JP7196936B2 - 半導体装置用配線基板の製造方法、及び半導体装置用配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置用配線基板の製造方法、及び半導体装置用配線基板に関する。

近年、半導体の高速・高集積化が進む中で、半導体チップの接続端子の狭ピッチ化が促進され、それに対応して配線基板側の接続端子の狭ピッチ化や配線の微細化が求められている。一方、ＦＣ－ＢＧＡ（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）配線基板とマザーボードとの接続は、従来とほぼ変わらないピッチの接続端子での接続が要求されている。したがって、ＦＣＢＧＡ用配線基板と半導体チップとを接続するためには、端子電極の寸法や接続端子のピッチが相互に異なるという課題を克服する必要がある。

半導体チップとの接続端子の狭ピッチ化、基板配線の微細化のため、シリコン上に配線を形成してチップ接続用の基板（シリコンインターポーザ）とし、それをＦＣ－ＢＧＡ配線基板に接続する技術が特許文献１に開示されている。

シリコンインターポーザは、一般的にはシリコンウェーハに半導体工程用の設備を用いて製作されているが、シリコンウェーハは形状、サイズに制限があり、１枚のウェーハから製作できるインターポーザの数が少なく、製造設備も高価である。それ故、インターポーザが高価となるという問題に加え、シリコンウェーハが半導体であることから伝送特性も劣化するという問題がある。

また、配線基板の表面をＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｎｇ、化学機械研磨）等で平坦にしてから微細配線を形成する技術が、特許文献２に開示されている。

配線基板の平坦化を行いその上に微細配線層を形成するという技術によれば、シリコンインターポーザに生じる伝送特性劣化の問題は回避されるが、配線基板の製造不良と難易度の高い微細配線層形成時の不良の合算により収率が悪くなるという問題に加え、反り、歪による半導体チップの実装困難性に関する問題があった。

上記問題点に鑑みて、平坦な支持体上に、微細配線層を具備した第二配線基板（インターポーザ）を形成し、この支持体を備えた第二配線基板（インターポーザ）を第一配線基板にはんだを介して実装してから、支持体を剥離することにより、第一配線基板上に第二配線基板（インターポーザ）を形成する技術が、特許文献３で提案されている。

特開２００２－２８０４９０号公報 特開２０１４－２２５６７１号公報 国際公開第２０１８／０４７８６１号

特許文献３の技術によれば、第二配線基板（インターポーザ）を備えた支持体を第一配線基板に接合してから、第二配線基板と第一配線基板間の隙間に接合部の応力緩和のため、及び容易に支持体を剥離できるようアンダーフィルを充填しようとすると、各部材の線膨張係数差による応力集中によってはんだクラックや、基板の反り（変形）等が発生し、チップ実装性並びに接合信頼性の確保が困難となるという場合があった。

本発明は上記課題に着目してなされたものであり、配線基板間の変形とずれ応力をさらに緩和して、接合部の断線を防ぎ、接続の信頼性を高めることができる半導体装置用配線基板の製造方法、及び半導体装置用配線基板を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、半導体装置用配線基板の製造方法は、
支持体の一面上に剥離層を形成する剥離層形成工程と、
前記剥離層上に、前記剥離層側の面が第一パッドとなり、前記剥離層と逆側面が第二パッドとなる配線層を形成して、支持体付きの第二配線基板を製作する配線層形成工程と、
前記第二パッドの表面に、突起電極を形成する突起電極形成工程と、
第一配線基板の第一配線基板パッドと、前記第二配線基板の前記突起電極とを電気的に接合する電気的接合工程と、
前記第一配線基板と前記第二配線基板との隙間から、前記隙間の外側で前記第二配線基板の側面部全面を覆い囲み、更に前記第二配線基板の前記第一配線基板と接合する面と反対側面を超えるまで延在するように、絶縁性の封止樹脂を充填注入する封止樹脂充填注入工程と、
前記支持体と前記剥離層とを、前記第二配線基板から剥離する支持体剥離工程と、
前記第一パッドを接続用のパッドとして露出させる、パッド露出工程と、を有し、
前記封止樹脂充填注入工程の後に、前記支持体剥離工程を実行することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、半導体装置用配線基板は、
第一配線基板と、
前記第一配線基板の一面上に接合された第二配線基板と、
前記第一配線基板と前記第二配線基板が対向する間隙を封止する第一封止樹脂と、
少なくとも前記第二配線基板の側面と前記第一封止樹脂との境界を覆うよう形成された
第二封止樹脂と、を備え、
前記第二封止樹脂の前記第二配線基板側面に形成された部分の肉厚及び高さの少なくとも一方が均一であることを特徴とする。

本発明によれば、配線基板間の変形とずれ応力をさらに緩和して、接合部の断線を防ぎ、接続の信頼性を高めることができる半導体装置用配線基板の製造方法、及び半導体装置用配線基板を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る、配線基板の模式断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る、図１の配線基板に半導体チップを実装した半導体装置の模式断面図である。 図３Ａは、本発明の第１の実施形態に係る、図１の配線基板の製造工程のうち、支持体付きインターポーザの製造までの一部を例示する模式断面図である。 図３Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る、図１の配線基板の製造工程のうち、支持体付きインターポーザの製造までの一部を例示する模式断面図である。 図３Ｃは、本発明の第１の実施形態に係る、図１の配線基板の製造工程のうち、支持体付きインターポーザの製造までの一部を例示する模式断面図である。 図３Ｄは、本発明の第１の実施形態に係る、図１の配線基板の製造工程のうち、支持体付きインターポーザの製造までの一部を例示する模式断面図である。 図３Ｅは、本発明の第１の実施形態に係る、図１の配線基板の製造工程のうち、支持体付きインターポーザの製造までの一部を例示する模式断面図である。 図４Ａは、図３Ａ～３Ｅに続き、支持体付きインターポーザの製造までの一部の工程を例示する模式断面図である。 図４Ｂは、図３Ａ～３Ｅに続き、支持体付きインターポーザの製造までの一部の工程を例示する模式断面図である。 図４Ｃは、図３Ａ～３Ｅに続き、支持体付きインターポーザの製造までの一部の工程を例示する模式断面図である。 図４Ｄは、図３Ａ～３Ｅに続き、支持体付きインターポーザの製造までの一部の工程を例示する模式断面図である。 図４Ｅは、図３Ａ～３Ｅに続き、支持体付きインターポーザの製造までの一部の工程を例示する模式断面図である。 図５Ａは、図４Ａ～４Ｅに続き、支持体付きインターポーザの製造までの一部の工程を例示する模式断面図である。 図５Ｂは、図４Ａ～４Ｅに続き、支持体付きインターポーザの製造までの一部の工程を例示する模式断面図である。 図５Ｃは、図４Ａ～４Ｅに続き、支持体付きインターポーザの製造までの一部の工程を例示する模式断面図である。 図５Ｄは、図４Ａ～４Ｅに続き、支持体付きインターポーザの製造までの一部の工程を例示する模式断面図である。 図６Ａは、図５Ａ～５Ｄに続き、図１の配線基板の製造工程の一部の工程を例示する模式断面図である。 図６Ｂは、図５Ａ～５Ｄに続き、図１の配線基板の製造工程の一部の工程を例示する模式断面図である。 図７Ａは、図６Ａ，６Ｂに続き、図１の配線基板の製造工程の一部を例示する模式断面図である。 図７Ｂは、図６Ａ，６Ｂに続き、図１の配線基板の製造工程の一部を例示する模式断面図である。 図８Ａは、図７Ａ～７Ｃに続き、図１の配線基板、及び図２の半導体装置の製造工程を例示する模式断面図である。 図８Ｂは、図７Ａ～７Ｃに続き、図１の配線基板、及び図２の半導体装置の製造工程を例示する模式断面図である。 図８Ｃは、図７Ａ～７Ｃに続き、図１の配線基板、及び図２の半導体装置の製造工程を例示する模式断面図である。 図９は、参考例である配線基板の模式断面図である。 図１０は、本発明の第２の実施形態に係る配線基板に半導体チップを実装した一例を示す模式的断面図である。 図１１は、本発明の第２の実施形態に係る第二配線基板（インターポーザ）の支持体が付いた状態を示す模式的断面図である。 図１２Ａは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による支持体が付く第二配線基板（インターポーザ）の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１２Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による支持体が付く第二配線基板（インターポーザ）の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１２Ｃは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による支持体が付く第二配線基板（インターポーザ）の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１２Ｄは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による支持体が付く第二配線基板（インターポーザ）の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１２Ｅは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による支持体が付く第二配線基板（インターポーザ）の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１２Ｆは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による支持体が付く第二配線基板（インターポーザ）の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１２Ｇは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による支持体が付く第二配線基板（インターポーザ）の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１２Ｈは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による支持体が付く第二配線基板（インターポーザ）の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１２Ｉは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による支持体が付く第二配線基板（インターポーザ）の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１２Ｊは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による支持体が付く第二配線基板（インターポーザ）の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１２Ｋは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による支持体が付く第二配線基板（インターポーザ）の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１２Ｌは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による支持体が付く第二配線基板（インターポーザ）の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１２Ｍは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による支持体が付く第二配線基板（インターポーザ）の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１２Ｎは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による支持体が付く第二配線基板（インターポーザ）の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１３Ａは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による配線基板と、半導体装置の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１３Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による配線基板と、半導体装置の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１３Ｃは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による配線基板と、半導体装置の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１３Ｄは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による配線基板と、半導体装置の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１３Ｅは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による配線基板と、半導体装置の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１３Ｆは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による配線基板と、半導体装置の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１３Ｇは、本発明の第２の実施形態に係る模式的断面図による配線基板と、半導体装置の製造工程の一例の模式的説明図である。 図１４は、本発明の第３の実施形態に係る配線基板に半導体チップを実装した半導体パッケージの一例を示す断面図である。 図１５は、本発明の第３の実施形態に係る配線基板の一例を示す断面図である。 図１６は、本発明の第３の実施形態に係る配線基板の一例を示す断面図である。 図１７は、本発明の第３の実施形態に係る配線基板の一例を示す断面図である。 図１８Ａは、本発明の第３の実施形態に係る配線基板の製造工程の一例を示す断面図である。 図１８Ｂは、本発明の第３の実施形態に係る配線基板の製造工程の一例を示す断面図である。 図１８Ｃは、本発明の第３の実施形態に係る配線基板の製造工程の一例を示す断面図である。 図１８Ｄは、本発明の第３の実施形態に係る配線基板の製造工程の一例を示す断面図である。 図１８Ｅは、本発明の第３の実施形態に係る配線基板の製造工程の一例を示す断面図である。 図１９Ａは、本発明の第３の実施形態に係る配線基板の製造工程の一例を示す断面図である。 図１９Ｂは、本発明の第３の実施形態に係る配線基板の製造工程の一例を示す断面図である。 図１９Ｃは、本発明の第３の実施形態に係る配線基板の製造工程の一例を示す断面図である。

以下に、本発明の実施形態に係る半導体装置用配線基板（以下、単に配線基板という）について図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する各図において相互に対応する部分については同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適宜省略する。また、各図面は説明を容易にするために適宜誇張して表現している。

さらに、本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、各部の材質、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、変更を加えることができる。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る、配線基板の模式断面図である。配線基板ＣＢ１００は、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板（第一配線基板）１とインターポーザ（第二配線基板）３とを備えている。ＦＣ－ＢＧＡ配線基板１とインターポーザ３とはそれぞれ、突起電極としてのはんだバンプ２５を介して電気的に接合され、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板１とインターポーザ３との間隙に封止樹脂としてアンダーフィル２が充填されている。突起電極は、はんだバンプ以外に、銅ポスト（銅ピラー）、金バンプ等であってもよい。

アンダーフィル２は、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板１とインターポーザ３とを固定及び封止するために用いられる接着材料である。アンダーフィル２としては、例えば、エポキシ樹脂、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うちの１種またはこれらの樹脂の２種類以上が混合された樹脂に、フィラーとしてのシリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、または酸化亜鉛等が加えられた材料が用いられる。アンダーフィル２は、液状の樹脂を充填し硬化させることで形成される。

本実施形態の配線基板ＣＢ１００では、アンダーフィル２は、インターポーザ３とＦＣ―ＢＧＡ配線基板１の間隙以外に、さらにインターポーザ３の側面全体、及びインターポーザ３がＦＣ－ＢＧＡ配線基板１と接合する面と反対側の面（図１では上面）の縁周部を被覆している。

仮にアンダーフィル２が、インターポーザ３とＦＣ―ＢＧＡ配線基板１の間隙のみに塗布・形成された場合は、インターポーザ３が有機樹脂をベースとするため熱応力が間隙の平面中心方向に集中し、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板１との間に変形とずれ応力が発生する。

これに対し、本実施形態の配線基板ＣＢ１００では、インターポーザ３の側面全体、及びインターポーザ３がＦＣ－ＢＧＡ配線基板１と接合する面と反対側の面の縁周部にもアンダーフィル２を塗布・硬化させるので、熱応力が多方向へ分散して、応力の集中を緩和する効果を発現する。これにより、インターポーザ３とＦＣ－ＢＧＡ配線基板１とは高い接続信頼性を示すことができる。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る、図１の配線基板に半導体チップを実装した半導体装置の模式断面図である。本実施形態の半導体装置ＳＤ１００は、図１の配線基板ＣＢ１００におけるインターポーザ３の、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板１とは反対側の面において半導体チップ４が銅ピラー３０を介して接合され、半導体チップ４とインターポーザ３との間隙がアンダーフィル３２で充填されている。

アンダーフィル３２は半導体チップ４とインターポーザ３とを固定及び封止するために用いられる接着剤であり、アンダーフィル２と同様の材料で構成される。この場合、アンダーフィル３２の代わりとなる封止樹脂として、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）、またはフィルム状接続材料（ＮＣＦ）を用いてもよい。

インターポーザ３の、半導体チップ４と接合される部分の配線ピッチは、半導体チップ４とＦＣ－ＢＧＡ配線基板１とを直接接合する場合の、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板１の半導体チップ４と接合される部分の配線ピッチよりも狭くなる。すなわち、インターポーザ３の半導体チップ４を実装する側の面は、半導体チップ４と接合する場合のＦＣ－ＢＧＡ配線基板１よりも微細な配線となっている。

例えば、現在のハイバンドメモリ（ＨＢＭ）の使用に対応するためには、インターポーザ３では配線幅を２μｍ以上、６μｍ以下にする必要がある。特性インピーダンスを５０Ωにあわせるためには、配線幅が２μｍ、配線高さ２μｍの場合、配線間の絶縁膜厚は２.５μｍとなる。配線も含めたい１層の厚さは４.５μｍとなり、この厚さで５層のインターポーザ３を形成する場合、インターポーザ３は、総厚２５μｍ程度と極薄のインターポーザとなる。

前記のように、インターポーザ３の厚みが薄く、そのままの状態ではＦＣ－ＢＧＡ配線基板１に実装するのが困難であるため、インターポーザ３には剛直性が求められる。また、２μｍ程度の幅と高さを有する配線を形成するには、平坦な支持体が必要となる。このため、後述のように、インターポーザ３は、剛直で平坦な支持体上に剥離層と保護層とシード層を介して形成される。尚、支持体上には剥離層、保護層、シード層以外の層を設けてもよい。

次に図３Ａから図５Ｄを用いて、本実施形態に係る、図１の配線基板の製造工程のうち、支持体５が付いた形態のインターポーザ３の製造までを説明する。まず、図３Ａに示すように、支持体５の一方の面に、後工程で支持体５を剥離するための剥離層６を形成する。

剥離層６は、ＵＶ光、もしくは赤外光によって剥離可能な樹脂でもよく、熱によって発泡する樹脂でもよい。ＵＶ光、もしくは赤外光によって剥離可能な樹脂を用いる場合、剥離層６を設けた側とは反対側の面から支持体５にＵＶ光、もしくは赤外光を照射して、インターポーザ３と、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板１との接合体から支持体５を取り去る。それ故、支持体５は、透明性を有する必要があり、例えばガラスを用いることができる。ガラスは平坦性に優れており、インターポーザ３の微細な配線パターン形成に適している、また、ガラスは熱膨張係数が小さく歪みにくいことから、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板１と接合した時のパターン配置精度及び平坦性の確保に優れている。

支持体５としてガラスを用いる場合、ガラスの厚さは、製造プロセスにおける反りの発生を抑制する観点から厚い方が望ましく、例えば０．７ｍｍ以上、１．１ｍｍ以下程度の厚みが望ましい。また、ガラスの熱膨張係数は３ｐｐｍ／℃以上、１５ｐｐｍ／℃以下であり、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板、半導体チップの熱膨張係数の観点から９ｐｐｍ／℃程度が望ましい。本発明の一実施形態では、支持体５としてガラスを用いた。

一方、剥離層６に熱によって発泡する樹脂を用いる場合は、インターポーザ３と、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板１との接合体を加熱する事で支持体５を取り去ることができる。この場合、支持体５は、歪みの少ないメタルやセラミックスを用いることができる。

次いで、図３Ｂに示すように、剥離層６の上に保護層７を形成する。保護層７は、後工程で支持体５を剥離する際にインターポーザ３を保護するための層であり、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂の１種またはこれらの樹脂の２種類以上が混合された樹脂であり、支持体５をインターポーザ３から取り去った後に除去可能な樹脂である。保護層７の形成方法については、スピンコート、ラミネート等、樹脂の形状に応じて適宜形成してよい。本発明の一実施形態ではアクリル系樹脂をラミネート法により形成して保護層７とした。

次いで、図３Ｃに示すように、真空中でスパッタリング法等により、保護層７上にシード層１１を形成する。シード層の材料と構成についてはチタン層／銅層（Ｔｉ／Ｃｕ）、クロム層／銅層（Ｃｒ／Ｃｕ）、ニッケルクロム層／銅層（ＮｉＣｒ／Ｃｕ）等、用途に応じて適宜層構成、厚みを選択することができる。本実施形態では、Ｔｉ：５０ｎｍ厚、Ｃｕ：３００ｎｍ厚としてシード層１１を形成した。保護層７上にシード層１１を形成することで、この上に電解めっきによる配線パターンを形成することが可能となる。

次に図３Ｄに示すようにシード層上にレジストパターン１３を形成し、その開口部１３ａに、電解めっきにより配線パターンとなる導体層１４を形成する。本実施形態では導体層１４として銅Ｃｕを形成した。その後、図３Ｅに示すようにレジストパターン１３を除去する。

次に、図４Ａに示すように、シード層１１及び導体層１４の上に、感光性絶縁樹脂層１５を形成する。感光性絶縁樹脂層１５は、導体層１４が感光性絶縁樹脂層１５の層内に埋め込まれるように形成する。本実施形態では、感光性絶縁樹脂としてエポキシ系樹脂を用いてスピンコート法により形成した。感光性エポキシ樹脂は比較的低温で硬化することができ、この後の導電ビア形成後のキュア（硬化）による収縮が少なく、また、さらにその後の微細パターン形成に優れている。

感光性絶縁樹脂層１５としては、感光性のエポキシ系樹脂を用いてスピンコート法により形成する他に、絶縁樹脂フィルムを真空ラミネータで圧縮キュアを行って形成することも可能であり、この場合は平坦性の良い絶縁膜を形成することができる。露光工程で多少の段差が許容できるのであれば、ポリイミドを感光性絶縁樹脂として用いても良い。尚、感光性絶縁樹脂層１５は、ポジ型でもよく、ネガ型でもよい。

次に、図４Ｂに示すように、フォトリソグラフィにより、感光性絶縁樹脂層１５の導体層１４上に開口部１５ａを設ける。開口部１５ａに対し、現像後に残渣除去を目的として、プラズマ処理を施してもよい。

次に、図４Ｃに示すように、開口部１５ａの表面上にシード層１８を設ける。シード層１８の構成については、Ｔｉ／Ｃｕ、Ｃｒ／Ｃｕ、ＮｉＣｒ／Ｃｕ等、用途に応じて適宜層構成、厚みを選択可能である。本実施形態ではＴｉ：５０ｎｍ厚、Ｃｕ：３００ｎｍ厚としてシード層１８を形成した。

次に、図４Ｄに示すように、シード層１８上にレジストパターン１９を形成し、その開口部１９ａに電解めっきにより配線パターンとなる導体層２０を形成する。本実施形態では導体層２０として銅Ｃｕを形成した。その後、図４Ｅに示すようにレジストパターン１９を除去した後、図示しないが、不要なシード層１８をエッチング除去する。

さらに、図４Ａから図４Ｅの工程を繰り返し、図５Ａに示す、多層配線パターンが形成された基板を得る。

次に、図５Ｂに示すように、インターポーザの、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板１と接合する側の最表面に絶縁樹脂層２３を形成する。絶縁樹脂層２３は、導体層２２及び感光性絶縁樹脂層１５を覆うように形成し、また露光、現像により導体層２２が露出するように絶縁樹脂層２３に開口部２３ａを形成する。本実施形態では、絶縁樹脂として感光性エポキシ樹脂を使用して絶縁樹脂層２３を形成した。尚、絶縁樹脂は感光性絶縁樹脂層１５と同一材料でもよい。

次に、図５Ｃに示すように、導体層２２の表面の酸化防止とはんだバンプの濡れ性をよくするため、表面処理層２４を設ける。本実施形態では、表面処理層２４として無電解ニッケル・鉛・金（Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ）めっきを成膜した。尚、表面処理層２４には、ＯＳＰ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｉｄｅｒａｂｉｌｉｔｙ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ、水溶性プレフラックスによる表面処理）膜を形成してもよい。また、無電解スズめっき、無電解ニッケル金（Ｎｉ／Ａｕ）めっきなどを適宜用途に応じて選択して用いても良い。

次に、図５Ｄに示すように、表面処理層２４に、はんだバンプ２５を搭載しリフローすることで、支持体５付きインターポーザが完成する。尚、最初から溶かしたはんだをつけるフローはんだに対し、リフローはんだは、あらかじめクリームはんだ等を指定の場所に印刷しておき、それをリフロー炉で加熱し溶かすことによって部品と接合することができるものである。

以下、図６Ａから図８Ｃを参照して、図５Ｄに続く、図１の配線基板ＣＢ１００、及び半導体装置ＳＤ１００の製造工程を例示する。まず、図６Ａに示すように、支持体５付きインターポーザ３の端子であるはんだバンプ２５の位置に合うように設計、製造したＦＣ－ＢＧＡ配線基板１に、フリップチップにより支持体５付きインターポーザ３を配置する。次いで、図６Ｂに示すように、はんだバンプ２５を介して支持体５付きインターポーザ３とＦＣ－ＢＧＡ配線基板１とを接合した接合体を得る。

次に図７Ａに示すように、支持体５の背面、すなわち、支持体５のＦＣ－ＢＧＡ配線基板１側とは反対側の面からレーザ光２６を、支持体５を透過してその界面に形成された剥離層６に照射し、図７Ｂに示すように支持体５を剥離して取り外す。この際、インターポーザ３とＦＣ－ＢＧＡ配線基板１とは、はんだバンプ２５で接合されているので、支持体５を取り外す際に分離することはない。

次に、剥離層６と保護層７とシード層１１を除去し、図８Ａに示すような基板を得る。本実施形態では、剥離層６は機械的に保護層７から引き剥がす。また、保護層７は、アクリル系樹脂を用いている場合、アルカリ系溶剤（１％ＮａＯＨ、２．３％ＴＭＡＨ）によって除去する。更に、シード層１１は、保護層７側からチタンと銅を用いている場合、それぞれアルカリ系のエッチング剤と、酸系のエッチング剤にて溶解除去する。

更に、図８Ｂに示すようにインターポーザ３とＦＣ―ＢＧＡ配線基板１の間隙にアンダーフィル２を塗布し、さらにインターポーザ３の側面全体、及びインターポーザ３の、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板１と接合する面と反対側の面の縁周部にもアンダーフィル２を塗布して、熱硬化させる。
この際、アンダーフィル２を、まずインターポーザ３とＦＣ－ＢＧＡ配線基板１の間隙にはキャピラリー（不図示）を用いて充填させる。続いて、インターポーザ３の側面及び縁周部はジェットディスペンサーの塗布ヘッド（不図示）を走査させ直接形成する。このようにして、配線基板ＣＢ１００が得られる。なお、インターポーザ３の上面外周近傍にも回り込むように、アンダーフィル２を一度に大量に塗布したり、或いは複数回塗布することが好ましい。

配線基板ＣＢ１００において、表面に露出した導体層１４上に、図５Ｃの工程と同様に、無電解Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕめっき、ＯＳＰ、無電解スズめっき、無電解Ｎｉ／Ａｕめっきなどの表面処理層（図示せず）を形成してもよい。

最後に、公知の手法により、配線基板ＣＢ１００に半導体チップ４を接合し、図８Ｃに示すように、配線基板ＣＢ１００と半導体チップ４の間隙にアンダーフィル３２を充填することで、半導体装置ＳＤ１００を作製することができる。

図９は、参考例である配線基板ＣＢ２００の模式断面図である。
図９の参考例において、本実施形態と同様に平坦な支持体上に、樹脂と配線とが積層されてなる微細配線層を具備したインターポーザ３を作製し、この支持体を備えたインターポーザ３をＦＣ－ＢＧＡ配線基板１にはんだを介して接合してから、インターポーザ３とＦＣ－ＢＧＡ配線基板１の間隙に封止樹脂としてアンダーフィル４２を充填する。その後、支持体を取り去ることにより、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板１上にインターポーザ３を接合した配線基板ＣＢ２００が製作される。

ところで、アンダーフィル４２は、インターポーザ３とＦＣ－ＢＧＡ配線基板１の間隙に充填されるため、はんだを損傷させにくい素材を選ぶことが必要になり、素材選定の自由度が制限される。一方、アンダーフィル４２の充填時に、表面張力によりアンダーフィル４２はインターポーザ３の側面を伝い上がり（濡れ上がり）、インターポーザ３の厚み方向中間まで到達することがある。かかる場合、アンダーフィル４２は上方に向かうにしたがって膜厚が薄くなり、境界点ＢＤで途切れることとなる。このとき、アンダーフィル４２の素材の線膨張係数や弾性率が、インターポーザ３の素材の線膨張係数や弾性率と異なっていると、樹脂硬化時に、境界点ＢＤ付近でインターポーザ３の応力集中が生じ、クラックや剥離を生じさせるおそれがある。

これに対し、本実施形態に係る製造方法により製造した配線基板は、支持体上に形成したインターポーザとＦＣ－ＢＧＡ配線基板との接合体において、インターポーザとＦＣ－ＢＧＡ配線基板を接合した後にインターポーザから支持体を剥離し、その後にアンダーフィルを、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板とインターポーザとの間隙、インターポーザの側面全体、及びインターポーザがＦＣ－ＢＧＡ配線基板と接合する面と反対側の面の縁周部に充填、被覆することにより形成されるので、アンダーフィルの硬化による応力の集中が緩和され、インターポーザとＦＣ－ＢＧＡ配線基板の接合部の断線を防ぎ、よって接合部の接続信頼性を向上させることができる。

（第２の実施形態）
以下に、第２の実施形態に係る配線基板について図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する各図において相互に対応する部分については同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適宜省略する。
さらに、本発明の一実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するもであって、各部の材質、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、変更を加えることができる。

図１０は、第２の実施形態に係る配線基板に半導体チップを実装した半導体装置の模式的断面図である。

本実施形態に係る配線基板は、第一配線基板としてＦＣ－ＢＧＡ配線基板１０１と、第二配線基板として樹脂と配線とが積層されてなるビルドアップ配線層のみで形成された微細配線層を備えた薄いインターポーザ１０３を用いている。より具体的に配線基板は、第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１の主面上に接合された第二配線基板（インターポーザ）１０３とを備えている。第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１と第二配線基板（インターポーザ）１０３は、突起電極１２５を介して電気的に接合され、第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１と第二配線基板（インターポーザ）１０３の隙間は、絶縁性の封止樹脂１０２で充填されている。

封止樹脂１０２は、第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１と、第二配線基板（インターポーザ）１０３の隙間の外側に連続し、第二配線基板（インターポーザ）１０３の側面部全面を覆い囲んだ、第二配線基板の上面を超えた高さの上面である土手（周壁）を形成している。第二配線基板（インターポーザ）１０３は、第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１側とは逆側の面にパッド１４０（図１３Ｆ）を有する。

突起電極１２５（図１３Ａ参照）は、はんだバンプまたは銅ポスト（銅ピラー）または金バンプで構成されている。
さらに第二配線基板（インターポーザ）１０３の、第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１とは逆側の面に半導体チップ１０４が銅ピラー１３１で接合され、半導体チップ１０４と第二配線基板（インターポーザ）１０３との隙間が封止樹脂１３２で埋め込まれており、封止樹脂１３２の高さは第二配線基板（インターポーザ）１０３より高く形成されている。

封止樹脂１０２は、第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１と第二配線基板（インターポーザ）１０３とを固定及び封止するために用いられる接着材料である。封止樹脂１０２としては、例えば、エポキシ樹脂、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、フィラーとしてのシリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、又は酸化亜鉛等が加えられた材料が用いられる。封止樹脂１０２は、液状の樹脂を充填させることで形成される。

封止樹脂１３２は、半導体チップ１０４とインターポーザ１０３とを固定及び封止するために用いられる接着剤であり、封止樹脂１０２と同様の材料で構成される。この場合、封止樹脂１３２として、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ）または、フィルム状接続材料（ＮＣＦ：ｎｏｎ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ）を用いてもよい。

第二配線基板（インターポーザ）１０３の、半導体チップ１０４と接合される部分の配線ピッチは、半導体チップ１０４と接合される部分の配線ピッチは、半導体チップ１０４とＦＣ－ＢＧＡ配線基板１０１とを直接接合する場合の、第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１の半導体チップ１０４と接合される部分の配線ピッチよりも狭くなっている。すなわち、第二配線基板（インターポーザ）１０３の半導体チップ１０４を実装する側の面は、半導体チップ１０４と接合する場合のＦＣ－ＢＧＡ配線基板１０１よりも微細な配線となっている。

例えば、現在のハイバンドメモリ（ＨＢＭ）の使用に対応するためには、第二配線基板（インターポーザ）１０３では配線幅を２μｍ以上、６μｍ以下にする必要がある。特性インピーダンスを５０Ωにあわせるためには、配線幅が２μｍ、配線高さ２μｍの場合、配線間の絶縁膜厚は２.５μｍとなる。配線も含めたい１層の厚さは４.５μｍとなり、この厚さで５層の第二配線基板（インターポーザ）１０３を形成する場合、第二配線基板（インターポーザ）１０３は、総厚２５μｍ程度と極薄のインターポーザとなる。

前記の通り、第二配線基板（インターポーザ）１０３の厚みは薄く、そのままの状態ではＦＣ－ＢＧＡ配線基板１０１に実装するのが困難であるため、第二配線基板（インターポーザ）１０３には剛直性が求められる。また、２μｍ程度の幅と高さを有する配線を形成するには、平坦な支持体が必要となる。上記理由により、図１１に示すように、第二配線基板（インターポーザ）１０３は、剛直で平坦な支持体１０５上に剥離層１０６と保護層１０７とシード層１０８を介して形成される。なお、支持体上には剥離層、保護層、シード層以外の層を設けてもよい。

次に図１２Ａから１２Ｎまで順を追って、本実施形態に係る支持体１０５付き第二配線基板（インターポーザ）１０３の製造工程の一例を説明する。

まず、支持体１０５上に、第二配線基板（インターポーザ）１０３となる配線基板を作製する。図１２Ａに示すように、支持体１０５の一方の面に、後工程で、支持体１０５を剥離するための剥離層１０６を形成する（剥離層形成工程）。

次いで、図１２Ｂに示すように、剥離層１０６の上に保護層１０７を形成する。保護層１０７は、後工程で支持体１０５を剥離する際に第二配線基板（インターポーザ）１０３を保護するための層であり、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、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であり、第二配線基板（インターポーザ）１０３を支持体１０５から剥離後に除去可能な樹脂である。保護層１０７については、スピンコート、ラミネート等、樹脂の形状に応じて適宜形成してよい。例えばアクリル系樹脂をラミネート法により形成する。

剥離層１０６は、ＵＶ光、もしくは赤外光によって剥離可能な樹脂でもよく、熱によって発泡する樹脂でもよい。ＵＶ光、もしくは赤外光によって剥離可能な樹脂を用いる場合、剥離層１０６を設けた側とは反対側の面から支持体１０５にＵＶ光、もしくは赤外光を照射して、第二配線基板（インターポーザ）１０３と、第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１との接合体から支持体１０５を剥離して取り去る。この場合、前記支持体１０５は、透明性を有する必要があり、例えばガラスを用いることができる。

ガラスは平坦性に優れており、第二配線基板（インターポーザ）１０３の微細なパターン形成に向いている。また、ガラスはＣＴＥが小さく歪みにくいことから、第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１と接合した時のパターン配置精度及び平坦性の確保に優れている。支持体１０５としてガラスを用いる場合、ガラスの厚さは、製造プロセスにおける反りの発生を抑制する観点から厚い方が望ましく、例えば０．７ｍｍ以上、１．１ｍｍ以下程度の厚みが望ましい。また、ガラスの線膨張係数（ＣＴＥ：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ＴｈｅｒｍａｌＥｘｐａｎｓｉｏｎ）は３ｐｐｍ／℃以上、１５ｐｐｍ／℃以下であり、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板、半導体チップの線膨張係数（ＣＴＥ：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ＴｈｅｒｍａｌＥｘｐａｎｓｉｏｎ）の観点から９ｐｐｍ／℃程度が望ましい。ここでは、支持体１０５として、例えばガラスを用いる。

一方、剥離層１０６に熱によって発泡する樹脂を用いた場合は、第二配線基板（インターポーザ）１０３と、第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１との接合体を加熱する事で支持体１０５を取り去る。この場合、支持体１０５は、歪みの少ないメタルやセラミックスを用いることができる。

次いで、図１２Ｃに示すように、真空中で、保護層１０７上にシード層１１１を形成する。シード層の構成についてはチタン（Ｔｉ）／銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）／銅（Ｃｕ）、クロムニッケル（ＮｉＣｒ）／銅（Ｃｕ）等、用途に応じて適宜構成、厚みが変更可能である。例えばチタン（Ｔｉ）：５０ｎｍ、銅（Ｃｕ）：３００ｎｍによりシード層１１１を形成することができる。保護層１０７上にシード層１１１を形成することで、この上に微細パターンを形成することが可能となる。

次に図１２Ｄに示すようにシード層１１１上にレジストパターン１１３を形成し、その開口部１１３ａに電解めっきにより導体層１１４を形成する。例えば導体層１１４としてＣｕを形成する。その後、図１２Ｅに示すようにレジストパターン１１３を除去する。

次に、図１２Ｆに示すように、導体層１１４及びシード層１１１上に感光性絶縁樹脂層１１５を形成する。感光性絶縁樹脂層１１５は、導体層１１４が感光性絶縁樹脂層１１５の層内に埋め込まれるように形成する。例えば、感光性絶縁樹脂としてエポキシ系樹脂を用いてスピンコート法により形成することができる。感光性エポキシ樹脂は比較的低温で硬化することができ、この後の導電ビア形成後のキュア（硬化）による収縮が少なく、また、さらにその後の微細パターン形成に優れている。感光性絶縁樹脂層１１５としては、感光性のエポキシ系樹脂を用いてスピンコート法により形成する他、絶縁樹脂フィルムを真空ラミネータで圧縮キュアを行って形成することも可能であり、この場合は平坦性の良い絶縁膜を形成することができる。露光工程で多少の段差が許容できるのであれば、ポリイミドを絶縁樹脂として用いても良い。

次に、図１２Ｇに示すように、フォトリソグラフィーにより、導体層１１４上に開口部１１５ａを設ける。前記開口部１１５ａに対し、現像時の残渣除去を目的として、プラズマ処理を施してもよい。

次に、図１２Ｈに示すように、前記開口部１１５ａの表面上にシード層１１８を設ける。シード層の構成についてはチタン（Ｔｉ）／銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）／銅（Ｃｕ）、クロムニッケル（ＮｉＣｒ）／銅（Ｃｕ）等、用途に応じて適宜構成、厚みを変更可能である。例えばチタン（Ｔｉ）：５０ｎｍ、銅（Ｃｕ）：３００ｎｍによりシード層１１８を形成することができる。

次に、図１２Ｉに示すように、シード層１１８上にレジストパターン１１９を形成し、その開口部１１９ａに電解めっきにより導体層１２０を形成する。例えば導体層１２０として銅（Ｃｕ）を形成する。その後、図１２Ｊに示すようにレジストパターン１１９を除去し、不要なシード層１１８をエッチング除去する。

次に、図１２Ｆから図１２Ｊの工程を繰り返し、図１２Ｋに示す多層配線パターンが形成された基板を得る。以上により、剥離層１０６側の面が第一パッドとなり、剥離層１０６と逆側面が第二パッドとなる配線層を形成することができる（配線層形成工程）。

感光性絶縁樹脂層１１５は、ポジ型でもよく、ネガ型でもよい。

次に、図１２Ｌに示すように、第二配線基板（インターポーザ）１０３の第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１側の最表面に絶縁樹脂層１２３を形成する。絶縁樹脂層１２３は、導体層１２２及び感光性絶縁樹脂層１１５を覆うように形成し、また露光、現像により、導体層１２２が露出するように絶縁樹脂層１２３に開口部１２３ａを形成する。例えば、絶縁樹脂として感光性エポキシ樹脂を使用して絶縁樹脂層１２３を形成する。なお、絶縁樹脂は前記感光性絶縁樹脂層１１５と同一材料でもよい。

次に、図１２Ｍに示すように導体層１２２の表面の酸化防止とはんだバンプの濡れ性をよくするため、表面処理層１２４を設ける。本実施形態では、表面処理層１２４として無電解ニッケル（Ｎｉ）／パラジウム（Ｐｄ）／金（Ａｕ）めっきを成膜する。なお、表面処理層１２４には、ＯＳＰ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｉｄｅｒａｂｉｌｉｔｙ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ、水溶性プレフラックスによる表面処理）膜を形成してもよい。また、無電解スズめっき、無電解ニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）めっきなどを適宜用途に応じて選択して用いても良い。

次に、図１２Ｎに示すように、表面処理層１２４に、突起電極１２５としてはんだバンプを搭載しリフローすることで、第二パッドの表面に突起電極を形成し（突起電極形成工程）、支持体１０５付き第二配線基板（インターポーザ）が完成する。

次に図１３Ａから図１３Ｇまで順を追って、本実施形態に係る支持体１０５付き第二配線基板（インターポーザ）１０３と、第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１の接合工程と、封止樹脂１０２の充填注入と、支持体１０５の剥離工程と、配線基板のパッド露出工程と、半導体チップ搭載工程までの一連の製造工程の一例を説明する。

図１３Ａに示すように、支持体１０５付き第二配線基板（インターポーザ）１０３の端子、つまり、突起電極（はんだバンプ）１２５の位置に合わせて設計、製造した第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１にフリップチップにより支持体１０５付き第二配線基板（インターポーザ）１０３を配置する。次いで、図１３Ｂに示すように、支持体１０５付き第二配線基板（インターポーザ）１０３の突起電極１２５と、第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１の第一配線基板パッドとを電気的に接合する（電気的接合工程）。

次に図１３Ｃに示すように、第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１と第二配線基板（インターポーザ）１０３との隙間に封止樹脂１０２を注入し、はんだ接合部の保護を行う（封止樹脂充填注入工程）。封止樹脂１０２には第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１と第二配線基板（インターポーザ）１０３との隙間の体積より適宜注入量を設定して構わない。但し、望ましくは第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１と第二配線基板（インターポーザ）１０３との隙間の体積の１．２倍以上とすることで、封止樹脂１０２の高さを第二配線基板（インターポーザ）１０３より高く形成することができる。

このとき、封止樹脂１０２は、濡れ上がりにより第二配線基板（インターポーザ）１０３の側面、シード層１１１、保護層１０７、剥離層１０６の側面を介して、支持体１０５の側面まで伝い上がる。なお、図では封止樹脂１０２の上端が尖っているように記載しているが、実際はある程度丸みを帯びていてもよい。

また、支持体１０５の剥離性を向上させるために、支持体１０５には撥アンダーフィル処理を施しても構わない。撥アンダーフィル処理についてはフッ素コート、シリコーンコート処理などがあげられるが、用途に応じて適宜設定して構わない。

次に、図１３Ｄに示すように支持体１０５の背面より、すなわち、支持体１０５の第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）１０１とは逆側の面からレーザ光１２６を、支持体１０５を透過させてその界面に形成された剥離層１０６に照射し、図１３Ｅに示すように剥離層１０６と共に支持体１０５を剥離して取り外す（支持体剥離工程）。
なお、支持体剥離工程前に、封止樹脂充填注入工程を行わず、支持体剥離工程後に、封止樹脂充填注入工程を行ってもよい。

次に、剥離層１０６と保護層１０７とシード層１１１を除去し、すなわち配線基板のパッド１４０を露出させ（パッド露出工程）、図１３Ｆに示すような配線基板を得る。例えば、剥離層１０６は機械的に、保護層１０７から引き剥がすことができる。また、保護層１０７として、アクリル系樹脂を用いた場合、アルカリ系溶剤（１％水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、２．３％水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）によって除去する。更に、シード層１１１は、保護層１０７側からチタン（Ｔｉ）と銅（Ｃｕ）を用いており、それぞれアルカリ系のエッチング剤と、酸系のエッチング剤にて溶解除去することで配線基板ＣＢ１００を得る。

配線基板ＣＢ１００において、表面に露出した導体層上に前記の通り、無電解ニッケル（Ｎｉ）／パラジウム（Ｐｄ）／金（Ａｕ）めっき、ＯＳＰ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｉｄｅｒａｂｉｌｉｔｙ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ、水溶性プレフラックスによる表面処理）、無電解スズ（Ｓｎ）めっき、無電解ニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）めっきなどの表面処理を施してもよい。

最後に、図１３Ｇに示すように、配線基板ＣＢ１００に半導体チップ１０４を接続し、配線基板ＣＢ１００と半導体チップ１０４の隙間に封止樹脂１３２を充填することで、半導体装置ＳＤ１００を作製することができる。
このとき、封止樹脂１０２は、第二配線基板１０３の第一配線基板１０１と接合する面と反対側の面に接しない。

第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）と第二配線基板（インターポーザ）の接合部の側面全面を封止樹脂で保護し、かつ封止樹脂の高さを第二配線基板より高くすることで、各部材の線膨張係数差による応力集中を緩和させ、それにより実装性、接合信頼性の向上した配線基板の提供が可能となる。

（第３の実施形態）
以下に、本発明の一実施形態に関わる配線基板について図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する各図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適宜省略する。また、各図面は説明を容易にするために適宜誇張して表現している。

さらに、本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具現化するための構成を例示するものであって、各部の材質、形状、構造、配置、寸法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。

図１４は、本実施形態にかかる配線基板に半導体チップを実装した半導体パッケージの一例を示す断面図である。図１５は、半導体チップを実装する前の配線基板を示す断面図である。

本実施形態に係る半導体パッケージは、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１の一方の面に、樹脂と配線とが積層されているビルドアップ配線層のみで形成された微細配線層を備えた薄いインターポーザ２０３が、はんだバンプまたは銅（Ｃｕ）ポスト（Ｃｕピラー）または金バンプで構成される電極２１１で電気的に接続されている。また、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１とインターポーザ２０３との隙間が絶縁性の接着部材として封止樹脂（第一封止樹脂）２０２で埋め固められ、さらに封止樹脂２０２を覆うように封止樹脂（第二封止樹脂）２４２で埋め固められている。封止樹脂２４２は、少なくともインターポーザ２０３と封止樹脂２０２の境界を覆っていると好ましい。
さらにインターポーザ２０３の、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１とは逆側の面に半導体チップ２０４が、はんだバンプまたはＣｕピラーまたは金バンプからなる電極２３１で接合され、半導体チップ２０４とインターポーザ２０３との隙間が封止樹脂２３２で埋め固められている。

封止樹脂２０２、２４２は、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１とインターポーザ２０３とを固定及び封止するために用いられる接着剤である。封止樹脂２０２、２４２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１種またはこれら樹脂の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、または酸化亜鉛等を加えた材料が用いられる。

封止樹脂２０２、２４２は液状の樹脂を充填させることで形成しても良い。また、絶縁性の接着部材として異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、または接着及び絶縁の機能を同時に持つフィルム状接続材料である非導電性フィルム（ＮＣＦ：Ｎｏｎ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）を封止樹脂２０２として用いることにより、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１とインターポーザ２０３とを固定し、これらの間を封止しても良い。

封止樹脂２３２は、半導体チップ２０４とインターポーザ２０３を固定及び封止するために用いられる接着剤であり、封止樹脂２０２、２４２と同様の材料で構成される。なお、この場合も、封止樹脂２３２の代わりに、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）、またはフィルム状接続材料である非導電性フィルム（ＮＣＦ）を用いても良い。

インターポーザ２０３の半導体チップ２０４と接合される部分の配線ピッチ（配線幅及び配線間距離）は、半導体チップ２０４とＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１とを直接接続する場合の、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１の半導体チップ２０４と接続される部分の配線ピッチ（配線幅及び配線間距離）よりも狭くなっている。すなわち、インターポーザ２０３の半導体チップ２０４を実装する側の面は、半導体チップ２０４と接合する場合のＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１よりも微細な配線となっている。

例えば、現在の高帯域幅メモリ（ＨＢＭ：Ｈｉｇｈ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｍｅｍｏｒｙ）に使用に対応するためには、インターポーザ２０３で配線幅を２μｍ以上、６μｍ以下にする必要がある。特にインピーダンスを５０Ωに合わせるためには、配線幅が２μｍ、配線高さが２μｍの場合、配線間の絶縁膜厚は２．５μｍとなる。配線も含めた１層の厚さは４．５μｍとなり、この厚さで５層のインターポーザを作成する場合、インターポーザ２０３は総厚２５μｍ程度と極薄のインターポーザとなる。

一般にＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１は剛直であり、インターポーザ２０３とのＣＴＥ（Ｃｏｅｆｆｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ、熱膨張係数）差があると接合が破断し易い。そこで接合部を保護するためにＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１とインターポーザ２０３との隙間を封止樹脂２０２で埋め固められる。加えてインターポーザ２０３の側面部には、封止樹脂２０２が濡れ上がりフィレットと呼ばれる部分を形成する。封止樹脂を用いたことで、インターポーザ２０３と封止樹脂２０２のＣＴＥ（熱膨張係数）差で、フィレット端部に応力が集中し、インターポーザ２０３の側面に剥離やクラックを生じるため信頼性が低下する。

そこで封止樹脂２０２を覆うように封止樹脂２４２を形成することで、フィレット端部に集中する応力を緩和し、高い信頼性を得ることができる。封止樹脂２４２は、弾性率、ＣＴＥ（熱膨張係数）のいずれか、もしくは両方の値が、封止樹脂２０２とインターポーザ２０３の間となるものを用いる。

次に図１８Ａ～図１９Ｃを用いて、本実施形態に係るインターポーザ２０３を備えた配線基板ＣＢ１００の製造工程の一例を説明する。

インターポーザ２０３、及びＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１の接続電極には、はんだを予め形成する。はんだ材料としては、９６．５ｗｔ％のＳｎと３．０ｗｔ％のＡｇと０．５ｗｔ％のＣｕとからなる合金を用いる。但し、はんだの材料はこれに限定されるものではなく、例えば、銀、銅、インジウム、アンチモンなどを含む２元系、または３元系以上のはんだ合金を用いることもできる。また、導電性であれば、はんだ粒子に限られず、別の金属粒子を用いてもよい。また、粒子形状も球形状に限定されず、粒状、片状、角状など他の形状の物を用いてもよい。

ＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１上のインターポーザ２０３に接続する電極端子２２４が配置されたエリアに、フラックス（不図示）を塗布する。フラックス剤としては、例えば、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、蓚酸、マロン酸、クエン酸、トリメリット酸、及びテトラメリット酸からなる集合から選ばれる少なくとも一種の酸と、キレート剤とを有するものなどを用いる事ができる。

図１８Ａに示すように、インターポーザ２０３をヘッド（不図示）で支持し、インターポーザ２０３のＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１の面と対応する面に配置された電極端子２３４と電極端子２２４が対応するように位置合わせをする。そして、インターポーザ２０３をＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１へ突き当たるまで下降させる。これによりインターポーザ２０３の載置が完了する。さらに、はんだの融点を超える温度以上の加熱を行い、はんだを溶融接合することで電極２１１を形成し、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１とインターポーザ２０３の電気的接続が完了し、図１８Ｂに示す形態になる。ここで、符号２１２は配線を示し、符号２１３は絶縁層を示す。

ＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１とインターポーザ２０３の間のフラックスを、洗浄にて除去する。フラックスは低残渣のタイプもあるため、必ずしも除去を要する訳ではないが、後述の封止樹脂中のボイドの要因となり信頼性が低下するため、除去することが望ましい。

ＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１とインターポーザ２０３との間には、電極２１１の高さに基づいて隙間が生じる。このようなＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１とインターポーザ２０３との間の隙間に、封止樹脂２０２となる未硬化の熱硬化性樹脂組成物（液状樹脂）を注入し、これをキュア処理して硬化させることによって、熱硬化された熱硬化性樹脂からなる封止樹脂２０２を形成する（第一封止樹脂封止工程、図１８Ｃ参照）。このようにして、封止樹脂２０２で電極２１１を保護しつつ、とインターポーザ２０３をＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１に固定する。
第一封止樹脂封止工程は、封止樹脂２０２をＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１の主面上に滴下する工程と、インターポーザ２０３をＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１に搭載すると同時にＦＣ－ＢＧＡ基板２０１とインターポーザ２０３の間の隙間に充填する工程と、を含むと好ましい。あるいは、第一封止樹脂封止工程が、絶縁性のフィルム状の樹脂をＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１の主面上に設置する工程と、インターポーザ２０３をＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１に搭載とすると同時にＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１とインターポーザ２０３の間の隙間に充填する工程と、を含むようにしてもよい。
さらにインターポーザ２０３の側面部に配置される封止樹脂２０２に沿って、封止樹脂２４２となる未硬化の熱硬化性樹脂組成物（液状樹脂）を塗布し、キュア処理して硬化させることによって、熱硬化された熱硬化性樹脂からなる封止樹脂２４２を形成する（第二封止樹脂封止工程）。
上記工程にて図１８Ｄ（図１５）に示すような配線基板ＣＢ１００が形成される。

この配線基板ＣＢ１００のインターポーザ２０３側に電極端子（不図示）と、半導体チップ２０４の配線基板ＣＢ１００に面する側に形成された電極端子（不図示）を介して、半導体チップ２０４を載置し、はんだの溶融温度以上の加熱を加え溶融接合することで電極２３１を形成し、配線基板ＣＢ１００と半導体チップ２０４の電気的接続が完了する。

半導体チップ２０４とインターポーザ２０３との間には、電極２３１の高さに基づいて隙間が生じる。このような半導体チップ２０４とインターポーザ２０３との間の隙間に、封止樹脂２３２となる未硬化の熱硬化性樹脂組成物（液状樹脂）を注入し、これをキュア処理して硬化させることによって、熱硬化された熱硬化性樹脂からなる封止樹脂２３２を形成する（図１８Ｅ参照）。
また、配線基板ＣＢ１００の半導体チップ２０４載置面の反対面のパッドに電極端子２３３を形成することで、図１４に示すような半導体パッケージを作ることができる。

本実施形態の一例では、はんだペーストで電極端子２３３を形成したがこれに限定されるものではなく、電極端子２３３として例えば、はんだボールを溶融形成方法により形成したり、Ｃｕ、Ａｌ、金の単一金属で形成したり、もしくは複合材料で構成される金属ピンなどを用いることができる。

このように、本発明の一様態によれば、図１４に示すように、封止樹脂２０２がＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１とインターポーザ２０３の間の隙間と、インターポーザ２０３の側面部の一部に形成される。さらに封止樹脂２０２を覆うように、封止樹脂２４２をインターポーザ２０３の側面部にわたって形成することで、インターポーザ２０３の側面部に形成された封止樹脂２０２の端部に掛かる応力を緩和し、封止樹脂２０２の端部を基点としたクラックや剥離を抑えることができる。

本発明の一様態によれば、インターポーザ２０３側面と封止樹脂２４２との接触部の、封止樹脂２４２端部の位置を変える事で、インターポーザ２０３側面が封止樹脂２４２端部より受ける応力の位置をコントロールできる。例えば図１６に示すようにインターポーザ２０３の積層界面が外部応力に弱い場合、インターポーザ２０３側面全面を封止樹脂２４２で覆うことで、インターポーザ２０３側面からの剥離、クラックを抑えることができる。

また、封止樹脂２４２の線膨張係数Ａ２が、インターポーザ２０３の線膨張係数Ａ３と封止樹脂２０２の線膨張係数Ａ１の間となるよう、封止樹脂２４２の素材を選択することで、インターポーザ２０３の側面部にかかる封止樹脂２０２端部からの応力緩和効果を効果的に得ることができる。
ここで、封止樹脂２０２の線膨張係数Ａ１は、ガラス転移点Ｔｇ未満では、１８～３５ｐｐｍ／℃（好ましくは２９ｐｐｍ／℃）であり、ガラス転移点Ｔｇ以上では、６５～１２５ｐｐｍ／℃（好ましくは１１０ｐｐｍ／℃）である。一方、インターポーザ２０３の線膨張係数Ａ３は、用いる有機樹脂の一般的な値である。したがって、封止樹脂２４２の線膨張係数Ａ２は、線膨張係数Ａ１，Ａ３の間になるよう、適宜選択できる。

また、封止樹脂２４２の弾性率Ｂ２が、インターポーザ２０３の弾性率Ｂ３と、封止樹脂２０２の弾性率Ｂ１の間となるよう、封止樹脂２４２の素材を選択することで、インターポーザ２０３の側面部にかかる封止樹脂２端部からの応力緩和効果を効果的に得ることができる。
ここで、封止樹脂２０２の弾性率Ｂ１は、ガラス転移点Ｔｇ未満では、６．５～１３．５ＧＰａ（好ましくは９．５ＧＰａ）であり、ガラス転移点Ｔｇ以上では、０．０３～０．３３ＧＰａ（好ましくは０．１２ＧＰａ）である。一方、インターポーザ２０３の弾性率Ｂ３は、用いる有機樹脂の一般的な値である。したがって、封止樹脂２４２の弾性率Ｂ２は、弾性率Ｂ１，Ｂ３の間になるよう、適宜選択できる。

（第４の実施形態）
以下に、第４の実施形態について説明する。図１７は本実施形態に係る配線基板の一例を示す断面図である。本実施形態は第３の実施形態に対し、封止樹脂２４２のフィレット形状が異なる。封止樹脂２４２のフィレット形状以外の点については、第３の実施形態と同様とすることができるため、説明を省略する。

第３の実施形態の封止樹脂２０２を形成した後、図１９Ａに示すように、封止樹脂２０２のフィレットより外周に除去可能な枠２２０を形成する。このときの枠２２０の厚みは実装したインターポーザ２０３より高くすると好ましい。枠２２０はパターニング、及び除去の簡易さから、例えば感光性のドライフィルムレジストを使用することができる。

続いて図１９Ｂに示すように、枠２２０とインターポーザ２０３との間の隙間に、封止樹脂２４２となる未硬化の熱硬化性樹脂組成物（液状樹脂）を注入し、これをキュア処理して硬化させる。さらに枠２２０を除去することによって、図１９Ｃに示すような、熱硬化された熱硬化性樹脂からなる封止樹脂２４２をインターポーザ２０３の側面に接して形成する。

本実施形態によれば、枠２２０を用いることにより、インターポーザ２０３の側面からインターポーザ２０３の平面方向に位置する封止樹脂２４２の平面方向の寸法（肉厚）を全周にわたって均一にすることができる。それにより、インターポーザ２０３と封止樹脂２４２の温度変化によって発生する平面方向の応力が、インターポーザ２０３の厚み方向に渡って均一となる。このため、温度変化によるインターポーザ２０３の側面が封止樹脂２４２から受ける応力の勾配が低減でき、信頼性の向上が得られる。また、封止樹脂２４２の高さを全周にわたって均一にすると好ましい。

また、本実施形態によれば、インターポーザ２０３の材質は規定されず、有機材料を含む樹脂絶縁層を用いても良く、シリコンＳｉを含む絶縁層を用いても良く、セラミックを含む絶縁層を用いても本発明の効果を得ることができる。

また、本実施形態によれば、実装する組み合わせはＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１とインターポーザ２０３に限らず、ＦＣ－ＢＧＡ配線基板２０１と半導体チップ２０４、インターポーザ２０３と半導体チップ２０４でも良く、半導体チップ２０４を実装した配線基板、半導体装置でも本発明の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は上記実施形態に限定されたものではなく、本発明の実施形態の技術的思想が逸脱しない限り、配線基板としての用途を考慮し、要求される他の物性である剛性、強度、耐衝撃性などを向上する目的で、他の層や構造を任意に形成できることはいうまでもない。

本発明は、主基板と半導体チップとの間に、インターポーザを介在させる配線基板を備える半導体装置に利用可能である。

１・・・ＦＣ－ＢＧＡ配線基板、２、４２、５２・・・アンダーフィル、３・・・インターポーザ、４・・・半導体チップ、５・・・支持体、６・・・剥離層、７・・・保護層、１１・・・シード層、１３・・・レジストパターン、１３ａ・・・レジストパターン開口部、１４・・・導体層、１５・・・感光性絶縁樹脂層、１５ａ・・・開口部、１８・・・シード層、１９・・・レジストパターン、２０・・・導体層、２１・・・導体層、２２・・・導体層、２３・・・絶縁樹脂層、２３ａ・・・開口部、２４・・・表面処理層、２５・・・はんだバンプ、２６・・・ＹＡＧレーザ光、３０・・・銅ピラー、３２・・・アンダーフィル、ＣＢ１００ 配線基板、ＳＤ１００ 半導体装置、１０１・・・第一配線基板（ＦＣ－ＢＧＡ配線基板）、１０２・・・封止樹脂、１０３・・・第二配線基板（インターポーザ）、１０４・・・半導体チップ、１０５・・・支持体、１０６・・・剥離層、１０７・・・保護層、１１１・・・シード層、１１３・・・レジストパターン、１１３ａ・・・レジストパターン開口部、１１４・・・導体層、１１５・・・感光性絶縁樹脂層、１１５ａ・・・開口部、１１８・・・シード層、１１９・・・レジストパターン、１１９ａ・・・開口部、１２０・・・導体層、１２１・・・導体層、１２２・・・導体層、１２３・・・絶縁樹脂層、１２３ａ・・・開口部、１２４・・・表面処理層、１２５・・・突起電極、１２６・・・ＹＡＧレーザ光、１３１・・・銅ピラー、１３２・・・封止樹脂、２０１・・・ＦＣＢＧＡ用配線基板、２０２・・・封止樹脂、２０３・・・インターポーザ、２０４・・・半導体チップ、２１１・・・電極、２１２・・・配線、２１３・・・絶縁層、２２０・・・枠、２２４・・・電極端子、２３１・・・電極、２３２・・・封止樹脂、２３３・・・電極端子、２３４・・・電極端子、２４２・・・封止樹脂、２５１・・・電極端子、２５２・・・電極端子、

Claims (10)

1. 支持体の一面上に剥離層を形成する剥離層形成工程と、
   前記剥離層上に、前記剥離層側の面が第一パッドとなり、前記剥離層と逆側面が第二パッドとなる配線層を形成して、支持体付きの第二配線基板を製作する配線層形成工程と、
   前記第二パッドの表面に、突起電極を形成する突起電極形成工程と、
   第一配線基板の第一配線基板パッドと、前記第二配線基板の前記突起電極とを電気的に接合する電気的接合工程と、
   前記第一配線基板と前記第二配線基板との隙間から、前記隙間の外側で前記第二配線基板の側面部全面を覆い囲み、更に前記第二配線基板の前記第一配線基板と接合する面と反対側面を超えるまで延在するように、絶縁性の封止樹脂を充填注入する封止樹脂充填注入工程と、
   前記支持体と前記剥離層とを、前記第二配線基板から剥離する支持体剥離工程と、
   前記第一パッドを接続用のパッドとして露出させる、パッド露出工程と、を有し、
   前記封止樹脂充填注入工程の後に、前記支持体剥離工程を実行することを特徴とする半導体装置用配線基板の製造方法。
2. 前記支持体は、ガラス基板であることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置用配線基板の製造方法。
3. 第一配線基板と、
   前記第一配線基板の一面上に接合された第二配線基板と、
   前記第一配線基板と前記第二配線基板が対向する間隙を封止する第一封止樹脂と、
   少なくとも前記第二配線基板の側面と前記第一封止樹脂との境界を覆うよう形成された第二封止樹脂と、を備え、
   前記第二封止樹脂の前記第二配線基板側面に形成された部分の肉厚及び高さの少なくとも一方が均一であることを特徴とする半導体装置用配線基板。
4. 前記第二配線基板の配線幅及び配線間距離の寸法が、前記第一配線基板の配線幅及び配線間距離の寸法に比べ小さいことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置用配線基板。
5. 前記第二封止樹脂の線膨張係数Ａ２が、前記第一封止樹脂の線膨張係数Ａ１と、前記第二配線基板の線膨張係数Ａ３との間になることを特徴とする、請求項３又は４に記載の半導体装置用配線基板。
6. 前記第二封止樹脂の弾性率Ｂ２が、前記第一封止樹脂の弾性率Ｂ１と、前記第二配線基板の弾性率Ｂ３との間になることを特徴とする、請求項３～５のいずれか一項に記載の半導体装置用配線基板。
7. 前記第二封止樹脂が前記第二配線基板側面全面を覆っていることを特徴とする請求項３～６のいずれかに一項に記載の半導体装置用配線基板。
8. 前記第二配線基板が有機材料を含む部材で構成されていることを特徴とする請求項３～７のいずれか一項に記載の半導体装置用配線基板。
9. 前記第二配線基板がセラミックを含む部材で構成されていることを特徴とする請求項３～８のいずれかに一項記載の半導体装置用配線基板。
10. 前記第二配線基板がSｉを含む部材で構成されていることを特徴とする請求項３～９のいずれか一項に記載の半導体装置用配線基板。

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