(57)【要約】【課題】  従来の半導体装置およびその製造方法においては、半田ボール側の配線層に用いる樹脂が限定され、それにより半導体装置の低コスト化が妨げられている。【解決手段】  半導体装置１は、配線層１０，２０、ＩＣチップ３０、ビアプラグ４２，４４、封止樹脂５０、および半田ボール６０を備えている。この配線層１０中には、ビアプラグ４２が形成されている。ビアプラグ４２における配線層２０側の端面の面積は、その反対側の端面すなわちＩＣチップ３０側の端面の面積よりも小さい。この配線層２０中には、ビアプラグ４４が形成されている。ビアプラグ４４における配線層１０側の端面の面積は、その反対側の端面すなわち後述する半田ボール６０側の端面の面積よりも小さい。また、配線層１０を構成する絶縁樹脂１４の熱分解温度は、配線層２０を構成する絶縁樹脂２４の熱分解温度よりも高い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に第１の配線層を形成する第１配線層形成工程と、
前記第１の配線層の一面上に、半導体素子を載置する半導体素子載置工程と、
前記半導体素子載置工程よりも後に、前記支持基板を除去する支持基板除去工程と、
前記支持基板除去工程よりも後に、前記第１の配線層の前記一面とは反対側の面上に、第２の配線層を形成する第２配線層形成工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２配線層形成工程においては、前記第１配線層形成工程において形成された前記第１の配線層を構成する樹脂よりも熱分解温度が低い樹脂を、前記第２の配線層を構成する樹脂として用いる、半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１配線層形成工程は、第１の配線を形成する第１配線形成工程と、前記第１の配線から前記第１の配線層の前記一面まで延びる第１の導電プラグを形成する第１導電プラグ形成工程とを含み、
前記第２配線層形成工程は、前記第１の配線から前記第２の配線層における前記第１の配線層とは反対側の面まで延びる第２の導電プラグを形成する第２導電プラグ形成工程を含む、半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２導電プラグ形成工程は、前記第２の導電プラグの前記第１の配線層と反対側に、バンプを形成するバンプ形成工程を含み、
前記第２の導電プラグは、前記バンプと一体に形成される、半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１配線層形成工程は、第１の配線を形成する第１配線形成工程と、前記第１の配線から前記第１の配線層の前記一面まで延びる第１の導電プラグを形成する第１導電プラグ形成工程とを含み、
前記第２配線層形成工程は、前記第１の配線に接続されるように第２の導電プラグを形成する第２導電プラグ形成工程と、前記第２の導電プラグに接続されるように第２の配線を形成する第２配線形成工程とを含む、半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体素子載置工程と前記支持基板除去工程との間に、前記半導体素子の側面を覆うように前記第１の配線層上に封止樹脂を形成する封止樹脂形成工程を含む、半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記支持基板はシリコン基板である、半導体装置の製造方法。
【請求項８】
第１の配線層と、
前記第１の配線層の一面上に載置された半導体素子と、
前記第１の配線層の前記一面とは反対側の面上に設けられた第２の配線層と、
前記第１の配線層中に設けられた第１の導電プラグと、
前記第２の配線層中に設けられた第２の導電プラグと、を備え、
前記第１の導電プラグにおける前記第２の配線層側の端面は、その反対側の端面よりも面積が小さく、
前記第２の導電プラグにおける前記第１の配線層側の端面は、その反対側の端面よりも面積が小さく、
前記第１の配線層を構成する樹脂は、前記第２の配線層を構成する樹脂よりも熱分解温度が高いことを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体装置において、
前記第１の配線層は、第１の配線を含んでおり、
前記第１の導電プラグは、前記第１の配線から前記第１の配線層の前記一面まで延びており、
前記第２の導電プラグは、前記第１の配線から前記第２の配線層における前記第１の配線層とは反対側の面まで延びている半導体装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の半導体装置において、
前記第２の導電プラグの前記第１の配線層と反対側に設けられたバンプを備え、
前記バンプと前記第２の導電プラグとは、同一の金属材料によって形成されている半導体装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の半導体装置において、
前記第１および第２の配線層は、それぞれ第１および第２の配線を含んでおり、
前記第１の導電プラグは、前記第１の配線から前記第１の配線層の前記一面まで延びており、
前記第２の導電プラグは、前記第１の配線から前記第２の配線まで延びている半導体装置。
【請求項１２】
請求項８乃至１１いずれかに記載の半導体装置において、
前記半導体素子の側面を覆うように前記第１の配線層上に設けられた封止樹脂を備える半導体装置。
【請求項１３】
請求項８乃至１２いずれかに記載の半導体装置において、
前記第１の導電プラグ間の最小間隔は、前記第２の導電プラグ間の最小間隔よりも小さい半導体装置。
【請求項１４】
請求項８乃至１３いずれかに記載の半導体装置において、
前記第１の配線層を構成する前記樹脂は、ポリベンゾオキサゾールまたはポリイミド樹脂であり、
前記第２の配線層を構成する前記樹脂は、エポキシ樹脂である半導体装置。
【請求項１５】
第１の配線を含む第１の配線層と、
前記第１の配線層の一面上に載置された半導体素子と、
前記第１の配線層の前記一面とは反対側の面上に設けられ、第２の配線を含む第２の配線層と、
前記第１の配線における前記第２の配線層側の面上に設けられた第１の密着金属膜と、
前記第２の配線における前記第１の配線層側の面上に設けられた第２の密着金属膜と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の半導体装置において、
前記第２の配線層中に設けられ、前記第１の配線と前記第２の配線とを電気的に接続する導電プラグを備え、
前記第２の密着金属膜は、前記導電プラグを覆うように設けられており、当該導電プラグ上において前記第１の密着金属膜と接している半導体装置。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の半導体装置において、
前記第１および第２の密着金属膜は、Ｎｉを含んでいる半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の製造方法としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。同文献に記載の製造方法においては、支持基板上に複数の配線層を順に積層することにより多層配線層を形成した後、支持基板を除去している。そして、支持基板が除去されたことにより露出した多層配線層の一方の面上に、外部電極端子として半田ボールを形成している。また、上記多層配線層のもう一方の面上には、半導体素子をフリップチップ実装している。それにより、多層配線層上に半導体素子が載置された半導体装置を得ている。
【特許文献１】特開２００３−３０９２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記半導体装置において、配線層と半導体素子との微細な接続のためには、多層配線層を構成する配線層のうち半導体素子側の配線層には、微細加工に適した樹脂を用いることが求められる。一方で、上記半田ボール側の配線層には、微細加工に適した樹脂を用いることが要求されない場合も多い。その場合、半導体装置の低コスト化を図るべく、半田ボール側の配線層には、比較的安価な樹脂を用いることが好ましい。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の製造方法においては、上述のとおり、支持基板上に複数の配線層を順に積層することにより多層配線層を形成している。したがって、半田ボール側の配線層は、半導体素子側の配線層よりも前に形成されることとなる。そのため、半田ボール側の配線層を構成する樹脂として、半導体素子側の配線層を構成する樹脂よりも熱分解温度が低い樹脂を用いることができないという制約がある。かかる制約のために半田ボール側の配線層に用いる樹脂が限定され、それにより半導体装置の低コスト化が妨げられている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による半導体装置の製造方法は、支持基板上に第１の配線層を形成する第１配線層形成工程と、上記第１の配線層の一面上に、半導体素子を載置する半導体素子載置工程と、上記半導体素子載置工程よりも後に、上記支持基板を除去する支持基板除去工程と、上記支持基板除去工程よりも後に、上記第１の配線層の上記一面とは反対側の面上に、第２の配線層を形成する第２配線層形成工程と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
この製造方法においては、半導体素子が載置される第１の配線層を支持基板上に形成する一方で、第２の配線層を支持基板の除去後に形成している。これにより、第２の配線層を構成する樹脂として、第１の配線層を構成する樹脂よりも熱分解温度が低い樹脂を用いることができないという制約から免れることができる。したがって、第１の配線層には微細加工に適した樹脂を用い、一方で第２の配線層には比較的安価な樹脂を用いることが可能となる。
【０００７】
また、本発明による半導体装置は、第１の配線層と、上記第１の配線層の一面上に載置された半導体素子と、上記第１の配線層の上記一面とは反対側の面上に設けられた第２の配線層と、上記第１の配線層中に設けられた第１の導電プラグと、上記第２の配線層中に設けられた第２の導電プラグと、を備え、上記第１の導電プラグにおける上記第２の配線層側の端面は、その反対側の端面よりも面積が小さく、上記第２の導電プラグにおける上記第１の配線層側の端面は、その反対側の端面よりも面積が小さく、上記第１の配線層を構成する樹脂は、上記第２の配線層を構成する樹脂よりも熱分解温度が高いことを特徴とする。
【０００８】
この半導体装置においては、第２の配線層を構成する樹脂として、第１の配線層を構成する樹脂よりも熱分解温度が低い樹脂を用いることができる。したがって、第１の配線層には微細加工に適した樹脂を用い、一方で第２の配線層には比較的安価な樹脂を用いることが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低コストながらも、配線層と半導体素子との微細な接続を得られる半導体装置およびその製造方法が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明による半導体装置およびその製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本発明による半導体装置の第１実施形態を示す断面図である。半導体装置１は、配線層１０，２０、ＩＣチップ３０、ビアプラグ４２，４４、封止樹脂５０、および半田ボール６０を備えている。半導体装置１においてＩＣチップ３０、配線層１０および配線層２０は、この順に積層されるとともに、互いに電気的に接続されている。すなわち、配線層１０の一面１０ａ上にＩＣチップ３０が載置され、配線層１０の上記一面とは反対側の面１０ｂ上に配線層２０が設けられている。
【００１２】
配線層１０（第１の配線層）は、導体配線１２（第１の配線）および絶縁樹脂１４を含んで構成されている。導体配線１２は、絶縁樹脂１４における配線層２０側の表層の一部に埋め込まれている。導体配線１２の導体は、例えばＣｕ、Ｎｉ、ＡｕまたはＡｇである。また、絶縁樹脂１４は、例えば、ＰＢＯ（ポリベンゾオキサゾール）またはポリイミド樹脂である。ポリイミド樹脂は、感光性ポリイミド樹脂であってもよく、非感光性ポリイミド樹脂であってもよい。
【００１３】
この配線層１０中には、ビアプラグ４２（第１の導電プラグ）が形成されている。ビアプラグ４２は、導体配線１２から面１０ａまで延びている。すなわち、ビアプラグ４２は、一端が導体配線１２に接続され、他端が配線層１０の面１０ａに露出している。また、図からわかるように、ビアプラグ４２における配線層２０側の端面の面積は、その反対側の端面すなわちＩＣチップ３０側の端面の面積よりも小さい。このビアプラグ４２は、配線層１０とＩＣチップ３０とを電気的に接続している。
【００１４】
配線層２０（第２の配線層）は、導体配線２２（第２の配線）および絶縁樹脂２４を含んで構成されている。導体配線２２は、絶縁樹脂２４中に埋め込まれている。導体配線２２の導体は、導体配線１２と同様、例えばＣｕ、Ｎｉ、ＡｕまたはＡｇである。また、絶縁樹脂２４は、例えば、エポキシ樹脂等の非感光性樹脂である。上述の配線層１０および配線層２０からなる配線体は、半導体装置１においてインターポーザとして機能する。
【００１５】
配線層１０を構成する絶縁樹脂１４の熱分解温度は、配線層２０を構成する絶縁樹脂２４の熱分解温度よりも高い。絶縁樹脂１４としてＰＢＯを用いた場合、その熱分解温度は例えば５４０℃である。また、絶縁樹脂２４としてエポキシ樹脂を用いた場合、その熱分解温度は例えば３１０℃である。ここで、熱分解温度とは、１０℃／分の昇温速度で熱天秤を用いて測定したときに、樹脂の重量が５重量％減となるときの温度である。
【００１６】
この配線層２０中には、ビアプラグ４４（第２の導電プラグ）が形成されている。ビアプラグ４４は、導体配線１２から導体配線２２まで延びている。すなわち、ビアプラグ４４は、一端が導体配線１２に接続され、他端が導体配線２２に接続されている。また、図からわかるように、ビアプラグ４４における配線層１０側の端面の面積は、その反対側の端面すなわち後述する半田ボール６０側の端面の面積よりも小さい。このビアプラグ４４は、配線層１０と配線層２０とを電気的に接続している。
【００１７】
なお、上述のビアプラグ４２間の最小間隔は、ビアプラグ４４間の最小間隔よりも小さい。ここで、ビアプラグ間の間隔は、各ビアプラグの中心線（ビアプラグの両端面の中心を通る直線）間の距離として定義される。したがって、ビアプラグ間の最小間隔とは、最近接の２つのビアプラグ間の間隔のことである。
【００１８】
ＩＣチップ３０（半導体素子）は、配線層１０の面１０ａ上にフリップチップ実装されている。具体的には、ＩＣチップ３０は、ビアプラグ４２と接続された半田ボール３２によって、配線層１０上に固定されている。また、配線層１０とＩＣチップ３０との間には、アンダーフィル樹脂３４が充填されている。
【００１９】
配線層１０上の面１０ａ上には、ＩＣチップ３０の側面を覆うように封止樹脂５０が形成されている。本実施形態において封止樹脂５０は、ＩＣチップ３０の側面のみならず、上面（配線層１０と反対側の面）も覆っている。
【００２０】
配線層２０における配線層１０と反対側には、半田ボール６０が接続されている。具体的には、半田ボール６０は、一端が導体配線２２に接続されている。これにより、半田ボール６０の一部が配線層２０中に埋没している。この半田ボール６０は、半導体装置１の外部接続端子として機能する。
【００２１】
図２を参照しつつ、配線層１０と配線層２０との界面付近の構造の一例を説明する。本例においては、導体配線１２における配線層２０側の面上に、密着金属膜１６が形成されている。また、導体配線２２における配線層１０側の面上に、密着金属膜２６が形成されている。密着金属膜２６は、ビアプラグ４４を覆うように設けられている。これらの密着金属膜１６と密着金属膜２６とは、ビアプラグ４４上において互いに接している。なお、密着金属膜１６は、例えばＮｉ膜である。また、密着金属膜２６は、例えば、配線層１０側に設けられたＴｉ膜と導体配線２２側に設けられたＮｉ膜とからなる多層金属膜（Ｔｉ／Ｎｉ膜）である。
【００２２】
次に、図３〜図８を参照しつつ、本発明による半導体装置の製造方法の第１実施形態として、半導体装置１の製造方法を説明する。詳細な説明に先立って、図３（ａ）〜図３（ｅ）を用いて、本製造方法の概要を説明する。まず、図３（ａ）に示すように、支持基板９０上に配線層１０を形成する（第１配線層形成工程）。本実施形態において支持基板９０は、シリコン基板である。
【００２３】
次に、図３（ｂ）に示すように、配線層１０の面１０ａ上にＩＣチップ３０を載置する（半導体素子載置工程）。さらに、図３（ｃ）に示すように、ＩＣチップ３０の側面を覆うように、配線層１０上に封止樹脂５０を形成する（封止樹脂形成工程）。続いて、図３（ｄ）に示すように、支持基板９０を除去する（支持基板除去工程）。その後、図３（ｅ）に示すように、配線層１０の面１０ｂ上に、配線層２０を形成する（第２配線層形成工程）。最後に、図示を省略するが、半田ボール６０を形成することにより、図１に示す半導体装置１を得る。
【００２４】
本実施形態において、第１配線層形成工程は、後述する第１配線形成工程および第１導電プラグ形成工程を含み、第２配線層形成工程は、後述する第２導電プラグ形成工程および第２配線形成工程を含む。また、第２配線層形成工程においては、第１配線層形成工程において形成される配線層１０を構成する絶縁樹脂１４よりも熱分解温度が低い樹脂が、配線層２０を構成する絶縁樹脂２４として用いられる。
【００２５】
続いて、図４〜図８を用いて、本製造方法を詳細に説明する。まず、支持基板９０上に、めっきのシードメタルとなる金属薄膜９２をスパッタ法等を用いて形成する（図４（ａ））。また、金属薄膜９２上に、めっきレジストを形成した後、フォトリソグラフィー法等を用いてパターニングする。さらに、上記シードメタル層を給電層として、導体配線１２となる導体パターンを形成する（第１配線形成工程）（図４（ｂ））。
【００２６】
次に、めっきレジストを除去した後、形成された導体配線１２を覆うように絶縁樹脂１４を形成する。また、フォトリソグラフィー等を用いて、絶縁樹脂１４の所定の位置にビアプラグ４２用のビアホール４３を形成する（図５（ａ））。その後、シードメタル層を給電層として当該ビアホール４３をめっきで充填することにより、ビアプラグ４２を形成する（第１導電プラグ形成工程）。これにより、支持基板９０上に配線層１０が形成される（図５（ｂ））。
【００２７】
次に、支持基板９０上のビアプラグ４２に、ＩＣチップ３０の電極（半田ボール３２）を微細ピッチで接続する。また、ＩＣチップ３０と配線層１０との間にアンダーフィル樹脂３４を充填した後、それを硬化させる（図６（ａ））。その後、ＩＣチップ３０を覆うように、配線層１０上に封止樹脂５０を形成する。これにより、ＩＣチップ３０の側面と配線層１０とが封止樹脂５０によって被覆される（図６（ｂ））。
【００２８】
次に、支持基板９０を除去するとともに、金属薄膜９２をエッチングにより除去する（図７（ａ））。これらが除去されたことにより露出した配線層１０の面１０ｂ上に、絶縁樹脂２４の一部を形成する。また、レーザ等を用いて、絶縁樹脂２４の所定の位置にビアプラグ４４用のビアホール４５を形成する（図７（ｂ））。
【００２９】
次に、ビアホール４５中にビアプラグ４４を形成する（第２導電プラグ形成工程）。その後、途中まで形成された絶縁樹脂２４上に、導体配線２２となる導体パターンを形成する（第２配線形成工程）（図８（ａ））。続いて、絶縁樹脂２４を最後まで形成する。このとき、絶縁樹脂２４の所定の位置に半田ボール６０用の開口６１が形成されるようにする。これにより、配線層１０上に配線層２０が形成される（図８（ｂ））。最後に、開口６１を埋め込むように半田ボール６０を形成することにより、図１に示す半導体装置１を得る。
【００３０】
以上の説明から明らかなように、配線層１０，２０のビルドアップ方向は、それぞれ各図中の上向きおよび下向きである。これに伴い、上述したとおり、ビアプラグ４２のＩＣチップ３０側の端面は配線層２０側の端面よりも面積が大きく、ビアプラグ４４の半田ボール６０側の端面は配線層１０側の端面よりも面積が大きくなっている。
【００３１】
本実施形態の効果を説明する。上記製造方法においては、ＩＣチップ３０が載置される配線層１０を支持基板９０上に形成する一方で、配線層２０を支持基板９０の除去後に形成している。これにより、絶縁樹脂２４として、絶縁樹脂１４よりも熱分解温度が低い樹脂を用いることができないという制約から免れることができる。したがって、絶縁樹脂１４としては微細加工に適した樹脂を用い、一方で絶縁樹脂２４としては比較的安価な樹脂を用いることが可能となる。これにより、低コストながらも、配線層１０とＩＣチップ３０との微細な接続を得られる半導体装置１の製造方法が実現されている。
【００３２】
剛性の高い支持基板９０上にて導体配線１２の配線パターンを形成しているので、微細な導体配線１２を得ることができる。また、支持基板９０上で配線層１０とＩＣチップ３０とを接合しているので、配線層１０とＩＣチップ３０とを微細ピッチでバンプ接続することができる。このことは、配線層数の減少、およびＩＣチップ３０のサイズの縮小につながる。
【００３３】
さらに、支持基板９０を除去した後に配線層２０を形成しているので、配線層２０を構成する絶縁樹脂２４を絶縁樹脂１４に比べて厚く形成することができる。これにより、絶縁樹脂２４の応力緩和機能が高まり、半導体装置１の信頼性向上につながる。
【００３４】
第２配線層形成工程においては、第１配線層形成工程において形成される配線層１０を構成する絶縁樹脂１４よりも熱分解温度が低い樹脂が、配線層２０を構成する絶縁樹脂２４として用いられている。これにより、配線層２０を配線層１０上に好適に形成することができる。
【００３５】
第１配線層形成工程は、第１配線形成工程と第１導電プラグ形成工程とを含んでいる。また、第２配線層形成工程は、第２導電プラグ形成工程と第２配線形成工程とを含んでいる。これにより、導体配線１２，２２を含む多層配線構造を備えた半導体装置１を得ることができる。
【００３６】
半導体装置１においては、配線層２０を構成する絶縁樹脂２４として、配線層１０を構成する絶縁樹脂１４よりも熱分解温度が低い樹脂を用いることができる。したがって、絶縁樹脂１４としては微細加工に適した樹脂を用い、一方で絶縁樹脂２４としては比較的安価な樹脂を用いることが可能となる。これにより、低コストながらも、配線層１０とＩＣチップ３０との微細な接続を得られる半導体装置１が実現されている。
【００３７】
さらに、半導体装置１においては、配線層１０と配線層２０とが直接に接しており、これらの層の間にコア層が設けられていない。コア層に形成されるビアプラグは、一般に、通常の配線層に形成されるビアプラグに比べると微細化するのが困難であるため、半導体装置全体の微細化を妨げてしまうという問題がある。この点、半導体装置１においては、コア層が設けられていないため、かかる問題は生じない。
【００３８】
配線層１０，２０は、それぞれ導体配線１２，２２を含んでいる。また、ビアプラグ４２が導体配線１２から配線層１０の面１０ａまで延びているとともに、ビアプラグ４４が導体配線１２から導体配線２２まで延びている。これにより、導体配線１２，２２を含む多層配線構造を備えた半導体装置１が実現されている。
【００３９】
ＩＣチップ３０の側面を覆うように封止樹脂５０が設けられている。これにより、支持基板９０が除去された後も配線体の形状を保持することができる。このため、半田ボール６０について高いコプラナリティが得られる。ただし、封止樹脂５０（および封止樹脂形成工程）を設けることは必須ではない。
【００４０】
支持基板９０としてシリコン基板を用いているため、絶縁基板を用いる場合に比して、熱膨張の影響を小さく抑えることができる。これにより、配線層１０とＩＣチップ３０との接続を一層微細化することができる。
【００４１】
ビアプラグ４２間の最小間隔は、ビアプラグ４４間の最小間隔よりも小さい。この場合、絶縁樹脂１４としては微細化に適した樹脂を用いる一方で、絶縁樹脂２４としては微細化に適した樹脂を用いる必要がない。このため、絶縁樹脂２４として、エポキシ樹脂等の比較的安価な樹脂を用いることができる。
【００４２】
絶縁樹脂１４としてＰＢＯまたはポリイミド樹脂を用いた場合、微細加工に適した絶縁樹脂１４が実現される。また、絶縁樹脂２４としてエポキシ樹脂を用いた場合、低コストで絶縁樹脂２４を得ることができる。
【００４３】
導体配線１２における配線層２０側の面上に密着金属膜１６が設けられているとともに、導体配線２２における配線層１０側の面上に密着金属膜２６が設けられている（図２参照）。これにより、導体配線１２と導体配線２２との間の樹脂がこれらの密着金属膜１６，２６で挟まれた構成となるので、樹脂と導体配線１２，２２との間で強固な結合が得られる。このことは、半導体装置１の信頼性の向上に寄与する。ただし、これらの密着金属膜１６，２６を設けることは必須ではない。
【００４４】
密着金属膜２６は、ビアプラグ４４を覆うように設けられており、ビアプラグ４４上において密着金属膜１６と接している。これにより、密着金属膜１６，２６同士が直接接しているため、配線層１０と配線層２０との間で強固な結合が得られる。
【００４５】
密着金属膜１６，２６がＮｉを含んでいる場合、樹脂に対する特に高い密着性を得ることができる。
【００４６】
（第２実施形態）
図９は、本発明による半導体装置の第２実施形態を示す断面図である。半導体装置２は、配線層１０，７０、ＩＣチップ３０、ビアプラグ４２，４６、封止樹脂５０、および半田ボール６２を備えている。これらのうち、配線層１０、ＩＣチップ３０、ビアプラグ４２および封止樹脂５０それぞれの構成は、図１で説明したものと同様である。また、半導体装置２において、ＩＣチップ３０、配線層１０および配線層７０は、この順に積層されるとともに、互いに電気的に接続されている。
【００４７】
配線層７０（第２の配線層）は、絶縁樹脂７４を含んで構成されている。一方で、配線層７０は、導体配線を含んでいない点で、図１の配線層２０と相違する。絶縁樹脂７４としては、絶縁樹脂１４よりも熱分解温度が低い樹脂が用いられる。
【００４８】
この配線層７０中には、ビアプラグ４６（第２の導電プラグ）が形成されている。このビアプラグ４６は、後述する半田ボール６２の一部分、具体的には半田ボール６２のうち絶縁樹脂７４中に埋没している部分に相当する。ビアプラグ４６は、導体配線１２から配線層７０における配線層１０とは反対側の面７０ａまで延びている。また、図からわかるように、ビアプラグ４６における配線層１０側の端面の面積は、その反対側の端面の面積よりも小さい。
【００４９】
配線層７０における配線層１０と反対側には、半田ボール６２が接続されている。具体的には、半田ボール６２は、配線層７０を貫通して、一端が導体配線１２に接続されている。これにより、半田ボール６２の一部が配線層７０中に埋没し、上述のビアプラグ４６を構成している。半田ボール６２の残りの部分、すなわち配線層７０から突出した部分は、半導体装置２においてバンプを構成している。換言すれば、バンプは、ビアプラグ４６の配線層１０と反対側に、ビアプラグ４６と一体に設けられている。また、ビアプラグ４６とバンプとは、同一の金属材料によって形成されている。このバンプは、半導体装置２の外部接続端子として機能する。
【００５０】
かかる構成の半導体装置２の製造方法は、第１配線層形成工程、半導体素子載置工程、封止樹脂形成工程、支持基板除去工程および第２配線層形成工程を含む。これらが実行される順序は、図３〜図８で説明した製造方法と同様である。また、これらの工程のうち、第１配線層形成工程、半導体素子載置工程、封止樹脂形成工程および支持基板除去工程それぞれの内容も、図３〜図８で説明した製造方法と同様である。
【００５１】
本実施形態の第２配線層形成工程においては、支持基板９０を除去した後の配線層１０（図７（ａ）参照）上に、絶縁樹脂７４を形成する。このとき、絶縁樹脂７４の所定の位置に半田ボール６２用の開口が形成されるようにする。これにより、配線層１０上に配線層７０が形成される。その後、上記開口を埋め込むように半田ボール６２を形成することにより、ビアプラグ４６が形成される（第２導電プラグ形成工程）。このとき、ビアプラグ４６と共に、上述のバンプも形成される。すなわち、第２導電プラグ形成工程は、ビアプラグ４６の配線層１０と反対側にバンプを形成するバンプ形成工程を含んでいる。以上の説明から明らかなように、これらのビアプラグ４６とバンプとは、一体に形成される。以上により、図９に示す半導体装置２が得られる。このように、本実施形態の第２配線層形成工程は、第２導電プラグ形成工程および第２配線形成工程のうち、前者のみを含んでいる。
【００５２】
本実施形態は、上述した第１実施形態が奏する効果に加えて、以下の効果を奏することができる。第１配線層形成工程は、第１配線形成工程と第１導電プラグ形成工程とを含んでいる。また、第２配線層形成工程は、第２導電プラグ形成工程を含んでいる。この場合、配線層７０に導体配線を形成する必要がないので、絶縁樹脂７４として、ソルダーレジストの機能のみを目的とした樹脂を用いることが可能となる。例えば、非感光性樹脂を印刷して用いることも可能となる。このことは、半導体装置２の一層の低コスト化に寄与する。
【００５３】
配線層１０は、導体配線１２を含んでいる。また、ビアプラグ４２は、導体配線１２から配線層１０の面１０ａまで延びているともに、ビアプラグ４６は、導体配線１２から配線層７０における面７０ａまで延びている。この場合、配線層７０に導体配線を設ける必要がないので、絶縁樹脂７４として、ソルダーレジストの機能のみを目的とした樹脂を用いることが可能となる。
【００５４】
なお、本実施形態において、図１０に示すように、ＵＢＭ（Under Bump Metal）６３を設けてもよい。同図において、ＵＢＭ６３は、導体配線１２と半田ボール６２との間に設けられている。具体的には、ＵＢＭ６３は、配線層７０を貫通して、一端が導体配線１２に接続されている。これにより、ＵＢＭ６３の一部が配線層７０中に埋没し、第２の導電プラグを構成している。また、ＵＢＭ６３上に、半田ボール６２が形成されている。
【００５５】
本発明による半導体装置およびその製造方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、図１１に示すように、配線層１０上に、複数のＩＣチップ３０を設ける構成としてもよい。
【００５６】
図１２に示すように、配線層１０上に第１の半導体素子としてＩＣチップ３０を設けるのみならず、配線層２０上にも、第２の半導体素子としてＩＣチップ８０を設けてもよい。同図においてＩＣチップ８０は、導体配線２２と接続された半田ボール８２によって、配線層２０上にフリップチップ実装されている。
【００５７】
図１３に示すように、配線層１０上に、複数のＩＣチップ３０が積層された構成としてもよい。同図においてＩＣチップ３０は、４層に積層されている。これらのうち最下層のＩＣチップ３０が半田ボール３２によって配線層１０と接合されている。また、最上層のＩＣチップ３０を除いて各ＩＣチップ３０には、ビアプラグ３６が形成されている。これらのビアプラグ３６は、ＩＣチップ３０を貫通している。さらに、ＩＣチップ３０同士は、半田ボール３８によって互いに接続されている。すなわち、これらのＩＣチップ３０は、ビアプラグ３６および半田ボール３８によって互いに電気的に接続されている。
【００５８】
さらに、図１２と図１３とを組み合わせた構成としてもよい。すなわち、配線層２０上にＩＣチップ８０（図１２参照）を設けるとともに、配線層１０上に複数のＩＣチップ３０（図１３参照）を積層した構成としてもよい。
【００５９】
また、上記各実施形態においては、配線層１０，２０，７０上に、例えば受動部品等、ＩＣチップ以外の電子部品を設けてもよい。受動部品の例としては、キャパシタ、インダクタおよび抵抗等が挙げられる。
【００６０】
また、絶縁樹脂１４，２４，７４は、それぞれ複数の種類の樹脂により構成されていてもよい。この場合、例えば絶縁樹脂１４の熱分解温度が絶縁樹脂２４の熱分解温度よりも高いという条件は、絶縁樹脂１４を構成する樹脂の中で最低の熱分解温度を有するものの熱分解温度が、絶縁樹脂２４を構成する樹脂の中で最高の熱分解温度を有するものの熱分解温度よりも高いという条件と同義である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明による半導体装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】第１の配線層と第２の配線層との界面付近の構造の一例を説明するための断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、本発明による半導体装置の製造方法の第１実施形態を示す工程図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明による半導体装置の製造方法の第１実施形態を示す工程図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、本発明による半導体装置の製造方法の第１実施形態を示す工程図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、本発明による半導体装置の製造方法の第１実施形態を示す工程図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、本発明による半導体装置の製造方法の第１実施形態を示す工程図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、本発明による半導体装置の製造方法の第１実施形態を示す工程図である。
【図９】本発明による半導体装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図１０】図９に示す半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図１１】本実施形態の変形例に係る半導体装置を示す断面図である。
【図１２】本実施形態の変形例に係る半導体装置を示す断面図である。
【図１３】本実施形態の変形例に係る半導体装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    半導体装置
２    半導体装置
１０，２０    配線層
１２，２２    導体配線
１４，２４    絶縁樹脂
１６，２６    密着金属膜
３０    ＩＣチップ
３２    半田ボール
３４    アンダーフィル樹脂
３６    ビアプラグ
３８    半田ボール
４２，４４    ビアプラグ
４６    ビアプラグ
５０    封止樹脂
６０    半田ボール
６２    半田ボール
７０    配線層
７４    絶縁樹脂
８０    ＩＣチップ
８２    半田ボール
９０    支持基板
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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