JP2016063114A - Through electrode substrate and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は貫通電極基板及びその製造方法に関し、開示される一実施形態は、貫通電極基板に形成された貫通孔の側壁と貫通電極基板の表面との傾斜角度に関する。 The present invention relates to a through electrode substrate and a manufacturing method thereof, and one disclosed embodiment relates to an inclination angle between a side wall of a through hole formed in the through electrode substrate and a surface of the through electrode substrate.
近年、集積回路の高性能化に伴い、集積回路はより微細化・複雑化している。このような集積回路には、回路動作のために必要な電源やロジック信号を外部装置(チップ)から入力するための接続端子が配置されている。しかしながら、集積回路の微細化・複雑化によって集積回路上の接続端子は非常に狭いピッチで配置されており、チップの接続端子のピッチと比較して数倍から数十倍程度小さい。 In recent years, integrated circuits have become more miniaturized and complicated with higher performance of integrated circuits. In such an integrated circuit, a connection terminal for inputting a power supply and a logic signal necessary for circuit operation from an external device (chip) is arranged. However, the connection terminals on the integrated circuit are arranged at a very narrow pitch due to the miniaturization and complexity of the integrated circuit, which is several to several tens of times smaller than the pitch of the connection terminals of the chip.
上記のように、各々の接続端子のピッチが異なる集積回路とチップとを接続する場合に、接続端子のピッチを変換するための仲介基板となるインターポーザが使用される。インターポーザでは、基板の一方の面に配置された第1端子には集積回路が実装され、他方の面に配置された第2端子にはチップが実装され、第1端子と第2端子とは当該基板を貫通する貫通電極によって接続されている。 As described above, when an integrated circuit and a chip having different connection terminal pitches are connected to each other, an interposer serving as an intermediary substrate for converting the connection terminal pitch is used. In the interposer, an integrated circuit is mounted on the first terminal disposed on one surface of the substrate, a chip is mounted on the second terminal disposed on the other surface, and the first terminal and the second terminal are They are connected by through electrodes that penetrate the substrate.
また、インターポーザとしては、シリコン基板を使用した貫通電極基板であるTSV(Through-Silicon Via)やガラス基板を使用した貫通電極基板であるTGV(Through-Glass Via)が開発されている(例えば、特許文献1)。特に、TGVは、例えば4.5世代と呼ばれる、ガラス基板の縦横サイズが730mm×920mmの大型のガラス基板を使用して製造することができるため、製造コストを下げることができる点で有利である。 As interposers, TSV (Through-Silicon Via), which is a through electrode substrate using a silicon substrate, and TGV (Through-Glass Via), which is a through electrode substrate using a glass substrate, have been developed (for example, patents). Reference 1). In particular, TGV can be manufactured using a large glass substrate having a vertical and horizontal size of 730 mm × 920 mm, for example, called the 4.5th generation, which is advantageous in that the manufacturing cost can be reduced. .
しかし、集積回路の微細化・複雑化に伴い、TSVやTGVにおいて貫通孔のアスペクト比(孔径に対する孔の深さ)が大きくなると、貫通孔に充填される貫通電極の埋め込み性(膜の付き回り性)が悪くなり、貫通電極内部にボイドが形成されてしまう場合がある。貫通電極内部にボイドが形成されると、ボイドからの脱ガスによる素子や膜質の劣化、ボイドによる機械的強度の低下が問題となる。 However, with the miniaturization and complexity of integrated circuits, when the aspect ratio of the through hole (hole depth with respect to the hole diameter) increases in TSV and TGV, the embedding property of the through electrode that fills the through hole (film attachment) Property) may deteriorate and voids may be formed inside the through electrode. When a void is formed inside the through electrode, there is a problem that the element and film quality are deteriorated due to degassing from the void, and the mechanical strength is lowered due to the void.
本発明は、上記実情に鑑み、信頼性の高い貫通電極基板及びその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a through electrode substrate with high reliability and a method for manufacturing the same.
本発明の一実施形態に係る貫通電極基板は、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有し、第1面と第2面とを貫通する貫通孔が設けられた絶縁基板と、貫通孔の内部に配置され、第1面と第2面とを接続する貫通電極と、を有し、第1面と貫通孔の第1側壁とのなす角は91°以上100°以下であり、第2面における貫通孔の径は、絶縁基板の厚さの1/2以下である。 A through electrode substrate according to an embodiment of the present invention has a first surface and a second surface opposite to the first surface, and is provided with a through hole penetrating the first surface and the second surface. A substrate and a through electrode disposed inside the through hole and connecting the first surface and the second surface, and an angle formed by the first surface and the first side wall of the through hole is 91 ° or more and 100 °. The diameter of the through hole in the second surface is equal to or less than ½ of the thickness of the insulating substrate.
上記の貫通電極基板によれば、アスペクト比が2以上の貫通孔又は有底孔であっても、貫通孔又は有底孔の内部にボイドを発生させることなく第2導電層を充填することができる。 According to the above through electrode substrate, even if the through hole or the bottomed hole has an aspect ratio of 2 or more, the second conductive layer can be filled without generating a void inside the through hole or the bottomed hole. it can.
また、別の態様において、貫通孔は、第1側壁の第2面の側に第2側壁をさらに有し、第1面と第2側壁とのなす角は89°より大きく91°未満であってもよい。 In another aspect, the through hole further includes a second side wall on the second surface side of the first side wall, and an angle formed by the first surface and the second side wall is greater than 89 ° and less than 91 °. May be.
上記の貫通電極基板によれば、貫通孔の内部の第2導電層の深さ方向の抵抗を低減することができる。 According to the above through electrode substrate, the resistance in the depth direction of the second conductive layer inside the through hole can be reduced.
また、別の態様において、貫通孔は、第1側壁の第2面の側に第2側壁をさらに有し、第1面と第2側壁とのなす角は、第1面と第1側壁とのなす角よりも大きくてもよい。 Further, in another aspect, the through hole further has a second side wall on the second surface side of the first side wall, and an angle formed by the first surface and the second side wall is the first surface and the first side wall. It may be larger than the angle formed by.
上記の貫通電極基板によれば、貫通孔又は有底孔の内部にボイドが発生する確率をより低減することができる。 According to the above through electrode substrate, the probability that voids are generated inside the through hole or the bottomed hole can be further reduced.
また、別の態様において、貫通電極は、第1導電層及び第2導電層を含み、第1導電層は、絶縁基板と第2導電層との間に配置され、第2導電層は、貫通孔を充填して配置されてもよい。 In another embodiment, the through electrode includes a first conductive layer and a second conductive layer, the first conductive layer is disposed between the insulating substrate and the second conductive layer, and the second conductive layer is formed through the through electrode. You may arrange | position with a hole being filled.
また、別の態様において、第1導電層は、第2導電層の拡散を抑制する材料であってもよい。 In another aspect, the first conductive layer may be a material that suppresses diffusion of the second conductive layer.
上記の貫通電極基板によれば、第2導電層が基板中に拡散することを抑制することができる。 According to said penetration electrode substrate, it can suppress that a 2nd conductive layer diffuses in a board | substrate.
本発明の一実施形態に係る貫通電極基板の製造方法は、絶縁基板の第1面側から、第1面に対して91°以上100°以下の角度をなすテーパ形状を有する有底孔を形成し、絶縁基板の第1面及び有底孔の内部に第1導電層を形成し、第1導電層上に有底孔を充填するように第2導電層を形成し、絶縁基板の第1面とは反対側の第2面側から、有底孔の底部に形成された第1導電層を露出するまで絶縁基板をエッチングする。 In the method for manufacturing a through electrode substrate according to an embodiment of the present invention, a bottomed hole having a tapered shape that forms an angle of 91 ° or more and 100 ° or less with respect to the first surface from the first surface side of the insulating substrate is formed. Then, a first conductive layer is formed on the first surface of the insulating substrate and the bottomed hole, a second conductive layer is formed on the first conductive layer so as to fill the bottomed hole, and the first of the insulating substrate is formed. The insulating substrate is etched from the second surface side opposite to the surface until the first conductive layer formed at the bottom of the bottomed hole is exposed.
上記の貫通電極基板の製造方法によれば、アスペクト比が2以上の貫通孔又は有底孔であっても、貫通孔又は有底孔の内部にボイドを発生させることなく第2導電層を充填することができる。 According to the above method for manufacturing a through electrode substrate, the second conductive layer is filled without generating voids in the through hole or the bottomed hole even if the through hole or the bottomed hole has an aspect ratio of 2 or more. can do.
また、別の態様において、第1導電層は、蒸着法によって形成され、蒸着法は、絶縁基板の第1面の法線に対して傾斜した方向から基板に対して蒸着する斜め蒸着法であってもよい。 In another aspect, the first conductive layer is formed by a vapor deposition method, and the vapor deposition method is an oblique vapor deposition method in which vapor deposition is performed on the substrate from a direction inclined with respect to the normal line of the first surface of the insulating substrate. May be.
上記の貫通電極基板の製造方法によれば、アスペクト比がより高い有底孔に対しても、有底孔の底部の外周端部まで付き回り良く成膜することができる。 According to the above method for manufacturing a through electrode substrate, even a bottomed hole having a higher aspect ratio can be formed with good coverage up to the outer peripheral end of the bottom of the bottomed hole.
また、別の態様において、第2導電層は、めっき法によって形成され、めっき法は、第1面側の第1導電層上に第2導電層が形成されることを抑制する添加剤を含むめっき液を使用してもよい。 In another aspect, the second conductive layer is formed by a plating method, and the plating method includes an additive that suppresses the formation of the second conductive layer on the first conductive layer on the first surface side. A plating solution may be used.
上記の貫通電極基板の製造方法によれば、有底孔の内部以外の箇所に第2導電層が形成されることを抑制することができる。 According to the manufacturing method of the through electrode substrate described above, it is possible to suppress the formation of the second conductive layer at a place other than the inside of the bottomed hole.
また、別の態様において、第2導電層を形成する前に、有底孔を露出する開口部を有するマスクを形成し、第2導電層を形成した後に、マスクを除去し、第2導電層から露出した第1導電層をエッチングしてもよい。 In another embodiment, before forming the second conductive layer, a mask having an opening exposing the bottomed hole is formed, and after the second conductive layer is formed, the mask is removed and the second conductive layer is formed. The first conductive layer exposed from may be etched.
上記の貫通電極基板の製造方法によれば、不要な第2導電層を除去する工程を省略することができる。 According to the manufacturing method of the through electrode substrate described above, the step of removing the unnecessary second conductive layer can be omitted.
また、別の態様において、絶縁基板の第2面側からエッチングするときに、露出された第1導電層は、第2面側から見て第2導電層を覆っていてもよい。 In another aspect, when etching from the second surface side of the insulating substrate, the exposed first conductive layer may cover the second conductive layer as viewed from the second surface side.
上記の貫通電極基板の製造方法によれば、エッチングによって第2導電層がエッチングされることを抑制することができる。 According to the manufacturing method of the through electrode substrate described above, the etching of the second conductive layer by etching can be suppressed.
また、別の態様において、絶縁基板の第2面側からエッチングするときに、第1導電層はエッチングストッパとなってもよい。 In another aspect, the first conductive layer may serve as an etching stopper when etching from the second surface side of the insulating substrate.
上記の貫通電極基板の製造方法によれば、エッチング工程の制御性を向上させることができる。 According to the above method for manufacturing a through electrode substrate, the controllability of the etching process can be improved.
本発明によれば、信頼性の高い貫通電極基板及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a highly reliable through electrode substrate and a method for manufacturing the same can be provided.
〈実施形態1〉
以下、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
<
Hereinafter, a through electrode substrate and a manufacturing method thereof according to
[貫通電極基板の構成]
図1及び図2を用いて、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の構成について詳細に説明する。実施形態1では、貫通電極基板の表裏面にそれぞれ1層の配線が配置され、それらの配線が貫通電極によって接続された構造について説明するが、この構造に限定するものではなく、例えば、表裏面に多層配線が配置されていてもよく、また、トランジスタなどの素子が配置されていてもよい。
[Configuration of through electrode substrate]
The configuration of the through electrode substrate according to
図1は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の概要を示す平面図である。また、図2は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板のA−B断面図である。図1及び図2に示すように、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板10は、第1面101及び第1面101とは反対側の第2面102を有し、第1面101と第2面102とを貫通する貫通孔120が設けられた基板100と、貫通孔120の内部に配置され、第1面101と第2面102とを接続する貫通電極110とを有する。
FIG. 1 is a plan view showing an outline of a through electrode substrate according to
図1において、貫通電極110は第1導電層111及び第2導電層112を含み、第1導電層111は基板100と第2導電層112の間に配置され、第2導電層112は貫通孔120を充填して配置される。また、第1導電層111は第2導電層112が基板100中に拡散することを抑制する材料であってもよい。ここで、第1面101と貫通孔120の第1側壁121とのなす角度131は91°以上100°以下である。ここで、角度131は、好ましくは91°以上95°以下であるとよい。また、角度131は、より好ましくは91.5°以上93.5°以下であるとよい。また、図1に示すように、第1面101における貫通孔120の第1孔径123は第2面102における貫通孔120の第2孔径124に比べて大きい。つまり、貫通孔120はテーパ形状である。また、貫通孔120の第2孔径124は基板100の厚さの1/2以下である。つまり、貫通孔120のアスペクト比は2以上である。
In FIG. 1, the through
基板100の第1面101側には、第1絶縁層140と第1配線150とが配置されている。第1絶縁層140は、基板100の第1面101及び貫通電極110の一部の上に配置され、貫通電極110の一部を露出する開口部141が設けられている。つまり、第1絶縁層140は、少なくとも一部が貫通電極110に接し、他の一部が外部に露出されるように配置されている。第1配線150は、第1絶縁層140上及び開口部141内部に配置され、貫通電極110と電気的に接続される。また、第1配線150は、第1絶縁層140上及び貫通電極110上に配置された第3導電層151と、第3導電層151上に配置された第4導電層152とを含む。
A first insulating
また、基板100の第2面102側にも第1面101側と同様に、第2絶縁層160と第2配線170とが配置されている。第2絶縁層160は、基板100の第2面102及び貫通電極110の一部の上に配置され、貫通電極110の一部を露出する開口部161が設けられている。つまり、第2絶縁層160は、少なくとも一部が貫通電極110に接し、他の一部が外部に露出されるように配置されている。第2配線170は、第2絶縁層160上及び開口部161内部に配置され、貫通電極110と電気的に接続される。また、第2配線170は、第2絶縁層160上及び貫通電極110上に配置された第5導電層171と、第5導電層171上に配置された第6導電層172とを含む。
The second
基板100は、ガラス基板を使用することができる。また、ガラス基板の他にも、石英基板、サファイア基板、樹脂基板などの絶縁基板、シリコン基板、炭化シリコン基板、化合物半導体基板などの半導体基板、ステンレス基板などの導電性基板を使用することができる。また、基板に使用する材料として、熱膨張係数が2×10−6[/K]以上17×10−6[/K]以下の範囲の材料を使用することができる。また、これらが積層されたものであってもよい。基板100の厚さは、特に制限はないが、例えば、100μm以上800μm以下の厚さの基板を使用することができる。基板100の厚さは、より好ましくは、200μm以上400μm以下であるとよい。上記の基板の厚さの下限よりも基板が薄くなると、基板のたわみが大きくなる。その影響で、製造過程におけるハンドリングが困難になるとともに、基板上に形成する薄膜等の内部応力により基板が反ってしまう。また、上記の基板の厚さの上限よりも基板が厚くなると貫通孔の形成工程が長くなる。その影響で、製造工程が長期化し、製造コストも上昇してしまう。
As the
第1導電層111は、下地の基板100と密着性がよい導電材料を使用することができる。例えば、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)これらの化合物、あるいはこれらの合金などを使用することができる。特に、第2導電層112が銅(Cu)を含む場合、第1導電層111は、Cuの拡散を抑制する材料を使用することができ、例えば窒化チタン(TiN)、窒化モリブデン(MoN)、窒化タンタル(TaN)等を使用してもよい。ここで、第1導電層111の厚さは、特に制限はないが、例えば、50nm以上400nm以下の範囲で適宜選択することができる。
For the first
第2導電層112は、第1導電層111との密着性が良く、電気伝導度が高い導電材料を使用することができる。例えば、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、スズ(Sn)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等の金属またはこれらを用いた合金などから選択することができる。第2導電層112は貫通孔120の内部を充填するように配置されている。つまり、貫通孔120の内部にはボイド等が形成されず、貫通孔120の内部の空間は第2導電層112で満たされている。
For the second
第1絶縁層140及び第2絶縁層160は、ガスや水分を透過する性質を有する樹脂層を使用することができる。樹脂層としては、上記のポリイミドの他に、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリアミドイミド、ポリベンゾオキサゾール、シアネート樹脂、アラミド、ポリオレフィン、ポリエステル、BTレジン、FR−4、FR−5、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン 、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテルポリサルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミドなどを用いることができる。上記の樹脂は単体で用いられてもよく、2種類以上の樹脂を組み合わせて用いられてもよい。また、上記の樹脂に、ガラス、タルク、マイカ、シリカ、アルミナ等、無機フィラーを併用して用いてもよい。ここで、第1絶縁層140及び第2絶縁層160に使用する樹脂は、応力緩和を目的として、常温にて1×109[dyne/cm2]以下のヤング率を有する樹脂を使用してもよい。
As the first insulating
また、第1絶縁層140及び第2絶縁層160は樹脂層に限定されず、無機絶縁層を使用することもできる。無機絶縁層としては、酸化シリコン(SiO2)、窒化シリコン(SiN)、酸化アルミニウム(Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)、シリコンカーバイト(SiC)、窒化シリコンカーバイト(SiCN)、炭素添加シリコンオキサイド(SiOC)などを使用することができる。ここで、第1絶縁層140及び第2絶縁層160として、上記の無機絶縁層を単層で使用してもよく、積層で使用してもよい。また、第1絶縁層140及び第2絶縁層160として、樹脂層と無機絶縁層とを積層してもよい。
Further, the first insulating
第3導電層151及び第5導電層171は、下地の第1絶縁層140及び第2絶縁層160と密着性がよい導電材料を使用することができる。例えば、第1導電層111と同様に、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)これらの化合物、あるいはこれらの合金などを使用することができる。特に、第4導電層152及び第6導電層172が銅(Cu)を含む場合、第3導電層151及び第5導電層171は、Cuの拡散を抑制する材料を使用することができ、例えば窒化チタン(TiN)、窒化モリブデン(MoN)、窒化タンタル(TaN)等を使用してもよい。ここで、第3導電層151及び第5導電層171の厚さは、特に制限はないが、例えば、20nm以上1μm以下の範囲で適宜選択することができる。また、第3導電層151及び第5導電層171の厚さは、より好ましくは100nm以上300nm以下であるとよい。
The third
第4導電層152及び第6導電層172は、第3導電層151及び第5導電層171との密着性が良く、電気伝導度が高い導電材料を使用することができる。例えば、第2導電層112と同様に、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、スズ(Sn)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等の金属またはこれらを用いた合金などから選択することができる。
The fourth
以上のように、実施形態1に係る貫通電極基板10によると、基板100の第1面101と貫通孔120の第1側壁121とのなす角が91°以上100°以下となることで、アスペクト比が2以上の貫通孔であっても、貫通孔120内部にボイドを発生させることなく第2導電層112を充填することができる。したがって、信頼性の高い貫通電極基板を得ることができる。
As described above, according to the through
また、貫通電極110が、上記のように第1導電層111及び第2導電層112を含み、第1導電層111として第2導電層112の拡散を抑制する材料を選択することで、貫通電極110に含まれる材料が基板100中に拡散することを抑制できる。つまり、リークパスの発生を抑制することができるため、信頼性が高い貫通電極基板を得ることができる。また、第2導電層112と貫通孔120の側壁との密着性が悪い場合でも、第1導電層111が配置されていることで、貫通孔120における基板100と貫通電極110との密着性を向上させることができる。
Further, the through
[貫通電極基板の製造方法]
図3乃至図24を用いて、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法を説明する。図3乃至図24において、図2に示す要素と同じ要素には同一の符号を付した。ここで、貫通電極基板としてガラス基板を使用した場合の製造方法について説明する。
[Method of manufacturing through electrode substrate]
A method for manufacturing the through electrode substrate according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 24, the same elements as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. Here, a manufacturing method when a glass substrate is used as the through electrode substrate will be described.
図3は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、基板内部にレーザ光を照射する工程を示す断面図である。図3では、フェムト秒レーザを基板100に照射することで、貫通孔を形成したい領域の基板の材料を変質させ、エッチングする方法について説明する。ここで、光源300から出射されたレーザ光301は基板100の第1面101側から入射され、基板100の内部の貫通孔を形成したい領域で焦点を結ぶ。レーザ光301が焦点を結んだ位置では、高いエネルギーが基板100に供給され、基板の材料が変質する。例えば、貫通孔の側壁が基板の表面に対して角度131の傾斜を有するように貫通孔を形成したい場合、レーザ光301の焦点サイズを変化させながら光源300を基板の板厚方向に走査すればよい。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a process of irradiating a laser beam inside the substrate in the method for manufacturing the through electrode substrate according to
図4は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、基板内部に変質領域を形成する工程を示す断面図である。変質領域103は所望の有底孔又は貫通孔の形状に合わせて、適宜形状を変更することができる。実施形態1の製造方法では、有底孔を形成してから基板をスリミングすることによって貫通孔を形成するため、図3及び図4では、変質領域103が基板100の板厚方向全てに形成されない(つまり、有底孔の形状に変質領域103が形成される)方法を例示した。一方で、有底孔を形成する工程を設けずに、変質領域103をエッチングする工程だけで貫通孔を形成する場合は、基板を板厚方向に全て変質させてもよい。ここで、変質領域103の領域が後の有底孔又は貫通孔の大きさになるため、所望の有底孔又は貫通孔の大きさに合わせて変質領域を調整すればよい。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a process of forming an altered region inside the substrate in the method for manufacturing a through electrode substrate according to
図5は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、薬液を使用して基板の変質領域をエッチングする工程を示す断面図である。変質領域103は変質していない領域と比べて薬液によるエッチングレートが早い。つまり、基板全体を薬液311に浸漬させることで変質領域103が選択的に又は他の領域に比べて早い速度でエッチングされる。図5では、容器310に入れられた薬液311に基板100を浸漬することでエッチングを行う方法を示す。ここで、エッチングに使用する薬液311として、基板100がガラス基板であれば、フッ酸(HF)、バッファードフッ酸(BHF)、界面活性剤添加バッファードフッ酸(LAL)などを使用することができる。エッチングに使用する薬液は基板の材質によって適宜選択することができる。また、エッチングの方法は浸漬させる方法以外にも、スピンコート式のエッチング方法でもよい。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a process of etching a denatured region of a substrate using a chemical solution in the method for manufacturing a through electrode substrate according to
図6は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、基板内部に有底孔を形成する工程を示す断面図である。上記の薬液311を使用したエッチングによって変質領域103を除去することで、有底孔320を形成する。ここで、有底孔320の側壁321と基板100の第1面101とのなす角度131が91°以上100°以下となるように有底孔320が形成される。ここで、角度131は、好ましくは91°以上95°以下であるとよい。また、角度131は、より好ましくは91.5°以上93.5°以下であるとよい。また、図6に示すように、第1面101における有底孔320の第1孔径323は第2面102における有底孔320の第2孔径324に比べて大きい。つまり、有底孔320はテーパ形状である。また、有底孔320の第2孔径324は基板100の厚さの1/2以下である。つまり、有底孔320のアスペクト比は2以上である。また、有底孔320の平面視における形状には特に制限はなく、例えば円形でもよく、それ以外にも矩形や多角形であってもよい。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a process of forming a bottomed hole in the substrate in the method for manufacturing the through electrode substrate according to
ここで、図3乃至6では、基板100の有底孔を形成したい領域にレーザ光を照射して変質領域を形成し、薬液によってウェットエッチングすることで有底孔を形成する方法を説明したが、この方法に限定されない。例えば、高出力のレーザを基板100に照射し、基板を融解することで有底孔又は貫通孔を形成してもよい。例えば、ガラス基板を加工するレーザとしてはCO2レーザなどを使用することができる。
Here, in FIG. 3 to FIG. 6, the method of forming the bottomed hole by irradiating the region where the bottomed hole of the
図7は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、有底孔内部にシード層を形成する工程を示す断面図である。図6に示すように、基板100の設けられた有底孔320の内部に、後に第1導電層111となるシード層325を形成する。シード層325は、例えば、Cu、Ti、Ta、W等の金属またはこれらを用いた合金の単層または積層を使用することができ、PVD法(真空蒸着法およびスパッタリング法等)又はCVD法等により形成することができる。シード層325に使用する材料は、後にシード層325上に形成するめっき層340と同じ材質を選択することができる。シード層325は、後の工程でめっき層340を形成する際に、電解めっき法におけるシードとして利用するために設けられる。ここで、シード層325は、好ましくは20nm以上1μm以下の膜厚で形成するとよい。また、シード層325は、より好ましくは100nm以上300nm以下の膜厚で形成するとよい。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step of forming a seed layer inside the bottomed hole in the method for manufacturing the through electrode substrate according to
図8は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、シード層上にレジストマスクを形成する工程を示す断面図である。図8に示すように、シード層325上にフォトレジストを塗布した後に、露光及び現像を行うことによりレジストパターン330を形成する。レジストパターン330は、少なくとも有底孔320を露出するように形成される。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a step of forming a resist mask on the seed layer in the method for manufacturing the through electrode substrate according to
図9は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、レジストマスクから露出したシード層上にめっき層を形成する工程を示す断面図である。図8に示すように、レジストパターン330を形成後、シード層325に通電して電解めっき法を行い、レジストパターン330から露出しているシード層325上に、有底孔320を充填するようにめっき層340を形成する。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a step of forming a plating layer on the seed layer exposed from the resist mask in the method for manufacturing the through electrode substrate according to
図9では、有底孔320以外の領域にはめっき層340が形成されないように、レジストパターン330を形成してめっき層340を形成する方法について例示したが、この方法に限定されない。例えば、めっき層340を形成するための電解めっき法において、基板100の第1面101のシード層325上にめっき層340が形成されることを抑制する添加剤を含むめっき液を使用した電解めっき法を行うことができる。また、電解めっき法の他にもはんだめっき法等を用いてもよい。
Although FIG. 9 illustrates the method of forming the
図10は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、シード層上のレジストマスクを除去する工程を示す断面図である。図10に示すように、めっき層340を形成した後に、レジストパターン330を構成するフォトレジストを有機溶媒により除去する。なお、フォトレジストの除去には、有機溶媒を用いる代わりに、酸素プラズマによるアッシングを用いることもできる。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a step of removing the resist mask on the seed layer in the method for manufacturing the through electrode substrate according to
図11は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、めっき層から露出したシード層をエッチングする工程を示す断面図である。図11に示すように、レジストパターン330によって覆われ、上にめっき層340が形成されなかった領域のシード層325及び基板100の第1面101から突出しためっき層340を除去する。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a step of etching the seed layer exposed from the plating layer in the method for manufacturing the through electrode substrate according to
ここで、図8乃至図11の工程において、有底孔320の内部に充填されるめっき層340とは別に、基板100の第1面101上に配線を形成することもできる。具体的には、有底孔320と共に配線を形成したい領域が開口されたレジストパターン330を形成し、その領域のシード層325を露出させ、めっき層340を形成する。これによって、図8乃至図11の工程で、有底孔320内部に充填されためっき層340と同じ工程で配線を形成することができる。
Here, in the steps of FIGS. 8 to 11, wirings can be formed on the
図12は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、有底孔が形成された基板に第1支持基板を貼り合せる工程を示す断面図である。図12に示すように、シード層325及びめっき層340が充填された有底孔320を有する基板100と第1支持基板345とを粘着シート350を用いて貼り合せる。第1支持基板345は、後の工程で基板100に歪みが生じないように、基板100と同等又はそれ以上の剛性を有する基板を使用することができる。例えば、基板100にガラス基板を使用する場合、第1支持基板345として基板100と同様のガラス基板を使用することができる。また、第1支持基板345はガラス基板以外にもサファイア基板等の絶縁性基板、シリコン基板等の半導体基板、又はステンレス基板等の導電性基板を使用することができる。
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a process of bonding a first support substrate to a substrate having a bottomed hole in the method for manufacturing a through electrode substrate according to
また、粘着シート350は、部材を挟んで両面に粘着層が配置されている。粘着シート350の粘着層のうち基板100及びめっき層340側の粘着層(以下、基板粘着層という場合がある)は、刺激(この例では所定温度以上の熱)の印加によって粘着力が低下する。粘着シート350の第1支持基板345側の粘着層(以下、支持粘着層という場合がある)は、例えば、感圧粘着剤であってもよい。また、支持粘着層は、少なくとも基板粘着層の粘着力が低下する刺激の程度においては、粘着力がほとんど低下しない。また、基板粘着層及び支持粘着層は両方又は一方が導電性を有していてもよい。
Moreover, the
粘着シート350の両面に設けられた粘着層によって第1支持基板345と基板100との位置関係が固定される。これによって、第1支持基板345は、粘着シート350を介して基板100を第1面101側から支持する。
The positional relationship between the
また、図12に示すように、粘着シート350は、基板100の端部より外側に拡がっている部分(外周部360)を有する。外周部360は、基板粘着層の表面351が露出された状態となり、粘着シート350の基板粘着層が導電性を有していれば、電解めっき法による処理を施す際に、電源から電流を供給するための電極として用いることができる。
Also, as shown in FIG. 12, the
図13は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、有底孔が形成された基板を裏面からエッチング(スリミング)して貫通孔を形成する工程を示す断面図である。図13では、基板100の第2面102側からスリミングを行うことで、基板100を薄板化する。スリミングとしては、例えばウェットエッチングやCMP(Chemical Mechanical Polishing)を使用することができる。スリミングによって有底孔320の底部に形成されたシード層325を露出するまで基板100を薄板化することで、有底孔320から貫通孔120を形成する。ここで、基板100は第1支持基板345によって支持されているため、基板100が薄化されても基板100の反りが抑制され、また、製造工程中の強度を保つこともできる。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a process of forming a through hole by etching (slimming) a substrate having a bottomed hole from the back surface in the method of manufacturing the through electrode substrate according to
スリミングにウェットエッチングを使用する場合、フッ酸(HF)、バッファードフッ酸(BHF)、界面活性剤添加バッファードフッ酸(LAL)などを使用することができる。エッチングに使用する薬液は基板の材質によって適宜選択することができる。また、スリミングにCMPを使用する場合、研磨剤として酸化セリウム(セリア)を使用することができる。セリアを使用したCMPは、ガラスや酸化シリコンを高速研磨することができる。セリアは、機械的な研磨作用だけでなく、水と共に作用して化学的に酸化シリコンを研磨する作用を有し、高い研磨速度を得ることができる。 When wet etching is used for slimming, hydrofluoric acid (HF), buffered hydrofluoric acid (BHF), surfactant-added buffered hydrofluoric acid (LAL), or the like can be used. The chemical solution used for etching can be appropriately selected depending on the material of the substrate. Further, when using CMP for slimming, cerium oxide (ceria) can be used as an abrasive. CMP using ceria can polish glass and silicon oxide at high speed. Ceria not only has a mechanical polishing action, but also has an action of working with water to chemically polish silicon oxide, so that a high polishing rate can be obtained.
上記のように、スリミングによって有底孔320の底部に形成されたシード層325を露出する工程において、シード層325はスリミングの処理に対するストッパの機能を有していてもよい。例えば、HFを使用してスリミングを行う場合、シード層325としてHFにエッチングされない又はHFに対するエッチングレートが基板100よりも低い材料を使用することができ、Ti、TiN、Mo、MoNなどを使用することができる。また、スリミングの処理によってめっき層340がエッチングされることを抑制するため、シード層325は、第2面102側から見てめっき層340を覆っていてもよい。つまり、第2面102側から見たときに、めっき層340はシード層325から露出されている部分がないことが好ましい。しかし、スリミングの工程によってめっき層340が信頼性を悪化させる程度に変形しなければ、当該工程においてめっき層340がシード層325から露出される部分があってもよい。
As described above, in the step of exposing the
図14は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、スリミングによって突出した貫通電極を除去する工程を示す断面図である。ここでは、図13に示す工程において、スリミングのストッパとして機能し、基板100の第2面102から突出したシード層325及びめっき層340を除去する。シード層325及びめっき層340を除去する工程として、ドライエッチング、ウェットエッチング、又はCMPを使用することができる。この工程によって、シード層325及びめっき層340は基板100の第2面102と面位置になるようにエッチングされてもよく、また、第2面102に対して凹形状(紙面上方に凹みを有する形状)となってもよく、第2面102に対して凸形状(紙面下方に突出する形状)となってもよい。この工程によって、第1導電層111及び第2導電層112を含む貫通電極110が形成される。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a process of removing the through electrode protruding by slimming in the method of manufacturing the through electrode substrate according to the first embodiment of the invention. Here, in the step shown in FIG. 13, the
図15は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、貫通電極基板上に絶縁層を形成する工程を示す断面図である。ここで、第2絶縁層160として、感光性ポリイミドを使用した方法について説明する。図15に示すように、第2絶縁層160として感光性ポリイミドをスピンコート法等の塗布法を使用して基板100の第2面102上に塗布し、フォトマスクを用いて露光し、現像することで、貫通電極110の少なくとも一部を露出する開口部161を形成する。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a process of forming an insulating layer on the through electrode substrate in the method for manufacturing the through electrode substrate according to
開口部161を形成した後に、塗布した第2絶縁層160を硬化させるために熱硬化処理を行う。熱硬化処理は、使用する第2絶縁層160のガラス転移温度以下に設定することが好ましい。ガラス転移温度を越す温度で硬化させると、開口部161の形状が変形してしまい、設計寸法よりも開口径が大きくなるなどの問題が発生するからである。例えば、第2絶縁層160として感光性ポリイミドを使用した場合、感光性ポリイミドのガラス転移温度が280℃であれば、250℃で熱処理を行うことが好ましく、例えば、250℃、1時間、窒素雰囲気下で熱処理を行うとよい。なお、熱硬化の処理に限らず、この工程以降の熱処理は、感光性ポリイミドのガラス転移温度を越えないようにして行うことが好ましい。
After the
図16は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、絶縁層上及び貫通電極上にシード層を形成する工程を示す断面図である。図16に示すように、第2絶縁層160上及び開口部161の内部で露出された貫通電極110上に、後に第5導電層171となるシード層370を形成する。シード層370は、例えば、Cu、Ti、Ta、W等の金属またはこれらを用いた合金の単層または積層を使用することができ、PVD法(真空蒸着法およびスパッタリング法等)又はCVD法等により形成することができる。シード層370に使用する材料は、後にシード層370上に形成するめっき層390と同じ材質を選択することができる。シード層370は、後の工程でめっき層390を形成する際に、電解めっき法におけるシードとして利用するために設けられる。ここで、シード層370は、好ましくは20nm以上1μm以下の膜厚で形成するとよい。また、シード層370は、より好ましくは100nm以上300nm以下の膜厚で形成するとよい。
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a seed layer on the insulating layer and the through electrode in the method for manufacturing the through electrode substrate according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 16, a
図17は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、シード層上にレジストマスクを形成する工程を示す断面図である。図17に示すように、シード層370上にフォトレジストを塗布した後に、露光及び現像を行うことにより配線パターンを形成したい領域が開口されたレジストパターン380を形成する。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a step of forming a resist mask on the seed layer in the method for manufacturing the through electrode substrate according to
図18は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、レジストマスクから露出したシード層上にめっき層を形成する工程を示す断面図である。図18に示すように、レジストパターン380を形成後、電解めっき法を用いて、レジストパターン380から露出しているシード層370上にめっき層390を形成する。ここで、電解めっき法において、外周部360において露出した基板粘着層の表面351から電流を供給してもよい。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a step of forming a plating layer on the seed layer exposed from the resist mask in the method for manufacturing the through electrode substrate according to
図19は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、シード層上のレジストマスクを除去する工程を示す断面図である。図19に示すように、めっき層390を形成した後に、レジストパターン380を構成するフォトレジストを有機溶媒により除去する。なお、フォトレジストの除去には、有機溶媒を用いる代わりに、酸素プラズマによるアッシングを用いることもできる。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a step of removing the resist mask on the seed layer in the method for manufacturing the through electrode substrate according to
図20は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、めっき層から露出したシード層をエッチングして第2配線を形成する工程を示す断面図である。図20に示すように、レジストパターン380によって覆われ、上にめっき層390が形成されなかった領域のシード層370を除去(エッチング)することで、各々の配線を電気的に分離する。シード層370のエッチングによって、めっき層390の表面もエッチングされて薄膜化するため、この薄膜化の影響を考慮してめっき層390の膜厚を設定することが好ましい。この工程におけるエッチングとしては、ウェットエッチングやドライエッチングを使用することができる。この工程によって、貫通電極110上及び第2絶縁層160上に第5導電層171及び第6導電層172を含む第2配線170が形成される。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a process of forming a second wiring by etching the seed layer exposed from the plating layer in the method for manufacturing the through electrode substrate according to
図21は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、貫通孔及び第2配線が形成された基板から第1支持基板を剥離する工程を示す断面図である。第2配線170が形成された後に所定温度以上の熱処理を行うことで、粘着シート350の基板側の粘着層である基板粘着層の粘着力を低下させる。そして、基板100から粘着シート350及び第1支持基板345を剥離する。このとき、当該熱処理は粘着シート350の基板粘着層の反対面側に配置された支持粘着層が第1支持基板345と剥離しない程度の温度で行うことが好ましい。ここで、熱処理は基板100及び第1支持基板345全体を加熱する方法であってもよく、レーザ照射等によって接合箇所を局所的に加熱する方法であってもよい。
FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating a process of peeling the first support substrate from the substrate on which the through hole and the second wiring are formed in the method for manufacturing the through electrode substrate according to
図22は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、貫通電極及び第2配線が形成された基板に第2支持基板を貼り合せる工程を示す断面図である。図22に示すように、貫通電極110及び第2配線170が形成された基板100と第2支持基板400とを粘着シート410を用いて貼り合せる。第2支持基板400は、後の工程で基板100に歪みが生じないように、基板100と同等又はそれ以上の剛性を有する基板を使用することができる。例えば、基板100にガラス基板を使用する場合、第2支持基板400として基板100と同様のガラス基板を使用することができる。また、第2支持基板400はガラス基板以外にもサファイア基板等の絶縁性基板、シリコン基板等の半導体基板、又はステンレス基板等の導電性基板を使用することができる。
FIG. 22 is a cross-sectional view illustrating a process of bonding the second support substrate to the substrate on which the through electrode and the second wiring are formed in the method for manufacturing the through electrode substrate according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 22, the
第2支持基板400を貼り合せる粘着シート410は、第1支持基板345を貼り合せる粘着シート350と同様のものを使用することができる。つまり、粘着シート410は部材を挟んで両面に粘着層が配置されており、第2支持基板400側の支持粘着層は、基板100側の基板粘着層の粘着力が低下する刺激の程度では粘着力がほとんど低下しない。したがって、例えば熱処理等の刺激によって基板100と粘着シート410とを選択的に剥離することができる。
The
上記のように、粘着シート410の両面に設けられた粘着層によって第2支持基板400と基板100との位置関係が固定される。これによって、第2支持基板400は、粘着シート410を介して基板100を第2面102側から支持する。
As described above, the positional relationship between the
また、図22に示すように、粘着シート410は、基板100の端部より外側に拡がっている部分(外周部412)を有する。外周部412は、基板粘着層の表面411が露出された状態となり、粘着シート410の基板粘着層が導電性を有していれば、電解めっき法による処理を施す際に、電源から電流を供給するための電極として用いられる。
As shown in FIG. 22, the
図23は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、第2配線が形成された面とは反対の面に第1配線を形成する工程を示す断面図である。ここでは、図15乃至図20に示す工程と同じ処理を行うことで、基板100の第1面101側に第1絶縁層140及び第1配線150を形成する。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing a process of forming the first wiring on the surface opposite to the surface on which the second wiring is formed in the method for manufacturing the through electrode substrate according to
図24は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、貫通孔、第1配線、及び第2配線が形成された基板から第2支持基板を剥離する工程を示す断面図である。第1配線150が形成された後に所定温度以上の熱処理を行うことで、粘着シート410の基板側の粘着層である基板粘着層の粘着力を低下させる。そして、基板100から粘着シート410及び第2支持基板400を剥離する。このとき、当該熱処理は粘着シート410の基板粘着層の反対面側に配置された支持粘着層が第2支持基板400と剥離しない程度の温度で行うことが好ましい。ここで、熱処理は基板100及び第2支持基板400全体を加熱する方法であってもよく、レーザ照射等によって接合箇所を局所的に加熱する方法であってもよい。
24 is a cross-sectional view illustrating a process of peeling the second support substrate from the substrate on which the through hole, the first wiring, and the second wiring are formed in the method for manufacturing the through electrode substrate according to
以上のように、実施形態1に係る貫通電極基板10の製造方法によると、基板100の第1面101と貫通孔120の第1側壁121とのなす角が91°以上100°以下となることで、アスペクト比が2以上の有底孔又は貫通孔であっても、貫通孔120内部にボイドを発生させることなく第2導電層112を充填することができる。したがって、信頼性の高い貫通電極基板を得ることができる。
As described above, according to the manufacturing method of the through
また、有底孔320を充填するめっき層340を形成する際に、レジストパターン330を形成してめっき層340を形成する、又は、基板100の第1面101のシード層325上にめっき層340が形成されることを抑制する添加剤を含むめっき液を使用してめっき層340を形成することで、有底孔320以外の箇所にめっき層340が形成されることを抑制することができる。したがって、不要なめっき層を除去する工程を省略することができ、工程の短縮化、製造コストの低減の効果が得られる。
Further, when the
また、基板100を第2面102側からスリミングする際に、第2面102側から見てシード層325がめっき層340を覆っていることで、例えば上記スリミングがHFを用いたウェットエッチングで行われる場合、めっき層340がHFに曝されてエッチングされることを抑制することができる。したがって、貫通電極の形状変化に起因するボイドの発生を抑制することができるため、信頼性の高い貫通電極基板を得ることができる。また、シード層325が上記スリミングのエッチングストッパとして機能することで、スリミング工程の制御性を向上させることができる。
Further, when the
[本発明における有底孔へのめっき層の充填工程]
図25乃至図27を用いて、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板において、有底孔の内部にめっき層を充填する工程について詳しく説明する。ここでは、基板100に形成された有底孔320に対してめっき層340を充填させる方法について説明する。図25乃至図27で示す工程は、図8から図9の工程をより詳細に説明したものである。
[Step of filling plating layer into bottomed hole in the present invention]
The step of filling the inside of the bottomed hole with the plating layer in the through electrode substrate according to
図9でも説明したように、めっき層340はシード層325に通電する電解めっき法によって形成される。電解めっき法において、めっき層の成長速度は電流密度が高い箇所ほど早くなることが知られている。図25に示すような有底孔又は貫通孔に対してシード層を形成し、当該シード層に通電すると、有底孔又は貫通孔の段差部326(ショルダー部326)付近の電流密度が高くなり、当該ショルダー部326付近にめっき層340が厚く形成されることが出願人の鋭意検討によって判明した。
As described with reference to FIG. 9, the
図25に示す状態からさらにめっき層340を成長させると、有底孔320の側壁321と基板100の第1面101とのなす角度131が91°以上100°以下であるため、有底孔320の底部付近では側壁321から成長しためっき層341と底部322から成長しためっき層342とが合成される。その結果、図26に示すように、めっき層340は有底孔320の底部322から基板100の第1面101側に向かって順次成長する。
When the
そして、最終的には図27に示すように、めっき層340は有底孔320を充填するように形成される。つまり、めっき層340は有底孔320の内部にボイドを発生させることなく形成される。つまり、めっき層が厚く形成されてしまう有底孔又は貫通孔のショルダー部326付近において、有底孔又は貫通孔の側壁を基板100の第1面101に対して91°以上100°以下の角度にすることで、ボイドがなく信頼性の高い貫通電極基板を得ることができる。
Finally, as shown in FIG. 27, the
[比較例における有底孔へのめっき層の充填工程]
図28及び図29を用いて、比較例の貫通電極基板において、有底孔の内部にめっき層を充填する工程について詳しく説明する。ここでは、基板500に形成された有底孔520の側壁521が基板500の第1面501に対して垂直である場合について説明する。
[Step of filling plating layer into bottomed hole in comparative example]
With reference to FIGS. 28 and 29, the step of filling the inside of the bottomed hole with the plating layer in the through electrode substrate of the comparative example will be described in detail. Here, a case where the
上記のように、有底孔520に対してシード層525を形成し、シード層525に通電して電解めっき法による処理を行うと、ショルダー部526付近の電流密度が高くなり、図28に示すようにショルダー部526付近にめっき層540が厚く形成される。
As described above, when the
図28に示す状態からさらにめっき層540を成長させると、側壁521付近のめっき層541の成長速度に比べてショルダー部526付近のめっき層546の成長速度の方が早いため、有底孔520の内部にめっき層541が充填されるよりも先にショルダー部526付近のめっき層546が有底孔520を閉じてしまう。その結果、図29に示すように、有底孔520内部にはボイド550が形成されてしまう。
When the
[実施形態1の変形例1]
図30は、本発明の実施形態1の変形例1に係る貫通電極基板において、有底孔の内部にめっき層を充填する工程を示す断面図である。図30に示す有底孔420は、図27に示す有底孔320と類似しているが、有底孔420は第1側壁421と、第1側壁421の第2面102側の第2側壁422とを有し、第1側壁421と第1面101とのなす角度423は91°以上100°以下であり、第2側壁422と第1面101とのなす角度424が89°より大きく91°未満である点において、有底孔320とは相違する。ここで、角度423は、好ましくは91°以上95°以下であるとよい。また、角度423は、より好ましくは91.5°以上93.5°以下であるとよい。また、角度424は、好ましくは直角であるとよい。
[
FIG. 30 is a cross-sectional view showing a process of filling the inside of the bottomed hole with a plating layer in the through electrode substrate according to
[実施形態1の変形例2]
図31は、本発明の実施形態1の変形例2に係る貫通電極基板において、有底孔の内部にめっき層を充填する工程を示す断面図である。図31に示す有底孔425は、図27に示す有底孔320と類似しているが、有底孔425は第1側壁426と、第1側壁426の第2面102側の第2側壁427とを有し、第1側壁426と第1面101とのなす角度428は91°以上100°以下であり、第2側壁427と第1面101とのなす角度429は角度428よりも大きい点において、有底孔320とは相違する。ここで、角度428は、好ましくは91°以上95°以下であるとよい。また、角度428は、より好ましくは91.5°以上93.5°以下であるとよい。
[Modification 2 of Embodiment 1]
FIG. 31 is a cross-sectional view showing a step of filling the inside of the bottomed hole with a plating layer in the through electrode substrate according to Modification 2 of
図30及び図31に示すような、めっき層が充填された有底孔は、図9乃至図24を用いて説明した方法によって、それぞれ貫通電極基板となる。ここで、基板100を第2面102側からスリミングする際に、第2側壁422又は第2側壁427の途中でスリミングを止めることで、第1面101とのなす角度が異なる第1側壁及び第2側壁が設けられた貫通孔を有する貫通電極基板を得ることができる。
The bottomed holes filled with the plating layer as shown in FIGS. 30 and 31 respectively become through electrode substrates by the method described with reference to FIGS. Here, when slimming the
以上のように、実施形態1の変形例に係る貫通電極基板によると、少なくともめっき層が厚く形成されてしまう有底孔又は貫通孔のショルダー部430付近において、有底孔又は貫通孔の第1側壁421、426を基板100の第1面101に対して91°以上100°以下の角度にすることで、ボイドがなく信頼性の高い貫通電極基板を得ることができる。また、第2側壁422、427と第1面101とのなす角度は第1側壁421、426と第1面101とのなす角度よりも大きくてもよく、小さくてもよい。したがって、貫通孔の設計自由度が向上する。貫通孔の内部の第2導電層の深さ方向の抵抗を低減したい場合は図30に示すように角度424を89°より大きく91°未満とすればよい。また、貫通孔又は有底孔の内部のボイド発生抑制効果をより高めるためには、図31に示すように角度429を角度428よりも大きくすればよい。
As described above, according to the through electrode substrate according to the modification of the first embodiment, at least in the vicinity of the bottomed hole or the through
[シード層の形成方法]
ここで、図7に示したシード層325の形成方法について、詳細に説明する。シード層325を形成する工程では、アスペクト比が2を超すような高アスペクト比の貫通孔の内部に導電層を形成する必要があるため、膜の付き回り性の良好な成膜方法が必要である。膜の付き回り性の良好な方法として、例えば、無電解めっき法等の成長面に対して等方的に膜成長が起こる方法や、蒸着法のように異方性が高く成膜源と基板との位置関係により付き回り良く成膜できる方法を挙げることができる。ここでは、一例として、斜め蒸着による成膜方法について、詳細に説明する。なお、斜め蒸着とは、蒸着源から飛来する蒸着材料が、成膜対象となる基板の表面の垂線に対して傾斜した方向から基板の表面に到達するように設定された蒸着である。
[Method of forming seed layer]
Here, a method for forming the
図32は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において使用される、斜め蒸着による成膜装置の概略図である。図32に示す成膜装置は、蒸着を行うために高真空を達成する真空チャンバ1150、ターボ分子ポンプ(TMP)1220、ゲートバルブ1222で構成されている。真空チャンバ1150は、蒸着材料の飛行方向に平行な線と基板の垂線1130とを含む平面において両者の線のなす角度1132を一定に傾けた状態で基板を固定するホルダ1141、ホルダ1141を固定して一定の角度1132を保ったままホルダ1141を回転させる回転支持柱1140、蒸着源1212を保持する坩堝1210、蒸着源1212を蒸発させる電子ビーム1201を生成する電子銃1200を備えている。
FIG. 32 is a schematic view of a film forming apparatus using oblique vapor deposition used in the method for manufacturing a through electrode substrate according to
蒸着中は、蒸発した蒸着材料1214の直進性を高めるため、TMPを用いて、例えば10−3〜10−6Paの高い真空状態で行うことが望ましい。このような高真空状態で蒸着を行うと、蒸発した蒸着材料1214がチャンバ内の気体分子と衝突確率が低下するため、散乱による進行方向の変化が少なくなる。その結果、蒸着材料1214は非常に高い直進性を持って基板に到達するため、例えばアスペクト比が2を超すような高いアスペクト比の貫通孔に対しても、十分な被覆性を得ることができる。また、ホルダ1141を傾けた状態で回転支持柱1140を回転させながら蒸着を行うことで、貫通孔の円周方向には一様に成膜することができる。
During vapor deposition, it is desirable to use TMP in a high vacuum state of, for example, 10 −3 to 10 −6 Pa in order to increase the straightness of the evaporated
図33は、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板の製造方法において、斜め蒸着で導電層が形成された貫通電極基板の断面図を示す模式図である。電子ビーム1201によって蒸発した蒸着材料1214は、基板の垂線1130に対して一定の角度1132で基板に入射する。角度1132は、蒸着膜を形成したい貫通孔のアスペクト比によって決定すればよいが、例えば、少なくとも有底孔320の底部322の外周端部329に到達するような角度にすればよい。
FIG. 33 is a schematic diagram showing a cross-sectional view of a through electrode substrate on which a conductive layer is formed by oblique deposition in the method for manufacturing a through electrode substrate according to
以上のように、アスペクト比が高い有底孔に対して斜め蒸着法によってシード層を形成することで、有底孔の底部の外周端部まで付き回り良く成膜することができる。したがって、ボイドの発生が抑制された貫通電極を得ることができるため、より信頼性が高い貫通電極基板を得ることができる。 As described above, by forming the seed layer on the bottomed hole having a high aspect ratio by the oblique vapor deposition method, it is possible to form a film well with the outer peripheral end of the bottom of the bottomed hole. Therefore, since a through electrode in which the generation of voids is suppressed can be obtained, a more reliable through electrode substrate can be obtained.
[実施形態1の変形例3]
図34乃至図41を用いて、本発明の実施形態1の変形例3に係る貫通電極基板の製造方法を説明する。図34乃至図41において、図2に示す要素と同じ要素には同一の符号を付した。ここで、貫通電極基板としてガラス基板を使用した場合の製造方法について説明する。また、実施形態1の変形例3に係る貫通電極基板の製造方法は、図7に示すシード層を形成する工程までは実施形態1と同様なので、それ以降の工程について説明する。
[Modification 3 of Embodiment 1]
A through electrode substrate manufacturing method according to Modification 3 of
図34は、本発明の実施形態1の変形例3に係る貫通電極基板の製造方法において、シード層上にめっき層を形成する工程を示す断面図である。図34では、図9に示した方法とは異なり、レジストパターンを形成しない状態でシード層325の全面にめっき層340を形成する。ここでは、少なくとも有底孔320を充填するようにめっき層340を形成する。また、めっき層340の表面が平坦になるようにめっき層340を形成してもよい。
FIG. 34 is a cross-sectional view showing a step of forming a plating layer on the seed layer in the method for manufacturing the through electrode substrate according to Modification 3 of
図35は、本発明の実施形態1の変形例3に係る貫通電極基板の製造方法において、シード層及びめっき層をエッチングする工程を示す断面図である。図35では、有底孔に充填されたシード層325及びめっき層340を残してエッチング又は研磨を行う。エッチングを行う場合はドライエッチング又はウェットエッチングを使用することができ、研磨を行う場合はCMPを使用することができる。
FIG. 35 is a cross-sectional view showing a step of etching the seed layer and the plating layer in the method for manufacturing the through electrode substrate according to Modification 3 of
図36は、本発明の実施形態1の変形例3に係る貫通電極基板の製造方法において、第1配線を形成する工程を示す断面図である。図36では、図15乃至20とは異なり、貫通孔120及び貫通電極110が形成される前、つまり、有底孔320及び有底孔内に充填されたシード層325及びめっき層340が形成された状態で第1配線150が形成される。第1配線150の形成方法は図15乃至図20と同様の方法を使用することができる。
FIG. 36 is a cross-sectional view showing a step of forming the first wiring in the method for manufacturing the through electrode substrate according to Modification 3 of
図37は、本発明の実施形態1の変形例3に係る貫通電極基板の製造方法において、第1配線上に多層配線構造を形成する工程を示す断面図である。図37に示すように、第1配線150上に第3絶縁層180を介して第7導電層191及び第8導電層192を含む第3配線190を形成し、第3配線190上に第4絶縁層200を介して第9導電層211及び第10導電層212を含む第4配線210を形成する。第3配線190及び第4配線210は図15乃至20と同様の方法で形成することができる。ここで、図37では、第1配線層150、第3配線層190、及び第4配線層210の3層の多層配線構造を形成する方法を示したが、この方法に限定されず、3層よりも多くの層を有する多層配線構造を形成してもよく、また、それよりも少ない層を有する多層配線構造を形成してもよい。
FIG. 37 is a cross-sectional view showing a step of forming a multilayer wiring structure on the first wiring in the method for manufacturing the through electrode substrate according to Modification 3 of
図38は、本発明の実施形態1の変形例3に係る貫通電極基板の製造方法において、多層配線構造が形成された基板に第1支持基板を貼り合せる工程を示す断面図である。図38に示すように、基板100の多層配線構造が形成された側(第1面101側)に粘着シート220を用いて第1支持基板345を貼り合せる。ここで、粘着シート220は図12の粘着シート350や図22の粘着シート410と同様のものを使用することができる。
FIG. 38 is a cross-sectional view showing a process of bonding the first support substrate to the substrate on which the multilayer wiring structure is formed in the method for manufacturing the through electrode substrate according to Modification 3 of
図39は、本発明の実施形態1の変形例3に係る貫通電極基板の製造方法において、有底孔が形成された基板を裏面からスリミングして貫通孔を形成する工程を示す断面図である。図39では、基板100の第2面102側からスリミングを行うことで、基板を薄板化し、有底孔320から貫通孔120を形成する。基板100の薄板化は図13及び図14と同様の方法を使用することができる。
FIG. 39 is a cross-sectional view showing a process of forming a through hole by slimming a substrate on which a bottomed hole is formed from the back surface in a method for manufacturing a through electrode substrate according to Modification 3 of
図40は、本発明の実施形態1の変形例3に係る貫通電極基板の製造方法において、第1配線が形成された面とは反対の面に第2配線を形成する工程を示す断面図である。図40では、基板100の第2面102側に第2配線170を形成する。第2配線170の形成方法は図15乃至図20と同様の方法を使用することができる。第2配線170を形成後に、基板100から粘着シート220及び第1支持基板345を剥離することで、図41に示す貫通電極基板を得ることができる。ここで、第1支持基板345を基板100から剥離する方法は、図21及び図24と同様の方法を使用することができる。また、ここでは、基板100の第2面102側には第2配線170を1層形成する工程を示したが、第1面101側と同様に第2配線170上に多層配線構造を形成してもよい。
FIG. 40 is a cross-sectional view showing a process of forming the second wiring on the surface opposite to the surface on which the first wiring is formed in the method for manufacturing the through electrode substrate according to Modification 3 of
以上のように、実施形態1の変形例3に係る貫通電極基板の製造方法によると、支持基板と貼り合せ、剥離する工程が1回で済むため、工程を短縮化することができる。また、多層配線構造を有する貫通電極基板とすることで、多様な配線引き回しを実現することができる。 As described above, according to the method for manufacturing the through electrode substrate according to the third modification of the first embodiment, the process of bonding to and peeling from the support substrate is performed only once, so that the process can be shortened. In addition, by using the through electrode substrate having a multilayer wiring structure, various wiring routings can be realized.
<実施形態2>
実施形態2においては、実施形態1における貫通電極基板を用いて製造される半導体装置について説明する。
<Embodiment 2>
In the second embodiment, a semiconductor device manufactured using the through electrode substrate in the first embodiment will be described.
図42は、本発明の実施形態2に係る半導体装置を示す図である。半導体装置1000は、3つの貫通電極基板1310、1320、1330が積層され、例えば、DRAM等の半導体素子が形成されたLSI基板1400に接続されている。貫通電極基板1310は、第1配線150、第2配線170等で形成された接続端子1511、1512を有している。これらの貫通電極基板1310、1320、1330はそれぞれが異なる材質の基板から形成された貫通電極基板であってもよい。接続端子1512は、LSI基板1400の接続端子1500とバンプ1610により接続されている。接続端子1511は、貫通電極基板1320の接続端子1522とバンプ1620により接続されている。貫通電極基板1320の接続端子1521と、貫通電極基板1330の接続端子1532と、についても、接続端子がバンプ1630により接続する。バンプ1610、1620、1630は、例えば、インジウム、銅、金等の金属を用いる。
FIG. 42 is a diagram showing a semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention. In the
なお、貫通電極基板を積層する場合には、3層に限らず、2層であってもよいし、さらに4層以上であってもよい。また、貫通電極基板と他の基板との接続においては、バンプによるものに限らず、共晶接合など、他の接合技術を用いてもよい。また、ポリイミド、エポキシ樹脂等を塗布、焼成して、貫通電極基板と他の基板とを接着してもよい。 In addition, when laminating | stacking a through-electrode board | substrate, not only three layers but two layers may be sufficient, and also four or more layers may be sufficient. Further, the connection between the through-electrode substrate and another substrate is not limited to using bumps, and other bonding techniques such as eutectic bonding may be used. Alternatively, polyimide, epoxy resin, or the like may be applied and baked to bond the through electrode substrate and another substrate.
図43は、本発明の実施形態2に係る半導体装置の別の例を示す図である。図43に示す半導体装置1000は、MEMSデバイス、CPU、メモリ等の半導体チップ(LSIチップ)1410、1420、および貫通電極基板1300が積層され、LSI基板1400に接続されている。
FIG. 43 is a diagram showing another example of the semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention. A
半導体チップ1410と半導体チップ1420との間に貫通電極基板1300が配置され、バンプ1640、1650により接続されている。LSI基板1400上に半導体チップ1410が載置され、LSI基板1400と半導体チップ1420とはワイヤ1700により接続されている。この例では、貫通電極基板1300は、複数の半導体チップを積層して3次元実装するためのインターポーザとして用いられ、それぞれ機能の異なる複数の半導体チップを積層することで、多機能の半導体装置を製造することができる。例えば、半導体チップ1410を3軸加速度センサとし、半導体チップ1420を2軸磁気センサとすることによって、5軸モーションセンサを1つのモジュールで実現した半導体装置を製造することができる。
A through
半導体チップがMEMSデバイスにより形成されたセンサなどである場合には、センシング結果がアナログ信号により出力されるようなときがある。この場合には、ローパスフィルタ、アンプ等についても半導体チップまたは貫通電極基板1300に形成してもよい。
When the semiconductor chip is a sensor formed by a MEMS device, the sensing result may be output as an analog signal. In this case, a low-pass filter, an amplifier, and the like may also be formed on the semiconductor chip or the through
図44は、本発明の実施形態2に係る半導体装置の別の例を示す図である。上記2つの例(図42、図43)は、3次元実装であったが、この例では、2次元と3次元との併用実装に適用した例である(2.5次元という場合もある)。図44に示す例では、LSI基板1400には、6つの貫通電極基板1310、1320、1330、1340、1350、1360が積層されて接続されている。ただし、全ての貫通電極基板が積層して配置されているだけでなく、基板面内方向にも並んで配置されている。これらの貫通電極基板はそれぞれが異なる材質の基板から形成された貫通電極基板であってもよい。
FIG. 44 is a diagram showing another example of the semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention. Although the above two examples (FIGS. 42 and 43) are three-dimensional mounting, this example is an example applied to the combined mounting of two dimensions and three dimensions (sometimes referred to as 2.5 dimensions). . In the example shown in FIG. 44, six
図44の例では、LSI基板1400上に貫通電極基板1310、1350が接続され、貫通電極基板1310上に貫通電極基板1320、1340が接続され、貫通電極基板1320上に貫通電極基板1330が接続され、貫通電極基板1350上に貫通電極基板1360が接続されている。なお、図43に示す例のように、貫通電極基板1300を複数の半導体チップを接続するためのインターポーザとして用いても、このよう2次元と3次元との併用実装が可能である。例えば、貫通電極基板1330、1340、1360などが半導体チップに置き換えられてもよい。
In the example of FIG. 44, the through
上記のように製造された半導体装置1000は、例えば、携帯端末(携帯電話、スマートフォンおよびノート型パーソナルコンピュータ等)、情報処理装置(デスクトップ型パーソナルコンピュータ、サーバ、カーナビゲーション等)、家電等、様々な電気機器に搭載される。
The
以下、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板及びその比較例の貫通電極基板を作製し、貫通電極の埋め込み性を評価した結果について具体的に説明する。ここで、表1に示す実施例は、実施形態1に係る貫通電極基板における貫通電極の埋め込み性の評価結果であり、比較例は実施形態1に類似した貫通電極基板における貫通電極の埋め込み性の評価結果である。実施例と比較例との違いは、基板100の第1面101と貫通孔120の第1側壁121とのなす角度131(図2参照)である。
Hereinafter, the through electrode substrate according to
[実施例と比較例との検査結果比較]
表1は、実施例と比較例を比較したものである。実施例及び比較例は複数の角度を有するサンプルについて評価を行い、角度131の範囲に応じて異なるサンプル名を付与している。なお、角度131は、図2における基板100の第1面101と貫通孔120の第1側壁121とのなす角度である。表1の評価では、角度131の異なる複数のサンプルについて、貫通電極の断面形状を観察することで埋め込み性及びビア表面の凹凸を評価した。ここで、埋め込み性とは貫通電極内部のボイド発生の有無であり、ビア表面の凹凸とは、図45に示すように、貫通孔が形成されていない平坦部におけるめっき層340の表面からの貫通電極の中央部における凹形状の深さ800、又は、凸形状の高さ900である。なお、サンプルのサイズは、貫通孔の深さを約100μmに固定し、貫通孔の底部の幅を5μm〜37.5μmの範囲で複数のサイズを準備した。
[Comparison of test results between Example and Comparative Example]
Table 1 compares the examples and comparative examples. In Examples and Comparative Examples, samples having a plurality of angles are evaluated, and different sample names are given depending on the range of the
表1に示すように、角度131が91°以上100°以下の範囲では、ボイドの発生はなく、ビア表面の凹凸についても実用に適した範囲内であることが判った。特に、角度131が91.5°以上93.5°以下の範囲では、ビア表面の凹凸も1μm以下であり、非常に良好な結果が得られた。一方、角度131が91°未満の比較例(1)ではボイドが発生してしまった。また、角度131が100°よりも大きい比較例(2)では、ボイドは発生しないものの、ビア表面の凹凸が10μm以上の凹形状となってしまい、実用に適さない結果となった。
As shown in Table 1, when the
以上のように、実施例1の評価結果からも、本発明の実施形態1に係る貫通電極基板によって、貫通電極の良好な埋め込み性が得られ、信頼性の高い貫通電極基板を得ることができることが判明した。
As described above, also from the evaluation results of Example 1, the through electrode substrate according to
なお、本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
10:貫通電極基板
100、500:基板
101、501:第1面
102:第2面
103:変質領域
110:貫通電極
111:第1導電層
112:第2導電層
120:貫通孔
121、421、426:第1側壁
123、323:第1孔径
124、324:第2孔径
131、423、424、428、429、1132:角度
140:第1絶縁層
141、161:開口部
150:第1配線
151:第3導電層
152:第4導電層
160:第2絶縁層
170:第2配線
171:第5導電層
172:第6導電層
300:光源
301:レーザ光
310:容器
311:薬液
320、420、425、520:有底孔
321、521:側壁
322:底部
325、370、525:シード層
326、430、526:ショルダー部
329:外周端部
330、380:レジストパターン
340、341、342、390、540、541、546:めっき層
345:第1支持基板
350、410:粘着シート
351、411:表面
360、412:外周部
400:第2支持基板
422、427:第2側壁
550:ボイド
1000:半導体装置
1130:垂線
1140:回転支持柱
1141:ホルダ
1150:真空チャンバ
1200:電子銃
1201:電子ビーム
1210:坩堝
1212:蒸着源
1214:蒸着材料
1222:ゲートバルブ
1300:貫通電極基板
1310、1320、1330、1340、1350、1360:貫通電極基板
1400:LSI基板
1410、1420:半導体チップ
1500、1511、1512、1521、1522、1532:接続端子
1610、1620、1630、1640、1650:バンプ
1700:ワイヤ
10: Through electrode substrate 100, 500: Substrate 101, 501: First surface 102: Second surface 103: Alteration region 110: Through electrode 111: First conductive layer 112: Second conductive layer 120: Through holes 121, 421, 426: first side wall 123, 323: first hole diameter 124, 324: second hole diameter 131, 423, 424, 428, 429, 1132: angle 140: first insulating layer 141, 161: opening 150: first wiring 151 : 3rd conductive layer 152: 4th conductive layer 160: 2nd insulating layer 170: 2nd wiring 171: 5th conductive layer 172: 6th conductive layer 300: Light source 301: Laser beam 310: Container 311: Chemical solution 320, 420 425, 520: bottomed holes 321, 521: side wall 322: bottom 325, 370, 525: seed layer 326, 430, 526: shoulder 329: outer peripheral end 330, 80: resist pattern 340, 341, 342, 390, 540, 541, 546: plating layer 345: first support substrate 350, 410: adhesive sheet 351, 411: surface 360, 412: outer peripheral portion 400: second support substrate 422 427: second side wall 550: void 1000: semiconductor device 1130: perpendicular 1140: rotating support column 1141: holder 1150: vacuum chamber 1200: electron gun 1201: electron beam 1210: crucible 1212: evaporation source 1214: evaporation material 1222: gate Valve 1300: Through electrode substrate 1310, 1320, 1330, 1340, 1350, 1360: Through electrode substrate 1400: LSI substrate 1410, 1420: Semiconductor chip 1500, 1511, 1512, 1521, 1522, 1532: Connection terminals 1610, 1620, 630,1640,1650: bump 1700: wire
Claims (11)
前記貫通孔の内部に配置され、前記第1面と前記第2面とを接続する貫通電極と、を有し、
前記第1面と前記貫通孔の第1側壁とのなす角は91°以上100°以下であり、
前記第2面における前記貫通孔の径は、前記絶縁基板の厚さの1/2以下であることを特徴とする貫通電極基板。 An insulating substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and provided with a through-hole penetrating the first surface and the second surface;
A through electrode disposed inside the through hole and connecting the first surface and the second surface;
An angle formed by the first surface and the first side wall of the through hole is 91 ° or more and 100 ° or less,
The through electrode substrate, wherein a diameter of the through hole in the second surface is ½ or less of a thickness of the insulating substrate.
前記第1面と前記第2側壁とのなす角は89°より大きく91°未満であることを特徴とする請求項1に記載の貫通電極基板。 The through hole further has a second side wall on the second surface side of the first side wall,
2. The through electrode substrate according to claim 1, wherein an angle formed by the first surface and the second side wall is greater than 89 ° and less than 91 °.
前記第1面と前記第2側壁とのなす角は、前記第1面と前記第1側壁とのなす角よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の貫通電極基板。 The through hole further has a second side wall on the second surface side of the first side wall,
2. The through electrode substrate according to claim 1, wherein an angle formed between the first surface and the second side wall is larger than an angle formed between the first surface and the first side wall.
前記第1導電層は、前記絶縁基板と前記第2導電層との間に配置され、
前記第2導電層は、前記貫通孔を充填して配置されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載の貫通電極基板。 The through electrode includes a first conductive layer and a second conductive layer,
The first conductive layer is disposed between the insulating substrate and the second conductive layer,
4. The through electrode substrate according to claim 1, wherein the second conductive layer is disposed so as to fill the through hole. 5.
前記絶縁基板の前記第1面及び前記有底孔の内部に第1導電層を形成し、
前記第1導電層上に前記有底孔を充填するように第2導電層を形成し、
前記絶縁基板の前記第1面とは反対側の第2面側から、前記有底孔の底部に形成された前記第1導電層を露出するまで前記絶縁基板をエッチングすることを特徴とする貫通電極基板の製造方法。 Forming a bottomed hole having a tapered shape that forms an angle of 91 ° to 100 ° with respect to the first surface from the first surface side of the insulating substrate;
Forming a first conductive layer on the first surface of the insulating substrate and the bottomed hole;
Forming a second conductive layer on the first conductive layer so as to fill the bottomed hole;
Etching the insulating substrate from the second surface side opposite to the first surface of the insulating substrate until the first conductive layer formed at the bottom of the bottomed hole is exposed. A method for manufacturing an electrode substrate.
前記蒸着法は、前記絶縁基板の前記第1面の法線に対して傾斜した方向から基板に対して蒸着する斜め蒸着法であることを特徴とする請求項6に記載の貫通電極基板の製造方法。 The first conductive layer is formed by a vapor deposition method,
The through electrode substrate according to claim 6, wherein the vapor deposition method is an oblique vapor deposition method in which vapor deposition is performed on a substrate from a direction inclined with respect to a normal line of the first surface of the insulating substrate. Method.
前記めっき法は、前記第1面側の前記第1導電層上に前記第2導電層が形成されることを抑制する添加剤を含むめっき液を使用することを特徴とする請求項6又は7に記載の貫通電極基板の製造方法。 The second conductive layer is formed by a plating method,
The plating method uses a plating solution containing an additive that suppresses formation of the second conductive layer on the first conductive layer on the first surface side. A manufacturing method of the penetration electrode substrate given in 2.
前記第2導電層を形成した後に、前記マスクを除去し、前記第2導電層から露出した前記第1導電層をエッチングすることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか一に記載の貫通電極基板の製造方法。 Before forming the second conductive layer, forming a mask having an opening exposing the bottomed hole,
9. The through hole according to claim 6, wherein after forming the second conductive layer, the mask is removed, and the first conductive layer exposed from the second conductive layer is etched. 10. A method for manufacturing an electrode substrate.
露出された前記第1導電層は、前記第2面側から見て前記第2導電層を覆っていることを特徴とする請求項6乃至9のいずれか一に記載の貫通電極基板の製造方法。 When etching from the second surface side of the insulating substrate,
The method of manufacturing a through electrode substrate according to claim 6, wherein the exposed first conductive layer covers the second conductive layer as viewed from the second surface side. .
前記第1導電層はエッチングストッパとなることを特徴とする請求項6乃至10のいずれか一に記載の貫通電極基板の製造方法。 When etching from the second surface side of the insulating substrate,
The method for manufacturing a through electrode substrate according to any one of claims 6 to 10, wherein the first conductive layer serves as an etching stopper.
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018043106A1 (en) * | 2016-09-05 | 2018-03-08 | 大日本印刷株式会社 | Method for manufacturing through electrode substrate, through electrode substrate, and semiconductor device |
| JP2018195825A (en) * | 2018-05-17 | 2018-12-06 | 大日本印刷株式会社 | Through electrode substrate and semiconductor device |
| US10310692B2 (en) | 2017-03-28 | 2019-06-04 | Japan Display Inc. | Display device, touch panel and method of manufacturing display device |
| JP2019129314A (en) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | 瀋陽硅基科技有限公司 | Processing method for silicon chip of through-chamber structure |
| US10802315B2 (en) | 2017-11-14 | 2020-10-13 | Japan Display, Inc. | Display device |
| CN112072465A (en) * | 2019-06-10 | 2020-12-11 | 朗美通经营有限责任公司 | Electrically insulated vertical transmitting device |
| US20210269357A1 (en) * | 2017-05-25 | 2021-09-02 | Corning Incorporated | Silica-containing substrates with vias having an axially variable sidewall taper and methods for forming the same |
| CN113903793A (en) * | 2016-12-06 | 2022-01-07 | 英飞凌科技股份有限公司 | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
| CN115697934A (en) * | 2020-06-10 | 2023-02-03 | 门罗微系统公司 | Passivation material and method for metal plated glass vias |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002092821A (en) * | 2000-09-18 | 2002-03-29 | Hitachi Ltd | Single-pole magnetic head and magnetic disk drive equipped with the same |
| JP2002134658A (en) * | 2000-10-24 | 2002-05-10 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP2003020257A (en) * | 2001-07-04 | 2003-01-24 | Hitachi Ltd | Wiring board, semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP2003197811A (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-11 | Hitachi Ltd | Glass substrate and its manufacturing method, wiring substrate, and semiconductor module |
| JP2004047667A (en) * | 2002-07-11 | 2004-02-12 | Dainippon Printing Co Ltd | Multilayer wiring board and method of manufacturing the same |
| JP2005183002A (en) * | 2005-02-14 | 2005-07-07 | Hitachi Global Storage Technologies Inc | Magnetic head for perpendicular recording and magnetic disk drive equipped with the same |
| JP2005302987A (en) * | 2004-04-12 | 2005-10-27 | Dainippon Printing Co Ltd | Passive element built-in wiring board and manufacturing method thereof |
| JP2007165810A (en) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Ibiden Co Ltd | Multilayer printed wiring board and manufacturing method thereof |
| JP2009041040A (en) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Ulvac Japan Ltd | Vacuum vapor deposition method and vacuum vapor deposition apparatus |
| JP2014017339A (en) * | 2012-07-06 | 2014-01-30 | Sharp Corp | Structure and method for manufacturing structure |
| JP2014165483A (en) * | 2013-02-28 | 2014-09-08 | Kyocer Slc Technologies Corp | Wiring board, mounting structure including wiring board, and method for manufacturing wiring board |
-
2014
- 2014-09-19 JP JP2014190956A patent/JP2016063114A/en active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002092821A (en) * | 2000-09-18 | 2002-03-29 | Hitachi Ltd | Single-pole magnetic head and magnetic disk drive equipped with the same |
| JP2002134658A (en) * | 2000-10-24 | 2002-05-10 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP2003020257A (en) * | 2001-07-04 | 2003-01-24 | Hitachi Ltd | Wiring board, semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP2003197811A (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-11 | Hitachi Ltd | Glass substrate and its manufacturing method, wiring substrate, and semiconductor module |
| JP2004047667A (en) * | 2002-07-11 | 2004-02-12 | Dainippon Printing Co Ltd | Multilayer wiring board and method of manufacturing the same |
| JP2005302987A (en) * | 2004-04-12 | 2005-10-27 | Dainippon Printing Co Ltd | Passive element built-in wiring board and manufacturing method thereof |
| JP2005183002A (en) * | 2005-02-14 | 2005-07-07 | Hitachi Global Storage Technologies Inc | Magnetic head for perpendicular recording and magnetic disk drive equipped with the same |
| JP2007165810A (en) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Ibiden Co Ltd | Multilayer printed wiring board and manufacturing method thereof |
| JP2009041040A (en) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Ulvac Japan Ltd | Vacuum vapor deposition method and vacuum vapor deposition apparatus |
| JP2014017339A (en) * | 2012-07-06 | 2014-01-30 | Sharp Corp | Structure and method for manufacturing structure |
| JP2014165483A (en) * | 2013-02-28 | 2014-09-08 | Kyocer Slc Technologies Corp | Wiring board, mounting structure including wiring board, and method for manufacturing wiring board |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018043106A1 (en) * | 2016-09-05 | 2018-03-08 | 大日本印刷株式会社 | Method for manufacturing through electrode substrate, through electrode substrate, and semiconductor device |
| TWI866518B (en) * | 2016-09-05 | 2024-12-11 | 日商大日本印刷股份有限公司 | Through-electrode substrate and semiconductor device |
| US20190198427A1 (en) * | 2016-09-05 | 2019-06-27 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Through electrode substrate and semiconductor device |
| US11728243B2 (en) | 2016-09-05 | 2023-08-15 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Through electrode substrate and semiconductor device |
| JP2018039678A (en) * | 2016-09-05 | 2018-03-15 | 大日本印刷株式会社 | Penetration electrode substrate manufacturing method, penetration electrode substrate, and semiconductor device |
| US12183661B2 (en) | 2016-09-05 | 2024-12-31 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Through electrode substrate and semiconductor device |
| US10847444B2 (en) | 2016-09-05 | 2020-11-24 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Through electrode substrate and semiconductor device |
| CN113903793A (en) * | 2016-12-06 | 2022-01-07 | 英飞凌科技股份有限公司 | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
| CN113903793B (en) * | 2016-12-06 | 2025-10-31 | 英飞凌科技股份有限公司 | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
| US10310692B2 (en) | 2017-03-28 | 2019-06-04 | Japan Display Inc. | Display device, touch panel and method of manufacturing display device |
| US20210269357A1 (en) * | 2017-05-25 | 2021-09-02 | Corning Incorporated | Silica-containing substrates with vias having an axially variable sidewall taper and methods for forming the same |
| US11972993B2 (en) * | 2017-05-25 | 2024-04-30 | Corning Incorporated | Silica-containing substrates with vias having an axially variable sidewall taper and methods for forming the same |
| US10802315B2 (en) | 2017-11-14 | 2020-10-13 | Japan Display, Inc. | Display device |
| DE102018131606B4 (en) | 2018-01-26 | 2021-09-30 | Shenyang Silicon Technology Co., Ltd. | Method for processing a silicon wafer with a cavity structure extending through the wafer |
| JP2019129314A (en) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | 瀋陽硅基科技有限公司 | Processing method for silicon chip of through-chamber structure |
| JP2018195825A (en) * | 2018-05-17 | 2018-12-06 | 大日本印刷株式会社 | Through electrode substrate and semiconductor device |
| CN112072465A (en) * | 2019-06-10 | 2020-12-11 | 朗美通经营有限责任公司 | Electrically insulated vertical transmitting device |
| CN115697934A (en) * | 2020-06-10 | 2023-02-03 | 门罗微系统公司 | Passivation material and method for metal plated glass vias |
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