JP6631752B2 - Negative photosensitive resin composition, semiconductor device and electronic equipment - Google Patents

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Description

本発明は、ネガ型感光性樹脂組成物、半導体装置および電子機器に関する。   The present invention relates to a negative photosensitive resin composition, a semiconductor device, and an electronic device.

半導体素子には、保護膜、層間絶縁膜、平坦化膜等の用途で、樹脂材料からなる樹脂膜が用いられている。また、半導体素子の実装方式によっては、これらの樹脂膜の厚膜化が求められている。しかしながら、樹脂膜を厚膜化すると、半導体チップの反りが顕著になる。   2. Description of the Related Art A resin film made of a resin material is used for a semiconductor element for a protective film, an interlayer insulating film, a flattening film, and the like. In addition, depending on the mounting method of the semiconductor element, it is required to increase the thickness of these resin films. However, when the thickness of the resin film is increased, the warpage of the semiconductor chip becomes significant.

一方、樹脂膜に感光性および光透過性を付与することにより、樹脂膜にパターンを形成する技術が知られている。これにより、目的とするパターンを精度よく形成することができる。   On the other hand, a technique of forming a pattern on a resin film by imparting photosensitivity and light transmittance to the resin film is known. Thereby, a target pattern can be formed with high accuracy.

そこで、感光性を有し、かつ厚膜化が可能な樹脂膜を製造可能な樹脂組成物の開発が進められている。   Therefore, development of a resin composition capable of producing a resin film having photosensitivity and capable of forming a thick film has been promoted.

例えば、特許文献1には、分子構造を最適化し、残留応力を低減させることにより、光透過性に優れ、かつ、半導体チップの反りを抑制し得る感光性樹脂組成物が開示されている。   For example, Patent Literature 1 discloses a photosensitive resin composition that has excellent light transmittance and can suppress warpage of a semiconductor chip by optimizing a molecular structure and reducing residual stress.

また、感光性樹脂組成物は、感光性樹脂組成物で形成された樹脂膜中に配線を埋設して、配線を絶縁するための絶縁部を形成する目的でも使用される。   The photosensitive resin composition is also used for the purpose of embedding wiring in a resin film formed of the photosensitive resin composition and forming an insulating portion for insulating the wiring.

特開2003−209104号公報JP 2003-209104 A

一方で、半導体素子の実装に用いられる樹脂膜には、半導体チップや配線に対する密着性が求められる。このため、係る樹脂膜には、無機材料および金属材料に対する密着性が重要とされる。   On the other hand, a resin film used for mounting a semiconductor element is required to have adhesion to a semiconductor chip and wiring. For this reason, it is important for such a resin film to have good adhesion to an inorganic material and a metal material.

しかしながら、従来の樹脂膜では、無機材料および金属材料に対する密着性が低いため、実装後の信頼性を十分に高められないという問題があった。   However, the conventional resin film has a problem that the reliability after mounting cannot be sufficiently increased due to low adhesion to an inorganic material and a metal material.

本発明の目的は、無機材料および金属材料に対する密着性が良好な樹脂膜を形成可能な感光性樹脂組成物、前記樹脂膜を備える半導体装置、ならびに、前記半導体装置を備える電子機器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition capable of forming a resin film having good adhesion to an inorganic material and a metal material, a semiconductor device including the resin film, and an electronic device including the semiconductor device. It is in.

このような目的は、下記(1)〜(11)の本発明により達成される。
(1) 熱硬化性樹脂と、
光重合開始剤と、
官能基として酸無水物を含有するカップリング剤と、
を含むことを特徴とするネガ型感光性樹脂組成物。
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (11).
(1) a thermosetting resin;
A photopolymerization initiator,
A coupling agent containing an acid anhydride as a functional group,
A negative photosensitive resin composition comprising:

(2) 前記熱硬化性樹脂は、常温で固形状の成分を含む上記(1)に記載のネガ型感光性樹脂組成物。   (2) The negative photosensitive resin composition according to the above (1), wherein the thermosetting resin contains a solid component at room temperature.

(3) 前記熱硬化性樹脂は、多官能エポキシ樹脂を含む上記(1)または(2)に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
(4) 前記多官能エポキシ樹脂の含有量は、前記感光性樹脂組成物の不揮発成分に対して40〜80質量%である上記(3)に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
(3) The negative photosensitive resin composition according to the above (1) or (2), wherein the thermosetting resin contains a polyfunctional epoxy resin.
(4) The negative photosensitive resin composition according to the above (3), wherein the content of the polyfunctional epoxy resin is 40 to 80% by mass based on a nonvolatile component of the photosensitive resin composition.

(5) 前記カップリング剤は、アルコキシシリル基を含む化合物である上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。   (5) The negative photosensitive resin composition according to any one of (1) to (4), wherein the coupling agent is a compound containing an alkoxysilyl group.

(6) 前記酸無水物は、コハク酸無水物である上記(1)ないし(5)のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。   (6) The negative photosensitive resin composition according to any one of (1) to (5), wherein the acid anhydride is succinic anhydride.

(7) 前記ネガ型感光性樹脂組成物は、さらに溶剤を含む上記(1)ないし(6)のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。
(8) 前記ネガ型感光性樹脂組成物は、前記溶剤に溶解されてワニス状をなす上記(7)に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
(7) The negative photosensitive resin composition according to any one of the above (1) to (6), wherein the negative photosensitive resin composition further contains a solvent.
(8) The negative photosensitive resin composition according to (7), wherein the negative photosensitive resin composition is dissolved in the solvent to form a varnish.

(9) 半導体チップと、
前記半導体チップ上に設けられている、上記(1)ないし(8)のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物の硬化物を含む樹脂膜と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
(9) a semiconductor chip;
A resin film provided on the semiconductor chip, the resin film including a cured product of the negative photosensitive resin composition according to any one of the above (1) to (8);
A semiconductor device comprising:

(10) 前記樹脂膜中に、前記半導体チップと電気的に接続される再配線層が埋設されている上記(9)に記載の半導体装置。   (10) The semiconductor device according to (9), wherein a redistribution layer electrically connected to the semiconductor chip is embedded in the resin film.

(11) 上記(9)または(10)に記載の半導体装置を備えることを特徴とする電子機器。   (11) An electronic apparatus comprising the semiconductor device according to (9) or (10).

本発明によれば、無機材料および金属材料に対する密着性が良好な樹脂膜を形成可能なネガ型感光性樹脂組成物が得られる。   According to the present invention, a negative photosensitive resin composition capable of forming a resin film having good adhesion to an inorganic material and a metal material is obtained.

また、本発明によれば、前記樹脂膜を備える半導体装置が得られる。
また、本発明によれば、上記半導体装置を備える電子機器が得られる。
Further, according to the present invention, a semiconductor device including the resin film is obtained.
Further, according to the present invention, an electronic device including the above semiconductor device can be obtained.

図1は、本発明の半導体装置の第1実施形態を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the semiconductor device of the present invention. 図2は、図1の鎖線で囲まれた領域の部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of a region surrounded by a chain line in FIG. 図3は、図1に示す半導体装置を製造する方法の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a method of manufacturing the semiconductor device illustrated in FIG. 図4は、図1に示す半導体装置を製造する方法の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a method of manufacturing the semiconductor device illustrated in FIG. 図5は、本発明の半導体装置の第2実施形態を示す縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the semiconductor device of the present invention. 図6は、図5の鎖線で囲まれた領域の部分拡大図である。FIG. 6 is a partially enlarged view of a region surrounded by a chain line in FIG. 図7は、図5に示す半導体装置を製造する方法を示す工程図である。FIG. 7 is a process chart showing a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 図8は、図5に示す半導体装置を製造する方法を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 図9は、図5に示す半導体装置を製造する方法を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 図10は、図5に示す半導体装置を製造する方法を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG.

以下、本発明のネガ型感光性樹脂組成物、半導体装置および電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, a negative photosensitive resin composition, a semiconductor device, and an electronic device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.


まず、ネガ型感光性樹脂組成物および係るネガ型感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂フィルムの説明に先立ち、これらが適用された本発明の半導体装置の第1実施形態について説明する。

First, prior to the description of a negative photosensitive resin composition and a photosensitive resin film containing the negative photosensitive resin composition, a first embodiment of a semiconductor device of the present invention to which these are applied will be described.

<<第1実施形態>>
1.半導体装置
図1は、本発明の半導体装置の第1実施形態を示す縦断面図である。また、図2は、図1の鎖線で囲まれた領域の部分拡大図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
<< 1st Embodiment >>
1. 1. Semiconductor Device FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the semiconductor device of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged view of a region surrounded by a chain line in FIG. In the following description, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper”, and the lower side is referred to as “lower”.

図1に示す半導体装置1は、貫通電極基板2と、その上に実装された半導体パッケージ3と、を備えた、いわゆるパッケージオンパッケージ構造を有する。   The semiconductor device 1 shown in FIG. 1 has a so-called package-on-package structure including a through electrode substrate 2 and a semiconductor package 3 mounted thereon.

このうち、貫通電極基板2は、有機絶縁層21(樹脂膜)と、有機絶縁層21の上面から下面を貫通する複数の貫通配線22と、有機絶縁層21の内部に埋め込まれた半導体チップ23と、有機絶縁層21の下面に設けられた下層配線層24と、有機絶縁層21の上面に設けられた上層配線層25と、下層配線層24の下面に設けられた半田バンプ26と、を備えている。本実施形態の半導体装置1では、有機絶縁層21が、半導体チップ23の表面上に少なくとも設けられ、後述する感光性樹脂組成物または感光性樹脂フィルムの硬化物を含む。   The through electrode substrate 2 includes an organic insulating layer 21 (resin film), a plurality of through wirings 22 penetrating from the upper surface to the lower surface of the organic insulating layer 21, and a semiconductor chip 23 embedded in the organic insulating layer 21. A lower wiring layer 24 provided on the lower surface of the organic insulating layer 21, an upper wiring layer 25 provided on the upper surface of the organic insulating layer 21, and a solder bump 26 provided on the lower surface of the lower wiring layer 24. Have. In the semiconductor device 1 of the present embodiment, the organic insulating layer 21 is provided at least on the surface of the semiconductor chip 23 and includes a photosensitive resin composition or a cured product of a photosensitive resin film described later.

一方、半導体パッケージ3は、パッケージ基板31と、パッケージ基板31上に実装された半導体チップ32と、半導体チップ32とパッケージ基板31とを電気的に接続するボンディングワイヤー33と、半導体チップ32やボンディングワイヤー33が埋め込まれた封止層34と、パッケージ基板31の下面に設けられた半田バンプ35と、を備えている。   On the other hand, the semiconductor package 3 includes a package substrate 31, a semiconductor chip 32 mounted on the package substrate 31, bonding wires 33 for electrically connecting the semiconductor chip 32 and the package substrate 31, a semiconductor chip 32 and a bonding wire. The package includes a sealing layer in which 33 is embedded and a solder bump provided on the lower surface of the package substrate 31.

そして、貫通電極基板2上に半導体パッケージ3が積層されている。これにより、半導体パッケージ3の半田バンプ35と、貫通電極基板2の上層配線層25と、が電気的に接続されている。   The semiconductor package 3 is stacked on the through electrode substrate 2. Thus, the solder bumps 35 of the semiconductor package 3 and the upper wiring layer 25 of the through electrode substrate 2 are electrically connected.

このような半導体装置1は、貫通配線22や半導体チップ23に対する有機絶縁層21の密着性が良好であるため、信頼性が高くなる。   In such a semiconductor device 1, since the adhesion of the organic insulating layer 21 to the through wiring 22 and the semiconductor chip 23 is good, the reliability is high.

また、貫通電極基板2においてコア層を含む有機基板のような厚い基板を用いる必要がないため、低背化を容易に図ることができる。このため、半導体装置1を内蔵する電子機器の小型化にも貢献することができる。   Further, since it is not necessary to use a thick substrate such as an organic substrate including a core layer in the through electrode substrate 2, the height can be easily reduced. For this reason, it is possible to contribute to downsizing of an electronic device incorporating the semiconductor device 1.

また、互いに異なる半導体チップを備えた貫通電極基板2と半導体パッケージ3とを積層しているため、単位面積当たりの実装密度を高めることができる。かかる観点においても、半導体装置1の小型化を図ることができる。   In addition, since the through-electrode substrate 2 having different semiconductor chips and the semiconductor package 3 are stacked, the mounting density per unit area can be increased. Also from this viewpoint, the size of the semiconductor device 1 can be reduced.

以下、貫通電極基板2および半導体パッケージ3についてさらに詳述する。
図2に示す貫通電極基板2が備える下層配線層24および上層配線層25は、それぞれ絶縁層、配線層および貫通配線等を含んでいる。これにより、下層配線層24および上層配線層25は、内部や表面に配線を含むとともに、貫通配線を介して厚さ方向に貫通するように電気的接続が図られる。
Hereinafter, the through electrode substrate 2 and the semiconductor package 3 will be described in more detail.
The lower wiring layer 24 and the upper wiring layer 25 included in the through electrode substrate 2 shown in FIG. 2 each include an insulating layer, a wiring layer, a through wiring, and the like. Thus, the lower wiring layer 24 and the upper wiring layer 25 include wiring inside and on the surface, and are electrically connected so as to penetrate in the thickness direction via the through wiring.

このうち、下層配線層24に含まれる配線層は、半導体チップ23や半田バンプ26と接続されている。このため、下層配線層24は半導体チップ23の再配線層として機能するとともに、半田バンプ26は半導体チップ23の外部端子として機能する。   Among these, the wiring layer included in the lower wiring layer 24 is connected to the semiconductor chip 23 and the solder bump 26. Therefore, the lower wiring layer 24 functions as a redistribution layer of the semiconductor chip 23, and the solder bumps 26 function as external terminals of the semiconductor chip 23.

また、図2に示す貫通配線22は、有機絶縁層21を貫通するように設けられている。これにより、下層配線層24と上層配線層25との間を電気的に接続することができる。その結果、貫通電極基板2と半導体パッケージ3との積層が可能になり、半導体装置1の高機能化を図ることができる。   The through wiring 22 shown in FIG. 2 is provided so as to penetrate the organic insulating layer 21. Thereby, the lower wiring layer 24 and the upper wiring layer 25 can be electrically connected. As a result, the through-electrode substrate 2 and the semiconductor package 3 can be stacked, and the function of the semiconductor device 1 can be enhanced.

さらに、図2に示す上層配線層25に含まれる配線層は、貫通配線22や半田バンプ35と接続されている。このため、上層配線層25は、半導体チップ23と電気的に接続されることとなり、半導体チップ23の再配線層として機能するとともに、半導体チップ23とパッケージ基板31との間に介在するインターポーザーとしても機能する。その結果、再配線層の高密度化を図ることができる。   Further, the wiring layers included in the upper wiring layer 25 shown in FIG. 2 are connected to the through wirings 22 and the solder bumps 35. Therefore, the upper wiring layer 25 is electrically connected to the semiconductor chip 23, functions as a redistribution layer of the semiconductor chip 23, and functions as an interposer interposed between the semiconductor chip 23 and the package substrate 31. Also works. As a result, the density of the rewiring layer can be increased.

また、有機絶縁層21を貫通配線22が貫通していることで、有機絶縁層21を補強する効果が得られる。このため、下層配線層24や上層配線層25の機械的強度が低い場合でも、貫通電極基板2全体の機械的強度の低下を避けることができる。その結果、下層配線層24や上層配線層25のさらなる薄型化を図ることができ、半導体装置1のさらなる低背化を図ることができる。   Further, since the through wiring 22 penetrates the organic insulating layer 21, an effect of reinforcing the organic insulating layer 21 is obtained. For this reason, even if the mechanical strength of the lower wiring layer 24 and the upper wiring layer 25 is low, it is possible to avoid a decrease in the mechanical strength of the entire through electrode substrate 2. As a result, the lower wiring layer 24 and the upper wiring layer 25 can be further thinned, and the height of the semiconductor device 1 can be further reduced.

さらには、有機絶縁層21は、半導体チップ23を覆うように設けられている。これにより、半導体チップ23を保護する効果が高められる。その結果、半導体装置1の信頼性を高めることができる。また、本実施形態に係るパッケージオンパッケージ構造のような実装方式にも容易に適用可能な半導体装置1が得られる。   Further, the organic insulating layer 21 is provided so as to cover the semiconductor chip 23. Thereby, the effect of protecting the semiconductor chip 23 is enhanced. As a result, the reliability of the semiconductor device 1 can be improved. Further, the semiconductor device 1 which can be easily applied to a mounting method such as the package-on-package structure according to the present embodiment is obtained.

貫通配線22の直径W(図2参照)は、特に限定されないが、1〜100μm程度であるのが好ましく、2〜80μm程度であるのがより好ましい。これにより、有機絶縁層21の機械的特性を損なうことなく、貫通配線22の導電性を確保することができる。   The diameter W (see FIG. 2) of the through wiring 22 is not particularly limited, but is preferably about 1 to 100 μm, and more preferably about 2 to 80 μm. Thereby, the conductivity of the through wiring 22 can be ensured without impairing the mechanical properties of the organic insulating layer 21.

図2に示す半導体パッケージ3は、いかなる形態のパッケージであってもよい。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)等の形態が挙げられる。   The semiconductor package 3 shown in FIG. 2 may be any type of package. For example, QFP (Quad Flat Package), SOP (Small Outline Package), BGA (Ball Grid Array), CSP (Chip Size Package), QFN (Quad Flat Non-read, Long-packed, Long-packed, Long-packed, Long-packed, Long-packed, Long-packed, Long-packed, Long-packed, Long-packed, Long-packed, Long-packed, Long-packed, Long-packed) Examples include LF-BGA (Lead Frame BGA) and the like.

半導体チップ32の形態は、特に限定されないが、一例として図1に示す半導体チップ32は、複数のチップが積層されて構成されている。このため、高密度化が図られている。なお、複数のチップは、平面方向に併設されていてもよく、厚さ方向に積層されつつ平面方向にも併設されていてもよい。   The form of the semiconductor chip 32 is not particularly limited. For example, the semiconductor chip 32 shown in FIG. 1 is configured by stacking a plurality of chips. For this reason, high densification has been achieved. The plurality of chips may be provided side by side in the plane direction, or may be provided in the plane direction while being stacked in the thickness direction.

パッケージ基板31は、いかなる基板であってもよいが、例えば図示しない絶縁層、配線層および貫通配線等を含む基板とされる。このうち、貫通配線を介して半田バンプ35とボンディングワイヤー33とを電気的に接続することができる。   The package substrate 31 may be any substrate. For example, the package substrate 31 includes an insulating layer (not shown), a wiring layer, a through wiring, and the like. Among them, the solder bump 35 and the bonding wire 33 can be electrically connected via the through wiring.

封止層34は、例えば公知の封止樹脂材料で構成されている。このような封止層34を設けることにより、半導体チップ32やボンディングワイヤー33を外力や外部環境から保護することができる。   The sealing layer 34 is made of, for example, a known sealing resin material. By providing such a sealing layer 34, the semiconductor chip 32 and the bonding wires 33 can be protected from external force and external environment.

なお、貫通電極基板2が備える半導体チップ23と半導体パッケージ3が備える半導体チップ32は、互いに近接して配置されることになるため、相互通信の高速化や低損失化等のメリットを享受することができる。かかる観点から、例えば、半導体チップ23と半導体チップ32のうち、一方をCPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)、AP(Application Processor)等の演算素子とし、他方をDRAM(Dynamic Random Access Memory)やフラッシュメモリー等の記憶素子等にすれば、同一装置内においてこれらの素子同士を近接して配置することができるので、高機能化と小型化とを両立した半導体装置1を実現することができる。   Since the semiconductor chip 23 included in the through electrode substrate 2 and the semiconductor chip 32 included in the semiconductor package 3 are arranged close to each other, it is possible to enjoy advantages such as high speed and low loss of mutual communication. Can be. From this viewpoint, for example, one of the semiconductor chip 23 and the semiconductor chip 32 is used as an arithmetic element such as a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), or an AP (Application Processor), and the other is a DRAM (Dynamic Random Access). If a memory device such as a memory device or a flash memory is used, these devices can be arranged close to each other in the same device, thereby realizing the semiconductor device 1 that achieves both high functionality and miniaturization. Can be.

<有機絶縁層>
次に、有機絶縁層21について特に詳述する。
<Organic insulating layer>
Next, the organic insulating layer 21 will be described in detail.

本実施形態の有機絶縁層21は、後述する感光性樹脂組成物または感光性樹脂フィルムの硬化物を含む。   The organic insulating layer 21 of the present embodiment contains a photosensitive resin composition or a cured product of a photosensitive resin film described later.

本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物(感光性樹脂フィルムの硬化物も含む。以下同様。)は、そのガラス転移温度(Tg)が140℃以上であるのが好ましく、150℃以上であるのがより好ましく、160℃以上であるのがさらに好ましい。これにより、有機絶縁層21の耐熱性を高めることができるので、例えば高温環境下でも使用可能な半導体装置1を実現することができる。なお、感光性樹脂組成物の硬化物の上限値は、特に設定されなくてもよいが、一例として250℃以下とされる。   The cured product of the photosensitive resin composition according to the present embodiment (including the cured product of the photosensitive resin film; the same applies hereinafter) preferably has a glass transition temperature (Tg) of 140 ° C. or higher, and more preferably 150 ° C. or higher. Is more preferable, and the temperature is more preferably 160 ° C. or higher. Thereby, the heat resistance of the organic insulating layer 21 can be increased, so that, for example, the semiconductor device 1 that can be used even in a high-temperature environment can be realized. In addition, the upper limit of the cured product of the photosensitive resin composition may not be particularly set, but is, for example, 250 ° C. or lower.

また、感光性樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度は、所定の試験片(幅4mm×長さ20mm×厚み0.005〜0.015mm)に対して、熱機械分析装置(TMA)を用いて、開始温度30℃、測定温度範囲30〜400℃、昇温速度5℃/minの条件下で測定を行った結果から算出される。   The glass transition temperature of the cured product of the photosensitive resin composition was determined using a thermomechanical analyzer (TMA) on a predetermined test piece (4 mm wide × 20 mm long × 0.005 to 0.015 mm thick). It is calculated from the results of measurement under the conditions of a starting temperature of 30 ° C., a measuring temperature range of 30 to 400 ° C., and a temperature rising rate of 5 ° C./min.

本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物は、その線膨張係数(CTE)が5〜80ppm/℃であるのが好ましく、10〜70ppm/℃であるのがより好ましく、15〜60ppm/℃であるのがさらに好ましい。これにより、有機絶縁層21の線膨張係数を、例えばシリコン材料の線膨張係数に近づけることができる。このため、例えば半導体チップ23の反り等を生じさせ難い有機絶縁層21が得られる。その結果、信頼性の高い半導体装置1が得られる。   The cured product of the photosensitive resin composition according to this embodiment has a coefficient of linear expansion (CTE) of preferably 5 to 80 ppm / ° C, more preferably 10 to 70 ppm / ° C, and 15 to 60 ppm / ° C. C. is more preferred. Thereby, the coefficient of linear expansion of the organic insulating layer 21 can be made close to, for example, the coefficient of linear expansion of the silicon material. Therefore, for example, the organic insulating layer 21 in which the semiconductor chip 23 is unlikely to warp or the like is obtained. As a result, a highly reliable semiconductor device 1 is obtained.

なお、感光性樹脂組成物の硬化物の線膨張係数は、所定の試験片(幅4mm×長さ20mm×厚み0.005〜0.015mm)に対して、熱機械分析装置(TMA)を用いて、開始温度30℃、測定温度範囲30〜400℃、昇温速度5℃/minの条件下で測定を行った結果から算出される。   The coefficient of linear expansion of the cured product of the photosensitive resin composition was determined using a thermomechanical analyzer (TMA) on a predetermined test piece (4 mm wide × 20 mm long × 0.005 to 0.015 mm thick). It is calculated from the results of measurement under the conditions of a starting temperature of 30 ° C., a measuring temperature range of 30 to 400 ° C., and a temperature rising rate of 5 ° C./min.

本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物は、5%熱重量減少温度Td5が300℃以上であるのが好ましく、320℃以上であるのがより好ましい。これにより、高温下でも熱分解等による重量減少が生じ難く、耐熱性に優れた硬化物が得られる。このため、高温環境下での耐久性に優れた有機絶縁層21が得られる。   The cured product of the photosensitive resin composition according to this embodiment preferably has a 5% thermal weight loss temperature Td5 of 300 ° C. or more, more preferably 320 ° C. or more. As a result, even at high temperatures, weight loss due to thermal decomposition or the like hardly occurs, and a cured product excellent in heat resistance can be obtained. Therefore, the organic insulating layer 21 having excellent durability in a high temperature environment can be obtained.

なお、感光性樹脂組成物の硬化物の5%熱重量減少温度Td5は、5mgの硬化物に対して、示差熱熱重量同時測定装置(TG/DTA)を用いて測定された結果から算出される。   The 5% thermogravimetric loss temperature Td5 of the cured product of the photosensitive resin composition was calculated from the result of measuring 5 mg of the cured product using a simultaneous differential thermogravimetric analyzer (TG / DTA). You.

本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物は、その伸び率が5〜50%であるのが好ましく、6〜45%であるのがより好ましく、7〜40%であるのがさらに好ましい。これにより、有機絶縁層21の伸び率が最適化されるため、例えば有機絶縁層21を貫通するように貫通配線22が設けられている場合であっても、有機絶縁層21と貫通配線22との界面に剥離等が生じるのを抑制することができる。また、有機絶縁層21自体においても、クラック等が発生するのを抑制することができる。   The cured product of the photosensitive resin composition according to the present embodiment preferably has an elongation of 5 to 50%, more preferably 6 to 45%, and still more preferably 7 to 40%. . Thereby, the elongation rate of the organic insulating layer 21 is optimized, so that, for example, even when the through wiring 22 is provided so as to penetrate the organic insulating layer 21, the organic insulating layer 21 and the through wiring 22 , Etc., can be suppressed from occurring at the interface of. In addition, the occurrence of cracks and the like can be suppressed in the organic insulating layer 21 itself.

また、伸び率が前記下限値を下回ると、有機絶縁層21の厚さや形状等によっては、有機絶縁層21にクラック等が発生するおそれがある。一方、伸び率が前記上限値を上回ると、有機絶縁層21の厚さや形状等によっては、有機絶縁層21の機械的特性が低下するおそれがある。   If the elongation is less than the lower limit, cracks or the like may occur in the organic insulating layer 21 depending on the thickness, shape, and the like of the organic insulating layer 21. On the other hand, if the elongation exceeds the upper limit, the mechanical properties of the organic insulating layer 21 may be reduced depending on the thickness and shape of the organic insulating layer 21.

なお、感光性樹脂組成物の硬化物の伸び率は、以下のようにして測定される。まず、所定の試験片(幅6.5mm×長さ20mm×厚み0.005〜0.015mm)に対して引張試験(引張速度:5mm/min)を、温度25℃、湿度55%の雰囲気中で実施する。引張試験は、株式会社オリエンテック製引張試験機(テンシロンRTA−100)を用いて行う。次いで、当該引張試験の結果から、引張伸び率を算出する。ここでは、上記引張試験を試験回数n=10で行い、測定値が大きい5回の平均値を求め、これを測定値とする。   The elongation percentage of the cured product of the photosensitive resin composition is measured as follows. First, a tensile test (tensile speed: 5 mm / min) was performed on a predetermined test piece (width 6.5 mm × length 20 mm × thickness 0.005 to 0.015 mm) in an atmosphere at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 55%. It is carried out in. The tensile test is performed using a tensile tester manufactured by Orientec Co., Ltd. (Tensilon RTA-100). Next, the tensile elongation is calculated from the result of the tensile test. Here, the tensile test is performed with the number of tests n = 10, and an average value of five large measured values is obtained, and this is defined as a measured value.

本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物は、引張強度が20MPa以上であるのが好ましく、30〜300MPaであるのがより好ましい。これにより、十分な機械的強度を有し、耐久性に優れた有機絶縁層21が得られる。   The cured product of the photosensitive resin composition according to the present embodiment preferably has a tensile strength of 20 MPa or more, and more preferably 30 to 300 MPa. Thereby, the organic insulating layer 21 having sufficient mechanical strength and excellent durability can be obtained.

なお、感光性樹脂組成物の硬化物の引張強度は、前述した伸び率の測定と同じ方法で取得した引張試験の結果から求められる。   In addition, the tensile strength of the cured product of the photosensitive resin composition is determined from the result of the tensile test obtained by the same method as the above-described method of measuring the elongation.

本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物は、引張弾性率が0.5GPa以上であるのが好ましく、1〜5GPaであるのがより好ましい。これにより、十分な機械的強度を有し、耐久性に優れた有機絶縁層21が得られる。   The cured product of the photosensitive resin composition according to this embodiment preferably has a tensile modulus of 0.5 GPa or more, and more preferably 1 to 5 GPa. Thereby, the organic insulating layer 21 having sufficient mechanical strength and excellent durability can be obtained.

なお、感光性樹脂組成物の硬化物の弾性率は、前述した伸び率の測定と同じ方法で取得した引張試験の結果から求められる。   In addition, the elastic modulus of the cured product of the photosensitive resin composition is obtained from the result of the tensile test obtained by the same method as the measurement of the elongation described above.

また、上述したような硬化物としては、例えば以下のような条件で硬化させたものが用いられる。まず、感光性樹脂組成物を、シリコンウエハー基板上にスピンコーター等で塗布した後、ホットプレートにて120℃で5分間乾燥し、塗膜を得る。得られた塗膜を700mJ/cmで全面露光し、70℃で5分間PEB(Post Exposure Bake)を行う。その後、200℃で90分間加熱して、硬化膜が得られる。As the above-mentioned cured product, for example, a product cured under the following conditions is used. First, the photosensitive resin composition is applied on a silicon wafer substrate by a spin coater or the like, and then dried on a hot plate at 120 ° C. for 5 minutes to obtain a coating film. The entire surface of the obtained coating film is exposed at 700 mJ / cm 2 , and PEB (Post Exposure Bake) is performed at 70 ° C. for 5 minutes. Thereafter, heating is performed at 200 ° C. for 90 minutes to obtain a cured film.

2.半導体装置の製造方法
上述した本実施形態の半導体装置1は、例えば、以下のようにして製造することができる。
図3、4は、それぞれ図1に示す半導体装置1を製造する方法の一例を示す図である。
2. Method of Manufacturing Semiconductor Device The semiconductor device 1 of the present embodiment described above can be manufactured, for example, as follows.
3 and 4 are diagrams illustrating an example of a method of manufacturing the semiconductor device 1 illustrated in FIG.

[1]
まず、図3(a)に示すように、基板202を用意する。
[1]
First, as shown in FIG. 3A, a substrate 202 is prepared.

基板202の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、金属材料、ガラス材料、セラミック材料、半導体材料、有機材料等が挙げられる。また、基板202には、シリコンウエハーのような半導体ウエハー、ガラスウエハー等を用いるようにしてもよい。なお、基板202には、必要に応じて電子回路が形成されていてもよい。   The constituent material of the substrate 202 is not particularly limited, and examples thereof include a metal material, a glass material, a ceramic material, a semiconductor material, and an organic material. Further, as the substrate 202, a semiconductor wafer such as a silicon wafer, a glass wafer, or the like may be used. Note that an electronic circuit may be formed on the substrate 202 as necessary.

[2]
次に、図3(b)に示すように、基板202上に半導体チップ23を配置する。本製造方法では、一例として、複数の半導体チップ23を互いに離間させつつ配置する。複数の半導体チップ23は、互いに同じ種類のものであってもよいし、互いに異なる種類のものであってもよい。
[2]
Next, as shown in FIG. 3B, the semiconductor chip 23 is disposed on the substrate 202. In the present manufacturing method, as an example, the plurality of semiconductor chips 23 are arranged while being separated from each other. The plurality of semiconductor chips 23 may be of the same type or different types.

なお、必要に応じて、基板202と半導体チップ23との間にインターポーザー(図示せず)を設けるようにしてもよい。インターポーザーは、例えば半導体チップ23の再配線層として機能する。したがって、インターポーザーは、後述する半導体チップ23の電極と電気的に接続させるための図示しないパッドを備えていてもよい。これにより、半導体チップ23のパッド間隔や配列パターンを変換することができ、半導体装置1の設計自由度をより高めることができる。   Note that an interposer (not shown) may be provided between the substrate 202 and the semiconductor chip 23 as necessary. The interposer functions as, for example, a redistribution layer of the semiconductor chip 23. Therefore, the interposer may include a pad (not shown) for electrically connecting to an electrode of the semiconductor chip 23 described later. Thereby, the pad spacing and arrangement pattern of the semiconductor chip 23 can be converted, and the degree of freedom in designing the semiconductor device 1 can be further increased.

このようなインターポーザーには、例えば、シリコン基板、セラミック基板、ガラス基板のような無機系基板、樹脂基板のような有機系基板等が用いられる。   As such an interposer, for example, an inorganic substrate such as a silicon substrate, a ceramic substrate, or a glass substrate, or an organic substrate such as a resin substrate is used.

[3]
次に、図3(c)に示すように、半導体チップ23を埋め込むようにして基板202上に感光性樹脂層210を配置する。感光性樹脂層210としては、後述する感光性樹脂組成物または感光性樹脂フィルムが用いられる。
[3]
Next, as shown in FIG. 3C, a photosensitive resin layer 210 is disposed on the substrate 202 so as to bury the semiconductor chip 23. As the photosensitive resin layer 210, a photosensitive resin composition or a photosensitive resin film described later is used.

このとき、特に感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂フィルムを用いることにより、感光性樹脂層210の厚膜化が容易に図られることとなる。これにより、半導体チップ23の薄型化を図らなくても、容易に埋め込むことができる。   At this time, in particular, by using a photosensitive resin film containing a photosensitive resin composition, the thickness of the photosensitive resin layer 210 can be easily increased. Accordingly, the semiconductor chip 23 can be easily embedded without reducing the thickness.

感光性樹脂フィルムを用いて感光性樹脂層210を形成する場合、感光性樹脂フィルム単体を半導体チップ23の上方から貼り付けるようにしてもよく、キャリアーフィルムに積層された感光性樹脂フィルムを半導体チップ23上に貼り付けた後、キャリアーフィルムを剥離することによって感光性樹脂フィルムを残置するようにしてもよい。   When the photosensitive resin layer 210 is formed using a photosensitive resin film, a single photosensitive resin film may be attached from above the semiconductor chip 23, and the photosensitive resin film laminated on the carrier film may be attached to the semiconductor chip. After sticking on the carrier film 23, the photosensitive resin film may be left by peeling off the carrier film.

また、感光性樹脂フィルムを貼り付ける作業においては、公知のラミネート方法が用いられてもよい。その場合、例えば真空ラミネーターが用いられる。真空ラミネーターは、バッチ式であってもよく、連続式であってもよい。   In the operation of attaching the photosensitive resin film, a known laminating method may be used. In that case, for example, a vacuum laminator is used. The vacuum laminator may be a batch type or a continuous type.

また、感光性樹脂フィルムを貼り付ける作業の過程では、必要に応じて感光性樹脂フィルムを加熱するようにしてもよい。   In the process of attaching the photosensitive resin film, the photosensitive resin film may be heated as necessary.

加熱温度は、感光性樹脂フィルムの構成材料や加熱時間等に応じて適宜設定されるが、40〜150℃程度であるのが好ましく、50〜140℃程度であるのがより好ましく、60〜130℃程度であるのがさらに好ましい。このような温度で加熱することにより、感光性樹脂フィルムに対する半導体チップ23の埋め込み性がより高められる。これにより、ボイド等の不良の発生が抑えられるとともに、より平坦化が図られた感光性樹脂層210を効率よく形成することができる。   The heating temperature is appropriately set according to the constituent materials of the photosensitive resin film, the heating time, and the like, but is preferably about 40 to 150 ° C, more preferably about 50 to 140 ° C, and 60 to 130 ° C. It is more preferable that the temperature is about ° C. By heating at such a temperature, the embedding property of the semiconductor chip 23 into the photosensitive resin film is further improved. Accordingly, the occurrence of defects such as voids can be suppressed, and the photosensitive resin layer 210 that has been further planarized can be efficiently formed.

なお、加熱温度が前記下限値を下回ると、感光性樹脂フィルムの溶融が不足するため、感光性樹脂フィルムの構成材料等によっては埋め込み性が低下するおそれがある。一方、加熱温度が前記上限値を上回ると、感光性樹脂フィルムの構成材料等によっては硬化してしまうおそれがある。   If the heating temperature is lower than the lower limit, the melting of the photosensitive resin film becomes insufficient, so that the embedding property may be reduced depending on the constituent materials of the photosensitive resin film. On the other hand, if the heating temperature exceeds the upper limit, the photosensitive resin film may be hardened depending on the constituent materials thereof.

また、加熱時間は、感光性樹脂フィルムの構成材料や加熱温度等に応じて適宜設定されるが、5〜180秒程度であるのが好ましく、10〜60秒程度であるのがより好ましい。   The heating time is appropriately set according to the constituent materials of the photosensitive resin film, the heating temperature, and the like, but is preferably about 5 to 180 seconds, and more preferably about 10 to 60 seconds.

また、感光性樹脂フィルムでは、加熱されるとともに加圧されることによって、半導体チップ23の埋め込みが可能になる。そのときの加圧力は、感光性樹脂フィルムの構成材料等に応じて適宜設定されるが、0.2〜5MPa程度であるのが好ましく、0.4〜1MPa程度であるのがより好ましい。   In the photosensitive resin film, the semiconductor chip 23 can be embedded by being heated and pressed. The pressing force at that time is appropriately set according to the constituent materials of the photosensitive resin film and the like, but is preferably about 0.2 to 5 MPa, and more preferably about 0.4 to 1 MPa.

一方、ワニス状の感光性樹脂組成物を用いることにより、感光性樹脂層210の平坦化が容易に図られることとなる。   On the other hand, by using the varnish-shaped photosensitive resin composition, the photosensitive resin layer 210 can be easily flattened.

ワニス状の感光性樹脂組成物を用いて感光性樹脂層210を形成する作業においては、必要に応じて溶媒等で粘度を調整し、各種塗布装置を用いて基板202上に塗布する。その後、得られた塗膜を乾燥させることにより、感光性樹脂層210が得られる。なお、半導体チップが完全に埋め込まれるように、十分な厚さを確保するため、ワニス状の感光性樹脂組成物の塗布および乾燥を複数回繰り返してもよい。   In the operation of forming the photosensitive resin layer 210 using the varnish-shaped photosensitive resin composition, the viscosity is adjusted with a solvent or the like as necessary, and the photosensitive resin layer 210 is coated on the substrate 202 using various coating apparatuses. Then, the photosensitive resin layer 210 is obtained by drying the obtained coating film. In order to secure a sufficient thickness so that the semiconductor chip is completely embedded, application and drying of the varnish-shaped photosensitive resin composition may be repeated a plurality of times.

塗布装置としては、例えば、スピンコーター、スプレー装置、インクジェット装置等が挙げられる。   Examples of the coating device include a spin coater, a spray device, and an ink jet device.

感光性樹脂フィルムの膜厚(感光性樹脂層210の膜厚)は、硬化後の膜厚(図2の高さH)に応じてかつ硬化収縮を考慮して適宜設定される一方、半導体チップ23を埋め込み得る厚さであれば、特に限定されない。ただし、感光性樹脂フィルムの膜厚の一例として20〜1000μm程度であるのが好ましく、50〜750μm程度であるのがより好ましく、100〜500μm程度であるのがさらに好ましい。感光性樹脂層210の膜厚を前記範囲内に設定することにより、半導体チップ23を容易に埋め込むことができ、かつ、感光性樹脂層210の硬化膜に対して十分な機械的強度も付与することができる。その結果、半導体チップ23の良好な保護性とともに、半導体装置1の剛性への寄与も担う硬化膜(有機絶縁層21)を形成することができる。   The thickness of the photosensitive resin film (the thickness of the photosensitive resin layer 210) is appropriately set in accordance with the cured film thickness (height H in FIG. 2) and in consideration of curing shrinkage, while the semiconductor chip The thickness is not particularly limited as long as it can embed 23. However, the thickness of the photosensitive resin film is preferably about 20 to 1000 μm, more preferably about 50 to 750 μm, and still more preferably about 100 to 500 μm. By setting the thickness of the photosensitive resin layer 210 within the above range, the semiconductor chip 23 can be easily embedded, and sufficient mechanical strength is imparted to the cured film of the photosensitive resin layer 210. be able to. As a result, it is possible to form a cured film (organic insulating layer 21) that contributes to the rigidity of the semiconductor device 1 as well as good protection of the semiconductor chip 23.

[4]
次に、図3(d)に示すように、感光性樹脂層210上の所定の領域にマスク41を配置する。そして、マスク41を介して光(活性放射線)を照射する。これにより、マスク41のパターンに応じて感光性樹脂層210に露光処理が施される。
[4]
Next, as shown in FIG. 3D, a mask 41 is arranged in a predetermined region on the photosensitive resin layer 210. Then, light (active radiation) is irradiated through the mask 41. As a result, the photosensitive resin layer 210 is exposed to light according to the pattern of the mask 41.

その後、必要に応じて、露光後加熱処理が施される。露光後加熱処理の条件は、特に限定されないが、例えば、50〜150℃程度の加熱温度で、1〜10分程度の加熱時間とされる。   Thereafter, a post-exposure bake is performed as necessary. The condition of the post-exposure bake is not particularly limited, and for example, a heating temperature of about 50 to 150 ° C. and a heating time of about 1 to 10 minutes.

図3(d)では、感光性樹脂層210がいわゆるネガ型の感光性を有している場合を図示している。この例では、感光性樹脂層210のうち、マスク41の非遮光部に対応する領域に対して、現像液に対する溶解性が付与される。   FIG. 3D illustrates a case where the photosensitive resin layer 210 has a so-called negative-type photosensitivity. In this example, a region of the photosensitive resin layer 210 corresponding to the non-light-shielding portion of the mask 41 is given solubility in a developing solution.

その後、現像処理が施されることにより、マスク41の非遮光部に対応した、感光性樹脂層210を貫通する開口部42が形成される(図3(e)参照)。
現像液としては、例えば、有機系現像液、水溶性現像液等が挙げられる。
Thereafter, by performing a developing process, an opening 42 penetrating through the photosensitive resin layer 210 corresponding to the non-light-shielding portion of the mask 41 is formed (see FIG. 3E).
Examples of the developer include an organic developer and a water-soluble developer.

現像処理の後、感光性樹脂層210に対して現像後加熱処理が施される。現像後加熱処理の条件は、特に限定されないが、160〜250℃程度の加熱温度で、30〜180分程度の加熱時間とされる。これにより、半導体チップ23に対する熱影響を抑えつつ、感光性樹脂層210を硬化させ、有機絶縁層21を得ることができる。   After the development, the photosensitive resin layer 210 is subjected to a post-development heat treatment. The conditions for the post-development heat treatment are not particularly limited, but a heating temperature of about 160 to 250 ° C. and a heating time of about 30 to 180 minutes. This makes it possible to cure the photosensitive resin layer 210 while suppressing the thermal influence on the semiconductor chip 23, and obtain the organic insulating layer 21.

[5]
次に、図4(f)に示すように、開口部42(図3(e)参照)に貫通配線22を形成する。
[5]
Next, as shown in FIG. 4F, the through wiring 22 is formed in the opening 42 (see FIG. 3E).

貫通配線22の形成には、公知の方法が用いられるが、例えば以下の方法が用いられる。   A known method is used for forming the through wiring 22, and for example, the following method is used.

まず、有機絶縁層21上に、図示しないシード層を形成する。シード層は、開口部42の内部(側壁および底面)とともに、有機絶縁層21の上面に形成される。   First, a seed layer (not shown) is formed on the organic insulating layer 21. The seed layer is formed on the upper surface of the organic insulating layer 21 together with the inside of the opening 42 (side wall and bottom surface).

シード層としては、例えば、銅シード層が用いられる。また、シード層は、例えばスパッタリング法により形成される。   As the seed layer, for example, a copper seed layer is used. The seed layer is formed by, for example, a sputtering method.

また、シード層は、形成しようとする貫通配線22と同種の金属で構成されていてもよいし、異種の金属で構成されていてもよい。   The seed layer may be made of the same metal as the through wiring 22 to be formed, or may be made of a different metal.

次いで、図示しないシード層のうち、開口部42以外の領域上に図示しないレジスト層を形成する。そして、このレジスト層をマスクとして、開口部42内に金属を充填する。この充填には、例えば電解めっき法が用いられる。充填される金属としては、例えば銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、金または金合金、銀または銀合金、ニッケルまたはニッケル合金等が挙げられる。このようにして開口部42内に導電性材料が埋設され、貫通配線22が形成される。   Next, a resist layer (not shown) is formed on a region other than the opening 42 in the seed layer (not shown). Then, using the resist layer as a mask, the inside of the opening 42 is filled with metal. For this filling, for example, an electrolytic plating method is used. Examples of the metal to be filled include copper or copper alloy, aluminum or aluminum alloy, gold or gold alloy, silver or silver alloy, nickel or nickel alloy, and the like. Thus, the conductive material is buried in the opening 42, and the through wiring 22 is formed.

次いで、図示しないレジスト層を除去する。
なお、貫通配線22の形成箇所は、図示の位置に限定されない。例えば、半導体チップ23上に被っている感光性樹脂層210を貫通する位置に設けられていてもよい。
Next, the resist layer (not shown) is removed.
The formation location of the through wiring 22 is not limited to the illustrated position. For example, it may be provided at a position penetrating the photosensitive resin layer 210 covering the semiconductor chip 23.

[6]
次に、図4(g)に示すように、有機絶縁層21の上面側に上層配線層25を形成する。上層配線層25は、例えば、フォトリソグラフィー法およびめっき法を用いて形成される。
[6]
Next, as shown in FIG. 4G, an upper wiring layer 25 is formed on the upper surface side of the organic insulating layer 21. The upper wiring layer 25 is formed using, for example, a photolithography method and a plating method.

[7]
次に、図4(h)に示すように、基板202を剥離する。これにより、有機絶縁層21の下面が露出することとなる。
[7]
Next, as shown in FIG. 4H, the substrate 202 is peeled. Thereby, the lower surface of the organic insulating layer 21 is exposed.

[8]
次に、図4(i)に示すように、有機絶縁層21の下面側に下層配線層24を形成する。下層配線層24は、例えば、フォトリソグラフィー法およびめっき法を用いて形成される。このようにして形成された下層配線層24は、貫通配線22を介して上層配線層25と電気的に接続される。
[8]
Next, as shown in FIG. 4I, a lower wiring layer 24 is formed on the lower surface side of the organic insulating layer 21. The lower wiring layer 24 is formed by using, for example, a photolithography method and a plating method. The lower wiring layer 24 thus formed is electrically connected to the upper wiring layer 25 via the through wiring 22.

[9]
次に、図4(j)に示すように、下層配線層24に半田バンプ26を形成する。また、上層配線層25や下層配線層24には、必要に応じてソルダーレジスト層のような保護膜を形成するようにしてもよい。
[9]
Next, as shown in FIG. 4J, solder bumps 26 are formed on the lower wiring layer 24. Further, a protective film such as a solder resist layer may be formed on the upper wiring layer 25 and the lower wiring layer 24 as necessary.

以上のようにして、貫通電極基板2が得られる。
なお、図4(j)に示す貫通電極基板2は、複数の領域に分割可能になっている。したがって、例えば図4(j)に示す一点鎖線に沿って貫通電極基板2を個片化することにより、複数の貫通電極基板2を効率よく製造することができる。なお、個片化には、例えばダイヤモンドカッター等を用いることができる。
As described above, the through electrode substrate 2 is obtained.
The through electrode substrate 2 shown in FIG. 4J can be divided into a plurality of regions. Accordingly, for example, by dividing the through electrode substrate 2 into individual pieces along the dashed line shown in FIG. 4 (j), a plurality of through electrode substrates 2 can be efficiently manufactured. In addition, a diamond cutter etc. can be used for individualization, for example.

[10]
次に、個片化した貫通電極基板2上に半導体パッケージ3を配置する。これにより、図1に示す半導体装置1が得られる。
[10]
Next, the semiconductor package 3 is arranged on the singulated through electrode substrate 2. Thereby, the semiconductor device 1 shown in FIG. 1 is obtained.

このような半導体装置1の製造方法は、大面積の基板を用いたウエハー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。   Such a method of manufacturing the semiconductor device 1 can be applied to a wafer-level process or a panel-level process using a large-area substrate.

また、感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂層210を用いることにより、半導体チップ23の配置、半導体チップ23の埋め込み、貫通配線22の形成、上層配線層25の形成および下層配線層24の形成を、ウエハーレベルプロセスやパネルレベルプロセスで行うことができる。これにより、半導体装置1の製造効率を高め、低コスト化を図ることができる。   Further, by using the photosensitive resin layer 210 containing the photosensitive resin composition, the arrangement of the semiconductor chip 23, the embedding of the semiconductor chip 23, the formation of the through wiring 22, the formation of the upper wiring layer 25, and the formation of the lower wiring layer 24 Can be performed by a wafer level process or a panel level process. As a result, the manufacturing efficiency of the semiconductor device 1 can be increased and the cost can be reduced.

<<第2実施形態>>
次に、本発明の半導体装置の第2実施形態について説明する。
<< 2nd Embodiment >>
Next, a second embodiment of the semiconductor device of the present invention will be described.

図5は、本発明の半導体装置の第2実施形態を示す縦断面図である。また、図6は、図5の鎖線で囲まれた領域の部分拡大図である。なお、以下の説明では、図5中の上側を「上」、下側を「下」と言う。   FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the semiconductor device of the present invention. FIG. 6 is a partially enlarged view of a region surrounded by a chain line in FIG. In the following description, the upper side in FIG. 5 is referred to as “upper”, and the lower side is referred to as “lower”.

以下、半導体装置の第2実施形態について、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the second embodiment of the semiconductor device will be described focusing on differences from the first embodiment, and description of similar items will be omitted.

1.半導体装置
第2実施形態の半導体装置1では、有機絶縁層21に形成される貫通配線の構成が異なる点、および、上層配線層25が後述する感光性樹脂組成物を用いて形成されている点で前述した第1実施形態の半導体装置と異なるが、それ以外は、前述した第1実施形態の半導体装置1と同様である。
1. Semiconductor Device In the semiconductor device 1 of the second embodiment, the configuration of the through wiring formed in the organic insulating layer 21 is different, and the upper wiring layer 25 is formed using a photosensitive resin composition described later. Although the semiconductor device is different from the semiconductor device of the first embodiment described above, the rest is the same as the semiconductor device 1 of the first embodiment described above.

本実施形態の半導体装置1では、図5および6に示すように、有機絶縁層21に、有機絶縁層21を貫通するように貫通配線221が設けられている。これにより、下層配線層24と上層配線層25との間が電気的に接続され、貫通電極基板2と半導体パッケージ3との積層が可能になるため、半導体装置1の高機能化を図ることができる。なお、貫通配線221の直径W(図6参照)は、特に限定されないが、前述した第1実施形態の半導体装置1の貫通配線22の直径Wと同じサイズとすることができる。
また、本実施形態の半導体装置1は、貫通配線221の他に、半導体チップ23の上面に位置する有機絶縁層21を貫通するように設けられた貫通配線222も備えている。これにより、半導体チップ23の上面と上層配線層25との電気的接続を図ることができる。
In the semiconductor device 1 of the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, a through wiring 221 is provided in the organic insulating layer 21 so as to penetrate the organic insulating layer 21. As a result, the lower wiring layer 24 and the upper wiring layer 25 are electrically connected to each other, and the through-electrode substrate 2 and the semiconductor package 3 can be stacked, so that the functionality of the semiconductor device 1 can be enhanced. it can. The diameter W (see FIG. 6) of the through wiring 221 is not particularly limited, but can be the same size as the diameter W of the through wiring 22 of the semiconductor device 1 of the first embodiment described above.
Further, the semiconductor device 1 of the present embodiment also includes a through wiring 222 provided so as to penetrate the organic insulating layer 21 located on the upper surface of the semiconductor chip 23, in addition to the through wiring 221. Thus, electrical connection between the upper surface of the semiconductor chip 23 and the upper wiring layer 25 can be achieved.

さらに、図6に示す上層配線層25に含まれる配線層253は、貫通配線221や半田バンプ35と接続されている。このため、上層配線層25は、半導体チップ23と電気的に接続されることとなり、半導体チップ23の再配線層として機能するとともに、半導体チップ23とパッケージ基板31との間に介在するインターポーザーとしても機能する。
また、上層配線層25は、後述する感光性樹脂組成物を用いて形成されており、感光性樹脂組成物の樹脂膜中に配線層253が埋設された構成を有する。このような半導体装置1では、配線層253に対する上層配線層25の密着性が良好であるため、信頼性が高くなる。
Further, the wiring layer 253 included in the upper wiring layer 25 shown in FIG. 6 is connected to the through wiring 221 and the solder bump 35. Therefore, the upper wiring layer 25 is electrically connected to the semiconductor chip 23, functions as a redistribution layer of the semiconductor chip 23, and functions as an interposer interposed between the semiconductor chip 23 and the package substrate 31. Also works.
The upper wiring layer 25 is formed using a photosensitive resin composition described later, and has a configuration in which the wiring layer 253 is embedded in a resin film of the photosensitive resin composition. In such a semiconductor device 1, since the adhesion of the upper wiring layer 25 to the wiring layer 253 is good, the reliability is high.

2.半導体装置の製造方法
次に、図5に示す半導体装置1を製造する方法について説明する。
2. Next, a method for manufacturing the semiconductor device 1 shown in FIG. 5 will be described.

図7は、図5に示す半導体装置1を製造する方法を示す工程図である。また、図8〜図10は、それぞれ図5に示す半導体装置1を製造する方法を説明するための図である。   FIG. 7 is a process chart showing a method for manufacturing the semiconductor device 1 shown in FIG. 8 to 10 are diagrams for explaining a method of manufacturing the semiconductor device 1 shown in FIG.

本実施形態の半導体装置1の製造方法は、基板202上に設けられた半導体チップ23および貫通配線221、222を埋め込むように有機絶縁層21を得るチップ配置工程S1と、有機絶縁層21上および半導体チップ23上に上層配線層25を形成する上層配線層形成工程S2と、基板202を剥離する基板剥離工程S3と、下層配線層24を形成する下層配線層形成工程S4と、半田バンプ26を形成し、貫通電極基板2を得る半田バンプ形成工程S5と、貫通電極基板2上に半導体パッケージ3を積層する積層工程S6と、を有する。   The method for manufacturing the semiconductor device 1 according to the present embodiment includes a chip disposing step S1 for obtaining the organic insulating layer 21 so as to bury the semiconductor chip 23 and the through wirings 221 and 222 provided on the substrate 202; An upper wiring layer forming step S2 for forming the upper wiring layer 25 on the semiconductor chip 23, a substrate peeling step S3 for peeling the substrate 202, a lower wiring layer forming step S4 for forming the lower wiring layer 24, and a solder bump 26 are formed. The method includes a solder bump forming step S5 of forming and obtaining the through electrode substrate 2, and a lamination step S6 of laminating the semiconductor package 3 on the through electrode substrate 2.

このうち、上層配線層形成工程S2は、有機絶縁層21上および半導体チップ23上に感光性樹脂ワニス5を配置し、感光性樹脂層2510を得る第1樹脂膜配置工程S20と、感光性樹脂層2510に露光処理を施す第1露光工程S21と、感光性樹脂層2510に現像処理を施す第1現像工程S22と、感光性樹脂層2510に硬化処理を施す第1硬化工程S23と、配線層253を形成する配線層形成工程S24と、感光性樹脂層2510および配線層253上に感光性樹脂ワニス5を配置し、感光性樹脂層2520を得る第2樹脂膜配置工程S25と、感光性樹脂層2520に露光処理を施す第2露光工程S26と、感光性樹脂層2520に現像処理を施す第2現像工程S27と、感光性樹脂層2520に硬化処理を施す第2硬化工程S28と、開口部424(貫通孔)に貫通配線254を形成する貫通配線形成工程S29と、を含む。   Among them, the upper wiring layer forming step S2 includes a first resin film disposing step S20 of disposing the photosensitive resin varnish 5 on the organic insulating layer 21 and the semiconductor chip 23 to obtain a photosensitive resin layer 2510; A first exposure step S21 for performing exposure processing on the layer 2510, a first development step S22 for performing development processing on the photosensitive resin layer 2510, a first curing step S23 for performing curing processing on the photosensitive resin layer 2510, and a wiring layer. A wiring layer forming step S24 for forming the photosensitive resin layer 2510; a second resin film disposing step S25 for disposing the photosensitive resin varnish 5 on the photosensitive resin layer 2510 and the wiring layer 253 to obtain the photosensitive resin layer 2520; A second exposure step S26 of performing an exposure process on the layer 2520, a second development step S27 of performing a development process on the photosensitive resin layer 2520, and a second curing process of performing a curing process on the photosensitive resin layer 2520. Including the S28, and the through wiring forming step S29 of forming the through wiring 254 to the opening 424 (the through hole), the.

以下、各工程について順次説明する。なお、以下の製造方法は一例であり、これに限定されるものではない。   Hereinafter, each step will be sequentially described. The following manufacturing method is an example, and the present invention is not limited to this.

[1]チップ配置工程S1
まず、図8(a)に示すように、基板202と、基板202上に設けられた半導体チップ23および貫通配線221、222と、これらを埋め込むように設けられた有機絶縁層21と、を備えるチップ埋込構造体27を用意する。
[1] Chip placement step S1
First, as shown in FIG. 8A, a substrate 202, a semiconductor chip 23 provided on the substrate 202, through wirings 221 and 222, and an organic insulating layer 21 provided so as to embed them are provided. A chip embedding structure 27 is prepared.

基板202の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、金属材料、ガラス材料、セラミック材料、半導体材料、有機材料等が挙げられる。また、基板202には、シリコンウエハーのような半導体ウエハー、ガラスウエハー等を用いるようにしてもよい。   The constituent material of the substrate 202 is not particularly limited, and examples thereof include a metal material, a glass material, a ceramic material, a semiconductor material, and an organic material. Further, as the substrate 202, a semiconductor wafer such as a silicon wafer, a glass wafer, or the like may be used.

半導体チップ23は、基板202上に接着されている。本製造方法では、一例として、複数の半導体チップ23を互いに離間させつつ同一の基板202上に併設する。複数の半導体チップ23は、互いに同じ種類のものであってもよいし、互いに異なる種類のものであってもよい。また、ダイアタッチフィルムのような接着剤層(図示せず)を介して基板202と半導体チップ23との間を固定するようにしてもよい。   The semiconductor chip 23 is adhered on the substrate 202. In the present manufacturing method, as an example, a plurality of semiconductor chips 23 are provided on the same substrate 202 while being separated from each other. The plurality of semiconductor chips 23 may be of the same type or different types. Further, the space between the substrate 202 and the semiconductor chip 23 may be fixed via an adhesive layer (not shown) such as a die attach film.

なお、必要に応じて、基板202と半導体チップ23との間にインターポーザー(図示せず)を設けるようにしてもよい。インターポーザーは、例えば半導体チップ23の再配線層として機能する。したがって、インターポーザーは、後述する半導体チップ23の電極と電気的に接続させるための図示しないパッドを備えていてもよい。これにより、半導体チップ23のパッド間隔や配列パターンを変換することができ、半導体装置1の設計自由度をより高めることができる。   Note that an interposer (not shown) may be provided between the substrate 202 and the semiconductor chip 23 as necessary. The interposer functions as, for example, a redistribution layer of the semiconductor chip 23. Therefore, the interposer may include a pad (not shown) for electrically connecting to an electrode of the semiconductor chip 23 described later. Thereby, the pad spacing and arrangement pattern of the semiconductor chip 23 can be converted, and the degree of freedom in designing the semiconductor device 1 can be further increased.

このようなインターポーザーには、例えば、シリコン基板、セラミック基板、ガラス基板のような無機系基板、樹脂基板のような有機系基板等が用いられる。   As such an interposer, for example, an inorganic substrate such as a silicon substrate, a ceramic substrate, or a glass substrate, or an organic substrate such as a resin substrate is used.

有機絶縁層21は、例えば後述する感光性樹脂組成物の成分として挙げたような熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を含む樹脂膜である。   The organic insulating layer 21 is a resin film containing a thermosetting resin or a thermoplastic resin, for example, as a component of a photosensitive resin composition described later.

貫通配線221、222の構成材料としては、例えば銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、金または金合金、銀または銀合金、ニッケルまたはニッケル合金等が挙げられる。   Examples of the constituent material of the through wirings 221 and 222 include copper or copper alloy, aluminum or aluminum alloy, gold or gold alloy, silver or silver alloy, nickel or nickel alloy, and the like.

なお、上記とは異なる方法で作製したチップ埋込構造体27を用意するようにしてもよい。   Note that the chip embedding structure 27 manufactured by a method different from the above may be prepared.

[2]上層配線層形成工程S2
次に、有機絶縁層21上および半導体チップ23上に、上層配線層25を形成する。
[2] Upper wiring layer forming step S2
Next, the upper wiring layer 25 is formed on the organic insulating layer 21 and the semiconductor chip 23.

[2−1]第1樹脂膜配置工程S20
まず、図8(b)に示すように、有機絶縁層21上および半導体チップ23上に感光性樹脂ワニス5を塗布する(配置する)。これにより、図8(c)に示すように、感光性樹脂ワニス5の液状被膜が得られる。感光性樹脂ワニス5は、後述する感光性樹脂組成物のワニスである。
[2-1] First resin film disposing step S20
First, as shown in FIG. 8B, the photosensitive resin varnish 5 is applied (arranged) on the organic insulating layer 21 and the semiconductor chip 23. Thus, a liquid coating of the photosensitive resin varnish 5 is obtained as shown in FIG. The photosensitive resin varnish 5 is a varnish of a photosensitive resin composition described later.

感光性樹脂ワニス5の塗布は、例えば、スピンコーター、バーコーター、スプレー装置、インクジェット装置等を用いて行われる。   The application of the photosensitive resin varnish 5 is performed using, for example, a spin coater, a bar coater, a spray device, an ink jet device, or the like.

感光性樹脂ワニス5の粘度は、特に限定されないが、10〜700mPa・sであるのが好ましく、30〜400mPa・sであるのがより好ましい。感光性樹脂ワニス5の粘度が前記範囲内であることにより、より薄い感光性樹脂層2510(図8(d)参照)を形成することができる。その結果、上層配線層25をより薄くすることができ、半導体装置1の薄型化が容易になる。   The viscosity of the photosensitive resin varnish 5 is not particularly limited, but is preferably from 10 to 700 mPa · s, and more preferably from 30 to 400 mPa · s. When the viscosity of the photosensitive resin varnish 5 is within the above range, a thinner photosensitive resin layer 2510 (see FIG. 8D) can be formed. As a result, the upper wiring layer 25 can be made thinner, and the thickness of the semiconductor device 1 can be easily reduced.

なお、感光性樹脂ワニス5の粘度は、例えば、コーンプレート型粘度計(TV−25、東機産業製)を用い、回転速度50rpm、測定時間300秒の条件で測定された値とされる。   The viscosity of the photosensitive resin varnish 5 is a value measured using, for example, a cone-plate viscometer (TV-25, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) under the conditions of a rotation speed of 50 rpm and a measurement time of 300 seconds.

次に、感光性樹脂ワニス5の液状被膜を乾燥させる。これにより、図8(d)に示す感光性樹脂層2510を得る。   Next, the liquid film of the photosensitive resin varnish 5 is dried. Thus, a photosensitive resin layer 2510 shown in FIG. 8D is obtained.

感光性樹脂ワニス5の乾燥条件は、特に限定されないが、例えば80〜150℃の温度で、1〜60分間加熱する条件が挙げられる。   The drying conditions of the photosensitive resin varnish 5 are not particularly limited, and include, for example, conditions of heating at a temperature of 80 to 150 ° C. for 1 to 60 minutes.

なお、本工程では、感光性樹脂ワニス5を塗布するプロセスに代えて、感光性樹脂ワニス5をフィルム化してなる感光性樹脂フィルムを配置するプロセスを採用するようにしてもよい。   In this step, instead of the process of applying the photosensitive resin varnish 5, a process of arranging a photosensitive resin film formed by forming the photosensitive resin varnish 5 into a film may be adopted.

感光性樹脂フィルムは、例えば感光性樹脂ワニス5を各種塗布装置によってキャリアーフィルム等の下地上に塗布し、その後、得られた塗膜を乾燥させることによって製造される。   The photosensitive resin film is produced, for example, by applying a photosensitive resin varnish 5 to the lower surface of a carrier film or the like by using various coating devices, and then drying the obtained coating film.

その後、必要に応じて、感光性樹脂層2510に対して露光前加熱処理を施す。露光前加熱処理を施すことにより、感光性樹脂層2510に含まれる分子が安定化して、後述する第1露光工程S21における反応の安定化を図ることができ、その一方、後述するような加熱条件で加熱されることで、加熱による光酸発生剤への悪影響を最小限に留めることができる。   Thereafter, as necessary, a pre-exposure bake is performed on the photosensitive resin layer 2510. By performing the pre-exposure bake, the molecules contained in the photosensitive resin layer 2510 are stabilized, and the reaction in the first exposure step S21 described below can be stabilized. , The adverse effect of the heating on the photoacid generator can be minimized.

露光前加熱処理の温度は、好ましくは70〜130℃とされ、より好ましくは75〜120℃とされ、さらに好ましくは80〜110℃とされる。露光前加熱処理の温度が前記下限値を下回ると、露光前加熱処理による分子の安定化という目的が果たされないおそれがある。一方、露光前加熱処理の温度が前記上限値を上回ると、光酸発生剤の動きが活発になりすぎ、後述する第1露光工程S21において光が照射されても酸が発生しにくくなるという影響が広範囲化してパターニングの加工精度が低下するおそれがある。   The temperature of the pre-exposure bake is preferably from 70 to 130C, more preferably from 75 to 120C, and still more preferably from 80 to 110C. If the temperature of the pre-exposure bake is below the lower limit, the purpose of stabilizing molecules by the pre-exposure bake may not be achieved. On the other hand, when the temperature of the pre-exposure bake exceeds the upper limit, the movement of the photoacid generator becomes too active, so that the acid is hardly generated even when irradiated with light in the first exposure step S21 described below. May be widened and patterning processing accuracy may be reduced.

また、露光前加熱処理の時間は、露光前加熱処理の温度に応じて適宜設定されるが、前記温度において好ましくは1〜10分間とされ、より好ましくは2〜8分間とされ、さらに好ましくは3〜6分間とされる。露光前加熱処理の時間が前記下限値を下回ると、加熱時間が不足するため、露光前加熱処理による分子の安定化という目的が果たされないおそれがある。一方、露光前加熱処理の時間が前記上限値を上回ると、加熱時間が長すぎるため、露光前加熱処理の温度が前記範囲内に収まっていたとしても、光酸発生剤の作用が阻害されてしまうおそれがある。   Further, the time of the pre-exposure baking is appropriately set according to the temperature of the pre-exposure baking, but is preferably 1 to 10 minutes, more preferably 2 to 8 minutes at the above-mentioned temperature, and still more preferably 3-6 minutes. If the time of the pre-exposure bake is less than the lower limit, the heating time is insufficient, so that the purpose of stabilizing the molecules by the pre-exposure bake may not be achieved. On the other hand, if the time of the pre-exposure bake exceeds the upper limit, the heating time is too long, so that even if the temperature of the pre-exposure bake is within the above range, the action of the photoacid generator is hindered. There is a possibility that it will.

また、加熱処理の雰囲気は、特に限定されず、不活性ガス雰囲気や還元性ガス雰囲気等であってもよいが、作業効率等を考慮すれば大気下とされる。   The atmosphere for the heat treatment is not particularly limited, and may be an inert gas atmosphere, a reducing gas atmosphere, or the like.

また、雰囲気圧力は、特に限定されず、減圧下や加圧下であってもよいが、作業効率等を考慮すれば常圧とされる。なお、常圧とは、30〜150kPa程度の圧力のことをいい、好ましくは大気圧である。   Further, the atmospheric pressure is not particularly limited, and may be under reduced pressure or under increased pressure. Note that the normal pressure refers to a pressure of about 30 to 150 kPa, and is preferably atmospheric pressure.

[2−2]第1露光工程S21
次に、感光性樹脂層2510に露光処理を施す。
[2-2] First exposure step S21
Next, exposure processing is performed on the photosensitive resin layer 2510.

まず、図8(d)に示すように、感光性樹脂層2510上の所定の領域にマスク412を配置する。そして、マスク412を介して光(活性放射線)を照射する。これにより、マスク412のパターンに応じて感光性樹脂層2510に露光処理が施される。   First, as shown in FIG. 8D, a mask 412 is arranged in a predetermined region on the photosensitive resin layer 2510. Then, light (active radiation) is irradiated through the mask 412. Thus, the photosensitive resin layer 2510 is exposed to light according to the pattern of the mask 412.

なお、図8(d)では、感光性樹脂層2510がいわゆるネガ型の感光性を有している場合を図示している。この例では、感光性樹脂層2510のうち、マスク412の遮光部に対応する領域に対して、現像液に対する溶解性が付与されることとなる。   Note that FIG. 8D illustrates a case where the photosensitive resin layer 2510 has a so-called negative-type photosensitivity. In this example, in the photosensitive resin layer 2510, a region corresponding to the light-shielding portion of the mask 412 is provided with solubility in the developing solution.

一方、マスク412の透過部に対応する領域では、感光剤の作用によって例えば酸のような触媒が発生する。発生した酸は、後述する工程において、熱硬化性樹脂の反応の触媒として作用する。   On the other hand, in a region corresponding to the transmitting portion of the mask 412, a catalyst such as an acid is generated by the action of the photosensitive agent. The generated acid acts as a catalyst for the reaction of the thermosetting resin in a step described later.

また、露光処理における露光量は、特に限定されないが、100〜2000mJ/cmであるのが好ましく、200〜1000mJ/cmであるのがより好ましい。これにより、感光性樹脂層2510における露光不足および露光過剰を抑制することができる。その結果、最終的に高いパターニング精度を実現することができる。
その後、必要に応じて、感光性樹脂層2510に露光後加熱処理を施す。
The exposure amount in the exposure treatment is not particularly limited, but is preferably 100 to 2000 mJ / cm 2, and more preferably 200~1000mJ / cm 2. Thus, underexposure and overexposure of the photosensitive resin layer 2510 can be suppressed. As a result, high patterning accuracy can be finally achieved.
Thereafter, if necessary, the photosensitive resin layer 2510 is subjected to a post-exposure bake.

露光後加熱処理の温度は、特に限定されないが、好ましくは50〜150℃とされ、より好ましくは50〜130℃とされ、さらに好ましくは55〜120℃とされ、特に好ましくは60〜110℃とされる。このような温度で露光後加熱処理を施すことにより、発生した酸の触媒作用が十分に増強され、熱硬化性樹脂をより短時間でかつ十分に反応させることができる。一方、温度が高すぎると、酸の拡散が促進されることとなり、パターニングの加工精度が低下するおそれがあるが、前記範囲内であればかかる懸念を低減することができる。   The temperature of the post-exposure bake is not particularly limited, but is preferably 50 to 150 ° C, more preferably 50 to 130 ° C, still more preferably 55 to 120 ° C, and particularly preferably 60 to 110 ° C. Is done. By performing post-exposure bake treatment at such a temperature, the catalytic action of the generated acid is sufficiently enhanced, and the thermosetting resin can be reacted in a shorter time and more sufficiently. On the other hand, if the temperature is too high, the diffusion of the acid is promoted, and the processing accuracy of the patterning may be reduced. However, if the temperature is within the above range, such a concern can be reduced.

なお、露光後加熱処理の温度が前記下限値を下回ると、酸のような触媒の作用が十分に高められないため、熱硬化性樹脂の反応率が低下したり、時間を要したりするおそれがある。一方、露光後加熱処理の温度が前記上限値を上回ると、酸の拡散が促進され(広範囲化し)、パターニングの加工精度が低下するおそれがある。   If the temperature of the post-exposure bake is lower than the lower limit, the action of a catalyst such as an acid cannot be sufficiently increased, so that the reaction rate of the thermosetting resin may decrease or time may be required. There is. On the other hand, when the temperature of the post-exposure bake exceeds the upper limit, the diffusion of the acid is promoted (widened), and the processing accuracy of the patterning may be reduced.

一方、露光後加熱処理の時間は、露光後加熱処理の温度に応じて適宜設定されるが、前記温度において好ましくは1〜30分間とされ、より好ましくは2〜20分間とされ、さらに好ましくは3〜15分間とされる。このような時間で露光後加熱処理を施すことにより、熱硬化性樹脂を十分に反応させることができるとともに、酸の拡散を抑えてパターニングの加工精度が低下するのを抑制することができる。   On the other hand, the time of the post-exposure bake is appropriately set in accordance with the temperature of the post-exposure bake, but is preferably 1 to 30 minutes, more preferably 2 to 20 minutes at the above-mentioned temperature, and still more preferably 3-15 minutes. By performing the post-exposure bake treatment for such a time, the thermosetting resin can be sufficiently reacted, and at the same time, the diffusion of acid can be suppressed, and a decrease in patterning processing accuracy can be suppressed.

また、露光後加熱処理の雰囲気は、特に限定されず、不活性ガス雰囲気や還元性ガス雰囲気等であってもよいが、作業効率等を考慮すれば大気下とされる。   The atmosphere for the post-exposure bake is not particularly limited, and may be an inert gas atmosphere, a reducing gas atmosphere, or the like.

また、露光後加熱処理の雰囲気圧力は、特に限定されず、減圧下や加圧下であってもよいが、作業効率等を考慮すれば常圧とされる。これにより、比較的容易に露光前加熱処理を施すことができる。なお、常圧とは、30〜150kPa程度の圧力のことをいい、好ましくは大気圧である。   Further, the atmospheric pressure of the post-exposure bake is not particularly limited, and may be under reduced pressure or under increased pressure. Thereby, the pre-exposure baking can be performed relatively easily. Note that the normal pressure refers to a pressure of about 30 to 150 kPa, and is preferably atmospheric pressure.

[2−3]第1現像工程S22
次に、感光性樹脂層2510に現像処理を施す。これにより、マスク412の遮光部に対応した領域に、感光性樹脂層2510を貫通する開口部423が形成される(図9(e)参照)。
現像液としては、例えば、有機系現像液、水溶性現像液等が挙げられる。
[2-3] First development step S22
Next, the photosensitive resin layer 2510 is subjected to development processing. Thus, an opening 423 penetrating through the photosensitive resin layer 2510 is formed in a region corresponding to the light-shielding portion of the mask 412 (see FIG. 9E).
Examples of the developer include an organic developer and a water-soluble developer.

[2−4]第1硬化工程S23
現像処理の後、感光性樹脂層2510に対して硬化処理(現像後加熱処理)を施す。硬化処理の条件は、特に限定されないが、160〜250℃程度の加熱温度で、30〜240分程度の加熱時間とされる。これにより、半導体チップ23に対する熱影響を抑えつつ、感光性樹脂層2510を硬化させ、有機絶縁層251を得ることができる。
[2-4] First curing step S23
After the development processing, the photosensitive resin layer 2510 is subjected to a curing processing (a heat treatment after the development). The conditions for the curing treatment are not particularly limited, and the heating temperature is about 160 to 250 ° C. and the heating time is about 30 to 240 minutes. This makes it possible to cure the photosensitive resin layer 2510 while suppressing the thermal influence on the semiconductor chip 23, and obtain the organic insulating layer 251.

[2−5]配線層形成工程S24
次に、有機絶縁層251上に配線層253を形成する(図9(f)参照)。配線層253は、例えばスパッタリング法、真空蒸着法等の気相成膜法を用いて金属層を得た後、フォトリソグラフィー法およびエッチング法によりパターニングされることによって形成される。
[2-5] Wiring layer forming step S24
Next, a wiring layer 253 is formed on the organic insulating layer 251 (see FIG. 9F). The wiring layer 253 is formed by, for example, obtaining a metal layer using a vapor deposition method such as a sputtering method or a vacuum evaporation method, and then patterning the metal layer by a photolithography method and an etching method.

なお、配線層253の形成に先立ち、プラズマ処理のような表面改質処理を施すようにしてもよい。   Note that a surface modification treatment such as a plasma treatment may be performed before the formation of the wiring layer 253.

[2−6]第2樹脂膜配置工程S25
次に、図9(g)に示すように、第1樹脂膜配置工程S20と同様にして感光性樹脂層2520を得る。感光性樹脂層2520は、配線層253を覆うように配置される。
[2-6] Second resin film disposing step S25
Next, as shown in FIG. 9G, a photosensitive resin layer 2520 is obtained in the same manner as in the first resin film disposing step S20. The photosensitive resin layer 2520 is disposed so as to cover the wiring layer 253.

その後、必要に応じて、感光性樹脂層2520に対して露光前加熱処理を施す。処理条件は、例えば第1樹脂膜配置工程S20で記載した条件とされる。   Thereafter, if necessary, the photosensitive resin layer 2520 is subjected to a heat treatment before exposure. The processing conditions are, for example, the conditions described in the first resin film disposing step S20.

[2−7]第2露光工程S26
次に、感光性樹脂層2520に露光処理を施す。処理条件は、例えば第1露光工程S21で記載した条件とされる。
[2-7] Second exposure step S26
Next, exposure processing is performed on the photosensitive resin layer 2520. The processing conditions are, for example, the conditions described in the first exposure step S21.

その後、必要に応じて、感光性樹脂層2520に対して露光後加熱処理を施す。処理条件は、例えば第1露光工程S21で記載した条件とされる。   After that, a post-exposure bake is performed on the photosensitive resin layer 2520 as necessary. The processing conditions are, for example, the conditions described in the first exposure step S21.

[2−8]第2現像工程S27
次に、感光性樹脂層2520に現像処理を施す。処理条件は、例えば第1現像工程S22で記載した条件とされる。これにより、感光性樹脂層2510、2520を貫通する開口部424が形成される(図9(h)参照)。
[2-8] Second developing step S27
Next, the photosensitive resin layer 2520 is subjected to development processing. The processing conditions are, for example, the conditions described in the first developing step S22. Thus, an opening 424 penetrating the photosensitive resin layers 2510 and 2520 is formed (see FIG. 9H).

[2−9]第2硬化工程S28
現像処理の後、感光性樹脂層2520に対して硬化処理(現像後加熱処理)を施す。硬化条件は、例えば第1硬化工程S23で記載した条件とされる。これにより、感光性樹脂層2520を硬化させ、有機絶縁層252を得る(図10(i)参照)。
[2-9] Second curing step S28
After the development, the photosensitive resin layer 2520 is subjected to a curing treatment (post-development heat treatment). The curing conditions are, for example, the conditions described in the first curing step S23. Thereby, the photosensitive resin layer 2520 is cured, and the organic insulating layer 252 is obtained (see FIG. 10I).

なお、本実施形態では、上層配線層25が有機絶縁層251と有機絶縁層252の2層を有しているが、3層以上を有していてもよい。この場合、第2硬化工程S28の後、配線層形成工程S24から第2硬化工程S28までの一連の工程を繰り返し追加するようにすればよい。   In the present embodiment, the upper wiring layer 25 has two layers of the organic insulating layer 251 and the organic insulating layer 252, but may have three or more layers. In this case, after the second curing step S28, a series of steps from the wiring layer forming step S24 to the second curing step S28 may be repeatedly added.

[2−10]貫通配線形成工程S29
次に、開口部424に対し、図10(i)に示す貫通配線254を形成する。
[2-10] Through wiring forming step S29
Next, a through wiring 254 shown in FIG. 10I is formed in the opening 424.

貫通配線254の形成には、公知の方法が用いられるが、例えば以下の方法が用いられる。   A known method is used for forming the through wiring 254, for example, the following method is used.

まず、有機絶縁層252上に、図示しないシード層を形成する。シード層は、開口部424の内面(側面および底面)とともに、有機絶縁層252の上面に形成される。   First, a seed layer (not shown) is formed on the organic insulating layer 252. The seed layer is formed on the upper surface of the organic insulating layer 252 together with the inner surface (side surface and bottom surface) of the opening 424.

シード層としては、例えば、銅シード層が用いられる。また、シード層は、例えばスパッタリング法により形成される。   As the seed layer, for example, a copper seed layer is used. The seed layer is formed by, for example, a sputtering method.

また、シード層は、形成しようとする貫通配線254と同種の金属で構成されていてもよいし、異種の金属で構成されていてもよい。   Further, the seed layer may be made of the same metal as the through wiring 254 to be formed, or may be made of a different metal.

次いで、図示しないシード層のうち、開口部424以外の領域上に図示しないレジスト層を形成する。そして、このレジスト層をマスクとして、開口部424内に金属を充填する。この充填には、例えば電解めっき法が用いられる。充填される金属としては、例えば銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、金または金合金、銀または銀合金、ニッケルまたはニッケル合金等が挙げられる。このようにして開口部424内に導電性材料が埋設され、貫通配線254が形成される。   Next, a resist layer (not shown) is formed on a region other than the opening 424 in the seed layer (not shown). Then, using the resist layer as a mask, the opening 424 is filled with metal. For this filling, for example, an electrolytic plating method is used. Examples of the metal to be filled include copper or copper alloy, aluminum or aluminum alloy, gold or gold alloy, silver or silver alloy, nickel or nickel alloy, and the like. Thus, the conductive material is embedded in the opening 424, and the through wiring 254 is formed.

次いで、図示しないレジスト層を除去する。さらに、有機絶縁層252上の図示しないシード層を除去する。これには、例えばフラッシュエッチング法を用いることができる。
なお、貫通配線254の形成箇所は、図示の位置に限定されない。
Next, the resist layer (not shown) is removed. Further, a seed layer (not shown) on the organic insulating layer 252 is removed. For this, for example, a flash etching method can be used.
The formation location of the through wiring 254 is not limited to the illustrated position.

[3]基板剥離工程S3
次に、図10(j)に示すように、基板202を剥離する。これにより、有機絶縁層21の下面が露出することとなる。
[3] Substrate peeling step S3
Next, as shown in FIG. 10J, the substrate 202 is peeled off. Thereby, the lower surface of the organic insulating layer 21 is exposed.

[4]下層配線層形成工程S4
次に、図10(k)に示すように、有機絶縁層21の下面側に下層配線層24を形成する。下層配線層24は、いかなる方法で形成されてもよく、例えば上述した上層配線層形成工程S2と同様にして形成されてもよい。
[4] Lower wiring layer forming step S4
Next, as shown in FIG. 10K, a lower wiring layer 24 is formed on the lower surface side of the organic insulating layer 21. The lower wiring layer 24 may be formed by any method, for example, in the same manner as in the upper wiring layer forming step S2 described above.

このようにして形成された下層配線層24は、貫通配線221を介して上層配線層25と電気的に接続される。   The lower wiring layer 24 thus formed is electrically connected to the upper wiring layer 25 via the through wiring 221.

[5]半田バンプ形成工程S5
次に、図10(L)に示すように、下層配線層24に半田バンプ26を形成する。また、上層配線層25や下層配線層24には、必要に応じてソルダーレジスト層のような保護膜を形成するようにしてもよい。
以上のようにして、貫通電極基板2が得られる。
[5] Solder bump forming step S5
Next, as shown in FIG. 10L, a solder bump 26 is formed on the lower wiring layer 24. Further, a protective film such as a solder resist layer may be formed on the upper wiring layer 25 and the lower wiring layer 24 as necessary.
As described above, the through electrode substrate 2 is obtained.

なお、図10(L)に示す貫通電極基板2は、複数の領域に分割可能になっている。したがって、例えば図10(L)に示す一点鎖線に沿って貫通電極基板2を個片化することにより、複数の貫通電極基板2を効率よく製造することができる。なお、個片化には、例えばダイヤモンドカッター等を用いることができる。   Note that the through electrode substrate 2 shown in FIG. 10L can be divided into a plurality of regions. Therefore, for example, by dividing the through electrode substrate 2 into individual pieces along the alternate long and short dash line shown in FIG. 10L, a plurality of through electrode substrates 2 can be efficiently manufactured. In addition, a diamond cutter etc. can be used for individualization, for example.

[6]積層工程S6
次に、個片化した貫通電極基板2上に半導体パッケージ3を配置する。これにより、図5に示す半導体装置1が得られる。
[6] Lamination step S6
Next, the semiconductor package 3 is arranged on the singulated through electrode substrate 2. Thus, the semiconductor device 1 shown in FIG. 5 is obtained.

このような半導体装置1の製造方法は、大面積の基板を用いたウエハー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。これにより、半導体装置1の製造効率を高め、低コスト化を図ることができる。   Such a method of manufacturing the semiconductor device 1 can be applied to a wafer-level process or a panel-level process using a large-area substrate. As a result, the manufacturing efficiency of the semiconductor device 1 can be increased and the cost can be reduced.

<ネガ型感光性樹脂組成物>
次に、本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物(以下、単に「感光性樹脂組成物」ともいう。)の各成分について説明する。なお、本発明の感光性樹脂組成物は、ワニス状の溶液でも、フィルム状であってもよい。
<Negative photosensitive resin composition>
Next, each component of the negative photosensitive resin composition (hereinafter, also simply referred to as “photosensitive resin composition”) according to the present embodiment will be described. In addition, the photosensitive resin composition of the present invention may be a varnish-like solution or a film-like solution.

本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と、感光剤としての光重合開始剤と、官能基として酸無水物を含有するカップリング剤と、を含む。このような感光性樹脂組成物は、カップリング剤の作用により、半導体チップ23、貫通配線22、221、222および配線層253等の無機材料および金属材料に対する密着性が良好な有機絶縁層21の形成が可能になる。   The photosensitive resin composition according to the present embodiment includes a thermosetting resin, a photopolymerization initiator as a photosensitizer, and a coupling agent containing an acid anhydride as a functional group. Such a photosensitive resin composition allows the organic insulating layer 21 having good adhesion to inorganic materials and metal materials such as the semiconductor chip 23, the through wirings 22, 221 and 222, and the wiring layer 253 by the action of the coupling agent. The formation becomes possible.

(熱硬化性樹脂)
熱硬化性樹脂は、例えば常温(25℃)において半硬化(固形)の熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。このような熱硬化性樹脂は、成形時に加熱、加圧されることによって溶融し、所望の形状に成形されつつ硬化に至る。これにより、熱硬化性樹脂の特性を活かした有機絶縁層21、251、252が得られる。
(Thermosetting resin)
The thermosetting resin preferably contains, for example, a semi-cured (solid) thermosetting resin at normal temperature (25 ° C.). Such a thermosetting resin is melted by being heated and pressed at the time of molding, and is cured while being formed into a desired shape. As a result, the organic insulating layers 21, 251 and 252 utilizing the properties of the thermosetting resin are obtained.

熱硬化性樹脂としては、例えば、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のような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等のエポキシ樹脂;ユリア(尿素)樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂;不飽和ポリエステル樹脂;ビスマレイミド化合物等のマレイミド樹脂;ポリウレタン樹脂;ジアリルフタレート樹脂;シリコーン系樹脂;ベンゾオキサジン樹脂;ポリイミド樹脂;ポリアミドイミド樹脂;ベンゾシクロブテン樹脂、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノールA型シアネート樹脂、ビスフェノールE型シアネート樹脂、テトラメチルビスフェノールF型シアネート樹脂等のシアネート樹脂等のシアネートエステル樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂では、これらの中の1種類を単独で用いてもよいし、異なる重量平均分子量を有する2種類以上を併用してもよく、1種類または2種類以上と、それらのプレポリマーとを併用してもよい。   Examples of the thermosetting resin include, for example, phenol novolak type epoxy resin, novolak type epoxy resin such as cresol novolak type epoxy resin, cresol naphthol type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, biphenyl aralkyl type epoxy resin, phenoxy resin, naphthalene skeleton Epoxy resin, bisphenol A epoxy resin, bisphenol A diglycidyl ether epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, bisphenol F diglycidyl ether epoxy resin, bisphenol S diglycidyl ether epoxy resin, glycidyl ether epoxy resin, cresol Novolak type epoxy resin, aromatic polyfunctional epoxy resin, aliphatic epoxy resin, aliphatic polyfunctional epoxy resin, alicyclic epoxy resin, polyfunctional Epoxy resins such as cyclic epoxy resins; resins having a triazine ring such as urea (urea) resins and melamine resins; unsaturated polyester resins; maleimide resins such as bismaleimide compounds; polyurethane resins; diallyl phthalate resins; silicone resins; Oxazine resin; polyimide resin; polyamide imide resin; benzocyclobutene resin, cyanate ester resin such as cyanate resin such as novolak type cyanate resin, bisphenol A type cyanate resin, bisphenol E type cyanate resin, tetramethylbisphenol F type cyanate resin, and the like. No. In the case of thermosetting resins, one of them may be used alone, or two or more kinds having different weight average molecular weights may be used in combination. You may use together with a polymer.

このうち、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂を含むものが好ましく用いられる。
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個以上である多官能エポキシ樹脂が挙げられる。多官能エポキシ樹脂は1分子中に複数のエポキシ基を有しているため、光重合開始剤との反応性が高い。そのため、感光性樹脂組成物の樹脂膜に対して比較的少量、短時間の露光処理を行う場合でも、十分に樹脂膜を硬化させることができる。また、多官能エポキシ樹脂は単独で用いても、上述した複数の各種熱硬化性樹脂と組み合わせて用いてもよい。
Among them, as the thermosetting resin, a resin containing an epoxy resin is preferably used.
Examples of the epoxy resin include a polyfunctional epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule. Since a polyfunctional epoxy resin has a plurality of epoxy groups in one molecule, it has high reactivity with a photopolymerization initiator. Therefore, even when a relatively small amount and a short time of exposure treatment are performed on the resin film of the photosensitive resin composition, the resin film can be sufficiently cured. In addition, the polyfunctional epoxy resin may be used alone or in combination with a plurality of various thermosetting resins described above.

また、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が用いられてもよい。
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等が挙げられる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いてもよい。
Further, as the epoxy resin, a trifunctional or higher polyfunctional epoxy resin may be used.
Although it does not specifically limit as a polyfunctional epoxy resin, For example, 2- [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] -2- [4- [1,1-bis [4- (2,3-epoxy) Propoxy) phenyl] ethyl] phenyl] propane, phenol novolak type epoxy, tetrakis (glycidyloxyphenyl) ethane, α-2,3-epoxypropoxyphenyl-ω-hydropoly (n = 1 to 7) {2- (2,3) -Epoxypropoxy) benzylidene-2,3-epoxypropoxyphenylene}, 1-chloro-2,3-epoxypropane / formaldehyde / 2,7-naphthalenediol polycondensate, dicyclopentadiene-type epoxy resin and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

また、熱硬化性樹脂は、特に、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、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、およびテトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂からなる群より選択される1種以上のエポキシ樹脂を含むことが好ましく、多官能エポキシ樹脂を含むことがより好ましく、多官能芳香族エポキシ樹脂を含むことがさらに好ましい。このような熱硬化性樹脂は剛直であるため、硬化性が良好で耐熱性が高く、熱膨張係数の比較的低い有機絶縁層21、251、252が得られる。   The thermosetting resin is, in particular, a phenol novolak epoxy resin, a cresol novolak epoxy resin, a triphenylmethane epoxy resin, a dicyclopentadiene epoxy resin, a bisphenol A epoxy resin, and a tetramethyl bisphenol F epoxy resin. It preferably contains at least one epoxy resin selected from the group consisting of: more preferably a polyfunctional epoxy resin; and still more preferably a polyfunctional aromatic epoxy resin. Since such a thermosetting resin is rigid, the organic insulating layers 21, 251, and 252 having good curability, high heat resistance, and a relatively low coefficient of thermal expansion can be obtained.

なお、熱硬化性樹脂は、前述したように常温で固形の樹脂を含むことが好ましく、常温で固形の樹脂と常温で液体の樹脂の双方を含んでいてもよい。このような熱硬化性樹脂を含む感光性樹脂組成物は、半導体チップ23等の良好な埋め込み性と、フィルム化されたときのタック(べたつき)の改善と、硬化物である有機絶縁層21、251、252の機械的強度と、を両立させることができる。その結果、ボイドの発生を抑えつつ、平坦化が図られた機械的強度の高い有機絶縁層21、251、252が得られる。   The thermosetting resin preferably contains a resin that is solid at room temperature as described above, and may contain both a resin that is solid at room temperature and a resin that is liquid at room temperature. The photosensitive resin composition containing such a thermosetting resin has a good embedding property of the semiconductor chip 23 and the like, an improvement in tack (stickiness) when formed into a film, an organic insulating layer 21 which is a cured product, 251 and 252 can be compatible with each other. As a result, the flattened organic insulating layers 21, 251 and 252 having high mechanical strength can be obtained while suppressing generation of voids.

常温で固形の樹脂と常温で液体の樹脂を併用する場合、常温で固形の樹脂100質量部に対して、常温で液状の樹脂の量は5〜150質量部程度であるのが好ましく、10〜100質量部程度であるのがより好ましく、15〜80質量部程度であるのがさらに好ましい。液状の樹脂の比率が前記下限値を下回ると、感光性樹脂組成物に対する半導体チップ23の埋め込み性が低下したり、フィルム化したときの安定性が低下したりするおそれがある。一方、液状の樹脂の比率が前記上限値を上回ると、感光性樹脂組成物をフィルム化したときのタックが悪化したり、硬化物である有機絶縁層21、251、252の機械的強度が低下したりするおそれがある。   When using a resin that is solid at room temperature and a resin that is liquid at room temperature, the amount of the resin that is liquid at room temperature is preferably about 5 to 150 parts by mass, based on 100 parts by mass of the resin that is solid at room temperature. It is more preferably about 100 parts by mass, and still more preferably about 15 to 80 parts by mass. If the ratio of the liquid resin is lower than the lower limit, there is a possibility that the embedding property of the semiconductor chip 23 in the photosensitive resin composition may be reduced, or the stability when formed into a film may be reduced. On the other hand, when the ratio of the liquid resin exceeds the upper limit, the tack when the photosensitive resin composition is formed into a film is deteriorated, and the mechanical strength of the cured organic insulating layers 21, 251, and 252 is reduced. Or may be done.

常温で固形の樹脂としては、例えば、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、フェノキシ樹脂等が挙げられる。   Examples of the resin that is solid at room temperature include a phenol novolak epoxy resin, a cresol novolak epoxy resin, and a phenoxy resin.

一方、常温で液状の樹脂としては、例えば、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、アルキルグリシジルエーテル、ブタンテトラカルボン酸テトラ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)修飾ε−カプロラクトン、3’,4’−エポキシシクロヘキシルメチル3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等が挙げられる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いてもよい。   On the other hand, examples of resins that are liquid at room temperature include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, alkyl glycidyl ether, tetra (3,4-epoxycyclohexylmethyl) butanetetracarboxylate-modified ε-caprolactone, 3 ′, 4'-epoxycyclohexylmethyl 3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, 2-ethylhexyl glycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

また、常温で液状の樹脂は、芳香族化合物と脂肪族化合物の双方を含むことが好ましい。このような化合物を含む感光性樹脂組成物は、主に脂肪族化合物によってフィルム化されたときに適度な柔軟性が付与されるとともに、主に芳香族化合物によってフィルム化されたときに保形性が付与される。その結果、柔軟性と保形性とを両立する感光性樹脂フィルムが得られる。   Further, the resin that is liquid at normal temperature preferably contains both an aromatic compound and an aliphatic compound. The photosensitive resin composition containing such a compound imparts appropriate flexibility mainly when formed into a film with an aliphatic compound, and retains shape when the film is formed mainly with an aromatic compound. Is given. As a result, a photosensitive resin film having both flexibility and shape retention can be obtained.

さらに、常温で固形の樹脂と常温で液体の樹脂の双方を含むこと、あるいは、常温で液状の樹脂が芳香族化合物と脂肪族化合物の双方を含むこと等により、感光性樹脂組成物の硬化物において、パターニング性を損なうことなく、ガラス転移温度を高めたり、あるいは、パターニング性を損なうことなく、線膨張係数を低くしたりすることができる。   Furthermore, by containing both a resin that is solid at room temperature and a resin that is liquid at room temperature, or a resin that is liquid at room temperature containing both an aromatic compound and an aliphatic compound, the cured product of the photosensitive resin composition In the above, the glass transition temperature can be increased without impairing the patterning property, or the linear expansion coefficient can be lowered without impairing the patterning property.

芳香族化合物100質量部に対して、脂肪族化合物の量は5〜150質量部程度であるのが好ましく、10〜80質量部程度であるのがより好ましく、15〜50質量部程度であるのがさらに好ましい。脂肪族化合物の比率が前記下限値を下回ると、感光性樹脂組成物の組成等によっては、フィルムの柔軟性が低下するおそれがある。一方、脂肪族化合物の比率が前記上限値を上回ると、感光性樹脂組成物の組成等によっては、フィルムの保形性が低下するおそれがある。   With respect to 100 parts by mass of the aromatic compound, the amount of the aliphatic compound is preferably about 5 to 150 parts by mass, more preferably about 10 to 80 parts by mass, and about 15 to 50 parts by mass. Is more preferred. If the ratio of the aliphatic compound is below the lower limit, the flexibility of the film may be reduced depending on the composition of the photosensitive resin composition and the like. On the other hand, when the ratio of the aliphatic compound exceeds the upper limit, the shape retention of the film may be reduced depending on the composition of the photosensitive resin composition and the like.

エポキシ樹脂の含有量は、特に限定されないが、感光性樹脂組成物の固形分全体の40〜80質量%程度であるのが好ましく、45〜75質量%程度であるのがより好ましく、50〜70質量%程度であるのがさらに好ましい。エポキシ樹脂の含有量を前記範囲内に設定することにより、感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂層210、2510、2520のパターニング性を高めるとともに、有機絶縁層21、251、252の耐熱性や機械的強度を十分に高めることができる。   The content of the epoxy resin is not particularly limited, but is preferably about 40 to 80% by mass, more preferably about 45 to 75% by mass, and more preferably 50 to 70% by mass of the entire solid content of the photosensitive resin composition. It is more preferable that the amount is about mass%. By setting the content of the epoxy resin within the above range, the patterning properties of the photosensitive resin layers 210, 2510, and 2520 containing the photosensitive resin composition can be improved, and the heat resistance of the organic insulating layers 21, 251 and 252 can be improved. The mechanical strength can be sufficiently increased.

なお、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固形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。   In addition, the solid content of the photosensitive resin composition refers to a non-volatile content in the photosensitive resin composition, and refers to a residue other than volatile components such as water and a solvent. Further, in the present embodiment, the content of the photosensitive resin composition with respect to the entire solid content, when a solvent is contained, refers to the content of the photosensitive resin composition with respect to the entire solid content excluding the solvent.

(硬化剤)
また、本発明の感光性樹脂組成物は、硬化剤を含んでいてもよい。硬化剤としては、熱硬化性樹脂の重合反応を促進させるものであれば特に限定されないが、例えば、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂を含む場合には、フェノール性水酸基を有する硬化剤が用いられる。具体的には、フェノール樹脂を用いることができる。
(Curing agent)
Moreover, the photosensitive resin composition of the present invention may contain a curing agent. The curing agent is not particularly limited as long as it accelerates the polymerization reaction of the thermosetting resin. For example, when the thermosetting resin contains an epoxy resin, a curing agent having a phenolic hydroxyl group is used. Specifically, a phenol resin can be used.

フェノール樹脂としては、例えば、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等が挙げられる。これらの中でも、特にノボラック型フェノール樹脂が好ましく用いられる。これにより、良好な硬化性を有するとともに現像特性が良好な感光性樹脂層210、2510、2520が得られる。   Examples of the phenol resin include a novolak phenol resin, a resol phenol resin, a trisphenylmethane phenol resin, an arylalkylene phenol resin, and the like. Among these, a novolak type phenol resin is particularly preferably used. Thereby, photosensitive resin layers 210, 2510, and 2520 having good curability and good development characteristics can be obtained.

硬化剤の添加量は、特に限定されないが、樹脂100質量部に対して25質量部以上100質量部以下であるのが好ましく、30質量部以上90質量部以下であるのがより好ましく、35質量部以上80質量部以下であるのがさらに好ましい。硬化剤の添加量を前記範囲内に設定することにより、耐熱性が高く、熱膨張係数の比較的低い有機絶縁層21が得られる。   The addition amount of the curing agent is not particularly limited, but is preferably 25 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or more and 90 parts by mass or less, and more preferably 35 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin. It is more preferable that the amount be not less than 80 parts by mass and not more than 80 parts by mass. By setting the addition amount of the curing agent within the above range, the organic insulating layer 21 having high heat resistance and a relatively low coefficient of thermal expansion can be obtained.

(熱可塑性樹脂)
また、感光性樹脂組成物は、さらに熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。これにより、感光性樹脂組成物の成形性をより高めることができるとともに、感光性樹脂組成物の硬化物の可撓性をより高めることができる。その結果、熱応力等が発生しにくい有機絶縁層21、251、252が得られる。
(Thermoplastic resin)
Further, the photosensitive resin composition may further contain a thermoplastic resin. Thereby, the moldability of the photosensitive resin composition can be further improved, and the flexibility of the cured product of the photosensitive resin composition can be further improved. As a result, the organic insulating layers 21, 251, and 252 in which thermal stress and the like are hardly generated are obtained.

熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂(例えばナイロン等)、熱可塑性ウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂(例えばポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリカーボネート、ポリエステル系樹脂(例えば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等)、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂(例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等)、変性ポリフェニレンエーテル、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等が挙げられる。また、感光性樹脂組成物では、これらの中の1種類を単独で用いてもよいし、異なる重量平均分子量を有する2種類以上を併用してもよく、1種類または2種類以上と、それらのプレポリマーとを併用してもよい。   Examples of the thermoplastic resin include a phenoxy resin, an acrylic resin, a polyamide resin (eg, nylon), a thermoplastic urethane resin, a polyolefin resin (eg, polyethylene, polypropylene), a polycarbonate, a polyester resin (eg, polyethylene terephthalate). , Polybutylene terephthalate, etc.), polyacetal, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, liquid crystal polymer, fluororesin (eg, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc.), modified polyphenylene ether, polysulfone, polyether sulfone, polyarylate, polyamide Examples include imide, polyetherimide, and thermoplastic polyimide. In the photosensitive resin composition, one of these may be used alone, or two or more having different weight average molecular weights may be used in combination, and one or two or more thereof may be used. You may use together with a prepolymer.

このうち、熱可塑性樹脂としては、フェノキシ樹脂が好ましく用いられる。フェノキシ樹脂は、ポリヒドロキシポリエーテルとも呼ばれ、エポキシ樹脂よりも分子量が大きい特徴を有する。このようなフェノキシ樹脂を含むことにより、感光性樹脂組成物の硬化物の可撓性が低下するのを抑制することができる。   Of these, a phenoxy resin is preferably used as the thermoplastic resin. The phenoxy resin is also called a polyhydroxy polyether and has a feature of a higher molecular weight than an epoxy resin. By including such a phenoxy resin, it is possible to suppress a decrease in flexibility of a cured product of the photosensitive resin composition.

フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂、ビスフェノールF型フェノキシ樹脂、ビスフェノールA型とビスフェノールF型との共重合フェノキシ樹脂、ビフェニル型フェノキシ樹脂、ビスフェノールS型フェノキシ樹脂、ビフェニル型フェノキシ樹脂とビスフェノールS型フェノキシ樹脂との共重合フェノキシ樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の混合物が用いられる。   Examples of the phenoxy resin include bisphenol A type phenoxy resin, bisphenol F type phenoxy resin, copolymerized phenoxy resin of bisphenol A type and bisphenol F type, biphenyl type phenoxy resin, bisphenol S type phenoxy resin, biphenyl type phenoxy resin and bisphenol A phenoxy resin copolymerized with an S-type phenoxy resin, and the like, and one or a mixture of two or more thereof are used.

これらの中でも、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂またはビスフェノールA型とビスフェノールF型との共重合フェノキシ樹脂が好ましく用いられる。   Among these, a bisphenol A type phenoxy resin or a copolymerized phenoxy resin of bisphenol A type and bisphenol F type is preferably used.

また、フェノキシ樹脂としては、分子鎖両末端にエポキシ基を有するものが好ましく用いられる。このようなフェノキシ樹脂によれば、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂が用いられた場合、感光性樹脂組成物の硬化物に対して優れた耐溶剤性および耐熱性を付与することができる。   Further, as the phenoxy resin, those having epoxy groups at both ends of the molecular chain are preferably used. According to such a phenoxy resin, when an epoxy resin is used as the thermosetting resin, it is possible to impart excellent solvent resistance and heat resistance to a cured product of the photosensitive resin composition.

また、フェノキシ樹脂としては、常温で固形であるものが好ましく用いられる。具体的には、不揮発分が90質量%以上であるフェノキシ樹脂が好ましく用いられる。このようなフェノキシ樹脂を用いることにより、硬化物の機械的特性を良好にすることができる。   Further, as the phenoxy resin, those which are solid at ordinary temperature are preferably used. Specifically, a phenoxy resin having a nonvolatile content of 90% by mass or more is preferably used. By using such a phenoxy resin, the mechanical properties of the cured product can be improved.

熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、10000〜100000程度であるのが好ましく、20000〜80000程度であるのがより好ましい。このような比較的高分子量の熱可塑性樹脂が用いられることにより、硬化物に対して良好な可撓性を付与するとともに、溶媒への十分な溶解性を付与することができる。   The weight average molecular weight of the thermoplastic resin is not particularly limited, but is preferably about 10,000 to 100,000, and more preferably about 20,000 to 80,000. By using such a relatively high-molecular-weight thermoplastic resin, it is possible to impart good flexibility to the cured product and to impart sufficient solubility in a solvent.

なお、熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法のポリスチレン換算値として測定される。   The weight average molecular weight of the thermoplastic resin is measured, for example, as a polystyrene equivalent value by gel permeation chromatography (GPC).

熱可塑性樹脂の添加量は、特に限定されないが、熱硬化性樹脂100質量部に対して10質量部以上90質量部以下であるのが好ましく、15質量部以上80質量部以下であるのがより好ましく、20質量部以上70質量部以下であるのがさらに好ましい。熱可塑性樹脂の添加量を前記範囲内に設定することにより、感光性樹脂組成物の硬化物について、機械的特性のバランスを高めることができる。   The addition amount of the thermoplastic resin is not particularly limited, but is preferably 10 parts by mass or more and 90 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or more and 80 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the thermosetting resin. More preferably, it is 20 parts by mass or more and 70 parts by mass or less. By setting the addition amount of the thermoplastic resin within the above range, the balance of the mechanical properties of the cured product of the photosensitive resin composition can be increased.

なお、熱可塑性樹脂の添加量が前記下限値を下回ると、感光性樹脂組成物に含まれる成分やその配合比によっては、感光性樹脂組成物の硬化物に十分な可撓性が付与されないおそれがある。一方、熱可塑性樹脂の添加量が前記上限値を上回ると、感光性樹脂組成物に含まれる成分やその配合比によっては、感光性樹脂組成物の硬化物の機械的強度が低下するおそれがある。   If the amount of the thermoplastic resin is less than the lower limit, depending on the components contained in the photosensitive resin composition and the mixing ratio thereof, sufficient flexibility may not be provided to the cured product of the photosensitive resin composition. There is. On the other hand, if the amount of the thermoplastic resin exceeds the upper limit, depending on the components contained in the photosensitive resin composition and the compounding ratio thereof, the mechanical strength of the cured product of the photosensitive resin composition may be reduced. .

(感光剤)
感光剤としては、例えば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して、上述した硬化性樹脂の光重合開始剤として機能する光酸発生剤を含有する。
(Photosensitive agent)
As the photosensitive agent, for example, a photoacid generator can be used. The photoacid generator contains the photoacid generator that generates an acid upon irradiation with actinic rays such as ultraviolet rays and functions as a photopolymerization initiator for the curable resin described above.

光酸発生剤としては、例えばオニウム塩化合物が挙げられる。具体的には、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のようなスルホニウム塩、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のようなカチオン型光重合開始剤等が挙げられる。   Examples of the photoacid generator include onium salt compounds. Specifically, diazonium salts, iodonium salts such as diaryliodonium salts, sulfonium salts such as triarylsulfonium salts, triarylbilium salts, benzylpyridinium thiocyanate, dialkylphenacylsulfonium salts, dialkylhydroxyphenylphosphonium salts such as And a cationic photopolymerization initiator.

なお、感光剤は、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。
特に、感光剤として、ボレートアニオンを対アニオンとするトリアリールスルホニウム塩を用いることが好ましい。係るトリアリールスルホニウム塩は、金属に対して低腐食性のボレートアニオンを対アニオンとして含有しているため、貫通配線22、221、222および配線層253等の金属材料が腐食するのをより長期間にわたって防止することができる。その結果、半導体装置1の信頼性をより高くすることができる。
In addition, since a photosensitive composition contacts metal, the thing which does not generate | occur | produce hydrogen fluoride by decomposition | disassembly like a methide salt type or a borate salt type is preferable.
In particular, it is preferable to use a triarylsulfonium salt having a borate anion as a counter anion as a photosensitive agent. Such a triarylsulfonium salt contains a borate anion having low corrosiveness to a metal as a counter anion, so that the metal materials such as the through wirings 22, 221 and 222 and the wiring layer 253 are not corroded for a longer time. Can be prevented. As a result, the reliability of the semiconductor device 1 can be further improved.

感光剤の添加量は、特に限定されないが、感光性樹脂組成物の固形分全体の0.3〜5質量%程度であるのが好ましく、0.5〜4.5質量%程度であるのがより好ましく、1〜4質量%程度であるのがさらに好ましい。感光剤の添加量を前記範囲内に設定することにより、感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂層210、2510、2520のパターニング性を高めるとともに、感光性樹脂組成物の長期保管性を向上させることができる。   The amount of the photosensitizer is not particularly limited, but is preferably about 0.3 to 5% by mass, and more preferably about 0.5 to 4.5% by mass of the entire solid content of the photosensitive resin composition. More preferably, it is even more preferably about 1 to 4% by mass. By setting the addition amount of the photosensitive agent within the above range, the patterning properties of the photosensitive resin layers 210, 2510, and 2520 containing the photosensitive resin composition are improved, and the long-term storage property of the photosensitive resin composition is improved. be able to.

なお、感光剤は、感光性樹脂組成物にネガ型の感光性を付与するものであってもよいし、ポジ型の感光性を付与するものであってもよいが、高アスペクト比の開口部を高精度に形成可能な点等を考慮すれば、ネガ型であるのが好ましい。   The photosensitive agent may be one that imparts negative-type photosensitivity to the photosensitive resin composition, or may be one that imparts positive-type photosensitivity to the photosensitive resin composition. In view of the fact that can be formed with high accuracy, the negative type is preferable.

(カップリング剤)
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、官能基として酸無水物を含有するカップリング剤を有する。このような感光性樹脂組成物は、無機材料および金属材料に対する密着性が良好な樹脂膜の形成を可能にする。これにより、例えば貫通配線22、221、222、配線層253や半導体チップ23に対する密着性が良好な有機絶縁層21、251、252が得られる。
(Coupling agent)
The photosensitive resin composition according to the present embodiment has a coupling agent containing an acid anhydride as a functional group. Such a photosensitive resin composition enables formation of a resin film having good adhesion to an inorganic material and a metal material. Thereby, for example, the organic insulating layers 21, 251 and 252 having good adhesion to the through wirings 22, 221 and 222, the wiring layer 253 and the semiconductor chip 23 are obtained.

このような酸無水物含有カップリング剤は、官能基である酸無水物が無機酸化物を溶解させるとともに、陽イオン(金属陽イオン等)と配位結合する。   In such an acid anhydride-containing coupling agent, the acid anhydride as a functional group dissolves the inorganic oxide and coordinates with a cation (eg, a metal cation).

一方、酸無水物含有カップリング剤に含まれるアルコキシ基は、加水分解して例えばシラノールとなる。このシラノールは、無機材料の表面水酸基と水素結合する。   On the other hand, the alkoxy group contained in the acid anhydride-containing coupling agent is hydrolyzed to, for example, silanol. This silanol forms a hydrogen bond with the surface hydroxyl group of the inorganic material.

したがって、これらの結合機構に基づいて、無機材料および金属材料に対する密着性が良好な感光性樹脂組成物が得られると考えられる。   Therefore, it is considered that a photosensitive resin composition having good adhesion to inorganic materials and metal materials can be obtained based on these bonding mechanisms.

カップリング剤には、官能基として酸無水物を含有するカップリング剤(以下、省略して「酸無水物含有カップリング剤」ともいう。)が用いられる。   As the coupling agent, a coupling agent containing an acid anhydride as a functional group (hereinafter, also abbreviated as “anhydride-containing coupling agent”) is used.

具体的には、アルコキシシリル基を含む化合物が好ましく用いられ、アルコキシシリル基含有アルキルカルボン酸無水物が好ましく用いられる。このようなカップリング剤によれば、無機材料および金属材料に対する密着性がより良好であり、かつ感度が良好でパターニング性に優れた感光性樹脂組成物が得られる。   Specifically, a compound containing an alkoxysilyl group is preferably used, and an alkylcarboxylic anhydride containing an alkoxysilyl group is preferably used. According to such a coupling agent, a photosensitive resin composition having better adhesion to an inorganic material and a metal material, good sensitivity, and excellent patterning properties can be obtained.

アルコキシシリル基を含む化合物の具体例としては、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3−トリエトキシシシリルプロピルコハク酸無水物、3−ジメチルメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3−ジメチルエトキシシリルプロピルコハク酸無水物のようなコハク酸無水物、3−トリメトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物、3−トリエトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物、3−ジメチルメトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物、3−ジメチルエトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物のようなジカルボン酸無水物、3−トリメトキシシリルプロピルフタル酸無水物、3−トリエトキシシリルプロピルフタル酸無水物、3−ジメチルメトキシシリルプロピルフタル酸無水物、3−ジメチルエトキシシリルプロピルフタル酸無水物のようなフタル酸無水物等のアルコキシシリル基含有アルキルカルボン酸無水物が挙げられる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いてもよい。   Specific examples of the compound containing an alkoxysilyl group include 3-trimethoxysilylpropyl succinic anhydride, 3-triethoxysilylpropyl succinic anhydride, 3-dimethylmethoxysilylpropyl succinic anhydride, and 3-dimethylethoxy. Succinic anhydrides such as silylpropylsuccinic anhydride, 3-trimethoxysilylpropylcyclohexyldicarboxylic anhydride, 3-triethoxysilylpropylcyclohexyldicarboxylic anhydride, 3-dimethylmethoxysilylpropylcyclohexyldicarboxylic anhydride, Dicarboxylic anhydrides such as 3-dimethylethoxysilylpropylcyclohexyldicarboxylic anhydride, 3-trimethoxysilylpropylphthalic anhydride, 3-triethoxysilylpropylphthalic anhydride, 3-dimethylmethoxy Lil propyl phthalic anhydride, alkoxysilyl group-containing alkyl carboxylic acid anhydride such as phthalic anhydride, such as 3-dimethyl-ethoxysilylpropyl phthalic anhydride. These may be used alone or in combination of two or more.

これらの中でもアルコキシシリル基含有コハク酸無水物が好ましく用いられ、特に3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物がより好ましく用いられる。かかるカップリング剤によれば、分子長や分子構造が最適化されるため、前述した密着性およびパターニング性がより良好になる。   Among these, succinic anhydride containing an alkoxysilyl group is preferably used, and 3-trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride is particularly preferably used. According to such a coupling agent, the molecular length and the molecular structure are optimized, so that the above-mentioned adhesion and patterning properties are further improved.

なお、ここではシランカップリング剤を列挙したが、チタンカップリング剤やジルコニウムカップリング剤等であってもよい。   Here, the silane coupling agent is listed, but a titanium coupling agent, a zirconium coupling agent, or the like may be used.

酸無水物含有カップリング剤の添加量は、特に限定されないが、感光性樹脂組成物の固形分全体の0.3〜5質量%程度であるのが好ましく、0.5〜4.5質量%程度であるのがより好ましく、1〜4質量%程度であるのがさらに好ましい。酸無水物含有カップリング剤の添加量を前記範囲内に設定することにより、例えば貫通配線22、221、222、配線層253や半導体チップ23のような無機材料および金属材料に対する密着性が特に良好な有機絶縁層21、251、252が得られる。これにより、有機絶縁層21、251、252の絶縁性が長期にわたって維持される等、信頼性の高い半導体装置1の実現に寄与する。   The amount of the acid anhydride-containing coupling agent to be added is not particularly limited, but is preferably about 0.3 to 5% by mass, and preferably 0.5 to 4.5% by mass of the entire solid content of the photosensitive resin composition. Is more preferable, and more preferably about 1 to 4% by mass. By setting the addition amount of the acid anhydride-containing coupling agent within the above range, adhesion to inorganic materials and metal materials such as the through wirings 22, 221 and 222, the wiring layer 253 and the semiconductor chip 23 is particularly good. Organic insulating layers 21, 251 and 252 are obtained. This contributes to the realization of a highly reliable semiconductor device 1 such that the insulating properties of the organic insulating layers 21, 251 and 252 are maintained for a long time.

なお、酸無水物含有カップリング剤の添加量が前記下限値を下回ると、酸無水物含有カップリング剤の組成等によっては、無機材料および金属材料に対する密着性が低下するおそれがある。一方、酸無水物含有カップリング剤の添加量が前記上限値を上回ると、酸無水物含有カップリング剤の組成等によっては、感光性樹脂組成物の感光性や機械的特性が低下するおそれがある。   When the amount of the acid anhydride-containing coupling agent is less than the lower limit, the adhesion to the inorganic material and the metal material may be reduced depending on the composition of the acid anhydride-containing coupling agent. On the other hand, when the amount of the acid anhydride-containing coupling agent exceeds the upper limit, depending on the composition of the acid anhydride-containing coupling agent, the photosensitivity and mechanical properties of the photosensitive resin composition may be reduced. is there.

また、このような酸無水物含有カップリング剤に加えて、他のカップリング剤がさらに添加されてもよい。   Further, in addition to such an acid anhydride-containing coupling agent, another coupling agent may be further added.

他のカップリング剤としては、例えば、官能基としてアミノ基、エポキシ基、アクリル基、メタクリル基、メルカプト基、ビニル基、ウレイド基、スルフィド基等を含むカップリング剤が挙げられる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いてもよい。   As other coupling agents, for example, coupling agents having an amino group, an epoxy group, an acryl group, a methacryl group, a mercapto group, a vinyl group, a ureide group, a sulfide group or the like as a functional group can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

このうち、アミノ基含有カップリング剤としては、例えばビス(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、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。   Among them, examples of the coupling agent containing an amino group include bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, and γ-aminopropylmethyl. Diethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ -Aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, N-phenyl-γ-amino-propyltrimethoxysilane and the like.

エポキシ基含有カップリング剤としては、例えば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、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。   Examples of the epoxy group-containing coupling agent include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidylpropyl Trimethoxysilane and the like.

アクリル基含有カップリング剤としては、例えば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、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。   Examples of the acryl group-containing coupling agent include γ- (methacryloxypropyl) trimethoxysilane, γ- (methacryloxypropyl) methyldimethoxysilane, γ- (methacryloxypropyl) methyldiethoxysilane, and the like.

メルカプト基含有カップリング剤としては、例えば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。   Examples of the mercapto group-containing coupling agent include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.

ビニル基含有カップリング剤としては、例えばビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。   Examples of the vinyl group-containing coupling agent include vinyl tris (β-methoxyethoxy) silane, vinyl triethoxy silane, vinyl trimethoxy silane, and the like.

ウレイド基含有カップリング剤としては、例えば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。   Examples of the ureido group-containing coupling agent include 3-ureidopropyltriethoxysilane.

スルフィド基含有カップリング剤としては、例えばビス(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)テトラスルフィド等が挙げられる。   Examples of the sulfide group-containing coupling agent include bis (3- (triethoxysilyl) propyl) disulfide, bis (3- (triethoxysilyl) propyl) tetrasulfide, and the like.

その他のカップリング剤の添加量は、特に限定されないが、酸無水物含有カップリング剤の1〜200質量%程度であるのが好ましく、3〜150質量%程度であるのがより好ましく、5〜100質量%程度であるのがさらに好ましいい。添加量をこの範囲内に設定することにより、酸無水物含有カップリング剤による前述した作用が損なわれることなく、その他のカップリング剤の添加によって別の作用が追加されることとなる。その結果、双方のカップリング剤によってもたらされる効果の両立を図ることができる。   The amount of the other coupling agent to be added is not particularly limited, but is preferably about 1 to 200% by mass of the acid anhydride-containing coupling agent, more preferably about 3 to 150% by mass, and More preferably, it is about 100% by mass. By setting the amount to be added within this range, another effect is added by adding another coupling agent without impairing the above-described effect of the acid anhydride-containing coupling agent. As a result, it is possible to achieve both effects provided by both coupling agents.

(その他の添加剤)
感光性樹脂組成物には、必要に応じて、その他の添加剤が添加されていてもよい。その他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、シリカ等の充填材、界面活性剤、増感剤、フィルム化剤等が挙げられる。
(Other additives)
Other additives may be added to the photosensitive resin composition as needed. Examples of the other additives include an antioxidant, a filler such as silica, a surfactant, a sensitizer, and a film-forming agent.

界面活性剤としては、例えば、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、アクリル系界面活性剤等が挙げられる。   Examples of the surfactant include a fluorine-based surfactant, a silicon-based surfactant, an alkyl-based surfactant, and an acrylic-based surfactant.

(溶剤)
感光性樹脂組成物は、溶剤を含んでいてもよい。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、かつ、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。
(solvent)
The photosensitive resin composition may contain a solvent. As the solvent, any solvent can be used without particular limitation as long as it can dissolve each component of the photosensitive resin composition and does not react with each component.

溶剤としては、例えば、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よい。   Examples of the solvent include acetone, methyl ethyl ketone, toluene, propylene glycol methyl ethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetate, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, and benzyl alcohol. Propylene carbonate, ethylene glycol diacetate, propylene glycol diacetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

<感光性樹脂ワニス>
感光性樹脂組成物は、ワニス状をなしていてもよい。
<Photosensitive resin varnish>
The photosensitive resin composition may be in the form of a varnish.

ワニス状の感光性樹脂組成物は、例えば原料と溶剤とを均一に混合することによって調製される。なお、溶剤は必要に応じて添加され、溶剤を用いることなくワニス化することも可能である。また、その後、フィルターによる濾過、脱泡等の処理に供されてもよい。   The varnish-like photosensitive resin composition is prepared, for example, by uniformly mixing the raw material and the solvent. In addition, a solvent is added as needed, and it is also possible to form a varnish without using a solvent. After that, it may be subjected to processes such as filtration with a filter and defoaming.

ワニス状の感光性樹脂組成物における固形分濃度は、特に限定されないが、20〜80質量%程度であるのが好ましい。このような固形分濃度を有するワニス状の感光性樹脂組成物は、粘度が最適化されるため、狭い隙間にも浸透しやすい良好な流動性を有し、かつ、膜切れを生じさせにくいものとなる。   The solid content concentration in the varnish-shaped photosensitive resin composition is not particularly limited, but is preferably about 20 to 80% by mass. The varnish-shaped photosensitive resin composition having such a solid content concentration has a good fluidity that is easy to penetrate into narrow gaps because the viscosity is optimized, and is hard to cause film breakage. It becomes.

<感光性樹脂フィルム>
次に、本実施形態に係る感光性樹脂フィルムについて説明する。
<Photosensitive resin film>
Next, the photosensitive resin film according to the present embodiment will be described.

感光性樹脂フィルムは、前述したように、感光性樹脂組成物をフィルム化して形成してもよいし、キャリアーフィルムに感光性樹脂組成物が塗布されて得られたフィルムであってもよい。   As described above, the photosensitive resin film may be formed by forming the photosensitive resin composition into a film, or may be a film obtained by applying the photosensitive resin composition to a carrier film.

後者の感光性樹脂フィルムの製造方法としては、例えば、キャリアーフィルム上にワニス状の感光性樹脂組成物を塗布した後、乾燥させる方法が挙げられる。   Examples of the latter method for producing a photosensitive resin film include a method in which a varnish-like photosensitive resin composition is applied on a carrier film and then dried.

塗布装置としては、例えば、スピンコーター、スプレー装置、インクジェット装置等が挙げられる。   Examples of the coating device include a spin coater, a spray device, and an ink jet device.

感光性樹脂フィルムにおける溶剤の含有率は、特に限定されないが、感光性樹脂フィルム全体の10質量%以下であるのが好ましい。これにより、感光性樹脂フィルムのタックの改善を図るとともに、感光性樹脂フィルムの硬化性を高めることができる。また、溶剤の揮発によるボイドの発生を抑制することができる。   The content of the solvent in the photosensitive resin film is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less based on the entire photosensitive resin film. Thereby, the tackiness of the photosensitive resin film can be improved and the curability of the photosensitive resin film can be improved. Further, generation of voids due to volatilization of the solvent can be suppressed.

乾燥条件としては、例えば80〜150℃の温度で、5〜30分間加熱する条件が挙げられる。   The drying conditions include, for example, heating at a temperature of 80 to 150 ° C. for 5 to 30 minutes.

キャリアーフィルムに積層された感光性樹脂フィルムは、取り扱い性、表面の清浄性等の観点から有用である。このとき、キャリアーフィルムは巻取り可能なロール形態であってもよく、枚葉形態であってもよい。   The photosensitive resin film laminated on the carrier film is useful from the viewpoint of handleability, surface cleanliness, and the like. At this time, the carrier film may be in the form of a roll that can be wound up, or may be in the form of a single sheet.

キャリアーフィルムの構成材料としては、例えば、樹脂材料、金属材料等が挙げられる。このうち、樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、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のようなポリエステル、ポリカーボネート、シリコーン、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。また、金属材料としては、例えば、銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金等が挙げられる。   Examples of the constituent material of the carrier film include a resin material and a metal material. Among these, examples of the resin material include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polycarbonate, silicone, fluorine-based resins, and polyimide-based resins. In addition, examples of the metal material include copper or copper alloy, aluminum or aluminum alloy, iron or iron alloy, and the like.

これらの中でも、ポリエステルを含むキャリアーフィルムが好ましく用いられる。このようなキャリアーフィルムは、感光性樹脂フィルムを好適に支持しつつ、剥離容易性も比較的良好である。   Among these, a carrier film containing polyester is preferably used. Such a carrier film favorably supports the photosensitive resin film and has relatively good ease of peeling.

また、感光性樹脂フィルムの表面には、必要に応じてカバーフィルムが設けられていてもよい。このカバーフィルムは、貼り付け作業までの間、感光性樹脂フィルムの表面を保護する。   Further, a cover film may be provided on the surface of the photosensitive resin film as needed. This cover film protects the surface of the photosensitive resin film until the sticking operation.

カバーフィルムの構成材料としては、キャリアーフィルムの構成材料として列挙したものの中から適宜選択されるが、保護性、剥離容易性の観点からポリエステルを含むカバーフィルムが好ましく用いられる。   The constituent material of the cover film is appropriately selected from those listed as constituent materials of the carrier film, but a cover film containing polyester is preferably used from the viewpoint of protection and ease of peeling.

<電子機器>
本実施形態に係る電子機器は、前述した本実施形態に係る半導体装置を備えている。
<Electronic equipment>
The electronic apparatus according to the embodiment includes the semiconductor device according to the embodiment described above.

かかる半導体装置は、耐薬品性に優れた保護膜を備えているため、信頼性が高い。このため、本実施形態に係る電子機器にも高い信頼性が付与される。   Such a semiconductor device has high reliability because it has a protective film having excellent chemical resistance. Therefore, high reliability is also provided to the electronic device according to the present embodiment.

本実施形態に係る電子機器は、このような半導体装置を備えていれば、特に限定されないものの、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、パソコンのような情報機器、サーバー、ルーターのような通信機器、車両制御用コンピューター、カーナビゲーションシステムのような車載機器等が挙げられる。   The electronic device according to the present embodiment is not particularly limited as long as it includes such a semiconductor device. For example, mobile phones, smartphones, tablet terminals, information devices such as personal computers, servers, and communication devices such as routers , A vehicle control computer, an in-vehicle device such as a car navigation system, and the like.

以上、本発明を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。   As described above, the present invention has been described based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited thereto.

例えば、本発明の感光性樹脂組成物、半導体装置および電子機器は、前記実施形態に任意の要素が付加されたものであってもよい。   For example, the photosensitive resin composition, the semiconductor device, and the electronic device of the present invention may be obtained by adding arbitrary elements to the above-described embodiment.

また、感光性樹脂組成物および感光性樹脂フィルムは、半導体装置の他、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)や各種センサーの構造形成材料、液晶表示装置、有機EL装置のような表示装置の構造形成材料等にも適用可能である。   In addition to the semiconductor device, the photosensitive resin composition and the photosensitive resin film are used for forming structures of MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) and various sensors, and for forming structures of display devices such as liquid crystal display devices and organic EL devices. It is also applicable to materials and the like.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
1.感光性樹脂組成物の作製
(実施例1)
まず、表1、2に示す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、溶液を調製した。
Next, specific examples of the present invention will be described.
1. Preparation of photosensitive resin composition (Example 1)
First, the raw materials shown in Tables 1 and 2 were dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) to prepare solutions.

次に、調製した溶液を、孔径0.2μmのポリプロピレンフィルターでろ過し、ネガ型の感光性樹脂組成物を得た。   Next, the prepared solution was filtered through a polypropylene filter having a pore size of 0.2 μm to obtain a negative photosensitive resin composition.

(実施例2〜11)
原料を表1、2に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして感光性樹脂組成物を得た。
(Examples 2 to 11)
A photosensitive resin composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that the raw materials were changed as shown in Tables 1 and 2.

(比較例1〜4)
原料を表1、2に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして感光性樹脂組成物を得た。
(Comparative Examples 1-4)
A photosensitive resin composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that the raw materials were changed as shown in Tables 1 and 2.

Figure 0006631752
Figure 0006631752

2.感光性樹脂組成物の評価
2.1 試験片の作製
まず、サイズが8インチ、厚さ725μmのシリコンウエハーを用意した。
2. 2. Evaluation of Photosensitive Resin Composition 2.1 Preparation of Test Piece First, a silicon wafer having a size of 8 inches and a thickness of 725 μm was prepared.

次に、ワニス状の感光性樹脂組成物を、シリコンウエハー上にスピンコーターで塗布した。これにより、厚さ10μmの液状被膜を得た。   Next, a varnish-like photosensitive resin composition was applied on a silicon wafer by a spin coater. Thus, a liquid coating having a thickness of 10 μm was obtained.

次に、ホットプレートにて液状被膜を120℃で5分間乾燥させ、塗膜を得た。
次に、得られた塗膜に対して、700mJ/cmで全面露光した。
Next, the liquid coating was dried on a hot plate at 120 ° C. for 5 minutes to obtain a coating.
Next, the entire surface of the obtained coating film was exposed at 700 mJ / cm 2 .

次に、露光後の塗膜に対して、70℃で5分間のPEB(Post Exposure Bake)を行った。
次に、200℃で90分間加熱して、硬化膜を有する試験片を得た。
Next, the exposed coating film was subjected to PEB (Post Exposure Bake) at 70 ° C. for 5 minutes.
Next, it was heated at 200 ° C. for 90 minutes to obtain a test piece having a cured film.

2.2 密着試験
2.2.1 シリコン密着試験(常温)
次に、得られた試験片について、以下のようにしてJIS K 5600−5−6:1999に規定されたクロスカット法に準ずる密着試験を行った。
2.2 Adhesion test 2.2.1 Silicon adhesion test (normal temperature)
Next, the obtained test piece was subjected to an adhesion test according to the cross cut method specified in JIS K 5600-5-6: 1999 as follows.

まず、工具を用いて感光性樹脂フィルムに切れ込みを入れた。この切れ込みは、1mm間隔で縦横に10本ずつ、感光性樹脂フィルムを貫通するように入れた。これにより、感光性樹脂フィルムから1mm角の正方形が全部100個形成された。   First, a cut was made in the photosensitive resin film using a tool. The cuts were made at 1 mm intervals vertically and horizontally 10 times so as to penetrate the photosensitive resin film. As a result, a total of 100 1 mm squares were formed from the photosensitive resin film.

次に、これらの100個の正方形に重ねるようにセロハン粘着テープを貼り付けた。そして、セロハン粘着テープを剥がし、100個の正方形のうち、いくつ剥がれるかを数えた。
数えた結果を、表2に示す。
Next, a cellophane adhesive tape was attached so as to overlap these 100 squares. Then, the cellophane adhesive tape was peeled off, and the number of peeling out of the 100 squares was counted.
Table 2 shows the counted results.

2.2.2 シリコン密着試験(高温)
得られた試験片を下記の条件で高温高湿下に置いた後、2.2.1と同様にして密着試験を行った。評価結果を表2に示す。
2.2.2 Silicon adhesion test (high temperature)
After placing the obtained test piece under high temperature and high humidity under the following conditions, an adhesion test was performed in the same manner as in 2.2.1. Table 2 shows the evaluation results.

・温度85℃
・相対湿度85%
・試験時間:24時間
・ Temperature 85 ℃
・ 85% relative humidity
・ Test time: 24 hours

2.2.3 銅密着試験(常温)
2.1のシリコンウエハーを、Tiで下地処理したのち膜厚300nmの銅を蒸着したシリコンウエハーに変更した試験片を用いるようにした以外は、2.2.1と同様にして常温での密着試験を行った。評価結果を表2に示す。
2.2.3 Copper adhesion test (normal temperature)
2. Adhesion at room temperature in the same manner as in 2.2.1, except that the silicon wafer of 2.1 was subjected to a base treatment with Ti, and then a test piece was used which was changed to a silicon wafer on which copper having a thickness of 300 nm was deposited. The test was performed. Table 2 shows the evaluation results.

2.2.4 銅密着試験(高温)
2.1のシリコンウエハーを、Tiで下地処理したのち膜厚300nmの銅を蒸着したシリコンウエハーに変更した試験片を用いるようにした以外は、2.2.2と同様にして高温での密着試験を行った。評価結果を表2に示す。
2.2.4 Copper adhesion test (high temperature)
2. Adhesion at a high temperature in the same manner as in 2.2.2, except that a test piece was used in which the silicon wafer of 2.1 was subjected to a base treatment with Ti and then changed to a silicon wafer on which copper having a thickness of 300 nm was vapor-deposited. The test was performed. Table 2 shows the evaluation results.

2.3 パターニング性評価
まず、2.1に示すようにしてワニス状の感光性樹脂組成物をシリコンウエハー上にスピンコーターで塗布した。これにより、厚さ10μmの液状被膜を得た。
2.3 Evaluation of patterning property First, as shown in 2.1, a varnish-shaped photosensitive resin composition was applied on a silicon wafer by a spin coater. Thus, a liquid coating having a thickness of 10 μm was obtained.

次に、ホットプレートにて液状被膜を120℃で5分間乾燥させ、塗膜を得た。
次に、ネガ型パターン用マスクを介し、塗膜に対してi線ステッパー(ニコン社製、NSR−4425i)を用いて露光処理を行った。その後、70℃で5分の露光後加熱処理を施した。
Next, the liquid coating was dried on a hot plate at 120 ° C. for 5 minutes to obtain a coating.
Next, the coating film was exposed to light through a negative pattern mask using an i-line stepper (NSR-4425i, manufactured by Nikon Corporation). Thereafter, a post-exposure bake was performed at 70 ° C. for 5 minutes.

次に、現像液として25℃の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)用いて、スプレー現像を行うことによって未露光部を溶解除去した後、イソプロピルアルコール(IPA)でリンスした。   Next, using propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) at 25 ° C. as a developing solution, unexposed portions were dissolved and removed by spray development, and then rinsed with isopropyl alcohol (IPA).

次に、パターニングすることができたか否かを目視にて確認し、以下の評価基準に照らしてパターニング性を評価した。   Next, it was visually confirmed whether or not patterning was possible, and the patterning property was evaluated according to the following evaluation criteria.

<パターニング性の評価基準>
○:未露光部が溶解することでパターンを得ることができた
×:全溶解または不溶によりパターンを得ることができなかった
評価結果を表2に示す。
<Evaluation criteria for patterning properties>
:: A pattern could be obtained by dissolving the unexposed portion. X: A pattern could not be obtained by total dissolution or insolubility. Table 2 shows the evaluation results.

Figure 0006631752
Figure 0006631752

表2から明らかなように、各実施例で得られた感光性樹脂フィルムは、無機材料および金属材料に対して良好な密着性を示すことが明らかとなった。   As is clear from Table 2, it was found that the photosensitive resin films obtained in the examples exhibited good adhesion to inorganic materials and metal materials.

本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と、光重合開始剤と、官能基として酸無水物を含有するカップリング剤とを含む。官能基として酸無水物を含有するカップリング剤を用いることにより、ネガ型感光性樹脂組成物で形成された樹脂膜は、無機材料や金属材料で形成された半導体チップや各種金属配線との密着性が良好となる。そのため、係るネガ型感光性樹脂組成物を用いた半導体装置の信頼性を高くすることができる。したがって、本発明は、産業上の利用可能性を有する。   The negative photosensitive resin composition of the present invention contains a thermosetting resin, a photopolymerization initiator, and a coupling agent containing an acid anhydride as a functional group. By using a coupling agent containing an acid anhydride as a functional group, the resin film formed of the negative photosensitive resin composition adheres to a semiconductor chip formed of an inorganic material or a metal material or various metal wirings. The property becomes good. Therefore, the reliability of a semiconductor device using such a negative photosensitive resin composition can be improved. Therefore, the present invention has industrial applicability.

Claims (10)

常温で固形状の成分を含む熱硬化性樹脂と、
光重合開始剤と、
官能基として酸無水物を含有するカップリング剤と、を含み、
前記常温で固形状の成分は、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、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、およびテトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とするネガ型感光性樹脂組成物。
A thermosetting resin containing a solid component at room temperature,
A photopolymerization initiator,
A coupling agent containing an acid anhydride as a functional group, only contains,
The component that is solid at room temperature is a phenol novolak type epoxy resin, a cresol novolak type epoxy resin, a triphenylmethane type epoxy resin, a dicyclopentadiene type epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin, and a tetramethyl bisphenol F type epoxy resin. A negative photosensitive resin composition comprising at least one selected from the group consisting of:
前記熱硬化性樹脂は、多官能エポキシ樹脂を含む請求項1に記載のネガ型感光性樹脂組成物。   The negative photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the thermosetting resin includes a polyfunctional epoxy resin. 前記多官能エポキシ樹脂の含有量は、前記感光性樹脂組成物の不揮発成分に対して40〜80質量%である請求項2に記載のネガ型感光性樹脂組成物。   The negative photosensitive resin composition according to claim 2, wherein the content of the polyfunctional epoxy resin is 40 to 80% by mass based on a nonvolatile component of the photosensitive resin composition. 前記カップリング剤は、アルコキシシリル基を含む化合物である請求項1ないし3のいずれか1項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。   The negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the coupling agent is a compound containing an alkoxysilyl group. 前記酸無水物は、コハク酸無水物である請求項1ないし4のいずれか1項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。   The negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the acid anhydride is succinic anhydride. 前記ネガ型感光性樹脂組成物は、さらに溶剤を含み、前記溶剤に溶解されてワニス状をなす請求項1ないし5のいずれか1項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。 The negative photosensitive resin composition further seen including a solvent, a negative type photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5 is dissolved in the solvent form a varnish-like. 前記常温で固形状の成分は、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、およびトリフェニルメタン型エポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である請求項6に記載のネガ型感光性樹脂組成物。 The negative photosensitive material according to claim 6, wherein the component that is solid at room temperature is at least one selected from the group consisting of a phenol novolak epoxy resin, a cresol novolak epoxy resin, and a triphenylmethane epoxy resin . Resin composition. 半導体チップと、
前記半導体チップ上に設けられている、請求項1ないし7のいずれか1項に記載のネガ型感光性樹脂組成物の硬化物を含む樹脂膜と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor chip,
A resin film comprising a cured product of the negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the resin film is provided on the semiconductor chip.
A semiconductor device comprising:
前記樹脂膜中に、前記半導体チップと電気的に接続される再配線層が埋設されている請求項8に記載の半導体装置。   9. The semiconductor device according to claim 8, wherein a redistribution layer electrically connected to the semiconductor chip is buried in the resin film. 請求項8または9に記載の半導体装置を備えることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the semiconductor device according to claim 8.
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