JPS634653A - Wiring substrate and manufacture thereof - Google Patents
- ️Sat Jan 09 1988
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
、本発明は、配線基板に係り、特に、貫通配線を有する
半導体装置に使用する配線基板に適用して有効な技術に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a wiring board, and particularly to a technique that is effective when applied to a wiring board used in a semiconductor device having through wiring.
貫通配線を有する配線基板を製造する場合、第９図に示
すように、シリコン（Ｓｔ）等の基板１の上に酸化シリ
コン（ＳｉＯｚ）等の第１絶縁膜２を成形する。次に、
前記第１絶縁膜２の上にアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃ
ｕ）等から成る配線３を成形する６次に、前記配線３を
含む第１絶縁膜２上に５ｉＯｉ等の第２絶縁膜４を成形
する。さらに、第２絶縁膜４の上にシリコン（Ｓｉ）等
の基板ｌを成形する。この基板１の上に以後前記工程を
順次行って多層配線積層体を形成する。この積層体を前
記配線３の延長方向と直角方向に切り出して貫通配線を
有する配線基板を成形する製造方法が一般的に用いられ
ている。When manufacturing a wiring board having through wiring, as shown in FIG. 9, a first insulating film 2 made of silicon oxide (SiOz) or the like is formed on a substrate 1 made of silicon (St) or the like. next,
Aluminum (Al), copper (C
u) Forming the wiring 3 made of etc. 6 Next, a second insulating film 4 of 5iOi etc. is formed on the first insulating film 2 including the wiring 3. Furthermore, a substrate l made of silicon (Si) or the like is formed on the second insulating film 4. On this substrate 1, the above-mentioned steps are sequentially performed to form a multilayer wiring stack. A commonly used manufacturing method is to cut out this laminate in a direction perpendicular to the extending direction of the wiring 3 to form a wiring board having through wiring.
しかしながら、かかる技術を検討した結果、前記配線基
板の製造方法では、前記積層体を成形するまでに、何度
も熱処理等を行うため熱応力により配線基板が反り等の
変形を生じるという問題点を見い出した。However, as a result of studying this technology, it was found that the method for manufacturing the wiring board has the problem that the wiring board undergoes deformation such as warping due to thermal stress because heat treatment is performed many times before the laminate is formed. I found it.
また、製造工程が多いため時間がかかるという問題点を
見い出した。We also found a problem in that it takes time because there are many manufacturing steps.
本発明の目的は、貫通配線を有する配線基板において１
反り等の変形のない配線基板及びその製造方法技術を提
供することにある。An object of the present invention is to provide a wiring board having through wiring.
It is an object of the present invention to provide a wiring board that is free from deformation such as warping and a method for manufacturing the same.
本発明の他の目的は、半導体装置等の電子装置の信頼性
を向上することができる技術を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a technique that can improve the reliability of electronic devices such as semiconductor devices.
本発明の他の目的は１貫通配線を有する配線基板におい
て、その製造工程を低減することができる技術を提供す
ることにある。Another object of the present invention is to provide a technique that can reduce the manufacturing process for a wiring board having one through wiring.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特数は１本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち１代表的なものの概
要を説明すれば、下記のとおりである。An overview of one typical invention disclosed in this application is as follows.
すなわち１貫通配線を有する配線基板において、前記貫
通配線の近傍に拡散接合層を有する配線基板である。That is, in a wiring board having one through wiring, the wiring board has a diffusion bonding layer near the through wiring.
また、基板の上に絶縁膜を形成する工程と該絶縁膜の上
に配線を形成する工程によって第１積層体を形成し、該
第１積層体の複数個をさらに積層して固体拡散接合して
第２積層体を形成した後、該第２積層体を前記配線に対
して垂直（直角）に切断して貫通配線を有する配線基板
を形成することから成る配線基板の製造方法である。Further, a first laminate is formed by forming an insulating film on the substrate and a process of forming wiring on the insulating film, and a plurality of the first laminates are further stacked and solid-state diffusion bonded. This is a method for manufacturing a wiring board, which comprises forming a second laminate, and then cutting the second laminate perpendicularly (perpendicularly) to the wiring to form a wiring board having through wiring.
前記した手段によれば、配線基板に反り等の変形がない
ため、半導体チップ等の電子装置を搭載した際に、電気
的接続を良好に行うことができるので、半導体装置等の
電子装置の信頼性を向上することができる。According to the above-mentioned means, since there is no deformation such as warping on the wiring board, good electrical connection can be made when an electronic device such as a semiconductor chip is mounted, thereby improving the reliability of the electronic device such as a semiconductor device. can improve sexual performance.
また、基板の上に絶縁膜を形成し、その上に配線を形成
して、第１積層体を形成し、この第１積層体の複数個を
さらに積層して固体拡散接合して第２積層体を形成した
後、この第２積層体を前記配線に対して垂直に切断して
貫通配線を有する配線基板を形成することにより、配線
基板製造中における熱量を従来の製造方法に比べて低減
できるため、配線基板に反り等の変形を生じることなく
製造することができる。Further, an insulating film is formed on the substrate, wiring is formed on it to form a first laminate, and a plurality of the first laminates are further stacked and solid-state diffusion bonded to form a second laminate. After forming the second laminate, the second laminate is cut perpendicularly to the wiring to form a wiring board having through wiring, thereby reducing the amount of heat during manufacturing the wiring board compared to conventional manufacturing methods. Therefore, the wiring board can be manufactured without causing deformation such as warping.
以下、本発明を一実施例とともに説明する。The present invention will be described below along with an example.
なお、全回において、同一の機能を有するものは同一の
符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。In addition, in all the episodes, parts having the same functions are given the same reference numerals, and repeated explanations thereof will be omitted.
（実施例）
第１図乃至第６図は、本発明の一実施例の配線基板の構
成及びその製造方法を説明するための図であり、
第１図乃至第４図は、本発明の一実施例の配線基板を各
製造工程毎に示す断面図、
第５図は、第２積層体の外観構成を示す斜視図。(Example) FIGS. 1 to 6 are diagrams for explaining the structure of a wiring board and a manufacturing method thereof according to an example of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the wiring board of the example in each manufacturing process. FIG. 5 is a perspective view showing the external configuration of the second laminate.
第６図は、第５図に示す第２積層体をＶ［−Ｖ［切断線
で切断して形成した配線基板を示す斜視図、第７１！Ｉ
は、第６図に示す■−■切断線で切った断面図。FIG. 6 is a perspective view showing a wiring board formed by cutting the second laminate shown in FIG. 5 along the V[-V[ cutting line, No. 71! I
is a cross-sectional view taken along the line ■-■ shown in FIG. 6;
第８図は、本実施例の配線基板を用いて半導体装置を構
成した断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a semiconductor device constructed using the wiring board of this example.
本実施例の配線基板は、第１図に示すように、例えば、
シリコン（Ｓｔ）等の半導体基板１０をエツチングして
溝１０Ａを形成する１次に、第２゛図に示すように、熱
酸化法、ＣＶＤ法等で酸化シリコン（Ｓ Ｌ ０２ ）
等の絶縁膜１１を表裏両面に形成し、溝部１１Ａを設け
る。次に、第３図に示すように、前記溝部１１Ａの中に
スパッタリング法等でアルミニウム（Ａｔ）、銅（Ｃｕ
）等の配線１２を形成し、第１積層体１３を形成する。As shown in FIG. 1, the wiring board of this example has, for example,
First, a semiconductor substrate 10 made of silicon (St) or the like is etched to form a groove 10A, and as shown in FIG.
An insulating film 11 such as the above is formed on both the front and back surfaces, and a groove 11A is provided. Next, as shown in FIG. 3, aluminum (At) and copper (Cu) are deposited in the groove 11A by sputtering or the like.
) and the like are formed, and the first laminate 13 is formed.
次に、第４図に示すように、Ｓｉ等の半導体基板１４の
間に前記第１積層体１３を複数個重ねて固体拡散接合技
術を用いて、接面１５に点線で示すような拡散接層１６
を形成され、前記半導体基板１４と前記第１積層体１３
及び次の第１積層体１３とさらに次の第１積層体１３が
それぞれ反り等の変形を生じることなく強固に接合され
、第２積層体１７が形成される。Next, as shown in FIG. 4, a plurality of the first laminates 13 are stacked between semiconductor substrates 14 such as Si, and a solid state diffusion bonding technique is used to form a diffusion bond on the contact surface 15 as shown by a dotted line. layer 16
are formed, the semiconductor substrate 14 and the first laminate 13
The next first laminate 13 and the next first laminate 13 are firmly joined without causing any deformation such as warping, thereby forming a second laminate 17.
前記固体拡散接合技術は、Ｓｉ基板（ウェハ）とＳｉ基
板（ウェハ）を直接、接合する技術であり、適当な雰囲
気（例えば、チッソ、酸素等のガス）中で、前記Ｓｉ基
板とＳｉ基板を重ねて、７００℃以上の熱処理を行うこ
とにより１強固に前記Ｓｉ基板とＳｉ基板を接合するも
のである。The solid-state diffusion bonding technology is a technology for directly bonding Si substrates (wafers) to each other, and the Si substrates are bonded together in an appropriate atmosphere (e.g. gas such as nitrogen or oxygen). By repeating heat treatment at 700° C. or higher, the Si substrate and the Si substrate are firmly bonded.
なお、前記固体拡散接合技術については、昭和６１年２
月１日発行［日経マイクロデバイス」２月１日号Ｐ４６
〜４８に記載されている。The solid-state diffusion bonding technology was introduced in February 1986.
Published on the 1st of the month [Nikkei Microdevice] February 1st issue P46
-48.
そして、前記第２積層体１７は、第５図に示すように、
前記配線１２の延在する方向に対して直角方向（第５図
に示すＶｌ−Ｖｌ切断線）に切断して、第６図及び第７
図に示すように、その内部を貫通した貫通配、ｌ１ｉｌ
２Ａが設けられた反り等の変形のない配線基板１８が
得られる。Then, the second laminate 17, as shown in FIG.
6 and 7 by cutting in a direction perpendicular to the direction in which the wiring 12 extends (Vl-Vl cutting line shown in FIG. 5).
As shown in the figure, a through-hole through the inside of the l1il
A wiring board 18 with no deformation such as warping, etc., provided with 2A is obtained.
前記配線基板１８を、第８図に示すように、フェイス・
ダウン・ボンディング方式の半導体装置１９のパッケー
ジ１９Ａのパッケージ基板とじて用いた場合には、半田
バンプ等の突起電極２０を介して、パッケージ１９Ａ内
部の半導体チップ２１と電気的に接続する。そして、前
記半導体装置１９の外部の半田バンブ等の突起電極２２
を介して実装基板２３の配線と電気的に接続して行う。As shown in FIG. 8, the wiring board 18 is
When used as a package substrate for the package 19A of the down-bonding semiconductor device 19, it is electrically connected to the semiconductor chip 21 inside the package 19A via protruding electrodes 20 such as solder bumps. Then, a protruding electrode 22 such as a solder bump on the outside of the semiconductor device 19 is provided.
This is done by electrically connecting to the wiring of the mounting board 23 via.
以上の説明かられかるように、本実施例によれば１次の
ような効果を奏する。As can be seen from the above description, this embodiment provides the following first-order effects.
（１）貫通配線１２Ａの近傍に拡散接合層１６を有する
配線基板１８にしたことにより、前記配線基板１８を、
反り等の変形が発生しないように形成することができる
ので、半導体チップ２２等の電子部品と配線基板１８と
の電気的接続を確実に行うことができる。(1) By making the wiring board 18 have the diffusion bonding layer 16 near the through wiring 12A, the wiring board 18 can be
Since it can be formed so that deformation such as warpage does not occur, it is possible to reliably electrically connect electronic components such as the semiconductor chip 22 and the wiring board 18.
（２）前記（１）により、半導体装置１９等の電子装置
の信頼性を向上することができる。(2) According to (1) above, the reliability of electronic devices such as the semiconductor device 19 can be improved.
（３）前記（１）及び（２）により、前記配線基板１８
を利用して、マイクロビンパッケージが構成できるので
、半導体装置１９等の電子装置の高集積化及び高速化を
図ることができる。(3) According to (1) and (2) above, the wiring board 18
Since a microbin package can be constructed using the above, it is possible to achieve higher integration and higher speed of electronic devices such as the semiconductor device 19.
（４）半導体基板１０の上に絶縁膜１１を形成する工程
と該絶縁膜１１の上に配線１２を形成する工程によって
第１積層体１３を形成し、該第１積層体１３の複数個を
さらに積層して固体拡散接合して第２積層体１７を形成
した後、該第２積層体１７を前記配線１２に対して垂直
（直角）に切断して貫通配４＠１２Ａを有する配線基板
１８を形成する配線基板１８の製造方法にしたことによ
り、前記第２積層体１７に熱の加おる回数が低減できる
ため第２積層体１７が変形しないので、配線基板１８の
反り等の変形を防止することができる。(4) A first laminate 13 is formed by forming the insulating film 11 on the semiconductor substrate 10 and a step of forming the wiring 12 on the insulating film 11, and a plurality of the first laminates 13 are formed. After further laminating and solid-state diffusion bonding to form a second laminate 17, the second laminate 17 is cut perpendicularly (at right angles) to the wiring 12 to form a wiring board 18 having through-hole wiring 4@12A. By using the manufacturing method of the wiring board 18 that forms the wiring board 18, it is possible to reduce the number of times that heat is applied to the second laminate 17, so that the second laminate 17 is not deformed, thereby preventing deformation such as warping of the wiring board 18. can do.
以上１本発明を実施例にもとずき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変形可能であること
はいうまでもない。The present invention has been specifically explained above based on examples, but
It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified in various ways without departing from the spirit thereof.
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.
（１）貫通配線の近傍に拡散接合層を有する配線基板に
したことにより、前記配線基板を、反り等の変形が発生
しないように形成することができるので、半導体チップ
等の電子部品と配線基板との電気的接続を確実に行うこ
とができる。(1) By using a wiring board that has a diffusion bonding layer near the through wiring, the wiring board can be formed so that deformation such as warping does not occur, so electronic components such as semiconductor chips and the wiring board A reliable electrical connection can be made with the
（２）前記（１）により、半導体装置等の電子装置の信
頼性を向上することができる。(2) According to (1) above, the reliability of electronic devices such as semiconductor devices can be improved.
（３）前記（１）及び（２）により、前記配線基板を利
用して、マイクロビンパッケージが構成できるので、半
導体装置等の電子装置の高集積化及び高速化が図ること
ができる。(3) According to (1) and (2) above, a microbin package can be constructed using the wiring board, so that it is possible to achieve higher integration and higher speed of electronic devices such as semiconductor devices.
（４）基板の上に絶縁膜を形成する工程と該絶縁膜の上
に配線を形成する工程によって第１積層体を形成し、該
第１積層体の複数個をさらに積層して固体拡散接合して
第２積層体を形成した後、該第２積層体を前記配線に対
して垂直（直角）に切断して貫通配線を有する配線基板
を形成する配線基板の製造方法にしたことにより、前記
第２積層体に熱の加わる回数が低減できるため、第２積
層体が変形しないので、配線基板の反り等の変形を防止
することができる。(4) A first laminate is formed by forming an insulating film on the substrate and a process of forming wiring on the insulating film, and a plurality of the first laminates are further stacked and solid-state diffusion bonded. By forming a second laminate, and then cutting the second laminate perpendicularly (perpendicularly) to the wiring to form a wiring board having through wiring, Since the number of times heat is applied to the second laminate is reduced, the second laminate is not deformed, and deformation such as warping of the wiring board can be prevented.
第１図乃至第４図は、本発明の一実施例の配線基板を各
製造工程毎に示す断面図。
第５図は、第２積層体の外ｗ４構成を示す斜視図、第６
図は、第５図に示す第２積層体をＶｌ−Ｖｌ切断線で切
断して形成した配線基板を示す斜視図、第７図は、第６
図に示す■−■切断線で切った断面図。
第８図は、本実施例の配線基板を用いて半導体装置を構
成した断面図、
第９図は、従来の問題点を示す図である。
図中、１０・・・半導体基板、１１・・・絶縁膜、１２
・・・配線、１３・・・第１積層体、１４・・・半導体
基板、１５・・・接面、１６・・・拡散接合層、１７・
・・第２積層体、１８・・・配線基板、１９・・・半導
体装置、２０・・・突起電極、２１・・・半導体チップ
、２２・・・突起電極。
２３・・・実装基板である。
第 ８ 図1 to 4 are cross-sectional views showing each manufacturing process of a wiring board according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view showing the outer w4 configuration of the second laminate;
The figure is a perspective view showing a wiring board formed by cutting the second laminate shown in FIG. 5 along the Vl-Vl cutting line, and FIG.
A sectional view taken along the ■-■ cutting line shown in the figure. FIG. 8 is a cross-sectional view of a semiconductor device constructed using the wiring board of this embodiment, and FIG. 9 is a diagram showing the problems of the conventional method. In the figure, 10... semiconductor substrate, 11... insulating film, 12
... Wiring, 13... First laminate, 14... Semiconductor substrate, 15... Contact surface, 16... Diffusion bonding layer, 17...
... Second laminate, 18... Wiring board, 19... Semiconductor device, 20... Protruding electrode, 21... Semiconductor chip, 22... Protruding electrode. 23... Mounting board. Figure 8