JP4062305B2

JP4062305B2 - 半導体装置の製造方法

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Publication number: JP4062305B2
Application number: JP2004361092A
Authority: JP
Inventors: 猛若林; 一郎三原
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2024-12-14
Also published as: JP2006173234A

Description

この発明は半導体装置の製造方法に関する。

従来の半導体装置には、ＣＳＰ(chip size package)と呼ばれる半導体構成体のサイズ外にも接続端子としての半田ボールを備えるため、上面側に複数の柱状電極を有する半導体構成体をベース板の上面に接着層を介して接着し、半導体構成体の周囲におけるベース板の上面に絶縁層を設け、半導体構成体および絶縁層の上面に上層絶縁膜を設け、半導体構成体の柱状電極上における上層絶縁膜に開口部を設け、上層絶縁膜の上面に上層配線を上層絶縁膜の開口部を介して半導体構成体の柱状電極に接続させて設け、上層配線の接続パッド部を除く部分をオーバーコート膜で覆い、上層配線の接続パッド部上に半田ボールを設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２２１４１７号公報（図１）

ところで、上記従来の半導体装置では、上層配線を電解メッキにより形成しているが、上層配線の一部は、上層絶縁膜の開口部を介して半導体構成体の柱状電極に接続させるために、上層絶縁膜の開口部内に形成される。一方、ＣＳＰと呼ばれる半導体構成体の高密度化により柱状電極の径が小さくなると、これに伴い、柱状電極上における上層絶縁膜に形成される開口部の径も小さくなる。そして、上層配線を形成するための電解メッキ時に、上層絶縁膜の径の小さい開口部内に気泡などが入り込むと、この入り込んだ気泡などが排出されにくくなり、気泡などが入り込んだ開口部内にメッキ液が浸透せず、ボイドが発生し、断線や接触不良が発生するという問題がある。

そこで、この発明は、絶縁膜などに形成される上下導通用の開口部の径が小さくなっても、配線を形成するための電解メッキ時に当該開口部内に気泡などが全く入り込まないようにすることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

この発明は、上記目的を達成するため、半硬化状態の熱硬化性樹脂を含む絶縁材料からなるベース板形成用シートに複数の上下導通用の開口部を形成する工程と、前記ベース板形成用シートの下面に保護シートを配置する工程と、前記ベース板形成用シートの前記各開口部内に導電性ペーストからなる上下導通部形成用ペーストを充填する工程と、前記ベース板形成用シートの前記各開口部内に前記上下導通部形成用ペーストを有し、導電性パターンを有していない前記ベース板形成用シートの上面に、半導体基板、該半導体基板の一面に設けられた複数の外部接続用電極および前記半導体基板の前記外部接続用電極間に形成された封止膜を有する複数の半導体構成体を相互に離間させて配置し、かつ、前記各半導体構成体の前記各外部接続用電極と前記ベース板形成用シートの対応する前記各上下導通部形成用ペーストとを位置合わせする工程と、前記ベース板形成用シート中の熱硬化性樹脂を硬化させてベース板を形成するとともに、前記上下導通部形成用ペーストを硬化させて上下導通部を形成し、且つ、前記ベース板上に前記半導体構成体をその外部接続用電極を前記上下導通部に接続させた状態で固着する工程と、少なくとも前記半導体構成体の周囲における前記ベース板上に絶縁層を形成する工程と、前記保護シートを剥離し、前記ベース板の下面に前記各上下導通部に接続される下層配線を形成する工程と、前記半導体構成体間において前記絶縁層および前記ベース板を切断して、前記半導体構成体が少なくとも１つ含まれる半導体装置を複数個得る工程と、を含むことを特徴とするものである。

この発明によれば、少なくとも熱硬化性樹脂を含む絶縁材料からなるベース板に設けられた開口部内に上下導通部を設けているので、ベース板に形成される上下導通用の開口部の径が小さくなっても、上下導通部を含むベース板下に下層配線を形成するための電解メッキ時に当該開口部内に気泡などが全く入り込まないようにすることができる。

（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態としての半導体装置の断面図を示す。この半導体装置は、平面方形状のベース板１を備えている。ベース板１は、例えば、エポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂などからなる熱硬化性樹脂中にガラス繊維やアラミド繊維などの補強材を混入したものからなっている。この場合、ベース板１の所定の複数箇所には上下導通用の開口部２が設けられ、開口部２内には未硬化状態において銅ペーストなどの導電性ペーストを硬化して形成された上下導通部３が設けられている。

ベース板１の上面の所定の箇所には、ベース板１のサイズよりもある程度小さいサイズの平面方形状の半導体構成体４がフェイスダウンとされた状態で直接固着されている。この場合、半導体構成体４は、後述する配線１２、柱状電極１３、封止膜１４を有しており、一般的にはＣＳＰと呼ばれるものであり、特に、ウエハ状態のシリコン基板５下に配線１２、柱状電極１３、封止膜１４を形成した後に、ダイシングにより個々の半導体構成体４を得る方法を採用すると、特に、ウエハレベルＣＳＰ（Ｗ−ＣＳＰ）とも言われている。以下に、半導体構成体４の構成について説明する。

半導体構成体４はシリコン基板（半導体基板）５を備えている。シリコン基板５の下面には所定の機能の集積回路（図示せず）が設けられ、下面周辺部にはアルミニウム系金属などからなる複数の接続パッド６が集積回路に接続されて設けられている。接続パッド６の中央部を除くシリコン基板５の下面には酸化シリコンなどからなる絶縁膜７が設けられ、接続パッド６の中央部は絶縁膜７に設けられた開口部８を介して露出されている。

絶縁膜７の下面にはエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂などからなる保護膜９が設けられている。この場合、絶縁膜７の開口部８に対応する部分における保護膜９には開口部１０が設けられている。保護膜９の下面には銅などからなる下地金属層１１が設けられている。下地金属層１１の下面全体には銅からなる配線１２が設けられている。下地金属層１１を含む配線１２の一端部は、両開口部８、１０を介して接続パッド６に接続されている。

配線１２の接続パッド部下面には銅からなる柱状電極(外部接続用電極）１３が設けられている。配線１２を含む保護膜９の下面にはエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂などからなる封止膜１４がその下面が柱状電極１３の下面と面一となるように設けられている。このように、Ｗ−ＣＳＰと呼ばれる半導体構成体４は、シリコン基板５、接続パッド６、絶縁膜７を含み、さらに、保護膜１０、配線１２、柱状電極１３、封止膜１４を含んで構成されている。

そして、このＷ−ＣＳＰと呼ばれる半導体構成体４は、ベース板１の上面の所定の箇所にフェイスダウンとされた状態で直接固着されている。すなわち、柱状電極１３の下面は上下導通部３の上面ほぼ中央部に直接固着（接続）され、封止膜１４の下面は主としてベース板１の上面に直接固着されている。この場合、上下導通部３（開口部２）の径は柱状電極１３の径よりもやや大きくしているが、ほぼ同じとしてもよく、またやや小さくしてもよい。

半導体構成体４の上面および半導体構成体４の周囲におけるベース板１の上面にはエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂などからなる絶縁層２１がその上面を平坦とされて設けられている。上下導通部３を含むベース板１の下面には銅などからなる第１の下層下地金属層２２が設けられている。第１の下層下地金属層２２の下面全体には銅からなる第１の下層配線(配線）２３が設けられている。第１の下層下地金属層２２を含む第１の下層配線２３の一端部は上下導通部３の下面に接続されている。

第１の下層配線２３を含むベース板１の下面には、ベース板１と同様の材料からなる下層絶縁膜２４が設けられている。第１の下層配線２３の接続パッド部に対応する部分における下層絶縁膜２４には上下導通用の開口部２５が設けられ、開口部２５内には未硬化状態において銅ペーストなどの導電性ペーストを硬化して形成された上下導通部２６が第１の下層配線２３の接続パッド部下面に接続されて設けられている。

上下導通部２６を含む下層絶縁膜２４の下面には銅などからなる第２の下層下地金属層２７が設けられている。第２の下層下地金属層２７の下面全体には銅からなる第２の下層配線２８が設けられている。第２の下層下地金属層２７を含む第２の下層配線２８の一端部は上下導通部２６の下面に接続されている。第２の下層配線２８の接続パッド部下面には半田ボール２９が設けられている。複数の半田ボール２９は、下層絶縁膜２４下のほぼ全域にマトリクス状に配置されている。

次に、この半導体装置の製造方法の一例について説明する。まず、図２に示すように、図１に示す完成された半導体装置を複数個形成することが可能な面積を有し、限定する意味ではないが、補強材が含有された熱硬化性樹脂からなる平面方形状のベース板形成用シート１ａを用意する。この場合、ベース板形成用シート１ａを構成するエポキシ系樹脂などからなる熱硬化性樹脂は、半硬化状態となっている。次に、ベース板形成用シート１ａの上面に、後述する突出部を形成するための突出部形成用シート３１を貼り付ける（積層する）。

次に、図３に示すように、ＣＯ₂レーザなどのレーザビームを照射するレーザ加工により、ベース板形成用シート１ａおよび突出部形成用シート３１の所定の複数箇所に開口部２を形成する。次に、図４に示すように、保護シート３２を用意し、この保護シート３２の上面にベース板形成用シート１ａを載置する。次に、スクリーン印刷法などにより、ベース板形成用シート１ａおよび突出部形成用シート３１の開口部２内に銅ペーストなどの導電性ペーストからなる上下導通部形成用ペースト３ａを充填する。

次に、突出部形成用シート３１を剥離すると、図５に示すように、上下導通部形成用ペースト３ａの上部がベース板形成用シート１ａの上面から突出部形成用シート３１の厚さに相当する分だけ突出された状態となる。次に、図６に示すように、ベース板形成用シート１ａの上面から突出された上下導通部形成用ペースト３ａの上面ほぼ中央部に半導体構成体４の柱状電極１３の下面を位置合わせして仮圧着（仮固着）する。すなわち、加熱機構付きのボンディングツール（図示せず）を用い、半導体構成体４の柱状電極１３の下面を、予め加熱した状態で比較的低い圧力をかけながら、上下導通部形成用ペースト３ａの上面ほぼ中央部に仮圧着する。この状態では、ベース板形成用シート１ａ上に複数の半導体構成体４が相互に離間されて仮固着されている。

次に、一対の加熱加圧板（図示せず）を用いて上下から加熱加圧する。すると、図７に示すように、まず、半導体構成体４の下面で上下導通部形成用ペースト３ａのベース板形成用シート１ａの上面から突出された突出部をベース板形成用シート１ａの開口部２内に完全に押し込み、半導体構成体４の下面が上下導通部形成用ペースト３ａを含むベース板形成用シート１ａの上面に圧接する状態となり、次いで、ベース板形成用シート１ａ中のエポキシ系樹脂などからなる熱硬化性樹脂が硬化し、ベース板１が形成され、且つ、上下導通部形成用ペースト３ａが硬化し、上下導通部３が形成される。

これにより、半導体構成体４は、ベース板１の上面の所定の箇所にフェイスダウンとされた状態で直接固着される。すなわち、柱状電極１３の下面は上下導通部３の上面ほぼ中央部に直接固着（接続）され、封止膜１４の下面は主としてベース板１の上面に直接固着される。ここで、図６に示す状態において、上下導通部形成用ペースト３ａの上部をベース板形成用シート１ａの上面から突出させているのは、封止膜１４の下面と面一である柱状電極１３の下面を上下導通部３の上面ほぼ中央部に確実に且つ強固に固着させるためである。

次に、図８に示すように、半導体構成体４の上面および半導体構成体４の周囲におけるベース板１の上面に、スクリーン印刷法やスピンコート法などにより、エポキシ系樹脂などからなる液状の熱硬化性樹脂を塗布し、硬化させることにより、絶縁層２１をベース板１の上面に固着するとともに半導体構成体４の下面を除く、上面および側面に固着する。この場合、液状の熱硬化性樹脂を塗布した後に、一対の加熱加圧板を用いて上下から加熱加圧することにより、絶縁層２１の上面を平坦にすることが好ましい。そして、この状態では、ベース板１および絶縁層２１は硬化しているので、次に、保護シート３２を剥離する。

次に、図９に示すように、上下導通部３を含むベース板１の下面全体に第１の下層下地金属層２２を形成する。この場合、第１の下層下地金属層２２は、無電解メッキにより形成された銅層のみであってもよく、またスパッタにより形成された銅層のみであってもよく、さらにスパッタにより形成されたチタンなどの薄膜層上にスパッタにより銅層を形成したものであってもよい。

次に、第１の下層下地金属層２２の下面にメッキレジスト膜３３をパターン形成する。この場合、第１の下層配線２３形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜３３には開口部３４が形成されている。次に、第１の下層下地金属層２２をメッキ電流路として銅の電解メッキを行なうことにより、メッキレジスト膜３３の開口部３４内の第１の下層下地金属層２２の下面に第１の下層配線２３を形成する。

この場合、ベース板１の開口部２内には硬化した上下導通部３が形成されているため、上下導通部３を含むベース板１の下面は平坦となっている。この結果、上下導通部３を含むベース板１の下面全体に形成された第１の下層下地金属層２２の下面も平坦となる。したがって、ベース板１の開口部２の径が小さくなっても、メッキレジスト膜３３の開口部３４内の第１の下層下地金属層２２の下面に第１の下層配線２３を電解メッキにより形成するとき、ベース板１の開口部２内に気泡などが全く入り込まないようにすることができる。

次に、メッキレジスト膜３３を剥離し、次いで、第１の下層配線２３をマスクとして第１の下層下地金属層２２の不要な部分をエッチングして除去すると、図１０に示すように、第１の下層配線２３上にのみ第１の下層下地金属層２２が残存される。この状態では、第１の下層下地金属層２２を含む第１の下層配線２３の一端部は上下導通部３の下面に接続されている。

次に、図１１に示すように、補強材が含有された熱硬化性樹脂からなる平面方形状の下層絶縁膜形成用シート２４ａを用意する。この場合、下層絶縁膜形成用シート２４ａを構成するエポキシ系樹脂などからなる熱硬化性樹脂は、半硬化状態となっている。また、下層絶縁膜形成用シート２４ａの所定の複数箇所には、ＣＯ₂レーザなどのレーザビームを照射するレーザ加工により、開口部２５が形成され、開口部２５内には、スクリーン印刷法などにより、銅ペーストなどの導電性ペーストからなる上下導通部形成用ペースト２６ａが充填されている。

そして、上下導通部形成用ペースト２６ａを含む下層絶縁膜形成用シート２４ａの上面にベース板１下に形成された第１の下層配線２３を位置合わせして配置する。この状態では、第１の下層配線２３の接続パッド部下面ほぼ中央部は上下導通部形成用ペースト２６ａの上面に配置されている。

次に、一対の加熱加圧板（図示せず）を用いて上下から加熱加圧する。すると、図１２に示すように、下層絶縁膜形成用シート２４ａ中のエポキシ系樹脂などからなる熱硬化性樹脂が硬化し、第１の下層配線２３を含むベース板１の下面に下層絶縁膜２４が形成され、且つ、上下導通部形成用ペースト２６ａが硬化し、上下導通部２６が形成される。この状態では、上下導通部２６の上面は第１の下層配線２３の接続パッド部下面ほぼ中央部に接続されている。

次に、図１３に示すように、上下導通部２６を含む下層絶縁膜２４の下面全体に、銅の無電解メッキなどにより、第２の下層下地金属層２７を形成する。次に、第２の下層下地金属層２７の下面にメッキレジスト膜３５をパターン形成する。この場合、第２の下層配線２８形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜３５には開口部３６が形成されている。次に、第２の下層下地金属層２７をメッキ電流路として銅の電解メッキを行なうことにより、メッキレジスト膜３５の開口部３６内の第２の下層下地金属層２７の下面に第２の下層配線２８を形成する。

この場合も、下層絶縁膜２４の開口部２５内には硬化した上下導通部２６が形成されているため、上下導通部２６を含む下層絶縁膜２４の下面は平坦となっている。この結果、上下導通部２６を含む下層絶縁膜２４の下面全体に形成された第２の下層下地金属層２７の下面も平坦となる。したがって、下層絶縁膜２４の開口部２５の径が小さくなっても、メッキレジスト膜３５の開口部３６内の第２の下層下地金属層２７の下面に第２の下層配線２８を電解メッキにより形成するとき、下層絶縁膜２４の開口部２５内に気泡などが全く入り込まないようにすることができる。

次に、メッキレジスト膜３５を剥離し、次いで、第２の下層配線２８をマスクとして第２の下層下地金属層２７の不要な部分をエッチングして除去すると、図１４に示すように、第２の下層配線２８上にのみ第２の下層下地金属層２７が残存される。この状態では、第２の下層下地金属層２７を含む第２の下層配線２８の一端部は上下導通部２６の下面に接続されている。

次に、図１５に示すように、第２の下層配線２８の接続パッド部下面に半田ボール２９を形成する。次に、互いに隣接する半導体構成体４間において、絶縁層２１、ベース板１および下層絶縁膜２４を切断すると、図１に示す半導体装置が複数個得られる。なお、半田ボール２９を形成する前に切断し、切断後に半田ボール２９を形成するようにしてもよい。

（第２実施形態）
図１６はこの発明の第２実施形態としての半導体装置の断面図を示す。この半導体装置において、図１に示す半導体装置と大きく異なる点は、半導体構成体４の周囲におけるベース板１および絶縁層２１に連通して設けられた開口部４１、４２内に下部導通部４３および上部導通部４４を互いに接続させて設け、絶縁層２１上に別の半導体構成体５２を下部導通部４３および上部導通部４４からなる上下導通部などを介して第１の下層配線２３に電気的に接続させて設けた点である。

すなわち、半導体構成体４の周囲におけるベース板１および絶縁層２１に連通して設けられた開口部４１、４２内には未硬化状態において銅ペーストなどの導電性ペーストを硬化して形成された下部導通部４３および上部導通部４４が互いに接続されて設けられている。この場合、下部導通部４３の下面は、第１の下層下地金属層２２を含む第１の下層配線２３の一端部に接続されている。また、下部導通部４３の上部はベース板１の上面から突出され、絶縁層２１内に配置されている。さらに、上部導通部４４（開口部４２）の径は下部導通部４３（開口部４１）の径よりもやや小さくなっている。

上部導通部４４を含む絶縁層２１の上面には銅などからなる第１の上層下地金属層４５が設けられている。第１の上層下地金属層４５の上面全体には銅からなる第１の上層配線４６が設けられている。第１の上層下地金属層４５を含む第１の上層配線４６の一端部は上部導通部４４の上面に接続されている。

第１の上層配線４６を含む絶縁層２１の上面には、下層絶縁膜２４と同様のプリプレグ材からなる上層絶縁膜４７が設けられている。第１の上層配線４６の接続パッド部上面ほぼ中央部に対応する部分における上層絶縁膜４７には開口部４８が設けられ、開口部４８内には銅ペーストなどの導電性ペーストからなる上下導通部４９が第１の上層配線４６の接続パッド部上面ほぼ中央部に接続されて設けられている。

上下導通部４９を含む上層絶縁膜４７の上面には銅などからなる第２の上層下地金属層５０が設けられている。第２の上層下地金属層５０の上面全体には銅からなる第２の上層配線５１が設けられている。第２の上層下地金属層５０を含む第２の上層配線５１の一端部は上下導通部４９の上面に接続されている。第２の上層配線５１の接続パッド部上面には別の半導体構成体５２の柱状電極５３下に設けられた半田ボール５４が接合されている。別の半導体構成体５２は、その基本的な構成が半導体構成体４と同じであるので、その詳細な説明は省略する。

次に、この半導体装置の製造方法の一例について説明する。まず、図４に示された、ベース板形成用シート１ａおよび突出部形成用シート３１の開口部２内に上下導通部形成用ペースト３ａを形成する工程では、ベース板形成用シート１ａおよび突出部形成用シート３１に、図１７に示すように、予め、開口部２と共に開口部４１を設けておき、スクリーン印刷法などにより、ベース板形成用シート１ａおよび突出部形成用シート３１の開口部２、４１内に銅ペーストなどの導電性ペーストからなる上下導通部形成用ペースト３ａおよび下部導通部形成用ペースト４３ａを充填する。次に、突出部形成用シート３１を剥離すると、上下導通部形成用ペースト３ａおよび下部導通部形成用ペースト４３ａの上部がベース板形成用シート１ａの上面から突出された状態となる。

次に、図１８に示すように、下部導通部形成用ペースト４３ａが半導体構成体４を配置する領域外にあるので、図７に関して説明した場合と同様に、、一対の加熱加圧板（図示せず）を用いて上下から加熱加圧すると、まず、半導体構成体４の下面が上下導通部形成用ペースト３ａを含むベース板形成用シート１ａの上面に圧接する状態となり、次いで、ベース板形成用シート１ａ中のエポキシ系樹脂などからなる熱硬化性樹脂が硬化し、ベース板１が形成され、且つ、上下導通部形成用ペースト３ａおよび下部導通部形成用ペースト４３ａが硬化し、上下導通部３および下部導通部４３が形成される。この場合、下部導通部４３は加熱されるだけで加圧されないので、その上部はベース板１の上面から突出されたままである。

次に、図１９に示すように、半導体構成体４の上面および半導体構成体４の周囲における下部導通部４３を含むベース板１の上面に、スクリーン印刷法やスピンコート法などにより、エポキシ系樹脂などからなる液状の熱硬化性樹脂を塗布し、硬化させることにより、絶縁層２１をその上面が平坦となるように形成する。この場合も、一対の加熱加圧板を用いて上下から加熱加圧するようにしてもよい。

次に、図２０に示すように、ＣＯ₂レーザなどのレーザビームを照射するレーザ加工により、下部導通部４３の上面ほぼ中央部上における絶縁層２１に開口部４２を形成する。次に、絶縁層２１の開口部４２内に、スクリーン印刷法などにより、銅ペーストなどの導電性ペーストからなる上部導通部形成用ペーストを充填し、硬化させることにより、上部導通部４４を下部導通部４３の上面に接続させて形成する。次に、保護シート３２を剥離する。

次に、図２１に示すように、上下導通部３および下部導通部４３を含むベース板１の下面の所定の箇所に第１の下層下地金属層２２を含む第１の下層配線２３を形成し、且つ、上部導通部４４を含む絶縁層２１の上面の所定の箇所に第１の上層下地金属層４５を含む第１の上層配線４６を形成する。

次に、図２２に示すように、補強材が含有された熱硬化性樹脂などからなる平面方形状の下層絶縁膜形成用シート２４ａおよび上層絶縁膜形成用シート４７ａを用意する。この場合、両シート２４ａ、４７ａを構成するエポキシ系樹脂などからなる熱硬化性樹脂は、半硬化状態となっている。また、両シート２４ａ、４７ａの所定の複数箇所にレーザ加工により形成された開口部２５、４８内には、スクリーン印刷法などにより、銅ペーストなどの導電性ペーストからなる上下導通部形成用ペースト２６ａ、４９ａが充填されている。

そして、上下導通部形成用ペースト２６ａを含む下層絶縁膜形成用シート２４ａの上面にベース板１下に形成された第１の下層配線２３を位置合わせして配置し、絶縁層２１上に形成された第１の上層配線４６の上面に上下導通部形成用ペースト４９ａを含む上層絶縁膜形成用シート４７ａを位置合わせして配置する。この状態では、第１の下層配線２３の接続パッド部下面ほぼ中央部は上下導通部形成用ペースト２６ａの上面に配置されている。また、上下導通部形成用ペースト４９ａの下面は第１の上層配線４６の接続パッド部上面ほぼ中央部に配置されている。

次に、一対の加熱加圧板（図示せず）を用いて上下から加熱加圧する。すると、図２３に示すように、第１の下層配線２３を含むベース板１の下面に上下導通部２６を有する下層絶縁膜２４が形成され、且つ、第１の上層配線４６を含む絶縁層２１の上面に上下導通部４９を有する上層絶縁膜４７が形成される。この状態では、上下導通部２６の上面は第１の下層配線２３の接続パッド部下面ほぼ中央部に接続されている。また、上下導通部４９の下面は第１の上層配線４６の接続パッド部上面ほぼ中央部に接続されている。

次に、図２４に示すように、上下導通部２６を含む下層絶縁膜２４の下面の所定の箇所に第２の下層下地金属層２７を含む第２の下層配線２８を形成し、且つ、上下導通部４９を含む上層絶縁膜４７の上面の所定の箇所に第２の上層下地金属層５０を含む第２の上層配線５１を形成する。次に、第２の下層配線２８の接続パッド部下面に半田ボール２９を形成し、且つ、第２の上層配線５１の接続パッド部上面に、別途、製造しておいた半導体構成体５２の柱状電極５３下の半田ボール５４を接合する。次に、互いに隣接する半導体構成体４間において、上層絶縁膜４７、絶縁層２１、ベース板１および下層絶縁膜２４を切断すると、図１６に示す半導体装置が複数個得られる。なお、半導体構成体５２を搭載する前に、上層絶縁膜４７、絶縁層２１、ベース板１および下層絶縁膜２４を切断し、この後、半導体構成体５２を搭載するようにしてもよい。

（第３実施形態）
図２５はこの発明の第３実施形態としての半導体装置の断面図を示す。この半導体装置において、図１６に示す半導体装置と異なる点は、半導体構成体４のシリコン基板５の上面にエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂などの熱硬化性樹脂からなる絶縁膜１５を予め設けた点である。

この場合、ウエハ状態のシリコン基板５の上面に絶縁膜１５を形成した後に、ダイシングにより、絶縁膜１５を有する半導体構成体４を複数個得るようにすればよい。そして、図１９に示すような工程において、絶縁膜１５を有する半導体構成体４の周囲におけるベース板１の上面に絶縁層２１をその上面が絶縁膜１５の上面とほぼ面一となるように形成する。

（第４実施形態）
図２６はこの発明の第４実施形態としての半導体装置の断面図を示す。この半導体装置において、図１６に示す半導体装置と異なる点は、半導体構成体４の周囲におけるベース板１の上面に絶縁層２１をその上面が半導体構成体４のシリコン基板５の上面とほぼ面一となるように形成した点である。

この場合、第１の上層下地金属層４５を含む第１の上層配線４６は、絶縁層２１の上面のみに形成する方が望ましい。そして、図１９に示すような工程において、半導体構成体４の周囲におけるベース板１の上面に絶縁層２１をその上面が半導体構成体４の上面とほぼ面一となるように形成する。

（第５実施形態）
図２７はこの発明の第５実施形態としての半導体装置の断面図を示す。この半導体装置において、図２６に示す半導体装置と異なる点は、半体構成体４のシリコン基板５の厚さを薄くし、半導体構成体４の周囲におけるベース板１の上面に絶縁層２１をその上面が半導体構成体４のシリコン基板５の上面と面一となるように設けた点である。

この場合、図１９に示すような工程において、半導体構成体４の周囲におけるベース板１の上面に絶縁層２１をその上面が半導体構成体４のシリコン基板５の上面とほぼ面一となるように形成し、次いで、シリコン基板５および絶縁層２１の上面側を適宜に研磨する。そして、この半導体装置では、半体構成体４のシリコン基板５の厚さを薄くした分だけ、薄型化することができる。

（第６実施形態）
図２８はこの発明の第６実施形態としての半導体装置の断面図を示す。この半導体装置において、図１６に示す半導体装置と大きく異なる点は、下層配線および上層配線を共に１層とした点である。すなわち、下層配線２３を含むベース板１の下面には、スクリーン印刷法やスピンコート法などにより、ソルダーレジストなどからなる下層絶縁膜５１が形成されている。下層配線２３の接続パッド部に対応する部分における下層絶縁膜５１に形成された開口部５２内およびその下方には半田ボール２９が下層配線２３の接続パッド部下面に接続されて形成されている。上層配線４６の接続パッド部上面には別の半導体構成体５２の柱状電極５３下に設けられた半田ボール５４が接合されている。

（第７実施形態）
図２９はこの発明の第７実施形態としての半導体装置の断面図を示す。この半導体装置において、図１に示す半導体装置と異なる点は、半導体構成体４の封止膜１４の厚さをある程度薄くし、柱状電極１３の下部を封止膜１４の下面から突出させ、この柱状電極１３の突出部を上下導通部３の上面ほぼ中央部に食い込ませた点である。この場合も、半導体構成体４の封止膜１４の下面は主としてベース板１の上面に直接固着されている。

ここで、柱状電極１３の下部を封止膜１４の下面から突出させる方法の一例として、まず、ウエハ状態のシリコン基板５下の柱状電極１３および配線１２を含む保護膜９の下面全体に、スクリーン印刷法やスピンコート法などにより、エポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂などからなる封止膜１４をその厚さが柱状電極１３の高さよりも厚くなるように形成する。

次に、封止膜１４および柱状電極１３の下面側を適宜に研磨し、柱状電極１３の下面を露出させ、且つ、この露出された柱状電極１３の下面を含む封止膜１４の下面を平坦化する。次に、プラズマエッチングなどにより、封止膜１４の下面側を適宜にエッチングして除去すると、柱状電極１３の下部が封止膜１４の下面から突出される。

柱状電極１３の下部を封止膜１４の下面から突出させる方法の他の例としては、ウエハ状態のシリコン基板５下の柱状電極１３および配線１２を含む保護膜９の下面全体に、スピンコート法などにより、エポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂などからなる封止膜１４をその厚さが柱状電極１３の高さよりも薄くなるように形成すると、柱状電極１３の下部が封止膜１４の下面から突出される。

そして、図４に示すような工程において、突出部形成用シート３１を用いずに、すなわち、図３０に示すように、保護シート３２の上面に開口部２を有するベース板形成用シート１ａのみを載置し、スクリーン印刷法などにより、ベース板形成用シート１ａの開口部２内に銅ペーストなどの導電性ペーストからなる上下導通部形成用ペースト３ａを充填する。次に、ベース板形成用シート１ａの開口部２内に充填された上下導通部形成用ペースト３ａの上面ほぼ中央部に、半導体構成体４の封止膜１４の下面から突出された柱状電極１３の下面を位置合わせして仮圧着（仮固着）する。

次に、一対の加熱加圧板（図示せず）を用いて上下から加熱加圧すると、図３１に示すように、まず、封止膜１４の下面から突出させた柱状電極１３の下部が上下導通部３の上面ほぼ中央部に食い込み、封止膜１４の下面が上下導通部形成用ペースト３ａを含むベース板形成用シート１ａの上面に圧接する状態となり、次いで、ベース板形成用シート１ａ中のエポキシ系樹脂などからなる熱硬化性樹脂が硬化し、ベース板１が形成され、且つ、上下導通部形成用ペースト３ａが硬化し、上下導通部３が形成される。

（その他の実施形態）
例えば、上記第１実施形態では、互いに隣接する半導体構成体４間において切断したが、これに限らず、２個またはそれ以上の半導体構成体４を１組として切断し、マルチチップモジュール型の半導体装置を得るようにしてもよい。また、ベース板１の下面に、上下導通部３に接続される第１の下層配線２３を設け、この第１の下層配線(配線）２３の接続パッド部に、上下導通部２６および第２の下層配線２８を介して半田ボール２９を接続しているが、上下導通部３下に、直接、半田ボールや電子部品を接合してもよい。また、例えば、図１６に示す半導体装置では、第２の上層配線５１の接続パッド部上にＣＳＰと呼ばれる半導体構成体５２を搭載しているが、これに限らず、ベアチップなどの他の半導体構成体やコンデンサ、抵抗などのチップ部品などからなる電子部品を搭載するようにしてもよい。

この発明の第１実施形態としての半導体装置の断面図。図１に示す半導体装置の製造方法の一例において、当初の工程の断面図。図２に続く工程の断面図。図３に続く工程の断面図。図４に続く工程の断面図。図５に続く工程の断面図。図６に続く工程の断面図。図７に続く工程の断面図。図８に続く工程の断面図。図９に続く工程の断面図。図１０に続く工程の断面図。図１１に続く工程の断面図。図１２に続く工程の断面図。図１３に続く工程の断面図。図１４に続く工程の断面図。この発明の第２実施形態としての半導体装置の断面図。図１６に示す半導体構成体の製造方法の一例において、所定の工程の断面図。図１７に続く工程の断面図。図１８に続く工程の断面図。図１９に続く工程の断面図。図２０に続く工程の断面図。図２１に続く工程の断面図。図２２に続く工程の断面図。図２３に続く工程の断面図。この発明の第３実施形態としての半導体装置の断面図。この発明の第４実施形態としての半導体装置の断面図。この発明の第５実施形態としての半導体装置の断面図。この発明の第６実施形態としての半導体装置の断面図。この発明の第７実施形態としての半導体装置の断面図。図２９に示す半導体構成体の製造方法の一例において、所定の工程の断面図。図３０に続く工程の断面図。

符号の説明

１ベース板
３上下導通部
４半導体構成体
５シリコン基板（半導体基板）
６接続パッド
１２配線
１３柱状電極（外部接続用電極）
１４封止膜
２１絶縁層
２３第１の下層配線(配線）
２４下層絶縁膜
２６上下導通部
２８第２の下層配線
２９半田ボール

Claims

半硬化状態の熱硬化性樹脂を含む絶縁材料からなるベース板形成用シートに複数の上下導通用の開口部を形成する工程と、
前記ベース板形成用シートの下面に保護シートを配置する工程と、
前記ベース板形成用シートの前記各開口部内に導電性ペーストからなる上下導通部形成用ペーストを充填する工程と、
前記ベース板形成用シートの前記各開口部内に前記上下導通部形成用ペーストを有し、導電性パターンを有していない前記ベース板形成用シートの上面に、半導体基板、該半導体基板の一面に設けられた複数の外部接続用電極および前記半導体基板の前記外部接続用電極間に形成された封止膜を有する複数の半導体構成体を相互に離間させて配置し、かつ、前記各半導体構成体の前記各外部接続用電極と前記ベース板形成用シートの対応する前記各上下導通部形成用ペーストとを位置合わせする工程と、
前記ベース板形成用シート中の熱硬化性樹脂を硬化させてベース板を形成するとともに、前記上下導通部形成用ペーストを硬化させて上下導通部を形成し、且つ、前記ベース板上に前記半導体構成体をその外部接続用電極を前記上下導通部に接続させた状態で固着する工程と、
少なくとも前記半導体構成体の周囲における前記ベース板上に絶縁層を形成する工程と、
前記保護シートを剥離し、前記ベース板の下面に前記各上下導通部に接続される下層配線を形成する工程と、
前記半導体構成体間において前記絶縁層および前記ベース板を切断して、前記半導体構成体が少なくとも１つ含まれる半導体装置を複数個得る工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１に記載の発明において、前記半導体構成体は、前記封止膜の下面が前記外部接続用電極の下面と面一とされたものからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１に記載の発明において、前記ベース板形成用シートに開口部を形成する工程は、前記ベース板形成用シート上に突出部形成用シートを積層し、前記ベース板形成用シートおよび前記突出部形成用シートに開口部を形成する工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項３に記載の発明において、前記ベース板形成用シートの開口部内に上下導通部形成用ペーストを充填する工程は、前記ベース板形成用シートおよび前記突出部形成用シートの開口部内に上下導通部形成用ペーストを充填し、この後前記突出部形成用シートを剥離して、前記上下導通部形成用ペーストの上部を前記ベース板形成用シート上に突出させる工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項４に記載の発明において、前記ベース板形成用シートの上面に前記半導体構成体を配置する工程は、前記半導体構成体を予め加熱しておき、加熱加圧により、前記半導体構成体の外部接続用電極を前記上下導通部形成用ペーストの前記ベース板形成用シート上に突出された突出部に仮固着する工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項４に記載の発明において、前記ベース板上に前記半導体構成体をその外部接続用電極を前記上下導通部に接続させた状態で固着する工程は、加圧により、前記半導体構成体の下面で前記上下導通部形成用ペーストの前記ベース板形成用シート上に突出された突出部を前記ベース板形成用シートの開口部内に押し込み、前記半導体構成体の下面を前記上下導通部形成用ペーストを含む前記ベース板形成用シートの上面に圧接させる工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１に記載の発明において、前記半導体構成体は、前記外部接続用電極の下部が前記封止膜の下面から突出されたものからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項７に記載の発明において、前記ベース板形成用シートの上面に前記半導体構成体を配置する工程は、前記半導体構成体を予め加熱しておき、加熱加圧により、前記半導体構成体の前記封止膜から突出された前記柱状電極を前記上下導通部形成用ペーストに仮固着する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項７に記載の発明において、前記ベース板上に前記半導体構成体をその外部接続用電極を前記上下導通部に接続させた状態で固着する工程は、加圧により、前記半導体構成体の前記封止膜から突出された前記外部接続用電極を前記上下導通部形成用ペーストに食い込ませ、前記半導体構成体の封止膜の下面を前記上下導通部形成用ペーストを含む前記ベース板形成用シートの上面に圧接させる工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。