JP2011249481A - Method of manufacturing wiring substrate, and method of manufacturing semiconductor package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、傾斜面を含む凹部を有する配線基板の製造方法、及び、前記配線基板の凹部に半導体素子を搭載した半導体パッケージの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a wiring board having a recess including an inclined surface, and a method for manufacturing a semiconductor package in which a semiconductor element is mounted in the recess of the wiring board.
従来より、一方の面に半導体素子を搭載する凹部を有する配線基板が知られていた。凹部は、例えば、配線基板の一方の面と略平行な内底面と、内底面に対して傾斜する内側面(以降、傾斜面とする)とを有し、配線基板の表面に内底面よりも大きな開口を形成する形状である。 Conventionally, a wiring board having a recess for mounting a semiconductor element on one surface has been known. The recess has, for example, an inner bottom surface that is substantially parallel to one surface of the wiring board and an inner side surface that is inclined with respect to the inner bottom surface (hereinafter referred to as an inclined surface). It is a shape that forms a large opening.
このような凹部を有する配線基板において、凹部にパターンを形成する方法の一例を挙げれば以下の通りである。すなわち、凹部を有する面の全面に銅箔が形成された基板上にレジストを塗布して銅箔を覆う。そして、レジストを露光及び現像してレジストをパターンニングし、銅箔の配線パターンとなる部分のみがレジストで覆われた状態とする。そして、レジストで覆われていない部分の銅箔のみをエッチング等で除去した後、更に銅箔を覆っていたレジストを除去して、基板上に配線パターンを形成する。 An example of a method of forming a pattern in a recess in a wiring board having such a recess is as follows. That is, a resist is applied on a substrate having a copper foil formed on the entire surface having the recesses to cover the copper foil. Then, the resist is exposed and developed to pattern the resist so that only the portion of the copper foil wiring pattern is covered with the resist. And after removing only the copper foil of the part which is not covered with the resist by an etching etc., the resist which covered the copper foil is removed further, and a wiring pattern is formed on a board | substrate.
レジストを露光する方法としては、例えば、配線パターンに対応するマスクパターンが形成されたマスクを介して露光する方法が知られている。又、マスクを使用せずに露光する方法として、マイクロミラー等を利用してレーザ光の反射を制御する方法等により、配線パターンに対応するレーザ光を直接描画して露光する方法も知られている。 As a method of exposing the resist, for example, a method of exposing through a mask on which a mask pattern corresponding to a wiring pattern is formed is known. In addition, as a method of exposing without using a mask, a method of directly drawing and exposing a laser beam corresponding to a wiring pattern by a method of controlling reflection of laser beam using a micromirror or the like is also known. Yes.
しかしながら、マスクを介して傾斜面を露光すると、露光光が傾斜面で反射し、反射光が露光すべきでない部分(例えば、内底面等)を露光する場合があるため、レジストを所望の形状にパターンニングすることが困難であるという問題があった。 However, when the inclined surface is exposed through the mask, the exposure light is reflected by the inclined surface, and the reflected light may expose a portion that should not be exposed (for example, the inner bottom surface). There was a problem that it was difficult to pattern.
又、レーザ光を直接描画して傾斜面を露光するには、レジストが形成された基板を傾けながら描画する必要があるが、基板の大きさが比較的大きい場合には基板を傾けながら描画し難くなるため、レジストを所望の形状にパターンニングすることが困難であるという問題があった。 In addition, in order to expose the inclined surface by directly drawing the laser beam, it is necessary to draw while tilting the substrate on which the resist is formed, but when the size of the substrate is relatively large, drawing is performed while tilting the substrate. This makes it difficult to pattern the resist into a desired shape.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、傾斜面を含む凹部に所望の形状のレジストパターンを形成可能な配線基板の製造方法、及び、前記配線基板の凹部に半導体素子を搭載した半導体パッケージの製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above points, and a method of manufacturing a wiring board capable of forming a resist pattern having a desired shape in a recess including an inclined surface, and mounting a semiconductor element in the recess of the wiring board It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor package.
本配線基板の製造方法は、基板本体の一方の面に、内底面及び前記内底面に対して傾斜する内側面を有する凹部を形成する第1工程と、前記一方の面の前記内底面及び前記内側面を含む部分に、レジストパターンを形成する第2工程と、前記一方の面の前記内底面及び前記内側面を含む部分に、前記レジストパターンに対応する配線パターンを形成する第3工程と、を有し、前記第2工程は、前記内側面に前記配線パターンを形成するための第1のレジストパターンを形成する工程と、前記内底面に前記配線パターンを形成するための第2のレジストパターンを形成する工程と、を含むことを要件とする。 The method for manufacturing the wiring board includes a first step of forming a recess having an inner bottom surface and an inner surface inclined with respect to the inner bottom surface on one surface of the substrate body, the inner bottom surface of the one surface, and the A second step of forming a resist pattern on the portion including the inner surface; a third step of forming a wiring pattern corresponding to the resist pattern on the portion including the inner bottom surface and the inner surface of the one surface; And the second step includes a step of forming a first resist pattern for forming the wiring pattern on the inner side surface, and a second resist pattern for forming the wiring pattern on the inner bottom surface. And a step of forming the step.
本半導体パッケージの製造方法は、本発明に係る配線基板の製造方法により製造された配線基板の前記凹部内に半導体素子を実装する工程を有することを要件とする。 The manufacturing method of the present semiconductor package is required to include a step of mounting a semiconductor element in the concave portion of the wiring substrate manufactured by the manufacturing method of the wiring substrate according to the present invention.
開示の技術によれば、傾斜面を含む凹部に所望の形状のレジストパターンを形成可能な配線基板の製造方法、及び、前記配線基板の凹部に半導体素子を搭載した半導体パッケージの製造方法を提供できる。 According to the disclosed technique, it is possible to provide a method for manufacturing a wiring board capable of forming a resist pattern having a desired shape in a recess including an inclined surface, and a method for manufacturing a semiconductor package in which a semiconductor element is mounted in the recess of the wiring board. .
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
〈第1の実施の形態〉
[第1の実施の形態に係る配線基板の構造]
図1は、第1の実施の形態に係る配線基板を例示する断面図である。図1を参照するに、配線基板10は、基板本体11と、絶縁層12と、配線パターン13とを有する。
<First Embodiment>
[Structure of Wiring Board According to First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a wiring board according to the first embodiment. Referring to FIG. 1, the
配線基板10において、基板本体11は、絶縁層12や配線パターン13を形成する部材であり、凹部14が形成されている。絶縁層12は、基板本体11の面11a及び11bに形成されている。配線パターン13は、導電層13a及び13bを含んで構成されている。配線パターン13は、絶縁層12上の平面部(後述する内底面14aを含む)及び傾斜面部(後述する傾斜面14bを含む)に形成されている。
In the
凹部14は、基板本体11の面11aに形成されている。凹部14は、面11aと略平行な内底面14aと、内底面14aに対して傾斜する内側面である傾斜面14bとを有する。傾斜面14bは、凹部14の開口側が内底面14aよりも広くなるように形成されている。なお、凹部14には、発光素子や受光素子を含む半導体素子を実装可能である。
The
なお、配線基板10には種々の変更を加えることが可能である。例えば、配線パターン13上の所定部分にソルダーレジスト層を設けても構わないし、面11bの絶縁層12上に配線パターンを設け、基板本体11及び絶縁層12を貫通するビア配線により配線パターン13と接続しても構わない。又、配線パターンを3層以上形成しても構わない。
Various modifications can be made to the
[第1の実施の形態に係る配線基板の製造方法]
続いて、第1の実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図2〜図13は、第1の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図である。
[Method for Manufacturing Wiring Board According to First Embodiment]
Next, a method for manufacturing a wiring board according to the first embodiment will be described. 2 to 13 are diagrams illustrating the manufacturing process of the wiring board according to the first embodiment.
始めに、図2に示す工程では、基板本体11を準備する。基板本体11の材料としては、例えば、シリコンやセラミックス、ガラス等を用いることができる。基板本体11の平面形状は特に限定されないが、例えば円形や矩形とすることができる。本実施の形態では、基板本体11としてシリコンウェハを用いる場合を例に以下の説明を行う。
First, in the process shown in FIG. 2, the
基板本体11としては、例えば6インチ(約150mm)、8インチ(約200mm)、12インチ(約300mm)等のシリコンウェハを用いることができる。基板本体11の厚さは、例えば0.625mm(6インチの場合)、0.725mm(8インチの場合)、0.775mm(12インチの場合)等とすることができる。基板本体11を、バックサイドグラインダー等を用いて薄型化してもよい。
As the
次いで、図3及び図4に示す工程では、基板本体11の面11aに凹部14を形成する(図3は基板本体11の断面図、図4は基板本体11の平面図である)。具体的には、例えば、基板本体11の面11aに凹部14の形成位置に対応する開口部を有するレジストを形成する。そして、レジストをマスクとして開口部内に露出する基板本体11を異方性エッチング及び等方性エッチングする。これにより、面11aと略平行な内底面14a及び内底面14aに対して傾斜する内側面である傾斜面14bを有する凹部14が形成される。凹部14の深さは、凹部内に搭載すべき半導体素子の厚さに合わせて適宜設定すればよいが、例えば、100〜500μm程度とすることができる。凹部14の平面形状は四角形には限定されず、円形や楕円形等としても構わない。
Next, in the steps shown in FIGS. 3 and 4, a
なお、異方性エッチング及び等方性エッチングに代えて、ウェットエッチングを行っても良い。この場合には、例えば、基板本体11の面11aに凹部14の形成位置に対応する開口部を有するSiO2膜を形成し、SiO2膜の開口部内に露出する基板本体11を水酸化カリウム水溶液等を用いてウェットエッチングする。これにより、面11aと略平行な内底面14a及び内底面14aに対して傾斜する内側面である傾斜面14bを有する凹部14が形成される。
Note that wet etching may be performed instead of anisotropic etching and isotropic etching. In this case, for example, an SiO 2 film having an opening corresponding to the position where the
次いで、図5に示す工程では、基板本体11の表面に絶縁層12を形成する。絶縁層12は、基板本体11と後述する工程で形成される配線パターン13との間を絶縁するための膜であるが、基板本体11の経時的な安定性や耐久性を確保する機能も有する。絶縁層12としては、例えば、熱酸化膜(SiO2)を用いることができる。絶縁層12は、例えば、基板本体11の表面近傍の温度を1000℃以上とするウェット熱酸化法により熱酸化することで形成できる。絶縁層12の厚さは、例えば1〜2μm程度とすることができる。
Next, in the process shown in FIG. 5, the insulating
なお、絶縁層12は、基板本体11の表面にベンゾシクロブテン(BCB)等をスピンコート法等で形成したものでも構わない。スピンコート法等により形成された絶縁層12は、熱酸化法により形成された絶縁層12よりも厚くすることが可能である。絶縁層12を厚くすることにより、基板本体11と後述する工程で形成される配線パターン13との間の絶縁性等を向上できる。
The insulating
次いで、図6に示す工程では、凹部14内を含む一方の側の絶縁層12上に導電層13aを形成する。導電層13aは、例えばスパッタ法等により形成できる。導電層13aとしては、例えばTi/Cu層(Ti層とCu層をこの順番で積層した金属層)やCr/Cu層(Cr層とCu層をこの順番で積層した金属層)等を用いることができる。導電層13aを構成する各層の厚さは、例えばTi層を0.1〜0.2μm程度、Cr層を0.05〜0.1μm程度、Cu層を0.1〜0.5μm程度とすることができる。
Next, in the step shown in FIG. 6, the
次いで、図7に示す工程では、導電層13a上にポジ型レジスト層21を形成する。具体的には、導電層13a上に、感光性樹脂組成物からなる液状又はペースト状のポジ型レジストをスピンコート法や印刷法等により塗布して、ポジ型レジスト層21を形成する。或いは、導電層13a上に、感光性樹脂組成物からなるフィルム状のポジ型レジストをラミネートして、ポジ型レジスト層21を形成する。ポジ型レジスト層21の厚さは、例えば10μm程度とすることができる。ポジ型レジスト層21の材料としては、フェノール系、ノボラック系、ポリイミド系、シリコン系等のレジスト材を用いることができる。
Next, in a step shown in FIG. 7, a positive resist
次いで、図8に示す工程では、ポジ型レジスト層21を露光及び現像して開口部21xを形成する。具体的には、マスク22に設けられた所望の形状にパターニングされた遮光部22aを介して、ポジ型レジスト層21に露光光23を照射する。露光光23は、マスク22の遮光部22a以外の部分を透過し、ポジ型レジスト層21に照射され、ポジ型レジスト層21の所定の部分が露光される。そして、アルカリ系等の現像液を用いてポジ型レジスト層21の露光された部分をエッチングして除去し、開口部21xを形成する。
Next, in the step shown in FIG. 8, the positive resist
開口部21xを有するポジ型レジスト層21は、本発明に係る第1のレジストパターンの代表的な一例であり、図8に示す工程は本発明に係る第1のレジストパターンを形成する工程の代表的な一例である。
The positive resist
この工程では、ポジ型レジスト層21が形成された傾斜面14bをマスク22を介して露光し、傾斜面14bに配線パターン13の配置に対応する開口部21xを形成する。又、この工程では、ポジ型レジスト層21が形成された内底面14aのほぼ全域を露光し、配線パターン13の配置にかかわらず、内底面14aのほぼ全域を開口部21x内に露出させる。
In this step, the
このように、本実施の形態では、傾斜面(内側面)に配線パターンを形成するためのレジストとして、必ずポジ型レジストを用いる。又、傾斜面を含む部分を露光する際に、配線パターンの有無に関わらず内底面を必ず露光する。この理由については、後述する。 Thus, in this embodiment, a positive resist is always used as a resist for forming a wiring pattern on the inclined surface (inner side surface). Further, when exposing a portion including an inclined surface, the inner bottom surface is always exposed regardless of the presence or absence of the wiring pattern. The reason for this will be described later.
次いで、図9に示す工程では、開口部21x内に露出する導電層13a上及びポジ型レジスト層21上にネガ型レジスト層24を形成する。具体的には、開口部21x内に露出する導電層13a上及びポジ型レジスト層21上に、感光性樹脂組成物からなる液状又はペースト状のネガ型レジストをスピンコート法や印刷法等により塗布して、ネガ型レジスト層24を形成する。或いは、開口部21x内に露出する導電層13a上及びポジ型レジスト層21上に、感光性樹脂組成物からなるフィルム状のネガ型レジストをラミネートして、ネガ型レジスト層24を形成する。ネガ型レジスト層24の厚さは、例えば10μm程度とすることができる。ネガ型レジスト層24の材料としては、フェノール系、ノボラック系、ポリイミド系、シリコン系等のレジスト材を用いることができる。
Next, in a step shown in FIG. 9, a negative resist
次いで、図10に示す工程では、ネガ型レジスト層24を露光及び現像して開口部24xを形成する。具体的には、マスク25に設けられた所望の形状にパターニングされた遮光部25aを介して、ネガ型レジスト層24に露光光26を照射する。露光光26は、マスク25の遮光部25a以外の部分を透過し、ネガ型レジスト層24に照射され、ネガ型レジスト層24の所定の部分が露光される。そして、有機溶剤等を含む現像液を用いてネガ型レジスト層24の露光されていない部分をエッチングして除去し、開口部24xを形成する。
Next, in the step shown in FIG. 10, the negative resist
開口部24xを有するネガ型レジスト層24は、本発明に係る第2のレジストパターンの代表的な一例であり、図10に示す工程は本発明に係る第2のレジストパターンを形成する工程の代表的な一例である。
The negative resist
この工程では、ネガ型レジスト層24が形成された内底面14aをマスク25を介して露光し、内底面14aに配線パターン13の配置に対応する開口部24xを形成する。又、この工程では、傾斜面14bに形成されたネガ型レジスト層24、及び凹部14以外の部分に形成されたネガ型レジスト層24は除去し、図8に示す工程でポジ型レジストを用いて形成したレジストパターンを露出させる。なお、図10に示すように、ポジ型レジスト層21の一部とネガ型レジスト層24の一部が重なる部分が生じても構わない。
In this step, the
これにより、傾斜面14b及び凹部14以外の部分には、配線パターン13の配置に対応するポジ型レジストからなるレジストパターンが形成され、内底面14aには、配線パターン13の配置に対応するネガ型レジスト層24からなるレジストパターンが形成された。
As a result, a resist pattern made of a positive resist corresponding to the arrangement of the
但し、傾斜面14bには必ずポジ型レジストからなるレジストパターンを形成し、内底面14aには必ずネガ型レジストからなるレジストパターンを形成しなければならないが、凹部14以外の部分には必ずしもポジ型レジストからなるレジストパターンを形成しなくてもよく、ネガ型レジストからなるレジストパターンを形成してもよい。
However, a resist pattern made of a positive resist must always be formed on the
なお、本工程において、配線パターンの有無に関わらず内底面のみを露光する理由については、後述する。 In this step, the reason why only the inner bottom surface is exposed regardless of the presence or absence of the wiring pattern will be described later.
次いで、図11に示す工程では、開口部21x及び24x内に露出する導電層13a上に導電層13bを形成する。導電層13bは、例えば導電層13aを給電層に利用した電解めっき法により形成できる。導電層13bとしては、例えばCu層等を用いることができる。
Next, in the step shown in FIG. 11, the
導電層13a上に導電層13bを形成した後、更に、導電層13b上にAu層や、Ni/Au層(Ni層とAu層をこの順番で積層した金属層)、Ni/Pd/Au層(Ni層とPd層とAu層をこの順番で積層した金属層)等を形成しても構わない。導電層13b上に形成する金属層の厚さは、例えば0.5〜5μm程度とすることができる。なお、導電層13b上に形成する金属層は、配線パターン13が半導体素子と接続される際の接続信頼性を向上するために設けられる。
After the
次いで、図12に示す工程では、図11に示すレジスト層21及び24を除去する。レジスト層21及び24は、剥離液により除去できる。剥離液の一例としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のエタノールアミン系アミンを用いることができる。又、エタノールアミン系アミンとDMF(ジメチルホルムアミド)、DMSO(ジメチルスルホキシド)、NMP(N-メチル-2ピロリドン)等の極性溶媒との混合液を用いても構わない。
Next, in the step shown in FIG. 12, the resist
次いで、図13に示す工程では、導電層13bをマスクにして、導電層13bに覆われていない部分の導電層13aをエッチングにより除去する。これにより、導電層13a及び導電層13bを含んで構成される配線パターン13が形成される。その後、所定の位置で分割し個片化することにより、図1に示す配線基板10が完成する。
Next, in the step shown in FIG. 13, using the
なお、第1の実施の形態では、配線パターン13をセミアディティブ法により形成する例を示した。しかし、配線パターン13は、セミアディティブ法以外に、サブトラクティブ法、リフトオフ法、エアロゾルデポジション法等の各種の配線形成方法を用いて形成できる。
In the first embodiment, the example in which the
ここで、第1及び第2の比較例に係る配線基板の製造方法を参照しながら、第1の実施の形態の図8に示す工程において、傾斜面(内側面)に配線パターンを形成するためのレジストとして必ずポジ型レジストを用い、傾斜面を露光すると共に内底面を必ず露光し、図10に示す工程において、内底面に配線パターンを形成するためのレジストとしてネガ型レジストを用い、内底面のみを露光する理由について説明する。 Here, in order to form the wiring pattern on the inclined surface (inner side surface) in the step shown in FIG. 8 of the first embodiment with reference to the manufacturing method of the wiring board according to the first and second comparative examples. The positive resist is always used as the resist, the inclined surface is exposed and the inner bottom is always exposed, and in the process shown in FIG. 10, the negative resist is used as the resist for forming the wiring pattern on the inner bottom. The reason for exposing only the light will be described.
図14及び図15は、第1の比較例に係る配線基板の製造工程を例示する図である。第1の実施の形態に係る配線基板の製造工程では、露光、現像工程でポジ型レジスト層21及びネガ型レジスト層24を用いて配線パターン13に対応するレジストパターンを形成した。これに対して、第1の比較例に係る配線基板の製造工程では、露光、現像工程でポジ型レジスト層21のみを用いて、配線パターン13に対応するレジストパターンを形成することを試みる例である。
14 and 15 are diagrams illustrating the manufacturing process of the wiring board according to the first comparative example. In the manufacturing process of the wiring substrate according to the first embodiment, a resist pattern corresponding to the
始めに、第1の実施の形態に係る配線基板の製造工程の図2〜図7と同様の工程を行う。そして、図14に示す工程では、図7に示す工程で形成したポジ型レジスト層21を露光及び現像して開口部21xを形成する。図14に示す工程で用いるマスク22の遮光部22bは、図8の工程で用いたマスク22の遮光部22aとはパターンニングされた形状が異なる。具体的には、遮光部22bは、内底面14a及び内側面14bを含めた全ての配線パターン13に対応する位置が露光されるようなパターンとなっている。
First, steps similar to those in FIGS. 2 to 7 of the manufacturing process of the wiring board according to the first embodiment are performed. In the step shown in FIG. 14, the positive resist
ところが、マスク22に設けられた遮光部22bを介して傾斜面14bに照射された露光光23は、傾斜面14bで反射して内底面14aの一部に照射される。これにより、本来は露光されてはいけない内底面14aを覆うポジ型レジスト層21の一部が露光されてしまう。その後、図14下図のように、ポジ型レジスト層21を現像すると、本来は存在すべきポジ型レジスト層21の破線部21yは、除去されてしまう。その結果、第1の実施の形態に係る配線基板の製造工程の図11〜図13と同様の工程を行うと、図15に示すように、不要な配線パターン13yが形成され、本来形成すべき配線パターン13(図13参照)は形成できない。
However, the
このように、傾斜面14bを含む部分に配線パターン13が形成される配線基板を製造する場合、露光、現像工程でポジ型レジスト層21のみを用い、1回の露光・現像工程のみでレジストパターンを形成すると、配線パターン13に対応するレジストパターンを形成することはできない。その結果、所望の形状の配線パターン13は得られない。
Thus, when manufacturing a wiring board in which the
次に、第2の比較例に係る配線基板の製造工程について説明する。図16及び図17は、第2の比較例に係る配線基板の製造工程を例示する図である。第1の実施の形態に係る配線基板の製造工程では、露光、現像工程でポジ型レジスト層21及びネガ型レジスト層24を用いて配線パターン13に対応するレジストパターンを形成した。これに対して、第2の比較例に係る配線基板の製造工程では、露光、現像工程でネガ型レジスト層24のみを用いて、配線パターン13に対応するレジストパターンを形成することを試みる例である。
Next, the manufacturing process of the wiring board according to the second comparative example will be described. 16 and 17 are diagrams illustrating the manufacturing process of the wiring board according to the second comparative example. In the manufacturing process of the wiring substrate according to the first embodiment, a resist pattern corresponding to the
始めに、第1の実施の形態に係る配線基板の製造工程の図2〜図6と同様の工程を行う。そして、図16に示す工程では、導電層13a上にネガ型レジスト層24を形成した後、ネガ型レジスト層24を露光及び現像して開口部24xを形成する。図16に示す工程で用いるマスク22の遮光部22cは、図8の工程で用いたマスク22の遮光部22aとはパターンニングされた形状が異なる。具体的には、遮光部22cは、内底面14a及び内側面14bを含めた全ての配線パターン13に対応する位置が露光されないようなパターンとなっている。
First, the same processes as those in FIGS. 2 to 6 of the manufacturing process of the wiring board according to the first embodiment are performed. In the step shown in FIG. 16, after forming the negative resist
ところが、マスク22に設けられた遮光部22cを介して傾斜面14bに照射された露光光23は、傾斜面14bで反射して内底面14aの一部に照射される。これにより、本来は露光されてはいけない内底面14aを覆うネガ型レジスト層24の一部が露光されてしまう。その後、図16下図のように、ネガ型レジスト層24を現像すると、本来は除去されるべきネガ型レジスト層24の破線部24yは、除去されない。その結果、第1の実施の形態に係る配線基板の製造工程の図11〜図13と同様の工程を行うと、図17に示すように、必要な配線パターン13zが形成されず、本来形成すべき配線パターン13(図13参照)は形成できない。
However, the
このように、傾斜面14bを含む部分に配線パターン13が形成される配線基板を製造する場合、露光、現像工程でネガ型レジスト層24のみを用い、1回の露光・現像工程のみでレジストパターンを形成すると、配線パターン13に対応するレジストパターンを形成することはできない。その結果、所望の形状の配線パターン13は得られない。
Thus, when manufacturing a wiring board in which the
そこで、第1の実施の形態では、レジストパターンを形成する工程を、ポジ型レジストを用いて傾斜面(内側面)に配線パターンを形成するためのレジストパターンを形成する工程と、ネガ型レジストを用いて内底面に配線パターンを形成するためのレジストパターンを形成する工程に分ける。すなわち、図8に示す工程においてポジ型レジストを使用して傾斜面を含む部分を露光すると共に内底面を必ず露光し、図10に示す工程においてネガ型レジストを使用して内底面のみを露光する。但し、傾斜面(内側面)と内底面(平坦面)のどちらを先に露光しても構わない。 Therefore, in the first embodiment, a resist pattern forming step includes a step of forming a resist pattern for forming a wiring pattern on an inclined surface (inner side surface) using a positive resist, and a negative resist. This is divided into the steps of forming a resist pattern for forming a wiring pattern on the inner bottom surface. That is, in the step shown in FIG. 8, the positive resist is used to expose the portion including the inclined surface and the inner bottom surface is always exposed, and in the step shown in FIG. 10, only the inner bottom surface is exposed using the negative resist. . However, either the inclined surface (inner surface) or the inner bottom surface (flat surface) may be exposed first.
なお、比較例1及び2と同様の理由により、傾斜面(内側面)に配線パターンを形成するためのレジストとしてネガ型レジストを用い、内底面に配線パターンを形成するためのレジストとしてポジ型レジストを用いた場合には、所望の形状の配線パターン13は得られない。
For the same reason as in Comparative Examples 1 and 2, a negative resist is used as a resist for forming a wiring pattern on the inclined surface (inner side surface), and a positive resist is used as a resist for forming the wiring pattern on the inner bottom surface. When is used, the
このように、レジストパターンを形成する工程を、ポジ型レジストを用いて傾斜面(内側面)に配線パターンを形成するためのレジストパターンを形成する工程と、ネガ型レジストを用いて内底面に配線パターンを形成するためのレジストパターンを形成する工程に分けることにより、傾斜面を含む部分に配線パターンが形成される配線基板を製造する場合でも、傾斜面による露光光の反射の影響を無視することができる。その結果、傾斜面を含む部分に配線パターンが形成される配線基板を製造する場合でも、配線パターンに対応するレジストパターンを形成することが可能となり、所望の配線パターンを形成できる。 In this way, the resist pattern forming step is performed by using a positive resist to form a resist pattern for forming a wiring pattern on the inclined surface (inner side surface) and using a negative resist on the inner bottom surface. By dividing the process into a resist pattern for forming a pattern, even when manufacturing a wiring board on which a wiring pattern is formed on a portion including an inclined surface, the influence of exposure light reflection by the inclined surface should be ignored. Can do. As a result, even when manufacturing a wiring board in which a wiring pattern is formed on a portion including an inclined surface, a resist pattern corresponding to the wiring pattern can be formed, and a desired wiring pattern can be formed.
又、傾斜面を含む配線基板において、傾斜面にも配線パターンを形成可能となるため、配線基板における配線パターンの設計自由度を向上できる。 In addition, since a wiring pattern can be formed on an inclined surface in a wiring substrate including an inclined surface, the degree of freedom in designing the wiring pattern on the wiring substrate can be improved.
〈第1の実施の形態の変形例1〉
第1の実施の形態では、図8に示す工程において傾斜面を含む部分を先に露光し、その後図10に示す工程において内底面のみを露光する例を示した。第1の実施の形態の変形例1では、工程の順番を入れ替え、内底面のみを先に露光し、その後傾斜面を含む部分を露光する例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例1において、露光、現像工程以外は、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。
<
In the first embodiment, an example in which the portion including the inclined surface is first exposed in the step shown in FIG. 8, and then only the inner bottom surface is exposed in the step shown in FIG. The first modification of the first embodiment shows an example in which the order of the steps is changed, only the inner bottom surface is exposed first, and then the portion including the inclined surface is exposed. In
図18及び図19は、第1の実施の形態の変形例1に係る配線基板の製造工程を例示する図である。始めに、図18に示す工程では、導電層13a上にネガ型レジスト層24を形成した後、ネガ型レジスト層24を露光及び現像して開口部24xを形成する。具体的には、マスク25に設けられた所望の形状にパターニングされた遮光部25aを介して、ネガ型レジスト層24に露光光26を照射する。露光光26は、マスク25の遮光部25a以外の部分を透過し、ネガ型レジスト層24に照射され、ネガ型レジスト層24の所定の部分が露光される。そして、有機溶剤等を含む現像液を用いてネガ型レジスト層24の露光されていない部分をエッチングして除去し、開口部24xを形成する。
18 and 19 are diagrams illustrating the manufacturing process of the wiring board according to the first modification of the first embodiment. First, in the step shown in FIG. 18, after forming a negative resist
開口部24xは、内底面14aの配線パターン13に対応する位置に形成される。又、開口部24xは、内底面14a以外の部分には、配線パターン13の有無に関わらず形成されない。このように、本工程では、ネガ型レジストを使用し、内底面のみを露光する。
The
開口部24xを有するネガ型レジスト層24は、本発明に係る第2のレジストパターンの代表的な一例であり、図18に示す工程は本発明に係る第2のレジストパターンを形成する工程の代表的な一例である。
The negative resist
次いで、図19に示す工程では、開口部24x内に露出する導電層13a上及びネガ型レジスト層24上にポジ型レジスト層21を形成した後、ポジ型レジスト層21を露光及び現像して開口部21xを形成する。具体的には、マスク22に設けられた所望の形状にパターニングされた遮光部22aを介して、ポジ型レジスト層21に露光光23を照射する。露光光23は、マスク22の遮光部22a以外の部分を透過し、ポジ型レジスト層21に照射され、ポジ型レジスト層21の所定の部分が露光される。そして、アルカリ系等の現像液を用いてポジ型レジスト層21の露光された部分をエッチングして除去し、開口部21xを形成する。
Next, in the step shown in FIG. 19, after forming the positive resist
開口部21xを有するポジ型レジスト層21は、本発明に係る第1のレジストパターンの代表的な一例であり、図19に示す工程は本発明に係る第1のレジストパターンを形成する工程の代表的な一例である。
The positive resist
なお、図19に示すように、ネガ型レジスト層24の一部とポジ型レジスト層21の一部が重なる部分が生じても構わない。
As shown in FIG. 19, a portion where a part of the negative resist
開口部21xは、内底面14aを除いて、配線パターン13に対応する位置に形成される。又、開口部21xは、内底面14aには、配線パターン13の有無に関わらず形成される。つまり、内底面14aは開口部21xにより必ず露出されるが、内底面14aには図18に示す工程で配線パターン13に対応する位置に開口部24xが形成されている。結局、内底面14a以外の部分には配線パターン13に対応する位置に開口部21xが形成され、内底面14aには配線パターン13に対応する位置に開口部24xが形成されたことになる。
The
すなわち、この段階では、開口部21x及び24xにより、配線パターン13に対応するレジストパターンが形成されたことになる。このように、ポジ型レジスト層21及びネガ型レジスト層24により、配線パターン13に対応するレジストパターンが形成された。
That is, at this stage, a resist pattern corresponding to the
このように、ネガ型レジストを使用して配線パターンの有無に関わらず内底面のみを露光した後、ポジ型レジストを使用して傾斜面を含む部分を露光すると共に配線パターンの有無に関わらず内底面を必ず露光する工程の場合にも、第1の実施の形態と同様の効果を奏する。 In this way, after using negative resist to expose only the inner bottom surface regardless of the presence or absence of the wiring pattern, the positive resist is used to expose the portion including the inclined surface and whether or not the wiring pattern exists. Even in the step of always exposing the bottom surface, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
〈第1の実施の形態の変形例2〉
第1の実施の形態では、図9に示す工程において、ポジ型レジスト層21上にネガ型レジスト層24を形成した。この場合、ポジ型レジスト層21とネガ型レジスト層24の材料の組み合わせによっては、ネガ型レジスト層24を形成することにより、先にレジストパターンニングしたポジ型レジスト層21が溶解する場合がある。その場合、ネガ型レジスト層24を形成する前に、先にレジストパターンニングしたポジ型レジスト層21をキュアして熱硬化させると、ネガ型レジスト層24を形成することによるポジ型レジスト層21の溶解を防止でき好適である。
<Modification 2 of the first embodiment>
In the first embodiment, the negative resist
キュアは、真空雰囲気中又は窒素雰囲気中で行うことが好ましい。レジスト層から露出している導電層にダメージを与えないようにするためである。この際、キュア温度やキュア時間は、レジスト層に使用する材料に合わせて適宜決定することができる。 The curing is preferably performed in a vacuum atmosphere or a nitrogen atmosphere. This is to prevent damage to the conductive layer exposed from the resist layer. At this time, the curing temperature and the curing time can be appropriately determined according to the material used for the resist layer.
なお、第1の実施の形態の変形例1では、ネガ型レジスト層24上にポジ型レジスト層21を形成するので、先にレジストパターンニングしたネガ型レジスト層24をキュアして熱硬化させると、ポジ型レジスト層21を形成することによるネガ型レジスト層24の溶解を防止でき好適である。
In
又、第1の実施の形態及びその変形例1において、キュアに代えて露光光よりも強い光を照射することにより、ポジ型レジスト層21又はネガ型レジスト層24を硬化させても構わない。
In the first embodiment and the first modification thereof, the positive resist
なお、キュア等により硬化させたレジスト層は、硬化させていないレジスト層に比べて剥離し難くなる。キュア等により硬化させたレジスト層は図12に示す工程で説明した剥離液を用いて剥離可能であるが、より強力な剥離液を用いることが好ましい。例えば、エタノールアミン系アミンとDMSO(ジメチルスルホキシド)の極性溶媒との混合液を用いると好適である。 Note that a resist layer cured by curing or the like is less likely to be peeled than a resist layer that is not cured. The resist layer cured by curing or the like can be peeled off using the stripping solution described in the step shown in FIG. 12, but it is preferable to use a stronger stripping solution. For example, it is preferable to use a mixed solution of an ethanolamine amine and a polar solvent of DMSO (dimethyl sulfoxide).
又、ポジ型レジスト層21とネガ型レジスト層24の一方が他方に比べてキュア等により硬化させると剥離し難くなる性質がより強い場合には、キュア等により硬化させると剥離し難くなる性質が弱い方のレジスト層を先に形成すると好適である。後から形成するレジスト層はキュア等による硬化が不要だからである。従って、このような場合には、第1の実施の形態の工程順と第1の実施の形態の変形例1の工程順を適宜選択すれば良い。なお、ネガ型レジスト層の方がポジ型レジスト層に比べてキュア等により硬化させると剥離し難くなる性質がより強い材料が多い。
In addition, when one of the positive resist
又、図10や図19に示す工程から明らかなように、ネガ型レジスト層24はポジ型レジスト層21に比べて露光及び現像後の面積が小さい。そこで、ポジ型レジスト層21とネガ型レジスト層24のキュア等により硬化させると剥離し難くなる性質が同等である場合には、ネガ型レジスト層24を先にレジストパターンニングしてキュア等により硬化させた後にポジ型レジスト層21を形成することが好ましい。キュア等により硬化させて剥離し難くなったレジスト層を剥離液で除去する量を減らせるからである。
As is clear from the steps shown in FIGS. 10 and 19, the negative resist
このように、先にレジストパターンニングしたレジスト層を硬化させてから他のレジスト層を積層形成することにより、先にレジストパターンニングしたレジスト層の溶解を防止できる。 In this manner, by dissolving another resist layer after curing the resist layer previously resist-patterned, dissolution of the resist layer previously resist-patterned can be prevented.
〈第1の実施の形態の変形例3〉
第1の実施の形態では、図8に示す工程において、ポジ型レジスト層21の基板本体11の凹部14が形成されていない部分、傾斜面14b、及び内底面14aを、1つのマスク22を介して同時に露光し、次いで現像してそれぞれに開口部21xを形成した。この際、凹部14が形成されていない部分、傾斜面14b、及び内底面14aは、露光光を出射する光源からの距離が異なる。又、露光光23は完全な平行光ではないため、何れかに焦点を合わせる必要がある。図8に示す工程では、例えば、傾斜面14bに焦点を合わせて全ての部分を同時に露光することができる。
<Modification 3 of the first embodiment>
In the first embodiment, in the step shown in FIG. 8, the portion of the positive resist
しかしながら、開口部21xをより精度良く形成するために、複数回露光しても良い。例えば、それぞれ所定の遮光部を有する3つのマスクを作製し、最初に露光光23の焦点を凹部14が形成されていない部分に合わせて凹部14が形成されていない部分のみを露光し、次に露光光23の焦点を傾斜面14bに合わせて傾斜面14bのみを露光し、更に露光光23の焦点を内底面14aに合わせて内底面14aのみを露光するが如くである。
However, in order to form the
このように、レジスト層において、露光光を出射する光源からレジスト層までの距離が異なる部分を露光する場合に、複数回に分けて各露光部分に焦点を合わせてから露光することにより、レジスト層の開口部をより精度良く形成できる。 In this way, in the resist layer, when exposing portions where the distance from the light source that emits the exposure light to the resist layer is different, the resist layer is exposed after focusing on each exposed portion in multiple steps. Can be formed with higher accuracy.
〈第2の実施の形態〉
[第2の実施の形態に係る半導体パッケージの構造]
図20は、第2の実施の形態に係る半導体パッケージを例示する断面図である。図20を参照するに、半導体パッケージ50は、図1に示す配線基板10と、半導体素子51と、はんだバンプ55とを有する。半導体素子51は、配線基板10の凹部14内に実装(フリップチップ接続)されている。
<Second Embodiment>
[Structure of Semiconductor Package According to Second Embodiment]
FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to the second embodiment. Referring to FIG. 20, the
半導体素子51は、例えばレーザダイオード等の発光素子であり、半導体基板52と、電極パッド53とを有する。半導体基板52は、例えばシリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、ガリウムヒ素(GaAs)等からなる基板に半導体集積回路(図示せず)が形成されたものである。半導体素子51は、例えば、側方(半導体パッケージ50の平面方向)に光を照射する機能を有し、半導体素子51から側方に照射された光は、傾斜面14bに形成された配線パターン13で反射され、矢印方向(半導体パッケージ50の平面方向に対して垂直な方向)に進行する。半導体素子51から照射された光の反射特性を向上させるために、傾斜面14bに形成された配線パターン13に高反射率の樹脂膜等を形成しても良い。
The
電極パッド53は、半導体基板52の一方の側に形成されており、半導体集積回路(図示せず)と電気的に接続されている。電極パッド53の材料としては、例えばアルミニウム(Al)等を用いることができる。電極パッド53の材料として、銅(Cu)とアルミニウム(Al)をこの順番で積層したもの、銅(Cu)とアルミニウム(Al)とシリコン(Si)をこの順番で積層したもの等を用いても構わない。
The
はんだバンプ55は、配線基板10の凹部14の内底面14aに形成された配線パターン13と半導体素子51の電極パッド53とを電気的に接続している。はんだバンプ55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。はんだバンプ55の周辺部(半導体素子51の発光部は除く)に、アンダーフィル樹脂を充填しても構わない。
The
[第2の実施の形態に係る半導体パッケージの製造方法]
続いて、第2の実施の形態に係る半導体パッケージの製造方法について説明する。図21及び図22は、第2の実施の形態に係る半導体パッケージの製造工程を例示する図である。
[Method of Manufacturing Semiconductor Package According to Second Embodiment]
Next, a method for manufacturing a semiconductor package according to the second embodiment will be described. 21 and 22 are views illustrating the manufacturing process of the semiconductor package according to the second embodiment.
始めに、図21に示す工程では、個片化前の配線基板10を準備し、配線基板10の凹部14の内底面14aに形成された配線パターン13上にプレソルダー58を形成する。又、半導体素子51を準備し、電極パッド53上にプレソルダー59を形成する。プレソルダー58及び59は、配線パターン13上及び電極パッド53上に、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の合金等からなるはんだペーストを塗布し、リフローを行うことにより形成することができる。
First, in the step shown in FIG. 21, the
次いで、図22に示す工程では、配線基板10の凹部14側と半導体素子51の電極パッド53側とを対向させて、プレソルダー58と59とが対応する位置に来るように配置する。そして、プレソルダー58及び59を例えば230℃に加熱することで、プレソルダー58及び59は溶融して1つの合金となり、はんだバンプ55が形成される。更に、はんだバンプ55が形成された後、ダイシングブレード等を用いて個片化することにより、図20に示す半導体パッケージ50が完成する。
Next, in the step shown in FIG. 22, the pre-solders 58 and 59 are arranged at the corresponding positions with the
このように、第1の実施の形態に係る配線基板に半導体素子が実装された半導体パッケージを作製することができる。なお、半導体素子の実装方法はフリップチップ接続に限定されることはなく、ワイヤボンディングを用いた接続等でも構わない。又、個片化後の配線基板を準備し、半導体素子を実装しても構わない。 As described above, a semiconductor package in which a semiconductor element is mounted on the wiring board according to the first embodiment can be manufactured. The semiconductor element mounting method is not limited to flip-chip connection, and connection using wire bonding may be used. Alternatively, a separated wiring board may be prepared and a semiconductor element may be mounted.
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiment and its modification have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment and its modification, and the above-described implementation is performed without departing from the scope described in the claims. Various modifications and substitutions can be added to the embodiment and its modifications.
例えば、図10及び図19に示す工程において、基板本体の傾斜面の開口部は必ずポジ型レジストで形成する必要があり、基板本体の内底面の開口部は必ずネガ型レジストで形成する必要があるが、基板本体の凹部以外(傾斜面及び内底面以外)の開口部はポジ型レジストではなくネガ型レジストで形成しても構わない。 For example, in the steps shown in FIGS. 10 and 19, the opening on the inclined surface of the substrate body must be formed with a positive resist, and the opening on the inner bottom surface of the substrate body must be formed with a negative resist. However, the openings other than the recesses (other than the inclined surface and the inner bottom surface) of the substrate body may be formed of a negative resist instead of a positive resist.
10 配線基板
11 基板本体
11a、11b 面
12 絶縁層
13 配線パターン
13a、13b 導電層
13y、13z 不要な配線パターン
14 凹部
14a 内底面
14b 傾斜面
21 ポジ型レジスト層
21x、24x 開口部
21y、24y 破線部
22、25 マスク
22a、22b、22c、25a 遮光部
23、26 露光光
24 ネガ型レジスト層
50 半導体パッケージ
51 半導体素子
52 半導体基板
53 電極パッド
55 はんだバンプ
58、59 プレソルダー
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記一方の面の前記内底面及び前記内側面を含む部分に、レジストパターンを形成する第2工程と、
前記一方の面の前記内底面及び前記内側面を含む部分に、前記レジストパターンに対応する配線パターンを形成する第3工程と、を有し、
前記第2工程は、
前記内側面に前記配線パターンを形成するための第1のレジストパターンを形成する工程と、
前記内底面に前記配線パターンを形成するための第2のレジストパターンを形成する工程と、を含む配線基板の製造方法。 A first step of forming a recess having an inner bottom surface and an inner surface inclined with respect to the inner bottom surface on one surface of the substrate body;
A second step of forming a resist pattern on a portion including the inner bottom surface and the inner side surface of the one surface;
A third step of forming a wiring pattern corresponding to the resist pattern in a portion including the inner bottom surface and the inner side surface of the one surface;
The second step includes
Forming a first resist pattern for forming the wiring pattern on the inner surface;
Forming a second resist pattern for forming the wiring pattern on the inner bottom surface.
前記第1のレジストパターンは、ポジ型レジストを用いて形成する請求項1記載の配線基板の製造方法。 In the second step,
The method for manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the first resist pattern is formed using a positive resist.
前記第1のレジストパターン及び前記第2のレジストパターンのうち、先に形成したレジストパターンを硬化させた後に、他方のレジストパターンを形成する請求項1又は2記載の配線基板の製造方法。 In the second step,
3. The method of manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein, of the first resist pattern and the second resist pattern, the resist pattern formed first is cured, and then the other resist pattern is formed. 4.
前記先に形成したレジストパターンを、加熱して硬化させる請求項3記載の配線基板の製造方法。 In the second step,
The method for manufacturing a wiring board according to claim 3, wherein the previously formed resist pattern is cured by heating.
前記先に形成したレジストパターンを、露光光よりも強い光を照射して硬化させる請求項3記載の配線基板の製造方法。 In the second step,
The method for manufacturing a wiring board according to claim 3, wherein the resist pattern formed earlier is cured by irradiating light stronger than exposure light.
露光光の焦点を前記内底面に合わせる工程、露光光の焦点を前記内側面に合わせる工程、露光光の焦点を前記内底面及び前記内側面以外の部分に合わせる工程のうち、少なくとも2つの工程を含む請求項8記載の配線基板の製造方法。 Either or both of the step of forming the first resist pattern and the step of forming the second resist pattern are:
At least two of the step of focusing the exposure light on the inner bottom surface, the step of focusing the exposure light on the inner side surface, and the step of focusing the exposure light on a portion other than the inner bottom surface and the inner side surface. The manufacturing method of the wiring board of Claim 8 containing.
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