(57)【要約】      （修正有）【課題】導体ポストの露出に機械的手法を用いないことで、半導体装置の製造効率を向上させることを前提に、電気的接続の信頼性に優れる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の半導体装置の製造方法は、導体パターン２０を有する基板１０上に、基板１０の表面からの高さが同じである複数の導体部４０を形成する導体部形成工程と、隣接する導体部４０の間隙に熱硬化性樹脂組成物５０を導入し、導体部４０の頂部９２が露出するように熱硬化性樹脂組成物５０の硬化物６０で導体部４０を覆う被覆工程と、硬化物６０の表面を研磨することなく、硬化物６０の上に頂部９２と電気的に接続する金属パターンを形成する多層配線工程と、をこの順に含む。【選択図】図１
2018019071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、前記基板の表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する導体部形成工程と、
隣接する前記導体部の間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、前記導体部の頂部が露出するように前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で前記導体部を覆う被覆工程と、
前記硬化物の表面を研磨することなく、前記硬化物の上に前記頂部と電気的に接続する金属パターンを形成する多層配線工程と、をこの順に含む、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
半導体チップの上に複数の導体部を形成し、支持体から複数の前記導体部の高さが同じになるように、前記半導体チップ及び前記導体部を前記支持体の上に配置する導体部形成工程と、
隣接する前記導体部の間に存在する間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、前記導体部の頂部が露出するように前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で前記導体部を覆う被覆工程と、
前記硬化物の表面を研磨することなく、前記硬化物の上に前記頂部と電気的に接続する金属パターンを形成する多層配線工程と、をこの順に含み、
前記被覆工程の後、前記支持体と、前記硬化物とを分離する分離工程をさらに含む、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であって、
前記被覆工程において、前記導体部の間隙に前記熱硬化性樹脂組成物を導入する際、前記頂部にスキン層が形成され、前記スキン層を化学的手法によって取り除く、半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記被覆工程において、前記熱硬化性樹脂組成物を前記硬化物とする前に、前記頂部に対して押し付けるように離型フィルムを配置する、半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記離型フィルムの前記頂部に対して押し付ける面の算術平均表面粗さＲａが、０μｍ以上１．５μｍ以下である、半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記離型フィルムは、フッ素系離型フィルムである、半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記被覆工程において、前記硬化物の表面を粗面化処理する、半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記粗面化処理の方法は、薬液処理又はプラズマ処理である、半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記多層配線工程の前、前記硬化物の前記頂部が露出する面の算術平均表面粗さＲａは、０．０２μｍ以上０．８μｍ以下である、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記硬化物の硬化状態は、Ｃステージの硬化状態である、半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記多層配線工程において、前記硬化物の表面に密着助剤を塗工した後、前記金属パターンを形成する、半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記導体部形成工程において、前記導体部は、第１の導体パターン及び第２の導体パターンを含み、
前記第１の導体パターンは、電気回路であり、
前記第２の導体パターンは、金属ピラーを含む、半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第１の導体パターン及び前記第２の導体パターンは、フォトリソグラフィー法によって形成される、半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記多層配線工程において、前記金属パターンは、フォトリソグラフィー法によって形成される、半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機充填材とを含む、半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記無機充填材の粒子径は、８０μｍより小さい、半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記無機充填材の平均粒子径ｄ５０は、０．１μｍ以上２０μｍ以下である、半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１５から１７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記無機充填材として、平均粒子径の異なる２種以上の無機充填材を併用する、半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
請求項１５から１８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記熱硬化性樹脂組成物は、離型剤を更に含む、半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
基板上または半導体チップ上に、前記基板または前記半導体チップの表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する工程と、
前記基板または前記半導体チップ上において、隣接する前記導体部の間に存在する間隙に対して、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を導入する工程と、
前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物によって、前記間隙に面する前記導体部の表面の略全域が覆われるように、流動状態にある前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させる工程と、
前記硬化させる工程の後、前記硬化物の表面を研磨することなく、前記導体部に接する金属パターンを形成する工程と、
をこの順に含み、
前記硬化させる工程は、下記（ａ）または（ｂ）の状態にあるいずれかの構造体を得る工程であり、
前記構造体が下記（ａ）の状態にある場合、
前記金属パターンを形成する工程において、前記頂部と接するように前記金属パターンを形成し、
前記構造体が下記（ｂ）の状態にある場合、
前記金属パターンを形成する工程の前に、研磨以外の手段で前記スキン層を除去して前記頂部を露出させる工程をさらに含み、
前記金属パターンを形成する工程において、露出した前記頂部と接するように前記金属パターンを形成する、半導体装置の製造方法。
（ａ）前記導体部の高さ方向に位置する前記導体部の頂部が露出した状態
（ｂ）前記導体部の高さ方向に位置する前記導体部の前記頂部上に前記硬化物からなるスキン層が付着した状態
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の代表的な配線基板の製造プロセスにおいては、基板上に導体ポストを形成した後、該導体ポストにおける上記基板が配されている側とは反対側の面全体を覆うように、プリモールドすることにより得られた樹脂層の一部を研磨除去して上記導体ポストの表面を露出させた後、導体ポストと電気的に接続するように配線パターンを形成することが行われていた（特許文献１等）。
【０００３】
従来の代表的な再配線プロセスにおいては、半導体チップの電極パッド上に導体ポストを形成した後、得られた構造体の周囲を封止材でモールドし、その後、導体ポストの表面が露出するように封止材の一部を研磨除去してから、上記導体ポストと電気的に接続するように再配線層を形成することが行われていた（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１１６６１５号パンフレット
【特許文献２】特開２０１６−６６６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１や２に記載されている従来の製造プロセスにおいては、最終的に得られる半導体装置の電気的接続性を確保するために、大掛かりな装置を用いて、封止材に埋設された導体ポストの表面が露出するように、封止材の研磨除去処理を行う必要があった。
ところで、半導体装置の製造プロセスについては、近年、生産性という観点において、従来にも増して高い技術水準が要求されている。上述した研磨除去処理といった機械的手法で導体ポストを露出させる場合、半導体装置の生産性が低下してしまうという不都合があった。これは、封止材の研磨に高い精度が求められるためである。
【０００６】
そこで、本発明は、導体ポストの露出に機械的手法を用いないことで、半導体装置の製造効率を向上させることを前提に、電気的接続の信頼性に優れる半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、基板上に、前記基板の表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する導体部形成工程と、
隣接する前記導体部の間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、前記導体部の頂部が露出するように前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で覆う被覆工程と、
前記硬化物の表面を研磨することなく、前記硬化物の上に前記頂部と電気的に接続する金属パターンを形成する多層配線工程と、をこの順に含む、半導体装置の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明によれば、半導体チップの上に複数の導体部を形成し、支持体から複数の前記導体部の高さが同じになるように、前記半導体チップ及び前記導体部を前記支持体の上に配置する導体部形成工程と、
隣接する前記導体部の間に存在する間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、前記導体部の頂部が露出するように前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で前記導体部を覆う被覆工程と、
前記硬化物の表面を研磨することなく、前記硬化物の上に前記頂部と電気的に接続する金属パターンを形成する多層配線工程と、をこの順に含み、
前記被覆工程の後、前記支持体と、前記硬化物とを分離する分離工程をさらに含む、半導体装置の製造方法が提供される。
【０００９】
本発明によれば、基板上または半導体チップ上に、前記基板または前記半導体チップの表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する工程と、
前記基板または前記半導体チップ上において、隣接する前記導体部の間に存在する間隙に対して、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を導入する工程と、
前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物によって、前記間隙に面する前記導体部の表面の略全域が覆われるように、流動状態にある前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させる工程と、
前記硬化させる工程の後、前記硬化物の表面を研磨することなく、前記導体部に接する金属パターンを形成する工程と、
をこの順に含み、
前記硬化させる工程は、下記（ａ）または（ｂ）の状態にあるいずれかの構造体を得る工程であり、
前記構造体が下記（ａ）の状態にある場合、
前記金属パターンを形成する工程において、前記頂部と接するように前記金属パターンを形成し、
前記構造体が下記（ｂ）の状態にある場合、
前記金属パターンを形成する工程の前に、研磨以外の手段で前記スキン層を除去して前記頂部を露出させる工程をさらに含み、
前記金属パターンを形成する工程において、露出した前記頂部と接するように前記金属パターンを形成する、半導体装置の製造方法が提供される。
（ａ）前記導体部の高さ方向に位置する前記導体部の頂部が露出した状態
（ｂ）前記導体部の高さ方向に位置する前記導体部の前記頂部上に前記硬化物からなるスキン層が付着した状態
【発明の効果】
【００１０】
そこで、本発明は、導体ポストの露出に機械的手法を用いないことで、半導体装置の製造効率を向上させることを前提に、電気的接続の信頼性に優れる半導体装置の製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。
【図２】本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。
【図３】本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。
【図４】本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。
【図５】本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。
【図６】本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。
【図７】本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。
【図８】参考例に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１３】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、以下の４つの工程をこの順に含むものである。
第１の工程は、基板上または半導体チップ上に、上記基板または上記半導体チップの表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する工程である。
第２の工程は、基板または半導体チップ上において隣接する導体部の間に存在する間隙に対して、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を導入する工程である。
第３の工程は、熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物によって、上記間隙に面する導体部の表面の略全域が覆われるように、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を硬化させる工程である。
第４の工程は、上記硬化させる工程の後、硬化物の表面を研磨することなく、導体部に接する金属パターンを形成する工程である。
そして、本実施形態に係る半導体装置の製造方法において、上記第３の工程（硬化させる工程）は、下記（ａ）または（ｂ）の状態にあるいずれかの構造体を得る工程である。本実施形態に係る半導体装置の製造方法において、かかる構造体が下記（ａ）の状態にある場合には、上記第４の工程（金属パターンを形成する工程）において、導体部の頂部と接するように金属パターンを形成する。一方、かかる構造体が下記（ｂ）の状態にある場合、金属パターンを形成する工程の前に、研磨以外の手段でスキン層を除去して頂部を露出させる工程をさらに含み、上記第４の工程（金属パターンを形成する工程）において、導体部の頂部と接するように金属パターンを形成する。
（ａ）導体部の高さ方向に位置する導体部の頂部が露出した状態
（ｂ）導体部の高さ方向に位置する導体部の頂部上に硬化物からなるスキン層が付着した状態
【００１４】
以下、本実施形態に係る半導体装置の製造方法（以下、本製造方法とも示す。）について、図面を参照して説明する。
【００１５】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、基板上に、上記基板の表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する導体部形成工程と、隣接する上記導体部の間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、上記導体部の頂部が露出するように上記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で上記導体部を覆う被覆工程と、上記硬化物の表面を研磨することなく、上記硬化物に上記頂部と電気的に接続する金属パターンを形成する多層配線工程と、をこの順に含む。
また、多層配線工程の後に、基板を分離する分離工程を含んでよい。
本製造方法は、基板上に、該基板の表面からの高さが同じである複数の導体部を形成するものである。かかる本製造方法について、図１〜図４を参照して説明する。なお、図１〜図４は、いずれも本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。
【００１６】
（導体部形成工程）
導体部形成工程では、基板１０上に、基板１０の表面からの高さが同じである複数の導体部４０を形成する。
まず、基板１０及び導体部４０について説明をする。
【００１７】
＜基板１０＞
まず、基板１０を準備する。基板１０としては、平坦性、剛直性および耐熱性等の特性を有する基板であれば、公知のものを使用することが可能である。上記基板１０としては、具体的には、金属板等が挙げられる。
金属板としては、具体的には、銅板、アルミニウム板、鉄板、鋼鉄（スチール）板、ニッケル板、銅合金板、４２合金板、ステンレス板等が挙げられる。
なお、上記鋼鉄（スチール）板は、ＳＰＣＣ（Ｓｔｅｅｌ  Ｐｌａｔｅ  Ｃｏｌｄ  Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ）等の冷間圧延鋼板の態様であってもよい。
なお、かかる基板１０上には、上述した金属板の素材による、キャリア箔が形成されていてもよい。
【００１８】
基板１０の大きさは、その平面上に１つのみの半導体素子が配置できる大きさであってもよく、その平面上に複数の半導体素子が配置できる大きさであってもよい。基板１０の大きさとしては、例えば、その平面上に複数の半導体素子が配置できる大きさが好ましい。これにより、複数の半導体装置に同様の加工を施すことができる。したがって、半導体装置の生産効率を向上できる観点で都合がよい。
また、基板１０の上面視における平面形状は、例えば、矩形形状であってもよいし、円形形状であってもよい。基板１０の上面視における平面形状は、例えば、生産性の観点から、矩形形状であることが好ましい。これにより、半導体装置の製造工程における基板１０の取扱いが容易になり、半導体装置の生産性を向上できる。
また、基板１０の形状は、例えば、フレーム形状に加工された枚葉であってもよく、フープ形状に加工された連続体であってもよい。
【００１９】
＜導体部４０＞
基板１０の表面には、複数の導体部４０を形成する。この複数の導体部は、基板１０の表面からの高さが同じである。
導体部４０は、第１の導体パターン２０及び第２の導体パターン３０によって構成される。
第１の導体パターン２０は、例えば、基板１０の上に形成された電気回路である。
また、第２の導体パターン３０は、例えば、金属ピラーである。金属ピラーである第２の導体パターン３０によって、後述する多層配線工程で形成される金属パターン及び第１の導体パターン２０を電気的に接続し、多層配線を備える半導体装置を形成することができる。
第２の導体パターンは、例えば、金属ピラー９１そのものであってもよく、金属ピラー９１上に半田バンプ９０を形成してなるものであってもよい。後に説明する図１（ｂ）に示す第２の導体パターン３０は、金属ピラー９１上に半田バンプ９０を形成してなるものである。また、第２の導体パターン３０は、図４に示すような、金属ピラー９１そのものであってもよい。
また、本製造方法において形成する第２の導体パターン３０の形状は、狭ピッチ化に対応した半導体装置を実現する観点から、図１（ｂ）および図４に示す第２の導体パターン３０のように、ピラー形状、すなわち、柱体形状であることが好ましい。
なお、柱体形状としては限定されず、具体的には、角柱形状、円柱形状などとすることができる。
【００２０】
以下に基板の表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する方法について説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、基板１０上に、第１の導体パターン２０を複数形成する。次いで、図１（ｂ）に示すように、第１の導体パターン２０上に、第２の導体パターン３０を形成する。
第１の導体パターン２０と第２の導体パターン３０は、例えば、フォトリソグラフィー法により形成することができる。ここで、第１の導体パターン及び第２の導体パターンの形状を調節することで、導体部４０の基板１０表面からの高さが同じになるように調整する。本製造方法においては、このようにして基板１０表面からの高さが同じである複数の導体部４０を形成することができる。以下、第１の導体パターン２０を形成する場合を例に挙げて、フォトリソグラフィー法による導体部４０の具体的な形成方法を説明する。
【００２１】
＜フォトリソグラフィー法＞
まず、基板１０上に、感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂膜を形成する。
ここで、感光性樹脂組成物としては、メッキレジストに使用される公知の材料を用いることができる。このような公知の材料としては、フォトレジスト、レジストインキ、ドライフィルム等の感光性材料が挙げられる。なお、感光性樹脂組成物は、ネガ型であってもポジ型であってもよい。
感光性樹脂膜の形成方法としては、具体的には、コーターやスピンナー等を用いてワニス状の感光性樹脂組成物を基板１０上に塗布し、得られた塗布膜を乾燥させる方法や、感光性樹脂組成物からなる樹脂シートを熱圧着等により基板１０上に対してラミネートする方法等が挙げられる。
次いで、感光性樹脂膜に対して、所定の開口パターンを有した開口部を形成する。開口部の形成方法としては、露光現像法やレーザー加工法等が挙げられる。
次いで、形成した開口部を金属膜で埋設する。埋設方法としては、たとえば、無電解めっき法やめっき法等が挙げられる。また、金属膜の形成材料としては、具体的には、銅、銅合金、４２合金、ニッケル、鉄、クロム、タングステン、金、半田等が挙げられる。金属膜としては、上記具体例のうち、例えば、銅を用いることが好ましい。
次いで、感光性樹脂膜を除去する。感光性樹脂膜の除去方法としては、剥離液を用いて該感光性樹脂膜を剥離する方法や、アッシング処理を行い、さらに、下地に付着している感光性樹脂膜の残渣を剥離液により除去する方法などが挙げられる。感光性樹脂膜の除去方法としては、半導体装置の生産効率を向上させる観点から、剥離液を用いて感光性樹脂膜を剥離する方法を採用することが好ましい。なお、剥離液としては、具体的には、アルキルベンゼンスルホン酸を含む有機スルホン酸系剥離液、モノエタノールアミン等の有機アミンを含む有機アミン系剥離液や、水に対して有機アルカリやフッ素系化合物等を混合した水系レジスト剥離液等が挙げられる。
以上に説明したフォトリソグラフィー法によって、所望の形状の金属膜が得られる。
【００２２】
本実施形態においては、上述したフォトリソグラフィー法により得られた所望の形状からなる金属膜を、第１の導体パターン２０や第２の導体パターン３０として用いることができる。すなわち、第１の導体パターン２０、第２の導体パターン３０は、それぞれ、例えば、フォトリソグラフィー法によって形成することができる。フォトリソグラフィー法を用いることで、複数の導体部４０の高さが基板の表面から同じとなるように、導体部４０を精度よく形成できる。
なお、図１（ｂ）に示すように、金属ピラー９１上に半田バンプ９０を形成してなる第２の導体パターン３０を得る方法としては、フォトリソグラフィー法により得られた所望の形状の金属膜、すなわち、ピラー９１に対して、半田バンプ９０を公知の方法で形成する方法が挙げられる。
【００２３】
（被覆工程）
被覆工程では、隣接する前記導体部の間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、導体部の頂部が露出するように熱硬化性樹脂組成物の硬化物で導体部を覆う。すなわち、導体部の頂部が露出するように、導体部の一部を被覆する。
なお、頂部９２が露出した状態とは、後述する多層配線形成工程において金属パターン１６０を形成する前に、導体部４０及び硬化物６０の接合部分に生じた段差を、他の絶縁部材で埋設しなくてもよい程度に、頂部９２が露出した状態を含む。
【００２４】
被覆工程では、まず、図１（ｃ）に示すように、基板１０上において隣接する導体部４０の間に存在する間隙に対して、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物５０を導入する。
ここで、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を導入する方法としては、具体的には、トランスファー成形法、圧縮成形法、インジェクション成形法、ラミネーション成形法等が挙げられる。
上記具体例のうち、基板１０上において隣接する導体部４０の間隙内に未充填部分を残すことなく絶縁樹脂層を形成する観点から、トランスファー成形法、圧縮成形法またはラミネーション成形法が好ましい。
トランスファー成形法、圧縮成形法またはラミネーション成形法を用いるために、流動状態とする前の熱硬化性樹脂組成物の形状は、例えば、顆粒形状、粉粒形状、タブレット形状、シート形状であることが好ましい。
【００２５】
熱硬化性樹脂組成物５０を導入する際の、基板１０及び導体部４０の配置について説明する。
基板１０及び導体部４０は、硬化物６０の表面が、導体部４０の頂部９２の面と面一になるように配置されることが好ましい。すなわち、硬化物６０の表面が、導体部４０の頂部９２の面と面一になるように、硬化物６０が形成されることが好ましい。これにより、導体部４０の高さ方向に位置する頂部９２が露出した状態にありつつ、硬化物６０と導体部４０との接合部分に段差を有しない構造体を作製することができる。
【００２６】
また、熱硬化性樹脂組成物５０を導入する際、例えば、図１（ｄ）に示すように、導体部４０の頂部９２に対して押し付けるように離型フィルム１００を配置することが好ましい。これにより、導体部４０の頂部９２を離型フィルム１００によって保護できる。したがって、熱硬化性樹脂組成物の硬化物６０が、導体部４０の頂部９２上に付着し、半導体装置の電気的接続の信頼性が低下することを抑制することができる。なお、離型フィルム１００の詳細については後述する。
離型フィルム１００を配置するタイミングは、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物５０の導入前であってもよく、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物５０の導入と同じタイミングであってもよく、図１（ｄ）に示すように流動状態にある熱硬化性樹脂組成物５０を導入した後、熱硬化性樹脂組成物５０を硬化物６０とする前でもよい。すなわち、離型フィルム１００を配置するタイミングは、熱硬化性樹脂組成物５０を硬化物６０とする前であればよい。
後述するが、離型フィルムは、熱硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化物６０とした後に除去する。
【００２７】
＜離型フィルム１００＞
離型フィルム１００としては限定されず、熱硬化性樹脂組成物の離型に用いるものを使用することができる。離型フィルム１００としては、具体的には、フッ素系離型フィルム、ポリエステル系離型フィルムなどが挙げられる。
流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を導入する方法が圧縮成形法の場合、フッ素系離型フィルムを用いることが好ましい。また、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を導入する方法がラミネーション成形法の場合、ポリエステル系離型フィルムを用いることが好ましい。これにより、熱硬化性樹脂組成物がエポキシ樹脂を含む場合に、離型フィルム１００は、熱硬化性樹脂組成物に対して、好適な離型性を発現することができる。
フッ素系離型フィルムの市販品としては、具体的には、旭硝子株式会社製のアフレックス（登録商標）５０ＫＮ１４４ＮＴなどが挙げられる。
【００２８】
離型フィルム１００について、導体部４０の頂部９２に対して押し付ける面は、エンボス加工が施されていない、換言すれば、平滑であることが好ましい。すなわち、離型フィルム１００は、エンボス加工が施されていない面を有する、換言すれば、鏡面を備えるものが好ましい。これにより、硬化物６０の表面について、マクロな観点でうねりを抑制して、平滑にすることができる。したがって、後述する多層配線工程で形成する金属パターン１６０の回路とびを抑制し、電気的接続の信頼性を向上できる。具体的には、金属パターン１６０の回路線幅／線間隔（Ｌ／Ｓ）が、１２／１２μｍ程度と微細な場合であっても、電気的接続の信頼性を高度に維持することができる。
【００２９】
離型フィルム１００の頂部９２に対して押し付ける面の算術平均表面粗さＲａの下限値は、例えば、０μｍ以上とすることができ、０．０１μｍ以上であることが好ましく、０．１μｍ以上であることがより好ましく、０．１５μｍ以上であることが更に好ましい。これにより、硬化物６０の表面について、ミクロな観点で凹凸を形成することができる。したがって、後述する多層配線工程で形成する金属パターン１６０と、硬化物６０との密着において、アンカー効果が発現し、金属パターン１６０と、硬化物６０との密着強度を向上することができる。
また、離型フィルム１００の頂部９２に対して押し付ける面の算術平均表面粗さＲａの上限値は、例えば、１．５μｍ以下にすることが好ましく、０．５μｍ以下であることがより好ましく、０．４μｍ以下であることがさらに好ましく、０．３μｍ以下であることが一層好ましく、０．２８μｍ以下であることが殊更好ましい。
なお、算術平均表面粗さＲａは、例えば、ＪＩＳ−Ｂ０６０１−１９９４に準拠した方法で測定することができる。
【００３０】
隣接する導体部の間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入した後、熱硬化性樹脂組成物５０を硬化させ、硬化物６０とする。この硬化物６０は、絶縁樹脂層の役割を果たす。
図１（ｅ）に示すように、硬化物６０は、例えば、導体部４０の表面のうち、頂部を除く全面を覆うように形成されることが好ましい。これにより導体部４０が、後述する多層配線工程において形成される金属パターン１６０以外に接触することを抑制できる。したがって、半導体装置の絶縁信頼性を確保できる観点で好ましい。
ここで、熱硬化性樹脂組成物は、隣接する導体部の間隙に導入する際、Ｂステージの硬化状態である。また、熱硬化性樹脂組成物５０を硬化させ、硬化物６０としたとき、Ｃステージの硬化状態である。すなわち、硬化物の硬化状態は、Ｃステージの硬化状態である。
なお、熱硬化性樹脂組成物を導入する条件は、成形法によって異なる。圧縮成型法を用いる場合、成形温度は、例えば、５０℃以上２００℃以下とすることが好ましく、８０℃以上１８０℃以下とすることがより好ましい。また、圧縮成型法を用いる場合、成形時間は３０秒間以上１５分間以下とすることが好ましく、１分間以上１０分間以下とすることがより好ましい。また、圧縮成型法を用いる場合、成形圧力は、０．５ＭＰａ以上１２ＭＰａ以下とすることが好ましく、１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下とすることがより好ましい。
また、ラミネーション成形法を用いる場合、例えば、２段階でプレスを行い、１段階目のプレスの条件は、例えば、成形温度６０℃以上１３０℃以下、成形時間３０秒間以上１０分間以下、成形圧力０．２ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下とし、２段階目のプレスの条件は、成形温度８０℃以上１５０℃以下で、成形時間３０秒以上１０分間以下、成形圧力０．２ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下とすることができる。
成形時における、成形温度、圧力、時間を上記範囲とすることで、隣接する導体部４０の間隙に、熱硬化性樹脂組成物５０の未充填部分が発生することを防止できる。
なお、本実施形態において、熱硬化性樹脂組成物のＢステージの硬化状態（半硬化状態）とは、示差走査熱量（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）測定により算出される反応率が０％を越え７０％以下であることを意味する。
また、本実施形態において、熱硬化性樹脂組成物のＣステージの硬化状態とは、示差走査熱量測定により算出される反応率が７０％を越え１００％以下であることを意味する。
ここで、反応率の求め方について説明する。まず、導体部４０の間隙に導入する前の熱硬化性樹脂組成物について、ＤＳＣ測定により温度プロファイルを測定する。これにより得られる硬化反応の温度プロファイルから算出される、硬化反応の発熱ピークの単位質量あたりに換算した発熱量をＡ［ｍＪ／ｍｇ］とする。次いで、反応率を算出する熱硬化性樹脂組成物についても、同様に、硬化反応の発熱ピークの単位質量あたりに換算した発熱量Ｂ［ｍＪ／ｍｇ］を算出する。上記Ａ及びＢを用いて、以下の式より、反応率が求められる。
（式）  (反応率)＝Ｂ／Ａ×１００［％］
また、熱硬化性樹脂組成物５０を硬化させ、硬化物６０とする条件は、例えば、温度１５０℃以上２００℃以下で、１時間以上６時間以下熱処理することにより行うことができる。
【００３１】
成形方法として圧縮成形法を用いて硬化物６０からなる絶縁樹脂層を形成する場合、金型内を減圧して樹脂封止を行うことが好ましく、真空下であるとさらに好ましい。
【００３２】
硬化物６０のガラス転移温度は、例えば、１００℃以上２５０℃以下であることが好ましく、１３０℃以上２２０℃以下であることがより好ましい。硬化物６０のガラス転移温度が上記数値範囲内である場合、半導体装置に反りが発生することを抑制することができる。
【００３３】
本実施形態において、離型フィルム１００によって導体部４０の頂部９２を保護する場合、頂部９２に熱硬化性樹脂組成物の硬化物６０が付着し、電気的接続の信頼性が低下することをある程度まで抑制できる。しかしながら、本発明者らが、離型フィルム１００を用いて、導体部４０の頂部９２を保護すること検討した結果、離型フィルム１００を用いるのみでは、複数の半導体装置の製造を行う場合に、例えば、離型フィルム１００と導体部の間に熱硬化性樹脂組成物が侵入してしまう不都合があることを見出した。このような不都合がある場合、導体部４０の頂部９２上には、熱硬化性樹脂組成物の硬化物６０によって構成されるスキン層が形成される。スキン層は絶縁性を備えており、頂部９２にスキン層が付着した状態では、半導体装置の電気的接続の信頼性の低下に繋がってしまう。
なお、スキン層が付着した状態とは、頂部９２の表面に、熱硬化性樹脂組成物の皮膜が形成された状態のことを指す。なお、スキン層の厚みは最大でも数μｍオーダーである。
なお図１−４には、スキン層は図示されていない。
【００３４】
従来の半導体装置の製造方法では、導体部４０を埋設するように硬化物６０を形成し、機械的研磨、または、化学機械的研磨といった機械的手法によって硬化物６０を研磨し、導体部４０を露出していた。本発明者らが、従来の機械的手法によってスキン層を除去することを検討した結果、数μｍオーダーのスキン層を除去するには、精度及び生産効率の観点で改善の余地があることが判明した。本発明者らが、生産性を低下させず、スキン層を除去できる方法について検討した結果、薬液処理またはエッチング処理といった化学的手法を行うことが有効であることを見出した。これにより、半導体装置の生産性を低下させることなく、スキン層を取り除くことができる。また、化学的手法でスキン層を除去する場合、硬化物６０を大きく削らないため、導体部４０の頂部が露出するように熱硬化性樹脂組成物５０の硬化物６０で導体部４０を被覆できる。
【００３５】
薬液処理としては、具体的には、アルカリ性過マンガン酸塩水溶液による洗浄などが挙げられる。アルカリ性過マンガン酸塩水溶液としては、具体的には、過マンガン酸カリウム水溶液、過マンガン酸ナトリウム水溶液などが挙げられる。
また、エッチング処理とは、具体的には、エッチング液による洗浄である。エッチング液としては、具体的には、硫酸および過酸化水素を含むものが挙げられる。
【００３６】
本製造方法において、図１（ｆ）に示す構造体が、上述した頂部９２上に硬化物６０からなるスキン層が付着した状態、すなわち、上述した（ｂ）の状態にある場合、最終的に得られる半導体装置の電気的接続の信頼性を確保するために、後述する金属パターンを形成する前に、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム等のアルカリ性過マンガン酸塩水溶液等の薬剤や、硫酸および過酸化水素を含むエッチング液等を用いる研磨以外の手段で該スキン層を除去して頂部９２を露出させる必要がある。言い換えれば、図１（ｆ）に示す構造体が、上述した（ｂ）の状態にある場合、薬液処理またはエッチング処理を施してスキン層を除去することにより、頂部９２を露出させる工程を含む必要がある。
【００３７】
熱硬化性樹脂組成物５０を硬化させ、硬化物６０とした後、図１（ｆ）に示すように、硬化物６０の表面から、離型フィルム１００を剥離する。
このとき、離型フィルム１００は、当該離型フィルム１００と硬化物６０との間の密着性を低減させてから剥離してもよい。具体的には、離型フィルム１００と硬化物６０との接着部位に対して、たとえば、紫外線照射や熱処理を行うことにより、当該接着部位を形成している離型フィルム１００の離型層を劣化させることで密着性を低減させてから剥離してもよい。なお、離型フィルム１００が十分な離型性を備える場合、紫外線照射、または、熱処理は行わなくてもよい。
【００３８】
離型フィルム１００を用いて硬化物６０を形成することで、硬化物６０の表面粗さを制御することができる。
後述する多層配線工程の前、硬化物６０の頂部９２が露出する面の算術平均表面粗さＲａの下限値は、例えば、０．０２μｍ以上とすることができ、０．０５μｍ以上としてもよい。これにより、硬化物６０の表面について、ミクロな観点で凹凸を形成することができる。したがって、アンカー効果を発現し、後述する多層配線工程で形成する金属パターン１６０と、硬化物６０との密着強度を向上することができる。
また、多層配線工程の前、硬化物６０の頂部９２が露出する面の算術平均表面粗さＲａの上限値は、例えば、０．８μｍ以下にすることが好ましく、０．６μｍ以下であることがより好ましく、０．２μｍ以下であることがさらに好ましく、０．１５μｍ以下であることが一層好ましい。
なお、硬化物６０の頂部９２が存在する面の算術平均表面粗さＲａは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１−１９９４に準拠した方法で測定することができる。
【００３９】
本実施形態では、熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物６０によって、隣接する導体部４０の間に存在する間隙側に面する導体部４０の表面の略全域が覆われるように、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物５０を硬化させる。これにより、後述する多層配線工程の前に、従来の半導体装置の製造プロセスにおいて採用していた、硬化物を機械的手法によって、研磨処理する工程を経る必要がなくなる。したがって、半導体装置の生産性を向上できる。
そのため、本製造方法においては、基板１０上において隣接する導体部４０の間に存在する間隙の寸法と、使用する金型が備える成形空間の大きさ、すなわち、容積とを考慮して、上記間隙に対して導入する流動状態にある熱硬化性樹脂組成物５０の量を予め算出し、得られた算出結果に見合う量の熱硬化性樹脂組成物５０を準備しておくことが重要である。また、本製造方法に使用する金型は、基板１０の寸法に合うように設計された成形空間を備えるものを使用することが好ましい。こうすることで、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物５０を硬化させる前段階において、かかる熱硬化性樹脂組成物５０が基板１０の導体部４０が形成されていない側に流れこむことにより、結果として、得られる硬化物６０の基板１０表面からの高さが、設計値から外れることを防ぐことができる。
【００４０】
上述においては、図１（ｃ）〜図１（ｆ）を参照して、被覆工程について説明したが、本製造方法は上述した例に限定されるものではない。
本製造方法においては、たとえば、成形空間内に離型フィルム１００を予め配置した金型を用いる方法を採用してもよい。以下に一例を説明する。
まず、金型の成形空間内に離型フィルム１００を配置する。次に、金型の内部に配されている離型フィルム１００の表面上に、流動状態にある所定量の熱硬化性樹脂組成物５０を導入する。次に、図１（ｂ）に示す構造体が備える導体部４０の頂部９２を、離型フィルム１００の表面に対して押し付けるように、該構造体を金型内に配置する。こうすることで、基板１０上において隣接する導体部４０の間に存在する間隙に対して流動状態にある熱硬化性樹脂組成物５０をムラなく導入することができる。次いで、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物５０を硬化させる。
【００４１】
なお、本実施形態では、後述する多層配線工程において、硬化物６０との密着性に優れた金属パターン１６０を形成する観点から、かかる金属パターン１６０を形成する工程の前に、例えば、硬化物６０の表面を粗面化処理してもよい。ここで、硬化物６０の表面を粗面化処理する方法としては、化学的な方法または物理的な方法が挙げられる。ここで、化学的な方法としては、硬化物６０の表面に対して薬液処理を施す方法が挙げられる。また、物理的な方法としてはプラズマ処理が挙げられる。ここで、上述した頂部９２上に硬化物６０からなるスキン層が付着した状態にある図１（ｆ）に示す構造体が得られた場合、半導体装置の製造効率を向上させる観点から、スキン層の除去と、硬化物６０の表面に対して実施する薬液処理とを、同じ薬剤を用いて同時に実施してもよい。こうすることで、同時に、導体部４０の頂部９２を露出させつつ、硬化物６０の表面状態を改質することができる。
本製造方法において、硬化物６０の表面に対して実施する薬液処理は、特に、離型剤を含む熱硬化性樹脂組成物を用いて硬化物６０を形成した場合に実施すると、後述する多層配線工程により得られる金属パターン１６０の硬化物６０に対する密着性をより一層良好なものとすることができる。また、薬液処理に使用することができる薬剤としては、たとえば、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム等のアルカリ性過マンガン酸塩水溶液が挙げられる。これにより、硬化物６０の表面について、ミクロな観点で凹凸を形成することができる。したがって、アンカー効果を発現し、後述する多層配線工程で形成する金属パターン１６０と、硬化物６０との密着強度を向上することができる。
また、物理的に硬化物６０の表面を粗面化処理する手法としては、硬化物６０の表面に対してプラズマ処理を施す方法が挙げられる。本製造方法において上述したプラズマ処理は、特に、離型剤を含む熱硬化性樹脂組成物を用いて硬化物６０を形成した場合に実施すると、後述する工程により得られる金属パターン１６０の硬化物６０に対する密着性をより一層良好なものとすることができる。これは、硬化物６０の表面について、ミクロな観点で凹凸を形成することができ、硬化物６０の凹凸に金属パターンが侵入し、アンカー効果を発現するためと考えられる。かかるプラズマ処理には、たとえば処理ガスとして、アルゴンガス等の不活性ガス、酸化性ガス、またはフッ素系ガスを用いることができる。酸化性ガスとしてはＯ２ガス、Ｏ３ガス、ＣＯガス、ＣＯ２ガス、ＮＯガス、ＮＯ２ガスなどが挙げられる。
【００４２】
（多層配線工程）
多層配線工程では、硬化物６０の表面を研磨することなく、硬化物６０の上に前記頂部９２と電気的に接続する金属パターン１６０を形成する。これにより、半導体装置の生産性が低下することを抑制しつつ、電気回路の配線を多層化することができる。
なお、硬化物６０の表面を研磨するとは、機械的研磨、または、化学機械的研磨といった機械的手法を意味する。
図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、硬化物６０の表面を研磨することなく、基板１０上における導体部４０が形成されている側の面上に金属パターン１６０を形成する。具体的には、本製造方法においては、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示す手法により、露出した状態にある頂部９２と、金属パターン１６０とを電気的に接続する。
以下、詳細について説明する。
【００４３】
多層配線工程では、金属パターン１６０を、硬化物６０の上に形成する前に、例えば、図２（ａ）に示すように、基板１０上における硬化物６０と導体部４０とが配されている側の表面、すなわち硬化物６０上の金属パターン１６０を形成する面に密着助剤を塗工し、密着助剤からなる層８０を形成してもよい。これにより、金属パターン１６０と硬化物６０の密着性をさらに向上させることができる。
【００４４】
＜密着助剤＞
密着助剤としては限定されず、公知のものを使用することができる。
密着助剤としては、例えば、シランカップリング剤、トリアゾール化合物を用いることができる。
シランカップリング剤としては、具体的には、シランカップリング剤としては、たとえば３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス（トリエトキシプロピル）テトラスルフィド、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
トリアゾール化合物としては、具体的には、４−アミノ−１，２，４−トリアゾール、４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−アミン、４−アミノ−３，５−ジ−２−ピリジル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール、３−（メチルチオ）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール、４−アミノ−３−ヒドラジノ−５−メルカプト−１，２，４−トリアゾール、４−メチル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−チオール、５−メルカプト−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−オール、３−アミノ−５−メチル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール、４−メチル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−アミン、３，４−ジアミノ−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール、３，５−ジアミノ−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール、１，２，４−トリアゾール−３，４，５−トリアミン、３−ピリジル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール、４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−カルボキサミドなどが挙げられる。
【００４５】
密着助剤の市販品としては、具体的には、Ａｔｏｔｅｃｈ社のＢｏｏｓｔｅｒ  ＭＲなどを用いることができる。
【００４６】
多層配線工程では、硬化物６０の上、または、密着助剤からなる層８０の上に、金属パターン１６０を形成する。ここで、金属パターン１６０は、例えば、電気回路である。
まず、図２（ｂ）に示すように、密着助剤からなる層８０における基板１０が配されている側の面とは反対側の面、すなわち、硬化物６０が存在する面とは反対の面に対して、金属膜１５０を形成する。次に、図２（ｃ）に示すように、形成した金属膜１５０を選択的に除去して、金属パターン１６０を得る。本製造方法において、金属パターン１６０の形成方法は、上述した第１の導体パターン２０と第２の導体パターン３０の形成方法と同様の方法、すなわち、フォトリソグラフィー法を用いることができる。
【００４７】
金属パターンを形成した後、例えば、図２（ｄ）に示すように、導体部４０と金属パターン１６０の表面にめっき膜２６０を形成する。めっき膜２６０は、本実施形態における半導体装置３００を用いた実装工程において、ワイヤボンディングや半田付けに適した接続部とすることができる。
めっき膜２６０は、露出した導体部４０と金属パターン１６０を覆うように形成する。めっき膜２６０の材料としては、たとえば半田めっき膜や、錫めっき膜や、ニッケルめっき膜の上に金めっき膜を積層した２層構造のめっき膜、さらには無電解めっきにより形成したアンダーバンプメタル（ＵＢＭ）膜とすることができる。また、めっき膜２６０の膜厚は、たとえば２μｍ以上１０μｍ以下とすることができる。
【００４８】
めっき膜を形成するめっき処理方法としては、たとえば、電解めっき法または無電解めっき法を採用することができる。無電解めっき法を用いる場合、次の様にめっき膜２６０を形成することが出来る。以下にニッケルと金の２層からなるめっき膜２６０を形成する例について説明するが、めっき処理方法はこれに限定されない。
まず、ニッケルめっき膜を形成する。無電解ニッケルめっきを行う場合、めっき液に図２（ｃ）に示した構造体を浸漬する。こうすることにより、導体部４０と金属パターン１６０の表面上にめっき膜２６０を形成できる。めっき液は、ニッケル鉛、および還元剤として、たとえば次亜リン酸塩を含んだものを用いることができる。続いて、ニッケルめっき膜の上に無電解金めっきを行う。無電解金めっきの方法は特に限定されないが、たとえば金イオンと下地金属のイオンとの置換により行う置換金めっきで行うことができる。
【００４９】
また、本製造方法は、得られためっき膜２６０の表面に対してプラズマ処理を施す工程を有していてもよい。プラズマ処理では、たとえば処理ガスとして、アルゴンガス等の不活性ガス、酸化性ガス、またはフッ素系ガスを用いることができる。酸化性ガスとしてはＯ２ガス、Ｏ３ガス、ＣＯガス、ＣＯ２ガス、ＮＯガス、ＮＯ２ガスなどが挙げられる。本製造方法におけるプラズマ処理の条件は特に限定されないが、アッシング処理のほか、不活性ガス由来のプラズマに接触させる処理であってもよい。
また、本製造方法に係るプラズマ処理は、処理対象にバイアス電圧を印加せずに行うプラズマ処理、または非反応性ガスを用いて行うプラズマ処理であることが好ましい。なお、処理対象にバイアス電圧を印加しない構成とは、本実施形態において、基板１０上の導体部４０、金属パターン１６０およびめっき膜２６０のいずれにもバイアス電圧を印加しない構成である。また、プラズマ処理中に基板１０を固定するプラズマ処理装置の試料台等にもバイアス電圧を印加しない。プラズマ処理時間は３０秒以上であることが好ましく、１分以上であることがより好ましい。一方、当該時間は１０分以下であることが好ましく、５分以下であることがより好ましい。プラズマ処理時間が、上記下限以上、上限以下であれば、半導体装置３００の耐久性をより一層向上させることができる。
【００５０】
（分離工程）
分離工程では、図３に示すように、基板１０を分離して選択的に除去することにより、本実施形態に係る半導体装置３００を得る。
なお、上述した、基板１０を選択的に除去するとは、基板１０の一部又は全部を除去することを指す。基板１０を除去する方法としては、酸性液やアルカリ性液を用いて化学的にエッチングする方法、物理的に研磨する方法、物理的に剥離する方法、プラズマ照射法、レーザーアブレーション法等が挙げられる。中でも、酸性液やアルカリ性液を用いて化学的にエッチングする方法が好適である。なお、このとき使用する上記酸性液の具体例としては、混酸、塩化第二鉄水溶液等が挙げられる。
【００５１】
以下、本製造方法の効果について説明する。
本製造方法は、従来の製造プロセスと異なり、導体ポストの表面を露出させるための研磨除去処理を実施することなく、電気的接続の信頼性に優れた半導体装置３００を歩留りよく作製することができる。そのため、本製造方法によれば、少ない製造工程数で所望の半導体装置３００を作製することができるという点で、従来の製造プロセスと比べて、製造効率を向上させることができる。
また、本製造方法によれば、導体部４０の頂部９２を簡便な手法で露出させることができるため、結果として、作業性等の観点においても、半導体装置３００の製造効率を向上させることができる。
【００５２】
ここで、本製造方法によれば、厚み方向に４層以上の層が積層された多層構造を有する配線基板（多層配線基板）を作製することも可能である。この場合、図２（ｄ）に示した構造体から出発して多層配線基板を製造する。具体的には、図２（ｄ）に示した構造体上に、図１および図２を参照して説明した方法と同様の方法で、硬化物と金属パターンを作製することで、所望の多層配線基板を得ることができる。
【００５３】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体チップの上に複数の導体部を形成し、支持体から複数の上記導体部の高さが同じになるように、上記半導体チップ及び複数の上記導体部を上記支持体の上に配置する導体部形成工程と、隣接する上記導体部の間に存在する間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、上記導体部の頂部が露出するように上記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で上記導体部を覆う被覆工程と、上記硬化物の表面を研磨することなく、上記硬化物の上に上記頂部と電気的に接続する金属パターンを形成する多層配線工程と、をこの順に含み、上記被覆工程の後、前記支持体と、前記硬化物とを分離する分離工程をさらに含む。
本製造方法について、図５〜図７を参照して説明する。なお、図５〜図７は、いずれも、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。また、図５〜７を参照して説明する製造方法は、半導体チップが配されている領域外にも端子を再配置したファンアウト型の半導体装置を作製するためのプロセスであるが、本製造方法は、半導体チップが配されている領域内に端子を再配置したファンイン型の半導体装置を作製するためのプロセスにも適用することができる。
【００５４】
（導体部形成工程）
導体部形成工程では、まず、半導体チップ４００の上に複数の導体部４２０を形成し、次いで、支持体から複数の上記導体部の高さが同じになるように、複数の上記半導体チップ及び上記導体部を上記支持体の上に配置する。
まず、半導体チップ４００、導体部４２０について説明する。
【００５５】
＜半導体チップ４００＞
半導体チップ４００としては限定されず、所望の半導体装置に応じて公知の半導体チップを選択することができる。ここで、半導体チップ４００は、電極パッド４１０を備える。半導体チップ４００は、電極パッド４１０を介して、導体部４２０と電気的に接続する。
半導体チップ４００としては、具体的には、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子などが挙げられる。
【００５６】
＜導体部４２０＞
図５（ａ）に示すように、半導体チップ４００の上には、複数の導体部４２０を形成する。後述する支持体５００に半導体チップ４００及び導体部４２０を配置した時、支持体５００から複数の導体部４２０までの高さが同じになるように、複数の導体部４２０を形成する。これにより、後述する被覆工程において、導体部４２０の頂部４２１が埋設されず、硬化物６０を機械的研磨、または、化学機械的研磨といった機械的手法で研磨することによって頂部４２１を露出させる必要が無く、都合がよい。
導体部４２０を形成する方法は限定されないが、第１の実施形態で説明したフォトリソグラフィー法を用いると、寸法精度よく導体部４２０を形成できるため好適である。
【００５７】
半導体チップ４００の上に導体部４２０を形成した後、半導体チップ４００及び導体部４２０を支持体５００の上に配置する。このとき、半導体チップ４００が備える電極パッド４１０が、支持体５００が配置されている側の面とは反対側の面を向くように、支持体５００上に半導体チップ４００を配置する。すなわち、支持体５００、半導体チップ４００、導体部４２０がこの順で積層するように、半導体チップ４００及び導体部４２０を支持体５００の上に配置する。
導体部４２０を形成する際にその高さを制御しておくことで、半導体チップ４００及び導体部４２０を支持体５００の上に配置した際、支持体５００から複数の導体部４２０の高さが同じにすることができる。
なお、支持体５００の上に配置する半導体チップ４００は１つのみでもよいし、複数でもよい。
【００５８】
＜支持体５００＞
半導体チップ４００及び導体部４２０が配置される支持体５００としては、下地基板の表面に離型層を備えるものを用いてもよいし、離型層そのものを支持体５００として用いてもよい。半導体チップ４００及び導体部４２０は、支持体５００の離型層の上に配置される。これは、後述する分離工程で、支持体５００を取り除くことで、半導体装置を作製するためである。
下地基板としては限定されず、モールド成形時に加わる温度、荷重に耐えるものを用いることができる。下地基板としては、具体的には、ウエハ、ガラス基板、ステンレス板などが挙げられる。また、第１の実施形態で説明した、基板１０として用いることができる金属板を用いてもよい。
離型層としては限定されず、例えば、熱処理または紫外線照射により、発泡または劣化を生じ、半導体チップ４００及び後述する硬化物４５０との接着力が低減するものを用いることができる。
【００５９】
（被覆工程）
被覆工程では、隣接する導体部の間に存在する間隙に熱硬化性樹脂組成物を導入し、導体部の頂部が露出するように熱硬化性樹脂組成物の硬化物で導体部を覆う。
ここで、被覆工程の方法としては、第１の実施形態において説明した方法と同じ方法を用いることができる。これにより、図５（ｃ）に示すように、導体部４２０の頂部４２１が露出するように、導体部４２０を熱硬化性樹脂組成物５０の硬化物４５０で被覆する。なお、硬化物４５０は、硬化物６０と同様のものである。すなわち、導体部４２０の頂部４２１が露出した状態にある構造体を作製する。
【００６０】
(分離工程)
上記被覆工程の後、上記支持体５００と、硬化物４５０とを分離する。これにより、図５（ｄ）により示される構造体を得る。
分離する方法としては限定されず、例えば、支持体５００と、硬化物４５０及び半導体チップ４００との密着性を低減させてから剥離させてもよいし、第１の実施形態で説明した基板を選択的に除去する方法を用いてもよい。
密着性を低減させる方法としては、具体的には、紫外線照射や熱処理などにより、支持体５００の離型層の密着力を低下させる方法が挙げられる。離型層の密着力を低下させる方法としては、具体的には、熱処理によって離型層を発泡させる方法、紫外線照射によって離型層の分子の結合を分解し、離型層を劣化させる方法などが挙げられる。
【００６１】
なお、分離工程を行うタイミングは被覆工程の後であれば限定されず、例えば、多層配線工程において、半田バンプ５３０を形成した後であってもよい。
【００６２】
（多層配線工程）
多層配線工程では、硬化物４５０の表面を研磨することなく、硬化物４５０の上に頂部４２１と電気的に接続する金属パターンを形成する。なお、金属パターンとしては、例えば、第１の実施形態で説明したように、フォトリソグラフィー法によって形成する金属パターン１６０を用いることができる。
【００６３】
以下に、金属パターンの形成方法の一例について、図５（ｄ）、図６（ａ）−（ｃ）、図７（ａ）−（ｃ）を用いて説明する。
まず、図５（ｄ）に示すように、導体部４２０の頂部４２１が露出している硬化物４５０の面に対して、図６（ａ）に示すように、感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂膜である第１の絶縁性樹脂膜４６０を形成する。ここで、感光性樹脂組成物としては、メッキレジストに使用される公知の材料を用いることができる。
次いで、図６（ｂ）に示すように、第１の絶縁性樹脂膜４６０に、導体部４２０の頂部４２１を露出させる第１の開口部４７０を形成する。ここで、上記第１の開口部４７０の形成方法としては、露光現像法やレーザー加工法を用いることができる。
なお、第１の開口部４７０に対して、当該第１の開口部４７０を形成する際に生じたスミアを除去しておくデスミア処理を行うことが好ましい。デスミア処理としては、具体的には、アルカリ性過マンガン酸塩水溶液を用いた湿式法、または、処理ガスを用いたプラズマ処理法が挙げられる。
【００６４】
以下に、アルカリ性過マンガン酸塩水溶液を用いた湿式法について説明する。
まず、第１の開口部４７０を設けた第１の絶縁性樹脂膜４６０を有する図６（ｂ）に示す構造体を、有機溶剤を含む膨潤液に浸漬し、次いでアルカリ性過マンガン酸塩水溶液に浸漬して処理する。上記過マンガン酸塩としては、たとえば過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム等を用いることができる。過マンガン酸塩として過マンガン酸カリウムを用いる場合、浸漬させる過マンガン酸カリウム水溶液の温度は、４５℃以上であることが好ましく、９５℃以下であることが好ましい。過マンガン酸カリウム水溶液への浸漬時間は２分間以上が好ましく、２０分間以下が好ましい。これにより、第１の絶縁性樹脂膜４６０と硬化物４５０との密着性を向上させることができる。
【００６５】
また、以下に、処理ガスを用いたプラズマ処理法について説明する。
プラズマ処理の処理ガスとしては、具体的には、アルゴンガス、Ｏ２ガス、Ｏ３ガス、ＣＯガス、ＣＯ２ガス、ＮＯガス、ＮＯ２ガス、フッ素系ガスなどを挙げることができる。
【００６６】
開口部４７０を形成した後、図６（ｃ）に示すように、露出した状態にある導体部４２０の頂部４２１と、第１の絶縁性樹脂膜４６０とを覆うようにめっき膜４８０を形成する。めっき膜を形成する方法としては、第１の実施形態の多層配線工程において説明しためっき処理方法を用いることができる。めっき膜４８０は、たとえば半田めっき膜や、錫めっき膜や、ニッケルめっき膜の上に金めっき膜を積層した２層構造のめっき膜とすることができる。また、めっき膜４８０の膜厚は、たとえば、２μｍ以上１０μｍ以下とすることができる。そして、めっき処理方法の例としては、電解めっき法または無電解めっき法が挙げられる。得られためっき膜４８０については、最終的に得られる半導体装置の耐久性を向上させる観点から、上述した手法でプラズマ処理を行っておくことが好ましい。
【００６７】
めっき膜を形成した後、図７（ａ）に示すように、めっき膜４８０の表面に感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂膜である第２の絶縁性樹脂膜４９０を形成する。ここで、感光性樹脂組成物としては、メッキレジストに使用される公知の材料を用いることができる。
次いで、図７（ｂ）に示すように、第２の絶縁性樹脂膜４９０に、めっき膜４８０の一部を露出させる第２の開口部５１０を形成する。ここで、第２の開口部５１０の形成法としては、露光現像法やレーザー加工法を用いることができる。
次いで、図７（ｃ）に示すように、第２の開口部５１０内に露出しためっき膜４８０上に、ＵＢＭ層５２０を介して半田バンプ５３０を融着させ、本実施形態に係る半導体装置６００を得る。
【００６８】
以下、本製造方法に使用する熱硬化性樹脂組成物の構成について説明する。
本製造方法に使用する熱硬化性樹脂組成物としては、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、無機充填材とを含むものが挙げられる。上記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【００６９】
（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂としては、その分子量、分子構造に関係なく、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を使用することが可能である。このようなエポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ型エポキシ樹脂（４，４'−（１，３−フェニレンジイソプリジエン）ビスフェノール型エポキシ樹脂）、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂（４，４'−（１，４−フェニレンジイソプリジエン）ビスフェノール型エポキシ樹脂）、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂（４，４'−シクロヘキシジエンビスフェノール型エポキシ樹脂）などのビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、テトラフェノール基エタン型ノボラック型エポキシ樹脂、縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂；キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂などのアラルキル型エポキシ樹脂；ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、２官能ないし４官能エポキシ型ナフタレン樹脂、ビナフチル型エポキシ樹脂、ナフタレンアラルキル型エポキシ樹脂などのナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂；アントラセン型エポキシ樹脂；フェノキシ型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂；ノルボルネン型エポキシ樹脂；アダマンタン型エポキシ樹脂；フルオレン型エポキシ樹脂、リン含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビキシレノール型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートなどの複素環式エポキシ樹脂；Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラグリシジルメタキシレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサン、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリンなどのグリシジルアミン類や、グリシジル（メタ）アクリレートとエチレン性不飽和二重結合を有する化合物との共重合物、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールのジグリシジルエーテル化物、ナフタレンジオールのジグリシジルエーテル化物、フェノール類のグリシジルエーテル化物から選択される一種または二種以上を含むことができる。これらの中でも、金属パターンとの密着性を向上させる観点から、トリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂を含むことがより好ましい。
【００７０】
エポキシ樹脂の含有量は、たとえば熱硬化性樹脂組成物の全固形分に対して３質量％以上であることが好ましく、５質量％以上であることがより好ましい。エポキシ樹脂の含有量を上記下限値以上とすることにより、熱硬化性樹脂組成物を用いて形成される硬化物６０と金属パターン１６０、および硬化物６０と導体部４０との密着性の向上に寄与することができる。一方で、エポキシ樹脂の含有量は、たとえば熱硬化性樹脂組成物の全固形分に対して３０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましい。エポキシ樹脂の含有量を上記上限値以下とすることにより、熱硬化性樹脂組成物を用いて形成される硬化物６０の耐熱性や耐湿性の向上を図ることができる。なお、熱硬化性樹脂組成物の全固形分とは、熱硬化性樹脂組成物中に含まれる溶剤を除く成分全体を指す。
【００７１】
（硬化剤）
本製造方法に用いられる硬化剤としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の炭素数２〜２０の直鎖脂肪族ジアミン；メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、パラキシレンジアミン、４，４'−ジアミノジフェニルメタン、４，４'−ジアミノジフェニルプロパン、４，４'−ジアミノジフェニルエーテル、４，４'−ジアミノジフェニルスルホン、４，４'−ジアミノジシクロヘキサン、ビス（４−アミノフェニル）フェニルメタン、１，５−ジアミノナフタレン、メタキシレンジアミン、パラキシレンジアミン、１，１−ビス（４−アミノフェニル）シクロヘキサン、ジシアノジアミド等のアミノ類；アニリン変性レゾール樹脂やジメチルエーテルレゾール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂；フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ｔｅｒｔ−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂；トリヒドロキシフェニルメタン型フェノール樹脂；トリフェノールメタン型フェノール樹脂；フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂等のフェノールアラルキル樹脂；ナフタレン骨格やアントラセン骨格のような縮合多環構造を有するフェノール樹脂；ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン；ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）などの脂環族酸無水物、無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸（ＢＴＤＡ）などの芳香族酸無水物などを含む酸無水物；ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテルなどのポリメルカプタン化合物；イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物；カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類が挙げられる。これらは１種類を単独で用いても２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの内、信頼性等の点から、１分子内に少なくとも２個のフェノール性水酸基を有する化合物が好ましく、このような化合物としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ｔｅｒｔ−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂；レゾール型フェノール樹脂；ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン；フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂、トリヒドロキシフェニルメタン型フェノール樹脂等が例示される。
【００７２】
（無機充填材）
本製造方法に用いられる無機充填材の具体例としては、溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ、結晶シリカ、２次凝集シリカ、微粉シリカ等のシリカ；アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化チタン、炭化ケイ素、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、チタンホワイトなどの金属化合物；タルク；クレー；マイカ；ガラス繊維等が挙げられる。無機充填材としては、上記具体例のうち、溶融球状シリカが好ましい。これにより、熱硬化性樹脂組成物の硬化物６０の熱膨張係数の向上を抑制することができる。したがって、電気的接続の信頼性を向上できる。
【００７３】
無機充填材の形状としては限定されず、具体的には、不定形状、鱗片形状、球形状、針形状、繊維形状などが挙げられる。無機充填材の形状としては、球形状であることが好ましい。また、粒子形状は限りなく真球状であることが好ましい。
【００７４】
無機充填材の平均粒子径ｄ５０としては限定されないが、例えば、０．１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上１７μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以上１５μｍ以上であることが更に好ましく、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが一層好ましい。これにより、金型キャビティ内での金属パターンへの充填性を向上できる。したがって、硬化物６０を平滑に成形することができ、回路とびが生じることを抑制できる。
また、無機充填材としては、平均粒子径ｄ５０の異なる２種以上の無機充填材を併用することが好ましい。これにより、無機充填材の充填量を多くしつつ、無機充填材の脱落を抑制できる。したがって、導体部４０が、無機充填材の脱落した跡から露出し、電気的接続の信頼性が低下することを抑制できる。
なお、無機充填材の平均粒子径ｄ５０は、たとえばレーザー回折式粒度分布測定装置（例えば、ＨＯＲＩＢＡ社製、ＬＡ−５００）を用いて測定することが可能である。
【００７５】
また、本製造方法に用いられる無機充填材は、例えば、粒径が８０μｍを超える粗大粒子を含まないものであることが好ましく、粒径が５５μｍを超える粗大粒子を含まないものであるとより好ましく、粒径が２５μｍを超える粗大粒子を含まないものであるとさらに好ましい。すなわち、本実施形態にかかる無機充填材の粒子径の最大値が、例えば、８０μｍより小さいことが好ましく、５５μｍより小さいことがより好ましく、２５μｍより小さいことが更に好ましい。これにより、硬化物６０から無機充填材が脱落することを抑制できる。これにより、導体部４０が、無機充填材の脱落した跡から露出し、電気的接続の信頼性が低下することを抑制できる。
なお、本実施形態にかかる無機充填材の粒子径の最小値は、例えば、０．１μｍ以上とすることができる。
【００７６】
また、本製造方法に用いられる無機充填材は、当該無機充填材全体に対して、ＪＩＳ標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布における、１０μｍ以上の粒子の割合が、２０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であるとさらに好ましい。
【００７７】
上記熱硬化性樹脂組成物には、上記各成分以外に、必要に応じて、硬化促進剤、離型剤、カップリング剤、レベリング剤、着色剤、低応力剤、感光剤、消泡剤、紫外線吸収剤、発泡剤、酸化防止剤、難燃剤、およびイオン捕捉剤等から選択される一種または二種以上の添加物を添加してもよい。
以下、代表成分について説明する。
【００７８】
（硬化促進剤）
上記熱硬化性樹脂組成物には、硬化促進剤を含有させてもよい。この硬化促進剤は、エポキシ基と硬化剤との硬化反応を促進させるものであればよい。具体的には、上記硬化促進剤として、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等のジアザビシクロアルケン及びその誘導体；トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン系化合物；２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物；トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類；テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラ安息香酸ボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイックアシッドボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイルオキシボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフチルオキシボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート；ベンゾキノンをアダクトしたトリフェニルホスフィン等が挙げられる。これらは１種類を単独で用いても２種類以上を組み合わせて用いてもよい。より好ましいものとしては、熱硬化性樹脂組成物が金型キャビティ内で溶融した後の急激な増粘が少ない硬化促進剤が挙げられる。
【００７９】
（離型剤）
上記熱硬化性樹脂組成物には、硬化物６０を形成した後に金型からの離型性を向上させる目的で、離型剤を含有させてもよい。かかる離型剤としては、天然ワックス、モンタン酸エステル等の合成ワックス、高級脂肪酸もしくはその金属塩類、パラフィン、酸化ポリエチレン等が挙げられる。離型剤としては、上記具体例のうち、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８０】
（カップリング剤）
カップリング剤としては、たとえばエポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランカップリング剤、γ−アミノプロピルトリエトキシシランカップリング剤、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランカップリング剤、フェニルアミノプロピルトリメトキシシランカップリング剤、メルカプトシランカップリング剤などのシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤などが挙げられる。カップリング剤としては、上記具体例のうち、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８１】
（レべリング剤）
レベリング剤としては、具体的には、アクリル系共重合物等が挙げられる。
【００８２】
（着色剤）
着色剤としては、具体的には、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン等が挙げられる。着色剤としては、上記具体例のうち、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８３】
（低応力剤）
低応力剤としては、具体的には、アクリロニトリル−ブタジエンゴム；シリコーンオイル、シリコーンゴムなどのシリコーン化合物などが挙げられる。低応力剤としては、上記具体例のうち、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８４】
（イオン捕捉剤）
イオン捕捉剤としては、ハイドロタルサイト、ゼオライト、水酸化ビスマスなどを挙げることができる。イオン捕捉剤としては、上記具体例のうち、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８５】
（難燃剤）
難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、ホスファゼンなどを挙げることができる。難燃剤としては、上記具体例のうち、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８６】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、参考形態の例を付記する。
１．  基板上または半導体チップ上に、前記基板または前記半導体チップの表面からの高さが同じである複数の導体部を形成する工程と、
前記基板または前記半導体チップ上において、隣接する前記導体部の間に存在する間隙に対して、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物を導入する工程と、
前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物によって、前記間隙に面する前記導体部の表面の略全域が覆われるように、流動状態にある前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させる工程と、
前記硬化させる工程の後、前記硬化物の表面を研磨することなく、前記導体部に接する金属パターンを形成する工程と、
をこの順に含み、
前記硬化させる工程は、下記（ａ）または（ｂ）の状態にあるいずれかの構造体を得る工程であり、
前記構造体が下記（ａ）の状態にある場合、
前記金属パターンを形成する工程において、前記頂部と接するように前記金属パターンを形成し、
前記構造体が下記（ｂ）の状態にある場合、
前記金属パターンを形成する工程の前に、研磨以外の手段で前記スキン層を除去して前記頂部を露出させる工程をさらに含み、
前記金属パターンを形成する工程において、露出した前記頂部と接するように前記金属パターンを形成する、半導体装置の製造方法。
（ａ）前記導体部の高さ方向に位置する前記導体部の頂部が露出した状態
（ｂ）前記導体部の高さ方向に位置する前記導体部の前記頂部上に前記硬化物からなるスキン層が付着した状態
２．  前記研磨以外の手段が、薬液処理またはエッチング処理である、１．に記載の半導体装置の製造方法。
３．  前記金属パターンを形成する工程により、前記導体部の高さ方向に位置する前記頂部と、前記金属パターンとを電気的に接続する、１．または２．に記載の半導体装置の製造方法。
４．  前記硬化させる工程の前に、前記導体部の前記頂部に対して押し付けるように離型フィルムを配置する工程をさらに含む、１．乃至３．のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
５．  前記離型フィルムを配置する工程において、前記導体部の前記頂部と対向するように配される側の前記離型フィルムの表面の算術平均表面粗さ（Ｒａ）が、０μｍ以上０．５μｍ以下である、４．に記載の半導体装置の製造方法。
６．  前記硬化させる工程の後であり、かつ前記金属パターンを形成する工程の前に、前記硬化物の表面を薬液処理する工程をさらに含む、１．乃至５．のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
７．  前記硬化させる工程の後、かつ前記金属パターンを形成する工程の前に、前記基板上または前記半導体チップ上における前記硬化物と前記導体部とが配されている側の面に対して、密着助剤を塗布する工程をさらに含む、１．乃至６．のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
８．  前記硬化させる工程の後であり、かつ前記金属パターンを形成する工程の前に、前記硬化物の表面に対してプラズマ処理を施す工程をさらに含む、１．乃至７．のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
９．  前記複数の導体部を形成する工程が、
前記基板または前記半導体チップ上に第１の導体パターンを形成する工程と、
前記第１の導体パターン上に、前記基板または前記半導体チップの表面からの高さが同じ高さとなるように第２の導体パターンを形成する工程と、
を含む、１．乃至８．のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
１０．  前記金属パターンを形成する工程が、
前記導体部の前記頂部と接するように金属膜を形成する工程と、
前記金属膜を選択的に除去して前記金属パターンを得る工程と、
を含む、１．乃至９．のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
１１．  前記熱硬化性樹脂組成物が、エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機充填剤とを含む、１．乃至１０．のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
１２．  前記熱硬化性樹脂組成物が離型剤をさらに含む、１１．に記載の半導体装置の製造方法。
【実施例】
【００８７】
以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８８】
まず、各実施例、参考例、比較例に用いた熱硬化性樹脂組成物について説明する。
【００８９】
まず、熱硬化性樹脂組成物の原料成分を下記に示す。
・エポキシ樹脂１：ビフェニル型エポキシ樹脂（三菱化学社製、ＹＸ４０００Ｋ）
・エポキシ樹脂２：トリフェノールメタン型エポキシ樹脂（三菱化学社製、Ｅ−１０３２Ｈ６０）
・硬化剤：トリフェノールメタン型フェノール樹脂（明和化成社製、ＭＥＨ−７５００）
・無機充填材１：溶融球状シリカ（新日鉄住金マテリアルズ社製、ＴＳ−６０２６、篩を用いて粒径が２０μｍを超える粗大粒子を除去したもの、平均粒子径ｄ５０：４μｍ）
・無機充填材２：溶融球状シリカ（龍森社製、ＭＳＲ−ＳＣ３−ＴＳ、篩を用いて粒径が５５μｍを超える粗大粒子を除去したもの、平均粒子径ｄ５０：１７μｍ）
・無機充填材３：水酸化アルミニウム（日本軽金属社製、ＢＥ０４３、篩を用いて粒径が２０μｍを超える粗大粒子を除去したもの、平均粒子径ｄ５０：４μｍ）
・硬化促進剤：下記式（１）で示される化合物を用いた。製造方法を後述する。
【００９０】
【化１】
2018019071.tif 000003
【００９１】
・カップリング剤１：γ−アミノプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業社製、ＫＢＭ−９０３）
・カップリング剤２：γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業社製、ＫＢＭ−８０３）
・離型剤：カルナバワックス（東亜化成社製、ＴＯＷＡＸ−１３２）
・イオン捕捉剤：ハイドロタルサイト（協和化学社製、ＤＨＴ−４Ｈ）
・着色剤：カーボンブラック（三菱化学社製、カーボン＃５）
・低応力剤１：アクリロニトリル−ブタジエンゴム（宇部興産社製、ＣＴＢＮ１００８ＳＰ）
・低応力剤２：シリコーンオイル（東レダウコーニング社製、ＦＺ―３７３０）
【００９２】
硬化促進剤の製造方法を以下に示す。
まず、冷却管及び攪拌装置付きのセパラブルフラスコに対して、２，３−ジヒドロキシナフタレン１２．８１ｇ（０．０８０ｍｏｌ）と、テトラフェニルホスホニウムブロミド１６．７７ｇ（０．０４０ｍｏｌ）と、メタノール１００ｍｌとを仕込み、均一に撹拌溶解させた。次に、水酸化ナトリウム１．６０ｇ（０．０４ｍｌ）を１０ｍＬのメタノールに溶解させた水酸化ナトリウム溶液を、セパラブルフラスコ内に徐々に滴下した。これにより析出した結晶を、ろ過、水洗、真空乾燥することで、硬化促進剤を得た。
【００９３】
＜実施例１＞
第１の実施形態において図１〜３を参照して述べた手順で、図３に示す半導体装置３００を実施例１の半導体装置として作製した。詳細な手順を以下に説明する。
まず、基板１０として、長さ２４０ｍｍ×幅７８ｍｍの矩形形状の冷間圧延鋼板を準備した。次いで、フォトリソグラフィー法を用いて、基板１０上に、電気回路を第１の導体パターン２０として形成し、次いで、第１の導体パターンの上に、複数の金属ピラーを第２の導体パターン３０として形成した。これにより、複数の導体部４０の頂部９２が面一となるように、第１の導体パターン２０及び第２の導体パターン３０からなる導体部４０を複数形成した。
なお、第１の導体パターン２０及び第２の導体パターン３０は銅によって形成した。また、第２の導体パターン３０の形状は円柱形状の柱体形状であった。第２の導体パターン３０の底面及び天面の直径は５０μｍ、第２の導体パターン３０の基板１０からの高さは１５０μｍと同じなるようにフォトリソグラフィー法を行った。
ここで、下記表１に示した配合量の各成分を、常温でミキサーを用いて混合し、次に７０℃以上１１０℃以下の温度で２軸混練した。次いで、常温まで冷却後、粉砕し、Ｂステージの硬化状態の熱硬化性樹脂組成物５０を準備した。
次いで、圧縮成型法を用いて、隣接する複数の導体部４０の間隙に、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物５０を導入した。
なお、圧縮成形法で熱硬化性樹脂組成物５０を導入する条件は、成形温度１７５℃、成形圧力１０ＭＰａ、成形時間２分とした。ここで、圧縮成形は、導体部４０の頂部９２を離型フィルム１００によって保護することによって行った。
また、離型フィルムとしては、エンボス加工面及びエンボス未加工面を一面ずつ備える旭硝子社製のアフレックス（登録商標）５０ＫＮ１４４ＮＴを用いた。ここで、エンボス未加工面とは平滑な面を意味する。熱硬化性樹脂組成物５０の導入は、エンボス未加工面によって、導体部４０の頂部９２を保護し、エンボス加工面を金型と接触させることで行った。これにより、複数の導体部４０の頂部９２が、熱硬化性樹脂組成物によって埋設されないように、熱硬化性樹脂組成物を導入した。なお、離型フィルム１００のエンボス未加工面について、ＪＩＳ−Ｂ０６０１−１９９４に準拠した方法で測定した算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．０１８μｍであった。
熱硬化性樹脂組成物５０を導入した後、温度１７５℃で４時間の熱処理を行うことで、熱硬化性樹脂組成物５０を硬化し、Ｃステージの硬化状態である硬化物６０とした。次いで、離型フィルム１００を導体部の頂部９２から剥離した。ここで、導体部４０の頂部９２の一部には、硬化物６０からなるスキン層が数μｍオーダーで付着していた。そこで、薬液処理を行うことで、スキン層を除去した。薬液処理は、具体的には、過マンガン酸カリウム水溶液によって行った。薬液処理後、スキン層が完全に除去された、すなわち、頂部９２が露出していることを目視によって確認した。
次いで、硬化物６０の上に、密着助剤として、Ａｔｏｔｅｃｈ社製のＢｏｏｓｔｅｒ  ＭＲを塗工し、密着助剤からなる層８０を形成した。次いで、フォトリソグラフィー法によって、頂部９２と、電気的に接続する電気回路である金属パターン１６０を形成し、さらに、金属パターン１６０及び導体部４０にめっき膜２６０を形成した。なお、金属パターンの回路線幅／線間隔（Ｌ／Ｓ）は、１２／１２μｍとした。
次いで、基板１０を化学的にエッチングすることで除去し、実施例１の半導体装置として、多層配線基板を得た。
【００９４】
【表１】
2018019071.tif 000004
【００９５】
＜実施例２＞
圧縮成型法を用いて、隣接する複数の導体部４０の間隙に、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物５０を導入する際に、熱硬化性樹脂組成物５０の導入は、エンボス加工面によって、導体部４０の頂部９２を保護し、エンボス未加工面を金型と接触させることで行った以外は、実施例１と同様の方法によって実施例２の半導体装置として多層配線基板を得た。
なお、エンボス加工面とは、エンボス形状を備える面を意味する。
なお、離型フィルム１００のエンボス加工面について、ＪＩＳ−Ｂ０６０１−１９９４に準拠した方法で測定した算術平均粗さ（Ｒａ）は、１．２４７μｍであった。
【００９６】
＜実施例３＞
上記表１に記載した、熱硬化性樹脂組成物の配合組成を、無機充填材１から無機充填材２に変更した以外は、実施例１と同じ手法で、実施例３の半導体装置を作製した。
なお、無機充填材２の配合量は、７８．８５質量％とした。
【００９７】
＜実施例４＞
スキン層を除去するための薬液処理を行わず、さらに、密着助剤を塗工しない、すなわち、密着助剤からなる層８０を形成しなかった以外は、実施例１と同じ手法で、実施例４の半導体装置を作製した。
【００９８】
＜実施例５＞
実施例１に記載の手法において、スキン層を除去するための薬液処理を行わず、さらに、熱硬化性樹脂組成物５０を硬化し、Ｃステージの硬化状態である硬化物６０とした後、硬化物６０の表面に対して、Ｏ２ガスを用いたプラズマ処理を施すことで硬化物６０の表面を粗面化し、さらに、密着助剤を塗工しない、すなわち、密着助剤からなる層８０を形成しなかった以外は、実施例１と同じ手法で、実施例５の半導体装置を作製した。
【００９９】
＜参考例１＞
図８（ａ）〜（ｂ）に示す工程を採用して、図１（ｆ）（図８（ｃ）と同じ）に示す構造体を作製した。
まず、基板１０として、長さ２４０ｍｍ×幅７８ｍｍの矩形形状の冷間圧延鋼板を準備した。次いで、フォトリソグラフィー法を用いて、基板１０上に、電気回路を第１の導体パターン２０として形成し、次いで、第１の導体パターンの上に、複数の金属ピラー９１を第２の導体パターン３０として形成した。これにより、複数の導体部４０の頂部９２が面一になるように、第１の導体パターン２０及び第２の導体パターン３０からなる導体部４０を複数形成した。
ここで、熱硬化性樹脂組成物としては、実施例１で用いたものと同様のものを準備した。
次いで、圧縮成型法を用いて、隣接する複数の導体部４０の間隙に、流動状態にある熱硬化性樹脂組成物５０を導入した。
なお、圧縮成形法で熱硬化性樹脂組成物５０を導入する条件は、成形温度１７５℃、成形圧力１０ＭＰａ、成形時間２分とした。ここで、圧縮成形は、導体部４０の頂部９２を離型フィルム１００によって保護せず、複数の導体部４０の頂部９２が、熱硬化性樹脂組成物５０に埋設されるように熱硬化性樹脂組成物５０を導入した。
熱硬化性樹脂組成物５０を導入した後、温度１７５℃で４時間の熱処理を行うことで、熱硬化性樹脂組成物５０を硬化し、Ｃステージの硬化状態である硬化物６０とした。
次いで、グラインド装置を用いて硬化物６０の表面を機械的研磨することにより、導体部４０の頂部９２を露出させた。
次いで、硬化物６０の上に、密着助剤として、Ａｔｏｔｅｃｈ社製のＢｏｏｓｔｅｒ  ＭＲを塗工し、密着助剤からなる層８０を形成した。次いで、フォトリソグラフィー法によって、頂部９２と、電気的に接続する電気回路である金属パターン１６０を形成し、さらに、金属パターン１６０及び導体部４０にめっき膜２６０を形成した。なお、金属パターンの回路線幅／線間隔（Ｌ／Ｓ）は、１２／１２μｍとした。
次いで、基板１０を化学的にエッチングすることで除去し、参考例１の半導体装置として、多層配線基板を得た。
【０１００】
＜比較例１＞
グラインド装置に代えて、化学機械的研磨装置（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）を用いて硬化物６０の表面を研磨した点以外は、参考例１と同じ手法で、比較例１の半導体装置を作製した。
なお、化学機械的研磨装置は、研磨剤による化学反応を起こしつつ、機械的研磨を行う装置である。ここで、研磨剤としては、ＡＮＪＩ社製のＺ４Ｕを用いた。化学機械的研磨装置は、高速かつ平滑な研磨面を得ることができるが、例えば、スキン層を除去するような精密な操作に不向きである。
比較例１の半導体装置では、化学機械的研磨装置によって硬化物６０を高速で研磨したが、硬化物６０が研磨剤によって溶解、さらに、膨潤することによって、無機充填材の脱落が生じていた。かりに無機充填材の脱落が生じる場合、半導体装置の電気的信頼性が低下してしまう懸念がある。
【０１０１】
実施例１〜５の製造方法は、いずれも、参考例１及び比較例１の製造方法と比べて、金属パターンを形成する前工程において、熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層の表面を研磨除去する工程を経ないため、製造時間および製造コスト等を低減できるという点で、半導体装置の製造効率に優れた手法であった。
【０１０２】
実施例１〜５、参考例１、及び、比較例１の半導体装置について、以下の評価を行った。
【０１０３】
＜評価項目＞
・ピール強度：半導体装置が備える硬化物６０と金属パターン１６０との密着性を評価すべく、両者のピール強度をＪＩＳ  Ｃ  ６４８１に準拠した方法で測定した。なお、単位は、Ｎ／ｍｍである。
【０１０４】
・算術平均表面粗さ（Ｒａ）：各実施例、参考例、比較例の半導体装置の製造工程において、実施例１−３は薬液処理の後、実施例４は、熱硬化性樹脂組成物５０を硬化させ硬化物６０とした後、実施例５はプラズマ処理の後、参考例１はグラインド装置で機械的研磨した後、比較例１は化学機械的研磨装置で研磨した後、硬化物６０の金属パターンが配される面について、算術平均表面粗さ（Ｒａ）を測定した。測定は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２０１３に準拠した方法で測定した。なお、単位は、μｍである。
【０１０５】
・無機充填材の脱落有無：半導体装置における金属パターンが配されている側の面に露出している硬化物６０について、その表面をレーザー顕微鏡で観察し、硬化物６０から無機充填材が脱落してしまっているか否かについて評価した。評価基準は以下の通りである。
◎：無機充填材の脱落はなかった。
○：若干の無機充填材の脱落が確認されたが、実用上問題ない程度のレベルであった。
×：実用上問題がある程度に、無機充填材の脱落が生じていた。
【０１０６】
・回路とびの有無：各実施例、参考例、及び、比較例の半導体装置について、電気的接続の信頼性を評価するために、レーザー顕微鏡を用いて細線の外観検査および導通チェックを行った。評価基準は以下の通りである。
◎：ショート、配線切れはなく、外観および導通性の両観点において実質上問題ないことが確認された。
○：外観という点において、導通性に影響を及ぼす可能性を有している箇所が若干あることが確認されたが、導通性の観点においては実用上問題がないことが確認された。
×：外観および導通性の両観点において実用上問題がある程度にショートおよび配線切れが生じていることが確認された。
【０１０７】
上記評価項目に関する評価結果を、以下の表２に示す。
【０１０８】
【表２】
2018019071.tif 000005
【０１０９】
実施例の半導体装置は、いずれも、導体ポストの露出に機械的手法を用いなくとも、電気的接続の信頼性に優れたものであった。
【０１１０】
なお、実施例１は、実施例３と比べて表面粗さＲａが小さいが、実施例３と同程度のピール強度を発現している。詳細なメカニズムは明らかではないが、実施例１は、実施例３と比べて、メッキ銅との密着性が悪い無機充填材の露出が少なかった為と推測される。
【図１】
2018019071.tif 000006
【図２】
2018019071.tif 000007
【図３】
2018019071.tif 000008
【図４】
2018019071.tif 000009
【図５】
2018019071.tif 000010
【図６】
2018019071.tif 000011
【図７】
2018019071.tif 000012
【図８】
2018019071.tif 000013