KR20240063896A

KR20240063896A - 지지체가 부착된 기판 및 반도체 장치

Info

Publication number: KR20240063896A
Application number: KR1020247008545A
Authority: KR
Inventors: 료 와리가야; 료마 다나베; 마사히토 다나베
Original assignee: 도판 홀딩스 가부시키가이샤
Priority date: 2021-09-22
Filing date: 2022-09-06
Publication date: 2024-05-10
Also published as: WO2023047946A1; TW202336945A

Abstract

본 발명은, 배선층 내부의 응력을 완화시켜, 응력이 집중되는 지점을 기점으로 하는 크랙이 발생하기 어려운 지지체가 부착된 기판, 반도체 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 때문에, 본 발명에 있어서는, 지지체와 상기 지지체의 상방에 형성된 배선 기판을 구비하는 지지체가 부착된 기판에 있어서, 상기 배선 기판의 내부의 절연막은 제 1 유기 절연 수지로 구성되어 있고, 상기 배선 기판의 제 1 면 및 제 2 면에는, 반도체 소자 등과 접합 가능한 전극이 형성되어 있고, 상기 배선 기판의 상방 또는 하방 중 적어도 일방의 표면층의 절연막은, 제 2 유기 절연 수지로 구성되어 있고, 상기 제 2 유기 절연 수지의 CTE 는, 상기 제 1 유기 절연 수지의 CTE 보다 작게 하고 있다.

Description

지지체가 부착된 기판 및 반도체 장치

본 발명은, 지지체가 부착된 기판 및 반도체 장치에 관한 것이다.

미세한 배선 회로를 갖는 반도체 소자를 마더보드에 실장하는 데에 있어서, 반도체 소자와 마더보드에서는, 접합 단자가 되는 전극 간격이나 크기가 합치하지 않는다. 이 때문에, 일반적으로 반도체 소자와 마더보드의 사이에는 FC-BGA (Flip Chip-Ball Grid Array) 기판으로 불리는 중간 기판이 사용된다. 이와 같은 중간 기판을 사용함으로써, 전극 간격이나 크기를 변환하여 접속하는 것이 가능해진다.

그러나, 반도체 장치의 고속화, 고집적화가 진전되어, 반도체 소자를 탑재하는 FC-BGA 기판에 대해서도, 새로운 접합 단자의 협피치화, 기판 내의 배선의 미세화가 요구되고 있다.

한편, FC-BGA 기판과 마더보드의 접합 단자 간격은, 종래와 거의 변하지 않는 피치로의 접합 단자에 의한 접합이 요구되고 있다.

이와 같은 반도체 소자의 접합 단자의 협피치화, 이것에 수반하는 FC-BGA 기판 내의 배선의 미세화에 대응하기 위해, FC-BGA 기판과 반도체 소자 사이에, 새로운 중간 기판으로서, 인터포저라고도 불리는, 미세한 배선을 포함하는 다층 배선 기판이 사용되고 있다.

그리고, 이와 같은 인터포저를 개재하여, 복수의 반도체 소자를 FC-BGA 기판에 실장하는 기술이 출현하고 있다.

초기의 인터포저는, 실리콘 웨이퍼의 가공 기술인 반도체 소자의 제조 프로세스 기술을 사용하여 제조되고 있었다. 그러나, 반도체 소자의 제조 프로세스 기술을 사용하면, 제조 비용이 상승하는 문제가 있었다. 또, 실리콘 웨이퍼를 사용하는 인터포저는, 실리콘 자체의 전기적 특성상의 과제로서, 전송 특성의 문제가 지적되고 있었다.

또한, 인터포저를 유리 기판 등의 지지체 상에 형성하고, 이것을 FC-BGA 기판에 탑재한 후, 지지체를 박리함으로써, FC-BGA 기판 상에 협피치의 다층 배선 기판을 형성하는 방식도 있다. 이것에 대해서는 특허문헌 1 에 개시되어 있다.

그러나, 유리 인터포저는, 유리의 가공성에 과제가 있다.

이 때문에, 유리제의 인터포저의 결함을 보충하는 기술로서, 유기 절연 수지를 사용하여 인터포저를 형성하는 기술이 있다.

유기 절연 수지를 사용한 인터포저는, 캐리어라고도 불리는 지지체 상에, 유기 절연 수지와 배선 재료에 의해 배선 기판을 형성한다. 그리고, 배선 기판 상에 반도체 소자를 실장하고, 수지 봉지한 후에, 지지체를 박리하여 FC-BGA 기판에 장착함으로써 반도체 장치를 제조할 수 있다 (특허문헌 2).

국제 공개 제2018/047861호 미국 특허출원 공개 제2021/0050298호 명세서

그러나, 인터포저를 유기 절연 수지를 사용하여 형성하면, 유기 절연 수지의 CTE (coefficient of thermal expansion, 열팽창률) 가 FC-BGA 의 CTE 와 비교하여 크기 때문에, 열변화에 의해, 배선 기판에 있어서의 도체층의 박리나 유기 절연 수지에 크랙이 발생할 우려가 있다.

또한, 다층 배선 기판을 유리 기판 등의 지지체 상에 형성하고, 이것을 FC-BGA 기판 상에 재치한 후에 지지체를 박리하는 방식에 있어서는, 지지체 상에 다층 배선층을 형성할 때에, 세미 애디티브법이 사용되는 경우가 많다. 그러나, 세미 애디티브법에서 사용되는 절연 수지층은 필러를 함유하지 않고, 후의 공정에서 사용하는 필러를 함유한 언더필층, 및 솔더 레지스트층과 비교하여, 탄성률이 낮고, 또한, CTE (coefficient of thermal expansion, 열팽창률) 가 큰 경향이 있다.

요컨대, 인터포저를 FC-BGA 에 장착한 후에, 주변 온도가 크게 변화하면, 배선 기판 중의 유기 절연 수지만이 크게 변형되어, 배선 기판의 휨이나, 배선 기판의 내부에 응력이 발생하게 된다. 그 결과, 미세한 배선층 등의 박리나, 박리된 지점이나 응력이 집중되는 지점을 기점으로 하는 크랙이 발생한다.

그래서 본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 배선 기판 내부의 응력을 완화시켜, 응력이 집중되는 지점을 기점으로 하는 크랙이 발생하기 어려운 배선 기판이나 지지체가 부착된 기판 및 반도체 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 대표적인 지지체가 부착된 기판 중 하나는, 지지체와 상기 지지체의 상방에 형성된 배선 기판을 구비하는 지지체가 부착된 기판으로서,

상기 배선 기판의 내부의 절연막은 제 1 유기 절연 수지로 구성되어 있고,

상기 배선 기판의 표면층의 절연막은 제 1 유기 절연 수지보다 CTE 가 작은 제 2 유기 절연 수지로 구성되어 있다.

또, 상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 대표적인 배선 기판 유닛 중 하나는,

제 1 배선 기판과, 상기 제 1 배선 기판에 접합된 제 2 배선 기판을 구비하고, 상기 제 2 배선 기판의 상기 제 1 배선 기판과의 접합면의 대향면에 반도체 소자가 실장 가능한 배선 기판 유닛에 있어서, 상기 제 2 배선 기판의 반도체 소자가 실장되는 측의 최외층에 보강층을 갖는 것을 특징으로 하는 배선 기판 유닛이다.

본 발명에 의하면, 배선 기판 내부의 응력이 완화되어, 응력이 집중되는 지점을 기점으로 하는 크랙이 발생하기 어려운 지지체가 부착된 기판 및 반도체 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

또, 지지 기판 상에 미세한 배선층 (제 2 배선 기판에 상당) 을 형성하고, 이것을 예를 들어, FC-BGA 용 배선 기판 (제 1 배선 기판에 상당) 에 탑재하고, 제 2 배선 기판 상에 반도체 칩을 탑재하는 방식에 있어서, 제 2 배선 기판 내부의 응력을 완화시켜, 응력이 집중되는 지점을 기점으로 하는 크랙을 방지하여, 배선 기판 유닛의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다.

상기한 것 이외의 과제, 구성 및 효과는 이하의 발명을 실시하기 위한 형태의 설명에 의해 밝혀진다.

도 1a 는, 반도체 소자 등의 개략을 설명하는 도면이다.
도 1b 는, 지지체가 부착된 기판의 개략을 설명하는 도면이다.
도 1c 는, 배선 기판, 지지체가 부착된 기판, 반도체 장치의 개략을 설명하는 도면이다.
도 1d 는, 배선 기판, 지지체가 부착된 기판, 반도체 장치의 개략을 설명하는 도면이다.
도 2a 는, 지지체가 박리된 배선 기판의 양태를 설명하는 도면이다.
도 2b 는, 지지체가 박리된 배선 기판의 양태를 설명하는 도면이다.
도 2c 는, 지지체가 부착된 기판 배선 기판의 양태를 설명하는 도면이다.
도 2d 는, 지지체가 부착된 기판이 다른 배선 기판에 접속되는 양태를 설명하는 도면이다.
도 3a 는, 제 1 실시형태의 지지체가 부착된 기판의 단면도이다.
도 3b 는, 제 1 실시형태의 지지체가 부착된 기판의 단면도이다.
도 3c 는, 제 2 실시형태의 지지체가 부착된 기판의 단면도이다.
도 3d 는, 제 2 실시형태의 지지체가 부착된 기판의 단면도이다.
도 4a 는, 제 3 실시형태의 지지체가 부착된 기판의 단면도이다.
도 4b 는, 제 4 실시형태의 지지체가 부착된 기판의 단면도이다.
도 4c 는, 제 4 실시형태의 지지체가 부착된 기판의 단면도이다.
도 5 은, 제 1 실시형태의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 6 은, 제 1 실시형태의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 7 은, 제 1 실시형태의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 8 은, 제 1 실시형태의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 9 는, 지지체가 부착된 기판에, 전극을 형성한 경우의 단면도이다.
도 10a 는, 지지체가 부착된 기판으로의 구리 포스트의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 10b 는, 지지체가 부착된 기판으로의 구리 포스트의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 10c 는, 지지체가 부착된 기판으로의 구리 포스트의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 10d 는, 지지체가 부착된 기판으로의 구리 포스트의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 11a 는, 지지체가 부착된 기판으로의 구리 포스트의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 11b 는, 지지체가 부착된 기판으로의 구리 포스트의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 11c 는, 지지체가 부착된 기판으로의 구리 포스트의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 11d 는, 지지체가 부착된 기판으로의 구리 포스트의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 12 는, 제 2 절연 수지가 지지체가 부착된 기판의 제 1 면의 일부를 피복하고 있지 않은 지지체가 부착된 기판에 있어서, 반도체 장치 등을 실장한 경우의 단면도이다.
도 13 은, 지지체 상에 박리층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 14a 는, 보강층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 14b 는, 보강층의 패터닝을 한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 14c 는, 보강층의 패터닝을 한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15a 는, 감광성 수지층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15b 는, 감광성 수지층의 패터닝을 한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15b 는, 시드 밀착층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15d 는, 시드층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15e 는, 도체층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15f 는, 표면 연마에 의해 도체층 및 시드층을 연마한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15g 는, 표면 연마에 의해 시드 밀착층 및 감광성 수지층을 연마하고 반도체 소자와의 접합용 전극을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15h 는, 미세 배선층의 접속공 형성의 제 2 형태를 설명하는 단면도이다.
도 15i 는, 미세 배선층의 접속공 형성의 제 2 형태를 설명하는 단면도이다.
도 15j 는, 미세 배선층의 접속공 형성의 제 3 형태를 설명하는 단면도이다.
도 15k 는, 미세 배선층의 접속공 형성의 제 3 형태를 설명하는 단면도이다.
도 16a 는, 비아부의 감광성 수지층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 16b 는, 비아부와 배선부의 감광성 수지층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 16c 는, 시드 밀착층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 16d 는, 시드층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 16e 는, 도체층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 16f 는, 표면 연마에 의해 비아부 및 배선부를 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 17a 는, 도 16a ∼ 도 16f 를 반복하여 다층 배선을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 17b 는, SAP 공법으로 다층 배선을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 18a 는, 감광성 수지층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 18b 는, 시드 밀착층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 18c 는, 시드층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 18d 는, 레지스트 패턴을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 18e 는, 도체층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 18f 는, 레지스트 패턴을 제거한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 18g 는, 불필요한 시드 밀착층 및 시드층을 에칭 제거한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 19a 는, 솔더 레지스트층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 19b 는, 표면 처리층, 땜납 접합부를 형성하여, 지지체가 부착된 기판이 완성된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 20a 는, 지지체가 부착된 기판과 FC-BGA 기판을 접합하여 언더필층으로 봉지한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 20b 는, 박리층에 레이저 광을 조사하는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 20c 는, 지지체를 제거한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 20d 는, 반도체 소자를 실장한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 21a 는, 본 실시형태 (다마신 공법) 에 있어서의 A-A’포위부의 확대 상세 단면도이다.
도 21b 는, 본 실시형태 (SAP 공법) 에 있어서의 A-A’포위부의 확대 상세 단면도이다.
도 21c 는, 비교예에 있어서의 확대 상세 단면도이다.
도 22 는, 제 2 실시양태에 있어서, 박리층과 보강층 사이에 중간층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 23 은, 제 2 실시양태에 있어서, 보강층의 패터닝을 한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 24 는, 제 2 실시양태에 있어서, 표면 처리층, 땜납 접합부를 형성하여, 지지체가 부착된 기판이 완성된 상태를 나타내는 단면도이다.

이하에, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사한 부분에는 동일 또는 유사한 부호를 붙이고 있다. 단, 도면은 모식적인 것이고, 두께와 평면 치수의 관계, 각 층의 두께의 비율 등은 현실의 것과는 상이한 것에 유의해야 한다. 따라서, 구체적인 두께나 치수는 이하의 설명을 참작하여 판단해야 할 것이다. 또, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.

또, 이하에 나타내는 실시형태는, 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 장치나 방법을 예시하는 것으로서, 본 발명의 기술적 사상은, 구성 부품의 재질, 형상, 구조, 배치 등을 하기의 것에 특정하는 것이 아니다. 본 발명의 기술적 사상은, 특허청구범위에 기재된 청구항이 규정하는 기술적 범위 내에 있어서, 다양한 변경을 가할 수 있다.

또한, 본 개시에 있어서,「면」이란, 판상 부재의 면뿐만 아니라, 판상 부재에 포함되는 층에 대하여, 판상 부재의 면과 대략 평행한 층의 계면도 가리키는 경우가 있다. 또,「상면」,「하면」이란, 판상 부재나 판상 부재에 포함되는 층을 도시한 경우의, 도면 상의 상방 또는 하방에 나타나는 면을 의미한다. 또한,「상면」,「하면」에 대해서는,「제 1 면」,「제 2 면」이라고 칭하기도 한다.

또,「측면」이란, 판상 부재나 판상 부재에 포함되는 층에 있어서의 면이나 층의 두께의 부분을 의미한다. 또한, 면의 일부 및 측면을 합하여「단부」라고 하는 경우가 있다.

또,「상방」이란, 판상 부재 또는 층을 수평하게 재치한 경우의 수직 상방의 방향을 의미한다. 또한,「상방」및 이것과 반대의「하방」에 대해서는, 이들을「Z 축 플러스 방향」,「Z 축 마이너스 방향」이라고 하는 경우가 있고, 수평 방향에 대해서는,「X 축 방향」,「Y 축 방향」이라고 하는 경우가 있다.

또,「평면 형상」,「평면시」란, 상방으로부터 면 또는 층을 시인한 경우의 형상을 의미한다. 또한,「단면 형상」,「단면시」란, 판상 부재 또는 층을 특정한 방향으로 절단한 경우의 수평 방향에서 시인한 경우의 형상을 의미한다.

또,「반도체 소자 등」이란, 반도체 소자 및 반도체 소자와 동등 정도의 크기의 전자 부품, 배선 기판을 포함하는 것을 의미한다.

또, 박리층은, 예를 들어, UV 광 등의 광을 흡수하여 발열, 혹은, 변질에 의해 박리 가능해지는 수지여도 되고, 열에 의해 발포에 의해 박리 가능해지는 수지여도 된다. UV 광 등의 광, 예를 들어 레이저 광에 의해 박리 가능해지는 수지를 사용하는 경우, 박리층을 형성한 측과는 반대측의 면으로부터 지지체에 광을 조사하여, 도 20b 에 나타내는 바와 같이, 지지체가 부착된 기판 (11) 과, FC-BGA 기판 (12) 의 접합체로부터 지지체 (1) 를 제거할 수 있다.

박리층은, 예를 들어 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 옥세탄 수지, 말레이미드 수지, 및 아크릴 수지 등의 유기 수지나, 아모르퍼스 실리콘, 갈륨나이트라이드, 금속 산화물층 등의 무기층으로부터 선택할 수 있다. 또한, 박리층 (2) 은 광 분해 촉진제나 광 흡수제, 증감제, 필러 등의 첨가제를 함유해도 된다.

또한, 박리층은 복수층으로 구성되어도 되고, 예를 들어 지지체 상에 형성되는 다층의 미세 배선층 (제 2 배선 기판) 의 보호를 목적으로 하여, 박리층 상에 추가로 보호층을 형성하는 것이나, 지지체와의 밀착성을 향상시키는 층을 박리층의 하층에 형성해도 된다. 또한, 박리층과 그 상방에 형성되는 다층의 미세 배선층 사이에 레이저 광 반사층이나 금속층을 형성해도 되고, 그 구성은 본 실시양태에 의해 한정되지 않는다.

또, 지지체는, 지지체를 통하여 박리층에 광을 조사시키는 경우도 있기 때문에, 투명성을 갖는 것이 바람직하고, 예를 들어 유리를 사용할 수 있다. 유리는 평탄성이 우수하고 또, 강성이 높기 때문에, 지지체가 부착된 기판의 미세한 패턴 형성에 적합하다. 또, 유리는 CTE (coefficient of thermal expansion, 열팽창률) 가 작고 잘 변형되기 어려운 점에서, 패턴 배치 정밀도 및 평탄성의 확보에 우수하다.

지지체로서 유리를 사용하는 경우, 유리의 두께는, 제조 프로세스에 있어서의 휨의 발생을 억제하는 관점에서 두꺼운 편이 바람직하고, 예를 들어 0.7 ㎜ 이상, 바람직하게는 1.1 ㎜ 이상의 두께이다. 또, 유리의 CTE 는 3 ppm/K 이상 15 ppm/K 이하가 바람직하고, FC-BGA 기판 (12), 반도체 소자 (15) 의 CTE 의 관점에서 9 ppm/K 정도가 보다 바람직하다. 유리로는, 예를 들어 석영 유리, 붕규산 유리, 무알칼리 유리, 소다 유리, 또는, 사파이어 유리 등이 사용된다.

한편, 박리층으로서 열에 의해 발포하는 수지를 사용하는 등과 같이, 지지체를 박리할 때에 지지체에 광의 투과성이 필요하지 않은 경우에는, 지지체에는, 변형이 적은 예를 들어 메탈이나 세라믹스 등을 사용할 수 있다.

이하의 본 개시에 의한 실시형태에서는, 박리층으로서 UV 광을 흡수하여 박리 가능해지는 수지를 사용하고, 지지체에는 유리를 사용하는 예에 의해 설명한다.

[제 1 실시양태]

＜배선 기판, 지지체가 부착된 기판, 반도체 장치＞

먼저, 도 1a 내지 도 2d 를 사용하여, 배선 기판, 지지체가 부착된 기판, 반도체 장치의 구성 및 제조 공정의 개요에 대해 설명한다.

도 1a 는, 도 1b 에 나타내는 지지체가 부착된 기판 (54) 의 상방에 접속되는 반도체 소자 등 (55) 의 개략 단면도이다. 그리고 도 1b 는, 지지체 (51) 의 상방에, 배선 기판 (52) 이 박리층 (53) 을 개재하여 형성되어 있는 지지체가 부착된 기판 (54) 의 개략 단면도이다.

또한, 지지체 (51) 는, 주로 유리로 구성되어 있고, 배선 기판 (52) 은 유기 절연 수지를 사용하여 구성되어 있다. 또, 도 1a 내지 도 2d 에 있어서, 배선 기판 (52), 반도체 소자 등 (55) 및 다른 배선 기판 (61) 에 있어서, 내부 구조는 생략하여 도시되어 있다.

도 1b 에 나타낸 지지체가 부착된 기판 (54) 은 지지체 (51) 의 상방에 배선 기판 (52) 이 형성되어 있기 때문에 이것을 캐리어 부착 RDL (Re Distribution Layer) 로 칭하는 경우가 있다. 또, 배선 기판 (52) 의 상면 (56) 을 제 1 면이라고 칭하고, 배선 기판 (52) 의 하면 (57) 을 제 2 면이라고 칭한다.

또한, 배선 기판 (52) 의 상면 (56) 에는, 반도체 소자 등 (55) 과 전기적 접속을 취하기 위한 땜납 (58) 이 구비되어 있다. 그리고, 도 1a 의 반도체 소자 등 (55) 이 지지체가 부착된 기판 (54) 과 접속하는 측의 면에도, 땜납 (58) 이 구비되어 있다.

도 1c 는, 도 1b 에 나타낸 지지체가 부착된 기판의 배선 기판 (52) 의 상면 (56) 인 제 1 면에 반도체 소자 등 (55) 을 실장하고, 언더필 (59) 로 고정한 상태를 나타내는 개략 단면도이다.

도 1d 는, 도 1c 의 반도체 소자 등 (55) 이 실장된 지지체가 부착된 기판 (54) 을 몰드 수지 (60) 에 의해, 더욱 고정한 상태를 나타내는 개략 단면도이다.

다음으로, 도 2a 내지 도 2d 를 참조하여, 도 1d 에 나타내는 몰드 수지 (60) 에 의해 반도체 소자 등 (55) 이 고정된 지지체가 부착된 기판이 다른 배선 기판 (61) 에 접속되는 공정을 설명한다. 또한, 다른 배선 기판 (61) 으로는, 예를 들어, FC-BGA 기판 등이 포함된다.

먼저, 도 1d 에 나타내는 몰드 수지 (60) 에 의해 반도체 소자 등 (55) 이 고정된 지지체가 부착된 기판은, 유리인 지지체 (51) 측으로부터 자외선이 조사된다. 그 결과 기능층인 박리층 (53) 은 박리 기능이 발현되어, 배선 기판 (52) 과 지지체 (51) 가 박리된다.

다음으로, 도 2a 에 나타내는 바와 같이, 배선 기판 (52) 의 하면 (57) (제 2 면) 에, 다른 배선 기판 (61) 과 전기적 접속하기 위한 땜납 또는 구리 포스트 (62) 가 형성된다.

또한, 배선 기판 (52) 의 하면 (57) 에는, 도 2b 에 나타내는 바와 같이, 땜납 또는 구리 포스트 (62) 에 더하여, 반도체 소자 등이 형성되어도 된다.

도 2c 는, 지지체 (51) 가 박리된 배선 기판 (52) 이 접속되는 다른 배선 기판 (61) 의 개략 단면도이다. 다른 배선 기판 (61) 에 대해서도, 상기의 배선 기판 (52) 이 접속되는 측의 표면에는, 땜납 또는 구리 포스트 (62) 가 형성되어 있다.

다음으로, 도 2d 에 나타내는 바와 같이, 도 2a 또는 도 2b 의 반도체 소자 등 (55) 과 배선 기판 (52) 이 고정된 것이, 다른 배선 기판 (61) 에 접속되고, 언더필 (59) 을 실시함으로써, 반도체 장치가 된다.

또한, 도 2d 에서는, 도 2a 와 도 2c 가 접속된 형태만을 나타내고 있지만, 도 2b 에 나타낸 바와 같은, 배선 기판 (52) 의 양면에 반도체 소자 등 (55) 이 접속된 것을 다른 배선 기판 (61) 에 접속할 수도 있다.

상기에서 설명한 구성과 제조 공정을 거침으로써, 협피치화가 진행된 반도체 소자를 FC-BGA 기판 등의 다른 배선 기판에 실장하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 상기의 예에서는, 지지체가 부착된 기판 (54) 에 반도체 소자를 실장한 후에, 이것을 FC-BGA 기판 등의 다른 배선 기판 (61) 에 접속하는 예를 설명하였다.

그러나, 지지체가 부착된 기판 (54) 은, 반도체 소자를 실장하기 전에, 지지체 (51) 를 박리하여, FC-BGA 기판 등의 다른 배선 기판 (61) 에 접속하고, FC-BGA 기판 등의 다른 배선 기판 (61) 에 접속한 후에, 반도체 소자 등을 실장하는 것으로 해도 된다.

＜다마신법을 사용한 예＞

다음으로 도 3a 를 사용하여 본 개시의 제 1 실시양태의 지지체가 부착된 기판 (54) 에 대해 설명한다.

지지체가 부착된 기판 (54) 은, 유리 기판인 지지체 (51) 의 상방에 배선 기판 (52) 을 구비하고, 지지체 (51) 와 배선 기판 (52) 의 사이에는, 박리층 (53) 이 형성되어 있다.

또, 배선 기판 (52) 은, 내부에 배선 (64) 이 다층에 걸쳐서 다마신법을 사용하여 형성되어 있고, 배선 (64) 에는, 배선 부분과 XY 면 방향으로 형성된 배선끼리를 Z 축 방향으로 접속하는 비아가 포함된다 (다마신법에 의한 다층 배선의 형성에 대해서는 후술한다).

또한 배선 기판 (52) 에는, 표면층 절연막으로서의 보강층 (68) 및 내부의 절연막 (67) 이 형성되어 있다.

그리고, 내부의 절연막은 제 1 유기 절연 수지로 형성되어 있고, 보강층은, 제 2 유기 절연 수지로 형성되어 있다. 제 2 유기 절연 수지의 CTE 는, 제 1 유기 절연 수지의 CTE 보다 작게 설정되어 있고, 제 2 유기 절연 수지의 CTE 는 바람직하게는 40 ppm/K 이하이다. 또, 제 2 유기 절연막은 필러를 함유할 수 있고, 필러는, 규소 또는 규소의 화합물을 포함할 수 있다.

또, 배선 기판에 있어서의 배선이나 배선을 접합하는 비아는, 구리 또는 구리를 포함하는 합금이고, 이들이, 제 1 또는 제 2 유기 절연 수지와 접촉하는 면의 일부에는 배리어 메탈층을 구비할 수 있다. 배리어 메탈층은, 티탄 또는 탄탈, 또는 그 화합물을 포함할 수 있다.

또, 도 3a 에 있어서는, 배선 기판 (52) 에서는 어느 보강층 (68) 도 제 2 유기 절연 수지를 사용하여 형성하였다. 그러나, 도 3b 에 나타내는 바와 같이, Z 축 방향의 최상층의 보강층 (68) 은, 제 1 유기 절연 수지를 사용하여 형성해도 된다.

[제 2 실시양태]

다음으로, 제 1 실시양태에 있어서, 박리층 (53) 과 보강층 (68) 의 사이에 중간층 (50) 을 형성하는 제 2 실시양태에 대하여, 도 3c 및 도 3d 를 사용하여 설명한다.

제 2 실시양태는, 박리층 (53) 과 보강층 (68) 의 사이에 중간층 (50) 을 형성하고 있는 점에서 제 1 실시양태와 상이하다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 제 1 실시양태와 동일 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 간략 또는 생략한다.

제 2 실시양태에 있어서는, 제 1 실시양태에 있어서의 도 3a 및 도 3b 의, 박리층 (53) 과 보강층 (68) 의 사이에 중간층 (50) 을 형성하고 있다. 중간층 (50) 은, 예를 들어, 스퍼터법, 또는 증착법 등에 의해 형성되고, 예를 들어, 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 합금이나, 이들을 복수 조합한 것을 적용할 수 있다. 중간층 (50) 은 단층이어도 되는데, 복층으로 해도 된다.

본 개시의 제 2 실시양태에서는, 전기 특성, 제조의 용이성의 관점 및 비용면을 고려하여, 중간층 (50) 으로서, 먼저 티탄층, 계속해서 구리층을 순차 스퍼터링법으로 형성하고 있다. 중간층 (50) 을 전해 도금의 급전층으로서도 사용하는 경우에는, 티탄과 구리층의 합계의 막두께는, 1 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 본 개시의 일 실시형태에서는 Ti : 50 ㎚, Cu : 300 ㎚ 를 형성한다.

이와 같은 중간층 (50) 을 형성하는 것에 의해, 박리층 (53) 과 보강층 (68) 사이의 밀착성을 향상시키고, 지지체 (51) 가 용이하게 박리되는 것을 방지할 수 있다.

또, 박리층 (53) 과 감광성 절연 수지막으로 이루어지는 보강층 (68) 의 혼합 방지의 역할을 하여, 박리층 (53) 과 중간층 (50) 의 사이에서 확실하게 박리를 실시하는 것이 가능해진다.

＜제 1 실시양태 및 제 2 실시양태에 있어서의 작용·효과＞

종래에는, 배선 기판 (52) 을 형성하는 절연막은 거의 동질의 재료로 형성되어 있고, 일반적으로 채용되는 절연막으로는, 패턴 형성이 용이한 점에서 감광성 절연 수지가 채용되고 있었다. 그리고, 감광성 수지의 CTE 는, 대체로 50 ∼ 80 ppm/K 정도의 범위였다.

한편으로 배선 기판 (52) 이 반도체 장치의 일부로서 접합된 경우에는, 그 외주부는, 솔더 레지스트나 언더필과 같이, 필러를 포함하는 수지층으로 덮여 있는 경우가 많다. 이 경우, 필러의 유무에 의한 탄성률의 차이, CTE 의 차이에 의한 변형량의 차이로부터, 온도가 변화하는 상황하에서는, 배선 기판 (52) 에 휨이나 박리, 크랙을 일으킬 우려가 있었다.

배선 기판 (52) 의 CTE 등의 물성값을 외주부의 재료와 정합시키기 위해서는, 배선 기판 (52) 에 사용하는 감광성 절연 수지에도 필러가 들어있는 절연 수지를 사용하는 것이 생각된다. 그러나, 미세한 배선이 형성되는 배선 기판 (52) 의 절연 수지에 필러를 포함시키면, 필러의 크기에 따라, 박막화나 미세화의 한계가 정해지게 되어, 필요한 미세화를 달성할 수 없다. 또, 배선 기판의 제조 공정에 있어서 CMP 공정 (Chemical Mechanical Polishing, 화학 기계 연마) 이 존재하는 경우, 필러를 함유하는 절연막을 연마하면, 필러의 일부가 연마된 상태로 노출되어, 이것이 탈락함으로써 평탄하지 않게 되어, 미세 배선 형성이 곤란해진다. 이 때문에 필러가 들어있는 수지를 미세한 배선이 형성되는 배선 기판 (52) 의 모든 절연 수지에 사용할 수는 없었다.

그래서, 본 개시의 제 1 실시양태 및 제 2 실시양태에 있어서는, 배선 기판 (52) 과 그 외주부의 재료의 물성값을 정합시키기 위해, 배선 기판 (52) 에 대하여, 표면층으로부터 내부의 층에 물성의 차이를 단계적으로 바꾸는 것으로 하고 있다. 즉, 표면층에 있어서는, 외주부의 재료와 물성값이 가까운 재료를 선택하고, 배선 기판 (52) 의 내부에서는 종래대로의 물성값의 재료를 사용하는 것으로 하여, 배선 기판 (52) 의 전체에서 외부의 재료와 CTE 등의 물성값을 정합시킴으로써 크랙을 억제하는 것이다.

요컨대, 배선 기판 (52) 의 보강층 (68) 의 재료인 제 2 유기 절연 수지의 CTE 를, 배선 기판 (52) 의 내부의 절연막 (67) 의 재료인 제 1 유기 절연 수지의 CTE 보다 작게 하는 것으로 하고 있다. 이로써, 배선 기판 (52) 의 내부에 있어서의 크랙이나 라미네이션 등을 억제하는 것이 가능해진다.

절연 수지의 CTE 를 작게 하는 방법으로는 여러 가지가 있지만, 예를 들어 절연 수지에 필러를 포함하게 하는 것이 비교적 용이하다. 절연 수지에 필러를 혼입하였다고 해도, 필러를 혼입한 절연 수지가 배치되는 장소가, 보강층 (68) 과 같은 주로 전극이 형성되고, 미세한 배선을 필요로 하지 않는 지점이면, 필러가 들어있는 재료를 사용해도 큰 문제는 없다.

[제 3 실시양태]

＜SAP 법을 사용한 예＞

다음으로 도 4a 를 사용하여 본 개시의 제 3 실시양태의 지지체가 부착된 기판에 대해 설명한다.

제 3 실시양태는, 배선 기판 (52) 이 공지 기술인 세미 애디티브법 (SAP 법) 을 사용하고 있는 점에서, 제 1 실시양태 및 제 2 실시양태와 상이하다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 제 1 실시양태와 동일 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 간략 또는 생략한다.

제 3 실시양태에 있어서도, 다마신법과 배선의 형성 공법이 다르지만, 크랙 내성 등의 효과에 있어서 큰 차이는 없다. 이것에 대해서는 실시예의 설명에 있어서 후술한다.

또한, 제 3 실시양태를 설명하는 도 4a 에 있어서는, 제 2 실시양태에서 개시된 중간층 (50) 은 기재되어 있지 않지만, 제 3 실시양태에 있어서도, 제 2 실시양태와 동일하게, 박리층 (53) 의 상면에 중간층 (50) 을 형성할 수 있다.

[제 4 실시양태]

＜제 2 절연 수지가 배선 기판의 일부를 피복하고 있지 않은 예＞

다음으로 도 4b 를 사용하여 본 개시의 제 4 실시양태의 지지체가 부착된 기판에 대해 설명한다.

제 4 실시양태는, 보강층 (68) 이 배선 기판 (52) 의 상면의 일부만을 덮고, 덮여 있지 않은 부분은 내부의 절연막 (67) 의 제 1 절연 수지가 노출된 상태인 점에서, 제 2 및 제 3 실시양태와는 상이하다. 또, 이것은 제 1 실시양태에 대해서도 실시하는 것이 가능하다.

또, 도 4c 와 같이 배선 기판 (52) 의 하면의 일부에 대해서는, 보강층 (68) 대신에, 예를 들어 도금 레지스트 (69) 를 배치해 두고, 지지체 (51) 를 박리한 후에 도금 레지스트 (69) 를 제거함으로써, 배선 기판 (52) 의 하면에 대해 그 일부만을 보강층 (68) 이 덮는 구조로 할 수도 있다. 배선 기판 (52) 을 보강층 (68) 이 일부만을 덮는 구조는 편면이어도 되고 양면이어도 된다. 또 이것은 제 1 실시양태에 대해서도 실시하는 것이 가능하다.

＜작용·효과＞

필러를 함유하는 보강층 (68) 을 사용하면, 특히 필러의 직경이 큰 경우에, 미세 배선을 형성할 때에, 예를 들어 다마신법에서는 레지스트 패터닝을 실시할 때에 필러가 형성을 저해할 가능성이 있다. 또, SAP 법에 있어서는, 필러가 절연 수지 사이의 간극을 충전하는 것을 저해하거나 하는 등, 충분히 피복할 수 없을 가능성이 있다.

이들은, 특히 반도체 소자 등 (55) 을 실장하는 미세한 전극인 땜납 (58) 이 형성되는 부분에 있어서 일어날 수 있을 가능성이 있다. 그 때문에 반도체 소자 등 (55) 을 실장하기 위한 땜납 (58) 의 전극이 배치되어 있는 영역을 중심으로, 보강층 (68) 을 피복하지 않는 수단을 취하는 것이 가능하다.

또, 필러를 함유하는 보강층 (68) 을 사용하지 않는 영역에 있어서 어떠한 패터닝을 실시하는 경우에는, 감광성 수지를 사용하여 패터닝을 실시하게 되지만, 이 경우, 필러를 함유하는 보강층 (68) 과 비교하여, 패터닝 정밀도가 향상되는 이점도 있다.

한편, 필러를 함유하는 보강층 (68) 을 사용하지 않는 것에 의한 강도의 저하에 대해서는, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 후의 공정에서 반도체 소자 등 (55) 을 실장한 후에, 이것을 고착시키는 언더필 (59) 에 의해, 보강층 (68) 에 의해 덮여 있지 않은 부분을 충전하여, 크랙 등의 억제를 도모하는 것도 가능하다.

[제 1 실시양태의 제조 방법]

다음으로, 도 5 내지 도 8 을 사용하여, 다마신 공법을 사용한 제 1 실시양태의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 유리 기판으로 이루어지는 지지체 (51) 의 상방에, 박리층 (53) 을 형성한다.

다음으로, 제 1 실시양태의 제조 방법에 있어서는, 박리층 (53) 상에, 보강층 (68) 이 되는 보강층으로서 필러를 함유하는 제 2 유기 절연 수지를 도포한다. 제 2 유기 절연 수지는, 감광성, 비감광성에 관계없이, 필러를 갖는 수지로 형성할 수 있다. 필러를 갖는 수지는, 예를 들어, 감광성의 에폭시계나 아크릴 수지 등의 절연성 수지, 비감광성의 에폭시계 등의 절연성 수지를 들 수 있다. 보강층의 형성 방법으로는, 액상의 감광성 수지를 사용하는 경우에는, 슬릿 코트, 커튼 코트, 다이 코트, 스프레이 코트, 정전 도포법, 잉크젯 코트, 그라비어 코트, 스크린 인쇄, 그라비어 오프셋 인쇄, 스핀 코트, 닥터 코트에서 선정할 수 있다. 필름상의 감광성 수지로 사용하는 경우에는, 라미네이트, 진공 라미네이트, 진공 프레스 등을 적용할 수 있다.

또한, 제 2 실시양태의 경우에는, 박리층 (53) 을 형성한 후에, 박리층 (53) 과 보강층의 밀착성 향상, 혼련 방지를 위해, 중간층 (50) 을 형성한다. 중간층 (50) 의 재료로는, 예를 들어, 니켈, 구리, 티탄, 이들의 합금, 나아가서는 이들을 복수 사용한 복층을 선택할 수 있고, 이들은 도금법, 증착법 등을 선택하는 것이 가능하고, 이것에 한정되지 않는다. 중간층 (50) 을 형성한 경우, 보강층 (68) 은 중간층 (50) 상에 형성한다.

이와 같이, 배선 기판 (52) 에, 보강층으로서 절연성 수지를 사용함으로써, 가공성이 우수하고, 전극 등의 전기적 접속부를 제외한 기판의 전체면을, 보강층으로 간극없이 덮는 것이 가능해진다. 이 때문에, 보강층은, 기판 내의 변형 응력 발생을 효과적으로 억제하는 것이 가능해진다.

다음으로, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 제 2 유기 절연 수지로 이루어지는 보강층 (68) 에 패터닝을 실시하여, 보강층 (68) 에 접속공을 형성한다. 패터닝은 감광성 수지를 사용하고 있는 경우에는, 포토리소그래피법을 사용하는 것도 가능하고, 또 레이저 트리밍을 실시하는 것도 가능하다.

다음으로 패턴화된 제 2 유기 절연 수지 상에, 배리어 메탈층 (63) 을 형성한다. 배리어 메탈층 (63) 은, 티탄이나 구리, 또한 이것의 복층으로 형성할 수 있다.

그리고, 배리어 메탈층 (63) 의 상방에 시드층이 되는 구리를 스퍼터법으로 형성한 후, 전해 구리 도금에 의해 배선 (64) 을 형성한다. 배선의 형성 방법은 이것에 한정되지 않고, 이미 알려진 여러 가지 방법을 채용할 수 있다.

다음으로, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 제 2 유기 절연 수지의 상부에 퇴적된 불필요한 배리어 메탈층 (63), 배선 (64) 을 제거하기 위해 CMP 를 실시하여, 배선층의 평탄화를 실시한다.

다음으로, 도 8 에 나타내는 바와 같이, CMP 후의 표면에 내부의 절연막 (67) 으로서 제 1 유기 절연 수지를 도포한다. 도 8 에서는 내부의 절연막 (67) 은 필러를 포함하지 않는 것을 사용하고, 예를 들어, 감광성의 에폭시계 수지를 스핀 코트법에 의해 형성한다. 감광성의 에폭시 수지는 비교적 저온에서 경화시킬 수 있고, 형성 후의 경화에 의한 수축이 적기 때문에, 그 후의 미세 패턴 형성에 우수하다.

감광성 수지의 형성 방법으로는, 필러가 들어있는 유기 절연 수지와 동일하게 액상의 감광성 수지를 사용하는 경우에는, 슬릿 코트, 커튼 코트, 다이 코트, 스프레이 코트, 정전 도포법, 잉크젯 코트, 그라비어 코트, 스크린 인쇄, 그라비어 오프셋 인쇄, 스핀 코트, 닥터 코트 등의 방법에서 선택할 수 있다.

또, 필름상의 감광성 수지를 사용하는 경우에는, 라미네이트, 진공 라미네이트, 진공 프레스 등의 방법에서 선택할 수 있다. 감광성 유기 절연 수지로는, 예를 들어 감광성 폴리이미드 수지, 감광성 벤조시클로부텐 수지, 감광성 에폭시 수지 및 그 변성물을 절연 수지로서 사용하는 것도 가능하다.

이후의 공정에서는, 도 5 내지 도 8 에서 설명한 공정을 반복하여, 배선 기판 (52) 을 형성할 수 있다. 그리고, 보강층 (68) 을 형성할 때에는, 필요에 따라 도 5 와 동일하게 필러를 함유하는 제 2 유기 절연 수지를 사용하여 도 3a 에 나타내는 지지체가 부착된 기판 (54) 을 완성할 수 있다. 한편, 필러를 포함하지 않는 제 1 유기 절연 수지를 사용하면 도 3b 에 나타내는 지지체가 부착된 기판 (54) 을 완성할 수 있다.

또한, 상기 서술한 다층 배선의 형성은 다마신법을 사용하고 있지만, 그것에 한정되는 것은 아니고, SAP 법을 사용하여 형성해도 된다.

[제 4 실시양태의 제조 방법]

제 2 절연 수지가 배선 기판의 일부를 피복하고 있지 않은, 요컨대, 보강층 (68) 의 일부가 개구되어, 전체를 피복하고 있지 않은 경우의 제조 방법을 설명한다.

예를 들어, 도 4b 에 나타낸 바와 같이, 다마신법을 채용하는 경우이면, 내부의 절연막을 형성한 후에, 필러를 함유하지 않는 감광성 레지스트, 예를 들어 도금 레지스트를 전체면에 도포하고, 포토리소그래피에 의해, 보강층 (68) 을 피복하지 않은 부분에만 도금 레지스트 패터닝을 남긴 후에, 지지체가 부착된 기판 (54) 의 전체면에 보강층 (68) 을 도포한다. 이어서, 포토리소그래피법이나 레이저 가공법 등을 사용하여 보강층 (68) 의 패터닝을 실시하고, 도금, CMP 의 공정을 순서대로 진행시켜 도금 레지스트를 박리함으로써 보강층 (68) 을 피복하지 않은 부분을 갖는 지지체가 부착된 기판 (54) 을 형성할 수 있다.

또 SAP 법의 경우에는, 보강층 (68) 을 도포한 후에, 불필요해지는 보강층 (68) 의 부분을 제거하면 된다.

또한, 도 12 는 도 4b 에 나타낸 지지체가 부착된 기판 (54) 에, 반도체 소자 등 (55) 을 실장하고, 언더필 (59) 을 충전한 것이다.

또한 도 4c 에 나타낸 예는, 박리층 (53) 에 접하여 보강층 (68) 을 형성한 후, 이 보강층 (68) 을 피복하지 않은 부분에, 예를 들어 도금 레지스트 (69) 등의 후에 용이하게 제거 가능한 충전 물질을 미리 충전해 두는 것이다. 이 후, 전술한 바와 동일한 방법으로 지지체가 부착된 기판 (54) 을 형성하고, 지지체 (51) 를 제거한 후에 도금 레지스트 (69) 를 박리함으로써 배선 기판 (52) 에 보강층 (68) 이 존재하지 않는 개구부를 형성할 수도 있다.

또한, 도 4c 는, 배선 기판 (52) 의 하면에 미리 보강층 (68) 이 존재하지 않는 개구부를 형성하는 방법이지만, 이것과는 별도인 방법으로서, 배선 기판 (52) 의 하면에는 보강층 (68) 을 전체면에 도포 형성해 두고, 지지체 (51) 를 박리한 후에, 레이저나 트리밍 등에 의해 불필요한 보강층 (68) 을 제거하여, 보강층 (68) 이 존재하지 않는 개구부를 형성할 수도 있다.

또한, 보강층 (68) 의 일부를 개구시켜, 전체를 보강층 (68) 으로 피복하지 않은 구조를 얻기 위한 다른 제조 방법의 예를 설명한다.

이 방법에서는, 배선 기판 (52) 의 최외층에 보강층 (68) 을 형성하기 전에, 반도체 소자 등 (55) 을 실장해 두어, 언더필 (59) 을 충전한다. 이 후에, 예를 들어 스핀 코트법이나 다이 코트법을 사용하여 보강층 (68) 을 도포하고, 포토리소그래피에 의해 반도체 소자 등 (55) 이나 전극 부분이 되는 부분으로부터 보강층 (68) 을 제거하는 것으로 해도 된다. 이 때, 도 12 와 같이, 반도체 소자 등 (55) 상에 보강층 (68) 을 남겨 두는 것도 가능하다.

또, 도시는 하지 않지만 배선 기판 (52) 의 하면에 있어서도, 지지체 (51) 를 박리한 후에 반도체 소자 등을 실장하고, 동일한 순서로 반도체 소자 등의 표면을 보강층 (68) 으로 덮는 것도 가능하다.

[땜납 탑재 공정 이후의 제조 방법]

다음으로, 도 9 에 나타내는 바와 같이 지지체가 부착된 기판 (54) 의 제 1 면에 노출된 전극에 땜납을 탑재한다. 이로써, 도 1b 에 나타낸 지지체가 부착된 기판 (54) 을 완성할 수 있다. 이와 같은 전극의 형성 방법에는, 땜납 실장이나, 구리 포스트, 금 범프 등의 방법이 있다.

또한, 지지체가 부착된 기판 (54) 의 제 1 면에 노출된 전극에, 구리 포스트 전극을 형성하고, 그 위에 땜납을 퇴적시켜도 된다. 땜납은, 땜납 페이스트를 인쇄하는 방법이나, 주석을 도금에 의해 퇴적시키는 방법 등 이미 알려진 방법으로 실시할 수 있다 (구리 포스트 전극의 형성에 대해서는, 후술한다).

또한, 지지체가 부착된 기판 (54) 의 제 1 면에 노출된 전극에는, 땜납 전극을 형성하지 않고 구리 전극 상에 표면 처리를 실시하는 것만으로 고정해 두어도 된다. 표면 처리로는 예를 들어 니켈금 도금이나 OSP 처리 등의 표면 처리를 채용할 수 있다.

다음으로, 도 10 을 참조하여, 구리 포스트의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 10 은, 구리 포스트 전극을 배선 기판 (52) 의 제 1 면 (71) 에 형성하는 경우의 방법을 나타내고 있다. 또한, 도 10 에 있어서는, 배선 기판 (52) 의 제 2 면 (72) 의 표기를 생략하고 있다.

먼저 도 10a 에 나타내는 바와 같이, 필러가 들어있는 절연 수지 상에 배리어 메탈층 (63) 을 형성하고, 그 위에 도금 레지스트 (69) 를 첩합하고, 포스트 전극 부분만 개구시킨다. 개구 방법으로는 포토리소그래피를 사용할 수 있다.

다음으로, 도 10b 에 나타내는 바와 같이, 배리어 메탈층 (63) 을 시드층으로 하여 전해 구리 도금을 실시하고, 인쇄법이나 도금법으로 전극부에 땜납 전극을 형성한다.

다음으로, 도 10c 에 나타내는 바와 같이, 도금 레지스트 (69) 를 박리하여, 불필요한 배리어 메탈을 제거함으로써, 도 10d 에 나타내는 바와 같은 구리 포스트를 배선 기판 (52) 의 제 1 면 (71) 상에 완성할 수 있다.

다음으로, 도 11 을 참조하여, 구리 포스트를 배선 기판 (52) 의 제 2 면 (72) 상에 제조하는 방법에 대해 설명한다. 또한, 도 11 에 있어서는, 배선 기판 (52) 의 제 1 면 (71) 의 표기를 생략하고 있다.

배선 기판 (52) 의 제 2 면 (72) 상에 구리 포스트를 제조하는 경우에는, 도 11a 에 나타내는 바와 같이, 최초로 박리층 (53) 의 상방에, 도금 레지스트 (69) 를 사용하여 구리 포스트가 되는 패턴을 형성해 둔다. 다음으로, 보강층 (68) 이 되는, 보강층으로서 필러를 함유하는 제 2 유기 절연 수지를 도포한다. 이후에는, 도 6 내지 도 8 에서 설명한 것과 동일하게 필요한 수에 따라 적층을 반복한다. 그리고, 도 11a 에 나타내는 바와 같이, 자외선을 조사하여 박리층 (53) 및 지지체 (51) 를 박리한다. 박리층 (53) 상에 중간층 (50) 을 형성하고 있던 경우에는, 표면에 노출된 중간층 (50) 을 에칭이나 CMP 등의 방법을 사용하여 제거한다. 그 후, 도 11b 에 나타내는 바와 같이, 전극 표면에 노출된 배리어 메탈층 (63) 을 제거한다. 그리고, 도 11c 에 나타내는 바와 같이, 인쇄법, 도금법을 사용하여 땜납 (58) 을 형성한다. 그리고, 도 11d 에 나타내는 바와 같이, 도금 레지스트 (69) 를 제거함으로써 구리 필러 전극이 완성된다.

이와 같이 하여 완성한 지지체가 부착된 기판 (54) 이나 배선 기판 (52) 에 반도체 소자를 실장하는 방법은, 도 1 및 도 2 에서 설명한 바와 같다.

[제 5 실시양태]

도 13 ∼ 도 20d 를 사용하여, 본 발명의 제 5 실시양태에 관련된 지지체를 사용한 배선 기판의 제조 공정의 일례를 설명한다.

먼저, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 지지체 (1) 의 일방의 면에, 후의 공정에서 지지체 (1) 를 박리하기 위해 필요한 박리층 (2) 을 형성한다.

＜미세 배선층의 접속공 형성의 제 1 형태＞

다음으로, 도 14a 를 참조하여, 제 2 배선 기판인 미세 배선층 (19) 에 반도체 소자를 접속하는 전극을 형성하기 위한 접속공을 형성하는 제 1 형태에 대해 설명한다. 먼저, 도 14a 에 나타내는 바와 같이 보강층 (18) 을 박리층 (2) 의 상방의 전체면에 형성한다. 보강층 (18) 은, 감광성, 비감광성에 관계없이, 필러를 갖는 수지로 형성한다. 필러를 갖는 수지로는, 예를 들어, 감광성의 에폭시계나 아크릴 수지 등의 절연성 수지, 비감광성의 에폭시계 등의 절연성 수지를 들 수 있다. 보강층의 형성 방법으로는, 액상의 감광성 수지를 사용하는 경우에는, 슬릿 코트, 커튼 코트, 다이 코트, 스프레이 코트, 정전 도포법, 잉크젯 코트, 그라비어 코트, 스크린 인쇄, 그라비어 오프셋 인쇄, 스핀 코트, 닥터 코트에서 선정할 수 있다. 필름상의 감광성 수지로 사용하는 경우에는, 라미네이트, 진공 라미네이트, 진공 프레스 등을 적용할 수 있다.

보강층의 CTE 는, 미세 배선층을 갖는 제 2 배선 기판에 있어서의 감광성 수지층, 절연 수지층에 사용하는 수지의 CTE 보다 작은 것이 바람직하다.

다음으로, 반도체 소자 (15) 와 전기적 접속을 취하기 위한 전극을 형성하기 위해, 보강층 (18) 에 접속공을 형성한다. 접속공을 형성하기 위해서는, 도 14b 에 나타내는 바와 같이 보강층 (18) 에 패터닝을 실시한다. 본 발명의 일 실시형태에서는 보강층 (18) 에 φ35 ㎛ 의 개구 형상을 형성하였다. 패터닝의 방법으로는, 예를 들어, 포토리소그래피 기술이나 레이저 가공 기술을 사용할 수 있다.

다음으로, 도 15a 에 나타내는 바와 같이, 패터닝된 보강층 (18) 의 상면에 감광성 수지층 (3) 을 형성한다. 본 실시형태에서는, 감광성 수지층 (3) 으로서, 예를 들어, 감광성의 에폭시계 수지를 스핀 코트법에 의해 형성한다. 감광성의 에폭시 수지는 비교적 저온에서 경화할 수 있고, 형성 후의 경화에 의한 수축이 적기 때문에, 그 후의 미세 패턴 형성이 우수하다.

감광성 수지의 형성 방법으로는, 보강층 (18) 과 동일하게 액상의 감광성 수지를 사용하는 경우에는, 슬릿 코트, 커튼 코트, 다이 코트, 스프레이 코트, 정전 도포법, 잉크젯 코트, 그라비어 코트, 스크린 인쇄, 그라비어 오프셋 인쇄, 스핀 코트, 닥터 코트에서 선정할 수 있다. 필름상의 감광성 수지로 사용하는 경우에는, 라미네이트, 진공 라미네이트, 진공 프레스 등을 적용할 수 있다.

감광성 수지층 (3) 은, 예를 들어 감광성 폴리이미드 수지, 감광성 벤조시클로부텐 수지, 감광성 에폭시 수지 및 그 변성물을 절연 수지로서 사용하는 것도 가능하다.

미세 배선을 형성하는 데에 적합한 감광성 수지나 절연 수지를 검토한 결과, 미세 배선 형성 가능한 수지의 CTE 는, 50 ∼ 80 ppm/K 정도의 범위 내였다.

이어서, 도 15b 에 나타내는 바와 같이 포토리소그래피에 의해, 감광성 수지층 (3) 에 개구부를 형성한다. 이 개구부는, 보강층 (18) 에 형성된 개구에 정합시켜 형성된다. 개구부에 대하여, 현상시의 잔류물 제거를 목적으로 하여, 플라즈마 처리를 실시해도 된다. 감광성 수지층 (3) 의 두께는, 개구부에 형성하는 도체층의 두께에 따라 설정되고, 본 발명의 일 실시형태에서는 예를 들어 7 ㎛ 를 형성한다. 또 평면시의 개구부 형상은, 반도체 소자의 접합 전극의 피치, 형상에 따라 설정되고, 본 발명의 일 실시형태에서는 예를 들어 φ45 ㎛ 의 개구 형상으로 한다.

＜미세 배선층의 접속공 형성의 제 2 형태＞

다음으로, 도 14c, 도 15h, 도 15i 를 참조하여, 보강층 (18) 을 개재하지 않고, 감광성 수지층 (3) 에 의해 접속공을 형성하는 제 2 형태에 대해 설명한다.

미세 배선층의 접속공 형성의 제 1 형태에 있어서는, 상기의 도 14a, 도 14b, 도 15a ∼ 도 15c 의 설명에 있어서 설명한 바와 같이, 보강층 (18) 은, 박리층 (2) 의 상방으로서, 감광성 수지층 (3) 의 개구가 형성되는 영역 이외의 영역의 거의 전역에 형성되어 있다. 이 제 1 형태에 있어서는, 감광성 수지층 (3) 에 형성되는 개구는, 보강층 (18) 에 형성되는 개구와 정합하고 있고, 접속공으로서 박리층 (2) 에 도달하고 있다.

그러나, 미세 배선층의 접속공 보강층 형성의 제 2 형태에 있어서는, 지지체 (1) 혹은 박리층 (2) 의 상방에 형성되는 보강층 (18) 은, 반드시 감광성 수지층 (3) 의 개구가 형성되는 영역 이외의 영역의 거의 전역에 형성될 필요는 없다. 요컨대, 감광성 수지층 (3) 에 형성되는 개구는, 그 모두가 보강층 (18) 에 형성된 개구와 정합하고 있을 필요는 없고, 감광성 수지층에 형성되는 개구의 일부는, 보강층 (18) 을 개재하지 않고 박리층 (2) 에 도달하는 것으로 해도 된다.

이하, 미세 배선층의 접속공 형성의 제 2 형태의 상세에 대하여 설명한다.

먼저, 도 14c 는, 미세 배선층의 접속공 보강층 형성의 제 2 형태에 있어서, 보강층의 패터닝을 한 상태를 나타내는 단면도이다. 도 14c 에 이르는 공정은, 도 1 ∼ 도 14b 에 이르는 공정과 동일하다. 그리고, 도 14c 는, 보강층 (18) 이, 감광성 수지층 (3) 의 개구가 형성되는 영역 이외의 영역의 거의 전역에 형성되는 것은 아닌 점에서, 도 14b 의 경우와 상이하다. 요컨대, 도 14c 에 있어서는, 감광성 수지층 (3) 의 개구가 형성되는 지점이어도 보강층 (18) 이 형성되어 있지 않은 지점을 구비하고 있다.

다음으로, 도 15h 를 참조하여, 미세 배선층의 접속공 형성의 제 2 형태에 있어서의, 감광성 수지층 (3) 의 형성에 대해 설명한다.

도 15h 는, 도 15a 에 대해 설명한 것과 동일한 수법에 의해 감광성 수지층 (3) 을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.

다음으로, 도 15i 를 참조하여, 미세 배선층의 접속공 형성의 제 2 형태에 있어서의, 감광성 수지층 (3) 의 패턴 형성에 대해 설명한다.

도 15i 는, 도 15b 에 대해 설명한 것과 동일한 수법에 의해 감광성 수지층 (3) 에 패터닝을 한 상태를 나타내는 단면도이다.

미세 배선층의 접속공 형성의 제 2 형태에 의하면, 감광성 수지층 (3) 에 형성되는 접속공은, 도 15i 에 나타내는 바와 같이, 보강층 (18) 을 개재하지 않고 감광성 수지층 (3) 만으로 개구가 형성되어 있다. 이 때문에, 접속공은, 감광성 수지층 (3) 의 패턴 형성 정밀도에 의거하여 형성되기 때문에, 보강층 (18) 을 개재하여 형성하는 접속공과 비교하여, 미소한 개구 직경으로 형성하기 쉬운 이점이 있다.

＜미세 배선층의 접속공 형성의 제 3 형태＞

다음으로, 도 15j, 도 15k 를 참조하여, 보강층 (18) 을 개재하지 않고, 감광성 수지층 (3) 에 접속공을 형성하는 제 3 형태에 대해 설명한다.

도 15j 는, 도 20c 에 나타내는 배선 기판 유닛 (14) 에 고정된 다마신 공법에 의한 미세 배선층 (19) 의 A-A’로 둘러싸인 영역의 단면도의 일례이다. 도 15j 에 있어서, 접속공을 형성하는 영역의 하나인 영역 B 에 대해서는, 보강층 (18) 에 개구가 형성되어 있지 않다. 그리고, 이 영역 B 에 접속공을 형성하기 위해서는, 도 15k 에 나타내는 바와 같이, 보강층 (18) 에 대해 개구 (21) 를 형성한다. 그리고, 미세 배선층의 접속공 형성의 제 2 형태에 있어서의, 도 15h 및 도 15i 와 동일한 공정을 채용하고, 개구 (21) 에 감광성 수지층 (3) 을 매립한 후에, 접속공을 형성할 수 있다.

이와 같이 형성한 경우라도, 접속공은, 감광성 수지층 (3) 의 패턴 형성 정밀도에 의거하여 형성되기 때문에, 보강층 (18) 을 개재하여 형성하는 접속공과 비교하여, 미소한 개구 직경으로 형성하기 쉬운 이점이 있다.

＜시드 밀착층·시드층 형성＞

다음으로, 도 15c, 도 15d 를 참조하여, 시드 밀착층 및 시드층의 형성 공정에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 보강층 형성의 제 1 형태에 따라 설명하지만, 특별히 기재하지 않는 한, 보강층 형성의 제 2 형태를 채용한 경우에도 동일한 공정에 의해 시드 밀착층 및 시드층 형성 공정 이하의 공정을 실시할 수 있다.

먼저, 도 15c, 도 15d 에 나타내는 바와 같이, 진공 중에서, 시드 밀착층 (4), 및 시드층 (5) 을 형성한다. 시드 밀착층 (4) 은 감광성 수지층 (3) 에 대한 시드층 (5) 의 밀착성을 향상시키는 층이고, 시드층 (5) 의 박리를 방지하는 층이다. 시드층 (5) 은 배선 형성에 있어서, 전해 도금의 급전층으로서 작용한다. 시드 밀착층 (4), 및 시드층 (5) 은, 예를 들어, 스퍼터법, 또는 증착법 등에 의해 형성되고, 예를 들어, 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 합금이나, 이들을 복수 조합한 것을 적용할 수 있다. 본 발명에서는, 전기 특성, 제조의 용이성의 관점 및 비용면을 고려하여, 시드 밀착층 (4) 에 티탄층, 계속해서 시드층 (5) 의 구리층을 순차 스퍼터링법으로 형성한다. 티탄과 구리층의 합계의 막두께는, 전해 도금의 급전층으로서 1 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시형태에서는 Ti : 50 ㎚, Cu : 300 ㎚ 를 형성한다.

＜도체층 형성＞

다음으로 도 15e 에 나타내는 바와 같이 전해 도금에 의해 도체층 (6) 을 형성한다. 도체층 (6) 은 반도체 소자 (15) 와의 접합용의 전극이 된다. 전해 니켈 도금, 전해 구리 도금, 전해 크롬 도금, 전해 Pd 도금, 전해 금 도금, 전해 로듐 도금, 전해 이리듐 도금 등을 들 수 있지만, 전해 구리 도금인 것이 간편하고 저렴하며, 전기 전도성이 양호한 점에서 바람직하다. 전해 구리 도금의 두께는, 반도체 소자 (15) 와 접합용의 전극이 되고, 땜납 접합의 관점에서 1 ㎛ 이상, 또한, 생산성의 관점에서 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시형태에서는 감광성 수지층 (3) 의 개구부에는 Cu : 9 ㎛ 를 형성하고, 감광성 수지층 (3) 의 상부에는 Cu : 2 ㎛ 를 형성한다.

다음으로 도 15f 에 나타내는 바와 같이, CMP (화학 기계 연마) 가공 등에 의해 구리층을 연마하고, 도체층 (6), 및 시드층 (5) 을 제거한다. 시드 밀착층 (4) 과 도체층 (6) 이 표면이 되도록 연마 가공을 실시한다. 본 발명의 일 실시형태에서는, 감광성 수지층 (3) 의 상부의 도체층 (6) 의 Cu : 2 ㎛, 및 시드층 (5) 의 Cu : 300 ㎚ 를 연마에 의해 제거한다.

다음으로 도 15g 에 나타내는 바와 같이, CMP 가공 등의 연마를 재차 실시하여, 시드 밀착층 (4) 과 감광성 수지층 (3) 을 제거한다. 시드 밀착층 (4) 과 감광성 수지층 (3) 의 이종 재료의 연마이기 때문에, 화학 연마에 의한 효능은 적고, 연마제에 의한 물리적인 연마가 지배적이다. 이 때문에, 공정 간략화를 목적으로 하여, 시드 밀착층 (4) 과 감광성 수지층 (3) 을 동일 공정으로 연마해도 되고, 또 각각의 연마 공정의 효율화를 목적으로 하여, 시드 밀착층 (4) 과 감광성 수지층 (3) 의 재료종에 따라 연마 수법을 변경해도 된다. 그리고, 연마를 실시한 후에 남은 도체층 (6) 이, 반도체 소자 (15) 와 접합용의 전극이 된다.

＜다층 배선층 형성＞

다음으로 도 16a 에 나타내는 바와 같이, 도 15a, 도 15b 와 동일하게 상면에 감광성 수지층 (3) 을 형성한다. 감광성 수지층 (3) 의 두께는, 개구부에 형성하는 도체층의 두께에 따라 설정되고, 본 발명의 일 실시형태에서는 예를 들어 2 ㎛ 를 형성한다. 또 평면시의 개구부 형상은, 도체층 (6) 과의 접속의 관점에서 설정되고, 본 발명의 일 실시형태에서는 예를 들어 φ10 ㎛ 의 개구 형상을 형성한다. 이 개구부는 다층 배선의 상하층을 잇는 비아부의 형상이다.

또한, 그 상면에 도 16b 에 나타내는 바와 같이, 도 15a, 도 15b 와 동일하게 상면에 감광성 수지층 (3) 을 형성한다. 감광성 수지층 (3) 의 두께는, 개구부에 형성하는 도체층의 두께에 따라 설정되고, 본 발명의 일 실시형태에서는 예를 들어 2 ㎛ 를 형성한다. 또 평면시의 개구부 형상은, 적층체의 접속성의 관점에서 설정되고, 하부의 개구 형상 외측을 둘러싸 형성된다. 본 발명의 일 실시형태에서는 예를 들어 φ20 ㎛ 의 개구 형상을 형성한다. 이 개구부는 다층 배선의 배선부, 및 상하층을 잇는 비아부의 일부분의 형상이다.

이어서, 도 16c, 도 16d 에 나타내는 바와 같이, 도 15c, 도 15d 와 동일하게 진공 중에서, 시드 밀착층 (4), 및 시드층 (5) 을 형성한다. 본 발명의 일 실시형태에서는 Ti : 50 ㎚, Cu : 300 ㎚ 를 형성한다.

다음으로 도 16e 에 나타내는 바와 같이 전해 도금에 의해 도체층 (6) 을 형성한다. 도체층 (6) 은 비아부, 및 배선부가 된다. 전해 니켈 도금, 전해 구리 도금, 전해 크롬 도금, 전해 Pd 도금, 전해 금 도금, 전해 로듐 도금, 전해 이리듐 도금 등을 들 수 있지만, 전해 구리 도금인 것이 간편하고 저렴하며, 전기 전도성이 양호한 점에서 바람직하다. 전해 구리 도금의 두께는, 배선부의 전기 저항의 관점에서 0.5 ㎛ 이상, 생산성의 관점에서 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시형태에서는, 감광성 수지층 (3) 의 2 중의 개구부에는 Cu : 6 ㎛ 를 형성하고, 감광성 수지층 (3) 의 1 중의 개구부에는 Cu : 4 ㎛ 를 형성하고, 감광성 수지층 (3) 의 상부에는 Cu : 2 ㎛ 를 형성한다.

다음으로 도 16f 에 나타내는 바와 같이, CMP (화학 기계 연마) 가공 등에 의해 연마하여, 도체층 (6), 및 시드층 (5) 을 제거한다. 계속해서, CMP (화학 기계 연마) 가공 등에 의해 연마를 재차 실시하여, 시드 밀착층 (4) 과, 감광성 수지층 (3) 을 제거한다. 그리고, CMP 를 실시한 후에 남은 도체층 (6) 이, 비아부, 및 배선부의 도체부가 된다. 본 발명의 일 실시형태에서는, 감광성 수지층 (3) 의 상부의 도체층 (6) 의 Cu : 2 ㎛, 및 시드층 (5) 의 Cu : 300 ㎚ 를 연마에 의해 제거한다.

도 17a 에 나타내는 바와 같이, 도 16a ∼ 도 16f 를 반복하여 다층 배선을 형성한다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에서는, 배선층을 2 층 형성한다. 또한, 도 16a ∼ 도 17a 의 다층 배선 형성은 다마신법을 사용하고 있지만, 본 발명은, 이것에 한정되는 것은 아니고, 도 17b 에 나타내는 바와 같이, SAP 법을 사용하여 형성한 다층 배선 기판에도 적용할 수 있다.

＜접합 전극 형성＞

이어서, 도 18a ∼ 도 19b 를 참조하여, 제 1 배선 기판인 FC-BGA 기판 (12) 과의 접합 전극을 형성하는 공정을 설명한다. 접합 전극 형성시에는, 도 18a 에 나타내는 바와 같이, 도 16a 와 동일하게 상면에 감광성 수지층 (3) 을 형성한다.

이어서, 도 18b, 도 18c 에 나타내는 바와 같이, 도 15c, 도 15d 와 동일하게 진공 중에서, 시드 밀착층 (4), 및 시드층 (5) 을 형성한다.

이어서, 도 18d 에 나타내는 바와 같이, 레지스트 패턴 (7) 을 형성한다. 그 후, 도 18e 와 같이 전해 도금에 의해 도체층 (6) 을 형성한다. 도체층 (6) 은 FC-BGA 기판 (12) 과 접합용의 전극이 된다. 전해 구리 도금의 두께는, 땜납 접합의 관점에서 1 ㎛ 이상, 또한, 생산성의 관점에서 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시형태에서는 감광성 수지층 (3) 의 개구부에는 Cu : 9 ㎛ 를 형성하고, 감광성 수지층 (3) 의 상부에는 Cu : 7 ㎛ 를 형성한다.

그 후, 도 18f 에 나타내는 바와 같이 레지스트 패턴 (7) 을 제거한다. 그 후, 도 18g 에 나타내는 바와 같이 불필요한 시드 밀착층 (4), 및 시드층 (5) 을 에칭 제거한다. 이 상태로 표면에 남은 도체층 (6) 이, FC-BGA 기판 (12) 과 접합용의 전극이 된다

다음으로, 도 19a 에 나타내는 바와 같이, 솔더 레지스트층 (8) 을 형성한다. 솔더 레지스트층 (8) 은, 감광성 수지층 (3) 을 덮도록, 노광, 현상하고, 도체층 (6) 이 노출되도록 개구부를 구비하도록 형성한다. 또한, 솔더 레지스트층 (8) 의 재료로는, 예를 들어 에폭시 수지나 아크릴 수지 등의 절연성 수지를 사용할 수 있다. 본 발명의 실시형태에서는, 솔더 레지스트층 (8) 으로서 필러를 함유한 감광성 에폭시 수지를 사용하여 솔더 레지스트층 (8) 을 형성한다.

다음으로, 도 19b 에 나타내는 바와 같이 도체층 (6) 의 표면의 산화 방지와 땜납 범프의 젖음성을 양호하게 하기 위해, 표면 처리층 (9) 을 형성한다. 본 발명의 실시형태에서는, 표면 처리층 (9) 으로서 무전해 Ni/Pd/Au 도금을 성막한다. 또한, 표면 처리층 (9) 에는, OSP (Organic Solderability Preservative 수용성 프리플럭스에 의한 표면 처리) 막을 형성해도 된다. 또, 무전해 주석 도금, 무전해 Ni/Au 도금 등으로부터 적절히 용도에 따라 선택해도 된다. 이어서, 표면 처리층 (9) 상에, 땜납 재료를 탑재한 후, 한 번 용융 냉각하여 고착시킴으로써, 땜납 (10) 접합부를 얻는다. 이로써, 지지체 (1) 상에 형성된 지지체가 부착된 기판 (11) 이 완성된다.

＜배선 기판의 접합, 지지체 박리 및 소자 실장＞

다음으로, 도 20a ∼ 도 20d 를 참조하여, 배선 기판의 접합, 지지체 박리 및 소자 실장의 공정에 대해 설명한다.

먼저, 도 20a 에 나타내는 바와 같이, 지지체가 부착된 기판 (11) 과 제 1 배선 기판인 FC-BGA 기판 (12) 을 접합한 후, 접합부를 언더필층 (20) 으로 봉지한다. 언더필층 (20) 으로는, 예를 들어, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 옥세탄 수지, 및 말레이미드 수지의 1 종 또는 이들의 수지의 2 종류 이상이 혼합된 수지에, 필러로서의 실리카, 산화티탄, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 또는 산화아연 등이 첨가된 재료가 사용된다. 언더필층은, 액상의 수지를 충전시킴으로써 형성된다.

이어서, 도 20b 에 나타내는 바와 같이, 지지체 (1) 를 박리한다. 박리층 (2) 은, 레이저 광 (13) 을 조사하여 박리 가능한 상태로 한다. 지지체 (1) 의 배면으로부터, 즉, 지지체 (1) 의 FC-BGA 기판 (12) 과는 반대측의 면으로부터 레이저 광 (13) 을 지지체 (1) 와의 계면에 형성된 박리층 (2) 에 조사하여 박리 가능한 상태로 함으로써, 지지체 (1) 를 분리하는 것이 가능해진다. 다음으로, 도 20c 에 나타내는 바와 같이 지지체 (1) 를 제거한 후, 박리층 (2) 과 시드 밀착층 (4), 및 시드층 (5) 을 제거하여 제 2 배선 기판인 미세 배선층 (19) 을 포함하는 배선 기판 유닛 (14) 을 얻는다.

그 후, 도 20d 에 나타내는 바와 같이 반도체 소자 (15) 를 실장하면 반도체 장치 (16) 가 완성된다. 이 때, 반도체 소자 (15) 의 실장에 앞서, 표면에 노출된 도체층 (6) 상에, 산화 방지와 땜납 범프의 젖음성을 양호하게 하기 위해, 무전해 Ni/Pd/Au 도금, OSP, 무전해 주석 도금, 무전해 Ni/Au 도금 등의 표면 처리를 실시해도 된다. 이상에 의해 반도체 장치 (16) 가 완성된다.

[제 6 실시양태]

＜중간층＞

다음으로, 제 6 실시양태에 대하여, 도 22 내지 도 24 를 사용하여 설명한다.

제 6 실시양태는, 박리층 (2) 과 보강층 (18) 의 사이에 중간층 (50) 을 형성하고 있는 점에서 제 1 실시양태와 상이하다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 제 5 실시양태와 동일 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 간략 또는 생략한다.

제 6 실시양태에 있어서는, 도 22 에 나타내는 바와 같이, 지지체 (1) 의 일방의 면에, 후의 공정에서 지지체 (1) 를 박리하기 위해 필요한 박리층 (2) 을 형성한 후에, 중간층 (50) 으로서 시드 밀착층 (4) 및 시드층 (5) 을 형성하고 있다.

또한, 구체적인 시드 밀착층 (4) 및 시드층 (5) 의 형성 방법이나 재료는, 도 15c 및 도 15d 의 설명에 있어서 기재한 바의 것을 채용할 수 있다.

이와 같은 중간층 (50) 을 형성함으로써, 박리층 (2) 과 후의 공정에서 형성하는 보강층 (18) 사이의 밀착성을 향상시키는 것이 가능해진다.

다음으로, 도 23 을 참조하여, 보강층 (18) 의 패턴 형성에 대해 설명한다. 제 6 실시양태에 있어서는, 도 22 에 나타낸 보강층 (18) 을 형성한 후에, 제 5 실시양태에서 채용한 것과 동일한 방법에 의해, 중간층 (50) 의 상면에, 보강층 (18) 의 패턴을 형성한다.

다음으로, 도 24 를 참조하여, 제 6 실시양태에 있어서의, 표면 처리층, 땜납 접합부를 형성하고, 지지체가 부착된 기판이 완성된 상태를 설명한다.

제 6 실시양태에 있어서도, 보강층 (18) 의 패턴 형성 후에, 제 5 실시양태에서 설명한 도 15a ∼ 도 19b 의 공정과 동일한 공정을 채용하여, 도 24 에 나타낸 지지체가 부착된 기판을 얻을 수 있다.

이 후, 도 24 에 나타낸 지지체가 부착된 기판은, 제 5 실시양태에 있어서, 도 20a 내지 도 20c 에서 설명한 것과 동일한 공정에 의해 지지체 (1) 의 박리 공정을 실시한다. 그러나, 제 6 실시양태에 있어서는, 중간층 (50) 을 구비하고 있는 점에서, 지지체 (1) 를 제거하기 전에 지지체 (1) 가 박리되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 또, 박리층 (2) 과 감광성 수지층 (3) 의 인터믹싱을 방지하는 것이 가능해진다.

또, 지지체 (1) 를 제거한 후에는, 중간층 (50) 을 구성하고 있는, 시드 밀착층 (4) 및 시드층 (5) 을 에칭으로 제거할 수 있다.

＜제 1 실시양태에 있어서의 검증＞

다음으로, 제 1 실시양태에 있어서의 제조 방법의 구성과 그 제조 방법을 사용한 경우의 작용 효과에 대하여, 도 2d 에 나타낸 제 1 실시양태에 있어서의 반도체 장치를 제작하여 평가를 실시하였다. 평가에 사용한 배선 기판의 내부 구조는, 도 3 에 나타낸, 보강층을 양면에 형성한 구조 (도 3a), 및 편면에 형성한 구조 (도 3b) 를 사용한 것이고, 표 1 에 나타낸 검증 조건과 같이 보강층을 제조하였다.

검증예, 비교예에서는, 보강층의 크랙 개선 효과를 관찰하기 위해, 크랙이 발생하기 쉽도록, 최외층에 폭이 넓은 도체 패턴 1000 ㎛ 를 형성하였다 (도 3a 및도 3b 에 있어서의 X).

또한, 여기에서는, 보강층의 두께는, 도 3a 에 있어서의 Z 이다.

＜비교예＞

비교예로는, 표면층의 절연막 중 어느 것에 대해서도, 제 1 유기 절연 수지인, 필러 없음의 유기 절연 수지를 사용하였다.

상기의 검증 조건 1 부터 검증 조건 5 및 비교예의 구성에 있어서, 비아 접속 신뢰성 시험을 실시하였다. 또, 비아 접속 신뢰성은, 이하의 조건에 준거하여 실시하고, 저항값 변화율 ±3 ％ 이내, 크랙 및 딜라미네이션이 없는 것을 합격의 기준으로 하였다.

규격 : JESD22-A106B (Condition D)

온도 : -65 ℃/5 min⇒상온/1 min→150 ℃/5 min

＜작용 효과의 확인＞

상기 검증 조건 1 ∼ 17 에 있어서, 비아 접속 신뢰성 시험이 불합격이 될 때까지 1000 ∼ 2000 사이클이었지만, 비교예에서는, 300 ∼ 500 사이클이었다. 본 발명에 관련된, 미세 배선층의 상하에 필러가 들어있는 유기 절연 수지의 층을 형성함으로써, 배선층 내부의 응력을 완화시켜, 응력이 집중되는 지점을 기점으로 하는 크랙이 발생하기 어려워져, 비아 접속 신뢰성에 있어서의 효과가 나타났다.

미세 배선 형성 가능한 감광성 절연 수지의 CTE 는, 50 ∼ 80 ppm/K 정도의 범위 내였으므로, 보강층의 CTE 는, 감광성 절연 수지의 CTE 보다 작은 40 ppm/K 정도 이하에서 효과가 있다고 말할 수 있다.

보강층의 두께는, 45 ㎛ 보다 두껍게 함으로써, 감광성 절연 수지보다 작은 CTE 의 보강층의 체적이 증가하므로, 보다 한층, 절연 수지의 응력 변형이 줄어들어, 크랙 내성이 향상된다고 생각된다. 또, 보강층의 두께는, 45 ㎛ 보다 얇게 함으로써, 효과는 약해지지만, 보강층이 없는 비교예와 비교하면 크랙 내성이 향상된다고 생각된다.

검증 조건 5 에서 다른 검증 조건과 동등한 결과가 얻어짐으로써, 다마신 공법과 SAP 공법에서는, 배선의 형성 공법이 상이하지만 크랙 내성에 큰 차이는 없다고 말할 수 있다.

또한 어느 검증 조건에 있어서도 보강층을 양면에 형성한 것, 편면에 형성한 것에 있어서도, 동등한 결과가 얻어진 점에서, 보강층의 편면 양면의 차에 있어서도, 크랙 내성에 큰 차이는 없다고 말할 수 있다.

＜제 5 실시양태에 있어서의 검증＞

다음으로, 제 5 실시양태에 있어서의 도 20c 의 배선 기판 유닛 (14) 의 구성과 그 제조 방법을 사용한 경우의 작용 효과에 대해 설명한다. 이하의 검증 결과는, 도 20c 에 나타낸 배선 기판 유닛 (14) 에 대해서도, 제 1 실시양태의 경우와 동일하게, 표 1 에 나타낸 검증 조건과 같이 보강층을 제조하여, 측정된 것이다. 그리고, 도 21a, 9b 는, 도 20c 에 나타내는 배선 기판 유닛 (14) 의 A-A’로 둘러싸인 영역의 단면도이다.

또, 비교예로서, 상기 서술한 도 13 내지 도 20c 에서 나타낸 공정에 있어서, 보강층 (18) 을 형성하지 않은 것을 준비하고, 도 21a 및 도 21b 와 동일한 지점의 단면을 도 21c 에 나타낸다.

검증예, 비교예에서는, 보강층 (18) 의 크랙 개선 효과를 보기 위해, 배선 기판 유닛 (14) 의 미세 배선층 (19) 에 크랙이 발생되기 쉽도록, 최외층에 폭이 넓은 도체 패턴 1000 ㎛ 를 형성하였다.

＜비교예＞

비교예는, 배선 기판 유닛 (14) 의 미세 배선층 (19) 최외층에 보강층 (18) 을 형성하지 않은 것을 제외하고는, 검증 조건 1 내지 검증 조건 4 와 동일하고, 미세 배선층의 배선 공법으로는 다마신 공법을 채용한 것을 준비하였다.

보강층 : 없음

상기의 검증 조건 1 내지 비교예에 있어서의 구성에 대하여, 비아 접속 신뢰성 시험을 실시하였다.

비아 접속 신뢰성은, 이하의 조건에 준거하여 실시하고, 저항값 변화율이 ±3 ％ 이내인 것, 크랙 및 딜라미네이션이 없는 것을 합격의 기준으로 하였다.

규격 : JESD22-A106B (Condition D)

온도 : -65 ℃/5 min⇒상온/1 min→150 ℃/5 min

＜작용 효과의 확인＞

상기 검증 조건 1 ∼ 17 에 있어서, 비아 접속 신뢰성 시험이 불합격이 될 때까지 1000 ∼ 2000 사이클이었지만, 비교예에서는, 300 ∼ 500 사이클이었다. 본 발명에 관련된, 배선 기판 유닛 (14) 의 미세 배선층 (19) 의 최외층에 보강층 (18) 을 형성함으로써, 배선층 내부의 응력을 완화시켜, 응력이 집중되는 지점을 기점으로 하는 크랙이 발생하기 어려워져, 비아 접속 신뢰성에 있어서의 효과가 나타났다.

보강층의 두께는, 45 ㎛ 보다 두껍게 함으로써, 감광성 절연 수지보다 작은 CTE 의 보강층의 체적이 증가하므로, 보다 한층, 절연 수지의 응력 변형이 줄어들어, 크랙 내성이 향상된다고 생각된다. 또, 보강층의 두께는, 45 ㎛ 보다 얇게 함으로써, 효과는 약해지지만, 보강층이 없는 비교예와 비교하면 크랙 내성은 향상된다고 생각한다.

요컨대, 본 실시예에 있어서는, 고 CTE 의 재료를 사용하여 구성된 제 2 배선 기판을 고 CTE 의 최외층과, 동일하게 고 CTE 의 제 1 배선 기판으로 협지함으로써, 제 2 배선 기판의 내부의 응력 변형을 저감시키고 있다. 이 때문에, 미세 배선층을 갖는 제 2 배선 기판에 발생하기 쉬운 응력 집중에 의한 크랙을 방지하여, 배선 기판 유닛의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다.

검증 조건 5 에서 다른 검증 조건과 동등한 결과가 얻어진 점에서, 다마신 공법과 SAP 공법에서는, 배선의 형성 공법이 다르지만 크랙 내성에 큰 차이는 없다고 말할 수 있다.

상기 서술한 실시형태는 일례로서, 그 외, 구체적인 세부 구조 등에 대해서는 적절히 변경 가능한 것은 물론이다.

예를 들어, 상기 서술한 예에 있어서 보강층을 최외층에만 형성했지만, 보강층의 효과는, 보강층을 최외층에만 존재하는 것에 한정되지 않는다. 요컨대, 보강층은 최외층에 인접하거나, 혹은, 최외층에 가까운 층에 형성하는 것도 가능하다.

또, 상기 서술한 실시예에 있어서는, 보강층의 재료로서 필러를 갖는 수지를 사용했지만, 보강층의 재료는 이것에 한정되지 않는다. 보강층의 재료로는, CTE 가 40 ppm/K 이하의 재료이면, 여러 가지 것을 사용하는 것이 가능하다.

또, 본 개시에서 다마신 공법, SAP 공법에서 설명되고 있는 점은, 이들의 공법에 한정되는 것은 아니고, 다른 공법으로 교체할 수 있다.

또, 본 발명은, 주 기판과 칩 사이에 개재하는 인터포저 등을 구비한 배선 기판을 갖는 여러 가지 반도체 장치에 적용할 수 있다.

또, 본 개시에 있어서의 반도체 소자는 다른 배선 기판과 치환하는 것도 가능하다.

또, 본 개시는, 이하의 양태도 포함하는 것이다.

(양태 1)

지지체와 상기 지지체의 상방에 형성된 배선 기판을 구비하는 지지체가 부착된 기판으로서,

상기 배선 기판의 제 1 면 및 제 2 면에는, 반도체 소자 등과 접합 가능한 전극이 형성되어 있고,

상기 배선 기판의 상방 또는 하방 중 적어도 일방의 표면층의 절연막은, 제 2 유기 절연 수지로 구성되어 있고,

상기 제 2 유기 절연 수지의 CTE 는, 상기 제 1 유기 절연 수지의 CTE 보다 작은 것을 특징으로 하는, 지지체가 부착된 기판.

(양태 2)

양태 1 에 기재된 지지체가 부착된 기판에 있어서,

상기 제 2 유기 절연 수지의 CTE 는 40 ppm/K 이하인 것을 특징으로 하는, 지지체가 부착된 기판.

(양태 3)

양태 1 또는 2 에 기재된 지지체가 부착된 기판에 있어서,

상기 제 2 유기 절연 수지는, 필러를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.

(양태 4)

양태 3 에 기재된 지지체가 부착된 기판에 있어서,

상기 필러는, 규소 또는 규소의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 지지체가 부착된 기판.

(양태 5)

양태 1 ∼ 4 중 어느 한 항에 기재된 지지체가 부착된 기판에 있어서,

상기 지지체는 유리 기판인 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.

(양태 6)

양태 1 ∼ 5 중 어느 한 항에 기재된 지지체가 부착된 기판에 있어서,

상기 배선 기판에 있어서의 배선이나 상기 배선을 접합하는 비아는, 구리 또는 구리를 포함하는 합금이고,

상기 배선 또는 상기 비아가 상기 제 1 또는 제 2 유기 절연 수지와 접촉하는 면의 일부에는 배리어 메탈층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.

(양태 7)

양태 6 에 기재된 지지체가 부착된 기판에 있어서,

상기 배리어 메탈층은, 티탄 또는 탄탈, 또는 그 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.

(양태 8)

양태 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 지지체가 부착된 기판에 있어서,

상기 반도체 소자 등과 접합 가능한 전극의 일부는, 최외층의 제 2 유기 절연층을 관통하고 있는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.

(양태 9)

양태 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 지지체가 부착된 기판에 있어서,

상기 지지체와 상기 배선 기판의 사이에는 박리층이 배치되어 있고,

상기 배선 기판과 상기 박리층의 사이에는, 중간층이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.

(양태 10)

양태 9 에 기재된 지지체가 부착된 기판에 있어서,

상기 중간층은, 니켈, 구리, 티탄, 이들의 합금, 또는, 이들의 재료를 복수 사용한 복층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.

(양태 11)

양태 1 내지 10 중 어느 하나에 기재된 지지체가 부착된 기판에 있어서,

상기 배선 기판의 제 1 면 및 제 2 면에 있어서, 반도체 소자 등과 접합하는 전극이 형성되는 영역에는, 필러를 함유하는 유기 절연 수지가 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.

(양태 12)

양태 1 내지 11 중 어느 하나에 기재된 지지체가 부착된 기판의 제 1 면에, 상기 반도체 소자나 다른 배선 기판이 접합되고,

상기 지지체가 박리 제거되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.

(양태 13)

양태 12 의 반도체 장치로서,

상기 배선 기판의 제 2 면에, 상기 반도체 소자 등이 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.

(양태 14)

양태 11 에 기재된 지지체가 부착된 기판의 제조 방법으로서,

지지체의 상방에 박리층을 형성하는 제 1 공정,

상기 박리층의 상방에 보강층을 형성하는 제 2 공정,

상기 보강층에 접속공을 형성하는 제 3 공정,

상기 접속공이 형성된 보강층의 상방에 감광성 수지층을 형성하는 제 4 공정,

상기 감광성 수지층을 패터닝하여, 배선을 형성하는 제 5 공정,

상기 제 5 공정을 임의의 횟수 반복하는 제 6 공정,

상기 제 6 공정에서 형성된 배선의 상방에 개구부를 갖는 보강층을 형성하는 제 7 공정,

상기 제 7 공정에서 개구부가 형성된 보강층의 일부 접속공에 도전성 재료를 매설하는 제 6 공정을 갖는 지지체가 부착된 기판의 제조 방법.

(양태 15)

양태 14 에 기재된 지지체가 부착된 기판의 제조 방법으로서,

상기 제 2 공정 또는 상기 제 3 공정의 후에, 박리층의 상방의 보강층의 일부를 제거하고, 당해 보강층의 일부를 제거한 지점에 충전 물질을 충전하는 공정을 갖는 지지체가 부착된 기판의 제조 방법.

(양태 16)

양태 1 내지 11 중 어느 하나에 기재된 지지체가 부착된 기판에 있어서의 배선 기판의 제 1 면에, 반도체 소자 등을 접합하는 제 1 공정,

상기 지지체가 부착된 기판으로부터 상기 지지체를 박리하는 제 2 공정,

지지체가 박리된 상기 배선 기판을 다른 배선 기판에 접합하는 제 3 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.

(양태 17)

양태 1 내지 11 중 어느 하나에 기재된 지지체가 부착된 기판의 배선 기판의 제 1 면에, 반도체 소자 등을 접합하는 제 1 공정,

지지체가 박리된 상기 배선 기판의 제 2 면에 반도체 소자 등을 접합하는 제 3 공정,

제 1 면 및 제 2 면에 반도체 소자 등이 접합된 상기 배선 기판을 다른 배선 기판에 접합하는 제 4 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.

(양태 18)

양태 14 내지 17 에 기재된 반도체 장치의 제조 방법에 있어서,

상기 제 2 공정의 후에, 상기 배선 기판의 제 2 면에 있어서의 보강층의 일부를 제거하여, 상기 보강층에 개구부를 형성하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.

또, 본 개시는, 추가로 이하의 양태도 포함하는 것이다.

(양태 19)

제 1 배선 기판과,

상기 제 1 배선 기판에 접합된 제 2 배선 기판을 구비하고,

상기 제 2 배선 기판의 상기 제 1 배선 기판과의 접합면의 대향면에 반도체 소자가 실장 가능한 배선 기판 유닛에 있어서,

상기 제 2 배선 기판의 반도체 소자가 실장되는 측의 최외층에 보강층을 갖는 것을 특징으로 하는 배선 기판 유닛.

(양태 20)

상기 보강층에는, 상기 반도체 소자와 상기 제 2 배선 기판의 사이의 접합 전극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 양태 19 에 기재된 배선 기판 유닛.

(양태 21)

상기 제 2 배선 기판은 다층 배선 기판인 것을 특징으로 하는 양태 19 또는 양태 20 에 기재된 배선 기판 유닛.

(양태 22)

상기 보강층은 필러를 함유하는 수지인 것을 특징으로 하는 양태 19 내지 양태 21 중 어느 하나에 기재된 배선 기판 유닛.

(양태 23)

상기 보강층을 구성하는 수지의 CTE 는 상기 제 2 배선 기판을 구성하는 감광성 수지층의 CTE 보다 작은 것을 특징으로 하는 양태 19 내지 양태 22 중 어느 하나에 기재된 배선 기판 유닛.

(양태 24)

상기 보강층을 구성하는 수지의 CTE 는, 40 ppm/K 이하인 것을 특징으로 하는 양태 19 내지 양태 23 중 어느 하나에 기재된 배선 기판 유닛.

(양태 25)

상기 제 2 배선 기판에 있어서의 배선부는, 상기 반도체 소자가 실장되는 측의 일방면에 시드 밀착층을 갖는 것을 특징으로 하는 양태 19 내지 양태 24 중 어느 하나에 기재된 배선 기판 유닛.

(양태 26)

상기 시드 밀착층은 티탄을 포함하는 층인 것을 특징으로 하는 양태 25 에 기재된 배선 기판 유닛.

(양태 27)

상기 제 2 배선 기판의 층간 절연층은 감광성의 절연 수지인 것을 특징으로 하는 양태 19 내지 양태 26 중 어느 하나에 기재된 배선 기판 유닛.

(양태 28)

제 2 배선 기판, 박리층, 지지체로 이루어지는 지지체가 부착된 기판에 있어서,

상기 지지체와 상기 제 2 배선 기판의 사이에는 박리층이 배치되어 있고,

상기 제 2 배선 기판과 상기 박리층의 사이에는, 중간층이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.

(양태 29)

양태 28 에 기재된 지지체가 부착된 기판에 있어서,

(양태 30)

상기 제 2 배선 기판과 상기 반도체 소자를 접속하기 위해 형성되는 접속공의 일부는, 상기 보강층을 개재하지 않고, 감광성 수지층에 형성된 것인 것을 특징으로 하는 양태 19 내지 29 의 배선 기판 유닛 또는 지지체가 부착된 기판.

(양태 31)

양태 19 내지 29 의 배선 기판 유닛의 제조 방법으로서,

지지체의 상방에 박리층을 형성하는 제 1 공정,

상기 박리층의 상방에 보강층을 형성하는 제 2 공정,

상기 보강층에 접속공을 형성하는 제 3 공정,

상기 접속공이 형성된 보강층의 상방에 감광성 수지층 형성하는 제 4 공정,

적어도 일부의 상기 보강층의 접속공에 정합시켜, 상기 감광성 수지층에 개구부를 형성하는 제 5 공정,

상기 접속공에 도전성 재료를 매설하는 제 6 공정,

상기 감광성 수지층의 상방에 배선층을 형성하여, 제 2 배선 기판을 형성하는 제 7 공정,

상기 제 2 배선 기판을 박리층이 형성되어 있는 면과 반대의 면에 있어서, 제 1 배선 기판과 접합하는 제 8 공정,

상기 박리층을 박리하여, 상기 제 1 배선 기판에 접합된 상기 제 2 배선 기판으로부터 상기 지지체를 분리하는 제 9 공정을 갖는 배선 기판 유닛의 제조 방법.

(양태 32)

양태 19 또는 양태 20 에 기재된 배선 기판 유닛의 제조 방법으로서,

지지체의 상방에 박리층을 형성하는 제 1 공정,

상기 박리층의 상방에 보강층을 형성하는 제 2 공정,

상기 보강층에 접속공을 형성하는 제 3 공정,

상기 접속공에 도전성 재료를 매설하는 제 6 공정,

상기 제 2 배선 기판의 박리층이 형성되어 있는 면과 반대의 면에 있어서, 제 1 배선 기판과 접합하는 제 8 공정,

상기 박리층을 박리하여, 상기 제 1 배선 기판에 접합된 상기 제 2 배선 기판으로부터 상기 지지체를 분리하는 제 9 공정,

상기 지지체가 분리되어, 노출된 보강층에 접속공을 형성하는 제 10 공정을 갖는 배선 기판 유닛의 제조 방법.

(양태 33)

상기 보강층에 패턴을 형성하는 공정은, 포토리소그래피 기술을 사용하는 것을 특징으로 하는 양태 30 또는 양태 31 에 기재된 배선 기판 유닛의 제조 방법.

(양태 34)

상기 보강층에 패턴 형성하는 공정은, 레이저 가공 기술을 사용하는 것을 특징으로 하는 양태 30 또는 양태 31 에 기재된 배선 기판 유닛의 제조 방법.

1·51 : 지지체
2·53 : 박리층
3 : 감광성 수지층
4 : 시드 밀착층
5 : 시드층
6 : 도체층
7 : 레지스트 패턴
8 : 솔더 레지스트층
9 : 표면 처리층
10·58 : 땜납
11·54 : 지지체가 부착된 기판
12 : FC-BGA 기판
13 : 레이저 광
14 : 배선 기판 유닛
15 : 반도체 소자
16 : 반도체 장치
18·68 : 보강층
19 : 미세 배선층
20 : 언더필층
50 : 중간층
52 : 배선 기판
55 : 반도체 소자 등
56 : 배선 기판 (52) 의 상면
57 : 배선 기판 (52) 의 하면
59 : 언더필
60 : 몰드 수지
61 : 다른 배선 기판
62 : 땜납 또는 구리 포스트
63 : 배리어 메탈층
64 : 배선
67 : 내부의 절연막
69 : 도금 레지스트
70 : 구리 도금
71 : 제 1 면
72 : 제 2 면

Claims

지지체와 상기 지지체의 상방에 형성된 배선 기판을 구비하는 지지체가 부착된 기판으로서,
상기 배선 기판의 내부의 절연막은 제 1 유기 절연 수지로 구성되어 있고,
상기 배선 기판의 제 1 면 및 제 2 면에는, 반도체 소자 등과 접합 가능한 전극이 형성되어 있고,
상기 배선 기판의 상방 또는 하방 중 적어도 일방의 표면층의 절연막은, 제 2 유기 절연 수지로 구성되어 있고,
상기 제 2 유기 절연 수지의 CTE 는, 상기 제 1 유기 절연 수지의 CTE 보다 작은 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 유기 절연 수지의 CTE 는 40 ppm/K 이하인 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 유기 절연 수지는, 필러를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.
제 3 항에 있어서,
상기 필러는, 규소 또는 규소의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지체는 유리 기판인 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 배선 기판에 있어서의 배선이나 상기 배선을 접합하는 비아는, 구리 또는 구리를 포함하는 합금이고,
상기 배선 또는 상기 비아가 상기 제 1 또는 제 2 유기 절연 수지와 접촉하는 면의 일부에는 배리어 메탈층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.
제 6 항에 있어서,
상기 배리어 메탈층은, 티탄 또는 탄탈, 또는 그 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 반도체 소자 등과 접합 가능한 전극의 일부는, 최외층의 제 2 유기 절연층을 관통하고 있는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지체와 상기 배선 기판의 사이에는 박리층이 배치되어 있고,
상기 배선 기판과 상기 박리층의 사이에는, 중간층이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.
제 9 항에 있어서,
상기 중간층은, 니켈, 구리, 티탄, 이들의 합금, 또는, 이들의 재료를 복수 사용한 복층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 배선 기판의 제 1 면 및 제 2 면에 있어서, 반도체 소자 등과 접합하는 전극이 형성되는 영역에는, 필러를 함유하는 유기 절연 수지가 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 지지체가 부착된 기판의 제 1 면에, 상기 반도체 소자나 다른 배선 기판이 접합되고,
상기 지지체가 박리 제거되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 배선 기판의 제 2 면에, 상기 반도체 소자 등이 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
제 11 항에 기재된 지지체가 부착된 기판의 제조 방법으로서,
지지체의 상방에 박리층을 형성하는 제 1 공정,
상기 박리층의 상방에 보강층을 형성하는 제 2 공정,
상기 보강층에 접속공을 형성하는 제 3 공정,
상기 접속공이 형성된 보강층의 상방에 감광성 수지층을 형성하는 제 4 공정,
상기 감광성 수지층을 패터닝하여, 배선을 형성하는 제 5 공정,
상기 제 5 공정을 임의의 횟수 반복하는 제 6 공정,
상기 제 6 공정에서 형성된 배선의 상방에 개구부를 갖는 보강층을 형성하는 제 7 공정,
상기 제 7 공정에서 개구부가 형성된 보강층의 일부 접속공에 도전성 재료를 매설하는 제 6 공정을 갖는 지지체가 부착된 기판의 제조 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제 2 공정 또는 상기 제 3 공정의 후에, 박리층의 상방의 보강층의 일부를 제거하고, 당해 보강층의 일부를 제거한 지점에 충전 물질을 충전하는 공정을 갖는 지지체가 부착된 기판의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 지지체가 부착된 기판에 있어서의 배선 기판의 제 1 면에, 반도체 소자 등을 접합하는 제 1 공정,
상기 지지체가 부착된 기판으로부터 상기 지지체를 박리하는 제 2 공정,
지지체가 박리된 상기 배선 기판을 다른 배선 기판에 접합하는 제 3 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 지지체가 부착된 기판의 배선 기판의 제 1 면에, 반도체 소자 등을 접합하는 제 1 공정,
상기 지지체가 부착된 기판으로부터 상기 지지체를 박리하는 제 2 공정,
지지체가 박리된 상기 배선 기판의 제 2 면에 반도체 소자 등을 접합하는 제 3 공정,
제 1 면 및 제 2 면에 반도체 소자 등이 접합된 상기 배선 기판을 다른 배선 기판에 접합하는 제 4 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 제 2 공정의 후에, 상기 배선 기판의 제 2 면에 있어서의 보강층의 일부를 제거하여, 상기 보강층에 개구부를 형성하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
제 1 배선 기판과,
상기 제 1 배선 기판에 접합된 제 2 배선 기판을 구비하고,
상기 제 2 배선 기판의 상기 제 1 배선 기판과의 접합면의 대향면에 반도체 소자가 실장 가능한 배선 기판 유닛에 있어서,
상기 제 2 배선 기판의 반도체 소자가 실장되는 측의 최외층에 보강층을 갖는 것을 특징으로 하는 배선 기판 유닛.
제 19 항에 있어서,
상기 보강층에는, 상기 반도체 소자와 상기 제 2 배선 기판의 사이의 접합 전극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배선 기판 유닛.
제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 제 2 배선 기판은 다층 배선 기판인 것을 특징으로 하는 배선 기판 유닛.
제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 보강층은 필러를 함유하는 수지인 것을 특징으로 하는 배선 기판 유닛.
제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 보강층을 구성하는 수지의 CTE 는 상기 제 2 배선 기판을 구성하는 감광성 수지층의 CTE 보다 작은 것을 특징으로 하는 배선 기판 유닛.
제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 보강층을 구성하는 수지의 CTE 는, 40 ppm/K 이하인 것을 특징으로 하는 배선 기판 유닛.
제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 제 2 배선 기판에 있어서의 배선부는, 상기 반도체 소자가 실장되는 측의 일방면에 시드 밀착층을 갖는 것을 특징으로 하는 배선 기판 유닛.
제 25 항에 있어서,
상기 시드 밀착층은 티탄을 포함하는 층인 것을 특징으로 하는 배선 기판 유닛.
제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 제 2 배선 기판의 층간 절연층은 감광성의 절연 수지인 것을 특징으로 하는 배선 기판 유닛.
제 2 배선 기판, 박리층, 지지체로 이루어지는 지지체가 부착된 기판에 있어서,
상기 지지체와 상기 제 2 배선 기판의 사이에는 박리층이 배치되어 있고,
상기 제 2 배선 기판과 상기 박리층의 사이에는, 중간층이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.
제 28 항에 있어서,
상기 중간층은, 니켈, 구리, 티탄, 이들의 합금, 또는, 이들의 재료를 복수 사용한 복층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 지지체가 부착된 기판.
제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 제 2 배선 기판과 상기 반도체 소자를 접속하기 위해 형성되는 접속공의 일부는, 상기 보강층을 개재하지 않고, 감광성 수지층에 형성된 것인 것을 특징으로 하는 배선 기판 유닛.
제 19 항 또는 제 20 항에 기재된 배선 기판 유닛의 제조 방법으로서,
지지체의 상방에 박리층을 형성하는 제 1 공정,
상기 박리층의 상방에 보강층을 형성하는 제 2 공정,
상기 보강층에 접속공을 형성하는 제 3 공정,
상기 접속공이 형성된 보강층의 상방에 감광성 수지층을 형성하는 제 4 공정,
적어도 일부의 상기 보강층의 접속공에 정합시켜, 상기 감광성 수지층에 개구부를 형성하는 제 5 공정,
상기 접속공에 도전성 재료를 매설하는 제 6 공정,
상기 감광성 수지층의 상방에 배선층을 형성하여, 제 2 배선 기판을 형성하는 제 7 공정,
상기 제 2 배선 기판의 박리층이 형성되어 있는 면과 반대의 면에 있어서, 제 1 배선 기판과 접합하는 제 8 공정,
상기 박리층을 박리하여, 상기 제 1 배선 기판에 접합된 상기 제 2 배선 기판으로부터 상기 지지체를 분리하는 제 9 공정을 갖는 배선 기판 유닛의 제조 방법.
제 19 항 또는 제 20 항에 기재된 배선 기판 유닛의 제조 방법으로서,
지지체의 상방에 박리층을 형성하는 제 1 공정,
상기 박리층의 상방에 보강층을 형성하는 제 2 공정,
상기 보강층에 접속공을 형성하는 제 3 공정,
상기 접속공이 형성된 보강층의 상방에 감광성 수지층을 형성하는 제 4 공정,
적어도 일부의 상기 보강층의 접속공에 정합시켜, 상기 감광성 수지층에 개구부를 형성하는 제 5 공정,
상기 접속공에 도전성 재료를 매설하는 제 6 공정,
상기 감광성 수지층의 상방에 배선층을 형성하여, 제 2 배선 기판을 형성하는 제 7 공정,
상기 제 2 배선 기판의 박리층이 형성되어 있는 면과 반대의 면에 있어서, 제 1 배선 기판과 접합하는 제 8 공정,
상기 박리층을 박리하여, 상기 제 1 배선 기판에 접합된 상기 제 2 배선 기판으로부터 상기 지지체를 분리하는 제 9 공정,
상기 지지체가 분리되어, 노출된 보강층에 접속공을 형성하는 제 10 공정을 갖는 배선 기판 유닛의 제조 방법.
제 31 항에 있어서,
상기 보강층에 패턴을 형성하는 공정은, 포토리소그래피 기술을 사용하는 것을 특징으로 하는 배선 기판 유닛의 제조 방법.
제 31 항에 있어서,
상기 보강층에 패턴 형성하는 공정은, 레이저 가공 기술을 사용하는 것을 특징으로 하는 배선 기판 유닛의 제조 방법.