JP4196351B2 - Film capacitor manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明はフィルム状コンデンサの製造方法に関するものであり、特に、ハイエンドサーバ等の高周波信号を伝送する電子装置に対するデカップリングコンデンサの低インダクタンス化のための構成に特徴のあるフィルム状コンデンサの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a film capacitor, and more particularly to a method for manufacturing a film capacitor characterized by a configuration for reducing the inductance of a decoupling capacitor for an electronic device that transmits a high-frequency signal such as a high-end server. Is.
近年、マクロプロセッサをはじめとするデジタルLSIの高速化と低消費電力化が進み、LSIの負荷インピーダンスの急激な変動や、電源電圧の変動を抑えるためのデカップリングコンデンサの性能向上が要請されており、また、高速動作デジタルLSIのGHz帯の高周波領域における安定したLSIの動作が要求されている。 In recent years, macro LSIs and other digital LSIs have become faster and consume less power, and there has been a need to improve the performance of decoupling capacitors to suppress rapid fluctuations in LSI load impedance and fluctuations in power supply voltage. In addition, there is a demand for stable LSI operation in the high-frequency region of the GHz band of high-speed operation digital LSIs.
この様な電源電圧変動や高周波ノイズによるLSIの誤動作を防止するためには、LSIチップのなるべく近傍にデカップリングコンデンサ、即ち、バイパスコンデンサを実装する必要がある。 In order to prevent such malfunction of the LSI due to power supply voltage fluctuations and high frequency noise, it is necessary to mount a decoupling capacitor, that is, a bypass capacitor as close as possible to the LSI chip.
図9参照
図9は、従来のデカプリングコンデンサ及びLSIを実装した電子回路装置の概略的構成図であり、多層配線層を設けた回路配線基板74にLSIチップ71を実装するとともに、LSIチップ71の近傍にデカップリングコンデンサとなるチップコンデンサ73を実装したものであり、チップコンデンサ73の一方の端子を接地ライン76に接続するとともに、他方の端子をLSIチップ71の電源端子72と接続している電源ライン75に接続する。
See FIG.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an electronic circuit device on which a conventional decoupling capacitor and an LSI are mounted. The
しかし、図9のように回路配線基板74の表面にデカップリングコンデンサを実装する方法の場合には、チップコンデンサ73とLSIチップ71との間での配線の引回しが避けられないため、引回し配線層に付随する寄生インダクタンスにより、高速動作LSIに対しての電源電圧変動の抑止効果や高周波リップル吸収効果には限界がある。
However, in the case of the method of mounting a decoupling capacitor on the surface of the
したがって、電源電圧の変動抑止のためには、等価直列抵抗(ESR)及び等価直列インダクタンス(ESL)の低減がコンデンサに求められることになる。 特に、配線の引回しによるインダクタンスの増加は、デカップリングコンデンサの高周波特性の劣化の主因となるため等価直列インダクタンス(ESL)の低減がより重要になる。 Therefore, in order to suppress fluctuations in the power supply voltage, reduction of equivalent series resistance (ESR) and equivalent series inductance (ESL) is required for the capacitor. In particular, an increase in inductance due to wiring routing is a major cause of deterioration of the high-frequency characteristics of the decoupling capacitor, and therefore reduction of equivalent series inductance (ESL) becomes more important.
そこで、コンデンサ内蔵回路基板や、表面に誘電体膜を形成したセラミック回路基板(例えば、特許文献1参照)などが提案されており、それによって、LSIチップの直下にデカップリングコンデンサを配置して、LSI電源、接地端子からコンデンサまでの配線引回しを最短にしようとするものである。 Therefore, a circuit board with a built-in capacitor, a ceramic circuit board with a dielectric film formed on the surface (see, for example, Patent Document 1), etc. have been proposed, whereby a decoupling capacitor is arranged immediately below the LSI chip, It is intended to minimize the wiring route from the LSI power supply and the ground terminal to the capacitor.
また、回路基板とは別に、インターポーザタイプのコンデンサ基板を用いてLSIチップとデカップリングコンデンサの接続距離を最短にすることがで提案されているので、その一例を図10を参照して説明する。 Further, since it has been proposed to use an interposer type capacitor substrate separately from the circuit substrate to minimize the connection distance between the LSI chip and the decoupling capacitor, an example will be described with reference to FIG.
図10参照
図10は、インターポーザタイプのコンデンサ基板を介してLSIを実装した電子回路装置の概略的構成図であり、LSIチップ81の信号端子はコンデンサ基板82に設けたスルービアを介して回路配線基板83に設けた信号ライン86に接続される。
一方、LSIチップ81の電源端子と接地端子は、コンデンサ基板82に設けたデカップリングコンデンサを構成する一対のベタ電極層の一方に互いに接続したビアを介して電源ライン84及び接地ライン85に夫々接続される。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an electronic circuit device in which an LSI is mounted via an interposer type capacitor substrate. A signal terminal of the
On the other hand, the power supply terminal and the ground terminal of the
しかし、上述のコンデンサ内蔵基板の場合には、高誘電体材料の焼成に700℃程度の高温が必要であるため、回路基板を構成するベース材料やその製造工程が限定されるという問題がある。
また、コンデンサ層の層数の増加に伴って、製造歩留りが低下するという問題や製造コストが増大するという問題がある。
However, in the case of the above-mentioned capacitor built-in substrate, since a high temperature of about 700 ° C. is required for firing the high dielectric material, there is a problem that the base material constituting the circuit substrate and the manufacturing process thereof are limited.
In addition, as the number of capacitor layers increases, there is a problem that the manufacturing yield decreases and the manufacturing cost increases.
一方、インターポーザタイプのコンデンサ基板の場合には、ハイエンドサーバのように、LSIチップの端子数が数千を越えるものがあり、その様なLSIチップに対応するためには、微小径且つ微小ピッチのインターポーザ基板が必要になるが、ビアの径の微小化と微小ピッチ化に伴って製造が困難になるという問題がある。
例えば、コンデンサ基板をグリーンシート法を用いて製造した場合、スルービアのピッチは100〜200μmが限界となる。
On the other hand, in the case of an interposer type capacitor substrate, there are some terminals of an LSI chip that exceed several thousand, such as a high-end server, and in order to support such an LSI chip, a small diameter and a small pitch. Although an interposer substrate is required, there is a problem that manufacturing becomes difficult as the via diameter becomes smaller and the pitch becomes smaller.
For example, when the capacitor substrate is manufactured using the green sheet method, the pitch of through vias is limited to 100 to 200 μm.
また、コンデンサ基板の低インピーダンス化、即ち、低ESL化のためには、薄膜コンデンサが望ましいが、薄層化にともなってピンホール等に起因するリーク電流が問題となるため、低欠陥スルービア基板が必要になるが、薄層化の進展に伴って低欠陥スルービア基板の製造が困難になるという問題がある。 A thin film capacitor is desirable for lowering the impedance of the capacitor substrate, that is, lowering ESL. However, leakage current due to pinholes and the like becomes a problem as the layer becomes thinner. Although necessary, there is a problem that it becomes difficult to manufacture a low-defect through-via substrate with the progress of thinning.
したがって、本発明は、微小径且つ微小ピッチのスルービアを有する低インダクタンスのフィルム状コンデンサを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a low-inductance film-like capacitor having through-vias having a minute diameter and a minute pitch.
ここで、図1を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図1参照
(1)本発明は、表裏面に電極が設けられ、当該電極と電気的に接続されるビアを有するフィルム状コンデンサの製造方法において、基板1上に、第一の樹脂絶縁層8、電源配線及び信号配線の導通に必要なビア5,6を通過させる孔を設けるベタ電極層2、誘電体材料層3、接地配線及び信号配線の導通に必要なビア6,7を通過させる孔を設けるベタ電極層4、及び、第二の樹脂絶縁層からなるフィルム状コンデンサを少なくとも1周期形成したのち、基板1の裏面からレーザ光9を照射することによって第一の樹脂絶縁層8の基板1との界面側を蒸発させ、基板1から剥離することを特徴とするフィルム状コンデンサの製造方法。
Here, means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG.
See Figure 1
(1) The present invention relates to a method of manufacturing a film capacitor having electrodes provided on the front and back surfaces and vias electrically connected to the electrodes, on the
この様に、インターポーザタイプのコンデンサとしてグリーンシート法を用いずにフィルム状コンデンサとすることによって、半導体製造技術を転用することができ、それによって、膜厚の薄い誘電体材料層3を有し、且つ、微小径且つ微小ピッチのスルービア6を有する低インダクタンスのフィルム状コンデンサの実現が可能になる。
Thus, by using a film-like capacitor without using the green sheet method as an interposer type capacitor, the semiconductor manufacturing technology can be diverted, thereby having a thin dielectric material layer 3, In addition, it is possible to realize a low-inductance film-like capacitor having through
特に、フィルム状コンデンサを製造する際に、表面が平滑で第一の樹脂絶縁層8を設けた基板1を用いることによって薄膜のフィルム状コンデンサを半導体製造技術を用いて精度良く且つ再現性良く形成することができ、また、形成後に基板1から剥離することによって、コンデンサ基板として層厚化することがない。
In particular, when manufacturing a film capacitor, a thin film capacitor is formed with high precision and reproducibility using semiconductor manufacturing technology by using the
また、レーザアブレーションによって樹脂絶縁層8の基板1との界面側を蒸発して基板1を剥離するドライプロセスを用いることにより、基板1の剥離工程が簡素化され、且つ、ウェットプロセスのように、誘電体材料層3や電極パッド等が薬液により侵される虞がなくなる。
In addition, by using a dry process in which the interface side of the resin insulating layer 8 with the
また、誘電体材料層3として、半導体強誘電体メモリ等に使用されているペロブスカイト構造の高誘電体膜を適用することによって、高誘電率の薄膜をピンホールフリーで形成することができ、それによって、一層の誘電体材料膜のみであっても大きな容量を実現することができる。 Moreover, by applying a high dielectric film having a perovskite structure used in semiconductor ferroelectric memory or the like as the dielectric material layer 3, a thin film having a high dielectric constant can be formed free of pinholes. Thus, a large capacity can be realized even with only one dielectric material film.
(2)また、本発明は、上記(1)において、基板1の剥離後に、誘電体材料層3の形成工程において炭化した第一の樹脂絶縁層8を除去したのち、新たな樹脂絶縁層を設けたことを特徴とする。
この様に、誘電体材料層3を形成する際の加熱工程において部分的に炭化して保護絶縁層として不適当になっている第一の樹脂絶縁層8を除去しているので、コンデンサ基板の信頼性を向上することができる。
(2) Further, in the present invention, after removing the first resin insulating layer 8 carbonized in the step of forming the dielectric material layer 3 after the
In this way, the first resin insulating layer 8 that is partially carbonized and unsuitable as a protective insulating layer is removed in the heating step when forming the dielectric material layer 3, so that the capacitor substrate Reliability can be improved.
(3)また、本発明は、フィルム状コンデンサの製造方法において、ガラス基板の周辺部にのみCr密着層を選択的に形成した後、Cr密着層が選択的に形成されたガラス基板上に、ポリイミドからなる第一の樹脂絶縁層、電源配線及び信号配線の導通に必要なビアを通過させる孔を設けたベタ電極層、ペロブスカイト構造を有する誘電体材料層、接地配線及び信号配線の導通に必要なビアを通過させる孔を設けるベタ電極層、及び、ポリイミドからなる第二の樹脂絶縁層からなるフィルム状コンデンサを形成し、次いで、ガラス基板の裏面からレーザ光を照射することによって、フィルム状コンデンサにおけるCr密着層の内側の部分を蒸発させ、蒸発させた部分の外側を取り除き、次いで、残った部分について、フィルム状コンデンサをガラス基板から剥離することを特徴とする。(3) Further, in the method for manufacturing a film capacitor according to the present invention, after the Cr adhesion layer is selectively formed only on the peripheral portion of the glass substrate, the Cr adhesion layer is selectively formed on the glass substrate. Necessary for the conduction of the first resin insulation layer made of polyimide, the solid electrode layer with holes for passing the vias necessary for the conduction of the power supply wiring and signal wiring, the dielectric material layer having the perovskite structure, the ground wiring and the signal wiring A film-like capacitor is formed by forming a solid electrode layer having a hole through which a simple via passes and a second resin insulating layer made of polyimide, and then irradiating a laser beam from the back surface of the glass substrate. Evaporate the inner part of the Cr adhesion layer in FIG. 1, remove the outer part of the evaporated part, and then apply a film capacitor to the remaining part. Characterized by peeling from the glass substrate.
本発明によれば、表面が平滑な無垢基板を用いるとともに、半導体製造技術を用いてデカップリング用のフィルム状コンデンサを作製しているので、高密度のスルービアを有する低欠陥のフィルム状コンデンサとすることができ、それによって等価直列インダクタンス(ESL)を小さくすることができるので、デジタルLSIの高速化に伴う高周波領域における電源電圧変動及び高周波ノイズを効果的に低減することができ、ひいては、高速デジタルLSIの動作の信頼性の向上、或いは、高密度実装化に寄与するところが大きい。 According to the present invention, a solid substrate having a smooth surface is used, and a film capacitor for decoupling is produced using a semiconductor manufacturing technique, so that a low-defect film capacitor having a high-density through via is obtained. Therefore, the equivalent series inductance (ESL) can be reduced, so that power supply voltage fluctuations and high-frequency noise in the high-frequency region associated with high-speed digital LSIs can be effectively reduced. It greatly contributes to improving the reliability of LSI operation or high-density mounting.
本発明は、基板上に、第一の樹脂絶縁層、電源配線及び信号配線の導通に必要なビアを通過させる孔を設けるベタ電極層、誘電体材料層、接地配線及び信号配線の導通に必要なビアを通過させる孔を設けるベタ電極層、及び、第二の樹脂絶縁層からなるフィルム状コンデンサを少なくとも1周期形成したのち、レーザ光照射により第一の樹脂絶縁層の基板側の界面を蒸発させて基板から剥離するものである。 The present invention is necessary for conduction of a solid electrode layer, a dielectric material layer, a ground wiring, and a signal wiring provided with a hole through which a first resin insulating layer, a via necessary for the conduction of the power supply wiring and the signal wiring are passed on the substrate. After forming at least one period of a solid electrode layer with holes for passing through holes and a film-like capacitor made of the second resin insulation layer, the substrate side interface of the first resin insulation layer is evaporated by laser light irradiation. And peeled from the substrate.
ここで、図2乃至図6を参照して本発明の実施例1を説明するが、まず、図2乃至図5を参照して本発明の実施例1の製造工程を説明する。
なお、各図は、フィルム状コンデンサの要部断面図である。
図2参照
まず、サファイア基板11上に、ポリイミド樹脂を塗布し、加熱硬化させ、さらに700℃に加熱することによって、厚さが、例えば、10μmの炭化の進んだポリイミド層12を形成したのち、スパッタリング法を用いて厚さが、例えば、0.1μmのTi膜と0.2μmのPt膜を順次堆積させることによって下部ベタ電極層13を形成する。
Here, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 6. First, the manufacturing process of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In addition, each figure is principal part sectional drawing of a film-like capacitor | condenser.
See Figure 2
First, a polyimide resin is applied on the
次いで、全面にレジストを塗布し、露光・現像することによって、電源用のビアを絶縁分離する埋込絶縁層を形成するための凹部を有するレジストパターン14を形成したのち、スパッタリング法によって、全面に厚さが、例えば、0.5μmのSiO2 膜15を堆積させて、凹部に堆積したSiO2 膜を埋込絶縁層16とする。
Next, a resist is coated on the entire surface, exposed and developed to form a
次いで、レジストパターン14を除去して、その上に堆積したSiO2 膜15を同時にリフトオフしたのち、再び、全面にレジストを塗布し、露光・現像することによって、信号用のスルービア及び接地用のビアを絶縁する埋込絶縁層を形成するための凹部18を有するレジストパターン17を形成したのち、レジストパターン17をマスクとして下部ベタ電極層12の露出部をエッチング除去することによって、凹部18に囲まれた信号用のスルービア及び接地用のビアの一部を形成する。
Next, the
次いで、再び、スパッタリング法によって、全面に厚さが、例えば、0.8μmのSiO2 膜19を堆積させて、凹部18に堆積したSiO2 膜をスルービア及びビアを絶縁分離する埋込絶縁層20とする。
Next, again, a buried insulating
図3参照
次いで、レジストパターン17を除去して、その上に堆積したSiO2 膜19を同時にリフトオフして埋込絶縁層20を残存させる。
See Figure 3
Next, the resist
次いで、全面に、ゾル・ゲル法を用いて(Ba,Sr)TiO3 、即ち、BSTからなる高誘電率膜21を形成する。
この高誘電率膜21の製造工程としては、Sr,Ba,Tiの各アルコキシドを混合した混合溶液をスピンコート法によって、例えば、2000rpmで30秒間塗布したのち、例えば、120℃で10分間乾燥させ、次いで、300℃で10分間の仮焼成を行い、この工程を、例えば、4回繰り返したのち、例えば、700℃の高温の酸素雰囲気中で60分間本焼成を行うことによってSr,Ba,Tiをペロブスカイト酸化物として結晶化させることによって、例えば、全体の厚さが400nmのBST膜とする。
因に、この様に形成したBST膜の比誘電率は500であり、また、損失は2%以下であった。
Next, a high dielectric
As a manufacturing process of the high dielectric
Incidentally, the relative dielectric constant of the BST film thus formed was 500, and the loss was 2% or less.
次いで、NH4 F:HF=6:1のバッファードフッ酸を用いてエッチングバックすることによって、埋込絶縁層16及び埋込絶縁層20の頂部が露出するまで高誘電体膜21をエッチング除去する。
Next, the
次いで、全面にレジストを塗布し、露光・現像することによって、埋込絶縁層16及び埋込絶縁層20の内端部に一致する開口、即ち、スルービア及びビアに対応する開口を有するレジストパターン22を設け、このレジストパターン22をマスクとして露出している高誘電体膜21をNH4 F:HF=6:1のバッファードフッ酸を用いてエッチングすることによってビアホールとなる凹部23を形成する。
Next, a resist is coated on the entire surface, exposed and developed to form a resist
図4参照
次いで、レジストパターン22を除去したのち、再び、スパッタリング法を用いて厚さが、例えば、0.1μmのTi膜と0.2μmのPt膜を順次堆積させることによって凹部23を埋め込む上部ベタ電極層24を形成する。
See Figure 4
Next, after removing the resist
次いで、再び、全面にレジストを塗布し、露光・現像することによって、埋込絶縁層16及び信号用スルービアを形成するための埋込絶縁層20の頂部に一致する開口を有するレジストパターン25を設け、このレジストパターン25をマスクとして露出している上部ベタ電極層24を選択的にエッチング除去して凹部26を形成する。
Next, a resist
次いで、レジストパターン25を除去したのち、全面にポリイミド樹脂を塗布し、加熱硬化することによって厚さが、例えば、10μmのポリイミド層27を形成し、次いで、再び、全面にレジストを塗布し、露光・現像することによって、各スルービア及び各ビアに対応する開口を有するレジストパターン28を設け、このレジストパターン28をマスクとして露出しているポリイミド層27を選択的にエッチング除去する。
Next, after removing the resist
次いで、レジストパターン28を除去したのち、再び、スパッタリング法を用いて厚さが、例えば、0.05μmのCr膜、2μmのNi膜、と0.2μmのAu膜を順次堆積させ、次いで、通常のフォトエッチング工程によってスルービアに接続する電極パッド30,32を形成するとともに、ビアに接続する電極パッド29,31を形成する。
Next, after removing the resist
図5参照
次いで、エキシマレーザを用いてサファイア基板11の裏面からレーザ光33を照射することによって、サファイア基板11の界面側のポリイミド層12を蒸発させるレーザアブレーションによってサファイア基板11との接着力を低下させる。
See Figure 5
Next, by irradiating laser light 33 from the back surface of the
次いで、フィルム状コンデンサ積層体をサファイア基板11から剥離する。
Next, the film capacitor laminate is peeled from the
次いで、プラズマエッチング法を用いて、サファイア基板11に接していたポリイミド層12を選択的に除去する。
即ち、ポリイミド層12は、700℃の高温状態に約1時間晒され、部分的に炭化させているため、保護絶縁層として不適当になっているためである。
Next, the
That is, the
次いで、ポリイミド層34を介してスルービアに接続する電極パッド36,38を形成するとともに、ビアに接続する電極パッド35,37を形成することによって、フィルム状コンデンサの基本構成が完成する。
Next, the
図6参照
図6は、上記の工程によって形成したフィルム状コンデンサを用いた実装構造の概略的断面図であり、LSIチップ40の接地端子41は、フィルム状コンデンサ39に設けた電極パッド35及び電極パッド29を介して実装回路基板45に設けた接地ライン47に接続され、一方、LSIチップ40の電源端子42は電極パッド37及び電極パッド31を介して実装回路基板45に設けた電源ライン46に接続され、デカップリングコンデンサとして作用することになる。
See FIG.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a mounting structure using the film capacitor formed by the above process. The
また、LSIチップ40に設けた信号端子43,44は、それぞれ絶縁されたスルービアに接続する電極パッド36及び電極パッド30、或いは、電極パッド38及び電極パッド32を介して信号ライン48,49に接続される。
The
この様に、本発明の実施例1においては、表面が平滑でポリイミド層を設けた無垢の基板を用い、半導体製造プロセスを利用してフィルム状コンデンサを形成しているので、高密度のスルービアを有する低欠陥のフィルム状コンデンサを精度良く且つ再現性良く製造することが可能になる。 Thus, in Example 1 of the present invention, a solid substrate with a smooth surface and a polyimide layer is used, and a film capacitor is formed using a semiconductor manufacturing process. It becomes possible to manufacture a film capacitor having a low defect with high accuracy and good reproducibility.
次に、図7を参照して、本発明の実施例2を説明するが、フィルム状コンデンサ積層構造自体は上記の実施例1と全く同様であるので、同様の部分の説明は省略する。
図7参照
まず、ガラス基板51の周辺部にのみCr密着層52を選択的に設けたのち、全面にポリイミド樹脂を塗布し、加熱硬化させることによって厚さが10μmのポリイミド層53を形成し、以降は、上記の実施例1と全く同様の工程で電極パッド29〜32までを形成する。
なお、この場合、Cr密着層52は、レジストマスクを用いて選択的に堆積させても良く、或いは、全面にCr膜を堆積させたのち、中央部を選択的にエッチング除去しても良いものである。
Next, Example 2 of the present invention will be described with reference to FIG. 7, but since the film-like capacitor multilayer structure itself is exactly the same as Example 1 described above, description of similar parts is omitted.
See FIG.
First, after selectively providing the
In this case, the
次いで、ガラス基板51の裏面或いはフィルム状コンデンサ側からYAGレーザ或いはCO2 レーザを用いてCr密着層52の内端部近傍にのみレーザ光54を照射して、照射部のフィルム状コンデンサ積層構造を蒸発させて太い破線の外側の周辺部が樹脂層のみとなる構成にする。
Next, the
次いで、フィルム状コンデンサ積層構造をガラス基板51から剥離する。
この場合、ガラス基板51とポリイミド層53との接着力は弱いため、Cr密着層52と密着しているポリイミド層53が切り取られるようにレーザスクライブを行うことによって、容易に剥離させることが可能になる。
Next, the film capacitor laminated structure is peeled off from the
In this case, since the adhesive force between the
以降は、ポリイミド層53を除去したのち、図5の後段の工程を行うことによって、上記の実施例1と同様の構造のフィルム状コンデンサを製造することができる。
Thereafter, after the
この様にCr等の密着性改善層を用いることにより、基板とポリイミド層等の絶縁層として、密着性が良好でない組合せを用いた場合に適用できるものであり、基板及び剥離用絶縁層の材料の選択の幅を拡げることができる。 In this way, by using an adhesion improving layer such as Cr, it can be applied when a combination having poor adhesion is used as an insulating layer such as a substrate and a polyimide layer. The range of choices can be expanded.
次に、図8を参照して、本発明の実施例3を説明する。
図8参照
まず、サファイア基板11上に厚さ10μmのポリイミド層12を形成したのち、全面にスパッタリング法を用いて厚さが、例えば、0.05μmのCr膜、2μmのNi膜、と0.2μmのAu膜を順次堆積させ、次いで、通常のフォトエッチング工程によって信号用スルービアに接続するための電極パッド36,38、電源用ビアに接続するための電極パッド37、及び、接地用ビアに接続するための電極パッド35を形成する。
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
See FIG.
First, after a
次いで、再び、全面にポリイミド樹脂を塗布し、加熱硬化することによって厚さが、例えば、10μmのポリイミド層65を形成したのち、再び、通常のフォトエッチング工程によって電極パッド35〜38に達するビアホールを形成し、次いで、全面に、スパッタリング法を用いて厚さが、例えば、0.1μmのTi膜と0.2μmのPt膜を順次堆積させることによってビアホールを埋め込む下部ベタ電極層13を形成する。
Next, again, a polyimide resin is applied to the entire surface and cured by heating to form a
以降は、図2〜図4と同様の工程を行うことによって、フィルム状コンデンサ積層構造を形成するが、この場合には、誘電体膜としてゾル・ゲル法によって形成したBST膜からなる高誘電体膜の代わりにスパッタリング法を用いてSiN膜66を形成したものである。
この様にして、フィルム状コンデンサ積層構造を形成したのち、サファイア基板11の裏面からエキシマレーザを用いてレーザ光33を照射し、サファイア基板11とポリイミド層12との密着性を低下させる。
Thereafter, a film-like capacitor multilayer structure is formed by performing the same processes as in FIGS. 2 to 4. In this case, a high dielectric made of a BST film formed by a sol-gel method as a dielectric film is used. A
In this way, after forming the film-like capacitor multilayer structure, the
次いで、フィルム状コンデンサ積層構造をポリイミド層12ごと、サファイア基板11から剥離する。
Next, the film capacitor laminated structure is peeled from the
次いで、ポリイミド層12を化学的にエッチング除去することによって、フィルム状コンデンサが得られる。
Next, the
この本発明の実施例3においては、全ての成膜工程及びパターニング工程を硬質のサファイア基板11上において行っているので、パターン精度が向上する。
In the third embodiment of the present invention, since all film forming steps and patterning steps are performed on the
以上、本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は各実施例に記載した構成及び条件に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、本発明の実施例1及び実施例2においては、高誘電体膜としてBST膜を用いているが、BST膜に限られるものではなく、SBT(SrBi2 Ta2 O9 )膜等のBi系層状ペロブスカイト酸化物やPZT膜等の他の高誘電率膜を用いても良いものである。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the configurations and conditions described in the embodiments, and various modifications can be made.
For example, in the first and second embodiments of the present invention, the BST film is used as the high dielectric film. However, the present invention is not limited to the BST film, and Bi such as an SBT (SrBi 2 Ta 2 O 9 ) film is used. Other high dielectric constant films such as a system layered perovskite oxide or PZT film may be used.
また、この様な高誘電体膜の製造方法としては、ゾル・ゲル法に限られるものではなく、スパッタリング法やMOVPE法、或いは、MOD(Metal Organic Decomposition)法を用いても良いものである。 In addition, the manufacturing method of such a high dielectric film is not limited to the sol-gel method, and a sputtering method, a MOVPE method, or a MOD (Metal Organic Decomposition) method may be used.
例えば、高誘電体膜をスパッタリング法によって形成する場合には、(Pb,Zr)TiO3 ターゲットを用い、例えば、Ar:O2 =36sccm:4sccmを流し、成膜室の真空度を0.5Paとした状態で、120Wの電力を印加し、10時間かけて厚さ200nmのPZT膜を形成すれば良い。 For example, when a high dielectric film is formed by a sputtering method, a (Pb, Zr) TiO 3 target is used, for example, Ar: O 2 = 36 sccm: 4 sccm is passed, and the degree of vacuum in the film formation chamber is 0.5 Pa. In this state, a power of 120 W is applied and a PZT film having a thickness of 200 nm may be formed over 10 hours.
また、上記の各実施例においては、フィルム状コンデンサのベース層としてポリイミド樹脂を用いているが、ポリイミド樹脂に限られるものではなく、エポキシ樹脂やフッ化ポリイミド樹脂等の他の有機物絶縁層を用いても良いものである。 In each of the above embodiments, polyimide resin is used as the base layer of the film capacitor. However, it is not limited to polyimide resin, and other organic insulating layers such as epoxy resin and fluorinated polyimide resin are used. It is good.
また、上記の実施例3においては、誘電体膜を形成する前にフィルム状コンデンサのベース層の一部を構成するポリイミド層65を形成しているため、誘電体膜として低温で形成が可能なSiN膜を用いているが、必ずしも、SiN膜に限られるものではなく、本焼成工程において高温雰囲気に晒され多少劣化するもの、高誘電体膜を用いても良いものであり、その場合にはポリイミド樹脂の代わりにより耐熱性の高い絶縁膜を用いることが望ましい。
In Example 3 described above, since the
また、上記の各実施例においては、フィルム状コンデンサを構成する対向電極を上部ベタ電極層と下部ベタ電極層の2層構造で構成し、単層構造のコンデンサとしているが、ベタ電極層を3層以上設けて複数層構造のコンデンサとしても良いものである。 In each of the above embodiments, the counter electrode constituting the film-like capacitor is constituted by a two-layer structure of an upper solid electrode layer and a lower solid electrode layer to form a single-layer capacitor. It is also possible to provide a capacitor having a multilayer structure by providing more than one layer.
1 基板
2 ベタ電極層
3 誘電体材料層
4 ベタ電極層
5 ビア
6 ビア
7 ビア
8 樹脂絶縁層
9 レーザ光
11 サファイア基板
12 ポリイミド層
13 下部ベタ電極層
14 レジストパターン
15 SiO2 膜
16 埋込絶縁層
17 レジストパターン
18 凹部
19 SiO2 膜
20 埋込絶縁層
21 高誘電体膜
22 レジストパターン
23 凹部
24 上部ベタ電極層
25 レジストパターン
26 凹部
27 ポリイミド層
28 レジストパターン
29 電極パッド
30 電極パッド
31 電極パッド
32 電極パッド
33 レーザ光
34 ポリイミド層
35 電極パッド
36 電極パッド
37 電極パッド
38 電極パッド
39 フィルム状コンデンサ
40 LSIチップ
41 接地端子
42 電源端子
43 信号端子
44 信号端子
45 実装回路基板
46 電源ライン
47 接地ライン
48 信号ライン
49 信号ライン
51 ガラス基板
52 Cr密着層
53 ポリイミド層
54 レーザ光
65 ポリイミド層
66 SiN膜
71 LSIチップ
72 電源端子
73 チップコンデンサ
74 回路配線基板
75 電源ライン
76 接地ライン
81 LSIチップ
82 コンデンサ基板
83 回路配線基板
84 電源ライン
85 接地ライン
86 信号ライン
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