JP2017017238A5 - - Google Patents

Description

（１）補強繊維を含まない絶縁材料によって封止された１つないし複数の半導体素子と、複数の金属薄膜配線層と、前記金属薄膜配線層間、及び、前記半導体素子の電極と金属薄膜配線層とを電気的に接続する金属ビアと、を含む絶縁材料層と、
前記絶縁材料層の一方の主面側に配置され、前記絶縁材料層の反りを相殺して、半導体装置の反りを低減する反り調整層と、
を備えていることを特徴とする半導体装置。
（２）前記半導体素子が、前記絶縁材料層に設けられた前記外部端子の実装面の背面側に、接着剤を介して、素子回路面を上にして搭載されていることを特徴とする上記（１）に記載の半導体装置。
（３）前記反り調整層が絶縁樹脂からなる層であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の半導体装置。
（４）前記反り調整層が前記絶縁材料層の最外層に設けられた内部電極上に実装された、１つないし複数の電子部品と、該電子部品を封止する絶縁樹脂とからなることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の半導体装置。
（５）前記電子部品と前記絶縁材料層との間に形成される隙間が前記電子部品を封止する絶縁樹脂によって充填されていることを特徴とする上記（４）に記載の半導体装置。
（６）前記絶縁樹脂の熱膨張係数（α１）は、３０ｐｐｍ／℃以下で前記絶縁材料層の層間絶縁材料の熱膨張係数（α１）の０．８〜１．５倍であり、前記絶縁樹脂及び前記層間絶縁材料のガラス転移点（ＤＭＡ法）が１５０℃以上であることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の半導体装置。
（７）前記半導体素子の電極と前記電子部品の搭載面とが対向していることを特徴とする上記（４）又は（５）に記載の半導体装置。
（８）前記半導体素子の上下それぞれの前記絶縁材料層の層数が、１層または多層からなることを特徴とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載の半導体装置。
（９）１つの前記半導体素子が任意の層面に搭載されていることを特徴とする上記（１）〜（８）のいずれかに記載の半導体装置。
（１０）複数の前記半導体素子が任意の同一層面上、任意の異なる層面上、又はそれら両方の組合せで搭載されていることを特徴とする上記（１）〜（８）のいずれかに記載の半導体装置。
（１１）前記外部電極、及び同一面上にある金属薄膜配線層の導体の側面が前記絶縁材料層に埋没していることを特徴とする上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の半導体装置。
（１２）上記（１）に記載の半導体装置の製造方法であって、
支持板の表面に金属薄膜配線層を形成する工程、
前記金属薄膜配線層上に補強繊維を含まない第１の層間絶縁材料を積層して、第１の絶縁材料層を形成する工程、
前記第１の絶縁材料層上に接着剤を介して半導体素子を電極を有する素子回路面を上にして搭載する工程、
補強繊維を含まない第２の層間絶縁材料によって半導体素子及びそれらの周辺を封止する工程、
前記第２の層間絶縁材料に対して前記金属薄膜配線層と半導体素子の電極に達する金属ビア用の穴を開口する工程、
前記第２の層間絶縁材料上に金属薄膜配線層と金属ビアとを形成する工程、
更に第２の層間絶縁材料を形成し、穴を開口し、金属薄膜配線層及び金属ビアを形成する工程を繰り返して第２の絶縁材料層を形成する工程、
前記第２の絶縁材料層上に絶縁樹脂からなる反り調整層を形成する工程、
前記第１の絶縁材料層から前記支持板を剥離し、前記金属薄膜配線層の表面を露出させる工程
を含み、
前記反り調整層は第１の層間絶縁材料層及び第２の層間絶縁材料層の反りを相殺して、半導体装置の反りを低減する物性を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（１３）上記（４）に記載の半導体装置の製造方法であって、
支持板の表面に金属薄膜配線層を形成する工程、
前記金属薄膜配線層上に補強繊維を含まない第１の層間絶縁材料を積層して、第１の絶縁材料層を形成する工程、
前記第１の絶縁材料層上に接着剤を介して半導体素子を電極を有する素子回路面を上にして搭載する工程、
補強繊維を含まない第２の層間絶縁材料によって半導体素子及びそれらの周辺を封止する工程、
前記第２の層間絶縁材料に対して前記金属薄膜配線層と半導体素子の電極に達する金属ビア用の穴を開口する工程、
前記第２の層間絶縁材料上に金属薄膜配線層と金属ビアとを形成する工程、
更に第２の層間絶縁材料を形成し、穴を開口し、金属薄膜配線層及び金属ビアを形成する工程を繰り返して第２の絶縁材料層を形成する工程、
前記第２の絶縁材料層上にソルダーレジスト層を形成し、電子部品を実装する工程、
絶縁樹脂で前記電子部品を封止して反り調整層を形成する工程、
前記第１の絶縁材料層から前記支持板を剥離し、金属薄膜配線層の表面を露出させる工程
を含み、
前記反り調整層は第１の層間絶縁材料層及び第２の層間絶縁材料層の反りを相殺して、半導体装置の反りを低減する物性を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（１４）前記支持板は平板と該平板上に形成された応力緩和層とを有しており、前記第１の絶縁材料層から前記支持板を剥離する工程が、前記応力緩和層を前記第１の絶縁材料層から剥離することによって行われる、上記（１２）又は（１３）に記載の半導体装置の製造方法。
（１５）前記支持板は平板、該平板上に形成された応力緩和層、及び該応力緩和層上に接着された銅箔キャリア付き極薄銅箔を有しており、前記極薄銅箔上に金属薄膜配線層を形成し、前記第１の絶縁材料層から前記支持板を剥離する工程が、前記銅箔キャリアを前記極薄銅箔から剥離することによって行われる、上記（１４）に記載の半導体装置の製造方法。
（１６）同一温度条件下で、前記平板の弾性率をＡ、前記応力緩和層の弾性率をＢ、前記第１の層間絶縁材料の弾性率をＣとしたとき、Ａ＞Ｃ＞Ｂ又はＣ＞Ａ＞Ｂの関係が成り立つ、上記（１４）又は（１５）に記載の半導体装置の製造方法。
（１７）前記応力緩和層の弾性率Ｂは、室温で２ＧＰａ以下、かつ、１００℃を超える温度で１０ＯＭＰａ以下であることを特徴とする上記（１６）に記載の半導体装置の製造方法。
（１８）同一温度条件下で、前記平板の線膨張係数をａ、前記応力緩和層の線膨張係数をｂ、前記第１の層間絶縁材料の線膨張係数をｃとしたとき、ａ≦ｃ＜ｂ、又は、ａ≒ｃ＜ｂの関係が成り立つ、上記（１４）〜（１７）のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

Claims (18)

1. 補強繊維を含まない絶縁材料によって封止された１つないし複数の半導体素子と、複数の金属薄膜配線層と、前記金属薄膜配線層間、及び、前記半導体素子の電極と金属薄膜配線層とを電気的に接続する金属ビアと、を含む絶縁材料層と、
   前記絶縁材料層の一方の主面側に配置され、前記絶縁材料層の反りを相殺して、半導体装置の反りを低減する反り調整層と、
   を備えていることを特徴とする半導体装置。
2. 前記半導体素子が、前記絶縁材料層に設けられた前記外部端子の実装面の背面側に、接着剤を介して、素子回路面を上にして搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記反り調整層が絶縁樹脂からなる層であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
4. 前記反り調整層が前記絶縁材料層の最外層に設けられた内部電極上に実装された、１つないし複数の電子部品と、該電子部品を封止する絶縁樹脂とからなることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。
5. 前記電子部品と前記絶縁材料層との間に形成される隙間が前記電子部品を封止する絶縁樹脂によって充填されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
6. 前記絶縁樹脂の熱膨張係数（α１）は、３０ｐｐｍ／℃以下で前記絶縁材料層の層間絶縁材料の熱膨張係数（α１）の０．８〜１．５倍であり、前記絶縁樹脂及び前記層間絶縁材料のガラス転移点（ＤＭＡ法）が１５０℃以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置。
7. 前記半導体素子の電極と前記電子部品の搭載面とが対向していることを特徴とする請求項４又は５に記載の半導体装置。
8. 前記半導体素子の上下それぞれの前記絶縁材料層の層数が、１層または多層からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の半導体装置。
9. １つの前記半導体素子が任意の層面に搭載されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の半導体装置。
10. 複数の前記半導体素子が任意の同一層面上、任意の異なる層面上、又はそれら両方の組合せで搭載されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の半導体装置。
11. 前記外部電極、及び同一面上にある金属薄膜配線層の導体の側面が前記絶縁材料層に埋没していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の半導体装置。
12. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
    支持板の表面に金属薄膜配線層を形成する工程、
    前記金属薄膜配線層上に補強繊維を含まない第１の層間絶縁材料を積層して、第１の絶縁材料層を形成する工程、
    前記第１の絶縁材料層上に接着剤を介して半導体素子を電極を有する素子回路面を上にして搭載する工程、
    補強繊維を含まない第２の層間絶縁材料によって半導体素子及びそれらの周辺を封止する工程、
    前記第２の層間絶縁材料に対して前記金属薄膜配線層と半導体素子の電極に達する金属ビア用の穴を開口する工程、
    前記第２の層間絶縁材料上に金属薄膜配線層と金属ビアとを形成する工程、
    更に第２の層間絶縁材料を形成し、穴を開口し、金属薄膜配線層及び金属ビアを形成する工程を繰り返して第２の絶縁材料層を形成する工程、
    前記第２の絶縁材料層上に絶縁樹脂からなる反り調整層を形成する工程、
    前記第１の絶縁材料層から前記支持板を剥離し、前記金属薄膜配線層の表面を露出させる工程
    を含み、
    前記反り調整層は第１の層間絶縁材料層及び第２の層間絶縁材料層の反りを相殺して、半導体装置の反りを低減する物性を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
13. 請求項４に記載の半導体装置の製造方法であって、
    支持板の表面に金属薄膜配線層を形成する工程、
    前記金属薄膜配線層上に補強繊維を含まない第１の層間絶縁材料を積層して、第１の絶縁材料層を形成する工程、
    前記第１の絶縁材料層上に接着剤を介して半導体素子を電極を有する素子回路面を上にして搭載する工程、
    補強繊維を含まない第２の層間絶縁材料によって半導体素子及びそれらの周辺を封止する工程、
    前記第２の層間絶縁材料に対して前記金属薄膜配線層と半導体素子の電極に達する金属ビア用の穴を開口する工程、
    前記第２の層間絶縁材料上に金属薄膜配線層と金属ビアとを形成する工程、
    更に第２の層間絶縁材料を形成し、穴を開口し、金属薄膜配線層及び金属ビアを形成する工程を繰り返して第２の絶縁材料層を形成する工程、
    前記第２の絶縁材料層上にソルダーレジスト層を形成し、電子部品を実装する工程、
    絶縁樹脂で前記電子部品を封止して反り調整層を形成する工程、
    前記第１の絶縁材料層から前記支持板を剥離し、金属薄膜配線層の表面を露出させる工程
    を含み、
    前記反り調整層は第１の層間絶縁材料層及び第２の層間絶縁材料層の反りを相殺して、半導体装置の反りを低減する物性を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
14. 前記支持板は平板と該平板上に形成された応力緩和層とを有しており、前記第１の絶縁材料層から前記支持板を剥離する工程が、前記応力緩和層を前記第１の絶縁材料層から剥離することによって行われる、請求項１２又は１３に記載の半導体装置の製造方法。
15. 前記支持板は平板、該平板上に形成された応力緩和層、及び該応力緩和層上に接着された銅箔キャリア付き極薄銅箔を有しており、前記極薄銅箔上に金属薄膜配線層を形成し、前記第１の絶縁材料層から前記支持板を剥離する工程が、前記銅箔キャリアを前記極薄銅箔から剥離することによって行われる、請求項１４に記載の半導体装置の製造方法。
16. 同一温度条件下で、前記平板の弾性率をＡ、前記応力緩和層の弾性率をＢ、前記第１の層間絶縁材料の弾性率をＣとしたとき、Ａ＞Ｃ＞Ｂ又はＣ＞Ａ＞Ｂの関係が成り立つ、請求項１４又は１５に記載の半導体装置の製造方法。
17. 前記応力緩和層の弾性率Ｂは、室温で２ＧＰａ以下、かつ、１００℃を超える温度で１０ＯＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
18. 同一温度条件下で、前記平板の線膨張係数をａ、前記応力緩和層の線膨張係数をｂ、前記第１の層間絶縁材料の線膨張係数をｃとしたとき、ａ≦ｃ＜ｂ、又は、ａ≒ｃ＜ｂの関係が成り立つ、請求項１４〜１７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。