JP2018037637A - Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method - Google Patents

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八甫谷 明彦
Akihiko Happoya
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve manufacturing efficiency of a semiconductor device.SOLUTION: A semiconductor device of one embodiment comprises a conductive part, an insulation layer, a molecular junction layer and a metallic plating layer. The insulation layer has an exposure part for exposing at least a part of the conductive part. The molecular junction layer is provided at least on a surface of the insulation layer. The metallic plating layer is joined to a surface of the insulation layer by the molecular junction layer. At least a part of the molecular junction layer is chemically bonded with an insulating material included in the insulation layer. At least the part of the molecular junction layer is chemically bonded with metal included in the metallic plating layer. The metallic plating layer is electrically connected with the conductive part through the exposure part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、半導体装置、及び半導体装置の製造方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device.

導電部と、絶縁層と、金属めっき層とを備える半導体装置が知られている。   A semiconductor device including a conductive portion, an insulating layer, and a metal plating layer is known.

特開2016−111026号公報JP 2016-1111026 A

本発明が解決しようとする課題は、半導体装置の生産効率を向上させることである。 The problem to be solved by the present invention is to improve the production efficiency of a semiconductor device.

実施形態の半導体装置は、導電部と、絶縁層と、分子接合層と、金属めっき層とを備えている。前記絶縁層は、前記導電部の少なくとも一部を露出させる露出部を有する。前記分子接合層は、少なくとも前記絶縁層の表面に設けられている。前記金属めっき層は、前記分子接合層によって前記絶縁層の表面に接合されている。前記分子接合層の少なくとも一部は、前記絶縁層に含まれる絶縁素材と化学結合している。前記分子接合層の少なくとも一部は、前記金属めっき層に含まれる金属と化学結合している。前記金属めっき層は、前記露出部を通じて前記導電部に電気的に接続されている。   The semiconductor device according to the embodiment includes a conductive portion, an insulating layer, a molecular bonding layer, and a metal plating layer. The insulating layer has an exposed portion that exposes at least a part of the conductive portion. The molecular bonding layer is provided at least on the surface of the insulating layer. The metal plating layer is bonded to the surface of the insulating layer by the molecular bonding layer. At least a part of the molecular bonding layer is chemically bonded to an insulating material included in the insulating layer. At least a part of the molecular bonding layer is chemically bonded to the metal contained in the metal plating layer. The metal plating layer is electrically connected to the conductive portion through the exposed portion.

第1の実施形態の電子機器の一例を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view illustrating an example of an electronic apparatus according to the first embodiment. 第1の実施形態の半導体パッケージを示す断面図。Sectional drawing which shows the semiconductor package of 1st Embodiment. 第1の実施形態の分子接合層の組成の一例を模式的に示す図。The figure which shows typically an example of a composition of the molecular junction layer of 1st Embodiment. 第1の実施形態の半導体パッケージの製造方法の流れの一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the flow of the manufacturing method of the semiconductor package of 1st Embodiment. 図4に続く半導体パッケージの製造方法の流れの一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the flow of the manufacturing method of the semiconductor package following FIG. 第1の実施形態の変形例の半導体パッケージの一部を示す断面図。Sectional drawing which shows a part of semiconductor package of the modification of 1st Embodiment. 第2の実施形態の半導体パッケージを示す断面図。Sectional drawing which shows the semiconductor package of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の第3分子接合層の周囲を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the circumference | surroundings of the 3rd molecular junction layer of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。Sectional drawing which shows 1 process of the manufacturing method of the semiconductor package of 2nd Embodiment. 図9に続く半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a step of the semiconductor package manufacturing method following FIG. 9; 図10に続く半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a step of the semiconductor package manufacturing method following FIG. 10; 図11に続く半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a step of the semiconductor package manufacturing method following FIG. 11. 図12に続く半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a step of the semiconductor package manufacturing method following FIG. 12; 図13に続く半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a step of the semiconductor package manufacturing method following FIG. 13. 図14に続く半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a step of the semiconductor package manufacturing method following FIG. 14; 図15に続く半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。FIG. 16 is a cross-sectional view showing a step of the semiconductor package manufacturing method following FIG. 15; 図16に続く半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a step of the semiconductor package manufacturing method following FIG. 16; 図17に続く半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。FIG. 18 is a cross-sectional view showing a step of the semiconductor package manufacturing method following FIG. 17; 第4の実施形態の半導体パッケージを示す断面図。Sectional drawing which shows the semiconductor package of 4th Embodiment. 第4の実施形態の半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。Sectional drawing which shows 1 process of the manufacturing method of the semiconductor package of 4th Embodiment. 図20に続く半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。FIG. 21 is a cross-sectional view showing a step of the semiconductor package manufacturing method following FIG. 20; 図21に続く半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。FIG. 22 is a cross-sectional view showing a step of the semiconductor package manufacturing method following FIG. 21; 図22に続く半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。FIG. 23 is a cross-sectional view showing a step of the semiconductor package manufacturing method following FIG. 22; 図23に続く半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。FIG. 24 is a cross-sectional view showing a step of the semiconductor package manufacturing method following FIG. 23; 図24に続く半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。FIG. 25 is a cross-sectional view showing a step of the semiconductor package manufacturing method following FIG. 24; 図25に続く半導体パッケージの製造方法の一工程を示す断面図。FIG. 26 is a cross-sectional view showing a step of the semiconductor package manufacturing method following FIG. 25;

以下、実施形態の半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それらの重複する説明は省略する場合がある。なお、図面は模式的なものであり、各構成要素の数、厚み、幅、比率などは、現実のものと異なることがある。   Hereinafter, a semiconductor package and a method for manufacturing the semiconductor package of the embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are given to configurations having the same or similar functions. And those overlapping descriptions may be omitted. The drawings are schematic, and the number, thickness, width, ratio, and the like of each component may be different from actual ones.

(第1の実施形態)
まず、図1から図5を参照し、第1の実施形態について説明する。
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図1は、第1の実施形態の電子機器1の一例を示す斜視図である。電子機器1には、第1の実施形態の半導体パッケージ10が搭載される。電子機器1は、例えばウェアラブル機器であるが、これに限定されない。電子機器1は、例えば、IOT(Internet Of Things)に対応した電子機器であり、無線または有線によってインターネットに接続可能である。この場合、半導体パッケージ10の一例は、プロセッサ(例えば Central Processing Unit)と、センサと、無線モジュールとを有する。なお、電子機器1および半導体パッケージ10は、上記例に限定されない。電子機器1は、車載用の電子機器でもよく、その他の用途の電子機器でもよい。半導体パッケージ10は、車載用部品やパワー半導体として用いられる半導体部品でもよく、その他の用途に用いられる半導体部品でもよい。また、以下に示す第2から第4の実施形態に係る半導体パッケージ10は、上述したような電子機器1に搭載されてもよい。   FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of an electronic apparatus 1 according to the first embodiment. The electronic device 1 includes the semiconductor package 10 according to the first embodiment. The electronic device 1 is, for example, a wearable device, but is not limited to this. The electronic device 1 is, for example, an electronic device compatible with IOT (Internet Of Things), and can be connected to the Internet wirelessly or by wire. In this case, an example of the semiconductor package 10 includes a processor (for example, Central Processing Unit), a sensor, and a wireless module. The electronic device 1 and the semiconductor package 10 are not limited to the above example. The electronic device 1 may be an in-vehicle electronic device or an electronic device for other purposes. The semiconductor package 10 may be a vehicle component, a semiconductor component used as a power semiconductor, or a semiconductor component used for other purposes. Moreover, the semiconductor package 10 according to the second to fourth embodiments described below may be mounted on the electronic device 1 as described above.

図2は、第1の実施形態の半導体パッケージ10を示す断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the semiconductor package 10 of the first embodiment.

本実施形態の半導体パッケージ10は、例えば、Fan Out Wafer Level Package(FOWLP)である。詳しくは後述するが、半導体パッケージ10は、半導体チップ20と、この半導体チップ20よりも大きな再配線層50とを有する。なお本願で言う「再配線層」とは、半導体チップの端子(例えば導電パッド)に電気的に接続されるとともに半導体チップよりも外周側に延びた導線(例えば再配線)を含む層である。なお、半導体パッケージ10は、FOWLPに限定されず、Wafer Level Chip Size Package(WLCSP)や、その他の種類の半導体パッケージでもよい。半導体パッケージ10は、「半導体装置」の一例である。   The semiconductor package 10 of this embodiment is, for example, a Fan Out Wafer Level Package (FOWLP). As will be described in detail later, the semiconductor package 10 includes a semiconductor chip 20 and a redistribution layer 50 larger than the semiconductor chip 20. The “redistribution layer” referred to in the present application is a layer that includes a conductive wire (for example, redistribution) that is electrically connected to a terminal (for example, a conductive pad) of the semiconductor chip and extends to the outer peripheral side of the semiconductor chip. The semiconductor package 10 is not limited to FOWLP, and may be a wafer level chip size package (WLCSP) or other types of semiconductor packages. The semiconductor package 10 is an example of a “semiconductor device”.

図2に示すように、半導体パッケージ10は、例えば、第1半導体チップ20A、第2半導体チップ20B、第3半導体チップ20C、モールド樹脂部30、下絶縁層40、第1再配線層50、分子接合層60、上絶縁層70、第2再配線層80、及び半田接続部90を備えている。なお、本願では「上」及び「下」を、半導体パッケージ10の製造工程を基準としている。ただし、これら「上」及び「下」などの修飾語は、説明の便宜上付されたものであり、絶縁層40,70の位置や機能、構成を限定するものではない。   As shown in FIG. 2, the semiconductor package 10 includes, for example, a first semiconductor chip 20A, a second semiconductor chip 20B, a third semiconductor chip 20C, a mold resin portion 30, a lower insulating layer 40, a first redistribution layer 50, a molecule. A bonding layer 60, an upper insulating layer 70, a second rewiring layer 80, and a solder connection portion 90 are provided. In the present application, “upper” and “lower” are based on the manufacturing process of the semiconductor package 10. However, these modifiers such as “upper” and “lower” are given for convenience of explanation, and do not limit the position, function, and configuration of the insulating layers 40 and 70.

第1半導体チップ20A、第2半導体チップ20B、および第3半導体チップ20Cは、例えばシリコンを含む半導体を構成素材とする部材であり、例えばベアチップである。第1から第3の半導体チップ20A,20B,20Cの各々の一例は、「シリコンチップ」と称されてもよい。第1から第3の半導体チップ20A,20B,20Cは、例えば、GaNまたはSiCなどを材料とするHFET(Heterojunction F即ちld Effect Transistor)、またはSiを材料とするLDMOS(Lateral Double Diffuse MOS Transistor)などである。また、半導体チップ20A,20B,20Cのその他の例として、光半導体素子、圧電素子、メモリ素子、マイクロコンピュータ素子、センサ素子、又は無線通信用素子などが挙げられる。なお本願で言う「半導体チップ」とは、電気回路を含む部品であればよく、特定の用途の半導体チップに限定されない。   The first semiconductor chip 20A, the second semiconductor chip 20B, and the third semiconductor chip 20C are members made of a semiconductor containing silicon, for example, and are, for example, bare chips. An example of each of the first to third semiconductor chips 20A, 20B, and 20C may be referred to as a “silicon chip”. The first to third semiconductor chips 20A, 20B, and 20C are, for example, HFET (Heterojunction F or ld Effect Transistor) made of GaN or SiC, or LDMOS (Lateral Double Diffuse MOS Transistor) made of Si. It is. Other examples of the semiconductor chips 20A, 20B, and 20C include an optical semiconductor element, a piezoelectric element, a memory element, a microcomputer element, a sensor element, and a wireless communication element. The “semiconductor chip” referred to in the present application may be a component including an electric circuit, and is not limited to a semiconductor chip for a specific application.

例えば、第1半導体チップ20Aは、プロセッサ(例えば Central Processing Unit)である。例えば、第2半導体チップ20Bは、加速度、傾き、地磁気、温度、振動またはその他の物理量の少なくとも1つを検出するセンサである。例えば、第3半導体チップ20Cは、無線通信モジュールである。第1半導体チップ20Aは、第2半導体チップ20B及び第3半導体チップ20Cを制御することで、第2半導体チップ20Bが検出した検出結果を、第3半導体チップ20Cによって半導体チップ20の外部に無線送信する。なお、第1から第3の半導体チップ20A,20B,20Cの機能は、上記例に限定されない。また、半導体パッケージ10は、複数の半導体チップを有する半導体パッケージに限定されず、少なくとも1つの半導体チップを有すればよい。なお、以下の説明では、第1から第3の半導体チップ20A,20B,20Cを特に区別しない場合は、半導体チップ20と称する。   For example, the first semiconductor chip 20A is a processor (for example, Central Processing Unit). For example, the second semiconductor chip 20B is a sensor that detects at least one of acceleration, inclination, geomagnetism, temperature, vibration, and other physical quantities. For example, the third semiconductor chip 20C is a wireless communication module. The first semiconductor chip 20A wirelessly transmits the detection result detected by the second semiconductor chip 20B to the outside of the semiconductor chip 20 by the third semiconductor chip 20C by controlling the second semiconductor chip 20B and the third semiconductor chip 20C. To do. The functions of the first to third semiconductor chips 20A, 20B, and 20C are not limited to the above example. Further, the semiconductor package 10 is not limited to a semiconductor package having a plurality of semiconductor chips, and may have at least one semiconductor chip. In the following description, the first to third semiconductor chips 20A, 20B, and 20C are referred to as a semiconductor chip 20 unless otherwise distinguished.

図2に示すように、半導体チップ20は、複数の導電パッド(接続部、電気接続部)21を有する。導電パッド21は、「端子」の一例である。複数の導電パッド21は、半導体チップ20の表面に露出している。なお、図2中では図示しないが、第2及び第3の半導体チップ20B,20Cも、第1半導体チップ20Aと同様に、複数の導電パッド21を有する。導電パッド21は、金属(即ち金属素材)21mによって形成されている。金属21mは、例えば、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金(例えばアルミニウム−シリコン系合金等)などであるが、これらに限定されない。   As shown in FIG. 2, the semiconductor chip 20 has a plurality of conductive pads (connection portions, electrical connection portions) 21. The conductive pad 21 is an example of a “terminal”. The plurality of conductive pads 21 are exposed on the surface of the semiconductor chip 20. Although not shown in FIG. 2, the second and third semiconductor chips 20B and 20C also have a plurality of conductive pads 21 similarly to the first semiconductor chip 20A. The conductive pad 21 is formed of a metal (that is, a metal material) 21m. The metal 21m is, for example, copper, a copper alloy, aluminum, an aluminum alloy (for example, an aluminum-silicon alloy), or the like, but is not limited thereto.

モールド樹脂部(即ち絶縁部)30は、第1から第3の半導体チップ20A,20B,20Cを覆っている。モールド樹脂部30は、第1から第3の半導体チップ20A,20B,20Cを一体に封止している。モールド樹脂部30は、半導体チップ20に面した第1部分(即ち第1領域)31と、半導体チップ20の外周側(例えば第1から第3の半導体チップ20A,20B,20Cの外周側)に設けられた第2部分(即ち.第2領域)32とを有する。   The mold resin part (that is, the insulating part) 30 covers the first to third semiconductor chips 20A, 20B, and 20C. The mold resin part 30 integrally seals the first to third semiconductor chips 20A, 20B, and 20C. The mold resin portion 30 is provided on the first portion (that is, the first region) 31 facing the semiconductor chip 20 and on the outer peripheral side of the semiconductor chip 20 (for example, on the outer peripheral side of the first to third semiconductor chips 20A, 20B, and 20C). And a second portion (i.e., second region) 32 provided.

下絶縁層40は、半導体チップ20及びモールド樹脂部30に対して積層されている。下絶縁層40は、第1部分(即ち第1領域)41と、第2部分(即ち第2領域)42とを有する。第1部分41は、半導体チップ20と第1再配線層50との間に設けられている。第1部分41は、下絶縁層40の厚さ方向(即ち半導体チップ20に対する下絶縁層40の積層方向)において、半導体チップ20と重なる。一方で、第2部分42は、モールド樹脂部30の第2部分32と第1再配線層50との間に設けられている。第2部分42は、下絶縁層40の厚さ方向において、モールド樹脂部30の第2部分32と重なる。下絶縁層40は、絶縁素材40mによって形成されている。絶縁素材40mは、例えば、アクリル樹脂、オキセタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はポリベンゾオキサゾール樹脂などであるが、これらに限定されない。下絶縁層40は、「ベース絶縁層」と称されてもよい。ただし、この名称は、下絶縁層40の位置や機能、構成を限定するものではない。   The lower insulating layer 40 is laminated on the semiconductor chip 20 and the mold resin portion 30. The lower insulating layer 40 has a first portion (ie, a first region) 41 and a second portion (ie, a second region) 42. The first portion 41 is provided between the semiconductor chip 20 and the first redistribution layer 50. The first portion 41 overlaps the semiconductor chip 20 in the thickness direction of the lower insulating layer 40 (that is, the stacking direction of the lower insulating layer 40 with respect to the semiconductor chip 20). On the other hand, the second portion 42 is provided between the second portion 32 of the mold resin portion 30 and the first rewiring layer 50. The second portion 42 overlaps the second portion 32 of the mold resin portion 30 in the thickness direction of the lower insulating layer 40. The lower insulating layer 40 is formed of an insulating material 40m. The insulating material 40m is, for example, an acrylic resin, an oxetane resin, an epoxy resin, a polyimide resin, or a polybenzoxazole resin, but is not limited thereto. The lower insulating layer 40 may be referred to as a “base insulating layer”. However, this name does not limit the position, function, or configuration of the lower insulating layer 40.

第1再配線層50は、下絶縁層40の表面に設けられている。第1再配線層50は、下絶縁層40と上絶縁層70との間に設けられている。第1再配線層50は、半導体チップ20の導電パッド21に電気的に接続された複数の導線51を含む層である。複数の導線51は、半導体チップ20の電子信号が流れる。なお本願で言う「半導体チップの電気信号」とは、半導体チップ20からの電気信号(例えば半導体チップ20から送られた電気信号)及び半導体チップ20への電気信号(例えば半導体チップ20が受け取る電気信号)の少なくとも一方を含む。導線51は、「第1導線(例えば第1再配線)」の一例である。例えば、複数の導線51は、下絶縁層40の第1部分41と第2部分42とに亘って延びている。   The first rewiring layer 50 is provided on the surface of the lower insulating layer 40. The first redistribution layer 50 is provided between the lower insulating layer 40 and the upper insulating layer 70. The first redistribution layer 50 is a layer that includes a plurality of conductive wires 51 that are electrically connected to the conductive pads 21 of the semiconductor chip 20. Electronic signals from the semiconductor chip 20 flow through the plurality of conductive wires 51. The “electric signal of the semiconductor chip” referred to in the present application means an electric signal from the semiconductor chip 20 (for example, an electric signal sent from the semiconductor chip 20) and an electric signal to the semiconductor chip 20 (for example, an electric signal received by the semiconductor chip 20). ). The conducting wire 51 is an example of a “first conducting wire (for example, a first rewiring)”. For example, the plurality of conductive wires 51 extend across the first portion 41 and the second portion 42 of the lower insulating layer 40.

第1再配線層50は、導線51に加えて、第1ビア52と、ビア受け部(即ちビア接続部)53とを含む。第1ビア52は、例えば、有底のビアである。第1ビア52は、少なくとも1つの導線51に物理的及び電気的に接続されている。第1ビア52は、下絶縁層40のなかに窪んだ窪み52aを有する。第1ビア52は、導線51から半導体チップ20に向けて延びており(即ちモールド樹脂部30に向けて延びており)、下絶縁層40を貫通している。第1ビア52は、半導体チップ20の導電パッド21に物理的及び電気的に接続されている。これにより、導線51は、第1ビア52を介して半導体チップ20の導電パッド21に電気的に接続されている。第1ビア52の窪み52aの内側には、後述する上絶縁層70の一部が収容されている。   The first redistribution layer 50 includes a first via 52 and a via receiving portion (that is, a via connection portion) 53 in addition to the conductive wire 51. The first via 52 is, for example, a bottomed via. The first via 52 is physically and electrically connected to at least one conductive wire 51. The first via 52 has a recess 52 a that is recessed in the lower insulating layer 40. The first via 52 extends from the conductive wire 51 toward the semiconductor chip 20 (that is, extends toward the mold resin portion 30) and penetrates the lower insulating layer 40. The first via 52 is physically and electrically connected to the conductive pad 21 of the semiconductor chip 20. Thereby, the conducting wire 51 is electrically connected to the conductive pad 21 of the semiconductor chip 20 through the first via 52. A part of the upper insulating layer 70 described later is accommodated inside the recess 52 a of the first via 52.

ビア受け部53は、第1再配線層50のなかで、後述する第2再配線層80の第2ビア82が接続される部分である。ビア受け部53は、上絶縁層70の厚さ方向(即ち第1再配線層50に対する上絶縁層70の積層方向)で第2ビア82に面し、第2ビア82に物理的及び電気的に接続されている。ビア受け部53は、「導体部」の一例である。ビア受け部53は、少なくとも1つの導線51と物理的及び電気的に接続されている。   The via receiving portion 53 is a portion in the first redistribution layer 50 to which a second via 82 of the second redistribution layer 80 described later is connected. The via receiving portion 53 faces the second via 82 in the thickness direction of the upper insulating layer 70 (that is, the stacking direction of the upper insulating layer 70 with respect to the first redistribution layer 50), and physically and electrically contacts the second via 82. It is connected to the. The via receiving portion 53 is an example of a “conductor portion”. The via receiving portion 53 is physically and electrically connected to at least one conductive wire 51.

別の観点で見ると、第1再配線層50は、半導体チップ20に対して、半導体チップ20の電気信号の導線として設けられた層である。第1再配線層50は、導電素材(例えば導電性金属)50mによって形成されている。導電素材50mは、例えば、Au、Ni、Cu、Pt、Sn、又はPdなどであるが、これらに限定されない。本実施形態では導電素材50mは、Cuである。導電素材50mは、「第1導電素材」の一例である。第1再配線層50は、例えばめっきによって形成されている。導電素材50mは、導電パッド21を形成する導電素材21mと同じでもよく、異なってもよい。   From another point of view, the first redistribution layer 50 is a layer provided as an electric signal conducting wire of the semiconductor chip 20 with respect to the semiconductor chip 20. The first redistribution layer 50 is formed of a conductive material (for example, conductive metal) 50m. The conductive material 50m is, for example, Au, Ni, Cu, Pt, Sn, or Pd, but is not limited thereto. In the present embodiment, the conductive material 50m is Cu. The conductive material 50m is an example of a “first conductive material”. The first rewiring layer 50 is formed by plating, for example. The conductive material 50m may be the same as or different from the conductive material 21m forming the conductive pad 21.

分子接合層60は、第1再配線層50の少なくとも一部の表面に設けられている。本実施形態では、分子接合層60は、第1再配線層50の略全部の表面に設けられている。分子接合層60は、「第1分子接合層」の一例である。なお、分子接合層60については、詳しく後述する。   The molecular bonding layer 60 is provided on at least a part of the surface of the first rewiring layer 50. In the present embodiment, the molecular bonding layer 60 is provided on substantially the entire surface of the first rewiring layer 50. The molecular bonding layer 60 is an example of a “first molecular bonding layer”. The molecular bonding layer 60 will be described later in detail.

上絶縁層70は、第1再配線層50に対して、下絶縁層40とは反対側に設けられている。上絶縁層70は、「第1絶縁層」の一例である。上絶縁層70は、分子接合層60の少なくとも一部を覆う。本実施形態では、上絶縁層70は、分子接合層60の略全部を覆う。上絶縁層70は、下絶縁層40の第1部分41と重なる第1部分(即ち第1領域)71と、下絶縁層40の第2部分42と重なる第2部分(即ち第2領域)72とを有する。上絶縁層70は、絶縁素材70mによって形成されている。絶縁素材70mは、例えば、アクリル樹脂、オキセタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はポリベンゾオキサゾール樹脂などであるが、これらに限定されない。絶縁素材70mは、「第1絶縁素材」の一例である。絶縁素材70mは、下絶縁層40を形成する絶縁素材40mと同じでもよく、異なってもよい。   The upper insulating layer 70 is provided on the side opposite to the lower insulating layer 40 with respect to the first redistribution layer 50. The upper insulating layer 70 is an example of a “first insulating layer”. The upper insulating layer 70 covers at least a part of the molecular bonding layer 60. In the present embodiment, the upper insulating layer 70 covers substantially the entire molecular bonding layer 60. The upper insulating layer 70 includes a first portion (that is, a first region) 71 that overlaps the first portion 41 of the lower insulating layer 40 and a second portion (that is, a second region) 72 that overlaps the second portion 42 of the lower insulating layer 40. And have. The upper insulating layer 70 is formed of an insulating material 70m. The insulating material 70m is, for example, an acrylic resin, an oxetane resin, an epoxy resin, a polyimide resin, or a polybenzoxazole resin, but is not limited thereto. The insulating material 70m is an example of a “first insulating material”. The insulating material 70m may be the same as or different from the insulating material 40m forming the lower insulating layer 40.

第2再配線層80は、上絶縁層70の表面に設けられている。第2再配線層80は、上絶縁層70に対して第1再配線層50とは反対側に設けられている。第2再配線層80は、第1再配線層50の導線51に電気的に接続されている。また、本実施形態では、第2再配線層80は、半導体パッケージ10の外面に設けられた端子部81を有する。端子部81は、第2ビア82を含む。第2ビア82は、例えば、有底のビアである。第2ビア82は、上絶縁層70のなかに窪んだ窪み82aを有する。第2ビア82は、第1再配線層50に向けて延びており、上絶縁層70を貫通している。第2ビア82は、第1再配線層50のビア受け部53に物理的及び電気的に接続されている。これにより、第2再配線層80は、第1再配線層50の導線51に電気的に接続されている。また、第2再配線層80は、第1再配線層50を介して半導体チップ20の導電パッド21に電気的に接続されている。第2再配線層80は、導電素材(例えば導電性金属)80mによって設けられている。導電素材80mは、例えばAu、Ni、Cu、Pt、Sn、又はPdなどであるが、これらに限定されない。本実施形態では導電素材80mは、Cuである。導電素材80mは、「第2導電素材」の一例である。第2再配線層80は、例えばめっきによって形成されている。導電素材80mは、第1再配線層50を形成する導電素材50m及び導電パッド21を形成する導電素材21mと同じでもよく、異なってもよい。   The second rewiring layer 80 is provided on the surface of the upper insulating layer 70. The second rewiring layer 80 is provided on the side opposite to the first rewiring layer 50 with respect to the upper insulating layer 70. The second redistribution layer 80 is electrically connected to the conducting wire 51 of the first redistribution layer 50. In the present embodiment, the second redistribution layer 80 includes a terminal portion 81 provided on the outer surface of the semiconductor package 10. The terminal part 81 includes a second via 82. The second via 82 is, for example, a bottomed via. The second via 82 has a recess 82 a that is recessed in the upper insulating layer 70. The second via 82 extends toward the first redistribution layer 50 and penetrates the upper insulating layer 70. The second via 82 is physically and electrically connected to the via receiving portion 53 of the first rewiring layer 50. Thereby, the second redistribution layer 80 is electrically connected to the conducting wire 51 of the first redistribution layer 50. The second redistribution layer 80 is electrically connected to the conductive pads 21 of the semiconductor chip 20 via the first redistribution layer 50. The second rewiring layer 80 is provided by a conductive material (for example, conductive metal) 80m. The conductive material 80m is, for example, Au, Ni, Cu, Pt, Sn, or Pd, but is not limited thereto. In the present embodiment, the conductive material 80m is Cu. The conductive material 80m is an example of a “second conductive material”. The second rewiring layer 80 is formed by plating, for example. The conductive material 80m may be the same as or different from the conductive material 50m that forms the first redistribution layer 50 and the conductive material 21m that forms the conductive pad 21.

半田接続部90は、「接続部」、「外部接続端子」のそれぞれ一例である。半田接続部90は、外部モジュール(例えば回路基板)と、半導体パッケージ10とを物理的及び電気的に接続する接続部である。半田接続部90は、第2再配線層80の端子部81に設けられている。半田接続部90の一部は、端子部81の第2ビア82の内側に収容されている。半田接続部90は、例えば、半田ボールまたは半田バンプである。なお、「接続部」は、半田接続部に限定されず、導電性ペーストなどで形成される導電部や、その他の種類の導電部でもよい。   The solder connection portion 90 is an example of each of “connection portion” and “external connection terminal”. The solder connection unit 90 is a connection unit that physically and electrically connects an external module (for example, a circuit board) and the semiconductor package 10. The solder connection part 90 is provided in the terminal part 81 of the second rewiring layer 80. A part of the solder connection portion 90 is accommodated inside the second via 82 of the terminal portion 81. The solder connection part 90 is, for example, a solder ball or a solder bump. The “connection portion” is not limited to the solder connection portion, and may be a conductive portion formed of a conductive paste or the like, or another type of conductive portion.

次に、分子接合層60について説明する。   Next, the molecular bonding layer 60 will be described.

図2に示すように、分子接合層60は、第1再配線層50と上絶縁層70との間に設けられている。分子接合層60は、第1再配線層50と上絶縁層70との両方に化学結合している。これにより、分子接合層60は、第1再配線層50と上絶縁層70とを接合している。なお、分子接合層60は、実際には非常に薄いが、説明の便宜上、各図中ではある程度の厚さで示している。   As shown in FIG. 2, the molecular bonding layer 60 is provided between the first rewiring layer 50 and the upper insulating layer 70. The molecular bonding layer 60 is chemically bonded to both the first redistribution layer 50 and the upper insulating layer 70. Thereby, the molecular bonding layer 60 bonds the first rewiring layer 50 and the upper insulating layer 70 together. The molecular bonding layer 60 is actually very thin, but for convenience of explanation, it is shown with a certain thickness in each figure.

分子接合層60は、分子接合剤によって形成される分子接合体60r(図3参照)を含む。分子接合剤は、例えば樹脂及び金属と化学結合(例えば共有結合)を形成し得る化合物である。なお本願で言う「共有結合」とは、共有結合性を有する結合を広く意味し、配位結合及び準共有結合なども含む。また本願で言う「分子接合体」とは、分子接合剤が化学結合(即ち化学反応)した後に接合部に残る物質を意味する。   The molecular bonding layer 60 includes a molecular bonding body 60r (see FIG. 3) formed by a molecular bonding agent. The molecular bonding agent is a compound that can form a chemical bond (for example, a covalent bond) with, for example, a resin and a metal. Note that the term “covalent bond” in the present application broadly means a bond having a covalent bond, and includes a coordination bond and a quasicovalent bond. The term “molecular conjugate” as used in the present application refers to a substance that remains at the junction after the chemical bonding (ie, chemical reaction) of the molecular bonding agent.

分子接合剤としては、例えば、トリアジン誘導体などの化合物が挙げられる。トリアジン誘導体としては、以下の一般式(C1)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the molecular bonding agent include compounds such as triazine derivatives. Examples of the triazine derivative include compounds represented by the following general formula (C1).

(C1)

Figure 2018037637
(式中、Rは、炭化水素基又は異種原子もしくは官能基が介在してもよい炭化水素基を示し、Xは、水素原子又は炭化水素基を示し、Yは、アルコキシ基を示し、
Zは、塩を形成していてもよい、チオール基、アミノ基もしくはアジド基、又は異種原子もしくは官能基が介在してもよい炭化水素基を示し、n1は1〜3までの整数であり、n2は1〜2までの整数である。)
上記一般式(C1)において、Rは、好ましくは炭素数1〜7の炭化水素基、又はこれらの主鎖に窒素原子が介在するものを示す。Xは、炭素数1〜3の炭化水素基を示す。Yは、炭素数1〜3のアルコキシ基を示す。n1は、好ましくは3である。n2は、好ましくは2である。Zは、好ましくは塩を形成していてもよい、チオール基、アミノ基もしくはアジド基、又はアルキル基を示す。塩を形成するカチオンの元素としては、アルカリ金属が好ましく、中でもLi、Na、K又はCsがさらに好ましい。なお、n2が2である場合は、少なくとも1つのZは、塩を形成している、チオール基、アミノ基又はアジド基を示すことが好ましい。 (C1)
Figure 2018037637
(In the formula, R represents a hydrocarbon group or a hydrocarbon group in which a hetero atom or a functional group may intervene, X represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group, Y represents an alkoxy group,
Z represents a thiol group, an amino group or an azide group which may form a salt, or a hydrocarbon group which may be intervened by a hetero atom or a functional group, n1 is an integer from 1 to 3, n2 is an integer from 1 to 2. )
In the above general formula (C1), R preferably represents a hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms, or a group in which a nitrogen atom is interposed in the main chain. X shows a C1-C3 hydrocarbon group. Y shows a C1-C3 alkoxy group. n1 is preferably 3. n2 is preferably 2. Z preferably represents a thiol group, an amino group or an azide group, or an alkyl group, which may form a salt. As an element of the cation forming the salt, an alkali metal is preferable, and Li, Na, K, or Cs is more preferable among them. In addition, when n2 is 2, it is preferable that at least 1 Z shows the thiol group, amino group, or azide group which forms the salt.

分子接合層60の少なくとも一部(即ち 分子接合層60を形成する分子接合剤の少なくとも一部)は、第1再配線層50の導線51に含まれる導電素材50mと化学結合(例えば共有結合)している。同様に、分子接合層60の少なくとも一部(即ち 分子接合層60を形成する分子接合剤の少なくとも一部)は、上絶縁層70に含まれる絶縁素材70mと化学結合(例えば共有結合)している。これにより、分子接合層60は、第1再配線層50の導線51と上絶縁層70とを接合している。   At least a part of the molecular bonding layer 60 (that is, at least a part of the molecular bonding agent forming the molecular bonding layer 60) is chemically bonded (for example, covalently bonded) to the conductive material 50m included in the conductive wire 51 of the first rewiring layer 50. doing. Similarly, at least a part of the molecular bonding layer 60 (that is, at least a part of the molecular bonding agent forming the molecular bonding layer 60) is chemically bonded (for example, covalently bonded) to the insulating material 70m included in the upper insulating layer 70. Yes. Thereby, the molecular bonding layer 60 bonds the conducting wire 51 of the first rewiring layer 50 and the upper insulating layer 70 together.

分子接合剤が、第1再配線層50の導線51の導電素材50mと、上絶縁層70の絶縁素材70mとに化学結合(例えば共有結合)することで、第1再配線層50の導線51と上絶縁層70とを密着力高く接合することができる。これにより、例えば外部モジュールに対して半田接続部90を接続するためのリフロー工程などにおいて、第1再配線層50から上絶縁層70が剥がれてしまうことが抑制される。   The molecular bonding agent is chemically bonded (for example, covalently bonded) to the conductive material 50m of the conductive wire 51 of the first rewiring layer 50 and the insulating material 70m of the upper insulating layer 70, whereby the conductive wire 51 of the first rewiring layer 50 is used. And the upper insulating layer 70 can be bonded with high adhesion. This suppresses the upper insulating layer 70 from being peeled off from the first rewiring layer 50 in, for example, a reflow process for connecting the solder connection portion 90 to the external module.

図3は、分子接合層60の組成の一例を模式的に示す図である。   FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of the composition of the molecular bonding layer 60.

図3に示すように、分子接合層60は、例えば、複数の分子接合体60rを含む。分子接合体60rは、上述の分子接合剤が接合対象物(first member and second member)と化学反応することで形成された分子接合剤残基を含む。例えば、分子接合体60rは、上述の分子接合剤が第1再配線層50及び上絶縁層70と化学反応することで形成された分子接合剤残基を含む。分子接合剤残基は、例えば、図3に示すような、トリアジンジチオール残基である。なお、分子接合体60rは、図3中の”S”や”Z”を含んでもよい。図3中の”Z”の一例は、アミノヒドロカルビルシロキシ基である。例えば、分子接合層60に含まれる少なくとも1つの分子接合体60rは、第1再配線層50の導線51に含まれる導電素材50mと上絶縁層70に含まれる絶縁素材70mとの両方に化学結合(例えば共有結合)している。言い換えると、分子接合層60に含まれる分子接合剤の1分子(例えば分子接合体60r)は、第1再配線層50の導線51に含まれる導電素材50mと上絶縁層70に含まれる絶縁素材70mとの両方に化学結合(例えば共有結合)している。   As shown in FIG. 3, the molecular bonding layer 60 includes, for example, a plurality of molecular bonding bodies 60r. The molecular conjugate 60r includes a molecular conjugate residue formed by a chemical reaction of the above-described molecular conjugate with a first member and a second member. For example, the molecular conjugate 60r includes molecular junction residues formed by the chemical reaction of the molecular junction described above with the first rewiring layer 50 and the upper insulating layer 70. The molecular bonding agent residue is, for example, a triazine dithiol residue as shown in FIG. The molecular conjugate 60r may include “S” and “Z” in FIG. An example of “Z” in FIG. 3 is an aminohydrocarbylsiloxy group. For example, at least one molecular bonded body 60 r included in the molecular bonding layer 60 is chemically bonded to both the conductive material 50 m included in the conductive wire 51 of the first redistribution layer 50 and the insulating material 70 m included in the upper insulating layer 70. (For example, covalent bond). In other words, one molecule of molecular bonding agent (for example, molecular bonded body 60 r) included in the molecular bonding layer 60 is composed of the conductive material 50 m included in the conductive wire 51 of the first rewiring layer 50 and the insulating material included in the upper insulating layer 70. It is chemically bonded (for example, covalent bond) to both of 70m.

図2に示すように、本実施形態では、分子接合層60は、第1部分61と、第2部分62と、第3部分63とを有する。第1部分61は、上述したように、第1再配線層50の導線51と上絶縁層70との間に設けられ、第1再配線層50の導線51と上絶縁層70との両方に化学結合(例えば共有結合)している。これにより、第1部分61は、第1再配線層50の導線51と上絶縁層70とを接合している。   As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the molecular bonding layer 60 includes a first portion 61, a second portion 62, and a third portion 63. As described above, the first portion 61 is provided between the conducting wire 51 of the first redistribution layer 50 and the upper insulating layer 70, and is provided on both the conducting wire 51 and the upper insulating layer 70 of the first redistribution layer 50. It is chemically bonded (for example, covalent bond). Thereby, the first portion 61 joins the conducting wire 51 of the first redistribution layer 50 and the upper insulating layer 70.

第2部分62は、第1ビア52の窪み52aの内側に設けられている。第2部分62は、第1ビア52の窪み52aの内面(即ち第1ビア52の内面)に沿って設けられ、第1部分61とは異なる方向に延びている。第2部分62は、例えば、半導体チップ20と下絶縁層40との境界面に対して交差する方向に延びている。第2部分62は、第1ビア52の内面と上絶縁部70との間に設けられ、第1ビア52と上絶縁層70との両方に化学結合(例えば共有結合)している。詳しく述べると、第2部分62の少なくとも一部(即ち 分子接合層60を形成する分子接合剤の少なくとも一部)は、第1ビア52に含まれる導電素材50mと化学結合(例えば共有結合)している。同様に、第2部分62の少なくとも一部(即ち 分子接合層60を形成する分子接合剤の少なくとも一部)は、第1ビア52の窪み52aの内側で上絶縁層70に含まれる絶縁素材70mと化学結合(例えば共有結合)している。これにより、第2部分62は、第1ビア52の窪み52aの内側で、第1ビア52と上絶縁層70とを接合している。   The second portion 62 is provided inside the recess 52 a of the first via 52. The second portion 62 is provided along the inner surface of the recess 52 a of the first via 52 (that is, the inner surface of the first via 52), and extends in a direction different from the first portion 61. For example, the second portion 62 extends in a direction intersecting with the boundary surface between the semiconductor chip 20 and the lower insulating layer 40. The second portion 62 is provided between the inner surface of the first via 52 and the upper insulating portion 70, and is chemically bonded (for example, covalently bonded) to both the first via 52 and the upper insulating layer 70. More specifically, at least a portion of the second portion 62 (that is, at least a portion of the molecular bonding agent forming the molecular bonding layer 60) is chemically bonded (for example, covalently bonded) to the conductive material 50m included in the first via 52. ing. Similarly, at least a part of the second portion 62 (that is, at least a part of the molecular bonding agent forming the molecular bonding layer 60) is an insulating material 70m included in the upper insulating layer 70 inside the recess 52a of the first via 52. And a chemical bond (for example, a covalent bond). Accordingly, the second portion 62 joins the first via 52 and the upper insulating layer 70 inside the recess 52 a of the first via 52.

第3部分63は、第1再配線層50のビア受け部53と第2再配線層80の第2ビア82との間に設けられ、第1再配線層50のビア受け部53と第2再配線層80の第2ビア82との両方に化学結合(例えば共有結合)している。詳しく述べると、第3部分63の少なくとも一部(即ち 分子接合層60を形成する分子接合剤の少なくとも一部)は、第1再配線層50のビア受け部53に含まれる導電素材50mと化学結合(例えば共有結合)している。同様に、第3部分63の少なくとも一部(即ち 分子接合層60を形成する分子接合剤の少なくとも一部)は、第2ビア82に含まれる導電素材80mと化学結合(例えば共有結合)している。これにより、分子接合層60は、第1再配線層50のビア受け部53と第2再配線層80の第2ビア82とを接合している。   The third portion 63 is provided between the via receiving portion 53 of the first rewiring layer 50 and the second via 82 of the second rewiring layer 80, and the second receiving portion 53 of the first rewiring layer 50 and the second It is chemically bonded (for example, covalently bonded) to both the second via 82 of the rewiring layer 80. More specifically, at least a part of the third portion 63 (that is, at least a part of the molecular bonding agent forming the molecular bonding layer 60) is chemically coupled with the conductive material 50m included in the via receiving portion 53 of the first rewiring layer 50. They are linked (eg, covalently bonded). Similarly, at least a part of the third portion 63 (that is, at least a part of the molecular bonding agent forming the molecular bonding layer 60) is chemically bonded (for example, covalently bonded) to the conductive material 80m included in the second via 82. Yes. Thereby, the molecular bonding layer 60 bonds the via receiving portion 53 of the first rewiring layer 50 and the second via 82 of the second rewiring layer 80.

ここで、分子接合層60の分子接合体60rは、例えば完全に均一に分散していない。第2再配線層80の第2ビア82は、複数の分子接合体60rの間の位置(即ち分子接合体60rが存在しない領域)で、第1再配線層50のビア受け部53に接する。これにより、第2再配線層80の第2ビア82と第1再配線層50のビア受け部53とが電気的に接続される。   Here, the molecular bonded body 60r of the molecular bonding layer 60 is not completely uniformly dispersed, for example. The second via 82 of the second redistribution layer 80 is in contact with the via receiving portion 53 of the first redistribution layer 50 at a position between the plurality of molecular assemblies 60r (that is, a region where the molecular junction 60r does not exist). As a result, the second via 82 of the second rewiring layer 80 and the via receiving portion 53 of the first rewiring layer 50 are electrically connected.

例えば、第1再配線層50と上絶縁層70との間との間の密着強度は、2MPa以上であることが好ましく、5MPa以上であることがより好ましく、6MPa以上であることがさらに好ましく、10MPa以上であることが特に好ましい。また、この測定時の破壊モードは、接合界面ではなく、上絶縁層70が破壊されるモードとなるのことが好ましい。密着強度は、例えば、ダイシェアテストによって測定することができる。引張試験の具体例としては、MIL−STD883G、即ちC−60749−19、又はEIAJ ED−4703等に規定された方法が挙げられる。また別の観点では、第1再配線層50と上絶縁層70との密着強度は、0.5N/mm以上であることが好ましく、1N/mm以上であることがより好ましい。密着強度は、例えば、ピール強度試験によって測定することができる。試験の具体例として、日本工業規格(JISC5012)に規定された方法が挙げられる。   For example, the adhesion strength between the first rewiring layer 50 and the upper insulating layer 70 is preferably 2 MPa or more, more preferably 5 MPa or more, further preferably 6 MPa or more, It is particularly preferable that the pressure be 10 MPa or more. Moreover, it is preferable that the destruction mode at the time of the measurement is a mode in which the upper insulating layer 70 is broken instead of the bonding interface. The adhesion strength can be measured by, for example, a die shear test. Specific examples of the tensile test include a method defined in MIL-STD 883G, that is, C-60749-19, EIAJ ED-4703, or the like. From another viewpoint, the adhesion strength between the first redistribution layer 50 and the upper insulating layer 70 is preferably 0.5 N / mm or more, and more preferably 1 N / mm or more. The adhesion strength can be measured by, for example, a peel strength test. As a specific example of the test, there is a method defined in Japanese Industrial Standard (JISC5012).

分子接合層60は、0.5nm以上、好ましくは1nm以上、また20nm以下の厚みを有していてもよい。分子接合層60の厚みは、例えば、1nm以上10nm以下であることがより好ましい。第1再配線層50の導線51の面積に対する分子接合剤の被覆密度(即ち分子接合層60の被膜密度)は、20%以上であり、30%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましい。例えば、第1再配線層50の導線51の面積に対する分子接合剤の被覆密度は、80%以下である。すなわち、第1再配線層50の導線51の面積に対する分子接合剤の被覆密度は、例えば、20〜80%であり、30〜80%が好ましく、50〜80%がより好ましい。なお、分子接合剤の被覆密度が100面積%である場合、分子接合剤が被覆すべき対象物の表面に対して理論上最密に充填されていると定義する。分子接合剤の被覆密度は、X線回折法による測定結果から求めることができる。   The molecular bonding layer 60 may have a thickness of 0.5 nm or more, preferably 1 nm or more and 20 nm or less. The thickness of the molecular bonding layer 60 is more preferably, for example, from 1 nm to 10 nm. The coating density of the molecular bonding agent (that is, the coating density of the molecular bonding layer 60) with respect to the area of the conducting wire 51 of the first redistribution layer 50 is 20% or more, preferably 30% or more, and preferably 50% or more. It is more preferable. For example, the coating density of the molecular bonding agent with respect to the area of the conducting wire 51 of the first rewiring layer 50 is 80% or less. That is, the coating density of the molecular bonding agent with respect to the area of the conducting wire 51 of the first redistribution layer 50 is, for example, 20 to 80%, preferably 30 to 80%, and more preferably 50 to 80%. In addition, when the coating density of the molecular bonding agent is 100 area%, it is defined that the molecular bonding agent is theoretically closest packed to the surface of the object to be coated. The coating density of the molecular bonding agent can be obtained from the measurement result by the X-ray diffraction method.

第1再配線層50の導線51の面積に対する分子接合剤の被覆密度が上記下限値以上であると、第1再配線層50と上絶縁層70との密着性をより高めることができる。また、第1再配線層50の導線51の面積に対する分子接合剤の被覆密度が上記上限値以下であると、第1再配線層50のビア受け部53と第2再配線層80の第2ビア82との電気的接続を容易に確保することができる。   When the coating density of the molecular bonding agent with respect to the area of the conducting wire 51 of the first rewiring layer 50 is equal to or higher than the lower limit value, the adhesion between the first rewiring layer 50 and the upper insulating layer 70 can be further improved. Further, when the coating density of the molecular bonding agent with respect to the area of the conductive wire 51 of the first redistribution layer 50 is equal to or less than the upper limit, the via receiving portion 53 of the first redistribution layer 50 and the second of the second redistribution layer 80 are provided. Electrical connection with the via 82 can be easily ensured.

例えば、分子接合層60の少なくとも一部は、単分子膜状である。本実施形態では、分子接合層60の略全部が単分子膜状に形成されている。分子接合層60における単分子膜状に形成された部分では、1分子の分子接合剤(即ち分子接合体60r)が第1再配線層50の導電素材50mと上絶縁層70の絶縁素材70mとの両方に化学結合(例えば共有結合)している。よって、第1再配線層50と上絶縁層70との密着性をより高めることができる。さらに、分子接合層60による半導体パッケージ10の厚みの増加が最小限に抑えられる。分子接合層60の多くの面積を占める部分が単分子膜状であることが好ましい。例えば、第1再配線層50の表面のうち分子接合層60に被覆された面積の30〜100%に相当する部位が単分子膜状であることがより好ましい。   For example, at least a part of the molecular bonding layer 60 has a monomolecular film shape. In the present embodiment, substantially all of the molecular bonding layer 60 is formed as a monomolecular film. In a portion of the molecular bonding layer 60 formed as a monomolecular film, one molecule of molecular bonding agent (that is, a molecular bonded body 60r) is formed by the conductive material 50m of the first rewiring layer 50 and the insulating material 70m of the upper insulating layer 70. Both are chemically bonded (for example, covalently bonded). Therefore, the adhesion between the first redistribution layer 50 and the upper insulating layer 70 can be further improved. Furthermore, an increase in the thickness of the semiconductor package 10 due to the molecular bonding layer 60 is minimized. The portion occupying a large area of the molecular bonding layer 60 is preferably a monomolecular film. For example, it is more preferable that a portion corresponding to 30 to 100% of the area covered by the molecular bonding layer 60 in the surface of the first rewiring layer 50 is a monomolecular film.

ここで、再配線層の上に絶縁層を形成する場合、例えば再配線層の導線の表面をエッチングにより粗くすることが考えられる。これにより、アンカー効果によって再配線層の導線と絶縁層との密着性を確保することができる。しかしながら、ますます小型化する半導体パッケージ(例えば FOWLPやWLCSP)では、微細な配線パターン(即ちファインパターン)の形成が求められている。この場合、再配線層の導線の表面をエッチングすると、導線が細くなり、微細な配線パターンの形成が困難になる。   Here, when an insulating layer is formed on the rewiring layer, for example, it is conceivable to roughen the surface of the conducting wire of the rewiring layer by etching. Thereby, the adhesiveness of the conducting wire of a rewiring layer and an insulating layer is securable by an anchor effect. However, in increasingly smaller semiconductor packages (for example, FOWLP and WLCSP), it is required to form fine wiring patterns (that is, fine patterns). In this case, if the surface of the conductive wire of the rewiring layer is etched, the conductive wire becomes thin and it is difficult to form a fine wiring pattern.

しかしながら、本実施形態では、分子接合層60が設けられることで、再配線層50の導線51と絶縁層70との間の密着性が確保されている。すなわち本実施形態によれば、再配線層50の導線51の表面をエッチングによって粗くしなくてもよい。このため、導線51が細くなりにくく、再配線層50の導線51を微細な配線パターンにすることができる。   However, in this embodiment, the adhesion between the conducting wire 51 of the rewiring layer 50 and the insulating layer 70 is ensured by providing the molecular bonding layer 60. That is, according to this embodiment, the surface of the conducting wire 51 of the rewiring layer 50 does not have to be roughened by etching. For this reason, the conducting wire 51 is not easily thinned, and the conducting wire 51 of the rewiring layer 50 can be formed into a fine wiring pattern.

ついで、本実施形態の半導体パッケージ10の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor package 10 of this embodiment will be described.

図4および図5は、本実施形態の半導体パッケージ10の製造方法の流れの一例を示す断面図である。   4 and 5 are cross-sectional views showing an example of the flow of the manufacturing method of the semiconductor package 10 of the present embodiment.

まず、半導体チップ20がフィルムF上に載置される(図4中の(a))。次に、半導体チップ20(例えば第1から第3の半導体チップ20A,20B,20C)の上にモールド樹脂部30となる絶縁素材が供給される。これにより、モールド樹脂部30が形成される(図4中の(b))。次に、上述の工程によって製造された中間製造物が上下逆さまにされるとともに、フィルムFが取り除かれる(図4中Aの(c))。   First, the semiconductor chip 20 is placed on the film F ((a) in FIG. 4). Next, an insulating material to be the mold resin portion 30 is supplied onto the semiconductor chip 20 (for example, the first to third semiconductor chips 20A, 20B, and 20C). Thereby, the mold resin part 30 is formed ((b) in FIG. 4). Next, the intermediate product manufactured by the above-described process is turned upside down and the film F is removed ((c) in FIG. 4A).

次に、半導体チップ20(例えば第1から第3の半導体チップ20A,20B,20C)及びモールド樹脂部30の上に絶縁素材40mが供給される。これにより、下絶縁層40が形成される(図4中の(d))。次に、下絶縁層40に開口部45(即ち貫通穴)が形成される(図4中の(e))。開口部45は、半導体チップ20の導電パッド21に対応する領域に設けられ、下絶縁層40を貫通している。開口部45は、例えば下絶縁層40がエッチングされることで形成される。次に、下絶縁層40の上に、第1再配線層50が形成される(図4中の(f))。第1再配線層50は、導線51、第1ビア52、及びビア受け部53含む。例えば、第1再配線層50は、金属めっき処理によって形成される。金属めっき処理は、例えば、スパッタリングによってパラジウムなどのシード層を形成することと、シード層の上に電解めっきまたは無電解めっきを行うことを含む。なお、第1再配線層50を形成する方法は、上記例に限られない。第1再配線層50を形成する方法のいくつかの例は、第2から第4の実施形態のなかで詳しく説明する。   Next, the insulating material 40m is supplied onto the semiconductor chip 20 (for example, the first to third semiconductor chips 20A, 20B, and 20C) and the mold resin portion 30. Thereby, the lower insulating layer 40 is formed ((d) in FIG. 4). Next, an opening 45 (that is, a through hole) is formed in the lower insulating layer 40 ((e) in FIG. 4). The opening 45 is provided in a region corresponding to the conductive pad 21 of the semiconductor chip 20 and penetrates the lower insulating layer 40. For example, the opening 45 is formed by etching the lower insulating layer 40. Next, the first rewiring layer 50 is formed on the lower insulating layer 40 ((f) in FIG. 4). The first redistribution layer 50 includes a conductive wire 51, a first via 52, and a via receiving portion 53. For example, the first rewiring layer 50 is formed by a metal plating process. The metal plating process includes, for example, forming a seed layer such as palladium by sputtering, and performing electrolytic plating or electroless plating on the seed layer. The method for forming the first rewiring layer 50 is not limited to the above example. Some examples of the method of forming the first redistribution layer 50 will be described in detail in the second to fourth embodiments.

次に、第1再配線層50の表面に分子接合層60が形成される(図5中の(a))。例えば、第1再配線層50の表面を分子接合剤で被覆することで(即ち 第1再配線層50の表面に分子接合剤を塗布することで)、分子接合層60が形成される。例えば、分子接合剤は、第1再配線層50の導線51、第1ビア52、及びビア受け部53の表面に塗布される。分子接合層60の形成は、例えば、上述の分子接合剤を含有する分子接合剤溶液を第1再配線層50に塗布することで行われる。分子接合剤溶液を塗布する方法の例としては、上記工程によって製造された中間製造物を分子接合剤溶液に浸漬する、又は第1再配線層50に分子接合剤溶液をスプレーする方法などが挙げられる。   Next, the molecular bonding layer 60 is formed on the surface of the first rewiring layer 50 ((a) in FIG. 5). For example, the molecular bonding layer 60 is formed by coating the surface of the first rewiring layer 50 with a molecular bonding agent (that is, applying a molecular bonding agent to the surface of the first rewiring layer 50). For example, the molecular bonding agent is applied to the surfaces of the conductive wire 51, the first via 52, and the via receiving portion 53 of the first rewiring layer 50. The molecular bonding layer 60 is formed by, for example, applying a molecular bonding agent solution containing the above-described molecular bonding agent to the first rewiring layer 50. Examples of the method of applying the molecular bonding agent solution include a method of immersing the intermediate product manufactured by the above process in the molecular bonding agent solution or spraying the molecular bonding agent solution on the first rewiring layer 50. It is done.

第1再配線層50の表面を分子接合剤で被覆する際には、分子接合剤溶液を用いることが好ましい。分子接合剤溶液は、上述の分子接合剤を溶媒に溶解させることにより、調製可能である。   When coating the surface of the first rewiring layer 50 with a molecular bonding agent, it is preferable to use a molecular bonding agent solution. The molecular bonding agent solution can be prepared by dissolving the above-described molecular bonding agent in a solvent.

溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、セロソルブ及びカルビトール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン及びシクロヘキサノンなどのケトン類;ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素;ヘキサン、オクタン、デカン、ドデカン及びオクタデカン等の脂肪族炭化水素;酢酸エチル、プロピオン酸メチル及びフタル酸メチルなどのエステル類;並びにテトラヒドロフラン、エチルブチルエーテル及びアニソールなどのエーテル類が挙げられる。また、これらの溶媒を混合した混合溶媒を用いることもできる。   Examples of the solvent include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, cellosolve and carbitol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; hexane Aliphatic hydrocarbons such as ethyl, octane, decane, dodecane and octadecane; esters such as ethyl acetate, methyl propionate and methyl phthalate; and ethers such as tetrahydrofuran, ethyl butyl ether and anisole. Moreover, the mixed solvent which mixed these solvents can also be used.

分子接合剤溶液の濃度は、分子接合剤溶液の全体質量に対して分子接合剤が0.001質量%以上1質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上0.1質量%以下であることがより好ましい。分子接合剤溶液の濃度が上記下限値以上であると、分子接合剤の被覆密度及び部材間の密着性をより高めることができる。分子接合剤溶液の濃度が上記上限値以下であると、化学結合(例えば共有結合)しない分子接合剤が含有されにくいため、第1再配線層50と上絶縁層70の密着を容易に確保することができる。加えて、分子接合層60による半導体パッケージ10の厚みの増加を抑えることができる。   The concentration of the molecular bonding agent solution is preferably 0.001% by mass or more and 1% by mass or less of the molecular bonding agent with respect to the total mass of the molecular bonding agent solution, and 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less. It is more preferable that When the concentration of the molecular bonding agent solution is equal to or higher than the lower limit, the coating density of the molecular bonding agent and the adhesion between the members can be further increased. When the concentration of the molecular bonding agent solution is equal to or lower than the above upper limit value, it is difficult to contain a molecular bonding agent that does not chemically bond (for example, covalent bonding), and thus the first rewiring layer 50 and the upper insulating layer 70 are easily adhered. be able to. In addition, an increase in the thickness of the semiconductor package 10 due to the molecular bonding layer 60 can be suppressed.

調製された分子接合剤溶液は、第1再配線層50の表面に塗布される。分子接合剤溶液が塗布された中間製造物を静置することにより、第1再配線層50の導線51の導電素材50mと分子接合剤との間の化学結合(例えば共有結合)が促進される。さらに、分子接合層60にエネルギー(例えば熱又は光(例えば紫外線))を加える操作が行われてもよい。例えば、分子接合剤溶液が塗布された中間製造物を任意の温度及び時間で加熱して、乾燥させてもよい。エネルギーを加える操作により、第1再配線層50に含まれる導電素材50mと分子接合剤との間の化学結合(例えば共有結合)がさらに促進される。その後、洗浄液を用いて中間製造物を洗浄し、乾燥させることにより、第1再配線層50の表面が分子接合剤で被覆された中間製造物が得られる。なお、洗浄液は、分子接合剤溶液に用いられた溶媒と同じであってもよい。   The prepared molecular bonding agent solution is applied to the surface of the first rewiring layer 50. By leaving the intermediate product coated with the molecular bonding agent solution, chemical bonding (for example, covalent bonding) between the conductive material 50m of the conductive wire 51 of the first rewiring layer 50 and the molecular bonding agent is promoted. . Furthermore, an operation of applying energy (for example, heat or light (for example, ultraviolet rays)) to the molecular bonding layer 60 may be performed. For example, the intermediate product to which the molecular bonding agent solution is applied may be dried by heating at an arbitrary temperature and time. By the operation of applying energy, chemical bonding (for example, covalent bonding) between the conductive material 50m included in the first rewiring layer 50 and the molecular bonding agent is further promoted. Thereafter, the intermediate product is washed with a cleaning liquid and dried to obtain an intermediate product in which the surface of the first rewiring layer 50 is coated with the molecular bonding agent. The cleaning liquid may be the same as the solvent used for the molecular bonding agent solution.

分子接合剤で被覆された第1再配線層50の導電素材50mは、分子接合剤との間で化学結合(例えば共有結合)を形成している。すなわち、第1再配線層50に含まれる導電素材50mに化学結合(例えば共有結合)した分子接合剤(例えば分子接合体60r)を含む分子接合層60が、第1再配線層50の表面に形成される。なお本願の製造方法に関する記述における「分子接合層」とは、化学反応した(例えば化学結合した)分子接合層に加えて、少なくとも一部が化学反応前の(例えば化学結合していない)分子接合層を意味する場合がある。なお、少なくとも一部が化学反応前の分子接合層は、「分子接合剤」と読み替えられてもよい。   The conductive material 50m of the first redistribution layer 50 covered with the molecular bonding agent forms a chemical bond (for example, a covalent bond) with the molecular bonding agent. That is, the molecular bonding layer 60 including a molecular bonding agent (for example, molecular bonded body 60r) chemically bonded (for example, covalently bonded) to the conductive material 50m included in the first rewiring layer 50 is formed on the surface of the first rewiring layer 50. It is formed. The “molecular bonding layer” in the description relating to the production method of the present application refers to a molecular bonding layer that has undergone a chemical reaction (for example, chemically bonded), and at least a part of the molecular bonding layer before the chemical reaction (for example, not chemically bonded). May mean layer. The molecular bonding layer at least partially before the chemical reaction may be read as “molecular bonding agent”.

分子接合剤溶液は、第1再配線層50の表面の部位のみならず、第1再配線層50が設けられていない部位にも塗布されてもよい。下絶縁層40を分子接合剤で被覆することにより、下絶縁層40に含まれる絶縁素材40mに化学結合(例えば共有結合)した分子接合剤(例えば分子接合体60r)を含む分子接合層60が、下絶縁層40の表面に形成されてもよい。   The molecular bonding agent solution may be applied not only to the surface portion of the first rewiring layer 50 but also to the portion where the first rewiring layer 50 is not provided. By covering the lower insulating layer 40 with a molecular bonding agent, a molecular bonding layer 60 including a molecular bonding agent (for example, a molecular bonded body 60r) chemically bonded (for example, covalently bonded) to the insulating material 40m included in the lower insulating layer 40 is formed. Alternatively, it may be formed on the surface of the lower insulating layer 40.

分子接合層60の厚みは、分子接合剤溶液の濃度及び塗布量、並びに洗浄の時間及び回数等の条件によって、調節可能である。   The thickness of the molecular bonding layer 60 can be adjusted by conditions such as the concentration and coating amount of the molecular bonding agent solution, and the time and number of cleaning.

次に、分子接合層60の上に絶縁素材70mが供給される。これにより、分子接合層60の表面が絶縁素材70mによって覆われ、上絶縁層70が形成される(図5中の(b))。これにより、上絶縁層70の絶縁素材70mが分子接合層60の少なくとも一部と接触する。分子接合剤は、上絶縁層70の絶縁素材70mにも化学結合(例えば共有結合)する。これにより、分子接合剤を第1再配線層50の導電素材50m及び上絶縁層70の絶縁素材70mの双方に化学結合(例えば共有結合)させる。ここで、分子接合層60にエネルギーを加える操作が行われてもよい。エネルギーは、例えば熱又は光(例えば紫外線)などを用いることができる。これにより、分子接合剤と上絶縁層70の絶縁素材70mとの化学結合(例えば共有結合)を促進することができる。加熱の温度及び時間は、分子接合剤溶液の塗布量に応じて適宜決定される。熱を用いる場合、150〜200℃程度の加熱を5分以上、好ましくは60分以上、さらに好ましくは80分以上、また120分以下、好ましくは240分以下行うことができる。例えば、分子接合層60の構成素材によって、5分〜120分、好ましくは60分〜240分間、さらに好ましくは80分〜240分間などに亘って熱が加えられてもよい。光を用いる場合、紫外線等を照射することができる。また、照射する紫外線の波長は250nm以下であることが好ましく、照射時間は、分子接合剤溶液の塗布量に応じて適宜決定される。   Next, the insulating material 70 m is supplied onto the molecular bonding layer 60. Thereby, the surface of the molecular bonding layer 60 is covered with the insulating material 70m, and the upper insulating layer 70 is formed ((b) in FIG. 5). As a result, the insulating material 70 m of the upper insulating layer 70 comes into contact with at least a part of the molecular bonding layer 60. The molecular bonding agent is also chemically bonded (for example, covalently bonded) to the insulating material 70m of the upper insulating layer 70. Thereby, the molecular bonding agent is chemically bonded (for example, covalently bonded) to both the conductive material 50m of the first rewiring layer 50 and the insulating material 70m of the upper insulating layer 70. Here, an operation of applying energy to the molecular bonding layer 60 may be performed. As the energy, for example, heat or light (for example, ultraviolet rays) can be used. Thereby, chemical bonding (for example, covalent bonding) between the molecular bonding agent and the insulating material 70m of the upper insulating layer 70 can be promoted. The heating temperature and time are appropriately determined according to the application amount of the molecular bonding agent solution. When heat is used, heating at about 150 to 200 ° C. can be performed for 5 minutes or longer, preferably 60 minutes or longer, more preferably 80 minutes or longer, and 120 minutes or shorter, preferably 240 minutes or shorter. For example, heat may be applied for 5 minutes to 120 minutes, preferably 60 minutes to 240 minutes, more preferably 80 minutes to 240 minutes, depending on the constituent material of the molecular bonding layer 60. When light is used, ultraviolet rays or the like can be irradiated. Moreover, it is preferable that the wavelength of the ultraviolet-ray to irradiate is 250 nm or less, and irradiation time is suitably determined according to the application amount of a molecular bonding agent solution.

次に、上絶縁層70に開口部75(即ち貫通穴)が形成される(図5中の(c))。開口部75は、第1再配線層50のビア受け部53に対応する領域に設けられ、上絶縁層70を貫通している。開口部75は、例えば上絶縁層70がエッチングされることで形成される。次に、上絶縁層70の上に、第2再配線層80が形成される(図5中の(d))。第2再配線層80は、端子部81を含む。例えば、第2再配線層80は、金属めっき処理によって形成される。金属めっき処理は、例えば、スパッタリングによってパラジウムなどのシード層を形成することと、シード層上に電解めっきまたは無電解めっきを行うことを含む。なお、第2再配線層80を形成する方法は、上記例に限られない。第2再配線層80を形成する方法のいくつかの例は、第2から第4の実施形態のなかで詳しく説明する。その後、第2再配線層80の端子部81に半田接続部90が設けられる(図5中の(e))。   Next, an opening 75 (that is, a through hole) is formed in the upper insulating layer 70 ((c) in FIG. 5). The opening 75 is provided in a region corresponding to the via receiving portion 53 of the first redistribution layer 50 and penetrates the upper insulating layer 70. For example, the opening 75 is formed by etching the upper insulating layer 70. Next, the second rewiring layer 80 is formed on the upper insulating layer 70 ((d) in FIG. 5). The second rewiring layer 80 includes a terminal portion 81. For example, the second rewiring layer 80 is formed by a metal plating process. The metal plating process includes, for example, forming a seed layer such as palladium by sputtering and performing electrolytic plating or electroless plating on the seed layer. The method for forming the second redistribution layer 80 is not limited to the above example. Some examples of the method of forming the second redistribution layer 80 will be described in detail in the second to fourth embodiments. Thereafter, the solder connection part 90 is provided in the terminal part 81 of the second redistribution layer 80 ((e) in FIG. 5).

なお、分子接合剤の化学結合(例えば共有結合)は、熱又は光などのエネルギーが加えられることなく行われてもよい。これに代えて、分子接合剤の化学結合(例えば共有結合)は、熱又は光などのエネルギーが加えられることで行われてもよい。   The chemical bonding (for example, covalent bonding) of the molecular bonding agent may be performed without applying energy such as heat or light. Alternatively, chemical bonding (for example, covalent bonding) of the molecular bonding agent may be performed by applying energy such as heat or light.

次に、本実施形態の変形例について説明する。   Next, a modification of this embodiment will be described.

図6は、本実施形態の変形例の半導体パッケージ10の一部を示す断面図である。本変形例の半導体パッケージ10は、複数の再配線層を覆う複数の絶縁層を有する点で第1の実施形態とは異なる。なお、以下に示す以外の構成は、第1の実施形態と同様である。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of a semiconductor package 10 according to a modification of the present embodiment. The semiconductor package 10 of this modification is different from the first embodiment in that it has a plurality of insulating layers covering a plurality of redistribution layers. Configurations other than those described below are the same as those in the first embodiment.

図6に示すように、本変形例の半導体パッケージ10は、半導体チップ20、第1再配線層50、第1分子接合層60、第1絶縁層70、第2再配線層80、第2分子接合層100、及び第2絶縁層110を備えている。なお、第1再配線層50、第1分子接合層60、および第1絶縁層70は、第1の実施形態の第1再配線層50、分子接合層60、および上絶縁層70と略同じである。なお、第1再配線層50の導線(即ち第1導線)51の少なくとも一部は、下絶縁層40の表面に代えて、半導体チップ20の表面に設けられてもよい。ここで言う「半導体チップ20の表面」とは、半導体チップ20に設けられたパッシベーション膜の表面であってもよい。   As shown in FIG. 6, the semiconductor package 10 of this modification includes a semiconductor chip 20, a first redistribution layer 50, a first molecular bonding layer 60, a first insulating layer 70, a second redistribution layer 80, and a second molecule. A bonding layer 100 and a second insulating layer 110 are provided. The first rewiring layer 50, the first molecular bonding layer 60, and the first insulating layer 70 are substantially the same as the first rewiring layer 50, the molecular bonding layer 60, and the upper insulating layer 70 of the first embodiment. It is. Note that at least a part of the conducting wire (that is, the first conducting wire) 51 of the first redistribution layer 50 may be provided on the surface of the semiconductor chip 20 instead of the surface of the lower insulating layer 40. The “surface of the semiconductor chip 20” referred to here may be the surface of a passivation film provided on the semiconductor chip 20.

第2再配線層80は、第1絶縁層70に対して第1再配線層50とは反対側に設けられている。例えば、第2再配線層80は、第1絶縁層70の表面に設けられている。第2再配線層80は、第1絶縁層70と第2絶縁層110との間に設けられている。第2再配線層80は、複数の第2導線(例えば第2再配線)85を含む層である。複数の第2導線85は、第1再配線層50の複数の第1導線51を介して半導体チップ20の導電パッド21に電気的に接続されている。複数の第2導線85は、半導体チップ20の電子信号が流れる。第2再配線層80は、第2導電素材(例えば導電性金属)80mによって形成されている。導電素材80mは、第1再配線層50を形成する導電素材50mと同じでもよく、異なってもよい。   The second rewiring layer 80 is provided on the side opposite to the first rewiring layer 50 with respect to the first insulating layer 70. For example, the second rewiring layer 80 is provided on the surface of the first insulating layer 70. The second redistribution layer 80 is provided between the first insulating layer 70 and the second insulating layer 110. The second rewiring layer 80 is a layer including a plurality of second conductive wires (for example, second rewiring) 85. The plurality of second conductive wires 85 are electrically connected to the conductive pads 21 of the semiconductor chip 20 via the plurality of first conductive wires 51 of the first redistribution layer 50. Electronic signals from the semiconductor chip 20 flow through the plurality of second conductive wires 85. The second redistribution layer 80 is formed of a second conductive material (for example, conductive metal) 80m. The conductive material 80m may be the same as or different from the conductive material 50m forming the first redistribution layer 50.

第2再配線層80は、第2導線85に加えて、第2ビア82(図2参照)を含む。第2ビア82は、第2導線85に物理的及び電気的に接続されている。例えば、第2ビア82は、第1の実施形態の第2ビア82と略同じである。例えば、第2導線85は、第2ビア82を介して第1再配線層50の第1導線51に電気的に接続されている。   The second redistribution layer 80 includes a second via 82 (see FIG. 2) in addition to the second conductive wire 85. The second via 82 is physically and electrically connected to the second conducting wire 85. For example, the second via 82 is substantially the same as the second via 82 of the first embodiment. For example, the second conductor 85 is electrically connected to the first conductor 51 of the first redistribution layer 50 through the second via 82.

第2分子接合層100は、第2再配線層80に対して、第1絶縁層70とは反対側に設けられている。第2分子接合層100は、第2再配線層80の少なくとも一部の表面に設けられている。本実施形態では、第2分子接合層100は、第2再配線層80の略全部の表面に設けられている。なお、第2分子接合層100の詳しい説明は、第1の実施形態の分子接合層60に関する説明において、「第1再配線層50」を「第2再配線層80」、「導線51(即ち第1導線)」を「第2導線85」、「導電素材50m(即ち第1導電素材)」を「第2導電素材80m」、「上絶縁層70(即ち第1絶縁層)」を「第2絶縁層110」、「絶縁素材70m(即ち第1絶縁素材)」を「第2絶縁素材110m」と読み替えればよい。   The second molecular bonding layer 100 is provided on the side opposite to the first insulating layer 70 with respect to the second redistribution layer 80. The second molecular bonding layer 100 is provided on at least a part of the surface of the second rewiring layer 80. In the present embodiment, the second molecular bonding layer 100 is provided on substantially the entire surface of the second rewiring layer 80. The detailed description of the second molecular bonding layer 100 is as follows. In the description of the molecular bonding layer 60 of the first embodiment, the “first rewiring layer 50” is replaced by the “second rewiring layer 80” and the “conductive wire 51 (ie, “First conductive wire” ”is“ second conductive wire 85 ”,“ conductive material 50m (that is, first conductive material) ”is“ second conductive material 80m ”, and“ upper insulating layer 70 (that is, first insulating layer) ”is“ first ”. “2 insulating layer 110” and “insulating material 70m (that is, first insulating material)” may be read as “second insulating material 110m”.

第2絶縁層110は、第2再配線層80に対して、第1絶縁層70とは反対側に設けられている。第2絶縁層110は、第2分子接合層100の少なくとも一部を覆う。本実施形態では、第2絶縁層110は、第2分子接合層100の略全部を覆う。第2絶縁層110は、第2絶縁素材110mによって形成されている。第2絶縁素材110mは、例えば、アクリル樹脂、オキセタン樹脂、又はエポキシ樹脂などであるが、これらに限定されない。第2絶縁素材110mは、第1絶縁層70を形成する絶縁素材70mと同じでもよく、異なってもよい。   The second insulating layer 110 is provided on the opposite side of the second rewiring layer 80 from the first insulating layer 70. The second insulating layer 110 covers at least a part of the second molecular bonding layer 100. In the present embodiment, the second insulating layer 110 covers substantially the entire second molecular bonding layer 100. The second insulating layer 110 is formed of a second insulating material 110m. The second insulating material 110m is, for example, an acrylic resin, an oxetane resin, or an epoxy resin, but is not limited thereto. The second insulating material 110m may be the same as or different from the insulating material 70m that forms the first insulating layer 70.

言い換えると、本実施形態では、半導体パッケージ10は、第1絶縁層70の表面に設けられ、半導体チップ20の電気信号が流れる第2導線85を含む第2再配線層80と、第2再配線層80の少なくとも一部の表面に設けられた第2分子接合層100と、第2再配線層80の少なくとも一部を覆う第2絶縁層110とを備えている。第2分子接合層100の少なくとも一部は、第2導線85に含まれる導電素材80mと化学結合(例えば共有結合)している。第2分子接合層100の少なくとも一部は、第2絶縁層110に含まれる第2絶縁素材110mと化学結合(例えば共有結合)している。   In other words, in the present embodiment, the semiconductor package 10 is provided on the surface of the first insulating layer 70, the second redistribution layer 80 including the second conductive wire 85 through which the electrical signal of the semiconductor chip 20 flows, and the second redistribution wiring. A second molecular bonding layer 100 provided on at least a part of the surface of the layer 80 and a second insulating layer 110 covering at least a part of the second redistribution layer 80 are provided. At least a part of the second molecular bonding layer 100 is chemically bonded (for example, covalently bonded) to the conductive material 80m included in the second conductive wire 85. At least a part of the second molecular bonding layer 100 is chemically bonded (for example, covalently bonded) to the second insulating material 110m included in the second insulating layer 110.

なお、第2絶縁層110の表面に追加の再配線層及び絶縁層がさらに設けられていてもよい。例えば、さらに第3分子接合層、第3再配線層及び第3絶縁層、・・・第n分子接合層、第n再配線層及び第n絶縁層(nは2以上の整数)が設けられていてもよい。このとき、第n分子接合層、第n再配線層及び第n絶縁層の構成は、第1分子接合層60、第1再配線層50及び第1絶縁層70の構成と同様でよい。   An additional rewiring layer and an insulating layer may be further provided on the surface of the second insulating layer 110. For example, a third molecular junction layer, a third redistribution layer and a third insulating layer,... Nth molecular junction layer, nth redistribution layer and nth insulating layer (n is an integer of 2 or more) are provided. It may be. At this time, the configuration of the n-th molecular bonding layer, the n-th rewiring layer, and the n-th insulating layer may be the same as the configuration of the first molecular bonding layer 60, the first re-wiring layer 50, and the first insulating layer 70.

また、図に示した例のように、半導体チップ20の表面において第1再配線層50が設けられていない部位に、分子接合層60が設けられていてもよい。すなわち、この部位と、第1絶縁層70とが分子接合層60によって接合されていてもよい。同様に、第n配線層が設けられた第(n−1)絶縁層の表面における、第n再配線層が設けられていない部位に、分子接合層が設けられていてもよい。すなわち、この部位と、第(n−1)絶縁層に載置される第n絶縁層とが、第n分子接合層によって接合されていてもよい。   Further, as in the example shown in the figure, the molecular bonding layer 60 may be provided in a portion where the first redistribution layer 50 is not provided on the surface of the semiconductor chip 20. That is, this part and the first insulating layer 70 may be bonded by the molecular bonding layer 60. Similarly, a molecular bonding layer may be provided in a portion where the nth rewiring layer is not provided on the surface of the (n-1) th insulating layer provided with the nth wiring layer. That is, this part and the nth insulating layer placed on the (n−1) th insulating layer may be joined by the nth molecular bonding layer.

また、第n再配線層、第n分子接合層及び第n絶縁層を設ける場合(例えば第2再配線層80、第2分子接合層100、及び第2絶縁層110を設ける場合)も、第1の実施形態で説明した第1再配線層50、分子接合層60、及び上絶縁層70を設ける工程と同様の工程が繰り返して行われる。図に示した例では、第1絶縁層70の表面に第2再配線層80を、第1再配線層50の表面に第2分子接合層100を、第2分子接合層100の表面に第2絶縁層110を上述と同様の工程によって設けている。なお、第1分子接合層60を形成する分子接合剤(即ち第1分子接合剤)と、第2分子接合層100を形成する分子接合剤(即ち第2分子接合剤)とは、同じでもよく、異なってもよい。   Further, when the n-th redistribution layer, the n-th molecular bonding layer, and the n-th insulating layer are provided (for example, when the second re-wiring layer 80, the second molecular bonding layer 100, and the second insulating layer 110 are provided), The same process as the process of providing the first rewiring layer 50, the molecular bonding layer 60, and the upper insulating layer 70 described in the first embodiment is repeated. In the example shown in the figure, the second redistribution layer 80 is formed on the surface of the first insulating layer 70, the second molecular bonding layer 100 is formed on the surface of the first rewiring layer 50, and the second molecular bonding layer 100 is formed on the surface of the second molecular bonding layer 100. The two insulating layers 110 are provided by the same process as described above. The molecular bonding agent (that is, the first molecular bonding agent) that forms the first molecular bonding layer 60 and the molecular bonding agent (that is, the second molecular bonding agent) that forms the second molecular bonding layer 100 may be the same. May be different.

(第2の実施形態)
次に、図7から図18を参照し、第2の実施形態について説明する。本実施形態は、金属めっき処理のために分子接合層が設けられた点で第1の実施形態とは異なる。なお、以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment is different from the first embodiment in that a molecular bonding layer is provided for metal plating treatment. Configurations other than those described below are the same as those in the first embodiment.

図7は、本実施形態の半導体パッケージ10を示す断面図である。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing the semiconductor package 10 of the present embodiment.

図7に示すように、本実施形態の半導体パッケージ10は、第1の実施形態の半導体パッケージ10の構成に加えて、第3分子接合層210と、第4分子接合層220とを有する。ここで、図7では説明の便宜上、第1の実施形態で説明した第1分子接合層60の図示は省略している。第2から第4の実施形態の半導体パッケージ10は、第1の実施形態で説明した第1分子接合層60および第2分子接合層100を有してもよく、有しなくてもよい。1つの観点では、第3分子接合層210は、「第1分子接合層」と称されてもよい。また、第4分子接合層220は、「第2分子接合層」と称されてもよい。   As shown in FIG. 7, the semiconductor package 10 of this embodiment includes a third molecular bonding layer 210 and a fourth molecular bonding layer 220 in addition to the configuration of the semiconductor package 10 of the first embodiment. Here, in FIG. 7, the illustration of the first molecular bonding layer 60 described in the first embodiment is omitted for convenience of description. The semiconductor package 10 of the second to fourth embodiments may or may not have the first molecular bonding layer 60 and the second molecular bonding layer 100 described in the first embodiment. In one aspect, the third molecular bonding layer 210 may be referred to as a “first molecular bonding layer”. The fourth molecular bonding layer 220 may be referred to as a “second molecular bonding layer”.

図7に示すように、第3分子接合層210は、下絶縁層40と第1再配線層50との間に設けられ、下絶縁層40と第1再配線層50との両方に化学結合している。これにより、第3分子接合層210は、下絶縁層40と第1再配線層50とを接合している。言い換えると、第3分子接合層210は、少なくとも下絶縁層40の表面に設けられている。第1再配線層50は、第3分子接合層210の上に金属めっき処理が施されることで形成され、第3分子接合層210によって下絶縁層40の表面に接合されている。   As shown in FIG. 7, the third molecular bonding layer 210 is provided between the lower insulating layer 40 and the first rewiring layer 50, and is chemically bonded to both the lower insulating layer 40 and the first rewiring layer 50. doing. Thereby, the third molecular bonding layer 210 bonds the lower insulating layer 40 and the first redistribution layer 50 together. In other words, the third molecular bonding layer 210 is provided on at least the surface of the lower insulating layer 40. The first redistribution layer 50 is formed by performing metal plating on the third molecular bonding layer 210 and bonded to the surface of the lower insulating layer 40 by the third molecular bonding layer 210.

一方で、第4分子接合層220は、上絶縁層70と第2再配線層80との間に設けられ、上絶縁層70と第2再配線層80との両方に化学結合している。これにより、第4分子接合層220は、上絶縁層70と第2再配線層80とを接合している。言い換えると、第4分子接合層210は、少なくとも上絶縁層70の表面に設けられている。第2再配線層80は、第4分子接合層220の上に金属めっき処理が施されることで形成され、第4分子接合層220によって上絶縁層70の表面に接合されている。   On the other hand, the fourth molecular bonding layer 220 is provided between the upper insulating layer 70 and the second rewiring layer 80 and is chemically bonded to both the upper insulating layer 70 and the second rewiring layer 80. Thereby, the fourth molecular bonding layer 220 bonds the upper insulating layer 70 and the second rewiring layer 80 together. In other words, the fourth molecular bonding layer 210 is provided at least on the surface of the upper insulating layer 70. The second redistribution layer 80 is formed by performing metal plating on the fourth molecular bonding layer 220 and bonded to the surface of the upper insulating layer 70 by the fourth molecular bonding layer 220.

以下、第3分子接合層210について詳しく説明する。なお、第4分子接合層220については、第3分子接合層210と略同じであるため、詳しい説明は省略する。また以下の説明では、「第3分子接合層210」を単に「分子接合層210」と称する。また、「下絶縁層40」を単に「絶縁層40」と称する。   Hereinafter, the third molecular bonding layer 210 will be described in detail. The fourth molecular bonding layer 220 is substantially the same as the third molecular bonding layer 210, and thus detailed description thereof is omitted. In the following description, the “third molecular bonding layer 210” is simply referred to as “molecular bonding layer 210”. The “lower insulating layer 40” is simply referred to as “insulating layer 40”.

図8は、分子接合層210の周囲を拡大して示す断面図である。   FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the molecular bonding layer 210.

図8に示すように、半導体パッケージ10は、半導体チップ(即ち半導体装置部品)20と、絶縁層40と、分子接合層210と、第1再配線層50とを備えている。なお以下の説明では、説明の便宜上、第1再配線層50を金属めっき層50と称する。なお、本願で言う「金属めっき層」とは、再配線層に限らず、他の用途(例えばグランド層や、製品の保護、装飾)に用いられるめっき層でもよい。   As shown in FIG. 8, the semiconductor package 10 includes a semiconductor chip (that is, a semiconductor device component) 20, an insulating layer 40, a molecular bonding layer 210, and a first redistribution layer 50. In the following description, the first rewiring layer 50 is referred to as a metal plating layer 50 for convenience of description. The “metal plating layer” referred to in the present application is not limited to the rewiring layer, but may be a plating layer used for other purposes (for example, a ground layer, product protection, decoration).

半導体チップ20は、例えば、半導体基板22と、導電パッド21と、絶縁膜23とを有する。   The semiconductor chip 20 includes, for example, a semiconductor substrate 22, a conductive pad 21, and an insulating film 23.

半導体基板22は、半導体から形成され、かつ前工程で電気回路が形成された部材である。半導体基板22としては、例えば、Si単結晶基板、Siエピタキシャル基板、GaAs基板及びGaP基板などが挙げられる。中でも、Si単結晶基板及びSiエピタキシャル基板が、入手容易性の観点から好ましい。   The semiconductor substrate 22 is a member formed of a semiconductor and having an electric circuit formed in the previous process. Examples of the semiconductor substrate 22 include a Si single crystal substrate, a Si epitaxial substrate, a GaAs substrate, and a GaP substrate. Among these, a Si single crystal substrate and a Si epitaxial substrate are preferable from the viewpoint of availability.

導電パッド21は、半導体基板22の電気信号(即ち半導体チップ20の電気信号)が流れる端子である。導電パッド21は、「導電部」の一例である。上述したように、導電パッド21は、金属(即ち金属素材)21mによって形成されている。金属21mは、例えば、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金(例えばアルミニウム−シリコン系合金等)などであるが、これらに限定されない。導電パッド21の側面は、絶縁膜23と接する。また、導電パッド21の周縁部上には、絶縁膜23が設けられていてもよい。導電パッド21の厚みは、特に限定されないが、例えば、0.1μm以上10μm以下であることが好ましい。   The conductive pad 21 is a terminal through which an electric signal of the semiconductor substrate 22 (that is, an electric signal of the semiconductor chip 20) flows. The conductive pad 21 is an example of a “conductive part”. As described above, the conductive pad 21 is formed of a metal (that is, a metal material) 21m. The metal 21m is, for example, copper, a copper alloy, aluminum, or an aluminum alloy (for example, an aluminum-silicon alloy), but is not limited thereto. The side surface of the conductive pad 21 is in contact with the insulating film 23. In addition, an insulating film 23 may be provided on the peripheral edge of the conductive pad 21. Although the thickness of the electrically conductive pad 21 is not specifically limited, For example, it is preferable that they are 0.1 micrometer or more and 10 micrometers or less.

絶縁膜23は、樹脂膜又は半導体基板22の半導体材料から形成される酸化膜もしくは窒化膜であり、パッシベーション膜とも呼ばれている。樹脂膜は、ポリイミドなどの樹脂材料から形成されている。樹脂膜は、樹脂材料を用いたフォトリソグラフィによって形成可能である。また、酸化膜は、半導体の酸化物から形成されている。酸化膜は、半導体基板22の表面を水蒸気などの酸化ガスにより酸化することによって生成可能である。また、窒化膜は、半導体の窒化物から形成されている。窒化膜は、半導体基板22の表面をアンモニアなどの窒素含有ガスにより窒化することによって生成可能である。   The insulating film 23 is an oxide film or a nitride film formed from a resin film or a semiconductor material of the semiconductor substrate 22, and is also called a passivation film. The resin film is formed from a resin material such as polyimide. The resin film can be formed by photolithography using a resin material. The oxide film is made of a semiconductor oxide. The oxide film can be generated by oxidizing the surface of the semiconductor substrate 22 with an oxidizing gas such as water vapor. The nitride film is made of a semiconductor nitride. The nitride film can be generated by nitriding the surface of the semiconductor substrate 22 with a nitrogen-containing gas such as ammonia.

絶縁膜23は、導電パッド21の少なくとも一部を露出させる開口部25を有する。なお本願でいう「開口部(または穴)」とは、半導体パッケージ10の製造工程の少なくとも一部において開口している開口部であればよく、半導体パッケージ10の完成時に他の部材によって充填された開口部も含む。また、開口部25は、「露出部」の一例である。絶縁膜23の厚みは、特に限定されないが、例えば、1μm以上10μm以下であることが好ましい。また、絶縁膜23の厚みは、均一であってもよいし、不均一であってもよい。例えば、絶縁膜23の厚みが、開口の位置から外側に向けて減少してもよい。すなわち、絶縁膜23は、傾斜形状を有してもよい。   The insulating film 23 has an opening 25 that exposes at least a part of the conductive pad 21. The “opening (or hole)” in the present application may be an opening that is open in at least a part of the manufacturing process of the semiconductor package 10, and is filled with another member when the semiconductor package 10 is completed. Also includes an opening. The opening 25 is an example of an “exposed portion”. Although the thickness of the insulating film 23 is not specifically limited, For example, it is preferable that they are 1 micrometer or more and 10 micrometers or less. The thickness of the insulating film 23 may be uniform or non-uniform. For example, the thickness of the insulating film 23 may decrease from the position of the opening toward the outside. That is, the insulating film 23 may have an inclined shape.

絶縁層(例えば絶縁樹脂層)40は、半導体チップ20に対して絶縁部を形成する部材である。絶縁層40は、絶縁膜23上及び導電パッド21の周縁部上に形成されている。絶縁層40は、導電パッド21に対応した位置に開口部45を有する。開口部45は、導電パッド21の少なくとも一部を露出させる。開口部45は、「露出部」の一例である。なお本願で言う「露出させる」とは、開口部が設けられた部材の外部に露出させることを意味する。すなわち、「開口部45が導電パッド21の少なくとも一部を露出させる」とは、開口部45が、該開口部45が設けられた絶縁層40の外部に導電パッド21の少なくとも一部を露出させることを意味する。開口部45は、エッチング(例えばフォトリソグラフィ)によって導電パッド21上の絶縁層40の一部を除去することにより形成される。導電パッド21と金属めっき層50とは、後述するように、開口部45を通じて物理的及び電気的に接続されている。絶縁層40の厚みは、特に限定されないが、例えば、1μm以上10μm以下であることが好ましい。   The insulating layer (for example, insulating resin layer) 40 is a member that forms an insulating portion with respect to the semiconductor chip 20. The insulating layer 40 is formed on the insulating film 23 and the peripheral edge of the conductive pad 21. The insulating layer 40 has an opening 45 at a position corresponding to the conductive pad 21. The opening 45 exposes at least a part of the conductive pad 21. The opening 45 is an example of an “exposed portion”. Note that “exposing” in the present application means exposing to the outside of a member provided with an opening. That is, “the opening 45 exposes at least a part of the conductive pad 21” means that the opening 45 exposes at least a part of the conductive pad 21 outside the insulating layer 40 provided with the opening 45. Means that. The opening 45 is formed by removing a part of the insulating layer 40 on the conductive pad 21 by etching (for example, photolithography). The conductive pad 21 and the metal plating layer 50 are physically and electrically connected through the opening 45 as described later. Although the thickness of the insulating layer 40 is not specifically limited, For example, it is preferable that they are 1 micrometer or more and 10 micrometers or less.

次に、分子接合層210を説明する。   Next, the molecular bonding layer 210 will be described.

分子接合層210は、少なくとも絶縁層40の表面に設けられている。分子接合層210は、絶縁層40と金属めっき層50とを接合する機能を有する。分子接合層210は、例えば、第1の実施形態で説明した分子接合層60と略同じ分子接合剤によって形成される。すなわち、分子接合層210の一例は、トリアジン誘導体のような化合物によって形成され、トリアジンジチオール残基を含む。分子接合層210の一例は、分子接合体60r(図3参照)を含む。   The molecular bonding layer 210 is provided at least on the surface of the insulating layer 40. The molecular bonding layer 210 has a function of bonding the insulating layer 40 and the metal plating layer 50. The molecular bonding layer 210 is formed by, for example, substantially the same molecular bonding agent as the molecular bonding layer 60 described in the first embodiment. That is, an example of the molecular bonding layer 210 is formed of a compound such as a triazine derivative and includes a triazine dithiol residue. An example of the molecular bonding layer 210 includes a molecular bonding body 60r (see FIG. 3).

図8に示すように、分子接合層210は、第1部分210aと、第2部分210bと、第3部分210cとを有する。   As shown in FIG. 8, the molecular bonding layer 210 has a first portion 210a, a second portion 210b, and a third portion 210c.

第1部分210aは、例えば、開口部45とは異なる絶縁層40の表面40aに設けられている。第1部分210aは、絶縁層40の表面40aと金属めっき層50(例えば金属めっき層50に含まれる導線51)との間に設けられ、絶縁層40の表面40aと金属めっき層50(例えば金属めっき層50に含まれる導線51)とを接合している。例えば、分子接合層210の第1部分210aの少なくとも一部は、絶縁層40に含まれる絶縁素材40mと化学結合(例えば共有結合)している。また、分子接合層210の第1部分210aの少なくとも一部は、金属めっき層50に含まれる導電素材(以下、「第1金属」と称される場合がある)50mと化学結合(例えば共有結合)している。例えば、第1部分210aは、絶縁層40の絶縁素材40mと金属めっき層50の第1金属50mとの両方に化学結合(例えば共有結合)した分子接合体60rを含む。言い換えると、第1部分210aに含まれる分子接合剤の1分子(例えば分子接合体60r)は、絶縁層40の絶縁素材40mと金属めっき層50の第1金属50mとの両方に化学結合(例えば共有結合)している。すなわち、絶縁層40と金属めっき層50とは、分子接合層210の化学結合(例えば共有結合)を介して接合している。そのため、絶縁層40と金属めっき層50は、強固に密着している。   For example, the first portion 210 a is provided on the surface 40 a of the insulating layer 40 different from the opening 45. The first portion 210a is provided between the surface 40a of the insulating layer 40 and the metal plating layer 50 (for example, the conductive wire 51 included in the metal plating layer 50), and the surface 40a of the insulating layer 40 and the metal plating layer 50 (for example, metal The conducting wire 51) included in the plating layer 50 is joined. For example, at least a part of the first portion 210 a of the molecular bonding layer 210 is chemically bonded (for example, covalently bonded) to the insulating material 40 m included in the insulating layer 40. Further, at least a part of the first portion 210a of the molecular bonding layer 210 is chemically bonded (for example, covalently bonded) to a conductive material (hereinafter sometimes referred to as “first metal”) 50m included in the metal plating layer 50. )doing. For example, the first portion 210a includes a molecular assembly 60r chemically bonded (for example, covalently bonded) to both the insulating material 40m of the insulating layer 40 and the first metal 50m of the metal plating layer 50. In other words, one molecule of the molecular bonding agent (for example, the molecular bonded body 60r) included in the first portion 210a is chemically bonded to both the insulating material 40m of the insulating layer 40 and the first metal 50m of the metal plating layer 50 (for example, A covalent bond). That is, the insulating layer 40 and the metal plating layer 50 are bonded through a chemical bond (for example, a covalent bond) of the molecular bonding layer 210. Therefore, the insulating layer 40 and the metal plating layer 50 are firmly adhered.

第2部分210bは、開口部45の内面45a(例えば内周面)に設けられている。第2部分210bは、開口部45の内面45aと金属めっき層50(例えば金属めっき層50に含まれる第1ビア52)との間に設けられ、開口部45の内面45aと金属めっき層50(例えば金属めっき層50に含まれる第1ビア52)とを接合している。例えば、分子接合層210の第2部分210bの少なくとも一部は、絶縁層40に含まれる絶縁素材40mと化学結合(例えば共有結合)している。分子接合層210の第2部分210bの少なくとも一部は、金属めっき層50に含まれる第1金属50mと化学結合(例えば共有結合)している。例えば、第2部分210bは、絶縁層40の絶縁素材40mと金属めっき層50の第1金属50mとの両方に化学結合(例えば共有結合)した分子接合体60rを含む。言い換えると、第2部分210bに含まれる分子接合剤の1分子(例えば分子接合体60r)は、絶縁層40の絶縁素材40mと金属めっき層50の第1金属50mとの両方に化学結合(例えば共有結合)している。   The second portion 210b is provided on the inner surface 45a (for example, the inner peripheral surface) of the opening 45. The second portion 210b is provided between the inner surface 45a of the opening 45 and the metal plating layer 50 (for example, the first via 52 included in the metal plating layer 50), and the inner surface 45a of the opening 45 and the metal plating layer 50 ( For example, the first via 52) included in the metal plating layer 50 is joined. For example, at least a part of the second portion 210 b of the molecular bonding layer 210 is chemically bonded (for example, covalently bonded) to the insulating material 40 m included in the insulating layer 40. At least a part of the second portion 210 b of the molecular bonding layer 210 is chemically bonded (for example, covalently bonded) to the first metal 50 m included in the metal plating layer 50. For example, the second portion 210b includes a molecular assembly 60r that is chemically bonded (for example, covalently bonded) to both the insulating material 40m of the insulating layer 40 and the first metal 50m of the metal plating layer 50. In other words, one molecule of the molecular bonding agent (for example, the molecular bonded body 60r) included in the second portion 210b is chemically bonded to both the insulating material 40m of the insulating layer 40 and the first metal 50m of the metal plating layer 50 (for example, A covalent bond).

第3部分210cは、開口部45に露出した導電パッド21の表面21aに設けられている。第3部分210cは、導電パッド21の表面21aと金属めっき層50(例えば金属めっき層50に含まれる第1ビア52)との間に設けられ、導電パッド21の表面21aと金属めっき層50(例えば金属めっき層50に含まれる第1ビア52)とを接合している。例えば、分子接合層210の第3部分210cの少なくとも一部は、導電パッド21に含まれる金属21m(以下、「第2金属」と称される場合がある)と化学結合(例えば共有結合)している。分子接合層210の第3部分210cの少なくとも一部は、金属めっき層50に含まれる第1金属50mと化学結合(例えば共有結合)している。第2金属21mと化学結合(例えば共有結合)している分子接合体60rと、第1金属50mと化学結合(例えば共有結合)している分子接合体60rは、同じであっても、異なっていてもよい。1分子の分子接合体60rが第2金属21mと第1金属50mの両方に化学結合(例えば共有結合)していれば、導電パッド21と金属めっき層50との密着性がより高まる。本実施形態のように絶縁層40の表面40aと導電パッド21の表面21aとの両方に分子接合層210が設けられると、半導体チップ20と金属めっき層50とがさらに強固に密着する。   The third portion 210 c is provided on the surface 21 a of the conductive pad 21 exposed at the opening 45. The third portion 210c is provided between the surface 21a of the conductive pad 21 and the metal plating layer 50 (for example, the first via 52 included in the metal plating layer 50), and the surface 21a of the conductive pad 21 and the metal plating layer 50 ( For example, the first via 52) included in the metal plating layer 50 is joined. For example, at least a part of the third portion 210c of the molecular bonding layer 210 is chemically bonded (for example, covalently bonded) to a metal 21m (hereinafter sometimes referred to as “second metal”) included in the conductive pad 21. ing. At least a part of the third portion 210 c of the molecular bonding layer 210 is chemically bonded (for example, covalently bonded) to the first metal 50 m included in the metal plating layer 50. The molecular conjugate 60r chemically bonded (for example, covalently bonded) to the second metal 21m and the molecular conjugate 60r chemically bonded (for example, covalently bonded) to the first metal 50m are the same or different. May be. If the molecular bonded body 60r of one molecule is chemically bonded (for example, covalently bonded) to both the second metal 21m and the first metal 50m, the adhesion between the conductive pad 21 and the metal plating layer 50 is further increased. When the molecular bonding layer 210 is provided on both the surface 40a of the insulating layer 40 and the surface 21a of the conductive pad 21 as in the present embodiment, the semiconductor chip 20 and the metal plating layer 50 are more firmly adhered.

例えば、分子接合層210の分子接合体60rは、例えば完全に均一に分散していない。金属めっき層50の第1ビア52は、複数の分子接合体60rの間の位置(即ち分子接合体60rが存在しない領域)で、半導体チップ20の導電パッド21に接する。これにより、金属めっき層50の第1ビア52は、半導体チップ20の導電パッド21と物理的及び電気的に接続される。   For example, the molecular conjugate 60r of the molecular junction layer 210 is not completely uniformly dispersed, for example. The first via 52 of the metal plating layer 50 is in contact with the conductive pad 21 of the semiconductor chip 20 at a position between the plurality of molecular bonded bodies 60r (that is, a region where the molecular bonded body 60r does not exist). Thereby, the first via 52 of the metal plating layer 50 is physically and electrically connected to the conductive pad 21 of the semiconductor chip 20.

例えば、第1部分210aの少なくとも一部、第2部分210b、及び第3部分210cは、一体に(即ちひと続きに)形成されている。金属めっき層50は、分子接合層210の第1部分210a、第2部分210b、及び第3部分210cに化学的に接合されている。   For example, at least a part of the first portion 210a, the second portion 210b, and the third portion 210c are integrally formed (that is, in series). The metal plating layer 50 is chemically bonded to the first portion 210a, the second portion 210b, and the third portion 210c of the molecular bonding layer 210.

分子接合層210の厚みは、0.5nm以上20nm以下であることが好ましく、1nm以上10nm以下であることがより好ましい。分子接合層210の厚みが上記下限値以上であると、絶縁層40と金属めっき層50との密着性をより高めることができる。分子接合層210の厚みが上記上限値以下であると、導電パッド21と金属めっき層50との電気的接続を容易に確保することができる。   The thickness of the molecular bonding layer 210 is preferably 0.5 nm or more and 20 nm or less, and more preferably 1 nm or more and 10 nm or less. The adhesiveness of the insulating layer 40 and the metal plating layer 50 can be improved more as the thickness of the molecular junction layer 210 is more than the said lower limit. When the thickness of the molecular bonding layer 210 is equal to or less than the above upper limit value, the electrical connection between the conductive pad 21 and the metal plating layer 50 can be easily ensured.

絶縁層40の表面に設けられた分子接合層210の少なくとも一部は、単分子膜状であることが好ましい。例えば、分子接合層210の30面積%以上100面積%以下が単分子膜状であることが好ましく、分子接合層210の全部が単分子膜状であることがより好ましい。分子接合層210における単分子膜状に形成された領域においては、1分子の分子接合剤が、第1金属50mと絶縁素材40mの両方に共有結合している。よって、金属めっき層50と絶縁層40との密着性がより向上する。また、分子接合層210による半導体パッケージ10の厚みの増加が抑えられる。   At least a part of the molecular bonding layer 210 provided on the surface of the insulating layer 40 is preferably a monomolecular film. For example, it is preferable that 30% by area or more and 100% by area or less of the molecular bonding layer 210 have a monomolecular film shape, and it is more preferable that the entire molecular bonding layer 210 has a monomolecular film shape. In the region of the molecular bonding layer 210 formed as a monomolecular film, one molecular bonding agent is covalently bonded to both the first metal 50m and the insulating material 40m. Therefore, the adhesion between the metal plating layer 50 and the insulating layer 40 is further improved. Further, an increase in the thickness of the semiconductor package 10 due to the molecular bonding layer 210 is suppressed.

開口部45に露出した導電パッド21の表面21aに設けられた分子接合層210の少なくとも一部は単分子膜状であることが好ましい。例えば、分子接合層210の30面積%以上100面積%以下が単分子膜状であることが好ましく、分子接合層210の全部が単分子膜状であることがより好ましい。分子接合層210における単分子膜状に形成された領域においては、1分子の分子接合剤が、第1金属50mと第2金属21mの両方に共有結合している。よって、導電パッド21と金属めっき層50との密着性がより向上する。また、導電パッド21と金属めっき層50との電気的接続が容易に確保される。また、分子接合層210による半導体パッケージ10の厚みの増加が抑えられる。   At least a part of the molecular bonding layer 210 provided on the surface 21a of the conductive pad 21 exposed in the opening 45 is preferably a monomolecular film. For example, it is preferable that 30% by area or more and 100% by area or less of the molecular bonding layer 210 have a monomolecular film shape, and it is more preferable that the entire molecular bonding layer 210 has a monomolecular film shape. In the region of the molecular bonding layer 210 formed as a monomolecular film, one molecule of molecular bonding agent is covalently bonded to both the first metal 50m and the second metal 21m. Therefore, the adhesion between the conductive pad 21 and the metal plating layer 50 is further improved. Moreover, the electrical connection between the conductive pad 21 and the metal plating layer 50 is easily ensured. Further, an increase in the thickness of the semiconductor package 10 due to the molecular bonding layer 210 is suppressed.

絶縁層40の面積に対する分子接合層210の被覆密度は、導電パッド21の表面21aの面積に対する分子接合剤の被覆密度と同じでもよく、異なってもよい。しかし、絶縁層40の面積と金属めっき層50との密着性の観点から、絶縁層40の面積に対する分子接合剤の被覆密度は、導電パッド21の表面21aの面積に対する分子接合剤の被覆密度よりも高いことが好ましい。例えば、絶縁層40の面積に対する分子接合剤の被覆密度は、20面積%以上であることが好ましく、30面積%以上であることが好ましく、50面積%以上であることがより好ましい。絶縁層40の面積に対する分子接合剤の被覆密度が上記下限値以上であると、絶縁層40と金属めっき層50との密着性をより高めることができる。絶縁層40の面積に対する分子接合層210の被覆密度は高いことが好ましいため、その上限値は特に限定されない。被覆密度の上限値として、例えば、70面積%又は80面積%を例示することができる。   The covering density of the molecular bonding layer 210 with respect to the area of the insulating layer 40 may be the same as or different from the covering density of the molecular bonding agent with respect to the area of the surface 21 a of the conductive pad 21. However, from the viewpoint of adhesion between the area of the insulating layer 40 and the metal plating layer 50, the coating density of the molecular bonding agent with respect to the area of the insulating layer 40 is higher than the coating density of the molecular bonding agent with respect to the area of the surface 21 a of the conductive pad 21. Is preferably high. For example, the coating density of the molecular bonding agent with respect to the area of the insulating layer 40 is preferably 20 area% or more, preferably 30 area% or more, and more preferably 50 area% or more. When the coating density of the molecular bonding agent with respect to the area of the insulating layer 40 is equal to or higher than the lower limit, the adhesion between the insulating layer 40 and the metal plating layer 50 can be further improved. Since the covering density of the molecular bonding layer 210 with respect to the area of the insulating layer 40 is preferably high, the upper limit value is not particularly limited. Examples of the upper limit of the coating density include 70 area% or 80 area%.

導電パッド21の表面21aの面積に対する分子接合剤の被覆密度は、20面積%以上80面積%以下であることが好ましく、30面積%以上70面積%以下であることがより好ましく、40面積%以上60面積%以下であることがさらに好ましい。導電パッド21の表面21aの面積に対する分子接合剤の被覆密度が上記下限値以上であると、導電パッド21と金属めっき層50との密着性をより高めることができる。また、導電パッド21の表面21aの面積に対する分子接合剤の被覆密度が上記上限値以下であると、導電パッド21と金属めっき層50との電気的接続を容易に確保することができる。   The covering density of the molecular bonding agent with respect to the area of the surface 21a of the conductive pad 21 is preferably 20 area% or more and 80 area% or less, more preferably 30 area% or more and 70 area% or less, and 40 area% or more. More preferably, it is 60 area% or less. When the coating density of the molecular bonding agent with respect to the area of the surface 21a of the conductive pad 21 is equal to or higher than the lower limit value, the adhesion between the conductive pad 21 and the metal plating layer 50 can be further improved. Further, when the coating density of the molecular bonding agent with respect to the area of the surface 21a of the conductive pad 21 is not more than the above upper limit value, the electrical connection between the conductive pad 21 and the metal plating layer 50 can be easily ensured.

なお、分子接合層210に関するその他の構成や機能は、第1の実施形態の分子接合層60の構成や機能と略同じである。すなわち、分子接合層210に関するその他の説明は、第1の実施形態の分子接合層60の説明において、「分子接合層60」を「分子接合層210」、「上絶縁層70」を「下絶縁層40」または「導電パッド21」、「絶縁素材70m」を「絶縁素材40m」または「金属21m」と読み替えればよい。例えば、絶縁層40と金属めっき層50との間の密着強度は、第1の実施形態における再配線層50と上絶縁層70との間の密着強度と略同じでもよく、異なっていてもよい。   The other configurations and functions related to the molecular bonding layer 210 are substantially the same as the configurations and functions of the molecular bonding layer 60 of the first embodiment. That is, the other description regarding the molecular bonding layer 210 is that in the description of the molecular bonding layer 60 of the first embodiment, the “molecular bonding layer 60” is the “molecular bonding layer 210” and the “upper insulating layer 70” is the “lower insulating layer”. The “layer 40” or “conductive pad 21” and “insulating material 70m” may be read as “insulating material 40m” or “metal 21m”. For example, the adhesion strength between the insulating layer 40 and the metal plating layer 50 may be substantially the same as or different from the adhesion strength between the rewiring layer 50 and the upper insulating layer 70 in the first embodiment. .

次に、金属めっき層50を説明する。   Next, the metal plating layer 50 will be described.

金属めっき層50は、半導体パッケージ10において電気信号が流れる導線の機能を有する部材であり、例えば再配線層である。金属めっき層50は、分子接合層210によって絶縁層40の表面に接合されている。金属めっき層50は、絶縁層40の開口部45を通じて導電パッド21と物理的及び電気的に接続されている。なお、上述したように、金属めっき層50と導電パッド21との間には、分子接合層210の第3部分210cが設けられていてもよい。これにより、金属めっき層50と導電パッド21とがさらに強固に密着する場合がある。   The metal plating layer 50 is a member having a function of a conducting wire through which an electrical signal flows in the semiconductor package 10, and is, for example, a rewiring layer. The metal plating layer 50 is bonded to the surface of the insulating layer 40 by the molecular bonding layer 210. The metal plating layer 50 is physically and electrically connected to the conductive pad 21 through the opening 45 of the insulating layer 40. As described above, the third portion 210 c of the molecular bonding layer 210 may be provided between the metal plating layer 50 and the conductive pad 21. Thereby, the metal plating layer 50 and the conductive pad 21 may adhere more firmly.

また、ある観点でみると、金属めっき層50は、分子接合層210の第1部分210a、第2部分210b、及び第3部分210cに接合されている。例えば、金属めっき層50は、導線51と、第1ビア52とを有する。導線51は、開口部45とは異なる絶縁層40の表面40aに沿って設けられて分子接合層210の第1部分210aに接合されている。第1ビア52は、開口部45に設けられて、分子接合層210の第2部分210bと第3部分210cとに接合されている。   From a certain point of view, the metal plating layer 50 is bonded to the first portion 210a, the second portion 210b, and the third portion 210c of the molecular bonding layer 210. For example, the metal plating layer 50 includes a conductive wire 51 and a first via 52. The conducting wire 51 is provided along the surface 40 a of the insulating layer 40, which is different from the opening 45, and is joined to the first portion 210 a of the molecular bonding layer 210. The first via 52 is provided in the opening 45 and is bonded to the second portion 210 b and the third portion 210 c of the molecular bonding layer 210.

図8に示すように、本実施形態の金属めっき層50は、第1金属めっき層55と第2金属めっき層56とを含む。第1金属めっき層55と第2金属めっき層56は、金属めっき層50の厚さ方向で互いに積層されている。   As shown in FIG. 8, the metal plating layer 50 of the present embodiment includes a first metal plating layer 55 and a second metal plating layer 56. The first metal plating layer 55 and the second metal plating layer 56 are laminated together in the thickness direction of the metal plating layer 50.

第1金属めっき層55は、第2金属めっき層56を含む再配線層50の成長起点となるシード金属55mを有するシード層である。シード金属55mは、第1金属めっき層55を形成する金属(即ち金属素材)である。本実施形態のシード金属55mとしては、例えば、パラジウムなどの金属が挙げられる。第1金属めっき層55の厚みは、特に限定されないが、例えば、0.05μm以上2μm以下であることが、成長起点の機能の観点から好ましい。第1金属めっき層55は、分子接合層210の表面にシード金属55mを用いた金属めっき処理を施すことにより、形成可能である。本実施形態では、第1金属めっき層55が分子接合層210によって絶縁層40に接合される。このため本実施形態では、シード金属55mは、分子接合層210と化学結合(例えば共有結合)する第1金属50mの一例である。   The first metal plating layer 55 is a seed layer having a seed metal 55 m serving as a growth starting point of the rewiring layer 50 including the second metal plating layer 56. The seed metal 55m is a metal (that is, a metal material) that forms the first metal plating layer 55. As seed metal 55m of this embodiment, metals, such as palladium, are mentioned, for example. Although the thickness of the 1st metal plating layer 55 is not specifically limited, For example, it is preferable from a viewpoint of the function of a growth starting point that they are 0.05 micrometer or more and 2 micrometers or less. The first metal plating layer 55 can be formed by performing metal plating using the seed metal 55m on the surface of the molecular bonding layer 210. In the present embodiment, the first metal plating layer 55 is bonded to the insulating layer 40 by the molecular bonding layer 210. Therefore, in the present embodiment, the seed metal 55m is an example of the first metal 50m that is chemically bonded (for example, covalently bonded) to the molecular bonding layer 210.

第2金属めっき層56は、再配線層50の本体部であり、再配線用金属56mを含む。再配線用金属56mは、第2金属めっき層56を形成する金属(即ち金属素材)である。再配線用金属56mは、例えば、銅及びニッケル並びにこれらの合金などの金属が挙げられる。再配線用金属56mは、第2金属21mと同じでもよく、異なってもよい。第2金属めっき層56の厚みは、特に限定されないが、例えば、1μm以上10μm以下であることが好ましい。第2金属めっき層56の厚みが上記下限値以上であると、断線などにより電気信号の導線の機能が損なわれることを抑制することができる。第2金属めっき層56の厚みが上記上限値以下であると、分子接合層210による半導体パッケージ10の厚みの増加を抑えることができる。なお、第1金属50mは、シード金属55mと再配線用金属56mの両方を含む。   The second metal plating layer 56 is a main body portion of the rewiring layer 50 and includes a rewiring metal 56m. The rewiring metal 56m is a metal (that is, a metal material) that forms the second metal plating layer 56. Examples of the rewiring metal 56m include metals such as copper, nickel, and alloys thereof. The rewiring metal 56m may be the same as or different from the second metal 21m. Although the thickness of the 2nd metal plating layer 56 is not specifically limited, For example, it is preferable that they are 1 micrometer or more and 10 micrometers or less. It can suppress that the function of the conducting wire of an electrical signal is impaired by the disconnection etc. that the thickness of the 2nd metal plating layer 56 is more than the said lower limit. When the thickness of the second metal plating layer 56 is equal to or less than the above upper limit value, an increase in the thickness of the semiconductor package 10 due to the molecular bonding layer 210 can be suppressed. The first metal 50m includes both the seed metal 55m and the rewiring metal 56m.

次に、本実施形態の半導体パッケージ10の製造方法の一例について説明する。なお、以下に示す工程は、例えば、図4中の(c)から(f)に対応する工程である。   Next, an example of a method for manufacturing the semiconductor package 10 of the present embodiment will be described. In addition, the process shown below is a process corresponding to (c) to (f) in FIG. 4, for example.

まず、半導体基板22、導電パッド21、及び絶縁膜23を有した半導体チップ20が準備される(図9)。次に、半導体チップ20の表面に絶縁素材40mが供給されることで、絶縁層40が設けられる。次に、絶縁層40に開口部45(即ち貫通穴)が形成される(図10)。開口部45は、半導体チップ20の導電パッド21に対応する領域に設けられ、絶縁層40を貫通している。開口部45は、例えば絶縁層40がエッチングされることで形成される。   First, the semiconductor chip 20 having the semiconductor substrate 22, the conductive pads 21, and the insulating film 23 is prepared (FIG. 9). Next, the insulating material 40m is supplied to the surface of the semiconductor chip 20, whereby the insulating layer 40 is provided. Next, an opening 45 (that is, a through hole) is formed in the insulating layer 40 (FIG. 10). The opening 45 is provided in a region corresponding to the conductive pad 21 of the semiconductor chip 20 and penetrates the insulating layer 40. For example, the opening 45 is formed by etching the insulating layer 40.

次に、開口部45とは異なる絶縁層40の表面40a、開口部45の内面45a、および開口部45に露出した導電パッド21の表面21aが分子接合剤で被覆される(即ち分子接合剤を塗布する)ことで、第1部分210a、第2部分210b、及び第3部分210cを含む分子接合層210が形成される(図11)。例えば、分子接合剤溶液が塗布された絶縁層40を静置することにより、絶縁層40の絶縁素材40mと分子接合剤との間の化学結合(例えば共有結合)が促進される。さらに、分子接合層120にエネルギー(例えば熱又は光(例えば紫外線))を加える操作が行われてもよい。加熱の温度及び時間は、分子接合剤溶液の塗布量に応じて適宜決定される。また、照射する紫外線の波長は250nm以下であることが好ましく、照射時間は、分子接合剤溶液の塗布量に応じて適宜決定される。その後、洗浄液を用いて絶縁層40を洗浄し、乾燥させる。これにより、絶縁層40の絶縁素材40m及び導電パッド21の第2金属21mに化学結合(例えば共有結合)した分子接合層210が形成される。なお、分子接合層210の形成方法の詳細は、第1の実施形態で説明した分子接合層60の形成方法の詳細と略同じである。例えば、分子接合剤は、第1の実施形態で上述したような分子接合剤溶液の形態で供給される。   Next, the surface 40a of the insulating layer 40 different from the opening 45, the inner surface 45a of the opening 45, and the surface 21a of the conductive pad 21 exposed in the opening 45 are coated with a molecular bonding agent (that is, the molecular bonding agent is applied). By applying, the molecular bonding layer 210 including the first portion 210a, the second portion 210b, and the third portion 210c is formed (FIG. 11). For example, by leaving the insulating layer 40 coated with the molecular bonding agent solution, chemical bonding (for example, covalent bonding) between the insulating material 40m of the insulating layer 40 and the molecular bonding agent is promoted. Furthermore, an operation of applying energy (for example, heat or light (for example, ultraviolet rays)) to the molecular bonding layer 120 may be performed. The heating temperature and time are appropriately determined according to the application amount of the molecular bonding agent solution. Moreover, it is preferable that the wavelength of the ultraviolet-ray to irradiate is 250 nm or less, and irradiation time is suitably determined according to the application amount of a molecular bonding agent solution. Thereafter, the insulating layer 40 is cleaned using a cleaning liquid and dried. Thereby, the molecular bonding layer 210 chemically bonded (for example, covalently bonded) to the insulating material 40m of the insulating layer 40 and the second metal 21m of the conductive pad 21 is formed. The details of the method of forming the molecular bonding layer 210 are substantially the same as the details of the method of forming the molecular bonding layer 60 described in the first embodiment. For example, the molecular bonding agent is supplied in the form of a molecular bonding agent solution as described above in the first embodiment.

なお、分子接合剤の化学結合(例えば共有結合)は、熱又は光などのエネルギーが加えられることなく行われてもよい。これに代えて、分子接合剤の化学結合(例えば共有結合)は、熱又は光などのエネルギーが加えられることで行われてもよい。   The chemical bonding (for example, covalent bonding) of the molecular bonding agent may be performed without applying energy such as heat or light. Alternatively, chemical bonding (for example, covalent bonding) of the molecular bonding agent may be performed by applying energy such as heat or light.

分子接合層210の厚みは、分子接合剤溶液の濃度及び塗布量、並びに洗浄の時間及び回数等の条件によって、調節可能である。また、導電パッド21の表面21aの面積に対する分子接合層210の被覆密度は、分子接合剤溶液の濃度及び塗布量、並びに洗浄の時間及び回数等の条件によって、調節可能である。   The thickness of the molecular bonding layer 210 can be adjusted by conditions such as the concentration and the coating amount of the molecular bonding agent solution, and the time and number of cleaning. Further, the coating density of the molecular bonding layer 210 with respect to the area of the surface 21a of the conductive pad 21 can be adjusted by conditions such as the concentration and application amount of the molecular bonding agent solution, and the cleaning time and frequency.

次に、分子接合層210の第1部分210a、第2部分210b、及び第3部分210cの表面に金属めっき処理が施される。例えば、分子接合層210の表面(例えば第1部分210a、第2部分210b、及び第3部分210cの表面)に、上述のシード金属55mを用いた第1金属めっき処理が施される。これにより、金属めっき層(例えば再配線層)50の成長起点となるシード金属55mを有する第1金属めっき層55(例えばシード層)が、分子接合層210上に形成される(図12)。   Next, a metal plating process is performed on the surfaces of the first portion 210a, the second portion 210b, and the third portion 210c of the molecular bonding layer 210. For example, the surface of the molecular bonding layer 210 (for example, the surfaces of the first portion 210a, the second portion 210b, and the third portion 210c) is subjected to the first metal plating process using the seed metal 55m. As a result, a first metal plating layer 55 (for example, a seed layer) having a seed metal 55m serving as a growth starting point of the metal plating layer (for example, the rewiring layer) 50 is formed on the molecular bonding layer 210 (FIG. 12).

例えば、分子接合層210上に形成された第1金属めっき層55を静置することにより、第1金属めっき層55に含まれる第1金属50m(例えばシード金属55m)と分子接合層210との間の化学結合(例えば共有結合)が促進される。さらに、分子接合層120にエネルギー(例えば熱又は光(例えば紫外線))を加える操作が行われ、第1金属めっき層55に含まれる第1金属50m(例えばシード金属55m)と分子接合層210との間の化学結合(例えば共有結合)が促進されてもよい。   For example, by allowing the first metal plating layer 55 formed on the molecular bonding layer 210 to stand, the first metal 50 m (for example, the seed metal 55 m) included in the first metal plating layer 55 and the molecular bonding layer 210 are placed. Chemical bonds between them (eg covalent bonds) are promoted. Further, an operation of applying energy (for example, heat or light (for example, ultraviolet rays)) to the molecular bonding layer 120 is performed, and the first metal 50m (for example, the seed metal 55m) included in the first metal plating layer 55, the molecular bonding layer 210, and the like. Chemical bonds between (eg, covalent bonds) may be promoted.

次いで、第1金属めっき層55上の特定の箇所に、配線パターンを形成するためのレジスト膜Rが例えばフォトリソグラフィによって形成される(図13)。その後、第1金属めっき層55の表面に、上述の再配線用金属56mを用いた第2金属めっき処理が施される。これにより、再配線用金属56mから形成される膜が、第1金属めっき層55のシード金属55mを成長起点として成長し、第2金属めっき層56が形成される(図14)。   Next, a resist film R for forming a wiring pattern is formed at a specific location on the first metal plating layer 55 by, for example, photolithography (FIG. 13). Thereafter, the surface of the first metal plating layer 55 is subjected to a second metal plating process using the rewiring metal 56m. Thereby, the film formed from the rewiring metal 56m grows using the seed metal 55m of the first metal plating layer 55 as a growth starting point, and the second metal plating layer 56 is formed (FIG. 14).

前記シード層を形成するための第1金属めっき処理は、電解めっき処理及び無電解めっき処理のいずれであってもよい。第1金属めっき処理は、例えば無電解めっき処理である。なお本願でいう「無電解めっき処理」は、スプレーめっき処理に限らず、他に知られている種々の無電解めっき処理でもよい。無電解めっきを用いることにより、微細かつ均一な形状を有する第1金属めっき層55を形成することができる。また、金属めっき処理のための設備費用やメンテナンス費用を抑えることができる。   The first metal plating process for forming the seed layer may be either an electrolytic plating process or an electroless plating process. The first metal plating process is, for example, an electroless plating process. The “electroless plating process” referred to in the present application is not limited to the spray plating process, and may be various other electroless plating processes. By using electroless plating, the first metal plating layer 55 having a fine and uniform shape can be formed. In addition, equipment costs and maintenance costs for metal plating can be reduced.

前記再配線層の本体部を形成するための第2金属めっき処理は、電解めっき及び無電解めっきのいずれであってもよい。第2金属めっき処理は、例えば電解めっき処理である。電解めっきを用いることにより、1μm以上、好ましくは2μm以上の厚みを有する第2金属めっき層56を形成することができる。   The second metal plating process for forming the main part of the rewiring layer may be either electrolytic plating or electroless plating. The second metal plating process is, for example, an electrolytic plating process. By using electrolytic plating, the second metal plating layer 56 having a thickness of 1 μm or more, preferably 2 μm or more can be formed.

以上のような金属めっき処理を行うことにより、絶縁層40の開口部45を介して導電パッド21と電気的に接続される金属めっき層50を形成することができる。   By performing the metal plating process as described above, the metal plating layer 50 that is electrically connected to the conductive pad 21 through the opening 45 of the insulating layer 40 can be formed.

金属めっき層50の形成後、開口部45に形成された第2金属めっき層56の一部がフォトリソグラフィによって除去され、第1ビア52の窪み52aが形成されてもよい。また、第1金属めっき層55上に形成されたレジスト膜Rが洗浄により除去される(図15参照)。その後、第2金属めっき層56が形成されていない部位の第1金属めっき層55がエッチングによって除去される(図16)。この第1金属めっき層55の除去においては、分子接合層210が除去されることがある。   After the formation of the metal plating layer 50, a part of the second metal plating layer 56 formed in the opening 45 may be removed by photolithography to form a recess 52a of the first via 52. Further, the resist film R formed on the first metal plating layer 55 is removed by cleaning (see FIG. 15). Thereafter, the first metal plating layer 55 in a portion where the second metal plating layer 56 is not formed is removed by etching (FIG. 16). In removing the first metal plating layer 55, the molecular bonding layer 210 may be removed.

以上のような製造方法を用いることにより、本実施形態の半導体パッケージ10が形成される。   By using the manufacturing method as described above, the semiconductor package 10 of the present embodiment is formed.

なお、本実施形態の半導体パッケージ10は、絶縁層及び金属めっき層を、2層ずつ以上有してもよい。例えば、金属めっき層50の表面及び露出した絶縁層40の表面に、分子接合層60が新たに形成される。その後、金属めっき層50の表面及び露出した絶縁層40の表面に、分子接合層60を介して、2層目の絶縁層70が形成される(図17)。金属めっき層50上に形成された2層目の絶縁層70の任意の箇所がエッチングされることで、開口部75が形成される(図18)。その後、2層目の金属めっき層(例えば第2再配線層80)が、金属めっき層50及び2層目の絶縁層70上に分子接合層220を介して形成される。   In addition, the semiconductor package 10 of this embodiment may have two or more insulating layers and metal plating layers. For example, the molecular bonding layer 60 is newly formed on the surface of the metal plating layer 50 and the exposed surface of the insulating layer 40. Thereafter, a second insulating layer 70 is formed on the surface of the metal plating layer 50 and the exposed surface of the insulating layer 40 via the molecular bonding layer 60 (FIG. 17). An opening 75 is formed by etching an arbitrary portion of the second insulating layer 70 formed on the metal plating layer 50 (FIG. 18). Thereafter, a second metal plating layer (for example, the second rewiring layer 80) is formed on the metal plating layer 50 and the second insulating layer 70 via the molecular bonding layer 220.

以上の処理を行うことにより、本実施形態の半導体パッケージ10においては、絶縁層及び金属めっき層を、分子接合層を介して積層することができる。   By performing the above processing, in the semiconductor package 10 of the present embodiment, the insulating layer and the metal plating layer can be stacked via the molecular bonding layer.

なお、分子接合層210を形成する分子接合剤と、分子接合層60、220を形成する分子接合剤は、同じであっても、異なっていてもよい。   The molecular bonding agent that forms the molecular bonding layer 210 and the molecular bonding agent that forms the molecular bonding layers 60 and 220 may be the same or different.

以上説明した実施形態の半導体パッケージ10は、半導体チップ20と、分子接合層210と、金属めっき層50とを備えている。分子接合層210は、絶縁層40と金属めっき層50のそれぞれに化学結合(即ち共有結合)を介して接合している。そのため、絶縁層40と金属めっき層50との密着性を向上させることが可能である。また、半導体チップ20の導電パッド21と金属めっき層50との間に分子接合層210が設けられることにより、半導体チップ20と金属めっき層50との密着性をさらに向上させるとともに、半導体チップ20の導電パッド21と金属めっき層50との電気的接続を適切に確保することが可能である。   The semiconductor package 10 according to the embodiment described above includes the semiconductor chip 20, the molecular bonding layer 210, and the metal plating layer 50. The molecular bonding layer 210 is bonded to each of the insulating layer 40 and the metal plating layer 50 through a chemical bond (that is, a covalent bond). Therefore, the adhesion between the insulating layer 40 and the metal plating layer 50 can be improved. In addition, by providing the molecular bonding layer 210 between the conductive pad 21 of the semiconductor chip 20 and the metal plating layer 50, the adhesion between the semiconductor chip 20 and the metal plating layer 50 is further improved, and It is possible to appropriately ensure electrical connection between the conductive pad 21 and the metal plating layer 50.

また、実施形態の半導体パッケージ10の製造方法においては、スパッタリングなどの蒸着法を用いずに無電解めっきを用いて、第1金属めっき層55(例えばシード層)を形成することができる。これにより、下地の絶縁層40の表面を粗化することなくメタライズすることができるため、微細なパターンを有するシード層を形成することができる。また、製造コストを低減するとともに、生産効率を向上させることができる。   Moreover, in the manufacturing method of the semiconductor package 10 of the embodiment, the first metal plating layer 55 (for example, a seed layer) can be formed by using electroless plating without using a vapor deposition method such as sputtering. Accordingly, since the surface of the underlying insulating layer 40 can be metallized without being roughened, a seed layer having a fine pattern can be formed. In addition, the manufacturing cost can be reduced and the production efficiency can be improved.

(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。本実施形態の半導体パッケージ10の構成は、第2の実施形態の半導体パッケージ10の構成と略同じである。本実施形態は、金属めっき層50の少なくとも一部の形成がスプレーめっき処理によって行われる点で第2の実施形態とは異なる。なお、以下に説明する以外の構成は、第2の実施形態と同様である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. The configuration of the semiconductor package 10 of the present embodiment is substantially the same as the configuration of the semiconductor package 10 of the second embodiment. This embodiment is different from the second embodiment in that at least a part of the metal plating layer 50 is formed by spray plating. The configurations other than those described below are the same as those in the second embodiment.

例えば、本実施形態では、第1金属めっき層55が、スプレーめっき処理によって形成される。スプレーめっき処理では、第1金属50m(例えばシード金属55m)を含む金属イオン溶液及び還元剤溶液がそれぞれ噴霧される。スプレーめっき処理は、例えば、自己触媒型無電解めっきである。   For example, in the present embodiment, the first metal plating layer 55 is formed by spray plating. In the spray plating process, a metal ion solution containing a first metal 50m (for example, a seed metal 55m) and a reducing agent solution are sprayed. The spray plating process is, for example, autocatalytic electroless plating.

例えば、分子接合層210の表面に、第1金属50m(例えばシード金属55m)を用いた第1金属めっき処理が施される。これにより、第1金属めっき層55が分子接合層210上に形成される。第1金属めっき層55は、後に形成される第2金属めっき層56を含む金属めっき層50の成長起点を有するシード層である。本実施形態では、第1金属めっき処理は、スプレーめっき処理であり、分子接合層210の表面に、金属イオン溶液及び還元剤溶液がそれぞれ噴霧されることで行われる。   For example, the surface of the molecular bonding layer 210 is subjected to a first metal plating process using a first metal 50m (for example, a seed metal 55m). Thereby, the first metal plating layer 55 is formed on the molecular bonding layer 210. The first metal plating layer 55 is a seed layer having a growth starting point of the metal plating layer 50 including the second metal plating layer 56 to be formed later. In the present embodiment, the first metal plating process is a spray plating process, and is performed by spraying a metal ion solution and a reducing agent solution onto the surface of the molecular bonding layer 210.

金属イオン溶液は、第1金属50m(例えばシード金属55m)に由来する金属イオンを含む溶液である。本実施形態の第1金属50m(例えばシード金属55m)は、例えば、パラジウム、銅、銀、ニッケル、鉛、などの自己触媒作用がある金属である。さらに言えば、第1金属50m(例えばシード金属55m)は、銅、銀及びニッケルからなる群から選択される少なくとも1種である。このような金属イオンとしては、例えば、銅イオン、銀イオン及びニッケルイオンなどが挙げられる。金属イオンを溶解する溶媒としては、極性溶媒が挙げられ、中でも、水が好ましい。金属イオン溶液の濃度は、特に限定されず、公知の濃度を採用することができる。   The metal ion solution is a solution containing metal ions derived from the first metal 50m (for example, the seed metal 55m). The first metal 50m (for example, the seed metal 55m) of the present embodiment is a metal having an autocatalytic action such as palladium, copper, silver, nickel, lead, or the like. Furthermore, the first metal 50m (for example, the seed metal 55m) is at least one selected from the group consisting of copper, silver, and nickel. Examples of such metal ions include copper ions, silver ions, and nickel ions. Examples of the solvent that dissolves metal ions include polar solvents, and among these, water is preferable. The concentration of the metal ion solution is not particularly limited, and a known concentration can be adopted.

金属イオン溶液の温度は、実用的な範囲であれば、特に限定されず、例えば、20℃以上40℃以下であることが好ましい。金属イオン溶液の温度が上記下限値以上であると、金属イオンが溶媒に良好に溶解した金属イオン溶液を得ることができる。金属イオン溶液の濃度が上記上限値以下であると、溶媒の蒸発を効果的に防止することができる。   The temperature of a metal ion solution will not be specifically limited if it is a practical range, For example, it is preferable that they are 20 degreeC or more and 40 degrees C or less. When the temperature of the metal ion solution is equal to or higher than the lower limit, a metal ion solution in which metal ions are well dissolved in a solvent can be obtained. When the concentration of the metal ion solution is not more than the above upper limit value, the evaporation of the solvent can be effectively prevented.

還元剤溶液は、金属イオンを還元して金属を析出させる還元剤を含む溶液である。還元剤としては、使用する金属イオンに対応した公知の化合物が使用可能である。金属イオンとして銅イオン又は銀イオンを使用する場合には、還元剤としてホルムアルデヒドを使用することが、自己触媒作用が得られるため、好ましい。また、金属イオンとしてニッケルイオンを使用する場合には、還元剤としてホスフィン酸塩又はテトラヒドロホウ酸塩を使用することが、自己触媒作用が得られるため、好ましい。還元剤を溶解する溶媒としては、極性溶媒が挙げられ、中でも、水が好ましい。   The reducing agent solution is a solution containing a reducing agent that reduces metal ions and deposits metal. As the reducing agent, a known compound corresponding to the metal ion to be used can be used. When copper ions or silver ions are used as metal ions, it is preferable to use formaldehyde as a reducing agent because autocatalytic action is obtained. Moreover, when using nickel ion as a metal ion, it is preferable to use a phosphinate or a tetrahydroborate as a reducing agent because an autocatalytic action is obtained. Examples of the solvent that dissolves the reducing agent include polar solvents, and among these, water is preferable.

還元剤溶液の濃度は、特に限定されず、公知の濃度を採用することができる。   The concentration of the reducing agent solution is not particularly limited, and a known concentration can be adopted.

還元剤溶液の温度は、実用的な範囲であれば、特に限定されず、例えば、20℃以上40℃以下であることが好ましい。還元剤溶液の温度が上記下限値以上であると、還元剤が溶媒に良好に溶解した還元剤溶液を得ることができる。還元剤溶液の濃度が上記上限値以下であると、溶媒の蒸発を効果的に防止することができる。   If the temperature of a reducing agent solution is a practical range, it will not specifically limit, For example, it is preferable that it is 20 to 40 degreeC. When the temperature of the reducing agent solution is equal to or higher than the lower limit, a reducing agent solution in which the reducing agent is well dissolved in a solvent can be obtained. When the concentration of the reducing agent solution is not more than the above upper limit, evaporation of the solvent can be effectively prevented.

なお、自己触媒作用とは、金属イオンが還元剤によって還元されることによって生成した金属が、当該還元剤の酸化における触媒として作用することをいう。本実施形態においては、金属めっき処理が自己触媒型無電解めっきであることが、生産効率がより向上するため、好ましい。   The autocatalytic action means that a metal produced by reducing metal ions by a reducing agent acts as a catalyst in the oxidation of the reducing agent. In the present embodiment, it is preferable that the metal plating treatment is autocatalytic electroless plating because production efficiency is further improved.

金属イオン溶液及び還元剤溶液の少なくとも一方には、添加剤として、酢酸等の緩衝剤、酒石酸等の錯化剤及びシアン化合物等の安定剤などが添加されてもよい。緩衝剤としては、例えば、酢酸及び酢酸塩の混合物等が挙げられる。錯化剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸及びピロリン酸等など挙げられる。安定剤としては、例えば、シアン化合物及びビピリジン化合物などが挙げられる。   To at least one of the metal ion solution and the reducing agent solution, a buffering agent such as acetic acid, a complexing agent such as tartaric acid, and a stabilizer such as cyanide may be added as additives. Examples of the buffering agent include a mixture of acetic acid and acetate. Examples of the complexing agent include tartaric acid, citric acid, malic acid, pyrophosphoric acid and the like. Examples of the stabilizer include cyan compounds and bipyridine compounds.

これらの添加剤を添加することによって、金属イオン溶液又は還元剤溶液の長期保存性が向上する。また、金属めっき層50を安定的に形成することが可能となる。   By adding these additives, the long-term storage stability of the metal ion solution or the reducing agent solution is improved. In addition, the metal plating layer 50 can be stably formed.

金属イオン溶液及び還元剤溶液の噴霧方法は、特に限定されない。例えば、2つのスプレー装置を用いて、金属イオン溶液及び還元剤溶液を、2方向から分子接合層210の表面における同一箇所に向けて噴霧する方法が挙げられる。このような噴霧方法を用いて、金属イオン溶液及び還元剤溶液を同時に噴霧することにより、分子接合層210に金属めっき処理を行うことが可能である。   The method for spraying the metal ion solution and the reducing agent solution is not particularly limited. For example, a method of spraying a metal ion solution and a reducing agent solution from two directions toward the same location on the surface of the molecular bonding layer 210 using two spray devices can be mentioned. By using such a spraying method, the metal ion solution and the reducing agent solution can be sprayed at the same time to perform the metal plating process on the molecular bonding layer 210.

本実施形態における第2金属めっき処理およびその後の工程は、第2の実施形態と同様である。なお、本実施形態では、第2金属めっき層56を形成する再配線用金属56mは、第1金属めっき層56を形成するシード金属55mと同じでもよい。第2金属めっき層56は、例えばスプレーめっき処理とは異なる無電解めっき処理、または電解めっき処理によって形成される。例えば、第2金属めっき層56は、電解めっき処理によって形成される。   The second metal plating process and the subsequent steps in this embodiment are the same as those in the second embodiment. In the present embodiment, the rewiring metal 56m that forms the second metal plating layer 56 may be the same as the seed metal 55m that forms the first metal plating layer 56. The second metal plating layer 56 is formed by, for example, an electroless plating process or an electrolytic plating process different from the spray plating process. For example, the second metal plating layer 56 is formed by an electrolytic plating process.

以上説明した実施形態の半導体装置の製造方法においては、無電解めっきを用いて第1金属めっき層55が形成される。これにより、下地である分子接合層210や半導体チップ20の表面を粗化することなく、微細な配線パターンを形成することができる。   In the semiconductor device manufacturing method of the embodiment described above, the first metal plating layer 55 is formed using electroless plating. Thereby, a fine wiring pattern can be formed without roughening the surface of the molecular bonding layer 210 or the semiconductor chip 20 as a base.

また、実施形態の半導体パッケージ10の製造方法においては、金属めっき処理が、還元剤溶液及び金属イオン溶液をそれぞれ噴霧することで行われるので、パラジウムなどのシード金属を用いずに、金属めっき層50を形成することができる。パラジウムなどのシード金属は、一般に高価であるので、実施形態の半導体パッケージ10の製造方法においては、製造コストを低減することができる。また、好ましい金属イオンの一つである銀イオンは、パラジウムと比較して除去性に優れる。よって、銀イオン溶液を用いると、半導体パッケージ10の生産効率をより向上させることができる。   Moreover, in the manufacturing method of the semiconductor package 10 of the embodiment, the metal plating process is performed by spraying the reducing agent solution and the metal ion solution, respectively, so that the metal plating layer 50 is used without using a seed metal such as palladium. Can be formed. Since seed metals such as palladium are generally expensive, the manufacturing cost can be reduced in the method of manufacturing the semiconductor package 10 of the embodiment. In addition, silver ion, which is one of the preferred metal ions, is excellent in removability as compared with palladium. Therefore, when the silver ion solution is used, the production efficiency of the semiconductor package 10 can be further improved.

また、本実施形態の半導体パッケージ10の製造方法においては、分子接合層210によって、絶縁層40と金属めっき層50とが接合されている。そのため、半導体パッケージ10の内部の密着性が優れている。また、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金から形成される導電パッド21に対して、密着性の向上を目的とするジンケート処理を施す必要がない。   In the method for manufacturing the semiconductor package 10 of the present embodiment, the insulating layer 40 and the metal plating layer 50 are bonded together by the molecular bonding layer 210. Therefore, the adhesiveness inside the semiconductor package 10 is excellent. Further, it is not necessary to perform a zincate treatment for the purpose of improving the adhesion to the conductive pad 21 formed of, for example, aluminum or an aluminum alloy.

(第4の実施形態)
次に、図19から図26を参照し、第4の実施形態について説明する。本実施形態は、金属めっき層50の全部がスプレーめっき処理によって形成される点などで第3の実施形態とは異なる。なお、以下に説明する以外の構成は、第3の実施形態と同様である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment is different from the third embodiment in that the entire metal plating layer 50 is formed by spray plating. The configurations other than those described below are the same as those in the third embodiment.

図19は、本実施形態の半導体パッケージ10を示す断面図である。   FIG. 19 is a cross-sectional view showing the semiconductor package 10 of the present embodiment.

図19に示すように、本実施形態の半導体パッケージ10では、第1金属めっき層55及び第2金属めっき層56の代わりに、1つの金属めっき層50が設けられている。言い換えると、本実施形態の金属めっき層50は、シード層を有しない。   As shown in FIG. 19, in the semiconductor package 10 of the present embodiment, one metal plating layer 50 is provided instead of the first metal plating layer 55 and the second metal plating layer 56. In other words, the metal plating layer 50 of this embodiment does not have a seed layer.

次に、本実施形態の半導体パッケージ10の製造方法の一例について説明する。なお、以下に示す工程は、例えば、図4中の(c)から(f)に対応する工程である。   Next, an example of a method for manufacturing the semiconductor package 10 of the present embodiment will be described. In addition, the process shown below is a process corresponding to (c) to (f) in FIG. 4, for example.

まず、半導体基板22、導電パッド21、及び絶縁膜23を有した半導体チップ20が準備される(図20)。次に、半導体チップ20の表面に絶縁素材40mが供給されることで、絶縁層40が設けられる。次に、絶縁層40に開口部45(即ち貫通穴)が形成される(図21)。開口部45は、半導体チップ20の導電パッド21に対応する領域に設けられ、絶縁層40を貫通している。開口部45は、例えば絶縁層40がエッチングされることで形成される。   First, the semiconductor chip 20 having the semiconductor substrate 22, the conductive pads 21, and the insulating film 23 is prepared (FIG. 20). Next, the insulating material 40m is supplied to the surface of the semiconductor chip 20, whereby the insulating layer 40 is provided. Next, an opening 45 (that is, a through hole) is formed in the insulating layer 40 (FIG. 21). The opening 45 is provided in a region corresponding to the conductive pad 21 of the semiconductor chip 20 and penetrates the insulating layer 40. For example, the opening 45 is formed by etching the insulating layer 40.

次に、開口部45とは異なる絶縁層40の表面40a、開口部45の内面45a、および開口部45に露出した導電パッド21の表面21aを分子接合剤で被覆することで、分子接合層210が形成される(図22)。なお、以上までの工程は、第2の実施形態と同様である。   Next, the surface 40a of the insulating layer 40 different from the opening 45, the inner surface 45a of the opening 45, and the surface 21a of the conductive pad 21 exposed in the opening 45 are covered with a molecular bonding agent, whereby the molecular bonding layer 210 is covered. Is formed (FIG. 22). The steps up to here are the same as those in the second embodiment.

本実施形態では、分子接合層210の表面に、金属めっき処理が施される。本実施形態の金属めっき処理は、第3の実施形態の第1金属めっき処理と同様に、スプレーめっき処理によって行われる。すなわち、第1金属50mを含む金属イオン溶液及び還元剤溶液がそれぞれ噴霧される。スプレーめっき処理は、他の種類の無電解めっきに比べて金属めっき層の析出速度が速い。このため、金属めっき層50の全てをスプレーめっき処理によって行うことができる。また、スプレーめっき処理によって金属めっき層50が形成された場合でも、金属めっき層50と絶縁層40との間に分子接合層210が設けられているため、金属めっき層50が安定して存在する。また、電解めっきと比較して、半導体パッケージ10の生産効率を向上させることができる。   In this embodiment, a metal plating process is performed on the surface of the molecular bonding layer 210. The metal plating process of this embodiment is performed by the spray plating process similarly to the 1st metal plating process of 3rd Embodiment. That is, the metal ion solution and the reducing agent solution containing the first metal 50m are respectively sprayed. The spray plating process has a higher deposition rate of the metal plating layer than other types of electroless plating. For this reason, all of the metal plating layer 50 can be performed by spray plating. Further, even when the metal plating layer 50 is formed by spray plating, the metal bonding layer 210 is provided between the metal plating layer 50 and the insulating layer 40, so that the metal plating layer 50 exists stably. . Further, the production efficiency of the semiconductor package 10 can be improved as compared with the electrolytic plating.

次に、金属めっき層50の覆うようにレジスト膜Rが形成される(図24)。次に、金属めっき層50の不要部分がエッチングにより除去される(図25)。これにより、導線51および第1ビア52を含む金属めっき層50が絶縁層40上に形成される(図26)。   Next, a resist film R is formed so as to cover the metal plating layer 50 (FIG. 24). Next, unnecessary portions of the metal plating layer 50 are removed by etching (FIG. 25). Thereby, the metal plating layer 50 including the conducting wire 51 and the first via 52 is formed on the insulating layer 40 (FIG. 26).

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope of the present invention and the gist thereof, and are also included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

10…メ半導体パッケージ、20…半導体チップ、30…モールド樹脂部、60…分子接合層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Semiconductor package, 20 ... Semiconductor chip, 30 ... Mold resin part, 60 ... Molecular junction layer.

Claims (20)

導電部と、
前記導電部の少なくとも一部を露出させる露出部を有した絶縁層と、
少なくとも前記絶縁層の表面に設けられた分子接合層と、
前記分子接合層によって前記絶縁層の表面に接合された金属めっき層と、
を備え、
前記分子接合層の少なくとも一部は、前記絶縁層に含まれる絶縁素材と化学結合し、
前記分子接合層の少なくとも一部は、前記金属めっき層に含まれる第1金属と化学結合し、
前記金属めっき層は、前記露出部を通じて前記導電部に電気的に接続された、
半導体装置。
A conductive part;
An insulating layer having an exposed portion exposing at least a part of the conductive portion;
A molecular bonding layer provided at least on the surface of the insulating layer;
A metal plating layer bonded to the surface of the insulating layer by the molecular bonding layer;
With
At least a part of the molecular bonding layer is chemically bonded to an insulating material included in the insulating layer,
At least a part of the molecular bonding layer is chemically bonded to the first metal contained in the metal plating layer,
The metal plating layer is electrically connected to the conductive portion through the exposed portion,
Semiconductor device.
前記分子接合層は、前記絶縁素材と前記第1金属との両方に共有結合した分子接合体を含む
請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein the molecular bonding layer includes a molecular bonding body that is covalently bonded to both the insulating material and the first metal.
前記分子接合層は、前記露出部に露出した前記導電部の表面にも設けられ、
前記分子接合層の少なくとも一部は、前記導電部に含まれる第2金属と化学結合した
請求項1に記載の半導体装置。
The molecular bonding layer is also provided on the surface of the conductive portion exposed at the exposed portion,
At least a part of the molecular bonding layer is chemically bonded to the second metal contained in the conductive part.
The semiconductor device according to claim 1.
前記分子接合層は、前記第1金属と前記第2金属との両方に共有結合した分子接合体を含む
請求項3に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 3, wherein the molecular bonding layer includes a molecular bonding body that is covalently bonded to both the first metal and the second metal.
前記分子接合層は、前記露出部とは異なる前記絶縁層の表面に設けられた第1部分と、前記露出部の内面に設けられた第2部分と、前記露出部に露出した前記導電部の表面に設けられた第3部分とを含み、
前記金属めっき層は、前記分子接合層の前記第1部分、前記第2部分、及び前記第3部分に接合された
請求項1に記載の半導体装置。
The molecular bonding layer includes a first portion provided on a surface of the insulating layer different from the exposed portion, a second portion provided on an inner surface of the exposed portion, and the conductive portion exposed on the exposed portion. A third portion provided on the surface,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the metal plating layer is bonded to the first portion, the second portion, and the third portion of the molecular bonding layer.
前記金属めっき層は、前記露出部とは異なる前記絶縁層の表面に沿って設けられて前記分子接合層の前記第1部分に接合された導線と、前記露出部に設けられて前記分子接合層の前記第2部分及び前記第3部分に接合されたビアとを有した
請求項5に記載の半導体装置。
The metal plating layer is provided along the surface of the insulating layer different from the exposed portion and joined to the first portion of the molecular bonding layer, and the molecular bonding layer is provided on the exposed portion. The semiconductor device according to claim 5, further comprising a via joined to the second part and the third part.
前記導電部は、半導体チップの導電パッドである
請求項6に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 6, wherein the conductive portion is a conductive pad of a semiconductor chip.
前記金属めっき層は、前記半導体チップからの電気信号及び前記半導体チップへの電気信号の少なくとも一方が流れる導線を含む再配線層である
請求項7に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 7, wherein the metal plating layer is a rewiring layer including a conductive wire through which at least one of an electric signal from the semiconductor chip and an electric signal to the semiconductor chip flows.
前記分子接合層は、トリアジンジチオール残基を含む
請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein the molecular bonding layer includes a triazine dithiol residue.
導電部の少なくとも一部を露出させる開口部を有する絶縁層の表面に分子接合剤を塗布することで分子接合層を形成し、
少なくとも、前記分子接合層の表面に金属めっき処理を施すことで、前記開口部を通じて前記導電部と電気的に接続されるとともに前記分子接合層と化学結合した第1金属を含む金属めっき層を形成する、
半導体装置の製造方法。
A molecular bonding layer is formed by applying a molecular bonding agent to the surface of the insulating layer having an opening that exposes at least a part of the conductive portion,
At least a surface of the molecular bonding layer is subjected to a metal plating process to form a metal plating layer that includes the first metal that is electrically connected to the conductive portion through the opening and chemically bonded to the molecular bonding layer. To
A method for manufacturing a semiconductor device.
前記金属めっき処理は、無電解めっき処理を含む
請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the metal plating process includes an electroless plating process.
前記金属めっき処理は、前記第1金属を含む金属イオン溶液及び還元剤溶液をそれぞれ噴霧するスプレーめっき処理を含む
請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the metal plating process includes a spray plating process in which a metal ion solution containing the first metal and a reducing agent solution are respectively sprayed.
前記スプレーめっき処理は、自己触媒型無電解めっきである
請求項12に記載の半導体装置の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the spray plating process is self-catalytic electroless plating.
前記第1金属が、銅、銀及びニッケルからなる群から選択される少なくとも1種である
請求項13に記載の半導体装置の製造方法。
The first metal is at least one selected from the group consisting of copper, silver and nickel.
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 13.
前記分子接合層は、前記絶縁層の表面とともに前記開口部に露出した前記導電部の表面にも前記分子接合剤が塗布されることで形成される
請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the molecular bonding layer is formed by applying the molecular bonding agent to a surface of the conductive portion exposed to the opening as well as a surface of the insulating layer.
前記金属めっき層は、電気信号が流れる導線を含む再配線層であり、
前記金属めっき層を形成することは、
少なくとも前記分子接合層の表面に前記第1金属を用いて第1金属めっき処理を施すことで、前記再配線層の成長起点となるシード層を形成することと、
前記シード層上に第2金属めっき処理を施すことで、前記シード層上に前記再配線層の本体部を形成することと、
を含む
請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
The metal plating layer is a rewiring layer including a conducting wire through which an electric signal flows,
To form the metal plating layer,
Forming a seed layer serving as a growth starting point of the rewiring layer by performing a first metal plating process on the surface of at least the molecular bonding layer using the first metal;
Forming a body portion of the redistribution layer on the seed layer by performing a second metal plating process on the seed layer;
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
前記第1金属めっき処理は、無電解めっき処理である
請求項16に記載の半導体装置の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 16, wherein the first metal plating process is an electroless plating process.
前記第1金属めっき処理は、前記第1金属を含む金属イオン溶液及び還元剤溶液をそれぞれ噴霧するスプレーめっき処理である
請求項16に記載の半導体装置の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 16, wherein the first metal plating process is a spray plating process in which a metal ion solution and a reducing agent solution containing the first metal are respectively sprayed.
前記分子接合剤は、トリアジン誘導体である
請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the molecular bonding agent is a triazine derivative.
前記トリアジン誘導体は、一般式(C1)で表される化合物である。
(C1)
Figure 2018037637
(式中、Rは、炭化水素基又は異種原子もしくは官能基が介在してもよい炭化水素基を示し、Xは、水素原子又は炭化水素基を示し、Yは、アルコキシ基を示し、
Zは、塩を形成していてもよい、チオール基、アミノ基もしくはアジド基、又は異種原子もしくは官能基が介在してもよい炭化水素基を示し、n1は1〜3までの整数であり、n2は1〜2までの整数である。)
請求項19に記載の半導体装置の製造方法。
The triazine derivative is a compound represented by the general formula (C1).
(C1)
Figure 2018037637
(In the formula, R represents a hydrocarbon group or a hydrocarbon group in which a hetero atom or a functional group may intervene, X represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group, Y represents an alkoxy group,
Z represents a thiol group, an amino group or an azide group which may form a salt, or a hydrocarbon group which may be intervened by a hetero atom or a functional group, n1 is an integer from 1 to 3, n2 is an integer from 1 to 2. )
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 19.
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