貫通配線基板、多層貫通配線基板、貫通配線基板の製造方法および多層貫通配線基板の製造方法
【課題】細い貫通配線を有する貫通配線基板、多層貫通配線基板、その基板の製造方法およびその多層基板の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の貫通配線基板の製造方法は、シリコンまたは金属からなる平板部と、平板部の一方の面から平板部の厚さ方向に立設したシリコンまたは金属からなる複数の柱部と、を有する柱形成体を作製する柱形成体作製工程と、柱形成体の柱部間を樹脂またはガラスで充填する充填工程と、充填工程によって樹脂またはガラスを充填した柱形成体の両面を厚さ方向に研磨して、樹脂またはガラスによって柱部が封止され、両面に柱部の研磨面が露出した封止体を作製する封止体作製工程と、封止体の柱部の研磨面に重ねて電極を形成する電極形成工程とを備える。本発明の貫通配線基板は、この製造方法によって作製される。
【解決手段】本発明の貫通配線基板の製造方法は、シリコンまたは金属からなる平板部と、平板部の一方の面から平板部の厚さ方向に立設したシリコンまたは金属からなる複数の柱部と、を有する柱形成体を作製する柱形成体作製工程と、柱形成体の柱部間を樹脂またはガラスで充填する充填工程と、充填工程によって樹脂またはガラスを充填した柱形成体の両面を厚さ方向に研磨して、樹脂またはガラスによって柱部が封止され、両面に柱部の研磨面が露出した封止体を作製する封止体作製工程と、封止体の柱部の研磨面に重ねて電極を形成する電極形成工程とを備える。本発明の貫通配線基板は、この製造方法によって作製される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通配線を備える貫通配線基板およびその貫通配線基板を積層した多層貫通配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に設けられた貫通孔に金属をめっきによって充填することにより貫通配線を形成する貫通配線基板の製造方法が従来技術として知られている（特許文献１）。
【特許文献１】ＷＯ２００５／０９３８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に記載されている貫通配線基板の製造方法では、貫通孔が細いとめっきによって貫通孔を金属でうまく充填できないので、細い貫通配線を形成できない場合がある。また、めっき工程が必要でコストと時間がかかっていた。さらに、歩留まりが悪かった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様によると、貫通配線基板の製造方法は、シリコンからなる平板部と、平板部の一方の面から平板部の厚さ方向に立設したシリコンからなる複数の柱部と、を有する柱形成体を作製する柱形成体作製工程と、柱形成体の柱部間を樹脂またはガラスで充填する充填工程と、充填工程によって樹脂またはガラスを充填した柱形成体の両面を厚さ方向に研磨して、樹脂またはガラスによって柱部が封止され、両面に柱部の研磨面が露出した封止体を作製する封止体作製工程と、封止体の柱部の研磨面の上に電極を形成する電極形成工程とを備える。
本発明の第２の態様によると、貫通配線基板の製造方法は、金属からなる平板部と、平板部の一方の面から平板部の厚さ方向に立設した金属からなる複数の柱部と、を有する柱形成体を作製する柱形成体作製工程と、柱形成体の柱部間を樹脂またはガラスで充填する充填工程と、充填工程によって樹脂またはガラスを充填した柱形成体の両面を厚さ方向に研磨して、樹脂またはガラスによって柱部が封止され、両面に柱部の研磨面が露出した封止体を作製する封止体作製工程と、封止体の柱部の研磨面の上に電極を形成する電極形成工程とを備える。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、細い貫通配線を有する貫通配線基板を作製することができる。また、めっき工程が不要となり、低コスト、短時間、高歩留まりで作製できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
−第１の実施形態−
本発明の第１の実施形態の多層貫通配線基板１の構造について図１を参照して説明する。図１は多層貫通配線基板１の断面図である。多層貫通配線基板１は２つの貫通配線基板１Ａ，１Ｂを積層して作製される。貫通配線基板１Ａ，１Ｂは、貫通配線１１、樹脂部１２および電極１３，１４を有する。貫通配線１１は、シリコンからなり、貫通配線基板１Ａ，１Ｂの一方の面に形成された電極１３と他方の面に形成された電極１４とを電気的に接続する配線である。貫通配線基板１Ａの電極１４と貫通配線基板１Ｂの電極１３とを接続することにより、貫通配線基板１Ａと貫通配線基板１Ｂとが電気的に接続する。樹脂部１２は樹脂からなる貫通配線基板１Ａ，１Ｂの母相で絶縁体である。
【０００７】
次に本発明の第１の実施形態の多層貫通配線基板１の製造方法について、図２〜図７を参照して説明する。本発明の第１の実施形態の多層貫通配線基板１の製造方法は、柱形成工程と、樹脂充填工程と、研磨工程と、電極形成工程と、分割工程と、積層工程とを有する。
【０００８】
（Ａ）柱形成工程
柱形成工程について、図２〜図６を参照して説明する。
柱形成工程は、アライメント用凹部形成工程、第１次結晶異方性エッチング工程および第２次結晶異方性エッチング工程を有する。アライメント用凹部形成工程では、第１次結晶異方性エッチング工程および第２次結晶異方性エッチング工程においてシリコンウエハの表面に形成するレジストパターンの方向を決定する目印をその表面に形成する。第１次結晶異方性エッチング工程では、シリコンウエハの表面にレジストパターンに沿った複数の凸条を形成する。第２次結晶異方性エッチング工程では、シリコンウエハの表面の凸条をレジストパターンが形成された部分だけ残して柱を形成する。
【０００９】
（i）アライメント用凹部形成工程
図２（ａ）に示すように、（１１０）面で切り出した単結晶のシリコンウエハ２を用意する。次に公知のＣＶＤなどを用いてシリコンウエハ２の表面にＳｉ３Ｎ４からなる第１保護膜２１を形成する。なお、ＳｉＯ２からなる保護膜を形成してもよい。
【００１０】
図２（ｂ）に示すように、保護膜２１にシリコン面が露出したアライメント用開口部２２を形成する。たとえば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）をシリコン面が表出するまで行うことによりアライメント用開口部２２を形成する。
【００１１】
結晶異方性エッチングにより、図２（ｃ）に示すように、アライメント用開口部２２のシリコン面にアライメント用凹部２３を形成する。ここで、結晶異方性エッチングとは、結晶方向によってエッチング速度が変わる性質を利用した異方性エッチングである。ここでは、シリコンの（１１０）面のエッチング速度は、（１１１）面のエッチング速度に比べてかなり大きいことを利用する。たとえば、結晶異方性エッチングは以下のように行う。ＴＭＡＨ（Tetramethyl Ammonium Hydroxide, (CH3)4NOH）溶液を６０〜８０℃に加熱し、シリコンウエハ２をその溶液に浸す。その結果、図２（ｃ）に示すように、面方向から見ると６角形形状であるアライメント用凹部２３が形成される。
【００１２】
図３を参照して、アライメント用凹部２３について詳細に説明する。シリコンウエハ２の結晶構造は、（１１０）面に垂直な（１１１）面の結晶面を有する。図３（ａ）に示すアライメント用凹部２３の６辺２３ａ〜２３ｆのうち、２辺２３ａ，２３ｄを有する凹部側面は一方の（１１１）面であり、２辺２３ｃ，２３ｆを有する凹部側面は他方の（１１１）面である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＤＤ断面図であり、辺２３ｂを有する凹部側面２３ｂａと辺２３ｅを有する凹部側面２３ｅａとでシリコン面にＶ字型の凹部を形成する。
【００１３】
（ii）第１次結晶異方性エッチング工程
スピンコータやスプレーコータを用いて、保護膜２１を形成済みのシリコンウエハ２の全面にレジストを塗布する。そして、露光現像することで、図４（ａ）に示すように、アライメント用凹部２３の辺２３ｃ，２３ｆに平行なレジスト２４のラインパターンを形成する。次に、ＲＩＥを用いて、図４（ｂ）に示すように、レジスト２４に覆われていない第１保護膜２１をエッチングし、シリコン面を表出させる。そして、熱硫酸過水で洗浄してレジスト２４を剥離する。その結果、図４（ｃ）に示すように、シリコンウエハ２の表面にアライメント用凹部２３の辺２３ｃ，２３ｆに平行な第１保護膜２１のラインパターンが形成される。
【００１４】
図４（ｃ）に示すシリコンウエハ２に上述の結晶異方性エッチングを行うと、シリコン面が露出している部分がエッチングされ、第１保護膜２１を上面とする凸条が形成される。凸条はアライメント用凹部２３の辺２３ｃ，２３ｆに平行であるので、凸条の側面はシリコンウエハ２の（１１１）面となる。したがって、凸条の側面はシリコンウエハ２の（１１０）面に対して垂直面となる。
【００１５】
（iii）第２次結晶異方性エッチング工程
シリコンウエハ２を酸素雰囲気で約１０００℃に加熱することにより、図５（ａ）に示すように、シリコンウエハ２の全面にＳｉＯ２の第２保護膜２５を形成する。なお、第２保護膜としてＳｉ３Ｎ４を形成するようにしてもよい。次にスピンコータやスプレーコータを用いてシリコンウエハ２の全面にレジストを塗布する。第１次結晶異方性エッチング工程で形成した凸条の側面についてもレジストを塗布する必要があるので、厚膜レジストを塗布するのが好ましい。そして、露光現像することで、アライメント用凹部２３の辺２３ａ，２３ｄに平行なレジスト２４のラインパターンを形成する（図５（ｂ）参照）。
【００１６】
次に、フッ酸溶液にシリコンウエハ２を浸して、レジスト２４に覆われていない第２保護膜２５をエッチングし、シリコン面を表出させる（図５（ｃ）参照）。そして、熱硫酸過水で洗浄してレジスト２４を剥離する。その結果、シリコンウエハ２の表面にアライメント用凹部２３の辺２３ａ，２３ｄに平行な第２保護膜２５のラインパターンが形成される（図６（ａ）参照）。
【００１７】
シリコンウエハ２に上述の結晶異方性エッチングを行うと、図６（ｂ）に示すように凸条のシリコン面が露出している部分がエッチングされ、第２保護膜２５を上面とする柱部２６が形成される。なお、柱部２６の新たに形成された側面は、アライメント用凹部２３の辺２３ａ，２３ｄに平行であるので、シリコンウエハ２の（１１１）面となる。したがって、柱部２６の新たに形成された側面はシリコンウエハ２の（１１０）面に対して垂直面となる。また、柱部２６の第１次結晶異方性エッチング工程で形成された側面は、第２保護膜２５によって保護されているのでエッチングされない。
【００１８】
フッ酸溶液またはＲＩＥを用いて第２保護膜２５を除去すると、図６（ｃ）に示すように、平板部２７と、平板部２７の一方の面から平板部２７の厚さ方向に立設したシリコンからなる複数の柱部２６と、から構成されるシリコンウエハ２が作製される。以下、このシリコンウエハ２を柱形成体３と呼ぶ。
【００１９】
（Ｂ）樹脂充填工程
図７（ａ）に示すように、ノズル７からエポキシ樹脂３１を吐出させ、柱形成体３の柱部２６間にエポキシ樹脂３１を流し込む。そして、図７（ｂ）に示すように、柱部２６間をエポキシ樹脂３１で充填し、充填した樹脂３１を硬化させる。なお、図７（ｂ）では、柱部２６の上端がエポキシ樹脂３１によって覆われるまでエポキシ樹脂３１を流し込んでいるが、柱部２６の上端部がエポキシ樹脂３１に覆われない程度にエポキシ樹脂３１を流し込むようにしてもよい。
【００２０】
（Ｃ）研磨工程
図７（ｃ）に示すように、樹脂充填工程によってエポキシ樹脂３１を充填した柱形成体３の一方の面を厚さ方向に研磨して、柱形成体３の平板部２７を削除し、柱部２６の一方の研磨面を露出させる。また、柱形成体３の他方の面を研磨して、平坦化するとともに、柱部２６の他方の研磨面を露出させる。以上のようにして、エポキシ樹脂によって柱部２６が封止され、両面に柱部２６の研磨面が露出した柱形成体３を、以下、樹脂封止体４と呼ぶ。研磨方法は、柱形成体３の平板部２７を削除することができ、また、樹脂封止体４の表面を平坦化できるものであれば、特に限定されない。たとえば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）でもよい。
【００２１】
（Ｄ）電極形成工程
公知のスパッタリングまたはエッチングによって、図７（ｄ）に示すように、柱部２６の研磨面の上に樹脂封止体４の表面に電極１３，１４を形成する。なお、樹脂封止体４の表面に電極を形成できる方法であれば、スパッタリングやエッチングに限定されず、真空蒸着などでもよい。
【００２２】
（Ｅ）分割工程
電極１３，１４を形成した樹脂封止体４を図７（ｄ）に示す２点鎖線３２に沿ってダイヤモンドブレード・ダイシング法などで分割する。以上のように樹脂封止体４を分割したものが、貫通配線基板１Ａ，１Ｂとなる。なお、樹脂封止体４を分割できる方法であれば、ダイヤモンドブレード・ダイシング法に限定されない。
【００２３】
（Ｆ）積層工程
ガラエポ基板と同じように熱圧着によって複数の貫通配線基板１Ａ，１Ｂを張り合わせて、図１に示す多層貫通配線基板１を完成させる。なお、複数の貫通配線基板積層を１Ａ，１Ｂを張り合わせることができる方法であれば、熱圧着に限定されない。ここで、柱部２６が貫通配線１１となり、エポキシ樹脂３１が樹脂部１２となる。
【００２４】
以上の第１の実施形態による多層貫通配線基板１の製造方法は次のような作用効果を奏する。
（１）シリコンからなる平板部２７と、平板部２７の一方の面から平板部２７の厚さ方向に立設したシリコンからなる複数の柱部２６と、を有する柱形成体３を作製した。次に、この柱形成体３の柱部２６間をエポキシ樹脂３１で充填し、エポキシ樹脂３１を充填した柱形成体３の両面を厚さ方向に研磨して、エポキシ樹脂３１によって柱部２６が封止され、両面に柱部２６の研磨面が露出した樹脂封止体４を作製した。そして、この樹脂封止体４の柱部２６の研磨面に重ねて電極１３，１４を形成して作製した貫通配線基板１Ａ，１Ｂを作製し、作製した貫通配線基板１Ａ，１Ｂを積層して多層貫通配線基板１を製造するようにした。これにより、細い貫通配線を有する多層貫通配線基板１を製造することができる。また、積層をしなければ、細い貫通配線を有する貫通配線基板１Ａ，１Ｂを製造することができる。
【００２５】
（２）結晶異方性エッチングによって柱部２６を形成するようにしたので、シリコンウエハ２の表面に対して垂直面を有する柱部２６を形成することができる。したがって、アスペクト比（柱部２６の高さを柱部２６の上面の辺の長さで割り算したもの）の高い柱部２６を形成することができるので、細くて長い貫通配線を形成することができる。これにより、ピッチのつまった高密度の貫通配線ができる。
【００２６】
（３）（１１０）面のシリコンウエハ２を用い、このシリコンウエハ２の（１１０）面に垂直な（１１１）面に沿った面を有するアライメント用凹部２３を形成し、アライメント用凹部２３によって２つの（１１１）面のうちの一方の（１１１）面にアライメントしてシリコンウエハ２の（１１０）面に垂直な側面を有する凸条を形成し、アライメント用凹部２３によって２つの（１１１）面のうちの他方の（１１１）面にアライメントしてシリコンウエハ２の（１１０）面に垂直な側面を有する柱部２６を形成するようにした。これにより、アスペクト比の高い柱部２６を形成することができ、細い貫通配線を形成することができる。
【００２７】
（４）（１１０）面のシリコンウエハ２を用い、このシリコンウエハ２の（１１０）面に垂直な（１１１）面に沿った面を有するアライメント用凹部２３を形成し、アライメント用凹部２３によってアライメントしたレジストパターンニングを形成して、シリコンウエハ２に結晶異方性エッチングをおこなって２つの（１１１）面のうちの一方の（１１１）面の側面を有する凸条を形成し、凸条の側面を含めてシリコンウエハ２の表面に第２保護膜２５を形成し、アライメント用凹部２３によってアライメントしたレジストパターンニングを形成して、シリコンウエハ２に結晶異方性エッチングをおこなって２つの（１１１）面のうちの他方の（１１１）面の側面を有する柱部２６を形成するようにした。これにより、アスペクト比の高い柱部２６を形成することができ、細い貫通配線を形成することができる。
【００２８】
−第２の実施形態−
本発明の第２の実施形態における多層貫通配線基板について説明する。第２の実施形態の多層貫通配線基板も結晶異方性エッチングにより柱部２６を形成する。第２の実施形態における多層貫通配線基板の構造は、第１の実施形態の多層貫通配線基板の構造と変わらない（図１参照）ので、多層貫通配線基板の構造の説明は省略する。
【００２９】
次に本発明の第２の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法について、図８〜図１０を参照して説明する。本発明の第２の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法は、柱形成工程と、樹脂充填工程と、研磨工程と、電極形成工程と、分割工程と、積層工程とを有する。このうち、樹脂充填工程、研磨工程、電極形成工程、分割工程および積層工程については、第１の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法と変わらないので、説明は省略する。
【００３０】
（Ａ）柱形成工程
第２の実施形態における柱形成工程は、第１の実施形態における第１次結晶異方性エッチング工程の、レジスト２４を剥離したところまで同じ工程である（図４（ｃ）参照）。レジスト２４を剥離した後、結晶異方性イオンエッチングを行わずに、シリコンウエハ２を酸素雰囲気で約１０００℃に加熱する。その結果、図８（ａ）に示すように、第１保護膜２１の形成部分には第２保護膜２５が形成されず、シリコン面のみに第２保護膜２５が形成される。このとき、第１の実施形態とは異なり、第１保護膜２１は残る。そして、図８（ｂ）に示すように、露光現像することで、アライメント用凹部２３の辺２３ａ，２３ｄに平行なレジスト２４のラインパターンを形成する。
【００３１】
イオンエッチングなどによって、図８（ｃ）示すように、レジスト２４に覆われていない第１保護膜２１および第２保護膜２５をエッチングし、シリコン面を表出させる。そして、レジスト２４を除去した後、結晶異方性エッチングを行う。その結果、図９（ａ）に示すように、第１保護膜２１と第２保護膜２５とが交互に並んだ保護膜面を上面とする凸条が形成される。
【００３２】
シリコンウエハ２を酸素雰囲気で約１０００℃に加熱し、図９（ｂ）に示すように、シリコン面に第２保護膜２５を形成する。このとき、凸条の側面にも第２保護膜が形成される。次に、ＲＩＥを行って、図９（ｃ）に示すように、第１保護膜２１を除去し、その部分にシリコン面を露出させる。そして、ダイシングソーやレーザを用いて、図１０（ａ）に示すように、凸条のシリコン面が露出した部分を（１１１）面の方向（アライメント用凹部２３の辺２３ｃ，２３ｆに平行な方向）に切断し、切れ目２８を形成する。この切れ目２８により、別の斜めの（１１１）面でエッチストップせずに、（１１０）面に垂直な（１１１）面でエッチストップするようになる。
【００３３】
図１０（ｂ）に示すように、結晶異方性エッチングを行って、露出したシリコン面をエッチングし、柱部２６を形成する。（１１０）面に垂直な（１１１）面でエッチストップするので、新たに形成された柱部２６の側面はシリコンウエハ２の（１１０）面に対して垂直面となる。そして、第２保護膜２５を除去すると、図１０（ｃ）に示すシリコンウエハ２が得られる。
【００３４】
以上の第２の実施形態による多層貫通配線基板の製造方法は次のような作用効果を奏する。
（１）第１の実施形態と同様に、細い貫通配線を有する多層貫通配線基板を製造することができる。また、積層をしなければ、細い貫通配線を有する貫通配線基板を製造することができる。
【００３５】
（２）（１１０）面のシリコンウエハ２を用い、このシリコンウエハ２の（１１０）面に垂直な（１１１）面に沿った面を有するアライメント用凹部２３を形成し、アライメント用凹部２３によってアライメントしたレジストパターンニングを形成して、シリコンウエハ２に結晶異方性エッチングをおこなって２つの（１１１）面のうちの一方の（１１１）面の側面を有する凸条を形成し、凸条の側面を含めてシリコンウエハ２の表面に保護膜２１，２５を形成し、凸条の上面の保護膜の一部を除去してその保護膜を除去した部分を（１１１）面の方向に切断し、シリコンウエハ２に結晶異方性エッチングをおこなって２つの（１１１）面のうちの他方の（１１１）面の側面を有する柱部２６を形成するようにした。これにより、アスペクト比の高い柱部２６を形成することができ、細い貫通配線を形成することができる。
【００３６】
−第３の実施形態−
本発明の第３の実施形態における多層貫通配線基板について説明する。第３の実施形態の多層貫通配線基板は、ダイシングマシンなどの切断機を使用して柱部を形成する。第３の実施形態における多層貫通配線基板の構造は、第１の実施形態の多層貫通配線基板の構造と変わらない（図１参照）ので、多層貫通配線基板の構造の説明は省略する。
【００３７】
次に本発明の第３の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法について、図１１を参照して説明する。本発明の第３の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法は、柱形成工程と、樹脂充填工程と、研磨工程と、電極形成工程と、分割工程と、積層工程とを有する。このうち、樹脂充填工程、研磨工程、電極形成工程、分割工程および積層工程については、第１の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法と変わらないので、説明は省略する。
【００３８】
（Ａ）柱形成工程
シリコンウエハ２の表面にダイシングマシンなどの切断機を使用して、図１１（ａ）に示すように、所定の方向に沿ってシリコンウエハ２の表面に複数の溝を形成する。次に図１１（ｂ）に示すように所定の方向と異なる他方の方向に沿ってシリコンウエハ２の表面に複数の溝を形成する。その結果、所定の方向の２つの溝と、他方の方向の２つの溝とによって柱部２６Ａが形成される。なお、シリコンウエハ２は、（１１０）面のシリコンウエハである必要はない。
【００３９】
以上の第３の実施形態による多層貫通配線基板の製造方法は次のような作用効果を奏する。
（１）第１の実施形態と同様に、細い貫通配線を有する多層貫通配線基板を製造することができる。また、積層をしなければ、細い貫通配線を有する貫通配線基板を製造することができる。
【００４０】
（２）シリコンウエハ２の表面にダイシングマシンなどの切断機で複数の溝を形成するという簡単な工程で柱部２６Ａを形成することができる。
【００４１】
以上の第１〜３の実施形態の多層貫通配線基板を次のように変形することができる。
ＲＩＥなどのドライエッチングによって柱部２６を形成するようにしてもよい。この場合、シリコンウエハ２の表面における柱部２６を形成する部分にフォトレジスト膜やアルミニウム膜などの保護膜を形成し、ＲＩＥあるいはＩＣＰ−ＲＩＥを行う。その結果、アンダーカットがほとんどない細く長い柱部を形成できるので、細い貫通配線を形成することができる。なお、シリコンウエハ２は、（１１０）面のシリコンウエハである必要はない。
【００４２】
−第４の実施形態−
本発明の第４の実施形態における多層貫通配線基板について説明する。第４の実施形態の多層貫通配線基板では、貫通配線１１の材料としてＣｕなどの金属を使用する。また、放電加工法により柱部を形成する。第４の実施形態における多層貫通配線基板の構造は、第１の実施形態の多層貫通配線基板の構造と変わらない（図１参照）ので、多層貫通配線基板の構造の説明は省略する。
【００４３】
次に本発明の第４の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法について、図１２を参照して説明する。本発明の第４の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法は、柱形成工程と、樹脂充填工程と、研磨工程と、電極形成工程と、分割工程と、積層工程とを有する。このうち、樹脂充填工程、研磨工程、電極形成工程、分割工程および積層工程については、第１の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法と変わらないので、説明は省略する。
【００４４】
（Ａ）柱形成工程
図１２に示すように、放電加工法によって金属の平板６から柱部を形成する。図１２（ａ）に示すように、柱部に相当する孔部を多数備えたメタルマスク５を板電極として用いる。このメタルマスク５を使用して金属の平板６を放電加工すると、図１２（ｂ）に示すようにメタルマスク５の孔部の部分だけ平板６が柱部２６Ｂとして残り、他の部分は除去される。
【００４５】
以上の第４の実施形態による多層貫通配線基板の製造方法は次のような作用効果を奏する。
（１）第１の実施形態と同様に、細い貫通配線を有する多層貫通配線基板を製造することができる。また、積層をしなければ、細い貫通配線を有する貫通配線基板を製造することができる。
【００４６】
（２）放電加工法により、一括して微細な柱部２６Ｂを形成することができる。
【００４７】
以上の第４の実施形態の多層貫通配線基板を次のように変形することができる。
貫通配線の材料がシリコンの場合と同様に、金属の平板６の表面にダイシングマシンなどの切断機で複数の溝を形成することによって柱部２６を形成するようにしてもよい。
【００４８】
以上の実施形態の多層貫通配線基板を次のように変形することができる。
（１）樹脂封止体４の母相をエポキシ樹脂３１としたが、絶縁体の樹脂であればエポキシ樹脂３１に限定されない。たとえば、シリコン樹脂、プリプレグ、セラミックのグリーンシートでもよい。また、樹脂封止体４の母相は絶縁体であれば樹脂に限定されない。たとえば、ガラスでもよい。
【００４９】
（２）柱部２６の材料は導電性を有する材料であれば、半導体のシリコンやＣｕなどの金属に限定されない。
【００５０】
（３）シリコンの柱部から作製された貫通配線基板と金属の柱部から作製された貫通配線基板とを積層して多層貫通配線基板を作製するようにしてもよい。シリコンの柱部は、金属の柱部に比べて細く加工できる反面、抵抗が高い。したがって、微細な配線を有する貫通配線基板にはシリコンを使用し、その他の貫通配線基板には抵抗の低い金属を使用し、これらの貫通配線基板を積層して多層貫通配線基板を作製するようにしてもよい。
【００５１】
実施形態と変形例の一つ、もしくは複数を組み合わせることも可能である。変形例同士をどのように組み合わせることも可能である。
【００５２】
以上の説明はあくまで一例であり、発明は、上記の実施形態に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態における多層貫通配線基板の構造を示す図である。
【図２】図２（ａ）はシリコンウエハの平面図および平面図のＡＡ断面における一部の断面図であり、図２（ｂ）はアライメント用開口部を形成したシリコンウエハの平面図および平面図のＢＢ断面における一部の断面図であり、図２（ｃ）はアライメント用凹部を形成したシリコンウエハの平面図および平面図のＣＣ断面における一部の断面図である。
【図３】図３（ａ）はアライメント用凹部の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＤＤ断面図である。
【図４】図４（ａ）はレジストのラインパターンを形成したシリコンウエハの平面図および平面図のＥＥ断面における一部の断面図であり、図４（ｂ）は第１保護膜をエッチングしたシリコンウエハの平面図および平面図のＦＦ断面における一部の断面図であり、図４（ｃ）はレジストを除去したシリコンウエハの平面図および平面図のＧＧ断面における一部の断面図である。
【図５】図５（ａ）は第２保護膜を形成したシリコンウエハの平面図および平面図のＨＨ断面における一部の断面図であり、図５（ｂ）はレジストのラインパターンを形成したシリコンウエハの平面図および斜視図であり、図５（ｃ）は第２保護膜をエッチングしたシリコンウエハの平面図および斜視図である。
【図６】図６（ａ）はレジストを除去したシリコンウエハの平面図および斜視図であり、図６（ｂ）は結晶異方性エッチングを行ったシリコンウエハの平面図および斜視図であり、図６（ｃ）は柱部を形成したシリコンウエハの平面図および斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施形態における樹脂充填工程と、研磨工程と、電極形成工程とを面説明するための図である。
【図８】図８（ａ）は第１保護膜および第２保護膜を形成したシリコンウエハの平面図および平面図のＩＩ断面における一部の断面図であり、図８（ｂ）はレジストのラインパターンを形成したシリコンウエハの平面図および平面図のＪＪ断面における一部の断面図であり、図８（ｃ）はレジストから露出している保護膜を除去したシリコンウエハの平面図および平面図のＫＫ断面における一部の断面図である。
【図９】図９（ａ）は結晶異方性エッチングを行ったシリコンウエハの平面図および平面図のＬＬ断面における一部の断面図であり、図９（ｂ）は第２保護膜を形成したシリコンウエハの平面図および平面図のＭＭ断面における一部の断面図であり、図８（ｃ）は第１保護膜を除去したシリコンウエハの平面図および平面図のＮＮ断面における一部の断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は切れ目を形成したシリコンウエハの平面図および斜視図であり、図１０（ｂ）は結晶異方性エッチングを行ったシリコンウエハの平面図および斜視図であり、図１０（ｃ）は柱部を形成したシリコンウエハの平面図および斜視図である。
【図１１】図１１（ａ）は一方の方向における複数の溝を形成したシリコンウエハの平面図であり、図１１（ｂ）は他方の方向における複数の溝を形成したシリコンウエハの平面図である。
【図１２】図１２（ａ）は放電加工を説明するための図であり、図１２（ｂ）は放電か項により形成された柱部を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 多層貫通配線基板
１Ａ，１Ｂ 貫通配線基板
２ シリコンウエハ
３ 柱形成体
４ 樹脂封止体
５ メタルマスク
６ 金属の平板
７ ノズル
１１ 貫通配線
１２ 樹脂
１３，１４ 電極
２１ 第１保護膜
２２ アライメント用開口部
２３ アライメント用凹部
２４ レジスト
２５ 第２保護膜
２６，２６Ａ，２６Ｂ 柱部
２７ 平板部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通配線を備える貫通配線基板およびその貫通配線基板を積層した多層貫通配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に設けられた貫通孔に金属をめっきによって充填することにより貫通配線を形成する貫通配線基板の製造方法が従来技術として知られている（特許文献１）。
【特許文献１】ＷＯ２００５／０９３８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に記載されている貫通配線基板の製造方法では、貫通孔が細いとめっきによって貫通孔を金属でうまく充填できないので、細い貫通配線を形成できない場合がある。また、めっき工程が必要でコストと時間がかかっていた。さらに、歩留まりが悪かった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様によると、貫通配線基板の製造方法は、シリコンからなる平板部と、平板部の一方の面から平板部の厚さ方向に立設したシリコンからなる複数の柱部と、を有する柱形成体を作製する柱形成体作製工程と、柱形成体の柱部間を樹脂またはガラスで充填する充填工程と、充填工程によって樹脂またはガラスを充填した柱形成体の両面を厚さ方向に研磨して、樹脂またはガラスによって柱部が封止され、両面に柱部の研磨面が露出した封止体を作製する封止体作製工程と、封止体の柱部の研磨面の上に電極を形成する電極形成工程とを備える。
本発明の第２の態様によると、貫通配線基板の製造方法は、金属からなる平板部と、平板部の一方の面から平板部の厚さ方向に立設した金属からなる複数の柱部と、を有する柱形成体を作製する柱形成体作製工程と、柱形成体の柱部間を樹脂またはガラスで充填する充填工程と、充填工程によって樹脂またはガラスを充填した柱形成体の両面を厚さ方向に研磨して、樹脂またはガラスによって柱部が封止され、両面に柱部の研磨面が露出した封止体を作製する封止体作製工程と、封止体の柱部の研磨面の上に電極を形成する電極形成工程とを備える。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、細い貫通配線を有する貫通配線基板を作製することができる。また、めっき工程が不要となり、低コスト、短時間、高歩留まりで作製できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
−第１の実施形態−
本発明の第１の実施形態の多層貫通配線基板１の構造について図１を参照して説明する。図１は多層貫通配線基板１の断面図である。多層貫通配線基板１は２つの貫通配線基板１Ａ，１Ｂを積層して作製される。貫通配線基板１Ａ，１Ｂは、貫通配線１１、樹脂部１２および電極１３，１４を有する。貫通配線１１は、シリコンからなり、貫通配線基板１Ａ，１Ｂの一方の面に形成された電極１３と他方の面に形成された電極１４とを電気的に接続する配線である。貫通配線基板１Ａの電極１４と貫通配線基板１Ｂの電極１３とを接続することにより、貫通配線基板１Ａと貫通配線基板１Ｂとが電気的に接続する。樹脂部１２は樹脂からなる貫通配線基板１Ａ，１Ｂの母相で絶縁体である。
【０００７】
次に本発明の第１の実施形態の多層貫通配線基板１の製造方法について、図２〜図７を参照して説明する。本発明の第１の実施形態の多層貫通配線基板１の製造方法は、柱形成工程と、樹脂充填工程と、研磨工程と、電極形成工程と、分割工程と、積層工程とを有する。
【０００８】
（Ａ）柱形成工程
柱形成工程について、図２〜図６を参照して説明する。
柱形成工程は、アライメント用凹部形成工程、第１次結晶異方性エッチング工程および第２次結晶異方性エッチング工程を有する。アライメント用凹部形成工程では、第１次結晶異方性エッチング工程および第２次結晶異方性エッチング工程においてシリコンウエハの表面に形成するレジストパターンの方向を決定する目印をその表面に形成する。第１次結晶異方性エッチング工程では、シリコンウエハの表面にレジストパターンに沿った複数の凸条を形成する。第２次結晶異方性エッチング工程では、シリコンウエハの表面の凸条をレジストパターンが形成された部分だけ残して柱を形成する。
【０００９】
（i）アライメント用凹部形成工程
図２（ａ）に示すように、（１１０）面で切り出した単結晶のシリコンウエハ２を用意する。次に公知のＣＶＤなどを用いてシリコンウエハ２の表面にＳｉ３Ｎ４からなる第１保護膜２１を形成する。なお、ＳｉＯ２からなる保護膜を形成してもよい。
【００１０】
図２（ｂ）に示すように、保護膜２１にシリコン面が露出したアライメント用開口部２２を形成する。たとえば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）をシリコン面が表出するまで行うことによりアライメント用開口部２２を形成する。
【００１１】
結晶異方性エッチングにより、図２（ｃ）に示すように、アライメント用開口部２２のシリコン面にアライメント用凹部２３を形成する。ここで、結晶異方性エッチングとは、結晶方向によってエッチング速度が変わる性質を利用した異方性エッチングである。ここでは、シリコンの（１１０）面のエッチング速度は、（１１１）面のエッチング速度に比べてかなり大きいことを利用する。たとえば、結晶異方性エッチングは以下のように行う。ＴＭＡＨ（Tetramethyl Ammonium Hydroxide, (CH3)4NOH）溶液を６０〜８０℃に加熱し、シリコンウエハ２をその溶液に浸す。その結果、図２（ｃ）に示すように、面方向から見ると６角形形状であるアライメント用凹部２３が形成される。
【００１２】
図３を参照して、アライメント用凹部２３について詳細に説明する。シリコンウエハ２の結晶構造は、（１１０）面に垂直な（１１１）面の結晶面を有する。図３（ａ）に示すアライメント用凹部２３の６辺２３ａ〜２３ｆのうち、２辺２３ａ，２３ｄを有する凹部側面は一方の（１１１）面であり、２辺２３ｃ，２３ｆを有する凹部側面は他方の（１１１）面である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＤＤ断面図であり、辺２３ｂを有する凹部側面２３ｂａと辺２３ｅを有する凹部側面２３ｅａとでシリコン面にＶ字型の凹部を形成する。
【００１３】
（ii）第１次結晶異方性エッチング工程
スピンコータやスプレーコータを用いて、保護膜２１を形成済みのシリコンウエハ２の全面にレジストを塗布する。そして、露光現像することで、図４（ａ）に示すように、アライメント用凹部２３の辺２３ｃ，２３ｆに平行なレジスト２４のラインパターンを形成する。次に、ＲＩＥを用いて、図４（ｂ）に示すように、レジスト２４に覆われていない第１保護膜２１をエッチングし、シリコン面を表出させる。そして、熱硫酸過水で洗浄してレジスト２４を剥離する。その結果、図４（ｃ）に示すように、シリコンウエハ２の表面にアライメント用凹部２３の辺２３ｃ，２３ｆに平行な第１保護膜２１のラインパターンが形成される。
【００１４】
図４（ｃ）に示すシリコンウエハ２に上述の結晶異方性エッチングを行うと、シリコン面が露出している部分がエッチングされ、第１保護膜２１を上面とする凸条が形成される。凸条はアライメント用凹部２３の辺２３ｃ，２３ｆに平行であるので、凸条の側面はシリコンウエハ２の（１１１）面となる。したがって、凸条の側面はシリコンウエハ２の（１１０）面に対して垂直面となる。
【００１５】
（iii）第２次結晶異方性エッチング工程
シリコンウエハ２を酸素雰囲気で約１０００℃に加熱することにより、図５（ａ）に示すように、シリコンウエハ２の全面にＳｉＯ２の第２保護膜２５を形成する。なお、第２保護膜としてＳｉ３Ｎ４を形成するようにしてもよい。次にスピンコータやスプレーコータを用いてシリコンウエハ２の全面にレジストを塗布する。第１次結晶異方性エッチング工程で形成した凸条の側面についてもレジストを塗布する必要があるので、厚膜レジストを塗布するのが好ましい。そして、露光現像することで、アライメント用凹部２３の辺２３ａ，２３ｄに平行なレジスト２４のラインパターンを形成する（図５（ｂ）参照）。
【００１６】
次に、フッ酸溶液にシリコンウエハ２を浸して、レジスト２４に覆われていない第２保護膜２５をエッチングし、シリコン面を表出させる（図５（ｃ）参照）。そして、熱硫酸過水で洗浄してレジスト２４を剥離する。その結果、シリコンウエハ２の表面にアライメント用凹部２３の辺２３ａ，２３ｄに平行な第２保護膜２５のラインパターンが形成される（図６（ａ）参照）。
【００１７】
シリコンウエハ２に上述の結晶異方性エッチングを行うと、図６（ｂ）に示すように凸条のシリコン面が露出している部分がエッチングされ、第２保護膜２５を上面とする柱部２６が形成される。なお、柱部２６の新たに形成された側面は、アライメント用凹部２３の辺２３ａ，２３ｄに平行であるので、シリコンウエハ２の（１１１）面となる。したがって、柱部２６の新たに形成された側面はシリコンウエハ２の（１１０）面に対して垂直面となる。また、柱部２６の第１次結晶異方性エッチング工程で形成された側面は、第２保護膜２５によって保護されているのでエッチングされない。
【００１８】
フッ酸溶液またはＲＩＥを用いて第２保護膜２５を除去すると、図６（ｃ）に示すように、平板部２７と、平板部２７の一方の面から平板部２７の厚さ方向に立設したシリコンからなる複数の柱部２６と、から構成されるシリコンウエハ２が作製される。以下、このシリコンウエハ２を柱形成体３と呼ぶ。
【００１９】
（Ｂ）樹脂充填工程
図７（ａ）に示すように、ノズル７からエポキシ樹脂３１を吐出させ、柱形成体３の柱部２６間にエポキシ樹脂３１を流し込む。そして、図７（ｂ）に示すように、柱部２６間をエポキシ樹脂３１で充填し、充填した樹脂３１を硬化させる。なお、図７（ｂ）では、柱部２６の上端がエポキシ樹脂３１によって覆われるまでエポキシ樹脂３１を流し込んでいるが、柱部２６の上端部がエポキシ樹脂３１に覆われない程度にエポキシ樹脂３１を流し込むようにしてもよい。
【００２０】
（Ｃ）研磨工程
図７（ｃ）に示すように、樹脂充填工程によってエポキシ樹脂３１を充填した柱形成体３の一方の面を厚さ方向に研磨して、柱形成体３の平板部２７を削除し、柱部２６の一方の研磨面を露出させる。また、柱形成体３の他方の面を研磨して、平坦化するとともに、柱部２６の他方の研磨面を露出させる。以上のようにして、エポキシ樹脂によって柱部２６が封止され、両面に柱部２６の研磨面が露出した柱形成体３を、以下、樹脂封止体４と呼ぶ。研磨方法は、柱形成体３の平板部２７を削除することができ、また、樹脂封止体４の表面を平坦化できるものであれば、特に限定されない。たとえば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）でもよい。
【００２１】
（Ｄ）電極形成工程
公知のスパッタリングまたはエッチングによって、図７（ｄ）に示すように、柱部２６の研磨面の上に樹脂封止体４の表面に電極１３，１４を形成する。なお、樹脂封止体４の表面に電極を形成できる方法であれば、スパッタリングやエッチングに限定されず、真空蒸着などでもよい。
【００２２】
（Ｅ）分割工程
電極１３，１４を形成した樹脂封止体４を図７（ｄ）に示す２点鎖線３２に沿ってダイヤモンドブレード・ダイシング法などで分割する。以上のように樹脂封止体４を分割したものが、貫通配線基板１Ａ，１Ｂとなる。なお、樹脂封止体４を分割できる方法であれば、ダイヤモンドブレード・ダイシング法に限定されない。
【００２３】
（Ｆ）積層工程
ガラエポ基板と同じように熱圧着によって複数の貫通配線基板１Ａ，１Ｂを張り合わせて、図１に示す多層貫通配線基板１を完成させる。なお、複数の貫通配線基板積層を１Ａ，１Ｂを張り合わせることができる方法であれば、熱圧着に限定されない。ここで、柱部２６が貫通配線１１となり、エポキシ樹脂３１が樹脂部１２となる。
【００２４】
以上の第１の実施形態による多層貫通配線基板１の製造方法は次のような作用効果を奏する。
（１）シリコンからなる平板部２７と、平板部２７の一方の面から平板部２７の厚さ方向に立設したシリコンからなる複数の柱部２６と、を有する柱形成体３を作製した。次に、この柱形成体３の柱部２６間をエポキシ樹脂３１で充填し、エポキシ樹脂３１を充填した柱形成体３の両面を厚さ方向に研磨して、エポキシ樹脂３１によって柱部２６が封止され、両面に柱部２６の研磨面が露出した樹脂封止体４を作製した。そして、この樹脂封止体４の柱部２６の研磨面に重ねて電極１３，１４を形成して作製した貫通配線基板１Ａ，１Ｂを作製し、作製した貫通配線基板１Ａ，１Ｂを積層して多層貫通配線基板１を製造するようにした。これにより、細い貫通配線を有する多層貫通配線基板１を製造することができる。また、積層をしなければ、細い貫通配線を有する貫通配線基板１Ａ，１Ｂを製造することができる。
【００２５】
（２）結晶異方性エッチングによって柱部２６を形成するようにしたので、シリコンウエハ２の表面に対して垂直面を有する柱部２６を形成することができる。したがって、アスペクト比（柱部２６の高さを柱部２６の上面の辺の長さで割り算したもの）の高い柱部２６を形成することができるので、細くて長い貫通配線を形成することができる。これにより、ピッチのつまった高密度の貫通配線ができる。
【００２６】
（３）（１１０）面のシリコンウエハ２を用い、このシリコンウエハ２の（１１０）面に垂直な（１１１）面に沿った面を有するアライメント用凹部２３を形成し、アライメント用凹部２３によって２つの（１１１）面のうちの一方の（１１１）面にアライメントしてシリコンウエハ２の（１１０）面に垂直な側面を有する凸条を形成し、アライメント用凹部２３によって２つの（１１１）面のうちの他方の（１１１）面にアライメントしてシリコンウエハ２の（１１０）面に垂直な側面を有する柱部２６を形成するようにした。これにより、アスペクト比の高い柱部２６を形成することができ、細い貫通配線を形成することができる。
【００２７】
（４）（１１０）面のシリコンウエハ２を用い、このシリコンウエハ２の（１１０）面に垂直な（１１１）面に沿った面を有するアライメント用凹部２３を形成し、アライメント用凹部２３によってアライメントしたレジストパターンニングを形成して、シリコンウエハ２に結晶異方性エッチングをおこなって２つの（１１１）面のうちの一方の（１１１）面の側面を有する凸条を形成し、凸条の側面を含めてシリコンウエハ２の表面に第２保護膜２５を形成し、アライメント用凹部２３によってアライメントしたレジストパターンニングを形成して、シリコンウエハ２に結晶異方性エッチングをおこなって２つの（１１１）面のうちの他方の（１１１）面の側面を有する柱部２６を形成するようにした。これにより、アスペクト比の高い柱部２６を形成することができ、細い貫通配線を形成することができる。
【００２８】
−第２の実施形態−
本発明の第２の実施形態における多層貫通配線基板について説明する。第２の実施形態の多層貫通配線基板も結晶異方性エッチングにより柱部２６を形成する。第２の実施形態における多層貫通配線基板の構造は、第１の実施形態の多層貫通配線基板の構造と変わらない（図１参照）ので、多層貫通配線基板の構造の説明は省略する。
【００２９】
次に本発明の第２の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法について、図８〜図１０を参照して説明する。本発明の第２の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法は、柱形成工程と、樹脂充填工程と、研磨工程と、電極形成工程と、分割工程と、積層工程とを有する。このうち、樹脂充填工程、研磨工程、電極形成工程、分割工程および積層工程については、第１の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法と変わらないので、説明は省略する。
【００３０】
（Ａ）柱形成工程
第２の実施形態における柱形成工程は、第１の実施形態における第１次結晶異方性エッチング工程の、レジスト２４を剥離したところまで同じ工程である（図４（ｃ）参照）。レジスト２４を剥離した後、結晶異方性イオンエッチングを行わずに、シリコンウエハ２を酸素雰囲気で約１０００℃に加熱する。その結果、図８（ａ）に示すように、第１保護膜２１の形成部分には第２保護膜２５が形成されず、シリコン面のみに第２保護膜２５が形成される。このとき、第１の実施形態とは異なり、第１保護膜２１は残る。そして、図８（ｂ）に示すように、露光現像することで、アライメント用凹部２３の辺２３ａ，２３ｄに平行なレジスト２４のラインパターンを形成する。
【００３１】
イオンエッチングなどによって、図８（ｃ）示すように、レジスト２４に覆われていない第１保護膜２１および第２保護膜２５をエッチングし、シリコン面を表出させる。そして、レジスト２４を除去した後、結晶異方性エッチングを行う。その結果、図９（ａ）に示すように、第１保護膜２１と第２保護膜２５とが交互に並んだ保護膜面を上面とする凸条が形成される。
【００３２】
シリコンウエハ２を酸素雰囲気で約１０００℃に加熱し、図９（ｂ）に示すように、シリコン面に第２保護膜２５を形成する。このとき、凸条の側面にも第２保護膜が形成される。次に、ＲＩＥを行って、図９（ｃ）に示すように、第１保護膜２１を除去し、その部分にシリコン面を露出させる。そして、ダイシングソーやレーザを用いて、図１０（ａ）に示すように、凸条のシリコン面が露出した部分を（１１１）面の方向（アライメント用凹部２３の辺２３ｃ，２３ｆに平行な方向）に切断し、切れ目２８を形成する。この切れ目２８により、別の斜めの（１１１）面でエッチストップせずに、（１１０）面に垂直な（１１１）面でエッチストップするようになる。
【００３３】
図１０（ｂ）に示すように、結晶異方性エッチングを行って、露出したシリコン面をエッチングし、柱部２６を形成する。（１１０）面に垂直な（１１１）面でエッチストップするので、新たに形成された柱部２６の側面はシリコンウエハ２の（１１０）面に対して垂直面となる。そして、第２保護膜２５を除去すると、図１０（ｃ）に示すシリコンウエハ２が得られる。
【００３４】
以上の第２の実施形態による多層貫通配線基板の製造方法は次のような作用効果を奏する。
（１）第１の実施形態と同様に、細い貫通配線を有する多層貫通配線基板を製造することができる。また、積層をしなければ、細い貫通配線を有する貫通配線基板を製造することができる。
【００３５】
（２）（１１０）面のシリコンウエハ２を用い、このシリコンウエハ２の（１１０）面に垂直な（１１１）面に沿った面を有するアライメント用凹部２３を形成し、アライメント用凹部２３によってアライメントしたレジストパターンニングを形成して、シリコンウエハ２に結晶異方性エッチングをおこなって２つの（１１１）面のうちの一方の（１１１）面の側面を有する凸条を形成し、凸条の側面を含めてシリコンウエハ２の表面に保護膜２１，２５を形成し、凸条の上面の保護膜の一部を除去してその保護膜を除去した部分を（１１１）面の方向に切断し、シリコンウエハ２に結晶異方性エッチングをおこなって２つの（１１１）面のうちの他方の（１１１）面の側面を有する柱部２６を形成するようにした。これにより、アスペクト比の高い柱部２６を形成することができ、細い貫通配線を形成することができる。
【００３６】
−第３の実施形態−
本発明の第３の実施形態における多層貫通配線基板について説明する。第３の実施形態の多層貫通配線基板は、ダイシングマシンなどの切断機を使用して柱部を形成する。第３の実施形態における多層貫通配線基板の構造は、第１の実施形態の多層貫通配線基板の構造と変わらない（図１参照）ので、多層貫通配線基板の構造の説明は省略する。
【００３７】
次に本発明の第３の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法について、図１１を参照して説明する。本発明の第３の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法は、柱形成工程と、樹脂充填工程と、研磨工程と、電極形成工程と、分割工程と、積層工程とを有する。このうち、樹脂充填工程、研磨工程、電極形成工程、分割工程および積層工程については、第１の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法と変わらないので、説明は省略する。
【００３８】
（Ａ）柱形成工程
シリコンウエハ２の表面にダイシングマシンなどの切断機を使用して、図１１（ａ）に示すように、所定の方向に沿ってシリコンウエハ２の表面に複数の溝を形成する。次に図１１（ｂ）に示すように所定の方向と異なる他方の方向に沿ってシリコンウエハ２の表面に複数の溝を形成する。その結果、所定の方向の２つの溝と、他方の方向の２つの溝とによって柱部２６Ａが形成される。なお、シリコンウエハ２は、（１１０）面のシリコンウエハである必要はない。
【００３９】
以上の第３の実施形態による多層貫通配線基板の製造方法は次のような作用効果を奏する。
（１）第１の実施形態と同様に、細い貫通配線を有する多層貫通配線基板を製造することができる。また、積層をしなければ、細い貫通配線を有する貫通配線基板を製造することができる。
【００４０】
（２）シリコンウエハ２の表面にダイシングマシンなどの切断機で複数の溝を形成するという簡単な工程で柱部２６Ａを形成することができる。
【００４１】
以上の第１〜３の実施形態の多層貫通配線基板を次のように変形することができる。
ＲＩＥなどのドライエッチングによって柱部２６を形成するようにしてもよい。この場合、シリコンウエハ２の表面における柱部２６を形成する部分にフォトレジスト膜やアルミニウム膜などの保護膜を形成し、ＲＩＥあるいはＩＣＰ−ＲＩＥを行う。その結果、アンダーカットがほとんどない細く長い柱部を形成できるので、細い貫通配線を形成することができる。なお、シリコンウエハ２は、（１１０）面のシリコンウエハである必要はない。
【００４２】
−第４の実施形態−
本発明の第４の実施形態における多層貫通配線基板について説明する。第４の実施形態の多層貫通配線基板では、貫通配線１１の材料としてＣｕなどの金属を使用する。また、放電加工法により柱部を形成する。第４の実施形態における多層貫通配線基板の構造は、第１の実施形態の多層貫通配線基板の構造と変わらない（図１参照）ので、多層貫通配線基板の構造の説明は省略する。
【００４３】
次に本発明の第４の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法について、図１２を参照して説明する。本発明の第４の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法は、柱形成工程と、樹脂充填工程と、研磨工程と、電極形成工程と、分割工程と、積層工程とを有する。このうち、樹脂充填工程、研磨工程、電極形成工程、分割工程および積層工程については、第１の実施形態の多層貫通配線基板の製造方法と変わらないので、説明は省略する。
【００４４】
（Ａ）柱形成工程
図１２に示すように、放電加工法によって金属の平板６から柱部を形成する。図１２（ａ）に示すように、柱部に相当する孔部を多数備えたメタルマスク５を板電極として用いる。このメタルマスク５を使用して金属の平板６を放電加工すると、図１２（ｂ）に示すようにメタルマスク５の孔部の部分だけ平板６が柱部２６Ｂとして残り、他の部分は除去される。
【００４５】
以上の第４の実施形態による多層貫通配線基板の製造方法は次のような作用効果を奏する。
（１）第１の実施形態と同様に、細い貫通配線を有する多層貫通配線基板を製造することができる。また、積層をしなければ、細い貫通配線を有する貫通配線基板を製造することができる。
【００４６】
（２）放電加工法により、一括して微細な柱部２６Ｂを形成することができる。
【００４７】
以上の第４の実施形態の多層貫通配線基板を次のように変形することができる。
貫通配線の材料がシリコンの場合と同様に、金属の平板６の表面にダイシングマシンなどの切断機で複数の溝を形成することによって柱部２６を形成するようにしてもよい。
【００４８】
以上の実施形態の多層貫通配線基板を次のように変形することができる。
（１）樹脂封止体４の母相をエポキシ樹脂３１としたが、絶縁体の樹脂であればエポキシ樹脂３１に限定されない。たとえば、シリコン樹脂、プリプレグ、セラミックのグリーンシートでもよい。また、樹脂封止体４の母相は絶縁体であれば樹脂に限定されない。たとえば、ガラスでもよい。
【００４９】
（２）柱部２６の材料は導電性を有する材料であれば、半導体のシリコンやＣｕなどの金属に限定されない。
【００５０】
（３）シリコンの柱部から作製された貫通配線基板と金属の柱部から作製された貫通配線基板とを積層して多層貫通配線基板を作製するようにしてもよい。シリコンの柱部は、金属の柱部に比べて細く加工できる反面、抵抗が高い。したがって、微細な配線を有する貫通配線基板にはシリコンを使用し、その他の貫通配線基板には抵抗の低い金属を使用し、これらの貫通配線基板を積層して多層貫通配線基板を作製するようにしてもよい。
【００５１】
実施形態と変形例の一つ、もしくは複数を組み合わせることも可能である。変形例同士をどのように組み合わせることも可能である。
【００５２】
以上の説明はあくまで一例であり、発明は、上記の実施形態に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態における多層貫通配線基板の構造を示す図である。
【図２】図２（ａ）はシリコンウエハの平面図および平面図のＡＡ断面における一部の断面図であり、図２（ｂ）はアライメント用開口部を形成したシリコンウエハの平面図および平面図のＢＢ断面における一部の断面図であり、図２（ｃ）はアライメント用凹部を形成したシリコンウエハの平面図および平面図のＣＣ断面における一部の断面図である。
【図３】図３（ａ）はアライメント用凹部の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＤＤ断面図である。
【図４】図４（ａ）はレジストのラインパターンを形成したシリコンウエハの平面図および平面図のＥＥ断面における一部の断面図であり、図４（ｂ）は第１保護膜をエッチングしたシリコンウエハの平面図および平面図のＦＦ断面における一部の断面図であり、図４（ｃ）はレジストを除去したシリコンウエハの平面図および平面図のＧＧ断面における一部の断面図である。
【図５】図５（ａ）は第２保護膜を形成したシリコンウエハの平面図および平面図のＨＨ断面における一部の断面図であり、図５（ｂ）はレジストのラインパターンを形成したシリコンウエハの平面図および斜視図であり、図５（ｃ）は第２保護膜をエッチングしたシリコンウエハの平面図および斜視図である。
【図６】図６（ａ）はレジストを除去したシリコンウエハの平面図および斜視図であり、図６（ｂ）は結晶異方性エッチングを行ったシリコンウエハの平面図および斜視図であり、図６（ｃ）は柱部を形成したシリコンウエハの平面図および斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施形態における樹脂充填工程と、研磨工程と、電極形成工程とを面説明するための図である。
【図８】図８（ａ）は第１保護膜および第２保護膜を形成したシリコンウエハの平面図および平面図のＩＩ断面における一部の断面図であり、図８（ｂ）はレジストのラインパターンを形成したシリコンウエハの平面図および平面図のＪＪ断面における一部の断面図であり、図８（ｃ）はレジストから露出している保護膜を除去したシリコンウエハの平面図および平面図のＫＫ断面における一部の断面図である。
【図９】図９（ａ）は結晶異方性エッチングを行ったシリコンウエハの平面図および平面図のＬＬ断面における一部の断面図であり、図９（ｂ）は第２保護膜を形成したシリコンウエハの平面図および平面図のＭＭ断面における一部の断面図であり、図８（ｃ）は第１保護膜を除去したシリコンウエハの平面図および平面図のＮＮ断面における一部の断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は切れ目を形成したシリコンウエハの平面図および斜視図であり、図１０（ｂ）は結晶異方性エッチングを行ったシリコンウエハの平面図および斜視図であり、図１０（ｃ）は柱部を形成したシリコンウエハの平面図および斜視図である。
【図１１】図１１（ａ）は一方の方向における複数の溝を形成したシリコンウエハの平面図であり、図１１（ｂ）は他方の方向における複数の溝を形成したシリコンウエハの平面図である。
【図１２】図１２（ａ）は放電加工を説明するための図であり、図１２（ｂ）は放電か項により形成された柱部を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 多層貫通配線基板
１Ａ，１Ｂ 貫通配線基板
２ シリコンウエハ
３ 柱形成体
４ 樹脂封止体
５ メタルマスク
６ 金属の平板
７ ノズル
１１ 貫通配線
１２ 樹脂
１３，１４ 電極
２１ 第１保護膜
２２ アライメント用開口部
２３ アライメント用凹部
２４ レジスト
２５ 第２保護膜
２６，２６Ａ，２６Ｂ 柱部
２７ 平板部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンからなる平板部と、前記平板部の一方の面から前記平板部の厚さ方向に立設した前記シリコンからなる複数の柱部と、を有する柱形成体を作製する柱形成体作製工程と、
前記柱形成体の柱部間を樹脂またはガラスで充填する充填工程と、
前記充填工程によって前記樹脂またはガラスを充填した前記柱形成体の両面を厚さ方向に研磨して、前記樹脂またはガラスによって前記柱部が封止され、両面に前記柱部の研磨面が露出した封止体を作製する封止体作製工程と、
前記封止体の前記柱部の研磨面上に電極を形成する電極形成工程とを備えることを特徴とする貫通配線基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の貫通配線基板の製造方法において、
前記柱形成体作製工程は、シリコンからなる平板にダイシングソーによる溝を形成することにより、またはシリコンからなる平板をドライエッチングすることにより、またはシリコンからなる平板を結晶異方性エッチングすることにより前記柱部を形成することを特徴とする貫通配線基板の製造方法。
【請求項３】
金属からなる平板部と、前記平板部の一方の面から前記平板部の厚さ方向に立設した前記金属からなる複数の柱部と、を有する柱形成体を作製する柱形成体作製工程と、
前記柱形成体の柱部間を樹脂またはガラスで充填する充填工程と、
前記充填工程によって前記樹脂またはガラスを充填した前記柱形成体の両面を厚さ方向に研磨して、前記樹脂またはガラスによって前記柱部が封止され、両面に前記柱部の研磨面が露出した封止体を作製する封止体作製工程と、
前記封止体の前記柱部の研磨面上に電極を形成する電極形成工程とを備えることを特徴とする貫通配線基板の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の貫通配線基板の製造方法において、
前記柱形成体作製工程は、前記金属からなる平板にダイシングソーによる溝を形成することにより、または前記金属からなる平板を放電加工することにより前記柱部を形成することを特徴とする貫通配線基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の貫通配線形成基板の製造方法によって作製した複数の貫通配線形成基板を積層する積層工程を備えることを特徴とする多層貫通配線基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の貫通配線基板の製造方法によって作製されることを特徴とする貫通配線基板。
【請求項７】
請求項５に記載の多層貫通配線基板の製造方法によって作製されることを特徴とする多層貫通配線基板。
【請求項１】
シリコンからなる平板部と、前記平板部の一方の面から前記平板部の厚さ方向に立設した前記シリコンからなる複数の柱部と、を有する柱形成体を作製する柱形成体作製工程と、
前記柱形成体の柱部間を樹脂またはガラスで充填する充填工程と、
前記充填工程によって前記樹脂またはガラスを充填した前記柱形成体の両面を厚さ方向に研磨して、前記樹脂またはガラスによって前記柱部が封止され、両面に前記柱部の研磨面が露出した封止体を作製する封止体作製工程と、
前記封止体の前記柱部の研磨面上に電極を形成する電極形成工程とを備えることを特徴とする貫通配線基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の貫通配線基板の製造方法において、
前記柱形成体作製工程は、シリコンからなる平板にダイシングソーによる溝を形成することにより、またはシリコンからなる平板をドライエッチングすることにより、またはシリコンからなる平板を結晶異方性エッチングすることにより前記柱部を形成することを特徴とする貫通配線基板の製造方法。
【請求項３】
金属からなる平板部と、前記平板部の一方の面から前記平板部の厚さ方向に立設した前記金属からなる複数の柱部と、を有する柱形成体を作製する柱形成体作製工程と、
前記柱形成体の柱部間を樹脂またはガラスで充填する充填工程と、
前記充填工程によって前記樹脂またはガラスを充填した前記柱形成体の両面を厚さ方向に研磨して、前記樹脂またはガラスによって前記柱部が封止され、両面に前記柱部の研磨面が露出した封止体を作製する封止体作製工程と、
前記封止体の前記柱部の研磨面上に電極を形成する電極形成工程とを備えることを特徴とする貫通配線基板の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の貫通配線基板の製造方法において、
前記柱形成体作製工程は、前記金属からなる平板にダイシングソーによる溝を形成することにより、または前記金属からなる平板を放電加工することにより前記柱部を形成することを特徴とする貫通配線基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の貫通配線形成基板の製造方法によって作製した複数の貫通配線形成基板を積層する積層工程を備えることを特徴とする多層貫通配線基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の貫通配線基板の製造方法によって作製されることを特徴とする貫通配線基板。
【請求項７】
請求項５に記載の多層貫通配線基板の製造方法によって作製されることを特徴とする多層貫通配線基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２８９９６４（Ｐ２００９−２８９９６４Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４０７８６（Ｐ２００８−１４０７８６）
【出願日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（３９００２２４７１）アオイ電子株式会社 (85)
【出願人】（３０４０２８３４６）国立大学法人 香川大学 (285)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（３９００２２４７１）アオイ電子株式会社 (85)
【出願人】（３０４０２８３４６）国立大学法人 香川大学 (285)
【Ｆターム（参考）】
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