JP2007201387A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】断線、短絡等のない信頼性の高い半導体装置および効率的で産業廃棄物の削減を図ることが可能な半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】一表面に電極が形成された半導体素子３又は電子部品４と、ビアホール６が形成された熱硬化性樹脂シート１と、ビアホール６を含む熱硬化性樹脂シート表面に形成された配線回路７／電極９とからなる半導体装置であって、半導体素子３又は電子部品４が他表面側から一体的に封止され、ビアホール６が半導体素子３又は電子部品４の電極に至るように、一体的に封止された半導体素子３又は電子部品４の電極形成面に熱硬化性樹脂シート１が積層され、樹脂シート１は、エポキシ樹脂、硬化促進剤及び無機充填材を含んで構成されており、配線回路７／電極９が、半導体素子又は電子部品の電極に接続されてなる半導体装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、より詳細には、パッケージにおいて半導体素子又は電子部品が配線／多層配線されてなる半導体装置及びその製造方法に関する。

近年、電子部品の小型化、高密度化に伴い複数個の半導体素子（半導体チップ）又は電子部品を一つのパッケージ内に集約したいわゆるシステム・イン・パッケージが注目を集めている。このようなシステム・イン・パッケージとしては、複数の半導体素子又は電子部品等を水平方向に配置する方式（例えば、特許文献１）、高さ方向に積み重ねていくスタック方式（例えば、特許文献２）、平面上に所定の配列で配置するマルチチップモジュール（以下、ＭＣＭと称す）方式（例えば、特許文献３）など、種々の形態のものが提案されている。
例えば、特許文献３に記載されたＭＣＭでは、一面に電極が形成された半導体素子を複数個、電極形成面を下にして、粘着テープ上に所定の配列で配置し、電極形成面と反対面側からこれら複数の半導体素子を一括して樹脂封止した後、粘着テープを取り外して電極面を露出させ、得られた複数の半導体素子の電極面側に層間絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜に、電極に至るビアホールを形成し、回路配線を行う方法が開示されている。
特開２００４−２８１７２２号 特開２００４−３１５６３号 特開２００３−１２４４３１号

しかし、上述した方法では、複数の半導体素子を樹脂封止した後に、粘着テープを除去することが必要であり、除去された粘着テープによる、いわゆる産業廃棄物が増大する。また、粘着テープを除去するとともに、回路配線を形成するために層間絶縁膜を形成することが必要となり、その製造工程を煩雑にするという課題がある。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、断線、短絡等のない信頼性の高い半導体装置の効率的な製造及び産業廃棄物の削減を図ることができる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の半導体装置は、一表面に電極が形成された半導体素子又は電子部品と、ビアホールが形成された熱硬化性樹脂シートと、ビアホールを含む熱硬化性樹脂シート表面に形成された配線回路／電極とからなる半導体装置であって、
半導体素子又は電子部品が他表面側から一体的に封止され、ビアホールが半導体素子又は電子部品の電極に至るように、一体的に封止された半導体素子又は電子部品の電極形成面に熱硬化性樹脂シートが積層され、前記熱硬化性樹脂シートは、エポキシ樹脂、硬化促進剤及び無機充填材を含んで構成されており、配線回路／電極が、半導体素子又は電子部品の電極に接続されてなることを特徴とする。

この半導体装置においては、前記熱硬化性樹脂シートは、さらに熱可塑性樹脂成分を含んでいてもよいし、表面に１０ｎｍ以上の凹凸を有していてもよい。
また、前記熱硬化性樹脂シート上に、第２のビアホールが配線回路／電極に至るように形成された第２の熱硬化性樹脂シートが積層されており、第２のビアホールを含む第２の熱硬化性樹脂シートに、配線回路／電極に接続された第２の配線回路／電極が形成されていてもよい。
さらに、配線回路／電極が、幅方向の５０％以上における領域で均一な組成のパターンとして形成されていてもよい。
また、無機充填材が、最大粒子径１００ｎｍ以上のシリカであることが好ましい。

さらに、本発明の半導体装置の製造方法は、
（ａ）エポキシ樹脂、硬化促進剤及び無機充填材を含んでなる熱硬化性樹脂シート上に、一表面に電極が形成された半導体素子又は電子部品における電極形成面を貼り合せ、
（ｂ）これら半導体素子又は電子部品を他表面側から一体的に封止し、
（ｃ）熱硬化性シートを硬化させ、
（ｄ）熱硬化性樹脂シートに半導体素子又は電子部品の電極に至るビアホールを形成し、
（ｅ）導電ペーストを用いてビアホールを含む熱硬化性樹脂シート表面に配線回路／電極を形成することを含むことを特徴とする。
この半導体装置の製造方法においては、（ｆ）配線回路／電極が形成された熱硬化性樹脂シート上に、第２の熱硬化性樹脂シートを貼り合せ、
（ｇ）第２の熱硬化性樹脂シートに配線回路／電極に至る第２のビアホールを形成し、
（ｈ）導電ペーストを用いて第２のビアホールを含む第２の熱硬化性樹脂シートに第２の配線回路／電極を形成する工程を１回以上含んでいてもよい。

また、工程（ａ）において用いる熱硬化性樹脂シートのエポキシ樹脂が１分子中に２個以上のエポキシ基を含んでいることが好ましい。
さらに、工程（ａ）において用いる熱硬化性樹脂シートが、さらに熱可塑性樹脂成分を含んでいてもよいし、無機充填材として最大粒子径１００ｎｍ以上のシリカを含んでいてもよいし、
表面に１０ｎｍ以上の凹凸を有していてもよい。
また、工程（ａ）において用いる熱硬化性樹脂シートの少なくとも片面が離形性フィルムで保護されていることが好ましい。
さらに、工程（ｄ）のビアホール形成までに熱硬化性樹脂シートを、５０％以上の反応率で硬化させることが好ましい。

本発明の半導体装置の製造方法によれば、配線回路の断線、膨張による短絡などがない、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、特定の熱硬化性樹脂を用いることにより、従来のように、半導体素子等を封止した後に熱硬化性樹脂シートを除去する必要がなく、その熱硬化性樹脂シートをいわゆる層間絶縁膜として利用することができる。従って、産業廃棄物を削減することができる。
さらに、熱硬化性樹脂シートを一旦除去し、別の層間絶縁膜をさらに形成する必要がなく、熱硬化性樹脂シートの積層と層間絶縁膜の形成とを兼用することができるために、製造工程をより簡素化することが可能となる。
加えて、熱硬化性樹脂シートに特定の樹脂及び無機充填材等を用いることにより、導電ペーストを用いて配線回路等を形成した場合に、導電ペーストによる配線回路パターンの良好な印字を実現することができ、配線回路の断線、膨張による短絡などを防止して、信頼性の高い半導体装置を簡便に製造することが可能となる。

本発明の半導体装置は、主として、半導体素子又は電子部品と、熱硬化性樹脂シートと、配線回路／電極とから構成される。
半導体素子又は電子部品（以下、「半導体素子等」ということがある）は、いわゆるシステム・イン・パッケージを構成するものであり、通常、２個以上が用いられるが、１個でもよい。この半導体素子等は、同じ種類のものを組み合わせてもよいし、異なる種類のものを組み合わせてもよい。具体的には、半導体チップ、抵抗、コンデンサ、ダイオード等が挙げられる。
この半導体素子等は、一表面に電極が形成されたものであれば、どのような形態であってもよい。例えば、シリコン等のウェハから切り出したチップ状のものであってもよいし、半導体チップが、インターポーザー又は基板を介して、突起電極（ハンダボール、半田バンプ、導電性ボールなどともいう）と接続された形態の半導体装置、通常は、樹脂封止されてパッケージを構成しているような、いわゆる一次実装、二次実装等、樹脂封止されたものや基板に搭載されたものであってもよい。

半導体素子等は、１個又は複数個が、他表面側、つまり電極形成面の反対側から一体的に封止されている。ここでの一体的に封止とは、１つの半導体素子等を一塊として、あるいは複数の半導体素子等の全てを一塊として封止するのみならず、複数の半導体素子等をいくつかの群に分けて、その群ごとに封止するものをも含む。
熱硬化性樹脂シートは、樹脂組成物によって形成されている。樹脂組成物は、熱硬化性であれば特に限定されるものではなく、当該分野で公知の種々のものを用いることができる。特に、樹脂組成物としては、エポキシ樹脂、硬化促進剤及び無機充填材を含んで構成されているものが適している。

エポキシ樹脂は、特に限定されるものではないが、なかでも、１分子中に２個以上エポキシ基を有するものが好ましい。反応性が良好であり、本発明において適当な硬化性、流動性、反応性等を得ることができるからである。具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂；脂環式エポキシ樹脂；トリグリシジルイソシアヌレート、ヒダントインエポキシ樹脂等の含窒素環エポキシ樹脂；水添加ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂；脂肪族系エポキシ樹脂；グリシジルエーテル型エポキシ樹脂；ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂；低給水率硬化体タイプの主流であるビフェニル型エポキシ樹脂；ジシクロ環型エポキシ樹脂；ナフタレン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
これらのエポキシ樹脂は、常温で固形でも液状でもよいが、硬化体の脆さを防止し、または適当なガラス転移温度（Ｔｇ）を維持することを考慮して、一般にエポキシ当量が９０〜１０００程度のものが好ましい。

硬化促進剤としては、従来からエポキシ樹脂の硬化剤又は硬化促進剤として知られている種々のものが使用可能である。例えば、エポキシ基と架橋反応するもの、具体的には、耐湿信頼性の観点からフェノール樹脂が一般的に用いられる。また、例えば、アミン系、イミダゾール系、リン系、ホウ素系、リン−ホウ素系等の硬化促進剤を用いてもよいし、これらをマイクロカプセルに封入したものからなる硬化促進剤；ジシアンジアミド、アミンアダクト、ヒドラジド等の潜在性硬化触媒等がより好適に用いられる。なお、所定の目的を損なわない範囲であれば、各種酸無水物系硬化剤、芳香族アミン類、ベンゾオキサジン環化合物等を用いてもよい。これらは、単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

フェノール樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック樹脂、フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン環型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトール等が挙げられる。
フェノール樹脂は、硬化性（硬化速度）、耐熱性（ガラス転移温度等）、耐湿信頼性の観点から、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量に対して、フェノール樹脂における反応性水酸基が０．５〜１．５当量、さらに０．７〜１．２当量となるような割合で用いることが好ましい。上述したフェノール樹脂以外の硬化剤を用いる又は併用する場合においても、その配合割合は、フェノール樹脂を用いた場合の配合割合（当量比）に準じて決定することができる。

無機充填材としては、特に限定されるものではなく、熱硬化性樹脂シートの硬化温度において溶融しないものが好ましい。例えば、破砕シリカ、球状シリカ、金属粉、金属酸化物、金属水酸化物、ハイドロタルサイト等が挙げられる。なかでも、絶縁性、流動性、イオン性不純物の観点からシリカが好ましい。シリカは、特に、球状のものが好ましい。無機充填材は単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。無機充填材の大きさは、特に限定されず、半導体素子又は電子部品の大きさ、後述する配線回路／電極のサイズ、用いる樹脂の種類等によって適宜調整することができる。具体的には、最大粒子径が１００ｎｍ以上のものが挙げられる。また、１０００μｍ以下、さらに１００μｍ以下のものがより好ましい。別の観点から、平均粒子径は、５０ｎｍ〜１００μｍ程度が適当である。このように、最大粒子径及び／又は平均粒子径が、所定の範囲のものを用いることにより、得られる熱硬化性樹脂シートの表面に、適切な凹凸を与えることができ、この凹凸によって、導電ペースとのシート上への印字性をより向上させることができる。無機充填材の熱硬化性樹脂シートに対する含有量は、熱硬化性樹脂シートの流動性、樹脂シート硬化後の表面凹凸性、配線／電極間の絶縁性を考慮すると、９０〜５ｗｔ％が好ましく、８０〜１０ｗｔ％がより好ましい。例えば、樹脂シート硬化後の表面凹凸は、１０ｎｍ以上となるように、無機充填材の大きさ、形状、量等が調整されていることが好ましく、特に、１００μｍ以下、さらに１０μｍ以下がより好ましい。このような表面凹凸を有することにより、印字性に対してより有利となる。

熱硬化性樹脂シートを形成する樹脂組成物には、必要に応じて熱可塑性樹脂を配合してもよい。このような熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル酸アルキルエステル共重合物、グリシジル変性アクリル酸アルキルエステル共重合物、カルボキシ変性アクリル酸アルキルエステル共重合物、シリコーン変性アクリル酸アルキルエステル共重合物等の各種アクリル酸アルキルエステル共重合物の変性物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合物、カルボキシ変性アクリロニトリル−ブタジエン共重合物、水添アクリロニトリル−ブタジエン共重合物、スチレン−ブタジエンースチレン共重合物、エポキシ変性スチレン−ブタジエンースチレン共重合物、ポリイミド、ポリアミドイミドなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。熱可塑性樹脂の配合割合は、熱硬化性樹脂組成物のシート化が可能であれば特に限定されることなく、例えば、有機樹脂成分の全量に対し、８０〜３ｗｔ％、さらに７０〜５ｗｔ％が挙げられる。

樹脂組成物には、必要に応じて、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、表面調整剤、酸化防止剤、粘着付与剤、シリコーンオイルおよびシリコーンゴム、合成ゴム反応性希釈剤等の成分を配合してもよい。また、低応力化、耐湿信頼性テストにおける信頼性向上等を目的として、ハイドロタルサイト類、水酸化ビスマス等のイオントラップ剤を配合してもよい。

本発明で使用する熱硬化性樹脂シートは、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、例えば、エポキシ樹脂、硬化促進剤、無機充填材（例えば、複合無機酸化物粒子）、任意に熱可塑性樹脂等を所定量配合し、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル等の有機溶剤に混合溶解する。この混合溶液を、所定のシリコーンやフッ素等で離型処理されたポリエステル、ポリエレフィン等からなる基材シート上に塗布、スピンコート又はロールラミネーターを用いて転写する。

次に、この塗布した基材シートを８０〜１５０℃程度で乾燥させ、トルエン等の溶剤を除去することにより、目的とする熱硬化性樹脂シートを得る。熱硬化性樹脂シートは、通常５０〜３００μｍ程度、さらに５０〜１５０μｍ程度の膜厚であることが適当である。
このようにして得られた熱硬化性樹脂シート１は、図１（ａ）に示すように、剥離性シートである基材フィルム２の上に樹脂層が積層されて構成されていることが好ましい。これにより、使用時に意図しない面へのシートの付着を防止することができ、操作性が良好となる。

熱硬化性樹脂シートは、５０％以上の反応率で硬化されていることが好ましく、６０％以上、７０％以上、さらに８０％以上で硬化されていることがより好ましい。反応度は、熱硬化性樹脂シートを示唆走査熱量計（ＤＳＣ）で測定した場合に、測定される発熱量から次式により算出される。
反応度（％）＝（１−Ｑ_t／Ｑ₀）×１００ （１）
（式中、Ｑ_tは硬化後の熱硬化性樹脂シートの発熱量、Ｑ₀は初期の熱硬化性樹脂シートの発熱量である。）

これにより、半導体素子又は電子部品の電極形成面側に強固に接着させることができ、その表面に形成される配線回路／電極を適当な位置に、断線、短絡を生じさせることなく維持することができる。
なお、熱硬化性樹脂シートは、硬化後にクラックなどの欠陥を防止する等の観点から、後述する封止に用いる樹脂と著しく乖離しない物性（線膨張係数、弾性率、ガラス転移温度、熱伝導度等）を有することが好ましい。また、後述するビアホールの形成を容易にする観点から、透明又は有色透明であることが好ましい。

熱硬化性樹脂シートには、ビアホールが形成されている。ビアホールは、半導体素子又は電子部品における電極が露出するように形成されており、後述する配線回路／電極材料によって良好に電極と電気的な接続を行える形状及び大きさであることが好ましい。例えば、ビアホールの垂直断面形状は、配線形成性及び電気接続信頼性の観点から、半導体素子等の電極側に向けて、徐々に幅が狭くなっているすり鉢状のような形状であることが好ましい。また、ビアホールには、デスミア処理が施されていることが好ましい。

このような熱硬化性樹脂シートが半導体素子等の電極形成面へ貼り合せられている。この貼り合せは、ビアホールが、半導体素子又は電子部品の電極に至るように、一体的に封止された半導体素子又は電子部品の電極形成面に積層されて行われている。
熱硬化性樹脂シートは、その表面に、配線回路／電極が形成されており、この配線回路／電極が、半導体素子又は電子部品の電極に接続されている。ここで、配線回路／電極とは、厳密に両者を区別するものではなく、いずれかの機能を果たし得るものを含む。配線回路／電極は、導電性材料であればどのようなもので形成されていてもよく、適切な抵抗で電流を流し得る膜厚で形成されていることが好ましい。

配線回路／電極は、図３（ｂ）に示すように、導電ペーストを用いてパターニングした際の線幅から、その導電ペースト成分の一部が周辺に滲み出し、拡散していないことが好ましい。言い換えると、幅方向に組成が不均一でなく、図３（ａ）に示すように、パターニングした際の線幅をほぼ維持し、幅方向（図３（ａ）中のＡ）に、その組成がほぼ均一であるものが好ましい。つまり、幅方向の５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、さらに好ましくは９０％以上における領域で均一な組成、均一な抵抗を示すパターンとして形成されていることが好ましい。この均一なパターンは、特に、配線回路／電極の全長の５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、さらに好ましくは９０％以上における長さで実現されていることがより好ましい。
このような構成により、断線、短絡等の生じない信頼性の高い半導体装置を得ることができる。

この半導体装置は、さらに、熱硬化性樹脂シート上に、第２のビアホールが配線回路／電極に至るように形成された第２の熱硬化性樹脂シートが積層されており、第２のビアホールを含む第２の熱硬化性樹脂シートに、配線回路／電極に接続された第２の配線回路／電極が形成されていてもよい。つまり、熱硬化性樹脂シート及びその表面の配線回路／電極が、２層又は３層以上の多層構造で積層されていてもよい。なお、２層目以降の熱硬化性樹脂シートは、上述した熱硬化性樹脂シートとは異なる材料から形成されたものであってもよいが、上述したもののなかから選択した材料で形成されているものが好ましく、１層目の熱硬化性樹脂シートと同じものであることがより好ましい。

本発明の半導体装置の製造方法では、まず、工程（ａ）において、熱硬化性樹脂シート上に、半導体素子及び／又は電子部品を固定する。固定は、図１（ｂ）に示すように、熱硬化性樹脂シート１の上に、複数の半導体素子３及び／又は電子部品４の電極形成面を配列し、貼り合せることにより行う。固定は、汎用性および生産性の観点から、図１（ｃ）に示すように、熱硬化性樹脂シート１を加熱すること、さらに、任意に加圧することにより行うことが好ましい。加熱は、半導体素子等が固定し得る程度、その後の封止作業が支障なく行える程度でよく、熱硬化性樹脂シートを構成する樹脂の軟化点以上かつ硬化反応開始温度以下で行うことが適当である。通常、４０℃〜１５０℃程度の温度範囲から選択される。これにより、十分な密着性を得ることができる。ここでの加熱は、後述する封止樹脂の硬化と同時に、封止樹脂の硬化の後に行ってもよい。加圧は、ロール圧着又はプレス圧着により行うことができ、半導体素子等の強度および熱硬化性樹脂シートの流動性の観点から、例えば、０．１〜１００ｋｇｆ／ｃｍ²程度、さらに１〜８０ｋｇｆ／ｃｍ²程度が適当である。

続いて、工程（ｂ）において、図１（ｃ）に示すように、半導体素子３及び電子部品４を他表面側から一体的に封止する。ここでの封止は、当該分野で公知の材料（例えば、封止樹脂５）、公知の方法を用い、任意の条件等で行うことができる。
次に、図１（ｄ）に示すように、基材フィルム２を剥がす。ただし、この工程は、半導体素子等を固定した後、封止する前等のいずれの工程で行ってもよい。
その後、工程（ｃ）において、図２（ｅ）に示すように、熱硬化性樹脂シート１を硬化させる。ここでの硬化は、耐熱性、硬化度、反応性等の観点から、樹脂組成物の反応度が５０％程度以上となる条件を選択して行うことが好ましい。通常、１２０〜２５０℃程度、さらに１３０〜２００℃程度で、１０分間〜１０時間程度、さらに３０分間〜２時間程度、加熱して硬化させることが好ましい。なお、工程（ｃ）は、必ずしもこの段階で行う必要はなく、上述したように、半導体素子等を熱硬化性樹脂シートに貼り合せた直後に行ってもよいし、封止した後に行ってもよいし、基材フィルムを剥がす前に行ってもよい。

次いで、工程（ｄ）において、図２（ｆ）に示すように、熱硬化性樹脂シート１に半導体素子３及び電子部品４の電極（図示せず）に至るビアホール６を形成する。ビアホールの形成は、当該分野で公知の方法、例えば、レーザー加工、ドリルでの穿孔、フォトリソグラフィ及びエッチング工程等が挙げられる。これにより、確実に電極を露出させることができる。
その後、工程（ｅ）において、図２（ｇ）に示すように、導電ペーストを用いてビアホールを含む熱硬化性樹脂シートの表面に、配線回路７を形成する。

導電ペーストとしては、特に限定されるものではなく、当該分野で公知のもののいずれを使用してもよい。例えば、導電性を有する金属又は金属酸化物粒子、これらと樹脂又は分散剤との混合等が挙げられる。金属又は金属酸化物粒子としては、金、銀、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、イリジウム、タングステン、これらの酸化物等が挙げられる。このような粒子の粒子径はサブミクロンオーダであることが好ましく、例えば、１〜５００ｎｍ程度が挙げられる。これにより、配線が細くても、配線の中に電気接続信頼性を確保するのに十分な数の粒子等を含有させることができる。なお、導電ペーストを構成する樹脂又は分散剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等又はアルコール、アルキルアミン、カルボン酸アミド、アミノカルボン酸等が挙げられる。また、任意に、主鎖の炭素数が６から２０程度の非極性炭化水素、水、炭素数が１５以下のアルコール系溶媒等を用いてもよい。
導電ペーストでの配線回路／電極形成は、例えば、スクリーン印刷法、インクジェット法、ディスペンサー、凹版及び凸版を利用したオフセッ印刷等によりパターンを描画し、所定の温度で焼成又は乾燥（例えば、２５０℃以下、１時間程度）するというような、当該分野で公知の方法を利用することができる。

本発明においては、その後、導電ペーストによって形成された配線回路７を絶縁、保護するために、ソルダーレジスト等を塗布してもよく、工程（ｆ）として、必要に応じて、図２（ｈ）に示すように、第２の熱硬化性樹脂シート８を再度貼り合せてもよい。ここでの第２の熱硬化性樹脂シート８は、上述したものに限らず、当該分野で公知のいずれを用いてもよい。特に、後述するように、さらにこの第２の熱硬化性樹脂シートに第２のビアホールを形成し、第２の配線回路／電極を形成する場合には、上述した熱硬化性樹脂シートを用いることが好ましい。
続いて、上述したのと同様に、工程（ｇ）として、第２の熱硬化性樹脂シート８に配線回路７に至る第２のビアホールを形成し、工程（ｈ）として、図２（ｉ）に示すように、導電ペーストを用いて第２のビアホールを含む第２の熱硬化性樹脂シート８に第２の電極９を形成してもよい。これにより、配線回路の断線、短絡等のない良好な多層配線構造を得ることができる。
本発明では、これらの工程を複数回繰り返すことにより、３層又はそれ以上の多層配線構造を形成することができる。

以下、本発明の半導体装置及びその製造方法を詳細に説明する。
まず、下記に示すエポキシ樹脂、フェノール系硬化剤、硬化促進剤、熱可塑性樹脂、シランカップリング剤、無機充填材を準備した。
＜エポキシ樹脂＞
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量：１８５ｇ／ｅｑ、粘度：１４．５Pa・ｓ／２５℃）
＜フェノール樹脂＞
フェノールノボラック樹脂（水酸基当量：１０７g／ｅｑ、粘度：０．０７Pa・ｓ／１５０℃）
＜硬化促進剤＞
マイクロカプセル化トリフェニルホスフィン（シェル／触媒比：５０／５０wt％）

＜熱可塑性樹脂＞
アクリル酸アルキルエステル共重合体（ムーニー粘度 ＭＬ（１＋４）、１００℃：５２．５）
＜シランカップリング剤＞
エポキシシラン（信越化学社製：商品名ＫＢＭ−４０３）
＜無機充填剤＞
（ａ）球状シリカ（平均粒子径：０．５μｍ、最大粒系：５μｍ）
（ｂ）球状シリカ（平均粒子径：７μｍ、最大粒系：３０μｍ）

（実施例１〜５及び比較例１、２）
表１に示す各成分を、同表に示す割合で配合した組成物を、それぞれ、メチルエチルケトンに混合溶解し、この混合溶液を離型処理したＰＥＴフィルム上に塗布した。次に、得られた混合溶液を塗布したＰＥＴフィルムを１２０℃で５分間乾燥させ、メチルエチルケトンを除去することにより、ＰＥＴフィルム上に目的とする厚み２５μｍの熱硬化性樹脂シートを作製した。
このようにして得られた熱硬化性樹脂シートを、それぞれ、シリコン基板上に貼り合せた（温度：室温、荷重：５ｋｇ／ｃｍ²、貼り合せ速度：１０ｍｍ／秒）後、１７５℃で１時間加熱することにより、熱硬化性樹脂シートの硬化を行った。
その後、ディスペンサーを用いて２５０μｍの線幅で導電ペースト（ハリマ化成社製）を印字し、２４０℃で１時間焼成することにより、導電ペーストによる回路形成を行った。

回路形成した熱硬化性樹脂シートについて以下の評価を行った。その結果を表１及び２に示す。
（１）熱硬化性樹脂シートの反応率得られた熱硬化性樹脂シートの熱硬化後の反応率を、熱硬化樹脂組成物の熱硬化前後に、示唆走査熱量計によって測定し、測定された発熱量から上述した式（１）従い算出した。
（２）印字性導電ペーストの印字性（にじみ）を実態顕微鏡により観察した。配線幅に対して２倍以上にじんだもの（図３（ｂ）参照）を×、２倍以下のにじみ（図３（ａ）参照）であったものを×とした。なお、図３（ａ）及び（ｂ）の表面形状を図４（ａ）及び（ｂ）にそれぞれ示す。

表１から、実施例１〜５は、熱硬化後に樹脂シート表面上に適当な凹凸を有しており（図４（ａ）参照）、にじみの発生が無く、導電ペーストを良好に印字することが可能であった。一方、比較例１では、加熱硬化後においても、樹脂成分の反応率が低かったため、導電ペーストのにじみが発生した。比較例２では、十分に樹脂キュアがなされているものの、熱硬化性樹脂シートが無機充填材としてシリカを含有していなかったため、表面に凹凸がなく、平滑であり（図４（ｂ）参照）、導電ペーストのにじみが発生した。
従って、実施例は比較例と比較して、導電ペーストの優れた印字性を示すことが確認された。

また、実施例１で得られた、回路形成した熱硬化性樹脂シートの上に、この熱硬化性樹脂シートと同様の第２の熱硬化性樹脂シートを、実施例１等と同様に形成した。第２の熱硬化性樹脂シートに対して、回路に至るビアホールを形成し、このビアホールを含む第２の熱硬化性樹脂シートに、実施例１等と同様に回路形成した。その結果、実施例１等と同様に、ビアホールを含む熱硬化性樹脂シート上への導電ペーストの優れた印字性が確認された。
これにより、本発明の半導体装置の製造方法において、配線回路の断線、短絡などを生じない半導体装置を、単層又は積層構造においても、簡便に製造できることが確認された。

本発明は、いわゆるシステム・イン・パッケージの配線に好適に用いることができるのみならず、半導体素子、半導体装置、電子部品等の多層配線工程を含む全ての半導体プロセスに利用することができる。

本発明の半導体装置の製造方法を説明するための要部の概略断面工程図である。 図１に続く、本発明の半導体装置の製造方法を説明するための要部の概略断面工程図である。 本発明の半導体装置の製造方法における導電ペーストによる配線回路の印字性を説明するための要部の顕微鏡写真である。 図３（ａ）及び（ｂ）に対応する熱硬化性樹脂シートの表面状態を示す顕微鏡写真である。

符号の説明

１ 熱硬化性樹脂シート
２ 基材フィルム
３ 半導体素子
４ 電子部品
５ 封止樹脂
６ ビアホール
７ 配線回路
８ 第２の熱硬化性樹脂シート
９ 電極

Claims (14)

1. 一表面に電極が形成された半導体素子又は電子部品と、
   ビアホールが形成された熱硬化性樹脂シートと、
   ビアホールを含む熱硬化性樹脂シート表面に形成された配線回路／電極とからなる半導体装置であって、
   半導体素子又は電子部品が他表面側から一体的に封止され、
   ビアホールが半導体素子又は電子部品の電極に至るように、一体的に封止された半導体素子又は電子部品の電極形成面に熱硬化性樹脂シートが積層され、
   前記熱硬化性樹脂シートは、エポキシ樹脂、硬化促進剤及び無機充填材を含んで構成されており、
   配線回路／電極が、半導体素子又は電子部品の電極に接続されてなることを特徴とする半導体装置。
2. 前記熱硬化性樹脂シートは、さらに熱可塑性樹脂成分を含む請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記熱硬化性樹脂シート上に、第２のビアホールが配線回路／電極に至るように形成された第２の熱硬化性樹脂シートが積層されており、第２のビアホールを含む第２の熱硬化性樹脂シートに、配線回路／電極に接続された第２の配線回路／電極が形成されてなる請求項１又は２に記載の半導体装置。
4. 配線回路／電極が、幅方向の５０％以上における領域で均一な組成のパターンとして形成されてなる請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体装置。
5. 無機充填材が、最大粒子径１００ｎｍ以上のシリカである請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体装置。
6. 熱硬化性樹脂シートが、表面に１０ｎｍ以上の凹凸を有する請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体装置。
7. （ａ）エポキシ樹脂、硬化促進剤及び無機充填材を含んでなる熱硬化性樹脂シート上に、一表面に電極が形成された半導体素子又は電子部品における電極形成面を貼り合せ、
   （ｂ）これら半導体素子又は電子部品を他表面側から一体的に封止し、
   （ｃ）熱硬化性シートを硬化させ、
   （ｄ）熱硬化性樹脂シートに半導体素子又は電子部品の電極に至るビアホールを形成し、
   （ｅ）導電ペーストを用いてビアホールを含む熱硬化性樹脂シート表面に配線回路／電極を形成することを含む半導体装置の製造方法。
8. （ｆ）配線回路／電極が形成された熱硬化性樹脂シート上に、第２の熱硬化性樹脂シートを貼り合せ、
   （ｇ）第２の熱硬化性樹脂シートに配線回路／電極に至る第２のビアホールを形成し、
   （ｈ）導電ペーストを用いて第２のビアホールを含む第２の熱硬化性樹脂シートに第２の配線回路／電極を形成する工程を１回以上含む請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
9. 工程（ａ）において用いる熱硬化性樹脂シートのエポキシ樹脂が１分子中に２個以上のエポキシ基を含む請求項７又は８に記載の半導体装置の製造方法。
10. 工程（ａ）において用いる熱硬化性樹脂シートが、さらに熱可塑性樹脂成分を含む請求項７〜９のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
11. 工程（ａ）において用いる熱硬化性樹脂シートの少なくとも片面が離形性フィルムで保護されている請求項７〜１０のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
12. 工程（ｄ）のビアホール形成までに熱硬化性樹脂シートを、５０％以上の反応率で硬化させる請求項７〜１１に記載の半導体装置の製造方法。
13. 工程（ａ）において用いる熱硬化性樹脂シートが、無機充填材として、最大粒子径１００ｎｍ以上のシリカを含む請求項７〜１２のいずれか１つに記載の半導体装置。
14. 工程（ａ）において用いる熱硬化性樹脂シートが、表面に１０ｎｍ以上の凹凸を有する請求項７〜１３のいずれか１つに記載の半導体装置。
    
    

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