JP7263879B2

JP7263879B2 - 感光性樹脂組成物、配線層及び半導体装置

Info

Publication number: JP7263879B2
Application number: JP2019060667A
Authority: JP
Inventors: 慎一郎安部; 一行満倉; 裕貴今津; 和彦蔵渕; 崇増子
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd; Resonac Corp
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2023-04-25
Anticipated expiration: 2039-03-27
Also published as: JP2020160320A

Description

本開示は、感光性樹脂組成物、配線層及び半導体装置に関する。

次世代移動通信システム又はサーバーに要求される高速伝送の観点から、使用される電気信号は高周波化し、配線は高密度化する傾向にある。複数のチップを高密度で実装するための形態として、高密度配線を有する有機基板を用いたパッケージ技術（有機インターポーザ）、スルーモールドビア（ＴＭＶ：Through Mold Via）を有するファンアウト型のパッケージ技術（ＦＯ－ＷＬＰ：Fan Out-Wafer Level Package）、シリコン又はガラスインターポーザを用いたパッケージ技術、シリコン貫通電極（ＴＳＶ：Through Silicon Via）を用いたパッケージ技術、基板に埋め込まれたチップをチップ間伝送に用いるパッケージ技術等が提案されている。

特に有機インターポーザ及びＦＯ－ＷＬＰにおいて半導体チップ同士を搭載する場合、当該半導体チップ同士を高密度で導通させるための微細な配線層が必要となる（例えば、特許文献１参照）。

高周波領域での使用の際に伝送損失を抑制するために適用される有機材料としては、誘電正接が低い材料が望まれている。従来、低い誘電正接を有する材料として熱硬化性の材料が開発されている（例えば、特許文献２～４参照）。

さらに、高密度な配線を形成するために微細なビア加工が可能な材料が望まれており、小径ビアが形成できる有機材料として感光性の材料が開発されている（例えば、特許文献５参照）。

米国特許出願公開第２０１１／０２２１０７１号明細書特開２００７－８７９８２号公報特開２００９－２８０７５８号公報特開２００５－３９２４７号公報特開２０１６－１８８９８５号公報

開口を有する絶縁部と、開口の内部に配置された配線と、を備える配線層を備える半導体装置（有機インターポーザ、ＦＯ－ＷＬＰ等）において、高周波電気信号を用いて複数のチップを高密度に接続するためには、絶縁部を形成するための材料として、高周波電気信号領域における電気特性と、微細加工性とに優れる材料が必要である。しかしながら、電気特性に優れる材料である従来の熱硬化性の材料を用いる場合、ビア加工に使用するレーザー径は例えば２０μｍが限界である。一方、微細なビア加工が可能な従来の感光性の材料は、電気特性に乏しい傾向がある。

本開示は、高周波電気信号領域における電気特性、微細加工性及び絶縁信頼性に優れた感光性樹脂組成物、これを用いた配線層及び半導体装置を提供することを目的とする。

本開示に係る感光性樹脂組成物は、開口を有する絶縁部と、開口の内部に配置された配線と、を備える配線層における絶縁部を形成するための感光性樹脂組成物であって、２つ以上の炭素－炭素二重結合を有する化合物と、２つ以上のアミノ基を有する化合物と、光重合開始剤とを含有する。

本開示に係る感光性樹脂組成物はまた、２つ以上の炭素－炭素二重結合を有する化合物と２つ以上のアミノ基を有する化合物との反応物であるプレポリマーと、光重合開始剤とを含有する。

本開示に係る配線層は、開口を有する絶縁部と、開口の内部に配置された配線とを備え、絶縁部が上述の感光性樹脂組成物又はその硬化物を含む。本開示に係る半導体装置は、上述の配線層を備える。

本発明によれば、高周波電気信号領域における電気特性、微細加工性及び絶縁信頼性に優れた感光性樹脂組成物、これを用いた配線層及び半導体装置を提供することができる。

本半導体パッケージの一実施形態を示す模式断面図である。図１の半導体パッケージが有する配線層積層体を示す模式断面図である。

以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。ただし、本開示は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

本明細書において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値と任意に組み合わせることができる。本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。「Ａ又はＢ」とは、Ａ及びＢのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。本明細書に例示する材料は、特に断らない限り、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。「層」及び「膜」は、平面図として観察したときに、全面に形成されている形状の構造に加え、一部に形成されている形状の構造も包含される。「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。

本実施形態に係る配線層は、開口を有する絶縁部、及び、開口の内部に配置された配線を備える第１の層と、当該第１の層の上部及び／又は下部に配置された絶縁部を備える第２の層とを有する態様であってよい。第２の層の絶縁部は、本実施形態に係る感光性樹脂組成物又はその硬化物を含んでいてよい。第２の層の絶縁部が第１の層の下部に配置されている場合、第１の層及び第２の層の積層体には、有底の凹部（例えば溝部）が形成されていてよい。

本実施形態に係る半導体装置は、本実施形態に係る配線層を備える。半導体装置としては、有機インターポーザ、ＦＯ－ＷＬＰ等が挙げられる。本実施形態に係る半導体パッケージは、本実施形態に係る半導体装置と、半導体装置上に搭載された半導体チップと、を備えている。

本実施形態に係る配線層の製造方法は、本実施形態に係る感光性樹脂組成物又はその硬化物を含む絶縁部の開口に配線を形成して配線層を得る配線層形成工程を備える。本実施形態に係る配線層の製造方法は、配線層形成工程の前に、開口を有する絶縁部を形成する絶縁部形成工程を備えていてよい。絶縁部形成工程では、例えば、本実施形態に係る感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂組成物層に露光・現像を施すことにより、感光性樹脂組成物の硬化物を含むと共に開口を有する絶縁部を得る。

本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、開口を有する絶縁部と、開口の内部に配置された配線とを備える配線層における絶縁部を形成するための感光性樹脂組成物である。本実施形態の第１の態様に係る感光性樹脂組成物は、２つ以上の炭素－炭素二重結合を有する化合物（以下、「（Ａ）成分」という場合がある。）と、２つ以上のアミノ基を有する化合物（以下、「（Ｂ）成分」という場合がある。）と、光重合開始剤（以下、「（Ｄ）成分」という場合がある。）と、を含有する。

本実施形態の第２の態様に係る感光性樹脂組成物は、２つ以上の炭素－炭素二重結合を有する化合物と２つ以上のアミノ基を有する化合物との反応物であるプレポリマー（以下、「（Ｃ）成分」という場合がある。）と、光重合開始剤（（Ｄ）成分）とを含有する。

（（Ａ）成分）
（Ａ）成分は、２つ以上の炭素－炭素二重結合を有する化合物である。当該炭素－炭素二重結合は反応性を有しており、芳香環を構成する炭素－炭素二重結合とは異なる。（Ａ）成分は、ビスマレイミド化合物、（メタ）アクリロイル化合物、アリル化合物及びポリブタジエン化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでよい。

ビスマレイミド化合物は特に限定されない。ビスマレイミド化合物として、例えば、ｏ－、ｍ－又はｐ－ビスマレイミドベンゼン、４－ビス（ｐ－マレイミドクミル）ベンゼン、１，４－ビス（ｍ－マレイミドクミル）ベンゼン、４，４－ビスマレイミドジフェニルエーテル、４，４－ビスマレイミドジフェニルメタン、４，４－ビスマレイミド－３，３’－ジメチル－ジフェニルメタン、４，４－ビスマレイミドジフェニルスルホン、４，４－ビスマレイミドジフェニルスルフィド、４，４－ビスマレイミドジフェニルケトン、２’－ビス（４－マレイミドフェニル）プロパン、４－ビスマレイミドジフェニルフルオロメタン、１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロ－２，２－ビス（４－マレイミドフェニル）プロパン、下記式（ＶＩＩＩ）で表される化合物、及び下記式（ＩＸ）で表される化合物が挙げられる。マレイミド化合物は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてよい。

式中、Ｚ^１、Ｚ^２及びＺ^３は、それぞれ独立に２価の炭化水素基を示し、Ｒ^１は４価の有機基を示し、ｎは１～１０の整数である。ｎが２以上である場合、複数のＺ^３は、互いに同一であっても異なってもよい。

Ｒ^１で表される４価の有機基は、例えば、取り扱い性の観点から、炭化水素基であってよい。当該炭化水素基の炭素数は、例えば、１～１００、２～５０又は４～３０であってよい。

当該炭化水素基は、置換されていてもよく、例えば、置換又は非置換のシロキサン基を含んでいてもよい。シロキサン基としては、例えば、ジメチルシロキサン、メチルフェニルシロキサン、ジフェニルシロキサン等に由来する基が挙げられる。

置換基は、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、水酸基、アルコキシ基、メルカプト基、シクロアルキル基、置換シクロアルキル基、ヘテロ環基、置換ヘテロ環基、アリール基、置換アリール基、ヘテロアリール基、置換ヘテロアリール基、アリールオキシ基、置換アリールオキシ基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、シアノ基、ニトロ基、ニトロソ基、アミノ基、アミド基、－Ｃ（Ｏ）Ｈ、－Ｃ（Ｏ）－、－Ｓ－、－Ｓ（Ｏ）_２－、－ＯＣ（Ｏ）－Ｏ－、－Ｃ（Ｏ）－ＮＲ^ｃ、－ＮＲ^ｃＣ（Ｏ）－Ｎ（Ｒ^ｃ）_２、－ＯＣ（Ｏ）－Ｎ（Ｒ^ｃ）_２、アシル基、オキシアシル基、カルボキシル基、カルバメート基、スルホニル基、スルホンアミド基、スルフリル基等であってもよい。ここで、Ｒ^ｃは、水素原子又はアルキル基を表す。これらの置換基は、目的、用途等に合わせて、１種又は２種以上を選択できる。

Ｒ^１で表される４価の有機基は、例えば、１分子中に２個以上の無水物環を有する酸無水物の４価の残基、すなわち、酸無水物から酸無水物基（－ＣＯ（＝Ｏ）ＯＣ（＝Ｏ）－）を２個除いた４価の基であってもよい。Ｒ^１で表される有機基は、高周波特性に優れる観点から、好ましくは４価の芳香族基、より好ましくは、無水ピロメリット酸から２つの酸無水物基を取り除いた残基である。

マレイミド化合物は、例えば市販品を購入して使用可能である。式（ＶＩＩＩ）で表されるマレイミド化合物の市販品としては、例えば、ＢＭＩ－ＴＭＨ、ＢＭＩ－１０００、ＢＭＩ－１０００Ｈ、ＢＭＩ－１１００、ＢＭＩ－１１００Ｈ、ＢＭＩ－２０００、ＢＭＩ－２３００、ＢＭＩ－３０００、ＢＭＩ－３０００Ｈ、ＢＭＩ－４０００、ＢＭＩ－５１００、ＢＭＩ－７０００及びＢＭＩ－７０００Ｈ（大和化成工業株式会社製の商品名）、ＢＭＩ、ＢＭＩ－７０及びＢＭＩ－８０（ケイ・アイ化成株式会社製の商品名）が挙げられる。式（ＩＸ）で表されるマレイミド化合物の市販品としては、例えば、ＳＦＲ２３００（日立化成株式会社製の商品名）、ＢＭＩ－１５００、ＢＭＩ－１７００、ＢＭＩ－３０００、ＢＭＩ－５０００及びＢＭＩ－９０００（ＤｅｓｉｇｎｅｒＭｏｌｅｃｕｌｅｓＩｎｃ．製の商品名）が挙げられる。

誘電特性（比誘電率及び誘電正接）に優れる点で、ＢＭＩ－ＴＭＨ、ＢＭＩ－１０００、ＢＭＩ－３０００、ＢＭＩ－４０００、ＢＭＩ－５１００、ＢＭＩ、ＢＭＩ－８０、ＳＦＲ２３００又はＢＭＩ－３０００が好ましい。耐熱性の点で、ＢＭＩ－１０００、ＢＭＩ－４０００、ＢＭＩ－５１００、ＢＭＩ又はＢＭＩ－８０が好ましい。伸び性に優れる点で、ＳＦＲ２３００又はＢＭＩ－３０００が好ましい。これらのビスマレイミド化合物を併用することで誘電特性に優れ、耐熱性及び伸び性を兼ね備えた感光性樹脂組成物を提供することができる。

マレイミド基は熱によって生成してもよい。熱によりマレイミド構造を生じる構造としては、例えば、以下の構造が挙げられる。

（メタ）アクリロイル化合物としては、例えば、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールＡ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ（メタ）アクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、及び（メタ）アクリロイル基を有するシルセスキオキサン誘導体が挙げられる。（メタ）アクリロイル化合物は単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

本明細書において、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレート」又は「メタクリレート」を意味し、「（メタ）アクリロイル」は、「アクリロイル」又は「メタクリロイル」を意味する。

（メタ）アクリロイル化合物は、耐熱性に優れる観点から、好ましくは、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールＡ（メタ）アクリレート、又は（メタ）アクリロイル基を有するシルセスキオキサン誘導体であり、マレイミド化合物との相溶性に優れる観点から、より好ましくは、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレートである。

アリル化合物としては、例えば、アリルイソシアヌネート化合物、アリルエステル化合物及びビスアリルナジイミド化合物が挙げられる。アリル化合物は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてよい。

アリルイソシアヌネート化合物としては、例えば、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレート、ジアリルモノメチルイソシアヌレート、トリメタリルイソシアヌレート、ジアリルイソシアヌレート、及びモノアリルジメチルイソシアヌレートが挙げられる。

アリルエステル化合物としては、例えば、脂肪族カルボン酸アリルエステル、脂環族カルボン酸アリルエステル及び芳香族カルボン酸アリルエステルが挙げられる。

脂環族カルボン酸アリルエステルとしては、例えば、シクロブタンジカルボン酸ジアリル、シクロペンタンジカルボン酸ジアリル、シクロヘキサンジカルボン酸ジアリル（ヘキサヒドロフタル酸ジアリル）、ノルボルナンジカルボン酸ジアリル、シクロブテンジカルボン酸ジアリル、シクロペンタンジカルボン酸ジアリル、シクロヘキセンジカルボン酸ジアリル（テトラヒドロフタル酸ジアリル）及びノルボルネンジカルボン酸ジアリルが挙げられる。中でも、１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジアリル、１，３－シクロヘキサンジカルボン酸ジアリル、１，４－シクロヘキサンジカルボン酸ジアリル又はノルボルナンジカルボン酸ジアリルが好ましい。

ビスアリルナジイミド化合物としては、下記式（１０）で表されるビスアリルナジイミドが挙げられる。

式（１０）中、Ｒ^２は芳香環を含む２価の有機基、又は、直鎖、分岐若しくは環状の脂肪族炭化水素を含む２価の有機基を示す。式（１０）中のＲ^２としては、フェニレン基（ベンゼン残基）、トリレン基（トルエン残基）、キシリレン基（キシレン残基）、ナフチレン基（ナフタレン残基）、直鎖、分岐若しくは環状アルキレン基、又は、これらの混合基が好ましく、下記式（１１－１）～（１１－２５）で表される２価の有機基がより好ましい。式（１１－１）中のｅは１～１０の整数を示す。

ポリブタジエン化合物とは、ポリブタジエン骨格を有するポリマーであり、ブタジエンポリマー又はブタジエンを主としたポリマーであれば、その変性物であってもよい。ポリブタジエン化合物として、例えば、ブタジエンホモポリマー、ブタジエンポリマーの水素添加物、ブタジエンポリマーのアクリル変性化物、ブタジエンポリマーの水酸化物及びブタジエンポリマーのカルボン酸化物が挙げられる。ポリブタジエン化合物は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてよい。

ポリブタジエン化合物の数平均分子量（Ｍｎ）は特に限定されないが、Ｍｎは、良好な屈曲性（柔軟性）の点から１０００以上が好ましく、１５００以上がより好ましく、Ｍｎは、感光性樹脂組成物の流動性が低下するのを防止して良好な塗工性を得る点から８０００以下が好ましく、４０００以下がより好ましい。

ポリブタジエン化合物としては、例えば、α，ω－ポリブタジエンホモポリマー（ＮＩＳＳＯ－ＰＢＢ－１０００、ＮＩＳＳＯ－ＰＢＢ－２０００及びＮＩＳＳＯ－ＰＢＢ－３０００（日本曹達株式会社製の商品名）が挙げられる。ポリブタジエンの変性物としては、例えば、上記α，ω－ポリブタジエンホモポリマーの水素添加物（ＮＩＳＳＯ－ＰＢＧＩ－１０００、ＮＩＳＳＯ－ＰＢＧＩ－２０００、ＮＩＳＳＯ－ＰＢＧＩ－３０００、ＮＩＳＳＯ－ＰＢＣＩ－１０００、ＮＩＳＳＯ－ＰＢＢＩ－１０００、ＮＩＳＳＯ－ＰＢＢＩ－２０００、ＮＩＳＳＯ－ＰＢＢＩ－３０００（日本曹達株式会社製の商品名））、ブタジエンポリマーの水酸化物であるα，ω－ポリブタジエングリコール（ＮＩＳＳＯ－ＰＢＧ－１０００、ＮＩＳＳＯ－ＰＢＧ－２０００、ＮＩＳＳＯ－ＰＢＧ－３０００（日本曹達株式会社製の商品名））、ブタジエンポリマーのカルボン酸化物であるα，ω－ポリブタジエンカルボン酸（ＮＩＳＳＯ－ＰＢＣ－１０００（日本曹達株式会社製の商品名））、ブタジエンポリマーの末端アクリル変性化物（ＮＩＳＳＯ－ＰＢＴＥＡ－１０００、ＮＩＳＳＯ－ＰＢＴＥ－２０００、ＮＩＳＳＯ－ＰＢＴＥＡＩ－１０００（日本曹達株式会社製の商品名））等が挙げられる。

ポリブタジエン化合物は、無水マレイン酸変性されていてもよい。無水マレイン酸変性されたポリブタジエン化合物の市販品としては、例えば、エボニック社製の商品名「ＰＯＬＹＶＥＳＴ（登録商標）ＭＡ７５」、「ＰＯＬＹＶＥＳＴＥＰＭＡ１２０」、クレイバレー社製の商品名「Ｒｉｃｏｎ（登録商標）１３０ＭＡ８」、「Ｒｉｃｏｎ１３１ＭＡ５」、「Ｒｉｃｏｎ１８４ＭＡ６」等が挙げられる。

（（Ｂ）成分）
（Ｂ）成分は、２つ以上のアミノ基を有する化合物である。（Ｂ）成分として、例えば、芳香族ジアミン、脂肪族ジアミン及びジアミン変性シリコーン化合物が挙げられる。（Ｂ）成分は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてよい。

芳香族ジアミンとしては、例えば、１，３－ビス［２－（４－アミノフェニル）－２－プロピル］ベンゼン、ｐ－フェニレンジアミン、ｍ－フェニレンジアミン、ｏ－フェニレンジアミン、３－メチル－１，４－ジアミノベンゼン、２，５－ジメチル－１，４－ジアミノベンゼン、４，４’－ジアミノジフェニルメタン、４，４’－ジアミノ－３，３’－ジメチル－ジフェニルメタン、４，４’－ジアミノ－３，３’－ジエチル－ジフェニルメタン、４，４’－ジアミノジフェニルエーテル、４，４’－ジアミノジフェニルスルホン、３，３’－ジアミノジフェニルスルホン、４，４’－ジアミノジフェニルケトン、ベンジジン、３，３’－ジメチル－４，４’－ジアミノビフェニル、２，２’－ジメチル－４，４’－ジアミノビフェニル、３，３’－ジヒドロキシベンジジン、２，２－ビス（３－アミノ－４－ヒドロキシフェニル）プロパン、３，３－ジメチル－５，５－ジエチル－４，４－ジフェニルメタンジアミン、２，２－ビス（４－アミノフェニル）プロパン、２，２－ビス（４－（４－アミノフェノキシ）フェニル）プロパン、１，３－ビス（３－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’－ビス（４－アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス（４－（４－アミノフェノキシ）フェニル）スルホン、ビス（４－（３－アミノフェノキシ）フェニル）スルホン、及び９，９－ビス（４－アミノフェニル）フルオレンが挙げられる。芳香族ジアミンは、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてよい。

反応性及び耐熱性の点から、１，３－ビス［２－（４－アミノフェニル）－２－プロピル］ベンゼン、４，４’－ジアミノジフェニルメタン、３，３’－ジメチル－４，４’－ジアミノビフェニル、４，４’－ジアミノ－３，３’－ジメチル－ジフェニルメタン、４，４’－ジアミノ－３，３’－ジエチル－ジフェニルメタン、４，４’－ビス（４－アミノフェノキシ）ビフェニル、又は２，２－ビス（４－（４－アミノフェノキシ）フェニル）プロパンが好ましい。廉価性及び溶解性の点から、１，３－ビス［２－（４－アミノフェニル）－２－プロピル］ベンゼン、４，４’－ジアミノジフェニルメタン、３，３’－ジメチル－４，４’－ジアミノビフェニル、４，４’－ジアミノ－３，３’－ジエチル－ジフェニルメタン、又は２，２－ビス（４－（４－アミノフェノキシ）フェニル）プロパンが好ましい。低熱膨張性及び誘電特性の点から、１，３－ビス［２－（４－アミノフェニル）－２－プロピル］ベンゼン、４，４’－ジアミノ－３，３’－ジエチル－ジフェニルメタン、又は２，２－ビス（４－（４－アミノフェノキシ）フェニル）プロパンが好ましい。高弾性の点から、ｐ－フェニレンジアミン、ｍ－フェニレンジアミン、３－メチル－１，４－ジアミノベンゼン、又は２，５－ジメチル－１，４－ジアミノベンゼンが好ましい。

１，３－ビス［２－（４－アミノフェニル）－２－プロピル］ベンゼンは、別名「ビスアニリン－Ｍ」として購入可能である。

脂肪族ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、１，３－ジアミノプロパン、２－メチル－１，３－プロパンジアミン、１，４－ジアミノブタン、１，５－ジアミノペンタン、２－メチル－１，５－ジアミノペンタン、１，６－ジアミノヘキサン、１，７－ジアミノヘプタン、１，８－ジアミノオクタン、１，９－ジアミノノナン、１，１０－ジアミノデカン、１，１１－ジアミノウンデカン、１，１２－ジアミノドデカン、１，２－シクロヘキサンジアミン、１，３－シクロヘキサンジアミン、１，４－シクロヘキサンジアミン、１，２－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，４－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、４，４’－メチレンビス（シクロヘキシルアミン）、及び４，４’－メチレンビス（２－メチルシクロヘキシルアミン）が挙げられる。脂肪族ジアミンは、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてよい。

アルキレンオキシド構造を有する脂肪族ジアミンは、より柔軟性が増し高伸度化できる。脂肪族ジアミンは、－Ｓ－、－ＳＯ－、－ＳＯ_２－、－ＮＨ－、－ＮＣＨ_３－、－Ｎ（ＣＨ_２ＣＨ_３）－、－Ｎ（ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_３）－、－Ｎ（ＣＨ（ＣＨ_３）_２）－、－ＣＯＯ－、－ＣＯＮＨ－、－ＯＣＯＮＨ－、－ＮＨＣＯＮＨ－等の結合を有してもよい。

脂肪族ジアミンの市販品として、例えば、ＨＵＮＴＳＭＡＮ社製の商品名「ＫＨ－５１１」、「ＥＤ－６００」、「ＥＤ－９００」、「ＥＤ－２００３」、「ＥＤＲ－１４８、ＥＤＲ－１７６」、「Ｄ－２００」、「Ｄ－４００」、「Ｄ－２０００」、「ＴＨＦ－１００」、「ＴＨＦ－１４０」、「ＴＨＦ－１７０」、「ＲＥ－６００」、「ＲＥ－９００」、「ＲＥ－２０００」、「ＲＰ－４０５」、「ＲＰ－４０９」、「ＲＰ－２００５」、「ＲＰ－２００９」、「ＲＴ－１０００」、「ＨＥ－１０００」、「ＨＴ－１１００」、「ＨＴ－１７００」等が挙げられる。

ジアミン変性シリコーン化合物としては、市販品を用いることができる。ジアミン変性シリコーン化合物の市販品として、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＦ－８０１０」（アミノ基当量４３０）、「Ｘ－２２－１６１Ａ」（アミノ基当量８００）、「Ｘ－２２－１６１Ｂ」（アミノ基当量１５００）、「ＫＦ－８０１２」（アミノ基当量２２００）、「ＫＦ－８００８」（アミノ基当量５７００）、「Ｘ－２２－９４０９」（アミノ基当量７００）、「Ｘ－２２－１６６０Ｂ－３」（アミノ基当量２２００）、東レ・ダウコーニング株式会社製の商品名「ＢＹ－１６－８５３Ｕ」（アミノ基当量４６０）、「ＢＹ－１６－８５３」（アミノ基当量６５０）、「ＢＹ－１６－８５３Ｂ」（アミノ基当量２２００）等が挙げられる。ジアミン変性シリコーン化合物は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

これらの中でも、反応性及び低誘電性の点から「Ｘ－２２－１６１Ａ」、「Ｘ－２２－１６１Ｂ」、「ＫＦ－８０１２」、「Ｘ－２２－１６６０Ｂ－３」又は「ＢＹ－１６－８５３Ｂ」が好ましく、相溶性の点から「Ｘ－２２－１６１Ａ」又は「Ｘ－２２－１６１Ｂ」が好ましい。

感光性樹脂組成物における（Ｂ）成分の含有割合は、感光性樹脂組成物の保存安定性及び密着性の点から、（Ａ）成分１．０ｍｏｌに対して０．１ｍｏｌ以上が好ましく、０．１５ｍｏｌ以上がより好ましく、０．２ｍｏｌ以上が更に好ましい。（Ｂ）成分の含有割合は、感光性樹脂組成物の保存安定性、耐熱性及び絶縁信頼性の点から、（Ａ）成分１ｍｏｌに対して０．９ｍｏｌ以下が好ましく、０．８ｍｏｌ以下がより好ましく、０．７ｍｏｌ以下が更に好ましい。

（（Ｃ）成分）
（Ｃ）成分は、２つ以上の炭素－炭素二重結合を有する化合物と２つ以上のアミノ基を有する化合物とを反応させて得られるプレポリマーである。本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分に代えて（Ｃ）成分を含有することができる。

（Ｃ）成分は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを溶媒中で加熱しながら反応させることで、合成することができる。溶媒は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との反応を阻害しない溶媒であれば特に限定されない。溶媒として、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、リモネン等の芳香族炭化水素を用いることができる。反応温度は、８０～１６０℃程度であってよく、反応時間は、０．５～６時間程度であってよい。

（Ｃ）成分を合成する際の（Ｂ）成分の配合割合は、他の成分との相溶性の点から、（Ａ）成分１．０ｍｏｌに対して０．１ｍｏｌ以上が好ましく、０．１５ｍｏｌ以上がより好ましく、０．２ｍｏｌ以上が更に好ましい。（Ｂ）成分の配合割合は、感光性樹脂組成物の保存安定性及び耐熱性の点から、（Ａ）成分１．０ｍｏｌに対して０．９ｍｏｌ以下が好ましく、０．８ｍｏｌ以下がより好ましく、０．７ｍｏｌ以下が更に好ましい。

（（Ｄ）成分）
（Ｄ）成分である光重合開始剤としては、例えば、アルキルフェノン系光重合開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤、分子内水素引き抜き型光重合開始剤、及びオキシムエステル系光重合開始剤が挙げられる。

アルキルフェノン系光重合開始剤は、例えば、ＩＧＭＲｅｓｉｎｓＢ．Ｖ．製のＯｍｎｉｒａｄ６５１、Ｏｍｎｉｒａｄ１８４、Ｏｍｎｉｒａｄ１１７３、Ｏｍｎｉｒａｄ２９５９、Ｏｍｎｉｒａｄ１２７Ｏｍｎｉｒａｄ９０７、Ｏｍｎｉｒａｄ３６９、Ｏｍｎｉｒａｄ３７９ＥＧ等として購入可能である。アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤は、例えば、ＩＧＭＲｅｓｉｎｓＢ．Ｖ．製のＯｍｎｉｒａｄ８１９、ＯｍｎｉｒａｄＴＰＯＨ等として購入可能である。分子内水素引き抜き型光重合開始剤は、例えば、ＩＧＭＲｅｓｉｎｓＢ．Ｖ．製のＯｍｎｉｒａｄＭＢＦ、Ｏｍｎｉｒａｄ７５４等として購入可能である。オキシムエステル系光重合開始剤は、例えば、ＢＡＳＦジャパン株式会社製のＩｒｇａｃｕｒｅＯＸＥ０１、ＩｒｇａｃｕｒｅＯＸＥ０２等として購入可能である。光反応を促進するために、チタノセン系の光重合開始剤（例えば、ＢＡＳＦジャパン株式会社製のＩｒｇａｃｕｒｅ７８４）を併用してもよい。

光ラジカル重合開始剤としては、感度の点から、Ｏｍｎｉｒａｄ９０７、Ｏｍｎｉｒａｄ３６９、Ｏｍｎｉｒａｄ３７９ＥＧ、ＩｒｇａｃｕｒｅＯＸＥ０１又はＩｒｇａｃｕｒｅＯＸＥ０２が好ましい。溶解性の点から、Ｏｍｎｉｒａｄ９０７、Ｏｍｎｉｒａｄ３７９ＥＧ又はＩｒｇａｃｕｒｅＯＸＥ０２が好ましい。光重合開始剤は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

（Ｄ）成分の含有量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量又は（Ｃ）成分の総量１００質量部に対して０．１～１０質量部が好ましい。（Ｄ）成分の含有量は、優れた解像性が得られ易いことから、０．１質量部以上が好ましく、０．５質量部以上がより好ましく、１質量部以上が更に好ましく、３質量部以上が特に好ましい。（Ｄ）成分の含有量は、未反応物が残存し難いことから、１０質量部以下が好ましく、８質量部以下がより好ましく、７質量部以下が更に好ましく、６質量部以下が特に好ましい。

（その他の成分）
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、密着助剤としてカップリング剤を更に含有してもよい。カップリング剤は、例えば、シランカップリング剤であってよい。シランカップリング剤は、例えば、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アミノ基、ウレイド基、イソシアネート基、イソシアヌレート基、メルカプト基等の基を有していてよい。

ビニル基を有するシランカップリング剤としては、ＫＢＭ－１００３、ＫＢＥ－１００３（信越化学工業株式会社製の商品名。以下同様。）等が挙げられる。エポキシ基を有するシランカップリング剤としては、ＫＢＭ－３０３、４０２、４０３、ＫＢＥ－４０２、４０３、Ｘ－１２－９８１Ｓ、Ｘ－１２－９８４Ｓ等が挙げられる。スチリル基を有するシランカップリング剤としては、ＫＢＭ－１４０３等が挙げられる。メタクリロイル基を有するシランカップリング剤としては、ＫＢＭ－５０２、５０３、ＫＢＥ－５０２、５０３等が挙げられる。アクリロイル基を有するシランカップリング剤としては、ＫＢＭ－５１０３、Ｘ－１２－１０４８、Ｘ－１２－１０５０等が挙げられる。アミノ基を有するシランカップリング剤としては、ＫＢＭ－６０２、６０３、９０３、５７３、５７５、ＫＢＥ－９０３、９１０３Ｐ、Ｘ－１２－９７２Ｆ等が挙げられる。ウレイド基を有するシランカップリング剤としては、ＫＢＥ－５８５等が挙げられる。イソシアネート基を有するシランカップリング剤としては、ＫＢＥ－９００７、Ｘ－１２－１１５９Ｌ等が挙げられる。イソシアヌレート基を有するシランカップリング剤としては、ＫＢＭ－９６５９等が挙げられる。メルカプト基を有するシランカップリング剤としては、ＫＢＭ－８０２、８０３、Ｘ－１２－１１５４、Ｘ－１２－１１５６等が挙げられる。シランカップリング剤は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

シランカップリング剤の含有量は、感光性樹脂組成物の総量を１００質量部としたときに、ガラス、シリカ等との密着性を向上させる観点から、０．０１質量部以上であってもよく、５質量部以下であってもよく、未反応物が更に残存し難い観点から、０．１質量部以上であってよく、２質量部であってもよい。

本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を更に含有してもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、イソシアネート樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、オキセタン樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリル樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、シリコーン樹脂、トリアジン樹脂、及びメラミン樹脂が挙げられる。ただし、熱硬化性樹脂には、上述した（Ａ）～（Ｃ）成分は包含されない。熱硬化性樹脂は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。熱硬化性樹脂は、耐熱性及び電気絶縁性の観点から、好ましくは、エポキシ樹脂又はシアネート樹脂である。

エポキシ樹脂としては、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、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、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、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、フルオレン骨格含有エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、多官能フェノール類及びアントラセン等の多環芳香族類のジグリシジルエーテル化合物並びにこれらにリン化合物を導入したリン含有エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂は、耐熱性及び難燃性の点から、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂又はナフタレン型エポキシ樹脂である。エポキシ樹脂は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

シアネート樹脂としては、例えば、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ビスフェノール型シアネート樹脂及びこれらが一部トリアジン化したプレポリマーが挙げられる。シアネート樹脂は、耐熱性及び難燃性の観点から、好ましくはノボラック型シアネート樹脂である。シアネート樹脂は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、その他の硬化剤を更に含有してもよい。その他の硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミド、４，４’－ジアミノジフェニルメタン、４，４’－ジアミノ－３，３’－ジエチル－ジフェニルメタン、４，４’－ジアミノジフェニルスルホン、フェニレンジアミン、キシレンジアミン等の芳香族アミン；ヘキサメチレンジアミン、２，５－ジメチルヘキサメチレンジアミン等の脂肪族アミン；メラミン、ベンゾグアナミン等のグアナミン化合物が挙げられる。その他の硬化剤は、良好な反応性及び耐熱性が得られる観点から、好ましくは芳香族アミンである。

感光性樹脂組成物がシアネート樹脂を含有する場合、硬化剤として、例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、アミノトリアジンノボラック樹脂等の多官能フェノール化合物、無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、無水マレイン酸共重合体等の酸無水物を更に含有してもよい。これらは、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、低吸湿性及び低透湿性を付与する観点から、フィラー（充填材）を更に含有してもよい。フィラーは、無機材料からなる無機フィラーでもよく、有機材料からなる有機フィラーでもよい。これらのフィラーは、好ましくは絶縁性のフィラーである。

無機フィラーとしては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、結晶性シリカ、非晶性シリカ、窒化ホウ素、チタニア、ガラス、酸化鉄、及びセラミックが挙げられる。有機フィラーとしては、例えば、カーボン、及びゴム系フィラーが挙げられる。フィラーは、種類、形状等にかかわらず、特に制限なく使用することができる。

フィラーは、所望する機能に応じて使い分けてもよい。例えば、無機フィラーは、絶縁部に熱伝導性、低熱膨張性、低吸湿性等を付与する目的で添加される。有機フィラーは、例えば、絶縁部に靭性等を付与する目的で添加される。フィラーは、無機フィラー及び有機フィラーの少なくともいずれかを含んでいればよい、フィラーは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。フィラーは、絶縁部に求められる熱伝導性、低吸湿特性、絶縁性等を付与できる観点から、好ましくは無機フィラーであり、樹脂ワニスに対する分散性が良好である観点と、加熱時に高い接着力を付与できる観点とから、より好ましくは、シリカフィラー及びアルミナフィラーの少なくともいずれかである。

フィラーの平均粒子径は、例えば、１０μｍ以下であり、フィラーの最大粒子径は、例えば、３０μｍ以下である。フィラーの平均粒子径が５μｍ以下であり、フィラーの最大粒子径が２０μｍ以下であることが好ましい。平均粒子径が１０μｍ以下であり、かつ最大粒子径が３０μｍ以下であることにより、絶縁部の破壊靭性向上の効果を良好に発揮できると共に、絶縁部の接着強度の低下及びばらつきの発生を抑えることができ、また、絶縁部の表面が粗くなり、接着強度が低下することも抑制できる。フィラーの平均粒子径の下限、及び最大粒子径の下限は、特に制限はないが、どちらも０．００１μｍ以上であってよい。

フィラーの平均粒子径及び最大粒子径の測定方法としては、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、２０個程度のフィラーの粒径を測定する方法等が挙げられる。ＳＥＭを用いた測定方法としては、例えば、フィラーが含まれた感光性樹脂組成物を硬化させたサンプルを作製し、このサンプルの中心部分を切断して、その断面をＳＥＭで観察する方法等が挙げられる。このとき、断面における粒子径３０μｍ以下のフィラーの存在確率が、全フィラーの８０％以上であることが好ましい。

フィラーの含有量は、付与する特性、又は機能に応じて適宜決められる。フィラーの含有量は、例えば、感光性樹脂組成物の総量を基準として、１～７０質量％、２～６０質量％又は５～５０質量％であってよい。フィラーの含有量を増加させることにより、絶縁部の高弾性率化が図られる。これにより、ダイシング性（ダイサー刃による切断性）、ワイヤボンディング性（超音波効率）、及び加熱時の接着強度を有効に向上できる。熱圧着性の低下を抑制する観点から、フィラーの含有量は、上記の上限値以下であることが好ましい。求められる特性のバランスをとるべく、最適なフィラー含有量を決定してもよい。フィラーの混合及び混練は、通常の攪拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル等の分散機を適宜組み合わせて行ってよい。

感光性樹脂組成物は、保存安定性、エレクトロマイグレーション防止、及び金属導体回路の腐食防止の観点から、酸化防止剤を更に含有してもよい。酸化防止剤としては、特に制限はなく、例えばベンゾフェノン系、ベンゾエート系、ヒンダートアミン系、ベンゾトリアゾール系、フェノール系酸化防止剤等が挙げられる。酸化防止剤の含有量は、添加による効果及び耐熱性、コスト等の観点から、樹脂成分１００質量部に対して、好ましくは０．０１質量部～１０質量部である。

感光性樹脂組成物は、硬化を更に促進させるために、触媒を更に含有してもよい。触媒としては、例えば、過酸化物、イミダゾール系化合物、有機リン系化合物、第二級アミン、第三級アミン及び第四級アンモニウム塩が挙げられる。触媒は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。触媒は、反応性の観点から、好ましくは、過酸化物、イミダゾール系化合物及び有機リン系化合物からなる群より選択される少なくとも１種であり、特にマレイミド基の自己重合性及びマレイミド基とアクリロイル基との反応に寄与する観点から、より好ましくは過酸化物である。

感光性樹脂組成物は、難燃剤を更に含有してもよい。難燃剤としては、特に限定されないが、例えば、臭素系難燃剤、塩素系難燃剤等の含ハロゲン系難燃剤、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリスジクロロプロピルホスフェート、リン酸エステル系化合物、赤リン等のリン系難燃剤、スルファミン酸グアニジン、硫酸メラミン、ポリリン酸メラミン、メラミンシアヌレート等の窒素系難燃剤、シクロホスファゼン、ポリホスファゼン等のホスファゼン系難燃剤、三酸化アンチモン等の無機系難燃剤が挙げられる。難燃剤は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

感光性樹脂組成物は、紫外線吸収剤を更に含有してもよい。紫外線吸収剤としては、特に限定されないが、例えば、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が挙げられる。感光性樹脂組成物は、蛍光増白剤を更に含有してもよい。蛍光増白剤としては、特に限定されないが、例えば、スチルベン誘導体が挙げられる。

感光性樹脂組成物は、取り扱い性の観点から、フィルム状であってよく、各成分が溶媒中に溶解又は均一に分散されたワニス（液状）であってもよい。

ワニスの調製手段、条件等は、特に限定されない。例えば、所定配合量の各主成分をミキサー等によって十分に均一に撹拌及び混合した後、ミキシングロール、押出機、ニーダー、ロール、エクストルーダー等を用いて混練し、得られた混練物を更に冷却及び粉砕する方法が挙げられる。混練方法は、特に限定されない。

溶媒は、有機溶媒であってよい。有機溶媒は、特に制限されないが、例えば、メタノール、エタノール、ブタノール、ブチルセロソルブ、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等のケトン；トルエン、キシレン、メシチレン、リモネン等の芳香族炭化水素；メトキシエチルアセテート、エトキシエチルアセテート、ブトキシエチルアセテート、酢酸エチル等のエステル；Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドン等の含窒素化合物が挙げられる。有機溶媒は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。有機溶媒は、溶解性の点で、好ましくは、トルエン、キシレン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、リモネン又はメシチレンであり、毒性が低い点で、より好ましくは、シクロペンタノン、リモネン又はメシチレンである。

有機溶媒は、例えば、ワニスの固形分量が５～９０質量％となるような量で使用することが好ましく、ワニスの取り扱い性及び塗布・塗工性を良好に保つ点から、当該固形分量が１０～６０質量％となるような量で使用することがより好ましい。

本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物（絶縁部）は、配線間のクロストークを抑制できる点から３．０以下であることが好ましく、電気信号の信頼性を更に向上させることができる点から２．９以下であることがより好ましく、より配線を微細化、絶縁樹脂層を薄膜化できる点から２．８以下であることが更に好ましい。また、１０ＧＨｚでの誘電正接は、０．０１以下であることが好ましく、０．００９以下であることがより好ましく、０．００８以下であることが更に好ましく、０．００７以下であることが特に好ましい。誘電率及び誘電正接は、感光性樹脂組成物の硬化膜を用いて、実施例に記載の方法で測定することができる。

感光性樹脂組成物を熱硬化した後の破断伸びは、反りを低減できる点から３０％以上であることが好ましく、配線への応力を緩和できる点から３５％以上であることがより好ましく、配線層間の温度サイクル信頼性を向上できる点から４０％以上であることが更に好ましい。破断伸びは、配線層の変形を抑制できる点で２００％以下であることが好ましい。

以上説明した感光性樹脂組成物は、低誘電特性を示すと共に絶縁信頼性に優れる配線層間絶縁層を形成可能であるため、以下で説明するような半導体パッケージの配線層間絶縁層に好適に用いられる。

図１は、半導体パッケージの一実施形態を示す模式断面図であり、図２は、図１の半導体パッケージが有する配線層積層体を示す模式断面図である。図１に示されるように、半導体パッケージ１００は、基板１と、基板１上に設けられた配線層積層体１０と、配線層積層体１０上に搭載された半導体チップ２Ａ，２Ｂとを備える。

基板１は、半導体チップ２Ｃ，２Ｄと電極５Ａ，５Ｂとを絶縁材料４で封止して形成された封止体である。基板１内の半導体チップ２Ｃ，２Ｄは、絶縁材料４から露出した電極を介して外部装置と接続可能になっている。電極５Ａ，５Ｂは、例えば、配線層積層体１０と外部装置とが互いに電気的接続するための導電路として機能する。半導体チップ２Ａ，２Ｂは、対応するアンダーフィル３Ａ，３Ｂによって配線層積層体１０上にそれぞれ固定されており、配線層積層体１０内に設けられる表面配線（図示しない）を介して互いに電気的接続されている。半導体チップ２Ａ～２Ｄのそれぞれは、配線層積層体１０内の配線のいずれかに電気的に接続される。

半導体チップ２Ａ～２Ｄのそれぞれは、例えば、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ：Graphic Processing Unit）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）若しくはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性メモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ＲＦチップ、シリコンフォトニクスチップ、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）、センサーチップなどである。半導体チップ２Ａ，２Ｂの厚さは、例えば、３０μｍ以上であってよく、２００μｍ以下であってよい。

アンダーフィル３Ａ，３Ｂは、例えば、キャピラリーアンダーフィル（ＣＵＦ）、モールドアンダーフィル（ＭＵＦ）、ペーストアンダーフィル（ＮＣＰ）、フィルムアンダーフィル（ＮＣＦ）、又は感光性アンダーフィルである。アンダーフィル３Ａ，３Ｂは、それぞれ液状硬化型樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を主成分として構成される。絶縁材料４は、例えば、絶縁性を有する硬化性樹脂である。

配線層積層体１０は、図２に示されるように、有機絶縁層２１，２２、有機絶縁層２１，２２内に埋め込まれた銅配線１３，１４、及び銅配線１３，１４と有機絶縁層２１，２２との間に設けられたバリア金属膜１５，１６をそれぞれ含む複数の配線層４１，４２と、配線層４１，４２に隣接する配線層間絶縁層１７，１８と、有機絶縁層２１，２２、及び配線層間絶縁層１７，１８を貫通するスルー配線１９とを備える。有機絶縁層２１，２２と配線層間絶縁層１７，１８が基板１１上に交互に積層されている。銅配線１３,１４の表面の一部が配線層４１，４２の一方の主面側に露出し、露出した銅配線１３，１４の表面に配線層間絶縁層１７，１８が接している。配線層間絶縁層１７，１８は、上述した組成物の硬化物である。有機絶縁層２１，２２は、感光性絶縁樹脂から形成された層であることができる。銅配線は、配線層の両方の主面側に露出し、露出した銅配線の表面に配線層間絶縁層が接していてもよい。

基板１１は、配線層積層体１０を支持する支持体である。基板１１の平面視における形状は、例えば、円形状又は矩形状である。円形状である場合、基板１１は、例えば、２００ｍｍ～４５０ｍｍの直径を有する。矩形状である場合、基板１１の一辺は、例えば、３００ｍｍ～７００ｍｍである。

基板１１は、例えば、シリコン基板、ガラス基板、又はピーラブル銅箔であってよい。基板１１としてシリコン基板又はガラス基板等が用いられる場合、配線層積層体１０と基板１１とを仮固定する図示しない仮固定層が設けられてもよい。この場合、仮固定層を除去することによって、配線層積層体１０から基板１１を容易に剥離できる。ピーラブル銅箔とは、支持体、剥離層、及び銅箔が順に重なった積層体である。ピーラブル銅箔においては、支持体が基板１１に相当し、銅箔がスルー配線１９の一部を構成することができる。

有機絶縁層２１（第１の有機絶縁層）は、基板１１側に位置する第３の有機絶縁層２３と、第２の有機絶縁層２２側に位置する第４の有機絶縁層２４とを含んでいる。第１の有機絶縁層２１は、対応する銅配線１３が配置された複数の溝部２１ａ（第１の溝部）を有する。第４の有機絶縁層２４は、溝部２１ａに対応する複数の開口部が設けられている。これらの開口部によって露出する第３の有機絶縁層２３の表面が、溝部２１ａの内面における底面を構成している。溝部２１ａの側面は、第４の有機絶縁層２４によって構成されている。

第３の有機絶縁層２３及び第４の有機絶縁層２４の厚さは、例えば、それぞれ０．５μｍ～１０μｍであってよい。第１の有機絶縁層２１の厚さは、例えば、１μｍ～２０μｍであってよい。

複数の溝部２１ａは、第１の有機絶縁層２１において基板１１と反対側の表面に設けられている。溝部２１ａの延在方向に直交する方向に沿った断面において、溝部２１ａのそれぞれは略矩形状を有している。溝部２１ａの内面は、側面及び底面を有している。複数の溝部２１ａは、所定のライン幅Ｌ及びスペース幅Ｓを有している。ライン幅Ｌ及びスペース幅Ｓ、それぞれ独立に、例えば０．５μｍ～１０μｍであってよい。ライン幅Ｌは、平面視にて溝部２１ａの延在方向に直交する方向における溝部２１ａの幅に相当する。スペース幅Ｓは、隣り合う溝部２１ａ同士の距離に相当する。溝部２１ａの深さは、例えば、第４の有機絶縁層２４の厚さに相当する。

有機絶縁層２２（第２の有機絶縁層）は、配線層間絶縁層１７（第１の配線層間絶縁層）を挟んで第１の有機絶縁層２１上に積層されている。第２の有機絶縁層２２は、対応する銅配線１４が配置された複数の溝部２２ａ（第２の溝部）を有する。

第２の有機絶縁層２２の厚さは、例えば、１μｍ～１０μｍであってよい。第２の有機絶縁層２２の一部には、溝部２２ａに対応する複数の開口部が設けられている。これらの開口部によって露出する第１の配線層間絶縁層１７の表面が、溝部２２ａの内面における底面を構成している。溝部２２ａの各側面は、第２の有機絶縁層２２によって構成されている。複数の溝部２２ａのライン幅及びスペース幅は、溝部２１ａのライン幅Ｌ及びスペース幅Ｓと一致している。

銅配線１３は、上述したように対応する溝部２１ａ内に設けられ、配線層積層体１０内部における導電路として機能する。銅配線１３の幅は、溝部２１ａのライン幅Ｌと略一致しており、隣り合う銅配線１３同士の間隔は、溝部２１ａのスペース幅Ｓと略一致している。銅配線１４は、上述したように対応する溝部２２ａ内に設けられ、配線層積層体１０内部における導電路として機能する。このため、銅配線１３の幅は、溝部２２ａのライン幅と略一致しており、隣り合う銅配線１４同士の間隔は、溝部２２ａのスペース幅と略一致している。銅配線１４は、銅配線１３と同様の金属材料を含有している。

バリア金属膜１５（第１のバリア金属膜）は、銅配線１３と第１の有機絶縁層２１（すなわち、溝部２１ａの内面）とを仕切るように設けられる金属膜である。第１のバリア金属膜１５は、銅配線１３からの第１の有機絶縁層２１への銅の拡散を防止するための膜であり、溝部２１ａの内面に沿って形成されている。このため、第１のバリア金属膜１５は、有機絶縁層へ拡散しにくい金属材料（例えば、チタン、クロム、タングステン、パラジウム、ニッケル、金、タンタル又はこれらを含む合金）を含んでいる。

第１のバリア金属膜１５の厚さは、溝部２１ａの幅の半分未満且つ溝部２１ａの深さ未満である。銅配線１３同士の導通を防ぐ観点及び銅配線１３の抵抗上昇を抑制する観点から、第１のバリア金属膜１５の厚さは、例えば、０．００１μｍ～０．５μｍであってよい。

第２のバリア金属膜１６は、銅配線１４と第２の有機絶縁層２２（すなわち、溝部２２ａの内面）とを仕切るように設けられる金属膜である。第２のバリア金属膜１６は、銅配線１４からの第２の有機絶縁層２２への銅の拡散を防止するための膜であり、溝部２２ａの内面に沿って形成されている。このため、第２のバリア金属膜１６は、第１のバリア金属膜１５と同様に、有機絶縁層へ拡散しにくい金属材料を含んでいる。第２のバリア金属膜１６の厚さは、第１のバリア金属膜１５と同様に、溝部２２ａの幅の半分未満且つ溝部２２ａの深さ未満であり、例えば、０．００１μｍ～０．５μｍであってよい。

第１の配線層間絶縁層１７は、銅配線１３からの第１の有機絶縁層２１及び第２の有機絶縁層２２への銅の拡散を防止するための絶縁膜である。第１の配線層間絶縁層１７は、配線層４１（第１の配線層）と配線層４２（第２の配線層）との間に、銅配線１３と第２の有機絶縁層２２とを仕切るように設けられている。第１の配線層間絶縁層１７は、第１の配線層４１の基板１１とは反対側の主面に露出した銅配線１３の表面と接している。配線層積層体１０を薄くできる観点から、第１の配線層間絶縁層１７の厚さは、例えば５０μｍ以下であってよい。

第２の配線層間絶縁層１８は、銅配線１４からの第２の有機絶縁層２２への銅の拡散を防止するための絶縁膜である。第２の配線層間絶縁層１８は、第２の配線層４２の基板１１とは反対側の主面に露出した銅配線１４の表面と接しながら、第２の配線層４２上に設けられている。第２の配線層間絶縁層１８は、第１の配線層間絶縁層１７と同様の材料を含んでおり、且つ、第１の配線層間絶縁層１７と同様の特性を有している。

スルー配線１９は、配線層４１，４２、及び配線層間絶縁層１７，１８を貫通するビア３１に埋め込まれる配線であり、外部装置への接続端子として機能する。

半導体パッケージにおける銅配線は、上述したように、トレンチ工法により形成されてもよく、他の一実施形態においては、ＳＡＰ（Semi Additive Process）により形成されてもよい。いずれの場合であっても、本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、配線層間絶縁層の形成に好適に用いられる。

本発明を以下の実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例及び比較例では、以下の各成分を用いた。

（Ａ）成分：２つ以上の炭素－炭素二重結合を有する化合物
（Ａ－１）：下記式で表されるマレイミド化合物（ｎ＝１～１０の混合物、重量平均分子量：１５０００～２００００程度、日立化成株式会社製、商品名「ＳＦＲ２３００」）

（Ａ－２）：下記式で表されるアクリレート化合物（新中村化学工業株式会社製、商品名「Ａ－ＤＣＰ」）

（Ａ－３）：下記式（３－１）で表されるアリルナジイミド化合物（丸善石油化学株式会社製、商品名「ＢＡＮＩ－Ｘ」）

（Ａ－４）：マレイン酸変性ポリブタジエン化合物（分子量：４７００、酸無水物当量：１９８１、クレイバレー社製、商品名「Ｒｉｃｏｎ１３１ＭＡ５」）

（Ｂ）成分：２つ以上のアミノ基を有する化合物
（Ｂ－１）：下記式で表されるジアミン（三井化学ファイン株式会社製、商品名「ビスアニリン－Ｍ」）

（Ｂ－２）：ジアミノ変性シリコーン化合物（信越化学工業株式会社製、商品名「Ｘ－２２－１６１Ｂ」）
（Ｂ－３）：脂肪族ポリアミン（三菱ケミカル株式会社製、商品名「ＳＴ－１１」）

（Ｃ）成分：プレポリマー
（Ｃ－１）
温度計、攪拌機、冷却管、及び窒素流入管を装着した３００ｍＬフラスコ中に、「ＳＦＲ２３００」５０ｇ（０．００３３ｍｏｌ）、「ビスアニリン－Ｍ」０．３４ｇ（０．００１ｍｏｌ）及びメシチレン１００ｇを加え、撹拌して各成分を溶解させることにより混合液を得た。窒素ガスを吹き込みながら混合液を１３０℃で２時間加熱することにより、プレポリマー（Ｃ－１）の溶液を得た。

（Ｃ－２）
「Ａ－ＤＣＰ」５０ｇ（０．１６５ｍｏｌ）、「ビスアニリン－Ｍ」１７ｇ（０．０５ｍｏｌ）及びメシチレン１００ｇの混合液を用いた以外は、プレポリマー（Ｃ－１）の合成と同様にして、プレポリマー（Ｃ－２）の溶液を得た。

（Ｃ－３）
「ＢＡＮＩ－Ｘ」５０ｇ（０．１０ｍｏｌ）、「ビスアニリン－Ｍ」１０．４ｇ（０．０３ｍｏｌ）及びメシチレン１００ｇの混合液を用いた以外は、プレポリマー（Ｃ－１）の合成と同様にして、プレポリマー（Ｃ－３）の溶液を得た。

（Ｃ－４）
「Ｒｉｃｏｎ１３１ＭＡ５」５０ｇ（０．０１１ｍｏｌ）、「ビスアニリン－Ｍ」１．１ｇ（０．００３２ｍｏｌ）及びメシチレン１００ｇの混合液を用いた以外は、プレポリマー（Ｃ－１）の合成と同様にして、プレポリマー（Ｃ－４）の溶液を得た。

（Ｃ－５）
「ＳＦＲ２３００」５０ｇ（０．００３３ｍｏｌ）、「Ｘ－２２－１６１Ｂ」３．０ｇ（０．００１１ｍｏｌ）及びメシチレン１００ｇの混合液を用いた以外は、プレポリマー（Ｃ－１）の合成と同様にして、プレポリマー（Ｃ－５）の溶液を得た。

（Ｃ－６）
「Ａ－ＤＣＰ」２５ｇ（０．０８３ｍｏｌ）、「Ｘ－２２－１６１Ｂ」７４．３ｇ（０．０２５ｍｏｌ）及びメシチレン１００ｇの混合液を用いた以外は、プレポリマー（Ｃ－１）の合成と同様にして、プレポリマー（Ｃ－６）の溶液を得た。

（Ｄ）成分：光重合開始剤
（Ｄ－１）：エタノン，１－［９－エチル－６－（２－メチルベンゾイル）－９Ｈ－カルバゾール－３－イル］－，１－（Ｏ－アセチルオキシム）（ＢＡＳＦジャパン株式会社製、商品名「ＩｒｇａｃｕｒｅＯＸＥ０２」）
（Ｄ－２）：光酸発生剤（サンアプロ株式会社製、商品名：ＣＰ１３１０Ｂ）

（Ｅ）その他の成分
（Ｅ－１）：液状エポキシ樹脂（三菱ケミカル株式会社製、商品名：ｊＥＲ８２８）
（Ｅ－２）：「ｊＥＲ８２８」５０ｇ（０．１３５ｍｏｌ）、「ＳＴ－１１」３０ｇ及びメシチレン１００ｇの混合液を用いた以外は、プレポリマー（Ｃ－１）の合成と同様にして、プレポリマー（Ｅ－２）の溶液を得た。
（Ｅ－３）：「ｊＥＲ８２８」５０ｇ（０．１３５ｍｏｌ）、「ビスアニリン－Ｍ」１３．９ｇ（０．０４１ｍｏｌ）及びメシチレン１００ｇの混合液を用いた以外は、プレポリマー（Ｃ－１）の合成と同様にして、プレポリマー（Ｅ－３）の溶液を得た。

［感光性樹脂組成物の調製］
上記の各成分を表１、表２又は表３に示す配合比（質量部）で混合して、実施例及び比較例の感光性樹脂組成物をそれぞれ作製した。

＜評価＞
（誘電特性）
感光性樹脂組成物をピーラブル銅箔上にスピンコート（Ｓｔｅｐ．１：１０００ｒｐｍ／５秒、Ｓｔｅｐ．２：２０００ｒｐｍ／３０秒、ＳＬＯＰＥ：５秒）した後、乾燥（９０℃、３分間）、露光（露光量：１０００ｍＪ／ｃｍ^２、ブロードバンド露光）及び露光後ベーク（１００℃、１分間）を行って樹脂膜を形成した。これを複数回重ねることで、３０～１００μｍ程度の厚みを有する樹脂膜を得た後、樹脂膜を２２０℃で２時間硬化させた。続いて、銅箔を剥離し、銅箔を過硫酸アンモニウムにて溶解除去して硬化膜を得た。

硬化膜を長さ６０ｍｍ、幅２ｍｍのサイズに切り出した後に３０℃で６時間真空乾燥した評価サンプルを作製した。評価サンプルを用いて、ＳＰＤＲ法にて誘電特性（誘電率Ｄｋ及び誘電正接Ｄｆ）を測定した。ＳＰＤＲにはアジレントテクノロジー社製のＳＰＤＲ誘電体共振器を、測定器にはアジレントテクノロジー社製ベクトル型ネットワークアナライザＥ８３６４Ｂを、測定プログラムにはＣＰＭＡ－Ｖ２をそれぞれ使用した。条件は、周波数１０ＧＨｚ、測定温度２５℃とした。

（伸び率）
ピーラブルコア銅箔上に感光性樹脂組成物をスピンコートし、乾燥して樹脂膜層を形成した後、長さ３０ｍｍ、幅５ｍｍのマスクを介して露光（１０００ｍＪ／ｃｍ^２）した。露光後の樹脂膜を現像液としてシクロペンタノンを用いて２５℃で２０秒間の条件で現像し、２２０℃で２時間硬化させた。続いて、銅箔を過硫酸アンモニウムにて溶解除去して樹脂フィルムを得た。樹脂フィルムを、小型卓上試験機（株式会社島津製作所製、商品名：ＥＺ－Ｓ）にて送り速度５ｍｍ／分にて測定したときの破断伸びを測定した。この方法で作製した樹脂フィルムは、端部がなめらかであるため、カッターなどの刃物を用いて切り出したサンプルと比較して、より高い伸び率が得られた。

（解像性）
シリコンウェハ上に、感光性樹脂組成物をスピンコートして、９０℃で３分加熱乾燥して、厚さ２μｍの樹脂膜を形成した。次いで、樹脂膜を高精度平行露光機（オーク製作所製、商品名「ＥＸＭ－１１７２－Ｂ－∞」）を用いて２００ｍＪ／ｃｍ^２の条件で露光処理した後、１００℃で２分の条件で加熱し、更に２２０℃で１時間の条件で加熱硬化して第１の絶縁層を形成した。その後、第１の絶縁層上に厚さ２μｍの樹脂膜を更に形成した後、ウシオ電機製投影露光機ＵＸ－７４１０１ＳＣを用いて、フォーカス±０μｍ、露光量１０００ｍＪ／ｃｍ^２の条件で露光した。その後、現像液にシクロペンタノンを用いて２５℃で２０秒間の条件でパドル現像を実施し、ビア（開口）を有する第２の絶縁層を第１の絶縁層上に形成した。顕微鏡によって３μｍ、５μｍ及び１０μｍ径のビアの解像性を評価した。ビアが良好に形成された最小の径を評価した。

（絶縁信頼性（ｂ－ＨＡＳＴ耐性））
セミアディティブプロセス（ＳＡＰ）を用いて作製されたＬｉｎｅ（配線幅）／Ｓｐａｃｅ（配線間）が２／２μｍの櫛状配線上に、感光性樹脂組成物をスピンコートした後、乾燥、露光及び露光後ベーク（ＰＥＢ）を経て、評価サンプルを作製した。なお、スピンコート、乾燥、露光及びＰＥＢの条件は、誘電特性の評価サンプルの条件と同じとした。湿度８５％、１３０℃の条件下において、作製した櫛状配線に３．３Ｖの電圧を印加した状態で静置した。陽極と陰極との間の抵抗値を予定の時間ごとに測定し、当該抵抗値が、３００時間以上１×１０^６Ω以上であったもの「Ａ」（絶縁信頼性（ｂ－ＨＡＳＴ耐性）あり）とし、そうでなかったものを「Ｂ」（絶縁信頼性（ｂ－ＨＡＳＴ耐性）なし）として評価した。

１…基板、２Ａ～２Ｄ…半導体チップ、３Ａ，３Ｂ…アンダーフィル、４…絶縁材料、１０…配線層積層体、１１…基板、１３…銅配線、１４…銅配線、１５，１６…バリア金属膜、１７，１８…配線層間絶縁層、２１…有機絶縁層、２１ａ…溝部、２２…有機絶縁層、２２ａ…溝部、１００…半導体パッケージ、Ｌ…ライン幅、Ｓ…スペース幅。

Claims

開口を有する絶縁部と、前記開口の内部に配置された配線と、を備える配線層における前記絶縁部を形成するための感光性樹脂組成物であって、
２つ以上の炭素－炭素二重結合を有する化合物と、２つ以上のアミノ基を有する化合物と、光重合開始剤とを含有し、
前記２つ以上の炭素－炭素二重結合を有する化合物が、ビスマレイミド化合物、アリル化合物及びポリブタジエン化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種を含み、
前記２つ以上のアミノ基を有する化合物が、芳香族ジアミン及びジアミン変性シリコーン化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、感光性樹脂組成物。
開口を有する絶縁部と、前記開口の内部に配置された配線と、を備える配線層における前記絶縁部を形成するための感光性樹脂組成物であって、
２つ以上の炭素－炭素二重結合を有する化合物と２つ以上のアミノ基を有する化合物との反応物であるプレポリマーと、光重合開始剤とを含有し、
前記２つ以上のアミノ基を有する化合物が芳香族ジアミンを含む、感光性樹脂組成物。
前記２つ以上の炭素－炭素二重結合を有する化合物が、ビスマレイミド化合物、（メタ）アクリロイル化合物、アリル化合物及びポリブタジエン化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、請求項２に記載の感光性樹脂組成物。
開口を有する絶縁部と、前記開口の内部に配置された配線と、を備え、
前記絶縁部が、請求項１～３のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物又はその硬化物を含む、配線層。
請求項４に記載の配線層を備える、半導体装置。