特開 2024-173293 配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024173293

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20241205BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20241205BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20241205BHJP

   H05K 1/18 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

H05K3/46 B

H05K1/02 J

H05K1/02 A

H05K3/34 504B

H05K1/18 J

H05K3/46 N

H05K3/46 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023091620

(22)【出願日】2023-06-02

(71)【出願人】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】滝沢 優哉

【テーマコード（参考）】

5E316

5E319

5E336

5E338

【Ｆターム（参考）】

5E316AA12

5E316AA15

5E316AA16

5E316AA32

5E316AA43

5E316CC09

5E316CC10

5E316CC32

5E316CC37

5E316CC38

5E316DD23

5E316DD24

5E316EE33

5E316FF01

5E316FF07

5E316FF13

5E316FF14

5E316GG15

5E316GG17

5E316GG22

5E316GG28

5E316HH11

5E316HH40

5E316JJ02

5E319AA03

5E319AA07

5E319AB05

5E319AC02

5E319BB01

5E319CC22

5E319CD15

5E319GG20

5E336AA04

5E336BB03

5E336BB15

5E336BC25

5E336BC40

5E336CC31

5E336CC55

5E336CC58

5E336EE01

5E336GG16

5E338AA03

5E338AA16

5E338BB25

5E338BB75

5E338CD05

5E338EE26

(57)【要約】

【課題】絶縁層に対するアンダーフィル材の密着性を向上させること。
【解決手段】配線基板は、絶縁層と、接続端子と、配線構造体とを有する。絶縁層は、第１面と第１面の反対側の第２面とを有し、第１面及び第２面を貫通する開口部が形成される。接続端子は、開口部に配置される。配線構造体は、絶縁層の第２面に積層されて接続端子と接続する。接続端子は、開口部内に形成され、絶縁層の第２面と同一面上に底面が位置するパッドと、パッドの上面及び側面を被覆する表面処理層とを有する。パッドは、開口部の位置において絶縁層の第１面から突出し、表面処理層は、開口部の内壁面との間に空隙を形成する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面と前記第１面の反対側の第２面とを有し、前記第１面及び前記第２面を貫通する開口部が形成された絶縁層と、
前記開口部に配置された接続端子と、
前記絶縁層の前記第２面に形成されて前記接続端子と接続する配線構造体と
を有し、
前記接続端子は、
前記開口部内に形成され、前記絶縁層の前記第２面と同一面上に底面が位置するパッドと、
前記パッドの上面及び側面を被覆する表面処理層と
を有し、
前記パッドは、前記開口部の位置において前記絶縁層の前記第１面から突出し、
前記表面処理層は、前記開口部の内壁面との間に空隙を形成する
ことを特徴とする配線基板。

【請求項2】

前記パッドは、
前記上面から前記底面に向かうにつれて径が大きくなるテーパ形状を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。

【請求項3】

前記開口部は、
断面形状において、内壁面が前記パッドのテーパ形状に対応して傾くテーパ面である
ことを特徴とする請求項２に記載の配線基板。

【請求項4】

前記表面処理層は、
前記開口部の内壁面との間に、前記表面処理層の厚みよりも幅が小さい前記空隙を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。

【請求項5】

前記絶縁層は、
前記第１面の表面粗度が前記第２面の表面粗度よりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。

【請求項6】

配線基板と、
前記配線基板に搭載される半導体チップと、
前記配線基板と前記半導体チップとの間に充填されるアンダーフィル材と
を有し、
前記配線基板は、
前記アンダーフィル材と接する第１面と前記第１面の反対側の第２面とを有し、前記第１面及び前記第２面を貫通する開口部が形成された絶縁層と、
前記開口部内に配置された接続端子と、
前記絶縁層の前記第２面に積層されて前記接続端子と接続する配線構造体と
を有し、
前記接続端子は、
前記開口部内に形成され、前記絶縁層の前記第２面と同一面上に底面が位置するパッドと、
前記パッドの上面及び側面を被覆する表面処理層と
を有し、
前記パッドは、前記開口部の位置において前記絶縁層の前記第１面から突出し、
前記表面処理層は、前記開口部の内壁面との間に空隙を形成し、
前記空隙には前記アンダーフィル材が充填されている
ことを特徴とする半導体装置。

【請求項7】

基体上に第１金属層及び第２金属層が順に形成された支持体を準備し、
前記第２金属層上に、前記第２金属層に接する第１面と前記第１面の反対側の第２面とを有する絶縁層を形成し、
前記絶縁層の前記第２面に、前記第２金属層まで到達しない凹部を形成し、
前記凹部周囲の前記絶縁層の前記第２面と、前記凹部の内壁面とを被覆するシード層を形成し、
前記シード層に重ねて表面処理層を形成し、
前記絶縁層の前記凹部の位置に対応して前記表面処理層に形成される凹部を充填する金属膜を形成し、
前記金属膜とともに前記絶縁層の前記第２面上の前記シード層及び前記表面処理層を研磨して、前記表面処理層の前記凹部内に残留する前記金属膜によって、前記絶縁層の前記第２面と同一面上に底面が位置するパッドを形成し、
前記絶縁層の前記第２面に、前記パッドと接続する配線構造体を形成し、
前記第１金属層から前記第２金属層を剥離し、
前記第２金属層を除去して、前記絶縁層の前記第１面を露出させ、
前記絶縁層を前記第１面からエッチングして、前記絶縁層の前記凹部の位置に前記絶縁層の前記第１面及び前記第２面を貫通する開口部を形成するとともに、前記開口部の位置において前記絶縁層の前記第１面から前記パッドを突出させ、
前記パッドの上面及び側面を被覆する前記表面処理層から前記シード層を除去して、前記表面処理層と前記開口部の内壁面との間に空隙を形成する
工程を有することを特徴とする配線基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、半導体チップが搭載される配線基板には、半導体チップとの接続端子が形成される。接続端子は、配線基板の配線構造体と電気的に接続する突起であり、配線基板の最上層である絶縁層に形成される開口部から外方へ突出する。

【0003】

配線基板に半導体チップが搭載される際には、半導体チップの電極がたとえばはんだによって接続端子に接続される。そして、配線基板と半導体チップとの間に、半導体チップと下面と配線基板の最上層を形成する絶縁層の上面とに接するようにアンダーフィル材が充填される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１５０１１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した技術では、絶縁層に対するアンダーフィル材の密着性を向上させる点で改善の余地がある。

【0006】

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、絶縁層に対するアンダーフィル材の密着性を向上させることができる配線基板、半導体装置及び配線基板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】

【0007】

本願の開示する配線基板は、一つの態様において、絶縁層と、接続端子と、配線構造体とを有する。絶縁層は、第１面と第１面の反対側の第２面とを有し、第１面及び第２面を貫通する開口部が形成される。接続端子は、開口部に配置される。配線構造体は、絶縁層の第２面に積層されて接続端子と接続する。接続端子は、開口部内に形成され、絶縁層の第２面と同一面上に底面が位置するパッドと、パッドの上面及び側面を被覆する表面処理層とを有する。パッドは、開口部の位置において絶縁層の第１面から突出し、表面処理層は、開口部の内壁面との間に空隙を形成する。

【発明の効果】

【0008】

本願の開示する配線基板の一つの態様によれば、絶縁層に対するアンダーフィル材の密着性を向上させることができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る配線基板の構成を示す図である。

【図2】図２は、接続端子周辺を拡大して示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。

【図4】図４は、支持体の具体例を示す図である。

【図5】図５は、レジスト層形成工程の具体例を示す図である。

【図6】図６は、外周部エッチング工程の具体例を示す図である。

【図7】図７は、レジスト層剥離工程の具体例を示す図である。

【図8】図８は、絶縁層形成工程の具体例を示す図である。

【図9】図９は、凹部形成工程の具体例を示す図である。

【図10】図１０は、シード層形成工程の具体例を示す図である。

【図11】図１１は、表面処理層形成工程の具体例を示す図である。

【図12】図１２は、電解めっき工程の具体例を示す図である。

【図13】図１３は、化学機械研磨工程の具体例を示す図である。

【図14】図１４は、ビルドアップ工程の具体例を示す図である。

【図15】図１５は、ソルダーレジスト層形成工程の具体例を示す図である。

【図16】図１６は、ダイシング工程の具体例を示す図である。

【図17】図１７は、デボンド工程の具体例を示す図である。

【図18】図１８は、保護フィルム積層工程の具体例を示す図である。

【図19】図１９は、上下反転工程の具体例を示す図である。

【図20】図２０は、金属層除去工程の具体例を示す図である。

【図21】図２１は、絶縁層エッチング工程の具体例を示す図である。

【図22】図２２は、シード層除去工程の具体例を示す図である。

【図23】図２３は、保護フィルム剥離工程の具体例を示す図である。

【図24】図２４は、半導体チップ搭載工程の具体例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本願の開示する配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により開示技術が限定されるものではない。

【0011】

図１は、実施形態に係る配線基板１００の構成を示す図である。図１においては、配線基板１００の断面を模式的に示している。図１に示す配線基板１００は、例えば半導体チップを搭載する半導体装置の基板として利用することが可能である。

【0012】

配線基板１００は、積層構造となっており、絶縁層１１０、多層配線構造（配線構造体の一例）１２０及びソルダーレジスト層１３０を有する。以下においては、図１に示すように、ソルダーレジスト層１３０が最下層であり、絶縁層１１０が最上層であるものとして説明するが、配線基板１００は、例えば上下反転して用いられても良く、任意の姿勢で用いられて良い。

【0013】

絶縁層１１０は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂及びシアネート樹脂等の耐熱性を有し、非感光性及び熱硬化性の絶縁樹脂を用いて形成される。絶縁層１１０の厚さは、例えば１～１０μｍ程度とすることができる。絶縁層１１０は、シリカ（ＳｉＯ₂）などのフィラーを含んでいても良い。

【0014】

配線基板１００の絶縁層１１０側は、例えば半導体チップなどの電子部品が搭載される面である。半導体チップが搭載される位置においては、絶縁層１１０に、絶縁層１１０の上面１１０ａ及び下面１１０ｂを貫通する開口部１１１が形成される。すなわち、半導体チップの電極と多層配線構造１２０とを接続するために、絶縁層１１０に開口部１１１が設けられる。絶縁層１１０が非感光性の熱硬化性樹脂を用いて形成されるため、開口部１１１は、例えばレーザ加工により形成することが可能である。そして、開口部１１１には、半導体チップの電極と多層配線構造１２０とを接続する接続端子１４０が配置される。接続端子１４０の構成については、後述する。

【0015】

多層配線構造１２０は、絶縁性の絶縁層１２１と導電性の配線層１２２とを備える層が絶縁層１１０の下面１１０ｂに積層されたものである。絶縁層１２１は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂及びシアネート樹脂等の耐熱性を有し、非感光性及び熱硬化性の絶縁樹脂を用いて形成される。また、配線層１２２は、例えば銅や銅合金などの金属を用いて形成される。図１においては、多層配線構造１２０内に３つの層が積層されているが、積層される層の数は２層以下又は４層以上であっても良い。絶縁層１２１を介して隣接する配線層１２２どうしは、必要に応じて絶縁層１２１を貫通するビア１２３によって接続される。同様に、絶縁層１２１を介して隣接する配線層１２２及び接続端子１４０は、必要に応じて絶縁層１２１を貫通するビア１２３によって接続される。

【0016】

ソルダーレジスト層１３０は、多層配線構造１２０の最下層の配線層１２２を被覆し、配線を保護する層である。ソルダーレジスト層１３０は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂及びシアネート樹脂等の耐熱性を有し、非感光性及び熱硬化性の絶縁樹脂からなる層であり、絶縁層の１つである。

【0017】

配線基板１００のソルダーレジスト層１３０側は、外部の部品や機器などに接続される面である。外部の部品や機器と電気的に接続する外部接続端子が形成される位置においては、ソルダーレジスト層１３０に開口部１３１が形成され、開口部１３１から多層配線構造１２０の最下層の配線層１２２が露出する。開口部１３１には、例えばはんだボールなどの外部接続端子が形成される。ソルダーレジスト層１３０は、非感光性の熱硬化性樹脂を用いて形成されるため、レーザ加工により開口部１３１を形成することが可能である。

【0018】

図２を参照して、接続端子１４０の構成について、具体的に説明する。図２は、接続端子１４０周辺を拡大して示す図である。接続端子１４０は、絶縁層１１０の開口部１１１の位置において絶縁層１１０の上面１１０ａから突起するように形成された突起電極であり、パッド１４１及び表面処理層１４２を有する。

【0019】

パッド１４１は、接続端子１４０の本体となる電極であり、例えば銅（Ｃｕ）の電解めっきにより絶縁層１１０の開口部１１１内に形成される。パッド１４１の底面は、絶縁層１１０の下面１１０ｂと同一面上に位置する。パッド１４１の高さ（開口部１１１内は含まず、絶縁層１１０の上面１１０ａよりも上側の部分の高さ）は、例えば５～２０μｍ程度とすることができる。また、パッド１４１のピッチは、例えば２０～１５０μｍ程度とすることができる。

【0020】

表面処理層１４２は、パッド１４１の上面及び側面を被覆する金属層である。表面処理層１４２は、パッド１４１に近い側から順に、ニッケル（Ｎｉ）層、パラジウム（Ｐｄ）層及び金（Ａｕ）層を有する。Ｎｉ層、Ｐｄ層及びＡｕ層は、それぞれ例えば電解めっき法により形成することができる。なお、表面処理層１４２としては、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ層の代わりに、Ｎｉ／Ａｕ層又はＡｕ層を用いても良い。

【0021】

ここで、絶縁層１１０の開口部１１１周辺における接続端子１４０の構成について説明する。パッド１４１は、開口部１１１の位置において絶縁層１１０の上面１１０ａから突出している。パッド１４１は、開口部１１１よりも径が小さく、開口部１１１の内壁面から離れて位置している。このため、パッド１４１の上面及び側面を被覆する表面処理層１４２は、開口部１１１の内壁面に接触せず、表面処理層１４２と開口部１１１の内壁面との間に空隙１４３が形成されている。すなわち、パッド１４１の側面が開口部１１１の内壁面よりも開口部１１１の中心側に位置するため、パッド１４１の側面下部では、表面処理層１４２の最外層であるＡｕ層と開口部１１１の内壁面とに挟まれ且つ絶縁層１１０の上面１１０ａに繋がる空隙１４３が形成される。この空隙１４３の幅（つまり、表面処理層１４２のＡｕ層から開口部１１１の内壁面までの距離）は、例えば１００～１５００ｎｍ程度である。

【0022】

実施形態では、空隙１４３が形成されることにより、絶縁層１１０の上面１１０ａから開口部１１１への流路が形成される。このため、例えば配線基板１００と半導体チップとの間にアンダーフィル材が充填される際に、絶縁層１１０の上面１１０ａに接するアンダーフィル材の一部が空隙１４３内に流入する。結果として、絶縁層１１０とアンダーフィル材との間にアンカー効果を発現させることができることから、絶縁層１１０に対するアンダーフィル材の密着性を向上させることができる。また、隣り合う接続端子１４０の間において、絶縁層１１０とアンダーフィル材との界面に沿う経路の長さを長くすることができることから、イオンマイグレーションの発生を抑制することができる。

【0023】

また、実施形態では、パッド１４１が、上面から底面に向かうつれて径が大きくなるテーパ形状を有する。パッド１４１がテーパ形状を有することにより、パッド１４１が矩形状を有する場合と比べて、パッド１４１の側面上の表面処理層１４２とアンダーフィル材との接触面積が増大し、接続端子１４０に対するアンダーフィル材の密着性を向上させることができる。

【0024】

また、実施形態では、開口部１１１の内壁面が、断面形状において、パッド１４１のテーパ形状に対応して傾くテーパ面である。開口部１１１の内壁面がテーパ面であることにより、空隙１４３内に流入済みのアンダーフィル材が空隙１４３から流出することを抑制することができ、絶縁層１１０に対するアンダーフィル材の密着性をより向上させることができる。

【0025】

また、実施形態では、空隙１４３の幅（つまり、表面処理層１４２のＡｕ層から開口部１１１の内壁面までの距離）が表面処理層１４２の厚みよりも小さい。これにより、空隙１４３内に流入するアンダーフィル材に対して毛細管現象を発生させることができることから、空隙１４３に対するアンダーフィル材の充填効率を高めることができる。

【0026】

次いで、上記のように構成された配線基板１００を有する半導体装置の製造方法について、具体的に例を挙げながら、図３を参照して説明する。図３は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。

【0027】

まず、配線基板１００を製造する支持体３００が準備される（ステップＳ１０１）。具体的には、例えば図４に示すように、基体３０１上に第１金属層３０２、第２金属層３０３が順に形成された支持体３００が準備される。図４は、支持体３００の具体例を示す図である。基体３０１としては、例えば、ガラス板等が用いられる。第１金属層３０２及び第２金属層３０３は、例えば銅又は銅合金を用いて形成される。第２金属層３０３は、第１金属層３０２よりも厚みが薄い金属層であり、第１金属層３０２上に不図示の剥離層を介して剥離可能に形成される。

【0028】

続いて、第２金属層３０３上に、レジスト層が形成される（ステップＳ１０２）。すなわち、例えば図５に示すように、第２金属層３０３の外周部を除く部分を被覆するレジスト層１５０が形成される。図５は、レジスト層形成工程の具体例を示す図である。レジスト層１５０は、例えばドライフィルムレジストを用いて形成されており、第２金属層３０３の外周部に対応するレジスト層１５０の一部がフォトリソグラフィ又はレーザ加工によって除去される。

【0029】

続いて、第２金属層３０３及び第１金属層３０２の外周部が、エッチングにより除去される（ステップＳ１０３）。具体的には、例えば図６に示すように、レジスト層１５０に被覆されていない第２金属層３０３及び第１金属層３０２の外周部が除去される。すなわち、第２金属層３０３及び第１金属層３０２の側方端部が基体３０１の側方端部よりも内側に位置するように第２金属層３０３及び第１金属層３０２の外周部が除去される。これにより、後の工程で第２金属層３０３及び第１金属層３０２の側方端部が絶縁層１１０によって被覆されて保護され、配線基板１００の製造途中において薬液の侵入等に起因した第２金属層３０３及び第１金属層３０２の剥離を防止することができる。図６は、外周部エッチング工程の具体例を示す図である。

【0030】

続いて、レジスト層１５０が剥離される（ステップＳ１０４）。レジスト層１５０の剥離には、例えば苛性ソーダやアミン系のアルカリ剥離液が用いられる。ＤＦＲ２１０の剥離により、例えば図７に示すように、第２金属層３０３が露出される。図７は、レジスト層剥離工程の具体例を示す図である。

【0031】

第２金属層３０３が露出されると、第２金属層３０３上に、絶縁層１１０が形成される（ステップＳ１０５）。すなわち、例えば、図８に示すように、第２金属層３０３上に、半硬化状態の絶縁層１１０が積層される。このとき、第２金属層３０３及び第１金属層３０２の側方端部が絶縁層１１０によって被覆される。第２金属層３０３上に積層された絶縁層１１０は、熱硬化される。図８は、絶縁層形成工程の具体例を示す図である。図８において、第２金属層３０３の上面に接する絶縁層１１０の面が上面１１０ａとなり、第２金属層３０３とは反対側に位置する絶縁層１１０の面が下面１１０ｂとなる。

【0032】

第２金属層３０３上に絶縁層１１０が形成されると、絶縁層１１０の下面１１０ｂに凹部が形成される（ステップＳ１０６）。具体的には、例えば図９に示すように、絶縁層１１０の下面１１０ｂに、第２金属層３０３に到達しない凹部１１０ｃが形成される。図９は、凹部形成工程の具体例を示す図である。凹部１１０ｃは、開口面（頂部）から底部に向かうにつれて径が小さくなるテーパ形状を有する。凹部１１０ｃは、例えばＣＯ２レーザ、ＵＶレーザ又はエキシマレーザを用いたレーザ加工法などにより形成することができる。

【0033】

凹部１１０ｃが形成されると、絶縁層１１０の下面１１０ｂにシード層１４４が形成される（ステップＳ１０７）。具体的には、例えば図１０に示すように、凹部１１０ｃ周囲の絶縁層１１０の下面１１０ｂと、凹部１１０ｃの内壁面とを連続的に被覆するシード層１４４が、例えば無電解めっき法により形成される。図１０は、シード層形成工程の具体例を示す図である。シード層１４４の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）などを用いることが可能である。シード層１４４の厚さは、空隙１４３の幅を規定するものであり、例えば１００～１５００ｎｍ程度とすることができる。

【0034】

シード層１４４が形成されると、シード層１４４に重ねて表面処理層１４２が形成される（ステップＳ１０８）。具体的には、例えば図１１に示すように、シード層１４４の表面を連続的に被覆する表面処理層１４２が、例えば電解めっき法により形成される。図１１は、表面処理層形成工程の具体例を示す図である。電解めっき法による表面処理層１４２の形成の際には、Ａｕ層、Ｐｄ層及びＮｉ層が、この順番にシード層１４４の表面に積層される。表面処理層１４２が電解めっき法を用いて形成されることにより、シード層１４４の表面に表面処理層１４２の欠けが発生する欠け不良を回避することができる。

【0035】

表面処理層１４２の形成では、凹部１１０ｃにおいて均一の厚さの電解めっきが施される。このため、表面処理層１４２の上面は、凹部１１０ｃに対応する凹部１４２ｃを有する。

【0036】

表面処理層１４２が形成された後、例えば図１２に示すように、例えば電解めっき法により表面処理層１４２全体の表面に金属膜１４１Ａが形成される（ステップＳ１０９）。図１２は、電解めっき工程の具体例を示す図である。金属膜１４１Ａは、表面処理層１４２の凹部１４２ｃにも充填される。

【0037】

続いて、金属膜１４１Ａの表面から全体が、例えば化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）により研磨され（ステップＳ１１０）、例えば図１３に示すように、絶縁層１１０の下面１１０ｂが露出する。図１３は、化学機械研磨工程の具体例を示す図である。研磨の工程では、表面処理層１４２の凹部１４２ｃ内に金属膜１４１Ａが残留し、残留する金属膜１４１Ａによって、絶縁層１１０の下面１１０ｂと同一面上に底面が位置するパッド１４１が形成される。パッド１４１の底面は、絶縁層１１０の凹部１１０ｃにおける開口面（頂部）側に形成され、パッド１４１の上面は、凹部１１０ｃにおける底部側に形成される。

【0038】

また、研磨の工程では、金属膜１４１Ａとともに、絶縁層１１０の下面１１０ｂ上のシード層１４４及び表面処理層１４２が研磨されて除去される。そして、研磨により除去されずに残留するシード層１４４及び表面処理層１４２によって、パッド１４１の上面及び側面が被覆される。これにより、パッド１４１と、パッド１４１の上面及び側面を被覆する表面処理層１４２とを有する接続端子１４０が得られる。この段階では、接続端子１４０は、絶縁層１１０に埋設された状態となっている。

【0039】

ＣＭＰによる研磨は、絶縁層１１０の凹部１１０ｃの深さが適切な深さとなる時点で完了する。例えば、絶縁層１１０の凹部１１０ｃの深さが初期の深さから１～５μｍ程度小さくなるまで、金属膜１４１Ａ、表面処理層１４２、シード層１４４及び絶縁層１１０の下面１１０ｂが凹部１１０ｃの深さ方向に研磨される。例えば、初期の凹部１１０ｃにおいて底部の径が１３μｍであり且つ頂部の径が２０μｍである場合、凹部１１０ｃの深さ方向に５μｍ程度の研磨が行われると、研磨後の凹部１１０ｃにおいて頂部の径が１８μｍ程度となる。かかる凹部１１０ｃにおける頂部側にパッド１４１の底面が形成されるため、パッド１４１の底面の面積を十分に確保することができ、後の工程で積層される多層配線構造１２０のビアとパッド１４１の底面との接続信頼性が向上する。

【0040】

絶縁層１１０の下面１１０ｂは研磨によって平坦になっているため、この下面１１０ｂにビルドアップ法によって多層配線構造１２０が形成される（ステップＳ１１１）。具体的には、例えば図１４に示すように、絶縁層１１０の下面１１０ｂに絶縁層１２１が形成され、絶縁層１２１の表面に配線層１２２が形成される。図１４は、ビルドアップ工程の具体例を示す図である。絶縁層１２１は、例えばエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂等の絶縁樹脂を用いて形成される。また、配線層１２２は、例えば銅などの金属のめっきによって形成される。

【0041】

絶縁層１１０に埋設された接続端子１４０（パッド１４１）と配線層１２２との間、又は隣接する層の配線層１２２の間は、必要に応じて、例えば銅などの金属のめっきによって形成されたビア１２３によって接続される。絶縁層１２１及び配線層１２２は、絶縁層１１０の下面１１０ｂに複数積層されても良い。

【0042】

多層配線構造１２０が形成されると、多層配線構造１２０の表面の配線層１２２がソルダーレジスト層１３０によって被覆される（ステップＳ１１２）。ソルダーレジスト層１３０は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂及びシアネート樹脂等の耐熱性を有し、非感光性及び熱硬化性の樹脂を材料として形成される。

【0043】

そして、例えば図１５に示すように、外部の部品や機器などに接続される側のソルダーレジスト層１３０には、外部接続端子が設けられる位置に開口部１３１が形成される。図１５は、ソルダーレジスト層形成工程の具体例を示す図である。開口部１３１の底面には、多層配線構造１２０の最表層の配線層１２２が露出する。ソルダーレジスト層１３０が非感光性樹脂によって形成されているため、開口部１３１は、レーザ加工によって形成される。レーザ加工には、例えばＣＯ₂レーザ又はＵＶレーザなどが用いられる。

【0044】

続いて、支持体３００の基体３０１及びソルダーレジスト層１３０の外周部が、例えばダイシング加工により除去される（ステップＳ１１３）。具体的には、例えば図１６に示すように、基体３０１の側方端部の外周が、ソルダーレジスト層１３０、多層配線構造１２０、絶縁層１１０とともに切削されて除去される。これにより、第２金属層３０３及び第１金属層３０２の側方端部が露出する。図１６は、ダイシング工程の具体例を示す図である。

【0045】

支持体３００の基体３０１及びソルダーレジスト層１３０の外周部が除去されると、配線基板１００の中間構造体が得られる。すなわち、支持体３００上に絶縁層１１０、多層配線構造１２０及びソルダーレジスト層１３０が積層された中間構造体が形成される。絶縁層１１０、多層配線構造１２０及びソルダーレジスト層１３０は、配線基板１００を構成する。

【0046】

続いて、中間構造体から、絶縁層１１０、多層配線構造１２０及びソルダーレジスト層１３０を含む部分がデボンドされる（ステップＳ１１４）。具体的には、例えば図１７に示すように、中間構造体の第１金属層３０２から第２金属層３０３及び第２金属層３０３よりも上層が剥離されることにより、絶縁層１１０、多層配線構造１２０及びソルダーレジスト層１３０を含む第２中間構造体が得られる。図１７は、デボンド工程の具体例を示す図である。第２中間構造体における絶縁層１１０の上面１１０ａには、第２金属層３０３が残留する。

【0047】

続いて、ソルダーレジスト層１３０側を保護するために、例えば図１８に示すように、ソルダーレジスト層１３０の表面に保護フィルム１６０が積層される（ステップＳ１１５）。図１８は、保護フィルム積層工程の具体例を示す図である。

【0048】

続いて、第２中間構造体が、例えば図１９に示すように、上下反転される（ステップＳ１１６）。これにより、ソルダーレジスト層１３０が最下層となり、絶縁層１１０が最上層となる。図１９は、上下反転工程の具体例を示す図である。

【0049】

続いて、絶縁層１１０の上面１１０ａに残留している第２金属層３０３が、ウェットエッチングにより除去され（ステップＳ１１７）、例えば図２０に示すように、絶縁層１１０の上面１１０ａが露出される。図２０は、金属層除去工程の具体例を示す図である。

【0050】

絶縁層１１０の上面１１０ａが露出された後、絶縁層１１０が上面１１０ａからエッチングされる（ステップＳ１１８）。これにより、例えば図２１に示すように、絶縁層１１０の凹部１１０ｃの位置に開口部１１１が形成されるとともに、開口部１１１の位置において絶縁層１１０の上面１１０ａからパッド１４１が突出する。図２１は、絶縁層エッチング工程の具体例を示す図である。絶縁層１１０のエッチングは、例えばプラズマ又はエキシマレーザ等を用いたドライエッチングにより実現される。絶縁層１１０のエッチングは、残留する絶縁層１１０の厚みが適切な厚みとなる時点で完了する。例えばパッド１４１の高さ（開口部１１１内は含まず、絶縁層１１０の上面１１０ａよりも上側の部分の高さ）が例えば５～２０μｍ程度となるまで、絶縁層１１０がエッチングされる。

【0051】

絶縁層１１０が上面１１０ａからエッチングされるため、上面１１０ａが粗化される。これにより、絶縁層１１０においては、上面１１０ａの表面粗度が下面１１０ｂの表面粗度よりも大きくなる。上面１１０ａの表面粗度が下面１１０ｂと比べて大きくなることにより、後の工程で半導体チップとの間に充填されるアンダーフィル材と絶縁層１１０との接触面積が増大し、絶縁層１１０に対するアンダーフィル材の密着性がより向上する。

【0052】

絶縁層１１０のエッチングにより開口部１１１の位置において絶縁層１１０の上面１１０ａからパッド１４１が突出した段階では、接続端子１４０の表面処理層１４２上にシード層１４４が残留している。そこで、例えば、図２２に示すように、表面処理層１４２からシード層１４４がエッチングにより除去される（ステップＳ１１９）。すなわち、例えば硫酸－過酸化水素や過硫酸塩などのエッチング液を用いたウェットエッチングにより、銅（Ｃｕ）からなるシード層１４４が除去される。これにより、表面処理層１４２と開口部１１１の内壁面との間には、シード層１４４と同じ厚みを有する空隙１４３が形成される。図２２は、シード層除去工程の具体例を示す図である。

【0053】

シード層１４４の除去後に、例えば図２３に示すように、ソルダーレジスト層１３０の表面から保護フィルム１６０が剥離される（ステップＳ１２０）。図２３は、保護フィルム剥離工程の具体例を示す図である。

【0054】

ソルダーレジスト層１３０側から保護フィルム１６０が剥離されると、絶縁層１１０側には半導体チップが搭載され（ステップＳ１２１）、接続端子１４０と半導体チップの電極とが接続される。具体的には、例えば図２４に示すように、半導体チップ１７０が接続端子１４０の上方に搭載され、半導体チップ１７０の電極１７１が例えばはんだなどによって接続端子１４０に接合される。図２４は、半導体チップ搭載工程の具体例を示す図である。

【0055】

そして、電極１７１と接続端子１４０との接合後に、配線基板１００と半導体チップ１７０との間には、アンダーフィル材１７２が充填される。電極１７１と接続端子１４０との接合部は、アンダーフィル材１７２によって封止され、配線基板１００に半導体チップ１７０が実装された半導体装置となる。

【0056】

アンダーフィル材１７２が充填される際には、絶縁層１１０の上面１１０ａがアンダーフィル材１７２と接する。本実施形態においては、接続端子１４０の下部外周（表面処理層１４２）と、絶縁層１１０における開口部１１１の内壁面との間に空隙１４３が形成されているため、絶縁層１１０の上面１１０ａに接するアンダーフィル材１７２の一部が空隙１４３内に流入する。結果として、絶縁層１１０とアンダーフィル材１７２との間にアンカー効果を発現させることができることから、絶縁層１１０に対するアンダーフィル材１７２の密着性を向上させることができる。

【0057】

以上のように、実施形態に係る配線基板（一例として、配線基板１００）は、絶縁層（一例として、絶縁層１１０）と、接続端子（一例として、接続端子１４０）と、配線構造体（一例として、多層配線構造１２０）とを有する。絶縁層は、第１面（一例として、上面１１０ａ）と第１面の反対側の第２面（一例として、下面１１０ｂ）とを有し、第１面及び第２面を貫通する開口部（一例として、開口部１１１）が形成される。接続端子は、開口部に配置される。配線構造体は、絶縁層の第２面に積層されて接続端子と接続する。接続端子は、開口部内に形成され、絶縁層の第２面と同一面上に底面が位置するパッド（一例として、パッド１４１）と、パッドの上面及び側面を被覆する表面処理層（一例として、表面処理層１４２）とを有する。パッドは、開口部の位置において絶縁層の第１面から突出し、表面処理層は、開口部の内壁面との間に空隙（一例として、空隙１４３）を形成する。これにより、絶縁層に対するアンダーフィル材（一例として、アンダーフィル材１７２）の密着性を向上させることができる。

【0058】

また、パッドは、上面から底面に向かうにつれて径が大きくなるテーパ形状を有していても良い。これにより、接続端子に対するアンダーフィル材の密着性を向上させることができる。

【0059】

また、開口部は、断面形状において、内壁面がパッドのテーパ形状に対応して傾くテーパ面であっても良い。これにより、絶縁層に対するアンダーフィル材の密着性をより向上させることができる。

【0060】

また、表面処理層は、開口部の内壁面との間に、表面処理層の厚みよりも幅が小さい空隙を形成しても良い。これにより、空隙に対するアンダーフィル材の充填効率を高めることができる。

【0061】

また、絶縁層は、第１面の表面粗度が第２面の表面粗度よりも大きくてもよい。これにより、絶縁層に対するアンダーフィル材の密着性をより向上させることができる。

【符号の説明】

【0062】

１００ 配線基板
１１０ 絶縁層
１１０ａ 上面
１１０ｂ 下面
１１０ｃ 凹部
１１１ 開口部
１２０ 多層配線構造
１２１ 絶縁層
１２２ 配線層
１２３ ビア
１３０ ソルダーレジスト層
１３１ 開口部
１４０ 接続端子
１４１ パッド
１４１Ａ 金属膜
１４２ 表面処理層
１４２ｃ 凹部
１４３ 空隙
１４４ シード層
１７０ 半導体チップ
１７２ アンダーフィル材
３００ 支持体
３０１ 基体
３０２ 第１金属層
３０３ 第２金属層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】