(57)【要約】【課題】生産性を向上させることができるインターポーザーを提供すること。【解決手段】実施形態に係るインターポーザーは、シリコン基板１３、表面配線１５、裏面配線１６、および支持基板１２、を具備する。シリコン基板１３は、貫通電極１４を有する。表面配線１５は、シリコン基板１３の表面に形成され、一端が貫通電極１４に接するように形成される。裏面配線１６は、シリコン基板１３の裏面に形成され、一端が貫通電極１４に接するように形成される。支持基板１２は、シリコン基板１３の裏面に固定され、裏面配線１６の他端が露出する開口部１７を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通電極を有するシリコン基板と、
このシリコン基板の表面に形成され、一端が前記貫通電極に接するように形成された表面配線と、
前記シリコン基板の裏面に形成され、一端が前記貫通電極に接するように形成された裏面配線と、
前記シリコン基板の裏面のうち、前記裏面配線の他端の一部を除く全面を覆うように形成されたパッシベーション膜と、
前記シリコン基板の裏面に、不可逆性接着剤によって固定され、前記裏面配線の他端が露出する開口部を有するガラス基板と、
を具備することを特徴とするインターポーザー。
【請求項２】
貫通電極を有する第１の基板と、
この第１の基板の表面に形成され、一端が前記貫通電極に接するように形成された表面配線と、
前記第１の基板の裏面に形成され、一端が前記貫通電極に接するように形成された裏面配線と、
前記第１の基板の裏面に固定され、前記裏面配線の他端が露出する開口部を有する第２の基板と、
を具備することを特徴とするインターポーザー。
【請求項３】
前記第２の基板は、前記第１の基板の裏面に、不可逆性接着剤により固定されていることを特徴とする請求項２に記載のインターポーザー。
【請求項４】
前記第１の基板の裏面には、前記裏面配線の他端の一部を除く全面を覆うように、パッシベーション膜が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載のインターポーザー。
【請求項５】
前記第１の基板はシリコン基板であり、
前記第２の基板はガラス基板であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のインターポーザー。
【請求項６】
前記第１の基板はシリコン基板であり、
前記第２の基板はセラミックであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のインターポーザー。
【請求項７】
前記シリコン基板の厚さは、７０μｍであることを特徴とする請求項５または６に記載のインターポーザー。
【請求項８】
第１の基板の裏面に裏面配線を形成する工程と、
前記裏面配線が形成された前記第１の基板の裏面に、第２の基板を固定する工程と、
前記第２の基板に固定された前記第１の基板を、表面から薄型化する工程と、
薄型化された前記第１の基板に、前記裏面配線の一端に接続される貫通電極を形成する工程と、
前記第１の基板の表面に、前記貫通電極に一端が接続されるように表面配線を形成する工程と、
前記第２の基板に、前記裏面配線の他端が露出する開口部を形成する工程と、
を具備することを特徴とするインターポーザーの製造方法。
【請求項９】
前記第１の基板の裏面に、第２の基板を不可逆性の接着剤によって固定することを特徴とする請求項８に記載のインターポーザーの製造方法。
【請求項１０】
前記裏面配線が形成された前記第１の基板の裏面のうち、前記裏面配線の他端の一部を除く全面に、パッシベーション膜を形成した後に、前記第２の基板を、前記第１の基板の裏面に固定することを特徴とする請求項８または９に記載のインターポーザーの製造方法。
【請求項１１】
前記第２の基板の前記開口部は、サンドブラスト法により形成されることを特徴とする請求項１０に記載のインターポーザーの製造方法。
【請求項１２】
第１の基板の裏面に裏面配線を形成する工程と、
前記裏面配線が形成された前記第１の基板の裏面に、前記裏面配線の他端が露出する開口部を有する第２の基板を固定する工程と、
前記第２の基板によって固定された前記第１の基板を、表面から薄型化する工程と、
薄型化された前記第１の基板に、前記裏面配線の一端に接続される貫通電極を形成する工程と、
前記第１の基板の表面に、前記貫通電極に一端が接続されるように表面配線を形成する工程と、
を具備することを特徴とするインターポーザーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インターポーザーおよびインターポーザーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＬＳＩ、ＩＣ等のチップは、これらが製造された後、電気的特性を試験される。この試験は、所定の信号および電源を入出力するプローブを有するプローブカードを用いて行われる。すなわち、チップの入出力端子にプローブを接触させ、チップに所定の信号および電源を入力し、チップにおいて処理された信号を受け取ることにより、チップの電気的特性が試験される。
【０００３】
近年のチップの小型化に伴って、チップの入出力端子が高密度化されている。従って、プローブカードを用いて試験を行うためには、各チップの入出力端子にプローブが接触するように、プローブも高密度化する必要がある。しかし、プローブの数の高密度化には限界がある。そこで、プローブカードとチップとを電気的に中継するためのインターポーザーが必要となる。
【０００４】
インターポーザーは、シリコン基板の表面に形成され、チップの入出力端子が接触する配線と、シリコン基板の裏面に形成され、プローブカードのプローブが接触する配線と、を貫通電極により接続した構造である。このインターポーザーは、薄型化される前のシリコン基板を支持基板に張り付けた後に、シリコン基板を薄型化するとともに貫通電極を形成し、最後に支持基板を剥離することによって製造される。このように製造されるインターポーザーには、さらなる生産性の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１０９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実施形態は、生産性を向上させることができるインターポーザーおよびインターポーザー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】
実施形態に係るインターポーザーは、第１の基板、表面配線、裏面配線、および第２の基板、を具備する。前記第１の基板は、貫通電極を有する。前記表面配線は、前記第１の基板の表面に形成され、一端が前記貫通電極に接するように形成される。前記裏面配線は、前記第１の基板の裏面に形成され、一端が前記貫通電極に接するように形成される。前記第２の基板は、前記第１の基板の裏面に固定され、前記裏面配線の他端が露出する開口部を有する。
【０００８】
実施形態に係るインターポーザーの製造方法は、第１の基板の裏面に裏面配線を形成する工程、第２の基板を固定する工程、前記第１の基板を表面から薄型化する工程、貫通電極を形成する工程、前記第１の基板の表面に表面配線を形成する工程、および前記第２の基板に開口部を形成する工程、を具備する。前記第２の基板は、前記裏面配線が形成された前記第１の基板の裏面に固定される。前記第１の基板は、前記第２の基板に固定された状態で、表面から薄型化される。前記貫通電極は、薄型化された前記第１の基板に、前記裏面配線の一端に接続されるように形成される。前記表面配線は、前記第１の基板の表面に、前記貫通電極に一端が接続されるように形成される。前記開口部は、前記第２の基板に、前記裏面配線の他端が露出するように形成される。
【０００９】
実施形態に係るインターポーザーの製造方法は、第１の基板の裏面に裏面配線を形成する工程、第２の基板を固定する工程、前記第１の基板を表面から薄型化する工程、貫通電極を形成する工程、および前記第１の基板の表面に表面配線を形成する工程、を具備する。前記第２の基板は開口部を有しており、前記裏面配線の他端が前記開口部から露出するように、前記第２の基板は、前記裏面配線が形成された前記第１の基板の裏面に固定される。前記第１の基板は、前記第２の基板に固定された状態で、表面から薄型化される。前記貫通電極は、薄型化された前記第１の基板に、前記裏面配線の一端に接続されるように形成される。前記表面配線は、前記第１の基板の表面に、前記貫通電極に一端が接続されるように形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るインターポーザーを示す模式的な斜視図である。
【図２】図１のインターポーザーを裏面側から見た模式的な斜視図である。
【図３】図１のインターポーザーを裏面側から見た平面図である。
【図４】図１の一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿って示すインターポーザーの断面図である。
【図５】実施形態の変形例に係るインターポーザーを示す断面図である。
【図６】実施形態に係るインターポーザーの製造方法を説明するための断面図である。
【図７】実施形態に係るインターポーザーの製造方法を説明するための断面図である。
【図８】実施形態に係るインターポーザーの製造方法を説明するための断面図である。
【図９】実施形態に係るインターポーザーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】実施形態に係るインターポーザーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】実施形態に係るインターポーザーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】実施形態に係るインターポーザーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】実施形態に係るインターポーザーの製造方法を説明するための断面図であって、支持基板に貫通孔を形成する方法の一例を説明するための図である。
【図１４】実施形態に係るインターポーザーの製造方法の変形例を説明するための断面図であって、図７に示す工程の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、実施形態に係るインターポーザーについて説明する。なお、以下に説明するインターポーザーは、ＬＳＩ、ＩＣ等のチップと、このチップの電気的特性を試験するために用いられるプローブカードと、を電気的に中継するためのインターポーザーである。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る上述のインターポーザーを模式的に示す斜視図である。図１に示すように、実施形態に係るインターポーザー１０は、配線基板１１が支持基板１２によって支持されたものである。
【００１３】
配線基板１１は、例えば７０μｍ程度のシリコン基板１３である第１の基板を有する。また、支持基板１２は、例えば３５０μｍ程度のガラス基板である第２の基板である。
【００１４】
なお、第１の基板はシリコン基板１３に限定されず、第２の基板１２はガラス基板に限定されない。特に第２の基板１２は、例えばセラミック基板であってもよい。
【００１５】
シリコン基板１３の略中央には、複数個の貫通電極１４が設けられている。また、シリコン基板１３の表面上には、シリコン基板１３の中央部から外周部方向に向かって四方に伸びるように形成された複数本の表面配線１５が形成されている。
【００１６】
表面配線１５のそれぞれの一端は、いずれかの貫通電極１４に接する位置に配置される。また、表面配線１５のそれぞれの他端は、シリコン基板１３の表面における所定の位置に配置される。
【００１７】
ここで、本実施形態に係るインターポーザー１０において、表面配線１５の他端が配置される所定の位置とは、インターポーザー１０上に試験されるチップを配置した際に、チップの入出力端子が、表面配線１５の他端に接触可能な位置である。すなわち、表面配線１５の他端は、試験されるチップの規格に基づいて、チップと表面配線１５とが電気的に接続される位置に配置される。
【００１８】
なお、シリコン基板１３の裏面上には、貫通電極１４を介して表面配線１５に接続された複数本の裏面配線１６（図３等）が形成されているが、これについては後述する。
【００１９】
図２は、本実施形態に係るインターポーザー１０を裏面側から見た模式的に示す斜視図である。また、図３は、本実施形態に係るインターポーザー１０を裏面側から見た平面図である。
【００２０】
図２に示すように、支持基板１２には、複数個の開口部１７が形成されている。また、図３に示すように、シリコン基板１３の裏面上には、複数本の裏面配線１６が形成されている。これらの裏面配線１６のそれぞれの一端は、いずれかの貫通電極１４に接する位置に配置されており、裏面配線１６のそれぞれの他端は、シリコン基板１３の裏面における所定の位置に配置される。
【００２１】
ここで、本実施形態に係るインターポーザー１０において、裏面配線１６の他端が配置される所定の位置とは、チップを試験する際に用いられるプローブカードに設けられたプローブが、裏面配線１６の他端に接触する位置である。すなわち、裏面配線１６の他端は、プローブカードの規格に基づいて、プローブカードのプローブと裏面配線１６とが電気的に接続可能な位置に配置される。
【００２２】
図３に示すように、支持基板１２の複数個の開口部１７は、上記のように形成された裏面配線１６の他端のすべてが、いずれかの開口部１７から露出するように形成される。これにより、プローブカードのプローブを、支持基板１２の開口部１７を介して、裏面配線１６の他端に接触させることができる。
【００２３】
図４は、図１の一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿って示すインターポーザー１０の断面図である。図４に示すように、シリコン基板１３の表面および裏面には、絶縁膜１８ａ、１８ｂが形成されている。上述の表面配線１５は、絶縁膜１８ａの表面に形成されており、上述の裏面配線１６は、絶縁膜１８ｂの表面に形成されている。
【００２４】
また、シリコン基板１３には貫通孔１９が設けられており、貫通孔１９の内側面にも、絶縁膜１８ｃが形成されている。上記の貫通電極１４は、シリコン基板１３の貫通孔１９内に、絶縁膜１８ｃを介して埋めこまれたＣｕ等の導体２０である。このような貫通電極１４が、表面配線１５と裏面配線１６とを電気的に接続している。
【００２５】
なお、図５に、本実施形態の変形例に係るインターポーザー１０´を示すように、配線基板１１´の貫通電極１４´を構成する導体２０´は、シリコン基板１３の貫通孔１９の側面のみに絶縁膜１８ｃを介して設けられてもよい。この場合、絶縁膜１８ｃおよび導体２０´が設けられた貫通孔１９内は、樹脂２３で埋められる。
【００２６】
シリコン基板１３の裏面のうち、一部を除く全面には、パッシベーション膜２１が形成されている。このパッシベーション膜２１は、図３および図４に示すように、裏面配線１６の他端の一部が露出するように形成されている。
【００２７】
支持基板１２は、このような配線基板１１の裏面に、接着剤２２によって固定されている。接着剤２２は、例えば不可逆性の接着剤であってもよい。
【００２８】
次に、図１乃至図４に示すインターポーザー１０の製造方法について、図６乃至図１２を参照して説明する。図６乃至図１２は、本実施形態に係るインターポーザー１０の製造方法を説明するための、インターポーザーの断面図である。
【００２９】
図６に示すように、シリコン基板１３の裏面上に絶縁膜１８ｂを形成し、続いて裏面配線１６を、絶縁膜１８ｂの表面上における所定の位置に形成する。さらに、絶縁膜１８ｂおよび裏面配線１６が形成されたシリコン基板１３上のうち、一部を除く全面に、パッシベーション膜２１を形成する。
【００３０】
次に、図７に示すように、パッシべーション膜２１の表面上に接着剤２２を形成し、この接着剤２２を介して、シリコン基板１３の裏面に、例えばガラス基板からなる支持基板１２を配置する。この後、接着剤２２を硬化させ、シリコン基板１３の裏面に、支持基板１２を固定する。
【００３１】
接着剤２２は、シリコン基板１３と支持基板１２とを固定することができるものであればよく、接着剤２２として、不可逆性の接着剤を使用することができる。すなわち、接着剤２２として、熱、光等によって接着力が変化する、高価な可逆性接着剤を使う必要はない。これは、本実施形態に係るインターポーザー１０は、配線基板１１が支持基板１２によって支持された状態で使用するものであり、支持基板をはがす必要がないためである。
【００３２】
次に、図８に示すように、支持基板１２に固定された状態で、シリコン基板１３を表面から薄型化する。シリコン基板１３は、支持基板１２によって支持されない場合に、その強度を維持することができない程度、例えば７０μｍ程度まで薄型化してもよい。これは、本実施形態に係るインターポーザー１０が、支持基板１２に支持された状態で使用されるためである。
【００３３】
次に、図９に示すように、薄型化されたシリコン基板１３の所定の位置に貫通孔１９を形成する。さらに、貫通孔１９から露出する絶縁膜１８ｂを除去する。この結果、貫通孔１９からは、裏面配線１６の一端が露出する。
【００３４】
シリコン基板１３は、図８に示す工程において超薄型化されているため、貫通孔１９を容易に形成することができる。
【００３５】
次に、図１０に示すように、シリコン基板１３の表面上、および貫通孔１９の内側面上に、絶縁膜１８ａ、１８ｃを形成する。絶縁膜１８ａ、１８ｃは、低温で成膜することによって形成することが好ましい。
【００３６】
次に、図１１に示すように、絶縁膜１８ｃが設けられた貫通孔１９内をＣｕ等の導体２０で埋め、貫通電極１４を形成する。
【００３７】
次に、図１２に示すように、シリコン基板１３の表面上の所定の位置に、表面配線１５を形成する。表面配線１５は、その一端が貫通電極１４に接するように形成される。これにより、表面配線１５は、貫通電極１４を介して裏面配線１６に電気的に接続される。
【００３８】
最後に、支持基板１２の所定の位置に、全ての裏面配線１６の他端が露出するように開口部１７を形成し、図１乃至図４に示すインターポーザー１０が製造される。開口部１７は、例えば以下のように形成される。
【００３９】
図１３は、支持基板１２に開口部１７を形成する方法の一例を説明するための図である。図１３に示すように、開口部１７は、例えばサンドブラスト法によって筒状に支持基板１２を除去し、この後に、残された柱状の支持基板１２ａを取り除くことによって、形成される。サンドブラスト法によれば、図１３に示すようにテーパ状に支持基板１２が除去されるため、残された柱状の支持基板１２ａを容易に取り除くことができる。
【００４０】
この他、開口部１７は、ドリルによって機械的に形成してもよいし、水圧によって支持基板１２を削るようにして形成してもよい。
【００４１】
なお、裏面配線１６の大部分はパッシベーション膜２１に覆われているため、開口部１７を形成する際に、裏面配線１６が傷つくことが抑制される。
【００４２】
以上に、本実施形態に係るインターポーザー１０の製造方法を示したが、製造方法は、上述の方法に限定されない。図１４は、実施形態に係るインターポーザー１０の製造方法の変形例を説明するための断面図であって、図７に示す工程、すなわち、シリコン基板１３の裏面に支持基板１２を固定する工程、の変形例を示す断面図である。
【００４３】
図１４に示すように、予め開口部１７´が形成されたセラミック基板等の支持基板１２´を、薄型化される前のシリコン基板１３に固定してもよい。例えばセラミックは、ガラスと比較して強度が高いため、このような硬い材質からなる支持基板１２´に予め開口部１７´を設けても、後の工程においてシリコン基板１３が支持されなくなることはない。
【００４４】
以上に説明した本実施形態に係るインターポーザー１０を用いて、チップは、以下のように試験される。すなわち、表面配線１５の一端がチップの入出力端子に接触するように、インターポーザー１０の配線基板１１上に、チップを配置する。
【００４５】
この状態で、プローブカードのプローブを、支持基板１２の開口部１７を介して、所定の裏面配線１６の他端に接触させる。そして、プローブを介して、所定の試験信号をインターポーザー１０の裏面配線１６に供給する。すると、試験信号は、裏面配線１６、貫通電極１４、表面配線１５を介してチップに入力される。
【００４６】
チップに入力された試験信号は、チップ内において信号処理され、チップから出力される。
【００４７】
チップから出力された試験信号は、表面配線１５、貫通電極１４、裏面配線１６を介して、他のプローブに入力される。他のプローブを介して受け取った試験信号を解析することにより、チップの電気的特性が試験される。
【００４８】
以上に説明した本実施形態に係るインターポーザーによれば、薄型化されたシリコン基板が支持基板によって支持された状態で使用可能であるため、支持基板の剥離工程は不要である。従って、生産性を向上させることができるインターポーザーを提供することができる。
【００４９】
また、従来のインターポーザーにおいて、シリコン基板には、搬送等に耐えることができる程度の強度を得るために、２００〜３００μｍ程度の厚さが必要であった。しかし、このような厚さのシリコン基板に貫通電極を形成するには、大きな加工付加が伴い、このことがインターポーザーの生産性を劣化させていた。
【００５０】
これに対して本実施形態に係るインターポーザーによれば、薄型化されたシリコン基板が支持基板によって支持された状態で使用可能である。従って、インターポーザーとしての強度を劣化させずに、シリコン基板を、自身のみでは強度が維持できない程度、例えば７０μｍ程度まで超薄型化することができる。この結果、従来より貫通電極を容易に形成することができる。従って、本実施形態に係るインターポーザーにおいて、シリコン基板を、自身のみでは強度が維持できない程度まで超薄型化することにより、より生産性を向上させることができる。
【００５１】
さらに、本実施形態に係るインターポーザーによれば、上述のように、従来のインターポーザーよりシリコン基板を薄くすることできる。従って、貫通電極の長さを従来より短くすることができる。この結果、プローブカードのプローブから出力され、チップの入力端子に入力される試験信号、およびチップの出力端子から出力され、プローブカードのプローブに戻される試験信号がインターポーザー内で減衰することを抑制することができる。すなわち、本実施形態に係るインターポーザーを用いることにより、従来より高精度の試験を行うことができる。
【００５２】
以上に、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００５３】
例えば、シリコン基板１３の裏面に形成される裏面配線１６は、プローブカードの種類に応じた複数種類の配線によって構成されてもよい。この場合、複数種類の異なるプローブカードに対応することができるインターポーザーを提供することができる。同様に、シリコン基板１３の表面に形成される表面配線１５は、試験されるチップの種類に応じた複数種類の配線によって構成されてもよい。この場合、複数種類の異なるチップに対応することができるインターポーザーを提供することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０、１０´・・・インターポーザー
１１、１１´・・・配線基板
１２、１２´・・・支持基板
１２ａ・・・柱状の支持基板
１３・・・シリコン基板
１４、１４´・・・貫通電極
１５・・・表面配線
１６・・・裏面配線
１７、１７´・・・開口部
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ・・・絶縁膜
１９・・・貫通孔
２０、２０´・・・導体
２１・・・パッシべーション膜
２２・・・接着剤
２３・・・樹脂
【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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【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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