(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に開口部を有する複数の穴が全面に設けられ、前記穴の間の基板材料が連続構造となるように格子状に形成された支持基板と、
前記支持基板の前記開口部を有する面とは反対側の面に形成された絶縁層と、
前記絶縁層上に形成された所定の構造の配線パターンを有する配線層とを備え、
前記配線パターンを前記支持基板の所定の面に投影した場合の正射影と、前記穴を前記
支持基板の前記所定の面に投影した場合の正射影が共通部分を有することを特徴とする配
線基板。
【請求項２】
前記穴は、前記穴の中心間の距離が略等しくなるように配置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】
前記支持基板および前記絶縁層の間に、シリコン酸化膜層と、単結晶シリコン層とを前記シリコン基板の側から順に備え、
前記穴は、前記シリコン酸化膜側の面まで前記支持基板を貫通していることを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の配線基板。
【請求項４】
前記穴は前記支持基板を貫通していないことを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の配線基板。
【請求項５】
支持基板に一方の面の側から複数の穴を全面に設け、前記穴の間の基板材料が連続構造となるように格子状に形成する工程と、
前記支持基板の前記穴を形成した側とは反対側の面に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上に所定の構造の配線パターンを形成する工程とを含み、
前記穴および前記配線パターンは、前記配線パターンを前記支持基板の所定の面に投影した場合の正射影と、前記穴を前記支持基板の前記所定の面に投影した場合の正射影が共通部分を有するように形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記穴は、前記穴の中心間の距離が略等しくなるように配置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】
前記支持基板上にシリコン酸化膜層を形成する工程と、
前記シリコン酸化膜層上に前記単結晶シリコン層を形成する工程とをさらに含み、
前記穴を形成する工程は前記シリコン酸化膜層を形成する工程よりも後に実施され、
前記穴は前記支持基板を貫通するように形成されることを特徴とする請求項５または６
いずれかに記載の配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記穴は前記支持基板を貫通しないように形成されることを特徴とする請求項５または
６いずれか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、シリコン基板上に配線を形成する技術に関するものであり、特にシリコン基板にコプレーナ型の配線を形成する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報機器の高性能化や通信の高速化に伴い、電子装置の内部において信号の周波数の高周波化や信号配線の本数の増加に対応した配線の微細化等が行われている。プリント配線に半導体装置や電子部品などを実装する方法は、配線の電気特性のばらつき等から信号の高周波数化が要求される装置には適用できないことがある。そのため、信号の高周波化に対応できる配線基板の開発が進められている。信号の高周波数化や配線の高密度化に対応するための技術として、例えば、シリコンインタポーザに関する技術がある。シリコンインタポーザは、シリコン基板上にメモリ装置や演算装置などの半導体装置を実装し、各装置間をシリコン基板に形成した配線で接続したものである。シリコンインタポーザでは、シリコン基板に形成した配線で各装置を接続することにより、配線長や配線幅を小さくできるため、高周波の信号で課題となる配線間の寄生容量や配線長のばらつきを低減することができる。しかし、シリコン基板に配線を形成しても寄生容量の影響は生じる可能性があるため、さらなる信号の高周波数化や配線の高密度化に対応する技術としては十分でない場合がある。さらなる信号の高周波数化や配線の高密度化に対応するためには、配線間に生じる寄生容量等をさらに低減し、寄生容量等から生じる信号の遅延や減衰を抑制する技術が必要となる。そのため、シリコン基板上に形成した配線間の寄生容量の低減など、信号の高周波化や配線の高密度化に対応するための技術の開発が盛んに行われている。信号の高周波化等に対応したシリコン基板上での配線の形成に関する技術としては、例えば、特許文献１のような技術が開示されている。
【０００３】
特許文献１には、シリコン基板上に形成されたコプレーナ配線で伝送される信号の減衰を低減する技術が開示されている。特許文献１のコプレーナ配線はシリコン基板上に形成された絶縁層の上に形成されている。特許文献１では、信号配線とＧＮＤ（Ground）配線との間の絶縁層およびシリコン基板の表面付近を除去している。特許文献１では、信号配線とＧＮＤ配線の間の絶縁層を除去することにより、絶縁層とシリコン基板の界面付近に生じるリーク等の要因となる低抵抗層の形成を防ぐことが出来るとしている。特許文献１では、そのような構造とすることにより、絶縁層を信号配線およびＧＮＤ配線とシリコン基板間の絶縁できる程度までの薄さにすることができるので、コプレーナ配線基板の製造が容易になるとしている。その結果、特許文献１では、コプレーナ配線基板を安価かつ容易に提供することができるとしている。
【０００４】
特許文献２には、半導体装置の配線部における高周波信号の減衰を抑制する技術が開示されている。特許文献２の半導体装置はＳＯＩ（Silicon On Insulator）層を有する構造であり、ＳＯＩ層の上部に形成されたコプレーナ型の配線部を有している。特許文献２では信号配線の下のシリコン基板等に空洞部が形成されている。また、空洞部は、信号配線の真下を完全に空洞の状態にするのではなく、柱を残すことにより潰れないように形成されている。特許文献２では、信号配線の真下に柱を残すような構造とすることにより、大きな空洞部を形成することができるので、誘電損失を十分に低減できるとしている。その結果、特許文献２では機械強度に関する信頼性を保ちつつ高周波信号の減衰を抑制することが可能となるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−６８３１３号公報
【特許文献２】国際公開第２００７／０８３３５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術には次のような課題がある。特許文献１では信号配線とＧＮＤ配線の間の絶縁層およびシリコン基板の掘り込まれた部分がエッチングにより形成されている。エッチングはパターンが微細化するにつれ、加工の難易度が増加する。そのため、信号の配線間隔が狭くなると絶縁層およびシリコン基板の掘り込まれた部分の形成が困難になり得る。また、配線の折れ曲がり部分など角を有するような構造をエッチングにより形成する工程の難易度は高く、そのような構造のエッチングの難易度の高さは微細化によりさらに顕著になる。よって、特許文献１の技術は、微細化された複雑な回路パターンが要求されるような配線の形成に用いることができない。
【０００７】
また、特許文献２の技術には次のような課題がある。特許文献２では、配線の真下に空洞が形成されている。そのため、ＳＯＩ層や配線層など空洞よりも上層の形成を行った後に空洞の形成を行う必要がある。ＳＯＩ層や配線層などの真下に空洞を形成するためには、ＳＯＩ層や配線層に形成された空洞よりも狭い開口部を介して、下層のエッチングを行う必要がある。そのため、エッチング工程でのプロセスの制御が困難であり、配線の密度差などにより空洞部や柱部の大きさにばらつきが生じやすい。特に配線間隔が狭いパターンを形成する際には、これらの影響が顕著になる。特許文献２の技術において、配線間隔が狭い微細化されたパターンでも精度よく空洞を形成するには、空洞の形成のためプロセスが複雑になり工程数が大きく増える可能性がある。また、空洞の形成後のクリーニング工程等で空洞部にエッチングの残渣等が生じて、信頼性に影響を及ぼす可能性がある。よって、特許文献２の技術も、微細化された複雑な回路パターンが要求されるような配線の形成に用いるための技術としては十分ではない。
【０００８】
本発明は、微細で複雑なパターンの配線の場合でも、複雑な工程等を必要とせずに信号の減衰を抑制することが可能な配線基板を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の配線基板は、支持基板と、絶縁層と、配線層とを備えている。支持基板は、一方の面に開口部を有する穴が形成されている。絶縁層は、支持基板の開口部を有する面とは反対側の面に形成されている。配線層は、絶縁層上に形成された所定の構造の配線パターンを有する。また、配線パターンを支持基板の所定の面に投影した場合の正射影と、穴を支持基板の所定の面に投影した場合の正射影が共通部分を有する。
【００１０】
また、本発明の配線基板の製造方法は、支持基板に一方の面の側から穴を形成する工程と、支持基板の前記穴を形成した側とは反対側の面に絶縁層を形成する工程と、絶縁層上に所定の構造の配線パターンを形成する工程とを含む。配線基板の製造方法は、穴及び配線パターンを、配線パターンを支持基板の所定の面に投影した場合の正射影と、穴を支持基板の所定の面に投影した場合の正射影が共通部分を有するように形成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、複雑な工程等を必要とせずに配線基板での信号の減衰を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の配線の構造を模式的に示した図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における配線間の電気成分を示した図である。
【図４】本発明の第１の実施形態において電界シミュレーションを行う際に基とした構造を示した図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における信号の減衰特性を示した図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の構成の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の第１の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態のコプレーナ配線基板の構成の概要を示したものである。本実施形態のコプレーナ配線基板は、支持基板１１と、ＢＯＸ（Buried OXide）層１２と、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）層１３と、絶縁層１４と、配線層１５とを備えている。また、支持基板１１には複数の穴１６が形成されている。
【００１４】
支持基板１１は、半導体特性を備えた元素で構成された基板であり、コプレーナ配線基板において全体の機械強度を維持するための構造材としての機能を有する。また、支持基板１１は、コプレーナ配線基板を製造する際に各工程における搬送や処理に耐える十分な機械強度を有している。本実施形態では、支持基板１１には単結晶のシリコン基板が用いられる。シリコン基板には、例えば、厚さが０．７ｍｍのシリコン基板を用いることができる。また、シリコン基板には、製造時にシリコン基板の位置や方向を合わせるための形状が形成されている。基板の位置や方向を合わせるための形状として、例えば、ノッチやオリエンテーションフラットが形成されている。本実施形態では、シリコン基板にはノッチが形成されている。ＢＯＸ層１２は、所定の膜厚のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）の層として形成される。ＢＯＸ層１２は、埋め込み酸化膜とも呼ばれる。本実施形態のＢＯＸ層１２のシリコン酸化膜の所定の膜厚は２μｍであるとする。ＳＯＩ層１３は、所定の膜厚の単結晶シリコンの層として形成される。本実施形態のＳＯＩ層１３の単結晶シリコンの所定の膜厚は、２００ｎｍであるとする。絶縁層１４は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）など絶縁特性を有するシリコン化合物を用いて形成される。絶縁層１４は成分の異なる２種類以上の膜の積層により形成することもできる。本実施形態の絶縁層１４はシリコン酸化膜で形成されるとする。また、絶縁層１４のシリコン酸化膜は、２００ｎｍの膜厚で形成されているとする。
【００１５】
配線層１５は、アルミニウムや銅などの金属またはそれらの金属と他の金属類との合金を用いて形成される。配線層１５にはコプレーナ配線基板の用途に応じた所定の回路パターンが形成されている。また、配線層１５は、信号配線とＧＮＤ（Ground）配線とを同一の層で隣接させるコプレーナ構造で構成される。図２は、配線層１５に形成されるコプレーナ構造の配線を模式的に示したものである。図２に示す通り、本実施形態の配線は、絶縁層１４の上に形成された信号配線４１と、信号配線４１の両側に形成され信号配線４１と同層の２本のＧＮＤ配線４２の組み合わせにより構成されている。本実施形態では配線層１５は２００ｎｍの膜厚で形成されているとする。上記の説明における各層の膜厚は例として示したものであり、ＢＯＸ層１２、ＳＯＩ層１３、絶縁層１４および配線層１５の各層の膜厚は、コプレーナ配線基板に要求される電気特性に基づいて設定される。穴１６は支持基板１１であるシリコン基板に形成され、シリコン基板のうちＢＯＸ層１２が形成されている面とは反対側の面からＢＯＸ層１２側の面まで貫通するように形成されている。また、穴１６は格子状に配列されている。穴１６を格子状に配列することにより支持基板１１にかかる応力が均等に分散されるため、一定の機械強度を維持しつつ基板のゆがみを低減する効果を得ることができる。穴１６は、例えば、隣接する穴の中心間の距離が全て等しくなるように格子状に配列される。穴１６の直径は、例えば、５０μｍから１００μｍとする。そのときの穴１６の間隔は、例えば、１５０μｍから２００μｍとする。穴１６は基板全面に形成するだけでなく、配線やパッドの下にのみ配置されていてもよい。また、配線やパッドが密に配置されることの多い位置にのみ、あらかじめ配置することもできる。
【００１６】
次に本実施形態のコプレーナ配線基板の製造方法について説明する。始めに支持基板１１であるシリコン基板上に、ＢＯＸ層１２およびＳＯＩ層１３が形成される。ＢＯＸ層１２およびＳＯＩ層１３は、ＳＩＭＯＸ(Separation by IMplantation of OXygen)法または張り合わせ法などにより形成される。ＳＩＭＯＸ法は、酸素分子をイオン注入により表面からシリコン基板に打ち込み、酸素とシリコンを高温で反応させてシリコン基板の表面より内部にＢＯＸ層１２となるシリコン酸化膜層を形成する方法である。貼り合わせ法は、ＢＯＸ層１２となるシリコン酸化膜を形成したシリコン基板に、もう１枚のシリコン基板を貼り合わせた後に、一方のシリコン基板の裏面側から研磨を行ってＳＯＩ層１３を形成する方法である。
【００１７】
次にＢＯＸ層１２およびＳＯＩ層１３が形成された支持基板１１に、穴１６を形成する。穴１６の形成は、例えば、光リソグラフィ法とエッチング法を組み合わせて行うことができる。支持基板１１であるシリコン基板のうち、ＳＯＩ層１３とは反対側の表面にフォトレジストが塗布される。フォトレジストが塗布されると形成する穴のパターンが描画されたフォトマスクを用いて露光が行われる。露光の際は、シリコン基板１１に形成されたノッチの位置を基準にして、フォトマスクとシリコン基板１１の位置合わせが行われる。位置合わせを行うことにより、フォトマスクに描画されたそれぞれの穴は、異なるシリコン基板１１であっても、常に同じ位置に転写される。露光が完了すると、現像処理が行われる。現像処理が完了すると、シリコン基板上の穴１６を形成する位置に、フォトレジストによる穴のパターンが形成される。
【００１８】
フォトレジストによる穴のパターンが形成されると、エッチングによりシリコン基板上に穴１６が形成される。エッチングは、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法により行う。エッチングガスには、例えば、六フッ化硫黄（ＳＦ６）と八フッ化シクロブタン（Ｃ４Ｆ８）の混合ガスを用いることができる。また、エッチングガスには、塩素等の他のハロゲン類を含むガスが混合されることもある。穴を形成する際のエッチングはシリコン基板のシリコンとシリコン酸化膜とのエッチングレートの差を用いて行われる。そのため、エッチングガスにはシリコンのエッチングレートよりも、シリコン酸化膜に対するエッチングレートの方が小さいガスを用いる。シリコン酸化膜のエッチングレートの方が小さいガスを用いることにより、シリコン酸化膜をエッチングストッパー層として用いることができる。シリコン酸化膜のエッチングレートの方が低いガスを用いることにより、シリコン酸化膜がエッチングされることを抑制しながら、シリコン基板を貫通した穴１６を形成することができる。エッチングは、シリコン基板の厚さとエッチングレート等から算出された所定の時間に基づいて終了する。また、シリコンとシリコン酸化膜の光学特性の違いを利用したエンドポイントセンサを用いてエッチングの終了を管理する方法とすることもできる。エンドポイントセンサはシリコン基板のエッチングが終わりシリコン酸化膜層の表面が現れる際の光学特性の変化を検知してエッチングの終了を判断する。
【００１９】
エッチングが終了すると、アッシングや洗浄等により基板表面に残っているフォトレジストの除去が行われる。フォトレジストの除去が行われると、穴１６の形成工程は完了する。上記では、光リソグラフィ法とエッチングを組み合わせた方法を示したが、穴１６の形成はメタルマスク法を用いて行うこともできる。メタルマスク法では穴１６に対するパターンが開口された金属膜をマスクとして用いてシリコン基板のエッチングが行われる。メタルマスク法では、フォトレジストの塗布、露光および現像工程が削減できるため光リソグラフィ法よりも工程数が削減できる。
【００２０】
穴１６の形成が完了すると、次に、絶縁層１４の形成が行われる。ＳＯＩ層１３側を表面として、ＳＯＩ層１３の上に絶縁層１４としてシリコン酸化膜が形成される。絶縁層１４のシリコン酸化膜は、例えば、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法で成膜する。絶縁層１４の成膜が完了すると、各層が形成された支持基板１１は配線層１５の形成工程へと進められる。
【００２１】
配線層１５の形成工程へと進むと、絶縁層１４の上にアルミニウムや銅などの配線材料が成膜される。配線材料がアルミニウムの場合は、配線層１５の金属膜は、例えば、スパッタ法により所定の配線膜厚に対応したアルミニウムを成膜することにより形成する。配線材料が銅の場合は、スパッタ法およびめっき法の組み合わせ、または、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法などにより成膜が行われる。
【００２２】
配線材料の成膜が終わると、配線層１５の上にフォトレジストが塗布される。フォトレジストが塗布されると、配線やパッドのパターンが描画されたフォトマスクを用いて露光が行われる。露光の際は、シリコン基板１１に形成されたノッチの位置を基準にして、フォトマスクとシリコン基板１１の位置合わせが行われる。露光が完了すると、現像が行われ配線やパッドのパターンがフォトレジストによりシリコン基板上に形成される。現像が完了すると、フォトレジストをエッチングマスクとしたエッチングが行われる。エッチングにより配線層１５の金属のうち配線やパッドのパターン以外の部分が除去されて、配線やパッドのパターンが配線材料により形成される。エッチングが完了すると、洗浄等によりフォトレジストの除去が行われて配線層１５の形成が完了する。穴１６の形成工程と配配線層１５の形成工程の露光時にそれぞれノッチを基準とした位置合わせが行われているので、穴１６の位置と配線層１５の配線パターンの位置を一致させることができる。配線層１５の形成工程では配線パターンの設計に応じて絶縁層１４や配線材料の成膜、フォトレジストの塗布、露光、現像およびエッチング等のプロセスが複数回繰り返されることもある。以上のように、支持基板１１であるシリコン基板上にコプレーナ型の配線パターンを有する配線層１５を形成することができる。配線層１５まで形成された支持基板１１は、基板表面の保護層の形成等の工程へと進められ、コプレーナ配線基板が完成する。
【００２３】
本実施形態では、配線層１５の形成工程における露光時に、ノッチを基準とした位置合わせのみを行った。配線層１５の形成工程における露光時の位置合わせには、アライメントマーカを基準とした位置合わせの方法を用いることもできる。その場合は、穴１６を形成する際に、同時に十字などのアライメントマーカ用のパターンの穴を所定の位置に形成する。アライメントマーカ用の穴もエッチング時にシリコン基板１１を貫通する。配線層１５の形成工程の露光では、配線層１５側からアライメントマーカの位置をカメラで読み取ってフォトマスクとシリコン基板の位置合わせを行う。アライメントマーカ用の穴はシリコン基板１１を貫通しているので、シリコン基板１１が残っている部分とアライメントマーカ用の穴の部分では光学的なコントラストが生じる。そのため、配線層１５側からもアライメントマーカをカメラにより検出することができる。アライメントマーカ用の穴はシリコン基板１１の外周部に形成しておき、配線層１５の配線材料の成膜の際にアライメントマーカ用の穴が形成されている位置の金属膜を除去する方法とすることもできる。アライメントマーカ用の穴が形成されている位置の金属膜を除去して金属膜からの反射を抑制することにより、アライメンマーカが読み取りやすくなるため、位置合わせの精度がより向上する。
【００２４】
本実施形態のコプレーナ配線基板の特性について説明する。図３は配線間に直接または各層を介して生じる容量と抵抗を模式的に表したものである。図３では、簡略化のためＧＮＤ配線４２は１本のみ示されている。信号配線４１とＧＮＤ配線４２の間には配線間のカップリングにより容量Ｃ３が生じる。また、信号配線４１とＧＮＤ配線４２の間には、絶縁層１４に容量Ｃ１、半導体であるＳＯＩ層１３に抵抗Ｒ１が生じる。信号配線４１とＧＮＤ配線４２の間には、さらに、ＢＯＸ層１２に容量Ｃ２、シリコン基板、すなわち、半導体である支持基板１１に抵抗Ｒ２が生じる。信号配線４１で伝送される信号は、これらの容量および抵抗の影響を受ける。そのため、信号配線４１で伝送される信号には減衰が生じる。
【００２５】
次に、本実施形態のコプレーナ配線基板における信号の減衰特性について、電磁界シミュレータを用いて計算した結果について説明する。図４は信号の減衰特性を電磁界シミュレータを用いて計算した際に基とした構造を示したものである。電磁界シミュレーションを行う際に基とした構造は、図４に示す通り、支持基板１１であるシリコン基板上に信号配線４１、２本のＧＮＤ配線４２および格子状に穴１６を形成した構造である。また、図４では、ＢＯＸ層１２、ＳＯＩ層１３および絶縁層１４は省略している。電磁界シミュレーションにより信号の減衰特性を算出する際の信号配線４１の長さは５００μｍとした。
【００２６】
図５は信号の減衰特性を電磁界シミュレータを用いて計算した結果をグラフとして示したものである。図５の横軸は信号の周波数を示し、縦軸は信号の減衰量を示している。信号の減衰量はデシベル単位で表される。図５の実線はシリコン基板に格子上の穴１６を形成した場合の減衰特性を示し、破線は穴を形成しなかった場合の減衰特性を示している。図５に示す通り、穴１６を開けた場合の方が減衰量は小さい。例えば、１０ＧＨｚから２０ＧＨｚ付近において、穴１６を開けた場合と穴１６を形成しなかった場合の信号の減衰量をそれぞれデシベル単位で表した値で比較すると、穴１６を開けた場合は信号の減衰量が２０％程度削減されている。
【００２７】
本実施形態では、支持基板１１であるシリコン基板上のＢＯＸ層１２の形成から配線層１５の形成まで一連の継続したフローで説明したが、途中工程まで作成した基板を保管しておき必要に応じて続きの工程を進める方法とすることもできる。例えば、支持基板１１であるシリコン基板上に、ＢＯＸ層１２およびＳＯＩ層１３を形成した段階で保管しておき、穴１６を形成する工程から再開することもできる。また、ＢＯＸ層１２、ＳＯＩ層１３および穴１６を形成した基板を作成しておき、絶縁層１４の形成工程から再開することもできる。その場合、穴１６を形成した基板を共通の部材として保管し、配線層１５の配線パターンの設計によらずに共通で用いることもできる。また、絶縁層１４まで形成した基坂を保管しておき、配線層１５を形成する工程から再開する方法とすることもできる。以上のように、本実施形態のコプレーナ配線基板は、製造時に一時的に停止できる工程が多いため工程の管理等が容易である。
【００２８】
本実施形態のコプレーナ配線基板では、配線の下層に穴１６を形成することにより支持基板１１であるシリコン基板に生じる抵抗を抑制することができる。その結果、信号配線で信号の伝送時に生じる信号の減衰を低減することが可能となる。本実施形態のコプレーナ配線基板では、シリコン基板の上層にＢＯＸ層１２を備えているので、ＢＯＸ層１２をエッチングのストッパー膜として穴１６を形成することができる。そのため、穴１６を形成する部分のシリコン基板を完全に除去することができるので、シリコン基板の抵抗による信号の減衰を抑制する効果が高くなる。ＢＯＸ層１２をエッチングのストッパー膜として使うことにより、エッチングを終了するタイミングを制御することが容易である。そのため、複雑なプロセスの構築やそのプロセスに対応した装置構成等を必要としないので、製造工程の複雑化を抑制することができる。また、穴１６を格子状に形成しているので、支持基板１１は一定の機械強度を保つことができ、機械強度の不足から生じる信頼性の低下は生じない。以上より、本実施形態のコプレーナ配線基板では、製造工程等を複雑化せずに、信頼性を保ちつつ信号の減衰を抑制することが可能となる。
【００２９】
本発明の第２の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図６は本実施形態のコプレーナ配線基板の構成の概要を示したものである。第１の実施形態のコプレーナ配線基板では、コプレーナ配線がＳＯＩ層を備える基板上に形成されていた。本実施形態のコプレーナ配線基板では、ＳＯＩ層が形成されていない基板上にコプレーナ配線が形成されている。
【００３０】
本実施形態のコプレーナ配線基板は、支持基板２１と、絶縁層２２と、配線層２３とを備えている。また、支持基板２１には複数の穴２４が形成されている。
【００３１】
支持基板２１の機能は第１の実施形態と同様である。本実施形態においても支持基板２１には単結晶のシリコン基板が用いられる。シリコン基板には、例えば、厚さが０．７ｍｍのシリコン基板を用いることができる。また、シリコン基板には、製造時にシリコン基板の位置や方向を合わせるための形状が形成されている。基板の位置や方向を合わせるための形状として、例えば、ノッチやオリエンテーションフラットが形成されている。本実施形態では、ノッチが形成されたシリコン基板を用いる。絶縁層２２は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）などの絶縁特性を有するシリコン化合物を用いて形成される。本実施形態では、絶縁層２２はシリコン酸化膜で形成されるとする。また、絶縁層２２の膜厚は２００ｎｍであるとする。配線層２３は、アルミニウムや銅などの金属またはそれらの金属と他の金属類との合金を用いて形成される。配線層２３ではコプレーナ配線基板の用途に応じた所定の回路パターンが形成されている。また、配線層２３は、信号配線とＧＮＤ配線とを同一の層で隣接させるコプレーナ構造で構成される。本実施形態では配線層２３はアルミニウムで形成されているとする。また、配線層２３の膜厚は、２００ｎｍであるとする。上記では例として絶縁層２２および配線層２３の膜厚を示したが、絶縁層２２および配線層２３の膜厚は、コプレーナ配線基板に要求される電気特性に基づいて設定される。穴２４は支持基板２１であるシリコン基板に形成され、シリコン基板のうち絶縁層２２が形成される面とは反対側の面からシリコン基板を貫通しないようにシリコン基板の途中まで形成されている。すなわち、穴２４と絶縁層２２は互いに接してはいない。また、穴２４は第１の実施形態と同様の配列で形成されている。
【００３２】
本実施形態のコプレーナ配線基板の製造方法について説明する。
【００３３】
始めに、支持基板２１であるシリコン基板の裏面側に穴２４が形成される。シリコン基板の裏面側とは素子の形成等のために研磨処理等が行われた面とは反対側の面のことをいう。穴２４の形成は光リソグラフィ法とエッチング法の組み合わせにより行われる。穴２４の形成工程が開始されると、シリコン基板の裏面側にフォトレジストが塗布される。フォトレジストが塗布されると形成する穴のパターンが描写されたフォトマスクを用いて露光が行われる。露光の際は、シリコン基板のノッチの位置を基準とした位置合わせが行われる。露光が完了すると、現像処理が行われる。現像処理が完了すると、シリコン基板上の穴２４を形成する位置に、フォトレジストによる穴のパターンが形成される。フォトレジストによる穴のパターンが形成されると、エッチングによりシリコン基板上に穴２４が形成される。エッチングは、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法により行う。エッチングガスには、例えば、六フッ化硫黄（ＳＦ６）と八フッ化シクロブタン（Ｃ４Ｆ８）の混合ガスを用いることができる。エッチングは所定の時間行われる。所定の時間は、エッチングガスのシリコンに対するエッチングレート等を考慮して穴２４がシリコン基板を貫通しないように設定されている。エッチングが終了すると、アッシングや洗浄等により基板表面に残っているフォトレジストの除去が行われる。フォトレジストの除去が行われると、穴２４の形成工程は完了する。本実施形態においても第１の実施形態と同様に、メタルマスク法とエッチング法を組み合わせて穴の形成を行うこともできる。
【００３４】
穴２４の形成が完了すると、次に、絶縁層２２の形成が行われる。絶縁層２２は、例えば、プラズマＣＶＤ法でシリコン酸化膜を成膜することにより形成される。絶縁層２２の成膜が完了すると、支持基板２１は、配線層２３の形成工程へと進められる。配線工程は第１の実施形態と同様に形成される。以上のように、支持基板２１であるシリコン基板上にコプレーナ配線を形成することができる。配線層２３の形成が完了した支持基板２１は、基板表面の保護層の形成等の工程へと進められ、コプレーナ配線基板が完成する。
【００３５】
本実施形態では、絶縁層２２の成膜前に穴２４を形成したが、絶縁層２２の成膜後に穴２４を形成してもよい。絶縁層２２の成膜後に穴２４を形成する場合は、絶縁層２２をエッチングストッパー膜として穴２４を形成することにより、穴２４がシリコン基板を貫通した構造とすることもできる。
【００３６】
本実施形態のコプレーナ配線基板では、配線層２３の下層の支持基板２１に穴２４を形成することにより、支持基板２１であるシリコン基板に生じる抵抗を低減している。その結果、信号配線で伝送される信号の減衰を抑制することができる。本実施形態のコプレーナ配線基板はＳＯＩ層等を備えていないため、第１の実施形態に比べて製造に要する工程数は少ない。また、穴２４を裏面側に形成するための、他の素子構造の設計に関わらずに穴２４を形成することができるので製造工程の複雑化を抑制することができる。以上より、本実施形態のコプレーナ配線基板は、製造時の工程数を低減しつつ信号の減衰を抑制することが可能となる。
【００３７】
第１および第２の実施形態ではコプレーナ型の配線を形成する場合の例について示したが、支持基板のシリコン基板の裏面側に開口部を有する穴を備える構造はコプレーナ型以外の構造の信号配線に用いることもできる。
【００３８】
本発明の第３の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図７は本実施形態の配線基板の構成の概要を示したものである。本実施形態の配線基板は、支持基板３１と、絶縁層３２と、配線層３３とを備えている。支持基板３１は、一方の面に開口部を有する穴３４が形成されている。絶縁層３２は、支持基板３１の開口部を有する面とは反対側の面に形成されている。配線層３３は、絶縁層３２上に形成された所定の構造の配線パターンを有する。また、配線パターンを支持基板３１の所定の面に投影した場合の正射影と、穴３４を支持基板３１の所定の面に投影した場合の正射影が共通部分を有する。
【００３９】
本実施形態の配線基板では、配線パターンの下の支持基板に穴が形成されている。配線の下に穴が形成されていることにより、支持基板を介して生じる配線間の抵抗を低減することができる。支持基板を介して生じる配線間の抵抗を低減することにより、信号の減衰を抑制することができる。また、絶縁層とは反対側の面に穴の開口部を有することにより、支持基板に穴を形成することが容易になる。その結果、本実施形態の配線基板では、複雑な工程等を必要とせずに、信号の減衰を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、電子装置等に用いる配線基板に利用することができ、特に高周波の信号の伝送が必要な電子装置向けの配線基板に利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１１    支持基板
１２    ＢＯＸ層
１３    ＳＯＩ層
１４    絶縁層
１５    配線層
１６    穴
２１    支持基板
２２    絶縁層
２３    配線層
２４    穴
３１    支持基板
３２    絶縁層
３３    配線層
３４    穴
４１    信号配線
４２    ＧＮＤ配線
【図１】
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【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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