JP2023046274A - Support-equipped board and semiconductor device - Google Patents
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- Wire Bonding (AREA)
Abstract
Description
本発明は、支持体付き基板および半導体装置に関する。 The present invention relates to a substrate with support and a semiconductor device.
微細な配線回路を有する半導体素子をマザーボードに実装するにあたり、半導体素子とマザーボードとでは、接合端子となる電極間隔や大きさが合致しない。このため、一般的に半導体素子とマザーボードの間にはFC-BGA(Flip Chip-Ball Grid Array)基板と呼ばれる中間基板が用いられる。このような中間基板を用いることにより、電極間隔や大きさを変換して接続することが可能となる。 When a semiconductor element having a fine wiring circuit is mounted on a mother board, the semiconductor element and the mother board do not match in electrode spacing and size, which serve as connection terminals. For this reason, an intermediate substrate called FC-BGA (Flip Chip-Ball Grid Array) substrate is generally used between the semiconductor element and the motherboard. By using such an intermediate substrate, it becomes possible to change the electrode spacing and size for connection.
しかし、半導体装置の高速化、高集積化が進展し、半導体素子を搭載するFC-BGA基板に対しても、さらなる接合端子の狭ピッチ化、基板内の配線の微細化が求められている。
一方、FC-BGA基板とマザーボードとの接合端子間隔は、従来とほぼ変わらないピッチでの接合端子による接合が要求されている。
However, as semiconductor devices become faster and more highly integrated, the FC-BGA substrate on which semiconductor elements are mounted is also required to have a narrower pitch of junction terminals and finer wiring in the substrate.
On the other hand, there is a demand for bonding by connecting terminals at a pitch that is almost the same as the conventional interval between the connecting terminals of the FC-BGA substrate and the mother board.
このような半導体素子の接合端子の狭ピッチ化、これに伴うFC-BGA基板内の配線の微細化に対応するため、FC-BGA基板と半導体素子との間に、さらなる中間基板として、インターポーザ―とも呼ばれる、微細な配線を含む多層配線基板が用いられている。
そして、このようなインターポーザを介して、複数の半導体素子をFC-BGA基板に実装する技術が出現している。
In order to cope with the narrowing of the pitch of the junction terminals of such semiconductor elements and the accompanying miniaturization of the wiring in the FC-BGA substrate, an interposer is used as a further intermediate substrate between the FC-BGA substrate and the semiconductor element. A multi-layer wiring board including fine wiring, also called a multi-layer wiring board, is used.
A technology has emerged to mount a plurality of semiconductor elements on an FC-BGA substrate via such an interposer.
初期のインターポーザは、シリコンウエハの加工技術である半導体素子の製造プロセス技術を用いて製造されていた。しかし、半導体素子の製造プロセス技術を用いると、製造コストが上昇する問題があった。また、シリコンウエハを用いるインターポーザは、シリコン自体の電気的特性上の課題として、伝送特性の問題が指摘されていた。
一方でガラスを用いたガラスインターポーザも提案されているが、ガラスの加工性に課題がある。
Early interposers were manufactured using a semiconductor element manufacturing process technology, which is a silicon wafer processing technology. However, there is a problem that the manufacturing cost increases when using the semiconductor device manufacturing process technology. In addition, an interposer using a silicon wafer has been pointed out to have a problem of transmission characteristics as a problem in terms of the electrical characteristics of silicon itself.
On the other hand, a glass interposer using glass has also been proposed, but there is a problem with the workability of the glass.
このため、ガラス製のインターポーザの欠陥を補う技術として、有機絶縁樹脂を用いてインターポーザを形成する技術がある。
有機絶縁樹脂を用いたインターポーザは、キャリアとも呼ばれる支持体上に、有機絶縁樹脂と配線材料によって配線基板を形成する。そして、配線基板上に半導体素子を実装し、樹脂封止した後に、支持体を剥離してFC-BGA基板に取り付けることによって半導体装置を製造することができる(特許文献1)。
Therefore, as a technique for compensating for the defects of the glass interposer, there is a technique for forming the interposer using an organic insulating resin.
In an interposer using an organic insulating resin, a wiring board is formed by using an organic insulating resin and a wiring material on a support that is also called a carrier. A semiconductor device can be manufactured by mounting a semiconductor element on a wiring board, sealing with resin, peeling off the support, and attaching it to an FC-BGA board (Patent Document 1).
しかし、インターポーザを有機絶縁樹脂を用いて形成すると、有機絶縁樹脂のCTE(coefficient of thermal expansion、熱膨張率)がFC-BGAのCTEと比較して大きいため、熱変化によって、配線基板における導体層の剥離や有機絶縁樹脂にクラックが生じるおそれがある。
つまり、インターポーザをFC-BGAに取り付けたのちに、周辺温度が大きく変化すると、配線基板中の有機絶縁樹脂のみが大きく変形し、配線基板の反りや、配線基板の内部に応力が発生することとなる。その結果、微細な配線層などの剥離や、剥離した箇所や応力が集中する箇所を起点とするクラックが生じる。
However, when the interposer is formed using an organic insulating resin, the CTE (coefficient of thermal expansion) of the organic insulating resin is larger than that of FC-BGA. detachment and cracks in the organic insulating resin.
In other words, if the ambient temperature changes significantly after the interposer is attached to the FC-BGA, only the organic insulating resin in the wiring board is greatly deformed, causing warping of the wiring board and stress generated inside the wiring board. Become. As a result, peeling of fine wiring layers and the like, and cracks originating from peeled portions and stress-concentrated portions occur.
そこで本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、配線基板内部の応力を緩和させ、応力が集中する箇所を起点とするクラックが生じ難い配線基板や支持体付き基板および半導体装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a wiring board, a support-attached substrate, and a semiconductor device, in which the stress inside the wiring board is relieved and cracks are less likely to occur starting from places where stress concentrates. for the purpose.
上記の課題を解決するために、本発明の代表的な支持体付き基板の一つは、支持体と前記支持体の上方に設けられた配線基板を備える支持体付き基板であって、
前記配線基板の内部の絶縁膜は第1の有機絶縁樹脂で構成されており、
前記配線基板の表面層の絶縁膜は第1の有機絶縁樹脂よりもCTEが小さい第2の有機絶縁樹脂で構成されている。
In order to solve the above problems, one typical substrate with a support of the present invention is a substrate with a support comprising a support and a wiring board provided above the support,
the insulating film inside the wiring substrate is made of a first organic insulating resin,
The insulating film of the surface layer of the wiring substrate is composed of a second organic insulating resin having a CTE smaller than that of the first organic insulating resin.
本発明によれば、配線基板内部の応力が緩和され、応力が集中する箇所を起点とするクラックが生じ難い支持体付き基板及び半導体装置を提供することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は以下の発明を実施するための形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, it is possible to provide a support-equipped substrate and a semiconductor device in which the stress inside the wiring substrate is relieved, and cracks starting from places where stress is concentrated are less likely to occur.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the mode for carrying out the invention.
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between thickness and planar dimension, the ratio of thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined with reference to the following description. In addition, it is a matter of course that there are portions with different dimensional relationships and ratios between the drawings.
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 Further, the embodiments shown below are examples of devices and methods for embodying the technical idea of the present invention. etc. are not specified below. Various modifications can be made to the technical idea of the present invention within the technical scope defined by the claims.
なお、本開示において、「面」とは、板状部材の面のみならず、板状部材に含まれる層について、板状部材の面と略平行な層の界面も指すことがある。また、「上面」、「下面」とは、板状部材や板状部材に含まれる層を図示した場合の、図面上の上方又は下方に示される面を意味する。なお、「上面」、「下面」については、「第1面」、「第2面」と称することもある。 In the present disclosure, the term “surface” may refer not only to the surface of the plate-like member, but also to the interface between the layers included in the plate-like member that is substantially parallel to the surface of the plate-like member. In addition, the terms "upper surface" and "lower surface" refer to the upper or lower surface of the drawing when a plate-like member or a layer included in the plate-like member is illustrated. The "upper surface" and "lower surface" may also be referred to as "first surface" and "second surface".
また、「側面」とは、板状部材や板状部材に含まれる層における面や層の厚みの部分を意味する。さらに、面の一部及び側面を合わせて「端部」ということがある。
また、「上方」とは、板状部材又は層を水平に載置した場合の垂直上方の方向を意味する。さらに、「上方」及びこれと反対の「下方」については、これらを「Z軸プラス方向」、「Z軸マイナス方向」ということがあり、水平方向については、「X軸方向」、「Y軸方向」ということがある。
In addition, the “side surface” means a surface of a plate-like member or a layer included in the plate-like member or a portion of the thickness of the layer. Furthermore, a part of a surface and a side surface may be collectively referred to as an "end".
Further, "upward" means the vertically upward direction when the plate-like member or layer is placed horizontally. Further, "upward" and "downward" opposite to this are sometimes referred to as "Z-axis positive direction" and "Z-axis negative direction", and horizontal directions are referred to as "X-axis direction" and "Y-axis direction". It is sometimes called "direction".
また、「平面形状」、「平面視」とは、上方から面又は層を視認した場合の形状を意味する。さらに、「断面形状」、「断面視」とは、板状部材又は層を特定の方向で切断した場合の水平方向から視認した場合の形状を意味する。
また、「半導体素子等」とは、半導体素子及び半導体素子と同等程度の大きさの電子部品、配線基板を含むものを意味する。
Further, "planar shape" and "planar view" mean the shape when a surface or layer is viewed from above. Furthermore, the terms "cross-sectional shape" and "cross-sectional view" mean the shape of a plate-like member or layer cut in a specific direction and viewed from the horizontal direction.
The term "semiconductor element or the like" means a semiconductor element, an electronic component having a size approximately equal to that of the semiconductor element, and a wiring board.
<配線基板、支持体付き基板、半導体装置>
まず、図1Aから図2Dを用いて、配線基板、支持体付き基板、半導体装置の構成および製造工程の概要について説明する。
図1Aは、図1Bに示す支持体付き基板54の上方に接続される半導体素子等55の概略断面図である。そして図1Bは、支持体51の上方に、配線基板52が剥離層53を介して形成されている支持体付き基板54の概略断面図である。
なお、支持体51は、主にガラスで構成されており、配線基板52は有機絶縁樹脂を用いて構成されている。また、図1Aから図2Dにおいて、配線基板52、半導体素子等55及び他の配線基板61において、内部構造は省略して図示されている。
<Wiring substrate, substrate with support, semiconductor device>
First, with reference to FIGS. 1A to 2D, the wiring substrate, the substrate with support member, and the outline of the configuration and manufacturing process of the semiconductor device will be described.
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a semiconductor element or the like 55 connected above a
The
図1Bに示された支持体付き基板54は支持体51の上方に配線基板52が形成されているため、これをキャリア付きRDL(Re Distribution Layer)と称することがある。また、配線基板52の上面56を第1の面と称し、配線基板52の下面57を第2の面と称する。
なお、配線基板52の上面56には、半導体素子等55と電気的接続をとるためのはんだ58が備えられている。そして、図1Aの半導体素子等55が支持体付き基板54と接続する側の面にも、はんだ58が備えられている。
Since the
The
図1Cは、図1Bに示した支持体付き基板の配線基板52の上面56である第1の面に半導体素子等55を実装し、アンダーフィル59で固定した状態を示す概略断面図である。
FIG. 1C is a schematic cross-sectional view showing a state in which a semiconductor element or the like 55 is mounted on the first surface, which is the
図1Dは、図1Cの半導体素子等55が実装された支持体付き基板54をモールド樹脂60によって、さらに固定した状態を示す概略断面図である。
FIG. 1D is a schematic cross-sectional view showing a state in which the support-attached
次に、図2A乃至図2Dを参照して、図1Dに示すモールド樹脂60によって半導体素子等55が固定された支持体付き基板が他の配線基板61に接続される工程を説明する。なお、他の配線基板61としては、例えば、FC-BGA基板などが含まれる。
まず、図1Dに示すモールド樹脂60によって半導体素子等55が固定された支持体付き基板は、ガラスである支持体51側から紫外線が照射される。その結果機能層である剥離層53は剥離機能が発現し、配線基板52と支持体51が剥離される。
次に、図2Aに示されるように、配線基板52の下面57(第2の面)に、他の配線基板61と電気的接続するためのはんだまたは銅ポスト62が形成される。
なお、配線基板52の下面57には、図2Bに示されるように、はんだまたは銅ポスト62に加えて、半導体素子等が形成されてもよい。
Next, with reference to FIGS. 2A to 2D, a description will be given of a process of connecting the substrate with the supporting body to which the
First, a substrate with a support to which a semiconductor element or the like 55 is fixed by a
Next, as shown in FIG. 2A, solder or
In addition to solder or
図2Cは、支持体51が剥離された配線基板52が接続される他の配線基板61の概略断面図である。他の配線基板61についても、上記の配線基板52が接続される側の表面には、はんだまたは銅ポスト62が形成されている。
FIG. 2C is a schematic cross-sectional view of another
次に、図2Dに示されるように、図2Aまたは図2Bの半導体素子等55と配線基板52が固定されたものが、他の配線基板61に接続され、アンダーフィル59を施されることによって、半導体装置となる。
なお、図2Dでは、図2Aと図2Cを接続された形態のみを示しているが、図2Bに示されたような、配線基板52の両面に半導体素子等55が接続されたものを他の配線基板61に接続することも可能である。
Next, as shown in FIG. 2D, the fixed
FIG. 2D shows only the form in which FIGS. 2A and 2C are connected. It is also possible to connect to the
上記で説明した構成と製造工程を経ることによって、狭ピッチ化の進んだ半導体素子をFC-BGA基板などの他の配線基板に実装することが可能となっている。
なお、上記の例では、支持体付き基板54に半導体素子を実装した後に、これをFC-BGA基板などの他の配線基板61に接続する例を説明した。
しかし、支持体付き基板54は、半導体素子を実装する前に、支持体51を剥離し、FC-BGA基板などの他の配線基板61に接続し、FC-BGA基板などの他の配線基板61に接続した後に、半導体素子等を実装することとしてもよい。
Through the configuration and manufacturing process described above, it is possible to mount a semiconductor element with a narrower pitch on another wiring board such as an FC-BGA board.
In the above example, after the semiconductor element is mounted on the substrate with
However, before the semiconductor element is mounted on the
[第1の実施態様]
<ダマシン法を用いた例>
次に図3Aを用いて本開示の第1の実施態様の支持体付き基板54について説明する。
支持体付き基板54は、ガラス基板である支持体51の上方に配線基板52を備え、支持体51と配線基板52の間には、剥離層53が設けられている。
また、配線基板52は、内部に配線64が多層にわたってダマシン法を用いて形成されており、配線64には、配線部分とXY面方向に形成された配線同士をZ軸方向に接続するビアが含まれる。(ダマシン法による多層配線の形成については後述する)
さらに、配線基板52には、表面層絶縁膜としての補強層68及び内部の絶縁膜67が形成されている。
そして、内部の絶縁膜は第1の有機絶縁樹脂で形成されており、補強層は、第2の有機絶縁樹脂で形成されている。第2の有機絶縁樹脂のCTEは、第1の有機絶縁樹脂のCTEよりも小さく設定されており、第2の有機絶縁樹脂のCTEは望ましくは40ppm/K以下である。また、第2の有機絶縁膜はフィラーを含有することができ、フィラーは、ケイ素またはケイ素の化合物を含むことができる。
また、配線基板における配線や配線を接合するビアは、銅または銅を含む合金であり、これらが、第1または第2の有機絶縁樹脂と接触する面の一部にはバリアメタル層を備えることができる。バリアメタル層は、チタンまたはタンタル、またはその化合物を含むことができる。
[First embodiment]
<Example using the damascene method>
Next, the support-attached
The support-attached
The
Furthermore, the
The inner insulating film is made of a first organic insulating resin, and the reinforcing layer is made of a second organic insulating resin. The CTE of the second organic insulating resin is set smaller than the CTE of the first organic insulating resin, and the CTE of the second organic insulating resin is desirably 40 ppm/K or less. Also, the second organic insulating film may contain a filler, and the filler may contain silicon or a silicon compound.
In addition, the wiring and the vias for joining the wiring in the wiring board are made of copper or an alloy containing copper, and a barrier metal layer is provided on a part of the surface that contacts the first or second organic insulating resin. can be done. The barrier metal layer may contain titanium or tantalum, or compounds thereof.
また、図3Aにおいては、配線基板52ではいずれの補強層68も第2の有機絶縁樹脂を用いて形成した。しかし、図3Bに示すように、Z軸方向の最上層の補強層68は、第1の有機絶縁樹脂を用いて形成してもよい。
In FIG. 3A, all reinforcing
[第2の実施態様]
次に、第1の実施態様において、剥離層53と補強層68の間に中間層50を設ける第2の実施態様について、図3C及び図3Dを用いて説明する。
第2の実施態様は、剥離層53と補強層68の間に中間層50を設けている点で第1の実施態様と異なる。以下の説明において、上述の第1の実施態様と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第2の実施態様においては、第1の実施態様における図3A及び図3Bの、剥離層53と補強層68の間に中間層50を設けている。中間層50は、例えば、スパッタ法、または蒸着法などにより形成され、例えば、Cu、Ni、Al、Ti、Cr、Mo、W、Ta、Au、Ir、Ru、Pd、Pt、AlSi、AlSiCu、AlCu、NiFe、ITO、IZO、AZO、ZnO、PZT、TiN、Cu3N4、Cu合金や、これらを複数組み合わせたものを適用することができる。中間層50は単層でもよいが、複層としてもよい。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment in which the
The second embodiment differs from the first embodiment in that an
In the second embodiment,
本開示の第2の実施態様では、電気特性、製造の容易性の観点およびコスト面を考慮して、中間層50として、まずチタン層、続いて銅層を順次スパッタリング法で形成している。中間層50を電解めっきの給電層としても用いる場合には、チタンと銅層の合計の膜厚は、1μm以下とするのが好ましい。本開示の一実施形態ではTi:50nm、Cu:300nmを形成する。
このような中間層50を設けることにより、剥離層53と補強層68間の密着性を向上させて,支持体51が容易に剥離してしまうことを防ぐことができる。
また、剥離層53と感光性絶縁樹脂膜からなる補強層68の混合防止の役割を果たし、剥離層53と中間層50の間で確実に剥離を行うことが可能となる。
In the second embodiment of the present disclosure, a titanium layer and then a copper layer are sequentially formed by sputtering as the
By providing such an
In addition, it plays a role of preventing mixing of the
<第1の実施態様及び第2の実施態様における作用・効果>
従来は、配線基板52を形成する絶縁膜はほぼ同質の材料で形成されており、一般的に採用される絶縁膜としては、パターン形成が容易なことから感光性絶縁樹脂が採用されていた。そして、感光性樹脂のCTEは、概ね50~80ppm/K程度の範囲であった。
一方で配線基板52が半導体装置の一部として接合された場合には、その外周部は、ソルダーレジストやアンダーフィルのように、フィラーを含む樹脂層で覆われていることが多い。この場合、フィラーの有無による弾性率の違い、CTEの違いによる変形量の差から、温度が変化する状況下では、配線基板52に反りや剥離、クラックを生じるおそれがあった。
<Functions and effects in the first embodiment and the second embodiment>
Conventionally, the insulating film that forms the
On the other hand, when the
配線基板52のCTEなどの物性値を外周部の材料と整合させるためには、配線基板52に用いる感光性絶縁樹脂にもフィラー入りの絶縁樹脂を使用することが考えられる。しかし、微細な配線が形成される配線基板52の絶縁樹脂にフィラーを含ませると、フィラーの大きさによって、薄膜化や微細化の限界が定まることとなり、必要な微細化を達成することができない。また、配線基板の製造工程においてCMP工程(Chemical Mechanical Polishing、化学機械研磨)が存在する場合、フィラーを含有する絶縁膜を研磨すると、フィラーの一部が研磨された状態で露出してしまい、これが脱落することで平坦ではなくなり、微細配線形成が困難になる。このためフィラー入りの樹脂を微細な配線が形成される配線基板52のすべての絶縁樹脂に用いることはできなかった。
In order to match the physical properties such as CTE of the
そこで、本開示の第1の実施態様及び第2の実施態様においては、配線基板52とその外周部の材料との物性値を整合させるため、配線基板52について、表面層から内部の層に物性の差を段階的に変えることとしている。すなわち、表面層においては、外周部の材料と物性値の近い材料を選択し、配線基板52の内部では従来通りの物性値の材料を用いることとし、配線基板52の全体で外部の材料とCTEなどの物性値を整合させることでクラックを抑制するものである。
つまり、配線基板52の補強層68の材料である第2の有機絶縁樹脂のCTEを、配線基板52の内部の絶縁膜67の材料である第1の有機絶縁樹脂のCTEよりも小さくすることとしている。これにより、配線基板52の内部におけるクラックやでラミネーションなどを抑制することが可能になる。
Therefore, in the first embodiment and the second embodiment of the present disclosure, in order to match the physical property values of the
That is, the CTE of the second organic insulating resin, which is the material of the reinforcing
絶縁樹脂のCTEを小さくする方法としては様々あるが、たとえば絶縁樹脂にフィラーを含ませることが比較的容易である。絶縁樹脂にフィラーを混入したとしても、フィラーを混入した絶縁樹脂の配置される場所が、補強層68のような主に電極が形成され、微細な配線を必要としない箇所であれば、フィラー入りの材料を使用しても大きな問題はない。
There are various methods for reducing the CTE of the insulating resin. For example, it is relatively easy to incorporate a filler into the insulating resin. Even if a filler is mixed in the insulating resin, if the place where the insulating resin mixed with the filler is arranged is a place such as the reinforcing
[第3の実施態様]
<SAP法を用いた例>
次に図4Aを用いて本開示の第3の実施態様の支持体付き基板について説明する。
第3の実施態様は、配線基板52が公知技術であるセミアディティブ法(SAP法)を用いている点で、第1の実施態様及び第2の実施態様と異なる。以下の説明において、上述の第1の実施態様と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第3の実施態様においても、ダマシン法と配線の形成工法が違うものの、クラック耐性などの効果について大きな違いはない。これについては実施例の説明において後述する。
なお、第3の実施態様を説明する図4Aにおいては、第2の実施態様で開示された中間層50は記載されていないが、第3の実施態様においても、第2の実施態様と同様に、剥離層53の上面に中間層50を設けることができる。
[Third Embodiment]
<Example using SAP method>
Next, a substrate with support according to a third embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 4A.
The third embodiment is different from the first and second embodiments in that the
In the third embodiment as well, although the wiring forming method is different from the damascene method, there is no great difference in effects such as crack resistance. This will be described later in the description of the embodiment.
In addition, in FIG. 4A for explaining the third embodiment, the
[第4の実施態様]
<第2の絶縁樹脂が配線基板の一部を被覆していない例>
次に図4Bを用いて本開示の第4の実施態様の支持体付き基板について説明する。
第4の実施態様は、補強層68が配線基板52の上面の一部のみを覆い、覆われていない部分は内部の絶縁膜67の第1の絶縁樹脂が露出した状態である点で、第2及び第3の実施態様とは異なる。また、これは第1の実施態様に対しても実施することが可能である。
[Fourth Embodiment]
<Example in which the second insulating resin does not cover a part of the wiring board>
Next, a substrate with support according to a fourth embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 4B.
In the fourth embodiment, the reinforcing
また、図4Cのように配線基板52の下面の一部については、補強層68に代えて、たとえばめっきレジスト69を配置しておき、支持体51を剥離したのちにめっきレジスト69を除去することで、配線基板52の下面についてその一部のみを補強層68が覆う構造にすることもできる。配線基板52を補強層68が一部のみを覆う構造は片面でも両面であっても良い。またこれは第1の実施態様に対しても実施することが可能である。
Alternatively, as shown in FIG. 4C, a plating resist 69, for example, is placed on a portion of the lower surface of the
<作用・効果>
フィラーを含有する補強層68を用いると、特にフィラーの径が大きい場合に、微細配線を形成する際に、例えばダマシン法ではレジストパターニングを行う際にフィラーが形成を阻害する可能性がある。また、SAP法においては、フィラーが絶縁樹脂間の間隙を充填することを阻害したりするなど、十分に被覆できない可能性がある。
<Action/effect>
If the
これらは、特に半導体素子等55を実装する微細な電極であるはんだ58が形成される部分において起こりうる可能性がある。そのため半導体素子等55を実装するためのはんだ58の電極が配置されている領域を中心に、補強層68を被覆しない手段をとることが可能である。
また、フィラーを含有する補強層68を用いない領域において何らかのパターニングを行う場合には、感光性樹脂を用いてパターニングを行うこととなるが、この場合、フィラーを含有する補強層68に比較して、パターニング精度が向上する利点もある。
一方、フィラーを含有する補強層68を用いないことによる強度の低下に対しては、図12に示すように、後の工程で半導体素子等55を実装した後に、これを固着させるアンダーフィル59によって、補強層68によって覆われていない部分を充填し、クラックなどの抑制を図ることも可能である。
There is a possibility that these problems may occur particularly in a portion where
In addition, when some patterning is performed in a region where the
On the other hand, as shown in FIG. 12, the reduction in strength caused by not using the reinforcing
[第1の実施態様の製造方法]
次に、図5から図8を用いて、ダマシン工法を用いた第1の実施態様の製造方法について説明する。
図5に示すように、ガラス基板からなる支持体51の上方に、剥離層53を形成する。
<剥離層>
剥離層53の材料としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂、マレイミド樹脂、及び、アクリル樹脂などの有機樹脂や、アモルファスシリコン、ガリウムナイトライド、金属酸化物層などの無機層から選ぶことができる。さらに剥離層53は光分解促進剤や光吸収剤、増感剤、フィラー等の添加剤を含有してもよい。
[Manufacturing method of the first embodiment]
Next, the manufacturing method of the first embodiment using the damascene method will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 5, a
<Release layer>
Examples of materials for the
次に、第1の実施態様の製造方法においては、剥離層53の上に、補強層68となる補強層としてフィラーを含有する第2の有機絶縁樹脂を塗布する。第2の有機絶縁樹脂は、感光性、非感光性に関わらず、フィラーを有する樹脂で形成することができる。フィラーを有する樹脂は、例えば、感光性のエポキシ系やアクリル樹脂などの絶縁性樹脂、非感光性のエポキシ系などの絶縁性樹脂が挙げられる。補強層の形成方法としては、液状の感光性樹脂を用いる場合は、スリットコート、カーテンコート、ダイコート、スプレーコート、静電塗布法、インクジェットコート、グラビアコート、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷、スピンコート、ドクターコートより選定できる。フィルム状の感光性樹脂で用いる場合は、ラミネート、真空ラミネート、真空プレスなどが適用できる。
Next, in the manufacturing method of the first embodiment, a second organic insulating resin containing a filler is applied as a reinforcing layer to become the reinforcing
なお、第2の実施態様の場合には、剥離層53を形成したあとに、剥離層53と補強層の密着性向上、混錬防止のために、中間層50を形成する。中間層50の材料としては、例えば、ニッケル、銅、チタンこれらの合金、さらにはこれらを複数用いた複層を選ぶことができ、これらはめっき法、蒸着法などを選ぶことが可能であり、これに限られない。中間層50を設けた場合、補強層68は中間層50の上に形成する。
In the case of the second embodiment, after the
このように、配線基板52に、補強層として絶縁性樹脂を用いることにより、加工性に優れ、電極などの電気的接続部を除いた基板の全面を、補強層で隙間なく覆うことが可能となる。このため、補強層は、基板内のひずみ応力発生を効果的に抑制することが可能となる。
By using the insulating resin as the reinforcing layer for the
次に、図6に示すように、第2の有機絶縁樹脂からなる補強層68にパターニングを行ない、補強層68に接続孔を形成する。パターニングは感光性樹脂を使用している場合は、フォトリソグラフィー法を使用することも可能であり、またレーザートリミングを行うことも可能である。
Next, as shown in FIG. 6, the
次にパターン化された第2の有機絶縁樹脂の上に、バリアメタル層63を形成する。バリアメタル層63は、チタンや銅、さらにこれの複層で形成することができる。
そして、バリアメタル層63の上方にシード層となる銅をスパッタ法にて形成したのち、電解銅めっきにより配線64を形成する。配線の形成方法はこれに限定されず、既知の様々方法を採用することができる。
Next, a
Then, after forming a seed layer of copper above the
次に、図7に示すように、第2の有機絶縁樹脂の上部に堆積した不要なバリアメタル層63、配線64を除去するためCMPを行い、配線層の平坦化を行う。
Next, as shown in FIG. 7, CMP is performed to remove the unnecessary
次に、図8に示すように、CMP後の表面に内部の絶縁膜67として第1の有機絶縁樹脂を塗布する。図8では内部の絶縁膜67はフィラーを含まないものを使用しており、例えば、感光性のエポキシ系樹脂をスピンコート法により形成する。感光性のエポキシ樹脂は比較的低温で硬化することができ、形成後の硬化による収縮が少ないため、その後の微細パターン形成に優れている。
感光性樹脂の形成方法としては、フィラー入り有機絶縁樹脂と同様に液状の感光性樹脂を用いる場合は、スリットコート、カーテンコート、ダイコート、スプレーコート、静電塗布法、インクジェットコート、グラビアコート、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷、スピンコート、ドクターコートなどの方法から選択することができる。
また、フィルム状の感光性樹脂を用いる場合は、ラミネート、真空ラミネート、真空プレスなどの方法がから選択することができる。感光性有機絶縁樹脂としては、例えば感光性ポリイミド樹脂、感光性ベンゾシクロブテン樹脂、感光性エポキシ樹脂およびその変性物を絶縁樹脂として用いることも可能である。
Next, as shown in FIG. 8, a first organic insulating resin is applied as an internal insulating
As a method for forming the photosensitive resin, when using a liquid photosensitive resin as in the case of the filler-containing organic insulating resin, slit coating, curtain coating, die coating, spray coating, electrostatic coating, inkjet coating, gravure coating, screen coating, etc. It can be selected from methods such as printing, gravure offset printing, spin coating and doctor coating.
When a film-like photosensitive resin is used, methods such as lamination, vacuum lamination, and vacuum pressing can be selected. As the photosensitive organic insulating resin, for example, photosensitive polyimide resin, photosensitive benzocyclobutene resin, photosensitive epoxy resin and modified products thereof can be used as the insulating resin.
以降の工程では。図5から図8で説明した工程を繰り返し、配線基板52を形成することができる。そして、補強層68を形成する際には、必要に応じて図5と同様にフィラーを含有する第2の有機絶縁樹脂を用いて図3Aに示す支持体付き基板54を完成することができる。一方、フィラーを含まない第1の有機絶縁樹脂を用いると、図3Bに示す支持体付き基板54を完成することができる。
なお、上述した多層配線の形成はダマシン法を用いているが、それに限定されるものではなく、SAP法を用いて形成しても良い。
in subsequent processes. The
Although the damascene method is used to form the multilayer wiring described above, the method is not limited to this, and may be formed using the SAP method.
[第4の実施態様の製造方法]
第2の絶縁樹脂が配線基板の一部を被覆していない、つまり、補強層68の一部が開口し、全体を被覆しない場合の製造方法を説明する。
例えば、図4Bに示したように、ダマシン法を採用する場合であれば、内部の絶縁膜を形成した後に、フィラーを含有しない感光性レジスト、例えばめっきレジストを全面に塗布し、フォトリソグラフィーによって、補強層68を被覆しない部分だけにめっきレジストパターニングを残した後に、支持体付き基板54の全面に補強層68を塗布する。次いで、フォトリソグラフィー法やレーザー加工法などを用いて補強層68のパターニングを行い、めっき、CMPの工程を順にすすめ、めっきレジストを剥離することで補強層68を被覆しない部分を有する支持体付き基板54を形成することができる。
またSAP法の場合は、補強層68を塗布したのちに、不要となる補強層68の部分を除去すればよい。
[Manufacturing method of the fourth embodiment]
A manufacturing method in which the second insulating resin does not partially cover the wiring board, that is, the
For example, as shown in FIG. 4B, in the case of adopting the damascene method, after forming an internal insulating film, a photosensitive resist that does not contain a filler, such as a plating resist, is applied to the entire surface, and photolithography is performed to After leaving the plating resist patterning only on the portions not covered with the
Further, in the case of the SAP method, after the reinforcing
なお、図12は図4Bに示した支持体付き基板54に、半導体素子等55を実装し、アンダーフィル59を充填したものである。
12 is obtained by mounting a semiconductor element or the like 55 on the
さらに図4Cに示した例は、剥離層53に接して補強層68を形成したのち、この補強層68を被覆しない部分に、例えばめっきレジスト69等の後に容易に除去可能な充填物質をあらかじめ充填しておくものである。この後、前述したのと同様の方法で支持体付き基板54を形成し、支持体51を除去した後にめっきレジスト69を剥離することで配線基板52に補強層68の存在しない開口部を設けることもできる。
Furthermore, in the example shown in FIG. 4C, after forming the reinforcing
なお、図4Cは、配線基板52の下面にあらかじめ補強層68の存在しない開口部を設ける方法であるが、これとは別な方法として、配線基板52の下面には補強層68を全面に塗布形成しておき、支持体51を剥離した後に、レーザーやトリミング等によって不要な補強層68を除去し、補強層68の存在しない開口部を設けることもできる。
FIG. 4C shows a method of forming an opening in which no reinforcing
さらに、補強層68の一部を開口させ、全体を補強層68で被覆しない構造を得るための別の製造方法の例を説明する。
この方法では、配線基板52の最外層に補強層68を形成する前に、半導体素子等55を実装しておき、アンダーフィル59を充填する。この後に、例えばスピンコート法やダイコート法を用いて補強層68を塗布し、フォトリソグラフィーによって半導体素子等55や電極部分となる部分から補強層68を除去することとしてもよい。このとき、図12のように、半導体素子等55の上に補強層68を残しておくことも可能である。
Furthermore, an example of another manufacturing method for obtaining a structure in which a part of the
In this method, before forming the
また、図示はしないが配線基板52の下面においても、支持体51を剥離した後に半導体素子等を実装し、同様の手順で半導体素子等の表面を補強層68で覆うことも可能である。
Although not shown, it is also possible to mount a semiconductor element or the like on the lower surface of the
[はんだ搭載工程以降の製造方法]
次に、図9に示すように支持体付き基板54の第1の面に露出した電極にはんだを搭載する。これによって、図1Bに示した支持体付き基板54を完成することができる。このような電極の形成方法には、はんだ実装や、銅ポスト、金バンプ等の方法がある。
さらに、支持体付き基板54の第1の面に露出した電極に、銅ポスト電極を形成し、その上にはんだを堆積させても良い。はんだは、はんだペーストを印刷する方法や、錫をめっきよって堆積させる方法など既知の方法で実施することができる。(銅ポスト電極の形成については、後述する。)
さらに、支持体付き基板54の第1の面に露出した電極には、はんだ電極を形成せずに銅電極上に表面処理を行うだけで留めおいてもよい。表面処理としては例えばニッケル金めっきやOSP処理等の表面処理を採用することができる。
[Manufacturing method after solder mounting process]
Next, as shown in FIG. 9, solder is mounted on the electrodes exposed on the first surface of the
Further, copper post electrodes may be formed on the electrodes exposed on the first surface of the substrate with
Further, the electrodes exposed on the first surface of the support-attached
次に、図10を参照して、銅ポストの製造方法について説明する。図10は、銅ポスト電極を配線基板52の第1の面71に形成する場合の方法を示している。なお、図10においては、配線基板52の第2の面72の表記を省略している。
まず図10Aに示すように、フィラー入り絶縁樹脂上にバリアメタル層63を形成し、その上にめっきレジスト69を貼り合わせ、ポスト電極部分のみ開口させる。開口方法としてはフォトリソグラフィーを用いることができる。
次に、図10Bに示すように、バリアメタル層63をシード層として電解銅めっきを行い、印刷法やめっき法で電極部にはんだ電極を形成する。
次に、図10Cに示すように、めっきレジスト69を剥離して、不要なバリアメタルを除去することで、図10Dに示すような銅ポストを配線基板52の第1の面71上に完成することができる。
Next, a method of manufacturing a copper post will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows a method for forming copper post electrodes on the
First, as shown in FIG. 10A, a
Next, as shown in FIG. 10B, electrolytic copper plating is performed using the
Next, as shown in FIG. 10C, the plating resist 69 is peeled off to remove unnecessary barrier metal, thereby completing copper posts on the
次に、図11を参照して、銅ポストを配線基板52の第2の面72上に製造方法について説明する。なお、図11においては、配線基板52の第1の面71の表記を省略している。
配線基板52の第2の面72上に銅ポストを製造する場合には、図11Aに示すように、最初に剥離層53の上方に、めっきレジスト69を用いて銅ポストとなるパターンを形成しておく。次に、補強層68となる、補強層としてフィラーを含有する第2の有機絶縁樹脂を塗布する。以降は、図6から図8で説明したのと同様に必要な数に応じて積層を繰り返す。そして、図11Aに示すように、紫外線を照射して剥離層53及び支持体51を剥離する。剥離層53上に中間層50を形成していた場合は、表面に露出した中間層50をエッチングやCMPなどの方法を用いて除去する。その後、図11Bに示すように、電極表面に露出したバリアメタル層63を除去する。そして、図11Cに示すように、印刷法、めっき法を用いてはんだ58を形成する。そして、図11Dに示すように、めっきレジスト69を除去することで銅ピラー電極が完成する。
Next, referring to FIG. 11, a method of manufacturing copper posts on the
When manufacturing copper posts on the
このようにして完成した支持体付き基板54や配線基板52に半導体素子を実装する方法は、図1及び図2で説明した通りである。
The method of mounting a semiconductor element on the substrate with supporting
次に、上述したような製造方法の構成とその製造方法を用いた場合の作用効果について、図2Dに示した半導体装置を作製して評価を行った。評価に用いた配線基板の内部構造は、図3に示した、補強層を両面に設けた構造(図3A、および片面に設けた構造(図3B)を用いた。 Next, the semiconductor device shown in FIG. 2D was fabricated and evaluated for the structure of the manufacturing method as described above and the effect of using the manufacturing method. As the internal structure of the wiring board used for the evaluation, the structure shown in FIG. 3 in which the reinforcing layer was provided on both sides (FIG. 3A and the structure provided on one side (FIG. 3B)) was used.
実施例、比較例では、補強層のクラック改善効果を観察するために、クラックが発生しやすいよう、最外層に幅広の導体パターン1000μmを形成した(図3A及びBにおけるX)。 In the examples and comparative examples, a wide conductor pattern of 1000 μm was formed in the outermost layer (X in FIGS. 3A and 3B) so as to facilitate the generation of cracks in order to observe the crack improvement effect of the reinforcing layer.
実施例1の補強層の条件は下記である。
補強層の厚み(図3AにおけるZ):45μm
補強層のCTE:9ppm/K
The conditions of the reinforcing layer of Example 1 are as follows.
Thickness of reinforcing layer (Z in FIG. 3A): 45 μm
CTE of reinforcing layer: 9 ppm/K
実施例1において、補強層の条件は下記に変更した。
補強層の厚み(図3AにおけるZ):45μm
補強層のCTE:19ppm/K
In Example 1, the conditions of the reinforcing layer were changed as follows.
Thickness of reinforcing layer (Z in FIG. 3A): 45 μm
CTE of reinforcing layer: 19 ppm/K
実施例1において、補強層の条件は下記に変更した。
補強層の厚み(図3AにおけるZ):45μm
補強層のCTE:28ppm/K
In Example 1, the conditions of the reinforcing layer were changed as follows.
Thickness of reinforcing layer (Z in FIG. 3A): 45 μm
CTE of reinforcing layer: 28 ppm/K
実施例1において、補強層の条件は下記に変更した。
補強層の厚み(図3AにおけるZ):45μm
補強層のCTE:39ppm/K
In Example 1, the conditions of the reinforcing layer were changed as follows.
Thickness of reinforcing layer (Z in FIG. 3A): 45 μm
CTE of reinforcing layer: 39 ppm/K
実施例1において、微細配線層の配線工法をダマシン工法から図3Bに示したSAP工法に変更した。 In Example 1, the wiring method for the fine wiring layer was changed from the damascene method to the SAP method shown in FIG. 3B.
実施例1の補強層の条件は下記である。
補強層の厚み:30μm
補強層のCTE:9ppm/K
The conditions of the reinforcing layer of Example 1 are as follows.
Thickness of reinforcing layer: 30 μm
CTE of reinforcing layer: 9 ppm/K
実施例1において、補強層の条件は下記に変更した。
補強層の厚み:30μm
補強層のCTE:19ppm/K
In Example 1, the conditions of the reinforcing layer were changed as follows.
Thickness of reinforcing layer: 30 μm
CTE of reinforcing layer: 19 ppm/K
実施例1において、補強層の条件は下記に変更した。
補強層の厚み:30μm
補強層のCTE:28ppm/K
In Example 1, the conditions of the reinforcing layer were changed as follows.
Thickness of reinforcing layer: 30 μm
CTE of reinforcing layer: 28 ppm/K
実施例1において、補強層の条件は下記に変更した。
補強層の厚み:30μm
補強層のCTE:39ppm/K
In Example 1, the conditions of the reinforcing layer were changed as follows.
Thickness of reinforcing layer: 30 μm
CTE of reinforcing layer: 39 ppm/K
実施例1の補強層の条件は下記である。
補強層の厚み:15μm
補強層のCTE:9ppm/K
The conditions of the reinforcing layer of Example 1 are as follows.
Thickness of reinforcing layer: 15 μm
CTE of reinforcing layer: 9 ppm/K
実施例1において、補強層の条件は下記に変更した。
補強層の厚み:15μm
補強層のCTE:19ppm/K
In Example 1, the conditions of the reinforcing layer were changed as follows.
Thickness of reinforcing layer: 15 μm
CTE of reinforcing layer: 19 ppm/K
実施例1において、補強層の条件は下記に変更した。
補強層の厚み:15μm
補強層のCTE:28ppm/K
In Example 1, the conditions of the reinforcing layer were changed as follows.
Thickness of reinforcing layer: 15 μm
CTE of reinforcing layer: 28 ppm/K
実施例1において、補強層の条件は下記に変更した。
補強層の厚み:15μm
補強層のCTE:39ppm/K
In Example 1, the conditions of the reinforcing layer were changed as follows.
Thickness of reinforcing layer: 15 μm
CTE of reinforcing layer: 39 ppm/K
実施例1の補強層の条件は下記である。
補強層の厚み:60μm
補強層のCTE:9ppm/K
The conditions of the reinforcing layer of Example 1 are as follows.
Thickness of reinforcing layer: 60 μm
CTE of reinforcing layer: 9 ppm/K
実施例1において、補強層の条件は下記に変更した。
補強層の厚み:60μm
補強層のCTE:19ppm/K
In Example 1, the conditions of the reinforcing layer were changed as follows.
Thickness of reinforcing layer: 60 μm
CTE of reinforcing layer: 19 ppm/K
実施例1において、補強層の条件は下記に変更した。
補強層の厚み:60μm
補強層のCTE:28ppm/K
In Example 1, the conditions of the reinforcing layer were changed as follows.
Thickness of reinforcing layer: 60 μm
CTE of reinforcing layer: 28 ppm/K
実施例1において、補強層の条件は下記に変更した。
補強層の厚み:60μm
補強層のCTE:39ppm/K
<比較例>
In Example 1, the conditions of the reinforcing layer were changed as follows.
Thickness of reinforcing layer: 60 μm
CTE of reinforcing layer: 39 ppm/K
<Comparative example>
比較例としては、表面層の絶縁膜のいずれについても、第1の有機絶縁樹脂である、フィラーなしの有機絶縁樹脂を使用した。 As a comparative example, an organic insulating resin without a filler, which is the first organic insulating resin, was used for each insulating film of the surface layer.
上記の実施例1から実施例5及び比較例の構成において、ビア接続信頼性試験を行った。また、ビア接続信頼性は、以下の条件に則って実施し、抵抗値変化率±3% 以内,クラックおよびデラミがないことを合格の基準とした。
規格: JESD22-A106B(Condition D)
温度:-65℃/5min⇒常温/1min→150℃/5min
A via connection reliability test was conducted on the configurations of Examples 1 to 5 and Comparative Example. In addition, via connection reliability was evaluated according to the following conditions, and criteria for acceptance were that the rate of change in resistance value was within ±3% and that there were no cracks or delamination.
Standard: JESD22-A106B (Condition D)
Temperature: -65°C/5min ⇒ normal temperature/1min → 150°C/5min
<作用効果の確認>
上記実施例1~17において、ビア接続信頼性試験が不合格となるまで1000~2000サイクルであったが、比較例では、300~500サイクルであった。本発明に係る、微細配線層の上下にフィラー入り有機絶縁樹脂の層を形成することで、配線層内部の応力を緩和させ、応力が集中する箇所を起点とするクラックが生じ難くなり、ビア接続信頼性における効果が示された。
<Confirmation of action effect>
In Examples 1 to 17, it took 1000 to 2000 cycles until the via connection reliability test failed, but in the comparative example it took 300 to 500 cycles. According to the present invention, by forming layers of organic insulating resin containing fillers above and below the fine wiring layer, the stress inside the wiring layer is relieved, and cracks originating from places where stress is concentrated are less likely to occur, and via connection is possible. The effect on reliability was shown.
微細配線形成可能な感光性絶縁樹脂のCTEは、50~80ppm/K程度の範囲内であったので、補強層のCTEは、感光性絶縁樹脂のCTEよりも小さい40ppm/K程度以下で効果があると言える。 Since the CTE of the photosensitive insulating resin capable of forming fine wiring was within the range of about 50 to 80 ppm/K, the CTE of the reinforcing layer was about 40 ppm/K or less, which is smaller than the CTE of the photosensitive insulating resin, and the effect was obtained. I can say there is.
補強層の厚みは、45μmよりも厚くすることで、感光性絶縁樹脂よりも小さいCTEの補強層の体積が増えるので、より一層、絶縁樹脂の応力ひずみが減り、クラック耐性が向上すると考えられる。また、補強層の厚みは、45μmよりも薄くすることで、効果は薄れるものの、補強層のない比較例と比較するとクラック耐性が向上すると考えられる。 By increasing the thickness of the reinforcing layer to more than 45 μm, the volume of the reinforcing layer having a CTE smaller than that of the photosensitive insulating resin is increased, so that the stress strain of the insulating resin is further reduced and the crack resistance is further improved. Also, it is thought that if the thickness of the reinforcing layer is less than 45 μm, the crack resistance is improved compared to the comparative example without the reinforcing layer, although the effect is reduced.
実施例5で他の実施例と同等の結果が得られたことで、ダマシン工法とSAP工法では、配線の形成工法が違うもののクラック耐性に大きな違いはないと言える。 From the fact that Example 5 obtained the same results as the other examples, it can be said that there is no great difference in crack resistance between the damascene method and the SAP method, although the method of forming wiring is different.
さらにいずれの実施例においても補強層を両面に設けたもの、片面に設けたものにおいても、同等の結果が得られたことで、補強層の片面両面の差においても、クラック耐性に大きな違いはないと言える。 Furthermore, in all examples, the same results were obtained whether the reinforcing layer was provided on both sides or on one side, so that there was no significant difference in crack resistance even with the difference between the reinforcing layers on one side and both sides. I can say no.
上述の実施態様は一例であって、その他、具体的な細部構造などについては適宜に変更可能であることは勿論である。
例えば、上述した実施例においては、第2の有機絶縁樹脂を表面層にのみ形成したが、第2の有機絶縁樹脂の効果は、表面層のみに存在することに限定されない。つまり、第2の有機絶縁樹脂は表面層に隣接する、あるいは、表面層に近い層に形成することも可能である。
また、上述した実施例においては、第2の有機絶縁樹脂はフィラーを有する樹脂を用いたが、第2の有機絶縁樹脂の組成はこれに限定されない。第2の有機絶縁樹脂の材料としては、CTEが40以下の材料であれば、様々なものを用いることが可能である。
The above-described embodiment is an example, and it goes without saying that other specific details such as the structure can be changed as appropriate.
For example, in the above-described embodiments, the second organic insulating resin is formed only on the surface layer, but the effect of the second organic insulating resin is not limited to being present only on the surface layer. That is, the second organic insulating resin can be formed in a layer adjacent to or close to the surface layer.
In addition, in the above-described embodiments, the second organic insulating resin uses a resin containing a filler, but the composition of the second organic insulating resin is not limited to this. As the material of the second organic insulating resin, various materials can be used as long as they have a CTE of 40 or less.
また、本開示は、以下の態様をも含むものである。 The present disclosure also includes the following aspects.
(態様1)
支持体と前記支持体の上方に設けられた配線基板を備える支持体付き基板であって、
前記配線基板の内部の絶縁膜は第1の有機絶縁樹脂で構成されており、
前記配線基板の第1の面および第2の面には、半導体素子等と接合可能な電極が設けられており、
前記配線基板の上方または下方の少なくとも一方の表面層の絶縁膜は、第2の有機絶縁樹脂で構成されており、
前記第2の有機絶縁樹脂のCTEは、前記第1の有機絶縁樹脂のCTEよりも小さい、ことを特徴とする支持体付き基板。
(Aspect 1)
A support-equipped substrate comprising a support and a wiring board provided above the support,
the insulating film inside the wiring substrate is made of a first organic insulating resin,
Electrodes that can be bonded to a semiconductor element or the like are provided on the first surface and the second surface of the wiring substrate,
the insulating film of at least one surface layer above or below the wiring substrate is made of a second organic insulating resin,
The substrate with support, wherein the CTE of the second organic insulating resin is smaller than the CTE of the first organic insulating resin.
(態様2)
態様1に記載の支持体付き基板において、
前記第2の有機絶縁樹脂のCTEは40ppm/K以下である、
ことを特徴とする支持体付き基板。
(Aspect 2)
In the support-attached substrate according to aspect 1,
CTE of the second organic insulating resin is 40 ppm/K or less,
A substrate with a support, characterized by:
(態様3)
態様1または2に記載の支持体付き基板において、
前記第2の有機絶縁樹脂は、フィラーを含有している、
ことを特徴とする支持体付き基板。
(Aspect 3)
In the support-attached substrate according to aspect 1 or 2,
The second organic insulating resin contains a filler,
A substrate with a support, characterized by:
(態様4)
態様3に記載の支持体付き基板において、
前記フィラーは、ケイ素またはケイ素の化合物を含む、
ことを特徴とする支持体付き基板。
(Aspect 4)
In the substrate with support according to aspect 3,
The filler comprises silicon or a compound of silicon,
A substrate with a support, characterized by:
(態様5)
態様1~4のいずれか一項に記載の支持体付き基板において、
前記支持体はガラス基板である、
ことを特徴とする支持体付き基板。
(Aspect 5)
In the support-attached substrate according to any one of aspects 1 to 4,
The support is a glass substrate,
A substrate with a support, characterized by:
(態様6)
態様1~5のいずれか一項に記載の支持体付き基板において、
前記配線基板における配線や前記配線を接合するビアは、銅または銅を含む合金であり、
前記配線または前記ビアが前記第1または第2の有機絶縁樹脂と接触する面の一部にはバリアメタル層が設けられている、
ことを特徴とする支持体付き基板。
(Aspect 6)
In the support-attached substrate according to any one of aspects 1 to 5,
The wiring in the wiring board and the via that joins the wiring are made of copper or an alloy containing copper,
A barrier metal layer is provided on part of the surface where the wiring or the via is in contact with the first or second organic insulating resin,
A substrate with a support, characterized by:
(態様7)
態様6に記載の支持体付き基板において、
前記バリアメタル層は、チタンまたはタンタル、またはその化合物を含む
ことを特徴とする支持体付き基板。
(Aspect 7)
In the support-attached substrate according to aspect 6,
A substrate with a support, wherein the barrier metal layer contains titanium, tantalum, or a compound thereof.
(態様8)
態様1から7のいずれか一項に記載の支持体付き基板において、
前記半導体素子等と接合可能な電極の一部は、最外層の第2の有機絶縁層を貫通している、
ことを特徴とする支持体付き基板。
(Aspect 8)
In the support-attached substrate according to any one of aspects 1 to 7,
A part of the electrode that can be bonded to the semiconductor element or the like penetrates the outermost second organic insulating layer,
A substrate with a support, characterized by:
(態様9)
態様1から8のいずれか一項に記載の支持体付き基板において、
前記支持体と前記配線基板の間には剥離層が配置されており、
前記配線基板と前記剥離層の間には、中間層が配置されている、
ことを特徴とする支持体付き基板。
(Aspect 9)
In the support-attached substrate according to any one of aspects 1 to 8,
A release layer is arranged between the support and the wiring board,
An intermediate layer is arranged between the wiring board and the release layer.
A substrate with a support, characterized by:
(態様10)
態様9に記載の支持体付き基板において、
前記中間層は、ニッケル、銅、チタンこれらの合金、または、これらの材料を複数用いた複層で構成されている、
ことを特徴とする支持体付き基板。
(Mode 10)
In the support-attached substrate according to aspect 9,
The intermediate layer is composed of nickel, copper, titanium alloys thereof, or multiple layers using a plurality of these materials,
A substrate with a support, characterized by:
(態様11)
態様1乃至10のいずれか一つに記載の支持体付き基板において、
前記配線基板の第1の面および第2の面において、半導体素子等と接合する電極が設けられる領域には、フィラーを含有する有機絶縁樹脂が設けられていない、
ことを特徴とする支持体付き基板。
(Aspect 11)
In the support-attached substrate according to any one of aspects 1 to 10,
In the first surface and the second surface of the wiring board, an organic insulating resin containing a filler is not provided in a region where an electrode to be bonded to a semiconductor element or the like is provided.
A substrate with a support, characterized by:
(態様12)
態様1乃至11のいずれか一つに記載の支持体付き基板の第1の面に、前記半導体素子や他の配線基板が接合され、
前記支持体が剥離除去されている、
ことを特徴とする半導体装置。
(Aspect 12)
The semiconductor element or another wiring board is bonded to the first surface of the substrate with support according to any one of aspects 1 to 11,
the support is peeled off;
A semiconductor device characterized by:
(態様13)
態様12の半導体装置であって、
前記配線基板の第2の面に、前記半導体素子等が接合されている、
ことを特徴とする半導体装置。
(Aspect 13)
The semiconductor device of aspect 12, comprising:
The semiconductor element or the like is bonded to the second surface of the wiring substrate,
A semiconductor device characterized by:
(態様14)
態様11に記載の支持体付き基板の製造方法であって、
支持体の上方に剥離層を形成する第1の工程、
前記剥離層の上方に補強層を形成する第2の工程、
前記補強層に接続孔を形成する第3の工程、
前記接続孔が形成された補強層の上方に感光性樹脂層を形成する第4の工程、
前記感光性樹脂層をパターニングし、配線を形成する第5の工程、
前記第5の工程を任意の回数繰り返す第6の工程、
前記第6の工程で形成された配線の上方に開口部を有する補強層を形成する第7の工程、
前記第7の工程で開口部を形成された補強層の一部接続孔に導電性材料を埋設する第6の工程、
を有する支持体付き基板の製造方法。
(Aspect 14)
A method for manufacturing a support-attached substrate according to aspect 11, comprising:
a first step of forming a release layer over the support;
a second step of forming a reinforcing layer above the release layer;
a third step of forming connection holes in the reinforcing layer;
a fourth step of forming a photosensitive resin layer above the reinforcing layer in which the connection hole is formed;
a fifth step of patterning the photosensitive resin layer to form wiring;
A sixth step of repeating the fifth step any number of times;
A seventh step of forming a reinforcing layer having an opening above the wiring formed in the sixth step;
a sixth step of embedding a conductive material in the partial connection hole of the reinforcing layer having the opening formed in the seventh step;
A method for manufacturing a substrate with a support.
(態様15)
態様14に記載の支持体付き基板の製造方法であって、
前記第2の工程または前記第3の工程の後に、剥離層の上方の補強層の一部を除去し、当該補強層の一部を除去した箇所に充填物質を充填する工程、
を有する支持体付き基板の製造方法。
(Aspect 15)
A method for manufacturing a support-attached substrate according to aspect 14, comprising:
After the second step or the third step, a step of removing a portion of the reinforcing layer above the release layer and filling a portion of the removed portion of the reinforcing layer with a filling substance;
A method for manufacturing a substrate with a support.
(態様16)
態様1から11のいずれか一つに記載の支持体付き基板の第1の面に、前記半導体素子や他の配線基板が接合され、
前記支持体が分離剥離除去されている、
ことを特徴とする半導体装置。
(Aspect 16)
The semiconductor element or another wiring board is bonded to the first surface of the substrate with support according to any one of aspects 1 to 11,
The support is separated and removed,
A semiconductor device characterized by:
(態様17)
態様12、13または14のいずれか一つに記載の半導体装置であって、
前記配線基板の第2の面に、前記半導体素子や他の配線基板が接合されている、
ことを特徴とする半導体装置。
(Aspect 17)
15. The semiconductor device according to any one of aspects 12, 13 or 14,
The semiconductor element or another wiring board is bonded to the second surface of the wiring board,
A semiconductor device characterized by:
(態様18)
態様1乃至11のいずれか一つに記載の支持体付き基板における配線基板の第1の面に、半導体素子等を接合する第1の工程、
前記支持体付き基板から前記支持体を剥離する第2の工程、
支持体が剥離された配線基板を他の配線基板に接合する第3の工程
を含む半導体装置の製造方法。
(Aspect 18)
A first step of bonding a semiconductor element or the like to the first surface of the wiring substrate in the substrate with support according to any one of aspects 1 to 11;
a second step of peeling off the support from the support-attached substrate;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a third step of bonding the wiring board from which the support has been removed to another wiring board.
(態様19)
態様1乃至11のいずれか一つに記載の支持体付き基板の配線基板の第1の面に、半導体素子等を接合する第1の工程、
前記支持体付き基板から前記支持体を剥離する第2の工程、
支持体が剥離された前記配線基板の第2の面に半導体素子等を接合する第3の工程
第1の面及び第2の面に半導体素子等が接合された前記配線基板を他の配線基板に接合する第4の工程、
を含む半導体装置の製造方法。
(Aspect 19)
A first step of bonding a semiconductor element or the like to the first surface of the wiring substrate of the substrate with support according to any one of aspects 1 to 11;
a second step of peeling off the support from the support-attached substrate;
a third step of bonding a semiconductor element or the like to the second surface of the wiring board from which the support has been peeled off; a fourth step of bonding to
A method of manufacturing a semiconductor device comprising:
50:中間層
51:支持体
52:配線基板
53:剥離層
54:支持体付き基板
55:半導体素子等
56:配線基板52の上面
57:配線基板52の下面
58:はんだ
59:アンダーフィル
60:モールド樹脂
61:他の配線基板
62:はんだまたは銅ポスト
63:バリアメタル層
64:配線
67:内部の絶縁膜
68:補強層
69:めっきレジスト
70:銅めっき
71:第1の面
72:第2の面
50: Intermediate layer 51: Support 52: Wiring board 53: Peeling layer 54: Substrate with support 55: Semiconductor element, etc. 56: Upper surface of wiring
Claims (18)
前記配線基板の内部の絶縁膜は第1の有機絶縁樹脂で構成されており、
前記配線基板の第1の面および第2の面には、半導体素子等と接合可能な電極が設けられており、
前記配線基板の上方または下方の少なくとも一方の表面層の絶縁膜は、第2の有機絶縁樹脂で構成されており、
前記第2の有機絶縁樹脂のCTEは、前記第1の有機絶縁樹脂のCTEよりも小さい、
ことを特徴とする支持体付き基板。 A support-equipped substrate comprising a support and a wiring board provided above the support,
the insulating film inside the wiring substrate is made of a first organic insulating resin,
Electrodes that can be bonded to a semiconductor element or the like are provided on the first surface and the second surface of the wiring substrate,
the insulating film of at least one surface layer above or below the wiring substrate is made of a second organic insulating resin,
the CTE of the second organic insulating resin is less than the CTE of the first organic insulating resin;
A substrate with a support, characterized by:
前記第2の有機絶縁樹脂のCTEは40ppm/K以下である、
ことを特徴とする支持体付き基板。 In the substrate with support according to claim 1,
CTE of the second organic insulating resin is 40 ppm/K or less,
A substrate with a support, characterized by:
前記第2の有機絶縁樹脂は、フィラーを含有している、
ことを特徴とする支持体付き基板。 The substrate with support according to claim 1 or 2,
The second organic insulating resin contains a filler,
A substrate with a support, characterized by:
前記フィラーは、ケイ素またはケイ素の化合物を含む、
ことを特徴とする支持体付き基板。 In the substrate with support according to claim 3,
The filler comprises silicon or a compound of silicon,
A substrate with a support, characterized by:
前記支持体はガラス基板である、
ことを特徴とする支持体付き基板。 The substrate with support according to claim 1 or 2,
The support is a glass substrate,
A substrate with a support, characterized by:
前記配線基板における配線や前記配線を接合するビアは、銅または銅を含む合金であり、
前記配線または前記ビアが前記第1または第2の有機絶縁樹脂と接触する面の一部にはバリアメタル層が設けられている、
ことを特徴とする支持体付き基板。 The substrate with support according to claim 1 or 2,
The wiring in the wiring board and the via that joins the wiring are made of copper or an alloy containing copper,
A barrier metal layer is provided on part of the surface where the wiring or the via is in contact with the first or second organic insulating resin,
A substrate with a support, characterized by:
前記バリアメタル層は、チタンまたはタンタル、またはその化合物を含む、
ことを特徴とする支持体付き基板。 In the substrate with support according to claim 6,
the barrier metal layer contains titanium or tantalum, or a compound thereof;
A substrate with a support, characterized by:
前記半導体素子等と接合可能な電極の一部は、最外層の第2の有機絶縁層を貫通している、
ことを特徴とする支持体付き基板。 The substrate with support according to claim 1 or 2,
A part of the electrode that can be bonded to the semiconductor element or the like penetrates the outermost second organic insulating layer,
A substrate with a support, characterized by:
前記支持体と前記配線基板の間には剥離層が配置されており、
前記配線基板と前記剥離層の間には、中間層が配置されている、
ことを特徴とする支持体付き基板。 The substrate with support according to claim 1 or 2,
A release layer is arranged between the support and the wiring board,
An intermediate layer is arranged between the wiring board and the release layer.
A substrate with a support, characterized by:
前記中間層は、ニッケル、銅、チタンこれらの合金、または、これらの材料を複数用いた複層で構成されている、
ことを特徴とする支持体付き基板。 In the substrate with support according to claim 9,
The intermediate layer is composed of nickel, copper, titanium alloys thereof, or multiple layers using a plurality of these materials,
A substrate with a support, characterized by:
前記配線基板の第1の面および第2の面において、半導体素子等と接合する電極が設けられる領域には、フィラーを含有する有機絶縁樹脂が設けられていない、
ことを特徴とする支持体付き基板。 The substrate with support according to claim 1 or 2,
In the first surface and the second surface of the wiring board, an organic insulating resin containing a filler is not provided in a region where an electrode to be bonded to a semiconductor element or the like is provided.
A substrate with a support, characterized by:
前記支持体が剥離除去されている、
ことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor element or another wiring board is bonded to the first surface of the substrate with support according to claim 1 or 2,
the support is peeled off;
A semiconductor device characterized by:
前記配線基板の第2の面に、前記半導体素子等が接合されている、
ことを特徴とする半導体装置。 13. The semiconductor device of claim 12,
The semiconductor element or the like is bonded to the second surface of the wiring substrate,
A semiconductor device characterized by:
支持体の上方に剥離層を形成する第1の工程、
前記剥離層の上方に補強層を形成する第2の工程、
前記補強層に接続孔を形成する第3の工程、
前記接続孔が形成された補強層の上方に感光性樹脂層を形成する第4の工程、
前記感光性樹脂層をパターニングし、配線を形成する第5の工程、
前記第5の工程を任意の回数繰り返す第6の工程、
前記第6の工程で形成された配線の上方に開口部を有する補強層を形成する第7の工程、
前記第7の工程で開口部を形成された補強層の一部接続孔に導電性材料を埋設する第6の工程、
を有する支持体付き基板の製造方法。 A method for manufacturing a substrate with a support according to claim 11,
a first step of forming a release layer over the support;
a second step of forming a reinforcing layer above the release layer;
a third step of forming connection holes in the reinforcing layer;
a fourth step of forming a photosensitive resin layer above the reinforcing layer in which the connection hole is formed;
a fifth step of patterning the photosensitive resin layer to form wiring;
A sixth step of repeating the fifth step any number of times;
A seventh step of forming a reinforcing layer having an opening above the wiring formed in the sixth step;
a sixth step of embedding a conductive material in the partial connection hole of the reinforcing layer having the opening formed in the seventh step;
A method for manufacturing a substrate with a support.
前記第2の工程または前記第3の工程の後に、剥離層の上方の補強層の一部を除去し、当該補強層の一部を除去した箇所に充填物質を充填する工程、
を有する支持体付き基板の製造方法。 A method for manufacturing a substrate with a support according to claim 14,
After the second step or the third step, a step of removing a portion of the reinforcing layer above the release layer and filling a portion of the removed portion of the reinforcing layer with a filling substance;
A method for manufacturing a substrate with a support.
前記支持体付き基板から前記支持体を剥離する第2の工程、
支持体が剥離された前記配線基板を他の配線基板に接合する第3の工程、
を含む半導体装置の製造方法。 A first step of bonding a semiconductor element or the like to the first surface of the wiring substrate in the substrate with support according to claim 1 or 2,
a second step of peeling off the support from the support-attached substrate;
a third step of bonding the wiring board from which the support has been removed to another wiring board;
A method of manufacturing a semiconductor device comprising:
前記支持体付き基板から前記支持体を剥離する第2の工程、
支持体が剥離された前記配線基板の第2の面に半導体素子等を接合する第3の工程、
第1の面及び第2の面に半導体素子等が接合された前記配線基板を他の配線基板に接合する第4の工程、
を含む半導体装置の製造方法。 A first step of bonding a semiconductor element or the like to the first surface of the wiring substrate of the substrate with support according to claim 1 or 2,
a second step of peeling off the support from the support-attached substrate;
a third step of bonding a semiconductor element or the like to the second surface of the wiring board from which the support has been removed;
a fourth step of bonding the wiring substrate having the semiconductor element or the like bonded to the first surface and the second surface to another wiring substrate;
A method of manufacturing a semiconductor device comprising:
前記第2の工程の後に、前記配線基板の第2の面における補強層の一部を除去し、前記補強層に開口部を設ける工程、
を含む半導体装置の製造方法。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 17,
After the second step, a step of removing a portion of the reinforcing layer on the second surface of the wiring board to form an opening in the reinforcing layer;
A method of manufacturing a semiconductor device comprising:
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