带支撑体的基板单元、基板单元以及带支撑体的基板单元的制造方法与流程
未命名
09-11
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1.本发明涉及带支撑体的基板单元、基板单元以及带支撑体的基板单元的制造方法。
背景技术:
2.近年来,在半导体装置的高速、高度集成化的发展过程中,对于fc-bga(flip chip-ball grid array)基板也要求相对于半导体元件的接合端子的窄间距化、基板内的配线的微细化。另一方面,对于fc-bga基板与主板的接合,要求利用与当前相比几乎未改变的间距的接合端子的接合。为了应对这种相对于半导体元件的接合端子的窄间距化、fc-bga基板内的配线的微细化,研究了几种应对策略。其中之一为如下方式,即,制作在硅基板上形成有微细的配线的半导体元件接合用的基板(硅中介层:silicon interposer)并使其与fc-bga基板接合。另外,在专利文献1中公开了如下方式,即,不利用硅中介层,而通过cmp(chemical mechanical polishing、化学机械研磨)等使得fc-bga基板的表面实现平坦化,在fc-bga基板上形成微细配线。并且,在专利文献2中公开了如下方式,即,在支撑体之上形成微细的配线层,将其搭载于fc-bga基板,然后使支撑体剥离而形成窄间距的配线基板。
3.专利文献1:日本特开2014-225671号公报
4.专利文献2:国际公开第2018/047861号
技术实现要素:
5.硅中介层是利用硅晶片且使用半导体制造中的前工序用的设备而制作的。硅晶片的形状、尺寸受到限制,由1个晶片能够制作的中介层的数量较少,制造设备的价格也昂贵,因此中介层的价格也昂贵。另外,硅晶片为半导体,因此存在传输特性也变差的问题。
6.另外,在进行fc-bga基板的表面的平坦化并在其上形成微细配线层的方式中,硅中介层中体现出的传输特性的劣化较小,但fc-bga基板本身的制造成品率、在fc-bga基板上形成的微细配线的形成难度提高,因此形成微细配线的制造成品率成为问题。并且,还存在因fc-bga基板的翘曲、形变而引起的半导体元件的安装的问题。
7.另一方面,关于在支撑体之上形成微细的配线层并将其搭载于fc-bga基板之后、或者在支撑体之上形成微细的配线层并使其与半导体元件实现一体化之后使支撑体剥离的方式,存在如下问题。
8.关于使支撑体剥离的方式,预先在支撑体的上表面设置剥离层,对剥离层照射激光而进行支撑体的剥离。剥离需要高能量的uv激光照射,因此存在如下问题,即,需要高输出的激光装置、反复的激光照射而工序的负荷增大。另外,存在如下问题,即,支撑体剥离之后需要进行剥离层的去除,因激光照射而容易形成变质层,容易在配线基板的表面产生残渣。
9.因此,本发明就是鉴于上述问题而提出的,其目的在于,提供一种无需能量高的uv
激光且在支撑体剥离之后也不易产生剥离层的残渣的带支撑体的基板单元、基板单元、半导体装置以及它们的制造方法。
10.为了解决上述问题,本发明的一个方面是一种带支撑体的基板单元,其特征在于,按顺序设置有支撑体、剥离层、吸收激光的激光吸收层以及第1配线基板,在第1配线基板的第1面设置有能够与至少一个半导体元件接合的第1电极,在第1配线基板的第2面设置有能够与第2配线基板接合的第2电极。
11.另外,本发明的其他方面是一种基板单元,其是利用带支撑体的基板单元而制造的基板单元,其特征在于,第2配线基板与第1配线基板的第2面接合,通过照射激光而将支撑体去除。
12.另外,本发明的其他方面是一种带支撑体的基板单元的制造方法,其特征在于,包含如下工序:在支撑体的上表面按顺序形成剥离层及激光吸收层的工序;在激光吸收层上形成晶种层的工序;在晶种层上利用电镀层而形成电极的工序;在电极的上表面反复进行树脂层及导体层的形成而获得多层配线的工序;以及在多层配线的最外侧表面形成电极而制作第1配线基板的工序。
13.发明的效果
14.根据本发明,能够提供无需能量高的uv激光且在支撑体剥离之后也不易产生剥离层的残渣的带支撑体的基板单元、基板单元以及带支撑体的基板单元的制造方法。
15.在下面的发明的实施方式中对上述以外的问题及效果进行说明。
附图说明
16.图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的半导体装置的一个例子的剖面图。
17.图2是表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的基板单元的结构的剖面图。
18.图3是表示在支撑体的上方形成有剥离层及激光吸收层的状态的图。
19.图4是表示多个第2配线基板载置于支撑体的上方的状态的俯视图。
20.图5a是表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的基板单元的制造工序的一个例子的剖面图。
21.图5b是表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的基板单元的制造工序的一个例子的剖面图。
22.图5c是表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的基板单元的制造工序的一个例子的剖面图。
23.图6a是表示本发明的一个实施方式所涉及的基板单元的制造方法的一个例子的剖面图。
24.图6b是表示本发明的一个实施方式所涉及的基板单元的制造方法的一个例子的剖面图。
25.图6c是表示本发明的一个实施方式所涉及的基板单元的制造方法的一个例子的剖面图。
26.图6d是表示本发明的一个实施方式所涉及的基板单元的制造方法的一个例子的剖面图。
27.图6e是本发明的一个实施方式所涉及的基板单元的制造方法的一个例子的剖面图。
28.图7a是表示本发明的一个实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的一个例子的剖面图。
29.图7b是表示本发明的一个实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的一个例子的剖面图。
30.图8是表示本发明的一个实施方式所涉及的半导体装置的一个例子的剖面图。
31.图9是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的剖面图。
32.图10是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的制造方法中的支撑体的剖面图。
33.图11是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的制造方法中的、光吸收层以及剥离层形成工序的剖面图。
34.图12是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的制造方法中的、第1晶种层形成工序的剖面图。
35.图13是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的制造方法中的、抗蚀剂层形成工序的剖面图。
36.图14是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的制造方法中的、导体层形成工序的剖面图。
37.图15是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的制造方法中的、绝缘层形成工序的剖面图。
38.图16是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的制造方法中的、在绝缘层形成开口部的工序的剖面图。
39.图17是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的制造方法中的、第2晶种层形成工序的剖面图。
40.图18是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的制造方法中的、抗蚀剂层以及导体层形成工序的剖面图。
41.图19是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的制造方法中的、抗蚀剂层去除工序的剖面图。
42.图20是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的制造方法中的、导体层、绝缘层以及第2晶种层形成工序的剖面图。
43.图21是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的制造方法中的、最外侧表面绝缘层形成工序的剖面图。
44.图22是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的制造方法中的、表面处理层形成工序的剖面图。
45.图23是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的制造方法中的、第1金属凸块形成工序的剖面图。
46.图24是概略地表示省略了配线基板、最外侧表面绝缘层、表面处理层以及第1金属凸块的带支撑体的配线基板的剖面图。
47.图25是概略地表示图24所示的带支撑体的配线基板的剥离层侧的表面的俯视图。
48.图26是概略地表示省略了最外侧表面绝缘层、表面处理层以及第1金属凸块的带支撑体的配线基板的俯视图。
49.图27是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的复合配线基板的制造方法中的、第1配线基板的剖面图。
50.图28是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的复合配线基板的制造方法中的、使得第1配线基板的位置与带支撑体的配线基板的位置对准的工序的剖面图。
51.图29是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的复合配线基板的制造方法中的、第1配线基板与带支撑体的配线基板的接合工序的剖面图。
52.图30是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的复合配线基板的制造方法中的、激光照射工序的剖面图。
53.图31是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的复合配线基板的制造方法中的、支撑体剥离工序的剖面图。
54.图32是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的复合配线基板的剖面图。
55.图33是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的封装化设备的剖面图。
56.图34是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带功能设备的配线基板的制造方法中的、带支撑体的配线基板与功能设备的接合工序的剖面图。
57.图35是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带功能设备的配线基板的制造方法中的、第2底部填充形成工序的剖面图。
58.图36是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带功能设备的配线基板的制造方法中的、密封树脂形成工序的剖面图。
59.图37是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带功能设备的配线基板的制造方法中的、激光照射工序的剖面图。
60.图38是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带功能设备的配线基板的制造方法中的、支撑体剥离工序的剖面图。
61.图39概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带功能设备的配线基板的剖面图。
62.图40是表示在支撑体的上方形成剥离层及第1配线基板、在支撑体的下方形成翘曲抑制层的状态的图。
63.图41是表示多个第1配线基板载置于支撑体的上方的状态的俯视图。
64.图42是表示在支撑体的上方形成剥离层及绝缘树脂层、在支撑体的下方形成翘曲抑制层的状态的剖面图。
65.图43是表示形成绝缘树脂层及导体层的工序的剖面图。
66.图44a是表示在形成小孔部的绝缘树脂层之后形成导体层的工序的剖面图。
67.图44b是表示将抗蚀剂图案去除、将不需要的晶种层蚀刻去除的工序的剖面图。
68.图45是表示形成有多层配线的状态的剖面图。
69.图46是表示形成有相对于半导体元件的接合用电极的状态的剖面图。
70.图47是表示形成有表面处理层、完成了支撑体上的第1配线基板的状态的剖面图。
71.图48是表示向第1配线基板搭载半导体元件的工序的剖面图。
72.图49是表示将剥离层去除的工序的剖面图。
73.图50是表示向第1配线基板形成焊料接合部的工序图。
74.图51是表示搭载有半导体元件的第1配线基板搭载于fc-bga基板的状态的剖面图。
75.图52是表示本发明的半导体装置的一个例子的剖面图。
76.图53是表示对比例的一个例子的剖面图。
具体实施方式
77.下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外,在下面的附图的记载中,对相同或相似的部分标注相同或相似的标号。但是,
78.应当注意,附图是示意性的图,厚度与平面尺寸的关系、各层的厚度的比率等与实际情况不同。因此,应当参考下面的说明而判断具体的厚度、尺寸。另外,附图彼此之间当然也包含彼此的尺寸关系、比率不同的部分。
79.另外,下面所示的实施方式举例示出了用于使本发明的技术思想实现具体化的装置、方法,本发明的技术思想并非以下述方式限定结构部件的材质、形状、构造、配置等。在权利要求书中记载的技术方案规定的技术范围内可以对本发明的技术思想施加各种变更。
80.此外,在本发明中,“支撑体”是指具有面的物体。
81.另外,“上表面”是指面、层的法线方向的正面,“下表面”是指面、层的法线方向的背面。
82.另外,“上方”是指将面或层水平地载置的情况下的垂直上方的方向。
83.另外,“下方”是指将面或层水平地载置的情况下的垂直下方的方向。
84.另外,“平面形状”是指从上方目视确认面或层的情况下的形状。
85.<第一实施方式>
86.图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的半导体装置的一个例子的剖面图。在本实施方式中,第1配线基板为中介层,第2配线基板为fc-bga基板。
87.关于本发明的一个实施方式所涉及的半导体装置125,具有仅由树脂和配线层叠而成的层叠配线层形成的微细配线层的较薄的第1配线基板(下面,有时记作“中介层”)1设置于第2配线基板(下面,有时记作“fc-bga基板”)3的一个面。利用焊料凸块(solder bumps)、铜桩(铜柱)或者金凸块等接合用电极对第1配线基板101与第2配线基板103进行接合。该接合部分设为中介层-fc-bga接合部119。另外,第1配线基板101与第2配线基板103的间隙由作为绝缘性的粘接部件的底部填充件102填埋。并且,关于第1配线基板101,利用铜柱、焊料将半导体元件104接合的一侧的面设为第1面(第2配线基板103的相反侧的面),将与半导体元件104接合的部分设为半导体元件-中介层接合部121。半导体元件104与第1配线基板101的间隙由底部填充件122填埋。
88.作为一个例子,第1配线基板(中介层)1的配线宽度为line/space=1/1~5/5μm,作为一个例子,第1配线基板(fc-bga基板)1的线宽为line/space=8/8~25/25μm。关于第1配线基板(中介层)1的配线宽度,如果能够与至少搭载有大于或等于一个的半导体元件104的信号引线键合,则可以适当地变更配线宽度。
89.另外,第1配线基板(中介层)1中使用的绝缘树脂层112(参照图5b)为感光性树脂,
对于感光性的环氧类树脂、聚酰亚胺、聚酰胺类而使用至少大于或等于一种。如果能够获得期望的配线宽度,则对于配线形成方法可以从damascene:嵌镶、sap:semi additive process等方式中适当地选择工艺。
90.底部填充件102是用于将第1配线基板101以及第2配线基板103固定、以及将中介层-fc-bga接合部119密封的粘接材料。作为底部填充件102,例如使用对环氧树脂、聚氨酯树脂、硅树脂、聚酯树脂、氧杂环丁烷树脂以及马来酰亚胺树脂的1种或者大于或等于2种的上述树脂混合后的树脂添加作为填料的二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化镁或氧化锌等而成的材料。可以通过填充液态树脂而形成底部填充件102。
91.底部填充件122是用于将半导体元件104与第1配线基板101固定、以及将半导体元件-中介层接合部121密封的粘接材料,由与底部填充件102相同的材料构成。另外,可以取代利用上述毛细管现象进行接合之后填充液态树脂的底部填充件102和/或底部填充件122,利用在接合之前预先配置片状的薄膜并在接合时将空间填充的各向异性导电薄膜(acf)或者薄膜状接合材料(ncf)、在接合之前预先配置液态树脂并在接合时将空间填充的非导电胶(ncp)等。
92.密封至第1配线基板101的侧面为止的密封树脂105是与底部填充件122不同的材料,使用对环氧树脂、硅树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、氧杂环丁烷树脂的1种或大于或等于2种的上述树脂混合后的树脂添加作为填料的二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化镁或氧化锌等而成的材料,并利用压缩模塑、传递模塑等而形成。在图1中密封至第1配线基板101的侧面为止,但只要将半导体元件104密封即可,可以适当地设计变更。例如,可以设为半导体元件104的侧面被密封,但第1配线基板101的侧面没有被密封的方式。
93.通常,半导体元件-中介层接合部121各自的间隔小于中介层-fc-bga接合部119各自的间隔。因此,关于第1配线基板101,与半导体元件104接合的第1面侧和与fc-bga基板接合的一侧相比需要更微细的配线。例如,为了应对当前的高带宽存储器(hbm)的使用,需要在第1配线基板101将第1面的配线宽度设为大于或等于1μm而小于或等于5μm左右。例如,在配线宽度为2μm、配线高度为2μm的情况下,如果配线间的绝缘层的膜厚设为2μm,则还包含配线在内的1层的厚度为4μm,以该厚度而形成2层配线层。并且,如果将第1配线基板101与第2配线基板103的接合部、以及第1配线基板101与半导体元件104的接合部的电极厚度设为10μm,则成为总厚度为28μm左右的第1配线基板101。
94.图2是表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的基板单元的结构的剖面图。如前所述,第1配线基板101的厚度薄至总厚度为28μm左右,在该状态下不易与第2配线基板103接合,因此如图2所示,利用支撑体106确保刚性较为有效。另外,为了形成具有2μm左右的宽度及高度的配线,变形较少的刚性的支撑体106也较为有利。根据上述理由,如图2所示,第1配线基板101隔着剥离层107、激光吸收层108以及第1晶种层109而形成于刚性的支撑体106上。此外,可以在支撑体106上设置除了剥离层107、激光吸收层108以及第1晶种层109以外的层。
95.接下来,利用图3及图4以利用作为矩形的板状部件的支撑体106的情况为例进行说明。图3是表示在支撑体之上形成有剥离层及激光吸收层的状态的图,图3(a)表示在支撑体106的上表面形成有剥离层107及激光吸收层108的状态的剖面图,图3(b)表示从支撑体106的上方观察支撑体106及剥离层107和激光吸收层108的俯视图。图4是表示多个第2配线
基板载置于支撑体的上方的状态的俯视图。在支撑体106的一个面形成有在后续工序中为了使支撑体106剥离所需的剥离层107及激光吸收层108。
96.激光吸收层108可以形成为与剥离层107的俯视形状相同的形状,如图3(a)及(b)所示,可以在剥离层107的端部不形成激光吸收层108。此外,图3所示的在剥离层107的周围部未形成激光吸收层108的区域可以是在剥离层107的整个上表面形成激光吸收层108之后,通过将剥离层107的周围部的激光吸收层108去除的工序而获得的。作为将激光吸收层108去除的工序,可以在形成激光吸收层108之前预先在剥离层107的周围部形成保护膜,在剥离层107及保护膜的上表面形成激光吸收层108之后,将保护膜去除、且将在保护膜的上表面形成的激光吸收层去除而去除剥离层107的周围部的激光吸收层。
97.可以利用激光吸收层108吸收激光时产生的热而使剥离层107剥离,因此优选剥离层107与激光吸收层108接触。如果存在激光吸收层108与支撑体106接触的区域,则剥离变得困难,因此激光吸收层108在俯视图中形成于比剥离层107更靠内侧的区域。并且,如图4所示,支撑体106上方的多个第1配线基板101载置于激光吸收层108的内侧区域,从而能够以良好的成品率使支撑体106从第1配线基板101剥离。
98.在本实施方式中,如图4所示,在支撑体106的上方载置有多个第1配线基板101,形成由多个第1配线基板101构成的基板单元。对于支撑体106,在本实施方式中利用作为矩形的板状部件的面板进行说明,支撑体106例如也可以是圆形的晶片。
99.接下来,利用图5a至图5c对本发明的第一实施方式所涉及的向支撑体106上的中介层(第1配线基板101)的制造工序的一个例子进行说明。图5a~图5c是表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的基板单元的制造工序的一个例子的剖面图。
100.首先,如图5a(a)所示,准备支撑体106。关于支撑体106,通过激光的照射而使剥离层107及激光吸收层108剥离,因此需要具有透光性,例如可以使用玻璃。玻璃的刚性优异,适合于第1配线基板101的微细图案的形成。另外,玻璃的cte(coefficient of thermal expansion、热膨胀系数)较小且不易形变,因此对于图案配置精度以及平坦性的确保表现优异。
101.在作为支撑体106而使用玻璃的情况下,根据抑制制造工艺中的翘曲的产生的观点,优选玻璃的厚度较厚,例如大于或等于0.7mm,优选为大于或等于1.1mm的厚度。另外,优选玻璃的cte大于或等于3ppm而小于或等于15ppm,根据半导体元件104的cte的观点,更优选第2配线基板103为9ppm左右。
102.接下来,如图5a(b)所示,在支撑体106的一个面按顺序形成在后续工序中为了使支撑体106剥离所需的剥离层107及激光吸收层108。
103.剥离层107例如可以从环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、硅树脂、聚酯树脂、氧杂环丁烷(oxetane)树脂、马来酰亚胺树脂以及丙烯酸树脂等有机树脂中选择。并且,剥离层107可以由多层构成,例如可以以保护在支撑体106上形成的多层配线层为目的而在剥离层107上还设置保护层,其结构并不由本实施方式限定。
104.作为剥离层107的形成方法,在使用液态的有机树脂的情况下,可以从狭缝涂敷、帘幕涂敷、模具涂敷、喷雾涂敷、静电涂敷法、喷射涂敷、凹版涂敷、丝网印刷、凹版胶印、旋涂、刮涂中选择。在用于薄膜状的有机树脂的情况下,可以应用层压、真空层压、真空冲压等。
105.优选上述剥离层107的厚度大于或等于10nm。在小于或等于10nm的情况下,不易形成有机树脂。厚度的上限由激光的透过率限制。激光需要从支撑体106侧通过剥离层107而向激光吸收层108照射,因此优选剥离层107使得大于或等于50%的红外激光透过,根据降低激光输出的观点,更优选使大于或等于80%的激光透过。
106.激光吸收层108可以选择吸收红外光的材料,可以利用从钨、钼、钛、钽、铌、镍、钴、锆、锌、钌、铑、钯、锇、铱、硅中选择的元素、含有该元素的合金材料、或者含有该元素的化合物材料等而形成。
107.作为激光吸收层108的形成方法,可以应用真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、mbe法、激光烧蚀法、cvd法等。优选激光吸收层108的厚度大于或等于1nm而小于或等于500nm。在小于或等于1nm的情况下,未作为连续膜起作用而无法吸收激光。另外,在大于或等于500nm的情况下,成为在使支撑体剥离之后去除的层,对于工序的负荷提高。另外,更优选大于或等于5nm而小于或等于100nm。另外,考虑到因吸收而产生热,优选红外光的吸收率大于或等于50%。例如,作为剥离层107可以形成500nm的聚酰亚胺树脂,作为激光吸收层108可以形成50nm的钛,对于支撑体106可以使用玻璃。
108.接下来,利用图5a(c)以后的附图对在剥离层的上表面形成第1配线基板101的工序进行说明。
109.首先,在真空中,在激光吸收层108上形成第1晶种层109。第1晶种层109在配线形成的过程中作为电镀的供电层而起作用。第1晶种层109例如可以通过溅射法或cvd法等而形成,例如可以应用cu、ni、al、ti、cr、mo、w、ta、au、ir、ru、pd、pt、alsi、alsicu、alcu、nife、ito、izo、azo、zno、pzt、tin、cu3n4、cu合金等的单体或者组合应用多种。根据电特性、制造的容易性的观点并考虑到成本,优选按顺序在钛层之后通过溅射法而形成铜层。钛层是确保上方的铜层的贴合性的层,铜层主要作为电镀的供电层而起作用。优选作为电镀的供电层而将钛和铜层的合计膜厚设为小于或等于1μm,例如可以设为ti:50nm、cu:300nm。
110.为了确保激光吸收层108与第1晶种层109的贴合性,作为相同的材料可以使用钛。通过设为相同材料而在支撑体106剥离之后的去除时能够一次性地将其去除,因此能够简化工序。
111.接下来,如图5a(d)所示,在第1晶种层109上形成第1抗蚀剂图案110。第1抗蚀剂图案110可以通过公知的光刻法而形成。
112.然后,如图5a(e)那样,在通过电镀而形成导体层(第1电极)111之后,将第1抗蚀剂图案110去除。导体层111成为能够与半导体元件104接合的电极(接合用电极)。在该情况下,优选接合用电极的厚度大于或等于5μm。
113.由此,在第1配线基板101的第1面设置能够与至少一个半导体元件接合的电极。此外,对于形成导体层111的电镀法能举出电解镀镍、电解镀铜、电解镀铬、电解镀pd、电解镀金、电解镀铑、电解镀铱等,关于电解镀铜,简便、廉价且导电性良好,因此为优选。根据电路的接合可靠性以及制造成本的观点,优选电解镀铜的厚度大于或等于1μm而小于或等于30μm。例如可以利用碱类溶剂等公知的剥离液将第1抗蚀剂图案110去除。
114.接下来,如图5b(f)所示,形成绝缘树脂层112。绝缘树脂层112形成为导体层111埋设于绝缘树脂层112的层内。例如可以对感光性的环氧类树脂进行旋涂而形成绝缘树脂层112。感光性的环氧树脂能够在较低温度下固化,因形成后的固化引起的收缩较少,因此对
于此后的微细图案的形成表现优异。
115.除了利用感光性的环氧类树脂并通过旋涂法而形成以外,绝缘树脂层112还能够利用真空层压机对绝缘树脂薄膜进行压缩固化而形成,在该情况下,能够形成平坦性良好的绝缘膜。除此以外,例如还可以将聚酰亚胺用作绝缘树脂。
116.接下来,如图5b(g)所示,通过光刻而在绝缘树脂层112形成开口部。该开口部形成为使得导体层111的一部分露出。可以对该开口部以显影时去除残渣为目的而进行等离子体处理。
117.接下来,如图5b(h)所示,在因该绝缘树脂层112的开口部而露出的导体层111上以及绝缘树脂层112上的至少形成后述的导体层115的区域设置第2晶种层113。关于第2晶种层113的结构,与前述的第1晶种层109相同地,可以适当地对结构、厚度进行变更,例如通过溅射法而形成为ti:50nm、cu:300nm。
118.接下来,如图5b(i)所示,在第2晶种层113上形成第2抗蚀剂图案114,在第2抗蚀剂图案114的开口部通过电镀而形成导体层(配线层)15。导体层115是第1配线基板101内部的配线层,例如由铜形成。然后,如图5b(j)所示,将第2抗蚀剂图案114去除。然后,将第2晶种层113的不需要的部分蚀刻去除。
119.接下来,反复执行图5b(f)至图5b(j)的工序,获得图5b(k)所示的导体层(配线层)15被多层化的第1配线基板101。这里,在最外侧表面形成的导体层(第2电极)16是相对于第2配线基板103的接合用电极。在该情况下,优选接合用电极的厚度大于或等于5μm。由此,在第1配线基板101的第2面设置能够与第2配线基板(fc-bga基板)3接合的电极。
120.接下来,如图5c(l)所示,在第1配线基板101形成最外侧表面绝缘树脂层117,在最外侧表面绝缘树脂层117通过光刻而形成使得导体层116的至少一部分露出的开口部。最外侧表面绝缘树脂层117例如由感光性环氧树脂形成。此外,最外侧表面绝缘树脂层117可以由与绝缘树脂层112相同的材料构成。
121.接下来,如图5c(m)所示,为了防止导体层116的表面氧化以及改善焊料凸块的润湿性,可以设置表面处理层118。作为表面处理层118,可以通过无电解镀ni/pd/au而形成膜。此外,可以在表面处理层118形成osp(organic soiderability preservative基于水溶性预焊剂的表面处理)膜。另外,可以适当地根据用途而从无电解镀锡、无电解镀ni/au等中选择。
122.接下来,如图5c(n)所示,在表面处理层118上搭载焊料材料之后,一次性地进行熔融冷却而固接,由此获得由焊料凸块等构成的第1配线基板101侧的中介层-fc-bga接合部119a。由此,完成作为在支撑体106上形成的第1配线基板(中介层)1的带支撑体的基板单元123。
123.接下来,利用图6a至图6e对在支撑体106上形成的第1配线基板(中介层)1与第2配线基板(fc-bga基板)3的接合工序的一个例子进行说明。图6a~图6e是表示本发明的一个实施方式所涉及的基板单元的制造方法的一个例子的剖面图。
124.如图6a所示,与第1配线基板101侧的中介层-fc-bga接合部119a相应地设计由焊料凸块等构成的第2配线基板103侧的中介层-fc-bga接合部119b。针对制造的第2配线基板103而配置形成于支撑体106上的第1配线基板101,如图6b所示,在使得在支撑体106上形成的第1配线基板101与第2配线基板103接合之后,填充底部填充件102,进行第1配线基板101
与第2配线基板103的固定以及中介层-fc-bga接合部119的密封。
125.接下来,如图6c所示,从支撑体106的背面、即支撑体106的与第1配线基板101相反侧的面对在与剥离层107的界面形成的激光吸收层108照射激光120。利用通过激光吸收层108吸收激光120而产生的热将剥离层107分解,成为剥离层107与激光吸收层108能够剥离的状态。因此,如图6d所示,能够将支撑体106拆下。
126.接下来,将激光吸收层108、第1晶种层109去除,能够获得图6e所示的基板。例如,在作为激光吸收层108而使用钛的情况下,能够利用碱类的蚀刻剂进行溶解去除。此时,在第1晶种层109为钛的情况下,还能够同时将第1晶种层109溶解去除。
127.能够利用酸类的蚀刻剂将第1晶种层109的剩余的铜层溶解去除。由此,使得第1配线基板(中介层)1与第2配线基板(fc-bga基板)3接合。
128.此后,在表面露出的导体层111上,为了防止氧化以及改善焊料凸块的润湿性,可以实施无电解镀ni/pd/au、osp、无电解镀锡、无电解镀ni/au等表面处理。如上所述,完成将支撑体去除后的基板单元124。
129.此后,使半导体元件104与去除支撑体的基板单元124接合,填充底部填充件122,进行半导体元件104与第1配线基板101的固定以及半导体元件-中介层接合部121的密封,利用密封树脂105将半导体元件104密封而完成半导体装置125。
130.<第二实施方式>
131.接下来,对在第二实施方式所涉及的第2配线基板103安装有第1配线基板101及半导体元件104的半导体装置126的制造方法进行说明。第二实施方式所涉及的支撑体106上的第1配线基板101的制造方法与第一实施方式所涉及的支撑体106上的第1配线基板101的制造方法相似,但在如下方面不同,即,在第一实施方式中使第1配线基板101从支撑体106剥离并在与第2配线基板103接合之后使半导体元件104接合,与此相对,在第二实施方式中,在使半导体元件104与在支撑体106上形成的第1配线基板101接合之后,使第1配线基板101及半导体元件104从支撑体106剥离,然后使第1配线基板101及半导体元件104与第2配线基板103接合。
132.因此,关于第一实施方式的第1配线基板101,与支撑体106相反侧的面为第1配线基板101的第2面,在该第2面设置用于与第2配线基板103接合的电极,支撑体106侧的面为第1配线基板101的第1面,在该面设置用于与半导体元件104接合的电极。然而,关于第二实施方式的第1配线基板101,与支撑体相反侧的面为第1配线基板101的第1面,在该面设置用于与半导体元件104接合的电极,支撑体侧的面为第1配线基板101的第2面,在该面设置用于与第2配线基板103接合的电极。
133.下面,利用图7a、图7b及图8对本发明的第二实施方式所涉及的半导体装置126的制造工序的一个例子进行说明。图7a及图7b是表示本发明的一个实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的一个例子的剖面图,图8是表示本发明的一个实施方式所涉及的半导体装置的一个例子的剖面图。
134.如图7a(a)所示,在第1配线基板101的与支撑体106相反侧的面,利用铜柱、焊料将半导体元件104与第1配线基板101接合。该接合部设为半导体元件-中介层接合部121。
135.接下来,如图7a(b)所示,将底部填充件(underfill)122填充于半导体元件-中介层接合部121的附近,进行半导体元件104与第1配线基板101的固定以及半导体元件-中介
层接合部121的密封。
136.接下来,如图7a(c)所示,形成将半导体元件104密封的密封树脂105。密封树脂105是与底部填充件122不同的材料,使用对环氧树脂、硅树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、氧杂环丁烷树脂的1种或者大于或等于2种的上述树脂混合后的树脂添加作为填料的二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化镁或氧化锌等而成的材料,并利用压缩模塑、传递模塑等而形成。
137.接下来,使支撑体106剥离。如图7b(d)所示,对激光吸收层108照射激光120,使搭载有半导体元件的第1配线基板101从支撑体106剥离。从支撑体106的背面、即从支撑体106的半导体元件104的相反侧的面,对在与支撑体106的界面形成的激光吸收层108照射激光120。成为能够利用激光吸收层108吸收激光120引起的热而使得剥离层107分解剥离的状态,从而能够如图7b(e)所示将支撑体106拆下。
138.接下来,将激光吸收层108以及第1晶种层109去除。在本实施方式中,例如,对于激光吸收层108使用钛,在该情况下,能够利用碱类的蚀刻剂将激光吸收层108溶解去除。此时,在第1晶种层109设为钛的情况下,能够同时将激光吸收层108和第1晶种层109溶解去除。能够利用酸类的蚀刻剂将第1晶种层109的剩余的铜层溶解去除。由此,能够获得图8那样的第1配线基板(中介层)1与半导体元件104接合而成的半导体装置126。
139.此后,在表面露出的导体层111上,为了防止氧化及改善焊料凸块的润湿性,可以实施无电解镀ni/pd/au、osp、无电解镀锡、无电解镀ni/au等表面处理而形成为半导体装置126。
140.此后,使得半导体装置126与第2配线基板(fc-bga基板)3接合,填充底部填充件102,进行半导体装置126与第2配线基板103的固定以及中介层-fc-bga接合部119的密封,完成与第1配线基板101一体的半导体装置125。
141.如上所述,关于在支撑体之上经由剥离层而形成配线基板,在形成配线基板之后使其从支撑体剥离的方式,按顺序设置剥离层及激光吸收层。由此,能够容易地进行配线基板的剥离,能够提供无需能量高的uv激光且在支撑体剥离之后也不易产生剥离层的残渣的带支撑体的基板单元、基板单元、半导体装置以及带支撑体的基板单元以及制造方法。
142.<第三实施方式>
143.本实施方式的目的在于,提供容易使支撑体从配线基板剥离的带支撑体的配线基板。
144.下面,“功能设备”是供给电力及电信号中的至少一者而执行动作的设备、通过来自外部的刺激而将电力及电信号中的至少一者输出的设备、或者供给电力及电信号中的至少一者而执行动作且通过来自外部的刺激而将电力及电信号中的至少一者输出的设备。功能设备例如为半导体芯片、在由玻璃基板等除了半导体以外的材料构成的基板上形成电路、元件的芯片那样的芯片的方式。功能设备例如可以包含大规模集成电路(lsi)、存储器、拍摄元件、发光元件以及mems(micro electro mechanical systems)的大于或等于1种。mems例如为压力传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器、倾斜传感器、麦克风以及声响传感器的大于或等于1种。根据一个例子,功能设备为包含lsi在内的半导体芯片。
145.<带支撑体的配线基板>
146.图9是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的带支撑体的配线基板的剖面
图。
147.图9所示的带支撑体的配线基板1具有支撑体11、光吸收层12、剥离层13、第1晶种层14、配线基板15、最外侧表面绝缘层16、表面处理层17以及第1金属凸块18。例如为了将配线基板15转印于fc-bga基板而使用带支撑体的配线基板1。例如对光吸收层12照射激光、且使支撑体11从配线基板15剥离而进行转印。
148.支撑体11具有支撑面,在相对于支撑面垂直的方向上使具有特定波长的光透过。支撑体11例如具有透明性。
149.特定波长例如处于紫外光波长范围至红外光波长范围内。在特定波长处于紫外光波长范围内的情况下,特定波长例如处于150nm至400nm的范围内。在特定波长处于红外光波长范围内的情况下,特定波长例如处于700nm至2000nm的范围内。
150.支撑体11的材料例如为玻璃、聚碳酸酯、腈纶或者硅。可以在上述特定波长处于红外光波长范围内的情况下使用硅。
151.优选支撑体11的材料为玻璃。在支撑体11由玻璃构成的情况下,具有足够厚度的支撑体11的形状保持性优异,因此如果使用这种支撑体11,则能够容易地形成具有微细的配线图案的配线基板15。
152.玻璃所具有的线膨胀系数(cte:coefficient of thermal expansion)优选处于大于或等于3ppm而小于或等于15ppm的范围内,更优选处于3.3ppm至12.6ppm的范围内。如果线膨胀系数处于大于或等于3ppm而小于或等于15ppm的范围内,则在配线基板15容易以高精度实现配线图案的配置并且能够容易地形成平坦的配线基板15。在玻璃的线膨胀系数约为9ppm的情况下,与fc-bga基板的线膨胀系数以及半导体芯片的线膨胀系数接近,因此不易产生翘曲等。
153.优选支撑体11的厚度大于或等于0.7mm,更优选大于或等于1.1mm。如果支撑体11过薄,则容易产生翘曲等。如果支撑体11过厚,则基于支撑体11对激光的吸收容易增大。在支撑体11由玻璃构成的情况下,如果支撑体11的厚度处于上述范围内,则在制造过程中不易产生翘曲。
154.支撑体11可以为矩形,也可以为圆形。
155.光吸收层12介于支撑体11与剥离层13之间。光吸收层12显示出与剥离层13相比更高的光吸收率。光吸收层12将具有上述特定波长的光吸收而发热,将该热传导至剥离层13。
156.光吸收层12的材料例如为金属。优选金属具有的1033nm至1079nm的范围内的任意波长的衰减系数处于3.3至5.32的范围内。上述衰减系数处于上述范围内的金属例如为钛、铬、钨、镍、钼、铌或钽。
157.衰减系数例如可以利用椭圆偏振光谱仪测定。
158.优选金属具有的1033nm至1079nm的范围内的任意波长的折射率处于0.96至3.35的范围内,更优选处于2.29至3.35的范围内。上述折射率处于0.96至3.35的范围内的金属例如为钛、铬、钨、镍、钼、铌或钽。上述折射率处于2.29至3.35的范围内的金属例如为钛、铬、钨、镍或钼。
159.折射率例如可以利用椭圆偏振光谱仪测定。
160.作为光吸收层12的材料,优选地,1033nm至1079nm的范围内的任意波长的衰减系数处于3.3至5.31的范围内,并且1033nm至1079nm的范围内的任意波长的折射率处于0.96
至3.35的范围内。作为这种材料,例如为钛、铬、钨、镍、钼、铌或钽。
161.表1中关于钛、铬、钨、铌、钼、铌及钽示出了1033nm至1079nm的范围内的任意波长的衰减系数以及折射率。
162.[表1]
[0163] 波长(nm)折射率衰减系数钛(ti)1033.23.353.3钨(w)1078.33.0113.8447钼(mo)1078.32.29314.5194铬(cr)1033.23.53.58镍(ni)1078.32.91135.2331铌(nb)10781.555.18钽(ta)10600.96695.3142
[0164]
光吸收层12的材料例如为从由钛、铬、钨、镍、钼、铌以及钽构成的组选择的大于或等于1种的金属、或者含有上述金属的合金或化合物。优选地,光吸收层12的材料为从由钛、铬、钨、镍以及钼构成的组选择的大于或等于1种的金属、或者含有上述金属的合金或化合物。更优选地,光吸收层12的材料为钛或者含有钛的合金或化合物。
[0165]
例如能够通过分子束外延(mbe)法等真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、激光烧蚀法或者化学气相沉积(cvd)法而形成光吸收层12。
[0166]
优选光吸收层12的厚度例如处于1nm至500nm的范围内,更优选处于5nm至100nm的范围内。如果光吸收层12过薄,则在对带支撑体的配线基板1照射激光时光吸收层12无法充分吸收激光,因此不易容易地使支撑体11从配线基板15剥离。如果光吸收层12过厚,则在对光吸收层12照射激光时,容易从照射部位向光吸收层12的面内方向导热,因此照射部位不易充分变为高温。
[0167]
剥离层13介于支撑体11与配线基板15之间。剥离层13因加热而贴合性降低。贴合性降低是指使得剥离层13从光吸收层12剥离、或者使得剥离层13及光吸收层12剥离所需的力降低。
[0168]
剥离层13的材料例如为环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、硅树脂、聚酯树脂、氧杂环丁烷树脂、马来酰亚胺树脂以及丙烯酸树脂等树脂。作为聚酰亚胺树脂,例如可以使用“宇部興産株式会社”制的
“ユピア
(upia)(注册商标)”。
[0169]
优选剥离层13的厚度例如处于10nm至50μm的范围内,更优选处于10nm至1μm的范围内,进一步优选处于10nm至0.5μm的范围内。如果剥离层13过薄,则不易均匀地形成剥离层13。如果剥离层13过厚,则不易形成平坦性优异的配线基板15。
[0170]
在作为剥离层13的材料而使用液态树脂的情况下,例如可以通过狭缝涂敷、帘幕涂敷、模具涂敷、喷雾涂敷、静电涂敷法、喷射涂敷、凹版涂敷、丝网印刷、凹版胶印、旋涂或刮涂而形成剥离层13。
[0171]
在作为剥离层13的材料而使用薄膜状的树脂的情况下,例如可以通过层压、真空层压或真空冲压而将剥离层13设置于光吸收层12之上。
[0172]
此外,剥离层13可以由大于或等于2个层构成。
[0173]
第1晶种层14例如为形成后述的导体层的供电层。第1晶种层14例如含有铜、镍、
铝、钛、铬、钼、钨、钽、金、铱、钌、钯、白金、al-si类合金、al-si-cu类合金、al-cu类合金、ni-fe类合金、氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、活性氧化锌(azo)、氧化锌(zno)、锆钛酸铅(pzt)、氮化钛(tin)、cu3n4、cu合金的单体或者它们的混合物。
[0174]
第1晶种层14例如通过溅射法或化学气相沉积(cvd)法而形成。
[0175]
优选第1晶种层14的厚度小于或等于1μm,更优选处于50nm至500nm的范围内。
[0176]
第1晶种层14可以由大于或等于2个的层构成。在该情况下,第1晶种层14例如由如下部件构成:第1金属含有层,其介于剥离层13与配线基板15之间;以及第2金属含有层,其介于第1金属含有层与配线基板15之间。
[0177]
第1金属含有层例如含有钛。第2金属含有层例如含有铜。第1金属含有层及第2金属含有层例如通过溅射而形成。在使用含有钛的第1金属含有层的情况下,第1金属含有层的相对于剥离层13的贴合性优异。在使用含有铜的第2金属含有层的情况下,第1金属含有层与后述的导体层的贴合性优异。
[0178]
优选第1金属含有层的厚度例如处于10nm至100nm的范围内。优选第2金属含有层的厚度例如处于40nm至400nm的范围内。
[0179]
配线基板15与支撑体11所具有的支撑面相对。配线基板15例如将半导体芯片等功能设备与fc-bga基板连接。配线基板15例如通过已有的方法而制造。
[0180]
配线基板15例如为中介层等多层配线基板。配线基板15例如由层叠配线层构成。配线基板15例如包含微细的配线图案。配线基板15的最小的线/空间宽度例如处于1μm/1μm至5μm/5μm的范围内。例如通过嵌镶法或半添加法而形成配线基板15中包含的导体层。后文中对导体层进行叙述。
[0181]
后文中对配线基板15、最外侧表面绝缘层16、表面处理层17以及第1金属凸块18详细进行叙述。
[0182]
此外,为了针对激光而保护配线基板15,可以在剥离层13与配线基板15之间设置保护层。
[0183]
<带支撑体的配线基板的制造方法>
[0184]
下面,参照图10至图23对带支撑体的配线基板1的制造方法的一个例子进行说明。
[0185]
首先,如图10所示,准备支撑体11。支撑体11由玻璃构成。
[0186]
接下来,如图11所示,在支撑体11之上形成光吸收层12及剥离层13。具体而言,首先,在支撑体11之上对钛进行溅射。由此,形成光吸收层12。接下来,在光吸收层12之上通过旋涂而涂敷聚酰亚胺树脂。由此,形成剥离层13。
[0187]
接下来,形成配线基板15。
[0188]
首先,如图12所示,在剥离层13之上形成第1晶种层14。这里,作为第1晶种层14而形成第1金属含有层及第2金属含有层。具体而言,首先,在剥离层13之上对钛进行溅射。由此,形成第1金属含有层。接下来,在第1金属含有层之上对铜进行溅射。由此,形成第2金属含有层。
[0189]
接下来,如图13所示,在第1晶种层14之上以图案状形成抗蚀剂层151a。具体而言,首先,在真空中在第1晶种层14之上形成抗蚀剂层151a。然后,通过光刻将抗蚀剂层151a的一部分去除而设置开口部。如上所述,以图案状形成抗蚀剂层151a。
[0190]
抗蚀剂层151a的材料例如为碱显影型感光性树脂。
[0191]
接下来,如图14所示,在第1晶种层14之上形成导体层152a。具体而言,首先,在第1晶种层14中的未由抗蚀剂层151a覆盖的部分通过电镀法而形成含有铜的导体层152a。然后,利用碱溶液等抗蚀剂剥离液将抗蚀剂层151a去除。如上所述,形成导体层152a。导体层152a例如为电极。导体层152a例如为用于与后述的第1配线基板的接合的电极、或者用于与功能设备的接合的电极。
[0192]
在导体层152a含有铜的情况下,能够容易且廉价地形成导体层152a。另外,含有铜的导体层152a的导电性优异。
[0193]
导体层152a例如可以由镍、铬、钯、金或铑构成。例如可以通过电镀法而形成导体层152a。
[0194]
优选导体层152a的厚度处于1μm至30μm的范围内,更优选处于1μm至5μm的范围内。如果导体层152a过厚,则呈现出制造成本增大的趋势。如果导体层152a过薄,则有时功能设备或者后述的第1配线基板与配线基板15的接合产生问题。
[0195]
接下来,如图15所示,在第1晶种层14中的未由导体层152a覆盖的部分之上、以及导体层152a的表面之上形成绝缘层153a。具体而言,通过旋涂而在第1晶种层14中的未由导体层152a覆盖的的部分、以及导体层152a的表面之上涂敷感光性的环氧树脂。然后,使感光性的环氧树脂固化。如上所述,形成绝缘层153a。例如将导体层152a埋设于绝缘层153a内而形成绝缘层153a。
[0196]
在使用感光性的环氧树脂的情况下,容易在较低温度下使绝缘层153a固化。另外,感光性的环氧树脂不易因固化而收缩,因此在形成微细的配线图案的方面表现优异。
[0197]
绝缘层153a的材料可以是聚酰亚胺树脂或聚酰胺树脂。
[0198]
可以取代利用感光性的环氧树脂形成绝缘层153a的方式,利用真空层压机对绝缘树脂薄膜进行压缩而获得绝缘层153a。在该情况下,能够形成平坦性优异的绝缘层153a。
[0199]
优选绝缘层153a的厚度处于0.5μm至50μm的范围内,更优选处于2μm至15μm的范围内。如果绝缘层153a过厚,则不易获得平坦性优异的配线基板15。如果绝缘层153a过薄,则不易获得较高的绝缘可靠性。
[0200]
接下来,如图16所示,通过光刻而在绝缘层153a形成大于或等于1个的开口部。该开口部形成为使得导体层152a的上表面的一部分露出。
[0201]
此外,在形成开口部之后,可以在开口部为了将通过显影而产生的残渣去除而进行等离子体处理。
[0202]
接下来,如图17所示,在因上述开口部而露出的导体层152a上以及绝缘层153a的表面上形成第2晶种层154a。
[0203]
第2晶种层154a例如含有铜、镍、铝、钛、铬、钼、钨、钽、金、铱、钌、钯、白金、al-si类合金、al-si-cu类合金、al-cu类合金、ni-fe类合金、氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、活性氧化锌(azo)、氧化锌(zno)、锆钛酸铅(pzt)、氮化钛(tin)、cu3n4、cu合金的单体或者它们的混合物。
[0204]
第2晶种层154a例如通过溅射法或者化学气相沉积(cvd)法而形成。
[0205]
优选第2晶种层154a的厚度例如小于或等于1μm,更优选处于50nm至500nm的范围内。
[0206]
第2晶种层154a可以由大于或等于2个的层构成。在该情况下,第2晶种层154a例如
由如下部件构成:第1金属含有层,其设置于导体层152a以及绝缘层153a上;以及第2金属含有层,其经由第1金属含有层而设置于导体层152a以及绝缘层153a上。
[0207]
第1金属含有层例如含有钛。第2金属含有层例如含有铜。第1金属含有层及第2金属含有层例如通过溅射而形成。
[0208]
下面,设为第2晶种层154a由含有钛的第1金属含有层以及含有铜的第2金属含有层构成。另外,设为第1金属含有层的厚度为50nm,第2金属含有层的厚度为300nm。
[0209]
接下来,如图18所示,在第2晶种层154a之上以图案状形成抗蚀剂层151b。具体而言,以使得第2晶种层154a中的与导体层152a相邻的部分露出的方式在抗蚀剂层151b形成开口部。然后,以将第2晶种层154a的表面中的未由抗蚀剂层151b覆盖的整个区域覆盖的方式形成导体层152b。导体层152b为配线基板15中包含的配线图案。
[0210]
抗蚀剂层151b中使用的材料以及它们的形成方法与针对抗蚀剂层151a说明的相同。
[0211]
导体层152b以及后述的导体层152c中使用的材料以及它们的形成方法与针对导体层152a说明的相同。在这里,导体层152b含有铜。
[0212]
接下来,如图19所示,将抗蚀剂层151b去除。然后,通过蚀刻将第2晶种层154a中的未由导体层152b覆盖的部分去除。
[0213]
接下来,反复执行2次利用图15至图19说明的方法而获得图20所示的构造体。图20所示的构造体具有导体层152a、152b、152c及152d、绝缘层153a、153b及153c、以及第2晶种层154a、154b及154c。导体层152b及152c例如为配线基板15的配线。导体层152d例如为用于与后述的第1配线基板的接合的电极、或者用于与功能设备的接合的电极。
[0214]
优选导体层152d的厚度大于或等于5μm。由此,形成配线基板15。
[0215]
此外,反复执行利用图15至图19说明的方法的次数可以为1次,也可以大于或等于3次。
[0216]
接下来,如图21所示,在配线基板15之上以图案状形成最外侧表面绝缘层16。具体而言,首先,在绝缘层153c的表面中的未由第2晶种层154c及导体层152d覆盖的区域、导体层152d的表面以及第2晶种层154c的侧面之上形成最外侧表面绝缘层16。接下来,通过光刻以使得导体层152d的至少一部分露出的方式,在最外侧表面绝缘层16形成开口部。
[0217]
最外侧表面绝缘层16的材料例如为感光性的环氧树脂。最外侧表面绝缘层16的材料可以与绝缘层153a的材料相同。
[0218]
接下来,如图22所示,在导体层152d的表面中的未由最外侧表面绝缘层16覆盖的部分形成表面处理层17。例如为了防止导体层152d的表面的氧化、和/或改善第1金属凸块18的润湿性而设置表面处理层17。
[0219]
作为表面处理层17,例如可以利用无电解镀ni/pd/au、无电解镀锡、无电解镀ni/au等电镀覆膜。或者,作为表面处理层17,可以利用由水溶性预焊剂(osp:organic solderability presevative)构成的膜。
[0220]
接下来,如图23所示,在表面处理层17之上形成第1金属凸块18。具体而言,例如,将第1金属凸块18的材料载置于表面处理层17之上,然后进行熔融冷却而固接,由此形成第1金属凸块18。
[0221]
第1金属凸块18的材料例如为sn-ag-cu合金、sn-ag合金或者sn-cu合金。
[0222]
由此获得带支撑体的配线基板1。
[0223]
此外,可以省略最外侧表面绝缘层16、表面处理层17以及第1金属凸块18。
[0224]
优选配线基板15的配线宽度例如处于大于或等于1μm而小于或等于5μm的范围内。在该情况下,配线基板15可以用作高带宽存储器(hbm)中包含的中介层。例如,在配线宽度为2μm、配线高度为2μm、且各绝缘层的厚度为2μm的情况下,由绝缘层以及导体层构成的层的厚度为4μm。对由绝缘层以及导体层构成的上述2个层进行层叠,在导体层152a以及152d各自的厚度设为10μm的情况下,由配线基板15和导体层152a以及152d构成的层叠体的厚度为28μm。这样,有时由配线基板15和导体层152a以及152d构成的层叠体较薄。
[0225]
图24是概略地表示上述带支撑体的配线基板1中省略了配线基板15、最外侧表面绝缘层16、表面处理层17以及第1金属凸块18的带支撑体的配线基板1的剖面图。图25是概略地表示图24所示的带支撑体的配线基板1的剥离层13侧的表面的俯视图。
[0226]
如图24及图25所示,优选地,向与支撑体11的支撑面平行的平面的剥离层13的第1正投影的轮廓存在于向上述平面的光吸收层12的第2正投影的轮廓的内侧。如果这样上述第1正投影的轮廓存在于上述第2正投影的轮廓的内侧,则容易将通过激光的照射而使得光吸收层12产生的热传导至整个剥离层13。因此,容易使支撑体11从配线基板15剥离。因此,例如,在使用上述带支撑体的配线基板1将配线基板15转印于fc-bga基板而获得复合配线基板的情况下,能够以较高的成品率获得复合配线基板。
[0227]
根据一个例子,在形成剥离层13之后将剥离层13的周缘部去除而获得图24及图25所示的构造。根据其他例子,在形成光吸收层12之后,在光吸收层12的周缘部形成保护膜,然后,在光吸收层的12以及保护膜之上形成剥离层13,然后,将保护膜去除而在保护膜上将剥离层13去除,由此能够获得图24及图25所示的构造。
[0228]
图26是概略地表示上述带支撑体的配线基板1中省略了最外侧表面绝缘层16、表面处理层17以及第1金属凸块18的带支撑体的配线基板1的俯视图。图26表示带支撑体的配线基板1的配线基板15侧的表面。如图26所示,可以在带支撑体的配线基板1设置多个配线基板15。多个配线基板15例如形成基板单元。
[0229]
<复合配线基板的制造方法>
[0230]
下面,参照图27至图31对复合配线基板的制造方法的一个例子进行说明。此外,在图28至图32中省略了表面处理层17。
[0231]
首先,准备图27所示的第1配线基板20。第1配线基板20具有芯层21、导体层22、绝缘树脂23、层24、电极25、最外侧表面绝缘树脂层26以及第2金属凸块27。第1配线基板20例如为fc-bga基板。
[0232]
芯层21为绝缘层。芯层21例如为织布或无纺布中含浸有热固化性的绝缘树脂的纤维强化基板。作为织布或无纺布,例如可以使用玻璃纤维、炭素纤维或者芳纶纤维。作为绝缘树脂,例如可以使用环氧树脂。
[0233]
在芯层21设置有大于或等于1个的贯通孔。由含有铜等金属的导体层22将贯通孔的侧壁覆盖。在由导体层22覆盖的贯通孔填充绝缘树脂23。
[0234]
在芯层21的各支撑面设置有层24。层24包含导体图案241以及绝缘层242。导体图案241与导体层22接触。绝缘层242例如将导体图案241的侧面覆盖。
[0235]
在导体图案241中的未由绝缘层242覆盖的部分且未与芯层21接触的部分设置有
电极25。
[0236]
层24的线/空间宽度例如处于8μm/8μm至25μm/25μm的范围内。
[0237]
在芯层21的一个主面侧,在电极25之上设置有第2金属凸块27。在上述一个主面侧,最外侧表面绝缘树脂层26将层24的表面、电极25的侧面以及第2金属凸块27的一部分侧面覆盖。
[0238]
第2金属凸块27的配置例如与图9所示的带支撑体的配线基板1具有的第1金属凸块18的配置相同。
[0239]
作为第2金属凸块27的材料,可以使用对上述带支撑体的配线基板1的第1金属凸块18进行说明的材料。
[0240]
在芯层21的另一个主面侧,在电极25的表面以及层24的表面以使得电极25的一部分表面露出的方式,设置有最外侧表面绝缘树脂层26。
[0241]
接下来,如图28所示,使第1配线基板20的位置与图9所示的带支撑体的配线基板1的位置对准。以使得第1配线基板20具有的第2金属凸块27的配置与图9所示的带支撑体的配线基板1具有的第1金属凸块18的配置对应的方式,使第1配线基板20的位置与带支撑体的配线基板1的位置对准。
[0242]
接下来,如图29所示,使第1配线基板20与带支撑体的配线基板1包含的作为第2配线基板的配线基板15接合,然后,在第1配线基板20与带支撑体的配线基板1之间的部分填充第1底部填充件31。
[0243]
第1配线基板20与带支撑体的配线基板1例如以彼此相对的方式接合。具体而言,第1配线基板20与带支撑体的配线基板1的配线基板15侧的表面以彼此相对的方式接合。
[0244]
接合是经由第1配线基板20所具有的第2金属凸块27以及带支撑体的配线基板1所具有的第1金属凸块18而进行的。通过该接合而形成第1接合部30。
[0245]
第1底部填充件31例如可以使用从环氧树脂、聚氨酯树脂、硅树脂、聚酯树脂、氧杂环丁烷树脂以及马来酰亚胺树脂构成的组选择的大于或等于1种的树脂,与二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化镁或者氧化锌等填料的混合物。
[0246]
接下来,如图30所示,对光吸收层12照射激光40。具体而言,例如,从第1配线基板20与带支撑体的配线基板1的复合体的支撑体11侧的表面对光吸收层12照射激光40。图30所示的空白箭头表示激光40的移动方向。
[0247]
激光40具有特定波长。例如,处于紫外光波长范围至红外光波长范围内。在特定波长处于紫外光波长范围内的情况下,特定波长例如处于150nm至400nm的范围内。在特定波长处于红外光波长范围内的情况下,特定波长例如处于700nm至2000nm的范围内。优选激光40处于红外光波长范围内。处于红外光波长范围内的激光40与处于紫外光波长范围内的激光40相比,在配线基板15不易产生损伤。例如,容易在导体层152a、152b、152c及152d、或者绝缘层153a、153b及153c产生缺陷。
[0248]
优选激光40的输出处于0.05w至25w的范围内,更优选处于0.1w至10w的范围内。如果激光40的输出处于上述范围内,则不易在配线基板15产生损伤。如果激光40的输出过大,则容易在配线基板15产生损伤。如果激光40的输出过小,则不易使支撑体11从配线基板15剥离。
[0249]
优选激光40的每单位面积的照射能量处于1mj/cm2至1000mj/cm2的范围内,更优选
处于10mj/cm2至300mj/cm2的范围内。
[0250]
优选激光40的照射次数为1次。也可以进行多次照射。根据工序负荷的观点,优选照射次数较少。
[0251]
如果对光吸收层12照射激光40,则光吸收层12发热。如果因光吸收层12发热而产生的热传导至剥离层13,则与光吸收层12接触的剥离层13在激光40向光吸收层12的照射位置处变质。其结果,剥离层13的贴合性降低。
[0252]
接下来,如图31所示,使支撑体11及光吸收层12从配线基板15剥离。
[0253]
接下来,如图32所示,将剥离层13及第1晶种层14去除。在作为剥离层13的材料而使用聚酰亚胺树脂的情况下,根据一个例子,通过利用o2或者cf2等离子体的干蚀刻而将剥离层13去除。根据其他例子,利用肼类或强碱类的蚀刻液将剥离层13去除。优选剥离层13通过干蚀刻而去除。
[0254]
在第1晶种层14由钛构成的第1金属含有层以及铜构成的第2金属含有层构成的情况下,例如利用碱类的蚀刻剂而将第1金属含有层去除,例如利用酸类的蚀刻剂而将第2金属含有层去除。由此,获得复合配线基板100。
[0255]
此外,可以在将剥离层13及第1晶种层14去除之后,在导体层152a的表面形成表面处理层17。
[0256]
另外,在上述方法中,在光吸收层12与剥离层13的界面产生了剥离,但也可以在剥离层13与第1晶种层14的界面产生剥离。
[0257]
上述复合配线基板100例如可以用于封装化设备的制造。封装化设备例如具有上述第1配线基板20、配线基板15以及功能设备。
[0258]
下面,利用图33对使用复合配线基板100的封装化设备的制造方法进行说明。
[0259]
首先,准备功能设备以及图32所示的复合配线基板100。
[0260]
功能设备例如为半导体芯片、或者在玻璃基板等由半导体以外的材料构成的基板上形成有电路、元件的芯片。这里,作为一个例子,功能设备设为半导体芯片。即,在这里,封装化设备为半导体封装。
[0261]
接下来,如图33所示,使复合配线基板100与功能设备50接合。功能设备50及复合配线基板100例如以彼此相对的方式接合。具体而言,功能设备50与复合配线基板100的配线基板15侧的表面以彼此相对的方式接合。
[0262]
功能设备50经由第2接合部51而与复合配线基板100接合。具体而言,功能设备50经由第2接合部51而与导体层152d接合。这里,通过倒装芯片键合而使得功能设备50与复合配线基板100接合。可以通过引线键合等其他焊接法而使得大于或等于1个功能设备50与复合配线基板100接合。
[0263]
第2接合部51在功能设备50与复合配线基板100之间以狭窄的间距排列。第2接合部51例如由铜构成的柱或焊料构成。在通过引线键合而使得功能设备50与复合配线基板100接合的情况下,例如能够利用金线使得功能设备50与复合配线基板100电连接。
[0264]
接下来,如图33所示,在功能设备50与复合配线基板100之间的部分填充第2底部填充件52。第2底部填充件52的材料例如与对第1底部填充件31说明的相同。
[0265]
接下来,如图33所示,利用密封树脂53将功能设备密封。作为密封树脂53,例如可以使用从环氧树脂、聚氨酯树脂、硅树脂、聚酯树脂、氧杂环丁烷树脂以及马来酰亚胺树脂
构成的组选择的大于或等于1种的树脂,与二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化镁或氧化锌等填料的混合物。优选密封树脂53的材料与第2底部填充件52的材料不同。密封树脂53例如可以利用压缩模塑或传递模塑而形成。
[0266]
接下来,如图33所示,在复合配线基板100的第1配线基板20侧的表面中的、电极25露出的区域,形成第3金属凸块60。第3金属凸块60例如用于与主板的接合。第3金属凸块60的材料例如与对第1金属凸块18说明的相同。由此获得封装化设备300。
[0267]
如图33所示,优选第1接合部30的配置间隔小于第2接合部51的配置间隔。在该情况下,配线基板15能够容易地与功能设备50及第1配线基板20接合。
[0268]
此外,在图33中,配线基板15的侧面由密封树脂53覆盖,但配线基板15的侧面也可以不由密封树脂53覆盖。另外,在图33中,封装化设备300包含多个功能设备50,但封装化设备300也可以仅包含1个功能设备50。
[0269]
<带功能设备的配线基板的制造方法>
[0270]
下面,参照图34至图39对带功能设备的配线基板的制造方法的一个例子进行说明。此外,在图34至图39中省略了最外侧表面绝缘层16以及表面处理层17。
[0271]
首先,准备图32所示的带支撑体的配线基板1以及功能设备。
[0272]
接下来,如图34所示,使功能设备50与图32所示的带支撑体的配线基板1接合。功能设备50与带支撑体的配线基板1例如以彼此相对的方式接合。具体而言,功能设备50与带支撑体的配线基板1的配线基板15侧的表面以彼此相对的方式接合。
[0273]
功能设备50经由第2接合部51而与带支撑体的配线基板1接合。具体而言,功能设备50经由第2接合部51而与导体层152d接合。
[0274]
接下来,如图35所示,在功能设备50与带支撑体的配线基板1之间的部分填充第2底部填充件52。通过第2底部填充件52的填充而将功能设备50固定于带支撑体的配线基板1,并且将第2接合部51密封。
[0275]
接下来,如图36所示,利用密封树脂53将功能设备50密封。
[0276]
接下来,如图37所示,对光吸收层12照射激光40。具体而言,例如,从功能设备50与带支撑体的配线基板1的复合体的支撑体11侧的表面对光吸收层12照射激光40。图37所示的空白箭头表示激光40的移动方向。
[0277]
激光40具有特定波长。例如,处于紫外光波长范围至红外光波长范围内。在特定波长处于紫外光波长范围内的情况下,特定波长例如处于150nm至400nm的范围内。在特定波长处于红外光波长范围内的情况下,特定波长例如处于700nm至2000nm的范围内。
[0278]
优选激光40的输出处于0.05w至25w的范围内,更优选处于0.1w至10w的范围内。
[0279]
优选激光40的每单位面积的照射能量处于1mj/cm2至1000mj/cm2的范围内,更优选处于10mj/cm2至300mj/cm2的范围内。
[0280]
优选激光40的照射次数为1次。照射次数也可以为多次。
[0281]
如上所述,如果对光吸收层12照射激光40,则剥离层13的贴合性降低。
[0282]
接下来,如图38所示,使支撑体11及光吸收层12从配线基板15剥离。
[0283]
接下来,如图39所示,将剥离层13及第1晶种层14去除。由此,获得带功能设备的配线基板200。
[0284]
此外,取代在使功能设备50与带支撑体的配线基板1接合之后在功能设备50与带
支撑体的配线基板1之间的部分填充第2底部填充件52的方式,可以在带支撑体的配线基板1之上配置各向异性导电薄膜(acf)之后,使功能设备50与带支撑体的配线基板1接合。可以取代各向异性导电薄膜而使用薄膜状接合材料(ncf)。另外,可以取代在使功能设备50与带支撑体的配线基板1接合之后在功能设备50与带支撑体的配线基板1之间的部分填充第2底部填充件52的方式,而在带支撑体的配线基板1之上涂敷非导电胶(ncp),然后,使功能设备50与带支撑体的配线基板1接合。
[0285]
另外,可以在将剥离层13及第1晶种层14去除之后,在导体层152a的表面形成表面处理层17。另外,在上述方法中,带功能设备的配线基板200包含多个功能设备50,但带功能设备的配线基板200也可以仅包含1个功能设备50。
[0286]
上述带功能设备的配线基板200例如可以用于封装化设备的制造。下面,对使用带功能设备的配线基板200的封装化设备的制造方法的一个例子进行说明。
[0287]
首先,准备图39所示的带功能设备的配线基板200。
[0288]
接下来,在带功能设备的配线基板200中包含的导体层152a的表面形成表面处理层17。
[0289]
接下来,在表面处理层17之上形成第1金属凸块18。
[0290]
接下来,准备图27所示的第1配线基板20,使得第1配线基板20的第2金属凸块27与第1金属凸块18接合。
[0291]
接下来,在第1配线基板20与带功能设备的配线基板200之间的部分填充第1底部填充件31。
[0292]
接下来,在第1配线基板20的表面中的、电极25露出的区域形成第3金属凸块60。
[0293]
由此,获得封装化设备300。此外,可以省略在导体层152a的表面形成的表面处理层17。
[0294]
在上述带支撑体的配线基板1中省略光吸收层12的情况下,为了使支撑体11从配线基板15剥离,例如,需要对剥离层13照射多次具有紫外光波长的激光,为了引起剥离层13的贴合性的降低而需要产生充分的变质。然而,在照射具有紫外光波长的激光等具有高能量密度的激光的情况下,容易在配线基板15产生损伤。另外,在该情况下,需要高输出的激光装置。
[0295]
另外,在上述带支撑体的配线基板1中省略了光吸收层12的情况下,即使对剥离层13照射与具有红外光波长的激光等相比具有较低的能量密度的激光,也不易产生足以引起剥离层13的贴合性的降低的变质。
[0296]
另外,在上述带支撑体的配线基板1中使得光吸收层12与剥离层13的层叠顺序颠倒的情况下,在复合配线基板100的制造过程中,在第1晶种层14的表面容易残留光吸收层12及剥离层13。在该情况下,在将剥离层13及第1晶种层14去除的基础上,需要进一步进行光吸收层12的去除。
[0297]
另一方面,上述带支撑体的配线基板1在剥离层13与支撑体11之间具有与剥离层相比显示出更高的光吸收率的光吸收层12。这种光吸收层12与剥离层13相比更容易因激光的照射而发热。因此,与省略光吸收层12的情况相比,在上述带支撑体的配线基板1中容易产生足以引起剥离层13的贴合性的降低的变质。
[0298]
因此,在使用具有红外光波长的激光的情况下,在上述带支撑体的配线基板1中也
能够容易地使得支撑体11从配线基板15剥离。在该情况下,不易在配线基板15产生损伤。
[0299]
另外,在使用具有紫外光波长的激光的情况下,上述带支撑体的配线基板1与省略了光吸收层12的带支撑体的配线基板相比,能够以稳定的照射条件、例如较短的照射时间以及较低的输出而使得支撑体11从配线基板15剥离。在该情况下,也不易在配线基板15产生损伤。
[0300]
另外,上述带支撑体的配线基板1按顺序具有支撑体11、光吸收层12以及剥离层13。因此,如图31所示,在复合配线基板100的制造过程中,有时在第1晶种层14的表面残留有剥离层13。或者,还有时在第1晶种层14的表面未残留层。在上述情况下,无需将光吸收层12去除的工序。因此,可以减少支撑体11剥离之后的蚀刻次数。
[0301]
另外,关于上述带支撑体的配线基板1,激光40不经由剥离层13而到达光吸收层12,因此在激光40到达光吸收层12之前,不会产生基于剥离层13的激光的吸收。
[0302]
关于上述带支撑体的配线基板1,优选光吸收层12与剥离层13接触。在光吸收层12与剥离层13接触的情况下,因激光40而产生的热容易传导至剥离层13,因此支撑体11容易从配线基板15剥离。
[0303]
另外,关于上述带支撑体的配线基板1,优选支撑体11与光吸收层12接触。在支撑体11与光吸收层12接触的情况下,基于光吸收层12的发热量较大,因此支撑体11容易从配线基板15剥离。
[0304]
如果使用上述带支撑体的配线基板1,则在复合配线基板100、带功能设备的配线基板200以及封装化设备300的制造方法中,也能够使得支撑体11容易地从配线基板15剥离。另外,关于上述制造方法,在照射具有红外光波长的激光的情况下、或者在短时间内照射具有紫外光波长的激光的情况下,不易在配线基板15产生损伤。
[0305]
但是,如上所述,存在在fc-bga基板与半导体芯片之间设置包含硅晶片的硅中介层的技术。在该技术中,能够使用的硅晶片的形状以及尺寸受到限制,因此能够由1个硅晶片制造的中介层的数量较少。另外,硅晶片的制造设备的价格昂贵,因此硅中介层的价格也昂贵。另外,硅晶片由半导体构成,因此电阻较高。因此,有时硅中介层的传输特性会变差。
[0306]
另外,关于利用化学机械研磨(cmp)等而在fc-bga基板直接形成多层配线层的方法,上述传输特性的劣化较小,但fc-bga基板本身的制造成品率较小。另外,在fc-bga基板上形成微细配线的难度较高。因此,在上述方法中,制造成品率容易减小。另外,有时因fc-bga基板的翘曲、形变而产生半导体芯片的安装的问题。
[0307]
本实施方式所涉及的带支撑体的配线基板、带支撑体的配线基板的制造方法、复合配线基板的制造方法以及带功能设备的配线基板的制造方法如下。
[0308]
[1]一种带支撑体的配线基板,其中,所述带支撑体的配线基板具有:
[0309]
支撑体,其具有支撑面,在相对于所述支撑面垂直的方向上使得具有特定波长的光透过;
[0310]
配线基板,其与所述支撑面相对;
[0311]
剥离层,其介于所述支撑体与所述配线基板之间,通过加热而贴合性降低;以及
[0312]
光吸收层,其介于所述支撑体与所述剥离层之间,
[0313]
所述光吸收层与所述剥离层相比而显示出更高的光吸收率。
[0314]
[2]根据[1]所述的带支撑体的配线基板,其中,
[0315]
所述光吸收层的厚度处于5nm至100nm的范围内。
[0316]
[3]根据[1]或[2]所述的带支撑体的配线基板,其中,
[0317]
所述剥离层的厚度处于10nm至50μm的范围内。
[0318]
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的带支撑体的配线基板,其中,
[0319]
向与所述支撑面平行的平面的所述剥离层的第1正投影的轮廓存在于向所述平面的所述光吸收层的第2正投影的轮廓的内侧。
[0320]
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的带支撑体的配线基板,其中,
[0321]
所述光吸收层含有金属,所述剥离层含有树脂。
[0322]
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的带支撑体的配线基板,其中,
[0323]
所述配线基板为多层配线基板。
[0324]
[7]根据[6]所述的带支撑体的配线基板,其中,
[0325]
所述多层配线基板为中介层。
[0326]
[8]一种带支撑体的配线基板,其中,
[0327]
所述带支撑体的配线基板具有:
[0328]
支撑体,其具有支撑面,在相对于所述支撑面垂直的方向上使得具有特定波长的光透过;
[0329]
配线基板,其与所述支撑面相对;
[0330]
剥离层,其介于所述支撑体与所述配线基板之间,通过加热而贴合性降低;以及
[0331]
光吸收层,其介于所述支撑体与所述剥离层之间,
[0332]
所述光吸收层含有从钛、铬、钨、镍、钼、铌以及钽构成的组选择的大于或等于1种的金属。
[0333]
[9]一种带支撑体的配线基板的制造方法,其中,
[0334]
包含如下步骤:
[0335]
在支撑体上形成光吸收层,所述支撑体具有支撑面,在相对于所述支撑面垂直的方向上使得具有特定波长的光透过;
[0336]
在所述光吸收层上形成通过加热而贴合性降低的剥离层;以及
[0337]
在所述剥离层上形成配线基板,
[0338]
所述光吸收层与所述剥离层相比而显示出更高的光吸收率。
[0339]
[10]一种复合配线基板的制造方法,其中,
[0340]
包含如下步骤:
[0341]
使得第1配线基板与[1]至[8]中任一项所述的带支撑体的配线基板包含的作为第2配线基板的所述配线基板接合;以及
[0342]
此后对所述光吸收层照射具有所述特定波长的激光而使得所述支撑体从所述配线基板剥离。
[0343]
[11]根据[10]所述的复合配线基板的制造方法,其中,
[0344]
所述激光从所述支撑体侧向所述光吸收层照射,
[0345]
所述特定波长处于红外光波长范围内。
[0346]
[12]一种带功能设备的配线基板的制造方法,其中,
[0347]
包含如下步骤:
[0348]
使得功能设备与[1]至[8]中任一项所述的带支撑体的配线基板接合;以及
[0349]
此后对所述光吸收层照射具有所述特定波长的激光而使得所述支撑体从所述配线基板剥离。
[0350]
[13]根据[10]所述的带功能设备的配线基板的制造方法,其中,
[0351]
所述激光从所述支撑体侧向所述光吸收层照射,
[0352]
所述特定波长处于红外光波长范围内。
[0353]
<第四实施方式>
[0354]
在支撑体之上形成微细的配线层并将其搭载于fc-bga基板的方式的情况下,存在如下问题。即,在将形成于支撑基板上的微细配线层搭载于fc-bga基板、其后使得支撑基板剥离时,在将微细配线层搭载于fc-bga基板时使用的密封树脂件润湿至支撑基板而妨碍支撑基板的剥离的问题,以及在支撑基板的剥离时产生的力、贮存于内部的应力使得整个微细配线层翘曲从而在安装半导体元件时产生不良的问题。
[0355]
并且,作为其他方法,存在如下方法,即,在支撑基板之上形成微细的配线层,在该微细配线层之上对半导体元件进行安装、密封之后,使得微细配线层从支撑基板剥离,将剥离的带半导体元件的微细配线层搭载于fc-bga基板。根据该方式,将半导体元件搭载于在支撑基板保持的微细配线层,因此能够以变形较少的状态而安装半导体元件。然而,微细配线层形成于支撑体的单侧,因此存在因形成配线层时的热经历而产生翘曲的问题。特别地,安装于微细配线层的半导体元件的端子间的距离较短,因此在略微产生翘曲的情况下也存在容易产生安装不良的问题。
[0356]
因此,本实施方式的目的在于,提供不易变形、能够实现稳定的制造的基板单元、基板单元的制造方法以及半导体装置的制造方法。
[0357]
首先,如图40所示,以使用作为矩形的板状部件的支撑体201的情况为例进行说明。图40是示出如下状态的剖面图,即,在支撑体201的上表面形成有剥离层202,在剥离层202的上表面形成有多个第1配线基板212,在支撑体201的下表面形成有翘曲抑制层203。
[0358]
另外,在本实施方式中,如图41所示,在支撑体201之上载置有多个第1配线基板212而形成基板单元212a。
[0359]
关于支撑体201,本实施方式中利用作为矩形的板状部件的面板进行说明,但支撑体201例如也可以是圆形的晶片。
[0360]
关于支撑体201,有时通过支撑体201对剥离层202照射光,因此具有透光性是有利的,例如可以使用矩形的玻璃板。矩形的玻璃适合于大型化,并且玻璃的平坦性优异,另外,刚性较高,因此适合于在支撑体上形成微细的图案。
[0361]
另外,玻璃的cte(coefficient of thermal expansion、热膨胀系数)较小且不易形变,因此在确保图案配置精度以及平坦性的方面表现优异。在将玻璃用作支撑体201的情况下,根据抑制制造工艺中的翘曲的产生的观点,优选玻璃的厚度较厚,例如大于或等于0.7mm,优选大于或等于1.1mm的厚度。
[0362]
并且,优选玻璃的cte大于或等于3ppm而小于或等于15ppm,根据fc-bga基板(第2配线基板)12、半导体元件211的cte的整合性的观点,更优选为9ppm左右。
[0363]
作为玻璃的种类,例如可以使用石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃、钠玻璃或者蓝宝石玻璃等。
[0364]
另一方面,在对于剥离层202而使用因热而发泡的树脂等、在使得支撑体201剥离时支撑体201无需光的透过性的情况下,对于支撑体201可以使用形变较少的材质,例如金属、陶瓷等。
[0365]
剥离层202例如可以是吸收uv光等光而发热、或者能够因变质而剥离的树脂,也可以是因热而发泡从而能够剥离的树脂。
[0366]
具体而言,剥离层202例如可以从环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、硅树脂、聚酯树脂、氧杂环丁烷树脂、马来酰亚胺树脂以及丙烯酸树脂等有机树脂、非晶硅、氮化镓、金属氧化物层等无机层中选择。并且,剥离层202可以含有光分解促进剂、光吸收剂、敏化剂、填料等添加剂。
[0367]
并且,剥离层202可以由多层构成,例如,可以在后续工序中,以保护形成于支撑体201上的多层配线层为目的而在剥离层202上进一步设置保护层、在剥离层202的下层设置提高相对于支撑体201的贴合性的层。并且,可以在剥离层202与多层配线层之间设置激光反射层、金属层,其结构并不限定于本实施方式。
[0368]
此外,在作为剥离层202而使用能够因激光等光而剥离的树脂的情况下,如果支撑体201具有透光性,则关于对剥离层202照射光的方向,可以从设置有剥离层202的一侧的相反侧的面、即形成有翘曲抑制层203的面对支撑体201照射光。
[0369]
翘曲抑制层203例如可以是使得激光等光透过的树脂。具体而言,对于翘曲抑制层203例如可以使用环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯并噁唑树脂、苯并环丁烯树脂等有机树脂。另外,对于翘曲抑制层203可以使用与第1配线基板212的绝缘树脂相同的树脂,可以具有感光性。
[0370]
翘曲抑制层203的厚度优选大于或等于5μm而小于或等于50μm。如果小于或等于5μm,则有可能无法获得翘曲抑制效果。如果大于或等于50μm,则翘曲抑制效果过度,有可能产生相反方向的翘曲。另外,优选翘曲抑制层203的厚度比第1配线基板薄。如果翘曲抑制层203比第1配线基板212厚,则翘曲抑制效果过度,有可能产生相反方向的(凸向第1配线基板212侧)翘曲。
[0371]
下面,在本发明的一个实施方式中,以如下例子进行说明,即,对于翘曲抑制层203使用使得ir(红外)激光透过的树脂,对于支撑体201使用玻璃,作为剥离层202而使用能够吸收ir激光而剥离的树脂。
[0372]
接下来,利用图42至图47对本发明的一个实施方式所涉及的向支撑体201上的第1配线基板212的制造工序的一个例子进行说明。
[0373]
首先,如图42(a)所示,在支撑体201的上表面形成剥离层202。
[0374]
接下来,如图42(b)所示,在剥离层202的上表面形成绝缘树脂层204,在支撑体201的下表面形成翘曲抑制层203。
[0375]
在本实施方式中,例如通过对感光性的环氧类树脂进行旋涂而形成绝缘树脂层。感光性的环氧树脂能够在较低温度下固化,形成后的固化所导致的收缩较少,有利于此后形成微细图案。
[0376]
作为感光性树脂的形成方法,在使用液态的感光性树脂的情况下,可以从狭缝涂敷、帘幕涂敷、模具涂敷、喷雾涂敷、静电涂敷法、喷射涂敷、凹版涂敷、丝网印刷、凹版胶印、旋涂、刮涂中选择。在使用薄膜状的感光性树脂的情况下,可以应用层压、真空层压、真空冲
压等。对于绝缘树脂层例如还可以采用感光性聚酰亚胺树脂、感光性苯并环丁烯树脂、感光性环氧树脂及其改性物、感光性聚苯并噁唑树脂。
[0377]
作为翘曲抑制层203的形成方法,在使用液态的树脂的情况下,可以从狭缝涂敷、帘幕涂敷、模具涂敷、喷雾涂敷、静电涂敷法、喷射涂敷、凹版涂敷、丝网印刷、凹版胶印、旋涂、刮涂中选择。在使用薄膜状的树脂的情况下,可以应用层压、真空层压、真空冲压等。翘曲抑制层203可以具有感光性,例如还可以采用感光性聚酰亚胺树脂、感光性苯并环丁烯树脂、感光性环氧树脂及其改性物、感光性聚苯并噁唑树脂。
[0378]
翘曲抑制层203可以采用与绝缘树脂层204相同的树脂。通过使用与绝缘树脂层204相同的树脂而能够利用一系列工序进行加工。
[0379]
关于形成绝缘树脂层204及翘曲抑制层203的顺序,哪一者在前均不会产生问题。并且,在支撑体201的下表面形成翘曲抑制层203之后,还可以形成剥离层202、绝缘树脂层204。
[0380]
并且,对于翘曲抑制层203还可以使用与绝缘树脂层204不同的树脂。例如,通过使用与绝缘树脂层204相比而杨氏模量更高、cte更大的树脂,即使减薄翘曲抑制层203也能够获得翘曲抑制效果。
[0381]
翘曲抑制层203还可以含有与第1配线基板212的绝缘树脂层204不同的树脂。在翘曲抑制层203含有与绝缘树脂层204不同的树脂的情况下,能够选择的树脂增加,设计自由度得到提高。例如,对于第1配线基板212的绝缘树脂层204可以使用感光性环氧树脂,对于翘曲抑制层203可以使用非感光性、热固化性的聚酰亚胺树脂。
[0382]
优选翘曲抑制层203的杨氏模量
×
厚度
×
cte为第1配线基板的绝缘树脂(绝缘树脂层204)的杨氏模量
×
厚度
×
cte的0.9倍~1.1倍。如果翘曲抑制层203的杨氏模量
×
厚度
×
cte小于第1配线基板的绝缘树脂的杨氏模量
×
厚度
×
cte的0.9倍,则有可能无法获得翘曲抑制效果。如果翘曲抑制层203的杨氏模量
×
厚度
×
cte大于第1配线基板的绝缘树脂的杨氏模量
×
厚度
×
cte的1.1倍,则翘曲抑制效果过度,有可能产生相反方向的翘曲。
[0383]
杨氏模量是指反映出作为材料的弹性的特性,表示材料不易变形的程度的值。也称为纵弹性率、纵弹性系数。杨氏模量是利用万能材料试验机、薄膜高度计、动态粘弹性测定装置等进行测定而获得的。对于翘曲抑制层203的杨氏模量以及绝缘树脂层204的杨氏模量优选利用相同的测定方法以及温度下的值。
[0384]
cte是指每单位温度变化的长度变化率,也称为热膨胀系数、线膨胀系数。cte是利用热机械分析装置等进行测定而获得的。对于cte还可以利用某个温度范围内的平均cte。优选对于翘曲抑制层203的cte以及绝缘树脂层204的cte而利用相同的测定方法以及温度或者温度范围内的值。
[0385]
下面,在本发明的一个实施方式中,以如下例子进行说明,即,对于翘曲抑制层203使用与绝缘树脂层204相同的树脂,以15μm的厚度而形成。
[0386]
接下来,如图42(c)所示,通过光刻而在绝缘树脂层设置开口部。对于开口部,可以以显影时的残渣去除为目的而进行等离子体处理。绝缘树脂层204的厚度根据形成于开口部的导体层的厚度而设定,在本发明的一个实施方式中,例如设为7μm。另外,根据fc-bga基板的接合用电极的间距、形状而设定俯视时的开口部形状,在本发明的一个实施方式中例如设为φ80μm的开口形状,间距设为150μm。
[0387]
接下来,在图43~图47中,对用于在支撑体201的面的上方制造第1配线基板212的工序进行说明。此外,在图43~图47中,利用将支撑体201的中心部的区域的一部分放大的图而对本发明的第1配线基板的多层配线的形成工序、接合用电极的形成工序的一个例子进行说明。
[0388]
在图43(a)中,如图42(c)中说明的那样,在支撑体201的面的上方形成有剥离层202以及绝缘树脂层204,在支撑体201的下方形成有翘曲抑制层203。
[0389]
接下来,如图43(b)所示,在真空中,在剥离层202上形成晶种层205。在形成配线时,晶种层205作为电镀的供电层而起作用。关于晶种层205,例如可以通过溅射法或者cvd法等而形成,例如可以应用cu、ni、al、ti、cr、mo、w、ta、au、ir、ru、pd、pt、alsi、alsicu、alcu、nife、ito、izo、azo、zno、pzt、tin、cu3n4的单体或者上述多种物质的组合。
[0390]
在本实施方式中,考虑到电特性、制造的容易性的观点以及成本,按顺序通过溅射法在钛层之后形成铜层。钛与铜层的合计膜厚优选作为电镀的供电层而设为小于或等于1μm。在本发明的一个实施方式中,采用ti:50nm、cu:300nm。
[0391]
接下来,如图43(c)所示,在晶种层205的上方通过电镀而形成导体层206。该导体层206在此后变为相对于fc-bga基板213的接合用电极。作为电镀的种类,能举出电解镀镍、电解镀铜、电解镀铬、电解镀pd、电解镀金、电解镀铑、电解镀铱等,但电解镀铜较为简便且价格低廉、导电性良好,因此成为优选。
[0392]
关于电解镀铜的厚度,根据导体层206成为相对于fc-bga基板213的接合用电极而进行焊料接合的观点,优选大于或等于1μm,并且,根据生产率的观点,优选小于或等于30μm。在本发明的一个实施方式中,在绝缘树脂层204的开口部以cu:9μm的厚度实施电解镀铜,在绝缘树脂层204的上部以cu:2μm的厚度实施电解镀铜。
[0393]
接下来,如图43(d)所示,通过cmp(化学机械研磨)加工等对铜层进行研磨,将导体层206以及晶种层205去除。在本发明的一个实施方式中,通过研磨而将绝缘树脂层204的上部的导体层206的cu:2μm、以及晶种层205去除。而且,进行研磨之后残留的导体层206变为相对于fc-bga基板213的接合用电极。即,在本实施方式中,通过嵌镶法而形成相对于fc-bga基板213的接合用电极。
[0394]
接下来,形成配线层。在本发明的一个例子中,通过半添加法(sap)而形成配线层。首先,如图44a(a)所示,与图43(a)中说明的相同地,在图43(d)中形成的平面的上表面形成绝缘树脂层204。绝缘树脂层204的厚度根据形成于开口部的导体层的厚度而设定,在本发明的一个实施方式中,例如设为2μm。
[0395]
另外,绝缘树脂层204的开口部形成为能够实现与导体层206的接合,在本发明的一个实施方式中,例如形成为φ10μm的开口。该开口部为将多层配线的上下层连结的小孔部的形状。
[0396]
接下来,如图44a(b)所示,与图43(b)中说明的相同地,在真空中形成晶种层205。
[0397]
接下来,如图44a(c)所示,在晶种层205的上表面形成抗蚀剂图案207。然后,如图44a(d)那样通过电镀而形成导体层206。导体层206称为小孔部以及配线部。
[0398]
作为电镀的种类,能举出电解镀镍、电解镀铜、电解镀铬、电解镀pd、电解镀金、电解镀铑、电解镀铱等,关于电解镀铜,较为简便、价格低廉且导电性良好,因此成为优选。
[0399]
根据配线部的电阻的观点,优选电解镀铜的厚度大于或等于0.5μm,根据生产率的
观点,优选小于或等于30μm。在本发明的一个实施方式中,在绝缘树脂层204的开口部形成cu:4μm,在绝缘树脂层204的上部形成cu:2μm。
[0400]
然后,如图44b(e)所示,将抗蚀剂图案207去除。然后,如图44b(f)所示,将不需要的晶种层205蚀刻去除。
[0401]
而且,如果反复执行图44a以及图44b的工序,则能够在剥离层202的上方形成多层构造的配线。在图45的例子中,示出了形成有2层配线层的例子。
[0402]
在通过多层化工序而使得基板单元的翘曲增加的情况下,还能够适当地增大翘曲抑制层203的厚度。
[0403]
接下来,如图46所示,能够形成用于设为相对于半导体元件211的接合用电极的导体层206而形成为基板单元。接合用电极的形成方法与上述配线层的形成方法相同,但接合用电极与配线层的电解镀铜的厚度不同。优选地,根据焊料接合的观点,接合用电极的电解镀铜的厚度大于或等于1μm,并且,根据生产率的观点,接合用电极的电解镀铜的厚度小于或等于30μm。在本发明的一个实施方式中,在绝缘树脂层204的开口部形成cu:9μm,在绝缘树脂层204的上部形成cu:7μm。
[0404]
接下来,如图47所示,为了防止导体层206的表面的氧化以及改善焊料凸块的润湿性,可以在基板单元设置表面处理层208。在本发明的实施方式中,作为表面处理层208,进行电解镀ni/snag而进行成膜。此外,可以在表面处理层208形成osp(organic soiderability preservative,基于水溶性预焊剂的表面处理)膜。另外,作为电镀,可以适当地根据用途而从sn、snag、ni/sn、ni/snag、ni/cu/sn、ni/cu/snag、ni/au、ni/pd/au中选择,作为无电解镀,可以适当地根据用途而从ni/au、ni/pd/au、sn等的表面处理中选择。
[0405]
由此,如图40所示,在支撑体上完成第1配线基板212,获得在支撑体上的带有多个第1配线基板212的基板单元212a。
[0406]
关于配线层的形成,除了图44~图47中记载的sap(semi additive process)方法以外,还可以通过嵌镶(damascene)法而实现。在嵌镶法的情况下,在使得绝缘树脂层层叠之后通过光刻而形成图案,在形成晶种层之后进行电解镀铜处理。在电解镀铜处理之后,只要通过cmp:chemical mechanical polishing进行平坦化处理即可。配线层的层数至少大于或等于1层,可以根据第1配线基板的线宽而适当地设定。
[0407]
接下来,利用图48~图52对本发明的一个实施方式所涉及的由半导体元件的安装工序、支撑体以及剥离层的去除工序、向fc-bga基板的安装工序构成的半导体装置的制造方法的一个例子进行说明。图48~图52为了对载置于支撑体201的上方的多个第一配线基板的细节进行说明,而以限定为单片化后的第1配线基板212的区域的剖面图进行说明。
[0408]
首先,对图48(a)所示的半导体元件211的搭载工序进行说明。在图48(a)中,209为半导体元件搭载用电极,210为相对于fc-bga基板的接合用电极,212为第1配线基板,214为半导体元件与第1配线基板的焊料接合部。
[0409]
使用安装&回流、tcb(thermal compression bonding)等而进行半导体元件211向第1配线基板212的搭载。关于tcb,可以使用在焊料接合之后通过毛细管现象而将第1密封树脂216注入的tc-cuf(thermal compression capillary underfill)方式、薄膜状接合材料(ncf)、接合前预先配置液态的树脂并在接合时向空间填充的非导电胶(ncp)等。
[0410]
在本发明中,在基于图48(b)所示的焊料接合后的第1密封树脂216的密封时,使用
通过毛细管现象而注入的tc-cuf。关于半导体元件211的搭载方法,根据半导体元件211的尺寸、用于搭载的设备的观点,可以适当地变更。但是,在第1配线基板212与半导体元件211的接合间距微小的情况下,优选选择tcb的任意方式。
[0411]
接下来,如图48(c)所示,为了保护半导体元件211的侧面而利用第2密封树脂217进行密封。第2密封树脂217中使用的材料为颗粒、液态、薄片形状,使用对环氧树脂、硅树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、氧杂环丁烷树脂的1种或者大于或等于2种的上述树脂混合后的树脂添加作为填料的二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化镁或者氧化锌等而成的材料,利用压缩模塑或传递模塑而形成。关于树脂的形状、组成、形成方法,可以根据第1配线基板212向支撑体201的载置方式而适当地设定。在本发明中,使用液态的环氧树脂,利用压缩模塑进行成型。
[0412]
接下来,如图48(d)所示,对于利用第2密封树脂217密封的第1配线基板212,将半导体元件211的上表面的第2密封树脂217去除。如果在半导体元件211上残留有第2密封树脂217,则有可能因第2密封树脂217的cte的影响而产生翘曲,根据情况的不同,有可能在第1配线基板212与第2密封树脂217的界面产生剥离。对于半导体元件211上的第2密封树脂217的去除,可以采用cmp、研磨加工等。在本发明中,通过研磨加工而进行半导体元件211上的第2密封树脂217的去除。
[0413]
接下来,利用图49对使得第1配线基板以及半导体元件从支撑体201分离的工序进行说明。此外,在图49中,对于接合有图48所示的单片化后的半导体元件的支撑体201以及第1配线基板212,以上下颠倒的方式进行标记。
[0414]
在照射激光219而能够使得剥离层202剥离的情况下,支撑体201具有透光性,因此如图49(a)所示从翘曲抑制层203侧对翘曲抑制层203照射激光219。激光219从翘曲抑制层203以及支撑体201透过而对剥离层202照射,如图49(b)所示,能够将支撑体201拆下。在本发明的一个实施方式中,对于激光219而使用1064nm的ir激光。在本发明的一个实施方式中,支撑体201为玻璃,具有透光性,作为用于翘曲抑制层203的树脂的环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯并噁唑树脂、苯并环丁烯树脂具有使得ir激光透过的性质,因此激光从翘曲抑制层以及支撑体透过而对剥离层照射。
[0415]
接下来,如图49(c)所示,通过干蚀刻、溶剂清洗、超声波清洗等而可靠地将剥离层202去除,使得相对于fc-bga基板213的接合用电极210露出。在使用干蚀刻的情况下,关于使用的气体,使用含有o2、ar、cf4等气体的至少大于或等于一种在内的气体进行蚀刻。在溶剂清洗的情况下,使用丙酮、甲苯、mek、甲醇等溶剂。在超声波清洗的情况下,在振荡频率为28khz~1mhz的范围内进行去除。关于剥离层202的去除,可以组合使用上述去除方法中大于或等于一种的方法而进行去除。
[0416]
接下来,进行图50所示的第1配线基板212向相对于fc-bga基板213的接合用电极210的焊料形成。关于焊料形成,存在如下方法:在相对于fc-bga基板213的接合用电极210形成osp(organic solderability preservative,基于水溶性预焊剂的表面处理)膜、或者通过无电解镀处理而形成ni/au、ni/pd/au、sn之后进行热熔印刷,在搭载焊料球进行回流、或者通过电镀处理形成sn、snag、ni/sn、ni/snag、ni/cu/sn、ni/cu/snag、sn之后进行熔接印刷之后而搭载焊料球的方法;或者通过电镀处理形成sn、snag、ni/sn、ni/snag、ni/cu/sn、ni/cu/snag进行回流、或者通过直接印刷对焊料浆进行印刷而进行回流的方法。在本发
明的实施方式中,在通过无电解镀处理形成ni/pd/au之后进行热熔印刷(flux printing),搭载焊料球而进行回流。由此形成第1配线基板与fc-bga基板的焊料接合部215,完成半导体元件211由第1密封树脂以及第2密封树脂固定的第1配线基板212的集合体。
[0417]
接下来,根据支撑体或者晶片的形状,以一片的尺寸对作为球搭载后的集合体的第1配线基板212进行单片化。关于单片化方式,能举出刀片切片、激光切片、等离子体切片等方式,关于方式可以适当地设定。在本发明中,使用刀片切片而以一片的尺寸进行单片化。
[0418]
接下来,如图51所示,使得搭载有单片化的半导体元件211的第1配线基板212搭载于fc-bga基板213。关于搭载有半导体元件211的第1配线基板212的搭载,使用安装&回流、tcb等而将其搭载于fc-bga基板213。
[0419]
在本实施方式中,将搭载有半导体元件211的第1配线基板212搭载于fc-bga基板213并通过安装&回流方式而进行fc-bga基板213与搭载有半导体元件211的第1配线基板212的焊料接合,通过毛细管现象而将第3密封树脂218注入fc-bga基板213与第1配线基板212的间隙。其结果,如图52所示,能够获得本发明的半导体装置220。
[0420]
以上举例示出了本发明的一个实施方式,但本发明并不限定于上述实施方式,只要不脱离本发明的实施方式的技术思想,当然可以考虑作为配线基板的用途以提高作为要求的其他物性的刚性、强度、耐冲击性等为目的而任意地形成其他层、构造。
[0421]
<作用效果>
[0422]
接下来,对如上所述的基板单元的结构以及利用其制造方法的情况下的作用效果进行说明。
[0423]
根据本发明的一个方式,在支撑体之上形成剥离层以及微细的配线层,在对半导体元件进行安装、密封之后进行支撑基板的剥离、向fc-bga基板的搭载,在该方法中,能够抑制基板单元的翘曲,能够以翘曲较少的状态而安装半导体元件。
[0424]
本实施方式所涉及的基板单元、基板单元的制造方法、以及半导体装置的制造方法如下。
[0425]
[1]一种基板单元,其载置有支撑体并在所述支撑体的上方经由剥离层而载置有多个第1配线基板,其特征在于,
[0426]
在所述第1配线基板的第1表面设置有用于将至少一个半导体元件接合的电极,
[0427]
在所述第1配线基板的第2表面设置有用于与第2配线基板接合的电极,
[0428]
在所述支撑体的下方形成有翘曲抑制层。
[0429]
[2]根据[1]所述的基板单元,其特征在于,
[0430]
所述翘曲抑制层由树脂构成。
[0431]
[3]根据[1]或[2]所述的基板单元,其特征在于,
[0432]
所述翘曲抑制层的厚度大于或等于5μm而小于或等于50μm。
[0433]
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的基板单元,其特征在于,
[0434]
所述翘曲抑制层中含有与所述第1配线基板的绝缘树脂相同的树脂。
[0435]
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的基板单元,其特征在于,
[0436]
所述翘曲抑制层的厚度比所述第1配线基板的厚度薄。
[0437]
[6]根据[1]至[3]中任一项所述的基板单元,其特征在于,
[0438]
所述翘曲抑制层中含有与所述第1配线基板的绝缘树脂不同的树脂。
[0439]
[7]根据[1]、[2]、[3]以及[6]中任一项所述的基板单元,其特征在于,
[0440]
所述翘曲抑制层的杨氏模量
×
厚度
×
cte为所述第1配线基板的绝缘树脂的杨氏模量
×
厚度
×
cte的0.9倍~1.1倍。
[0441]
[8]根据[1]至[7]中任一项所述的基板单元,其特征在于,
[0442]
所述支撑体由玻璃构成。
[0443]
[9]根据[3]所记载的基板单元,其特征在于,
[0444]
所述翘曲抑制层的树脂为从环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯并噁唑树脂以及苯并环丁烯树脂选择的1种或大于或等于2种的混合物。
[0445]
[10]一种基板单元的制造方法,将多个第1配线基板载置于支撑体的上方,其特征在于,
[0446]
包含如下工序:
[0447]
在所述支撑体的上表面形成剥离层的工序;
[0448]
在所述剥离层的上方形成树脂层的工序;
[0449]
在所述支撑体的下表面形成翘曲抑制层的工序;
[0450]
在所述树脂层形成开口部的工序;
[0451]
在所述树脂层以及所述开口部的上方形成晶种层的工序;
[0452]
在所述晶种层的上方形成电镀层的工序;
[0453]
直至所述树脂层露出为止对所述电镀层及所述晶种层进行研磨,形成用于与第2配线基板接合的电极的工序;
[0454]
在露出的所述树脂层以及电极的上表面反复进行树脂层及导体层的形成而获得多层配线的工序;以及
[0455]
在所述多层配线的最外侧表面形成用于将半导体元件接合的电极的工序。
[0456]
[11]一种半导体装置的制造方法,其利用[1]至[9]中任一项所述的基板单元,其特征在于,
[0457]
包含如下工序:
[0458]
使得所述半导体元件与所述第1配线基板接合的工序;
[0459]
利用第1密封树脂将所述第1配线基板与所述半导体元件的间隙密封的工序;
[0460]
利用第2密封树脂将所述第1配线基板以及所述半导体元件的侧面密封的工序;
[0461]
使所述第1配线基板从所述支撑体剥离的工序;
[0462]
获得在所述第1配线基板接合有所述半导体元件的集合体的工序;
[0463]
以第1配线基板单位使所述集合体实现单片化的工序;
[0464]
使得所述第1配线基板与所述第2配线基板接合的工序;以及
[0465]
利用第3密封树脂将所述第1配线基板与所述第2配线基板的间隙密封的工序。
[0466]
[12]根据[11]所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,
[0467]
在使得所述第1配线基板从所述支撑体剥离的工序中,包含对所述翘曲抑制层照射激光的工序。
[0468]
[13]根据[12]所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,
[0469]
所述激光为ir激光。
[0470]
实施例
[0471]
<对比实验>
[0472]
在表2中,为了确认本实施方式的效果而示出了支撑体106的上表面的激光吸收层108及剥离层107的形成的有无的对比评价结果。作为激光吸收层108及剥离层107的剥离评价,在上方形成电解镀铜之后,进行了从支撑体106侧照射激光时的剥离的确认。
[0473]
(实施例1-1~1-4)
[0474]
<制作评价用基板>
[0475]
作为支撑体106,使用玻璃基板(厚度为1.1mm),在支撑体106的上表面作为剥离层107而使用聚酰亚胺树脂,将膜厚调整为500nm,通过旋涂而形成剥离层。在剥离层107的上方通过溅射法使得ti形成为激光吸收层108。将激光吸收层108的膜厚设为20nm、50nm、100nm、200nm而分别设为实施例1~4。在激光吸收层108的上表面作为第1晶种层109而通过溅射法形成cu:300nm,在其上部使得电解镀铜形成为20μm的厚度。接下来,照射波长为1064nm的yag激光(红外激光)、以及波长为355nm的固体uv激光(紫外激光)而进行了支撑体106的剥离评价。
[0476]
(对比例1-1)
[0477]
作为对比例1,制作了未形成剥离层107及激光吸收层108的评价基板(其他结构与实施例相同),照射波长为1064nm的yag激光(红外激光)、以及波长为355nm的固体uv激光(紫外激光)而进行了支撑体106的剥离评价。
[0478]
(对比例1-2)
[0479]
作为对比例1-2,制作了形成有剥离层107、且未形成激光吸收层108的评价基板(其他结构与实施例相同),照射波长为1064nm的yag激光(红外激光)、以及波长为355nm的固体uv激光(紫外激光)而进行了支撑体106的剥离评价。
[0480]
[表2]
[0481][0482]
在实施例1-1~1-4中,照射红外激光而能够在剥离层107与激光吸收层108的界面使支撑体106剥离而将其去除。另外,剥离层107附着于支撑体106侧,在基板侧的激光吸收层108未确认到剥离层107的残渣。另一方面,在对比例1-1以及对比例1-2中,即使照射红外激光也无法剥离。
[0483]
在实施例1-1~1-4中,照射紫外激光而能够在支撑体106与剥离层107的界面使支撑体106剥离而将其去除。但是,关于剥离层107,在基板侧的激光吸收层108附着有剥离层107而确认到残渣。在对比例1-2中也能够通过照射紫外激光而将支撑体106去除,但与实施例相同地,剥离层107附着于基板侧而确认到残渣。另一方面,在对比例1-1中,即使照射紫
外激光也无法剥离。
[0484]
考察了仅在实施例1-1~1-4中能够利用红外激光实现剥离这一点。激光吸收层108吸收红外激光,因此可以认为通过因吸收产生的热的作用而在剥离层107与激光吸收层108的界面剥离。另外,剥离层107附着于支撑体106侧,因此不会残留于基板侧而无需去除工序。另一方面,在对比例1-1、1-2中,可以认为不具有吸收红外激光的层而不会剥离。
[0485]
关于紫外激光,不仅在实施例中,在对比例2中也能够实现剥离。剥离层107吸收紫外激光,因此可以认为在对比例2中通过因吸收产生的热的作用而在支撑体106与剥离层107的界面实现了剥离。另外,在对比例2中,剥离层107附着于基板侧,因此,此后,需要去除工序的工序变得复杂。另一方面,在对比例1中,可以认为不具有吸收紫外激光的层而不会剥离。
[0486]
下面记载实施例以及对比例。
[0487]
(实施例2-1)
[0488]
通过下面的方法而制造了具有支撑体、光吸收层、剥离层、第1晶种层以及导体层的层叠体。
[0489]
首先,作为支撑体,准备了厚度为1.1mm的玻璃基板。接下来,在支撑体的一个支撑面形成了光吸收层。光吸收层通过在支撑体之上对钛进行溅射而形成。光吸收层的厚度设为20nm。
[0490]
接下来,在光吸收层之上形成了剥离层。通过对聚酰亚胺树脂进行旋涂而形成剥离层。作为聚酰亚胺树脂而使用“宇部興産株式会社”制的
“ユピア
(注册商标)”。剥离层的厚度设为500nm。
[0491]
接下来,在剥离层之上形成第1晶种层。具体而言,首先,在剥离层之上通过溅射而形成由钛构成的第1金属含有层,然后,在第1金属含有层之上通过电镀而形成由铜构成的第2金属含有层。第1金属含有层以及第2金属含有层的厚度分别设为50nm及300nm。
[0492]
接下来,在第1晶种层之上通过电镀而形成由铜构成的层。由铜构成的层的厚度设为20μm。
[0493]
以上述方式获得层叠体。
[0494]
(实施例2-2)
[0495]
除了使光吸收层的厚度从20nm向50nm变更以外,通过与实施例2-1相同的方法而制造了层叠体。
[0496]
(实施例2-3)
[0497]
除了使光吸收层的厚度从20nm向100nm变更以外,通过与实施例2-1相同的方法而制造了层叠体。
[0498]
(实施例2-4)
[0499]
除了使光吸收层的厚度从20nm向200nm变更以外,通过与实施例2-1相同的方法而制造了层叠体。
[0500]
(对比例2-1)
[0501]
除了省略光吸收层以外,通过与实施例2-1相同的方法而制造了层叠体。
[0502]
(对比例2-2)
[0503]
除了省略光吸收层以及剥离层以外,通过与实施例2-1相同的方法而制造了层叠
体。
[0504]
(对比例2-3)
[0505]
除了使光吸收层的厚度从20nm向50nm变更并且省略剥离层以外,通过与实施例2-1相同的方法而制造了层叠体。
[0506]
(评价)
[0507]
关于实施例2-1至2-4以及对比例2-1至2-3所涉及的层叠体,从支撑体侧照射波长为355nm的固体uv激光、以及波长为1064nm的yag激光(ir激光)。然后,研究了能否使支撑体剥离。下面的表3中示出了结果。此外,固体uv激光以使得每单位面积的照射能量为88.3mj/cm2的方式进行了照射。
[0508]
[表3]
[0509][0510]
在表3的记作“uv激光”的列中,“良好”表示在进行1次输出为0.06w的照射之后能够使得支撑体剥离。“可”表示在进行1次输出为0.06w的照射之后无法使支撑体剥离,在进行2次输出为0.06w的照射之后能够使得支撑体剥离。“不可”表示即使进行3次输出为0.06w的照射也无法使得支撑体剥离。在记作“ir激光”的列中,“良好”表示在进行1次输出为2.5w的照射之后能够使得支撑体剥离。“可”表示在进行1次输出为2.5w的照射之后无法使支撑体剥离,在进行2次输出为2.5w的照射之后能够使支撑体剥离。“不可”表示即使进行3次输出为2.5w的照射也无法使支撑体剥离。
[0511]
如表3所示,关于实施例2-1至2-4所涉及的层叠体,无论在使用uv激光以及ir激光的任何激光都能够使得支撑体剥离。
[0512]
另一方面,关于对比例2-1所涉及的层叠体,在使用uv激光的情况下,能够使得支撑体剥离,但在使用ir激光的情况下无法使用支撑体剥离。另外,关于对比例2-2以及2-3所涉及的层叠体,无论在使用uv激光以及ir激光的任何激光的情况下都无法使支撑体剥离。
[0513]
<对比例3-1>
[0514]
关于在支撑体的下方未形成翘曲抑制层203而制造了基板单元的结构,作为对比例参照图53进行说明。图53是表示在支撑体201的上表面形成有剥离层202、在剥离层202的上表面形成有多个第1配线基板212的状态的剖面图。在支撑体201的下表面未形成翘曲抑制层203。
[0515]
此时,未形成翘曲抑制层203,因此有可能在基板单元212b产生翘曲。因在基板单元212b产生翘曲而有可能产生半导体元件的安装不良。近年来的高性能的半导体元件的面积较大,关于面积较大的半导体元件,更容易引起安装不良。
[0516]
<作用效果的确认>
[0517]
为了确认本实施方式的效果,制作了实施例3-1的基板单元12a以及对比例3-1中的基板单元212b的模拟模型。在实施例3-1、对比例3-1中,基板单元的大小均设为300mm见方。对于第1配线基板的绝缘树脂而使用杨氏模量为1.5gpa、cte65ppm的材料。在实施例3-1、对比例3-1中,第1配线基板的绝缘树脂层的厚度均设为17μm。在实施例3-1中,在支撑体的下表面利用与第1配线基板的绝缘树脂相同的材料而形成15μm的翘曲抑制层3。
[0518]
此时,在实施例3-1的模拟模型中,通过第1配线基板处于支撑体的上方的配置而计算出凸部的高度为50μm的向下方凸出的翘曲。另一方面,在对比例3-1的模拟模型中,通过第1配线基板处于支撑体的上方的配置而计算出凸部的高度为400μm的向下方凸出的翘曲。确认到因翘曲抑制层3的形成而减少翘曲的效果。
[0519]
上述实施方式是一个例子,除此以外,关于具体的细节构造等当然可以适当地变更。
[0520]
标号的说明
[0521]
101第1配线基板(中介层)
[0522]
102、122底部填充件
[0523]
103第2配线基板(fc-bga基板)
[0524]
104 半导体元件
[0525]
105 密封树脂
[0526]
106 支撑体
[0527]
107 剥离层
[0528]
108 激光吸收层
[0529]
109第1晶种层
[0530]
110第1抗蚀剂图案
[0531]
113第2晶种层
[0532]
114第2抗蚀剂图案
[0533]
111、115、116导体层
[0534]
112 绝缘树脂层
[0535]
117 最外侧表面绝缘树脂层
[0536]
118 表面处理层
[0537]
119中介层-fc-bga接合部
[0538]
119a中介层侧的接合部
[0539]
119b fc-bga基板侧的接合部
[0540]
120激光
[0541]
121半导体元件-中介层接合部
[0542]
123 带支撑体的基板单元
[0543]
124 基板单元
[0544]
125、126半导体装置
[0545]
10 带支撑体的配线基板
[0546]
11 支撑体
[0547]
12 光吸收层
[0548]
13 剥离层
[0549]
14第1晶种层
[0550]
15 配线基板
[0551]
16 最外侧表面绝缘层
[0552]
17 表面处理层
[0553]
18第1金属凸块
[0554]
20第1配线基板
[0555]
21 芯层
[0556]
22 导体层
[0557]
23 绝缘树脂
[0558]
24 层
[0559]
25 电极
[0560]
26 最外侧表面绝缘树脂层
[0561]
27第2金属凸块
[0562]
30第1接合部
[0563]
31第1底部填充件
[0564]
40 激光
[0565]
50 功能设备
[0566]
51第2接合部
[0567]
52第2底部填充件
[0568]
53密封树脂
[0569]
60第3金属凸块
[0570]
100 复合配线基板
[0571]
151a 抗蚀剂层
[0572]
151b 抗蚀剂层
[0573]
151c 抗蚀剂层
[0574]
152a 导体层
[0575]
152b 导体层
[0576]
152c 导体层
[0577]
152d 导体层
[0578]
153a 绝缘层
[0579]
153b 绝缘层
[0580]
153c 绝缘层
[0581]
154a第2晶种层
[0582]
154b第2晶种层
[0583]
154c第2晶种层
[0584]
200 配线基板
[0585]
241 导体图案
[0586]
242 绝缘层
[0587]
300 封装化设备
[0588]
201 支撑体
[0589]
202 剥离层
[0590]
203 翘曲抑制层
[0591]
204 绝缘树脂层
[0592]
205 晶种层
[0593]
206 导体层
[0594]
207 抗蚀剂图案
[0595]
208 表面处理层
[0596]
209 半导体元件搭载用电极
[0597]
210相对于fc-bga基板的接合用电极
[0598]
211半导体元件
[0599]
212第1配线基板
[0600]
212a 本发明的基板单元
[0601]
212b 对比例的基板单元
[0602]
213fc-bga基板(第2配线基板)
[0603]
214半导体元件与第1配线基板的焊料接合部
[0604]
215第1配线基板与fc-bga基板的焊料接合部
[0605]
216第1密封树脂
[0606]
217第2密封树脂
[0607]
218第3密封树脂
[0608]
219 激光
[0609]
220 半导体装置
技术特征:
1.一种带支撑体的基板单元,其特征在于,按顺序设置有支撑体、剥离层、吸收激光的激光吸收层、以及第1配线基板,在所述第1配线基板的第1面,设置有能够与至少一个半导体元件接合的第1电极,在所述第1配线基板的第2面,设置有能够与第2配线基板接合的第2电极。2.根据权利要求1所述的带支撑体的基板单元,其特征在于,所述剥离层使得大于或等于50%的所述激光透过。3.根据权利要求1或2所述的带支撑体的基板单元,其特征在于,所述激光为红外光。4.根据权利要求1至3中任一项所述的带支撑体的基板单元,其特征在于,所述激光吸收层设置于所述剥离层的俯视时的内侧。5.根据权利要求1至4中任一项所述的带支撑体的基板单元,其特征在于,所述激光吸收层为金属,所述剥离层为有机树脂。6.根据权利要求1至5中任一项所述的带支撑体的基板单元,其特征在于,所述激光吸收层为与上层的晶种层的一部分相同的材料。7.一种基板单元,其是利用权利要求1至6中任一项所述的带支撑体的基板单元而制造的基板单元,该基板单元的特征在于,所述第2配线基板与所述第1配线基板的所述第2面接合,通过照射激光而将所述支撑体去除。8.一种带支撑体的基板单元的制造方法,其特征在于,包含如下工序:在支撑体的上表面按顺序而形成剥离层及激光吸收层的工序;在所述激光吸收层上形成晶种层的工序;在所述晶种层上利用电镀层而形成电极的工序;在所述电极的上表面反复进行树脂层及导体层的形成而获得多层配线的工序;以及在所述多层配线的最外侧表面形成电极而制作第1配线基板的工序。9.一种基板单元的制造方法,其特征在于,包含如下工序:使得利用权利要求8所述的带支撑体的基板单元的制造方法而制造的带支撑体的基板单元与第2配线基板接合的工序;以及通过照射激光使所述剥离层在所述激光吸收层的界面处剥离而使得所述支撑体剥离的工序。10.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,包含如下工序:使得半导体元件与利用权利要求8所述的带支撑体的基板单元的制造方法而制造的带支撑体的基板单元接合的工序;以及通过照射激光使所述剥离层在所述激光吸收层的界面处剥离而使得所述支撑体剥离的工序。
技术总结
提供无需能量高的UV激光且在支撑体剥离之后也不易产生剥离层的残渣的带支撑体的基板单元、基板单元、半导体装置以及它们的制造方法。一种带支撑体的基板单元,其特征在于,按顺序设置有支撑体、剥离层、吸收激光的激光吸收层、以及第1配线基板,在第1配线基板的第1面,设置有能够与至少一个半导体元件接合的第1电极,在第1配线基板的第2面,设置有能够与第2配线基板接合的第2电极。2配线基板接合的第2电极。2配线基板接合的第2电极。
技术研发人员:木津贵志 小林茜 新田祐干
受保护的技术使用者:凸版印刷株式会社
技术研发日:2021.12.10
技术公布日:2023/9/9
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