(57)【要約】【課題】基板に貫通ホールを介してメッキ層を形成し配線を行うことにおいて、メッキ層および基板の熱膨張係数差を緩和させることのできる配線装置を提供することにある。【解決手段】開示された配線装置は、基板と、基板に貫通形成された貫通ホールと、貫通ホール内面に形成された緩衝層と、緩衝層の内部に埋め込まれたメッキ層とを含み、係る配線装置は、デバイスパッケージ用保護キャップに適用され、メッキ層およびパッケージング基板の熱膨張の係数差を緩和させ、熱衝撃が加えられる場合にパッケージング基板が破損されることを防止する。配線装置は、基板の下面にメッキシード層を形成するステップと、基板に貫通ホールを形成するステップと、基板の上面を始め、貫通ホールの内周面に所定厚さで緩衝層を形成するステップと、緩衝層の水平面を取除くステップと、緩衝層内にメッキ層を形成するステップにより製造される。また、係る配線製造過程を適用したデバイスパッケージ用保護キャップの製造方法が提供される。【選択図】図３
2006121080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に貫通形成された貫通ホールと、
前記貫通ホール内面に形成された緩衝層と、
前記緩衝層の内部に埋め込まれたメッキ層と
を含むことを特徴とする配線装置。
【請求項２】
前記緩衝層はポリマー材質からなる請求項１に記載の配線装置。
【請求項３】
前記緩衝層はパリレンまたはフォトレジストからなる請求項２に記載の配線装置。
【請求項４】
一面にデバイスが収容される空間部を設けたパッケージング基板と、
前記パッケージング基板の上面に形成された上部電極層と、
前記パッケージング基板の下面に形成された下部電極層と、
前記パッケージング基板に貫通形成された貫通ホールと、
前記貫通ホール内に形成された緩衝層と、
前記緩衝層内に埋め込まれ、前記上部電極層および下部電極層を接続するメッキ層と
を含むことを特徴とするデバイスパッケージ用保護キャップ。
【請求項５】
前記緩衝層はポリマー材質からなる請求項４に記載のデバイスパッケージ用保護キャップ。
【請求項６】
前記緩衝層はパリレンまたはフォトレジストからなる請求項５に記載のデバイスパッケージ用保護キャップ。
【請求項７】
基板の下面にメッキシード層を形成するステップと、
前記基板に貫通ホールを形成するステップと、
前記基板の上面及び前記貫通ホールの内周面に所定厚さで緩衝層を形成するステップと、
前記緩衝層の水平面を取除くステップと、
前記貫通ホールが形成された緩衝層内にメッキ層を形成するステップと
を含むことを特徴とする配線製造方法。
【請求項８】
前記緩衝層はポリマー材質からなる請求項７に記載の配線製造方法。
【請求項９】
前記緩衝層はパリレンまたはフォトレジストからなる請求項８に記載の配線製造方法。
【請求項１０】
前記メッキ層を電気メッキあるいは無電解メッキ方法により形成する請求項７〜９のいずれか１つに記載の配線製造方法。
【請求項１１】
前記緩衝層の水平面を取除くステップにおいて、前記水平面を反応性イオンエッチングにより除去する請求項７〜１０のいずれか１つに記載の配線製造方法。
【請求項１２】
前記フォトレジストで緩衝層を形成するステップにおいて、前記フォトレジストをスピンコーターにより形成する請求項９〜１１のいずれか１つに記載の配線製造方法。
【請求項１３】
前記パリレンで緩衝層を形成するステップにおいて、前記パリレンを、蒸発器を介して蒸発させた後、熱分解領域を介して熱分解され、真空チャンバー内に供給されることによって前記真空チャンバー内に収容された基板上に蒸着する請求項９〜１１のいずれか１つに記載の配線製造方法。
【請求項１４】
一面にデバイスが収容されるべく所定の空間部を有するパッケージング基板を提供するステップと、
前記空間部が形成されたパッケージング基板に下部電極層を形成するステップと、
前記パッケージング基板に前記下部電極層と連通する貫通ホールを形成するステップと、
前記パッケージング基板の上面及び前記貫通ホールの内周面に所定の厚さで緩衝層を形成するステップと、
前記緩衝層の水平面を取除くステップと、
前記貫通ホールが形成された緩衝層内にメッキ層を形成するステップと、
前記パッケージング基板の上面に前記メッキ層と連結される上部電極層を形成するステップと
を含むことを特徴とするデバイスパッケージ用保護キャップの製造方法。
【請求項１５】
前記緩衝層はポリマー材質からなる請求項１４に記載のデバイスパッケージ用保護キャップの製造方法。
【請求項１６】
前記緩衝層はパリレンまたはフォトレジストからなる請求項１４又は１５に記載のデバイスパッケージ用保護キャップの製造方法。
【請求項１７】
前記メッキ層を、電気メッキあるいは無電解メッキ方法により形成する請求項１４〜１６のいずれか１つに記載のデバイスパッケージ用保護キャップの製造方法。
【請求項１８】
前記下部電極層は、前記メッキ層を形成する際にメッキシード層として使用する請求項１４〜１７のいずれか１つに記載のデバイスパッケージ用保護キャップの製造方法。
【請求項１９】
前記緩衝層の水平面を取除くステップにおいて、前記水平面を、反応性イオンエッチングにより除去する請求項１４〜１８のいずれか１つに記載のデバイスパッケージ用保護キャップの製造方法。
【請求項２０】
前記フォトレジストで緩衝層を形成するステップにおいて、前記フォトレジストをスピンコーターにより形成する請求項１６〜１９のいずれか１つに記載のデバイスパッケージ用保護キャップの製造方法。
【請求項２１】
前記パリレンで緩衝層を形成するステップにおいて、前記パリレンを、蒸発器を介して蒸発した後、熱分解領域を介して熱分解され、真空チャンバー内に供給されることによって前記真空チャンバー内に収容された基板上に蒸着させる請求項１６〜２０のいずれか１つに記載のデバイスパッケージ用保護キャップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線装置およびそれを用いたデバイスパッケージ用保護キャップ、並びにそれを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多様な電子製品で使用される各種のデバイスは外部からの電源を受けて特定動作を行う。デバイス内には微細の電子回路が内蔵されており、外部からの衝撃により損傷される恐れが多い。従って、デバイスに電気的な接続を行い、外部からの衝撃に耐えるべく、密封包装するパッケージング工程が行われる。最近、電子製品の超小型、高性能化に応えるべく、ウエハーレベルパッケージング（wafer leveling packaging）が行われている。ウエハーレベルパッケージングとは、基板上に製造されたデバイスを個々に分離して個別パッケージングする従来の方法とは違って、基板上にデバイスが配列された状態にてパッケージングを同時に行うことである。
【０００３】
一般に、ウエハーレベルパッケージングを行うため、デバイスが形成された基板に所定形態の保護キャップをボンディングする。
図１は従来のデバイス基板に保護キャップ１０がボンディングされた状態を示した垂直断面図である。
同図に示したように、デバイス３が設けられた基板５およびデバイス３をパッケージングするためにデバイス基板５の上部に接合された保護キャップ１０が形成される。
【０００４】
保護キャップ１０は、デバイス３と向かい合う一面にデバイス３が収容されるよう空間部１１ａを有するパッケージング基板１１から構成される。空間部１１ａ内に配するパッケージング基板１１の上下面には上／下部電極層１３、１５が蒸着されている。なお、上／下部電極層１３、１５は、パッケージング基板１１を貫通する貫通ホール１１ｂ内にメッキ工程を行って導電物質を埋め込むことで、製造されたメッキ層１７により互いに接続される。なお、下部電極層１５はデバイス３の電極層７と接続され、上部電極層１３は外部電極（図示せず）と接続される。加えて、パッケージング基板１１の下面空間部の外部にはパッケージング接合層１９が形成され、デバイス基板５にはパッケージング接合層１９と接合されるデバイス接合層９が形成される。
【０００５】
前述したように、パッケージング基板１１に貫通ホール１１ｂを形成し、その貫通ホール１１ｂをメッキ層１７に埋め込み配線させることについて、必ずしも保護キャップ１０にのみ限られるものではなく、層間配線を行う全ての構成に適用され得る。なお、層間の配線とは、基板を貫通し基板の上／下部に備えられた電極を連結することである。
このような配線構造に関し、その一例として、基板にビアホールが貫通されており、該ビアホールに金属電極が形成され、電気的に第１面のコンデンサと２番目面のインダクタとを接続させることが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
また、他の一例として、ウエハー端子面に導電性薄膜層を設けたポリイミドフィルムを貼り付け、ポリイミドフィルムの半導体チップの電極浮上領域に貫通孔を形成し、導電性薄膜層と接続して貫通部分を道通するために無電解メッキ層を形成し、ウエハーパッドと配線接続を行うことが提案されている（例えば、特許文献２）。
しかし、図１におけるメッキ層１７およびパッケージング基板１１は、その熱膨張係数が相異なるので、信頼性テスト、例えば、高温で熱的衝撃を加えるテストにおいて、パッケージング基板１１にノッチまたはクラックが生じ、ノッチおよびクラック発生部を通じてパッケージング基板１１が破損されてしまう問題がある。
【０００７】
なお、熱膨張係数の差を克服するために貫通ホール１１ｂの直径を減少させる方法が挙げられるが、直径の小さい貫通ホールを形成するためにはその工程において困難性が伴なう。
前述の特許文献１のビアホールに形成された金属電極と基板、あるいは特許文献２のメッキ層と薄膜層との構造においても、前述した問題が残されている。
【特許文献１】米国公開特許第２００２−０２１９２０号
【特許文献２】特開２００２−１４１４３７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、第１に、基板に貫通ホールを介してメッキ層を形成し配線を行うに際して、メッキ層および基板の熱膨張係数の差を緩和させることができる配線装置を提供することにある。
第２に、前述した配線装置を用いて保護キャップの基板が破損されることを回避することができるデバイスパッケージ用保護キャップを提供することにある。
【０００９】
第３に、前述した配線装置を製造する方法を提供することにある。
第４に、前述したデバイスパッケージ用保護キャップの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１実施形態によると、基板と、前記基板に貫通形成された貫通ホールと、前記貫通ホール内面に形成された緩衝層と、前記緩衝層の内部に埋め込まれたメッキ層とを含むことを特徴とする配線装置が提供される。
前記緩衝層はポリマー材質からなり、パリレンまたはフォトレジストからなることが好ましい。
【００１１】
本発明の第２実施形態によると、一面にデバイスが収容される空間部を設けたパッケージング基板と、前記パッケージング基板の上面に形成された上部電極層と、前記パッケージング基板の下面に形成された下部電極層と、前記パッケージング基板に貫通形成された貫通ホールと、前記貫通ホール内に形成された緩衝層と、前記緩衝層内に埋め込まれ、前記上部電極層および下部電極層を接続するメッキ層とを含むことを特徴とするデバイスパッケージ用保護キャップが提供される。
【００１２】
前記緩衝層はポリマー材質からなり、パリレンまたはフォトレジストからなることが好ましい。
本発明の第３実施形態によると、基板の下面にメッキシード層を形成するステップと、前記基板に貫通ホールを形成するステップと、前記基板の上面を始め、前記貫通ホールの内周面に所定厚さで緩衝層を形成するステップと、
前記緩衝層の水平面を取除くステップと、前記貫通ホールが形成された緩衝層内にメッキ層を形成するステップとを含むことを特徴とする配線製造方法が提供される。
【００１３】
前記緩衝層はポリマー材質からなり、パリレンまたはフォトレジストからなることがより好ましい。
前記メッキ層は電気メッキあるいは無電解メッキ方法により形成されることができる。
前記緩衝層の水平面を取除くステップにおいて、前記水平面は反応性イオンエッチングにより取除かれることができる。
【００１４】
前記フォトレジストで緩衝層を形成するステップにおいて、前記フォトレジストはスピンコーターにより形成されることができ、前記パリレンで緩衝層を形成するステップにおいて、前記パリレンは蒸発器を介して蒸発された後、熱分解領域を介して熱分解され真空チャンバー内に供給されることによって前記真空チャンバー内に収容された基板上に蒸着されることが好ましい。
【００１５】
本発明の第４実施形態によると、一面にデバイスが収容されるべく所定の空間部を有するパッケージング基板を提供するステップと、前記空間部が形成されたパッケージング基板に下部電極層を形成するステップと、前記パッケージング基板に前記下部電極層と連通する貫通ホールを形成するステップと、前記パッケージング基板の上面を始め、前記貫通ホールの内周面に所定の厚さで緩衝層を形成するステップと、前記緩衝層の水平面を取除くステップと、前記貫通ホールが形成された緩衝層内にメッキ層を形成するステップと、前記パッケージング基板の上面に前記メッキ層と連結される上部電極層を形成するステップとを含むことを特徴とするデバイスパッケージ用保護キャップの製造方法が提供される。
【００１６】
前記緩衝層はポリマー材質からなり、パリレンまたはフォトレジストからなることが好ましい。
前記メッキ層は電気メッキあるいは無電解メッキ方法により形成されることが好ましい。
前記下部電極層は、前記メッキ層を形成する際にメッキシード層として使用される。
【００１７】
前記緩衝層の水平面を取除くステップにおいて、前記水平面は反応性イオンエッチングにより取除かれることができ、前記フォトレジストで緩衝層を形成するステップにおいて、前記フォトレジストはスピンコーターにより形成されることができる。
また、前記パリレンで緩衝層を形成するステップにおいて、前記パリレン蒸発は蒸発器を介して蒸発された後、熱分解領域を介して熱分解されたパリレンが真空チャンバー内に供給され、前記真空チャンバー内に収容された基板上に均一な厚さで凝着されることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る配線装置およびデバイスパッケージ用保護キャップによると、メッキ層および基板間の熱膨張の係数差を緩衝層により緩和させることによって、外部からの熱衝撃が加えられても基板が破損されない利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付の図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳述する。
図２は本発明の一実施の形態に係る配線構造物１００を示した図である。
同図に示したように、基板１１０に貫通ホール１１１を形成し、貫通ホール１１１の内周面には緩衝層１１３が形成され、その緩衝層１１３内にはメッキ層１１５が埋め込まれている。
【００２０】
ここで、緩衝層１１３および基板１１０はＳｉ基板からなり、メッキ層１１５は導電性金属物質から形成される。これは発生される熱膨張係数の差を緩和させるためのものであって、絶縁性のポリマー材質からなることが好ましい。さらに好ましくは、パリレンまたはフォトレジストであることがよい。
係る構成により高温環境における基板１１０およびメッキ層１１５の熱膨張係数差が生じた場合、緩衝層１１３の伸縮性により基板１１０が損傷されてしまうことが防止される。
【００２１】
図３は図２の配線構造物１００がデバイスパッケージ用の保護キャップ２００に提供された例を示した図である。
同図に示したように、その一面にデバイス３０１が搭載されたデバイス基板３１０が図示されており、そのデバイス３０１を外部から保護すると同時に外部電極と接続される構造を有する保護キャップ２００が図示されている。
【００２２】
保護キャップ２００は、その一面にデバイス３０１が収容される空間部２１１が備えられたパッケージング基板２１０を含み、パッケージング基板２１０の空間部２１１が備えられた面には下部電極層２３０が形成される。下部電極層２３０は、デバイス基板３１０に備えられたデバイス電極層３２０と接続される。
パッケージング基板２１０には貫通ホール２１３が形成され、貫通ホール２１３の内面には緩衝層２５０が、貫通ホール２１３内壁を被覆するが、貫通ホール２１３を完全に埋め込まないように形成されており、この緩衝層２５０内には導電性金属材質からなるメッキ層２７０が埋め込まれている。
【００２３】
加えて、メッキ層２７０と連通されパッケージング基板２１０の上面には上部電極層２８０が形成される。従って、外部電極が上部電極層２８０と接続され、デバイス３０１に駆動信号を伝達する。下部電極２３０の下面にはパッケージング接合層２９０が蒸着され、デバイス基板３１０上のデバイス接合層３５０と接合される。よって、デバイス３０１を外部から保護することができる。
【００２４】
緩衝層２５０は、図２で説明したように、パッケージング基板２１０とメッキ層２５０との間の熱膨張係数差を緩和させることによって、例えば、高温で信頼性テストを行う場合、パッケージング基板２１０とメッキ層２５０との熱膨張係数差を緩和させ、パッケージング基板２１０が破損されることを防止する。また、緩衝層２５０は絶縁材質から形成され、上部電極層２８０およびパッケージング基板２１０の絶縁を行う。
【００２５】
次に、前述した配線構造物１００およびデバイスパッケージ用保護キャップ２００の製造方法について説明する。
図４Ａないし図４Ｇは、図２における配線構造物１００を製造するための工程を示した図である。
図４Ａに示したように、例えば、シリコン（Ｓｉ）材質から製造された基板１１０が提供される。
【００２６】
図４Ｂに示したように、メッキ層１１５の電気メッキ、または無電解メッキのためのシード層として使用されるべくメタル金属層１１４が蒸着される。メタル金属層１１４は導電性金属物質からなる。
図４Ｃに示したように、基板１１０はエッチング装置によりエッチングされ、所定サイズの貫通ホール１１が形成される。
【００２７】
図４Ｄに示したように、貫通ホール１１１を含み、基板１１０の上面には緩衝層１１３が蒸着される。この緩衝層１１３は絶縁性のポリマー材質から形成され、より好ましくは、パリレンまたはフォトレジストからなる。
なお、パリレン蒸着はパリレンを蒸発器で蒸発させ熱分解領域を介して熱分解させてから、真空チャンバーに供給することにより真空チャンバー内に収容された基板上に蒸発／熱分解されたパリレンが蒸着されることによる。
【００２８】
また、フォトレジストで形成する場合、スピンコーターによるものが好ましく、例えば、基板１１０を回転位置に収容させた後、ノズルを介して基板１１０の上面にフォトレジスタ液を分散すると、回転体の遠心力によりフォトレジスト液が基板１１０の全面にわたって均一に分散されフォトレジスト膜が形成される。なお、その膜の厚さが均一に広がるパリレンを使用することがより好ましい。
【００２９】
図４Ｅに示したように、緩衝層１１３は、例えば、反応性イオンエッチング方法により図４Ｄの水平面（Ｓ1、Ｓ2）を取除き、貫通ホール１１１の内周面に形成された垂直面だけが残される。
図４Ｆに示したように、所定のメッキ工程、例えば、電気メッキまたは無電解電気メッキを実施し、貫通ホール１１１内に導電性金属物である導電層１１５を埋め込む。なお、金属メタル層１１４がメッキシード層となる。
【００３０】
図４Ｇに示したように、金属メタル層１１４を取除き、基板１１０配線を完成させる。
図５Ａないし図６Ｈは、図３のデバイスパッケージ用の保護キャップ２００を製造する工程について示した断面図である。
図５Ａに示したように、その一面にデバイス３０１（図３参照）を収容する空間部２１１が備えられたパッケージング基板２１０が提供される。
【００３１】
図５Ｂに示したように、パッケージング基板２１０の空間部２１１が備えられた面には導電性金属である下部電極層２３０が蒸着される。下部電極層２３０は図３に示されたデバイス電極層３２０と接続される。
図５Ｃに示したように、図３のデバイス接合層３５０と接合されるパッケージング接合層２９０が蒸着される。パッケージング接合層２９０はデバイス接合層３５０と共にシーリングの役割をする。
【００３２】
図５Ｄに示したように、パッケージング基板２１０には貫通ホール２１３が形成される。なお、貫通ホール２１３はエッチング装置により所定サイズで形成される。
図６Ｅに示したように、貫通ホール２１３の内部を含みパッケージング基板２１０の上面には所定の厚さで緩衝層２５０が形成される。なお、緩衝層２５０は図４Ｄの緩衝層１１３と同じ材質および方法により形成することができる。
【００３３】
図６Ｆに示したように、緩衝層２５０は、例えば、反応性イオンエッチング方法により、図６Ｅの水平面（Ｓ1、Ｓ2）が取除かれ貫通ホール２１３の内周面に形成された垂直面だけが残され、図４Ｅで説明したものと同様である。
図６Ｇに示したように、所定のメッキ工程、例えば、電気メッキまたは無電解電気メッキを実施し、貫通ホール２１３内に導電性金属物であるメッキ層２７０を埋め込む。なお、下部電極層２３０がメッキシート層となる。
【００３４】
図６Ｈに示したように、パッケージング基板２１０の上面に上部電極層２８０が蒸着されることによってメッキ層２７０を介して下部電極層２３０と接続される。
前述の通りに、メッキ層２７０の内面に緩衝層２５０を形成し、メッキ層２７０および該メッキ層２７０が埋め込まれたパッケージング基板２１０間の熱膨張係数差を緩和させることにつき、デバイスパッケージ用の保護キャップ２００に適用できると説明したが、多層配線構造をなしている層間配線構造のいずれにおいても適用することができる。
【００３５】
以上、図面に基づいて本発明の好適な実施形態を図示および説明したが、本発明の保護範囲は、前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来のデバイス基板に保護キャップがボンディングされる状態を示した垂直断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る配線構造物を示した図である。
【図３】図２の配線構造物がデバイスパッケージ用保護キャップに提供された例を示した図である。
【図４】図２の配線構造物を製造するための工程を示した図である。
【図５】図３のデバイスパッケージ用保護キャップの製造工程を示した断面図である。
【図６】図５の続きの製造工程を示した断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１００      配線構造物
１１０      基板
１１１      貫通ホール
１１３      緩衝層
１１５      メッキ層
２００      保護キャップ
２１０      パッケージング基板
２１１      空間部
２３０      下部電極層
２１３      貫通ホール
２５０      緩衝層
２７０      メッキ層
２８０      上部電極層
２９０      パッケージング接合層
【図１】
2006121080.tif 000003
【図２】
2006121080.tif 000004
【図３】
2006121080.tif 000005
【図４】
2006121080.tif 000006
【図５】
2006121080.tif 000007
【図６】
2006121080.tif 000008