(57)【要約】【課題】信頼性に優れる配線層を樹脂層上に形成すること。【解決手段】本発明の一側面は、樹脂層１２と、窒化チタン層１５と、銅層１７と、をこの順に備える積層体である。本発明の他の一側面は、再配線層と、半導体素子と、を備え、再配線層が、樹脂層１２と、窒化チタン層１５と、銅層１７とをこの順に有する、半導体パッケージである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂層と、窒化チタン層と、銅層と、をこの順に備える積層体。
【請求項２】
前記窒化チタン層と前記銅層との間にチタン層を更に備える、請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
再配線層と、半導体素子と、を備え、
前記再配線層が、樹脂層と、窒化チタン層と、銅層とをこの順に有する、半導体パッケージ。
【請求項４】
前記再配線層が、前記窒化チタン層と前記銅層との間にチタン層を更に有する、請求項３に記載の半導体パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体及び半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を搭載した半導体パッケージ等の電子部品では、接着、仮固定、絶縁、封止等の種々の目的で樹脂組成物が用いられる。このような用途では、例えば、樹脂組成物からなる絶縁性の樹脂層上に導電性の配線層が形成される。この場合の配線層としては、例えば特許文献１に記載されているように、スパッタ法により形成されたＴｉ（チタン）層／Ｃｕ（銅）層が一般的に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／１０５５３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような樹脂層及び配線層においては、高温環境、低温環境、高温高湿環境等の多様な環境下においても、長期にわたって両者が互いに好適に密着している（すなわち、信頼性に優れる）ことが望ましい。しかし、本発明者らの検討によれば、上述した銅層とチタン層とからなる配線層を用いた場合、チタン層と樹脂層との間の密着性が必ずしも充分でないため、信頼性に優れる配線層を樹脂層上に形成できるとは言い難い。
【０００５】
そこで、本発明は、信頼性に優れる配線層を樹脂層上に形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面は、樹脂層と、窒化チタン層と、銅層と、をこの順に備える積層体である。この積層体は、半導体パッケージ等の電子部品における配線層に好適に用いられ、これにより、信頼性に優れる配線層が得られる。
【０００７】
積層体は、窒化チタン層と銅層との間にチタン層を更に備えていてよい。
【０００８】
本発明の他の一側面は、再配線層と、半導体素子と、を備え、再配線層が、樹脂層と、窒化チタン層と、銅層とをこの順に有する、半導体パッケージである。この半導体パッケージにおける再配線層は、信頼性の点で優れている。
【０００９】
再配線層は、窒化チタン層と銅層との間にチタン層を更に有していてよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、信頼性に優れる配線層を樹脂層上に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る電子部品を示す模式断面図である。
【図２】半導体パッケージの要部を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を適宜参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、一実施形態に係る電子部品を示す模式断面図である。図１に示すように、一実施形態に係る電子部品１は、例えば、プリント基板（ＰＣＢ；Print Circuit Board）２と、プリント基板２上に実装された半導体パッケージ３とを備えている。
【００１４】
プリント基板２は、公知のプリント基板であってよく、例えば、基板４と、基板４上に設けられた配線５とを備えている。
【００１５】
半導体パッケージ３は、例えばＦＯＷＬＰであってよい。具体的には、半導体パッケージ３は、例えば、再配線層６と、再配線層６上に設けられた半導体素子７と、再配線層６及び半導体素子７上に、半導体素子７を覆うように設けられた封止層８と、再配線層６の半導体素子７と反対側に設けられた複数のはんだ９とを備えている。
【００１６】
再配線層６は、例えば、プリント基板２に近い側から、樹脂組成物からなる第１の樹脂層１０と、第１の配線層１１と、樹脂組成物からなる第２の樹脂層１２とがこの順に積層されてなる。第１の樹脂層１０には、複数の貫通孔が設けられており、当該貫通孔内にも第１の配線層１１が形成されていることによって、第１の配線層１１と複数のはんだ９とが互いに電気的に接続されている。第２の樹脂層１２にも、複数の貫通孔が設けられており、例えば銅からなる第２の配線層１３が当該貫通孔内に形成されていることによって、第１の配線層１１と半導体素子７とが、第２の配線層１３を介して互いに電気的に接続されている。
【００１７】
半導体パッケージ３は、複数のはんだ９のそれぞれがプリント基板２の配線５に接するように実装されている。プリント基板２と半導体パッケージ３との間には、例えば、アンダーフィル材が充填されることによって、アンダーフィル層１４が形成されている。
【００１８】
第１の樹脂層１０及び第２の樹脂層１２は、それぞれ樹脂の硬化物で形成されている。当該樹脂は、例えば、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂等であってよい。フェノール樹脂は、例えば、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂及びこれらの変性体から選ばれる少なくとも１種であってよい。第１の樹脂層１０及び第２の樹脂層１２は、それぞれ、０．５μｍ以上、１μｍ以上、又は２μｍ以上であってよく、５００μｍ以下であってよい。
【００１９】
図２は、半導体パッケージ３の要部を示す模式断面図である。図２に示すように、第１の配線層１１は、一実施形態において、第２の樹脂層１２側から、窒化チタン層１５と、チタン層１６と、銅層１７とをこの順に有している。言い換えれば、再配線層６は、第２の樹脂層１２と、窒化チタン層１５と、チタン層１６と、銅層１７とがこの順に積層された積層体を含んでいる。
【００２０】
窒化チタン層１５は、窒化チタン（ＴｉＮ）で形成されている。窒化チタン層１５の厚さは、例えば、５ｎｍ以上であってよく、５００ｎｍ以下であってよく、第１の配線層１１と第２の樹脂層１２との間の密着性を更に向上させる観点から、好ましくは５ｎｍ〜３００ｎｍであり、第１の配線層１１の導電性を好適に確保できる観点から、好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００２１】
窒化チタン層１５は、例えば、窒素ガスを含む雰囲気下でチタンをスパッタリングする方法（リアクティブ法とも呼ばれる）により形成することができる。当該雰囲気は、例えば、アルゴンと窒素とからなる混合ガス雰囲気であってよい。
【００２２】
チタン層１６は、チタン（Ｔｉ）で形成されている。チタン層１６の厚さは、例えば、５ｎｍ以上であってよく、５００ｎｍ以下であってよく、１０ｎｍ〜３００ｎｍであってもよく、銅層１７等の角部を好適に被覆でき、エッチング時間の短縮も図られる観点から、好ましくは２０ｎｍ〜１００ｎｍである。チタン層１６は、例えば、アルゴン雰囲気下でチタンをスパッタリングする方法により形成することができる。
【００２３】
銅層１７は、銅（Ｃｕ）で形成されている。銅層１７の厚さは、例えば、１０ｎｍ〜２０μｍ、又は１μｍ〜２００μｍであり、電解めっき時間の短縮が図られる観点から、好ましくは１μｍ〜１０μｍである。銅層１７は、例えば、スパッタリングにより第１の銅層（シード層）を形成した後に、電解めっきにより第２の銅層を第１の銅層上に積層することにより形成することができる。第１の銅層（シード層）の厚さは、例えば、５ｎｍ以上であってよく、５００ｎｍ以下であってよく、１０ｎｍ〜４００ｎｍであってもよい。
【００２４】
以上のように、第１の配線層１１中に、第２の樹脂層１２と接触するように窒化チタン層１５が設けられていることによって、例えば第１の配線層がチタン層及び銅層のみからなる（チタン層が第２の樹脂層と接触している）場合に比べて、第１の配線層１１と第２の樹脂層１２との間の密着性を向上させることができる。その理由は明らかではないが、窒化チタン層が、チタン層に比べて、第２の樹脂層に対する作用点が多いためであると推察される。
【００２５】
上記の実施形態では、窒化チタン層１５と銅層１７との間にチタン層１６が設けられているが、他の一実施形態では、チタン層は設けられていなくてもよい。すなわち、他の一実施形態では、第１の配線層は、第２の樹脂層側から、窒化チタン層と、銅層とをこの順に有している。言い換えれば、他の一実施形態では、再配線層は、第２の樹脂層と、窒化チタン層と、銅層とがこの順に積層された積層体を含んでいる。この場合であっても、第１の配線層１１と第２の樹脂層１２との間の密着性を向上させることができる。
【００２６】
上記の実施形態では、半導体パッケージ３を備える電子部品１を例に挙げて説明したが、樹脂層と、窒化チタン層と、銅層と、をこの順に備える積層体は、他の一実施形態では、当該電子部品以外に用いられてもよい。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００２８】
＜実施例１＞
ポリベンゾオキサゾール樹脂（商品名：ＨＤ−８９４０、日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社製）を、塗布現像装置ＡＣＴ−８（東京エレクトロン株式会社製）を用いて、シリコンウェハ上にスピンコート法で塗布及びプリベークした後、イナートガスオーブンＣＬＨ−２１ＣＤ−Ｓ（光洋サーモシステム株式会社製）を用いて、酸素濃度２０ｐｐｍ以下で１．５℃／分の昇温速度で２００℃まで昇温し、２００℃で２時間加熱処理を行った。その後、オーブン内の温度を下げて５０℃以下になったところで、シリコンウェハ上に樹脂層が形成されたウエハ（以下、単に「ウェハ」ともいいう）を取り出した。樹脂層の厚みは、７．５μｍであった。
【００２９】
次いで、上記で作製したウエハを真空中で１２０℃３０分間加熱した後、同一真空内でイオンガン法により、樹脂表面のエッチング処理を実施した。この際、ＳｉＯ２膜が２０ｎｍエッチングされる条件でエッチングを行った。その後、アルゴン雰囲気下に窒素ガスを注入した状態でチタンスパッタを実施し、厚さ１０ｎｍの窒化チタン層を形成した。その後、アルゴン雰囲気下にて、厚さ５０ｎｍのチタン層及び厚さ２００ｎｍの銅シード層を積層した。続いて、電気めっき法を用いて、厚さ２０μｍの銅層を積層し、積層体を得た。
【００３０】
＜実施例２＞
窒化チタン層を形成する際の雰囲気を、アルゴン：窒素＝１：４（体積比）の混合ガス雰囲気に変更した以外は、実施例１と同様にして積層体を得た。
【００３１】
＜比較例１＞
窒化チタン層を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして積層体を得た。
【００３２】
［積層体の評価］
各例により得られた積層体について、卓上ピール試験機（商品名：小型卓上試験機ＥＺ−Ｓ、株式会社島津製作所）を用いて樹脂層から他の層を剥離したときの剥離強度（ｋＮ／ｍ）を測定し、信頼性試験前の剥離強度として評価した。結果を表１に示す。なお、条件は、ピール幅（初期のピール距離）１０ｍｍ、ピール角度９０°、ピール速度１０ｍｍ／分とした。
また、各積層体について、以下の信頼性試験に供した。まず、積層体を８５℃／８５％の恒温恒湿槽に投入し、１６８時間後に取り出した後、１時間以内にリフロー処理を１０回繰り返した。なお、リフロー処理は、最大温度を２６０℃とする、ＪＥＤＥＣ（Ｊ−ＳＴＤ−０２００）規格に対応した温度プロファイルで加熱することにより行った。続いて、−６５℃の環境下に１５分間静置した後、１５０℃の環境下に１５分間静置する、というサイクルを２００サイクル繰り返した。そして、信頼性試験後の各積層体についても、上記と同様にして剥離強度（ｋＮ／ｍ）を測定した。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
2020077743.tif 000003
【符号の説明】
【００３４】
１…電子部品、２…プリント基板、３…半導体パッケージ、４…基板、５…配線、６…再配線層、７…半導体素子、８…封止層、９…はんだ、１０…第１の樹脂層、１１…第１の配線層、１２…第２の樹脂層、１３…第２の配線層、１４…アンダーフィル層、１５…窒化チタン層、１６…チタン層、１７…銅層。
【図１】
2020077743.tif 000004
【図２】
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