６２Ｗ’…配線部、１２６３…絶縁樹脂層、１２６４…無機絶縁層、１２７ａ…密着層、１２７ｂ…シード層、１２８…レジスト層、１２９…導体層、１３０…絶縁樹脂層、１３１…表面処理層、１３２…接合用導体、Ｇ…溝部、Ｇ’…溝部、Ｒ１…第１凹部、Ｒ１’…貫通孔、Ｒ２…第２凹部Ｓ１…第１面、Ｓ２…第２面。
Claims (19)
- 互いに積層された２以上の層を備え、前記２以上の層の各々は、
第１面とその裏面である第２面とを有した絶縁樹脂層であって、前記第１面で開口した溝部が設けられた絶縁樹脂層と、
前記溝部の底面を被覆した部分を含んだ無機絶縁層と、
前記絶縁樹脂層の前記溝部を埋め込んだ配線部を含んだ導体層と、
前記配線部の側面を被覆することなしに前記配線部の前記第１面側の面を被覆した第１金属含有層と、
前記第１金属含有層と前記配線部との間に介在した部分と、前記配線部の側面を被覆した部分とを含み、前記第１金属含有層の材料とは異なる金属材料からなる第２金属含有層と
を含んだ多層配線基板。 - 前記無機絶縁層は、前記溝部の前記底面と前記溝部の側壁との接続部を被覆した部分を更に含んだ請求項１に記載の多層配線基板。
- 前記無機絶縁層は、前記溝部の側壁を被覆した部分を更に含んだ請求項１に記載の多層配線基板。
- 前記無機絶縁層は、前記第１面を被覆した部分を更に含んだ請求項１乃至３の何れか１項に記載の多層配線基板。
- 前記無機絶縁層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、フッ素を添加した酸化ケイ素、炭素を添加した酸化ケイ素、酸化タンタル、窒化タンタル及び酸化アルミニウムからなる群より選ばれる１以上の絶縁体を含んだ請求項１乃至４の何れか１項に記載の多層配線基板。
- 前記絶縁樹脂層は厚さ方向に一体に形成され、
前記絶縁樹脂層は、前記第１面で開口した第１凹部、及び、前記第２面で開口し、前記第１凹部の１以上と連通した第２凹部が更に設けられ、
前記無機絶縁層は、前記第１凹部の底面を被覆した部分を更に含み、
前記導体層は、前記絶縁樹脂層の前記第１凹部を埋め込んだランド部と、前記ランド部の位置で前記第１面から突き出たビア部とを更に含み、
前記ビア部は、前記第１面側で隣接する絶縁樹脂層の前記第２凹部を埋め込み、
前記第１金属含有層は、前記ランド部の側面を被覆することなしに前記ランド部の前記第１面側の面と、前記ビア部の側面とを更に被覆している請求項１乃至５の何れか１項に記載の多層配線基板。 - 前記無機絶縁層は、前記第１凹部の側壁を被覆した部分を更に含んだ請求項６に記載の多層配線基板。
- 前記第１金属含有層うち前記配線部の前記第１面側の面を被覆した前記部分の幅Ｄ１が、前記第２金属含有層の表面のうち、前記第１面を含む平面と向き合った領域の幅Ｄ２よりも小さい請求項１乃至７の何れか１項に記載の多層配線基板。
- 前記第１金属含有層はチタンを含み、前記第２金属含有層は銅を含んだ請求項１乃至８の何れか１項に記載の多層配線基板。
- 前記第２金属含有層のうち、前記配線部の側面を被覆した前記部分の算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下である請求項１乃至９の何れか１項に記載の多層配線基板。
- 前記溝部は、その長さ方向に垂直な断面が逆テーパ状である請求項１乃至１０の何れか１項に記載の多層配線基板。
- 第１配線基板と、前記第１配線基板に接合された第２配線基板とを備え、前記第１及び第２配線基板は、それらの間に介在した接合電極を介して互いに電気的に接続され、第２配線基板は、請求項１乃至１１の何れか１項に記載の多層配線基板である複合配線基板。
- 前記第１配線基板は、フリップチップボールグリッドアレイ用配線基板であり、前記第２配線基板はインターポーザである請求項１２に記載の複合配線基板。
- 請求項１２又は１３に記載の複合配線基板と、
前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に実装された機能デバイスと
を備えたパッケージ化デバイス。 - 積層された２以上の層を形成することを含み、前記２以上の層の各々の形成は、
凹部が設けられた絶縁樹脂層上に、溝と１以上が前記凹部と連通した貫通孔とを有するダミー層を形成することと、
前記ダミー層の上面と、前記凹部、前記溝及び前記貫通孔の内面とを被覆した第１金属含有層を形成することと、
前記第１金属含有層上に、前記第１金属含有層とは異なる金属材料からなる第２金属含有層を形成することと、
前記ダミー層上に、前記凹部と前記溝と前記貫通孔とを埋め込むように、導体層を形成することと、
前記凹部、前記溝、又は前記貫通孔外に位置した部分が除去されるように前記導体層を研磨して、前記導体層のうち、前記凹部を埋め込んだ部分、前記貫通孔を埋め込んだ部分、及び、前記溝を埋め込んだ部分を、それぞれ、ビア部、ランド部及び配線部として得ることと、
その後、前記ダミー層を除去することと、
前記第１金属含有層の露出部を除去することと、
少なくとも前記ランド部の上面及び前記配線部の上面を被覆するように、無機絶縁層を形成することと、
前記無機絶縁層を被覆するとともに、前記ランド部及び前記配線部の間の隙間を埋め込み、前記ランド部の１以上の位置に凹部が設けられた絶縁樹脂層を形成することと、
前記無機絶縁層のうち、これを被覆した前記絶縁樹脂層に設けられた前記凹部の位置で露出した部分を除去することと
を含んだ多層配線基板の製造方法。 - 前記無機絶縁層は、前記ランド部の側面と前記配線部の側面とを更に被覆するように形成する請求項１５に記載の多層配線基板の製造方法。
- 前記無機絶縁層は、前記ダミー層を除去することによって露出した前記絶縁樹脂層を更に被覆するように形成する請求項１５又は１６に記載の多層配線基板の製造方法。
- 前記無機絶縁層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、フッ素を添加した酸化ケイ素、炭素を添加した酸化ケイ素、酸化タンタル、窒化タンタル及び酸化アルミニウムからなる群より選ばれる１以上の絶縁体を含んだ請求項１５乃至１７の何れか１項に記載の多層配線基板の製造方法。
- 前記ダミー層は感光性の樹脂からなる請求項１５乃至１８の何れか１項に記載の多層配線基板の製造方法。
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