(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅で形成された配線層と、
貫通孔が形成されたシリコン基板と、
前記貫通孔に充填された銅により形成された貫通電極と、
二酸化ケイ素で形成され、前記貫通電極に隣接して配置された絶縁層と、
チタンで形成され、前記絶縁層の表面かつ前記貫通孔の孔外に形成された密着層とを有し、
前記貫通電極上及び前記絶縁層上に前記配線層が積層されており、
前記絶縁層と前記配線層とが前記密着層を介して積層され、
前記貫通電極と前記配線層とが接して積層され、
前記貫通電極の一部と前記配線層とが前記密着層を介して積層されたこと
を特徴とする配線基板。 
【請求項２】
絶縁層に隣接して配置された銅で形成された電極層の表面に犠牲層を形成する工程と、
前記絶縁層の表面及び前記犠牲層の表面に密着層を形成する工程と、
前記犠牲層及び前記犠牲層上に形成された密着層を除去する工程と、
前記犠牲層を除去したことで露出した前記電極層の表面及び前記密着層上に銅で配線層を形成する工程と
を含んだことを特徴とする配線基板の製造方法。 
【請求項３】
前記犠牲層を形成する工程では、前記犠牲層は前記電極層に接する側の面積が反対側の面積よりも小さくなるように形成され、
前記密着層を形成する工程では、前記密着層は前記犠牲層の厚さよりも薄く形成され、
前記犠牲層及び前記密着層を除去する工程では、前記犠牲層及び前記犠牲層上の密着層はリフトオフによって同時に除去されること
を特徴とする請求項２に記載の配線基板の製造方法。 
【請求項４】
前記犠牲層は、銅に反応しない剥離液で溶解する材料で形成され、
前記犠牲層及び前記密着層を除去する工程では、前記犠牲層は前記剥離液を用いて除去されること
を特徴とする請求項３に記載の配線基板の製造方法。 
【請求項５】
絶縁層の表面及び前記絶縁層に隣接して配置された銅で形成された電極層の表面に密着層を形成する工程と、
前記電極層上に開口穴が形成されたレジストパターンを前記密着層上に形成する工程と、
前記レジストパターンをレジストマスクとして前記電極層上の密着層を除去する工程と、
前記密着層を除去したことで露出した前記電極層の表面及び前記密着層上に銅で配線層を形成する工程と、
を含んだことを特徴とする配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板及び配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置に用いられる配線基板として、多層構造を有するものが広く用いられている。多層構造を有する配線基板は、例えば、シリコン基板上に複数の配線層を積層して形成される。かかる配線基板において、各配線層は絶縁層を介して積層され、電極層を介して電気的に接続される。このような配線基板の一例として、インターポーザと呼ばれる中継基板が知られている。インターポーザは、例えば、半導体素子と実装用基板との間に設置され、半導体素子と実装基板とを電気的に接続する。
【０００３】
図８は、従来のインターポーザの構造を示す断面図である。図８に示すように、例えば、インターポーザは、シリコン基板１０を基材として形成され、一方の面に配線パターン１１が形成され、他方の面に配線パターン１２が形成される。配線パターン１１と配線パターン１２とは、シリコン基板１０を貫通する貫通孔１３に形成された貫通電極１４を介して電気的に接続される。そして、シリコン基板１０の外表面及び貫通孔１３の内壁面には、絶縁層として酸化膜１５が形成される。さらに、配線パターン１１及び配線パターン１２の表面は、例えば、ポリイミドの絶縁膜１６で被覆される。
【０００４】
このような多層構造を有する配線基板において、配線層と絶縁層との間や配線層と電極層との間には、層間の密着性を高めることを目的として密着層が形成される場合もある。例えば、図８に示したインターポーザにおいて、配線パターン１１と貫通電極１４との間、及び配線パターン１１と酸化膜１５との間には密着層としてチタン（Ｔｉ）膜１７が形成される。また、配線パターン１１とチタン膜１７との間には、配線パターン１１の下地となる銅膜１８が形成される。なお、配線パターン１２と貫通電極１４との間、及び配線パターン１２と酸化膜１５との間にも同様にチタン膜及び銅膜が形成される。
【０００５】
かかるインターポーザは、例えば、以下に示す製造方法により形成される。図９は、従来のインターポーザの製造方法の一例を示す図である。図９の（ａ）〜（ｆ）は、各工程におけるインターポーザの断面を示している。まず、図９の（ａ）に示すように、シリコン基板１０の外表面と、シリコン基板１０に形成された貫通孔１３の内壁面とに熱酸化によって酸化膜１５が形成される。その後、貫通孔１３に貫通電極１４が形成される。
【０００６】
続いて、図９の（ｂ）に示すように、シリコン基板１０の一方の面にスパッタリングによってチタン膜１７が形成される。このチタン膜１７が、配線パターン１１と貫通電極１４との間、及び、配線パターン１１と酸化膜１５との間に形成される密着層となる。その後、スパッタリングによって、チタン膜１７上に配線パターン１１の下地となる銅膜１８が形成される。その後、図９の（ｃ）に示すように、銅膜１８上にレジストパターン１９が形成される。例えば、レジストパターン１９は、銅膜１８の表面にフォトレジストを塗布した後に、フォトマスクを用いてフォトレジストを露光及び現像することで形成される。
【０００７】
続いて、図９の（ｄ）に示すように、銅膜１８上に電解銅めっきによって配線パターン１１が形成される。また、配線パターン１１が形成された後に、図９の（ｅ）に示すように、レジストパターン１９が剥離される。その後、図９の（ｆ）に示すように、エッチングによって、レジストパターン１９が剥離された箇所のチタン膜１７及び銅膜１８が除去される。
【０００８】
このような製造工程によって、インターポーザにおいて、配線パターン１１と貫通電極１４との間、及び、配線パターン１１と酸化膜１５との間に密着層としてチタン膜１７が形成される。また、同様の工程により、シリコン基板１０の他方の面に形成される配線パターン１２と貫通電極１４との間、及び、配線パターン１２と酸化膜１５との間にも密着層としてチタン膜が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２７７８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来技術では、以下で説明するように、電極層（貫通電極）と銅配線層との接続が確保されない場合があった。
【００１１】
図１０は、従来技術における課題を説明するための図である。図１０の（ａ）は、図８に示したインターポーザにおける貫通電極１４付近の断面図である。また、図１０の（ｂ）は、（ａ）に示す貫通電極１４、酸化膜１５及びチタン膜１７の接合部を示す拡大図である。図１０の（ｂ）に示すように、貫通電極１４とチタン膜１７とは界面２０で接合しており、酸化膜１５とチタン膜１７とは界面２１で接合している。
【００１２】
ここで、一般的に、酸化膜１５とチタン膜１７とは密着性が高いことが知られている。これに対し、チタンが銅に対して拡散しない金属であることから、銅で形成された貫通電極１４とチタン膜１７との密着性は、酸化膜１５とチタン膜１７との密着性に比べて低い。したがって、例えば、熱負荷が繰り返し加えられた場合に、熱膨張係数がそれぞれ異なる貫通電極１４、酸化膜１５及びチタン膜１７が膨張と収縮とを繰り返すと、貫通電極１４とチタン膜１７との界面２０に剥離が生じる場合があった。この剥離によって、電極層と銅配線層との間の電気的な接続が確保されない場合があった。なお、酸化膜１５上に配線パターン１１又は銅膜１８を直接積層した場合には、酸化膜１５と配線パターン１１との界面、又は、酸化膜１５と銅膜１８との界面に剥離が生じる場合があった。
【００１３】
この課題は、絶縁層が酸化膜であり、かつ密着層がチタン膜である場合に限って生じるものではなく、他の材料で形成された絶縁層及び密着層でも同様に生じる課題である。
【００１４】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、絶縁層と密着層との密着性を保ちつつ、電極層と銅配線層との接続を確保することができる配線基板及び配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願の開示する配線基板は、一つの態様において、銅で形成された配線層と、銅で形成された電極層と、前記電極層に隣接して配置された絶縁層とを有し、前記電極層上及び前記絶縁層上に前記配線層が積層されており、前記絶縁層と前記配線層とが密着層を介して積層され、前記電極層と前記配線層とが前記密着層を介することなく積層される。
【発明の効果】
【００１６】
本願の開示する配線基板及び配線基板の製造方法の一つの態様によれば、絶縁層と密着層との密着性を保ちつつ、電極層と銅配線層との接続を確保することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本実施例１に係るインターポーザの構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本実施例１に係るインターポーザの製造方法を示す図である。
【図３】図３は、本実施例１に係る犠牲層の形状の一例を示す図である。
【図４】図４は、本実施例１に係るチタン膜及び銅膜の一例を示す図である。
【図５】図５は、本実施例２に係るインターポーザの製造方法を示す図である。
【図６】図６は、本実施例３に係るインターポーザの構成を示す断面図である。
【図７】図７は、本実施例４に係るインターポーザの構成を示す断面図である。
【図８】図８は、従来のインターポーザの構造を示す断面図である。
【図９】図９は、従来のインターポーザの製造方法の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、従来技術における課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本願の開示する配線基板及び配線基板の製造方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す実施例１〜４では、本願の開示する配線基板及び配線基板の製造方法をインターポーザに適用した場合について説明するが、開示の技術はこれに限定されるものではない。また、以下に示す実施例１〜４で参照する各図において、同様の機能を果たす部位については同様のハッチングを施している。
【実施例１】
【００１９】
［実施例１に係るインターポーザの構成］
まず、本実施例１に係るインターポーザの構成について説明する。図１は、本実施例１に係るインターポーザ１００の構成を示す断面図である。図１に示すように、本実施例１に係るインターポーザ１００は、シリコン基板１１０を基材として形成され、配線パターン１１１及び配線パターン１１２を有する。配線パターン１１１は、シリコン基板１１０の一方の面に形成される。配線パターン１１２は、シリコン基板１１０の他方の面に形成される。また、インターポーザ１００は、シリコン基板１１０を貫通する貫通孔１１３に形成された貫通電極１１４を有する。貫通電極１１４は、配線パターン１１１と配線パターン１１２とを電気的に接続する。
【００２０】
そして、シリコン基板１１０の外表面及び貫通孔１１３の内壁面には、絶縁層として酸化膜１１５が形成される。また、配線パターン１１１と酸化膜１１５との間には、密着層としてチタン（Ｔｉ）膜１１７が形成される。また、配線パターン１１１とチタン膜１１７との間には、配線パターン１１１の下地となる銅膜１１８が形成される。さらに、配線パターン１１２と酸化膜１１５との間にも同様にチタン膜及び銅膜が形成される。そして、配線パターン１１１及び配線パターン１１２の表面は、例えば、ポリイミドの絶縁膜１１６で被覆される。
【００２１】
かかるインターポーザ１００において、配線パターン１１１は銅から形成される。また、貫通電極１１４も銅から形成される。また、酸化膜１１５は、貫通電極１１４に隣接して配置される。また、貫通電極１１４上及び酸化膜１１５上に配線パターン１１１が積層される。そして、酸化膜１１５と配線パターン１１１とは、密着層であるチタン膜１１７を介して積層される。また、貫通電極１１４と配線パターン１１１とは、チタン膜１１７を介することなく積層される。なお、配線パターン１１２も同様に、チタン膜を介することなく貫通電極１１４に積層される。
【００２２】
すなわち、本実施例１に係るインターポーザ１００において、酸化膜１１５上には、酸化膜１１５との密着性が高いチタン膜１１７が積層される。一方、貫通電極１１４上には、チタン膜１１７を介することなく配線パターン１１１が積層される。ここで、貫通電極１１４と配線パターン１１１とは、いずれも同じ銅で形成されているので密着性が高い。したがって、本実施例１によれば、絶縁層である酸化膜１１５とチタン膜１１７との密着性を保ちつつ、電極層である貫通電極１１４と銅配線層である配線パターン１１１との接続を確保することができる。また、貫通電極１１４と配線パターン１１１とがチタン膜１１７を介さずに積層されるので、貫通電極１１４とチタン膜１１７との界面に剥離が生じることもない。
【００２３】
［実施例１に係るインターポーザの製造方法］
次に、本実施例１に係るインターポーザ１００の製造方法について説明する。図２は、本実施例１に係るインターポーザ１００の製造方法を示す図である。図２の（ａ）〜（ｆ）は、各工程におけるインターポーザ１００の断面を示している。
【００２４】
まず、図２の（ａ）に示すように、シリコン基板１１０の外表面とシリコン基板１１０に形成された貫通孔１１３の内壁面とに酸化膜１１５が形成される。例えば、酸化膜１１５は、シリコン基板１１０の外表面と貫通孔１１３の内壁面の熱酸化によって二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）の膜を成膜することにより形成される。ここで、例えば、シリコン基板１１０の厚さが２００μｍ程度の場合には、貫通孔１１３は、孔の直径が２０〜１００μｍ程度に形成される。また、貫通孔１１３の間隔は、５０〜４００μｍ程度に形成される。また、酸化膜１１５の厚さは、１〜２μｍ程度に形成される。そして、酸化膜１１５が形成された後に、貫通孔１１３に貫通電極１１４が形成される。例えば、貫通電極１１４は、電解銅めっきによって貫通孔１１３内に銅めっきを充填することにより形成される。このように貫通電極１１４を形成した結果、シリコン基板１１０及び貫通電極１１４の外表面付近では、貫通電極１１４と酸化膜１１５とが隣接して配置される。
【００２５】
続いて、図２の（ｂ）に示すように、貫通電極１１４の表面（端面）に犠牲層１１９が形成される。本実施例１では、犠牲層１１９は、貫通電極１１４に接する側の面積が反対側の面積よりも小さくなるように形成される。図３は、本実施例１に係る犠牲層１１９の形状の一例を示す図である。例えば、図３に示すように、犠牲層１１９は、貫通電極１１４から離れるにつれて端部が外側にせり出すように形成される。
【００２６】
例えば、リフトオフ用のフォトレジストを用いることで、上記形状を有する犠牲層１１９が得られる。この場合には、犠牲層１１９は、リフトオフ用のフォトレジストを貫通電極１１４の表面を含むシリコン基板１１０の一方の面に塗布した後に、フォトマスクを用いてフォトレジストを露光及び現像することで形成される。また、例えば、犠牲層１１９は、電着ポリイミド又は無電解ニッケルめっきによって形成されてもよい。この場合には、貫通電極１１４の表面でポリイミドやニッケルの層を厚く成長させることで、端部が外側にせり出しながら隆起した形状の犠牲層１１９を得ることができる。
【００２７】
なお、いずれの場合でも、犠牲層１１９は、銅に反応しない剥離液で溶解する材料を用いて形成される。これにより、後に犠牲層１１９を除去する際に用いられる剥離液によって貫通電極１１４に影響が及ぶのを防ぐことができる。
【００２８】
また、一般的に、銅の表面には大気中の酸素によって自然酸化膜が形成されることが知られている。本実施例１では、貫通電極１１４が形成された後に貫通電極１１４の表面に犠牲層１１９が形成されるので、貫通電極１１４の表面に自然酸化膜が形成されるのを防ぐことができる。これにより、後に形成される配線パターン１１１と貫通電極１１４との密着性を高めることができる。
【００２９】
続いて、図２の（ｃ）に示すように、酸化膜１１５の表面及び犠牲層１１９の表面にチタン膜１１７が形成される。このチタン膜１１７が、配線パターン１１１と酸化膜１５との間に形成される密着層となる。その後、チタン膜１１７上に配線パターン１１１の下地となる銅膜１１８が形成される。例えば、チタン膜１１７及び銅膜１１８は、それぞれスパッタリングによって形成される。
【００３０】
図４は、本実施例１に係るチタン膜１１７及び銅膜１１８の一例を示す図である。図４に示すように、チタン膜１１７及び銅膜１１８は、酸化膜１１５上に積層された部分の厚さの合計が犠牲層１１９の厚さより薄くなるように形成される。逆に、犠牲層１１９が、チタン膜１１７及び銅膜１１８の厚さの合計より厚くなるように形成されてもよい。これにより、積層されたチタン膜１１７及び銅膜１１８と犠牲層１１９との間に段差が生じる。この段差によって、チタン膜１１７及び銅膜１１８がスパッタリングで成膜された際に、犠牲層１１９の周囲に剥離液を浸入させるための隙間が形成される。
【００３１】
続いて、図２の（ｄ）に示すように、犠牲層１１９、犠牲層１１９上に形成されたチタン膜１１７、及び銅膜１１８が除去される。例えば、犠牲層１１９、チタン膜１１７及び銅膜１１８は、リフトオフによって同時に除去される。前述したように、本実施例１では、犠牲層１１９の周囲に剥離液を浸入させるための隙間が形成されるので、リフトオフによって犠牲層１１９を確実に除去することができる。
【００３２】
また、前述したように、本実施例１では、犠牲層１１９は銅に反応しない剥離液で溶解する材料を用いて形成される。そのため、リフトオフによって犠牲層１１９を除去する際には、銅に反応しない剥離液が用いられる。例えば、犠牲層１１９が電着ポリイミドを用いて形成された場合には、ジメチルスルホキシドやモノエタノールアミンなどの溶剤が剥離液として用いられる。これにより、貫通電極１１４に影響を及ぼすことなく、犠牲層１１９を除去することができる。
【００３３】
なお、チタン膜１１７及び銅膜１１８を薄く形成することができない場合には、スパッタリングでチタン膜１１７及び銅膜１１８を成膜した際に、犠牲層１１９の周囲に十分な隙間が形成されないこともある。その場合には、例えば、ＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）でチタン膜１１７及び銅膜１１８を研磨することによって犠牲層１１９を露出させ、その後、剥離液を用いて犠牲層１１９を除去してもよい。
【００３４】
続いて、図２の（ｅ）に示すように、銅膜１１８上にレジストパターン１２０が形成される。例えば、レジストパターン１２０は、銅膜１１８の表面にフォトレジストを塗布した後に、フォトマスクを用いてフォトレジストを露光及び現像することで形成される。その後、犠牲層１１９を除去したことで露出した貫通電極１１４の表面と銅膜１１８上に配線パターン１１１が形成される。例えば、配線パターン１１１は、チタン膜１１７及び銅膜１１８を給電層とする電解銅めっきによって形成される。
【００３５】
続いて、図２の（ｆ）に示すように、レジストパターン１２０が剥離される。その後、レジストパターン１２０が剥離された箇所のチタン膜１１７及び銅膜１１８が除去される。例えば、チタン膜１１７及び銅膜１１８は、ドライエッチングやウェットエッチング、ミリングなどにより除去される。
【００３６】
以上の製造工程によって、シリコン基板１１０の一方の面に配線パターン１１１、チタン膜１１７、及び銅膜１１８が形成される。その後、同様の工程によって、シリコン基板１１０の他方の面に配線パターン１１２、チタン膜、及び銅膜が形成される。これにより、図１に示したインターポーザ１００が得られる。
【００３７】
［実施例１の効果］
上述したように、本実施例１に係るインターポーザ１００は、銅で形成された配線パターン１１１を有する。また、インターポーザ１００は、銅で形成された貫通電極１１４を有する。また、インターポーザ１００は、貫通電極１１４に隣接して配置された酸化膜１１５を有する。また、貫通電極１１４上及び酸化膜１１５上に配線パターン１１１が積層される。そして、酸化膜１１５と配線パターン１１１とは、チタン膜１１７を介して積層される。また、貫通電極１１４と配線パターン１１１とは、チタン膜１１７を介することなく直接積層される。したがって、本実施例１によれば、酸化膜１１５とチタン膜１１７との密着性を保ちつつ、貫通電極１１４と配線パターン１１１との接続を確保することができる。また、貫通電極１１４と配線パターン１１１とがチタン膜１１７を介さずに積層されるので、貫通電極１１４とチタン膜１１７との界面に剥離が生じることもない。
【００３８】
また、本実施例１に係るインターポーザ１００の製造方法では、酸化膜１１５に隣接して配置された貫通電極１１４の表面に犠牲層１１９が形成される。また、酸化膜１１５の表面及び犠牲層１１９の表面にチタン膜１１７が形成される。また、犠牲層１１９及び犠牲層１１９上に形成されたチタン膜１１７が除去される。また、犠牲層１１９を除去したことで露出した貫通電極１１４の表面に配線パターン１１１及び１１２が形成される。したがって、本実施例１によれば、酸化膜１１５とチタン膜１１７との密着性を保ちつつ、貫通電極１１４と配線パターン１１１及び１１２との接続を確保することが可能なインターポーザ１００が得られる。
【００３９】
また、本実施例１に係るインターポーザ１００の製造方法では、犠牲層１１９は、貫通電極１１４に接する側の面積が反対側の面積よりも小さくなるように形成される。また、チタン膜１１７は、犠牲層１１９の厚さよりも薄く形成される。そして、犠牲層１１９及び犠牲層１１９上のチタン膜１１７は、リフトオフによって同時に除去される。したがって、本実施例１によれば、犠牲層１１９の周囲に剥離液を浸入させるための隙間が形成されるので、リフトオフによって犠牲層１１９を確実に除去することができる。
【００４０】
また、本実施例１に係るインターポーザ１００の製造方法では、犠牲層１１９は、銅に反応しない剥離液で溶解する材料で形成される。そして、犠牲層１１９は、銅に反応しない剥離液を用いて除去される。したがって、貫通電極１１４に影響を及ぼすことなく、犠牲層１１９を除去することができる。
【実施例２】
【００４１】
上記実施例１では、犠牲層１１９を用いた製造方法について説明した。しかし、本願の開示する技術はこれに限られるものではない。すなわち、図１に示したインターポーザ１００は、犠牲層１１９を用いずに製造することもできる。以下では、実施例２として、パターニングによるインターポーザ１００の製造方法について説明する。
【００４２】
［実施例２に係るインターポーザの製造方法］
図５は、本実施例２に係るインターポーザ１００の製造方法を示す図である。図５の（ａ）〜（ｆ）は、各工程におけるインターポーザ１００の断面を示している。
【００４３】
まず、図５の（ａ）に示すように、シリコン基板１１０の外表面と、シリコン基板１１０に形成された貫通孔１１３の内壁面とに酸化膜１１５が形成される。例えば、酸化膜１１５は、熱酸化によってシリコン基板１１０の外表面及び貫通孔１１３の内壁面に二酸化ケイ素の膜を成膜することにより形成される。ここで、例えば、シリコン基板１１０の厚さが２００μｍ程度の場合には、貫通孔１１３は、孔の直径が２０〜１００μｍ程度に形成される。また、貫通孔１１３の間隔は、５０〜４００μｍ程度に形成される。また、酸化膜１１５の厚さは、１〜２μｍ程度に形成される。そして、酸化膜１１５が形成された後に、貫通孔１１３に貫通電極１１４が形成される。例えば、貫通電極１１４は、電解銅めっきによって貫通孔１１３内に銅めっきを充填することによって形成される。このように貫通電極１１４を形成した結果、シリコン基板１１０の表面付近では、貫通電極１１４と酸化膜１１５とが隣接して配置される。
【００４４】
続いて、図５の（ｂ）に示すように、酸化膜１１５の表面及び貫通電極１１４の表面にチタン膜１１７が形成される。このチタン膜１１７が、配線パターン１１１と酸化膜１５との間に形成される密着層となる。その後、チタン膜１１７上に配線パターン１１１の下地となる銅膜１１８が形成される。例えば、チタン膜１１７及び銅膜１１８は、それぞれスパッタリングによって形成される。
【００４５】
続いて、図５の（ｃ）に示すように、貫通電極１１４がある位置に開口穴が形成されたレジストパターン１２１が、銅膜１１８の表面に形成される。例えば、レジストパターン１２１は、銅膜１１８の表面にフォトレジストを塗布した後に、フォトマスクを用いてフォトレジストを露光及び現像することで形成される。
【００４６】
続いて、図５の（ｄ）に示すように、レジストパターン１２１をレジストマスクとして貫通電極１１４上のチタン膜１１７及び銅膜１１８が除去される。例えば、チタン膜１１７及び銅膜１１８は、ドライエッチングやウェットエッチング、ミリングなどにより除去される。その後、レジストパターン１２１が剥離される。
【００４７】
続いて、図５の（ｅ）に示すように、レジストパターン１２１を剥離することで露出した銅膜１１８上に、配線パターン１１１が形成される位置に開口穴を有するレジストパターン１２２が形成される。例えば、レジストパターン１２２は、銅膜１１８の表面にフォトレジストを塗布した後に、フォトマスクを用いてフォトレジストを露光及び現像することで形成される。その後、チタン膜１１７及び銅膜１１８を除去したことで露出した貫通電極１１４の表面及び銅膜１１８上に配線パターン１１１が形成される。例えば、配線パターン１１１は、チタン膜１１７及び銅膜１１８を給電層とする電解銅めっきによって形成される。
【００４８】
続いて、図５の（ｆ）に示すように、レジストパターン１２２が剥離される。その後、レジストパターン１２２が剥離された箇所のチタン膜１１７及び銅膜１１８が除去される。例えば、チタン膜１１７及び銅膜１１８は、ドライエッチングやウェットエッチング、ミリングなどにより除去される。
【００４９】
以上の製造工程によって、シリコン基板１１０の一方の面に配線パターン１１１、チタン膜１１７、及び銅膜１１８が形成される。その後、同様の工程によって、シリコン基板１１０の他方の面に配線パターン１１２、チタン膜１１７、及び銅膜１１８が形成される。これにより、図１に示したインターポーザ１００が得られる。
【００５０】
［実施例２の効果］
上述したように、本実施例２に係るインターポーザ１００の製造方法では、酸化膜１１５の表面、及び、酸化膜１１５に隣接して配置された貫通電極１１４の表面にチタン膜１１７が形成される。また、貫通電極１１４上に開口穴が形成されたレジストパターン１２１がチタン膜１１７上に形成される。また、レジストパターン１２１をレジストマスクとして貫通電極１１４上のチタン膜１１７が除去される。そして、チタン膜１１７を除去したことで露出した貫通電極１１４の表面に配線パターン１１１及び１１２が形成される。すなわち、本実施例２によれば、貫通電極１１４の表面に電着や無電解めっきによって犠牲層１１９を形成することができない場合でも、パターニングによって貫通電極１１４と配線パターン１１１及び１１２とを積層させることができる。したがって、本実施例２に係る製造方法によれば、実施例１と同様に、酸化膜１１５とチタン膜１１７との密着性を保ちつつ、貫通電極１１４と配線パターン１１１との接続を確保することができる。また、貫通電極１１４と配線パターン１１１とがチタン膜１１７を介さずに積層されるので、貫通電極１１４とチタン膜１１７との界面に剥離が生じることもない。
【実施例３】
【００５１】
上記実施例１及び２では、貫通電極と配線パターンとが接続される場合について説明した。しかし、本願の開示する技術はこれに限られるものではない。例えば、各層の配線パターンがビアホールを介して接続される場合にも本願の開示する技術を同様に適用することができる。なお、ここでいうビアホールとは、異なる層に形成された配線間を電気的に接続するために層間絶縁膜に形成される孔である。以下では、実施例３として、ビアホールを有するインターポーザについて説明する。
【００５２】
図６は、本実施例３に係るインターポーザ２００の構成を示す断面図である。図６に示すように、本実施例３に係るインターポーザ２００は、シリコン基板１１０を基材として形成され、配線パターン１１１及び２１１を有する。また、インターポーザ１００は、シリコン基板１１０を貫通する貫通孔１１３に形成された貫通電極１１４を有する。
【００５３】
配線パターン１１１は、シリコン基板１１０及び貫通電極１１４に積層される。配線パターン２１１は、層間絶縁膜２１６を介して配線パターン１１１に積層される。例えば、層間絶縁膜２１６は、ポリイミドや二酸化ケイ素、エポキシなどを用いて形成される。貫通電極１１４は、シリコン基板１１０の一方の面に実装された配線パターン１１１及び２１１と他方の面に形成された配線パターン（図示せず）とを電気的に接続する。また、配線パターン１１１と配線パターン２１１とは、層間絶縁膜２１６に形成されたビアホール２１３を介して接続される。
【００５４】
そして、シリコン基板１１０の外表面及び貫通孔１１３の内壁面には、絶縁層として酸化膜１１５が形成される。また、配線パターン１１１と酸化膜１１５との間には、密着層としてチタン膜１１７が形成される。さらに、配線パターン１１１とチタン膜１１７との間には、配線パターン１１１の下地となる銅膜１１８が形成される。
【００５５】
ここで、配線パターン１１１は銅から形成される。また、貫通電極１１４も銅から形成される。また、酸化膜１１５は、貫通電極１１４に隣接して配置される。そして、配線パターン１１１は、チタン膜１１７を介して酸化膜１１５に積層される。また、配線パターン１１１は、チタン膜１１７を介することなく貫通電極１１４に直接積層される。したがって、酸化膜１１５とチタン膜１１７との密着性を保ちつつ、貫通電極１１４と配線パターン１１１との接続を確保することができる。なお、ここで説明した配線パターン１１１は、例えば、実施例１又は実施例２で説明した製造方法を用いて形成される。
【００５６】
さらに、配線パターン２１１と層間絶縁膜２１６との間には、密着層としてチタン膜２１７が形成される。また、配線パターン２１１とチタン膜２１７との間には、配線パターン２１１の下地となる銅膜２１８が形成される。ここで、配線パターン１１１及び２１１は、それぞれ銅から形成される。また、絶縁層である層間絶縁膜２１６は、ビアホール２１３内の配線パターン２１１に隣接して配置される。そして、配線パターン２１１は、チタン膜２１７を介して層間絶縁膜２１６に積層される。また、配線パターン２１１は、チタン膜２１７を介することなく配線パターン１１１に積層される。
【００５７】
なお、ここで説明した配線パターン１１１と配線パターン２１１との間の層は、以下で説明するように、例えば、実施例２で説明したパターニングによる製造方法を用いて形成される。まず、層間絶縁膜２１６にビアホール２１３が形成される。例えば、ビアホール２１３は、層間絶縁膜２１６をレーザなどで加工することによって形成される。続いて、層間絶縁膜２１６の表面と、ビアホール２１３の内壁面と、ビアホール２１３によって露出した配線パターン１１１の表面とに密着層としてチタン膜２１７が形成される。さらに、チタン膜２１７の表面に、配線パターン２１１の下地となる銅膜２１８が形成される。
【００５８】
続いて、レジストパターンをレジストマスクとして、ビアホール２１３の底に位置するチタン膜２１７及び銅膜２１８が除去される。その後、配線パターン２１１が形成される位置に開口穴を有するレジストパターンが銅膜２１８上に形成される。そして、チタン膜２１７及び銅膜２１８を除去したことで露出した配線パターン１１１の表面、及び、層間絶縁膜２１６の表面に配線パターン２１１が形成される。例えば、配線パターン２１１は、チタン膜２１７及び銅膜２１８を給電層とする電解銅めっきによって形成される。その後、レジストパターンが剥離され、さらに、レジストパターンが剥離された箇所のチタン膜２１７及び銅膜２１８が除去される。
【００５９】
上述したように、本実施例３に係るインターポーザ２００では、配線パターン２１１と層間絶縁膜２１６とはチタン膜２１７を介して積層される。また、配線パターン２１１と配線パターン１１１とは、ビアホール２１３の底面において、チタン膜２１７を介することなく直接積層される。したがって、本実施例３によれば、各層の配線パターンがビアホール２１３を介して接続される場合でも、層間絶縁膜２１６とチタン膜２１７との密着性を保ちつつ、配線パターン２１１と配線パターン１１１との接続を確保することができる。また、配線パターン２１１と配線パターン１１１とがチタン膜２１７を介することなく積層されるので、配線パターン１１１とチタン膜２１７との界面に剥離が生じることもない。
【実施例４】
【００６０】
上記実施例３では、各層の配線パターンがビアホールを介して接続される場合について説明した。しかし、本願の開示する技術はこれに限られるものではない。例えば、配線パターンとバンプとが接続される場合にも本願の開示する技術を同様に適用することができる。なお、ここでいうバンプとは、インターポーザの表面に形成される突起電極である。バンプは、インターポーザが有する配線と他の基板が有する配線とを接続する。以下では、実施例４として、バンプを有するインターポーザについて説明する。
【００６１】
図７は、本実施例４に係るインターポーザ３００の構成を示す断面図である。図７に示すように、本実施例４に係るインターポーザ３００は、図６に示したインターポーザ２００にさらに層間絶縁膜３１６及びバンプ３２１を実装することで形成される。層間絶縁膜３１６は、配線パターン２１１の表面及び層間絶縁膜２１６の表面に形成される。この層間絶縁膜３１６は、例えば、ポリイミドや二酸化ケイ素、エポキシなどを用いて形成される。
【００６２】
バンプ３２１上には、他の基板や電子部品との接続信頼性向上のため、ニッケル（Ｎｉ）膜３２２が形成され、さらに、ニッケル膜３２２の表面に金（Ａｕ）膜３２３が形成される。例えば、ニッケル膜３２２及び金膜３２３は、スパッタリングによって形成される。なお、金膜３２３の代わりにはんだ膜が成膜されてもよい。バンプ３２１は、層間絶縁膜３１６に形成された開口穴３１３を介して配線パターン２１１に接続される。
【００６３】
そして、バンプ３２１と層間絶縁膜３１６との間には、密着層としてチタン膜３１７が形成される。さらに、チタン膜３１７とバンプ３２１との間には、バンプ３２１の下地として銅膜３１８が形成される。ここで、バンプ３２１及び配線パターン２１１は、それぞれ銅から形成される。また、絶縁層である層間絶縁膜３１６は、開口穴３１３内に形成されたバンプ３２１に隣接して配置される。そして、バンプ３２１は、チタン膜３１７を介して層間絶縁膜３１６に積層される。また、バンプ３２１は、チタン膜３１７を介することなく配線パターン２１１に直接接続される。
【００６４】
なお、ここで説明したバンプ３２１と配線パターン２１１との間の層は、以下で説明するように、例えば、実施例２で説明したパターニングによる製造方法を用いて形成される。まず、層間絶縁膜３１６に開口穴３１３が形成される。例えば、開口穴３１３は、層間絶縁膜３１６をレーザなどで加工することによって形成される。続いて、層間絶縁膜３１６の表面と、開口穴３１３の内壁面と、開口穴３１３によって露出した配線パターン２１１の表面とに密着層としてチタン膜３１７が形成される。さらに、チタン膜３１７の表面に、バンプ３２１の下地となる銅膜３１８が形成される。
【００６５】
続いて、レジストパターンをレジストマスクとして、開口穴３１３の底に位置するチタン膜３１７及び銅膜３１８が除去される。その後、バンプ３２１が形成される位置に開口穴を有するレジストパターンが銅膜３１８上に形成される。そして、チタン膜３１７を除去したことで露出した配線パターン２１１の表面、及び、銅膜３１８の表面にバンプ３２１が形成される。例えば、バンプ３２１は、チタン膜３１７及び銅膜３１８を給電層とする電解銅めっきによって形成される。その後、電解めっきによりバンプ３２１上にニッケル膜３２２が形成され、さらに、ニッケル膜３２２の表面に金膜３２３が形成される。その後、レジストパターンが剥離され、さらに、レジストパターンが剥離された箇所のチタン膜３１７及び銅膜３１８が除去される。
【００６６】
上述したように、本実施例４に係るインターポーザ３００では、バンプ３２１と層間絶縁膜３１６とはチタン膜３１７を介して積層される。また、バンプ３２１と配線パターン２１１とは、開口穴３１３の底面において、チタン膜３１７を介することなく積層される。したがって、本実施例４によれば、層間絶縁膜３１６とチタン膜３１７との密着性を保ちつつ、バンプ３２１と配線パターン２１１との接続を確保することができる。また、バンプ３２１と配線パターン２１１とがチタン膜３１７を介さずに積層されるので、バンプ３２１とチタン膜３１７との界面に剥離が生じることもない。
【００６７】
なお、上記実施例１〜４では、シリコン基板上に配線のみが配置されたインターポーザについて説明したが、本願の開示する技術はこれに限られるものではない。例えば、シリコン基板１１０上に論理回路やアナログ回路などの各種デバイスが形成されている場合でも、本願の開示する技術を同様に適用することができる。
【００６８】
また、上記実施例１〜４では、インターポーザの基板がシリコン基板であり、絶縁層が二酸化ケイ素の酸化膜又はポリイミドであり、密着層がチタン膜である場合について説明した。しかしながら、本願の開示する技術はこれに限られるものではなく、インターポーザの基板、密着層、及び絶縁層が他の材料で形成されている場合でも同様に適用することができる。ここでいう他の材料とは、基板については、例えば、ガラス又はセラミックなどの無機系素材である。また、絶縁層については、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）である。また、密着層については、例えば、クロム（Ｃｒ）である。
【００６９】
また、上記実施例１〜４ではインターポーザに適用した場合について説明したが、本願の開示する技術はこれに限られるものではない。すなわち、多層構造を有する他の配線基板にも本願の開示する技術を同様に適用することができる。
【００７０】
また、上記実施例１〜４では、配線パターンや貫通電極が銅で形成される場合について説明したが、本願の開示する技術はこれに限られるものではない。例えば、配線パターンや貫通電極が銅合金で形成される場合にも、本願の開示する技術を同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１００  インターポーザ
１１１，１１２  配線パターン
１１４  貫通電極
１１５  酸化膜
１１７  チタン膜
【図１】
0005608430.tif 000002
【図２】
0005608430.tif 000003
【図３】
0005608430.tif 000004
【図４】
0005608430.tif 000005
【図５】
0005608430.tif 000006
【図６】
0005608430.tif 000007
【図７】
0005608430.tif 000008
【図８】
0005608430.tif 000009
【図９】
0005608430.tif 000010
【図１０】
0005608430.tif 000011