(57)【要約】【課題】金属の埋込特性に優れた開口部を実現できる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、を含む、ネガ型の感光性樹脂組成物であって、所定の過露光の露光条件に対応する開口部のテーパー角度が９０度より小さく４５度以上である。【選択図】図１
2017211617.tif 000002
【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、を含む、ネガ型の感光性樹脂組成物であって、
下記の過露光の露光条件に対応する開口部のテーパー角度が９０度より小さく４５度以上である、感光性樹脂組成物。
（露光条件：前記感光性樹脂組成物を用いて、膜厚５０μｍの感光性樹脂膜を形成する。前記感光性樹脂膜に対して、複数の異なる露光量で照射する。露光後、加熱および現像処理を行うことにより、前記感光性樹脂膜に複数の開口部を形成する。その後、前記感光性樹脂膜に対して硬化処理を行うことにより、硬化膜を得る。
最適露光量：前記硬化膜の底面と前記開口部の側面とがなす角度が、直角に最も近くなる条件を満たす露光量を、最適露光量とする。
テーパー角度：前記最適露光量よりも大きな露光量である過露光の前記露光条件で形成された前記開口部には、上端部の横幅よりも下端部の横幅が狭いテーパー形状が形成されている。前記硬化膜の底面と前記開口部の側面とがなす角度を上記テーパー角度とする。）
【請求項２】
請求項１に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記テーパー角度が９０度より小さく７０度以上である、感光性樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記露光条件において、前記開口部のアスペクト比（高さ／直径）が３以上である、感光性樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の感光性樹脂組成物であって、
１２０℃の温度条件でプリベークすることにより形成された膜厚１０μｍの前記感光性樹脂膜において、露光波長３６５ｎｍの光の光線透過率が５０％以上である、感光性樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂は、脂環式エポキシ樹脂を含む、感光性樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂は、ベンゼン環を有する樹脂を含む、感光性樹脂組成物。
【請求項７】
請求項６に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂は、ナフタレン環を有しない、感光性樹脂組成物。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の感光性樹脂組成物を用いてなる、感光性樹脂膜。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載の感光性樹脂組成物の硬化物を備える、電子装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子装置であって、
配線層と、
前記配線層上に設けられた貫通電極層と、
前記貫通電極層上に設けられており、下面と上面のそれぞれに下層配線層と上層配線層が形成されており、前記下層配線層と前記上層配線層とを電気的に接続する貫通ビアを有するインターポーザーと、
前記上層配線層上に設けられた半導体チップと、
前記半導体チップを封止する封止材層と、を備えており、
前記貫通電極層は、
感光性樹脂膜と、
前記感光性樹脂膜の上面から下面を貫通する複数の貫通電極と、を有しており、
前記感光性樹脂膜は、前記硬化物で構成されており、
前記貫通電極は、互いに離間して配置されており、前記配線層と前記下層配線層とを電気的に接続する、電子装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電子装置であって、
前記感光性樹脂膜の膜厚が、５０μｍ以上２００μｍ以下である、電子装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の電子装置であって、
前記貫通電極のアスペクト比（高さ／直径）が、３以上である、電子装置。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の電子装置であって、
前記感光性樹脂膜のガラス転移温度が、１５０℃以上である、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】
具体的には、感光性樹脂組成物を塗布し、露光現像することにより、パターン形状のレジスト膜を形成する。同文献には、このレジスト膜は逆テーパー形状となることが好ましいと記載されている。逆テーパー形状のレジスト膜上に、金属を蒸着させると、レジスト膜の側壁や上部がせり出した崖部分の真下には付着しない。これにより、レジスト膜の側壁からレジスト剥離液を浸透させることができるとともに、不要な部分の金属膜をきれいに除去できる。以上により、微細な配線パターンが形成できると記載されている。
【０００４】
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】
【０００５】
【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】
【０００６】
発明者が検討したところ、以下の課題が見出された。
上記文献に記載の様に、レジスト膜においては、剥離液の浸透等を目的として、その側壁に金属膜が付着しないような構造が求められている。つまり、一般的なフォトリソグラフィ用のレジスト膜の要求に応じて、感光性樹脂組成物の組成配合が決定されていた。一方で、テーパー形状を形成するためには、通常ポジ型感応性樹脂組成物が用いられていた。
このため、上記文献記載のレジスト膜用のネガ型感光性樹脂組成物においては、感光性樹脂膜に貫通電極を形成した配線層に利用した場合、貫通電極の埋込特性の向上や貫通電極同士のショート防止など接続信頼性の点で、改善の余地を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者はさらに検討したところ、第１に、露光量を増やすことにより、上記文献記載の薄膜の感光性樹脂膜の開口部の逆テーパー形状を略長方形とすることにより、埋込特性が向上することが分かった。しかしながら、感光性樹脂膜をかなりの厚膜とした場合には、当該開口部の下端部に裾広がりの過剰なアンダーカットが発生することがあった。この過剰なアンダーカットには、スパッタなどの蒸着手法を用いた場合、金属を付着させることが難しかった。
【０００８】
このような知見に基づきさらに鋭意研究したところ、第２に、厚膜であっても感光性樹脂膜のパターニング性を高める等により、開口部全体の形状をテーパー形状としつつも、アンダーカットの発生を抑制できることが分かった。これにより、スパッタなどによる金属の付着性を向上させつつも、貫通電極同士でのショートを防止することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
さらに、感光性樹脂膜のパターン形状の開口部に金属膜を埋設することにより、感光性樹脂組成物の用途として、単なるレジスト膜用とは異なる、貫通電極を有する配線層という新たな用途に利用できることが分かった。
【００１０】
本発明によれば、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
感光剤と、を含む、ネガ型の感光性樹脂組成物であって、
下記の過露光の露光条件に対応する開口部のテーパー角度が９０度より小さく４５度以上である、感光性樹脂組成物が提供される。
（露光条件：前記感光性樹脂組成物を用いて、膜厚５０μｍの感光性樹脂膜を形成する。前記感光性樹脂膜に対して、複数の異なる露光量で照射する。露光後、加熱および現像処理を行うことにより、前記感光性樹脂膜に複数の開口部を形成する。その後、前記感光性樹脂膜に対して硬化処理を行うことにより、硬化膜を得る。
最適露光量：前記硬化膜の底面と前記開口部の側面とがなす角度が、直角に最も近くなる条件を満たす露光量を、最適露光量とする。
テーパー角度：前記最適露光量よりも大きな露光量である過露光の前記露光条件で形成された前記開口部には、上端部の横幅よりも下端部の横幅が狭いテーパー形状が形成されている。前記硬化膜の底面と前記開口部の側面とがなす角度を上記テーパー角度とする。）
【００１１】
本発明によれば、上記感光性樹脂組成物を用いてなる、感光性樹脂膜が提供される。
【００１２】
本発明によれば、上記感光性樹脂組成物の硬化物を備える、電子装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、接続信頼性に優れた開口部を実現できるネガ型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】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る感光性樹脂膜の開口部を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係る配線層の製造手順を示す工程断面図である。
【図３】本実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【図４】実施例１の感光性樹脂組膜の開口部を示す断面図である。
【図５】実施例２の感光性樹脂組膜の開口部を示す断面図である。
【図６】実施例３の感光性樹脂組膜の開口部を示す断面図である。
【図７】実施例４の感光性樹脂組膜の開口部を示す断面図である。
【図８】比較例１の感光性樹脂組膜の開口部を示す断面図である。
【図９】比較例２の感光性樹脂組膜の開口部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
［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。
【００１７】
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ことができるネガ型の感光性樹脂組成物である。当該感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂組膜に形成された開口部は、厚み方向の断面視において、全体がテーパー形状を有している。本実施形態のテーパー形状とは、露光方向に対して開口部が先細りになる形状である。つまり、当該開口部において、その下端部の横幅は上端部の横幅よりも狭く形成されている。本実施形態において、上記感光性樹脂膜の開口部のテーパー角度θを９０度より小さく４５度以上とすることができる。
【００１８】
本実施形態における感光性樹脂膜３２の開口部１１２の形状について説明する。
図１（ａ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。図１（ｂ）は、パターン形状を有する感光性樹脂膜の断面図である。
【００１９】
本実施形態の開口部１１２のテーパー形状について説明する。
本実施形態の開口部１１２は、全体形状が露光方向に向かって先細りとなるテーパー形状を有している。これにより、開口部１１２の側壁３５にスパッタ等により金属が付着しやすくなり、金属の埋込特性を向上させることができる。
【００２０】
ここで、上記先行文献記載のネガ型レジストを用いて全体が逆テーパー構造の開口部が形成された場合、露光方向に対して開口部が先広がりの逆テーパー形状を有することになる。また、この場合、開口部における下端部の開口幅は、フォトマスクの光遮断領域の幅（設計幅）と比較して広がることになる。これに対して、本実施形態においては、開口部１１２における下端部４の開口幅は、フォトマスクの光遮断領域の幅（設計幅）と比較して狭くすることが可能である。このため、開口部１１２に埋め込まれた金属膜（貫通電極３４）同士の距離を短くできるので、複数の貫通電極３４の集積密度を高めることが可能になる。
【００２１】
本実施形態において、開口部１１２のテーパー角度θは、９０度より小さく４５度以上することが好ましい。これにより、開口部１１２の下端部４の側壁３５にスパッタ等により金属が付着しやすくなる。また、貫通電極３４同士のショートを抑制できる。また、感光性樹脂膜３２の面３６と下地との接触面積を増加させることができるので、貫通電極層３０と下地との密着性を高めることができる。
【００２２】
これまでの上記文献に記載の露光現像方法では、ネガ型の感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂膜３２において、（ｉ）厚膜としつつも、（ｉｉ）開口部１１２の全体形状をテーパー形状とすることの両立が難しかった。
たとえば、開口部の全体形状を略矩形とするには、例えば、露光量を増加する方法が挙げられる。最適な露光量とすることにより、開口部の全体形状を制御できる。
しかしながら、最適な露光量の条件を採用した場合であっても、感光性樹脂膜が厚膜の場合には、感光性樹脂膜の下面側の露光量が不足し、十分な硬化が進まないために、開口部の下端部に過度なアンダーカットが発生することがあった。
本発明者が検討した結果、例えば、反応性の高い脂環式エポキシ樹脂を使用すること、エポキシ樹脂に対するフェノール樹脂の添加量を最適化すること等、で感光性樹脂膜３２のパターニング性を高める等により、（ｉ）厚膜としつつも、（ｉｉ）アンダーカットの発生を抑制しつつも開口部１１２の全体形状をテーパー形状とすることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２３】
本実施形態によれば、中央部３３の側壁３５のみならず、下端部４の側壁３５にも金属が付着しやすい開口部１１２の形状を実現することができる。これにより、金属の埋込特性に優れた開口部１１２を形成できる感光性樹脂組成物を実現することが可能である。また、パターン形状を有する感光性樹脂膜３２の開口部１１２に金属膜（貫通電極３４）を埋設することにより、本実施形態の感光性樹脂組成物についての新たな用途に利用できる。たとえば、貫通電極３４を有する配線層（貫通電極層３０）等の用途に利用できる。したがって、本実施形態の感光性樹脂組成物は、貫通電極層を構成する厚膜絶縁層を形成するために用いることができる。
【００２４】
次に、本実施形態の感光性樹脂膜の開口プロセスおよび貫通電極層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配線層（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。なお、図２において、開口部１１２の形状は、詳細に描かれていないが、テーパー形状である。
【００２５】
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、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、５０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。
【００２９】
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。
【００３０】
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、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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１２０℃以下としてもよく、好ましくは６０℃以上１１０℃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。
【００３３】
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の表面から裏面を貫通しており互いに離間している。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
ここで、本実施形態における開口部１１２の形成条件としては、下記の露光条件で求められた最適露光量を採用することが好ましい。以下、図１を用いて説明する。
【００３７】
露光条件：本実施形態の感光性樹脂組成物を用いて、膜厚５０μｍの感光性樹脂膜３２を形成する。感光性樹脂膜３２に対して、複数の異なる露光量で照射する。露光後、加熱および現像処理を行うことにより、感光性樹脂膜３２に複数の開口部を形成する。その後、感光性樹脂膜２３に対して硬化処理を行うことにより、硬化膜を得る。
【００３８】
また、さらに具体的な露光条件としては、次のような条件が用いられる。例えば、感光性樹脂組成物のワニスをシリコンウエハ上にスピンコーターを用いて塗布し、ホットプレートを用いて１２０℃、５分間の温度条件でプリベークし、膜厚５０μｍの塗布膜を得る。塗布膜に対して、露光時間を一定とした上で、Ｉ線ステッパーで５０〜１２５０ｍＪ／ｃｍ２でステップ露光する。その後、ホットプレートにて８０℃で５分間、露光後加熱を行う。この塗布膜に対して、ＰＧＭＥＡ等の有機溶剤を使用して現像処理を行う。その後、２００℃、９０分間の温度条件で硬化することにより、パターンが形成された硬化膜を得る。本実施形態において、上記露光条件における開口部のアスペクト比（開口高さ／開口幅）を５としてもよい。また、当該開口部の開口幅を１０μｍとしてもよい。これにより、高アスペクト比という、アンダーカットの影響がより懸念される露光条件においても、評価することが可能になる。なお、本実施形態において、上記ステップ露光における露光の照射間隔は、例えば、２０［ｍＪ／ｃｍ２］としてもよいが、任意の数値とすることが可能である。上記開口幅は、図１中の開口部１１２の開口幅Ｒ１としてもよい。
本実施形態において、露光量の上限値を、例えば、１２５０ｍＪ／ｃｍ２以下に設定することにより、感光性樹脂膜３２のパターニング性を低下させない範囲内において、テーパー形状を有する開口部１１２を形成することができる。したがって、本実施形態によれば、過露光によりパターンが潰れるようなパターニング性の低下を抑制することができる。
【００３９】
最適露光量：感光性樹脂膜３２の硬化膜の底面（面３６）と開口部１１２の側面（例えば、中央部３３における側壁３５）とがなす平均角度（鋭角側の角度）が、直角（９０度）に最も近くなる露光条件を満たす露光量を、最適露光量とする（図１（ｂ））。
【００４０】
上記平均角度のさらなる具体的な定義について説明する。開口部１１２において、その上端部２と下端部４の中間に位置する側壁３５の地点を点Ｐ０とする。開口部１１２の点Ｐ０における直径をＲ０とする。開口部１１２の下端部４側の先端縁部の地点を点Ｐ１とする。このＰ０とＰ１を結んだ直線をＬとする。一方、感光性樹脂膜３２の底面（面３６）に対する接線をＬ３とする。これらのＬとＬ３とがなす角の角度を中央部３３の角度とすることができる。中央部３３の角度は、開口部１１２の全体の形状を示すことができる。なお、例えば、図１（ｂ）に示す断面図は、たとえば、直径Ｒ０が最大となる膜厚方向の断面図とすることができる。
【００４１】
テーパー角度θ：本実施形態において、上記最適露光量よりも大きな露光量である過露光の露光条件で形成された開口部１１２には、上端部２の横幅Ｒ２よりも下端部４の横幅Ｒ１が狭いテーパー形状が形成されている。つまり、開口部１１２は、上端部２から下端部４に向かって徐々に縮径しており、全体形状がテーパー形状を有しており、下端部４においてアンダーカットを有しないものとすることができる。この場合、前記硬化膜の底面（面３６）と開口部１１２の側面（側壁３５）とがなす角度θをテーパー角度とする（図１（ｂ））。
【００４２】
本実施形態において、上記過露光における露光量（過露光量）は、最適露光量よりも大きく１２５０ｍＪ／ｃｍ２以下であれば、特に限定されない。最適露光量に対する過露光量の露光量比（過露露光量／最適露光量）において、その下限値は、例えば、１．１以上でもよく、１．２以上でもよく、１．３以上でもよく、一方、その上限値は、例えば、３．０以下でもよく、２．５以下でもよく、２．０以下でもよい。過露光量を上記の露光量範囲内とすることにより、テーパー角度θを小さく制御することができる。また、感光性樹脂膜３２のパターニング性を高めることもできる。
【００４３】
上記テーパー角度θのより具体的な定義について説明する。開口部１１２の下端部４側の先端縁部の位置を点Ｐ１とする。開口部１１２の上端部２側の先端縁部の位置を点Ｐ２とする。点Ｐ２と点Ｐ１とを結んだ直線をＬ１とする。一方、感光性樹脂膜３２の底面（面３６）に対する接線をＬ３とする。このＬ１とＬ３とがなす角（鋭角側の角度）をテーパー角度θとすることができる。なお、例えば、図１（ｂ）に示す断面図は、たとえば、直径Ｒ０が最大となる膜厚方向の断面図とすることができる。なお、点Ｐ２から感光性樹脂膜３２の面３６に対する接線をＬ０に引いた垂線をＬ３とする。
【００４４】
本実施形態において、上記テーパー角度θの下限値は、例えば、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、感光性樹脂膜３２の面３６と下地との接触面積を増加させることができるので、貫通電極層３０と下地との密着性を高めることができる。また、貫通電極３４の下端部４の面積を確保することができるので、製造工程における位置ずれが生じたとしても、下地層との接続（例えば、図２に示す配線１４３）との接続不良を防止することができる。一方、上記テーパー角度θの上限値は、例えば、９０度より小さく、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、下端部４の側壁３５にもスパッタが付着できるので、貫通電極３４のボイドの発生を抑制することができる。また、開口部１１２の下端部４の横幅Ｒ１を、上端部２の横幅Ｒ２より狭くすることができる。このため、貫通電極３４同士のショートを抑制できる。
【００４５】
ここで、点Ｐ２について説明する。図１に示すように、感光性樹脂膜３２の上端部２における側壁３５の傾きを見たときに、側壁３５の傾きの方向が、Ｌ２の方向と同じまたは同程度になる位置を、点Ｐ２としてもよい。なお、図１に示すように、Ｌ２は、感光性樹脂膜３２の上面３９に接する接線でもよいが、感光性樹脂膜３２の平均膜厚（たとえば１０点測定したときの平均膜厚）に対応する位置の面に接する接線でもよい。
【００４６】
また、本実施形態において、上記平均角度は、例えば、７０度以上９０度以下とすることができ、好ましくは７５度以上９０度以下とすることができ、さらに好ましくは８０度以上９０度以下とすることができる。当該平均角度は略直角に近いことが好ましい。これにより、貫通電極３４を構成する金属の充填性を高められるため、信頼性に優れた接続構造とすることができる。
【００４７】
本実施形態においては、エポキシ樹脂の種類の選択、具体的には、反応性の高い脂環式エポキシ樹脂を使用し、また、感光性樹脂膜３２の膜厚等を適切に制御することにより、感光性樹脂膜３２のパターニング性を向上させることができる。これにより（ｉ）厚膜としつつも、（ｉｉ）開口部１１２の全体形状をテーパー形状とすることが可能になる。
【００４８】
本実施形態において、感光性樹脂膜３２の開口部１１２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。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。なお、上記直径Ｗは、図１中の開口部１１２の開口幅Ｒ１としてもよい。
【００４９】
本実施形態においては、高アスペクト比である開口部１１２の場合においても、過剰なアンダーカットの発生を抑制することができる。これにより、信頼性に優れた接続構造を実現することが可能である。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、高アスペクト比の開口部１１２を形成することが可能となる。
【００５０】
本実施形態において、上端部２の開口幅（Ｒ２）と下端部４の開口幅（Ｒ１）としたとき、Ｒ１／Ｒ２は、１未満であることが好ましい。この場合、Ｒ１／Ｒ２の上限値は、たとえば、０．９５以下でもよく、０．９０以下でもよく、０．８５以下でもよい。これより、貫通電極層３０の高密度化を実現することができる。また、Ｒ１／Ｒ２の下限値は、下端部４における貫通電極３４の接続性が十分であれば、特に限定されないが、たとえば、０．１以上としてもよく、０．２以上としてもよく、０．３以上としてもよい。これにより、貫通電極３４の接続性を良好とすることができるとともに、接続抵抗を下げられるので高速度化を実現することができる。
【００５１】
また、本実施形態において、上端部２の開口幅（Ｒ２）と中央部３３の開口幅（Ｒ０）としたとき、Ｒ０／Ｒ２は、１未満であることが好ましい。この場合、Ｒ０／Ｒ２の上限値は、たとえば、０．９８以下でもよく、０．９４以下でもよく、０．９０以下でもよい。これより、側壁３５をテーパー形状とすることにより金属膜の密着性を高めることができるので、製造安定性に優れた形状とすることができる。また、Ｒ０／Ｒ２の下限値は、下端部４における貫通電極３４の接続性が十分であれば、特に限定されないが、たとえば、０．３以上としてもよく、０．４以上としてもよく、０．５以上としてもよい。これにより、埋め込み特性を向上できるので製造安定性に優れた構造とすることができる。また、貫通電極３４の接続抵抗を下げられるので高速度化を実現することができる。
【００５２】
本実施形態において、開口部１１２の上端部２近傍における側壁３５は、角がなくカーブ形状を有していてもよい。角がないため局所応力が貫通電極３４に発生しないため、貫通電極３４の接続安定性に優れた構造を実現することができる。
【００５３】
本実施形態の開口部１１２の下端部４において、感光性樹脂膜３２が開口部１１２側に切り込む切り込み部が形成されていてもよい。ただし、この切り込み部は、開口部１１２が、感光性樹脂膜３２側に切り込むようなアンダーカットは含まないものである。切り込み部の切り込み幅は、例えば、下端部４の開口幅（Ｒ１）の５％以下としてもよく、４％以下としてもよく、３％以下としてもよい。先端に切り込み部が存在する場合においても、その切り込み幅を小さく抑制できるので、接続安定性に優れた貫通電極３４を実現することができる。
【００５４】
引き続き、図２（ｂ）に戻り、貫通電極層３０の製造方法について説明する。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を形成する。シード層１０８は、感光性樹脂膜１３２の開口部１１２の内部（側壁および底面）とともに、その上面１３９に形成される。シード層１０８は、例えば、スパッタなどの方法により形成される。
【００５５】
シード層１０８は、貫通電極１３４と同種の金属で構成されてもよいが、貫通電極１３４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として、例えば、銅シード層が形成される。
【００５６】
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。
【００５７】
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。例えば、銅で電解メッキ法により開口部１１２を埋設してもよい。これにより、開口部１１２内部に感光性樹脂膜の上面と下面を貫通する貫通電極１３４を形成することができる。貫通電極１３４は、下層の配線層１４２と電気的に接合する。貫通電極１３４は、例えば、銅で構成することができる。
【００５８】
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上のシード層１０８を除去する。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。
【００５９】
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。
【００６０】
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（感光性樹脂膜１３２）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。
【００６１】
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、高アスペクトな構造の実現の観点から、ネガ型が好ましい。
【００６２】
＜ネガ型感光性樹脂組成物＞
ネガ型の感光性樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、感光剤Ａを含むことができる。
【００６３】
（エポキシ樹脂）
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良い。
【００６４】
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、感光性樹脂膜の透明性を高めることができる。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。
【００６５】
上記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を含むことが好ましい。脂環式エポキシ樹脂は反応性が良好であり、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。
【００６６】
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、ＣＥＬ８０００（（株）ダイセル製）、ＣＥＬ２０８１（（株）ダイセル製）、ＣＥＬ２０２１Ｐ（（株）ダイセル製）、リモネンジオキサイドなどが用いられる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いても良い。
【００６７】
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。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る。これにより、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。
【００６８】
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、ＶＧ−３１０１Ｌ（（株）プリンテック製）、ＥＰＰＮ−５０１Ｈ（日本化薬（株）製）、ｊＥＲ−１０３１Ｓ（三菱化学（株）製）、ｊＥＲ−１０３２Ｈ６０（三菱化学（株）製）、ＨＰ−４７００（ＤＩＣ（株）製）、ＨＰ−４７１０（ＤＩＣ（株）製）、ＨＰ−６０００（ＤＩＣ（株）製）、ＨＰ−７２００Ｌ（ＤＩＣ（株）製）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良い。
【００６９】
また、本実施形態において、脂環式エポキシ樹脂および多官能エポキシ樹脂を併用してもよい。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。ここで、脂環式エポキシ樹脂を使用することにより、厚膜条件下においても、感光性樹膜のパターニング性（現像特性）を向上させることができる。本実施形態において、脂環式エポキシ樹脂および多官能エポキシ樹脂を併用することにより、上述の膜特性と現像特性との両立を実現することができる。
【００７０】
（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。
【００７１】
（感光剤Ａ）
感光剤Ａ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。
【００７２】
（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。
【００７３】
（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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
樹脂シートは、たとえばワニス状の熱硬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〜１０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。
【００７７】
本実施形態において、感光性樹脂組成物をキャリア基材に形成させる方法としては特に限定されないが、例えば、熱硬化性樹脂を溶剤などに溶解・分散させて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。
【００７８】
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。
【００７９】
［半導体装置］
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。
【００８０】
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の感光性樹脂膜３２は、感光性樹脂組成物の硬化物で構成できる。
【００８１】
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。
【００８２】
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。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。
【００８３】
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の上面から下面を貫通している。また、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。
【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良い。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（上面および側面）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、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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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、および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。
【００９３】
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。
【００９４】
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（貫通電極３４）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。本実施形態の感光性樹脂組成物の組成については後述する。感光性樹脂組成物を用いることにより、貫通電極３４を埋設するための開口部１１２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。
【００９５】
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の開口部１１２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。
【００９６】
貫通電極層３０または感光性樹脂膜３２の膜厚の下限値は、例えば、５０μｍ以上としてもよく、より好ましくは６０μｍ以上としてもよく、さらに好ましくは７０μｍ以上としてもよい。また、貫通電極層３０または感光性樹脂膜３２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、高アスペクト比の貫通電極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。
【００９７】
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、高アスペクト比の開口部１１２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。
【００９８】
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開口部１１２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。
【００９９】
また、本実施形態の感光性樹脂膜３２（硬化膜）において、感光性樹脂膜３２のガラス転移温度（Ｔｇ）の下限値は、例えば、１５０℃以上が好ましく、１６０℃以上がより好ましく、１７０℃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、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。
【０１００】
本実施形態の感光性樹脂膜３２において、感光性樹脂膜３２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、８０ｐｐｍ／℃以下が好ましく、７０ｐｐｍ／℃以下がより好ましく、６０ｐｐｍ／℃以下がさらに好ましい。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。
【０１０１】
本実施形態の感光性樹脂膜３２において、感光性樹脂膜３２の２５℃の引張試験における伸び率の下限値は、例えば、１０％以上が好ましく、１２％以上が好ましく、１５％以上がさらに好ましい。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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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】
【０１０８】
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。
【０１０９】
［ネガ型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）に溶解させて混合溶液を得た。その後、混合溶液を０．２μｍのポリプロピレンフィルターで濾過し、ネガ型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。
【０１１０】
（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（ＬＸ−０１、ダイソー社製）
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、ＣＥＬ２０２１）
エポキシ樹脂３：多官能エポキシ樹脂（ＶＧ−３１０１Ｌ、プリンテック社製）
エポキシ樹脂４：多官能エポキシ樹脂（ｊＥＲ−１０３２Ｈ６０、三菱化学社製）
エポキシ樹脂５：多官能エポキシ樹脂（ＥＰＰＮ−５０１Ｈ、日本化薬社製）
（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、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、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、ＫＢＭ−４０３Ｅ）
（界面活性剤）
界面活性剤１：ポリアクリレート系表面調整剤（ビックケミージャパン株式会社製、ＢＹＫ−３６５Ｎ）
【０１１１】
【表１】
2017211617.tif 000003
【０１１２】
（パターニング性）
得られたネガ型感光性樹脂組成物を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５０μｍの塗膜を得た。この塗膜にＩ線ステッパーで５０〜１２５０ｍＪ／ｃｍ２の露光量範囲でステップ露光した。露光量の照射間隔は２０ｍＪ／ｃｍ２であった。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ネガ型感光性樹脂組成物の硬化膜を得た。
【０１１３】
図１に基づいて説明すると、実施例１〜８の場合、３００ｍＪ／ｃｍ２前後の露光量において、硬化膜の底面と開口部の側面とがなす角度がほぼ直角になった。このような角度に対応する露光量を最適露光量とした。そして、この最適露光量よりも大きな露光量である過露光を行うことにより、図１に示されるテーパー角度θを９０度より小さくすることができた。実施例１から３は、例えば、５８０ｍＪ／ｃｍ２前後の露光量において、テーパー角θが、表１に示すように８４度〜８６度であった。また、実施例４から８は、例えば、４００ｍＪ／ｃｍ２前後の露光量において、テーパー角θが、表１に示すように８６度〜８８度であった。実施例１〜８のいずれの場合も、開口部の形状は、アンダーカットが発生していないテーパー形状であった。
【０１１４】
得られた硬化膜の開口部の構造（開口部のアスペクト比、形状、開口幅の比（Ｒ０／Ｒ２、Ｒ１／Ｒ２）、テーパー角度θ）について、図１を参考にして測定した結果を表１に示す。また、表１中の実施例１〜４の開口部の断面図を図４〜７に示す。図４〜７は、走査電子顕微鏡で得られた倍率２０００倍の断面写真である。なお、倍率２０００倍の断面図を用いて、上記のアスペクト比、開口幅の比、テーパー角度θを算出した。
【０１１５】
一方、比較例１の場合、ネガ型感光性樹脂組成物の感度が悪いため、パターンが形成されるものの、上記の露光量範囲の露光量では露光量不足が生じる結果、１２００ｍＪ／ｃｍ２においても露光量が不足しており、開口部の形状は、逆テーパー形状になることが分かった。比較例１の開口部の断面写真（倍率２０００倍）を図８に示す。
また、比較例２の場合、最適露光量より大きな露光量である９８０ｍＪ／ｃｍ２のとき、開口部の下端部にアンダーカットが生じていた。また、上記の露光量範囲における最大露光量においても、アンダーカットが生じていた。このため、露光量の上限値を１７００ｍＪ／ｃｍ２まで高くしたが、アンダーカットが残ってしまった。比較例２の開口部の断面写真（倍率２０００倍）を図９に示す。
【０１１６】
（ガラス転移温度、線膨張係数）
得られたネガ型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。得られた硬化膜を試験片とした。
ガラス転移温度（Ｔｇ）および線膨張係数は、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。
【０１１７】
（引っ張り伸び率）
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。
【０１１８】
（実施例に関して）
各実施例のネガ型感光性樹脂組成物を用いることにより、パターニング性が良好な厚膜の硬化膜が得られることが分かった。硬化膜における開口部の形状はテーパー形状を示した。このような開口部への金属膜埋設性はボイド発生もなく良好であった。また、硬化膜はパターニング性とＴｇや線膨張係数等の機械物性のバランスに優れることが分かった。さらに、硬化膜は機械物性と伸び特性とのバランスに優れることが分かった。以上から、本発明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。
【０１１９】
（比較例に関して）
各比較例のネガ型感光性樹脂組成物を用いた場合、それを用いた硬化膜の開口部の形状は、テーパー形状ではなく、逆テーパー形状やアンダーカット形状となることが分かった。逆テーパー形状やアンダーカット形状を有する厚膜の硬化膜の開口部に金属膜を埋設した場合、ボイド発生などの不良が生じることがあった。
【０１２０】
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】
【０１２１】
２  上端部
４  下端部
１０  プリント回路基板
２０  配線層
２３  感光性樹脂膜
３０  貫通電極層
３２  感光性樹脂膜
３３  中央部
３４  貫通電極
３５  側壁
３６  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
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  配線層
１４３  配線
【図１】
2017211617.tif 000004
【図２】
2017211617.tif 000005
【図３】
2017211617.tif 000006
【図４】
2017211617.tif 000007
【図５】
2017211617.tif 000008
【図６】
2017211617.tif 000009
【図７】
2017211617.tif 000010
【図８】
2017211617.tif 000011
【図９】
2017211617.tif 000012