TW201917489A - 負型感光性樹脂組成物、半導體裝置及電子機器 - Google Patents

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Abstract

本發明的負型感光性樹脂組成物包含熱固性樹脂、光聚合起始劑、含有酸酐作為官能基之偶合劑。其中，熱固性樹脂較佳包含多官能環氧樹脂。又，多官能環氧樹脂的含量相對於負型感光性樹脂組成物的不揮發成分較佳為40～80質量%。又，偶合劑較佳為具有琥珀酸酐作為官能基之包含烷氧基矽基（alkoxysilyl）之化合物。

Description

負型感光性樹脂組成物、半導體裝置及電子機器
本發明係關於一種負型感光性樹脂組成物、半導體裝置及電子機器。
在半導體元件中，於保護膜、層間絕緣膜、平坦化膜等用途中使用有由樹脂材料構成之樹脂膜。又，依據半導體元件的安裝方式，要求該等樹脂膜的厚膜化。然而，若將樹脂膜厚膜化，則半導體晶片的翹曲變得顯著。
另一方面，已知藉由對樹脂膜賦予感光性及透光性而在樹脂膜形成圖案之技術。藉此，能夠精度良好地形成作為目的之圖案。
於是，進行能夠製造具有感光性且能夠厚膜化之樹脂膜之樹脂組成物的開發。
例如，專利文獻1中揭示有一種藉由優化分子結構，減少殘留應力而透光性優異且能夠抑制半導體晶片的翹曲之感光性樹脂組成物。
又，感光性樹脂組成物亦於下述目的中使用：形成絕緣部，該絕緣部係在由感光性樹脂組成物形成之樹脂膜中埋設配線而使配線絕緣用。
專利文獻1：日本特開2003-209104號公報
另一方面，在用於半導體元件的安裝之樹脂膜中，要求對半導體晶片或配線的密接性。因此，在該種樹脂膜中，重視對無機材料及金屬材料的密接性。
然而，在習知之樹脂膜中存在下述問題：由於對無機材料及金屬材料的密接性低而無法充分提高安裝後的可靠性。
本發明的目的係提供一種能夠形成對無機材料及金屬材料的密接性良好之樹脂膜之感光性樹脂組成物、具備前述樹脂膜之半導體裝置、及具備前述半導體裝置之電子機器。
該種目的係藉由下述（1）～（11）之本發明而達成。
（1）一種負型感光性樹脂組成物，其包含：
熱固性樹脂；
光聚合起始劑；及
偶合劑，其含有酸酐作為官能基。
（2）如上述（1）之負型感光性樹脂組成物，其中，前述熱固性樹脂包含在常溫為固態之成分。
（3）如上述（1）或（2）之負型感光性樹脂組成物，其中，前述熱固性樹脂包含多官能環氧樹脂。
（4）如上述（3）之負型感光性樹脂組成物，其中，前述多官能環氧樹脂的含量相對於前述感光性樹脂組成物的不揮發成分為40～80質量%。
（5）如上述（1）至（4）中任一項之負型感光性樹脂組成物，其中，前述偶合劑為包含烷氧基矽基（alkoxysilyl）之化合物。
（6）如上述（1）至（5）中任一項之負型感光性樹脂組成物，其中，前述酸酐為琥珀酸酐。
（7）上述（1）至（6）中任一項之負型感光性樹脂組成物，其中，前述負型感光性樹脂組成物進而包含溶劑。
（8）如上述（7）之負型感光性樹脂組成物，其中，前述負型感光性樹脂組成物溶解於前述溶劑而呈清漆狀。
（9）一種半導體裝置，其具備：
半導體晶片；及
樹脂膜，其設置於前述半導體晶片上且包含上述（1）至（8）中任一項之負型感光性樹脂組成物的硬化物。
（10）如上述（9）之半導體裝置，其中，在前述樹脂膜中埋設有再配線層，該再配線層與前述半導體晶片電連接。
（11）一種電子機器，其具備上述（9）或（10）之半導體裝置。
依本發明，能夠獲得能夠形成對無機材料及金屬材料的密接性良好之樹脂膜之負型感光性樹脂組成物。
又，依本發明，能夠獲得具備前述樹脂膜之半導體裝置。
又，依本發明，能夠獲得具備上述半導體裝置之電子機器。
以下，依據圖式所示之較佳實施形態，對本發明的負型感光性樹脂組成物、半導體裝置及電子機器進行詳細說明。
首先，先於負型感光性樹脂組成物及包含該種負型感光性樹脂組成物之感光性樹脂膜的說明，對該等被運用之本發明的半導體裝置的第1實施形態進行說明。
＜＜第1實施形態＞＞
1.半導體裝置
圖1係表示本發明的半導體裝置的第1實施形態之縱剖面圖。又，圖2係被圖1的鏈線包圍之區域的部分放大圖。另外，在以下的說明中，將圖1中之上側稱為「上」，下側稱為「下」。
圖1所示之半導體裝置1具有具備貫通電極基板2及安裝於其上之半導體封裝3之所謂堆疊封裝（PACKAGE-ON-PACKAGE）結構。
其中，貫通電極基板2具備：有機絕緣層21（樹脂膜）；複數個貫通配線22，其從有機絕緣層21的上表面貫通至下表面；半導體晶片23，其埋入有機絕緣層21的內部；下層配線層24，其設置於有機絕緣層21的下表面；上層配線層25，其設置於有機絕緣層21的上表面；焊料凸塊26，其設置於下層配線層24的下表面。在本實施形態之半導體裝置1中，有機絕緣層21至少設置於半導體晶片23的表面上，且包含後述之感光性樹脂組成物或感光性樹脂膜的硬化物。
另一方面，半導體封裝3具備：封裝基板31；半導體晶片32，其安裝於封裝基板31上；焊線33，其將半導體晶片32和封裝基板31電連接；密封層34，其埋入有半導體晶片32或焊線33；焊料凸塊35，其設置於封裝基板31的下表面。
又，貫通電極基板2上積層有半導體封裝3。藉此，半導體封裝3的焊料凸塊35與貫通電極基板2的上層配線層25電連接。
該種半導體裝置1中，有機絕緣層21對貫通配線22或半導體晶片23的密接性良好，因此可靠性變高。
又，無需在貫通電極基板2中使用包含芯層之有機基板之類的厚基板，因此能夠容易實現低輪廓化（low profile）。因此，還能夠有助於內藏半導體裝置1之電子機器的小型化。
又，積層有具備相互不同之半導體晶片之貫通電極基板2和半導體封裝3，因此能夠提高每單位面積的安裝密度。該種觀點中，亦能夠實現半導體裝置1的小型化。
以下，對貫通電極基板2及半導體封裝3進行進一步詳述。
圖2所示之貫通電極基板2所具備之下層配線層24及上層配線層25分別包括絕緣層、配線層及貫通配線等。藉此，下層配線層24及上層配線層25能夠實現在內部或表面包含配線，並且以經由貫通配線在厚度方向上貫通之方式電連接。
其中，下層配線層24所包括之配線層與半導體晶片23或焊料凸塊26連接。因此，下層配線層24作為半導體晶片23的再配線層發揮功能，並且焊料凸塊26作為半導體晶片23的外部端子發揮功能。
又，以貫通有機絕緣層21之方式設置有圖2所示之貫通配線22。藉此，能夠電連接下層配線層24與上層配線層25之間。其結果，能夠積層貫通電極基板2和半導體封裝3，且能夠實現半導體裝置1的高功能化。
進而，圖2所示之上層配線層25所包括之配線層與貫通配線22或焊料凸塊35連接。因此，上層配線層25與半導體晶片23電連接，且作為半導體晶片23的再配線層發揮功能，並且還作為介於半導體晶片23與封裝基板31之間之中介層（interposer）發揮功能。其結果，能夠實現再配線層的高密度化。
又，藉由貫通配線22貫通有機絕緣層21，能夠獲得補強有機絕緣層21之效果。因此，即使在下層配線層24或上層配線層25的機械強度低的情況下，亦能夠避免貫通電極基板2整體的機械強度的降低。其結果，能夠實現下層配線層24或上層配線層25的進一步的薄型化，且能夠實現半導體裝置1的進一步的低輪廓化。
進而，以覆蓋半導體晶片23之方式設置有有機絕緣層21。藉此，能夠提高保護半導體晶片23之效果。其結果，能夠提高半導體裝置1的可靠性。又，能夠獲得亦能夠容易運用於如本實施形態之堆疊封裝結構之類的安裝方式之半導體裝置1。
關於貫通配線22的直徑W（參閱圖2），並不特別限定，較佳為1～100μm左右、更佳為2～80μm左右。藉此，不損害有機絕緣層21的機械特性而能夠確保貫通配線22的導電性。
圖2所示之半導體封裝3可以為任意形態之封裝。例如，可以舉出QFP（四方封裝；Quad Flat Package）、SOP（小外形封裝；Small Outline Package）、BGA（球柵陣列；Ball Grid Array）、CSP（晶片尺寸封裝；Chip Size Package）、QFN（四方扁平無引線封裝；Quad Flat Non-leaded Package）、SON（小外形無引線封裝；Small Outline Non-leaded Package）、LF-BGA（導線架球柵陣列；Lead Flame BGA）等形態。
半導體晶片32的形態並不特別限定，作為一例，圖1所示之半導體晶片32係積層複數個晶片而構成。因此，實現了高密度化。另外，複數個晶片可以在平面方向上併設，亦可以在厚度方向上積層並且在平面方向上併設。
封裝基板31可以為任意基板，例如設為包括未圖示之絕緣層、配線層及貫通配線等之基板。其中，能夠經由貫通配線電連接焊料凸塊35與焊線33。
密封層34例如由公知的密封樹脂材料構成。藉由設置該種密封層34，能夠從外力或外部環境保護半導體晶片32或焊線33。
另外，貫通電極基板2所具備之半導體晶片23和半導體封裝3所具備之半導體晶片32彼此靠近配置，因此能夠分享相互通訊的高速化或低損失化等優點。從該種觀點來看，例如，若在半導體晶片23和半導體晶片32中，將一者設為CPU（中央處理單元；Central Processing Unit）或GPU（圖形處理單元；Graphics Processing Unit）、AP（運用處理器；Application Processor）等運算元件，另一者設為DRAM（動態隨機存取記憶體；Dynamic Random Access Memory）或快閃記憶體等記憶元件等，則能夠將該等元件彼此在同一裝置內靠近配置，因此能夠實現兼顧高功能化和小型化之半導體裝置1。
＜有機絕緣層＞
接著，特別對有機絕緣層21進行詳述。
本實施形態之有機絕緣層21包括後述之感光性樹脂組成物或感光性樹脂膜的硬化物。
關於本實施形態之感光性樹脂組成物的硬化物（還包括感光性樹脂膜的硬化物。以下相同。），其玻璃轉移溫度（Tg）較佳為140℃以上，更佳為150℃以上，進一步較佳為160℃。藉此，能夠提高有機絕緣層21的耐熱性，因此能夠實現例如在高溫環境下亦能夠使用之半導體裝置1。另外，感光性樹脂組成物的硬化物的上限值可以不特別限定，作為一例可設為250℃以下。
又，感光性樹脂組成物的硬化物的玻璃轉移溫度依據在開始溫度30℃、測量溫度範圍30～400℃、升溫速度5℃/分鐘的條件下利用熱機械分析裝置（TMA）對特定的試驗片（寬度4mm×長度20mm×厚度0.005～0.015mm）進行測量之結果算出。
關於本實施形態之感光性樹脂組成物的硬化物，其線膨脹係數（CTE）較佳為5～80ppm/℃，更佳為10～70ppm/℃，進一步較佳為15～60ppm/℃。藉此，有機絕緣層21的線膨脹係數例如能夠接近矽材料的線膨脹係數。因此，能夠獲得例如不易使半導體晶片23的翹曲等產生之有機絕緣層21。其結果，能夠獲得可靠性高之半導體裝置1。
另外，感光性樹脂組成物的硬化物的線膨脹係數依據在開始溫度30℃、測量溫度範圍30～400℃、升溫速度5℃/分鐘的條件下利用熱機械分析裝置（TMA）對特定的試驗片（寬度4mm×長度20mm×厚度0.005～0.015mm）進行測量之結果算出。
本實施形態之感光性樹脂組成物的硬化物的5%熱重量減少溫度Td5較佳為300℃以上，更佳為320℃以上。藉此，能夠獲得在高溫下亦不易因熱分解等發生重量減少且耐熱性優異之硬化物。因此，能夠獲得在高溫環境下的耐久性優異之有機絕緣層21。
另外，感光性樹脂組成物的硬化物的5%熱重量減少溫度Td5依據利用示差熱熱重量同時測量裝置（TG/DTA）對5mg的硬化物進行測量之結果算出。
關於本實施形態之感光性樹脂組成物的硬化物，其伸長率較佳為5～50%，更佳為6～45%，進一步較佳為7～40%。藉此，有機絕緣層21的伸長率得到了優化，因此即使例如於以貫通有機絕緣層21之方式設置有貫通配線22之情形時，亦能夠抑制有機絕緣層21與貫通配線22的界面發生剝離等。又，亦能夠抑制在有機絕緣層21自身中產生龜裂等。
又，若伸長率小於前述下限值，則依據有機絕緣層21的厚度或形狀等，有在有機絕緣層21中產生龜裂等之虞。另一方面，若伸長率大於前述上限值，則依據有機絕緣層21的厚度或形狀等，有有機絕緣層21的機械特性降低之虞。
另外，感光性樹脂組成物的硬化物的伸長率如下進行測量。首先，在溫度25℃、濕度55%的環境中對特定的試驗片（寬度6.5mm×長度20mm×厚度0.005～0.015mm）實施拉伸試驗（拉伸速度：5mm/分鐘）。使用ORIENTEC CORPORATION製拉伸試驗機（TENSILON RTA-100）進行拉伸試驗。接著，從該拉伸試驗的結果算出拉伸伸長率。在此，以試驗次數n=10進行上述拉伸試驗，求出測量值大的5次的平均值，將此設為測量值。
本實施形態之感光性樹脂組成物的硬化物的拉伸強度較佳為20MPa以上，更佳為30～300MPa。藉此，能夠獲得具有充分的機械強度且耐久性優異之有機絕緣層21。
另外，感光性樹脂組成物的硬化物的拉伸強度從以與前述伸長率的測量相同的方法獲取之拉伸試驗的結果求出。
本實施形態之感光性樹脂組成物的硬化物的拉伸彈性係數較佳為0.5GPa以上，更佳為1～5GPa。藉此，能夠獲得具有充分的機械強度且耐久性優異之有機絕緣層21。
另外，感光性樹脂組成物的硬化物的彈性係數從以與前述伸長率的測量相同的方法獲取之拉伸試驗的結果求出。
又，作為如上述的硬化物，例如使用在如下的條件下硬化者。首先，用旋塗機等在矽晶圓基板上塗佈感光性樹脂組成物之後，利用加熱板在120℃乾燥5分鐘，從而獲得塗膜。以700mJ/cm2 整面曝光所獲得之塗膜，在70℃進行5分鐘的PEB（後烘烤，Post Exposure Bake）。之後，在200℃加熱90分鐘，從而獲得硬化膜。
2.半導體裝置之製造方法
上述之本實施形態之半導體裝置1例如能夠如下製造。
圖3、圖4係分別表示製造圖1所示之半導體裝置1之方法的一例之圖。
[1]
首先，如圖3（a）所示，準備基板202。
作為基板202的構成材料，並不特別限定，例如可以舉出金屬材料、玻璃材料、陶瓷材料、半導體材料、有機材料等。又，可以在基板202中使用矽晶圓之類的半導體晶圓、玻璃晶圓等。另外，可以依據需要在基板202中形成有電子電路。
[2]
接著，如圖3（b）所示，在基板202上配置半導體晶片23。本製造方法中，作為一例，將複數個半導體晶片23相互分開配置。複數個半導體晶片23可以為彼此相同的種類者，亦可以為彼此不同的種類者。
另外，依據需要，亦可以設為在基板202與半導體晶片23之間設置中介層（未圖示）。中介層例如作為半導體晶片23的再配線層而發揮功能。因此，中介層可以具備用以與後述之半導體晶片23的電極電連接之未圖示之墊。藉此，能夠變更半導體晶片23的墊間隔或排列圖案，能夠更加提高半導體裝置1的設計自由度。
該種中介層中例如可以使用矽基板、陶瓷基板、玻璃基板之類的無機系基板，樹脂基板之類的有機系基板等。
[3]
接著，如圖3（c）所示，以埋入半導體晶片23之方式在基板202上配置感光性樹脂層210。作為感光性樹脂層210，可以使用後述之感光性樹脂組成物或感光性樹脂膜。
此時，藉由尤其使用包含感光性樹脂組成物之感光性樹脂膜，變得容易實現感光性樹脂層210的厚膜化。藉此，即使不實現半導體晶片23的薄型化，亦能夠容易埋入。
使用感光性樹脂膜形成感光性樹脂層210時，可以從半導體晶片23的上方貼附感光性樹脂膜單體，亦可以將積層於載體膜之感光性樹脂膜貼附於半導體晶片23上之後，藉由剝離載體膜而留下感光性樹脂膜。
又，在貼附感光性樹脂膜之作業中，可以使用公知的層壓方法。此時，例如可以使用真空層壓機。真空層壓機可以為批次式，亦可以為連續式。
又，在貼附感光性樹脂膜之作業過程中，可以依據需要加熱感光性樹脂膜。
加熱溫度可以依據感光性樹脂膜的構成材料或加熱時間等適當設定，較佳為40～150℃左右，更佳為50～140℃左右，進一步較佳為60～130℃左右。藉由以該種溫度加熱，可以進一步提高半導體晶片23對感光性樹脂膜的埋入性。藉此，空隙等不良的發生得到抑制，並且能夠高效率地形成進一步實現了平坦化的感光性樹脂層210。
另外，若加熱溫度小於前述下限值，則感光性樹脂膜的熔融不足，因此依據感光性樹脂膜的構成材料等有埋入性降低之虞。另一方面，若加熱溫度大於前述上限值，則依據感光性樹脂膜的構成材料等有導致硬化之虞。
又，加熱時間依據感光性樹脂膜的構成材料或加熱溫度等適當設定，較佳為5～180秒左右，更佳為10～60秒左右。
又，在感光性樹脂膜中，藉由加熱的同時進行加壓而能夠埋入半導體晶片23。此時的加壓力依據感光性樹脂膜的構成材料等適當設定，較佳為0.2～5MPa左右，更佳為0.4～1MPa左右。
另一方面，藉由使用清漆狀的感光性樹脂組成物，變得易於實現感光性樹脂層210的平坦化。
在使用清漆狀的感光性樹脂組成物形成感光性樹脂層210之作業中，依據需要用溶劑等調整黏度，且利用各種塗佈裝置塗佈於基板202上。之後，藉由使所獲得之塗膜乾燥而獲得感光性樹脂層210。另外，為了使半導體晶片完全埋入而確保充分的厚度，可以反覆複數次清漆狀的感光性樹脂組成物的塗佈及乾燥。
作為塗佈裝置，例如可以舉出旋塗機、噴塗裝置、噴墨裝置等。
感光性樹脂膜的膜厚（感光性樹脂層210的膜厚）依據硬化後的膜厚（圖2的高度H）且考慮硬化收縮而適當設定，另一方面只要為能夠埋入半導體晶片23的厚度，則並不特別限定。其中，作為感光性樹脂膜的膜厚的一例，較佳為20～1000μm左右，更佳為50～750μm左右，進一步較佳為100～500μm左右。藉由將感光性樹脂層210的膜厚設定於前述範圍內，能夠易於埋入半導體晶片23，且能夠對感光性樹脂層210的硬化膜賦予充分的機械強度。其結果，能夠形成有助於半導體晶片23的良好的保護性，並且還有助於半導體裝置1的剛性的硬化膜（有機絕緣層21）。
[4]
接著，如圖3（d）所示，在感光性樹脂層210上的特定的區域配置遮罩41。又，經由遮罩41照射光（活性放射線）。藉此，依據遮罩41的圖案對感光性樹脂層210實施曝光處理。
之後，依據需要，實施曝光後加熱處理。曝光後加熱處理的條件並不特別限定，例如設為50～150℃左右的加熱溫度、1～10分鐘左右的加熱時間。
圖3（d）中，圖示有感光性樹脂層210具有所謂負型的感光性之情況。該例子中，在感光性樹脂層210中對與遮罩41的非遮光部對應之區域賦予相對於顯影液之溶解性。
之後，藉由實施顯影處理，形成與遮罩41的非遮光部對應之開口部42，該開口部42貫通感光性樹脂層210（參閱圖3（e））。
作為顯影液，例如可以舉出有機系顯影液、水溶性顯影液等。
顯影處理之後，對感光性樹脂層210實施顯影後加熱處理。顯影後加熱處理的條件並不特別限定，設為160～250℃左右的加熱溫度、30～180分鐘左右的加熱時間。藉此，抑制對半導體晶片23的熱影響，並且使感光性樹脂層210硬化，從而能夠獲得有機絕緣層21。
[5]
接著，如圖4（f）所示，在開口部42（參閱圖3（e））形成貫通配線22。
貫通配線22的形成中使用公知的方法，例如使用以下的方法。
首先，在有機絕緣層21上形成未圖示之晶種層。晶種層在開口部42的內部（側壁及底面）並且在有機絕緣層21的上表面形成。
作為晶種層，例如使用銅晶種層。又，晶種層例如藉由濺鍍法形成。
又，晶種層可以由與欲形成之貫通配線22同種之金屬構成，亦可以由異種之金屬構成。
接著，未圖示之晶種層中，在除了開口部42以外的區域上形成未圖示之阻劑層。又，將該阻劑層作為遮罩，將金屬填充至開口部42內。該填充例如可以使用電解鍍敷法。作為被填充之金屬，例如可以舉出銅或銅合金、鋁或鋁合金、金或金合金、銀或銀合金、鎳或鎳合金等。如此將導電性材料埋設於開口部42內而形成貫通配線22。
接著，去除未圖示之阻劑層。
另外，貫通配線22的形成部位並不限定於圖示的位置。例如，亦可以設置於貫通覆蓋在半導體晶片23上之感光性樹脂層210之位置。
[6]
接著，如圖4（g）所示，在有機絕緣層21的上表面側形成上層配線層25。上層配線層25例如使用光微影法及鍍敷法形成。
[7]
接著，如圖4（h）所示，剝離基板202。藉此，露出有機絕緣層21的下表面。
[8]
接著，如圖4（i）所示，在有機絕緣層21的下表面側形成下層配線層24。下層配線層24例如使用光微影法及鍍敷法形成。如此形成之下層配線層24經由貫通配線22與上層配線層25電連接。
[9]
接著，如圖4（j）所示，在下層配線層24形成焊料凸塊26。又，可以依據需要在上層配線層25或下層配線層24上形成阻焊層之類的保護膜。
如以上，獲得貫通電極基板2。
另外，圖4（j）所示之貫通電極基板2能夠分割成複數個區域。因此，例如沿圖4（j）所示之一點鏈線單片化貫通電極基板2，藉此能夠高效率地製造複數個貫通電極基板2。另外，單片化例如能夠使用鑽石切割機等。
[10]
接著，在單片化之貫通電極基板2上配置半導體封裝3。藉此獲得圖1所示之半導體裝置1。
該種半導體裝置1之製造方法能夠運用於使用了大面積的基板之晶圓級程序或面板級程序。
又，藉由使用包含感光性樹脂組成物之感光性樹脂層210，能夠利用晶圓級程序或面板級程序進行半導體晶片23的配置、半導體晶片23的埋入、貫通配線22的形成、上層配線層25的形成及下層配線層24的形成。藉此，能夠提高半導體裝置1的製造效率，實現低成本化。
＜＜第2實施形態＞＞
接著，對本發明的半導體裝置的第2實施形態進行說明。
圖5係表示本發明的半導體裝置的第2實施形態之縱剖面圖。又，圖6係被圖5的鏈線包圍之區域的部分放大圖。另外，在以下的說明中，將圖5中的上側稱為「上」，將下側稱為「下」。
以下，以與前述第1實施形態的相異處為中心對半導體裝置的第2實施形態進行說明，對相同事項省略其說明。
1.半導體裝置
第2實施形態之半導體裝置1中，形成於有機絕緣層21之貫通配線的構成不同之方面、及上層配線層25使用後述之感光性樹脂組成物形成之方面與前述之第1實施形態之半導體裝置不同，除此以外與前述之第1實施形態之半導體裝置1相同。
本實施形態之半導體裝置1中，如圖5及圖6所示，以貫通有機絕緣層21之方式在有機絕緣層21中設置有貫通配線221。藉此，下層配線層24與上層配線層25之間進行電連接，能夠積層貫通電極基板2與半導體封裝3，因此能夠實現半導體裝置1的高功能化。另外，貫通配線221的直徑W（參閱圖6）並不特別限定，能夠設為與前述之第1實施形態之半導體裝置1的貫通配線22的直徑W相同的尺寸。
又，本實施形態之半導體裝置1除了貫通配線221以外，還具備貫通配線222，該貫通配線222以貫通位於半導體晶片23的上表面之有機絕緣層21之方式設置。藉此，能夠實現半導體晶片23的上表面與上層配線層25的電連接。
進而，圖6所示之上層配線層25所包括之配線層253與貫通配線221或焊料凸塊35連接。因此，上層配線層25與半導體晶片23電連接，且作為半導體晶片23的再配線層發揮功能，並且還作為介於半導體晶片23與封裝基板31之間之中介層發揮功能。
又，上層配線層25使用後述之感光性樹脂組成物形成，且具有感光性樹脂組成物的樹脂膜中埋設有配線層253之構成。在該種半導體裝置1中，上層配線層25對配線層253的密接性良好，因此可靠性變高。
2.半導體裝置之製造方法
接著，對製造圖5所示之半導體裝置1之方法進行說明。
圖7係表示製造圖5所示之半導體裝置1之方法之步驟圖。又，圖8～圖10分別為用以說明製造圖5所示之半導體裝置1之方法之圖。
本實施形態之半導體裝置1之製造方法具有下述步驟：晶片配置步驟S1，以埋入設置於基板202上之半導體晶片23及貫通配線221、222之方式獲得有機絕緣層21；上層配線層形成步驟S2，在有機絕緣層21上及半導體晶片23上形成上層配線層25；基板剝離步驟S3，剝離基板202；下層配線層形成步驟S4，形成下層配線層24；焊料凸塊形成步驟S5，形成焊料凸塊26並獲得貫通電極基板2；積層步驟S6，在貫通電極基板2上積層半導體封裝3。
其中，上層配線層形成步驟S2包括下述步驟：第1樹脂膜配置步驟S20，在有機絕緣層21上及半導體晶片23上配置感光性樹脂清漆5並獲得感光性樹脂層2510；第1曝光步驟S21，對感光性樹脂層2510實施曝光處理；第1顯影步驟S22，對感光性樹脂層2510實施顯影處理；第1硬化步驟S23，對感光性樹脂層2510實施硬化處理；配線層形成步驟S24，形成配線層253；第2樹脂膜配置步驟S25，在感光性樹脂層2510及配線層253上配置感光性樹脂清漆5並獲得感光性樹脂層2520；第2曝光步驟S26，對感光性樹脂層2520實施曝光處理；第2顯影步驟S27，對感光性樹脂層2520實施顯影處理；第2硬化步驟S28，對感光性樹脂層2520實施硬化處理；貫通配線形成步驟S29，在開口部424（貫通孔）形成貫通配線254。
以下，依序對各步驟進行說明。另外，以下製造方法為一例，並不限定於此。
[1]晶片配置步驟S1
首先，如圖8（a）所示，準備具備基板202、設置於基板202上之半導體晶片23及貫通配線221、222和以埋入該等之方式設置之有機絕緣層21之晶片埋入結構體27。
作為基板202的構成材料並不特別限定，例如可以舉出金屬材料、玻璃材料、陶瓷材料、半導體材料、有機材料等。又，基板202中可以使用矽晶圓之類的半導體晶圓、玻璃晶圓等。
半導體晶片23接著於基板202上。本製造方法中，作為一例，使複數個半導體晶片23相互分開且併設於相同的基板202上。複數個半導體晶片23可以為彼此相同的種類者，亦可以為彼此不同的種類者。又，可以經由晶片黏著膜之類的接著劑層（未圖示）固定基板202與半導體晶片23之間。
另外，依據需要，可以在基板202與半導體晶片23之間設置中介層（未圖示）。中介層例如作為半導體晶片23的再配線層發揮功能。因此，中介層可以具備用以與後述之半導體晶片23的電極電連接之未圖示之墊。藉此，能夠改變半導體晶片23的墊間隔或排列圖案，能夠進一步提高半導體裝置1的設計自由度。
該種中介層中例如使用矽基板、陶瓷基板、玻璃基板之類的無機系基板、樹脂基板之類的有機系基板等。
有機絕緣層21例如為包含如作為後述之感光性樹脂組成物的成分舉出之熱固性樹脂或熱塑性樹脂之樹脂膜。
作為貫通配線221、222的構成材料，例如可以舉出銅或銅合金、鋁或鋁合金、金或金合金、銀或銀合金、鎳或鎳合金等。
另外，可以準備利用與上述不同的方法製作之晶片埋入結構體27。
[2]上層配線層形成步驟S2
接著，在有機絕緣層21上及半導體晶片23上形成上層配線層25。
[2-1]第1樹脂膜配置步驟S20
首先，如圖8（b）所示，在有機絕緣層21上及半導體晶片23上塗佈（配置）感光性樹脂清漆5。藉此，如圖8（c）所示，能夠獲得感光性樹脂清漆5的液態被膜。感光性樹脂清漆5為後述之感光性樹脂組成物的清漆。
感光性樹脂清漆5的塗佈例如使用旋塗機、棒塗機、噴塗裝置、噴墨裝置等進行。
感光性樹脂清漆5的黏度並不特別限定，較佳為10～700mPa·s，更佳為30～400mPa·s。藉由感光性樹脂清漆5的黏度在前述範圍內，能夠形成更薄之感光性樹脂層2510（參閱圖8（d））。其結果，能夠使上層配線層25更薄，半導體裝置1的薄型化變得容易。
另外，感光性樹脂清漆5的黏度例如設為在旋轉速度50rpm、測量時間300秒的條件下使用錐板型黏度計（TV-25，Toki Sangyo Co.,Ltd製）測量的值。
接著，乾燥感光性樹脂清漆5的液態被膜。藉此，獲得圖8（d）所示之感光性樹脂層2510。
感光性樹脂清漆5的乾燥條件並不特別限定，例如可以舉出在80～150℃的溫度，加熱1～60分鐘的條件。
另外，在本步驟中，可以代替塗佈感光性樹脂清漆5之程序，採用下述程序：配置將感光性樹脂清漆5膜化而成之感光性樹脂膜。
例如藉由各種塗佈裝置在載體膜等的基底上塗佈感光性樹脂清漆5之後，乾燥所獲得之塗膜，藉此製造感光性樹脂膜。
之後，依據需要，對感光性樹脂層2510實施曝光前加熱處理。藉由實施曝光前加熱處理，穩定化感光性樹脂層2510所包括之分子而能夠實現後述之第1曝光步驟S21中之反應的穩定化，另一方面，藉由在如後述的加熱條件下加熱，能夠將因加熱產生之對光酸產生劑的不良影響控制在最小限度。
關於曝光前加熱處理的溫度，較佳為設為70～130℃，更佳為設為75～120℃，進一步較佳為設為80～110℃。若曝光前加熱處理的溫度小於前述下限值，則有無法達成藉由曝光前加熱處理來穩定化分子的目的之虞。另一方面，若曝光前加熱處理的溫度大於前述上限值，則因如下影響廣範圍化而有圖案化的加工精度降低之虞，該影響為光酸產生劑的活動變得過於活躍而即使在後述之第1曝光步驟S21中照射光亦變得難以產生酸。
又，曝光前加熱處理的時間依據曝光前加熱處理的溫度適當設定，在前述溫度，較佳為設為1～10分鐘，更佳為設為2～8分鐘，進一步較佳為設為3～6分鐘。若曝光前加熱處理的時間小於前述下限值，則因加熱時間不足而有無法達成藉由曝光前加熱處理來穩定化分子的目的之虞。另一方面，若曝光前加熱處理的時間大於前述上限值，則因加熱時間過長，有即使將曝光前加熱處理的溫度控制在前述範圍內，亦會阻礙光酸產生劑的作用之虞。
又，加熱處理的環境並不特別限定，可以為不活性氣體環境或還原性氣體環境等，但若考慮作業效率等則設為大氣環境下。
又，環境壓力並不特別限定，可以為減壓下或加壓下，若考慮作業效率等則設為常壓。另外，常壓係指30～150kPa左右的壓力，較佳為大氣壓。
[2-2]第1曝光步驟S21
接著，對感光性樹脂層2510實施曝光處理。
首先，如圖8（d）所示，在感光性樹脂層2510上的特定的區域配置遮罩412。又，經由遮罩412照射光（活性放射線）。藉此，依據遮罩412的圖案對感光性樹脂層2510實施曝光處理。
另外，在圖8（d）中，圖示有感光性樹脂層2510具有所謂負型的感光性之情況。該例子中，成為在感光性樹脂層2510中對與遮罩412的遮光部對應之區域賦予相對於顯影液之溶解性。
另一方面，在與遮罩412的穿透部對應之區域中，藉由感光劑的作用產生例如酸之類的觸媒。所產生之酸在後述之步驟中，作為熱固性樹脂的反應的觸媒起作用。
又，曝光處理中之曝光量並不特別限定，較佳為100～2000mJ/cm2 ，更佳為200～1000mJ/cm2 。藉此，能夠抑制感光性樹脂層2510中之曝光不足及曝光過度。其結果，最終能夠實現高圖案化精度。
之後，依據需要，對感光性樹脂層2510實施曝光後加熱處理。
曝光後加熱處理的溫度並不特別限定，較佳為設為50～150℃，更佳為設為50～130℃，進一步較佳為設為55～120℃，特佳為設為60～110℃。藉由在該種溫度實施曝光後加熱處理，所產生之酸的觸媒作用充分得到增強，從而能夠使熱固性樹脂在更短時間內充分反應。另一方面，若溫度過高，則有促進酸的擴散，圖案化的加工精度降低之虞，但只要在前述範圍內則能夠減少該種擔憂。
另外，若曝光後加熱處理的溫度小於前述下限值，則因未能充分提高酸之類的觸媒的作用而有熱固性樹脂的反應率降低或需要時間之虞。另一方面，若曝光後加熱處理的溫度大於前述上限值，則有促進酸的擴散（廣範圍化）、圖案化的加工精度降低之虞。
另一方面，曝光後加熱處理的時間依據曝光後加熱處理的溫度適當設定，但在前述溫度中，較佳為設為1～30分鐘，更佳為設為2～20分鐘，進一步較佳為設為3～15分鐘。藉由以該種時間實施曝光後加熱處理，能夠使熱固性樹脂充分反應，並且抑制酸的擴散而能夠抑制圖案化的加工精度降低。
又，曝光後加熱處理的環境並不特別限定，可以為不活性氣體環境或還原性氣體環境等，若考慮作業效率等則設為大氣環境下。
又，曝光後加熱處理的環境壓力並不特別限定，可以為減壓下或加壓下，若考慮作業效率等則設為常壓。藉此，能夠較容易地實施曝光前加熱處理。另外，常壓係指30～150kPa左右的壓力，較佳為大氣壓。
[2-3]第1顯影步驟S22
接著，對感光性樹脂層2510實施顯影處理。藉此，在與遮罩412的遮光部對應之區域形成貫通感光性樹脂層2510之開口部423（參閱圖9（e））。
作為顯影液，例如可以舉出有機系顯影液、水溶性顯影液等。
[2-4]第1硬化步驟S23
顯影處理之後，對感光性樹脂層2510實施硬化處理（顯影後加熱處理）。硬化處理的條件並不特別限定，設為160～250℃左右的加熱溫度、30～240分鐘左右的加熱時間。藉此，能夠抑制對半導體晶片23的熱影響，並且使感光性樹脂層2510硬化而獲得有機絕緣層251。
[2-5]配線層形成步驟S24
接著，在有機絕緣層251上形成配線層253（參閱圖9（f））。配線層253在例如使用濺鍍法、真空蒸鍍法等氣相成膜法獲得金屬層後，藉由光微影法及蝕刻法進行圖案化而形成。
另外，亦可於形成配線層253前先實施電漿處理之類的表面改質處理。
[2-6]第2樹脂膜配置步驟S25
接著，如圖9（g）所示，以與第1樹脂膜配置步驟S20同樣的方式獲得感光性樹脂層2520。感光性樹脂層2520以覆蓋配線層253的方式配置。
之後，依據需要，對感光性樹脂層2520實施曝光前加熱處理。處理條件例如設為第1樹脂膜配置步驟S20中記載之條件。
[2-7]第2曝光步驟S26
接著，對感光性樹脂層2520實施曝光處理。處理條件例如設為第1曝光步驟S21中記載之條件。
之後，依據需要，對感光性樹脂層2520實施曝光後加熱處理。處理條件例如設為第1曝光步驟S21中記載之條件。
[2-8]第2顯影步驟S27
接著，對感光性樹脂層2520實施顯影處理。處理條件例如設為第1顯影步驟S22中記載之條件。藉此，形成貫通感光性樹脂層2510、2520之開口部424（參閱圖9（h））。
[2-9]第2硬化步驟S28
顯影處理之後，對感光性樹脂層2520實施硬化處理（顯影後加熱處理）。硬化條件例如設為第1硬化步驟S23中記載之條件。藉此，硬化感光性樹脂層2520而獲得有機絕緣層252（參閱圖10（i））。
另外，在本實施形態中，上層配線層25具有有機絕緣層251和有機絕緣層252這2層，但亦可以具有3層以上。此時，只要在第2硬化步驟S28之後反覆追加從配線層形成步驟S24至第2硬化步驟S28為止的一系列步驟即可。
[2-10]貫通配線形成步驟S29
接著，對開口部424形成圖10（i）所示之貫通配線254。
貫通配線254的形成中使用公知的方法，例如使用以下的方法。
首先，在有機絕緣層252上形成未圖示之晶種層。晶種層在開口部424的內面（側面及底面）並且在有機絕緣層252的上表面形成。
作為晶種層，例如使用銅晶種層。又，晶種層例如藉由濺鍍法形成。
又，晶種層可以由與欲形成之貫通配線254同種之金屬構成，亦可以由異種之金屬構成。
接著，在未圖示之晶種層中，在開口部424以外的區域上形成未圖示之阻劑層。又，將該阻劑層作為遮罩，將金屬填充至開口部424內。該填充例如使用電解鍍敷法。作為被填充之金屬，例如可以舉出銅或銅合金、鋁或鋁合金、金或金合金、銀或銀合金、鎳或鎳合金等。如此將導電性材料埋設於開口部424內而形成貫通配線254。
接著，去除未圖示之阻劑層。進而，去除有機絕緣層252上的未圖示之晶種層。此時，例如能夠使用快速蝕刻（flash etching）法。
另外，貫通配線254的形成部位並不限定於圖示的位置。
[3]基板剝離步驟S3
接著，如圖10（j）所示，剝離基板202。藉此，露出有機絕緣層21的下表面。
[4]下層配線層形成步驟S4
接著，如圖10（k）所示，在有機絕緣層21的下表面側形成下層配線層24。下層配線層24能以任意方法形成，例如能以與上述之上層配線層形成步驟S2同樣的方式形成。
如此形成之下層配線層24經由貫通配線221與上層配線層25電連接。
[5]焊料凸塊形成步驟S5
接著，如圖10（L）所示，在下層配線層24形成焊料凸塊26。又，可以依據需要在上層配線層25或下層配線層24上形成阻焊層之類的保護膜。
如上獲得貫通電極基板2。
另外，如圖10（L）所示之貫通電極基板2能夠分割成複數個區域。因此，例如沿圖10（L）所示之一點鏈線單片化貫通電極基板2，藉此能夠高效率地製造複數個貫通電極基板2。另外，單片化例如能夠使用鑽石切割機等。
[6]積層步驟S6
接著，在單片化之貫通電極基板2上配置半導體封裝3。藉此，獲得圖5所示之半導體裝置1。
該種半導體裝置1之製造方法能夠運用於使用了大面積的基板之晶圓級程序或面板級程序。藉此，能夠提高半導體裝置1的製造效率，實現低成本化。
＜負型感光性樹脂組成物＞
接著，對本實施形態之負型感光性樹脂組成物（以下，亦簡單稱為「感光性樹脂組成物」。）的各成分進行說明。另外，本發明的感光性樹脂組成物可以為清漆狀的溶液，亦可以為膜狀。
本實施形態之感光性樹脂組成物包括熱固性樹脂、作為感光劑的光聚合起始劑、含有酸酐作為官能基之偶合劑。該種感光性樹脂組成物藉由偶合劑的作用能夠形成對半導體晶片23、貫通配線22、221、222及配線層253等無機材料及金屬材料的密接性良好之有機絕緣層21。
（熱固性樹脂）
熱固性樹脂較佳為包括例如在常溫（25℃）下半硬化（固態）的熱固性樹脂。該種熱固性樹脂藉由成形時被加熱、加壓而熔融而成形為所希望之形狀，並且直至硬化。藉此，獲得運用了熱固性樹脂的特性之有機絕緣層21、251、252。
作為熱固性樹脂，例如可以舉出苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂之類的酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚萘酚型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、聯苯芳烷基（biphenyl aralkyl）型環氧樹脂、苯氧基樹脂、萘骨架型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚A二環氧丙基醚型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚F二環氧丙基醚型環氧樹脂、雙酚S二環氧丙基醚型環氧樹脂、環氧丙基醚型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、芳香族多官能環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂、脂肪族多官能環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、多官能脂環式環氧樹脂等環氧樹脂；脲（尿素）樹脂、三聚氰胺樹脂等具有三環之樹脂；不飽和聚酯樹脂；雙順丁烯二醯亞胺化合物等順丁烯二醯亞胺樹脂；聚胺酯（polyurethane）樹脂；鄰苯二甲酸二烯丙酯（diallyl phthalate）樹脂；聚矽氧系樹脂；苯并㗁（benzoxazine）樹脂；聚醯亞胺樹脂；聚醯胺醯亞胺樹脂；苯環丁烯（Benzocyclobutene）樹脂；酚醛清漆型氰酸酯樹脂（cyanate resin）、雙酚A型氰酸酯樹脂、雙酚E型氰酸酯樹脂、四甲基雙酚F型氰酸酯樹脂等氰酸鹽樹脂等的氰酸酯樹脂等。又，熱固性樹脂中，可以單獨使用該等中的1種類，可以併用具有不同重量平均分子量之2種類以上，亦可以併用1種類或2種類以上和該等的預聚物。
其中，作為熱固性樹脂，較佳地使用包括環氧樹脂者。
作為環氧樹脂，例如可以舉出在1分子中的環氧基為2個以上之多官能環氧樹脂。多官能環氧樹脂在1分子中具有複數個環氧基，因此與光聚合起始劑的反應性高。因此，即使對感光性樹脂組成物的樹脂膜，以較少的量、短時間進行曝光處理時，亦能夠充分使樹脂膜硬化。又，多官能環氧樹脂可以單獨使用，亦可以與上述之複數個各種熱固性樹脂組合使用。
又，作為環氧樹脂，可以使用3官能以上的多官能環氧樹脂。
作為多官能環氧樹脂並不特別限定，例如可以舉出2-[4-（2,3-環氧丙氧基）苯基]-2-[4-[1,1-雙[4-（2,3-環氧丙氧基）苯基]乙基]苯基]丙烷、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、四（環氧丙基氧基苯基）乙烷、α-2,3-環氧丙氧基苯基-ω-羥基聚（n=1～7）｛2-（2,3-環氧丙氧基）苯亞基（benzylidene）-2,3-環氧丙氧基伸苯基｝、1-氯-2,3-環氧丙烷·甲醛·2,7-萘二醇縮聚物、二環戊二烯型環氧樹脂等。該等可以單獨使用，亦可以組合複數個使用。
又，關於熱固性樹脂，較佳為包括尤其選自由苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、三酚甲烷型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、及四甲基雙酚F型環氧樹脂組成的群之1種以上的環氧樹脂，更佳為包括多官能環氧樹脂，進一步較佳為包括多官能芳香族環氧樹脂。該種熱固性樹脂剛直，因此能夠獲得硬化性良好且耐熱性高，熱膨脹係數較低之有機絕緣層21、251、252。
另外，熱固性樹脂較佳為包括前述般在常溫為固態的樹脂，亦可以包括在常溫為固態的樹脂和在常溫為液體的樹脂兩者。包括該種熱固性樹脂之感光性樹脂組成物能夠兼顧半導體晶片23等的良好的埋入性、被膜化時的黏著度（發黏度）的改善、作為硬化物之有機絕緣層21、251、252的機械強度。其結果，能夠獲得抑制產生空隙、實現了平坦化之機械強度高的有機絕緣層21、251、252。
併用在常溫為固態的樹脂和在常溫為液體的樹脂時，相對於在常溫為固態的樹脂100質量份，在常溫為液態的樹脂的量較佳為5～150質量份左右，更佳為10～100質量份左右，進一步較佳為15～80質量份左右。若液態樹脂的比率小於前述下限值，則有半導體晶片23對感光性樹脂組成物的埋入性降低或膜化時的穩定性降低之虞。另一方面，若液態的樹脂的比率大於前述上限值，則有將感光性樹脂組成物膜化時的黏著度惡化或作為硬化物的有機絕緣層21、251、252的機械強度降低之虞。
作為在常溫為固態的樹脂，例如可以舉出苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、苯氧基樹脂等。
另一方面，作為在常溫為液態的樹脂，例如可以舉出雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、烷基環氧丙基醚、丁烷四羧酸四（3,4-環氧環己基甲基）修飾ε-己內酯、3’,4’-環氧環己基甲基3,4-環氧環己烷羧酸鹽、2-乙基己基環氧丙基醚、三羥甲基丙烷聚環氧丙基醚等。該等可以單獨使用，亦可以組合複數個使用。
又，在常溫為液態的樹脂較佳為包括芳香族化合物和脂肪族化合物這兩者。包括該種化合物之感光性樹脂組成物主要藉由脂肪族化合物膜化時被賦予適當的柔軟性，並且主要藉由芳香族化合物膜化時被賦予保形性。其結果，能夠獲得兼顧柔軟性和保形性的感光性樹脂膜。
進而，藉由包括在常溫為固態的樹脂和在常溫為液體的樹脂這兩者、或在常溫為液態的樹脂包括芳香族化合物和脂肪族化合物這兩者等，能夠在感光性樹脂組成物的硬化物中，不損害圖案形成性而提高玻璃轉移溫度，或不損害圖案形成性而降低線膨脹係數。
相對於芳香族化合物100質量份，脂肪族化合物的量較佳為5～150質量份左右，更佳為10～80質量份左右，進一步較佳為15～50質量份左右。若脂肪族化合物的比率小於前述下限值，則依據感光性樹脂組成物的組成等，有膜的柔軟性降低之虞。另一方面，若脂肪族化合物的比率大於前述上限值，則依據感光性樹脂組成物的組成等，有膜的保形性降低之虞。
環氧樹脂的含量並不特別限定，較佳為感光性樹脂組成物的固體成分整體的40～80質量%左右，更佳為45～75質量%左右，進一步較佳為50～70質量%左右。藉由將環氧樹脂的含量設定在前述範圍內，能夠提高包括感光性樹脂組成物之感光性樹脂層210、2510、2520的圖案形成性，並且能夠充分提高有機絕緣層21、251、252的耐熱性或機械強度。
另外，感光性樹脂組成物的固體成分係指感光性樹脂組成物中的不揮發成分，並且指去除了水或溶劑等揮發成分之剩餘部分。又，在本實施形態中，包含溶劑時，相對於感光性樹脂組成物固體成分整體的含量係指相對於感光性樹脂組成物中的去除了溶劑之固體成分整體的含量。
（硬化劑）
又，本發明的感光性樹脂組成物可以包含硬化劑。作為硬化劑，只要為促進熱固性樹脂的聚合反應者，則並不特別限定，例如，熱固性樹脂包括環氧樹脂時，可以使用具有酚性羥基之硬化劑。具體而言，能夠使用酚樹脂。
作為酚樹脂，例如可以舉出酚醛清漆型酚樹脂、可溶酚醛樹脂型酚樹脂（resol type phenol resin）、三酚甲烷型酚樹脂、芳基伸烷基型酚樹脂等。該等中，尤其可以較佳地使用酚醛清漆型酚樹脂。藉此，能夠獲得具有良好的硬化性並且顯影特性良好的感光性樹脂層210、2510、2520。
硬化劑的添加量並不特別限定，相對於樹脂100質量份，較佳為25質量份以上100質量份以下，更佳為30質量份以上90質量份以下，進一步較佳為35質量份以上80質量份以下。藉由將硬化劑的添加量設定在前述範圍內，能夠獲得耐熱性高，熱膨脹係數較低的有機絕緣層21。
（熱塑性樹脂）
又，感光性樹脂組成物可以進而含有熱塑性樹脂。藉此，能夠更加提高感光性樹脂組成物的成形性，並且能夠更加提高感光性樹脂組成物的硬化物的可撓性。其結果，能夠獲得不易產生熱應力等的有機絕緣層21、251、252。
作為熱塑性樹脂，例如可以舉出苯氧基樹脂、丙烯酸系樹脂、聚醯胺系樹脂（例如尼龍等）、熱塑性胺酯系樹脂、聚烯烴系樹脂（例如聚乙烯、聚丙烯等）、聚碳酸酯、聚酯系樹脂（例如聚對酞酸乙二酯（polyethylene terephthalate）、聚對酞酸丁二酯（polybutylene terephthalate）等）、聚縮醛、聚苯硫醚（Polyphenylene sulfide）、聚醚醚酮、液晶聚合物、氟樹脂（例如聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯等）、改質聚苯醚、聚碸、聚醚碸、聚芳酯、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、熱塑性聚醯亞胺等。又，感光性樹脂組成物中，可以單獨使用該等中的1種類，可以併用具有不同重量平均分子量之2種類以上，亦可以併用1種類或2種類以上和該等的預聚物。
其中，作為熱塑性樹脂，可以較佳地使用苯氧基樹脂。苯氧基樹脂亦稱為多羥基聚醚，具有分子量比環氧樹脂大的特徵。藉由包括該種苯氧基樹脂，能夠抑制感光性樹脂組成物的硬化物的可撓性降低。
作為苯氧基樹脂，例如可以舉出雙酚A型苯氧基樹脂、雙酚F型苯氧基樹脂、雙酚A型與雙酚F型的共聚苯氧基樹脂、聯苯型苯氧基樹脂、雙酚S型苯氧基樹脂、聯苯型苯氧基樹脂與雙酚S型苯氧基樹脂的共聚苯氧基樹脂等，可以使用該等中的1種或2種以上的混合物。
該等中，可以較佳地使用雙酚A型苯氧基樹脂或雙酚A型與雙酚F型的共聚苯氧基樹脂。
又，作為苯氧基樹脂，可以較佳地使用在分子鏈兩末端具有環氧基者。依該種苯氧基樹脂，作為熱固性樹脂而使用環氧樹脂時，能夠對感光性樹脂組成物的硬化物賦予優異之耐溶劑性及耐熱性。
又，作為苯氧基樹脂，可以較佳地使用在常溫為固態者。具體而言，可以較佳地使用不揮發成分為90質量%以上的苯氧基樹脂。藉由使用該種苯氧基樹脂，能夠使硬化物的機械特性良好。
熱塑性樹脂的重量平均分子量並不特別限定，較佳為10000～100000左右，更佳為20000～80000左右。藉由使用該種較高分子量的熱塑性樹脂，能夠對硬化物賦予良好的可撓性，並且能夠賦予對溶劑的充分的溶解性。
另外，熱塑性樹脂的重量平均分子量例如測量為凝膠滲透層析（GPC）法的聚苯乙烯換算值。
熱塑性樹脂的添加量並不特別限定，相對於熱固性樹脂100質量份，較佳為10質量份以上且90質量份以下，更佳為15質量份以上且80質量份以下，進一步較佳為20質量份以上且70質量份以下。藉由將熱塑性樹脂的添加量設定在前述範圍內，能夠對感光性樹脂組成物的硬化物提高機械特性的平衡。
另外，若熱塑性樹脂的添加量小於前述下限值，則依據感光性樹脂組成物所包含之成分或其摻合比，有無法對感光性樹脂組成物的硬化物賦予充分的可撓性之虞。另一方面，若熱塑性樹脂的添加量大於前述上限值，則依據感光性樹脂組成物所包含之成分或其摻合比，有感光性樹脂組成物的硬化物的機械強度降低之虞。
（感光劑）
作為感光劑，例如能夠使用光酸產生劑。作為光酸產生劑，含有藉由紫外線等光化射線的照射產生酸而作為上述之硬化性樹脂的光聚合起始劑發揮功能之光酸產生劑。
作為光酸產生劑，例如可以舉出鎓鹽化合物。具體而言，可以舉出重氮鹽（diazonium salt）、二芳基碘鎓鹽等碘鹽、三芳基鋶鹽之類的鋶鹽、三芳基吡喃（pyrylium）鹽、二苯乙二酮（benzil）吡啶硫氰酸鹽、二烷基苯甲醯甲基鋶鹽（dialkyl phenacyl sulfonium salt）、二烷基羥基苯基鏻鹽之類的陽離子型光聚合起始劑等。
另外，為了使感光性組成物與金屬接觸，感光劑較佳為甲基（Methide）鹽型或硼酸鹽型之類的不會因分解而產生氟化氫者。
尤其，作為感光劑，較佳為使用將硼酸鹽陰離子作為平衡陰離子的三芳基鋶鹽。該種三芳基鋶鹽含有對金屬的腐蝕性低的硼酸鹽陰離子作為平衡陰離子，因此能夠更長期防止貫通配線22、221、222及配線層253等金屬材料的腐蝕。其結果，能夠更加提高半導體裝置1的可靠性。
感光劑的添加量並不特別限定，較佳為感光性樹脂組成物的固體成分整體的0.3～5質量%左右，更佳為0.5～4.5質量%左右，進一步較佳為1～4質量%左右。藉由將感光劑的添加量設定在前述範圍內，能夠提高包括感光性樹脂組成物之感光性樹脂層210、2510、2520的圖案形成性，並且能夠提高感光性樹脂組成物的長期保管性。
另外，感光劑可以為對感光性樹脂組成物賦予負型的感光性者，亦可以為賦予正型的感光性者，但若考慮能夠高精度地形成高縱橫比的開口部這一點等，較佳為負型。
（偶合劑）
本實施形態之感光性樹脂組成物具有含有酸酐作為官能基之偶合劑。該種感光性樹脂組成物能夠形成對無機材料及金屬材料的密接性良好的樹脂膜。藉此，能夠獲得對例如貫通配線22、221、222、配線層253或半導體晶片23的密接性良好的有機絕緣層21、251、252。
該種含有酸酐之偶合劑中，作為官能基的酸酐使無機氧化物溶解，並且與陽離子（金屬陽離子等）配位鍵結。
另一方面，含有酸酐之偶合劑所包含之烷氧基加水分解而成為例如矽烷醇。該矽烷醇與無機材料的表面羥基進行氫鍵結。
因此，可以認為依據該等鍵結機制，能夠獲得對無機材料及金屬材料的密接性良好的感光性樹脂組成物。
偶合劑中，可以使用含有酸酐作為官能基之偶合劑（以下，亦省略稱為「含有酸酐之偶合劑」）。
具體而言，可以較佳地使用包含烷氧基矽基之化合物，可以較佳地使用含有烷氧基矽基之烷基羧酸酐。依該種偶合劑，能夠獲得對無機材料及金屬材料的密接性更良好且靈敏度良好、圖案形成性優異之感光性樹脂組成物。
作為包含烷氧基矽基之化合物的具體例，可以舉出3-三甲氧基矽基丙基琥珀酸酐、3-三乙氧基矽基丙基琥珀酸酐、3-二甲基甲氧基矽基丙基琥珀酸酐、3-二甲基乙氧基矽基丙基琥珀酸酐之類的琥珀酸酐、3-三甲氧基矽基丙基環己基二羧酸酐、3-三乙氧基矽基丙基環己基二羧酸酐、3-二甲基甲氧基矽基丙基環己基二羧酸酐、3-二甲基乙氧基矽基丙基環己基二羧酸酐之類的二羧酸酐、3-三甲氧基矽基丙基鄰苯二甲酸酐、3-三乙氧基矽基丙基鄰苯二甲酸酐、3-二甲基甲氧基矽基丙基鄰苯二甲酸酐、3-二甲基乙氧基矽基丙基鄰苯二甲酸酐之類的鄰苯二甲酸酐等含有烷氧基矽基之烷基羧酸酐。該等可以單獨使用，亦可以組合複數個使用。
該等中，可以較佳地使用含有烷氧基矽基之琥珀酸酐，尤其可以更佳地使用3-三甲氧基矽基丙基琥珀酸酐。依該種偶合劑，分子長度或分子結構得到優化，因此前述之密接性及圖案形成性變得更加良好。
另外，在此列舉了矽烷偶合劑，但亦可以為鈦偶合劑或鋯偶合劑等。
含有酸酐之偶合劑的添加量並不特別限定，較佳為感光性樹脂組成物的固體成分整體的0.3～5質量%左右，更佳為0.5～4.5質量%左右，進一步較佳為1～4質量%左右。藉由將含有酸酐之偶合劑的添加量設定在前述範圍內，例如能夠獲得對貫通配線22、221、222、配線層253或半導體晶片23之類的無機材料及金屬材料的密接性尤其良好的有機絕緣層21、251、252。藉此，有助於實現長期維持有機絕緣層21、251、252的絕緣性等可靠性高的半導體裝置1。
另外，若含有酸酐之偶合劑的添加量小於前述下限值，則依據含有酸酐之偶合劑的組成等，有對無機材料及金屬材料的密接性降低之虞。另一方面，若含有酸酐之偶合劑的添加量大於前述上限值，則依據含有酸酐之偶合劑的組成等，有感光性樹脂組成物的感光性或機械特性降低之虞。
又，除了該種含有酸酐之偶合劑以外，還可以添加其他偶合劑。
作為其他偶合劑，例如可以舉出包括胺基、環氧基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基、巰基、乙烯基、脲基、硫醚基等作為官能基之偶合劑。該等可以單獨使用，亦可以組合複數個使用。
其中，作為含有胺基之偶合劑，例如可以舉出雙（2-羥乙基）-3-胺丙基三乙氧基矽烷、γ-胺丙基三乙氧基矽烷、γ-胺丙基三甲氧基矽烷、γ-胺丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-胺丙基甲基二甲氧基矽烷、N-β（胺基乙基）γ-胺丙基三甲氧基矽烷、N-β（胺基乙基）γ-胺丙基三乙氧基矽烷、N-β（胺基乙基）γ-胺丙基甲基二甲氧基矽烷、N-β（胺基乙基）γ-胺丙基甲基二乙氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基-丙基三甲氧基矽烷等。
作為含有環氧基之偶合劑，例如γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、β-（3,4-環氧環己基）乙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙基三甲氧基矽烷等。
作為含有丙烯酸基之偶合劑，例如可以舉出γ-（甲基丙烯醯氧基丙基）三甲氧基矽烷、γ-（甲基丙烯醯氧基丙基）甲基二甲氧基矽烷、γ-（甲基丙烯醯氧基丙基）甲基二乙氧基矽烷等。
作為含有巰基之偶合劑，例如可以舉出3-巰基丙基三甲氧基矽烷等。
作為含有乙烯基之偶合劑，例如可以舉出乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷等。
作為含有脲基之偶合劑，例如可以舉出3-脲基丙基三乙氧基矽烷等。
作為含有硫醚基之偶合劑，例如可以舉出雙（3-（三乙氧基矽基）丙基）二硫化物、雙（3-（三乙氧基矽基）丙基）四硫化物等。
其他偶合劑的添加量並不特別限定，較佳為含有酸酐之偶合劑的1～200質量%左右，更佳為3～150質量%左右，進一步較佳為5～100質量%左右。藉由將添加量設定在該範圍內，不會因含有酸酐之偶合劑損壞前述之作用而藉由其他偶合劑的添加追加其他作用。其結果，能夠同時實現兩種偶合劑帶來之效果。
（其他添加劑）
依據需要，可以在感光性樹脂組成物中添加其他添加劑。作為其他添加劑，例如可以舉出抗氧化劑、二氧化矽（silica）等填充材、界面活性劑、敏化劑、膜化劑等。
作為界面活性劑，例如可以舉出氟系界面活性劑、矽系界面活性劑、烷基系界面活性劑、丙烯酸系界面活性劑等。
（溶劑）
感光性樹脂組成物可以包含溶劑。作為該溶劑，只要為能夠溶解感光性樹脂組成物的各構成成分者，且不與各構成成分反應者，則能夠無特別限定地使用。
作為溶劑，例如可以舉出丙酮、甲基乙基酮、甲苯、丙二醇甲基乙基醚、丙二醇二甲基醚、丙二醇1-單甲基醚2-乙酸酯、二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單丁基醚乙酸酯、二苯乙二酮醇、碳酸丙烯酯、乙二醇二乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯等。該等可以單獨使用，亦可以組合複數個使用。
＜感光性樹脂清漆＞
感光性樹脂組成物可以呈清漆狀。
清漆狀的感光性樹脂組成物例如藉由均勻混合原料和溶劑來製備。另外，依據需要添加溶劑，能夠不使用溶劑而清漆化。又，之後，亦可以供於藉由過濾器之濾過、脫泡等處理。
清漆狀的感光性樹脂組成物中的固體成分濃度並不特別限定，較佳為20～80質量%左右。具有該種固體成分濃度之清漆狀的感光性樹脂組成物的黏度得到優化，因此成為具有在狹窄的空隙亦容易滲透之良好的流動性，且不易發生斷膜者。
＜感光性樹脂膜＞
接著，對本實施形態之感光性樹脂膜進行說明。
關於感光性樹脂膜，可以前述般將感光性樹脂組成物進行膜化而形成，亦可以為在載體膜塗佈感光性樹脂組成物而獲得之膜。
作為後者的感光性樹脂膜之製造方法，例如可以舉出下述方法：在載體膜上塗佈清漆狀的感光性樹脂組成物後，使其乾燥。
作為塗佈裝置，例如可以舉出旋塗機、噴塗裝置、噴墨裝置等。
感光性樹脂膜中的溶劑的含有率並不特別限定，較佳為感光性樹脂膜整體的10質量%以下。藉此，實現感光性樹脂膜的黏著度的改善，並且能夠提高感光性樹脂膜的硬化性。又，能夠抑制因溶劑的揮發而產生之空隙。
作為乾燥條件，例如可以舉出在80～150℃的溫度加熱5～30分鐘的條件。
積層於載體膜之感光性樹脂膜從操作性、表面的清潔性等觀點而言有用。此時，載體膜可以為能夠捲取之卷狀形態，亦可以為片狀形態。
作為載體膜的構成材料，例如可以舉出樹脂材料、金屬材料等。其中，作為樹脂材料，例如可以舉出，聚乙烯、聚丙烯之類的聚烯烴、聚對酞酸乙二酯、聚對酞酸丁二酯之類的聚酯、聚碳酸酯、聚矽氧、氟系樹脂、聚醯亞胺系樹脂等。又，作為金屬材料，例如可以舉出銅或銅合金、鋁或鋁合金、鐵或鐵合金等。
該等中，可以較佳地使用包含聚酯之載體膜。該種載體膜較佳地支持感光性樹脂膜，剝離容易性亦較良好。
又，依據需要，可以在感光性樹脂膜的表面設置罩膜。該罩膜在進行貼附作業為止的期間，保護感光性樹脂膜的表面。
作為罩膜的構成材料，適當選自作為載體膜的構成材料列舉者，但從保護性、剝離容易性的觀點考慮，可以較佳地使用包含聚酯之罩膜。
＜電子機器＞
本實施形態之電子機器具備前述之本實施形態之半導體裝置。
該種半導體裝置具備耐化學品性優異之保護膜，因此可靠性高。因此，亦賦予本實施形態之電子機器高的可靠性。
本實施形態之電子機器只要具備該種半導體裝置，則並不特別限定，例如可以舉出行動電話、智慧型手機、平板終端、個人電腦之類的資訊機器、伺服器、路由器之類的通訊機器、車輛控制用電腦、車載導航系統之類的車載機器等。
以上，依據圖示的實施形態對本發明進行了說明，但本發明並不限定於該等。
例如，本發明的感光性樹脂組成物、半導體裝置及電子機器亦可為在前述實施形態中附加任意要素者。
又，感光性樹脂組成物及感光性樹脂膜除了半導體裝置以外，還能夠運用於例如MEMS（微機電系統；Micro Electro Mechanical Systems）或各種感測器的結構形成材料、液晶顯示裝置、有機EL裝置之類的顯示裝置的結構形成材料等。
〔實施例〕
接著，對本發明的具體實施例進行說明。
1.感光性樹脂組成物的製作
（實施例1）
首先，使表1、表2所示之原料溶解於丙二醇單甲基醚乙酸酯（PGMEA）來製備了溶液。
接著，利用孔徑0.2μm的聚丙烯過濾器過濾所製備之溶液來獲得了負型的感光性樹脂組成物。
（實施例2～11）
將原料變更為表1、表2所示，除此以外，以與實施例1相同的方式獲得了感光性樹脂組成物。
（比較例1～4）
將原料變更為表1、表2所示，除此以外，以與實施例1相同的方式獲得了感光性樹脂組成物。
【表1】
2.感光性樹脂組成物的評價
2.1 試驗片的製作
首先，準備了尺寸為8吋、厚度為725μm的矽晶圓。
接著，用旋塗機在矽晶圓上塗佈了清漆狀的感光性樹脂組成物。藉此，獲得了厚度為10μm的液態被膜。
接著，用熱板在120℃使液態被膜乾燥了5分鐘，從而獲得了塗膜。
接著，以700mJ/cm2 對所獲得之塗膜進行了整面曝光。
接著，在70℃對曝光後的塗膜進行了5分鐘的PEB（Post Exposure Bake）。
接著，在200℃加熱90分鐘來獲得了具有硬化膜之試驗片。
2.2 密接試驗
2.2.1 矽密接試驗（常溫）
接著，如以下，對所獲得之試驗片進行了遵照JIS K 5600-5-6：1999中規定之橫切（cross cut）法之密接試驗。
首先，利用工具在感光性樹脂膜加入切口。以1mm間隔，縱横各10個，以貫通感光性樹脂膜的方式加入了該切口。藉此，在感光性樹脂膜總共形成了1mm見方的100個正方形。
接著，以與該等100個正方形重疊的方式貼附了玻璃紙黏著膠帶。又，剝離玻璃紙黏著膠帶，對在100個正方形中被剝離的個數進行了計數。
將計數結果示於表2。
2.2.2 矽密接試驗（高溫）
將所獲得之試驗片在下述條件置於高溫高濕下之後，以與2.2.1同樣的方式進行了密接試驗。將評價結果示於表2。
•溫度85℃
•相對濕度85%
•試驗時間：24小時
2.2.3 銅密接試驗（常溫）
使用將2.1的矽晶圓變更為用Ti進行基底處理後蒸鍍了膜厚為300nm的銅之矽晶圓之試驗片，除此以外，以與2.2.1同樣的方式進行了常溫時的密接試驗。將評價結果示於表2。
2.2.4 銅密接試驗（高溫）
使用將2.1的矽晶圓變更為用Ti進行基底處理後蒸鍍了膜厚為300nm的銅之矽晶圓之試驗片，除此以外，以與2.2.2同樣的方式進行了高溫時的密接試驗。將評價結果示於表2。
2.3 圖案形成性評價
首先，如2.1所示，在矽晶圓上用旋塗機塗佈了清漆狀的感光性樹脂組成物。藉此，獲得了厚度為10μm的液態被膜。
接著，用熱板在120℃使液態被膜乾燥了5分鐘，從而獲得了塗膜。
接著，經由負型圖案用遮罩，利用i射線步進機（Nikon Corporation製，NSR-4425i）對塗膜進行了曝光處理。之後，在70℃實施了5分鐘的曝光後加熱處理。
接著，藉由使用25℃的丙二醇單甲基醚乙酸酯（PGMEA）作為顯影液進行噴塗顯影來溶解去除未曝光部後，用異丙醇（IPA）進行了沖洗。
接著，目視確認是否形成了圖案，按照以下的評價基準評價了圖案形成性。
＜圖案形成性的評價基準＞
○：藉由溶解未曝光部來獲得了圖案
×：因全溶解或不溶解而未能獲得圖案
將評價結果示於表2。
【表2】
從表2明確可知，在各實施例中獲得之感光性樹脂膜顯示出對無機材料及金屬材料的良好的密接性。
〔產業上之可利用性〕
本發明的負型感光性樹脂組成物包含熱固性樹脂、光聚合起始劑、含有酸酐作為官能基之偶合劑。藉由使用含有酸酐作為官能基之偶合劑，由負型感光性樹脂組成物形成之樹脂膜與由無機材料或金屬材料形成之半導體晶片或各種金屬配線的密接性變得良好。因此，能夠提高使用了該種負型感光性樹脂組成物之半導體裝置的可靠性。因此，本發明具有產業上之可利用性。
1‧‧‧半導體裝置
2‧‧‧貫通電極基板
3‧‧‧半導體封裝
21、251、252‧‧‧有機絕緣層
22、221、222、254‧‧‧貫通配線
23、32‧‧‧半導體晶片
24‧‧‧下層配線層
25‧‧‧上層配線層
26、35‧‧‧焊料凸塊
27‧‧‧晶片埋入結構體
31‧‧‧封裝基板
33‧‧‧焊線
34‧‧‧密封層
41、412‧‧‧遮罩
42、423、424‧‧‧開口部
202‧‧‧基板
210、2510、2520‧‧‧感光性樹脂層
253‧‧‧配線層
圖1係表示本發明的半導體裝置的第1實施形態之縱剖面圖。
圖2係被圖1的鏈線包圍之區域的部分放大圖。
圖3係表示製造圖1所示之半導體裝置之方法的一例之圖。
圖4係表示製造圖1所示之半導體裝置之方法的一例之圖。
圖5係表示本發明的半導體裝置的第2實施形態之縱剖面圖。
圖6係被圖5的鏈線包圍之區域的部分放大圖。
圖7係表示製造圖5所示之半導體裝置之方法之步驟圖。
圖8係用以說明製造圖5所示之半導體裝置之方法之圖。
圖9係用以說明製造圖5所示之半導體裝置之方法之圖。
圖10係用以說明製造圖5所示之半導體裝置之方法之圖。

Claims (11)

  1. 一種負型感光性樹脂組成物，其包含： 熱固性樹脂； 光聚合起始劑；及 偶合劑，其含有酸酐作為官能基。
  2. 如申請專利範圍第1項之負型感光性樹脂組成物，其中，該熱固性樹脂包含在常溫為固態之成分。
  3. 如申請專利範圍第1項之負型感光性樹脂組成物，其中，該熱固性樹脂包含多官能環氧樹脂。
  4. 如申請專利範圍第3項之負型感光性樹脂組成物，其中，該多官能環氧樹脂的含量相對於該感光性樹脂組成物的不揮發成分為40～80質量%。
  5. 如申請專利範圍第1項之負型感光性樹脂組成物，其中，該偶合劑為包含烷氧基矽基（alkoxysilyl）之化合物。
  6. 如申請專利範圍第1項之負型感光性樹脂組成物，其中，該酸酐為琥珀酸酐。
  7. 如申請專利範圍第1項之負型感光性樹脂組成物，其中，該負型感光性樹脂組成物進而包含溶劑。
  8. 如申請專利範圍第7項之負型感光性樹脂組成物，其中，該負型感光性樹脂組成物溶解於該溶劑而呈清漆狀。
  9. 一種半導體裝置，其具備： 半導體晶片；及 樹脂膜，其設置於該半導體晶片上且包含申請專利範圍第1項之負型感光性樹脂組成物的硬化物。
  10. 如申請專利範圍第9項之半導體裝置，其中，在該樹脂膜中埋設有再配線層，該再配線層與該半導體晶片電連接。
  11. 一種電子機器，其具備申請專利範圍第9或10項之半導體裝置。
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