JP2015106671A - 半導体装置、半導体装置の製造方法、基板及び基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示す半導体装置10は、樹脂層11、半導体チップ12、絶縁体13、導電体(ビア)14、及び配線層(再配線層)15を有している。
再配線層15は、半導体チップ12a及び半導体チップ12b、並びに、絶縁体13及びビア14が埋設された樹脂層11上(半導体チップ12a及び半導体チップ12bの端子12aa及び端子12baの配設面側)に設けられている。再配線層15は、半導体チップ12a及び半導体チップ12b並びにビア14に電気的に接続された導電部15a(配線15aa、ビア15ab、端子15ac)、及び導電部15aの周りに設けられた絶縁部15bを有している。導電部15aには、銅又は銅を含む材料等の導電材料を用いることができる。絶縁部15bには、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂材料を用いることができる。
図2は半導体装置の積層構造の一例を示す図である。尚、図2には、積層構造の一例の要部断面を模式的に図示している。
半導体装置20では、半導体チップ22並びに絶縁体23及びビア24が埋設された樹脂層21上に、再配線層25が設けられている。再配線層25は、半導体チップ22の端子22a及びビア24に電気的に接続された導電部25a(配線25aa、ビア25ab、端子25ac)、及び導電部25aの周りに設けられた絶縁部25bを有している。
まず、図3(A)に示すように、支持体(キャリア基板)41上に、半導体チップ12を仮固定するための接着層42を形成する。キャリア基板41には、金属基板、ガラス基板、プリント基板、半導体基板、セラミックス基板等、各種基板が用いられる。接着層42には、所定の基材上に接着剤を設けた接着フィルムのほか、キャリア基板41上に接着剤をスピンコート法、スプレーコート法、印刷法等でコーティングしたものが用いられる。
また、絶縁被膜13aに感光性樹脂材料を用い、これを所定のマスクを用いて露光し、現像することで、柱状の絶縁体13を形成することもできる。尚、マスクの開口形状は、形成する絶縁体13の平面形状に基づき設定される。
上記のようにして絶縁体13の形成まで行った後は、図4(A)に示すように、絶縁体13を形成した接着層42の上に、チップボンダーを用いて、ウェハからダイシングにより個片化された半導体チップ12を仮固定(再構築)する。半導体チップ12は、その端子12c(上記の端子12aa,12baに相当)の配設面を接着層42側に向けて、接着層42上に仮固定する。
半導体チップ12を接着層42上に仮固定した後は、図4(B)に示すように、絶縁体13及び半導体チップ12が埋設されるように樹脂層11が形成される。樹脂層11には、例えば、シリカ等のフィラーが含有されたエポキシ樹脂等の樹脂材料(樹脂組成物)が用いられる。樹脂層11は、例えば、絶縁体13及び半導体チップ12が設けられた接着層42上に供給した樹脂組成物を、形成する樹脂層11の形状に合わせて設けられた凹部(内面)を備える金型(モールド)を用いて加圧成型(モールド成型)することで、形成される。
擬似ウェハ40を接着層42及びキャリア基板41から分離した後は、図6(A)に示すように、擬似ウェハ40の、接着層42が剥離された面に、フォトレジスト44をコーティングする。そして、そのフォトレジスト44に対して露光及び現像を行い、図6(B)に示すように、絶縁体13の縁部より内側に開口部44aを形成する。このような開口部44aを形成したフォトレジスト44をマスクにしてエッチングを行い、図6(C)に示すように、絶縁体13の縁部より内側に、絶縁体13(或いは樹脂層11)を貫通する貫通孔13bを形成する。これにより、柱状(この例では円柱状)の絶縁体13から、筒状(例えば円筒状)の絶縁体13が形成される。
貫通孔13bを有する絶縁体13の形成後は、例えば、図7(A)〜図7(C)に示すようにして、その貫通孔13b内に導電材料を形成し、ビア14を形成する。
ビア14の形成後は、例えば、図8(A)〜図8(B)に示すようにして、擬似ウェハ40上に、上記のような再配線層15を形成する。
擬似SoC基板の一例を図9に示す。尚、図9に示すビア14の個数、配置は単なる例であって、ビア14は、図示した個数、配置に限定されるものではない。図9(A)は擬似SoC基板の要部斜視模式図、図9(B)は図9(A)のX部に相当する構造部の要部断面模式図である。
図10は擬似SoC基板から積層構造を得るまでの流れの一例を示す図である。
図11は積層構造の搭載例を示す図である。図11(A)及び図11(B)には、電子部品として回路基板100を例に、その上に積層構造30を搭載した場合のデバイス(電子装置)の要部断面を模式的に図示している。
図12に示す積層構造30Aは、半導体装置10が積層される半導体装置20Aが、樹脂層21内に半導体チップ22が埋設され、その上に再配線層25が形成された構造を有している。半導体装置20Aは、樹脂層21内に、上記のような絶縁体23とビア24を含まず、その再配線層25には、半導体チップ22に電気的に接続され、端子25acが半導体チップ22のエリア外に再配置(Fan-out)された導電部25aが設けられている。積層構造30Aでは、このような半導体装置20A上に、その端子25acにバンプ31を介してビア14が接続されるように、半導体装置10が積層されている。このような点で、図12に示した積層構造30Aは、上記図2等に示した積層構造30と相違している。
尚、積層構造30Aの半導体装置10の上、積層構造30Bの半導体装置10の上や半導体装置20の下に、更に別の半導体装置を積層することも可能である。
ここで、積層構造の別例について、更に図16及び図17を参照して説明する。尚、図16及び図17には、積層構造の別例の要部断面を模式的に図示している。
また、半導体装置10上に半導体装置80を積層し、それらのビア14とTSV82aとを、導電部15a及びバンプ31を介して電気的に接続することも可能であり、その積層構造に更に別の半導体装置を積層することも可能である。
また、半導体装置10上に半導体チップ90を積層し、それらのビア14とTSV90aとを、導電部15a及びバンプ31を介して電気的に接続することも可能であり、その積層構造に更に別の半導体装置を積層することも可能である。
〔実施例〕
まず、平面サイズ10mm×10mmの、デイジーチェーンを有する、良品のテスト用半導体チップを準備した。そして、上記図3〜図9の例に従い、樹脂層内に、準備したテスト用半導体チップ及び絶縁体で囲まれたビアを有する擬似ウェハを形成し、その擬似ウェハ上に再配線層を形成して、擬似SoC基板を得た。
尚、以上の説明では、異種半導体チップを含む半導体装置同士、異種半導体チップを含む半導体装置と擬似SoC基板、或いは異種半導体チップを含む擬似SoC基板同士を積層する手法を例示した。このほか、上記手法は、同種半導体チップを含む半導体装置同士、同種半導体チップを含む半導体装置と擬似SoC基板、或いは同種半導体チップを含む擬似SoC基板同士を積層する場合にも、同様に適用可能である。
(付記1) 樹脂層と、
前記樹脂層に埋設された半導体チップと、
前記樹脂層に埋設され、貫通孔を有する筒状の絶縁体と、
前記貫通孔内に配設された導電体と
を含むことを特徴とする半導体装置。
(付記3) 前記樹脂層、前記半導体チップ、前記絶縁体及び前記導電体を有する第1半導体装置と、
前記第1半導体装置に積層され、前記導電体に電気的に接続された第2半導体装置と
を含むことを特徴とする付記1又は2に記載の半導体装置。
前記支持体上に、前記絶縁体及び前記半導体チップが埋設される樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層内の前記絶縁体に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔内に導電体を形成する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記支持体上に絶縁被膜を形成する工程と、
前記絶縁被膜を加工して柱状の前記絶縁体を形成する工程と
を含むことを特徴とする付記4に記載の半導体装置の製造方法。
(付記7) 前記貫通孔を形成する工程は、
前記絶縁体の縁部を覆うマスクを形成する工程と、
前記マスクを用いて前記縁部より内側をエッチングする工程と
を含むことを特徴とする付記4乃至6のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
前記樹脂層に埋設された半導体チップと、
前記樹脂層に埋設され、貫通孔を有する筒状の絶縁体と、
前記貫通孔内に配設された導電体と
を含むことを特徴とする基板。
前記第1基板に積層され、前記導電体に電気的に接続された半導体装置と
を含むことを特徴とする付記10に記載の基板。
前記第1基板に積層され、前記導電体に電気的に接続された第2基板と
を含むことを特徴とする付記10に記載の基板。
前記支持体上に、前記絶縁体及び前記半導体チップが埋設される樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層内の前記絶縁体に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔内に導電体を形成する工程と
を含むことを特徴とする基板の製造方法。
(付記15) 前記導電体の形成後の第1基板に、第2基板を積層して前記導電体に電気的に接続する工程を更に含むことを特徴とする付記13に記載の基板の製造方法。
11,21,81 樹脂層
11a 表面
12,12a,12b,22,82,90 半導体チップ
12aa,12ba,12c,15ac,22a,25ac,101 端子
13,23 絶縁体
13a 絶縁被膜
13b 貫通孔
14,15ab,24,25ab ビア
15,25,85 再配線層
15a,25a,85a 導電部
15aa,25aa 配線
15b,25b 絶縁部
30,30A,30B,30C,30D 積層構造
31,32 バンプ
40,70 擬似ウェハ
40A,70A 擬似SoC基板
41 キャリア基板
42 接着層
43 レジストパターン
44 フォトレジスト
44a,60a,60b 開口部
45 銅箔
50 ウェハ
60 感光性樹脂
61 保護膜
82a,90a TSV
100 回路基板
Claims (9)
- 樹脂層と、
前記樹脂層に埋設された半導体チップと、
前記樹脂層に埋設され、貫通孔を有する筒状の絶縁体と、
前記貫通孔内に配設された導電体と
を含むことを特徴とする半導体装置。 - 前記樹脂層、前記半導体チップ、前記絶縁体及び前記導電体を有する第1半導体装置と、
前記第1半導体装置に積層され、前記導電体に電気的に接続された第2半導体装置と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 支持体上に、柱状の絶縁体及び半導体チップを配設する工程と、
前記支持体上に、前記絶縁体及び前記半導体チップが埋設される樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層内の前記絶縁体に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔内に導電体を形成する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記絶縁体及び前記半導体チップを設ける工程は、
前記支持体上に絶縁被膜を形成する工程と、
前記絶縁被膜を加工して柱状の前記絶縁体を形成する工程と
を含むことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記貫通孔を形成する工程は、
前記絶縁体の縁部を覆うマスクを形成する工程と、
前記マスクを用いて前記縁部より内側をエッチングする工程と
を含むことを特徴とする請求項3又は4に記載の半導体装置の製造方法。 - 樹脂層と、
前記樹脂層に埋設された半導体チップと、
前記樹脂層に埋設され、貫通孔を有する筒状の絶縁体と、
前記貫通孔内に配設された導電体と
を含むことを特徴とする基板。 - 前記樹脂層、前記半導体チップ、前記絶縁体及び前記導電体を有する第1基板と、
前記第1基板に積層され、前記導電体に電気的に接続された半導体装置と
を含むことを特徴とする請求項6に記載の基板。 - 前記樹脂層、前記半導体チップ、前記絶縁体及び前記導電体を有する第1基板と、
前記第1基板に積層され、前記導電体に電気的に接続された第2基板と
を含むことを特徴とする請求項6に記載の基板。 - 支持体上に、柱状の絶縁体及び半導体チップを配設する工程と、
前記支持体上に、前記絶縁体及び前記半導体チップが埋設される樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層内の前記絶縁体に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔内に導電体を形成する工程と
を含むことを特徴とする基板の製造方法。
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JP6268990B2 (ja) | 2018-01-31 |
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