(57)【要約】  インタポーザ（１１０）は、上側表面及び／又は下側表面に、回路モジュール（例えば、ＩＣ１１２）に接続するためのコンタクトパッドを有する。インタポーザは、複数の層（１１０．ｉ）で作製される基板を含む。それぞれの層は、回路を有する基板（１１０Ｓ）、場合によりセラミック基板であってもよい。基板は、垂直方向に延びる。複数のインタポーザは、インタポーザの層に対応する垂直層（３１０．ｉ）からなる、単一の構造体（３１０）に形成される。構造体は、水平面（３１４）に沿って切断され、インタポーザを提供する。インタポーザの垂直方向導電線（基板貫通ビアと類似）は、切断前に、かつ、全ての基板を互いに取り付ける前に、基板の表面上に形成することができる。それゆえ、垂直方向導電線のための基板貫通孔を作製する必要はない。垂直ではない機構もまた、基板を互いに取り付ける前に、基板の表面上に形成することができる。他の実施形態もまた提供される。
2017539084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路モジュール間の配線を提供する配線基板として、少なくとも機能するように使用可能な部材を含む構造体であって、該部材は、
該回路モジュールに接続される複数のコンタクトパッドと、
該コンタクトパッドのうちの少なくとも２つの間に配線を提供する配線回路と、を含み、
該コンタクトパッドは、該部材の上側表面に配置された１つ又は２つ以上の第１のコンタクトパッドを含み、
該部材は、順に配置された複数の第１の層を含む多層基板を含み、それぞれの第１の層は、該上側表面に対して横断方向にあり、該第１の層は、該配線回路の少なくとも一部を含む、構造体。
【請求項２】
少なくとも１つの第１のコンタクトパッドは、少なくとも１つの第１の層の一部である、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
前記部材は、前記多層基板に重ねて配置される誘電体を含み、少なくとも１つの第１のコンタクトパッドは、該誘電体に重ねて配置される、請求項１に記載の構造体。
【請求項４】
前記配線回路は、２層以上の第１の層に亘って延びる連続的な非誘電性の機構を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項５】
前記連続的な非誘電性の機構は、２層以上の第１の層に亘って延びる導電線である、請求項４に記載の構造体。
【請求項６】
前記配線回路は、２層以上の第１の層に亘って延びる多階層の再配線層を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項７】
前記配線回路は、２層以上の第１の層の下に延びる複数の機構を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項８】
前記上側表面は、少なくとも１つの第１のコンタクトパッドに接続される少なくとも１つの回路モジュールを取り付ける領域を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項９】
第１のコンタクトパッドに接続される回路を有する第１の回路モジュールを更に含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項１０】
前記第１の回路モジュールは、前記上側表面に取り付けられる、請求項６に記載の構造体。
【請求項１１】
前記第１の層は、少なくとも一対の隣接する第１の層を含み、該一対の隣接した第１の層は、少なくとも部分的に該一対の第１の層の境界面に存在し、かつ、少なくとも１つの第１のコンタクトパッドに電気的に接続される回路を含み、該対のそれぞれの第１の層は、該回路を支持する支持基板を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項１２】
前記境界面は、前記多層基板を２つの部分に分割するように前記多層基板を通って延び、該部分のそれぞれは、前記対の一方の第１の層のみを含む、請求項１１に記載の構造体。
【請求項１３】
前記支持基板のうちの少なくとも２つは、セラミック材料をそれぞれ含む、請求項１１に記載の構造体。
【請求項１４】
前記コンタクトパッドは、前記部材の下側表面に配置された１つ又は２つ以上の第２のコンタクトパッドを含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項１５】
少なくとも配線基板として機能するように使用可能な部材を含む構造体であって、該配線基板は、回路モジュールが該配線基板に接続された場合に、該回路モジュール間の配線を提供し、該部材は、概ね第１の平面に沿って延びる上側表面を含み、該部材は、該回路モジュールに接続される複数のコンタクトパッドを含み、該コンタクトパッドは、該上側表面に配置された１つ又は２つ以上の第１のコンタクトパッドを含み、
該部材は、該部材の回路を支持する支持構造体を含み、該支持構造体は、該支持構造体の上側表面と下側表面との間に延びる概ね平坦な層を含み、該部材は、該概ね平坦な層に沿う、又は該概ね平坦な層内の、該支持構造体の該上側表面と該下側表面との間の該支持構造体を通って延びる導電線を含み、該導電線の少なくとも一部は、該第１の平面に対して垂直ではない、構造体。
【請求項１６】
前記導電線は、前記第１の平面に対して垂直な部分を有していない、請求項１５に記載の構造体。
【請求項１７】
前記導電線は、前記第１の平面に対して垂直な第２の平面に概ね沿って延びる、請求項１５に記載の構造体。
【請求項１８】
対応する１つ又は２つ以上の部材のための１つ又は２つ以上の第１の多層基板を製造することを含む方法であって、該１つ又は２つ以上の部材のそれぞれは、回路モジュール間の配線を提供する配線基板として少なくとも機能するように使用可能であり、それぞれの部材は、該回路モジュールに接続される複数のコンタクトパッドを含み、該製造することは、
第１の層を積み重ねて多層構造体を提供することであって、該多層構造体は回路を含む、ことと、
該多層構造体を、複数の多層部品に分割することであって、該複数の多層部品の少なくとも１つは、それぞれの第１の層の一部を含む第１の多層基板であり、該第１の層の一部は、該第１の多層基板の第１の面へ延び、該多層基板は、該第１の多層基板の該第１の面からアクセス可能な、該回路の少なくとも一部を含む、ことと、を含む、方法。
【請求項１９】
１つ又は２つ以上の導電性機構を前記第１の多層基板の前記第１の面上に形成することを更に含み、該１つ又は２つ以上の導電性機構は、前記回路モジュールに取り付け可能な１つ又は２つ以上のコンタクトパッドを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
１つ又は２つ以上の回路モジュールを前記第１の多層基板に取り付けることを更に含み、該１つ又は２つ以上の回路モジュールは、前記回路の前記少なくとも一部に電気的に接続される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記１つ又は２つ以上の回路モジュールを取り付けることは、少なくとも１つの回路モジュールを前記第１の多層基板の前記第１の面に取り付けることを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
複数の回路モジュールを前記第１の多層基板に取り付け、該１つ又は２つ以上の回路モジュールを前記回路の前記少なくとも一部を介して相互接続することを更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
少なくとも１つの第１の層は、セラミック基板を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記多層構造体は、互いに交差する複数の面に沿って分割される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
それぞれの表面は平面である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記多層構造体は、それぞれの第１の層に対して垂直な１つ又は２つ以上の面に沿って分割される、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は、電子技術、より詳細には、半導体集積回路同士を接続するために、また半導体集積回路をその他の回路と接続するために用いる基板に関する。
【０００２】
コンタクトパッドが、（例えば、はんだにより）互いに短絡したり、回路構造のひずみにより他の回路と位置ずれを生じたり、また熱膨張により生じる応力によって他の回路から遮断されたりする場合があるため、集積回路（ＩＣ）は、他の回路と接続され難く、密に配置された微細なコンタクトパッドを有する。
【０００３】
ＩＣ及びその他の回路は、米国特許第７，８３３，３７０号（２０１０年１１月１６日公開、Ｋａｗａｍｕｒａら）に記載されているような、多層セラミックインタポーザ１１０（図１Ａ）などの一般的な基板を介して相互接続し得る。図１Ａにおいて、ＩＣ１２０は、接点１２４（はんだ、又は接着剤などであり得る）でインタポーザ１１０のコンタクトパッド１１０Ｃに取り付けられた、コンタクトパッド１２０Ｃを有する。インタポーザ１１０は、コンタクトパッド１１０Ｃを所望のパターンで相互接続する導電線を含む。導電線には、水平方向導電線１１０ＬＨと、垂直方向導電ビア１１０ＬＶが含まれる。この例において、インタポーザ１１０は、上面と下面の両方にコンタクトパッド１１０Ｃを有しており、下面のコンタクトパッドは、１２４’などの接点により、プリント基板（ＰＣＢ）１１４などの別の基板と接続することができる。上面と下面の両方にコンタクトパッドを有しているため、基板１１０を「インタポーザ」と呼ぶ。従来、用語「インタポーザ」は、コンタクトパッド１１０Ｃが、上面と下面とで異なる間隔をおいて配置される場合に使用されてきた。即ち、上面のコンタクトパッド１１０Ｃは、ＩＣのパッド１２０Ｃ間の微細な間隔に合わせて、密な間隔で配置され、一方で、下面のコンタクトパッド１１０Ｃは、ＰＣＢに用いられるような、より粗い製造技術に合わせて、より間隔が空いたものとなり得る。しかしながら、より最近の使い方においては、用語「インタポーザ」は、他の回路と相互接続するのに使用し、かつ上面と下面の両方にコンタクトパッドを有する、任意の基板のことを表すことがある。
【０００４】
図１Ａのインタポーザ１１０は、２つの層１１０．１、１１０．２を有する。図１Ｂは、これら２つの層の分解斜視図であり、図１Ａは、インタポーザの前部を垂直面Ａ−Ａ（直交するＸＹＺ座標系のＸＺ平面に対して平行な）で切り取ることにより得られる断面図を示す。インタポーザを、水平位置で示す（つまり、水平なＸＹ平面に沿って延びる）。それぞれの層１１０．ｉ（１１０．１、１１０．２）は、水平方向に延びるセラミックシート１１０Ｓを含む。それぞれの層１１０．ｉにおいて、水平方向配線１１０ＬＨはセラミックシートの上面にあり、垂直方向ビア１１０ＬＶはセラミックシートを貫通し、水平方向配線１１０ＬＨを、下の機構と接続する。垂直方向ビア１１０ＬＶは、「未焼結」セラミック（つまり、焼成前のセラミック）に孔を打ち抜き、これらの孔を導電性ペーストで充填することにより形成される。
【発明の概要】
【０００５】
本項では、本発明のいくつかの特徴を要約する。他の特徴は、後続の項で説明され得る。
【０００６】
いくつかの実施形態では、新規の層配置を有する、多層インタポーザ及び他の構造体を提供する。いくつかの実施形態について、以下で説明する。本発明は添付の請求項によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】従来技術による、インタポーザに取り付けた集積回路の斜視断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの構造体の分解斜視図である。
【図２】本発明のいくつかの実施形態による、インタポーザを提供する、又はインタポーザを提供するように拡張され得る、多層基板の斜視断面図である。
【図３】本発明のいくつかの実施形態による、それぞれがインタポーザを提供する、又はインタポーザを提供するように拡張され得る、複数の多層基板へと分割可能な構造体の斜視断面図である。
【図４Ａ】本発明のいくつかの実施形態による、インタポーザに取り付けた集積回路の斜視断面図である。
【図４Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による、インタポーザに取り付けた集積回路の斜視断面図である。
【図５Ａ】本発明のいくつかの実施形態による、インタポーザを提供する、又はインタポーザを提供するように拡張され得る、多層基板の１つの層の斜視断面図である。
【図５Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による、インタポーザを提供する、又はインタポーザを提供するように拡張され得る、多層基板の分解断面図である。
【図６Ａ】本発明のいくつかの実施形態による、それぞれがインタポーザを提供する、又はインタポーザを提供するように拡張され得る、複数の多層基板へと分割可能な構造体の１つの層についての基板の斜視図である。
【図６Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による製造プロセスにおける、図８Ａの層の側面図である。
【図６Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による、それぞれがインタポーザを提供する、又はインタポーザを提供するように拡張され得る、複数の多層基板へと分割可能な構造体の側面図である。
【図７】本発明のいくつかの実施形態による、それぞれがインタポーザを提供する、又はインタポーザを提供するように拡張され得る、複数の多層基板へと分割可能な構造体の側面図である。
【図８Ａ】本発明のいくつかの実施形態による、それぞれがインタポーザを提供する、又はインタポーザを提供するように拡張され得る、複数の多層基板へと分割可能な構造体の１つの層の側面図である。
【図８Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による、それぞれがインタポーザを提供する、又はインタポーザを提供するように拡張され得る、複数の多層基板へと分割可能な構造体の側面図である。
【図９Ａ】本発明のいくつかの実施形態による、それぞれがインタポーザを提供する、又はインタポーザを提供するように拡張され得る、複数の多層基板へと分割可能な構造体の斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ａの構造体から得た多層基板の斜視図である。
【図１０】本発明のいくつかの実施形態による、それぞれがインタポーザを提供する、又はインタポーザを提供するように拡張され得る、複数の多層基板へと分割可能な構造体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本項で説明される実施形態は、本発明を例示するものであるが、本発明を限定するものではない。本発明は添付の請求項によって規定される。
【０００９】
本発明の１つの態様は、ＩＣ及び他の回路を相互接続するのに使用する、インタポーザ又は他の基板における導電線のレイアウトに関する。より詳細には、図１Ａの１１０ＬＶなどの垂直方向ビアに加えて、本開示のいくつかの実施形態は、斜め配線（下向きに延びる垂直ではない配線）、並びに、セラミック基板及び非セラミック基板に形成可能な他の形状及び構造を含む。図２は、２層からなるインタポーザの例示的な機構１１０Ｌを示す。図１Ａとの比較を容易にするため、インタポーザを水平方向に延びるように示す。図２は、図１Ａにおけるような垂直断面を使用して得られた断面図である。図２の層１１０．１及び１１０．２は、図１Ａとは別様に配置されている点に留意されたい。即ち、図１Ａの各層は水平方向に延び、縦に積み重なっているが、図２の各層は前後に重なっている（層１１０．２は、層１１０．１の前にある）。この構造により、基板１１０Ｓの垂直面に、導電線及び他の機構を製造することが容易となる。図２のようなインタポーザは、１１０Ｌ．１０などの垂直方向導電線（ビア）を有していてもよく、この配線は、２層からなるインタポーザの全高（Ｚ寸法）を貫通して延びていてもよい。加えて、インタポーザは、１１０Ｌ．１などの斜め方向の導電線を有していてもよく、また、この斜め方向の導電線は、全高に延びていてもよい。斜め配線により、高速性又は低電力消費が達成されるように、より多くの相互接続経路が提供されるように、又は他の目的のために、垂直セグメント及び水平セグメントで形成された配線よりも短い導電路を提供し得る。機構１１０Ｌは、コンデンサ（コンデンサ極板１１０Ｌ．２を確認されたい）、抵抗器、インダクタ、ダイオード、トランジスタ、及び他の回路素子を含み得る。機構１１０Ｌは、誘電層で分離された多階層の導電性機構を有する、多層の再配線層（ＲＤＬ、図２には示していない）を含み得る。機構１１０Ｌは、非導電性の素子（例えば、トランジスタ、ダイオードなどの非導電性の半導体機構）を含み得る。機構１１０Ｌとしては更に、回路ではない素子、例えば、熱伝導性に優れた材料（場合により、金属又は他の材料であり、場合により、隣接する基板１１０Ｓよりも熱伝導性が高い）で製造されたヒートスプレッダも含まれ得る。このようなヒートスプレッダは、インタポーザの内部からインタポーザの境界面へと熱を伝える。例えば、機構１１０Ｌ．１０は、回路の一部ではないヒートスプレッダであってもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態では、このような機構を場合によりバッチで（つまり、複数のインタポーザを同時に）容易に製造するための、新規な製造方法を提供する。したがって、いくつかの実施形態では、１１０などの複数のインタポーザは、単一の構造体３１０の一部分として製造される（図３）。図３の例において、構造体を水平面３１４に沿って切断した場合、４つのインタポーザ１１０が提供される。構造体３１０は、それぞれのインタポーザ１１０と同様に、垂直に延びる層（３１０．１、３１０．２）を有する、２層からなる構造体である。層３１０．１は、全てのインタポーザのうちの層１１０．１を提供し、層３１０．２は、全てのインタポーザのうちの層１１０．２を提供する。３つ以上の層が存在していてもよい。
【００１１】
それぞれの層３１０．ｉ（３１０．１、３１０．２）は、対応するインタポーザ層１１０．ｉに機構１１０Ｌを提供する、機構３１０Ｌを含む。機構３１０Ｌは、層３１０．ｉの広い垂直面上に形成されるため、これらの機構は、図１Ａにおけるような垂直方向ビアに限定されない。このような機構は、水平方向配線（図２の１１０Ｌ．３及び１１０Ｌ．３’など）を含んでいてもよく、また上記で説明したように、垂直方向配線、斜め配線、及び他の機構を含んでいてもよい。インタポーザのシンギュレーション後（つまり、平面３１４に沿って切断した後）、インタポーザの広い上側表面及び下側表面に、更なる水平方向の機構を作製することもできる。図２のインタポーザについて、シンギュレーション後にインタポーザ上面に形成した機構を、図４Ａ及び図４Ｂの例において１１０Ｌ．Ａとして示す。これらの機構は、導電線（１１０Ｌ．Ａ１など）、コンタクトパッド（１１０Ｌ．ＡＣなど）を含んでいてよく、また、抵抗器、トランジスタ、コンデンサ、インダクタ、及び他の機構を含み得る。これらの機構は、複数の層１１０．ｉに亘り任意の方向に延びていてよく、例えば、導電線又はコンタクトパッドは、複数の層に亘り延びていてもよい。このような機構を多階層で提供し、誘電体５１０（図４Ｂ）で分離することも可能である。インタポーザの下側表面上に、同様の機構を提供してもよい。
【００１２】
これらのインタポーザを、任意の所望の方法で使用することができる。図４Ａにおいては、ＩＣ１２０は、コンタクトパッドを上に向けた状態でインタポーザの上側表面に取り付けられている。ＩＣのコンタクトパッドは、個別の導線４１０で、インタポーザのコンタクトパッド１１０Ｃ及び／又は１１０Ｌ．ＡＣに接続されている。図４Ｂにおいては、ＩＣ１２０．２も、同様に接続されている。ＩＣ１２０．１は、底部のコンタクトパッドがコンタクトパッド１１０Ｌ．ＡＣに取り付けられた状態で、フリップチップ法により上側表面に取り付けられている（図１Ａと同様）。ＩＣ１２０．１は、導線でインタポーザのコンタクトパッドに取り付けられる、更なるコンタクトパッド（図示せず）を上面に有していてもよい。インタポーザは、当技術分野において公知の他のアセンブリにおいて使用可能である。
【００１３】
層１１０．ｉの基材１１０Ｓを貫通する水平方向の孔として形成し得る導電ビア（図２〜図４には図示せず、以下で論じる図５Ｂの１１０Ｌ．１００で示す）により、更なる他の機構１１０Ｌを提供することもできる。このようなビアは、基板１１０Ｓがセラミックである場合、シンギュレーションの前に図１Ａのビア１１０ＬＶと同様のプロセスによって、又は他のプロセスによって形成することができる。例えば、基板１１０Ｓがシリコン又はガラスである場合、ビアは、ＴＳＶ（基板貫通ビア）技術で形成することができる（例えば、米国付与前特許公報第２０１４／０１７５６５４号（２０１４年６月２６日、Ｈａｂａら）（参照により本明細書に組み込まれる）を参照のこと）。
【００１４】
上記で述べたように、図２、図３、図４Ａ、図４Ｂは、断面図であり、層１１０．２及び３１０．２の機構１１０Ｌ及び３１０Ｌを露出して示しているが、完成した構造体においては、これらの機構は、保護層（例えば、誘電体、あるいはポリイミド又は他の種類）により覆われていてもよい。しかしながら、これに限定されるわけではなく、いくつかの実施形態では、機構１１０Ｌ、３１０Ｌ．２は、最終構造体において露出される。
【００１５】
公知であるように、インタポーザの下方及び上方にある回路間（例えば、図１ＡにおけるＩＣ１２０とＰＣＢ１１４との間）の導電路をより短くするため、インタポーザは、薄型である必要が生じ得る。図２及び図３のインタポーザは、簡単には、切断面３１４間の距離を狭めることにより、薄型化することができる。層１１０．ｉ、３１０．ｉの厚みは、インタポーザの厚みには寄与しないため、厚くてもよい（層１１０．ｉ、３１０．ｉの厚みは、インタポーザの水平寸法に関する）。それぞれの層の厚みをより厚くすることにより、製作公差を緩和することにつながる。例えば、所望の回路を製造するための必要に応じて、任意の水平領域について、薄い層を多数提供したり、又は厚い層を少数提供したりすることができる。
【００１６】
図３におけるインタポーザ１１０は全て同一であるが、他の実施形態では、同一ではないインタポーザ１１０を同じ構造体３１０に形成してもよく、例えば、各インタポーザは、異なる回路１１０Ｌ及び／又は異なる高さを有していてもよい。同様に、平面３１４も水平である必要はない。用語「水平」及び「垂直」は説明を容易にするために使用されるものであり、インタポーザ又は他の構造体は、任意の角度及び任意の配向にあってよいことに、留意されたい。いくつかの実施形態は、インタポーザではない基板、つまり、コンタクトパッドをその片面にのみ有する基板、又は場合により他の種類の基板を含む。
【００１７】
図５Ａ、図５Ｂは、層１１０．１〜層１１０．８を有する、８層からなるインタポーザについて図示する。層１１０．２は、図２のものと同一であり、図５Ａにおいて再現されている。図５Ｂは、図５Ａの平面６０４（平面６０４はＸＹ平面に対して平行）による水平断面から見た、層１１０．１〜層１１０．８の分解断面図である。図５Ｂは、この断面の底面図である。更に、この同一の図は、インタポーザを製造するための構造体３１０についての図でもある。事実、図３に見られるように、インタポーザ１１０を通る水平断面で構造体３１０を切断した場合、この平面はそのインタポーザ１１０のみを通り、他のインタポーザを通らないため、構造体３１０の断面図は、インタポーザの断面図と同一となる。したがって、図５Ｂは、インタポーザ１１０及び対応する構造体３１０の両方の断面図となる。
【００１８】
図５Ｂにおいて、それぞれの層１１０．ｉは、セラミック又は何らかの他の材料で作製された基板１１０Ｓを含む。層１１０．１において、機構１１０Ｌは、上記したような（つまり、誘電体で分離された多階層の回路素子）基板１１０Ｓ上の多階層構造体を含む。
【００１９】
層１１０．２は、図２におけるようなコンデンサ極板１１０Ｌ．２を含む。コンデンサの他方の極板１１０Ｌ．２’は、積層される層１１０．３の基板１１０Ｓ上に配置されている。層１１０．３の基板１１０Ｓは、コンデンサの誘電体を提供する。
【００２０】
層１１０．４は、基板を貫通する導電ビア１１０Ｌ．１００以外の機構１１０Ｌを有していない。このビアは、層１１０．５の同様のビア１１０Ｌ．１００と共に、コンデンサ極板１１０Ｌ．２’を、層１１０．５の機構６１０に接続している。層１１０．４は省略することもできるし、又は、その基板１１０Ｓの接着剤層及び／又はバリア層としての特性を利用することもできる。
【００２１】
基板１１０．５のビア１１０Ｌ．１００は、任意の好適なプロセス、例えば、ＴＳＶなどで形成することができる。
【００２２】
層１１０．５において、機構６１０は、ＭＯＳトランジスタのゲートである。このトランジスタのソース／チャネル／ドレイン領域６２０は、層１１０．６の機構１１０Ｌであり、ゲート誘電体は、層１１０．６の基板１１０Ｓにより提供される。トランジスタ領域６１０、６２０は、図５Ｂの断面内にはない配線又は他の機構１１０Ｌ（図示せず）で、コンタクトパッド１１０Ｃに接続されてもよく（図２又は図４と同様）、及び／又は、他の素子に接続されてもよい。
【００２３】
層１１０．７は、機構１１０Ｌを有しておらず、層１１０．４で上述した接着剤層又はバリア層であってもよい。層１１０．８は、基板１１０Ｓの下面上に機構１１０Ｌを有している。他の実施形態では、層１１０．８は、機構１１０Ｌを有しておらず、層１１０．８及び層１１０．７は、インタポーザの保護層として機能する。
【００２４】
本発明は、図５Ｂの構造体に限定されない。例えば、インタポーザは、任意の数の層、場合により何千もの層を有していてもよい。同様に、他の種類の機構１１０Ｌが存在してもよい。
【００２５】
別々の層の基板１１０Ｓを、同一の材料で製造してもよいし、又は異なる材料で製造してもよい。例としては、部分的に硬化した（Ｂステージ）エポキシ、モールディングコンパウンド、ポリイミド、セラミック、ガラスなど、あるいは、添加剤を含有する熱伝導性のあるマトリックス材料、が挙げられる。例えば、いくつかの実施形態において、全ての基板１１０Ｓは、セラミックであり、構造体３１０は、上述の米国特許第７，８３３，３７０号（参照により本明細書に組み込まれる）に記載されている方法で作製することができる。基板１１０Ｓ用の例示的なセラミック材料としては、ガラス、アルミナ、酸化亜鉛、及び他のものが挙げられ、繊維又は他の粒子を含有するセラミックマトリックスを含むか、又は当該マトリックスからなっていてもよい（適切な材料については、上述の特許第７，８３３，３７０号にも記載されている）。セラミック基板は、公知の技術、例えば、ガラス粉末の吹付けで製造することができる。基板１１０Ｓは、例えば、Ｍｕｒａｔａ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｌｔｄ．ｏｆ  Ｊａｐａｎ又はＤｕＰｏｎｔ  ｏｆ  ＵＳＡから市販されているような、未焼結セラミックテープで製造することができる。有利なことに、いくつかのセラミックテープは、低い収縮率（場合により１０％未満）を有している。異なる層３１０．ｉの基板１１０Ｓの厚みは、同一であってもよいし、又は異なっていてもよい。例示的なセラミック基板の厚みは１００〜２００マイクロメートルであり、このような基板１１０Ｓを使用すると、単一のインタポーザ内に何千もの層を提供することができる。また、他の厚みであってもよく、同一の層１１０．ｉ全体に亘って厚みが変化していてもよい。また、上述したように、非セラミック材料であってもよい。
【００２６】
それぞれの層３１０．ｉにおいて、機構３１０Ｌを公知の技術、例えば、堆積（例えば、電気めっき法又は他の種類）、フォトリソグラフィパターニング、エッチング、又はレーザアブレーション、及び他の技術で作製することができる。ビア１１０Ｌ．１００は、上述の特許第７，８３３，３７０号と同様に（セラミックシートでの孔の打ち抜き）形成してもよいし、又は、シリコン、ガラス、又は何らかの他の材料で作製された基板１１０ＳについてＴＳＶ技術で形成してもよい。金属性の機構は、印刷により堆積させることができる（いくつかの印刷技術は、容易かつ低コストである）。好適な印刷技術としては、輪転グラビア、ロールツーロール印刷（場合によりＲ２Ｒナノインプリントを含む）、ステンシル印刷、レーザアシスト前方印刷（laser assisted forward printing）、ナノトランスファープリンティング、ミクロ接触プリンティング、が挙げられる。６２０などの半導体機構及び他の機構は、有機又は無機の半導体材料から形成（場合により積層で）することができる（米国付与前特許公報第２００７／０００４２２９号（Ｍａｌａｊｏｖｉｃｈ、２００７年１月４日）を参照されたい）。本発明は、これらの詳細に限定されない。
【００２７】
いくつかの実施形態では、構造体３１０は、以下のように１層ずつ製造される。最下層３１０．１の基板１１０Ｓを、先に焼成したセラミック基板上に積み重ねる（図示せず。上述の特許第７，８３３，３７０号を参照されたい。）。それから、層３１０．１の機構３１０Ｌを、印刷又は別の方法で形成する。それから次の（層３１０．２の）基板１１０Ｓを、層３１０．１上に積み重ねる。その後、層３１０．２の機構３１０Ｌを形成し、以後、最後の層まで続ける。基板１１０Ｓがセラミックである場合、全ての基板を、スタック３１０の完成後に焼成してもよく、あるいは、構造体を、スタックの完成前に中間段階で焼成してもよい。いくつかの実施形態においては、低温焼成法（１０００℃未満）を利用するが、他においては、高温を利用する。いくつかの実施形態では、１つ又は２つ以上の最下層はセラミックであるが、１つ又は２つ以上の最上層は非セラミックであり、全てのセラミック層を積み重ねた後に（しかし、非セラミック層を積み重ねる前に）、構造体を焼成する。
【００２８】
あるいは、１つ又は２つ以上の層３１０．ｉにおいて、その層を下の層上又は基板上に配置する前に、機構３１０Ｌを形成してもよい。基板の上側表面及び下側表面上に、機構３１０Ｌを形成してもよい。同様に、セラミックの実施形態において、下の層上又は基板上に配置する前に、層３１０．ｉを焼成してもよい。
【００２９】
図６Ａは、下の層上又は基板上に層を配置する前に機構３１０Ｌの少なくともいくつかが形成される、層３１０．ｉの基板１１０Ｓについて図示する。機構３１０Ｌは、基板１１０Ｓの上面及び下面の溝５９０に形成される。基板を、前面をＸＹ平面とした状態の斜視図で示す（図３ではこの平面は水平方向に示されている。そのため、図６Ａにおけるこの層は、９０°回転しており、垂直方向ではなく水平方向に延びている。図３及び図６Ａの両方において、それぞれの層３１０．ｉは、ＸＺ平面に沿って延びる）。成形材料を含む任意の好適な材料を、基板１１０Ｓに使用できる。例としては、部分的に硬化した（Ｂステージ）エポキシ、モールディングコンパウンド、ポリイミド、セラミック、ガラスなどが挙げられる。いくつかの実施形態では、溝を有する基板全体は、成型で形成される。他の材料及び製造方法を使用してもよく、例えば、溝５９０は、マスクエッチングで形成することもできる。
【００３０】
導電線又は他の機構３１０Ｌ．２０（図６Ｂ）は、任意の好適な方法、例えば、ステンシル印刷又は化学めっき法で溝内に形成される。好適な材料としては、はんだ（例えば、銅含有はんだペースト）、あるいは、他の焼結可能な材料が挙げられる。必要に応じ、フォトリソグラフィマスキングを使用して、めっき、スパッタリング、又はその他の堆積−エッチング法により機構３１０Ｌ．２０を形成することができ、当該堆積−エッチング法としては、材料３１０Ｌ．２０を基材１１０Ｓ全体へと堆積してマスクし、その後トレンチ外の材料３１０Ｌ．２０を除去すること、又は、リフトオフパターニングのいずれかが挙げられる。配線３１０Ｌ．２０は、複数の材料、例えば、銅の層、及び続いて堆積させるはんだ層で形成することができる。
【００３１】
図６Ａ、図６Ｂにあるように加工した３つの層３１０．１、３１０．２、３１０．３を１つに結合させた状態を、図６Ｃに示す。この実施形態では、最上層３１０．１及び最下層３１０．３において、溝及び配線３１０Ｌ．２０は、層３１０．２を向いた片面上にのみ形成されている。３つの層を重ね合わせる際、それらの溝は整合する、つまり、層の１つにおけるそれぞれの溝が隣接する層における溝に対向し、対応する配線３１０Ｌ．２０が互いに物理的に接触するということである。したがって、層３１０．２におけるそれぞれの配線３１０Ｌ．２０は、層３１０．１又は３１０．２における配線３１０Ｌ．２０と物理的に、場合により、配線の全長に沿って接触する。したがって、３つの層を、それらの整合した配線３１０Ｌ．２０を結合させることにより、結合することができる（例えば、配線３１０Ｌ．２０にはんだ表面がある場合ははんだのリフローにより、又は熱圧縮により、又は配線３１０Ｌ．２０に重ねて溝５９０へ堆積させた導電性接着剤により、又は場合により、他の種類のボンディングにより）。あるいは又は加えて、基板が溝５９０間で互いに物理的に接触する場合、それらの基板１１０Ｓを互いに結合させることにより、これらの層を結合することができる。このボンディングとしては、任意の好適な方法、例えば、ダイレクトボンディング法又は誘電性接着剤を使用することができる。
【００３２】
公知の技術により、３１４などの平面に沿って（つまり、ＸＹ平面に対して平行に）、構造体３１０を切断することができる。配線３１０Ｌ．２０の終端部は、コンタクトパッド１１０Ｃを提供してもよいし、又は、図４Ａ及び図４Ｂに関連して上述したように、配線１１０Ｌ．Ａによりコンタクトパッドへと接続されてもよい。
【００３３】
図７は、隣接する基板の溝５９０及び配線３１０Ｌ．２０が整合していない、別の実施形態を示し、それぞれの基板におけるそれぞれの配線３１０Ｌ．２０は、これら３つの層における他の配線３１０Ｌ．２０の全てから電気的に絶縁され得る。溝及び配線は任意の形状を有していてもよく、任意の数の層が存在していてもよく、また上述したように、他の種類の層（例えば、溝５９０を有しない層）と組み合わせてもよい。溝は、他の機構、場合により機構の複数の層、例えば、トランジスタのソース／ドレイン／チャネル領域、又はトランジスタ全体を含んでいてもよい。
【００３４】
図８Ａは図６Ｂと類似しているが、配線３１０Ｌ．２０は、図６Ｂのように溝の表面を単に覆っているのではなく、溝の外側へと突出している。いくつかの実施形態では（図８Ｂ）、隣接する層の溝は図６Ｃにおけるように互いに整合しているが、配線３１０Ｌ．２０は中間の層３１０．２上にのみ形成される。配線が層３１０．２の溝の外側へと突出しているため、３つの層が１つに結合する際、配線は、層３１０．１、３１０．３における溝を部分的に又は完全に埋める（図８Ｂ）。より太い配線は電気抵抗及び熱抵抗を低減させるのに有利であり、１層にのみ配線を設けることにより製造を容易にすることができる。いくつかの実施形態では、配線３１０Ｌ．２０は、層３１０．１に形成され、また、層３１０．２の上面に形成され（下面には形成されない）、層３１０．３は、（図８Ｂのように）配線３１０Ｌ．２０を有さない。
【００３５】
図６Ａ〜図８Ｂの構造体は、基板が誘電性ではない場合、配線３１０Ｌ．２０を基板１１０Ｓから分離する誘電層（図示せず）で拡張することができる。他の層、例えばポリイミドなどのコンプライアント層を溝の側壁上に形成し、熱応力を低減してもよい。
【００３６】
上述の米国特許第７，８３３，３７０号に記載されている技術で、又は他の技術で、構造体３１０を切断することができる。
【００３７】
いくつかの実施形態では（上述したように）、下の基板上又は下の層上に積み重ねる前後において、それぞれの基板１１０Ｓは固体である。あるいは、１つ又は２つ以上の（場合により全ての）基板１１０Ｓを、固体ではない材料で、例えば、流動性材料（半固体及び／又は液体）から、及び／又は、気相から製造することができる。いくつかの実施形態では、ブレードキャスティング、成型、又は他の方法で、流動性材料を下の層上又は基板上に堆積させ、その後固相へと硬化させる。例示的な流動性材料としては、ポリイミド及びエポキシが挙げられる。好適な流動性のエポキシ系材料としては、フォトレジスト（ＳＵ−８など）及びモールディングコンパウンドが挙げられる。
【００３８】
上記で述べたように、１つ又は２つ以上の（場合により全ての）基板１１０Ｓを、気相から、例えば、下の基板上又は下の層上に化学蒸着法（ＣＶＤ）で、形成することができる。物理蒸着法（ＣＶＤ）及び他の方法を使用して、基板１１０Ｓを、直接下の基板上又は下の層上に形成することができる。
【００３９】
基板１１０は、異なる材料の層を含んでいてもよく、例えば、基板は、上面、及び／又は下面、及び／又は側面に、誘電体でコーティングした半導体層（場合によりシリコン）を有していてもよい。
【００４０】
いくつかの実施形態では、隣接する基板１１０Ｓ間の境界面は、明確に画定されるが、境界面は、基板材料の相互拡散により曖昧であるか又は消失していてもよい。
【００４１】
インタポーザ１１０は、任意の好適な寸法を有していてよい。例示的な実施形態では、インタポーザの厚み（図２のＺ寸法）は、１０〜１０００マイクロメートルであり、Ｘ寸法及びＹ寸法のそれぞれは、１０〜１００ｍｍである。他の寸法もまた可能である。本発明は、水平寸法を超える厚み（つまり、Ｚ寸法は、Ｘ寸法及びＹ寸法を超えてもよい）を有するインタポーザを含む。また、インタポーザは、立方体であってもよい（つまり、均等な寸法であってもよい）。
【００４２】
インタポーザ１１０及び構造体３１０は、任意の形状及びサイズであってよい。水平面３１４Ｈ及び垂直面３１４Ｖで、８つのインタポーザ１１０Ａ〜１１０Ｈ（図９Ｂ）へと分割される構造体３１０（図９Ａ）を示す、図９Ａ、図９Ｂを参照されたい。平面３１４Ｖは、ＹＺ平面に対して平行であり、また、インタポーザの主表面（ＸＺ平面に対して平行）に対して垂直であるが、断面３１４は、水平又は垂直である必要はない。
【００４３】
図１０では、構造体３１０は、非平面状（例えば、円筒状）の断面３１４に沿ってシンギュレートされている。
【００４４】
本発明のいくつかの実施形態は、以下の項目で規定される。
【００４５】
項目１は、少なくとも配線基板として機能するように使用可能な部材（場合によりインタポーザ）を含む製品であって、該配線基板は、回路モジュールが該配線基板に接続された場合に、該回路モジュール間の配線を提供する、製品を規定する。回路モジュールの例は、ダイ１２０及び実装基板である。いくつかの実施形態では、前記部材は更に、前記部材の回路を介して、他の、非配線機能を提供してもよい。
【００４６】
更に、項目１に従い、前記部材は、前記回路モジュールに接続される複数のコンタクトパッドを含み、また、該コンタクトパッド間に配線を提供する配線回路（例えば、１１０Ｌ）を含み、
【００４７】
該コンタクトパッドは、該部材の上側表面に配置された１つ又は２つ以上の第１のコンタクトパッドを含む。前記部材は任意の角度で使用されてよく、そのため、前記「上側表面」とは、以下の言及を容易とするためのいずれかの面に過ぎないことに留意されたい。例えば、上側表面は、図２、図３、図９Ｂ、又は図１０における、上側表面又は下側表面のいずれかであってもよい。
【００４８】
更に、項目１に従い、前記部材は、順に配置された複数の第１の層（例えば、１１０．ｉ）を含む多層基板（例えば、構造体３１０を切断することにより得られた基板）を含み、それぞれの第１の層は、前記部材の上側表面に対して横断方向（垂直であってもよいが、必ずしも垂直である必要はない）にあり、該第１の層は、前記配線回路の少なくとも一部を含む。
【００４９】
項目２は、少なくとも１つの第１のコンタクトパッドは、少なくとも１つの第１の層の一部である、項目１に記載の製品を規定する。例えば、図２において、コンタクトパッド１１０Ｃは、層１１０．ｉの一部である。
【００５０】
項目３では、前記部材は、前記多層基板に重ねて配置される誘電体を含み、少なくとも１つの第１のコンタクトパッドは、該誘電体（例えば、図４Ｂの５１０）に重ねて配置される、項目１に記載の製品が規定される。
【００５１】
項目４では、前記配線回路は、２層以上の第１の層に重ねて配置される連続的な非誘電性の機構を含む、項目１〜項目３のいずれか一項に記載の製品が規定される。例えば、図４Ａの機構１１０Ｌ．Ａ１を参照のこと。
【００５２】
項目５では、前記部材の上側表面が、少なくとも１つの第１のコンタクトパッドに接続される少なくとも１つの回路モジュールを取り付ける領域を含む、項目１〜項目４のいずれか一項に記載の製品が規定される。
【００５３】
項目６では、第１のコンタクトパッドに接続される回路を有する第１の回路モジュールを更に含む、項目１〜項目５のいずれか一項に記載の製品が規定される。
【００５４】
項目７は、前記第１の回路モジュールが、前記部材の上側表面に取り付けられる、項目６に記載の製品を規定する。
【００５５】
項目８では、前記第１の層が、少なくとも一対の隣接する第１の層を含み、該一対の隣接した第１の層が、少なくとも部分的に該一対の第１の層の境界面に存在し、かつ、少なくとも１つの第１のコンタクトパッドに電気的に接続される回路を含み、該対のそれぞれの第１の層が、該回路を支持する支持基板（例えば、１１０Ｓ）を含む、項目１〜項目７のいずれか一項に記載の製品が規定される。
【００５６】
項目９では、前記境界面が、前記多層基板を２つの部分に分割するように前記多層基板を通って延び、該部分のそれぞれが、前記対の一方の第１の層のみを含む、項目８に記載の製品が規定される。
【００５７】
項目１０では、前記支持基板のうちの少なくとも２つが、セラミック材料をそれぞれ含む、項目８に記載の製品が規定される。
【００５８】
項目１１では、少なくとも配線基板として機能するように使用可能な部材を含む製品であって、該配線基板は、回路モジュールが該配線基板に接続された場合に、該回路モジュール間の配線を提供し、該部材は、概ね第１の平面（例えば、ＸＹ平面）に沿って延びる上側表面を含み、該部材は、該回路モジュールに接続される複数のコンタクトパッドを含み、該コンタクトパッドは、該上側表面に配置された１つ又は２つ以上の第１のコンタクトパッドを含み、
【００５９】
該部材は、該部材の回路を支持する支持構造体（例えば、基板１１０Ｓからなる）を含み、該部材は、該支持構造体の該上側表面と該下側表面との間の該支持構造体を通って延びる導電線（例えば、図４Ａの１１０Ｌ．１）を含み、該導電線の少なくとも一部は、該第１の平面に対して垂直ではない、製品が規定される。例えば、配線１１０Ｌ．１は、前記ＸＹ平面に対して垂直ではない。
【００６０】
項目１２では、前記導電線が、前記第１の平面に対して垂直な部分を有していない、項目１１に記載の製品が規定される。
【００６１】
項目１３では、前記導電線が、前記第１の平面に対して垂直な第２の平面に概ね沿って延びる、項目１１又は項目１２に記載の製品が規定される。例えば、図４Ａにおいて、配線１１０Ｌ．１は、前記ＸＹ平面に対して垂直なＸＺ平面に概ね沿って延びている。
【００６２】
項目１４は、対応する１つ又は２つ以上の部材のための１つ又は２つ以上の第１の多層基板を製造する方法であって、該１つ又は２つ以上の部材のそれぞれは、回路モジュール間の配線を提供する配線基板として少なくとも機能するように使用可能であり、それぞれの部材は、該回路モジュールに接続される複数のコンタクトパッドを含む、方法を規定する。例えば、それぞれのモジュールは、インタポーザであってもよい。構造体３１０は、多数のモジュールを提供してもよいが、モジュールをただ１つのみ提供してもよく、構造体３１０の切断により得られた残りの断片は廃棄してもよく、いくつかの実施形態では、回路３１０Ｌは、ただ１つのインタポーザのために製造される。
【００６３】
項目１４に記載の方法は、
【００６４】
第１の層を積み重ねて多層構造体（例えば、構造体３１０）を提供することであって、該多層構造体は回路を含む、ことと、
【００６５】
該多層構造体を、複数の多層部品に分割することであって、該複数の多層部品の少なくとも１つは、それぞれの第１の層の一部を含む第１の多層基板であり、該第１の層の一部は、該第１の多層基板の第１の面へ延び、該多層基板は、該第１の多層基板の該第１の面からアクセス可能な、該回路の少なくとも一部を含む、ことと、を含む。例えば、図２、図４Ａ、又は図４Ｂにおいて、前記第１の面は、上側であってもよく、回路１１０Ｌは、上側表面からアクセス可能である。
【００６６】
項目１５では、１つ又は２つ以上の導電性機構（例えば、１１０Ｌ．Ａ）を前記第１の多層基板の前記第１の面上に形成することを更に含み、該１つ又は２つ以上の導電性機構は、前記回路モジュールに取り付け可能な１つ又は２つ以上のコンタクトパッドを含む、項目１４に記載の方法が規定される。
【００６７】
項目１６では、１つ又は２つ以上の回路モジュールを前記第１の多層基板に取り付けて、前記１つ又は２つ以上の回路モジュールから前記回路の前記少なくとも一部へのアクセスを提供すること、を更に含む、項目１４又は項目１５に記載の方法が規定される。
【００６８】
項目１７では、前記１つ又は２つ以上の回路モジュールを取り付けることが、少なくとも１つの回路モジュールを前記第１の多層基板の前記第１の面に取り付けることを含む、項目１４、項目１５、又は項目１６に記載の方法が規定される。
【００６９】
項目１８では、複数の回路モジュールを前記第１の多層基板に取り付け、該１つ又は２つ以上の回路モジュールを前記回路の前記少なくとも一部を介して相互接続することを更に含む、項目１４、項目１５、項目１６又は項目１７に記載の方法が規定される。
【００７０】
項目１９では、少なくとも１つの第１の層が、セラミック基板を含む、項目１４、項目１５、項目１６、項目１７又は項目１８に記載の方法が規定される。
【００７１】
項目２０は、それぞれの第１の層が、セラミック基板を含む、項目１４、項目１５、項目１６、項目１７、項目１８又は項目１９に記載の方法を含む。
【００７２】
本発明は、上記の実施形態に限定されない。他の実施形態及び変形形態は、添付の請求項によって規定される本発明の範囲内である。
【図１Ａ】
2017539084.tif 000003
【図１Ｂ】
2017539084.tif 000004
【図２】
2017539084.tif 000005
【図３】
2017539084.tif 000006
【図４Ａ】
2017539084.tif 000007
【図４Ｂ】
2017539084.tif 000008
【図５Ａ】
2017539084.tif 000009
【図５Ｂ】
2017539084.tif 000010
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2017539084.tif 000012
【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
2017539084.tif 000015
【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
2017539084.tif 000017
【図９Ｂ】
2017539084.tif 000018
【図１０】
2017539084.tif 000019
【国際調査報告】
2017539084.tif 000020
2017539084.tif 000021