特開 2024-94553 配線基板及びその製造方法、半導体装置

(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】P2024094553

(43)【公開日】2024-07-10

(54)【発明の名称】配線基板及びその製造方法、半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/12 20060101AFI20240703BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

H01L23/12 F

H05K3/34 501E

H01L23/12 501B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022211175

(22)【出願日】2022-12-28

(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】内田 健介

【テーマコード（参考）】

5E319

【Ｆターム（参考）】

5E319AA03

5E319AA07

5E319AB06

5E319AC15

5E319AC18

5E319BB05

5E319CC33

5E319GG03

(57)【要約】

【課題】半導体チップとの接続信頼性を向上することが可能な配線基板を提供する。
【解決手段】本配線基板は、配線層と、前記配線層を被覆する絶縁層と、前記配線層の上面に設けられ、前記絶縁層の上面から突起する電極と、前記電極の周囲の前記絶縁層の上面に設けられた溝と、を有し、前記電極は、前記絶縁層に側面を被覆される第１部分と、前記絶縁層から側面が露出し、一部が前記溝の内側に位置し他部が前記絶縁層の上面から突起する第２部分と、を含み、前記第２部分の上面と、前記第２部分の側面と、を被覆する金属層を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

配線層と、
前記配線層を被覆する絶縁層と、
前記配線層の上面に設けられ、前記絶縁層の上面から突起する電極と、
前記電極の周囲の前記絶縁層の上面に設けられた溝と、を有し、
前記電極は、
前記絶縁層に側面を被覆される第１部分と、
前記絶縁層から側面が露出し、一部が前記溝の内側に位置し他部が前記絶縁層の上面から突起する第２部分と、を含み、
前記第２部分の上面と、前記第２部分の側面と、を被覆する金属層を有する、配線基板。

【請求項2】

前記金属層は、前記溝を充填する、請求項１に記載の配線基板。

【請求項3】

前記金属層は、ニッケル層、ニッケル合金層、コバルト層、コバルト合金層の何れかを含む、請求項１に記載の配線基板。

【請求項4】

前記電極及び前記金属層は、半導体チップと電気的に接続される外部接続端子である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の配線基板。

【請求項5】

請求項４に記載の配線基板と、
前記配線基板上に搭載された半導体チップと、を有し、
前記外部接続端子と、前記半導体チップの接続端子とが、はんだを介して電気的に接続された、半導体装置。

【請求項6】

配線層の上面に電極を形成する工程と、
前記電極及び前記配線層を被覆する絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の上面を研磨し、前記絶縁層の上面に前記電極の上面を露出させると共に、前記電極の周囲の前記絶縁層の上面に溝を設ける工程と、
前記絶縁層の上面をエッチングし、前記電極に、前記絶縁層に側面を被覆される第１部分と、前記絶縁層から側面が露出し、一部が前記溝の内側に位置し他部が前記絶縁層の上面から突起する第２部分と、を形成する工程と、
前記第２部分の上面と、前記第２部分の側面と、を被覆する金属層を形成する工程と、を有する、配線基板の製造方法。

【請求項7】

前記絶縁層の研磨は、化学的機械研磨により行う、請求項６に記載の配線基板の製造方法。

【請求項8】

前記絶縁層のエッチングは、ドライエッチングにより行う、請求項６又は７に記載の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、配線基板及びその製造方法、半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体チップを搭載することができる配線基板が知られている。このような配線基板では、半導体チップと接続される電極が絶縁層から突起するように設けられ、さらに、電極の絶縁層から突起する部分の上面及び側面を被覆する金属層が設けられる場合がある。この配線基板に半導体チップを搭載する際には、例えば、電極を被覆する金属層と、半導体チップの接続端子とを、はんだで接続する（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１８８０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、金属層の下面と絶縁層の上面とは密着性が低いため、両者の界面に隙間が形成される場合がある。両者の界面に隙間が形成されると、半導体チップと接続する際に、はんだが隙間に入り込み、電極を構成する金属と合金化する懸念がある。はんだと電極とが合金化すると、合金化した部分の近傍にボイドが生じ、配線基板と半導体チップとの接続信頼性が低下する。

【0005】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、半導体チップとの接続信頼性を向上することが可能な配線基板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】

本配線基板は、配線層と、前記配線層を被覆する絶縁層と、前記配線層の上面に設けられ、前記絶縁層の上面から突起する電極と、前記電極の周囲の前記絶縁層の上面に設けられた溝と、を有し、前記電極は、前記絶縁層に側面を被覆される第１部分と、前記絶縁層から側面が露出し、一部が前記溝の内側に位置し他部が前記絶縁層の上面から突起する第２部分と、を含み、前記第２部分の上面と、前記第２部分の側面と、を被覆する金属層を有する。

【発明の効果】

【0007】

開示の技術によれば、半導体チップとの接続信頼性を向上することが可能な配線基板を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る配線基板を例示する断面図である。

【図2】第１実施形態に係る配線基板の奏する効果について説明する図である。

【図3】第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その１）である。

【図4】第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その２）である。

【図5】第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その３）である。

【図6】第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その４）である。

【図7】第１実施形態の応用例に係る半導体装置を例示する断面図である。

【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】

〈第１実施形態〉
［配線基板の構造］
図１は、第１実施形態に係る配線基板を例示する断面図である。図１（ａ）は全体図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部の拡大図である。

【0011】

図１を参照すると、配線基板５は、コア基板１０と、第１配線構造１と、第２配線構造２と、第３配線構造３と、ソルダーレジスト層４０及び５０と、外部接続端子６０とを有している。第１配線構造１及び第２配線構造２は、コア基板１０の一方の側に配置され、第３配線構造３は、コア基板１０の他方の側に配置されている。なお、ソルダーレジスト層４０及び５０と、外部接続端子６０とは、必要に応じて設けることができる。

【0012】

なお、本実施形態では、便宜上、図１における配線基板５のソルダーレジスト層４０側を上側又は一方の側、ソルダーレジスト層５０側を下側又は他方の側とする。また、各部位のソルダーレジスト層４０側の面を一方の面又は上面、ソルダーレジスト層５０側の面を他方の面又は下面とする。但し、配線基板５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することができる。また、平面視とは対象物をソルダーレジスト層４０の一方の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ソルダーレジスト層４０の一方の面の法線方向から視た形状を指すものとする。

【0013】

コア基板１０としては、例えば、ガラスクロスにエポキシ系樹脂等の熱硬化性の絶縁樹脂を含浸させた所謂ガラスエポキシ基板等を用いることができる。コア基板１０として、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の織布や不織布にエポキシ系樹脂等の熱硬化性の絶縁樹脂を含浸させた基板等を用いてもよい。コア基板１０の厚さは、例えば、８０～１２００μｍ程度とすることができる。なお、各図において、ガラスクロス等の図示は省略されている。

【0014】

コア基板１０には、コア基板１０を貫通する複数の貫通孔１０ｘが形成されている。貫通孔１０ｘの平面形状は、例えば、直径が５０～１００μｍ程度の円形とすることができる。貫通孔１０ｘのピッチは、例えば、１００～１０００μｍ程度とすることができる。貫通孔１０ｘの内壁面には、貫通電極２０が形成されており、貫通孔１０ｘの中心部（貫通電極２０の内側）には樹脂部３０が充填されている。貫通電極２０の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。樹脂部３０の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂等の熱硬化性の絶縁樹脂を用いることができる。

【0015】

第１配線構造１は、コア基板１０の一方の面１０ａに積層されている。第１配線構造１は、複数の第１配線層及び複数の第１絶縁層が積層された配線構造である。本実施形態では、複数の第１配線層は、第１配線層１１、第１配線層１３、及び第１配線層１５を含む。第１配線層１５は、複数の第１配線層のうち第２配線構造２に最も近い側に配置される最上第１配線層である。なお、第１配線層の層数は、本実施形態の例には限定されない。第１配線層は、１層のみであってもよい。本実施形態では、複数の第１絶縁層は、第１絶縁層１２及び第１絶縁層１４を含む。第１絶縁層１４は、複数の第１絶縁層のうち第２配線構造２に最も近い側に配置される最上第１絶縁層である。なお、第１絶縁層の層数は、本実施形態の例には限定されない。第１絶縁層は、１層のみであってもよい。

【0016】

第３配線構造３は、コア基板１０の他方の面１０ｂに積層されている。第３配線構造３は、複数の第３配線層及び複数の第３絶縁層が積層された配線構造である。本実施形態では、複数の第３配線層は、第３配線層３１、第３配線層３３、及び第３配線層３５を含む。なお、第３配線層の層数は、本実施形態の例には限定されない。本実施形態では、複数の第３絶縁層は、第３絶縁層３２及び第３絶縁層３４を含む。なお、第３絶縁層の層数は、本実施形態の例には限定されない。

【0017】

第１配線層１１は、コア基板１０の一方の面１０ａに形成されている配線パターンである。第３配線層３１は、コア基板１０の他方の面１０ｂに形成されている配線パターンである。第１配線層１１は、コア基板１０を貫通する貫通電極２０を介して、第３配線層３１と電気的に接続されている。第１配線層１１及び第３配線層３１は、例えば、銅箔等の金属箔や銅めっき等のめっき層からなる。第１配線層１１及び第３配線層３１の厚さは、例えば、１５～３５μｍ程度とすることができる。第１配線層１１及び第３配線層３１のライン／スペースは、例えば、１０μｍ／１０μｍ～５０μｍ／５０μｍ程度とすることができる。

【0018】

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１０μｍ／１０μｍ～５０μｍ／５０μｍと記載されていた場合、配線幅が１０μｍ以上５０μｍ以下で、かつ隣り合う配線同士の配線間隔が１０μｍ以上５０μｍ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。

【0019】

第１絶縁層１２は、コア基板１０の一方の面１０ａに、第１配線層１１を被覆するように形成されている。第３絶縁層３２は、コア基板１０の他方の面１０ｂに、第３配線層３１を被覆するように形成されている。第１絶縁層１２及び第３絶縁層３２は、非感光性樹脂を主成分とする絶縁層である。第１絶縁層１２及び第３絶縁層３２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熱硬化性の非感光性樹脂を主成分とすることができる。第１絶縁層１２及び第３絶縁層３２の厚さは、例えば２０～４０μｍ程度とすることができる。第１絶縁層１２及び第３絶縁層３２は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有してもよい。

【0020】

第１配線層１３は、第１絶縁層１２の一方の側に形成されており、第１配線層１１と電気的に接続されている。第１配線層１３は、第１絶縁層１２を貫通し第１配線層１１の一方の面を露出するビアホール１２ｘ内に充填されたビア配線、及び第１絶縁層１２の一方の面に形成された配線パターンを含んで構成されている。ビアホール１２ｘは、第１絶縁層１４側に開口されている開口部の径が第１配線層１１の上面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい逆円錐台状の凹部とすることができる。

【0021】

第３配線層３３は、第３絶縁層３２の他方の側に形成されており、第３配線層３１と電気的に接続されている。第３配線層３３は、第３絶縁層３２を貫通し第３配線層３１の他方の面を露出するビアホール３２ｘ内に充填されたビア配線、及び第３絶縁層３２の他方の面に形成された配線パターンを含んで構成されている。ビアホール３２ｘは、第３絶縁層３４側に開口されている開口部の径が第３配線層３１の下面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい円錐台状の凹部とすることができる。

【0022】

ビアホール１２ｘ及び３２ｘの開口部の径は、例えば、５０～６０μｍ程度とすることができる。第１配線層１３及び第３配線層３３の材料としては、例えば、銅等を用いることができる。第１配線層１３及び第３配線層３３の配線パターンの厚さは、例えば、１５～２５μｍ程度とすることができる。第１配線層１３及び第３配線層３３の配線パターンのライン／スペースは、例えば、１０μｍ／１０μｍ～５０μｍ／５０μｍ程度とすることができる。

【0023】

第１絶縁層１４は、第１絶縁層１２の一方の面に、第１配線層１３を被覆するように形成されている。第３絶縁層３４は、第３絶縁層３２の他方の面に、第３配線層３３を被覆するように形成されている。第１絶縁層１４及び第３絶縁層３４の材料や厚さは、例えば、第１絶縁層１２及び第３絶縁層３２と同様とすることができる。第１絶縁層１４及び第３絶縁層３４は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有してもよい。

【0024】

第１配線層１５は、第１絶縁層１４の一方の側に形成されており、第１配線層１３と電気的に接続されている。第１配線層１５は、第１絶縁層１４を貫通し第１配線層１３の一方の面を露出するビアホール１４ｘ内に充填されたビア配線、及び第１絶縁層１４の一方の面に形成された配線パターンを含んで構成されている。ビアホール１４ｘは、第２絶縁層２１側に開口されている開口部の径が第１配線層１３の上面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい逆円錐台状の凹部とすることができる。

【0025】

第３配線層３５は、第３絶縁層３４の他方の側に形成されており、第３配線層３３と電気的に接続されている。第３配線層３５は、第３絶縁層３４を貫通し第３配線層３３の他方の面を露出するビアホール３４ｘ内に充填されたビア配線、及び第３絶縁層３４の他方の面に形成された配線パターンを含んで構成されている。ビアホール３４ｘは、ソルダーレジスト層５０側に開口されている開口部の径が第３配線層３３の下面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい円錐台状の凹部とすることができる。

【0026】

ビアホール１４ｘ及び３４ｘの開口部の径は、例えば、５０～６０μｍ程度とすることができる。第１配線層１５及び第３配線層３５の材料、第１配線層１５及び第３配線層３５の配線パターンの厚さ、第１配線層１５及び第３配線層３５の配線パターンのライン／スペースは、例えば、第１配線層１３及び第３配線層３３と同様することができる。

【0027】

第２配線構造２は、第１配線構造１上に配置されている。第２配線構造２は、複数の第２配線層及び複数の第２絶縁層が積層され、さらに最上第２配線層と接続される電極が形成された配線構造である。本実施形態では、複数の第２配線層は、第２配線層２２及び第２配線層２４を含む。第２配線層２２は、複数の第２配線層のうち第１配線構造１に最も近い側に配置される最下第２配線層である。第２配線層２４は、複数の第２配線層のうち第１配線構造１から最も遠い側に配置される最上第２配線層である。なお、第２配線層の層数は、本実施形態の例には限定されない。第２配線層は、１層のみであってもよい。

【0028】

本実施形態では、複数の第２絶縁層は、第２絶縁層２１、第２絶縁層２３、及び第２絶縁層２５を含む。第２絶縁層２１は、複数の第２絶縁層のうち第１配線構造１に最も近い側に配置される最下第２絶縁層である。なお、第２絶縁層の層数は、本実施形態の例には限定されない。第２絶縁層は、１層のみであってもよい。

【0029】

第２配線層の配線幅及び配線間隔は、第１配線層の配線幅及び配線間隔よりも小さい。また、第２配線層の配線幅及び配線間隔は、第３配線層の配線幅及び配線間隔よりも小さい。つまり、第２配線構造２を構成する第２配線層は、第１配線構造１を構成する第１配線層及び第３配線構造３を構成する第３配線層よりも配線密度の高い微細配線層である。

【0030】

第２絶縁層２１は、第１絶縁層１４の一方の面に、第１配線層１５を被覆するように形成されている。第２絶縁層２１は、非感光性樹脂を主成分とする絶縁層である。第２絶縁層２１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熱硬化性の非感光性樹脂を主成分とすることができる。第２絶縁層２１は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有してもよい。第２絶縁層２１は、第１絶縁層１２及び１４よりも薄い絶縁層である。第２絶縁層２１の厚さは、例えば、１０～２０μｍ程度とすることができる。

【0031】

第２配線層２２は、第２絶縁層２１の一方の側に形成されており、第１配線構造１の第１配線層１５と電気的に接続されている。第２配線層２２は、第２絶縁層２１を貫通し第１配線層１５の一方の面を露出するビアホール２１ｘ内に充填されたビア配線、及び第２絶縁層２１の一方の面に形成された配線パターンを含んで構成されている。ビアホール２１ｘは、第２絶縁層２３側に開口されている開口部の径が第１配線層１５の上面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい逆円錐台状の凹部とすることができる。ビアホール２１ｘの開口部の径は、例えば、５～１０μｍ程度とすることができる。第２配線層２２の材料としては、例えば、銅等を用いることができる。第２配線層２２を構成する配線パターンの厚さは、例えば、５～１０μｍ程度とすることができる。第２配線層２２を構成する配線パターンのライン／スペースは、例えば、３μｍ／３μｍ～８μｍ／８μｍ程度とすることができる。

【0032】

第２絶縁層２３は、第２絶縁層２１の一方の面に、第２配線層２２を被覆するように形成されている。第２絶縁層２３の材料や厚さは、例えば、第２絶縁層２１と同様とすることができる。第２絶縁層２３は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有してもよい。

【0033】

第２配線層２４は、第２絶縁層２３の一方の側に形成されており、第２配線層２２と電気的に接続されている。第２配線層２４は、第２絶縁層２３を貫通し第２配線層２２の一方の面を露出するビアホール２３ｘ内に充填されたビア配線、及び第２絶縁層２３の一方の面に形成された配線パターンを含んで構成されている。ビアホール２３ｘは、第２絶縁層２５側に開口されている開口部の径が第２配線層２２の上面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい逆円錐台状の凹部とすることができる。ビアホール２３ｘの開口部の径は、例えば、５～１０μｍ程度とすることができる。第２配線層２４の材料、第２配線層２４を構成する配線パターンの厚さ、及び第２配線層２４を構成する配線パターンのライン／スペースは、例えば、第２配線層２２と同様とすることができる。第２配線層２４は、例えば、シード層２４ａと、シード層２４ａ上に形成された電解めっき層２４ｂとを含む構造とすることができる。

【0034】

第２絶縁層２５は、第２絶縁層２３の一方の面に、第２配線層２４を被覆するように形成されている。第２絶縁層２５の材料や厚さは、例えば、第２絶縁層２３と同様とすることができる。第２絶縁層２５は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有してもよい。

【0035】

電極２６は、第２配線層２４の上面に設けられ、第２絶縁層２５の上面２５ａから部分的に突起している。図１（ｂ）に示すように、電極２６の周囲の第２絶縁層２５の上面２５ａに溝２５ｘが設けられている。溝２５ｘは、第２絶縁層２５の上面２５ａから第２配線層２４の側に窪む。溝２５ｘは、第２絶縁層２５の一部が除去されて形成されたものである。溝２５ｘは、例えば、平面視で電極２６の周囲にリング状に形成することができる。溝２５ｘは、例えば、第２絶縁層２５の上面２５ａと同一平面における幅が元も広く、第２配線層２４に近づくにつれて幅が狭くなる形状である。

【0036】

第２絶縁層２５の上面２５ａと同一平面における溝２５ｘの幅は、例えば、１μｍ以上５μｍ以下程度とすることができる。第２絶縁層２５の上面２５ａを基準とする溝２５ｘの深さは、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下程度とすることができる。なお、溝２５ｘの幅や深さは、電極２６の周方向において一定でなくてもよい。例えば、図１（ｂ）の断面図に示す溝２５ｘにおいて、電極２６の右側に視えている部分と左側に視えている部分で、第２絶縁層２５の上面２５ａと同一平面における溝２５ｘの幅が異なっていてもよいし、第２絶縁層２５の上面２５ａを基準とする溝２５ｘの深さが異なっていてもよい。

【0037】

電極２６は、溝２５ｘよりも第２配線層２４の側に位置し、第２絶縁層に側面を被覆される第１部分２６ａと、第１部分２６ａから上側に延伸する第２部分２６ｂとを含む。第２部分２６ｂは、第２絶縁層２５から側面が露出している。第２部分２６ｂは、一部が溝２５ｘの内側に位置して他部が第２絶縁層２５の上面２５ａから突起している。つまり、第２部分２６ｂの一部は、第２絶縁層２５の上面２５ａよりも下側にあり、第２部分２６ｂの他部は、第２絶縁層２５の上面２５ａよりも上側にある。

【0038】

なお、図１（ｂ）では、第１部分２６ａと第２部分２６ｂとの境界を便宜上破線で示しているが、両者は一体である。第１部分２６ａと第２部分２６ｂとの境界は、配線基板５の厚さ方向において、第２配線層２４の上面と第２絶縁層２５の上面２５ａとの間に位置する。

【0039】

電極２６の材料は、例えば、第２配線層２２と同様とすることができる。電極２６の全体の厚さは、例えば、１０～２０μｍ程度とすることができる。電極２６のうち、第２絶縁層２５の上面２５ａよりも上側に位置する部分の厚さは、例えば、０．１～１８μｍ程度とすることができる。電極２６の平面形状は、例えば、直径が２０～３０μｍ程度の円形とすることができる。電極２６のピッチは、例えば、４０～５０μｍ程度とすることができる。

【0040】

配線基板５は、電極２６と電気的に接される金属層２７を有している。電極２６及び金属層２７は、半導体チップと電気的に接続される外部接続端子である。金属層２７は、第２部分２６ｂの上面と、第２部分２６ｂの側面とを被覆する。ここでいう、第２部分２６ｂの側面とは、第２絶縁層２５の上面２５ａよりも上側に位置する部分と、溝２５ｘの内側に露出する部分の両方を含む。

【0041】

金属層２７は、一層のみから形成されてもよいし、複数層の積層構造であってもよい。金属層２７の例としては、Ａｕ層や、Ｎｉ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）等を挙げることができる。金属層２７において、Ｎｉ層の厚さは、例えば、１μｍ～１０μｍ程度とすることができる。Ｐｄ層の厚さは、例えば、０．０１μｍ～０．５μｍ程度とすることができる。Ａｕ層の厚さは、例えば、０．０１μｍ～０．５μｍ程度とすることができる。

【0042】

また、金属層２７において、Ｎｉ層に代えてＮｉ合金層、Ｐｄ層に代えてＰｄ合金層、Ａｕ層に代えてＡｕ合金層を用いてもよい。また、金属層２７において、Ｎｉ層に代えてＣｏ層を用いてもよい。この場合、Ｃｏ層の厚さの範囲は、Ｎｉ層の厚さの範囲と同様とすることができる。また、Ｎｉ層に代えてＣｏ合金層を用いてもよい。この場合、Ｃｏ合金層の厚さの範囲は、Ｎｉ層の厚さの範囲と同様とすることができる。

【0043】

なお、金属層２７がＮｉ層、Ｎｉ合金層、Ｃｏ層、Ｃｏ合金層のいずれかを含む複数層の積層構造の場合、溝２５ｘは、主にＮｉ層、Ｎｉ合金層、Ｃｏ層、又はＣｏ合金層で充填される。Ｎｉ層、Ｎｉ合金層、Ｃｏ層、又はＣｏ合金層の厚さを溝２５ｘの深さ以上とすると、溝２５ｘを充分に充填でき好適である。このように、金属層２７は、ニッケル層、ニッケル合金層、コバルト層、コバルト合金層を含むことが好ましい。

【0044】

ソルダーレジスト層４０は、第２配線構造２の第２絶縁層２５の一方の面の外周側に形成されている最外絶縁層である。ソルダーレジスト層４０の材料としては、例えば、フェノール系樹脂やポリイミド系樹脂等を主成分とする感光性の絶縁樹脂を用いることができる。ソルダーレジスト層４０は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有しても構わない。ソルダーレジスト層４０は、開口部４０ｘを有し、開口部４０ｘ内には電極２６が露出している。

【0045】

ソルダーレジスト層５０は、第３配線構造３の第３絶縁層３４の他方の面に、第３配線構造３の第３配線層３５を被覆するように形成されている最外絶縁層である。ソルダーレジスト層５０の材料としては、例えば、フェノール系樹脂やポリイミド系樹脂等を主成分とする感光性の絶縁樹脂を用いることができる。ソルダーレジスト層５０は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有しても構わない。

【0046】

ソルダーレジスト層５０は、開口部５０ｘを有し、開口部５０ｘの底部には第３配線構造３の第３配線層３５の一部が露出している。開口部５０ｘ内に露出する第３配線層３５には、必要に応じて、はんだボール等の外部接続端子６０が形成される。

【0047】

このように、配線基板５は、第２絶縁層２５の上面２５ａから第２配線層２４の側に窪む溝２５ｘが設けられ、金属層２７が溝２５ｘ内に入り込んで電極２６の側面を被覆している。この構造の奏する効果について、比較例を示しながら説明する。

【0048】

図２は、第１実施形態に係る配線基板の奏する効果について説明する図であり、半導体チップ１１０の電極ポスト１２０と、配線基板５又は５Ｘの電極２６及び金属層２７とをはんだ１３０を介して接続した様子を示している。

【0049】

図２（ａ）は、比較例に係る配線基板５Ｘと半導体チップ１１０との接続を示している。図２（ａ）に示すように、配線基板５Ｘでは、電極２６の周囲に溝２５ｘは形成されていない。また、配線基板５Ｘでは、金属層２７の下面と第２絶縁層２５の上面２５ａとの間に隙間２７ｘが形成されている。隙間２７ｘは、例えば、電極２６の周囲に環状に形成される。隙間２７ｘが形成される理由は、金属層２７の下面と第２絶縁層２５の上面２５ａとの密着性が低いためである。

【0050】

配線基板５Ｘのように、隙間２７ｘが形成されていると、半導体チップ１１０と接続する際に、はんだ１３０が隙間２７ｘに入り込み、電極２６の側面と接触して合金化する懸念がある。はんだ１３０と電極２６とが合金化すると、合金化した部分の近傍にボイドが生じ、配線基板５Ｘと半導体チップ１１０との接続信頼性が低下する。

【0051】

図２（ｂ）は、第１実施形態に係る配線基板５と半導体チップ１１０との接続を示している。図２（ｂ）に示すように、配線基板５では、第２絶縁層２５の上面２５ａから第２配線層２４の側に窪む溝２５ｘが設けられ、金属層２７が溝２５ｘ内に入り込んで電極２６の側面を被覆している。金属層２７と電極２６とは金属同士であり十分に密着している。

【0052】

そのため、仮に、溝２５ｘの周囲において、金属層２７の下面と第２絶縁層２５の上面２５ａとの間に図２（ａ）と同様の隙間ができたとしても、金属層２７が溝２５ｘ内に入り込んで電極２６の側面を被覆しているため、はんだ１３０が電極２６の側面と接触するおそれを低減できる。その結果、合金化によりボイドが生じるおそれも低減できる。すなわち、半導体チップ１１０との接続信頼性を向上することが可能な配線基板５を実現できる。

【0053】

金属層２７は、溝２５ｘを充填することが好ましい。これにより、電極２６の側面とはんだ１３０との距離が長くなるため、はんだ１３０が電極２６の側面と接触するおそれをさらに低減できる。

【0054】

［配線基板の製造方法］
次に、第１実施形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図３～図６は、第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図である。なお、ここでは、図１（ａ）に示す配線基板５の破線Ａで囲んだ領域について図示しながら、配線基板５の製造工程を説明する。

【0055】

まず、図３（ａ）に示す工程では、周知のビルドアップ工法等により、配線基板５の第２配線層２４、第２絶縁層２５、電極２６、及び金属層２７を形成する前の状態までを作製する。なお、図３（ａ）では、第２絶縁層２３のみを示している。そして、図３（ｂ）に示す工程では、第２絶縁層２３の上面に、銅の無電解めっきや銅のスパッタによりシード層２４ａを形成する。シード層２４ａの厚さは、例えば、２００～４００ｎｍ程度とすることができる。

【0056】

次に、図３（ｃ）に示す工程では、シード層２４ａ上に第２配線層２４の配線パターンの形状に合わせた開口部３００ｘを有するめっきレジストパターン３００を形成する。めっきレジストパターン３００は、例えば、感光性のドライフィルムレジストをシード層２４ａ上に貼り付けることで形成できる。開口部３００ｘは、例えば、感光性のドライフィルムレジストを露光及び現像することにより形成できる。開口部３００ｘ内には、シード層２４ａの上面の一部が露出する。

【0057】

次に、図３（ｄ）に示す工程では、シード層２４ａから給電する銅の電解めっきにより、めっきレジストパターン３００の開口部３００ｘに露出するシード層２４ａ上に電解めっき層２４ｂを析出する。次に、図４（ａ）に示す工程では、めっきレジストの剥離液を用いて、めっきレジストパターン３００を除去する。

【0058】

次に、図４（ｂ）～図５（ａ）に示す工程では、電極２６を形成する。具体的には、まず、図４（ｂ）に示す工程では、シード層２４ａ及び電解めっき層２４ｂ上に電極２６の形状に合わせた開口部３１０ｘを有するめっきレジストパターン３１０を形成する。めっきレジストパターン３１０は、例えば、感光性のドライフィルムレジストをシード層２４ａ上及び電解めっき層２４ｂ上に貼り付けることで形成できる。開口部３１０ｘは、例えば、感光性のドライフィルムレジストを露光及び現像することにより形成できる。開口部３１０ｘ内には、電解めっき層２４ｂの上面の一部が露出する。つまり、開口部３１０ｘの開口径は、開口部３００ｘの開口径よりも小さい。

【0059】

次に、図４（ｃ）に示す工程では、シード層２４ａから給電する銅の電解めっきにより、めっきレジストパターン３１０の開口部３１０ｘに露出する電解めっき層２４ｂ上に電極２６を析出する。次に、図５（ａ）に示す工程では、めっきレジストの剥離液を用いて、めっきレジストパターン３１０を除去する。これにより、電極２６が形成される。

【0060】

次に、図５（ｂ）に示す工程では、電解めっき層２４ｂをマスクとしたエッチングを行い、電解めっき層２４ｂから露出するシード層２４ａを除去し第２配線層２４を形成する。シード層２４ａが銅である場合、エッチング液としては、例えば、硫酸と過酸化水素を混合した水溶液、過硫酸ナトリウム水溶液、過硫酸アンモニウム水溶液等を用いることができる。

【0061】

次に、図５（ｃ）に示す工程では、第２絶縁層２３上に、電極２６の上面及び側面、並びに第２配線層２４を被覆する第２絶縁層２５を形成する。具体的には、例えば、第２絶縁層２３上に第２配線層２４及び電極２６を被覆するように半硬化状態のフィルム状のエポキシ系樹脂等をラミネートし、硬化させて第２絶縁層２５を形成する。或いは、フィルム状のエポキシ系樹脂等のラミネートに代えて、液状又はペースト状のエポキシ系樹脂等を塗布後、硬化させて第２絶縁層２５を形成してもよい。

【0062】

次に、図６（ａ）に示す工程では、第２絶縁層２５の上面２５ａを研磨し、第２絶縁層２５の上面２５ａに電極２６の上面を露出させると共に、電極２６の周囲の第２絶縁層２５の上面２５ａに、第２絶縁層２５の上面２５ａから第２配線層２４の側に窪む溝２５ｘを設ける。第２絶縁層２５の研磨は、例えば、化学的機械研磨（ＣＭＰ法：Chemical Mechanical Polishing法）により行うことができる。第２絶縁層２５の上面２５ａと電極２６の上面とは、例えば、面一となる。通常は、第２絶縁層２５と電極２６の界面に溝が形成されないように、化学的機械研磨の圧力や研磨時間を調整するが、本願では、第２絶縁層２５と電極２６の界面に溝２５ｘが形成される条件で化学的機械研磨を行う。

【0063】

具体的には、化学的機械研磨の圧力を通常よりも高めにし、研磨時間を通常よりも短くすることにより、第２絶縁層２５と電極２６の界面に溝２５ｘを形成することができる。適正な幅及び深さの溝２５ｘを形成するためには、化学的機械研磨の圧力は１０ｋＰａ以上３０ｋＰａ以下とすることが好ましく、研磨時間は１分以上１５分以下とすることが好ましい。なお、溝２５ｘの適正な幅及び深さは、配線基板５の説明において示した通りである。

【0064】

次に、図６（ｂ）に示す工程では、第２絶縁層２５の上面２５ａをエッチングし、電極２６に、溝２５ｘよりも第２配線層２４の側に位置し、第２絶縁層２５に側面を被覆される第１部分２６ａと、第１部分２６ａから上側に延伸する第２部分２６ｂとを形成する。第２部分２６ｂは、第２絶縁層２５から側面が露出し、一部が溝２５ｘの内側に位置して他部が第２絶縁層２５の上面２５ａから突起する。第２絶縁層２５のエッチングは、例えば、ドライエッチングにより行う。ドライエッチングには、プラズマエッチング装置を用いることができる。ＣＦ_４ガス等のフッ素系ガスや酸素ガスを用い、ドライエッチングを行うことができる。

【0065】

次に、図６（ｃ）に示す工程では、電極２６と電気的に接続される金属層２７を形成する。具体的には、例えば、無電解めっき法により、第２部分２６ｂの上面と、第２部分２６ｂの側面とを被覆する金属層２７を形成する。金属層２７の材料は、前述のとおりである。金属層２７は、溝２５ｘを充填することが好ましい。

【0066】

〈第１実施形態の応用例〉
第１実施形態の応用例では、配線基板に半導体チップを搭載した半導体装置の例を示す。なお、第１実施形態の応用例において、既に説明した実施形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。

【0067】

図７は、第１実施形態の応用例に係る半導体装置を例示する断面図である。図７を参照すると、半導体装置７は、図１に示す配線基板５と、半導体チップ１１０と、電極ポスト１２０と、はんだ１３０とを有する。

【0068】

半導体チップ１１０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）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ポスト１２０が形成されている。電極ポスト１２０は、配線基板５と接続される接続端子であり、例えば、銅ポストである。

【0069】

電極ポスト１２０は、はんだ１３０を介して、配線基板５の外部接続端子である電極２６及び金属層２７と電気的に接続されている。なお、図７に示す半導体装置７において、実際は、図２と同様に電極ポスト１２０と電極２６（金属層２７）との間に、はんだ１３０が配置される。はんだ１３０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。なお、半導体チップ１１０と配線基板５の上面との間にアンダーフィル樹脂が充填されてもよい。

【0070】

このように、第１実施形態に係る配線基板５に半導体チップを搭載することにより、半導体装置７を実現できる。図７では図示が省略されているが、半導体装置７では、図１（ｂ）に示したように、金属層２７が溝２５ｘ内に入り込んで電極２６の側面を被覆している。そのため、前述の理由により、配線基板５と半導体チップ１１０との接続信頼性を向上することができる。

【0071】

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。

【0072】

例えば、本発明は、絶縁層から突起する電極と、電極の上面及び側面を被覆する金属層とを有し、電極及び金属層が外部接続端子となる配線基板であれば、図１に示した構造と異なる構造の配線基板にも適用可能である。本発明を適用可能な配線基板の一例として、コア基板や第３配線構造を有さず、第１配線構造上に第２配線構造が積層されたコアレスの配線基板が挙げられる。

【符号の説明】

【0073】

１ 第１配線構造
２ 第２配線構造
３ 第３配線構造
５ 配線基板
７ 半導体装置
１０ コア基板
１０ａ 一方の面
１０ｂ 他方の面
１０ｘ 貫通孔
１１，１３，１５ 第１配線層
１２，１４ 第１絶縁層
１２ｘ，１４ｘ，２１ｘ，２３ｘ，３２ｘ，３４ｘ ビアホール
２０ 貫通電極
２１，２３，２５ 第２絶縁層
２２，２４ 第２配線層
２４ａ シード層
２４ｂ 電解めっき層
２５ａ 上面
２５ｘ 溝
２６ 電極
２６ａ 第１部分
２６ｂ 第２部分
２７ 金属層
３０ 樹脂部
３１，３３，３５ 第３配線層
３２，３４ 第３絶縁層
４０，５０ ソルダーレジスト層
４０ｘ，５０ｘ 開口部
６０ 外部接続端子
１１０ 半導体チップ
１２０ 電極ポスト
１３０ はんだ
３００，３１０ めっきレジストパターン
３００ｘ，３１０ｘ 開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】