JP2018152421A - 電子装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】開口部にクラックが発生することを抑制できる電子装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の電子装置の製造方法は、基板上に感光性樹脂層を配置する配置工程と、配置工程の後、感光性樹脂層に露光処理を行う露光工程と、露光工程の後、感光性樹脂層に露光後加熱処理を行う、露光後加熱工程と、露光後加熱工程の後、感光性樹脂層に現像処理を行う現像工程と、を含む、電子装置の製造方法であって、現像工程の前における基板上の感光性樹脂層の反り量をＸ（μｍ）とし、感光性樹脂層の膜厚をｔ（μｍ）としたとき、露光後加熱工程の後、現像工程の前に、Ｘ／ｔが７．０以下となるように、感光性樹脂層を放置する放置工程をさらに含む。【選択図】図１
Description
本発明は、電子装置の製造方法に関する。
これまで感光性樹脂組成物を用いてパターン形成する技術について、様々な開発がなされてきた。この種の技術として、特許文献１に記載のものがある。同文献には、露光、現像によるパターン形成後も必要な部分のレジストを絶縁材料としてそのまま残して用いることができる耐熱感光材料が開示されている。同文献には、感光性樹脂組成物溶液をフィルタ濾過し、シリコンウェハ上に滴下スピンコートし、ホットプレートを用いて、８５℃で１００秒間、９５℃で１００秒間加熱し、２０μｍの塗布膜を形成し、この塗布膜をパターンマスクし、ｉ線ステッパで露光した後、γ−ブチロラクトンを主成分とする有機溶剤を用いて現像することでパターンを得て、さらに、これを窒素雰囲気下４００℃で６０分間加熱硬化して、ポリイミドのレリーフパターンを得たと記載されている。
しかしながら、発明者が検討したところ、上記文献に記載のような感光性樹脂組成物溶液の感光性樹脂層を基板上に形成した場合、当該フィルム状の感光性樹脂層の開口部において、現像処理後にクラックが発生することが判明した。
本発明者がさらに検討した結果、次のような知見が得られた。
これまでの電子装置の製造プロセスにおいては、露光後加熱処理等に起因して、感光性樹脂層の内部応力が過度に増大すると、現像処理した後、感光性樹脂層の開口部にクラックが発生する恐れがあることが判明した。
これに対して、現像工程の前に、感光性樹脂層に対して放置処理を施すことによって、露光後加熱処理等に起因して生じた、基板と感光性樹脂層との間の内部応力を低減することができれば、現像工程の後、感光性樹脂層の開口部にクラックが発生することを抑制できることが分かった。
本発明者は、さらに検討したところ、現像工程の前における、感光性樹脂層の反り量Ｘ（μｍ）に対する感光性樹脂層の膜厚ｔ（μｍ）すなわち、Ｘ／ｔを指標とすることで、クラックの抑制具合について適切に評価できることを見出した。このような指標に基づきさらに鋭意研究したところ、Ｘ／ｔが７．０以下となるように感光性樹脂層に対して所定の放置処理を、現像工程の前に施すことによって、現像工程の後、感光性樹脂層の開口部にクラックが発生することを抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
これまでの電子装置の製造プロセスにおいては、露光後加熱処理等に起因して、感光性樹脂層の内部応力が過度に増大すると、現像処理した後、感光性樹脂層の開口部にクラックが発生する恐れがあることが判明した。
これに対して、現像工程の前に、感光性樹脂層に対して放置処理を施すことによって、露光後加熱処理等に起因して生じた、基板と感光性樹脂層との間の内部応力を低減することができれば、現像工程の後、感光性樹脂層の開口部にクラックが発生することを抑制できることが分かった。
本発明者は、さらに検討したところ、現像工程の前における、感光性樹脂層の反り量Ｘ（μｍ）に対する感光性樹脂層の膜厚ｔ（μｍ）すなわち、Ｘ／ｔを指標とすることで、クラックの抑制具合について適切に評価できることを見出した。このような指標に基づきさらに鋭意研究したところ、Ｘ／ｔが７．０以下となるように感光性樹脂層に対して所定の放置処理を、現像工程の前に施すことによって、現像工程の後、感光性樹脂層の開口部にクラックが発生することを抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明によれば、
基板上に感光性樹脂層を配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記感光性樹脂層に露光処理を行う露光工程と、
前記露光工程の後、前記感光性樹脂層に露光後加熱処理を行う、露光後加熱工程と、
前記露光後加熱工程の後、前記感光性樹脂層に現像処理を行う現像工程と、を含む、電子装置の製造方法であって、
前記現像工程の前における前記基板上の前記感光性樹脂層の反り量をＸ（μｍ）とし、前記感光性樹脂層の膜厚をｔ（μｍ）としたとき、前記露光後加熱工程の後、前記現像工程の前に、Ｘ／ｔが７．０以下となるように、前記感光性樹脂層を放置する放置工程をさらに含む、電子装置の製造方法が提供される。
基板上に感光性樹脂層を配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記感光性樹脂層に露光処理を行う露光工程と、
前記露光工程の後、前記感光性樹脂層に露光後加熱処理を行う、露光後加熱工程と、
前記露光後加熱工程の後、前記感光性樹脂層に現像処理を行う現像工程と、を含む、電子装置の製造方法であって、
前記現像工程の前における前記基板上の前記感光性樹脂層の反り量をＸ（μｍ）とし、前記感光性樹脂層の膜厚をｔ（μｍ）としたとき、前記露光後加熱工程の後、前記現像工程の前に、Ｘ／ｔが７．０以下となるように、前記感光性樹脂層を放置する放置工程をさらに含む、電子装置の製造方法が提供される。
本発明によれば、開口部にクラックが発生することを抑制できる電子装置の製造方法が提供される。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
本実施形態の電子装置の製造方法の概要について説明する。
本実施形態の電子装置の製造方法は、基板上に感光性樹脂層を配置する配置工程と、配置工程の後、感光性樹脂層に露光処理を行う露光工程と、露光工程の後、感光性樹脂層に露光後加熱処理を行う、露光後加熱工程と、露光後加熱工程の後、感光性樹脂層に現像処理を行う現像工程と、を含み、現像工程の前における基板上の感光性樹脂層の反り量をＸ（μｍ）とし、感光性樹脂層の膜厚をｔ（μｍ）としたとき、露光後加熱工程の後、現像工程の前に、Ｘ／ｔが７．０以下となるように、感光性樹脂層を放置する放置工程をさらに含むことができる。
本実施形態の電子装置の製造方法は、基板上に感光性樹脂層を配置する配置工程と、配置工程の後、感光性樹脂層に露光処理を行う露光工程と、露光工程の後、感光性樹脂層に露光後加熱処理を行う、露光後加熱工程と、露光後加熱工程の後、感光性樹脂層に現像処理を行う現像工程と、を含み、現像工程の前における基板上の感光性樹脂層の反り量をＸ（μｍ）とし、感光性樹脂層の膜厚をｔ（μｍ）としたとき、露光後加熱工程の後、現像工程の前に、Ｘ／ｔが７．０以下となるように、感光性樹脂層を放置する放置工程をさらに含むことができる。
本実施形態の電子装置の製造方法によれば、露光後加熱工程の後、現像工程の前に、感光性樹脂層の反り量に対する感光性樹脂層の膜厚（Ｘ／ｔ）が７．０以下となるように、感光性樹脂層を放置する放置工程を実施することにより、露光後加熱処理を施した感光性樹脂層の開口部において、現像処理後にクラックが発生することを抑制できる。このように開口部の形状が良好となるため、電子装置の生産性や接続信頼性を高めることができる。
以下、本実施形態の電子装置の製造方法の各工程について説明する。
図１は、本実施形態の電子装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。
図１は、本実施形態の電子装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。
本実施形態の電子装置の製造方法は、図１（ａ）に示すように、基板２０２上に感光性樹脂層２２０を配置する配置工程を含むことができる。
上記配置工程は、図１（ａ）に示すように、基板２０２上に設置された半導体チップ２１０を感光性樹脂層２２０で埋め込む工程を有していてもよい。すなわち、基板２０２上に半導体チップ２１０を配置する工程の後、上記配置工程を行うことができる。このとき、基板２０２上に複数の半導体チップ２１０を面内方向に設置してもよい。複数の半導体チップ２１０を互いに離間して配置することができる。これにより、半導体チップ２１０の上面および側面や半導体チップ２１０の間の離間部を感光性樹脂層２２０で埋設することができる。なお、２以上の半導体チップ２１０は、同一または異なる種類の半導体チップを用いてもよい。
本実施形態において、半導体チップ２１０は、ロジックチップやメモリチップでもよく、メモリ回路とロジック回路が混成されたＬＳＩチップでもよい。また、ロジックチップ上に、メモリチップが積層されていてもよい。また、半導体チップ２１０は、ＡＤＣおよびＤＡＣ回路を有するＦＰＧＡチップ、またはデータ変換器チップなどの集積回路チップでもよい。半導体チップ２１０に代えて、その他の各種電子部品を用いてもよい。
本実施形態において、基板２０２は、例えば、円形形状または四角形形状を有する基板を用いることができる。大面積化した基板を使用することによって、生産性を高めることができる。基板の材料としては、例えば、金属、ガラス、半導体、有機樹脂等が挙げられる。円形形状の基板２０２は、例えば、シリコンウェハなどの半導体ウェハや、ガラスウェハ等が挙げられる。また、四角形形状の基板２０２は、パネルレベルパッケージ（ＰＬＰ）に用いられる、樹脂基板等の基板であってもよい。これらの基板２０２の表面には電子回路が形成されていてもよい。ＰＬＰプロセスは、円形形状のウェハ以上の大面積を有するパネルサイズパッケージを得ることができる。ＰＬＰプロセスを使用することにより、ウェハレベルプロセスよりも半導体パッケージの生産性を効率的に向上させることができる。
また、上記配置工程は、フィルム状の感光性樹脂層２２０を基板２０２に貼り付ける貼付工程またはワニス状の感光性樹脂組成物を塗布乾燥してなる感光性樹脂層２２０を基板２０２上に形成する塗布工程を含むことができる。貼付工程を使用することにより、電子装置の製造方法の生産性を高めることができる。また、感光性樹脂層２２０の厚膜化を実現することもできる。
上記貼付工程は、不図示のキャリア基材上に感光性樹脂層２２０を形成する工程と、キャリア基材が付いた感光性樹脂層２２０を基板２０２上に貼り付けた後、当該キャリア基材を分離する工程と、を含むことができる。これにより、感光性樹脂層２２０の取り扱い性を高め、電子装置の製造効率を高めることができる。
上記感光性樹脂層２２０を貼り付ける工程は、公知のラミネート方法を用いることができる。例えば、真空ラミネーターを用いることができる。例えば、所定真空度の真空チャンバー内において、所定の圧力の貼り付けロールを用いて、所定の温度のテーブル上で、ラミネートを実施することができる。
なお、ラミネート方法としては、とくに限定されないが、例えばバッチ式であってもよいし、感光性樹脂層２２０を連続的に供給して、真空ラミネート装置、真空ベクレル装置などを用いて連続的に基板２０２に積層してもよい。
なお、ラミネート方法としては、とくに限定されないが、例えばバッチ式であってもよいし、感光性樹脂層２２０を連続的に供給して、真空ラミネート装置、真空ベクレル装置などを用いて連続的に基板２０２に積層してもよい。
本実施形態の電子装置１００の製造方法は、感光性樹脂フィルムである感光性樹脂層２２０を半導体チップ２１０上にラミネートするラミネート工程中、感光性樹脂層２２０を加熱する加熱処理（加熱ラミネート工程）を行ってもよい。
また、加熱処理する時間は用いる樹脂の種類などにより異なるため、とくに限定されないが、例えば、１０秒以上６０秒以下処理することにより実施することができる。
また、加圧する圧力は、とくに限定されないが、例えば、０．２ＭＰａ以上５ＭＰａ以下が好ましく、０．４ＭＰａ以上１ＭＰａ以下がより好ましい。
また、加圧する圧力は、とくに限定されないが、例えば、０．２ＭＰａ以上５ＭＰａ以下が好ましく、０．４ＭＰａ以上１ＭＰａ以下がより好ましい。
本実施形態に係る加熱ラミネート工程における温度の下限値は、例えば、４０℃以上であり、好ましくは５０℃以上であり、より好ましくは６０℃以上である。これにより、感光性樹脂層２２０の埋め込み性を高めることができる。一方で、上記加熱ラミネート工程における温度の上限値は、例えば、後述の硬化工程における硬化温度よりも低く設定できる。具体的には、上記加熱ラミネート工程における温度の上限値は、例えば、１５０℃以下であり、好ましくは１４０℃以下であり、より好ましくは１３０℃以下である。これにより、感光性樹脂層２２０を硬化の進行を抑制し、プロセス保管性を向上させることができる。
したがって、本実施形態の感光性樹脂フィルムは、例えば、４０℃以上１５０℃以下の加熱ラミネート工程に用いる段差埋設用感光性樹脂フィルムに適する。
したがって、本実施形態の感光性樹脂フィルムは、例えば、４０℃以上１５０℃以下の加熱ラミネート工程に用いる段差埋設用感光性樹脂フィルムに適する。
上記キャリア基材上に感光性樹脂層２２０を形成する工程は、例えば、後述の感光性樹脂組成物を溶剤などに溶解・分散させて樹脂ワニスを調製して、各種コーター装置を用いて樹脂ワニスをキャリア基材に塗工した後、これを乾燥する方法、スプレー装置を用いて樹脂ワニスをキャリア基材に噴霧塗工した後、これを乾燥する方法、などが挙げられる。これらの中でも、スピンコーター、コンマコーター、ダイコーターなどの各種コーター装置を用いて、樹脂ワニスをキャリア基材に塗工した後、これを乾燥する方法が好ましい。これにより、ボイドがなく、均一な厚みを有するキャリア基材付き感光性樹脂層２２０（樹脂シート）を効率よく製造することができる。なお、上記塗布工程は、上述のような各種のコーター装置やスプレー装置を用いた塗工方法を用いることができる。
上記樹脂シートは、たとえばワニス状の感光性樹脂組成物を塗布して得られた塗布膜（樹脂膜）に対して、溶剤除去処理を行うことにより得ることができる。上記樹脂シートは、溶剤含有率が感光性樹脂組成物全体に対して１０重量％以下とすることができる。たとえば８０℃〜１５０℃、５分間〜３０分間の条件で溶剤除去処理を行うことができる。これにより、感光性樹脂組成物の硬化が進行することを抑制しつつ、十分に溶剤を除去することが可能となる。
上記キャリア基材付き感光性樹脂層２２０は、巻き取り可能なロール状でもよいし、矩形形状の枚葉状であってもよい。キャリア基材付き感光性樹脂層２２０の表面は、例えば、露出していてもよく、保護フィルム（カバーフィルム）で覆われていてもよい。保護フィルムとしては、公知の保護機能を有するフィルムを用いることができるが、例えば、ＰＥＴフィルムを使用してもよい。
また、本実施形態において、上記キャリア基材としては、例えば、高分子フィルムや金属箔などを用いることができる。当該高分子フィルムとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリカーボネート、シリコーンシート等の離型紙、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂などの耐熱性を有した熱可塑性樹脂シート等が挙げられる。当該金属箔としては、特に限定されないが、例えば、銅および／または銅系合金、アルミおよび／またはアルミ系合金、鉄および／または鉄系合金、銀および／または銀系合金、金および金系合金、亜鉛および亜鉛系合金、ニッケルおよびニッケル系合金、錫および錫系合金などが挙げられる。これらの中でも、ポリエチレンテレフタレートで構成されるシートが安価および剥離強度の調節が簡便なため最も好ましい。これにより、キャリア基材付き感光性樹脂層２２０から、キャリア基材を適度な強度で剥離することが容易となる。
感光性樹脂層２２０の膜厚は、最終的な硬化膜の膜厚に応じて設計することができる。感光性樹脂層２２０の膜厚の下限値は、例えば、４０μｍ以上であり、好ましくは５０μｍ以上であり、より好ましくは６０μｍ以上である。これにより、厚膜の感光性樹脂層２２０においても、開口部にクラックが形成されることを抑制することができる。感光性樹脂層２２０の半導体チップ２１０の埋め込み性を高め、また機械的強度を向上させることができる。一方で、上記感光性樹脂層２２０の膜厚の上限値は、特に限定されないが、例えば、３００μｍ以下としてもよく、２５０μｍ以下としてもよく、２００μｍ以下としてもよい。これにより、電子装置の薄層化を実現することができる。
次いで、本実施形態の電子装置の製造方法は、図１（ｂ）に示すように、上記配置工程の後、感光性樹脂層２２０に露光処理を行う露光工程、を含むことができる。
上記露光工程において、図１（ｂ）に示すように、感光性樹脂層２２０上の所定の領域にマスク２３０を配置する。マスク２３０を通して、感光性樹脂層２２０に対して、露光処理を行う。
本実施形態において、感光性樹脂層２２０を、ネガ型の感光性樹脂組成物で構成することができるが、この場合、マスク形成領域（露光照射されない光遮断領域）における感光性樹脂層２２０に、（図１（ｃ）に示す様な）開口部を形成することができる。このようなフォトレジスト方法によって開口する方法を採用することにより、レーザー照射で開口する方法の場合と比べて、開口径をより小さくすることができるので、半導体パッケージの高密度化を図ることができる。
次いで、本実施形態の電子装置の製造方法は、露光工程の後、感光性樹脂層２２０に露光後加熱処理を行う、露光後加熱工程と、露光後加熱工程の後、感光性樹脂層２２０に現像処理を行う現像工程と、現像工程の後、感光性樹脂層２２０に硬化処理を行う硬化工程と、を含むことができる。
本実施形態において、感光性樹脂層２２０に対して、所定の条件で露光後加熱処理を行ってもよい。露光後加熱処理の温度は、特に限定されないが、例えば、硬化工程における硬化温度よりも低く設定することができ、具体的には、５０℃以上１５０℃以下としてもよく、好ましくは８０℃以上１２０℃以下としてもよい。露光後加熱処理の時間は、例えば、１分間以上１０分間以下とすることができる。露光後加熱処理により、完全硬化させないが、感光性樹脂層２２０の硬化の進行度を制御することができる。
続いて、本実施形態の電子装置の製造方法は、露光後加熱工程の後、現像工程の前に、感光性樹脂層２２０を放置する放置工程を行うことができる。このような放置工程は、感光性樹脂層２２０のＸ／ｔの上限値を、例えば、７．０以下、好ましくは６．９以下、より好ましくは６．８以下となるようにすることができる。Ｘ／ｔの下限値は特に限定されないが、例えば、０より大きく、０．１以上でもよく、１以上でもよい。
本実施形態に係る放置工程は、例えば、露光後加熱処理の温度よりも低い温度条件下で行うことができ、好ましくは室温条件下で行うことができる。室温は、例えば、２５℃としてもよい。詳細なメカニズムは定かでないが、室温２５℃などの比較的に低温環境下で感光性樹脂層２２０を放置することにより、感光性樹脂層２２０中の樹脂成分において配向を再配置することができるため、露光後加熱等の加熱に起因して発生した内部応力を低減できると考えられる。これにより、感光性樹脂層２２０の開口部（例えば、開口部の側壁が交差する角部）において、クラックが生じることを抑制することができる。
本実施形態に係る放置工程における放置時間は、例えば、上記露光後加熱工程における露光後加熱時間よりも長く設定できる。具体的には、上記放置時間の下限値は、例えば、１０分以上であり、好ましくは２０分以上であり、より好ましくは３０分以上である。これにより、長時間にわたって放置することで、樹脂の配向を再配置でき、内部応力を低減できると考えられる。一方で、上記放置時間の上限値は、特に限定されないが、例えば、３００分以下でもよく、２５０分以下でもよく、２００分以下でもよい。これにより、製造効率を高めることができる。
ここで、本発明者は、感光性樹脂層が厚膜（例えば、４０μｍ以上）の場合、現像後の開口部にクラックが発生することが多くなることを見出した。
これに対して、厚膜の感光性樹脂層２２０の場合でも、上述のように、露光後加熱工程の後に、放置工程を行うことによって、開口部にクラックが生じることを抑制することが可能になる。
これに対して、厚膜の感光性樹脂層２２０の場合でも、上述のように、露光後加熱工程の後に、放置工程を行うことによって、開口部にクラックが生じることを抑制することが可能になる。
本実施形態において、上記の放置工程後、現像工程前の、ウェハ等の基板２０２上に形成された感光性樹脂層２２０の反り量Ｘについては、表面粗さ形状測定機（東京精密社製、ＳＵＲＦＣＯＭ １４００Ｇ）を用いて測定できる。測定幅や測定速さを適切に設定した表面粗さ形状測定機の接触式プローブを、基板２０２の裏面の直径（最大径）に沿って、Ｘ方向とＹ方向（Ｘ方向に直交する方向）とに移動させることにより、基板２０２の裏面における２方向における測定値を得て、この２つの測定値の平均値を、感光性樹脂層２２０における反り量Ｘとする。
また、本実施形態によれば、基板上に感光性樹脂層を配置する配置工程、前記感光性樹脂層に露光処理を行う露光工程、前記感光性樹脂層に露光後加熱処理を行う露光後加熱工程、前記感光性樹脂層を放置する放置工程および前記感光性樹脂層に現像処理を行う現像工程を有する電子装置の製造方法において、前記感光性樹脂層を形成するための感光性樹脂組成物であって、下記の反り量測定方法で得られる、反り量Ｘ／厚みｔが、例えば、７．０以下であり、好ましくは６．９ＭＰａ以下であり、より好ましくは６．８以下である、感光性樹脂組成物を提供することができる。
（反り量測定方法）
当該感光性樹脂組成物をシリコンウェハ(サイズ：８インチ、厚み：７２５μｍ)上に、スピンコートで全面塗布し、１２０℃５分で乾燥させて、厚みｔが５０μｍの感光性樹脂膜を形成する。続いて、前記感光性樹脂膜に対して、自動露光機を用いて、２５０ｍＪ／ｃｍ２で全面露光する。続いて、ホットプレートで１２０℃、５分露光後加熱する。続いて、室温２５℃で６０分放置した後、測定幅：１９０ｍｍ、測定速さ６ｍｍ／ｓの条件で、表面粗さ形状測定機の接触式プローブを、前記シリコンウェハの裏面の直径に沿って、Ｘ方向とＹ方向（Ｘ方向に直交する方向）とに移動させて、前記裏面における測定値を得、得られた２つの測定値の平均値を、上記反り量Ｘとする。
なお、この反り量測定方法において、スピンコートに替えて、フィルム状の感光性樹脂膜をシリコンウェハの全面上に貼り付けてもよい。また、放置時間は、６０分でもよく、４０分でもよい。
（反り量測定方法）
当該感光性樹脂組成物をシリコンウェハ(サイズ：８インチ、厚み：７２５μｍ)上に、スピンコートで全面塗布し、１２０℃５分で乾燥させて、厚みｔが５０μｍの感光性樹脂膜を形成する。続いて、前記感光性樹脂膜に対して、自動露光機を用いて、２５０ｍＪ／ｃｍ２で全面露光する。続いて、ホットプレートで１２０℃、５分露光後加熱する。続いて、室温２５℃で６０分放置した後、測定幅：１９０ｍｍ、測定速さ６ｍｍ／ｓの条件で、表面粗さ形状測定機の接触式プローブを、前記シリコンウェハの裏面の直径に沿って、Ｘ方向とＹ方向（Ｘ方向に直交する方向）とに移動させて、前記裏面における測定値を得、得られた２つの測定値の平均値を、上記反り量Ｘとする。
なお、この反り量測定方法において、スピンコートに替えて、フィルム状の感光性樹脂膜をシリコンウェハの全面上に貼り付けてもよい。また、放置時間は、６０分でもよく、４０分でもよい。
本実施形態によれば、上記の反り量Ｘ／厚みｔが所定値以下となるような感光性樹脂組成物を使用することにより、上記の放置工程を有する電子装置の製造工程において、露光工程後における開口部のクラックの発生を抑制することが可能になる。したがって、信頼性に優れた電子装置の構造を実現することができる。
続いて、感光性樹脂層２２０に対して現像処理する。現像液として、例えば、有機溶剤や水溶性現像液を用いることができる。これにより、図１（ｃ）に示すように、感光性樹脂層２２０に複数の開口部２４０をパターニング形成することができる。開口部２４０は、感光性樹脂層２２０の表面から裏面を貫通する貫通孔とすることができる。開口部２４０は、半導体チップ２１０の周囲に設けてもよいが、半導体チップ２１０の天面に開口を構成するように設けてもよい。
続いて、開口部２４０を形成した後、所定の加熱条件で加熱処理することにより感光性樹脂層２２０を硬化する。感光性樹脂層２２０の硬化処理の温度は、特に限定されないが、例えば、１６０℃以上２５０℃以下としてもよく、好ましくは１８０℃以上２３０℃以下としてもよい。硬化処理の時間は、例えば、３０分間以上１２０分間以下とすることができる。例えば、低温で硬化させることにより、反りを抑制することができる。例えば、硬化温度は、半導体チップの耐熱性にあわせて設定してもよい。硬化処理により、露光後加熱処理で硬化していない樹脂系の硬化反応を十分に進めることができる。
本実施形態において、感光性樹脂層２２０中の開口部２４０の形状としては、図１（ｃ）に示すように、テーパー形状または矩形形状とすることができる。例えば、開口部２４０は、露光処理における露光の照射方向に向かって、縮径するようなテーパー形状でもよい。すなわち、半導体チップ２１０が基板２０２に設置された面を設置面とし、当該設置面とは反対側の面を天面としたとき、開口部２４０の天面側の開口径が大きく、設置面側の開口径が小さくなるように、開口部２４０のテーパー形状を構成することができる。これにより、半導体チップ２１０を高密度に配置することができるため、実装密度を高めることができる。
次いで、本実施形態の電子装置の製造方法は、図１（ｄ）に示すように、感光性樹脂層２２０に貫通電極（ビア２４２）を形成する貫通電極層形成工程を含むことができる。
上記貫通電極層形成工程は、感光性樹脂層２２０に形成された貫通孔（開口部２４０）にビア２４２を形成する工程を含むことができる。
具体的には、次のような工程で行うことができる。まず、パターニングされた感光性樹脂層２２０の表面上に、不図示のシード層を形成する。シード層は、感光性樹脂層２２０の開口部２４０の内部（側壁および底面）とともに、その上面に形成される。シード層は、例えば、スパッタなどの方法により形成できる。
具体的には、次のような工程で行うことができる。まず、パターニングされた感光性樹脂層２２０の表面上に、不図示のシード層を形成する。シード層は、感光性樹脂層２２０の開口部２４０の内部（側壁および底面）とともに、その上面に形成される。シード層は、例えば、スパッタなどの方法により形成できる。
シード層は、ビア２４２（貫通電極）と同種の金属で構成されてもよいが、ビア２４２と良好な密着性がある異種の金属で構成されていてもよい。シード層として、例えば、銅シード層が形成されてもよい。
続いて、感光性樹脂層２２０の上のシード層の表面上に、不図示のレジスト層を形成する。言い換えると、開口部２４０を除いた領域の感光性樹脂層２２０の上にレジスト層を形成する。例えば、フィルム状のレジスト層を使用できる。パターニングされたレジスト層をラミネートしてもよいし、フィルム状のレジスト層をラミネートした後に、ドリルやレーザー等を用いてパターニングしてもよい。
続いて、開口部２４０（貫通部）を金属層で埋設する。例えば、電解メッキ方法を用いることができる。金属層を構成する材料としては、例えば、銅、金、銀、ニッケル等が用いられる。これらを１種または２種以上用いてもよい。これにより、開口部２４０内部にビア２４２（貫通電極）を形成できる。ビア２４２は、例えば、銅で構成することができる。
その後、レジスト層を剥離などによって除去する。その後、感光性樹脂層２２０上のシード層を除去する。例えば、フラッシュエッチングなどを用いることができる。
以上により、図１（ｄ）に示すように、感光性樹脂層２２０の開口部２４０にビア２４２を形成することができる。
本実施形態において、テーパー形状とは、露光方向に対して開口部２４０が先細りになる形状である。つまり、当該開口部２４０において、その下端部の横幅は上端部の横幅よりも狭く形成されている。
本実施形態において、テーパー形状を有する開口部２４０のテーパー角度の下限値は、例えば、４５度以上でもよく、７０度以上とすることができ、より好ましくは７５度以上であり、さらに好ましくは８０度以上である。これにより、ビア２４２同士の間隔を狭めることができるので、ビア２４２の実装密度を高めることができる。一方、上記テーパー角度の上限値は、例えば、９０度以下でもよく、８９度以下としてもよく、さらには８８度以下としてもよい。これにより、開口部２４０の中の側壁にもスパッタが付着しやすくなるため、ビア２４２中にボイドが発生することを抑制することができる。また、感光性樹脂層２２０と上層（例えば、層間絶縁層、上層配線層など）との接触面積を増加させることができるので、上層との密着性を高めることができる。
また、本実施形態において、配置工程の前に、基板２０２上に半導体チップ２１０を配置する工程を行い、上記配置工程は、半導体チップ２１０を感光性樹脂層２２０で埋め込む工程を含む場合、上記ビア形成工程は、半導体チップ２１０の上の感光性樹脂層２２０に不図示のビアを形成する工程を含むことができる。すなわち、半導体チップ２１０の天面上の感光性樹脂層２２０に開口部２４０を形成し、当該開口部２４０に金属層を埋設する工程を行ってもよい。これにより、感光性樹脂層２２０中に、埋設された半導体チップ２１０と接続する接続ビアを形成することができる。
本実施形態の電子装置の製造方法は、層間絶縁層（ビルドアップ層）やソルダーレジスト層等の一般的なプリント配線基板の製造プロセスに適用することもできるが、大面積の基板を用いたウェハレベルプロセスやパネルレベルプロセスに適用することが可能である。
本実施形態の電子装置の製造方法で得られた構造体、すなわち、上面から下面を貫通電極（ビア２４２）とともに層内に埋設された半導体チップ２１０を有する感光性樹脂層２２０は、様々な用途に用いることができる。例えば、貫通電極および内蔵型の半導体チップ２１０を有する感光性樹脂層２２０は、電子装置中の貫通電極基板として用いることができる。
以下、本実施形態の感光性樹脂層２２０を構成する感光性樹脂組成物について説明する。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、および感光剤を含むことができる。また、本実施形態の感光性樹脂組成物としては、高アスペクトな開口構造の実現の観点から、ネガ型の感光性樹脂組成物が好ましい。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、および感光剤を含むことができる。また、本実施形態の感光性樹脂組成物としては、高アスペクトな開口構造の実現の観点から、ネガ型の感光性樹脂組成物が好ましい。
本実施形態の感光性樹脂組成物の各成分について説明する。
（エポキシ樹脂）
上記エポキシ樹脂としては、例えば、１分子中にエポキシ基が２個以上であるものを使用することができる。たとえば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、芳香族多官能エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、脂肪族多官能エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、多官能脂環式エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いても良い。
上記エポキシ樹脂としては、例えば、１分子中にエポキシ基が２個以上であるものを使用することができる。たとえば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、芳香族多官能エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、脂肪族多官能エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、多官能脂環式エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いても良い。
また、上記エポキシ樹脂としては、３官能以上の多官能エポキシ樹脂を含むことができる。
上記多官能エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、２−［４−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル］−２−［４−［１，１−ビス［４−（［２，３−エポキシプロポキシ］フェニル）エチル］フェニル］プロパン、フェノールノボラック型エポキシ、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、α−２，３−エポキシプロポキシフェニル−ω−ヒドロポリ（ｎ＝１〜７）｛２−（２，３−エポキシプロポキシ）ベンジリデン−２，３−エポキシプロポキシフェニレン｝、１−クロロ−２，３−エポキシプロパン・ホルムアルデヒド・２，７−ナフタレンジオール重縮合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂などが用いられる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いても良い。
上記多官能エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、２−［４−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル］−２−［４−［１，１−ビス［４−（［２，３−エポキシプロポキシ］フェニル）エチル］フェニル］プロパン、フェノールノボラック型エポキシ、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、α−２，３−エポキシプロポキシフェニル−ω−ヒドロポリ（ｎ＝１〜７）｛２−（２，３−エポキシプロポキシ）ベンジリデン−２，３−エポキシプロポキシフェニレン｝、１−クロロ−２，３−エポキシプロパン・ホルムアルデヒド・２，７−ナフタレンジオール重縮合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂などが用いられる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いても良い。
本実施形態において、エポキシ樹脂の含有量の下限値は、感光性樹脂組成物の固形分全体に対して、例えば、４０重量％以上であり、好ましくは４５重量％以上であり、より好ましくは５０重量％以上である。これにより、感光性樹脂組成物の硬化物において、耐熱性や機械的強度を向上させることができる。一方で、上記エポキシ樹脂の含有量の上限値は、感光性樹脂組成物の固形分全体に対して、例えば、８０重量％以下であり、好ましくは７５重量％以下であり、より好ましくは７０重量％以下である。これにより、感光性樹脂組成物において、パターニング性を向上させることができる。
本実施形態において、「感光性樹脂組成物の固形分」とは、感光性樹脂組成物中における不揮発分を指し、水や溶媒等の揮発成分を除いた残部を指す。また、本実施形態において、感光性樹脂組成物の口径分全体に対する含有量とは、溶媒を含む場合には、感光性樹脂組成物のうちの溶媒を除く固形分全体に対する含有量を指す。
（硬化剤）
硬化剤としては、エポキシ樹脂の重合反応を促進させるものであればとくに限定されないが、例えば、フェノール性水酸基を有する硬化剤を含むことができる。具体的には、フェノール樹脂を用いることができる。フェノール樹脂としては、公知のもののなかから適宜選択することができるが、たとえばノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、トリスフェニルメタン型フェノール樹脂、アリールアルキレン型フェノール樹脂を用いることができる。良好な現像特性の観点から、ノボラック型フェノール樹脂を用いることができる。
硬化剤としては、エポキシ樹脂の重合反応を促進させるものであればとくに限定されないが、例えば、フェノール性水酸基を有する硬化剤を含むことができる。具体的には、フェノール樹脂を用いることができる。フェノール樹脂としては、公知のもののなかから適宜選択することができるが、たとえばノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、トリスフェニルメタン型フェノール樹脂、アリールアルキレン型フェノール樹脂を用いることができる。良好な現像特性の観点から、ノボラック型フェノール樹脂を用いることができる。
本実施形態において、硬化剤としては、良好な現像特性を有するノボラック型フェノール樹脂が好ましい。また、配合量としては、エポキシ樹脂全体を１００重量部とした時に、フェノール樹脂の含有量は、例えば、２５重量部以上１００重量部以下であり、好ましくは３０重量部以上９０重量部以下であり、より好ましくは３５重量部以上８０重量部以下である。上記の範囲内で配合することで硬化物の耐熱性や強度が向上する。
（感光剤）
感光剤としては、光酸発生剤を用いることができる。光酸発生剤としては、紫外線等の活性光線の照射により酸を発生する光酸発生剤を含有する。光酸発生剤として、オニウム塩化合物を挙げることができ、例えば、ジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩等のヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩等のスルホニウム塩、トリアリールビリリウム塩、ベンジルピリジニウムチオシアネート、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、ジアルキルヒドロキシフェニルホスホニウム塩などカチオン型光重合開始剤を挙げることができる。感光剤としては、感光性組成物が金属に接するため、メチド塩型やボレート塩型のような、分解によるフッ化水素の発生がないものが好ましい。
感光剤としては、光酸発生剤を用いることができる。光酸発生剤としては、紫外線等の活性光線の照射により酸を発生する光酸発生剤を含有する。光酸発生剤として、オニウム塩化合物を挙げることができ、例えば、ジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩等のヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩等のスルホニウム塩、トリアリールビリリウム塩、ベンジルピリジニウムチオシアネート、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、ジアルキルヒドロキシフェニルホスホニウム塩などカチオン型光重合開始剤を挙げることができる。感光剤としては、感光性組成物が金属に接するため、メチド塩型やボレート塩型のような、分解によるフッ化水素の発生がないものが好ましい。
本実施形態において、感光剤の含有量の下限値は、感光性樹脂組成物の固形分全体に対して、例えば、０．３重量％以上であり、好ましくは０．５重量％以上であり、より好ましくは１重量％以上である。これにより、感光性樹脂組成物において、パターニング性を向上させることができる。一方で、上記硬化剤の含有量の上限値は、感光性樹脂組成物の固形分全体に対して、例えば、５重量％以下であり、好ましくは４．５重量％以下であり、より好ましくは４重量％以下である。これにより、感光性樹脂組成物の硬化前の長期保管性を向上させることができる。
（その他の添加剤）
本実施形態の感光性樹脂組成物には、上記の成分に加えて、必要に応じて、その他の添加剤を含むことができる。その他の添加剤としては、酸化防止剤、シリカ等の充填材、界面活性剤、増感剤、フィルム化剤、密着助剤等が挙げられる。
本実施形態の感光性樹脂組成物には、上記の成分に加えて、必要に応じて、その他の添加剤を含むことができる。その他の添加剤としては、酸化防止剤、シリカ等の充填材、界面活性剤、増感剤、フィルム化剤、密着助剤等が挙げられる。
上記界面活性剤は、たとえば、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、アルキル系界面活性剤、およびアクリル系界面活性剤等が挙げられる。
上記密着助剤は、とくに限定されないが、たとえばアミノシラン、エポキシシラン、アクリルシラン、メルカプトシラン、ビニルシラン、ウレイドシラン、またはスルフィドシラン等のシランカップリング剤を用いることができる。これらは、一種類を単独で用いてもよく、二種類以上を併用してもよい。これらの中でも、他の部材に対する密着性を効果的に向上させる観点からは、エポキシシランを用いることがより好ましい。
アミノシランとしては、たとえばビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、またはＮ−フェニル−γ−アミノ−プロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。エポキシシランとしては、たとえばγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、またはβ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。アクリルシランとしては、たとえばγ−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、γ−（メタクリロキシプロピル）メチルジメトキシシラン、またはγ−（メタクリロキシプロピル）メチルジエトキシシラン等が挙げられる。メルカプトシランとしては、たとえば３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。ビニルシランとしては、たとえばビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、またはビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。ウレイドシランとしては、たとえば３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。スルフィドシランとしては、たとえばビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）ジスルフィド、またはビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）テトラスルフィド等が挙げられる。
アミノシランとしては、たとえばビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、またはＮ−フェニル−γ−アミノ−プロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。エポキシシランとしては、たとえばγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、またはβ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。アクリルシランとしては、たとえばγ−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、γ−（メタクリロキシプロピル）メチルジメトキシシラン、またはγ−（メタクリロキシプロピル）メチルジエトキシシラン等が挙げられる。メルカプトシランとしては、たとえば３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。ビニルシランとしては、たとえばビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、またはビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。ウレイドシランとしては、たとえば３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。スルフィドシランとしては、たとえばビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）ジスルフィド、またはビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）テトラスルフィド等が挙げられる。
（溶剤）
本実施形態の感光性樹脂組成物は溶剤を含むことができる。この溶剤としては、感光性樹脂組成物の各構成成分を溶解可能なもので、且つ、各構成成分と反応しないものであれば特に制限なく用いることができる。
上記溶剤の一例としては、たとえばアセトン、メチルエチルケトン、トルエン、プロピレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール１−モノメチルエーテル２−アセテート、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ベンジルアルコール、プロピレンカーボネート、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の有機溶剤から選択される一種または二種以上を含むことができる。
本実施形態の感光性樹脂組成物は溶剤を含むことができる。この溶剤としては、感光性樹脂組成物の各構成成分を溶解可能なもので、且つ、各構成成分と反応しないものであれば特に制限なく用いることができる。
上記溶剤の一例としては、たとえばアセトン、メチルエチルケトン、トルエン、プロピレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール１−モノメチルエーテル２−アセテート、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ベンジルアルコール、プロピレンカーボネート、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の有機溶剤から選択される一種または二種以上を含むことができる。
本実施形態の感光性樹脂組成物の調製方法は特に限定されず、一般的に公知の方法により製造することができる。例えば、以下の方法が挙げられる。原料と溶剤を配合して均一に混合することにより、感光性樹脂組成物が得られる。
以下、本実施形態の電子装置１００の製造工程の概要を説明する。
図２は、本実施形態の電子装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。図１は、図２に示す電子装置の製造プロセス一部を具体的に説明するための図である。図３（ａ）は、本実施形態の電子装置の構成を示す断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す電子装置の一部の拡大図である。
図２は、本実施形態の電子装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。図１は、図２に示す電子装置の製造プロセス一部を具体的に説明するための図である。図３（ａ）は、本実施形態の電子装置の構成を示す断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す電子装置の一部の拡大図である。
まず、図２（ａ）に示すように、支持基材として、基板２０２を準備する。支持基材は、基板２０２を単独で使用してもよいが、基板２０２上に接着層２０４を介して、インターポーザー（シリコンインターポーザー２０６）や半導体ウェハが形成されていてもよい。また、基板２０２を単独で使用する場合、基板２０２の表面に、半導体チップ２１０を接着するための、不図示のへ熱剥離性粘着層が形成されていてもよい。
また、インターポーザーとしては、配線のみを有する基板を用いることができ、半導体チップ２１０の再配線手段として用いられる。つまり、半導体チップ２１０のパッド間隔を、処理に適したパッド間隔やピン並びに変換できる。これにより、ＴＳＶを利用した三次元実装を効率的に利用することができる。例えば、メモリーリップやロジックチップ等のチップの電極配線設計を、過度に変更することなく適用することも可能である。設計の負担が軽減されるので、生産性の効率を高めることができる。
上記のインターポーザーとしては、特に限定されないが、有機樹脂基板、セラミック基板、シリコン基板、およびガラス基板などが用いられる。低コストや、高周波領域での特性に優れる観点から、ガラス基板が好ましい。高密度化、高速化、省電力、および放熱性等に優れる観点から、シリコン基板が好ましい。本実施形態のインターポーザーは、シリコン（シリコンインターポーザー２０６）またはガラスで構成されることが好ましい。
また、半導体ウェハとしては、複数の半導体素子が形成されていてもよい。半導体ウェハを用いる場合、半導体ウェハの表面に、半導体素子の電極間隔を調整するための配線層（再配線層）や半導体素子と電気的に接続する電極パッドが形成されていてもよい。
また、上記接着層２０４としては、公知の接着剤を用いることができるが、例えば、エポキシ系接着剤を用いることができる。
続いて、図２（ｂ）に示すように、基板２０２上に半導体チップ２１０を設置する。このとき、基板２０２上に複数の半導体チップ２１０を面内方向に設置してもよい。複数の半導体チップ２１０を互いに離間して配置することができる。これにより、半導体チップ２１０の上面および側面や半導体チップ２１０の間の離間部を感光性樹脂層２２０で埋設することができる。なお、２以上の半導体チップ２１０は、同一または異なる種類の半導体チップを用いてもよい。なお、図２（ｂ）中、半導体チップ２１０は、外部接続用の電極を有していてもよい。半導体チップ２１０の電極が形成された面を基板２０２の一面側に対向するように配置してもよい。
続いて、図２（ｃ）に示すように、基板２０２上に設置された半導体チップ２１０を埋め込むように、基板２０２上に感光性樹脂層２２０を配置する。感光性樹脂層２２０として、感光性樹脂フィルムを用いることができる。
次いで、図２（ｄ）に示す電子装置１００の製造方法は、上記図１（ｂ）〜図１（ｄ）で説明されたように、上記配置工程の後、感光性樹脂層２２０に露光処理を行う露光工程、を含むことができる。
すなわち、上記露光工程において、図１（ｂ）で説明されたように、感光性樹脂層２２０上の所定の領域にマスク２３０を配置する。マスク２３０を通して、感光性樹脂層２２０に対して、露光処理を行う。
本実施形態において、感光性樹脂層２２０を、ネガ型の感光性樹脂組成物で構成することができるが、この場合、マスク形成領域（露光照射されない光遮断領域）における感光性樹脂層２２０に、（図１（ｃ）に示す様な）開口部２４０を形成することができる。このようなフォトレジスト方法によって開口する方法を採用することにより、レーザー照射で開口する方法の場合と比べて、開口径をより小さくすることができるので、半導体パッケージの高密度化を図ることができる。また、ウェハプロセスやパネルプロセスにおいてフォトレジスト方法を採用することにより、ウェハなどの大面積の基板上に形成された感光性樹脂層２２０に対して、一括で開口部２４０などのパターン形成を行うことが可能になる。これにより、製造プロセスの生産性を高めることができる。
本実施形態において、上記フォトレジスト方法における露光処理の露光条件の一例として、次のような条件を用いることができる。
まず、露光処理前の感光性樹脂層２２０を準備する。例えば、上記貼付工程の場合、キャリア基材付感光性樹脂シートから、キャリア基材を剥離して、膜厚５０μｍの感光性樹脂層２２０を準備する。また塗布工程の場合、感光性樹脂組成物のワニスをシリコンウェハ上にスピンコーターを用いて塗布し、ホットプレートを用いて１２０℃、５分間の温度条件でプリベークし、膜厚５０μｍの塗布膜（感光性樹脂層２２０）を得る。このようにして準備した感光性樹脂層２２０に対して、露光時間を一定とした上で、Ｉ線ステッパーで５０〜１２５０ｍＪ／ｃｍ２でステップ露光する。その後、ホットプレートにて８０℃で５分間、露光後加熱を行う。この感光性樹脂層２２０に対して、ＰＧＭＥＡ等の有機溶剤を使用して現像処理を行う。その後、２００℃、９０分間の温度条件で硬化することにより、パターンが形成された硬化膜を得る。本実施形態において、上記露光条件における開口部のアスペクト比（開口高さ／開口幅）を３としてもよい。また、当該開口部の開口幅を５０μｍとしてもよい。なお、本実施形態において、上記ステップ露光における露光の照射間隔は、例えば、２０［ｍＪ／ｃｍ２］としてもよいが、任意の数値とすることが可能である。上記開口幅は、図１中の開口部の最小開口幅としてもよい。
感光性樹脂層２２０の硬化膜の底面と開口部２４０の側面とがなす平均角度が、直角（９０度）に最も近くなる露光条件を満たす露光量を、最適露光量とする。
そして、最適露光量よりも大きな露光量である過露光の露光条件を採用することにより、テーパー形状の開口部２４０を形成することができる。
露光波長としては、例えば、３６５ｎｍの紫外線を用いることができる。
まず、露光処理前の感光性樹脂層２２０を準備する。例えば、上記貼付工程の場合、キャリア基材付感光性樹脂シートから、キャリア基材を剥離して、膜厚５０μｍの感光性樹脂層２２０を準備する。また塗布工程の場合、感光性樹脂組成物のワニスをシリコンウェハ上にスピンコーターを用いて塗布し、ホットプレートを用いて１２０℃、５分間の温度条件でプリベークし、膜厚５０μｍの塗布膜（感光性樹脂層２２０）を得る。このようにして準備した感光性樹脂層２２０に対して、露光時間を一定とした上で、Ｉ線ステッパーで５０〜１２５０ｍＪ／ｃｍ２でステップ露光する。その後、ホットプレートにて８０℃で５分間、露光後加熱を行う。この感光性樹脂層２２０に対して、ＰＧＭＥＡ等の有機溶剤を使用して現像処理を行う。その後、２００℃、９０分間の温度条件で硬化することにより、パターンが形成された硬化膜を得る。本実施形態において、上記露光条件における開口部のアスペクト比（開口高さ／開口幅）を３としてもよい。また、当該開口部の開口幅を５０μｍとしてもよい。なお、本実施形態において、上記ステップ露光における露光の照射間隔は、例えば、２０［ｍＪ／ｃｍ２］としてもよいが、任意の数値とすることが可能である。上記開口幅は、図１中の開口部の最小開口幅としてもよい。
感光性樹脂層２２０の硬化膜の底面と開口部２４０の側面とがなす平均角度が、直角（９０度）に最も近くなる露光条件を満たす露光量を、最適露光量とする。
そして、最適露光量よりも大きな露光量である過露光の露光条件を採用することにより、テーパー形状の開口部２４０を形成することができる。
露光波長としては、例えば、３６５ｎｍの紫外線を用いることができる。
続いて、感光性樹脂層２２０に対して現像処理する。現像液として、例えば、有機溶剤や水溶性現像液を用いることができる。これにより、図１（ｃ）で説明されたように、感光性樹脂層２２０に複数の開口部２４０をパターニング形成することができる。開口部２４０は、感光性樹脂層２２０の表面から裏面を貫通する貫通孔とすることができる。開口部２４０は、半導体チップ２１０の周囲に設けてもよいが、半導体チップ２１０の天面に開口を構成するように設けてもよい。
次いで、本実施形態の電子装置１００の製造方法は、図１（ｄ）で説明されたように、感光性樹脂層２２０に形成された貫通孔（開口部２４０）にビア２４２を形成するビア形成工程を含むことができる。
以上により、図１（ｄ）で説明されたように、感光性樹脂層２２０中にビア２４２を形成することができる。
上記シード層を構成する金属としては、例えば、銅、金、銀、ニッケル等が用いられる。これらを１種または２種以上用いてもよい。
上記シード層の膜厚は、例えば、１００ｎｍ〜５０００ｎｍでもよく、３００ｎｍ〜３０００ｎｍでもよい。
上記シード層の膜厚は、例えば、１００ｎｍ〜５０００ｎｍでもよく、３００ｎｍ〜３０００ｎｍでもよい。
上記ビア２４２（めっき金属層）の膜厚としては、感光性樹脂層２２０を貫通する場合、例えば、３０μｍ〜３００μｍでもよく、４０μｍ〜２５０μｍでもよく、５０μｍ〜２００μｍでもよい。また、半導体チップ２１０の天面から感光性樹脂層２２０の上面まで延在するビアの膜厚としては、例えば、１μｍ〜１５０μｍでもよく、３μｍ〜１００μｍでもよく、５μｍ〜５０μｍでもよい。
また、本実施形態において、上記ビア形成工程は、半導体チップ２１０の上に不図示のビアを形成する工程を含むことができる。すなわち、半導体チップ２１０の天面上の感光性樹脂層２２０に開口部２４０を形成し、当該開口部２４０に金属層を埋設する工程を行ってもよい。これにより、感光性樹脂層２２０中に、埋設された半導体チップ２１０と接続する接続ビアを形成することができる。
以上により、感光性樹脂層２２０の内部に、半導体チップ２１０、接続ビア、貫通電極（ビア２４２）などが埋設された構造を実現することができる。
続いて、図１（ｄ）から図２（ｅ）に戻り、感光性樹脂層２２０の上面側に上層配線層２５０を形成する。上層配線層２５０は、複数の半導体チップ２１０が設置された領域を覆うように形成されていてもよく、感光性樹脂層２２０の上面全体を覆うように形成されていてもよい。上層配線層２５０は、配線ピッチを適切な幅に変更できる再配線層として機能することができ、具体的には、絶縁層、配線層および接続ビアで構成することができる。上層配線層２５０は単層でもよく複数層でもよい。上層配線層２５０は、例えば、フォトリソグラフィー法および金属めっき法を用いて形成することができる。
続いて、図２（ｆ）に示すように、支持基材（基板２０２）を分離する。例えば、熱剥離性粘着層を介して、基板２０２上に半導体チップ２１０を設置する工程の場合には、加熱処理することにより、感光性樹脂層２２０および半導体チップ２１０から、熱剥離性粘着層および基板２０２を剥離することができる。また、基板２０２に、インターポーザー（シリコンインターポーザー２０６）や半導体ウェハを介して半導体チップ２１０を設置する工程の場合には、加熱処理や物理的手段によって、インターポーザーや半導体ウェハから、接着層２０４および基板２０２を剥離することができる。これにより、感光性樹脂層２２０の下面側が露出する。
続いて、図２（ｇ）に示すように、感光性樹脂層２２０の下面側（例えば、感光性樹脂層２２０の下面またはインターポーザーの下面）に下層配線層２５２を形成する。下層配線層２５２は、上層配線層２５０と同様にして形成することができる。
以上により、図２（ｇ）に示すような貫通電極基板２００が得られる。貫通電極基板２００において、貫通電極（ビア２４２）によって、上層配線層２５０および下層配線層２５２が電気的に接続されている。
その後、図２（ｈ）に示すように、貫通電極基板２００の下層配線層２５２に、外部端子として半田バンプ２６０を形成する。また、上層配線層２５０や下層配線層２５２の導電回路パターンおよび半田バンプ２６０の一部を覆うように、不図示のソルダーレジスト層を形成してもよい。一方で、貫通電極基板２００において、感光性樹脂層２２０の下面側に配線層を介して半導体ウェハが形成されている場合、上層配線層２５０に半田バンプを形成してもよい。
続いて、図２（ｈ）に示すように、貫通電極基板２００を、複数に分割することによって、個片化することができる。分割手段として、例えば、ダイシングを用いることができる。
その後、個片化した貫通電極基板２００の上層配線層２５０に、半導体パッケージ３００を実装することができる。
以上により、図３（ａ）に示すような、パッケージオンパッケージ構造を有する電子装置１００を得ることができる。
以上により、図３（ａ）に示すような、パッケージオンパッケージ構造を有する電子装置１００を得ることができる。
実施形態の電子装置１００の製造方法によれば、プリント回路基板（ＰＣＢ）のような厚膜のパッケージ用基板を使用しないため、高さが低減された貫通電極基板２００の構造を実現することができる。このような貫通電極基板２００を用いることにより、パッケージオンパッケージ構造の低背化を図ることができる。
また、本実施形態の電子装置１００の製造方法は、大面積の基板を用いたウェハレベルプロセスやパネルレベルプロセスに適用することが可能である。
また、本実施形態において、感光性樹脂組成物で構成された感光性樹脂層２２０を採用することによって、半導体チップ２１０の配置工程、半導体チップ２１０の埋め込み工程、ビア２４２の形成工程、上層配線層２５０および上層配線層２５０の配線形成工程までの製造プロセスを、一括して、ウェハレベルやパネルレベル工程で実施できる。これにより、プロセス生産性を非常に高めることができる。また、コストを低減することが可能になる。
［電子装置］
本実施形態の電子装置１００の構造について説明する。
本実施形態の電子装置１００の構造について説明する。
本実施形態の電子装置１００は、図３（ａ）に示すように、貫通電極基板２００を備えるものである。貫通電極基板２００は、有機絶縁層（感光性樹脂層２２０）と、有機絶縁層の上面から下面を貫通する複数の貫通電極（ビア２４２）と、有機絶縁層の内部に埋め込まれた半導体チップ２１０と、有機絶縁層の下面に設けられた下層配線層２５２と、有機絶縁層の上面に設けられた上層配線層２５０と、を有することができる。
本実施形態の電子装置１００は、コア層やビルドアップ層を有するような厚膜構造のパッケージ用基板を使用しないで、上記の貫通電極基板２００によってパッケージオンパッケージ等のパッケージ構造が構成される。このため、電子装置１００において、パッケージ構造全体の低背化を実現できる。
また、本実施形態の電子装置１００は、図３（ａ）に示すように、貫通電極基板２００上に半導体パッケージ３００が実装されたパッケージオンパッケージ構造を有することができる。例えば、本実施形態の電子装置１００は、貫通電極基板２００の上層配線層２５０の上に実装された半導体パッケージ３００をさらに備えることができる。これにより、電子装置１００の多機能化を実現することができる。また、電子装置１００の実装密度を高くすることができる。
上記半導体パッケージ３００としては、公知のパッケージ構造を用いることでき、例えば、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＬＦ−ＢＧＡ（Ｌｅａｄ Ｆｌａｍｅ ＢＧＡ）等を用いることができる。
本実施形態において、半導体パッケージ３００は、例えば、図３（ａ）に示すように、基板３２０上に半導体チップ３１０が実装されており、ボンディングワイヤ３３０を介して基板３２０および半導体チップ３１０がボンディング接続する構造を有してもよい。半導体パッケージ３００において、半導体チップ３１０は、複数個有していてもよく、平面方向または積層方向に複数配置されていてよい。また、半導体チップ３１０およびボンディングワイヤ３３０は、封止材層３４０で封止されていてもよい。封止材層３４０は、例えば、公知の封止用樹脂組成物を硬化することにより形成できる。また、半導体パッケージ３００の基板３２０には、外部端子として、半田バンプ３６０が形成されていてよい。半導体パッケージ３００は、半田バンプ３６０を介して、貫通電極基板２００とバンプ接続することができる。
また、本実施形態の電子装置１００は、貫通電極基板２００の下層配線層２５２の下面に設けられた半田バンプ２６０を備えることができる。これにより、半田バンプ２６０が外部端子として機能することによって、他の電子部品との外部接続が可能になる。
このような電子装置１００としては、例えば、貫通電極基板２００の下層配線層２５２に、半田バンプ２６０を介してバンプ接続されたマザーボードをさらに備えることができる。これにより、電子装置１００の機械的強度を高めることができ、さらなる多機能化を実現できる。このとき、貫通電極基板２００においては、その側面や上下面が、半導体パッケージ３００とともに、公知の封止用樹脂組成物を硬化してなる封止材層で封止されていてもよい。これにより、電子装置１００の接続信頼性や機械的強度を向上することができる。
本実施形態の電子装置１００が備える貫通電極基板２００は、有機絶縁層（感光性樹脂層２２０）の上面と下面とにそれぞれ上層配線層２５０および下層配線層２５２が形成された構造に加え、有機絶縁層中に半導体チップ２１０、配線層間を電気的に接続する貫通電極（ビア２４２）が内部に埋設された構造を有するため、これらを有しない構造と比べて、優れた機械的強度を発揮することができる。
また、実施形態において、上記貫通電極基板２００中の有機絶縁層は、上述の感光性樹脂組成物の硬化物で構成することができる。これにより、フォトレジスト方法によって開口する方法を採用できるので、レーザー照射で開口する方法の場合と比べて、開口径、言い換えるとビア２４２のビア径をより小さくすることができる。貫通電極基板２００の平面内において、半導体チップ２１０やビア２４２の集積密度を高めることができる。また、感光性樹脂組成物を硬化することで、貫通電極基板２００の機械的強度を高めることができる。
また、貫通電極基板２００中の貫通電極（ビア２４２）は、図３（ｂ）に示すように、有機絶縁層（感光性樹脂層２２０）の上面から下面に向かって縮径となるテーパー形状を有し、かつ、上層配線層２５０と下層配線層２５２とを電気的に接続するように構成することができる。これのため、ビア２４２と上層配線層２５０と設置面積を増大し、これらの間の密着力を高めることによって、貫通電極基板２００全体の機械的強度を高めることができる。
このように本実施形態の電子装置１００が、上述のような貫通電極基板２００を備えることによって、機械的強度に優れており、低背化したパッケージオンパッケージ構造を実現することができる。
また、本実施形態の電子装置１００において、貫通電極（ビア２４２）のアスペクト比（高さＨ／直径Ｗ）の下限値は、例えば、２．０以上としてもよく、好ましくは２．５以上としてもよく、さらに好ましくは３．０以上としてもよい。これにより、貫通電極基板２００における貫通電極の配置を高密度化することが可能になる。一方で、上記アスペクト比の上限値は、特に限定されないが、例えば、１０以下としてもよく、好ましくは、９以下としてもよく、さらに好ましくは、８以下としてもよい。これにより、電気抵抗値を下げることができる。アスペクト比を上記範囲内とすることにより、高密度化と電送速度の高速化のバランスを向上させることができる。
本実施形態において、例えば、感光性樹脂組成物のパターニング特性を向上させることにより、図１（ｃ）に示す開口工程において、高アスペクト比の開口部２４０を形成することが可能となる。また、感光性樹脂組成物を用いることにより、厚膜の感光性樹脂層２２０を形成することができる。この場合、例えば、ネガ型の感光性樹脂組成物を用いることにより、高解像度や高アスペクト比のパターニングが可能になる。
また、本実施形態の貫通電極基板２００中の有機絶縁層（感光性樹脂層２２０）の膜厚の下限値は、例えば、５０μｍ以上としてもよく、より好ましくは６０μｍ以上としてもよく、さらに好ましくは７０μｍ以上としてもよい。これにより、貫通電極基板２００の機械的強度を向上させることができる。また、半導体チップ２１０の埋め込み性も向上させることができる。一方で、有機絶縁層の膜厚の上限値は、例えば、３００μｍ以下としてもよく、より好ましくは２５０μｍ以下としてもよく、さらに好ましくは２００μｍ以下としてもよい。これにより、電子装置１００の高さを低減させることができる。
また、貫通電極基板２００中の貫通電極（ビア２４２）のテーパー角度の下限値は、例えば、４５度以上でもよく、７０度以上とすることができ、より好ましくは７５度以上であり、さらに好ましくは８０度以上である。これにより、貫通電極同士の間隔を狭めることができるので、貫通電極の実装密度を高めることができる。一方で、上記テーパー角度の上限値は、例えば、９０度以下でもよく、８９度以下としてもよく、さらには８８度以下としてもよい。これにより、貫通電極と上層配線層２５０との接触面積を増加させ、密着性を高めるので、貫通電極基板２００全体の機械的強度を高めることができる。開口部２４０の中の側壁にもスパッタが付着しやすくなるため、開口部２４０中の金属埋め込み性も高くなり、貫通電極の接続信頼性を向上させることができる。
本実施形態において、貫通電極基板２００の膜厚方向、すなわち、その上面に対して垂線方向から見たとき、貫通電極（ビア２４２）の断面形状は、特に限定されないが、例えば、円形形状、矩形形状、六角形や八角形等の多角形形状等が挙げられ、この中でも、円形形状であってもよい。
貫通電極（ビア２４２）は、例えば、銅、金、銀、ニッケル等からなる群から選択される一種以上の金属で構成された導電性錐台体であり、具体的には、導電性円錐台体、導電性多角錐台でもよく、より具体的には銅製円錐台体（銅ピラー）であってもよい。
貫通電極（ビア２４２）は、例えば、銅、金、銀、ニッケル等からなる群から選択される一種以上の金属で構成された導電性錐台体であり、具体的には、導電性円錐台体、導電性多角錐台でもよく、より具体的には銅製円錐台体（銅ピラー）であってもよい。
本実施形態において、図３（ｂ）に示すように、貫通電極（ビア２４２）はテーパー形状を有するため、感光性樹脂層２２０の上面側は、貫通電極の間隔が狭く、感光性樹脂層２２０の下面側は、貫通電極の間隔が広くなるように構成されている。このとき、貫通電極基板２００において、半導体チップ２１０の天面と上層配線層２５０の下面との間が有機絶縁層（感光性樹脂層２２０）によって埋設されるように構成することができる。このように、貫通電極の間隔が幅広な下面側（下層配線層２５２側）に半導体チップ２１０を設置することで、貫通電極および半導体チップ２１０の実装密度を高めることができる。
本実施形態の電子装置１００は、図３（ｂ）に示すように、有機絶縁層（感光性樹脂層２２０）中に、平面内に互いに離間するように複数の半導体チップ２１０が埋め込まれているように構成されていてもよい。このとき、隣接する半導体チップ２１０の間隙が有機絶縁層（感光性樹脂層２２０）によって埋設されている構成とすることが可能である。このため、感光性樹脂層２２０の材料や膜厚、ラミネート条件を適切に制御することで、このように、複数の半導体チップ２１０の埋め込み性が良好な構造を実現することができる。これにより、半導体チップ２１０の実装密度を高めることが可能になる。
本実施形態の電子装置１００において、図３（ａ）に示すように、下層配線層２５２を構成する配線は、断面視において、半導体チップ２１０の外側まで形成されていてもよい。これにより、複数の半導体チップ２１０が高密度に実装された構造の電極間ピッチ幅を、半田バンプ２６０への接続に最適なピッチ幅まで広げることができる。すなわち、半導体チップ２１０の実装密度を高めることが可能になる。
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
［感光性樹脂組成物の作製］
表１に従い配合された各成分の原料をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）に溶解させて混合溶液を得た。その後、混合溶液を０．２μｍのポリプロピレンフィルターで濾過し、ネガ型の感光性樹脂組成物（サンプル１、２）を得た。
表１における各成分の原料の詳細は下記のとおりである。
（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂１：多官能エポキシ樹脂（ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−７４０、ＤＩＣ株式会社製）
エポキシ樹脂２：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＬＸ−０１、ダイソー社製）
エポキシ樹脂３：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ＥＰＩＣＬＯＮ ８３０ＣＲＰ、ＤＩＣ株式会社製）
（硬化剤）
硬化剤１：ノボラック型フェノール樹脂（ＰＲ−５５６１７、住友ベークライト株式会社製）
（感光剤）
感光剤１：カチオン型光重合開始剤（ＣＰＩ３１０Ｂ、サンアプロ株式会社製）
（密着助剤）
密着助剤１：γ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−４０３Ｅ、信越化学工業株式会社製）
（界面活性剤）
界面活性剤１：ポリアクリレート系表面調整剤（ビックケミージャパン株式会社製、ＢＹＫ−３６５Ｎ）
表１に従い配合された各成分の原料をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）に溶解させて混合溶液を得た。その後、混合溶液を０．２μｍのポリプロピレンフィルターで濾過し、ネガ型の感光性樹脂組成物（サンプル１、２）を得た。
表１における各成分の原料の詳細は下記のとおりである。
（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂１：多官能エポキシ樹脂（ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−７４０、ＤＩＣ株式会社製）
エポキシ樹脂２：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＬＸ−０１、ダイソー社製）
エポキシ樹脂３：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ＥＰＩＣＬＯＮ ８３０ＣＲＰ、ＤＩＣ株式会社製）
（硬化剤）
硬化剤１：ノボラック型フェノール樹脂（ＰＲ−５５６１７、住友ベークライト株式会社製）
（感光剤）
感光剤１：カチオン型光重合開始剤（ＣＰＩ３１０Ｂ、サンアプロ株式会社製）
（密着助剤）
密着助剤１：γ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−４０３Ｅ、信越化学工業株式会社製）
（界面活性剤）
界面活性剤１：ポリアクリレート系表面調整剤（ビックケミージャパン株式会社製、ＢＹＫ−３６５Ｎ）
得られた感光性樹脂組成物について、次のような評価を行った。評価結果を表２に示す。
（感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層のウェハへの配置）
表２に従って、サンプル番号の感光性樹脂組成物を用い、所定の配置方法によってウェハ上に、所定の厚膜の感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を形成した。
表２に従って、サンプル番号の感光性樹脂組成物を用い、所定の配置方法によってウェハ上に、所定の厚膜の感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を形成した。
（ウェハへのラミネート）
表２中の配置方法がフィルムの場合、以下のようにして、フィルム状の感光性樹脂層をウェハ上にラミネートした。
得られた感光性樹脂組成物をキャリア基材上に、乾燥後膜厚が所定の厚み（９０μｍ）になるようバーコーターを用いて塗布し、１２０℃で１０分乾燥した。その後、感光性樹脂層（感光性樹脂フィルム）のキャリア基材とは他方の面に保護基材を貼り付けて、感光性樹脂シートを作成した。キャリア基材にはユニチカ株式会社製ＰＥＴフィルム（商品名ユニピール、膜厚３８μｍ）を、保護基材にはテイジンデュポン株式会社製ＰＥＴフィルム（商品名ピューレックス、膜厚３８μｍ）を使用した。
得られた感光性樹脂シートより保護基材を剥離し、感光性樹脂層がウェハに接するように配置した。続いて、真空加圧式ラミネーター（名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００／６００ＩＩ）を用いて、ウェハ（シリコンウェハ、サイズ：８ｉｎｃｈ、厚み：７２５μｍ）、感光性樹脂層およびキャリア基材の積層体に対して、８０℃、０．４ＭＰａで３０秒間加圧した後、当該積層体からキャリア基材を剥離し、ウェハ上に感光性樹脂層をラミネートした。
表２中の配置方法がフィルムの場合、以下のようにして、フィルム状の感光性樹脂層をウェハ上にラミネートした。
得られた感光性樹脂組成物をキャリア基材上に、乾燥後膜厚が所定の厚み（９０μｍ）になるようバーコーターを用いて塗布し、１２０℃で１０分乾燥した。その後、感光性樹脂層（感光性樹脂フィルム）のキャリア基材とは他方の面に保護基材を貼り付けて、感光性樹脂シートを作成した。キャリア基材にはユニチカ株式会社製ＰＥＴフィルム（商品名ユニピール、膜厚３８μｍ）を、保護基材にはテイジンデュポン株式会社製ＰＥＴフィルム（商品名ピューレックス、膜厚３８μｍ）を使用した。
得られた感光性樹脂シートより保護基材を剥離し、感光性樹脂層がウェハに接するように配置した。続いて、真空加圧式ラミネーター（名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００／６００ＩＩ）を用いて、ウェハ（シリコンウェハ、サイズ：８ｉｎｃｈ、厚み：７２５μｍ）、感光性樹脂層およびキャリア基材の積層体に対して、８０℃、０．４ＭＰａで３０秒間加圧した後、当該積層体からキャリア基材を剥離し、ウェハ上に感光性樹脂層をラミネートした。
（ウェハへの塗工）
一方、表２中の配置方法がスピンコートの場合、以下のようにして、塗工方法としてスピンコートを用いて、感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層をウェハ（シリコンウェハ、サイズ：８ｉｎｃｈ、厚み：７２５μｍ）上に形成した。
得られた感光性樹脂組成物をキャリア基材上に、乾燥後膜厚が所定の厚み（５０μｍ、９０μｍ、１２５μｍ）になるようスピンコーターを用いて塗布し、所定厚みが５０μｍまたは９０μｍの場合、１２０℃で５分乾燥し、所定厚みが１２５μｍの場合、１２０℃で１５分乾燥した。
一方、表２中の配置方法がスピンコートの場合、以下のようにして、塗工方法としてスピンコートを用いて、感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層をウェハ（シリコンウェハ、サイズ：８ｉｎｃｈ、厚み：７２５μｍ）上に形成した。
得られた感光性樹脂組成物をキャリア基材上に、乾燥後膜厚が所定の厚み（５０μｍ、９０μｍ、１２５μｍ）になるようスピンコーターを用いて塗布し、所定厚みが５０μｍまたは９０μｍの場合、１２０℃で５分乾燥し、所定厚みが１２５μｍの場合、１２０℃で１５分乾燥した。
（露光・露光後加熱）
続いて、感光性樹脂層に対して、Ｉ線ステッパーで２５０ｍＪ／ｃｍ２で露光した。その後、ホットプレートにて１２０℃で５分露光後加熱処理（ＰＥＢ）を行った。
続いて、感光性樹脂層に対して、Ｉ線ステッパーで２５０ｍＪ／ｃｍ２で露光した。その後、ホットプレートにて１２０℃で５分露光後加熱処理（ＰＥＢ）を行った。
（放置処理）
続いて、感光性樹脂層つきウェハを、室温下（２５℃）で、表２に記載の放置時間だけ放置した。表２中の放置時間が０分の場合、放置処理は行わなかった。
続いて、感光性樹脂層つきウェハを、室温下（２５℃）で、表２に記載の放置時間だけ放置した。表２中の放置時間が０分の場合、放置処理は行わなかった。
（現像・硬化）
続いて、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）で９０秒間スプレー現像することによって未露光部を溶解除去した。
以上により、パターンが形成されたネガ型感光性樹脂組成物の感光性樹脂層を得た。
得られたパターンは、上記感光性樹脂層の上面視において、縦：１００μｍ×横：１００μｍの八角形であった。このパターンの上面視における開口部について、角部におけるクラックについて観察した。
続いて、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）で９０秒間スプレー現像することによって未露光部を溶解除去した。
以上により、パターンが形成されたネガ型感光性樹脂組成物の感光性樹脂層を得た。
得られたパターンは、上記感光性樹脂層の上面視において、縦：１００μｍ×横：１００μｍの八角形であった。このパターンの上面視における開口部について、角部におけるクラックについて観察した。
（クラック評価）
各実施例および各比較例において、得られた開口部の角部におけるクラックについて、以下のように評価した。評価結果を表２に示す。
○：クラックやクラック跡とも完全に消失
△：クラックが消失したが、クラックの跡が残存
×：クラックが残存
各実施例および各比較例において、得られた開口部の角部におけるクラックについて、以下のように評価した。評価結果を表２に示す。
○：クラックやクラック跡とも完全に消失
△：クラックが消失したが、クラックの跡が残存
×：クラックが残存
実施例４の開口部における上面視の画像を図４に示す。実施例４において、クラックが完全に消失していることが分かった。
（反り量Ｘの測定方法）
各実施例および各比較例において、上記の放置処理後、現像前の、ウェハ上に形成された感光性樹脂層の反り量Ｘについては、表面粗さ形状測定機（東京精密社製、ＳＵＲＦＣＯＭ １４００Ｇ）を用いて測定した。測定幅：１９０ｍｍ、測定速さ６ｍｍ／ｓの条件で、表面粗さ形状測定機の接触式プローブを、ウェハの裏面の直径（最大径）に沿って、Ｘ方向とＹ方向（Ｘ方向に直交する方向）とに移動させることにより、ウェハ裏面における２つの測定値を得て、この２つの測定値の平均値を、上記反り量Ｘとした。
各実施例および各比較例において、上記の放置処理後、現像前の、ウェハ上に形成された感光性樹脂層の反り量Ｘについては、表面粗さ形状測定機（東京精密社製、ＳＵＲＦＣＯＭ １４００Ｇ）を用いて測定した。測定幅：１９０ｍｍ、測定速さ６ｍｍ／ｓの条件で、表面粗さ形状測定機の接触式プローブを、ウェハの裏面の直径（最大径）に沿って、Ｘ方向とＹ方向（Ｘ方向に直交する方向）とに移動させることにより、ウェハ裏面における２つの測定値を得て、この２つの測定値の平均値を、上記反り量Ｘとした。
反り量Ｘは、具体的に、次の（１）〜（５）の順番で測定した。
（１）シリコンウェハ(サイズ：８インチ、厚みＤ：７２５μｍ)の全面に、上述の配置条件にて、パターンが形成されていない、表２に記載の所定の厚さｔの感光性樹脂層を配置した。一例としては、スピンコートの場合、乾燥後の膜厚ｔが５０μｍとなるように、スピンコーターで感光性樹脂組成物をシリコンウェハの全面に塗布し、１２０℃で５分乾燥させて、シリコンウェハ上に、膜厚ｔの感光性樹脂層を配置した。
（２）（１）で得られた感光性樹脂層に対して、自動露光機を用いて、２５０ｍＪ／ｃｍ２で全面露光した。
（３）（２）の後、ホットプレートで１２０℃、５分露光後加熱した。
（４）（３）の後、感光性樹脂層つきシリコンウェハを、室温２５℃の環境下で、表２に記載の放置時間だけ放置した。
（５）（４）の後、測定幅ａ：１９０ｍｍ、測定速さ６ｍｍ／ｓの条件で、表面粗さ形状測定機の接触式プローブを、シリコンウェハの裏面の直径に沿って、Ｘ方向とＹ方向（Ｘ方向に直交する方向）とに移動させることにより、シリコンウェハ裏面における２方向の測定値を得て、この２つの測定値の平均値を、上記反り量Ｘとした。
（１）シリコンウェハ(サイズ：８インチ、厚みＤ：７２５μｍ)の全面に、上述の配置条件にて、パターンが形成されていない、表２に記載の所定の厚さｔの感光性樹脂層を配置した。一例としては、スピンコートの場合、乾燥後の膜厚ｔが５０μｍとなるように、スピンコーターで感光性樹脂組成物をシリコンウェハの全面に塗布し、１２０℃で５分乾燥させて、シリコンウェハ上に、膜厚ｔの感光性樹脂層を配置した。
（２）（１）で得られた感光性樹脂層に対して、自動露光機を用いて、２５０ｍＪ／ｃｍ２で全面露光した。
（３）（２）の後、ホットプレートで１２０℃、５分露光後加熱した。
（４）（３）の後、感光性樹脂層つきシリコンウェハを、室温２５℃の環境下で、表２に記載の放置時間だけ放置した。
（５）（４）の後、測定幅ａ：１９０ｍｍ、測定速さ６ｍｍ／ｓの条件で、表面粗さ形状測定機の接触式プローブを、シリコンウェハの裏面の直径に沿って、Ｘ方向とＹ方向（Ｘ方向に直交する方向）とに移動させることにより、シリコンウェハ裏面における２方向の測定値を得て、この２つの測定値の平均値を、上記反り量Ｘとした。
上記反り量Ｘが測定可能な最大値を超える場合には、５０μｍの厚みｔの反り量Ｘ５０から、下記の換算式を用いて、例えば、９０μｍや１２５μｍ等の所定の厚みｔを有する厚膜の感光性樹脂層の反り量Ｘｔ（Ｘ９０やＸ１２５等）を算出した。具体的には以下の通りである。
まず、上記の反り量Ｘの測定方法に従って、５０μｍの厚みｔを有する感光性樹脂層における反り量Ｘ５０を得た。続いて、曲率半径Ｒを求める下記式１に、得られた反り量Ｘ５０および測定幅ａを代入し、曲率半径Ｒを得た。続いて、内部応力σを求める下記式２に、得られた曲率半径Ｒ、使用したシリコンウェハの固有の値である厚みＤ、下記の弾性率Ｅおよびポアソン比νを代入し、内部応力σを得た。
上記式２を変形した曲率半径Ｒｔを求める下記式３に、得られた内部応力σと、所定の厚みｔ（９０μｍまたは１２５μｍなど）を代入して、曲率半径Ｒｔを得た。
上記式１を変形した曲率半径Ｘｔを求める下記式４に、得られた曲率半径Ｒｔおよび測定幅ａを代入して、所定の厚みｔ（９０μｍまたは１２５μｍなどでの）反り量Ｘ９０やＸ１２５を算出した。結果を表２に示す。
各実施例において適切な放置処理を実施することにより、各比較例と比べてクラックの残存を抑制できることが分かった。
以上、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明したが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
１００ 電子装置
２００ 貫通電極基板
２０２ 基板
２０４ 接着層
２０６ シリコンインターポーザー
２１０ 半導体チップ
２２０ 感光性樹脂層（有機絶縁層）
２３０ マスク
２４０ 開口部
２４２ ビア
２５０ 上層配線層
２５２ 下層配線層
２６０ 半田バンプ
３００ 半導体パッケージ
３１０ 半導体チップ
３２０ 基板
３３０ ボンディングワイヤ
３４０ 封止材層
３６０ 半田バンプ
２００ 貫通電極基板
２０２ 基板
２０４ 接着層
２０６ シリコンインターポーザー
２１０ 半導体チップ
２２０ 感光性樹脂層（有機絶縁層）
２３０ マスク
２４０ 開口部
２４２ ビア
２５０ 上層配線層
２５２ 下層配線層
２６０ 半田バンプ
３００ 半導体パッケージ
３１０ 半導体チップ
３２０ 基板
３３０ ボンディングワイヤ
３４０ 封止材層
３６０ 半田バンプ
Claims (12)
- 基板上に感光性樹脂層を配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記感光性樹脂層に露光処理を行う露光工程と、
前記露光工程の後、前記感光性樹脂層に露光後加熱処理を行う、露光後加熱工程と、
前記露光後加熱工程の後、前記感光性樹脂層に現像処理を行う現像工程と、を含む、電子装置の製造方法であって、
前記現像工程の前における前記基板上の前記感光性樹脂層の反り量をＸ（μｍ）とし、前記感光性樹脂層の膜厚をｔ（μｍ）としたとき、前記露光後加熱工程の後、前記現像工程の前に、Ｘ／ｔが７．０以下となるように、前記感光性樹脂層を放置する放置工程をさらに含む、電子装置の製造方法。 - 請求項１に記載の電子装置の製造方法であって、
前記放置工程は、室温条件下で行う、電子装置の製造方法。 - 請求項１または２に記載の電子装置の製造方法であって、
前記放置工程における放置時間は、前記露光後加熱工程における露光後加熱時間よりも長い、電子装置の製造方法。 - 請求項１から３のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法であって、
前記現像工程の後、前記感光性樹脂層に硬化処理を行う硬化工程をさらに含む、電子装置の製造方法。 - 請求項４に記載の電子装置の製造方法であって、
前記露光後加熱工程における露光後加熱温度は、前記硬化工程における硬化温度よりも低い、電子装置の製造方法。 - 請求項１から５のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法であって、
前記感光性樹脂層の厚みが、４０μｍ以上３００μｍ以下である、電子装置の製造方法。 - 請求項１から６のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法であって、
前記配置工程は、フィルム状の前記感光性樹脂層を前記基板に貼り付ける貼付工程またはワニス状の感光性樹脂組成物を塗布乾燥してなる前記感光性樹脂層を前記基板上に形成する塗布工程を含む、電子装置の製造方法。 - 請求項７に記載の電子装置の製造方法であって、
前記貼付工程は、
キャリア基材上に前記感光性樹脂層を形成する工程と、
前記キャリア基材が付いた前記感光性樹脂層を前記基板上に貼り付けた後、前記キャリア基材を分離する工程と、を含む、電子装置の製造方法。 - 請求項１から８のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法であって、
前記基板は、円形形状または四角形形状を有する基板である、電子装置の製造方法。 - 請求項１から９のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法であって、
前記感光性樹脂層は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、感光剤と、を含む、電子装置の製造方法。 - 請求項１から１０のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法であって、
前記感光性樹脂層に貫通電極を形成する貫通電極層形成工程をさらに含む、電子装置の製造方法。 - 請求項１１に記載の電子装置の製造方法であって、
前記配置工程の前に、前記基板上に半導体チップを配置する工程を行い、
前記配置工程は、前記半導体チップを前記感光性樹脂層で埋め込む工程を含み、
前記半導体チップの上の前記感光性樹脂層にビアを形成する工程を含む、電子装置の製造方法。
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|---|---|---|---|---|
| JPH06161108A (ja) * | 1992-11-17 | 1994-06-07 | Hitachi Chem Co Ltd | 感光性樹脂組成物及びこれを用いた感光性エレメント |
| JP2004214501A (ja) * | 2003-01-07 | 2004-07-29 | Sony Corp | ウエハーレベル・チップサイズ・パッケージおよびその製造方法 |
| WO2006035860A1 (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-06 | Sumitomo Bakelite Co., Ltd. | 半導体装置 |
| JP2015050365A (ja) * | 2013-09-03 | 2015-03-16 | 信越化学工業株式会社 | 半導体装置、積層型半導体装置、封止後積層型半導体装置、及びこれらの製造方法 |
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