(57)【要約】【課題】ボイドが少ない樹脂膜を備える半導体装置を製造可能な半導体装置の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に半導体チップを配置するチップ配置工程と、前記チップ配置工程の後、感光性樹脂フィルムを溶融させつつ、前記半導体チップを埋め込むように前記感光性樹脂フィルムを配置するフィルム配置工程と、前記フィルム配置工程の後、前記感光性樹脂フィルムの溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以下となるように加熱処理を施し、感光性樹脂層を得る加熱工程と、前記加熱工程の後、前記感光性樹脂層に露光処理を施す露光工程と、前記露光工程の後、前記感光性樹脂層に現像処理を施す現像工程と、を有することを特徴とする。【選択図】図３
2019062016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に半導体チップを配置するチップ配置工程と、
前記チップ配置工程の後、感光性樹脂フィルムを溶融させつつ、前記半導体チップを埋め込むように前記感光性樹脂フィルムを配置するフィルム配置工程と、
前記フィルム配置工程の後、前記感光性樹脂フィルムの溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以下となるように加熱処理を施し、感光性樹脂層を得る加熱工程と、
前記加熱工程の後、前記感光性樹脂層に露光処理を施す露光工程と、
前記露光工程の後、前記感光性樹脂層に現像処理を施す現像工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記加熱工程における前記加熱処理の温度は、８５〜１１５℃である請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記加熱工程における前記加熱処理の圧力は、常圧である請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記加熱工程における前記加熱処理の雰囲気は、不活性ガス雰囲気である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記フィルム配置工程は、キャリアーフィルムに積層されている前記感光性樹脂フィルムを、前記半導体チップに押し当てる工程であり、
前記加熱工程は、前記加熱処理の前に、前記キャリアーフィルムを前記感光性樹脂フィルムから剥離する処理を含む請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記感光性樹脂フィルムの厚さは、１００〜１０００μｍである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子には、保護膜、層間絶縁膜、平坦化膜等の用途で、樹脂材料からなる樹脂膜が用いられている。また、半導体素子の実装方式によっては、これらの樹脂膜の厚膜化が求められている。しかしながら、樹脂膜を厚膜化すると、半導体チップの反りが発生しやすくなる。
【０００３】
一方で、樹脂膜に感光性および光透過性を付与することにより、樹脂膜にパターンを形成する技術が知られている。これにより、目的とするパターンを精度よく形成することができる。
【０００４】
そこで、感光性を有し、かつ厚膜化が可能な樹脂膜を製造可能な樹脂組成物の開発が進められている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、分子構造を最適化し、残留応力を低減させることにより、光透過性に優れ、かつ、半導体チップの反りを抑制し得る感光性樹脂組成物が開示されている。この感光性樹脂組成物は、液状であり、スピンコート法により基板上に塗布された後、乾燥させ、露光処理および現像処理に供される。これにより、露光パターンに応じたパターニングが施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０９１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
また、液状をなす感光性樹脂組成物に代えて、感光性樹脂組成物をフィルム状に成形したものも用いられる。このようなフィルムは、ラミネート法により基板上に供給される。
【０００８】
一方、ラミネート法では、被着体とフィルムとの間の空気が抜けにくいため、ボイドと呼ばれる空気の巻き込みが発生しやすい。特に半導体チップを埋め込むようにフィルムがラミネートされた場合、半導体チップとの界面にボイドが発生しやすい。かかるボイドは、樹脂膜の特性を低下させることになるため、極力排除されることが求められる。
【０００９】
本発明の目的は、ボイドが少ない樹脂膜を備える半導体装置を製造可能な半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的は、下記（１）〜（６）の本発明により達成される。
（１）  基板上に半導体チップを配置するチップ配置工程と、
前記チップ配置工程の後、感光性樹脂フィルムを溶融させつつ、前記半導体チップを埋め込むように前記感光性樹脂フィルムを配置するフィルム配置工程と、
前記フィルム配置工程の後、前記感光性樹脂フィルムの溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以下となるように加熱処理を施し、感光性樹脂層を得る加熱工程と、
前記加熱工程の後、前記感光性樹脂層に露光処理を施す露光工程と、
前記露光工程の後、前記感光性樹脂層に現像処理を施す現像工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００１１】
（２）  前記加熱工程における前記加熱処理の温度は、８５〜１１５℃である上記（１）に記載の半導体装置の製造方法。
【００１２】
（３）  前記加熱工程における前記加熱処理の圧力は、常圧である上記（１）または（２）に記載の半導体装置の製造方法。
【００１３】
（４）  前記加熱工程における前記加熱処理の雰囲気は、不活性ガス雰囲気である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【００１４】
（５）  前記フィルム配置工程は、キャリアーフィルムに積層されている前記感光性樹脂フィルムを、前記半導体チップに押し当てる工程であり、
前記加熱工程は、前記加熱処理の前に、前記キャリアーフィルムを前記感光性樹脂フィルムから剥離する処理を含む上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【００１５】
（６）  前記感光性樹脂フィルムの厚さは、１００〜１０００μｍである上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ボイドが少ない樹脂膜を備える半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法の実施形態により製造される半導体装置の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１の鎖線で囲まれた領域の部分拡大図である。
【図３】図１に示す半導体装置を製造する方法を示す図である。
【図４】図１に示す半導体装置を製造する方法を示す図である。
【図５】図１に示す半導体装置を製造する方法を示す図である。
【図６】感光性樹脂フィルムの溶融粘度曲線の一例を示す。
【図７】変形例に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図８】変形例に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の半導体装置の製造方法について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
＜半導体装置＞
まず、後述する実施形態に係る半導体装置の製造方法により製造される半導体装置の一例について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の半導体装置の製造方法の実施形態により製造される半導体装置の一例を示す縦断面図である。また、図２は、図１の鎖線で囲まれた領域の部分拡大図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２１】
図１に示す半導体装置１は、貫通電極基板２と、その上に実装された半導体パッケージ３と、を備えた、いわゆるパッケージオンパッケージ構造を有する。
【００２２】
このうち、貫通電極基板２は、有機絶縁層２１（樹脂膜）と、有機絶縁層２１の上面から下面を貫通する複数の貫通配線２２と、有機絶縁層２１の内部に埋め込まれた半導体チップ２３と、有機絶縁層２１の下面に設けられた下層配線層２４と、有機絶縁層２１の上面に設けられた上層配線層２５と、下層配線層２４の下面に設けられた半田バンプ２６と、を備えている。
【００２３】
一方、半導体パッケージ３は、パッケージ基板３１と、パッケージ基板３１上に実装された半導体チップ３２と、半導体チップ３２とパッケージ基板３１とを電気的に接続するボンディングワイヤー３３と、半導体チップ３２やボンディングワイヤー３３が埋め込まれた封止層３４と、パッケージ基板３１の下面に設けられた半田バンプ３５と、を備えている。
【００２４】
そして、貫通電極基板２上に半導体パッケージ３が積層されている。これにより、半導体パッケージ３の半田バンプ３５と、貫通電極基板２の上層配線層２５と、が電気的に接続されている。
【００２５】
このような半導体装置１では、貫通電極基板２においてコア層を含む有機基板のような厚い基板を用いる必要がないため、低背化を容易に図ることができる。このため、半導体装置１を内蔵する電子機器の小型化にも貢献することができる。
【００２６】
また、互いに異なる半導体チップを備えた貫通電極基板２と半導体パッケージ３とを積層しているため、単位面積当たりの実装密度を高めることができる。このため、小型化と高性能化との両立を図ることができる。
【００２７】
以下、貫通電極基板２および半導体パッケージ３についてさらに詳述する。
図２に示す貫通電極基板２が備える下層配線層２４および上層配線層２５は、それぞれ絶縁層、配線層および貫通配線等を含んでいる。これにより、下層配線層２４および上層配線層２５は、内部や表面に配線を含むとともに、有機絶縁層２１を貫通する貫通配線２２を介して相互の電気的接続が図られる。
【００２８】
このうち、下層配線層２４に含まれる配線層は、半導体チップ２３や半田バンプ２６と接続されている。このため、下層配線層２４は半導体チップ２３の再配線層として機能するとともに、半田バンプ２６は半導体チップ２３の外部端子として機能する。
【００２９】
また、図２に示す貫通配線２２は、前述したように、有機絶縁層２１を貫通するように設けられている。これにより、下層配線層２４と上層配線層２５との間が電気的に接続され、貫通電極基板２と半導体パッケージ３との積層が可能になるため、半導体装置１の高機能化を図ることができる。
【００３０】
さらに、図２に示す上層配線層２５に含まれる配線層は、貫通配線２２や半田バンプ３５と接続されている。このため、上層配線層２５は、半導体チップ２３と電気的に接続されることとなり、半導体チップ２３の再配線層として機能するとともに、半導体チップ２３とパッケージ基板３１との間に介在するインターポーザーとしても機能する。その結果、再配線層の高密度化を図ることができる。
【００３１】
また、有機絶縁層２１を貫通配線２２が貫通していることで、有機絶縁層２１を補強する効果が得られる。このため、下層配線層２４や上層配線層２５の機械的強度が低い場合でも、貫通電極基板２全体の機械的強度の低下を避けることができる。その結果、下層配線層２４や上層配線層２５のさらなる薄型化を図ることができ、半導体装置１のさらなる低背化を図ることができる。
【００３２】
なお、貫通配線２２は、図示した箇所以外に、例えば半導体チップ２３の上面に位置する有機絶縁層２１を貫通するように設けられていてもよい。
【００３３】
さらには、有機絶縁層２１は、半導体チップ２３を覆うように設けられている。これにより、半導体チップ２３を保護する効果が高められる。その結果、半導体装置１の信頼性を高めることができる。また、本実施形態に係るパッケージオンパッケージ構造のような実装方式にも容易に適用可能な半導体装置１が得られる。
【００３４】
貫通配線２２の直径Ｗ（図２参照）は、特に限定されないが、１〜１００μｍ程度であるのが好ましく、２〜８０μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、有機絶縁層２１の機械的特性を損なうことなく、貫通配線２２の導電性を確保することができる。
【００３５】
図１に示す半導体パッケージ３は、いかなる形態のパッケージであってもよい。例えば、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＬＦ−ＢＧＡ（Ｌｅａｄ  Ｆｌａｍｅ  ＢＧＡ）等の形態が挙げられる。
【００３６】
半導体チップ３２の配置は、特に限定されないが、一例として図１では、複数の半導体チップ３２が積層されている。これにより、実装密度の高密度化が図られている。なお、複数の半導体チップ３２は、平面方向に併設されていてもよく、厚さ方向に積層されつつ平面方向にも併設されていてもよい。
【００３７】
パッケージ基板３１は、いかなる基板であってもよいが、例えば図示しない絶縁層、配線層および貫通配線等を含む基板とされる。このうち、貫通配線を介して半田バンプ３５とボンディングワイヤー３３とを電気的に接続することができる。
【００３８】
封止層３４は、例えば公知の封止樹脂材料で構成されている。このような封止層３４を設けることにより、半導体チップ３２やボンディングワイヤー３３を外力や外部環境から保護することができる。
【００３９】
なお、貫通電極基板２が備える半導体チップ２３と半導体パッケージ３が備える半導体チップ３２は、互いに近接して配置されることになるため、相互通信の高速化や低損失化等のメリットを享受することができる。かかる観点から、例えば、半導体チップ２３と半導体チップ３２のうち、一方をＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＰ（Application Processor）等の演算素子とし、他方をＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やフラッシュメモリー等の記憶素子等にすれば、同一装置内においてこれらの素子同士を近接して配置することができる。これにより、高機能化と小型化とを両立した半導体装置１を実現することができる。
【００４０】
＜半導体装置の製造方法＞
次に、半導体装置１を製造する方法（実施形態に係る半導体装置の製造方法）について説明する。
【００４１】
図３〜図５は、それぞれ図１に示す半導体装置１を製造する方法を示す図である。
半導体装置１の製造方法は、基板２０２上に半導体チップ２３を配置するチップ配置工程と、チップ配置工程の後、感光性樹脂フィルム２０を溶融させつつ、半導体チップ２３を埋め込むように感光性樹脂フィルム２０を配置するフィルム配置工程と、フィルム配置工程の後、感光性樹脂フィルム２０の溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以下となるように加熱処理を施し、感光性樹脂層２１０を得る加熱工程と、感光性樹脂層２１０に露光処理を施す露光工程と、感光性樹脂層２１０に現像処理を施す現像工程と、を有する。
【００４２】
また、半導体装置１の製造方法は、上記工程に加えて、貫通配線２２を形成する貫通配線形成工程と、上層配線層２５を形成する上層配線層形成工程と、下層配線層２４を形成する下層配線層形成工程と、半田バンプ２６を形成する半田バンプ形成工程と、貫通電極基板２上に半導体パッケージ３を積層する積層工程と、を有する。
【００４３】
以下、各工程について順次説明する。
［１］チップ配置工程
まず、図３（ａ）に示すように、基板２０２を用意する。
【００４４】
基板２０２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、金属材料、ガラス材料、セラミック材料、半導体材料、有機材料等が挙げられる。また、基板２０２には、シリコンウエハーのような半導体ウエハー、ガラスウエハー等を用いるようにしてもよい。
【００４５】
次に、図３（ｂ）に示すように、基板２０２上に半導体チップ２３を配置する。本製造方法では、一例として、複数の半導体チップ２３を互いに離間させつつ同一の基板２０２上に併設する。複数の半導体チップ２３は、互いに同じ種類のものであってもよいし、互いに異なる種類のものであってもよい。また、ダイアタッチフィルムのような接着剤層（図示せず）を介して基板２０２と半導体チップ２３とを固定するようにしてもよい。
【００４６】
なお、必要に応じて、基板２０２と半導体チップ２３との間にインターポーザー（図示せず）を設けるようにしてもよい。インターポーザーは、例えば半導体チップ２３の再配線層として機能する。したがって、インターポーザーは、後述する半導体チップ２３の電極と電気的に接続させるための図示しないパッドを備えていてもよい。これにより、半導体チップ２３のパッド間隔や配列パターンを変換することができ、半導体装置１の設計自由度をより高めることができる。
【００４７】
このようなインターポーザーには、例えば、シリコン基板、セラミック基板、ガラス基板のような無機系基板、樹脂基板のような有機系基板等が用いられる。
【００４８】
［２］フィルム配置工程
次に、図３（ｃ）に示すように、半導体チップ２３上に感光性樹脂フィルム２０を配置する。感光性樹脂フィルム２０については、後に詳述するが、加熱溶融性を有するとともに、感光性を有する樹脂フィルムである。
【００４９】
次に、感光性樹脂フィルム２０を下方に加圧しながら加熱する。これにより、感光性樹脂フィルム２０を溶融させるとともに、図３（ｄ）に示すように、半導体チップ２３を埋め込むように感光性樹脂フィルム２０を配置することができる。
【００５０】
なお、感光性樹脂フィルム２０を半導体チップ２３上に配置するときには、感光性樹脂フィルム２０の単体を配置するようにしてもよく、キャリアーフィルムに積層された感光性樹脂フィルム２０を半導体チップ２３に押し当てるようにして配置するようにしてもよい。
【００５１】
また、この作業においては、公知のラミネート方法が用いられてもよい。その場合、例えば真空ラミネーターが用いられる。真空ラミネーターは、バッチ式であってもよく、連続式であってもよい。具体的には、真空チャンバー内において、所定の圧力で押圧可能であるとともに所定の温度に加熱された熱板を用い、テーブル上に載置されている被着物に対して感光性樹脂フィルム２０を押し当てる方法等が用いられる。
【００５２】
このときの加熱温度は、感光性樹脂フィルム２０の構成材料等に応じて適宜設定されるものの、一例として４０〜１５０℃であるのが好ましく、５０〜１４０℃であるのがより好ましく、６０〜１３０℃であるのがさらに好ましい。このような温度で加熱することにより、感光性樹脂フィルム２０に対する半導体チップ２３の埋め込み性が良好になるとともに、過加熱に伴って感光性樹脂フィルム２０の硬化反応が進行したり、感光性樹脂層２１０の加工性が低下したりするのを抑制することができる。
【００５３】
また、加熱時間は、加熱温度に応じて適宜設定されるものの、一例として１０〜１００秒であるのが好ましい。
【００５４】
また、加圧力は、特に限定されないが、０．２〜５ＭＰａであるのが好ましく、０．４〜１ＭＰａであるのがより好ましい。
【００５５】
なお、半導体チップ２３を埋め込むように感光性樹脂を配置するにあたって、感光性樹脂組成物をフィルム化してなる感光性樹脂フィルム２０を用いることにより、後述する工程で得られる感光性樹脂層２１０の厚膜化が容易に図られることとなる。これにより、厚さが厚い半導体チップ２３であっても容易に埋め込み可能な感光性樹脂層２１０の形成が可能になる。また、厚膜化を図った場合でも、感光性樹脂層２１０の厚さの均一化が図られやすい点も利点として挙げられる。
【００５６】
加えて、ラミネート方法では、熱板により感光性樹脂フィルム２０を押圧するため、熱板の接触面は平坦化が図られやすい。このため、後述する工程で得られる感光性樹脂層２１０は、上面の平坦化がより良好なものとなる。したがって、感光性樹脂層２１０の上面に対してさらに上層配線層２５が積層されるとき、良好な作業性や積層位置の高精度化等において多くの利点が得られる。
【００５７】
なお、感光性樹脂フィルム２０は、ワニス状の感光性樹脂組成物をフィルム化して製造されるが、具体的には、溶媒等で粘度を調整した感光性樹脂組成物を、各種塗布装置によって下地上に塗布する。その後、得られた塗膜を乾燥させることにより、感光性樹脂フィルム２０が得られる。
【００５８】
このような方法としては、例えば、各種コーター装置を用いてワニス状の感光性樹脂組成物をキャリアーフィルム上に塗工した後、これを乾燥する方法、スプレー装置を用いてワニス状の感光性樹脂組成物をキャリアーフィルム上に噴霧した後、これを乾燥する方法、等が挙げられる。これらの中でも、バーコーター、ダイコーター、リップコーター等の各種コーター装置を用いて、ワニス状の感光性樹脂組成物をキャリアーフィルム上に塗工した後、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、均一な感光性樹脂層の厚みを有する感光性樹脂フィルム２０を効率よく製造することができる。
【００５９】
感光性樹脂フィルム２０における溶媒の含有率は、特に限定されないが、感光性樹脂フィルム２０全体の１０質量％以下であるのが好ましい。これにより、感光性樹脂フィルム２０のタックの改善を図るとともに、感光性樹脂フィルム２０の硬化性を高めることができる。また、溶媒の揮発によるボイドの発生を抑制することができる。
【００６０】
乾燥条件としては、例えば８０〜１５０℃の温度で、５〜３０分間加熱する条件が挙げられる。
【００６１】
なお、キャリアーフィルムに積層された感光性樹脂フィルム２０は、取り扱い性、表面の清浄性等の観点から有用である。このとき、キャリアーフィルムは巻取り可能なロール形態であってもよく、枚葉形態であってもよい。
【００６２】
キャリアーフィルムの構成材料としては、例えば、樹脂材料、金属材料等が挙げられる。このうち、樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル、ポリカーボネート、シリコーン、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。また、金属材料としては、例えば、銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金等が挙げられる。
【００６３】
これらの中でも、ポリエステルの一種であるポリエチレンテレフタレートを含むキャリアーフィルムが好ましく用いられる。このようなキャリアーフィルムは、感光性樹脂フィルム２０を好適に支持しつつ、剥離容易性も比較的良好である。
【００６４】
また、感光性樹脂フィルム２０の表面には、必要に応じてカバーフィルムが設けられていてもよい。このカバーフィルムは、貼り付け作業までの間、感光性樹脂フィルム２０の表面を保護する。
【００６５】
カバーフィルムの構成材料としては、キャリアーフィルムの構成材料として列挙したものの中から適宜選択されるが、保護性、剥離容易性の観点からポリエステルの一種であるポリエチレンテレフタレートを含むカバーフィルムが好ましく用いられる。
【００６６】
［３］加熱工程
次に、感光性樹脂フィルム２０の溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以下となるように加熱処理を施す。これにより、図４（ｅ）に示す感光性樹脂層２１０が得られる。
【００６７】
このとき、フィルム配置工程後の感光性樹脂フィルム２０に対して上述した溶融粘度になるように加熱処理を施すことにより、感光性樹脂フィルム２０と被着体（例えば、半導体チップ２３、基板２０２等）との間、または、感光性樹脂フィルム２０の内部に巻き込まれた空気を効果的に排出させることができる。その結果、空気が残留することによるボイド（空隙）の生成が抑制され、ボイドが少なく信頼性の高い感光性樹脂層２１０の形成が可能になる。
【００６８】
具体的には、感光性樹脂フィルム２０の溶融粘度が前記範囲内になるように加熱処理が施されると、感光性樹脂フィルム２０に十分な流動性を付与することができ、それに伴って感光性樹脂フィルム２０の表面や内部に巻き込まれた空気を外部に排出させるための経路が形成されやすくなる。このため、巻き込まれた空気を効率よく排出させることができる。
【００６９】
なお、溶融粘度が前記上限値を上回る場合には、感光性樹脂フィルム２０の流動性が不十分になるため、空気を排出させるための経路が形成されにくくなる。
【００７０】
また、この加熱処理は、感光性樹脂フィルム２０の溶融粘度が４Ｐａ・ｓ以下となるように施されるのが好ましく、３Ｐａ・ｓ以下となるように施されるのがより好ましい。
【００７１】
一方、この加熱処理に伴って低下する感光性樹脂フィルム２０の溶融粘度の下限値は、特に限定されないが、フィルムとして形状が保持されやすい（流れ出さない）こと、または、十分な膜厚を確保しやすいこと等を考慮すれば、０．２Ｐａ・ｓ以上に設定されてもよい。
【００７２】
ところで、前述した、感光性樹脂フィルム２０の溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以下となるように加熱処理を施すとは、例えば、後述するような所定の測定条件において溶融粘度を測定したとき、その溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以下となる感光性樹脂フィルム２０を用いるとともに、本加熱工程において感光性樹脂フィルム２０をその溶融開始温度より高い温度で加熱する処理を施すことをいう。すなわち、あらかじめ取得しておいた感光性樹脂フィルム２０の溶融粘度特性に基づいて本工程における溶融粘度を推定したとき、溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以下になると推定される条件における加熱処理も、本工程に含まれる。
【００７３】
なお、感光性樹脂フィルム２０の溶融粘度は、次のようにして測定される。
まず、厚さ１５０μｍの感光性樹脂フィルムを用意する。
【００７４】
次に、粘弾性測定装置（サーモフィッシャーサイエンティフィック社製「ＭＡＲＳ」）を用い、パラレルプレート２０ｍｍφ、ギャップ０．０５ｍｍ、昇温速度５℃／分、周波数０．１Ｈｚ、温度３０〜１５０℃の測定条件で、感光性樹脂フィルムの溶融粘度曲線（温度に対する溶融粘度の変化曲線）を取得する。
【００７５】
そして、得られた溶融粘度曲線において最も低い粘度を、感光性樹脂フィルム２０の溶融粘度とする。
【００７６】
感光性樹脂フィルム２０の加熱処理では、溶融粘度が前記範囲内になるように加熱すればよく、その条件は感光性樹脂フィルム２０の構成材料や厚さ等に応じて適宜設定される。
【００７７】
一例として、加熱処理の温度は、８５〜１１５℃であるのが好ましく、９０〜１１０℃であるのがより好ましい。加熱処理の温度を前記範囲内に設定することにより、感光性樹脂フィルム２０の溶融粘度を最適化することができるので、感光性樹脂フィルム２０におけるボイドをより確実に除去することができ、かつ、後述する現像工程における加工性の低下を抑制することができる。
【００７８】
すなわち、加熱処理の温度が前記下限値を下回ると、感光性樹脂フィルム２０の構成材料や厚さ等によっては、溶融粘度が前記範囲外になってしまう場合があり、ボイドの除去が不十分になるおそれがある。一方、加熱処理の温度が前記上限値を上回ると、感光性樹脂フィルム２０の構成材料によっては、感光性樹脂フィルム２０に変性等が生じるおそれがあり、後述する現像工程における加工性が低下するおそれがある。
【００７９】
また、加熱処理の時間は、温度によって適宜調整されるが、温度が前記範囲内である場合、１〜１８０分であるのが好ましく、１０〜１５０分であるのがより好ましく、２０〜１２０分であるのがさらに好ましい。加熱処理の時間を前記範囲内に設定することにより、感光性樹脂フィルム２０におけるボイドをより確実に除去することができ、かつ、後述する現像工程における加工性の低下を抑制することができる。
【００８０】
また、加熱処理の雰囲気は、特に限定されず、酸化性ガス雰囲気や還元性ガス雰囲気等であってもよいが、不活性ガス雰囲気であるのが好ましい。これにより、比較的高温の加熱処理または比較的長時間の加熱処理に供された場合でも、半導体チップ２３や基板２０２の変質を抑制することができる。また、感光性樹脂フィルム２０の変性等による加工性の低下も抑制することができる。
【００８１】
不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等が挙げられる。
【００８２】
また、雰囲気圧力は、特に限定されず、減圧下や加圧下であってもよいが、常圧であるのが好ましい。これにより、当該加熱処理を簡便に効率よく行うことができるとともに、感光性樹脂フィルム２０が損傷するのを避けつつ、ボイドを比較的除去しやすくなる。すなわち、減圧下では、その状態の形成に手間やコストがかかるとともに、ボイドが膨張・破裂してしまったり、揮発しやすい成分が抜けてしまい感光性樹脂フィルム２０の特性が変化してしまったりするおそれがある。一方、加圧下では、ボイドが感光性樹脂フィルム２０中に押し込まれやすくなり、ボイドの除去が難しくなるおそれがある。なお、常圧とは、３０〜１５０ｋＰａ程度の圧力のことをいい、好ましくは大気圧である。
【００８３】
ここで、図６には、感光性樹脂フィルム２０の溶融粘度曲線の一例を示す。
図６に示す溶融粘度曲線は、昇温に伴って粘度が低下する曲線になっている。
【００８４】
このような溶融粘度曲線において、５０℃における曲線の傾き（温度に対する粘度の変化の割合）を求めるとき、−５００〜−１０［（Ｐａ・ｓ）／℃］であるのが好ましく、−３００〜−３０［（Ｐａ・ｓ）／℃］であるのがより好ましく、−１５０〜−５０［（Ｐａ・ｓ）／℃］であるのがさらに好ましい。曲線の傾きを前記範囲内に設定することにより、感光性樹脂フィルム２０に対する半導体チップ２３の埋め込み性がより良好になるとともに、空気の巻き込みが発生しにくくなる。すなわち、溶融粘度の低下速度が最適化されることによって、半導体チップ２３同士の隙間に感光性樹脂フィルム２０が入り込む速度と、巻き込まれる空気が排出される速度と、のバランスをとることができるので、ボイドが少ない状態で半導体チップ２３が埋め込まれた感光性樹脂フィルム２０が得られる。
【００８５】
なお、５０℃における曲線の傾きを求めるときには、簡易的に、４８℃における粘度μ48と５２℃における粘度μ52とを求め、下記式によって当該区間における粘度の変化割合を求めるようにすればよい。
曲線の傾き＝（μ52−μ48）／（５２−４８）
【００８６】
なお、感光性樹脂フィルム２０の溶融粘度は、上述したように加熱条件に応じて調整可能であるが、この他に感光性樹脂フィルム２０の原料によっても調整可能である。例えば、常温において液状の樹脂をより多く添加することにより、溶融粘度を低下させることができる。
【００８７】
感光性樹脂フィルム２０の膜厚（感光性樹脂層２１０の膜厚）は、硬化後の膜厚（図２の高さＨ）に応じてかつ硬化収縮を考慮して適宜設定される一方、半導体チップ２３を埋め込み得る厚さであれば、特に限定されないが、一例として１００〜１０００μｍ程度であるのが好ましく、１２０〜７５０μｍ程度であるのがより好ましく、１４０〜５００μｍ程度であるのがさらに好ましい。感光性樹脂フィルム２０の膜厚を前記範囲内に設定することにより、比較的厚い半導体チップ２３も容易に埋め込むことができ、かつ、感光性樹脂フィルム２０の硬化膜に対して十分な機械的強度も付与することができる。その結果、半導体チップ２３の良好な保護性とともに、半導体装置１の剛性への寄与も担う硬化膜を形成することができる。
【００８８】
なお、前述したフィルム配置工程において、キャリアーフィルムに積層された感光性樹脂フィルム２０を半導体チップ２３に押し当てるようにして配置した場合、本工程（加熱工程）では、前述した加熱処理の前に、キャリアーフィルムを感光性樹脂フィルム２０から剥離する処理を含むことが好ましい。これにより、加熱処理の直前まで感光性樹脂フィルム２０をキャリアーフィルムによって保護することができる。その結果、感光性樹脂フィルム２０の損傷や異物付着等を防止するとともに、表面の平坦性をより高めることができる。
【００８９】
一方、キャリアーフィルムが剥がされた後に加熱処理が施されることにより、感光性樹脂フィルム２０を外気に曝した状態でボイドを排出させることができるので、ボイドを排出させる経路が形成されやすく、排出効率が高くなる。
【００９０】
［４］露光工程
次に、感光性樹脂層２１０に露光処理を施す。
【００９１】
まず、図４（ｆ）に示すように、感光性樹脂層２１０上の所定の領域にマスク４１を配置する。そして、マスク４１を介して光（活性放射線）を照射する。これにより、マスク４１のパターンに応じて感光性樹脂層２１０に露光処理が施される。
【００９２】
なお、図４では、感光性樹脂層２１０がいわゆるネガ型の感光性を有している場合を図示している。この例では、感光性樹脂層２１０のうち、マスク４１の遮光部に対応する領域に対して、現像液に対する溶解性が付与されることとなる。
【００９３】
その後、必要に応じて、露光後加熱処理が施される。露光後加熱処理の条件は、特に限定されないが、例えば、５０〜１５０℃程度の加熱温度で、１〜１０分程度の加熱時間とされる。
【００９４】
［５］現像工程
次に、露光処理を施した感光性樹脂層２１０に現像処理を施す。これにより、マスク４１の遮光部に対応した領域に、感光性樹脂層２１０を貫通する開口部４２が形成される（図４（ｇ）参照）。
現像液としては、例えば、有機系現像液、水溶性現像液等が挙げられる。
【００９５】
現像処理の後、必要に応じて、感光性樹脂層２１０に対して現像後加熱処理が施される。現像後加熱処理の条件は、特に限定されないが、１６０〜２５０℃程度の加熱温度で、３０〜１２０分程度の加熱時間とされる。これにより、半導体チップ２３に対する熱影響を抑えつつ、感光性樹脂層２１０を硬化させ、有機絶縁層２１を得ることができる。
【００９６】
［６］貫通配線形成工程
次に、図４（ｈ）に示すように、開口部４２に貫通配線２２を形成する。
【００９７】
貫通配線２２の形成には、公知の方法が用いられるが、例えば以下の方法が用いられる。
【００９８】
まず、有機絶縁層２１上に、図示しないシード層を形成する。シード層は、開口部４２の内部（側壁および底面）とともに、有機絶縁層２１の上面に形成される。
【００９９】
シード層としては、例えば、銅シード層が用いられる。また、シード層は、例えばスパッタリング法により形成される。
【０１００】
また、シード層は、形成しようとする貫通配線２２と同種の金属で構成されていてもよいし、異種の金属で構成されていてもよい。
【０１０１】
次いで、図示しないシード層のうち、開口部４２以外の領域上に図示しないレジスト層を形成する。そして、このレジスト層をマスクとして、開口部４２内に金属を充填する。この充填には、例えば電解めっき法が用いられる。充填される金属としては、例えば銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、金または金合金、銀または銀合金、ニッケルまたはニッケル合金等が挙げられる。このようにして開口部４２内に導電性材料が埋設され、貫通配線２２が形成される。
【０１０２】
次いで、図示しないレジスト層を除去する。さらに、有機絶縁層２１上の図示しないシード層を除去する。これには、例えばフラッシュエッチング法を用いることができる。
なお、貫通配線２２の形成箇所は、図示の位置に限定されない。例えば、半導体チップ２３上に被っている感光性樹脂層２１０を貫通する位置に設けられていてもよい。
【０１０３】
［７］上層配線層形成工程
次に、図５（ｉ）に示すように、有機絶縁層２１の上面側に上層配線層２５を形成する。上層配線層２５は、例えば、フォトリソグラフィー法およびめっき法を用いて形成される。
【０１０４】
［８］下層配線層形成工程
次に、図５（ｊ）に示すように、基板２０２を剥離する。これにより、有機絶縁層２１の下面が露出することとなる。
【０１０５】
次に、図５（ｋ）に示すように、有機絶縁層２１の下面側に下層配線層２４を形成する。下層配線層２４は、例えば、フォトリソグラフィー法およびめっき法を用いて形成される。このようにして形成された下層配線層２４は、貫通配線２２を介して上層配線層２５と電気的に接続される。
【０１０６】
［９］半田バンプ形成工程
次に、図５（Ｌ）に示すように、下層配線層２４に半田バンプ２６を形成する。また、上層配線層２５や下層配線層２４には、必要に応じてソルダーレジスト層のような保護膜を形成するようにしてもよい。
【０１０７】
以上のようにして、貫通電極基板２が得られる。
なお、図５（Ｌ）に示す貫通電極基板２は、複数の領域に分割可能になっている。したがって、例えば図５（Ｌ）に示す一点鎖線に沿って貫通電極基板２を個片化することにより、複数の貫通電極基板２を効率よく製造することができる。なお、個片化には、例えばダイヤモンドカッター等を用いることができる。
【０１０８】
［１０］積層工程
次に、個片化した貫通電極基板２上に半導体パッケージ３を配置する。これにより、図１に示す半導体装置１が得られる。
【０１０９】
このような半導体装置１の製造方法は、大面積の基板を用いたウエハーレベルプロセスやパネルレベルプロセスに適用することが可能である。
【０１１０】
また、感光性樹脂組成物で構成された感光性樹脂層２１０を用いることにより、半導体チップ２３の配置、半導体チップ２３の埋め込み、貫通配線２２の形成、上層配線層２５の形成および下層配線層２４の形成を、ウエハーレベルプロセスやパネルレベルプロセスで行うことができる。これにより、半導体装置１の製造効率を高め、低コスト化を図ることができる。
【０１１１】
＜半導体装置の製造方法の変形例＞
次に、図１に示す半導体装置１を製造する方法（実施形態に係る半導体装置の製造方法）の変形例について説明する。
【０１１２】
図７および図８は、それぞれ変形例に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
以下、変形例について説明するが、以下の説明では上記の製造方法との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、上記の製造方法と同様の構成については、同じ符号を用いて説明する。
【０１１３】
変形例に係る半導体装置１の製造方法は、基板２０２上に半導体チップ２３を配置するチップ配置工程と、基板２０２上および半導体チップ２３上に感光性樹脂組成物を含むワニス５を塗布するワニス塗布工程と、ワニス５を乾燥させ、感光性樹脂層２１１を形成するワニス乾燥工程と、感光性樹脂フィルム２０を溶融させつつ、感光性樹脂層２１１に積層させるとともに半導体チップ２３を埋め込むように感光性樹脂フィルム２０を配置するフィルム配置工程と、感光性樹脂フィルム２０の溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以下となるように加熱処理を施し、感光性樹脂層２１０を得る加熱工程と、感光性樹脂層２１０に露光処理を施す露光工程と、感光性樹脂層２１０に現像処理を施す現像工程と、を有する。
【０１１４】
このような各工程を有する変形例によれば、感光性樹脂フィルム２０の配置（ラミネート）に先立ってワニス５を塗布しているので、ワニス５と基板２０２や半導体チップ２３との間に空気の巻き込みが発生しにくい。したがって、ワニス塗布工程の後にフィルム配置工程を設けることにより、厚膜のものであってもよりボイドの少ない感光性樹脂層２１０を得ることができる。
【０１１５】
以下、各工程について順次説明する。
［１］チップ配置工程
まず、図７（ａ）に示すように、基板２０２を用意する。
次に、図７（ｂ）に示すように、基板２０２上に半導体チップ２３を配置する。
【０１１６】
［２］ワニス塗布工程
次に、図７（ｃ）に示すように、基板２０２上および半導体チップ２３上に感光性樹脂組成物を含むワニス５を塗布する。ワニス５は、液状であるため、流動性が高く、基板２０２や半導体チップ２３の表面に沿って隙間なく密着するとともに、半導体チップ２３同士の隙間にも浸透しやすい。このため、基板２０２上および半導体チップ２３上にワニス５を隙間なく塗布することができる。
【０１１７】
ワニス５の塗布は、例えば、スピンコーター、バーコーター、スプレー装置、インクジェット装置等を用いて行われる。
【０１１８】
ワニス５の粘度は、特に限定されないが、１０〜５００ｍＰａ・ｓであるのが好ましく、３０〜２００ｍＰａ・ｓであるのがより好ましい。ワニス５の粘度が前記範囲内であることにより、ワニス５を狭い隙間にも入り込ませることができ、空気の巻き込みをより少なく抑えることができる。また、ワニス５の塗膜が薄くなりすぎるのを防ぐことができ、ワニス５の膜切れを防ぐことができる。
【０１１９】
なお、ワニス５の粘度は、例えば、コーンプレート型粘度計（ＴＶ−２５、東機産業製）を用い、回転速度２０ｒｐｍ、測定時間３００秒、測定温度２５℃の条件で測定された値とされる。
【０１２０】
［３］ワニス乾燥工程
次に、ワニス５を乾燥させ、感光性樹脂層２１１を得る（図７（ｄ）参照）。
【０１２１】
ワニス５の乾燥条件は、特に限定されないが、例えば８０〜１５０℃の温度で、５〜３０分間加熱する条件が挙げられる。
【０１２２】
［４］フィルム配置工程
次に、図８（ｅ）に示すように、感光性樹脂層２１１上に感光性樹脂フィルム２０を配置する。これにより、感光性樹脂層２１１と感光性樹脂フィルム２０との積層体が得られる。
【０１２３】
次に、感光性樹脂フィルム２０を下方に加圧しながら加熱する。これにより、感光性樹脂フィルム２０を溶融させるとともに、図８（ｆ）に示すように、感光性樹脂層２１１上に積層させ、かつ、半導体チップ２３を埋め込むように感光性樹脂フィルム２０を配置することができる。
【０１２４】
このとき、感光性樹脂層２１１および感光性樹脂フィルム２０は、互いに親和性が高いため、接触界面の密着性が良好になり、空気の排出を円滑に行うことができる。その結果、接触界面におけるボイドの発生が抑えられる。
【０１２５】
一方、感光性樹脂層２１１は、前述したように、ワニス５を用いて形成されるため、空気の巻き込みが少なく抑えられている。
【０１２６】
以上のことから、ワニス５から形成した感光性樹脂層２１１と感光性樹脂フィルム２０との積層体では、空気の巻き込みに伴うボイドの発生が非常に少なく抑えられることとなる。
【０１２７】
なお、感光性樹脂層２１１および感光性樹脂フィルム２０は、互いに異なる感光性樹脂組成物を含んでいてもよいが、互いに同じ感光性樹脂組成物を含むことが好ましい。これにより、上述した親和性がより良好になるとともに、積層後の加工性（パターニング性）も優れたものとなる。その結果、最終的に、パターニング精度が特に良好な有機絶縁層２１が得られる。
【０１２８】
［５］加熱工程
次に、感光性樹脂フィルム２０の溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以下となるように加熱処理を施す。これにより、感光性樹脂フィルム２０から図８（ｇ）に示す感光性樹脂層２１０が得られる。すなわち、感光性樹脂層２１１と感光性樹脂層２１０の積層体２１２が得られる。
【０１２９】
なお、このとき、感光性樹脂フィルム２０とともに、感光性樹脂層２１１についても、その溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以下になっていることが好ましい。これにより、巻き込まれた空気をさらに効率よく排出することができ、とりわけボイドの少ない有機絶縁層２１の形成が可能になる。
【０１３０】
［６］露光工程
次に、感光性樹脂層２１０、２１１の積層体２１２に露光処理を施す。
【０１３１】
まず、図８（ｈ）に示すように、積層体２１２上の所定の領域にマスク４１を配置する。そして、マスク４１を介して光（活性放射線）を照射する。これにより、マスク４１のパターンに応じて積層体２１２に露光処理が施される。
【０１３２】
［７］現像工程
次に、露光処理を施した積層体２１２に現像処理を施す。これにより、マスク４１の遮光部に対応した領域に、積層体２１２を貫通する開口部４２が形成される（図８（ｉ）参照）。
【０１３３】
その後、現像後加熱処理によって積層体２１２を硬化させると、図１に示す有機絶縁層２１が得られる。
【０１３４】
＜感光性樹脂フィルム＞
次に、半導体装置１を製造する方法に用いられる感光性樹脂フィルム２０の一例について説明する。
【０１３５】
感光性樹脂フィルム２０は、感光性および熱溶融性を有するフィルムであれば、特に限定されないが、例えば、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、感光剤と、カップリング剤と、を含む。
【０１３６】
（熱硬化性樹脂）
熱硬化性樹脂は、例えば常温（２５℃）において半硬化（固形）の状態で用意される。このような熱硬化性樹脂は、成形時に加熱、加圧されることによって溶融し、所望の形状に成形されつつ硬化に至る。これにより、熱硬化性樹脂の特性を活かした有機絶縁層２１が得られる。
【０１３７】
熱硬化性樹脂としては、例えば、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のような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、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等のエポキシ樹脂；ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂；不飽和ポリエステル樹脂；ビスマレイミド化合物等のマレイミド樹脂；ポリウレタン樹脂；ジアリルフタレート樹脂；シリコーン系樹脂；ベンゾオキサジン樹脂；ポリイミド樹脂；ポリアミドイミド樹脂；ベンゾシクロブテン樹脂、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノールＡ型シアネート樹脂、ビスフェノールＥ型シアネート樹脂、テトラメチルビスフェノールＦ型シアネート樹脂等のシアネート樹脂等のシアネートエステル樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂では、これらの中の１種類を単独で用いてもよいし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用してもよく、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーとを併用してもよい。
このうち、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂を含むものが好ましく用いられる。
【０１３８】
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。
また、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が用いられてもよい。
【０１３９】
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、フェノールノボラック型エポキシ、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、α−２，３−エポキシプロポキシフェニル−ω−ヒドロポリ（ｎ＝１〜７）｛２−（２，３−エポキシプロポキシ）ベンジリデン−２，３−エポキシプロポキシフェニレン｝、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、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等が挙げられる。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。
【０１４０】
また、熱硬化性樹脂は、特に、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、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、およびテトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂からなる群より選択される１種以上のエポキシ樹脂を含むことが好ましく、ノボラック型エポキシ樹脂を含むことがより好ましい。このような熱硬化性樹脂は、多官能でかつ芳香族化合物からなるエポキシ樹脂であるため、硬化性が良好で耐熱性が高く、熱膨張係数の比較的低い有機絶縁層２１が得られる。
【０１４１】
なお、熱硬化性樹脂は、常温で固形の樹脂を含むことが好ましく、常温で固形の樹脂と常温で液状の樹脂の双方を含むことがより好ましい。このような熱硬化性樹脂を含む感光性樹脂フィルム２０は、半導体チップ２３等の良好な埋め込み性と、感光性樹脂フィルム２０のタック（べたつき）の改善と、硬化物である有機絶縁層２１の機械的強度と、を両立させることができる。その結果、ボイドの発生を抑えつつ、平坦化が図られた機械的強度の高い有機絶縁層２１が得られる。
【０１４２】
常温で固形の樹脂１００質量部に対して、常温で液状の樹脂の量は５〜１５０質量部程度であるのが好ましく、１０〜１００質量部程度であるのがより好ましく、１５〜８０質量部程度であるのがさらに好ましい。液状の樹脂の比率が前記下限値を下回ると、感光性樹脂フィルム２０に対する半導体チップ２３の埋め込み性が低下したり、感光性樹脂フィルム２０の安定性が低下したりするおそれがある。一方、液状の樹脂の比率が前記上限値を上回ると、感光性樹脂フィルム２０のタックが悪化したり、硬化物である有機絶縁層２１の機械的強度が低下したりするおそれがある。
【０１４３】
常温で固形の樹脂としては、例えば、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、フェノキシ樹脂等が挙げられる。
【０１４４】
一方、常温で液状の樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、アルキルグリシジルエーテル、ブタンテトラカルボン酸テトラ（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）修飾ε−カプロラクトン、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、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等が挙げられる。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。
【０１４５】
また、常温で液状の樹脂は、芳香族化合物と脂肪族化合物の双方を含むことが好ましい。このような化合物を含む感光性樹脂フィルム２０は、主に脂肪族化合物によって適度な柔軟性が付与されるとともに、主に芳香族化合物によって感光性樹脂フィルム２０に保形性が付与される。その結果、柔軟性と保形性とを両立する感光性樹脂フィルム２０が得られる。
【０１４６】
さらに、常温で固形の樹脂と常温で液状の樹脂の双方を含むこと、あるいは、常温で液状の樹脂が芳香族化合物と脂肪族化合物の双方を含むこと等により、感光性樹脂層２１０において、パターニング性を損なうことなく硬化物のガラス転移温度を高めたり、あるいは、パターニング性を損なうことなく硬化物の線膨張係数を低くしたりすることができる。
【０１４７】
また、芳香族化合物１００質量部に対して、脂肪族化合物の量は５〜１５０質量部程度であるのが好ましく、１０〜８０質量部程度であるのがより好ましく、１５〜５０質量部程度であるのがさらに好ましい。脂肪族化合物の比率が前記下限値を下回ると、感光性樹脂フィルム２０の組成等によっては、感光性樹脂フィルム２０の柔軟性が低下するおそれがある。一方、脂肪族化合物の比率が前記上限値を上回ると、感光性樹脂フィルム２０の組成等によっては、感光性樹脂フィルム２０の保形性が低下するおそれがある。
【０１４８】
熱硬化性樹脂の含有量は、特に限定されないが、感光性樹脂フィルム２０の固形分全体の４０〜８０質量％程度であるのが好ましく、４５〜７５質量％程度であるのがより好ましく、５０〜７０質量％程度であるのがさらに好ましい。熱硬化性樹脂の含有量を前記範囲内に設定することにより、感光性樹脂層２１０のパターニング性を高めるとともに、有機絶縁層２１の耐熱性や機械的強度を十分に高めることができる。
【０１４９】
なお、感光性樹脂フィルム２０の固形分とは、感光性樹脂フィルム２０中における不揮発分を指し、水や溶媒等の揮発成分を除いた残部を指す。また、本実施形態において、感光性樹脂フィルム２０の固形分全体に対する含有量とは、溶媒を含む場合には、感光性樹脂フィルム２０のうちの溶媒を除く固形分全体に対する含有量を指す。
【０１５０】
（硬化剤）
硬化剤としては、熱硬化性樹脂の重合反応を促進させるものであれば特に限定されないが、例えば、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂を含む場合には、フェノール性水酸基を有する硬化剤が用いられる。具体的には、フェノール樹脂を用いることができる。
【０１５１】
フェノール樹脂としては、例えば、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等が挙げられる。これらの中でも、特にノボラック型フェノール樹脂が好ましく用いられる。これにより、良好な硬化性を有するとともに現像特性が良好な感光性樹脂層２１０が得られる。
【０１５２】
硬化剤の添加量は、特に限定されないが、樹脂１００質量部に対して２５質量部以上１００質量部以下であるのが好ましく、３０質量部以上９０質量部以下であるのがより好ましく、３５質量部以上８０質量部以下であるのがさらに好ましい。硬化剤の添加量を前記範囲内に設定することにより、耐熱性が高く、熱膨張係数の比較的低い有機絶縁層２１が得られる。
【０１５３】
また、感光性樹脂フィルム２０は、熱硬化性樹脂以外に熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。これにより、感光性樹脂フィルム２０の成形性をより高めることができる。
【０１５４】
熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂（例えばナイロン等）、熱可塑性ウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂（例えばポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリカーボネート、ポリエステル系樹脂（例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等）、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等）、変性ポリフェニレンエーテル、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等が挙げられる。また、感光性樹脂フィルム２０では、これらの中の１種類を単独で用いてもよいし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用してもよく、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーとを併用してもよい。
【０１５５】
（感光剤）
感光剤としては、例えば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。
【０１５６】
光酸発生剤としては、例えばオニウム塩化合物が挙げられる。具体的には、ジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩等のヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩のようなスルホニウム塩、トリアリールビリリウム塩、ベンジルピリジニウムチオシアネート、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、ジアルキルヒドロキシフェニルホスホニウム塩のようなカチオン型光重合開始剤等が挙げられる。
【０１５７】
なお、感光剤は、感光性樹脂フィルム２０が金属に接することを考慮すると、メチド塩型やボレート塩型のような、分解によるフッ化水素の発生がないものが好ましい。
【０１５８】
感光剤の添加量は、特に限定されないが、感光性樹脂フィルム２０の固形分全体の０．３〜５質量％程度であるのが好ましく、０．５〜４．５質量％程度であるのがより好ましく、１〜４質量％程度であるのがさらに好ましい。感光剤の添加量を前記範囲内に設定することにより、感光性樹脂層２１０のパターニング性を高めるとともに、感光性樹脂フィルム２０の長期保管性を向上させることができる。
【０１５９】
なお、感光剤は、感光性樹脂フィルム２０にネガ型の感光性を付与するものであってもよいし、ポジ型の感光性を付与するものであってもよいが、高アスペクト比の開口部を高精度に形成可能な点等を考慮すれば、ネガ型であるのが好ましい。
【０１６０】
（カップリング剤）
カップリング剤を有する感光性樹脂フィルム２０は、無機材料に対する密着性が良好な樹脂膜の形成を可能にする。これにより、例えば貫通配線２２や半導体チップ２３に対する密着性が良好な有機絶縁層２１が得られる。
【０１６１】
カップリング剤としては、官能基としてアミノ基、エポキシ基、アクリル基、メタクリル基、メルカプト基、ビニル基、ウレイド基、スルフィド基、酸無水物等を含むカップリング剤が挙げられる。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。
【０１６２】
アミノ基含有カップリング剤としては、例えばビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノ−プロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【０１６３】
エポキシ基含有カップリング剤としては、例えばγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【０１６４】
アクリル基含有カップリング剤としては、例えばγ−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、γ−（メタクリロキシプロピル）メチルジメトキシシラン、γ−（メタクリロキシプロピル）メチルジエトキシシラン等が挙げられる。
【０１６５】
メルカプト基含有カップリング剤としては、例えば３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【０１６６】
ビニル基含有カップリング剤としては、例えばビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【０１６７】
ウレイド基含有カップリング剤としては、例えば３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【０１６８】
スルフィド基含有カップリング剤としては、例えばビス（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）テトラスルフィド等が挙げられる。
【０１６９】
また、官能基として酸無水物を含むカップリング剤が好ましく用いられる。官能基として酸無水物を含むカップリング剤（以下、「酸無水物含有カップリング剤」という。）は、官能基である酸無水物が無機酸化物を溶解させるとともに、陽イオン（金属陽イオン等）と配位結合する。
【０１７０】
一方、酸無水物含有カップリング剤に含まれるアルコキシ基は、加水分解して例えばシラノールとなる。このシラノールは、無機材料の表面水酸基と水素結合する。
【０１７１】
これらの結合機構に基づいて、無機材料に対する密着性が良好な感光性樹脂フィルム２０が得られる。
【０１７２】
酸無水物含有カップリング剤としては、特にアルコキシシリルアルキルカルボン酸無水物が好ましく用いられる。このようなカップリング剤によれば、無機材料に対する密着性がより良好であり、かつ感度が良好でパターニング性に優れた感光性樹脂フィルム２０が得られる。
【０１７３】
アルコキシシリルアルキルカルボン酸無水物の具体例としては、３−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、３−トリエトキシシシリルプロピルコハク酸無水物、３−ジメチルメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、３−ジメチルエトキシシリルプロピルコハク酸無水物のようなコハク酸無水物、３−トリメトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物、３−トリエトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物、３−ジメチルメトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物、３−ジメチルエトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物のようなジカルボン酸無水物、３−トリメトキシシリルプロピルフタル酸無水物、３−トリエトキシシリルプロピルフタル酸無水物、３−ジメチルメトキシシリルプロピルフタル酸無水物、３−ジメチルエトキシシリルプロピルフタル酸無水物のようなフタル酸無水物等が挙げられる。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。
【０１７４】
これらの中でもコハク酸無水物が好ましく用いられ、特に３−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物がより好ましく用いられる。かかるカップリング剤によれば、分子長や分子構造が最適化されるため、前述した密着性およびパターニング性がより良好になる。
【０１７５】
なお、ここではシランカップリング剤を列挙したが、チタンカップリング剤やジルコニウムカップリング剤等であってもよい。
【０１７６】
カップリング剤の添加量は、特に限定されないが、感光性樹脂フィルム２０の固形分全体の０．３〜５質量％程度であるのが好ましく、０．５〜４．５質量％程度であるのがより好ましく、１〜４質量％程度であるのがさらに好ましい。カップリング剤の添加量を前記範囲内に設定することにより、例えば貫通配線２２や半導体チップ２３のような無機材料に対する密着性が特に良好な有機絶縁層２１が得られる。これにより、有機絶縁層２１の絶縁性が長期にわたって維持される等、信頼性の高い半導体装置１の実現に寄与する。
【０１７７】
なお、カップリング剤の添加量が前記下限値を下回ると、カップリング剤の組成等によっては、無機材料に対する密着性が低下するおそれがある。一方、カップリング剤の添加量が前記上限値を上回ると、カップリング剤の組成等によっては、感光性樹脂フィルム２０の感光性や機械的特性が低下するおそれがある。
【０１７８】
（その他の添加剤）
感光性樹脂フィルム２０には、必要に応じて、その他の添加剤が添加されていてもよい。その他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、シリカ等の充填材、界面活性剤、増感剤、フィルム化剤等が挙げられる。
【０１７９】
界面活性剤としては、例えば、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、アルキル系界面活性剤、アクリル系界面活性剤等が挙げられる。
【０１８０】
（溶剤）
感光性樹脂フィルム２０は、溶剤を含んでいてもよい。この溶剤としては、感光性樹脂フィルム２０の各構成成分を溶解可能なもので、かつ、各構成成分と反応しないものであれば特に制限なく用いることができる。
【０１８１】
溶剤としては、例えば、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、酢酸ブチル等が挙げられる。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。
【０１８２】
以上、本発明を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１８３】
例えば、本発明の半導体装置の製造方法は、前記実施形態に任意の目的の工程が付加されたものであってもよい。
【０１８４】
また、本発明の感光性樹脂組成物は、前記実施形態のような有機絶縁層の他に、半導体用バッファーコート、再配線層、α線防止膜、層間絶縁膜等にも適用可能である。これらは、いずれも永久膜として用いられるため、本発明の感光性樹脂組成物の硬化物が有する高い機械的特性が効果的に作用する。
【実施例】
【０１８５】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．試験片の作製
（実験例１）
まず、表１、２に示す原料をベンジルアルコールに溶解させ、溶液を調製した。
【０１８６】
次に、調製した溶液を、孔径０．２μｍのポリプロピレンフィルターでろ過し、ワニス状の感光性樹脂組成物を得た。この感光性樹脂組成物はネガ型であり、固形分の割合は５０質量％とした。
【０１８７】
次に、厚さ３８μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用意し、これをキャリアーフィルムとして感光性樹脂組成物を塗布した。塗布装置にはバーコーターを用いた。塗布後、１２０℃で１０分間乾燥させ、平均厚さ１５０μｍの感光性樹脂フィルムを得た。
【０１８８】
次に、カバーフィルムとして厚さ３８μｍのＰＥＴフィルムを用意し、これを感光性樹脂フィルムに貼り合わせた。これにより、積層フィルムを得た。
【０１８９】
続いて、得られた感光性樹脂フィルムについて、３０〜１５０℃における溶融粘度を測定した。測定結果を表２に示す。また、併せて、溶融粘度測定の結果から得られた溶融粘度曲線に基づき、５０℃における曲線の傾きを求めた。
【０１９０】
次に、有機基板上にシリコンチップを５個配置した試験片を用意した。なお、シリコンチップは１ｃｍ角の正方形とし、厚さは１７５μｍであった。
【０１９１】
続いて、各実施例および各比較例の積層フィルムからカバーフィルムを剥がし、感光性樹脂フィルムを露出させるとともに、感光性樹脂フィルムをシリコンチップに重ねた。
【０１９２】
次に、真空加圧式ラミネーターを用いて感光性樹脂フィルムおよび試験片を、８０℃、０．４ＭＰａで３０秒間加圧した後、感光性樹脂フィルムからキャリアーフィルムを剥離した。これにより、感光性樹脂フィルムを残置した。
【０１９３】
次に、感光性樹脂フィルムを窒素ガス雰囲気下において常圧（大気圧：１００ｋＰａ）で加熱した。これにより、シリコンチップが埋め込まれてなる感光性樹脂層を得た。なお、加熱条件は表２に示す通りである。
【０１９４】
以上のようにして、有機基板、シリコンチップおよび感光性樹脂層を備えた試験片を得た。
【０１９５】
（実験例２〜１０）
感光性樹脂フィルムの溶融粘度が表１、２に示すように、感光性樹脂フィルムの原料を変更した以外は、実験例１と同様にして試験片を得た。
【０１９６】
【表１】
2019062016.tif 000003
【０１９７】
２．試験片の評価
２．１  ボイドの評価
まず、各実験例で得た試験片を、感光性樹脂フィルム側から光学顕微鏡で観察した。
【０１９８】
次に、５個のシリコンチップが位置する領域と、その周囲の幅５ｍｍの領域と、について、ボイド（空気の巻き込み）の有無を確認した。なお、ボイドは直径が１０μｍ以上のものを対象にした。
そして、確認結果について、以下の評価基準に照らして評価した。
【０１９９】
＜ボイドの評価基準＞
◎：ボイドの総数が２個以下である
○：ボイドの総数が３個以上５個以下である
△：ボイドの総数が６個以上１０個以下である
×：ボイドの総数が１１個以上である
評価結果を表２に示す。
【０２００】
２．２  加工性評価
まず、各実験例で得られた試験片に対し、ネガ型パターン用マスクおよび線ステッパー（ニコン社製、ＮＳＲ−４４２５ｉ）を用いた露光処理を行った。その後、７０℃で５分の露光後加熱処理を施した。
【０２０１】
次に、現像液として２５℃の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）用いて、スプレー現像を行うことによって未露光部を溶解除去した後、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）でリンスした。
【０２０２】
次に、パターニングすることができたか否かを目視にて確認し、以下の評価基準に照らして加工性（パターニング性）を評価した。
【０２０３】
＜パターニング性の評価基準＞
◎：未露光部が溶解することで精度の高いパターンを得ることができた
○：未露光部が溶解することでパターンを得ることができた
△：未露光部が溶解することで精度の低いパターンを得ることができた
×：全溶解または不溶によりパターンを得ることができなかった
評価結果を表２に示す。
【０２０４】
なお、表２では、各実験例のうち、本発明に相当するものを「実施例」とし、本発明に相当しないものを「比較例」としている。
【０２０５】
【表２】
2019062016.tif 000004
【０２０６】
表２から明らかなように、各実施例で得られた感光性樹脂フィルムは、空気が巻き込まれることに伴うボイドが少ない樹脂膜を形成可能であることが明らかとなった。
【符号の説明】
【０２０７】
１            半導体装置
２            貫通電極基板
３            半導体パッケージ
５            ワニス
２０          感光性樹脂フィルム
２１          有機絶縁層
２２          貫通配線
２３          半導体チップ
２４          下層配線層
２５          上層配線層
２６          半田バンプ
３１          パッケージ基板
３２          半導体チップ
３３          ボンディングワイヤー
３４          封止層
３５          半田バンプ
４１          マスク
４２          開口部
２０２        基板
２１０        感光性樹脂層
２１１        感光性樹脂層
２１２        積層体
【図１】
2019062016.tif 000005
【図２】
2019062016.tif 000006
【図３】
2019062016.tif 000007
【図４】
2019062016.tif 000008
【図５】
2019062016.tif 000009
【図６】
2019062016.tif 000010
【図７】
2019062016.tif 000011
【図８】
2019062016.tif 000012