JP2018019071A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents

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Hiroki Shinozaki
裕樹 篠▲崎▼
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弘就 森
昌也 光田
Masaya Mitsuta
昌也 光田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a semiconductor device which achieves excellent electrical connection reliability when assuming that manufacturing efficiency of the semiconductor device is improved without using a mechanical technique for exposure of a conductor post.SOLUTION: A semiconductor device manufacturing method of the present embodiment includes in the following order: a conductor part formation step of forming on a substrate 10 having a conductor pattern 20, a plurality of conductor parts 40 having the same heights from a surface of the substrate 10; a coating step of introducing a thermosetting resin composition 50 to each clearance between neighboring conductor parts 40 and covering he conductor parts 40 by a hardened material 60 of the thermosetting resin composition 50 in such a manner as to expose tops 92 of the conductor parts 40; and a multilayer wiring step of forming on the hardened material 60, a metal pattern to be electrically connected with the tops 92 without grinding a surface of the hardened material 60.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

従来の代表的な配線基板の製造プロセスにおいては、基板上に導体ポストを形成した後、該導体ポストにおける上記基板が配されている側とは反対側の面全体を覆うように、プリモールドすることにより得られた樹脂層の一部を研磨除去して上記導体ポストの表面を露出させた後、導体ポストと電気的に接続するように配線パターンを形成することが行われていた(特許文献1等)。   In a typical conventional wiring board manufacturing process, a conductor post is formed on a substrate and then pre-molded so as to cover the entire surface of the conductor post opposite to the side on which the substrate is disposed. A part of the resin layer obtained by polishing was removed by polishing to expose the surface of the conductor post, and then a wiring pattern was formed so as to be electrically connected to the conductor post (Patent Document) 1).

従来の代表的な再配線プロセスにおいては、半導体チップの電極パッド上に導体ポストを形成した後、得られた構造体の周囲を封止材でモールドし、その後、導体ポストの表面が露出するように封止材の一部を研磨除去してから、上記導体ポストと電気的に接続するように再配線層を形成することが行われていた(特許文献2)。   In a conventional typical rewiring process, after forming a conductor post on an electrode pad of a semiconductor chip, the periphery of the obtained structure is molded with a sealing material, and then the surface of the conductor post is exposed. A part of the sealing material is polished and removed, and then a rewiring layer is formed so as to be electrically connected to the conductor post (Patent Document 2).

国際公開第2010/116615号パンフレットInternational Publication No. 2010/116615 Pamphlet 特開2016−66649号公報JP, 2006-66649, A

特許文献1や2に記載されている従来の製造プロセスにおいては、最終的に得られる半導体装置の電気的接続性を確保するために、大掛かりな装置を用いて、封止材に埋設された導体ポストの表面が露出するように、封止材の研磨除去処理を行う必要があった。
ところで、半導体装置の製造プロセスについては、近年、生産性という観点において、従来にも増して高い技術水準が要求されている。上述した研磨除去処理といった機械的手法で導体ポストを露出させる場合、半導体装置の生産性が低下してしまうという不都合があった。これは、封止材の研磨に高い精度が求められるためである。
In the conventional manufacturing processes described in Patent Documents 1 and 2, a conductor embedded in a sealing material using a large-scale device in order to ensure electrical connectivity of a finally obtained semiconductor device It was necessary to polish and remove the sealing material so that the surface of the post was exposed.
By the way, regarding the manufacturing process of a semiconductor device, in recent years, a higher technical level is required from the viewpoint of productivity. When the conductor post is exposed by a mechanical method such as the polishing removal process described above, there is a disadvantage that the productivity of the semiconductor device is lowered. This is because high accuracy is required for polishing the sealing material.

そこで、本発明は、導体ポストの露出に機械的手法を用いないことで、半導体装置の製造効率を向上させることを前提に、電気的接続の信頼性に優れる半導体装置の製造方法を提供する。   Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device having excellent electrical connection reliability on the premise that the manufacturing efficiency of the semiconductor device is improved by not using a mechanical technique for exposing the conductor posts.

本発明によれば、基板上に、前記基板の表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する導体部形成工程と、
隣接する前記導体部の間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、前記導体部の頂部が露出するように前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で覆う被覆工程と、
前記硬化物の表面を研磨することなく、前記硬化物の上に前記頂部と電気的に接続する金属パターンを形成する多層配線工程と、をこの順に含む、半導体装置の製造方法が提供される。
According to the present invention, on the substrate, a conductor portion forming step of forming a plurality of conductor portions having the same height from the surface of the substrate;
A coating step of introducing a thermosetting resin composition into the gap between adjacent conductor portions and covering with a cured product of the thermosetting resin composition so that the top of the conductor portion is exposed;
A method of manufacturing a semiconductor device is provided, which includes, in this order, a multilayer wiring step of forming a metal pattern electrically connected to the top portion on the cured product without polishing the surface of the cured product.

本発明によれば、半導体チップの上に複数の導体部を形成し、支持体から複数の前記導体部の高さが同じになるように、前記半導体チップ及び前記導体部を前記支持体の上に配置する導体部形成工程と、
隣接する前記導体部の間に存在する間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、前記導体部の頂部が露出するように前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で前記導体部を覆う被覆工程と、
前記硬化物の表面を研磨することなく、前記硬化物の上に前記頂部と電気的に接続する金属パターンを形成する多層配線工程と、をこの順に含み、
前記被覆工程の後、前記支持体と、前記硬化物とを分離する分離工程をさらに含む、半導体装置の製造方法が提供される。
According to the present invention, a plurality of conductor portions are formed on a semiconductor chip, and the semiconductor chip and the conductor portions are placed on the support body so that the heights of the plurality of conductor portions from the support body are the same. A conductor part forming step to be disposed on;
A covering step of introducing a thermosetting resin composition into a gap existing between the adjacent conductor portions and covering the conductor portion with a cured product of the thermosetting resin composition so that the top of the conductor portion is exposed. When,
Including, in this order, a multilayer wiring step of forming a metal pattern electrically connected to the top on the cured product without polishing the surface of the cured product,
After the covering step, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, further comprising a separation step of separating the support and the cured product.

本発明によれば、基板上または半導体チップ上に、前記基板または前記半導体チップの表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する工程と、
前記基板または前記半導体チップ上において、隣接する前記導体部の間に存在する間隙に対して、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を導入する工程と、
前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物によって、前記間隙に面する前記導体部の表面の略全域が覆われるように、流動状態にある前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させる工程と、
前記硬化させる工程の後、前記硬化物の表面を研磨することなく、前記導体部に接する金属パターンを形成する工程と、
をこの順に含み、
前記硬化させる工程は、下記(a)または(b)の状態にあるいずれかの構造体を得る工程であり、
前記構造体が下記(a)の状態にある場合、
前記金属パターンを形成する工程において、前記頂部と接するように前記金属パターンを形成し、
前記構造体が下記(b)の状態にある場合、
前記金属パターンを形成する工程の前に、研磨以外の手段で前記スキン層を除去して前記頂部を露出させる工程をさらに含み、
前記金属パターンを形成する工程において、露出した前記頂部と接するように前記金属パターンを形成する、半導体装置の製造方法が提供される。
(a)前記導体部の高さ方向に位置する前記導体部の頂部が露出した状態
(b)前記導体部の高さ方向に位置する前記導体部の前記頂部上に前記硬化物からなるスキン層が付着した状態
According to the present invention, forming a plurality of conductor portions having the same height from the surface of the substrate or the semiconductor chip on the substrate or the semiconductor chip;
On the substrate or the semiconductor chip, introducing a thermosetting resin composition in a fluidized state into a gap existing between the adjacent conductor portions;
The thermosetting resin composition in a fluidized state is cured so that substantially the entire surface of the conductor portion facing the gap is covered with a cured product obtained by curing the thermosetting resin composition. Process,
After the step of curing, without polishing the surface of the cured product, forming a metal pattern in contact with the conductor portion;
In this order,
The step of curing is a step of obtaining any structure in the following state (a) or (b):
When the structure is in the state (a) below,
In the step of forming the metal pattern, the metal pattern is formed so as to contact the top,
When the structure is in the state (b) below,
Before the step of forming the metal pattern, further comprising the step of exposing the top by removing the skin layer by means other than polishing,
In the step of forming the metal pattern, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the metal pattern is formed so as to be in contact with the exposed top portion.
(A) A state in which a top portion of the conductor portion located in the height direction of the conductor portion is exposed. (B) A skin layer made of the cured product on the top portion of the conductor portion located in the height direction of the conductor portion. Is attached

そこで、本発明は、導体ポストの露出に機械的手法を用いないことで、半導体装置の製造効率を向上させることを前提に、電気的接続の信頼性に優れる半導体装置の製造方法を提供する。   Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device having excellent electrical connection reliability on the premise that the manufacturing efficiency of the semiconductor device is improved by not using a mechanical technique for exposing the conductor posts.

本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 参考例に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on a reference example.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、以下の4つの工程をこの順に含むものである。
第1の工程は、基板上または半導体チップ上に、上記基板または上記半導体チップの表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する工程である。
第2の工程は、基板または半導体チップ上において隣接する導体部の間に存在する間隙に対して、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を導入する工程である。
第3の工程は、熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物によって、上記間隙に面する導体部の表面の略全域が覆われるように、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を硬化させる工程である。
第4の工程は、上記硬化させる工程の後、硬化物の表面を研磨することなく、導体部に接する金属パターンを形成する工程である。
そして、本実施形態に係る半導体装置の製造方法において、上記第3の工程(硬化させる工程)は、下記(a)または(b)の状態にあるいずれかの構造体を得る工程である。本実施形態に係る半導体装置の製造方法において、かかる構造体が下記(a)の状態にある場合には、上記第4の工程(金属パターンを形成する工程)において、導体部の頂部と接するように金属パターンを形成する。一方、かかる構造体が下記(b)の状態にある場合、金属パターンを形成する工程の前に、研磨以外の手段でスキン層を除去して頂部を露出させる工程をさらに含み、上記第4の工程(金属パターンを形成する工程)において、導体部の頂部と接するように金属パターンを形成する。
(a)導体部の高さ方向に位置する導体部の頂部が露出した状態
(b)導体部の高さ方向に位置する導体部の頂部上に硬化物からなるスキン層が付着した状態
The manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment includes the following four steps in this order.
The first step is a step of forming a plurality of conductor portions having the same height from the surface of the substrate or the semiconductor chip on the substrate or the semiconductor chip.
The second step is a step of introducing a thermosetting resin composition that is in a fluid state into a gap that exists between adjacent conductor portions on the substrate or semiconductor chip.
In the third step, the thermosetting resin composition in a fluidized state is covered with a cured product obtained by curing the thermosetting resin composition so that substantially the entire surface of the conductor portion facing the gap is covered. Is a step of curing.
A 4th process is a process of forming the metal pattern which touches a conductor part, without grind | polishing the surface of hardened | cured material after the said hardening process.
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the third step (step of curing) is a step of obtaining one of the structures in the following state (a) or (b). In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, when the structure is in the following state (a), in the fourth step (step of forming a metal pattern), the top of the conductor portion is contacted. A metal pattern is formed on the substrate. On the other hand, when the structure is in the state of (b) below, the method further includes a step of removing the skin layer by means other than polishing to expose the top before the step of forming the metal pattern, In the step (step of forming the metal pattern), the metal pattern is formed so as to be in contact with the top of the conductor portion.
(A) State in which the top of the conductor portion located in the height direction of the conductor portion is exposed (b) State in which a skin layer made of a cured product adheres to the top portion of the conductor portion located in the height direction of the conductor portion

以下、本実施形態に係る半導体装置の製造方法(以下、本製造方法とも示す。)について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment (hereinafter also referred to as the present manufacturing method) will be described with reference to the drawings.

<第1の実施形態>
第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、基板上に、上記基板の表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する導体部形成工程と、隣接する上記導体部の間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、上記導体部の頂部が露出するように上記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で上記導体部を覆う被覆工程と、上記硬化物の表面を研磨することなく、上記硬化物に上記頂部と電気的に接続する金属パターンを形成する多層配線工程と、をこの順に含む。
また、多層配線工程の後に、基板を分離する分離工程を含んでよい。
本製造方法は、基板上に、該基板の表面からの高さが同じである複数の導体部を形成するものである。かかる本製造方法について、図1〜図4を参照して説明する。なお、図1〜図4は、いずれも本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。
<First Embodiment>
The semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment includes a conductor portion forming step of forming a plurality of conductor portions having the same height from the surface of the substrate on the substrate, and a gap between the adjacent conductor portions. A coating step of covering the conductor portion with a cured product of the thermosetting resin composition so that the top of the conductor portion is exposed, and polishing the surface of the cured product And a multilayer wiring process for forming a metal pattern electrically connected to the top on the cured product in this order.
Moreover, you may include the isolation | separation process which isolate | separates a board | substrate after a multilayer wiring process.
In this manufacturing method, a plurality of conductor portions having the same height from the surface of the substrate are formed on the substrate. This manufacturing method will be described with reference to FIGS. 1 to 4 are diagrams for explaining an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment.

(導体部形成工程)
導体部形成工程では、基板10上に、基板10の表面からの高さが同じである複数の導体部40を形成する。
まず、基板10及び導体部40について説明をする。
(Conductor formation process)
In the conductor portion forming step, a plurality of conductor portions 40 having the same height from the surface of the substrate 10 are formed on the substrate 10.
First, the board | substrate 10 and the conductor part 40 are demonstrated.

<基板10>
まず、基板10を準備する。基板10としては、平坦性、剛直性および耐熱性等の特性を有する基板であれば、公知のものを使用することが可能である。上記基板10としては、具体的には、金属板等が挙げられる。
金属板としては、具体的には、銅板、アルミニウム板、鉄板、鋼鉄(スチール)板、ニッケル板、銅合金板、42合金板、ステンレス板等が挙げられる。
なお、上記鋼鉄(スチール)板は、SPCC(Steel Plate Cold Commercial)等の冷間圧延鋼板の態様であってもよい。
なお、かかる基板10上には、上述した金属板の素材による、キャリア箔が形成されていてもよい。
<Substrate 10>
First, the substrate 10 is prepared. As the substrate 10, a known substrate can be used as long as it has characteristics such as flatness, rigidity, and heat resistance. Specific examples of the substrate 10 include a metal plate.
Specific examples of the metal plate include a copper plate, an aluminum plate, an iron plate, a steel (steel) plate, a nickel plate, a copper alloy plate, a 42 alloy plate, and a stainless plate.
The steel plate may be a cold rolled steel plate such as SPCC (Steel Plate Cold Commercial).
Note that a carrier foil made of the above-described metal plate material may be formed on the substrate 10.

基板10の大きさは、その平面上に1つのみの半導体素子が配置できる大きさであってもよく、その平面上に複数の半導体素子が配置できる大きさであってもよい。基板10の大きさとしては、例えば、その平面上に複数の半導体素子が配置できる大きさが好ましい。これにより、複数の半導体装置に同様の加工を施すことができる。したがって、半導体装置の生産効率を向上できる観点で都合がよい。
また、基板10の上面視における平面形状は、例えば、矩形形状であってもよいし、円形形状であってもよい。基板10の上面視における平面形状は、例えば、生産性の観点から、矩形形状であることが好ましい。これにより、半導体装置の製造工程における基板10の取扱いが容易になり、半導体装置の生産性を向上できる。
また、基板10の形状は、例えば、フレーム形状に加工された枚葉であってもよく、フープ形状に加工された連続体であってもよい。
The size of the substrate 10 may be such a size that only one semiconductor element can be arranged on the plane, or may be a size that can arrange a plurality of semiconductor elements on the plane. As the size of the substrate 10, for example, a size that allows a plurality of semiconductor elements to be arranged on the plane is preferable. Thereby, the same processing can be performed on a plurality of semiconductor devices. Therefore, it is convenient from the viewpoint of improving the production efficiency of the semiconductor device.
Further, the planar shape of the substrate 10 in a top view may be, for example, a rectangular shape or a circular shape. The planar shape of the substrate 10 in a top view is preferably a rectangular shape from the viewpoint of productivity, for example. Thereby, the handling of the substrate 10 in the manufacturing process of the semiconductor device is facilitated, and the productivity of the semiconductor device can be improved.
Further, the shape of the substrate 10 may be, for example, a single wafer processed into a frame shape, or a continuous body processed into a hoop shape.

<導体部40>
基板10の表面には、複数の導体部40を形成する。この複数の導体部は、基板10の表面からの高さが同じである。
導体部40は、第1の導体パターン20及び第2の導体パターン30によって構成される。
第1の導体パターン20は、例えば、基板10の上に形成された電気回路である。
また、第2の導体パターン30は、例えば、金属ピラーである。金属ピラーである第2の導体パターン30によって、後述する多層配線工程で形成される金属パターン及び第1の導体パターン20を電気的に接続し、多層配線を備える半導体装置を形成することができる。
第2の導体パターンは、例えば、金属ピラー91そのものであってもよく、金属ピラー91上に半田バンプ90を形成してなるものであってもよい。後に説明する図1(b)に示す第2の導体パターン30は、金属ピラー91上に半田バンプ90を形成してなるものである。また、第2の導体パターン30は、図4に示すような、金属ピラー91そのものであってもよい。
また、本製造方法において形成する第2の導体パターン30の形状は、狭ピッチ化に対応した半導体装置を実現する観点から、図1(b)および図4に示す第2の導体パターン30のように、ピラー形状、すなわち、柱体形状であることが好ましい。
なお、柱体形状としては限定されず、具体的には、角柱形状、円柱形状などとすることができる。
<Conductor 40>
A plurality of conductor portions 40 are formed on the surface of the substrate 10. The plurality of conductor portions have the same height from the surface of the substrate 10.
The conductor portion 40 is constituted by the first conductor pattern 20 and the second conductor pattern 30.
For example, the first conductor pattern 20 is an electric circuit formed on the substrate 10.
Further, the second conductor pattern 30 is, for example, a metal pillar. With the second conductor pattern 30 that is a metal pillar, the metal pattern and the first conductor pattern 20 that are formed in a multilayer wiring process to be described later can be electrically connected to form a semiconductor device including the multilayer wiring.
The second conductor pattern may be, for example, the metal pillar 91 itself, or may be formed by forming the solder bump 90 on the metal pillar 91. A second conductor pattern 30 shown in FIG. 1B described later is formed by forming solder bumps 90 on metal pillars 91. The second conductor pattern 30 may be a metal pillar 91 itself as shown in FIG.
Further, the shape of the second conductor pattern 30 formed in this manufacturing method is the same as that of the second conductor pattern 30 shown in FIG. 1B and FIG. 4 from the viewpoint of realizing a semiconductor device corresponding to a narrow pitch. In addition, a pillar shape, that is, a columnar shape is preferable.
In addition, it does not limit as columnar shape, Specifically, it can be set as prismatic shape, cylindrical shape, etc.

以下に基板の表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する方法について説明する。
まず、図1(a)に示すように、基板10上に、第1の導体パターン20を複数形成する。次いで、図1(b)に示すように、第1の導体パターン20上に、第2の導体パターン30を形成する。
第1の導体パターン20と第2の導体パターン30は、例えば、フォトリソグラフィー法により形成することができる。ここで、第1の導体パターン及び第2の導体パターンの形状を調節することで、導体部40の基板10表面からの高さが同じになるように調整する。本製造方法においては、このようにして基板10表面からの高さが同じである複数の導体部40を形成することができる。以下、第1の導体パターン20を形成する場合を例に挙げて、フォトリソグラフィー法による導体部40の具体的な形成方法を説明する。
Hereinafter, a method for forming a plurality of conductor portions having the same height from the surface of the substrate will be described.
First, as shown in FIG. 1A, a plurality of first conductor patterns 20 are formed on a substrate 10. Next, as shown in FIG. 1B, a second conductor pattern 30 is formed on the first conductor pattern 20.
The first conductor pattern 20 and the second conductor pattern 30 can be formed by, for example, a photolithography method. Here, the height of the conductor portion 40 from the surface of the substrate 10 is adjusted to be the same by adjusting the shapes of the first conductor pattern and the second conductor pattern. In this manufacturing method, a plurality of conductor portions 40 having the same height from the surface of the substrate 10 can be formed in this way. Hereinafter, a specific method for forming the conductor portion 40 by photolithography will be described by taking the case of forming the first conductor pattern 20 as an example.

<フォトリソグラフィー法>
まず、基板10上に、感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂膜を形成する。
ここで、感光性樹脂組成物としては、メッキレジストに使用される公知の材料を用いることができる。このような公知の材料としては、フォトレジスト、レジストインキ、ドライフィルム等の感光性材料が挙げられる。なお、感光性樹脂組成物は、ネガ型であってもポジ型であってもよい。
感光性樹脂膜の形成方法としては、具体的には、コーターやスピンナー等を用いてワニス状の感光性樹脂組成物を基板10上に塗布し、得られた塗布膜を乾燥させる方法や、感光性樹脂組成物からなる樹脂シートを熱圧着等により基板10上に対してラミネートする方法等が挙げられる。
次いで、感光性樹脂膜に対して、所定の開口パターンを有した開口部を形成する。開口部の形成方法としては、露光現像法やレーザー加工法等が挙げられる。
次いで、形成した開口部を金属膜で埋設する。埋設方法としては、たとえば、無電解めっき法やめっき法等が挙げられる。また、金属膜の形成材料としては、具体的には、銅、銅合金、42合金、ニッケル、鉄、クロム、タングステン、金、半田等が挙げられる。金属膜としては、上記具体例のうち、例えば、銅を用いることが好ましい。
次いで、感光性樹脂膜を除去する。感光性樹脂膜の除去方法としては、剥離液を用いて該感光性樹脂膜を剥離する方法や、アッシング処理を行い、さらに、下地に付着している感光性樹脂膜の残渣を剥離液により除去する方法などが挙げられる。感光性樹脂膜の除去方法としては、半導体装置の生産効率を向上させる観点から、剥離液を用いて感光性樹脂膜を剥離する方法を採用することが好ましい。なお、剥離液としては、具体的には、アルキルベンゼンスルホン酸を含む有機スルホン酸系剥離液、モノエタノールアミン等の有機アミンを含む有機アミン系剥離液や、水に対して有機アルカリやフッ素系化合物等を混合した水系レジスト剥離液等が挙げられる。
以上に説明したフォトリソグラフィー法によって、所望の形状の金属膜が得られる。
<Photolithography method>
First, a photosensitive resin film made of a photosensitive resin composition is formed on the substrate 10.
Here, as a photosensitive resin composition, the well-known material used for a plating resist can be used. Examples of such known materials include photosensitive materials such as photoresists, resist inks, and dry films. The photosensitive resin composition may be a negative type or a positive type.
As a method for forming the photosensitive resin film, specifically, a varnish-like photosensitive resin composition is applied on the substrate 10 using a coater, a spinner, or the like, and the obtained coating film is dried. For example, a method of laminating a resin sheet made of a conductive resin composition on the substrate 10 by thermocompression bonding or the like may be used.
Next, an opening having a predetermined opening pattern is formed in the photosensitive resin film. Examples of the method for forming the opening include an exposure development method and a laser processing method.
Next, the formed opening is embedded with a metal film. Examples of the burying method include an electroless plating method and a plating method. Specific examples of the material for forming the metal film include copper, copper alloy, 42 alloy, nickel, iron, chromium, tungsten, gold, and solder. Of the above specific examples, for example, copper is preferably used as the metal film.
Next, the photosensitive resin film is removed. As a method for removing the photosensitive resin film, a method of removing the photosensitive resin film using a stripping solution, an ashing treatment, and further removing the residue of the photosensitive resin film adhering to the base with the stripping solution. The method of doing is mentioned. As a method for removing the photosensitive resin film, from the viewpoint of improving the production efficiency of the semiconductor device, it is preferable to employ a method of peeling the photosensitive resin film using a stripping solution. Specific examples of the stripping solution include organic sulfonic acid-based stripping solutions containing alkylbenzene sulfonic acid, organic amine-based stripping solutions containing organic amines such as monoethanolamine, and organic alkalis and fluorine compounds with respect to water. An aqueous resist stripping solution mixed with the above.
A metal film having a desired shape can be obtained by the photolithography method described above.

本実施形態においては、上述したフォトリソグラフィー法により得られた所望の形状からなる金属膜を、第1の導体パターン20や第2の導体パターン30として用いることができる。すなわち、第1の導体パターン20、第2の導体パターン30は、それぞれ、例えば、フォトリソグラフィー法によって形成することができる。フォトリソグラフィー法を用いることで、複数の導体部40の高さが基板の表面から同じとなるように、導体部40を精度よく形成できる。
なお、図1(b)に示すように、金属ピラー91上に半田バンプ90を形成してなる第2の導体パターン30を得る方法としては、フォトリソグラフィー法により得られた所望の形状の金属膜、すなわち、ピラー91に対して、半田バンプ90を公知の方法で形成する方法が挙げられる。
In the present embodiment, a metal film having a desired shape obtained by the photolithography method described above can be used as the first conductor pattern 20 and the second conductor pattern 30. That is, the first conductor pattern 20 and the second conductor pattern 30 can be formed by, for example, a photolithography method. By using the photolithography method, the conductor portions 40 can be formed with high accuracy so that the heights of the plurality of conductor portions 40 are the same from the surface of the substrate.
As shown in FIG. 1B, as a method of obtaining the second conductor pattern 30 formed by forming the solder bump 90 on the metal pillar 91, a metal film having a desired shape obtained by photolithography is used. That is, a method of forming the solder bump 90 on the pillar 91 by a known method can be mentioned.

(被覆工程)
被覆工程では、隣接する前記導体部の間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、導体部の頂部が露出するように熱硬化性樹脂組成物の硬化物で導体部を覆う。すなわち、導体部の頂部が露出するように、導体部の一部を被覆する。
なお、頂部92が露出した状態とは、後述する多層配線形成工程において金属パターン160を形成する前に、導体部40及び硬化物60の接合部分に生じた段差を、他の絶縁部材で埋設しなくてもよい程度に、頂部92が露出した状態を含む。
(Coating process)
In the covering step, the thermosetting resin composition is introduced into the gap between the adjacent conductor portions, and the conductor portion is covered with a cured product of the thermosetting resin composition so that the top of the conductor portion is exposed. That is, a part of the conductor part is covered so that the top part of the conductor part is exposed.
Note that the state where the top portion 92 is exposed means that a step formed at the joining portion of the conductor portion 40 and the cured product 60 is buried with another insulating member before the metal pattern 160 is formed in a multilayer wiring forming process described later. The state where the top portion 92 is exposed to the extent that it does not have to be included is included.

被覆工程では、まず、図1(c)に示すように、基板10上において隣接する導体部40の間に存在する間隙に対して、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物50を導入する。
ここで、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を導入する方法としては、具体的には、トランスファー成形法、圧縮成形法、インジェクション成形法、ラミネーション成形法等が挙げられる。
上記具体例のうち、基板10上において隣接する導体部40の間隙内に未充填部分を残すことなく絶縁樹脂層を形成する観点から、トランスファー成形法、圧縮成形法またはラミネーション成形法が好ましい。
トランスファー成形法、圧縮成形法またはラミネーション成形法を用いるために、流動状態とする前の熱硬化性樹脂組成物の形状は、例えば、顆粒形状、粉粒形状、タブレット形状、シート形状であることが好ましい。
In the covering step, first, as shown in FIG. 1C, a thermosetting resin composition 50 in a fluid state is introduced into a gap existing between adjacent conductor portions 40 on the substrate 10.
Here, specific examples of the method for introducing the thermosetting resin composition in a fluid state include a transfer molding method, a compression molding method, an injection molding method, and a lamination molding method.
Among the above specific examples, the transfer molding method, the compression molding method, or the lamination molding method is preferable from the viewpoint of forming the insulating resin layer without leaving an unfilled portion in the gap between the adjacent conductor portions 40 on the substrate 10.
In order to use the transfer molding method, the compression molding method, or the lamination molding method, the shape of the thermosetting resin composition before the fluidized state is, for example, a granule shape, a powder shape, a tablet shape, or a sheet shape. preferable.

熱硬化性樹脂組成物50を導入する際の、基板10及び導体部40の配置について説明する。
基板10及び導体部40は、硬化物60の表面が、導体部40の頂部92の面と面一になるように配置されることが好ましい。すなわち、硬化物60の表面が、導体部40の頂部92の面と面一になるように、硬化物60が形成されることが好ましい。これにより、導体部40の高さ方向に位置する頂部92が露出した状態にありつつ、硬化物60と導体部40との接合部分に段差を有しない構造体を作製することができる。
The arrangement of the substrate 10 and the conductor part 40 when introducing the thermosetting resin composition 50 will be described.
The substrate 10 and the conductor part 40 are preferably arranged so that the surface of the cured product 60 is flush with the surface of the top part 92 of the conductor part 40. That is, the cured product 60 is preferably formed such that the surface of the cured product 60 is flush with the surface of the top portion 92 of the conductor portion 40. Thereby, the structure which does not have a level | step difference in the junction part of the hardened | cured material 60 and the conductor part 40 can be produced, in the state which the top part 92 located in the height direction of the conductor part 40 is exposed.

また、熱硬化性樹脂組成物50を導入する際、例えば、図1(d)に示すように、導体部40の頂部92に対して押し付けるように離型フィルム100を配置することが好ましい。これにより、導体部40の頂部92を離型フィルム100によって保護できる。したがって、熱硬化性樹脂組成物の硬化物60が、導体部40の頂部92上に付着し、半導体装置の電気的接続の信頼性が低下することを抑制することができる。なお、離型フィルム100の詳細については後述する。
離型フィルム100を配置するタイミングは、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物50の導入前であってもよく、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物50の導入と同じタイミングであってもよく、図1(d)に示すように流動状態にある熱硬化性樹脂組成物50を導入した後、熱硬化性樹脂組成物50を硬化物60とする前でもよい。すなわち、離型フィルム100を配置するタイミングは、熱硬化性樹脂組成物50を硬化物60とする前であればよい。
後述するが、離型フィルムは、熱硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化物60とした後に除去する。
Moreover, when introducing the thermosetting resin composition 50, it is preferable to arrange | position the release film 100 so that it may press with respect to the top part 92 of the conductor part 40, for example, as shown in FIG.1 (d). Thereby, the top part 92 of the conductor part 40 can be protected by the release film 100. Therefore, it can suppress that the hardened | cured material 60 of a thermosetting resin composition adheres on the top part 92 of the conductor part 40, and the reliability of the electrical connection of a semiconductor device falls. The details of the release film 100 will be described later.
The timing of disposing the release film 100 may be before the introduction of the thermosetting resin composition 50 in a fluid state, or may be the same timing as the introduction of the thermosetting resin composition 50 in a fluid state. Alternatively, after introducing the thermosetting resin composition 50 in a fluid state as shown in FIG. 1 (d), it may be before the thermosetting resin composition 50 is made into a cured product 60. That is, the timing at which the release film 100 is disposed may be before the thermosetting resin composition 50 is the cured product 60.
As will be described later, the release film is removed after the thermosetting resin composition is cured to obtain a cured product 60.

<離型フィルム100>
離型フィルム100としては限定されず、熱硬化性樹脂組成物の離型に用いるものを使用することができる。離型フィルム100としては、具体的には、フッ素系離型フィルム、ポリエステル系離型フィルムなどが挙げられる。
流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を導入する方法が圧縮成形法の場合、フッ素系離型フィルムを用いることが好ましい。また、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を導入する方法がラミネーション成形法の場合、ポリエステル系離型フィルムを用いることが好ましい。これにより、熱硬化性樹脂組成物がエポキシ樹脂を含む場合に、離型フィルム100は、熱硬化性樹脂組成物に対して、好適な離型性を発現することができる。
フッ素系離型フィルムの市販品としては、具体的には、旭硝子株式会社製のアフレックス(登録商標)50KN144NTなどが挙げられる。
<Release film 100>
It does not limit as the release film 100, What is used for mold release of a thermosetting resin composition can be used. Specific examples of the release film 100 include a fluorine-based release film and a polyester-based release film.
When the method of introducing the thermosetting resin composition in a fluidized state is a compression molding method, it is preferable to use a fluorine-based release film. Moreover, when the method of introducing the thermosetting resin composition in a fluidized state is a lamination molding method, it is preferable to use a polyester-based release film. Thereby, when a thermosetting resin composition contains an epoxy resin, the release film 100 can express suitable mold release property with respect to a thermosetting resin composition.
Specific examples of commercially available fluorine release films include Aflex (registered trademark) 50KN144NT manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.

離型フィルム100について、導体部40の頂部92に対して押し付ける面は、エンボス加工が施されていない、換言すれば、平滑であることが好ましい。すなわち、離型フィルム100は、エンボス加工が施されていない面を有する、換言すれば、鏡面を備えるものが好ましい。これにより、硬化物60の表面について、マクロな観点でうねりを抑制して、平滑にすることができる。したがって、後述する多層配線工程で形成する金属パターン160の回路とびを抑制し、電気的接続の信頼性を向上できる。具体的には、金属パターン160の回路線幅/線間隔(L/S)が、12/12μm程度と微細な場合であっても、電気的接続の信頼性を高度に維持することができる。   About the release film 100, it is preferable that the surface pressed with respect to the top part 92 of the conductor part 40 is not embossed, in other words, is smooth. That is, the release film 100 preferably has a surface that has not been embossed, in other words, has a mirror surface. Thereby, about the surface of the hardened | cured material 60, a wave | undulation can be suppressed from a macro viewpoint and it can be made smooth. Therefore, it is possible to suppress the circuit skip of the metal pattern 160 formed in the multilayer wiring process described later, and to improve the reliability of electrical connection. Specifically, even when the circuit line width / line interval (L / S) of the metal pattern 160 is as fine as about 12/12 μm, the reliability of electrical connection can be maintained at a high level.

離型フィルム100の頂部92に対して押し付ける面の算術平均表面粗さRaの下限値は、例えば、0μm以上とすることができ、0.01μm以上であることが好ましく、0.1μm以上であることがより好ましく、0.15μm以上であることが更に好ましい。これにより、硬化物60の表面について、ミクロな観点で凹凸を形成することができる。したがって、後述する多層配線工程で形成する金属パターン160と、硬化物60との密着において、アンカー効果が発現し、金属パターン160と、硬化物60との密着強度を向上することができる。
また、離型フィルム100の頂部92に対して押し付ける面の算術平均表面粗さRaの上限値は、例えば、1.5μm以下にすることが好ましく、0.5μm以下であることがより好ましく、0.4μm以下であることがさらに好ましく、0.3μm以下であることが一層好ましく、0.28μm以下であることが殊更好ましい。
なお、算術平均表面粗さRaは、例えば、JIS−B0601−1994に準拠した方法で測定することができる。
The lower limit value of the arithmetic average surface roughness Ra of the surface pressed against the top portion 92 of the release film 100 can be, for example, 0 μm or more, preferably 0.01 μm or more, and preferably 0.1 μm or more. It is more preferable that the thickness is 0.15 μm or more. Thereby, about the surface of the hardened | cured material 60, an unevenness | corrugation can be formed from a micro viewpoint. Therefore, in the adhesion between the metal pattern 160 formed in the multilayer wiring process described later and the cured product 60, an anchor effect is exhibited, and the adhesion strength between the metal pattern 160 and the cured product 60 can be improved.
Further, the upper limit value of the arithmetic average surface roughness Ra of the surface pressed against the top portion 92 of the release film 100 is, for example, preferably 1.5 μm or less, more preferably 0.5 μm or less, 0 It is more preferably 4 μm or less, still more preferably 0.3 μm or less, and even more preferably 0.28 μm or less.
In addition, arithmetic mean surface roughness Ra can be measured by the method based on JIS-B0601-1994, for example.

隣接する導体部の間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入した後、熱硬化性樹脂組成物50を硬化させ、硬化物60とする。この硬化物60は、絶縁樹脂層の役割を果たす。
図1(e)に示すように、硬化物60は、例えば、導体部40の表面のうち、頂部を除く全面を覆うように形成されることが好ましい。これにより導体部40が、後述する多層配線工程において形成される金属パターン160以外に接触することを抑制できる。したがって、半導体装置の絶縁信頼性を確保できる観点で好ましい。
ここで、熱硬化性樹脂組成物は、隣接する導体部の間隙に導入する際、Bステージの硬化状態である。また、熱硬化性樹脂組成物50を硬化させ、硬化物60としたとき、Cステージの硬化状態である。すなわち、硬化物の硬化状態は、Cステージの硬化状態である。
なお、熱硬化性樹脂組成物を導入する条件は、成形法によって異なる。圧縮成型法を用いる場合、成形温度は、例えば、50℃以上200℃以下とすることが好ましく、80℃以上180℃以下とすることがより好ましい。また、圧縮成型法を用いる場合、成形時間は30秒間以上15分間以下とすることが好ましく、1分間以上10分間以下とすることがより好ましい。また、圧縮成型法を用いる場合、成形圧力は、0.5MPa以上12MPa以下とすることが好ましく、1MPa以上10MPa以下とすることがより好ましい。
また、ラミネーション成形法を用いる場合、例えば、2段階でプレスを行い、1段階目のプレスの条件は、例えば、成形温度60℃以上130℃以下、成形時間30秒間以上10分間以下、成形圧力0.2MPa以上15MPa以下とし、2段階目のプレスの条件は、成形温度80℃以上150℃以下で、成形時間30秒以上10分間以下、成形圧力0.2MPa以上15MPa以下とすることができる。
成形時における、成形温度、圧力、時間を上記範囲とすることで、隣接する導体部40の間隙に、熱硬化性樹脂組成物50の未充填部分が発生することを防止できる。
なお、本実施形態において、熱硬化性樹脂組成物のBステージの硬化状態(半硬化状態)とは、示差走査熱量(DSC:Differential scanning calorimetry)測定により算出される反応率が0%を越え70%以下であることを意味する。
また、本実施形態において、熱硬化性樹脂組成物のCステージの硬化状態とは、示差走査熱量測定により算出される反応率が70%を越え100%以下であることを意味する。
ここで、反応率の求め方について説明する。まず、導体部40の間隙に導入する前の熱硬化性樹脂組成物について、DSC測定により温度プロファイルを測定する。これにより得られる硬化反応の温度プロファイルから算出される、硬化反応の発熱ピークの単位質量あたりに換算した発熱量をA[mJ/mg]とする。次いで、反応率を算出する熱硬化性樹脂組成物についても、同様に、硬化反応の発熱ピークの単位質量あたりに換算した発熱量B[mJ/mg]を算出する。上記A及びBを用いて、以下の式より、反応率が求められる。
(式) (反応率)=B/A×100[%]
また、熱硬化性樹脂組成物50を硬化させ、硬化物60とする条件は、例えば、温度150℃以上200℃以下で、1時間以上6時間以下熱処理することにより行うことができる。
After introducing the thermosetting resin composition into the gap between the adjacent conductor portions, the thermosetting resin composition 50 is cured to obtain a cured product 60. The cured product 60 serves as an insulating resin layer.
As shown in FIG.1 (e), it is preferable that the hardened | cured material 60 is formed so that the whole surface except the top part among the surfaces of the conductor part 40 may be covered, for example. Thereby, it can suppress that the conductor part 40 contacts other than the metal pattern 160 formed in the multilayer wiring process mentioned later. Therefore, it is preferable from the viewpoint of ensuring the insulation reliability of the semiconductor device.
Here, the thermosetting resin composition is in a cured state of the B stage when introduced into the gap between adjacent conductor portions. Further, when the thermosetting resin composition 50 is cured to obtain a cured product 60, the C stage is in a cured state. That is, the cured state of the cured product is the cured state of the C stage.
The conditions for introducing the thermosetting resin composition vary depending on the molding method. When using the compression molding method, for example, the molding temperature is preferably 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and more preferably 80 ° C. or higher and 180 ° C. or lower. When using the compression molding method, the molding time is preferably 30 seconds or longer and 15 minutes or shorter, more preferably 1 minute or longer and 10 minutes or shorter. Moreover, when using the compression molding method, the molding pressure is preferably 0.5 MPa or more and 12 MPa or less, and more preferably 1 MPa or more and 10 MPa or less.
When the lamination molding method is used, for example, the pressing is performed in two stages, and the conditions for the first stage are, for example, a molding temperature of 60 ° C. or more and 130 ° C. or less, a molding time of 30 seconds or more and 10 minutes or less, and a molding pressure of 0. The press conditions for the second stage can be a molding temperature of 80 ° C. or more and 150 ° C. or less, a molding time of 30 seconds or more and 10 minutes or less, and a molding pressure of 0.2 MPa or more and 15 MPa or less.
By setting the molding temperature, pressure, and time in the above ranges at the time of molding, it is possible to prevent unfilled portions of the thermosetting resin composition 50 from occurring in the gaps between the adjacent conductor portions 40.
In the present embodiment, the B stage cured state (semi-cured state) of the thermosetting resin composition means that the reaction rate calculated by differential scanning calorimetry (DSC) measurement exceeds 0% and 70. % Or less.
In the present embodiment, the cured state of the C-stage of the thermosetting resin composition means that the reaction rate calculated by differential scanning calorimetry exceeds 70% and is 100% or less.
Here, how to obtain the reaction rate will be described. First, a temperature profile is measured by DSC measurement for the thermosetting resin composition before being introduced into the gap between the conductor portions 40. The calorific value calculated per unit mass of the exothermic peak of the curing reaction calculated from the temperature profile of the curing reaction obtained in this way is defined as A [mJ / mg]. Subsequently, also about the thermosetting resin composition which calculates a reaction rate, the emitted-heat amount B [mJ / mg] converted per unit mass of the exothermic peak of hardening reaction is calculated similarly. Using the above A and B, the reaction rate is obtained from the following equation.
(Formula) (Reaction rate) = B / A × 100 [%]
Moreover, the conditions which harden the thermosetting resin composition 50 and set it as the hardened | cured material 60 can be performed by heat-processing at 150 degreeC or more and 200 degrees C or less for 1 hour or more and 6 hours or less, for example.

成形方法として圧縮成形法を用いて硬化物60からなる絶縁樹脂層を形成する場合、金型内を減圧して樹脂封止を行うことが好ましく、真空下であるとさらに好ましい。   When forming an insulating resin layer made of the cured product 60 using a compression molding method as a molding method, it is preferable to perform resin sealing by reducing the pressure inside the mold, and more preferably under vacuum.

硬化物60のガラス転移温度は、例えば、100℃以上250℃以下であることが好ましく、130℃以上220℃以下であることがより好ましい。硬化物60のガラス転移温度が上記数値範囲内である場合、半導体装置に反りが発生することを抑制することができる。   The glass transition temperature of the cured product 60 is, for example, preferably from 100 ° C. to 250 ° C., and more preferably from 130 ° C. to 220 ° C. When the glass transition temperature of the hardened | cured material 60 is in the said numerical range, it can suppress that curvature generate | occur | produces in a semiconductor device.

本実施形態において、離型フィルム100によって導体部40の頂部92を保護する場合、頂部92に熱硬化性樹脂組成物の硬化物60が付着し、電気的接続の信頼性が低下することをある程度まで抑制できる。しかしながら、本発明者らが、離型フィルム100を用いて、導体部40の頂部92を保護すること検討した結果、離型フィルム100を用いるのみでは、複数の半導体装置の製造を行う場合に、例えば、離型フィルム100と導体部の間に熱硬化性樹脂組成物が侵入してしまう不都合があることを見出した。このような不都合がある場合、導体部40の頂部92上には、熱硬化性樹脂組成物の硬化物60によって構成されるスキン層が形成される。スキン層は絶縁性を備えており、頂部92にスキン層が付着した状態では、半導体装置の電気的接続の信頼性の低下に繋がってしまう。
なお、スキン層が付着した状態とは、頂部92の表面に、熱硬化性樹脂組成物の皮膜が形成された状態のことを指す。なお、スキン層の厚みは最大でも数μmオーダーである。
なお図1−4には、スキン層は図示されていない。
In this embodiment, when the top part 92 of the conductor part 40 is protected by the release film 100, the cured product 60 of the thermosetting resin composition adheres to the top part 92, and the reliability of electrical connection is lowered to some extent. Can be suppressed. However, as a result of studying that the release film 100 is used to protect the top portion 92 of the conductor portion 40, the present inventors have used only the release film 100 to manufacture a plurality of semiconductor devices. For example, it has been found that there is a disadvantage that the thermosetting resin composition enters between the release film 100 and the conductor portion. When there is such inconvenience, a skin layer composed of a cured product 60 of the thermosetting resin composition is formed on the top portion 92 of the conductor portion 40. The skin layer has an insulating property, and when the skin layer is attached to the top portion 92, the reliability of the electrical connection of the semiconductor device is reduced.
The state where the skin layer is attached refers to a state where a film of the thermosetting resin composition is formed on the surface of the top portion 92. The thickness of the skin layer is on the order of several μm at the maximum.
In FIG. 1-4, the skin layer is not shown.

従来の半導体装置の製造方法では、導体部40を埋設するように硬化物60を形成し、機械的研磨、または、化学機械的研磨といった機械的手法によって硬化物60を研磨し、導体部40を露出していた。本発明者らが、従来の機械的手法によってスキン層を除去することを検討した結果、数μmオーダーのスキン層を除去するには、精度及び生産効率の観点で改善の余地があることが判明した。本発明者らが、生産性を低下させず、スキン層を除去できる方法について検討した結果、薬液処理またはエッチング処理といった化学的手法を行うことが有効であることを見出した。これにより、半導体装置の生産性を低下させることなく、スキン層を取り除くことができる。また、化学的手法でスキン層を除去する場合、硬化物60を大きく削らないため、導体部40の頂部が露出するように熱硬化性樹脂組成物50の硬化物60で導体部40を被覆できる。   In the conventional manufacturing method of a semiconductor device, the cured product 60 is formed so as to embed the conductor portion 40, and the cured product 60 is polished by a mechanical method such as mechanical polishing or chemical mechanical polishing, and the conductor portion 40 is then formed. It was exposed. As a result of examining the removal of the skin layer by a conventional mechanical method, the present inventors have found that there is room for improvement in terms of accuracy and production efficiency in order to remove the skin layer of the order of several μm. did. As a result of studying a method capable of removing the skin layer without reducing the productivity, the present inventors have found that it is effective to perform a chemical method such as a chemical treatment or an etching treatment. Thereby, the skin layer can be removed without reducing the productivity of the semiconductor device. Further, when the skin layer is removed by a chemical method, the cured product 60 is not greatly shaved, so that the conductor 40 can be covered with the cured product 60 of the thermosetting resin composition 50 so that the top of the conductor 40 is exposed. .

薬液処理としては、具体的には、アルカリ性過マンガン酸塩水溶液による洗浄などが挙げられる。アルカリ性過マンガン酸塩水溶液としては、具体的には、過マンガン酸カリウム水溶液、過マンガン酸ナトリウム水溶液などが挙げられる。
また、エッチング処理とは、具体的には、エッチング液による洗浄である。エッチング液としては、具体的には、硫酸および過酸化水素を含むものが挙げられる。
Specific examples of the chemical treatment include cleaning with an alkaline permanganate aqueous solution. Specific examples of the alkaline permanganate aqueous solution include a potassium permanganate aqueous solution and a sodium permanganate aqueous solution.
The etching process is specifically cleaning with an etching solution. Specific examples of the etchant include those containing sulfuric acid and hydrogen peroxide.

本製造方法において、図1(f)に示す構造体が、上述した頂部92上に硬化物60からなるスキン層が付着した状態、すなわち、上述した(b)の状態にある場合、最終的に得られる半導体装置の電気的接続の信頼性を確保するために、後述する金属パターンを形成する前に、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム等のアルカリ性過マンガン酸塩水溶液等の薬剤や、硫酸および過酸化水素を含むエッチング液等を用いる研磨以外の手段で該スキン層を除去して頂部92を露出させる必要がある。言い換えれば、図1(f)に示す構造体が、上述した(b)の状態にある場合、薬液処理またはエッチング処理を施してスキン層を除去することにより、頂部92を露出させる工程を含む必要がある。   In this manufacturing method, when the structure shown in FIG. 1 (f) is in a state in which the skin layer made of the cured product 60 is adhered on the top portion 92 described above, that is, in the state (b) described above, finally. In order to ensure the reliability of electrical connection of the obtained semiconductor device, before forming the metal pattern described later, a chemical such as an alkaline permanganate aqueous solution such as potassium permanganate or sodium permanganate, sulfuric acid Further, it is necessary to remove the skin layer by means other than polishing using an etching solution containing hydrogen peroxide and the like to expose the top portion 92. In other words, when the structure shown in FIG. 1 (f) is in the state of (b) described above, it is necessary to include a step of exposing the top portion 92 by performing a chemical treatment or an etching treatment to remove the skin layer. There is.

熱硬化性樹脂組成物50を硬化させ、硬化物60とした後、図1(f)に示すように、硬化物60の表面から、離型フィルム100を剥離する。
このとき、離型フィルム100は、当該離型フィルム100と硬化物60との間の密着性を低減させてから剥離してもよい。具体的には、離型フィルム100と硬化物60との接着部位に対して、たとえば、紫外線照射や熱処理を行うことにより、当該接着部位を形成している離型フィルム100の離型層を劣化させることで密着性を低減させてから剥離してもよい。なお、離型フィルム100が十分な離型性を備える場合、紫外線照射、または、熱処理は行わなくてもよい。
After the thermosetting resin composition 50 is cured to obtain a cured product 60, the release film 100 is peeled from the surface of the cured product 60 as shown in FIG.
At this time, the release film 100 may be peeled after reducing the adhesion between the release film 100 and the cured product 60. Specifically, the release layer of the release film 100 forming the adhesion site is deteriorated by, for example, performing ultraviolet irradiation or heat treatment on the adhesion site between the release film 100 and the cured product 60. It may be peeled off after reducing the adhesion. In addition, when the release film 100 is provided with sufficient release properties, ultraviolet irradiation or heat treatment may not be performed.

離型フィルム100を用いて硬化物60を形成することで、硬化物60の表面粗さを制御することができる。
後述する多層配線工程の前、硬化物60の頂部92が露出する面の算術平均表面粗さRaの下限値は、例えば、0.02μm以上とすることができ、0.05μm以上としてもよい。これにより、硬化物60の表面について、ミクロな観点で凹凸を形成することができる。したがって、アンカー効果を発現し、後述する多層配線工程で形成する金属パターン160と、硬化物60との密着強度を向上することができる。
また、多層配線工程の前、硬化物60の頂部92が露出する面の算術平均表面粗さRaの上限値は、例えば、0.8μm以下にすることが好ましく、0.6μm以下であることがより好ましく、0.2μm以下であることがさらに好ましく、0.15μm以下であることが一層好ましい。
なお、硬化物60の頂部92が存在する面の算術平均表面粗さRaは、JIS−B0601−1994に準拠した方法で測定することができる。
By forming the cured product 60 using the release film 100, the surface roughness of the cured product 60 can be controlled.
Before the multilayer wiring process described later, the lower limit value of the arithmetic average surface roughness Ra of the surface on which the top portion 92 of the cured product 60 is exposed can be set to 0.02 μm or more, for example, or 0.05 μm or more. Thereby, about the surface of the hardened | cured material 60, an unevenness | corrugation can be formed from a micro viewpoint. Therefore, the anchor effect is exhibited, and the adhesion strength between the metal pattern 160 formed in the multilayer wiring process described later and the cured product 60 can be improved.
Further, before the multilayer wiring process, the upper limit value of the arithmetic average surface roughness Ra of the surface from which the top portion 92 of the cured product 60 is exposed is preferably 0.8 μm or less, for example, 0.6 μm or less. More preferably, it is 0.2 μm or less, more preferably 0.15 μm or less.
In addition, arithmetic mean surface roughness Ra of the surface in which the top part 92 of the hardened | cured material 60 exists can be measured by the method based on JIS-B0601-1994.

本実施形態では、熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物60によって、隣接する導体部40の間に存在する間隙側に面する導体部40の表面の略全域が覆われるように、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物50を硬化させる。これにより、後述する多層配線工程の前に、従来の半導体装置の製造プロセスにおいて採用していた、硬化物を機械的手法によって、研磨処理する工程を経る必要がなくなる。したがって、半導体装置の生産性を向上できる。
そのため、本製造方法においては、基板10上において隣接する導体部40の間に存在する間隙の寸法と、使用する金型が備える成形空間の大きさ、すなわち、容積とを考慮して、上記間隙に対して導入する流動状態にある熱硬化性樹脂組成物50の量を予め算出し、得られた算出結果に見合う量の熱硬化性樹脂組成物50を準備しておくことが重要である。また、本製造方法に使用する金型は、基板10の寸法に合うように設計された成形空間を備えるものを使用することが好ましい。こうすることで、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物50を硬化させる前段階において、かかる熱硬化性樹脂組成物50が基板10の導体部40が形成されていない側に流れこむことにより、結果として、得られる硬化物60の基板10表面からの高さが、設計値から外れることを防ぐことができる。
In the present embodiment, the cured product 60 obtained by curing the thermosetting resin composition covers substantially the entire surface of the conductor portion 40 facing the gap existing between the adjacent conductor portions 40. The thermosetting resin composition 50 in a fluid state is cured. Thus, it is not necessary to go through a step of polishing the cured product by a mechanical method, which has been employed in a conventional semiconductor device manufacturing process, before a multilayer wiring step described later. Therefore, the productivity of the semiconductor device can be improved.
Therefore, in the present manufacturing method, the gap is taken into consideration in consideration of the size of the gap existing between the adjacent conductor portions 40 on the substrate 10 and the size of the molding space provided in the mold to be used, that is, the volume. It is important to calculate in advance the amount of the thermosetting resin composition 50 in a fluid state to be introduced and prepare an amount of the thermosetting resin composition 50 commensurate with the obtained calculation result. Moreover, it is preferable to use what has the shaping | molding space designed so that the dimension of the board | substrate 10 might be used for the metal mold | die used for this manufacturing method. By doing so, in the previous stage of curing the thermosetting resin composition 50 in a fluidized state, the thermosetting resin composition 50 flows into the side where the conductor portion 40 of the substrate 10 is not formed. As a result, it is possible to prevent the height of the obtained cured product 60 from the surface of the substrate 10 from deviating from the design value.

上述においては、図1(c)〜図1(f)を参照して、被覆工程について説明したが、本製造方法は上述した例に限定されるものではない。
本製造方法においては、たとえば、成形空間内に離型フィルム100を予め配置した金型を用いる方法を採用してもよい。以下に一例を説明する。
まず、金型の成形空間内に離型フィルム100を配置する。次に、金型の内部に配されている離型フィルム100の表面上に、流動状態にある所定量の熱硬化性樹脂組成物50を導入する。次に、図1(b)に示す構造体が備える導体部40の頂部92を、離型フィルム100の表面に対して押し付けるように、該構造体を金型内に配置する。こうすることで、基板10上において隣接する導体部40の間に存在する間隙に対して流動状態にある熱硬化性樹脂組成物50をムラなく導入することができる。次いで、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物50を硬化させる。
In the above description, the covering step has been described with reference to FIGS. 1C to 1F, but the manufacturing method is not limited to the above-described example.
In this manufacturing method, for example, a method using a mold in which the release film 100 is previously disposed in the molding space may be employed. An example will be described below.
First, the mold release film 100 is arrange | positioned in the shaping | molding space of a metal mold | die. Next, a predetermined amount of the thermosetting resin composition 50 in a fluid state is introduced onto the surface of the release film 100 disposed inside the mold. Next, the structure is placed in the mold so that the top portion 92 of the conductor portion 40 included in the structure shown in FIG. 1B is pressed against the surface of the release film 100. By doing so, the thermosetting resin composition 50 that is in a fluid state can be introduced evenly with respect to the gap that exists between the adjacent conductor portions 40 on the substrate 10. Next, the thermosetting resin composition 50 in a fluid state is cured.

なお、本実施形態では、後述する多層配線工程において、硬化物60との密着性に優れた金属パターン160を形成する観点から、かかる金属パターン160を形成する工程の前に、例えば、硬化物60の表面を粗面化処理してもよい。ここで、硬化物60の表面を粗面化処理する方法としては、化学的な方法または物理的な方法が挙げられる。ここで、化学的な方法としては、硬化物60の表面に対して薬液処理を施す方法が挙げられる。また、物理的な方法としてはプラズマ処理が挙げられる。ここで、上述した頂部92上に硬化物60からなるスキン層が付着した状態にある図1(f)に示す構造体が得られた場合、半導体装置の製造効率を向上させる観点から、スキン層の除去と、硬化物60の表面に対して実施する薬液処理とを、同じ薬剤を用いて同時に実施してもよい。こうすることで、同時に、導体部40の頂部92を露出させつつ、硬化物60の表面状態を改質することができる。
本製造方法において、硬化物60の表面に対して実施する薬液処理は、特に、離型剤を含む熱硬化性樹脂組成物を用いて硬化物60を形成した場合に実施すると、後述する多層配線工程により得られる金属パターン160の硬化物60に対する密着性をより一層良好なものとすることができる。また、薬液処理に使用することができる薬剤としては、たとえば、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム等のアルカリ性過マンガン酸塩水溶液が挙げられる。これにより、硬化物60の表面について、ミクロな観点で凹凸を形成することができる。したがって、アンカー効果を発現し、後述する多層配線工程で形成する金属パターン160と、硬化物60との密着強度を向上することができる。
また、物理的に硬化物60の表面を粗面化処理する手法としては、硬化物60の表面に対してプラズマ処理を施す方法が挙げられる。本製造方法において上述したプラズマ処理は、特に、離型剤を含む熱硬化性樹脂組成物を用いて硬化物60を形成した場合に実施すると、後述する工程により得られる金属パターン160の硬化物60に対する密着性をより一層良好なものとすることができる。これは、硬化物60の表面について、ミクロな観点で凹凸を形成することができ、硬化物60の凹凸に金属パターンが侵入し、アンカー効果を発現するためと考えられる。かかるプラズマ処理には、たとえば処理ガスとして、アルゴンガス等の不活性ガス、酸化性ガス、またはフッ素系ガスを用いることができる。酸化性ガスとしてはOガス、Oガス、COガス、COガス、NOガス、NOガスなどが挙げられる。
In this embodiment, from the viewpoint of forming the metal pattern 160 having excellent adhesion to the cured product 60 in a multilayer wiring process described later, before the step of forming the metal pattern 160, for example, the cured product 60 is used. The surface may be roughened. Here, a chemical method or a physical method is mentioned as a method of roughening the surface of the cured product 60. Here, as a chemical method, the method of performing a chemical | medical solution process with respect to the surface of the hardened | cured material 60 is mentioned. Moreover, plasma treatment is mentioned as a physical method. Here, when the structure shown in FIG. 1F in which the skin layer made of the cured product 60 is attached on the top portion 92 described above is obtained, the skin layer is improved from the viewpoint of improving the manufacturing efficiency of the semiconductor device. And the chemical treatment performed on the surface of the cured product 60 may be simultaneously performed using the same chemical. By doing so, the surface state of the cured product 60 can be modified while exposing the top portion 92 of the conductor portion 40.
In the present manufacturing method, the chemical treatment performed on the surface of the cured product 60 is performed when the cured product 60 is formed using a thermosetting resin composition containing a mold release agent. The adhesiveness with respect to the hardened | cured material 60 of the metal pattern 160 obtained by a process can be made still better. Moreover, as a chemical | medical agent which can be used for a chemical | medical solution process, alkaline permanganate aqueous solution, such as potassium permanganate and sodium permanganate, is mentioned, for example. Thereby, about the surface of the hardened | cured material 60, an unevenness | corrugation can be formed from a micro viewpoint. Therefore, the anchor effect is exhibited, and the adhesion strength between the metal pattern 160 formed in the multilayer wiring process described later and the cured product 60 can be improved.
Moreover, as a method of physically roughening the surface of the cured product 60, a method of performing plasma treatment on the surface of the cured product 60 can be mentioned. In the present manufacturing method, the plasma treatment described above, particularly when the cured product 60 is formed using a thermosetting resin composition containing a release agent, is a cured product 60 of a metal pattern 160 obtained by a process described later. It is possible to further improve the adhesion to the. This is presumably because the surface of the cured product 60 can form irregularities from a microscopic viewpoint, and the metal pattern penetrates into the irregularities of the cured product 60 to develop the anchor effect. In such plasma processing, for example, an inert gas such as argon gas, an oxidizing gas, or a fluorine-based gas can be used as a processing gas. Examples of the oxidizing gas include O 2 gas, O 3 gas, CO gas, CO 2 gas, NO gas, and NO 2 gas.

(多層配線工程)
多層配線工程では、硬化物60の表面を研磨することなく、硬化物60の上に前記頂部92と電気的に接続する金属パターン160を形成する。これにより、半導体装置の生産性が低下することを抑制しつつ、電気回路の配線を多層化することができる。
なお、硬化物60の表面を研磨するとは、機械的研磨、または、化学機械的研磨といった機械的手法を意味する。
図2(a)〜図2(d)に示すように、硬化物60の表面を研磨することなく、基板10上における導体部40が形成されている側の面上に金属パターン160を形成する。具体的には、本製造方法においては、図2(a)〜図2(d)に示す手法により、露出した状態にある頂部92と、金属パターン160とを電気的に接続する。
以下、詳細について説明する。
(Multilayer wiring process)
In the multilayer wiring process, the metal pattern 160 electrically connected to the top portion 92 is formed on the cured product 60 without polishing the surface of the cured product 60. Thereby, the wiring of an electric circuit can be multilayered, suppressing that the productivity of a semiconductor device falls.
Here, polishing the surface of the cured product 60 means a mechanical method such as mechanical polishing or chemical mechanical polishing.
As shown in FIGS. 2A to 2D, the metal pattern 160 is formed on the surface of the substrate 10 on which the conductor portion 40 is formed without polishing the surface of the cured product 60. . Specifically, in the present manufacturing method, the exposed top portion 92 and the metal pattern 160 are electrically connected by the method shown in FIGS. 2 (a) to 2 (d).
Details will be described below.

多層配線工程では、金属パターン160を、硬化物60の上に形成する前に、例えば、図2(a)に示すように、基板10上における硬化物60と導体部40とが配されている側の表面、すなわち硬化物60上の金属パターン160を形成する面に密着助剤を塗工し、密着助剤からなる層80を形成してもよい。これにより、金属パターン160と硬化物60の密着性をさらに向上させることができる。   In the multilayer wiring process, before the metal pattern 160 is formed on the cured product 60, for example, as shown in FIG. 2A, the cured product 60 and the conductor part 40 on the substrate 10 are arranged. An adhesion assistant may be applied to the surface on the side, that is, the surface on which the metal pattern 160 on the cured product 60 is formed, to form the layer 80 made of the adhesion assistant. Thereby, the adhesiveness of the metal pattern 160 and the hardened | cured material 60 can further be improved.

<密着助剤>
密着助剤としては限定されず、公知のものを使用することができる。
密着助剤としては、例えば、シランカップリング剤、トリアゾール化合物を用いることができる。
シランカップリング剤としては、具体的には、シランカップリング剤としては、たとえば3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシプロピル)テトラスルフィド、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
トリアゾール化合物としては、具体的には、4−アミノ−1,2,4−トリアゾール、4H−1,2,4−トリアゾール−3−アミン、4−アミノ−3,5−ジ−2−ピリジル−4H−1,2,4−トリアゾール、3−(メチルチオ)−4H−1,2,4−トリアゾール、4−アミノ−3−ヒドラジノ−5−メルカプト−1,2,4−トリアゾール、4−メチル−4H−1,2,4−トリアゾール−3−チオール、5−メルカプト−4H−1,2,4−トリアゾール−3−オール、3−アミノ−5−メチル−4H−1,2,4−トリアゾール、4−メチル−4H−1,2,4−トリアゾール−3−アミン、3,4−ジアミノ−4H−1,2,4−トリアゾール、3,5−ジアミノ−4H−1,2,4−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール−3,4,5−トリアミン、3−ピリジル−4H−1,2,4−トリアゾール、4H−1,2,4−トリアゾール−3−カルボキサミドなどが挙げられる。
<Adhesion aid>
The adhesion assistant is not limited, and known ones can be used.
As the adhesion assistant, for example, a silane coupling agent or a triazole compound can be used.
Specific examples of the silane coupling agent include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane. P-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyl Trimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-amino Propyltrie Xysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, bis (triethoxy Propyl) tetrasulfide, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane and the like.
Specific examples of the triazole compound include 4-amino-1,2,4-triazole, 4H-1,2,4-triazole-3-amine, 4-amino-3,5-di-2-pyridyl- 4H-1,2,4-triazole, 3- (methylthio) -4H-1,2,4-triazole, 4-amino-3-hydrazino-5-mercapto-1,2,4-triazole, 4-methyl- 4H-1,2,4-triazole-3-thiol, 5-mercapto-4H-1,2,4-triazol-3-ol, 3-amino-5-methyl-4H-1,2,4-triazole, 4-methyl-4H-1,2,4-triazole-3-amine, 3,4-diamino-4H-1,2,4-triazole, 3,5-diamino-4H-1,2,4-triazole, 1,2,4-triazo 3,4,5-triamine, 3-pyridyl-4H-1,2,4-triazole, and the like 4H-1,2,4-triazole-3-carboxamide.

密着助剤の市販品としては、具体的には、Atotech社のBooster MRなどを用いることができる。   As a commercially available product of the adhesion assistant, specifically, Aotech's Booster MR can be used.

多層配線工程では、硬化物60の上、または、密着助剤からなる層80の上に、金属パターン160を形成する。ここで、金属パターン160は、例えば、電気回路である。
まず、図2(b)に示すように、密着助剤からなる層80における基板10が配されている側の面とは反対側の面、すなわち、硬化物60が存在する面とは反対の面に対して、金属膜150を形成する。次に、図2(c)に示すように、形成した金属膜150を選択的に除去して、金属パターン160を得る。本製造方法において、金属パターン160の形成方法は、上述した第1の導体パターン20と第2の導体パターン30の形成方法と同様の方法、すなわち、フォトリソグラフィー法を用いることができる。
In the multilayer wiring process, the metal pattern 160 is formed on the cured product 60 or on the layer 80 made of the adhesion assistant. Here, the metal pattern 160 is, for example, an electric circuit.
First, as shown in FIG. 2B, the surface opposite to the surface on which the substrate 10 is disposed in the layer 80 made of the adhesion assistant, that is, the surface opposite to the surface on which the cured product 60 is present. A metal film 150 is formed on the surface. Next, as shown in FIG. 2C, the formed metal film 150 is selectively removed to obtain a metal pattern 160. In this manufacturing method, the metal pattern 160 can be formed by a method similar to the method for forming the first conductor pattern 20 and the second conductor pattern 30 described above, that is, a photolithography method.

金属パターンを形成した後、例えば、図2(d)に示すように、導体部40と金属パターン160の表面にめっき膜260を形成する。めっき膜260は、本実施形態における半導体装置300を用いた実装工程において、ワイヤボンディングや半田付けに適した接続部とすることができる。
めっき膜260は、露出した導体部40と金属パターン160を覆うように形成する。めっき膜260の材料としては、たとえば半田めっき膜や、錫めっき膜や、ニッケルめっき膜の上に金めっき膜を積層した2層構造のめっき膜、さらには無電解めっきにより形成したアンダーバンプメタル(UBM)膜とすることができる。また、めっき膜260の膜厚は、たとえば2μm以上10μm以下とすることができる。
After forming the metal pattern, for example, as illustrated in FIG. 2D, a plating film 260 is formed on the surfaces of the conductor portion 40 and the metal pattern 160. The plating film 260 can be a connection portion suitable for wire bonding or soldering in the mounting process using the semiconductor device 300 in the present embodiment.
The plating film 260 is formed so as to cover the exposed conductor part 40 and the metal pattern 160. Examples of the material of the plating film 260 include a solder plating film, a tin plating film, a two-layer plating film in which a gold plating film is laminated on a nickel plating film, and an under bump metal ( UBM) membrane. Moreover, the film thickness of the plating film 260 can be, for example, 2 μm or more and 10 μm or less.

めっき膜を形成するめっき処理方法としては、たとえば、電解めっき法または無電解めっき法を採用することができる。無電解めっき法を用いる場合、次の様にめっき膜260を形成することが出来る。以下にニッケルと金の2層からなるめっき膜260を形成する例について説明するが、めっき処理方法はこれに限定されない。
まず、ニッケルめっき膜を形成する。無電解ニッケルめっきを行う場合、めっき液に図2(c)に示した構造体を浸漬する。こうすることにより、導体部40と金属パターン160の表面上にめっき膜260を形成できる。めっき液は、ニッケル鉛、および還元剤として、たとえば次亜リン酸塩を含んだものを用いることができる。続いて、ニッケルめっき膜の上に無電解金めっきを行う。無電解金めっきの方法は特に限定されないが、たとえば金イオンと下地金属のイオンとの置換により行う置換金めっきで行うことができる。
As a plating method for forming the plating film, for example, an electrolytic plating method or an electroless plating method can be employed. When the electroless plating method is used, the plating film 260 can be formed as follows. Hereinafter, an example in which the plating film 260 including two layers of nickel and gold is formed will be described, but the plating method is not limited thereto.
First, a nickel plating film is formed. When performing electroless nickel plating, the structure shown in FIG. 2C is immersed in a plating solution. By doing so, the plating film 260 can be formed on the surfaces of the conductor portion 40 and the metal pattern 160. As the plating solution, nickel lead and a reducing agent containing, for example, hypophosphite can be used. Subsequently, electroless gold plating is performed on the nickel plating film. Although the method of electroless gold plating is not particularly limited, for example, it can be performed by substitution gold plating performed by substitution of gold ions and ions of a base metal.

また、本製造方法は、得られためっき膜260の表面に対してプラズマ処理を施す工程を有していてもよい。プラズマ処理では、たとえば処理ガスとして、アルゴンガス等の不活性ガス、酸化性ガス、またはフッ素系ガスを用いることができる。酸化性ガスとしてはOガス、Oガス、COガス、COガス、NOガス、NOガスなどが挙げられる。本製造方法におけるプラズマ処理の条件は特に限定されないが、アッシング処理のほか、不活性ガス由来のプラズマに接触させる処理であってもよい。
また、本製造方法に係るプラズマ処理は、処理対象にバイアス電圧を印加せずに行うプラズマ処理、または非反応性ガスを用いて行うプラズマ処理であることが好ましい。なお、処理対象にバイアス電圧を印加しない構成とは、本実施形態において、基板10上の導体部40、金属パターン160およびめっき膜260のいずれにもバイアス電圧を印加しない構成である。また、プラズマ処理中に基板10を固定するプラズマ処理装置の試料台等にもバイアス電圧を印加しない。プラズマ処理時間は30秒以上であることが好ましく、1分以上であることがより好ましい。一方、当該時間は10分以下であることが好ましく、5分以下であることがより好ましい。プラズマ処理時間が、上記下限以上、上限以下であれば、半導体装置300の耐久性をより一層向上させることができる。
Moreover, this manufacturing method may have the process of performing the plasma processing with respect to the surface of the obtained plating film 260. FIG. In the plasma processing, for example, an inert gas such as argon gas, an oxidizing gas, or a fluorine-based gas can be used as a processing gas. Examples of the oxidizing gas include O 2 gas, O 3 gas, CO gas, CO 2 gas, NO gas, and NO 2 gas. The conditions for the plasma treatment in this production method are not particularly limited, but in addition to the ashing treatment, a treatment for contacting with plasma derived from an inert gas may be used.
Moreover, it is preferable that the plasma processing which concerns on this manufacturing method is the plasma processing performed without applying a bias voltage to a process target, or the plasma processing performed using non-reactive gas. The configuration in which no bias voltage is applied to the processing target is a configuration in which no bias voltage is applied to any of the conductor portion 40, the metal pattern 160, and the plating film 260 on the substrate 10 in the present embodiment. In addition, a bias voltage is not applied to a sample stage of a plasma processing apparatus for fixing the substrate 10 during the plasma processing. The plasma treatment time is preferably 30 seconds or longer, more preferably 1 minute or longer. On the other hand, the time is preferably 10 minutes or less, and more preferably 5 minutes or less. When the plasma processing time is not less than the above lower limit and not more than the upper limit, the durability of the semiconductor device 300 can be further improved.

(分離工程)
分離工程では、図3に示すように、基板10を分離して選択的に除去することにより、本実施形態に係る半導体装置300を得る。
なお、上述した、基板10を選択的に除去するとは、基板10の一部又は全部を除去することを指す。基板10を除去する方法としては、酸性液やアルカリ性液を用いて化学的にエッチングする方法、物理的に研磨する方法、物理的に剥離する方法、プラズマ照射法、レーザーアブレーション法等が挙げられる。中でも、酸性液やアルカリ性液を用いて化学的にエッチングする方法が好適である。なお、このとき使用する上記酸性液の具体例としては、混酸、塩化第二鉄水溶液等が挙げられる。
(Separation process)
In the separation step, as shown in FIG. 3, the semiconductor device 300 according to the present embodiment is obtained by separating and selectively removing the substrate 10.
Note that the selective removal of the substrate 10 described above refers to the removal of part or all of the substrate 10. Examples of the method for removing the substrate 10 include a chemical etching method using an acidic liquid or an alkaline liquid, a physical polishing method, a physical peeling method, a plasma irradiation method, a laser ablation method, and the like. Among them, a method of chemically etching using an acidic liquid or an alkaline liquid is preferable. Specific examples of the acidic solution used at this time include mixed acids and aqueous ferric chloride solutions.

以下、本製造方法の効果について説明する。
本製造方法は、従来の製造プロセスと異なり、導体ポストの表面を露出させるための研磨除去処理を実施することなく、電気的接続の信頼性に優れた半導体装置300を歩留りよく作製することができる。そのため、本製造方法によれば、少ない製造工程数で所望の半導体装置300を作製することができるという点で、従来の製造プロセスと比べて、製造効率を向上させることができる。
また、本製造方法によれば、導体部40の頂部92を簡便な手法で露出させることができるため、結果として、作業性等の観点においても、半導体装置300の製造効率を向上させることができる。
Hereinafter, the effect of this manufacturing method will be described.
Unlike the conventional manufacturing process, this manufacturing method can manufacture the semiconductor device 300 excellent in electrical connection reliability with a high yield without performing the polishing removal process for exposing the surface of the conductor post. . Therefore, according to this manufacturing method, manufacturing efficiency can be improved compared to the conventional manufacturing process in that a desired semiconductor device 300 can be manufactured with a small number of manufacturing steps.
Further, according to the present manufacturing method, the top portion 92 of the conductor portion 40 can be exposed by a simple method, and as a result, the manufacturing efficiency of the semiconductor device 300 can be improved also from the viewpoint of workability and the like. .

ここで、本製造方法によれば、厚み方向に4層以上の層が積層された多層構造を有する配線基板(多層配線基板)を作製することも可能である。この場合、図2(d)に示した構造体から出発して多層配線基板を製造する。具体的には、図2(d)に示した構造体上に、図1および図2を参照して説明した方法と同様の方法で、硬化物と金属パターンを作製することで、所望の多層配線基板を得ることができる。   Here, according to this manufacturing method, it is also possible to produce a wiring board (multilayer wiring board) having a multilayer structure in which four or more layers are laminated in the thickness direction. In this case, a multilayer wiring board is manufactured starting from the structure shown in FIG. Specifically, a cured product and a metal pattern are formed on the structure shown in FIG. 2D by the same method as described with reference to FIGS. A wiring board can be obtained.

<第2の実施形態>
第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体チップの上に複数の導体部を形成し、支持体から複数の上記導体部の高さが同じになるように、上記半導体チップ及び複数の上記導体部を上記支持体の上に配置する導体部形成工程と、隣接する上記導体部の間に存在する間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、上記導体部の頂部が露出するように上記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で上記導体部を覆う被覆工程と、上記硬化物の表面を研磨することなく、上記硬化物の上に上記頂部と電気的に接続する金属パターンを形成する多層配線工程と、をこの順に含み、上記被覆工程の後、前記支持体と、前記硬化物とを分離する分離工程をさらに含む。
本製造方法について、図5〜図7を参照して説明する。なお、図5〜図7は、いずれも、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。また、図5〜7を参照して説明する製造方法は、半導体チップが配されている領域外にも端子を再配置したファンアウト型の半導体装置を作製するためのプロセスであるが、本製造方法は、半導体チップが配されている領域内に端子を再配置したファンイン型の半導体装置を作製するためのプロセスにも適用することができる。
<Second Embodiment>
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment, a plurality of conductor portions are formed on a semiconductor chip, and the heights of the plurality of conductor portions from the support are the same. A conductor part forming step of disposing the conductor part on the support, and introducing a thermosetting resin composition into a gap existing between the adjacent conductor parts so that the top part of the conductor part is exposed. A coating step of covering the conductor portion with a cured product of the thermosetting resin composition, and forming a metal pattern electrically connected to the top on the cured product without polishing the surface of the cured product A multilayer wiring process to be performed in this order, and further includes a separation process for separating the support and the cured product after the coating process.
This manufacturing method will be described with reference to FIGS. 5 to 7 are diagrams for explaining an example of the method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment. The manufacturing method described with reference to FIGS. 5 to 7 is a process for manufacturing a fan-out type semiconductor device in which terminals are rearranged outside the region where the semiconductor chip is arranged. The method can also be applied to a process for manufacturing a fan-in type semiconductor device in which terminals are rearranged in a region where semiconductor chips are arranged.

(導体部形成工程)
導体部形成工程では、まず、半導体チップ400の上に複数の導体部420を形成し、次いで、支持体から複数の上記導体部の高さが同じになるように、複数の上記半導体チップ及び上記導体部を上記支持体の上に配置する。
まず、半導体チップ400、導体部420について説明する。
(Conductor formation process)
In the conductor portion forming step, first, a plurality of conductor portions 420 are formed on the semiconductor chip 400, and then the plurality of the semiconductor chips and the above-described ones so that the heights of the plurality of conductor portions from the support are the same. A conductor part is arrange | positioned on the said support body.
First, the semiconductor chip 400 and the conductor part 420 will be described.

<半導体チップ400>
半導体チップ400としては限定されず、所望の半導体装置に応じて公知の半導体チップを選択することができる。ここで、半導体チップ400は、電極パッド410を備える。半導体チップ400は、電極パッド410を介して、導体部420と電気的に接続する。
半導体チップ400としては、具体的には、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子などが挙げられる。
<Semiconductor chip 400>
The semiconductor chip 400 is not limited, and a known semiconductor chip can be selected according to a desired semiconductor device. Here, the semiconductor chip 400 includes electrode pads 410. The semiconductor chip 400 is electrically connected to the conductor portion 420 via the electrode pad 410.
Specific examples of the semiconductor chip 400 include an integrated circuit, a large-scale integrated circuit, a transistor, a thyristor, a diode, and a solid-state imaging device.

<導体部420>
図5(a)に示すように、半導体チップ400の上には、複数の導体部420を形成する。後述する支持体500に半導体チップ400及び導体部420を配置した時、支持体500から複数の導体部420までの高さが同じになるように、複数の導体部420を形成する。これにより、後述する被覆工程において、導体部420の頂部421が埋設されず、硬化物60を機械的研磨、または、化学機械的研磨といった機械的手法で研磨することによって頂部421を露出させる必要が無く、都合がよい。
導体部420を形成する方法は限定されないが、第1の実施形態で説明したフォトリソグラフィー法を用いると、寸法精度よく導体部420を形成できるため好適である。
<Conductor part 420>
As shown in FIG. 5A, a plurality of conductor portions 420 are formed on the semiconductor chip 400. When the semiconductor chip 400 and the conductor portion 420 are arranged on the support 500 described later, the plurality of conductor portions 420 are formed so that the height from the support 500 to the plurality of conductor portions 420 is the same. Thereby, in the coating process described later, the top portion 421 of the conductor portion 420 is not embedded, and it is necessary to expose the top portion 421 by polishing the cured product 60 by a mechanical method such as mechanical polishing or chemical mechanical polishing. Not convenient.
The method for forming the conductor portion 420 is not limited, but it is preferable to use the photolithography method described in the first embodiment because the conductor portion 420 can be formed with high dimensional accuracy.

半導体チップ400の上に導体部420を形成した後、半導体チップ400及び導体部420を支持体500の上に配置する。このとき、半導体チップ400が備える電極パッド410が、支持体500が配置されている側の面とは反対側の面を向くように、支持体500上に半導体チップ400を配置する。すなわち、支持体500、半導体チップ400、導体部420がこの順で積層するように、半導体チップ400及び導体部420を支持体500の上に配置する。
導体部420を形成する際にその高さを制御しておくことで、半導体チップ400及び導体部420を支持体500の上に配置した際、支持体500から複数の導体部420の高さが同じにすることができる。
なお、支持体500の上に配置する半導体チップ400は1つのみでもよいし、複数でもよい。
After the conductor portion 420 is formed on the semiconductor chip 400, the semiconductor chip 400 and the conductor portion 420 are disposed on the support 500. At this time, the semiconductor chip 400 is disposed on the support 500 such that the electrode pads 410 provided in the semiconductor chip 400 face the surface opposite to the surface on which the support 500 is disposed. That is, the semiconductor chip 400 and the conductor part 420 are arranged on the support 500 so that the support 500, the semiconductor chip 400, and the conductor part 420 are laminated in this order.
By controlling the height when forming the conductor part 420, when the semiconductor chip 400 and the conductor part 420 are arranged on the support body 500, the height of the plurality of conductor parts 420 from the support body 500 is increased. Can be the same.
Note that only one semiconductor chip 400 or a plurality of semiconductor chips 400 may be disposed on the support 500.

<支持体500>
半導体チップ400及び導体部420が配置される支持体500としては、下地基板の表面に離型層を備えるものを用いてもよいし、離型層そのものを支持体500として用いてもよい。半導体チップ400及び導体部420は、支持体500の離型層の上に配置される。これは、後述する分離工程で、支持体500を取り除くことで、半導体装置を作製するためである。
下地基板としては限定されず、モールド成形時に加わる温度、荷重に耐えるものを用いることができる。下地基板としては、具体的には、ウエハ、ガラス基板、ステンレス板などが挙げられる。また、第1の実施形態で説明した、基板10として用いることができる金属板を用いてもよい。
離型層としては限定されず、例えば、熱処理または紫外線照射により、発泡または劣化を生じ、半導体チップ400及び後述する硬化物450との接着力が低減するものを用いることができる。
<Support 500>
As the support 500 on which the semiconductor chip 400 and the conductor part 420 are arranged, a support having a release layer on the surface of the base substrate may be used, or the release layer itself may be used as the support 500. The semiconductor chip 400 and the conductor part 420 are disposed on the release layer of the support 500. This is because a semiconductor device is manufactured by removing the support 500 in a separation step described later.
The substrate is not limited, and a substrate that can withstand the temperature and load applied during molding can be used. Specific examples of the base substrate include a wafer, a glass substrate, and a stainless plate. Moreover, you may use the metal plate which can be used as the board | substrate 10 demonstrated in 1st Embodiment.
The release layer is not limited, and for example, a layer that is foamed or deteriorated by heat treatment or ultraviolet irradiation to reduce the adhesive force between the semiconductor chip 400 and a cured product 450 described later can be used.

(被覆工程)
被覆工程では、隣接する導体部の間に存在する間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、導体部の頂部が露出するように熱硬化性樹脂組成物の硬化物で導体部を覆う。
ここで、被覆工程の方法としては、第1の実施形態において説明した方法と同じ方法を用いることができる。これにより、図5(c)に示すように、導体部420の頂部421が露出するように、導体部420を熱硬化性樹脂組成物50の硬化物450で被覆する。なお、硬化物450は、硬化物60と同様のものである。すなわち、導体部420の頂部421が露出した状態にある構造体を作製する。
(Coating process)
In the covering step, the thermosetting resin composition is introduced into a gap existing between adjacent conductor parts, and the conductor part is covered with a cured product of the thermosetting resin composition so that the top part of the conductor part is exposed.
Here, as the method of the covering step, the same method as that described in the first embodiment can be used. Thereby, as shown in FIG. 5C, the conductor portion 420 is covered with the cured product 450 of the thermosetting resin composition 50 so that the top portion 421 of the conductor portion 420 is exposed. The cured product 450 is the same as the cured product 60. That is, a structure in which the top part 421 of the conductor part 420 is exposed is manufactured.

(分離工程)
上記被覆工程の後、上記支持体500と、硬化物450とを分離する。これにより、図5(d)により示される構造体を得る。
分離する方法としては限定されず、例えば、支持体500と、硬化物450及び半導体チップ400との密着性を低減させてから剥離させてもよいし、第1の実施形態で説明した基板を選択的に除去する方法を用いてもよい。
密着性を低減させる方法としては、具体的には、紫外線照射や熱処理などにより、支持体500の離型層の密着力を低下させる方法が挙げられる。離型層の密着力を低下させる方法としては、具体的には、熱処理によって離型層を発泡させる方法、紫外線照射によって離型層の分子の結合を分解し、離型層を劣化させる方法などが挙げられる。
(Separation process)
After the coating step, the support 500 and the cured product 450 are separated. As a result, the structure shown in FIG. 5D is obtained.
The method of separating is not limited, and for example, the adhesion between the support 500, the cured product 450, and the semiconductor chip 400 may be reduced and then the substrate may be separated, or the substrate described in the first embodiment is selected. Alternatively, the removal method may be used.
Specific examples of the method for reducing the adhesion include a method for reducing the adhesion of the release layer of the support 500 by ultraviolet irradiation or heat treatment. Specific methods for reducing the adhesion of the release layer include, specifically, a method in which the release layer is foamed by heat treatment, a method in which the molecular bond of the release layer is decomposed by ultraviolet irradiation, and the release layer is deteriorated. Is mentioned.

なお、分離工程を行うタイミングは被覆工程の後であれば限定されず、例えば、多層配線工程において、半田バンプ530を形成した後であってもよい。   Note that the timing of performing the separation step is not limited as long as it is after the covering step, and may be, for example, after the formation of the solder bump 530 in the multilayer wiring step.

(多層配線工程)
多層配線工程では、硬化物450の表面を研磨することなく、硬化物450の上に頂部421と電気的に接続する金属パターンを形成する。なお、金属パターンとしては、例えば、第1の実施形態で説明したように、フォトリソグラフィー法によって形成する金属パターン160を用いることができる。
(Multilayer wiring process)
In the multilayer wiring process, a metal pattern that is electrically connected to the top portion 421 is formed on the cured product 450 without polishing the surface of the cured product 450. As the metal pattern, for example, as described in the first embodiment, a metal pattern 160 formed by a photolithography method can be used.

以下に、金属パターンの形成方法の一例について、図5(d)、図6(a)−(c)、図7(a)−(c)を用いて説明する。
まず、図5(d)に示すように、導体部420の頂部421が露出している硬化物450の面に対して、図6(a)に示すように、感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂膜である第1の絶縁性樹脂膜460を形成する。ここで、感光性樹脂組成物としては、メッキレジストに使用される公知の材料を用いることができる。
次いで、図6(b)に示すように、第1の絶縁性樹脂膜460に、導体部420の頂部421を露出させる第1の開口部470を形成する。ここで、上記第1の開口部470の形成方法としては、露光現像法やレーザー加工法を用いることができる。
なお、第1の開口部470に対して、当該第1の開口部470を形成する際に生じたスミアを除去しておくデスミア処理を行うことが好ましい。デスミア処理としては、具体的には、アルカリ性過マンガン酸塩水溶液を用いた湿式法、または、処理ガスを用いたプラズマ処理法が挙げられる。
Below, an example of the formation method of a metal pattern is demonstrated using FIG.5 (d), FIG.6 (a)-(c), FIG.7 (a)-(c).
First, as shown in FIG. 5 (d), a photosensitive resin composition made of a photosensitive resin composition is used as shown in FIG. A first insulating resin film 460 that is a conductive resin film is formed. Here, as a photosensitive resin composition, the well-known material used for a plating resist can be used.
Next, as shown in FIG. 6B, a first opening 470 that exposes the top 421 of the conductor 420 is formed in the first insulating resin film 460. Here, as a method of forming the first opening 470, an exposure development method or a laser processing method can be used.
Note that it is preferable to perform a desmear process for removing smear generated when the first opening 470 is formed on the first opening 470. Specifically, the desmear treatment includes a wet method using an alkaline permanganate aqueous solution or a plasma treatment method using a processing gas.

以下に、アルカリ性過マンガン酸塩水溶液を用いた湿式法について説明する。
まず、第1の開口部470を設けた第1の絶縁性樹脂膜460を有する図6(b)に示す構造体を、有機溶剤を含む膨潤液に浸漬し、次いでアルカリ性過マンガン酸塩水溶液に浸漬して処理する。上記過マンガン酸塩としては、たとえば過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム等を用いることができる。過マンガン酸塩として過マンガン酸カリウムを用いる場合、浸漬させる過マンガン酸カリウム水溶液の温度は、45℃以上であることが好ましく、95℃以下であることが好ましい。過マンガン酸カリウム水溶液への浸漬時間は2分間以上が好ましく、20分間以下が好ましい。これにより、第1の絶縁性樹脂膜460と硬化物450との密着性を向上させることができる。
Below, the wet method using alkaline permanganate aqueous solution is demonstrated.
First, the structure shown in FIG. 6B having the first insulating resin film 460 provided with the first opening 470 is immersed in a swelling liquid containing an organic solvent, and then the alkaline permanganate aqueous solution is immersed in the aqueous solution. Immerse and process. Examples of the permanganate include potassium permanganate and sodium permanganate. When potassium permanganate is used as the permanganate, the temperature of the potassium permanganate aqueous solution to be immersed is preferably 45 ° C. or higher, and preferably 95 ° C. or lower. The immersion time in the aqueous potassium permanganate solution is preferably 2 minutes or more, and preferably 20 minutes or less. Thereby, the adhesiveness of the 1st insulating resin film 460 and the hardened | cured material 450 can be improved.

また、以下に、処理ガスを用いたプラズマ処理法について説明する。
プラズマ処理の処理ガスとしては、具体的には、アルゴンガス、Oガス、Oガス、COガス、COガス、NOガス、NOガス、フッ素系ガスなどを挙げることができる。
Hereinafter, a plasma processing method using a processing gas will be described.
Specific examples of the plasma processing gas include argon gas, O 2 gas, O 3 gas, CO gas, CO 2 gas, NO gas, NO 2 gas, and fluorine-based gas.

開口部470を形成した後、図6(c)に示すように、露出した状態にある導体部420の頂部421と、第1の絶縁性樹脂膜460とを覆うようにめっき膜480を形成する。めっき膜を形成する方法としては、第1の実施形態の多層配線工程において説明しためっき処理方法を用いることができる。めっき膜480は、たとえば半田めっき膜や、錫めっき膜や、ニッケルめっき膜の上に金めっき膜を積層した2層構造のめっき膜とすることができる。また、めっき膜480の膜厚は、たとえば、2μm以上10μm以下とすることができる。そして、めっき処理方法の例としては、電解めっき法または無電解めっき法が挙げられる。得られためっき膜480については、最終的に得られる半導体装置の耐久性を向上させる観点から、上述した手法でプラズマ処理を行っておくことが好ましい。   After forming the opening 470, as shown in FIG. 6C, a plating film 480 is formed so as to cover the top 421 of the exposed conductor 420 and the first insulating resin film 460. . As a method for forming the plating film, the plating method described in the multilayer wiring process of the first embodiment can be used. The plating film 480 can be a plating film having a two-layer structure in which a gold plating film is laminated on a solder plating film, a tin plating film, or a nickel plating film, for example. Moreover, the film thickness of the plating film 480 can be, for example, 2 μm or more and 10 μm or less. Examples of the plating method include an electrolytic plating method or an electroless plating method. About the obtained plating film 480, it is preferable to perform plasma processing by the method mentioned above from a viewpoint of improving the durability of the semiconductor device finally obtained.

めっき膜を形成した後、図7(a)に示すように、めっき膜480の表面に感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂膜である第2の絶縁性樹脂膜490を形成する。ここで、感光性樹脂組成物としては、メッキレジストに使用される公知の材料を用いることができる。
次いで、図7(b)に示すように、第2の絶縁性樹脂膜490に、めっき膜480の一部を露出させる第2の開口部510を形成する。ここで、第2の開口部510の形成法としては、露光現像法やレーザー加工法を用いることができる。
次いで、図7(c)に示すように、第2の開口部510内に露出しためっき膜480上に、UBM層520を介して半田バンプ530を融着させ、本実施形態に係る半導体装置600を得る。
After forming the plating film, as shown in FIG. 7A, a second insulating resin film 490, which is a photosensitive resin film made of a photosensitive resin composition, is formed on the surface of the plating film 480. Here, as a photosensitive resin composition, the well-known material used for a plating resist can be used.
Next, as shown in FIG. 7B, a second opening 510 that exposes a part of the plating film 480 is formed in the second insulating resin film 490. Here, as a method of forming the second opening 510, an exposure development method or a laser processing method can be used.
Next, as shown in FIG. 7C, solder bumps 530 are fused on the plating film 480 exposed in the second opening 510 via the UBM layer 520, and the semiconductor device 600 according to the present embodiment. Get.

以下、本製造方法に使用する熱硬化性樹脂組成物の構成について説明する。
本製造方法に使用する熱硬化性樹脂組成物としては、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、無機充填材とを含むものが挙げられる。上記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
Hereinafter, the structure of the thermosetting resin composition used for this manufacturing method is demonstrated.
As a thermosetting resin composition used for this manufacturing method, what contains a thermosetting resin, a hardening | curing agent, and an inorganic filler is mentioned. As the thermosetting resin, it is preferable to use an epoxy resin.

(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂としては、その分子量、分子構造に関係なく、1分子内にエポキシ基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を使用することが可能である。このようなエポキシ樹脂の具体例としては、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、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂(4,4'−(1,3−フェニレンジイソプリジエン)ビスフェノール型エポキシ樹脂)、ビスフェノールP型エポキシ樹脂(4,4'−(1,4−フェニレンジイソプリジエン)ビスフェノール型エポキシ樹脂)、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂(4,4'−シクロヘキシジエンビスフェノール型エポキシ樹脂)などのビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化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、テトラフェノール基エタン型ノボラック型エポキシ樹脂、縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂などのアラルキル型エポキシ樹脂;ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、2官能ないし4官能エポキシ型ナフタレン樹脂、ビナフチル型エポキシ樹脂、ナフタレンアラルキル型エポキシ樹脂などのナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂;アントラセン型エポキシ樹脂;フェノキシ型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;ノルボルネン型エポキシ樹脂;アダマンタン型エポキシ樹脂;フルオレン型エポキシ樹脂、リン含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビキシレノール型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートなどの複素環式エポキシ樹脂;N,N,N',N'−テトラグリシジルメタキシレンジアミン、N,N,N',N'−テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサン、N,N−ジグリシジルアニリンなどのグリシジルアミン類や、グリシジル(メタ)アクリレートとエチレン性不飽和二重結合を有する化合物との共重合物、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールのジグリシジルエーテル化物、ナフタレンジオールのジグリシジルエーテル化物、フェノール類のグリシジルエーテル化物から選択される一種または二種以上を含むことができる。これらの中でも、金属パターンとの密着性を向上させる観点から、トリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂を含むことがより好ましい。
(Epoxy resin)
As the epoxy resin, it is possible to use monomers, oligomers, and polymers in general having two or more epoxy groups in one molecule regardless of the molecular weight and molecular structure. Specific examples of such an epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol M type epoxy resin (4 , 4 ′-(1,3-phenylenediisopridiene) bisphenol type epoxy resin), bisphenol P type epoxy resin (4,4 ′-(1,4-phenylenediisopridiene) bisphenol type epoxy resin), bisphenol Bisphenol type epoxy resins such as Z type epoxy resin (4,4′-cyclohexyldiene bisphenol type epoxy resin); phenol novolak type epoxy resin, brominated phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, Novolak type epoxy resins such as laphenol group ethane type novolak type epoxy resins and novolak type epoxy resins having a condensed ring aromatic hydrocarbon structure; biphenyl type epoxy resins; aralkyl type epoxies such as xylylene type epoxy resins and biphenyl aralkyl type epoxy resins Resin; Naphthalene skeleton such as naphthylene ether type epoxy resin, naphthol type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, naphthalene diol type epoxy resin, bifunctional or tetrafunctional epoxy type naphthalene resin, binaphthyl type epoxy resin, naphthalene aralkyl type epoxy resin Epoxy resin; anthracene epoxy resin; phenoxy epoxy resin; dicyclopentadiene epoxy resin; norbornene epoxy resin; adamantane epoxy resin Fluorene type epoxy resin, phosphorus-containing epoxy resin, cycloaliphatic epoxy resin, aliphatic chain epoxy resin, bisphenol A novolac type epoxy resin, bixylenol type epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, trihydroxyphenylmethane type epoxy resin Heterocyclic epoxy resins such as tetraphenylolethane type epoxy resin and triglycidyl isocyanurate; N, N, N ′, N′-tetraglycidylmetaxylenediamine, N, N, N ′, N′-tetraglycidylbis Glycidylamines such as aminomethylcyclohexane and N, N-diglycidylaniline, copolymers of glycidyl (meth) acrylate and compounds having an ethylenically unsaturated double bond, epoxy resins having a butadiene structure, bisphenol diglycidides It can include ether compound, diglycidyl ethers of naphthalene diol, the one or more selected from glycidyl ethers of phenols. Among these, it is more preferable to include a trihydroxyphenylmethane type epoxy resin and a biphenyl type epoxy resin from the viewpoint of improving the adhesion to the metal pattern.

エポキシ樹脂の含有量は、たとえば熱硬化性樹脂組成物の全固形分に対して3質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましい。エポキシ樹脂の含有量を上記下限値以上とすることにより、熱硬化性樹脂組成物を用いて形成される硬化物60と金属パターン160、および硬化物60と導体部40との密着性の向上に寄与することができる。一方で、エポキシ樹脂の含有量は、たとえば熱硬化性樹脂組成物の全固形分に対して30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。エポキシ樹脂の含有量を上記上限値以下とすることにより、熱硬化性樹脂組成物を用いて形成される硬化物60の耐熱性や耐湿性の向上を図ることができる。なお、熱硬化性樹脂組成物の全固形分とは、熱硬化性樹脂組成物中に含まれる溶剤を除く成分全体を指す。   The content of the epoxy resin is, for example, preferably 3% by mass or more and more preferably 5% by mass or more with respect to the total solid content of the thermosetting resin composition. By making content of an epoxy resin more than the said lower limit, it improves the adhesiveness of the hardened | cured material 60 and the metal pattern 160 which are formed using a thermosetting resin composition, and the hardened | cured material 60 and the conductor part 40. Can contribute. On the other hand, the content of the epoxy resin is, for example, preferably 30% by mass or less, and more preferably 20% by mass or less, based on the total solid content of the thermosetting resin composition. By making content of an epoxy resin below the said upper limit, the heat resistance and moisture resistance of the hardened | cured material 60 formed using a thermosetting resin composition can be aimed at. In addition, the total solid content of a thermosetting resin composition refers to the whole component except the solvent contained in a thermosetting resin composition.

(硬化剤)
本製造方法に用いられる硬化剤としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の炭素数2〜20の直鎖脂肪族ジアミン;メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、パラキシレンジアミン、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、4,4'−ジアミノジフェニルプロパン、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルスルホン、4,4'−ジアミノジシクロヘキサン、ビス(4−アミノフェニル)フェニルメタン、1,5−ジアミノナフタレン、メタキシレンジアミン、パラキシレンジアミン、1,1−ビス(4−アミノフェニル)シクロヘキサン、ジシアノジアミド等のアミノ類;アニリン変性レゾール樹脂やジメチルエーテルレゾール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂;フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、tert−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂;トリヒドロキシフェニルメタン型フェノール樹脂;トリフェノールメタン型フェノール樹脂;フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂等のフェノールアラルキル樹脂;ナフタレン骨格やアントラセン骨格のような縮合多環構造を有するフェノール樹脂;ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン;ヘキサヒドロ無水フタル酸(HHPA)、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(MTHPA)などの脂環族酸無水物、無水トリメリット酸(TMA)、無水ピロメリット酸(PMDA)、ベンゾフェノンテトラカルボン酸(BTDA)などの芳香族酸無水物などを含む酸無水物;ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテルなどのポリメルカプタン化合物;イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物;カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類が挙げられる。これらは1種類を単独で用いても2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの内、信頼性等の点から、1分子内に少なくとも2個のフェノール性水酸基を有する化合物が好ましく、このような化合物としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、tert−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂;レゾール型フェノール樹脂;ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン;フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂、トリヒドロキシフェニルメタン型フェノール樹脂等が例示される。
(Curing agent)
Examples of the curing agent used in the production method include linear aliphatic diamines having 2 to 20 carbon atoms such as ethylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, and hexamethylenediamine; metaphenylenediamine, paraphenylenediamine, paraxylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodicyclohexane, bis (4-aminophenyl) Amino such as phenylmethane, 1,5-diaminonaphthalene, metaxylenediamine, paraxylenediamine, 1,1-bis (4-aminophenyl) cyclohexane, dicyanodiamide; aniline-modified resole resin, dimethyl ether resole resin, etc. Sol type phenol resin; novolak type phenol resin such as phenol novolak resin, cresol novolak resin, tert-butylphenol novolak resin, nonylphenol novolak resin; trihydroxyphenylmethane type phenol resin; triphenolmethane type phenol resin; Phenol aralkyl resins such as biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl resins; phenol resins having a condensed polycyclic structure such as naphthalene skeleton and anthracene skeleton; polyoxystyrenes such as polyparaoxystyrene; hexahydrophthalic anhydride (HHPA), methyltetrahydroanhydride Alicyclic acid anhydrides such as phthalic acid (MTHPA), trimellitic anhydride (TMA), pyromellitic anhydride (PMDA) ), Acid anhydrides including aromatic acid anhydrides such as benzophenone tetracarboxylic acid (BTDA); polymercaptan compounds such as polysulfides, thioesters, thioethers; isocyanate compounds such as isocyanate prepolymers and blocked isocyanates; carboxylic acid-containing polyesters Examples include organic acids such as resins. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, compounds having at least two phenolic hydroxyl groups in one molecule are preferable from the viewpoint of reliability and the like. Examples of such compounds include phenol novolak resins, cresol novolak resins, and tert-butylphenol novolak resins. Novolak type phenol resins such as nonylphenol novolac resin; resol type phenol resin; polyoxystyrene such as polyparaoxystyrene; phenylene skeleton-containing phenol aralkyl resin, biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl resin, trihydroxyphenylmethane type phenol resin, etc. The

(無機充填材)
本製造方法に用いられる無機充填材の具体例としては、溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ、結晶シリカ、2次凝集シリカ、微粉シリカ等のシリカ;アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化チタン、炭化ケイ素、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、チタンホワイトなどの金属化合物;タルク;クレー;マイカ;ガラス繊維等が挙げられる。無機充填材としては、上記具体例のうち、溶融球状シリカが好ましい。これにより、熱硬化性樹脂組成物の硬化物60の熱膨張係数の向上を抑制することができる。したがって、電気的接続の信頼性を向上できる。
(Inorganic filler)
Specific examples of the inorganic filler used in this production method include fused crushed silica, fused spherical silica, crystalline silica, secondary agglomerated silica, finely divided silica, etc .; alumina, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, titanium oxide Metal compounds such as silicon carbide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and titanium white; talc; clay; mica; glass fiber and the like. Among the above specific examples, fused spherical silica is preferable as the inorganic filler. Thereby, the improvement of the thermal expansion coefficient of the hardened | cured material 60 of a thermosetting resin composition can be suppressed. Therefore, the reliability of electrical connection can be improved.

無機充填材の形状としては限定されず、具体的には、不定形状、鱗片形状、球形状、針形状、繊維形状などが挙げられる。無機充填材の形状としては、球形状であることが好ましい。また、粒子形状は限りなく真球状であることが好ましい。   The shape of the inorganic filler is not limited, and specific examples include an indefinite shape, a scale shape, a spherical shape, a needle shape, and a fiber shape. The shape of the inorganic filler is preferably a spherical shape. Further, the particle shape is preferably infinitely spherical.

無機充填材の平均粒子径d50としては限定されないが、例えば、0.1μm以上20μm以下であることが好ましく、0.1μm以上17μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上15μm以上であることが更に好ましく、0.1μm以上10μm以下であることが一層好ましい。これにより、金型キャビティ内での金属パターンへの充填性を向上できる。したがって、硬化物60を平滑に成形することができ、回路とびが生じることを抑制できる。
また、無機充填材としては、平均粒子径d50の異なる2種以上の無機充填材を併用することが好ましい。これにより、無機充填材の充填量を多くしつつ、無機充填材の脱落を抑制できる。したがって、導体部40が、無機充填材の脱落した跡から露出し、電気的接続の信頼性が低下することを抑制できる。
なお、無機充填材の平均粒子径d50は、たとえばレーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、HORIBA社製、LA−500)を用いて測定することが可能である。
The average particle diameter d50 of the inorganic filler is not limited, but is preferably 0.1 μm or more and 20 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 17 μm or less, and 0.1 μm or more and 15 μm or more. Is more preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less. Thereby, the filling property to the metal pattern in the mold cavity can be improved. Therefore, the hardened | cured material 60 can be shape | molded smoothly and it can suppress that a circuit jump arises.
As the inorganic filler, it is preferable to use two or more inorganic fillers having different average particle diameters d50 in combination. Thereby, falling of an inorganic filler can be suppressed, increasing the filling amount of an inorganic filler. Therefore, it can suppress that the conductor part 40 is exposed from the trace which the inorganic filler fell, and the reliability of electrical connection falls.
The average particle diameter d50 of the inorganic filler can be measured using, for example, a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus (for example, LA-500 manufactured by HORIBA).

また、本製造方法に用いられる無機充填材は、例えば、粒径が80μmを超える粗大粒子を含まないものであることが好ましく、粒径が55μmを超える粗大粒子を含まないものであるとより好ましく、粒径が25μmを超える粗大粒子を含まないものであるとさらに好ましい。すなわち、本実施形態にかかる無機充填材の粒子径の最大値が、例えば、80μmより小さいことが好ましく、55μmより小さいことがより好ましく、25μmより小さいことが更に好ましい。これにより、硬化物60から無機充填材が脱落することを抑制できる。これにより、導体部40が、無機充填材の脱落した跡から露出し、電気的接続の信頼性が低下することを抑制できる。
なお、本実施形態にかかる無機充填材の粒子径の最小値は、例えば、0.1μm以上とすることができる。
In addition, the inorganic filler used in the present production method preferably does not include coarse particles having a particle size exceeding 80 μm, and more preferably does not include coarse particles having a particle size exceeding 55 μm. More preferably, the particle diameter does not include coarse particles exceeding 25 μm. That is, the maximum particle diameter of the inorganic filler according to this embodiment is preferably less than 80 μm, more preferably less than 55 μm, and still more preferably less than 25 μm. Thereby, it can suppress that an inorganic filler falls off from the hardened | cured material 60. FIG. Thereby, it can suppress that the conductor part 40 is exposed from the trace which the inorganic filler fell, and the reliability of electrical connection falls.
In addition, the minimum value of the particle diameter of the inorganic filler concerning this embodiment can be 0.1 micrometer or more, for example.

また、本製造方法に用いられる無機充填材は、当該無機充填材全体に対して、JIS標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布における、10μm以上の粒子の割合が、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であるとさらに好ましい。   In addition, the inorganic filler used in the present manufacturing method is such that the ratio of particles of 10 μm or more in the particle size distribution measured by sieving using a JIS standard sieve is 20% by mass or less with respect to the entire inorganic filler. It is preferable that it is 15% by mass or less.

上記熱硬化性樹脂組成物には、上記各成分以外に、必要に応じて、硬化促進剤、離型剤、カップリング剤、レベリング剤、着色剤、低応力剤、感光剤、消泡剤、紫外線吸収剤、発泡剤、酸化防止剤、難燃剤、およびイオン捕捉剤等から選択される一種または二種以上の添加物を添加してもよい。
以下、代表成分について説明する。
In addition to the above components, the thermosetting resin composition includes a curing accelerator, a release agent, a coupling agent, a leveling agent, a colorant, a low stress agent, a photosensitizer, an antifoaming agent, as necessary. You may add the 1 type, or 2 or more types of additive selected from a ultraviolet absorber, a foaming agent, antioxidant, a flame retardant, an ion-trapping agent, etc.
Hereinafter, representative components will be described.

(硬化促進剤)
上記熱硬化性樹脂組成物には、硬化促進剤を含有させてもよい。この硬化促進剤は、エポキシ基と硬化剤との硬化反応を促進させるものであればよい。具体的には、上記硬化促進剤として、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7等のジアザビシクロアルケン及びその誘導体;トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン系化合物;2−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物;トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類;テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラ安息香酸ボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイックアシッドボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイルオキシボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフチルオキシボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート;ベンゾキノンをアダクトしたトリフェニルホスフィン等が挙げられる。これらは1種類を単独で用いても2種類以上を組み合わせて用いてもよい。より好ましいものとしては、熱硬化性樹脂組成物が金型キャビティ内で溶融した後の急激な増粘が少ない硬化促進剤が挙げられる。
(Curing accelerator)
The thermosetting resin composition may contain a curing accelerator. This hardening accelerator should just be what accelerates | stimulates the hardening reaction of an epoxy group and a hardening | curing agent. Specifically, as the curing accelerator, diazabicycloalkenes such as 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 and derivatives thereof; amine compounds such as tributylamine and benzyldimethylamine; Imidazole compounds such as methylimidazole; organic phosphines such as triphenylphosphine and methyldiphenylphosphine; tetraphenylphosphonium / tetraphenylborate, tetraphenylphosphonium / tetrabenzoic acid borate, tetraphenylphosphonium / tetranaphthoic acid borate, tetraphenylphosphonium・ Tetra-substituted phosphonium, tetra-substituted borate such as tetranaphthoyloxyborate, tetraphenylphosphonium, tetranaphthyloxyborate, etc .; Triads adducted with benzoquinone E sulfonyl phosphine, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. More preferred are curing accelerators that have little rapid thickening after the thermosetting resin composition has melted in the mold cavity.

(離型剤)
上記熱硬化性樹脂組成物には、硬化物60を形成した後に金型からの離型性を向上させる目的で、離型剤を含有させてもよい。かかる離型剤としては、天然ワックス、モンタン酸エステル等の合成ワックス、高級脂肪酸もしくはその金属塩類、パラフィン、酸化ポリエチレン等が挙げられる。離型剤としては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
(Release agent)
The thermosetting resin composition may contain a release agent for the purpose of improving the releasability from the mold after forming the cured product 60. Examples of the mold release agent include natural waxes, synthetic waxes such as montanic acid esters, higher fatty acids or metal salts thereof, paraffin, polyethylene oxide and the like. As a mold release agent, it can use 1 type or in combination of 2 or more types among the said specific examples.

(カップリング剤)
カップリング剤としては、たとえばエポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランカップリング剤、γ−アミノプロピルトリエトキシシランカップリング剤、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランカップリング剤、フェニルアミノプロピルトリメトキシシランカップリング剤、メルカプトシランカップリング剤などのシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤などが挙げられる。カップリング剤としては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
(Coupling agent)
As the coupling agent, for example, an epoxy silane coupling agent, a cationic silane coupling agent, an amino silane coupling agent, a γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane coupling agent, a γ-aminopropyltriethoxysilane coupling agent, γ -Silane coupling agents such as mercaptopropyltrimethoxysilane coupling agents, phenylaminopropyltrimethoxysilane coupling agents, mercaptosilane coupling agents, titanate coupling agents, and silicone oil type coupling agents. As a coupling agent, it can use 1 type or in combination of 2 or more types among the said specific examples.

(レべリング剤)
レベリング剤としては、具体的には、アクリル系共重合物等が挙げられる。
(Leveling agent)
Specific examples of the leveling agent include acrylic copolymers.

(着色剤)
着色剤としては、具体的には、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン等が挙げられる。着色剤としては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
(Coloring agent)
Specific examples of the colorant include carbon black, bengara, and titanium oxide. As a coloring agent, it can be used 1 type or in combination of 2 or more types among the said specific examples.

(低応力剤)
低応力剤としては、具体的には、アクリロニトリル−ブタジエンゴム;シリコーンオイル、シリコーンゴムなどのシリコーン化合物などが挙げられる。低応力剤としては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
(Low stress agent)
Specific examples of the low stress agent include acrylonitrile-butadiene rubber; silicone compounds such as silicone oil and silicone rubber. As the low stress agent, one or more of the above specific examples can be used in combination.

(イオン捕捉剤)
イオン捕捉剤としては、ハイドロタルサイト、ゼオライト、水酸化ビスマスなどを挙げることができる。イオン捕捉剤としては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
(Ion scavenger)
Examples of the ion scavenger include hydrotalcite, zeolite, bismuth hydroxide and the like. As the ion scavenger, one or two or more of the above specific examples can be used.

(難燃剤)
難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、ホスファゼンなどを挙げることができる。難燃剤としては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
(Flame retardants)
Examples of the flame retardant include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc borate, zinc molybdate, and phosphazene. As the flame retardant, one or more of the above specific examples can be used.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、参考形態の例を付記する。
1. 基板上または半導体チップ上に、前記基板または前記半導体チップの表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する工程と、
前記基板または前記半導体チップ上において、隣接する前記導体部の間に存在する間隙に対して、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を導入する工程と、
前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物によって、前記間隙に面する前記導体部の表面の略全域が覆われるように、流動状態にある前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させる工程と、
前記硬化させる工程の後、前記硬化物の表面を研磨することなく、前記導体部に接する金属パターンを形成する工程と、
をこの順に含み、
前記硬化させる工程は、下記(a)または(b)の状態にあるいずれかの構造体を得る工程であり、
前記構造体が下記(a)の状態にある場合、
前記金属パターンを形成する工程において、前記頂部と接するように前記金属パターンを形成し、
前記構造体が下記(b)の状態にある場合、
前記金属パターンを形成する工程の前に、研磨以外の手段で前記スキン層を除去して前記頂部を露出させる工程をさらに含み、
前記金属パターンを形成する工程において、露出した前記頂部と接するように前記金属パターンを形成する、半導体装置の製造方法。
(a)前記導体部の高さ方向に位置する前記導体部の頂部が露出した状態
(b)前記導体部の高さ方向に位置する前記導体部の前記頂部上に前記硬化物からなるスキン層が付着した状態
2. 前記研磨以外の手段が、薬液処理またはエッチング処理である、1.に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記金属パターンを形成する工程により、前記導体部の高さ方向に位置する前記頂部と、前記金属パターンとを電気的に接続する、1.または2.に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記硬化させる工程の前に、前記導体部の前記頂部に対して押し付けるように離型フィルムを配置する工程をさらに含む、1.乃至3.のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記離型フィルムを配置する工程において、前記導体部の前記頂部と対向するように配される側の前記離型フィルムの表面の算術平均表面粗さ(Ra)が、0μm以上0.5μm以下である、4.に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記硬化させる工程の後であり、かつ前記金属パターンを形成する工程の前に、前記硬化物の表面を薬液処理する工程をさらに含む、1.乃至5.のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記硬化させる工程の後、かつ前記金属パターンを形成する工程の前に、前記基板上または前記半導体チップ上における前記硬化物と前記導体部とが配されている側の面に対して、密着助剤を塗布する工程をさらに含む、1.乃至6.のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記硬化させる工程の後であり、かつ前記金属パターンを形成する工程の前に、前記硬化物の表面に対してプラズマ処理を施す工程をさらに含む、1.乃至7.のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
9. 前記複数の導体部を形成する工程が、
前記基板または前記半導体チップ上に第1の導体パターンを形成する工程と、
前記第1の導体パターン上に、前記基板または前記半導体チップの表面からの高さが同じ高さとなるように第2の導体パターンを形成する工程と、
を含む、1.乃至8.のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
10. 前記金属パターンを形成する工程が、
前記導体部の前記頂部と接するように金属膜を形成する工程と、
前記金属膜を選択的に除去して前記金属パターンを得る工程と、
を含む、1.乃至9.のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
11. 前記熱硬化性樹脂組成物が、エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機充填剤とを含む、1.乃至10.のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
12. 前記熱硬化性樹脂組成物が離型剤をさらに含む、11.に記載の半導体装置の製造方法。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.
Hereinafter, examples of the reference form will be added.
1. Forming a plurality of conductor portions having the same height from the surface of the substrate or the semiconductor chip on the substrate or the semiconductor chip;
On the substrate or the semiconductor chip, introducing a thermosetting resin composition in a fluidized state into a gap existing between the adjacent conductor portions;
The thermosetting resin composition in a fluidized state is cured so that substantially the entire surface of the conductor portion facing the gap is covered with a cured product obtained by curing the thermosetting resin composition. Process,
After the step of curing, without polishing the surface of the cured product, forming a metal pattern in contact with the conductor portion;
In this order,
The step of curing is a step of obtaining any structure in the following state (a) or (b):
When the structure is in the state (a) below,
In the step of forming the metal pattern, the metal pattern is formed so as to contact the top,
When the structure is in the state (b) below,
Before the step of forming the metal pattern, further comprising the step of exposing the top by removing the skin layer by means other than polishing,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein in the step of forming the metal pattern, the metal pattern is formed so as to be in contact with the exposed top portion.
(A) A state in which a top portion of the conductor portion located in the height direction of the conductor portion is exposed. (B) A skin layer made of the cured product on the top portion of the conductor portion located in the height direction of the conductor portion. 1. A state in which the material adheres The means other than the polishing is chemical treatment or etching treatment. The manufacturing method of the semiconductor device as described in any one of Claims 1-3.
3. 1. electrically connecting the top portion located in the height direction of the conductor portion and the metal pattern by the step of forming the metal pattern; Or 2. The manufacturing method of the semiconductor device as described in any one of Claims 1-3.
4). Prior to the curing step, the method further includes a step of disposing a release film so as to press against the top portion of the conductor portion. To 3. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the above.
5). In the step of disposing the release film, the arithmetic average surface roughness (Ra) of the surface of the release film on the side arranged to face the top of the conductor portion is 0 μm or more and 0.5 μm or less. Yes, The manufacturing method of the semiconductor device as described in any one of Claims 1-3.
6). 1. The method further includes a step of treating the surface of the cured product with a chemical solution after the step of curing and before the step of forming the metal pattern. To 5. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the above.
7). After the step of curing and before the step of forming the metal pattern, adhesion assistance is performed on the surface of the substrate or the semiconductor chip on which the cured product and the conductor portion are arranged. The method further includes the step of applying an agent. To 6. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the above.
8). 1. The method further includes a step of performing a plasma treatment on the surface of the cured product after the step of curing and before the step of forming the metal pattern. To 7. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the above.
9. Forming the plurality of conductor portions,
Forming a first conductor pattern on the substrate or the semiconductor chip;
Forming a second conductor pattern on the first conductor pattern so that the height from the surface of the substrate or the semiconductor chip is the same;
Including: To 8. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the above.
10. Forming the metal pattern comprises:
Forming a metal film so as to be in contact with the top portion of the conductor portion;
Selectively removing the metal film to obtain the metal pattern;
Including: Thru 9. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the above.
11. The thermosetting resin composition includes an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler. To 10. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the above.
12 10. the thermosetting resin composition further comprises a release agent; The manufacturing method of the semiconductor device as described in any one of Claims 1-3.

以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention, the present invention is not limited to these.

まず、各実施例、参考例、比較例に用いた熱硬化性樹脂組成物について説明する。   First, the thermosetting resin composition used in each example, reference example, and comparative example will be described.

まず、熱硬化性樹脂組成物の原料成分を下記に示す。
・エポキシ樹脂1:ビフェニル型エポキシ樹脂(三菱化学社製、YX4000K)
・エポキシ樹脂2:トリフェノールメタン型エポキシ樹脂(三菱化学社製、E−1032H60)
・硬化剤:トリフェノールメタン型フェノール樹脂(明和化成社製、MEH−7500)
・無機充填材1:溶融球状シリカ(新日鉄住金マテリアルズ社製、TS−6026、篩を用いて粒径が20μmを超える粗大粒子を除去したもの、平均粒子径d50:4μm)
・無機充填材2:溶融球状シリカ(龍森社製、MSR−SC3−TS、篩を用いて粒径が55μmを超える粗大粒子を除去したもの、平均粒子径d50:17μm)
・無機充填材3:水酸化アルミニウム(日本軽金属社製、BE043、篩を用いて粒径が20μmを超える粗大粒子を除去したもの、平均粒子径d50:4μm)
・硬化促進剤:下記式(1)で示される化合物を用いた。製造方法を後述する。
First, the raw material component of a thermosetting resin composition is shown below.
・ Epoxy resin 1: Biphenyl type epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation, YX4000K)
・ Epoxy resin 2: Triphenolmethane type epoxy resin (E-1032H60, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
Curing agent: Triphenolmethane type phenolic resin (Maywa Kasei Co., Ltd., MEH-7500)
Inorganic filler 1: fused spherical silica (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd., TS-6026, with coarse particles having a particle size exceeding 20 μm removed using a sieve, average particle size d50: 4 μm)
Inorganic filler 2: fused spherical silica (manufactured by Tatsumori Co., Ltd., MSR-SC3-TS, obtained by removing coarse particles having a particle size exceeding 55 μm using a sieve, average particle size d50: 17 μm)
Inorganic filler 3: Aluminum hydroxide (Nippon Light Metal Co., Ltd., BE043, with coarse particles having a particle size exceeding 20 μm removed using a sieve, average particle size d50: 4 μm)
Curing accelerator: A compound represented by the following formula (1) was used. The manufacturing method will be described later.

Figure 2018019071
Figure 2018019071

・カップリング剤1:γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−903)
・カップリング剤2:γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−803)
・離型剤:カルナバワックス(東亜化成社製、TOWAX−132)
・イオン捕捉剤:ハイドロタルサイト(協和化学社製、DHT−4H)
・着色剤:カーボンブラック(三菱化学社製、カーボン#5)
・低応力剤1:アクリロニトリル−ブタジエンゴム(宇部興産社製、CTBN1008SP)
・低応力剤2:シリコーンオイル(東レダウコーニング社製、FZ―3730)
Coupling agent 1: γ-aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-903)
Coupling agent 2: γ-mercaptopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-803)
Mold release agent: Carnauba wax (Towa Kasei Co., Ltd., TOWAX-132)
・ Ion scavenger: Hydrotalcite (manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd., DHT-4H)
Colorant: Carbon black (Mitsubishi Chemical Co., carbon # 5)
・ Low stress agent 1: Acrylonitrile-butadiene rubber (manufactured by Ube Industries, CTBN1008SP)
・ Low stress agent 2: Silicone oil (FZ-3730, manufactured by Toray Dow Corning)

硬化促進剤の製造方法を以下に示す。
まず、冷却管及び攪拌装置付きのセパラブルフラスコに対して、2,3−ジヒドロキシナフタレン12.81g(0.080mol)と、テトラフェニルホスホニウムブロミド16.77g(0.040mol)と、メタノール100mlとを仕込み、均一に撹拌溶解させた。次に、水酸化ナトリウム1.60g(0.04ml)を10mLのメタノールに溶解させた水酸化ナトリウム溶液を、セパラブルフラスコ内に徐々に滴下した。これにより析出した結晶を、ろ過、水洗、真空乾燥することで、硬化促進剤を得た。
A method for producing a curing accelerator is shown below.
First, for a separable flask equipped with a condenser and a stirrer, 12.81 g (0.080 mol) of 2,3-dihydroxynaphthalene, 16.77 g (0.040 mol) of tetraphenylphosphonium bromide, and 100 ml of methanol were added. The mixture was stirred and dissolved uniformly. Next, a sodium hydroxide solution in which 1.60 g (0.04 ml) of sodium hydroxide was dissolved in 10 mL of methanol was gradually dropped into the separable flask. The thus precipitated crystals were filtered, washed with water, and vacuum dried to obtain a curing accelerator.

<実施例1>
第1の実施形態において図1〜3を参照して述べた手順で、図3に示す半導体装置300を実施例1の半導体装置として作製した。詳細な手順を以下に説明する。
まず、基板10として、長さ240mm×幅78mmの矩形形状の冷間圧延鋼板を準備した。次いで、フォトリソグラフィー法を用いて、基板10上に、電気回路を第1の導体パターン20として形成し、次いで、第1の導体パターンの上に、複数の金属ピラーを第2の導体パターン30として形成した。これにより、複数の導体部40の頂部92が面一となるように、第1の導体パターン20及び第2の導体パターン30からなる導体部40を複数形成した。
なお、第1の導体パターン20及び第2の導体パターン30は銅によって形成した。また、第2の導体パターン30の形状は円柱形状の柱体形状であった。第2の導体パターン30の底面及び天面の直径は50μm、第2の導体パターン30の基板10からの高さは150μmと同じなるようにフォトリソグラフィー法を行った。
ここで、下記表1に示した配合量の各成分を、常温でミキサーを用いて混合し、次に70℃以上110℃以下の温度で2軸混練した。次いで、常温まで冷却後、粉砕し、Bステージの硬化状態の熱硬化性樹脂組成物50を準備した。
次いで、圧縮成型法を用いて、隣接する複数の導体部40の間隙に、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物50を導入した。
なお、圧縮成形法で熱硬化性樹脂組成物50を導入する条件は、成形温度175℃、成形圧力10MPa、成形時間2分とした。ここで、圧縮成形は、導体部40の頂部92を離型フィルム100によって保護することによって行った。
また、離型フィルムとしては、エンボス加工面及びエンボス未加工面を一面ずつ備える旭硝子社製のアフレックス(登録商標)50KN144NTを用いた。ここで、エンボス未加工面とは平滑な面を意味する。熱硬化性樹脂組成物50の導入は、エンボス未加工面によって、導体部40の頂部92を保護し、エンボス加工面を金型と接触させることで行った。これにより、複数の導体部40の頂部92が、熱硬化性樹脂組成物によって埋設されないように、熱硬化性樹脂組成物を導入した。なお、離型フィルム100のエンボス未加工面について、JIS−B0601−1994に準拠した方法で測定した算術平均粗さ(Ra)は、0.018μmであった。
熱硬化性樹脂組成物50を導入した後、温度175℃で4時間の熱処理を行うことで、熱硬化性樹脂組成物50を硬化し、Cステージの硬化状態である硬化物60とした。次いで、離型フィルム100を導体部の頂部92から剥離した。ここで、導体部40の頂部92の一部には、硬化物60からなるスキン層が数μmオーダーで付着していた。そこで、薬液処理を行うことで、スキン層を除去した。薬液処理は、具体的には、過マンガン酸カリウム水溶液によって行った。薬液処理後、スキン層が完全に除去された、すなわち、頂部92が露出していることを目視によって確認した。
次いで、硬化物60の上に、密着助剤として、Atotech社製のBooster MRを塗工し、密着助剤からなる層80を形成した。次いで、フォトリソグラフィー法によって、頂部92と、電気的に接続する電気回路である金属パターン160を形成し、さらに、金属パターン160及び導体部40にめっき膜260を形成した。なお、金属パターンの回路線幅/線間隔(L/S)は、12/12μmとした。
次いで、基板10を化学的にエッチングすることで除去し、実施例1の半導体装置として、多層配線基板を得た。
<Example 1>
The semiconductor device 300 shown in FIG. 3 was fabricated as the semiconductor device of Example 1 by the procedure described with reference to FIGS. A detailed procedure will be described below.
First, a cold-rolled steel plate having a rectangular shape having a length of 240 mm and a width of 78 mm was prepared as the substrate 10. Next, an electrical circuit is formed as the first conductor pattern 20 on the substrate 10 by using a photolithography method, and then a plurality of metal pillars are formed as the second conductor pattern 30 on the first conductor pattern. Formed. Thereby, a plurality of conductor portions 40 including the first conductor pattern 20 and the second conductor pattern 30 were formed so that the top portions 92 of the plurality of conductor portions 40 were flush with each other.
In addition, the 1st conductor pattern 20 and the 2nd conductor pattern 30 were formed with copper. The shape of the second conductor pattern 30 was a cylindrical columnar shape. Photolithography was performed such that the diameter of the bottom surface and the top surface of the second conductor pattern 30 was 50 μm, and the height of the second conductor pattern 30 from the substrate 10 was the same as 150 μm.
Here, the components of the blending amounts shown in Table 1 below were mixed using a mixer at room temperature, and then biaxially kneaded at a temperature of 70 ° C. or higher and 110 ° C. or lower. Subsequently, after cooling to normal temperature, it grind | pulverized and the thermosetting resin composition 50 of the hardening state of B stage was prepared.
Next, the thermosetting resin composition 50 in a fluidized state was introduced into the gap between the adjacent conductor portions 40 using a compression molding method.
The conditions for introducing the thermosetting resin composition 50 by compression molding were a molding temperature of 175 ° C., a molding pressure of 10 MPa, and a molding time of 2 minutes. Here, the compression molding was performed by protecting the top portion 92 of the conductor portion 40 with the release film 100.
As the release film, Aflex (registered trademark) 50KN144NT manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., which has an embossed surface and an unembossed surface each, was used. Here, the unembossed surface means a smooth surface. The thermosetting resin composition 50 was introduced by protecting the top portion 92 of the conductor portion 40 with the unembossed surface and bringing the embossed surface into contact with the mold. Thereby, the thermosetting resin composition was introduce | transduced so that the top part 92 of the some conductor part 40 might not be embedded by the thermosetting resin composition. In addition, about the unembossed surface of the release film 100, the arithmetic mean roughness (Ra) measured by the method based on JIS-B0601-1994 was 0.018 micrometer.
After introducing the thermosetting resin composition 50, the thermosetting resin composition 50 was cured by performing a heat treatment at a temperature of 175 ° C. for 4 hours to obtain a cured product 60 in a C stage cured state. Next, the release film 100 was peeled from the top portion 92 of the conductor portion. Here, the skin layer made of the cured product 60 adhered to a part of the top portion 92 of the conductor portion 40 on the order of several μm. Therefore, the skin layer was removed by chemical treatment. Specifically, the chemical treatment was performed with a potassium permanganate aqueous solution. After the chemical solution treatment, it was visually confirmed that the skin layer was completely removed, that is, the top portion 92 was exposed.
Next, on the cured product 60, Booster MR manufactured by Atotech was applied as an adhesion assistant to form a layer 80 made of the adhesion assistant. Next, the top portion 92 and a metal pattern 160 that is an electrical circuit to be electrically connected were formed by photolithography, and a plating film 260 was formed on the metal pattern 160 and the conductor portion 40. Note that the circuit line width / line interval (L / S) of the metal pattern was 12/12 μm.
Next, the substrate 10 was removed by chemical etching to obtain a multilayer wiring board as the semiconductor device of Example 1.

Figure 2018019071
Figure 2018019071

<実施例2>
圧縮成型法を用いて、隣接する複数の導体部40の間隙に、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物50を導入する際に、熱硬化性樹脂組成物50の導入は、エンボス加工面によって、導体部40の頂部92を保護し、エンボス未加工面を金型と接触させることで行った以外は、実施例1と同様の方法によって実施例2の半導体装置として多層配線基板を得た。
なお、エンボス加工面とは、エンボス形状を備える面を意味する。
なお、離型フィルム100のエンボス加工面について、JIS−B0601−1994に準拠した方法で測定した算術平均粗さ(Ra)は、1.247μmであった。
<Example 2>
When the thermosetting resin composition 50 in a fluidized state is introduced into the gaps between a plurality of adjacent conductor portions 40 using the compression molding method, the introduction of the thermosetting resin composition 50 depends on the embossed surface. A multilayer wiring board was obtained as a semiconductor device of Example 2 by the same method as Example 1 except that the top part 92 of the conductor part 40 was protected and the unembossed surface was brought into contact with the mold.
The embossed surface means a surface having an embossed shape.
In addition, about the embossed surface of the release film 100, the arithmetic mean roughness (Ra) measured by the method based on JIS-B0601-1994 was 1.247 micrometers.

<実施例3>
上記表1に記載した、熱硬化性樹脂組成物の配合組成を、無機充填材1から無機充填材2に変更した以外は、実施例1と同じ手法で、実施例3の半導体装置を作製した。
なお、無機充填材2の配合量は、78.85質量%とした。
<Example 3>
A semiconductor device of Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the thermosetting resin composition described in Table 1 was changed from inorganic filler 1 to inorganic filler 2. .
In addition, the compounding quantity of the inorganic filler 2 was 78.85 mass%.

<実施例4>
スキン層を除去するための薬液処理を行わず、さらに、密着助剤を塗工しない、すなわち、密着助剤からなる層80を形成しなかった以外は、実施例1と同じ手法で、実施例4の半導体装置を作製した。
<Example 4>
In the same manner as in Example 1, except that the chemical treatment for removing the skin layer was not performed and the adhesion assistant was not applied, that is, the layer 80 made of the adhesion assistant was not formed. 4 semiconductor devices were produced.

<実施例5>
実施例1に記載の手法において、スキン層を除去するための薬液処理を行わず、さらに、熱硬化性樹脂組成物50を硬化し、Cステージの硬化状態である硬化物60とした後、硬化物60の表面に対して、Oガスを用いたプラズマ処理を施すことで硬化物60の表面を粗面化し、さらに、密着助剤を塗工しない、すなわち、密着助剤からなる層80を形成しなかった以外は、実施例1と同じ手法で、実施例5の半導体装置を作製した。
<Example 5>
In the method described in Example 1, chemical treatment for removing the skin layer is not performed, and further, the thermosetting resin composition 50 is cured to obtain a cured product 60 that is a cured state of the C stage, and then cured. The surface of the product 60 is subjected to plasma treatment using O 2 gas to roughen the surface of the cured product 60, and furthermore, the adhesion assistant is not applied, that is, the layer 80 made of the adhesion assistant is formed. A semiconductor device of Example 5 was fabricated in the same manner as in Example 1 except that it was not formed.

<参考例1>
図8(a)〜(b)に示す工程を採用して、図1(f)(図8(c)と同じ)に示す構造体を作製した。
まず、基板10として、長さ240mm×幅78mmの矩形形状の冷間圧延鋼板を準備した。次いで、フォトリソグラフィー法を用いて、基板10上に、電気回路を第1の導体パターン20として形成し、次いで、第1の導体パターンの上に、複数の金属ピラー91を第2の導体パターン30として形成した。これにより、複数の導体部40の頂部92が面一になるように、第1の導体パターン20及び第2の導体パターン30からなる導体部40を複数形成した。
ここで、熱硬化性樹脂組成物としては、実施例1で用いたものと同様のものを準備した。
次いで、圧縮成型法を用いて、隣接する複数の導体部40の間隙に、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物50を導入した。
なお、圧縮成形法で熱硬化性樹脂組成物50を導入する条件は、成形温度175℃、成形圧力10MPa、成形時間2分とした。ここで、圧縮成形は、導体部40の頂部92を離型フィルム100によって保護せず、複数の導体部40の頂部92が、熱硬化性樹脂組成物50に埋設されるように熱硬化性樹脂組成物50を導入した。
熱硬化性樹脂組成物50を導入した後、温度175℃で4時間の熱処理を行うことで、熱硬化性樹脂組成物50を硬化し、Cステージの硬化状態である硬化物60とした。
次いで、グラインド装置を用いて硬化物60の表面を機械的研磨することにより、導体部40の頂部92を露出させた。
次いで、硬化物60の上に、密着助剤として、Atotech社製のBooster MRを塗工し、密着助剤からなる層80を形成した。次いで、フォトリソグラフィー法によって、頂部92と、電気的に接続する電気回路である金属パターン160を形成し、さらに、金属パターン160及び導体部40にめっき膜260を形成した。なお、金属パターンの回路線幅/線間隔(L/S)は、12/12μmとした。
次いで、基板10を化学的にエッチングすることで除去し、参考例1の半導体装置として、多層配線基板を得た。
<Reference Example 1>
The structure shown in FIG. 1 (f) (same as FIG. 8 (c)) was produced by employing the steps shown in FIGS.
First, a cold-rolled steel plate having a rectangular shape having a length of 240 mm and a width of 78 mm was prepared as the substrate 10. Next, an electrical circuit is formed as the first conductor pattern 20 on the substrate 10 by using a photolithography method, and then a plurality of metal pillars 91 are formed on the first conductor pattern on the second conductor pattern 30. Formed as. Thereby, a plurality of conductor portions 40 including the first conductor pattern 20 and the second conductor pattern 30 were formed so that the top portions 92 of the plurality of conductor portions 40 were flush with each other.
Here, the same thermosetting resin composition as that used in Example 1 was prepared.
Next, the thermosetting resin composition 50 in a fluidized state was introduced into the gap between the adjacent conductor portions 40 using a compression molding method.
The conditions for introducing the thermosetting resin composition 50 by compression molding were a molding temperature of 175 ° C., a molding pressure of 10 MPa, and a molding time of 2 minutes. Here, in the compression molding, the top 92 of the conductor 40 is not protected by the release film 100, and the thermosetting resin is formed so that the top 92 of the plurality of conductors 40 is embedded in the thermosetting resin composition 50. Composition 50 was introduced.
After introducing the thermosetting resin composition 50, the thermosetting resin composition 50 was cured by performing a heat treatment at a temperature of 175 ° C. for 4 hours to obtain a cured product 60 in a C stage cured state.
Next, the top portion 92 of the conductor portion 40 was exposed by mechanically polishing the surface of the cured product 60 using a grind apparatus.
Next, on the cured product 60, Booster MR manufactured by Atotech was applied as an adhesion assistant to form a layer 80 made of the adhesion assistant. Next, the top portion 92 and a metal pattern 160 that is an electrical circuit to be electrically connected were formed by photolithography, and a plating film 260 was formed on the metal pattern 160 and the conductor portion 40. Note that the circuit line width / line interval (L / S) of the metal pattern was 12/12 μm.
Next, the substrate 10 was removed by chemical etching to obtain a multilayer wiring board as the semiconductor device of Reference Example 1.

<比較例1>
グラインド装置に代えて、化学機械的研磨装置(chemical mechanical polishing:CMP)を用いて硬化物60の表面を研磨した点以外は、参考例1と同じ手法で、比較例1の半導体装置を作製した。
なお、化学機械的研磨装置は、研磨剤による化学反応を起こしつつ、機械的研磨を行う装置である。ここで、研磨剤としては、ANJI社製のZ4Uを用いた。化学機械的研磨装置は、高速かつ平滑な研磨面を得ることができるが、例えば、スキン層を除去するような精密な操作に不向きである。
比較例1の半導体装置では、化学機械的研磨装置によって硬化物60を高速で研磨したが、硬化物60が研磨剤によって溶解、さらに、膨潤することによって、無機充填材の脱落が生じていた。かりに無機充填材の脱落が生じる場合、半導体装置の電気的信頼性が低下してしまう懸念がある。
<Comparative Example 1>
A semiconductor device of Comparative Example 1 was manufactured in the same manner as Reference Example 1 except that the surface of the cured product 60 was polished using a chemical mechanical polishing (CMP) instead of a grinding device. .
The chemical mechanical polishing apparatus is an apparatus that performs mechanical polishing while causing a chemical reaction with an abrasive. Here, Z4U made by ANJI was used as the abrasive. The chemical mechanical polishing apparatus can obtain a high-speed and smooth polishing surface, but is not suitable for precise operations such as removing a skin layer.
In the semiconductor device of Comparative Example 1, the cured product 60 was polished at a high speed by the chemical mechanical polishing apparatus. However, the cured product 60 was dissolved and swollen by the abrasive, and the inorganic filler was dropped off. When the inorganic filler falls off, the electrical reliability of the semiconductor device may be reduced.

実施例1〜5の製造方法は、いずれも、参考例1及び比較例1の製造方法と比べて、金属パターンを形成する前工程において、熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層の表面を研磨除去する工程を経ないため、製造時間および製造コスト等を低減できるという点で、半導体装置の製造効率に優れた手法であった。   As for the manufacturing method of Examples 1-5, compared with the manufacturing method of the reference example 1 and the comparative example 1, all of the resin layer which consists of the hardened | cured material of a thermosetting resin composition in the pre-process which forms a metal pattern. Since the process of polishing and removing the surface is not performed, the method is excellent in manufacturing efficiency of the semiconductor device in that the manufacturing time, manufacturing cost, and the like can be reduced.

実施例1〜5、参考例1、及び、比較例1の半導体装置について、以下の評価を行った。   The following evaluation was performed on the semiconductor devices of Examples 1 to 5, Reference Example 1 and Comparative Example 1.

<評価項目>
・ピール強度:半導体装置が備える硬化物60と金属パターン160との密着性を評価すべく、両者のピール強度をJIS C 6481に準拠した方法で測定した。なお、単位は、N/mmである。
<Evaluation items>
Peel strength: In order to evaluate the adhesion between the cured product 60 and the metal pattern 160 provided in the semiconductor device, the peel strength of the both was measured by a method based on JIS C 6481. The unit is N / mm.

・算術平均表面粗さ(Ra):各実施例、参考例、比較例の半導体装置の製造工程において、実施例1−3は薬液処理の後、実施例4は、熱硬化性樹脂組成物50を硬化させ硬化物60とした後、実施例5はプラズマ処理の後、参考例1はグラインド装置で機械的研磨した後、比較例1は化学機械的研磨装置で研磨した後、硬化物60の金属パターンが配される面について、算術平均表面粗さ(Ra)を測定した。測定は、JIS B0601−2013に準拠した方法で測定した。なお、単位は、μmである。 Arithmetic mean surface roughness (Ra): In the manufacturing process of the semiconductor device of each example, reference example, and comparative example, example 1-3 is treated with a chemical solution, and example 4 is a thermosetting resin composition 50. Is cured to obtain a cured product 60, Example 5 is subjected to plasma treatment, Reference Example 1 is mechanically polished with a grinder, and Comparative Example 1 is polished with a chemical mechanical polisher. The arithmetic average surface roughness (Ra) was measured for the surface on which the metal pattern was arranged. The measurement was performed by a method based on JIS B0601-2013. The unit is μm.

・無機充填材の脱落有無:半導体装置における金属パターンが配されている側の面に露出している硬化物60について、その表面をレーザー顕微鏡で観察し、硬化物60から無機充填材が脱落してしまっているか否かについて評価した。評価基準は以下の通りである。
◎:無機充填材の脱落はなかった。
○:若干の無機充填材の脱落が確認されたが、実用上問題ない程度のレベルであった。
×:実用上問題がある程度に、無機充填材の脱落が生じていた。
-Whether or not the inorganic filler is removed: The surface of the cured product 60 exposed on the surface of the semiconductor device on which the metal pattern is disposed is observed with a laser microscope, and the inorganic filler is removed from the cured product 60. We evaluated whether or not. The evaluation criteria are as follows.
A: The inorganic filler did not fall off.
○: Some inorganic fillers were confirmed to fall off, but the level was not problematic for practical use.
X: The inorganic filler dropped out to some extent in practical use.

・回路とびの有無:各実施例、参考例、及び、比較例の半導体装置について、電気的接続の信頼性を評価するために、レーザー顕微鏡を用いて細線の外観検査および導通チェックを行った。評価基準は以下の通りである。
◎:ショート、配線切れはなく、外観および導通性の両観点において実質上問題ないことが確認された。
○:外観という点において、導通性に影響を及ぼす可能性を有している箇所が若干あることが確認されたが、導通性の観点においては実用上問題がないことが確認された。
×:外観および導通性の両観点において実用上問題がある程度にショートおよび配線切れが生じていることが確認された。
-Presence / absence of circuit skip: In order to evaluate the reliability of electrical connection, the semiconductor device of each example, reference example, and comparative example was subjected to a thin wire appearance inspection and continuity check using a laser microscope. The evaluation criteria are as follows.
(Double-circle): There was no short circuit and wiring breakage, and it was confirmed that there is practically no problem from the viewpoints of both appearance and conductivity.
○: In terms of appearance, it was confirmed that there were some places having the possibility of affecting the conductivity, but it was confirmed that there was no practical problem in terms of conductivity.
X: It was confirmed that short-circuiting and disconnection of wiring were caused to some extent from a practical point of view in terms of both appearance and conductivity.

上記評価項目に関する評価結果を、以下の表2に示す。   The evaluation results regarding the above evaluation items are shown in Table 2 below.

Figure 2018019071
Figure 2018019071

実施例の半導体装置は、いずれも、導体ポストの露出に機械的手法を用いなくとも、電気的接続の信頼性に優れたものであった。   The semiconductor devices of the examples were all excellent in the reliability of electrical connection without using a mechanical method for exposing the conductor posts.

なお、実施例1は、実施例3と比べて表面粗さRaが小さいが、実施例3と同程度のピール強度を発現している。詳細なメカニズムは明らかではないが、実施例1は、実施例3と比べて、メッキ銅との密着性が悪い無機充填材の露出が少なかった為と推測される。   In addition, although Example 1 has small surface roughness Ra compared with Example 3, it has expressed the peel strength comparable as Example 3. FIG. Although the detailed mechanism is not clear, it is presumed that Example 1 had less exposure of the inorganic filler having poor adhesion to the plated copper than Example 3.

Claims (20)

基板上に、前記基板の表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する導体部形成工程と、
隣接する前記導体部の間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、前記導体部の頂部が露出するように前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で前記導体部を覆う被覆工程と、
前記硬化物の表面を研磨することなく、前記硬化物の上に前記頂部と電気的に接続する金属パターンを形成する多層配線工程と、をこの順に含む、半導体装置の製造方法。
On the substrate, a conductor portion forming step of forming a plurality of conductor portions having the same height from the surface of the substrate;
A coating step of introducing the thermosetting resin composition into the gap between the adjacent conductor portions and covering the conductor portion with a cured product of the thermosetting resin composition so that the top of the conductor portion is exposed;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a multi-layer wiring step for forming a metal pattern electrically connected to the top on the cured product without polishing the surface of the cured product in this order.
半導体チップの上に複数の導体部を形成し、支持体から複数の前記導体部の高さが同じになるように、前記半導体チップ及び前記導体部を前記支持体の上に配置する導体部形成工程と、
隣接する前記導体部の間に存在する間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、前記導体部の頂部が露出するように前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で前記導体部を覆う被覆工程と、
前記硬化物の表面を研磨することなく、前記硬化物の上に前記頂部と電気的に接続する金属パターンを形成する多層配線工程と、をこの順に含み、
前記被覆工程の後、前記支持体と、前記硬化物とを分離する分離工程をさらに含む、半導体装置の製造方法。
Forming a plurality of conductor portions on a semiconductor chip and forming the conductor portions on the support so that the heights of the plurality of conductor portions from the support are the same. Process,
A covering step of introducing a thermosetting resin composition into a gap existing between the adjacent conductor portions and covering the conductor portion with a cured product of the thermosetting resin composition so that the top of the conductor portion is exposed. When,
Including, in this order, a multilayer wiring step of forming a metal pattern electrically connected to the top on the cured product without polishing the surface of the cured product,
The method for manufacturing a semiconductor device, further comprising a separation step of separating the support and the cured product after the covering step.
請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記被覆工程において、前記導体部の間隙に前記熱硬化性樹脂組成物を導入する際、前記頂部にスキン層が形成され、前記スキン層を化学的手法によって取り除く、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 2,
In the covering step, when the thermosetting resin composition is introduced into the gap between the conductor portions, a skin layer is formed on the top portion, and the skin layer is removed by a chemical method.
請求項1から3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記被覆工程において、前記熱硬化性樹脂組成物を前記硬化物とする前に、前記頂部に対して押し付けるように離型フィルムを配置する、半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3,
The manufacturing method of the semiconductor device which arrange | positions a release film so that it may press with respect to the said top part before making the said thermosetting resin composition into the said hardened | cured material in the said coating | coated process.
請求項4に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記離型フィルムの前記頂部に対して押し付ける面の算術平均表面粗さRaが、0μm以上1.5μm以下である、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein an arithmetic average surface roughness Ra of a surface pressed against the top of the release film is 0 μm or more and 1.5 μm or less.
請求項4または5に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記離型フィルムは、フッ素系離型フィルムである、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4 or 5,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the release film is a fluorine-based release film.
請求項1から6のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記被覆工程において、前記硬化物の表面を粗面化処理する、半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 6,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the surface of the cured product is roughened in the covering step.
請求項7に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記粗面化処理の方法は、薬液処理又はプラズマ処理である、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7,
The method of roughening treatment is a method for manufacturing a semiconductor device, which is chemical treatment or plasma treatment.
請求項1から8のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記多層配線工程の前、前記硬化物の前記頂部が露出する面の算術平均表面粗さRaは、0.02μm以上0.8μm以下である、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 8,
Prior to the multilayer wiring step, the arithmetic average surface roughness Ra of the surface from which the top of the cured product is exposed is 0.02 μm or more and 0.8 μm or less.
請求項1から9のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記硬化物の硬化状態は、Cステージの硬化状態である、半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 9,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein a cured state of the cured product is a cured state of a C stage.
請求項1から10のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記多層配線工程において、前記硬化物の表面に密着助剤を塗工した後、前記金属パターンを形成する、半導体装置の製造方法。
It is a manufacturing method of the semiconductor device according to any one of claims 1 to 10,
A manufacturing method of a semiconductor device, wherein, in the multilayer wiring step, the metal pattern is formed after an adhesion assistant is applied to the surface of the cured product.
請求項1から11のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記導体部形成工程において、前記導体部は、第1の導体パターン及び第2の導体パターンを含み、
前記第1の導体パターンは、電気回路であり、
前記第2の導体パターンは、金属ピラーを含む、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
In the conductor portion forming step, the conductor portion includes a first conductor pattern and a second conductor pattern,
The first conductor pattern is an electric circuit;
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the second conductor pattern includes a metal pillar.
請求項12に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第1の導体パターン及び前記第2の導体パターンは、フォトリソグラフィー法によって形成される、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first conductor pattern and the second conductor pattern are formed by a photolithography method.
請求項1から13のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記多層配線工程において、前記金属パターンは、フォトリソグラフィー法によって形成される、半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 13,
In the multilayer wiring process, the metal pattern is formed by a photolithography method.
請求項1から14のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機充填材とを含む、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
The said thermosetting resin composition is a manufacturing method of a semiconductor device containing an epoxy resin, a hardening | curing agent, and an inorganic filler.
請求項15に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記無機充填材の粒子径は、80μmより小さい、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the inorganic filler has a particle size of less than 80 μm.
請求項15または16に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記無機充填材の平均粒子径d50は、0.1μm以上20μm以下である、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15 or 16,
The average particle diameter d50 of the inorganic filler is a method for manufacturing a semiconductor device, which is 0.1 μm or more and 20 μm or less.
請求項15から17のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記無機充填材として、平均粒子径の異なる2種以上の無機充填材を併用する、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 15 to 17,
The manufacturing method of a semiconductor device which uses together 2 or more types of inorganic fillers from which an average particle diameter differs as said inorganic filler.
請求項15から18のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記熱硬化性樹脂組成物は、離型剤を更に含む、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 15 to 18,
The said thermosetting resin composition is a manufacturing method of the semiconductor device which further contains a mold release agent.
基板上または半導体チップ上に、前記基板または前記半導体チップの表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する工程と、
前記基板または前記半導体チップ上において、隣接する前記導体部の間に存在する間隙に対して、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を導入する工程と、
前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物によって、前記間隙に面する前記導体部の表面の略全域が覆われるように、流動状態にある前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させる工程と、
前記硬化させる工程の後、前記硬化物の表面を研磨することなく、前記導体部に接する金属パターンを形成する工程と、
をこの順に含み、
前記硬化させる工程は、下記(a)または(b)の状態にあるいずれかの構造体を得る工程であり、
前記構造体が下記(a)の状態にある場合、
前記金属パターンを形成する工程において、前記頂部と接するように前記金属パターンを形成し、
前記構造体が下記(b)の状態にある場合、
前記金属パターンを形成する工程の前に、研磨以外の手段で前記スキン層を除去して前記頂部を露出させる工程をさらに含み、
前記金属パターンを形成する工程において、露出した前記頂部と接するように前記金属パターンを形成する、半導体装置の製造方法。
(a)前記導体部の高さ方向に位置する前記導体部の頂部が露出した状態
(b)前記導体部の高さ方向に位置する前記導体部の前記頂部上に前記硬化物からなるスキン層が付着した状態
Forming a plurality of conductor portions having the same height from the surface of the substrate or the semiconductor chip on the substrate or the semiconductor chip;
On the substrate or the semiconductor chip, introducing a thermosetting resin composition in a fluidized state into a gap existing between the adjacent conductor portions;
The thermosetting resin composition in a fluidized state is cured so that substantially the entire surface of the conductor portion facing the gap is covered with a cured product obtained by curing the thermosetting resin composition. Process,
After the step of curing, without polishing the surface of the cured product, forming a metal pattern in contact with the conductor portion;
In this order,
The step of curing is a step of obtaining any structure in the following state (a) or (b):
When the structure is in the state (a) below,
In the step of forming the metal pattern, the metal pattern is formed so as to contact the top,
When the structure is in the state (b) below,
Before the step of forming the metal pattern, further comprising the step of exposing the top by removing the skin layer by means other than polishing,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein in the step of forming the metal pattern, the metal pattern is formed so as to be in contact with the exposed top portion.
(A) A state in which a top portion of the conductor portion located in the height direction of the conductor portion is exposed. (B) A skin layer made of the cured product on the top portion of the conductor portion located in the height direction of the conductor portion. Is attached
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