特許 6872313 半導体装置および複合シート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6872313

(24)【登録日】2021年4月21日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】半導体装置および複合シート

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/00 20060101AFI20210510BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20210510BHJP

   B32B 7/06 20190101ALI20210510BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20210510BHJP

   C09J 7/20 20180101ALI20210510BHJP

   C09J 11/04 20060101ALI20210510BHJP

   C09J 201/00 20060101ALI20210510BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/00 C

   H01L21/60 311Q

   B32B7/06

   H01L21/78 M

   C09J7/20

   C09J11/04

   C09J201/00

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-202137(P2015-202137)

(22)【出願日】2015年10月13日

(65)【公開番号】特開2017-76656(P2017-76656A)

(43)【公開日】2017年4月20日

【審査請求日】2018年7月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102980

【氏名又は名称】リンテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(74)【代理人】

【識別番号】100160989

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 正好

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100168745

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 彩子

(74)【代理人】

【識別番号】100170346

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 望

(74)【代理人】

【識別番号】100176131

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100197398

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 絢子

(74)【代理人】

【識別番号】100197619

【弁理士】

【氏名又は名称】白鹿 智久

(72)【発明者】

【氏名】岡本 直也

(72)【発明者】

【氏名】松下 大雅

(72)【発明者】

【氏名】松下 香織

【審査官】 豊島 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０２１６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４４０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１９６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２４４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１５１６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２５６７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０５４９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８２９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１１４４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１５８４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２３５９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１４０３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１３３９８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ３２Ｂ １／００ − ４３／００

Ｃ０９Ｊ １／００ −２０１／１０

Ｈ０１Ｌ２１／４４７− ２１／４４９

２１／５４

２１／６０ − ２１／６０７

２３／００ − ２３／０４

２３／０６ − ２３／１０

２３／１６ − ２３／３１

２３／３４ − ２３／３６

２３／３７３− ２３／４２７

２３／４４

２３／４６７− ２３／４７３

Ｈ０５Ｋ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回路面を構成する第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面とを有する半導体基板と、
軟磁性粒子と、熱伝導性粒子と、前記軟磁性粒子及び前記熱伝導性粒子を含有する接着樹脂と、熱伝導性の無機フィラーと、シリカ粒子またはアルミナ粒子で構成された妨害粒子とを含有する複合材料の単一層で構成され、前記第２の面に接着される接着面と、前記接着面とは反対側の非接着面とを有する保護層と
を具備し、
前記軟磁性粒子は、扁平状の磁性粉末で構成され、前記保護層の平面方向と平行に配向され、前記保護層の厚み方向に多層に重なり合うように分散され、
前記無機フィラーは、前記保護層の厚み方向と略同一の長軸方向を有する異方形状粒子を含み、前記異方形状粒子の平均粒子径が前記妨害粒子の平均粒子径よりも小さい
半導体装置。

【請求項2】

配線基板と、
回路面を構成する第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記配線基板に搭載された半導体素子と、
軟磁性粒子と、熱伝導性粒子と、前記軟磁性粒子及び前記熱伝導性粒子を含有する接着樹脂と、熱伝導性の無機フィラーと、シリカ粒子またはアルミナ粒子で構成された妨害粒子とを含有する複合材料の単一層で構成され、前記第２の面に接着される接着面と、前記接着面とは反対側の非接着面とを有する保護層と
を具備し、
前記軟磁性粒子は、扁平状の磁性粉末で構成され、前記保護層の平面方向と平行に配向され、前記保護層の厚み方向に多層に重なり合うように分散され、
前記無機フィラーは、前記保護層の厚み方向と略同一の長軸方向を有する異方形状粒子を含み、前記異方形状粒子の平均粒子径が前記妨害粒子の平均粒子径よりも小さい
半導体装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の半導体装置であって、
前記保護層における前記軟磁性粒子の含有量は、３０質量％以上９５質量％以下である
半導体装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体装置であって、
前記接着樹脂は、熱硬化性成分及びエネルギー線硬化性成分の少なくとも１種と、バインダーポリマー成分とを含み、
前記バインダーポリマー成分は、ガラス転移温度が−６０〜５０℃であるアクリル系ポリマーで構成された
半導体装置。

【請求項5】

請求項２に記載の半導体装置であって、
前記配線基板に電気的に接続される半導体パッケージ部品をさらに具備し、
前記半導体素子は、前記配線基板と前記半導体パッケージ部品との間に配置される
半導体装置。

【請求項6】

第１の半導体素子と、
前記第１の半導体素子の上に配置され、前記第１の半導体素子と電気的に接続される第２の半導体素子と、
軟磁性粒子と、熱伝導性粒子と、前記軟磁性粒子及び前記熱伝導性粒子を含有する接着樹脂と、熱伝導性の無機フィラーと、シリカ粒子またはアルミナ粒子で構成された妨害粒子とを含有する非導電性複合材料の単一層で構成され、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子との間に配置された接着層と
を具備し、
前記軟磁性粒子は、扁平状の磁性粉末で構成され、前記接着層の平面方向と平行に配向され、前記接着層の厚み方向に多層に重なり合うように分散され、
前記無機フィラーは、前記接着層の厚み方向と略同一の長軸方向を有する異方形状粒子を含み、前記異方形状粒子の平均粒子径が前記妨害粒子の平均粒子径よりも小さい
半導体装置。

【請求項7】

請求項６に記載の半導体装置であって、
前記接着層は、前記第１の半導体素子を含む第１の半導体パッケージ部品と、前記第２の半導体素子を含む第２の半導体パッケージ部品との間に設けられ、
前記接着層は、第１の半導体パッケージ部品の上面全域を覆う
半導体装置。

【請求項8】

半導体基板の回路面を構成する第１の面とは反対側の第２の面に接合される複合シートであって、
軟磁性粒子と、熱伝導性粒子と、前記軟磁性粒子及び前記熱伝導性粒子を含有する接着樹脂と、熱伝導性の無機フィラーと、シリカ粒子またはアルミナ粒子で構成された妨害粒子とを含有する複合材料の単一層で構成され、前記第２の面に接着される接着面と、前記接着面とは反対側の非接着面とを有する保護層と、
前記保護層の前記接着面とは反対側の表面に剥離可能に貼着される支持シートと
を具備し、
前記軟磁性粒子は、扁平状の磁性粉末で構成され、前記保護層の平面方向と平行に配向され、前記保護層の厚み方向に多層に重なり合うように分散され、
前記無機フィラーは、前記保護層の厚み方向と略同一の長軸方向を有する異方形状粒子を含み、前記異方形状粒子の平均粒子径が前記妨害粒子の平均粒子径よりも小さい
複合シート。

【請求項9】

請求項８に記載の複合シートであって、
前記支持シートは、ダイシングシートで構成される
複合シート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば半導体チップ等の半導体素子の裏面に貼着される半導体用保護フィルムを備えた半導体装置および複合シートに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、フェイスダウン方式あるいはフリップチップ接続と呼ばれる実装法を用いた半導体装置の製造が広く行われている。このような実装法では、半導体チップの回路面を構成する表面（能動面）が配線基板に対向して配置され、その表面に形成されたバンプと呼ばれる複数の電極を介して半導体チップが配線基板上に電気的・機械的に接続される。

【0003】

フェイスダウン方式で実装された半導体チップの裏面（非能動面）には、半導体チップを保護する目的で、保護フィルムが貼着されることが多い。このような保護フィルムとしては、接着剤層と、この接着剤層上に積層された保護層とを備え、上記保護層が耐熱性樹脂又は金属で構成された、フリップチップ型半導体裏面用フィルムが知られている（例えば特許文献１参照）。

【0004】

一方、近年における電子機器の小型化、高機能化に伴い、配線基板上の半導体チップ間における電磁的なクロストークの影響が大きくなる。このような問題を解消するため、接着剤層と電磁波シールド層との積層構造を有する半導体装置用接着フィルムの開発が進められている（例えば特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−３３６２６号公報

【特許文献2】特開２０１２−１２４４６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年、電子機器の薄型化の要求が高まり、内蔵される半導体装置の薄型化が進められている。しかしながら、特許文献１，２に記載されているように、半導体チップの裏面に接着されるフィルムが２層で構成されているため、半導体装置の薄型化に限界がある。このような問題は、例えばＣｏＣ（Chip on Chip）やＰｏＰ（Package on Package）のようなスタック構造の半導体装置を構成する個々の半導体チップに上記フィルムを適用した場合により顕著となる。

【0007】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、半導体チップの保護機能とノイズ抑制機能とを有しつつ、薄型化を実現することが可能な半導体装置および複合シートを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る半導体装置は、半導体基板と、保護層とを具備する。
上記半導体基板は、回路面を構成する第１の面と、上記第１の面とは反対側の第２の面とを有する。
上記保護層は、軟磁性粒子を含有する複合材料の単一層で構成され、上記第２の面に接着される接着面を有する。

【0009】

上記半導体装置において、保護層は、その接着面を半導体基板の裏面に接合することによって半導体基板と一体化される。したがって、半導体基板の裏面を保護する保護層は単一層で構成されることになるため、保護層および半導体装置の薄厚化が図れることになる。さらに、保護層が軟磁性粒子を含有する複合材料で構成されているため、半導体基板の抗折強度が高められるとともに、半導体基板から外部へ放出される電磁ノイズや外部から当該半導体基板へ侵入する電磁ノイズを抑制することが可能となる。

【0010】

上記複合材料は、典型的には、上記軟磁性粒子を分散させた熱硬化性接着樹脂の硬化物で構成される。これにより、半導体基板の裏面保護に必要な強度と電磁ノイズ抑制効果とを有する単一層からなる保護層を容易に構成することができる。

【0011】

上記半導体基板は、半導体ウエハであってもよいし、チップサイズに個片化された半導体ベアチップであってもよい。

【0012】

上記保護層は、熱伝導性粒子をさらに含有してもよい。これにより、電磁ノイズ吸収特性のほか、半導体基板の放熱性に優れた保護層を得ることができる。

【0013】

本発明の他の形態に係る半導体装置は、配線基板と、半導体素子と、保護層とを具備する。
上記半導体素子は、回路面を構成する第１の面と、上記第１の面とは反対側の第２の面とを有し、上記配線基板に搭載される。
上記保護層は、軟磁性粒子を含有する複合材料の単一層で構成され、上記第２の面に接着される接着面を有する。

【0014】

配線基板に対する半導体素子のマウント方法は特に限定されず、フリップチップ接続でもよいし、ワイヤボンド接続でもよい。フリップチップ接続の場合、保護層は、半導体素子の上面（配線基板とは反対側の面）に配置される。一方、ワイヤボンド接続の場合、保護層は、接着層として、半導体素子と配線基板の間に配置される。

【0015】

上記半導体装置は、上記配線基板に電気的に接続される半導体パッケージ部品をさらに具備してもよい。この場合、上記半導体素子は、上記配線基板と上記半導体パッケージ部品との間に配置される。
また、保護層が単一層で構成されているため、半導体装置がスタック構造を有する場合においても、半導体素子と半導体パッケージ部品との間の電磁的なクロストークを抑制しつつ、半導体装置の薄型化を図ることが可能となる。

【0016】

本発明のさらに他の形態に係る半導体装置は、第１の半導体素子と、第２の半導体素子と、接着層とを具備する。
上記第２の半導体素子は、上記第１の半導体素子の上に配置され、上記第１の半導体素子と電気的に接続される。
上記接着層は、軟磁性粒子を含有する非導電性複合材料で構成され、上記第１の半導体素子と上記第２の半導体素子との間に配置される。

【0017】

本発明の一形態に係る複合シートは、半導体基板の回路面を構成する第１の面とは反対側の第２の面に接合される複合シートであって、保護層と、支持シートとを具備する。
上記保護層は、軟磁性粒子を含有する複合材料の単一層で構成され、上記第２の面に接着される接着面を有する。
上記支持シートは、上記保護層の上記接着面とは反対側の表面に剥離可能に貼着される。

【0018】

上記支持シートは、半導体基板のダイシング工程において半導体基板を保護・固定し、チップサイズに個片化した半導体チップをピックアップするためのダイシングシートで構成されてもよい。

【0019】

上記保護層は、熱伝導性の無機フィラーをさらに含有してもよい。当該無機フィラーは、保護層の熱拡散率を向上させるため、半導体基板の発熱を効果的に拡散することが可能となる。

【0020】

上記無機フィラーは、上記保護層の厚み方向と略同一の長軸方向を有する異方形状粒子を含んでもよい。上記異方形状粒子は、その長軸方向に良好な熱拡散率を示すため、半導体基板に発生した熱が保護層を介して発散されやすくなる。

【発明の効果】

【0021】

以上述べたように、本発明によれば、半導体チップの保護機能とノイズ抑制機能とを有しつつ、薄型化を実現することが可能な半導体装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す概略側断面図である。

【図2】上記半導体装置における保護層を含む複合シートを示す概略側断面図である。

【図3】上記半導体装置の製造方法を説明する概略工程断面図である。

【図4】上記複合シートのプリカット形状を示す概略平面図である。

【図5】上記複合シートの貼り付け工程の一例を説明する模式図である。

【図6】上記複合シートの貼り付け工程の他の一例を説明する模式図である。

【図7】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の構成を示す概略側断面図である。

【図8】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の構成を示す概略側断面図である。

【図9】本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の構成を示す概略側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

【0024】

＜第１の実施形態＞
図１は本発明の一実施形態に係る半導体装置１００の構成を示す概略側断面図である。
図において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、相互に直交する３軸方向を示しており、Ｚ軸方向は、半導体装置１００の高さ方向（厚さ方向）に相当する。

【0025】

図１に示すように、本実施形態の半導体装置１００は、半導体素子１０と、保護層２０とを備える。

【0026】

［半導体装置］
半導体装置１００は、ウエハレベルで作製されたチップサイズパッケージ（ＷＬＣＳＰ）で構成される。半導体素子１０は、半導体基板１１と、この半導体基板１１の回路面を構成する表面（第１の面）に形成された配線層１２と、配線層１２に接続された複数のバンプ１３とを有する。

【0027】

半導体基板１１は、単結晶シリコンや炭化ケイ素、窒化ガリウム、ガリウムヒ素等の半導体ウエハ、又は、これを所定のサイズに個片化（ダイシング）した半導体チップで構成される。半導体基板１１の厚みは特に限定されず、例えば２５〜４００μｍである。

【0028】

配線層１２は、半導体基板１０の回路面に形成された複数の電極を複数のバンプ１３へ接続するためのもので、上記複数の電極の位置やピッチが所定の位置やピッチとなるように再配列させる配線層を有する。バンプ１３は、はんだバンプや金バンプ等の突起電極で構成される。

【0029】

なお、半導体素子１０は、半導体基板１１のみ（ベアチップ）で構成されてもよいし、配線層１２が省略（バンプ１３が半導体基板１１の各電極に直接配置）されてもよい。

【0030】

［保護層］
保護層２０は、半導体基板１１の裏面（第２の面）に設けられる半導体用保護フィルムを構成する。保護層２０は、半導体基板１１の裏面に設けられることで、半導体基板１１の剛性（抗折強度）の向上、半導体基板１１の裏面の保護、半導体基板１１の品種の表示、半導体基板１１の反りの抑制、半導体基板１１から放射され又は半導体基板１１へ侵入する電磁ノイズの吸収等、種々の機能を発揮するように構成される。

【0031】

図２は、保護層２０を示す概略側断面図である。

【0032】

保護層２０は、剥離シートＳ１および支持シートＳ２とともに複合シート１４０を構成する。保護層２０は、半導体基板１１（半導体素子１０）の裏面に接着される接着面２０１を有し、未使用時は剥離シートＳ１によって剥離可能に被覆される。接着面２０１とは反対側の保護層２０の表面２０２は支持シートＳ２に支持される。支持シートＳ２は、保護層２０が半導体基板１１へ接着された後、除去される。

【0033】

図２に示すように、保護層２０は、軟磁性粒子を含有する複合材料の単一層で構成される。保護層２０の厚みは特に限定されず、例えば、２０μｍ以上４００μｍ以下、好ましくは、２５μｍ以上３００μｍ以下の範囲内とされる。

【0034】

保護層２０を構成する複合材料は、軟磁性粒子を含有する電気絶縁性の接着樹脂の硬化物で構成される。

【0035】

（軟磁性粒子）
軟磁性粒子としては、軟磁気特性を有する磁性材料の粉末であれば特に限定されず、合金系、酸化物系、アモルファス系などの種々の磁性材料の粉末が採用可能である。

【0036】

合金系磁性材料としては、典型的には、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金）であるが、これ以外にも、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）、珪素銅（Ｆｅ−Ｃｕ−Ｓｉ合金）磁性ステンレス鋼などが挙げられる。酸化物磁性材料としては、典型的には、フェライト（Ｆｅ₂Ｏ₃）が挙げられる。アモルファス系磁性材料としては、典型的には、遷移金属−半金属系アモルファス材料、より具体的には、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系などが挙げられる。磁性材料の種類は、電磁波吸収を目的として、対象とする電磁波の周波数特性等に応じて適宜選択可能であり、中でも、センダスト等の高透磁率特性を有する磁性材料が比較的広い周波数帯域をカバーできる点で好ましい。

【0037】

軟磁性粒子の粉末形態も特に限定されず、球状、針状のほか、鱗片状やフレーク状を含む扁平状等のものが用いられ、中でも、扁平状のものが好ましい。特に、これら扁平状の磁性粉末が保護層１０の平面方向と平行に配向され、かつ、保護層２０の厚み方向に多層に重なり合うように分散されているものがより好ましい。

【0038】

この場合、軟磁性粒子の平均粒子径は、その扁平率や平均厚さに応じて任意に設定され、例えば、１００ｎｍ以上１００μｍ以下の範囲とされる。軟磁性粒子にナノフェライト粒子が用いられる場合、その粒径の下限は、１００ｎｍ、好ましくは、１μｍである。ここで、扁平率とは、軟磁性粒子の平均粒子径（平均長さ）をその平均厚さで除したアスペクト比として算出される。軟磁性粒子の平均粒子径、扁平率、平均厚さなどを調整することにより、軟磁性粒子による反磁界の影響を小さくして、軟磁性粒子の透磁率を向上させることができる。

【0039】

なお本明細書における軟磁性粒子の平均粒子径の測定には、島津製作所のレーザ回折式粒子径分布測定装置（SALD-2300）を測定装置とし、サイクロン噴射型乾式測定ユニット（SALD-DS5）を使用して、乾式法にて測定する。

【0040】

保護層２０における軟磁性粒子の含有量は、例えば、３０質量％以上９５質量％以下、好ましくは、４０質量％以上９０質量％以下の範囲とされる。軟磁性粒子の含有量が低すぎると、保護層２０として十分な電磁ノイズ抑制効果が得られない。また、軟磁性粒子の含有量が高すぎると、保護層２０として十分な接着強度、軟磁性粒子の保持強度などが得られなくなる。

【0041】

（樹脂成分）
一方、接着樹脂の樹脂成分としては、熱硬化性成分及びエネルギー線硬化性成分の少なくとも１種とバインダーポリマー成分とを含む。

【0042】

熱硬化性成分としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂等、及びこれらの混合物が挙げられる。特に本実施形態では、エポキシ樹脂、フェノール樹脂ならびにこれらの混合物が好ましく用いられる。

【0043】

これらの中でも、本実施形態では、ビスフェノール系グリシジル型エポキシ樹脂、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂およびフェノールノボラック型エポキシ樹脂が好ましく用いられる。これらエポキシ樹脂は、１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。

【0044】

エネルギー線硬化性成分は、紫外線、電子線等のエネルギー線の照射を受けると重合硬化する化合物からなる。この化合物は、分子内に少なくとも１つの重合性二重結合を有し、通常は、分子量が１００〜３００００、好ましくは３００〜１００００程度である。このようなエネルギー線重合型化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートあるいは１，４−ブチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、オリゴエステルアクリレート、さらにポリエステル型またはポリエーテル型のウレタンアクリレートオリゴマーやポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、エポキシ変性アクリレート等を用いることができる。

【0045】

これらの中でも本実施形態では、紫外線硬化型樹脂が好ましく用いられ、具体的には、オリゴエステルアクリレート、ウレタンアクリレートオリゴマー等が特に好ましく用いられる。エネルギー線硬化性成分に光重合開始剤を混入することにより、重合硬化時間ならびに光線照射量を少なくすることができる。

【0046】

バインダーポリマー成分は、保護層２０に適度なタックを与え、造膜性やシートの操作性を向上するために用いられる。バインダーポリマーの重量平均分子量は、通常は５万〜２００万、好ましくは１０万〜１５０万、特に好ましくは２０万〜１００万の範囲にある。分子量が低過ぎるとシート形成が不十分となり、高過ぎるとシートの柔軟性に劣ったり、他の成分との相溶性が悪くなったりして、結果として均一なシート形成が妨げられる。

【0047】

このようなバインダーポリマーとしては、たとえばアクリル系ポリマー、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フェノキシ樹脂、ゴム系ポリマー等が用いられ、特にアクリル系ポリマーが好ましく用いられる。

【0048】

アクリルポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）は、好ましくは、−６０〜５０℃、さらに好ましくは、−５０〜４０℃の範囲にある。アクリルポリマーのガラス転移温度が低すぎると保護層２０と支持シートＳ２との剥離力が大きくなって保護層２０の半導体基板１１への転写不良が起こったり、シート形状での保管安定性に劣ったりすることがある。一方、アクリルポリマーのガラス転移温度が高すぎると、保護層２０の接着性が低下し、半導体基板１１に転写できなくなったり、あるいは転写後に半導体基板１１から保護層２０が剥離したりすることがある。

【0049】

アクリル系ポリマーとしては、たとえば、（メタ）アクリル酸エステルモノマーおよび（メタ）アクリル酸誘導体から導かれる構成単位とからなる（メタ）アクリル酸エステル共重合体が挙げられる。ここで（メタ）アクリル酸エステルモノマーとしては、好ましくはアルキル基の炭素数が１〜１８である（メタ）アクリル酸アルキルエステル、たとえば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル等が用いられる。また、（メタ）アクリル酸誘導体としては、たとえば（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル等を挙げることができる。

【0050】

メタクリル酸グリシジル等を共重合してアクリル系ポリマーにグリシジル基を導入することにより、熱硬化型接着成分としてのエポキシ樹脂との相溶性が向上し、また硬化後のＴｇが高くなり耐熱性も向上する。また、ヒドロキシエチルアクリレート等でアクリル系ポリマーに水酸基を導入することにより、チップへの密着性や粘着物性のコントロールが容易になる。

【0051】

保護層２０は、本発明の効果を損なわない範囲内において、添加剤を含有していてもよい。添加剤は、公知のものでよく、目的に応じて任意に選択でき、特に限定されないが、好ましいものとしては、例えば、可塑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、着色剤（染料、顔料）、ゲッタリング剤等が挙げられる。

【0052】

（無機フィラー）
保護層２０は、保護層２０の熱拡散率を向上させる熱伝導性の無機フィラーをさらに含有してもよい。

【0053】

このような無機フィラーを配合することで、半導体基板１１の発熱を効果的に拡散することが可能となる。また、硬化後の保護層２０における熱膨張係数を調整することが可能となり、半導体基板１１に対して硬化後の保護層２０の熱膨張係数を最適化することで半導体装置１００の信頼性を向上させることができる。さらに、硬化後の保護層２０の吸湿率を低減させることが可能となり、加熱時に保護層２０としての接着性を維持し、半導体装置１００の信頼性を向上させることができる。なお、熱拡散率とは、保護層２０の熱伝導率を保護層２０の比熱と比重の積で除算した値であり、熱拡散率が大きいほど優れた放熱特性を有することを示す。

【0054】

無機フィラーとしては、具体的には、シリカ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、アルミナ、チタン、炭化ケイ素、窒化ホウ素等の粒子、これらを球形化したビーズ、単結晶繊維およびガラス繊維等が挙げられる。

【0055】

無機フィラーは、異方形状粒子を含むことが好ましい。異方形状粒子は、その長軸方向に良好な熱拡散率を示す。そのため、保護層２０中において、その長軸方向と保護層２０の厚み方向とが略同一となる異方形状粒子の割合が高まることで、半導体基板１１に発生した熱が保護層２０を介して発散されやすくなる。

【0056】

なお、「異方形状粒子の長軸方向と保護層２０の厚み方向とが略同一」とは、具体的には、異方形状粒子の長軸方向が、保護層２０の厚み方向（図２においてＺ軸方向）に対する傾きが、−４５°〜４５°の範囲にあることをいう。

【0057】

異方形状粒子の長軸方向と保護層２０の厚み方向とを略同一とするため、保護層２０は、妨害粒子をさらに含んでもよい。異方形状粒子と妨害粒子とを併用することにより、保護層２０の製造工程において、異方形状粒子の長軸方向が保護層２０の幅方向や流方向と略同一となることを抑制し、その長軸方向と保護層２０の厚み方向とが略同一となった異方形状粒子の割合を高めることができる。その結果、優れた熱拡散率を有する保護層２０が得られることになる。

【0058】

異方形状粒子の具体的な形状は、板状、針状、鱗片状等が挙げられる。好ましい異方形状粒子としては、窒化物粒子が挙げられ、窒化物粒子としては、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化珪素等の粒子が挙げられる。これらのうちでも、良好な熱伝導性が得られやすい窒化ホウ素粒子が好ましい。

【0059】

異方形状粒子の平均粒子径は、例えば、２０μｍ以下であり、好ましくは、５〜２０μｍである。また、異方形状粒子の平均粒子径は、上記妨害粒子の平均粒子径よりも小さいことが好ましい。異方形状粒子の平均粒子径を上記のように調整することにより、保護層２０の熱拡散率や製膜性が向上するとともに、保護層２０中における異方形状粒子の充填率が向上する。

【0060】

一方、妨害粒子の形状は、異方形状粒子の長軸方向と、保護層２０の幅方向や流れ方向（保護層２０と平行な方向）とが略同一となることを妨げる形状であれば特に限定されず、その具体的な形状は、例えば、球状あるいは扁平状である。妨害粒子としては、例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子が挙げられる。

【0061】

妨害粒子の平均粒子径は、例えば、２０μｍ超であり、好ましくは、２０μｍ超５０μｍ以下、より好ましくは、２０μｍ超３０μｍ以下である。妨害粒子の平均粒子径を上記範囲とすることにより、保護層２０の熱拡散率や製膜性が向上する。また、異方形状粒子は、単位体積当たりの比表面積が大きく、保護層２０を形成する組成物の粘度を上昇させやすい。ここに、比表面積の大きい、平均粒子径が２０μｍ以下の異方形状粒子以外のフィラーを添加した場合、保護層２０を形成する組成物の粘度がいっそう上昇し、保護層２０の形成が困難になったり、多量の溶媒により希釈する必要が生じて生産性が低下したりする懸念がある。

【0062】

妨害粒子として、上述した軟磁性粒子が用いられてもよい。これにより、軟磁性粒子および異方形状粒子に加えて、妨害粒子を別途添加する必要がなくなるため、軟磁性粒子の充填率が向上し、したがって電磁波吸収特性をいっそう向上させることができる。この場合、軟磁性粒子は１種に限られず、２種以上あってもよい。例えば、電磁波吸収を主目的として調整された第１の軟磁性粒子のほか、妨害粒子として最適化された平均粒子径を有する第２の軟磁性粒子が保護層２０中に含まれてもよい。

【0063】

ところで、保護層２０は、着色されていてもよい。保護層２０の着色は、たとえば、顔料、染料等を配合することで行われる。保護層２０を着色しておくと、外観の向上が図られるとともに、レーザー印字を施した際にその視認性、識別性を高めることができる。保護層２０の色は特に限定されず、無彩色でもよいし、有彩色でもよい。本実施形態において、保護層２０は、黒色に着色される。

【0064】

なおまた、硬化後における保護層２０と半導体基板１１の裏面との接着性・密着性を向上させる目的で、保護層２０にカップリング剤を添加することもできる。カップリング剤は、保護層２０の耐熱性を損なわずに、接着性、密着性を向上させることができ、さらに耐水性（耐湿熱性）も向上する。

【0065】

（剥離シート）
剥離シートＳ１は、保護層２０の接着面２０１を被覆するように設けられ、保護層２０の使用時には、接着面２０１から剥離される。

【0066】

剥離シートＳ１としては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢ビフィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム等が用いられる。またこれらの架橋フィルムも用いられる。さらにこれらの積層フィルムであってもよい。

【0067】

剥離シートＳ１としては、上記したようなフィルムの一方の表面に剥離処理を施したフィルムが好ましい。剥離処理に用いられる剥離剤としては、特に限定はないが、シリコーン系、フッ素系、アルキッド系、不飽和ポリエステル系、ポリオレフィン系、ワックス系等が用いられる。特にシリコーン系の剥離剤が低剥離力を実現しやすいので好ましい。剥離フィルムに用いるフィルムがポリオレフィンフィルムのようにそれ自身の表面張力が低く、粘着層に対し低剥離力を示すものであれば、剥離処理を行わなくてもよい。

【0068】

さらに剥離シートＳ１の表面張力は、好ましくは４０ｍＮ／ｍ以下、さらに好ましくは３７ｍＮ／ｍ以下、特に好ましくは３５ｍＮ／ｍ以下であることが望ましい。このような表面張力が低い剥離シートＳ１は、材質を適宜に選択して得ることが可能であるし、また剥離シートＳ１の表面にシリコーン樹脂等を塗布して離型処理を施すことで得ることもできる。

【0069】

剥離シートＳ１の厚さは、通常は５〜３００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍ、特に好ましくは２０〜１５０μｍ程度である。

【0070】

（支持シート）
支持シートＳ２は、保護層２０の接着面２０１とは反対側の表面２０２に剥離可能に貼着され、保護層２０を半導体基板１１へ貼付する際の支持体としての役割を持つ。

【0071】

支持シートＳ２は、樹脂系の材料を主材とする基材フィルムで構成される。基材フィルムの具体例としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）フィルム、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）フィルム等のポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、エチレン−ノルボルネン共重合体フィルム、ノルボルネン樹脂フィルム等のポリオレフィン系フィルム；エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体フィルム、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム等のエチレン系共重合フィルム；ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム等のポリ塩化ビニル系フィルム；ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム；ポリウレタンフィルム；ポリイミドフィルム；ポリスチレンフィルム；ポリカーボネートフィルム；フッ素樹脂フィルムなどが挙げられる。またこれらの架橋フィルム、アイオノマーフィルムのような変性フィルムも用いられる。ベース層はこれらの１種からなるフィルムでもよいし、さらにこれらを２種類以上組み合わせた積層フィルムであってもよい。

【0072】

あるいは、支持シートＳ２を構成する基材フィルムには、上述の剥離シートＳ１を構成する樹脂フィルムが用いられてもよい。また、支持シートＳ２として、上記基材フィルムに粘着加工が施されたフィルムが用いられてもよい。さらに、支持シートＳ２は、保護層２０の硬化後、ダイシングシートに貼り替えられてもよい。

【0073】

支持シートＳ２の厚みは特に限定されず、例えば、１０μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは、１５μｍ以上３００μｍ以下、特に好ましくは、２０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲内とされる。

【0074】

［半導体装置の製造方法］
続いて、半導体装置１００の製造方法について説明する。

【0075】

図３（Ａ）〜（Ｄ）は、半導体装置１００の製造方法を説明する概略工程断面図である。

【0076】

まず図３（Ａ）に示すように、半導体ウエハＷの裏面に、保護層２０が貼着される。なお保護層２０の貼着工程には、例えば、後述するようなプリカットされた複合シート１４０（４０１，４０２）が用いられてもよい（図４〜図６）。

【0077】

半導体ウエハＷは、あらかじめ、バックグラインド工程によって所定の厚さ（例えば５０μｍ）に薄化される。また、半導体基板Ｗの表面（回路面）には、配線層１２及びバンプ１３がウエハレベルで形成されている。

【0078】

保護層２０は、例えば、半導体ウエハＷと略同等の大きさ、形状に形成されたもので、硬化処理前の状態である。剥離シートＳ１は、半導体ウエハＷへの貼着前に、接着面２０１から剥離される。また、保護層２０は、接着面２０１を介して半導体ウエハＷの裏面に貼着される。そして、支持シートＳ２が保護層２０の表面２０２から剥離されることで、半導体ウエハＷと保護層２０との積層体が得られる。次いで、保護層２０を硬化させる。これにより、半導体ウエハＷの全面に保護層２０の硬化物からなる単一の複合材料層が形成される。

【0079】

半導体ウエハＷに硬化前の保護層２０が貼着されることで、半導体ウエハＷの見掛け上の厚さが増し、その結果、半導体ウエハＷの剛性が高められるとともにハンドリング性やダイシング適性が向上する。これにより、半導体ウエハＷを損傷や割れ等から効果的に保護されることになる。

【0080】

次に、保護層２０の硬化物に製品情報を表示する印字層が形成される。印字層は、保護層２０の表面に赤外線レーザーを照射することで形成される（レーザーマーキング）。印字層は、半導体チップあるいは半導体装置の種類等を表示する文字、記号又は図形を含む。印字層の形成をウエハレベルで行うことにより、個々のチップ領域へ所定の製品情報を効率よく印字することができる。

【0081】

続いて、図３（Ｂ）に示すように、保護層２０が接着された半導体ウエハＷがダイシングシートＴの粘着面にマウントされる。ダイシングシートＴは、半導体基板のダイシング工程において半導体基板を保護・固定し、チップサイズに個片化した半導体チップをピックアップするためのものである。ダイシングシートＴは、その一方の面に設けられ粘着層を上向きにして図示しないダイシングテーブル上に配置され、リングフレームＦによって固定される。半導体ウエハＷは、その回路面を上向きにして、保護層２０を介してダイシングシートＴ上に固定される。

【0082】

そして、図３（Ｃ）に示すように、ダイサーＤによって、半導体ウエハＷが回路毎に（チップ単位に）ダイシングされる。このとき、ダイサーＤのブレードは、ダイシングシートＴの上面（粘着面）に達する深さで半導体ウエハＷを切断し、したがって保護層２０は、半導体ウエハＷとともにチップ単位に切断される。

【0083】

続いて、図３（Ｄ）に示すように、コレットＫによって、チップ状の半導体素子１０が保護層２０とともにダイシングシートＴの粘着層から剥離される。これにより、半導体素子１０の裏面に保護層２０が設けられた半導体装置１００が製造される。

【0084】

図４は、複合シート１４０のプリカット形状を示す概略平面図である。複合シート１４０は、典型的には帯状のシートで形成されており、剥離シートＳ１を除く各層には、半導体ウエハと略同等の大きさの打ち抜き溝１４０ｃが支持シートと保護層が除去された状態で、設けられている。すなわち図示の例では、保護層２０及び支持シートＳ２は、半導体ウエハと同等又はそれ以上の大きさにそれぞれプリカットされた状態で剥離シートＳ１に支持されており、基板サイズで半導体ウエハＷの裏面に接着されるように構成されている。

【0085】

図５Ａ〜Ｃは、半導体ウエハＷの裏面へ保護層２０を接着する工程の一例を示す模式断面図である。図示するように複合シート４０１は、剥離シートＳ１を剥離した後、半導体ウエハＷの裏面（図５Ｃにおいて上面）に貼り合わされるとともに、保護層２０の硬化処理が実施される。図示する複合シート４０１においては、半導体ウエハサイズよりも大きなサイズにプリカットされた保護層２０の周縁部にリングフレームＲＦに接着される環状の粘着剤層１２５があらかじめ積層されており、半導体ウエハＷは、その粘着剤層１２５で区画される接着剤層領域の内側に接着される。半導体ウエハＷの表面（図５Ｃにおいて下面）に積層された保護部材１６０は、保護層２０の硬化処理前に除去される。

【0086】

一方、図６Ａに示す複合シート４０２は、半導体ウエハサイズと同等の大きさにプリカットされた保護層２０と、半導体ウエハサイズよりも大きなサイズにプリカットされた支持シートＳ２とを有し、剥離シートＳ１は、保護層２０を被覆するように支持シートＳ２に接着される。そして、図６Ｂ，Ｃに示すように、複合シート４０２は、剥離シートＳ１を剥離した後、半導体ウエハＷの裏面（図６において上面）に貼り合わされるとともに、保護層２０の硬化処理が実施される。支持シートＳ２は、図示されていない粘着剤層を介してリングフレームＲＦに粘着支持される。半導体ウエハＷの表面（図６Ｃにおいて下面）に積層された保護部材１６０は、保護層２０の硬化処理前に除去される。

【0087】

複合シート１４０としては、図５Ａに示した複合シート４０１が採用されてもよいし、図６Ａに示した複合シート４０２が採用されてもよい。また、複合シート４０１，４０２における支持シートＳ２は、上述したように、ダイシングシートで構成されてもよい。

【0088】

本実施形態の半導体装置１００において、保護層２０は、その接着面２０１を半導体基板１１の裏面に接合することによって半導体基板１１と一体化される。したがって、半導体基板１１の裏面を保護する保護層２０は単一層で構成されることになるため、保護層２０および半導体装置１００の薄厚化が図れることになる。

【0089】

さらに、保護層２０が軟磁性粒子を含有する複合材料で構成されているため、半導体基板１１の抗折強度が高められるとともに、半導体基板１１から外部へ放出される電磁ノイズや外部から半導体基板１１へ侵入する電磁ノイズを抑制することが可能となる。

【0090】

本発明者らは、保護層２０として、軟磁性粒子（センダスト、山陽特殊鋼社製、商品名「FME3DH」）を６０質量％分散させた厚み３００μｍの保護層を作製し、国際規格IEC62333に基づき、そのシートをマイクロストリップ線路上に貼り付け、このときの透過係数S21及び反射係数S11をネットワークアナライザで測定した。これらの測定値より、
Rtp=-10log₁₀｛10^S21/10/（1-10^S11/10）｝
の式を用い、Rtp（伝送減衰率）を算出した。その結果、測定周波数５ＧＨｚのときでRtpの値は２４．４であった。

【0091】

さらに本実施形態によれば、半導体基板の裏面に貼着される保護層に軟磁性粒子が含有されているため、軟磁性粒子を含有していない保護層を有する半導体装置の製造工程と同様な工程で、電磁波吸収機能を備えた半導体装置を製造することができる。したがって、半導体装置が実装された配線基板上に、電磁波吸収シートを後付けで設置する場合と比較して工程数を削減することができる。また、配線基板上に当該電磁波吸収シートを別途設置するためのスペースが不要となるため、部品の高密度実装が可能となり、したがって電子機器の小型化、薄型化に貢献することが可能となる。

【0092】

＜第２の実施形態＞
図７は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置２００の構成を示す概略側断面図である。

【0093】

図７に示すように、本実施形態の半導体装置２００は、第１の半導体パッケージＰ１１と第２の半導体パッケージＰ１２との積層構造（ＰｏＰ：Package on Package）を有する。

【0094】

第１の半導体パッケージＰ１１は、第１の配線基板２１と、第１の配線基板２１の上にフリップチップ実装（フリップチップ接続）された第１の半導体チップＣ１とを有する。

【0095】

第２の半導体パッケージＰ１２は、第１の半導体パッケージＰ１１の上に搭載される。第２の半導体パッケージＰ１２は、第２の配線基板２２と、第２の配線基板２２の上にワイヤボンド接続された第２の半導体チップＣ２とを有する。第２の半導体チップＣ２は、大きさの異なる２つの半導体チップＣ２１，Ｃ２２の積層構造を有する。

【0096】

第１の半導体チップＣ１、第２の半導体チップＣ２（Ｃ２１，Ｃ２２）は、典型的には、単結晶シリコン（Ｓｉ）基板を有するベアチップあるいはＣＳＰ等の半導体素子で構成される。その表面にトランジスタ、メモリ等の複数の回路素子が集積化された回路面が形成される。

【0097】

第１の半導体チップＣ１は、その回路面を第１の配線基板２１に向けたフェイスダウン方式で、第１の配線基板２１の上面にマウントされる。第１の半導体チップＣ１は、その回路面（図中下面）に形成された複数のバンプ（突起電極）４１を介して第１の配線基板２１に電気的機械的に接続される。第１の配線基板２１への第１の半導体チップＣ１の接合には、例えば、リフロー炉を用いたリフロー半田付け法が採用される。

【0098】

第１の半導体チップＣ１と第１の配線基板２１との間には、典型的には、アンダーフィル樹脂層５１が設けられる。アンダーフィル樹脂層５１は、第１の半導体チップＣ１の回路面及びバンプ４１を封止して外気から遮断し、第１の半導体チップＣ１と第１の配線基板２１との間の接合強度を高めてバンプ４１の接続信頼性を高める目的で設けられる。

【0099】

第１の半導体チップＣ１の裏面（回路面とは反対側の面であって、図において上面）には、当該半導体チップＣ１を保護するための保護層２０Ａが接合されている。保護層２０Ａは、上述の第１の実施形態における保護層２０と同様に、軟磁性粒子を含有する単一層の複合材料で構成され、第１の半導体チップＣ１の抗折強度を高めるとともに、第１の半導体チップＣ１から放射される電磁ノイズや第１の半導体チップＣ１へ入射する電磁ノイズを抑制する機能を有する。

【0100】

一方、第２の半導体チップＣ２（Ｃ２１，Ｃ２２）は、各々の回路面とは反対側の裏面を第２の配線基板２２に向けたフェイスアップ方式で、第２の配線基板２２の上面にマウントされる。第２の半導体チップＣ２（Ｃ２１，Ｃ２２）は、それらの回路面（図中上面）の周囲に各々配列された複数の電極パッド（図示略）を有し、各電極パッドに接続された複数のボンディングワイヤ４２を介して第２の配線基板２２に電気的に接続される。

【0101】

第２の配線基板２２と半導体チップＣ２１との間は非導電性の接着剤（図示略）を介して接合される。一方、２つの半導体チップＣ２１，Ｃ２２は、保護層２０Ｂを介して相互に接合される。保護層２０Ｂは、上述の第１の実施形態における保護層２０と同様に、軟磁性粒子を含有する単一層の複合材料で構成され、２つの半導体チップＣ２１，Ｃ２２間における電磁的なクロストークを抑制する機能を有する。

【0102】

第２の配線基板２２の上面は、第２の半導体チップＣ２（Ｃ２１，Ｃ２２）及びボンディングワイヤ４２を封止する封止層５２が設けられる。封止層５２は、アンダーフィル樹脂層５１と同様に、第２の半導体チップＣ２（Ｃ２１，Ｃ２２）の回路面を外気から遮断し、第２の半導体チップＣ２（Ｃ２１，Ｃ２２）と第２の配線基板２２との接続信頼性を高める目的で設けられる。

【0103】

第１の配線基板２１及び第２の配線基板２２は、それぞれ同種の材料で構成されてもよいし、異種の材料で構成されてもよい。第１の配線基板２１及び第２の配線基板２２は、典型的には、ガラスエポキシ基板、ポリイミド基板等の有機系配線基板で構成されるが、これに限られず、セラミック基板やメタル基板が用いられてもよい。配線基板の種類は特に限定されず、片面基板、両面基板、多層基板、素子内蔵基板等の種々の基板が適用可能である。本実施形態において、第１及び第２の配線基板２１，２２は、それぞれビアＶ１，Ｖ２を有するガラスエポキシ系の多層配線基板で構成される。

【0104】

第１の配線基板２１の裏面（図中下面）には、マザーボード等と称される制御基板１１０に接続される複数の外部接続端子３１が設けられている。第１の配線基板２１は、第１の半導体チップＣ１と制御基板１１０との間に介装されるインターポーザ基板（ドータ基板）として構成され、第１の半導体チップＣ１の回路面上のバンプ５１の配置間隔を制御基板１１０のランドピッチに変換する再配線層としての機能をも有する。

【0105】

第２の配線基板２２の裏面（図中下面）には、第１の配線基板２１の表面に接続される複数のバンプ３２が設けられている。第２の配線基板２２は、第２の半導体チップＣ２（Ｃ２１，Ｃ２２）を第１の配線基板に接続するインターポーザ基板として構成され、第１の配線基板２１及び外部接続端子３１を介して、制御基板１１０に電気的に接続される。

【0106】

外部接続端子３１及びバンプ４１，３２は、典型的には、はんだバンプ（ボールバンプ）で構成されるが、これに限られず、めっきバンプやスタッドバンプ等の他の突起電極で構成されてもよい。第１の配線基板２１に対する第２の配線基板２２の接続、及び、制御基板１１０に対する半導体装置１００の接続には、リフロー半田付け法が採用される。

【0107】

以上のように構成される本実施形態の半導体装置２００においては、半導体チップＣ１の裏面には保護層２０Ａが、半導体チップＣ２１と半導体チップＣ２２との間には保護層２０Ｂがそれぞれ設けられている。このように、半導体パッケージＰ１１，Ｐ１２の積層方向において、各半導体チップＣ１，Ｃ２１，Ｃ２２の間に電磁波吸収機能を有する保護層２０Ａ，２０Ｂが設けられていることから、これら半導体チップ間における電磁的なクロストークを抑制し、各々所定の電気的特性を確保し、したがって半導体装置２００の信頼性を向上させることができる。しかも、各保護層２０Ａ，２０Ｂが単一層で構成されているため、ＰｏＰ構造の半導体装置２００の薄型化を促進することが可能となる。

【0108】

＜第３の実施形態＞
図８は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置３００の構成を示す概略側断面図である。

【0109】

図８に示すように、本実施形態の半導体装置３００は、第１の半導体パッケージＰ２１と第２の半導体パッケージＰ２２との積層構造（ＰｏＰ：Package on Package）を有する。第１の半導体パッケージＰ２１および第２の半導体パッケージＰ２２は、ファンアウト型のウエハレベルパッケージ（Fan-Out WLP）で構成される。

【0110】

半導体パッケージＰ２１，Ｐ２２は、半導体チップＣ３，Ｃ４と、半導体チップＣ３，Ｃ４よりも大きなサイズで形成されたパッケージ本体７１，７２と、パッケージ本体７１，７２の下面に設けられた配線層７１１，７２１と、配線層７１１，７２１に固定された複数のバンプ６１，６２等をそれぞれ有する。

【0111】

半導体チップＣ３，Ｃ４は、各々の回路面を下向きにしてパッケージ本体７１，７２に内蔵されているとともに、配線層７１１，７２１に電気的に接続されている。パッケージ本体７１，７２がハンド体チップＣ３，Ｃ４よりも大きなサイズに形成されているため、配線層７１１，７２１において半導体チップＣ３，Ｃ４の電極ピッチを大きく拡張することが可能となり、これによりバンプ６１，６２の配列自由度が高められる。

【0112】

第１の半導体パッケージＰ２１のバンプ６１は、第１の半導体パッケージＰ２１（半導体装置３００）を制御基板１１０に接続されるためのものである。一方、第２の半導体パッケージＰ２２のバンプ６２は、第１の半導体パッケージＰ２１の上面に設けられた配線層７１２に接続され、パッケージ本体７１に設けられたビアＶ３を介して、配線層７１１およびバンプ６１に電気的に接続される。

【0113】

半導体装置３００はさらに、保護層２０Ｃを備える。保護層２０Ｃは、第１の半導体パッケージＰ２１の裏面（本例では配線層７１２の上面）に設けられる。保護層２０Ｃは、第１の実施形態における保護層２０と同様に、軟磁性粒子を含有する単一層の複合材料で構成される。保護層２０Ｃは、接着面２０１（図２参照）を介してパッケージ本体７１の上面（配線層７１２）に接合されるとともに、バンプ６２を配線層７１２へ接続するための開口部を有する。

【0114】

保護層２０Ｃは、半硬化状態で配線層７１２の上に貼着された後、硬化処理が施されることで硬化される。硬化処理は、第２の半導体パッケージＰ２２が積層される前であってもよいし、積層された後であってもよい。

【0115】

本実施形態の半導体装置３００において、保護層２０Ｃは、第１の半導体パッケージＰ２１の抗折強度を高めるとともに、半導体チップＣ３から放射される電磁ノイズや半導体チップＣ３へ入射する電磁ノイズを抑制する機能を有する。また、保護層２０Ｃは、２つの半導体パッケージＰ２１，Ｐ２２間における電磁的なクロストークを抑制する機能をも有する。さらに保護層２０Ｃは、第１の半導体パッケージＰ２１と第２の半導体パッケージＰ２２との間の接合強度を高める非導電性接着フィルム（ＮＣＦ：Non-Conductive Film）としての機能をも有する。

【0116】

＜第４の実施形態＞
図９は、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置４００の構成を示す概略側断面図である。

【0117】

図９に示すように、本実施形態の半導体装置４００は、複数の半導体チップＣ５、Ｃ６およびＣ７の積層構造（ＣｏＣ：Chip on Chip）を有する。

【0118】

各半導体チップＣ５〜Ｃ７は、回路面を下向きにして積層される。すなわち、中間段の半導体チップＣ６は、最下段の半導体チップＣ５の裏面に積層され、最上段の半導体チップＣ７は、中間段の半導体チップＣ６の裏面に積層される。

【0119】

最下段の半導体チップＣ５および中間段の半導体チップＣ６には、これらの厚み方向に貫通する複数のビア（ＴＳＶ:Through-Silicon Via）Ｖ５、Ｖ６がそれぞれ設けられる。ビアＶ５およびビアＶ６は、相互に整列するように積層方向に対向しており、これらビアＶ５，Ｖ６の間には半導体チップＣ５と半導体チップＣ６との間を電気的に接続するバンプ８２がそれぞれ配置されている。また、ビアＶ５の下端には、半導体チップＣ５（半導体装置４００）を制御基板１１０に接続するためのバンプ８１がそれぞれ配置されており、ビアＶ６の上端には、最上段の半導体チップＣ７を半導体チップＣ６に接続するためのバンプ８３がそれぞれ配置されている。

【0120】

半導体装置４００はさらに、半導体チップＣ５と半導体チップＣ６との間、および、半導体チップＣ６と半導体チップＣ７との間をそれぞれ接合する複数の接着層２０Ｄを有する。接着層２０Ｄは、第１の実施形態における保護層２０と同様に、軟磁性粒子を含有する単一層の複合材料で構成される。接着層２０Ｄは、シート状あるいはフィルム状に限られず、ペースト状であってもよい。

【0121】

各接着層２０Ｄは、半硬化状態で半導体チップＣ５，Ｃ６の上に貼着された後、硬化処理が施されることで硬化される。硬化処理は、個々の接着層２０Ｄごとに行われてもよいし、すべての接着層２０Ｄについて同時に行われてもよい。

【0122】

本実施形態の半導体装置４００において、接着層２０Ｄは、各半導体チップＣ５〜Ｃ７の抗折強度を高めるとともに、各半導体チップＣ５〜Ｃ７から放射される電磁ノイズや各半導体チップＣ５〜Ｃ７へ入射する電磁ノイズを抑制する機能を有する。また、接着層２０Ｄは、各半導体チップＣ５〜Ｃ７間における電磁的なクロストークを抑制する機能をも有する。さらに接着層２０Ｄは、各半導体チップＣ５〜Ｃ７間の接合強度を高める非導電性接着フィルム（ＮＣＦ：Non-Conductive Film）としての機能をも有する。

【0123】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。

【0124】

例えば以上の実施形態では、半導体装置として、ＷＬＣＳＰ、ＰｏＰ、ＣｏＣを例に挙げて説明したが、勿論これらに限られず、例えば、配線基板の内部に半導体素子が埋設された素子内蔵基板等にも本発明は適用可能であり、この場合、埋設される半導体素子の裏面に本発明に係る保護層が設けられる。これにより、当該半導体素子と当該素子内蔵基板上に搭載される各種電子部品との電磁的なクロストークを抑制することが可能となる。

【0125】

また、以上の第４の実施形態において、最上段の半導体チップＣ７の裏面（上面）に、第１の実施形態において説明した保護層２０が接合されてもよい。これにより、半導体チップＣ７の裏面の保護を図れるとともに、半導体チップＣ７から放射される電磁ノイズや半導体チップＣ７へ入射する電磁ノイズをさらに抑制することが可能となる。

【符号の説明】

【0126】

１０…半導体素子
１１…半導体基板
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…保護層
２０Ｄ…接着層
１００，２００，３００，４００…半導体装置
１４０，４０１，４０２…複合シート
２０１…接着面
Ｃ１〜Ｃ７…半導体チップ
Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２…半導体パッケージ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】