(57)【要約】【課題】側面が逆テーパー形状にならないように貫通孔を形成可能な感光性樹脂層のパターニング方法、および、貫通孔が形成された樹脂膜と前記貫通孔に設けられた導電部とを備える半導体装置の製造において不良率を低下させ得る製造方法を提供すること。【解決手段】本発明のパターニング方法は、昇温速度５℃／分、周波数０．１Ｈｚおよび加熱温度３０〜１５０℃の測定条件で測定された溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以下である感光性樹脂組成物を下地上に配置し、感光性樹脂層を得る樹脂層配置工程と、樹脂層配置工程の後、感光性樹脂層に露光処理を施す露光工程と、露光工程の後、感光性樹脂層を５０〜９０℃で加熱する加熱処理を施す露光後加熱工程と、露光後加熱工程の後、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１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇温速度５℃／分、周波数０．１Ｈｚおよび加熱温度３０〜１５０℃の測定条件で測定された溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以下である感光性樹脂組成物を下地上に配置し、感光性樹脂層を得る樹脂層配置工程と、
前記樹脂層配置工程の後、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、前記感光性樹脂層を５０〜９０℃で加熱する加熱処理を施す露光後加熱工程と、
前記露光後加熱工程の後、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パターニング方法。
【請求項２】
前記加熱処理の時間は、１〜３０分である請求項１に記載のパターニング方法。
【請求項３】
前記加熱処理の圧力は、常圧である請求項１または２に記載のパターニング方法。
【請求項４】
前記露光処理の露光量は、１００〜２０００ｍＪ／ｃｍ２である請求項１ないし３のいずれか１項に記載のパターニング方法。
【請求項５】
前記感光性樹脂組成物は、ワニス状またはフィルム状をなしている請求項１ないし４のいずれか１項に記載のパターニング方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のパターニング方法で形成された貫通孔を有する樹脂膜を得る工程と、
前記貫通孔に導電部を形成する工程と、
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７】
基板上に半導体チップを配置する工程と、
前記半導体チップを埋め込むように、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のパターニング方法で形成された貫通孔を有する樹脂膜を得る工程と、
前記貫通孔に導電部を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターニング方法および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】
一方、特許文献１に記載の感光性樹脂組成物には、光酸発生剤が添加されている。このような光酸発生剤は、光を吸収して酸を発生させ、かかる酸の触媒作用により樹脂の重合反応を進行させる。
【０００８】
しかしながら、このようにして発生した酸は、感光性樹脂組成物中で拡散するため、露光領域と非露光領域との境界付近では、露光領域で発生した酸の一部が非露光領域にも広がることとなる。これにより、樹脂の重合反応は非露光領域にもわずかにはみ出しながら進行することとなり、現像処理における加工領域の境界も、非露光領域側にずれることとなる。その結果、樹脂膜の加工精度が低下する。
【０００９】
また、このようにして樹脂膜に貫通孔を加工した後、貫通孔内に導電部を形成することで、貫通配線等を形成する工程が付加されることがある。導電部の形成にあたっては、貫通孔の内面にシード層を蒸着した後、電解めっき法によりシード層上に金属を析出させる方法が用いられる。この方法では、貫通孔の内面にできるだけ隙間なくシード層を蒸着する必要がある。このため、樹脂膜を加工する際には、シード層を蒸着しやすい形状に加工することが求められている。
【００１０】
しかしながら、上記のように加工領域の境界がずれると、貫通孔の側面が、貫通孔の開口に近いほど内側に倒れた形状（逆テーパー形状）になりやすい。この逆テーパー形状になると、貫通孔の側面にシード層が蒸着されにくくなり、シード層の蒸着不良が発生する。かかる蒸着不良は、電解めっき法による金属の析出にも影響を及ぼし、貫通孔に充填される導電部の形成において不良率の上昇を招くおそれがある。
【００１１】
本発明の目的は、側面が逆テーパー形状にならないように貫通孔を形成可能な感光性樹脂層のパターニング方法、および、貫通孔が形成された樹脂膜と前記貫通孔に設けられた導電部とを備える半導体装置の製造において不良率を低下させ得る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】
【００１２】
このような目的は、下記（１）〜（７）の本発明により達成される。
（１）  昇温速度５℃／分、周波数０．１Ｈｚおよび加熱温度３０〜１５０℃の測定条件で測定された溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以下である感光性樹脂組成物を下地上に配置し、感光性樹脂層を得る樹脂層配置工程と、
前記樹脂層配置工程の後、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、前記感光性樹脂層を５０〜９０℃で加熱する加熱処理を施す露光後加熱工程と、
前記露光後加熱工程の後、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パターニング方法。
【００１３】
（２）  前記加熱処理の時間は、１〜３０分である上記（１）に記載のパターニング方法。
【００１４】
（３）  前記加熱処理の圧力は、常圧である上記（１）または（２）に記載のパターニング方法。
【００１５】
（４）  前記露光処理の露光量は、１００〜２０００ｍＪ／ｃｍ２である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のパターニング方法。
【００１６】
（５）  前記感光性樹脂組成物は、ワニス状またはフィルム状をなしている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のパターニング方法。
【００１７】
（６）  上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のパターニング方法で形成された貫通孔を有する樹脂膜を得る工程と、
前記貫通孔に導電部を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００１８】
（７）  基板上に半導体チップを配置する工程と、
前記半導体チップを埋め込むように、上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のパターニング方法で形成された貫通孔を有する樹脂膜を得る工程と、
前記貫通孔に導電部を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、側面が逆テーパー形状にならないように形成された貫通孔を含む感光性樹脂層を得ることができる。
【００２０】
また、本発明によれば、貫通孔を備える樹脂膜と前記貫通孔に設けられた導電部とを備える半導体装置の製造において不良率を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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工程図である。
【図４】図１に示す半導体装置を製造する方法を説明するための図である。
【図５】図１に示す半導体装置を製造する方法を説明するための図である。
【図６】図１に示す半導体装置を製造する方法を説明するための図である。
【図７】図１に示す半導体装置を製造する方法を説明するための図である。
【図８】図１に示す半導体装置を製造する方法を説明するための図である。
【図９】感光性樹脂組成物の溶融粘度曲線の一例を示す。
【図１０】図５（ｇ）の部分拡大図であって、図１０（ａ）は開口部の内面が逆テーパー形状になっている状態を示す図であり、図１０（ｂ）は開口部の内面が順テーパー形状になっている状態を示す図である。
【図１１】比較例２で得た試験片の断面の観察像（ａ）、および、実施例２で得た試験片の断面の観察像（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明のパターニング方法および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。
【００２３】
＜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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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２２１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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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２２１を介して相互の電気的接続が図られる。
【００３２】
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。
【００３３】
また、図２に示す貫通配線２２１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。
【００３４】
さらに、図２に示す上層配線層２５に含まれる配線層２５３は、貫通配線２２１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。
【００３５】
また、有機絶縁層２１を貫通配線２２１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。
【００３６】
また、図１に示す半導体装置１は、貫通配線２２１の他に、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た貫通配線２２２も備えている。これにより、半導体チップ２３の上面と上層配線層２５との電気的接続を図ることができる。
【００３７】
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。
【００３８】
貫通配線２２１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２２１の導電性を確保することができる。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
＜半導体装置の製造方法＞
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）について説明する。また、併せて、実施形態に係るパターニング方法についても説明する。
【００４５】
図３は、図１に示す半導体装置１を製造する方法を示す工程図である。また、図４〜図８は、それぞれ図１に示す半導体装置１を製造する方法を説明するための図である。
【００４６】
本実施形態に係る半導体装置１の製造方法は、本実施形態に係るパターニング方法を含むものである。
【００４７】
具体的には、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Ｓ１と、半導体チップ２３を埋め込むように本実施形態に係るパターニング方法で形成された貫通孔を有する有機絶縁層２１（樹脂膜）を得るフィルムパターニング工程Ｓ２と、を有する。
【００４８】
このうち、フィルムパターニング工程Ｓ２は、半導体チップ２３上（下地上）に感光性樹脂フィルム２０（フィルム状の感光性樹脂組成物）を配置し、感光性樹脂層２１０を得る第１樹脂層配置工程Ｓ２１と、第１樹脂層配置工程Ｓ２１の後、感光性樹脂層２１０に露光前加熱処理を施す第１露光前加熱工程Ｓ２２と、第１露光前加熱工程Ｓ２２の後、感光性樹脂層２１０に露光処理を施す第１露光工程Ｓ２３と、第１露光工程Ｓ２３の後、感光性樹脂層２１０を５０〜９０℃で加熱する露光後加熱処理を施す第１露光後加熱工程Ｓ２４と、第１露光後加熱工程Ｓ２４の後、感光性樹脂層２１０に現像処理を施す第１現像工程Ｓ２５と、貫通配線２２１、２２２（導電部）を形成する第１貫通配線形成工程Ｓ２６と、を有するパターニング方法（本発明のパターニング方法の実施形態）を含む。
【００４９】
また、半導体装置１の製造方法は、上記工程に加えて、上層配線層２５を形成する上層配線層形成工程Ｓ３と、基板２０２を剥離する基板剥離工程Ｓ４と、下層配線層２４を形成する下層配線層形成工程Ｓ５と、半田バンプ２６を形成する半田バンプ形成工程Ｓ６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Ｓ７と、を有する。
【００５０】
このうち、上層配線層形成工程Ｓ３は、基板２０２の剥離面に感光性樹脂ワニス５（ワニス状の感光性樹脂組成物）を配置し、感光性樹脂層２５１０、２５２０を得る第２樹脂層配置工程Ｓ３１と、第２樹脂層配置工程Ｓ３１の後、感光性樹脂層２５１０、２５２０に露光前加熱処理を施す第２露光前加熱工程Ｓ３２と、第２露光前加熱工程Ｓ３２の後、感光性樹脂層２５１０、２５２０に露光処理を施す第２露光工程Ｓ３３と、第２露光工程Ｓ３３の後、感光性樹脂層２５１０、２５２０を５０〜９０℃で加熱する露光後加熱処理を施す第２露光後加熱工程Ｓ３４と、第２露光後加熱工程Ｓ３４の後、感光性樹脂層２５１０、２５２０に現像処理を施す第２現像工程Ｓ３５と、配線層２５３を形成する配線層形成工程Ｓ３６と、貫通配線２５４（導電部）を形成する第２貫通配線形成工程Ｓ３７と、を有するパターニング方法（本発明のパターニング方法の実施形態）を含む。
【００５１】
以下、各工程について順次説明する。なお、以下の説明は、本発明の半導体装置の製造方法の実施形態の一例であり、フィルムパターニング工程Ｓ２と上層配線層形成工程Ｓ３のうちの一方のみが上記パターニング方法を含んでいてもよい。また、上記工程ではなく、それ以外の工程、例えば下層配線層形成工程Ｓ５が上記パターニング方法を含んでいてもよい。
【００５２】
［１］チップ配置工程Ｓ１
まず、図４（ａ）に示すように、基板２０２を用意する。
【００５３】
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。
【００５４】
次に、図４（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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
［２］フィルムパターニング工程Ｓ２
次に、半導体チップ２３を埋め込むように設けられた有機絶縁層２１（樹脂膜）を形成するフィルムパターニング工程について説明する。
【００５８】
［２−１］第１樹脂層配置工程Ｓ２１
まず、図４（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。
【００５９】
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４（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。その結果、図５（ｅ）に示すように、半導体チップ２３が埋め込まれた感光性樹脂層２１０が得られる。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、後述する工程における感光性樹脂フィルム２０の加工性が低下したりするのを抑制することができる。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
なお、半導体チップ２３を埋め込むように感光性樹脂組成物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、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。
【００６６】
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、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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
なお、以上の説明では、感光性樹脂フィルム２０（フィルム状の感光性樹脂組成物）を用いた例について説明しているが、これに代えて、または、これと併用するようにして、ワニス状の感光性樹脂組成物を用いるようにしてもよい。ワニス状の感光性樹脂組成物によれば、感光性樹脂フィルム２０を用いた場合に比べて、より薄い感光性樹脂層２１０の形成が可能になるとともに成膜時の空気の巻き込みに伴うボイドの発生が抑えられやすいという利点がある。また、感光性樹脂フィルム２０とワニス状の感光性樹脂組成物とを併用することによって、厚さの厚い感光性樹脂層２１０を容易に形成することができ、かつ、ボイドの発生を抑制することもできるので、いわゆる相乗効果が得られる。
【００７７】
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。
【００７８】
ここで、感光性樹脂フィルム２０に含まれる感光性樹脂組成物は、以下のような特性を有するものが用いられる。
【００７９】
すなわち、この感光性樹脂組成物は、昇温速度５℃／分、周波数０．１Ｈｚおよび加熱温度３０〜１５０℃の測定条件で測定されたときの溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以下という特性を有するものとされ、好ましくは４Ｐａ・ｓ以下という特性を有するものとされ、より好ましくは３Ｐａ・ｓ以下という特性を有するものとされる。このような特性を有する感光性樹脂組成物は、例えば感光性樹脂フィルム２０を下方に加圧しながら加熱して感光性樹脂フィルム２０を溶融させるとき、感光性樹脂フィルム２０の内部において局所的に応力が集中しにくくするように作用する。すなわち、円滑にラミネートすることができるので、ラミネート後の感光性樹脂層２１０における残留応力を少なく抑えることができる。
【００８０】
このような残留応力は、後述する現像工程において解放される際、意図しない変形を生じさせて、パターニング精度の低下、すなわち逆テーパー形状の発生を招くおそれがある。したがって、残留応力が少なく抑えられることにより、最終的に高いパターニング精度、すなわち逆テーパー形状の発生の抑制を実現することができる。
【００８１】
一方、感光性樹脂組成物の溶融粘度の下限値は、特に限定されないが、溶融しても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。
【００８２】
なお、感光性樹脂組成物の溶融粘度は、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。
【００８３】
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。
【００８４】
そして、得られた溶融粘度曲線において最も低い粘度を、感光性樹脂組成物の溶融粘度とする。
【００８５】
また、図９には、感光性樹脂組成物の溶融粘度曲線の一例を示す。
図９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。
【００８６】
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。また、感光性樹脂層２１０における残留応力は、より少なく抑えられる。
【００８７】
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）
【００８８】
なお、感光性樹脂組成物の溶融粘度は、感光性樹脂フィルム２０の原料によって調整可能である。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。
【００８９】
［２−２］第１露光前加熱工程Ｓ２２
次に、必要に応じて、感光性樹脂層２１０に対して露光前加熱処理を施す。露光前加熱処理を施すことにより、感光性樹脂層２１０に含まれる分子が安定化して、後述する第１露光工程Ｓ２３における反応の安定化を図ることができ、その一方、後述するような加熱条件で加熱されることで、加熱による光酸発生剤への悪影響を最小限に留めることができる。
【００９０】
露光前加熱処理の温度は、好ましくは７０〜１００℃とされ、より好ましくは７５〜９５℃とされ、さらに好ましくは７５〜９０℃とされる。露光前加熱処理の温度が前記下限値を下回ると、露光前加熱処理による分子の安定化という目的が果たされないおそれがある。一方、露光前加熱処理の温度が前記上限値を上回ると、光酸発生剤が活性化しすぎてしまい、後述する第１露光工程Ｓ２３において光が照射されても酸が発生しにくくなるという影響が顕在化するおそれがある。かかる影響は、例えばネガ型の感光性樹脂層２１０である場合、露光領域において現像液に対する意図しない溶解を生じさせるという不具合を招く。その結果、後述する第１現像工程Ｓ２５においてパターニングの加工精度が低下することとなる。
【００９１】
また、露光前加熱処理の時間は、露光前加熱処理の温度に応じて適宜設定されるが、前記温度において好ましくは１〜１０分間とされ、より好ましくは２〜８分間とされ、さらに好ましくは３〜６分間とされる。露光前加熱処理の時間が前記下限値を下回ると、加熱時間が不足するため、露光前加熱処理による分子の安定化という目的が果たされないおそれがある。一方、露光前加熱処理の時間が前記上限値を上回ると、加熱時間が長すぎるため、露光前加熱処理の温度が前記範囲内に収まっていたとしても、光酸発生剤の作用が阻害されてしまうおそれがある。
【００９２】
また、加熱処理の雰囲気は、特に限定されず、不活性ガス雰囲気や還元性ガス雰囲気等であってもよいが、作業効率等を考慮すれば大気下とされる。
【００９３】
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、作業効率等を考慮すれば常圧とされる。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。
【００９４】
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、露光前加熱処理の前に、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、露光前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。
【００９５】
［２−３］第１露光工程Ｓ２３
次に、感光性樹脂層２１０に露光処理を施す。
【００９６】
まず、図５（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４１１を配置する。そして、マスク４１１を介して光（活性放射線）を照射する。これにより、マスク４１１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。
【００９７】
なお、図５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４１１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。
【００９８】
一方、マスク４１１の非遮光部に対応する領域では、感光剤の作用によって例えば酸のような触媒が発生する。発生した酸は、後述する第１露光後加熱工程Ｓ２４等において、熱硬化性樹脂と硬化剤との反応の触媒として作用する。
【００９９】
また、露光処理における露光量は、１００〜２０００ｍＪ／ｃｍ２であるのが好ましく、２００〜１０００ｍＪ／ｃｍ２であるのがより好ましい。これにより、感光性樹脂層２１０における露光不足および露光過剰を抑制することができる。その結果、最終的に高いパターニング精度、すなわち逆テーパー形状の発生の抑制を実現することができる。
【０１００】
［２−４］第１露光後加熱工程Ｓ２４
次に、感光性樹脂層２１０に露光後加熱処理を施す。
【０１０１】
露光後加熱処理の温度は、５０〜９０℃とされるが、好ましくは５５〜８５℃とされ、より好ましくは６０〜８０℃とされる。このような温度で露光後加熱処理を施すことにより、発生した酸の触媒作用が十分に増強され、熱硬化性樹脂と硬化剤とをより短時間でかつ十分に反応させることができる。一方、温度が高すぎると、酸の拡散が促進されることとなり、後述する第１現像工程Ｓ２５におけるパターニングの加工精度が低下するおそれがあるが、かかる懸念を低減することができる。また、従来に比べて低温の温度であることから、露光後加熱処理における感光性樹脂層２１０の軟化が抑制される。かかる観点からも酸の拡散距離を抑えることができる。
【０１０２】
なお、露光後加熱処理の温度が前記下限値を下回ると、酸のような触媒の作用が十分に高められないため、熱硬化性樹脂と硬化剤との反応率が低下したり、時間を要したりするおそれがある。一方、露光後加熱処理の温度が前記上限値を上回ると、酸の拡散が促進され、第１現像工程Ｓ２５におけるパターニングの加工精度が低下するおそれがある。
【０１０３】
一方、露光後加熱処理の時間は、露光後加熱処理の温度に応じて適宜設定されるが、前記温度において好ましくは１〜３０分間とされ、より好ましくは２〜２０分間とされ、さらに好ましくは３〜１５分間とされる。このような時間で露光後加熱処理を施すことにより、熱硬化性樹脂と硬化剤とを十分に反応させることができるとともに、酸の拡散を抑えてパターニングの加工精度が低下するのを抑制することができる。
【０１０４】
また、露光後加熱処理の雰囲気は、特に限定されず、不活性ガス雰囲気や還元性ガス雰囲気等であってもよいが、作業効率等を考慮すれば大気下とされる。
【０１０５】
また、露光後加熱処理の雰囲気圧力は、特に限定されず、減圧下や加圧下であってもよいが、作業効率等を考慮すれば常圧とされる。これにより、比較的容易に露光前加熱処理を施すことができる。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。
【０１０６】
［２−５］第１現像工程Ｓ２５
次に、感光性樹脂層２１０に現像処理を施す。これにより、マスク４１１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４２１、４２２が形成される（図５（ｇ）参照）。なお、開口部４２１は、感光性樹脂層２１０のうち、半導体チップ２３がない位置に設けられ、開口部４２２は、半導体チップ２３がある位置に設けられる。
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。
【０１０７】
現像処理の後、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。
【０１０８】
ここで、前述する第１露光工程Ｓ２３において発生した酸の濃度は、照射される光量に依存するため、感光性樹脂層２１０の表面に近いほど高くなると考えられる。このため、このような濃度分布を持つ酸が拡散すると、それに応じて感光性樹脂層２１０の硬化領域も、光の照射領域から非照射領域へと移動することとなる。その結果、本工程でパターニングされた後の形状は、マスク４１１によって意図した形状とは異なる形状になってしまうおそれがある。
【０１０９】
図１０は、図５（ｇ）の部分拡大図であって、図１０（ａ）は開口部４２１の内面が逆テーパー形状になっている状態を示す図であり、図１０（ｂ）は開口部４２１の内面が順テーパー形状になっている状態を示す図である。
【０１１０】
感光性樹脂組成物の溶融粘度が前記下限値を下回ったり、露光後加熱処理の温度が前記上限値を上回ったりした場合には、残留応力または酸の拡散が原因となって、開口部４２１の内面がいわゆる逆テーパー形状になる確率が高くなる。すなわち、図１０（ａ）に示すように、感光性樹脂層２１０の表面に近いほど、開口部４２１の内面が内側にずれた形状（逆テーパー形状）が形成されやすくなる。
【０１１１】
開口部４２１の内面が図１０（ａ）に示すような逆テーパー形状になると、後述する第１貫通配線形成工程Ｓ２６において開口部４２１の内面にシード層を成膜するとき、成膜プロセスに支障を来すこととなる。すなわち、開口部４２１の内面の不本意な傾斜に伴い、シード層を成膜することができない領域が発生し、貫通配線２２１を形成することができないという問題が生じる。
【０１１２】
一方、感光性樹脂組成物の溶融粘度が前記範囲内であり、かつ、露光後加熱処理の温度が前記範囲内である場合には、開口部４２１の内面がいわゆる順テーパー形状になる確率が高くなる。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、感光性樹脂層２１０の表面に近いほど、開口部４２１の内面が外側にずれた形状（順テーパー形状）が形成されやすくなる。
【０１１３】
開口部４２１の内面が図１０（ｂ）に示すような順テーパー形状になると、開口部４２１の内面にシード層を成膜するとき、シード層を成膜することができない領域が発生しづらくなる。これにより、貫通配線２２１をより確実に形成することができるようになる。その結果、信頼性の高い半導体装置１が得られる。
【０１１４】
なお、開口部４２１の内面が順テーパー形状である場合、側面４２１ａと基板２０２の上面とのなす角度は、７０〜９０°であるのが好ましく、８０〜９０°であるのがより好ましく、８５〜９０°であるのがさらに好ましい。これにより、開口部４２１の内面にシード層を成膜するとき、上方から飛来する原料が側面４２１ａに付着しやすくなる。このため、シード層の成膜不良が発生しにくくなる。
【０１１５】
また、側面４２１ａと基板２０２の上面とのなす角度が前記下限値を下回ると、感光性樹脂層２１０を平面視したとき、開口部４２１が占める面積が相対的に大きくなる。このため、開口部４２１の形成密度を高めにくくなるおそれがある。一方、側面４２１ａと基板２０２の上面とのなす角度が前記上限値を上回ると、いわゆる逆テーパー形状になるため、例えばシード層の形成に支障を来し、貫通配線２２１の形成不良が発生するおそれがある。
【０１１６】
なお、側面４２１ａと基板２０２の上面とのなす角度とは、図１０に示す傾斜角度θのことをいう。
【０１１７】
ここで、図１０に示す仮想線Ｌは、側面４２１ａの中間点Ｃにおける側面４２１ａの接線である。傾斜角度θは、仮想線Ｌと基板２０２の上面との間にできる角のうち、開口部４２１とは反対側に形成される角の大きさのことをいう。
【０１１８】
［２−６］第１貫通配線形成工程Ｓ２６
次に、開口部４２１に対し、図５（ｈ）に示す貫通配線２２１を形成する。また、開口部４２２に対し、図５（ｈ）に示す貫通配線２２２を形成する。
【０１１９】
貫通配線２２１、２２２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。
【０１２０】
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４２１、４２２の内面（側面および底面）とともに、有機絶縁層２１の上面に形成される。
【０１２１】
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。
【０１２２】
また、シード層は、形成しようとする貫通配線２２１、２２２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。
【０１２３】
次いで、図示しないシード層のうち、開口部４２１、４２２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４２１、４２２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４２１、４２２内に導電性材料が埋設され、貫通配線２２１、２２２が形成される。
【０１２４】
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２２１、２２２の形成箇所は、図示の位置に限定されない。
【０１２５】
［３］上層配線層形成工程Ｓ３
次に、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。
【０１２６】
［３−１］第２樹脂層配置工程Ｓ３１
まず、図６（ｉ）に示すように、有機絶縁層２１上に感光性樹脂ワニス５を塗布する（配置する）。これにより、図６（ｊ）に示すように、感光性樹脂ワニス５の液状被膜が得られる。感光性樹脂ワニス５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、感光性を有するワニスである。
【０１２７】
感光性樹脂ワニス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。
【０１２８】
感光性樹脂ワニス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。感光性樹脂ワニス５の粘度が前記範囲内であることにより、より薄い感光性樹脂層を形成することができる。その結果、上層配線層２５をより薄くすることができ、半導体装置１の薄型化が容易になる。
【０１２９】
なお、感光性樹脂ワニス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秒の条件で測定された値とされる。
【０１３０】
次に、感光性樹脂ワニス５の液状被膜を乾燥させる。これにより、図６（ｋ）に示す感光性樹脂層２５１０を得る。
【０１３１】
感光性樹脂ワニス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。
【０１３２】
［３−２］第２露光前加熱工程Ｓ３２
次に、必要に応じて、感光性樹脂層２５１０に対して露光前加熱処理を施す。露光前加熱処理を施すことにより、感光性樹脂層２５１０に含まれる分子が安定化して、後述する第２露光工程Ｓ３３における反応の安定化を図ることができる。
【０１３３】
本工程における露光前加熱処理は、第１露光前加熱工程Ｓ２２における露光前加熱処理と同様にして行うことができる。
【０１３４】
［３−３］第２露光工程Ｓ３３
次に、感光性樹脂層２５１０に露光処理を施す。
【０１３５】
まず、図６（ｋ）に示すように、感光性樹脂層２５１０上の所定の領域にマスク４１２を配置する。そして、マスク４１２を介して光（活性放射線）を照射する。これにより、マスク４１２のパターンに応じて感光性樹脂層２５１０に露光処理が施される。
【０１３６】
なお、図６（ｋ）では、感光性樹脂層２５１０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２５１０のうち、マスク４１２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。
【０１３７】
［３−４］第２露光後加熱工程Ｓ３４
次に、感光性樹脂層２５１０に露光後加熱処理を施す。
【０１３８】
露光後加熱処理の温度は、５０〜９０℃とされるが、好ましくは５５〜８５℃とされ、より好ましくは６０〜８０℃とされる。このような温度で露光後加熱処理を施すことにより、発生した酸の触媒作用が十分に増強され、熱硬化性樹脂と硬化剤とをより短時間でかつ十分に反応させることができる。一方、温度が高すぎると、酸の拡散が促進されることとなり、後述する第２現像工程Ｓ３５におけるパターニングの加工精度が低下するおそれがあるが、かかる懸念を低減することができる。また、従来に比べて低温の温度であることから、露光後加熱処理における感光性樹脂層２１０の軟化が抑制される。かかる観点からも酸の拡散距離を抑えることができる。
【０１３９】
なお、露光後加熱処理の温度が前記下限値を下回ると、酸のような触媒の作用が十分に高められないため、熱硬化性樹脂と硬化剤との反応率が低下したり、時間を要したりするおそれがある。一方、露光後加熱処理の温度が前記上限値を上回ると、酸の拡散が促進され、第２現像工程Ｓ３５におけるパターニングの加工精度が低下するおそれがある。
【０１４０】
一方、露光後加熱処理の時間は、露光後加熱処理の温度に応じて適宜設定されるが、前記温度において好ましくは１〜３０分間とされ、より好ましくは２〜２０分間とされ、さらに好ましくは３〜１５分間とされる。このような時間で露光後加熱処理を施すことにより、熱硬化性樹脂と硬化剤とを十分に反応させることができるとともに、酸の拡散を抑えてパターニングの加工精度が低下するのを抑制することができる。
【０１４１】
また、露光後加熱処理の雰囲気は、特に限定されず、不活性ガス雰囲気や還元性ガス雰囲気等であってもよいが、作業効率等を考慮すれば大気下とされる。
【０１４２】
また、露光後加熱処理の雰囲気圧力は、特に限定されず、減圧下や加圧下であってもよいが、作業効率等を考慮すれば常圧とされる。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。
【０１４３】
［３−５］第２現像工程Ｓ３５
次に、露光処理を施した感光性樹脂層２５１０に現像処理を施す。これにより、マスク４１２の遮光部に対応した領域に、感光性樹脂層２５１０を貫通する開口部４２３が形成される（図６（Ｌ）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。
【０１４４】
現像処理の後、感光性樹脂層２５１０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２５１０を硬化させることができる。その結果、感光性樹脂組成物の硬化物を含む有機絶縁層２５１が得られる。
【０１４５】
なお、開口部４２３の内面が順テーパー形状である場合、開口部４２３の側面と半導体チップ２３の上面とのなす角度（傾斜角度θ）は、７０〜９０°であるのが好ましく、８０〜９０°であるのがより好ましく、８５〜９０°であるのがさらに好ましい。これにより、開口部４２３の内面にシード層を成膜するとき、上方から飛来する原料が側面に付着しやすくなる。このため、シード層の成膜不良が発生しにくくなる。
【０１４６】
また、傾斜角度θが前記下限値を下回ると、感光性樹脂層２１０を平面視したとき、開口部４２３が占める面積が相対的に大きくなる。このため、開口部４２３の形成密度を高めにくくなるおそれがある。一方、傾斜角度θが前記上限値を上回ると、いわゆる逆テーパー形状になるため、例えばシード層の形成に支障を来し、貫通配線２２２の形成不良が発生するおそれがある。
【０１４７】
なお、開口部４２３の側面と半導体チップ２３の上面とのなす角度は、前述した開口部４２１の側面４２１ａと基板２０２の上面とのなす角度と同様にして求められる。
【０１４８】
［３−６］配線層形成工程Ｓ３６
次に、有機絶縁層２５１上に配線層２５３を形成する（図７（ｍ）参照）。配線層２５３は、例えばスパッタリング法、真空蒸着法等の気相成膜法を用いて金属層を得た後、フォトリソグラフィー法によりパターニングされることによって形成される。
【０１４９】
次に、前述した第２樹脂層配置工程Ｓ３１と同様にして、配線層２５３を覆うように、有機絶縁層２５１上に感光性樹脂ワニス５を塗布して液状被膜を得る。その後、液状被膜を乾燥させ、図７（ｎ）に示す感光性樹脂層２５２０を得る。
【０１５０】
その後、前述した第２露光前加熱工程Ｓ３２、第２露光工程Ｓ３３、第２露光後加熱工程Ｓ３４および第２現像工程Ｓ３５と同様にして、開口部４２３と連通する開口部を形成する。その結果、図７（ｏ）に示すように、有機絶縁層２５１と感光性樹脂層２５２０とを貫通する開口部４２４が形成される。
【０１５１】
［３−７］第２貫通配線形成工程Ｓ３７
次に、開口部４２４に対し、図７（ｐ）に示す貫通配線２５４（導電部）を形成する。
【０１５２】
貫通配線２５４の形成には、公知の方法が用いられるが、例えば前述した貫通配線２２１、２２２の形成方法と同様の方法が用いられる。
なお、貫通配線２５４の形成箇所は、図示の位置に限定されない。
【０１５３】
［４］基板剥離工程Ｓ４
次に、図８（ｑ）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。
【０１５４】
［５］下層配線層形成工程Ｓ５
次に、図８（ｒ）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が、上述した上層配線層形成工程Ｓ３と同様にして形成されてもよい。これにより、上述したのと同様の効果、すなわちパターニングの加工精度が低下するのを抑制するという効果を享受することができる。
【０１５５】
このようにして形成された下層配線層２４は、貫通配線２２１を介して上層配線層２５と電気的に接続される。
【０１５６】
［６］半田バンプ形成工程Ｓ６
次に、図８（ｓ）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。
以上のようにして、貫通電極基板２が得られる。
【０１５７】
なお、図８（ｓ）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８（ｓ）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。
【０１５８】
［７］積層工程Ｓ７
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
また、感光性樹脂組成物で構成された感光性樹脂層２１０、２５１０、２５２０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２２１、２２２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。
【０１６１】
＜感光性樹脂組成物＞
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組成物の一例について説明する。
【０１６２】
感光性樹脂組成物は、感光性および熱溶融性を有する樹脂組成物であれば、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。
【０１６３】
（熱硬化性樹脂）
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。
【０１６４】
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。これにより、機械的特性が良好な有機絶縁層２１、２５１、２５２を形成可能な感光性樹脂組成物が得られる。
【０１６５】
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個以上である多官能エポキシ樹脂が挙げられる。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。このような多官能エポキシ樹脂を用いることにより、感光性樹脂層２１０、２５１０、２５２０の膜物性や加工性を高めることができる。
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。
【０１６６】
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、２５１、２５２が得られる。
【０１６７】
熱硬化性樹脂の含有量は、特に限定されないが、感光性樹脂組成物の固形分全体の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、感光性樹脂組成物のパターニング性を高めるとともに、有機絶縁層２１、２５１、２５２の耐熱性や機械的強度を十分に高めることができる。
【０１６８】
なお、感光性樹脂組成物の固形分とは、感光性樹脂組成物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、感光性樹脂組成物の固形分全体に対する含有量とは、溶媒を含む場合には、感光性樹脂組成物のうちの溶媒を除く固形分全体に対する含有量を指す。
【０１６９】
また、感光性樹脂組成物は、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、感光性樹脂組成物の成形性をより高めることができる。
【０１７０】
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、感光性樹脂組成物では、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。
【０１７１】
なお、熱硬化性樹脂は、常温（２５℃）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体の樹脂（後述する液状エポキシ樹脂等）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組成物は、感光性樹脂フィルム２０における半導体チップ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、２５１、２５２の機械的強度と、を両立させることができる。その結果、信頼性の高い有機絶縁層２１、２５１、２５２が得られる。
【０１７２】
（液状エポキシ樹脂）
感光性樹脂組成物は、必要に応じて、常温で液状を呈する液状エポキシ樹脂を含んでいてもよい。液状エポキシ樹脂は成膜助剤（フィルム化剤）として機能するため、有機絶縁層２１、２５１、２５２の脆性を抑えることができる。
【０１７３】
液状エポキシ樹脂としては、前述した熱硬化性樹脂とは異なるものを用いることができる。具体的には、分子中に２個以上のエポキシ基を有しており、室温２５℃において液状であるエポキシ化合物を用いることができる。このような液状エポキシ樹脂を用いることにより、有機絶縁層２１、２５１、２５２の脆性を特に抑えることができる。この液状エポキシ樹脂の２５℃における粘度は、例えば、１〜８０００ｍＰａ・ｓであり、好ましくは５〜１５００ｍＰａ・ｓであり、より好ましくは１０〜１４００ｍＰａ・ｓとすることができる。
【０１７４】
このような液状エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、アルキルジグリシジルエーテルおよび脂環式エポキシからなる群から選択される１種以上が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いられる。この中でも、現像後のクラック低減の観点から、アルキルジグリシジルエーテルが好ましく用いられる。
【０１７５】
また、液状エポキシ樹脂のエポキシ当量は、１００〜２００ｇ／ｅｑであるのが好ましく、１０５〜１８０ｇ／ｅｑであるのがより好ましく、１１０〜１７０ｇ／ｅｑであるのがさらに好ましい。これにより、有機絶縁層２１、２５１、２５２の脆性を特に抑えることができる。
【０１７６】
液状エポキシ樹脂の含有量は、特に限定されないが、感光性樹脂組成物の固形分全体の５〜４０質量％程度であるのが好ましく、１０〜３５質量％程度であるのがより好ましく、１５〜３０質量％程度であるのがさらに好ましい。これにより、有機絶縁層２１、２５１、２５２の脆性を抑えつつ、その物性のバランスを図ることができる。
【０１７７】
また、液状エポキシ樹脂の量は、常温で固形の樹脂１００質量部に対して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、２５１、２５２の機械的強度が低下したりするおそれがある。
【０１７８】
（硬化剤）
感光性樹脂組成物は、硬化剤を含んでいてもよい。これにより、有機絶縁層２１、２５１、２５２の膜物性や加工性を高めることができる。
【０１７９】
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、好ましくは分子中に２個以上のフェノール性水酸基を有する多官能フェノール樹脂を用いることができる。これにより、感光性樹脂組成物の硬化物の熱膨張率を抑えることができる。
【０１８０】
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、２５１０、２５２０が得られる。
【０１８１】
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、２５１、２５２が得られる。
【０１８２】
（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。これにより、光酸発生剤から発生した酸を触媒として利用する化学増幅型の感光性樹脂組成物が得られる。かかる化学増幅型の感光性樹脂組成物は、感度が高いことから、より微細なパターニングを高いスループットで実現可能なものとなる。
【０１８３】
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ものが挙げられ、具体的には、オニウム塩化合物が挙げられる。より具体的には、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。
【０１８４】
なお、感光剤は、感光性樹脂組成物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。
【０１８５】
感光剤の添加量は、特に限定されないが、感光性樹脂組成物の固形分全体の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、２５１０、２５２０のパターニング性を高めるとともに、感光性樹脂組成物の長期保管性を向上させることができる。
【０１８６】
なお、感光剤は、感光性樹脂組成物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。
【０１８７】
（カップリング剤）
カップリング剤を有する感光性樹脂組成物は、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２２１、２２２、２５４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、２５１、２５２が得られる。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
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組成物が得られる。
【０１９９】
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組成物が得られる。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
カップリング剤の添加量は、特に限定されないが、感光性樹脂組成物の固形分全体の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２２１、２２２、２５４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、２５１、２５２が得られる。これにより、有機絶縁層２１、２５１、２５２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。
【０２０４】
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、感光性樹脂組成物の感光性や機械的特性が低下するおそれがある。
【０２０５】
（その他の添加剤）
感光性樹脂組成物には、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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
（溶剤）
感光性樹脂組成物は、溶剤を含んでいてもよい。この溶剤としては、感光性樹脂組成物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。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
例えば、本発明のパターニング方法および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。
【０２１１】
また、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、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】
【０２１２】
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
（実施例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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
次に、得られた感光性樹脂組成物を、シリコンウエハー上にスピンコーターで塗布した。これにより、厚さ１０μｍの液状被膜を得た。
【０２１５】
次に、得られた液状被膜に対し、大気中でホットプレートにて１２０℃で５分間の加熱を行い、乾燥させた。これにより、塗膜を得た。
【０２１６】
続いて、得られた塗膜について、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。
【０２１７】
次に、塗膜に対し、ネガ型パターン用マスクおよびｉ線ステッパーを用いた露光処理を施した。露光量は７００ｍＪ／ｃｍ２とした。
次に、露光後の塗膜に対して、７０℃で５分間の露光後加熱処理を施した。
【０２１８】
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３０００ｒｐｍ、２０秒の条件でスプレー現像処理を施した後、３０００ｒｐｍ、１５秒の条件で現像液を振り切る処理を施すことによって、未露光部を溶解除去した。その後、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）でリンスした。これにより、塗膜を貫通する貫通孔を含むパターンを加工した。
次に、２００℃で９０分間加熱して、塗膜を硬化させ、試験片を得た。
【０２１９】
（実施例２〜１１）
試験片の作製条件を表１〜３に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして試験片を得た。
【０２２０】
（比較例１〜４）
試験片の作製条件を表１〜３に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして試験片を得た。
【０２２１】
【表１】
2019060958.tif 000003
【０２２２】
２．試験片の評価
２．１  開口部の側面の傾斜角度
まず、各実施例および各比較例で得た試験片について、ダイヤモンドカッターで厚さ方向に切断した。
【０２２３】
次に、切断面を電子顕微鏡で観察し、開口部の側面と有機基板の上面とのなす角度（傾斜角度）を測定した。測定結果を表２、３に示す。
【０２２４】
なお、図１１には、比較例２で得た試験片の断面の観察像（ａ）と、実施例２で得た試験片の断面の観察像（ｂ）と、を示す。観察像（ａ）では、開口部の内面がいわゆる逆テーパー形状になっていることがわかる。一方、観察像（ｂ）では、開口部の内面がいわゆる順テーパー形状になっていることがわかる。
【０２２５】
２．２  金属層の成膜
まず、各実施例および各比較例で得た試験片について、スパッタリング法により銅の薄膜（金属層）を成膜した。
次に、銅を成膜した試験片について、ダイヤモンドカッターで厚さ方向に切断した。
【０２２６】
次に、切断面を電子顕微鏡で観察し、薄膜の成膜状態を観察した。そして、観察結果を以下の評価基準に照らして評価した。
【０２２７】
＜成膜状態の評価基準＞
○：シード層が途切れなく成膜されている
△：シード層が非常に薄い部位が含まれている
×：シード層が途切れている
以上の評価結果を表２、３に示す。
【０２２８】
【表２】
2019060958.tif 000004
【０２２９】
【表３】
2019060958.tif 000005
【０２３０】
表２、３から明らかなように、各実施例で得られた試験片では、開口部の側面の傾斜角度が９０°以下になっており、開口部の内面がいわゆる順テーパー形状になっていることが認められた。
【０２３１】
また、各実施例で得られた試験片に対してシード層に見立てた銅の薄膜を成膜したところ、成膜不良の発生が抑えられることが認められた。
【符号の説明】
【０２３２】
１            半導体装置
２            貫通電極基板
３            半導体パッケージ
５            感光性樹脂ワニス
２０          感光性樹脂フィルム
２１          有機絶縁層
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
２０２        基板
２１０        感光性樹脂層
２２１        貫通配線
２２２        貫通配線
２５１        有機絶縁層
２５２        有機絶縁層
２５３        配線層
２５４        貫通配線
４１１        マスク
４１２        マスク
４２１        開口部
４２１ａ      側面
４２２        開口部
４２３        開口部
４２４        開口部
２５１０      感光性樹脂層
２５２０      感光性樹脂層
Ｃ            中間点
Ｈ            高さ
Ｌ            仮想線
Ｓ１          チップ配置工程
Ｓ２          フィルムパターニング工程
Ｓ２１        第１樹脂層配置工程
Ｓ２２        第１露光前加熱工程
Ｓ２３        第１露光工程
Ｓ２４        第１露光後加熱工程
Ｓ２５        第１現像工程
Ｓ２６        第１貫通配線形成工程
Ｓ３          上層配線層形成工程
Ｓ３１        第２樹脂層配置工程
Ｓ３２        第２露光前加熱工程
Ｓ３３        第２露光工程
Ｓ３４        第２露光後加熱工程
Ｓ３５        第２現像工程
Ｓ３６        配線層形成工程
Ｓ３７        第２貫通配線形成工程
Ｓ４          基板剥離工程
Ｓ５          下層配線層形成工程
Ｓ６          半田バンプ形成工程
Ｓ７          積層工程
θ            傾斜角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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