JP2010109179A - 半導体装置内蔵基板の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体装置の有する半導体集積回路と配線パターン（再配線）とを電気的に接続する接続端子の間隔の微細化が可能な半導体装置内蔵基板の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置を準備する第１工程と、支持体を準備し、半導体装置を前記支持体の一方の面に配置する第２工程と、前記支持体の一方の面に配置された前記半導体装置の少なくとも側面部を埋めるように、前記支持体の前記一方の面に第２絶縁層を形成する第３工程と、前記支持体を除去する第４工程と、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層の前記露出部側の面に、前記露出部と電気的に接続する第１配線パターンを形成する第５工程と、前記第２絶縁層に、前記第１配線パターンを露出する第１ビアホールを形成する第６工程と、前記第２絶縁層の前記露出部と反対側の面に、前記第１ビアホールを介して、前記第１配線パターンと電気的に接続する第２配線パターンを形成する第７工程とを有する。
【選択図】図１８

Description

本発明は、半導体装置を内蔵する半導体装置内蔵基板の製造方法に関する。
従来から、半導体装置を内蔵する配線基板（以降、半導体装置内蔵基板とする）が知られている。半導体装置内蔵基板の製造方法としては、例えば、半導体装置に、半導体装置の有する半導体集積回路と電気的に接続される接続端子であるバンプを形成して配線基板に埋め込み、絶縁層で半導体装置の周囲を被覆した後、絶縁層にレーザで孔明けしてバンプを露出させ、露出したバンプに配線パターン（再配線）を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
又、半導体装置に、半導体装置の有する半導体集積回路と電気的に接続される接続端子であるバンプを形成する第１の工程と、バンプ上に絶縁層を形成する第２の工程と、絶縁層にレーザで孔明けしてバンプに到達するビアホールを形成する第３の工程と、ビアホールに充填されるビア配線と、ビア配線に接続される配線パターン（再配線）とを形成する第４の工程と、を有し、ビアホールを形成する場合にバンプをレーザのストッパ層として用いる方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許第２８４２３７８号 特開２００５−３３２８８７号公報
しかしながら、従来の半導体装置内蔵基板の製造方法では、半導体装置の有する半導体集積回路と配線パターン（再配線）とを電気的に接続する接続端子であるバンプが隠れるように半導体装置上に絶縁層を形成して半導体装置を埋め込み、レーザで孔明けしてバンプを露出させる。このため、レーザで孔明けする工程に時間がかかり、半導体装置内蔵基板の製造コストを上昇させるという問題があった。
又、レーザは所定のスポット径（例えば、直径７０μｍ程度）で照射されるので、半導体装置の有する半導体集積回路と配線パターン（再配線）とを電気的に接続する接続端子であるバンプの間隔を１５０μｍ程度までしか微細化できないという問題があった。
上記の点に鑑み、製造コストの上昇を抑制するとともに、半導体装置の有する半導体集積回路と配線パターン（再配線）とを電気的に接続する接続端子の間隔の微細化が可能な半導体装置内蔵基板の製造方法を提供することを課題とする。
この半導体装置内蔵基板の製造方法は、半導体集積回路と、前記半導体集積回路と電気的に接続された接続端子と、前記接続端子の一部を露出する第１絶縁層と、を有する半導体装置を準備する第１工程と、支持体を準備し、前記第１絶縁層から露出する前記接続端子の露出部が前記支持体の一方の面と対向するように、前記半導体装置を前記支持体の一方の面に配置する第２工程と、前記支持体の一方の面に配置された前記半導体装置の少なくとも側面部を埋めるように、前記支持体の前記一方の面に第２絶縁層を形成する第３工程と、前記支持体を除去する第４工程と、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層の前記露出部側の面に、前記露出部と電気的に接続する第１配線パターンを形成する第５工程と、前記第２絶縁層に、前記第１配線パターンを露出する第１ビアホールを形成する第６工程と、前記第２絶縁層の前記露出部と反対側の面に、前記第１ビアホールを介して、前記第１配線パターンと電気的に接続する第２配線パターンを形成する第７工程と、を有することを要件とする。
開示の製造方法によれば、製造コストの上昇を抑制するとともに、半導体装置の有する半導体集積回路と配線パターン（再配線）とを電気的に接続する接続端子の間隔の微細化が可能な半導体装置内蔵基板の製造方法を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
〈第１の実施の形態〉
［本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の構造］
始めに、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の構造について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の断面図である。図１を参照するに、半導体装置内蔵基板２０は、半導体装置１０と、配線パターン１４と、配線パターン４４と、配線パターン４５と、絶縁層４１と、絶縁層４２と、絶縁層４３と、ソルダーレジスト層１６と、ソルダーレジスト層１８と、外部接続端子１７とを有する。
半導体装置１０は、半導体チップ１１と、接続端子１２と、絶縁層１３とを有する。半導体装置１０において、半導体チップ１１は、半導体基板２１と、半導体集積回路２２と、複数の電極パッド２３と、保護膜２４とを有する。半導体基板２１は、半導体集積回路２２を形成するための基板である。半導体基板２１は、薄板化されている。半導体基板２１の厚さＴ1は、例えば、５０μｍ〜５００μｍとすることができる。半導体基板２１は、例えば、薄板化されたＳｉウエハが個片化されたものである。
半導体集積回路２２は、半導体基板２１の一方の面に設けられている。半導体集積回路２２は、半導体基板２１に形成された拡散層（図示せず）、半導体基板２１上に積層された絶縁層（図示せず）、及び積層された絶縁層（図示せず）に設けられたビアホール（図示せず）及び配線等（図示せず）から構成されている。
電極パッド２３は、半導体集積回路２２上に複数設けられている。電極パッド２３は、半導体集積回路２２に設けられた配線（図示せず）と電気的に接続されている。電極パッド２３の材料としては、例えば、Ａｌ等を用いることができる。電極パッド２３の材料として、Ｃｕ層の上にＡｌ層を形成したもの、Ｃｕ層の上にＳｉ層を形成し、その上に更にＡｌ層を形成したもの等を用いても構わない。
保護膜２４は、半導体集積回路２２上に設けられている。保護膜２４は、半導体集積回路２２を保護するための膜であり、パッシベーション膜と呼ばれる場合もある。保護膜２４としては、例えばＳｉＮ膜、ＰＳＧ膜等を用いることができる。又、ＳｉＮ膜やＰＳＧ膜等からなる層に、更にポリイミド等からなる層を積層しても構わない。
接続端子１２は、電極パッド２３上に設けられている。接続端子１２は、突起部を有する形状である。接続端子１２の面１２Ａは絶縁層１３の面１３Ａから露出しており、配線パターン１４と電気的に接続されている。すなわち、接続端子１２は、半導体装置１０の有する半導体集積回路２２と配線パターン１４とを、電極パッド２３を介して電気的に接続する機能を有する。
接続端子１２の高さＨ１は、例えば、１０μｍ〜６０μｍとすることができる。接続端子１２としては、例えばＡｕバンプ、Ａｕめっき膜、無電解めっき法により形成されたＮｉ膜とそれを覆うＡｕ膜から構成される金属膜等を用いることができる。Ａｕバンプは、例えばワイヤボンディング装置を用いて、ボンディングワイヤにより形成することができる。又、めっき法により形成することもできる。
絶縁層１３は、半導体チップ１１の回路形成面（主面）を封止保護すると共に、配線パターン１４を形成する際のベース材の一部となるものである。絶縁層１３は、接続端子１２の面１２Ａを除く接続端子１２及び半導体チップ１１を覆うように設けられている。絶縁層１３の面１３Ａは、接続端子１２の面１２Ａと略面一とされている。
絶縁層１３の材料としては、感光性を有する材料、感光性を有しない材料の何れを用いても構わない。絶縁層１３としては、例えば、粘着性を有するＢ−ステージ状態（半硬化状態）のシート状の絶縁樹脂（例えば、ＮＣＦ（Non Conductive Film））、ペースト状の絶縁樹脂（例えば、ＮＣＰ（Non Conductive Paste））、粘着性を有するシート状の異方性導電樹脂（例えば、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film））、ペースト状の異方性導電樹脂（例えば、ＡＣＰ（Anisotropic Conductive Paste））、ビルドアップ樹脂（フィラー入りのエポキシ樹脂又はフィラーなしのエポキシ樹脂）、液晶ポリマー（liquid crystal polymer）等を挙げることができる。ＡＣＰ及びＡＣＦは、エポキシ系樹脂をベースとする絶縁樹脂にＮｉ／Ａｕに被膜された小径球状の樹脂が分散されたものであり、鉛直方向に対しては導電性を有し、水平方向には絶縁性を有する樹脂である。絶縁層１３の厚さＴ２は、例えば１０μｍ〜６０μｍとすることができる。
絶縁層４１は、半導体装置１０の側面部を埋めるように設けられている。絶縁層４１は、配線パターン１４を形成する際のベース材の一部となるものである。絶縁層４１の材料としては、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂材を用いることができる。
配線パターン１４は、接続端子１２の面１２Ａと接触するように、絶縁層１３の面１３Ａ及び絶縁層４１の面４１Ａに設けられている。配線パターン１４は、接続端子１２及び電極パッド２３を介して、半導体集積回路２２と電気的に接続されている。又、配線パターン１４は、ビアホール４２Ｘ及びビアホール４３Ｘを介して、配線パターン４４及び配線パターン４５と電気的に接続されている。配線パターン１４は、いわゆる再配線と呼ばれる場合があり、電極パッド２３の位置と、外部接続端子１７の位置とを異ならせるため（ファンアウト及び任意の位置への端子配置をするため、所謂ピッチ変換のため）に設けられる。
配線パターン１４は、金属層２６及び金属層２７を有する。金属層２６としては、例えばＣｕ層、Ｃｕ層及びＣｒ層からなる積層体、Ｃｕ層及びＴｉ層からなる積層体等を用いることができる。又、無電解Ｃｕメッキ層でもよいし、蒸着法、塗布法又は化学気相成長法（ＣＶＤ）等により形成された金属薄膜層であってもよいし、上記の金属層形成方法を組み合わせてもよい。金属層２６の厚さＴ６は、例えば２μｍとすることができる。金属層２７としては、例えばＣｕ層等を用いることができる。金属層２７の厚さＴ７は、例えば１０μｍとすることができる。
絶縁層４２は、配線パターン１４を覆うように、絶縁層１３の面１３Ａ及び絶縁層４１の面４１Ａに設けられている。絶縁層４２の材料としては、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂材を用いることができる。配線パターン４４は、絶縁層４２の面４２Ａに設けられている。配線パターン４４は、絶縁層４２に形成されたビアホール４２Ｘを介して、配線パターン１４と電気的に接続されている。
配線パターン４４は、金属層４６及び金属層４７を有する。金属層４６としては、例えばＣｕ層、Ｃｕ層及びＣｒ層からなる積層体、Ｃｕ層及びＴｉ層からなる積層体等を用いることができる。又、無電解Ｃｕメッキ層でもよいし、蒸着法、塗布法又は化学気相成長法（ＣＶＤ）等により形成された金属薄膜層であってもよいし、上記の金属層形成方法を組み合わせてもよい。金属層４６の厚さＴ８は、例えば２μｍとすることができる。金属層４７としては、例えばＣｕ層等を用いることができる。金属層４７の厚さＴ９は、例えば１０μｍとすることができる。
ソルダーレジスト層１６は、配線パターン４４を覆うように、絶縁層４２の面４２Ａに設けられている。ソルダーレジスト層１６は、配線パターン４４の一部を露出する開口部１６Ｘを有する。ソルダーレジスト層１６の材料は、例えば感光性樹脂組成物である。
絶縁層４３は、絶縁層４１の面４１Ｂ及び半導体装置１０の裏面部１０Ｂに設けられている。絶縁層４３の材料としては、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂材を用いることができる。配線パターン４５は、絶縁層４３の面４３Ｂに設けられている。配線パターン４５は、絶縁層４１及び絶縁層４３に形成されたビアホール４３Ｘを介して、配線パターン１４と電気的に接続されている。
配線パターン４５は、金属層４８及び金属層４９を有する。金属層４８としては、例えばＣｕ層、Ｃｕ層及びＣｒ層からなる積層体、Ｃｕ層及びＴｉ層からなる積層体等を用いることができる。又、無電解Ｃｕメッキ層でもよいし、蒸着法、塗布法又は化学気相成長法（ＣＶＤ）等により形成された金属薄膜層であってもよいし、上記の金属層形成方法を組み合わせてもよい。金属層４８の厚さＴ１０は、例えば２μｍとすることができる。金属層４９としては、例えばＣｕ層等を用いることができる。金属層４９の厚さＴ１１は、例えば１０μｍとすることができる。
ソルダーレジスト層１８は、配線パターン４５を覆うように、絶縁層４３の面４３Ｂに設けられている。ソルダーレジスト層１８は、配線パターン４５の一部を露出する開口部１８Ｘを有する。ソルダーレジスト層１８の材料は、例えば感光性樹脂組成物である。
外部接続端子１７は、ソルダーレジスト層１６の開口部１６Ｘ内に露出する配線パターン４４上、及び／又は、ソルダーレジスト層１８の開口部１８Ｘ内に露出する配線パターン４５上に設けられている。外部接続端子１７は、例えばマザーボード等の実装基板（図示せず）に設けられたパッドと電気的に接続される端子である。外部接続端子１７としては、例えば、はんだバンプ等を用いることができる。外部接続端子１７の材料としては、例えばＰｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。又、樹脂（例えばジビニルベンゼン等）をコアとするはんだボール（Ｓｎ−３．５Ａｇ）等を用いても構わない。
以上が、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の構造である。
［本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造方法］
続いて、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造方法について説明する。図２〜図２１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図である。図２〜図２１において、図１に示す半導体装置内蔵基板２０と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。図２〜図１１において、Ｃはダイシングブレードが半導体基板３１を切断する位置（以下、「基板切断位置Ｃ」とする）、Ａは複数の半導体装置形成領域（以下、「半導体装置形成領域Ａ」とする）、Ｂは複数の半導体装置形成領域Ａを分離する、基板切断位置Ｃを含むスクライブ領域（以下、「スクライブ領域Ｂ」とする）を示している。
始めに、図２及び図３に示す工程では、複数の半導体装置形成領域Ａと、複数の半導体装置形成領域Ａを分離する、基板切断位置Ｃを含むスクライブ領域Ｂとを有する半導体基板３１を準備する。図２は半導体基板を例示する断面図であり、図３は半導体基板を例示する平面図である。図２及び図３に示す半導体基板３１は、薄板化され、かつ基板切断位置Ｃにおいて切断されることにより、先に説明した半導体基板２１（図１参照）となるものである。半導体基板３１としては、例えばＳｉウエハ等を用いることができる。半導体基板３１の厚さＴ３は、例えば、５００μｍ〜７７５μｍとすることができる。
次いで、図４に示す工程では、半導体装置形成領域Ａに対応する半導体基板３１の一方の面に、周知の手法により、半導体集積回路２２、電極パッド２３、及び保護膜２４を有する半導体チップ１１を形成する。電極パッド２３の材料としては、例えばＡｌ等を用いることができる。電極パッド２３の材料として、Ｃｕ層の上にＡｌ層を形成したもの、Ｃｕ層の上にＳｉ層を形成し、その上に更にＡｌ層を形成したもの等を用いても構わない。保護膜２４としては、例えばＳｉＮ膜やＰＳＧ膜等を用いることができる。又、ＳｉＮ膜やＰＳＧ膜等からなる層に、更にポリイミド等からなる層を積層しても構わない。
次いで、図５に示す工程では、半導体装置形成領域Ａに設けられた複数の電極パッド２３上にそれぞれ接続端子１２を形成する。接続端子１２としては、例えばＡｕバンプ、Ａｕめっき膜、無電解めっき法やＡｌジンケート法により形成されたＮｉ膜とＮｉ膜上に積層されるＡｕ膜から構成される金属膜等を用いることができる。Ａｕバンプは、例えばワイヤボンディング装置を用いて、ボンディングワイヤにより形成することができる。又、めっき法により形成することもできる。なお、図５に示す工程で形成された複数の接続端子１２には、高さばらつきが存在する。
次いで、図６に示す工程では、接続端子１２が設けられた側の複数の半導体チップ１１及び接続端子１２を覆うように絶縁層１３を形成する。絶縁層１３の材料としては、感光性を有する材料、感光性を有しない材料の何れを用いても構わない。絶縁層１３としては、例えば、粘着性を有するＢ−ステージ状態（半硬化状態）のシート状の絶縁樹脂（例えば、ＮＣＦ（Non Conductive Film））、ペースト状の絶縁樹脂（例えば、ＮＣＰ（Non Conductive Paste））、粘着性を有するシート状の異方性導電樹脂（例えば、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film））、ペースト状の異方性導電樹脂（例えば、ＡＣＰ（Anisotropic Conductive Paste））、ビルドアップ樹脂（フィラー入りのエポキシ樹脂又はフィラーなしのエポキシ樹脂）、液晶ポリマー（liquid crystal polymer）等を挙げることができる。ＡＣＰ及びＡＣＦは、エポキシ系樹脂をベースとする絶縁樹脂にＮｉ／Ａｕに被膜された小径球状の樹脂が分散されたものであり、鉛直方向に対しては導電性を有し、水平方向には絶縁性を有する樹脂である。
絶縁層１３として粘着性を有したシート状の絶縁樹脂を用いた場合は、図５に示す構造体の一方の面側にシート状の絶縁樹脂を貼り付ける。又、絶縁層１３としてペースト状の絶縁樹脂を用いた場合は、図５に示す構造体の一方の面側に印刷法等によりペースト状の絶縁樹脂を形成し、その後、プリベークして絶縁樹脂を半硬化させる。この半硬化した絶縁樹脂は接着性を有する。絶縁層１３の厚さＴ４は、例えば２０μｍ〜１００μｍとすることができる。
次いで図７に示す工程では、絶縁層１３の面１３Ａに板状体２５を配設する。板状体２５は、絶縁層１３の面１３Ａと対向する側の面２５Ｂが粗面とされている。板状体２５の厚さＴ５は、例えば１０μｍとすることができる。板状体２５としては、例えばＣｕ箔等の金属箔を用いることができる。又、板状体２５として、ＰＥＴ等よりなるテンポラリーフィルムを用いても構わない。更に、予め樹脂フィルムの片面にＣｕ箔が設けられた、片面銅箔付き樹脂フィルムを用いることも可能である。ここでは、板状体２５として、金属箔を用いた場合を例にとり、以下の工程を説明する。
次いで図８に示す工程では、図７に示す構造体を加熱した状態で、板状体２５の面２５Ａ側から板状体２５を押圧して、板状体２５を絶縁層１３に圧着する。これにより絶縁層１３は押圧され、接続端子１２の面１２Ａは絶縁層１３の面１３Ａから露出する。又、絶縁層１３の面１３Ａに、板状体２５の面２５Ｂの粗面が転写される。図７に示す構造体を加熱することにより、絶縁層１３は硬化する。圧着後の絶縁層１３の厚さＴ２は、例えば１０μｍ〜６０μｍとすることができる。
次いで図９に示す工程では、板状体２５をエッチング等により全て除去する。図７〜図９に示す工程により、後述する図１５の工程において、金属層２６と接続端子１２との密着性を高めることができる。
次いで図１０に示す工程では、半導体基板３１の裏面側から半導体基板３１を研磨又は研削して、半導体基板３１を薄板化する。半導体基板３１の薄板化には、例えばバックサイドグラインダー等を用いることができる。薄板化後の半導体基板３１の厚さＴ１は、例えば、５０μｍ〜５００μｍとすることができる。なお、図１０に示す工程は削除される場合もある。
次いで図１１に示す工程では、スクライブ領域Ｂに対応する半導体基板３１を基板切断位置Ｃに沿って切断することで、複数の半導体装置１０が製造される。半導体基板３１の切断は、例えば、ダイシング等によって行う。
次いで図１２に示す工程では、支持体４０を準備する。そして、接続端子１２の面１２Ａが支持体４０の面４０Ａと対向するように、複数の半導体装置１０を支持体４０の面４０Ａに配置する。支持体４０の面４０Ａは、例えば粘着性を有しており、配置された半導体装置１０は固定される。支持体４０の面４０Ａが粘着性を有していない場合には、例えば接着用テープ等により、配置された半導体装置１０を固定する。支持体４０としては、例えばＰＥＴフィルム、ポリイミドフィルム、金属板、ガラス板等を用いることができる。
次いで図１３に示す工程では、隣接して配置された半導体装置１０の、少なくとも側面部を埋めるように、支持体４０の面４０Ａに絶縁層４１を形成する。絶縁層４１の材料としては、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂材を用いることができる。絶縁層４１の形成方法の一例としては、支持体４０の面４０Ａにエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂フィルムをラミネートした後に、樹脂フィルムをプレス（押圧）し、その後、例えば１９０℃程度の温度で熱処理して硬化させることにより絶縁層４１を得ることができる。又、支持体４０の面４０Ａにエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の液状の樹脂を塗布した後に、例えば１９０℃程度の温度で熱処理して硬化させることにより絶縁層４１を得ることもできる。次いで図１４に示す工程では、図１３に示す支持体４０を除去する。
次いで図１５に示す工程では、絶縁層１３の面１３Ａ及び絶縁層４１の面４１Ａに、接続端子１２の面１２Ａと接触するように金属層２６及び金属層２７を有する配線パターン１４を形成する。配線パターン１４は、接続端子１２及び電極パッド２３を介して、半導体集積回路２２と電気的に接続される。配線パターン１４の厚さは、例えば１２μｍとすることができる。
配線パターン１４は、具体的には以下に示すように形成する。始めに、絶縁層１３の面１３Ａ及び絶縁層４１の面４１Ａにスパッタ法等により金属層２６を形成する。金属層２６と接続端子１２とは、電気的に接続される。金属層２６としては、例えばＣｕ層、Ｃｕ層及びＣｒ層からなる積層体、Ｃｕ層及びＴｉ層からなる積層体等を用いることができる。又、無電解Ｃｕメッキ層でもよいし、蒸着法、塗布法又は化学気相成長法（ＣＶＤ）等により形成された金属薄膜層であってもよいし、上記の金属層形成方法を組み合わせてもよい。金属層２６の厚さＴ６は、例えば２μｍとすることができる。
次いで、金属層２６の面を覆うように、例えば金属層２６を給電層として、電解メッキ法等により金属層２７を形成する。金属層２７としては、例えばＣｕ層等を用いることができる。金属層２７の厚さＴ７は、例えば１０μｍとすることができる。次いで、金属層２７の面にレジストを塗布し、このレジストをフォトリソグラフィ法により露光、現像することで配線パターン１４の形成領域に対応する部分の金属層２７の上部にレジスト膜を形成する。
次いで、レジスト膜をマスクとして金属層２６及び金属層２７をエッチングし、レジスト膜が形成されていない部分の金属層２６及び金属層２７を除去することで、配線パターン１４を形成する。その後、レジスト膜を除去する。その後、配線パターン１４の粗化処理を行う。配線パターン１４の粗化処理は、黒化処理又は粗化エッチング処理等の方法により行うことができる。上記粗化処理は、配線パターン１４の上面及び側面に形成される絶縁層４２と配線パターン１４との密着性を向上させるためのものである。
次いで、図１６に示す工程では、図１５に示す構造体の絶縁層１３の面１３Ａ及び絶縁層４１の面４１Ａに配線パターン１４を覆うように絶縁層４２を形成する。又、半導体装置１０の裏面部１０Ｂ及び絶縁層４１の面４１Ｂを覆うように絶縁層４３を形成する。絶縁層４２及び絶縁層４３の材料としては、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂材を用いることができる。
絶縁層４２の形成方法の一例としては、絶縁層１３の面１３Ａ及び絶縁層４１の面４１Ａに配線パターン１４を覆うようにエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂フィルムをラミネートした後に、樹脂フィルムをプレス（押圧）し、その後、例えば１９０℃程度の温度で熱処理して硬化させることにより絶縁層４２を得ることができる。又、絶縁層１３の面１３Ａ及び絶縁層４１の面４１Ａに配線パターン１４を覆うようにエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の液状の樹脂を塗布した後に、例えば１９０℃程度の温度で熱処理して硬化させることにより絶縁層４２を得ることもできる。絶縁層４３の形成方法は、絶縁層４２の形成方法と同様であるため、その説明は省略する。
次いで、図１７に示す工程では、配線パターン１４の一方の面が露出するように、レーザ加工法等を用いて絶縁層４２を貫通する貫通穴であるビアホール４２Ｘを形成する。又、配線パターン１４の他方の面が露出するように、レーザ加工法等を用いて絶縁層４１及び絶縁層４３を貫通する貫通穴であるビアホール４３Ｘを形成する。レーザとしては、例えばＣＯ２レーザやＹＡＧレーザ等を使用することができる。なお、絶縁層４２及び絶縁層４３として感光性樹脂膜を用い、フォトリソグラフィによりパターニングしてビアホール４２Ｘ及びビアホール４３Ｘを形成する方法を用いてもよいし、スクリーン印刷により開口部が設けられた樹脂膜をパターニングしてビアホール４２Ｘ及びビアホール４３Ｘを形成する方法を用いても構わない。
次いで、図１８に示す工程では、絶縁層４２の面４２Ａに、金属層４６及び金属層４７を有する配線パターン４４を形成する。又、絶縁層４３の面４３Ｂに、金属層４８及び金属層４９を有する配線パターン４５を形成する。配線パターン４４は、ビアホール４２Ｘを介して、配線パターン１４と電気的に接続される。配線パターン４５は、ビアホール４３Ｘを介して、配線パターン１４と電気的に接続される。配線パターン４４及び配線パターン４５の厚さは、例えば１２μｍとすることができる。
配線パターン４４は、具体的には以下に示すように形成する。始めに、絶縁層４２の面４２Ａ及びビアホール４２Ｘ内に金属層４６を形成する。金属層４６と配線パターン１４とは、電気的に接続される。金属層４６としては、例えばＣｕ層、Ｃｕ層及びＣｒ層からなる積層体、Ｃｕ層及びＴｉ層からなる積層体等を用いることができる。又、無電解Ｃｕメッキ層でもよいし、蒸着法、塗布法又は化学気相成長法（ＣＶＤ）等により形成された金属薄膜層であってもよいし、上記の金属層形成方法を組み合わせてもよい。金属層４６の厚さＴ８は、例えば２μｍとすることができる。
次いで、金属層４６の面を覆うように、例えば金属層４６を給電層として、電解メッキ法等により金属層４７を形成する。金属層４７としては、例えばＣｕ層等を用いることができる。金属層４７の厚さＴ９は、例えば１０μｍとすることができる。次いで、金属層４７の面にレジストを塗布し、このレジストをフォトリソグラフィ法により露光、現像することで配線パターン４４の形成領域に対応する部分の金属層４７の上部にレジスト膜を形成する。
次いで、レジスト膜をマスクとして金属層４６及び金属層４７をエッチングし、レジスト膜が形成されていない部分の金属層４６及び金属層４７を除去することで、配線パターン４４を形成する。その後、レジスト膜を除去する。その後、配線パターン４４の粗化処理を行う。配線パターン４４の粗化処理は、黒化処理又は粗化エッチング処理等の方法により行うことができる。上記粗化処理は、配線パターン４４の上面及び側面に形成されるソルダーレジスト層１６と配線パターン４４との密着性を向上させるためのものである。配線パターン４５の形成方法は、配線パターン４４の形成方法と同様であるため、その説明は省略する。
次いで、図１９に示す工程では、配線パターン４４及び絶縁層４２の面４２Ａを覆うように、配線パターン４４の一部を露出する開口部１６Ｘを有するソルダーレジスト層１６を形成する。又、配線パターン４５及び絶縁層４３の面４３Ｂを覆うように、開口部１８Ｘを有するソルダーレジスト層１８を形成する。
具体的には、始めに配線パターン４４及び絶縁層４２の面４２Ａを覆うように、例えば感光性樹脂組成物を塗布する。次いでフォトリソグラフィ法により感光性樹脂組成物を露光、現像し、外部接続端子１７に対応する部分の感光性樹脂組成物をエッチングにより除去し、配線パターン４４の一部を露出する開口部１６Ｘを形成することで、開口部１６Ｘを有するソルダーレジスト層１６を形成する。ソルダーレジスト層１８の形成方法は、ソルダーレジスト層１６の形成方法と同様であるため、その説明は省略する。
次いで、図２０に示す工程では、開口部１６Ｘ内に露出する配線パターン４４上、及び／又は、開口部１８Ｘ内に露出する配線パターン４５上に外部接続端子１７を形成する。外部接続端子１７としては、例えば、はんだバンプ等を用いることができる。外部接続端子１７の材料としては、例えばＰｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。又、樹脂（例えばジビニルベンゼン等）をコアとするはんだボール（Ｓｎ−３．５Ａｇ）等を用いても構わない。これにより、半導体装置内蔵基板２０に相当する複数の構造体が形成される。
次いで、図２１に示す工程では、図２０に示す構造体を絶縁層４１の略中央で切断することで、複数の半導体装置内蔵基板２０が製造される。図２０に示す構造体の切断は、例えばダイシング等によって行う。
以上が、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造方法である。
本発明の第１の実施の形態によれば、始めに、接続端子１２の面１２Ａが絶縁層１３から露出した半導体装置１０を製造する。そして、少なくとも半導体装置１０の側面部を埋めるように絶縁層４１を形成する。更に、接続端子１２の面１２Ａと接触するように、接続端子１２と電気的に接続される配線パターン１４（再配線）を形成する。その結果、絶縁層にレーザで孔明けし接続端子を露出する工程が必要ないため、半導体装置内蔵基板２０の製造コストの上昇を抑制することができる。
又、絶縁層にレーザで孔明けし接続端子を露出する工程が必要ないため、接続端子１２の間隔はレーザのスポット径（例えば、直径７０μｍ程度）に制限されない。その結果、半導体装置１０の有する半導体集積回路２２と配線パターン１４（再配線）とを電気的に接続する接続端子１２の間隔の微細化が可能となる。接続端子１２の間隔は、配線パターンのＬ／Ｓ（ライン／スペース）と同程度まで微細化（例えば、間隔１００μｍ以下。最短間隔１μｍ程度）することができる。
又、絶縁層４１の面４１Ｂに絶縁層４３及び配線パターン４５を積層形成し、絶縁層４１及び絶縁層４３を貫通するビアホール４３Ｘを設ける。その結果、ビアホール４３Ｘを介して、絶縁層４１の面４１Ａに形成された配線パターン１４と、絶縁層４１の面４１Ｂ側に形成された配線パターン４５とを容易に接続することができる。
〈第２の実施の形態〉
［本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の構造］
始めに、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の構造について説明する。図２２は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の断面図である。図２２に示す半導体装置内蔵基板６０において、図１に示す半導体装置内蔵基板２０と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。図２２を参照するに、半導体装置内蔵基板６０は、半導体装置１０と、配線パターン１４と、配線パターン４４と、配線パターン４５と、絶縁層４１と、絶縁層４２と、ソルダーレジスト層１６と、ソルダーレジスト層１８と、外部接続端子１７とを有する。図２２を参照するに、第２の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板６０は、絶縁層４３を有さないこと以外は、半導体装置内蔵基板２０と同様である。以下、半導体装置内蔵基板２０と異なる部分についてのみ説明する。
半導体装置内蔵基板６０において、配線パターン４５は、絶縁層４１の面４１Ｂに設けられている。配線パターン４５は、絶縁層４１に形成されたビアホール４１Ｘを介して、配線パターン１４と電気的に接続されている。
配線パターン４５は、金属層４８及び金属層４９を有する。金属層４８としては、例えばＣｕ層、Ｃｕ層及びＣｒ層からなる積層体、Ｃｕ層及びＴｉ層からなる積層体等を用いることができる。又、無電解Ｃｕメッキ層でもよいし、蒸着法、塗布法又は化学気相成長法（ＣＶＤ）等により形成された金属薄膜層であってもよいし、上記の金属層形成方法を組み合わせてもよい。金属層４８の厚さＴ１０は、例えば２μｍとすることができる。金属層４９としては、例えばＣｕ層等を用いることができる。金属層４９の厚さＴ１１は、例えば１０μｍとすることができる。
なお、半導体装置１０の裏面部１０Ｂには配線パターン４５は形成されていない。絶縁層を介さずに半導体装置１０の裏面部１０Ｂに配線パターン４５を形成すると、半導体装置１０の内部の配線（図示せず）と配線パターン４５とが電気的に接続されてしまうからである。
ソルダーレジスト層１８は、配線パターン４５を覆うように、絶縁層４１の面４１Ｂ及びに半導体装置１０の裏面部１０Ｂに設けられている。ソルダーレジスト層１８は、配線パターン４５の一部を露出する開口部１８Ｘを有する。ソルダーレジスト層１８の材料は、例えば感光性樹脂組成物である。
以上が、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の構造である。
［本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造方法］
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造方法について説明する。図２３及び図２４は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図である。図２３及び図２４において、図２２に示す半導体装置内蔵基板６０と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。
始めに、第１の実施の形態の図２〜図１５と同様の工程を行う。次いで、図２３に示す工程では、図１５に示す構造体の絶縁層１３の面１３Ａ及び絶縁層４１の面４１Ａに配線パターン１４を覆うように絶縁層４２を形成する。絶縁層４２の材料としては、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂材を用いることができる。そして、配線パターン１４の一方の面が露出するように、レーザ加工法等を用いて絶縁層４２を貫通する貫通穴であるビアホール４２Ｘを形成する。又、配線パターン１４の他方の面が露出するように、レーザ加工法等を用いて絶縁層４１を貫通する貫通穴であるビアホール４１Ｘを形成する。レーザとしては、例えばＣＯ２レーザやＹＡＧレーザ等を使用することができる。なお、絶縁層４２として感光性樹脂膜を用い、フォトリソグラフィによりパターニングしてビアホール４２Ｘを形成する方法を用いてもよいし、スクリーン印刷により開口部が設けられた樹脂膜をパターニングしてビアホール４２Ｘを形成する方法を用いても構わない。
次いで、図２４に示す工程では、絶縁層４２の面４２Ａに、金属層４６及び金属層４７を有する配線パターン４４を形成する。又、絶縁層４１の面４１Ｂに、金属層４８及び金属層４９を有する配線パターン４５を形成する。配線パターン４４は、ビアホール４２Ｘを介して、配線パターン１４と電気的に接続される。配線パターン４５は、ビアホール４１Ｘを介して、配線パターン１４と電気的に接続される。配線パターン４４及び配線パターン４５の詳細に関しては第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。なお、前述の理由により、半導体装置１０の裏面部１０Ｂには配線パターン４５は形成しない。
次いで、第１の実施の形態の図１９〜図２１と同様の工程を行うことで、複数の半導体装置内蔵基板６０が製造される。
以上が、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造方法である。
本発明の第２の実施の形態によれば、本発明の第１の実施の形態と同様の効果を奏する。又、絶縁層４３を形成する工程が削除されるため、半導体装置内蔵基板６０の製造工程を簡略化できる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳説したが、本発明は、上述した実施の形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、絶縁層４１の面４１Ａ側、及び／又は、絶縁層４１の面４１Ｂ側に、更に絶縁層と配線パターンとを交互に形成することにより、多層の配線パターン（ビルドアップ配線層）を有する半導体装置内蔵基板を実現することができる。
本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その１）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その２）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その３）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その４）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その５）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その６）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その７）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その８）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その９）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その１０）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その１１）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その１２）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その１３）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その１４）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その１５）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その１６）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その１７）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その１８）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その１９）である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その２０）である。 本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その１）である。 本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置内蔵基板の製造工程を例示する図（その２）である。
符号の説明
１０ 半導体装置
１１ 半導体チップ
１２ 接続端子
１２Ａ，１３Ａ，２５Ａ，２５Ｂ，４０Ａ，４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４３Ｂ 面
１３，４１，４２，４３ 絶縁層
１４，４４，４５ 配線パターン
１６，１８ ソルダーレジスト層
１６Ｘ，１８Ｘ 開口部
１７ 外部接続端子
２０，６０ 半導体装置内蔵基板
２１，３１ 半導体基板
２２ 半導体集積回路
２３ 電極パッド
２４ 保護膜
２５ 板状体
２６，２７，４６，４７，４８，４９ 金属層
４０ 支持体
４１Ｘ，４２Ｘ，４３Ｘ ビアホール
Ａ 半導体装置形成領域
Ｂ スクライブ領域
Ｃ 基板切断位置
Ｔ1〜Ｔ１１ 厚さ
Ｈ１ 高さ

Claims (5)

  1. 半導体集積回路と、前記半導体集積回路と電気的に接続された接続端子と、前記接続端子の一部を露出する第１絶縁層と、を有する半導体装置を準備する第１工程と、
    支持体を準備し、前記第１絶縁層から露出する前記接続端子の露出部が前記支持体の一方の面と対向するように、前記半導体装置を前記支持体の一方の面に配置する第２工程と、
    前記支持体の一方の面に配置された前記半導体装置の少なくとも側面部を埋めるように、前記支持体の前記一方の面に第２絶縁層を形成する第３工程と、
    前記支持体を除去する第４工程と、
    前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層の前記露出部側の面に、前記露出部と電気的に接続する第１配線パターンを形成する第５工程と、
    前記第２絶縁層に、前記第１配線パターンを露出する第１ビアホールを形成する第６工程と、
    前記第２絶縁層の前記露出部と反対側の面に、前記第１ビアホールを介して、前記第１配線パターンと電気的に接続する第２配線パターンを形成する第７工程と、を有する半導体装置内蔵基板の製造方法。
  2. 前記第６工程よりも前に、前記半導体装置及び前記第２絶縁層の前記露出部と反対側の面に、第３絶縁層を形成する第８工程を有し、
    前記第６工程では、前記第２絶縁層及び前記第３絶縁層に、前記第１配線パターンを露出する第１ビアホールを形成し、
    前記第７工程では、前記第３絶縁層上に、前記第１ビアホールを介して、前記第１配線パターンと電気的に接続する第２配線パターンを形成する請求項１記載の半導体装置内蔵基板の製造方法。
  3. 前記第１配線パターンを覆うように、更に絶縁層と配線パターンとを交互に形成する第９工程を有する請求項１又は２記載の半導体装置内蔵基板の製造方法。
  4. 前記第２配線パターンを覆うように、更に絶縁層と配線パターンとを交互に形成する第１０工程を有する請求項１乃至３の何れか一項記載の半導体装置内蔵基板の製造方法。
  5. 前記第１工程は、前記半導体集積回路に形成された電極パッド上に、前記接続端子を形成する工程と、
    前記接続端子を覆うように前記半導体集積回路上に前記第１絶縁層を形成する工程と、
    前記第１絶縁層上に、前記第１絶縁層と対向する側の面が粗面とされた板状体を配設する工程と、
    前記板状体の前記粗面を前記第１絶縁層に圧着することにより、前記接続端子の一部を前記第１絶縁層から露出させる工程と、
    前記板状体を除去する工程と、を含む請求項１乃至４の何れか一項記載の半導体装置内蔵基板の製造方法。
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