(57)【要約】【課題】バッファ層印刷時にスクライブラインへの樹脂の流れ込み及び配線の露出を抑制できる印刷用マスク、印刷用マスクの使用方法及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷するための印刷用マスクであって、マスクとなる枠部１０ａを有し、枠部１０ａの被印刷物側に面する表面の幅ａ２が、枠部ａ１の幅より小さく形成されている構成、あるいは、枠部が、前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が異なる複数の材料から形成された構成とする。【選択図】図１
2008053480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷するための印刷用マスクであって、
マスクとなる枠部を有し、
前記枠部の被印刷物側に面する表面の幅が、前記枠部の幅より小さく形成されていることを特徴とする
印刷用マスク。
【請求項２】
前記枠部の前記被印刷物側に面する表面と前記枠部の側面と角において当該角形状が除去された形状であることを特徴とする
請求項１に記載の印刷用マスク。
【請求項３】
前記枠部が、前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が異なる複数の材料から構成されていることを特徴とする
請求項１に記載の印刷用マスク。
【請求項４】
前記枠部の前記被印刷物側に面する表面の反対側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材と、
前記枠部の前記被印刷物側に面する表面側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が高い部材と
を含んで構成されていることを特徴とする
請求項１に記載の印刷用マスク。
【請求項５】
前記枠部の前記被印刷物側に面する表面側及び当該表面の反対側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材と、
前記濡れ性が低い部材に挟まれて配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が高い部材と
を含んで構成されていることを特徴とする
請求項１に記載の印刷用マスク。
【請求項６】
半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷するための印刷用マスクであって、
マスクとなる枠部を有し、
前記枠部が、前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が異なる複数の材料から構成されていることを特徴とする
印刷用マスク。
【請求項７】
前記枠部の前記被印刷物側に面する表面の反対側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材と、
前記枠部の前記被印刷物側に面する表面側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が高い部材と
を含んで構成されていることを特徴とする
請求項６に記載の印刷用マスク。
【請求項８】
前記枠部の前記被印刷物側に面する表面側及び当該表面の反対側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材と、
前記濡れ性が低い部材に挟まれて配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が高い部材と
を含んで構成されていることを特徴とする
請求項６に記載の印刷用マスク。
【請求項９】
半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷する印刷用マスクの使用方法であって、
マスクとなる枠部を有し、前記枠部の被印刷物側に面する表面の幅が、前記枠部の幅より小さく形成されている印刷用マスクを用いて、前記枠部の被印刷物側に面する表面を前記被印刷物に接触させて印刷することを特徴とする
印刷用マスクの使用方法。
【請求項１０】
前記印刷用マスクにおいて、前記枠部の前記被印刷物側に面する表面と前記枠部の側面と角において当該角形状が除去された形状であることを特徴とする
請求項９に記載の印刷用マスクの使用方法。
【請求項１１】
前記印刷用マスクにおいて、前記枠部が、前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が異なる複数の材料から構成されていることを特徴とする
請求項９に記載の印刷用マスクの使用方法。
【請求項１２】
前記印刷用マスクにおいて、前記枠部の前記被印刷物側に面する表面の反対側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材と、前記枠部の前記被印刷物側に面する表面側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が高い部材とを含んで構成されていることを特徴とする
請求項９に記載の印刷用マスクの使用方法。
【請求項１３】
前記印刷用マスクにおいて、前記枠部の前記被印刷物側に面する表面側及び当該表面の反対側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材と、前記濡れ性が低い部材に挟まれて配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が高い部材とを含んで構成されていることを特徴とする
請求項９に記載の印刷用マスクの使用方法。
【請求項１４】
半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷する印刷用マスクの使用方法であって、
マスクとなる枠部を有し、前記枠部が、前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が異なる複数の材料から構成されている印刷用マスクを用いて、前記枠部の被印刷物側に面する表面を前記被印刷物に接触させて印刷することを特徴とする
印刷用マスクの使用方法。
【請求項１５】
前記印刷用マスクにおいて、前記枠部の前記被印刷物側に面する表面の反対側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材と、前記枠部の前記被印刷物側に面する表面側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が高い部材とを含んで構成されていることを特徴とする
請求項１４に記載の印刷用マスクの使用方法。
【請求項１６】
前記印刷用マスクにおいて、前記枠部の前記被印刷物側に面する表面側及び当該表面の反対側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材と、前記濡れ性が低い部材に挟まれて配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が高い部材とを含んで構成されていることを特徴とする
請求項１４に記載の印刷用マスクの使用方法。
【請求項１７】
半導体を含んでパッケージ化された半導体装置の製造方法であって、
半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷する工程を有し、
前記樹脂絶縁層を印刷する工程において、マスクとなる枠部を有し、前記枠部の被印刷物側に面する表面の幅が、前記枠部の幅より小さく形成されている印刷用マスクを用いて、基板上に樹脂絶縁層を印刷することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記印刷用マスクにおいて、前記枠部の前記被印刷物側に面する表面と前記枠部の側面と角において当該角形状が除去された形状であることを特徴とする
請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記印刷用マスクにおいて、前記枠部が、前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が異なる複数の材料から構成されていることを特徴とする
請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
前記印刷用マスクにおいて、前記枠部の前記被印刷物側に面する表面の反対側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材と、前記枠部の前記被印刷物側に面する表面側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が高い部材とを含んで構成されていることを特徴とする
請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
前記印刷用マスクにおいて、前記枠部の前記被印刷物側に面する表面側及び当該表面の反対側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材と、前記濡れ性が低い部材に挟まれて配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が高い部材とを含んで構成されていることを特徴とする
請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
半導体を含んでパッケージ化された半導体装置の製造方法であって、
半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷する工程を有し、
前記樹脂絶縁層を印刷する工程において、マスクとなる枠部を有し、前記枠部が、前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が異なる複数の材料から構成されている印刷用マスクを用いて、基板上に樹脂絶縁層を印刷することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
【請求項２３】
前記印刷用マスクにおいて、前記枠部の前記被印刷物側に面する表面の反対側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材と、前記枠部の前記被印刷物側に面する表面側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が高い部材とを含んで構成されていることを特徴とする
請求項２２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２４】
前記印刷用マスクにおいて、前記枠部の前記被印刷物側に面する表面側及び当該表面の反対側に配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材と、前記濡れ性が低い部材に挟まれて配置された前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が高い部材とを含んで構成されていることを特徴とする
請求項２２に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷用マスク、印刷用マスクの使用方法及び半導体装置の製造方法に関し、特に半導体装置を構成する絶縁層を印刷するための印刷用マスクと、その印刷用マスクの使用方法、並びに印刷用マスクを使用した半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラ、デジタル携帯電話、あるいはノートパソコンなど、携帯用電子機器の小型化、薄型化、軽量化に対する要求は強くなる一方であり、これに応えるために近年のＶＬＳＩなどの半導体装置においては３年で７割の縮小化を実現してきた一方で、このような半導体装置をプリント配線基板上に実装した電子回路装置としても、実装基板（プリント配線基板）上の部品実装密度をいかに向上させるかが重要な課題として研究及び開発がなされてきた。
【０００３】
例えば、半導体装置のパッケージ形態としては、ＤＩＰ（Dual Inline Package ）などのリード挿入型から表面実装型へと移行し、さらには半導体チップのパッド電極にはんだや金などからなるバンプ（突起電極）を設け、フェースダウンでバンプを介して配線基板に接続するフリップチップ実装法が開発された。
【０００４】
さらに、インダクタンスやキャパシタなどの受動素子を内蔵し、整合回路やフィルタなどを取り込んだＳｉＰと呼ばれる複雑な形態のパッケージへと開発が進んでいる。
例えば、特許文献１に上記のＳｉＰ形態の半導体装置の構成が開示されている。
【０００５】
例えば、能動素子埋め込み型ウェハレベルＳｉＰの製造方法としては、基板上に能動素子をマウントして感光性樹脂などからなる絶縁層で埋め込み、絶縁層をパターニングし、Ｃｕの電解めっきなどにより能動素子に接続する配線を形成し、絶縁層と配線を多層積層して絶縁層中に埋め込まれた再配線層を形成して、多機能なＳｉＰを構成する。
【０００６】
ここで、樹脂からなる絶縁層とＣｕ層を含む配線を積層させるとウェハに反りが生じてしまう。このウェハの反りを低減するためには、絶縁層を感光性樹脂で形成し、パターニングを行うときにスクライブラインに存在する絶縁層を除去することが有効である。
【０００７】
また、上記のＳｉＰを実装基板などに実装したとき、実装基板とＳｉＰの間に発生する応力によってＳｉＰが破壊されるのを防止するため、ＳｉＰの再配線上に応力緩和のためのバッファ層が形成された構造とする。
【０００８】
上記のバッファ層は一般的には印刷用マスクを使用する印刷により形成され、例えば高さが１２０μｍの導電性ポストを埋め込んで全面に印刷して形成される。
しかし、全面印刷では上記のウェハの反りを増大させてしまい、次工程での製造装置のハンドリングによる吸着エラーが起こり、製造装置の駆動停止や破損を発生させてしまうことがある。
【０００９】
あるいは、ギャップ印刷での少量の樹脂の印刷を必要な膜厚となるまで繰り返して行うこともできる。しかし、数回の印刷を行う場合、アライメント精度の問題で徐々にスクライブラインへ樹脂が流れ込んでしまうという問題があり、また生産性が悪いので量産へは適さない。
【００１０】
上記の印刷においてスクライブラインに印刷されないように印刷用マスクに枠部分を設けているが、この枠部分は、版強度とレーザー加工などによる加工性の問題から高アスペクト化できないため、マスクの版厚３００μｍに対して枠寸法は２００μｍが限界であり、印刷用マスクの枠部分はスクライブラインよりも広くなってしまう。
このため、ＳｉＰの外周部への樹脂ペーストの流れ込みが不足し、バッファ層に埋め込まれている再配線の一部が露出してしまう不具合を生じることがあった。
【００１１】
図１２は従来技術の問題点を説明する模式図である。
半導体基板２０上に第１樹脂層２６及び第２樹脂層２９が積層されており、内部に配線層が埋め込まれている。上記の配線層に接続して、導電性ポスト３２が形成されている。
上記の状態に対して、導電性ポスト３２を被覆して第２樹脂層２９の上層にバッファ層を印刷する。ここでは、スクライブラインＳＬを保護するパターンの枠部１５ａが設けられた印刷用マスク１５を用い、例えば枠部１５ａがスクライブラインを覆うように枠部１５ａを第２樹脂層２９に接触させて、絶縁性樹脂を供給して印刷し、バッファ層１１を形成する。
印刷の後に、印刷用マスク１５をスクライブラインＳＬ上から取り外すことで、バッファ層の印刷が完了する。
【００１２】
このとき、バッファ層となる樹脂の一部が印刷用マスク１５の枠部１５ａの側部に残留して枠部１５ａとともに取り除かれる。これに伴い、バッファ層１１の肩部１５ｓがつぶされ、テール部１１ｔが長引く形状となってしまい、場合によってはスクライブラインＳＬへと流れ込んでしまってウェハの反りの原因となり、あるいは配線層の一部が露出してしまうなどの問題が生じることがあった。
【特許文献１】特開２００３−１２４２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、バッファ層などの印刷においてスクライブラインへの樹脂の流れ込み及び配線の露出を抑制できる印刷用マスク、印刷用マスクの使用方法及び半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の印刷用マスクは、半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷するための印刷用マスクであって、マスクとなる枠部を有し、前記枠部の被印刷物側に面する表面の幅が、前記枠部の幅より小さく形成されていることを特徴とする。
【００１５】
上記の本発明の印刷用マスクは、マスクとなる枠部において、枠部の被印刷物側に面する表面の幅が、枠部の幅より小さく形成されている。
【００１６】
本発明の印刷用マスクは、半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷するための印刷用マスクであって、マスクとなる枠部を有し、前記枠部が、前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が異なる複数の材料から構成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記の本発明の印刷用マスクは、マスクとなる枠部において、枠部が、樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が異なる複数の材料から構成されている。
【００１８】
本発明の印刷用マスクの使用方法は、半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷する印刷用マスクの使用方法であって、マスクとなる枠部を有し、前記枠部の被印刷物側に面する表面の幅が、前記枠部の幅より小さく形成されている印刷用マスクを用いて、前記枠部の被印刷物側に面する表面を前記被印刷物に接触させて印刷することを特徴とする。
【００１９】
上記の本発明の印刷用マスクの使用方法は、マスクとなる枠部において、枠部の被印刷物側に面する表面の幅が、枠部の幅より小さく形成されている印刷用マスクを用いて、枠部の被印刷物側に面する表面を被印刷物に接触させて、半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷する。
【００２０】
本発明の印刷用マスクの使用方法は、半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷する印刷用マスクの使用方法であって、マスクとなる枠部を有し、前記枠部が、前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が異なる複数の材料から構成されている印刷用マスクを用いて、前記枠部の被印刷物側に面する表面を前記被印刷物に接触させて印刷することを特徴とする。
【００２１】
上記の本発明の印刷用マスクの使用方法は、マスクとなる枠部において、樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が異なる複数の材料から構成されている印刷用マスクを用いて、枠部の被印刷物側に面する表面を被印刷物に接触させて、半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷する。
【００２２】
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体を含んでパッケージ化された半導体装置の製造方法であって、半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷する工程を有し、この樹脂絶縁層を形成する工程において、マスクとなる枠部を有し、前記枠部の被印刷物側に面する表面の幅が、前記枠部の幅より小さく形成されている印刷用マスクを用いて、基板上に樹脂絶縁層を印刷することを特徴とする。
【００２３】
上記の本発明の半導体装置の製造方法は、マスクとなる枠部を有し、枠部の被印刷物側に面する表面の幅が、枠部の幅より小さく形成されている印刷用マスクを用いて、基板上に半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷して、パッケージ化する。
【００２４】
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体を含んでパッケージ化された半導体装置の製造方法であって、半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷する工程を有し、この樹脂絶縁層を形成する工程において、マスクとなる枠部を有し、前記枠部が、前記樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が異なる複数の材料から構成されている印刷用マスクを用いて、基板上に樹脂絶縁層を印刷することを特徴とする。
【００２５】
上記の本発明の半導体装置の製造方法は、マスクとなる枠部を有し、枠部が樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が異なる複数の材料から構成されている印刷用マスクを用いて、基板上に半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷して、パッケージ化する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の印刷用マスクは、バッファ層などの印刷においてスクライブラインへの樹脂の流れ込み及び配線の露出を抑制できる。
【００２７】
本発明の印刷用マスクの使用方法は、バッファ層などの印刷においてスクライブラインへの樹脂の流れ込み及び配線の露出を抑制して、半導体装置を構成する樹脂絶縁層などの層を印刷できる。
【００２８】
本発明の半導体装置の製造方法は、バッファ層などの印刷においてスクライブラインへの樹脂の流れ込み及び配線の露出を抑制して、半導体装置を構成する樹脂絶縁層などの層を印刷し、半導体装置を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明に係る印刷用マスクとその使用方法並びにそれを用いた半導体装置の製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３０】
第１実施形態
図１（ａ）は本実施形態に係る印刷用マスクの斜視図であり、図１（ｂ）は断面図である。
印刷用マスク１０は、半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷するための印刷用マスクであって、マスクとなる枠部１０ａを有する。
ここで、枠部１０ａの被印刷物側に面する表面と枠部１０ａの側面との角１０ｂにおいて、当該角形状が除去された形状となっており、これによって、枠部１０ａの被印刷物側に面する表面の幅ａ２が、枠部の幅ａ１より小さく形成されている。
また、印刷用マスク１０において、枠部１０ａで囲まれた領域が貫通開口部１０ｃとなっている。
【００３１】
例えば、本実施形態の印刷用マスクは、板厚３００μｍのＳＵＳからなり、枠部は２００μｍ程度の幅となっている。即ち、枠部の幅ａ１は２００μｍ程度であり、高さｂ１は３００μｍ程度である。
ここで、枠部１０ａの被印刷物側に面する表面と枠部１０ａの側面との角１０ｂにおいて、枠部１０ａの被印刷物側に面する表面側において幅ａ３として３５μｍ、枠部１０ａの側面において幅ｂ２として５０μｍ、切り込まれて、角部が落とされている。
これにより、枠部１０ａの被印刷物側に面する表面の幅ａ２が１３０μｍ程度となって、枠部の幅ａ１（２００μｍ）より小さい構成となっている。
【００３２】
本実施形態の印刷用マスクにおいて、板厚３００μｍのＳＵＳに対して２００μｍの枠部の幅は、レーザー加工の加工性のためにこれ以上狭くすることができない。しかし、上記のようにマスクの被印刷物と接触する面から５０μｍの深さでハーフエッチングを行うことにより、製造することが可能である。
【００３３】
次に、上記の印刷用マスクを用いてバッファ層を形成する印刷用マスクの使用方法及び半導体装置の製造方法について説明する。
【００３４】
まず、本実施形態に係る半導体装置について説明する。
図２は本実施形態に係るＳｉＰ形態の半導体装置の断面図である。
例えば、シリコン基板２０に酸化シリコンからなる下地絶縁膜２１が形成されている。下地絶縁膜２１上に、例えば、能動素子が形成された回路面を有する第１半導体チップ２４及び第２半導体チップ２５がマウントされている。
第１半導体チップ２４及び第２半導体チップ２５の板厚は、それぞれ例えば２５〜５０μｍ程度である。
【００３５】
第１半導体チップ２４は、半導体本体部分２４ａの回路面にパッド２４ｂが形成され、パッド２４ｂを除く領域は酸化シリコンなどの保護層２４ｃで覆われた構成であり、ダイアタッチフィルム２４ｄにより、フェースアップで、即ち、パッド２４ｂの形成面が上面を向くようにしてマウントされている。
第２半導体チップ２５も第１半導体チップ２４と同様の構成であり、半導体本体部分２５ａの回路面にパッド２５ｂが形成され、パッド２５ｂを除く領域は酸化シリコンなどの保護層２５ｃで覆われた構成であり、ダイアタッチフィルム２５ｄにより、フェースアップでマウントされている。
【００３６】
例えば、第１半導体チップ２４及び第２半導体チップ２５の搭載位置の縁部近傍にＴｉＣｕ層がパターン形成されており、これは上記の第１半導体チップ２４及び第２半導体チップ２５をマウントするためのアライメントマークＭ１である。
【００３７】
例えば、第１半導体チップ２４及び第２半導体チップ２５を被覆して、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂あるいはアクリル樹脂などからなる第１樹脂層２６が形成されている。
第１樹脂層２６には、第１半導体チップ２４のパッド２４ｂ及び第２半導体チップ２５のパッド２５ｂに達する開口部２６ａが形成されている。
上記の開口部２６ａ内に埋め込まれて、第１半導体チップ２４のパッド２４ｂ及び第２半導体チップ２５のパッド２５ｂに接続するプラグ部分と一体になって、第１樹脂層２６上にＴｉＣｕなどのシード層２７及び銅層２８からなる第１配線が形成されている。
【００３８】
また、例えば、第１配線（２７，２８）及び第１樹脂層２６を被覆して、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂あるいはアクリル樹脂などからなる第２樹脂層２９が形成されている。
第２樹脂層２９には、第１配線に達する開口部２９ａが形成されている。
上記の開口部２９ａ内に埋め込まれて、第１配線に接続するプラグ部分と一体になって、第２樹脂層２９上にＴｉＣｕなどのシード層３０及び銅層３１からなる第２配線が形成されている。
【００３９】
また、第２配線（３０，３１）に接続して、銅などからなる導電性ポスト３２が形成されている。
導電性ポスト３２の間隙における第２樹脂層２９の上層に、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂あるいはポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂などからなる絶縁性のバッファ層１１が形成されている。
さらに、バッファ層１１の表面から突出して、導電性ポスト３２に接続するようにバンプ（突起電極）３３が形成されている。
【００４０】
上記の本実施形態のＳｉＰ形態の半導体装置は、半導体を含んでパッケージ化された半導体装置であって、シリコン基板２０上に、積層された第１樹脂層２６及び第２樹脂層２９を含む絶縁層が形成されており、絶縁層中に埋め込まれて、第１配線（２７，２８）及び第２配線（３０，３１）を含む配線層が形成された構成となっている。
絶縁層中には、第１半導体チップ２４及び第２半導体チップ２５が埋め込まれており、これらのパッド電極（２４ｂ，２５ｂ）に第１配線（２７，２８）及び第２配線（３０，３１）を含む配線層が接続され、導電性ポスト３２を介してバンプ３３に接続された構成であり、上記の構成の配線層は、第１半導体チップ２４及び第２半導体チップ２５に対する、いわゆる再配線層となっている。
【００４１】
図面上は示されていないが、シリコン基板２０にも能動素子を含む電子回路が形成され、配線層が接続している構成であってもよい。
【００４２】
次に、上記の本実施形態の半導体装置の製造方法と、それに用いた印刷用マスクの使用方法の実施形態について、図３〜６を参照して説明する。本実施形態においては、例えば図３〜６に示す全ての工程についてウェハレベルで行うことができる。
まず、図３（ａ）に示すように、例えば、７２５μｍの厚さを有し、スクライブラインＳＬで区分されたシリコン基板２０上に、熱酸化法、ＣＶＤ（化学気相成長）法あるいはスパッタリング法などにより酸化シリコンなどからなる下地絶縁膜２１を形成する。
【００４３】
次に、例えば、下地絶縁膜２１の上層に全面に、スパッタリング法によりＴｉＣｕ層（Ｔｉが３００ｎｍ、Ｃｕが３００ｎｍ）を形成し、半導体チップマウント用のアライメントマークＭ１を形成する。
アライメントマークＭ１は、例えば、半導体チップ搭載領域（ＣＰ１，ＣＰ２）のエッジから５０μｍ離れた場所におけるＬ字形状のパターンとし、搭載方向により１辺か２辺に形成する。
【００４４】
次に、例えば、第１半導体チップ搭載領域において、予め別工程で形成された、半導体本体部分２４ａの能動素子が形成された回路面にパッド２４ｂが形成され、パッド２４ｂを除く領域は酸化シリコンなどの保護層２４ｃで覆われた構成の第１半導体チップ２４を、ダイアタッチフィルム２４ｄにより、フェースアップで、即ち、パッド２４ｂの形成面が上面を向くようにしてマウントする。
第１半導体チップ２４は、保護膜２４ｃまで形成した後、裏面側を＃２０００のホイールで５０μｍの厚みとなるまで研磨する。
また、スピード１０ｍｍ／分、圧力１０Ｎ／ｃｍ、温度６５℃という条件でダイアタッチフィルム２４ｄをラミネートし、ラミネート後に４０００ｒｐｍ、送りスピード１０ｍｍ／秒の条件でダイシングして個片化する。また、第１半導体チップ２４のマウントは、アライメントマークＭ１を認識し、フェースアップの状態で第１半導体チップを例えば荷重３．２Ｎ、温度１６０℃、時間２秒の条件で熱圧着によりマウントする。
【００４５】
一方、例えば、第２半導体チップ搭載領域においても第１半導体チップと同様にして第２半導体チップ２５をマウントする。
なお、第１半導体チップ２４と第２半導体チップ２５は同一のものでもよく、異なった機能を有するものでもよい。
【００４６】
次に、例えば、スピンコート法あるいは印刷法などにより、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、ＢＣＢ樹脂、ＰＢＯ樹脂などの絶縁材料を供給し、第１半導体チップ２４及び第２半導体チップ２５を被覆する第１樹脂層２６を硬化後に５０μｍ程度の膜厚となるように形成する。
感光性ポリイミド樹脂の場合、例えば以下の条件で成膜する。
スピンコート：１０００ｒｐｍ（３０秒）＋２０００ｒｐｍ（４０秒）＋１０００ｒｐｍ（１０秒）＋１５００ｒｐｍ（１０秒）
プリベーク：９０℃（１２０秒）＋１００℃（１２０秒）
【００４７】
次に、例えば、半導体チップの有無による段差を平坦化するため、第１樹脂層２６を１５μｍ程度上面から研磨する。
次に、露光量１２５ｍＪ／ｃｍ2でパターン露光及び現像し、第１半導体チップ２４のパッド２４ｂ及び第２半導体チップ２５のパッド２５ｂに達する開口部２６ａを第１樹脂層２６に形成する。開口部２６ａのサイズは、例えば直径５０μｍ程度である。このとき、スクライブラインＳＬにおける樹脂も除去する。
現像後、３００℃（６０分）のポストキュア処理を行って第１絶縁層２６を硬化させる。
【００４８】
次に、例えば、デスカム処理を行い、スパッタリングの前処理エッチングを行い、さらにスパッタリングにより第１樹脂層２６の開口部２６ａ内を被覆して全面にＴｉＣｕ膜（例えばＴｉが６００ｎｍ、Ｃｕが６００ｎｍ）を成膜してシード層２７とする。
【００４９】
次に、例えば、第１樹脂層１６に形成した開口部１６ａと第１配線の形成領域以外にメッキされるのを防止するパターンのレジスト膜を成膜し、シード層２７を一方の電極とする電解メッキにより銅をメッキして、第１樹脂層２６に形成した開口部２６ａと第１配線の形成領域に銅層２８を形成する。
【００５０】
次に、例えば、銅層２８をマスクとしてシード層２７をエッチング加工して、シード層２７及び銅層２８からなる第１配線とする。
【００５１】
次に、例えば、スピンコート法などによりポリイミド樹脂などの感光性絶縁材料を供給し、第２樹脂層２９を形成する。例えば、硬化後に７８μｍの膜厚となるように形成する。
感光性ポリイミド樹脂の場合、例えば以下の条件で成膜する。
スピンコート：７０００ｒｐｍ（２５秒）＋１０００ｒｐｍ（１２５秒）＋１０００ｒｐｍ（１０秒）＋１５００ｒｐｍ（１０秒）
プリベーク：６０℃（２４０秒）＋９０℃（２４０秒）＋１１０℃（１２０秒）
【００５２】
次に、例えば、露光量３００ｍＪ／ｃｍ2でパターン露光及び現像し、第２配線に達する開口部２９ａを第２樹脂層２９に形成する。スクライブラインＳＬにおける樹脂も除去する。
現像後、３００℃（６０分）のポストキュア処理を行って第２樹脂層２９を硬化させる。
【００５３】
次に、例えば、デスカム処理を行い、スパッタリングの前処理エッチングを行い、さらにスパッタリングにより第２樹脂層２９の開口部２９ａ内を被覆して全面にＴｉＣｕ膜（例えばＴｉが１６０ｎｍ、Ｃｕが６００ｎｍ）を成膜してシード層３０を形成する。
【００５４】
次に、例えば、第２樹脂層２９に形成した開口部２９ａと第２配線の形成領域以外にメッキされるのを防止するレジスト膜を成膜し、シード層３０を一方の電極とする電解メッキ処理を行って銅層３１を形成する。
次に、導電性ポスト用の開口部を有するレジスト膜をパターン形成し、シード層３０を一方の電極とする電解メッキ処理を行って導電性ポスト３２を形成する。導電性ポスト３２は、例えば直径２５０μｍ、高さ８０μｍとする。
【００５５】
次に、導電性ポスト３２及び銅層３１をマスクとしてシード層をエッチング加工して、シード層３０及び銅層３１からなる第２配線と、その上層に形成された導電性ポストという構成とする。
また、スクライブラインの交差点などにおいても第２配線となる銅層を所定のパターンで析出させて、アライメントマークＭ２を形成する。
上記のようにして、図３（ａ）に示すような構成とする。
【００５６】
次に、図３（ｂ）に示すように、例えば、印刷用マスク１０の枠部１０ａがスクライブラインＳＬを保護するようにして、枠部１０ａが第１樹脂層２６上に接するようにして、スキージＳＱなどを用いて、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂あるいはポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂などの樹脂１１ａを供給、印刷し、導電性ポスト３２を完全に覆うような膜厚で絶縁性のバッファ層１１を形成する。
スキージＳＱと印刷用マスク１０のギャップは、例えば１５０μｍとする。
【００５７】
次に、図３（ｃ）に示すように、印刷用マスク１０を、スクライブラインＳＬ上から取り外すことで、バッファ層１１の印刷が完了する。
【００５８】
ここで、上記のバッファ層の形成工程についてさらに詳細に説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、例えば、印刷用マスク１０の枠部１０ａがスクライブラインＳＬを保護するようにして、印刷用マスクを配置する。
第１樹脂層２６間のスクライブラインＳＬの幅Ｗ１は９６μｍ程度、第２樹脂層２９間のスクライブラインＳＬの幅Ｗ２は１９６μｍ程度であり、このような形状のスクライブラインに対して、例えば図１に示すような枠部の幅ａ１は２００μｍ程度、枠部１０ａの被印刷物側に面する表面の幅ａ２が１３０μｍ程度となっている枠部１０ａを、枠部１０ａの被印刷物側に面する表面が第１樹脂層２６の上面にかかるようにして配置すると、図４（ｂ）に示す状態となる。
即ち、上記のように枠部１０ａの被印刷物側に面する表面と枠部１０ａの側面との角１０ｂにおいて、角形状が除去された形状となっており、角が落とされていることにより、第２樹脂層２９の端部形状にあたらず、枠部１０ａ自体はスクライブラインよりも幅広であるものの、枠部１０ａを第１樹脂層２６の上面に接触させることができる。
例えば、ウェハ外周から５ｍｍ程度の範囲は禁止領域として、これにかかって欠落するパターンについてはパターンを取り、枠部をそろえる。
【００５９】
次に、図５（ａ）に示すように、樹脂を供給し、スキージＳＱを用いて樹脂を印刷用マスクの開口部へと押し込み、バッファ層１１を形成する。
ここで、例えば樹脂ペーストのＮｖ値は２６、粘度は１１０Ｐａ・ｓ、一回の樹脂供給量は１５ｇ、スキージはＪで９０°、スピードは５ｍｍ／秒とし、また、印圧は０ＭＰａ、背圧は０．０７ＭＰａ程度とする。
例えば、スキージＳＱと印刷用マスク１０のギャップは１５０μｍ程度として、バッファ層として必要な膜厚が得られるように設定し、これにより、印刷用マスク１０の上端よりさらに１５０μｍ程度高い表面となるようにバッファ層１１を形成する。
ここで、枠部１０ａの被印刷物側に面する表面が第１樹脂層２６の上面にかかっているので、印刷時に樹脂がスクライブラインＳＬにまわりこんでしまうのを防止することができる。
【００６０】
ここで、上記の印刷用マスクにおいて、マスクの被印刷物と接触する面から５０μｍの深さでハーフエッチングを行って上記のような形状とするのは、残留ペーストのダレと落下量がスクライブラインまで到達する量として設計したものである。これは、基板が寸法の異なる絶縁膜で構成された場合に２層目のスクライブラインの１／２としている。
【００６１】
上記の印刷用マスク１０の枠部１０ａにおいて、被印刷物と接触する面の幅１３０μｍは、絶縁膜のスクライブラインと印刷機の合わせ精度が±１５μｍであることから、スクライブラインの幅（約９６μｍ）に対して約３０μｍ広げた寸法とする。
【００６２】
次に、図５（ｂ）に示すように、印刷用マスク１０を、スクライブラインＳＬ上から取り外すことで、バッファ層１１の印刷が完了する。
このとき、バッファ層となる樹脂の一部（残留ペースト１１ｒ）が、印刷用マスク１０の枠部１０ａの側面及び除去された角部１０ｂの面に残留して枠部１０ａとともに取り除かれるが、バッファ層１１の肩部１１ｓとテール部１１ｔへの影響は従来よりも小さくでき、バッファ層などの印刷においてスクライブラインへの樹脂の流れ込みを抑制し、かつ、配線の露出を抑制して、バッファ層を形成することができる。
【００６３】
上記のようにしてバッファ層を形成した後、図６（ａ）に示すように、例えば、バッファ層１１の樹脂硬化後に、研削により導電性ポスト３２の頭出しを行う。このときの条件は、例えば＃６００のホイールを用い、３５００ｒｐｍ、０．５ｍｍ／秒とする。
【００６４】
次に、図６（ｂ）に示すように、例えば、導電性ポスト３２に接続するように、例えばハンダボールの搭載、あるいはハンダペーストの印刷などにより、バンプ（突起電極）３３を形成する。
【００６５】
次に、図６（ｃ）に示すように、例えば、シリコン基板２０の裏面側からＢＧＲにより所望の薄さまで薄型化し、さらにブレードＢによりシリコン基板２０をダイシングして薄型個片化する。
特に、ダイシング工程においては、スクライブライン上のアライメントマークＭ２を参照して基板を位置合わせして行うことが可能であり、例えばスクライブラインの位置を自動的に認識して、ダイシングを自動的に行うことが可能となり、製造コストを抑制することができる。
以上で、図２に示す構成のＳｉＰ形態の半導体装置を形成することができる。
【００６６】
本実施形態の印刷用マスクの使用によりバッファ層を形成すると、枠部の被印刷物との接触面に対する樹脂の回りこみがないので、連続印刷時に洗浄が不要となる。
１５ｇの樹脂ペーストの供給後、極少量の追加で連続印刷可能である。
【００６７】
上記の本実施形態に係る印刷用マスクの使用方法と、それによりバッファ層を形成する半導体装置の製造方法においては、バッファ層を一度の印刷で形成可能であるので、生産性が向上する。
また、枠部の被印刷物との接触面に対する樹脂の回りこみがないので、連続印刷が可能となる。
また、スクライブライン近傍での配線部の露出を防止できる。
【００６８】
第２実施形態
図７（ａ）は本実施形態に係る印刷用マスクの斜視図であり、図７（ｂ）は断面図である。
印刷用マスク１２は、半導体装置を構成する樹脂絶縁層を印刷するための印刷用マスクであって、マスクとなる枠部を有する。
ここで、枠部は、樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が異なる複数の材料から構成されている。
例えば、枠部の被印刷物側に面する表面の反対側に配置された樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材からなる第１枠部１２ａと、枠部の被印刷物側に面する表面側に配置された樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が高い部材からなる第２枠部１２ｂとを含んで構成されている。即ち、第１枠部１２ａは樹脂絶縁層となる樹脂に対して表面張力が高く、第２枠部１２ｂは樹脂絶縁層となる樹脂に対して表面張力が低い。
【００６９】
例えば、第１枠部１２ａがステンレス（ＳＵＳ）材料で構成され、幅ａ１が２００μｍ、高さｂ１が３００μｍであり、第２枠部１２ｂがポリイミドで構成され、幅ａ２が１３０〜１５０μｍ、高さｂ２が１５０μｍである。
上記のように、枠部の被印刷物側に面する表面の幅ａ２が、枠部の幅ａ１より小さく形成されている。
また、印刷用マスク１２において、枠部で囲まれた領域が貫通開口部１２ｃとなっている。
【００７０】
次に、上記の印刷用マスクを用いてバッファ層を形成する印刷用マスクの使用方法及び半導体装置の製造方法について説明する。
図８（ａ）に示すように、例えば、第１枠部１２ａと第２枠部１２ｂからなる印刷用マスク１２の第２枠部１２ｂ側から、スクライブラインＳＬを保護するようにして、印刷用マスクを配置する。
【００７１】
第１樹脂層２６間のスクライブラインＳＬの幅Ｗ１は９６μｍ程度、第２樹脂層２９間のスクライブラインＳＬの幅Ｗ２は１９６μｍ程度であり、このような形状のスクライブラインに対して、例えば図７に示すような被印刷物側に面する表面の第２枠部の幅ａ２は１３０μｍ程度となっており、第２枠部１０ａの端部が第１樹脂層２６の上面にかかるようにして配置すると、図８（ｂ）に示す状態となる。
即ち、上記のように枠部の被印刷物側に面する表面である第２幅ａ２が、第１枠部の幅ａ１より小さく形成されていることにより、第２樹脂層２９の端部形状にあたらず、印刷用マスクを第１樹脂層２６の上面に接触させることができる。
【００７２】
次に、図９（ａ）に示すように、樹脂を供給し、スキージＳＱを用いて樹脂を印刷用マスクの開口部へと押し込み、バッファ層１１を形成する。
例えば、スキージＳＱと印刷用マスク１２のギャップは１５０μｍ程度として、バッファ層として必要な膜厚が得られるように設定し、これにより、印刷用マスク１２の上端よりさらに１５０μｍ程度高い表面となるようにバッファ層１１を形成する。
ここで、枠部１０ａの被印刷物側に面する表面が第１樹脂層２６の上面にかかっているので、印刷時に樹脂がスクライブラインＳＬにまわりこんでしまうのを防止することができる。
【００７３】
次に、図９（ｂ）に示すように、印刷用マスク１２を、スクライブラインＳＬ上から取り外すことで、バッファ層１１の印刷が完了する。
このとき、ポリイミド系の第２枠部１２ｂに対して、ポリイミド系の樹脂ペーストは表面張力が小さく、落下力が上回って枠部上への残留ペースト１１ｒの量はほとんどなくなる。
残留ペーストがほとんどないので、バッファ層１１の肩部１１ｓとテール部１１ｔへの影響は従来よりも小さくでき、バッファ層などの印刷においてスクライブラインへの樹脂の流れ込みを抑制し、かつ、配線の露出を抑制して、バッファ層を形成することができる。
【００７４】
本実施形態の印刷用マスクの使用によりバッファ層を形成すると、枠部の被印刷物との接触面に対する樹脂の回りこみがないので、連続印刷時に洗浄が不要となる。
１５ｇの樹脂ペーストの供給後、極少量の追加で連続印刷可能である。
【００７５】
上記の本実施形態に係る印刷用マスクの使用方法と、それによりバッファ層を形成する半導体装置の製造方法においては、バッファ層を一度の印刷で形成可能であるので、生産性が向上する。
また、枠部の被印刷物との接触面に対する樹脂の回りこみがないので、連続印刷が可能となる。
また、スクライブライン近傍での配線部の露出を防止できる。
【００７６】
図１０は、印刷用マスクの他の例の模式断面図である。
印刷用マスク１３において、枠部の被印刷物側に面する表面側及び当該表面の反対側に配置された樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材（１３ａ，１３ｃ）と、濡れ性が低い部材（１３ａ，１３ｃ）に挟まれて配置された樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が高い部材１３ｂとを含んで構成されている。例えば、濡れ性が低い部材（１３ａ，１３ｃ）はステンレス材料からなり、高い部材１３ｂはポリイミド系材料からなる。
樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材（１３ａ，１３ｃ）が、高い部材１３ｂより幅広に形成されており、高い部材１３ｂの部分が凹部形状の側面となる。この凹部形状に樹脂が溜まることが可能で、版抜け性はさらに改善される。
【００７７】
図１１は、印刷用マスクのさらに他の例の模式断面図である。
印刷用マスク１４において、枠部の被印刷物側に面する表面側及び当該表面の反対側に配置された樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材（１４ａ，１４ｃ）と、濡れ性が低い部材（１４ａ，１４ｃ）に挟まれて配置された樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が高い部材１４ｂとを含んで構成されている。例えば、濡れ性が低い部材（１４ａ，１４ｃ）はステンレス材料からなり、高い部材１４ｂはポリイミド系材料からなる。
樹脂絶縁層となる樹脂に対する濡れ性が低い部材（１４ａ，１４ｃ）が、高い部材１４ｂより幅が狭く形成されており、高い部材１４ｂが凸状に突出した側面となる。凸状に突出していることにより、枠部の被印刷物との接触面に対する樹脂の回りこみをさらに抑制できる。
【００７８】
本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、ＳｉＰとして、第１及び第２配線などに、インダクタンスやキャパシタなどの受動素子が形成されていてもよい。
実施形態においては、絶縁層中の配線として２層の配線（第１配線及び第２配線）が形成されているが、これに限らない。樹脂の絶縁層の層数も上記のような層数などに限定されない。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の半導体装置は、システムインパッケージ形態の半導体装置に適用できる。
【００８０】
本発明の半導体装置の製造方法は、システムインパッケージ形態の半導体装置の製造方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１（ａ）は本発明の第１実施形態に係る印刷用マスクの斜視図であり、図１（ｂ）は断面図である。
【図２】図２は本発明の第１実施形態に係るＳｉＰ形態の半導体装置の断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図７】図７（ａ）は本発明の第２実施形態に係る印刷用マスクの斜視図であり、図７（ｂ）は断面図である。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図１０】図１０は本発明の第２実施形態に係る印刷用マスクの他の例の断面図である。
【図１１】図１１は本発明の第２実施形態に係る印刷用マスクのさらに他の例の断面図である。
【図１２】図１２は従来技術の問題点を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０…印刷用マスク、１０ａ…枠部、１０ｂ…角、１０ｃ…貫通開口部、１１…バッファ層、１１ｒ…残留ペースト、１１ｓ…肩部、１１ｔ…テール部、１２…印刷用マスク、１３…印刷用マスク、１３ａ…濡れ性の高い部材、１３ｂ…濡れ性の低い部材、１３ｃ…濡れ性の高い部材、１４…印刷用マスク、１４ａ…濡れ性の高い部材、１４ｂ…濡れ性の低い部材、１４ｃ…濡れ性の高い部材、２０…シリコン基板、２１…下地絶縁膜、２４…第１半導体チップ、２４ａ…半導体本体部分、２４ｂ…パッド、２４ｃ…保護層、２４ｄ…ダイアタッチフィルム、２５…第２半導体チップ、２５ａ…半導体本体部分、２５ｂ…パッド、２５ｃ…保護層、２５ｄ…ダイアタッチフィルム、２６…第１樹脂層、２６ａ…開口部、２７…シード層、２８…銅層、２９…第２樹脂層、２９ａ…開口部、３０…シード層、３１…銅層、３２…導電性ポスト、３３…バンプ、Ｂ…ブレード、Ｍ１，Ｍ２…アライメントマーク
【図１】
2008053480.tif 000003
【図２】
2008053480.tif 000004
【図３】
2008053480.tif 000005
【図４】
2008053480.tif 000006
【図５】
2008053480.tif 000007
【図６】
2008053480.tif 000008
【図７】
2008053480.tif 000009
【図８】
2008053480.tif 000010
【図９】
2008053480.tif 000011
【図１０】
2008053480.tif 000012
【図１１】
2008053480.tif 000013
【図１２】
2008053480.tif 000014