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TW201812939A - 半導體裝置的製造方法 - Google Patents

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TW201812939A
TW201812939A TW106121511A TW106121511A TW201812939A TW 201812939 A TW201812939 A TW 201812939A TW 106121511 A TW106121511 A TW 106121511A TW 106121511 A TW106121511 A TW 106121511A TW 201812939 A TW201812939 A TW 201812939A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
semiconductor device
conductor
manufacturing
resin composition
thermosetting resin
Prior art date
Application number
TW106121511A
Other languages
English (en)
Inventor
篠裕樹
森弘就
光田昌也
Original Assignee
日商住友電木股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商住友電木股份有限公司 filed Critical 日商住友電木股份有限公司
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    • H10P76/2041
    • H10P95/90
    • H10W74/00
    • H10W70/60
    • H10W72/241
    • H10W72/9413
    • H10W74/142

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

本發明的半導體裝置的製造方法依次包含:導體部形成步驟:在基板(10)上形成自基板(10)的表面起的高度相同的複數個導體部(40);被覆步驟:在鄰接之導體部(40)的間隙中導入熱硬化性樹脂組成物(50),以導體部(40)的頂部(92)露出之方式用熱硬化性樹脂組成物(50)的硬化物(60)覆蓋導體部(40);及多層配線步驟:對硬化物(60)的表面不進行研磨,在硬化物(60)上形成與頂部(92)電連接之金屬圖案(160)。

Description

半導體裝置的製造方法
本發明係有關一種半導體裝置的製造方法。
以往代表性配線基板的製造製程中,進行了如下步驟:在基板上形成導體柱之後,研磨去除藉由以覆蓋該導體柱中的與配設有上述基板之一側相反側的整面之方式預成型而得到之樹脂層的一部分來使上述導體柱的表面露出之後,以與導體柱電連接之方式形成配線圖案(專利文獻1等)。
以往代表性再配線製程中,進行了如下步驟:半導體晶片的電極墊(electrode pad)上形成導體柱之後,用密封材料對所得到之結構體的周圍進行成型,之後,研磨去除密封材料的一部分以使導體柱的表面露出,然後以與上述導體柱電連接之方式形成再配線層(專利文獻2)。
專利文獻1:國際公開第2010/116615號小冊子
專利文獻2:日本特開2016-66649號公報
專利文獻1或2中記載之以往製造製程中,為了確保最終得 到之半導體裝置的電連接性,必須使用大型裝置,進行密封材料的研磨去除處理,以使埋設於密封材料之導體柱的表面露出。
然而,關於半導體裝置的製造製程,近年來在生產性等觀點上,比以往要求更高的技術水準。利用上述之研磨去除處理等機械方法來露出導體柱時,存在半導體裝置的生產性下降等不便。這係因為密封材料的研磨中要求高精確度。
因此,本發明以藉由在露出導體柱時不使用機械方法來提高半導體裝置的製造效率為前提,提供一種電連接的可靠性優異的半導體裝置的製造方法。
依據本發明,提供一種半導體裝置的製造方法,該方法依次包含:導體部形成步驟:在基板上形成自前述基板的表面起的高度相同的複數個導體部;被覆步驟:在鄰接之前述導體部的間隙中導入熱硬化性樹脂組成物,以前述導體部的頂部露出之方式用前述熱硬化性樹脂組成物的硬化物覆蓋;及多層配線步驟:對前述硬化物的表面不進行研磨,在前述硬化物上形成與前述頂部電連接之金屬圖案。
依據本發明,提供一種半導體裝置的製造方法,該方法依次包含:導體部形成步驟:在半導體晶片上形成複數個導體部,並以複數個前述導體部自支撐體起的高度相同的方式,將前述半導體晶片及前述導體部配置在前述支撐體上;被覆步驟:在鄰接之前述導體部之間存在之間隙中導入熱硬化性樹脂 組成物,以前述導體部的頂部露出之方式用前述熱硬化性樹脂組成物的硬化物覆蓋前述導體部;及多層配線步驟:對前述硬化物的表面不進行研磨,在前述硬化物上形成與前述頂部電連接之金屬圖案,在前述被覆步驟之後,還包含分離前述支撐體與前述硬化物之分離步驟。
依據本發明,提供一種半導體裝置的製造方法,該方法依次包含:在基板上或半導體晶片上形成自前述基板或前述半導體晶片的表面起的高度相同的複數個導體部之步驟;在前述基板或前述半導體晶片上,對鄰接之前述導體部之間存在之間隙導入處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物之步驟;以由使前述熱硬化性樹脂組成物硬化而得到之硬化物覆蓋面向前述間隙之前述導體部的表面的大致整個區域之方式,使處於流動狀態之前述熱硬化性樹脂組成物硬化之步驟;及前述硬化之步驟之後,對前述硬化物的表面不進行研磨,形成與前述導體部相接之金屬圖案之步驟,前述硬化之步驟為得到處於下述(a)或(b)狀態之任一結構體之步驟,當前述結構體處於下述(a)狀態時,前述形成金屬圖案之步驟中,以與前述頂部相接之方式形成前述金屬圖案, 當前述結構體處於下述(b)狀態時,在前述形成金屬圖案之步驟之前,還包含利用研磨以外的手段來去除前述表層(skin layer)而使前述頂部露出之步驟,在前述形成金屬圖案之步驟中,以與露出之前述頂部相接之方式形成前述金屬圖案。
(a)位於前述導體部高度方向之前述導體部的頂部露出之狀態
(b)位於前述導體部高度方向之前述導體部的前述頂部上附著有由前述硬化物構成之表層之狀態
因此,本發明以藉由在露出導體柱時不使用機械方法來提高半導體裝置的製造效率為前提,提供一種電連接的可靠性優異的半導體裝置的製造方法。
10‧‧‧基板
20‧‧‧第1導體圖案
30‧‧‧第2導體圖案
40‧‧‧導體部
50‧‧‧熱硬化性樹脂組成物
60‧‧‧硬化物
80‧‧‧由密接助劑構成之層
90‧‧‧錫銲凸塊
91‧‧‧金屬柱
92‧‧‧頂部
100‧‧‧脫模膜
150‧‧‧金屬膜
160‧‧‧金屬圖案
260‧‧‧鍍覆膜
300‧‧‧半導體裝置
400‧‧‧半導體晶片
410‧‧‧電極墊
420‧‧‧導體部
421‧‧‧頂部
450‧‧‧硬化物
460‧‧‧第1絕緣性樹脂膜
470‧‧‧第1開口部
480‧‧‧鍍覆膜
490‧‧‧第2絕緣性樹脂膜
500‧‧‧支撐體
510‧‧‧第2開口部
520‧‧‧UBM層
530‧‧‧錫銲凸塊
600‧‧‧半導體裝置
上述之目的及其他目的、特徵以及優點藉由以下敘述之較佳實施形態及該實施形態中附帶之以下圖式變得更加明確。
圖1係用於說明本實施形態之半導體裝置的製造方法的一例之圖。
圖2係用於說明本實施形態之半導體裝置的製造方法的一例之圖。
圖3係用於說明本實施形態之半導體裝置的製造方法的一例之圖。
圖4係用於說明本實施形態之半導體裝置的製造方法的一例之圖。
圖5係用於說明本實施形態之半導體裝置的製造方法的一例之圖。
圖6係用於說明本實施形態之半導體裝置的製造方法的一例之圖。
圖7係用於說明本實施形態之半導體裝置的製造方法的一例之圖。
圖8係用於說明參考例之半導體裝置的製造方法的一例之圖。
以下,利用圖式對本發明的實施形態進行說明。並且,所有圖式中,對相同的構成要件標註相同的符號,並適當地省略說明。
本實施形態之半導體裝置的製造方法係依次包含以下4個步驟者。
第1步驟為在基板上或半導體晶片上形成自上述基板或上述半導體晶片的表面起的高度相同的複數個導體部之步驟。
第2步驟為在基板或半導體晶片上對鄰接之導體部之間存在之間隙導入處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物之步驟。
第3步驟為以由使熱硬化性樹脂組成物硬化而得到之硬化物覆蓋面向上述間隙之導體部的表面的大致整個區域之方式,使處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物硬化之步驟。
第4步驟為在上述硬化之步驟之後,對硬化物的表面不進行研磨,形成與導體部相接之金屬圖案之步驟。
並且,本實施形態之半導體裝置的製造方法中,上述第3步驟(硬化之步驟)為得到處於下述(a)或(b)狀態之任一結構體之步驟。本實施形態之半導體裝置的製造方法中,當該種結構體處於下述(a)狀態時,上述第4步驟(形成金屬圖案之步驟)中,以與導體部的頂部相接之方式形成金屬圖案。另一方面,當該種結構體處於下述(b)狀態時,在形成金屬圖案之步驟之前,還包含利用研磨以外的手段來去除表層而使頂部露出之步驟,在上述第4步驟(形成金屬圖案之步驟)中,以與導體部的頂部相 接之方式形成金屬圖案。
(a)位於導體部高度方向之導體部的頂部露出之狀態
(b)位於導體部高度方向之導體部的頂部上附著有由硬化物構成之表層之狀態
以下,參閱圖式,對本實施形態之半導體裝置的製造方法(以下,亦表示為本製造方法。)進行說明。
<第1實施形態>
第1實施形態之半導體裝置的製造方法中,依次包含:導體部形成步驟:在基板上形成自上述基板的表面起的高度相同的複數個導體部;被覆步驟:在鄰接之上述導體部的間隙中導入熱硬化性樹脂組成物,以上述導體部的頂部露出之方式用上述熱硬化性樹脂組成物的硬化物覆蓋上述導體部;及多層配線步驟:對上述硬化物的表面不進行研磨,在上述硬化物形成與上述頂部電連接之金屬圖案。
並且,在多層配線步驟之後,可包含分離基板之分離步驟。
本製造方法係在基板上形成自該基板的表面起的高度相同的複數個導體部者。參閱圖1~圖4對該種本製造方法進行說明。另外,圖1~圖4均係用於說明本實施形態之半導體裝置的製造方法的一例之圖。
(導體部形成步驟)
導體部形成步驟中,在基板10上形成自基板10的表面起的高度相同的複數個導體部40。
首先,對基板10及導體部40進行說明。
<基板10>
首先,準備基板10。作為基板10,只要係具有平坦性、剛性及耐熱性等特性之基板,則能夠使用公知者。作為上述基板10,具體而言,可舉出金屬板等。
作為金屬板,具體而言,可舉出銅板、鋁板、鐵板、鋼鐵(鋼)板、鎳板、銅合金板、42合金板、不銹鋼板等。
另外,上述鋼鐵(鋼)板可以為SPCC(Steel Plate Cold Commercial)等冷軋鋼板的態様。
另外,在該種基板10上可形成有基於上述之金屬板的材料之載體箔。
關於基板10的大小,可以係能夠在其平面上僅配置1個半導體元件之大小,亦可以係能夠在其平面上配置複數個半導體元件之大小。作為基板10的大小,例如能夠在其平面上配置複數個半導體元件之大小為較佳。藉此,能夠對複數個半導體裝置實施相同的加工。因此,在能夠提高半導體裝置的生產效率之觀點上較方便。
並且,從上面觀察基板10時的平面形狀例如可以係矩形形狀,亦可以係圓形形狀。例如,從生產性的觀點考慮,從上面觀察基板10時的平面形狀係矩形形狀為較佳。藉此,半導體裝置的製造步驟中的基板10的操作變得容易,從而能夠提高半導體裝置的生產性。
並且,基板10的形狀例如可以係加工成框架形狀之單片基板,亦可以係加工成環箍形狀之連續體。
<導體部40>
在基板10的表面形成複數個導體部40。該複數個導體部自基板10的表面起的高度相同。
導體部40由第1導體圖案20及第2導體圖案30構成。
第1導體圖案20例如為形成在基板10上之電路。
並且,第2導體圖案30例如為金屬柱。藉由作為金屬柱之第2導體圖案30,電連接後述之多層配線步驟中形成之金屬圖案及第1導體圖案20,並能夠形成具備多層配線之半導體裝置。
第2導體圖案例如可以係金屬柱91本身,亦可以係在金屬柱91上形成錫銲凸塊90而成者。在後面說明之圖1(b)所示之第2導體圖案30為在金屬柱91上形成錫銲凸塊90而成者。並且,如圖4所示那樣,第2導體圖案30亦可以係金屬柱91本身。
並且,從實現對應於窄間距化之半導體裝置之觀點考慮,本製造方法中形成之第2導體圖案30的形狀如圖1(b)及圖4所示之第2導體圖案30那樣,係柱形狀亦即柱體形狀為較佳。
另外,作為柱體形狀並無限定,具體而言,能夠設為角柱形狀、圓柱形狀等。
以下對形成自基板的表面起的高度相同的複數個導體部之方法進行說明。
首先,如圖1(a)所示,在基板10上形成複數個第1導體圖案20。接著,如圖1(b)所示,在第1導體圖案20上形成第2導體圖案30。
第1導體圖案20與第2導體圖案30例如能夠藉由光刻法形成。在此,藉由調節第1導體圖案及第2導體圖案的形狀來調整成使導體部40自基板10表面起的高度變得相同。本製造方法中,如此能夠形成自基板10表面起的高度相同的複數個導體部40。以下,將形成第1導體圖案20之情況作為 例子而舉出,對基於光刻法之導體部40的具體形成方法進行說明。
<光刻法>
首先,在基板10上形成由感光性樹脂組成物構成之感光性樹脂膜。
在此,作為感光性樹脂組成物,能夠使用用於抗鍍劑(plating resist)之公知的材料。作為該種公知的材料,可舉出光阻劑、抗蝕油墨、乾膜等感光性材料。另外,感光性樹脂組成物可以係負型亦可以係正型。
作為感光性樹脂膜的形成方法,具體而言,可舉出使用塗佈機或旋轉機等將清漆狀感光性樹脂組成物塗佈於基板10上,並使所得到之塗佈膜乾燥之方法、或藉由熱壓焊接等在基板10上層壓由感光性樹脂組成物構成之樹脂片之方法等。
接著,對感光性樹脂膜,形成具有規定開口圖案之開口部。作為開口部的形成方法,可舉出曝光顯影法或雷射加工法等。
接著,用金屬膜埋設所形成之開口部。作為埋設方法,例如可舉出無電電鍍法或電鍍法等。並且,作為金屬膜的形成材料,具體而言,可舉出銅、銅合金、42合金、鎳、鐵、鉻、鎢、金、焊料等。作為金屬膜,上述具體例中例如使用銅為較佳。
接著,去除感光性樹脂膜。作為感光性樹脂膜的去除方法,可舉出使用剝離液來剝離該感光性樹脂膜之方法、或進行灰化處理,進而藉由剝離液來去除附著於基底層之感光性樹脂膜的殘渣之方法等。從提高半導體裝置的生產效率之觀點考慮,作為感光性樹脂膜的去除方法,採用使用剝離液來剝離感光性樹脂膜之方法為較佳。另外,作為剝離液,具體而言,可舉出含有烷基苯磺酸之有機磺酸系剝離液、含有單乙醇胺等有機胺之有機 胺系剝離液、或者對水混合了有機鹼或氟系化合物等之水系阻劑剝離液等。
藉由以上說明之光刻法來得到所期望的形狀的金屬膜。
本實施形態中,能夠將藉由上述之光刻法來得到之由所期望的形狀構成之金屬膜用作第1導體圖案20或第2導體圖案30。亦即,第1導體圖案20、第2導體圖案30分別例如能夠藉由光刻法來形成。藉由利用光刻法,能夠以自基板的表面起的複數個導體部40的高度變得相同的方式精確度良好地形成導體部40。
另外,如圖1(b)所示,作為得到在金屬柱91上形成錫銲凸塊90而成之第2導體圖案30之方法,可舉出利用公知的方法在藉由光刻法得到之所期望的形狀的金屬膜亦即柱91形成錫銲凸塊90之方法。
(被覆步驟)
被覆步驟中,在鄰接之前述導體部的間隙中導入熱硬化性樹脂組成物,以導體部的頂部露出之方式用熱硬化性樹脂組成物的硬化物覆蓋導體部。亦即,以導體部的頂部露出之方式被覆導體部的一部分。
另外,頂部92露出之狀態包含,在後述之多層配線形成步驟中形成金屬圖案160之前,頂部92以可以不用其他絕緣部件埋設產生在導體部40及硬化物60的接合部分之段差之程度露出之狀態。
被覆步驟中,首先,如圖1(c)所示,在基板10上對鄰接之導體部40之間存在之間隙導入處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物50。
在此,作為導入處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物之方法,具體而言,可舉出轉移成型法、壓縮成型法、射出成型法、層壓成型法等。
上述具體例中,從在基板10上在鄰接之導體部40的間隙內不殘留未 填充部分而形成絕緣樹脂層之觀點考慮,轉移成型法、壓縮成型法或層壓成型法為較佳。
為了使用轉移成型法、壓縮成型法或層壓成型法,變成流動狀態之前的熱硬化性樹脂組成物的形狀例如係顆粒形狀、粉粒形狀、錠形狀、片形狀為較佳。
對導入熱硬化性樹脂組成物50時的基板10及導體部40的配置進行說明。
基板10及導體部40係以硬化物60的表面與導體部40的頂部92的面呈同一水平面之方式配置為較佳。亦即,以硬化物60的表面與導體部40的頂部92的面呈同一水平面之方式形成硬化物60為較佳。藉此,能夠製作處於位於導體部40的高度方向上之頂部92露出之狀態,並且在硬化物60與導體部40的接合部分不具有段差之結構體。
並且,導入熱硬化性樹脂組成物50時,例如,如圖1(d)所示,以按壓導體部40的頂部92之方式配置脫模膜100為較佳。藉此,能夠藉由脫模膜100來保護導體部40的頂部92。因此,能夠抑制熱硬化性樹脂組成物的硬化物60附著於導體部40的頂部92上,且能夠抑制半導體裝置的電連接的可靠性下降。另外,關於脫模膜100將在後面進行詳述。
關於配置脫模膜100之時間點,可以係導入處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物50之前,亦可以係與導入處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物50的時間點相同,亦可以如圖1(d)所示在導入處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物50之後,將熱硬化性樹脂組成物50作成硬化物60之前。亦即,配置脫模膜100之時間點只要係將熱硬化性樹脂組成物50作成硬化物60 之前即可。
會在後面進行敘述,但脫模膜在使熱硬化性樹脂組成物硬化而作成硬化物60之後進行去除。
<脫模膜100>
作為脫模膜100並無限定,能夠使用用於熱硬化性樹脂組成物的脫模者。作為脫模膜100,具體而言,可舉出氟系脫模膜、聚酯系脫模膜等。
當導入處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物之方法為壓縮成型法時,使用氟系脫模膜為較佳。並且,當導入處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物之方法為層壓成型法時,使用聚酯系脫模膜為較佳。藉此,熱硬化性樹脂組成物含有環氧樹脂時,脫模膜100相對於熱硬化性樹脂組成物能夠顯現較佳的脫模性。
作為氟系脫模膜的市售品,具體而言,可舉出ASAHI GLASS CO.,LTD.製的AFLEX(註冊商標)50KN144NT等。
關於脫模膜100,按壓導體部40的頂部92之面係未實施壓花加工換言之平滑為較佳。亦即,脫模膜100係具有未實施壓花加工之面換言之具備鏡面者為較佳。藉此,關於硬化物60的表面,在宏觀觀點上抑制起伏,從而能夠設為平滑。因此,能夠抑制後述之多層配線步驟中形成之金屬圖案160的電路跳線,並提高電連接的可靠性。具體而言,即使在金屬圖案160的電路線寬/線間隔(L/S)細微到12/12μm左右的情況下,亦能夠高度維持電連接的可靠性。
脫模膜100的按壓頂部92之面的算術平均表面粗糙度Ra的下限值例如能夠設為0μm以上,0.01μm以上為較佳,0.1μm以上為更佳, 0.15μm以上為進一步較佳。藉此,關於硬化物60的表面,在微觀的觀點上能夠形成凹凸。因此,後述之多層配線步驟中形成之金屬圖案160與硬化物60的密接中顯現錨定效果,並能夠提高金屬圖案160與硬化物60的密接強度。
並且,脫模膜100的按壓頂部92之面的算術平均表面粗糙度Ra的上限值例如設為1.5μm以下為較佳,0.5μm以下為更佳,0.4μm以下為進一步較佳,0.3μm以下為更進一步較佳,0.28μm以下尤為佳。
另外,算術平均表面粗糙度Ra例如能夠用遵照JIS-B0601-1994之方法進行測定。
在鄰接之導體部的間隙中導入熱硬化性樹脂組成物之後,使熱硬化性樹脂組成物50硬化,並作成硬化物60。該硬化物60發揮絕緣樹脂層的作用。
如圖1(e)所示,硬化物60例如以覆蓋在導體部40的表面中除了頂部之外的整面之方式形成為較佳。藉此能夠抑制導體部40與後述之多層配線步驟中形成之金屬圖案160以外者接觸。因此,在能夠確保半導體裝置的絕緣可靠性之觀點上較佳。
在此,關於熱硬化性樹脂組成物,導入鄰接之導體部的間隙時,為B階段的硬化狀態。並且,使熱硬化性樹脂組成物50硬化而作成硬化物60時,為C階段的硬化狀態。亦即,硬化物的硬化狀態為C階段的硬化狀態。
另外,導入熱硬化性樹脂組成物之條件依據成型法而不同。使用壓縮成型法時,成型溫度例如設為50℃以上200℃以下為較佳,設為80℃以上180℃以下為更佳。並且,使用壓縮成型法時,成型時間設為30秒鐘以上 15分鐘以下為較佳,設為1分鐘以上10分鐘以下為更佳。並且,使用壓縮成型法時,成型壓力設為0.5MPa以上12MPa以下為較佳,設為1MPa以上10MPa以下為更佳。
並且,使用層壓成型法時,例如分2階段進行加壓,第1階段的加壓的條件例如能夠設為:成型溫度為60℃以上130℃以下,成型時間為30秒鐘以上10分鐘以下,成型壓力為0.2MPa以上15MPa以下,第2階段的加壓的條件能夠設為:成型溫度為80℃以上150℃以下,成型時間為30秒鐘以上10分鐘以下,成型壓力為0.2MPa以上15MPa以下。
藉由將成型時的成型溫度、壓力、時間設為上述範圍,能夠防止在鄰接之導體部40的間隙產生未填充熱硬化性樹脂組成物50之部分。
另外,本實施形態中,熱硬化性樹脂組成物的B階段的硬化狀態(半硬化狀態)係指,藉由微差掃描熱量(DSC:Differential scanning calorimetry)測定計算之反應率大於0%且70%以下。
並且,本實施形態中,熱硬化性樹脂組成物的C階段的硬化狀態係指,藉由微差掃描熱量測定計算之反應率大於70%且100%以下。
在此,對反應率的求出方法進行說明。首先,關於導入導體部40的間隙之前的熱硬化性樹脂組成物,藉由DSC測定對溫度分佈進行測定。將依據藉此得到之硬化反應的溫度分佈計算之、按硬化反應的放熱峰的每單位質量換算之放熱量設為A〔mJ/mg〕。接著,關於計算反應率之熱硬化性樹脂組成物,亦同様地計算按硬化反應的放熱峰的每單位質量換算之放熱量B〔mJ/mg〕。利用上述A及B藉由以下式求出反應率。
(式)(反應率)=B/A×100〔%〕
並且,關於使熱硬化性樹脂組成物50硬化而作成硬化物60之條件,例如能夠在150℃以上200℃以下的溫度下,藉由熱處理1小時以上6小時以下來進行。
作為成型方法使用壓縮成型法來形成由硬化物60構成之絕緣樹脂層時,在模具內進行減壓而進行樹脂密封為較佳,真空下進行為進一步較佳。
硬化物60的玻璃轉移溫度例如係100℃以上250℃以下為較佳,130℃以上220℃以下為更佳。硬化物60的玻璃轉移溫度在上述數值範圍內時,能夠抑制在半導體裝置中產生翹曲。
本實施形態中,藉由脫模膜100來保護導體部40的頂部92時,能夠在一定程度上抑制熱硬化性樹脂組成物的硬化物60附著於頂部92,且電連接的可靠性下降。然而,本發明者等對使用脫模膜100來保護導體部40的頂部92之情況進行了研究之結果發現,僅使用脫模膜100時,存在如下不便:在進行複數個半導體裝置的製造時,例如在脫模膜100與導體部之間侵入熱硬化性樹脂組成物。當存在該種不便時,在導體部40的頂部92上形成由熱硬化性樹脂組成物的硬化物60構成之表層。在表層具備絕緣性,頂部92附著有表層之狀態下,會導致半導體裝置的電連接的可靠性下降。
另外,附著有表層之狀態係指在頂部92的表面形成有熱硬化性樹脂組成物的皮膜之狀態。另外,表層的厚度最大亦係數μm級。
另外圖1~圖4中未圖示有表層。
以往的半導體裝置的製造方法中,以埋設導體部40之方式 形成硬化物60,藉由機械研磨或化學機械研磨之類的機械方法來對硬化物60進行研磨,從而露出了導體部40。本發明者等對藉由以往機械方法來去除表層之情況進行了研究之結果,明確了去除數μm級的表層時,在精確度及生產效率的觀點上具有改善的餘地。本發明者等對不降低生產性就能夠去除表層之方法進行了研究之結果發現,進行藥液處理或蝕刻處理等化學方法為有效。藉此,不降低半導體裝置的生產性就能夠去除表層。並且,利用化學方法來去除表層時,不會削刮硬化物60太多,因此能夠以導體部40的頂部露出之方式用熱硬化性樹脂組成物50的硬化物60被覆導體部40。
作為藥液處理,具體而言,可舉出利用鹼性過錳酸鹽水溶液之清洗等。作為鹼性過錳酸鹽水溶液,具體而言,可舉出過錳酸鉀水溶液、過錳酸鈉水溶液等。
並且,具體而言,蝕刻處理係指利用蝕刻液之清洗。作為蝕刻液,具體而言,可舉出含有硫酸及過氧化氫者。
本製造方法中,圖1(f)所示之結構體處於在上述之頂部92上附著有由硬化物60構成之表層之狀態亦即上述之(b)狀態時,為了確保最終得到之半導體裝置的電連接的可靠性,需要在形成後述之金屬圖案之前,利用使用過錳酸鉀、過錳酸鈉等鹼性過錳酸鹽水溶液等藥劑、或含有硫酸及過氧化氫之蝕刻液等之研磨以外的手段來去除該表層而使頂部92露出。換言之,圖1(f)所示之結構體處於上述之(b)狀態時,需要包含藉由實施藥液處理或蝕刻處理來去除表層,從而使頂部92露出之步驟。
使熱硬化性樹脂組成物50硬化而作成硬化物60之後,如圖1(f)所示,從硬化物60的表面剝離脫模膜100。
此時,脫模膜100可以降低該脫模膜100與硬化物60之間的密接性之後進行剝離。具體而言,對於脫模膜100與硬化物60的接著部位,例如可以藉由進行紫外線照射或熱處理來使形成該接著部位之脫模膜100的脫模層劣化,從而降低密接性之後進行剝離。另外,脫模膜100具備充分的脫模性時,可以不進行紫外線照射或熱處理。
藉由使用脫模膜100來形成硬化物60,能夠控制硬化物60的表面粗糙度。
後述之多層配線步驟之前,硬化物60的露出頂部92之面的算術平均表面粗糙度Ra的下限值例如能夠設為0.02μm以上,亦可以設為0.05μm以上。藉此,關於硬化物60的表面,在微觀的觀點上能夠形成凹凸。因此,能夠顯現錨定效果,且能夠提高後述之多層配線步驟中形成之金屬圖案160與硬化物60的密接強度。
並且,多層配線步驟之前,硬化物60的露出頂部92之面的算術平均表面粗糙度Ra的上限值例如設為0.8μm以下為較佳,0.6μm以下為更佳,0.2μm以下為進一步較佳,0.15μm以下為更進一步較佳。
另外,硬化物60的存在頂部92之面的算術平均表面粗糙度Ra能夠利用遵照JIS-B0601-1994之方法來測定。
本實施形態中,以由使熱硬化性樹脂組成物硬化而得到之硬化物60覆蓋面向鄰接之導體部40之間存在之間隙側之導體部40的表面的大致整個區域之方式,使處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物50硬化。藉此,無需在後述之多層配線步驟之前,經過以往半導體裝置的製造製程中採用之藉由機械方法對硬化物進行研磨處理之步驟。因此,能夠提高半導 體裝置的生產性。
因此,本製造方法中,重要的是,考慮在基板10上鄰接之導體部40之間存在之間隙的尺寸及使用之模具所具備之成型空間的大小亦即容積,預先計算對上述間隙導入之處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物50的量,準備與所得到之計算結果相應量的熱硬化性樹脂組成物50。並且,關於本製造方法中使用之模具,使用具備以符合基板10的尺寸之方式設計之成型空間者為較佳。這樣一來,能夠防止以下情況:在使處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物50硬化之前階段中,由於該種熱硬化性樹脂組成物50流入基板10的未形成有導體部40之一側,作為結果得到之硬化物60自基板10表面起的高度偏離設計值。
上述中,參閱圖1(c)~圖1(f),對被覆步驟進行了說明,但本製造方法並不限定於上述之例。
本製造方法中,例如,可以採用使用在成型空間內預先配置了脫模膜100之模具之方法。以下對其一例進行說明。
首先,在模具的成型空間內配置脫模膜100。接著,在配設於模具的內部之脫模膜100的表面上導入處於流動狀態之規定量的熱硬化性樹脂組成物50。接著,以使圖1(b)所示之結構體所具備之導體部40的頂部92按壓於脫模膜100的表面之方式,將該結構體配置於模具內。這樣一來,能夠對在基板10上鄰接之導體部40之間存在之間隙均勻地導入處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物50。接著,使處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物50硬化。
另外,本實施形態中,後述之多層配線步驟中,從形成與硬 化物60的密接性優異的金屬圖案160之觀點考慮,在形成該種金屬圖案160之步驟之前,例如可以對硬化物60的表面進行粗化處理。在此,作為對硬化物60的表面進行粗化處理之方法,可舉出化學方法或物理方法。在此,作為化學方法,可舉出對硬化物60的表面實施藥液處理之方法。並且,作為物理方法可舉出電漿處理。在此,在得到處於在上述之頂部92上附著有由硬化物60構成之表層之狀態之圖1(f)所示之結構體時,從提高半導體裝置的製造效率之觀點考慮,可以使用相同的藥劑來同時實施表層的去除和對硬化物60的表面實施之藥液處理。這樣一來,能夠使導體部40的頂部92露出的同時,對硬化物60的表面狀態進行改質。
本製造方法中,尤其在使用含有脫模劑之熱硬化性樹脂組成物來形成了硬化物60時實施對硬化物60的表面實施之藥液處理,則能夠使藉由後述之多層配線步驟得到之金屬圖案160對硬化物60的密接性變得更加良好。並且,作為能夠在藥液處理中使用之藥劑,例如可舉出過錳酸鉀、過錳酸鈉等鹼性過錳酸鹽水溶液。藉此,關於硬化物60的表面,在微觀的觀點上能夠形成凹凸。因此,能夠顯現錨定效果,且能夠提高後述之多層配線步驟中形成之金屬圖案160與硬化物60的密接強度。
並且,作為對硬化物60的表面進行物理粗化處理之方法,可舉出對硬化物60的表面實施電漿處理之方法。本製造方法中尤其在使用含有脫模劑之熱硬化性樹脂組成物來形成了硬化物60時實施上述之電漿處理,則能夠使藉由後述之步驟得到之金屬圖案160對硬化物60的密接性變得更加良好。認為這係因為關於硬化物60的表面在微觀的觀點上能夠形成凹凸,且金屬圖案侵入硬化物60的凹凸,顯現錨定效果。在該種電漿處理中,例如 作為處理氣體,能夠使用氬氣等惰性氣體、氧化性氣體或氟系氣體。作為氧化性氣體,可舉出O2氣體、O3氣體、CO氣體、CO2氣體、NO氣體、NO2氣體等。
(多層配線步驟)
多層配線步驟中,對硬化物60的表面不進行研磨,在硬化物60上形成與前述頂部92電連接之金屬圖案160。藉此,能夠抑制半導體裝置的生產性下降,並且能夠使電路的配線多層化。
另外,對硬化物60的表面進行研磨係指機械研磨或化學機械研磨等機械方法。
如圖2(a)~圖2(d)所示,對硬化物60的表面不進行研磨,在基板10上的形成有導體部40之一側的面上形成金屬圖案160。具體而言,本製造方法中,藉由圖2(a)~圖2(d)所示之方法,電連接處於露出之狀態之頂部92與金屬圖案160。
以下,進行詳細說明。
多層配線步驟中,將金屬圖案160形成於硬化物60上之前,例如如圖2(a)所示,可以在基板10上的配設有硬化物60及導體部40之一側的表面,亦即在硬化物60上的形成金屬圖案160之一面塗敷密接助劑,從而形成由密接助劑構成之層80。藉此,能夠進一步提高金屬圖案160與硬化物60的密接性。
<密接助劑>
作為密接助劑並無限定,能夠使用公知者。
作為密接助劑,例如能夠使用矽烷耦合劑、三唑化合物。
作為矽烷耦合劑,具體而言,例如可舉出3-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧丙基甲基二乙氧基矽烷、3-環氧丙氧丙基三乙氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、N-2-(胺乙基)-3-胺丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺乙基)-3-胺丙基三甲氧基矽烷、N-2-(胺乙基)-3-胺丙基三乙氧基矽烷、3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-巰丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰丙基三甲氧基矽烷、雙(三乙氧基丙基)四硫化物、3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷等。
作為三唑化合物,具體而言,可舉出4-胺基-1,2,4-三唑、4H-1,2,4-三唑-3-胺、4-胺基-3,5-二-2-吡啶基-4H-1,2,4-三唑、3-(甲硫基)-4H-1,2,4-三唑、4-胺基-3-肼基-5-巰基-1,2,4-三唑、4-甲基-4H-1,2,4-三唑-3-硫醇、5-巰基-4H-1,2,4-三唑-3-醇、3-胺基-5-甲基-4H-1,2,4-三唑、4-甲基-4H-1,2,4-三唑-3-胺、3,4-二胺基-4H-1,2,4-三唑、3,5-二胺基-4H-1,2,4-三唑、1,2,4-三唑-3,4,5-三胺、3-吡啶基-4H-1,2,4-三唑、4H-1,2,4-三唑-3-甲醯胺(4H-1,2,4-triazole-3-carboxamide)等。
作為密接助劑的市售品,具體而言,能夠使用Atotech公司的Booster MR等。
多層配線步驟中,在硬化物60上或由密接助劑構成之層80上形成金屬圖案160。在此,金屬圖案160例如為電路。
首先,如圖2(b)所示,在由密接助劑構成之層80中的與配設有基板 10之一側的面相反側的面,亦即在與存在硬化物60之面相反的面,形成金屬膜150。接著,如圖2(c)所示,選擇性地去除所形成之金屬膜150來得到金屬圖案160。本製造方法中,金屬圖案160的形成方法能夠使用與上述之第1導體圖案20及第2導體圖案30的形成方法相同的方法亦即光刻法。
形成了金屬圖案之後,例如,如圖2(d)所示,在導體部40與金屬圖案160的表面形成鍍覆膜260。鍍覆膜260在本實施形態中的使用了半導體裝置300之安裝步驟中,能夠作為適於線結合或焊接之連接部。
鍍覆膜260以覆蓋露出之導體部40和金屬圖案160之方式形成。作為鍍覆膜260的材料,例如能夠設為在鍍焊料膜、鍍錫膜或鍍鎳膜上積層了鍍金膜之2層結構的鍍覆膜,進而藉由無電電鍍形成之凸點下金屬(UBM,Under Bump Metallurgy)膜。並且,鍍覆膜260的膜厚例如能夠設為2μm以上10μm以下。
作為形成鍍覆膜之鍍覆處理方法,例如能夠採用電鍍法或無電電鍍法。當使用無電電鍍法時,能夠如下形成鍍覆膜260。以下對形成由鎳和金這2層構成之鍍覆膜260之一例進行說明,但鍍覆處理方法並不限定於此。
首先,形成鍍鎳膜。進行無電鍍鎳時,將圖2(c)所示之結構體浸漬於鍍液。這樣一來,能夠在導體部40與金屬圖案160的表面上形成鍍覆膜260。鍍液作為鎳鉛及還原劑,例如能夠使用含有次磷酸鹽者。接著,在鍍鎳膜上進行無電鍍金。無電鍍金的方法並無特別限定,但例如能夠利用藉 由金離子與基底層金屬的離子的置換而進行之置換鍍金來進行。
並且,本製造方法中,亦可以具有對所得到之鍍覆膜260的表面實施電漿處理之步驟。電漿處理中,例如作為處理氣體,能夠使用氬氣等惰性氣體、氧化性氣體或氟系氣體。作為氧化性氣體,可舉出O2氣體、O3氣體、CO氣體、CO2氣體、NO氣體、NO2氣體等。本製造方法中的電漿處理的條件並無特別限定,除了灰化處理以外,亦可以係使其接觸源自惰性氣體的電漿之處理。
並且,關於本製造方法之電漿處理,不對處理對象施加偏壓而進行之電漿處理、或使用非反應性氣體而進行之電漿處理為較佳。另外,不對處理對象施加偏壓之構成係指,在本實施形態中,不對基板10上的導體部40、金屬圖案160及鍍覆膜260中的任一個施加偏壓之構成。並且,對電漿處理中固定基板10之電漿處理裝置的試料台等亦不施加偏壓。電漿處理時間係30秒鐘以上為較佳,1分鐘以上為更佳。另一方面,該時間係10分鐘以下為較佳,5分鐘以下為更佳。只要電漿處理時間為上述下限以上、上限以下,則能夠更進一步提高半導體裝置300的耐久性。
(分離步驟)
分離步驟中,如圖3所示,分離基板10並進行選擇性去除,藉此得到本實施形態之半導體裝置300。
另外,上述之選擇性去除基板10係指,去除基板10的一部分或全部。作為去除基板10之方法,可舉出使用酸性液或鹼性液來進行化學蝕刻之方法、進行物理研磨之方法、進行物理剝離之方法、電漿照射法、雷射剝蝕法等。其中,使用酸性液或鹼性液來進行化學蝕刻之方法為較佳。另外, 作為此時使用之上述酸性液的具體例,可舉出混酸、氯化鐵水溶液等。
以下,對本製造方法的效果進行說明。
本製造方法與以往的製造製程不同,不實施用於露出導體柱的表面之研磨去除處理,就能夠成品率良好地製作電連接的可靠性優異的半導體裝置300。因此,依本製造方法,在能夠以少的製造步驟數製作所期望的半導體裝置300之點上,與以往的製造製程相比,能夠提高製造效率。
並且,依本製造方法,能夠以簡單的方法露出導體部40的頂部92,因此作為結果,在作業性等觀點上,亦能夠提高半導體裝置300的製造效率。
在此,依本製造方法,亦能夠製作具有在厚度方向上積層有4層以上的層之多層結構之配線基板(多層配線基板)。此時,從圖2(d)所示之結構體出發而製造多層配線基板。具體而言,在圖2(d)所示之結構體上,利用與參閱圖1及圖2而進行了說明之方法相同的方法,製作硬化物與金屬圖案,藉此能夠得到所期望的多層配線基板。
<第2實施形態>
第2實施形態之半導體裝置的製造方法依次包含:導體部形成步驟:在半導體晶片上形成複數個導體部,以複數個上述導體部自支撐體起的高度相同的方式,將上述半導體晶片及複數個上述導體部配置在上述支撐體上;被覆步驟:在鄰接之上述導體部之間存在之間隙中導入熱硬化性樹脂組成物,以上述導體部的頂部露出之方式用上述熱硬化性樹脂組成物的硬化物覆蓋上述導體部;及多層配線步驟:對上述硬化物的表面不進行研磨,在上述硬化物上形成與上述頂部電連接之金屬圖案,在上述被覆步驟之後,還包含分離前述支撐體與前述硬化物之分離步驟。
關於本製造方法,參閱圖5~圖7來進行說明。另外,圖5~圖7均係用於說明本實施形態之半導體裝置的製造方法的一例之圖。並且,參閱圖5~圖7來進行說明之製造方法為用於製作在配設有半導體晶片之區域外亦再配置了端子之扇出型半導體裝置之製程,但本製造方法亦能夠適用於用於製作在配設有半導體晶片之區域內再配置了端子之扇入型半導體裝置之製程。
(導體部形成步驟)
導體部形成步驟中,首先,在半導體晶片400上形成複數個導體部420,接著,以複數個上述導體部自支撐體起的高度相同的方式,將複數個上述半導體晶片及上述導體部配置在上述支撐體上。
首先,對半導體晶片400、導體部420進行說明。
<半導體晶片400>
作為半導體晶片400並無限定,能夠依據所期望的半導體裝置來選擇公知的半導體晶片。在此,半導體晶片400具備電極墊410。半導體晶片400經由電極墊410與導體部420電連接。
作為半導體晶片400,具體而言,可舉出積體電路、大型積體電路、電晶體、閘流體、二極體、固體成像元件等。
<導體部420>
如圖5(a)所示,在半導體晶片400上形成複數個導體部420。在後述之支撐體500配置了半導體晶片400及導體部420時,以複數個導體部420自支撐體500起的高度相同的方式,形成複數個導體部420。藉此,後述之被覆步驟中,導體部420的頂部421不被埋設,無需藉由用機械研磨 或化學機械研磨等機械方法對硬化物60進行研磨來使頂部421露出,因此方便。
形成導體部420之方法並無限定,但若使用第1實施形態中說明之光刻法,則能夠尺寸精確度良好地形成導體部420,因此較佳。
在半導體晶片400上形成導體部420之後,將半導體晶片400及導體部420配置在支撐體500上。此時,以半導體晶片400所具備之電極墊410朝向與配置有支撐體500之一側的面相反側的面之方式,將半導體晶片400配置在支撐體500上。亦即,以支撐體500、半導體晶片400、導體部420以該順序積層之方式,將半導體晶片400及導體部420配置在支撐體500上。
形成導體部420時預先控制其高度,藉此將半導體晶片400及導體部420配置在支撐體500上時,能夠使複數個導體部420自支撐體500起的高度變得相同。
另外,配置在支撐體500上之半導體晶片400可以僅為1個,亦可以為複數個。
<支撐體500>
作為配置有半導體晶片400及導體部420之支撐體500,可以使用在基底層基板的表面具備脫模層者,亦可以將脫模層本身用作支撐體500。半導體晶片400及導體部420配置在支撐體500的脫模層上。這係為了在後述之分離步驟中藉由去除支撐體500來製作半導體裝置。
作為基底層基板並無限定,能夠使用可承受模成型時施加之溫度、負載者。作為基底層基板,具體而言,可舉出晶圓、玻璃基板、不銹鋼板等。 並且,亦可以使用在第1實施形態中說明之能夠用作基板10之金屬板。
作為脫模層並無限定,例如,能夠使用藉由熱處理或紫外線照射而產生發泡或劣化,從而半導體晶片400及後述之硬化物450的接著力下降者。
(被覆步驟)
被覆步驟中,在鄰接之導體部之間存在之間隙中導入熱硬化性樹脂組成物,以導體部的頂部露出之方式用熱硬化性樹脂組成物的硬化物覆蓋導體部。
在此,作為被覆步驟的方法,能夠使用與在第1實施形態中說明之方法相同的方法。藉此,如圖5(c)所示,以導體部420的頂部421露出之方式,用熱硬化性樹脂組成物50的硬化物450被覆導體部420。另外,硬化物450係與硬化物60相同者。亦即,製作處於導體部420的頂部421露出之狀態之結構體。
(分離步驟)
上述被覆步驟之後,分離上述支撐體500與硬化物450。藉此,得到由圖5(d)所示之結構體。
作為分離之方法並無限定,例如,可以降低支撐體500與硬化物450及半導體晶片400的密接性之後進行剝離,亦可以使用第1實施形態中說明之選擇性地去除基板之方法。
作為降低密接性之方法,具體而言,可舉出藉由紫外線照射或熱處理等來降低支撐體500的脫模層的密接力之方法。作為降低脫模層的密接力之方法,具體而言,可舉出藉由熱處理而使脫模層發泡之方法、藉由紫外線照射而分解脫模層的分子的結合,並使脫模層劣化之方法等。
另外,進行分離步驟之時間點只要係被覆步驟之後則並無限定,例如,可以係多層配線步驟中形成錫銲凸塊530之後。
(多層配線步驟)
多層配線步驟中,對硬化物450的表面不進行研磨,在硬化物450上形成與頂部421電連接之金屬圖案。另外,作為金屬圖案,例如,如第1實施形態中說明的那樣,能夠使用藉由光刻法形成之金屬圖案160。
以下,利用圖5(d)、圖6(a)~圖6(c)、圖7(a)~圖7(c)對金屬圖案的形成方法的一例進行說明。
首先在如圖5(d)所示導體部420的頂部421露出之硬化物450的一面,如圖6(a)所示,形成由感光性樹脂組成物構成之感光性樹脂膜亦即第1絕緣性樹脂膜460。在此,作為感光性樹脂組成物,能夠使用用於抗鍍劑之公知的材料。
接著,如圖6(b)所示,在第1絕緣性樹脂膜460上形成使導體部420的頂部421露出之第1開口部470。在此,作為上述第1開口部470的形成方法,能夠使用曝光顯影法或雷射加工法。
另外,對第1開口部470進行去污(desmear)處理為較佳,前述去污處理係去除形成該第1開口部470時產生之污跡之處理。作為去污處理,具體而言,可舉出使用了鹼性過錳酸鹽水溶液之濕式法、或使用了處理氣體之電漿處理法。
以下,對使用了鹼性過錳酸鹽水溶液之濕式法進行說明。
首先,將具有設有第1開口部470之第1絕緣性樹脂膜460之圖6(b)所示之結構體浸漬於含有有機溶劑之膨潤液中,接著在鹼性過錳酸鹽水溶 液中浸漬而進行處理。作為上述過錳酸鹽,例如能夠使用過錳酸鉀、過錳酸鈉等。當作為過錳酸鹽使用過錳酸鉀時,浸漬用過錳酸鉀水溶液的溫度係45℃以上為較佳,95℃以下為較佳。浸漬於過錳酸鉀水溶液的時間係2分鐘以上為較佳,20分鐘以下為較佳。藉此,能夠提高第1絕緣性樹脂膜460與硬化物450的密接性。
並且,以下對使用了處理氣體之電漿處理法進行說明。
作為電漿處理的處理氣體,具體而言,能夠舉出氬氣、O2氣體、O3氣體、CO氣體、CO2氣體、NO氣體、NO2氣體、氟系氣體等。
形成開口部470之後,如圖6(c)所示,以覆蓋處於露出之狀態之導體部420的頂部421與第1絕緣性樹脂膜460之方式形成鍍覆膜480。作為形成鍍覆膜之方法,能夠使用第1實施形態的多層配線步驟中說明之鍍覆處理方法。鍍覆膜480例如能夠設為在鍍焊料膜、鍍錫膜或鍍鎳膜上積層有鍍金膜之2層結構的鍍覆膜。並且,鍍覆膜480的膜厚例如能夠設為2μm以上10μm以下。並且,作為覆膜處理方法的一例,可舉出電鍍法或無電電鍍法。從提高最終得到之半導體裝置的耐久性之觀點考慮,關於所得到之鍍覆膜480,利用上述之方法進行電漿處理為較佳。
形成鍍覆膜之後,如圖7(a)所示,在鍍覆膜480的表面形成由感光性樹脂組成物構成之感光性樹脂膜亦即第2絕緣性樹脂膜490。在此,作為感光性樹脂組成物,能夠使用用於抗鍍劑之公知的材料。
接著,如圖7(b)所示,在第2絕緣性樹脂膜490形成使鍍覆膜480的一部分露出之第2開口部510。在此,作為第2開口部510的形成方法,能夠使用曝光顯影法或雷射加工法。
接著,如圖7(c)所示,經由UBM層520使錫銲凸塊530熔接於在第2開口部510內露出之鍍覆膜480上,從而得到本實施形態之半導體裝置600。
以下,對在本製造方法中使用之熱硬化性樹脂組成物的構成進行說明。
作為本製造方法中使用之熱硬化性樹脂組成物,可舉出含有熱硬化性樹脂、硬化劑及無機填充材者。作為上述熱硬化性樹脂,使用環氧樹脂為較佳。
(環氧樹脂)
作為環氧樹脂,能夠與其分子量、分子結構無關地使用在1分子內具有2個以上環氧基之單體、寡聚物、聚合物全體。作為該種環氧樹脂的具體例,能夠包含選自雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚E型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、雙酚M型環氧樹脂(4,4'-(1,3-伸苯基二異亞丙基)雙酚型環氧樹脂)、雙酚P型環氧樹脂(4,4'-(1,4-伸苯基二異亞丙基)雙酚型環氧樹脂)、雙酚Z型環氧樹脂(4,4'-環己二烯雙酚型環氧樹脂)等雙酚型環氧樹脂;苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、溴化苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、四酚基乙烷型酚醛清漆型環氧樹脂、具有縮合環芳香族烴結構之酚醛清漆型環氧樹脂等酚醛清漆型環氧樹脂;聯苯型環氧樹脂;伸茬基(xylylene)型環氧樹脂、聯苯芳烷基(biphenyl aralkyl)型環氧樹脂等芳烷基型環氧樹脂;伸萘基醚型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘二醇型環氧樹脂、2官能至4官能環氧型萘樹脂、聯萘型環氧樹脂、萘芳烷基型環氧樹脂等具有萘 骨架之環氧樹脂;蒽型環氧樹脂;苯氧基型環氧樹脂;二環戊二烯型環氧樹脂;降莰烯型環氧樹脂;金剛烷型環氧樹脂;茀型環氧樹脂、含磷環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、脂肪族鏈狀環氧樹脂、雙酚A酚醛清漆型環氧樹脂、聯二甲酚型環氧樹脂、三酚甲烷型環氧樹脂、三羥苯基甲烷型環氧樹脂、四苯酚基乙烷(tetraphenylol ethane)型環氧樹脂、三聚異氰酸三環氧丙酯等雜環式環氧樹脂;N,N,N',N'-四環氧丙基間二甲苯二胺、N,N,N',N'-四環氧丙基雙胺甲基環己烷、N,N-二環氧丙基苯胺等環氧丙基胺類、或(甲基)丙烯酸環氧丙酯與具有乙烯性不飽和雙鍵之化合物的共聚物、具有丁二烯結構之環氧樹脂、雙酚的二環氧丙基醚化物、萘二醇的二環氧丙基醚化物、酚類的環氧丙基醚化物之一種或二種以上。該等之中,從提高與金屬圖案的密接性之觀點考慮,包含三羥苯基甲烷型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂為更佳。
環氧樹脂的含量例如相對於熱硬化性樹脂組成物的總固體成分,3質量%以上為較佳,5質量%以上為更佳。藉由將環氧樹脂的含量設為上述下限值以上,能夠有助於提高使用熱硬化性樹脂組成物而形成之硬化物60與金屬圖案160、及硬化物60與導體部40的密接性。另一方面,環氧樹脂的含量例如相對於熱硬化性樹脂組成物的總固體成分,30質量%以下為較佳,20質量%以下為更佳。藉由將環氧樹脂的含量設為上述上限值以下,能夠實現使用熱硬化性樹脂組成物而形成之硬化物60的耐熱性或耐濕性的提高。另外,熱硬化性樹脂組成物的總固體成分係指,在熱硬化性樹脂組成物中所含之除了溶劑以外的所有成分。
(硬化劑)
作為在本製造方法中使用之硬化劑,可舉出乙二胺、三亞甲基二胺、四亞甲基二胺、六亞甲基二胺等碳數2~20的直鏈脂肪族二胺;間苯二胺、對苯二胺、對二甲苯二胺、4,4'-二胺基二苯甲烷、4,4'-二胺基二苯基丙烷、4,4'-二胺基二苯醚、4,4'-二胺基二苯碸、4,4'-二胺基二環己烷、雙(4-胺苯)苯基甲烷、1,5-二胺基萘、間二甲苯二胺、對二甲苯二胺、1,1-雙(4-胺苯)環己烷、二氰二胺等胺類;苯胺改性可溶酚醛樹脂或二甲基醚可溶酚醛樹脂等可溶酚醛樹脂(resole)型酚樹脂;苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、三級丁基苯酚酚醛清漆樹脂、壬基苯酚酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚樹脂;三羥苯基甲烷型酚樹脂;三酚甲烷型酚樹脂;含有伸苯基骨架之苯酚芳烷基樹脂、含有聯伸苯基骨架之苯酚芳烷基樹脂等苯酚芳烷基樹脂;具有如萘骨架或蒽骨架的縮合多環結構之酚樹脂;聚對氧基苯乙烯等聚氧基苯乙烯;包含六氫酞酸酐(HHPA)、甲基四氫酞酸酐(MTHPA)等脂環族酸酐、1,2,4-苯三甲酸酐(TMA)、焦蜜石酸酐(PMDA)、二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)等芳香族酸酐等之酸酐;聚硫化物、硫酯、硫醚等聚硫醇化合物;異氰酸酯預聚合物、嵌段化異氰酸酯等異氰酸酯化合物;含有羧酸之聚酯樹脂等有機酸類。它們可單獨使用1種,亦可以組合使用2種以上。並且,該等之中,從可靠性等的點考慮,在1分子內至少具有2個酚性羥基之化合物為較佳,作為該種化合物,例示有苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、三級丁基苯酚酚醛清漆樹脂、壬基苯酚酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚樹脂;可溶酚醛樹脂型酚樹脂;聚對氧基苯乙烯等聚氧基苯乙烯;含有伸苯基骨架之苯酚芳烷基樹脂、含有聯伸苯基骨架之苯酚芳烷基樹脂、三羥苯基甲烷型酚樹脂等。
(無機填充材)
作為本製造方法中所使用之無機填充材的具體例,可舉出熔融破碎二氧化矽、熔融球狀二氧化矽、結晶二氧化矽、2次聚集二氧化矽、微粉二氧化矽等二氧化矽;氧化鋁、氮化矽、氮化鋁、氮化硼、氧化鈦、碳化矽、氫氧化鋁、氫氧化鎂、鈦白等金屬化合物;滑石;黏土;雲母;玻璃纖維等。作為無機填充材,在上述具體例中,熔融球狀二氧化矽為較佳。藉此,能夠抑制熱硬化性樹脂組成物的硬化物60的熱膨脹係數的提高。因此,能夠提高電連接的可靠性。
作為無機填充材的形狀並無限定,具體而言,可舉出無規則形狀、鱗片形狀、球形狀、針形狀、纖維形狀等。作為無機填充材的形狀,球形狀為較佳。並且,粒子形狀係極近圓球狀為較佳。
作為無機填充材的平均粒徑d50並無限定,例如,0.1μm以上20μm以下為較佳,0.1μm以上17μm以下為更佳,0.1μm以上15μm以下為進一步較佳,0.1μm以上10μm以下為更進一步較佳。藉此,能夠提高在模穴內的向金屬圖案的填充性。因此,能夠將硬化物60平滑地進行成型,並能夠抑制產生電路跳線。
並且,同時使用平均粒徑d50不同的2種以上的無機填充材作為無機填充材為較佳。藉此,能夠使無機填充材的填充量增多,並且抑制無機填充材的脫落。因此,能夠抑制導體部40從無機填充材脫落之痕跡露出,且能夠抑制電連接的可靠性下降。
另外,無機填充材的平均粒徑d50例如能夠使用雷射繞射式粒度分佈測定裝置(例如,HORIBA公司製,LA-500)來進行測定。
並且,關於本製造方法中使用之無機填充材,例如不包含粒徑大於80μm之粗大粒子者為較佳,不包含粒徑大於55μm之粗大粒子者為更佳,不包含粒徑大於25μm之粗大粒子者為進一步較佳。亦即,本實施形態之無機填充材的粒徑的最大值例如小於80μm為較佳,小於55μm為更佳,小於25μm為進一步較佳。藉此,能夠抑制無機填充材從硬化物60脫落。藉此,能夠抑制導體部40從無機填充材脫落之痕跡露出,且能夠抑制電連接的可靠性下降。
另外,本實施形態之無機填充材的粒徑的最小值例如能夠設為0.1μm以上。
並且,本製造方法中使用之無機填充材相對於該無機填充材總體,使用JIS標準篩並藉由篩分來測定之粒度分佈中的10μm以上的粒子的比例係20質量%以下為較佳,15質量%以下為進一步較佳。
上述熱硬化性樹脂組成物中,除了上述各成分以外,依據需要,亦可以添加選自硬化促進劑、脫模劑、耦合劑、整平劑、著色劑、低應力劑、光敏劑、消泡劑、紫外線吸收劑、發泡劑、抗氧化劑、阻燃劑、及離子捕捉劑等之一種或二種以上的添加物。
以下,對代表成分進行說明。
(硬化促進劑)
上述熱硬化性樹脂組成物中,可含有硬化促進劑。該硬化促進劑只要係促進環氧基與硬化劑的硬化反應者即可。具體而言,作為上述硬化促進劑,可舉出1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一烯-7等二氮雜雙環烯烴及其衍生物;三丁胺、苄基二甲胺等胺系化合物;2-甲基咪唑等咪唑化合物;三苯膦、甲 基二苯基膦等有機膦類;四苯基硼酸四苯鏻、四苯甲酸硼酸四苯鏻、四萘甲酸硼酸四苯鏻、四萘甲醯氧基硼酸四苯鏻、四萘氧基硼酸四苯鏻等四取代硼酸四取代鏻;加成了苯醌之三苯膦等。該等可單獨使用1種,亦可以組合使用2種以上。作為更佳者,可舉出熱硬化性樹脂組成物在模穴內熔融之後急劇的增黏少的硬化促進劑。
(脫模劑)
以形成硬化物60之後提高從模具的脫模性為目的,上述熱硬化性樹脂組成物中亦可以含有脫模劑。作為該種脫模劑,可舉出天然蠟、二十八酸酯等合成蠟、高級脂肪酸或其金屬鹽類、石蠟、氧化聚乙烯等。作為脫模劑,在上述具體例中,能夠組合使用1種或2種以上。
(耦合劑)
作為耦合劑,例如可舉出環氧矽烷耦合劑、陽離子矽烷耦合劑、胺基矽烷耦合劑、γ-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷耦合劑、γ-胺丙基三乙氧基矽烷耦合劑、γ-巰丙基三甲氧基矽烷耦合劑、苯基胺丙基三甲氧基矽烷耦合劑、巰基矽烷耦合劑等矽烷耦合劑、鈦酸鹽系耦合劑及聚矽氧油型耦合劑等。作為耦合劑,在上述具體例中,能夠組合使用1種或2種以上。
(整平劑)
作為整平劑,具體而言,可舉出丙烯酸系共聚物等。
(著色劑)
作為著色劑,具體而言,可舉出碳黑、赤鐵氧化物、氧化鈦等。作為著色劑,在上述具體例中,能夠組合使用1種或2種以上。
(低應力劑)
作為低應力劑,具體而言,可舉出丙烯腈-丁二烯橡膠;聚矽氧油、聚矽氧橡膠等聚矽氧化合物等。作為低應力劑,在上述具體例中,能夠組合使用1種或2種以上。
(離子捕捉劑)
作為離子捕捉劑,能夠舉出水滑石、沸石、氫氧化鉍等。作為離子捕捉劑,在上述具體例中,能夠組合使用1種或2種以上。
(阻燃劑)
作為阻燃劑,能夠舉出氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、鉬酸鋅、膦氮烯等。作為阻燃劑,在上述具體例中,能夠組合使用1種或2種以上。
以上,參閱圖式對本發明的實施形態進行了敘述,但該等係本發明的例示,亦能夠採用上述以外的各種構成。
以下,對參考形態的例進行附記。
1.一種半導體裝置的製造方法,依次包含:在基板上或半導體晶片上形成自前述基板或前述半導體晶片的表面起的高度相同的複數個導體部之步驟;在前述基板或前述半導體晶片上,對鄰接之前述導體部之間存在之間隙導入處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物之步驟;以由使前述熱硬化性樹脂組成物硬化而得到之硬化物覆蓋面向前述間隙之前述導體部的表面的大致整個區域之方式,使處於流動狀態之前述熱硬化性樹脂組成物硬化之步驟;及前述硬化之步驟之後,對前述硬化物的表面不進行研磨,形成與前述導體部相接之金屬圖案之步驟, 前述硬化之步驟為得到處於下述(a)或(b)狀態之任一結構體之步驟,當前述結構體處於下述(a)狀態時,前述形成金屬圖案之步驟中,以與前述頂部相接之方式形成前述金屬圖案,當前述結構體處於下述(b)狀態時,在前述形成金屬圖案之步驟之前,還包含利用研磨以外的手段來去除前述表層而使前述頂部露出之步驟,在前述形成金屬圖案之步驟中,以與露出之前述頂部相接之方式形成前述金屬圖案。
(a)位於前述導體部高度方向之前述導體部的頂部露出之狀態
(b)位於前述導體部高度方向之前述導體部的前述頂部上附著有由前述硬化物構成之表層之狀態
2.如1所述之半導體裝置的製造方法,其中前述研磨以外的手段為藥液處理或蝕刻處理。
3.如1或2所述之半導體裝置的製造方法,其中藉由形成前述金屬圖案之步驟,將位於前述導體部高度方向之前述頂部與前述金屬圖案電連接。
4.如1至3中任一個所述之半導體裝置的製造方法,其中在前述硬化之步驟之前,還包含以按壓前述導體部的前述頂部之方式配置脫模膜之步驟。
5.如4所述之半導體裝置的製造方法,其中在配置前述脫模膜之步驟中,以與前述導體部的前述頂部對向之方式配設之一側的前述脫模膜的表 面的算術平均表面粗糙度(Ra)為0μm以上0.5μm以下。
6.如1至5中任一個所述之半導體裝置的製造方法,其中在前述硬化之步驟之後且前述形成金屬圖案之步驟之前,還包含對前述硬化物的表面進行藥液處理之步驟。
7.如1至6中任一個所述之半導體裝置的製造方法,其中在前述硬化之步驟之後且前述形成金屬圖案之步驟之前,還包含對前述基板上或前述半導體晶片上的配設有前述硬化物與前述導體部之一側的面塗佈密接助劑之步驟。
8.如1至7中任一個所述之半導體裝置的製造方法,其中在前述硬化之步驟之後且前述形成金屬圖案之步驟之前,還包含對前述硬化物的表面實施電漿處理之步驟。
9.如1至8中任一個所述之半導體裝置的製造方法,其中前述形成複數個導體部之步驟包含:在前述基板或前述半導體晶片上形成第1導體圖案之步驟;及在前述第1導體圖案上以自前述基板或前述半導體晶片的表面起的高度成為相同的高度之方式形成第2導體圖案之步驟。
10.如1至9中任一個所述之半導體裝置的製造方法,其中前述形成金屬圖案之步驟包含:以與前述導體部的前述頂部相接之方式形成金屬膜之步驟;及選擇性地去除前述金屬膜而得到前述金屬圖案之步驟。
11.如1至10中任一個所述之半導體裝置的製造方法,其中前述熱硬化性樹脂組成物含有環氧樹脂、硬化劑及無機填充劑。
12.如11所述之半導體裝置的製造方法,其中前述熱硬化性樹脂組成物還含有脫模劑。
實施例
以下,依據實施例及比較例對本發明進行說明,但本發明並不限定於該些。
首先,對各實施例、參考例、比較例中使用之熱硬化性樹脂組成物進行說明。
首先,下述中示出熱硬化性樹脂組成物的原料成分。
‧環氧樹脂1:聯苯型環氧樹脂(Mitsubishi Chemical Corporation製、YX4000K)
‧環氧樹脂2:三酚甲烷型環氧樹脂(Mitsubishi Chemical Corporation製、E-1032H60)
‧硬化劑:三酚甲烷型酚樹脂(MEIWA PLASTIC INDUSTRIES,LTD.製、MEH-7500)
‧無機填充材1:熔融球狀二氧化矽(NIPPON STEEL& SUMIKIN MATERIALS Co.,Ltd.製、TS-6026、使用篩去除了粒徑大於20μm之粗大粒子者、平均粒徑d50:4μm)
‧無機填充材2:熔融球狀二氧化矽(Tatsumori Ltd.製、MSR-SC3-TS、使用篩去除了粒徑大於55μm之粗大粒子者、平均粒徑d50:17μm)
‧無機填充材3:氫氧化鋁(Nippon Light Metal Co.,Ltd.製、BE043、使用篩去除了粒徑大於20μm之粗大粒子者、平均粒徑d50:4μm)
‧硬化促進劑:使用了由下述式(1)表示之化合物。製造方法將在後 面進行敘述。
‧耦合劑1:γ-胺丙基三乙氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製、KBM-903)
‧耦合劑2:γ-巰丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製、KBM-803)
‧脫模劑:棕櫚蠟(TOA KASEI CO.,LTD.製、TOWAX-132)
‧離子捕捉劑:水滑石(Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.製、DHT-4H)
‧著色劑:碳黑(Mitsubishi Chemical Corporation製、碳# 5)
‧低應力劑1:丙烯腈-丁二烯橡膠(UBE INDUSTRIES,LTD.製、CTBN1008SP)
‧低應力劑2:聚矽氧油(Dow Corning Toray Co.,Ltd.製、FZ-3730)
以下示出硬化促進劑的製造方法。
首先,對附帶冷却管及攪拌裝置的可分離燒瓶,加入2,3-二羥萘12.81g(0.080mol)、溴化四苯鏻16.77g(0.040mol)及甲醇100ml,並均勻地攪拌而使其溶解。接著,將使氫氧化鈉1.60g(0.04ml)溶解於10mL的甲醇之氫氧化鈉溶液慢慢地滴加於可分離燒瓶內。藉此對析出之結晶進行過濾、水洗、真空乾燥,從而得到了硬化促進劑。
<實施例1>
以第1實施形態中參閱圖1~圖3敘述之步驟,作為實施例1的半導體裝置製造了圖3所示之半導體裝置300。以下對詳細的步驟進行說明。
首先,作為基板10,準備了長240mm×寬78mm的矩形形狀的冷軋鋼板。接著,利用光刻法,在基板10上作為第1導體圖案20而形成了電路,接著,在第1導體圖案上,作為第2導體圖案30而形成了複數個金屬柱。藉此,以複數個導體部40的頂部92呈同一水平面之方式,形成了複數個由第1導體圖案20及第2導體圖案30構成之導體部40。
另外,第1導體圖案20及第2導體圖案30由銅形成。並且,第2導體圖案30的形狀為圓柱形狀的柱體形狀。以第2導體圖案30的底面及頂面的直徑為50μm、第2導體圖案30自基板10起的高度相同為150μm之方式進行了光刻法。
在此,將下述表1所示之摻合量的各成分在常溫下使用混合機進行了混合,接著在70℃以上110℃以下的溫度下進行了雙軸混煉。接著,冷卻至常溫之後,進行粉碎,準備了B階段硬化狀態的熱硬化性樹脂組成物50。
接著,使用壓縮成型法,在鄰接之複數個導體部40的間隙中導入了處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物50。
另外,利用壓縮成型法導入熱硬化性樹脂組成物50之條件設為:成型溫度175℃、成型壓力10MPa、成型時間2分鐘。在此,藉由脫模膜100來保護導體部40的頂部92,藉此進行了壓縮成型。
並且,作為脫模膜,使用了將壓花加工面及壓花未加工面各具備一面之ASAHI GLASS CO.,LTD.製的AFLEX(註冊商標)50KN144NT。在此,壓花未加工面係指平滑的面。藉由壓花未加工面保護導體部40的頂部92, 並使壓花加工面與模具接觸,從而進行了熱硬化性樹脂組成物50的導入。藉此,以複數個導體部40的頂部92不被熱硬化性樹脂組成物埋設之方式,導入了熱硬化性樹脂組成物。另外,關於脫模膜100的壓花未加工面,利用按照JIS-B0601-1994之方法測定之算術平均粗糙度(Ra)為0.018μm。
導入熱硬化性樹脂組成物50之後,在溫度175℃下進行4小時的熱處理,從而硬化熱硬化性樹脂組成物50,並作成了處於C階段硬化狀態之硬化物60。接著,從導體部的頂部92剝離了脫模膜100。在此,在導體部40的頂部92的一部分上附著有數μm級的由硬化物60構成之表層。因此,藉由進行藥液處理來去除了表層。具體而言,藉由過錳酸鉀水溶液來進行了藥液處理。藥液處理後,藉由目視確認了完全去除了表層亦即頂部92露出之情況。
接著,在硬化物60上作為密接助劑塗敷了Atotech公司製的BoosterMR,從而形成了由密接助劑構成之層80。接著,藉由光刻法,形成了與頂部92電連接之電路亦即金屬圖案160,進而在金屬圖案160及導體部40形成了鍍覆膜260。另外,金屬圖案的電路線寬/線間隔(L/S)設為12/12μm。
接著,藉由化學蝕刻來去除基板10,作為實施例1的半導體裝置,得到了多層配線基板。
<實施例2>
利用壓縮成型法,在鄰接之複數個導體部40的間隙中導入處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物50時,藉由壓花加工面,保護導體部40的頂部92,並使壓花未加工面與模具接觸,從而進行了熱硬化性樹脂組成物50的導入,除此以外,藉由與實施例1相同的方法作為實施例2的半導體裝置得到了多層配線基板。
另外,壓花加工面係指具備壓花形狀之面。
另外,關於脫模膜100的壓花加工面,利用按照JIS-B0601-1994之方法測定之算術平均粗糙度(Ra)為1.247μm。
<實施例3>
將記載於上述表1之熱硬化性樹脂組成物的摻合組成,從無機填充材1變更為無機填充材2,除此以外,以與實施例1相同的方法,製作了實施例3的半導體裝置。
另外,無機填充材2的摻合量設為78.85質量%。
<實施例4>
不進行用於去除表層之藥液處理,而且不塗敷密接助劑,亦即未形成由密接助劑構成之層80,除此以外,以與實施例1相同的方法,製作了實施例4的半導體裝置。
<實施例5>
記載於實施例1之方法中,不進行用於去除表層之藥液處理,而且硬化熱硬化性樹脂組成物50,從而作成處於C階段硬化狀態之硬化物60之後,對於硬化物60的表面,實施使用了O2氣體之電漿處理,從而對硬化物60的表面進行粗化,而且不塗敷密接助劑,亦即未形成由密接助劑構成之層80,除此以外,以與實施例1相同的方法,製作了實施例5的半導體裝置。
<參考例1>
採用圖8(a)~圖8(b)所示之步驟,製作了圖1(f)(與圖8(c)相同)所示之結構體。
首先,作為基板10,準備了長240mm×寬78mm的矩形形狀的冷軋鋼板。接著,使用光刻法,在基板10上作為第1導體圖案20形成了電路,接著,在第1導體圖案上作為第2導體圖案30形成了複數個金屬柱91。藉此,以複數個導體部40的頂部92呈同一水平面之方式,形成了複數個由第1導體圖案20及第2導體圖案30構成之導體部40。
在此,作為熱硬化性樹脂組成物,準備了與實施例1中使用者相同者。
接著,使用壓縮成型法,在鄰接之複數個導體部40的間隙中導入了處 於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物50。
另外,利用壓縮成型法導入熱硬化性樹脂組成物50之條件設為:成型溫度175℃、成型壓力10MPa、成型時間2分鐘。在此,壓縮成型中,不藉由脫模膜100來保護導體部40的頂部92,並以複數個導體部40的頂部92埋設於熱硬化性樹脂組成物50之方式,導入了熱硬化性樹脂組成物50。
導入熱硬化性樹脂組成物50之後,在溫度175℃下進行4小時的熱處理,從而硬化熱硬化性樹脂組成物50,從而作成了處於C階段硬化狀態之硬化物60。
接著,使用研磨裝置對硬化物60的表面進行機械研磨,藉此使導體部40的頂部92露出。
接著,在硬化物60上,作為密接助劑,塗敷了Atotech公司製的Booster MR,從而形成了由密接助劑構成之層80。接著,藉由光刻法,形成與頂部92電連接之電路亦即金屬圖案160,進而在金屬圖案160及導體部40上形成了鍍覆膜260。另外,金屬圖案的電路線寬/線間隔(L/S)設為12/12μm。
接著,藉由進行化學蝕刻來去除基板10,作為參考例1的半導體裝置,得到了多層配線基板。
<比較例1>
代替研磨裝置,使用化學機械研磨裝置(chemical mechanical polishing:CMP)來對硬化物60的表面進行了研磨,除了上述點以外,以與參考例1相同的方法,製作了比較例1的半導體裝置。
另外,化學機械研磨裝置為引起基於研磨劑之化學反應,並進行機械研磨之裝置。在此,作為研磨劑,使用了ANJI公司製的Z4U。化學機械研 磨裝置能夠得到高速且平滑的研磨面,但不適合例如去除表層之類的精密的操作。
比較例1的半導體裝置中,藉由化學機械研磨裝置對硬化物60進行了高速研磨,但硬化物60因研磨劑溶解進而膨潤,藉此產生了無機填充材的脫落。假如產生無機填充材的脫落時,存在導致半導體裝置的電可靠性下降之擔憂。
關於實施例1~5的製造方法,與參考例1及比較例1的製造方法相比,均在形成金屬圖案之前步驟中,不經過對由熱硬化性樹脂組成物的硬化物構成之樹脂層的表面進行研磨去除之步驟,因此在能夠減少製造時間及製造成本等之點上,為半導體裝置的製造效率優異的方法。
關於實施例1~5、參考例1及比較例1的半導體裝置,進行了以下評價。
<評價項目>
‧剝離強度:為了評價半導體裝置所具備之硬化物60與金屬圖案160的密接性,利用遵照JIS C 6481之方法測定了兩者的剝離強度。另外,單位為N/mm。
‧算術平均表面粗糙度(Ra):在各實施例、參考例、比較例的半導體裝置的製造步驟中,實施例1-3係藥液處理之後,實施例4係使熱硬化性樹脂組成物50硬化而作成硬化物60之後,實施例5係電漿處理之後,參考例1係利用研磨裝置進行了機械研磨之後,比較例1係利用化學機械研磨裝置進行了研磨之後,關於硬化物60的配設有金屬圖案之面,測定了算術平均表面粗糙度(Ra)。利用遵照JIS B0601-2013之方法進行了 測定。另外,單位為μm。
‧有無無機填充材的脫落:關於在半導體裝置中配設有金屬圖案之一側的面上露出之硬化物60,利用雷射顯微鏡對其表面進行觀察,對無機填充材是否從硬化物60脫落進行了評價。評價基準如下。
◎:沒有無機填充材的脫落。
○:確認到若干無機填充材的脫落,但為實用上沒問題之程度的水平。
╳:產生了無機填充材的脫落,達到實用上有問題之程度。
‧有無電路跳線:關於各實施例、參考例及比較例的半導體裝置,為了評價電連接的可靠性,使用雷射顯微鏡進行了細線的外觀檢查及導通檢查。評價基準如下。
◎:確認到無短路、斷線,並在外觀及導通性的兩個觀點上沒有實質性問題。
○:確認到在外觀的觀點上,存在若干處有可能對導通性產生影響之地方,但確認到在導通性的觀點上,實用上沒有問題。
╳:確認到產生短路及斷線,達到在外觀及導通性的兩個觀點上實用上有問題之程度。
以下表2中示出有關上述評價項目之評價結果。
實施例的半導體裝置均為即使在導體柱的露出中不使用機械方法,電連接的可靠性亦優異者。
另外,實施例1與實施例3相比,表面粗糙度Ra較小,但顯現與實施例3相同程度的剝離強度。詳細的機制尚不明確,但推測係因為實施例1與實施例3相比,與鍍銅的密接性較差的無機填充材的露出較少。
本申請主張基於2016年7月14日申請之日本專利申請特願2016-139453號的優先權,其揭示之全部內容引入於此。

Claims (20)

  1. 一種半導體裝置的製造方法,該方法依次包含:導體部形成步驟:在基板上形成自該基板表面起的高度相同的複數個導體部;被覆步驟:在鄰接之該導體部的間隙中導入熱硬化性樹脂組成物,以該導體部的頂部露出之方式用該熱硬化性樹脂組成物的硬化物覆蓋該導體部;及多層配線步驟:對該硬化物的表面不進行研磨,在該硬化物上形成與該頂部電連接之金屬圖案。
  2. 一種半導體裝置的製造方法,該方法依次包含:導體部形成步驟:在半導體晶片上形成複數個導體部,並以複數個該導體部自支撐體起的高度相同的方式,將該半導體晶片及該導體部配置在該支撐體上;被覆步驟:在鄰接之該導體部之間存在之間隙中導入熱硬化性樹脂組成物,以該導體部的頂部露出之方式用該熱硬化性樹脂組成物的硬化物覆蓋該導體部;及多層配線步驟:對該硬化物的表面不進行研磨,在該硬化物上形成與該頂部電連接之金屬圖案,在該被覆步驟之後,還包含分離該支撐體與該硬化物之分離步驟。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置的製造方法,其中,該被覆步驟中,在該導體部的間隙中導入該熱硬化性樹脂組成物時,在該頂部形成有表層(skin layer),藉由化學方法去除該表層。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置的製造方法,其中,該被覆步驟中,將該熱硬化性樹脂組成物作成該硬化物之前,以按壓該頂部之方式配置脫模膜。
  5. 如申請專利範圍第4項之半導體裝置的製造方法,其中,該脫模膜的按壓該頂部之面的算術平均表面粗糙度Ra為0μm以上1.5μm以下。
  6. 如申請專利範圍第4項之半導體裝置的製造方法,其中,該脫模膜為氟系脫模膜。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置的製造方法,其中,該被覆步驟中,對該硬化物的表面進行粗化處理。
  8. 如申請專利範圍第7項之半導體裝置的製造方法,其中,該粗化處理的方法為藥液處理或電漿處理。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置的製造方法,其中,該多層配線步驟之前,該硬化物的該頂部露出之面的算術平均表面粗糙度Ra為0.02μm以上0.8μm以下。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置的製造方法,其中,該硬化物的硬化狀態為C階段的硬化狀態。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置的製造方法,其中,該多層配線步驟中,在該硬化物的表面塗敷密接助劑之後,形成該金屬圖案。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置的製造方法,其中,該導體部形成步驟中,該導體部包含第1導體圖案及第2導體圖案,該第1導體圖案為電路,該第2導體圖案包含金屬柱。
  13. 如申請專利範圍第12項之半導體裝置的製造方法,其中,該第1導體圖案及該第2導體圖案藉由光刻法來形成。
  14. 如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置的製造方法,其中,該多層配線步驟中,該金屬圖案藉由光刻法來形成。
  15. 如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置的製造方法,其中,該熱硬化性樹脂組成物含有環氧樹脂、硬化劑及無機填充材。
  16. 如申請專利範圍第15項之半導體裝置的製造方法,其中,該無機填充材的粒徑小於80μm。
  17. 如申請專利範圍第15項之半導體裝置的製造方法,其中,該無機填充材的平均粒徑d50為0.1μm以上20μm以下。
  18. 如申請專利範圍第15項之半導體裝置的製造方法,其中,同時使用平均粒徑不同的2種以上的無機填充材作為該無機填充材。
  19. 如申請專利範圍第15項之半導體裝置的製造方法,其中,該熱硬化性樹脂組成物還含有脫模劑。
  20. 一種半導體裝置的製造方法,該方法依次包含:在基板上或半導體晶片上形成自該基板或該半導體晶片的表面起的高度相同的複數個導體部之步驟;在該基板或該半導體晶片上,對鄰接之該導體部之間存在之間隙導入處於流動狀態之熱硬化性樹脂組成物之步驟;以由使該熱硬化性樹脂組成物硬化而得到之硬化物覆蓋面向該間隙之該導體部的表面的大致整個區域之方式,使處於流動狀態之該熱硬化性樹脂組成物硬化之步驟;及 該硬化之步驟之後,對該硬化物的表面不進行研磨,形成與該導體部相接之金屬圖案之步驟,該硬化之步驟為得到處於下述(a)或(b)狀態之任一結構體之步驟,當該結構體處於下述(a)狀態時,該形成金屬圖案之步驟中,以與該頂部相接之方式形成該金屬圖案,當該結構體處於下述(b)狀態時,在該形成金屬圖案之步驟之前,還包含利用研磨以外的手段來去除該表層而使該頂部露出之步驟,在該形成金屬圖案之步驟中,以與露出之該頂部相接之方式形成該金屬圖案,(a)位於該導體部高度方向之該導體部的頂部露出之狀態;(b)位於該導體部高度方向之該導體部的該頂部上附著有由該硬化物構成之表層之狀態。
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