JP2018157187A - 配線基板および配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気特性を落とすことなく板厚の薄い基板で製造した配線基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】配線基板の製造方法は、第１面１１０Ａおよび第１面と反対側の第２面１１０Ｂを有し、第１面と第２面とを貫通する貫通孔１１５および貫通孔に貫通電極１２０が設けられた基板１１０の第２面に接着材を介して保護部材を貼り合わせ、基板の第１面上に絶縁層１３０を形成し、絶縁層に貫通電極を露出させる開孔部１３１を形成し、絶縁層上に貫通電極と接触するように配線１４０を形成し、第１熱処理により基板と保護部材とを剥離し、第１熱処理よりも高温の第２熱処理により、絶縁層を硬化させる。【選択図】図１

Description

本開示は、配線基板および配線基板の製造方法に関する。

電子部品の小型化、薄型化および高密度化を実現するために、集積回路を含む半導体素子やＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）素子など含む高周波素子を垂直に積層した三次元実装技術が広く用いられている。この技術においては、貫通電極が用いられる。これにより、半導体素子やＲＦ素子が基板両面において電気的に接続される。一方、電子部品の小型化および電子部品が搭載された基板の薄型化が進むにつれ、電子部品を製造する時の基板の固定が困難になる。そこで、特許文献１には、接着材を介して基板を支持体に仮固定する技術が開示されている。

特開２０１４−１８３１３１号公報

しかしながら、工程終了後に支持体を基板から剥離するときに、熱により軟化し、粘性を有する接着材を用いた場合、基板に接着材の残渣が付着する場合がある。残渣は、配線−配線間の導通特性に影響を与える恐れがある。または、接着材の性質によっては、工程中に支持体が基板から剥がれてしまう場合がある。

または、絶縁層の硬化熱処理後に接着材を剥離する場合、硬化処理よりも高温の熱処理が必要となる。このため、絶縁層が熱により劣化する。なお、熱により劣化するとは、絶縁層（例えば有機樹脂）中の化学結合が切断され、または絶縁層が変質することをいう。絶縁層が劣化することにより、絶縁層の電気特性（例えば絶縁耐性）が低下する恐れがある。

このような課題に鑑み、本開示の実施形態における目的の一つは、電気特性を落とすことなく板厚の薄い基板で製造した配線基板を提供することにある。

本開示の一実施形態によると、第１面および第１面と反対側の第２面を有し、第１面と第２面とを貫通する貫通孔および貫通孔に貫通電極が設けられた基板の第２面に接着材を介して保護部材を貼り合わせ、基板の第１面上に絶縁層を形成し、絶縁層に貫通電極を露出させる開孔部を形成し、絶縁層上に貫通電極と接触するように配線を形成し、第１熱処理により基板と保護部材とを剥離し、第１熱処理よりも高温の第２熱処理により絶縁層を硬化させる配線基板の製造方法が提供される。

上記配線基板の製造方法において、接着材は、熱膨張材を含み、第１熱処理により、基板から保護部材を剥離させてもよい。

上記配線基板の製造方法において、第１熱処理の温度は１５０℃以上２００℃以下であって、第２熱処理の温度は２００℃以上３００℃以下であってもよい。

上記配線基板の製造方法において、基板の厚さは、１００μｍ以上５００μｍ以下であって、貫通孔の直径が１００μｍ以下であってもよい。

上記配線基板の製造方法において、基板はガラス基板であってもよい。

上記配線基板の製造方法において、基板の第１面と、他の保護部材とを、他の接着材を介して接着し、基板の第２面上に他の配線および他の絶縁層の少なくともいずれかを形成してもよい。

上記配線基板の製造方法において、さらに、基板の第２面上に第２絶縁層を形成し、第２絶縁層に貫通電極を露出させる第２開孔部を形成し、第１熱処理よりも高温の第２熱処理により、絶縁層および第２絶縁層を硬化させ、絶縁層上にレジスト膜を所定の形状となるように形成し、基板の第１面側の貫通電極および絶縁層上に第１配線を形成し、レジストを用いて、基板の第２面側の貫通電極および第２絶縁層上に第２配線を形成してもよい。

上記配線基板の製造方法において、第２絶縁層に他の接着材を介して他の保護部材を貼り合わせ、第１配線を形成した後、他の第１熱処理により基板と他の保護部材とを剥離してもよい。

上記配線基板の製造方法において、絶縁層の膜厚および第２絶縁層の膜厚は、３μｍ以上３０μｍ以下であってもよい。

上記配線基板の製造方法において、絶縁層の上面から第１配線の上面までの距離は、絶縁層の上面からレジスト膜の上面までの距離よりも小さくてもよい。

上記配線基板の製造方法において、レジスト膜の膜厚は、５μｍ以上３０μｍ以下であってもよい。

本開示の一実施形態によると、第１面および第１面と反対側の第２面を有し、第１面と第２面とを貫通する貫通孔および貫通孔に貫通電極が設けられた基板と、第１面および第２面の少なくともいずれかの面上に設けられた１以上の配線および１以上の絶縁層とを含み、基板の厚さは、１００μｍ以上５００μｍ以下であって、貫通孔の直径が１００μｍ以下である、配線基板が提供される。

上記配線基板において、基板はガラス基板であってもよい。

上記配線基板において、１以上の絶縁層の膜厚は、３μｍ以上２０μｍ以下であってもよい。

上記配線基板において、第１面および第２面の少なくともいずれかに熱膨張材を含み、所定の温度以上の熱により剥離力が低下する接着材と、接着材と接触する保護部材と、を有してもよい。

本開示の一実施形態によると、上記配線基板と、上記配線基板と電気的に接続される集積回路と、を含む、半導体装置が提供される。

本開示の一実施形態によると、電気特性を落とすことなく板厚の薄い基板で製造した配線基板を安定して提供することができる。

本開示の第１実施形態に係る配線基板を説明する断面図である。 本開示の第１実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第１実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第１実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第１実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第１実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第１実施形態に係る各工程における到達温度を示したグラフである。 本開示の第１実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第１実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第１実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第１実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第２実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第２実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第２実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第２実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第２実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第２実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第３実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第３実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第３実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第３実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第３実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第３実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の第３実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る回路素子を含んだ半導体装置を説明する断面図である。 本開示の一実施形態に係る半導体装置を含む電気機器を説明する斜視図である。 本開示の第１実施形態に係る配線基板の変形例を説明する断面図である。 本開示の第１実施形態に係る配線基板の変形例を説明する断面図である。 本開示の第１実施形態に係る配線基板の変形例を説明する断面図である。 本開示の第１実施形態に係る配線基板の変形例を説明する断面図である。

以下、本開示の各実施形態に係る配線基板等について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す各実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示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（数字の後にｘｘｘ−１、ｘｘｘ−２等を付しただけの符号）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ったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。

＜第１実施形態＞
（１−１．配線基板の構成）
図１に配線基板１００の断面図を示す。図１に示すように、配線基板１００は、基板１１０、貫通孔１１５、貫通電極１２０、絶縁層１３０、配線１４０、絶縁層１５０、バンプ電極１６０、絶縁層２３０、配線２４０、絶縁層２５０およびバンプ電極２６０を含む。

基板１１０は、第１面１１０Ａおよび第１面１１０Ａの反対側の第２面１１０Ｂを有する。また、基板１１０には、貫通孔１１５が設けられる。なお、上面から見たときの貫通孔１１５は円形状を有してもよい。このときの貫通孔１１５の直径は、３０μｍ以上２００μｍ未満の範囲で適宜設定される。

基板１１０には、高抵抗な材料が用いられる。この例では、基板１１０には無アルカリガラス基板が用いられる。

基板１１０の板厚は、１００μｍ以上５００μｍ以下の範囲で適宜設定される。例えば、基板１１０の板厚として３００μｍが用いられる。なお、基板１１０の貫通孔１１５の直径は、１００μｍ以下であることが望ましい。

貫通電極１２０は、シード層１２５とともに貫通孔１１５の側壁部、基板１１０の第１面１１０Ａおよび第２面１１０Ｂに配置される。貫通電極１２０には、低抵抗の材料が用いられる。この例では、シード層１２５および貫通電極１２０には、銅（Ｃｕ）が用いられる。なお、貫通電極１２０は、銅に限定されず、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）または錫（Ｓｎ）を含む材料が用いられてもよい。なお、貫通孔１１５の空隙部には、樹脂１１７が設けられてもよい。なお、貫通電極１２０の一部（電極１２１）は、貫通孔１１５の側壁には配置されずに基板１１０上（第１面または第２面）にのみ配置されてもよい。

絶縁層１３０は、基板１１０の第１面１１０Ａおよび貫通電極１２０上に設けられる。絶縁層１３０は、貫通電極１２０上に開孔部１３１を有する。この例では、絶縁層１３０には、ポリイミド樹脂が用いられる。なお、絶縁層１３０には、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜などの無機絶縁材料、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの有機絶縁材料が用いられてもよい。

配線１４０は、絶縁層１３０の上面および開孔部１３１に設けられる。また、配線１４０の一部は、貫通電極１２０と接触する。配線１４０には、貫通電極１２０と同様の材料が用いられる。

絶縁層１５０は、絶縁層１３０および配線１４０上に設けられる。絶縁層１５０には、絶縁層１３０と同じ材料が用いられる。

バンプ電極１６０は、開孔部１５５および配線１４０上に設けられる。バンプ電極１６０と、配線１４０とは、電気的に接続される。この例では、バンプ電極１６０には、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）および金（Ａｕ）の積層膜が用いられる。なお、バンプ電極１６０には、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）または錫（Ｓｎ）その他の金属材料が用いられてもよい。

絶縁層２３０は、基板１１０の第２面１１０Ｂおよび貫通電極１２０上に設けられる。絶縁層２３０は、貫通電極１２０上に開孔部２３１を有する。この例では、絶縁層２３０には、絶縁層１３０と同様の材料が用いられてもよい。

配線２４０は、絶縁層２３０の上面および開孔部２３１に設けられる。また、配線２４０の一部は、貫通電極１２０と接触する。配線２４０には、貫通電極１２０と同様の材料が用いられてもよい。

絶縁層２５０は、絶縁層２３０および配線２４０上に設けられる。絶縁層２５０には、絶縁層２３０と同じ材料が用いられてもよい。

バンプ電極２６０は、開孔部２５５および配線２４０上に設けられる。バンプ電極２６０と、配線２４０とは、電気的に接続される。バンプ電極２６０には、バンプ電極１６０と同様の材料が用いられてもよい。

（１−２．配線基板の製造方法）
次に、図１に示した配線基板１００の製造方法を図２乃至図１１を用いて説明する。

まず、図２に示すように、第１面１１０Ａおよび第１面１１０Ａの反対側の第２面１１０Ｂを有し、貫通孔１１５および貫通電極１２０が設けられた基板１１０を用いる。この例では、基板１１０には、無アルカリガラス基板が用いられる。

貫通孔１１５は、この例では基板１１０に対してレーザー照射法（レーザーアブレーション法と呼ぶことができる）を用いることにより形成される。レーザーには、エキシマレーザー、ネオジウム：ヤグレーザー（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザー、フェムト秒レーザー等が用いられる。エキシマレーザーを用いる場合、紫外領域の光が照射される。例えば、エキシマレーザーにおいて塩化キセノンを用いる場合、波長が３０８ｎｍの光が照射される。なお、レーザーによる照射径は、２０μｍ以上２５０μｍ未満としてもよい。貫通孔１１５の直径は、３０μｍ以上２００μｍ未満の範囲で適宜変えることができる。上記方法を用いることにより、上面から見たときに貫通孔１１５は円形状を有する。

なお、貫通孔１１５の形成は、レーザー照射法に限定されず、反応性イオンエッチング法、深掘り反応性イオンエッチング法などのドライエッチング法や、ウェットエッチング法を用いてもよいし、レーザー照射法とウェットエッチング法を組み合わせて用いてもよい。例えば、無アルカリガラス基板をウェットエッチングする場合、フッ酸が用いられる。

貫通電極１２０は、電解めっき法または無電解めっき法により形成されてもよい。この例では、まず基板１１０の第１面１１０Ａ、第２面１１０Ｂおよび貫通孔１１５にシード層１２５を形成する。シード層１２５は、スパッタリング法により形成される。シード層１２５には、銅（Ｃｕ）が含まれる。なお、シード層１２５には、銅（Ｃｕ）以外の材料として、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）が用いられてもよい。次に、シード層１２５上にレジスト膜を形成する。レジスト膜には、塗布形成したものを用いてもよいし、ドライフィルムレジストを用いてもよい。レジスト膜は、フォトリソグラフィ法により、所定の形状に加工される。次に、露出したシード層１２５上に貫通電極１２０を形成する。貫通電極１２０として、電解めっき法により銅（Ｃｕ）膜が形成される。なお、このときの銅膜にはコンフォーマルめっきがなされる。次に、レジスト膜を除去し、レジスト膜下に設けられていたシード層１２５を除去する。シード層１２５はウェットエッチング法により除去される。

次に、図３に示すように、基板１１０の第２面１１０Ｂに接着材３１０を介して、保護部材３２０を貼り合わせる。貼り合わせる温度は、この例では室温である。接着材３１０としては、温度が高くなると接着力が低下するものを用いる。例えば、接着材３１０に熱膨張材３１１が含まれるものを適用する。熱膨張材３１１は、所定の温度以上の熱が加えられると、発泡し、膨張する機能を有する。接着材３１０は熱膨張材３１１が膨張することで基板１１０との接触面積が低下するので、結果として接着力が低下する。保護部材３２０は、基板１１０を保護する機能を有する。この例では、保護部材３２０には基板１１０と同じ厚さの無アルカリガラス基板が用いられる。なお、保護部材３２０は、無アルカリガラス基板に限定されず、ステンレス（ＳＵＳ）基板、シリコン基板、サファイア基板または有機樹脂基板が用いられてもよい。また、保護部材の厚さは必要とする強度及び工程の装置制約等により適宜選択すればよい。

次に、図４に示すように、基板１１０の第１面１１０Ａおよび貫通電極１２０上に絶縁層１３０を形成する。絶縁層１３０は、印刷法、塗布法、またはディッピング法を用いて形成される。この例では、絶縁層１３０には、スピンコーティング法に設けられたポリイミド樹脂が用いられる。なお、絶縁層１３０には、ポリイミド樹脂に限定されず、アクリル、エポキシ、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）などの有機樹脂を用いてもよい。また、絶縁層１３０には、有機樹脂の他、シリカを含む有機無機ハイブリッド樹脂を用いてもよいし、プラズマＣＶＤ法により形成された酸化シリコン、窒化シリコン等の無機膜が用いられてもよい。また、絶縁層１３０には、開孔部１３１がフォトリソグラフィ法などにより形成される。なお、絶縁層１３０の形成時に絶縁層１３０中の溶媒を除去するために熱処理を行ってもよい。

次に、図５に示すように、第１熱処理１３３を行う。第１熱処理１３３により、熱膨張材３１１が膨張し、発泡する。このとき、基板１１０と接着材３１０との接触面積が低下する。これにより、基板１１０と接着材３１０との接着力が低下するため、保護部材３２０が剥離される。なお、接着材３１０は基板１１０の近傍で多く発泡してもよい。これにより、接着材３１０の残渣が基板１１０の表面に付着することが防止される。

次に、図６に示すように、第２熱処理１３５を行う。第２熱処理１３５により、絶縁層１３０中の残留溶媒成分及び残存する開始材が除去される、または絶縁層１３０において化学結合が起こり、絶縁層１３０は硬化される。

図７は、各工程における到達温度を示したグラフ３３０である。グラフ３３０において、Ｔ１−Ｔ２間は、保護部材３２０を貼り合わせる工程に相当し、到達温度はＴｅｍｐ３２０である。Ｔ３−Ｔ４間は、絶縁層１３０を形成する工程に相当し、到達温度はＴｅｍｐ１３０である。Ｔ５−Ｔ６間は、第１熱処理１３３により保護部材３２０を剥離する工程に相当し、到達温度はＴｅｍｐ１３３である。Ｔ７−Ｔ８間は、第２熱処理により絶縁層１３０を硬化させる工程に相当し、到達温度はＴｅｍｐ１３５である。図７に示すように、到達温度は工程を経るごとに高くなり、Ｔｅｍｐ１３５は、Ｔｅｍｐ１３３よりも高温である。この例では、Ｔｅｍｐ１３０は、室温以上１５０℃未満である。また、Ｔｅｍｐ１３３は、１５０℃以上２００℃以下である。また、Ｔｅｍｐ１３５は、２００℃以上３００℃以下である。上記の温度設定とすることにより、保護部材３２０は、到達温度がＴｅｍｐ１３３未満の工程であれば、保護部材３２０は剥離することなく、基板１１０は保護される。これにより、基板１１０は、工程中に割れることが抑えられる。または、基板１１０は反りが抑えられ、製造装置における吸着異常やアライメント異常が防止される。

また、Ｔｅｍｐ１３３の方が、Ｔｅｍｐ１３５よりも低いことにより、絶縁層１３０の熱による劣化が抑えられる。つまり、配線基板１００の電気特性（例えば絶縁耐性）の低下を抑えることができる。

次に、図８に示すように、基板１１０の第２面１１０Ｂに接着材３１０−１を介して保護部材３２０−１を貼り合わせ、配線１４０、絶縁層１５０および開孔部１５５を形成する。配線１４０、絶縁層１５０および開孔部１５５を形成後、保護部材３２０−１は、第１熱処理１３３と同様の熱処理を行うことにより剥離される。保護部材３２０の剥離後、第２熱処理１３５と同様の熱処理を行うことにより、絶縁層１５０は硬化される。

次に、図９に示すように、開孔部１５５にバンプ電極１６０を形成する。バンプ電極１６０には、例えば無電解めっき法により形成されたニッケル、パラジウムおよび金の積層膜が用いられる。なお、バンプ電極１６０を形成する際にも保護部材３２０が設けられてもよい。

次に、図１０に示すように、絶縁層１３０、配線１４０および絶縁層１５０が形成された基板１１０の第１面１１０Ａ側に熱膨張材３１１−２を含む接着材３１０−２を介して保護部材３２０−２を貼り合わせる。

次に、図１１に示すように、基板１１０の第２面１１０Ｂおよび貫通電極１２０上に絶縁層２３０を形成する。また、貫通電極１２０上に開孔部２３１を形成する。なお、このとき基板１１０の第１面１１０Ａは、接着材３１０−２および保護部材３２０−２に保護されているので、絶縁層１３０、配線１４０および絶縁層１５０が設けられていても、基板１１０の第１面にキズまたはカケが入ることが抑えられる。また、保護部材３２０により、基板１１０の第１面１１０Ａ側が汚れることも抑えられる。絶縁層２３０を形成後、保護部材３２０は、適宜第１熱処理１３３と同様の熱処理が行われ、剥離される。また、保護部材３２０を剥離した後、適宜第２熱処理１３５と同様の熱処理が行われ、絶縁層２３０は硬化する。

配線２４０は、配線１４０と同様に形成される。また、絶縁層２５０および開孔部２５５は、絶縁層１５０および開孔部１５５と同様に形成される。バンプ電極２６０は、バンプ電極１６０と同様に形成される。なお、上記処理において、保護部材３２０は基板１１０の第１面１１０Ａに適宜貼り合わされることにより、基板１１０は保護される。

以上により、配線基板１００は製造される。上記製造方法を用いることにより、薄い板厚の基板１１０として特に強度の低いガラス基板が用いられても、工程中に基板１１０の割れまたは反りが抑えられる。また、基板１１０の板厚が薄くなることにより、貫通孔１１５の直径をさらに小さくすることができる。これにより、さらに小型・薄型の配線基板を製造することができる。小型・薄型の配線基板が用いられることで、電子部品のさらなる小型化が実現される。また、上記製造方法の場合、接着材３１０が熱膨張し、発泡する。これにより、基板１１０と、保護部材３２０とが剥離する。このとき、熱により軟化し、粘性を有する接着材のように基板に接着材３１０の残渣が付着することが防止される。そのため、配線−配線間の短絡不良、導通不良などの電気特性不良も抑えられる。また、上記製造方法を用いることにより、板厚の薄い基板でも形成された膜の応力による影響が緩和され、工程時の基板の反りを抑えることができる。したがって、製造装置における基板の吸着異常またはアライメント異常も抑えることができる。

＜第２実施形態＞
次に、配線基板１００の異なる製造方法について図１２乃至図１７を用いて説明する。なお、第１実施形態において示した構造、材料および方法については、その説明を援用する。

まず、第１面１１０Ａおよび第１面１１０Ａの反対側の第２面１１０Ｂを有し、貫通孔１１５および貫通電極１２０が設けられた基板１１０を用いる。次に、基板１１０の第２面１１０Ｂに接着材３１０−３を介して保護部材３２０−３を貼り合わせる。次に、基板１１０の第１面１１０Ａおよび貫通電極１２０上に絶縁層１３０を形成する。また、絶縁層１３０に開孔部１３１をフォトリソグラフィ法により形成する。次に、第１熱処理１３３−１を行う（図１２参照）。第１熱処理１３３−１により、保護部材３２０−３が剥離される。

次に、図１３に示すように、絶縁層１３０が形成された基板１１０の第１面１１０Ａに接着材３１０−４を介して保護部材３２０−４を貼り合わせる。

次に、図１４に示すように、基板の第２面１１０Ｂに絶縁層２３０および開孔部２３１を形成する。絶縁層２３０および開孔部２３１を形成後、第１熱処理１３３−２を行うことにより、保護部材３２０−４を剥離する。

次に、図１５に示すように、第２熱処理１３５−１を行う。第２熱処理１３５−１により、絶縁層１３０および絶縁層２３０を同時に硬化させる。

次に、図１６に示すように、基板１１０の第２面１１０Ｂに熱膨張材３１１−５を含む接着材３１０−５を介して保護部材３２０−５を貼り合わせる。保護部材３２０−５を貼り合わせた後、絶縁層１３０および貫通電極１２０上に配線１４０を形成する。次に、第１熱処理１３３−３を行う。第１熱処理１３３−３により、保護部材３２０−５が剥離される。

次に、図１７に示すように、基板１１０の第１面１１０Ａに熱膨張材３１１−６を含む接着材３１０−６を介して保護部材３２０−６を貼り合わせる。保護部材３２０−６を貼り合わせた後、配線２４０を形成する。次に、第１熱処理１３３−４を行う。第１熱処理１３３−４により、保護部材３２０−６が剥離される。

続いて、絶縁層１５０、絶縁層２５０、バンプ電極１６０およびバンプ電極２６０を順次形成する。なお、絶縁層１５０および絶縁層２５０には、同時に第２熱処理１３５（図示なし）が行われる。

上記製造方法を用いることにより、板厚の薄い基板１１０を用いた場合にも工程中の基板１１０の割れを防止しながら、配線基板１００を製造することができる。また、絶縁層１３０、絶縁層１５０、絶縁層２３０および絶縁層２５０を硬化させるために必要な工程時間が他の工程よりも長い場合においても、上記製造方法を用いることにより、硬化時間を半分に短縮することができる。

＜第３実施形態＞
次に、第１実施形態および第２実施形態とは異なる配線基板１００の製造方法について図１８乃至図２４を用いて説明する。なお、第１実施形態および第２実施形態において示した構造、材料および方法については、その説明を援用する。

まず、第１面１１０Ａおよび第１面１１０Ａの反対側の第２面１１０Ｂを有し、貫通孔１１５および貫通電極１２０が設けられた基板１１０を用いる。次に、基板１１０の第２面１１０Ｂに熱膨張材３１１−７を含む接着材３１０−７を介して保護部材３２０−７を貼り合わせる。

次に、基板１１０の第１面１１０Ａおよび貫通電極１２０上に絶縁層１３０を形成する。このとき、絶縁層１３０の膜厚は、３μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上２０μｍ以下とすることが望ましい。また、絶縁層１３０に開孔部１３１を形成する。開孔部１３１は、フォトリソグラフィ法により形成されてもよい。このとき、開孔部１３１の直径は、５μｍ以上２０μｍ以下としてもよい。次に、第１熱処理１３３と同様の第１熱処理１３３−５を行う（図１８参照）。第１熱処理１３３−５により、保護部材３２０−７が剥離される。

次に、図１９に示すように、基板１１０の第２面１１０Ｂに絶縁層２３０および開孔部２３１を形成する。なお、基板１１０の第１面１１０Ａ側には保護部材３２０が設けられなくてもよい。上述したように、絶縁層１３０の膜厚が大きく、剛性を有する。そのため、絶縁層１３０は保護部材３２０の代わりとして機能することができる。

次に、図２０に示すように、第２熱処理１３５−２を行う。第２熱処理１３５−２により、絶縁層１３０および絶縁層２３０は同時に硬化される。

なお、上記において絶縁層１３０および絶縁層２３０は第２熱処理１３５−２により同時に硬化される例を示したが、第２熱処理１３５−２は絶縁層１３０および絶縁層２３０に対して別々に行われてもよい。この場合、絶縁層１３０に対して第１熱処理１３３−５および第２熱処理１３５−２が連続して行われてもよい。これにより、絶縁層１３０の強度または剛性を高めることができる。

次に、図２１に示すように、基板１１０の第２面１１０Ｂに熱膨張材３１１−８を含む接着材３１０−８を介して保護部材３２０−８を貼り合わせる。保護部材３２０−８を貼り合わせた後、絶縁層１３０および貫通電極１２０上に配線１４０を形成する。

配線１４０は、セミアディティブ法により形成される。まず、図２１に示すように絶縁層１３０および貫通電極１２０上にシード層１４１を形成する。次に、図２２に示すようにレジスト膜１３９を形成し、フォトリソグラフィ法により所定の形状に加工する。次に、図２３に示すように露出したシード層１４１上に配線１４０を形成する。なお、このとき、絶縁層１３０の上面１３０Ａから配線１４０の上面１４０Ａまでの距離Ｌ１４０は、絶縁層１３０の上面１３０Ａからレジスト膜１３９の上面１３９Ａまでの距離Ｌ１３９よりも小さい（配線１４０の上面がレジスト膜１３９の上面よりも引っ込んでいるという場合がある）ことが望ましい。具体的には、距離Ｌ１３９（シード層１４１の膜厚を含むレジスト膜１３９の膜厚をいう。なお、シード層１４１の膜厚はレジスト膜１３９の膜厚に比べて非常に薄いため、レジスト膜１３９のみの膜厚としてもよい）は５μｍ以上３０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上２０μｍ以下であることが望ましい。また、距離Ｌ１４０（シード層１４１を含む配線１４０の膜厚という場合がある）は３μｍ以上８μｍ以下であることが望ましい。

配線１４０を形成した後、第１熱処理１３３−６を行う。第１熱処理１３３−６により、保護部材３２０−８が剥離される。

次に、図２４に示すように、基板１１０の第２面１１０Ｂ側の貫通電極１２０および絶縁層２３０上に配線２４０を形成する。このとき、基板１１０の第１面１１０Ａ側に保護部材３２０が設けられなくてもよい。上述したように、レジスト膜１３９の膜厚が大きい。これにより、レジスト膜１３９が剛性を有する。そのため、保護部材３２０の代わりとしてレジスト膜１３９を用いてもよい。レジスト膜１３９は、第１熱処理１３３−６により硬化しているため、製造装置と接触してもレジスト膜１３９の一部が付着するなどの心配がない。また、上述したように配線１４０の上面がレジスト膜１３９の上面よりも引っ込んでいる。これにより、配線１４０が製造装置と接触することが防止される。したがって、保護部材３２０を用いない場合において配線１４０の断線が防止される。

配線２４０は、配線１４０と同様にセミアディティブ法により形成されてもよい。このとき、シード層２４１およびレジスト膜２３９が用いられる。配線２４０を形成した後、レジスト膜１３９およびレジスト膜２３９は、アッシング処理または薬液処理により除去される。また、シード層１４１のうち配線１４０が形成されていない部分およびシード層２４１のうち配線２４０が形成されていない部分は、エッチング法により除去される。

続いて、絶縁層１５０、絶縁層２５０、バンプ電極１６０およびバンプ電極２６０を順次形成する。なお、絶縁層１５０を形成する場合には、絶縁層１３０の場合と同様に基板１１０の第２面１１０Ｂ側に保護部材３２０を設けてもよい。また、絶縁層２５０を形成する場合、絶縁層２３０の場合と同様に、基板１１０の第１面１１０Ａ側に保護部材３２０を設けなくてもよい。絶縁層、配線を積層する場合にも同様に形成すればよい。

上記製造方法において、基板１１０の第１面１１０Ａ側には保護部材３２０を貼り合わせずに配線基板１００を製造することができる。これにより、基板１１０の割れ、欠けまたは反りなどの配線基板の製造工程における不良を低減しつつ、保護部材３２０を貼り合わせる工程および剥離する工程を削減することができる。したがって、本実施形態を用いることにより、安定した製造工程および高い生産性を有しつつ、電気特性を落とすことなく板厚の薄い基板を用いた配線基板の製造方法を提供することができる。

なお、本実施形態において、配線１４０を形成する場合に、基板１１０の第２面１１０Ｂ側に保護部材３２０−８が形成される例を示したが、これに限定されない。保護部材３２０−８は、必ずしも設ける必要はない。このとき、絶縁層２３０の膜厚は、３μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上２０μｍ以下とすることが望ましい。これにより、保護部材３２０−８が設けられなくても、絶縁層２３０の膜厚が大きいことにより、絶縁層２３０が保護部材３２０の代わりとして機能する。したがって、安定した製造工程および高い生産性を有する配線基板の製造方法を提供することができる。

＜第４実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態〜第３実施形態で説明した配線基板１００を含んだ半導体装置５００について説明する。

図２５は、半導体装置５００の断面図である。図２５において、半導体装置５００は、ＲＦ素子６００、トランジスタを含むチップ化された半導体素子６１０、配線基板１００およびパッケージ基板８００を有する。半導体素子６１０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）または記憶装置としての機能を有する。配線基板１００は、インターポーザとしての機能を有する。ＲＦ素子６００および半導体素子６１０と、配線基板１００とは、バンプ電極６５０などを用いて接続される。なお、バンプ電極６５０には、バンプ電極１６０が用いられてもよい。また、ＲＦ素子６００と、半導体素子６１０との間はモールド樹脂によって封止されていてもよい。また、配線基板１００と、パッケージ基板８００とは、錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）などを含むバンプ電極７５０などを用いて接続される。バンプ電極７５０には、バンプ電極２６０が用いられてもよい。また、配線基板１００と、パッケージ基板８００との間隙には、アンダーフィル樹脂が充填されることにより封止されてもよい。半導体装置５００は、ノイズ消去用途に用いてもよいし、信号フィルタに用いてもよい。

＜第５実施形態＞
本実施形態では、第４実施形態において説明した半導体装置５００を電気機器に適用した例について説明する。

図２６は、電気機器を説明する図である。配線基板１００を含んだ半導体装置５００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、ゲーム機器等）、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）、家庭用電気機器（電子レンジ、エアコン、洗濯機、冷蔵庫）、自動車等、様々な電気機器に搭載される。図２６（Ａ）はスマートフォン４０００である。図２６（Ｂ）は携帯用ゲーム機５０００である。図２６（Ｃ）は、ノート型パーソナルコンピュータ６０００である。

これらの電気機器において、ＲＦ素子６００、半導体素子６１０を含んだ半導体装置５００は、ノイズフィルタ、信号フィルタの他、アプリケーションプログラムを実行して各種機能を実現するＣＰＵ等で構成される制御部などの機能を有することができる。

（変形例１）
なお、本開示の第１実施形態〜第３実施形態では、基板１１０に無アルカリガラス基板が用いられる例を示したが、これに限定されない。基板１１０は、石英ガラス基板、ソーダガラス基板、ホウ珪酸ガラス基板、サファイア基板、シリコン基板、炭化シリコン基板、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）基板、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板、ジルコニア（ＺｒＯ₂）基板、アクリルまたはポリカーボネートなどを含む樹脂基板、またはこれらの基板が積層されたものが用いられてもよい。例えば、基板１１０としてシリコン基板を用いた場合、ウェットエッチング法により貫通孔１１５を形成する際に、アルカリ溶液または硝酸およびフッ酸が用いられる。なお、シリコン基板は、ガラス基板よりも割れにくいが、板厚が極度に薄くなった場合（例えば板厚１００μｍ以下）、本開示の製造方法を用いることにより、配線基板を製造することができる。

（変形例２）
また、本開示の第１実施形態では、基板１１０の第１面１１０Ａおよび第２面１１０Ｂに配線および絶縁層が設けられる例を説明したが、これに限定されない。例えば、図２７に示す配線基板１００−１のように、第１面１１０Ａおよび第２面１１０Ｂのいずれかに配線および絶縁層が設けられてもよい。基板１１０の片側にのみ配線および絶縁層が形成され、応力の集中が大きくなる場合に本開示の第１実施形態の製造方法を用いることにより、基板の反りを抑えることができる。

（変形例３）
また、本開示の第１実施形態では、貫通孔１１５が設けられている例を示したが、これに限定されない。例えば、図２８に示す配線基板１００−２のように穴部１１６が設けられてもよい。

（変形例４）
また、本開示の第１実施形態では、貫通電極１２０が貫通孔１１５の側壁部に形成される例を説明したが、これに限定されない。例えば、図２９に示す配線基板１００−３のように、貫通電極１２０が貫通孔１１５に充填して設けられてもよい。貫通電極１２０を形成する際には、適宜化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法が用いられてもよい。

（変形例５）
また、本開示の第１実施形態〜第３実施形態では、基板１１０の一面につき、それぞれ配線２層、絶縁層２層が配置される例を説明したが、これに限定されない。例えば、配線を３層以上、絶縁層を３層以上としてもよい。配線は配線１４０と同様に形成すればよい。また、絶縁層は、絶縁層１５０と同様に形成すればよい。

また、配線および絶縁層の層数は、基板１１０の第１面１１０Ａと第２面１１０Ｂとで異なってもよい。例えば、図３０に示すように、配線基板１００−４には、第１面１１０Ａ側に絶縁層１７０および配線１８０がさらに設けられる。この場合、配線基板１００−４は、第１面１１０Ａ側には配線および絶縁層が３層設けられ、第２面１１０Ｂ側には配線および絶縁層が２層設けられる構成としてもよい。

１００・・・配線基板、１１０・・・基板、１１０Ａ・・・第１面、１１０Ｂ・・・第２面、１１５・・・貫通孔、１１６・・・穴部、１１７・・・樹脂、１２０・・・貫通電極、１２５・・・シード層、１３０・・・絶縁層、１３１・・・開孔部、１３３・・・熱処理、１３５・・・熱処理、１４０・・・配線、１５０・・・絶縁層、１５５・・・開孔部、１６０・・・バンプ電極、１７０・・・絶縁層、１８０・・・配線、２３０・・・絶縁層、２３１・・・開孔部、２４０・・・配線、２５０・・・絶縁層、２６０・・・バンプ電極、３１０・・・接着材、３１１・・・熱膨張材、３２０・・・保護部材、５００・・・半導体装置、６００・・・ＲＦ素子、６１０・・・半導体素子、６５０・・・バンプ電極、７５０・・・バンプ電極、８００・・・パッケージ基板、４０００・・・スマートフォン、５０００・・・携帯用ゲーム機、６０００・・・ノート型パーソナルコンピュータ

Claims (16)

1. 第１面および前記第１面と反対側の第２面を有し、前記第１面と前記第２面とを貫通する貫通孔および前記貫通孔に貫通電極が設けられた基板の前記第２面に接着材を介して保護部材を貼り合わせ、
   前記基板の第１面上に絶縁層を形成し、
   前記絶縁層に前記貫通電極を露出させる開孔部を形成し、
   前記絶縁層上に前記貫通電極と接触するように配線を形成し、
   第１熱処理により前記基板と前記保護部材とを剥離し、
   前記第１熱処理よりも高温の第２熱処理により、前記絶縁層を硬化させる
   配線基板の製造方法。
2. 前記接着材は、熱膨張材を含み、
   前記第１熱処理により前記基板から前記保護部材を剥離させる、
   請求項１記載の配線基板の製造方法。
3. 前記第１熱処理の温度は１５０℃以上２００℃以下であって、前記第２熱処理の温度は２００℃以上３００℃以下である、
   請求項１または２に記載の配線基板の製造方法。
4. 前記基板の厚さは１００μｍ以上５００μｍ以下であって、
   前記貫通孔の直径が１００μｍ以下である、
   請求項１乃至３のいずれか一に記載の配線基板の製造方法。
5. 前記基板はガラス基板である、
   請求項１乃至４のいずれか一に記載の配線基板の製造方法。
6. 前記基板の前記第１面と、他の保護部材とを、他の接着材を介して接着し、
   前記基板の前記第２面上に他の配線および他の絶縁層の少なくともいずれかを形成する、
   請求項１乃至５のいずれか一に記載の配線基板の製造方法。
7. 前記基板の前記第２面上に第２絶縁層を形成し、
   前記第２絶縁層に前記貫通電極を露出させる第２開孔部を形成し、
   前記第１熱処理よりも高温の第２熱処理により、前記絶縁層および前記第２絶縁層を硬化させ、
   前記絶縁層上にレジスト膜を所定の形状となるように形成し、
   前記基板の前記第１面側の前記貫通電極および前記絶縁層上に第１配線を形成し、
   前記レジスト膜を用いて、前記基板の前記第２面側の前記貫通電極および前記第２絶縁層上に第２配線を形成する、
   請求項１乃至５のいずれか一に記載の配線基板の製造方法。
8. 前記第２絶縁層に他の接着材を介して他の保護部材を貼り合わせ、
   前記第１配線を形成した後、他の第１熱処理により前記基板と前記他の保護部材とを剥離する、
   請求項７に記載の配線基板の製造方法。
9. 前記絶縁層の膜厚および前記第２絶縁層の膜厚は、３μｍ以上３０μｍ以下である、
   請求項７または８に記載の配線基板の製造方法。
10. 前記絶縁層の上面から前記第１配線の上面までの距離は、前記絶縁層の上面から前記レジスト膜の上面までの距離よりも小さい、
    請求項９に記載の配線基板の製造方法。
11. 前記レジスト膜の膜厚は、５μｍ以上３０μｍ以下である、
    請求項１０に記載の配線基板の製造方法。
12. 第１面および前記第１面と反対側の第２面を有し、前記第１面と前記第２面とを貫通する貫通孔および前記貫通孔に貫通電極が設けられた基板と、
    前記第１面および前記第２面の少なくともいずれかの面上に設けられた１以上の配線および１以上の絶縁層と、
    を含み、
    前記基板の厚さは１００μｍ以上５００μｍ以下であって、
    前記貫通孔の直径が１００μｍ以下である、
    配線基板。
13. 前記基板は、ガラス基板である、
    請求項１２に記載の配線基板。
14. 前記１以上の絶縁層の膜厚は３μｍ以上２０μｍ以下である、
    請求項１３に記載の配線基板。
15. 前記第１面および前記第２面の少なくともいずれかに、
    熱膨張材を含み、所定の温度以上の熱により剥離力が低下する接着材と、
    前記接着材と接触する保護部材と、を有する、
    請求項１２乃至１４のいずれか一に記載の配線基板。
16. 請求項１２乃至１５のいずれか一に記載された配線基板と、前記配線基板と電気的に接続される集積回路と、を含む、
    半導体装置。

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