(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１スルーホールと前記第１スルーホール内に形成された第１貫通導体部とを備え、ウェハから形成された第１シリコン基板と、
前記第１シリコン基板の上に積層され、第２スルーホールと、前記第２スルーホール内に前記第１貫通導体部と位置合わせされて形成された第２貫通導体部とを備え、ウェハから形成された第２シリコン基板と、
前記第１シリコン基板の両面と、前記第１スルーホールの内面とに形成された第１絶縁層と、
前記第２シリコン基板の両面と、前記第２スルーホールの内面に形成された第２絶縁層とを有し、
前記第１シリコン基板の上面側の第１絶縁層と、前記第２シリコン基板の下面側の第２絶縁層とが直接接合され、かつ、前記第２スルーホールの内面と前記第２貫通導体部との間に接着樹脂層が形成されており、
前記第１貫通導体部と前記第２貫通導体部とにより貫通電極が一体的に形成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記第２シリコン基板の上面に、前記第２貫通導体部の上に配線層を介してバンプ電極が形成されており、
前記第１シリコン基板の下面に、前記第１貫通導体部の上に配線層を介して外部接続端子が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
第１スルーホールと前記第１スルーホール内に形成された第１貫通導体部とを備え、ウェハから形成されたシリコン基板と、
前記シリコン基板の上に積層され、第２スルーホールと、前記第２スルーホール内に前記第１貫通導体部と位置合わせされて形成された第２貫通導体部とを備え、ウェハから形成されたガラス基板と、
前記シリコン基板の下面と、前記第１スルーホールの内面とに形成された絶縁層とを有し、
前記シリコン基板の上面側のシリコン面と、前記ガラス基板の下面とが直接接合され、かつ、前記第２スルーホールの内面と前記第２貫通導体部との間に接着樹脂層が形成されており、
前記第１貫通導体部と前記第２貫通導体部とにより貫通電極が一体的に形成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項４】
前記ガラス基板の上面に、前記第２貫通導体部の上に配線層を介してバンプ電極が形成されており、
前記シリコン基板の下面に、前記第１貫通導体部の上に配線層を介して外部接続端子が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の配線基板。
【請求項５】
第１シリコンウェハに、厚み方向に貫通する第１スルーホールを形成する工程と、
前記第１シリコンウェハの両面と、前記第１スルーホールの内面とに第１絶縁層を形成する工程と、
電解めっきにより前記第１スルーホールに貫通導体部を形成する工程と、
電解めっきにより前記貫通導体部の上に金属ポストを形成する工程と、
前記金属ポストに対応する第２スルーホールと、両面及び前記第２スルーホールの内面に形成された第２絶縁層とを備えた第２シリコンウェハを用意し、前記第２スルーホール内に前記金属ポストを挿入した状態で、前記第１シリコンウェハの上面側の第１絶縁層と、前記第２シリコンウェハの下面側の第２絶縁層とを直接接合する工程と、
前記第２スルーホールの内面と前記金属ポストとの隙間に接着樹脂層を充填する工程と有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記接着樹脂層を充填する工程の後に、
前記第２シリコンウェハの上面に、前記金属ポストの上に配線層を介してバンプ電極を形成する工程と、
前記第１シリコンウェハの下面に、前記貫通導体部の上に配線層を介して外部接続端子を形成する工程とを有することを特徴とする請求項５に記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
シリコンウェハに、厚み方向に貫通する第１スルーホールを形成する工程と、
前記シリコンウェハの両面と、前記第１スルーホールの内面とに絶縁層を形成する工程と、
電解めっきにより前記第１スルーホールに貫通導体部を形成する工程と、
電解めっきにより前記貫通導体部の上に金属ポストを形成する工程と、
前記シリコンウェハの上面側の絶縁層を除去してシリコン面を露出させる工程と、
前記金属ポストに対応する第２スルーホールを備えたガラスウェハを用意し、前記第２スルーホール内に前記金属ポストを挿入した状態で、前記シリコンウェハの上面側のシリコン面と、前記ガラス基板の下面とを直接接合する工程と、
前記第２スルーホールの内面と前記金属ポストとの隙間に接着樹脂層を充填する工程と有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記接着樹脂層を充填する工程の後に、
前記ガラスウェハの上面に、前記金属ポストの上に配線層を介してバンプ電極を形成する工程と、
前記シリコンウェハの下面に、前記貫通導体部の上に配線層を介して外部接続端子を形成する工程とを有することを特徴とする請求項７に記載の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その製造方法に係り、さらに詳しくは、電子部品が実装される実装基板や電子部品の電気特性を評価するプローブ基板に適用できる配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品が実装される実装基板や電子部品の電気特性を評価するプローブ基板に適用される貫通電極を備えた多層配線基板がある。特許文献１には、半導体ウェハに形成された集積回路の検査に用いられるプローブカードにおいて、非酸化物セラミック製のセラミック基板から形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
後述する関連技術の欄で説明するように、基板としてシリコンを使用するシリコン配線基板では、シリコン基板にスルーホールが形成され、シリコン基板が絶縁層で被覆された後に、スルーホール内に電解めっきによって貫通電極が充填される。シリコン配線基板では、安定したハンドリング性を得るために基板の厚みが比較的厚く設定される。また、電子部品の高性能化に伴ってスルーホールの狭ピッチ化が進められている。
【０００５】
このため、シリコン基板のスルーホールのアスペクト比が大きくなることから、電解めっきを行う際に、未充填のスルーホールが発生したり、めっき時間が長くなってしまう問題がある。
【０００６】
本発明は以上の課題を鑑みて創作されたものであり、適度な基板強度が得られると共に、基板のスルーホールに貫通電極を高歩留りでかつ生産効率よく形成できる配線基板及びそ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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は配線基板に係り、ウェハから形成され、厚み方向に第１貫通導体部を備えた第１基板部と、前記第１基板部の上に設けられ、ウェハから形成されて、前記第１貫通導体部に対応する部分の厚み方向に第２貫通導体部を備えた第２基板部とを有し、前記第１貫通導体部及び前記第２貫通導体部によって貫通電極が構成される。
【０００８】
本発明の一つの好適な態様では、第１基板部は、第１シリコン基板と、その厚み方向に形成されたスルーホールと、第１シリコン基板の両面及びスルーホールの内面に形成された絶縁層と、スルーホールに形成された前記第１貫通導体部とを含む。
【０００９】
また、第２基板部も第１基板部と実質的に同一構造から形成され、第１貫通導体部の上に第２貫通導体部が配置されるように第１シリコン基板の上に第２シリコン基板が接着されて積層されている。上下に配置された第１、第２貫通導体部が配線基板の貫通電極を構成している。
【００１０】
さらに、第２シリコン基板のスルーホールの側面と第２貫通導体部との隙間に埋込樹脂が充填されている。第１シリコン基板と第２シリコン基板とは接着樹脂層を介して接着さるか、あるいはプラズマ処理に基づいて直接接合される。
【００１１】
また別の好適な態様では、第１基板部のシリコン基板の上面側の絶縁層が除去されてシリコン面が露出しており、第２基板部をガラスから形成して、第１基板部の上面側のシリコン面と第２基板部の下面側のガラス面とが陽極接合によって接合されていてもよい。
【００１２】
本発明では、薄型の第１、第２基板を積層することに基づいて配線基板を構成するようにしたので、第１基板のスルーホールのアスペクト比を小さく設定することができる。従って、第１基板のスルーホールＴＨに電解めっきを施す際に未充填となるスルーホールが発生することを大幅に改善することができ、製造歩留りを向上させることができる。
【００１３】
また、電解めっきでは、めっきを施すスルーホールＴＨの高さが低い方が平均めっきレートが高くなる特性がある。従って、分割して貫通導体部を電解めっきで形成することにより、関連技術よりもめっき時間を短縮することができ、生産効率を向上させることができる。
【００１４】
また、薄型の第１基板の上に第２基板が積層されているので、基板強度が補強されて安定したハンドリング性が得られる。しかも、貫通電極が電気抵抗の低い電解めっき層から形成されるので、電気特性に優れた配線基板を構成することができる。
【００１５】
本発明の配線基板では、ウェハを積層した後に切断して実装基板に適用してもよいし、あるいはウェハを積層した状態で配線基板を構成してプローブ基板に適用してもよい。
【００１６】
また、本発明の配線基板では、第１、第２基板として、シリコンなどの半導体基板（ウェハ）の他に、シリコンカーバイドやガラスなどの絶縁性基板（ウェハ）を使用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の配線基板では、適度な基板強度が得られると共に、基板のスルーホールに貫通電極を高歩留りでかつ生産効率よく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明に関連する関連技術の配線基板の製造方法を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｅ）は本発明の第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態の配線基板の製造方法（第１の接着方法）を示す断面図（その３）である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態の配線基板の製造方法における第２の接着方法を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態の配線基板の製造方法における第３の接着方法を示す断面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｅ）は本発明の第１実施形態の配線基板の製造方法における第４の接着方法を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その４）である。
【図９】図９は本発明の第１実施形態の変形例の配線基板を示す断面図である。
【図１０】図１０は本発明の第１実施形態の配線基板を使用して構成される電子部品装置を示す断面図である。
【図１１】図１１は本発明の第１実施形態の配線基板を使用して構成されるプローブ基板を示す断面図である。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図１４】図１４は本発明の第２実施形態の配線基板を使用して構成される電子部品装置を示す断面図である。
【図１５】図１５は本発明の第２実施形態の配線基板を使用して構成されるプローブ基板を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００２０】
（関連技術）
本発明の実施形態を説明する前に、本発明に関連する関連技術の問題点について説明する。図１（ａ）〜（ｅ）は関連技術の配線基板の製造方法を示す断面図である。関連技術の配線基板の製造方法では、図１（ａ）に示すように、まず、厚みが４００μｍ程度のシリコンウェハ１００を用意する。シリコンウェハ１００は、厚みが７２５μｍのシリコンウェハの背面がグラインダーで研削されて得られる。
【００２１】
関連技術では、安定したハンドリング性が得られるように適度な基板強度を有する厚み（例えば４００μｍ以上）のシリコンウェハ１００が使用される。
【００２２】
次いで、図１（ｂ）に示すように、シリコンウェハ１００の上に開口部が設けられたレジスト（不図示）を形成し、レジストをマスクにてシリコンウェハ１００を異方性ドライエッチングによって貫通加工することによりスルーホールＴＨを形成する。その後に、不図示のレジストが除去される。
【００２３】
続いて、図１（ｃ）に示すように、シリコンウェハ１００を熱酸化することにより、シリコンウェハ１００の両面及びスルーホールＴＨの内面にシリコン酸化層からなる絶縁層１２０を形成する。
【００２４】
次いで、図１（ｄ）に示すように、図１（ｃ）のシリコンウェハ１００をめっき給電部材１４０の上に配置する。さらに、めっき給電部材１４０をめっき給電経路に利用する電解めっきにより、シリコンウェハ１００のスルーホールＴＨ内に銅めっき層からなる貫通電極１６０を充填する。その後に、めっき給電部材１４０がシリコンウェハ１００から取り外される。
【００２５】
このとき、シリコンウェハ１００の厚みが４００μｍで、スルーホールＴＨの径が６０μｍの場合は、スルーホールＴＨのアスペクト比（シリコンウェハの厚み／スルーホールの径）が６．７とかなり大きくなってしまう。
【００２６】
このため、図１（ｅ）に示すように、スルーホールＴＨのアスペクト比が大きいことに起因して、多数のスルーホールＴＨのうちでめっき液が入りきれずに気泡となる部分が生じやすくなり、銅めっきが施されない未充填ホールＵＨが発生してしまう。
【００２７】
また、電解めっきでスルーホールＴＨに貫通電極１６０を充填する際には、スルーホールＴＨの下部から上側に銅めっきが施されるので、シリコンウェハ１００の厚みが厚い場合は、めっき時間がかなり長くなってしまい、生産効率が低くなってしまう問題がある。
【００２８】
なお、生産効率を上げるために、スルーホールＴＨ内に導電性ペーストを充填して貫通電極を形成する手法がある。しかしながら、高性能な電子部品を実装する際には低い電気抵抗の貫通電極が要求されるため、銅めっき層よりかなり電気抵抗の高い導電性ペーストを使用することは困難である。
【００２９】
このように、関連技術のシリコン配線基板では、適度な基板強度を有して安定したハンドリング性が得られるものの、製造歩留りが低くかつ生産効率が低い問題がある。
【００３０】
以下に説明する本発明の実施形態は、前述した不具合を解消することができる。
【００３１】
（第１の実施の形態）
図２〜図８は本発明の第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図、図９は同じく変形例の配線基板を示す断面図、図１０は同じく電子部品装置を示す断面図、図１１は同じくプローブ基板を示す断面図である。
【００３２】
第１実施形態の配線基板の製造方法では、図２（ａ）に示すように、まず、厚みが２００μｍ程度の第１シリコンウェハ１０（第１ウェハ基板）を用意する。第１シリコンウェハ１０は、厚みが７２５μｍのシリコンウェハの背面がグラインダーで研削されて得られる。
【００３３】
本実施形態では、配線基板の製造過程で厚みが２００μｍ程度の薄型の第１シリコンウェハ１０を一時的に使用するが、後述するように、第１シリコンウェハ１０の上に別の第２シリコンウェハが積層されて基板強度が補強される。
【００３４】
次いで、図２（ｂ）に示すように、第１シリコンウェハ１０の上面にホール状の開口部１３ａが設けられたレジスト１３をフォトリソグラフィによって形成する。続いて、図２（ｃ）に示すように、レジスト１３をマスクにしてその開口部１３ａを通して異方性ドライエッチング（ＲＩＥなど）によって第１シリコンウェハ１０を貫通加工することによりスルーホールＴＨを形成する。本実施形態では、スルーホールＴＨの径は６０μｍ程度に設定される。
【００３５】
次いで、図２（ｄ）に示すように、第１シリコンウェハ１０を熱酸化することにより、第１シリコンウェハ１０の両面及びスルーホールＴＨの内面にシリコン酸化層（ＳｉＯ2）からなる絶縁層１２を形成する。あるいは、ＣＶＤ法によってシリコン酸化層を形成して絶縁層１２としてもよい。また、シリコン酸化層の代わりに、シリコン窒化層（ＳｉＮ）やシリコン酸化窒化層（ＳｉＯＮ）を形成して絶縁層１２としてもよい。
【００３６】
続いて、図２（ｅ）に示すように、図２（ｄ）の第１シリコンウェハ１０を銅箔などのめっき給電部材１６の上に配置する。さらに、めっき給電部材１６をめっき給電経路に利用する電解めっきにより、第１シリコンウェハ１０のスルーホールＴＨの下部から上側に銅めっき層などを充填して第１貫通導体部２０を得る。その後に、めっき給電部材１６が第１シリコンウェハ１０から取り外される。
【００３７】
このとき、第１シリコンウェハ１０のスルーホールＴＨのアスペクト比（シリコンウェハの厚み（２００μｍ）／スルーホールＴＨの径（６０μｍ））は３．３であり、前述した関連技術のスルーホールＴＨのアスペクト比（６．７）よりもかなり小さく設定される。
【００３８】
これにより、関連技術と違って多数のスルーホールＴＨにめっき液が安定して侵入するようになるので、未充填のスルーホールＴＨが発生することが大幅に改善され、多数のスルーホールＴＨに歩留りよく第１貫通導体部２０が形成される。
【００３９】
また、第１シリコンウェハ１０の厚みは関連技術のシリコンウェハ１００の半分程度となっているので、めっき時間を関連技術の半分以下に短縮することができ、生産効率の改善を図ることができる。
【００４０】
後述するように、本実施形態では、第１貫通導体部２０の上に第２貫通導体部となる金属ポストを分割して形成する。電解めっきでは、スルーホールＴＨの高さが低い方が平均めっきレートが高くなる特性があるため、所望の高さの貫通導体部を得る際に、分割して形成することによりめっき時間を大幅に短縮することができる。
【００４１】
本実施形態では、スルーホールＴＨのアスペクト比が４以下になるように、第１シリコンウェハ１０の厚み及びスルーホールＴＨの径を設定することが好ましい。スルーホールＴＨのアスペクト比が４を超えると、未充填のスルーホールが発生したり、めっき時間が長くなって生産効率が低下する傾向があるからである。
【００４２】
次いで、図３（ａ）に示すように、第１貫通導体部２０上に開口部１５ａが設けられたレジスト１５を第１シリコンウェハ１０の上にフォトリソグラフィによって形成する。
【００４３】
続いて、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）の第１シリコンウェハ１０をめっき給電部材１６の上に配置する。さらに、めっき給電部材１６及び第１貫通導体部２０をめっき給電経路に利用する電解めっきにより、レジスト１５の開口部１５ａに銅めっき層などを充填して金属ポスト４０ａを形成する。
【００４４】
次いで、図３（ｃ）に示すように、めっき給電部材１６を取り外すと共に、レジスト１５を除去して金属ポスト４０ａを露出させる。金属ポスト４０ａは第１貫通導体部２０に電気接続されて形成される。金属ポスト４０ａの高さはレジスト１５の膜厚によって調整可能であり、５０〜２００μｍに設定される。
【００４５】
次に、第１シリコンウェハ１０の上に第２シリコンウェハ又はガラスウェハを接着して積層する方法について説明する。本実施形態では第１〜第４の接着方法がある。
【００４６】
図４（ａ）〜（ｃ）には第１の接着方法が示されている。第１の接着方法では、図４（ａ）に示すように、第１シリコンウェハ１０上の金属ポスト４０ａを除く部分に接着樹脂層１８を形成する。接着樹脂層１８は未硬化の樹脂であり、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はポリイミド樹脂などが使用される。そのような樹脂は、熱処理によって硬化する際に接着層として機能する。
【００４７】
接着樹脂層１８の形成方法としては、第１シリコンウェハ１０の上に未硬化の樹脂シートを貼着し、レーザなどによって樹脂シートを加工して金属ポスト４０ａを露出させる。あるいは、開口部が予め設けられた樹脂シートを貼着して接着樹脂層１８を形成してもよい。さらには、液状樹脂を印刷などで塗布して接着樹脂層１８を形成してもよい。
【００４８】
後述するように、第１の接着方法では、接着樹脂層１８を金属ポスト４０ａの側面の周りに流動化させるので、接着樹脂層１８は比較的厚い膜厚（ボリューム）で形成される。
【００４９】
次いで、図４（ｂ）に示すような第２シリコンウェハ３０（第２ウェハ基板）を用意する。第２シリコンウェハ３０には、図４（ａ）の第１シリコンウェハ１０に形成された金属ポスト４０ａに対応する部分にスルーホールＴＨが形成されている。また、第２シリコンウェハ３０の両面及びスルーホールＴＨの内面にシリコン酸化層などからなる絶縁層３２が形成されている。
【００５０】
第２シリコンウェハ３０のスルーホールＴＨの径は、第１シリコンウェハ１０に形成された金属ポスト４０ａの径より一回り大きく設定される。また、第２シリコンウェハ３０の厚みは、第１シリコンウェハ１０に形成された金属ポスト４０ａの高さに対応して設定される。
【００５１】
そして、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第２シリコンウェハ３０のスルーホールＴＨに第１シリコンウェハ１０に形成された金属ポスト４０ａを挿入させた状態で、第２シリコンウェハ３０を第１シリコンウェハ１０の上に配置する。さらに、１５０〜３００℃の加熱雰囲気で第２シリコンウェハ３０を第１シリコンウェハ２０側に加圧する。
【００５２】
このとき、図４（ｃ）及びその過程を示す部分拡大図に示すように、第２シリコンウェハ３０の下の接着樹脂層１８が第２シリコンウェハ３０のスルーホールＴＨの側面と金属ポスト４０ａとの隙間Ｈに流動して充填される。接着樹脂層１８は硬化する際に接着層として機能し、第１シリコンウェハ１０と第２シリコンウェハ３０とが接着樹脂層１８によって接着される。
【００５３】
また、第２シリコンウェハ３０のスルーホールＴＨに配置された金属ポスト４０ａはその周りにリング状に充填された接着樹脂層１８によって第２シリコンウェハ３０に接着される。これにより、金属ポスト４０ａは第２シリコンウェハ３０のスルーホールＴＨに配置された第２貫通導体部４０となる。第２シリコンウェハ３０に設けられた第２貫通導体部４０は第１貫通導体部２０に電気接続されると共に、接着樹脂層１８及び絶縁層３２によって第２シリコンウェハ３０と電気絶縁される。
【００５４】
これにより、第１シリコンウェハ１０は第２シリコンウェハ３０によって基板強度が補強されるため、安定したハンドリンリング性を有するようになる。また、第１貫通導体部２０及び第２貫通導体部４０によって貫通電極ＴＨが構成される。
【００５５】
このようにして、第１の接着方法により、第１シリコンウェハ１０の上に第２シリコンウェハ３０が積層されて第１の配線部材２が得られる。
【００５６】
なお、上記した図４（ａ）では、接着樹脂層１８を第１シリコンウェハ１０の上に形成したが、接着樹脂層１８を第２シリコンウェハ３０の下面に形成してもよい。
【００５７】
図５（ａ）〜（ｃ）には第２の接着方法が示されている。第２の接着方法では、接着樹脂層１８が金属ポスト４０ａの周りに流動しないようにする。図５（ａ）に示すように、まず、第１シリコンウェハ１０上の金属ポスト４０ａを除く部分に接着樹脂層１８を形成する。このとき、接着樹脂層１８の膜厚を比較的薄く設定すると共に、金属ポスト４０ａの近傍に接着樹脂層１８が形成されないようにする。
【００５８】
そして、前述した図４（ｂ）で説明した第２シリコンウェハ３０と同一のものを用意する。
【００５９】
続いて、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の接着方法と同様に、第２シリコンウェハ３０のスルーホールＴＨに第１シリコンウェハ１０に形成された金属ポスト４０ａを挿入させた状態で、第２シリコンウェハ３０を第１シリコンウェハの上に配置する。さらに、第１、第２シリコンウェハ１０，３０を加熱／加圧することによって接着樹脂層１８を硬化させる。
【００６０】
これにより、図５（ｂ）に示すように、第１シリコンウェハ１０の上に第２シリコンウェハ３０が接着樹脂層１８によって接着されて積層される。第２の接着方法では、第１、第２シリコンウェハ１０，３０を接着した状態では、第２シリコンウェハ３０のスルーホールＴＨの側面と金属ポスト４０ａとの間に接着樹脂１８は充填されずにリング状の隙間Ｈが残った状態となる。
【００６１】
次いで、図５（ｃ）に示すように、第２シリコンウェハ３０のスルーホールＴＨの側面と金属ポスト４０ａとの隙間Ｈ（図５（ｂ））に埋込樹脂１９を充填する。
【００６２】
これにより、前述した図４（ｃ）の配線部材２と実質的に同一構造の第２の配線部材２ａが得られる。
【００６３】
図６（ａ）〜（ｃ）には第３の接着方法が示されている。第３の接着方法では、接着樹脂層を使用せずに、第１、第２シリコンウェハ１０，３０の絶縁層１２，３２同士が直接接合させる。
【００６４】
図６（ａ）に示すように、前述した図３（ｃ）で得られる第１シリコンウェハ１０と、前述した図４（ｂ）で説明した第２シリコンウェハ３０とを用意する。そして、第１シリコンウェハ１０の絶縁層１２及び第２シリコンウェハ３０の絶縁層３２を希フッ酸、オゾン水又は希塩酸によってそれぞれ洗浄する。
【００６５】
さらに、第１シリコンウェハ１０の金属ポスト４０ａ側の絶縁層１２をアルゴンガスなどのプラズマで処理する。同様に、第２シリコンウェハ３０の下面（接合面）側の絶縁層３２をアルゴンガスなどのプラズマで処理する。
【００６６】
次いで、図６（ｂ）に示すように、第２シリコンウェハ３０のスルーホールＴＨに第１シリコンウェハ１０に形成された金属ポスト４０ａを挿入させた状態で、第２シリコンウェハ３０を第１シリコンウェハの上に配置する。
【００６７】
さらに、２００℃の加熱雰囲気で第２シリコンウェハ３０を第１シリコンウェハ１０側に加圧する。第１シリコンウェハ１０の絶縁層１２と第２シリコンウェハ３０の絶縁層３２とはプラズマ処理によって活性化されているため、加熱／加圧によって第１、第２シリコンウェハ１０，３０が接合される。
【００６８】
なお、第３の接着方法において、真空雰囲気で接合を行う場合は、加熱する必要はなく、第２シリコンウェハ３０を第１シリコンウェハ１０に加圧するだけで接合することができる。
【００６９】
その後に、図６（ｃ）に示すように、第２シリコンウェハ３０のスルーホールＴＨの側面と金属ポスト４０ａとの隙間Ｈ（図６（ｂ））に埋込樹脂１９が充填される。
【００７０】
このようにして、第３の接着方法により、第１、第２貫通導体部２０，４０によって構成される貫通電極ＴＥを備えた第３の配線部材２ｂが得られる。
【００７１】
図７（ａ）〜（ｅ）には第４の接着方法が示されている。第４の接着方法では、第１シリコンウェハ１０の上に第２シリコンウェハ３０の代わりにガラスウェハが陽極接合によって接合される。
【００７２】
図７（ａ）に示すように、まず、前述した図３（ｃ）で得られる第１シリコンウェハ１０を用意する。さらに、図７（ｂ）に示すように、第１シリコンウェハ１０の上面側の絶縁層１２をドライエッチング処理などによって除去してシリコン面を露出させる。フッ素系のガスを使用するドライエッチングにより、上面側の絶縁層１２（シリコン酸化層など）は金属ポスト４０ａ（銅）及び第１シリコンウェハ１０に対して選択的にエッチングされる。
【００７３】
次いで、図７（ｃ）に示すように、図７（ｂ）の第１シリコンウェハ１０に形成された金属ポスト４０ａに対応する部分にスルーホールＴＨが設けられたガラスウェハ３３を用意する。ガラスウェハ３３は、前述した図４（ｂ）の第２シリコンウェハ３０と同等のサイズで同一位置にスルーホールＴＨが設けられている。ガラスウェハ３３として、好適には硼珪酸ガラスが使用される。
【００７４】
そして、図７（ｃ）及び（ｄ）に示すように、ガラスウェハ３３のスルーホールＴＨに、第１シリコンウェハ１０に形成された金属ポスト４０ａを挿入させた状態で、ガラスウェハ３３を第１シリコンウェハ１０の上に配置する。このとき、第１シリコンウェハ１０の上面側のシリコン面とガラスウェハ３３の下面側のガラス面とが接触する。
【００７５】
これにより、第１シリコンウェハ１０の上面側のシリコン面とガラスウェハ３３の下面側のガラス面とを陽極接合によって接合することができる。
【００７６】
陽極接合の条件としては、例えば、第１シリコンウェハ１０及びガラスウェハ３３を３００〜４００℃に加熱した状態で、両者の間に５００Ｖ〜１ＫＶの電圧を印加する。このとき、第１シリコンウェハ１０が陽極となり、ガラスウェハ３３が陰極となる。これによって、図７（ｄ）に示すように、第１シリコンウェハ１０とガラスウェハ３３との間に大きな静電引力が発生し、それらの界面で化学結合することによって接合される。
【００７７】
次いで、図７（ｅ）に示すように、ガラスウェハ３３のスルーホールＴＨの側面と金属ポスト４０ａとの隙間Ｈ（図７（ｄ））に埋込樹脂１９を充填する。
【００７８】
このようにして、第１シリコンウェハ１０の上にガラスウェハ３３が接合され、第１、第２貫通導体部２０，４０によって構成される貫通電極ＴＥを備えた第４の配線部材２ｃが得られる。
【００７９】
後の工程では、前述した第１の接着方法で得られる第１の配線部材２に例に挙げて説明する。図８（ａ）に示すように、前述した図４（ｃ）の第１の配線部材２の第２シリコンウェハ３０の上面に第２貫通導体部４０に接続される配線層５０を形成する。
【００８０】
配線層５０は、例えば、セミアディティブ法によって形成される。詳しく説明すると、まず、第２シリコンウェハ３０の上にシード層（不図示）を形成する。次いで、配線層５０が配置される部分に開口部が設けられためっきレジスト（不図示）を形成する。
【００８１】
続いて、シード層をめっき給電経路に利用する電解めっきにより、めっきレジストの開口部に金属パターン層（不図示）を形成する。さらに、めっきレジストを除去した後に、金属パターン層をマスクにしてシード層をエッチングすることにより配線層５０を得る。
【００８２】
また、同様な方法により、第１シリコンウェハ１０の下面に第１貫通導体部２０に接続される配線層５２を形成する。
【００８３】
次いで、図８（ｂ）に示すように、第１シリコンウェハ１０の下面及び第２シリコンウェハ３０の上面の各配線層５０，５２の接続部上に開口部５４ａが設けられた保護絶縁層５４（ソルダレジストなど）をそれぞれ形成する。さらに必要に応じて、配線層５０，５２の接続部にＮｉ／Ａｕめっき層などを形成してコンタクト層を設ける。
【００８４】
さらに、図８（ｃ）に示すように、上面側の配線層５０の接続部にはんだボールを搭載するなどしてバンプ電極５６を形成する。また、下面側の配線層５２の接続部にはんだボールを搭載するなどして外部接続端子５８を形成する
その後に、第１、第２シリコンウェハ１０，３０を切断することにより、個々の第１、第２シリコン基板１１，３１に分離される。これにより、第１実施形態の配線基板１が得られる。第１、第２シリコンウェハ１０，３０を切断するタイミングは、バンプ電極５６及び外部接続端子５８を設ける前であってもよい。
【００８５】
なお、本実施形態では、２枚のシリコンウェハを積層する例を示したが、金属ポスト４０ａを形成する工程から第２シリコンウェハ３０を接着する工程（第１の接着方法では図３（ａ）〜図４（ｃ））を繰り返すことにより、第１シリコンウェハ１０の上にｎ層（ｎは１以上の整数）のシリコンウェハを任意の数で積層して配線基板を構成することができる。
【００８６】
図８（ｃ）に示すように、第１実施形態の配線基板１は、第１基板部５ａの上に第２基板部５ｂが接着樹脂層１８で接着されて基本構成される。
【００８７】
第１基板部５ａは、ウェハから形成された第１シリコン基板１１と、その厚み方向に貫通するスルーホールＴＨと、第１シリコン基板１１の両面及びスルーホールＴＨの内面に形成された絶縁層１２と、スルーホールＴＨに充填された第１貫通導体部２０とを備えている。
【００８８】
また、第２基板部５ｂは、同様に、ウェハから形成された第２シリコン基板３１と、その厚み方向に貫通するスルーホールＴＨと、第２シリコン基板３１の両面及びスルーホールＴＨの内面に形成された絶縁層３２と、スルーホールＴＨに充填された第２貫通導体部４０とを備えている。
【００８９】
第２シリコン基板３１のスルーホールＴＨの内面に形成された絶縁層３２と第２貫通導体部４０との隙間に接着樹脂層１８（埋込樹脂）が充填されている。
【００９０】
第２貫通導体部４０は第１貫通導体部２０の上に電気接続された状態で形成されている。上下に配置された第１貫通導体部２０と第２貫通導体部４０とによって配線基板１を貫通する貫通電極ＴＥが構成される。
【００９１】
さらに、第２基板部５ｂの上面側には第２貫通導体部４０に接続される配線層５０が形成されている。第１基板部５ａの下面側には第１貫通導体部２０に接続される配線層５２が形成されている。
【００９２】
また、第１基板部５ａの下面側及び第２基板部５ｂの上面側には、配線層５０，５２の接続部上に開口部５４ａが設けられた保護絶縁層５４がそれぞれ形成されている。さらに、第１基板部５ａの下面側には配線層５２に接続される外部接続端子５８が設けられている。
また、第２基板部５ｂの上面側には配線層５０に接続されるバンプ電極５６が設けられている。
【００９３】
なお、前述した第３の接着方法（図６（ａ）〜（ｃ））を採用する場合は、図８（ｃ）の配線基板１において第１基板部５ａと第２基板部５ｂとの間の接着樹脂層１８が省略される。そして、第１、第２基板部５ａ，５ｂの絶縁層１２，３２同士が直接接合される。
【００９４】
また、前述した第４の接着方法（図７（ａ）〜（ｅ））を採用する場合は、図８（ｃ）の配線基板１の第２基板部５ｂにおいて、第２シリコン基板３１の代わりにガラス基板が使用され、上面、下面及びスルーホールＴＨの内面の絶縁層１２が省略されると共に、第１基板部５ａの上面側の絶縁層１２が省略される。そして、第１基板部５ａの上面側のシリコン面に第２基板部５ｂ（ガラス基板）の下面側のガラス面が陽極接合によって接合される。
【００９５】
第１実施形態の配線基板１は、薄型の第１、第２シリコンウェハ１０，３０を積層することに基づいて製造されるので、製造過程においてめっきが施される第１シリコンウェハ１０のスルーホールＴＨのアスペクト比を小さく設定することができる。
【００９６】
従って、第１シリコンウェハ１０のスルーホールＴＨにめっきを施す際に未充填となるスルーホールＴＨが発生することを大幅に改善することができるので、製造歩留りを向上させることができる。
【００９７】
また、めっきを施す第１シリコンウェハ１０のスルーホールＴＨの高さも低くなるので、めっき時間を短縮することができ、生産効率を向上させることができる。
【００９８】
また、薄型の第１シリコン基板１１の上に第２シリコン基板３１が積層されているので、基板強度が補強されて安定したハンドリング性が得られる。しかも、貫通電極ＴＥが電気抵抗の低い電解めっき層から形成されるので、導電性ペーストを使用する場合よりも電気特性の優れた配線基板１を構成することができる。
【００９９】
本実施形態では、第１、第２基板部５ａ，５ｂの基板としてシリコンを例に挙げて説明したが、シリコン以外のガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体基板（ウェハ）を使用してもよい。シリコン以外の半導体基板を使用する場合も、図８（ｃ）と同一構造で配線基板を構成することができる。
【０１００】
あるいは、第１、第２基板部５ａ，５ｂの基板として、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）又はガラスなどの絶縁性基板（ウェハ）を使用してもよい。図９には絶縁性基板を使用した変形例の配線基板１ａが示されている。
【０１０１】
変形例の配線基板１ａでは、上記した図８（ｃ）の配線基板１において第１、第２シリコン基板１１，３１の代わりに第１、第２絶縁性基板１１ａ，３１ａが接着樹脂層１８によって接着されて積層されている。第１、第２絶縁性基板１１ａ，３１ａの両面及びスルーホールＴＨの内面に絶縁層を形成する必要はない。
【０１０２】
第１、第２絶縁性基板１１ａ，３１ａは接着樹脂層１８で接着され、第２絶縁性基板３１ａのスルーホールＴＨの側面と第２貫通導体部４０との隙間にも接着樹脂層１８（埋込樹脂）が充填される。
【０１０３】
ＳｉＣウェハを使用する場合は、ドリル加工などでスルーホールが形成され、ガラスウェハを使用する場合は、サンドブラスト法などでスルーホールが形成される。
図９において他の要素は図８（ｃ）と同一であるので同一符号を付してその説明を省略する。
【０１０４】
本実施形態の配線基板１（図８（ｃ））は、電子部品を実装するための実装基板として使用される。図１０に示すように、図８（ｃ）の配線基板１の上面側のバンプ電極５６に電子部品６０（半導体チップなど）の接続部がフリップチップ接続される。これにより、電子部品６０が接続電極５７によって配線基板１に接続される。さらに、電子部品６０の下側の隙間にアンダーフィル樹脂６２が充填される。
【０１０５】
これにより、第１実施形態の電子部品装置３が得られる。
【０１０６】
図１１には、第１実施形態の配線基板をプローブ基板に適用した例が示されている。図１１に示すように、本実施形態のプローブ基板４は、各チップ領域に集積回路がそれぞれ形成されたシリコンウェハの電気特性を評価するために使用される。
【０１０７】
前述した図８（ｂ）のウェハ状態の配線基板の上面の配線層５０にプローブピン５９が取り付けられている。さらに、ウェハ状態の配線基板の下面側の配線層５２に外部接続端子５８が設けられている。
【０１０８】
そして、プローブ基板４の下面側の外部接続端子５８がテストボード（不図示）などに接続され、プローブ基板４の上面側のプローブピン５９にシリコンウェハの各チップ領域の接続パッドが接続されて集積回路を備えたシリコンウェハの電気特性の評価が行われる。
【０１０９】
（第２の実施の形態）
図１２及び図１３は本発明の第２実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図、図１４は同じく電子部品装置を示す断面図、図１５は同じくプローブ基板を示す断面図である。
【０１１０】
第２実施形態の特徴は、第１シリコンウェハの上に第２シリコンウェハを積層した後に、第２シリコンウェハのスルーホールに貫通導体部を形成することにある。第２実施形態では、第１実施形態と同一工程についてはその詳しい説明を省略する。
【０１１１】
第２実施形態の配線基板の製造方法では、図１２（ａ）に示すように、まず、第１実施形態の図２（ａ）〜（ｅ）の工程を遂行することにより、第１シリコンウェハ１０（第１ウェハ基板）のスルーホールＴＨ内に第１貫通導体部２０を形成する。第１シリコンウェハ１０の厚みは、第１実施形態と同様に２００μｍ程度である。
【０１１２】
次いで、図１２（ｂ）に示すように、第１シリコンウェハ１０上の第１貫通導体部２０を除く部分に接着樹脂層１８を形成する。さらに、図１２（ｃ）に示すような第２シリコンウェハ３０（第２ウェハ基板）を用意する。第２シリコンウェハ３０にはスルーホールＴＨが設けられており、その両面及びスルーホールＴＨの内面に絶縁層３２が形成されている。
【０１１３】
第２シリコンウェハ３０のスルーホールＴＨは、第１シリコンウェハ１０に形成された第１貫通導体部２０に対応して配置されている。第２シリコンウェハ３０の厚みは１００〜２００μｍに設定される。
【０１１４】
第２実施形態では、第２シリコンウェハ３０のスルーホールＴＨにも電解めっきで貫通導体部が形成されるので、第１シリコンウェハ１０と同様に、第２シリコンウェハ３０のスルーホールＴＨのアスペクト比が４以下に設定されることが好ましい。
【０１１５】
そして、図１２（ｃ）及び（ｄ）に示すように、第２シリコンウェハ３０のスルーホールＴＨが第２シリコンウェハ３０の第１貫通導体部２０の上に配置されるように、第２シリコンウェハ３０を第１シリコンウェハ１０の上に配置する。さらに、第１実施形態と同様に、加熱／加圧して接着樹脂層１８を硬化させることにより、第２シリコンウェハ３０を第１シリコンウェハ１０に接着する。
【０１１６】
なお、第１実施形態で説明した第３の接着方法のように、接着樹脂層１８を使用せずに、第１シリコンウェハ１０に形成された絶縁層１２と第２シリコンウェハ３０に形成された絶縁層３２とをプラズマ処理を行うことに基づいて接合することも可能である。
【０１１７】
あるいは、第１実施形態で説明した第４の接着方法のように、第１シリコンウェハ１０の上面側の絶縁層３２を除去してシリコン面を露出させ、さらに第２シリコンウェハ３０の代わりにガラスウェハを使用して、第１シリコンウェハ１０のシリコン面とガラスウェハの下面とを陽極接合してもよい。
【０１１８】
次いで、図１３（ａ）に示すように、図１２（ｄ）の構造体をめっき給電部材１６の上に配置する。さらに、めっき給電部材１６及び第１貫通導体部２０をめっき給電経路に利用する電解めっきにより、第２シリコンウェハ３０のスルーホールＴＨに第２貫通導体部４０を形成する。その後に、めっき給電部材１６が第１、第２シリコンウェハ１０，３０から取り外される。
【０１１９】
第２貫通導体部４０はその下の第１貫通導体部２０に電気的に接続されて形成される。第２シリコンウェハ３０においても、厚みが２００μｍ程度に薄く設定され、スルーホールＴＨのアスペクト比が４以下に小さく設定されるので、未充填のスルーホールＴＨが発生したり、めっき時間が長くなるといった不具合が解消される。
【０１２０】
第１実施形態で説明したように、第１、第２貫通導体部２０，４０を連続的に電解めっきで形成する場合より分割してめっきする方が平均めっきレートが高くなるからである。
【０１２１】
続いて、図１３（ｂ）に示すように、第１実施形態と同様に、第２シリコンウェハ３０の上面に第２貫通導体部４０に接続される配線層５０を形成する。さらに、第１シリコンウェハ１０の下面に第１貫通導体部２０に接続される配線層５２を形成する。
【０１２２】
その後に、第１シリコンウェハ１０の下面及び第２シリコンウェハ３０の上面に、各配線層５０，５２の接続部上に開口部が設けられた保護絶縁層５４をそれぞれ形成する。
【０１２３】
次いで、図１３（ｃ）に示すように、第１実施形態と同様に、第２シリコンウェハ３０の上面側の配線層５０にバンプ電極５６を形成する。さらに、第１シリコンウェハ１０の下面側の配線層５２に外部接続端子５８を形成する。
【０１２４】
その後に、第１、第２シリコンウェハ１０，３０を切断することにより、個々の第１、第２シリコン基板１１，３１に分離される。
【０１２５】
これにより、第２実施形態の配線基板１ｂが得られる。
【０１２６】
図１３（ｃ）に示すように、第２実施形態の配線基板１ｂは、第１基板部５ａの上に第２基板部５ｂが接着樹脂層１８で接着されて基本構成されている。第１基板部５ａは、第１実施形態と同様に、第１シリコン基板１１と、スルーホールＴＨと、両面及びスルーホールＴＨの内面に形成された絶縁層１２と、スルーホールＴＨに充填された第１貫通導体部２０とを備えている。
【０１２７】
また、同様に、第２基板部５ｂは、第２シリコン基板３１と、スルーホールＴＨと、両面及びスルーホールＴＨの内面に形成された絶縁層３２と、スルーホールＴＨに充填された第２貫通導体部４０とを備えている。
【０１２８】
そして、第１実施形態と同様に、上下に配置された第１、第２貫通導体部２０，４０によって配線基板１ｂを貫通する貫通電極ＴＥが構成されている。
【０１２９】
第２実施形態では、第２シリコン基板３１のスルーホールＴＨの側面と第２貫通導体部４０との間に埋込樹脂は形成されておらず、第２貫通導体部４０は絶縁層３２によって第２シリコン基板３１と電気絶縁される。
【０１３０】
その他の要素は第１実施形態と同一であるので、同一符号を付してその説明を省略する。
【０１３１】
第２実施形態の配線基板１ｂにおいても、第１実施形態の配線基板１と同様に、基板強度が補強されて安定したハンドリング性が得られると共に、高歩留りでかつ生産効率よく貫通電極ＴＥ（第１、第２貫通導体部２０，４０）が形成される。さらに、電解めっきよって電気抵抗の低い貫通電極ＴＥを形成することができる。
【０１３２】
また、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１、第２シリコン基板１１，３１の代わりに、シリコン以外の半導体基板、ＳｉＣ又はガラスなどの絶縁性基板を使用してもよい。
【０１３３】
第２実施形態の配線基板１ｂは、第１実施形態と同様に、電子部品を実装するための実装基板として使用される。図１４に示すように、図１３（ｃ）の配線基板１ｂの上面側のバンプ電極５６に電子部品６０（半導体チップなど）の接続部がフリップチップ接続され、電子部品６０が接続電極５７によって配線基板１ｂに接続される。
【０１３４】
さらに、電子部品６０の下側の隙間にアンダーフィル樹脂６２が充填される。これにより、第２実施形態の電子部品装置３ａが得られる。
【０１３５】
図１５に示すように、第１実施形態と同様に、第２実施形態の配線基板をプローブ基板に適用してもよい。図１５に示すように、第２実施形態のプローブ基板４ａでは、前述した図１３（ｂ）のウェハ状態の配線基板の上面の配線層５０にプローブピン５９が取り付けられている。
【０１３６】
さらに、ウェハ状態の配線基板の下面側の配線層５２に外部接続端子５８が設けられている。そして、第１実施形態と同様に、集積回路を備えたシリコンウェハの電気特性の評価が行われる。
【符号の説明】
【０１３７】
１，１ａ，１ｂ…配線基板、２，２ａ，２ｂ，２ｃ…配線部材、３，３ａ…電子部品装置、４，４ａ…プローブ基板、５ａ…第１基板部、５ｂ…第２基板部、１０…第１シリコンウェハ、１１…第１シリコン基板、１２，３２，３４…絶縁層、１１ａ…第１絶縁性基板、１３，１５…レジスト、１３ａ，１５ａ，３４ａ，５４ａ…開口部、１６…めっき給電部材、１８…接着樹脂層、１９…埋込樹脂、２０…第１貫通導体部、３０…第２シリコンウェハ、３１…第２シリコン基板、３１ａ…第２絶縁性基板、３３…ガラスウェハ、４０ａ…金属ポスト、４０…第２貫通導体部、５０，５２…配線層、５４…保護絶縁層、５６…バンプ電極、５７…接続電極、５８…外部接続端子、５９…プローブピン、Ｈ…隙間、ＴＥ…貫通電極、ＴＨ…スルーホール。
【図１】
0005568170.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0005568170.tif 000010
【図１０】
0005568170.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005568170.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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