(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層上に接続端子及び配線を有する配線層を形成する工程と、
前記配線層の接続端子上に第１のマスク層を積層する工程と、
前記配線層上及び前記第１のマスク層上にソルダーレジスト層を積層する工程と、
前記ソルダーレジスト層を前記第１のマスク層の表面が露出するまでエッチングする工程と、
前記エッチングにより露出した前記第１のマスク層を除去する工程と
を具備し、
前記ソルダーレジスト層をエッチングする工程の前に、
前記ソルダーレジスト層上に第２のマスク層を積層する工程と、
前記第２のマスク層の前記第１のマスク層上に位置する領域に開口を形成する工程と
を有し、
開口が形成された前記第２のマスク層をマスクとして前記ソルダーレジスト層をエッチングする、配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記第２のマスク層に形成する開口は、前記第１のマスク層よりも大きい、請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記ソルダーレジスト層は、前記第１のマスク層よりも厚い、請求項１または請求項２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
絶縁層上に接続端子及び配線を有する配線層を形成する工程と、
前記配線層の接続端子上に第１のマスク層を積層する工程と、
前記配線層上及び前記第１のマスク層上にソルダーレジスト層を積層する工程と、
前記ソルダーレジスト層を前記第１のマスク層の表面が露出するまでエッチングする工程と、
前記エッチングにより露出した前記第１のマスク層を除去する工程と、
前記ソルダーレジスト層上に半導体チップを設ける工程と、
前記半導体チップと前記第１のマスク層が除去されて露出した前記接続端子とをボンディングワイヤを用いて接続する工程と、
前記半導体チップ、前記接続端子および前記ボンディングワイヤを、封止樹脂を用いて封止する工程と
を具備し、
前記ソルダーレジスト層をエッチングする工程の前に、
前記ソルダーレジスト層上に第２のマスク層を積層する工程と、
前記第２のマスク層の前記第１のマスク層上に位置する領域に開口を形成する工程と
を有し、
開口が形成された前記第２のマスク層をマスクとして前記ソルダーレジスト層をエッチングする、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、配線基板の製造方法および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置には、ガラスエポキシ樹脂を主成分とする配線基板上にダイアタッチメントフィルム（ＤＡＦ）により複数枚の半導体チップを積層し、モールド樹脂で封止したものがある。近年、半導体装置の小型化、薄型化が進んでいる。半導体装置を薄型化する場合、半導体装置を構成する配線基板、半導体チップ、ＤＡＦ及びモールド樹脂等の熱膨張係数、弾性率等の違いにより半導体装置に反りが生じる。
【０００３】
半導体装置に大きな反りが生じると、半導体装置を搭載する実装基板（例えば、マザーボード等）に半田付けする際に接続が難しくなる。また、反りにより半導体装置の反りを含んだ厚みが規格から外れるおそれがある。そこで、半導体装置の反りを低減するため、配線基板の剛性を高くすることが提案されている。この配線基板では、表面に積層されているソルダーレジスト層に高い剛性のものを使用することで、配線基板の剛性を高くすることが提案されている。
【０００４】
しかしながら、ソルダーレジスト層の剛性が高いと、ソルダーレジスト層に配線パターンを露出させる開口の形成が難しくなる。具体的には、ソルダーレジスト層に開口を形成する際に、配線パターンが過剰にエッチングされ、ボンディングワイヤや半田ボールとの接合強度が不足するおそれがある。また、開口の形成に必要な時間が長くなったり、開口形状や寸法にばらつきが生じたりするおそれがある。さらに、開口形状や寸法にばらつきが生じると、配線基板の裏面（半導体チップを実装しない側）に形成する半田ボールの大きさ（直径）や位置、高さにばらつきが生じるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２１３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、ソルダーレジスト層に開口を容易に形成できる配線基板の製造方法および半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る配線基板の製造方法は、絶縁層上に接続端子及び配線を有する配線層を形成する工程と、前記配線層の接続端子上に第１のマスク層を積層する工程と、前記配線層上及び前記第１のマスク層上にソルダーレジスト層を積層する工程と、前記ソルダーレジスト層を前記第１のマスク層の表面が露出するまでエッチングする工程と、前記エッチングにより露出した前記第１のマスク層を除去する工程とを具備し、前記ソルダーレジスト層をエッチングする工程の前に、前記ソルダーレジスト層上に第２のマスク層を積層する工程と、前記第２のマスク層の前記第１のマスク層上に位置する領域に開口を形成する工程とを有し、開口が形成された前記第２のマスク層をマスクとして前記ソルダーレジスト層をエッチングする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る半導体装置の断面図
【図２】実施形態に係る配線基板を示す図
【図３】実施形態に係る配線基板の製造工程図
【図４】実施形態に係る配線基板の製造工程図
【図５】実施形態に係る配線基板の製造工程図
【図６】実施形態に係る配線基板の製造工程図
【図７】実施形態に係る配線基板の製造工程図
【図８】実施形態に係る配線基板の製造工程図
【図９】実施形態に係る配線基板の製造工程図
【図１０】実施形態の変形例に係る配線基板の製造工程図
【図１１】実施形態の変形例に係る配線基板の製造工程図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、半導体装置の製造方法および半導体造装置の一実施形態について、図１ないし図９を参照して説明する。尚、各実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。説明中の上下等の方向を示す用語は、後述する半導体チップの実装側を上とした場合の相対的な方向を指し示し、重力加速度方向を基準とした現実の方向と異なる場合がある。
【００１０】
（実施形態）
図１は、実施形態に係る半導体装置６００の断面図である。半導体装置６００は、配線基板１００、複数枚の半導体チップ２００、半導体チップ２００を接着するダイアタッチメントフィルム（ＤＡＦ）３００、配線基板１００及び半導体チップ２００を接続するボンディングワイヤ４００、配線基板１００及び半導体チップ２００等を封止する封止樹脂５００を備える。
【００１１】
配線基板１００の裏面側には、半導体装置６００を実装する基板（例えば、マザーボード等）との接続端子（不図示）上に半田ボールＢが設けられている。半導体装置６００をマザーボード等に実装する際は、配線基板１００の半田ボールＢをリフローすることで、配線基板１００が半導体装置６００を実装する基板（例えば、マザーボード等）の接続端子に電気的に接続される。
【００１２】
図２は、実施形態に係る配線基板１００を示す図である。図２（ａ）は、配線基板１００の平面図（表面）、図２（ｂ）は、配線基板１００の平面図（裏面）、図２（ｃ）は、配線基板１００の断面図である。
【００１３】
配線基板１００は、コア基板１１０、配線層１２０，１３０、ソルダーレジスト層１４０，１５０を備える。コア基板１１０には、剛性の高い絶縁性材料、例えば、ガラスエポキシ樹脂等を用いる。配線層１２０は、配線パターンであり、半導体チップ２００との接続端子１２０ａと、この接続端子１２０ａと接続される配線（不図示）とを有する。
【００１４】
配線層１３０は、配線パターンであり、半導体装置６００が実装される基板との接続端子（接続パッド）１３０ａと、この接続端子１３０ａと接続される配線（不図示）とを有する。配線層１２０，１３０には、電気伝導性に優れる材料、例えば、銅やアルミニウムを用いる。
【００１５】
ソルダーレジスト層１４０は、フィルム状のソルダーレジストを配線層１２０の表面上に積層されている。ソルダーレジスト層１４０は、配線層１２０の配線を覆うとともに、接続端子１２０ａを露出させる開口１４０ａを有する。ソルダーレジスト層１４０の開口１４０ａは、同一開口内に複数の接続端子１２０ａを配置するＮＳＭＤ（ノン・ソルダー・マスク・ディファインド）形状となっている。
【００１６】
ソルダーレジスト層１５０は、フィルム状のソルダーレジストを配線層１３０の表面上に積層されている。ソルダーレジスト層１５０は、配線層１３０の配線を覆うとともに、接続端子１３０ａを露出させる開口１５０ａを有する。ソルダーレジスト層１５０の開口１５０ａは、同一開口内に一つの接続端子１３０ａを配置するＳＭＤ（ソルダー・マスク・ディファインド）形状となっている。
【００１７】
図３〜図９は、配線基板１００の製造工程図である。以下、図３〜図９を参照して、配線基板１００の製造工程について説明するが、図１，図２で説明した構成と同じ構成には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１８】
初めに、コア基板１１０上に配線層１２０，１３０を形成する。コア基板１１０の表面側（半導体チップが実装される側）には、接続端子１２０ａと、この接続端子１２０ａと接続される配線１２０ｂとを有する配線層１２０が形成される（図３（ａ）参照）。また、コア基板１１０の裏面側（マザーボード等を接続される側）には、接続端子１３０ａと、この接続端子１３０ａと接続される配線１３０ｂとを有する配線層１３０が形成される（図３（ｂ）参照）。
【００１９】
次に、表面側の配線層１２０の接続端子１２０ａ上に樹脂層Ｍ１１（第１のマスク層）を積層する（図４（ａ）参照）。また、裏面側の配線層１３０の接続端子１３０ａ（露出予定領域）上に樹脂層Ｍ１２（第１のマスク層）を積層する（図４（ｂ）参照）。樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２は、薬液による洗浄で容易に除去できる材料であることが好ましい。樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２は、例えば、感光性レジストである。この実施形態では、接続端子１２０ａ，１３０ａ上に樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２を積層しているが、後述するソルダーレジスト層１４０，１５０の開口予定領域であれば、他の領域に樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２を積層していてもよい。
【００２０】
次に、表面側の配線層１２０及び樹脂層Ｍ１１上にソルダーレジスト層１４０を積層する（図５（ａ）参照）。また、裏面側の配線層１３０及び樹脂層Ｍ１２上に、ソルダーレジスト層１５０を積層する（図５（ｂ）参照）。ソルダーレジスト層１４０，１５０は、フィルム状のソルダーレジストを貼り付けてもよいし、液状のソルダーレジストをロールコート法により塗布してもよい。
【００２１】
なお、ソルダーレジスト層１４０，１５０は、各々樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２よりも厚いことが好ましい。また、半導体装置６００に生じる反りには、ソルダーレジスト層１４０，１５０の熱膨張係数、弾性率も影響する。このため、ソルダーレジスト層１４０，１５０には、できる限り剛性の高い材質のソルダーレジストを使用することが好ましい。
【００２２】
図６に、図５（ａ）の線分Ｘ−Ｘにおける断面を示す。この実施形態では、接続端子１２０ａ，１３０ａ上に樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２を積層した後、配線層１２０，１３０上にソルダーレジスト層１４０，１５０を積層している。ソルダーレジストは、塗布する際や貼り付ける際は、まだ硬化していないため、配線層１２０，１３０や樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２による凹凸を吸収して、図６に示すように樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２とは反対側の表面（露出側の面）が樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２側の裏面に比べてより平坦となる。
【００２３】
このため、図６に示すように、接続端子１２０ａ，１３０ａ上のソルダーレジスト層１４０，１５０は、樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２の厚み分だけ他の領域よりも薄くなる。そして、薄くなった分だけ、ソルダーレジスト層１４０，１５０のエッチング量が少なくなるので、ソルダーレジスト層１４０，１５０に容易に開口を形成することができる。
【００２４】
次に、表面に積層されたソルダーレジスト層１４０上に樹脂層Ｍ２１（第２のマスク層）を積層し、樹脂層Ｍ１１上に位置する領域にソルダーレジスト層１４０を露出させる開口Ａ１を形成する（図７（ａ）参照）。また、裏面に積層されたソルダーレジスト層１５０上に樹脂層Ｍ２２（第２のマスク層）を積層し、樹脂層Ｍ１２上に位置する領域にソルダーレジスト層１５０を露出させる開口Ａ２を形成する（図７（ｂ）参照）。
【００２５】
樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２と、樹脂層Ｍ２１，２２に形成する開口Ａ１，Ａ２との位置ずれを考慮し、樹脂層Ｍ２１，Ｍ２２に形成する開口Ａ１，Ａ２は、対応する樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２よりも一回り（例えば、数μｍ〜数十μｍ程度）大きく形成することが好ましい。さらに、樹脂層Ｍ２１，Ｍ２２に形成する開口Ａ１，Ａ２が、対応する樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２よりも小さいと、開口１４０ａ，１５０ａにおけるソルダーレジスト層１４０，１５０の断面形状が、開口１４０ａ，１５０ａの下側よりも上側がせり出した逆テーパー形状となる。このため、開口１４０ａ，１５０ａ内に半田ボールＢを設ける際に、開口１４０ａ，１５０ａ内に気泡が残る可能性を考慮すると、樹脂層Ｍ２１，Ｍ２２に形成する開口Ａ１，Ａ２は、対応する樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２よりも一回り大きく形成することが、より好ましい。
【００２６】
また、樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２と同様に、樹脂層Ｍ２１，Ｍ２２は、薬液による洗浄で容易に除去できる材料であることが好ましい。樹脂層Ｍ２１，Ｍ２２は、樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２と同じ材料であることがより好ましい。樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２及び樹脂層Ｍ２１，Ｍ２２を同じ工程で除去できるためである。
【００２７】
次に、開口Ａ１が形成された樹脂層Ｍ２１をマスクとして、ソルダーレジスト層１４０を樹脂層Ｍ１１の表面が露出するまでエッチングする（図８（ａ）参照）。また、開口Ａ２が形成された樹脂層Ｍ２２をマスクとして、ソルダーレジスト層１５０を樹脂層Ｍ１２の表面が露出するまでエッチングする（図８（ｂ）参照）。
【００２８】
ソルダーレジスト層１４０，１５０のエッチングには、例えば、ウェットブラスト加工を使用することができる。ウェットブラスト加工とは、砥粒と液体を混ぜたスラリーを高速で対象物に噴射し、対象物をエッチングする加工方法のことである。ウェットブラスト加工を使用することで、剛性の高いソルダーレジスト層１４０，１５０のエッチング加工が容易となる。
【００２９】
次に、ソルダーレジスト層１４０上に積層されている樹脂層Ｍ２１及び接続端子１２０ａを被覆している樹脂層Ｍ１１を剥離剤等を用いて除去する（図９（ａ）参照）。同様にして、ソルダーレジスト層１５０上に積層されている樹脂層Ｍ２２及び接続端子１３０ａを被覆している樹脂層Ｍ２１を剥離剤等を用いて除去する（図９（ｂ）参照）。なお、樹脂層Ｍ１１，１２を剥離した後、接続端子１２０ａ，１３０ａに金やニッケル、パラジウム等を用いた耐腐食性を有する膜のめっきを施してもよい。
【００３０】
以上のように、実施形態に係る配線基板１００の製造方法は、配線層１２０，１３０の接続端子１２０ａ，１３０ａ上に樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２（第１の樹脂層）を積層した後、ソルダーレジスト層１４０，１５０を積層しているので、樹脂層Ｍ１１，Ｍ１２の分だけ、ソルダーレジスト層１４０，１５０の厚みを選択的に薄くできる。このため、接続端子１２０ａ，１３０ａを露出させる開口１４０ａ，１５０ａをソルダーレジスト層１４０，１５０に形成する際に必要なエッチング量が少なくなる。
【００３１】
このため、ソルダーレジスト層１４０，１５０に容易に開口１４０ａ，１５０ａを形成することができる。その結果、ソルダーレジスト層１４０，１５０に開口１４０ａ，１５０ａを形成する際に、配線層１２０，１３０の接続端子１２０ａ，１３０ａが過剰にエッチングされ、ボンディングワイヤや半田ボールとの接合強度が不足するおそれを低減できる。ソルダーレジスト層１４０，１５０の開口１４０ａ，１５０ａの形成に必要な時間を短縮することができる。ソルダーレジスト層１４０，１５０の開口１４０ａ，１５０ａの形状や寸法にばらつきが生じるおそれを低減できる。このため、接続端子１３０ａに形成する半田ボールの大きさ（直径）や位置、高さにばらつきが生じるおそれを低減できる。
【００３２】
（実施形態の変形例）
次に、実施形態の変形例に係る配線基板の製造方法について説明する。なお、図５までの製造工程は、実施形態に係る配線基板の製造方法と同じであるため、図５までの製造工程については説明したものとする。また、図１〜図９を参照して説明した構成と同一の構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００３３】
次に、表面側に積層されたソルダーレジスト層１４０を、樹脂層Ｍ１１の表面が露出するまでエッチングする（図１０（ａ）参照）。また、裏面に積層されたソルダーレジスト層１５０を樹脂層Ｍ１２の表面が露出するまでエッチングする（図１０（ｂ）参照）。ソルダーレジスト層１４０，１５０のエッチングには、上記実施形態と同様に、ウェットブラスト加工を使用することができる。
【００３４】
次に、接続端子１２０ａを被覆している樹脂層Ｍ１１を剥離剤等を用いて除去する（図１１（ａ）参照）。同様にして、接続端子１３０ａを被覆している樹脂層Ｍ２１を剥離剤等を用いて除去する（図１１（ｂ）参照）。なお、樹脂層Ｍ１１，１２を剥離した後、接続端子１２０ａ，１３０ａに金めっきを施してもよい。
【００３５】
以上のように、実施形態の変形例に係る配線基板の製造方法は、ソルダーレジスト層１４０，１５０上に樹脂層Ｍ２１，Ｍ２２を設けることなくエッチングしている。このため、ソルダーレジスト層１４０，１５０上にマスクとなる樹脂層Ｍ２１，Ｍ２２を設ける工程を省略することができ、配線基板の生産性が向上する。その他の効果は、実施形態に係る配線基板１００の製造方法と同じである。
【００３６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、各実施形態に示した構成、各種条件に限定されることはなく、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
１００…配線基板、１１０…コア基板、１２０，１３０…配線層、１２０ａ，１３０ａ…接続端子、１２０ｂ，１３０ｂ…配線、１４０，１５０…ソルダーレジスト層、１４０ａ，１５０ａ…開口、２００…半導体チップ、３００…ダイアタッチメントフィルム（ＤＡＦ）、４００…ボンディングワイヤ、５００…封止樹脂、６００…半導体装置、Ａ１，Ａ２…開口、Ｂ…半田ボール、Ｍ１１，Ｍ１２…樹脂層、Ｍ２１，Ｍ２２…樹脂層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005971728.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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