JP2013251369A - Semiconductor device manufacturing method, thermosetting resin composition used therefor and semiconductor device obtained thereby - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法及びそれに用いる熱硬化性樹脂組成物並びにそれらにより得られる半導体装置に関する。より詳しくは、小型化及び薄型化の要求が高いウェハレベル半導体装置を低コストで効率よく、再配線形成を行うことができる製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, a thermosetting resin composition used therefor, and a semiconductor device obtained therefrom. More specifically, the present invention relates to a manufacturing method capable of forming a rewiring efficiently at a low cost on a wafer level semiconductor device that is highly demanded to be reduced in size and thickness.
電子機器の高機能化に伴って、半導体装置の小型化及び薄型化が進んでいる。近年、半導体装置の軽薄短小化は留まるところを知らず、半導体素子とほぼ同じ大きさのウェハレベルの半導体装置や、半導体装置の上に半導体装置を積むパッケージ・オン・パッケージといった実装形態も盛んに行われており、今後、ますます半導体装置の小型化及び薄型化が進むと予想される。 As electronic devices become more sophisticated, semiconductor devices are becoming smaller and thinner. In recent years, semiconductor devices have become lighter, thinner, and smaller, and there are prominent mounting forms such as wafer-level semiconductor devices that are almost the same size as semiconductor elements, and package-on-packages in which semiconductor devices are stacked on top of semiconductor devices. In the future, it is expected that semiconductor devices will become increasingly smaller and thinner.
ところで、ウェハレベルの半導体装置はウェハ上に再配線層を形成し、はんだボールなどの外部接続用の端子を設けた後、ダイシングによって個片化することで得られる。端子数が数１０ピンから１００ピン程度の場合は、ウェハ上にはんだボールなどの外部接続用の端子を設けることが可能である。 By the way, a wafer level semiconductor device can be obtained by forming a rewiring layer on a wafer, providing an external connection terminal such as a solder ball, and then dicing it into individual pieces. When the number of terminals is about several tens to 100 pins, external connection terminals such as solder balls can be provided on the wafer.
しかしながら、半導体素子の微細化が進展し、端子数が１００ピン以上に増加してくると、ウェハ上のみに再配線層を形成し、外部接続用端子を設けることが難しくなる。無理に外部接続用の端子を設けた場合、端子間のピッチが狭くなるとともに、端子高さが低くなり、半導体装置を実装した後の接続信頼性の確保が難しくなる。このため、半導体素子の微細化、つまりは外部接続端子数の増加への対応が求められている。最近では、ウェハを所定サイズに個片化し、再配置することで、半導体素子の外側にも外部接続用の端子を設けることができる半導体装置の開発が進められている（例えば特許文献１〜４参照）。
However, when the miniaturization of semiconductor elements progresses and the number of terminals increases to 100 pins or more, it becomes difficult to form a rewiring layer only on the wafer and provide external connection terminals. When the terminals for external connection are forcibly provided, the pitch between the terminals is reduced and the height of the terminals is reduced, so that it is difficult to ensure connection reliability after mounting the semiconductor device. For this reason, it is required to cope with miniaturization of semiconductor elements, that is, increase in the number of external connection terminals. Recently, development of a semiconductor device in which a terminal for external connection can be provided outside a semiconductor element by dividing the wafer into a predetermined size and rearranging the wafer is progressing (for example,
特許文献１〜４に記載されている半導体装置は、ウェハを所定サイズに個片化し、個片化した半導体装置を再配置するため、ウェハ上に再配線するよりも再配線領域を広く確保することができ、半導体素子の多ピン化に対応することが可能となる。
In the semiconductor devices described in
図１〜４は、従来の半導体装置の製造方法を示す図である。図４（ｒ）に示す半導体装置は、半導体素子の再配置、封止、再配線層形成、配線形成、外部接続端子の形成、個片化などの工程を経て得られる。 1 to 4 are views showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device. The semiconductor device shown in FIG. 4R is obtained through processes such as rearrangement of semiconductor elements, sealing, rewiring layer formation, wiring formation, external connection terminal formation, and individualization.
支持体の片側に仮固定用フィルムを貼り合せる（図１（ａ）参照）。次いで、半導体素子を所定の間隔で能動面（表面；回路が形成された面）が仮固定用フィルムに貼り合わさるように再配置する（図１（ｂ）参照）。次いで、半導体素子を覆うように封止材で封止する（図１（ｃ）参照）。封止後、所定の温度及び時間で後硬化を行う。次いで、所定温度に設定されたホットプレート上に載せ、支持体を取り外す（図１（ｄ）参照）。次いで、仮固定用フィルムをはく離し、半導体素子の能動面（表面）を露出させる（図１（ｅ）参照）。次いで、半導体素子の能動面に塗布型の感光性樹脂組成物をスピンコートし、ホットプレート上で熱硬化させる（図２（ｆ）参照）。次いで、所定の箇所を露光・現像処理し、オーブンで後硬化する（図２（ｇ）参照）。次いで、スパッタによりシード層を形成する（図２（ｈ）参照）。上記シード層上に回路形成用レジストを塗布、またはラミネートし、所定の箇所を露光、現像処理する（図２（ｊ）参照）。次いで、電気めっき法により配線パターンを形成する（図２（ｋ）参照）。次いで、はく離液により回路形成用レジストを除去する（図３（ｍ）参照）。次いで、上記シード層をエッチングにより除去する（図３（ｎ）参照）。次いで、感光性樹脂組成物を再度スピンコートし、８０℃程度のホットプレート上で熱硬化させ、所定の箇所を露光・現像処理した後、オーブンで後硬化する（図４（ｑ）参照）。次いで、はんだボールをリフロー搭載する。最後に、ダイシング個片化することで、半導体装置を作製することができる（図４（ｒ）参照）。 A temporary fixing film is bonded to one side of the support (see FIG. 1A). Next, the semiconductor elements are rearranged at a predetermined interval so that the active surface (surface; the surface on which the circuit is formed) is bonded to the temporary fixing film (see FIG. 1B). Next, the semiconductor element is sealed with a sealing material (see FIG. 1C). After sealing, post-curing is performed at a predetermined temperature and time. Next, the substrate is placed on a hot plate set at a predetermined temperature, and the support is removed (see FIG. 1D). Next, the temporary fixing film is peeled off to expose the active surface (surface) of the semiconductor element (see FIG. 1E). Next, a coating type photosensitive resin composition is spin-coated on the active surface of the semiconductor element and thermally cured on a hot plate (see FIG. 2F). Next, a predetermined portion is exposed and developed, and post-cured in an oven (see FIG. 2G). Next, a seed layer is formed by sputtering (see FIG. 2H). A circuit forming resist is applied or laminated on the seed layer, and a predetermined portion is exposed and developed (see FIG. 2 (j)). Next, a wiring pattern is formed by electroplating (see FIG. 2 (k)). Next, the resist for circuit formation is removed with a peeling solution (see FIG. 3 (m)). Next, the seed layer is removed by etching (see FIG. 3 (n)). Next, the photosensitive resin composition is spin-coated again, heat-cured on a hot plate at about 80 ° C., a predetermined portion is exposed and developed, and then post-cured in an oven (see FIG. 4 (q)). Next, the solder balls are reflow mounted. Finally, a semiconductor device can be manufactured by dicing into individual pieces (see FIG. 4R).
このようにして得られた半導体装置は、小型化及び薄型化が可能であるため、高機能化・多機能化が進むスマートフォンやタブレット端末等の電子機器に好適である。しかしながら、このような方法で製造された半導体装置は、製造工程が複雑であること、半導体素子の受動面（裏面）が封止されているため反りが生じ易いこと、更なる薄型化への対応が困難であること、放熱に不向きであること、等の問題があった。 Since the semiconductor device obtained in this manner can be reduced in size and thickness, it is suitable for electronic devices such as smartphones and tablet terminals whose functions are becoming higher and more multifunctional. However, the semiconductor device manufactured by such a method has a complicated manufacturing process, and the passive surface (back surface) of the semiconductor element is sealed, so that warpage is likely to occur, and further reduction in thickness is possible. There are problems such as being difficult to heat and unsuitable for heat dissipation.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、薄型化が可能で、反りが小さく、放熱性に優れた半導体装置を、効率的に製造する方法を提供することを目的とする。また、本発明は下記方法によって製造された半導体装置、並びに、半導体装置を製造するのに適した熱硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for efficiently manufacturing a semiconductor device that can be thinned, has a small warpage, and is excellent in heat dissipation. Moreover, this invention aims at providing the thermosetting resin composition suitable for manufacturing the semiconductor device manufactured by the following method, and a semiconductor device.
本発明は、
（Ｉ）半導体素子の能動面（表面）に感光性樹脂組成物からなるレジストパターンを形成する工程と、
（ＩＩ）支持体上に仮固定層を形成後、少なくとも１つ以上の前記半導体素子を、半導体素子の受動面（裏面）と仮固定層が貼り合わさるように配置する工程と、
（ＩＩＩ）前記少なくとも１つ以上の半導体素子の能動面（表面）を覆うように、熱硬化性樹脂組成物で封止し、第一の絶縁層を形成する工程と、
（ＩＶ）支持体と仮固定層をはく離し、半導体素子の受動面（裏面）を露出させる工程と、
（Ｖ）半導体素子の能動面（表面）上の熱硬化性樹脂組成物からなる第一の絶縁層にアルカリ処理を施すことにより、半導体素子の能動面（表面）にまで至る開口を形成する工程と、
（ＶＩ）熱硬化性樹脂組成物からなる第一の絶縁層上にシード層を形成する工程と、
（ＶＩＩ）シード層上に回路形成用レジストを形成し、露光処理及び現像処理を施して再配線用のレジストパターンを形成する工程と、
（ＶＩＩＩ）電気めっき法により配線パターンを形成し、はく離処理によりレジストパターンを除去する工程と、
（ＩＸ）シード層を除去する工程と、
（Ｘ）配線パターン上に感光性樹脂組成物からなるレジストパターンを形成し、さらに配線パターンと感光性樹脂組成物からなるレジストパターン上に第二の絶縁層を形成し、配線パターンにまで至る開口を形成する工程と、
（ＸＩ）外部接続用端子を形成する工程を、備える半導体装置の製造方法である。
The present invention
(I) forming a resist pattern made of a photosensitive resin composition on an active surface (surface) of a semiconductor element;
(II) After forming the temporary fixing layer on the support, placing at least one or more of the semiconductor elements such that the passive surface (back surface) of the semiconductor element and the temporary fixing layer are bonded together;
(III) sealing with a thermosetting resin composition so as to cover an active surface (surface) of the at least one semiconductor element, and forming a first insulating layer;
(IV) peeling the support and the temporary fixing layer and exposing the passive surface (back surface) of the semiconductor element;
(V) A step of forming an opening reaching the active surface (surface) of the semiconductor element by subjecting the first insulating layer made of the thermosetting resin composition on the active surface (surface) of the semiconductor element to an alkali treatment. When,
(VI) forming a seed layer on the first insulating layer comprising the thermosetting resin composition;
(VII) forming a resist for circuit formation on the seed layer, and performing a exposure process and a development process to form a resist pattern for rewiring;
(VIII) forming a wiring pattern by electroplating and removing the resist pattern by peeling treatment;
(IX) removing the seed layer;
(X) A resist pattern made of a photosensitive resin composition is formed on the wiring pattern, and a second insulating layer is formed on the resist pattern made of the wiring pattern and the photosensitive resin composition, and the opening reaching the wiring pattern. Forming a step;
(XI) A method of manufacturing a semiconductor device comprising a step of forming an external connection terminal.
上記半導体装置の製造方法の特徴は、半導体素子の受動面（裏面）と仮固定層が貼り合わさるように配置し、熱硬化性樹脂組成物で封止することによって、半導体素子を封止する工程と、半導体素子の能動面（表面）上に第一の絶縁層を形成する工程と、半導体素子の受動面（裏面）を容易に露出できるように加工する工程とを、一括で行うところにある。また、半導体素子の能動面（表面）上に感光性樹脂組成物が形成されているため、封止厚みを制御し易いという特長がある。かかる方法によれば、図１〜４に示したように、従来の半導体装置の製造方法と比較して、半導体装置を低コストで効率よく形成できる。なお、本発明に用いる熱硬化性樹脂組成物は、液状、粉状、タブレット状及びフィルム状のいずれも適用可能であるが、半導体素子の能動面（表面）上の絶縁層の厚みを精度良く制御するには、予め厚みを管理しているフィルム状の熱硬化性樹脂組成物が好適である。 The semiconductor device manufacturing method is characterized in that the semiconductor element is sealed by placing the passive surface (back surface) of the semiconductor element and the temporary fixing layer so as to be bonded together and sealing with a thermosetting resin composition. And a step of forming the first insulating layer on the active surface (front surface) of the semiconductor element and a step of processing so that the passive surface (back surface) of the semiconductor element can be easily exposed. . Further, since the photosensitive resin composition is formed on the active surface (surface) of the semiconductor element, there is a feature that the sealing thickness can be easily controlled. According to such a method, as shown in FIGS. 1 to 4, the semiconductor device can be efficiently formed at low cost as compared with the conventional method for manufacturing a semiconductor device. The thermosetting resin composition used in the present invention can be applied in any form of liquid, powder, tablet and film, but the thickness of the insulating layer on the active surface (surface) of the semiconductor element can be accurately adjusted. For control, a film-like thermosetting resin composition whose thickness is controlled in advance is suitable.
上記半導体装置の製造方法において、上記（ＩＩＩ）における封止温度は、５０〜１４０℃であり、且つ加熱時間が１０〜３００秒の範囲であることが好ましい。 In the method for manufacturing a semiconductor device, the sealing temperature in (III) is preferably 50 to 140 ° C. and the heating time is in the range of 10 to 300 seconds.
また、上記（ＩＩＩ）の工程における封止圧力は、０．２〜２．０ＭＰａの範囲であることが好ましい。 The sealing pressure in the step (III) is preferably in the range of 0.2 to 2.0 MPa.
上記の工程における、熱硬化性樹脂組成物の厚みＴ２が５０〜７５０μｍであることが好ましい。また、熱硬化性樹脂組成物層の厚みＴ２と半導体素子の厚みＴ１の差（Ｔ２−Ｔ１）が５〜５０μｍの範囲であることが好ましい。 In the above step, the thickness T 2 of the thermosetting resin composition is preferably 50～750Myuemu. Further, it is preferable that the difference in thickness T 1 of the thickness T 2 of the semiconductor device of the thermosetting resin composition layer (T 2 -T 1) is in the range of 5 to 50 [mu] m.
また、本発明は、上記半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置であり、薄型化が可能で、反りが小さく、放熱性に優れたウェハレベル半導体装置を低コストで効率よく提供する。 In addition, the present invention is a semiconductor device manufactured by the above-described method for manufacturing a semiconductor device, and can efficiently provide a wafer level semiconductor device that can be thinned, has low warpage, and is excellent in heat dissipation at low cost.
さらに、本発明は、上記半導体装置の製造方法において使用される熱硬化性樹脂組成物であって、前記熱硬化性樹脂組成物が、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミドイミド樹脂及び熱硬化性ポリイミド樹脂からなる群より選択される少なくとも一種を含む樹脂と、
最大粒径が５μｍ以下で、平均粒径が１μｍ以下の無機フィラーとを含有する熱硬化性樹脂組成物を提供する。
Furthermore, the present invention is a thermosetting resin composition used in the method for manufacturing a semiconductor device, wherein the thermosetting resin composition comprises:
A resin containing at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, a polyamide-imide resin, and a thermosetting polyimide resin;
A thermosetting resin composition containing an inorganic filler having a maximum particle size of 5 μm or less and an average particle size of 1 μm or less is provided.
なお、ここでいう無機フィラーの最大粒径及び平均粒径は、日機装株式会社製の動的光散乱式ナノトラック粒度分布計「ＵＰＡ−ＥＸ１５０」（日機装株式会社製）又はレーザ回折散乱式マイクロトラック粒度分布計「ＭＴ−３１００」（日機装株式会社製）を用いて測定した値を意味する。 The maximum particle size and the average particle size of the inorganic filler here are the dynamic light scattering nanotrack particle size distribution meter “UPA-EX150” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) manufactured by Nikkiso Co., Ltd. or the laser diffraction scattering microtrack. It means a value measured using a particle size distribution meter “MT-3100” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
本発明によれば、半導体素子を封止する工程と、半導体素子の能動面（表面）上に第一の絶縁層を形成する工程と、半導体素子の受動面（裏面）を容易に露出できるように加工する工程とを一括で行うことができ、薄型化が可能で、反りが小さく、放熱性に優れたウェハレベル半導体装置を低コストで効率よく提供することができる。 According to the present invention, the step of sealing the semiconductor element, the step of forming the first insulating layer on the active surface (front surface) of the semiconductor element, and the passive surface (back surface) of the semiconductor element can be easily exposed. The wafer level semiconductor device that can be thinned, can be thinned, has low warpage, and has excellent heat dissipation can be efficiently provided at low cost.
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.
ここでは、図５（ａ）に示す態様から、図８（ｒ）に示す半導体装置を製造する方法について説明する。なお、本発明の半導体装置の製造方法は、小型化及び薄型化が進むウェハレベル型半導体装置の形態において特に好適である。 Here, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 8R will be described from the mode shown in FIG. The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is particularly suitable in the form of a wafer level type semiconductor device that is becoming smaller and thinner.
図５〜８を参照しながら、半導体装置の製造方法について説明する。まず、支持体１の片側に仮固定用フィルム２を貼り合せる（図５（ａ））。次いで、図５（ｂ）に示すように感光性樹脂組成物３ａを形成した半導体素子３を所定の間隔で半導体素子３の受動面（裏面）が仮固定用フィルム２に貼り合わさるように再配置する（（ＩＩ）工程）。支持体１の材質は特に限定されないが、熱による寸法変化が小さいＳＵＳ板やシリコンウェハなどが好適である。同様に厚みも特に限定するものではないが、反り抑制が可能な０．５ｍｍ以上の厚みが好適である。仮固定用フィルム２についても特に限定するものでなく、市販されており一般に入手可能な材料で構わない。仮固定用フィルムに耐熱性が必要な場合には、例えば、特開２０１０−２５４８０８号公報に記載のジアミン化合物と、芳香族多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる、アミド結合又はイミド結合を有する特定の構造を有する重合体フィルムを用いることができる。
A method for manufacturing a semiconductor device will be described with reference to FIGS. First, the temporarily fixing
次いで、図５（ｃ）に示すように、少なくとも１つ以上の半導体素子３を覆うように熱硬化性樹脂組成物４で封止する（（ＩＩＩ）工程）。このとき、半導体素子３の能動面（表面）上に熱硬化性樹脂組成物４からなる第一の絶縁層を形成する。第一の絶縁層を形成する工程では、熱硬化性樹脂組成物４が液状の場合は公知のコンプレッションモールドにより封止する工程やスピンコータで塗布する工程を経ることにより、第一の絶縁層を半導体素子３の能動面（表面）上に形成させる。タブレット状の場合は、公知のコンプレッションモールドにより封止する工程やトランスファーモールドにより射出成型する工程を経ることにより形成させる。フィルム状の場合は、公知の真空ラミネータ、ロールラミネータ、プレス機などにより貼り合わせる工程を経ることにより形成させる。熱硬化性樹脂組成物４の形態は上記液状、タブレット状、フィルム状のいずれでも構わないが、厚みを精度良く制御するには、予め厚みを管理しているフィルム状のものを好適に用いることができる。熱硬化性樹脂組成物４の封止温度は、好ましくは５０〜１４０℃であり、より好ましくは７０〜１００℃である。封止温度が５０℃未満の場合、充分に樹脂を充填することが困難となる傾向がある。他方、１４０℃を超えて高い場合、封止後にＰＥＴなどの支持体をはく離することが難しくなるという事情がある。熱硬化性樹脂組成物４の封止時間は、好ましくは１０〜３００秒であり、より好ましくは３０〜１２０秒である。封止時間が１０秒未満の場合、充分に樹脂を充填することが困難となる傾向がある。他方、３００秒を超えて長い場合、生産性が低下し、コスト低減を図ることが難しくなるという事情がある。熱硬化性樹脂組成物４の封止圧力は、好ましくは０．２〜２．０ＭＰａであり、より好ましくは、０．２〜１．０ＭＰａである。封止圧力が０．２ＭＰａ未満の場合、充分に樹脂を充填することが困難となる傾向がある。他方、２．０ＭＰａを超えて高い場合、半導体素子の能動面（表面）上に、充分な厚みの絶縁層を形成することが難しくなるという事情がある。次いで、所定の温度及び時間で後硬化を行う。後硬化温度は特に限定するものではないが、好ましくは１２０〜２００℃であり、より好ましくは１５０〜１８０℃である。後硬化時間についても特に限定するものではないが、好ましくは１５〜１８０分であり、より好ましくは３０〜１２０分である。
Next, as shown in FIG. 5C, sealing is performed with a thermosetting resin composition 4 so as to cover at least one semiconductor element 3 (step (III)). At this time, a first insulating layer made of the thermosetting resin composition 4 is formed on the active surface (surface) of the
熱硬化性樹脂組成物４からなる絶縁層の厚みＴ２は、好ましくは５０〜７５０μｍであり、より好ましくは１００〜５００μｍである（図５（ｃ）参照）。絶縁層の厚みＴ２が５０μｍ未満の場合、薄いフィルム状の熱硬化性樹脂組成物を成膜することが難しくなるという事情がある。他方、７５０μｍを超えて厚い場合、半導体装置の厚みが厚くなり、本発明の趣旨と合わなくなる。 The thickness T2 of the insulating layer made of the thermosetting resin composition 4 is preferably 50 to 750 μm, and more preferably 100 to 500 μm (see FIG. 5C). When the thickness T2 of the insulating layer is less than 50 μm, it is difficult to form a thin film-like thermosetting resin composition. On the other hand, if the thickness exceeds 750 μm, the thickness of the semiconductor device becomes too thick to meet the spirit of the present invention.
熱硬化性樹脂組成物４からなる第一の絶縁層の厚みＴ２と半導体素子の厚みＴ１の差（Ｔ２−Ｔ１）は、好ましくは５〜５０μｍの範囲であり、より好ましくは１０〜３０μｍの範囲である（図５（ｂ）、（ｃ）参照）。（Ｔ２−Ｔ１）が５μｍ未満と薄い場合、半導体素子３上に均一な厚みの絶縁層を形成することが困難となる傾向がある。他方、５０μｍを超えて厚い場合、（Ｖ）工程の半導体素子の能動面（表面）上に形成した感光性樹脂組成物からなるレジストパターンと、その上の熱硬化性樹脂組成物からなる第一の絶縁層から、アルカリ処理により、感光性樹脂組成物を除去することが難しくなり、微細な開口を設けることが困難になるという事情がある。
The difference (T 2 −T 1 ) between the thickness T 2 of the first insulating layer made of the thermosetting resin composition 4 and the thickness T 1 of the semiconductor element is preferably in the range of 5 to 50 μm, more preferably 10 It is the range of -30 micrometers (refer FIG.5 (b), (c)). When (T 2 -T 1 ) is as thin as less than 5 μm, it tends to be difficult to form an insulating layer having a uniform thickness on the
次いで、図６（ｄ）、及び（ｅ）に示すように、所定温度に設定されたホットプレート上に載せ、支持体１、及び仮固定フィルム２を取り外す（（ＩＶ）工程）。ホットプレートの温度は特に限定するものではなく、仮固定用フィルム２の特性に合った温度を選択することができる。
Next, as shown in FIGS. 6D and 6E, the
次いで、図６（ｆ）に示すように、アルカリ処理により、第一の絶縁層表層の研削と感光性樹脂組成物３ａの除去により、熱硬化性樹脂組成物４からなる第一の絶縁層に、半導体素子３に至るまでの開口部を設ける（（Ｖ）工程）。使用するアルカリ処理液は特に限定するものではなく、デスミア処理液やレジストはく離液などを用いることができる。開口径に応じて、ｐＨを調整することもできる。デスミア処理は、例えば、過マンガン酸ナトリウム液、水酸化ナトリウム液、過マンガン酸カリウム液、クロム液、硫酸などの混合液に被処理基板を浸漬することによって実施できる。具体的には、熱湯や所定の膨潤液を用いて被処理基板を膨潤処理した後、過マンガン酸ナトリウム液等で残渣等を除去し、還元（中和）を行った後、水洗、湯洗、乾燥を行う。１回の処理を行っても充分な粗化及び残渣除去の効果が得られない場合は複数回処理を行ってもよい。なお、デスミア処理は上記のものに限定されない。また、デスミア処理後に、再度、熱硬化性樹脂組成物の熱硬化を行ってもよい。再度の熱硬化は、用いる熱硬化性樹脂によっても効果は異なるが、熱硬化を充分に行い、未反応物を減少させること、ガラス転移温度を上げることができるだけでなく、低熱膨張化を図ることができるからである。
Next, as shown in FIG. 6 (f), the first insulating layer made of the thermosetting resin composition 4 is formed by grinding the surface layer of the first insulating layer and removing the
次いで、図６（ｇ）に示すように、熱硬化性樹脂組成物４からなる第一の絶縁層上に無電解銅めっき処理などによりシード層５を設ける（（ＶＩ）工程）。シード層５の厚みは特に制限はないが、通常０．１〜１．０μｍが好ましく使用される。シード層５の形成は、無電解銅めっき法の他に、スパッタ法を用いても良く、銅を蒸着する前にＴｉを蒸着するなど、形成層を種々選択することができる。
Next, as shown in FIG. 6G, a
次いで、シード層上に回路形成用レジスト６をラミネートし、マスクパターンを通して活性光線を照射することにより、回路形成用レジストの所定部分を露光し、露光部の回路形成用レジスト６を光硬化させる露光処理と、未露光部に現像処理を施して再配線用のレジストパターンを形成する（（ＶＩＩ）工程）。活性光線の光源としては、公知の光源を用いることができるが、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等の紫外線を有効に放射するものを使用できる。また、直接描画方式のダイレクトレーザ露光を用いてもよい。露光量は使用する装置や回路形成用レジスト６の組成によって異なるが、好ましくは１０〜６００ｍＪ／ｃｍ２であり、より好ましくは２０〜４００ｍＪ／ｃｍ２である。露光量が１０ｍＪ／ｃｍ２未満であると光硬化が不充分となりやすく、他方、６００ｍＪ／ｃｍ２を超えると光硬化が過剰となり、回路形成用レジスト６の開口形状を安定して得ることが困難となる傾向となる。回路形成用レジスト６は液状、フィルム状のいずれも用いることができる。液状の場合は、印刷機を用いて塗布することができる。フィルム状の場合はロールラミネータや真空ラミネータを用いて貼り付けることができる。 Next, a circuit forming resist 6 is laminated on the seed layer, and a predetermined portion of the circuit forming resist is exposed by irradiating actinic rays through a mask pattern, and the circuit forming resist 6 in the exposed portion is photocured. Processing and development processing are performed on the unexposed portions to form a rewiring resist pattern (step (VII)). A known light source can be used as the active light source. For example, a light source that effectively emits ultraviolet rays, such as a carbon arc lamp, a mercury vapor arc lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, and a xenon lamp can be used. Further, direct drawing direct laser exposure may be used. The amount of exposure varies depending on the apparatus used and the composition of the circuit forming resist 6, but is preferably 10 to 600 mJ / cm 2 , more preferably 20 to 400 mJ / cm 2 . If the exposure amount is less than 10 mJ / cm 2 , the photocuring tends to be insufficient. On the other hand, if it exceeds 600 mJ / cm 2 , the photocuring becomes excessive, and it is difficult to stably obtain the opening shape of the resist 6 for circuit formation. It becomes the tendency to become. The circuit forming resist 6 can be either liquid or film. In the case of liquid, it can be applied using a printing machine. In the case of a film, it can be attached using a roll laminator or a vacuum laminator.
次いで、現像により露光部以外の回路形成用レジスト６を除去することで、図６（ｈ）に示すようにレジストパターンを形成する（（ＶＩＩ）工程の現像処理）。このときに用いる現像液としては、例えば、２０〜５０℃の炭酸ナトリウムの希薄溶液（１〜５質量％水溶液）等のアルカリ現像液が用いられ、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング及びスクラッピング等の公知の方法により現像する。 Next, by removing the circuit forming resist 6 other than the exposed portion by development, a resist pattern is formed as shown in FIG. 6H (development process in the step (VII)). As the developer used at this time, for example, an alkaline developer such as a dilute solution of sodium carbonate (1 to 5% by mass aqueous solution) at 20 to 50 ° C. is used, and spraying, rocking immersion, brushing, scraping, etc. Development is performed by a known method.
次いで、図７（ｊ）に示すように、電気めっき法により、シード層５上に銅の配線パターン７を形成する。配線パターン７は１〜２０μｍの厚みが好ましい。次いで、図７（ｋ）に示すように、はく離液により、回路形成用レジスト（レジストパターン）６をはく離し除去した（（ＶＩＩＩ）工程）。
Next, as shown in FIG. 7J, a
次いで、図７（ｍ）に示すように、エッチング液により第一絶縁層表面に露出しているシード層５を除去する（（ＩＸ）工程）。
Next, as shown in FIG. 7M, the
次いで、図８（ｎ）に示すように、配線パターン７上に感光性樹脂組成物３ｂを形成する。感光性樹脂組成物３ｂは特に限定するものではないが、厚み制御の観点から液状よりもフィルム状が好ましい。感光性樹脂組成物の形成方法は、公知の露光・現像処理により形成することができる。次いで、図８（ｐ）に示すように、配線パターン７及び感光性樹脂組成物３ｂ上に熱硬化性樹脂組成物からなる第二の絶縁層８を形成し、図９（ｑ）に示すように、アルカリ処理を施すことにより、配線パターン７にまで至る開口を形成する（（Ｘ）工程）。絶縁層の形成方法やアルカリ処理については、第一の絶縁層と同様である。
Next, as shown in FIG. 8 (n), a
次いで、図９（ｒ）に示すように第二の絶縁層８に設けた開口から露出した配線パターン7上に無電解ニッケルと金めっき９を行うことができる。特にめっき厚みは限定するものではないが、ニッケルめっき厚は１〜１０μｍ、金めっき厚は０．１μｍ程度が好ましい。
Next, as shown in FIG. 9R, electroless nickel and
次いで、図９（ｓ）に示すように、第二の絶縁層の開口部に外部接続用端子１０としての導電材料を形成する（（ＸＩ）工程）。導電材料は、特に限定されるものではないが、環境保全の観点から、Ｓｎ−Ａｇ系やＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだを使用することが好ましい。回路形成用レジストを用いて、Ｃｕポストを形成しても構わない。
Next, as shown in FIG. 9S, a conductive material as the
次いで、ダイサーを用いてダイシング個片化することで、図９（ｔ）に示すような半導体装置を得ることができる。 Next, by dicing into pieces using a dicer, a semiconductor device as shown in FIG. 9 (t) can be obtained.
このようにして得られた本発明の半導体装置の製造方法で得られる半導体装置は、小型化及び薄型化が進むウェハレベルの半導体装置において特に好適である。 The semiconductor device obtained by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention thus obtained is particularly suitable for a wafer level semiconductor device that is becoming smaller and thinner.
次に、上述の半導体装置の製造に用いられる感光性樹脂組成物３ａ、３ｂについて詳細に説明するが、本発明はこれらの樹脂組成に限定されるものではない。
Next, although
プリント配線板の製造に用いる感光性樹脂組成物は、特に限定するものではないが、以下のものが好適である。すなわち、感光性樹脂層の形成に好適な感光性樹脂組成物は、
（ａ）バインダーポリマーと、
（ｂ）エチレン性不飽和結合を少なくとも１つ有する光重合性化合物と、
（ｃ）光重合開始剤と、
を含有する、ことが好ましい。これは、感光性樹脂組成物３ａ及び感光性樹脂組成物３ｂのいずれにも該当する。
Although the photosensitive resin composition used for manufacture of a printed wiring board is not specifically limited, The following are suitable. That is, the photosensitive resin composition suitable for forming the photosensitive resin layer is
(A) a binder polymer;
(B) a photopolymerizable compound having at least one ethylenically unsaturated bond;
(C) a photopolymerization initiator;
It is preferable to contain. This corresponds to both the
感光性樹脂組成物は、（ｄ）無機フィラーを含まないことが好ましい。この場合、現像後の解像度が向上し、微細なパターンを形成でき、デスミア処理ではく離した後の開口部側面が平滑になる傾向にある。なお、感光性樹脂組成物に、（ｄ）無機フィラーを含む場合は、最大粒径が５μｍ以下、平均粒径が１μｍ以下であることが好ましい。 It is preferable that the photosensitive resin composition does not contain (d) an inorganic filler. In this case, the resolution after development is improved, a fine pattern can be formed, and the side surface of the opening after being peeled by the desmear process tends to be smooth. In addition, when (d) an inorganic filler is included in the photosensitive resin composition, it is preferable that a maximum particle diameter is 5 micrometers or less and an average particle diameter is 1 micrometer or less.
上記（ａ）バインダーポリマー（以下、便宜的に「（ａ）成分」という場合がある）としては、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、アミド系樹脂、アミドエポキシ系樹脂、アルキド系樹脂、及びフェノール系樹脂等が挙げられる。アルカリ現像性の観点からは、アクリル系樹脂が好ましい。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。（ａ）バインダーポリマーは、例えば、重合性単量体をラジカル重合させることにより製造することができる。 Examples of the (a) binder polymer (hereinafter sometimes referred to as “component (a)” for the sake of convenience) include, for example, acrylic resins, styrene resins, epoxy resins, amide resins, amide epoxy resins, alkyds. Resin, phenol resin and the like. An acrylic resin is preferable from the viewpoint of alkali developability. These can be used alone or in combination of two or more. (A) The binder polymer can be produced, for example, by radical polymerization of a polymerizable monomer.
上記重合性単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、及びα−メチルスチレン等のα−位若しくは芳香族環において置換されている重合可能なスチレン誘導体、ジアセトンアクリルアミド等のアクリルアミド、アクリロニトリル及びビニル−ｎ−ブチルエーテル等のビニルアルコールのエステル類、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリル酸ベンジルエステル、（メタ）アクリル酸テトラヒドロフルフリルエステル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチルエステル、（メタ）アクリル酸グリシジルエステル、２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸、α−ブロモ（メタ）アクリル酸、α−クロル（メタ）アクリル酸、β−フリル（メタ）アクリル酸、β−スチリル（メタ）アクリル酸、マレイン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノイソプロピル等のマレイン酸モノエステル、フマール酸、ケイ皮酸、α−シアノケイ皮酸、イタコン酸、クロトン酸、プロピオール酸などが挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the polymerizable monomer include polymerizable styrene derivatives substituted at the α-position or aromatic ring such as styrene, vinyltoluene, and α-methylstyrene, acrylamide such as diacetone acrylamide, acrylonitrile, and the like. Esters of vinyl alcohol such as vinyl-n-butyl ether, (meth) acrylic acid alkyl ester, (meth) acrylic acid benzyl ester, (meth) acrylic acid tetrahydrofurfuryl ester, (meth) acrylic acid dimethylaminoethyl ester, ( (Meth) acrylic acid diethylaminoethyl ester, (meth) acrylic acid glycidyl ester, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, α-Bromo (meth) acrylic acid, α-chloro (meth) acrylic acid, β-furyl (meth) acrylic acid, β-styryl (meth) acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, monomethyl maleate, maleic acid Examples include maleic acid monoesters such as monoethyl and monoisopropyl maleate, fumaric acid, cinnamic acid, α-cyanocinnamic acid, itaconic acid, crotonic acid, and propiolic acid. These can be used alone or in combination of two or more.
また、（ａ）バインダーポリマーは、アルカリ現像性の見地から、カルボキシル基を含有させることが好ましく、例えば、カルボキシル基を有する重合性単量体とその他の重合性単量体をラジカル重合させることにより製造することができる。上記カルボキシル基を有する重合性単量体としては、（メタ）アクリル酸が好ましく、中でもメタクリル酸がより好ましい。なお、本発明で、（メタ）アクリル酸とはアクリル酸又はメタクリル酸を示し、（メタ）アクリレートとはアクリレート又はそれに対応するメタクリレートを意味し、（メタ）アクリロイル基とはアクリロイル基又はメタクリロイル基を意味する。 Further, (a) the binder polymer preferably contains a carboxyl group from the viewpoint of alkali developability, for example, by radical polymerization of a polymerizable monomer having a carboxyl group and another polymerizable monomer. Can be manufactured. As the polymerizable monomer having a carboxyl group, (meth) acrylic acid is preferable, and methacrylic acid is more preferable. In the present invention, (meth) acrylic acid means acrylic acid or methacrylic acid, (meth) acrylate means acrylate or the corresponding methacrylate, and (meth) acryloyl group means acryloyl group or methacryloyl group. means.
上記（ａ）バインダーポリマーのカルボキシル基含有量（使用する全重合性単量体に対するカルボキシル基を有する重合性単量体の割合）は、アルカリ現像性とアルカリ耐性のバランスの見地から、好ましくは１２〜５０質量％であり、より好ましくは１２〜４０質量％であり、更に好ましくは１５〜３０質量％であり、特に好ましくは１５〜２５質量％である。このカルボキシル基含有量が１２質量％未満では、アルカリ現像性が劣る傾向があり、５０質量％を超えるとアルカリ耐性が劣る傾向がある。 The carboxyl group content (a) of the binder polymer (the ratio of the polymerizable monomer having a carboxyl group to the total polymerizable monomer used) is preferably 12 from the viewpoint of the balance between alkali developability and alkali resistance. It is -50 mass%, More preferably, it is 12-40 mass%, More preferably, it is 15-30 mass%, Most preferably, it is 15-25 mass%. When the carboxyl group content is less than 12% by mass, alkali developability tends to be inferior, and when it exceeds 50% by mass, alkali resistance tends to be inferior.
（ａ）バインダーポリマーの重量平均分子量は、機械強度及びアルカリ現像性のバランスの見地から、好ましくは２０，０００〜３００，０００であり、より好ましくは４０，０００〜１５０，０００であり、更に好ましくは５０，０００〜１２０，０００である。重量平均分子量が、２０，０００未満では耐現像液性が低下する傾向があり、３００，０００を超えると現像時間が長くなる傾向がある。なお、本実施形態において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定され、標準ポリスチレンを用いて作成した検量線により換算された値でとする。 (A) The weight average molecular weight of the binder polymer is preferably 20,000 to 300,000, more preferably 40,000 to 150,000, and still more preferably, from the viewpoint of the balance between mechanical strength and alkali developability. Is 50,000 to 120,000. When the weight average molecular weight is less than 20,000, the developer resistance tends to decrease, and when it exceeds 300,000, the development time tends to be long. In the present embodiment, the weight average molecular weight is a value measured by a gel permeation chromatography method and converted by a calibration curve created using standard polystyrene.
（ｂ）エチレン性不飽和結合を少なくとも１つ有する光重合性化合物（以下、便宜的に「（ｂ）成分」という）としては、例えば、多価アルコールにα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、ビスフェノールＡ系（メタ）アクリレート化合物、グリシジル基含有化合物にα、β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、ウレタン結合を有する（メタ）アクリレート化合物等のウレタンモノマー、ノニルフェノキシブタエチレンオキシ（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシオクタエチレンオキシ（メタ）アクリレート、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β´−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシエチル−β´−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシプロピル−β´−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。 (B) As a photopolymerizable compound having at least one ethylenically unsaturated bond (hereinafter referred to as “component (b)” for convenience), for example, polyhydric alcohol is reacted with α, β-unsaturated carboxylic acid. Urethane monomers such as (meth) acrylate compounds having a urethane bond, compounds obtained by reacting α, β-unsaturated carboxylic acids with bisphenol A-based (meth) acrylate compounds, glycidyl group-containing compounds, Nonylphenoxybutaethyleneoxy (meth) acrylate, nonylphenoxyoctaethyleneoxy (meth) acrylate, γ-chloro-β-hydroxypropyl-β ′-(meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, β-hydroxyethyl-β ′ -(Meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, β-hydroxy Propyl -Beta'- (meth) acryloyloxyethyl -o- phthalate, and (meth) acrylic acid alkyl ester. These may be used alone or in combination of two or more.
上記（ｃ）成分の光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ´−テトラメチル−４，４´−ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、Ｎ，Ｎ´−テトラエチル−４，４´−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４´−ジメチルアミノベンゾフェノン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタノン−１、及び２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノ−プロパノン−１等の芳香族ケトン、２−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、２，３−ベンズアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２−メチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナンタラキノン、２−メチル１，４−ナフトキノン、及び２，３−ジメチルアントラキノン等のキノン類、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、及びベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物、ベンゾイン、メチルベンゾイン、及びエチルベンゾイン等のベンゾイン化合物、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、９，１０−ジメトキシアントラセン、９，１０−ジエトキシアントラセン、９，１０−ジプロポキシアントラセン、９，１０−ジブトキシアントラセン、及び９，１０−ジペントキシアントラセン等の置換アントラセン類、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（メトキシフェニル）イミダゾール二量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、及び２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体等の２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体、クマリン系化合物、オキサゾール系化合物、ピラゾリン系化合物などが挙げられる。ここで、２つの２，４，５−トリアリールイミダゾールのアリール基の置換基は同一で対象な化合物を与えてもよいし、相違して非対称な化合物を与えてもよい。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と３級アミン化合物とを組み合わせてもよい。また、密着性及び感度のバランスの見地から、２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体がより好ましい。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。 Examples of the photopolymerization initiator of the component (c) include benzophenone, N, N′-tetramethyl-4,4′-diaminobenzophenone (Michler ketone), N, N′-tetraethyl-4,4′-diaminobenzophenone. 4-methoxy-4'-dimethylaminobenzophenone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1, and 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl]- Aromatic ketones such as 2-morpholino-propanone-1, 2-ethylanthraquinone, phenanthrenequinone, 2-tert-butylanthraquinone, octamethylanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone, 2,3-benzanthraquinone, 2-phenylanthraquinone 2,3-diphenylanthraquinone, 1-chloro Quinones such as loanthraquinone, 2-methylanthraquinone, 1,4-naphthoquinone, 9,10-phenantharaquinone, 2-methyl-1,4-naphthoquinone, and 2,3-dimethylanthraquinone, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether And benzoin ether compounds such as benzoin phenyl ether, benzoin compounds such as benzoin, methylbenzoin, and ethylbenzoin, benzyl derivatives such as benzyldimethyl ketal, 9,10-dimethoxyanthracene, 9,10-diethoxyanthracene, 9,10 -Substituted anthracenes such as dipropoxyanthracene, 9,10-dibutoxyanthracene, and 9,10-dipentoxyanthracene, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer 2- (o-chlorophenyl) -4,5-di (methoxyphenyl) imidazole dimer, 2- (o-fluorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2- (o-methoxyphenyl) 2,4,5-diphenylimidazole dimer, 2,4,5-triarylimidazole dimer such as 2- (p-methoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, coumarin compound, oxazole Compounds, pyrazoline compounds, and the like. Here, the substituents of the aryl groups of two 2,4,5-triarylimidazoles may be the same and give the target compound, or differently give the asymmetric compound. Moreover, you may combine a thioxanthone type compound and a tertiary amine compound like the combination of diethyl thioxanthone and dimethylaminobenzoic acid. In addition, 2,4,5-triarylimidazole dimer is more preferable from the viewpoint of balance between adhesion and sensitivity. These are used alone or in combination of two or more.
上記（ａ）バインダーポリマーの含有量は、（ａ）成分及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して、好ましくは３０〜８０質量部であり、より好ましくは４０〜７５質量部であり、更に好ましくは５０〜７０質量部である。（ａ）成分の含有量がこの範囲であると、感光性樹脂組成物の塗膜性及び光硬化物の強度がより良好となる。上記（ｂ）エチレン性不飽和結合を少なくとも１つ有する光重合性化合物の含有量は、（ａ）成分及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して、好ましくは２０〜７０質量部であり、より好ましくは２５〜６０質量部であり、更に好ましくは３０〜５０質量部である。（ｂ）成分の含有量がこの範囲であると、感光性樹脂組成物の光感度及び塗膜性がより良好となる。 The content of the (a) binder polymer is preferably 30 to 80 parts by mass, more preferably 40 to 75 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (a) and (b). More preferably, it is 50-70 mass parts. When the content of the component (a) is within this range, the coating properties of the photosensitive resin composition and the strength of the photocured product become better. The content of the photopolymerizable compound (b) having at least one ethylenically unsaturated bond is preferably 20 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass as a total of the components (a) and (b). More preferably, it is 25-60 mass parts, More preferably, it is 30-50 mass parts. When the content of the component (b) is within this range, the photosensitivity and coating property of the photosensitive resin composition become better.
上記（ｃ）光重合開始剤の含有量は、（ａ）成分及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜３０質量部であり、より好ましくは０．１〜２０質量部であり、更に好ましくは０．２〜１０質量部である。（ｃ）成分の含有量がこの範囲であると、感光性樹脂組成物の光感度及び内部の光硬化性がより良好となる。 The content of the (c) photopolymerization initiator is preferably 0.01 to 30 parts by mass, more preferably 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (a) and (b). 20 parts by mass, more preferably 0.2 to 10 parts by mass. When the content of the component (c) is within this range, the photosensitivity and the internal photocurability of the photosensitive resin composition become better.
感光性樹脂組成物は、（ｄ）無機フィラーを充填しないフィラーレスであることが好ましいが、少量であれば充填しても構わない。（ｄ）無機フィラーを少量充填することで、収縮量が小さくなるとともに、剛性が高くなり、厚み寸法精度を向上させることができる。しかしながら、感光性樹脂組成物の総量１００質量部に対して５質量％を超えて充填した場合、解像性が著しく低下するため、（ｄ）無機フィラーを充填する場合は、充填量が感光性樹脂組成物の総量１００質量部に対して５質量％未満とすることが好ましい。 Although it is preferable that the photosensitive resin composition is (d) filler-less without filling with an inorganic filler, it may be filled with a small amount. (D) By filling a small amount of the inorganic filler, the shrinkage amount becomes small, the rigidity becomes high, and the thickness dimensional accuracy can be improved. However, when the amount exceeds 5% by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the photosensitive resin composition, the resolution is remarkably lowered. Therefore, when (d) an inorganic filler is filled, the filling amount is photosensitive. It is preferable to make it less than 5 mass% with respect to 100 mass parts of total amounts of a resin composition.
（ｄ）無機フィラーとしては、例えば、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、粉状酸化珪素、無定形シリカ、タルク、クレー、焼成カオリン、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、雲母粉等の無機充填剤が使用できる。特に好ましくは、シリカフィラーで一次粒径のまま、凝集することなく樹脂中に分散させるために、シランカップリング剤を用いたものが望ましい。（ｄ）無機フィラーの最大粒径は、好ましくは２μｍ以下であり、より好ましくは１μｍ以下である。また、（ｄ）無機フィラーの平均粒径は、解像度の観点から、好ましくは３００ｎｍ以下であり、より好ましくは１００ｎｍ以下である。 (D) Examples of inorganic fillers include barium sulfate, barium titanate, powdered silicon oxide, amorphous silica, talc, clay, calcined kaolin, magnesium carbonate, calcium carbonate, aluminum oxide, aluminum hydroxide, and mica powder. Inorganic fillers can be used. In particular, it is desirable to use a silane coupling agent in order to disperse the silica particle in the resin without agglomeration with the primary particle size. (D) The maximum particle size of the inorganic filler is preferably 2 μm or less, more preferably 1 μm or less. In addition, (d) the average particle size of the inorganic filler is preferably 300 nm or less, more preferably 100 nm or less, from the viewpoint of resolution.
また、感光性樹脂組成物には、必要に応じて、マラカイトグリーン、ビクトリアピュアブルー、ブリリアントグリーン、及びメチルバイオレット等の染料、トリブロモフェニルスルホン、ロイコクリスタルバイオレット、ジフェニルアミン、ベンジルアミン、トリフェニルアミン、ジエチルアニリン、ｏ−クロロアニリン及びターシャリブチルカテコール等の光発色剤、熱発色防止剤、ｐ−トルエンスルホンアミド等の可塑剤、顔料、充填剤、消泡剤、難燃剤、密着性付与剤、レベリング剤、剥離促進剤、酸化防止剤、香料、イメージング剤、熱架橋剤、重合禁止剤などを（ａ）成分及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して各々０．０１〜２０質量部含有することができる。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。 In addition, the photosensitive resin composition includes, if necessary, dyes such as malachite green, Victoria pure blue, brilliant green, and methyl violet, tribromophenyl sulfone, leuco crystal violet, diphenylamine, benzylamine, triphenylamine, Photochromic agents such as diethylaniline, o-chloroaniline and tertiary butyl catechol, thermochromic inhibitors, plasticizers such as p-toluenesulfonamide, pigments, fillers, antifoaming agents, flame retardants, adhesion-imparting agents, 0.01 to 20 parts by mass of a leveling agent, a peeling accelerator, an antioxidant, a fragrance, an imaging agent, a thermal crosslinking agent, a polymerization inhibitor, etc. with respect to 100 parts by mass of the total amount of component (a) and component (b) Can be contained. These are used alone or in combination of two or more.
感光性樹脂組成物には、必要に応じて、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の溶剤又はこれらの混合溶剤に溶解して固形分３０〜６０質量％の溶液として塗布することができる。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。 If necessary, the photosensitive resin composition is dissolved in a solvent such as methanol, ethanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, toluene, N, N-dimethylformamide, propylene glycol monomethyl ether, or a mixed solvent thereof. And can be applied as a solution having a solid content of 30 to 60% by mass. These are used alone or in combination of two or more.
感光性樹脂組成物には、特に制限はないが、金属面、例えば、銅、銅系合金、ニッケル、クロム、鉄、ステンレス等の鉄系合金、好ましくは銅、銅系合金、鉄系合金の表面上に、液状レジストとして塗布して乾燥後、必要に応じて保護フィルムを被覆して用いるか、感光性エレメントの形態で用いられることが好ましい。 Although there is no restriction | limiting in particular in the photosensitive resin composition, Metal surfaces, for example, iron-type alloys, such as copper, a copper-type alloy, nickel, chromium, iron, stainless steel, Preferably copper, a copper-type alloy, and an iron-type alloy It is preferable that the surface is applied as a liquid resist and dried, and then coated with a protective film, if necessary, or used in the form of a photosensitive element.
感光性エレメントの形態とは、支持体と、該支持体上に上記感光性樹脂組成物の溶液を均一に塗布、乾燥して形成された感光性樹脂組成物層（樹脂層）とを備えるものであり、感光性樹脂組成物の層上にはそれを被覆する保護フィルムをさらに備えていてもよい。支持体としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリプロピレン、及びポリエチレン等の耐熱性及び耐溶剤性を有する重合体フィルムが挙げられ、重合体フィルム上に感光性樹脂組成物を塗布、乾燥することにより感光性エレメントが得られる。透明性の見地からは、ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いることが好ましい。 The form of the photosensitive element includes a support and a photosensitive resin composition layer (resin layer) formed by uniformly applying and drying the solution of the photosensitive resin composition on the support. In addition, a protective film for coating the photosensitive resin composition layer may be further provided. Examples of the support include polymer films having heat resistance and solvent resistance, such as polyesters such as polyethylene terephthalate, polypropylene, and polyethylene, and applying and drying a photosensitive resin composition on the polymer film. Thus, a photosensitive element is obtained. From the viewpoint of transparency, it is preferable to use a polyethylene terephthalate film.
次に、上述の半導体装置の製造に用いられる熱硬化性樹脂組成物について詳細に説明するが、本発明はこれらの樹脂組成に限定されるものではない。 Next, although the thermosetting resin composition used for manufacture of the above-mentioned semiconductor device will be described in detail, the present invention is not limited to these resin compositions.
熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂、ポリアミドイミド樹脂及び熱硬化性ポリイミド樹脂からなる群より選択される少なくとも一種を含む樹脂と、最大粒径が２０μｍ以下で、平均粒径が５μｍ以下の無機フィラーと、好ましくは最大粒径が１０μｍ以下で，平均粒径が３μｍ以下の無機フィラーを含むことが好ましい。 The thermosetting resin composition includes a resin including at least one selected from the group consisting of epoxy resin, cyanate resin, phenol resin, polyamideimide resin, and thermosetting polyimide resin, a maximum particle size of 20 μm or less, and an average particle size It is preferable to include an inorganic filler having a diameter of 5 μm or less, and preferably an inorganic filler having a maximum particle diameter of 10 μm or less and an average particle diameter of 3 μm or less.
エポキシ樹脂としては、分子内に１つ以上のグリシジル基を有するエポキシ樹脂が好ましい。無機フィラーの充填量は、好ましくは０〜９０質量％の範囲、より好ましくは２０〜７０質量％の範囲、更に好ましくは３０〜６０質量％である。 The epoxy resin is preferably an epoxy resin having one or more glycidyl groups in the molecule. The filling amount of the inorganic filler is preferably in the range of 0 to 90% by mass, more preferably in the range of 20 to 70% by mass, and still more preferably 30 to 60% by mass.
エポキシ樹脂は、２個以上のグリシジル基を持つエポキシ樹脂ならば、すべて使用することができるが、好適には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラックフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル等のビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビキシレノールジグリシジルエーテル等のビキシレノール型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡグリシジルエーテル等の水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、及びそれらの二塩基酸変性ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂などであり、単独、又は２種以上組み合わせて用いることができる。 Any epoxy resin having two or more glycidyl groups can be used as the epoxy resin, but bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolak phenol type epoxy resin, biphenyl type epoxy are preferable. Bisphenol S type epoxy resin such as resin, bisphenol S diglycidyl ether, naphthalene type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, bixylenol type epoxy resin such as bixylenol diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol A glycidyl ether, etc. Bisphenol A type epoxy resins and dibasic acid-modified diglycidyl ether type epoxy resins thereof can be used alone or in combination of two or more.
市販のエポキシ樹脂としては、ＤＩＣ株式会社製ＥＸＡ４７００（４官能ナフタレン型エポキシ樹脂）、日本化薬株式会社製ＮＣ−７０００（ナフタレン骨格含有多官能固形エポキシ樹脂）等のナフタレン型エポキシ樹脂；日本化薬株式会社ＥＰＰＮ−５０２Ｈ（トリスフェノールエポキシ樹脂）等のフェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物（トリスフェノール型エポキシ樹脂）；ＤＩＣ株式会社製エピクロンＨＰ−７２００Ｈ（ジシクロペンタジエン骨格含有多官能固形エポキシ樹脂）等のジシクロペンタジエンアラルキル型エポキシ樹脂；日本化薬株式会社製ＮＣ−３０００Ｈ（ビフェニル骨格含有多官能固形エポキシ樹脂）等のビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂；ＤＩＣ株式会社製エピクロンＮ６６０、エピクロンＮ６９０、日本化薬株式会社製ＥＯＣＮ−１０４Ｓ等のノボラック型エポキシ樹脂；日産化学工業株式会社製ＴＥＰＩＣ等のトリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート、ＤＩＣ株式会社製エピクロン８６０、エピクロン９００−ＩＭ、エピクロンＥＸＡ―４８１６、エピクロンＥＸＡ−４８２２、旭チバ株式会社製アラルダイトＡＥＲ２８０、東都化成株式会社製エポトートＹＤ−１３４、ジャパンエポキシレジン株式会社製ＪＥＲ８３４、ＪＥＲ８７２、住友化学株式会社ＥＬＡ−１３４等のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂；ＤＩＣ株式会社製エピクロンＨＰ−４０３２等のナフタレン型エポキシ樹脂；ＤＩＣ株式会社製エピクロンＮ−７４０等のフェノールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールとサリチルアルデヒドの縮合物のエポキシ樹脂；日本化薬株式会社製ＥＰＰＮ−５００シリーズなどが挙げられる。これらのエポキシ樹脂は各々単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記エポキシ樹脂の中でも、銅との密着性や絶縁性に優れる点で、日本化薬株式会社製ＮＣ−３０００Ｈ（ビフェニル骨格含有多官能固形エポキシ樹脂）等のビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂が好ましく、また、架橋密度が高く高Ｔｇが得られる点で、日本化薬株式会社製ＥＰＰＮ−５００シリーズを用いることがより好ましい。
上記エポキシ樹脂の含有量は、無機フィラー成分を除く樹脂成分１００質量部に対して、３０〜９０質量部であることが好ましく、４０〜８０質量部であることがより好ましい。
Commercially available epoxy resins include naphthalene type epoxy resins such as EXA4700 (tetrafunctional naphthalene type epoxy resin) manufactured by DIC Corporation, NC-7000 (polyfunctional solid epoxy resin containing naphthalene skeleton) manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd .; Nippon Kayaku Epoxidized product of a condensation product of phenols such as EPPN-502H (trisphenol epoxy resin) and an aromatic aldehyde having a phenolic hydroxyl group (trisphenol type epoxy resin); Epicron HP-7200H (dicyclo) Dicyclopentadiene aralkyl epoxy resin such as pentadiene skeleton-containing polyfunctional solid epoxy resin); biphenyl aralkyl epoxy resin such as NC-3000H (biphenyl skeleton-containing polyfunctional solid epoxy resin) manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd .; manufactured by DIC Corporation Novolak type epoxy resins such as Piclone N660, Epicron N690, Nippon Kayaku Co., Ltd. EOCN-104S; Tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate such as TEPIC made by Nissan Chemical Industries, Epicron 860 made by DIC Corporation, Epicron 900-IM, Epicron EXA-4816, Epicron EXA-4822, Araldite AER280 manufactured by Asahi Ciba Co., Ltd., Epototo YD-134 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd., JER834 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. Bisphenol A-type epoxy resins such as DIC Corporation Epiklon HP-4032, etc .; naphthalene-type epoxy resins such as DIC Corporation Epiklon N-740, etc .; Epoxy resin of a condensate of Knoll and salicylaldehyde; and Nippon Kayaku Co., Ltd. EPPN-500 series can be cited. These epoxy resins may be used alone or in combination of two or more.
Among the above epoxy resins, biphenyl aralkyl type epoxy resins such as NC-3000H (biphenyl skeleton-containing polyfunctional solid epoxy resin) manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. are preferable in terms of excellent adhesion and insulation with copper, It is more preferable to use EPPN-500 series manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. in terms of high crosslinking density and high Tg.
The content of the epoxy resin is preferably 30 to 90 parts by mass and more preferably 40 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component excluding the inorganic filler component.
エポキシ樹脂と組み合わせる硬化剤としては、従来公知の各種エポキシ樹脂硬化剤もしくはエポキシ樹脂硬化促進剤を配合することができる。例えば、フェノール樹脂、イミダゾール化合物、酸無水物、脂肪族アミン、脂環族ポリアミン、芳香族ポリアミン、第３級アミン、ジシアンジアミド、グアニジン類、又はこれらのエポキシアダクトやマイクロカプセル化したもののほか、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウム、テトラフェニルボレート等の有機ホスフィン系化合物・有機ホウ素系化合物、ＤＢＵ（１，８−ジアザビシクロ（４．５．０）ウンデセン−７）もしくはその誘導体など、硬化剤もしくは硬化促進剤の如何に拘らず、公知慣用のものを単独であるいは２種以上組み合わせて使用することができる。エポキシ樹脂の硬化を進行させれば特に限定されないが、具体的には、４，４´−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４´−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、２，２−ビス［４−（４-アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、トリメチレンビス（４−アミノベンゾエート）、３，３´-ジメチル−４，４´-ジアミノビフェニル、２，２´−ジメチル−４，４´-ジアミノビフェニル、４，４´−ジアミノジフェニルエーテル、３，４´−ジアミノジフェニルエーテル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルフォン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルフォン、９，９´−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン等を例示でき、単独、又は２種以上組み合わせて用いることができる。 As the curing agent combined with the epoxy resin, various conventionally known epoxy resin curing agents or epoxy resin curing accelerators can be blended. For example, phenol resins, imidazole compounds, acid anhydrides, aliphatic amines, alicyclic polyamines, aromatic polyamines, tertiary amines, dicyandiamide, guanidines, or epoxy adducts or microencapsulated products thereof, triphenyl Organic phosphine compounds / organic boron compounds such as phosphine, tetraphenylphosphonium, tetraphenylborate, DBU (1,8-diazabicyclo (4.5.0) undecene-7) or derivatives thereof, curing agent or curing Regardless of the accelerator, known and commonly used ones may be used alone or in combination of two or more. Although it will not specifically limit if hardening of an epoxy resin is advanced, Specifically, 4, 4'- diamino diphenyl sulfone, 4, 4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2, 2-bis [4- (4-Aminophenoxy) phenyl] propane, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, trimethylenebis (4-aminobenzoate), 3,3 ′ -Dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, bis [4- (4-amino Phenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 9,9′-bis (4-aminophenyl) sulfone Luolene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane and the like can be exemplified, and can be used alone or in combination of two or more.
本発明で用いる熱硬化性樹脂組成物の熱硬化性ポリイミド樹脂としては、分子構造中に少なくとも２個の不飽和Ｎ−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物を含有することが好ましい。具体的には、例えば、Ｎ，Ｎ´−エチレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ´−ヘキサメチレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ´−(１，３−フェニレン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ´−[１，３−(２−メチルフェニレン)]ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ´−[１，３−(４−メチルフェニレン)]ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ´−(１，４−フェニレン）ビスマレイミド、ビス(４−マレイミドフェニル）メタン、ビス(３−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン、３，３−ジメチル−５，５−ジエチル−４，４−ジフェニルメタンビスマレイミド、ビス(４−マレイミドフェニル）エーテル、ビス(４−マレイミドフェニル）スルホン、ビス(４−マレイミドフェニル）スルフィド、ビス(４−マレイミドフェニル）ケトン、ビス(４−マレイミドシクロヘキシル）メタン、１，４−ビス(４−マレイミドフェニル）シクロヘキサン、１，４−ビス（マレイミドメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（マレイミドメチル）ベンゼン、１，３−ビス(４−マレイミドフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス(３−マレイミドフェノキシ）ベンゼン、ビス[４−(３−マレイミドフェノキシ）フェニル]メタン、ビス[４−(４−マレイミドフェノキシ）フェニル]メタン、１，１−ビス[４−(３−マレイミドフェノキシ）フェニル]エタン、１，１−ビス[４−(４−マレイミドフェノキシ）フェニル]エタン、１，２−ビス[４−(３−マレイミドフェノキシ）フェニル]エタン、１，２−ビス[４−(４−マレイミドフェノキシ）フェニル]エタン、２，２−ビス[４−(３−マレイミドフェノキシ）フェニル]プロパン、２，２−ビス[４−(４−マレイミドフェノキシ）フェニル]プロパン、２，２−ビス[４−(３−マレイミドフェノキシ）フェニル]ブタン、２，２−ビス[４−(４−マレイミドフェノキシ）フェニル]ブタン、２，２−ビス[４−(３−マレイミドフェノキシ）フェニル]−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス[４−(４−マレイミドフェノキシ）フェニル]−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、４，４−ビス(３−マレイミドフェノキシ）ビフェニル、４，４−ビス(４−マレイミドフェノキシ）ビフェニル、ビス[４−(３−マレイミドフェノキシ）フェニル]ケトン、ビス[４−(４−マレイミドフェノキシ)フェニル]ケトン、２，２´−ビス（４−マレイミドフェニル）ジスルフィド、ビス（４−マレイミドフェニル）ジスルフィド、ビス[４−(３−マレイミドフェノキシ）フェニル]スルフィド、ビス[４−(４−マレイミドフェノキシ）フェニル]スルフィド、ビス[４−(３−マレイミドフェノキシ）フェニル]スルホキシド、ビス[４−(４−マレイミドフェノキシ）フェニル]スルホキシド、ビス[４−(３−マレイミドフェノキシ）フェニル]スルホン、ビス[４−(４−マレイミドフェノキシ）フェニル]スルホン、ビス[４−(３−マレイミドフェノキシ）フェニル]エーテル、ビス[４−(４−マレイミドフェノキシ）フェニル]エーテル、１，４−ビス[４−(４−マレイミドフェノキシ)−α，α−ジメチルベンジル]ベンゼン、１，３−ビス[４−(４−マレイミドフェノキシ)−α，α−ジメチルベンジル]ベンゼン、１，４−ビス[４−(３−マレイミドフェノキシ)−α，α−ジメチルベンジル]ベンゼン、１，３−ビス[４−(３−マレイミドフェノキシ)−α，α−ジメチルベンジル]ベンゼン、１，４−ビス[４−(４−マレイミドフェノキシ)−３，５−ジメチル−α，α−ジメチルベンジル]ベンゼン、１，３−ビス[４−(４−マレイミドフェノキシ)−３，５−ジメチル−α，α−ジメチルベンジル]ベンゼン、１，４−ビス[４−(３−マレイミドフェノキシ)−３，５−ジメチル−α，α−ジメチルベンジル]ベンゼン、１，３−ビス[４−(３−マレイミドフェノキシ)−３，５−ジメチル−α，α−ジメチルベンジル]ベンゼン、ポリフェニルメタンマレイミドなどが挙げられ、これらのマレイミド化合物は、単独で用いても２種類以上を混合して用いてもよい。 The thermosetting polyimide resin of the thermosetting resin composition used in the present invention preferably contains a maleimide compound having at least two unsaturated N-substituted maleimide groups in the molecular structure. Specifically, for example, N, N′-ethylene bismaleimide, N, N′-hexamethylene bismaleimide, N, N ′-(1,3-phenylene) bismaleimide, N, N ′-[1,3 -(2-methylphenylene)] bismaleimide, N, N '-[1,3- (4-methylphenylene)] bismaleimide, N, N'-(1,4-phenylene) bismaleimide, bis (4- Maleimidophenyl) methane, bis (3-methyl-4-maleimidophenyl) methane, 3,3-dimethyl-5,5-diethyl-4,4-diphenylmethane bismaleimide, bis (4-maleimidophenyl) ether, bis (4 -Maleimidophenyl) sulfone, bis (4-maleimidophenyl) sulfide, bis (4-maleimidophenyl) ketone, bis (4-maleimidocyclohexyl) methane, 1,4-bi (4-maleimidophenyl) cyclohexane, 1,4-bis (maleimidomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (maleimidomethyl) benzene, 1,3-bis (4-maleimidophenoxy) benzene, 1,3-bis (3 -Maleimidophenoxy) benzene, bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] methane, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] methane, 1,1-bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] Ethane, 1,1-bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [4- (4-maleimide) Phenoxy) phenyl] ethane, 2,2-bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-maleimide) Enoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] butane, 2,2-bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] butane, 2,2-bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] -1,1,1,3 3,3-hexafluoropropane, 4,4-bis (3-maleimidophenoxy) biphenyl, 4,4-bis (4-maleimidophenoxy) biphenyl, bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] ketone, bis [ 4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] ketone, 2,2′-bis (4-maleimidophenyl) disulfide, bis (4-maleimidophenyl) disulfide, bis [4- (3 -Maleimidophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] sulfoxide, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] sulfoxide, Bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-maleimide) Phenoxy) phenyl] ether, 1,4-bis [4- (4-maleimidophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-maleimidophenoxy) -α, α-dimethyl Benzyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-maleimidophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1 , 3-bis [4- (3-maleimidophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (4-maleimidophenoxy) -3,5-dimethyl-α, α-dimethylbenzyl ] Benzene, 1,3-bis [4- (4-maleimidophenoxy) -3,5-dimethyl-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-maleimidophenoxy) -3, 5-dimethyl-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (3-maleimidophenoxy) -3,5-dimethyl-α, α-dimethylbenzyl] benzene, polyphenylmethanemaleimide and the like. These maleimide compounds may be used alone or in combination of two or more.
上記マレイミド化合物の重合触媒は、公知のビスマレイミド樹脂組成物の重合触媒を使用すればよく特に限定しないが、イミダゾール類、第３級アミン類、第４級アンモニウム塩類、三弗化ホウ素アミン錯体、オルガノフォスフィン類、オルガノホスホニウム塩等のイオン触媒及び有機過酸化物、ヒドロペルオキシド、アゾイソブチロニトリル等のラジカル重合開始剤があげられる。重合触媒の添加量は目的に応じて決定すればよいが、ビスマレイミド樹脂組成物の安定性の面から全樹脂成分に対して０．０１〜３質量％とすることが望ましい。 The maleimide compound polymerization catalyst is not particularly limited as long as a known bismaleimide resin composition polymerization catalyst is used, but imidazoles, tertiary amines, quaternary ammonium salts, boron trifluoride amine complexes, Examples thereof include ion catalysts such as organophosphines and organophosphonium salts, and radical polymerization initiators such as organic peroxides, hydroperoxides, and azoisobutyronitrile. Although the addition amount of a polymerization catalyst should just be determined according to the objective, it is desirable to set it as 0.01-3 mass% with respect to all the resin components from the surface of the stability of a bismaleimide resin composition.
本発明で用いる熱硬化性樹脂組成物として、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂、ポリアミドイミド樹脂を用いることが好ましい。
また、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂、ポリアミドイミド樹脂や各種カルボン酸含有樹脂をエポキシ樹脂と反応させる別な樹脂として使用しても良い。ポリアミドイミド樹脂としては、東洋紡績株式会社の「バイロマックスＨＲ１１ＮＮ」、「バイロマックスＨＲ１２Ｎ２」、「バイロマックスＨＲ１６ＮＮ」等が挙げられる。カルボン酸含有樹脂としては、アクリル樹脂や酸変性エポキシアクリレート、酸含有ウレタン樹脂等が挙げられる。
上記硬化剤の含有量は、無機フィラー成分を除く樹脂成分１００質量部に対して、５〜５０質量部であることが好ましく、１０〜４０質量部であることがより好ましい。
As the thermosetting resin composition used in the present invention, it is preferable to use a polyimide resin, a cyanate resin, or a polyamideimide resin.
Moreover, you may use a polyimide resin, cyanate resin, polyamideimide resin, and various carboxylic acid containing resin as another resin with which an epoxy resin is made to react. Examples of the polyamide-imide resin include “Bilomax HR11NN”, “Bilomax HR12N2”, and “Bilomax HR16NN” manufactured by Toyobo Co., Ltd. Examples of the carboxylic acid-containing resin include acrylic resins, acid-modified epoxy acrylates, and acid-containing urethane resins.
It is preferable that content of the said hardening | curing agent is 5-50 mass parts with respect to 100 mass parts of resin components except an inorganic filler component, and it is more preferable that it is 10-40 mass parts.
無機フィラーとしては従来公知の全ての無機充填剤が使用でき、特定のものに限定されない。例えば、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、無定形シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、球状シリカ、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の体質顔料や、銅、錫、亜鉛、ニッケル、銀、パラジウム、アルミニウム、鉄、コバルト、金、白金等の金属粉体が挙げられる。 As the inorganic filler, all conventionally known inorganic fillers can be used and are not limited to specific ones. For example, extender pigments such as barium sulfate, barium titanate, amorphous silica, crystalline silica, fused silica, spherical silica, talc, clay, magnesium carbonate, calcium carbonate, aluminum oxide, aluminum hydroxide, silicon nitride, aluminum nitride, , Copper, tin, zinc, nickel, silver, palladium, aluminum, iron, cobalt, gold, platinum, and other metal powders.
シリカフィラーを用いる場合は、フィラーで一次粒径のまま、凝集することなく樹脂中に分散させるために、シランカップリング剤を用いたものが望ましい。最大粒径は５μｍ以下であることが好ましく、更に１μｍ以下であることが望ましい。シランカップリング剤としては、一般的に入手可能なものを用いることができ、例えば、アルキルシラン、アルコキシシラン、ビニルシラン、エポキシシラン、アミノシラン、アクリルシラン、メタクリルシラン、メルカプトシラン、スルフィドシラン、イソシアネートシラン、サルファーシラン、スチリルシラン、アルキルクロロシラン等が使用可能である。 In the case of using a silica filler, it is desirable to use a silane coupling agent in order to disperse the filler in the resin without agglomeration while maintaining the primary particle size. The maximum particle size is preferably 5 μm or less, and more preferably 1 μm or less. As the silane coupling agent, generally available ones can be used, for example, alkyl silane, alkoxy silane, vinyl silane, epoxy silane, amino silane, acrylic silane, methacryl silane, mercapto silane, sulfide silane, isocyanate silane, Sulfur silane, styryl silane, alkylchlorosilane, and the like can be used.
具体的な化合物名としては、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、ｎ−ドデシルメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、トリフェニルシラノール、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、ｎ−オクチルジメチルクロロシラン、テトラエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジキシシラン、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）ジスルフィド、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）テトラスルフィド、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ジアリルジメチルシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノシラン等がある。 Specific compound names include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriphenoxysilane, ethyltrimethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, isobutyltrimethoxy. Silane, diisobutyldimethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-dodecylmethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxy Silane, triphenylsilanol, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, n-octyldi Tylchlorosilane, tetraethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldixysilane Bis (3- (triethoxysilyl) propyl) disulfide, bis (3- (triethoxysilyl) propyl) tetrasulfide, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyl Lyisopropoxysilane, allyltrimethoxysilane, diallyldimethylsilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3 -Mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, N- (1,3-dimethylbutylidene) -3-aminopropyltriethoxysilane, aminosilane and the like.
無機フィラーの平均粒径は、１μｍ以下が好ましく、より好ましくは３００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは１００ｎｍ以下である。無機フィラーの平均粒径が小さいほど、デスミア処理後の表面が平滑となり、その後のフリップチップ実装時にアンダーフィル材の充填性が良くなる傾向にある。無機フィラーの充填量は、好ましくは０〜９０質量％であり、より好ましくは２０〜７０質量％であり、更に好ましくは３０〜６０質量％である。 The average particle size of the inorganic filler is preferably 1 μm or less, more preferably 300 nm or less, and even more preferably 100 nm or less. The smaller the average particle size of the inorganic filler, the smoother the surface after desmear treatment, and the filling property of the underfill material tends to improve during subsequent flip chip mounting. The filling amount of the inorganic filler is preferably 0 to 90% by mass, more preferably 20 to 70% by mass, and further preferably 30 to 60% by mass.
以上、本発明に係る半導体装置の製造方法及び熱硬化樹脂組成物の好適な実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を行ってもよい。 As mentioned above, although the suitable embodiment of the manufacturing method of the semiconductor device and thermosetting resin composition concerning this invention was described, this invention is not necessarily limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the meaning Changes may be made as appropriate.
＜半導体素子の準備＞
感光性樹脂組成物としてドライフィルムレジスト（日立化成工業株式会社製 Ｐｈｏｔｅｃ Ｈ−７０２５）をロールラミネータで８インチウェハの半導体素子（株式会社ウォルツ製 ＣＣ８０−０１０１ＪＹ）の能動面（表面）に貼着し、半導体素子の電極部に対応したパターンを形成したフォトツールを密着させ、株式会社オーク製作所製ＥＸＭ‐１２０１型露光機を使用して、５０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー量で露光を行った。次いで、３０℃の１質量％炭酸ナトリウム水溶液で、９０秒間スプレー現像を行い、第１の感光性樹脂組成物からなるレジストパターンを形成した。その後、ダイサーを用いて、７．３ｍｍ×７．３ｍｍのサイズに個片化した。
<Preparation of semiconductor element>
As a photosensitive resin composition, a dry film resist (Phototec H-7005 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) is attached to an active surface (front surface) of a semiconductor device of 8-inch wafer (CC80-0101JY manufactured by Waltz Co., Ltd.) using a roll laminator. Then, a photo tool formed with a pattern corresponding to the electrode part of the semiconductor element was brought into close contact, and exposure was performed with an energy amount of 50 mJ / cm 2 using an EXM-1201 type exposure machine manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd. Next, spray development was performed for 90 seconds with a 1% by mass aqueous sodium carbonate solution at 30 ° C. to form a resist pattern made of the first photosensitive resin composition. Then, it separated into pieces with a size of 7.3 mm × 7.3 mm using a dicer.
＜仮固定用フィルム付き支持体の準備＞
まず、支持体として直径２２０ｍｍ、厚み１．５ｍｍのＳＵＳ板を準備した。次に、ＳＵＳ板の片側に仮固定用フィルムを、ラミネータを用いて貼り付けた（図５（ａ）参照）。
<Preparation of support with film for temporary fixing>
First, a SUS plate having a diameter of 220 mm and a thickness of 1.5 mm was prepared as a support. Next, a temporary fixing film was attached to one side of the SUS plate using a laminator (see FIG. 5A).
ＳＵＳ板からはみ出した仮固定用フィルムについては、カッターナイフで切り離した。 The temporarily fixing film protruding from the SUS plate was cut off with a cutter knife.
＜半導体素子の配置＞
次いで、図５（ｂ）に示すように、半導体素子を半導体素子の受動面（裏面）と仮固定用フィルムが貼り合わさるように格子状に配置した。半導体素子の搭載数は２９３個、ピッチは縦方向、横方向ともに９．６ｍｍとした。半導体素子の配置にはダイソーター（キヤノンマシナリー株式会社製 ＣＡＰ３５００）を用いた。配置時の荷重は半導体素子１個当り１ｋｇｆとした。
<Arrangement of semiconductor elements>
Next, as shown in FIG. 5B, the semiconductor elements were arranged in a lattice shape so that the passive surface (back surface) of the semiconductor elements and the temporarily fixing film were bonded together. The number of semiconductor elements mounted was 293, and the pitch was 9.6 mm in both the vertical and horizontal directions. A die sorter (CAP3500 manufactured by Canon Machinery Co., Ltd.) was used for the arrangement of the semiconductor elements. The load at the time of arrangement was 1 kgf per semiconductor element.
＜熱硬化性樹脂フィルムの製造＞
半導体装置の第一、及び第二の絶縁層の形成に使用する熱硬化性樹脂組成物として、以下に示すものを調製した。
<Manufacture of thermosetting resin film>
The following are prepared as thermosetting resin compositions used for forming the first and second insulating layers of the semiconductor device.
＜熱硬化性樹脂組成物Ａ＞
エポキシ樹脂としては、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、製品名ＮＣ−３０００Ｈ（日本化薬株式会社製）７０質量部を用いた。
硬化剤の合成例１：温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積２リットルの反応容器に、ビス（４−アミノフェニル）スルホン：２６．４０ｇと、２，２´−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン：４８４．５０ｇと、ｐ−アミノ安息香酸：２９．１０ｇ、及びジメチルアセトアミド：３６０．００ｇを入れ、１４０℃で５時間反応させて分子主鎖中にスルホン基を有し、酸性置換基と不飽和Ｎ−置換マレイミド基を有する硬化剤（Ａ−１）の溶液を得た。本硬化剤を３０質量部配合した。
<Thermosetting resin composition A>
As an epoxy resin, a biphenyl aralkyl type epoxy resin, 70 mass parts of product name NC-3000H (made by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was used.
Curing Agent Synthesis Example 1: Heat and coolable reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a moisture quantifier with a reflux condenser, in a 2 liter reaction vessel, bis (4-aminophenyl) sulfone: 26.40 g, 2,2′-bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] propane: 484.50 g, p-aminobenzoic acid: 29.10 g, and dimethylacetamide: 360.00 g were added and reacted at 140 ° C. for 5 hours. Thus, a solution of a curing agent (A-1) having a sulfone group in the molecular main chain and having an acidic substituent and an unsaturated N-substituted maleimide group was obtained. 30 parts by mass of this curing agent was blended.
無機フィラー成分としては、平均粒径が５０ｎｍ、ビニルシランでシランカップリング処理したシリカフィラーを用いた。なお、無機フィラー成分は、樹脂分に対し、３０質量％になるように配合した。分散状態は、動的光散乱式ナノトラック粒度分布計「ＵＰＡ−ＥＸ１５０」（日機装株式会社製）、及びレーザ回折散乱式マイクロトラック粒度分布計「ＭＴ−３１００」（日機装株式会社製）を用いて測定し、最大粒径が１μｍ以下となっていることを確認した。 As the inorganic filler component, silica filler having an average particle size of 50 nm and silane coupling treatment with vinylsilane was used. In addition, the inorganic filler component was blended so as to be 30% by mass with respect to the resin content. The dispersion state was measured using a dynamic light scattering nanotrack particle size distribution analyzer “UPA-EX150” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) and a laser diffraction scattering type microtrack particle size distribution meter “MT-3100” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). Measurement was performed and it was confirmed that the maximum particle size was 1 μm or less.
＜熱硬化性樹脂組成物Ｂ＞
エポキシ樹脂としては、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、製品名ＮＣ−３０００Ｈ（日本化薬株式会社製）７０質量部を用いた。
硬化剤の合成例２：ジアミン化合物としてワンダミンＨＭ（ＷＨＭ）〔（４，４´−ジアミノ）ジシクロヘキシルメタン、新日本理化株式会社製、商品名〕５２．７ｇ、反応性官能基を有するジアミンとして３，３´−ジヒドロキシ−４，４´−ジアミノビフェニル６ｇ、トリカルボン酸無水物として無水トリメリット酸（ＴＭＡ）１０８ｇ及び非プロトン性極性溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１２８１ｇを入れ、フラスコ内の温度を８０℃に設定して３０分間撹拌した。撹拌終了後、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン１９２ｇをさらに添加し、フラスコ内の温度を１６０℃に昇温して２．５時間還流した。水分定量受器に理論量の水が貯留され、水の留出が見られなくなっていることを確認した後、水分定量受器中の水及びトルエンを除去しながら、フラスコ内の温度を１８０℃まで上昇させて反応溶液中のトルエンを除去した。フラスコ内の溶液を６０℃まで冷却した後、長鎖炭化水素鎖骨格（炭素原子数約５０）を有するジカルボン酸として水添α，ω−ポリブタジエンジカルボン酸（ＣＩ−１０００、日本曹達株式会社製、商品名）３０９．５ｇを入れ、１０分間撹拌した。撹拌終了後、ジイソシアネートとして４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）１１９．７ｇを添加し、フラスコ内の温度を１６０℃に上昇させて２時間反応させ、樹脂溶液を得た。このポリアミドイミド樹脂溶液の重量平均分子量（Ｍｗ）をゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したところ４７０００であった。ポリアミドイミド１分子あたりの平均反応性官能基数Ｎは４．４であった。本硬化剤を３０質量部配合した。無機フィラー成分としては、熱硬化性樹脂組成物Ａと同様のものを用いた。
<Thermosetting resin composition B>
As an epoxy resin, a biphenyl aralkyl type epoxy resin, 70 mass parts of product name NC-3000H (made by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was used.
Curing Agent Synthesis Example 2: Wandamine HM (WHM) [(4,4′-diamino) dicyclohexylmethane, trade name, manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd., 52.7 g as a diamine compound, 3 as a diamine having a reactive functional group , 3'-dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl 6g, trimellitic anhydride (TMA) 108g as tricarboxylic anhydride and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 1281g as aprotic polar solvent, The temperature inside was set to 80 ° C. and stirred for 30 minutes. After completion of the stirring, 192 g of toluene was further added as an aromatic hydrocarbon azeotropic with water, and the temperature in the flask was raised to 160 ° C. and refluxed for 2.5 hours. After confirming that the theoretical amount of water was stored in the moisture determination receiver and that no water distilling was observed, the temperature in the flask was adjusted to 180 ° C. while removing water and toluene in the moisture determination receiver. And toluene in the reaction solution was removed. After cooling the solution in the flask to 60 ° C., hydrogenated α, ω-polybutadiene dicarboxylic acid (CI-1000, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) as a dicarboxylic acid having a long-chain hydrocarbon chain skeleton (about 50 carbon atoms), Product name) 309.5 g was added and stirred for 10 minutes. After the completion of stirring, 119.7 g of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) was added as a diisocyanate, and the temperature in the flask was raised to 160 ° C. for reaction for 2 hours to obtain a resin solution. It was 47000 when the weight average molecular weight (Mw) of this polyamide-imide resin solution was measured by the gel permeation chromatography. The average reactive functional group number N per polyamideimide molecule was 4.4. 30 parts by mass of this curing agent was blended. As an inorganic filler component, the same thing as the thermosetting resin composition A was used.
＜熱硬化性樹脂組成物Ｃ＞
エポキシ樹脂としては、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、製品名エピクロンＮ６６０（ＤＩＣ株式会社製）７０質量部を用いた。
硬化剤として、フェノキシ樹脂ＹＰ−５５（新日鉄化学株式会社製）、メラミン変性フェノールノボラック樹脂ＬＡ７０５４（ＤＩＣ株式会社製）３０質量部を用いた。無機フィラー成分としては、平均粒径が３００ｎｍの硫酸バリウムを、スターミルＬＭＺ（アシザワファインテック株式会社製）で、直径１．０ｍｍのジルコニアビーズを用い、周速１２ｍ／ｓにて３時間分散して調整した。分散状態を、樹脂Ａと同様の方法で測定し、最大粒径が２μｍであることを確認した。
<Thermosetting resin composition C>
As the epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, 70 parts by mass of the product name Epicron N660 (manufactured by DIC Corporation) was used.
As a curing agent, 30 parts by mass of phenoxy resin YP-55 (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) and melamine-modified phenol novolac resin LA7054 (manufactured by DIC Corporation) were used. As an inorganic filler component, barium sulfate having an average particle size of 300 nm is dispersed with Starmill LMZ (manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd.) using zirconia beads having a diameter of 1.0 mm at a peripheral speed of 12 m / s for 3 hours. It was adjusted. The dispersion state was measured by the same method as for resin A, and it was confirmed that the maximum particle size was 2 μm.
上述のように得た各熱硬化性樹脂組成物の溶液を支持体である１６μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム（Ｇ２−１６、帝人株式会社製、商品名）上に均一に塗布することにより熱硬化性樹脂組成物層を形成した。その後、熱風対流式乾燥機を用いて熱硬化性樹脂組成物層を１００℃で約１０分間乾燥することによって支持体上に熱硬化性樹脂フィルムを得た。熱硬化性樹脂フィルムの膜厚は２０〜４００μｍのものを準備した。 Thermosetting is performed by uniformly applying the solution of each thermosetting resin composition obtained as described above onto a 16 μm-thick polyethylene terephthalate film (G2-16, manufactured by Teijin Ltd., trade name) as a support. A resin composition layer was formed. Thereafter, the thermosetting resin composition layer was dried at 100 ° C. for about 10 minutes using a hot air convection dryer to obtain a thermosetting resin film on the support. The film thickness of the thermosetting resin film prepared 20-400 micrometers.
次いで、熱硬化性樹脂フィルムに埃等が付着しないように、支持体と接している側とは反対側の表面上にポリエチレンフィルム（ＮＦ−１５、タマポリ株式会社製、商品名）を保護フィルムとして貼り合わせ、熱硬化性樹脂フィルムを得た。 Next, a polyethylene film (NF-15, manufactured by Tamapoly Co., Ltd., trade name) is used as a protective film on the surface opposite to the side in contact with the support so that dust or the like does not adhere to the thermosetting resin film. Bonding was performed to obtain a thermosetting resin film.
得られた熱硬化性樹脂フィルムを用いて、半導体素子を覆うように封止し、半導体素子の能動面（表面）上に熱硬化性樹脂組成物からなる第一の絶縁層を形成した（図５（ｃ）参照）。詳細には、まず、熱硬化性樹脂組成物Ａ、Ｂ又はＣからなる熱硬化性樹脂フィルムの保護フィルムのみを剥がし、レジストパターンが形成された半導体素子の能動面（表面）上に熱硬化性樹脂フィルムを載置した。プレス式真空ラミネータ（ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製、商品名）を用いて半導体素子の能動面（表面）上、及び半導体素子間に熱硬化性樹脂組成物を充填した。プレス条件は、プレス熱板温度５０〜８０℃、真空引き時間２０秒、ラミネートプレス時間５〜３０秒、気圧４ｋＰａ以下、圧着圧力０．１〜０．４ＭＰａとした。次いで、クリーンオーブンで１２０〜１７０℃、３０分〜１時間の熱硬化を行った。 Using the obtained thermosetting resin film, sealing was performed so as to cover the semiconductor element, and a first insulating layer made of a thermosetting resin composition was formed on the active surface (surface) of the semiconductor element (see FIG. 5 (c)). Specifically, first, only the protective film of the thermosetting resin film made of the thermosetting resin composition A, B, or C is peeled off, and the thermosetting is performed on the active surface (surface) of the semiconductor element on which the resist pattern is formed. A resin film was placed. A thermosetting resin composition was filled on the active surface (surface) of the semiconductor element and between the semiconductor elements using a press-type vacuum laminator (MVLP-500, trade name, manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.). The pressing conditions were a press hot plate temperature of 50 to 80 ° C., a vacuuming time of 20 seconds, a laminating press time of 5 to 30 seconds, an atmospheric pressure of 4 kPa or less, and a pressing pressure of 0.1 to 0.4 MPa. Next, thermosetting was performed in a clean oven at 120 to 170 ° C. for 30 minutes to 1 hour.
実施例における半導体装置の仕様及び製造時における封止条件を表１、２にそれぞれ示した。 The specifications of the semiconductor device in the example and the sealing conditions at the time of manufacture are shown in Tables 1 and 2, respectively.
その後、図６（ｄ）及び（ｅ）に示すように、支持体、及び仮固定用フィルムを２００℃のホットプレート上ではく離した。支持体、及び仮固定用フィルムのはく離は、クリーンオーブンの熱硬化前に行っても良い。次いで、図６（ｆ）に示すように、表３に示す条件でデスミア処理を施し、熱硬化性樹脂組成物表面の研削と感光性樹脂組成物の除去を行い、熱硬化性樹脂組成物からなる第一の絶縁層に、半導体素子に至るまでの開口部を設けた。その後、図６（ｇ）に示すように、無電解銅めっき法により、熱硬化性樹脂組成物からなる第一の絶縁層上に１μｍの厚みのシード層を形成した。 Thereafter, as shown in FIGS. 6D and 6E, the support and the temporary fixing film were peeled off on a 200 ° C. hot plate. The support and the temporary fixing film may be peeled off before the heat curing of the clean oven. Next, as shown in FIG. 6 (f), the desmear treatment is performed under the conditions shown in Table 3, the surface of the thermosetting resin composition is ground and the photosensitive resin composition is removed, and the thermosetting resin composition is removed. The first insulating layer was provided with an opening leading to the semiconductor element. Then, as shown in FIG.6 (g), the seed layer with a thickness of 1 micrometer was formed on the 1st insulating layer which consists of a thermosetting resin composition by the electroless copper plating method.
次いで、図８（ｎ）に示すように、第２の感光性樹脂組成物としてドライフィルムレジスト（日立化成工業株式会社 Ｐｈｏｔｅｃ Ｈ−７０２５）をロールラミネータで貼着し、パターンを形成したフォトツールを密着させ、株式会社オーク製作所製ＥＸＭ‐１２０１型露光機を使用して、５０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー量で露光を行った。次いで、３０℃の１質量％炭酸ナトリウム水溶液で、９０秒間スプレー現像を行い、感光性樹脂組成物からなるレジストパターンを形成した。 Next, as shown in FIG. 8 (n), a dry film resist (Hitachi Chemical Industry Co., Ltd. Phototec H-7005) is attached as a second photosensitive resin composition with a roll laminator, and a photo tool having a pattern is formed. Using an EXM-1201 type exposure machine manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd., exposure was performed with an energy amount of 50 mJ / cm 2 . Next, spray development was performed for 90 seconds with a 1% by mass aqueous sodium carbonate solution at 30 ° C. to form a resist pattern made of a photosensitive resin composition.
次いで、配線パターン及び感光性樹脂組成物上に、熱硬化性樹脂組成物からなる第二の絶縁層を形成し（図８（ｐ）参照）、表３のデスミア処理を施し、熱硬化性樹脂組成物からなる第二の絶縁層に、配線パターンに至るまでの開口部を設けた（図９（ｑ）参照）。熱硬化性樹脂組成物は第一の絶縁層と同様の熱硬化性樹脂組成物を用い、厚みは２０μｍのものを用いた。その後、市販の無電解ニッケル／金めっき液を用いて、ニッケルめっき厚３μｍ、金めっき厚０．１μｍとなるように配線パターン上にめっき処理を行った（図９（ｒ）参照）。次いで、金めっき上に外部接続端子となるＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだボールをリフロー搭載した（図９（ｓ）参照）。次いで、ダイシング（ブレード幅０．３ｍｍ）により、９．３ｍｍ×９．３ｍｍの大きさに個片化し、図９（ｔ）に示す半導体装置を得た。 Next, a second insulating layer made of a thermosetting resin composition is formed on the wiring pattern and the photosensitive resin composition (see FIG. 8 (p)), and the desmear treatment shown in Table 3 is performed to obtain the thermosetting resin. The second insulating layer made of the composition was provided with an opening leading to the wiring pattern (see FIG. 9 (q)). As the thermosetting resin composition, the same thermosetting resin composition as that of the first insulating layer was used, and a thickness of 20 μm was used. Thereafter, using a commercially available electroless nickel / gold plating solution, the wiring pattern was plated so as to have a nickel plating thickness of 3 μm and a gold plating thickness of 0.1 μm (see FIG. 9 (r)). Next, an Sn—Ag—Cu based solder ball serving as an external connection terminal was mounted on the gold plating by reflow mounting (see FIG. 9S). Subsequently, it was diced into a size of 9.3 mm × 9.3 mm by dicing (blade width 0.3 mm) to obtain a semiconductor device shown in FIG.
第一の絶縁層を形成し、所定の熱硬化を行った後の成形物の反りについては、直径２００ｍｍの範囲を室温下（２５℃）で測定し、以下の基準に基づいて評価した。
○：反り量が１ｍｍ未満。
△：反り量が１ｍｍ以上、２ｍｍ未満。
×：反り量が２ｍｍ以上。
About the curvature of the molding after forming the 1st insulating layer and performing predetermined thermosetting, the range of diameter 200mm was measured under room temperature (25 degreeC), and it evaluated based on the following references | standards.
○: Warpage amount is less than 1 mm.
(Triangle | delta): The curvature amount is 1 mm or more and less than 2 mm.
X: Warpage amount is 2 mm or more.
第一の絶縁層を形成し、所定の熱硬化を行った後の熱硬化性樹脂組成物の埋め込み性については、目視で確認して以下の基準に基づいて評価した。
○：半導体素子間に充分に樹脂が埋め込まれており、未充填部がないもの。
×：半導体素子間に未充填部があるもの。
The embedding property of the thermosetting resin composition after forming the first insulating layer and performing predetermined thermosetting was visually confirmed and evaluated based on the following criteria.
○: The resin is sufficiently embedded between the semiconductor elements, and there is no unfilled portion.
X: The thing with an unfilled part between semiconductor elements.
第一の絶縁層を形成し、所定の熱硬化を行った後の半導体素子の能動面（表面）側の熱硬化性樹脂組成物の平滑性については、表面粗さ計を用いて半導体素子の能動面の段差を測定し、以下の基準に基づいて評価した。
○：熱硬化性樹脂組成物の表面の段差が２μｍ未満。
△：熱硬化性樹脂組成物の表面の段差が２μｍ以上、５μｍ未満。
×：熱硬化性樹脂組成物の表面の段差が５μｍ以上。
About the smoothness of the thermosetting resin composition on the active surface (front surface) side of the semiconductor element after the first insulating layer is formed and subjected to predetermined thermosetting, the surface roughness meter is used to The step on the active surface was measured and evaluated based on the following criteria.
○: The level difference on the surface of the thermosetting resin composition is less than 2 μm.
(Triangle | delta): The level | step difference of the surface of a thermosetting resin composition is 2 micrometers or more and less than 5 micrometers.
X: The level | step difference of the surface of a thermosetting resin composition is 5 micrometers or more.
第一の絶縁層の開口部の開口性については、金属顕微鏡で確認して以下の基準に基づいて評価した。
○：開口したもの。
×：開口しないもの。
About the opening property of the opening part of a 1st insulating layer, it confirmed with the metal microscope and evaluated based on the following references | standards.
○: Opened.
X: The thing which does not open.
第一の絶縁層の開口部の壁面平滑性については、電子顕微鏡で観察して以下の基準に基づいて評価した。
○：壁面が平滑なもの。
×：壁面にフィラーの欠落や段差があるもの。
About the wall surface smoothness of the opening part of a 1st insulating layer, it observed with the electron microscope and evaluated based on the following references | standards.
○: The wall surface is smooth.
X: The wall has a missing filler or a step.
これらの測定、観察結果を表４、５に纏めて示した。
本処理はウェハレベル半導体装置に限定するものでなく、パッケージ・オン・パッケージの再配線プロセス等、小型化及び薄型化が必要な全ての半導体装置、部品内蔵基板に適用することができる。
These measurements and observation results are summarized in Tables 4 and 5.
This process is not limited to a wafer level semiconductor device, but can be applied to all semiconductor devices and component-embedded substrates that need to be reduced in size and thickness, such as a package-on-package rewiring process.
実施例１は、半導体素子の能動面（表面）側の平滑性に少し劣る例であるが、実施例２のように絶縁層の厚みＴ２を少し厚くすることで（Ｔ２：２６０μｍ→２７０μｍ）改良できる。
実施例４、５は、反りが見られ、開口性に劣る例であり、絶縁層の厚みＴ２と半導体素子の厚みＴ１の差Ｔ２−Ｔ１が５０μｍを超えており、これを５〜５０μｍになるようにすると実施例１〜３のように改善される。また、実施例９のように半導体素子の厚みＴ１が薄い場合、反りが見られる例であるが、実施例１０のようにＴ２−Ｔ１を小さくする方向にすると改善される（４０μｍ→１０μｍ）。さらに、実施例１４は、反りに劣る例であるが、後硬化温度が低く（１２０℃、３０分）、実施例３のように１７０℃と高くすることで改善できる。
実施例１１〜１３は、埋め込み性に劣る例であるが、ラミネート温度を低く（実施例１１）、時間を短く（実施例１３）、圧力を低く（実施例１２）した例であり、これらを高めたり、長くすることで改善できる。実施例７は、壁面の平滑性に劣る例であり、３００ｎｍの平均粒子径の無機フィラーを他の実施例のように平均粒径５０ｎｍの無機フィラーを用いることで改善できる。
製造方法の条件を調整することにより、薄型化が可能で、反りが小さく、放熱性に優れたウェハレベル半導体装置を低コストで効率よく提供することができる。
Example 1 is a little inferior example smoothness of the active surface (surface) side of the semiconductor element, like in the insulating layer thickness T 2 by a bit thicker Example 2 (T 2: 260μm → 270μm ) Can be improved.
Examples 4 and 5 are examples in which warpage is observed and the opening property is inferior, and the difference T 2 −T 1 between the thickness T 2 of the insulating layer and the thickness T 1 of the semiconductor element exceeds 50 μm. If it is set to -50 micrometers, it will improve like Examples 1-3. Further, if the thickness T 1 of the semiconductor device is thin as in Example 9, by way of example warp is observed, it is improved to be in the direction to decrease the T 2 -T 1 as in Example 10 (40 [mu] m → 10 μm). Further, Example 14 is an example inferior in warpage, but the post-curing temperature is low (120 ° C., 30 minutes), and can be improved by increasing it to 170 ° C. as in Example 3.
Examples 11 to 13 are examples inferior in embedding properties, but are examples in which the laminating temperature is low (Example 11), the time is short (Example 13), and the pressure is low (Example 12). It can be improved by increasing or lengthening. Example 7 is an example inferior in the smoothness of the wall surface, and can be improved by using an inorganic filler having an average particle diameter of 300 nm and an inorganic filler having an average particle diameter of 50 nm as in the other examples.
By adjusting the conditions of the manufacturing method, it is possible to efficiently provide a wafer level semiconductor device that can be thinned, has low warpage, and has excellent heat dissipation properties at low cost.
１ 支持体
２ 仮固定用フィルム
３ 半導体素子
３ａ、３ｂ 感光性樹脂組成物
４ 第一の熱硬化性樹脂組成物（絶縁層）
５ シード層
６ 回路形成用レジスト
７ 配線パターン
８ 第二の絶縁層
９ 無電解ニッケル／金めっき
１０ 外部接続用端子
DESCRIPTION OF
5 seed layer 6 circuit forming resist 7 wiring pattern 8 second insulating
Claims (11)
（ＩＩ）支持体上に仮固定層を形成後、少なくとも１つ以上の前記半導体素子を、半導体素子の受動面（裏面）と仮固定層が貼り合わさるように配置する工程と、
（ＩＩＩ）前記少なくとも１つ以上の半導体素子の能動面（表面）を覆うように、熱硬化性樹脂組成物で封止し、第一の絶縁層を形成する工程と、
（ＩＶ）支持体と仮固定層をはく離し、半導体素子の受動面（裏面）を露出させる工程と、
（Ｖ）半導体素子の能動面（表面）上の熱硬化性樹脂組成物からなる第一の絶縁層にアルカリ処理を施すことにより、半導体素子の能動面（表面）にまで至る開口を形成する工程と、
（ＶＩ）熱硬化性樹脂組成物からなる第一の絶縁層上にシード層を形成する工程と、
（ＶＩＩ）シード層上に回路形成用レジストを形成し、露光処理及び現像処理を施して再配線用のレジストパターンを形成する工程と、
（ＶＩＩＩ）電気めっき法により配線パターンを形成し、はく離処理によりレジストパターンを除去する工程と、
（ＩＸ）シード層を除去する工程と、
（Ｘ）配線パターン上に感光性樹脂組成物からなるレジストパターンを形成し、さらに配線パターンと感光性樹脂組成物からなるレジストパターン上に第二の絶縁層を形成し、配線パターンにまで至る開口を形成する工程と、
（ＸＩ）外部接続用端子を形成する工程を、備える半導体装置の製造方法。 (I) forming a resist pattern made of a photosensitive resin composition on an active surface (surface) of a semiconductor element;
(II) After forming the temporary fixing layer on the support, placing at least one or more of the semiconductor elements such that the passive surface (back surface) of the semiconductor element and the temporary fixing layer are bonded together;
(III) sealing with a thermosetting resin composition so as to cover an active surface (surface) of the at least one semiconductor element, and forming a first insulating layer;
(IV) peeling the support and the temporary fixing layer and exposing the passive surface (back surface) of the semiconductor element;
(V) A step of forming an opening reaching the active surface (surface) of the semiconductor element by subjecting the first insulating layer made of the thermosetting resin composition on the active surface (surface) of the semiconductor element to an alkali treatment. When,
(VI) forming a seed layer on the first insulating layer comprising the thermosetting resin composition;
(VII) forming a resist for circuit formation on the seed layer, and performing a exposure process and a development process to form a resist pattern for rewiring;
(VIII) forming a wiring pattern by electroplating and removing the resist pattern by peeling treatment;
(IX) removing the seed layer;
(X) A resist pattern made of a photosensitive resin composition is formed on the wiring pattern, and a second insulating layer is formed on the resist pattern made of the wiring pattern and the photosensitive resin composition, and the opening reaching the wiring pattern. Forming a step;
(XI) A method for manufacturing a semiconductor device comprising a step of forming an external connection terminal.
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、ポリアミドイミド樹脂及び熱硬化性ポリイミド樹脂からなる群より選択される少なくとも一種を含む樹脂と、
最大粒径が２０μｍ以下で、平均粒径が５μｍ以下の無機フィラーと、
を、含有する熱硬化性樹脂組成物。 It is a thermosetting resin composition used in the method as described in any one of Claims 1-5, Comprising: The said thermosetting resin composition is,
A resin containing at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, a cyanate resin, a polyamideimide resin, and a thermosetting polyimide resin;
An inorganic filler having a maximum particle size of 20 μm or less and an average particle size of 5 μm or less;
Is a thermosetting resin composition.
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