(57)【要約】【課題】  半導体チップとインターポーザとがフリップチップ接合されたときに、半導体チップが均一な厚さの絶縁層でインターポーザに固定されとともに、半導体チップとインターポーザとの接合信頼性が高くなるインターポーザ、インターポーザの製造方法、半導体パッケージ、及び半導体パッケージの製造方法を提供する。【解決手段】  インターポーザ１２０は、外部接続電極１２４と、絶縁性の基材１２１と、配線パターン１２２と、ビア１２５と、半田バンプ１２３を備えている。更に、ビア１２５の内部を埋め、かつ、配線パターン１２２の基材１２１側とは反対の面及び配線パターン１２２の無い位置の基材１２１の表面であって、半田バンプ１２３から少なくとも所定距離Ｌだけ離れた位置に、第１絶縁層１３１が形成されている。【選択図】図１
2012028374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基材と、
前記基材の所定位置に厚み方向に貫通する孔と、前記孔の内側の側面及び底面に設けられた導電性の層と、を有するビアと、
前記ビアと電気的に接続されるように前記孔の外側の当該ビアの底面の全面に一方の面が接続され、他方の面が外部電極に接続可能とされた外部接続電極と、
前記基材における前記ビアの開口側の表面に形成された、前記ビアと電気的に接続された配線パターンと、
前記配線パターンの前記基材側とは反対の面の所定位置に形成された、半導体チップと電気的に接続するための半導体チップ接続電極と、
前記ビアの内部を埋め、かつ、前記配線パターンと前記半導体チップとの間に所望される絶縁層の厚みと略同一の厚みを有し、前記半導体チップ接続電極から少なくとも所定距離Ｌだけ離れた位置に第１絶縁性樹脂を硬化させて形成した第１絶縁層と、
を備えていることを特徴とするインターポーザ。
【請求項２】
前記半導体チップが接続される側の表面には、未硬化な第２絶縁性樹脂からなる第２絶縁性樹脂層を備えていることを特徴とする請求項１に記載のインターポーザ。
【請求項３】
前記第２絶縁性樹脂は、前記第１絶縁性樹脂と同一の絶縁性樹脂であることを特徴とする請求項２に記載のインターポーザ。
【請求項４】
絶縁性の基材と、前記基材の所定位置に厚み方向に貫通する孔と前記孔の内側の側面及び底面に設けられた導電性の層とを有するビアと、前記ビアと電気的に接続されるように前記孔の外側の当該ビアの底面の全面に一方の面が接続され、他方の面が外部電極に接続可能とされた外部接続電極と、前記基材における前記ビアの開口側の表面に形成された、前記ビアと電気的に接続された配線パターンと、前記配線パターンの前記基材側とは反対の面の所定位置に形成された、半導体チップと電気的に接続するための半導体チップ接続電極と、を有したインターポーザの製造方法であって、
（ａ）前記ビアの内部を埋め、かつ、前記配線パターンと前記半導体チップとの間に所望される絶縁層の厚みと略同一の厚みを有し、前記半導体チップ接続電極から少なくとも所定距離Ｌだけ離れた位置に第１絶縁性樹脂を配置する工程と、
（ｂ）前記第１絶縁性樹脂を硬化させて第１絶縁層を形成する工程と、
を備えていることを特徴とするインターポーザの製造方法。
【請求項５】
前記第１絶縁性樹脂は、シート状の絶縁性接着剤であることを特徴とする請求項４に記載のインターポーザの製造方法。
【請求項６】
（ｃ）前記第１絶縁層の表面、前記半導体チップ接続電極の表面、前記第１絶縁層及び前記半導体チップ接続電極の無い位置の前記配線パターン表面、並びに、前記第１絶縁層及び前記配線パターンの無い位置の前記基材の表面に、第２絶縁性樹脂を配置して未硬化な第２絶縁性樹脂層を形成する工程を備えていることを特徴とする請求項４または５に記載のインターポーザの製造方法。
【請求項７】
前記第２絶縁性樹脂は、前記第１絶縁性樹脂と同一の絶縁性樹脂であることを特徴とする請求項６に記載のインターポーザの製造方法。
【請求項８】
前記第２絶縁性樹脂は、シート状の絶縁性接着剤であることを特徴とする請求項６または７に記載のインターポーザの製造方法。
【請求項９】
電極部と、前記電極部の少なくとも一部を露出するように被覆する保護層と、前記電極部に固設されたスタッドバンプと、を備えた半導体チップと、請求項１に記載のインターポーザと、をフリップチップ接合して形成される半導体パッケージの製造方法であって、
（ｄ）第１絶縁層の表面、半導体チップ接続電極の表面、前記第１絶縁層及び前記半導体チップ接続電極の無い位置の配線パターン表面、並びに、前記第１絶縁層及び前記配線パターンの無い位置の基材の表面に、第２絶縁性樹脂を配置して未硬化な第２絶縁性樹脂層を形成する工程と、
（ｅ）前記半導体チップ接続電極と前記スタッドバンプとの位置を合わせて、前記インターポーザ表面の前記第２絶縁性樹脂層の上に、前記半導体チップを搭載する工程と、
（ｆ）加熱加圧することで、前記半導体チップを前記インターポーザにフリップチップ接合させるとともに、前記第２絶縁性樹脂層を硬化させて第２絶縁層を形成する工程と、
を備えていることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項１０】
電極部と、前記電極部の少なくとも一部を露出するように被覆する保護層と、前記電極部に固設されたスタッドバンプと、を備えた半導体チップと、請求項２または３に記載のインターポーザと、をフリップチップ接合して形成される半導体パッケージの製造方法であって、
（ｇ）半導体チップ接続電極と前記スタッドバンプとの位置を合わせて、前記インターポーザ表面の第２絶縁性樹脂層の上に、前記半導体チップを搭載する工程と、
（ｈ）加熱加圧することで、前記半導体チップを前記インターポーザにフリップチップ接合させるとともに、前記第２絶縁性樹脂層を硬化させて第２絶縁層を形成する工程と、
を備えていることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の半導体パッケージの製造方法によって製造されることを特徴とする半導体パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターポーザ、インターポーザの製造方法、インターポーザに半導体チップを搭載した半導体パッケージ、及び半導体パッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、集積回路等の半導体素子の実装技術として、ダイシング前のウエハ状態のままでパッケージングまで行うＷＬ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）の実用化が進んでいる。ＷＬ−ＣＳＰは、ベアチップとほぼ同サイズで配線長が短いことから、小型・薄型・高速という特徴を有しており、例えば携帯電話向けのＣＳＰとして採用されている。
【０００３】
ＷＬ−ＣＳＰとしては、バンプ付きテープ基板をインターポーザ（半導体パッケージ基板）として用い、半導体ウエハ側に形成されたバンプと、テープ基板に形成されたバンプとを接続するフリップチップ接続方式のＣＳＰがある（例えば、特許文献１を参照）。図１４は、従来のＷＬ−ＣＳＰの一例を模式的に示した断面図である。
【０００４】
図１４に示すように、ＷＬ−ＣＳＰ９００は、半導体チップ９１０のスタッドバンプ９１３とインターポーザ９２０の半田バンプ８２３とがフリップチップ接合された構造で、半導体チップ９１０とインターポーザ９２０の間の隙間に絶縁性樹脂で形成された絶縁層９３０を有した構造になっている。
【０００５】
ＷＬ−ＣＳＰ９００は、以下のように作製される。まず、半導体ウエハとインターポーザ９２０とを所定の絶縁性接着剤で貼り合わせ、スタッドバンプ９１３が未硬化の絶縁性接着剤を貫通して半田バンプ９２３に接触するまで、フリップチップボンダ（ＦＣＢ）のヒートツールや加熱プレス装置のプレス盤で押し付ける。そして、スタッドバンプ９１３と半田バンプ９２３とをフリップチップ接合する。このとき、未硬化の絶縁性接着剤が硬化して絶縁層９３０が形成される。その後、インターポーザ９２０と貼り合わせられた半導体ウエハを、チップ単位に切断（ダイシング）することで、ＷＬ−ＣＳＰ９００が作製される。
【０００６】
しかし、ＦＣＢのヒートツールや加熱プレス装置のプレス盤で押し付けて、スタッドバンプ９１３と半田バンプ９２３とをフリップチップ接合する際に、絶縁性接着剤が加熱されて流動性が高まるとともに、インターポーザ９２０を構成する基材９２１も加熱され軟らかくなる。その結果、半導体チップ９１０がインターポーザ９２０に対して沈み込み、更には、テープ基板が熱伸延することによって、絶縁層９３０が薄くなったり、均一な厚みの絶縁層９３０を維持できなくなったりするという問題があった。この問題を解決するために、特許文献１では、半導体チップ９１０の保護層９１２上に少なくともスタッドバンプ９１３の先端が露出するように第１の絶縁性接着剤で形成された第１の絶縁層と、該第１の絶縁層とインターポーザ９２３との間に第２の絶縁性接着剤で形成された第２の絶縁層とを備えた半導体パッケージが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２４６０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示されているように、絶縁層９３０の厚みを均一にしようとすると第１の絶縁層を厚くする必要があり、スタッドバンプ９１３の先端しか出なくなるため、スタッドバンプ９１３と半田バンプ９２３との接合信頼性が低くなってしまうという問題があった。
【０００９】
また、半導体ウエハとインターポーザ９２０とを貼り合わせるときに、カメラ等を用いてスタッドバンプ９１３と半田バンプ９２３との位置合わせを行うが、この位置合わせの際に、半導体チップ９１０とスタッドバンプ９１３の大半が第１の絶縁層で覆われていると、スタッドバンプ９１３の位置の認識性が悪く、位置合わせの精度が悪くなってしまうという問題もあった。
【００１０】
そこで、本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、半導体チップとインターポーザとがフリップチップ接合されたときに、半導体チップが均一な厚さの絶縁層でインターポーザに固定されとともに、半導体チップとインターポーザとの接合信頼性が高くなるインターポーザ、そのインターポーザの製造方法、そのインターポーザと半導体チップとをフリップチップ接合された半導体パッケージ、及びその半導体パッケージの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した従来の問題点を解決すべく下記の発明を提供する。
本発明の第１の態様にかかるインターポーザは、絶縁性の基材と、前記基材の所定位置に厚み方向に貫通する孔と前記孔の内側の側面及び底面に設けられた導電性の層とを有するビアと、前記ビアと電気的に接続されるように前記孔の外側の当該ビアの底面の全面に一方の面が接続され、他方の面が外部電極に接続可能とされた外部接続電極と、前記基材における前記ビアの開口側の表面に形成された、前記ビアと電気的に接続された配線パターンと、前記配線パターンの前記基材側とは反対の面の所定位置に形成された、半導体チップと電気的に接続するための半導体チップ接続電極と、前記ビアの内部を埋め、かつ、前記配線パターンと前記半導体チップとの間に所望される絶縁層の厚みと略同一の厚みを有し、前記半導体チップ接続電極から少なくとも所定距離Ｌだけ離れた位置に第１絶縁性樹脂を硬化させて形成した第１絶縁層と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の態様にかかるインターポーザは、本発明の第１の態様にかかるインターポーザにおいて、前記半導体チップが接続される側の表面には、未硬化な第２絶縁性樹脂からなる第２絶縁性樹脂層を備えていることを特徴とする。
ここで、前記半導体チップが接続される側の表面とは、本発明の第１の態様にかかるインターポーザの前記第１絶縁層の表面、前記半導体チップ接続電極の表面、前記第１絶縁層及び前記半導体チップ接続電極の無い位置の前記配線パターン表面、並びに、前記第１絶縁層及び前記配線パターンの無い位置の前記基材の表面のことである。
【００１３】
本発明の第３の態様にかかるインターポーザは、本発明の第２の態様にかかるインターポーザにおいて、前記第２絶縁性樹脂が、前記第１絶縁性樹脂と同一の絶縁性樹脂であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第１の態様にかかるインターポーザの製造方法は、絶縁性の基材と、前記基材の所定位置に厚み方向に貫通する孔と前記孔の内側の側面及び底面に設けられた導電性の層とを有するビアと、前記ビアと電気的に接続されるように前記孔の外側の当該ビアの底面の全面に一方の面が接続され、他方の面が外部電極に接続可能とされた外部接続電極と、前記基材における前記ビアの開口側の表面に形成された、前記ビアと電気的に接続された配線パターンと、前記配線パターンの前記基材側とは反対の面の所定位置に形成された、半導体チップと電気的に接続するための半導体チップ接続電極と、を有したインターポーザの製造方法であって、（ａ）前記ビアの内部を埋め、かつ、前記配線パターンと前記半導体チップとの間に所望される絶縁層の厚みと略同一の厚みを有し、前記半導体チップ接続電極から少なくとも所定距離Ｌだけ離れた位置に第１絶縁性樹脂を配置する工程と、（ｂ）前記第１絶縁性樹脂を硬化させて第１絶縁層を形成する工程と、を備えていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の態様にかかるインターポーザの製造方法は、本発明の第１の態様にかかるインターポーザの製造方法において、前記第１絶縁性樹脂が、シート状の絶縁性接着剤であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第３の態様にかかるインターポーザの製造方法は、本発明の第１または２の態様にかかるインターポーザの製造方法において、（ｃ）前記第１絶縁層の表面、前記半導体チップ接続電極の表面、前記第１絶縁層及び前記半導体チップ接続電極の無い位置の前記配線パターン表面、並びに、前記第１絶縁層及び前記配線パターンの無い位置の前記基材の表面に、第２絶縁性樹脂を配置して未硬化な第２絶縁性樹脂層を形成する工程を備えていることを特徴とする。
ここで、前記第１絶縁層の表面、前記半導体チップ接続電極の表面、前記第１絶縁層及び前記半導体チップ接続電極の無い位置の前記配線パターン表面、並びに、前記第１絶縁層及び前記配線パターンの無い位置の前記基材の表面とは、本発明の第１または２の態様にかかるインターポーザの製造方法によって製造されたインターポーザの前記半導体チップが接続される側の表面のことである。
【００１７】
本発明の第４の態様にかかるインターポーザの製造方法は、本発明の第３の態様にかかるインターポーザの製造方法において、前記第２絶縁性樹脂が、前記第１絶縁性樹脂と同一の絶縁性樹脂であることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第５の態様にかかるインターポーザの製造方法は、本発明の第３または４の態様にかかるインターポーザの製造方法において、前記第２絶縁性樹脂が、シート状の絶縁性接着剤であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１の態様にかかる半導体パッケージの製造方法は、電極部と、前記電極部の少なくとも一部を露出するように被覆する保護層と、前記電極部に固設されたスタッドバンプと、を備えた半導体チップと、請求項１に記載のインターポーザと、をフリップチップ接合して形成される半導体パッケージの製造方法であって、（ｄ）第１絶縁層の表面、半導体チップ接続電極の表面、前記第１絶縁層及び前記半導体チップ接続電極の無い位置の配線パターン表面、並びに、前記第１絶縁層及び前記配線パターンの無い位置の基材の表面に、第２絶縁性樹脂を配置して未硬化な第２絶縁性樹脂層を形成する工程と、（ｅ）前記半導体チップ接続電極と前記スタッドバンプとの位置を合わせて、前記インターポーザ表面の前記第２絶縁性樹脂層の上に、前記半導体チップを搭載する工程と、（ｆ）加熱加圧することで、前記半導体チップを前記インターポーザにフリップチップ接合させるとともに、前記第２絶縁性樹脂層を硬化させて第２絶縁層を形成する工程と、を備えていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第２の態様にかかる半導体パッケージの製造方法は、電極部と、前記電極部の少なくとも一部を露出するように被覆する保護層と、前記電極部に固設されたスタッドバンプと、を備えた半導体チップと、請求項２または３に記載のインターポーザと、をフリップチップ接合して形成される半導体パッケージの製造方法であって、（ｇ）半導体チップ接続電極と前記スタッドバンプとの位置を合わせて、前記インターポーザ表面の第２絶縁性樹脂層の上に、前記半導体チップを搭載する工程と、（ｈ）加熱加圧することで、前記半導体チップを前記インターポーザにフリップチップ接合させるとともに、前記第２絶縁性樹脂層を硬化させて第２絶縁層を形成する工程と、を備えていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の第１の態様にかかる半導体パッケージは、本発明の第１または２の態様にかかる半導体パッケージの製造方法によって製造されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、複雑な製造管理を省き、半導体チップを均一な厚さの絶縁層でインターポーザに固定することができる。また、半導体チップとインターポーザとの間の接合信頼性が高い半導体パッケージを作製することができる。また、半導体チップとインターポーザとをフリップチップ接合する際の、半導体チップのスタッドバンプとインターポーザの半田バンプとの位置合わせを精度よく容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザ１２０の一例を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる別のインターポーザ１２０ａの一例を模式的に示した断面図である。
【図３】図１に示した本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザ１２０の製造方法の一例を示す図である。
【図４】図１に示した本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザ１２０の製造方法の図３に続く図である。
【図５】図１に示した本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザ１２０の製造方法の図４に続く図である。
【図６】図１に示した本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザ１２０の製造方法の図５に続く図である。
【図７】本発明の第２の実施形態にかかるインターポーザ２２０の一例を模式的に示した断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかる別のインターポーザ２２０ａの一例を模式的に示した断面図である。
【図９】図７に示した本発明の第２の実施形態にかかるインターポーザ２２０の製造方法の一例を示す図である。
【図１０】図１に示した本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザ１２０と、半導体チップ１１０と、をフリップチップ接合して形成した半導体チップ１００の製造方法の一例を示す図である。
【図１１】図７に示した本発明の第２の実施形態にかかるインターポーザ２２０と、半導体チップ１１０とをフリップチップ接合して形成した半導体チップ１００の製造方法の一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態にかかる半導体パッケージ１００の一例を模式的に示した断面図である。
【図１３】本発明の実施形態にかかる別の半導体パッケージ１００ａの一例を模式的に示した断面図である。
【図１４】従来のＷＬ−ＣＳＰの一例を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本実施の形態における記述は、本発明にかかるインターポーザ、インターポーザの製造方法、半導体パッケージ、及び半導体パッケージの製造方法の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態におけるインターポーザ、インターポーザの製造方法、半導体パッケージ、及び半導体パッケージの製造方法の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００２５】
まず、本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザについて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザ１２０の一例を模式的に示した断面図である。図１に示すように、本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザ１２０は、絶縁性の基材１２１を備え、基材１２１の所定位置に厚み方向に貫通する孔と、該孔の内側の側面及び底面に設けられた導電性の層と、を有するビア１２５が設けられている。また、ビア１２５と電気的に接続されるようにビア１２５の孔の外側の底面の全面に、一方の面（図１の上側面）が接触し、他方の面（図１の下側面）以外がビア１２５の底面と基材１２１とにより囲まれた、外部電極に接続するための外部接続電極１２４が設けられている。また、基材１２１におけるビア１２５の開口側の表面に、ビア１２５と電気的に接続された配線パターン１２２が設けられ、配線パターン１２２の基材１２１側とは反対の面の所定位置に、半導体チップ１１０（図１２参照）と電気的に接続するための半導体チップ接続電極である半田バンプ（ＳｎＡｇバンプ）１２３が設けられている。尚、ビア１２５の底面が外部接続電極１２４を兼ねていても良い。
【００２６】
また、ビア１２５の内部を埋め、かつ、配線パターン１２２の基材１２１側とは反対の面及び配線パターン１２２の無い位置の基材１２１の表面であって、半田バンプ１２３から少なくとも所定距離Ｌだけ離れた位置に、第１絶縁層１３１が形成されている。従って、外部接続電極１２４の内部は、第１絶縁層１３１で埋められている。また、第１絶縁層１３１は、第１絶縁性樹脂１３１ａ（図５参照）を硬化させて形成した絶縁層である。尚、第１絶縁層１３１の厚みは、半導体パッケージ１００（図１２参照）が作製されたときの半導体チップ１１０（図１２参照）とインターポーザ１２０と隙間厚みとすることが望ましい。また、第１絶縁層１３１の表面は、半導体パッケージ１００が作製されたときの半導体チップ１１０の保護層１１３（図１２参照）に略平行な平面となるように形成されていることが望ましい。
【００２７】
ここで、所定距離Ｌとは、半導体チップ１１０のスタッドバンプ１１４（図１２参照）とインターポーザ１２０の半田バンプ１２３とをフリップチップ接合させる際に、溶融した半田バンプ１２３の流動性を確保できる程度の隙間が、半田バンプ１２３と第１絶縁層１３１との間に設けられる距離であり、半田バンプ１２３から少なくとも所定距離Ｌだけ離れた位置とは、半田バンプ１２３からＬだけ離れた半田バンプ１２３の周囲の領域以外の領域である。
【００２８】
また、図１に示したインターポーザ１２０は、外部接続電極１２４の外径とビア１２５の外径とが同じように記載されているが、ビア１２５の外径が外部接続電極１２４の外径以下であればよい。
【００２９】
また、図１に示したインターポーザ１２０は、半導体パッケージ１００の半導体チップ１１０が、半導体素子１１１の両端部に電極パッド１１２及びスタッドバンプ１１４が設けられている場合に対応した配線パターン１２２及び半田バンプ１２３を備えたインターポーザであったが、半導体素子１１１の中央部に電極パッド１１２及びスタッドバンプ１１４が設けられている場合の半導体チップ１１０ａ（図１３参照）に対応したインターポーザであっても良い。図２は、半導体素子１１１の中央部に電極パッド１１２及びスタッドバンプ１１４が設けられた半導体チップ１１０ａと、半導体チップ１１０ａに対応した配線パターン１２２及び半田バンプ１２３を備えたインターポーザ１２０ａを模式的に示した断面図である。
【００３０】
次に、本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザの製造方法について説明する。図３乃至図６は、図１に示した本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザ１２０の製造方法の一例を示す図である。尚、本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザ１２０は、ロール状に巻いた長尺の基材を送り出し搬送させる過程で、配線パターンを形成し、再びロール状に巻き取るロールツーロール方式により、製造される。
【００３１】
図３乃至図６に示すように、まず、金属箔である銅箔２に剥離層（図示せず）を介して金属極薄箔である極薄銅箔４が接着されたピーラブル銅箔５を用意し、ピーラブル銅箔５の短手方向両端部に、ピーラブル銅箔５を送り出し搬送するローラに係止するための穴１５をパンチングにより所定間隔で開ける（ステップ１：Ｓ１）。
【００３２】
次に、ピーラブル銅箔５の表面に感光性カバーレイ１２をラミネートする（ステップ２：Ｓ２）。そして、外部接続電極１２４に対応するパターンのマスクをして、感光性カバーレイ１２を露光、現像することにより外部接続電極１２４が形成される位置１３の感光性カバーレイ１２を除去し、さらにＵＶキュア、加熱キュアの処理を行うことにより感光性カバーレイ１２を完全に硬化させる（ステップ３：Ｓ３）。これにより、ピーラブル銅箔５の表面には、絶縁性の基材１２１が形成される。また、ビア１２５の孔が形成される。
【００３３】
次に、電気めっきを行うに先立ち、ピーラブル銅箔５の基材１２１が形成された面と逆側の面に、めっきが付着しないように保護する保護用ドライフィルム１４をラミネートする（ステップ４：Ｓ４）。そして、電気めっきにより、金およびニッケルをめっきする（ステップ５：Ｓ５）ことにより、外部接続電極１２４が形成される。
【００３４】
次に、外部接続電極１２４及び基材１２１の表面に、ニッケルクロム合金および銅をスパッタリングして、金属下地層９を形成する（ステップ６：Ｓ６）。その後、金属下地層９の表面に、ドライフィルム１５をラミネートし（ステップ７：Ｓ７）、所望の配線パターン１２２に対応するパターンのマスクをして、ドライフィルム１５を露光、現像する（ステップ８：Ｓ８）。なお、金属下地層９はスパッタリングに限らず、たとえば無電解めっきにより形成してもよい。
【００３５】
次に、電気めっきにより、銅１６をめっきする（ステップ９：Ｓ９）。そして、金属下地層９の表面に形成されたドライフィルム１５を除去し（ステップ１０：Ｓ１０）、さらに、ドライフィルム１５が除去された位置において基材１２１の表面に形成されている金属下地層９を除去する（ステップ１１：Ｓ１１）。これにより、所望の配線パターン１２２及びビア１２５が形成される。
【００３６】
次に、配線パターン１２２、ビア１２５および基材１２１の表面にドライフィルム１７をラミネートする（ステップ１２：Ｓ１２）。そして、半田バンプ１２３を形成する位置に対応するパターンのマスクをしてこのドライフィルム１７を露光、現像するとともに、ステップ４でピーラブル銅箔５の裏面にラミネートした保護用ドライフィルム１４を露光、現像し、ドライフィルム１７が除去された位置に、電気めっきによりスズ−銀合金層を形成する（ステップ１３：Ｓ１３）ことにより、半田バンプ１２３が形成される。次に、ドライフィルム１７および保護用ドライフィルム１４を剥離し除去する（ステップ１４：Ｓ１４）。
【００３７】
次に、ビア１２５の内部を埋め、かつ、配線パターン１２２の基材１２１側とは反対の面及び配線パターン１２２の無い位置の基材１２１の表面であって、半田バンプ１２３から少なくとも所定距離Ｌだけ離れた位置に、シート状の第１絶縁性接着剤１３１ａをラミネートする（ステップ１５：Ｓ１５）。即ち、半導体チップ１１０のスタッドバンプ１１４とインターポーザ１２０の半田バンプ１２３とをフリップチップ接合させる際に、溶融した半田バンプ１２３の流動性を確保できる程度の隙間が、半田バンプ１２３とシート状の第１絶縁性樹脂１３１ａとの間に設けられように、シート状の第１絶縁性接着剤１３１ａをラミネートする。尚、上記ステップ１５の工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ａ）を構成する。
【００３８】
次に、シート状の第１絶縁性接着剤１３１ａに対して加熱処理を施して硬化させる（ステップ１６：Ｓ１６）。これにより、第１絶縁層１３１が形成される。この場合の硬化は、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０とをフリップチップ接合させる際の加熱加圧のときに厚さを確保できるレベル以上の硬化が必要である。また、形成された第１絶縁層１３１の厚みが、半導体パッケージ１００が作製されたときの半導体チップ１１０とインターポーザ１２０と隙間厚みとなるように、ステップ１５の工程においてラミネートするシート状の第１絶縁性接着剤１３１ａの厚さを調整する。また、第１絶縁層１３１の表面は、半導体パッケージ１００が作製されたときの半導体チップ１１０の保護層１１３に略平行な平面となるように、ステップ１５の工程においてラミネートするシート状の第１絶縁性接着剤１３１ａの厚さを調整する。尚、上記ステップ１６の工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ｂ）を構成する。
【００３９】
最後に、銅箔２を剥離層３とともに極薄銅箔４から剥離し、その後に、極薄銅箔４をエッチングにより除去することにより、本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザ１２０が形成される（ステップ１７：Ｓ１７）。図１では、金属下地層９を含めて配線パターン１２２及びビア１２５としている。
【００４０】
尚、上述の方法では、シート状の第１絶縁性接着剤１３１ａを用いて、第１絶縁層１３１を形成しているが、これに限定されることなく、第１絶縁層１３１を形成できる第１絶縁性樹脂であれば良い。例えば、感光性樹脂を用いて、露光現像することにより、第１絶縁層１３１を形成しても良い。
【００４１】
また、図２に示したインターポーザ１２０ａの場合もインターポーザ１２０の場合と同様な方法で製造することができる。
また、例えば、キャリア層の表面の所定位置に外部接続電極１２４を形成した後に、外部接続電極１２４の表面、及び、外部接続電極１２４の無いキャリア層の表面に基材１２１を形成し、その後、外部接続電極１２４に対応する位置の基材１２１に、ＵＶレーザ等を用いて、ビア１２５を形成するための孔を形成して、金属下地層９及び銅１６を形成することによりビア１２５を形成しても良い。このとき、ビア１２５の外径が外部接続電極１２４の外径以下であればよい。
【００４２】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザ１２０は、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０とのフリップチップ接合の際に発生していた、未硬化状態の絶縁性樹脂の流動による半導体チップ１１０のインターポーザ１２０に対する沈み込みを抑制するとともに、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０との隙間に形成される第１絶縁層１３１を含む絶縁層１３０（図１２参照）の厚みが均一で絶縁信頼性のある厚みとなるようにすることができる。
【００４３】
また、インターポーザ１２０の表面に硬化して形成されている第１絶縁層１３１によって、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０とのフリップチップ接合の際に発生していた熱膨張によるインターポーザ１２０の基材１２１の変形も抑制することができる。また、半田バンプ１２３と第１絶縁層１３１との間に、溶融した半田バンプ１２３の流動性を確保できる程度の隙間があること、更には、半導体チップ１１０のスタッドバンプ１１４の位置及びインターポーザ１２０の半田バンプ１２３の位置の認識性を高く保ち位置合わせを高精度に行うことができることから、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０との接合信頼性の高い半導体パッケージ１００を製造することができる。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施形態にかかるインターポーザについて説明する。図７は、本発明の第２の実施形態にかかるインターポーザ２２０の一例を模式的に示した断面図である。図７に示すように、本発明の第２の実施形態にかかるインターポーザ２２０は、図１に示した本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザ１２０の第１絶縁層１３１の表面、半田バンプ１２３の表面、第１絶縁層１３１及び半田バンプ１２３の無い配線パターン１２２の表面、並びに、配線パターン１２２及び第１絶縁層１３１の無い基材１２１の表面に、未硬化な第２絶縁性樹脂からなる第２絶縁性樹脂層１３２ａが設けられているインターポーザである。即ち、本発明の第２の実施形態にかかるインターポーザ２２０は、図１に示した本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザ１２０の半導体チップ１１０が接続される側の表面に、未硬化な第２絶縁性樹脂からなる第２絶縁性樹脂層１３２ａが設けられているインターポーザである。ここで、第２絶縁性樹脂層１３２ａの厚みは、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０とのフリップチップ接合したときに、第２絶縁性樹脂層１３２ａが硬化して形成される第２絶縁層１３２（図１２参照）と第１絶縁層１３１（図１２参照）とからなる絶縁層１３１の厚みが、絶縁信頼性が得られる厚みとなるように設定された厚みであることが望ましい。
【００４５】
図７に示したインターポーザ２２０は、半導体パッケージ１００の半導体チップ１１０が、半導体素子１１１の両端部に電極パッド１１２及びスタッドバンプ１１４が設けられている場合に対応した配線パターン１２２及び半田バンプ１２３を備えたインターポーザであったが、半導体素子１１１の中央部に電極パッド１１２及びスタッドバンプ１１４が設けられている場合の半導体チップ１１０ａ（図１３参照）に対応したインターポーザであっても良い。図８は、半導体素子１１１の中央部に電極パッド１１２及びスタッドバンプ１１４が設けられた半導体チップ１１０ａと、半導体チップ１１０ａに対応した配線パターン１２２及び半田バンプ１２３を備えたインターポーザ２２０ａを模式的に示した断面図である。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施形態にかかるインターポーザの製造方法について説明する。図９は、図７に示した本発明の第２の実施形態にかかるインターポーザ２２０の製造方法の一例を示す図である。尚、インターポーザ２２０の製造方法において、ステップ１からステップ１６までの工程は、図３乃至図６に示したインターポーザ１２０の製造方法のステップ１からステップ１６までの工程と同じであるため、説明を省略する。
【００４７】
図９に示すように、図６に示したステップ１６の工程の次に、第１絶縁層１３１の表面、半田バンプ１２３の表面、第１絶縁層１３１及び半田バンプ１２３の無い配線パターン１２２の表面、並びに、配線パターン１２２及び第１絶縁層１３１の無い基材１２１の表面に、シート状の第２絶縁性接着剤１３２ａをラミネートする（ステップ１６ａ：Ｓ１６ａ）。即ち、半導体チップ１１０が接続される側の表面にシート状の第２絶縁性接着剤１３２ａをラミネートする。これにより、第２絶縁性樹脂層１３２ａが形成される。尚、上記ステップ１６ａの工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ｃ）を構成する。ここで、第２絶縁性樹脂層１３２ａの厚みは、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０とのフリップチップ接合したときに、第２絶縁性樹脂層１３２ａが硬化して形成される第２絶縁層１３２（図１２参照）と第１絶縁層１３１（図１２参照）とからなる絶縁層１３１の厚みが、絶縁信頼性が得られる厚みとなるように設定された厚みであることが望ましい。
【００４８】
最後に、銅箔２を剥離層３とともに極薄銅箔４から剥離し、その後に、極薄銅箔４をエッチングにより除去することにより、本発明の第２の実施形態にかかるインターポーザ２２０が形成される（ステップ１７ａ：Ｓ１７ａ）。図７では、金属下地層９を含めて配線パターン１２２及びビア１２５としている。
【００４９】
尚、上述の方法では、シート状の第２絶縁性接着剤１３２ａを用いて、第２絶縁性樹脂層１３２ａを形成しているが、これに限定されることなく、第２絶縁性樹脂層１３２ａを形成できる第２絶縁性樹脂であれば良い。
【００５０】
また、図８に示したインターポーザ２２０ａの場合もインターポーザ２２０の場合と同様な方法で製造することができる。
【００５１】
以上説明したように、本発明の第２の実施形態にかかるインターポーザ２２０は、半導体チップ１１０とインターポーザ２２０とのフリップチップ接合の際に発生していた、未硬化状態の絶縁性樹脂の流動による半導体チップ１１０のインターポーザ２２０に対する沈み込みを抑制するとともに、半導体チップ１１０とインターポーザ２２０との隙間に形成される第１絶縁層１３１を含む絶縁層１３０の厚みが均一で絶縁信頼性のある厚みとなるようにすることができる。
【００５２】
また、インターポーザ２２０の表面に硬化して接着されている第１絶縁層１３１によって、半導体チップ１１０とインターポーザ２２０とのフリップチップ接合の際に発生していた熱膨張によるインターポーザ２２０の基材１２１の変形も抑制することができる。また、半田バンプ１２３と第１絶縁層１３１との間に、溶融した半田バンプ１２３の流動性を確保できる程度の隙間があること、更には、半導体チップ１１０のスタッドバンプ１１４の位置及びインターポーザ２２０の半田バンプ１２３の位置の認識性を高く保ち位置合わせを高精度に行うことができることから、半導体チップ１１０とインターポーザ２２０との接合信頼性の高い半導体パッケージ１００を製造することができる。
【００５３】
次に、本発明の第１の実施形態にかかる半導体パッケージの製造方法について説明する。図１０は、図１に示した本発明の第１の実施形態にかかるインターポーザ１２０と、半導体チップ１１０と、をフリップチップ接合して形成した半導体チップ１００の製造方法の一例を示す図である。
【００５４】
図１０の示すように、まず、インターポーザ１２０の第１絶縁層１３１の表面、半田バンプ１２３の表面、第１絶縁層１３１及び半田バンプ１２３の無い配線パターン１２２の表面、並びに、配線パターン１２２及び第１絶縁層１３１の無い基材１２１の表面に、シート状の第２絶縁性接着剤１３２ａをラミネートする（ステップ２１：Ｓ２１）。これにより、第２絶縁性樹脂層１３２ａが形成される。尚、上記ステップ２１の工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ｄ）を構成する。ここで、第２絶縁性樹脂層１３２ａの厚みは、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０とのフリップチップ接合したときに、第２絶縁性樹脂層１３２ａが硬化して形成される第２絶縁層１３２（図１２参照）と第１絶縁層１３１（図１２参照）とからなる絶縁層１３１の厚みが、絶縁信頼性が得られる厚みとなるように設定された厚みであることが望ましい。
【００５５】
次に、個片化した半導体チップ１１０のスタッドバンプ１１４の位置と、インターポーザ１２０の半田バンプ１２３の位置とを確認して、スタッドバンプ１１４と半田バンプ１２３との位置合わせを行い、個片化した半導体チップ１１０を第２絶縁性樹脂層１３２ａの上に搭載する（ステップ２２：Ｓ２２）。尚、上記ステップ２２の工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ｅ）を構成する。
【００５６】
次に、例えば、ＦＣＢのヒートツールや加熱プレス装置のプレス盤で押し付けて、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０を加熱加圧することで、半導体チップ１１０のスタッドバンプ１１４とインターポーザ１２０の半田バンプ１２３とをフリップチップ接合させるとともに、第２絶縁性樹脂層１３２ａを硬化させる（ステップ２３：Ｓ２３）。これにより、第２絶縁層１３２が形成される。尚、上記ステップ２３の工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ｆ）を構成する。
【００５７】
最後に、個片化した半導体チップ１１０が搭載されたテープ基板からなるインターポーザ１２０をチップ単位に切断して、半導体パッケージ１００が形成される。
【００５８】
尚、上述の方法では、第２絶縁性接着剤１３２ａを用いて、第２１絶縁層１３２を形成しているが、これに限定されることなく、第２１絶縁層１３２を形成できる第２絶縁性樹脂であれば良い。また、第１絶縁性接着剤１３１ａ及び第２絶縁性接着剤１３２ａ（第１絶縁性樹脂及び第２絶縁性樹脂）は、同一の絶縁性材料であることが好ましい。同一の絶縁性材料を用いることで、第２絶縁性接着剤１３２ａが硬化されたとき、第１絶縁層１３１と第２絶縁層１３２とが、強固に接着されて一体化する。
【００５９】
また、同一の絶縁性材料を用いた場合であっても、第１絶縁層１３１と第絶縁層１３２との境界に薄い層の界面１３３が形成される。これは、例えば、第１絶縁性樹脂１３１ａ及び第２絶縁層樹脂１３２ａとして、同じ種類の接着材を用いた場合、第１絶縁層１３１と第２絶縁層１３２とはほとんど区別がつかないように形成されるが、第１絶縁層１３１を先に硬化した後に、第２絶縁性樹脂１３２を接着させて硬化した場合、第２絶縁性樹脂１３２ａを加熱して硬化させる過程において、第２絶縁性樹脂１３２ａが第１絶縁層１３１の表面からごく浅い内部に浸透する現象が生じる。その結果、第１絶縁層１３１と第絶縁層１３２との境界に薄い層の界面１３３が形成される。
【００６０】
次に、本発明の第２の実施形態にかかる半導体パッケージの製造方法について説明する。図１１は、図７に示した本発明の第２の実施形態にかかるインターポーザ２２０と、半導体チップ１１０とをフリップチップ接合して形成した半導体チップ１００の製造方法の一例を示す図である。
【００６１】
図１１の示すように、まず、個片化した半導体チップ１１０のスタッドバンプ１１４の位置と、インターポーザ１２０の半田バンプ１２３の位置とを確認して、スタッドバンプ１１４と半田バンプ１２３との位置合わせを行い、個片化した半導体チップ１１０をインターポーザ２２０の第２絶縁性樹脂層１３２ａの上に搭載する（ステップ３１：Ｓ３１）。尚、上記ステップ３１の工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ｇ）を構成する。
【００６２】
次に、例えば、ＦＣＢのヒートツールや加熱プレス装置のプレス盤で押し付けて、半導体チップ１１０とインターポーザ２２０を加熱加圧することで、半導体チップ１１０のスタッドバンプ１１４とインターポーザ２２０の半田バンプ１２３とをフリップチップ接合させるとともに、第２絶縁性樹脂層１３２ａを硬化させる（ステップ３２：Ｓ３２）。これにより、第２絶縁層１３２が形成される。尚、上記ステップ３２の工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ｈ）を構成する。
【００６３】
最後に、個片化した半導体チップ１１０が搭載されたテープ基板からなるインターポーザ２２０をチップ単位に切断して、半導体パッケージ１００が形成される。
【００６４】
次に、本発明の第１の実施形態にかかる半導体パッケージの製造方法及び本発明の第２の実施形態にかかる半導体パッケージの製造方法によって製造される本発明の実施形態にかかる半導体パッケージについて説明する。図１２は、本発明の実施形態にかかる半導体パッケージの一例を模式的に示した断面図である。
【００６５】
図１２に示すように、本発明の実施形態にかかる半導体パッケージ１００は、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０（または２２０）とがフリップチップ接合して形成されている。また、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０（または２２０）との間の隙間が絶縁層１３０で埋められ、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０（または２２０）とが絶縁層１３０で固定された構造である。
【００６６】
半導体チップ１１０とインターポーザ１２０（または２２０）との間の絶縁層１３０は、第１絶縁層１３１と第２絶縁層１３２とによって構成されている。第１絶縁層１３１は、ビア１２５の内部を埋め、かつ、配線パターン１２２の基材１２１側とは反対の面及び配線パターン１２２の無い位置の基材１２１の表面であって、半田バンプ１２３から少なくとも所定距離Ｌだけ離れた位置に形成されている。また、第２絶縁層１３２は、第１絶縁層１３１の無い、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０（または２２０）と間の隙間を埋めるように形成されている。
【００６７】
半導体チップ１１０は、半導体素子１１１と、例えばＡｌからなる電極パッド１１２と、電極パッド１１２の少なくとも一部を露出するように半導体素子１１１の一方の面を被覆する保護層１１３とを備え、電極パッド１１２には例えばＡｕからなるスタッドバンプ１１４が設けられている。
【００６８】
半導体パッケージ１００は、半導体チップ１１０のスタッドバンプ１１４とインターポーザ１２０（または２２０）の半田バンプ１２３がフリップチップ接合され、電気的に接続されている。
【００６９】
以上説明したように、本発明の実施形態にかかる半導体パッケージ１００は、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０（または２２０）とをフリップチップ接合させる前に、第１絶縁性樹脂を硬化させて第１絶縁層１３１を形成することにより、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０（または２２０）とのフリップチップ接合の際に発生していた、未硬化状態の絶縁性樹脂の流動による半導体チップ１１０のインターポーザ１２０に対する沈み込みを抑制するとともに、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０（または２２０）との隙間に形成される絶縁層１３０の厚みが均一で絶縁信頼性のある厚みとなるようにすることができる。
【００７０】
また、インターポーザ１２０（または２２０）の表面に硬化して接着されている第１絶縁層１３１によって、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０（または２２０）とのフリップチップ接合の際に発生していた熱膨張によるインターポーザ１２０（または２２０）の基材１２１の変形も抑制することができる。また、半田バンプ１２３と第１絶縁層１３１との間に、溶融した半田バンプ１２３の流動性を確保できる程度の隙間があること、更には、半導体チップ１１０のスタッドバンプ１１４の位置及びインターポーザ１２０（または２２０）の半田バンプ１２３の位置の認識性を高く保ち位置合わせを高精度に行うことができることから、半導体チップ１１０とインターポーザ１２０（または２２０）との接合信頼性の高い半導体パッケージ１００を製造することができる。
【００７１】
図１２に示した半導体パッケージ１００の半導体チップ１１０は、半導体素子１１１の両端部に電極パッド１１２及びスタッドバンプ１１４が設けられている場合を示したが、半導体素子１１１の中央部に電極パッド１１２及びスタッドバンプ１１４が設けられた場合であっても良い。図１３は、半導体素子１１１の中央部に電極パッド１１２及びスタッドバンプ１１４が設けられた半導体チップ１１０ａと、半導体チップ１１０ａに対応した配線パターン１２２及び半田バンプ１２３を備えたインターポーザ１２０ａ（または２２０ａ）とがフリップチップ接合して形成され半導体パッケージ１００ａを模式的に示した断面図である。半導体パッケージ１００ａも半導体パッケージ１００と同様な効果が得られる。
【符号の説明】
【００７２】
１００  ：  半導体パッケージ
１１０  ：  半導体チップ
１１１  ：  半導体素子
１１２  ：  電極パッド
１１３  ：  保護層
１１４  ：  スタッドバンプ
１２０  ：  インターポーザ
１２２  ：  配線パターン
１２３  ：  半田バンプ
１２４  ：  外部接続電極
１２５  ：  ビア
１３０  ：  絶縁層
１３１  ：  第１絶縁層
１３１ａ：  第１絶縁性樹脂
１３２  ：  第２絶縁層
１３２ａ：  第２絶縁性樹脂（第２絶縁性樹脂層）
１３３  ：  界面
【図１】
2012028374.tif 000003
【図２】
2012028374.tif 000004
【図３】
2012028374.tif 000005
【図４】
2012028374.tif 000006
【図５】
2012028374.tif 000007
【図６】
2012028374.tif 000008
【図７】
2012028374.tif 000009
【図８】
2012028374.tif 000010
【図９】
2012028374.tif 000011
【図１０】
2012028374.tif 000012
【図１１】
2012028374.tif 000013
【図１２】
2012028374.tif 000014
【図１３】
2012028374.tif 000015
【図１４】
2012028374.tif 000016