(57)【要約】      （修正有）【課題】耐光性を有し、又基板の反りが少い多層配線構造体を含む配線基板を提供する。【解決手段】互いに対向する第１面及び第２面を有し、第１面及び第２面の間を貫通する貫通配線１０６を有する支持基板１０２と、支持基板１０２の第１面側に配置され、貫通配線１０６と電気的に接続された第１多層配線構造体１０４とを有する配線基板である。多層配線構造体１０４は、第１有機絶縁層１０８ａと、第１有機絶縁層１０８ａの上層側及び下層側の一方に配置された第１配線層１１０ａと、第１有機絶縁層１０８ａの上層側及び下層側の他方に配置された第２配線層１１０ｂと、第１有機絶縁層１０８ａより上層側の第１遮光層１１２ａとを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１面及び第２面を有し、前記第１面及び前記第２面の間を貫通する貫通配線を有する支持基板と、
前記支持基板の第１面側に配置され、前記貫通配線と電気的に接続された第１多層配線構造体と、を有し、
前記第１多層配線構造体は、
第１有機絶縁層と、
前記第１有機絶縁層の上層側及び下層側の一方に配置された第１配線層と、
前記第１有機絶縁層の上層側及び下層側の他方に配置された第２配線層と、
前記第１有機絶縁層より上層側の第１遮光層と、
を含む、ことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記第１遮光層の上層側に、第１無機絶縁層を含む、請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記第１遮光層の下層側であって、かつ前記第１有機絶縁層の上層側に、第２無機絶縁層を含む、請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記第１遮光層と前記第２無機絶縁層との間に、第３無機絶縁層をさらに含む、請求項３に記載の配線基板。
【請求項５】
前記第１遮光層と前記第１無機絶縁層との間に、第２無機絶縁層をさらに含む、請求項２に記載の配線基板。
【請求項６】
前記第１遮光層は、前記第１有機絶縁層の上面及び側面を覆うように配置される、請求項１に記載の配線基板。
【請求項７】
前記第１遮光層は、前記第１有機絶縁層に接している、請求項１に記載の配線基板。
【請求項８】
前記第２無機絶縁層は、前記第１有機絶縁層に接している、請求項３に記載の配線基板。
【請求項９】
前記第１遮光層は、波長２００ｎｍ〜７８０ｎｍの光の透過率を低下させる、請求項１に記載の配線基板。
【請求項１０】
前記第１無機絶縁層を貫通する貫通電極を有し、
前記第１遮光層は、前記貫通電極より幅広の開口部を有し、前記貫通電極は前記開口部の内側を貫通する、請求項２に記載の配線基板。
【請求項１１】
前記第１無機絶縁層及び前記第２無機絶縁層を貫通する貫通電極を有し、
前記第１遮光層は、前記貫通電極より幅広の開口部を有し、前記貫通電極は前記開口部の内側を貫通する、請求項３に記載の配線基板。
【請求項１２】
前記貫通電極は、前記第１無機絶縁層の上層側から下層側に向かうに従い配線幅が減少するテーパ形状を有し、前記第１遮光層の前記開口部は、開口幅が前記貫通電極の最大配線幅より小さい、請求項１０又は１１に記載の配線基板。
【請求項１３】
前記貫通電極の上端は、前記第１遮光層を介して前記第１遮光層と重なる、請求項１２に記載の配線基板。
【請求項１４】
前記貫通電極は、前記第１配線層と電気的に接続される、請求項１０に記載の配線基板。
【請求項１５】
前記第１有機絶縁層と前記第１遮光層との間に、第２有機絶縁層をさらに含む、請求項１に記載の配線基板。
【請求項１６】
前記第２有機絶縁層の端部は、前記第１有機絶縁層の端部より内側に配置されている、請求項１５に記載の配線基板。
【請求項１７】
前記第１有機絶縁層及び前記第２有機絶縁層の端部は傾斜面を有する、請求項１６に記載の配線基板。
【請求項１８】
前記第１遮光層は、前記第２有機絶縁層の上面及び側面、並びに前記第１有機絶縁層の前記第２有機絶縁層から露出する上面及び側面に沿って設けられている、請求項１６に記載の配線基板。
【請求項１９】
前記第１有機絶縁層と前記第２有機絶縁層との間に、第２遮光層をさらに含む、請求項１５に記載の配線基板。
【請求項２０】
前記第１有機絶縁層の内部応力と前記第１無機絶縁層の内部応力とは、相互に打ち消し合う方向に作用する、請求項２に記載の配線基板。
【請求項２１】
前記第１有機絶縁層は引っ張り応力を有し、前記第１無機絶縁層は圧縮応力を有する、請求項２０に記載の配線基板。
【請求項２２】
前記支持基板の前記第２面側に配置され、前記貫通電極と電気的に接続された第２多層配線構造体と、を有し、
前記第２多層配線構造体は、
第３有機絶縁層と、
前記第３有機絶縁層の上層側及び下層側の一方又は双方に配置された第２配線層と、を含む、請求項１０乃至２１のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２３】
前記支持基板と前記第３有機絶縁層との間に、第３遮光層を有する、請求項２２に記載の配線基板。
【請求項２４】
請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の配線基板を有し、前記第１無機絶縁層の上層に、電子部品が実装される、電子モジュール。
【請求項２５】
前記電子部品は発光デバイスを含む、請求項２４に記載の電子モジュール。
【請求項２６】
互いに対向する第１面及び第２面を有し、前記第１面及び前記第２面の間を貫通する貫通配線を有する支持基板の前記第１面側に、前記貫通配線と電気的に接続される第１多層配線構造体を形成する工程を有し、
前記第１多層配線構造体を形成する工程は、
第１有機絶縁層を形成する工程と、
前記第１有機絶縁層の上層側及び下層側の一方又は双方に第１配線層を形成する工程と、
前記第１有機絶縁層より上層側に第１遮光層を形成する工程と、
を含む、ことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２７】
前記第１遮光層の上層側に、第１無機絶縁層を形成する、請求項２６に記載の配線基板の製造方法。
【請求項２８】
前記第１遮光層の下層側であって、かつ前記第１有機絶縁層の上層側に、第２無機絶縁層を形成する、請求項２７に記載の配線基板の製造方法。
【請求項２９】
前記第１遮光層と前記第２無機絶縁層との間に、第３無機絶縁層をさらに形成する、請求項２８に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３０】
前記第１遮光層と前記第１無機絶縁層との間に、第２無機絶縁層をさら形成する、請求項２７に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３１】
前記第１遮光層は、前記第１有機絶縁層の上面及び側面を覆うように形成する、請求項２６に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３２】
前記第１遮光層は、前記第１有機絶縁層に接して形成する、請求項２６に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３３】
前記第２無機絶縁層は、前記第１有機絶縁層に接して形成する、請求項２８に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３４】
前記第１遮光層は、波長２００ｎｍ〜７８０ｎｍの光の透過率を低下させる材料で系形成する、請求項２６に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３５】
前記第１遮光層に開口部を形成し、前記第１無機絶縁層及び前記第１遮光層の前記開口部を貫通する貫通電極を形成する工程を含み、
前記第１遮光層の前記開口部の幅を、前記貫通電極の幅よりも幅広に形成する、請求項２７に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３６】
前記第１遮光層に開口部を形成し、前記第１無機絶縁層、前記第２無機絶縁層及び前記第１遮光層の前記開口部を貫通する貫通電極を形成する工程を含み、
前記第１遮光層の前記開口部の幅を、前記貫通電極の幅よりも幅広に形成する、請求項２８に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３７】
前記貫通電極は、前記第１無機絶縁層の上層側から下層側に向かうに従い配線幅が減少するテーパ形状に形成し、前記第１遮光層の前記開口部は、開口幅が前記貫通電極の最大配線幅より小さく形成する、請求項３５又は３６に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３８】
前記貫通電極の上端は、前記第１遮光層を介して前記第１遮光層と重なるように形成する、請求項３７に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３９】
前記貫通電極を、前記第１配線層と電気的に接続されるように形成する、請求項３５に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４０】
前記第１有機絶縁層と前記第１遮光層との間に、第２有機絶縁層をさらに形成する、請求項３６に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４１】
前記第２有機絶縁層の端部は、前記第１有機絶縁層の端部より内側に配置されているように形成する、請求項４０に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４２】
前記第１有機絶縁層及び前記第２有機絶縁層の端部を傾斜面に形成する、請求項４１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４３】
前記第１遮光層を、前記第２有機絶縁層の上面及び側面、並びに前記第１有機絶縁層の前記第２有機絶縁層から露出する上面及び側面に沿うように形成する、請求項４１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４４】
前記第１有機絶縁層と前記第２有機絶縁層との間に、第２遮光層をさらに形成する、請求項４０に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４５】
前記第１有機絶縁層の内部応力と前記第１無機絶縁層の内部応力とは、相互に打ち消し合う方向に作用するように形成する、請求項２７に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４６】
前記第１有機絶縁層は引っ張り応力を有し、前記第１無機絶縁層は圧縮応力を有するように形成する、請求項４５に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４７】
前記支持基板の前記第２面側に、前記貫通電配線と電気的に接続される第２多層配線構造体を形成する工程を有し、
前記第２多層配線構造体を形成する工程は、
第３有機絶縁層を形成する工程と、
前記第１有機絶縁層の上層側及び下層側の一方又は双方に第２配線層を形成する工程と、
を含む、請求項３５乃至４６のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４８】
前記支持基板と前記第３有機絶縁層との間に、第３遮光層を形成する、請求項４７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】
本開示の一つは多層配線構造体を含む配線基板の構造に関する。本開示の他の一つは多層配線構造体を含む配線基板の製造方法に関する。また、本開示の他の一つは多層配線構造体を含む電子モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
第１面と、第１面とは反対側の第２面とを有する基材が用いられ、第１面に第１配線が設けられ、第２面側に第２配線が設けられ、第１配線の上面及び側面を覆う第１無機材料膜と第２配線の上面及び側面を覆う第２無機材料膜とを含む多層配線構造体が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この多層配線構造体は、基材の第１面と第２面とを貫通する接続孔が設けられ、第１配線と第２配線とはこの接続孔によって電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１９５２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多層配線構造体を含む配線基板は、各種電子部品を回路基板に実装するのに用いられる。多層配線構造体を含む配線基板は用途によっては耐光性を有していることが求められる。また、多層配線構造体を含む配線基板は、基板の反りが少ないことが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一実施形態は、互いに対向する第１面及び第２面を有し、第１面及び第２面の間を貫通する貫通配線を有する支持基板と、支持基板の第１面側に配置され、貫通配線と電気的に接続された第１多層配線構造体とを有する配線基板である。多層配線構造体は、第１有機絶縁層と、第１有機絶縁層の上層側及び下層側の一方に配置された第１配線層と、第１有機絶縁層の上層側及び下層側の他方に配置された第２配線層と、第１有機絶縁層より上層側の第１遮光層とを含む。
【０００６】
本開示の一実施形態は、互いに対向する第１面及び第２面を有し、第１面及び第２面の間を貫通する貫通配線を有する支持基板の第１面側に、貫通配線と電気的に接続される第１多層配線構造体を形成する工程を含む。第１多層配線構造体を形成する工程は、第１有機絶縁層を形成する工程と、第１有機絶縁層の上層側及び下層側の一方又は双方に第１配線層を形成する工程と、第１有機絶縁層より上層側に第１遮光層を形成する工程とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図である。
【図２】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図である。
【図３】本開示に係る配線基板の構成を説明する図であって、（Ａ）は支持基板の断面図を示し、（Ｂ）は支持基板に第１配線層が設けられた形態を示す断面図である。
【図４】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図である。
【図５】本開示に係る配線基板の作製工程を説明する図であって、（Ａ）は有機絶縁層に貫通孔とバリアメタル膜を形成する段階、（Ｂ）はバリアメタル膜の上に金属膜を形成する段階を示す。
【図６】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図である。
【図７】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図である。
【図８】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図である。
【図９】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図であり、（Ａ）は貫通電極と遮光層の第１の配置を示し、（Ｂ）は貫通電極と遮光層の第１の配置を示す模式図である。
【図１０】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図であり、（Ａ）は貫通電極と遮光層の第３の配置を示し、（Ｂ）は貫通電極と遮光層の第４の配置を示す模式図である。
【図１１】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図である。
【図１２】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図である。
【図１３】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図である。
【図１４】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図である。
【図１５】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図である。
【図１６】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図であって、有機絶縁層と無機絶縁層が有する内部応力の関係を説明する模式図である。
【図１７】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図である。
【図１８】本開示に係る配線基板の構成を示す断面図である。
【図１９】本開示に係る配線基板に電子部品が実装された電子モジュールの一態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示の内容を、図面等を参照しながら説明する。但し、本開示は多くの異なる態様を含み、以下に例示する開示の内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、それはあくまで一例であって、本開示の内容を必ずしも限定するものではない。また、本開示において、ある図面に記載されたある要素と、他の図面に記載されたある要素とが同一又は対応する関係にあるときは、同一の符号（又は符号として記載された数字の後にａ、ｂなどを付した符号）を付して、繰り返しの説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。
【０００９】
本開示において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含む。すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）においてある部材又は領域との間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
【００１０】
なお、以下の説明では、支持基板に複数の部材が積層されるとき、特に断りのない限り、支持基板を基準として、支持基板から離れる（遠ざかる）方向を上方（又は上層）といい、その逆を下方（又は下層）というものとする。
【００１１】
１．第１の開示
１−１．配線基板の構造
図１は、本開示に係る配線基板１００ａの断面構造を示す。配線基板１００ａは、第１面及びこの第１面に対向する第２面を含む支持基板１０２と、支持基板１０２の第１面に配置された多層配線構造体１０４を含む。多層配線構造体とは、少なくとも１層の配線層と、少なくとも１層の絶縁層とが積層した多層の構造体を指す。
【００１２】
支持基板１０２は、第１面と第２面とを貫通する貫通配線１０６を含む。貫通配線１０６は、支持基板１０２に設けられた第１貫通孔１１６ａに設けられる。多層配線構造体１０４は、第１有機絶縁層１０８ａと、第１有機絶縁層１０８ａの下層側に配置された第１配線層１１０ａと、第１有機絶縁層１０８ａの上層側に配置された第２配線層１１０ｂを含む。第１配線層１１０ａは第１配線１１８ａを含み、第２配線層１１０ｂは、第２配線１１８ｂを含む。第１配線１１８ａと第２配線１１８ｂとは、第１有機絶縁層１０８ａに設けられた第２貫通孔１１６ｂを介して電気的に接続されていてもよい。
【００１３】
多層配線構造体１０４は、第１有機絶縁層１０８ａの上層側に設けられた第１遮光層１１２ａを含む。第１遮光層１１２ａは、少なくとも第１有機絶縁層１０８ａの上面側を覆う。第１遮光層１１２ａは、さらに第１有機絶縁層１０８ａの側面を覆っていることが好ましい。第１遮光層１１２ａは、一部又は全部が第１有機絶縁層１０８ａと接して設けられていてもよい。図１では図示されないが、第１遮光層１１２ａが第１有機絶縁層１０８ａの上面及び側面に接して設けられる場合、第１遮光層１１２ａと第２配線１１８ｂは同一の層上に設けられることとなる。第１遮光層１１２ａが絶縁体または絶縁性を有する材料で形成される場合、第１遮光層１１２ａと第２配線層１１８ｂとは接触していてもよい。一方、第１遮光層１１２ａが導体又は導電性を有する場合に、第１遮光層１１２ａと第２配線１１８ｂとは、第２配線層１１０ｂ内で他の配線と短絡しないように絶縁して設けられる。この場合、第１遮光層１１２ａは、第２配線１１８ｂと接触しないように開口部が設けられていてもよい。
【００１４】
多層配線構造体１０４において、第１配線層１１０ａには複数の第１配線１１８ａが含まれていてもよく、第２配線層１１０ｂには複数の第２配線１１８ｂが設けられていてもよい。
【００１５】
なお、図１で示すように、多層配線構造体１０４は、第１有機絶縁層１０８ａと第１遮光層１１２ａとの間に、第２有機絶縁層１０８ｂが設けられていてもよい。別言すれば、第２配線層１１０ｂの上層側に第２有機絶縁層１０８ｂが設けられていてもよい。第１有機絶縁層１０８ｓと第１遮光層１１２ｓとの間に第２有機絶縁層１０８ｂが配置されることで、第１遮光層１１２ａが第２配線１１８ｂと直接的に接しないようにすることが可能となる。第１遮光層１１２ａは、第２有機絶縁層１０８ｂの上面及び側面、並びに第１有機絶縁層１０８ａが第２有機絶縁層１０８ｂから露出する部分を覆って設けられる。このとき、第２有機絶縁層１０８ｂの端部が、第２有機絶縁層１０８ｂの端部より内側に配置されていることが好ましい。このような構成を有することで、第１有機絶縁層１０８ａ及び第２有機絶縁層１０８ｂで形成される端部は階段状となり、この端部領域の急峻性が緩和されるので、第１遮光層１１２ａによって確実に被覆されるようにすることができる。
【００１６】
また、第２有機絶縁層１０８ｂは、第２配線層１１０ｂを埋設する平坦化膜としても用いられる。第２有機絶縁層１０８ｂによって第２配線層１１０ｂの上層側が平坦化されることで、第１遮光層１１２ａを平坦な面に設けることができる。これによって、第２有機絶縁層１０８ｂの上面で、第１遮光層１１２ａを均一な厚さに設けることができる。
【００１７】
図１において、多層配線構造体１０４の上方から光が照射されたとしても、第１遮光層１１２ａによって遮光されるので、第１有機絶縁層１０８ａ、第２有機絶縁層１０８ｂに照射光は到達しにくくなる。第１遮光層１１２ａは、第１有機絶縁層１０８ａ、第２有機絶縁層１０８ｂの上面側を覆うのみでなく側面側も覆うように設けられることで、照射光に対する遮光性をより向上させることができる。例えば、多層配線構造体１０４に対する照射光は、直射光に限らず散乱光が含まれることがある。第１遮光層１１２ａが、第１有機絶縁層１０８ａ、第２有機絶縁層１０８ｂの上面側及び側面側を覆うように配置されることで、直射光のみならず散乱光も遮光することが可能となる。これにより、第１有機絶縁層１０８ａ、第２有機絶縁層１０８ｂが光照射により劣化するのを防止することができ、配線基板１００ａの信頼性向上、及び長寿命化に寄与することができる。なお、多層配線構造体１０４に照射される光源としては、配線基板１００ａが組み込まれる機器含まれる白熱灯、蛍光灯、発光ダイオード等の光源が含まれる。
【００１８】
第１遮光層１１２ａの上層側には、第１無機絶縁層１１４ａが設けられていることが好ましい。第１無機絶縁層１１４ａは、第１遮光層１１２ａの略全面を覆うように設けられる。第１遮光層１１２ａは第１無機絶縁層１１４ａによって表面が覆われるので、外面に露出しない状態となる。すなわち、第１無機絶縁層１１４ａは、第１遮光層１１２ａの保護膜として機能することができる。
【００１９】
無機絶縁膜は、有機絶縁膜と比較して水蒸気透過度が相対的に低いという特性を有する。第１無機絶縁層１１４ａは、第１有機絶縁層１０８ａ、第２有機絶縁層１０８ｂの上面及び側面を覆って設けられることにより水蒸気バリア層として用いることができる。なお、水蒸気透過度とは、透湿度とも呼ばれ、「所定の温度及び湿度の条件で単位時間当たり単位面積の試験片を通過する水蒸気の量」（ＪＩＳＫ７１２９）として定義される物理量である。
【００２０】
また、第１遮光層１１２ａを覆って第１無機絶縁層１１４ａが設けられることで、多層配線構造体１０４の上面には絶縁表面が形成される。第１無機絶縁層１１４ａに第２貫通孔１１６ｂが設けられ、そこに第２配線１１８ｂと電気的に接続する貫通電極１２０が設けられていてもよい。貫通電極１２０が第１無機絶縁層１１４ａから露出されることにより、多層配線構造体１０４の上面には電子部品を実装する実装面が形成される。実装される電子部品としては、集積回路（ＬＳＩ、ＩＣなどの部品）、センサ、トランジスタ、ダイオード、発光ダイオード、抵抗、コンデンサ、インダクタ等の個別部品が含まれる。また、図１では図示されないが、この実装面には、貫通電極１２０と電気的に接続する配線や、電子部品を実装するためのバンプ等が設けられていてもよい。
【００２１】
第１有機絶縁層１０８ａの側面は、支持基板１０２の第１面に対して垂直に立設されていてもよいが、当該側面が傾斜面となっていることが好ましい。別言すれば、第１有機絶縁層１０８ａの側面は、多層配線構造体１０４を上面から見たときに側面が視認されるような傾斜面を有していることが好ましい。第１有機絶縁層１０８ａの側面が垂直である場合、第１遮光層１１２ａは十分に側面を覆うことができない場合がある。しかしながら、第１有機絶縁層１０８ａの側面が傾斜面とされていることで、第１遮光層１１２ａをこの傾斜面に沿って設けることができる。すなわち、第１遮光層１１２ａによって第１有機絶縁層１０８ａを確実に覆うことができる。なお、第２有機絶縁層１０８ｂにおいても同様に、側面が傾斜面を有していることが好ましい。
【００２２】
本開示において、多層配線構造体１０４は、配線層の数に限定はない。図１は多層配線構造体１０４に第１配線層１１０ａ及び第２配線層１１０ｂの２層の配線層が設けられた形態を示すが、３層以上の配線層が設けられていてもよい。例えば、図２に示すように、多層配線構造体１０４は、第２配線層１１０ｂの上層側に第３配線層１１０ｃが設けられていてもよい。図２において、多層配線構造体１０４は、第１有機絶縁層１０８ａの下層側に第１配線層１１０ａが設けられ、上層側に第２配線層１１０ｂが設けられ、第２有機絶縁層１０８ｂの上層側に第３配線層１１０ｃが設けられている。
【００２３】
第１遮光層１１２ａは、第３配線層１１０ｃの上層側に設けられる。第１絶縁層１１４ａは、第１遮光層１１２ａの上層側に設けられる。第１絶縁層１１４ａには第２貫通孔１１６ｂが設けられ、貫通電極１２０が第３電極１１８ｃと電気的に接続されていてもよい。
【００２４】
このように、本開示において、多層配線構造体１０４は複数の配線層１１０と、遮光層１１２とを含んで構成される。複数の配線層１１０の層間には有機絶縁層１０８が設けられている。そして、有機絶縁層１０８の最上層の上層側に遮光層１１２が設けられている。多層配線構造体１０４の上方より照射される光は、遮光層１１２によって遮光されるので、有機絶縁層１０８の光による劣化が抑制される。これにより、配線基板１００ａの信頼性が向上し、耐用時間を増加させることか可能となる。また、遮光層１１２の上層側には無機絶縁層１１４が設けられていることが好ましい。無機絶縁層１１４は、遮光層１１２及び有機絶縁層１０８に対する保護膜として用いることができる。また、無機絶縁層１１４により、電子部品の実装面を形成することができる。
【００２５】
次に、配線基板１００ａを構成する支持基板１０２、多層配線構造体１０４の詳細について、配線基板１００ａの作製方法を含めて説明する。
【００２６】
１−２．支持基板
図３（Ａ）は、支持基板１０２の断面構造を示す。支持基板１０２としては、例えば、ガラス基板が用いられる。また、支持基板１０２として半導体基板（例えば、シリコン基板）が用いられてもよい。支持基板１０２は、例えば、５０μｍ〜１０００μｍ、より具体的には、３００μｍ〜６００μｍの厚さを有する。
【００２７】
支持基板１０２は、第１面と、第１面に対向する第２面を有する。支持基板１０２は、第１面から第２面を貫通する少なくとも一つの貫通配線１０６が設けられる。貫通配線１０６は、支持基板１０２に設けられた第１貫通孔１１６ａに配置される。第１貫通孔１１６ａの口径（直径）は、３μｍ〜１０００μｍ、例えば、２０μｍ〜５００μｍの大きさを有する。図３（Ａ）は、第１貫通孔１１６ａを充填するように貫通配線１０６が設けられる形態を示すが、他の形態として第１貫通孔１１６ａの内壁面に沿って貫通配線１０６が設けられていてもよい。支持基板１０２には、複数の貫通配線１０６が設けられていてもよい。複数の貫通配線１０６は、１０μｍ以上の間隔で配置されていることが好ましく、例えば、４０μｍ〜１００ｍｍの間隔で配置される。支持基板１０２に設けられる貫通配線１０６は、多層配線構造体１０４の配線と電気的に接続され、支持基板１０２の第１面側と第２面側との間の導電経路を形成する。例えば、支持基板１０２の第１面に多層配線構造体１０４が設けられるとき、第２面にはバンプ等が設けられてもよい。このような支持基板１０２は、ガラス基板が用いられる場合にはガラス貫通配線基板（ＴＧＶ：Through Glass Via）とも呼ばれ、シリコン基板が用いられる場合にはシリコン貫通配線基板（ＴＳＶ：Through Silicon Via）とも呼ばれる。
【００２８】
貫通配線１０６は、例えば、貫通孔１１６ａの側壁に沿って配置された第１金属部１０７ａと、第１金属部１０７ａよりも貫通孔１１６ａのコア側に位置する第２金属部１０７ｂとを含む。第１金属部１０７ａは、第２金属部１０７ｂに含まれる金属の拡散を防ぐ機能を有し、例えば、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（Ｔａ）等により形成される。第２金属部１０７ｂは銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等により形成されることが好ましい。第１金属部１０７ａは、第２金属部１０７ｂの拡散防止や相互反応防止のために設けられる。第１金属部１０７ａは、０．０１μｍ〜０．５μｍ、例えば、０．０５μｍの厚さを有する。また、第１貫通孔１１６ａの内壁面に沿って貫通配線１０６を形成する場合は、第２金属部１０７ｂの厚みを０．１μｍ〜１０μｍ、例えば、３μｍの厚さを有するコンフォーマル構造としてもよい。その際、第２金属部１０７ｂ内側の孔を絶縁性樹脂層で充填する。孔を充填することで、配線の絶縁性が確保され且つ、液状材料を用いた上層形成が容易になる。
【００２９】
このような貫通配線１０６は、支持基板１０２に第１貫通孔１１６ａを設けた後、第１金属部１０７ａをスパッタリング法により形成し、その後、第１貫通孔１１６ａを埋め込むように、メッキ法により第２金属部１０７ｂとなる銅（Ｃｕ）の膜を形成する。その後、化学的機械研磨（ＣＭＰ）法により余分な銅（Ｃｕ）及び第１金属部１０７ａを削りとることにより貫通配線１０６が形成される。第２金属部１０７ｂがメッキ法により作製される場合、第１金属部１０７ａの表面にはシード層として銅（Ｃｕ）の薄膜や銅（Ｃｕ）とニッケル（ニッケル）の積層膜が形成されていてもよい。
【００３０】
なお、図３（Ａ）では示されないが、支持基板１０２の表面（支持基板１０２と第１金属部１０７ａとの間を含む。）には、バリア層として絶縁層が設けられていてもよい。絶縁層は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等で形成される。例えば、絶縁膜は、支持基板１０２側から、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜とが積層された構造を有する。この絶縁層は、支持基板１０２がガラス基板である場合、ガラスに含まれるアルカリ金属による汚染を防止するために設けられる。また、支持基板１０２が半導体基板である場合、貫通配線１０６を絶縁するために設けられる。
【００３１】
このような構造の支持基板１０２は、第１面に配置される多層配線構造体１０４と、電気的な接続を図ることができる。すなわち、支持基板１０２の貫通配線１０６と多層配線構造体１０４の配線の一部との電気的な接続を図ることができる。そして、支持基板１０２の第２面側には、バンプ等が設けられることにより、他の部材に実装することができる。
【００３２】
図３（Ｂ）は、支持基板１０２に多層配線構造体１０４の一部を成す第１配線層１１０ａが設けられた状態を示す。第１配線層１１０ａは、第１配線１１８ａを含む。第１配線１１８ａは、支持基板１０２上のバリアメタル膜１１７ａと、バリアメタル膜１１７ａ上の金属膜１１９ｂにより構成される。
【００３３】
バリアメタル膜１１７ａは、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）等の金属により形成される。金属膜１１９ｂは、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料で形成される。バリアメタル膜１１７ａは０．０１μｍ〜０．５μｍ、例えば、０．０５μｍの厚さで形成され、金属膜１１９ｂは、０．１μｍ〜１０μｍ、例えば、３μｍの厚さで形成される。バリアメタル膜１１７ａはスパッタリング法より成膜され、金属膜１１９ｂは、スパッタリング法、メッキ法等により作製される。バリアメタル膜１１７ａ及び金属膜１１９ｂは、貫通配線１０６が設けられる位置に合わせてエッチングされ、第１配線１１８ａが形成される。
【００３４】
図３（Ｂ）に示すように、第１配線１１８ａと貫通配線１０６とは電気的に接続される。
【００３５】
１−３．配線層
図４は、第１有機絶縁層１０８ａ、第２配線層１１８ｂの構成を示す。第２配線層１１０ｂは、第１有機絶縁層１０８ａの上層側に設けられる。第２配線層１１０ｂは、第２配線１１８ｂを含む。第２配線１１８ｂは、バリアメタル膜１１７ｂ、金属膜１１９ｂを含んで構成される。図４は、第２配線１１８ｂが、第１有機絶縁層１０８ａに形成された第２貫通孔１１６ｂにおいて第１配線１１８ａと電気的に接続される態様を示す。
【００３６】
第２配線１１８ｂのバリアメタル膜１１７ｂは、第１有機絶縁層１０８ａの上面及び第２貫通孔１１６ｂの内面に沿って設けられる。第２配線１１８ｂは、第１配線１１８ａと同様な方法により作製される。第２配線１１８ｂは、バリアメタル膜１１７ｂを有することにより、金属膜１１９ｂの金属材料が第１有機絶縁層１０８ａに拡散するのを防ぐことができる。バリアメタル膜１１７ｂは、第１配線１１８ａの金属膜１１９ａと、第２配線１１８ｂの金属膜１１９ｂとの間に設けられることにより、金属膜１１９ａと金属膜１１９ｂを形成する金属の相互拡散を防止することができる。また、金属膜１１９ｂが第２貫通孔１１６ｂを埋め込むことにより、第２貫通孔１１６ｂにより形成される段差部を解消することができる。なお、有機絶縁層（本開示における第１有機絶縁層１０８ａ、第２有機絶縁層１０８ｂ、第３有機絶縁層１０８ｃ、第４有機絶縁層１０８ｄ）に形成される貫通孔（本開示における第２貫通孔１１６ｂ、第３貫通孔１１６ｃ）は、２μｍ〜３００μｍ、例えば、５μｍ〜１５０μｍの口径（直径）を有する。
【００３７】
図４に示すように、第１有機絶縁層１０８ａの下層側には、第１絶縁層１０９ａが設けられていてもよい。第１絶縁層１０９ａは、第１配線１１８ａの上面及び側面を覆うように設けられる。第１絶縁層１０９ａは、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等の無機絶縁膜により形成される。第１絶縁層１０９ａは、例えば、下層側から窒化シリコン膜と酸化シリコン膜とが積層された構造を有する。このような第１絶縁層１０９ａを設けることにより、第１配線１１８ａにおける金属膜１１９ａが第１有機絶縁層１０８ａに拡散するのを防ぎ、配線層間の絶縁を図ることができる。
【００３８】
図４に示すように、第１配線層１１０ａの上層側には第１絶縁層１０９ａが設けられていてもよい。第１絶縁層１０９ａは、支持基板１０２上において、第１配線１１８ａの上面及び側面を覆うように設けられる。第１絶縁層１０９ａは、酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜の一方又は双方の膜によって形成される。例えば、第１絶縁層１０９ａは、下層側から窒化シリコン膜、酸化シリコン膜が積層された構造を有する。第１絶縁層１０９ａを設けることにより、第１配線１１８ａを形成する金属の拡散を防ぎ、また配線層間の絶縁を確実に図ることが可能となる。また、窒化シリコン膜を第１配線１１８ａに接して設けることにより、金属膜１１９ａの表面の酸化及びそれによる接触抵抗の増加を防止することが可能となる。
【００３９】
なお、図４において点線で示すように、第２配線１１８ｂの上層に第２絶縁層１０９ｂが設けられていてもよい。第２絶縁層１０９ｂは、第１有機絶縁層１０８ａの上面及び側面、第２配線１１８ｂの上面及び側面を覆うように設けられる。第２絶縁層１０９ｂは、第１絶縁層１０９ａと同様に、酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜の一方又は双方の膜によって形成される。
【００４０】
１−４．有機絶縁層
図４において、第１有機絶縁層１０８ａは、ポリイミド、エポキシ、アクリル、フェノール、シアノ、高分子液晶、スチレン、ポリビニルフェノール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリスルホン、フッ素系、複素環を有する縮合系等の有機樹脂材料で形成される。耐熱性、機械的強度の観点からは、第１有機絶縁層１０８ａとしてポリイミドを用いることが好ましい。ポリイミド等の有機樹脂材料は、窒化シリコンや酸化シリコン等の無機絶縁材料と比較して誘電率が小さいという特性を有する。それにより多層配線構造体１０４の層間絶縁層として用いることで、配線間の容量を小さくすることができ、配線層を伝達する信号の遅延量を小さくすることができる。第１有機絶縁層１０８ａの膜厚は所望の絶縁性が得られる程度で適宜選択可能であるが、例えば、１μｍ〜５０μｍ、好ましくは、２μｍ〜２０μｍの厚さで形成される。
【００４１】
第１有機絶縁層１０８ａの端部は、支持基板１０２と略一致してもよいが、図４に示すように、支持基板１０２の端部より内側に配置されていると好ましい。また、第１有機絶縁層１０８ａの側面は、前述のように傾斜面となっていることが好ましい。第１有機絶縁層１０８ａの側面が傾斜面となっていることで、上層側に設けられる層が、第１有機絶縁層１０８ａの側面を確実に覆うようにすることができる。なお、図４は、第１有機絶縁層１０８ａについて示すが、第１有機絶縁層１０８ａの上層に設けられる他の有機絶縁層についても同様である。
【００４２】
図５（Ａ）、（Ｂ）は、第２配線層１１０ｂの作製方法を示す。図５（Ａ）は、第１有機絶縁層１０８ａ及び第１絶縁層１０９ａに、第１配線１１８ａの上面を露出させる第２貫通孔１１６ｂを形成する。バリアメタル膜１１７ｂを第１有機絶縁層１０８ａの上面及び第２貫通孔１１６ｂの側面、金属膜１１９ａの上面に形成する段階を示す。第２貫通孔１１６ｂは、第１有機絶縁層１０８ａ及び第１絶縁層１０９ａをエッチングすることで形成する。バリアメタル膜１１７ｂは、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）等の金属膜をスパッタリング法により形成する。この段階でバリアメタル膜１１７ｂは、第１有機絶縁層１０８ａの上面及び側面を覆うように略全面に形成する。
【００４３】
図５（Ｂ）は、バリアメタル膜１１７ｂ上に、金属膜１１９ｂを形成する段階を示す。金属膜１１９ｂは銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属で形成する。例えば、金属膜１１９ｂとして、銅（Ｃｕ）の膜をメッキ法で作製する。金属膜１１９ｂは第２貫通孔１１６ｂを充填するように形成することが好ましい。また、金属膜１１９ｂとして、銅（Ｃｕ）をメッキ法で成長するに当たっては、バリアメタル膜１１７ｂの表面に銅（Ｃｕ）のシード層をスパッタリング法により形成しておくことが好ましい。銅（Ｃｕ）の被膜は、電解メッキ、無電解メッキにより成長させることができる。また、金属膜１１９ｂをアルミニウム（Ａｌ）で形成する場合は、スパッタリング法、真空蒸着法等により成膜を行えばよい。その後、金属膜１１９ｂの上にフォトレジストでマスクを形成し、金属膜１１９ｂ及びバリアメタル膜１１７ｂをエッチングすることで、図４に示すように、第２配線１１８ｂ（バリアメタル膜１１７ｂ、金属膜１１９ｂ）を形成が形成される。
【００４４】
このように、第２配線層１１０ｂは、第１有機絶縁層１０８ａの第２貫通孔１１６ｂを埋め込むように形成することで、下層の配線層と確実にコンタクトを形成することできる。なお、図４及び図５（Ａ）、（Ｂ）は第２配線層１１０ｂについて例示するが、第２配線層１１０ｂよりも上層の配線層についても同様である。
【００４５】
１−５．遮光層
図６で示すように、第１有機絶縁層１０８ａの上に第１遮光層１１２ａが設けられる。また、第１遮光層１１２ａの上層には第１無機絶縁層１１４ａが設けられていることが好ましい。図１で示す場合と同様に、第１有機絶縁層１０８ａと第１遮光層１１２ａとの間には第２有機絶縁層１０８ｂが設けられていてもよい。
【００４６】
第１遮光層１１２ａは、可視光帯域から紫外光帯域の光を遮断又は減衰させると特性を有する。例えば、第１遮光層１１２ａは、光吸収性又は光反射性を有する。第１遮光層１１２ａは、波長２００ｎｍ〜７８０ｎｍの光に対する透過率が、５０％以下、好ましくは２０％以下、より好ましくは５％以下であることが好ましい。このような光学的特性を有する第１遮光層１１２ａは、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属材料、その酸化物、窒化物、炭化物等の化合物材料、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、およびその組み合わせ等によって形成される。第１遮光層１１２ａは、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の光吸収性と光反射性を合わせ持つ半導体材料により形成されてもよい。また、第１遮光層１１２ａは、顔料又は染料を用いて光吸収性の膜を形成してもよい。例えば、カーボンブラックのような炭素からなる黒色顔料を用いて第１遮光層１１２ａを形成されていてもよい。なお、第１遮光層１１２ａに顔料又は染料を用いる場合は、黒色の膜に限定されず、シアン、マゼンタ、イエローによる色の三原色を適宜混合させた有色の膜が適用されてもよい。遮光層は絶縁性であることが好ましい。絶縁性を確保するために表面処理や表面修飾を施してもよい。
【００４７】
第１遮光層１１２ａが金属材料で作製される場合には、成膜法としてスパッタリング法、真空蒸着法が適用される。また、第１遮光層１１２ａが顔料又は染料を用いて作製される場合には、成膜法としてスピンコーティング法、バーコーティング法、ダイコーティング法、ディスペンサーやインクジェット等の液滴吐出法、スプレー法等が適用される。第１遮光層１１２ａは、第１有機絶縁層１０８ａの上層側に設けられるが、いずれの成膜法においても、下地面に沿って第１遮光層１１２ａを形成することが可能である。第１有機絶縁層１０８ａの側面が傾斜面となっていると、その傾斜面に沿って第１遮光層１１２ａを設けることができる。
【００４８】
第１遮光層１１２ａが可視光帯域から紫外光帯域の光を遮断又は減衰させると特性を有することにより、第１有機絶縁層１０８ａへ外光が入射することを防ぐことができる。それにより、有機絶縁層の光による劣化を防止することができる。
【００４９】
１−６．無機絶縁層
図６に示すように、第１遮光層１１２ａの上層に第１無機絶縁層１１４ａが設けられる。第１無機絶縁層１１４ａは、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等の無機絶縁膜で形成される。これらの無機絶縁膜はスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等により作製される。第１無機絶縁層１１４ａは、第１遮光層１１２ａの上層に設けられる。第１無機絶縁層１１４ａは、第１遮光層１１２ａと接して設けられていてもよい。
【００５０】
第１無機絶縁層１１４ａは、第２有機絶縁層１０８ｂの上面及び側面、第１有機絶縁層１０８ａの側面及び第２有機絶縁層１０８ｂから露出する上面を覆うように設けられる。この場合において、第１有機絶縁層１０８ａ、第２有機絶縁層１０８ｂの側面は傾斜面となっていることが好ましい。第１無機絶縁層１１４ａを成膜するときに、下地面である第１有機絶縁層１０８ａ及び第２有機絶縁層１０８ｂにより形成される段差が急峻であると、無機絶縁膜を十分に被覆させることができない問題がある。しかしながら、図６に示すように、第１有機絶縁層１０８ａ及び第２有機絶縁層１０８ｂにより形成される段差が階段状であること、及び第１有機絶縁層１０８ａと第２有機絶縁層１０８ｂの側面が傾斜面とされていることにより、第１無機絶縁層１１４ａはその段差を良好に被覆することが可能となる。
【００５１】
第１無機絶縁層１１４ａは、支持基板１０２上にまで形成され、第１絶縁層１０９ａと接していることが好ましい。無機絶縁膜である第１無機絶縁層１１４ａと第１絶縁層１０９ａとが支持基板１０２の端部で密接して設けられることにより、第１有機絶縁層１０８ａ及び第２有機絶縁層１０８ｂは外面に露出しない構造となる。別言すれば、第１有機絶縁層１０８ａ及び第２有機絶縁層１０８ｂは、第１無機絶縁層１１４ａと第１絶縁層１０９ａとによって包み込まれた構造となる。このような構造により、水蒸気等が、第１有機絶縁層１０８ａ、第２有機絶縁層１０８ｂへ浸入することを確実に防止することができる。それにより、配線基板１００ａの信頼性を向上させることができる。
【００５２】
図６で示すように、第１無機絶縁層１１４ａには第３貫通孔１１６ｃが設けられる。第３貫通孔１１６ｃには、貫通電極１２０が設けられる。貫通電極１２０は、第２配線１１８ｂと電気的に接続される。第１遮光層１１２ａの開口部１１３の口径は、口径が貫通電極１２０よりも大きくされている。別言すれば、貫通電極１２０は、第１遮光層１１２ａの開口部１１３の内側を貫通するように設けられる。このような構成により、第１遮光層１１２ａと貫通電極１２０とが接触しないようにされる。第１遮光層１１２ａが導電性を有する場合であっても、貫通電極１２０と短絡することが防止される。
【００５３】
第１遮光層１１２ａの開口部１１３の端部は、第２配線１１８ｂと重なっていることが好ましい。別言すれば、第１遮光層１１２ａの開口部１１３の端部は、第２配線１１８ｂの端部より内側に配置されていることが好ましい。このような構成により、平面視において、第１遮光層１１２ａの開口部１１３には第２配線１１８ｂが重畳して配置されることとなる。そのため、第１遮光層１１２ａは開口部１１３において遮光できない構造となるが、この部分に重ねて第２配線１１８ｂが配置されることで、多層配線構造体１０４に照射される光を遮光することができる。
【００５４】
一方、第１遮光層１１２ａが絶縁性を有する場合、第３貫通孔１１６ｃと開口部１１３とは同じ口径であってもよい。すなわち、第１遮光層１１２ａと貫通電極１２０が接していてもよい。このような構造によれば、第１遮光層１１２ａの開口部１１３は、貫通電極１２０によって塞がれるので、遮光性を維持することができる。仮に、第１遮光層１１２ａが貫通電極１２０と完全に密接しない場合でも、下層側に第２配線１１８ｂが存在するので、図６の場合と同様に遮光性を維持することができる。
【００５５】
２．第２の開示
２−１．配線基板の構造
図８は、本開示に係る配線基板１００ｂの構成を示す。配線基板１００ｂは、支持基板１０２と多層配線構造体１０４ｂを含む。ここでは、第１の開示に係る配線基板１００ａと相違する部分について説明する。
【００５６】
第１無機絶縁層１１４ａには第３貫通孔１１６ｃが設けられる。第３貫通孔１１６ｃは、第１無機絶縁層１１４ａの上層側から下方側に向かうに従い口径が小さくなるテーパ形状を有する。貫通電極１２０は、第３貫通孔１１６ｃと同様に、第１無機絶縁層１１４ａの上層側から下層側に向かうに従って幅が狭くなるテーパ形状を有する。すなわち、貫通電極１２０は、断面視において、下方（下端）の電極幅が上方（上端）の幅よりも狭い形状を有している。このような貫通電極１２０は、下層に配置された第２配線層１１０ｂと電気的に接続される。
【００５７】
第１遮光層１１２ａは、第１無機絶縁層１１４ａの下層側に配置される。第１遮光層１１２ａは、貫通電極１２０よりも幅広の開口部１１３を有している。第１遮光層１１２ａの開口部１１３の口径は、貫通電極１２０の上端部の幅よりも小さくてもよく、下端部の幅よりも大きければよい。また、以下において、図９（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明されるように、第１遮光層１１２ａの開口部１１３の口径は、貫通電極１２０の最大幅よりも大きくてもよい。
【００５８】
２−２．遮光層と貫通電極の配置
図９（Ａ）、（Ｂ）は、貫通電極１２０と第１遮光層１１２ａの開口部１１３の相対的な位置関係を示す断面図である。図９（Ａ）において、貫通電極１２０の幅ｄ１（断面視における幅）は、第１遮光層１１２ａの開口部１１３の開口幅Ｄ１よりも小さい関係にある（ｄ１＜Ｄ１）。図９（Ａ）、（Ｂ）は、第１無機絶縁層１１４ａの上方に光源１２４があるものとする。ここで、光源１２４は簡単のため点光源であるものとする。図９（Ａ）は、テーパ形状を有する貫通電極１２０の上端の幅がｄ１、下端の幅がｄ２である場合、第１遮光層１１２ａの開口部１２２の口径はＤ１であれば良いことを示している。貫通電極１２０は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料で形成されるため遮光性を有する。そして、貫通電極１２０は、上端部が幅広となるテーパ形状を有しているため、光源１２４からの斜め入射光を遮光することが可能となる。
【００５９】
例えば、図９（Ａ）において、光源１２４からの入射光Ｌ１は第１遮光層１１２ａによって遮光され、第２有機絶縁層１０８ｂには照射されない。入射光Ｌ３は、貫通電極１２０によって遮光される。また、入射光Ｌ２は、貫通電極１２０の端部に照射される。入射光Ｌ２の延長線上には第１遮光層１１２ａの端部の上端が存在するため遮光される。したがって、入射光Ｌ２より入射角が大きい光（例えば、入射光Ｌ１）は第１遮光層１１２ａによって遮光され、入射角が小さい光（例えば、入射光Ｌ３）は貫通電極１２０によって遮光される。また、貫通電極１２０の端部に当たる入射光Ｌ２は、その延長線上に第１遮光層１１２ａの上端部が位置するため、貫通電極１２０及び／又は第１遮光層１１２ａで遮光されることとなる。
【００６０】
また、図９（Ｂ）は、入射光Ｌ２の延長線上に第１遮光層１１２ａの端部の下端がある場合であり、同様に入射光Ｌ２は貫通電極１２０及び／又は第１遮光層１１２ａで遮光される。この場合における第１遮光層１１２ａの開口部１２２の口径がＤ２となる。図９（Ａ）及び（Ｂ）の場合において、開口部１２２の口径はＤ２の方がＤ１よりも大きくなる関係にある（Ｄ２＞Ｄ１）。
【００６１】
一方、図１０（Ａ）に示す例は、貫通電極１２０がテーパ形状を有さない場合であり、この場合においても、第１遮光層１１２ａと貫通電極１２０とにより遮光をすることができるが、第１遮光層１１２ａの開口部１２２の口径はＤ３となる。そして、図１０（Ａ）で示すように、開口部１２２の口径Ｄ３は、図９（Ａ）で説明したＤ１、Ｄ２に対して小さくなる。したがって、この場合には、第１遮光層１１２ａの開口部１２２の口径はより小さくなる（Ｄ２＞Ｄ１＞Ｄ３）。
【００６２】
図１０（Ｂ）は、第１遮光層１１２ａの開口部１２２の口径（Ｄ３）と、貫通電極１２０の上端ｄ１の幅が略一致する場合を示す。この場合においては、第１遮光層１１２ａの開口部１２２の端部と貫通電極１２０の上端部が平面視で重畳することにより、遮光性を高めることができる。
【００６３】
このように、第１遮光層１１２ａの開口部１２２の幅は、貫通電極１２０の幅よりも広くても良いことが分かる。これにより、第１遮光層１１２ａと貫通電極１２０の相対的な配置において設計の自由度が与えられ、また製造工程においてはレイアウトの合わせ精度に余裕をもたせることができる。この場合において、図９（Ａ）、（Ｂ）から明らかなように、開口部１２２の口径はＤ２＞Ｄ１＞Ｄ３の関係にあり、貫通電極１２０をテーパ形状に形成すれば、より設計及び製造に自由度を与えることができる。また、配線基板１００ｂの出来上がりの品質においてもバラツキを抑制し、信頼性を向上させることができる。
【００６４】
本開示によれば、第１遮光層１１２ａを貫通する貫通電極１２０をテーパ形状とすることで、第１遮光層１１２ａに設ける開口部１２２の口径を広げても遮光性を維持することができる。これにより、配線基板１００ｂに対する設計の重度を与え、製造マージンを広げることができる。
【００６５】
３．第３の開示
３−１．第１の形態
多層配線構造体において、有機絶縁層の上層に設けられる無機絶縁層は複数の層が含まれていてもよい。例えば、第１遮光層１１２ａの下層側に第２無機絶縁層１１４ｂが設けられていてもよい。図１１は、第１遮光層１１２ａと第２有機絶縁層１０８ｂとの間に第２無機絶縁層１１４ｂが設けられた態様を示す。
【００６６】
第２無機絶縁層１１４ｂは、酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等で作製される。第２無機絶縁層１１４ｂは、５０ｎｍ〜５００００ｎｍ、例えば２００ｎｍの厚さで設けられる。第２無機絶縁層１１４ｂは、第２有機絶縁層１０８ｂの上面及び側面、並びに第１有機絶縁層１０８ａが第２有機絶縁層１０８ｂから露出する上面及び側面に沿って設けられる。第２無機絶縁層１１４ｂは支持基板１０２上に延設されていてもよい。第２無機絶縁層１１４ｂが支持基板１０２上にまで設けられることで密着性が向上し、剥離を防止することができる。
【００６７】
第１無機絶縁層１１４ａは、第１遮光層１１２ａを挟んで第２無機絶縁層１１４ｂの上層に設けられる。第１無機絶縁層１１４ａは、第１遮光層１１２ａが設けられない領域（開口部１２２、支持基板１０２上の第１有機絶縁層１０８ａが設けられない周辺部）において第２無機絶縁層１１４ｂと接して設けられる。このように無機絶縁層が積層される部分では、密着性（密着力）が向上するので、第１無機絶縁層１１４ａの剥離を防止することができる。
【００６８】
第２無機絶縁層１１４ｂは、第１無機絶縁層１１４ａと同じ材料で形成されてもよいし、異なる材料で形成されてもよい。例えば、第１無機絶縁層１１４ａと第２無機絶縁層１１４ｂとは、同じ無機絶縁膜（例えば、酸化シリコン膜）で形成されることで、無機絶縁層の実質的な厚膜化を図ることができる。また、第１無機絶縁層１１４ａが酸化シリコン膜で形成され、第２無機絶縁層１１４ｂは窒化シリコン膜で形成されてもよい。このような異なる無機絶縁膜の組み合わせにより、第１遮光層１１２ａの保護膜としての機能と、水蒸気等に対するバリア膜としての機能を兼ね備えることができる。
【００６９】
第２無機絶縁層１１４ｂを第２有機絶縁層１０８ｂの上層に設けることにより、第１遮光層１１２ａは有機絶縁層に直接接して設けないようにすることができる。これにより、第１遮光層１１２ａの下地面に対する密着性を向上させることができ、剥離を防止することができる。また、第１遮光層１１２ａを第１無機絶縁層１１４ａと第２無機絶縁層１１４ｂとで挟み込むことで、第１遮光層１１２ａを保護することができる。
【００７０】
このように、図１１で示す第１の形態によれば、無機絶縁層及び遮光層の剥離が防止され、配線基板の信頼性を向上させることができる。
【００７１】
３−２．第２の形態
図１２は、第１遮光層１１２ａと第２有機絶縁層１０８ｂとの間に、第２無機絶縁層１１４ｂと第３無機絶縁層１１４ｃが設けられた配線基板１００ｄ態様を示す。図１２は、第１遮光層１１２ａの下層側に第３無機絶縁層１１４ｃが設けられ、さらにその下層側に第２無機絶縁層１１４ｂが設けられる構成を示すが、第２無機絶縁層１１４ｂと第３無機絶縁層１１４ｃとの積層順はこの逆であってもよい。
【００７２】
第３無機絶縁層１１４ｃは、酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等で作製される。第１無機絶縁層１１４ａ、第２無機絶縁層１１４ｂ及び第３無機絶縁層１１４ｃは同種の無機絶縁材料で形成されていてもよいが、異なる無機絶縁材料を組み合わせて形成されていてもよい。例えば、第２無機絶縁層１１４ｂが酸化シリコン膜で形成される場合、第３無機絶縁層１１４ｃ及び第１無機絶縁層１１４ａは窒化シリコン膜で形成されていてもよい。このような構成により、第２有機絶縁層１０８ｂの上層に設けられる無機絶縁層の厚さを増加させることができる。それにより、上記と同様に、第１遮光層１１２ａを保護すると共に、水蒸気等に対するバリア性が向上させることができる。また、このような構成により、無機絶縁層の剥離が防止され、配線基板の信頼性を向上させることができる。
【００７３】
３−３．第３の形態
図１３は、第１遮光層１１２ａと第１無機絶縁層１１４ａとの間に第２無機絶縁層１１４ｂが設けられた態様を示す。この場合、第１無機絶縁層１１４ａと第２無機絶縁層１１４ｂとは異なる無機絶縁材料で形成されていることが好ましい。例えば、第１無機絶縁層１１４ａが酸化シリコン膜で形成される場合、第２無機絶縁層１１４ｂは窒化シリコン膜で形成されることが好ましい。このような組み合わせで第１無機絶縁層１１４ａと第２無機絶縁層１１４ｂとを積層することで、第１遮光層１１２ａの保護膜としての機能に加え、第１有機絶縁層１０８ａ及び第２有機絶縁層１０８ｂへの水蒸気等の浸入を防止するバリア膜として機能させることができる。
【００７４】
図１３で示す第３の形態によれば、第１無機絶縁層１１４ａと第２無機絶縁層１１４ｂとが、保護膜及び水蒸気等に対するバリア膜として機能するので、配線基板の信頼性を向上させることができる。
【００７５】
４．第４の開示
配線基板を構成する多層配線構造体において、遮光層は複数層設けられていてもよい。例えば、遮光層は、配線間に配置される各有機絶縁層に対応して設けられてもよい。図１４は、複数の遮光層が設けられた配線基板の一例を示す。
【００７６】
配線基板１００ｆは、支持基板１０２の第１面に多層配線構造体１０４ｂが設けられている。多層配線構造体１０４ｂは、第１配線層１１０ａ、第２配線層１１０ｂ、第３配線層１１０ｃを含む。第１配線層１１０ａと第２配線層１１０ｂとの間には第１有機絶縁層１０８ａが設けられ、第２配線層１１０ｂと第３配線層１１０ｃとの間には第２有機絶縁層１０８ｂが設けられ、第３配線層１１０ｃの上層には第３有機絶縁層１０８ｃが設けられている。
【００７７】
第３有機絶縁層１０８ｃの上層には、第１遮光層１１２ａが設けられる。第１遮光層１１２ａは、第３有機絶縁層１０８ｃの上面及び側面を覆うように設けられ、さらに下層側に延伸していることが好ましい。第３有機絶縁層１０８ｃと第２有機絶縁層１０８ｂとの間には第２遮光層１１２ｂが設けられる。第２遮光層１１２ｂは、第２有機絶縁層１０８ｂの上面及び側面を覆うように設けられ、さらに下層側に延伸していることが好ましい。第２有機絶縁層１０８ｂと第１有機絶縁層１０８ａとの間には第３遮光層１１２ｃが設けられる。第３遮光層１１２ｃは、第１有機絶縁層１０８ａの上面及び側面を覆うように設けられる。なお、第１遮光層１１２ａ、第２遮光層１１２ｂ及び第３遮光層１１２ｃが導電性を有する場合、各配線層の配線及び電極と接しないように開口パターンを含んで設けられる。
【００７８】
このように、各有機絶縁層１０８に対応して遮光層１１２を設けることで、実質的に遮光層１１２が複数層積層された状態と等価となり、下層側の有機絶縁層１０８ほど確実に遮光される。各遮光層１１２を有機絶縁層１０８の側面部で重ね合わせることで、側面部の遮光性をより高めることができる。例えば、第１有機絶縁層１０８ａの側面には、第１遮光層１１２ａ、第２遮光層１１２ｂ、第３遮光層１１２ｃが積層された形態となり、遮光性を高めることができる。具体的には、遮光層１１２をスパッタリング法や真空蒸着法のような成膜法で作製する場合、支持基板１０２の第１面で立体的に積層される有機絶縁層１０８において、上面の平坦部と側面における遮光層１１２の膜厚を比較すると、側面の膜厚の方が相対的に薄くなる。しかしながら、本開示のように、有機絶縁層１０８の側面で遮光層１１２を重ね合わせて設けることで、膜厚の減少分を補うことができる。これにより、多層配線構造体１０４ｂは遮光性を高めることができる。すなわち、多層配線構造体１０４ｂは、有機絶縁層の側面部から入射する光に対しても十分に遮光することができる。例えば、多層配線構造体１０４ｂは、直射光のみならず散乱光までも確実に遮光することが可能となる。
【００７９】
図１５は、多層配線構造体１０４ｂの他の態様を示し、具体的には、遮光層１１２と有機絶縁層１０８との間に無機絶縁材料で形成される絶縁層１０９が設けられる態様を示す。第１有機絶縁層１０８ａと第２遮光層１１２ｂとの間には第２絶縁層１０９ｂが設けられ、第２有機絶縁層１０８ｂと第１遮光層１１２ａとの間には第３絶縁層１０９ｃが設けられる。このように各有機絶縁層１０８の上面及び側面を覆う絶縁層１０９の上に遮光層１１２を設けることで、遮光層１１２の下地面に対する密着性を高めることができる。
【００８０】
第１絶縁層１０９ａ、第２絶縁層１０９ｂ及び第３絶縁層１０９ｃは、第１の開示で述べたように、無機絶縁材料で形成される。したがって、第１有機絶縁層１０８ａは、下層側に第１絶縁層１０９ａが設けられ上層側に第２絶縁層１０９ｂ設けられるので、無機絶縁膜で挟まれた構造となる。このような構造により、第１有機絶縁層１０８ａへの水蒸気等の浸入が防止される。さらに第１有機絶縁層１０８ａの上層には第２遮光膜１１２ｎが設けられるので、光の入射も遮断されることとなる。それにより、配線基板１００ｆの信頼性を向上させることができる。
【００８１】
５．第５の開示
本開示に係る多層配線構造体は、配線層を含み、有機絶縁層と無機絶縁層とが積層された構造を有する。このような多層配線構造体を有する配線基板は、基板の反りを制御することが問題となる。例えば、多層配線構造体を構成する複数の絶縁層が引っ張り応力又は圧縮応力を有することで、配線基板が反ってしまうことが問題となる。なお、ここでは、支持基板の第１面が凹面となるように反らせる応力を引っ張り応力とし、支持基板の第１面が凸面となるように反らせる応力を圧縮応力というものとする。
【００８２】
図１６は、支持基板１０２上において、第１有機絶縁層１０８ａ、第２有機絶縁層１０８ｂ及び第１無機絶縁層１１４ａが積層された多層配線構造体１０４と、各層の内部応力の関係を示す。例えば、第１有機絶縁層１０８ａ及び第２有機絶縁層１０８ｂがポリイミドによって形成される場合、内部応力として引張応力が発生する。ポリイミド膜は、ポリイミド前駆体を含む溶液を支持基板１０２上に塗布した後、加熱処理によりイミド化を行うことにより作製される。この加熱処理の過程で支持基板１０２上に塗布された膜は収縮するので、作製されたポリイミド膜は引っ張り応力が発生することとなる。
【００８３】
一方、第１無機絶縁層１１４ａは、作製条件や薄膜の組成によって内部応力が異なる。一般論として、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法によって作製される無機絶縁膜は、成膜時に基板が加熱される。無機絶縁膜の薄膜の熱膨張率が基板の熱膨張率より大きければ引張り応力、逆のときは圧縮応力が発生する。例えば、プラズマＣＶＤ法により酸化シリコン膜を形成する場合、成膜速度やガス比、成膜圧力、プラズマ出力、基板温度等の成膜条件により、引っ張り応力または圧縮応力の値と、膜厚の値の組み合わせにより反りの大きさをコントロールすることができる。
【００８４】
図１６は、第１有機絶縁層１０８ａの内部応力σ１と第２有機絶縁層１０８ｂの内部応力σ２が引張応力を有し、第１無機絶縁層１１４ａの内部応力σ３が圧縮応力である場合を示す。この場合、引張応力と圧縮応力のバランスがとれていないと、支持基板１０２は反ってしまうこととなる。
【００８５】
これに対し、本開示においては、第１有機絶縁層１０８ａ及び第２有機絶縁層１０８ｂによる引張応力の合計（σ１＋σ２）と、第１無機絶縁層１１４ａによる圧縮応力σ３とが、打ち消し合って、理想的には支持基板１０２に作用する応力が概略無視できるように制御されている（σ１＋σ２≒σ３）。すなわち、本開示に係る多層配線構造体１０４は、支持基板１０２に対して作用する応力が異なる有機絶縁層と無機絶縁層とを組み合わせることで応力のバランスをとり、配線基板１００の反りを防いでいる。
【００８６】
本開示で述べる応力バランスの概念は、第１の開示乃至第４の開示に係る配線基板に適用される。本開示に係る配線基板によれば、第１の開示乃至第４の開示に係る配線基板が奏する効果に加え、基板の反りを低減することができるという有利な効果を奏する。
【００８７】
６．第６の開示
配線基板は、支持基板の第１面及び第２面の双方に多層配線構造体が設けられていてもよい。図１７は、支持基板１０２の第１面に第１多層配線構造体１０４＿１が配置され、第２面に第２多層配線構造体１０４＿２が配置された配線基板１００ｇを示す。
【００８８】
第１多層配線構造体１０４＿１は、第１配線層１１０ａ、第１有機絶縁層１０８ａ、第２配線層１１０ｂ、第２有機絶縁層１０８ｂ、第１遮光層１１２ａ、第１無機絶縁層１１４ａ、第１貫通電極１２０ａを含む。第２多層配線構造体１０４＿２は、第３配線層１１０ｃ、第３有機絶縁層１０８ｃ、第４配線層１１０ｄ、第４有機絶縁層１０８ｄ、第２遮光層１１２ｂ、第２無機絶縁層１１４ｂ、第２貫通電極１２０ｂを含む。
【００８９】
第１多層配線構造体１０４＿１と第２多層配線構造体１０４＿２とは同じ積層構造を有していてもよい。支持基板１０２を中心に、第１多層配線構造体１０４＿１と第２多層配線構造体１０４＿２が対象構造を有していると、支持基板１０２にかかる曲げ応力が相殺されて反りを防止することができる。すなわち、第１多層配線構造体１０４＿１が支持基板１０２に作用する曲げ応力と、第２多層配線構造体１０４＿２が支持基板１０２に作用する曲げ応力が相殺されて、配線基板１００ｇは反りが防止される。
【００９０】
第５の開示で示すように、第１多層配線構造体１０４＿１及び第２多層配線構造体１０４＿２は、それぞれの層内において応力バランスが調整されていてもよい。その場合、支持基板１０２にかかる応力は無視されるので、配線基板１００ｇの反りは防止される。一方、第１多層配線構造体１０４＿１及び第２多層配線構造体１０４＿２のそれぞれにおいて応力バランスが調整されていない場合であっても、支持基板１０２を挟んで両者を対象に配置することで、支持基板１０２にかかる応力を相殺することができる。それにより配線基板１００ｇの反りは防止される。別言すれば、多層配線構造体１０４の層内で応力バランスを調整しなくても、図１７に示すように、支持基板１０２の両面に多層配線構造体１０４を設けることで、配線基板１００ｇの反りを防止することができる。
【００９１】
また、第１多層配線構造体１０４＿１に第１遮光層１１２ａが設けられ、第２多層配線構造体１０４＿２に第２遮光層１１２ｂが設けられることで、有機絶縁層１０８へ光が入射することを防止することができる。
【００９２】
なお、遮光層１１２は、第１多層配線構造体１０４＿２において、支持基板１０２と第３有機絶縁層１０８ｃとの間に設けられていてもよい。このような構成により、第１多層配線構造体１０４＿１側に設けられた光源からの光が、支持基板１０２を透過して第３有機絶縁層１０８ｃに入射するのを防止することができる。なお、図１８において、光源の配置によっては、第２遮光層１１２ｂを省略することもできる。
【００９３】
図１９は、配線基板１００ａに電子部品が実装される態様を示す。電子部品１２６ａ〜１２６ｄは、多層配線構造体１０４の第１無機絶縁層１１４ａの上方に設けられる。第１無機絶縁層１１４ａの上方に形成される実装面には、配線層１２８ａ、１２８ｂが適宜設けられる。例えば、配線層１２８ａは貫通電極１２０と電気的に接続される配線を含む。配線層１２８ｂは、電子部品１２６ａ〜１２６ｄｔとそれぞれ接続されるように適宜設けられる。配線層１２８ａと配線層１２８ｂとの間には絶縁層１３０が設けられていてもよい。
【００９４】
支持基板１０２の第２面には、絶縁層１３２が適宜設けられ、貫通配線１０６と電気的に接続されるバンプ１３４が設けられていてもよい。
【００９５】
図１９において、電子部品１２６ａは発光ダイオードであり、電子部品１２６ｂ〜１２６ｄは集積回路（ＬＳＩ、ＩＣなどの部品）、センサ、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ、インダクタ等の部品であるものとする。実装面に設けられた発光ダイオード（電子部品１２６ａ）から出射される光の一部は、多層配線構造体１０４の側に照射される場合がある。しかしながら本開示によれば、第１遮光層１１２ａが設けられていることにより、発光ダイオードから出射した光が第１有機絶縁層１０８ａ、第２有機絶縁層１０８ｂへ入射しないようにされている。
【００９６】
このように、本開示に係る配線基板１００ａは、実装面に発光ダイオードのような光源が設けられたとしても、多層配線構造体１０４に光が照射されない構造を有しているため、有機絶縁層１０８の劣化を防止することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１００・・・配線基板、１０２・・・支持基板、１０４・・・多層配線構造体、１０６・・・貫通配線、１０７ａ・・・第１金属部、１０７ｂ・・・第２金属部、１０８・・・有機絶縁層、１０９・・・絶縁層、１１０・・・配線層、１１２・・・遮光層、１１３・・・開口部、１１４・・・無機絶縁層、１１６・・・貫通孔、１１７・・・バリアメタル膜、１１８・・・配線、１１９・・・金属膜、１２０・・・貫通電極、１２２・・・開口部、１２４・・・光源、１２６・・・電子部品、１２８・・・配線層、１３０・・・絶縁層、１３２・・・絶縁層、１３４・・・バンプ
【図１】
2018125485.tif 000003
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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