JP5884477B2 - Semiconductor device manufacturing method, semiconductor device obtained thereby, and thermosetting resin composition used therefor - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法並びに熱硬化性樹脂組成物に関する。より詳しくは、微細化及び高密度化の要求が高い三次元半導体装置の装置間接続を充分に効率よく行うことができる製造方法に関し、熱硬化性樹脂にビアを有し、且つ、優れた信頼性を有する半導体装置を充分に効率的に製造する方法と、上記方法によって製造された半導体装置、並びに、半導体装置を製造するのに適した熱硬化性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, a manufacturing method thereof, and a thermosetting resin composition. More specifically, the present invention relates to a manufacturing method capable of performing connection between devices of a three-dimensional semiconductor device that is highly demanded for miniaturization and high density, and has a via in a thermosetting resin and excellent reliability. The present invention relates to a method for sufficiently efficiently manufacturing a semiconductor device having a property, a semiconductor device manufactured by the above method, and a thermosetting resin composition suitable for manufacturing the semiconductor device.
半導体装置は、半導体素子、半導体素子を実装するプリント配線板、半導体素子とプリント配線板の隙間に充填されるアンダーフィル材からなる。この半導体装置は、はんだボールを介して、実装基板に実装され、他の半導体装置と電気的な信号のやり取りを行う。
近年、半導体装置の軽薄短小化に伴って、半導体素子やプリント配線板の高密度化が進んでいる。また、半導体装置の上に半導体装置を積むパッケージ・オン・パッケージといった実装形態も盛んに行われており、今後、ますます半導体装置の実装密度は高くなると予想される。
The semiconductor device includes a semiconductor element, a printed wiring board on which the semiconductor element is mounted, and an underfill material filled in a gap between the semiconductor element and the printed wiring board. This semiconductor device is mounted on a mounting substrate via solder balls, and exchanges electrical signals with other semiconductor devices.
2. Description of the Related Art In recent years, as semiconductor devices have become lighter, thinner, and smaller, semiconductor elements and printed wiring boards have been increased in density. In addition, mounting forms such as a package-on-package in which a semiconductor device is stacked on a semiconductor device are actively performed, and it is expected that the mounting density of the semiconductor device will increase further in the future.
ところで、パッケージ・オン・パッケージのように半導体装置上に半導体装置を積む場合、下段の半導体装置のプリント配線板上に、上段の半導体装置を実装するための、外部接続用端子を設ける必要がある。従って、上段の半導体装置の外部接続用端子数が増加すれば、それに対応した外部接続用端子を下段の半導体装置に設ける必要があるが、従来の半導体装置は実装密度が低く、また、実装する半導体装置の外部接続用端子数も少ないことから、容易に外部接続端子を設けることができた。 By the way, when a semiconductor device is stacked on a semiconductor device like a package-on-package, it is necessary to provide an external connection terminal for mounting the upper semiconductor device on the printed wiring board of the lower semiconductor device. . Therefore, if the number of external connection terminals of the upper semiconductor device increases, it is necessary to provide corresponding external connection terminals in the lower semiconductor device. However, the conventional semiconductor device has a low mounting density and is mounted. Since the number of external connection terminals of the semiconductor device is small, the external connection terminals can be easily provided.
しかしながら、半導体素子及び半導体装置の微細化が進展し,外部接続端子数が増加するに従って、下段の半導体装置の半導体素子を熱硬化性樹脂で封止し、レーザーで装置間の接続用ビアを熱硬化性樹脂に設ける、いわゆるTMV(Through Mold Via)構造の半導体装置が台頭してきた(例えば特許文献1〜4参照)。 However, as miniaturization of semiconductor elements and semiconductor devices progresses and the number of external connection terminals increases, the semiconductor elements of the lower semiconductor device are sealed with a thermosetting resin, and the connection vias between the devices are heated with a laser. A so-called TMV (Through Mold Via) structure semiconductor device provided in a curable resin has emerged (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
特許文献1〜4に記載されている半導体装置は、レーザーを用いて熱硬化性樹脂材料にビアを設けるため、半導体装置のはんだボール径やピッチが狭小化した場合においても良好な装置間の接続を得ることができる。 Since the semiconductor devices described in Patent Documents 1 to 4 are provided with vias in the thermosetting resin material using a laser, even when the solder ball diameter or pitch of the semiconductor device is reduced, the connection between the devices is good. Can be obtained.
図8は、従来の半導体装置の製造方法を示す図である。図8(e)に示す半導体装置10Aは外部との電気的な信号のやり取りを行うためのビアを有する。半導体装置10Aは、半導体素子、半導体素子を実装するプリント配線板、半導体素子とプリント配線板の隙間に充填されるアンダーフィル材、半導体素子を封止する熱硬化性樹脂などで構成され、レーザー加工によってビアを適宜形成することによって得られる。 FIG. 8 shows a conventional method for manufacturing a semiconductor device. The semiconductor device 10A shown in FIG. 8E has vias for exchanging electrical signals with the outside. The semiconductor device 10A includes a semiconductor element, a printed wiring board on which the semiconductor element is mounted, an underfill material that fills a gap between the semiconductor element and the printed wiring board, a thermosetting resin that seals the semiconductor element, and the like. Can be obtained by appropriately forming vias.
半導体装置10Aは、まず、プリント配線板上に半導体素子を実装する(図8(a)参照)。次いで、半導体素子とプリント配線板の隙間にアンダーフィル材を充填し、必要に応じて硬化させる(図8(b)参照)。次いで、半導体素子を熱硬化性樹脂で封止し、必要に応じて硬化させる(図8(c)参照)。次いで、外部と電気的に接続することが必要な箇所を、YAGレーザーや炭酸ガスレーザー、更にはエキシマレーザーを用いてビアを形成し、プリント配線板上の電極を露出させる(図8(d)参照)。次いで、印刷法やボール搭載によって、ビア内にはんだを充填し、必要に応じて溶融させ、ビア内に均一にはんだを充填させることで半導体装置10Aを作製することができる(図8(e)参照)。このとき、はんだはプリント配線板の電極上に、予め供給されていても良い。 In the semiconductor device 10A, first, a semiconductor element is mounted on a printed wiring board (see FIG. 8A). Next, the gap between the semiconductor element and the printed wiring board is filled with an underfill material and cured as necessary (see FIG. 8B). Next, the semiconductor element is sealed with a thermosetting resin and cured as necessary (see FIG. 8C). Next, vias are formed using YAG laser, carbon dioxide laser, or excimer laser at the places that need to be electrically connected to the outside, and the electrodes on the printed wiring board are exposed (FIG. 8D). reference). Next, the semiconductor device 10A can be manufactured by filling the vias with solder by a printing method or ball mounting, melting as necessary, and uniformly filling the vias with the solder (FIG. 8E). reference). At this time, the solder may be supplied in advance on the electrodes of the printed wiring board.
このようにして得られた半導体装置10Aは、半導体装置上に、別の半導体装置を搭載することが可能となる。しかしながら、このような方法で製造された半導体装置10Aは、レーザー等の新規な設備導入が必要であること、レーザーの熱により熱硬化性樹脂が酸化するため、半導体装置上に別の半導体装置を搭載する際、フラックスの活性が阻害され、接続不良となりやすいこと、開口径に合わせて使用するレーザーを使い分ける必要があること、比較的大きな開口や特殊な開口を設けることが困難であること、ビア数の増加に伴ってビア形成に時間を要すること、等の問題があった。 The semiconductor device 10A thus obtained can be mounted with another semiconductor device on the semiconductor device. However, the semiconductor device 10A manufactured by such a method requires introduction of a new facility such as a laser, and the thermosetting resin is oxidized by the heat of the laser, so that another semiconductor device is mounted on the semiconductor device. When mounting, flux activity is hindered, connection failure is likely to occur, it is necessary to use different lasers according to the aperture diameter, it is difficult to provide a relatively large aperture or special aperture, via As the number increases, there are problems such as the time required for via formation.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、熱硬化性樹脂にビアを有し、且つ、優れた信頼性を有する半導体装置を充分に効率的に製造する方法を提供することを目的とする。また、本発明は、上記方法によって製造された半導体装置、並びに、半導体装置を製造するのに適した熱硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a method for sufficiently efficiently manufacturing a semiconductor device having vias in a thermosetting resin and having excellent reliability. And Another object of the present invention is to provide a semiconductor device manufactured by the above method and a thermosetting resin composition suitable for manufacturing the semiconductor device.
本発明は、
(I)導体回路を有するプリント配線板上に感光性樹脂組成物からなる層を形成後、当該層に対して露光処理及び現像処理を施してパターンを形成する工程と、
(II)プリント配線板上に半導体素子を搭載する工程と、
(III)半導体素子及び感光性樹脂組成物の少なくとも一部を覆うように、熱硬化性樹脂組成物からなる層を形成後、熱硬化する工程と、
(IV)熱硬化性樹脂組成物からなる層の表面を研削して感光性樹脂組成物のパターンを露出させる工程と、
(V)アルカリ処理によって感光性樹脂組成物のパターンを除去し、熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなり且つプリント配線板の表面にまで至る開口を有する層間絶縁層を形成する工程と、
(VI)印刷法、または電解めっき法、またはボール搭載により開口内に導電性金属または樹脂を形成する工程と、を備える半導体装置の製造方法である。
The present invention
(I) a step of forming a pattern of a photosensitive resin composition on a printed wiring board having a conductor circuit, and then subjecting the layer to exposure and development to form a pattern;
(II) mounting a semiconductor element on a printed wiring board;
(III) a step of thermosetting after forming a layer made of a thermosetting resin composition so as to cover at least part of the semiconductor element and the photosensitive resin composition;
(IV) a step of grinding a surface of a layer made of the thermosetting resin composition to expose a pattern of the photosensitive resin composition;
(V) removing the pattern of the photosensitive resin composition by alkali treatment, and forming an interlayer insulating layer made of a cured product of the thermosetting resin composition and having an opening reaching the surface of the printed wiring board;
(VI) A method of manufacturing a semiconductor device comprising: a printing method, an electrolytic plating method, or a step of forming a conductive metal or resin in an opening by ball mounting.
上記方法の特徴は、レジストとして機能する感光性樹脂組成物及び封止材料として機能する熱硬化性樹脂組成物のように、特性及び機能の異なる2種類の樹脂組成物と、アルカリ処理とを組み合わせることによって、アルカリ処理後に一括で封止材料にビアを形成するところにある。かかる方法によれば、図8に示したような、従来の半導体装置の製造方法と比較して、半導体装置を充分に効率的に形成できる。なお、本発明で半導体素子の封止に用いる熱硬化性樹脂は、粉状、ダブレット状、液状及びフィルム状のいずれも適用可能であり、半導体装置の製造に用いる装置に合わせて、選択することができる。 The above method is characterized by combining alkali treatment with two types of resin compositions having different characteristics and functions, such as a photosensitive resin composition that functions as a resist and a thermosetting resin composition that functions as a sealing material. Thus, vias are formed in the sealing material at once after the alkali treatment. According to this method, the semiconductor device can be formed sufficiently efficiently as compared with the conventional method for manufacturing a semiconductor device as shown in FIG. Note that the thermosetting resin used for sealing the semiconductor element in the present invention can be any of powder, doublet, liquid and film, and should be selected according to the apparatus used for manufacturing the semiconductor device. Can do.
上記方法において、上記(III)の工程における硬化温度が、150〜250℃であり、且つ加熱時間が30〜300分であることが好ましい。 In the said method, it is preferable that the hardening temperature in the process of said (III) is 150-250 degreeC, and heating time is 30-300 minutes.
また、上記(III)の工程における熱硬化を不活性ガスの雰囲気で行うことが好ましい。 Moreover, it is preferable to perform the thermosetting in the process (III) in an atmosphere of an inert gas.
上記方法において、プリント配線板の導体回路上の感光性樹脂組成物からなる層の厚さT1が、50〜300μmであることが好ましく、プリント配線板の導体回路上の熱硬化性樹脂組成物の層の厚さT2が、50〜300μmであることが好ましい。また、感光性樹脂組成物の層の厚さT1に対する熱硬化性樹脂組成物の層の厚さT2の比(T2/T1)が、1.0〜2.0であることが好ましい。 In the above method, the thickness T 1 of the photosensitive resin composition on the conductor circuit of the printed wiring board is preferably 50 to 300 μm, and the thermosetting resin composition on the conductor circuit of the printed wiring board. the thickness T 2 of the layers is preferably 50 to 300 [mu] m. In addition, the ratio (T 2 / T 1 ) of the layer thickness T 2 of the thermosetting resin composition to the layer thickness T 1 of the photosensitive resin composition is 1.0 to 2.0. preferable.
熱硬化性樹脂組成物が有する最小直径の開口において当該開口の直径Rminに対する当該開口の深さDの比(D/Rmin)が、0.1〜1.0であることが好ましい。
また、本発明は、上記のいずれかに記載の半導体装置の製造方法により得られる半導体装置である。
It is preferable that the ratio (D / R min ) of the depth D of the opening to the diameter R min of the opening in the opening having the minimum diameter of the thermosetting resin composition is 0.1 to 1.0.
Moreover, this invention is a semiconductor device obtained by the manufacturing method of one of said semiconductor devices.
また、本発明は、上記方法において使用される熱硬化性樹脂組成物であって、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミドイミド樹脂及び熱硬化性ポリイミド樹脂からなる群より選択される少なくとも一種を含む樹脂組成物と、最大粒径が5μm以下であり且つ平均粒径が1μm以下である無機フィラーと、を含有する熱硬化性樹脂組成物を提供する。 Further, the present invention is a thermosetting resin composition used in the above method, wherein the resin composition contains at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, a polyamideimide resin, and a thermosetting polyimide resin. And a thermosetting resin composition containing an inorganic filler having a maximum particle size of 5 μm or less and an average particle size of 1 μm or less.
なお、ここでいう無機フィラーの最大粒径及び平均粒径は日機装株式会社製の動的光散乱式ナノトラック粒度分布計「UPA−EX150」(日機装株式会社製)又はレーザー回折散乱式マイクロトラック粒度分布計「MT−3100」(日機装株式会社製)を用いて測定した値を意味する。 The maximum particle size and the average particle size of the inorganic filler here are dynamic light scattering type nano track particle size distribution meter “UPA-EX150” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) manufactured by Nikkiso Co., Ltd. or laser diffraction scattering type micro track particle size. It means a value measured using a distribution meter “MT-3100” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
本発明によれば、熱硬化性樹脂にビアを有し、且つ、優れた信頼性を有する半導体装置を充分に効率的に製造できる。 According to the present invention, a semiconductor device having vias in a thermosetting resin and having excellent reliability can be manufactured sufficiently efficiently.
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.
ここでは、図1に示す態様から、図7に示す熱硬化性樹脂にビアを設けた半導体装置10を製造する方法について説明する。なお、本発明の半導体装置の製造方法は、薄型化が進むフリップチップ型の半導体素子を実装する形態において特に好適である。また、電気的な接続を数多く必要とする半導体装置で特に好適である。
Here, a method of manufacturing the
図を参照しながら、本発明の半導体装置の製造方法について説明する。 A method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described with reference to the drawings.
プリント配線板2の表面に後述する感光性樹脂組成物からなる層3を形成し、マスクパターンを通して活性光線を照射することにより感光性樹脂組成物からなる層3の所定部分を露光し、露光部の感光性樹脂組成物からなる層を光硬化させる((I)工程の露光処理)。活性光線の光源としては、公知の光源を用いることができるが、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等の紫外線を有効に放射するものを使用できる。また、直接描画方式のダイレクトレーザ露光を用いてもよい。露光量は使用する装置や感光性樹脂組成物の組成によって異なるが、好ましくは10〜600mJ/cm2であり、より好ましくは20〜400mJ/cm2である。露光量が10mJ/cm2未満であると光硬化が不充分となりやすく、他方、600mJ/cm2を超えると光硬化が過剰となり感光性樹脂組成物からなる層3の形状を安定して得ることが困難となる傾向となる。
A
次いで、現像により露光部以外の感光性樹脂組成物からなる層3を除去することで、図2に示すようにプリント配線板の表面に感光性樹脂組成物からなるパターン3aを形成する((I)工程の現像処理)。感光性樹脂組成物からなるパターン3aは、後述のアルカリ処理によって除去され、熱硬化性樹脂組成物層5中の開口となる(図6参照)。このときに用いる現像液としては、例えば、20〜50℃の炭酸ナトリウムの希薄溶液(1〜5質量%水溶液)等のアルカリ現像液が用いられ、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング及びスクラッピング等の公知の方法により現像する。これにより所定の感光性樹脂組成物からなるパターン3aが形成される。
Next, by removing the
感光性樹脂組成物からなる層3の厚さT1は、好ましくは50〜300μmである。感光性樹脂組成物からなる層3の厚さT1が、300μmを超えて厚い場合、微細なパターンを形成することが困難となる傾向がある。他方、感光性樹脂組成物からなる層3の厚さが、50μm未満の場合、半導体素子を薄く、かつ半導体素子とプリント配線板の隙間を狭くする必要があり、半導体装置を製造することが難しくなるという事情がある。感光性樹脂組成物からなる層3の厚さT1は、図2に示すとおり、電極4(プリント配線板の導体回路)上の感光性樹脂組成物からなる層3の厚さをいう。
The thickness T 1 of the
次いで、図3に示すとおり、半導体素子1を所定の箇所に搭載し、実装する((II)工程)。半導体素子はフェイスアップでもフェイスダウンでも特に限定するものではないが、最近の高密度化や薄型化の観点から、フェイスダウンのフリップチップタイプが好ましい。フリップチップ実装は、フリップチップボンダを用いて行われる。必要に応じてフラックスを転写し、所定の荷重、温度で実装される。フリップチップボンダで接続する場合もあれば、その後のリフローで接続する場合もある。半導体素子を実装した後、必要に応じてフラックス洗浄が施される。必要に応じて乾燥処理を行い、半導体素子とプリント配線板の隙間にアンダーフィル材を充填し、熱硬化させる。 Next, as shown in FIG. 3, the semiconductor element 1 is mounted at a predetermined location and mounted (step (II)). The semiconductor element is not particularly limited to face-up or face-down, but a face-down flip chip type is preferable from the viewpoint of recent high density and thinning. Flip chip mounting is performed using a flip chip bonder. If necessary, the flux is transferred and mounted at a predetermined load and temperature. There are cases where the connection is made by a flip chip bonder, and cases where the connection is made by subsequent reflow. After mounting the semiconductor element, flux cleaning is performed as necessary. A drying process is performed as necessary, and a gap between the semiconductor element and the printed wiring board is filled with an underfill material, and is cured by heat.
次いで、図4に示すように、半導体素子とプリント配線板の表面(電極4、及び感光性樹脂組成物のパターン3a)を覆うように、後述する熱硬化性樹脂組成物からなる層5を形成する((III)工程)。熱硬化性樹脂組成物からなる層5を形成する工程では、粉状やタブレット状の場合はトランスファープレスによる成形、液状の場合は公知のスクリーン印刷、ロールコータによる塗布、フィルム状の場合は真空ラミネート等により貼り付ける工程を経ることにより、熱硬化性樹脂組成物からなる層5をプリント配線板上に形成させる。次いで、形成した熱硬化性樹脂組成物からなる層5を熱硬化させる((III)工程)。熱硬化性樹脂組成物としては、粉状、タブレット状、液状及びフィルム状のいずれも適用可能であり、半導体装置の製造に用いる装置に合わせて、選択することができる。
Next, as shown in FIG. 4, a
熱硬化性樹脂組成物からなる層5T2は、好ましくは50〜300μmである。熱硬化性樹脂組成物からなる層5の厚さT2が300μmを超えて厚い場合、微細なパターンを形成することが困難となる傾向がある。他方、熱硬化性樹脂組成物からなる層の厚さが、50μm未満の場合は、半導体素子を薄く、かつ半導体素子とプリント配線板の隙間を狭くする必要があり、半導体装置を製造することが難しくなるという事情がある。熱硬化性樹脂組成物からなる層5の厚さT2は、図4に示すとおり、電極4(プリント配線板の導体回路)上の熱硬化性樹脂組成物の層5の厚さをいう。また、感光性樹脂組成物からなる層3の厚さT1と熱硬化性樹脂組成物からなる層5の厚さT2は同じ厚さであることが好ましい。
The layer 5T 2 made of the thermosetting resin composition is preferably 50 to 300 μm. When the thickness T 2 of the
上記製造方法において感光性樹脂組成物の層3の厚さT1に対する熱硬化性樹脂組成物の層5の厚さT2の比(T2/T1)は、1.0〜2.0であり、好ましくは、1.0〜1.5である。T2/T1が1.0未満では、感光性樹脂組成物のパターン3aを熱硬化性樹脂組成物からなる層5で埋め込むことができないためである。逆に、T2/T1が2.0を超えて大きい場合、感光性樹脂組成物の層3上の熱硬化性樹脂組成物からなる層5が厚くなり、その結果、熱硬化性樹脂組成物からなる層5が熱硬化してなる層に対してアルカリ処理や研磨による研削処理((IV)工程)に時間が掛かるだけでなく、アルカリ液の劣化の原因となりやすい。
In the above production method, the ratio (T 2 / T 1 ) of the thickness T 2 of the
熱硬化の処理では、熱硬化温度が150〜250℃であり、加熱時間(硬化時間)が30〜300分であることが好ましい。また、より好ましくは硬化温度が160〜200℃であり、硬化時間が30〜120分である。硬化温度が150℃未満、硬化時間が30分未満と短いと、熱硬化が不充分となり、その後の研削処理(デスミア処理等)で過研削及びはく離され易くなり熱硬化性樹脂のはく離の原因となる。一方、硬化温度が250℃を超えて高く、硬化時間が300分を超えて長いと、酸化が進み、樹脂の劣化、及び導体回路の材料である銅界面で、はく離が発生し易くなるためである。熱硬化には、クリーンオーブンが一般的に用いられ、銅の酸化を抑制するため、窒素等の不活性ガスの雰囲気中で硬化を行うのが好ましい。 In the heat curing treatment, the heat curing temperature is preferably 150 to 250 ° C., and the heating time (curing time) is preferably 30 to 300 minutes. More preferably, the curing temperature is 160 to 200 ° C., and the curing time is 30 to 120 minutes. If the curing temperature is less than 150 ° C. and the curing time is as short as less than 30 minutes, thermal curing will be insufficient, and subsequent grinding treatment (desmear treatment, etc.) will cause overgrinding and peeling, which may cause peeling of the thermosetting resin. Become. On the other hand, if the curing temperature is higher than 250 ° C. and the curing time is longer than 300 minutes, the oxidation progresses, and the deterioration of the resin is likely to occur at the copper interface that is the material of the conductor circuit. is there. A clean oven is generally used for thermosetting, and it is preferable to perform curing in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen in order to suppress copper oxidation.
次いで、図5に示すように、熱硬化処理後の熱硬化性樹脂組成物の層5の表面を研削して感光性樹脂組成物のパターン3aを露出させる((IV)工程)。感光性樹脂組成物のパターン3aの露出は、後述のアルカリ処理によって実施してもよいし、熱硬化性樹脂組成物の層5が厚い場合には研磨(機械研磨や化学機械研磨(CMP)等)によって実施してもよい。研磨処理を実施する場合、具体的には、研磨機やバックグラインダー等の装置を用いて、紙や布等に研磨材を接着した研磨布紙やサンドペーパーで研削する。特に、研磨材は限定するものではないが、溶融アルミナ、炭化ケイ素等の人造研磨材やガーネットやエメリー等の天然研磨材が利用される。特に、砥粒の粒度は限定するものではないが、表面に傷が残らないように、最後には#1500以上で研削するのが望ましい。更に、この研磨工程と後述のアルカリ処理は各々個別の装置で行っても良いし、これら工程を一連の工程として組み込んだ装置で行っても良い。また、研削は、感光性樹脂組成物のパターン3aを露出させるだけでなく、半導体素子の表面を露出させてもよい。半導体素子の表面を露出させた場合、放熱特性が向上するからである。
Next, as shown in FIG. 5, the surface of the
研削処理によって感光性樹脂組成物のパターン3aを露出させた後、アルカリ処理によって感光性樹脂組成物のパターン3aをはく離及び除去し、図6に示すように、プリント配線板の表面にまで至る開口5hを有する熱硬化性樹脂組成物を形成する((V)工程)。上記アルカリ処理は、例えば、過マンガン酸ナトリウム液、水酸化ナトリウム液、過マンガン酸カリウム液、クロム液、硫酸等の混合液に被処理基板を浸漬することによって実施できる。具体的には、熱湯や所定の膨潤液を用いて被処理基板を膨潤処理した後、過マンガン酸ナトリウム液等で残渣等を除去し、還元(中和)を行った後、水洗、湯洗、乾燥を行う。1回の処理を行っても充分な開口が形成されない場合は複数回処理を行ってもよい。なお、アルカリ処理は上記のものに限定されない。また、アルカリ処理後に、再度、熱硬化性樹脂の熱硬化を行ってもよい。用いる熱硬化性樹脂によっても効果は異なるが、熱硬化させることで、ガラス転移温度を上げることができるだけでなく、低熱膨張化を図ることができるからである。
(IV)の熱硬化性樹脂組成物からなる層の表面を研削して感光性樹脂組成物のパターンを露出させる工程と、(V)のアルカリ処理によって感光性樹脂組成物のパターンを除去し、開口を有する層間絶縁層を形成する工程とを連続して行うこともできる。アルカリ薬液を用いて、熱硬化性樹脂組成物からなる層の表面を研削(エッチング)し、さらに露出した感光性樹脂組成物のパターンを同じ薬液で除去することができ、この方法は、製造の効率化を図ることができるので好ましい。
After the pattern 3a of the photosensitive resin composition is exposed by the grinding process, the pattern 3a of the photosensitive resin composition is peeled and removed by the alkali process, and the opening reaching the surface of the printed wiring board as shown in FIG. A thermosetting resin composition having 5 h is formed (step (V)). The alkali treatment can be performed, for example, by immersing the substrate to be treated in a mixed solution of sodium permanganate solution, sodium hydroxide solution, potassium permanganate solution, chromium solution, sulfuric acid, or the like. Specifically, after the substrate to be treated is swelled with hot water or a predetermined swelling liquid, residues, etc. are removed with sodium permanganate liquid, etc., and reduction (neutralization) is performed, followed by washing with water and washing with hot water. , Dry. If a sufficient opening is not formed even after a single process, the process may be performed multiple times. The alkali treatment is not limited to the above. Further, after the alkali treatment, thermosetting of the thermosetting resin may be performed again. Although the effect varies depending on the thermosetting resin to be used, not only can the glass transition temperature be raised by thermosetting, but also low thermal expansion can be achieved.
Grinding the surface of the layer made of the thermosetting resin composition of (IV) to expose the pattern of the photosensitive resin composition, and removing the pattern of the photosensitive resin composition by the alkali treatment of (V), The step of forming an interlayer insulating layer having an opening can also be performed continuously. The surface of the layer made of the thermosetting resin composition can be ground (etched) with an alkaline chemical solution, and the exposed pattern of the photosensitive resin composition can be removed with the same chemical solution. Since efficiency can be achieved, it is preferable.
次いで、図7示すように、熱硬化性樹脂の開口部に導電材料を印刷法、電解めっき法、ボール搭載などにより形成する((VI)工程)。上記導電材料は特に制限はないが、通常、共晶はんだや脱鉛はんだが使用される。必要に応じてはんだを溶融させることによって、半導体装置10を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 7, a conductive material is formed in the opening of the thermosetting resin by printing, electrolytic plating, ball mounting, or the like (step (VI)). The conductive material is not particularly limited, but usually eutectic solder or lead-free solder is used. The
熱硬化性樹脂組成物層5が有するビアの開口の直径(図5に示すR)は、特に限定しないものの、熱硬化性樹脂組成物層5が有する最小直径の開口の直径Rminに対する当該開口の深さの比(D/Rmin)は、好ましくは0.1〜1.0であり、より好ましくは0.2〜0.8である。D/Rminが0.1未満である場合、径の小さい開口部を設ける際に熱硬化性樹脂組成物層5を薄くできなくなるためである。逆に、D/Rminが1.0を超える場合、径の小さい開口部を設ける際に感光性樹脂組成物からなる層3がはく離せず、所定の開口部を設けることが困難であるためである。開口の形状は、円形状であるが、楕円形等であってもよい。なお、開口の形成が円以外の場合、直径Rは、円相当直径を用いればよい。
Although the diameter of the via opening (R shown in FIG. 5) of the thermosetting
上記の半導体装置10は微細化、高密度化、及び薄型化が進むフリップチップ型の半導体素子を実装する形態において特に好適である。また、電気的な接続を数多く必要とする半導体装置で特に好適である。
The
次に、上述の半導体装置10の製造に用いられる感光性樹脂組成物及び熱硬化性樹脂組成物について詳細に説明するが、本発明はこれらの樹脂組成に限定されるものではない。
Next, although the photosensitive resin composition and thermosetting resin composition used for manufacture of the above-mentioned
半導体装置10の製造に用いる感光性樹脂組成物は、特に限定するものではないが、以下のものが好適である。すなわち、感光性樹脂層の形成に好適な感光性樹脂組成物は、
(a)バインダーポリマーと、
(b)エチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する光重合性化合物と、
(c)光重合開始剤と、
を含有する、ことが好ましい。
Although the photosensitive resin composition used for manufacture of the
(A) a binder polymer;
(B) a photopolymerizable compound having at least one ethylenically unsaturated bond;
(C) a photopolymerization initiator;
It is preferable to contain.
感光性樹脂組成物は、(d)無機フィラーを含まないことが好ましい。この場合、現像後の解像度が向上し、微細なパターンを形成でき、アルカリ処理(デスミア処理)ではく離した後の開口部側面が平滑になる傾向にある。 It is preferable that the photosensitive resin composition does not contain (d) an inorganic filler. In this case, the resolution after development is improved, a fine pattern can be formed, and the side surface of the opening after peeling by alkali treatment (desmear treatment) tends to be smooth.
上記(a)バインダーポリマー(以下、便宜的に「(a)成分」という場合がある)としては、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、アミド系樹脂、アミドエポキシ系樹脂、アルキド系樹脂、及びフェノール系樹脂等が挙げられる。アルカリ現像性の観点からは、アクリル系樹脂が好ましい。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。(a)バインダーポリマーは、例えば、重合性単量体をラジカル重合させることにより製造することができる。 Examples of the (a) binder polymer (hereinafter sometimes referred to as “component (a)” for the sake of convenience) include, for example, acrylic resins, styrene resins, epoxy resins, amide resins, amide epoxy resins, alkyds. Resin, phenol resin and the like. An acrylic resin is preferable from the viewpoint of alkali developability. These can be used alone or in combination of two or more. (A) The binder polymer can be produced, for example, by radical polymerization of a polymerizable monomer.
上記重合性単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、及びα−メチルスチレン等のα−位若しくは芳香族環において置換されている重合可能なスチレン誘導体、ジアセトンアクリルアミド等のアクリルアミド、アクリロニトリル及びビニル−n−ブチルエーテル等のビニルアルコールのエーテル類、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ベンジルエステル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリルエステル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、α−ブロモ(メタ)アクリル酸、α−クロル(メタ)アクリル酸、β−フリル(メタ)アクリル酸、β−スチリル(メタ)アクリル酸、マレイン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノイソプロピル等のマレイン酸モノエステル、フマール酸、ケイ皮酸、α−シアノケイ皮酸、イタコン酸、クロトン酸、プロピオール酸等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、(メタ)アクリルは、アクリル又は、それに対応するメタクリルを意味し、例えば、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸又は、それに対応するメタクリル酸を示す。 Examples of the polymerizable monomer include polymerizable styrene derivatives substituted at the α-position or aromatic ring such as styrene, vinyltoluene, and α-methylstyrene, acrylamide such as diacetone acrylamide, acrylonitrile, and the like. Vinyl alcohol ethers such as vinyl-n-butyl ether, (meth) acrylic acid alkyl ester, (meth) acrylic acid benzyl ester, (meth) acrylic acid tetrahydrofurfuryl ester, (meth) acrylic acid dimethylaminoethyl ester, ( (Meth) acrylic acid diethylaminoethyl ester, (meth) acrylic acid glycidyl ester, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, α-Bromo (meth) acrylic acid, α-chloro (meth) acrylic acid, β-furyl (meth) acrylic acid, β-styryl (meth) acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, monomethyl maleate, maleic acid Examples thereof include maleic acid monoesters such as monoethyl and monoisopropyl maleate, fumaric acid, cinnamic acid, α-cyanocinnamic acid, itaconic acid, crotonic acid and propiolic acid. These can be used alone or in combination of two or more. In addition, (meth) acryl means acryl or methacryl corresponding to it, for example, (meth) acrylic acid shows acrylic acid or methacrylic acid corresponding to it.
また、(a)バインダーポリマーは、アルカリ現像性の見地から、カルボキシル基を含有させることが好ましく、例えば、カルボキシル基を有する重合性単量体とその他の重合性単量体をラジカル重合させることにより製造することができる。上記カルボキシル基を有する重合性単量体としては、(メタ)アクリル酸が好ましく、中でもメタクリル酸がより好ましい。 Further, (a) the binder polymer preferably contains a carboxyl group from the viewpoint of alkali developability, for example, by radical polymerization of a polymerizable monomer having a carboxyl group and another polymerizable monomer. Can be manufactured. As the polymerizable monomer having a carboxyl group, (meth) acrylic acid is preferable, and methacrylic acid is more preferable.
上記(a)バインダーポリマーのカルボキシル基含有量(使用する全重合性単量体に対するカルボキシル基を有する重合性単量体の割合)は、アルカリ現像性とアルカリ耐性のバランスの見地から、好ましくは12〜50質量%であり、より好ましくは12〜40質量%であり、更に好ましくは15〜30質量%であり、特に好ましくは15〜25質量%である。このカルボキシル基含有量が12質量%未満では、アルカリ現像性が劣る傾向があり、50質量%を超えるとアルカリ耐性が劣る傾向がある。 The carboxyl group content (a) of the binder polymer (the ratio of the polymerizable monomer having a carboxyl group to the total polymerizable monomer used) is preferably 12 from the viewpoint of the balance between alkali developability and alkali resistance. It is -50 mass%, More preferably, it is 12-40 mass%, More preferably, it is 15-30 mass%, Most preferably, it is 15-25 mass%. When the carboxyl group content is less than 12% by mass, alkali developability tends to be inferior, and when it exceeds 50% by mass, alkali resistance tends to be inferior.
(a)バインダーポリマーの重量平均分子量は、機械強度及びアルカリ現像性のバランスの見地から、好ましくは20,000〜300,000であり、より好ましくは40,000〜150,000であり、更に好ましくは50,000〜120,000である。重量平均分子量が、20,000未満では耐現像液性が低下する傾向があり、300,000を超えると現像時間が長くなる傾向がある。なお、本実施形態において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定され、標準ポリスチレンを用いて作成した検量線により換算された値でとする。 (A) The weight average molecular weight of the binder polymer is preferably 20,000 to 300,000, more preferably 40,000 to 150,000, and still more preferably, from the viewpoint of the balance between mechanical strength and alkali developability. Is 50,000 to 120,000. When the weight average molecular weight is less than 20,000, the developer resistance tends to decrease, and when it exceeds 300,000, the development time tends to be long. In the present embodiment, the weight average molecular weight is a value measured by a gel permeation chromatography method and converted by a calibration curve created using standard polystyrene.
(b)エチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する光重合性化合物(以下、便宜的に「(b)成分」という)としては、例えば、多価アルコールにα,β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、ビスフェノールA系(メタ)アクリレート化合物、グリシジル基含有化合物にα、β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、ウレタン結合を有する(メタ)アクリレート化合物等のウレタンモノマー、ノニルフェノキシオクタエチレンオキシ(メタ)アクリレートなどのノニルフェノキシポリエチレンオキシ(メタ)アクリレート、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β´−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、β−ヒドロキシエチル−β´−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、β−ヒドロキシプロピル−β´−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、(メタ)アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。 (B) As a photopolymerizable compound having at least one ethylenically unsaturated bond (hereinafter referred to as “component (b)” for convenience), for example, polyhydric alcohol is reacted with α, β-unsaturated carboxylic acid. Urethane monomers such as (meth) acrylate compounds having a urethane bond, compounds obtained by reacting α, β-unsaturated carboxylic acids with bisphenol A-based (meth) acrylate compounds, glycidyl group-containing compounds, Nonylphenoxypolyethyleneoxy (meth) acrylates such as nonylphenoxyoctaethyleneoxy (meth) acrylate, γ-chloro-β-hydroxypropyl-β ′-(meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, β-hydroxyethyl-β ′ -(Meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, β-hydro Shipuropiru -Beta'- (meth) acryloyloxyethyl -o- phthalate, and (meth) acrylic acid alkyl ester. These may be used alone or in combination of two or more.
上記(c)成分の光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、N,N´−テトラメチル−4,4´−ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、N,N´−テトラエチル−4,4´−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4´−ジメチルアミノベンゾフェノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、及び2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパノン−1等の芳香族ケトン、2−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ベンズアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2,3−ジフェニルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−メチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナンタラキノン、2−メチル1,4−ナフトキノン、及び2,3−ジメチルアントラキノン等のキノン類、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、及びベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物、ベンゾイン、メチルベンゾイン、及びエチルベンゾイン等のベンゾイン化合物、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、9,10−ジメトキシアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン、9,10−ジプロポキシアントラセン、9,10−ジブトキシアントラセン、及び9,10−ジペントキシアントラセン等の置換アントラセン類、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、及び2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体、クマリン系化合物、オキサゾール系化合物、ピラゾリン系化合物等が挙げられる。ここで、2つの2,4,5−トリアリールイミダゾールのアリール基の置換基は同一で対称な化合物を与えてもよいし、相違して非対称な化合物を与えてもよい。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と3級アミン化合物とを組み合わせてもよい。また、密着性及び感度のバランスの見地から、2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体がより好ましい。これらは、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。 Examples of the photopolymerization initiator of the component (c) include benzophenone, N, N′-tetramethyl-4,4′-diaminobenzophenone (Michler ketone), N, N′-tetraethyl-4,4′-diaminobenzophenone. 4-methoxy-4'-dimethylaminobenzophenone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1, and 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl]- Aromatic ketones such as 2-morpholino-propanone-1, 2-ethylanthraquinone, phenanthrenequinone, 2-tert-butylanthraquinone, octamethylanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone, 2,3-benzanthraquinone, 2-phenylanthraquinone 2,3-diphenylanthraquinone, 1-chloro Quinones such as loanthraquinone, 2-methylanthraquinone, 1,4-naphthoquinone, 9,10-phenantharaquinone, 2-methyl-1,4-naphthoquinone, and 2,3-dimethylanthraquinone, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether And benzoin ether compounds such as benzoin phenyl ether, benzoin compounds such as benzoin, methylbenzoin, and ethylbenzoin, benzyl derivatives such as benzyldimethyl ketal, 9,10-dimethoxyanthracene, 9,10-diethoxyanthracene, 9,10 -Substituted anthracenes such as dipropoxyanthracene, 9,10-dibutoxyanthracene, and 9,10-dipentoxyanthracene, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer 2- (o-chlorophenyl) -4,5-di (methoxyphenyl) imidazole dimer, 2- (o-fluorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2- (o-methoxyphenyl) 2,4,5-diphenylimidazole dimer, 2,4,5-triarylimidazole dimer such as 2- (p-methoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, coumarin compound, oxazole Compounds, pyrazoline compounds, and the like. Here, the substituents of the aryl groups of two 2,4,5-triarylimidazoles may give the same and symmetric compounds, or differently give asymmetric compounds. Moreover, you may combine a thioxanthone type compound and a tertiary amine compound like the combination of diethyl thioxanthone and dimethylaminobenzoic acid. In addition, 2,4,5-triarylimidazole dimer is more preferable from the viewpoint of balance between adhesion and sensitivity. These are used alone or in combination of two or more.
上記(a)バインダーポリマーの含有量は、(a)成分及び(b)成分の総量100質量部に対して、好ましくは30〜80質量部であり、より好ましくは40〜75質量部であり、更に好ましくは50〜70質量部である。(a)成分の含有量がこの範囲であると、感光性樹脂組成物の塗膜性及び光硬化物の強度がより良好となる。上記(b)エチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する光重合性化合物の含有量は、(a)成分及び(b)成分の総量100質量部に対して、好ましくは20〜70質量部であり、より好ましくは25〜60質量部であり、更に好ましくは30〜50質量部である。(b)成分の含有量がこの範囲であると、感光性樹脂組成物の光感度及び塗膜性がより良好となる。 The content of the (a) binder polymer is preferably 30 to 80 parts by mass, more preferably 40 to 75 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (a) and (b). More preferably, it is 50-70 mass parts. When the content of the component (a) is within this range, the coating properties of the photosensitive resin composition and the strength of the photocured product become better. The content of the photopolymerizable compound (b) having at least one ethylenically unsaturated bond is preferably 20 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass as a total of the components (a) and (b). More preferably, it is 25-60 mass parts, More preferably, it is 30-50 mass parts. When the content of the component (b) is within this range, the photosensitivity and coating property of the photosensitive resin composition become better.
上記(c)光重合開始剤の含有量は、(a)成分及び(b)成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.01〜30質量部であり、より好ましくは0.1〜20質量部であり、更に好ましくは0.2〜10質量部である。(c)成分の含有量がこの範囲であると、感光性樹脂組成物の光感度及び内部の光硬化性がより良好となる。 The content of the (c) photopolymerization initiator is preferably 0.01 to 30 parts by mass, more preferably 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (a) and (b). 20 parts by mass, more preferably 0.2 to 10 parts by mass. When the content of the component (c) is within this range, the photosensitivity and the internal photocurability of the photosensitive resin composition become better.
感光性樹脂組成物は、(d)無機フィラーを充填しないフィラーレスであることが好ましいが、少量であれば充填しても構わない。(d)無機フィラーを少量充填することで、収縮量が小さくなるとともに、剛性が高くなり、厚さ寸法精度を向上させることができる。しかしながら、感光性樹脂組成物の総量100質量部に対して5質量部を超えて充填した場合、解像性が著しく低下するため、(d)無機フィラーを充填する場合は、充填量が感光性樹脂組成物の総量100質量部に対して5質量部以下とすることが好ましい。 Although it is preferable that the photosensitive resin composition is (d) filler-less without filling with an inorganic filler, it may be filled with a small amount. (D) By filling a small amount of the inorganic filler, the shrinkage amount becomes small, the rigidity becomes high, and the thickness dimensional accuracy can be improved. However, when the amount exceeds 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the photosensitive resin composition, the resolution is remarkably lowered. Therefore, when (d) an inorganic filler is filled, the filling amount is photosensitive. It is preferable to set it as 5 mass parts or less with respect to 100 mass parts of total amounts of a resin composition.
(d)無機フィラーとしては、例えば、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、粉状酸化珪素、無定形シリカ、タルク、クレー、焼成カオリン、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、雲母粉等の無機充填剤が使用できる。特に好ましくは、シリカフィラーで一次粒径のまま、凝集することなく樹脂中に分散させるために、シランカップリング剤を用いたものが望ましい。
なお、感光性樹脂組成物に、(d)無機フィラーを含む場合は、最大粒径が5μm以下、好ましくは2μm以下であり、より好ましくは1μm以下である。また、(d)無機フィラーの平均粒径は、解像度の観点から、好ましくは300nm以下であり、より好ましくは100nm以下である。
(D) Examples of inorganic fillers include barium sulfate, barium titanate, powdered silicon oxide, amorphous silica, talc, clay, calcined kaolin, magnesium carbonate, calcium carbonate, aluminum oxide, aluminum hydroxide, and mica powder. Inorganic fillers can be used. In particular, it is desirable to use a silane coupling agent in order to disperse the silica particle in the resin without agglomeration with the primary particle size.
When the photosensitive resin composition contains (d) an inorganic filler, the maximum particle size is 5 μm or less, preferably 2 μm or less, more preferably 1 μm or less. In addition, (d) the average particle size of the inorganic filler is preferably 300 nm or less, more preferably 100 nm or less, from the viewpoint of resolution.
また、感光性樹脂組成物には、必要に応じて、マラカイトグリーン、ビクトリアピュアブルー、ブリリアントグリーン、及びメチルバイオレット等の染料、トリブロモフェニルスルホン、ロイコクリスタルバイオレット、ジフェニルアミン、ベンジルアミン、トリフェニルアミン、ジエチルアニリン、o−クロロアニリン及びターシャリブチルカテコール等の光発色剤、熱発色防止剤、p−トルエンスルホンアミド等の可塑剤、顔料、充填剤、消泡剤、難燃剤、密着性付与剤、レベリング剤、剥離促進剤、酸化防止剤、香料、イメージング剤、熱架橋剤、重合禁止剤等を(a)成分及び(b)成分の総量100質量部に対して各々0.01〜20質量部含有することができる。これらは、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。 In addition, the photosensitive resin composition includes, if necessary, dyes such as malachite green, Victoria pure blue, brilliant green, and methyl violet, tribromophenyl sulfone, leuco crystal violet, diphenylamine, benzylamine, triphenylamine, Photochromic agents such as diethylaniline, o-chloroaniline and tertiary butyl catechol, thermochromic inhibitors, plasticizers such as p-toluenesulfonamide, pigments, fillers, antifoaming agents, flame retardants, adhesion-imparting agents, 0.01 to 20 parts by mass of a leveling agent, a peeling accelerator, an antioxidant, a fragrance, an imaging agent, a thermal crosslinking agent, a polymerization inhibitor and the like with respect to 100 parts by mass of the total amount of the component (a) and the component (b). Can be contained. These are used alone or in combination of two or more.
感光性樹脂組成物には、必要に応じて、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、N,N−ジメチルホルムアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の溶剤又はこれらの混合溶剤に溶解して固形分30〜60質量%の溶液として塗布することができる。これらは、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。 If necessary, the photosensitive resin composition is dissolved in a solvent such as methanol, ethanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, toluene, N, N-dimethylformamide, propylene glycol monomethyl ether, or a mixed solvent thereof. And can be applied as a solution having a solid content of 30 to 60% by mass. These are used alone or in combination of two or more.
感光性樹脂組成物には、特に制限はないが、金属面、例えば、銅、銅系合金、ニッケル、クロム、鉄、ステンレス等の鉄系合金、好ましくは銅、銅系合金、鉄系合金の表面上に、液状レジストとして塗布して乾燥後、必要に応じて保護フィルムを被覆して用いるか、感光性エレメントの形態で用いられることが好ましい。 Although there is no restriction | limiting in particular in the photosensitive resin composition, Metal surfaces, for example, iron-type alloys, such as copper, a copper-type alloy, nickel, chromium, iron, stainless steel, Preferably copper, a copper-type alloy, and an iron-type alloy It is preferable that the surface is applied as a liquid resist and dried, and then coated with a protective film, if necessary, or used in the form of a photosensitive element.
感光性エレメントの形態とは、支持体と、該支持体上に上記感光性樹脂組成物の溶液を均一に塗布、乾燥して形成された感光性樹脂組成物層(樹脂層)とを備えるものであり、感光性樹脂組成物の層上にはそれを被覆する保護フィルムをさらに備えていてもよい。支持体としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びポリエステル等の耐熱性及び耐溶剤性を有する重合体フィルム上に感光性樹脂組成物を塗布、乾燥することにより得られる。透明性の見地からは、ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いることが好ましい。 The form of the photosensitive element includes a support and a photosensitive resin composition layer (resin layer) formed by uniformly applying and drying the solution of the photosensitive resin composition on the support. In addition, a protective film for coating the photosensitive resin composition layer may be further provided. The support can be obtained, for example, by applying and drying a photosensitive resin composition on a polymer film having heat resistance and solvent resistance such as polyethylene terephthalate, polypropylene, polyethylene, and polyester. From the viewpoint of transparency, it is preferable to use a polyethylene terephthalate film.
半導体装置10の製造に用いる熱硬化性樹脂組成物は、特に限定するものではないが、以下のものが好適である。すなわち、封止材料の形成に好適な熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミドイミド樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂からなる群より選択される少なくとも一種を含む樹脂組成物と、最大粒径が5μm以下であり且つ平均粒径が1μm以下である無機フィラーと、を含むことが好ましい。
Although the thermosetting resin composition used for manufacture of the
エポキシ樹脂としては、分子内に1つ以上のグリシジル基を有するエポキシ樹脂が好ましい。無機フィラーの充填量は、好ましくは0〜90質量%の範囲、より好ましくは20〜70質量%の範囲、更に好ましくは30〜60質量%である。 The epoxy resin is preferably an epoxy resin having one or more glycidyl groups in the molecule. The filling amount of the inorganic filler is preferably in the range of 0 to 90% by mass, more preferably in the range of 20 to 70% by mass, and still more preferably 30 to 60% by mass.
エポキシ樹脂は、2個以上のグリシジル基を持つエポキシ樹脂ならば、制限なく使用することができるが、好適には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラックフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールSジグリシジルエーテル等のビスフェノールS型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビキシレノールジグリシジルエーテル等のビキシレノール型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールAグリシジルエーテル等の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、及び、それらの二塩基酸変性ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂等であり、単独、又は2種以上組み合わせて用いることができる。 The epoxy resin can be used without limitation as long as it is an epoxy resin having two or more glycidyl groups, but is preferably a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, a novolak phenol type epoxy resin, or a biphenyl type. Water such as epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin such as bisphenol S diglycidyl ether, naphthalene type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, bixylenol type epoxy resin such as bixylenol diglycidyl ether, and hydrogenated bisphenol A glycidyl ether These are added bisphenol A type epoxy resins, dibasic acid-modified diglycidyl ether type epoxy resins, and the like, which can be used alone or in combination of two or more.
市販のエポキシ樹脂としては、DIC株式会社製EXA4700(4官能ナフタレン型エポキシ樹脂)、日本化薬株式会社製NC−7000(ナフタレン骨格含有多官能固形エポキシ樹脂)等のナフタレン型エポキシ樹脂;日本化薬株式会社製EPPN−502H(トリスフェノールエポキシ樹脂)等のフェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物(トリスフェノール型エポキシ樹脂);DIC株式会社製エピクロンHP−7200H(ジシクロペンタジエン骨格含有多官能固形エポキシ樹脂)等のジシクロペンタジエンアラルキル型エポキシ樹脂;日本化薬株式会社製NC−3000H(ビフェニル骨格含有多官能固形エポキシ樹脂)等のビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂;DIC株式会社製エピクロンN660、エピクロンN690、日本化薬株式会社製EOCN−104S等のノボラック型エポキシ樹脂;日産化学工業株式会社製TEPIC等のトリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、DIC株式会社製エピクロン860、エピクロン900−IM、エピクロンEXA―4816、エピクロンEXA−4822、旭チバ株式会社製アラルダイトAER280、東都化成株式会社製エポトートYD−134、ジャパンエポキシレジン株式会社製JER834、JER872、住友化学工業株式会社製ELA−134等のビスフェノールA型エポキシ樹脂;DIC株式会社エピクロンHP−4032等のナフタレン型エポキシ樹脂;DIC株式会社製エピクロンN−740等のフェノールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールとサリチルアルデヒドの縮合物のエポキシ樹脂;日本化薬株式会社製EPPN−500シリーズ等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は各々単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Commercially available epoxy resins include naphthalene type epoxy resins such as EXA4700 (tetrafunctional naphthalene type epoxy resin) manufactured by DIC Corporation, NC-7000 (polyfunctional solid epoxy resin containing naphthalene skeleton) manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd .; Nippon Kayaku Epoxidized product (trisphenol type epoxy resin) of a condensate of phenols such as EPPN-502H (trisphenol epoxy resin) and aromatic aldehyde having a phenolic hydroxyl group; Epicron HP-7200H (di) Dicyclopentadiene aralkyl epoxy resin such as cyclopentadiene skeleton-containing polyfunctional solid epoxy resin); biphenyl aralkyl epoxy resin such as NC-3000H (biphenyl skeleton-containing polyfunctional solid epoxy resin) manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd .; DIC Corporation Epicron N660, Epicron N690, Nippon Kayaku Co., Ltd. EOCN-104S and other novolak type epoxy resins; Nissan Chemical Industries, Ltd. TEPIC etc. Tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, DIC Corporation Epicron 860, Epicron 900-IM, Epicron EXA-4816, Epicron EXA-4822, Araldite AER280 manufactured by Asahi Ciba Co., Ltd., Epototo YD-134 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd., JER834 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., JER872, ELA manufactured by Sumitomo Chemical Industries Bisphenol A type epoxy resin such as -134; naphthalene type epoxy resin such as DIC Corporation Epicron HP-4032; phenol novolac type epoxy resin such as Epicron N-740 manufactured by DIC Corporation , The epoxy resin of a condensate of phenol with salicylaldehyde; Nippon Kayaku Co., Ltd. EPPN-500 series, and the like. These epoxy resins may be used alone or in combination of two or more.
上記エポキシ樹脂の中でも、銅との密着性や絶縁性、壁面平滑性に優れる点で、日本化薬株式会社製NC−3000H(ビフェニル骨格含有多官能固形エポキシ樹脂)等のビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂が好ましく、また、架橋密度が高く高Tgが得られる点で、日本化薬株式会社製EPPN−500シリーズ(トリフェニルメタン骨格を有するノボラック型エポキシ樹脂)を用いることがより好ましい。 Among the above epoxy resins, biphenyl aralkyl type epoxy resins such as NC-3000H (biphenyl skeleton-containing polyfunctional solid epoxy resin) manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. are excellent in terms of excellent adhesion to copper, insulation and wall smoothness. Moreover, it is more preferable to use Nippon Kayaku Co., Ltd. EPPN-500 series (a novolak-type epoxy resin having a triphenylmethane skeleton) in terms of high crosslinking density and high Tg.
上記エポキシ樹脂の含有量は、無機フィラー成分を除く樹脂成分100質量部に対して、30〜90質量部であることが好ましく、40〜80質量部であることがより好ましい。 The content of the epoxy resin is preferably 30 to 90 parts by mass and more preferably 40 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component excluding the inorganic filler component.
エポキシ樹脂と組み合わせる硬化剤としては、従来公知の各種エポキシ樹脂硬化剤もしくはエポキシ樹脂硬化促進剤を配合することができる。例えば、フェノール樹脂、イミダゾール化合物、酸無水物、脂肪族アミン、脂環族ポリアミン、芳香族ポリアミン、第3級アミン、ジシアンジアミド、グアニジン類、又はこれらのエポキシアダクトやマイクロカプセル化したもののほか、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウム、テトラフェニルボレート等の有機ホスフィン系化合物、DBU(ジアザビシクロウンデセン)もしくはその誘導体等、硬化剤もしくは硬化促進剤の如何に拘らず、公知慣用のものを単独であるいは2種以上組み合わせて使用することができる。エポキシ樹脂の硬化を進行させれば特に限定されないが、具体的には、4,4´−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4´−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス[4−(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、トリメチレンビス(4−アミノベンゾエート)、3,3´-ジメチル−4,4´-ジアミノビフェニル、2,2´−ジメチル−4,4´-ジアミノビフェニル、4,4´−ジアミノジフェニルエーテル、3,4´−ジアミノジフェニルエーテル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルフォン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフォン、9,9´−ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン等を例示でき、単独、又は2種以上組み合わせて用いることができる。 As the curing agent combined with the epoxy resin, various conventionally known epoxy resin curing agents or epoxy resin curing accelerators can be blended. For example, phenol resins, imidazole compounds, acid anhydrides, aliphatic amines, alicyclic polyamines, aromatic polyamines, tertiary amines, dicyandiamide, guanidines, or epoxy adducts or microencapsulated products thereof, triphenyl Regardless of the curing agent or curing accelerator, organic phosphine compounds such as phosphine, tetraphenylphosphonium, tetraphenylborate, DBU (diazabicycloundecene) or its derivatives, etc. Or it can use in combination of 2 or more types. Although it will not specifically limit if hardening of an epoxy resin is advanced, Specifically, 4, 4'- diamino diphenyl sulfone, 4, 4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2, 2-bis [4- (4-Aminophenoxy) phenyl] propane, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, trimethylenebis (4-aminobenzoate), 3,3 ′ -Dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, bis [4- (4-amino Phenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 9,9′-bis (4-aminophenyl) fluoro Len, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane and the like can be exemplified, and can be used alone or in combination of two or more.
本発明で用いる熱硬化性樹脂組成物は、分子構造中に少なくとも2個の不飽和N−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物を含有することが好ましい。具体的には、例えば、N,N´−エチレンビスマレイミド、N,N´−ヘキサメチレンビスマレイミド、N,N´−(1,3−フェニレン)ビスマレイミド、N,N´−[1,3−(2−メチルフェニレン)]ビスマレイミド、N,N´−[1,3−(4−メチルフェニレン)]ビスマレイミド、N,N´−(1,4−フェニレン)ビスマレイミド、ビス(4−マレイミドフェニル)メタン、ビス(3−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン、3,3−ジメチル−5,5−ジエチル−4,4−ジフェニルメタンビスマレイミド、ビス(4−マレイミドフェニル)エーテル、ビス(4−マレイミドフェニル)スルホン、ビス(4−マレイミドフェニル)スルフィド、ビス(4−マレイミドフェニル)ケトン、ビス(4−マレイミドシクロヘキシル)メタン、1,4−ビス(4−マレイミドフェニル)シクロヘキサン、1,4−ビス(マレイミドメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(マレイミドメチル)ベンゼン、1,3−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]エタン、1,1−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]エタン、2,2-ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、4,4−ビス(3−マレイミドフェノキシ)ビフェニル、4,4−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]ケトン、2,2´−ビス(4−マレイミドフェニル)ジスルフィド、ビス(4−マレイミドフェニル)ジスルフィド、ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]エーテル、1,4−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)−3,5−ジメチル−α,α−ジメチルベンジ
ル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)−3,5−ジメチル−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)−3,5−ジメチル−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)−3,5−ジメチル−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、ポリフェニルメタンマレイミド等が挙げられ、これらのマレイミド化合物は、単独で用いても2種類以上を混合して用いてもよい。
The thermosetting resin composition used in the present invention preferably contains a maleimide compound having at least two unsaturated N-substituted maleimide groups in the molecular structure. Specifically, for example, N, N′-ethylene bismaleimide, N, N′-hexamethylene bismaleimide, N, N ′-(1,3-phenylene) bismaleimide, N, N ′-[1,3 -(2-methylphenylene)] bismaleimide, N, N '-[1,3- (4-methylphenylene)] bismaleimide, N, N'-(1,4-phenylene) bismaleimide, bis (4- Maleimidophenyl) methane, bis (3-methyl-4-maleimidophenyl) methane, 3,3-dimethyl-5,5-diethyl-4,4-diphenylmethane bismaleimide, bis (4-maleimidophenyl) ether, bis (4 -Maleimidophenyl) sulfone, bis (4-maleimidophenyl) sulfide, bis (4-maleimidophenyl) ketone, bis (4-maleimidocyclohexyl) me Tan, 1,4-bis (4-maleimidophenyl) cyclohexane, 1,4-bis (maleimidomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (maleimidomethyl) benzene, 1,3-bis (4-maleimidophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-maleimidophenoxy) benzene, bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] methane, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] methane, 1,1-bis [4- ( 3-maleimidophenoxy) phenyl] ethane, 1,1-bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [4- (4-Maleimidophenoxy) phenyl] ethane, 2,2-bis [4- (3-maleimidophenoxy) phene Ru] propane, 2,2-bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] butane, 2,2-bis [4- (4 -Maleimidophenoxy) phenyl] butane, 2,2-bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [4- ( 4-maleimidophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 4,4-bis (3-maleimidophenoxy) biphenyl, 4,4-bis (4-maleimidophenoxy) biphenyl, Bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] ketone, 2,2′-bis (4-maleimidophenyl) Nyl) disulfide, bis (4-maleimidophenyl) disulfide, bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (3-maleimidophenoxy) ) Phenyl] sulfoxide, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] sulfoxide, bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4 -(3-maleimidophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] ether, 1,4-bis [4- (4-maleimidophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1 , 3-Bis [4- (4-maleimidophenoxy ) -Α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-maleimidophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (3-maleimidophenoxy)- α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (4-maleimidophenoxy) -3,5-dimethyl-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4- Maleimidophenoxy) -3,5-dimethyl-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-maleimidophenoxy) -3,5-dimethyl-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1 , 3-bis [4- (3-maleimidophenoxy) -3,5-dimethyl-α, α-dimethylbenzyl] benzene, polyphenylmethanemaleimide, and the like. A compound may be used independently or may be used in mixture of 2 or more types.
また、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂や各種カルボン酸含有樹脂をエポキシ樹脂と反応させる別な樹脂として使用しても良い。ポリアミドイミド樹脂としては、東洋紡績株式会社の「バイロマックスHR11NN」、「バイロマックスHR12N2」、「バイロマックスHR16NN」等が挙げられる。カルボン酸含有樹脂としては、アクリル樹脂や酸変性エポキシアクリレート、酸含有ウレタン樹脂等が挙げられる。 Moreover, you may use a polyimide resin, a polyamidoimide resin, and various carboxylic acid containing resin as another resin with which an epoxy resin is made to react. Examples of the polyamide-imide resin include “Bilomax HR11NN”, “Bilomax HR12N2”, and “Bilomax HR16NN” manufactured by Toyobo Co., Ltd. Examples of the carboxylic acid-containing resin include acrylic resins, acid-modified epoxy acrylates, and acid-containing urethane resins.
上記硬化剤の含有量は、無機フィラー成分を除く樹脂成分100質量部に対して、5〜50質量部であることが好ましく、10〜40質量部であることがより好ましい。 It is preferable that content of the said hardening | curing agent is 5-50 mass parts with respect to 100 mass parts of resin components except an inorganic filler component, and it is more preferable that it is 10-40 mass parts.
無機フィラーとしては従来公知の全ての無機充填剤及び有機充填剤が使用でき、特定のものに限定されない。例えば、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、無定形シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、球状シリカ、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の体質顔料や、銅、錫、亜鉛、ニッケル、銀、パラジウム、アルミニウム、鉄、コバルト、金、白金等の金属粉体が挙げられる。 As the inorganic filler, all conventionally known inorganic fillers and organic fillers can be used, and are not limited to specific ones. For example, extender pigments such as barium sulfate, barium titanate, amorphous silica, crystalline silica, fused silica, spherical silica, talc, clay, magnesium carbonate, calcium carbonate, aluminum oxide, aluminum hydroxide, silicon nitride, aluminum nitride, , Copper, tin, zinc, nickel, silver, palladium, aluminum, iron, cobalt, gold, platinum, and other metal powders.
シリカフィラーを用いる場合は、フィラーで一次粒径のまま、凝集することなく樹脂中に分散させるために、シランカップリング剤を用いたものが望ましい。無機フィラーは、最大粒径は5μm以下であることが好ましく、更に1μm以下であることが望ましい。また、平均粒径は、1μm以下であることが好ましい。シランカップリング剤としては、一般的に入手可能なものを用いることができ、例えば、アルキルシラン、アルコキシシラン、ビニルシラン、エポキシシラン、アミノシラン、アクリルシラン、メタクリルシラン、メルカプトシラン、スルフィドシラン、イソシアネートシラン、サルファーシラン、スチリルシラン、アルキルクロロシラン等が使用可能である。 In the case of using a silica filler, it is desirable to use a silane coupling agent in order to disperse the filler in the resin without agglomeration while maintaining the primary particle size. The inorganic filler preferably has a maximum particle size of 5 μm or less, and more preferably 1 μm or less. Moreover, it is preferable that an average particle diameter is 1 micrometer or less. As the silane coupling agent, generally available ones can be used, for example, alkyl silane, alkoxy silane, vinyl silane, epoxy silane, amino silane, acrylic silane, methacryl silane, mercapto silane, sulfide silane, isocyanate silane, Sulfur silane, styryl silane, alkylchlorosilane, and the like can be used.
具体的な化合物名としては、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−ドデシルメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、トリフェニルシラノール、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、n−オクチルジメチルクロロシラン、テトラエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジプロポキシシラン、ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)ジスルフィド、ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィド、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ジアリルジメチルシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノシラン等がある。 Specific compound names include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriphenoxysilane, ethyltrimethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, isobutyltrimethoxy. Silane, diisobutyldimethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-dodecylmethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxy Silane, triphenylsilanol, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, n-octyldi Tylchlorosilane, tetraethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldipropoxysilane Bis (3- (triethoxysilyl) propyl) disulfide, bis (3- (triethoxysilyl) propyl) tetrasulfide, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, Nyltriisopropoxysilane, allyltrimethoxysilane, diallyldimethylsilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, Examples include 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, N- (1,3-dimethylbutylidene) -3-aminopropyltriethoxysilane, and aminosilane.
上記のように無機フィラーの平均粒径は、1μm以下であることが好ましく、より好ましくは300nm以下であり、より好ましくは100nm以下である。無機フィラーの平均粒径が小さいほど、アルカリ処理(デスミア処理)後の表面が平滑となる傾向にある。無機フィラーの充填量は、好ましくは0〜90質量%であり、より好ましくは20〜70質量%であり、更に好ましくは30〜60質量%である。 As described above, the average particle size of the inorganic filler is preferably 1 μm or less, more preferably 300 nm or less, and more preferably 100 nm or less. As the average particle size of the inorganic filler is smaller, the surface after alkali treatment (desmear treatment) tends to be smoother. The filling amount of the inorganic filler is preferably 0 to 90% by mass, more preferably 20 to 70% by mass, and further preferably 30 to 60% by mass.
以上、本発明に係る半導体装置の製造方法及び本発明で好適な熱硬化性樹脂組成物の好適な実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を行ってもよい。 As mentioned above, although the preferable embodiment of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on this invention, and the thermosetting resin composition suitable for this invention was described, this invention is not necessarily limited to embodiment mentioned above, The You may change suitably in the range which does not deviate from the meaning.
<プリント配線板の準備>
まず、フリップチップ実装用のプリント配線板を準備した。プリント配線板の構成部材としてコア基材(日立化成工業株式会社製 MCL−E−679FG)及びフィルム状ソルダーレジスト(日立化成工業株式会社製 FZ−2700G)を用いた。コア基材の厚さは100μm、ソルダーレジストの厚さは25μmであった(図1参照)。
<Preparation of printed wiring board>
First, a printed wiring board for flip chip mounting was prepared. A core base material (MCL-E-679FG manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) and a film solder resist (FZ-2700G manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) were used as constituent members of the printed wiring board. The thickness of the core base material was 100 μm, and the thickness of the solder resist was 25 μm (see FIG. 1).
<感光性樹脂組成物からなる層の形成>
次いで、図2に示すように、感光性樹脂組成物としてドライフィルムレジスト(日立化成工業株式会社 Photec H−7025)をロールラミネーターで表面に貼着し、パターンを形成したフォトツールを密着させ、株式会社オーク製作所製EXM‐1201型露光機を使用して、50mJ/cm2のエネルギー量で露光を行った。次いで、30℃の1質量%炭酸ナトリウム水溶液で、90秒間スプレー現像を行い、感光性樹脂組成物のパターン3aを形成した(図2参照)。
<Formation of layer made of photosensitive resin composition>
Next, as shown in FIG. 2, as a photosensitive resin composition, a dry film resist (Hitachi Chemical Industry Co., Ltd., Photoc H-7025) is attached to the surface with a roll laminator, and a photo tool having a pattern is brought into close contact with the stock. The exposure was performed with an energy amount of 50 mJ / cm 2 using an EXM-1201 type exposure machine manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd. Next, spray development was performed for 90 seconds with a 1% by mass aqueous sodium carbonate solution at 30 ° C. to form a pattern 3a of the photosensitive resin composition (see FIG. 2).
<半導体素子の実装とアンダーフィルの充填>
次いで、図3に示すように、半導体素子(サイズ:7.3×7.3mm、厚み:100μm、バンプ種:銅ポスト+Sn−3.0Ag−0.5Cu、バンプピッチ:80μm、バンプ高さ:25μm、バンプ配置:ペリフェラルタイプ)を、プリント配線板の所定箇所に実装した。フラックスは無洗浄タイプのものを用いた。165℃で2時間の乾燥処理を行った後、半導体素子とプリント配線板の隙間にアンダーフィル材(日立化成工業株式会社製 CEL−C−3730S)を充填し、165℃で2時間の硬化を行った。
<Mounting of semiconductor elements and filling of underfill>
Next, as shown in FIG. 3, a semiconductor element (size: 7.3 × 7.3 mm, thickness: 100 μm, bump type: copper post + Sn-3.0Ag-0.5Cu, bump pitch: 80 μm, bump height: 25 μm, bump arrangement (peripheral type) was mounted on a predetermined portion of the printed wiring board. The non-cleaning type flux was used. After drying at 165 ° C. for 2 hours, the gap between the semiconductor element and the printed wiring board is filled with an underfill material (CEL-C-3730S, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) and cured at 165 ° C. for 2 hours. went.
<フィルム状熱硬化性樹脂組成物の製造>
半導体装置の封止に使用する熱硬化性樹脂組成物として、以下に示すものを調製した。
<Manufacture of a film-like thermosetting resin composition>
The following were prepared as thermosetting resin compositions used for sealing semiconductor devices.
<熱硬化性樹脂組成物A>
エポキシ樹脂として、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、製品名NC−3000H(日本化薬株式会社製)70質量部を用いた。
硬化剤の合成実施例1:温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、ビス(4−アミノフェニル)スルホン:26.40gと、2,2´−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン:484.50gと、p−アミノ安息香酸:29.10g、及びジメチルアセトアミド:360.00gを入れ、140℃で5時間反応させて分子主鎖中にスルホン基を有し、酸性置換基と不飽和N−置換マレイミド基を有する硬化剤(A−1)の溶液を得た。本硬化剤を30質量部配合した。
<Thermosetting resin composition A>
As the epoxy resin, 70 parts by mass of a biphenyl aralkyl type epoxy resin, product name NC-3000H (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was used.
Synthesis of Curing Agent Example 1: Heat and coolable reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a moisture meter with a reflux condenser, and a volume of 2 liters, bis (4-aminophenyl) sulfone: 26.40 g , 2,2′-bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] propane: 484.50 g, p-aminobenzoic acid: 29.10 g, and dimethylacetamide: 360.00 g were added at 140 ° C. for 5 hours. It was made to react and the solution of the hardening | curing agent (A-1) which has a sulfone group in a molecular principal chain, and has an acidic substituent and an unsaturated N-substituted maleimide group was obtained. 30 parts by mass of this curing agent was blended.
無機フィラー成分としては、平均粒径が50nm、ビニルシランでシランカップリング処理したシリカフィラーを用いた。なお、無機フィラー成分は、樹脂分に対し、30質量%になるように配合した。分散状態は、動的光散乱式ナノトラック粒度分布計「UPA−EX150」(日機装株式会社製)、及びレーザー回折散乱式マイクロトラック粒度分布計「MT−3100」(日機装株式会社製)を用いて測定し、最大粒径が1μm以下となっていることを確認した。 As the inorganic filler component, silica filler having an average particle size of 50 nm and silane coupling treatment with vinylsilane was used. In addition, the inorganic filler component was blended so as to be 30% by mass with respect to the resin content. The dispersion state was measured using a dynamic light scattering nanotrack particle size distribution analyzer “UPA-EX150” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) and a laser diffraction scattering type microtrack particle size distribution analyzer “MT-3100” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). Measurement was performed and it was confirmed that the maximum particle size was 1 μm or less.
<熱硬化性樹脂組成物B>
エポキシ樹脂として、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、製品名NC−3000H(日本化薬株式会社製)70質量部を用いた。
硬化剤の合成実施例2:ジアミン化合物としてワンダミンHM(WHM)〔(4,4´−ジアミノ)ジシクロヘキシルメタン、新日本理化株式会社製、商品名〕52.7g、反応性官能基を有するジアミンとして3,3´−ジヒドロキシ−4,4´−ジアミノビフェニル6g、トリカルボン酸無水物として無水トリメリット酸(TMA)108g及び非プロトン性極性溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)1281gを入れ、フラスコ内の温度を80℃に設定して30分間撹拌した。撹拌終了後、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン192gをさらに添加し、フラスコ内の温度を160℃に昇温して2.5時間還流した。水分定量受器に理論量の水が貯留され、水の留出が見られなくなっていることを確認した後、水分定量受器中の水及びトルエンを除去しながら、フラスコ内の温度を180℃まで上昇させて反応溶液中のトルエンを除去した。フラスコ内の溶液を60℃まで冷却した後、長鎖炭化水素鎖骨格(炭素原子数約50)を有するジカルボン酸として水添α,ω−ポリブタジエンジカルボン酸(CI−1000、日本曹達株式会社製、商品名)309.5gを入れ、10分間撹拌した。撹拌終了後、ジイソシアネートとして4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)119.7gを添加し、フラスコ内の温度を160℃に上昇させて2時間反応させ、樹脂溶液を得た。このポリアミドイミド樹脂溶液の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したところ47000であった。ポリアミドイミド1分子あたりの平均反応性官能基数Nは4.4であった。本硬化剤を30質量部配合した。無機フィラー成分としては、熱硬化性樹脂組成物Aと同様のものを用いた。
<Thermosetting resin composition B>
As the epoxy resin, 70 parts by mass of a biphenyl aralkyl type epoxy resin, product name NC-3000H (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was used.
Curing Agent Synthesis Example 2: Wandamine HM (WHM) [(4,4′-diamino) dicyclohexylmethane, trade name, manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.] 52.7 g as a diamine compound, as a diamine having a reactive functional group 6 g of 3,3′-dihydroxy-4,4′-diaminobiphenyl, 108 g of trimellitic anhydride (TMA) as a tricarboxylic anhydride and 1281 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as an aprotic polar solvent, The temperature in the flask was set to 80 ° C. and stirred for 30 minutes. After completion of the stirring, 192 g of toluene was further added as an aromatic hydrocarbon azeotropic with water, and the temperature in the flask was raised to 160 ° C. and refluxed for 2.5 hours. After confirming that the theoretical amount of water was stored in the moisture determination receiver and that no water distilling was observed, the temperature in the flask was adjusted to 180 ° C. while removing water and toluene in the moisture determination receiver. And toluene in the reaction solution was removed. After cooling the solution in the flask to 60 ° C., hydrogenated α, ω-polybutadiene dicarboxylic acid (CI-1000, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) as a dicarboxylic acid having a long-chain hydrocarbon chain skeleton (about 50 carbon atoms), Product name) 309.5 g was added and stirred for 10 minutes. After the completion of stirring, 119.7 g of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) was added as a diisocyanate, and the temperature in the flask was raised to 160 ° C. for reaction for 2 hours to obtain a resin solution. It was 47000 when the weight average molecular weight (Mw) of this polyamide-imide resin solution was measured by the gel permeation chromatography. The average reactive functional group number N per polyamideimide molecule was 4.4. 30 parts by mass of this curing agent was blended. As an inorganic filler component, the same thing as the thermosetting resin composition A was used.
<熱硬化性樹脂組成物C>
エポキシ樹脂として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、製品名エピクロンN660(DIC株式会社製)70質量部を用いた。
硬化剤として、フェノキシ樹脂YP−55(新日鉄化学株式会社製)25質量部、メラミン変性フェノールノボラック樹脂LA7054(DIC株式会社製)30質量部を用いた。無機フィラー成分としては、平均粒径が300nmの硫酸バリウムを樹脂分に対し、46質量%になるように配合し、スターミルLMZ(アシザワファインテック株式会社製)で、直径1.0mmのジルコニアビーズを用い、周速12m/sにて3時間分散して調整した。分散状態を、樹脂組成物Aと同様の方法で測定し、最大粒径が2μmであることを確認した。
<Thermosetting resin composition C>
As the epoxy resin, a cresol novolac type epoxy resin, 70 parts by mass of the product name Epicron N660 (manufactured by DIC Corporation) was used.
As a curing agent, 25 parts by mass of phenoxy resin YP-55 (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) and 30 parts by mass of melamine-modified phenol novolac resin LA7054 (manufactured by DIC Corporation) were used. As an inorganic filler component, barium sulfate having an average particle diameter of 300 nm is blended so as to be 46% by mass with respect to the resin content, and Starmill LMZ (manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd.) is used to prepare zirconia beads having a diameter of 1.0 mm. And adjusted by dispersing for 3 hours at a peripheral speed of 12 m / s. The dispersion state was measured by the same method as that for the resin composition A, and it was confirmed that the maximum particle size was 2 μm.
上述のように得た各熱硬化性樹脂組成物の溶液を支持層である16μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルム(G2−16、帝人株式会社製、商品名)上に均一に塗布することにより熱硬化性樹脂組成物層を形成した。その後、熱風対流式乾燥機を用いて熱硬化性樹脂組成物層を100℃で約10分間乾燥することによって支持層上に熱硬化性樹脂組成物層を得た。熱硬化性樹脂組成物層の膜厚は100μm〜200μmのものを準備した。 Thermosetting is achieved by uniformly applying the solution of each thermosetting resin composition obtained as described above onto a polyethylene terephthalate film (G2-16, manufactured by Teijin Ltd.) having a thickness of 16 μm as a support layer. A resin composition layer was formed. Then, the thermosetting resin composition layer was obtained on the support layer by drying the thermosetting resin composition layer at 100 ° C. for about 10 minutes using a hot air convection dryer. The film thickness of the thermosetting resin composition layer prepared the thing of 100 micrometers-200 micrometers.
次いで、フィルム状熱硬化性樹脂組成物に埃等が付着しないように、支持層と接している側とは反対側の表面上にポリエチレンフィルム(NF−15、タマポリ株式会社製、商品名)を保護フィルムとして貼り合わせ、フィルムタイプの熱硬化性樹脂組成物を得た。 Next, a polyethylene film (NF-15, manufactured by Tamapoly Co., Ltd., trade name) is placed on the surface opposite to the side in contact with the support layer so that dust or the like does not adhere to the film-like thermosetting resin composition. The film was bonded as a protective film to obtain a film type thermosetting resin composition.
得られたフィルムタイプの熱硬化性樹脂組成物を用いて、プリント配線板上に熱硬化性樹脂組成物の層5を形成した(図4参照)。詳細には、まず、熱硬化性樹脂組成物A、B又はCからなるフィルムタイプの熱硬化性樹脂組成物の保護フィルムのみを剥がし、プリント配線板の表面(半導体素子搭載面)にフィルム状熱硬化性樹脂組成物を載置した。プレス式真空ラミネータ(MVLP−500、株式会社名機製作所製、商品名)を用いてプリント配線板の表面にフィルム状熱硬化性樹脂組成物を積層した。プレス条件は、プレス熱板温度80℃、真空引き時間20秒、ラミネートプレス時間30秒、気圧4kPa以下、圧着圧力0.4MPaとした。次いで、クリーンオーブンで所定温度、所定時間で熱硬化して熱硬化性樹脂層を形成した。
The
その後、表1に示す工程に沿って研削処理と感光性樹脂組成物のパターン除去の薬液処理(デスミア処理)を行うことで、熱硬化性樹脂組成物の層5を研削して感光性樹脂組成物のパターン3aを露出させると共に、感光性樹脂組成物のパターン3aをはく離及び除去し、熱硬化性樹脂組成物層5の一部を開口させた(図5、図6参照)。ジエチレングリコールとエチレングリコール系溶剤を含有したスウェリングディップセキュリガントPで膨潤させ、KMnO4とNaOH水溶液のコンセントレートコンパクトCPでエッチングによる研削と感光性樹脂組成物パターンの除去を行う。
Then, the photosensitive resin composition is obtained by grinding the
その後、開口したビア内にメタルマスクを用いて、はんだペーストを充填し、窒素雰囲気でリフロー装置を用いてリフロー処理することで、半導体装置10を得た(図7参照)。 Thereafter, a solder paste was filled in the opened via using a metal mask, and a reflow process was performed using a reflow apparatus in a nitrogen atmosphere to obtain the semiconductor device 10 (see FIG. 7).
半導体装置10は、基板サイズが14mm×14mmであり外周部の各辺に直径100μm、150μm、200μm及び250μmのビアをそれぞれ設けた。
The
熱硬化性樹脂組成物の埋め込み性については、以下の基準に基づいて評価した。
○:空隙がなく埋め込みが良好なもの。
×:開口部への埋め込みが不充分なもの。
The embedding property of the thermosetting resin composition was evaluated based on the following criteria.
○: No gap and good embedding.
X: Insufficient embedding in opening.
熱硬化性樹脂組成物の耐薬品性については、目視で確認して以下の基準に基づいて評価した。
○:デスミア処理後に層間絶縁材(熱硬化性樹脂組成物)がはく離しないもの。
×:デスミア処理後に層間絶縁材がはく離したもの。
The chemical resistance of the thermosetting resin composition was visually confirmed and evaluated based on the following criteria.
◯: Interlayer insulating material (thermosetting resin composition) does not peel off after desmear treatment.
X: Interlayer insulating material peeled off after desmear treatment.
解像性(開口性)については、金属顕微鏡で観察して以下の基準に基づいて評価した。
◎:直径100μm以下で開口できたもの。
○:直径150μm以下で開口できたもの。
△:直径200μm以下で開口できたもの。
×:直径250μm以下で開口できたもの。
××:直径250μm以下で開口できないもの。
About resolution (opening property), it observed with the metal microscope and evaluated based on the following references | standards.
A: Opening with a diameter of 100 μm or less.
○: Opening with a diameter of 150 μm or less.
Δ: Opened with a diameter of 200 μm or less.
X: Opening with a diameter of 250 μm or less.
Xx: The thing whose diameter is 250 micrometers or less and cannot open.
開口部の壁面平滑性については、電子顕微鏡で確認して以下の基準に基づいて評価した。
○:壁面が平滑なもの。
×:壁面にフィラーの欠落や段差があるもの。
About the wall surface smoothness of the opening part, it confirmed with the electron microscope and evaluated based on the following references | standards.
○: The wall surface is smooth.
X: The wall has a missing filler or a step.
開口部の残渣除去性については、以下の基準に基づいて評価した。
○:銅表面にドライフィルムレジストの残渣がなく、はく離及び除去できているもの。
×:ドライフィルムレジストの残渣があるもの。
The residue removability of the opening was evaluated based on the following criteria.
○: There is no dry film resist residue on the copper surface, and it can be peeled off and removed.
X: The thing with the residue of a dry film resist.
結果を表4及び5に示す。
用いた熱硬化性樹脂組成物A、B、Cにより、直径100〜250μmで、高さが100〜250μmの感光性樹脂組成物の平頂円錐(台形円錐)の埋め込み性は良好で、感光性樹脂組成物のパターンを露出させるため熱硬化性樹脂組成物の表面をアルカリ性の薬液で研削し、同じ工程で露出した感光性樹脂組成物のパターンを除去した後の耐薬品性では、プリント配線板と層間絶縁材となる熱硬化性樹脂組成物の間の密着性が維持され剥離などは生じなく良好であった。解像性は、用いた感光性樹脂組成物の厚みと同程度の解像性を示し、薄いほど高い解像性を示した。壁面平滑性は、無機フィラーの平均粒径、最大粒径に影響され、小さいものほど平滑となり、開口部の残渣除去性はいずれの実施例でも良好であった。
本発明では、従来のレーザー等でのビア形成に必要な設備導入が不要で、レーザー熱による熱硬化性樹脂の酸化に起因する接続不良、加工時間の増大等がなく、一括でビア形成できる製造方法で、信頼性も向上する。
The results are shown in Tables 4 and 5.
Depending on the thermosetting resin compositions A, B and C used, the embedding property of the flat top cone (trapezoid cone) of the photosensitive resin composition having a diameter of 100 to 250 μm and a height of 100 to 250 μm is good and photosensitive. In order to expose the pattern of the resin composition, the surface of the thermosetting resin composition is ground with an alkaline chemical solution, and the chemical resistance after removing the pattern of the photosensitive resin composition exposed in the same process is the printed wiring board. And the thermosetting resin composition serving as an interlayer insulating material was maintained, and no peeling occurred and the adhesion was good. The resolution showed the same resolution as the thickness of the used photosensitive resin composition, and the thinner, the higher the resolution. The wall smoothness was affected by the average particle size and the maximum particle size of the inorganic filler. The smaller the wall smoothness, the smoother the residue, and the better the residue removability of the openings in any of the examples.
In the present invention, it is unnecessary to introduce equipment necessary for via formation with a conventional laser or the like, and there is no connection failure due to oxidation of thermosetting resin due to laser heat, and processing time is not increased, and manufacturing can be performed collectively. The method also improves reliability.
本処理は半導体装置のビアに限定するものでなく、ソルダーレジストの開口プロセスやウェハレベルパッケージの再配線プロセス、ビルドアップ基板のビア形成等、開口部を設けるもの全てに適用することができる。 This process is not limited to the vias of the semiconductor device, but can be applied to all of those having openings such as a solder resist opening process, a wafer level package rewiring process, and a via formation of a build-up substrate.
1…半導体素子、2…プリント配線板、3…感光性樹脂組成物からなる層、3a…感光性樹脂組成物からなるパターン、4…電極、5…熱硬化性樹脂組成物からなる層(熱硬化性樹脂組成物層)、5h…開口、10,10A…半導体装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor element, 2 ... Printed wiring board, 3 ... Layer which consists of photosensitive resin compositions, 3a ... Pattern which consists of photosensitive resin compositions, 4 ... Electrode, 5 ... Layer which consists of thermosetting resin compositions (Heat Curable resin composition layer), 5h, opening, 10, 10A, semiconductor device.
Claims (7)
(II)プリント配線板上に半導体素子を搭載する工程と、
(III)半導体素子及び感光性樹脂組成物の少なくとも一部を覆うように、熱硬化性樹脂組成物からなる層を形成後、熱硬化する工程、
(IV)熱硬化性樹脂組成物からなる層の表面を研削して感光性樹脂組成物のパターンを露出させる工程と、
(V)アルカリ処理によって感光性樹脂組成物のパターンを除去し、熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなり且つプリント配線板の表面にまで至る開口を有する層間絶縁層を形成する工程と、
(VI)印刷法、または電解めっき法、またはボール搭載により開口内に導電性金属または樹脂を形成する工程と、を備える半導体装置の製造方法。 (I) a step of forming a pattern of a photosensitive resin composition on a printed wiring board having a conductor circuit, and then subjecting the layer to exposure and development to form a pattern;
(II) mounting a semiconductor element on a printed wiring board;
(III) a step of thermosetting after forming a layer made of a thermosetting resin composition so as to cover at least part of the semiconductor element and the photosensitive resin composition;
(IV) a step of grinding a surface of a layer made of the thermosetting resin composition to expose a pattern of the photosensitive resin composition;
(V) removing the pattern of the photosensitive resin composition by alkali treatment, and forming an interlayer insulating layer made of a cured product of the thermosetting resin composition and having an opening reaching the surface of the printed wiring board;
(VI) A method of manufacturing a semiconductor device comprising: a printing method, an electrolytic plating method, or a step of forming a conductive metal or resin in an opening by ball mounting.
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