特開 2024-21494 半導体装置及びその製造方法

(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】P2024021494

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】半導体装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/29 20060101AFI20240208BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20240208BHJP

【ＦＩ】

H01L23/30 B

H01L23/12 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022124345

(22)【出願日】2022-08-03

(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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】真篠 直寛

【テーマコード（参考）】

4M109

【Ｆターム（参考）】

4M109AA02

4M109BA03

4M109CA21

4M109CA22

4M109EA02

4M109EE03

(57)【要約】

【課題】防湿効果及びガスバリア性を向上した半導体装置を提供する。
【解決手段】本半導体装置は、第１端面、第２端面、及び前記第１端面と前記第２端面とを接続する側面を備えた金属ポストと、前記第１端面を露出する第１面及び前記第２端面を露出する第２面を備え、前記側面を被覆する第１無機絶縁層と、下面が前記第２面と接するように、前記第２面に積層された半導体チップ実装部と、前記半導体チップ実装部の上面及び側面の全体を被覆し、かつ前記第１無機絶縁層と連続する第２無機絶縁層と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１端面、第２端面、及び前記第１端面と前記第２端面とを接続する側面を備えた金属ポストと、
前記第１端面を露出する第１面及び前記第２端面を露出する第２面を備え、前記側面を被覆する第１無機絶縁層と、
下面が前記第２面と接するように、前記第２面に積層された半導体チップ実装部と、
前記半導体チップ実装部の上面及び側面の全体を被覆し、かつ前記第１無機絶縁層と連続する第２無機絶縁層と、を有する、半導体装置。

【請求項2】

前記第１無機絶縁層及び前記第２無機絶縁層は、ＡＬＤ層、ＣＶＤ層、又はＡＬＤ層とＣＶＤ層とが積層された複合層である、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記複合層において、前記ＡＬＤ層の厚さは、前記ＣＶＤ層の厚さよりも薄い、請求項２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記複合層において、前記ＣＶＤ層の上層に前記ＡＬＤ層が形成される、請求項２に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記ＡＬＤ層は、酸化ハフニウム、酸化チタン、又は酸化ジルコニウムにより形成されている、請求項２乃至４の何れか一項に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記ＣＶＤ層は、ＳｉＯ_２又はＳｉＯＣにより形成されている、請求項２乃至４の何れか一項に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記半導体チップ実装部は、
前記第２面に積層されて前記第２端面と電気的に接続された最下配線層を含む１以上の配線層と、
前記第２面に積層されて前記最下配線層を被覆する最下絶縁層を含む１以上の絶縁層と、
最上の前記絶縁層上に配置され、最上の前記配線層と電気的に接続された電極を備えた半導体チップと、
最上の前記絶縁層上に配置され、前記半導体チップを被覆する封止樹脂層と、を有し、
前記第２無機絶縁層は、前記封止樹脂層の上面及び側面の全体、すべての前記絶縁層の側面の全体を被覆し、かつ前記第１無機絶縁層と連続する、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項8】

支持体上に、第１端面、第２端面、及び前記第１端面と前記第２端面とを接続する側面を備えた金属ポストを、前記第１端面が前記支持体側を向くように形成する工程と、
前記支持体上に、前記第１端面を露出する第１面及び前記第２端面を露出する第２面を備え、前記側面を被覆する第１無機絶縁層を形成する工程と、
下面が前記第２面と接するように、前記第２面に積層された半導体チップ実装部を形成する工程と、
前記半導体チップ実装部の上面及び側面の全体を被覆し、かつ前記第１無機絶縁層と連続する第２無機絶縁層を形成する工程と、
前記支持体を除去する工程と、を有する、半導体装置の製造方法。

【請求項9】

前記金属ポストを形成する工程は、
前記支持体上に、開口部を備えたレジスト層を形成する工程と、
前記開口部を充填する前記金属ポストを形成する工程と、
前記レジスト層を除去する工程と、を含み、
前記第１無機絶縁層を形成する工程は、
前記支持体上に、前記第２端面及び前記側面を被覆する前記第１無機絶縁層を形成する工程と、
前記第２端面が露出するまで前記第１無機絶縁層の上面を研磨する工程と、を含み、
前記レジスト層を除去する工程、及び前記第２端面及び前記側面を被覆する前記第１無機絶縁層を形成する工程は、真空チャンバー内で一連の工程として実施される、請求項８に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項10】

前記金属ポストを形成する工程、前記第１無機絶縁層を形成する工程、及び前記半導体チップ実装部を形成する工程では、前記支持体上に、個片化されて半導体装置となる複数の部分が形成され、
前記半導体チップ実装部を形成する工程と前記第２無機絶縁層を形成する工程との間に、前記複数の部分を分離する溝を形成する工程を有し、
前記第２無機絶縁層を形成する工程では、前記複数の部分の上面及び前記溝の内部に露出する前記複数の部分の側面の全体を被覆し、かつ前記第１無機絶縁層と連続する前記第２無機絶縁層を形成する、請求項８又は９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、半導体装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、様々な構成の半導体装置が提案されている。半導体装置の一例として、特許文献１には、記録通信モジュールが開示されている。半導体装置には湿度の影響を受けやすい部分があるため、防湿効果を付与することが好ましい。上記の半導体装置では、パラキシリレン系化合物の重合体蒸着膜により、防湿効果を付与している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１４０２１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

半導体装置には、さらなる防湿効果の向上が求められている。

【0005】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、防湿効果及びガスバリア性を向上した半導体装置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】

【0006】

本半導体装置は、第１端面、第２端面、及び前記第１端面と前記第２端面とを接続する側面を備えた金属ポストと、前記第１端面を露出する第１面及び前記第２端面を露出する第２面を備え、前記側面を被覆する第１無機絶縁層と、下面が前記第２面と接するように、前記第２面に積層された半導体チップ実装部と、前記半導体チップ実装部の上面及び側面の全体を被覆し、かつ前記第１無機絶縁層と連続する第２無機絶縁層と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

開示の技術によれば、防湿効果及びガスバリア性を向上した半導体装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る半導体装置を例示する断面図である。

【図2】本実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する図（その１）である。

【図3】本実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する図（その２）である。

【図4】本実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する図（その３）である。

【図5】本実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する図（その４）である。

【図6】無機絶縁層の防湿性の検討結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0010】

［半導体装置の構造］
図１は、本実施形態に係る半導体装置を例示する断面図である。図１を参照すると、半導体装置１は、金属ポスト１１と、無機絶縁層１２と、無機絶縁層１３と、半導体チップ実装部２０とを有している。

【0011】

なお、本実施形態では、便宜上、半導体装置１の封止樹脂層２６側を上側、無機絶縁層１２側を下側とする。又、各部位の封止樹脂層２６側の面を上面、無機絶縁層１２側の面を下面とする。但し、半導体装置１は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置できる。又、平面視とは対象物を封止樹脂層２６の上面の法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物を封止樹脂層２６の上面の法線方向から視た形状を指すものとする。

【0012】

金属ポスト１１は、第１端面１１ａと、第２端面１１ｂと、第１端面１１ａと第２端面１１ｂとを接続する側面１１ｃとを備えている。金属ポスト１１は、例えば、銅や銅合金等から形成することができる。金属ポスト１１において、第１端面１１ａと第２端面１１ｂとは、例えば、平行である。第１端面１１ａ及び第２端面１１ｂと側面１１ｃとは、例えば、垂直である。第１端面１１ａは、半導体装置１の外部に露出しており、例えば、外部接続端子として用いることができる。

【0013】

金属ポスト１１において、第１端面１１ａ及び第２端面１１ｂは、例えば、面積が略同一の円形である。第１端面１１ａ及び第２端面１１ｂが円形である場合、その直径は、例えば、１μｍ～２０μｍ程度である。金属ポスト１１の高さは、例えば、１μｍ～２０μｍ程度である。金属ポスト１１のピッチは、例えば、１μｍ～１００μｍ程度である。

【0014】

無機絶縁層１２は、金属ポスト１１の第１端面１１ａを露出する第１面１２ａ及び第２端面１１ｂを露出する第２面１２ｂを備え、側面１１ｃを被覆する。無機絶縁層１２の第１面１２ａは、例えば、金属ポスト１１の第１端面１１ａと面一とすることができる。無機絶縁層１２の第２面１２ｂは、例えば、金属ポスト１１の第２端面１１ｂと面一とすることができる。無機絶縁層１２の第２面１２ｂの粗度は、例えば、Ｒａ１００ｎｍ以下程度とすることができる。無機絶縁層１２の第２面１２ｂの粗度を小さくして平坦化することで、無機絶縁層１２の第２面１２ｂに微細配線を形成することが容易となる。

【0015】

無機絶縁層１２は、例えば、ＳｉＯ_２、又はＳｉＯＣ等を用いてＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成することができる。以降、ＣＶＤ法で形成された層をＣＶＤ層と称する場合がある。無機絶縁層１２は、例えば、酸化ハフニウム、酸化チタン、又は酸化ジルコニウム等を用いてＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法により形成してもよい。以降、ＡＬＤ法で形成された層をＡＬＤ層と称する場合がある。

【0016】

無機絶縁層１２は、ＡＬＤ層とＣＶＤ層とが積層された複合層であってもよい。複合層は、ＣＶＤ層とＡＬＤ層を積層した２層構造であってもよいし、ＣＶＤ層の上下をＡＬＤ層で挟んだ３層構造であってもよい。無機絶縁層１２がＡＬＤ層とＣＶＤ層とが積層された複合層である場合、ＡＬＤ層の厚さは例えば１０ｎｍ～２０ｎｍ程度とすることができ、それ以外の部分がＣＶＤ層となる。無機絶縁層１２がＡＬＤ層とＣＶＤ層とが積層された複合層である場合、ＡＬＤ層の厚さは、ＣＶＤ層の厚さよりも薄くてもよい。

【0017】

なお、本願において、無機絶縁層とは、対象となる絶縁層を構成する全材料の８０ｗｔ％以上を無機材料が占める絶縁層を意味する。例えば、対象となる絶縁層が０．７ｗｔ％のＳｉＯＣと９９．３ｗｔ％のＳｉＯ_２を含む場合、対象となる絶縁層は無機絶縁層である。

【0018】

半導体チップ実装部２０は、下面が無機絶縁層１２の第２面１２ｂと接するように、第２面１２ｂに積層されている。半導体チップ実装部２０は、配線層２１と、絶縁層２２と、配線層２３と、半導体チップ２４と、封止樹脂層２６とを有している。

【0019】

配線層２１は、無機絶縁層１２の第２面１２ｂに積層され、金属ポスト１１の第２端面１１ｂと電気的に接続されている。配線層２１は、半導体チップ実装部２０における最下配線層である。配線層２１の厚さは、例えば、０．５μｍ以上３μｍ以下程度とすることができる。配線層２１のライン／スペースは、例えば、１μｍ／１μｍ～５μｍ／５μｍ程度とすることができる。

【0020】

なお、ライン／スペースにおけるラインとは配線幅を表し、スペースとは隣り合う配線同士の間隔（配線間隔）を表す。例えば、ライン／スペースが１μｍ／１μｍ～５μｍ／５μｍと記載されていた場合、配線幅が１μｍ以上５μｍ以下で、かつ隣り合う配線同士の配線間隔が１μｍ以上５μｍ以下であることを表す。必ずしも配線幅と配線間隔とを等しくしなくてもよい。

【0021】

絶縁層２２は、無機絶縁層１２の第２面１２ｂに積層されている。絶縁層２２は、最下配線層である配線層２１を被覆する。絶縁層２２は、半導体チップ実装部２０における最下絶縁層である。絶縁層２２上に、さらに１以上の絶縁層や１以上の配線層が設けられてもよい。絶縁層２２の材料は、例えば、フェノール系樹脂やポリイミド系樹脂等の感光性樹脂を主成分とすることができる。絶縁層２２の材料は、例えば、エポキシ系樹脂、イミド系樹脂、フェノール系樹脂、シアネート系樹脂等の非感光性樹脂、ならびに、ＣＶＤ膜（例えば、膜厚０．５μｍ～５μｍ）などによる無機材料を主体としてもよい。絶縁層２２は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有しても構わない。絶縁層２２の厚さは、例えば０．５～４０μｍ程度とすることができる。絶縁層２２には、絶縁層２２を貫通し配線層２１の上面を露出するビアホール２２ｘが形成されている。ビアホール２２ｘの径は、例えば、１５μｍ以上２０μｍ以下程度とすることができる。

【0022】

配線層２３は、ビアホール２２ｘを充填するビア配線である。配線層２３の上面は、絶縁層２２の上面から露出する。配線層２３の上面は、例えば、絶縁層２２の上面と面一とすることができる。配線層２３の材料としては、例えば、銅等を用いることができる。

【0023】

半導体チップ２４は、例えば、シリコン等からなる薄板化された半導体基板（図示せず）上に半導体集積回路（図示せず）等が形成されたものである。半導体基板（図示せず）の回路形成面には、半導体集積回路（図示せず）と電気的に接続された電極２５が形成されている。電極２５は、例えば、銅パッドである。

【0024】

半導体チップ２４は、半導体チップ実装部２０における最上の絶縁層上に配置されている。電極２５は、半導体チップ実装部２０における最上の配線層と電気的に接続されている。図１の例では、最上の絶縁層は絶縁層２２であり、最上の配線層は配線層２３である。つまり、図１の例では、半導体チップ２４は絶縁層２２上に配置され、電極２５は絶縁層２２から露出する配線層２３の上面と接続されている。電極２５と配線層２３は、例えば、拡散接合等により直接接続してもよいし、はんだバンプ等を介して間接的に接続してもよい。後者の場合、はんだバンプの材料としては、例えばＰｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。

【0025】

封止樹脂層２６は、半導体チップ２４の下方に位置する最上の絶縁層上に配置され、半導体チップ２４を被覆する。図１の例では、最上の絶縁層は絶縁層２２である。封止樹脂層２６は、半導体チップ２４の裏面（回路形成面とは反対側の面）及び側面を被覆すると共に、半導体チップ２４の回路形成面と絶縁層２２の上面との間に充填されている。封止樹脂層２６の材料としては、例えば、モールド樹脂を用いることができる。なお、モールド樹脂とは、トランスファーモールド法、コンプレッションモールド法、インジェクションモールド法等に使用可能な非感光性の熱硬化性樹脂を主成分とする絶縁性樹脂である。モールド樹脂は、例えば、非感光性で熱硬化性のエポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂であり、フィラーを含むものがある。

【0026】

無機絶縁層１３は、半導体チップ実装部２０の上面及び側面の全体を被覆し、かつ無機絶縁層１２と連続する。言い換えれば、無機絶縁層１３は、無機絶縁層１２の側面、絶縁層２２の側面、並びに、封止樹脂層２６の上面及び側面を連続的に被覆する。無機絶縁層１３の材料は、無機絶縁層１２と同様とすることができる。無機絶縁層１３は、ＣＶＤ層とＡＬＤ層を積層した２層構造であってもよい。あるいは、無機絶縁層１３は、ＣＶＤ層の上下をＡＬＤ層で挟んだ３層構造であってもよい。

【0027】

［半導体装置の製造方法］
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。図２～図５は、本実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する図である。図２～図５において、Ｃは半導体装置を個片化する予定の位置を示している（以降、分離位置Ｃとする）。なお、本実施の形態では、支持体上に半導体装置となる複数の部分（隣接する分離位置Ｃに挟まれた部分）を作製した後に個片化して各半導体装置とする工程の例を示すが、支持体上に１個の半導体装置を作製する工程としてもよい。

【0028】

まず、図２（ａ）に示す工程では、最外層が金属箔である支持体１００を準備する。支持体１００としては、例えば、基部１１０上にキャリア付き金属箔１２０が積層されたものを用いることができる。支持体１００の厚さは、例えば９～１００μｍ程度とすることができる。基部１１０としては、例えば、ガラス、金属、セラミック等を用いることができる。キャリア付き金属箔１２０は、銅等の金属箔からなる厚さ１０～５０μｍ程度の厚箔（キャリア箔）上に、剥離層を介して、銅等の金属箔からなる厚さ１．５～５μｍ程度の薄箔が剥離可能な状態で貼着されたものである。

【0029】

次に、図２（ｂ）に示す工程では、支持体１００のキャリア付き金属箔１２０の上面全体に、無電解めっき法又はスパッタ法により、シード層１３０を形成する。シード層１３０の材料としては、例えば、銅等を用いることができる。シード層１３０の厚さは、例えば、１００～４００ｎｍ程度とすることができる。

【0030】

次に、図２（ｃ）～図３（ａ）に示す工程では、支持体１００上に金属ポスト１１を形成する。まず、図２（ｃ）に示すように、シード層１３０上にレジスト層３００を形成する。レジスト層３００は、例えば、感光性樹脂からなるドライフィルムレジストをラミネートすることで形成できる。そして、図２（ｄ）に示すように、レジスト層３００を露光及び現像によりパターニングし、金属ポスト１１を形成する部分にシード層１３０の上面を露出する開口部３００ｘを形成する。

【0031】

次に、図２（ｅ）に示すように、シード層１３０を給電層に利用した電解めっき法により、レジスト層３００の開口部３００ｘ内に銅等を析出し、開口部３００ｘを充填する金属ポスト１１を形成する。なお、この工程では、金属ポスト１１の先端側がレジスト層３００の上面よりも突出するまで銅等を析出させる。次に、図３（ａ）に示すように、金属ポスト１１のレジスト層３００の上面から突出する部分を除去して平坦化する。これにより、支持体１００上に、第１端面１１ａ、第２端面１１ｂ、及び第１端面１１ａと第２端面１１ｂとを接続する側面１１ｃを備えた金属ポスト１１が、第１端面１１ａが支持体１００側を向くように形成される。平坦化は、例えば、ケミカルエッチング等により行うことができる。

【0032】

次に、図３（ｂ）に示す工程では、まず、図３（ｂ）の上段に示すように、図３（ａ）に示す構造体を真空チャンバー４００内に配置する。次に、図３（ｂ）の中段に示すように、真空チャンバー４００内でレジスト層３００を除去する。レジスト層３００の除去は、例えば、ドライエッチング等により行うことができる。次に、図３（ｂ）の下段に示すように、支持体１００上に、金属ポスト１１の第２端面１１ｂ及び側面１１ｃを被覆する無機絶縁層１２を形成する。

【0033】

無機絶縁層１２は、例えば、ＳｉＯ_２、又はＳｉＯＣ等を用いてＣＶＤ法により形成することができる。無機絶縁層１２は、例えば、酸化ハフニウム、酸化チタン、又は酸化ジルコニウム等を用いてＡＬＤ法により形成してもよい。無機絶縁層１２は、ＣＶＤ層とＡＬＤ層を積層した２層構造としてもよい。あるいは、無機絶縁層１２は、ＣＶＤ層の上下をＡＬＤ層で挟んだ３層構造としてもよい。無機絶縁層１２がＣＶＤ層とＡＬＤ層の積層構造である場合、ＡＬＤ層の厚さは例えば１ｎｍ～２０ｎｍ程度とすることができ、それ以外の部分がＣＶＤ層となる。

【0034】

このように、図３（ｂ）に示すレジスト層３００を除去する工程、及び第２端面１１ｂ及び側面１１ｃを被覆する無機絶縁層１２を形成する工程は、真空チャンバー４００内で一連の工程として実施される。すなわち、無機絶縁層１２を形成する直前に真空チャンバー４００内でレジスト層３００を除去し、レジスト層３００を除去した直後に同一の真空チャンバー４００内で無機絶縁層１２を形成する。これにより、細くて繊細な金属ポスト１１に搬送途中でダメージを与えることなく、無機絶縁層１２内に容易に金属ポスト１１を埋め込むことができる。言い換えれば、このようなプロセスを用いることで、金属ポスト１１の微細化が可能となる。

【0035】

なお、金属ポスト１１を形成する前に無機絶縁層１２を形成し、無機絶縁層１２に貫通孔を形成し、貫通孔内にめっき等で金属ポスト１１を形成する工程も考えられる。しかし、この場合、貫通孔の側壁と金属ポスト１１の側面１１ｃとが密着しないため、信頼性の低下が生じる。図３（ｂ）に示す工程は、金属ポスト１１が形成された状態で無機絶縁層１２を形成するので、無機絶縁層１２に貫通孔等を形成することなく、無機絶縁層１２内に容易に金属ポスト１１を埋め込むことができる。この場合、金属ポスト１１の側面１１ｃと無機絶縁層１２との密性及び気密性を確保できる。

【0036】

次に、図３（ｃ）に示す工程は、金属ポスト１１の第２端面１１ｂが露出するまで無機絶縁層１２の上面を研磨する。これにより、支持体１００上に、金属ポスト１１の第１端面１１ａを露出する第１面１２ａ及び第２端面１１ｂを露出する第２面１２ｂを備え、側面１１ｃを被覆する無機絶縁層１２が形成される。研磨には、例えば、ＣＭＰ法（chemical mechanical polishing法）やドライエッチングを用いることができる。無機絶縁層１２の第２面１２ｂは、例えば、金属ポスト１１の第２端面１１ｂと面一とすることができる。無機絶縁層１２の第２面１２ｂの粗度は、例えば、Ｒａ２０ｎｍ以下程度とすることができる。

【0037】

次に、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す工程では、下面が無機絶縁層１２の第２面１２ｂと接するように、第２面１２ｂに積層された半導体チップ実装部２０を形成する。まず、図４（ａ）に示すように、無機絶縁層１２上に配線層２１、絶縁層２２、及び配線層２３を順次形成する。配線層２３は、例えば、セミアディティブ法により形成することができる。

【0038】

具体的には、まず、無電解めっき法又はスパッタ法により、無機絶縁層１２の第２面１２ｂ及び金属ポスト１１の第２端面１１ｂ上に銅等からなるシード層を形成する。次に、シード層上に配線層２１に対応する開口部を備えたレジスト層を形成する。そして、シード層を給電層に利用した電解めっき法により、レジスト層の開口部に銅等からなる電解めっき層を形成する。次に、レジスト層を除去した後、電解めっき層をマスクにして、電解めっき層に覆われていない部分のシード層をエッチングにより除去する。これにより、シード層上に電解めっき層が積層された配線層２１が形成される。

【0039】

絶縁層２２を形成するには、例えば、液状又はペースト状の感光性の絶縁性樹脂を準備し、配線層２１を覆うように無機絶縁層１２の第２面１２ｂにスピンコート法等により塗布する。あるいは、フィルム状の感光性の絶縁性樹脂を準備し、配線層２１を覆うように無機絶縁層１２の第２面１２ｂにラミネートしてもよい。そして、塗布又はラミネートした絶縁性樹脂を加熱して、半硬化状態の絶縁層２２を形成する。

【0040】

次に、フォトリソグラフィ法により、絶縁層２２を貫通し、配線層２１の上面を露出するビアホール２２ｘを形成する。そして、例えば、セミアディティブ法により、ビアホール２２ｘを充填する配線層２３を形成する。配線層２３は、先端側が絶縁層２２の上面よりも突出するように形成してもよい。この場合、ＣＭＰ等により配線層２３の絶縁層２２の上面から突出する部分を除去して平坦化する。これにより、絶縁層２２の上面と配線層２３の上面とは、面一となる。

【0041】

次に、図４（ｂ）に示すように、絶縁層２２上に、電極２５を備えた半導体チップ２４を実装し、さらに半導体チップ２４を被覆する封止樹脂層２６を形成する。これにより、半導体チップ実装部２０が形成される。半導体チップ２４は、電極２５が配線層２３の上面と電気的に接続されるように実装される。封止樹脂層２６は、半導体チップ２４の裏面及び側面を被覆すると共に、半導体チップ２４の回路形成面と絶縁層２２の上面との間に充填されるように形成される。封止樹脂層２６は、例えば、モールド樹脂を用いたモールド成形法により形成できる。モールド成形法としては、例えば、トランスファーモールド法、コンプレッションモールド法、インジェクションモールド法等が挙げられる。図２（ａ）から図４（ｂ）までの工程では、支持体１００上に、個片化されて半導体装置１となる複数の部分（隣接する破線Ｃに挟まれた部分）が形成される。

【0042】

次に、図４（ｃ）に示す工程では、図４（ｂ）に示す構造体に、半導体装置１となる複数の部分を分離する溝２０ｘを形成する。溝２０ｘは、ダイサー等により分離位置Ｃを含むよう形成される。切断は、少なくとも半導体チップ実装部２０の側面を露出するように行われる。つまり、溝２０ｘは、少なくとも封止樹脂層２６、絶縁層２２、及び無機絶縁層１２を貫通し、無機絶縁層１２の側面、絶縁層２２の側面、及び封止樹脂層２６の側面を露出する。溝２０ｘの幅は、例えば、２００μｍ～１０００μｍ程度とすることができる。

【0043】

次に、図５（ａ）に示す工程では、半導体チップ実装部２０の上面及び側面の全体を被覆し、かつ無機絶縁層１２と連続する無機絶縁層１３を形成する。ここでいう半導体チップ実装部２０の上面及び側面とは、半導体装置１となる複数の部分の上面及び溝２０ｘの内部に露出する複数の部分の側面である。つまり、無機絶縁層１３は、半導体装置１となる各々部分において、絶縁層２２の側面、並びに、封止樹脂層２６の上面及び側面を連続的に被覆するように形成される。無機絶縁層１３は、例えば、無機絶縁層１２と同様にＣＶＤ法またはＡＬＤ法により形成することができる。無機絶縁層１３の材料は、無機絶縁層１２と同様とすることができる。無機絶縁層１３は、ＣＶＤ層とＡＬＤ層を積層した２層構造としてもよい。あるいは、無機絶縁層１３は、ＣＶＤ層の上下をＡＬＤ層で挟んだ３層構造としてもよい。

【0044】

次に、図５（ｂ）に示す工程では、図５（ａ）に示す構造体から支持体１００を除去する。例えば、キャリア付き金属箔１２０が薄箔上に剥離層を介して厚箔が貼着された構造の場合は、支持体１００に機械的な力を加え、キャリア付き金属箔１２０の薄箔と厚箔との界面を剥離する。厚箔は、剥離層とともに薄箔から容易に剥離する。その後、エッチングにより薄箔を除去する。

【0045】

次に、図５（ｃ）に示す工程では、図５（ｂ）に示す構造体からシード層１３０を除去する。シード層１３０は、例えば、エッチングにより除去できる。これにより、個片化された複数の半導体装置１が完成する。

【0046】

このように、半導体装置１において、金属ポスト１１の第１端面１１ａを除くすべての部分は無機絶縁層１２又は１３により被覆されている。これにより、外部接続端子となる第１端面１１ａを除く半導体装置１の全体に防湿性及びガスバリア性（主に酸素に対するガスバリア性）を付与することができるため、防湿効果の向上及びガスバリア性の向上が可能となる。

【0047】

ここで、無機絶縁層の防湿性について説明する。発明者らは、ＡＬＤ層、ＣＶＤ層、及びＡＬＤ層とＣＶＤ層とが積層されたＡＬＤ／ＣＶＤ複合層について、層厚と防湿性との関係を調べた。具体的には、ポリイミドフィルム上に上記のいずれかの層を様々な膜厚で形成し、Ｍｏｃｏｎ法により水蒸気透過度を測定した。図６及び表１に無機絶縁層の防湿性の検討結果を示す。

【0048】

なお、図６及び表１において、例えば、ＡＬＤ－１０／１０ ＣＶＤ－０／０は、厚さ１０ｎｍのＡＬＤ層をポリイミドフィルムを挟んで両面に１層ずつ積層し、ＣＶＤ層を形成しない場合を示す。また、ＡＬＤ－０／２０ ＣＶＤ－０／０は、厚さ２０ｎｍのＡＬＤ層をポリイミドフィルムの片側の面に１層形成し、ＣＶＤ層を形成しない場合を示す。また、ＡＬＤ－０／１０ ＣＶＤ－０／２００は、厚さ１０ｎｍのＡＬＤ層（１層）の上に厚さ２００ｎｍのＣＶＤ層（１層）を重ねた積層構造を示す。他の表記についても、これらに準ずる。

【0049】

【表1】

【0050】

図６及び表１に示すサンプル（１）は、比較例であり、無機絶縁層を形成しない場合、つまりＡＬＤ層もＣＶＤ層も形成しない場合のサンプルである。サンプル（１）の水蒸気透過度は３３．２［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］であった。なお、０．１［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下の水蒸気透過度は、カテゴリー２と称され、一般電子機器に求められる値である。

【0051】

サンプル（２）～（６）の結果より、ＡＬＤ層のみを形成した場合にも、無機絶縁層を形成しないサンプル（１）に対して十分な防湿性が得られることがわかる。特に、ＡＬＤ層１層の層厚が２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の場合は、カテゴリー２の要件を満たしている。また、ＡＬＤ層１層の層厚が５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の場合は、ＡＬＤ層１層の層厚が２０ｎｍの場合のさらに半分程度の良好な水蒸気透過度となっている。

【0052】

なお、サンプル（７）の結果より、ＡＬＤ層１層の層厚が２００ｎｍになると層厚が１００ｎｍのサンプル（６）よりも水蒸気透過度が悪化することがわかった。これは、ＡＬＤ層が硬いセラミック膜であるため、クラックが生じたためと考えられる。ただし、サンプル（７）でも、サンプル（１）に対して十分な防湿性が得られている。

【0053】

また、サンプル（８）及び（１０）の結果より、ＣＶＤ層のみを形成した場合にも、無機絶縁層を形成しないサンプル（１）に対して十分な防湿性が得られることがわかる。特に、ＣＶＤ層１層の層厚が８００ｎｍの場合は、カテゴリー２の要件を満たしている。なお、サンプル（４）、（５）、（６）、及び（８）の値は、検出限界値以下であり、実際には、これらのサンプルは図６及び表１で示す値よりもさらに低い水蒸気透過度を示す可能性がある。

【0054】

また、サンプル（９）とサンプル（１０）とを比較すると、ＡＬＤ／ＣＶＤ複合層を有するサンプル（９）は、ＣＶＤ層のみを有するサンプル（１０）に対して、大幅に水分透過度を低減できていることがわかる。つまり、僅か１０ｎｍのＡＬＤ層を形成することで、２００ｎｍのＣＶＤ層のみに対して、大幅に水分透過度を低減できる。この理由は、ＣＶＤ層は、ある程度の多孔質性を有するが、ＣＶＤ層とＡＬＤ層との積層構造では、ＣＶＤ層の有する僅かな隙間（孔）にＡＬＤ層が入り込むため、水蒸気が透過しにくくなるためと考えられる。

【0055】

複合層において、ＣＶＤ層とＡＬＤ層とは、いずれが上層であって水蒸気透過度を低減する効果が得られるが、最表層にＡＬＤ層が形成されることが好ましい。なぜならば、緻密な膜が最表層にあることで、ポーラスなＣＶＤ層への吸水性を軽減することができるためである。

【0056】

以上、好ましい実施形態について詳説したが、上述した実施形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0057】

１ 半導体装置
１１ 金属ポスト
１１ａ 第１端面
１１ｂ 第２端面
１１ｃ 側面
１２，１３ 無機絶縁層
１２ａ 第１面
１２ｂ 第２面
２０ 半導体チップ実装部
２１，２３ 配線層
２２ 絶縁層
２２ｘ ビアホール
２４ 半導体チップ
２５ 電極
２６ 封止樹脂層
１００ 支持体
１１０ 基部
１２０ キャリア付き金属箔
１３０ シード層
３００ レジスト層
３００ｘ 開口部
４００ 真空チャンバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】