基板の貫通配線の形成方法
【課題】 基板の一表面から他表面にわたって延びる配線を、貫通孔に確実に形成することができる基板の貫通配線の形成方法を提供する。
【解決手段】 半導体基材２４に、第１樹脂層２７および金属層４０をこの順番で積層して形成する。金属層４０に第１貫通孔４４を形成し、第１貫通孔４４に連通するように第１樹脂層２７および半導体基材２４に、第２貫通孔４５および未貫通孔４６をそれぞれ形成する。導電性樹脂材料６２を第１貫通孔４４に供給すると、金属層４０と導電性樹脂材料６２との接触角が大きいので、導電性樹脂材料６２は、金属層４０の表面に広がらず、第１貫通孔４４を確実に閉塞することができ、圧力差を利用して導電性樹脂材料６２を未貫通孔４６に確実に注入することができる。導電性樹脂材料６２を硬化させ、半導体基材２４の一部を他表面３６側から除去することによって貫通配線２１が形成される。
【解決手段】 半導体基材２４に、第１樹脂層２７および金属層４０をこの順番で積層して形成する。金属層４０に第１貫通孔４４を形成し、第１貫通孔４４に連通するように第１樹脂層２７および半導体基材２４に、第２貫通孔４５および未貫通孔４６をそれぞれ形成する。導電性樹脂材料６２を第１貫通孔４４に供給すると、金属層４０と導電性樹脂材料６２との接触角が大きいので、導電性樹脂材料６２は、金属層４０の表面に広がらず、第１貫通孔４４を確実に閉塞することができ、圧力差を利用して導電性樹脂材料６２を未貫通孔４６に確実に注入することができる。導電性樹脂材料６２を硬化させ、半導体基材２４の一部を他表面３６側から除去することによって貫通配線２１が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の貫通配線の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機および携帯情報端末機器などが急速に普及した要因として、これらの機器が飛躍的に小型化されたことが挙げられる。これらの機器をさらに小型化するためには、半導体部品の小型化および半導体部品の高密度実装化を行わなければならない。
【０００３】
半導体部品の実装密度を飛躍的に向上させるための技術として、半導体素子などを含んで構成される大規模集積回路（Large Scale Integration：略称ＬＳＩ）などが形成された半導体基板を薄型化し、かつその半導体基板を複数個積層して半導体部品を構成する３次元化システムＬＳＩ技術が注目されている。この３次元化システムＬＳＩを実現するためには、離間する積層された半導体基板の間で電気的信号のやりとりが可能でなければならない。そのために、半導体基板の厚み方向に貫通する貫通配線を形成する必要がある。離間する半導体基板の間に挟まれた半導体基板の貫通配線を介して、離間する半導体基板間の電気的信号のやりとりを行うことができる。
【０００４】
第１の従来の技術では、半導体基板の貫通配線は以下のように形成される。
図８は、第１の従来の技術の貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。まず、水平に保たれているステージ２上に貫通孔４が形成された半導体基板１を設置する。このときの半導体基板１の雰囲気の圧力は、大気圧より低く保たれる。次に、図８（１）に示すように、半導体基板１の厚み方向一表面６のうち、貫通孔４に臨む半導体基板１の周縁部１０を覆って貫通孔４を塞ぐように導電性ペースト材３を塗布する。次に、半導体基板１の雰囲気の圧力を大気圧に戻す。このとき、貫通孔４に臨む半導体基板１の内周面５とステージ２と導電性ペースト材３とによって形成される閉鎖空間７の圧力は、閉鎖空間７の外部の圧力よりも低くなる。この圧力差によって、図８（２）に示すように、貫通孔４に導電性ペースト材３が差圧充填される。次に、導電性ペースト材３を加熱硬化させて貫通配線８を形成する（たとえば特許文献１参照）。
【０００５】
第１の従来の技術では、差圧充填法を用いて導電性ペースト材３を貫通孔４に充填した後に、半導体基板１の一表面６上に余分な導電性ペースト材３が残る。半導体基板１の一表面６上に残る導電性ペースト材３を加熱硬化させると、半導体基板１の一表面６上に不要なばり９が形成される。半導体基板１の一表面６上に形成されるばり９は、ばり取り処理によって除去されるが、完全に除去されずに残るおそれがある。この場合、半導体基板１の一表面６上に形成されるばり９と半導体基板１の一表面部１１に形成される半導体素子などが導通するおそれがある。
【０００６】
前述した問題に鑑み、第２の従来の技術では、半導体基板の貫通配線は、以下のように形成される。
【０００７】
図９は、第２の従来の技術の貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。まず、半導体基材１６の一表面１３上に、樹脂層１５を形成する。次に、樹脂層１５に、この樹脂層１５を厚み方向に貫通する貫通孔１４を形成する。次に、半導体基材１６の厚み方向一表面１３から他表面８３に向かって延び、かつ樹脂層１５の貫通孔１４に連通する未貫通孔１２を形成する。次に、半導体基材１６の雰囲気の圧力を、大気圧より低く保つ。次に、図９（１）に示すように、樹脂層１５の厚み方向一表面１７のうち、貫通孔１４に臨む樹脂層１５の周縁部１８を覆って貫通孔１４を塞ぐように導電性ペースト材３を塗布する。次に、半導体基材１６の雰囲気の圧力を大気圧に戻す。
【０００８】
図９（２）は、半導体基材１６の雰囲気の圧力を大気圧に戻したときの、半導体基材１６と樹脂層１５と導電性ペースト材３との一部を模式化して示す断面図である。半導体基材１６の雰囲気の圧力を大気圧に戻すと、貫通孔１４に臨む樹脂層１５の内周面１９と、未貫通孔１２に望む半導体基材１６の内周面８０とによって形成される閉鎖空間８１の圧力は、閉鎖空間８１の外部の圧力よりも低くなる。この圧力差によって、未貫通孔１２に導電性ペースト材３が差圧充填される。
【０００９】
図９（３）は、半導体基材１６と貫通配線層８２との一部を模式化して示す断面図である。次に、充填された導電性ペースト材３を加熱硬化させて貫通配線層８２を形成する。次に、樹脂層１５を除去し、半導体基材１６の一部を他表面８３側から除去して貫通配線層８２を露出させ、半導体基板８４およびこの半導体基板８４を厚み方向に貫通する貫通配線を形成する。以上の方法では、半導体基板８４の一表面８５上に不要なばりは形成されない。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２５７８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
第２の従来の技術では、未貫通孔１２に導電性ペースト材３を充填することができない場合が生じ、半導体基板８４に貫通配線が形成されないおそれがある。
【００１２】
図１０は、第２の従来の技術の貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。大気圧よりも低い減圧雰囲気下で、樹脂層１５の厚み方向一表面１７のうち、貫通孔１４に臨む樹脂層１５の周縁部１８を覆って貫通孔１４を塞ぐように導電性ペースト材３を塗布しても、樹脂層１５の一表面１７と導電性ペースト材３との接触角が小さい場合、導電性ペースト材３は、樹脂層１５の厚み方向一表面１７上に広がる。そのため、貫通孔１４を導電性ペースト材３によって閉塞することができない場合がある。この場合、半導体基材１６の雰囲気の圧力を大気圧に戻しても、未貫通孔１２に臨む半導体基材１６の内周面８０に接する気体の圧力と半導体基材１６の雰囲気の圧力とが同じとなり、導電性ペースト材３を未貫通孔１２に差圧充填することができない。未貫通孔１２に導電性ペースト材３が充填されていない状態で導電性ペースト材３を加熱硬化させ、貫通配線層を形成すると、樹脂層１５を除去し、半導体基材１６の一部を他表面８３側から除去して貫通配線層を露出させても、半導体基板８４の厚み方向に貫通する配線が形成されないおそれがある。半導体基板に限らず、基板に貫通配線を形成する場合には、上記問題と同様の問題が生じるおそれがある。
【００１３】
また、樹脂層１５と導電性ペースト材３との接触角が小さい場合、樹脂層１５の厚み方向一表面１７のうち、貫通孔１４に臨む樹脂層１５の周縁部１８を覆って貫通孔１４を塞ぐように導電性ペースト材３を塗布しても、導電性ペースト材３は、樹脂層１５の一表面１７上に広がる。そのため、差圧充填法を用いて導電性ペースト材３を未貫通孔１２に充填したとしても、導電性ペースト材３を加熱硬化させると、樹脂層１５の一表面１７上に不要なばりが形成される。このばりを除去するときに、半導体基板８４の一表面８５を傷つけてしまうおそれもある。
【００１４】
したがって本発明の目的は、基板の一表面から他表面にわたって延びる配線を貫通孔に確実に形成し、かつ基板を損傷することなく貫通配線を形成することができる基板の貫通配線の形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、導電性ペースト材を用いて、貫通配線を基板に形成する基板の貫通配線の形成方法であって、
基材の厚み方向一表面上に樹脂によって形成される樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記樹脂層の厚み方向一表面上に金属によって形成される金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層に、この金属層の厚み方向に貫通する第１貫通孔を形成する第１貫通孔形成工程と、
前記樹脂層に、この樹脂層の厚み方向に貫通し、かつ前記第１貫通孔に連通する第２貫通孔を形成する第２貫通孔形成工程と、
前記基材に、この基材の厚み方向一表面から他表面に向かって延び、かつ第２貫通孔に連通する未貫通孔を形成する未貫通孔形成工程と、
前記導電性ペースト材によって、前記金属層の厚み方向一表面のうち、前記第１貫通孔に臨む前記金属層の周縁部を覆って前記第１貫通孔を塞ぎ、閉鎖空間を形成する閉鎖空間形成工程と、
前記閉鎖空間の圧力よりも、前記閉鎖空間の外部の圧力を高くすることによって、前記閉鎖空間形成工程で前記第１貫通孔を塞いだ前記導電性ペースト材を、前記未貫通孔に注入する導電性ペースト材注入工程と、
前記未貫通孔に注入した前記導電性ペースト材を硬化させ、貫通配線層を形成する貫通配線層形成工程と、
前記基材の一部を他表面側から除去して前記貫通配線層を露出させ、基板およびこの基板を厚み方向に貫通する貫通配線を形成する貫通配線形成工程とを含み、
前記閉鎖空間形成工程における前記金属層と前記導電性ペースト材との接触角が、前記樹脂層と前記導電性ペースト材との接触角と比較して、大きくなるように前記金属層が形成されることを特徴とする基板の貫通配線の形成方法である。
【００１６】
本発明に従えば、閉鎖空間形成工程における金属層と導電性ペースト材との接触角が、樹脂層と導電性ペースト材との接触角と比較して、大きくなるように金属層が形成される。導電性ペースト材は、樹脂から成るバインダと導電性を有する金属粒子とを混合させたものである。導電性ペースト材を、金属層の厚み方向一表面のうち、第１貫通孔に臨む金属層の周縁部を覆って第１貫通孔を塞ぐように供給したときに、金属層と導電性ペースト材との接触角が大きいので、導電性ペースト材が金属層の厚み方向一表面上に広がらない。供給した導電性ペースト材が金属層の厚み方向一表面上に広がらないので、導電性ペースト材によって金属層の第１貫通孔を確実に塞ぐことができる。
【００１７】
また、供給した導電性ペースト材が金属層の厚み方向一表面上に広がらないので、導電性ペースト材を硬化させて貫通配線層を形成しても、金属層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されない。
【００１８】
また、基材と金属層との間に樹脂層が介在するので、基材の一表面上に金属層が直接形成されない。基材の一表面上に金属層を直接形成する場合、金属層を除去するときに、基材の一表面を傷つけるおそれがあるが、基材と金属層との間に樹脂層が介在するので、金属層を除去するときに、樹脂層が基材の一表面を保護する。したがって、金属層を除去するときに、基材の一表面を傷つけることがない。
【００１９】
本発明において、前記基材は、少なくとも半導体によって形成され、
前記未貫通孔形成工程と前記閉鎖空間形成工程との間に、前記未貫通孔に臨む基材の内周面を、電気絶縁性を有する材料から成る絶縁膜によって覆う絶縁膜形成工程を含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、基材は、少なくとも半導体によって形成される。
また、未貫通孔に臨む基材の内周面は、絶縁膜によって覆われる。
【００２１】
本発明は、前記絶縁膜形成工程は、
樹脂材料から成り、電気絶縁性を有する絶縁性ペースト材によって、前記金属層の厚み方向一表面のうち、前記第１貫通孔に臨む前記金属層の周縁部を覆って前記第１貫通孔を塞ぎ、第２閉鎖空間を形成する第２閉鎖空間形成工程と、
前記第２閉鎖空間の圧力よりも、前記第２閉鎖空間の外部の圧力を高くすることによって、前記第２閉鎖空間形成工程で前記第１貫通孔を塞いだ前記絶縁性ペースト材を、前記未貫通孔に注入し、前記絶縁性ペースト材によって前記未貫通孔に臨む前記基材の内周面を覆う内周面被覆工程と、
前記未貫通孔に臨む前記基材の内周面を覆う前記絶縁性ペースト材を硬化させて前記絶縁膜を形成する絶縁性ペースト材硬化工程とを含み、
第２閉鎖空間形成工程における前記金属層と前記絶縁性ペースト材との接触角が、前記樹脂層と前記絶縁性ペースト材との接触角と比較して、大きくなるように前記金属層が形成されることを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、第２閉鎖空間形成工程における金属層と絶縁性ペースト材との接触角が、樹脂層と絶縁性ペースト材との接触角と比較して、大きくなるように金属層が形成される。絶縁性ペースト材は、電気絶縁性を有する樹脂から成る。絶縁性ペースト材を、金属層の厚み方向一表面のうち、第１貫通孔に臨む金属層の周縁部を覆って第１貫通孔を塞ぐように供給したときに、金属層と絶縁性ペースト材との接触角が大きいので、絶縁性ペースト材が金属層の厚み方向一表面上に広がらない。供給した絶縁性ペースト材が金属層の厚み方向一表面上に広がらないので、絶縁性ペースト材によって金属層の第１貫通孔を確実に塞ぐことができる。
【００２３】
本発明は、前記閉鎖空間形成工程では、厚み方向に貫通する孔が形成されたマスク体を、前記金属層の厚み方向一表面と前記マスク体の厚み方向他表面とを対向させて配置し、前記導電性ペースト材を、前記マスク体の厚み方向一表面から前記マスク体の孔を介して前記第１貫通孔に供給することを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、導電性ペースト材をマスク体の厚み方向一表面からマスク体の孔を介して金属層の第１貫通孔に供給する。マスク体を介して導電性ペースト材を供給するので、金属層に複数の貫通孔が形成されている場合では、複数の貫通孔に同時に導電性ペースト材を供給することができる。
【００２５】
本発明は、前記閉鎖空間形成工程では、厚み方向に貫通する孔が形成されたマスク体を、前記金属層の厚み方向一表面と前記マスク体の厚み方向他表面とを対向させて配置し、前記導電性ペースト材を、前記マスク体の厚み方向一表面から前記マスク体の孔を介して前記第１貫通孔に供給し、
前記第２閉鎖空間形成工程では、前記金属層の厚み方向一表面と前記マスク体の厚み方向他表面とを対向させて配置し、前記絶縁性ペースト材を、前記マスク体の厚み方向一表面から前記マスク体の孔を介して前記第１貫通孔に供給することを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、導電性ペースト材および絶縁性ペースト材を、マスク体の厚み方向一表面からマスク体の孔を介して金属層の第１貫通孔に供給する。マスク体を介して導電性ペースト材および絶縁性ペースト材を供給するので、金属層に複数の貫通孔が形成されている場合では、複数の貫通孔に同時に導電性ペースト材および絶縁性ペースト材を供給することができる。
【００２７】
本発明は、前記閉鎖空間形成工程では、ディスペンサを用いて前記第１貫通孔に前記導電性ペースト材を供給することを特徴とする。
【００２８】
本発明に従えば、導電性ペースト材をディスペンサを用いて金属層の第１貫通孔に供給する。ディスペンサを用いるので、導電性ペースト材を予め定める位置に精度良く供給することができる。また、導電性ペースト材の供給量も調整しやすくなる。
【００２９】
本発明は、前記閉鎖空間形成工程では、ディスペンサを用いて前記第１貫通孔に前記導電性ペースト材を供給し、
前記第２閉鎖空間形成工程では、ディスペンサを用いて前記第１貫通孔に前記絶縁性ペースト材を供給することを特徴とする。
【００３０】
本発明に従えば、導電性ペースト材および絶縁性ペースト材をディスペンサを用いて金属層の第１貫通孔に供給する。ディスペンサを用いるので、導電性ペースト材および絶縁性ペースト材を予め定める位置に精度良く供給することができる。また、導電性ペースト材および絶縁性ペースト材の供給量も調整しやすくなる。
【００３１】
本発明は、前記第１貫通孔形成工程は、
前記金属層の厚み方向一表面上に、樹脂から成り、厚み方向に貫通する孔が形成される第２樹脂層を形成する第２樹脂層貫通孔形成工程と、
前記金属層に、この金属層の厚み方向に貫通し、かつ前記第２樹脂層の孔に連通する前記第１貫通孔を形成する金属層貫通孔形成工程とを含み、
前記第２貫通孔形成工程では、剥離液によって前記第２樹脂層を剥離するとともに、前記剥離液によって前記樹脂層に、この樹脂層の厚み方向に貫通し、かつ前記第１貫通孔に連通する第２貫通孔を形成することを特徴とする。
【００３２】
本発明に従えば、樹脂層と第２樹脂層とは、同一の剥離液に可溶な材料から形成される。したがって、樹脂層の第２貫通孔の形成と第２樹脂層の剥離とを１つの工程で行うことができる。
【００３３】
本発明は、前記第２樹脂層を、ポジ型レジストによって形成することを特徴とする。
本発明に従えば、第２樹脂層をポジ型レジストによって形成する。ネガ型レジストによって第２樹脂層を形成する場合に比べて、ポジ型レジストによって第２樹脂層を形成すると、現像したときにその解像度が高くなる。そのため、予め定める形状の孔を第２樹脂層の予め定める位置に精度良く形成することができる。
【００３４】
本発明は、前記樹脂層を、ポジ型レジストによって形成することを特徴とする。
本発明に従えば、樹脂層と第２樹脂層とは、ポジ型レジストによって形成され、かつ同じ剥離液に可溶である。したがって、樹脂層の第２貫通孔の形成と第２樹脂層の剥離とを１つの工程で行うことができる。
【００３５】
本発明は、前記樹脂層形成工程は、
基材の厚み方向一表面上に感光性樹脂を塗布して感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、
前記感光性樹脂層の厚み方向一表面側から感光性樹脂層の全体を露光する感光性樹脂層露光工程と、
露光した感光性樹脂層を硬化させて前記樹脂層を形成する感光性樹脂層硬化工程とを含むことを特徴とする。
【００３６】
本発明に従えば、樹脂層は、感光性樹脂の全体を露光させた後に硬化させて形成されるので、樹脂層は、剥離液に溶けやすい。したがって、樹脂層の第２貫通孔の形成と第２樹脂層の剥離とを同じ工程で行うときに、樹脂層の第２貫通孔を形成しやすくなる。また、樹脂層を硬化させた後に、樹脂層の厚み方向一表面上に金属層を形成するので、金属層と基板との相対的な位置は、固定される。
【００３７】
本発明は、導電性ペースト材を用いて、貫通配線を基板に形成する基板の貫通配線の形成方法であって、
基材の厚み方向一表面上に導電性ペースト材が供給されるペースト材供給層を形成するペースト材供給層形成工程と、
前記ペースト材供給層に、このペースト材供給層の厚み方向に貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記基材に、この基材の厚み方向一表面から他表面に向かって延び、かつ前記貫通孔と連通する未貫通孔を形成する未貫通孔形成工程と、
前記導電性ペースト材によって、前記ペースト材供給層の厚み方向一表面のうち、前記貫通孔に臨むペースト材供給層の周縁部を覆って前記貫通孔を塞ぎ、閉鎖空間を形成する閉鎖空間形成工程と、
前記閉鎖空間の圧力よりも、前記閉鎖空間の外部の圧力を高くすることによって、前記閉鎖空間形成工程で貫通孔を塞いだ前記導電性ペースト材を、前記未貫通孔に注入するペースト材注入工程と、
前記未貫通孔に注入した前記導電性ペースト材を硬化させ、貫通配線層を形成する貫通配線層形成工程と、
前記基材の一部を他表面側から除去して前記貫通配線層を露出させ、基板およびこの基板を厚み方向に貫通する貫通配線を形成する貫通配線形成工程とを含み、
前記閉鎖空間形成工程における前記ペースト材供給層と前記導電性ペースト材との接触角が６０°以上８０°未満に選ばれるように前記ペースト材供給層が形成されることを特徴とする基板の貫通配線の形成方法である。
【００３８】
本発明に従えば、閉鎖空間形成工程におけるペースト材供給層と導電性ペースト材との接触角が、６０°以上８０°未満に選ばれるようにペースト材供給層が形成される。導電性ペースト材を、ペースト材供給層の厚み方向一表面のうち、貫通孔に臨むペースト材供給層の周縁部を覆って貫通孔を塞ぐように供給したときに、ペースト材供給層と導電性ペースト材との接触角が大きいので、導電性ペースト材がペースト材供給層の厚み方向一表面上に広がらない。供給した導電性ペースト材がペースト材供給層の厚み方向一表面上に広がらないので、導電性ペースト材によってペースト材供給層の貫通孔を確実に塞ぐことができる。
【００３９】
また、供給した導電性ペースト材がペースト材供給層の厚み方向一表面上に広がらないので、導電性ペースト材を硬化させて貫通配線層を形成しても、金属層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されない。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、導電性ペースト材によって金属層の第１貫通孔を確実に塞ぐことができるので、圧力の差を利用して、導電性ペースト材を基材の未貫通孔に確実に注入することができる。注入したペースト材を硬化させて貫通配線層を形成した後に、基材の一部を他表面側から除去することによって、基板の一表面から他表面にわたって延びる配線を、基板の貫通孔に確実に形成することができる。
【００４１】
また、金属層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されない。金属層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されると、ばり取りを行う必要が生じ、ばり取りを行うときに基板の厚み方向一表面を傷つけるおそれがある。本発明では、金属層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されないので、ばり取りを行う必要がなく、基板の厚み方向一表面が損傷しない。
【００４２】
また、基材と金属層との間に樹脂層が介在するので、基材の一表面上に金属層が直接形成されない。基材の一表面上に金属層を直接形成する場合、金属層を除去するときに、基材の一表面を傷つけるおそれがあるが、基材と金属層との間に樹脂層が介在するので、金属層を除去するときに、樹脂層が基材の一表面を保護する。したがって、金属層を除去するときに、基材の一表面を傷つけることがない。
【００４３】
また本発明によれば、導電性ペースト材によって金属層の第１貫通孔を確実に塞ぐことができる。アスペクト比の高い半導体基材の未貫通孔にペースト材を充填するのは困難であるが、導電性ペースト材によって金属層の第１貫通孔を確実に塞ぐことができるので、圧力の差を利用して、導電性ペースト材をアスペクト比の高い半導体基材の未貫通孔に確実に注入することができる。注入した導電性ペースト材を硬化させて貫通配線層を形成し、半導体基材の一部を他表面側から除去することによって、半導体基板の一表面から他表面にわたって延びる配線を半導体基板の貫通孔に確実に形成することができる。
【００４４】
また、未貫通孔に臨む基材の内周面は、絶縁膜によって覆われているので、貫通配線層と基材とは、接しない。そのため、貫通配線と基板とは、絶縁膜によって隔てられる。したがって、基板と電気的に絶縁される貫通配線を形成することができる。
【００４５】
また本発明によれば、絶縁性ペースト材によって金属層の第１貫通孔を確実に塞ぐことができるので、圧力の差を利用して、絶縁性ペースト材を基材の未貫通孔に確実に注入することができ、基材の未貫通孔に臨む基材の内周面を絶縁性ペースト材によって確実に覆うことができる。基材の未貫通孔に臨む基材の内周面を覆う絶縁性ペースト材を硬化させることによって、基材の未貫通孔に臨む基材の内周面を確実に覆う絶縁膜を形成することができる。そのため、導電性ペースト材を未貫通孔に注入したときに、基材の未貫通孔に臨む基材の内周面と導電性ペースト材とは、接しない。注入した導電性ペースト材を硬化させて貫通配線層を形成し、基材の一部を他表面側から除去することによって、基板および基板を厚み方向に貫通する貫通配線を形成したときに、基板と、より確実に電気的に絶縁される貫通配線を基板に形成することができる。
【００４６】
また本発明によれば、金属層の複数の貫通孔に同時に導電性ペースト材を供給することができる。したがって、導電性ペースト材を供給する時間を短縮することができ、効率的に基板の貫通配線を形成することができる。
【００４７】
また本発明によれば、金属層の複数の貫通孔に同時に導電性ペースト材、および絶縁性ペースト材を供給することができる。したがって、導電性ペースト材および絶縁性ペースト材を供給する時間を短縮することができ、効率的に基板の貫通配線を形成することができる。
【００４８】
また本発明によれば、導電性ペースト材を予め定める位置に精度良く供給することができ、かつその供給量も調整しやすいので、金属層の第１貫通孔を導電性ペースト材によってより確実に塞ぐことができる。したがって、圧力の差を利用して、導電性ペースト材を基材の未貫通孔により確実に注入することができる。注入した導電性ペースト材を硬化させて貫通配線層を形成し、基材の一部を他表面側から除去することによって、基板の一表面から他表面にわたって延びる配線を、基板の貫通孔に、より確実に形成することができる。
【００４９】
また本発明によれば、導電性ペースト材および絶縁性ペースト材を予め定める位置に精度良く供給することができ、かつその供給量も調整しやすいので、金属層の第１貫通孔を導電性ペースト材、および絶縁性ペースト材によって、より確実に塞ぐことができる。したがって、圧力の差を利用して、ペースト材を基材の未貫通孔により確実に注入することができる。注入した絶縁性ペースト材を硬化させて、未貫通孔に臨む基材の内周面を確実に覆う絶縁膜を形成することができる。また、注入した導電性ペースト材を硬化させて、貫通配線層を形成し、基材の一部を他表面側から除去することによって、基板と電気的に、より確実に絶縁され、かつ基板の一表面から他表面にわたって延びる配線を、基板の貫通孔により確実に形成することができる。
【００５０】
また本発明によれば、樹脂層の第２貫通孔の形成と第２樹脂層の剥離とを１つの工程で行うことができるので、基板の貫通配線の形成工程を容易にすることができる。
【００５１】
また本発明によれば、第２樹脂層がポジ型レジストによって形成されるので、予め定める形状の孔を第２樹脂層の予め定める位置に精度良く形成することができる。金属層の第１貫通孔は、第２樹脂層の孔を介して、第２樹脂層の孔に連通して形成される。樹脂層の第２貫通孔は、金属層の第１貫通孔を介して、第１貫通孔に連通して形成される。基材の未貫通孔は、樹脂層の第２貫通孔を介して、樹脂層の第２貫通孔に連通して形成される。そのため、基材の未貫通孔の形成される位置およびその形状は、第２樹脂層の孔の位置およびその形状に依存する。未貫通孔に導電性ペースト材を充填して、充填した導電性ペースト材を硬化して貫通配線層を形成し、基材の一部を他表面側から除去することによって貫通配線は、形成される。そのため、貫通配線の形成される位置およびその形状は、未貫通孔の形成される位置およびその形状によって定まる。したがって、予め定める形状の孔を第２樹脂層の予め定める位置に精度良く形成することによって、予め定める形状の貫通配線を基板の予め定める位置に精度良く形成することができる。
【００５２】
また本発明によれば、樹脂層と第２樹脂層とは、ポジ型レジストによって形成され、かつ同じ剥離液に可溶なので、樹脂層の第２貫通孔の形成と第２樹脂層の剥離とを１つの工程で行うことができる。したがって、基板の貫通配線の形成工程を容易にすることができる。
【００５３】
また本発明によれば、樹脂層は、感光性樹脂の全体を露光させた後に硬化させて形成されるので、樹脂層は、第２樹脂層を剥離する剥離液に溶けやすい。したがって、樹脂層の第２貫通孔の形成と第２樹脂層の剥離とを１つの工程で行うときに、剥離液によって樹脂層の第２貫通孔を形成しやすくなる。また、樹脂層を硬化させた後に、樹脂層の厚み方向一表面上に金属層を形成するので、金属層と基板との相対的な位置は固定される。基材の未貫通孔は、樹脂層の第２貫通孔および金属層の第１貫通孔を介して形成される。そのため、金属層と基板との相対的な位置が固定されるので、予め定める形状の孔を金属層の予め定める位置に形成すると、予め定める形状の未貫通孔を基材の予め定める位置に精度よく形成することができる。貫通配線は、未貫通孔に導電性ペースト材を充填し、充填した導電性ペースト材を加熱硬化して貫通配線層を形成し、基材の一部を他表面側から除去することによって形成される。そのため、貫通配線の形成される位置およびその形状は、未貫通孔の形成される位置およびその形状によって定まる。金属層と基板との相対的な位置が固定されるので、予め定める形状の孔を金属層の予め定める位置に精度良く形成することによって、予め定める形状の貫通配線を基板の予め定める位置に精度良く形成することができる。
【００５４】
また本発明によれば、導電性ペースト材によってペースト材供給層の貫通孔を確実に塞ぐことができるので、圧力の差を利用して、導電性ペースト材を基材の未貫通孔に確実に注入することができる。注入した導電性ペースト材を硬化させて貫通配線層を形成した後に、基材の一部を他表面側から除去することによって、基板の一表面から他表面にわたって延びる配線を、基板の貫通孔に確実に形成することができる。
【００５５】
また、ペースト材供給層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されない。ペースト材供給層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されると、ばり取りを行う必要が生じ、ばり取りを行うときに基板の厚み方向一表面を傷つけるおそれがある。本発明では、ペースト材供給層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されないので、ばり取りを行う必要がなく、基板の厚み方向一表面が損傷しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
図１は、本発明の実施の一形態の基板の貫通配線の形成方法を表すフローチャートである。図２は、図１のフローチャートに示す手順によって、貫通配線２１が形成された半導体基板２０の一部を模式化して示す断面図である。図３〜図６は、貫通配線２１の形成途中の半導体基板２０の一部を模式化して示す断面図である。
貫通配線２１の形成処理を開始すると、ステップＳ０からステップＳ１に移る。
【００５７】
図３（１）は、ステップＳ１終了後の半導体基材２４の一部を模式化して示す断面図である。半導体基材２４は、半導体基材本体２５と、接続端子部２２と、保護膜２６とを含んで構成される。半導体基材本体２５は、たとえば単結晶シリコン（Ｓｉ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などから成る。半導体基材本体２５の厚みは、第１の厚みＴ１に選ばれる。第１の厚みＴ１は、たとえば６２５μｍ〜７２５μｍに選ばれる。
【００５８】
半導体基材本体２５の厚み方向一表面部３０には、酸化膜が形成されている。半導体基材本体２５の厚み方向一表面部３０には、半導体素子を含んで構成される大規模集積回路（Large Scale Integration：略称ＬＳＩ）などが形成されている。半導体基材２４の厚み方向を第１方向Ｚと定義する。接続端子部２２は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）および金（Ａｕ）などの金属から成る。接続端子部２２は、半導体基材本体２５の第１方向Ｚ一表面部３０に形成されている。半導体基材本体２５の一表面部３０には、接続端子部２２と半導体素子とを電気的に接続する配線が形成されている。保護膜２６は、半導体基材本体２５の第１方向Ｚ一表面３１のうち、接続端子部２２と接する部分を除く残余の表面に形成されている。保護膜２６は、半導体素子の表面を保護する。保護膜２６は、たとえば窒化シリコン（ＳｉＮ）などから成る。
【００５９】
ステップＳ１では、接続端子部２２に、第１方向Ｚに貫通する略直円柱形状の端子部貫通孔２３をフォトリソグラフィによって形成する。次に、半導体基材本体２５の一表面部３０に形成されている酸化膜のうち、端子部貫通孔２３に露出する部分をフォトリソグラフィによって除去する。半導体基材２４の第１方向Ｚ一表面３２は、半導体基材本体２５の第１方向Ｚ一表面３１のうち、保護膜２６または接続端子部２２に接する部分を除く残余の表面と、保護膜２６の第１方向Ｚ一表面２８と、接続端子部２２の第１方向Ｚ一表面２９とを含む。本発明の実施の形態において、用語「略直円柱」は、直円柱を含む。
【００６０】
ステップＳ１が終了すると、ステップＳ２に移る。ステップＳ２では、半導体基材２４の第１方向Ｚ一表面３２上に、たとえばスピンコート法によってポジ型感光性樹脂材料を塗布し、半導体基材２４の第１方向Ｚ一表面３２を覆う第１感光性樹脂層を形成する。ポジ型感光性樹脂材料は、たとえばノボラック型エポキシ樹脂等を主成分として成る。感光性樹脂層形成工程は、ステップＳ２に対応する。
【００６１】
ステップＳ２が終了すると、ステップＳ３に移る。ステップＳ３では、第１感光性樹脂層にプリキュアを行う。ポジ型感光性樹脂材料を塗布した半導体基材２４を、たとえば９０℃〜１１０℃の雰囲気中に１分〜５分間置くことによって、第１感光性樹脂層を半硬化させる。ステップＳ３で行う処理を第１のプリキュアと記載する。
【００６２】
ステップＳ３が終了すると、ステップＳ４に移る。ステップＳ４では、第１感光性樹脂層の第１方向Ｚ一表面側から、第１感光性樹脂層全体を露光する。感光性樹脂層露光工程は、ステップＳ４に対応する。
ステップＳ４が終了すると、ステップＳ５に移る。
【００６３】
図３（２）は、ステップＳ５終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ５では、第１感光性樹脂層にポストキュアを行い、第１樹脂層２７を形成する。第１感光性樹脂層を、たとえば１２０℃〜１５０℃の雰囲気中に１分〜５分間置くことによって硬化させ、第１方向Ｚの厚みが第２の厚みＴ２となる第１樹脂層２７を形成する。第２の厚みＴ２は、たとえば５μｍ〜１０μｍに選ばれる。感光性樹脂層硬化工程は、ステップＳ５に対応する。
ステップＳ５が終了すると、ステップＳ６に移る。
【００６４】
図３（３）は、ステップＳ６終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ６では、まず、第１樹脂層２７の第１方向Ｚ一表面３３上に、たとえばスパッタ法および無電解メッキ法などによって第３の厚みＴ３の金属層４０を形成する。金属層４０は、たとえば金（Ａｕ）またはニッケル（Ｎｉ）などによって形成される。金属層４０は、好ましくはＡｕから成る。金属層４０がＡｕから成る場合、第３の厚みＴ３は、たとえば０．０５μｍ〜０．５μｍに選ばれる。金属層形成工程は、ステップＳ６に対応する。
【００６５】
ステップＳ６が終了すると、ステップＳ７に移る。ステップＳ７では、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４上に、たとえばスピンコート法によってポジ型感光性樹脂材料を塗布し、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４を覆う第２感光性樹脂層４１を形成する。ポジ型感光性樹脂材料は、たとえばノボラック型エポキシ樹脂等を主成分として成る。
ステップＳ７が終了すると、ステップＳ８に移る。
【００６６】
図３（４）は、ステップＳ８終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０と第２感光性樹脂層４１との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ８では、第２感光性樹脂層４１にプリキュアを行う。ポジ型感光性樹脂材料を塗布した半導体基材２４を、たとえば９０℃〜１１０℃の雰囲気中に１分〜５分間置くことによって、第２感光性樹脂層４１を半硬化させる。ステップＳ８で行う処理を第２のプリキュアと記載する。
【００６７】
ステップＳ８が終了すると、ステップＳ９に移る。ステップＳ９では、第２感光性樹脂層４１のうち、第１方向Ｚ一方側から見て、端子部貫通孔２３が形成される領域を、第２感光性樹脂層４１の第１方向Ｚ一表面３５側から露光する。
【００６８】
ステップＳ９が終了すると、ステップＳ１０に移る。ステップＳ１０では、第２感光性樹脂層４１を現像してレジスト貫通孔４２を形成する。第２感光性樹脂層４１を現像液によって現像すると、第２感光性樹脂層４１のうち、ステップＳ９で露光した部分が除去され、第２感光性樹脂層４１に、第１方向Ｚに貫通する略直円柱形状のレジスト貫通孔４２が形成される。
ステップＳ１０が終了すると、ステップＳ１１に移る。
【００６９】
図４（１）は、ステップＳ１１終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０と第２樹脂層４３との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１１では、第２感光性樹脂層４１を硬化させる。第２感光性樹脂層４１を、たとえば１２０℃〜１５０℃の雰囲気中に１分〜５分間置くことによってポストキュアし、第１方向Ｚの厚みが第４の厚みＴ４となる第２樹脂層４３を形成する。第４の厚みＴ４は、たとえば１μｍ〜２μｍに選ばれる。第２樹脂層貫通孔形成工程は、ステップＳ７〜ステップＳ１１に対応する。
ステップＳ１１が終了すると、ステップＳ１２に移る。
【００７０】
図４（２）は、ステップＳ１２終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０と第２樹脂層４３との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１２では、金属層４０に第１貫通孔４４を形成する。半導体基材２４、第１樹脂層２７、金属層４０および第２樹脂層４３を、たとえば８０℃〜１１０℃に保たれたエッチング液に５分〜１５分間浸漬する。エッチング液は、レジスト貫通孔４２を通って、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第２樹脂層４３と接する部分を除く残余の表面と接する。金属層４０のうち、エッチング液と接する部分が除去され、金属層４０に、第１方向Ｚに貫通する略直円柱形状の第１貫通孔４４が形成される。第１貫通孔４４は、レジスト貫通孔４２を介して形成されるので、レジスト貫通孔４２と連通する。第１貫通孔４４に臨む金属層４０の第２の内周面５８と、レジスト貫通孔４２に臨む第２樹脂層４３の第１の内周面５９とは、連なる。金属層貫通孔形成工程は、ステップＳ１２に対応する。
ステップＳ１２が終了すると、ステップＳ１３に移る。
【００７１】
図４（３）は、ステップＳ１３終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１３では、第２樹脂層４３を剥離するとともに、第１樹脂層２７に第２貫通孔４５を形成する。半導体基材２４、第１樹脂層２７、金属層４０および第２樹脂層４３を、たとえば８０℃〜１１０℃に保たれた剥離液に５分〜１５分間浸漬する。第２樹脂層４３は、剥離液によって除去される。また、第１樹脂層２７は、第２樹脂層４３と同じポジ型感光性樹脂を全面露光した後に硬化させて形成されるので、第２樹脂層４３を剥離する剥離液に可溶である。第２樹脂層４３を剥離する剥離液は、第１貫通孔４４を通って、第１樹脂層２７の第１方向Ｚ一表面３３のうち、金属層４０と接する部分を除く残余の表面と接する。そのため、第１樹脂層２７のうち、剥離液と接する部分が除去され、第１樹脂層２７に、第１方向Ｚに貫通する略直円柱形状の第２貫通孔４５が形成される。第２貫通孔４５は、第１貫通孔４４を介して形成されるので、第１貫通孔４４と連通する。第２貫通孔４５に臨む第１樹脂層２７の第３の内周面５７と第２の内周面５８とは、連なる。第２貫通孔形成工程は、ステップＳ１３に対応する。
【００７２】
第１樹脂層２７と第２樹脂層４３とは、同じ剥離液に可溶なので、第２樹脂層４３の剥離と第２貫通孔４５の形成とを１つの工程で行うことができる。そのため、貫通配線の形成工程を容易にすることができる。
ステップＳ１３が終了すると、ステップＳ１４に移る。
【００７３】
図５（１）は、ステップＳ１４終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１４では、たとえばドライエッチング法などによって、半導体基材２４に未貫通孔４６を形成する。半導体基材２４の第１方向Ｚ一表面３２のうち、第１樹脂層２７と接する部分は、第１樹脂層２７によってエッチングガスから保護されるので、エッチングされない。したがって、半導体基材２４は、半導体基材２４の第１方向Ｚ一表面３２のうち、第１樹脂層２７と接する部分を除く残余の表面から、エッチングされるので、半導体基材２４の第１方向Ｚ一表面３２から他表面３６に向かって延びる未貫通孔４６が形成される。未貫通孔４６は、第１貫通孔４４と第２貫通孔４５とを介して形成されるので、第１貫通孔４４と第２貫通孔４５とに連通する。未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６は、第２の内周面５８と第３の内周面５７とに連なる。未貫通孔形成工程は、ステップＳ１４に対応する。
【００７４】
ドライエッチングの具体例として、誘導結合プラズマ（Inductive Coupled Plasma：略称ＩＣＰ）を利用したエッチング装置を用い、反応性エッチング（Reactive Ion
Etching：略称ＲＩＥ）法によって、未貫通孔４６を形成する場合、第１貫通孔４４の直径を７５μｍ〜９０μｍとしたときに、シリコンから成る半導体基材２４の第１方向Ｚに深さ１００μｍ〜１５０μｍの未貫通孔４６を形成することができる。このとき、エッチングガスには、ＳＦ６とＣ４Ｆ８とを用いる。ＳＦ６は、半導体基材をエッチングする役割を担う。Ｃ４Ｆ８は、エッチングによって形成される孔に臨む半導体基材の内周面にポリマーの保護膜を形成し、孔に臨む半導体基材の内周面のうち、第１方向Ｚに垂直な表面を除く残余の表面がエッチングされにくくする役割を担う。ＲＩＥ法を用いることによって、アスペクト比の高い未貫通孔４６を半導体基材２４に形成することができる。
ステップＳ１４が終了すると、ステップＳ１５に移る。
【００７５】
図５（３）は、ステップＳ１５終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０と絶縁性樹脂材料４７との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１５では、まず、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の圧力を、第１の圧力Ｐ１とする。第１の圧力Ｐ１は、１ｋｐａ〜５ｋｐａに選ばれる。好ましくは、第１の圧力Ｐ１は、約１ｋｐａに選ばれる。ステップＳ１５〜ステップＳ１６の工程では、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の温度を、常温に保つ。常温とは、たとえば２０℃〜３０℃である。
【００７６】
次に、厚み方向一表面３８および他表面３７が平面の板状の印刷用マスク体５１を、印刷用マスク体５１の厚み方向他表面３７と金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４とが対向するように配置する。印刷用マスク体５１には、厚み方向に貫通する略直円柱形状のマスク貫通孔５０が形成されている。このとき、マスク貫通孔５０の中心軸と第１貫通孔４４の中心軸とが一致するように、印刷用マスク体５１を配置する。マスク貫通孔５０の直径は、第１貫通孔４４の直径と同程度か、または若干大きい程度が好ましい。印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ他表面３７と金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４とは、第１の距離Ｌ１離間する。第１の距離Ｌ１は、たとえば５００μｍ〜７５０μｍに選ばれる。
【００７７】
次に、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上に、熱硬化性を有するペースト状の絶縁性樹脂材料４７を配置する。絶縁性樹脂材料４７は、たとえばエポキシ樹脂から成る。絶縁性樹脂材料４７は、電気絶縁性を有する。絶縁性樹脂材料４７の粘度が１０pa・s未満の場合、粘度が低いため、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３、および第１貫通孔４４に絶縁性樹脂材料４７を供給する量を調整しにくくなる。また、絶縁性樹脂材料４７の粘度が４０pa・s以上の場合、粘度が高いため、絶縁性樹脂材料４７を未貫通孔４６に注入しにくくなる。したがって、絶縁性樹脂材料４７の粘度は、第１の粘度Ｕ１に選ばれる。第１の粘度Ｕ１は、好ましくは１０pa・s以上〜４０pa・s未満に選ばれる。絶縁性樹脂材料４７の粘度が第１の粘度Ｕ１に選ばれる場合、絶縁性樹脂材料４７を供給する量の調整がしやすくなり、絶縁性樹脂材料４７を未貫通孔４６に注入しやすくなる。絶縁性ペースト材は、絶縁性樹脂材料４７に対応する。
【００７８】
次に、スキージ５２を、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上の第１方向Ｚに垂直な第２方向の一方から他方へ移動させることによって、絶縁性樹脂材料４７を、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上に延ばす。第１方向Ｚ一方側からみて、スキージ５２がマスク貫通孔５０を通過するときに、絶縁性樹脂材料４７は、スキージ５２によって、マスク貫通孔５０に押込まれ、第１貫通孔４４、および金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３に供給される。金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３とは、第１方向Ｚ一方側から見て、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁から第１貫通孔４４の中心軸を中心とする半径Ｒ範囲である。半径Ｒは、たとえば９０μｍ〜１１０μｍに選ばれる。
【００７９】
スキージ５２を、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上の第２方向の一方から他方へ移動させるときに、スキージ５２によって印刷用マスク体５１は、第１方向Ｚ一方から他方の向きの圧力を受ける。その圧力によって、印刷用マスク体５１は、金属層４０側に撓む。金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４と印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ他表面３７とを、第１の距離Ｌ１離間して配置するので、印刷用マスク体５１が金属層４０側に撓んでも、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４と印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ他表面３７とは、接近しすぎない。したがって、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ他表面３７が、供給した絶縁性樹脂材料４７と接することはなく、供給した絶縁性樹脂材料４７が毛細管現象によって金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４上に広がることはない。
【００８０】
絶縁性樹脂材料４７を印刷用マスク体５１のマスク貫通孔５０を介して第１貫通孔４４に供給する方法を用いると、金属層４０に複数の第１貫通孔４４が形成されている場合、同時に複数の貫通孔に絶縁性樹脂材料４７を供給することができ、供給する時間を短縮することができる。したがって、効率的に、基板に貫通配線を形成することができる。
【００８１】
金属層４０の厚みが、第３の厚みＴ３に選ばれるので、絶縁性樹脂材料４７と第１樹脂層２７の一表面３３とは、接触しない。供給された絶縁性樹脂材料４７は、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３と接する。金属層４０は、たとえば金（Ａｕ）またはニッケル（Ｎｉ）などによって形成されているので、金属層４０と絶縁性樹脂材料４７との接触角は、第１樹脂層２７と絶縁性樹脂材料４７との接触角よりも大きい。金属層４０と絶縁性樹脂材料４７との接触角は、大きく、６０°以上８０°未満となる。金属層４０と絶縁性樹脂材料４７との接触角が大きいので、供給された絶縁性樹脂材料４７は、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４上に広がらない。そのため、第１貫通孔４４を絶縁性樹脂材料４７によって、確実に閉塞することができ、絶縁性樹脂閉鎖空間５４を確実に形成することができる。絶縁性樹脂閉鎖空間５４は、未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６と、第２貫通孔４５に臨む第１樹脂層２７の第３の内周面５７と、第１貫通孔４４を閉鎖する絶縁性樹脂材料４７の表面の一部とによって外囲される空間である。第２閉鎖空間は、絶縁性樹脂閉鎖空間５４に対応する。第２閉鎖空間形成工程は、ステップＳ１５に対応する。
ステップＳ１５が終了すると、ステップＳ１６に移る。
【００８２】
ステップＳ１６では、まず、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の圧力を、第２の圧力Ｐ２にする。第１の圧力Ｐ１と第２の圧力Ｐ２との関係を式（１）に示す。
Ｐ１＜Ｐ２ …（１）
【００８３】
第１の圧力Ｐ１は、たとえば約１ｋｐａに選ばれる。第２の圧力Ｐ２は、たとえば約１００ｋｐａに選ばれる。そのため、絶縁性樹脂閉鎖空間５４の圧力と外部の圧力とに圧力差が生じる。絶縁性樹脂閉鎖空間５４の外部の圧力とは、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の圧力である。この圧力差によって、供給された絶縁性樹脂材料４７は、未貫通孔４６に確実に注入される。このとき、未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６は、絶縁性樹脂材料４７によって確実に覆われる。内周面被覆工程は、ステップＳ１６に対応する。
ステップＳ１６が終了すると、ステップＳ１７に移る。
【００８４】
図５（４）は、ステップＳ１７終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０と絶縁膜５５との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１６で未貫通孔４６に注入した絶縁性樹脂材料４７を、たとえば１５０℃〜１６０℃の雰囲気中で６０分〜９０分間加熱して硬化させ、未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６を覆う絶縁膜５５を形成する。絶縁性ペースト材硬化工程は、ステップＳ１７に対応する。
【００８５】
たとえば、絶縁性樹脂材料４７として、熱硬化性を有するエポキシ樹脂であって、その粘度が３０pa・s〜５０pa・sの材料を使用した場合、５μｍ〜１０μｍの厚みの絶縁膜５５を形成することができる。ここで、絶縁膜５５の厚みを、絶縁膜５５の未貫通孔４６と接する一表面６０と他表面６１との間の距離と定義する。
ステップＳ１７が終了すると、ステップＳ１８に移る。
【００８６】
図６（２）は、ステップＳ１８終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０と導電性樹脂材料６２との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１８では、まず、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の圧力を、第３の圧力Ｐ３にする。第３の圧力Ｐ３は、１ｋｐａ〜５ｋｐａに選ばれる。好ましくは、第３の圧力Ｐ３は、約１ｋｐａに選ばれる。ステップＳ１８〜ステップＳ１９の工程では、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の温度を、常温に保つ。
【００８７】
次に、厚み方向一表面３８および他表面３７が平面の板状の印刷用マスク体５１を、印刷用マスク体５１の厚み方向他表面３７と金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４とが対向するように配置する。印刷用マスク体５１には、厚み方向に貫通する略直円柱形状のマスク貫通孔５０が形成されている。このとき、マスク貫通孔５０の中心軸と第１貫通孔４４の中心軸とが一致するように、印刷用マスク体５１を配置する。マスク貫通孔５０の直径は、第１貫通孔４４の直径と同程度か、または若干大きい程度が好ましい。印刷用マスク体５１の第１方向他表面３７と金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４とは、第２の距離Ｌ２離間する。第２の距離Ｌ２は、たとえば５００μｍ〜７５０μｍに選ばれる。
【００８８】
次に、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上に、たとえば熱硬化性を有するペースト状の導電性樹脂材料６２を配置する。導電性樹脂材料６２は、たとえばエポキシ樹脂から成るバインダとＡｇから成る金属粒子とを混合させたものである。導電性樹脂材料６２は、電気的に伝導性を有する。導電性樹脂材料６２の粘度が５０pa・s未満の場合、粘度が低いため、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３、および第１貫通孔４４に導電性樹脂材料６２を供給する量を調整しにくくなる。また、導電性樹脂材料６２の粘度が１５０pa・s以上の場合、粘度が高いため、導電性樹脂材料６２を未貫通孔４６に注入しにくくなる。したがって、導電性樹脂材料６２の粘度は、第２の粘度Ｕ２に選ばれる。第２の粘度Ｕ２は、好ましくは５０pa・s以上〜１５０pa・s未満に選ばれる。導電性樹脂材料６２の粘度が第２の粘度Ｕ２に選ばれる場合、導電性樹脂材料６２を供給する量の調整がしやすくなり、導電性樹脂材料６２を未貫通孔４６に注入しやすくなる。導電性ペースト材は、導電性樹脂材料６２に対応する。
【００８９】
次に、スキージ５２を、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上の第２方向の一方から他方へ移動させることによって、導電性樹脂材料６２を、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上に延ばす。第１方向Ｚ一方側から見て、スキージ５２がマスク貫通孔５０を通過するときに、導電性樹脂材料６２は、スキージ５２によって、マスク貫通孔５０に押込まれ、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３、および第１貫通孔４４に供給される。スキージ５２を、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上の第２方向の一方から他方へ移動させるときに、スキージ５２によって印刷用マスク体５１は、第１方向Ｚの一方から他方の向きの圧力を受ける。その圧力によって、印刷用マスク体５１は、金属層４０側に撓む。金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４と印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ他表面３７とを第２の距離Ｌ２離間して配置するので、印刷用マスク体５１が金属層４０側に撓んでも、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４と印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ他表面３７とは、接近しすぎない。したがって、印刷用マスク体５１が金属層４０側に撓んでも、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ他表面３７が、供給した導電性樹脂材料６２と接することはなく、供給した導電性樹脂材料６２が毛細管現象によって金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４上に広がることはない。
【００９０】
印刷用マスク体５１のマスク貫通孔５０を介して導電性樹脂材料６２を第１貫通孔４４に供給すると、金属層４０に複数の第１貫通孔４４が形成されている場合、同時に複数の貫通孔に導電性樹脂材料６２を供給することができ、供給する時間を短縮することができる。したがって、効率的に、基板に貫通配線を形成することができる。
【００９１】
金属層４０の厚みが、第３の厚みＴ３に選ばれるので、導電性樹脂材料６２と第１樹脂層２７の一表面３３とは、接触しない。供給された導電性樹脂材料６２は、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３と接する。金属層４０は、たとえば金（Ａｕ）またはニッケル（Ｎｉ）などによって形成されているので、金属層４０と導電性樹脂材料６２との接触角は、第１樹脂層２７と導電性樹脂材料６２との接触角よりも大きい。金属層４０と導電性樹脂材料６２との接触角は、大きく、６０°以上８０°未満となる。また、第１樹脂層２７は、たとえばノボラック型エポキシ樹脂等を主成分として成る感光性樹脂材料を硬化して形成されるので、第１樹脂層２７と導電性樹脂材料６２との接触角は、４５°以上６０°未満となる。金属層４０と導電性樹脂材料６２との接触角が大きいので、供給された導電性樹脂材料６２は、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４上に広がらない。そのため、第１貫通孔４４を導電性樹脂材料６２によって、確実に閉塞することができ、導電性樹脂閉鎖空間６３を確実に形成することができる。導電性樹脂閉鎖空間６３は、絶縁膜５５の他表面６１と、第１貫通孔４４を閉塞する導電性樹脂材料６２の表面の一部とによって外囲される空間である。閉鎖空間は、導電性樹脂閉鎖空間６３に対応する。閉鎖空間形成工程は、ステップＳ１８に対応する。
ステップＳ１８が終了すると、ステップＳ１９に移る。
【００９２】
ステップＳ１９では、まず、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の圧力を、第４の圧力Ｐ４にする。第３の圧力Ｐ３と第４の圧力Ｐ４との関係を式（２）に示す。
Ｐ３＜Ｐ４ …（２）
【００９３】
第３の圧力Ｐ３は、たとえば約１ｋｐａに選ばれる。第４の圧力Ｐ４は、たとえば約１００ｋｐａに選ばれる。そのため、導電性樹脂閉鎖空間６３の圧力と外部の圧力とに圧力差が生じる。導電性樹脂閉鎖空間６３の外部の圧力とは、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の圧力である。この圧力差によって、供給された導電性樹脂材料６２は、未貫通孔４６に確実に注入される。これにより、導電性樹脂材料６２を未貫通孔４６に確実に充填することができる。導電性ペースト材注入工程は、ステップＳ１９に対応する。
【００９４】
未貫通孔４６に注入する絶縁性樹脂材料４７の容量と導電性樹脂材料６２の容量との関係は、絶縁性樹脂材料４７の容量が多い場合は、導電性樹脂材料６２の容量が少なくなり、絶縁性樹脂材料４７の容量が少ない場合は、導電性樹脂材料６２の容量が多くなる。未貫通孔４６に注入する絶縁性樹脂材料４７の容量Ｖ１と導電性樹脂材料６２の容量Ｖ２との比率は、絶縁性樹脂材料４７の容量Ｖ１を１としたときに、導電性樹脂材料６２の容量Ｖ２は、たとえば０．３〜２．５に選ばれる。
ステップＳ１９が終了すると、ステップＳ２０に移る。
【００９５】
図６（３）は、ステップＳ２０終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０と絶縁膜５５と貫通配線層６４との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１９で未貫通孔４６に注入した導電性樹脂材料６２を、たとえば１５０℃〜１６０℃の雰囲気中で６０分〜９０分間加熱して硬化させ、貫通配線層６４を形成する。貫通配線層形成工程は、ステップＳ２０に対応する。
【００９６】
ステップＳ２０が終了すると、ステップＳ２１に移る。ステップＳ２１では、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを、たとえば２５℃〜４０℃に保たれたエッチング液に５分〜１０分間浸漬する。エッチング液によって、金属層４０は、除去される。
【００９７】
金属層４０を除去するときに、金属層４０を除去するエッチング液と貫通配線層６４の表面の一部とは、第１貫通孔４４と第２貫通孔４５とを介して接する。そのため、貫通配線層６４をエッチング液から保護するために、貫通配線層６４の第１方向Ｚ一表面６５上に保護膜を形成した後に、エッチング液によって金属層４０を除去してもよい。貫通配線層６４を保護する保護膜は、絶縁膜５５および貫通配線層６４を形成する方法と同様の方法によって形成される。
【００９８】
ステップＳ２１が終了すると、ステップＳ２２に移る。ステップＳ２２では、半導体基材２４と第１樹脂層２７とを、たとえば８０℃〜１１０℃に保たれた剥離液に５分〜１５分間浸漬する。剥離液によって、第１樹脂層２７は、除去される。
ステップＳ２２が終了すると、ステップＳ２３に移る。
【００９９】
図６（４）は、ステップＳ２３終了後の半導体基材２４と貫通配線層６４と導電性キャップ６６との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ２３では、たとえばスパッタ法によって、接続端子部２２の第１方向一表面２９の一部、および貫通配線層６４の第１方向Ｚ一表面６５を覆う導電性キャップ６６を形成する。導電性キャップ６６は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）から成る。接続端子部２２と貫通配線層６４とは、導電性キャップ６６を介して電気的に接続される。
ステップＳ２３が終了すると、ステップＳ２４に移る。
【０１００】
図２は、ステップＳ２４終了後の半導体基板２０と貫通配線２１と導電性キャップ６６との一部を模式化して示す断面図である。図２には、ステップＳ２３終了後の半導体基材２４の第１方向Ｚ他表面３６を仮想線で示している。半導体基材２４を半導体基材２４の他表面３６側から、たとえば機械研磨することによって、貫通配線層６４を半導体基材２４の表面上に露出させ、半導体基板２０および半導体基板２０の第１方向Ｚに貫通する貫通配線２１を形成する。図６（４）に、半導体基材２４を他表面３６側から研磨することによって形成される半導体基板２０の第１方向Ｚ他表面６９を、仮想線で示している。貫通配線形成工程は、ステップＳ２４に対応する。
【０１０１】
ステップＳ２４が終了すると、ステップＳ２５に移り、半導体基板２０の貫通配線２１の形成工程が終了する。
【０１０２】
貫通配線が形成された半導体基板を複数積層したときに、積層される半導体基板の一表面部に形成されている半導体素子は、接続端子部および貫通配線を介して、積層される他の半導体基板の一表面部に形成されている半導体素子と電気的に接続される。
【０１０３】
第２樹脂層４３をポジ型レジストによって形成するので、ネガ型レジストによって第２樹脂層４３を形成する場合に比べて、現像したときにその解像度が高くなる。そのため、予め定める形状のレジスト貫通孔４２を第２樹脂層４３の予め定める位置に精度良く形成することができる。前述したように、第１貫通孔４４は、レジスト貫通孔４２を介して形成される。第２貫通孔４５は、第１貫通孔４４を介して形成される。未貫通孔４６は、第１貫通孔４４と第２貫通孔４５とを介して形成される。したがって、未貫通孔４６が形成される位置およびその形状は、レジスト貫通孔４２が形成される位置およびその形状に依存する。また、貫通配線２１は、未貫通孔４６に形成される貫通配線層６４によって形成されるので、貫通配線２１の形成される位置およびその形状は、レジスト貫通孔４２の形成される位置およびその形状に依存することとなる。したがって、第２樹脂層４３をポジ型レジストによって形成することによって、予め定める形状のレジスト貫通孔４２を第２樹脂層４３の予め定める位置に精度良く形成することができ、予め定める形状の貫通配線２１を半導体基板２０の予め定める位置に精度良く形成することができる。
【０１０４】
以上に述べた方法によって、半導体基材２４の未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６を絶縁膜５５で確実に覆うことができるので、半導体基板２０と貫通配線２１とは、絶縁膜５５によって確実に隔てられる。したがって、半導体基板２０と、電気的に確実に絶縁される貫通配線２１を形成することができる。
【０１０５】
また、導電性樹脂材料６２を半導体基材２４の未貫通孔４６に確実に充填することができる。充填した導電性樹脂材料６２を硬化させて貫通配線層６４を形成し、半導体基材２４の一部を他表面３６側から除去することによって、半導体基板２０の一表面６８から他表面６９にわたって延びる配線を、半導体基板２０の貫通孔に確実に形成することができる。
【０１０６】
また、絶縁性樹脂材料４７および導電性樹脂材料６２を、第１貫通孔４４、および金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３に供給したときに、金属層４０と絶縁性樹脂材料４７との接触角、および金属層４０と導電性樹脂材料６２との接触角が大きいので、供給された絶縁性樹脂材料４７および導電性樹脂材料６２は、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４上に広がらない。そのため、絶縁性樹脂材料４７および導電性樹脂材料６２を硬化したときに、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４に不要なばりが形成されない。金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４に不要なばりが形成されると、ばり取りを行う必要が生じる。ばり取りを行うときに、半導体基材２４の一表面３２を傷つける場合があるが、本発明の実施の形態では、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４に不要なばりが形成されず、ばり取りを行う必要がないので、半導体基材２４の一表面３２が損傷しない。
【０１０７】
本発明の他の実施の形態では、前述の基板の貫通配線の形成方法によって形成される貫通配線が形成される基板は、半導体基板に限らず、プリント配線基板などであってもよい。基板が電気絶縁性を有する場合は、貫通配線と基板とを電気的に絶縁するための絶縁膜５５を形成する必要がなく、前述の実施の形態のステップＳ１５〜ステップＳ１７の各工程を省略してもよい。
【０１０８】
また、本発明のさらに他の実施の形態では、前述の第１〜第５貫通孔の形状は、略直円柱形状に限らず、たとえば多角柱形状などであってもよい。
【０１０９】
また、本発明のさらに他の実施の形態では、前述の第１樹脂層２７および第２樹脂層４３は、ポジ型感光性樹脂に限らず、同じ剥離液に可溶なネガ型感光性樹脂によって形成されてもよい。この場合、第２貫通孔４５を形成するときに、第１樹脂層２７が剥離液に溶けやすくするために、ネガ型感光性樹脂を露光せずに熱硬化させて第１樹脂層２７を形成する。第１樹脂層２７および第２樹脂層４３を同じ剥離液に可溶な材料から形成することによって、第２樹脂層４３の剥離と、第２貫通孔４５の形成とを、同時に行うことができる。したがって、基板の貫通配線の形成工程を容易にすることができる。
【０１１０】
また、本発明のさらに他の実施の形態では、前述の実施の形態のステップＳ１８〜ステップＳ１９までの工程を複数回繰り返すことによって、導電性樹脂材料６２を未貫通孔４６に充填してもよい。
【０１１１】
ステップＳ１８〜ステップＳ１９までの工程を複数回繰り返すことによって導電性樹脂材料６２を未貫通孔４６に充填する例として、ステンレス鋼（Steel Use Stainless ：略称ＳＵＳ）から成り、厚みが５０μｍの印刷用マスク体５１を用い、導電性樹脂材料６２として、熱硬化性を有するペースト状のエポキシ樹脂から成るバインダとＡｇから成る金属粒子とを混合したものから成り、その粘度が５０pa・s〜１００pa・sの材料を使用した場合、ステップＳ１８〜ステップＳ１９までの工程を３回繰り返して未貫通孔４６に導電性樹脂材料６２を注入することによって、直径が７５μｍ〜９０μｍで、第１方向Ｚの深さが１００μｍ〜１５０μｍの未貫通孔４６に導電性樹脂材料６２を完全に充填することができる。
【０１１２】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述の半導体基材２４に形成する第１樹脂層２７および金属層４０の代わりに、たとえばＡｕなどからなる単層のペースト材供給層を形成してもよい。半導体基材２４の第１方向Ｚ一表面３２上に形成されるペースト材供給層と導電性樹脂材料６２との接触角は、大きく、６０°以上８０°未満に選ばれる。
【０１１３】
図７は、本発明のさらに他の実施の形態の基板の貫通配線の形成方法を表すフローチャートである。本実施の形態の基板の貫通配線の形成方法と、前述した実施の形態の基板の貫通配線の形成方法とは、前述した実施の形態の基板の貫通配線の形成方法のステップＳ１５の絶縁性樹脂材料４７の供給工程およびステップＳ１８の導電性樹脂材料６２の供給工程が異なるのみである。本実施の形態の図７のフローチャートに示すステップＡ０〜ステップＡ１４の各処理は、前述した実施の形態の図１のフローチャートに示すステップＳ０〜ステップＳ１４の各処理にそれぞれ対応する。本実施の形態の図７のフローチャートに示すステップＡ１６およびステップＡ１７の各処理は、前述した実施の形態の図１のフローチャートに示すステップＳ１６およびステップＳ１７の各処理にそれぞれ対応する。本実施の形態の図７のフローチャートに示すステップＡ１９〜ステップＡ２５の各処理は、前述の実施の形態の図１のフローチャートに示すステップＳ１９〜ステップＳ２５の各処理にそれぞれ対応する。そのため、対応する部分については同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
【０１１４】
ステップＡ１５では、絶縁性樹脂材料４７をディスペンサを用いて第１貫通孔４４、および金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３に供給する。
【０１１５】
ディスペンサを用いるので、絶縁性樹脂材料４７を予め定める位置に精度良く供給することができる。また、その供給量も調整しやすくなる。そのため、第１貫通孔４４を絶縁性樹脂材料４７によってより確実に塞ぐことができる。したがって、圧力の差を利用して、絶縁性樹脂材料４７を半導体基材２４の未貫通孔４６により確実に注入することができ、絶縁性樹脂材料４７によって、未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６をより確実に覆うことができる。そのため、絶縁性樹脂材料４７を硬化させることによって、未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６をより確実に覆う絶縁膜５５を形成することができる。
【０１１６】
ステップＡ１８では、導電性樹脂材料６２をディスペンサを用いて第１貫通孔４４、および金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３に供給する。
【０１１７】
ディスペンサを用いるので、導電性樹脂材料６２を予め定める位置に精度良く供給することができる。また、その供給量も調整しやすくなる。そのため、第１貫通孔４４を導電性樹脂材料６２によってより確実に塞ぐことができる。したがって、圧力の差を利用して、導電性樹脂材料６２を半導体基材２４の未貫通孔４６により確実に注入することができる。未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６を確実に覆う絶縁膜５５が形成されているので、未貫通孔４６に注入した導電性樹脂材料６２は、絶縁膜５５によって半導体基材２４と、より確実に隔てられる。
【０１１８】
未貫通孔４６に注入した導電性樹脂材料６２を硬化させて貫通配線層６４を形成し、半導体基材２４の一部を他表面３６側から除去することによって、半導体基板２０とより確実に電気的に絶縁され、かつ半導体基板２０の一表面６８から他表面６９にわたって延びる配線を、半導体基板２０の貫通孔により確実に形成することができる。
【０１１９】
本実施の形態は、前述した実施の形態と同様の構成であるので、前述した実施の形態の基板の貫通配線の形成方法と同様の効果については、本実施の形態の基板の貫通配線の形成方法において同様に得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の実施の一形態の基板の貫通配線の形成方法を表すフローチャートである。
【図２】図１のフローチャートに示す手順によって、貫通配線が形成された半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【図３】貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【図４】貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【図５】貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【図６】貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態の基板の貫通配線の形成方法を表すフローチャートである。
【図８】第１の従来の技術の貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【図９】第２の従来の技術の貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【図１０】第２の従来の技術の貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２１】
２０ 半導体基板
２１ 貫通配線
２３ 端子部貫通孔
２４ 半導体基材
２７ 第１樹脂層
４０ 金属層
４２ レジスト貫通孔
４３ 第２樹脂層
４４ 第１貫通孔
４５ 第２貫通孔
４６ 未貫通孔
４７ 絶縁性樹脂材料
５０ マスク貫通孔
５１ 印刷用マスク体
５２ スキージ
５４ 絶縁性樹脂閉鎖空間
５５ 絶縁膜
６２ 導電性樹脂材料
６３ 導電性樹脂閉鎖空間
６４ 貫通配線層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の貫通配線の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機および携帯情報端末機器などが急速に普及した要因として、これらの機器が飛躍的に小型化されたことが挙げられる。これらの機器をさらに小型化するためには、半導体部品の小型化および半導体部品の高密度実装化を行わなければならない。
【０００３】
半導体部品の実装密度を飛躍的に向上させるための技術として、半導体素子などを含んで構成される大規模集積回路（Large Scale Integration：略称ＬＳＩ）などが形成された半導体基板を薄型化し、かつその半導体基板を複数個積層して半導体部品を構成する３次元化システムＬＳＩ技術が注目されている。この３次元化システムＬＳＩを実現するためには、離間する積層された半導体基板の間で電気的信号のやりとりが可能でなければならない。そのために、半導体基板の厚み方向に貫通する貫通配線を形成する必要がある。離間する半導体基板の間に挟まれた半導体基板の貫通配線を介して、離間する半導体基板間の電気的信号のやりとりを行うことができる。
【０００４】
第１の従来の技術では、半導体基板の貫通配線は以下のように形成される。
図８は、第１の従来の技術の貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。まず、水平に保たれているステージ２上に貫通孔４が形成された半導体基板１を設置する。このときの半導体基板１の雰囲気の圧力は、大気圧より低く保たれる。次に、図８（１）に示すように、半導体基板１の厚み方向一表面６のうち、貫通孔４に臨む半導体基板１の周縁部１０を覆って貫通孔４を塞ぐように導電性ペースト材３を塗布する。次に、半導体基板１の雰囲気の圧力を大気圧に戻す。このとき、貫通孔４に臨む半導体基板１の内周面５とステージ２と導電性ペースト材３とによって形成される閉鎖空間７の圧力は、閉鎖空間７の外部の圧力よりも低くなる。この圧力差によって、図８（２）に示すように、貫通孔４に導電性ペースト材３が差圧充填される。次に、導電性ペースト材３を加熱硬化させて貫通配線８を形成する（たとえば特許文献１参照）。
【０００５】
第１の従来の技術では、差圧充填法を用いて導電性ペースト材３を貫通孔４に充填した後に、半導体基板１の一表面６上に余分な導電性ペースト材３が残る。半導体基板１の一表面６上に残る導電性ペースト材３を加熱硬化させると、半導体基板１の一表面６上に不要なばり９が形成される。半導体基板１の一表面６上に形成されるばり９は、ばり取り処理によって除去されるが、完全に除去されずに残るおそれがある。この場合、半導体基板１の一表面６上に形成されるばり９と半導体基板１の一表面部１１に形成される半導体素子などが導通するおそれがある。
【０００６】
前述した問題に鑑み、第２の従来の技術では、半導体基板の貫通配線は、以下のように形成される。
【０００７】
図９は、第２の従来の技術の貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。まず、半導体基材１６の一表面１３上に、樹脂層１５を形成する。次に、樹脂層１５に、この樹脂層１５を厚み方向に貫通する貫通孔１４を形成する。次に、半導体基材１６の厚み方向一表面１３から他表面８３に向かって延び、かつ樹脂層１５の貫通孔１４に連通する未貫通孔１２を形成する。次に、半導体基材１６の雰囲気の圧力を、大気圧より低く保つ。次に、図９（１）に示すように、樹脂層１５の厚み方向一表面１７のうち、貫通孔１４に臨む樹脂層１５の周縁部１８を覆って貫通孔１４を塞ぐように導電性ペースト材３を塗布する。次に、半導体基材１６の雰囲気の圧力を大気圧に戻す。
【０００８】
図９（２）は、半導体基材１６の雰囲気の圧力を大気圧に戻したときの、半導体基材１６と樹脂層１５と導電性ペースト材３との一部を模式化して示す断面図である。半導体基材１６の雰囲気の圧力を大気圧に戻すと、貫通孔１４に臨む樹脂層１５の内周面１９と、未貫通孔１２に望む半導体基材１６の内周面８０とによって形成される閉鎖空間８１の圧力は、閉鎖空間８１の外部の圧力よりも低くなる。この圧力差によって、未貫通孔１２に導電性ペースト材３が差圧充填される。
【０００９】
図９（３）は、半導体基材１６と貫通配線層８２との一部を模式化して示す断面図である。次に、充填された導電性ペースト材３を加熱硬化させて貫通配線層８２を形成する。次に、樹脂層１５を除去し、半導体基材１６の一部を他表面８３側から除去して貫通配線層８２を露出させ、半導体基板８４およびこの半導体基板８４を厚み方向に貫通する貫通配線を形成する。以上の方法では、半導体基板８４の一表面８５上に不要なばりは形成されない。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２５７８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
第２の従来の技術では、未貫通孔１２に導電性ペースト材３を充填することができない場合が生じ、半導体基板８４に貫通配線が形成されないおそれがある。
【００１２】
図１０は、第２の従来の技術の貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。大気圧よりも低い減圧雰囲気下で、樹脂層１５の厚み方向一表面１７のうち、貫通孔１４に臨む樹脂層１５の周縁部１８を覆って貫通孔１４を塞ぐように導電性ペースト材３を塗布しても、樹脂層１５の一表面１７と導電性ペースト材３との接触角が小さい場合、導電性ペースト材３は、樹脂層１５の厚み方向一表面１７上に広がる。そのため、貫通孔１４を導電性ペースト材３によって閉塞することができない場合がある。この場合、半導体基材１６の雰囲気の圧力を大気圧に戻しても、未貫通孔１２に臨む半導体基材１６の内周面８０に接する気体の圧力と半導体基材１６の雰囲気の圧力とが同じとなり、導電性ペースト材３を未貫通孔１２に差圧充填することができない。未貫通孔１２に導電性ペースト材３が充填されていない状態で導電性ペースト材３を加熱硬化させ、貫通配線層を形成すると、樹脂層１５を除去し、半導体基材１６の一部を他表面８３側から除去して貫通配線層を露出させても、半導体基板８４の厚み方向に貫通する配線が形成されないおそれがある。半導体基板に限らず、基板に貫通配線を形成する場合には、上記問題と同様の問題が生じるおそれがある。
【００１３】
また、樹脂層１５と導電性ペースト材３との接触角が小さい場合、樹脂層１５の厚み方向一表面１７のうち、貫通孔１４に臨む樹脂層１５の周縁部１８を覆って貫通孔１４を塞ぐように導電性ペースト材３を塗布しても、導電性ペースト材３は、樹脂層１５の一表面１７上に広がる。そのため、差圧充填法を用いて導電性ペースト材３を未貫通孔１２に充填したとしても、導電性ペースト材３を加熱硬化させると、樹脂層１５の一表面１７上に不要なばりが形成される。このばりを除去するときに、半導体基板８４の一表面８５を傷つけてしまうおそれもある。
【００１４】
したがって本発明の目的は、基板の一表面から他表面にわたって延びる配線を貫通孔に確実に形成し、かつ基板を損傷することなく貫通配線を形成することができる基板の貫通配線の形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、導電性ペースト材を用いて、貫通配線を基板に形成する基板の貫通配線の形成方法であって、
基材の厚み方向一表面上に樹脂によって形成される樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記樹脂層の厚み方向一表面上に金属によって形成される金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層に、この金属層の厚み方向に貫通する第１貫通孔を形成する第１貫通孔形成工程と、
前記樹脂層に、この樹脂層の厚み方向に貫通し、かつ前記第１貫通孔に連通する第２貫通孔を形成する第２貫通孔形成工程と、
前記基材に、この基材の厚み方向一表面から他表面に向かって延び、かつ第２貫通孔に連通する未貫通孔を形成する未貫通孔形成工程と、
前記導電性ペースト材によって、前記金属層の厚み方向一表面のうち、前記第１貫通孔に臨む前記金属層の周縁部を覆って前記第１貫通孔を塞ぎ、閉鎖空間を形成する閉鎖空間形成工程と、
前記閉鎖空間の圧力よりも、前記閉鎖空間の外部の圧力を高くすることによって、前記閉鎖空間形成工程で前記第１貫通孔を塞いだ前記導電性ペースト材を、前記未貫通孔に注入する導電性ペースト材注入工程と、
前記未貫通孔に注入した前記導電性ペースト材を硬化させ、貫通配線層を形成する貫通配線層形成工程と、
前記基材の一部を他表面側から除去して前記貫通配線層を露出させ、基板およびこの基板を厚み方向に貫通する貫通配線を形成する貫通配線形成工程とを含み、
前記閉鎖空間形成工程における前記金属層と前記導電性ペースト材との接触角が、前記樹脂層と前記導電性ペースト材との接触角と比較して、大きくなるように前記金属層が形成されることを特徴とする基板の貫通配線の形成方法である。
【００１６】
本発明に従えば、閉鎖空間形成工程における金属層と導電性ペースト材との接触角が、樹脂層と導電性ペースト材との接触角と比較して、大きくなるように金属層が形成される。導電性ペースト材は、樹脂から成るバインダと導電性を有する金属粒子とを混合させたものである。導電性ペースト材を、金属層の厚み方向一表面のうち、第１貫通孔に臨む金属層の周縁部を覆って第１貫通孔を塞ぐように供給したときに、金属層と導電性ペースト材との接触角が大きいので、導電性ペースト材が金属層の厚み方向一表面上に広がらない。供給した導電性ペースト材が金属層の厚み方向一表面上に広がらないので、導電性ペースト材によって金属層の第１貫通孔を確実に塞ぐことができる。
【００１７】
また、供給した導電性ペースト材が金属層の厚み方向一表面上に広がらないので、導電性ペースト材を硬化させて貫通配線層を形成しても、金属層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されない。
【００１８】
また、基材と金属層との間に樹脂層が介在するので、基材の一表面上に金属層が直接形成されない。基材の一表面上に金属層を直接形成する場合、金属層を除去するときに、基材の一表面を傷つけるおそれがあるが、基材と金属層との間に樹脂層が介在するので、金属層を除去するときに、樹脂層が基材の一表面を保護する。したがって、金属層を除去するときに、基材の一表面を傷つけることがない。
【００１９】
本発明において、前記基材は、少なくとも半導体によって形成され、
前記未貫通孔形成工程と前記閉鎖空間形成工程との間に、前記未貫通孔に臨む基材の内周面を、電気絶縁性を有する材料から成る絶縁膜によって覆う絶縁膜形成工程を含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、基材は、少なくとも半導体によって形成される。
また、未貫通孔に臨む基材の内周面は、絶縁膜によって覆われる。
【００２１】
本発明は、前記絶縁膜形成工程は、
樹脂材料から成り、電気絶縁性を有する絶縁性ペースト材によって、前記金属層の厚み方向一表面のうち、前記第１貫通孔に臨む前記金属層の周縁部を覆って前記第１貫通孔を塞ぎ、第２閉鎖空間を形成する第２閉鎖空間形成工程と、
前記第２閉鎖空間の圧力よりも、前記第２閉鎖空間の外部の圧力を高くすることによって、前記第２閉鎖空間形成工程で前記第１貫通孔を塞いだ前記絶縁性ペースト材を、前記未貫通孔に注入し、前記絶縁性ペースト材によって前記未貫通孔に臨む前記基材の内周面を覆う内周面被覆工程と、
前記未貫通孔に臨む前記基材の内周面を覆う前記絶縁性ペースト材を硬化させて前記絶縁膜を形成する絶縁性ペースト材硬化工程とを含み、
第２閉鎖空間形成工程における前記金属層と前記絶縁性ペースト材との接触角が、前記樹脂層と前記絶縁性ペースト材との接触角と比較して、大きくなるように前記金属層が形成されることを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、第２閉鎖空間形成工程における金属層と絶縁性ペースト材との接触角が、樹脂層と絶縁性ペースト材との接触角と比較して、大きくなるように金属層が形成される。絶縁性ペースト材は、電気絶縁性を有する樹脂から成る。絶縁性ペースト材を、金属層の厚み方向一表面のうち、第１貫通孔に臨む金属層の周縁部を覆って第１貫通孔を塞ぐように供給したときに、金属層と絶縁性ペースト材との接触角が大きいので、絶縁性ペースト材が金属層の厚み方向一表面上に広がらない。供給した絶縁性ペースト材が金属層の厚み方向一表面上に広がらないので、絶縁性ペースト材によって金属層の第１貫通孔を確実に塞ぐことができる。
【００２３】
本発明は、前記閉鎖空間形成工程では、厚み方向に貫通する孔が形成されたマスク体を、前記金属層の厚み方向一表面と前記マスク体の厚み方向他表面とを対向させて配置し、前記導電性ペースト材を、前記マスク体の厚み方向一表面から前記マスク体の孔を介して前記第１貫通孔に供給することを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、導電性ペースト材をマスク体の厚み方向一表面からマスク体の孔を介して金属層の第１貫通孔に供給する。マスク体を介して導電性ペースト材を供給するので、金属層に複数の貫通孔が形成されている場合では、複数の貫通孔に同時に導電性ペースト材を供給することができる。
【００２５】
本発明は、前記閉鎖空間形成工程では、厚み方向に貫通する孔が形成されたマスク体を、前記金属層の厚み方向一表面と前記マスク体の厚み方向他表面とを対向させて配置し、前記導電性ペースト材を、前記マスク体の厚み方向一表面から前記マスク体の孔を介して前記第１貫通孔に供給し、
前記第２閉鎖空間形成工程では、前記金属層の厚み方向一表面と前記マスク体の厚み方向他表面とを対向させて配置し、前記絶縁性ペースト材を、前記マスク体の厚み方向一表面から前記マスク体の孔を介して前記第１貫通孔に供給することを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、導電性ペースト材および絶縁性ペースト材を、マスク体の厚み方向一表面からマスク体の孔を介して金属層の第１貫通孔に供給する。マスク体を介して導電性ペースト材および絶縁性ペースト材を供給するので、金属層に複数の貫通孔が形成されている場合では、複数の貫通孔に同時に導電性ペースト材および絶縁性ペースト材を供給することができる。
【００２７】
本発明は、前記閉鎖空間形成工程では、ディスペンサを用いて前記第１貫通孔に前記導電性ペースト材を供給することを特徴とする。
【００２８】
本発明に従えば、導電性ペースト材をディスペンサを用いて金属層の第１貫通孔に供給する。ディスペンサを用いるので、導電性ペースト材を予め定める位置に精度良く供給することができる。また、導電性ペースト材の供給量も調整しやすくなる。
【００２９】
本発明は、前記閉鎖空間形成工程では、ディスペンサを用いて前記第１貫通孔に前記導電性ペースト材を供給し、
前記第２閉鎖空間形成工程では、ディスペンサを用いて前記第１貫通孔に前記絶縁性ペースト材を供給することを特徴とする。
【００３０】
本発明に従えば、導電性ペースト材および絶縁性ペースト材をディスペンサを用いて金属層の第１貫通孔に供給する。ディスペンサを用いるので、導電性ペースト材および絶縁性ペースト材を予め定める位置に精度良く供給することができる。また、導電性ペースト材および絶縁性ペースト材の供給量も調整しやすくなる。
【００３１】
本発明は、前記第１貫通孔形成工程は、
前記金属層の厚み方向一表面上に、樹脂から成り、厚み方向に貫通する孔が形成される第２樹脂層を形成する第２樹脂層貫通孔形成工程と、
前記金属層に、この金属層の厚み方向に貫通し、かつ前記第２樹脂層の孔に連通する前記第１貫通孔を形成する金属層貫通孔形成工程とを含み、
前記第２貫通孔形成工程では、剥離液によって前記第２樹脂層を剥離するとともに、前記剥離液によって前記樹脂層に、この樹脂層の厚み方向に貫通し、かつ前記第１貫通孔に連通する第２貫通孔を形成することを特徴とする。
【００３２】
本発明に従えば、樹脂層と第２樹脂層とは、同一の剥離液に可溶な材料から形成される。したがって、樹脂層の第２貫通孔の形成と第２樹脂層の剥離とを１つの工程で行うことができる。
【００３３】
本発明は、前記第２樹脂層を、ポジ型レジストによって形成することを特徴とする。
本発明に従えば、第２樹脂層をポジ型レジストによって形成する。ネガ型レジストによって第２樹脂層を形成する場合に比べて、ポジ型レジストによって第２樹脂層を形成すると、現像したときにその解像度が高くなる。そのため、予め定める形状の孔を第２樹脂層の予め定める位置に精度良く形成することができる。
【００３４】
本発明は、前記樹脂層を、ポジ型レジストによって形成することを特徴とする。
本発明に従えば、樹脂層と第２樹脂層とは、ポジ型レジストによって形成され、かつ同じ剥離液に可溶である。したがって、樹脂層の第２貫通孔の形成と第２樹脂層の剥離とを１つの工程で行うことができる。
【００３５】
本発明は、前記樹脂層形成工程は、
基材の厚み方向一表面上に感光性樹脂を塗布して感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、
前記感光性樹脂層の厚み方向一表面側から感光性樹脂層の全体を露光する感光性樹脂層露光工程と、
露光した感光性樹脂層を硬化させて前記樹脂層を形成する感光性樹脂層硬化工程とを含むことを特徴とする。
【００３６】
本発明に従えば、樹脂層は、感光性樹脂の全体を露光させた後に硬化させて形成されるので、樹脂層は、剥離液に溶けやすい。したがって、樹脂層の第２貫通孔の形成と第２樹脂層の剥離とを同じ工程で行うときに、樹脂層の第２貫通孔を形成しやすくなる。また、樹脂層を硬化させた後に、樹脂層の厚み方向一表面上に金属層を形成するので、金属層と基板との相対的な位置は、固定される。
【００３７】
本発明は、導電性ペースト材を用いて、貫通配線を基板に形成する基板の貫通配線の形成方法であって、
基材の厚み方向一表面上に導電性ペースト材が供給されるペースト材供給層を形成するペースト材供給層形成工程と、
前記ペースト材供給層に、このペースト材供給層の厚み方向に貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記基材に、この基材の厚み方向一表面から他表面に向かって延び、かつ前記貫通孔と連通する未貫通孔を形成する未貫通孔形成工程と、
前記導電性ペースト材によって、前記ペースト材供給層の厚み方向一表面のうち、前記貫通孔に臨むペースト材供給層の周縁部を覆って前記貫通孔を塞ぎ、閉鎖空間を形成する閉鎖空間形成工程と、
前記閉鎖空間の圧力よりも、前記閉鎖空間の外部の圧力を高くすることによって、前記閉鎖空間形成工程で貫通孔を塞いだ前記導電性ペースト材を、前記未貫通孔に注入するペースト材注入工程と、
前記未貫通孔に注入した前記導電性ペースト材を硬化させ、貫通配線層を形成する貫通配線層形成工程と、
前記基材の一部を他表面側から除去して前記貫通配線層を露出させ、基板およびこの基板を厚み方向に貫通する貫通配線を形成する貫通配線形成工程とを含み、
前記閉鎖空間形成工程における前記ペースト材供給層と前記導電性ペースト材との接触角が６０°以上８０°未満に選ばれるように前記ペースト材供給層が形成されることを特徴とする基板の貫通配線の形成方法である。
【００３８】
本発明に従えば、閉鎖空間形成工程におけるペースト材供給層と導電性ペースト材との接触角が、６０°以上８０°未満に選ばれるようにペースト材供給層が形成される。導電性ペースト材を、ペースト材供給層の厚み方向一表面のうち、貫通孔に臨むペースト材供給層の周縁部を覆って貫通孔を塞ぐように供給したときに、ペースト材供給層と導電性ペースト材との接触角が大きいので、導電性ペースト材がペースト材供給層の厚み方向一表面上に広がらない。供給した導電性ペースト材がペースト材供給層の厚み方向一表面上に広がらないので、導電性ペースト材によってペースト材供給層の貫通孔を確実に塞ぐことができる。
【００３９】
また、供給した導電性ペースト材がペースト材供給層の厚み方向一表面上に広がらないので、導電性ペースト材を硬化させて貫通配線層を形成しても、金属層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されない。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、導電性ペースト材によって金属層の第１貫通孔を確実に塞ぐことができるので、圧力の差を利用して、導電性ペースト材を基材の未貫通孔に確実に注入することができる。注入したペースト材を硬化させて貫通配線層を形成した後に、基材の一部を他表面側から除去することによって、基板の一表面から他表面にわたって延びる配線を、基板の貫通孔に確実に形成することができる。
【００４１】
また、金属層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されない。金属層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されると、ばり取りを行う必要が生じ、ばり取りを行うときに基板の厚み方向一表面を傷つけるおそれがある。本発明では、金属層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されないので、ばり取りを行う必要がなく、基板の厚み方向一表面が損傷しない。
【００４２】
また、基材と金属層との間に樹脂層が介在するので、基材の一表面上に金属層が直接形成されない。基材の一表面上に金属層を直接形成する場合、金属層を除去するときに、基材の一表面を傷つけるおそれがあるが、基材と金属層との間に樹脂層が介在するので、金属層を除去するときに、樹脂層が基材の一表面を保護する。したがって、金属層を除去するときに、基材の一表面を傷つけることがない。
【００４３】
また本発明によれば、導電性ペースト材によって金属層の第１貫通孔を確実に塞ぐことができる。アスペクト比の高い半導体基材の未貫通孔にペースト材を充填するのは困難であるが、導電性ペースト材によって金属層の第１貫通孔を確実に塞ぐことができるので、圧力の差を利用して、導電性ペースト材をアスペクト比の高い半導体基材の未貫通孔に確実に注入することができる。注入した導電性ペースト材を硬化させて貫通配線層を形成し、半導体基材の一部を他表面側から除去することによって、半導体基板の一表面から他表面にわたって延びる配線を半導体基板の貫通孔に確実に形成することができる。
【００４４】
また、未貫通孔に臨む基材の内周面は、絶縁膜によって覆われているので、貫通配線層と基材とは、接しない。そのため、貫通配線と基板とは、絶縁膜によって隔てられる。したがって、基板と電気的に絶縁される貫通配線を形成することができる。
【００４５】
また本発明によれば、絶縁性ペースト材によって金属層の第１貫通孔を確実に塞ぐことができるので、圧力の差を利用して、絶縁性ペースト材を基材の未貫通孔に確実に注入することができ、基材の未貫通孔に臨む基材の内周面を絶縁性ペースト材によって確実に覆うことができる。基材の未貫通孔に臨む基材の内周面を覆う絶縁性ペースト材を硬化させることによって、基材の未貫通孔に臨む基材の内周面を確実に覆う絶縁膜を形成することができる。そのため、導電性ペースト材を未貫通孔に注入したときに、基材の未貫通孔に臨む基材の内周面と導電性ペースト材とは、接しない。注入した導電性ペースト材を硬化させて貫通配線層を形成し、基材の一部を他表面側から除去することによって、基板および基板を厚み方向に貫通する貫通配線を形成したときに、基板と、より確実に電気的に絶縁される貫通配線を基板に形成することができる。
【００４６】
また本発明によれば、金属層の複数の貫通孔に同時に導電性ペースト材を供給することができる。したがって、導電性ペースト材を供給する時間を短縮することができ、効率的に基板の貫通配線を形成することができる。
【００４７】
また本発明によれば、金属層の複数の貫通孔に同時に導電性ペースト材、および絶縁性ペースト材を供給することができる。したがって、導電性ペースト材および絶縁性ペースト材を供給する時間を短縮することができ、効率的に基板の貫通配線を形成することができる。
【００４８】
また本発明によれば、導電性ペースト材を予め定める位置に精度良く供給することができ、かつその供給量も調整しやすいので、金属層の第１貫通孔を導電性ペースト材によってより確実に塞ぐことができる。したがって、圧力の差を利用して、導電性ペースト材を基材の未貫通孔により確実に注入することができる。注入した導電性ペースト材を硬化させて貫通配線層を形成し、基材の一部を他表面側から除去することによって、基板の一表面から他表面にわたって延びる配線を、基板の貫通孔に、より確実に形成することができる。
【００４９】
また本発明によれば、導電性ペースト材および絶縁性ペースト材を予め定める位置に精度良く供給することができ、かつその供給量も調整しやすいので、金属層の第１貫通孔を導電性ペースト材、および絶縁性ペースト材によって、より確実に塞ぐことができる。したがって、圧力の差を利用して、ペースト材を基材の未貫通孔により確実に注入することができる。注入した絶縁性ペースト材を硬化させて、未貫通孔に臨む基材の内周面を確実に覆う絶縁膜を形成することができる。また、注入した導電性ペースト材を硬化させて、貫通配線層を形成し、基材の一部を他表面側から除去することによって、基板と電気的に、より確実に絶縁され、かつ基板の一表面から他表面にわたって延びる配線を、基板の貫通孔により確実に形成することができる。
【００５０】
また本発明によれば、樹脂層の第２貫通孔の形成と第２樹脂層の剥離とを１つの工程で行うことができるので、基板の貫通配線の形成工程を容易にすることができる。
【００５１】
また本発明によれば、第２樹脂層がポジ型レジストによって形成されるので、予め定める形状の孔を第２樹脂層の予め定める位置に精度良く形成することができる。金属層の第１貫通孔は、第２樹脂層の孔を介して、第２樹脂層の孔に連通して形成される。樹脂層の第２貫通孔は、金属層の第１貫通孔を介して、第１貫通孔に連通して形成される。基材の未貫通孔は、樹脂層の第２貫通孔を介して、樹脂層の第２貫通孔に連通して形成される。そのため、基材の未貫通孔の形成される位置およびその形状は、第２樹脂層の孔の位置およびその形状に依存する。未貫通孔に導電性ペースト材を充填して、充填した導電性ペースト材を硬化して貫通配線層を形成し、基材の一部を他表面側から除去することによって貫通配線は、形成される。そのため、貫通配線の形成される位置およびその形状は、未貫通孔の形成される位置およびその形状によって定まる。したがって、予め定める形状の孔を第２樹脂層の予め定める位置に精度良く形成することによって、予め定める形状の貫通配線を基板の予め定める位置に精度良く形成することができる。
【００５２】
また本発明によれば、樹脂層と第２樹脂層とは、ポジ型レジストによって形成され、かつ同じ剥離液に可溶なので、樹脂層の第２貫通孔の形成と第２樹脂層の剥離とを１つの工程で行うことができる。したがって、基板の貫通配線の形成工程を容易にすることができる。
【００５３】
また本発明によれば、樹脂層は、感光性樹脂の全体を露光させた後に硬化させて形成されるので、樹脂層は、第２樹脂層を剥離する剥離液に溶けやすい。したがって、樹脂層の第２貫通孔の形成と第２樹脂層の剥離とを１つの工程で行うときに、剥離液によって樹脂層の第２貫通孔を形成しやすくなる。また、樹脂層を硬化させた後に、樹脂層の厚み方向一表面上に金属層を形成するので、金属層と基板との相対的な位置は固定される。基材の未貫通孔は、樹脂層の第２貫通孔および金属層の第１貫通孔を介して形成される。そのため、金属層と基板との相対的な位置が固定されるので、予め定める形状の孔を金属層の予め定める位置に形成すると、予め定める形状の未貫通孔を基材の予め定める位置に精度よく形成することができる。貫通配線は、未貫通孔に導電性ペースト材を充填し、充填した導電性ペースト材を加熱硬化して貫通配線層を形成し、基材の一部を他表面側から除去することによって形成される。そのため、貫通配線の形成される位置およびその形状は、未貫通孔の形成される位置およびその形状によって定まる。金属層と基板との相対的な位置が固定されるので、予め定める形状の孔を金属層の予め定める位置に精度良く形成することによって、予め定める形状の貫通配線を基板の予め定める位置に精度良く形成することができる。
【００５４】
また本発明によれば、導電性ペースト材によってペースト材供給層の貫通孔を確実に塞ぐことができるので、圧力の差を利用して、導電性ペースト材を基材の未貫通孔に確実に注入することができる。注入した導電性ペースト材を硬化させて貫通配線層を形成した後に、基材の一部を他表面側から除去することによって、基板の一表面から他表面にわたって延びる配線を、基板の貫通孔に確実に形成することができる。
【００５５】
また、ペースト材供給層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されない。ペースト材供給層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されると、ばり取りを行う必要が生じ、ばり取りを行うときに基板の厚み方向一表面を傷つけるおそれがある。本発明では、ペースト材供給層の厚み方向一表面上に不要なばりが形成されないので、ばり取りを行う必要がなく、基板の厚み方向一表面が損傷しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
図１は、本発明の実施の一形態の基板の貫通配線の形成方法を表すフローチャートである。図２は、図１のフローチャートに示す手順によって、貫通配線２１が形成された半導体基板２０の一部を模式化して示す断面図である。図３〜図６は、貫通配線２１の形成途中の半導体基板２０の一部を模式化して示す断面図である。
貫通配線２１の形成処理を開始すると、ステップＳ０からステップＳ１に移る。
【００５７】
図３（１）は、ステップＳ１終了後の半導体基材２４の一部を模式化して示す断面図である。半導体基材２４は、半導体基材本体２５と、接続端子部２２と、保護膜２６とを含んで構成される。半導体基材本体２５は、たとえば単結晶シリコン（Ｓｉ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などから成る。半導体基材本体２５の厚みは、第１の厚みＴ１に選ばれる。第１の厚みＴ１は、たとえば６２５μｍ〜７２５μｍに選ばれる。
【００５８】
半導体基材本体２５の厚み方向一表面部３０には、酸化膜が形成されている。半導体基材本体２５の厚み方向一表面部３０には、半導体素子を含んで構成される大規模集積回路（Large Scale Integration：略称ＬＳＩ）などが形成されている。半導体基材２４の厚み方向を第１方向Ｚと定義する。接続端子部２２は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）および金（Ａｕ）などの金属から成る。接続端子部２２は、半導体基材本体２５の第１方向Ｚ一表面部３０に形成されている。半導体基材本体２５の一表面部３０には、接続端子部２２と半導体素子とを電気的に接続する配線が形成されている。保護膜２６は、半導体基材本体２５の第１方向Ｚ一表面３１のうち、接続端子部２２と接する部分を除く残余の表面に形成されている。保護膜２６は、半導体素子の表面を保護する。保護膜２６は、たとえば窒化シリコン（ＳｉＮ）などから成る。
【００５９】
ステップＳ１では、接続端子部２２に、第１方向Ｚに貫通する略直円柱形状の端子部貫通孔２３をフォトリソグラフィによって形成する。次に、半導体基材本体２５の一表面部３０に形成されている酸化膜のうち、端子部貫通孔２３に露出する部分をフォトリソグラフィによって除去する。半導体基材２４の第１方向Ｚ一表面３２は、半導体基材本体２５の第１方向Ｚ一表面３１のうち、保護膜２６または接続端子部２２に接する部分を除く残余の表面と、保護膜２６の第１方向Ｚ一表面２８と、接続端子部２２の第１方向Ｚ一表面２９とを含む。本発明の実施の形態において、用語「略直円柱」は、直円柱を含む。
【００６０】
ステップＳ１が終了すると、ステップＳ２に移る。ステップＳ２では、半導体基材２４の第１方向Ｚ一表面３２上に、たとえばスピンコート法によってポジ型感光性樹脂材料を塗布し、半導体基材２４の第１方向Ｚ一表面３２を覆う第１感光性樹脂層を形成する。ポジ型感光性樹脂材料は、たとえばノボラック型エポキシ樹脂等を主成分として成る。感光性樹脂層形成工程は、ステップＳ２に対応する。
【００６１】
ステップＳ２が終了すると、ステップＳ３に移る。ステップＳ３では、第１感光性樹脂層にプリキュアを行う。ポジ型感光性樹脂材料を塗布した半導体基材２４を、たとえば９０℃〜１１０℃の雰囲気中に１分〜５分間置くことによって、第１感光性樹脂層を半硬化させる。ステップＳ３で行う処理を第１のプリキュアと記載する。
【００６２】
ステップＳ３が終了すると、ステップＳ４に移る。ステップＳ４では、第１感光性樹脂層の第１方向Ｚ一表面側から、第１感光性樹脂層全体を露光する。感光性樹脂層露光工程は、ステップＳ４に対応する。
ステップＳ４が終了すると、ステップＳ５に移る。
【００６３】
図３（２）は、ステップＳ５終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ５では、第１感光性樹脂層にポストキュアを行い、第１樹脂層２７を形成する。第１感光性樹脂層を、たとえば１２０℃〜１５０℃の雰囲気中に１分〜５分間置くことによって硬化させ、第１方向Ｚの厚みが第２の厚みＴ２となる第１樹脂層２７を形成する。第２の厚みＴ２は、たとえば５μｍ〜１０μｍに選ばれる。感光性樹脂層硬化工程は、ステップＳ５に対応する。
ステップＳ５が終了すると、ステップＳ６に移る。
【００６４】
図３（３）は、ステップＳ６終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ６では、まず、第１樹脂層２７の第１方向Ｚ一表面３３上に、たとえばスパッタ法および無電解メッキ法などによって第３の厚みＴ３の金属層４０を形成する。金属層４０は、たとえば金（Ａｕ）またはニッケル（Ｎｉ）などによって形成される。金属層４０は、好ましくはＡｕから成る。金属層４０がＡｕから成る場合、第３の厚みＴ３は、たとえば０．０５μｍ〜０．５μｍに選ばれる。金属層形成工程は、ステップＳ６に対応する。
【００６５】
ステップＳ６が終了すると、ステップＳ７に移る。ステップＳ７では、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４上に、たとえばスピンコート法によってポジ型感光性樹脂材料を塗布し、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４を覆う第２感光性樹脂層４１を形成する。ポジ型感光性樹脂材料は、たとえばノボラック型エポキシ樹脂等を主成分として成る。
ステップＳ７が終了すると、ステップＳ８に移る。
【００６６】
図３（４）は、ステップＳ８終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０と第２感光性樹脂層４１との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ８では、第２感光性樹脂層４１にプリキュアを行う。ポジ型感光性樹脂材料を塗布した半導体基材２４を、たとえば９０℃〜１１０℃の雰囲気中に１分〜５分間置くことによって、第２感光性樹脂層４１を半硬化させる。ステップＳ８で行う処理を第２のプリキュアと記載する。
【００６７】
ステップＳ８が終了すると、ステップＳ９に移る。ステップＳ９では、第２感光性樹脂層４１のうち、第１方向Ｚ一方側から見て、端子部貫通孔２３が形成される領域を、第２感光性樹脂層４１の第１方向Ｚ一表面３５側から露光する。
【００６８】
ステップＳ９が終了すると、ステップＳ１０に移る。ステップＳ１０では、第２感光性樹脂層４１を現像してレジスト貫通孔４２を形成する。第２感光性樹脂層４１を現像液によって現像すると、第２感光性樹脂層４１のうち、ステップＳ９で露光した部分が除去され、第２感光性樹脂層４１に、第１方向Ｚに貫通する略直円柱形状のレジスト貫通孔４２が形成される。
ステップＳ１０が終了すると、ステップＳ１１に移る。
【００６９】
図４（１）は、ステップＳ１１終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０と第２樹脂層４３との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１１では、第２感光性樹脂層４１を硬化させる。第２感光性樹脂層４１を、たとえば１２０℃〜１５０℃の雰囲気中に１分〜５分間置くことによってポストキュアし、第１方向Ｚの厚みが第４の厚みＴ４となる第２樹脂層４３を形成する。第４の厚みＴ４は、たとえば１μｍ〜２μｍに選ばれる。第２樹脂層貫通孔形成工程は、ステップＳ７〜ステップＳ１１に対応する。
ステップＳ１１が終了すると、ステップＳ１２に移る。
【００７０】
図４（２）は、ステップＳ１２終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０と第２樹脂層４３との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１２では、金属層４０に第１貫通孔４４を形成する。半導体基材２４、第１樹脂層２７、金属層４０および第２樹脂層４３を、たとえば８０℃〜１１０℃に保たれたエッチング液に５分〜１５分間浸漬する。エッチング液は、レジスト貫通孔４２を通って、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第２樹脂層４３と接する部分を除く残余の表面と接する。金属層４０のうち、エッチング液と接する部分が除去され、金属層４０に、第１方向Ｚに貫通する略直円柱形状の第１貫通孔４４が形成される。第１貫通孔４４は、レジスト貫通孔４２を介して形成されるので、レジスト貫通孔４２と連通する。第１貫通孔４４に臨む金属層４０の第２の内周面５８と、レジスト貫通孔４２に臨む第２樹脂層４３の第１の内周面５９とは、連なる。金属層貫通孔形成工程は、ステップＳ１２に対応する。
ステップＳ１２が終了すると、ステップＳ１３に移る。
【００７１】
図４（３）は、ステップＳ１３終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１３では、第２樹脂層４３を剥離するとともに、第１樹脂層２７に第２貫通孔４５を形成する。半導体基材２４、第１樹脂層２７、金属層４０および第２樹脂層４３を、たとえば８０℃〜１１０℃に保たれた剥離液に５分〜１５分間浸漬する。第２樹脂層４３は、剥離液によって除去される。また、第１樹脂層２７は、第２樹脂層４３と同じポジ型感光性樹脂を全面露光した後に硬化させて形成されるので、第２樹脂層４３を剥離する剥離液に可溶である。第２樹脂層４３を剥離する剥離液は、第１貫通孔４４を通って、第１樹脂層２７の第１方向Ｚ一表面３３のうち、金属層４０と接する部分を除く残余の表面と接する。そのため、第１樹脂層２７のうち、剥離液と接する部分が除去され、第１樹脂層２７に、第１方向Ｚに貫通する略直円柱形状の第２貫通孔４５が形成される。第２貫通孔４５は、第１貫通孔４４を介して形成されるので、第１貫通孔４４と連通する。第２貫通孔４５に臨む第１樹脂層２７の第３の内周面５７と第２の内周面５８とは、連なる。第２貫通孔形成工程は、ステップＳ１３に対応する。
【００７２】
第１樹脂層２７と第２樹脂層４３とは、同じ剥離液に可溶なので、第２樹脂層４３の剥離と第２貫通孔４５の形成とを１つの工程で行うことができる。そのため、貫通配線の形成工程を容易にすることができる。
ステップＳ１３が終了すると、ステップＳ１４に移る。
【００７３】
図５（１）は、ステップＳ１４終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１４では、たとえばドライエッチング法などによって、半導体基材２４に未貫通孔４６を形成する。半導体基材２４の第１方向Ｚ一表面３２のうち、第１樹脂層２７と接する部分は、第１樹脂層２７によってエッチングガスから保護されるので、エッチングされない。したがって、半導体基材２４は、半導体基材２４の第１方向Ｚ一表面３２のうち、第１樹脂層２７と接する部分を除く残余の表面から、エッチングされるので、半導体基材２４の第１方向Ｚ一表面３２から他表面３６に向かって延びる未貫通孔４６が形成される。未貫通孔４６は、第１貫通孔４４と第２貫通孔４５とを介して形成されるので、第１貫通孔４４と第２貫通孔４５とに連通する。未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６は、第２の内周面５８と第３の内周面５７とに連なる。未貫通孔形成工程は、ステップＳ１４に対応する。
【００７４】
ドライエッチングの具体例として、誘導結合プラズマ（Inductive Coupled Plasma：略称ＩＣＰ）を利用したエッチング装置を用い、反応性エッチング（Reactive Ion
Etching：略称ＲＩＥ）法によって、未貫通孔４６を形成する場合、第１貫通孔４４の直径を７５μｍ〜９０μｍとしたときに、シリコンから成る半導体基材２４の第１方向Ｚに深さ１００μｍ〜１５０μｍの未貫通孔４６を形成することができる。このとき、エッチングガスには、ＳＦ６とＣ４Ｆ８とを用いる。ＳＦ６は、半導体基材をエッチングする役割を担う。Ｃ４Ｆ８は、エッチングによって形成される孔に臨む半導体基材の内周面にポリマーの保護膜を形成し、孔に臨む半導体基材の内周面のうち、第１方向Ｚに垂直な表面を除く残余の表面がエッチングされにくくする役割を担う。ＲＩＥ法を用いることによって、アスペクト比の高い未貫通孔４６を半導体基材２４に形成することができる。
ステップＳ１４が終了すると、ステップＳ１５に移る。
【００７５】
図５（３）は、ステップＳ１５終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０と絶縁性樹脂材料４７との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１５では、まず、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の圧力を、第１の圧力Ｐ１とする。第１の圧力Ｐ１は、１ｋｐａ〜５ｋｐａに選ばれる。好ましくは、第１の圧力Ｐ１は、約１ｋｐａに選ばれる。ステップＳ１５〜ステップＳ１６の工程では、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の温度を、常温に保つ。常温とは、たとえば２０℃〜３０℃である。
【００７６】
次に、厚み方向一表面３８および他表面３７が平面の板状の印刷用マスク体５１を、印刷用マスク体５１の厚み方向他表面３７と金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４とが対向するように配置する。印刷用マスク体５１には、厚み方向に貫通する略直円柱形状のマスク貫通孔５０が形成されている。このとき、マスク貫通孔５０の中心軸と第１貫通孔４４の中心軸とが一致するように、印刷用マスク体５１を配置する。マスク貫通孔５０の直径は、第１貫通孔４４の直径と同程度か、または若干大きい程度が好ましい。印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ他表面３７と金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４とは、第１の距離Ｌ１離間する。第１の距離Ｌ１は、たとえば５００μｍ〜７５０μｍに選ばれる。
【００７７】
次に、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上に、熱硬化性を有するペースト状の絶縁性樹脂材料４７を配置する。絶縁性樹脂材料４７は、たとえばエポキシ樹脂から成る。絶縁性樹脂材料４７は、電気絶縁性を有する。絶縁性樹脂材料４７の粘度が１０pa・s未満の場合、粘度が低いため、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３、および第１貫通孔４４に絶縁性樹脂材料４７を供給する量を調整しにくくなる。また、絶縁性樹脂材料４７の粘度が４０pa・s以上の場合、粘度が高いため、絶縁性樹脂材料４７を未貫通孔４６に注入しにくくなる。したがって、絶縁性樹脂材料４７の粘度は、第１の粘度Ｕ１に選ばれる。第１の粘度Ｕ１は、好ましくは１０pa・s以上〜４０pa・s未満に選ばれる。絶縁性樹脂材料４７の粘度が第１の粘度Ｕ１に選ばれる場合、絶縁性樹脂材料４７を供給する量の調整がしやすくなり、絶縁性樹脂材料４７を未貫通孔４６に注入しやすくなる。絶縁性ペースト材は、絶縁性樹脂材料４７に対応する。
【００７８】
次に、スキージ５２を、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上の第１方向Ｚに垂直な第２方向の一方から他方へ移動させることによって、絶縁性樹脂材料４７を、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上に延ばす。第１方向Ｚ一方側からみて、スキージ５２がマスク貫通孔５０を通過するときに、絶縁性樹脂材料４７は、スキージ５２によって、マスク貫通孔５０に押込まれ、第１貫通孔４４、および金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３に供給される。金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３とは、第１方向Ｚ一方側から見て、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁から第１貫通孔４４の中心軸を中心とする半径Ｒ範囲である。半径Ｒは、たとえば９０μｍ〜１１０μｍに選ばれる。
【００７９】
スキージ５２を、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上の第２方向の一方から他方へ移動させるときに、スキージ５２によって印刷用マスク体５１は、第１方向Ｚ一方から他方の向きの圧力を受ける。その圧力によって、印刷用マスク体５１は、金属層４０側に撓む。金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４と印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ他表面３７とを、第１の距離Ｌ１離間して配置するので、印刷用マスク体５１が金属層４０側に撓んでも、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４と印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ他表面３７とは、接近しすぎない。したがって、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ他表面３７が、供給した絶縁性樹脂材料４７と接することはなく、供給した絶縁性樹脂材料４７が毛細管現象によって金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４上に広がることはない。
【００８０】
絶縁性樹脂材料４７を印刷用マスク体５１のマスク貫通孔５０を介して第１貫通孔４４に供給する方法を用いると、金属層４０に複数の第１貫通孔４４が形成されている場合、同時に複数の貫通孔に絶縁性樹脂材料４７を供給することができ、供給する時間を短縮することができる。したがって、効率的に、基板に貫通配線を形成することができる。
【００８１】
金属層４０の厚みが、第３の厚みＴ３に選ばれるので、絶縁性樹脂材料４７と第１樹脂層２７の一表面３３とは、接触しない。供給された絶縁性樹脂材料４７は、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３と接する。金属層４０は、たとえば金（Ａｕ）またはニッケル（Ｎｉ）などによって形成されているので、金属層４０と絶縁性樹脂材料４７との接触角は、第１樹脂層２７と絶縁性樹脂材料４７との接触角よりも大きい。金属層４０と絶縁性樹脂材料４７との接触角は、大きく、６０°以上８０°未満となる。金属層４０と絶縁性樹脂材料４７との接触角が大きいので、供給された絶縁性樹脂材料４７は、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４上に広がらない。そのため、第１貫通孔４４を絶縁性樹脂材料４７によって、確実に閉塞することができ、絶縁性樹脂閉鎖空間５４を確実に形成することができる。絶縁性樹脂閉鎖空間５４は、未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６と、第２貫通孔４５に臨む第１樹脂層２７の第３の内周面５７と、第１貫通孔４４を閉鎖する絶縁性樹脂材料４７の表面の一部とによって外囲される空間である。第２閉鎖空間は、絶縁性樹脂閉鎖空間５４に対応する。第２閉鎖空間形成工程は、ステップＳ１５に対応する。
ステップＳ１５が終了すると、ステップＳ１６に移る。
【００８２】
ステップＳ１６では、まず、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の圧力を、第２の圧力Ｐ２にする。第１の圧力Ｐ１と第２の圧力Ｐ２との関係を式（１）に示す。
Ｐ１＜Ｐ２ …（１）
【００８３】
第１の圧力Ｐ１は、たとえば約１ｋｐａに選ばれる。第２の圧力Ｐ２は、たとえば約１００ｋｐａに選ばれる。そのため、絶縁性樹脂閉鎖空間５４の圧力と外部の圧力とに圧力差が生じる。絶縁性樹脂閉鎖空間５４の外部の圧力とは、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の圧力である。この圧力差によって、供給された絶縁性樹脂材料４７は、未貫通孔４６に確実に注入される。このとき、未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６は、絶縁性樹脂材料４７によって確実に覆われる。内周面被覆工程は、ステップＳ１６に対応する。
ステップＳ１６が終了すると、ステップＳ１７に移る。
【００８４】
図５（４）は、ステップＳ１７終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０と絶縁膜５５との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１６で未貫通孔４６に注入した絶縁性樹脂材料４７を、たとえば１５０℃〜１６０℃の雰囲気中で６０分〜９０分間加熱して硬化させ、未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６を覆う絶縁膜５５を形成する。絶縁性ペースト材硬化工程は、ステップＳ１７に対応する。
【００８５】
たとえば、絶縁性樹脂材料４７として、熱硬化性を有するエポキシ樹脂であって、その粘度が３０pa・s〜５０pa・sの材料を使用した場合、５μｍ〜１０μｍの厚みの絶縁膜５５を形成することができる。ここで、絶縁膜５５の厚みを、絶縁膜５５の未貫通孔４６と接する一表面６０と他表面６１との間の距離と定義する。
ステップＳ１７が終了すると、ステップＳ１８に移る。
【００８６】
図６（２）は、ステップＳ１８終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０と導電性樹脂材料６２との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１８では、まず、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の圧力を、第３の圧力Ｐ３にする。第３の圧力Ｐ３は、１ｋｐａ〜５ｋｐａに選ばれる。好ましくは、第３の圧力Ｐ３は、約１ｋｐａに選ばれる。ステップＳ１８〜ステップＳ１９の工程では、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の温度を、常温に保つ。
【００８７】
次に、厚み方向一表面３８および他表面３７が平面の板状の印刷用マスク体５１を、印刷用マスク体５１の厚み方向他表面３７と金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４とが対向するように配置する。印刷用マスク体５１には、厚み方向に貫通する略直円柱形状のマスク貫通孔５０が形成されている。このとき、マスク貫通孔５０の中心軸と第１貫通孔４４の中心軸とが一致するように、印刷用マスク体５１を配置する。マスク貫通孔５０の直径は、第１貫通孔４４の直径と同程度か、または若干大きい程度が好ましい。印刷用マスク体５１の第１方向他表面３７と金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４とは、第２の距離Ｌ２離間する。第２の距離Ｌ２は、たとえば５００μｍ〜７５０μｍに選ばれる。
【００８８】
次に、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上に、たとえば熱硬化性を有するペースト状の導電性樹脂材料６２を配置する。導電性樹脂材料６２は、たとえばエポキシ樹脂から成るバインダとＡｇから成る金属粒子とを混合させたものである。導電性樹脂材料６２は、電気的に伝導性を有する。導電性樹脂材料６２の粘度が５０pa・s未満の場合、粘度が低いため、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３、および第１貫通孔４４に導電性樹脂材料６２を供給する量を調整しにくくなる。また、導電性樹脂材料６２の粘度が１５０pa・s以上の場合、粘度が高いため、導電性樹脂材料６２を未貫通孔４６に注入しにくくなる。したがって、導電性樹脂材料６２の粘度は、第２の粘度Ｕ２に選ばれる。第２の粘度Ｕ２は、好ましくは５０pa・s以上〜１５０pa・s未満に選ばれる。導電性樹脂材料６２の粘度が第２の粘度Ｕ２に選ばれる場合、導電性樹脂材料６２を供給する量の調整がしやすくなり、導電性樹脂材料６２を未貫通孔４６に注入しやすくなる。導電性ペースト材は、導電性樹脂材料６２に対応する。
【００８９】
次に、スキージ５２を、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上の第２方向の一方から他方へ移動させることによって、導電性樹脂材料６２を、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上に延ばす。第１方向Ｚ一方側から見て、スキージ５２がマスク貫通孔５０を通過するときに、導電性樹脂材料６２は、スキージ５２によって、マスク貫通孔５０に押込まれ、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３、および第１貫通孔４４に供給される。スキージ５２を、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ一表面３８上の第２方向の一方から他方へ移動させるときに、スキージ５２によって印刷用マスク体５１は、第１方向Ｚの一方から他方の向きの圧力を受ける。その圧力によって、印刷用マスク体５１は、金属層４０側に撓む。金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４と印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ他表面３７とを第２の距離Ｌ２離間して配置するので、印刷用マスク体５１が金属層４０側に撓んでも、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４と印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ他表面３７とは、接近しすぎない。したがって、印刷用マスク体５１が金属層４０側に撓んでも、印刷用マスク体５１の第１方向Ｚ他表面３７が、供給した導電性樹脂材料６２と接することはなく、供給した導電性樹脂材料６２が毛細管現象によって金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４上に広がることはない。
【００９０】
印刷用マスク体５１のマスク貫通孔５０を介して導電性樹脂材料６２を第１貫通孔４４に供給すると、金属層４０に複数の第１貫通孔４４が形成されている場合、同時に複数の貫通孔に導電性樹脂材料６２を供給することができ、供給する時間を短縮することができる。したがって、効率的に、基板に貫通配線を形成することができる。
【００９１】
金属層４０の厚みが、第３の厚みＴ３に選ばれるので、導電性樹脂材料６２と第１樹脂層２７の一表面３３とは、接触しない。供給された導電性樹脂材料６２は、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３と接する。金属層４０は、たとえば金（Ａｕ）またはニッケル（Ｎｉ）などによって形成されているので、金属層４０と導電性樹脂材料６２との接触角は、第１樹脂層２７と導電性樹脂材料６２との接触角よりも大きい。金属層４０と導電性樹脂材料６２との接触角は、大きく、６０°以上８０°未満となる。また、第１樹脂層２７は、たとえばノボラック型エポキシ樹脂等を主成分として成る感光性樹脂材料を硬化して形成されるので、第１樹脂層２７と導電性樹脂材料６２との接触角は、４５°以上６０°未満となる。金属層４０と導電性樹脂材料６２との接触角が大きいので、供給された導電性樹脂材料６２は、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４上に広がらない。そのため、第１貫通孔４４を導電性樹脂材料６２によって、確実に閉塞することができ、導電性樹脂閉鎖空間６３を確実に形成することができる。導電性樹脂閉鎖空間６３は、絶縁膜５５の他表面６１と、第１貫通孔４４を閉塞する導電性樹脂材料６２の表面の一部とによって外囲される空間である。閉鎖空間は、導電性樹脂閉鎖空間６３に対応する。閉鎖空間形成工程は、ステップＳ１８に対応する。
ステップＳ１８が終了すると、ステップＳ１９に移る。
【００９２】
ステップＳ１９では、まず、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の圧力を、第４の圧力Ｐ４にする。第３の圧力Ｐ３と第４の圧力Ｐ４との関係を式（２）に示す。
Ｐ３＜Ｐ４ …（２）
【００９３】
第３の圧力Ｐ３は、たとえば約１ｋｐａに選ばれる。第４の圧力Ｐ４は、たとえば約１００ｋｐａに選ばれる。そのため、導電性樹脂閉鎖空間６３の圧力と外部の圧力とに圧力差が生じる。導電性樹脂閉鎖空間６３の外部の圧力とは、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを外囲する雰囲気の圧力である。この圧力差によって、供給された導電性樹脂材料６２は、未貫通孔４６に確実に注入される。これにより、導電性樹脂材料６２を未貫通孔４６に確実に充填することができる。導電性ペースト材注入工程は、ステップＳ１９に対応する。
【００９４】
未貫通孔４６に注入する絶縁性樹脂材料４７の容量と導電性樹脂材料６２の容量との関係は、絶縁性樹脂材料４７の容量が多い場合は、導電性樹脂材料６２の容量が少なくなり、絶縁性樹脂材料４７の容量が少ない場合は、導電性樹脂材料６２の容量が多くなる。未貫通孔４６に注入する絶縁性樹脂材料４７の容量Ｖ１と導電性樹脂材料６２の容量Ｖ２との比率は、絶縁性樹脂材料４７の容量Ｖ１を１としたときに、導電性樹脂材料６２の容量Ｖ２は、たとえば０．３〜２．５に選ばれる。
ステップＳ１９が終了すると、ステップＳ２０に移る。
【００９５】
図６（３）は、ステップＳ２０終了後の半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０と絶縁膜５５と貫通配線層６４との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ１９で未貫通孔４６に注入した導電性樹脂材料６２を、たとえば１５０℃〜１６０℃の雰囲気中で６０分〜９０分間加熱して硬化させ、貫通配線層６４を形成する。貫通配線層形成工程は、ステップＳ２０に対応する。
【００９６】
ステップＳ２０が終了すると、ステップＳ２１に移る。ステップＳ２１では、半導体基材２４と第１樹脂層２７と金属層４０とを、たとえば２５℃〜４０℃に保たれたエッチング液に５分〜１０分間浸漬する。エッチング液によって、金属層４０は、除去される。
【００９７】
金属層４０を除去するときに、金属層４０を除去するエッチング液と貫通配線層６４の表面の一部とは、第１貫通孔４４と第２貫通孔４５とを介して接する。そのため、貫通配線層６４をエッチング液から保護するために、貫通配線層６４の第１方向Ｚ一表面６５上に保護膜を形成した後に、エッチング液によって金属層４０を除去してもよい。貫通配線層６４を保護する保護膜は、絶縁膜５５および貫通配線層６４を形成する方法と同様の方法によって形成される。
【００９８】
ステップＳ２１が終了すると、ステップＳ２２に移る。ステップＳ２２では、半導体基材２４と第１樹脂層２７とを、たとえば８０℃〜１１０℃に保たれた剥離液に５分〜１５分間浸漬する。剥離液によって、第１樹脂層２７は、除去される。
ステップＳ２２が終了すると、ステップＳ２３に移る。
【００９９】
図６（４）は、ステップＳ２３終了後の半導体基材２４と貫通配線層６４と導電性キャップ６６との一部を模式化して示す断面図である。ステップＳ２３では、たとえばスパッタ法によって、接続端子部２２の第１方向一表面２９の一部、および貫通配線層６４の第１方向Ｚ一表面６５を覆う導電性キャップ６６を形成する。導電性キャップ６６は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）から成る。接続端子部２２と貫通配線層６４とは、導電性キャップ６６を介して電気的に接続される。
ステップＳ２３が終了すると、ステップＳ２４に移る。
【０１００】
図２は、ステップＳ２４終了後の半導体基板２０と貫通配線２１と導電性キャップ６６との一部を模式化して示す断面図である。図２には、ステップＳ２３終了後の半導体基材２４の第１方向Ｚ他表面３６を仮想線で示している。半導体基材２４を半導体基材２４の他表面３６側から、たとえば機械研磨することによって、貫通配線層６４を半導体基材２４の表面上に露出させ、半導体基板２０および半導体基板２０の第１方向Ｚに貫通する貫通配線２１を形成する。図６（４）に、半導体基材２４を他表面３６側から研磨することによって形成される半導体基板２０の第１方向Ｚ他表面６９を、仮想線で示している。貫通配線形成工程は、ステップＳ２４に対応する。
【０１０１】
ステップＳ２４が終了すると、ステップＳ２５に移り、半導体基板２０の貫通配線２１の形成工程が終了する。
【０１０２】
貫通配線が形成された半導体基板を複数積層したときに、積層される半導体基板の一表面部に形成されている半導体素子は、接続端子部および貫通配線を介して、積層される他の半導体基板の一表面部に形成されている半導体素子と電気的に接続される。
【０１０３】
第２樹脂層４３をポジ型レジストによって形成するので、ネガ型レジストによって第２樹脂層４３を形成する場合に比べて、現像したときにその解像度が高くなる。そのため、予め定める形状のレジスト貫通孔４２を第２樹脂層４３の予め定める位置に精度良く形成することができる。前述したように、第１貫通孔４４は、レジスト貫通孔４２を介して形成される。第２貫通孔４５は、第１貫通孔４４を介して形成される。未貫通孔４６は、第１貫通孔４４と第２貫通孔４５とを介して形成される。したがって、未貫通孔４６が形成される位置およびその形状は、レジスト貫通孔４２が形成される位置およびその形状に依存する。また、貫通配線２１は、未貫通孔４６に形成される貫通配線層６４によって形成されるので、貫通配線２１の形成される位置およびその形状は、レジスト貫通孔４２の形成される位置およびその形状に依存することとなる。したがって、第２樹脂層４３をポジ型レジストによって形成することによって、予め定める形状のレジスト貫通孔４２を第２樹脂層４３の予め定める位置に精度良く形成することができ、予め定める形状の貫通配線２１を半導体基板２０の予め定める位置に精度良く形成することができる。
【０１０４】
以上に述べた方法によって、半導体基材２４の未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６を絶縁膜５５で確実に覆うことができるので、半導体基板２０と貫通配線２１とは、絶縁膜５５によって確実に隔てられる。したがって、半導体基板２０と、電気的に確実に絶縁される貫通配線２１を形成することができる。
【０１０５】
また、導電性樹脂材料６２を半導体基材２４の未貫通孔４６に確実に充填することができる。充填した導電性樹脂材料６２を硬化させて貫通配線層６４を形成し、半導体基材２４の一部を他表面３６側から除去することによって、半導体基板２０の一表面６８から他表面６９にわたって延びる配線を、半導体基板２０の貫通孔に確実に形成することができる。
【０１０６】
また、絶縁性樹脂材料４７および導電性樹脂材料６２を、第１貫通孔４４、および金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３に供給したときに、金属層４０と絶縁性樹脂材料４７との接触角、および金属層４０と導電性樹脂材料６２との接触角が大きいので、供給された絶縁性樹脂材料４７および導電性樹脂材料６２は、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４上に広がらない。そのため、絶縁性樹脂材料４７および導電性樹脂材料６２を硬化したときに、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４に不要なばりが形成されない。金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４に不要なばりが形成されると、ばり取りを行う必要が生じる。ばり取りを行うときに、半導体基材２４の一表面３２を傷つける場合があるが、本発明の実施の形態では、金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４に不要なばりが形成されず、ばり取りを行う必要がないので、半導体基材２４の一表面３２が損傷しない。
【０１０７】
本発明の他の実施の形態では、前述の基板の貫通配線の形成方法によって形成される貫通配線が形成される基板は、半導体基板に限らず、プリント配線基板などであってもよい。基板が電気絶縁性を有する場合は、貫通配線と基板とを電気的に絶縁するための絶縁膜５５を形成する必要がなく、前述の実施の形態のステップＳ１５〜ステップＳ１７の各工程を省略してもよい。
【０１０８】
また、本発明のさらに他の実施の形態では、前述の第１〜第５貫通孔の形状は、略直円柱形状に限らず、たとえば多角柱形状などであってもよい。
【０１０９】
また、本発明のさらに他の実施の形態では、前述の第１樹脂層２７および第２樹脂層４３は、ポジ型感光性樹脂に限らず、同じ剥離液に可溶なネガ型感光性樹脂によって形成されてもよい。この場合、第２貫通孔４５を形成するときに、第１樹脂層２７が剥離液に溶けやすくするために、ネガ型感光性樹脂を露光せずに熱硬化させて第１樹脂層２７を形成する。第１樹脂層２７および第２樹脂層４３を同じ剥離液に可溶な材料から形成することによって、第２樹脂層４３の剥離と、第２貫通孔４５の形成とを、同時に行うことができる。したがって、基板の貫通配線の形成工程を容易にすることができる。
【０１１０】
また、本発明のさらに他の実施の形態では、前述の実施の形態のステップＳ１８〜ステップＳ１９までの工程を複数回繰り返すことによって、導電性樹脂材料６２を未貫通孔４６に充填してもよい。
【０１１１】
ステップＳ１８〜ステップＳ１９までの工程を複数回繰り返すことによって導電性樹脂材料６２を未貫通孔４６に充填する例として、ステンレス鋼（Steel Use Stainless ：略称ＳＵＳ）から成り、厚みが５０μｍの印刷用マスク体５１を用い、導電性樹脂材料６２として、熱硬化性を有するペースト状のエポキシ樹脂から成るバインダとＡｇから成る金属粒子とを混合したものから成り、その粘度が５０pa・s〜１００pa・sの材料を使用した場合、ステップＳ１８〜ステップＳ１９までの工程を３回繰り返して未貫通孔４６に導電性樹脂材料６２を注入することによって、直径が７５μｍ〜９０μｍで、第１方向Ｚの深さが１００μｍ〜１５０μｍの未貫通孔４６に導電性樹脂材料６２を完全に充填することができる。
【０１１２】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述の半導体基材２４に形成する第１樹脂層２７および金属層４０の代わりに、たとえばＡｕなどからなる単層のペースト材供給層を形成してもよい。半導体基材２４の第１方向Ｚ一表面３２上に形成されるペースト材供給層と導電性樹脂材料６２との接触角は、大きく、６０°以上８０°未満に選ばれる。
【０１１３】
図７は、本発明のさらに他の実施の形態の基板の貫通配線の形成方法を表すフローチャートである。本実施の形態の基板の貫通配線の形成方法と、前述した実施の形態の基板の貫通配線の形成方法とは、前述した実施の形態の基板の貫通配線の形成方法のステップＳ１５の絶縁性樹脂材料４７の供給工程およびステップＳ１８の導電性樹脂材料６２の供給工程が異なるのみである。本実施の形態の図７のフローチャートに示すステップＡ０〜ステップＡ１４の各処理は、前述した実施の形態の図１のフローチャートに示すステップＳ０〜ステップＳ１４の各処理にそれぞれ対応する。本実施の形態の図７のフローチャートに示すステップＡ１６およびステップＡ１７の各処理は、前述した実施の形態の図１のフローチャートに示すステップＳ１６およびステップＳ１７の各処理にそれぞれ対応する。本実施の形態の図７のフローチャートに示すステップＡ１９〜ステップＡ２５の各処理は、前述の実施の形態の図１のフローチャートに示すステップＳ１９〜ステップＳ２５の各処理にそれぞれ対応する。そのため、対応する部分については同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
【０１１４】
ステップＡ１５では、絶縁性樹脂材料４７をディスペンサを用いて第１貫通孔４４、および金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３に供給する。
【０１１５】
ディスペンサを用いるので、絶縁性樹脂材料４７を予め定める位置に精度良く供給することができる。また、その供給量も調整しやすくなる。そのため、第１貫通孔４４を絶縁性樹脂材料４７によってより確実に塞ぐことができる。したがって、圧力の差を利用して、絶縁性樹脂材料４７を半導体基材２４の未貫通孔４６により確実に注入することができ、絶縁性樹脂材料４７によって、未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６をより確実に覆うことができる。そのため、絶縁性樹脂材料４７を硬化させることによって、未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６をより確実に覆う絶縁膜５５を形成することができる。
【０１１６】
ステップＡ１８では、導電性樹脂材料６２をディスペンサを用いて第１貫通孔４４、および金属層４０の第１方向Ｚ一表面３４のうち、第１貫通孔４４に臨む金属層４０の周縁部５３に供給する。
【０１１７】
ディスペンサを用いるので、導電性樹脂材料６２を予め定める位置に精度良く供給することができる。また、その供給量も調整しやすくなる。そのため、第１貫通孔４４を導電性樹脂材料６２によってより確実に塞ぐことができる。したがって、圧力の差を利用して、導電性樹脂材料６２を半導体基材２４の未貫通孔４６により確実に注入することができる。未貫通孔４６に臨む半導体基材２４の第４の内周面５６を確実に覆う絶縁膜５５が形成されているので、未貫通孔４６に注入した導電性樹脂材料６２は、絶縁膜５５によって半導体基材２４と、より確実に隔てられる。
【０１１８】
未貫通孔４６に注入した導電性樹脂材料６２を硬化させて貫通配線層６４を形成し、半導体基材２４の一部を他表面３６側から除去することによって、半導体基板２０とより確実に電気的に絶縁され、かつ半導体基板２０の一表面６８から他表面６９にわたって延びる配線を、半導体基板２０の貫通孔により確実に形成することができる。
【０１１９】
本実施の形態は、前述した実施の形態と同様の構成であるので、前述した実施の形態の基板の貫通配線の形成方法と同様の効果については、本実施の形態の基板の貫通配線の形成方法において同様に得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の実施の一形態の基板の貫通配線の形成方法を表すフローチャートである。
【図２】図１のフローチャートに示す手順によって、貫通配線が形成された半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【図３】貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【図４】貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【図５】貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【図６】貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態の基板の貫通配線の形成方法を表すフローチャートである。
【図８】第１の従来の技術の貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【図９】第２の従来の技術の貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【図１０】第２の従来の技術の貫通配線の形成途中の半導体基板の一部を模式化して示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２１】
２０ 半導体基板
２１ 貫通配線
２３ 端子部貫通孔
２４ 半導体基材
２７ 第１樹脂層
４０ 金属層
４２ レジスト貫通孔
４３ 第２樹脂層
４４ 第１貫通孔
４５ 第２貫通孔
４６ 未貫通孔
４７ 絶縁性樹脂材料
５０ マスク貫通孔
５１ 印刷用マスク体
５２ スキージ
５４ 絶縁性樹脂閉鎖空間
５５ 絶縁膜
６２ 導電性樹脂材料
６３ 導電性樹脂閉鎖空間
６４ 貫通配線層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性ペースト材を用いて、貫通配線を基板に形成する基板の貫通配線の形成方法であって、
基材の厚み方向一表面上に樹脂によって形成される樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記樹脂層の厚み方向一表面上に金属によって形成される金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層に、この金属層の厚み方向に貫通する第１貫通孔を形成する第１貫通孔形成工程と、
前記樹脂層に、この樹脂層の厚み方向に貫通し、かつ前記第１貫通孔に連通する第２貫通孔を形成する第２貫通孔形成工程と、
前記基材に、この基材の厚み方向一表面から他表面に向かって延び、かつ第２貫通孔に連通する未貫通孔を形成する未貫通孔形成工程と、
前記導電性ペースト材によって、前記金属層の厚み方向一表面のうち、前記第１貫通孔に臨む前記金属層の周縁部を覆って前記第１貫通孔を塞ぎ、閉鎖空間を形成する閉鎖空間形成工程と、
前記閉鎖空間の圧力よりも、前記閉鎖空間の外部の圧力を高くすることによって、前記閉鎖空間形成工程で前記第１貫通孔を塞いだ前記導電性ペースト材を、前記未貫通孔に注入する導電性ペースト材注入工程と、
前記未貫通孔に注入した前記導電性ペースト材を硬化させ、貫通配線層を形成する貫通配線層形成工程と、
前記基材の一部を他表面側から除去して前記貫通配線層を露出させ、基板およびこの基板を厚み方向に貫通する貫通配線を形成する貫通配線形成工程とを含み、
前記閉鎖空間形成工程における前記金属層と前記導電性ペースト材との接触角が、前記樹脂層と前記導電性ペースト材との接触角と比較して、大きくなるように前記金属層が形成されることを特徴とする基板の貫通配線の形成方法。
【請求項２】
前記基材は、少なくとも半導体によって形成され、
前記未貫通孔形成工程と前記閉鎖空間形成工程との間に、前記未貫通孔に臨む基材の内周面を、電気絶縁性を有する材料から成る絶縁膜によって覆う絶縁膜形成工程を含むことを特徴とする請求項１記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項３】
前記絶縁膜形成工程は、
樹脂材料から成り、電気絶縁性を有する絶縁性ペースト材によって、前記金属層の厚み方向一表面のうち、前記第１貫通孔に臨む前記金属層の周縁部を覆って前記第１貫通孔を塞ぎ、第２閉鎖空間を形成する第２閉鎖空間形成工程と、
前記第２閉鎖空間の圧力よりも、前記第２閉鎖空間の外部の圧力を高くすることによって、前記第２閉鎖空間形成工程で前記第１貫通孔を塞いだ前記絶縁性ペースト材を、前記未貫通孔に注入し、前記絶縁性ペースト材によって前記未貫通孔に臨む前記基材の内周面を覆う内周面被覆工程と、
前記未貫通孔に臨む前記基材の内周面を覆う前記絶縁性ペースト材を硬化させて前記絶縁膜を形成する絶縁性ペースト材硬化工程とを含み、
第２閉鎖空間形成工程における前記金属層と前記絶縁性ペースト材との接触角が、前記樹脂層と前記絶縁性ペースト材との接触角と比較して、大きくなるように前記金属層が形成されることを特徴とする請求項２記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項４】
前記閉鎖空間形成工程では、厚み方向に貫通する孔が形成されたマスク体を、前記金属層の厚み方向一表面と前記マスク体の厚み方向他表面とを対向させて配置し、前記導電性ペースト材を、前記マスク体の厚み方向一表面から前記マスク体の孔を介して前記第１貫通孔に供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項５】
前記閉鎖空間形成工程では、厚み方向に貫通する孔が形成されたマスク体を、前記金属層の厚み方向一表面と前記マスク体の厚み方向他表面とを対向させて配置し、前記導電性ペースト材を、前記マスク体の厚み方向一表面から前記マスク体の孔を介して前記第１貫通孔に供給し、
前記第２閉鎖空間形成工程では、前記金属層の厚み方向一表面と前記マスク体の厚み方向他表面とを対向させて配置し、前記絶縁性ペースト材を、前記マスク体の厚み方向一表面から前記マスク体の孔を介して前記第１貫通孔に供給することを特徴とする請求項３記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項６】
前記閉鎖空間形成工程では、ディスペンサを用いて前記第１貫通孔に前記導電性ペースト材を供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項７】
前記閉鎖空間形成工程では、ディスペンサを用いて前記第１貫通孔に前記導電性ペースト材を供給し、
前記第２閉鎖空間形成工程では、ディスペンサを用いて前記第１貫通孔に前記絶縁性ペースト材を供給することを特徴とする請求項３記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項８】
前記第１貫通孔形成工程は、
前記金属層の厚み方向一表面上に、樹脂から成り、厚み方向に貫通する孔が形成される第２樹脂層を形成する第２樹脂層貫通孔形成工程と、
前記金属層に、この金属層の厚み方向に貫通し、かつ前記第２樹脂層の孔に連通する前記第１貫通孔を形成する金属層貫通孔形成工程とを含み、
前記第２貫通孔形成工程では、剥離液によって前記第２樹脂層を剥離するとともに、前記剥離液によって前記樹脂層に、この樹脂層の厚み方向に貫通し、かつ前記第１貫通孔に連通する第２貫通孔を形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項９】
前記第２樹脂層を、ポジ型レジストによって形成することを特徴とする請求項８記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項１０】
前記樹脂層を、ポジ型レジストによって形成することを特徴とする請求項９記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項１１】
前記樹脂層形成工程は、
基材の厚み方向一表面上に感光性樹脂を塗布して感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、
前記感光性樹脂層の厚み方向一表面側から感光性樹脂層の全体を露光する感光性樹脂層露光工程と、
露光した感光性樹脂層を硬化させて前記樹脂層を形成する感光性樹脂層硬化工程とを含むことを特徴とする請求項１０記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項１２】
導電性ペースト材を用いて、貫通配線を基板に形成する基板の貫通配線の形成方法であって、
基材の厚み方向一表面上に導電性ペースト材が供給されるペースト材供給層を形成するペースト材供給層形成工程と、
前記ペースト材供給層に、このペースト材供給層の厚み方向に貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記基材に、この基材の厚み方向一表面から他表面に向かって延び、かつ前記貫通孔と連通する未貫通孔を形成する未貫通孔形成工程と、
前記導電性ペースト材によって、前記ペースト材供給層の厚み方向一表面のうち、前記貫通孔に臨むペースト材供給層の周縁部を覆って前記貫通孔を塞ぎ、閉鎖空間を形成する閉鎖空間形成工程と、
前記閉鎖空間の圧力よりも、前記閉鎖空間の外部の圧力を高くすることによって、前記閉鎖空間形成工程で貫通孔を塞いだ前記導電性ペースト材を、前記未貫通孔に注入するペースト材注入工程と、
前記未貫通孔に注入した前記導電性ペースト材を硬化させ、貫通配線層を形成する貫通配線層形成工程と、
前記基材の一部を他表面側から除去して前記貫通配線層を露出させ、基板およびこの基板を厚み方向に貫通する貫通配線を形成する貫通配線形成工程とを含み、
前記閉鎖空間形成工程における前記ペースト材供給層と前記導電性ペースト材との接触角が６０°以上８０°未満に選ばれるように前記ペースト材供給層が形成されることを特徴とする基板の貫通配線の形成方法。
【請求項１】
導電性ペースト材を用いて、貫通配線を基板に形成する基板の貫通配線の形成方法であって、
基材の厚み方向一表面上に樹脂によって形成される樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記樹脂層の厚み方向一表面上に金属によって形成される金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層に、この金属層の厚み方向に貫通する第１貫通孔を形成する第１貫通孔形成工程と、
前記樹脂層に、この樹脂層の厚み方向に貫通し、かつ前記第１貫通孔に連通する第２貫通孔を形成する第２貫通孔形成工程と、
前記基材に、この基材の厚み方向一表面から他表面に向かって延び、かつ第２貫通孔に連通する未貫通孔を形成する未貫通孔形成工程と、
前記導電性ペースト材によって、前記金属層の厚み方向一表面のうち、前記第１貫通孔に臨む前記金属層の周縁部を覆って前記第１貫通孔を塞ぎ、閉鎖空間を形成する閉鎖空間形成工程と、
前記閉鎖空間の圧力よりも、前記閉鎖空間の外部の圧力を高くすることによって、前記閉鎖空間形成工程で前記第１貫通孔を塞いだ前記導電性ペースト材を、前記未貫通孔に注入する導電性ペースト材注入工程と、
前記未貫通孔に注入した前記導電性ペースト材を硬化させ、貫通配線層を形成する貫通配線層形成工程と、
前記基材の一部を他表面側から除去して前記貫通配線層を露出させ、基板およびこの基板を厚み方向に貫通する貫通配線を形成する貫通配線形成工程とを含み、
前記閉鎖空間形成工程における前記金属層と前記導電性ペースト材との接触角が、前記樹脂層と前記導電性ペースト材との接触角と比較して、大きくなるように前記金属層が形成されることを特徴とする基板の貫通配線の形成方法。
【請求項２】
前記基材は、少なくとも半導体によって形成され、
前記未貫通孔形成工程と前記閉鎖空間形成工程との間に、前記未貫通孔に臨む基材の内周面を、電気絶縁性を有する材料から成る絶縁膜によって覆う絶縁膜形成工程を含むことを特徴とする請求項１記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項３】
前記絶縁膜形成工程は、
樹脂材料から成り、電気絶縁性を有する絶縁性ペースト材によって、前記金属層の厚み方向一表面のうち、前記第１貫通孔に臨む前記金属層の周縁部を覆って前記第１貫通孔を塞ぎ、第２閉鎖空間を形成する第２閉鎖空間形成工程と、
前記第２閉鎖空間の圧力よりも、前記第２閉鎖空間の外部の圧力を高くすることによって、前記第２閉鎖空間形成工程で前記第１貫通孔を塞いだ前記絶縁性ペースト材を、前記未貫通孔に注入し、前記絶縁性ペースト材によって前記未貫通孔に臨む前記基材の内周面を覆う内周面被覆工程と、
前記未貫通孔に臨む前記基材の内周面を覆う前記絶縁性ペースト材を硬化させて前記絶縁膜を形成する絶縁性ペースト材硬化工程とを含み、
第２閉鎖空間形成工程における前記金属層と前記絶縁性ペースト材との接触角が、前記樹脂層と前記絶縁性ペースト材との接触角と比較して、大きくなるように前記金属層が形成されることを特徴とする請求項２記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項４】
前記閉鎖空間形成工程では、厚み方向に貫通する孔が形成されたマスク体を、前記金属層の厚み方向一表面と前記マスク体の厚み方向他表面とを対向させて配置し、前記導電性ペースト材を、前記マスク体の厚み方向一表面から前記マスク体の孔を介して前記第１貫通孔に供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項５】
前記閉鎖空間形成工程では、厚み方向に貫通する孔が形成されたマスク体を、前記金属層の厚み方向一表面と前記マスク体の厚み方向他表面とを対向させて配置し、前記導電性ペースト材を、前記マスク体の厚み方向一表面から前記マスク体の孔を介して前記第１貫通孔に供給し、
前記第２閉鎖空間形成工程では、前記金属層の厚み方向一表面と前記マスク体の厚み方向他表面とを対向させて配置し、前記絶縁性ペースト材を、前記マスク体の厚み方向一表面から前記マスク体の孔を介して前記第１貫通孔に供給することを特徴とする請求項３記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項６】
前記閉鎖空間形成工程では、ディスペンサを用いて前記第１貫通孔に前記導電性ペースト材を供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項７】
前記閉鎖空間形成工程では、ディスペンサを用いて前記第１貫通孔に前記導電性ペースト材を供給し、
前記第２閉鎖空間形成工程では、ディスペンサを用いて前記第１貫通孔に前記絶縁性ペースト材を供給することを特徴とする請求項３記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項８】
前記第１貫通孔形成工程は、
前記金属層の厚み方向一表面上に、樹脂から成り、厚み方向に貫通する孔が形成される第２樹脂層を形成する第２樹脂層貫通孔形成工程と、
前記金属層に、この金属層の厚み方向に貫通し、かつ前記第２樹脂層の孔に連通する前記第１貫通孔を形成する金属層貫通孔形成工程とを含み、
前記第２貫通孔形成工程では、剥離液によって前記第２樹脂層を剥離するとともに、前記剥離液によって前記樹脂層に、この樹脂層の厚み方向に貫通し、かつ前記第１貫通孔に連通する第２貫通孔を形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項９】
前記第２樹脂層を、ポジ型レジストによって形成することを特徴とする請求項８記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項１０】
前記樹脂層を、ポジ型レジストによって形成することを特徴とする請求項９記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項１１】
前記樹脂層形成工程は、
基材の厚み方向一表面上に感光性樹脂を塗布して感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、
前記感光性樹脂層の厚み方向一表面側から感光性樹脂層の全体を露光する感光性樹脂層露光工程と、
露光した感光性樹脂層を硬化させて前記樹脂層を形成する感光性樹脂層硬化工程とを含むことを特徴とする請求項１０記載の基板の貫通配線の形成方法。
【請求項１２】
導電性ペースト材を用いて、貫通配線を基板に形成する基板の貫通配線の形成方法であって、
基材の厚み方向一表面上に導電性ペースト材が供給されるペースト材供給層を形成するペースト材供給層形成工程と、
前記ペースト材供給層に、このペースト材供給層の厚み方向に貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記基材に、この基材の厚み方向一表面から他表面に向かって延び、かつ前記貫通孔と連通する未貫通孔を形成する未貫通孔形成工程と、
前記導電性ペースト材によって、前記ペースト材供給層の厚み方向一表面のうち、前記貫通孔に臨むペースト材供給層の周縁部を覆って前記貫通孔を塞ぎ、閉鎖空間を形成する閉鎖空間形成工程と、
前記閉鎖空間の圧力よりも、前記閉鎖空間の外部の圧力を高くすることによって、前記閉鎖空間形成工程で貫通孔を塞いだ前記導電性ペースト材を、前記未貫通孔に注入するペースト材注入工程と、
前記未貫通孔に注入した前記導電性ペースト材を硬化させ、貫通配線層を形成する貫通配線層形成工程と、
前記基材の一部を他表面側から除去して前記貫通配線層を露出させ、基板およびこの基板を厚み方向に貫通する貫通配線を形成する貫通配線形成工程とを含み、
前記閉鎖空間形成工程における前記ペースト材供給層と前記導電性ペースト材との接触角が６０°以上８０°未満に選ばれるように前記ペースト材供給層が形成されることを特徴とする基板の貫通配線の形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−１２０９３２（Ｐ２００６−１２０９３２Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０８４１２（Ｐ２００４−３０８４１２）
【出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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