(57)【要約】      （修正有）【課題】ビア底剥がれによる断線を防止し実装信頼性を高めることができるビルドアップ多層配線基板、半導体装置、及びそれらの製造方法を提供する。【解決手段】複数の配線層１２、１７及び絶縁層１１ａ、１１ｂ、１１ｃが交互に積層され、かつ、前記配線層間がビア１６、１９で接続された多層配線基板１０であって、第１の配線層１２の端面と、前記第１の配線層の上層側に配された第２の配線層１７と一体に構成されるビア１６の側壁面と、が直接接続して、前記第１の配線層１２と前記第２の配線層１７が導通することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線層及び絶縁層が交互に積層され、かつ、前記配線層間がビア接続された多層配線基板であって、
第１の配線層の端面と、前記第１の配線層の上層側に配された第２の配線層と一体に構成されるビアの側壁面と、が直接接続して、前記第１の配線層と前記第２の配線層が導通することを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
少なくとも第１の絶縁層、第１の配線層、第２の絶縁層、第２の配線層の順に積層する多層配線基板であって、
前記第２の絶縁層及び前記第１の配線層をそれぞれ貫通し、かつ、前記第１の配線層側から貫通しないように前記第１の絶縁層に掘り下げられた孔と、
前記孔の表面に形成されるとともに、前記第２の配線層と一体に構成されるビアと、
を備え、
前記第１の配線層の端面と、前記ビアの側壁面と、が直接接続して、前記第１の配線層と前記第２の配線層が導通することを特徴とする多層配線基板。
【請求項３】
前記ビアの底は、前記第１の配線層の下層側に配された絶縁層の層間厚の２０％以上８０％以下の深さの位置に配されることを特徴とする請求項１又は２記載の多層配線基板。
【請求項４】
複数の配線層及び絶縁層が交互に積層され、かつ、前記配線層間がビア接続された多層配線基板であって、
第１の配線層の端面と、前記第１の配線層の上層側に配された第２の配線層と一体に構成されるビアの側壁面と、が直接接続して、前記第１の配線層と前記第２の配線層が導通し、
前記１の配線層の下層に配された絶縁層中の所定の深さの位置に配設されるとともに、前記ビアの底面と直接接続するランドを有することを特徴とする多層配線基板。
【請求項５】
少なくとも第１の絶縁層、第１の配線層、第２の絶縁層、第２の配線層の順に積層する多層配線基板であって、
前記第１の絶縁層中の所定の深さの位置に配設されたランドと、
前記第２の絶縁層及び前記第１の配線層をそれぞれ貫通し、かつ、前記第１の配線層側から前記ランドが現れるまで前記第１の絶縁層を掘り下げられた孔と、
前記孔の表面に形成されるとともに、前記第２の配線層と一体に構成されるビアと、
を備え、
前記第１の配線層の端面と、前記ビアの側壁面と、が直接接続して、前記第１の配線層と前記第２の配線層が導通することを特徴とする多層配線基板。
【請求項６】
前記ランドは、当該ランドを埋め込む絶縁層の層間厚の２０％以上８０％以下の深さの位置に配されることを特徴とする請求項４又は５記載の多層配線基板。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一に記載の多層配線基板と、
前記多層配線基板に実装された半導体チップと、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
第１の絶縁層、第１の配線層、第２の絶縁層の順に積層した組立体における前記第２の絶縁層の所定の位置をエッチングして前記第１の配線層が現れる孔を形成する工程と、
前記孔から露出する前記第１の配線層を前記第１の絶縁層が現れるまでエッチングする工程と、
前記孔から露出する前記第１の絶縁層を当該第１の絶縁層が貫通しないように所定の深さまでエッチングする工程と、
前記第２の絶縁層並びに、前記孔から露出した前記第２の絶縁層、前記第１の配線層及び前記第１の絶縁層の表面に、第２の配線層及び、当該第２の配線層と一体となるビアを形成する工程と、
を含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項９】
前記孔から露出する前記第１の絶縁層は、当該第１の絶縁層の層間厚の２０％以上８０％以下の深さの位置までエッチングされることを特徴とする請求項８記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項１０】
第１の絶縁層、第１のランド、第２の絶縁層、第１の配線層、第３の絶縁層の順に積層した組立体における前記第３の絶縁層の表面の所定の位置に第２のランドを形成する工程と、
前記第３の絶縁層ないし前記第２のランドの表面に第４の絶縁層を形成する工程と、
前記第２のランド以外の領域であって前記第１のランドの領域における前記第４の絶縁層及び前記第３の絶縁層の所定の位置をエッチングして前記第１の配線層が現れる孔を形成する工程と、
前記孔から露出する前記第１の配線層を前記第２の絶縁層が現れるまでエッチングする工程と、
前記孔から露出する前記第２の絶縁層を前記第１のランドが現れるまでエッチングする工程と、
前記第４の絶縁層並びに、前記孔から露出した前記第４の絶縁層、前記第３の絶縁層、前記第１の配線層、前記第２の絶縁層及び前記第１のランドの表面に、第２の配線層及び、当該第２の配線層と一体となるビアを形成する工程と、
を含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第４の絶縁層は、前記第３の絶縁層ないし前記第２のランドの表面に、前記第３の絶縁層の厚さの０．２５倍以上４倍以下の厚さで形成されることを特徴とする請求項１０記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項１２】
前記ビアを形成する前に、前記孔の露出面を洗浄することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のいずれか一に記載の方法により製造された多層配線基板に半導体チップを搭載することを特徴と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】
本発明は、多層配線基板、半導体装置、及びそれらの製造方法に関し、特にフォトリソ又はレーザ加工を用いて形成される非貫通マイクロビアの構造を有する超高密度ビルドアップ多層配線基板、半導体装置、及びそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フリップチップ型半導体装置の高性能化や高機能化に伴い、半導体装置に用いられる超高密度ビルドアップ多層配線基板への要求・仕様は、より難易度の高い技術が必要とされている。そのひとつの方向性として、ビルドアップ多層配線基板に搭載される半導体チップ及びパッケージサイズの大型化がある。大型化されると、異種材料の線膨張係数の差、温度変化、温度勾配等の影響を受けやすく、構造の接続部に生じる熱応力が想像以上に大きくなるため、熱応力が装置の信頼性に及ぼす影響については十分に対策を講じておく必要がある。
【０００３】
ビルドアップ多層配線基板におけるビルドアップ層間の電気的相互接続は、非貫通のマイクロビアを通じて行われるが、熱応力によって生ずるせん断応力が接続部であるマイクロビア底部にも作用し、ビア底剥がれの原因となるため、熱応力を吸収しビア底剥がれを防止する基板構造が望まれている。
【０００４】
従来のビルドアップ多層配線基板の製造方法について、図面を用いて説明する（特許文献１参照）。図５は、従来のビルドアップ多層配線基板の製造方法を模式的に示した工程断面図である。まず、図５（ａ）に示すように、ビルドアップ絶縁層１１１ｂの所望の位置にレーザを照射して、第１の内層配線パターン１１２の一部が露出した第１のマイクロビア用孔１１３を形成する。次に、第１のマイクロビア用孔１１３の底面に付着した絶縁樹脂の溶融残渣を化学的に溶解除去し、エッチング法、セミアディティブ法などの回路形成方法によって第２の内層配線パターン１１７及び第１のマイクロビア１１６を形成する（図５（ｂ）参照）。次に、図５（ｃ）に示すように第２の内層配線パターン１１７及び第１のマイクロビア１１６を含む基板の表面にビルドアップ絶縁層１１１ｃを被覆し、その後、図５（ａ）の孔あけ工程と、図５（ｂ）の配線パターン形成工程と、を逐次繰り返すことでビルドアップ層の多層化が可能となる（ここでは省略）。外層配線パターン１１８及び第２のマイクロビア１１９を形成した後、外層配線パターン１１８及び第２のマイクロビア１１９を含む基板の表面に、バンプ用の開口部を有するソルダーレジスト１２０を形成し、ソルダーレジスト１２０の開口部でバンプ１３０を介して半導体チップ１４０を実装する。これにより、マイクロビアと内層配線パターンとの電気的相互接続が、マイクロビアの底面において、面と面で直接接続されて導通が得られる。（図５（ｄ）参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−２９１０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のビルドアップ多層配線基板の製造方法では、第１のマイクロビア１１６と第１の内層配線パターン１１２、及び第２のマイクロビア１１９と第２の内層配線パターン１１７のそれぞれの電気的相互接続は、各マイクロビアの底面において面と面で直接接続して導通する構造を成しているため、熱応力によって生ずるせん断応力を吸収・緩和する機能が十分に発揮しない。このためビア底剥がれを生じやすいという問題がある。
【０００７】
近年、配線収容性を高めるために、マイクロビアの直上にマイクロビアを重ねるスタック構造や、マイクロビアを実装用パッドとして使用するケース（いわゆるパッド・オン・ビア構造）が増えているが、これを実用化するためにはマイクロビアの内部をめっきで充填するのが一般である。この場合、マイクロビア側壁は弾性を失い、マイクロビアの底部にかかるせん断応力は逃げ場をなくす。その結果、ビア底剥がれが発生する可能性はさらに高くなるといった問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、ビア底剥がれによる断線を防止し実装信頼性を高めることができるビルドアップ多層配線基板、半導体装置、及びそれら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】
【０００９】
本発明の第１の視点においては、複数の配線層及び絶縁層が交互に積層され、かつ、前記配線層間がビア接続された多層配線板であって、第１の配線層の端面と、前記第１の配線層の上層側に配された第２の配線層と一体に構成されるビアの側壁面と、が直接接続して、前記第１の配線層と前記第２の配線層が導通することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の視点においては、少なくとも第１の絶縁層、第１の配線層、第２の絶縁層、第２の配線層の順に積層する多層配線板であって、前記第２の絶縁層及び前記第１の配線層をそれぞれ貫通し、かつ、前記第１の配線層側から貫通しないように前記第１の絶縁層に掘り下げられた孔と、前記孔の表面に形成されるとともに、前記第２の配線層と一体に構成されるビアと、を備え、前記第１の配線層の端面と、前記ビアの側壁面と、が直接接続して、前記第１の配線層と前記第２の配線層が導通することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の前記多層配線板において、前記ビアの底は、前記第１の配線層の下層側に配された絶縁層の層間厚の２０％以上８０％以下の深さの位置に配されることが好ましい。
【００１２】
本発明の第３の視点においては、複数の配線層及び絶縁層が交互に積層され、かつ、前記配線層間がビア接続された多層配線板であって、第１の配線層の端面と、前記第１の配線層の上層側に配された第２の配線層と一体に構成されるビアの側壁面と、が直接接続して、前記第１の配線層と前記第２の配線層が導通し、前記１の配線層の下層に配された絶縁層中の所定の深さの位置に配設されるとともに、前記ビアの底面と直接接続するランドを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第４の視点においては、少なくとも第１の絶縁層、第１の配線層、第２の絶縁層、第２の配線層の順に積層する多層配線板であって、前記第１の絶縁層中の所定の深さの位置に配設されたランドと、前記第２の絶縁層及び前記第１の配線層をそれぞれ貫通し、かつ、前記第１の配線層側から前記ランドが現れるまで前記第１の絶縁層を掘り下げられた孔と、前記孔の表面に形成されるとともに、前記第２の配線層と一体に構成されるビアと、を備え、前記第１の配線層の端面と、前記ビアの側壁面と、が直接接続して、前記第１の配線層と前記第２の配線層が導通することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の前記多層配線板において、前記ランドは、当該ランドを埋め込む絶縁層の層間厚の２０％以上８０％以下の深さの位置に配されることが好ましい。
【００１５】
本発明の第５の視点においては、前記多層配線板と、前記多層配線板に実装された半導体チップと、を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第６の視点においては、多層配線基板の製造方法であって、第１の絶縁層、第１の配線層、第２の絶縁層の順に積層した組立体における前記第２の絶縁層の所定の位置をエッチングして前記第１の配線層が現れる孔を形成する工程と、前記孔から露出する前記第１の配線層を前記第１の絶縁層が現れるまでエッチングする工程と、前記孔から露出する前記第１の絶縁層を当該第１の絶縁層が貫通しないように所定の深さまでエッチングする工程と、前記第２の絶縁層並びに、前記孔から露出した前記第２の絶縁層、前記第１の配線層及び前記第１の絶縁層の表面に、第２の配線層及び、当該第２の配線層と一体となるビアを形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の前記多層配線板の製造方法において、前記孔から露出する前記第１の絶縁層は、当該第１の絶縁層の層間厚の２０％以上８０％以下の深さの位置までエッチングされることが好ましい。
【００１８】
本発明の第７の視点においては、多層配線基板の製造方法であって、第１の絶縁層、第１のランド、第２の絶縁層、第１の配線層、第３の絶縁層の順に積層した組立体における前記第３の絶縁層の表面の所定の位置に第２のランドを形成する工程と、前記第３の絶縁層ないし前記第２のランドの表面に第４の絶縁層を形成する工程と、前記第２のランド以外の領域であって前記第１のランドの領域における前記第４の絶縁層及び前記第３の絶縁層の所定の位置をエッチングして前記第１の配線層が現れる孔を形成する工程と、前記孔から露出する前記第１の配線層を前記第２の絶縁層が現れるまでエッチングする工程と、前記孔から露出する前記第２の絶縁層を前記第１のランドが現れるまでエッチングする工程と、前記第４の絶縁層並びに、前記孔から露出した前記第４の絶縁層、前記第３の絶縁層、前記第１の配線層、前記第２の絶縁層及び前記第１のランドの表面に、第２の配線層及び、当該第２の配線層と一体となるビアを形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の前記多層配線板の製造方法において、前記第４の絶縁層は、前記第３の絶縁層ないし前記第２のランドの表面に、前記第３の絶縁層の厚さの０．２５倍以上４倍以下の厚さで形成されることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の前記多層配線板の製造方法において、前記ビアを形成する前に、前記孔の露出面を洗浄することが好ましい。
【００２１】
本発明の第８の視点においては、半導体装置の製造方法であって、前記多層配線板の製造方法により製造された多層配線板に半導体チップを搭載することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明（請求項１−１３）によれば、非貫通のマイクロビアと内層配線パターンの電気的相互接続をマイクロビアの側壁に交点を設けて導通する構造としているので、当該接続部分にかかるせん断応力が吸収・緩和され、マイクロビアの剥離による断線を防止することができ、実装信頼性を高めることができる。
【００２３】
また、本発明（請求項１−１３）によれば、温度サイクル試験など長期信頼性試験における製品寿命を向上させることができる。
【００２４】
本発明（請求項４−６、１０、１１）によれば、受けランドを有することにより、レーザのエネルギー密度の制御を容易にし、工程管理幅を広く設定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（実施形態１）
本発明の実施形態１に係る半導体装置及びビルドアップ多層配線基板について図面を用いて説明する。図１及び図２は、本発明の実施形態１に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した工程（部分）断面図である。なお、図１及び図２は、単に、図面作成の都合で分図されている。実施形態１に係る半導体装置は、フリップチップボールグリッドアレイ（ＦＣＢＧＡ）を適用したものである。
【００２６】
図２（ｇ）を参照すると、半導体装置１は、ビルドアップ多層配線基板１０と、バンプ３０と、半導体チップ４０と、を有する。半導体チップ４０は、バンプ３０を介してビルドアップ多層配線基板１０に実装されている。
【００２７】
ビルドアップ多層配線基板１０のビルドアップ層には、第１の内層配線パターン１２と第２の内層配線パターン１７と外層配線パターン１８の３つ配線層を有する。第１の内層配線パターン１２の半導体チップ４０側の面の反対側の面、第１の内層配線パターン１２と第２の内層配線パターン１７の間、及び第２の内層配線パターン１７と外層配線パターン１８の間には、ビルドアップ絶縁層１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が存在する。配線層間の電気的相互接続は、ここでは第１のマイクロビア１６及び第２のマイクロビア１９を介して行われる。第１のマイクロビア１６は、第２の内層配線パターン１７と一体であり、ビルドアップ絶縁層１１ｂ及び第１の内層配線パターン１２を貫通し、かつ、ビルドアップ絶縁層１１ａをその層間厚の２０〜８０％の深さまで掘り下げた孔の表面に形成されている。同じく、第２のマイクロビア１９は、外層配線パターン１８と一体であり、ビルドアップ絶縁層１１ｃ及び第２の内層配線パターン１７を貫通し、かつ、ビルドアップ絶縁層１１ｂをその層間厚の２０〜８０％の深さまで掘り下げた孔の表面に形成されている。第１のマイクロビア１６と第１の内層配線パターン１２の電気的相互接続は、第１のマイクロビア１６の側壁面と、第１の内層配線パターン１２の端面と、が直接接続（接合；ビア接続）して導通する構造を成している。同じく、第２のマイクロビア１９と第２の内層配線パターン１７の電気的相互接続は、第２のマイクロビア１９の側壁面と、第２の内層配線パターン１７の端面と、が直接接続（接合；ビア接続）して導通する構造を成している。半導体チップ４０側の最上層は、外層配線パターン１８の表面保護、絶縁劣化の防止等のため、ソルダーレジスト２０で覆われている。ソルダーレジスト２０は、外層配線パターン１８に通じる開口部２０ａを有する。開口部２０ａは、バンプ３０が配置される部分に相当する。なお、ここでのビルドアップ多層配線基板１０は、３つの配線層としているが、配線層と絶縁層を交互に積層し、配線層間をマイクロビアの側壁面と、内層配線パターンの端面と、が直接接続（接合；ビア接続）するようにして、３つ以上の配線層とすることができる。
【００２８】
ビルドアップ絶縁層１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）として、例えば、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フッ素樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、液晶ポリマー等の絶縁性樹脂から選択された１種又は２種以上の絶縁性樹脂を用いることができ、熱硬化性樹脂や感光性樹脂であってもよい。また、基板強度を上げるため、絶縁性樹脂に、補強材としてガラスクロス、ガラス不織布、アラミド不織布、アラミドフィルム、ポリイミドフィルム等を積層してもよい。また、ビルドアップ絶縁層１１には、樹脂フィルムや樹脂付き銅箔（ＲＣＣ）を用いることもでき、ビルドアップの観点から、樹脂付き銅箔が最適である。
【００２９】
第１の内層配線パターン１２、第１のマイクロビア１６、第２の内層配線パターン１７、外層配線パターン１８、第２のマイクロビア１９には、例えば、無電解めっき、電解めっき等による金、銀、銅、ニッケル等から選択された少なくとも１種の金属又はその合金を用いることができ、コストの観点から、銅が最適である。
【００３０】
ソルダーレジスト２０は、ビルドアップ層の表層であることからソルダーレジストが最適であるが、ビルドアップ絶縁層１１と同様の材料を用いることができる。
【００３１】
バンプ３０には、取り扱い等の観点から、半田ボールが最適であるが、金、銅、などの金属材料、導電性樹脂、樹脂部材の表面に金属材料を被覆した複合材料を用いることができる。
【００３２】
半導体チップ４０は、例えば、ＬＳＩ等の半導体素子であり、半導体チップ４０の電極端子（図示せず）は、バンプ３０を介して外層配線パターン１８と電気的に接続される。
【００３３】
なお、半導体チップ４０とソルダーレジスト２０の間の隙間を封止するために、封止樹脂（図示せず）を用いてもよい。封止樹脂には、求められる特性に応じて、公知の封止材料（例えば、エポキシ樹脂等）を選択して用いることができる。
【００３４】
次に、本発明の実施形態１に係る半導体装置及びビルドアップ多層配線基板の製造方法について図面を用いて説明する。
【００３５】
まず、ビルドアップ絶縁層１１ａと１１ｂの間に第１の内層配線パターン１２が形成されている組立体（基板）について、ビルドアップ絶縁層１１ｂの所望の位置に、第１のマイクロビア用孔１３ａを形成（ビルドアップ絶縁層１１ｂをエッチング）する（ステップＡ１；図１（ａ）参照）。ここで、第１のマイクロビア用孔１３ａは、炭酸ガスレーザを照射（第１回目の照射）して形成することができ、この場合、炭酸ガスレーザの収束スポット径は第１の内層配線パターン１２が所定の面積で露出するよう制御される。第１のマイクロビア用孔１３ａの形成には、他にも、（１）ビルドアップ絶縁層１１ｂを樹脂フィルムとし、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ等のレーザ光によって第１のマイクロビア用孔１３ａを形成する方法、（２）ビルドアップ絶縁層１１ｂを樹脂付き銅箔（ＲＣＣ）とし、第１のマイクロビア用孔１３ａの銅箔をエッチングし、プラズマにより第１のマイクロビア用孔１３ａを形成し、不要な樹脂を除去する方法、（３）ビルドアップ絶縁層１１ｂを印刷、塗布等して硬化させた熱硬化性樹脂とし、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ等のレーザ光によって第１のマイクロビア用孔１３ａを形成する方法、（４）ビルドアップ絶縁層１１ｂを印刷、塗布等して硬化させた感光性樹脂とし、フォトリソグラフィ法によって第１のマイクロビア用孔１３ａを形成する方法等がある。
【００３６】
次に、第１のマイクロビア用孔１３ａの底部に露出している第１の内層配線パターン１２を除去（エッチング）して、第１のマイクロビア用孔１３ｂを形成する（ステップＡ２；図１（ｂ）参照）。ここで、第１のマイクロビア用孔１３ｂの形成（第１の内層パターンの除去）は、ビルドアップ絶縁層１１ｂをエッチングマスクとし、例えば、ソフトエッチングの過酸化水素＋硫酸系、過硫酸アンモニウム、過硫酸ソーダ、塩化第二銅（鉄）等を用いて、露出した第１の内層パターンを化学的に溶解除去して行うことができる。
【００３７】
次に、第１のマイクロビア用孔１３ｂの底部に露出するビルドアップ絶縁層１１ａをその層間厚の２０％〜８０％深さまで除去（エッチング）して、第１のマイクロビア用孔１３ｃを形成する（ステップＡ３；図１（ｃ）参照）。ここで、第１のマイクロビア用孔１３ｃは、例えば、炭酸ガスレーザを照射（第２回目の照射）し、エッチバックして形成することができる。
【００３８】
次に、第１のマイクロビア用孔１３ｃの側壁に露出する第１の内層配線パターン１２の表面に付着した絶縁樹脂の溶融残渣を化学的に溶解除去（洗浄）する（ステップＡ４）。ここで、溶融残渣の除去には、例えば、過マンガン酸液を用いることができる。
【００３９】
次に、ビルドアップ絶縁層１１ｂないし第１のマイクロビア用孔１３ｃの表面の所定の位置に、第２の内層配線パターン１７及び第１のマイクロビア１６を形成する（ステップＡ５；図１（ｄ）参照）。これにより、第１のマイクロビア１６の側壁面と、第１の内層配線パターン１２の端面と、が直接接続（接合；ビア接続）して導通する構造を得ることができる。ここで、第２の内層配線パターン１７及び第１のマイクロビア１６は、エッチング法、セミアディティブ法などの回路形成方法によって形成でき、例えば、ビルドアップ絶縁層１１ｂないし第１のマイクロビア用孔１３ｃの表面の化学粗化（デスミア、樹脂粗化処理等）を行ない、その後、組立体表面（ビア底も含む）に無電解銅めっきでシード層を形成し、その後、回路形成用のドライフィルムを基板にラミネートしてからマスク露光、現像工程を経て、所望の配線パターン用マスクを形成した後、電解めっき法で配線パターンを形成し、ドライフィルムを剥がし、その後、エッチングによりシード層を除去することにより形成することができる。
【００４０】
次に、ビルドアップ絶縁層１１ｂないし第２の内層配線パターン１７及び第１のマイクロビア１６の表面へのビルドアップ絶縁層１１ｃの積層（ステップＡ６；図２（ｅ）参照）と、図１（ａ）〜図１（ｄ）の工程と、を逐次繰り返すことで、ビルドアップ層の多層化が可能となる（ステップＡ７）。多層化の最上段では、ビルドアップ絶縁層１１ｃないしマイクロビア用孔（図示せず）の表面の所定の位置に、外層配線パターン１８及び第２のマイクロビア１９を形成することになる（ステップＡ８；図２（ｆ）参照）。外層配線パターン１８及び第２のマイクロビア１９は、第２の内層配線パターン１７及び第１のマイクロビア１６と同様の方法によって形成することができる。そして、ここでも、第２のマイクロビア１９の側壁面と、第２の内層配線パターン１７の端面と、が直接接続（接合；ビア接続）して導通する構造を得ることができる。
【００４１】
次に、ビルドアップ絶縁層１１ｃないし外層配線パターン１８及び第２のマイクロビア１９の表面にソルダーレジスト２０を被覆し、バンプ用の開口部２０ａを形成する（ステップＡ９）。ここで、ソルダーレジスト２０については、例えば、感光性樹脂のソルダーレジストを用いて、開口部２０ａを形成することができる。開口部２０ａの底面には、外層配線パターン１８が露出している。
【００４２】
最後に、半導体チップ４０をバンプ３０により外層配線パターン１８にフリップチップ接続し、封止樹脂（図示せず）を半導体チップ４０とソルダーレジスト２０との間の空間に流し込み、硬化させる（ステップＡ１０；図２（ｇ）参照）。
【００４３】
以上のように、実施形態１によれば、第１のマイクロビア１６と第１の内層配線パターン１２、及び第２のマイクロビア１９と第２の内層配線パターン１７のそれぞれの接続部分は面接続ではなく実質的に線接続であり、擬似的にスプリングのような構造を取っている。この弾性特性が加熱時にパッケージを構成する各材料の熱膨張率のミスマッチから生じるマイクロビアに働く変形応力を分散、緩衝することで、マイクロビアの剥離による断線を防止することができ、実装信頼性を高めることができる。
【００４４】
（実施形態２）
本発明の実施形態２に係る半導体装置及びビルドアップ多層配線基板について図面を用いて説明する。図３及び図４は、本発明の実施形態２に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した工程（部分）断面図である。なお、図３及び図４は、単に、図面作成の都合で分図されている。実施形態２に係る半導体装置は、フリップチップボールグリッドアレイ（ＦＣＢＧＡ）を適用したものである。実施形態２に係る半導体装置は、第１の受けランド２１及び第２の受けランド２２を有する点で、実施形態１に係る半導体装置と異なるが、その他の構成については実施形態１と同様である。
【００４５】
図４（ｈ）を参照すると、半導体装置１は、ビルドアップ多層配線基板１０と、バンプ３０と、半導体チップ４０と、を有する。半導体チップ４０は、バンプ３０を介してビルドアップ多層配線基板１０に実装される。
【００４６】
ビルドアップ多層配線基板１０のビルドアップ層には、下層側から順に、第１の受けランド２１、第１の内層配線パターン１２、第２の受けランド２２、第２の内層配線パターン１７、外層配線パターン１８の導電層を有する。第１の受けランド２１の半導体チップ４０側の面の反対側の面、第１の受けランド２１と第１の内層配線パターン１２の間、第１の内層配線パターン１２と第２の受けランド２２の間、第２の受けランド２２と第２の内層配線パターン１７の間、及び第２の内層配線パターン１７と外層配線パターン１８の間には、ビルドアップ絶縁層１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ）が存在する。第１の内層配線パターン１２、第２の内層配線パターン１７、及び外層配線パターン１８は、配線層である。第１の受けランド２１は、第１のマイクロビア用孔１３ｃを形成する際のレーザビームを遮断するためエッチングストッパである。同じく、第２の受けランド２２は、第２のマイクロビア用孔（図示せず）を形成する際のレーザビームを遮断するためエッチングストッパである。配線層間の電気的相互接続は、第１のマイクロビア１６及び第２のマイクロビア１９を介して行われる。第１のマイクロビア１６は、第２の内層配線パターン１７と一体であり、ビルドアップ絶縁層１１ｄ、１１ｃ及び第１の内層配線パターン１２を貫通し、かつ、ビルドアップ絶縁層１１ｂを第１の受けランド２１まで掘り下げた孔の表面に形成されている。同じく、第２のマイクロビア１９は、外層配線パターン１８と一体であり、ビルドアップ絶縁層１１ｅ及び第２の内層配線パターン１７を貫通し、かつ、ビルドアップ絶縁層１１ｄを第２の受けランド２２まで掘り下げた孔の表面に形成されている。第１のマイクロビア１６と第１の内層配線パターン１２の電気的相互接続は、第１のマイクロビア１６の側壁面と、第１の内層配線パターン１２の端面と、が直接接続（接合；ビア接続）して導通する構造を成している。同じく、第２のマイクロビア１９と第２の内層配線パターン１７の電気的相互接続は、第２のマイクロビア１９の側壁面と、第２の内層配線パターン１７の端面と、が直接接続（接合；ビア接続）して導通する構造を成している。半導体チップ４０側の最上層側は、外層配線パターン１８の表面保護、絶縁劣化の防止等のため、ソルダーレジスト２０で覆われている。ソルダーレジスト２０は、外層配線パターン１８に通じる開口部２０ａを有する。開口部２０ａは、バンプ３０が配置される部分になる。なお、ここでのビルドアップ多層配線基板１０は、３つの配線層としているが、配線層と絶縁層を交互に積層し、配線層間をマイクロビアの側壁面と、内層配線パターンの端面と、を直接接続（接合；ビア接続）して、３つ以上の配線層とすることができる。この場合も、もちろん、配線層と配線層の間の絶縁層内には、受けランドが内層されることになる。
【００４７】
第１の受けランド２１及び第２の受けランド２２には、例えば、無電解めっき、電解めっき等による金、銀、銅、ニッケル等から選択された少なくとも１種の金属又はその合金を用いることができ、コストの観点から、銅が最適である。
【００４８】
次に、本発明の実施形態２に係る半導体装置及びビルドアップ多層配線基板の製造方法について図面を用いて説明する。
【００４９】
まず、ビルドアップ絶縁層１１ａ、第１の受けランド２１、ビルドアップ絶縁層１１ｂ、第１の内層配線パターン１２、ビルドアップ絶縁層１１ｃの順に形成（ないし積層）された組立体（基板）の表面に、第２の受けランド２２、ビルドアップ絶縁層１１ｄを、この順に形成（ないし積層）する（ステップＢ１；図３（ａ）参照）。ここで、第１の受けランド２１及び第２の受けランド２２は、エッチング法、セミアディティブ法などの回路形成方法によって形成でき、実施形態１における第２の内層配線パターン１７及び第１のマイクロビア１６と同様な方法で形成することができる（ステップＡ５参照）。なお、第１の受けランド２１は、ビルドアップ絶縁層１１ａと１１ｂの合計厚さの２０％〜８０％深さにくるように設計されており、第２の受けランド２２は、ビルドアップ絶縁層１１ｃと１１ｄの合計厚さの２０％〜８０％深さにくるように設計されている。つまり、ビルドアップ絶縁層１１ｂはビルドアップ絶縁層１１ａの厚さの０．２５〜４倍の厚さであり、ビルドアップ絶縁層１１ｄはビルドアップ絶縁層１１ｃの厚さの０．２５〜４倍の厚さである。
【００５０】
次に、ビルドアップ絶縁層１１ｄ、１１ｃの所望の位置に、第１のマイクロビア用孔１３ａを形成（ビルドアップ絶縁層１１ｄ、１１ｃをエッチング）する（ステップＢ２；図３（ｂ）参照）。ここで、第１のマイクロビア用孔１３ａは、炭酸ガスレーザを照射（第１回目の照射）して形成することができ、この場合、炭酸ガスレーザの収束スポット径は第１の内層配線パターン１２が所定の面積で露出するよう制御される。第１のマイクロビア用孔１３ａの形成は、他にも、実施形態１と同様な方法を用いてもよい（ステップＡ１参照）。
【００５１】
次に、第１のマイクロビア用孔１３ａの底部に露出している第１の内層配線パターン１２を除去（エッチング）して、第１のマイクロビア用孔１３ｂを形成する（ステップＢ３；図３（ｃ）参照）。
【００５２】
次に、第１のマイクロビア用孔１３ｂの底部に露出するビルドアップ絶縁層１１ｂを第１の受けランド２１が出てくるまで除去（エッチング）して、第１のマイクロビア用孔１３ｃを形成する（ステップＢ４；図３（ｄ）参照）。ここで、第１のマイクロビア用孔１３ｃは、炭酸ガスレーザを照射（第２回目の照射）して形成することができるが、この場合、炭酸ガスレーザの収束スポット径は第１の受けランド２１が所定の面積で露出するよう制御される。
【００５３】
次に、第１のマイクロビア用孔１３ｃ側壁に露出する第１の内層配線パターン１２の表面に付着した絶縁樹脂の溶融残渣を化学的に溶解除去（洗浄）する（ステップＢ５）。
【００５４】
次に、ビルドアップ絶縁層１１ｄないし第１のマイクロビア用孔１３ｃの表面の所定の位置に、第２の内層配線パターン１７及び第１のマイクロビア１６を形成する（ステップＢ６；図３（ｅ）参照）。これにより、第１のマイクロビア１６の側壁面と、第１の内層配線パターン１２の端面と、が直接接続（接合；ビア接続）して導通する構造を得ることができる。ここで、第２の内層配線パターン１７及び第１のマイクロビア１６は、エッチング法、セミアディティブ法などの回路形成方法によって形成できる。
【００５５】
次に、ビルドアップ絶縁層１１ｄないし第２の内層配線パターン１７及び第１のマイクロビア１６の表面へのビルドアップ絶縁層１１ｅの積層（ステップＢ７；図４（ｆ）参照）と、図３（ａ）〜図３（ｅ）の工程を逐次繰り返すことでビルドアップ層の多層化が可能となり（ステップＢ８）、多層化の最上段では、ビルドアップ絶縁層１１ｄないしマイクロビア用孔（図示せず）の表面の所定の位置に、外層配線パターン１８及び第２のマイクロビア１９を形成することになる（ステップＢ９；図４（ｇ）参照）。なお、多層化の最上段のビルドアップ絶縁層１１ｅでは、もちろん受けランドを形成しなくてもよい。
【００５６】
次に、ビルドアップ絶縁層１１ｃないし外層配線パターン１８及び第２のマイクロビア１９の表面にソルダーレジスト２０を被覆し、バンプ用の開口部２０ａを形成する（ステップＢ１０）。
【００５７】
最後に、半導体チップ４０をバンプ３０により外層配線パターン１８にフリップチップ接続し、封止樹脂（図示せず）を半導体チップ４０とソルダーレジスト２０との間の空間に流し込み、硬化させる（ステップＢ１１；図４（ｈ）参照）。
【００５８】
以上のように、実施形態２によれば、２度目のレーザを照射し、ビルドアップ絶縁層を層間厚の２０％〜８０％深さまでエッチバックする工程において、各マイクロビアの底部にはレーザビームを遮断するための第１の受けランド２１、および第２の受けランド２２を有するため、レーザのエネルギー密度の制御を容易にし、工程管理幅を広く設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態１に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した第１の工程断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した第２の工程断面図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した第１の工程断面図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した第２の工程断面図である。
【図５】従来のビルドアップ多層配線基板の製造方法を模式的に示した工程断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  半導体装置
１０  ビルドアップ多層配線基板（多層配線基板）
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ  ビルドアップ絶縁層（絶縁層）
１２、１１２  第１の内層配線パターン（第１の配線層）
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１１３  第１のマイクロビア用孔（孔）
１６、１１６  第１のマイクロビア（第１のビア）
１７、１１７  第２の内層配線パターン（第２の配線層）
１８、１１８  外層配線パターン
１９、１１９  第２のマイクロビア（第２のビア）
２０、１２０  ソルダーレジスト
２０ａ  開口部
２１  第１の受けランド（第１のランド）
２２  第２の受けランド（第２のランド）
３０、１３０  バンプ
４０、１４０  半導体チップ
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ  ビルドアップ絶縁層
【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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