JP5413035B2 - 多層配線基板の製造方法、積層化多層配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、３次元積層用の半導体デバイス，半導体デバイス搭載用の多層配線基板の製造方法、積層化多層配線基板に関する。

近年、電子機器の高性能、高機能、小型、薄型化への要求が高まってきている。これに応じて、半導体デバイス内で２次元的に配置していた半導体素子を、３次元的に積層することで、半導体デバイスの大幅な実装面積の削減や、半導体素子間の配線長の削減をすることができ、小型化だけでなく性能や機能面でも向上させることを実現している。

半導体素子の３次元積層は、金やアルミのワイヤボンディング技術によって行われている。しかし、半導体素子を積層する場合、半導体素子上に形成する外部接続用端子は、半導体素子外周部にしか形成できない制限があること、また積層数が増えるにつれて、積層する半導体素子を小さくする必要があるため、半導体素子を積層した半導体デバイスは、下段から上段に向かって半導体デバイスのサイズが小さくなるピラミッド形状となり、半導体素子形状の制限があった。

一方、半導体デバイスの外部接続用端子同士を接続するフリップチップ接続技術では、ワイヤボンディング技術で積層し接続した場合に比べて、配線長を大幅に削減することができる。しかしながら、フリップチップ接続技術では、２つの半導体素子での接続に制限される。

ワイヤボンディング技術とフリップチップ接続技術とを融合させて、３つ以上の半導体素子を積層化することもできるが、この場合も、半導体素子の積層数や半導体素子を積層化した半導体デバイスの形状には制限を受ける問題があった。

これらに対し、半導体素子に基板を貫通する貫通配線を形成し、半導体素子同士を３次元積層して、これらを貫通配線を介して電気的に接続させる手法がある。この手法では、ワイヤボンディング技術に比べて配線長を短くすることができ、またフリップチップ接続技術よりも半導体素子を多層に積層することができ、小型で高性能な半導体デバイスを提供することができる。

貫通配線を形成する製造方法としては、基板上面あるいは基板下面からめっき法によって形成する方法がある。基板に貫通孔あるいは凹部を形成した後に、基板上面より、スパッタ法やＣＶＤ法（化学気相堆積法）により給電層を形成し、電解めっき法により金属めっきを形成して、貫通孔あるいは基板凹部を埋め込み貫通配線を形成できる。
しかしながら、電解めっき工程にて、めっき液中で発生した気泡を巻き込み、あるいは電解めっき法での給電層となる基板上面側で優先的にめっきが成長してしまい、貫通配線内部に空隙を巻き込んでしまう問題があった。

貫通配線を形成する他の製造方法として、基板下面より金属めっきを成長させて、基板に形成した貫通孔を埋め込むボトムアップめっき法がある。この方法では、基板下面より金属めっきを堆積させるために、空隙の形成を抑制することができる。
ところで、この方法では、基板上面の配線層と接続させるために貫通孔を金属めっきで堆積させて貫通配線層を形成する。この後、基板上面の配線と貫通電極とを電気的に接続する必要があるが、金属めっきを成長させて形成した外部接続用端子は、その表面形状に凹凸が生じる。このため、３次元積層用に外部接続端子の先端部を平坦にする必要があった。

この外部接続端子の平坦化工程を簡略化する技術として、例えば特許文献１では基板上面に給電層あるいは配線層を設け、基板下面から成長した金属めっきが給電層あるいは配線層に接続して電流密度の低下することを利用してめっき成長速度を低下させて、研磨工程なしに接続端子の平坦度を向上させる製造方法を開示している。

特開２００６−３３２３４６号公報

しかしながら、下面から成長した金属めっきと、基板上面にある給電層あるいは配線層とを電気的に接続するタイミング、あるいは金属めっきで形成する外部接続端子を含む配線層のパターン形状や配線密度によっては、基板面内での金属めっき成長のばらつきが生じ、結果として外部接続端子及び配線層を平坦にできないという問題があった。
その結果、外部接続端子や配線層を平坦にするための研磨工程が必要となり、作業工数の増加によるコストアップ、生産効率の低下を招いてしまう。
そこでなされた本発明の目的は、外部接続端子や配線層パターンに依存することなく、研磨工程を省略しながらも平坦な外部接続端子を形成して、製造コスト低減、生産効率向上を図ることのできる多層配線基板の製造方法、積層化多層配線基板を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、基板を貫通する貫通配線を有する多層配線基板の製造方法であって、基板貫通孔を有する前記基板の一面側の第一の導電層上に支持基板を設ける工程と、前記基板の他面側に第二の導電層を有する基材を設ける工程と、前記第二の導電層を給電層としためっきを施すことで、前記第二の導電層よりめっき成長させて、前記基板貫通孔内に金属めっきからなる貫通配線を形成する工程と、を備え、前記貫通配線を形成する工程では、めっき成長により形成される前記貫通配線の先端部が、前記支持基板の下面に突き当たることで平坦化され、前記第一の導電層上に前記支持基板を設けるに際し、前記前記第一の導電層上に接着層を形成し、当該接着層上に前記支持基板を接着することを特徴とする。

本発明によれば、第二の導電層よりめっき成長させて基板貫通孔内に金属めっきからなる貫通配線を形成するに際し、めっき成長により形成される貫通配線の先端部が、支持基板の下面に突き当たることで平坦化される。これにより、外部接続端子や配線層パターンに依存することなく、研磨工程を省略しながらも先端形状が平坦な外部接続端子を形成することができる。その結果、製造コスト低減、生産効率向上を図ることが可能となる。

本発明の第一の実施形態における多層配線基板の製造工程の流れを示す断面図である。 図１に続く工程の流れを示す断面図である。 図２に続く工程の流れを示す断面図である。 図３に続く工程の流れを示す断面図である。 本発明の第二の実施形態における多層配線基板の製造工程の流れを示す断面図である。 図５に続く工程の流れを示す断面図である。 図６に続く工程の流れを示す断面図である。 本発明の第三の実施形態における多層配線基板の製造工程の流れを示す断面図である。 図８に続く工程の流れを示す断面図である。 図９に続く工程の流れを示す断面図である。 本発明の第四の実施形態における多層配線基板の製造工程の流れを示す断面図である。 図１１に続く工程の流れを示す断面図である。 図１２に続く工程の流れを示す断面図である。 図１３に続く工程の流れを示す断面図である。 本発明の第五の実施形態における積層化した多層配線基板を示す断面図である。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を説明する。以下の説明は本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のために、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化が為されている。また、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。なお、各図において、同一の符号を付されたものは同様の要素を示しており、適宜、説明が省略されている。

（第一の実施形態）
図１〜図４に示すように、本発明の実施形態に係る第一の多層配線基板の製造方法では、基板１００上面に第一の導電層１１０を形成する工程と、基板１００と第一の導電層１１０に基板貫通孔１０１を形成する工程と、第一の導電層１１０上に支持基板２００を設ける工程と、前記基板１００下面に第二の導電層１２０を有する基材１３０を設ける工程と、前記第二の導電層１２０を給電層とし前記第二の導電層１２０よりめっき成長させた金属めっきからなる外部接続端子３００および第一の配線層３５０の表面形状が、前記支持基板２００の下面によって平坦化される工程と、を有して構成されている。

さて、以下において、上記のような第一の多層配線基板の製造方法について詳述する。
まず、図１（ａ）に示すように、基板１００として、シリコン基板を用いることができる。基板１００表面には、シリコン酸化膜が形成されていてもよい。
このような基板１００を洗浄後、ＤＣスパッタ装置内に導入し、ＤＣスパッタ装置内が予め定めた真空度に達した後に、基板１００全面に、第一の導電層１１０を形成する。第一の導電層１１０は、例えばＴｉ、Ｃｕの順に積層成膜することで形成できる。ここでＣｕは電解めっきを行うときの給電層となり、Ｔｉは、基板１００上と給電層であるＣｕとの密着を高める為の密着層を形成する。密着層は、Ｔｉに限定されることはなく、例えばＴａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗ、これらを含む化合物としてもよい。

次に、図１（ｂ）に示すように、第一の導電層１１０上にレジストを全面に形成し、フォトリソグラフィー法により予め定めた形状のレジストパターン４００を形成する。レジストパターン４００は基板１００に形成する基板貫通孔１０１を形成するためのマスクであり、その加工工程に耐性があれば、レジストパターン４００としてドライフィルムレジストを形成してもよく、またスクリーン印刷法によって予め定めた形状のレジストパターン４００を形成してもよい。

続いて、図１（ｃ）に示すように、基板１００をエッチャー装置に導入し、レジストパターン４００面より、ボッシュプロセスによって、基板１００および第一の導電層１１０に、基板貫通孔１０１を形成するとともに、形成した基板貫通孔１０１側面にシリコン酸化膜からなる基板絶縁層１０２を形成する。

この後、レジストパターン４００を除去し、さらに酸素プラズマ処理により表面を清浄にする。

続いて、図１（ｄ）に示すように、その後、再度フォトリソグラフィー法により予め定めた形状のレジストパターン４１０を形成する。ここでレジストパターン４１０の厚みは後に形成するめっき厚みとする。またレジストパターン４１０として、ドライフィルムレジストを形成してもよく、またスクリーン印刷法によって予め定めた形状のレジストパターン４１０を形成してもよい。

そして、図２（ａ）に示すように、レジストパターン４１０上に、支持基板貫通孔２１０を有する支持基板２００を乗せる。支持基板２００として、例えばガラス基板を用いることができる。ここで基板貫通孔２１０は後のめっき工程でめっき液を通すための貫通孔であり、少なくとも１つ以上あることが好ましい。
レジストパターン４１０上に支持基板２００を載せた後は、これを加熱加圧することで、レジストパターン４１０を接着層として基板１００と支持基板２００とを接着させ、固定する。

次いで、図２（ｂ）に示すように、基板１００の裏面に、例えばエポキシ樹脂からなる接着層を形成した後に、第二の導電層１２０を有する基材１３０を貼り合わせ、窒素雰囲気中で加熱硬化することで、基板１００と第二の導電層１２０とを接着させ、固定する。ここで接着層は基板貫通孔１０１を除く基板１００裏面に形成されていればよく、感光性を有する熱硬化性の樹脂を露光および現像処理によって形成してもよく、またスクリーン印刷法により予め定めた場所にだけに形成してもよい。また第二の導電層１２０としては、例えば、５μｍ厚のＣｕめっきおよび１００ｎｍ厚の窒化チタンの積層膜を用いることができる。また基材１３０としては、例えば０．５ｍｍ厚のガラスを用いることができる。ここで、第二の導電層１２０は、電解めっき工程で給電することができればＣｕでなくてもよく、また第二の導電層１２０に凹凸部、例えば基板貫通孔１０１に対応した凸部を有していてもよい。また、第二の導電層１２０の各層の厚さや基材１３０の厚さは、一例に過ぎず、適宜他の厚さとすることができる。

さて、上記接着層としてのエポキシ樹脂を硬化した後、酸素プラズマによりエポキシ樹脂残渣を除去し、基板貫通孔１０１から第二の導電層１２０を露出させる。
そして、図２（ｃ）に示すように、第二の導電層１２０を給電層として、電解Ｃｕめっきにより第二の導電層１２０より金属めっきを成長させ、貫通配線３２０を形成する。図３（ａ）に示すように、貫通配線３２０の先端の金属めっきが第一の導電層１１０と電気的に接続すると、この後に、第一の導電層１１０よりＣｕめっきが成長し、外部接続端子３００、第一の配線層３５０が形成される。
外部接続端子３００、第一の配線層３５０が成長して支持基板２００に接触すると、外部接続端子３００、第一の配線層３５０は支持基板２００の下面によって基板厚さ方向への成長ができなくなり、基板１００の面内で、平坦で膜厚が均一な外部接続端子３００、第一の配線層３５０を形成する。

第一の配線層３５０を形成した後、ガラスからなる支持基板２００を通して外部から紫外線を照射し、レジストパターン４１０が溶解しやすくなった後に、有機溶剤および酸素プラズマによってレジストパターン４１０を除去し、図３（ｂ）に示すように、支持基板２００を取り除く。支持基板２００を取り除いた後、第一の配線層３５０の表面をレジストで保護した後に、図３（ｃ）に示すように、第一の導電層１１０において、不要なパターンの第一の導電層１１０のＣｕを硫酸過水（硫酸と過酸化水素水の混合液）で、次いで不要なパターンの第一の導電層１１０のＴｉをアンモニア過水（アンモニア水と過酸化水素水の混合液）でそれぞれウェットエッチングにより除去し、予め定めた第一の配線層３５０と同一のパターンとなるように形成する。なお、第一の配線層３５０の厚さが第一の導電層１１０の厚さよりも十分に厚い場合には、第一の配線層３５０の表面をレジストで保護せずにウェットエッチングを行っても先に第一の導電層１１０を除去できるので、レジストを形成する工程を省略しても良い。
次に、図４（ａ）に示すように、基材１３０であるガラスを、フッ酸を含むエッチング液を用いウェットエッチングによって除去し、次いでアンモニア過水により第二の導電層１２０の窒化チタンを除去する。その後、第一の配線層３５０を保護したレジストを有機溶剤及び酸素プラズマによって除去する。

そして、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、基板１００下面に対しても、上記と同様にして、第二の導電層１２０上へのレジストパターン４２０の形成、支持基板２２０の接着、第二の導電層１２０を給電層とした電解めっき工程等の一連の工程を順次実施することで、基板１００の下面に第二の配線層３６０を形成する。
このようにして、基板１００の両面に第一の配線層３５０と第二の配線層３６０を形成した多層配線基板１０Ａが得られる。

上述したようにして、外部接続端子３００を兼ねる第一の配線層３５０及び第二の配線層３６０をパターン内でも平坦に形成することができ、また基板１００内でも第一の配線層３５０の厚みを均一に形成することができるため、研磨工程を簡略化することができる。

（第二の実施形態）
本発明の実施形態に係る第二の多層配線基板の製造方法では、図５〜図７に示すように、基板１００上に第一の絶縁層５００を形成する工程と、第一の絶縁層５００上に第一の導電層１１０を形成する工程と、基板１００と第一の導電層１１０に基板貫通孔１０１を形成する工程と第一の導電層１１０上に支持基板２００を形成する工程と、基板１００下面より第二の導電層１２０を有する基材１３０を形成する工程と、前記第二の導電層１２０を給電層とし前記第二の導電層１２０よりめっき成長させた金属めっきからなる外部接続端子３００および第一の配線層３５０の表面形状が前記支持基板２００下面によって平坦化される工程と、を有するように構成されている。

以下、本発明の第二の実施形態を、図５から図７にて詳細に説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、基板１００を洗浄後、例えばポリイミド樹脂からなる第一の絶縁層５００を形成する。第一の絶縁層５００のパターンは、後に形成する外部接続端子３００及び第一の配線層３５０の形状をなすように形成する。そして、基板１００を窒素雰囲気中にて加熱処理をし、ポリイミド樹脂からなる第一の絶縁層５００を硬化させる。

次に、基板１００及び第一の絶縁層５００を酸素プラズマで洗浄した後に、ＤＣスパッタ装置内に導入し、予め定めた真空度に達した後に、基板１００全面に第一の導電層１１０を形成する。図５（ｂ）に示すように、第一の導電層１１０上に予め定めた形状のレジストパターン４３０を形成する。

図５（ｃ）に示すように、基板１００をエッチャー装置に導入し、レジストパターン４３０面よりボッシュプロセスによって、基板１００および第一の導電層１１０に基板貫通孔１０１を形成し、さらに基板貫通孔１０１の側面にシリコン酸化膜からなる基板絶縁層１０２を形成する。

この後、図５（ｄ）に示すように、レジストパターン４３０を除去し、酸素プラズマ処理により表面を清浄にする。そして、フォトリソグラフィー法により、第一の絶縁層５００の上方にレジストパターン４４０を形成する。ここでのレジストパターン４４０の厚みは第一の絶縁層５００に比べて十分薄く、支持基板２００を固定できる膜厚とする。

図６（ａ）に示すように、レジストパターン４４０上に、支持基板貫通孔２１０を有する、例えばガラス基板からなる支持基板２００を載せたのちに、加熱加圧することでレジストパターン４４０を接着層とし、基板１００と支持基板２００とを接着させ、固定する。

次いで、基板１００裏面にエポキシ樹脂からなる接着層を形成した後に、第二の導電層１２０を有する基材１３０を貼り合わせ、窒素雰囲気中で加熱硬化することで、基板１００と第二の導電層１２０とを接着させ、固定する。
そしてエポキシ樹脂からなる接着層を硬化させた後、酸素プラズマによりエポキシ樹脂残渣を除去し、基板貫通孔１０１から第二の導電層１２０を露出させる。

この後、第二の導電層１２０を給電層として、電解Ｃｕめっきにより第二の導電層１２０より金属めっきを成長させ、貫通配線３２０を形成する。成長した貫通配線３２０先端の金属めっきが第一の導電層１１０と電気的に接続した後に、第一の導電層１１０よりＣｕめっきが成長し、外部接続端子３００、第一の配線層３５０が形成される。外部接続端子３００、第一の配線層３５０が成長して支持基板２００に突き当たった後、外部接続端子３００、第一の配線層３５０は支持基板下面によって基板厚さ方向への成長ができなくなり、基板１００面内で平坦で膜厚が均一な外部接続端子３００、第一の配線層３５０を形成することができる。

第一の配線層３５０を形成した後、支持基板２００から紫外線を照射し、レジストパターン４４０が溶解しやすくなった後に、図６（ｂ）に示すように、有機溶剤および酸素プラズマによってレジストパターン４４０を除去し、支持基板２００を取り除く。
支持基板２００を取り除いた後、第一の配線層３５０の表面をレジストで保護した後に、図６（ｃ）に示すように、基材１３０であるガラスを、フッ酸を含むエッチング液を用いウェットエッチングによって除去、次いでアンモニア過水により第二の導電層１２０の窒化チタン、および硫酸過水により第二の導電層１２０のＣｕ薄膜をそれぞれ除去する。なお、上記のように第二の導電層１２０に窒化チタンを含むことにより、基板１３０をフッ酸を含むエッチング液でウェットエッチングする時の保護膜となりうる。
その後、第一の配線層３５０を保護したレジストを有機溶剤及び酸素プラズマによって除去する。その後、第一の導電層１１０で、不要なパターンの第一の導電層１１０をウェットエッチングにより除去し、予め定めた第一の配線層３５０のパターンを形成する。
ここで、窒化チタンに限定されることはなく、基板１３０をフッ酸を含むエッチング液でウェットエッチングするときの保護膜となり、かつ、第二の導電層１２０で給電層となるＣｕ薄膜と基板１００と密着させられればよく、例えば窒化タンタルであってもよい。

基板１００下面に対しても、図７に示すように、基板１００上面で実施したように第二の絶縁層５１０を形成、第二の絶縁層５１０上に第二の導電層１４０を形成し、レジストパターン４５０の形成、支持基板２２０を接着させて、第二の導電層１４０を給電層とした電解めっき工程等を順次実施することで、基板１００下面に第二の配線層３６０を形成することができる。これにより、基板１００両面に第一の配線層３５０と第二の配線層３６０を形成した多層配線基板１０Ｂが得られる。

上述したような多層配線基板１０Ｂでは、外部接続端子３００を兼ねる第一の配線層３５０及び第二の配線層３６０をパターン内でも平坦に形成することができ、第一の実施形態と同様の効果を奏する。

（第三の実施形態）
第三の実施形態に係る多層配線基板の製造方法では、図８〜図１０に示すように、ガラスからなる基板１００上に第一の絶縁層５２０を形成する工程と、基板１００に基板１００下面で径が広がるテーパ形状の基板貫通孔１０５を形成する工程と、基板貫通孔１０５が形成された基板１００上面から第一の導電層１１０を形成する工程と、第一の導電層１１０上に支持基板２００を形成する工程と、基板１００下面より第二の導電層１２０を有する基材１３０を形成する工程とを有し、前記第二の導電層１２０を給電層とし前記第二の導電層１２０よりめっき成長させた金属めっきからなる外部接続端子３００および第一の配線層３５０の表面形状が、前記支持基板２００下面によって平坦化されるように構成されている。

ここで、本実施形態に係る上記製造方法について、図８から図１０を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図８（ａ）に示すように、基板１００を洗浄後、ポリイミド樹脂からなる第一の絶縁層５２０を形成する。第一の絶縁層５２０のパターンは、後に外部接続端子３００及び第一の配線層３５０の形状をなすように形成する。そして、基板１００を窒素雰囲気中にて加熱処理をし、ポリイミド樹脂からなる第一の絶縁層５２０を硬化させる。

次に、図８（ｂ）に示すように、基板１００下面に例えばドライフィルムレジストからなる予め定めた形状のレジストパターン４６０を形成する。そして、図８（ｃ）に示すように、基板１００をサンドブラスト装置に導入し、レジストパターン４６０面よりサンドブラスト加工法によって、基板１００に、基板１００下面で径が広がるテーパ形状の基板貫通孔１０５を形成する。ここで、基板１００はガラスからなる絶縁基板であるため、基板貫通孔１０５側面に基板絶縁層１０２を形成することはない。基板貫通孔１０５を形成した後に、レジストパターン４６０を除去し酸素プラズマ処理により表面を清浄にする。なお、基板貫通孔１０５を形成する工程は、第一の絶縁像５２０を形成する工程に先立って実施するものとしても良い。

図８（ｄ）に示すように、基板１００裏面にエポキシ樹脂からなる接着層を形成した後に、第二の導電層１２０を有する基材１３０を貼り合わせ、窒素雰囲気中で加熱硬化することで、基板１００と第二の導電層１２０とを接着させ、固定する。

エポキシ樹脂を硬化した後、酸素プラズマによりエポキシ樹脂残渣を除去し、基板貫通孔１０５から第二の導電層１２０を露出させる。

次に、基板１００及び第一の絶縁層５２０を酸素プラズマで洗浄した後に、ＤＣスパッタ装置内に導入する。そして、図９（ａ）に示すように、予め定めた真空度に達した後に、基板１００上面より、Ｔｉ、Ｃｕの順に積層成膜し、第一の導電層１１０を形成する。基板貫通孔１０５の形状が、基板１００下面で径が広がるテーパ形状であるため、第一の導電層１１０は基板貫通孔１０５側面には形成されず、基板１００上の第一の導電層１１０と、第二の導電層１２０とは電気的に接続はなされていない。

次いで、図９（ｂ）に示すように、第一の絶縁層５２０の上方にレジストパターン４７０を形成する。ここでのレジストパターン４７０の厚みは第一の絶縁層５２０に比べて十分薄く、支持基板２００を固定できる膜厚とする。レジストパターン４７０上の支持基板貫通孔２１０を有する支持基板２００としてガラス基板を用い、レジストパターン４７０上に支持基板２００を載せたのちに、加熱加圧することでレジストパターン４７０を接着層とし、基板１００と支持基板２００とを接着させ、固定する。

支持基板２００を固定した後の、第二の導電層１２０を給電層とするめっき工程での、外部接続端子３００および第一の配線層３５０の製造などを本発明の第二の実施形態と同様に行う（ここでは説明を省略する）。また、図９（ｃ）、及び図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、基板１００下面の工程も本発明の第二の実施形態と同様とし、基板１００両面に第一の配線層３５０と第二の配線層３６０を形成した多層配線基板１０Ｃが得られる。

上述したような多層配線基板１０Ｃでは、外部接続端子３００を兼ねる第一の配線層３５０及び第二の配線層３６０をパターン内でも平坦に形成することができ、第一の実施形態および第二の実施形態と同様の効果を奏する。また基板１００にガラス基板を用いているため、基板絶縁層１０２の形成不良は発生しない。

（第四の実施形態）
本発明の第四の実施形態を、図１１から図１４にて説明する
まず、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、基板１００を洗浄後、エポキシ樹脂からなる第一の絶縁層５３０を形成する。第一の絶縁層５３０のパターンは、後に外部接続端子３００及び第一の配線層３５０の形状をなすように形成する。基板１００を窒素雰囲気中にて加熱処理をし、エポキシ樹脂からなる第一の絶縁層５３０を硬化させる。

次に、基板１００及び第一の絶縁層５３０を酸素プラズマで洗浄した後に、ＤＣスパッタ装置内に導入する。予め定めた真空度に達した後に、基板１００上面より、Ｔｉ、Ｃｕの順に積層成膜し、第一の導電層１１０を形成する。

そして、図１１（ｃ）に示すように、第一の絶縁層５３０の上方にレジストパターン４７０を形成する。ここでのレジストパターン４７０の厚みは第一の絶縁層５３０に比べて十分薄く、支持基板２００を固定できる膜厚とする。レジストパターン４７０上の支持基板貫通孔２１０を有する支持基板２００としてガラス基板を用い、レジストパターン４７０上に支持基板２００を載せたのちに、加熱加圧することでレジストパターン４７０を接着層とし、基板１００と支持基板２００とを接着させ、固定する。

図１２（ａ）に示すように、支持基板２００をガラスエッチング用のレジストパターン（図示無し）で保護した後に、基板１００を、フッ酸を含むエッチング液に導入し、基板１００のガラスをエッチングし、予め定めた厚さ、例えば１００μｍ厚まで薄くする。基板１００の薄型化工程はウェットエッチングでなくても機械研磨であってもよい。

次に、図１２（ｂ）に示すように基板１００下面にドライフィルムレジストからなる予め定めた形状のレジストパターン４８０を形成する。図１２（ｃ）に示すように、基板１００をサンドブラスト装置に導入し、レジストパターン４８０面よりサンドブラスト加工法によって、基板１００および第一の導電層１１０に、基板１００下面で径が広がるテーパ形状の基板貫通孔１０６を形成する。ここで、基板１００はガラスからなる絶縁基板であるため、基板貫通孔１０６側面に基板絶縁１０３を形成することはない。基板貫通孔１０６を形成した後に、レジストパターン４８０を除去し酸素プラズマ処理により表面を清浄にする。

図１３（ａ）に示すように、基板１００裏面にエポキシ樹脂からなる接着層を形成した後に、第二の導電層１２０を有する基材１３０を貼り合わせ、窒素雰囲気中で加熱硬化することで、基板１００と第二の導電層１２０とを接着させ、固定する。

エポキシ樹脂からなる接着層を硬化させた後、酸素プラズマによりエポキシ樹脂残渣を除去し、基板貫通孔１０６から第二の導電層１２０を露出させる。

そして、図１３（ｂ）に示すように、第二の導電層１２０を給電層として、電解Ｃｕめっきにより第二の導電層１２０より金属めっきを成長させ、貫通配線３３０を形成する。そして、貫通配線３３０の先端の金属めっきが第一の導電層１１０と電気的に接続した後に、第一の導電層１１０よりＣｕめっきが成長し、外部接続端子３００、第一の配線層３５０が形成される。

第一の配線層３５０を形成した後、支持基板２００及び第一の配線層３５０の表面をガラスエッチング用レジストで保護した後に、基材１３０であるガラスを、フッ酸を含むエッチング液を用いウェットエッチングによって除去、次いでアンモニア過水により第二の導電層１２０の窒化チタンを、さらに硫酸過水により第二の導電層１２０のＣｕ薄膜を除去する。

基板１００下面に対しても、基板１００上面で実施したように第二の絶縁層５４０を形成、第二の絶縁層５４０上に第二の導電層１２０を再度形成し、レジストパターン４７０の形成、支持基板２００を接着させて、第二の導電層１２０を給電層とした電解めっき工程を実施することでで、基板１００下面に第二の配線層３６０を形成することができる。その後、図１４に示すように、支持基板２００から紫外線を照射し、レジストパターン４７０が溶解しやすくなった後に、有機溶剤および酸素プラズマによってレジストパターン４７０を除去し、支持基板２００を取り除く。支持基板２００を取り除くことで、基板１００両面に第一の配線層３５０と第二の配線層３６０を形成した薄型の多層配線基板１０Ｄが得られる。

上述した多層配線基板１０Ｄの製造方法では外部接続端子３００を兼ねる第一の配線層３５０及び第二の配線層３６０をパターン内で平坦に形成でき、また基板１００を薄型化した後に基板貫通孔１０６を形成することで従来技術より微細ピッチの貫通配線３３０を有することができる。

（第五の実施形態）
本発明の第五の実施形態を、図１５にて説明する
個々の多層配線基板１０Ｅは、基板１００表面に半導体素子６０１、受動素子６０２を有するガラス基板とし、その製造方法は本発明の第三の実施形態と同一とする。複数の多層配線基板１０Ｅの外部接続端子３００同士をはんだからなる導電性接続材７００で接続することで、積層化した積層化多層配線基板３０を得る。

このような積層化多層配線基板３０は、個々の多層配線基板１０Ｅにおいて、基板１００内で外部接続端子３００の膜厚を均一にし、そして平坦にすることができるため、複数の多層配線基板１０を積層する際に外部接続端子３００の厚みばらつき及び平坦性に起因する接続不良を抑制できる。

なお、以上の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以上の実施の形態に限定されることはない。
基板１００はシリコン基板の例を述べたが、シリコン基板以外の半導体基板やガラス、セラミクスであってもよい。基板１００に基板貫通孔１０１を形成したのちに基板絶縁層１０２を形成する工程を簡略化する観点からは、基板１００はガラス、セラミクスが望ましく、特に基板１００表面に半導体素子や受動素子を形成する場合はシリコン基板やガラスが望ましい。
支持基板２００は、支持基板貫通孔２１０のみを有する実施例について述べたが、座繰り部を形成することで第一の配線層３５０の厚みを制限してもよい。また支持基板２００および基材１３０は基板１００とサイズおよび形状を合わせなくてもよい。
接着層はエポキシ樹脂の例を述べたが、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂やポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）樹脂、ポリイミド樹脂であってもよく、これらを含有するシート材料であってもよい。

上記第一の実施形態の手法にて、多層配線基板１０Ａを形成した。
ここで、基板１００として０．５ｍｍ厚のシリコン基板を用いた。また、形成する第一の導電層１１０の膜厚はＴｉ：５０ｎｍ、Ｃｕ：３００ｎｍとした。
また、第二の導電層１２０を５μｍ厚のＣｕめっきおよび１００ｎｍ厚の窒化チタンの積層膜とし、基材１３０として０．５ｍｍ厚のガラスを用いた。
このようにして得られた多層配線基板１０では外部接続端子３００を兼ねる第一の配線層３５０及び第二の配線層３６０のパターン内でも平坦に形成することができ、また基板１００内でも第一の配線層３５０の厚みを均一に形成することができた。

上記第二の実施形態の手法にて、多層配線基板１０Ｂを形成した。
ここで、基板１００として０．５ｍｍ厚のシリコン基板を用いた。また、形成する第一の導電層１１０の膜厚はＴｉ：５０ｎｍ、Ｃｕ：３００ｎｍとした。
また、第二の導電層１２０を３００ｎｍ厚のＣｕおよび１００ｎｍ厚の窒化チタンの積層膜を、また基材１３０として０．５ｍｍ厚のガラスを用いた。
このようにして得られた多層配線基板１０では、外部接続端子３００を兼ねる第一の配線層３５０及び第二の配線層３６０のパターン内でも外部接続端子３００を平坦に形成することができ、第一の実施形態と同様の効果を奏する。

上記第三の実施形態の手法にて、多層配線基板１０Ｃを形成した。
ここで、基板１００として０．５ｍｍ厚のガラス基板を用いた。
第二の導電層１２０として、３００ｎｍ厚のＣｕおよび１００ｎｍ厚の窒化チタンの積層膜を、また基材１３０として０．５ｍｍ厚のガラスを用いた。
このようにして得られた多層配線基板１０では外部接続端子３００を兼ねる第一の配線層３５０及び第二の配線層３６０のパターン内でも外部接続端子３００を平坦に形成することができた。

上記第四の実施形態の手法にて、多層配線基板１０Ｄを形成した。
ここで、基板１００として０．５ｍｍ厚のガラス基板を用いた。
第二の導電層１２０として、３００ｎｍ厚のＣｕおよび１００ｎｍ厚の窒化チタンの積層膜を、また基材１３０として０．５ｍｍ厚のガラスを用いた。
このようにして得られた多層配線基板１０の製造方法では外部接続端子３００を兼ねる第一の配線層３５０及び第二の配線層３６０のパターン内で平坦に形成でき、また基板１００を薄型化した後に基板貫通孔１０６を形成することで従来技術より微細ピッチの貫通配線３３０を有することができた。

（その他の実施形態）
なお、本発明の多層配線基板の製造方法は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、基板貫通孔を複数の工程で形成して、貫通孔及び貫通配線断面に変曲点を有するようにしても良い。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１０Ａ〜１０Ｅ 多層配線基板
３０ 積層化多層配線基板
１００ 基板
１０１、１０５、１０６ 基板貫通孔
１１０ 第１の導電層
１２０ 第２の導電層
１３０ 基材
１４０ 第２の導電層
２００ 支持基板
２１０ 支持基板貫通孔
２２０ 支持基板
３００ 外部接続端子
３１０ 絶縁層
３２０ 貫通配線
３３０ 貫通配線
３５０ 第１の配線層
３６０ 第２の配線層
４００、４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０、４８０ レジストパターン
５００、５１０、５２０、５３０、５４０ 絶縁層
６０１ 半導体素子
６０２ 受動素子
７００ 導電性接続材

Claims (12)

1. 基板を貫通する貫通配線を有する多層配線基板の製造方法であって、
   基板貫通孔を有する前記基板の一面側の第一の導電層上に支持基板を設ける工程と、
   前記基板の他面側に第二の導電層を有する基材を設ける工程と、
   前記第二の導電層を給電層としためっきを施すことで、前記第二の導電層よりめっき成長させて、前記基板貫通孔内に金属めっきからなる貫通配線を形成する工程と、を備え、
   前記貫通配線を形成する工程では、めっき成長により形成される前記貫通配線の先端部が、前記支持基板の下面に突き当たることで平坦化され、
   前記第一の導電層上に前記支持基板を設けるに際し、前記前記第一の導電層上に接着層を形成し、当該接着層上に前記支持基板を接着することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
2. 前記基板の一面側に第一の導電層を形成するに先立ち、前記基板の一面側に第一の絶縁層を形成し、当該第一の絶縁層上に前記第一の導電層を形成することを特徴とする請求項１に記載の多層配線基板の製造方法。
3. 前記支持基板は、少なくとも１つ以上の支持基板貫通孔を有し、前記支持基板貫通孔を通してめっきを施すことで、前記第二の導電層よりめっき成長させることを特徴とする請求項１または２に記載の多層配線基板の製造方法。
4. 前記第二の導電層を前記給電層としためっき工程によって形成される前記貫通配線により、前記第一の導電層と前記第二の導電層が電気的に接続することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の多層配線基板の製造方法。
5. 前記第二の導電層に導電層凸部を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の多層配線基板の製造方法。
6. 前記基板が半導体素子あるいは受動素子のうち少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の多層配線基板の製造方法。
7. 前記第一の導電層を形成した後に、前記基板及び前記第一の導電層の一部を取り除き、前記基板貫通孔を形成することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の多層配線基板の製造方法。
8. 前記基板貫通孔の形成方法は、サンドブラスト法、レーザー加工法、マイクロドリル加工法、ウェットエッチング、反応性イオンエッチングの工程を少なくとも１つを用いることを特徴とする請求項７に記載の多層配線基板の製造方法。
9. 前記基板貫通孔を複数の工程で形成し、貫通孔及び貫通配線断面に変曲点を有することを特徴とする請求項７または８に記載の多層配線基板の製造方法。
10. 前記基板貫通孔は、前記基板の一面側から他面側に向けて漸次径が広がるテーパ形状とされていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の多層配線基板の製造方法。
11. 前記基板貫通孔の形成方法は、ブラスト加工法またはシリコン異方性エッチングであることを特徴とする請求項１０に記載の多層配線基板の製造方法。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の多層配線基板の製造方法により製造された多層配線基板を積層することを特徴とする積層化多層配線基板。

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