(57)【要約】【課題】成膜時の膜厚ばらつきが抑制された、感光性樹脂組成物を提供する。【解決手段】本発明の感光性樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、感光剤と、を含み、当該エポキシ樹脂が、互いに異なる第１エポキシ樹脂と第２エポキシ樹脂とを含み、第１エポキシ樹脂と第２エポキシ樹脂とのハンセン溶解度パラメータの距離が、１００ＭＰａ１／２以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
感光剤と、を含み、
前記エポキシ樹脂が、互いに異なる第１エポキシ樹脂と第２エポキシ樹脂とを含み、
前記第１エポキシ樹脂と前記第２エポキシ樹脂とのハンセン溶解度パラメータの距離が、１００ＭＰａ１／２以下である、感光性樹脂組成物。
【請求項２】
前記第１エポキシ樹脂と前記第２エポキシ樹脂が、各々、独立して、脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂、及び、多官能エポキシ樹脂からなる群から選択される、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項３】
前記第１エポキシ樹脂の分子量が、前記第２エポキシ樹脂の分子量よりも小さく、
前記第２エポキシ樹脂の分子量が３００以上１００００以下である、請求項１または２に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項４】
前記第２エポキシ樹脂の分子量が３００以上６００以下である、請求項３に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項５】
前記第１エポキシ樹脂の分子量が、２００以上４００以下である、請求項３又は４に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項６】
前記第１エポキシ樹脂が脂環式エポキシ樹脂またはビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂であり、
前記第２エポキシ樹脂が、多官能エポキシ樹脂である、請求項２〜５のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項７】
前記硬化剤がノボラック型フェノール樹脂である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項８】
硬化物のガラス転移温度が１４０℃以上である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項９】
硬化物の５０〜１００℃の温度領域における線膨張係数が、５ｐｐｍ／℃以上７０ｐｐｍ／℃以下である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項１０】
２５℃における粘度が、５００ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項１１】
さらに溶剤を含み、
前記溶剤が、前記第２エポキシ樹脂との相対エネルギー差（ＲＥＤ値）が１．２以下である溶剤種を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項１２】
前記溶剤種がベンジルアルコールである、請求項１１に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項１３】
ネガ型である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の感光性樹脂組成物を用いて形成された、感光性樹脂膜。
【請求項１５】
請求項１４に記載の感光性樹脂膜の硬化物を備える、電子装置。
【請求項１６】
貫通電極と絶縁層とを備える貫通電極層を含み、前記絶縁層が前記硬化物で構成される請求項１５に記載の電子装置。
【請求項１７】
インターポーザー、配線層、及び半田バンプを更に含み、
前記貫通電極層は、前記インターポーザーと前記配線層との間に配置され、前記インターポーザーと前記配線層とを電気的に接続するものであり、
前記配線層は、前記貫通電極層と前記半田バンプの間に配置され、前記貫通電極層と前記半田バンプとを電気的に接続するものである、請求項１６に記載の電子装置。
【請求項１８】
前記硬化物のガラス転移温度が１４０℃以上２５０℃以下である、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項１９】
前記硬化物の５０〜１００℃の温度領域における線膨張係数が、５ｐｐｍ／℃以上７０ｐｐｍ／℃以下である、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光性樹脂組成物、感光性樹脂膜、および電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイの製造プロセスにおいて、微細な配線パターンを加工する目的で感光性樹脂組成物が用いられている。この種の技術として、特許文献１に記載のものがある。同文献には、リフトオフ法により、基板上に配線パターンを形成することが記載されている。リフトオフ法とは、レジスト膜とともに当該レジスト膜の天面に形成された金属膜を除去する手法である。これにより、レジスト膜が形成されていない領域に金属膜を残すことにより、配線パターンを形成することができる。
【０００３】
また特許文献２〜４には、フォトリソグラフィに用いるレジスト膜の膜厚が記載されている。例えば、特許文献２には３００ｎｍ以下、特許文献３には２０ｎｍ〜５０ｎｍ、特許文献４には１００ｎｍ〜３００ｎｍと記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４３２０７号公報
【特許文献２】特開２０１３−６８８４０号公報
【特許文献３】特開２０１３−２１９０９９号公報
【特許文献４】特開２０１３−１１９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
微細配線に用いられる上記文献に記載のレジスト膜は、薄膜であり、通常３００ｎｍ以下の厚みを有するものである。
発明者が検討したところ、当該レジスト膜に用いる処方を有する感光性樹脂組成物を使用して、レジスト膜の時よりも厚膜となる樹脂膜を形成した場合、得られた樹脂膜において膜厚のばらつきが生じることがあった。
したがって、上記文献に記載のレジスト膜に用いる感光性樹脂組成物においては、厚膜形成時における膜厚ばらつきの点で、改善の余地を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下の態様を包含する。
（１）  エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
感光剤と、を含み、
前記エポキシ樹脂が、互いに異なる第１エポキシ樹脂と第２エポキシ樹脂とを含み、
前記第１エポキシ樹脂と前記第２エポキシ樹脂とのハンセン溶解度パラメータの距離が、１００ＭＰａ１／２以下である、感光性樹脂組成物。
（２）  前記第１エポキシ樹脂と前記第２エポキシ樹脂が、各々、独立して、脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂、及び、多官能エポキシ樹脂からなる群から選択される、前記（１）に記載の感光性樹脂組成物。
（３）  前記第１エポキシ樹脂の分子量が、前記第２エポキシ樹脂の分子量よりも小さく、
前記第２エポキシ樹脂の分子量が３００以上１００００以下である、前記（１）または（２）に記載の感光性樹脂組成物。
（４）  前記第２エポキシ樹脂の分子量が３００以上６００以下である、前記（３）に記載の感光性樹脂組成物。
（５）  前記第１エポキシ樹脂の分子量が、２００以上４００以下である、前記（３）又は（４）に記載の感光性樹脂組成物。
（６）  前記第１エポキシ樹脂が脂環式エポキシ樹脂またはビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂であり、
前記第２エポキシ樹脂が、多官能エポキシ樹脂である、前記（２）〜（５）のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
（７）  前記硬化剤がノボラック型フェノール樹脂である、前記（１）〜（６）のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
（８）  硬化物のガラス転移温度が１４０℃以上である、前記（１）〜（７）のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
（９）  硬化物の５０〜１００℃の温度領域における線膨張係数が、５ｐｐｍ／℃以上７０ｐｐｍ／℃以下である、前記（１）〜（８）のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
（１０）  ２５℃における粘度が、５００ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下である、前記（１）〜（９）のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
（１１）  さらに溶剤を含み、
前記溶剤が、前記第２エポキシ樹脂との相対エネルギー差（ＲＥＤ値）が１．２以下である溶剤種を含む、前記（１）〜（１０）のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
（１２）  前記溶剤種がベンジルアルコールである、前記（１１）に記載の感光性樹脂組成物。
（１３）  ネガ型である、前記（１）〜（１２）のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
（１４）  前記（１）〜（１３）のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物を用いて形成された、感光性樹脂膜。
（１５）  前記（１４）に記載の感光性樹脂膜の硬化物を備える、電子装置。
（１６）  貫通電極と絶縁層とを備える貫通電極層を含み、前記絶縁層が前記硬化物で構成される前記（１５）に記載の電子装置。
（１７）インターポーザー、配線層、及び半田バンプを更に含み、
前記貫通電極層は、前記インターポーザーと前記配線層との間に配置され、前記インターポーザーと前記配線層とを電気的に接続するものであり、
前記配線層は、前記貫通電極層と前記半田バンプとの間に配置され、前記貫通電極層と前記半田バンプとを電気的に接続するものである、前記（１６）に記載の電子装置。
（１８）  前記硬化物のガラス転移温度が１４０℃以上２５０℃以下である、前記（１５）〜（１７）のいずれか一項に記載の電子装置。
（１９）  前記硬化物の５０〜１００℃の温度領域における線膨張係数が、５ｐｐｍ／℃以上７０ｐｐｍ／℃以下である、前記（１５）〜（１８）のいずれか一項に記載の電子装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、成膜時の膜厚ばらつきが抑制された感光性樹脂組成物およびそれを用いた感光性樹脂膜ならびに電子装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る感光性樹脂膜の構造を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係る貫通電極層の製造手順を示す工程断面図である。
【図３】本実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１０】
［感光性樹脂組成物］
本実施形態の感光性樹脂組成物の概要について説明する。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、および感光剤を含む。当該エポキシ樹脂は、互いに異なる第１エポキシ樹脂と第２エポキシ樹脂とを含む。このような第１エポキシ樹脂と第２エポキシ樹脂とのハンセン溶解度パラメータの距離については１００ＭＰａ１／２以下とする。
【００１１】
本発明者は、鋭意検討した結果、エポキシ樹脂同士の相溶性（分散性）を向上させることにより、厚膜の感光性樹脂膜の膜厚バラツキを抑制できることを見出した。
言い換えると、エポキシ樹脂同士の相溶性と厚膜形成時における膜厚バラツキとの間に強い相関関係が新たに見出された。
このような知見に基づきさらに鋭意研究したところ、エポキシ樹脂同士の相溶性として、ハンセン溶解度パラメータの距離（以下、ＨＳＰ距離という）を指標とすることにより、安定的に上記の相関関係を評価できることが分かった。
上記ＨＳＰ距離なる指標を用いてさらに検討したところ、第１エポキシ樹脂と第２エポキシ樹脂とのＨＳＰ距離を１００ＭＰａ１／２以下とすることにより、厚膜時における感光性樹脂膜の膜厚バラツキを低減できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
本実施形態によれば、感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂膜の膜厚バラツキを抑制できるので、製造安定性を向上させることができる。例えば、感光性樹脂膜の上に上層を積層した場合、この上層との間に泡の噛み込みが生じることを抑制でき、また、上層を形成する際の塗布性を向上させることもできる。また、塗膜平滑性を向上させるためのプロセスを省略でき、製造効率を向上させることができる。
【００１３】
また、本実施形態の感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂膜は、一般的な薄膜の膜用とは異なる新たな用途として、例えば、貫通電極を有する配線層を構成する絶縁層に用いることができる。これにより、このような貫通電極を有する配線層を備える電子装置を実現することができる。
【００１４】
本実施形態の感光性樹脂組成物の各成分について説明する。
本実施形態の感光性樹脂組成物としては、ポジ型、ネガ型のいずれを用いてもよい。高アスペクトな構造の実現やアンダーカットの低減等の観点から、ネガ型が好ましい。本実施形態のネガ型の感光性樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、及び感光剤を含む。
【００１５】
（エポキシ樹脂）
本実施形態におけるエポキシ樹脂は、互いに異なる第１エポキシ樹脂と第２エポキシ樹脂とを含むものである。これらの第１エポキシ樹脂と第２エポキシ樹脂同士は、互いの関係において相溶性に優れていることが好ましい。
【００１６】
本実施形態において、第１エポキシ樹脂と第２エポキシ樹脂とのハンセン溶解度パラメータの距離（ＨＳＰ距離）の上限値は、１００ＭＰａ１／２以下であり、好ましくは９０ＭＰａ１／２以下であり、より好ましくは８０ＭＰａ１／２以下である。これにより、本実施形態の感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂膜の膜厚バラツキを抑制できる。一方、上記ＨＳＰ距離の下限値は、特に限定されないが、例えば、１ＭＰａ１／２以上、より好ましくは５ＭＰａ１／２以上としてもよい。
【００１７】
本実施形態の第１エポキシ樹脂および第２エポキシ樹脂において、ＨＳＰの極性項（Ｐ）の上限値は、例えば、１３．５ＭＰａ１／２以下であり、好ましくは１２ＭＰａ１／２以下であり、より好ましくは１１．５ＭＰａ１／２以下である。第１エポキシ樹脂および第２エポキシ樹脂の極性項（Ｐ）の距離を小さくすることにより、第１エポキシ樹脂と第２エポキシ樹脂との分散状態を安定化させることができる。一方、第１エポキシ樹脂および第２エポキシ樹脂のＨＳＰの極性項（Ｐ）の下限値は、特に限定されないが、例えば、１ＭＰａ１／２以上としてもよく、５ＭＰａ１／２以上としてもよい。
【００１８】
また、本実施形態の第１エポキシ樹脂および第２エポキシ樹脂において、ＨＳＰの分散項（Ｄ）の下限値は、例えば、１２．５ＭＰａ１／２以上であり、好ましくは１４ＭＰａ１／２以上であり、より好ましくは、１５ＭＰａ１／２以上であることで、第１エポキシ樹脂と第２エポキシ樹脂との分散性をより向上させることができる。一方で、第１エポキシ樹脂および第２エポキシ樹脂のＨＳＰの分散項（Ｄ）の上限値は、特に限定されないが、例えば、２２ＭＰａ１／２以下でもよく、２１ＭＰａ１／２以下としてもよい。
【００１９】
なお、本実施形態の第１エポキシ樹脂および第２エポキシ樹脂おいて、ＨＳＰの水素項（Ｈ）の下限値は、例えば、４．１ＭＰａ１／２以上あり、好ましくは４．５ＭＰａ１／２以上である。これにより、第１エポキシ樹脂および第２エポキシ樹脂の分散状態をより安定化させることができる。また、第１エポキシ樹脂および第２エポキシ樹脂のＨＳＰの水素項（Ｈ）の上限値は、特に限定されないが、例えば、１２ＭＰａ１／２以下としてもよく、１１ＭＰａ１／２以下としてもよい。
【００２０】
本実施形態において、第１エポキシ樹脂および第２エポキシ樹脂は、それぞれ、極性項（Ｐ）、分散項（Ｄ）、または水素項（Ｈ）の少なくともいずれかが上記範囲を満たすことができる。この中でも、少なくとも、極性項（Ｐ）または分散項（Ｄ）が上記範囲を満たすことが好ましく、極性項（Ｐ）が上記範囲を満たすことがより好ましい。
【００２１】
ハンセンの溶解度パラメータ（ＨＳＰ）は、ある物質が他のある物質にどのくらい溶けるのかという溶解性を表す指標である。ＨＳＰは、溶解性を３次元のベクトルで表す。この３次元ベクトルは、代表的には、分散項（δｄ）、極性項（δｐ）、水素項（δｈ）で表すことができる。そしてベクトルが似ているもの同士は、溶解性が高いと判断できる。ベクトルの類似度をハンセン溶解度パラメータの距離（ＨＳＰ距離）で判断することが可能である。
【００２２】
本明細書で用いている、ハンセン溶解度パラメーター（ＨＳＰ値）は、C. M. Hansen, “The three dimensional solubility parameters”, J. Paint Technol. 39, 105 (1967)およびHansen Solubility Parameters, A User’s Ｈａｎｄｂｏｏｋ by Charles M. Hansen, CRC Press Boca Raton Fl (2007) HSPiP (Hansen Solubility Parameters in Practice)に基づき、溶解度パラメータ推算ソフトウエアを用いて算出することができる。ここで、ハンセンとアボットが開発したコンピューターソフトウエアＨＳＰｉＰには、ＨＳＰ距離を計算する機能と様々な樹脂と溶媒もしくは非溶媒のハンセンパラメーターを記載したデータベースが含まれている。
各樹脂の純溶媒および良溶媒と貧溶媒の混合溶媒に対する溶解性を調べ、ＨＳＰｉＰソフトにその結果を入力し、Ｄ：分散項、Ｈ：水素項、Ｒ０：溶解球半径を算出する。
【００２３】
上記ＨＳＰ距離は、下記式（１）に示すＲ２で表されるものである。
本実施形態において、ＨＳＰ距離は、例えば、第１エポキシ樹脂のＨＳＰを（ｄ１，ｐ１，ｈ１）とし、第２エポキシ樹脂のＨＳＰを（ｄ２，ｐ２，ｈ２）としたとき、下記の式（１）により算出することができる。
【００２４】
【数１】
2018041074.tif 000002
【００２５】
本実施形態におけるエポキシ樹脂は、上記の第１エポキシ樹脂および第２エポキシ樹脂とは異なる第３エポキシ樹脂を含有していてもよい。
本実施形態において、第２エポキシ樹脂と第３エポキシ樹脂とのＨＳＰ距離の上限値は、特に限定されないが、例えば、１００ＭＰａ１／２以下であり、より好ましくは９０ＭＰａ１／２以下であり、さらに好ましくは８０ＭＰａ１／２以下である。これにより、本実施形態の感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂膜の膜厚バラツキを抑制できる。一方、第２エポキシ樹脂と第３エポキシ樹脂とのＨＳＰ距離の下限値は、特に限定されないが、例えば、１ＭＰａ１／２以上、より好ましくは５ＭＰａ１／２以上としてもよい。なお、エポキシ樹脂は、本発明の効果が得られる範囲内において、上記ＨＳＰ距離が特に限定されない他のエポキシ樹脂を含有してもよい。
また、第１エポキシ樹脂と第３エポキシ樹脂のＨＳＰ距離は、上述の第１エポキシ樹脂と第２エポキシ樹脂のＨＳＰ距離と同様の関係を満たすものであってもよい。
【００２６】
上記エポキシ樹脂としては、例えば、１分子中にエポキシ基が２個以上であるものを使用することができる。たとえば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂、ジアリルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、芳香族多官能エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、脂肪族多官能エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、多官能脂環式エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、第１エポキシ樹脂と第２エポキシ樹脂として、脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂、及び多官能エポキシ樹脂の中から少なくとも２種を組み合わせて用いることが好ましい。
【００２７】
上記第１エポキシ樹脂としては、例えば、低分子量の上記エポキシ樹脂を用いることができる。この場合、上記第１エポキシ樹脂の分子量は、上記第２エポキシ樹脂の分子量よりも小さくすることができる。また、上記第１エポキシ樹脂の分子量の上限値としては、例えば、６００以下でもよく、５００以下としてもよく、４００以下でもよく、３００以下でもよい。このように分子量が小さい第１エポキシ樹脂を用いることにより、パターニング性を向上させることができる。一方で、上記第１エポキシ樹脂の分子量の下限値としては、特に限定されないが、例えば、１００以上でもよく、１５０以上でもよく、２００以上でもよい。本実施形態において、分子量は、例えば、エポキシ当量と官能基数から算出した分子量でもよく、構造式が特定できる場合には当該構造式から算出された分子量でもよく、重合体であって構造式が特定できない場合には、重量平均分子量でもよいが、ポリスチレンを標準物質としたゲル濾過クロマトグラフィーで測定された重量平均分子量であることが好ましい。
【００２８】
また、上記第１エポキシ樹脂としては、一分子中に脂環式エポキシ基を２個以上有する脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂、または脂肪族エポキシ樹脂を含むことが好ましい。また、上記第１エポキシ樹脂としては、室温２５℃において液状のエポキシ樹脂を含むことが好ましい。
【００２９】
上記第２エポキシ樹脂としては、上記のエポキシ樹脂の例示の中でも、感光性樹脂膜の硬化物に要求される特性の観点から、各種のエポキシ樹脂を選択することができるが、例えば、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂や多官能エポキシ樹脂を用いることができる。
また、上記第２エポキシ樹脂の分子量の下限値としては、例えば、３００以上でもよく、４００以上としてもよく、５００以上でもよい。これにより、感光性樹脂膜の硬化物の耐熱性を向上させることができる。一方で、上記第２エポキシ樹脂の分子量の上限値としては、例えば、１０００以下でもよく、９００以下としてもよく、６００以下でもよい。これにより、感光性樹脂膜の成膜特性を向上させることができ、成膜時の膜厚のばらつきをより抑制することができる。
【００３０】
また、上記エポキシ樹脂として、ベンゼン環を有する化合物を用いることが好ましい。これにより、感光性樹脂膜の耐熱性と透明性のバランスに優れたものとすることができる。例えば、ベンゼン環を有する化合物としては、下記の多官能エポキシ樹脂を用いることができる。一方、上記エポキシ樹脂は、ナフタレン環を有する化合物を含まないことが好ましい。これにより、露光波長における感光性樹脂膜の透過率が低下することを抑制することができる。例えば、下記の脂環式エポキシ樹脂および多官能エポキシ樹脂のいずれも、ナフタレン骨格を有しない化合物であることが好ましい。
【００３１】
上記第１エポキシ樹脂としては、一分子中に脂環式エポキシ基を２個以上有する脂環式エポキシ樹脂またはビスフェノールＡ型等のビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂を含むことが好ましい。このような反応性が良好なエポキシ樹脂を用いることにより、パターニング性を向上させることができる。また、露光後加熱処理等の低温の加熱条件においても、硬化反応を進めることが可能になる。また、本実施形態の感光性樹脂組成物の硬化物の柔軟性を高めることができる。
【００３２】
上記一分子中に脂環式エポキシ基を２個以上有する脂環式エポキシ樹脂として、一分子中に脂環式エポキシ基を２個有する脂環式エポキシ樹脂が好ましい。
上記脂環式エポキシ基は下記式（ａ）で示されることが好ましい。下記式（ａ）で示される脂環式エポキシ基を２個有する脂環式エポキシ樹脂として、例えば、下記式（Ａ）で示されるエポキシ樹脂が好ましい。
【００３３】
【化１】
2018041074.tif 000003
【００３４】
【化２】
2018041074.tif 000004
【００３５】
上記式（Ａ）中、Ｒａ及びＲｂは各々独立して水素原子又はメチル基を示し、ｍは１〜５を示し、ｌは０または１を示す。
【００３６】
上記ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂として、好ましくは、下記式（Ｉ）で示されるビスフェノール型エポキシ樹脂が挙げられる。
【００３７】
【化３】
2018041074.tif 000005
【００３８】
上記式（Ｉ）中、Ｒ１とＲ２は各々独立して、水素原子またはメチル基を示し、ｎは０〜５を示し、好ましくは０を示す。
【００３９】
上記脂環式エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、イプシロン−カプロラクトン変性３，４−エポキシシクロヘキシルメチル３'，４'−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル（３，４−エポキシ）シクロヘキサンカルボキシレートなどが用いられ、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル（３，４−エポキシ）シクロヘキサンカルボキシレートがより好ましく用いられる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いてもよい。
【００４０】
また、上記エポキシ樹脂としては、３官能以上の多官能エポキシ樹脂を含むことが好ましい。これにより、本実施形態の感光性樹脂組成物の硬化物の剛直性を高めることができ、成膜時の膜厚のばらつきをより抑えることができる。剛直性を付与する樹脂を用いることにより、ガラス転移温度を高めることや、線膨張係数を低く抑えることが可能になる。
【００４１】
上記多官能エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、２−［４−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル］−２−［４−［１，１−ビス［４−（［２，３−エポキシプロポキシ］フェニル］エチル］フェニル］プロパン、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂、テトラキス（ヒドロキシフェニル）エタン型エポキシ樹脂、１−クロロ−２，３−エポキシプロパン・ホルムアルデヒド・２，７−ナフタレンジオール重縮合物、１−クロロ−２，３−エポキシプロパン・ホルムアルデヒド・２，７−ナフタレンジオール重縮合物、ナフタレン含有変性エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂などが用いられる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いてもよい。上記多官能エポキシ樹脂として、下記式（ＩＩ）で示される多官能エポキシ樹脂が好ましく、２−［４−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル］−２−［４−［１，１−ビス［４−（［２，３−エポキシプロポキシ］フェニル］エチル］フェニル］プロパンがより好ましく用いられる。
【００４２】
【化４】
2018041074.tif 000006
【００４３】
上記式（ＩＩ）中、Ｒ３、Ｒ４、及び、Ｒ５は各々独立して、水素原子または炭素原子数１〜３のアルキル基を示し、ｐは０〜３の整数を示す。
【００４４】
また、本実施形態において、脂環式エポキシ樹脂またはビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂と、多官能エポキシ樹脂とを併用してもよい。これにより、柔軟性を示す伸び特性と、ＴｇやＣＴＥ等の剛性を示す機械的強度特性の膜特性の両立を実現することが可能になる。あるいは、脂環式エポキシ樹脂とビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂とを併用してもよい。これにより、成膜時の膜厚をより均一にすることが可能になる。
【００４５】
（硬化剤）
硬化剤としては、エポキシ樹脂の重合反応を促進させるものであればとくに限定されないが、例えば、フェノール性水酸基を有する硬化剤を含むことができる。具体的には、フェノール樹脂を用いることができる。フェノール樹脂としては、公知のもののなかから適宜選択することができるが、たとえばノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、トリスフェニルメタン型フェノール樹脂、アリールアルキレン型フェノール樹脂を用いることができる。これらの中でも、ノボラック型フェノール樹脂が好ましく用いられる。
【００４６】
（感光剤）
感光剤としては、光酸発生剤を用いることができる。光酸発生剤としては、紫外線等の活性光線の照射により酸を発生する光酸発生剤を含有する。光酸発生剤として、オニウム塩化合物を挙げることができ、例えば、スルホニウム塩、ヨードニウム塩などを挙げることができる。中でも、トリアリールスルフォニウム テトラキス−（ペンタフルオロフェニル）ボレートを好ましく用いることができる。
【００４７】
（その他の添加剤）
本実施形態の感光性樹脂組成物には、必要に応じて酸化防止剤、シリカ等の充填材、界面活性剤、増感剤、フィルム化剤、密着助剤等の添加剤を添加してもよい。密着助剤としては、例えば、γ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられる。
【００４８】
（溶剤）
本実施形態の感光性樹脂組成物は溶剤を含むことができる。
溶剤としては、たとえばアセトン、メチルエチルケトン、トルエン、プロピレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール１−モノメチルエーテル２−アセテート、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ベンジルアルコール、プロピレンカーボネート、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の有機溶剤から選択される一種または二種以上を含むことができる。
【００４９】
本実施形態における溶剤は、上記第２エポキシ樹脂との相対エネルギー差（ＲＥＤ値）が１．２以下である溶剤種（例えば、第１溶剤）を１以上含むことができる。ここで、相対エネルギー差（ＲＥＤ値）は、Ｒａ／Ｒ０で算出される値である。Ｒａは、溶剤種と第２エポキシ樹脂とのＨＳＰの距離を表し、Ｒ０は、第２エポキシ樹脂のＨＳＰの座標を中心とした溶解球半径を表す。
本実施形態において、上記ＲＥＤ値の上限値は、例えば、１．２以下であり、好ましくは１．１５以下であり、より好ましくは１．１以下である。これにより、溶剤と第２エポキシ樹脂との相溶性を向上させることができ、感光性樹脂膜の膜厚バラツキを抑制することができる。一方で、上記ＲＥＤ値の下限値は、特に限定されないが、例えば、０．０１以上でもよく、０．１以上でもよい。
【００５０】
本実施形態の溶剤としては、第１溶剤と、第１溶剤と異なる第２溶剤とを併用してもよい。第１溶剤が上記ＲＥＤを満たす場合、第１溶剤が主剤として用いる限り、第２溶剤は上記ＲＥＤを満たしても、満たさなくてもよいが、第２溶剤も上記ＲＥＤを満たすことがより好ましい。第１溶剤が主剤とは、例えば、第１溶剤の含有量が、溶剤の総重量に対して、例えば、６０重量％以上であり、好ましくは７５重量％以上であり、より好ましくは９０重量％以上であることを意味する。
例えば、第２エポキシ樹脂がビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂または多官能エポキシ樹脂である場合、ＲＥＤ値１．２以下を満たす第１溶剤として、ベンジルアルコールを使用することが望ましい。
【００５１】
本実施形態の感光性樹脂組成物の調製方法は特に限定されず、一般的に公知の方法により製造することができる。例えば、以下の方法が挙げられる。原料と溶剤を配合して均一に混合することにより、感光性樹脂組成物が得られる。
【００５２】
本実施形態において、２５℃における感光性樹脂組成物の粘度の下限値は、例えば、５００ｍＰａ・ｓ以上でもよく、６００ｍＰａ・ｓ以上でもよく、７００ｍＰａ・ｓ以上でもよい。これにより、膜厚均一性を向上させることができる。一方、２５℃における感光性樹脂組成物の粘度の上限値は、例えば、５０００ｍＰａ・ｓ以下でもよく、４０００ｍＰａ・ｓ以下でもよく、３０００ｍＰａ・ｓ以下でもよい。これにより、ハンドリング性等の塗布性を向上させることができる。
【００５３】
感光性樹脂組成物は、ワニス状であってもよい。ワニス状の感光性樹脂組成物をフィルム状とすることにより、樹脂シート（感光性樹脂膜）が得られる。
【００５４】
樹脂シートは、たとえばワニス状の感光化性樹脂組成物を塗布して得られた塗布膜（樹脂膜）に対して、溶剤除去処理を行うことにより得ることができる。上記樹脂シートは、溶剤含有率が感光性樹脂組成物全体に対して１０重量％以下とすることができる。たとえば８０℃〜１５０℃、１分間〜２０分間の条件で溶剤除去処理を行うことができる。これにより、感光性樹脂組成物の硬化が進行することを抑制しつつ、十分に溶剤を除去することが可能となる。
【００５５】
本実施形態において、樹脂シート（感光性樹脂膜）をキャリア基材上に形成させる方法としては特に限定されないが、例えば、感光性樹脂組成物（樹脂ワニス）を調製して、各種コーター装置を用いて樹脂ワニスをキャリア基材に塗工した後、これを乾燥する方法、スプレー装置を用いて樹脂ワニスをキャリア基材に噴霧塗工した後、これを乾燥する方法、などが挙げられる。これらの中でも、コンマコーター、ダイコーターなどの各種コーター装置を用いて、樹脂ワニスをキャリア基材に塗工した後、これを乾燥する方法が好ましい。これにより、ボイドがなく、均一な樹脂シートの厚みを有するキャリア基材付き樹脂シートを効率よく製造することができる。
【００５６】
樹脂シートは、感光性樹脂組成物から得られたフィルムを含むことができる。樹脂シートは、シート形状でもよく、巻き取り可能なロール形状でもよい。
【００５７】
本実施形態の感光性樹脂膜は、一例として、図１（ａ）及び（ｂ）に示す貫通電極層３０の絶縁層に利用することができる。以下、貫通電極層３０の製造工程について説明する。
図２は、本実施形態の感光性樹脂組成物を利用した貫通電極層３０の製造手順の工程断面図を示す。本実施形態では、感光性樹脂組成物としてネガ型感光性樹脂組成物を用いた例について説明する。
【００５８】
まず、図２（ａ）に示すように、感光性樹脂組成物を用いてなる感光性樹脂膜１３２を下地層（例えば、配線１４３を構成する下層の配線層１４２）上に形成する。感光性樹脂膜１３２としては、ワニス状の感光性樹脂組成物を基材に塗布して得られた塗布膜でもよく、当該塗布膜をフィルム化して得られた樹脂シートでもよい。樹脂シートを用いることにより、材料ロスを低減することが可能となる。開口部１１２が形成される前では、感光性樹脂膜１３２はＢステージ状態とすることができる。これにより、取り扱い性を高めることができる。一方、開口部１１２が形成された後、感光性樹脂膜１３２は、硬化処理がなされることにより、硬化膜となる。これにより、機械的強度等に優れた構造とすることができる。
【００５９】
具体的な感光性樹脂膜１３２の形成方法としては、塗布工程やラミネート工程等が挙げられる。塗布工程では、ワニス状の感光性樹脂組成物を準備する。そして感光性樹脂組成物のワニスを基材上に塗布する。これにより、塗布面上に塗布膜を形成することができる。一方、ラミネート工程では、感光性樹脂組成物からなるフィルム状の感光性樹脂膜を準備する。熱圧着等により感光性樹脂膜を基材上に張り付ける。これにより、感光性樹脂膜を張り付け面上に形成できる。
【００６０】
感光性樹脂膜１３２を形成した後、露光処理する前に、感光性樹脂膜１３２を所定の温度でプリベークすることができる。プリベークの温度は、特に限定されないが、例えば、１００℃以上１５０℃以下としてもよく、好ましくは１１０℃以上１４０℃以下としてもよい。プリベーク時間は、例えば、１分間以上１０分間以下とすることができる。これにより、余分な溶剤を蒸発させ、成膜特性を安定させることができる。
【００６１】
プリベークした後の感光性樹脂膜１３２の膜厚は、最終的な硬化膜の膜厚に応じて設計されるものであるが、例えば、５μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは、８μｍ以上１８０μｍ以下とすることができる。これによりパターニング性が向上する。
【００６２】
また、本実施形態において、所定の条件でのプリベーク後の感光性樹脂膜１３２において、露光波長に対する光の光線透過率の下限値は、例えば、５０％以上であることが好ましく、６０％以上がより好ましく、７０％以上がさらに好ましい。これにより、厚膜の感光性樹脂膜１３２を用いた場合でも、感光性樹脂膜１３２の下面側（露光側とは反対側）の領域におけるパターニング性を向上させることができる。上記光線透過率の上限値は、特に限定されないが、例えば、１００％未満としてもよく、９０％以下としてもよい。これにより、感光性樹脂組成物中の感光剤等に効果的に露光波長の光を吸収させることができるので、光硬化などの反応性を高めることができる。例えば、エポキシ樹脂の種類や溶剤などの種類を最適に選択することにより、感光性樹脂膜の透過率を高めることができる。
【００６３】
本実施形態において、光線透過率の測定方法としては、例えば、可視紫外分光光度計を用いることができる。また、吸収波長および光線透過率の測定条件としては、例えば、ワニス状の感光性樹脂組成物の塗布膜を準備し、当該塗布膜を１２０℃、５分間でプリベークすることにより形成された膜厚１０μｍの感光性樹脂膜を用いることができる。
【００６４】
続いて、感光性樹脂膜１３２上の所定の領域にマスク１０２を配置する。マスク１０２を通して、感光性樹脂膜１３２に対して、露光処理を行う。ネガ型の感光性樹脂組成物を用いた場合、マスク形成領域（露光照射されない光遮断領域）に開口部１１２が形成される。本実施形態において、露光波長としては、例えば、３６５ｎｍの紫外線を用いることができる。
【００６５】
続いて、感光性樹脂膜１３２に対して、所定の条件で露光後加熱処理を行ってもよい。露光後加熱処理の温度は、特に限定されないが、例えば、５０℃以上１８０℃以下としてもよく、好ましくは６０℃以上１５０℃以下としてもよい。露光後加熱処理の時間は、例えば、１分間以上１０分間以下とすることができる。露光後加熱処理により、完全硬化させないが、感光性樹脂組成物の硬化の進行度を制御することができる。これにより、反応性が高い樹脂系の硬化反応を進めることができる。
【００６６】
続いて、感光性樹脂膜１３２に対して現像処理する。現像液として、例えば、有機溶剤や水溶性現像液を用いることができる。これにより、感光性樹脂膜１３２に複数の貫通部（開口部１１２）をパターニング形成することができる。複数の貫通部は、感光性樹脂膜１３２の表面から裏面までを貫通しており互いに離間している。
【００６７】
開口部１１２を形成した後、所定の加熱条件で加熱処理することにより感光性樹脂膜１３２を硬化する。感光性樹脂膜１３２の硬化処理の温度は、特に限定されないが、例えば、１６０℃以上２５０℃以下としてもよく、好ましくは１８０℃以上２３０℃以下としてもよい。硬化処理の時間は、例えば、３０分間以上１２０分間以下とすることができる。低温で硬化させることにより、反りを抑制することができる。例えば、硬化温度は、半導体チップの耐熱性にあわせて設定してもよい。硬化処理により、露光後加熱処理で硬化していない樹脂系の硬化反応を十分に進めることができる。
【００６８】
以上により、感光性樹脂膜１３２中に図１に示すような開口部１１２を形成することができる。
【００６９】
本実施形態において、感光性樹脂膜３２（１３２）の開口部１１２のアスペクト比（高さＨ／直径Ｗ：図２（ｅ））の下限値は、例えば、３以上としてもよく、好ましくは３．５以上としてもよく、さらに好ましくは４以上としてもよい。一方、上記アスペクト比の上限値は、特に限定されないが、例えば、１０以下としてもよく、好ましくは、９以下としてもよく、さらに好ましくは、８以下としてもよい。開口部１１２のアスペクト比を上記下限値以上とすることにより、貫通電極３４の配置を高密度化することが可能になる。また、感光性樹脂膜３２を厚膜とすることにより剛性を高めることができる。一方、開口部１１２のアスペクト比を上記上限値以下とすることにより、貫通電極３４の電気抵抗値を下げることができる。アスペクト比を上記範囲内とすることにより、高密度化と電送速度の高速化のバランスを向上させることができる。
【００７０】
図２（ｂ）に示すように、パターニングされた感光性樹脂膜１３２の表面上に、シード層１０８、１１４を形成する。シード層１１４は、感光性樹脂膜１３２の開口部１１２の内部（側壁および底面）に形成され、シード層１０８は感光性樹脂膜１３２の上面１３９に形成される。シード層１０８、１１４は、例えば、スパッタなどの方法により形成される。
【００７１】
シード層１０８、１１４は、貫通電極１３４を構成するメッキ膜１１５と同種の金属で構成されてもよいが、メッキ膜１１５と良好な密着性がある異種の金属で構成されていてもよい。本実施形態では、シード層１０８、１１４として、例えば、銅シード層が形成される。
【００７２】
感光性樹脂膜１３２の上面１３９上のシード層１０８上にレジスト層１０４を形成する。言い換えると、開口部１１２を除いた領域の感光性樹脂膜１３２の上にシード層１０８を介してレジスト層１０４を形成する。例えば、フィルム状のレジスト層１０４を使用できる。パターニングされたレジスト層１０４をラミネートしてもよいし、フィルム状のレジスト層１０４をラミネートした後に、ドリルやレーザー等を用いてパターニングしてもよい。
【００７３】
続いて、図２（ｃ）に示すように、貫通部（開口部１１２）を金属層（メッキ膜１１５）で埋設する。例えば、電解メッキ方法を用いることができる。これにより、シード層１１４とメッキ膜１１５により、開口部１１２内部に感光性樹脂膜１３２の上面から下面までを貫通する貫通電極（導電柱状体）１３４を形成することができる。メッキ膜１１５は、銅、金、銀、ニッケル等からなる群から選択される一種以上の金属で構成されることができる。
【００７４】
続いて、図２（ｄ）に示すように、レジスト層１０４を剥離する。その後、感光性樹脂膜１３２の上面１３９上のシード層１０８を除去する。これには、例えば、フラッシュエッチングなどを用いることができる。
【００７５】
以上により、図２（ｅ）に示す構造を有する貫通電極層１３０を形成することができる。
【００７６】
本実施形態の感光性樹脂膜１３２は、このような貫通電極層１３０を構成する絶縁層に用いることができる。また、本実施形態の感光性樹脂膜１３２は、半導体ウエハ等の大面積の基板を用いたウエハレベルプロセスに用いることが可能である。
【００７７】
［電子装置］
本実施形態に係る電子装置について説明する。
本実施形態に係る電子装置（半導体パッケージ１００）について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る半導体パッケージ１００の構成を示す断面図である。
【００７８】
本実施形態の半導体パッケージ１００の概要について説明する。
本実施形態の半導体パッケージ１００は、配線層２０、貫通電極層３０、インターポーザー（シリコンインターポーザー４０）、半導体チップ５０、および封止材層７０を備えるものである。貫通電極層３０は、配線層２０とインターポーザー（シリコンインターポーザー４０）との間に配置されている。貫通電極層３０は、貫通電極３４と絶縁層（感光性樹脂膜３２）とを備えるものである。貫通電極層３０を構成する絶縁層（感光性樹脂膜３２）は、感光性樹脂組成物の硬化物で構成できる。すなわち、本実施形態の感光性樹脂組成物は、貫通電極層３０を構成する感光性樹脂膜３２の形成に用いることができる。
【００７９】
本実施形態の半導体パッケージ１００は、図３に示すように、外部端子（半田バンプ８０）やマザーボード等の主基板（プリント回路基板１０）を備えてもよい。
【００８０】
配線層２０は、下面に複数の半田バンプ８０（外部端子）が形成されている。これにより、配線層２０は、貫通電極層３０と半田バンプ８０の間に配置され、貫通電極層３０と半田バンプ８０とを電気的に接続することができる。
【００８１】
貫通電極層３０は、本実施形態の感光性樹脂組成物を用いて、上述の製造工程により形成することができる。この貫通電極層３０は配線層２０の上面上に設けられている。貫通電極層３０は、感光性樹脂膜３２と複数の貫通電極３４（導電柱状体）を有している。貫通電極３４は、感光性樹脂膜３２の上面から下面までを貫通している。また、複数の貫通電極３４は、互いに離間して配置されている。この貫通電極３４は、配線層２０とシリコンインターポーザー４０の下層配線層４２とを電気的に接続することができる。
【００８２】
貫通電極層３０中の貫通電極３４は、図１（ｂ）に示すように、感光性樹脂層３２の上面３９から下面３６に向かって縮径となるテーパー形状を有し、かつ、シリコンインターポーザー４０の下層配線層４２と配線層２０とを電気的に接続するように構成することができる。これにより、貫通電極３４とシリコンインターポーザー４０の下層配線層４２との接触面積が増大し、貫通電極３４と下層配線層４２との密着力が高まり、機械的強度がより高まる構造とすることができる。
貫通電極３４がテーパー形状を有する場合のテーパー角度θの下限値は、例えば、４５度以上でもよく、７０度以上とすることができ、より好ましくは７５度以上であり、さらに好ましくは８０度以上である。これにより、貫通電極３４同士の間隔を狭めることができるので、貫通電極３４の実装密度を高めることができる。一方で、上記テーパー角度の上限値は、例えば、９０度以下でもよく、８９度以下としてもよく、さらには８８度以下としてもよい。これにより、貫通電極３４とシリコンインターポーザー４０の下層配線層４２との接触面積を増加させ、密着性を高めるので、機械的強度をより高めることができる。開口部１１２の中の側壁３５にもスパッタが付着しやすくなるため、開口部１１２中の金属埋め込み性も高くなり、貫通電極３４の接続信頼性をより向上させることができる。
【００８３】
本実施形態において、貫通電極層３０の膜厚方向、すなわち、その上面３９に対して垂線方向から見たとき、貫通電極３４の断面形状は、特に限定されないが、例えば、円形形状、矩形形状、六角形や八角形等の多角形形状等が挙げられる。これらの中でも、図１（ａ）に示されるように、貫通電極３４の断面形状は円形形状であることが好ましい。
貫通電極３４は、例えば、銅、金、銀、ニッケル等からなる群から選択される一種以上の金属で構成されることができ、その形状は、導電性錐台体、具体的には、導電性円錐台体、導電性多角錐台であることができ、より具体的には銅製円錐台体（銅ピラー）であることができる。
【００８４】
シリコンインターポーザー４０は、貫通電極層３０の上面上に設けられている。シリコンインターポーザー４０は、下層配線層４２、シリコン基板４４および上層配線層４６がこの順で積層した積層構造を有してもよい。シリコン基板４４には、上面から下面までを貫通する貫通ビア（不図示）が形成されている。当該貫通ビアは、シリコン基板４４の下面と上面のそれぞれに形成された下層配線層４２と上層配線層４６とを電気的に接続することができる。シリコンインターポーザー４０は、貫通電極層３０と半導体チップ５０とを電気的に接続することができる。
【００８５】
半導体チップ５０は、上層配線層４６の上面上に設けられている。半導体チップ５０は、単数でもよく、複数設けられていてもよい。また、異なる種類のチップを用いてもよい。複数の半導体チップ５０（ＬＳＩチップ５２、ＬＳＩチップ５４）は、平面視において、互いに離間して配置されている。
【００８６】
封止材層７０は、半導体チップ５０を封止することができる。具体的には、封止材層７０は、半導体チップ５０の周囲（天面５１および側面）を封止することができる。さらに、図３に示すように、当該封止材層７０は、配線層２０の上面と接するように設けられていて、貫通電極層３０の側面、シリコンインターポーザー４０の側面を封止することができる。
【００８７】
本実施形態において、積層方向に接続できる貫通電極層３０と、横方向に接続できる配線層２０とを有することができる。このシンプルな接続構造により、シリコンインターポーザー４０と外部端子とを接続できる。これらの接続を加えて、当該接続構造によりプリント回路基板のようなパッケージ基板を利用した場合と比較して、半導体装置全体の高さ（厚み）を低減することが可能となる。
【００８８】
本実施形態によれば、高さが低減された構造を実現できる電子装置（半導体パッケージ１００）を提供することができる。また、パッケージ基板を利用した場合と比較して、製造コストを削減することも可能である。
【００８９】
半導体パッケージ１００の各構成について詳述する。
本実施形態において、複数の半導体チップ５０がシリコンインターポーザー４０の主面上に搭載されている。複数の半導体チップ５０（ＬＳＩチップ５２、ＬＳＩチップ５４）は、平面視において、互いに異なる位置に配置されている。半導体チップ５０の個数は特に限定されないが２以上でもよく３以上でもよい。図３には、搭載される電子部品の一例として、ＬＳＩチップが示されているが、これに限定されず、各種の電子部品が搭載されていてもよい。
【００９０】
本実施形態のインターポーザー（シリコンインターポーザー４０）は、半導体チップ５０の再配線手段として用いられる。つまり、半導体チップ５０のパッド間隔を、処理に適したパッド間隔やピン並びに変換できる。これにより、ＴＳＶ（シリコン貫通電極）を利用した三次元実装を効率的に利用することができる。例えば、メモリーリップやロジックチップ等のチップの電極配線設計を、過度に変更することなく適用することも可能である。設計の負担が軽減されるので、生産性の効率を高めることができる。
【００９１】
インターポーザーとしては、特に限定されないが、有機樹脂基板、セラミック基板、シリコン基板、またはガラス基板などが用いられる。低コストや、高周波領域での特性に優れる観点から、ガラス基板が好ましい。高密度化、高速化、省電力、および放熱性等に優れる観点から、シリコン基板が好ましい。本実施形態のインターポーザーは、シリコンまたはガラスで構成されることが好ましい。
【００９２】
シリコンインターポーザー４０の主面とは、上層配線層４６が形成された側の表面を指す。シリコンインターポーザー４０の裏面側には下層配線層４２が形成されている。上層配線層４６および下層配線層４２は、シリコンインターポーザー４０を貫通するＴＳＶ（図示略）を介して、電気的に接続している。上層配線層４６および下層配線層４２を構成する金属配線は、任意の形状を有することができる。例えば、金属配線としては、平面方向に延在するパターン導電回路、柱状電極、バンプ電極等を用いることができる。これらの金属配線は、絶縁樹脂層に埋設されていてもよい。
【００９３】
本実施形態の貫通電極層３０は、感光性樹脂膜３２、感光性樹脂膜３２を貫通する貫通電極３４（貫通ビア）を有することができる。貫通電極３４は、感光性樹脂膜３２の層内方向において互いに離間して配置されている。つまり、貫通電極３４は、感光性樹脂膜３２の層中で配線を介して互いに接続しない構造とすることができる。当該感光性樹脂膜は、感光性樹脂組成物の硬化物で構成することが好ましい。感光性樹脂組成物を用いることにより、貫通電極３４を埋設するための貫通孔の加工特性を良好としつつも、機械特性等の所望の特性を向上させることが可能になる。
【００９４】
貫通電極３４を構成する金属は、特に限定されないが、例えば、銅、金、銀、ニッケル等が用いられる。これらを１種または２種以上用いてもよい。本実施形態において、貫通電極３４としては、銅を用いた銅ピラーの形態であることが好ましい。また、貫通電極３４の壁面上と感光性樹脂膜３２の貫通孔との間に、バリア層が形成されていてもよい。バリア層は、貫通電極３４を構成する金属原子が、感光性樹脂膜３２中に拡散することを抑制することができる。
【００９５】
貫通電極層３０の膜厚の下限値は、例えば、５μｍ以上としてもよく、より好ましくは８μｍ以上としてもよく、さらに好ましくは１０μｍ以上としてもよい。また、貫通電極層３０の膜厚の上限値は、例えば、２００μｍ以下としてもよく、より好ましくは１５０μｍ以下としてもよく、さらに好ましくは１００μｍ以下としてもよい。貫通電極層３０（感光性樹脂膜３２の硬化膜）の膜厚を上記下限値以上とすることにより、機械的強度を向上させることができる。これにより、パッケージ基板に代替して十分な機械的強度を得ることができる。また、貫通電極３４のアスペクト比を高くすることも可能になる。一方、高アスペクトの貫通電極３４を実現することが可能になる。貫通電極層３０（感光性樹脂膜３２）の膜厚を上記上限値以下とすることにより、半導体パッケージ１００の高さを低減させることができる。例えば、フィルム化剤の添加や、硬化温度の調整などにより、感光性樹脂膜３２の膜特性を高めることができる。
【００９６】
貫通電極３４のアスペクト比（高さＨ／直径Ｗ）の下限値は、例えば、３以上としてもよく、好ましくは３．５以上としてもよく、さらに好ましくは４以上としてもよい。一方、上記アスペクト比の上限値は、特に限定されないが、例えば、１０以下としてもよく、好ましくは、９以下としてもよく、さらに好ましくは、８以下としてもよい。貫通電極３４のアスペクト比を上記下限値以上とすることにより、貫通電極層３０における貫通電極３４の配置を高密度化することが可能になる。また、貫通電極３４のアスペクト比を上記上限値以下とすることにより、電気抵抗値を下げることができる。アスペクト比を上記範囲内とすることにより、高密度化と電送速度の高速化のバランスを向上させることができる。例えば、感光性樹脂組成物のパターニング性を向上させることにより、高アスペクト比の貫通孔を形成することが可能となる。
貫通電極３４の直径は、特に限定されないが、例えば、５μｍ以上５０μｍ以下としてもよく、１０μｍ以上３０μｍ以下としてもよい。
【００９７】
本実施形態の感光性樹脂組成物を用いることにより、通常の感光性樹脂膜と比較して厚みを増すことができるので、感光性樹脂組成物の硬化物に高アスペクト比の貫通孔を形成できる。これにより、貫通電極層３０において、高アスペクト比である貫通電極３４と、厚膜な感光性樹脂膜３２という構成を実現することができる。また、ネガ型の感光性樹脂組成物を用いることにより、高解像度や高アスペクト比のパターニングが可能になる。
【００９８】
また、本実施形態の感光性樹脂膜３２（硬化膜）において、感光性樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）下限値は、例えば、１２０℃以上が好ましく、１３０℃以上がより好ましく、１４０℃以上がさらに好ましい。これにより、放熱機能を有するシリコンインターポーザー４０と接する感光性樹脂膜３２の耐熱性を向上させることができる。一方、上記ガラス転移温度の上限値は、特に限定されないが、例えば、２５０℃以下としてもよい。例えば、多官能エポキシ樹脂の使用、高温での硬化温度の調整等により、ガラス転移温度を高めることができる。
【００９９】
本実施形態の感光性樹脂膜３２において、感光性樹脂組成物の硬化物の５０〜１００℃の温度領域における線膨張係数（ＣＴＥ）の下限値は、例えば、５ｐｐｍ／℃以上としてもよく、１０ｐｐｍ／℃以上としてもよく、１５ｐｐｍ／℃以上としてもよい。一方、上記線膨張係数の上限値は、例えば、７０ｐｐｍ／℃以下が好ましく、６０ｐｐｍ／℃以下がより好ましく、５９ｐｐｍ／℃以下がより更に好ましい。このように感光性樹脂膜３２の線膨張係数を小さくすることにより、シリコンインターポーザー４０との線膨張係数の差が小さくなり、反りの発生を抑えることができる。そして、信頼性の高い半導体パッケージ１００を得る事ができる。例えば、剛直性を付与する多官能エポキシ樹脂の使用等により、線膨張係数を低く抑えることができる。
【０１００】
本実施形態の感光性樹脂膜３２において、感光性樹脂組成物の硬化物の２５℃の引張試験における伸び率の下限値は、例えば、５％以上が好ましく、６％以上がより好ましく、７％以上がよりさらに好ましい。これにより、貫通電極層３０において、優れた耐久性を実現し、クラックやひび割れ等を確実に抑制することができる。一方、伸び率の上限値は、例えば、５０％以下としてもよく、好ましくは４０％以下としてもよい。本実施形態において、有機絶縁層の引張伸び率を上記範囲内とすることにより、信頼性に優れた接続構造を有する貫通電極層３０を実現することができる。例えば、柔軟性を付与する脂環式エポキシ樹脂の使用等により、引張伸び率を高めることができる。
【０１０１】
本実施形態では、剛直性を付与するエポキシ樹脂と柔軟性を付与するエポキシ樹脂とを併用すること、低温の加熱処理（例えば、露光後加熱処理）と高温の加熱処理（例えば、硬化加熱処理）を実施すること等により、感光性樹脂組成物の硬化物において、高Ｔｇとパターニング性または低ＣＴＥとパターニング性の両立を実現することができる。
【０１０２】
本実施形態において、ガラス転移温度（Ｔｇ）および線膨張係数は、所定の試験片（幅４ｍｍ×長さ２０ｍｍ×厚み０．００５〜０．０１５ｍｍ）に対して、熱機械分析装置（ＴＭＡ）を用いて、開始温度３０℃、測定温度範囲３０〜４００℃、昇温速度５℃／ｍｉｎの条件下で測定を行った結果から算出される。
【０１０３】
本実施形態において、引張試験における伸び率は次のように測定できる。まず、所定の試験片（幅６．５ｍｍ×長さ２０ｍｍ×厚み０．００５〜０．０１５ｍｍ）に対して引張試験（引張速度：５ｍｍ／ｍｉｎ）を、温度２５℃、湿度５５％の雰囲気中で実施する。引張試験は、株式会社オリエンテック製引張試験機（テンシロンＲＴＡ−１００）を用いて行う。次いで、当該引張試験の結果から、引張伸び率を算出する。ここでは、上記引張試験を試験回数ｎ＝１０で行い、測定値が大きい５回の平均値を求め、これを測定値とする。
【０１０４】
上記試験片として、たとえば、感光性樹脂組成物を熱処理して得られる硬化膜を用いることができる。具体的には、感光性樹脂組成物を、シリコンウエハ基板上にスピンコーター等で塗布した後、ホットプレートにて１２０℃で５分間乾燥し、塗膜を得る。塗膜を７００ｍＪ／ｃｍ２で全面露光し、８０℃で５分間ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｂａｋｅ）を行い、２００℃で９０分間加熱して、硬化膜を得ることができる。
【０１０５】
本実施形態の配線層２０は、外部端子（半田バンプ８０）を介して、マザーボード（プリント回路基板１０）上に実装されていてもよい。配線層２０とプリント回路基板１０との間隙には、アンダーフィラー８２が充填されていてよい。この配線層２０は、貫通電極層３０の貫通電極３４を、半田バンプ８０を介してプリント回路基板１０に接続することができる。
本実施形態において、貫通電極層３０は、インターポーザー（シリコンインターポーザー４０）と配線層２０との間に配置されており、インターポーザーと配線層２０とを電気的に接続するものである。そして、配線層２０には、貫通電極層３０の層内方向において、最外領域に位置する貫通電極３４よりも、外側に半田バンプ８０が形成されていてもよい。
【０１０６】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【実施例】
【０１０７】
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【０１０８】
［感光性樹脂組成物の作製］
まず、表１に従い配合された各成分の原料を、表１に示す溶剤に溶解させて混合溶液を得た。その後、混合溶液を３μｍのポリプロピレンフィルターで濾過し、感光性樹脂組成物を得た。
表１における各成分の原料の詳細は下記のとおりである。
【０１０９】
（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂１：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名ＬＸ−０１、ダイソー社製、重量平均分子量：３６０）
エポキシ樹脂２：脂環式エポキシ樹脂（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３'，４'−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ダイセル化学工業社製、商品名ＣＥＬ２０２１Ｐ、重量平均分子量：２３０）
エポキシ樹脂３：多官能エポキシ樹脂（商品名ＶＧ−３１０１Ｌ、プリンテック社製、重量平均分子量：５５０）
エポキシ樹脂４：多官能エポキシ樹脂（商品名ｊＥＲ−１０３２Ｈ６０、三菱化学社製、重量平均分子量：８５０）
エポキシ樹脂５：脂環式エポキシ樹脂（エポキシ化ブタンテトラカルボン酸テトラキス−（３−シクロヘキセニルメチル）修飾εカプロラクトン、ダイセル化学工業（株）製、商品名エポリードＧＴ４０１、重量平均分子量：８５０）
エポキシ樹脂６：４官能ナフタレン型エポキシ樹脂（商品名ＨＰ４７１０、ＤＩＣ社製、重量平均分子量：６６０）
（硬化剤）
硬化剤１：ノボラック型フェノール樹脂（住友ベークライト株式会社製、商品名ＰＲ−５５６１７）
（感光剤）
感光剤１：カチオン系光重合開始剤（ＢＡＳＦジャパン株式会社製、商品名Ｉｒｇａｃｕｒｅ２９０）
（密着助剤）
密着助剤１：γ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製、商品名ＫＢＭ−４０３Ｅ）
（溶剤）
溶剤１：ベンジルアルコール
溶剤２：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）
【０１１０】
【表１】
2018041074.tif 000007
【０１１１】
表１中、ＲＥＤ値は、Ｒａ／Ｒ０で示される。Ｒａは、溶剤１と第２エポキシ樹脂とのＨＳＰの距離である。Ｒ０は、第２エポキシ樹脂のＨＳＰの座標を中心とした溶解球半径である。
【０１１２】
得られた感光性樹脂組成物について、評価を行った。結果を表１および表２に示す。
また、表１中のＨＳＰ値、ＨＳＰ距離、ＲＥＤ値の測定値については、表３及び表４に示す。なお、表４に示すとおり、ベンジルアルコールとＰＧＭＥＡはＲＥＤ値が近い値である。
【０１１３】
【表２】
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【０１１４】
【表３】
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【０１１５】
【表４】
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【０１１６】
（ＨＳＰ値の測定、ＨＳＰ距離の算出）
原料成分に係る各樹脂に対して１４種類の純溶媒（ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、安息香酸ベンジル、炭酸プロピレン、１−ヘキセン、ＭＥＫ、アセトン、アセトニトリル、酢酸エチル、ＰＧＭＥＡ、シクロヘキサノール、ＩＰＡ、メタノール）に対する２５℃での溶解性を調べ（液状樹脂の場合は１０体積％、固体樹脂の場合は５重量％に調整する）、ＨＳＰｉＰソフトにその結果を入力し、樹脂の溶解球を算出した。
さらに、上記の実験から得た複数の比率の良溶媒と貧溶媒の混合溶媒に対する樹脂の溶解性を調べた。その結果をＨＳＰｉＰ（３ｒｄ  ｖｅｒｓｉｏｎ）に入力し、Ｄ：分散項、Ｈ：水素項、Ｒ０：溶解球半径を算出した。上記ＨＳＰ距離は、上記式（１）に示すＲ２で表されるものである。
【０１１７】
（ＲＥＤ値の測定）
溶媒のＨＳＰ値は例えば、ＨＳＰｉＰ  ３ｒｄ  ｖｅｒｓｉｏｎに含まれるＳｏｌｖｅｎｔ  ｌｉｓｔに記載されている値を２５℃に補正したものを参照した。
【０１１８】
（粘度）
得られた樹脂組成物をコーンプレート型粘度計（ＴＶ−２５，  東機産業製）を用いて回転速度２０ｒｐｍ、測定時間３００秒、測定温度２５℃の条件で測定を行った。
【０１１９】
（膜厚バラツキ）
得られた感光性樹脂組成物を８ｉｎｃｈのシリコンウエハ上にスピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートにて１２０℃で５分間プリベークし、膜厚１０μｍの樹脂膜を得た。
光干渉式膜厚測定装置（株式会社ＳＣＲＥＥＮセミコンダクターソリューションズ製）によりウエハの直径方向に１ｃｍ間隔で９点測定し、最大値と最小値の差を膜厚バラツキとした。
【０１２０】
（パターニング性）
上記の樹脂膜に対して、４００ｍＪ／ｃｍ２で露光を行った。その後、ホットプレートにて８０℃で５分間露光後加熱を行った。次にＰＧＭＥＡで２０秒間スプレー現像することによって未露光部を溶解除去した後、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）で１０秒間リンスした。その後、２００℃で９０分間硬化させることにより、所定のパターンが形成された感光性樹脂組成物の硬化膜を得た。得られたパターンについて断面観察を行った結果、実施例１から３の感光性樹脂組成物を用いることにより、良好なパターニング性が得られる事が分かった。
【０１２１】
（ガラス転移温度、線膨張係数）
得られた感光性樹脂組成物を、シリコンウエハ基板上にスピンコーター等で塗布した後、ホットプレートにて１２０℃で５分間乾燥し、塗膜を得た。塗膜を７００ｍＪ／ｃｍ２で全面露光し、８０℃で５分間ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｂａｋｅ）を行い、２００℃で９０分間加熱して、硬化膜を得た。得られた硬化膜を試験片とした。
ガラス転移温度（Ｔｇ）、５０℃〜１００℃の平均線膨張係数、および１００℃〜２００℃の平均線膨張係数は、試験片（幅４ｍｍ×長さ２０ｍｍ×厚み０．００５〜０．０１５ｍｍ）に対して、熱機械分析装置（ＴＭＡ）を用いて、開始温度３０℃、測定温度範囲３０〜４００℃、昇温速度５℃／ｍｉｎの条件下で測定を行った結果から算出した。
【０１２２】
（引張り強度、引張り伸び率）
前述のようにして得られた試験片（幅６．５ｍｍ×長さ２０ｍｍ×厚み０．００５〜０．０１５ｍｍ）に対して引張試験（引張速度：５ｍｍ／ｍｉｎ）を、温度２５℃、湿度５５％の雰囲気中で実施した。引張試験は、株式会社オリエンテック製引張試験機（テンシロンＲＴＡ−１００）を用いて行った。次いで、当該引張試験の結果から、引張伸び率を算出した。ここでは、上記引張試験を試験回数ｎ＝１０で行い、測定値が大きい５回の平均値を求め、これを測定値とした。また、当該引張試験において、試験片が破断した破断強度を、引張り強度とした。
【０１２３】
実施例１から３の感光性樹脂組成物を用いることにより、感光性樹脂組成物からなる樹脂膜の厚膜を形成したときでも、膜厚バラツキを抑制できることが分かった。一方で、比較例１と２の感光性樹脂組成物を用いた場合、当該感光性樹脂組成物からなる樹脂膜の厚膜を形成したときに、膜厚バラツキが生じることが分かった。また、実施例１の感光性樹脂組成物からなる樹脂膜の硬化膜は、引張り強度や引張り伸び率に優れることが分かった。また、実施例１〜３の感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂膜を用いることにより、信頼性に優れた半導体装置（図３に示すような半導体パッケージ１００）を実現できることが分かった。
【０１２４】
以上、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明したが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【０１２５】
１０  プリント回路基板（マザーボード）
２０  配線層
３０  貫通電極層
３２  感光性樹脂膜
３４  貫通電極
３５  側壁
３６  下面
３７  上面
３９  上面
４０  シリコンインターポーザー
４２  下層配線層
４４  シリコン基板
４６  上層配線層
５０  半導体チップ
５１  天面
５２  ＬＳＩチップ
５４  ＬＳＩチップ
７０  封止材層
８０  半田バンプ
８２  アンダーフィラー
１００  半導体パッケージ
１０２  マスク
１０４  レジスト層
１０８  シード層
１１２  開口部
１１４  シード層
１１５  メッキ膜
１３０  貫通電極層
１３２  感光性樹脂膜
１３４  貫通電極
１３９  上面
１４２  下層の配線層
１４３  配線
【図１】
2018041074.tif 000011
【図２】
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【図３】
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