JP6251629B2 - 配線基板及び配線基板の製造方法 - Google Patents

配線基板及び配線基板の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、配線基板及び配線基板の製造方法に関するものである。
近年、半導体素子とマザーボード等の実装用基板とを電気的に接続する基板（インターポーザ）として、シリコン基板の上下両面に設けられた配線間を電気的に接続する貫通電極が形成された基板が知られている。
次に、このような貫通電極を形成する典型的な方法について説明する。
まず、シリコン基板に貫通孔を形成し、シリコン基板を熱酸化することにより、シリコン基板の上下両面及び貫通孔の内側面に絶縁膜を形成する。続いて、シリコン基板の下面に金属箔を接着し、この金属箔を給電層とする電解めっき法により、金属箔から貫通孔内にめっき膜（例えば、銅層）を析出成長させ、貫通孔内にめっき膜を充填する。その後、シリコン基板の上面から突出しためっき膜をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法等により研磨することで、貫通電極を形成する（例えば、特許文献１参照）。すなわち、貫通電極は、ボトムアップめっき法を利用して形成される。
特開２００５−１１９８７号公報
しかしながら、上述した方法では、貫通孔内にめっき膜を充填するため、貫通電極を形成するのに多大な時間を要するという問題がある。
本発明の一観点によれば、基板本体と、前記基板本体の上面と下面との間を貫通する貫通孔と、前記貫通孔内に形成された貫通電極と、を有し、前記貫通電極は、前記貫通孔の前記上面側の内側面に形成された第１金属層と、前記第１金属層の少なくとも一部を被覆して前記貫通孔の前記上面側の開口部を閉塞する第２金属層と、前記貫通孔の前記下面側の内側面に形成され、前記第１金属層及び前記第２金属層の少なくとも一方と接続された第３金属層と、前記第１金属層及び前記第２金属層及び前記第３金属層を含む導電層から露出する前記貫通孔内の空間を充填する樹脂層と、を有し、前記第３金属層は、前記貫通孔の深さ方向の中途に位置する前記第１金属層の端部を被覆し、前記導電層は、前記第１金属層と前記第２金属層との間、及び前記第３金属層と前記樹脂層との間に形成され、前記第１金属層及び前記第３金属層を連続して被覆する第４金属層を有し、前記樹脂層は、前記第４金属層によって囲まれた空間を充填する。
本発明の一観点によれば、貫通電極の製造に要する時間を短縮することができるという効果を奏する。
第１実施形態の配線基板を示す概略断面図。 第１実施形態の配線基板の一部を拡大した拡大断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図。 第２実施形態の配線基板の一部を拡大した拡大断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図。 変形例の配線基板の一部を拡大した拡大断面図。 変形例の配線基板の一部を拡大した拡大断面図。
以下、添付図面を参照して各実施形態を説明する。なお、添付図面は、特徴を分かりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、各部材の断面構造を分かりやすくするために、一部の部材のハッチングを梨地模様に代えて示し、一部の部材のハッチングを省略している。
（第１実施形態）
以下、図１〜図６に従って第１実施形態を説明する。
配線基板１０は、基板本体１１と、絶縁膜１２と、基板本体１１の上面１１Ａから下面１１Ｂまでを貫通する貫通電極１３と、配線層１４と、配線層１５と、絶縁層１６と、配線層１７とを有している。
基板本体１１の平面形状は、任意の形状とすることができる。例えば、基板本体１１の平面形状は、略矩形状とすることができる。基板本体１１の厚さとしては、例えば、１００〜２００μｍ程度とすることができる。基板本体１１の材料としては、例えば、シリコン、ガラス、樹脂を用いることができる。
なお、配線基板１０の上面には、例えば、半導体チップ（図示略）が搭載される。このとき、半導体チップはシリコン基板を有するものが多い。このため、半導体チップと配線基板１０との熱膨張係数を整合させる観点からすると、基板本体１１の材料として、シリコンや、シリコンに熱膨張係数が近い硼珪酸ガラスを用いると好適である。硼珪酸ガラスは、硼酸と珪酸を主成分とするガラスであり、熱膨張係数は３ｐｐｍ／℃程度である。また、加工性の観点からすると、基板本体１１の材料として、シリコンを用いると好適である。なお、本実施形態では、基板本体１１の材料としてシリコンを用いる。
ここで、基板本体１１の熱膨張係数を半導体チップの熱膨張係数と整合させる理由は、高温環境下や低温環境下で動作する場合も含め、配線基板１０と半導体チップとの接合部に生じる熱応力を低減するためである。
基板本体１１には、所要箇所（図１では、２箇所）に当該基板本体１１を厚さ方向に貫通する貫通孔１１Ｘが形成されている。すなわち、貫通孔１１Ｘは、基板本体１１の上面１１Ａと下面１１Ｂとの間を貫通するように形成されている。貫通孔１１Ｘの平面形状は、任意の形状及び任意の大きさとすることができる。貫通孔１１Ｘの平面形状は、例えば、直径が２０〜４０μｍ程度の略円形状とすることができる。例えば、貫通孔１１Ｘの直径が２０μｍで基板本体１１の厚さが２００μｍである場合には、貫通孔１１Ｘのアスペクト比（直径と深さの比）は１０となる。
絶縁膜１２は、基板本体１１の上面１１Ａと、貫通孔１１Ｘの内側面と、基板本体１１の下面１１Ｂとを連続して被覆するように形成されている。絶縁膜１２は、基板本体１１と、貫通電極１３及び配線層１４，１５との間を絶縁するために設けられている。絶縁膜１２の厚さは、例えば、１〜２μｍ程度とすることができる。絶縁膜１２としては、例えば、シリコン酸化膜や窒化シリコン膜を用いることができる。
貫通電極１３は、絶縁膜１２で被覆された貫通孔１１Ｘ内に形成されている。貫通電極１３は、基板本体１１を厚さ方向に貫通するように形成されている。貫通電極１３の詳細な構造については後述する。
配線層１４は、基板本体１１の上面１１Ａ及び貫通電極１３の上面に積層されている。配線層１４は、貫通電極１３と電気的に接続されている。配線層１４は、例えば、貫通電極１３の真上及び貫通孔１１Ｘの周囲の上面１１Ａ上に形成された平面視略円形状のパッド部を有する。配線層１４は、パッド部の他に、上面１１Ａにおいて所定の平面形状にパターニングされたパターン部を有してもよい。なお、配線層１４の厚さは、例えば、２〜２０μｍ程度とすることができる。
絶縁層１６は、配線層１４の一部を被覆するように、基板本体１１の上面１１Ａに絶縁膜１２を介して積層されている。絶縁層１６の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂などの絶縁性樹脂、又はこれら樹脂にシリカ（ＳｉＯ２）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のフィラーを混入した樹脂材を用いることができる。絶縁層１６の材料としては、例えば、熱硬化性を有する絶縁性樹脂や感光性を有する絶縁性樹脂を用いることができる。また、絶縁層１６の材料としては、例えば、ガラス、アラミド、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）繊維の織布や不織布などの補強材に、エポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた補強材入りの絶縁性樹脂を用いることもできる。なお、絶縁層１６の厚さとしては、例えば、２〜２０μｍ程度とすることができる。
絶縁層１６には、所要の箇所に、当該絶縁層１６を厚さ方向に貫通して配線層１４の上面の一部を露出するビアホール１６Ｘが形成されている。ビアホール１６Ｘ内には、配線層１４と配線層１７とを電気的に接続するビア配線１８が形成されている。ビア配線１８は、ビアホール１６Ｘを充填するように形成されている。これらビアホール１６Ｘ及びビア配線１８は、図１において下側（基板本体１１側）から上側（配線層１７側）に向かうに連れて径が大きくなるテーパ状に形成されている。例えば、ビアホール１６Ｘは、下側の開口部の開口径が上側の開口部の開口径よりも小径となる略逆円錐台形状に形成され、ビア配線１８は、下面が上面よりも小径となる略逆円錐台形状に形成されている。なお、ビア配線１８の上面の直径は、例えば、１０〜６０μｍ程度とすることができる。
ビアホール１６Ｘ及びビア配線１８は、下層の貫通孔１１Ｘ及び貫通電極１３の真上に設けられている。具体的には、ビア配線１８（ビアホール１６Ｘ）と貫通電極１３（貫通孔１１Ｘ）とは、配線基板１０の積層方向（図中の上下方向）に沿って直線状に積み重ねられて相互に接続されている。すなわち、本例のビア配線１８（ビアホール１６Ｘ）は、貫通電極１３（貫通孔１１Ｘ）の真上に配線層１４を介して積み重ねられた（スタックされた）スタックビア構造のビア（ビアホール）である。
配線層１７は、ビア配線１８の上面と接続するように、絶縁層１６の上面に積層されている。配線層１７は、ビア配線１８と一体に形成されている。配線層１７の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）や銅合金を用いることができる。なお、配線層１７の厚さは、例えば、２〜２０μｍ程度とすることができる。
一方、配線層１５は、基板本体１１の下面１１Ｂ及び貫通電極１３の下面に積層されている。配線層１５は、貫通電極１３と電気的に接続されている。そして、配線層１５は、貫通電極１３を介して配線層１４と電気的に接続されている。なお、配線層１５の厚さは、例えば、２〜２０μｍ程度とすることができる。
配線層１５は、例えば、貫通孔１１Ｘの周囲の下面１１Ｂ上に形成された平面視略円形状のパッド部を有する。配線層１５は、パッド部の他に、基板本体１１の下面１１Ｂにおいて所定の平面形状にパターニングされたパターン部を有してもよい。
次に、貫通電極１３及び配線層１４，１５の構造について説明する。
図２に示すように、貫通電極１３は、密着層２０と、金属層２１と、密着層２２と、金属層２３と、金属層２４と、金属層２５と、樹脂層２６とを有している。
密着層２０は、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の内側面に形成された絶縁膜１２を被覆するように形成されている。密着層２０は、例えば、貫通孔１１Ｘの内側面を被覆する絶縁膜１２の表面（側面）のうち上面１１Ａ側における約半分の表面を被覆するように形成されている。また、密着層２０は、貫通孔１１Ｘの周囲の上面１１Ａに形成された絶縁膜１２を被覆するように形成されている。このように、密着層２０は、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の内側面において絶縁膜１２を被覆し、貫通孔１１Ｘ内から基板本体１１の上面１１Ａに延出するように形成されている。すなわち、密着層２０は、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の内側面に形成された絶縁膜１２と、貫通孔１１Ｘの周囲の上面１１Ａに形成された絶縁膜１２とを連続して被覆するように形成されている。
貫通孔１１Ｘの内側面において絶縁膜１２上に積層された密着層２０は、例えば、上面１１Ａ側から貫通孔１１Ｘの深い部分に向かうに連れて薄くなるように形成されている。このため、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部付近において絶縁膜１２上に積層された密着層２０は、貫通孔１１Ｘの開口部周縁から貫通孔１１Ｘの平面中心に向かって突出するように形成されている。基板本体１１の上面１１Ａにおいて絶縁膜１２上に積層された密着層２０、及び貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部付近において絶縁膜１２上に積層された密着層２０の厚さは、例えば、０．２〜５μｍ程度とすることができる。
密着層２０の材料としては、金属層２１（例えば、銅層）よりも絶縁膜１２（例えば、シリコン酸化膜）との密着性が高い材料であることが好ましい。例えば、密着層２０の材料としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）を用いることができる。また、密着層２０としては、例えば、スパッタ法により形成された金属膜（スパッタ膜）を用いることができる。このようなスパッタ法により形成された密着層２０は、例えば、無電解めっき法や電解めっき法により形成された金属層よりも金属の密度が高くなっている。
金属層２１は、密着層２０の表面（上面及び側面）を被覆するように密着層２０上に積層されている。換言すると、密着層２０は、基板本体１１（絶縁膜１２）と金属層２１との間に形成されている。金属層２１は、例えば、貫通孔１１Ｘの深さ方向（厚さ方向）の中途に位置する端部が密着層２０を介さずに絶縁膜１２上に直接形成されている。すなわち、金属層２１は、貫通孔１１Ｘの内側面の中央部付近において、密着層２０から露出する絶縁膜１２の側面の一部を被覆するように形成されている。
貫通孔１１Ｘの内側面において密着層２０上に積層された金属層２１は、例えば、上面１１Ａ側から貫通孔１１Ｘの深い部分に向かうに連れて薄くなるように形成されている。基板本体１１の上面１１Ａにおいて密着層２０上に積層された金属層２１、及び貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部付近において密着層２０上に積層された金属層２１の厚さは、例えば、０．２〜５μｍ程度とすることができる。
金属層２１の材料としては、例えば、銅や銅合金を用いることができる。金属層２１としては、例えば、スパッタ法により形成されたスパッタ膜を用いることができる。
密着層２２は、貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の内側面に形成された絶縁膜１２を被覆するように形成されている。密着層２２は、例えば、貫通孔１１Ｘの内側面を被覆する絶縁膜１２の表面（側面）のうち下面１１Ｂ側における約半分の表面を被覆するように形成されている。具体的には、密着層２２は、貫通孔１１Ｘの内側面において、金属層２１から露出する絶縁膜１２の表面全面を被覆するように形成されている。また、密着層２２は、例えば、貫通孔１１Ｘの深さ方向の中途に位置する金属層２１の端部を被覆するように形成されている。このとき、密着層２２によって被覆される金属層２１は、密着層２０の一部を被覆している。さらに、密着層２２は、貫通孔１１Ｘの周囲の下面１１Ｂに形成された絶縁膜１２を被覆するように形成されている。このように、密着層２２は、貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の内側面において絶縁膜１２及び金属層２１を被覆し、貫通孔１１Ｘ内から基板本体１１の下面１１Ｂに延出するように形成されている。すなわち、密着層２２は、貫通孔１１Ｘの周囲の下面１１Ｂに形成された絶縁膜１２と、貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の内側面に形成された絶縁膜１２と、金属層２１の端部とを連続して被覆するように形成されている。
貫通孔１１Ｘの内側面において絶縁膜１２上に積層された密着層２２は、例えば、下面１１Ｂ側から貫通孔１１Ｘの深い部分に向かうに連れて薄くなるように形成されている。このため、貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の開口部付近において絶縁膜１２上に積層された密着層２２は、貫通孔１１Ｘの開口部周縁から貫通孔１１Ｘの平面中心に向かって突出するように形成されている。基板本体１１の下面１１Ｂにおいて絶縁膜１２上に積層された密着層２２、及び貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の開口部付近において絶縁膜１２上に積層された密着層２２の厚さは、例えば、０．０５〜５μｍ程度とすることができる。
密着層２２の材料としては、金属層２３（例えば、銅層）よりも絶縁膜１２（例えば、シリコン酸化膜）との密着性が高い材料であることが好ましい。例えば、密着層２２の材料としては、チタン、タンタル、クロム、チタンタングステンを用いることができる。また、密着層２２としては、例えば、スパッタ法により形成されたスパッタ膜を用いることができる。
金属層２３は、密着層２２の表面（下面及び側面）を被覆するように密着層２２上に積層されている。換言すると、密着層２２は、基板本体１１と金属層２３との間に形成されている。金属層２３は、例えば、貫通孔１１Ｘの深さ方向の中途に位置する端部が、密着層２２を介さずに金属層２１上に直接形成されている。すなわち、金属層２３は、貫通孔１１Ｘの深さ方向の中央部付近において、密着層２２から露出する金属層２１の側面の一部を被覆するように形成されている。
このように、貫通孔１１Ｘの深さ方向の中央部付近（破線枠参照）では、絶縁膜１２上に、密着層２０と、金属層２１と、密着層２２と、金属層２３とがこの順番で積層されている。
貫通孔１１Ｘの内側面において密着層２２上に積層された金属層２３は、例えば、下面１１Ｂ側から貫通孔１１Ｘの深い部分に向かうに連れて薄くなるように形成されている。基板本体１１の下面１１Ｂにおいて密着層２２上に積層された金属層２３、及び貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の開口部付近において密着層２２上に積層された金属層２３の厚さは、例えば、０．０５〜５μｍ程度とすることができる。
金属層２３の材料としては、例えば、銅や銅合金を用いることができる。金属層２３としては、例えば、スパッタ法により形成されたスパッタ膜を用いることができる。
金属層２４は、金属層２１の表面（上面及び側面）を被覆し、且つ、金属層２３の表面（下面及び側面）を被覆するように金属層２１，２３上に積層されている。すなわち、金属層２４は、基板本体１１の上面１１Ａに積層された金属層２１の上面と、貫通孔１１Ｘの内側面に積層された金属層２１の側面と、貫通孔１１Ｘの内側面に積層された金属層２３の側面と、基板本体１１の下面１１Ｂに積層された金属層２３の下面とを連続して被覆するように形成されている。
貫通孔１１Ｘの内側面において金属層２１，２３上に積層された金属層２５は、例えば、上面１１Ａ側から貫通孔１１Ｘの深さ方向の中央部に向かうに連れて薄く、且つ、下面１１Ｂ側から貫通孔１１Ｘの深さ方向の中央部に向かうに連れて薄くなるように形成されている。すなわち、金属層２５は、貫通孔１１Ｘの両側の開口部から貫通孔１１Ｘの深い部分に向かうに連れて薄くなるように形成されている。
金属層２４の材料としては、例えば、銅や銅合金を用いることができる。金属層２４としては、例えば、電解めっき法により形成された金属層（電解めっき金属層）を用いることができる。
金属層２５は、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の空間を埋めるように形成されている。具体的には、金属層２５は、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部を閉塞するように形成されている。すなわち、金属層２５は、密着層２０及び金属層２１，２４から開口された貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部に蓋をするように形成されている。換言すると、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部は、密着層２０と、金属層２１，２４，２５とによって閉塞されている。また、金属層２５は、貫通孔１１Ｘの周囲の上面１１Ａ上に、絶縁膜１２、密着層２０及び金属層２１，２４を介して積層されている。すなわち、金属層２５は、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部を閉塞し、貫通孔１１Ｘ内から上面１１Ａに延出するように形成されている。金属層２５の上面には、基板本体１１側に向かって凹む凹部２５Ｘが形成されている。凹部２５Ｘは、例えば、貫通孔１１Ｘと平面視で重なる位置に形成されている。また、貫通孔１１Ｘ内に形成された金属層２５の下面には、上面１１Ａ側に向かって凹む凹部２５Ｙが形成されている。凹部２５Ｙは、例えば、上面１１Ａ側に向かって湾曲状に凹むように形成されている。
樹脂層２６は、密着層２０，２２及び金属層２１，２３，２４，２５を含む導電層から露出する貫通孔１１Ｘ内（導電層が形成されていない貫通孔１１Ｘ内）の空間Ｓ１を充填するように形成されている。具体的には、樹脂層２６は、金属層２５と、金属層２４とによって囲まれた空間Ｓ１を充填するように形成されている。すなわち、樹脂層２６は、凹部２５Ｙを充填するとともに、金属層２４よりも内側の空間を充填するように形成されている。換言すると、樹脂層２６の上面１１Ａ側の端部には、上面１１Ａ側に突起する凸部２６Ａが形成され、その凸部２６Ａが凹部２５Ｙに配置されている。
樹脂層２６の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂などの絶縁性樹脂、又はこれら樹脂にシリカやアルミナ等のフィラーを混入した樹脂材を用いることができる。樹脂層２６の材料としては、例えば、当該樹脂層２６の熱膨張係数が基板本体１１（例えば、シリコン基板）の熱膨張係数と金属層２４（例えば、銅層）の熱膨張係数との中間の値となるように、フィラーの含有量などが調整された樹脂材であることが好ましい。例えば、樹脂層２６の材料としては、当該樹脂層２６の熱膨張係数が基板本体１１の熱膨張係数よりも金属層２４の熱膨張係数に近づくように、フィラーの含有量などが調整された樹脂材であることがより好ましい。このような樹脂層２６の熱膨張係数は、例えば、２〜５０ｐｐｍ／℃（好適には４〜１６ｐｐｍ／℃、より好適には１２〜１６ｐｐｍ／℃）程度になるように設定されている。
以上説明した密着層２０，２２、金属層２１，２３，２４，２５及び樹脂層２６のうち、貫通孔１１Ｘ内に形成された密着層２０，２２、金属層２１，２３，２４，２５及び樹脂層２６が貫通電極１３として機能する。また、貫通電極１３の上面及びその貫通電極１３の周囲の基板本体１１の上面１１Ａに形成された密着層２０、金属層２１，２４，２５が配線層１４として機能する。このため、配線層１４は、貫通電極１３の一部と一体に形成されている。また、貫通電極１３の下面及びその貫通電極１３の周囲の基板本体１１の下面１１Ｂに形成された密着層２２、金属層２３，２４及び樹脂層２６が配線層１５として機能する。このため、配線層１５は、貫通電極１３の一部と一体に形成されている。この配線層１５の下面には、樹脂層２６の下面が露出している。なお、配線層１５が有するパッド部の一部に、樹脂層２６の下面が含まれていてもよい。
次に、図３〜図６に従って、配線基板１０の製造方法について説明する。なお、図３〜図６では、貫通孔１１Ｘの周辺部分を拡大して示している。
まず、図３（ａ）に示す工程では、基板本体１１を準備する。基板本体１１としては、例えば、６インチ（約１５０ｍｍ）、８インチ（約２００ｍｍ）、１２インチ（約３００ｍｍ）等のシリコンウェハを用いることができる。シリコンウェハの厚さは、例えば、０．６２５ｍｍ（６インチの場合）、０．７２５ｍｍ（８インチの場合）、０．７７５ｍｍ（１２インチの場合）等であるが、バックサイドグラインダー等により適宜薄型化することができる。薄型化したシリコンウェハ（基板本体１１）の厚さは、例えば、１００〜２００μｍ程度とすることができる。
続いて、基板本体１１の所要箇所に、基板本体１１の上面１１Ａと下面１１Ｂとの間を貫通する貫通孔１１Ｘを形成する。貫通孔１１Ｘは、例えば、貫通孔１１Ｘを形成する位置に開口パターンが形成されたレジスト層（図示略）を基板本体１１に形成し、そのレジスト層をマスクとして基板本体１１をエッチングすることにより形成できる。エッチングとしては、例えば、ＳＦ６（六フッ化硫黄）を用いた反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ：Deep Reactive Ion Etching）等の異方性エッチングを用いることができる。
次いで、貫通孔１１Ｘの内側面を含む基板本体１１の表面全面を被覆する絶縁膜１２を形成する。例えば、基板本体１１がシリコン基板であり、絶縁膜１２がシリコン酸化膜である場合には、基板本体１１の表面近傍の温度を１０００℃以上とするウェット熱酸化法を用いて、基板本体１１の表面近傍を熱酸化することにより絶縁膜１２を形成することができる。また、絶縁膜１２は、例えば、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法などによっても形成することができる。
次に、図３（ｂ）に示す工程では、基板本体１１の上面１１Ａ及び貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の内側面に、密着層２０及び金属層２１を順次形成する。これら密着層２０及び金属層２１は、例えば、スパッタ法により形成することができる。例えば、基板本体１１の上面１１Ａ側からチタン（Ｔｉ）をスパッタリングにより、上面１１Ａと貫通孔１１Ｘの内側面の一部とに堆積させて密着層２０を形成する。その後、密着層２０上に銅をスパッタリングにより堆積させて金属層２１を形成する。このとき、上面１１Ａ及び貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部付近ではチタンや銅が堆積しやすく、貫通孔１１Ｘの内側面では深い部分に向かうにつれてチタンや銅が堆積し難くなる。このため、密着層２０及び金属層２１は、貫通孔１１Ｘ内において、上面１１Ａ側から貫通孔１１Ｘの深い部分に向かうに連れて薄くなるように形成される。
ここで、絶縁膜１２がシリコン酸化膜であり、金属層２１の材料が銅である場合には、絶縁膜１２と金属層２１との密着性が低い。これに対し、本例では、絶縁膜１２と金属層２１との間に、金属層２１よりも絶縁膜１２との密着性が高い密着層２０（例えば、Ｔｉ層）を形成するようにした。このため、絶縁膜１２と金属層２１とを、密着層２０を介して良好に密着させることができる。
続いて、図３（ｃ）に示す工程では、基板本体１１の下面１１Ｂ及び貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の内側面に、密着層２２及び金属層２３を順次形成する。これら密着層２２及び金属層２３は、例えば、スパッタ法により形成することができる。例えば、基板本体１１の下面１１Ｂ側からチタン（Ｔｉ）をスパッタリングにより、下面１１Ｂと貫通孔１１Ｘの内側面の一部とに堆積させて密着層２２を形成する。その後、密着層２２上に銅をスパッタリングにより堆積させて金属層２３を形成する。このとき、下面１１Ｂ及び貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の開口部付近ではチタンや銅が堆積しやすく、貫通孔１１Ｘの内側面では深い部分に向かうにつれてチタンや銅が堆積し難くなる。このため、密着層２２及び金属層２３は、貫通孔１１Ｘ内において、下面１１Ｂ側から貫通孔１１Ｘの深い部分に向かうに連れて薄くなるように形成される。また、本工程では、密着層２２が、貫通孔１１Ｘの深さ方向の中途に位置する金属層２１の端部を被覆するまで、スパッタリングによるチタンの堆積が行われる。これにより、密着層２２と金属層２１（及び密着層２０）との電気的な接続信頼性を向上させることができる。また、本工程により、貫通孔１１Ｘの深さ方向の中央部付近の絶縁膜１２上に、密着層２０と、金属層２１と、密着層２２と、金属層２３とが順に積層された層構造が形成される。
ここで、絶縁膜１２と金属層２３との間には、金属層２３よりも絶縁膜１２との密着性が高い密着層２２（例えば、Ｔｉ層）が形成される。このため、絶縁膜１２と金属層２３とを、密着層２２を介して良好に密着させることができる。
以上の製造工程により、密着層２０，２２及び金属層２１，２３から構成されるシード層が絶縁膜１２上に形成される。
次いで、図４（ａ）に示す工程では、金属層２１，２３の表面全面を被覆する金属層２４を形成する。金属層２４は、例えば、密着層２０，２２及び金属層２１，２３から構成されるシード層を給電層に利用する電解めっき法により形成できる。例えば、図３（ｃ）に示した構造体を、めっき槽に貯留した電解めっき液に浸漬し、密着層２０，２２及び金属層２１，２３等を給電層とする電解銅めっきを金属層２１，２３の表面に施す。このとき、金属層２１，２３の開口部周縁を形成する角部に電流が集中しやすいため、その角部に形成される金属層２４は、貫通孔１１Ｘの深い部分に形成される金属層２４よりも厚く形成される。換言すると、金属層２４は、貫通孔１１Ｘの両側の開口部から貫通孔１１Ｘの深い部分に向かうに連れて薄くなるように形成される。
次に、図４（ｂ）に示す工程では、基板本体１１の下面１１Ｂ上に、貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の開口部を塞ぐように、保護膜３０をラミネートする。これにより、金属層２４の下面が保護膜３０によって被覆され、その保護膜３０が貫通孔１１Ｘの底部となる。保護膜３０としては、例えば、樹脂フィルムを用いることができる。なお、保護膜３０の一部が、貫通孔１１Ｘ内に入り込むように突出してもよい。
続いて、図４（ｃ）に示す工程では、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部を塞ぐとともに、密着層２０及び金属層２１を介して基板本体１１の上面１１Ａに積層された金属層２４の上面を被覆する金属層２５を形成する。金属層２５は、例えば、図４（ｂ）に示した構造体を、めっき槽に貯留した電解めっき液に浸漬し、密着層２０及び金属層２１を給電層とする電解めっき法を金属層２４の表面に施すことにより形成できる。ここで、電解めっき液としては、例えば、ヴィアフィル用の電解めっき液を用いることができる。ヴィアフィル用の電解めっき液としては、硫酸銅、硫酸、塩化物イオンを基本組成とし、界面活性剤としての高分子化合物、ブライトナーとしての硫黄化合物、及びレベラーとしての含窒素化合物が配合された電解めっき液を用いることができる。本工程では、金属層２４の上面及び貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部付近に突出された金属層２４の角部から等方的にめっき膜が成長して金属層２５が形成される。このため、金属層２４の角部付近において、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部を閉塞する蓋めっき（金属層２５）が形成される。このとき、上述したように金属層２５は金属層２４の角部から等方的に成長して形成されるため、平面視で貫通孔１１Ｘと重複する位置の金属層２５の上面に凹部２５Ｘが形成され、貫通孔１１Ｘ内に形成された金属層２５の下面に凹部２５Ｙが形成される。なお、本工程において、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部が金属層２５によって閉塞された後には、金属層２５と金属層２４と保護膜３０とによって囲まれた空間Ｓ２が形成される。この空間Ｓ２は、貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の開口部が保護膜３０によって閉塞されているため、電解めっき液の入れ代わりがない。このため、空間Ｓ２の形成後に、電解めっきを継続しても、めっき膜により空間Ｓ２が充填されることはない。
以上の製造工程により、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部が、密着層２０及び金属層２１，２４，２５によって閉塞される。
次いで、保護膜３０を除去する。保護膜３０は、例えば、有機溶剤に溶融させて除去することができる。また、保護膜３０は、例えば、機械的に剥離することにより除去してもよい。これにより、図５（ａ）に示すように、貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の開口部が露出される。このとき、先の工程で形成された金属層２５が貫通孔１１Ｘの底部となり、貫通孔１１Ｘが凹部状となる。
次に、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す工程では、金属層２４，２５よりも内側の貫通孔１１Ｘ、つまり金属層２４と金属層２５とによって囲まれた空間Ｓ１を充填する樹脂層２６を形成する。
図５（ｂ）に示す工程では、まず、シート状の樹脂層２６Ｂを準備する。樹脂層２６Ｂは、例えば、Ｂ−ステージ状態（半硬化状態）のものが使用される。樹脂層２６Ｂの厚さは、例えば、１０〜５０μｍ程度とすることができる。続いて、基板本体１１の下面１１Ｂ側に樹脂層２６Ｂを配置する。
次いで、図５（ｃ）に示す工程では、例えば、樹脂層２６Ｂを図中下方から真空雰囲気で８０〜１５０℃程度の温度で加熱・加圧する。これにより、半硬化状態の樹脂層２６Ｂが空間Ｓ１に充填される。このとき、図示の例では、樹脂層２６Ｂが金属層２４の下面を被覆するように形成される。その後、樹脂層２６Ｂを硬化させるために、例えば、１８０〜２５０℃程度の温度でキュア（熱硬化処理）を実施する。これにより、空間Ｓ１に充填された樹脂層２６Ｂが硬化され、空間Ｓ１内に樹脂層２６が形成される。また、本工程により、樹脂層２６の上面１１Ａ側の端部には上面１１Ａ側に突起する凸部２６Ａが形成され、その凸部２６Ａが金属層２５の凹部２５Ｙ内に配置される。なお、樹脂層２６は、例えば、スクリーン印刷法やスピンコートを用いて形成することもできる。
次に、機械的研削、機械研磨や化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）等により、金属層２４の下面よりも下方に突出する樹脂層２６Ｂを研磨する。これにより、図６（ａ）に示すように、金属層２４の下面が樹脂層２６から露出され、その樹脂層２６の下面と金属層２４の下面とが略面一になるように形成される。以上の製造工程により、貫通孔１１Ｘ内に、密着層２０，２２、金属層２１，２３，２４，２５及び樹脂層２６を含む貫通電極１３が形成される。なお、樹脂層２６により、貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の開口部が閉塞される。
続いて、図６（ｂ）に示す工程では、基板本体１１の上面１１Ａに絶縁膜１２を介して積層された密着層２０及び金属層２１，２４，２５を所定の平面形状にパターニングすることにより、基板本体１１の上面１１Ａ及び貫通電極１３の上面に配線層１４を形成する。また、基板本体１１の下面１１Ｂに絶縁膜１２を介して積層された密着層２２及び金属層２３，２４を所定の平面形状にパターニングすることにより、基板本体１１の下面１１Ｂ及び貫通電極１３の下面に配線層１５を形成する。これら配線層１４，１５は、例えば、セミアディティブ法やサブトラクティブ法などの各種の配線形成方法を用いて形成することができる。
次いで、図６（ｃ）に示す工程では、まず、基板本体１１の上面１１Ａに形成された絶縁膜１２の上面及び配線層１４を被覆する絶縁層１６を形成する。続いて、絶縁層１６の所要の箇所に、配線層１４の上面を露出するビアホール１６Ｘを形成する。本例では、貫通孔１１Ｘの真上に形成された配線層１４の上面（凹部２５Ｘ）の一部を露出するビアホール１６Ｘを絶縁層１６に形成する。次いで、ビアホール１６Ｘを充填するビア配線１８を形成するとともに、絶縁層１６の上面に配線層１７を形成する。これにより、貫通電極１３の真上に配線層１４を介してスタックされたビア配線１８が形成されるとともに、そのビア配線１８を介して配線層１４と電気的に接続される配線層１７が形成される。これらビア配線１８及び配線層１７は、例えば、セミアディティブ法やサブトラクティブ法などの各種の配線形成方法を用いて形成することができる。
以上説明した製造工程により、図１に示した配線基板１０を製造することができる。
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）貫通孔１１Ｘ内の一部を樹脂層２６で埋めるようにした。このため、例えば、電解めっき金属層である金属層２５等により貫通孔１１Ｘ内を充填する必要がなくなる。これにより、貫通孔１１Ｘをめっき膜で充填する場合に比べて、貫通電極１３の形成に要する時間を短縮することができる。したがって、製造コストの低減に貢献することができる。
（２）貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部を金属層２５で閉塞するようにした。具体的には、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部を、密着層２０及び金属層２１，２４，２５からなる導電層によって閉塞するようにした。これにより、上記導電層を含む貫通電極１３の真上にビア配線１８を形成することができる。すなわち、貫通電極１３上に、スタックビア構造のビア配線１８を形成することができる。したがって、基板本体１１の上面１１Ａ側に形成される配線層１４，１７等の微細化に容易に対応することができる。
（３）貫通孔１１Ｘの内側面に密着層２０，２２及び金属層２１，２３からなるシード層を形成し、そのシード層を給電層に利用する電解めっき法により、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部を閉塞する金属層２５を形成し、貫通孔１１Ｘ内の残りの空間Ｓ１を樹脂層２６で充填するようにした。そして、密着層２０，２２、金属層２１，２３，２５及び樹脂層２６が貫通電極１３となる。このため、電解めっき法により貫通孔１１Ｘ内に形成される金属層２５の形成領域を、貫通孔１１Ｘの深さの半分以下にすることができる。したがって、貫通孔１１Ｘのアスペクト比が高い場合であっても、金属層２５（貫通電極１３）内にシームやボイド等が発生することを好適に抑制することができる。
（４）貫通電極１３の一部となる密着層２０及び金属層２１，２４，２５の一部を配線層１４として利用した。また、貫通電極１３の一部となる密着層２２、金属層２３，２４の一部を配線層１５として利用した。これにより、貫通電極１３と配線層１４とを一体に形成しない場合、及び貫通電極１３と配線層１５とを一体に形成しない場合に比べて、配線層１４，１５を形成するための材料コストを低減することができる。ひいては、製造コストの低減に貢献することができる。
（５）ところで、ボトムアップめっき法を用いて形成された従来の貫通電極では、貫通孔内に析出しためっき膜が貫通孔の内側面と接しているだけであり、貫通孔の内側面と密着はしていない。このため、例えば、貫通電極を有する配線基板が高温環境下や低温環境下で繰り返し使用された場合に、シリコン基板（シリコン）と貫通電極（銅）との熱膨張係数の違いにより銅のポンピング現象（温度変化による伸縮）が生じ、銅が貫通孔の内側面から剥離して貫通電極が導通不良となる問題があった。
これに対し、絶縁膜１２（シリコン酸化膜）と金属層２１（銅）との間に、金属層２１よりも絶縁膜１２との密着性が高い密着層２０（チタン）を形成した。また、絶縁膜１２と金属層２３（銅）との間に、金属層２３よりも絶縁膜１２との密着性が高い密着層２２（チタン）を形成した。これにより、絶縁膜１２と金属層２１とを密着層２０を介して良好に密着させることができ、絶縁膜１２と金属層２３とを密着層２２を介して良好に密着させることができる。このため、配線基板１０が高温環境下や低温環境下で繰り返し使用された場合であっても、従来よりも銅のポンピング現象が緩和され、銅からなる金属層２１，２３が貫通孔１１Ｘの内側面から剥離することを抑制することができる。したがって、貫通電極１３が導通不良となる問題の発生を好適に抑制することができる。
（６）さらに、銅のポンピング現象が緩和されるため、絶縁層１６にクラックが発生することを好適に抑制することができる。詳述すると、銅のポンピング現象が発生すると、ポリイミド等からなる絶縁層１６の銅（Ｃｕ）と接する部分にクラックが発生するおそれがある。これに対し、本実施形態の配線基板１０では、銅のポンピング現象が緩和されるため、絶縁層１６の銅と接する部分にクラックが発生するおそれを低減することができる。
（７）貫通孔１１Ｘの内側面に絶縁膜１２を介して積層された密着層２０，２２及び金属層２１，２３の表面を被覆する金属層２４を形成するようにした。この金属層２４により、基板本体１１の上下面間における導通を好適に確保することができる。
（第２実施形態）
以下、図７〜図９に従って第２実施形態を説明する。この実施形態の配線基板１０は、貫通電極１３及び配線層１４，１５の構造が上記第１実施形態と異なっている。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。先の図１〜図６に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。
図７に示すように、貫通電極１３は、密着層２０と、金属層２１と、金属層３１と、密着層３２と、金属層３３と、金属層３４と、樹脂層３６とを有している。
基板本体１１の上面１１Ａ及び貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の内側面には、絶縁膜１２を介して、密着層２０と金属層２１とが順に積層されている。
金属層３１は、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の空間を埋めるように形成されている。具体的には、金属層３１は、貫通孔１１Ｘ内において金属層２１上に、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の約半分の空間を埋めるように形成されている。この金属層３１は、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部を閉塞するように形成されている。すなわち、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部は、密着層２０と、金属層２１と、金属層３１とによって閉塞されている。金属層３１は、例えば、貫通孔１１Ｘの深さ方向の中途に位置する端部が金属層２１を介さずに絶縁膜１２上に直接形成されている。また、金属層３１は、貫通孔１１Ｘの周囲の上面１１Ａ上に、絶縁膜１２、密着層２０及び金属層２１を介して積層されている。すなわち、金属層３１は、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部を閉塞し、貫通孔１１Ｘ内から上面１１Ａに延出するように形成されている。金属層３１の上面には、下面１１Ｂ側に向かって凹む凹部３１Ｘが形成されている。凹部３１Ｘは、例えば、貫通孔１１Ｘと平面視で重なる位置に形成されている。また、貫通孔１１Ｘ内に形成された金属層３１の下面には、上面１１Ａ側に向かって凹む凹部３１Ｙが形成されている。凹部３１Ｙは、例えば、上面１１Ａ側に向かって湾曲状に凹むように形成されている。
密着層３２は、貫通孔１１Ｘの内側面を被覆する絶縁膜１２の表面（側面）のうち下面１１Ｂ側における約半分の表面を被覆するように形成されている。具体的には、密着層３２は、貫通孔１１Ｘの内側面において、金属層３１から露出する絶縁膜１２の表面全面を被覆するように形成されている。また、密着層３２は、金属層３１の下面（凹部３１Ｙの内面）全面を被覆するように形成されている。さらに、密着層３２は、貫通孔１１Ｘの周囲の下面１１Ｂに形成された絶縁膜１２を被覆するように形成されている。このように、密着層３２は、金属層３１の下面を被覆し、貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の内側面において絶縁膜１２を被覆し、貫通孔１１Ｘ内から基板本体１１の下面１１Ｂに延出するように形成されている。すなわち、密着層３２は、貫通孔１１Ｘの周囲の下面１１Ｂに形成された絶縁膜１２と、貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の内側面に形成された絶縁膜１２と、金属層３１の下面とを連続して被覆するように形成されている。なお、本例の密着層３２は、密着層２０及び金属層２１と直接接続されていない。すなわち、密着層３２と密着層２０及び金属層２１とは直接は導通していない。
貫通孔１１Ｘの内側面において絶縁膜１２上に積層された密着層３２は、例えば、下面１１Ｂ側から貫通孔１１Ｘの深い部分に向かうに連れて薄くなるように形成されている。このため、貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の開口部付近において絶縁膜１２上に積層された密着層３２は、貫通孔１１Ｘの開口部周縁から貫通孔１１Ｘの平面中心に向かって突出するように形成されている。基板本体１１の下面１１Ｂにおいて絶縁膜１２上に積層された密着層３２、及び貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の開口部付近において絶縁膜１２上に積層された密着層３２の厚さは、例えば、０．０５〜０．５μｍ程度とすることができる。
密着層３２の材料としては、金属層３３（例えば、銅層）よりも絶縁膜１２（例えば、シリコン酸化膜）との密着性が高い材料であることが好ましい。例えば、密着層３２の材料としては、チタン、タンタル、クロム、チタンタングステンを用いることができる。また、密着層３２としては、例えば、スパッタ法により形成されたスパッタ膜を用いることができる。
金属層３３は、密着層３２の表面（下面及び側面）を被覆するように密着層３２上に積層されている。金属層３３は、貫通孔１１Ｘの周囲における下面１１Ｂ上に積層された密着層３２と、貫通孔１１Ｘの内側面に積層された密着層３２と、金属層３１の下面に積層された密着層３２とを連続して被覆するように形成されている。換言すると、密着層３２は、基板本体１１と金属層３３との間に形成されている。
このように、貫通孔１１Ｘの深さ方向における中央部付近（破線枠参照）では、絶縁膜１２上に、密着層２０と、金属層２１と、金属層３１と、密着層３２と、金属層３３とがこの順番で積層されている。
貫通孔１１Ｘの内側面において密着層３２上に積層された金属層３３は、例えば、下面１１Ｂ側から貫通孔１１Ｘの深い部分に向かうに連れて薄くなるように形成されている。基板本体１１の下面１１Ｂにおいて密着層３２上に積層された金属層３３、及び貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の開口部付近において密着層３２上に形成された金属層３３の厚さは、例えば、０．０５〜０．５μｍ程度とすることができる。
金属層３３の材料としては、例えば、銅や銅合金を用いることができる。金属層３３としては、例えば、スパッタ法により形成されたスパッタ膜を用いることができる。
金属層３４は、金属層３３の表面（下面及び側面）を被覆するように金属層３３上に積層されている。すなわち、金属層３４は、貫通孔１１Ｘの内側面に積層された金属層３３の側面と、金属層３１の下面に積層された金属層３３の下面と、基板本体１１の下面１１Ｂに積層された金属層３３の下面とを連続して被覆するように形成されている。
貫通孔１１Ｘの内側面において金属層３３上に積層された金属層３４は、例えば、下面１１Ｂ側から貫通孔１１Ｘの深い部分に向かうに連れて薄くなるように形成されていてもよい。
金属層３４の材料としては、例えば、銅や銅合金を用いることができる。金属層３４としては、例えば、電解めっき法により形成された金属層（電解めっき金属層）を用いることができる。
樹脂層３６は、密着層２０，３２及び金属層２１，３１，３３，３４を含む導電層から露出する貫通孔１１Ｘ内（導電層が形成されていない貫通孔１１Ｘ内）の空間Ｓ３を充填するように形成されている。具体的には、樹脂層３６は、金属層３４によって囲まれた空間Ｓ３を充填するように形成されている。樹脂層３６の上面１１Ａ側の端部には、上面１１Ａ側に突起する凸部３６Ａが形成され、その凸部３６Ａが凹部３１Ｙに配置されている。なお、樹脂層３６の材料としては、例えば、樹脂層２６と同様の材料を用いることができる。
以上説明した密着層２０，３２、金属層２１，３１，３３，３４及び樹脂層３６のうち、貫通孔１１Ｘ内に形成された密着層２０，３２、金属層２１，３１，３３，３４及び樹脂層３６が貫通電極１３として機能する。また、貫通電極１３の上面及びその貫通電極１３の周囲の基板本体１１の上面１１Ａに形成された密着層２０、金属層２１，３１が配線層１４として機能する。このため、配線層１４は、貫通電極１３の一部と一体に形成されている。また、貫通電極１３の下面及びその貫通電極１３の周囲の基板本体１１の下面１１Ｂに形成された密着層３２、金属層３３，３４及び樹脂層３６が配線層１５として機能する。このため、配線層１５は、貫通電極１３の一部と一体に形成されている。配線層１５の下面には、樹脂層３６の下面が露出している。
次に、図８及び図９に従って、配線基板１０の製造方法について説明する。なお、図８及び図９では、貫通孔１１Ｘの周辺部分を拡大して示している。
図８（ａ）に示す工程では、まず、図３（ａ）に示した工程と同様に、貫通孔１１Ｘの形成された基板本体１１を準備し、その基板本体１１の表面全面を被覆する絶縁膜１２を形成する。続いて、図３（ｂ）に示した工程と同様に、基板本体１１の上面１１Ａ及び貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の内側面に、密着層２０及び金属層２１を順次形成する。
次に、図８（ｂ）に示す工程では、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部を塞ぐとともに、絶縁膜１２及び密着層２０を介して基板本体１１の上面１１Ａに積層された金属層２１の上面を被覆する金属層３１を形成する。金属層３１は、例えば、基板本体１１の下面１１Ｂ側からめっき液を供給し、密着層２０及び金属層２１からなるシード層を給電層とする電解めっき法により形成することができる。このとき、金属層３１は、コンフォーマルめっきにより、金属層２１から等方的にめっき膜が成長して形成される。このため、平面視で貫通孔１１Ｘと重複する位置の金属層３１の上面には凹部３１Ｘが形成され、貫通孔１１Ｘ内に形成された金属層３１の下面には凹部３１Ｙが形成される。本工程では、基板本体１１の下面１１Ｂ側からめっき液が供給され、貫通孔１１Ｘ内に形成された金属層２１の端部から等方的に金属層３１が形成されるため、金属層３１は、金属層２１から露出された絶縁膜１２の一部を被覆するように形成される。
以上の製造工程により、貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部が、密着層２０及び金属層２１，３１によって閉塞される。そして、金属層３１が貫通孔１１Ｘの底部となり、貫通孔１１Ｘが凹部状となる。
続いて、図８（ｃ）に示す工程では、基板本体１１の下面１１Ｂ、貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の内側面及び金属層３１の下面（凹部３１Ｙの内面）に、密着層３２及び金属層３３を順次形成する。これら密着層３２及び金属層３３は、例えば、スパッタ法により形成することができる。例えば、基板本体１１の下面１１Ｂ側からチタンをスパッタリングにより、下面１１Ｂと貫通孔１１Ｘの内側面の一部と金属層３１の下面とに堆積させて、それらの面を連続して被覆する密着層３２を形成する。その後、密着層３２上に銅をスパッタリングにより堆積させて金属層３３を形成する。このとき、下面１１Ｂ及び貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の開口部付近ではチタンや銅が堆積しやすく、貫通孔１１Ｘの内側面では深い部分に向かうにつれてチタンや銅が堆積し難くなる。このため、密着層３２及び金属層３３は、貫通孔１１Ｘ内において、下面１１Ｂ側から貫通孔１１Ｘの深い部分に向かうに連れて薄くなるように形成される。
ここで、絶縁膜１２と金属層３３との間に、金属層３３よりも絶縁膜１２との密着性が高い密着層３２（例えば、Ｔｉ層）が形成される。このため、絶縁膜１２と金属層３３とを、密着層３２を介して良好に密着させることができる。
次いで、図９（ａ）に示す工程では、金属層３３の表面全面を被覆する金属層３４を形成する。金属層３４は、例えば、基板本体１１の下面１１Ｂ側からめっき液を供給し、密着層３２及び金属層３３からなるシード層を給電層とする電解めっき法により形成することができる。
次に、図９（ｂ）に示す工程では、図５（ｂ）〜図６（ａ）に示した工程と同様に、金属層３４よりも内側の貫通孔１１Ｘ内、つまり貫通孔１１Ｘ内において金属層３４によって囲まれた空間Ｓ２を充填する樹脂層３６を形成する。この樹脂層３６により、貫通孔１１Ｘの下面１１Ｂ側の開口部が閉塞される。
以上の製造工程により、貫通孔１１Ｘ内に、密着層２０，３２、金属層２１，３１，３３，３４及び樹脂層３６を含む貫通電極１３が形成される。
続いて、図９（ｃ）に示す工程では、基板本体１１の上面１１Ａに絶縁膜１２を介して積層された密着層２０及び金属層２１，３１を所定の平面形状にパターニングすることにより、基板本体１１の上面１１Ａ及び貫通電極１３の上面に配線層１４を形成する。また、基板本体１１の下面１１Ｂに絶縁膜１２を介して積層された密着層３２及び金属層３３，３４を所定の平面形状にパターニングすることにより、基板本体１１の下面１１Ｂ及び貫通電極１３の下面に配線層１５を形成する。これら配線層１４，１５は、例えば、セミアディティブ法やサブトラクティブ法などの各種の配線形成方法を用いて形成することができる。
その後、図６（ｃ）に示した工程と同様に、ビアホール１６Ｘを有する絶縁層１６と、ビアホール１６Ｘを充填するビア配線１８と、絶縁層１６上に積層された配線層１７とを形成することにより、本実施形態の配線基板１０を製造することができる。
以上説明した実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（６）の効果に加えて以下の効果を奏することができる。
（８）貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の約半分の空間を埋める金属層３１の下面全面を被覆するように密着層３２及び金属層３３を形成するようにした。これら金属層３１と密着層３２及び金属層３３とにより、基板本体１１の上下面間における導通を好適に確保することができる。
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記各実施形態における貫通孔１１Ｘの内側面に形成された導電層の構造は適宜変更することができる。
・例えば図１０に示すように、金属層２１と金属層２４との間、及び金属層２３と金属層２４との間に、金属層２７を形成するようにしてもよい。金属層２７は、金属層２１の表面（上面及び側面）を被覆し、且つ、金属層２３の表面（下面及び側面）を被覆するように金属層２１，２３上に積層されている。すなわち、金属層２７は、基板本体１１の上面１１Ａに積層された金属層２１の上面と、貫通孔１１Ｘの内側面に積層された金属層２１の側面と、貫通孔１１Ｘの内側面に積層された金属層２３の側面と、基板本体１１の下面１１Ｂに積層された金属層２３の下面とを連続して被覆するように形成されている。この金属層２７の材料としては、例えば、銅や銅合金を用いることができる。金属層２７としては、無電解めっき法により形成された金属層（無電解めっき金属層）を用いることができる。
このような構造では、金属層２７によって基板本体１１の上下面間における導通を確保することができる。このため、電解めっき法により金属層２４，２５を形成する際に、金属層２７を給電層とすることにより、密着層２０（Ｔｉ）を給電層とする場合に比べて、給電層における抵抗を低くできるため、電解めっきを安定して行うことができる。
なお、この場合の配線層１４は、密着層２０及び金属層２１，２７，２４，２５を有し、配線層１５は、密着層２２、金属層２３，２７，２４及び樹脂層２６を有している。
・図１０に示した貫通電極１３及び配線層１４，１５から金属層２４を省略してもよい。この場合の金属層２５は、例えば、金属層２７（第４金属層）を給電層とする電解めっき法により形成することができる。
・上記第１実施形態における金属層２４を省略してもよい。この場合の金属層２５は、金属層２１の少なくとも一部を被覆して貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部を閉塞するように形成される。また、この場合の樹脂層２６は、金属層２１と金属層２３と金属層２５とによって囲まれた空間を充填するように形成される。
・上記第２実施形態における金属層３４を省略してもよい。この場合の樹脂層３６は、金属層３３によって囲まれた貫通孔１１Ｘ内の空間を充填するように形成される。
・例えば、上記各実施形態及び図１０に示した変形例における金属層２１，２３，３３を省略してもよい。すなわち、第１実施形態を変形した場合には、例えば、密着層２０，２２上に金属層２４又は金属層２７が直接形成される。また、第２実施形態を変形した場合には、例えば、密着層２０上に金属層３１が直接形成され、密着層３２上に金属層３４が直接形成される。
・例えば、上記各実施形態及び図１０に示した変形例における密着層２０，２２，３２を省略してもよい。すなわち、第１実施形態を変形した場合には、例えば、絶縁膜１２上に金属層２１，２３が直接形成される。また、第２実施形態を変形した場合には、例えば、絶縁膜１２上に金属層２１，３３が直接形成される。
・例えば図１１に示すように、密着層２０，２２及び金属層２１，２３等の代わりに、貫通孔１１Ｘの内側面全面を被覆し、貫通孔１１Ｘ内から基板本体１１の上面１１Ａ及び下面１１Ｂに延出する金属層４０を形成するようにしてもよい。この金属層４０は、貫通孔１１Ｘの周囲の上面１１Ａ上に形成された絶縁膜１２と、貫通孔１１Ｘの内側面に形成された絶縁膜１２と、貫通孔１１Ｘの周囲の下面１１Ｂ上に形成された絶縁膜１２とを連続して被覆するように形成されている。この金属層４０の材料としては、例えば、銅や銅合金を用いることができる。金属層４０としては、無電解めっき法により形成された金属層（無電解めっき金属層）を用いることができる。
本例の貫通孔１１Ｘ内には、金属層４０の少なくとも一部（図示の例では、貫通孔１１Ｘ内に形成された金属層４０の側面全面）を被覆して貫通孔１１Ｘの上面１１Ａ側の開口部を閉塞する金属層４１が形成されている。金属層４１の上面には、例えば、貫通孔１１Ｘと平面視で重なる位置に、下面１１Ｂ側に凹む凹部４１Ｘが形成されている。また、金属層４１の下面には、例えば、上面１１Ａ側に湾曲状に凹む凹部４１Ｙが形成されている。凹部４１Ｙの深さは、例えば、貫通孔１１Ｘの深さの半分程度又は半分以上の深さとすることができる。そして、金属層４０，４１から露出する貫通孔１１Ｘ内の空間（ここでは、凹部４１Ｙ）には、樹脂層４２が充填されている。この樹脂層４２の材料としては、例えば、樹脂層２６，３６と同様の材料を用いることができる。
この場合には、貫通孔１１Ｘ内に形成された金属層４０，４１及び樹脂層４２が貫通電極１３として機能し、上面１１Ａ及び貫通電極１３の上面に形成された金属層４０，４１が配線層１４として機能し、下面１１Ｂ及び貫通電極１３の下面に形成された金属層４０，４１及び樹脂層４２が配線層１５として機能する。
・上記第２実施形態では、貫通孔１１Ｘ内に形成された金属層２１の側面全面を金属層３１が被覆するようにした。これに限らず、例えば、貫通孔１１Ｘの深さ方向の中途に位置する金属層２１の端部を金属層３１から露出させるようにしてもよい。この場合、例えば、密着層３２は、貫通孔１１Ｘの深さ方向の中途に位置する金属層２１の端部を被覆するように形成される。
・上記各実施形態及び上記各変形例における基板本体１１の材料として、シリコンに代えてガラスやガラスエポキシ樹脂等を用いてもよい。ここで、ガラスやガラスエポキシ樹脂は絶縁体である。このため、この場合には、絶縁膜１２を省略してもよい。
１０ 配線基板
１１ 基板本体
１１Ａ 上面
１１Ｂ 下面
１１Ｘ 貫通孔
１２ 絶縁膜
１３ 貫通電極
１４ 配線層（第１配線層）
１５ 配線層（第２配線層）
２０ 密着層（第１密着層）
２１ 金属層（第１金属層）
２２，３２ 密着層（第２密着層）
２３，３３ 金属層（第３金属層）
２４ 金属層（第４金属層）
２５，３１ 金属層（第２金属層）
２６，３６ 樹脂層
３０ 保護膜
３４ 金属層（第５金属層）
４０ 金属層（第１金属層）
４１ 金属層（第２金属層）
４１Ｙ 凹部
４２ 樹脂層
Ｓ１，Ｓ３ 空間

Claims (6)

  1. 基板本体と、
    前記基板本体の上面と下面との間を貫通する貫通孔と、
    前記貫通孔内に形成された貫通電極と、を有し、
    前記貫通電極は、
    前記貫通孔の前記上面側の内側面に形成された第１金属層と、
    前記第１金属層の少なくとも一部を被覆して前記貫通孔の前記上面側の開口部を閉塞する第２金属層と、
    前記貫通孔の前記下面側の内側面に形成され、前記第１金属層及び前記第２金属層の少なくとも一方と接続された第３金属層と、
    前記第１金属層及び前記第２金属層及び前記第３金属層を含む導電層から露出する前記貫通孔内の空間を充填する樹脂層と、を有し、
    前記第３金属層は、前記貫通孔の深さ方向の中途に位置する前記第１金属層の端部を被覆し、
    前記導電層は、前記第１金属層と前記第２金属層との間、及び前記第３金属層と前記樹脂層との間に形成され、前記第１金属層及び前記第３金属層を連続して被覆する第４金属層を有し、
    前記樹脂層は、前記第４金属層によって囲まれた空間を充填することを特徴とする配線基板。
  2. 基板本体と、
    前記基板本体の上面と下面との間を貫通する貫通孔と、
    前記貫通孔内に形成された貫通電極と、を有し、
    前記貫通電極は、
    前記貫通孔の前記上面側の内側面に形成された第１金属層と、
    前記第１金属層の少なくとも一部を被覆して前記貫通孔の前記上面側の開口部を閉塞する第２金属層と、
    前記貫通孔の前記下面側の内側面に形成され、前記第１金属層及び前記第２金属層の少なくとも一方と接続された第３金属層と、
    前記第１金属層及び前記第２金属層及び前記第３金属層を含む導電層から露出する前記貫通孔内の空間を充填する樹脂層と、を有し、
    前記第２金属層は、前記第１金属層を被覆して前記貫通孔の前記上面側の空間を埋めるように形成され、
    前記第３金属層は、前記貫通孔の前記下面側の内側面と前記第２金属層の下面とを連続して被覆し、
    前記導電層は、前記第３金属層と前記樹脂層との間に形成され、前記第３金属層を被覆する第５金属層を有し、
    前記樹脂層は、前記第５金属層によって囲まれた空間を充填することを特徴とする配線基板。
  3. 前記基板本体の材料はシリコンであり、
    前記貫通孔の内側面は絶縁膜で被覆され、
    前記導電層は、
    前記絶縁膜と前記第１金属層との間に形成され、前記第１金属層よりも前記絶縁膜との密着性が高い第１密着層と、
    前記絶縁膜と前記第３金属層との間に形成され、前記第３金属層よりも前記絶縁膜との密着性が高い第２密着層と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
  4. 前記基板本体の上面に形成され、前記貫通電極と接続された第１配線層と、
    前記基板本体の下面に形成され、前記貫通電極と接続された第２配線層と、を有し、
    前記第１配線層は、前記貫通孔内から前記上面に延出された前記第１金属層及び前記第２金属層を有し、
    前記第２配線層は、前記貫通孔内から前記下面に延出された前記第３金属層を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の配線基板。
  5. 基板本体を準備する工程と、
    前記基板本体の上面と下面との間を貫通する貫通孔を形成する工程と、
    前記貫通孔内に貫通電極を形成する工程と、を有し、
    前記貫通電極を形成する工程は、
    前記貫通孔の前記上面側の内側面に第１金属層を形成する工程と、
    前記貫通孔の前記下面側の内側面と前記第１金属層の前記下面側の端部とを連続して被覆する第３金属層を形成する工程と、
    前記第１金属層及び前記第３金属層を給電層とする電解めっき法により、前記第１金属層及び前記第３金属層を連続して被覆する第４金属層を形成する工程と、
    前記基板本体の下面に、前記貫通孔の前記下面側の開口部を閉塞する保護膜を形成する工程と、
    前記第１金属層を給電層とする電解めっき法により、前記第４金属層の一部を被覆して前記貫通孔の前記上面側の開口部を閉塞する第２金属層を形成する工程と、
    前記保護膜を除去する工程と、
    前記第２金属層と前記第４金属層とによって囲まれた空間を充填する樹脂層を形成する工程と、を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
  6. 基板本体を準備する工程と、
    前記基板本体の上面と下面との間を貫通する貫通孔を形成する工程と、
    前記貫通孔内に貫通電極を形成する工程と、を有し、
    前記貫通電極を形成する工程は、
    前記貫通孔の前記上面側の内側面に第１金属層を形成する工程と、
    前記第１金属層を給電層とする電解めっき法により、前記第１金属層を被覆して前記貫通孔の前記上面側の空間を埋める第２金属層を形成する工程と、
    前記貫通孔の前記下面側の内側面と前記第２金属層の下面とを連続して被覆する第３金属層を形成する工程と、
    前記第３金属層の表面全面を被覆する第５金属層を形成する工程と、
    前記第５金属層によって囲まれた前記貫通孔内の空間を充填する樹脂層を形成する工程と、を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
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