JP6447073B2 - 配線基板及びラミネート装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置に用いられる配線基板及びラミネート装置に関する。

近年、半導体チップ及び外部接続部材を用いた半導体装置が、電子機器及び自動車等の様々な分野に用いられている。特許文献１には、半導体チップ上に再配線層及び外部接続端子を有する外部接続部材が直接形成される半導体装置の製造方法が記載されている。この製造方法では、再配線層及び外部接続端子を有する外部接続部材が半導体チップ領域内に形成される。当該製造方法によって設けられた半導体装置は、Ｆａｎ−ｉｎ型のＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｅ：ウエハレベルパッケージ）と呼ばれている。

また、特許文献２には、支持基板に固定された半導体チップの周囲を覆う絶縁層を形成し、当該半導体チップ上及び当該絶縁層上に再配線層及び外部接続端子を有する外部接続部材が形成される半導体装置の製造方法が記載されている。この製造方法では、半導体チップの外縁より外側の周辺領域にも再配線層及び外部接続端子を有する外部接続部材が形成される。当該製造方法によって設けられた半導体装置は、Ｆａｎ−ｏｕｔ型のＷＬＰと呼ばれている。

特開平１１−１１１８９６号公報 特開２０１１−１８７４７３号公報

特許文献１に記載される製造方法では、外部接続部材は半導体チップ領域内に形成されるため、外部接続端子の数及び位置が制限される。また、特許文献１に記載される製造方法では、個片化された半導体チップ上に直接外部接続部材を形成するので、半導体装置の製造効率が低くなる。

また、特許文献２の技術では、半導体チップ上に再配線層形成するため、半導体チップと配線基板との位置ずれは発生しないが、従来の半導体チップと配線基板とを別々に製造し、これらを接合することによって半導体装置を製造する方法と比較し、半導体装置の製造に多くの時間を必要とする。さらに、再配線層形成工程によって不良品が発生する恐れがある。

本発明は、半導体装置の製造効率を改善できる配線基板及び高い平坦度（平面度）で配線基板を製造できるラミネート装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一局面は、透明な支持体と、支持体の主面上に設けられ、光により分解可能な樹脂を含む第１接着剤層と、第１接着剤層上に設けられた、光の照射により硬化する樹脂を含む感光性硬化接着剤層と、感光性硬化接着剤層上に設けられた少なくとも一層以上の導電層、樹脂層及び配線パターン層とを有する配線基板を製造するラミネート装置であって、透明な支持体と導電層もしくは樹脂層とのラミネートによる接着を感光性硬化接着剤層で行う手段と、感光性硬化接着剤層を露光する光源と、を備え、光源により露光することによる感光性硬化接着剤層の硬化と、透明な支持体と導電層もしくは樹脂層とのラミネートによる接着を同時に行う、ラミネート装置である。

本発明の配線基板、及びラミネート装置によれば、半導体装置の製造効率の改善及び半導体装置の反り低減が可能となる。

本発明の実施形態に係る配線基板を用いて製造された半導体装置の断面図 本発明の実施形態に係る配線基板の断面図 本発明の実施形態に係る配線基板の製造方法の一例を説明する図 本発明の実施形態に係る配線基板の製造方法の一例を説明する図 本発明の実施形態に係る配線基板を用いて半導体装置を製造する方法を説明する図 本発明の実施形態に係る配線基板を用いて半導体装置を製造する方法を説明する図 本発明の実施形態に係る配線基板を用いて半導体装置を製造する方法を説明する図 従来の導電層形成方法を説明する図 本発明の実施形態に係る導電層形成方法を説明する図 本発明の実施形態に係る導電層形成方法を説明する図

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は対応する要素および同一又は対応する機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る配線基板を用いて製造された半導体装置の断面図である。図１に示されるように、半導体装置１は、積層体２１と、半導体チップ２２と、アンダーフィル２４と、モールド樹脂２５と、複数の外部接続端子３１とを備えている。なお、積層体２１の詳細については後述する。

半導体チップ２２は、例えば半導体基板表面に形成されるトランジスタ又はダイオード等を有する集積回路（ＩＣ又はＬＳＩ）であり、略直方体形状を有している。半導体チップ２２に用いられる半導体基板は、例えばシリコン基板（Ｓｉ基板）、窒化ガリウム基板（ＧａＮ基板）、炭化ケイ素基板（ＳｉＣ基板）等の無機物を主成分とした基板が用いられる。本実施形態では、半導体基板としてシリコン基板が用いられる。シリコン基板を用いて形成される半導体チップ２２の線膨張係数（ＣＴＥ：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）は、約２ｐｐｍ／℃以上４ｐｐｍ／℃以下（例えば３ｐｐｍ／℃）である。本実施形態における線膨張係数は、例えば２０℃以上２６０℃以下の温度範囲内における温度の上昇に対応して変化する長さとする。

半導体チップ２２の表面２２ａには、突起電極（バンプとも言う）２３が設けられている。半導体チップ２２は、この突起電極２３を介して積層体２１の一方の主面２１ａにて露出する配線パターン（図示せず）と電気的に接続している。突起電極２３は、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属もしくはこれらの合金、ＣｕにＡｕめっき等を施した金属複合体、又は、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−ＢｉもしくはＡｕ系等のはんだによって形成される。突起電極２３は、半導体チップ２２の領域内全体に配置されていてもよいし、半導体チップ２２の周辺領域に配置されていてもよい。半導体チップ２２と積層体２１とを互いに接続する方式としては、例えばワイヤボンディング方式又はフリップチップ方式が挙げられる。本実施形態では、実装面積の縮小化及び作業の効率化の観点から、フリップチップ方式によって半導体チップ２２及び積層体２１が互いに接続されている。

アンダーフィル２４は、半導体チップ２２を積層体２１上に固定及び封止するために用いられる接着剤である。アンダーフィル２４としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂、及びマレイミド樹脂の内の１種又はこれらの樹脂の２種類以上が混合された樹脂に、フィラーとしてシリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、又は酸化亜鉛等を加えた材料が用いられる。アンダーフィル２４は、液状であってもよいし、フィルム状であってもよい。

モールド樹脂２５は、半導体チップ２２を覆って封止及び保護するために用いられる封止樹脂である。モールド樹脂２５としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂、及びマレイミド樹脂の内の１種又はこれらの樹脂の２種類以上が混合された樹脂に、フィラーとしてシリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、又は酸化亜鉛等を加えた材料が用いられる。

外部接続端子３１は、積層体２１の他方の主面２１ｂ上に設けられている。外部接続端子３１は、積層体２１内に設けられている配線パターンを介して半導体チップ２２と電気的に接続している。外部接続端子３１は、例えばＳｎ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、又はＳｎ−Ｂｉ等のはんだによって形成される。外部接続端子３１がはんだから形成される場合、外部接続端子３１を形成する前に、積層体２１の他方の主面２１ｂにて配線パターンが露出した部分に、例えばＮｉめっき、Ａｕめっき、又はＳｎめっきが施されてもよく、プレソルダー処理が施されてもよく、ＯＳＰ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌｄｅｒａｂｉｌｉｔｙ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ）等の有機被膜処理が施されてもよい。

配線基板は、透明性を有する支持体と、支持体の主面上に設けられ、光の照射により分解可能な樹脂を含む第１接着剤層と、第１接着剤層上に設けられる光に反応して硬化する樹脂を含む感光性硬化樹脂接着剤層と、感光性硬化樹脂接着剤層上に設けられる導電層と、導電層上に設けられる第１樹脂層、第１樹脂層上に設けられる第２樹脂層、導電層及び第１樹脂層の間、もしくは第１樹脂層及び第２樹脂層の間の少なくともいずれかに設けられる配線パターンとを備える。図２は、本実施形態に係る配線基板を説明する図である。図２に示されるように、配線基板１１は、支持体１２と、接着剤層１３と、導電層３０と、積層体２１とを備えている。積層体２１は、第１樹脂層１４、接続パッド１５、配線パターン１８、第２樹脂層１９、及び接続端子２０を有している。積層体２１の厚さは、例えば０．００１ｍｍ以上１ｍｍ以下であってもよく、０．０１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であってもよく、０．０３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であってもよく、０．００１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であってもよく、０．００１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であってもよく、０．０１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であってもよく、０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であってもよい。積層体２１の厚さが０．００１ｍｍ以上であることによって、積層体２１に設けられる配線パターン１８を第１樹脂層１４及び第２樹脂層１９によって保護することができる。積層体２１の厚さが１ｍｍ以下であることによって、支持体１２と積層体２１との線膨張率等の差に起因した配線基板１１の反りを抑制できる。なお、本明細書における積層体２１の厚さとは、接着剤層１３の上面から第２樹脂層１９又は配線パターン１８の最上面に至るまでの厚み方向である。つまり、「厚さ」とは、配線基板１１の主面に対する垂直方向に沿った長さとする。

支持体１２は、例えば光を透過する性質（透明性）を有する材料から構成される基板である。支持体１２の主面１２ａは、微小な凹凸形状を有する。凹凸形状は主面１２ａの平面視において、例えば略矩形状、略円形状、略楕円形状等により構成される。支持体１２が透過する光の波長の範囲は、例えば３００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下でもよく、３００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下でもよい。支持体１２は、例えばレーザー光のような特定の波長を透過する性質を有するものでもよい。支持体１２は、例えばガラス基板が用いられる。ガラスとしては、例えば石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、ソーダガラス、又はサファイアガラス等が用いられる。ガラスの線膨張係数は、上述した半導体チップ２２の線膨張係数と近い値であることが好ましく、例えば−１ｐｐｍ／℃以上１０．０ｐｐｍ／℃以下（又は０．５ｐｐｍ／℃以上５．０ｐｐｍ／℃以下）である。ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３に基づいた支持体１２の主面１２ａにおける最大高さ粗さＲｚは、例えば０．０１μｍ以上５μｍ以下でもよく、０．１μｍ以上３μｍ以下でもよい。支持体１２の主面１２ａの最大高さ粗さＲｚが０．０１μｍ以上であることによって、支持体１２を準備するコストの増加を抑制することができる。支持体１２の主面１２ａの最大高さ粗さＲｚが５μｍ以下であることによって、主面１２ａの凹凸に起因した配線パターン１８の断線及び短絡等を抑制できる。

接着剤層１３は第１接着剤層１３ａと感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂとから構成される。第１接着剤層１３ａは、支持体１２の主面１２ａ上に設けられており、光の照射により分解可能な樹脂を含んでいる。本実施形態における光はレーザー光であるので、第１接着剤層１３ａに含まれる樹脂として、レーザー光が照射されることによって熱分解可能な樹脂が用いられる。第１接着剤層１３ａに含まれる樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂、及びマレイミド樹脂の内の１種又はこれらの樹脂の２種類以上が混合された樹脂等が用いられる。第１接着剤層１３ａの厚さは、例えば０．１μｍ以上１０μｍ以下である。感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂは、第１接着剤層１３ａ上に設けられており、支持体１２と積層体２１とを第１接着剤層１３ａを介して接着するための層であり、光に反応して硬化可能な樹脂を含んでいる。本実施形態における光はＵＶ光であるので、感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂに含まれる樹脂として、ＵＶ光が照射されることによって硬化可能な樹脂が用いられる。感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂに含まれる樹脂としては、例えばウレタンアクリレート、アクリル樹脂アクリレート、エポキシアクリレート、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂、及びマレイミド樹脂の内の１種又はこれらの樹脂の２種類以上が混合された樹脂等が用いられる。感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂの厚さは、例えば１μｍ以上１００μｍ以下である。

導電層３０は、接着剤層１３上に設けられる金属層であり、例えばＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｎｉ等の導電性金属材料の１種またはこれら金属の２種類以上が混合された金属等が用いられる。導電層３０の厚みは、例えば０．００１μｍ以上５０μｍ以下である。
第１樹脂層１４は、導電層３０上に設けられる樹脂層であり、開口部１４ａを有している。第１樹脂層１４は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド、マレイミド樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリフェニレンオキシド、液晶ポリマー、又はシリコン等の樹脂材料及びこれらの複合材料を含む。また、第１樹脂層１４は、無機フィラー又は有機フィラーが含まれていてもよい。第１樹脂層１４は、例えばエポキシ樹脂及びガラス繊維が組み合わせた材料を含んでもよい。第１樹脂層１４として、例えばエポキシ系の絶縁性樹脂等からなるレジストが用いられてもよい。第１樹脂層１４の厚さは、例えば０．５μｍ以上３０μｍ以下である。

接続パッド１５は、例えばＡｕ等の金属から構成される導電層であり、第１樹脂層１４の開口部１４ａ内に設けられている。接続パッド１５は、開口部１４ａ内において接着剤層１３と接していてもよい。接続パッド１５の厚さは、例えば０．００１μｍ以上３μｍ以下である。

配線パターン１８は、例えばＡｕ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属から構成される導電層であり、第１樹脂層１４及び接続パッド１５上に設けられている。配線パターン１８は、第１樹脂層１４の開口部１４ａを介して接続パッド１５に電気的に接続されている。配線パターン１８の厚さは、例えば１μｍ以上２０μｍ以下である。

第２樹脂層１９は、第１樹脂層１４、接続パッド１５、及び配線パターン１８上に設けられる樹脂層であり、開口部１９ａを有している。第２樹脂層１９は、後述する接続端子２０を取り囲み、配線パターン１８及び第１樹脂層１４の少なくともいずれか一方の上に形成される。また、配線パターン１８と第２樹脂層１９は、ビルドアップ層を形成する。第２樹脂層１９は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド、マレイミド樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリフェニレンオキシド、液晶ポリマー、又はシリコン等の樹脂材料及びこれらの複合材料を含む。また、第２樹脂層１９は、無機フィラー又は有機フィラーが含まれていてもよい。第２樹脂層１９は、例えばエポキシ樹脂及びガラス繊維が組み合わせた材料を含んでもよい。第２樹脂層１９として、例えばエポキシ系の絶縁性樹脂等からなるソルダーレジストが用いられてもよい。第２樹脂層１９に設けられている開口部１９ａは、第１樹脂層１４の開口部１４ａと重なっておらず、配線パターン１８の一部を露出するように設けられている。第２樹脂層１９の厚さは、例えば０．５μｍ以上３０μｍ以下である。

ビルドアップ層の支持体１２の導電層３０を挟んだ反対側に位置する配線パターンには、接続端子２０が形成されている。接続端子２０は、第２樹脂層１９の開口部１９ａ内に設けられる端子であり、配線パターン１８が半導体チップ２２の突起電極２３と電気的接続しやすいように設けられている。接続端子２０は、例えば共晶はんだ又は鉛フリーはんだ（Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、又はＳｎ−Ｂｉ等）によって形成される。接続端子２０は、種々の金属からなる導電層上に共晶はんだ又は鉛フリーはんだが設けられた端子でもよい。また、開口部１９ａに、Ｎｉ、Ａｕ、Ｓｎ等のめっき処理を施す、又はＯＳＰ等の有機被膜処理を施すことにより、接続端子２０を形成してもよい。また、接続端子２０は、配線パターン１８に金めっきを行うことにより形成してもよい。この場合、接続端子２０の導電性が向上すると共に、接続端子２０の腐食が抑制される。半導体チップ２２の突起電極２３が金ボールバンプ（例えば、Ａｕ、Ａｕを含む合金、もしくは表面にＡｕめっきを施した金属複合体による金バンプ、又は、Ａｕ系のはんだによって形成されたバンプ）である場合、突起電極２３と金めっきが施された接続端子との接合性が向上する。

次に、図３の（ａ）〜（ｃ）及び図４の（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本実施形態に係る配線基板の製造方法を説明する。図３の（ａ）〜（ｃ）及び図４の（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る配線基板の製造方法の一例を説明する図である。

まず、図３の（ａ）に示されるように、支持体１２の主面１２ａ上に第１接着剤層１３ａ、続いて感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂを形成する。第１接着剤層１３ａは、例えば印刷法、真空プレス法、真空ラミネート法、ロールラミネート法、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、又はフォトリソグラフィー法等の公知の方法にて形成され、加熱の後に硬化される。感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂは、例えば印刷法、真空プレス法、真空ラミネート法、ロールラミネート法、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、又はフォトリソグラフィー法等の公知の方法にて形成される。感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂ上に導電層３０を形成する。導電層３０は真空プレス法、真空ラミネート法、ロールラミネート法等の公知の方法にて積層され、従来の方式では導電層の積層後にＵＶ光を支持体側より照射することで感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂを硬化させ、支持体、もしくは第１接着剤層１３ａと導電層３０を接着させる。

次に、図３の（ｂ）に示されるように、導電層３０上に第１樹脂層１４を設けた後、第１樹脂層１４に開口部１４ａを形成する。そして、開口部１４ａ内に接続パッド１５を形成する。第１樹脂層１４は、例えば印刷法、真空プレス法、真空ラミネート法、ロールラミネート法、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、又はフォトリソグラフィー法等の公知の方法にて形成される。開口部１４ａは、例えば第１樹脂層１４に対してレーザーの照射、又はフォトリソグラフィーを行い、第１樹脂層１４の一部を除去することによって形成される。接続パッド１５は、例えばめっき処理によって設けられる。接続パッド１５は、必ずしも設けなくてもよい。

次に、図３の（ｃ）に示されるように、第１樹脂層１４及び接続パッド１５上にシード層１６を設ける。シード層１６は、第１樹脂層１４の開口部１４ａを介して接続パッド１５に接続されている。シード層１６は、例えば無電解めっき法、スパッタ法、又はＣＶＤ法等によって形成される。また、第１樹脂層１４にＣｕ等から構成される導体箔を貼り付けることによって、シード層１６を形成してもよい。シード層１６は、例えばＣｕ層、ＮｉめっきがなされたＣｕ層、ＡｕめっきがなされたＣｕ層、はんだめっきがなされたＣｕ層、Ａｌ層、又はＡｇ／Ｐｄ合金層等によって形成される。本実施形態では、コスト、電気特性、及び製造容易性の観点からＣｕ層が用いられる。

次に、図４の（ａ）に示されるように、シード層１６上に開口部１７ａを有するレジスト１７を設ける。そして、開口部１７ａによって露出されたシード層１６の一部に、例えばめっき処理を施すことによってシード層１６の一部を厚くする。ここで、シード層１６における薄い領域を第１領域１６ａとし、厚い領域を第２領域１６ｂとする。第１領域１６ａは、第１樹脂層１４及びレジスト１７の間に存在する領域である。第２領域１６ｂは、例えばＣｕ層、ＮｉめっきがなされたＣｕ層、ＡｕめっきがなされたＣｕ層、はんだめっきがなされたＣｕ層、Ａｌ層、又はＡｇ／Ｐｄ合金層等によって形成される。本実施形態では、コスト、電気特性、及び製造容易性の観点からＣｕ層が用いられる。また、レジスト１７としては、例えばネガ型又はポジ型のフォトレジストが用いられる。

次に、図４の（ｂ）に示されるように、レジスト１７及びシード層１６における第１領域１６ａを除去することによって配線パターン１８を形成する。レジスト１７は、例えばリフトオフによって第１樹脂層１４上から除去されてもよいし、エッチングによって除去されてもよい。第１領域１６ａは、例えばウェットエッチング又はドライエッチングによって除去される。第１領域１６ａが除去されることによって、第２領域１６ｂが配線パターン１８となる。第２領域１６ｂの一部は、第１領域１６ａと同時にエッチングされてもよい。すなわち、本実施形態における配線パターン１８は、セミアディティブ法によって形成される。セミアディティブ法とは、Ｃｕ層等のシード層を形成し、所望のパターンを有するレジストをシード層上に形成し、シード層における露出した部分を電解めっき法等により厚膜化し、レジストを除去した後、薄いシード層をエッチングして配線パターンを得る方法である。

また、図４の（ｂ）に示されるように、配線パターン１８の形成後、第２樹脂層１９を第１樹脂層１４及び配線パターン１８上に形成し、第２樹脂層１９の一部に開口部１９ａを形成する。第２樹脂層１９は、例えば印刷法、真空プレス法、真空ラミネート法、ロールラミネート法、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、又はフォトリソグラフィー法等の公知の方法にて形成される。開口部１９ａは、例えば第２樹脂層１９に対してレーザーの照射、又はフォトリソグラフィーを行い、第２樹脂層１９の一部を除去することによって形成される。開口部１９ａの形成によって、配線パターン１８の一部が露出される。

最後に、図４の（ｃ）に示されるように、開口部１９ａ内に接続端子２０を形成する。接続端子２０は、例えば共晶はんだ又は鉛フリーはんだを開口部１９ａ内に供給することによって設けられる。以上によって、支持体１２と、接着剤層１３と、第１樹脂層１４、接続パッド１５、配線パターン１８、第２樹脂層１９及び接続端子２０を含む積層体２１とを有する配線基板１１を形成する。

次に、図５の（ａ）〜（ｃ）、図６の（ａ）〜（ｃ）、及び図７の（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本実施形態に係る配線基板１１を用いて半導体装置１を製造する方法を説明する。図５の（ａ）〜（ｃ）、図６の（ａ）〜（ｃ）及び図７の（ａ）〜（ｃ）は、半導体装置を製造する方法を説明する図である。

まず、図５の（ａ）に示されるように、支持体１２、接着剤層１３、及び積層体２１を有する配線基板１１を準備する。配線基板１１は、図２又は図４の（ｃ）によって示される配線基板１１と同等である。

次に、図５の（ｂ）に示されるように、配線基板１１に複数の半導体チップ２２を搭載する。具体的には、配線基板１１における積層体２１の一方の主面２１ａ上に、半導体チップ２２をフリップチップ方式にて搭載する。半導体チップ２２を配線基板１１に搭載する際、半導体チップ２２の突起電極２３と配線基板１１の接続端子２０（図２を参照）とが、互いに接続される。また、半導体チップ２２及び配線基板１１の間にアンダーフィル２４を設けておくことによって、半導体チップ２２及び配線基板１１を固定及び封止する。アンダーフィル２４は、半導体チップ２２を配線基板１１に搭載した後に、半導体チップ２２及び配線基板１１の間に供給してもよい。また、半導体チップ２２又は配線基板１１に予めアンダーフィル２４を付着しておき、半導体チップを配線基板に搭載すると同時にアンダーフィル２４による封止を完了させてもよい。例えば、加熱又は光照射による硬化処理をアンダーフィル２４に施すことによって、アンダーフィル２４による半導体チップ２２及び配線基板１１の固定及び封止を行う。アンダーフィル２４は、必ずしも設けなくてもよい。

次に、図５の（ｃ）に示されるように、積層体２１の一方の主面２１ａ上にモールド樹脂２５を形成する。この際、モールド樹脂２５によって半導体チップ２２を埋設する。モールド樹脂２５は、例えばトランスファーモールド法又はポッティング法等の公知の方法にて形成される。半導体チップ２２は、モールド樹脂２５によって封止されるように覆われていてもよい。

次に、図６の（ａ）に示されるように、支持体１２を介して第１接着剤層１３ａにレーザー光Ｌ１を照射する。支持体１２全体に渡ってレーザー光Ｌ１を照射してもよいし、支持体１２の所望の位置にレーザー光Ｌ１を照射してもよい。本実施形態では、第１接着剤層１３ａ内の樹脂を確実に分解する観点から、直線的に往復させながら支持体１２全体にレーザー光Ｌ１を照射する。レーザー光Ｌ１は、例えば３００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の波長を有してもよく、好ましくは、３００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の波長を有していてもよく、より好ましくは、３００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長を有していてもよい。レーザー光Ｌ１を出射する装置の一例として１０６４ｎｍの波長の光を出射するＹＡＧレーザー装置、５３２ｎｍの波長の２倍高調波ＹＡＧレーザー装置、又は７８０ｎｍ以上１３００ｎｍ以下の波長の光を出射する半導体レーザー装置等が挙げられる。支持体１２は透明性を有しており、レーザー光Ｌ１を透過する。よって、支持体１２を透過したレーザー光Ｌ１のエネルギーは、第１接着剤層１３ａに吸収される。吸収されたレーザー光Ｌ１のエネルギーは、第１接着剤層１３ａ内にて熱エネルギーに変換される。この熱エネルギーによって、第１接着剤層１３ａの樹脂は熱分解温度に達し、熱分解する。これによって、第１接着剤層１３ａが支持体１２と積層体２１とを接着する力が弱まる。

次に、図６の（ｂ）に示されるように、積層体２１から支持体１２を剥離する。支持体１２を積層体２１から剥離する方法は、手動でもよいし機械を用いて行ってもよい。積層体２１に接着剤層１３が付着している場合、積層体２１から接着剤層１３を除去する。例えば、積層体２１の他方の主面２１ｂに粘着テープを貼り付けた後ピールすることにより、他方の主面２１ｂ上に残存していた接着剤層１３を積層体２１から除去する。また、他方の主面２１ｂを過マンガン酸カリウム水溶液及び水酸化ナトリウム水溶液の混合溶液等に浸漬して接着剤層１３を除去してもよいし、当該混合溶液を他方の主面２１ｂにスプレーすることによって接着剤層１３を除去してもよい。また、他方の主面２１ｂをアセトン又はメチルエチルケトン等の有機溶剤に浸漬して接着剤層１３を除去してもよいし、有機溶剤を他方の主面２１ｂにスプレーすることによって接着剤層１３を除去してもよい。また、接着剤層１３を他方の主面２１ｂに残存したままでもよいが、この場合、レーザー光等を用いて外部接続端子３１を設けるための開口部を形成させる必要がある。以上により、図６の（ｃ）に示されるように、積層体２１から支持体１２及び接着剤層１３を除去する。

次に、図７の（ａ）に示されるように、積層体２１の他方の主面２１ｂ上に複数の外部接続端子３１を形成する。具体的には、積層体２１の接続パッド１５（図２を参照）に相当する部分に、外部接続端子３１を形成する。例えばはんだボール搭載法等によって外部接続端子３１を形成する。

次に、図７の（ｂ）に示されるように、モールド樹脂２５にダイシングテープ３２を貼り付けた後、各半導体チップ２２の間の領域に位置する積層体２１及びモールド樹脂２５を切断し、個片化する。例えばダイシングソー又はレーザー等を用いて積層体２１及びモールド樹脂２５を切断する。以上により、図７の（ｃ）に示されるように、配線基板１１を用いて形成された半導体装置１が製造される。

以上説明したように、本実施態様に係る配線基板１１を用いた半導体装置の製造方法は、配線基板１１を準備する工程と、配線基板１１の積層体２１に半導体チップ２２を搭載すると共に、配線パターン１８に半導体チップ２２を接合する工程と、支持体１２を介して第１接着剤層１３ａに光を照射することによって、支持体１２を積層体２１から剥離する工程と、を備える。

また、上記半導体装置の製造方法は、配線パターン１８に接合された半導体チップ２２を封止樹脂で覆う工程を更に備えてもよい。この場合、半導体チップ２２を封止樹脂によって保護することができると共に、半導体チップの積層体からの脱離を抑制できる。

また、上記半導体装置の製造方法は、支持体１２を積層体２１から剥離する工程の後、積層体２１から第１接着剤層１３ａを除去する工程を更に備えてもよい。

また、上記半導体装置の製造方法は、支持体１２を積層体２１から剥離する工程の後、積層体２１に外部接続端子３１を設ける工程と、積層体２１を切断して個片化する工程と、を更に備えてもよい。

以上に説明した本実施形態に係る配線基板１１では、半導体装置１における半導体チップ２２が外部装置と接続するための外部接続部材として機能する積層体２１を備えている。これにより、半導体チップ２２と外部接続部材を有する配線基板１１とを別々に製造することができるため、半導体装置１の製造効率の改善に供される。また、この配線基板１１では支持体１２が透明性を有している。これにより、支持体１２を介して第１接着剤層１３ａに光が照射されることによって樹脂が分解し、第１接着剤層１３ａの接着力を弱めることができる。したがって、半導体チップ２２と配線基板１１の積層体２１とを接合した後に、容易に支持体１２を積層体２１から剥離することができ、配線基板１１を用いて製造される半導体装置１の薄型化が可能になる。さらに支持体１２を有する配線基板１１を用いて半導体装置１を製造することによって、配線基板１１のハンドリングを容易にすることができる。

また、支持体１２の線膨張係数は、−１ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下であってもよい。この場合、半導体チップ２２はシリコン基板等の無機物を主成分とした基板によって製造されているので、半導体チップ２２の線膨張係数と支持体１２の線膨張係数とが互いに近い値となる。このため、配線基板１１に半導体チップ２２を搭載した際に発生する位置ずれを抑制することができる。したがって、半導体チップ２２が配線基板１１に搭載不可能となること、及び半導体チップ２２と配線基板１１とを接合する部分が破壊することが抑制される。

また、支持体１２はガラス基板であってもよい。この場合、支持体１２を安価で強度を高くすると共に、支持体１２の大型化が容易にできる。また、支持体１２の表面の粗さを容易に調整することができる。

支持体１２の主面１２ａの最大高さ粗さＲｚは、０．０１μｍ以上５μｍ以下であってもよい。この場合、支持体１２上に設けられる積層体２１の凹凸が小さくなるため、配線パターン１８の断線及び短絡等を抑制できる。

また、積層体２１の厚さは、０．００１ｍｍ以上１ｍｍ以下であってもよい。この場合、積層体２１における配線パターン１８を第１樹脂層１４及び第２樹脂層１９によって保護できると共に、配線基板１１の反りを抑制できる。

また、光はレーザー光Ｌ１であってもよい。この場合、第１接着剤層１３ａ内の樹脂が分解するために必要な熱エネルギーを十分に加えることができ、第１接着剤層１３ａの接着力を効果的に弱めることができる。また、レーザー光Ｌ１は支持体１２を介して第１接着剤層１３ａに照射されるため、半導体チップ２２にレーザー光Ｌ１によるダメージを与えずに第１接着剤層１３aの接着力を効果的に弱めることができる。

また、本実施形態に係る配線基板１１を用いて製造される半導体装置１は、支持体１２が除去された積層体２１と、表面２２ａに突起電極２３が設けられており、突起電極２３を介して積層体２１の配線パターン１８に接続される半導体チップ２２と、を備えている。この半導体装置１では、半導体チップ２２と外部接続部材である積層体２１とが別々に製造されているため、半導体装置１の製造効率が改善される。また、配線基板１１における支持体１２が積層体２１から除去されていることによって、半導体装置１の薄型化が可能になる。

また、配線パターン１８と半導体チップ２２とは、はんだを含む接続端子２０を介して互いに接続されていてもよい。この場合、配線パターン１８と半導体チップ２２との間に位置ずれが発生した場合であっても、接続端子２０が含むはんだによってずれを埋めることができ、半導体チップ２２と積層体２１との間に発生する接続不良を抑制できる。

本発明に係る配線基板１１及び半導体装置の製造方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態及び変形例を適宜組み合わせてもよい。また、積層体２１に積層される半導体チップ２２は、個片化される配線基板１１の領域に複数搭載されてもよい。また、積層体２１には、半導体チップ２２以外の部材（例えばコンデンサ等の受動部品）が搭載されていてもよい。

また、例えば第１樹脂層１４における開口部１４ａと第２樹脂層１９における開口部１９ａとは、互いに重なっていてもよい。さらに、例えば積層体２１における接続端子２０は、必ずしも設けられていなくてもよい。

また、配線基板１１における配線パターン１８は、セミアディティブ法に限らず、例えばサブトラクティブ法又はフルアディティブ法等の公知の方法にて形成される。ここで、サブトラクティブ法とは、Ｃｕ層等の導体層上に所望のパターンを有するレジストを形成して不要な導体層をエッチングした後、レジストを剥離して配線パターンを得る方法である。また、フルアディティブ法は、樹脂層上に無電解めっき触媒を吸着させ、所望のパターンのレジストを樹脂層上に形成し、このレジストを絶縁膜として残したまま触媒を活性化させ、無電解めっき法によりレジスト開口部内にＣｕ等の導体を析出させた後、レジストを除去して所望の配線パターンを得る方法である。

また、第２樹脂層１９上に、新たな配線パターンと第３樹脂層とを形成してもよい。つまり、積層体２１は、樹脂層を３層有してもよい。さらに、上述した配線パターン及び樹脂層の形成を繰り返すことによって、配線パターン及び樹脂層が多数積層された積層体２１を形成することもできる。

図８は従来技術に係る導電層形成方法で感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂを硬化させた場合の一例の概略である。図８の（ａ）の様に、感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂ上に導電層３０をプレス３３により積層の後、感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂを硬化させずにプレス３３を解除すると、導電層３０の反りや感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂの流動により、図８の（ｂ）の様に導電層面の平坦度が低下する。この状態で支持体側からＵＶ光Ｌ２を照射すると、図８の（ｃ）の様に導電層面の平坦度が低下したまま感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂが硬化する。

図９は本発明の実施形態に係る導電層形成方法を示す断面図で感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂを硬化させた場合の一例の概略である。図９の（ａ）の様に、感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂ上に導電層３０をプレス３３により積層の後、図９の（ｂ）に示すようにプレス３３を解除する前に支持体１２側からＵＶ光Ｌ２を照射すると、図９の（ｃ）の様にプレス解除後も導電層面の平坦度を維持したまま感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂが硬化する。なお、本実施形態では、接着剤層１３により支持体１２と導電層３０が積層される配線基板１１を開示したが、支持体１２には第１樹脂層１４、第２樹脂層１９を積層してもよい。

本発明にかかる製造方法を実施するラミネート装置は、例えば、感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂ上に設けられる導電層３０の積層を加圧して行う手段と、さらに加圧時に透明性を有する支持体１２と、透明性を有する支持体１２の主面上に設けられ、光により分解可能な樹脂を含む第１接着剤層１３ａと、第１接着剤層１３ａ上に設けられる光の照射により硬化する樹脂を含む感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂと、感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂ上に設けられる積層体２１の厚みが一定となるように、透明性を有する支持体１２の主面１２ａ上と本装置に設置されるラミネート材押込みユニットとの距離を一定に制御する手段を備える。また、光の照射により硬化する樹脂を含む感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂの硬化を、感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂ上に設けられる導電層３０の積層と同時に行うことで配線基板の平坦度の向上が可能となる。

ラミネート装置のラミネート方法は、これに限ったわけではなくロールラミネート方式、プレス方式、真空プレス方式、等を用いて良い。

導電層３０の積層方法はプレスに限らず、例えば図１０に示すようなロールラミネート法を用いても良い。図１０は、本発明の他の実施形態に係る導電層形成方法を説明する図である。図１０では支持体１２を図中左から右へ搬送しながら、ラミネートロール３４下で感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂと導電層３０とをラミネートする。さらに支持体１２側からＵＶ光を照射することでラミネートと同時に感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂを硬化させ、導電層３０の平坦度を維持する。ここで、ラミネートロール３４の下端部の図中左側では感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂと導電層３０とのラミネートが完了していないので、感光性硬化樹脂接着剤層１３ｂの硬化が起こらないように、ラミネートロール３４の下端部の図中左側の支持体１２下部にＵＶ光を透過させないフィルタ３５を設置する。

本発明にかかる製造方法を実施するラミネート装置は、透明な支持体の片面に感光性硬化接着剤層を有し、感光性硬化接着剤層上に導電層、樹脂層及び配線パターン層を有する配線基板を製造するラミネート装置であって、透明な支持体と導電層もしくは樹脂層との接着を感光性硬化接着剤層で行う手段を備える。また、感光性硬化接着剤層を露光する光源を備えてもよい。また、感光性硬化接着剤層の硬化と、透明な支持体と導電層もしくは樹脂層とのラミネートを同時に行ってもよい。また、感光性硬化接着剤層を露光する光源の光を遮光するフィルタを備えてもよい。また、感光性硬化接着剤層を露光する光源の光を遮光するフィルタが、透明な支持体と導電層もしくは樹脂層とのラミネートされたエリアの、透明な支持体と導電層もしくは樹脂層との間に位置する感光性硬化接着剤層にのみ、露光する光が照射されるように設置されていてもよい。

本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが。本発明はこれらの例に限定されるものではない。

ガラスキャリアには厚さ４ｍｍ、サイズ３００ｍｍ×３００ｍｍのソーダガラスを使用した。光の照射により分解可能な樹脂層は住友スリーエム株式会社製Ｌｉｇｈｔ−Ｔｏ−Ｈｅａｔ−Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ（ＬＴＨＣ）Ｒｅｌｅａｓｅ Ｃｏａｔｉｎｇを用いて形成した。ＵＶ硬化接着剤は住友スリーエム株式会社製ＵＶ−Ｃｕｒａｂｌｅ−Ａｄｈｅｓｉｖｅ ＬＣ３２００を使用した。光の照射により分解可能な樹脂層、ＵＶ硬化接着剤層はいずれもスピンコートで形成した。光の照射により分解可能な樹脂層の厚みはドライ１μｍ、ＵＶ硬化接着剤層はウェットで７０μｍとした。導電層には１０μｍの銅箔を使用した。
ガラスキャリアへの銅箔のラミネート方式はロールラミネートとし、ガラスキャリアの搬送速度を１０ｍｍ／ｍｉｎとした。
ガラスキャリア上面およびラミネータロール間のギャップは７０μｍに設定した。ＵＶカットフィルタをラミネータロールとガラスキャリアの接触箇所よりガラスキャリア搬送方向手前側の全面が隠されるように設置した。
上記方式で銅箔をラミネートしたサンプルと、リファレンスとして従来方式の、銅箔のラミネート完了の後にＵＶ硬化を行ったサンプルで銅箔上の平坦度を比較した。なお、平坦度は面内を１０ｍｍ間隔で格子状に測定し、その最大値と最小値との差で比較した。
その結果、リファレンスのサンプルでは２０μｍの平坦度であったのに対し、本発明のラミネート方法で作成したサンプルは３μｍの平坦度となった。

本発明は、配線基板、配線基板を用いた半導体装置、及びこれらの製造装置に用いるラミネート装置に利用出来る。

１ 半導体装置
１１ 配線基板
１２ 支持体
１３ 接着剤層
１３ａ 第１接着剤層
１３ｂ 感光性硬化樹脂接着剤層
１４ 第１樹脂層
１４ａ 第１樹脂層１４の開口部
１５ 接続パッド
１６ シード層
１７ レジスト
１７ａ レジスト１７の開口部
１８ 配線パターン
１９ 第２樹脂層
１９ａ 第２樹脂層１９に設けられている開口部
２０ 接続端子
２１ 積層体
２２ 半導体チップ
２３ 突起電極
２４ アンダーフィル
２５ モールド樹脂
３０ 導電層
３１ 外部接続端子
３２ ダイシングテープ
３３ プレス
３４ ラミネートロール
３５ フィルタ
Ｌ１ レーザー光
Ｌ２ ＵＶ光

Claims (3)

1. 透明な支持体と、前記支持体の主面上に設けられ、光により分解可能な樹脂を含む第１接着剤層と、前記第１接着剤層上に設けられた、光の照射により硬化する樹脂を含む感光性硬化接着剤層と、前記感光性硬化接着剤層上に設けられた少なくとも一層以上の導電層、樹脂層及び配線パターン層とを有する配線基板を製造するラミネート装置であって、
   前記透明な支持体と前記導電層もしくは前記樹脂層とのラミネートによる接着を前記感光性硬化接着剤層で行う手段と、
   前記感光性硬化接着剤層を露光する光源と、を備え、
   前記光源により露光することによる前記感光性硬化接着剤層の硬化と、前記透明な支持体と前記導電層もしくは前記樹脂層とのラミネートによる接着を同時に行う、ラミネート装置。
2. 前記光源の光を遮光するフィルタをさらに備える、請求項１に記載のラミネート装置。
3. 前記フィルタが、前記透明な支持体と前記導電層もしくは前記樹脂層とがラミネートされたエリアの前記感光性硬化接着剤層にのみ、露光する光が照射されるように設置されている、請求項２に記載のラミネート装置。