中继基板和利用该中继基板的电子设备的制作方法

专利名称：中继基板和利用该中继基板的电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及中继基板(interposer )和利用了该中继基板 的电子设备，更为具体的说，涉及介于半导体芯片和封装基板 之间的中继基板以及由半导体芯片、中继基板和封装基板的组 合构成的电子设备。
背景技术：
以往，作为用于进行半导体芯片与封装基板之间的再布线 的印刷线路板，公知有中继基板。中继基板是再布线装置，该 再布线装置主要用于将半导体芯片的超高密度间距(例如 5()(im)的导体电路与封装基板(也称为"安装基板")的比上 述超高密度间距大的间距(例如150(im)的'导体电路相互连接 起来。
专利文献]:日本特开2001-326305 "半导体装置用中继基 板、其制造方法和半导体装置"(2001年11月22日公开)。
上述专利文献公开了在绝缘基板上形成有电容器和布线图 案的中继基板。
通过本发明人其后的研究可明确的是在如专利文献1中 所记载的那样地、在中继基板上 一起形成电容器和再布线层时， 会产生各种问题。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种新的中继基板和利用该 中继基板的电子设备。
筌于上述目的，本发明的中继基板具有形成在基板表面的 几乎整面上的电容器。
另外，在上述中继基板中，上述电容器由下部电极、电介 质层和上部电扨j勾成，该下部电纟及具有开口部，该电介质层形 成在上述下部电极上，该上部电极形成在上述电介质层上，且
孔连接盘、接地用通孔导体、接地用导通孔连接盘、信号用通 孔导体、信号用通孔连接盘、接地用导通孔导体和电源用导通 孔导体，该电源用通孔导体贯通上述基板，与IC芯片的电源电 极电连接；该电源用通孔连接盘与上述电源用通孔导体相连接，
形成在上述下部电才及的开口部内；该4妄地用通孔导体贯通上述 基板，与IC芯片的接地电极电连接；该接地用导通孔连接盘与 上述接地用通孔导体电连接，形成在上述上部电极的开口部内； 该信号用通孔导体贯通上述基板，与IC芯片的信号电极电连 接；该信号用通孔连接盘与上述信号用通孔导体相连接，形成 在上述基板上；该接地用导通孔导体连接上述接地用导通孔连 接盘和上述下部电极，形成在上述电介质层上；该电源用导通 孔导体连接上述电源用通孔连接盘和上部电极，形成在上述电 介质层上；上述信号用通孔导体也可以形成在形成有上述接地 用通孔导体和上述电源用通孔导体的区域以外。
另外，在上述中继基板中，上述电容器由下部电极、电介 质层和上部电极构成，该下部电极具有开口部，该电介质层形 成在上述下部电极上，该上部电极形成在上述电介质层上，且 具有开口部；上述中继基板还具有接地用通孔导体、接地用通
孔连接盘、电源用通孔导体、电源用导通孔连接盘、信号用通 孔导体、信号用通孔连接盘、电源用导通孔导体和接地用导通 孔导体；该接地用通孔导体贯通上述基板，与IC芯片的接地电 极电连接；该接地用通孔连接盘与上述接地用通孔导体电连接，
形成在上述下部电才及的开口部内；该电源用通孔导体贯通上述
基板，与IC芯片的电源电极电连接；该电源用导通孔连接盘与 上述电源用通孔导体电连接，形成在上述上部电极的开口部内； 该信号用通孔导体贯通上述基板，与IC芯片的信号电极电连 接；该信号用通孔连接盘与上述信号用通孔导体相连接，形成 在上述基板上；该电源用导通孔导体连接上述电源用导通孔连 接盘和上述下部电极，形成在上述电介质层上；该接地用导通 孔导体连接上述接地用通孔连接盘和上述上部电极，形成在上 述电介质层上；上述信号用通孔导体也可以形成在形成有上述 接地用通孔导体和上述电源用通孔导体的区域以外。
另外，本发明的电子设备具有IC芯片、封装基板和技术方 案1 2中所述的中继基板，该中继基板被上述IC芯片和上述封 装基板夹着，并分别与两者电连接，上述中继基板提供电容器。
另外，本发明的中继基板的制造方法为准备硅基板，在 上述硅基板的 一 面的几乎整面上形成由下部电极、电介质层和 上部电极构成的电容器，从上述硅基板的另 一 面在该硅基板上 形成贯通孔，在上述贯通孔内形成通孔导体，上述通孔导体中 的几个导体与上述下部电极电连接，上述通孔导体的其余几个 导体借助形成在上述电介质层上的导通孔导体而与上述上部电 才及相连才妄。
另外，本发明的电子设备的制造方法为如下方法准备采 用上述方法制造出的中继基板，在上述中继基板的 一 面上电连 接IC芯片，在上述中继基板的另 一面上电连接封装件。
采用本发明，可以提供新的中继基板和利用该中继基板的
电子设备。


图l是表示本实施方式的中继基板的主要部分的剖视图。 图2是表示从下部电极侧观察形成在图l所示的中继基板 上的电容器的一部分的图。
图3是表示另 一 实施方式的中继基板的主要部分的剖视
图4是表示使用了中继基板的电子设备的构成的剖视图。
图5是表示使用了另一中继基板的电子设备的构成的剖视
图6A是与图6的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成电容器
的工序。
图6B是与图6的其他图一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成电容器
的工序。
图6C是与图6的其他图一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成电容器 的工序。
图6:D是与图6的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成电容器 的工序。
图6E是与图6的其他图一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成电容器 的工序。
图6F是与图6的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成电容器
的工序。
图6G是与图G的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制
造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成电容器 的工序。
图6H是与图6的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制
造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成电容器
的工序。
图61是与图6的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成电容器
的工序。
图6J是与图6的其他图一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成电容器
的工序。
图6K是与图6的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成电容器
的工序。
图6L是与图6的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成电容器
的工序。
图6M是与图6的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成电容器 的工序。
图7A是与图7的其他图一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在该电容器上表面形成 再布线层的工序。
图7B是与图7的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在该电容器上表面形成 再布线层的工序。
图7C是与图7的其他图 一 起表示图5所示的中继基板的制
造工序的--个例子的图，概略来说，为在该电容器上表面形成 再布线层的工序。
图7D是与图7的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制
造工序的一个例子的图，概略来说，为在该电容器上表面形成 再布线层的工序。
图7:E是与图7的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在该电容器上表面形成 再布线层的工序。
图7F是与图7的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在该电容器上表面形成 再布线层的工序。
图7G是与图7的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在该电容器上表面形成 再布线层的工序。
图7H是与图7的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在该电容器上表面形成 再布线层的工序。
图71是与图7的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在该电容器上表面形成 再布线层的工序。
图7J是与图7的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在该电容器上表面形成 再布线层的工序。
图7K是与图7的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在该电容器上表面形成 再布线层的工序。
图7 L是与图7的其他图 一 起表示图5所示的中继基板的制
造工序的一个例子的图，概略来说，为在该电容器上表面形成 再布线层的工序。
图7M:是与图7的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制
造工序的一个例子的图， 一既略来说，为在该电容器上表面形成 再布线,县的工序。
图7N是与图7的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在该电容器上表面形成 再布线层的工序。
图8A是与图8的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在石圭基板上形成通孔导 体的工序。
图8B是与图8的其他图一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成通孔导
体的工序。
图8C是与图8的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在^圭基板上形成通孔导 体的工序。
图cSD是与图8的其他图一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的--个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成通孔导 体的工序。
图8E是与图8的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成通孔导
体的工序。
图8F是与图8的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成通孔导 体的工序。
图8G是与图8的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制
造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成通孔导体的工序。
图8H是与图8的其他图一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成通孔导体的工序。
图8I:是与图8的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图， 一既略来说，为在石圭基寿反上形成通孔导 体的工序。
图8J是与图8的其他图 一起表示图5所示的中继基板的制 造工序的一个例子的图，概略来说，为在硅基板上形成通孔导 体的工序。
附图标记i兌明
10:中继基板；12:硅基板；12a:贯通孔；14:上部电 极；15:电容器；16:电介质层；18:下部电极；20_1:通孔 导体、信号用通孔导体；20-2:通孔导体、电源用通孔导体；
20- 3:通孔导体，接地用通孔导体；20-1:导通孔导体、信号 用导通孔导体；20-2:导通孔导体、电源用导通孔导体；2()-3'. 导通孔导体、接地用导通孔导体；21-1:下侧层间绝缘树脂层；
21- 2:上侧层间绝缘树脂层；23-1、 23-2、 23-3:再布线层、 镀铜层；24:间隙；25:间隙；26:焊锡凸块；28:阻焊层； 28a:开口； 30:焊锡凸块；38:阻焊层；40:半导体芯片、 IC芯片；42:封装基板；50、 56、 58、 62、 66:抗蚀剂；62a: 开口； l.O():开口部；70-1、 70-2:电子设备；101:开口部； 102:通孔连接盘。
具体实施例方式
以下，参照附图，对本发明的新的中继基板和利用了该中
继基板的电子诏备的实施方式进行详细说明。不言而。俞，_这些 实施方式为例示，本发明不限定于此。另外，图中，对相同要 素标注相同的附图标记，省略重复说明。 中继基板
图l是表示本实施方式的中继基板10的主要部分的剖视 图。中继基板1()具有形成在硅基板12上的通孔导体20-1、 20-2、
导体20-1~20-3与形成在基板表面的通孔连4妻盘102或下部电 极18相连接。导通孔导体22-1~22-3与形成在电介质层16上的 导通孔连接盘103相连接。电源用通孔导体20-2和电源用导通 孔导体22-2沿长度方向相连接，同样地，^接地用通孔导体20-3 和接地用导通孔导体22-3、以及信号用通孔导体20-l和信号用 导通孔导体22-l (参照图3)也分别沿长度方向相连接。因此， 在本说明书中，有时将沿长度方向相连接的通孔和导通孔总称 为如"通孔导体和导通孔导体20-l、 22-1"。中继基板l()具有 硅基板12和电容器15，该电容器15由具有开口部101的下部电 极18和具有开口部IO()的上部电极14构成。
在此，间隙25表示通孔连接盘102之间的绝缘区域，间隙 24表示导通孔连接盘103之间的绝缘区域，开口部IO()及开口部 101表示形成有通孔连接盘102及导通孔连接盘103的区域。
不需要在电源用通孔导体20-2的正上方设置电源用导通孔 导体22-2。另外，不需要使电源用通孔导体的数量和电源用导 通孔导体的数量相同。电源用导通孔导体的数量越少，可以使
设置在上部电极1.4上的开口部1 ()O的数量越少。
不需要在接地用通孔导体2()-3的正上方设置接地用导通孔 f-体22-3。另外，不需要使接地用通孔导体的数量和接地用导 通孔导体的数量相同。接地用导通孔导体的数量越少，可以使
设置在下部电极18上的开口部IO].的数量越少。
在对硅基板12的表面进行适当研磨时，该硅基板12具有表
面极平滑的性质。另外，只要满足在本实施方式中所要求的表 面平滑度，也可以使用玻璃基板、聚酰亚胺基板来代替硅基板。
中继基板1()的通孔导体和导通孔导体20-1、 22-1 (参照图 3)是信号用导体，如后述，在半导体芯片(参照图4和图5) 和封装基板(参照图4和图5)之间进行信号传送。
接地用通孔导体20-3与形成在下部电4及18的开口部l()l上 的通孔连接盘102相连接，而且，借助接地用导通孔导体22-3 与上部电极14相连接。由间隙25使通孔连接盘102与下部电极 18绝缘。电源用通孔导体2()-2与下部电极18相连接，而且，借 助电源用导通孔导体22-2与设置在上部电极14的开口部1.()O上 的导通孔连接盘103相连接。而且，由间隙24使导通孔连接盘 10 3和上部电才及14绝缘。
另外，相反地，也可以是电源用通孔导体20-2与形成在下 部电极18的开口部1()1上的通孔连接盘102相连接，而且，借助 电源用导通孔导体2 2 - 2与上部电极14相连接。也可以是接地用 通孔导体20-3与下部电极18相连接，而且，借助接地用导通孔 导体2 2 - 3与设置在上部电极14的开口部10 0上的导通孔连接盘 ].()3相连接。
上部电极14和下部电极18由适当的金属形成。在本实施方 式中，例如，为了便于制造，上部电极14由镍(Ni)形成，下 部电极18由铂(Pt)形成。但是，也可以由其他金属形成。
电介质层16优选 是尚电介乂贫。i"列4口 , 电介乂贫层16由具有亏虽 介电性的钛酸钡(BaTi03)形成。
在此，上部电极14、电介质层16和下部电极18形成电容器〗5。如后述，图l所示的中继基板10配置在半导体芯片(参照
图4和图5)与封装基板(也称为"安装基板")(参照图4和图5) 之间。中继基板10位于极为接近半导体芯片的位置，在电源和 地之间形成去耦电容来吸收噪声。
在图l所示的中继基板10中，在硅基板12的一面的几乎整 面上形成电介质层16，夹着该电介质层的两面的导体层成为上 部电极14和下部电才及18 。
在图l所示的中继基板10中，在形成有电容器15的区域没 有信号布线。因此，可以在硅基板12的表面形成扩大的较大面 积的电容器用电极14、 18。
滑，因此，可以将电介质层16形成得非常薄，即，将上部电极 〗.4和下部电极18的间隔形成得非常狭小。
在图l.所示的中继基板10中使用的电介质层16，例如可以 采用具有强介电性的钛酸钡(BaTiOs)层。
通过具有l个以上上述要因，从而图l所示的中继基板l()可 以形成具有非常大容量的电容器。
图2是表示从下部电极18侧观察形成在图l所示的中继基 板1()上的电容器15的一部分的图。在图2中，白色表示的区域 表示下部电极18,黑色表示的框形状表示可从下部电极18的开 口部观察的电介质层16 。可知下部电极18形成在石圭基板面积的 几乎整面。
图3是表示另 一 实施方式的中继基板的主要部分的剖视 图。上述图l的中继基板的主要部分是，在硅基板12的周边部 配置信号用通孔导体和信号用导通孔导体2()-l、 22-1，在中央 部配置电源用通孔导体和电源用导通孔导体20-2、 22-2、以及 接地用通孔导体和接地用导通孔导体20-3、 22-3,从而形成电
容器ir)。与此相反，图3所示的中继基板的主要部分的不同点 在于在中央部密集地配置信号用通孔导体2()-l和信号用导通 孔导体22-1,将电源用通孔导体和电源用导通孔导体20-2 、 22-2、以及接地用通孔导体和接地用导通孔导体20-3、 22-3配 置成包围该信号用通孔导体20-l和信号用导通孔导体22-l。
如图3所示，电源用导通孔导体22-2的连接盘部分延伸而 形成上部电极14。而且，通孔连接盘102形成在下部电极18的 开口部101.,由间隙25使通孔连接盘102与下部电极18绝缘。由 间隙24使信号用通孔导体和导通孔导体20-l、 22-1与上部电极 14绝缘，且由间隙25使信号用通孔导体和导通孔导体2()-l、 22-1与下部电极18绝缘。接地用通孔导体20-3的连4妾盘部分延 伸而形成下部电极1.8,处于与上部电极14不接触的状态。例如， 未形成与上部电极14相连接的导通孔导体，或将导通孔连接盘 H)3形成在上部电极14的开口部100，由间隙24使4妾地用通孔导 体2()-3处于不与上部电极14电连接的状态。
另外，也可以将信号用通孔导体和导通孔导体20-l、 22-1、 电源用通孔导体和导通孔导体20-2、 22-2、以及4妾地用通孔导 体和导通孔导体20-3、 22-3配置成相互混合存在。
图4是表示使用了中继基板10的电子设备的构成的剖视 图。中继基板1()介于IC芯片(IC) 4()与封装基板(PK) 42之 间，分别通过焊锡凸块26与IC芯片40焊锡连接、通过焊锡凸块 30与封装基板42焊锡连接。
图4所示的中继基板IO除了具有结合图l.和图3说明的上部 电极14、电介质层16、下部电极18、硅基^反12、通孔导体和导 通孔导体2()、 22之外，还具有形成在上部电极14上的绝缘树脂 层21、借助该绝缘树脂层开口与通孔导体相连接的镍(Ni)连 接盘24-1、，覆盖该镍连接盘(焊盘)的镀金(Au)层24-2、形
成在镀金层上的焊锡凸块26、形成在硅基板12下表面的阻焊层
28、和借助该阻焊层的开口形成在通孔导体20的连接盘(外部 电极)部分上的焊锡凸块30。
在图4所示的中继基板10中，电容器15位于与半导体芯片 4()极为接近的位置，因此，可以在电源和4妄;也之间形成去耦电 容器来吸收噪声。
在图4所示的中继基板l()中，不存在占有硅基板12表面的 再布线图案，因此，可以形成较大面积的电容器用电极14、 18。
在图4所示的中继基板l()中，硅基板12的表面极为平滑， 因此，可以将上部电极14和下部电极18之间形成得非常狭小。
在图4所示的中继基板l()中，可以采用具有强介电性的电 介质作为电介质层16,因此，可以形成非常大容量的电容器。
图5是表示使用了另 一中继基板10的电子设备的构成的剖 视图。图5所示的中继基板10的构成与图4所示的中继基板l() 的构成相比较，不同点在于增加了再布线层23-l、 23-2。
图5的中继基板10除了具有结合图4说明的上部电极14、电 介质层16、下部电才及18、硅基板12、通孔导体20、导通孔导体 22、焊锡凸块26、阻焊层28和焊锡凸块30之外，还具有形成有 再布线图案23-l的下侧层间绝缘树脂层21-1、形成有再布线图 案2 3 - 2的上侧层间绝缘树脂层21 - 2和阻焊层3 8 。下侧层间绝缘 树脂层21 -1形成在电容器上。形成在下侧层间绝缘树脂层上的 布线图案2 3 -1借助形成在下侧层间绝缘树脂层上的导通孔导体 22而与信号用通孔导体20-1、电源用通孔导体20-2、接地用通 孔导体2()-3中的任一导体相连接。层间绝缘树脂层可以是l层 也可以是多层。
但是，该再布线图案23-l、 23-2分别形成在与电容器15不 同的其他层(即、层间绝缘树脂层21-1、 21.-2)上。即，在由
上部电极14、电介质层16和下部电极18构成的电容器15内不存
在再布线图案。因此，依然可以形成较大面积的电容器用电极。
因此,图5所示的中继基板10具有结合图l.和图3说明的中 继基板的作用与特征。图5的中继基板10除了具有将半导体芯 片40和封装基板42相互连接的功能之外，由于位于与半导体芯 片4()极为接近的位置，因此，可以在电源和4妾地之间形成去耦 电容器来吸收噪声。
在图5的中继基板10中，在电容器15部分不存在再布线图 案，因此，可以形成较大面积的电容器用电极。
在图5的中继基板10中，在表面极为平滑的硅基板12上形 成电容器15。可以将电介质层的厚度形成得非常薄。
在图5的中继基板1()中，可以采用具有强介电性的电介质 作为电介质层1.6,因此，可以形成非常大容量的电容器。
制造方法
图6A 图6M 、图7A 图7N和图8A 图8 J是表示图5所示的 中继基板l()的制造工序的 一 个例子的图。在此，图6A 图6M所 示的工序概略来说是在硅基板12上形成电容器15的工序。图 7 A ~图7 N所示的工序概略来说是在该电容器15的上方形成再 布线层的工序。另外，图8A 图8J所示的工序概略来说是在硅 基板12上形成通孔导体20的工序。但是，中继基板10的制造工 序不限于此。最终可以采用能实现图4或图5所示的中继基板l() 的任意制造方法。
图6A是准备硅(Si)晶圓的工序。例如，硅晶圆为半径为 1 3英寸、厚度为50 2()0lim的圆板形状。该硅晶圆相当于中继 基板H)的硅基板1.2。
图6B是用剥离(liftoff)法对抗蚀剂50形成图案的工序。 例如，在硅基板12的上表面层压干膜，并形成图案。
图6C是通过溅4t形成下部电极18的工序。在包含抗蚀剂上
方的硅基板12的整个表面上通过溅镀析出金属层，形成下部电 极18。下部电极18优选是由钿(Pt)形成。但是，也可以由其
他金属形成。
图6D是抗蚀剂50的剥离工序。通过适当的剥离液剥离在图 5B的工序中形成了图案的抗蚀剂50。此时，在抗蚀剂上析出了 的金属层也同时被剥离，形成下部电极18的图案。
图6E是通过溅镀或溶胶凝胶法形成电介质层16的工序。电 介质层16例如由具有强介电性的钛酸钡(BaTiOx )形成。例如， 以々口下方式进4亍在》兹4空濺射装置(magnetron sputtering system)中安装BaTiOx的目标物(target)而形成膜厚为 0.25pm左右的第1溅镀膜，在第1溅镀膜上多次旋转涂膜 (spin-c()atmg )含有钡(Ba )和钛(Ti )的溶胶凝胶溶液而 形成溶胶凝胶膜，再在该旋转涂膜上(与形成第l溅镀膜同样 地)形成膜厚为0.15iim左右的第2溅镀膜。这样形成的电介质 层16成为由第l溅镀膜和第2溅镀膜夹着溶胶凝胶膜的状态。
图6F是通过賊镀形成上部电极14的工序。上部电极14优选 是由镍(Ni)形成。但是，也可以由其他金属形成。
图6G是对抗蚀剂52形成图案的工序，该抗蚀剂52用于形成 上部电极]4。作为抗蚀剂52,例如可以^吏用在东京都的旭化成 电子株式会社制的千膜抗蚀剂A Q系列等。
图6:H:是上部电极14和电介质层16的蚀刻工序。上部电极 14由镍(Ni)形成时，例如，可以使用美录德(meltex)公司 制的商品乂^7卜卩？7° (混酸)作为蚀刻剂。在电介质层16 中形成贯通孔时，可以使用C02激光或UV激光。
图6I是抗蚀剂52的剥离工序。作为抗蚀剂剥离液，例如可 以使用浓度为]0%左右的Na()H水溶液。
图6J是通过溅镀形成晶种(seed)层54的工序。作为晶种 层54，例如可以-使用镍(Ni)。
图6K是对抗蚀剂56形成图案的工序，该抗蚀剂56用于形成 上部电极14。作为抗蚀剂56,例如可以使用在日本东京都的旭 化成电子林式会社制的干膜抗蚀剂AQ系列u
图6L是形成上部电极14的蚀刻工序。在上部电极14由4臬 (Ni)形成时，例如，可以使用上述商品少A义卜卩'7 :/ (混 酸)作为蚀刻剂，通过抗蚀剂56的开口蚀刻镍(Ni)层。
图6M是抗蚀剂56的剥离工序。作为抗蚀剂剥离液，例如 可以使用上述干膜抗蚀剂AQ系列。通过这些图6A 图6M所示 的工序，可以在硅基板12上形成电容器].5。还形成导通孔导体、 通孔连接盘、导通孔连接盘。
图7A是形成下侧层间绝缘树脂层21-l且形成图案的工序。 下恻层间绝缘树脂层21-1例如可以由聚酰亚胺形成。
图7B是通过溅镀在形成有图案的下侧层间绝缘树脂层 21-1上形成晶种层19-1的工序。作为晶种层19-]，例如可以使 用镍(Ni)作为基底，在其上使用铜(Cu)。
图7C是形成镀铜层23-1的工序。作为镀铜层23-l，例长口以 晶种层19-1为电极，在下侧层间绝缘树脂层21-1的表面和开口 内的晶种层上形成电解镀铜。根据需要，对镀铜层23-l的表面 进行平滑化处理。
图7D是对抗蚀剂58形成图案的工序。为了蚀刻镀铜层 23-1，在镀铜层23-l上层压抗蚀剂58,并形成图案。作为ii:蚀 剂58，例如可以使用上述干膜抗蚀剂AQ系列。
图7E是蚀刻镀铜层23-1和晶种层(Cu/Ni) 19-1的工序。 蚀刻镀铜层和晶种层的铜层时，例如，使用过氧化氢"克酸 (H2S()4/H202 )作为蚀刻剂，通过抗蚀剂的开口蚀刻镀铜层。200780002425.4
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在蚀刻晶种层的镍层时，例如，使用上述商品少A义卜卩？7° (混酸)作为蚀刻剂，通过抗蚀剂58的开口蚀刻镍层。
图7F是抗蚀剂58的剥离工序。作为抗蚀剂剥离液，例如， 可以使用浓度为10Q/o左右的NaOH水溶液。
图7G是形成上侧层间绝缘树脂层21-2、且形成图案的工 序。与图6D所示的下侧层间绝缘树脂层21-1的形成工序相同， 上侧层间绝缘树脂层21 - 2例如可以由聚酰亚胺形成。
图7H是在形成有图案的上侧层间绝缘树脂层21-2上通过 溅镀形成晶种层19-2的工序。与图7B所示的工序相同，作为晶 种层，例如，可以使用镍(Ni)作为基底，在其上使用铜(Cu)。
图71是对抗蚀剂60形成图案的工序。
图7J是形成镀铜层23-2的工序。作为镀铜层23-2,例如， 以晶种层19-2为电极，在上侧层间绝缘树脂层21-2的表面和开 口内的晶种层19-2上形成电解镀铜。 .
图7K是剥离抗蚀剂60的工序。作为抗蚀剂剥离液，例如可 以使用浓度为10M左右的NaOH水溶液。
图7L是蚀刻镀铜层23-2和晶种层(Cu/Ni) 19_2的工序。 与图7E所示的工序相同，例如，使用过氧化氢/硫酸 (H2S04/H202 )作为蚀刻剂来蚀刻镀铜层，使用上述商品爿乂" ^卜卩^ 7° (混酸)来蚀刻镍层。
图7M是对阻焊层38形成图案的工序。作为阻焊层38,例 如，可以使用在东京都的日立化成工业才朱式会社制的商品 SR-7200 (感光性液状阻焊层)，通过丝网印刷进行涂布。
图7N是在镀铜层23-2上作为基底进行镀镍(Ni)、在镍层 上进行镀金(Au)的工序。这是为了在形成有用于与封装件相 连接的焊锡凸块的面上形成镀铜层的保护层24。通过这些图 6A 图6N所示的工序，可以在电容器15的上表面形成再布线层
23-1、 23-2。
图8 A是在硅基板12的下表面对抗蚀剂6 2形成图案的工序。 为了在硅基板12中形成贯通孔12a,在硅基寺反12的下表面层压 抗蚀剂62且形成图案。作为抗蚀剂62,例如可以1吏用上述的干 膜抗蚀剂AQ系列。
图8B是在硅基板12中形成贯通孔12a的工序。通过形成在 抗蚀剂62上的开口62，利用RIE法(反应离子蚀刻法)进行的 各向异性蚀刻对硅基板12进行蚀刻，形成f通孔12a。
图8C是剥离抗蚀剂62的工序。作为抗^:剂剥离液，例^口， 可以使用浓度为10Q/。左右的NaOH水溶液。
图8 D是通过溅镀在形成有贯通孔12 a的硅基板12上形成 晶种层19-3的工序。作为晶种层19-3，例如可以使用铜(Cu)。 虽未图示，但在形成晶种层之前，通过CVD法等在硅基板12的 表面形成绝缘层(例如Si02)。另外，关于制造工序的顺序可 以做成如下顺序在硅基板12的 一 面形成下部电极18的阶段 (参照图6D),形成通孔用的贯通孔12a (参照图8B)，在包含 贯通孔内壁的硅基板的表面形成Si02等绝象膜。
图8E为对抗蚀剂66形成图案的工序。在石圭基板1.2表面上的 晶种层1.9-3上层压干膜且形成图案。
图8F是形成镀铜层23-3的工序。作为4度铜层23-3,例如以 晶种层19-3为电极，在硅基板12的表面和开口内的晶种层19-3 上形成电解镀铜。
图8G是剥离抗蚀剂66的工序。作为抗蚀剂剥离液，例如可 以使用浓度为10yo左右的NaOH水溶液。
图8H是蚀刻晶种层19-3的工序。例如，在由铜(Cu)形 成晶种层19-3时，可以使用过氧化氢/硫酸(H2S04/H202 )作 为蚀刻剂，软蚀刻除去晶种层。另外，在蚀刻时，也可在镀铜 层23-3的上部形成适当的抗蚀剂。
图8I是对阻焊层28形成图案的工序。作为阻焊层28，例如 可以使用上述商品SR-7200 (感光性液状阻焊层)，通过丝网印 刷进行涂布。
图8J是形成焊锡凸块26、 30的工序。在阻焊层38的开口 38a中的镀铜层23-2上，形成用于与封装基板相连接的焊锡凸 块26，在阻焊层28的开口 28a中的镀铜层23-3上，形成用于与 :IC芯片相连接的焊锡凸块30。例如可以通过丝网印刷来形成焊 锡凸块26、 30。通过这些图8A 8J所示的工序，可以在硅基斧反 1.2中形成通孔导体20。
另外，图4所示的中继基板可以利用上述工序的一部分(例 如图6A 图6M、图7A 图7F、图8A 图8J)来进行制造。
利用了中继基板的电子设备
图4所示的中继基板10介于IC芯片40和封装基板42之间， 分别与1C芯片40和封装基板42相互连接，形成由半导体芯片、 中继基板和封装基板组合而成的电子设备70-l。
该电子设备70- l通过如下方式形成在制造中继基板l()之 后，对焊锡凸块26、 30进行回流焊，使中继基板l.()分别与半导 体芯片40和封装基板42焊锡连接。中继基板10位于半导体芯片 4()的附近，作为具有较大容量的去辆电容器起作用。
图5所示的中继基板10介于IC芯片40和封装基板42之间， 分别与IC芯片40和封装基板42相互连接，形成由半导体芯片、 中继基板和封装基板组合而成的电子设备70-2。该电子设备 70-2通过如下方式形成在制造中继基板10之后，对焊锡凸块 26、 30进行回流焊，使中继基板10分别与半导体芯片40和封装 基板42焊锡连接u中继基板10在半导体芯片4()和封装基板42 之间提供再布线层23-l、 23-2。
实施方式的特征、优点等 本实施方式的 布线图案，因此，可以形成较大面积的电容器用电极。
本实施方式的中继基板10使用表面极为平滑的硅基板，因 此，可以将电介质层16形成得非常薄，即将上部电极14和下部 电极18之间形成得非常狭小。形成在基板上的电容器成为具有 较大的容量。
本实施方式的中继基板IO，例如可以采用具有强介电性的
材料、例如钛酸钡(BaTi03)层，因此，可以在基板上形成具
有较大容量的去耦电容器。
本实施方式的电子设备70-l可以通过组合半导体芯片40、
中继基板10和封装基板4 2 ，在与半导体芯片4 0极为接近的位置 提供容量较大的去耦电容器。
本实施方式的电子设备70-2可以将容量较大的去耦电容器 配置在与半导体芯片40极为接近的位置，而且，还可以提供再 布线层23-l、 23-2。
甚i
以上，对本发明的中继基板和利用了该中继基板的电子设 备的实施方式进行了说明，但这些只是例示，本发明不限于此。
例如，通孔导体2()和导通孔导体22沿长度方向相连接，总 称为通孔导体和导通孔导体20、 22。但是，不限于此。例如， 也可做成在图l和图3所示的中继基板中，利用间隙25使通孔 导体20处于与下部电极28不连接的状态，而借助形成在从此处 离开的位置的导通孔导体22与上部电极14相连接。此时，通孔 导体2()和导通孔导体22电连接，但不是沿长度方向相连接。这 样的方式可以适用于电源用、接地用和信号用的通孔导体和导 通孔导体的任何一种。
因此，本发明的保护范围基于附加的权利要求书的记载来确定。
权利要求
1.一种中继基板，其具有在基板表面的几乎整面上形成的电容器。
2. 根据权利要求l所述的中继基板，上述电容器由具有开口部的下部电极、形成在上述下部电 极上的电介质层以及形成在上述电介质层上且具有开口部的上部电才及构成；上述中继基板还具有电源用通孔导体、电源用通孔连接盘、 接地用通孔导体、接地用导通孔连接盘、信号用通孔导体、信 号用通孔连接盘、接地用导通孔导体和电源用导通孔导体，该电源用通孔导体贯通上述基板，与IC芯片的电源电极电连接；该电源用通孔连接盘与上述电源用通孔导体相连接，形成 在上述下部电才及的开口部内；该接地用通孔导体贯通上述基板，与IC芯片的接地电极电连接；该接地用导通孔连接盘与上述接地用通孔导体电连接，形 成在上述上部电才及的开口部内；该信号用通孔导体贯通上述基板，与IC芯片的信号电极电 连接；该信号用通孔连接盘与上述信号用通孔导体相连接，形成 在上述基板上；该接地用导通孔导体连接上述接地用导通孔连接盘和上述 下部电极，形成在上述电介质层上；该电源用导通孔导体连接上述电源用通孔连4妻盘和上部电 极，形成在上述电介质层上；上述信号用通孔导体形成在形成有上述接地用通孔导体和 上述电源用通孔导体的区域以外。
3. 根据权利要求l所述的中继基板，上述电容器由具有开口部的下部电极、形成在上述下部电 极上的电介质层以及形成在上述电介质层上且具有开口部的上 部电极构成；上述中继基板还具有接地用通孔导体、接地用通孔连接盘、 电源用通孔导体、电源用导通孔连接盘、信号用通孔导体、信号用通孔连接盘、电源用导通孔导体和接地用导通孔导体；该接地用通孔导体贯通上述基板，与IC芯片的接地电极电 连接；该接地用通孔连接盘与上述接地用通孔导体相连接，形成 在上述下部电极的开口部内；该电源用通孔导体贯通上述基板，与IC芯片的电源电极电连接；该电源用导通孔连接盘与上述电源用通孔导体电连接，形 成在上述上部电极的开口部内；该信号用通孔导体贯通上述基板，与IC芯片的信号电极电 连接；该信号用通孔连接盘与上述信号用通孔导体相连接，形成 在上述基板上；下部电极，形成在上述电介质层上；部电极，形成在上述电介质层上；上述信号用通孔导体形成在形成有上述接地用通孔导体和 上述电源用通孔导体的区域以外。
4. 根据权利要求2或3所述的中继基板， 上述信号用通孔导体形成在上述基板的中央区域， 上述电源用通孔导体和接地用通孔导体形成在上述基板的 周边区域。
5. 根据权利要求2或3所述的中继基板，上述电源用通孔导体和接地用通孔导体形成在上述基板的 中央区域，上述信号用通孔导体形成在上述基板的周边区域。
6. 根据权利要求2或3所述的中继基il,该中继基板还具有再布线层，在上述电容器上形成至少l层以上的绝缘层，该 再布线层形成在该绝缘层上。
7. 根据权利要求2或3所述的中继基板，上述基板由硅构成
8. 根据权利要求2或3所述的中继基板，上述通孔导体和 导通孔导体由铜构成。
9. 根据权利要求2或3所述的中继基板"上述上部电极和 下部电极由4臬或鉑构成。强介电性物质构成。
10. 根据权利要求2或3所述的中继基板，上述电介质层由 钛酸钡构成。
11. 根据权利要求2或3所述的中继基板，上述中继基板的 至少 一 面被阻焊层或绝缘树脂层覆盖。
12. 根据权利要求2或3所述的中继基板，上述上部电极和 下部电极为平面层，在上述平面层形成有上述开口部。
13. 一种电子设备，其具有IC芯片、封装基板和权利要求 2或3中所述的中继基板，该中继基板被上述IC芯片和上述封装 基板夹着，并分别与两者电连接，上述中继基板提供电容器。
14. —种中继基板的制造方法，准备硅基板，在上述硅基板的一面的几乎整面上形成由下部电极、电介 质层和上部电极构成的电容器，从上述硅基板的另 一 面在该硅基板上形成贯通孔， 在上述贯通孔内形成通孔导体，上述通孔导体中的几个通孔导体与上述下部电极电连接， 上述通孔导体中的其余几个通孔导体借助形成在上述电介质层 上的导通孔导体与上述上部电极相连接。
15. 根据权利要求15所述的中继基板的制造方法，还在与 电容器不同的其他层上形成再布线层。
16. —种电子设备的制造方法，准备利用权利要求15或16所述的方法制造出的中继基板， 在上述中继基板一面上电连接IC芯片， 在上述中继基板另 一 面上电连接封装件。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种新的中继基板及其制造方法。本发明的中继基板(10)具有硅基板(12)、形成在上述硅基板上的多个通孔导体(20)和电容器(15)，该电容器(15)由使上述通孔导体的连接盘部分延伸而形成的上部电极(14)和下部电极(18)、形成在两电极间的电介质层(16)构成。根据期望形成的再布线层(23-1、23-2)形成在与上述电容器不同的其他层上。
文档编号H05K3/46GK101371355SQ20078000242
公开日2009年2月18日 申请日期2007年7月10日 优先权日2006年7月24日
发明者河野秀一 申请人:揖斐电株式会社