(57)【要約】【課題】  半導体構成体の外部接続用電極と該半導体構成体上に形成される配線との接続の信頼性を向上し、且つ、位置合せ時における歩留まりの向上を図る。【解決手段】  複数の半導体装置形成領域のそれぞれに複数個の突起電極１７を有する金属板を１６ａ準備し、各半導体構成体２の外部接続用電極１２を対応する各半導体装置形成領域の突起電極１７に位置合せをして、各半導体構成体２を個々に前記半導体装置形成領域の突起電極１７上に載置する。次に、各半導体構成体２を収容する開口部３２を有する絶縁層形成用シート１４ａを前記各半導体構成体２間に配置して、加熱加圧により金属板１６ａと絶縁層形成用シート１４ａとを接合する。次に、金属板をパターニングすることにより突起電極１７を有する複数の上層配線１６を形成し、この後、絶縁層形成用シートを切断して少なくとも前記半導体構成体を１つ含む複数の半導体装置を得る。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体装置形成領域のそれぞれに複数個の突起電極を有する金属板を準備する工程と、
各半導体構成体の外部接続用電極を対応する前記各半導体装置形成領域の突起電極に位置合せをして、前記各半導体構成体を個々に前記半導体装置形成領域の突起電極上に配置する工程と、
前記各半導体構成体を収容する開口部を有する絶縁層形成用シートを前記金属板上に配置する工程と、
前記絶縁層形成用シートと前記金属板とを加熱加圧して前記金属板と絶縁層形成用シートとを接合する工程と、
前記金属板をパターニングして、それぞれが少なくとも１つの前記突起電極に接続された複数の上層配線を形成する工程と、
前記絶縁層形成用シートを切断して少なくとも前記半導体構成体を１つ含む複数の半導体装置を得る工程と、
を備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、前記金属板と絶縁層形成用シートとを接合する工程は、前記金属板と前記半導体構成体間の隙間に加熱加圧により溶融した前記絶縁層形成用シートの材料が充填される工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の発明において、前記各半導体構成体を個々に前記半導体装置形成領域の突起電極上に載置する工程の前に、前記金属板の前記各半導体装置形成領域の前記突起電極が形成されていない領域に、前記突起電極の上面より突き出す接着材を設ける工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の発明において、前記各半導体構成体を収容する開口部を有する絶縁層形成用シートを前記金属板上に配置する工程の後、前記絶縁層形成用シートと前記金属板とを加熱加圧して前記金属板と絶縁層形成用シートとを接合する工程の前に、前記各半導体構成体と前記絶縁層形成用シートとを覆う下部絶縁層形成用シートを配置する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の発明において、前記金属板の前記各突起電極は、前記金属板をエッチングして形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の発明において、前記各半導体構成体の外部接続用電極を対応する前記各半導体装置形成領域の突起電極に位置合せをして、前記各半導体構成体を個々に前記半導体装置形成領域の突起電極上に配置する工程の前に前記金属板の前記半導体構成体と対面する面に上面絶縁膜形成用層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の発明において、上面絶縁膜形成用層上に半導体構成体を接着する接着材を設ける工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載の発明において、前記各半導体構成体を収容する開口部を有する絶縁層形成用シートを前記各半導体構成体間に配置する工程は、前記絶縁層形成用シートをその上面が前記各半導体構成体の上面が同一面となるように配置することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の発明において、前記絶縁層形成用シートは、その厚さが前記各半導体構成体の厚さより前記突起電極の高さ分だけ厚いものであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の発明において、前記絶縁層形成用シートは、複数のシートからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
それぞれが、半導体基板と、該半導体基板上に形成された複数個の外部接続用電極と、半導体基板の周囲に配された絶縁層形成用シートとを有する複数個の半導体構成体と、
それぞれが、前記各半導体構成体の各外部接続用電極に接触される複数の突起電極を有する複数個の半導体装置形成領域を有し、前記複数個の半導体構成体を支持する金属板と、
前記各半導体構成体を収容する開口部を有し、前記金属板上における前記複数の半導体構成体間に配置された、有機樹脂を含有する絶縁層形成用シートと、を具備することを特徴とする半導体装置組立体。
【請求項１２】
請求項１１に記載の発明において、前記金属板の前記突起電極が形成されていない領域と前記各半導体構成体との間に前記金属板と前記各半導体構成体を接着する接着材が介在されていることを特徴とする半導体装置組立体。
【請求項１３】
請求項１１に記載の発明において、前記絶縁層形成用シートと前記各半導体構成体とを覆う下部絶縁膜形成用シートを有することを特徴とする半導体装置組立体。
【請求項１４】
請求項１１に記載の発明において、前記金属板と前記各半導体構成体との間に上面絶縁膜形成用層が介在されていることを特徴とする半導体装置組立体。
【請求項１５】
請求項１４に記載の発明において、前記上面絶縁膜形成用層の前記突起電極と対応しない領域と前記各半導体構成体との間に前記上面絶縁膜形成用層と前記各半導体構成体を接着する接着材が介在されていることを特徴とする半導体装置組立体。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５７に記載の発明において、前記金属板の突起電極は、前記金属板と同一の材料で形成され、根元よりも先端に向かって細くなる錐体形状を有し且つ先端部は平坦面となっていることを特徴とする半導体装置組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は半導体装置の製造方法および半導体構成体組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置には、半導体基板の一面に、柱状の外部接続用電極がマトリクス状に配列された半導体構成体を内蔵したものがある。すなわち、半導体基板の平面面積は小さいため、この面積内に配列可能な外部接続用電極の数は限りがある。
【０００３】
このため、半導体構成体の側面周縁部に絶縁膜を形成し、この絶縁膜上及び半導体構成体上に上層絶縁膜を設け、この上層絶縁膜上に外部接続用のパッド部を有する上層配線を形成するのである。この場合、上層配線は上層絶縁膜に形成したコンタクトホールを介して、半導体構成体の外部接続用電極に接続される。このような構成を採用すれば、上層絶縁膜は半導体構成体よりも大きな平面面積を持つことになるので、外部接続用電極数が多いより大規模な集積回路の小型化を図ることが可能となる。
【０００４】
このような半導体装置の製造方法に関し特許文献１に記載された方法が知られている。この先行文献１においては、上層配線は、上層絶縁膜にレーザビームを照射してコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールを介して露出された柱状の外部接続用電極の上面を含む上層絶縁膜全面に下地金属層を形成し、この後、電解めっきをして上層金属層を形成し、フォトリソグラフィ法によりパターニングして形成する方法である。
【０００５】
また、他の方法として特許文献２に記載された方法がある。この特許文献２に記載された方法は、より生産性の向上を図ったもので、予め、金属板の部接続用電極に対応する位置に円錐状の突起電極を形成しておき、上層絶縁膜上から金属板を加熱加圧して各突起電極を上層絶縁膜に食い込ませ、その先端を対応する柱状の外部接続用電極の表面に接触させ、この後、フォトリソグラフィ法により金属板をパターニングして上層配線を形成する方法である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３４７３８号公報（図１１乃至図１３）
【特許文献２】特開２００４−３４９３６１号公報（図１３乃至図１５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記先行文献１に記載された方法では、上層絶縁膜に小面積のコンタクトホールを形成し、この後、電解めっきを行って上層配線を形成する方法であるため、コンタクトホール内にボイド（気泡）が発生し、断線する箇所が生じたり、めっき厚の均一性を確保することが困難となり、微細ピッチに対しては信頼性の高い接続を確保できないという課題がある。また、上記先行文献２に記載された方法では、基台上に多数個の半導体構成体を配列し、突起電極が形成された金属板を加熱加圧する際、各半導体構成体は、それぞれ、個々に異なる位置ずれが生じているため、１枚の金属板では、すべての半導体構成体の外部接続用電極と金属板の突起電極を位置合せすることは困難であり、歩留まりの向上を図ることができないという課題がある。
【０００８】
そこで、この発明は、配線と外部接続用電極との接続の信頼性を向上し、且つ、位置合せ時における歩留まりの向上を図ることができる半導体装置の製造方法および半導体装置組立体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、複数個の半導体装置形成領域のそれぞれに複数個の突起電極を有する金属板を準備する工程と、各半導体構成体の外部接続用電極を対応する前記各半導体装置形成領域の突起電極に位置合せをして、前記各半導体構成体を個々に前記半導体装置形成領域の突起電極上に配置する工程と、前記各半導体構成体を収容する開口部を有する絶縁層形成用シートを前記金属板上に配置する工程と、前記絶縁層形成用シートと前記金属板とを加熱加圧して前記金属板と絶縁層形成用シートとを接合する工程と、前記金属板をパターニングして、それぞれが少なくとも１つの前記突起電極に接続された複数の上層配線を形成する工程と、前記絶縁層形成用シートを切断して少なくとも前記半導体構成体を１つ含む複数の半導体装置を得る工程と、を備えていることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記金属板と絶縁層形成用シートとを接合する工程は、前記金属板と前記半導体構成体間の隙間に加熱加圧により溶融した前記絶縁層形成用シートの材料が充填される工程を含むことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記各半導体構成体を個々に前記半導体装置形成領域の突起電極上に載置する工程の前に、前記金属板の前記各半導体装置形成領域の前記突起電極が形成されていない領域に、前記突起電極の上面より突き出す接着材を設ける工程を有することを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記各半導体構成体を収容する開口部を有する絶縁層形成用シートを前記各半導体構成体間に配置する工程の後、前記絶縁層形成用シートと前記金属板とを加熱加圧して前記金属板と絶縁層形成用シートとを接合する工程の前に、前記各半導体構成体と前記絶縁層形成用シートとを覆う下部絶縁層形成用シートを配置する工程を有することを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記金属板の前記各突起電極は、前記金属板をエッチングして形成することを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記各半導体構成体の外部接続用電極を対応する前記各半導体装置形成領域の突起電極に位置合せをして、前記各半導体構成体を個々に前記半導体装置形成領域の突起電極上に配置する工程の前に前記金属板の前記半導体構成体と対面する面に上面絶縁膜形成用層を形成することを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、上面絶縁膜形成用層上に半導体構成体を接着する接着材を設ける工程を有することを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記各半導体構成体を収容する開口部を有する絶縁層形成用シートを前記各半導体構成体間に配置する工程は、前記絶縁層形成用シートをその上面が前記各半導体構成体の上面が同一面となるように配置することを特徴とするものである。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記絶縁層形成用シートは、その厚さが前記各半導体構成体の厚さより前記突起電極の高さ分だけ厚いものであることを特徴とするものである。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記絶縁層形成用シートは、複数のシートからなることを特徴とするものである。
請求項１１に記載の発明は、それぞれが、半導体基板と、該半導体基板上に形成された複数個の外部接続用電極と、半導体基板の周囲に配された絶縁層形成用シートとを有する複数個の半導体構成体と、
それぞれが、前記各半導体構成体の各外部接続用電極に接触される複数の突起電極を有する複数個の半導体装置形成領域を有し、前記複数個の半導体構成体を支持する金属板と、
前記各半導体構成体を収容する開口部を有し、前記金属板上における前記複数の半導体構成体間に配置された、有機樹脂を含有する絶縁層形成用シートと、を具備し、
前記金属板の前記前記半導体構成体と対向する領域は、前記突起電極により形成された前記金属板と前記半導体構成体間の隙間に充填された前記絶縁層形成用シートと同一の有機樹脂によって接合されていることを特徴とするものである。
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、前記金属板の前記突起電極が形成されていない領域と前記各半導体構成体との間に前記金属板と前記各半導体構成体を接着する接着材が介在されていることを特徴とするものである。
請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、前記絶縁層形成用シートと前記各半導体構成体とを覆う下部絶縁膜形成用シートを有することを特徴とするものである。
請求項１４に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、前記金属板と前記各半導体構成体との間に上面絶縁膜形成用層が介在されていることを特徴とするものである。
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、前記上面絶縁膜形成用層の前記突起電極と対応しない領域と前記各半導体構成体との間に前記上面絶縁膜形成用層と前記各半導体構成体を接着する接着材が介在されていることを特徴とするものである。
請求項１６に記載の発明は、請求項１１乃至１５に記載の発明において、前記金属板の突起電極は、前記金属板と同一の材料で形成され、根元よりも先端に向かって細くなる錐体形状を有し且つ先端部は平坦面となっていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、複数個の半導体装置形成領域のそれぞれに複数個の突起電極を有する金属板を準備し、各半導体構成体の外部接続用電極を個々に前記半導体装置形成領域の突起電極に載置するので、各突起電極と各外部接続用電極との接続が確実となり、信頼性が向上し、また、各突起電極と各外部接続用電極との位置合せが正確となり歩留まりを向上することができる。
また、請求項１１に係る発明によれば、それぞれが、複数個の外部接続用電極と、半導体基板の周囲に配された絶縁層とを有する複数個の半導体構成体と、それぞれが、前記各半導体構成体の各外部接続用電極に接触される突起電極を有する複数個の半導体装置形成領域を有し、前記複数個の半導体構成体を支持する金属板とを有するので、各突起電極と各外部接続用電極との接続が確実となり、信頼性が向上し、また、各突起電極と各外部接続用電極との位置合せが正確となり歩留まりを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態としての半導体装置の断面図を示す。この半導体装置はエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂等からなる平面方形状の下層絶縁膜１を備えている。下層絶縁膜１の上面中央部には半導体構成体２が接合されている。この場合、下層絶縁膜１の平面サイズは半導体構成体２の平面サイズよりも大きくなっている。
【００１２】
半導体構成体２は平面方形状のシリコン基板（半導体基板）４を備えている。シリコン基板４の上面には図示はしないが所定の機能の集積回路が設けられている。半導体基板の上面周辺部には、上記集積回路に接続された複数の接続パッド５が形成されている。接続パッド５は実際には半導体基板４の相対向する一対の辺あるいは４辺全ての辺に沿って多数配列されているものであるが、説明の都合上、２個のみを図示する。接続パッド５の中央部を除くシリコン基板４の上面には酸化シリコン等からなる絶縁膜６が設けられ、接続パッド５の中央部は絶縁膜６に設けられた開口部７を介して露出されている。
【００１３】
絶縁膜６の上面にはエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等からなる保護膜（絶縁膜）８が設けられている。この場合、絶縁膜６の開口部７に対応する部分における保護膜８には開口部９が設けられている。開口部７、９を介して露出された接続パッド５の上面から保護膜８の上面の所定の箇所にかけて下地金属層１０が設けられている。下地金属層１０の上面全体には銅からなる上層配線１１が設けられている。
【００１４】
上層配線１１の接続パッド部上面には銅からなる柱状電極（外部接続用電極）１２が設けられている。柱状電極１２は、保護膜８上でマトリクス状あるいは、格子上に配列されているものであるが、この場合にも、接続パッド５と同様に２個のみを図示する。上層配線１１を含む保護膜８の上面にはエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等からなる封止膜（絶縁膜）１３がその上面が柱状電極１２の上面と面一となるように設けられている。このように、半導体構成体２は、シリコン基板４、接続パッド５、絶縁膜６を含み、さらに、保護膜８、下地配線１０、上層配線１１、柱状電極１２、封止膜１３を含んで構成されている。
【００１５】
半導体構成体２の周囲における下層絶縁膜１に対応する領域にはエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等の熱硬化性樹脂からなる矩形枠状の絶縁層１４が半導体構成体２の側面に固着されている。絶縁層１４は、樹脂中にガラス繊維またはガラス職布・不織布等の強化材が混在されており、半導体構成体２を覆っている。すなわち、絶縁層１４の上面は半導体構成体２の封止膜１３の上面よりも高く位置づけられている。詳細は後述するが、絶縁層１４には、もともとは、半導体構成体２と絶縁層１４との間に隙間が存在するようなサイズの開口部が形成されており、その隙間が加熱加圧プロセスによって溶融した絶縁層１４により充填されるものであり、半導体構成体２の周側面および上面は、このような溶融され、その後の冷却により硬化された樹脂により固着されている。
【００１６】
半導体構成体２の封止膜１３の上面の中央部には仮止め用の接着材１５が形成されている。接着材１５としては、例えば、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができるが、熱可塑性樹脂を用いてもよく、あるいはシート状接着材を貼り付けても良い。絶縁層１４の上面には、銅等からなる金属板をパターニングしてなる複数の上層配線１６が設けられている。この場合、各上層配線１６の下面において、柱状電極１２の上面中央部に対応する部分には先端側が細くなっている錐体形状を有し且つ先端部は平坦面となっている突起電極１７が一体的に形成されている。突起電極１７は絶縁層１４が半導体構成体２の封止膜１３に固着する固着力により柱状電極１２の上面中央部に圧接されて電気的に確実な接続がなされている。各上層配線１６の先端部は接着材１６によって半導体構成体２に半導体構成体２が固定されている。
【００１７】
上層配線１６上および絶縁層１４上にはソルダーレジスト等からなる上層絶縁膜１８が設けられている。各上層配線１６の接続パッド部に対応する部分における上層絶縁膜１８には開口部１９が設けられている。開口部１９内およびその上方には半田ボール２０が上層配線１６の接続パッド部に接続されて設けられている。
【００１８】
上記において、複数の半田ボール２０は、上層絶縁膜１８上にマトリクス状または格子状に配置されている。上層絶縁膜１８は、半導体構成体２の平面面積よりも遥かに大きくなっているため、上層配線１６の接続パッド部（上層絶縁膜１８の開口部１９内の部分）のサイズおよびピッチを柱状電極１２のサイズおよびピッチよりも大きくすることが可能となっている。このため、この半導体装置の接続パッド部を外部の回路基板の接続端子に接続する際、接合力を大きくすることができ、接続の信頼性を向上することができる。
【００１９】
次に、この半導体装置の製造方法の一例について説明する。まず、予め、半導体構成体２を準備する。半導体構成体の製造方法については、上述の特許文献２として記載した特開２００４−３４９３６１号公報に記載されている。
【００２０】
次に、図２（Ａ）に示すように、図１に示す半導体装置のサイズに対応する半導体装置形成領域を複数有するサイズの銅等からなる金属板１６ａを準備する。次に図２（Ｂ）に図示するように、エッチングにより、金属板１６ａの各半導体装置形成領域ごとに半導体構成体２の各柱状電極１２に対応する位置に突起電極１７を形成する。次に、図２（Ｃ）に図示するように、各半導体装置形成領域の中央部に接着材１５を形成する。接着材１５は、突起電極１７の高さより少し厚く形成し、その上面が突起電極１７の上面より少し突き出すようする。接着材１５は、エポキシ系樹脂等の液状の熱硬化性樹脂をスクリーン印刷、コーティング法、ポッテイング法、転写等により形成することができる。接着材としては熱可塑性樹脂を用いてもよい。他の方法として、シート状の接着材を貼り付けてもよい。
【００２１】
次に、図３に図示するように、金属板１６ａの突起電極１７と半導体構成体２の柱状電極１２を位置合せして、図示しない、加熱圧着部材により加熱加圧して半導体構成体２を接着材１５に接着する。これにより、半導体構成体２は、金属板１６ａの各突起電極１７上に柱状電極１２が搭載された状態で接着材１５を介して金属板１６ａに仮固定される。この状態では、半導体構成体２の下面と金属板１６ａの上面との間には突起電極１７の高さ分の隙間３１が生じる。
【００２２】
上記における金属板１６ａの突起電極１７と半導体構成体２の柱状電極１２との位置合せは、図８に図示されるように、金属板１６ａの各半導体装置形成領域ごとに行う。すなわち、所定の半導体装置形成領域への１個の半導体構成体２の位置合せが完了したら、他の半導体装置形成領域への他の１個の半導体構成体２の位置合せを行う。各半導体構成体２を接着材１５に接着するため加熱加圧は、各半導体構成体２ごとに行ってもよいが、すべての半導体構成体２の各半導体装置形成領域への位置合せが完了した後、全ての半導体装置形成領域をカバーする大きなサイズの加熱圧着板を用いて一度に行うことも可能である。また、加熱は、金属板１６ａ側から行うことも可能である。
【００２３】
このように、本発明においては、金属板１６ａが、載置された各半導体構成体２を支持する基台ともなっているため、各半導体構成体２を個々に金属板１６ａと位置合せすることが可能となり、半導体構成体２の柱状電極１２と金属板１６ａの突起電極１７との位置合せが確実となり、位置合せ工程およびその後の接合工程の歩留まりを向上することができる。
なお、半導体構成体２の柱状電極１２と金属板１６ａの突起電極１７との位置合せは、図示しないが、半導体構成体２および金属板１６ａに形成された位置合わせ用マークをカメラで読み取り、半導体構成体１２を真空吸着装置で吸着してＸ−Ｙテーブル等により移動して行うことができる。真空吸着装置の吸着部に加熱機能を有するものであれば、位置決めに引き続いて半導体構成体２を加熱加圧して接着材１５に接着する仮接着工程を連続的に行うこともできる。
【００２４】
次に、図４に示すように、半導体構成体２の周囲における金属板１６ａの上面に格子状の絶縁層形成用シート１４ａを位置決めして配置する。絶縁層形成用シート１６ａの位置ずれを防止するため、絶縁層形成用シート１６ａを周縁部で金属板１６ａに接着材（図示せず）等により仮止めすることが望ましい。絶縁層形成用シート１４ａは、ガラス布等からなる基材にエポキシ系樹脂等からなる熱硬化性樹脂を含浸させ、熱硬化性樹脂を半硬化状態にしてシート状となし、パンチング等により複数の方形状の開口部３２を形成したものである。
【００２５】
絶縁層形成用シート１４ａの厚さは、限定する意味ではないが、半導体構成体２の厚さよりも金属板１６ａの突起電極１７の高さだけ厚くなっており、その上面が半導体構成体２の上面と同一面となっている。但し、絶縁層形成用シート１６ａの厚さを、半導体構成体２の厚さと金属板１６ａの突起電極１７の高さの合計の厚さよりも多少厚くしてもよい。さらに、絶縁層形成用シート１４ａを複数枚のシートを積層して形成してもよい。また、絶縁層形成用シート１４ａの開口部３２のサイズは半導体構成体２のサイズよりもやや大きくなっている。このため、絶縁層形成用シート１４ａの周側面と半導体構成体２との間には隙間３３が形成されている。
【００２６】
次に、半導体構成体２および絶縁層形成用シート１４ａの上面に、シート状の下層絶縁膜形成用シート１ａを載置する。この場合、下層絶縁膜形成用シート１ａは、プリプレグ材と言われるもので、例えば、ガラス繊維にエポキシ系樹脂を含浸させ、エポキシ系樹脂を半硬化状態としたものである。なお、下層絶縁膜形成用シート１ａは、平坦性を得るために、シート状であることが好ましいが、必ずしもプリプレグ材に限られるものではなく、エポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等の熱硬化性樹脂のみからなるものであってもよい。
【００２７】
次に、図５に示すように、金属板１６ａの下面および下層絶縁膜形成用シート１ａの上面に加熱加圧板４１、４２を押し当て、加熱加圧する。すると、下層絶縁膜形成用シート１ａと絶縁層形成用シート１４ａが溶融し、下層絶縁膜形成用シート１ａと絶縁層形成用シート１４ａとが融合すると共に、半導体構成体２の周側面との間の隙間３３および金属板１６ａの上面と半導体構成体２の下面との隙間３１に絶縁層形成用シート１４ａに含まれる有機樹脂が充填される。この状態で、加熱加圧板４１、４２の加熱を停止すると、下層絶縁膜形成用シート１ａと絶縁層形成用シート１４ａが固化して両部材が接合されると共に半導体構成体２が下層絶縁膜形成用シート１ａに固着される。また、隙間３３および３１に充填された絶縁層形成用シート１４ａから押し出された有機樹脂が固化し、半導体構成体２に絶縁層形成用シート１４ａが固着され、かつ、金属板１６ａと半導体構成体２が固着される。  この後、加熱加圧板４１、４２を移動すると、金属板１６ａの各半導体装置形成領域に設けられた突起電極１７上に半導体構成体２が接合された半導体装置組立体が得られる。
【００２８】
このように、金属板１６ａと一体に形成された突起電極１７が柱状電極１２に隙間３１に充填された有機樹脂の接着力により圧接されるので、断線等の接続不良は生じることがなく、高い接続信頼性が得られる。
【００２９】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて金属板１ａをパターニングをすることにより上層配線１６を形成すると、図６に示すように金属板１ａの各半導体装置形成領域ごとに半導体構成体２の各柱状電極１２と上層配線１６の各突起電極１７が接続されたものが得られる。
【００３０】
次に、図７に示すように、スクリーン印刷法やスピンコーティング法等により、上層配線１６および絶縁層形成用シート１４ａの上面全体にソルダーレジストからなる上層絶縁膜形成層１８ａを形成する。この場合、上層配線１６の接続パッド部に対応する部分における上層絶縁膜形成層１８ａには開口部１９が形成されている。次に、開口部１９内およびその上方に半田ボール２０を上層配線１６の接続パッド部に接続させて形成する。
【００３１】
次に、互いに隣接する半導体構成体２間において、ｓｙなわち各半導体装置形成領域の境界線において、上層絶縁膜形成層１８ａ、絶縁層形成用シート１４ａおよび下層絶縁膜形成用シート１ａを切断すると、図１に示す半導体装置が複数個得られる。
【００３２】
以上のように、上記製造方法では、複数個の半導体装置形成領域のそれぞれに複数個の突起電極１７を有する金属板１６ａを準備し、各半導体装置の外部接続用電極１２を個々に前記半導体装置形成領域の突起電極１７に載置して両部材を電気的に接続する方法であり、上層絶縁膜に小面積のコンタクトホールを形成し、この後、電解めっきを行って上層配線を形成する従来の方法とは異なるため、接続工程において、断線したりめっき厚が不均一となることがなく各突起電極と各外部接続用電極との接続が確実となり、高い信頼性を確保することができる。また、基台上に多数個の半導体構成体を配列し、突起電極が形成された金属板を加熱加圧する方法と異なり、各突起電極と各外部接続用電極との位置合せを正確に行うことができるので、歩留まりを向上することができる。
【００３３】
（第２実施形態）
図９は、この発明の第２実施形態としての半導体装置の拡大断面図を示す。この実施形態の半導体装置が第１実施形態のものと異なる点は、上層配線１６と絶縁層１４との間に上層絶縁膜２１を設けた点である。この上層絶縁膜２１は半導体装置の厚さ方向における非対称性に起因して発生する反りを小さくするためのものであり、限定する意味ではないが、下層絶縁膜１と同一の材料、同一の厚さとすることが好適である。他は、第１実施形態と同様であり、同一の部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００３４】
次に、この半導体装置の製造方法の一例について説明する。まず、第１実施形態の場合と同様、金属板１６ａをエッチングして、突起電極１７を形成する。次に、図１０（Ａ）に示すように、金属板１６の上面側、突起電極１７が形成された面側に上上面絶縁膜形成用層２１ａを形成する。上面絶縁膜形成用層２１ａは、スクリーン印刷、コーティング法、転写等を用いて形成することができる。また、シート状の熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を貼り付けてもよい。この場合、突起電極１７に対応する領域に開口を形成しておく必要はない。突起電極１７の上面に被着した有機樹脂は、後述する加熱加圧工程において溶融し、当該上面絶縁膜形成用層２１ａまたは絶縁層形成用シート１４ａに融合する。
【００３５】
次に上面絶縁膜形成用層２１ａ上に接着材１５を、その上面が突起電極１７の上面より少し突き出すように形成する。
次に、金属板１６ａの突起電極１７と半導体構成体２の柱状電極１２を位置合せして、加熱圧着部材により加熱加圧して半導体構成体２を接着材１５に仮固定する。
この状態場合にも、半導体構成体２の下面と金属板１６ａの上面との間には突起電極１７の高さ分の隙間３１が生じる。
【００３６】
次に、半導体構成体２の周囲における金属板１６ａの上面に格子状の絶縁層形成用シート１４ａを位置決めして配置する。この場合にも、絶縁層形成用シート１４ａの周側面と半導体構成体２との間には隙間３３が形成される。
【００３７】
次に、半導体構成体２および絶縁層形成用シート１４ａの上面に、シート状の下層絶縁膜形成用シート１ａを載置する。この状態が図１０（Ｂ）図示されている。
以下、第１実施形態の場合と同様に、金属板１６ａの下面および下層絶縁膜形成用シート１ａの上面から、加熱加圧することにより、下層絶縁膜形成用シート１ａと絶縁層形成用シート１４ａを溶融する。但し、第２実施形態の場合には、上面絶縁膜形成用層２１ａも溶融する。このため、下層絶縁膜形成用シート１ａと絶縁層形成用シート１４ａと上面絶縁膜形成用層２１ａが融合すると共に、半導体構成体２の周側面との間の隙間３３および上面絶縁膜形成用層シート２１ａの上面と半導体構成体２の下面との隙間３１に絶縁層形成用シート１４ａおよび上面絶縁膜形成用層２１ａのそれぞれの材料である有機樹脂が充填される。
【００３８】
この状態で、加熱を停止すると、下層絶縁膜形成用シート１ａと絶縁層形成用シート１４ａと上面絶縁膜形成用層２１ａとが固化して一体化されると共に半導体構成体２が下層絶縁膜形成用シート１ａに固着される。また、隙間３３および３１に充填された上面絶縁膜形成用層２１ａと絶縁層形成用シート１４ａから押し出された有機樹脂が固化し、この有機樹脂および上面絶縁膜形成用層２１ａを介して半導体構成体２と絶縁層形成用シート１４ａが固着し、かつ、金属板１６ａと半導体構成体２とが固着される。このようにして、金属板１６ａの各半導体装置形成領域に設けられた突起電極１７上に半導体構成体２が接合された半導体装置組立体が得られる。
【００３９】
次に、図６に示す場合と同様に、フォトリソグラフィ技術を用いて金属板１６ａをパターニングし、上層配線１６を形成する工程、図７に示す場合と同様に、ソルダーレジストからなる上層絶縁膜形成層１８ａを形成する工程および上層絶縁膜形成層１８ａの開口部１９内およびその上方に半田ボール２０を上層配線１６の接続パッド部に接続させて形成する工程を行った後、互いに隣接する半導体構成体２間において、すなわち、各半導体装置形成領域の境界線において、上層絶縁膜形成層１８ａ、上面絶縁膜形成用層２１ａ、絶縁層形成用シート１４ａおよび下層絶縁膜形成用シート１ａを切断すると、図９に示す半導体装置が複数個得られる。
【００４０】
この実施形態の場合にも、複数個の半導体装置形成領域のそれぞれに複数個の突起電極１７を有する金属板１６ａを準備し、各半導体構成体の外部接続用電極１２を個々に前記半導体装置形成領域の突起電極１７に載置して両部材を電気的に接続するので、上層絶縁膜に小面積のコンタクトホールを形成し、この後、電解めっきを行って上層配線を形成する従来の方法とは異なり、接続工程において、断線したりめっき厚が不均一となることがなく各突起電極と各外部接続用電極との接続が確実となり、高い信頼性を確保することができる。また、基台上に多数個の半導体構成体を配列し、突起電極が形成された金属板を加熱加圧する方法と異なり、各突起電極と各外部接続用電極との位置合せを正確に行うことができるので、歩留まりを向上することができる。加えて、絶縁層１４の下面側に下部絶縁膜１を有し、上面側に上面絶縁膜２１を有するので、厚さ方向における絶縁膜の積層構造の対称性が増大するので、反りを低減できるという効果を奏する。
【００４１】
（変形例）
この発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、実施形態を通して示された基本的概念に基づき種々変形して適用することが可能である。
例えば、突起電極は、金属板をエッチングにより形成する方法で示したが、金型により成形した突起電極を金属板に転写する方法、あるいは導電ペーストを金属板に印刷あるいはポッティング等により形成する方法を用いることができる。
また、半導体構成体は、柱状電極や封止膜を有するものとして示したが、柱状電極ではなく、球状あるいは半球状の突起電極であってもよく、封止膜はあってもなくてもよい。要は、外部接続用電極を有するものであれば適用可能である。
さらに、各半導体装置形成領域の境界線において、上層絶縁膜形成層１８ａ、絶縁層形成用シート１４ａおよび下層絶縁膜形成用シート１ａを切断して個々の半導体装置を得る際、半導体装置構成体２が複数個ずつ含まれるように切断することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の第１実施形態としての半導体装置の断面図。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、いずれも、図１に示す半導体装置の製造方法の一例を示す工程の断面図であり、（Ａ）は当初の工程の断面図、（Ｂ）は（Ａ）に続く工程の断面図、（Ｃ）は（Ｂ）に続く工程の断面図。
【図３】図２に続く工程の断面図。
【図４】図３に続く工程の断面図。
【図５】図４に続く工程の断面図。
【図６】図５に続く工程の断面図。
【図７】図６に続く工程の断面図。
【図８】図３の工程を詳細に説明するための断面図。
【図９】この発明の第２実施形態としての半導体装置の断面図。
【図１０】図２に示す半導体装置の製造方法の他の例において、所定の工程を説明するために示す断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１  下層絶縁膜
２  半導体構成体
４  シリコン基板
５  接続パッド
６  絶縁膜
８  保護膜
１０  下地金属層
１１  上層配線
１２  柱状電極（外部接続用電極）
１３  封止膜
１４  絶縁層
１５  接着材
１６  上層配線１６
１７  突起電極
１８  上層絶縁膜
２０  半田ボール
２１  上面絶縁膜
【図１】
2010027920.tif 000003
【図２】
2010027920.tif 000004
【図３】
2010027920.tif 000005
【図４】
2010027920.tif 000006
【図５】
2010027920.tif 000007
【図６】
2010027920.tif 000008
【図７】
2010027920.tif 000009
【図８】
2010027920.tif 000010
【図９】
2010027920.tif 000011
【図１０】
2010027920.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月31日(2009.3.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１６】
請求項１１乃至１５に記載の発明において、前記金属板の突起電極は、前記金属板と同一の材料で形成され、根元よりも先端に向かって細くなる錐体形状を有し且つ先端部は平坦面となっていることを特徴とする半導体装置組立体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
また、他の方法として特許文献２に記載された方法がある。この特許文献２に記載された方法は、より生産性の向上を図ったもので、予め、金属板の接続用電極に対応する位置に円錐状の突起電極を形成しておき、上層絶縁膜上から金属板を加熱加圧して各突起電極を上層絶縁膜に食い込ませ、その先端を対応する柱状の外部接続用電極の表面に接触させ、この後、フォトリソグラフィ法により金属板をパターニングして上層配線を形成する方法である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
半導体構成体２の封止膜１３の上面の中央部には仮止め用の接着材１５が形成されている。接着材１５としては、例えば、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができるが、熱可塑性樹脂を用いてもよく、あるいはシート状接着材を貼り付けても良い。絶縁層１４の上面には、銅等からなる金属板をパターニングしてなる複数の上層配線１６が設けられている。この場合、各上層配線１６の下面において、柱状電極１２の上面中央部に対応する部分には先端側が細くなっている錐体形状を有し且つ先端部は平坦面となっている突起電極１７が一体的に形成されている。突起電極１７は絶縁層１４が半導体構成体２の封止膜１３に固着する固着力により柱状電極１２の上面中央部に圧接されて電気的に確実な接続がなされている。各上層配線１６の先端部は接着材１５によって半導体構成体２の柱状電極１２に固定されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
次に、互いに隣接する半導体構成体２間において、すなわち各半導体装置形成領域の境界線において、上層絶縁膜形成層１８ａ、絶縁層形成用シート１４ａおよび下層絶縁膜形成用シート１ａを切断すると、図１に示す半導体装置が複数個得られる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
次に、この半導体装置の製造方法の一例について説明する。まず、第１実施形態の場合と同様、金属板１６ａをエッチングして、突起電極１７を形成する。次に、図１０（Ａ）に示すように、金属板１６の上面側、突起電極１７が形成された面側に上面絶縁膜形成用層２１ａを形成する。上面絶縁膜形成用層２１ａは、スクリーン印刷、コーティング法、転写等を用いて形成することができる。また、シート状の熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を貼り付けてもよい。この場合、突起電極１７に対応する領域に開口を形成しておく必要はない。突起電極１７の上面に被着した有機樹脂は、後述する加熱加圧工程において溶融し、当該上面絶縁膜形成用層２１ａまたは絶縁層形成用シート１４ａに融合する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010027920.tif 000013