(57)【要約】【課題】端子間を最短長の電路で接続することのできるインターポーザを提供する。【解決手段】本発明に係るインターポーザ１は、透明絶縁体１１と、透明絶縁体１１の第１の面１１ａ上に配置される複数個の電極群である第１の電極群１２と、透明絶縁体１１の第１の面１１ａの裏面である第２の面１１ｂ上に配置される第１の電極群１２と同数の電極群である第２の電極群１３と、透明絶縁体１１を貫通し第１の電極群１２と第２の電極群１３の対応する電極間を最短距離で接続する電路群１４とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の透明絶縁体と、
前記透明絶縁体の第１の面上に配置される複数個の電極群である第１の電極群と、
前記透明絶縁体の前記第１の面の裏面である第２の面上に配置される前記第１の電極群と同数の電極群である第２の電極群と、
前記透明絶縁体を貫通し、前記第１の電極群と前記第２の電極群の対応する電極間を最短距離で接続する電路群とを具備するインターポーザ。
【請求項２】
前記電路群が、前記透明絶縁体にフェムト秒レーザアシストエッチングにより前記透明絶縁体内に形成された貫通孔の内壁に形成される電路で構成される請求項１に記載のインターポーザ。
【請求項３】
前記電路が、めっきまたはＣＶＤにより前記貫通孔内部に形成されたものである請求項２に記載のインターポーザ。
【請求項４】
平板状の透明絶縁体の第１の面上の複数の位置と前記平板状絶縁体の前記第１の面の裏面である第２の面上の前記第１の面上の複数の位置に対応する位置との最短経路に沿ってフェムト秒レーザにより前記透明絶縁体の内部に改質部を形成する改質部形成段階と、
前記改質部をエッチングにより削除して前記透明絶縁体に貫通孔を穿孔する穿孔段階と、
前記貫通孔の内部に電路を形成する電路形成段階と、
前記平板状絶縁体の第１の面および第２の面の前記貫通孔の開口位置に、前記電路と電気的に接続する電極群を形成する電極群形成段階と、を含むインターポーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインターポーザおよびその製造方法に係り、特に、対応する端子間を直線状の電路で接続したインターポーザおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年半導体集積回路（ＩＣ）は一層小型化、高集積化が進んでおり、外部接続端子も高密度化してきている。
【０００３】
ＩＣの外部接続端子の高密度化に対応して実装基板上に形成する端子を高密度化することは、製作費の上昇を招くだけでなく、実装技術も高度となる。
【０００４】
このため、ＩＣと実装基板の間に設置し、ＩＣの端子ピッチを実装基板の端子ピッチに変換するインターポーザがすでに開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
なお、インターポーザは、ＩＣ自体を積層するＰｏＰ（パッケージ・オン・パッケージ）あるいはＰｉＰ（パッケージ・イン・パッケージ）にも使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−０８６７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、既存のインターポーザは、基板両面の端子間を水平方向の電路と基板を貫通する垂直方向のビアとで接続する構造であり、ピッチの変換率を大きくするためには、基板を複数枚積層し階段状に端子間を接続する必要があった。
【０００８】
このため、インターポーザの構造が複雑となるだけでなく、ＩＣの端子と実装基板（または他のＩＣ）の端子を結ぶ電路の長さが長くなるという課題があった。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、端子間を最短長の電路で接続することのできるインターポーザ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】
【００１０】
本発明に係るインターポーザは、平板状の透明絶縁体と、前記透明絶縁体の第１の面上に配置される複数個の電極群である第１の電極群と、前記透明絶縁体の前記第１の面の裏面である第２の面上に配置される前記第１の電極群と同数の電極群である第２の電極群と、前記透明絶縁体を貫通し、前記第１の電極群と前記第２の電極群の対応する電極間を最短距離で接続する電路群とを具備する。
【００１１】
この構成により、インターポーザ両面の端子を直線的に接続して構造を簡略化することができる。
【００１２】
本発明に係るインターポーザは、前記電路群が、前記透明絶縁体にフェムト秒レーザアシストエッチングにより前記透明絶縁体内に形成された貫通孔の内壁に形成される電路で構成される。
【００１３】
この構成により、透明絶縁体に直線状の電路を形成することができる。
【００１４】
本発明に係るインターポーザは、前記電路が、めっきまたはＣＶＤにより前記貫通孔内部に形成されたものである。
【００１５】
この構成により、高アスペクト比の貫通孔内に電路を形成することができる。
【００１６】
本発明に係るインターポーザの製造方法は、平板状の透明絶縁体の第１の面上の複数の位置と前記平板状絶縁体の前記第１の面の裏面である第２の面上の前記第１の面上の複数の位置に対応する位置との最短経路に沿ってフェムト秒レーザにより前記透明絶縁体の内部に改質部を形成する改質部形成段階と、前記改質部をエッチングにより削除して前記透明絶縁体に貫通孔を穿孔する穿孔段階と、前記貫通孔の内部に電路を形成する電路形成段階と、前記平板状絶縁体の第１の面および第２の面の前記貫通孔の開口位置に前記電路と電気的に接続する電極群を形成する電極群形成段階と、を含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、インターポーザ両面の端子が直線的に接続されるため、インターポーザの構造を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るインターポーザの上面図（ａ）、下面図（ｃ）およびＸ−Ｘ断面図（ｂ）である。
【図２】本発明に係るインターポーザの使用状況を示す模式図である。
【図３】本発明に係るインターポーザの製造方法を示すフローチャートである。
【図４】フェムト秒レーザ光で改質層を形成する場合の模式図である。
【図５】裏面照射型撮像素子と本発明に係るインターボーザを適用した超高速撮像装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下本発明に係るインターポーザの実施例について説明する。
【００２０】
図１は本発明に係るインターポーザの上面図（ａ）、下面図（ｃ）およびＸ−Ｘ断面図（ｂ）である。
【００２１】
インターポーザ１は、平面状の透明絶縁体１１であり、上面１１ａに第１の電極群１２が、下面１１ｂに第２の電極群１３が形成されている。
【００２２】
なお、第１の電極群１２の電極間ピッチと第２の電極群１３の電極間ピッチは相違しており、第１の電極群１２を構成する電極数と第２の電極群１３を構成する電極数は同一である。
【００２３】
図１の実施例は、第２の電極群１３の電極間ピッチは第１の電極群１２の電極間ピッチの倍である場合、すなわちピッチ変換率が"２"である場合を示しているが、これは本発明を限定するものではなく、ピッチ変換率は任意の倍率（＞０）であってよく、均等である必要もない。さらに、各電極群の電極間ピッチは同一でなくてもよい。
【００２４】
そして、透明絶縁体１１の内部には、第１の電極群１２と第２の電極群１３の対応する電極間を最短距離で接続する電路群１４が設けられている。
【００２５】
図２はインターポーザの使用状況を示す模式図であって、インターポーザ１の上面１１ａ上には第１のＩＣ２１が搭載され、第１の電極群１２は第１のＩＣ２１の外部端子と接触している。
【００２６】
インターポーザ１の下面１１ｂの下には第２のＩＣ（またはプリント基板）２２が配置され、第２の電極群１３は第２のＩＣ２２の外部端子と接触している。
【００２７】
したがって、第１のＩＣ２１の外部端子と第２のＩＣ２２の外部端子とは第１の電極群１２、電路群１４および第２の電極群１３を介して電気的に接続されることとなる。
【００２８】
図３は、本発明に係るインターポーザの製造方法を示すフローチャートであって、まず第１段階として、例えば合成石英である透明絶縁体１１にフェムト秒レーザを使用して改質部を形成する（ステップ１）。
【００２９】
すなわち、透明絶縁体１１の所定箇所にフェムト秒レーザ光３１を照射すると、レーザ光の集光部には構造改質部３２が形成される。
【００３０】
レーザ光としては、波長８００ナノメートル、パルス幅２６０〜３００フェムト秒、繰り返し周波数２００キロヘルツのチタン・サファイアレーザより発射されるレーザ光を開口比０．５の対物レンズで集光したものが適当である。
【００３１】
なお、レーザパルスのエネルギは透明絶縁体のアブレーション閾値以下とし、改質中に集光部近傍が溶融等の損傷を受けないようにする必要がある。
【００３２】
レーザを毎秒１ミリメートルの速度で透明絶縁体１１内を走査することにより、透明絶縁体１１の内部に任意の形状の改質部を形成することができる。
【００３３】
図４は、透明絶縁体１１の中央部から垂直上方に向かって改質層を形成する場合の模式図であり、レーザを中央部からＺ軸方向に走査することとなる。
【００３４】
なお、改質は透明絶縁体１１の表面から離れた位置から表面に向かって形成することが望ましいので、透明絶縁体１１の上面１１ａから下面１１ｂまでを貫通する貫通孔を形成するには、まず透明絶縁体１１の中央部から上面１１ａまでの改質部を形成し、透明絶縁体１１を裏返し、中央部から下面１１ｂまでに改質部を形成する。
【００３５】
また、透明絶縁体１１の上面１１ａから下面１１ｂまでを斜めに貫通する貫通孔を形成するときは、レーザをＺ軸方向だけでなく、Ｘ軸およびＹ軸の少なくとも１つの軸方向に走査すればよい。
【００３６】
図３に戻って、改質部の形成が完了すると、エッチングにより改質部を除去し、透明絶縁材１１に貫通孔を穿孔する（ステップ２）。
【００３７】
エッチングは、ウエットエッチングよりもドライエッチングの方が貫通孔の形状を維持する観点から望ましい。
【００３８】
上記方法によれば、孔径がサブミクロンで、長さが数十〜数百ミクロンである高アスペクト比の貫通孔を形成することが可能となる。
【００３９】
なお、上記したフェムト秒レーザとエッチングにより高アスペクト比の貫通孔を形成する技術は、フェムト秒レーザアシストエッチング法として既に公知である（例えば、http://www.nedo.go.jp/content/100116677.pdfを参照）。
【００４０】
次に、貫通孔の内部に電路を形成するが、貫通孔の内壁に導電層を形成することが現実的である（ステップ３）。
【００４１】
導電層の形成方法としては、電解めっき、無電解めっき、ＣＶＤ（化学気相成長）を適用することができる。
【００４２】
最後に、透明絶縁体１１の上面１１ａおよび下面１１ｂに貫通孔内の電路と接続する第１の電極群１２および第２の電極群１３を形成して（ステップ４）、インターポーザが完成する。
【００４３】
なお、本発明に係るインターポーザでは、電路を上面の電極群と下面の電極群を最短距離で結ぶように形成しているが、ギガヘルツ以上の高周波信号を対象とする回路に適用する場合には、電路長を等しくしたいという要求もある。
【００４４】
上記のフェムト秒レーザアシストエッチング法によれば、透明絶縁体中に３次元的に改質部を形成することが可能であるため、等しい電路長を有するインターポーザの製造にも本発明を適用可能である。
【００４５】
本発明に係るインターポーザは、裏面照射型撮像素子と半導体メモリを使用した超高速度撮像装置に適用することができる。
従来提案されている超高速撮像装置には、主に画素周辺記録型撮像素子（In Situ Storage Image Sensor、以下ＩＳＩＳ）が使用されていた。
【００４６】
しかし、ＩＳＩＳはフォトダイオードと記憶素子がウエハの同一面に形成されるため、実際の受光面積が小さくなり、感度が抑制されていた。
そこで、ウエハ表面全体で受光を可能とするために、裏面照射型撮像素子が実用化されている。
【００４７】
裏面照射型撮像素子は、ウエハの裏面全体に撮像素子を形成し、ウエハ内を貫通する電路により撮像信号をウエハ表面に伝送し、ウエハ表面に形成された電極から撮像素子を外部に出力する構造となっている。
そこで、裏面照射型撮像素子の表面と本発明に係るインターボーザ１の上面１１ａとを接触させ、下面１１ｂとメモリを接触させることにより、撮像素子から出力される撮像信号を連続的に記憶することが可能となる。
【００４８】
図５は、裏面照射型撮像素子と本発明に係るインターボーザを適用した超高速撮像装置の構成図であって、（ｄ）は１個の裏面照射型撮像素子４１と１個のメモリ４２をインターポーザ１で接続した構成であり、（ｅ）は１個の裏面照射型撮像素子４１と複数個のメモリ４２、４３・・・をインターポーザ１で接続した構成である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、端子間を最短長の電路で接続することのできるインターポーザを提供するものであり、産業上有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１  インターポーザ
１１  透明絶縁体
１１ａ  上面（第１の面）
１１ｂ  下面（第２の面）
１２  第１の電極群
１３  第２の電極群
１４  電路群
２１  第１のＩＣ
２２  第２のＩＣ
３１  フェムト秒レーザ光
３２  構造改質部
４１  裏面照射型撮像素子
４２、４３  メモリ
【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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