KR102135599B1 - 네거티브형 감광성 수지 조성물, 반도체 장치 및 전자기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 네거티브형 감광성 수지 조성물은, 열경화성 수지와, 광중합 개시제와, 관능기로서 산무수물을 함유하는 커플링제를 포함한다. 이 중, 열경화성 수지는, 다관능 에폭시 수지를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 또, 다관능 에폭시 수지의 함유량은, 네거티브형 감광성 수지 조성물의 불휘발 성분에 대하여 40~80질량%인 것이 바람직하다. 또, 커플링제는, 관능기로서 석신산 무수물을 갖는, 알콕시실릴기를 포함하는 화합물인 것이 바람직하다.
Description
본 발명은, 네거티브형 감광성 수지 조성물, 반도체 장치 및 전자기기에 관한 것이다.
반도체 소자에는, 보호막, 층간 절연막, 평탄화막 등의 용도로, 수지 재료로 이루어지는 수지막이 이용되고 있다. 또, 반도체 소자의 실장 방식에 따라서는, 이들 수지막의 후막화가 요구되고 있다. 그러나, 수지막을 후막화하면, 반도체 칩의 휨이 현저해진다.
한편, 수지막에 감광성 및 광투과성을 부여함으로써, 수지막에 패턴을 형성하는 기술이 알려져 있다. 이로써, 목적으로 하는 패턴을 양호한 정밀도로 형성할 수 있다.
따라서, 감광성을 가지며, 또한 후막화가 가능한 수지막을 제조 가능한 수지 조성물의 개발이 진행되고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 분자 구조를 최적화하고, 잔류 응력을 저감시킴으로써, 광투과성이 우수하며, 또한 반도체 칩의 휨을 억제할 수 있는 감광성 수지 조성물이 개시되어 있다.
또, 감광성 수지 조성물은, 감광성 수지 조성물로 형성된 수지막 중에 배선을 매설(埋設)하여, 배선을 절연하기 위한 절연부를 형성하는 목적으로도 사용된다.
한편, 반도체 소자의 실장에 이용되는 수지막에는, 반도체 칩이나 배선에 대한 밀착성이 요구된다. 이로 인하여, 이러한 수지막에는, 무기 재료 및 금속 재료에 대한 밀착성이 중요해진다.
그러나, 종래의 수지막에서는, 무기 재료 및 금속 재료에 대한 밀착성이 낮기 때문에, 실장 후의 신뢰성을 충분히 높일 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 무기 재료와, 금속 재료에 대한 밀착성이 양호한 수지막을 형성 가능한 감광성 수지 조성물, 상기 수지막을 구비하는 반도체 장치 및 상기 반도체 장치를 구비하는 전자기기를 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적은, 하기 (1)~(11)의 본 발명에 의하여 달성된다.
(1) 열경화성 수지와,
광중합 개시제와,
관능기로서 산무수물을 함유하는 커플링제를 포함하는 것을 특징으로 하는 네거티브형 감광성 수지 조성물.
(2) 상기 열경화성 수지는, 상온에서 고형상의 성분을 포함하는 상기 (1)에 기재된 네거티브형 감광성 수지 조성물.
(3) 상기 열경화성 수지는, 다관능 에폭시 수지를 포함하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 네거티브형 감광성 수지 조성물.
(4) 상기 다관능 에폭시 수지의 함유량은, 상기 감광성 수지 조성물의 불휘발 성분에 대하여 40~80질량%인 상기 (3)에 기재된 네거티브형 감광성 수지 조성물.
(5) 상기 커플링제는, 알콕시실릴기를 포함하는 화합물인 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 네거티브형 감광성 수지 조성물.
(6) 상기 산무수물은, 석신산 무수물인 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 네거티브형 감광성 수지 조성물.
(7) 상기 네거티브형 감광성 수지 조성물은, 용제를 더 포함하는 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 네거티브형 감광성 수지 조성물.
(8) 상기 네거티브형 감광성 수지 조성물은, 상기 용제에 용해되어 바니시상을 이루는 상기 (7)에 기재된 네거티브형 감광성 수지 조성물.
(9) 반도체 칩과,
상기 반도체 칩 상에 마련되어 있는, 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 네거티브형 감광성 수지 조성물의 경화물을 포함하는 수지막을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
(10) 상기 수지막 중에, 상기 반도체 칩과 전기적으로 접속되는 재배선층이 매설되어 있는 상기 (9)에 기재된 반도체 장치.
(11) 상기 (9) 또는 (10)에 기재된 반도체 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
본 발명에 의하면, 무기 재료 및 금속 재료에 대한 밀착성이 양호한 수지막을 형성 가능한 네거티브형 감광성 수지 조성물이 얻어진다.
또, 본 발명에 의하면, 상기 수지막을 구비하는 반도체 장치가 얻어진다.
또, 본 발명에 의하면, 상기 반도체 장치를 구비하는 전자기기가 얻어진다.
도 1은, 본 발명의 반도체 장치의 제1 실시형태를 나타내는 종단면도이다.
도 2는, 도 1의 쇄선으로 둘러싸인 영역의 부분 확대도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 반도체 장치를 제조하는 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 4는, 도 1에 나타내는 반도체 장치를 제조하는 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 5는, 본 발명의 반도체 장치의 제2 실시형태를 나타내는 종단면도이다.
도 6은, 도 5의 쇄선으로 둘러싸인 영역의 부분 확대도이다.
도 7은, 도 5에 나타내는 반도체 장치를 제조하는 방법을 나타내는 공정도이다.
도 8은, 도 5에 나타내는 반도체 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 9는, 도 5에 나타내는 반도체 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 10은, 도 5에 나타내는 반도체 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 2는, 도 1의 쇄선으로 둘러싸인 영역의 부분 확대도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 반도체 장치를 제조하는 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 4는, 도 1에 나타내는 반도체 장치를 제조하는 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 5는, 본 발명의 반도체 장치의 제2 실시형태를 나타내는 종단면도이다.
도 6은, 도 5의 쇄선으로 둘러싸인 영역의 부분 확대도이다.
도 7은, 도 5에 나타내는 반도체 장치를 제조하는 방법을 나타내는 공정도이다.
도 8은, 도 5에 나타내는 반도체 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 9는, 도 5에 나타내는 반도체 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 10은, 도 5에 나타내는 반도체 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도이다.
이하, 본 발명의 네거티브형 감광성 수지 조성물, 반도체 장치 및 전자기기에 대하여 첨부 도면에 나타내는 적합 실시형태에 근거하여 상세하게 설명한다.
먼저, 네거티브형 감광성 수지 조성물 및 이러한 네거티브형 감광성 수지 조성물을 포함하는 감광성 수지 필름의 설명에 앞서, 이들이 적용된 본 발명의 반도체 장치의 제1 실시형태에 대하여 설명한다.
<<제1 실시형태>>
1. 반도체 장치
도 1은, 본 발명의 반도체 장치의 제1 실시형태를 나타내는 종단면도이다. 또, 도 2는, 도 1의 쇄선으로 둘러싸인 영역의 부분 확대도이다. 또한, 이하의 설명에서는, 도 1 중의 상측을 "위", 하측을 "아래"라고 한다.
도 1에 나타내는 반도체 장치(1)는, 관통 전극 기판(2)과, 그 위에 실장된 반도체 패키지(3)를 구비한, 이른바 패키지 온 패키지 구조를 갖는다.
이 중, 관통 전극 기판(2)은, 유기 절연층(21)(수지막)과, 유기 절연층(21)의 상면으로부터 하면을 관통하는 복수의 관통 배선(22)과, 유기 절연층(21)의 내부에 매립된 반도체 칩(23)과, 유기 절연층(21)의 하면에 마련된 하층 배선층(24)과, 유기 절연층(21)의 상면에 마련된 상층 배선층(25)과, 하층 배선층(24)의 하면에 마련된 땜납 범프(26)를 구비하고 있다. 본 실시형태의 반도체 장치(1)에서는, 유기 절연층(21)이, 반도체 칩(23)의 표면 상에 적어도 마련되고, 후술하는 감광성 수지 조성물 또는 감광성 수지 필름의 경화물을 포함한다.
한편, 반도체 패키지(3)는, 패키지 기판(31)과, 패키지 기판(31) 상에 실장된 반도체 칩(32)과, 반도체 칩(32)과 패키지 기판(31)을 전기적으로 접속하는 본딩 와이어(33)와, 반도체 칩(32)이나 본딩 와이어(33)가 매립된 봉지층(34)과, 패키지 기판(31)의 하면에 마련된 땜납 범프(35)를 구비하고 있다.
그리고, 관통 전극 기판(2) 상에 반도체 패키지(3)가 적층되어 있다. 이로써, 반도체 패키지(3)의 땜납 범프(35)와, 관통 전극 기판(2)의 상층 배선층(25)이 전기적으로 접속되어 있다.
이와 같은 반도체 장치(1)는, 관통 배선(22)이나 반도체 칩(23)에 대한 유기 절연층(21)의 밀착성이 양호하기 때문에, 신뢰성이 높아진다.
또, 관통 전극 기판(2)에 있어서 코어층을 포함하는 유기 기판과 같이 두꺼운 기판을 이용할 필요가 없기 때문에, 저배화를 용이하게 도모할 수 있다. 이로 인하여, 반도체 장치(1)를 내장하는 전자기기의 소형화에도 공헌할 수 있다.
또, 서로 다른 반도체 칩을 구비한 관통 전극 기판(2)과 반도체 패키지(3)를 적층하고 있기 때문에, 단위 면적당 실장 밀도를 높일 수 있다. 이러한 관점에 있어서도, 반도체 장치(1)의 소형화를 도모할 수 있다.
이하, 관통 전극 기판(2) 및 반도체 패키지(3)에 대하여 또한 상세히 서술한다.
도 2에 나타내는 관통 전극 기판(2)이 구비하는 하층 배선층(24) 및 상층 배선층(25)은, 각각 절연층, 배선층 및 관통 배선 등을 포함하고 있다. 이로써, 하층 배선층(24) 및 상층 배선층(25)은, 내부나 표면에 배선을 포함함과 함께, 관통 배선을 통하여 두께 방향으로 관통하도록 전기적 접속이 도모된다.
이 중, 하층 배선층(24)에 포함되는 배선층은, 반도체 칩(23)이나 땜납 범프(26)로 접속되어 있다. 이로 인하여, 하층 배선층(24)은 반도체 칩(23)의 재배선층으로서 기능함과 함께, 땜납 범프(26)은 반도체 칩(23)의 외부 단자로서 기능한다.
또, 도 2에 나타내는 관통 배선(22)은, 유기 절연층(21)을 관통하도록 마련되어 있다. 이로써, 하층 배선층(24)과 상층 배선층(25)과의 사이를 전기적으로 접속할 수 있다. 그 결과, 관통 전극 기판(2)과 반도체 패키지(3)과의 적층이 가능하게 되어, 반도체 장치(1)의 고기능화를 도모할 수 있다.
또한, 도 2에 나타내는 상층 배선층(25)에 포함되는 배선층은, 관통 배선(22)이나 땜납 범프(35)로 접속되어 있다. 이로 인하여, 상층 배선층(25)은, 반도체 칩(23)과 전기적으로 접속되게 되어, 반도체 칩(23)의 재배선층으로서 기능함과 함께, 반도체 칩(23)과 패키지 기판(31)과의 사이에 개재하는 인터포저로서도 기능한다. 그 결과, 재배선층의 고밀도화를 도모할 수 있다.
또, 유기 절연층(21)을 관통 배선(22)이 관통하고 있음으로써, 유기 절연층(21)을 보강하는 효과가 얻어진다. 이로 인하여, 하층 배선층(24)이나 상층 배선층(25)의 기계적 강도가 낮은 경우에도, 관통 전극 기판(2) 전체의 기계적 강도의 저하를 피할 수 있다. 그 결과, 하층 배선층(24)이나 상층 배선층(25)의 추가적인 박형화를 도모할 수 있고, 반도체 장치(1)의 추가적인 저배화를 도모할 수 있다.
나아가서는, 유기 절연층(21)은, 반도체 칩(23)을 덮도록 마련되어 있다. 이로써, 반도체 칩(23)을 보호하는 효과를 높일 수 있다. 그 결과, 반도체 장치(1)의 신뢰성을 높일 수 있다. 또, 본 실시형태에 관한 패키지 온 패키지 구조와 같은 실장 방식에도 용이하게 적용 가능한 반도체 장치(1)가 얻어진다.
관통 배선(22)의 직경(W)(도 2 참조)은, 특별히 한정되지 않지만, 1~100μm 정도인 것이 바람직하고, 2~80μm 정도인 것이 보다 바람직하다. 이로써, 유기 절연층(21)의 기계적 특성을 저해하지 않고, 관통 배선(22)의 도전성을 확보할 수 있다.
도 2에 나타내는 반도체 패키지(3)는, 어떠한 형태의 패키지여도 된다. 예를 들면, 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) 등의 형태를 들 수 있다.
반도체 칩(32)의 형태는, 특별히 한정되지 않지만, 일례로서 도 1에 나타내는 반도체 칩(32)은, 복수의 칩이 적층되어 구성되어 있다. 이로 인하여, 고밀도화가 도모되어 있다. 또한, 복수의 칩은, 평면 방향으로 병설되어 있어도 되고, 두께 방향으로 적층되면서 평면 방향으로도 병설되어 있어도 된다.
패키지 기판(31)은, 어떠한 기판이어도 되지만, 예를 들면 도시하지 않은 절연층, 배선층 및 관통 배선 등을 포함하는 기판이 된다. 이 중, 관통 배선을 통하여 땜납 범프(35)와 본딩 와이어(33)를 전기적으로 접속할 수 있다.
봉지층(34)은, 예를 들면 공지의 봉지 수지 재료로 구성되어 있다. 이와 같은 봉지층(34)을 마련함으로써, 반도체 칩(32)이나 본딩 와이어(33)를 외력이나 외부 환경으로부터 보호할 수 있다.
또한, 관통 전극 기판(2)이 구비하는 반도체 칩(23)과 반도체 패키지(3)가 구비하는 반도체 칩(32)은, 서로 근접하여 배치되게 되기 때문에, 상호 통신의 고속화나 저손실화 등의 메리트를 얻을 수 있다. 이러한 관점에서, 예를 들면 반도체 칩(23)과 반도체 칩(32) 중, 한쪽을 CPU(Central Processing Unit)나 GPU(Graphics Processing Unit), AP(Application Processor) 등의 연산 소자로 하고, 다른 쪽을 DRAM(Dynamic Random Access Memory)나 플래시 메모리 등의 기억 소자 등으로 하면, 동일 장치 내에 있어서 이들 소자끼리를 근접하여 배치할 수 있으므로, 고기능화와 소형화를 양립한 반도체 장치(1)를 실현할 수 있다.
<유기 절연층>
다음으로, 유기 절연층(21)에 대하여 특히 상세히 서술한다.
본 실시형태의 유기 절연층(21)은, 후술하는 감광성 수지 조성물 또는 감광성 수지 필름의 경화물을 포함한다.
본 실시형태에 관한 감광성 수지 조성물의 경화물(감광성 수지 필름의 경화물도 포함한다. 이하 동일)은, 그 유리 전이 온도(Tg)가 140℃ 이상인 것이 바람직하고, 150℃ 이상인 것이 보다 바람직하며, 160℃ 이상인 것이 더 바람직하다. 이로써, 유기 절연층(21)의 내열성을 높일 수 있으므로, 예를 들면 고온 환경하에서도 사용 가능한 반도체 장치(1)를 실현할 수 있다. 또한, 감광성 수지 조성물의 경화물의 상한값은, 특별히 설정되지 않아도 되지만, 일례로서 250℃ 이하가 된다.
또, 감광성 수지 조성물의 경화물의 유리 전이 온도는, 소정의 시험편(폭 4mm×길이 20mm×두께 0.005~0.015mm)에 대하여, 열기계 분석 장치(TMA)를 이용하여, 개시 온도 30℃, 측정 온도 범위 30~400℃, 온도 상승 속도 5℃/min의 조건하에서 측정을 행한 결과로부터 산출된다.
본 실시형태에 관한 감광성 수지 조성물의 경화물은, 그 선팽창 계수(CTE)가 5~80ppm/℃인 것이 바람직하고, 10~70ppm/℃인 것이 보다 바람직하며, 15~60ppm/℃인 것이 더 바람직하다. 이로써, 유기 절연층(21)의 선팽창 계수를, 예를 들면 실리콘 재료의 선팽창 계수에 접근시킬 수 있다. 이로 인하여, 예를 들면 반도체 칩(23)의 휨 등을 발생시키기 어려운 유기 절연층(21)이 얻어진다. 그 결과, 신뢰성이 높은 반도체 장치(1)가 얻어진다.
또한, 감광성 수지 조성물의 경화물의 선팽창 계수는, 소정의 시험편(폭 4mm×길이 20mm×두께 0.005~0.015mm)에 대하여, 열기계 분석 장치(TMA)를 이용하여, 개시 온도 30℃, 측정 온도 범위 30~400℃, 온도 상승 속도 5℃/min의 조건하에서 측정을 행한 결과로부터 산출된다.
본 실시형태에 관한 감광성 수지 조성물의 경화물은, 5% 열중량 감소 온도 Td5가 300℃ 이상인 것이 바람직하고, 320℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 이로써, 고온하에서도 열분해 등에 의한 중량 감소가 발생하기 어렵고, 내열성이 우수한 경화물이 얻어진다. 이로 인하여, 고온 환경하에서의 내구성이 우수한 유기 절연층(21)이 얻어진다.
또한, 감광성 수지 조성물의 경화물의 5% 열중량 감소 온도 Td5는, 5mg의 경화물에 대하여, 시차열 열중량 동시 측정 장치(TG/DTA)를 이용하여 측정된 결과로부터 산출된다.
본 실시형태에 관한 감광성 수지 조성물의 경화물은, 그 신장률이 5~50%인 것이 바람직하고, 6~45%인 것이 보다 바람직하며, 7~40%인 것이 더 바람직하다. 이로써, 유기 절연층(21)의 신장률이 최적화되기 때문에, 예를 들면 유기 절연층(21)을 관통하도록 관통 배선(22)이 마련되어 있는 경우여도, 유기 절연층(21)과 관통 배선(22)과의 계면에 박리 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또, 유기 절연층(21) 자체에 있어서도, 크랙 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또, 신장률이 상기 하한값을 하회하면, 유기 절연층(21)의 두께나 형상 등에 따라서는, 유기 절연층(21)에 크랙 등이 발생할 우려가 있다. 한편, 신장률이 상기 상한값을 상회하면, 유기 절연층(21)의 두께나 형상 등에 따라서는, 유기 절연층(21)의 기계적 특성이 저하될 우려가 있다.
또한, 감광성 수지 조성물의 경화물의 신장률은, 이하와 같이 하여 측정된다. 먼저, 소정의 시험편(폭 6.5mm×길이 20mm×두께 0.005~0.015mm)에 대하여 인장 시험(인장 속도:5mm/min)을, 온도 25℃, 습도 55%의 분위기 중에서 실시한다. 인장 시험은, 주식회사 오리엔테크제 인장 시험기(텐시론 RTA-100)를 이용하여 행한다. 이어서, 당해 인장 시험의 결과로부터, 인장 신장률을 산출한다. 여기에서는, 상기 인장 시험을 시험 횟수 n=10으로 행하고, 측정값이 큰 5회의 평균값을 구하여, 이것을 측정값으로 한다.
본 실시형태에 관한 감광성 수지 조성물의 경화물은, 인장 강도가 20MPa 이상인 것이 바람직하고, 30~300MPa인 것이 보다 바람직하다. 이로써, 충분한 기계적 강도를 갖고, 내구성이 우수한 유기 절연층(21)이 얻어진다.
또한, 감광성 수지 조성물의 경화물의 인장 강도는, 상술한 신장률의 측정과 동일한 방법으로 취득한 인장 시험의 결과로부터 구해진다.
본 실시형태에 관한 감광성 수지 조성물의 경화물은, 인장 탄성률이 0.5GPa 이상인 것이 바람직하고, 1~5GPa인 것이 보다 바람직하다. 이로써, 충분한 기계적 강도를 갖고, 내구성이 우수한 유기 절연층(21)이 얻어진다.
또한, 감광성 수지 조성물의 경화물의 탄성률은, 상술한 신장률의 측정과 동일한 방법으로 취득한 인장 시험의 결과로부터 구해진다.
또, 상술한 경화물로서는, 예를 들면 이하와 같은 조건으로 경화시킨 것이 이용된다. 먼저, 감광성 수지 조성물을, 실리콘 웨이퍼 기판 상에 스핀 코터 등으로 도포한 후, 핫플레이트에서 120℃에서 5분간 건조하고, 도막을 얻는다. 얻어진 도막을 700mJ/cm2로 전체면 노광하고, 70℃에서 5분간 PEB(Post Exposure Bake)를 행한다. 그 후, 200℃에서 90분간 가열하여, 경화막이 얻어진다.
2. 반도체 장치의 제조 방법
상술한 본 실시형태의 반도체 장치(1)는, 예를 들면 이하와 같이 하여 제조할 수 있다.
도 3, 4는, 각각 도 1에 나타내는 반도체 장치(1)를 제조하는 방법의 일례를 나타내는 도이다.
[1]
먼저, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 기판(202)을 준비한다.
기판(202)의 구성 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 금속 재료, 유리 재료, 세라믹 재료, 반도체 재료, 유기 재료 등을 들 수 있다. 또, 기판(202)에는, 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼, 유리 웨이퍼 등을 이용하도록 해도 된다. 또한, 기판(202)에는, 필요에 따라 전자 회로가 형성되어 있어도 된다.
[2]
다음으로, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 기판(202) 상에 반도체 칩(23)을 배치한다. 본 제조 방법에서는, 일례로서 복수의 반도체 칩(23)을 서로 이간시키면서 배치한다. 복수의 반도체 칩(23)은, 서로 동일한 종류의 것이어도 되고, 서로 다른 종류의 것이어도 된다.
또한, 필요에 따라, 기판(202)과 반도체 칩(23)과의 사이에 인터포저(도시하지 않음)를 마련하도록 해도 된다. 인터포저는, 예를 들면 반도체 칩(23)의 재배선층으로서 기능한다. 따라서, 인터포저는, 후술하는 반도체 칩(23)의 전극과 전기적으로 접속시키기 위한 도시하지 않은 패드를 구비하고 있어도 된다. 이로써, 반도체 칩(23)의 패드 간격이나 배열 패턴을 변환할 수 있어, 반도체 장치(1)의 설계 자유도를 보다 높일 수 있다.
이와 같은 인터포저에는, 예를 들면 실리콘 기판, 세라믹 기판, 유리 기판과 같은 무기계 기판, 수지 기판과 같은 유기계 기판 등이 이용된다.
[3]
다음으로, 도 3(c)에 나타내는 바와 같이, 반도체 칩(23)을 매립하여 기판(202) 상에 감광성 수지층(210)을 배치한다. 감광성 수지층(210)으로서는, 후술하는 감광성 수지 조성물 또는 감광성 수지 필름이 이용된다.
이때, 특히 감광성 수지 조성물을 포함하는 감광성 수지 필름을 이용함으로써, 감광성 수지층(210)의 후막화가 용이하게 도모하게 된다. 이로써, 반도체 칩(23)의 박형화를 도모할 수 없어도, 용이하게 매립할 수 있다.
감광성 수지 필름을 이용하여 감광성 수지층(210)을 형성하는 경우, 감광성 수지 필름 단체를 반도체 칩(23)의 상방으로부터 첩부하도록 해도 되고, 캐리어 필름에 적층된 감광성 수지 필름을 반도체 칩(23) 상에 첩부한 후, 캐리어 필름을 박리함으로써 감광성 수지 필름을 잔치(殘置)하도록 해도 된다.
또, 감광성 수지 필름을 첩부하는 작업에 있어서는, 공지의 라미네이트 방법이 이용되어도 된다. 그 경우, 예를 들면 진공 라미네이터가 이용된다. 진공 라미네이터는, 배치(batch)식이어도 되고, 연속식이어도 된다.
또, 감광성 수지 필름을 첩부하는 작업의 과정에서는, 필요에 따라 감광성 수지 필름을 가열하도록 해도 된다.
가열 온도는, 감광성 수지 필름의 구성 재료나 가열 시간 등에 따라 적절히 설정되지만, 40~150℃ 정도인 것이 바람직하고, 50~140℃ 정도인 것이 보다 바람직하며, 60~130℃ 정도인 것이 더 바람직하다. 이와 같은 온도로 가열함으로써, 감광성 수지 필름에 대한 반도체 칩(23)의 매립성이 보다 높아진다. 이로써, 보이드 등의 불량의 발생이 억제됨과 함께, 보다 평탄화가 도모된 감광성 수지층(210)을 효율적으로 형성할 수 있다.
또한, 가열 온도가 상기 하한값을 하회하면, 감광성 수지 필름의 용융이 부족하기 때문에, 감광성 수지 필름의 구성 재료 등에 따라서는 매립성이 저하될 우려가 있다. 한편, 가열 온도가 상기 상한값을 상회하면, 감광성 수지 필름의 구성 재료 등에 따라서는 경화될 우려가 있다.
또, 가열 시간은, 감광성 수지 필름의 구성 재료나 가열 온도 등에 따라 적절히 설정되지만, 5~180초 정도인 것이 바람직하고, 10~60초 정도인 것이 보다 바람직하다.
또, 감광성 수지 필름에서는, 가열됨과 함께 가압됨으로써, 반도체 칩(23)의 매립이 가능해진다. 그 때의 가압력은, 감광성 수지 필름의 구성 재료 등에 따라 적절히 설정되지만, 0.2~5MPa 정도인 것이 바람직하고, 0.4~1MPa 정도인 것이 보다 바람직하다.
한편, 바니시상의 감광성 수지 조성물을 이용함으로써, 감광성 수지층(210)의 평탄화가 용이하게 도모할 수 있게 된다.
바니시상의 감광성 수지 조성물을 이용하여 감광성 수지층(210)을 형성하는 작업에 있어서는, 필요에 따라 용매 등으로 점도를 조정하고, 각종 도포 장치를 이용하여 기판(202) 상에 도포한다. 그 후, 얻어진 도막을 건조시킴으로써, 감광성 수지층(210)이 얻어진다. 또한, 반도체 칩이 완전하게 매립되도록, 충분한 두께를 확보하기 위하여, 바니시상의 감광성 수지 조성물의 도포 및 건조를 복수 회 반복해도 된다.
도포 장치로서는, 예를 들면 스핀 코터, 스프레이 장치, 잉크젯 장치 등을 들 수 있다.
감광성 수지 필름의 막두께(감광성 수지층(210)의 막두께)는, 경화 후의 막두께(도 2의 높이 H)에 따르고 또한 경화 수축을 고려하여 적절히 설정되는 한편, 반도체 칩(23)을 매립할 수 있는 두께이면, 특별히 한정되지 않는다. 단, 감광성 수지 필름의 막두께의 일례로서 20~1000μm 정도인 것이 바람직하고, 50~750μm 정도인 것이 보다 바람직하며, 100~500μm 정도인 것이 더 바람직하다. 감광성 수지층(210)의 막두께를 상기 범위 내로 설정함으로써, 반도체 칩(23)을 용이하게 매립할 수 있으며, 또한 감광성 수지층(210)의 경화막에 대하여 충분한 기계적 강도도 부여할 수 있다. 그 결과, 반도체 칩(23)의 양호한 보호성과 함께, 반도체 장치(1)의 강성에 대한 기여도 담당하는 경화막(유기 절연층(21))을 형성할 수 있다.
[4]
다음으로, 도 3(d)에 나타내는 바와 같이, 감광성 수지층(210) 상의 소정 영역에 마스크(41)를 배치한다. 그리고, 마스크(41)를 통하여 광(활성 방사선)을 조사한다. 이로써, 마스크(41)의 패턴에 따라 감광성 수지층(210)에 노광 처리가 실시된다.
그 후, 필요에 따라, 노광 후 가열 처리가 실시된다. 노광 후 가열 처리의 조건은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 50~150℃ 정도의 가열 온도에서, 1~10분 정도의 가열 시간이 된다.
도 3(d)에서는, 감광성 수지층(210)이 이른바 네거티브형의 감광성을 갖고 있는 경우를 도시하고 있다. 이 예에서는, 감광성 수지층(210) 중, 마스크(41)의 비차광부에 대응하는 영역에 대하여, 현상액에 대한 용해성이 부여된다.
그 후, 현상 처리가 실시됨으로써, 마스크(41)의 비차광부에 대응한, 감광성 수지층(210)을 관통하는 개구부(42)가 형성된다(도 3(e) 참조).
현상액으로서는, 예를 들면 유기계 현상액, 수용성 현상액 등을 들 수 있다.
현상 처리 후, 감광성 수지층(210)에 대하여 현상 후 가열 처리가 실시된다. 현상 후 가열 처리의 조건은, 특별히 한정되지 않지만, 160~250℃ 정도의 가열 온도에서, 30~180분 정도의 가열 시간이 된다. 이로써, 반도체 칩(23)에 대한 열영향을 억제하면서, 감광성 수지층(210)을 경화시키고, 유기 절연층(21)이 얻어진다.
[5]
다음으로, 도 4(f)에 나타내는 바와 같이, 개구부(42)(도 3(e) 참조)에 관통 배선(22)을 형성한다.
관통 배선(22)의 형성에는, 공지의 방법이 이용되지만, 예를 들면 이하의 방법이 이용된다.
먼저, 유기 절연층(21) 상에, 도시하지 않은 시드층을 형성한다. 시드층은, 개구부(42)의 내부(측벽 및 바닥면)와 함께, 유기 절연층(21)의 상면에 형성된다.
시드층으로서는, 예를 들면 구리 시드층이 이용된다. 또, 시드층은, 예를 들면 스퍼터링법에 의하여 형성된다.
또, 시드층은, 형성하려고 하는 관통 배선(22)과 동종의 금속으로 구성되어 있어도 되고, 이종의 금속으로 구성되어 있어도 된다.
이어서, 도시하지 않은 시드층 중, 개구부(42)이외의 영역 상에 도시하지 않은 레지스트층을 형성한다. 그리고, 이 레지스트층을 마스크로서, 개구부(42) 내에 금속을 충전한다. 이 충전에는, 예를 들면 전해 도금법이 이용된다. 충전되는 금속으로서는, 예를 들면 구리 또는 구리 합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 금 또는 금 합금, 은 또는 은 합금, 니켈 또는 니켈 합금 등을 들 수 있다. 이와 같이 하여 개구부(42) 내에 도전성 재료가 매설되고, 관통 배선(22)이 형성된다.
이어서, 도시하지 않은 레지스트층을 제거한다.
또한, 관통 배선(22)의 형성 개소는, 도시하는 위치에 한정되지 않는다. 예를 들면, 반도체 칩(23) 상에 덮고 있는 감광성 수지층(210)을 관통하는 위치에 마련되어 있어도 된다.
[6]
다음으로, 도 4(g)에 나타내는 바와 같이, 유기 절연층(21)의 상면 측에 상층 배선층(25)을 형성한다. 상층 배선층(25)은, 예를 들면 포토리소그래피법 및 도금법을 이용하여 형성된다.
[7]
다음으로, 도 4(h)에 나타내는 바와 같이, 기판(202)을 박리한다. 이로써, 유기 절연층(21)의 하면이 노출되게 된다.
[8]
다음으로, 도 4(i)에 나타내는 바와 같이, 유기 절연층(21)의 하면 측에 하층 배선층(24)을 형성한다. 하층 배선층(24)은, 예를 들면 포토리소그래피법 및 도금법을 이용하여 형성된다. 이와 같이 하여 형성된 하층 배선층(24)은, 관통 배선(22)을 통하여 상층 배선층(25)과 전기적으로 접속된다.
[9]
다음으로, 도 4(j)에 나타내는 바와 같이, 하층 배선층(24)에 땜납 범프(26)를 형성한다. 또, 상층 배선층(25)이나 하층 배선층(24)에는, 필요에 따라 솔더 레지스트층과 같은 보호막을 형성하도록 해도 된다.
이상과 같이 하여, 관통 전극 기판(2)이 얻어진다.
또한, 도 4(j)에 나타내는 관통 전극 기판(2)은, 복수의 영역에 분할 가능하게 되어 있다. 따라서, 예를 들면 도 4(j)에 나타내는 일점 쇄선을 따라 관통 전극 기판(2)을 개편화(個片化)함으로써, 복수의 관통 전극 기판(2)을 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 개편화에는, 예를 들면 다이아몬드 커터 등을 이용할 수 있다.
[10]
다음으로, 개편화한 관통 전극 기판(2) 상에 반도체 패키지(3)를 배치한다. 이로써, 도 1에 나타내는 반도체 장치(1)가 얻어진다.
이와 같은 반도체 장치(1)의 제조 방법은, 큰 면적의 기판을 이용한 웨이퍼 레벨 프로세스나 패널 레벨 프로세스에 적용하는 것이 가능하다.
또, 감광성 수지 조성물을 포함하는 감광성 수지층(210)을 이용함으로써, 반도체 칩(23)의 배치, 반도체 칩(23)의 매립, 관통 배선(22)의 형성, 상층 배선층(25)의 형성 및 하층 배선층(24)의 형성을, 웨이퍼 레벨 프로세스나 패널 레벨 프로세스로 행할 수 있다. 이로써, 반도체 장치(1)의 제조 효율을 높여, 저비용화를 도모할 수 있다.
<<제2 실시형태>>
다음으로, 본 발명의 반도체 장치의 제2 실시형태에 대하여 설명한다.
도 5는, 본 발명의 반도체 장치의 제2 실시형태를 나타내는 종단면도이다. 또, 도 6은, 도 5의 쇄선으로 둘러싸인 영역의 부분 확대도이다. 또한, 이하의 설명에서는, 도 5 중의 상측을 "위", 하측을 "아래"라고 한다.
이하, 반도체 장치의 제2 실시형태에 대하여, 상기 제1 실시형태와의 상이점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
1. 반도체 장치
제2 실시형태의 반도체 장치(1)에서는, 유기 절연층(21)에 형성되는 관통 배선의 구성이 다른 점, 및 상층 배선층(25)이 후술하는 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되어 있는 점에서 상술한 제1 실시형태의 반도체 장치와 다르지만, 그 이외에는, 상술한 제1 실시형태의 반도체 장치(1)와 동일하다.
본 실시형태의 반도체 장치(1)에서는, 도 5 및 6에 나타내는 바와 같이, 유기 절연층(21)에, 유기 절연층(21)을 관통하도록 관통 배선(221)이 마련되어 있다. 이로써, 하층 배선층(24)과 상층 배선층(25)의 사이가 전기적으로 접속되어, 관통 전극 기판(2)과 반도체 패키지(3)의 적층이 가능해지기 때문에, 반도체 장치(1)의 고기능화를 도모할 수 있다. 또한, 관통 배선(221)의 직경(W)(도 6 참조)은, 특별히 한정되지 않지만, 상술한 제1 실시형태의 반도체 장치(1)의 관통 배선(22)의 직경(W)과 동일한 사이즈로 할 수 있다.
또, 본 실시형태의 반도체 장치(1)는, 관통 배선(221) 외에, 반도체 칩(23)의 상면에 위치하는 유기 절연층(21)을 관통하도록 마련된 관통 배선(222)도 구비하고 있다. 이로써, 반도체 칩(23)의 상면과 상층 배선층(25)과의 전기적 접속을 도모할 수 있다.
또한, 도 6에 나타내는 상층 배선층(25)에 포함되는 배선층(253)은, 관통 배선(221)이나 땜납 범프(35)와 접속되어 있다. 이로 인하여, 상층 배선층(25)은, 반도체 칩(23)과 전기적으로 접속되게 되어, 반도체 칩(23)의 재배선층으로서 기능함과 함께, 반도체 칩(23)과 패키지 기판(31)의 사이에 개재하는 인터포저로서도 기능한다.
또, 상층 배선층(25)은, 후술하는 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되어 있으며, 감광성 수지 조성물의 수지막 중에 배선층(253)이 매설된 구성을 갖는다. 이와 같은 반도체 장치(1)에서는, 배선층(253)에 대한 상층 배선층(25)의 밀착성이 양호하기 때문에, 신뢰성이 높아진다.
2. 반도체 장치의 제조 방법
다음으로, 도 5에 나타내는 반도체 장치(1)를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
도 7은, 도 5에 나타내는 반도체 장치(1)를 제조하는 방법을 나타내는 공정도이다. 또, 도 8~도 10은, 각각 도 5에 나타내는 반도체 장치(1)를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도이다.
본 실시형태의 반도체 장치(1)의 제조 방법은, 기판(202) 상에 마련된 반도체 칩(23) 및 관통 배선(221, 222)을 매립하도록 유기 절연층(21)을 얻는 칩 배치 공정 S1과, 유기 절연층(21) 상 및 반도체 칩(23) 상에 상층 배선층(25)을 형성하는 상층 배선층 형성 공정 S2와, 기판(202)을 박리하는 기판 박리 공정 S3과, 하층 배선층(24)을 형성하는 하층 배선층 형성 공정 S4와, 땜납 범프(26)를 형성하고, 관통 전극 기판(2)을 얻는 땜납 범프 형성 공정 S5와, 관통 전극 기판(2) 상에 반도체 패키지(3)를 적층하는 적층 공정 S6을 갖는다.
이 중, 상층 배선층 형성 공정 S2는, 유기 절연층(21) 상 및 반도체 칩(23) 상에 감광성 수지 바니시(5)를 배치하고, 감광성 수지층(2510)을 얻는 제1 수지막 배치 공정 S20과, 감광성 수지층(2510)에 노광 처리를 실시하는 제1 노광 공정 S21과, 감광성 수지층(2510)에 현상 처리를 실시하는 제1 현상 공정 S22와, 감광성 수지층(2510)에 경화 처리를 실시하는 제1 경화 공정 S23과, 배선층(253)을 형성하는 배선층 형성 공정 S24와, 감광성 수지층(2510) 및 배선층(253) 상에 감광성 수지 바니시(5)를 배치하며, 감광성 수지층(2520)을 얻는 제2 수지막 배치 공정 S25와, 감광성 수지층(2520)에 노광 처리를 실시하는 제2 노광 공정 S26과, 감광성 수지층(2520)에 현상 처리를 실시하는 제2 현상 공정 S27과, 감광성 수지층(2520)에 경화 처리를 실시하는 제2 경화 공정 S28과, 개구부(424)(관통 구멍)에 관통 배선(254)을 형성하는 관통 배선 형성 공정 S29를 포함한다.
이하, 각 공정에 대하여 순차적으로 설명한다. 또한, 이하의 제조 방법은 일례이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
[1] 칩 배치 공정 S1
먼저, 도 8(a)에 나타내는 바와 같이, 기판(202)과, 기판(202) 상에 마련된 반도체 칩(23) 및 관통 배선(221, 222)과, 이들을 매립하도록 마련된 유기 절연층(21)을 구비하는 칩 매립 구조체(27)를 준비한다.
기판(202)의 구성 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 금속 재료, 유리 재료, 세라믹 재료, 반도체 재료, 유기 재료 등을 들 수 있다. 또, 기판(202)에는, 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼, 유리 웨이퍼 등을 이용하도록 해도 된다.
반도체 칩(23)은, 기판(202) 상에 접착되어 있다. 본 제조 방법에서는, 일례로서 복수의 반도체 칩(23)을 서로 이간시키면서 동일한 기판(202) 상에 병설한다. 복수의 반도체 칩(23)은, 서로 동일한 종류의 것이어도 되고, 서로 다른 종류의 것이어도 된다. 또, 다이아 터치 필름과 같은 접착제층(도시하지 않음)을 통하여 기판(202)과 반도체 칩(23)과의 사이를 고정하도록 해도 된다.
또한, 필요에 따라, 기판(202)과 반도체 칩(23)과의 사이에 인터포저(도시하지 않음)를 마련하도록 해도 된다. 인터포저는, 예를 들면 반도체 칩(23)의 재배선층으로서 기능한다. 따라서, 인터포저는, 후술하는 반도체 칩(23)의 전극과 전기적으로 접속시키기 위한 도시하지 않은 패드를 구비하고 있어도 된다. 이로써, 반도체 칩(23)의 패드 간격이나 배열 패턴을 변환할 수 있어, 반도체 장치(1)의 설계 자유도를 보다 높일 수 있다.
이와 같은 인터포저에는, 예를 들면 실리콘 기판, 세라믹 기판, 유리 기판과 같은 무기계 기판, 수지 기판과 같은 유기계 기판 등이 이용된다.
유기 절연층(21)은, 예를 들면 후술하는 감광성 수지 조성물의 성분으로서 든 것과 같은 열경화성 수지나 열가소성 수지를 포함하는 수지막이다.
관통 배선(221, 222)의 구성 재료로서는, 예를 들면 구리 또는 구리 합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 금 또는 금 합금, 은 또는 은 합금, 니켈 또는 니켈 합금 등을 들 수 있다.
또한, 상기와는 다른 방법으로 제작한 칩 매립 구조체(27)를 준비하도록 해도 된다.
[2] 상층 배선층 형성 공정 S2
다음으로, 유기 절연층(21) 상 및 반도체 칩(23) 상에, 상층 배선층(25)을 형성한다.
[2-1] 제1 수지막 배치 공정 S20
먼저, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이, 유기 절연층(21) 상 및 반도체 칩(23) 상에 감광성 수지 바니시(5)를 도포한다(배치한다). 이로써, 도 8(c)에 나타내는 바와 같이, 감광성 수지 바니시(5)의 액상 피막이 얻어진다. 감광성 수지 바니시(5)는, 후술하는 감광성 수지 조성물의 바니시이다.
감광성 수지 바니시(5)의 도포는, 예를 들면 스핀 코터, 바 코터, 스프레이 장치, 잉크젯 장치 등을 이용하여 행해진다.
감광성 수지 바니시(5)의 점도는, 특별히 한정되지 않지만, 10~700mPa·s인 것이 바람직하고, 30~400mPa·s인 것이 보다 바람직하다. 감광성 수지 바니시(5)의 점도가 상기 범위 내인 것으로, 보다 얇은 감광성 수지층(2510)(도 8(d) 참조)을 형성할 수 있다. 그 결과, 상층 배선층(25)을 보다 얇게 할 수 있어, 반도체 장치(1)의 박형화가 용이해진다.
또한, 감광성 수지 바니시(5)의 점도는, 예를 들면 콘플레이트형 점도계(TV-25, 도키 산교제)를 이용하여 회전 속도 50rpm, 측정 시간 300초의 조건으로 측정된 값이 된다.
다음으로, 감광성 수지 바니시(5)의 액상 피막을 건조시킨다. 이로써, 도 8(d)에 나타내는 감광성 수지층(2510)을 얻는다.
감광성 수지 바니시(5)의 건조 조건은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 80~150℃의 온도에서, 1~60분간 가열하는 조건을 들 수 있다.
또한, 본 공정도에서는, 감광성 수지 바니시(5)를 도포하는 프로세스 대신에, 감광성 수지 바니시(5)를 필름화하여 이루어지는 감광성 수지 필름을 배치하는 프로세스를 채용하도록 해도 된다.
감광성 수지 필름은, 예를 들면 감광성 수지 바니시(5)를 각종 도포 장치에 의하여 캐리어 필름 등의 하지 상에 도포하고, 그 후, 얻어진 도막을 건조시킴으로써 제조된다.
그 후, 필요에 따라, 감광성 수지층(2510)에 대하여 노광 전 가열 처리를 실시한다. 노광 전 가열 처리를 가함으로써, 감광성 수지층(2510)에 포함되는 분자가 안정화되고, 후술하는 제1 노광 공정 S21에 있어서의 반응의 안정화를 도모할 수 있으며, 그 한편, 후술하는 가열 조건으로 가열됨으로써, 가열에 의한 광산발생제에 대한 악영향을 최소한으로 둘 수 있다.
노광 전 가열 처리의 온도는, 바람직하게는 70~130℃가 되고, 보다 바람직하게는 75~120℃가 되며, 또한 바람직하게는 80~110℃가 된다. 노광 전 가열 처리의 온도가 상기 하한값을 하회하면, 노광 전 가열 처리에 의한 분자의 안정화라는 목적이 완수되지 않을 우려가 있다. 한편, 노광 전 가열 처리의 온도가 상기 상한값을 상회하면, 광산발생제의 움직임이 과하게 활발해져, 후술하는 제1 노광 공정 S21에 있어서 광이 조사되어도 산이 발생하기 어려워진다는 영향이 광범위화되어 패터닝의 가공 정밀도가 저하될 우려가 있다.
또, 노광 전 가열 처리의 시간은, 노광 전 가열 처리의 온도에 따라 적절히 설정되지만, 상기 온도에 있어서 바람직하게는 1~10분간이 되고, 보다 바람직하게는 2~8분간이 되며, 또한 바람직하게는 3~6분간이 된다. 노광 전 가열 처리의 시간이 상기 하한값을 하회하면, 가열 시간이 부족하기 때문에, 노광 전 가열 처리에 의한 분자의 안정화라는 목적이 완수되지 않을 우려가 있다. 한편, 노광 전 가열 처리의 시간이 상기 상한값을 상회하면, 가열 시간이 과하게 길기 때문에, 노광 전 가열 처리의 온도가 상기 범위 내에 들어가 있었다고 해도, 광산발생제의 작용이 저해될 우려가 있다.
또, 가열 처리의 분위기는, 특별히 한정되지 않고, 불활성 가스 분위기나 환원성 가스 분위기 등이어도 되지만, 작업 효율 등을 고려하면 대기하가 된다.
또, 분위기 압력은, 특별히 한정되지 않고, 감압하나 가압하여도 되지만, 작업 효율 등을 고려하면 상압이 된다. 또한, 상압이란, 30~150kPa 정도의 압력을 말하며, 바람직하게는 대기압이다.
[2-2] 제1 노광 공정 S21
다음으로, 감광성 수지층(2510)에 노광 처리를 실시한다.
먼저, 도 8(d)에 나타내는 바와 같이, 감광성 수지층(2510) 상의 소정 영역에 마스크(412)를 배치한다. 그리고, 마스크(412)를 통하여 광(활성 방사선)을 조사한다. 이로써, 마스크(412)의 패턴에 따라 감광성 수지층(2510)에 노광 처리가 실시된다.
또한, 도 8(d)에서는, 감광성 수지층(2510)이 이른바 네거티브형의 감광성을 갖고 있는 경우를 도시하고 있다. 이 예에서는, 감광성 수지층(2510) 중, 마스크(412)의 차광부에 대응하는 영역에 대하여, 현상액에 대한 용해성이 부여되게 된다.
한편, 마스크(412)의 투과부에 대응하는 영역에서는, 감광제의 작용에 의하여 예를 들면 산과 같은 촉매가 발생한다. 발생한 산은, 후술하는 공정에 있어서, 열경화성 수지의 반응의 촉매로서 작용한다.
또, 노광 처리에 있어서의 노광량은, 특별히 한정되지 않지만, 100~2000mJ/cm2인 것이 바람직하고, 200~1000mJ/cm2인 것이 보다 바람직하다. 이로써, 감광성 수지층(2510)에 있어서의 노광 부족 및 노광 과잉을 억제할 수 있다. 그 결과, 최종적으로 높은 패터닝 정밀도를 실현할 수 있다.
그 후, 필요에 따라, 감광성 수지층(2510)에 노광 후 가열 처리를 실시한다.
노광 후 가열 처리의 온도는, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 50~150℃가 되고, 보다 바람직하게는 50~130℃가 되며, 또한 바람직하게는 55~120℃가 되고, 특히 바람직하게는 60~110℃가 된다. 이와 같은 온도로 노광 후 가열 처리를 가함으로써, 발생한 산의 촉매 작용이 충분히 증강되어, 열경화성 수지를 보다 단시간에 또한 충분히 반응시킬 수 있다. 한편, 온도가 과하게 높으면, 산의 확산이 촉진되게 되어, 패터닝의 가공 정밀도가 저하될 우려가 있지만, 상기 범위 내이면 이러한 염려를 저감시킬 수 있다.
또한, 노광 후 가열 처리의 온도가 상기 하한값을 하회하면, 산과 같은 촉매의 작용이 충분히 높일 수 없기 때문에, 열경화성 수지의 반응율이 저하되거나 시간을 필요로 할 우려가 있다. 한편, 노광 후 가열 처리의 온도가 상기 상한값을 상회하면, 산의 확산이 촉진되어(광범위화되어), 패터닝의 가공 정밀도가 저하될 우려가 있다.
한편, 노광 후 가열 처리의 시간은, 노광 후 가열 처리의 온도에 따라 적절히 설정되지만, 상기 온도에 있어서 바람직하게는 1~30분간이 되고, 보다 바람직하게는 2~20분간이 되며, 또한 바람직하게는 3~15분간이 된다. 이와 같은 시간으로 노광 후 가열 처리를 가함으로써, 열경화성 수지를 충분히 반응시킬 수 있음과 함께, 산의 확산을 억제하여 패터닝의 가공 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또, 노광 후 가열 처리의 분위기는, 특별히 한정되지 않고, 불활성 가스 분위기나 환원성 가스 분위기 등이어도 되지만, 작업 효율 등을 고려하면 대기하가 된다.
또, 노광 후 가열 처리의 분위기 압력은, 특별히 한정되지 않고, 감압하나 가압하여도 되지만, 작업 효율 등을 고려하면 상압이 된다. 이로써, 비교적 용이하게 노광 전 가열 처리를 실시할 수 있다. 또한, 상압이란, 30~150kPa 정도의 압력을 말하며, 바람직하게는 대기압이다.
[2-3] 제1 현상 공정 S22
다음으로, 감광성 수지층(2510)에 현상 처리를 실시한다. 이로써, 마스크(412)의 차광부에 대응한 영역에, 감광성 수지층(2510)을 관통하는 개구부(423)가 형성된다(도 9(e) 참조).
현상액으로서는, 예를 들면 유기계 현상액, 수용성 현상액 등을 들 수 있다.
[2-4] 제1 경화 공정 S23
현상 처리 후, 감광성 수지층(2510)에 대하여 경화 처리(현상 후 가열 처리)를 실시한다. 경화 처리의 조건은, 특별히 한정되지 않지만, 160~250℃ 정도의 가열 온도에서, 30~240분 정도의 가열 시간이 된다. 이로써, 반도체 칩(23)에 대한 열영향을 억제하면서, 감광성 수지층(2510)을 경화시켜, 유기 절연층(251)을 얻을 수 있다.
[2-5] 배선층 형성 공정 S24
다음으로, 유기 절연층(251) 상에 배선층(253)을 형성한다(도 9(f) 참조). 배선층(253)은, 예를 들면 스퍼터링법, 진공 증착법 등의 기상 성막법을 이용하여 금속층을 얻은 후, 포토리소그래피법 및 에칭법에 의하여 패터닝됨으로써 형성된다.
또한, 배선층(253)의 형성에 앞서, 플라즈마 처리와 같은 표면 개질 처리를 실시하도록 해도 된다.
[2-6] 제2 수지막 배치 공정 S25
다음으로, 도 9(g)에 나타내는 바와 같이, 제1 수지막 배치 공정 S20과 동일하게 하여 감광성 수지층(2520)을 얻는다. 감광성 수지층(2520)은, 배선층(253)을 덮도록 배치된다.
그 후, 필요에 따라, 감광성 수지층(2520)에 대하여 노광 전 가열 처리를 실시한다. 처리 조건은, 예를 들면 제1 수지막 배치 공정 S20에서 기재한 조건이 된다.
[2-7] 제2 노광 공정 S26
다음으로, 감광성 수지층(2520)에 노광 처리를 실시한다. 처리 조건은, 예를 들면 제1 노광 공정 S21에서 기재한 조건이 된다.
그 후, 필요에 따라, 감광성 수지층(2520)에 대하여 노광 후 가열 처리를 실시한다. 처리 조건은, 예를 들면 제1 노광 공정 S21에서 기재한 조건이 된다.
[2-8] 제2 현상 공정 S27
다음으로, 감광성 수지층(2520)에 현상 처리를 실시한다. 처리 조건은, 예를 들면 제1 현상 공정 S22에서 기재한 조건이 된다. 이로써, 감광성 수지층(2510, 2520)을 관통하는 개구부(424)가 형성된다(도 9(h) 참조).
[2-9] 제2 경화 공정 S28
현상 처리 후, 감광성 수지층(2520)에 대하여 경화 처리(현상 후 가열 처리)를 실시한다. 경화 조건은, 예를 들면 제1 경화 공정 S23에서 기재한 조건이 된다. 이로써, 감광성 수지층(2520)을 경화시키고, 유기 절연층(252)을 얻는다(도 10(i) 참조).
또한, 본 실시형태에서는, 상층 배선층(25)이 유기 절연층(251)과 유기 절연층(252)의 2층을 갖고 있지만, 3층 이상을 갖고 있어도 된다. 이 경우, 제2 경화 공정 S28 후, 배선층 형성 공정 S24로부터 제2 경화 공정 S28까지의 일련의 공정을 반복하여 추가하도록 하면 된다.
[2-10] 관통 배선 형성 공정 S29
다음으로, 개구부(424)에 대하여, 도 10(i)에 나타내는 관통 배선(254)을 형성한다.
관통 배선(254)의 형성에는, 공지의 방법이 이용되지만, 예를 들면 이하의 방법이 이용된다.
먼저, 유기 절연층(252) 상에, 도시하지 않은 시드층을 형성한다. 시드층은, 개구부(424)의 내면(측면 및 바닥면)과 함께, 유기 절연층(252)의 상면에 형성된다.
시드층으로서는, 예를 들면 구리 시드층이 이용된다. 또, 시드층은, 예를 들면 스퍼터링법에 의하여 형성된다.
또, 시드층은, 형성하려고 하는 관통 배선(254)과 동종의 금속으로 구성되어 있어도 되고, 이종의 금속으로 구성되어 있어도 된다.
이어서, 도시하지 않은 시드층 중, 개구부(424) 이외의 영역 상에 도시하지 않은 레지스트층을 형성한다. 그리고, 이 레지스트층을 마스크로 하여, 개구부(424) 내에 금속을 충전한다. 이 충전에는, 예를 들면 전해 도금법이 이용된다. 충전되는 금속으로서는, 예를 들면 구리 또는 구리 합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 금 또는 금 합금, 은 또는 은 합금, 니켈 또는 니켈 합금 등을 들 수 있다. 이와 같이 하여 개구부(424) 내에 도전성 재료가 매설되어, 관통 배선(254)이 형성된다.
이어서, 도시하지 않은 레지스트층을 제거한다. 또한, 유기 절연층(252) 상의 도시하지 않은 시드층을 제거한다. 이것에는, 예를 들면 플래시 에칭법을 이용할 수 있다.
또한, 관통 배선(254)의 형성 개소는, 도시하는 위치에 한정되지 않는다.
[3] 기판 박리 공정 S3
다음으로, 도 10(j)에 나타내는 바와 같이, 기판(202)을 박리한다. 이로써, 유기 절연층(21)의 하면이 노출된다.
[4] 하층 배선층 형성 공정 S4
다음으로, 도 10(k)에 나타내는 바와 같이, 유기 절연층(21)의 하면 측에 하층 배선층(24)을 형성한다. 하층 배선층(24)은, 어떠한 방법으로 형성되어도 되고, 예를 들면 상술한 상층 배선층 형성 공정 S2와 동일하게 하여 형성되어도 된다.
이와 같이 하여 형성된 하층 배선층(24)은, 관통 배선(221)을 통하여 상층 배선층(25)과 전기적으로 접속된다.
[5] 땜납 범프 형성 공정 S5
다음으로, 도 10(L)에 나타내는 바와 같이, 하층 배선층(24)에 땜납 범프(26)를 형성한다. 또, 상층 배선층(25)이나 하층 배선층(24)에는, 필요에 따라 솔더 레지스트층과 같은 보호막을 형성하도록 해도 된다.
이상과 같이 하여, 관통 전극 기판(2)이 얻어진다.
또한, 도 10(L)에 나타내는 관통 전극 기판(2)은, 복수의 영역에 분할 가능하게 되어 있다. 따라서, 예를 들면 도 10(L)에 나타내는 일점 쇄선을 따라 관통 전극 기판(2)을 개편화함으로써, 복수의 관통 전극 기판(2)을 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 개편화에는, 예를 들면 다이아몬드 커터 등을 이용할 수 있다.
[6] 적층 공정 S6
다음으로, 개편화한 관통 전극 기판(2) 상에 반도체 패키지(3)를 배치한다. 이로써, 도 5에 나타내는 반도체 장치(1)가 얻어진다.
이와 같은 반도체 장치(1)의 제조 방법은, 큰 면적의 기판을 이용한 웨이퍼 레벨 프로세스나 패널 레벨 프로세스에 적용하는 것이 가능하다. 이로써, 반도체 장치(1)의 제조 효율을 높여, 저비용화를 도모할 수 있다.
<네거티브형 감광성 수지 조성물>
다음으로, 본 실시형태에 관한 네거티브형 감광성 수지 조성물(이하, 간단히 "감광성 수지 조성물"이라고도 함)의 각 성분에 대하여 설명한다. 또한, 본 발명의 감광성 수지 조성물은, 바니시상의 용액이어도 되고, 필름상이어도 된다.
본 실시형태에 관한 감광성 수지 조성물은, 열경화성 수지와, 감광제로서의 광중합 개시제와, 관능기로서 산무수물을 함유하는 커플링제를 포함한다. 이와 같은 감광성 수지 조성물은, 커플링제의 작용에 의하여, 반도체 칩(23), 관통 배선(22, 221, 222) 및 배선층(253) 등의 무기 재료 및 금속 재료에 대한 밀착성이 양호한 유기 절연층(21)의 형성이 가능해진다.
(열경화성 수지)
열경화성 수지는, 예를 들면 상온(25℃)에 있어서 반경화(고형)의 열경화성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 열경화성 수지는, 성형 시에 가열, 가압됨으로써 용융하고, 원하는 형상으로 성형되면서 경화에 이른다. 이로써, 열경화성 수지의 특성을 살린 유기 절연층(21, 251, 252)이 얻어진다.
열경화성 수지로서는, 예를 들면 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지와 같은 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸나프톨형 에폭시 수지, 바이페닐형 에폭시 수지, 바이페닐아랄킬형 에폭시 수지, 페녹시 수지, 나프탈렌 골격형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 A 다이글리시딜에터형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 F 다이글리시딜에터형 에폭시 수지, 비스페놀 S 다이글리시딜에터형 에폭시 수지, 글리시딜에터형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 방향족 다관능 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지, 지방족 다관능 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 다관능 지환식 에폭시 수지 등의 에폭시 수지; 유레아(요소) 수지, 멜라민 수지 등의 트라이아진환을 갖는 수지; 불포화 폴리에스터 수지; 비스말레이미드 화합물 등의 말레이미드 수지; 폴리유레테인 수지; 다이알릴프탈레이트 수지; 실리콘계 수지; 벤조옥사진 수지; 폴리이미드 수지; 폴리아마이드이미드 수지; 벤조사이클로뷰테인 수지, 노볼락형 사이아네이트 수지, 비스페놀 A형 사이아네이트 수지, 비스페놀 E형 사이아네이트 수지, 테트라메틸비스페놀 F형 사이아네이트 수지 등의 사이아네이트에스터 수지 등을 들 수 있다. 또, 열경화성 수지에서는, 이들 중의 1종류를 단독으로 이용해도 되고, 다른 중량 평균 분자량을 갖는 2종류 이상을 병용해도 되며, 1종류 또는 2종류 이상과 그들의 프리폴리머를 병용해도 된다.
이 중, 열경화성 수지로서는, 에폭시 수지를 포함하는 것이 바람직하게 이용된다.
에폭시 수지로서는, 예를 들면 1분자 중에 에폭시기가 2개 이상인 다관능 에폭시 수지를 들 수 있다. 다관능 에폭시 수지는 1분자 중에 복수의 에폭시기를 갖고 있기 때문에, 광중합 개시제와의 반응성이 높다. 그로 인하여, 감광성 수지 조성물의 수지막에 대하여 비교적 소량, 단시간의 노광 처리를 행하는 경우에도, 충분히 수지막을 경화시킬 수 있다. 또, 다관능 에폭시 수지는 단독으로 이용해도 되고, 상술한 복수의 각종 열경화성 수지와 조합하여 이용해도 된다.
또, 에폭시 수지로서는, 3관능 이상의 다관능 에폭시 수지가 이용되어도 된다.
다관능 에폭시 수지로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 2-[4-(2,3-에폭시프로폭시)페닐]-2-[4-[1,1-비스[4-(2,3-에폭시프로폭시)페닐]에틸]페닐]프로페인, 페놀노볼락형 에폭시, 테트라키스(글리시딜옥시페닐)에테인, α-2,3-에폭시프로폭시페닐-ω-하이드로폴리(n=1~7){2-(2,3-에폭시프로폭시)벤질리덴-2,3-에폭시프로폭시페닐렌}, 1-클로로-2,3-에폭시프로판·폼알데하이드·2,7-나프탈렌다이올 중축합물, 다이사이클로펜타다이엔형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 되고 복수 조합하여 이용해도 된다.
또, 열경화성 수지는, 특히, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 트라이페닐메테인형 에폭시 수지, 다이사이클로펜타다이엔형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 및 테트라메틸비스페놀 F형 에폭시 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 에폭시 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 다관능 에폭시 수지를 포함하는 것이 보다 바람직하며, 다관능 방향족 에폭시 수지를 포함하는 것이 더 바람직하다. 이와 같은 열경화성 수지는 강직하기 때문에, 경화성이 양호하여 내열성이 높고, 열팽창 계수의 비교적 낮은 유기 절연층(21, 251, 252)이 얻어진다.
또한, 열경화성 수지는, 상술한 바와 같이 상온에서 고형의 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 상온에서 고형의 수지와 상온에서 액체의 수지의 쌍방을 포함하고 있어도 된다. 이와 같은 열경화성 수지를 포함하는 감광성 수지 조성물은, 반도체 칩(23) 등의 양호한 매립성과, 필름화되었을 때의 점착성(끈적거림)의 개선과 경화물인 유기 절연층(21, 251, 252)의 기계적 강도를 양립시킬 수 있다. 그 결과, 보이드의 발생을 억제하면서, 평탄화가 도모된 기계적 강도가 높은 유기 절연층(21, 251, 252)이 얻어진다.
상온에서 고형의 수지와 상온에서 액체의 수지를 병용하는 경우, 상온에서 고형의 수지 100질량부에 대하여, 상온에서 액상의 수지의 양은 5~150질량부 정도인 것이 바람직하고, 10~100질량부 정도인 것이 보다 바람직하며, 15~80질량부 정도인 것이 더 바람직하다. 액상의 수지의 비율이 상기 하한값을 하회하면, 감광성 수지 조성물에 대한 반도체 칩(23)의 매립성이 저하되거나, 필름화했을 때의 안정성이 저하되거나 할 우려가 있다. 한편, 액상의 수지의 비율이 상기 상한값을 상회하면, 감광성 수지 조성물을 필름화했을 때의 점착이 악화되거나, 경화물인 유기 절연층(21, 251, 252)의 기계적 강도가 저하되거나 할 우려가 있다.
상온에서 고형의 수지로서는, 예를 들면 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 페녹시 수지 등을 들 수 있다.
한편, 상온에서 액상의 수지로서는, 예를 들면 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 알킬글리시딜에터, 뷰테인테트라카복실산 테트라(3,4-에폭시사이클로헥실메틸) 수식 ε-카프로락톤, 3',4'-에폭시사이클로헥실메틸3,4-에폭시사이클로헥세인카복실레이트, 2-에틸헥실글리시딜에터, 트라이메틸올프로페인폴리글리시딜에터 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 되고 복수 조합하여 이용해도 된다.
또, 상온에서 액상의 수지는, 방향족 화합물과 지방족 화합물의 쌍방을 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 화합물을 포함하는 감광성 수지 조성물은, 주로 지방족 화합물에 의하여 필름화되었을 때에 적당한 유연성이 부여됨과 함께, 주로 방향족 화합물에 의하여 필름화되었을 때에 보형성이 부여된다. 그 결과, 유연성과 보형성을 양립하는 감광성 수지 필름이 얻어진다.
또한, 상온에서 고형의 수지와 상온에서 액체의 수지의 쌍방을 포함하는 것, 혹은, 상온에서 액상의 수지가 방향족 화합물과 지방족 화합물의 쌍방을 포함하는 것 등에 의하여, 감광성 수지 조성물의 경화물에 있어서, 패터닝성을 저해하지 않고, 유리 전이 온도를 높이거나 혹은, 패터닝성을 저해하지 않고, 선팽창 계수를 낮추거나 할 수 있다.
방향족 화합물 100질량부에 대하여, 지방족 화합물의 양은 5~150질량부 정도인 것이 바람직하고, 10~80질량부 정도인 것이 보다 바람직하며, 15~50질량부 정도인 것이 더 바람직하다. 지방족 화합물의 비율이 상기 하한값을 하회하면, 감광성 수지 조성물의 조성 등에 따라서는, 필름의 유연성이 저하될 우려가 있다. 한편, 지방족 화합물의 비율이 상기 상한값을 상회하면, 감광성 수지 조성물의 조성 등에 따라서는, 필름의 보형성이 저하될 우려가 있다.
에폭시 수지의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 감광성 수지 조성물의 고형분 전체의 40~80질량% 정도인 것이 바람직하고, 45~75질량% 정도인 것이 보다 바람직하며, 50~70질량% 정도인 것이 더 바람직하다. 에폭시 수지의 함유량을 상기 범위 내로 설정함으로써, 감광성 수지 조성물을 포함하는 감광성 수지층(210, 2510, 2520)의 패터닝성을 높임과 함께, 유기 절연층(21, 251, 252)의 내열성이나 기계적 강도를 충분히 높일 수 있다.
또한, 감광성 수지 조성물의 고형분이란, 감광성 수지 조성물 중에 있어서의 불휘발분을 가리키고, 물이나 용매 등의 휘발 성분을 제외한 잔부를 나타낸다. 또, 본 실시형태에 있어서, 감광성 수지 조성물의 고형분 전체에 대한 함유량이란, 용매를 포함하는 경우에는, 감광성 수지 조성물 중 용매를 제외한 고형분 전체에 대한 함유량을 나타낸다.
(경화제)
또, 본 발명의 감광성 수지 조성물은, 경화제를 포함하고 있어도 된다. 경화제로서는, 열경화성 수지의 중합 반응을 촉진시키는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 열경화성 수지가 에폭시 수지를 포함하는 경우에는, 페놀성 수산기를 갖는 경화제가 이용된다. 구체적으로는, 페놀 수지를 이용할 수 있다.
페놀 수지로서는, 예를 들면 노볼락형 페놀 수지, 레졸형 페놀 수지, 트리스페닐메테인형 페놀 수지, 아릴알킬렌형 페놀 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 특히 노볼락형 페놀 수지가 바람직하게 이용된다. 이로써, 양호한 경화성을 가짐과 함께 현상 특성이 양호한 감광성 수지층(210, 2510, 2520)이 얻어진다.
경화제의 첨가량은, 특별히 한정되지 않지만, 수지 100질량부에 대하여 25질량부 이상 100질량부 이하인 것이 바람직하고, 30질량부 이상 90질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 35질량부 이상 80질량부 이하인 것이 더 바람직하다. 경화제의 첨가량을 상기 범위 내로 설정함으로써, 내열성이 높고, 열팽창 계수가 비교적 낮은 유기 절연층(21)이 얻어진다.
(열가소성 수지)
또, 감광성 수지 조성물은, 열가소성 수지를 더 포함하고 있어도 된다. 이로써, 감광성 수지 조성물의 성형성을 보다 높일 수 있음과 함께, 감광성 수지 조성물의 경화물의 가요성을 보다 높일 수 있다. 그 결과, 열응력 등이 발생하기 어려운 유기 절연층(21, 251, 252)이 얻어진다.
열가소성 수지로서는, 예를 들면 페녹시 수지, 아크릴계 수지, 폴리아미드계 수지(예를 들면 나일론 등), 열가소성 유레테인계 수지, 폴리올레핀계 수지(예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리카보네이트, 폴리에스터계 수지(예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트 등), 폴리아세탈, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에터에터케톤, 액정 폴리머, 불소 수지(예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화 바이닐리덴 등), 변성 폴리페닐렌에터, 폴리설폰, 폴리에터설폰, 폴리아릴레이트, 폴리아마이드이미드, 폴리에터이미드, 열가소성 폴리이미드 등을 들 수 있다. 또, 감광성 수지 조성물에서는, 이들 중의 1종류를 단독으로 이용해도 되고, 다른 중량 평균 분자량을 갖는 2종류 이상을 병용해도 되며, 1종류 또는 2종류 이상과 그들의 프리폴리머를 병용해도 된다.
이 중, 열가소성 수지로서는, 페녹시 수지가 바람직하게 이용된다. 페녹시 수지는, 폴리하이드록시폴리에터라고도 불리며, 에폭시 수지보다 분자량이 큰 특징을 갖는다. 이와 같은 페녹시 수지를 포함함으로써, 감광성 수지 조성물의 경화물의 가요성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
페녹시 수지로서는, 예를 들면 비스페놀 A형 페녹시 수지, 비스페놀 F형 페녹시 수지, 비스페놀 A형과 비스페놀 F형과의 공중합 페녹시 수지, 바이페닐형 페녹시 수지, 비스페놀 S형 페녹시 수지, 바이페닐형 페녹시 수지와 비스페놀 S형 페녹시 수지와의 공중합 페녹시 수지 등을 들 수 있으며, 이들 중의 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 이용된다.
이들 중에서도, 비스페놀 A형 페녹시 수지 또는 비스페놀 A형과 비스페놀 F형과의 공중합 페녹시 수지가 바람직하게 이용된다.
또, 페녹시 수지로서는, 분자쇄 양말단에 에폭시기를 갖는 것이 바람직하게 이용된다. 이와 같은 페녹시 수지에 의하면, 열경화성 수지로서 에폭시 수지가 이용된 경우, 감광성 수지 조성물의 경화물에 대하여 우수한 내용제성 및 내열성을 부여할 수 있다.
또, 페녹시 수지로서는, 상온에서 고형인 것이 바람직하게 이용된다. 구체적으로는, 불휘발분이 90질량% 이상인 페녹시 수지가 바람직하게 이용된다. 이와 같은 페녹시 수지를 이용함으로써, 경화물의 기계적 특성을 양호하게 할 수 있다.
열가소성 수지의 중량 평균 분자량은, 특별히 한정되지 않지만, 10000~100000 정도인 것이 바람직하고, 20000~80000 정도인 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 비교적 고분자량의 열가소성 수지가 이용됨으로써, 경화물에 대하여 양호한 가요성을 부여함과 함께, 용매에 대한 충분한 용해성을 부여할 수 있다.
또한, 열가소성 수지의 중량 평균 분자량은, 예를 들면 젤 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)법의 폴리스타이렌 환산값으로서 측정된다.
열가소성 수지의 첨가량은, 특별히 한정되지 않지만, 열경화성 수지 100질량부에 대하여 10질량부 이상 90질량부 이하인 것이 바람직하고, 15질량부 이상 80질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 20질량부 이상 70질량부 이하인 것이 더 바람직하다. 열가소성 수지의 첨가량을 상기 범위 내로 설정함으로써, 감광성 수지 조성물의 경화물에 대하여, 기계적 특성의 밸런스를 높일 수 있다.
또한, 열가소성 수지의 첨가량이 상기 하한값을 하회하면, 감광성 수지 조성물에 포함되는 성분이나 그 배합비에 따라서는, 감광성 수지 조성물의 경화물에 충분한 가요성이 부여되지 않을 우려가 있다. 한편, 열가소성 수지의 첨가량이 상기 상한값을 상회하면, 감광성 수지 조성물에 포함되는 성분이나 그 배합비에 따라서는, 감광성 수지 조성물의 경화물의 기계적 강도가 저하될 우려가 있다.
(감광제)
감광제로서는, 예를 들면 광산발생제를 이용할 수 있다. 광산발생제로서는, 자외선 등의 활성 광선의 조사에 의하여 산을 발생하고, 상술한 경화성 수지의 광중합 개시제로서 기능하는 광산발생제를 함유한다.
광산발생제로서는, 예를 들면 오늄염 화합물을 들 수 있다. 구체적으로는, 다이아조늄염, 다이알릴아이오도늄염 등의 아이오도늄염, 트라이알릴설포늄염과 같은 설포늄염, 트라이알릴피릴륨염, 벤질피리디늄싸이오사이아네이트, 다이알킬페나실설포늄염, 다이알킬하이드록시페닐포스포늄염과 같은 양이온형 광중합 개시제 등을 들 수 있다.
또한, 감광제는, 감광성 조성물이 금속에 접하기 때문에, 메타이드염형이나 보레이트염형과 같은, 분해에 의한 불화 수소의 발생이 없는 것이 바람직하다.
특히, 감광제로서, 보레이트 음이온을 반대 음이온으로 하는 트라이알릴설포늄염을 이용하는 것이 바람직하다. 관련된 트라이알릴설포늄염은, 금속에 대하여 저부식성의 보레이트 음이온을 반대 음이온으로서 함유하고 있기 때문에, 관통 배선(22, 221, 222) 및 배선층(253) 등의 금속 재료가 부식하는 것을 보다 장기간에 걸쳐서 방지할 수 있다. 그 결과, 반도체 장치(1)의 신뢰성을 보다 높일 수 있다.
감광제의 첨가량은, 특별히 한정되지 않지만, 감광성 수지 조성물의 고형분 전체의 0.3~5질량% 정도인 것이 바람직하고, 0.5~4.5질량% 정도인 것이 보다 바람직하며, 1~4질량% 정도인 것이 더 바람직하다. 감광제의 첨가량을 상기 범위 내로 설정함으로써, 감광성 수지 조성물을 포함하는 감광성 수지층(210, 2510, 2520)의 패터닝성을 높임과 함께, 감광성 수지 조성물의 장기 보관성을 향상시킬 수 있다.
또한, 감광제는, 감광성 수지 조성물에 네거티브형의 감광성을 부여하는 것이어도 되고, 포지티브형의 감광성을 부여하는 것이어도 되지만, 고어스펙트비의 개구부를 고정밀도로 형성 가능한 점 등을 고려하면, 네거티브형인 것이 바람직하다.
(커플링제)
본 실시형태에 관한 감광성 수지 조성물은, 관능기로서 산무수물을 함유하는 커플링제를 갖는다. 이와 같은 감광성 수지 조성물은, 무기 재료 및 금속 재료에 대한 밀착성이 양호한 수지막의 형성을 가능하게 한다. 이로써, 예를 들면 관통 배선(22, 221, 222), 배선층(253)이나 반도체 칩(23)에 대한 밀착성이 양호한 유기 절연층(21, 251, 252)이 얻어진다.
이와 같은 산무수물 함유 커플링제는, 관능기인 산무수물이 무기 산화물을 용해시킴과 함께, 양이온(금속 양이온 등)과 배위 결합한다.
한편, 산무수물 함유 커플링제에 포함되는 알콕시기는, 가수 분해하여 예를 들면 실란올이 된다. 이 실란올은, 무기 재료의 표면 수산기와 수소 결합한다.
따라서, 이들의 결합 기구에 근거하여, 무기 재료 및 금속 재료에 대한 밀착성이 양호한 감광성 수지 조성물이 얻어진다고 생각된다.
커플링제에는, 관능기로서 산무수물을 함유하는 커플링제(이하, 생략하여 "산무수물 함유 커플링제"라고도 함)가 이용된다.
구체적으로는, 알콕시실릴기를 포함하는 화합물이 바람직하게 이용되고, 알콕시실릴기 함유 알킬카복실산 무수물이 바람직하게 이용된다. 이와 같은 커플링제에 의하면, 무기 재료 및 금속 재료에 대한 밀착성이 보다 양호하고, 또한 감도가 양호하여 패터닝성이 우수한 감광성 수지 조성물이 얻어진다.
알콕시실릴기를 포함하는 화합물의 구체예로서는, 3-트라이메톡시실릴프로필석신산 무수물, 3-트라이에톡시시실릴프로필 석신산 무수물, 3-다이메틸메톡시실릴프로필석신산 무수물, 3-다이메틸에톡시실릴프로필 석신산 무수물과 같은 석신산 무수물, 3-트라이메톡시실릴프로필사이클로헥실다이카복실산 무수물, 3-트라이에톡시실릴프로필사이클로헥실다이카복실산 무수물, 3-다이메틸메톡시실릴프로필사이클로헥실다이카복실산 무수물, 3-다이메틸에톡시실릴프로필사이클로헥실다이카복실산 무수물과 같은 다이카복실산 무수물, 3-트라이메톡시실릴프로필프탈산 무수물, 3-트라이에톡시실릴프로필프탈산 무수물, 3-다이메틸메톡시실릴프로필프탈산 무수물, 3-다이메틸에톡시실릴프로필프탈산 무수물과 같은 프탈산 무수물 등의 알콕시실릴기 함유 알킬카복실산 무수물을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 되고 복수 조합하여 이용해도 된다.
이들 중에서도 알콕시실릴기 함유 석신산 무수물이 바람직하게 이용되고, 특히 3-트라이메톡시실릴프로필석신산 무수물이 보다 바람직하게 이용된다. 이러한 커플링제에 의하면, 분자 길이나 분자 구조가 최적화되기 때문에, 상술한 밀착성 및 패터닝성이 보다 양호해진다.
또한, 여기에서는 실레인 커플링제를 열거했지만, 타이타늄 커플링제나 지르코늄 커플링제 등이어도 된다.
산무수물 함유 커플링제의 첨가량은, 특별히 한정되지 않지만, 감광성 수지 조성물의 고형분 전체의 0.3~5질량% 정도인 것이 바람직하고, 0.5~4.5질량% 정도인 것이 보다 바람직하며, 1~4질량% 정도인 것이 더 바람직하다. 산무수물 함유 커플링제의 첨가량을 상기 범위 내로 설정함으로써, 예를 들면 관통 배선(22, 221, 222), 배선층(253)이나 반도체 칩(23)과 같은 무기 재료 및 금속 재료에 대한 밀착성이 특히 양호한 유기 절연층(21, 251, 252)이 얻어진다. 이로써, 유기 절연층(21, 251, 252)의 절연성이 장기에 걸쳐 유지되는 등, 신뢰성이 높은 반도체 장치(1)의 실현에 기여한다.
또한, 산무수물 함유 커플링제의 첨가량이 상기 하한값을 하회하면, 산무수물 함유 커플링제의 조성 등에 따라서는, 무기 재료 및 금속 재료에 대한 밀착성이 저하될 우려가 있다. 한편, 산무수물 함유 커플링제의 첨가량이 상기 상한값을 상회하면, 산무수물 함유 커플링제의 조성 등에 따라서는, 감광성 수지 조성물의 감광성이나 기계적 특성이 저하될 우려가 있다.
또, 이와 같은 산무수물 함유 커플링제에 더하여, 다른 커플링제가 추가로 첨가되어도 된다.
다른 커플링제로서는, 예를 들면 관능기로서 아미노기, 에폭시기, 아크릴기, 메타크릴기, 머캅토기, 바이닐기, 유레이도기, 설파이드기 등을 포함하는 커플링제를 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 되고 복수 조합하여 이용해도 된다.
이 중, 아미노기 함유 커플링제로서는, 예를 들면 비스(2-하이드록시에틸)-3-아미노프로필트라이에톡시실레인, γ-아미노프로필트라이에톡시실레인, γ-아미노프로필트라이메톡시실레인, γ-아미노프로필메틸다이에톡시실레인, γ-아미노프로필메틸다이메톡시실레인, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트라이메톡시실레인, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트라이에톡시실레인, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸다이메톡시실레인, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸다이에톡시실레인, N-페닐-γ-아미노프로필트라이메톡시실레인 등을 들 수 있다.
에폭시기 함유 커플링제로서는, 예를 들면 γ-글리시독시프로필트라이메톡시실레인, γ-글리시독시프로필메틸다이에톡시실레인, β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트라이메톡시실레인, γ-글리시딜프로필트라이메톡시실레인 등을 들 수 있다.
아크릴기 함유 커플링제로서는, 예를 들면 γ-(메타크릴옥시톡시프로필)트라이메톡시실레인, γ-(메타크릴옥시톡시프로필)메틸다이메톡시실레인, γ-(메타크릴옥시톡시프로필)메틸다이에톡시실레인 등을 들 수 있다.
머캅토기 함유 커플링제로서는, 예를 들면 3-머캅토프로필트라이메톡시실레인 등을 들 수 있다.
바이닐기 함유 커플링제로서는, 예를 들면 바이닐트리스(β-메톡시에톡시)실레인, 바이닐트라이에톡시실레인, 바이닐트라이메톡시실레인 등을 들 수 있다.
유레이도기 함유 커플링제로서는, 예를 들면 3-유레이도프로필트라이에톡시실레인 등을 들 수 있다.
설파이드기 함유 커플링제로서는, 예를 들면 비스(3-(트라이에톡시실릴)프로필)다이설파이드, 비스(3-(트라이에톡시실릴)프로필)테트라설파이드 등을 들 수 있다.
그 외의 커플링제의 첨가량은, 특별히 한정되지 않지만, 산무수물 함유 커플링제의 1~200질량% 정도인 것이 바람직하고, 3~150질량% 정도인 것이 보다 바람직하며, 5~100질량% 정도인 것이 더 바람직하다. 첨가량을 이 범위 내로 설정함으로써, 산무수물 함유 커플링제에 의한 상술한 작용이 손상되지 않고, 그 외의 커플링제의 첨가에 의하여 다른 작용이 추가되게 된다. 그 결과, 쌍방의 커플링제에 의하여 초래되는 효과의 양립을 도모할 수 있다.
(그 외의 첨가제)
감광성 수지 조성물에는, 필요에 따라, 그 외의 첨가제가 첨가되어 있어도 된다. 그 외의 첨가제로서는, 예를 들면 산화 방지제, 실리카 등의 충전재, 계면활성제, 증감제, 필름화제 등을 들 수 있다.
계면활성제로서는, 예를 들면 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제, 알킬계 계면활성제, 아크릴계 계면활성제 등을 들 수 있다.
(용제)
감광성 수지 조성물은, 용제를 포함하고 있어도 된다. 이 용제로서는, 감광성 수지 조성물의 각 구성 성분을 용해 가능한 것이고, 또한 각 구성 성분과 반응하지 않는 것이면 특별히 제한없이 이용할 수 있다.
용제로서는, 예를 들면 아세톤, 메틸에틸케톤, 톨루엔, 프로필렌글라이콜메틸에틸에터, 프로필렌글라이콜다이메틸에터, 프로필렌글라이콜1-모노메틸에터2-아세테이트, 다이에틸렌글라이콜에틸메틸에터, 다이에틸렌글라이콜모노에틸에터아세테이트, 다이에틸렌글라이콜모노뷰틸에터아세테이트, 벤질알코올, 프로필렌카보네이트, 에틸렌글라이콜다이아세테이트, 프로필렌글라이콜다이아세테이트, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 되고 복수 조합하여 이용해도 된다.
<감광성 수지 바니시>
감광성 수지 조성물은, 바니시상을 이루고 있어도 된다.
바니시상의 감광성 수지 조성물은, 예를 들면 원료와 용제를 균일하게 혼합함으로써 조제된다. 또한, 용제는 필요에 따라 첨가되어, 용제를 이용하지 않고 바니시화하는 것도 가능하다. 또, 그 후, 필터에 의한 여과, 탈포 등의 처리에 제공되어도 된다.
바니시상의 감광성 수지 조성물에 있어서의 고형분 농도는, 특별히 한정되지 않지만, 20~80질량% 정도인 것이 바람직하다. 이와 같은 고형분 농도를 갖는 바니시상의 감광성 수지 조성물은, 점도가 최적화되기 때문에, 좁은 간극에도 침투하기 쉬운 양호한 유동성을 갖고, 또한, 막 절단을 발생시키기 어려운 것이 된다.
<감광성 수지 필름>
다음으로, 본 실시형태에 관한 감광성 수지 필름에 대하여 설명한다.
감광성 수지 필름은, 상술한 바와 같이, 감광성 수지 조성물을 필름화하여 형성해도 되고, 캐리어 필름에 감광성 수지 조성물이 도포되어 얻어진 필름이어도 된다.
후자의 감광성 수지 필름의 제조 방법으로서는, 예를 들면 캐리어 필름상에 바니시상의 감광성 수지 조성물을 도포한 후, 건조시키는 방법을 들 수 있다.
도포 장치로서는, 예를 들면 스핀 코터, 스프레이 장치, 잉크젯 장치 등을 들 수 있다.
감광성 수지 필름에 있어서의 용제의 함유율은, 특별히 한정되지 않지만, 감광성 수지 필름 전체의 10질량% 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 감광성 수지 필름의 점착성의 개선을 도모함과 함께, 감광성 수지 필름의 경화성을 높일 수 있다. 또, 용제의 휘발에 의한 보이드의 발생을 억제할 수 있다.
건조 조건으로서는, 예를 들면 80~150℃의 온도에서, 5~30분간 가열하는 조건을 들 수 있다.
캐리어 필름에 적층된 감광성 수지 필름은, 취급성, 표면의 청정성 등의 관점에서 유용하다. 이때, 캐리어 필름은 권취 가능한 롤 형태여도 되고, 매엽 형태여도 된다.
캐리어 필름의 구성 재료로서는, 예를 들면 수지 재료, 금속 재료 등을 들 수 있다. 이 중, 수지 재료로서는, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스터, 폴리카보네이트, 실리콘, 불소계 수지, 폴리이미드계 수지 등을 들 수 있다. 또, 금속 재료로서는, 예를 들면 구리 또는 구리 합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 철 또는 철합금 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 폴리에스터를 포함하는 캐리어 필름이 바람직하게 이용된다. 이와 같은 캐리어 필름은, 감광성 수지 필름을 적절히 지지하면서, 박리 용이성도 비교적 양호하다.
또, 감광성 수지 필름의 표면에는, 필요에 따라 커버 필름이 마련되어 있어도 된다. 이 커버 필름은, 첩부 작업까지의 사이, 감광성 수지 필름의 표면을 보호한다.
커버 필름의 구성 재료로서는, 캐리어 필름의 구성 재료로서 열거한 것 중에서 적절히 선택되지만, 보호성, 박리 용이성의 관점에서 폴리에스터를 포함하는 커버 필름이 바람직하게 이용된다.
<전자기기>
본 실시형태에 관한 전자기기는, 상술한 본 실시형태에 관한 반도체 장치를 구비하고 있다.
이러한 반도체 장치는, 내약품성이 우수한 보호막을 구비하고 있기 때문에, 신뢰성이 높다. 이로 인하여, 본 실시형태에 관한 전자기기에도 높은 신뢰성이 부여된다.
본 실시형태에 관한 전자기기는, 이와 같은 반도체 장치를 구비하고 있으면, 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들면 휴대전화, 스마트폰, 태블릿 단말, PC와 같은 정보기기, 서버, 루터와 같은 통신기기, 차량 제어용 컴퓨터, 카 내비게이션 시스템과 같은 차재기기 등을 들 수 있다.
이상, 본 발명을, 도시하는 실시형태에 근거하여 설명했지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 본 발명의 감광성 수지 조성물, 반도체 장치 및 전자기기는, 상기 실시형태에 임의의 요소가 부가된 것이어도 된다.
또, 감광성 수지 조성물 및 감광성 수지 필름은, 반도체 장치의 외에, 예를 들면 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)나 각종 센서의 구조 형성 재료, 액정 표시 장치, 유기 EL 장치와 같은 표시 장치의 구조 형성 재료 등에도 적용 가능하다.
실시예
다음으로, 본 발명의 구체적 실시예에 대하여 설명한다.
1. 감광성 수지 조성물의 제작
(실시예 1)
먼저, 표 1, 2에 나타내는 원료를 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트(PGMEA)에 용해시켜, 용액을 조제했다.
다음으로, 조제한 용액을, 구멍 직경 0.2μm의 폴리프로필렌 필터로 여과하고, 네거티브형의 감광성 수지 조성물을 얻었다.
(실시예 2~11)
원료를 표 1, 2에 나타내는 바와 같이 변경한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 감광성 수지 조성물을 얻었다.
(비교예 1~4)
원료를 표 1, 2에 나타내는 바와 같이 변경한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 감광성 수지 조성물을 얻었다.
[표 1]
2. 감광성 수지 조성물의 평가
2. 1 시험편의 제작
먼저, 사이즈가 8인치, 두께 725μm의 실리콘 웨이퍼를 준비했다.
다음으로, 바니시상의 감광성 수지 조성물을, 실리콘 웨이퍼상에 스핀 코터로 도포했다. 이로써, 두께 10μm의 액상 피막을 얻었다.
다음으로, 핫플레이트에서 액상 피막을 120℃에서 5분간 건조시켜, 도막을 얻었다.
다음으로, 얻어진 도막에 대하여, 700mJ/cm2로 전체면 노광했다.
다음으로, 노광 후의 도막에 대하여, 70℃에서 5분간의 PEB(Post Exposure Bake)를 행했다.
다음으로, 200℃에서 90분간 가열하고, 경화막을 갖는 시험편을 얻었다.
2. 2 밀착 시험
2. 2. 1 실리콘 밀착 시험(상온)
다음으로, 얻어진 시험편에 대하여, 이하와 같이 하여 JIS K 5600-5-6:1999에 규정된 크로스컷법에 준하는 밀착 시험을 행했다.
먼저, 공구를 이용하여 감광성 수지 필름에 칼집을 넣었다. 이 칼집은, 1mm 간격으로 종횡에 10개씩, 감광성 수지 필름을 관통하도록 넣었다. 이로써, 감광성 수지 필름으로부터 네변 1mm의 정사각형이 전부 100개 형성되었다.
다음으로, 이들 100개의 정사각형에 겹쳐지도록 셀로판 점착 테이프를 첩부했다. 그리고, 셀로판 점착 테이프를 박리하고, 100개의 정사각형 중, 몇 개 박리되는지를 세었다.
센 결과를, 표 2에 나타낸다.
2. 2. 2 실리콘 밀착 시험(고온)
얻어진 시험편을 하기의 조건으로 고온 고습하에 둔 후, 2. 2. 1과 동일하게 하여 밀착 시험을 행했다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
·온도 85℃
·상대습도 85%
·시험 시간: 24시간
2. 2. 3 구리 밀착 시험(상온)
2. 1의 실리콘 웨이퍼를, Ti로 하지 처리한 후 막두께 300nm의 구리를 증착 한 실리콘 웨이퍼로 변경한 시험편을 이용하도록 한 것 외에는, 2. 2. 1과 동일하게 하여 상온에서의 밀착 시험을 행했다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
2. 2. 4 구리 밀착 시험(고온)
2. 1의 실리콘 웨이퍼를, Ti로 하지 처리한 후 막두께 300nm의 구리를 증착 한 실리콘 웨이퍼로 변경한 시험편을 이용하도록 한 것 외에는, 2. 2. 2와 동일하게 하여 고온에서의 밀착 시험을 행했다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
2. 3 패터닝성 평가
먼저, 2. 1에 나타내는 바와 같이 하여 바니시상의 감광성 수지 조성물을 실리콘 웨이퍼상에 스핀 코터로 도포했다. 이로써, 두께 10μm의 액상 피막을 얻었다.
다음으로, 핫플레이트에서 액상 피막을 120℃에서 5분간 건조시켜, 도막을 얻었다.
다음으로, 네거티브형 패턴용 마스크를 통하여, 도막에 대하여 i선 스테퍼(니콘사 제조, NSR-4425i)를 이용하여 노광 처리를 행했다. 그 후, 70℃에서 5분의 노광 후 가열 처리를 가했다.
다음으로, 현상액으로서 25℃의 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트(PGMEA) 이용하여, 스프레이 현상을 행함으로써 미노광부를 용해 제거한 후, 아이소프로필알코올(IPA)로 린스했다.
다음으로, 패터닝할 수 있는지 여부를 육안으로 확인하고, 이하의 평가 기준에 비추어 패터닝성을 평가했다.
<패터닝성의 평가 기준>
○: 미노광부가 용해함으로써 패턴을 얻을 수 있었다
×: 전체 용해 또는 불용에 의하여 패턴을 얻을 수 없었다
평가 결과를 표 2에 나타낸다.
[표 2]
표 2로부터 명확한 바와 같이, 각 실시예로 얻어진 감광성 수지 필름은, 무기 재료 및 금속 재료에 대하여 양호한 밀착성을 나타내는 것이 명확해졌다.
산업상 이용가능성
본 발명의 네거티브형 감광성 수지 조성물은, 열경화성 수지와, 광중합 개시제와, 관능기로서 산무수물을 함유하는 커플링제를 포함한다. 관능기로서 산무수물을 함유하는 커플링제를 이용함으로써, 네거티브형 감광성 수지 조성물로 형성된 수지막은, 무기 재료나 금속 재료로 형성된 반도체 칩이나 각종 금속 배선과의 밀착성이 양호해진다. 그로 인하여, 이러한 네거티브형 감광성 수지 조성물을 이용한 반도체 장치의 신뢰성을 높일 수 있다. 따라서, 본 발명은, 산업상의 이용 가능성을 갖는다.
Claims (11)
- 상온에서 고형상의 성분을 포함하는 열경화성 수지와,
광중합 개시제와,
관능기로서 산무수물을 함유하는 커플링제를 포함하며,
상기 상온에서 고형상의 성분은, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 트라이페닐메테인형 에폭시 수지, 다이사이클로펜타다이엔형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 및 테트라메틸비스페놀 F형 에폭시 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 네거티브형 감광성 수지 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 열경화성 수지는, 다관능 에폭시 수지를 포함하는 네거티브형 감광성 수지 조성물. - 청구항 2에 있어서,
상기 다관능 에폭시 수지의 함유량은, 상기 감광성 수지 조성물의 불휘발 성분에 대하여 40~80질량%인 네거티브형 감광성 수지 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 커플링제는, 알콕시실릴기를 포함하는 화합물인 네거티브형 감광성 수지 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 산무수물은, 석신산 무수물인 네거티브형 감광성 수지 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 네거티브형 감광성 수지 조성물은, 용제를 더 포함하고, 상기 용제에 용해되어 바니시상을 이루는 네거티브형 감광성 수지 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 상온에서 고형상의 성분은, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 및 트라이페닐메테인형 에폭시 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 네거티브형 감광성 수지 조성물. - 반도체 칩과,
상기 반도체 칩 상에 마련되어 있는, 청구항 1에 기재된 네거티브형 감광성 수지 조성물의 경화물을 포함하는 수지막을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치. - 청구항 8에 있어서,
상기 수지막 중에, 상기 반도체 칩과 전기적으로 접속되는 재배선층이 매설되어 있는 반도체 장치. - 청구항 8 또는 청구항 9에 기재된 반도체 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
- 삭제
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