JP7226973B2 - Substrate for forming via wiring, method for manufacturing substrate for forming via wiring, and method for mounting semiconductor chip - Google Patents
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Description
本発明は、ビア配線形成用基板及びビア配線形成用基板の製造方法並びに半導体チップの実装方法に関する。 The present invention relates to a substrate for forming a via wiring, a method for manufacturing the substrate for forming a via wiring, and a method for mounting a semiconductor chip.
従来より、携帯端末や情報家電分野において、小型軽量化や高機能化、さらには高速化及び高周波数化の要求に対応するため、半導体チップを内蔵する多層基板構造が必要となる。このような半導体チップを内蔵した多層基板構造とする技術として、高密度配線に対応するために、半導体チップの領域外にも再配線層が形成されるファンアウト・ウェハレベルパッケージ(Fan-out Wafer-Level Package:FO-WLP)が注目されている。 Conventionally, in the fields of mobile terminals and information appliances, multilayer substrate structures containing semiconductor chips have been required in order to meet demands for smaller size, lighter weight, higher functionality, higher speed and higher frequency. As a technology to create a multi-layer substrate structure with such a semiconductor chip built-in, a fan-out wafer level package (Fan-out Wafer) in which a rewiring layer is formed outside the area of the semiconductor chip in order to cope with high-density wiring. -Level Package: FO-WLP) is attracting attention.
このようなFO-WLPとしては、ウェハから切り出された半導体チップが隙間をあけて配列された状態で一体化されたもの(以下「疑似ウェハ」という)をまず準備し、この疑似ウェハ上に再配線層を形成し、再配線層が形成された後に疑似ウェハを切断して個々のパッケージを得る手法(チップファースト(Chip-first))が提案されている(特許文献1参照)。 As such an FO-WLP, semiconductor chips cut out from a wafer are first prepared and integrated with a gap therebetween (hereinafter referred to as a "pseudo wafer"). A method (chip-first) of forming a wiring layer and then cutting a dummy wafer after a rewiring layer is formed to obtain individual packages has been proposed (see Patent Document 1).
また、量産化されているFO-WLPの一つとして、InFO(Integrated Fan-Out)と呼ばれる手法がある(特許文献2参照)。この手法では、サポート基板102上に設けた内部配線層104上に柱状の電気コネクタ108を設け(FIG.1B)、電気コネクタ108の間の内部配線層104上に、電気コネクタ112を有する第1の半導体チップ110を能動面を上にして設置し(FIG.1C)、電気コネクタ108及び半導体チップ110をモールド材114でモールドし、硬化した後(FIG.1D)、電気コネクタ108の上端面108A及び半導体チップ110の電気コネクタ112の上端面112Aを露出するようにモールド材114を研磨し、電気コネクタ108及び112をスルーモールディングビアとする(FIG.1E)。次いで、スルーモールディングビアである電気コネクタ108及び112に接続する内部配線層(再配線層)116を設け、この上に電気コネクタ118を形成し(FIG.1F)、この上に第2の半導体チップ120を実装する(FIG.1G)。 Also, as one of mass-produced FO-WLPs, there is a technique called InFO (Integrated Fan-Out) (see Patent Document 2). In this method, columnar electrical connectors 108 are provided on the internal wiring layer 104 provided on the support substrate 102 (FIG. 1B), and electrical connectors 112 are provided on the internal wiring layer 104 between the electrical connectors 108 . 1C), the electrical connector 108 and the semiconductor chip 110 are molded with a molding material 114, and after curing (FIG. 1D), the upper end surface 108A of the electrical connector 108 Then, the molding material 114 is polished so as to expose the upper end surface 112A of the electrical connector 112 of the semiconductor chip 110, and the electrical connectors 108 and 112 are formed as through molding vias (FIG. 1E). Next, an internal wiring layer (rewiring layer) 116 connected to the electrical connectors 108 and 112 which are through molding vias is provided, an electrical connector 118 is formed thereon (FIG. 1F), and a second semiconductor chip is formed thereon. 120 (FIG. 1G).
この手法では、柱状の電気コネクタ108と、半導体チップ110上の電気コネクタ112とを一緒にモールドし、その後上端面を研磨で露出する必要があり、高密度配線になるほど困難性を伴い、また、再配線層との接続にも困難性を伴う。また、柱状の電気コネクタ108の高さは、150~200μm程度が限界であり、半導体チップ110の高さが大きい場合には製造上困難となる可能性がある。さらに、最初に半導体チップを複数実装する場合、半導体チップの高さが異なると、一方の半導体チップの電気コネクタを柱状にするなどの必要があり、対応が困難となるという問題もある。 In this method, it is necessary to mold the columnar electrical connector 108 and the electrical connector 112 on the semiconductor chip 110 together, and then expose the upper end face by polishing. Connection with the rewiring layer is also difficult. Moreover, the height of the columnar electrical connector 108 is limited to about 150 to 200 μm, and if the height of the semiconductor chip 110 is large, there is a possibility that manufacturing will become difficult. Furthermore, when a plurality of semiconductor chips are first mounted, if the heights of the semiconductor chips are different, it is necessary to make the electrical connector of one of the semiconductor chips into a pillar shape, which is difficult to handle.
本発明は、上述した課題を解消し、柱状の電気コネクタを予め作る必要がなく、高さの異なる半導体チップも同時に実装できるビア配線形成用基板及びその製造方法並びにこれを用いて製造する半導体チップの実装方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, eliminates the need to fabricate columnar electrical connectors in advance, and allows semiconductor chips of different heights to be mounted at the same time. The purpose is to provide an implementation method for
前記目的を達成する本発明の第1の態様は、少なくとも一つの半導体チップを実装するためのビア配線形成用基板であって、サポート基板と、前記サポート基板上に設けられた剥離可能接着剤層と、前記剥離可能接着剤層上に設けられた絶縁層と、を具備し、前記絶縁層には、前記半導体チップの複数の接続端子のそれぞれに対応し且つ前記接続端子と接続するビア配線を形成可能なビア配線形成用ビアが前記絶縁層のみを位置ずれなしに貫通して形成されており、前記ビア配線形成用ビアは、直径が15μm~70μmのストレートビアであり、位置精度がフォトリソグラフィー精度であることを特徴とするビア配線形成用基板にある。 A first aspect of the present invention for achieving the above object is a substrate for forming via wiring for mounting at least one semiconductor chip, comprising: a support substrate; and a peelable adhesive layer provided on the support substrate. and an insulating layer provided on the peelable adhesive layer, wherein the insulating layer includes via wiring corresponding to each of the plurality of connection terminals of the semiconductor chip and connected to the connection terminals. A via for forming a via wiring that can be formed is formed by penetrating only the insulating layer without positional deviation, and the via for forming a via wiring is a straight via with a diameter of 15 μm to 70 μm, and the positional accuracy is photolithography. A substrate for forming via wiring is characterized by accuracy.
本発明の第2の態様は、前記ビア配線形成用ビアは、ドリル加工又はレーザー加工ではなく、前記絶縁層に埋め込まれた金属柱又は感光性樹脂柱を除去して形成されたものであることを特徴とする第1の態様に記載のビア配線形成用基板にある。 A second aspect of the present invention is that the via for forming a via wiring is formed by removing metal columns or photosensitive resin columns embedded in the insulating layer, instead of drilling or laser processing. The substrate for forming a via wiring according to the first aspect, characterized by:
本発明の第3の態様は、前記絶縁層がエポキシ系封止材料からなることを特徴とする第1又は第2の態様に記載のビア配線形成用基板にある。 A third aspect of the present invention is the substrate for forming via wiring according to the first or second aspect, wherein the insulating layer is made of an epoxy-based sealing material.
本発明の第4の態様は、前記絶縁層と前記剥離可能接着剤層との間に金属層が設けられ、当該金属層を貫通して前記ビア配線形成用ビアが形成されていることを特徴とする第1~3の何れかの態様に記載のビア配線形成用基板にある。 A fourth aspect of the present invention is characterized in that a metal layer is provided between the insulating layer and the peelable adhesive layer, and the via for forming via wiring is formed through the metal layer. The substrate for forming a via wiring according to any one of the first to third aspects is characterized as:
本発明の第5の態様は、前記絶縁層と前記剥離可能接着剤層との間の前記金属層が前記剥離可能接着剤層側から第1金属層と第2金属層との2層からなることを特徴とする第4の態様に記載のビア配線形成用基板にある。 In a fifth aspect of the present invention, the metal layer between the insulating layer and the peelable adhesive layer is composed of two layers, a first metal layer and a second metal layer, from the peelable adhesive layer side. The substrate for forming a via wiring according to the fourth aspect is characterized by:
本発明の第6の態様は、前記金属層及び前記金属柱がニッケル又はニッケル合金からなることを特徴とする第4の態様に記載のビア配線形成用基板にある。 A sixth aspect of the present invention is the substrate for forming a via wiring according to the fourth aspect, wherein the metal layer and the metal columns are made of nickel or a nickel alloy.
本発明の第7の態様は、前記第1金属層及び前記金属柱がニッケル又はニッケル合金からなり、前記第2金属層が銅又は銅合金からなることを特徴とする第5の態様に記載のビア配線形成用基板にある。 A seventh aspect of the present invention is the fifth aspect, wherein the first metal layer and the metal pillars are made of nickel or a nickel alloy, and the second metal layer is made of copper or a copper alloy. It is in the substrate for via wiring formation.
本発明の第8の態様は、サポート基板と、この上に形成された剥離可能接着剤層と、この上に金属層とが積層された積層基板を用意する工程と、前記金属層にレジスト層を設け、前記レジスト層に複数のビア形成用孔を所定パターンで形成する工程と、前記ビア形成用孔の中の前記金属層上に金属を埋め込み金属柱を形成する工程と、前記レジスト層を剥離する工程と、前記金属層上に、前記金属柱を埋め込む絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層の表面を研磨して前記金属柱の第1端面を露出する工程と、前記絶縁層および前記剥離可能接着剤層をエッチングストップ層として前記金属柱をエッチング除去してビア配線形成用ビアを形成する工程と、を具備することを特徴とするビア配線形成用基板の製造方法にある。 An eighth aspect of the present invention is a step of preparing a laminated substrate in which a support substrate, a peelable adhesive layer formed thereon, and a metal layer are laminated thereon; forming a plurality of via-forming holes in a predetermined pattern in the resist layer; embedding a metal on the metal layer in the via-forming holes to form metal columns; forming, on the metal layer, an insulating layer in which the metal pillar is embedded; polishing the surface of the insulating layer to expose a first end surface of the metal pillar; Etching away the metal columns using the peelable adhesive layer as an etching stop layer to form a via for forming a via wiring.
本発明の第9の態様は、前記金属柱の第1端面を露出する工程の後に、前記絶縁層および前記金属柱の上に第2剥離可能接着剤層を介して第2サポート基板を接着する工程と、前記剥離可能接着剤層および前記サポート基板を剥離する工程と、前記金属層を除去して前記金属柱の前記第1端面とは反対側の第2端面を露出する工程と、を具備し、その後、前記金属柱をエッチング除去してビア配線形成用ビアとすることを特徴とする第8の態様に記載のビア配線形成用基板の製造方法にある。 In a ninth aspect of the present invention, after the step of exposing the first end faces of the metal posts, a second support substrate is adhered onto the insulating layer and the metal posts via a second peelable adhesive layer. peeling off the peelable adhesive layer and the support substrate; and removing the metal layer to expose a second end surface of the metal post opposite to the first end surface. The method of manufacturing a substrate for forming a via wiring according to the eighth aspect, wherein the metal column is removed by etching to form a via for forming a via wiring.
本発明の第10の態様は、サポート基板と、この上に形成された剥離可能接着剤層と、この上に第1金属層と第2金属層とが順次積層された積層基板を用意する工程と、前記第2金属層にレジスト層を設け、前記レジスト層に複数のビア形成用孔を所定パターンで形成する工程と、前記所定パターンの前記レジスト層をマスクとして前記第2金属層のみをエッチングする工程と、前記ビア形成用孔の中の前記第1金属層上に金属を埋め込み金属柱を形成する工程と、前記レジスト層を剥離する工程と、前記第1金属層上に、前記金属柱を埋め込む絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層の表面を研磨して前記金属柱の第1端面を露出する工程と、前記絶縁層および前記剥離可能接着剤層をエッチングストップ層として前記金属柱及び前記第1金属層をエッチング除去してビア配線形成用ビアを形成する工程と、を具備することを特徴とするビア配線形成用基板の製造方法にある。 A tenth aspect of the present invention is a step of preparing a laminated substrate in which a support substrate, a peelable adhesive layer formed thereon, and a first metal layer and a second metal layer are sequentially laminated thereon. forming a resist layer on the second metal layer and forming a plurality of via forming holes in the resist layer in a predetermined pattern; and etching only the second metal layer using the resist layer having the predetermined pattern as a mask. embedding a metal on the first metal layer in the via-forming hole to form a metal pillar; removing the resist layer; polishing the surface of the insulating layer to expose a first end surface of the metal pillar; and using the insulating layer and the peelable adhesive layer as an etching stop layer, the metal pillar and removing the first metal layer by etching to form a via for forming a via wiring.
本発明の第11の態様は、第1~7の何れかの態様に記載のビア配線形成用基板又は第8~10の何れかの態様に記載のビア配線形成用基板の製造方法で製造したビア配線形成用基板を用意する工程と、前記ビア配線形成用基板の前記絶縁層上に、接続端子を銅端子とした半導体チップを用意し、前記銅端子を前記ビア配線形成用基板の前記ビア配線形成用ビアに対向させた状態で前記絶縁体層上に前記半導体チップを接着剤を介して接合する工程と、前記半導体チップを埋め込む埋込絶縁体層を形成する工程と、前記剥離可能接着剤層および前記サポート基板、又は前記第2剥離可能接着剤層および前記第2サポート基板を剥離する工程と、前記ビア配線形成用ビアの前記半導体チップが設けられた側とは反対側から前記ビア配線形成用ビアを銅で埋め込んで前記銅端子と接続するビア配線を形成する工程と、を具備することを特徴とする半導体チップの実装方法にある。 An eleventh aspect of the present invention is manufactured by the method for manufacturing the via wiring forming substrate according to any one of the first to seventh aspects or the via wiring forming substrate according to any one of the eighth to tenth aspects. preparing a via wiring forming substrate; preparing a semiconductor chip having copper terminals as connection terminals on the insulating layer of the via wiring forming substrate; and connecting the copper terminals to the vias of the via wiring forming substrate. bonding the semiconductor chip to the insulating layer with an adhesive so as to face the via for wiring formation; forming an embedded insulating layer in which the semiconductor chip is embedded; and the peelable adhesive. removing the adhesive layer and the support substrate or the second peelable adhesive layer and the second support substrate; filling a wiring forming via with copper to form a via wiring connected to the copper terminal.
本発明の第12の態様は、第4又は6の態様に記載のビア配線形成用基板又は第8の態様に記載のビア配線形成用基板の製造方法で製造したビア配線形成用基板を用意する工程と、前記ビア配線形成用基板の前記絶縁層上に、接続端子を銅端子とした半導体チップを用意し、前記銅端子を前記ビア配線形成用基板の前記ビア配線形成用ビアに対向させた状態で前記絶縁体層上に前記半導体チップを接着剤を介して接合する工程と、前記半導体チップを埋め込む埋込絶縁体層を形成する工程と、前記剥離可能接着剤層および前記サポート基板を剥離する工程と、前記金属層を除去する工程と、前記ビア配線形成用ビアの前記半導体チップが設けられた側とは反対側から前記ビア配線形成用ビアを銅で埋め込んで前記銅端子と接続するビア配線を形成する工程と、を具備することを特徴とする半導体チップの実装方法にある。 A twelfth aspect of the present invention provides a via wiring forming substrate manufactured by the via wiring forming substrate according to the fourth or sixth aspect or the via wiring forming substrate manufacturing method according to the eighth aspect. a semiconductor chip having a copper terminal as a connection terminal is prepared on the insulating layer of the via wiring forming substrate, and the copper terminal is opposed to the via wiring forming via of the via wiring forming substrate. bonding the semiconductor chip on the insulator layer with an adhesive interposed therebetween; forming an embedded insulator layer in which the semiconductor chip is embedded; and peeling off the peelable adhesive layer and the support substrate. removing the metal layer; and filling the via-wiring-forming via with copper from the side opposite to the side of the via-wiring-forming via on which the semiconductor chip is provided and connecting it to the copper terminal. and forming a via wiring.
第13の態様は、第5又は7の態様に記載のビア配線形成用基板又は第10の態様に記載のビア配線形成用基板の製造方法で製造したビア配線形成用基板を用意する工程と、前記ビア配線形成用基板の前記絶縁層上に、接続端子を銅端子とした半導体チップを用意し、前記銅端子を前記ビア配線形成用基板の前記ビア配線形成用ビアに対向させた状態で前記絶縁体層上に前記半導体チップを接着剤を介して接合する工程と、前記半導体チップを埋め込む埋込絶縁体層を形成する工程と、前記剥離可能接着剤層および前記サポート基板を剥離する工程と、前記第1金属層を除去する工程と、前記ビア配線形成用ビアの前記半導体チップが設けられた側とは反対側から前記ビア配線形成用ビアを銅で埋め込んで前記銅端子と接続するビア配線を形成する工程と、前記第2金属層を用いて配線パターンを形成する工程と、を具備することを特徴とする半導体チップの実装方法にある。 A thirteenth aspect is a step of preparing a via wiring forming substrate manufactured by the via wiring forming substrate according to the fifth or seventh aspect or the via wiring forming substrate manufacturing method according to the tenth aspect; A semiconductor chip having a copper terminal as a connection terminal is prepared on the insulating layer of the via wiring forming substrate, and the copper terminal is opposed to the via wiring forming via of the via wiring forming substrate. bonding the semiconductor chip onto an insulator layer via an adhesive; forming an embedded insulator layer in which the semiconductor chip is embedded; and removing the peelable adhesive layer and the support substrate. a step of removing the first metal layer; and filling the via wiring forming via with copper from a side opposite to the side on which the semiconductor chip is provided of the via wiring forming via and connecting the via to the copper terminal. A method of mounting a semiconductor chip, comprising the steps of: forming wiring; and forming a wiring pattern using the second metal layer.
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本実施形態に係るビア配線形成用基板の断面図、図2は、ビア配線形成用基板の製造プロセスを示す断面図である。
The present invention will now be described in more detail.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a sectional view of a via wiring forming substrate according to the present embodiment, and FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of the via wiring forming substrate.
図1に示すように、ビア配線形成用基板1は、サポート基板11と、サポート基板11の片側に設けられた剥離可能接着剤層12と、剥離可能接着剤層12上に設けられた金属層13と絶縁層15とを具備し、金属層13及び絶縁層15のみを貫通する複数のビア配線形成用ビア17が形成されている。
As shown in FIG. 1, the via
何れの場合も、ビア配線形成用ビア17は、ビア配線を形成するための孔であり、例えば、製造予定のFO-WLPに実装する半導体チップの接続端子の位置、および実装した半導体チップの周囲に設けられるビア配線の位置に合わせて形成されたものである。 In any case, the via wiring forming via 17 is a hole for forming a via wiring. It is formed in accordance with the position of the via wiring provided in the .
ここで、絶縁層15は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂にシリカなどの無機系のフィラーを充填した低熱膨張整数の熱硬化性樹脂材料などで形成することができ、特にエポキシ系封止樹脂を用いることができる。何れにしても、マスクを介して部分的に感光し、未露光部を現像除去することが可能な感光性レジスト樹脂などではなく、配線基板の構造体として利用できる耐久性を有する絶縁材料からなる。よって、絶縁層15に直接フォトリソグラフィーによってエッチング等により貫通孔を形成することはできない。
Here, the insulating
また、絶縁層15は、半導体チップのアクティブ面と直接接触する可能性があるので、低不純物、ハロゲンフリーのものを用いるのが好ましく、微小ピッチでビア配線形成用ビア17を形成するので、微小フィラーが充填された樹脂材料を用いるのが好ましい。フィラーの最大粒径としては、20μm~30μm程度のものを用いるのが好ましい。
Also, since the insulating
ビア配線形成用ビア17は、サポート基板11又は11A(図3参照)と、サポート基板11又は11Aの片側に設けられた剥離可能接着剤層12又は12Aに影響せずに、金属層13及び絶縁層15のみ又は絶縁層15のみを貫通して設けられている。
The via
ここで、ビア配線形成用ビア17は、直径が15μm~70μmのストレートビアであり、位置精度がフォトリソグラフィー精度である。具体的には、例えば、±5μm以下である。 Here, the via wiring forming via 17 is a straight via with a diameter of 15 μm to 70 μm, and the position accuracy is the photolithography accuracy. Specifically, it is ±5 μm or less, for example.
金属層13及び絶縁層15は、これのみでは自立できず、サポート基板11又は11Aでサポートされている必要があり、また、金属層13及び絶縁層15のみをドリル加工やレーザー加工してビア配線形成用ビア17を形成することができない。また、たとえドリル加工で形成しても、直径が75μm程度までであり、加工精度が±5μmであるから、70μm以下の貫通孔は形成できず、また、位置精度は±10μm程度となる。また、レーザー加工によると、テーパー形状の孔が形成できてしまい、ストレート孔は形成できない。このようなサポート基板11又は11Aでサポートされた金属層13及び絶縁層15のみを貫通するビア配線形成用ビア17は、以下のような新規なプロセスで形成することができる。
The
ここで、ビア配線形成用ビア17は、サポート基板11上に支持された状態の金属層13及び絶縁層15に直接フォトリソグラフィープロセスで形成されたものと同等の精度で形成されており、これをフォトリソグラフィー精度という。すなわち、位置精度がよく、ドリル加工より微細な孔径且つピッチで形成することが可能である。ビア配線形成用ビア17は、フォトリソグラフィープロセスで形成したレジストを利用して金属層のエッチング・めっき金属のエッチングで形成されるので、機械加工とは異なり、ビア数が多数となっても大きなコスト増にはならないという利点がある。また、ドリル加工やレーザー加工とは異なり、絶縁層15の加工性に影響されず、フォトリソグラフィープロセスの精度で高精度に形成することができ、逆に、絶縁層15の素材選定の自由度も大きい。
このように、ビア配線形成用ビア17は、以下の新規なフォトリソグラフィープロセスで形成できるので、その位置精度はフォトリソグラフィー精度と同等になる。
Here, the via
In this way, the via
ビア配線形成用ビア17の孔径および最小ピッチは、ドリル加工では困難な微小領域を想定しているが、ドリル加工が可能な領域としてもよい。ビア配線形成用ビア17の孔径は、例えば、15μm~60μm、好ましくは、20μm~50μmであり、最小ピッチは、50μm~200μmである。いずれにしても、ビア配線形成用ビア17は、フォトリソグラフィープロセスで形成したものと同等の精度で高精度に形成された金属柱をエッチングで除去することにより形成されたものであるので、位置精度が±5μm以下で形成することができる。
The hole diameter and minimum pitch of the via
サポート基板11は、製造プロセスでのハンドリング性を高めるために一時的に用いられる基板で、再利用可能なものである。機械的強度があり、熱膨張係数が小さくて寸法安定性の高く、また、以下のプロセスで使用するエッチング液に対する耐性を有する材料を用いればよい。また、剥離可能接着剤層12が光照射による剥離するものである場合には、使用波長に対して透明である必要があるが、加熱によって剥離するものである場合には、透明である必要はない。サポート基板11としては、例えば、石英ガラスなどのガラス板、金属板、樹脂板などを用いることができ、ガラス板が好適である。
The
剥離可能接着剤層12は、製造プロセスでは剥離しないが、必要なときに光照射や加熱などにより剥離可能なものである。このような機能を有するものであれば、特に限定されないが、例えば、紫外線(UV)照射により剥離可能なものとして、JV剥離テープ SELFA-SE(積水化学社製)などを用いることができる。また、加熱により剥離可能となるものとしては、接着剤中に所定温度の加熱により膨張する発泡剤が含有されたものなどを挙げることができる。
The peelable
絶縁層15は、上述したとおり、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂にフィラーを充填したモールド樹脂などで形成することができ、特にエポキシ系封止樹脂を用いることができる。
As described above, the insulating
ビア配線形成用ビア17は、後述する製造プロセスで示すように、フォトリソグラフィーで形成されたビアと同等な精度の穴径及びピッチで形成できるが、深さ(アスペクト比)及び穴径の深さ方向の均一性は、絶縁層15に直接、フォトリソグラフィープロセスで加工したものより良好なものとなる。すなわち、絶縁層15が感光性で、露光・現像によりビア加工が直接可能であっても、フィラー入りであるため、光屈折、光透過性が異なったり、塗布厚のバラツキが大きかったりするので、これらが影響して穴径が異なってしまい易いが、本発明のプロセスによると、高解像度のレジストに形成されるビアを金属柱を介して転写できるので、フォトリソグラフィーで形成されたビアと同等な精度の穴径及びピッチで形成できる。なお、サポート基板11が存在するので、レーザー加工やドリル加工で形成するのは不可能であるが、サポート基板がない状態で加工できたとしても、これらの加工によるビアより、微細な穴径且つピッチのビアが可能であり、深さ(アスペクト比)及び深さ方向に亘って穴径が均一である良好なものとなる。
The via
ビア配線形成用ビア17は、実装予定の半導体チップの端子配置及び寸法並びにその周囲に設ける予定の柱状ビア配線の配置及び寸法に合わせて形成するものであり、孔径が異なるものがパターニングされた複数は位置されるものであるので、孔径やピッチは一概には限定されないが、孔径が15μm~70μm、好ましくは、20μm~50μm、最小ピッチが、50μm~200μm、好ましくは、50μm~120μm、さらに好ましくは、50μm~100μmである。
The via
以下、ビア配線形成用基板1の製造プロセスの一例を図2を参照しながら説明する。
まず、例えば、ガラス製のサポート基板21を用意し(図2(a))、この片面に剥離可能接着剤層22を設ける(図2(b))。剥離可能接着剤層22は塗布によってもシート状の接着剤層を貼付してもよいが、ここでは、JV剥離テープ SELFA-SE(積水化学社製)を貼付した。
An example of the manufacturing process of the via
First, for example, a
次に、剥離可能接着剤層22の上に金属層23を設ける(図2(c))。金属層23は、マスクとなるレジスト層との関係から、酸性のエッチング液でエッチングされるものが好ましい。
Next, a
金属層23を形成する金属としては、チタン(Ti)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、スズ(Sn)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)などから選択すればよい。Tiのエッチング液は、例えば、NH4FHF-H2O2であり、Agのエッチング液は、例えば、CH3COOH-H2O2であり、Alのエッチング液は、例えば、HClであり、Snのエッチング液は、NH4FHF-H2O2であり、Niのエッチング液は、例えば、HClである。例えば、これらの金属の何れかを一方に使用すると、これらとエッチングストップ層としてCuをエッチングできるエッチング液として、FeCl3、Cu(NH3)2、H2SO4-H2O2などを挙げることができる。
なお、本件明細書において、例えば、単に、ニッケル又は銅と呼称した場合、所望の添加元素又は不可避の微量元素を含んだものも包含するものであり、また、所望の添加元素や微量元素を含有するものをニッケル合金又は銅合金と呼称することもある。
A metal for forming the
In the present specification, for example, when simply referred to as nickel or copper, it also includes those containing desired additive elements or unavoidable trace elements. are sometimes called nickel alloys or copper alloys.
また、金属層23の形成方法は、特に限定されず、各種気相法での成膜や、めっき法などによる成膜、又は箔又はシートを貼付する方法など特に限定されないが、作業効率上は、市販されている金属箔を貼付するのが好ましい。
In addition, the method of forming the
本例では、金属層23としてNiからなる金属箔を貼付した。また、この例では、金属層23のNi厚みは0.5μmである。ここで、金属層23の厚さは特に限定されないが、0.1μm~5μm程度あればよく、これ以上厚くても無駄になるだけである。
In this example, a metal foil made of Ni was attached as the
次に、金属層23の上に、レジスト層25を形成し、常法により、フォトレジストパターニングにより、レジスト層25を貫通する開口26を所定パターンで形成する(図2(d))。レジスト層25の厚さは、直接的ではないがビア配線形成用基板1の絶縁層15の厚さに影響を与え、また、そのパターニング特性、すなわち、開口26の形状(孔径及び垂直性)が、ビア配線形成用ビア17の形状に転写される。よって、レジスト層25を形成するレジスト樹脂としては、ポジ型でもネガ型でもよいが、上述した要求特性を満足するようなレジスト樹脂を選定するのが好ましい。好ましいレジスト樹脂としては、フォテックPKG基板回路形成用RYシリーズ(日立化成社製)などを挙げることができる。ここでは、レジスト層25の厚さは、35μm、開口26の直径は30μmとした。
露光は、UVを100~300mJ/cm2照射し、Na2CO3の1%溶液を30秒スプレーして現像し、パターニングを行った。
Next, a resist
Exposure was carried out by irradiating UV at 100 to 300 mJ/cm 2 and developing by spraying a 1% solution of Na 2 CO 3 for 30 seconds for patterning.
次いで、パターニングされたレジスト層25をマスクとして、開口26内に露出したNiからなる金属層23を電極として、開口26内にニッケルからなる金属柱27を形成する(図2(e))。この例では、金属柱27の厚さは25μmとした。この金属柱27の厚さは、上述したビア配線形成用ビア17の深さに直接関係するので、必要な深さに応じて金属柱27の厚さを決定する。
Then, using the patterned resist
また、この例では金属柱27は金属層23と同じニッケルとしたが、金属層23と同一金属であっても、異なる金属であってもよい。
Also, in this example, the
また、金属柱27は、電気メッキにより行ったが、開口26内に完全に充填できる方法であれば、特にメッキに限定されない。しかしながら、電気メッキにより形成するのが、最も効率的で低コストである。
Also, although the
次いで、レジスト層25を剥離し(図2(f))、絶縁層15となるモールド樹脂28を塗布し(図2(g))、その後、モールド樹脂28に覆われた金属柱27の第1端面である上面を露出するようにモールド樹脂28を研磨する(図2(h))。
Next, the resist
モールド樹脂28としては、上述した絶縁層15となる樹脂材料を用いればよく、厚さは、金属柱27が覆われる程度とする。モールド樹脂28の塗布方法は特に限定されないが、真空印刷、フィルムラミネート、金型を用いたコンプレッション成型などで行うことができる。この例では、ナガセケムテック社製R4212のモールド樹脂を用い、コンプレッション成形で成形条件120℃で10minとし、ポストキュア条件を150℃で1hで硬化させて第1モールド樹脂28とした。
また、金属柱27の上面を露出させるための研磨は、ダイヤモンドバイトなど一般的な研磨機を用いて行うことができる。
As the
Polishing for exposing the upper surface of the
次に、金属柱27および金属層23をエッチングで除去し、ビア配線形成用基板1のビア配線形成用ビア17となる、ビア配線形成用ビア29を形成する(図2(i))。これにより、サポート基板11及び剥離可能接着剤層12上に、金属層13及び絶縁層15及び金属層24を有し、金属層13及び絶縁層15のみを貫通するビア配線形成用ビア17を有するビア配線形成用基板1(図1参照)となる。
Next, the
以上説明したように、ビア配線形成用ビア17は、レジスト層25にフォトリソグラフィープロセスで形成された開口26が、金属柱27を介して絶縁層15(モールド樹脂28)に転写されたものであるので、その寸法や位置の精度は、フォトリソグラフィープロセスで形成できる精度を有しており、これを本件ではフォトリソグラフィー精度という。
As described above, the via wiring forming via 17 is obtained by transferring the
上述した例では、シリカなどのフィラーを含有するエポキシ樹脂など、一般的にモールドなどにも用いられるモールド樹脂で絶縁層15を形成したが、一般的には、このような絶縁層15に上述した精度のビア配線形成用ビア17を形成することは不可能である。また、上述した実施形態では、ビア配線形成用ビア17は、絶縁層15と共に、金属層13を貫通するものであり、絶縁層15のビアと金属層13のビアとは、上述したプロセスで形成されていることから、位置ずれなく且つ内壁がストレートに形成されているものである。また、ビア配線形成用ビア17は、複数個がフォトリソグラフィー精度の位置精度で形成されているものであり、従来にはない新規な構造である。
In the above-described example, the insulating
なお、絶縁層15の材料としては、所望の強度、耐久性、所望の熱膨張係数などを得ることができるものであれば、フィラーを微量とした又は含有しないようにしたエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂又は光硬化・熱硬化性樹脂を用いることができる。このような材料は、一般的なモールド樹脂よりも表面平滑性が高いので、後述する実装プロセスで、表面に微細配線を形成できるなどの利点を有するので、用途に応じて使い分ければよい。また、光硬化+熱硬化性樹脂は、光硬化後熱硬化することにより使用できる絶縁層であるが、光硬化性とはいえ、ビア配線形成用ビアを直接形成するような微細なパターニングは不可能なものである。
As the material of the insulating
(実施形態2)
図3は、実施形態2に係るビア配線形成用基板の断面図、図4は、ビア配線形成用基板の製造プロセスを示す断面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a cross-sectional view of a via wiring forming substrate according to
図3に示すビア配線形成用基板1Aは、サポート基板11A、サポート基板11Aの片側に設けられた剥離可能接着剤層12Aと、剥離可能接着剤層12Aに設けられた絶縁層15とを具備し、絶縁層15のみを貫通する複数のビア配線形成用ビア17が形成されている。
A via
ビア配線形成用基板1Aの製造プロセスを図4に示す。
図4(a)に示すように、まず、図2(i)の工程の後、サポート基板11とは反対側に、剥離可能接着剤層12Aを介してサポート基板11Aを接着する。サポート基板11A及び剥離可能接着剤層12Aは、サポート基板11及び剥離可能接着剤層12と同様なものを用いればよい。
FIG. 4 shows the manufacturing process of the via
As shown in FIG. 4A, first, after the step of FIG. 2I, the
次に、サポート基板11及び剥離可能接着剤層12を剥離する(図4(b))。そして、エッチングにより、金属層23及び金属柱27を除去し、ビア配線形成用基板1Aとする(図4(c))。
Next, the
(実施形態3)
図5は、実施形態3に係るビア配線形成用基板の断面図、図6は、ビア配線形成用基板の製造プロセスを示す断面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a cross-sectional view of a via wiring forming substrate according to
本実施形態のビア配線形成用基板1Bは、サポート基板11の片側に設けられた剥離可能接着剤層12と、剥離可能接着剤層12上に設けられた2層の金属層13及び金属層14と、絶縁層15とを具備し、金属層13、金属層14及び絶縁層15のみを貫通する複数のビア配線形成用ビア17が形成されている。
The via
ここで、金属層14は、半導体チップを実装した後、形成したビア配線と接続可能な配線を形成するために用いることができ、実装後のプロセスの簡便化を図るものである。また、金属層13と金属層14とはエッチング特性が異なるものが好ましく、半導体チップ実装後、金属層14を残して金属層13のみを除去できるものが好ましい。また、マスクとなるレジスト層との関係から、酸性のエッチング液でエッチングされるものが好ましい。よって、金属層13としてニッケルを用いた場合、金属層14は配線層として使用することを考えると、銅とするのが好ましい。
Here, after the semiconductor chip is mounted, the
以下、ビア配線形成用基板1の製造プロセスの一例を図6を参照しながら説明する。
まず、例えば、ガラス製のサポート基板21を用意し(図6(a))、この片面に剥離可能接着剤層22を設ける(図6(b))。剥離可能接着剤層22は塗布によってもシート状の接着剤層を貼付してもよいが、ここでは、JV剥離テープ SELFA-SE(積水化学社製)を貼付した。
An example of the manufacturing process of the via
First, for example, a
次に、剥離可能接着剤層22の上に金属層23及び金属層24を設ける(図6(c))。金属層23及び金属層24の形成方法は、特に限定されず、各種気相法での成膜や、めっき法などによる成膜、又は箔又はシートを貼付する方法など特に限定されないが、作業効率上は、市販されている二層金属シートを貼付するのが好ましい。
Next, a
本例では、金属層23をNi、金属層24をCuとなる二層金属箔を貼付した。また、この例では、金属層23のNi厚みは0.5μmで、金属層24のCuの厚みは、3μmである。ここで、金属層23の厚さは特に限定されないが、0.5μm~5μm程度あればよく、これ以上厚くても無駄になるだけである。一方、金属層24の厚さは、配線層に必要な厚さとすればよく、例えば、3.5μm~10μmとすればよい。
In this example, a two-layer metal foil is attached, in which the
次に、金属層24の上に、レジスト層25を形成し、常法により、フォトレジストパターニングにより、レジスト層25を貫通する開口26を所定パターンで形成する(図6(d))。レジスト層25の厚さは、直接的ではないがビア配線形成用基板1の絶縁層15の厚さに影響を与え、また、そのパターニング特性、すなわち、開口26の形状(孔径及び垂直性)が、ビア配線形成用ビア17の形状に転写される。よって、レジスト層25を形成するレジスト樹脂としては、ポジ型でもネガ型でもよいが、上述した要求特性を満足するようなレジスト樹脂を選定するのが好ましい。好ましいレジスト樹脂としては、フォテックPKG基板回路形成用RYシリーズ(日立化成社製)などを挙げることができる。ここでは、レジスト層25の厚さは、35μm、開口26の直径は30μmとした。
露光は、UVを100~300mJ/cm2照射し、Na2CO3の1%溶液を30秒スプレーして現像し、パターニングを行った。
Next, a resist
Exposure was carried out by irradiating UV at 100 to 300 mJ/cm 2 and developing by spraying a 1% solution of Na 2 CO 3 for 30 seconds for patterning.
次いで、パターニングされたレジスト層25をマスクとして、開口26内に露出したCuからなる金属層24のみをエッチングし、開口26に連続する開口24aを形成する(図6(e))。
Next, using the patterned resist
次いで、パターニングされたレジスト層25をマスクとして、開口26及び開口24a内に露出したNiからなる金属層23を電極として、開口26及び開口24a内にニッケルからなる金属柱27を電気メッキにより形成する(図6(f))。このとき、金属層23の上に導電性に優れた銅からなる金属層24が開口26近傍まで形成されているので、金属メッキの電圧降下がなく、金属柱27を効率的に形成することができるという利点がある。
Next, using the patterned resist
この例では、金属柱27の厚さは25μmとした。この金属柱27の厚さは、上述したビア配線形成用ビア17の深さに直接関係するので、必要な深さに応じて金属柱27の厚さを決定する。
In this example, the thickness of the
次いで、レジスト層25を剥離し(図6(g))、絶縁層15となるモールド樹脂28を塗布し(図6(h))、その後、モールド樹脂28に覆われた金属柱27の第1端面である上面を露出するようにモールド樹脂28を研磨する(図6(i))。
Next, the resist
モールド樹脂28としては、上述した絶縁層15となる樹脂材料を用いればよく、厚さは、金属柱27が覆われる程度とする。モールド樹脂28の塗布方法は特に限定されないが、真空印刷、フィルムラミネート、金型を用いたコンプレッション成形などで行うことができるこの例では、ナガセケムテック社製R4212のモールド樹脂を用い、コンプレッション成形で成形条件120℃で10minとし、ポストキュア条件を150℃で1hで硬化させて第1モールド樹脂28とした。
また、金属柱27の上面を露出させるための研磨は、ダイヤモンドバイトなど一般的な研磨機を用いて行うことができる。
As the
Polishing for exposing the upper surface of the
次に、金属柱27および金属層23をエッチングで除去し、ビア配線形成用基板1のビア配線形成用ビア17となる、ビア配線形成用ビア29を形成する(図6(j))。これにより、サポート基板11及び剥離可能接着剤層12上に、金属層13及び金属層14と、絶縁層15とを有し、金属層13、金属層14及び絶縁層15のみを貫通するビア配線形成用ビア17を有するビア配線形成用基板1B(図5参照)となる。
Next, the
(実施形態4)
以下、ビア配線形成用基板1に半導体チップを実装するプロセスの一例を図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 4)
An example of the process of mounting a semiconductor chip on the via
まず、銅PAD及び接着層を有する半導体チップの製造方法の一例を図7を参照しながら説明する。 First, an example of a method of manufacturing a semiconductor chip having a copper PAD and an adhesive layer will be described with reference to FIG.
図7(a)に示すように、アルミPAD51を有する半導体チップ50を用意し、この上にシード金属層55を設ける(図7(b))。次に、感光性樹脂層56を設け(図7(c))、露光現像してパターニングしてアルミPAD51の上方に開口56aを形成し(図7(d))、開口56a内のシード金属層55上に電気メッキで銅PAD52を形成し(図7(e))、感光性樹脂層56を除去して銅PAD52を有する半導体チップ50とする(図7(f))。
As shown in FIG. 7A, a
次いで、比較的低流動性のノンフロー接着剤を用いて銅PAD52を覆うように接着層61を設け(図7(g))、その後、研磨工程により銅PAD52のトップだしを行い、接着層61を有する半導体チップ50とする(図7(h))。
Next, an
なお、銅PAD52の設け方は上述した方法に限定されない。例えば、銅PAD52は、銅メッキによるものに限定されず、アルミPAD51上にシード金属をスパッタした後、銅ペーストを設け、メタライゼーションするか、アルミPAD51上に直接銅ペーストを設けてメタライゼーションすることにより形成することもできる。何れにしても、従来技術で述べたInFOの柱状の電気コネクタと比較すると、大幅なプロセス削減となる。
Note that the method of providing the
まず、このような銅PAD52及び接着層61を備えた半導体チップ50を本発明のビア配線形成用基板1に実装する工程を説明する。なお、本発明のビア配線形成用基板1は、サポート基板11及び剥離可能接着剤層12上に、金属層13及び絶縁層15を有し、金属層13及び絶縁層15のみを貫通するビア配線形成用ビア17を有するものである。
First, the process of mounting the
次に、銅PAD52をビア配線形成用ビア17に合わせた状態で、半導体チップ50を絶縁層15に接着層61で接着する(図8(a))。具体的には、常法に従い、各半導体チップ50を位置決めしながら加熱・加圧して仮接着し、全体を位置決めしながら加熱・加圧して本接着する。
Next, the
次に、半導体チップ50を埋め込むように、モールド樹脂層71を設ける(図8(b))。モールド樹脂層71としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂にフィラーを充填したモールド樹脂などで形成することができ、特にエポキシ系封止樹脂を用いることができる。モールド樹脂層71は、半導体チップ50のアクティブ面と直接接触するので、低不純物、ハロゲンフリーのものを用いる必要がある。なお、微小ピッチでの加工をするものではないので、絶縁層15に用いられる樹脂材料より大きめのフィラーを含有するものでもよい。例えば、最大粒径30μm~50μmのフィラーを含有する熱硬化性樹脂を用いることができる。
Next, a
なお、モールド樹脂層71を設けた後、剥離可能接着剤層を介してサポート基板を設けてもよい。このサポート基板は、次工程で第1サポート基板11を剥離した後のハンドリング性を上げるためのものであり、最終工程で剥離して製品とするが、何れにしても図示は省略する。
After providing the
次に、剥離可能接着剤層12を介してサポート基板11を剥離する(図8(c))。すなわち、剥離可能接着剤層12としてJV剥離テープ SELFA-SE(積水化学社製)を用いた場合には、UV照射によりサポート基板11を剥離することができる。
次に、例えば、Niからなる金属層13をエッチングで除去する(図8(d))。ここで、金属層13は、Niからなるので、銅PAD52に影響を与えることなく、酸性エッチング液、例えば、塩酸溶液、硫酸、又は過水硫酸(H2SO4-H2O2)を用いてエッチングすることができる。
Next, the
Next, for example, the
次に、ビア配線形成用ビア17内に、電気メッキによりビア配線を形成する。具体的には、ビア配線形成用ビア17内に化学銅シード又はスパッタシードからなるシード層57を設け(図8(e))、その後、電気メッキによりビア配線を含む配線層58を形成する(図8(f))。なお、絶縁層15の表面に形成された配線層58は所定の大きさにパターニングしてビア配線59とする(図8(g))。
Next, a via wiring is formed in the via wiring forming via 17 by electroplating. Specifically, a
次に、図8(h)に示すように、ビア配線59を形成した絶縁層15上に、常法により再配線層80を複数(図示では3層)形成し、半導体チップ実装部品3とする。なお、再配線層80は、絶縁層と、絶縁層を貫通するビア配線と、絶縁層上に設けられた配線パターン91とからなる。また、絶縁層としては、感光性ポリイミド樹脂などの感光性樹脂か、熱硬化性樹脂が用いられる。
Next, as shown in FIG. 8(h), a plurality of rewiring layers 80 (three layers in the figure) are formed by a conventional method on the insulating
なお、図8(a)~図8(g)では、半導体チップ50の接続端子51を1つのみ表記したが、図8(h)では複数個の接続端子51を表記した。また、1つのビア配線形成用基板1に複数の半導体チップ50を配置することもでき、また、半導体チップ50と共に他の機能性部品を実装することも可能である。
Although only one
何れにしても、本発明のビア配線形成用基板1を用いると、高密度の接続端子を有する半導体チップや機能性部品に合わせて、ビア配線形成用ビア17を高精度に形成することができるので、種々の半導体チップや機能性部品を容易に実装可能である。また、この際、接合端子側をビア配線形成用基板1に接着した後、複数の半導体チップ50や機能性部品をモールドするので、複数の半導体チップ50や機能性部品の高さが異なっても、容易に実装することができるという利点がある。
In any case, by using the via
このような実装例を図9に示す。図9(a)は、本発明のビア配線形成用基板1に高さの異なる半導体チップ501及び502を実装した場合であり、図9(b)は、半導体チップ501と受動部品510とを実装した場合を示す。これら何れも場合も、半導体チップ501、502や受動部品510の端子側を本発明のビア配線形成用基板1に接着するので、半導体チップ501、502や受動部品510は、問題とならない。
An example of such an implementation is shown in FIG. 9A shows a case where
一方、従来技術で述べたInFOでは、柱状の電気コネクタ108と、半導体チップ110上の電気コネクタ112とを一緒にモールドし、その後上端面を研磨で露出する必要があり、高密度配線になるほど困難性を伴い、また、再配線層との接続にも困難性を伴う。また、柱状の電気コネクタ108の高さは、150~200μm程度が限界であり、半導体チップ110の高さが大きい場合には製造上困難となる可能性がある。さらに、最初に半導体チップを複数実装する場合、半導体チップの高さが異なると、一方の半導体チップの電気コネクタを柱状にするなどの必要があり、対応が困難となるという問題もある。 On the other hand, in the InFO described in the prior art, it is necessary to mold the columnar electrical connector 108 and the electrical connector 112 on the semiconductor chip 110 together, and then expose the upper end surface by polishing. Also, connection with the rewiring layer is accompanied by difficulty. Moreover, the height of the columnar electrical connector 108 is limited to about 150 to 200 μm, and if the height of the semiconductor chip 110 is large, there is a possibility that manufacturing will become difficult. Furthermore, when a plurality of semiconductor chips are first mounted, if the heights of the semiconductor chips are different, it is necessary to make the electrical connector of one of the semiconductor chips into a pillar shape, which is difficult to handle.
なお、ビア配線形成用基板1Aを用いた半導体チップの実装方法では、金属層13の除去工程がない以外は、上述した例と同様であるので、詳細な説明は省略する。
The method of mounting a semiconductor chip using the via
(実施形態5)
以下、ビア配線形成用基板1Bに半導体チップを実装するプロセスの他の例を図9を参照しながら説明する。
(Embodiment 5)
Another example of the process of mounting a semiconductor chip on the via
本発明のビア配線形成用基板1Bを用意する。このビア配線形成用基板1Bは、サポート基板11及び剥離可能接着剤層12上に、金属層13及び金属層14と、絶縁層15と有し、金属層13及び金属層14と、絶縁層15のみを貫通するビア配線形成用ビア17を有するものである。
A via
次に、銅PAD52をビア配線形成用ビア17に合わせた状態で、半導体チップ50を絶縁層15に接着層61で接着する(図10(a))。
Next, the
次に、半導体チップ50を埋め込むように、モールド樹脂層71を設ける(図10(b))。モールド樹脂層71としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂にフィラーを充填したモールド樹脂などで形成することができ、特にエポキシ系封止樹脂を用いることができる。
Next, a
次に、剥離可能接着剤層12を介してサポート基板11を剥離する(図10(c))。すなわち、剥離可能接着剤層12としてJV剥離テープ SELFA-SE(積水化学社製)を用いた場合には、UV照射によりサポート基板11を剥離することができる。
Next, the
次に、例えば、Niからなる金属層13をエッチングで除去する(図10(d))。ここで、金属層13は、Niからなるので、銅PAD52に影響を与えることなく、酸性エッチング液、例えば、塩酸溶液、硫酸、又は過水硫酸(H2SO4-H2O2)を用いてエッチングすることができる。
Next, for example, the
次に、ビア配線形成用ビア17内に、電気メッキによりビア配線を形成する。具体的には、本実施形態では、銅を含む導電性ペーストをビア配線形成用ビア17内に充填してビア配線66とする(図10(e))。勿論、上述したように、ビア配線形成用ビア17内に化学銅シート又はスパッタシードを設けた後、電気メッキにより形成してもよい。 Next, a via wiring is formed in the via wiring forming via 17 by electroplating. Specifically, in the present embodiment, a conductive paste containing copper is filled in the via 17 for via wiring formation to form the via wiring 66 (FIG. 10(e)). Of course, as described above, it may be formed by electroplating after providing a chemical copper sheet or a sputter seed in the via 17 for forming the via wiring.
その後、ビア配線66の盛り部66aを研磨し(図10(f))、絶縁層15上の金属層14に所定のパターニングを施し、ビア配線67とすると共に、必要な配線パターン68を形成することができる。なお、ビア配線66の盛り部66aはそのまま残しておいてもよく、ビア配線と表面の配線層との導通がより確実になるという利点がある。
After that, the raised
なお、次工程以降は上述した実施形態と同様であり、ビア配線67及び配線パターン68を形成した絶縁層15上に、常法により再配線層を複数形成し、半導体チップ実装部品とすることができる。
この場合、本実施形態では、絶縁層15上に配線を直接形成できるので、再配線層を一層省略できるという利点がある。なお、その他の効果は上述した例と同様である。
The subsequent steps are the same as in the above-described embodiment, and a plurality of rewiring layers can be formed by a conventional method on the insulating
In this case, since the wiring can be directly formed on the insulating
このようなフィラー入のモールド樹脂からなる絶縁層15の下層に銅からなる金属層14を有するビア配線形成用基板1Bを用いると、実装後、サポート基板11を除去すると、絶縁層15上に銅からなる金属層14が存在し、必要に応じて配線等に利用できる点は、大きなメリットとなる。すなわち、フィラー入りの絶縁層15は、表面平滑性が優れたものではないので、配線層との密着性も良好ではなく、配線層を形成して微細加工するのが困難であるが、この場合には、絶縁層15を形成時から存在するので、密着性も良好で、微細加工も可能となる。よって、種々の応用が考えられるが、以下のそのいくつかを紹介する。
When using the via
(実施形態6)
ビア配線形成用基板1Bに半導体チップを実装するプロセスの他の例を図11を参照しながら説明する。このプロセスは、実施形態5の図10(a)~図10(d)の工程は同様であるので、その後の工程を示している。
(Embodiment 6)
Another example of the process of mounting a semiconductor chip on the via
まず、図11(a)に示すように、シード層57を設け、その後、電気メッキを施して、ビア配線形成用ビア17を埋込み、配線層58を形成する(図11(b))。
次に、レジスト層を設けてパターニングしたレジスト層75を形成し(図11(c))、配線層58及び金属層14をパターニングし、ビア配線59及び配線60を形成する(図11(d))。
First, as shown in FIG. 11A, a
Next, a resist layer is provided and patterned to form a resist layer 75 (FIG. 11(c)), the
このような配線60を形成するプロセスはこれに限定されず、例えば、図12に示すようにしてもよい。
図12も実施形態5の図10(a)~図10(d)の工程の後工程を示し、図12(a)に示すように、シード層57を設けた後、先にレジスト層を設けてパターニングしたレジスト層75を形成し、その後、電気メッキを施して、ビア配線形成用ビア17を埋込み、ビア配線59及び配線60を形成(図12(b))、最後にレジスト層75及びレジスト層75の下のシード層57及び金属層14を除去する(図12(c))。
なお、本実施形態の効果は上述した例と同様である。
The process of forming
FIG. 12 also shows the steps after the steps of FIGS. 10A to 10D in Embodiment 5. As shown in FIG. After that, electroplating is applied to fill the
In addition, the effect of this embodiment is the same as that of the example described above.
(実施形態7)
ビア配線形成用基板1Bに半導体チップを実装するプロセスの他の例を図13を参照しながら説明する。このプロセスは、実施形態5の図10(a)~図10(d)の工程は同様であるので、その後の工程を示している。
(Embodiment 7)
Another example of the process of mounting a semiconductor chip on the via
まず、図13(a)に示すように、半導体チップ50を実装し、サポート基板11を剥離した後、例えば、再配線層などに用いられる絶縁材料でビア配線形成用ビア17及び金属層14を埋込み、絶縁層82を設ける(図13(b))。そして、半導体チップ50の銅PAD52を露出させる貫通孔83及び所望の箇所の金属層14を露出させる貫通孔84を形成する(図13(c))。これらの貫通孔83、84の形成は、絶縁材料として感光性ポリイミドなどの感光性樹脂を用いた場合には、フォトリソグラフィーの露光、現像工程を行えばよく、また、熱硬化性樹脂を用いた場合には、レーザー加工により行えばよい。そして、例えば、図11に示した方法に準じて貫通孔83、84を埋込と共に絶縁層82を覆うように銅からなる配線層を設けてパターニングして、ビア配線59Aと、配線60Aを形成する(図13(d))。なお、ビア配線59Aと、配線60Aを形成する方法は、これに限定されず、図12に示した方法に準じて行ってもよいし、銅ペーストを用いて形成してもよい。
なお、本実施形態の効果は上述した例と同様である。
First, as shown in FIG. 13A, after the
In addition, the effect of this embodiment is the same as that of the example described above.
(その他の実施形態)
本発明のビア配線形成用基板は、上述した製造プロセスに限定されず、他の製造プロセスでも製造可能である。
(Other embodiments)
The via wiring forming substrate of the present invention is not limited to the manufacturing process described above, and can be manufactured by other manufacturing processes.
例えば、図2(i)に示すように、ビア配線形成用ビア17を形成するために図2(d)~図2(f)に示すプロセスでフォトリソグラフィーと同等の精度で金属柱27を形成したが、絶縁層15に埋め込まれた状態から選択的に除去可能な材料からなる感光性樹脂で精度よく、金属柱27の替わりとなる樹脂柱を形成できるものであれば、直接樹脂柱をフォトリソグラフィーで形成し、その後、図2(g)~図2(i)のプロセスを実施してビア配線形成用基板を製造してもよい。なお、このようなプロセスが実施可能な感光性樹脂としては、感光性シリコーン樹脂、感光性アクリル樹脂などを挙げることができる。
For example, as shown in FIG. 2(i), a
1,1A,1B ビア配線形成用基板
11,11A,21 サポート基板
12,12A,22 剥離可能接着剤層
13 金属層
14 金属層
15 絶縁層
17 ビア配線形成用ビア
27 金属柱
28 モールド樹脂
50 半導体チップ
51 接続端子
52 銅PAD
61 接着層
71 モールド樹脂層
80 再配線層
61
Claims (14)
サポート基板と、
前記サポート基板上に設けられた剥離可能接着剤層と、
前記剥離可能接着剤層上に設けられた絶縁層と、を具備し、
前記絶縁層には、前記半導体チップの複数の接続端子のそれぞれに対応し且つ前記接続端子と接続するビア配線を形成可能なビア配線形成用ビアが前記絶縁層のみを位置ずれなしに貫通して形成されており、
前記ビア配線形成用ビアは、直径が15μm~70μmのストレートビアであり、位置精度がフォトリソグラフィー精度であることを特徴とするビア配線形成用基板。 A substrate for forming via wiring for mounting at least one semiconductor chip,
a support substrate;
a peelable adhesive layer provided on the support substrate;
an insulating layer provided on the peelable adhesive layer,
In the insulating layer, vias for forming via wirings corresponding to the plurality of connecting terminals of the semiconductor chip and capable of forming via wirings connected to the connecting terminals penetrate only the insulating layer without positional deviation. is formed and
The substrate for forming a via wiring, wherein the via for forming a via wiring is a straight via having a diameter of 15 μm to 70 μm and a positional accuracy of which is photolithographic accuracy.
前記金属層にレジスト層を設け、前記レジスト層に複数のビア形成用孔を所定パターンで形成する工程と、
前記ビア形成用孔の中の前記金属層上に金属を埋め込み金属柱を形成する工程と、
前記レジスト層を剥離する工程と、
前記金属層上に、前記金属柱を埋め込む絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の表面を研磨して前記金属柱の第1端面を露出する工程と、
前記絶縁層および前記第1剥離可能接着剤層をエッチングストップ層として前記金属柱をエッチング除去してビア配線形成用ビアを形成する工程と、を具備することを特徴とするビア配線形成用基板の製造方法。 preparing a laminated substrate in which a first support substrate, a first peelable adhesive layer formed thereon, and a metal layer are laminated thereon;
providing a resist layer on the metal layer, and forming a plurality of via forming holes in a predetermined pattern in the resist layer;
embedding a metal on the metal layer in the via formation hole to form a metal pillar;
a step of stripping the resist layer;
forming, on the metal layer, an insulating layer in which the metal pillars are embedded;
polishing the surface of the insulating layer to expose the first end faces of the metal columns;
and forming a via for forming a via wiring by etching away the metal column using the insulating layer and the first peelable adhesive layer as an etching stop layer. Production method.
前記絶縁層および前記金属柱の上に第2剥離可能接着剤層を介して第2サポート基板を接着する工程と、
前記第1剥離可能接着剤層および前記第1サポート基板を剥離する工程と、
前記金属層を除去して前記金属柱の前記第1端面とは反対側の第2端面を露出する工程と、
を具備し、その後、前記金属柱をエッチング除去してビア配線形成用ビアとすることを特徴とする請求項9記載のビア配線形成用基板の製造方法。 After the step of exposing the first end surface of the metal column,
adhering a second support substrate onto the insulating layer and the metal posts via a second peelable adhesive layer;
peeling the first peelable adhesive layer and the first support substrate;
removing the metal layer to expose a second end surface of the metal column opposite to the first end surface;
10. The method of manufacturing a substrate for forming a via wiring according to claim 9 , further comprising: removing the metal column by etching to form the via for forming the via wiring.
前記第2金属層にレジスト層を設け、前記レジスト層に複数のビア形成用孔を所定パターンで形成する工程と、
前記所定パターンの前記レジスト層をマスクとして前記第2金属層のみをエッチングする工程と、
前記ビア形成用孔の中の前記第1金属層上に金属を埋め込み金属柱を形成する工程と、
前記レジスト層を剥離する工程と、
前記第1金属層上に、前記金属柱を埋め込む絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の表面を研磨して前記金属柱の第1端面を露出する工程と、
前記絶縁層および前記剥離可能接着剤層をエッチングストップ層として前記金属柱及び前記第1金属層をエッチング除去してビア配線形成用ビアを形成する工程と、を具備することを特徴とするビア配線形成用基板の製造方法。 preparing a laminated substrate in which a support substrate, a peelable adhesive layer formed thereon, and a first metal layer and a second metal layer are sequentially laminated thereon;
providing a resist layer on the second metal layer, and forming a plurality of via formation holes in a predetermined pattern in the resist layer;
etching only the second metal layer using the resist layer having the predetermined pattern as a mask;
embedding a metal on the first metal layer in the via-forming hole to form a metal pillar;
a step of stripping the resist layer;
forming, on the first metal layer, an insulating layer in which the metal pillars are embedded;
polishing the surface of the insulating layer to expose the first end faces of the metal columns;
forming a via for forming a via wiring by etching away the metal pillar and the first metal layer using the insulating layer and the peelable adhesive layer as an etching stop layer. A method for manufacturing a forming substrate.
前記ビア配線形成用基板の前記絶縁層上に、接続端子を銅端子とした半導体チップを用意し、前記銅端子を前記ビア配線形成用基板の前記ビア配線形成用ビアに対向させた状態で前記絶縁層上に前記半導体チップを接着剤を介して接合する工程と、
前記半導体チップを埋め込む埋込絶縁体層を形成する工程と、
前記剥離可能接着剤層および前記サポート基板、又は前記第2剥離可能接着剤層および前記第2サポート基板を剥離する工程と、前記ビア配線形成用ビアの前記半導体チップが設けられた側とは反対側から前記ビア配線形成用ビアを銅で埋め込んで前記銅端子と接続するビア配線を形成する工程と、を具備することを特徴とする半導体チップの実装方法。 A via wiring forming substrate according to any one of claims 1 to 8 or a via wiring forming substrate manufactured by the method for manufacturing a via wiring forming substrate according to any one of claims 10 to 11 is prepared. and
A semiconductor chip having a copper terminal as a connection terminal is prepared on the insulating layer of the via wiring forming substrate, and the copper terminal is opposed to the via wiring forming via of the via wiring forming substrate . bonding the semiconductor chip onto an insulating layer with an adhesive;
forming a buried insulator layer that embeds the semiconductor chip;
The step of peeling the peelable adhesive layer and the support substrate or the second peelable adhesive layer and the second support substrate, and the side of the via wiring forming via on which the semiconductor chip is provided are opposite to each other. filling the via for forming via wiring from the side with copper to form a via wiring connected to the copper terminal.
前記ビア配線形成用基板の前記絶縁層上に、接続端子を銅端子とした半導体チップを用意し、前記銅端子を前記ビア配線形成用基板の前記ビア配線形成用ビアに対向させた状態で前記絶縁層上に前記半導体チップを接着剤を介して接合する工程と、
前記半導体チップを埋め込む埋込絶縁体層を形成する工程と、
前記剥離可能接着剤層および前記サポート基板、又は前記第1剥離可能接着剤層および前記第1サポート基板を剥離する工程と、前記金属層を除去する工程と、前記ビア配線形成用ビアの前記半導体チップが設けられた側とは反対側から前記ビア配線形成用ビアを銅で埋め込んで前記銅端子と接続するビア配線を形成する工程と、
を具備することを特徴とする半導体チップの実装方法。 A step of preparing a via wiring forming substrate according to claim 5 or 6 or a via wiring forming substrate manufactured by the method for manufacturing a via wiring forming substrate according to claim 9 ;
A semiconductor chip having a copper terminal as a connection terminal is prepared on the insulating layer of the via wiring forming substrate, and the copper terminal is opposed to the via wiring forming via of the via wiring forming substrate . bonding the semiconductor chip onto an insulating layer with an adhesive;
forming a buried insulator layer that embeds the semiconductor chip;
removing the peelable adhesive layer and the support substrate or the first peelable adhesive layer and the first support substrate; removing the metal layer; forming a via wiring connected to the copper terminal by burying the via for forming the via wiring with copper from the side opposite to the side on which the chip is provided;
A method of mounting a semiconductor chip, comprising:
前記ビア配線形成用基板の前記絶縁層上に、接続端子を銅端子とした半導体チップを用意し、前記銅端子を前記ビア配線形成用基板の前記ビア配線形成用ビアに対向させた状態で前記絶縁層上に前記半導体チップを接着剤を介して接合する工程と、
前記半導体チップを埋め込む埋込絶縁体層を形成する工程と、
前記剥離可能接着剤層および前記サポート基板を剥離する工程と、前記第1金属層を除去する工程と、前記ビア配線形成用ビアの前記半導体チップが設けられた側とは反対側から前記ビア配線形成用ビアを銅めっき又は導電性ペーストで埋め込んで前記銅端子と接続するビア配線を形成する工程と、前記第2金属層を用いて配線パターンを形成する工程と、を具備することを特徴とする半導体チップの実装方法。 A step of preparing a via wiring forming substrate according to claim 7 or 8 or a via wiring forming substrate manufactured by the method for manufacturing a via wiring forming substrate according to claim 11 ;
A semiconductor chip having a copper terminal as a connection terminal is prepared on the insulating layer of the via wiring forming substrate, and the copper terminal is opposed to the via wiring forming via of the via wiring forming substrate . bonding the semiconductor chip onto an insulating layer with an adhesive;
forming a buried insulator layer that embeds the semiconductor chip;
a step of removing the peelable adhesive layer and the support substrate; a step of removing the first metal layer; The method comprises a step of embedding a formation via with copper plating or a conductive paste to form a via wiring connected to the copper terminal, and a step of forming a wiring pattern using the second metal layer. semiconductor chip mounting method.
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