CN101978320A - 光敏树脂组合物、用于光敏树脂隔离物的膜和半导体装置 - Google Patents

光敏树脂组合物、用于光敏树脂隔离物的膜和半导体装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101978320A
CN101978320A CN2009801097001A CN200980109700A CN101978320A CN 101978320 A CN101978320 A CN 101978320A CN 2009801097001 A CN2009801097001 A CN 2009801097001A CN 200980109700 A CN200980109700 A CN 200980109700A CN 101978320 A CN101978320 A CN 101978320A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photosensitive resin
resin composition
film
spacer
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801097001A
Other languages
English (en)
Inventor
白石史广
高桥丰诚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Publication of CN101978320A publication Critical patent/CN101978320A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/0047—Photosensitive materials characterised by additives for obtaining a metallic or ceramic pattern, e.g. by firing
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/0045—Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • G03F7/0382—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable the macromolecular compound being present in a chemically amplified negative photoresist composition
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P76/00—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P76/00—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography
    • H10P76/20—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography of masks comprising organic materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

本发明公开了作为光敏树脂隔离物在基板和半导体元件之间形成空隙部的光敏树脂组合物，所述光敏树脂组合物包含(A)碱溶性树脂、(B)光聚合性树脂、(C)填料和(D)光敏剂，其中，所述填料的平均粒径为5-25nm，且所述填料的含量为1-15重量％。本发明还公开了用于光敏树脂隔离物的膜，所述光敏树脂隔离物由上述光敏树脂组合物构成。

Description

光敏树脂组合物、用于光敏树脂隔离物的膜和半导体装置
技术领域
本发明涉及光敏树脂组合物、用于光敏树脂隔离物的膜和半导体装置。
背景技术
近年来一直需要可以接合至半导体晶片等的光敏膜(photosensitive film)，其可通过曝光和显影形成图案，然后接合至诸如玻璃等的透明基板(例如专利文献1)。在这种情况下，图案化光敏膜具有作为半导体晶片和透明基板之间的隔离物(spacer)的作用。
要求用于形成该隔离物的树脂组合物可以通过光刻工序图案化，并同时保持作为隔离物的形状。
此外，当将半导体晶片和透明基板对准并使其彼此接合时，要求可以透过光敏膜辨认出半导体晶片或透明基板的对准标记，因此对光敏膜的透明性有要求。
专利文献1：日本专利特开第2006-323089号
发明内容
本发明的目的是提供作为光敏树脂隔离物的光敏树脂组合物，其具有优异的形状保持功能，在曝光和显影后光敏树脂组合物残留少，且还具有优异的粘性，本发明还提供了用于光敏树脂隔离物的膜，该光敏树脂隔离物使用了所述光敏树脂组合物。
此外，本发明的另一个目的是提供高度可靠的半导体装置，其中，半导体元件和基板通过由上述光敏树脂组合物的固化材料构成的光敏树脂隔离物彼此接合。
上述目的可以通过本发明的下述[1]-[21]而实现。
[1]光敏树脂组合物，其作为树脂隔离物在基板和半导体元件之间形成空隙部(cavity section)，所述光敏树脂组合物包含(A)碱溶性树脂、(B)光聚合性树脂、(C)填料和(D)光敏剂，其中，所述填料的平均粒径为5-25nm，且所述填料的含量为所述光敏树脂组合物总量的1-15重量％。
[2]如[1]所述的光敏树脂组合物，其中，所述填料包含硅石。
[3]如[1]所述的光敏树脂组合物，其中，所述光敏树脂组合物进一步包含(E)不同于所述碱溶性树脂的热固性树脂。
[4]如[3]所述的光敏树脂组合物，其中，所述填料包含硅石。
[5]如[1]所述的光敏树脂组合物，其中，所述碱溶性树脂为具有碱溶性基团和双键的树脂。
[6]如[3]所述的光敏树脂组合物，其中，所述碱溶性树脂为具有碱溶性基团和双键的树脂。
[7]如[1]所述的光敏树脂组合物，其中，所述(A)碱溶性树脂的含量为所述光敏树脂组合物总量的50-95重量％，所述(B)光聚合性树脂的含量为所述光敏树脂组合物总量的5-45重量％，所述(D)光敏剂的含量为所述光敏树脂组合物总量的0.1-10重量％。
[8]如[3]所述的光敏树脂组合物，其中，所述(A)碱溶性树脂的含量为所述光敏树脂组合物总量的50-95重量％，所述(B)光聚合性树脂的含量为所述光敏树脂组合物总量的5-45重量％，所述(D)光敏剂的含量为所述光敏树脂组合物总量的0.1-10重量％。
[9]如[3]所述的光敏树脂组合物，其中，所述(E)热固性树脂的含量为所述光敏树脂组合物总量的5-30重量％。
[10]用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述光敏树脂隔离物由[1]所述的光敏树脂组合物构成。
[11]用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述光敏树脂隔离物由[3]所述的光敏树脂组合物构成。
[12]如[10]所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，波长为400nm的透光率不小于40％，波长为550nm的透光率不小于65％，波长为750nm的透光率不小于73％。
[13]如[11]所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，波长为400nm的透光率不小于40％，波长为550nm的透光率不小于65％，波长为750nm的透光率不小于73％。
[14]如[10]所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述用于光敏树脂隔离物的膜40℃时的粘度不大于40gf。
[15]如[11]所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述用于光敏树脂隔离物的膜40℃时的粘度不大于40gf。
[16]如[10]所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述用于光敏树脂隔离物的膜260℃时的弹性模量不小于20MPa。
[17]如[11]所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述用于光敏树脂隔离物的膜260℃时的弹性模量不小于20MPa。
[18]如[10]所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述用于光敏树脂隔离物的膜的厚度为20-150μm。
[19]如[11]所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述用于光敏树脂隔离物的膜的厚度为20-150μm。
[20]半导体装置，其中，基板和半导体元件通过由[1]所述的光敏树脂组合物的固化材料构成的树脂隔离物彼此接合。
[21]半导体装置，其中，基板和半导体元件通过由[3]所述的光敏树脂组合物的固化材料构成的树脂隔离物彼此接合。
根据本发明，能够提供作为光敏树脂隔离物的光敏树脂组合物，其具有优异的形状保持功能，在曝光和显影后光敏树脂组合物残留少，且还具有优异的粘性，还提供用于利用所述光敏树脂组合物的树脂隔离物的膜。
此外，根据本发明，能够提供可靠性高的半导体装置，其中，半导体元件和基板通过由上述光敏树脂组合物的固化材料构成的光敏树脂隔离物彼此接合。
附图说明
通过以下对优选实施方案的详细说明并结合附图，本发明的上述目的、特点和优势将显而易见。
图1为阐明半导体装置的一个实施方案的横截面图。
图2为阐明制造所述半导体装置的过程的横截面示意图。
图3为阐明所述半导体装置的另一个实施方案的横截面图。
本发明的最佳实施方案
以下将对本发明的光敏树脂组合物、用于光敏树脂隔离物的膜和半导体装置进行更详细的描述。
作为树脂隔离物在基板和半导体元件之间形成空隙部的本发明的光敏树脂组合物包含(A)碱溶性树脂、(B)光聚合性树脂、(C)填料和(D)光敏剂。上述(C)填料的平均粒径为5-25nm，且上述填料的含量为光敏树脂组合物总量的1-15重量％(除非特别说明，否则下文中“～-～”表示包含上限值和下限值)。
此外，对于本发明的半导体装置，基板和半导体元件通过由上述光敏树脂组合物的固化材料构成的光敏树脂隔离物彼此接合。
1.光敏树脂组合物和用于光敏树脂隔离物的膜
首先，以下将对光敏树脂组合物和用于光敏树脂隔离物的膜进行说明。
如图1所示，本发明的光敏树脂组合物用作光敏树脂隔离物4，用于在半导体装置100的基板1和半导体元件2之间形成空隙部3。
该光敏树脂组合物包含(A)碱溶性树脂、(B)光聚合性树脂、(C)填料和(D)光敏剂。上述填料的平均粒径为5-25nm，且上述填料的含量为光敏树脂组合物总量的1-15重量％。因此，所述光敏树脂组合物作为光敏树脂隔离物具有优异的形状保持功能，在曝光和显影后光敏树脂组合物残留少，且还具有优异的粘性。
上述光敏树脂组合物包含(A)碱溶性树脂。因此，可以进行碱性显影。上述(A)碱溶性树脂的实例包括，例如苯酚酚醛清漆树脂(phenol novolac resin)，例如甲酚、苯酚、双酚A、双酚F、邻苯二酚、间苯二酚和连苯三酚等；丙烯酸类树脂，例如苯酚芳烷基树脂、羟基苯乙烯树脂、甲基丙烯酸树脂和甲基丙烯酸酯树脂等；具有羟基基团和羧基基团等的环烯烃类树脂；和聚酰胺类树脂(具体地，具有聚苯并噁唑结构和聚酰亚胺结构中至少之一，且在主链或侧链中具有羟基基团、羧基基团、醚基团或酯基团的树脂；具有聚苯并噁唑前体结构的树脂；具有聚酰亚胺前体结构的树脂；和具有聚酰胺酸酯结构的树脂)等。
同时，上述(A)碱溶性树脂的更优选的实例包括具有碱溶性基团和双键的树脂。通过采用具有碱溶性基团和双键的树脂，能够将作为光敏树脂隔离物时的优异的形状保持功能和在显影中更进一步的显影性结合起来。
在本发明中，(A)碱溶性树脂的含量并不受具体限制，但其优选为光敏树脂组合物总量的50-95重量％，尤其优选为光敏树脂组合物总量的55-90重量％。特别地，其可以为光敏树脂组合物的树脂组分(除填料外的所有组分)的10-90重量％，且优选为光敏树脂组合物的树脂组分(除填料外的所有组分)的15-80重量％。在某些情况下，当(A)碱溶性树脂的含量小于上述下限值时，改善光固化树脂和热固性树脂之间的混合相容性(miscibility)的作用会降低，在某些情况下，当半导体元件和基板通过热接合连接时，光敏树脂隔离物的形状保持性质降低。此外，在某些情况下，当其超过上述上限值时，显影性和通过光刻技术的粘合剂层的图案分辨率降低。(A)碱溶性树脂的含量和光敏树脂组合物中液体组分的量在上述范围内，能够具有容许树脂通过光刻法图案化后进行热接合的功能。
上述(A)碱溶性树脂中存在碱溶性基团，从而能够利用在显影过程中对环境造成小负担的碱性水溶液进行显影。此外，上述(A)碱溶性树脂中存在双键，从而使(A)碱溶性树脂在曝光过程中交联，并由此使光敏树脂隔离物具有优异的形状保持性质。此外，曝光过程中未反应的双键由于显影和基板与半导体元件层叠后的受热而进一步交联，这样可以提高光敏树脂隔离物的耐热性。
上述碱溶性基团并不受具体限制，但其实例包括，例如羟基基团和羧基基团等。该碱溶性基团还可以有利于热固化反应。
同时，所述双键并不受具体限制，但其实例包括，例如(甲基)丙烯酰基团、乙烯基基团和烯丙基基团等。
此外，具有碱溶性基团和双键的树脂可以具有热反应基团，例如环氧基团、氨基基团和氰酸酯基团等。上述具有碱溶性基团和双键的树脂的具体实例包括(甲基)丙烯酰基改性的酚醛树脂(phenol resin)、具有(甲基)丙烯酰基团的丙烯酸聚合物和具有羧基基团的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂等。
在此类树脂中，优选使用作为光敏树脂隔离物时具有优异的形状保持功能，且在曝光和显影后光敏树脂组合物残留少的(甲基)丙烯酰基改性的酚醛树脂。
所述具有碱溶性基团和双键的树脂并不受具体限制，但其可以通过，例如向具有羟基基团和/或羧基基团的树脂中引入具有双键的化合物而获得。
具体而言，此类树脂可以通过具有羟基基团和/或羧基基团的树脂的羟基基团和/或羧基基团的部分与具有环氧基团和(甲基)丙烯酸基团的化合物之间的反应，或者具有羧基基团的树脂的羧基基团的部分与具有羟基基团和(甲基)丙烯酸基团的化合物之间的反应而获得。更具体地，此类树脂可以通过酚醛树脂和缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯之间的反应，或具有羧基基团的树脂和羟烷基(甲基)丙烯酸酯之间的反应获得。
此外，所述具有碱溶性基团和双键的树脂并不受具体限制，但此类树脂还可以通过，例如向具有双键的树脂中引入具有羟基基团和/或羧基基团的化合物而获得。
在本发明中，当向具有羟基基团和/或羧基基团的树脂中引入具有双键的化合物时，羟基基团和/或羧基基团的改性率并不受具体限制，但其优选为羟基基团和/或羧基基团总数的20-80％，尤其优选为羟基基团和/或羧基基团总数的30-70％。使改性率在上述范围内，这样尤其能够获得作为光敏树脂隔离物时的形状保持功能，并同时抑制曝光和显影后光敏树脂组合物的残留。
此外，当将具有羟基基团和/或羧基基团的化合物引入到具有双键的树脂中时，改性率优选为反应基团总数的20-80％，尤其优选为反应基团总数的30-70％。使具有羟基基团和/或羧基基团的化合物的改性率在上述范围内，这样尤其可能获得作为树脂隔离物的形状保持功能，并同时抑制曝光和显影后光敏树脂组合物的残留。
上述具有碱溶性基团和双键的树脂的重均分子量并不受具体限制，但其优选不大于30,000，尤其优选为5,000-15,000。当所述重均分子量在上述范围内时，用于光敏树脂隔离物的膜具有尤其优异的成膜性。
在本发明中，例如可以通过使用G.P.C.对所述重均分子量进行评价，并且可以通过使用苯乙烯标准物预先制作的标准曲线计算所述重均分子量。另外，在40℃的温度条件下利用四氢呋喃(THF)作为测量溶剂进行测量。
上述光敏树脂组合物包含(B)光聚合性树脂。这样，其与所述(A)碱溶性树脂一起，能够进一步提高图案化性质和所述树脂隔离物在半导体元件和基板通过热接合的接合过程中的形状保持功能。
上述(B)光聚合性树脂的实例包括，例如不饱和聚酯，丙烯酸类化合物例如在一个分子中具有至少一个或多个丙烯酰基团或甲基丙烯酰基团的(甲基)丙烯酸单体或寡聚物等，和乙烯基类化合物例如苯乙烯等。这些化合物可以单独使用，或者也可以两种或更多种组合使用。
在这些化合物中，优选使用具有丙烯酸化合物作为主要成分的(B)光聚合性树脂。原因是在光照射过程中丙烯酸化合物的固化速率快，从而可以利用相对少量的曝光对光敏树脂碱性进行图案化。
上述丙烯酸化合物并不受限制，但其实例包括，例如聚亚烷基二醇的(甲基)丙烯酸加合物，例如聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯或聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等，双官能聚亚烷基二醇的(甲基)丙烯酸加合物，例如1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯和1，10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯等；和多官能(甲基)丙烯酸酯，例如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯和二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
在这些化合物中，优选使用聚亚烷基二醇的(甲基)丙烯酸加合物。在这些化合物中，尤其优选使用光反应性优异且光敏树脂组合物的敏感性提高的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯和1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯。
此外，上述(B)光聚合性树脂并不受具体限制，但优选其在常温下为液态。这样，可以提高通过光(例如紫外线)照射的固化反应性。此外，能够使(B)此类树脂与其他组分(例如碱溶性树脂)的混合容易进行。在常温下为液体的光聚合性树脂的实例包括具有上述丙烯酸化合物作为主要组分的光聚合性树脂等。
上述(B)光聚合性树脂的重均分子量并不受具体限制，但其优选不大于5,000，尤其优选为150-3,000。当所述重均分子量在上述范围内时，用于光敏树脂隔离物的膜具有尤其优异的敏感性。此外，用于树脂隔离物的膜还具有优异的分辨率。
在本发明中，例如可以通过使用G.P.C.对所述重均分子量进行评价，并且可以通过使用苯乙烯标准物预先制作的标准曲线计算所述重均分子量。另外，在40℃的温度条件下利用四氢呋喃(THF)作为测量溶剂进行测量。
在本发明中，上述(B)光聚合性树脂的含量并不受具体限制，但其优选为光敏树脂组合物总量的5-45重量％，尤其优选为光敏树脂组合物总量的7-40重量％。特别地，所述含量不小于光敏树脂组合物的树脂组分(除填料外的所有组分)的10重量％，优选不小于光敏树脂组合物(除填料外的所有组分)的树脂组分的15重量％。
在某些情况下，当上述(B)光聚合性树脂的含量超过上述上限值时，所述光敏树脂组合物的耐热性降低。此外，当上述(B)光聚合性树脂的含量小于上述下限值时，在某些情况下，挠性降低，在某些情况下，光敏树脂组合物通过光照射的图案化不能充分进行。因此，使上述(B)光聚合性树脂的含量在上述范围内，能够使上述两个性质之间具有优异的平衡(例如没有破坏耐热性和挠性之间的平衡)，且适用于光敏树脂隔离物的膜的保护膜等的剥离性优异的光敏树脂组合物。
上述光敏树脂组合物包含(C)粒状填料。上述(C)填料的平均粒径为5-25nm，且上述(C)填料的含量为1-15重量％。这样，所述光敏树脂组合物作为光敏树脂隔离物时具有优异的形状保持功能，光敏树脂隔离物的高度变化小，光敏树脂组合物的流动性良好，在曝光和显影后光敏树脂组合物残留少，且半导体元件和基板的对准标记具有优异的识别性，并且用于光敏树脂隔离物的膜还具有优异的粘性。
在本发明中，将所述(C)填料分散在水中，并利用激光衍射式粒度分布测量仪(SALD-7000)测量所述(C)填料的平均粒径。在超声处理进行1分钟后开始测量。
当上述(C)填料的平均粒径小于5nm时，能够确保少量光敏树脂隔离物的形状保持功能，而所述(C)填料在光敏树脂组合物中凝聚，从而引起光敏树脂隔离物的高度在光敏树脂隔离物的形成过程中变化，使基板不能与半导体元件连接。另一方面，在某些情况下，当平均粒径大于25nm时，为了获得光敏树脂隔离物的形状保持性质，所添加的(C)填料的量需要高于15重量％，这样，光敏树脂组合物的流动性在基板与半导体元件的接合过程中降低，从而引起不良接合，导致光敏树脂组合物在显影后大量残留，且在某些情况下，半导体元件和基板的对准标记的识别性会降低。
(C)填料的平均粒径的下限不小于5nm，优选不小于7nm，更优选不小于9nm。(C)填料的平均粒径的上限不大于25nm，优选不大于23nm，更优选不大于20nm。此外，(C)填料的含量的下限不小于1重量％，优选不小于2重量％，更优选不小于3重量％。(C)填料的含量的上限不大于15重量％，优选不大于14重量％，更优选不大于12重量％。
当在上述范围内时，能够确保在树脂隔离物的形状保持性质、树脂隔离物高度变化的减少、树脂组合物的流动性、显影后残留的树脂组合物的减少和半导体元件和基板的对准标记识别性更高之间具有优异的平衡。特别地，当在上述范围内时，可能同时实现显影性和形状保持性质。
此类(C)填料的实例包括，例如有机填料，例如酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺、聚砜、聚苯乙烯和氟树脂等，以及下述无机填料。在这些填料中，优选使用无机填料。这样，能够改善耐热性、尺寸稳定性和耐湿性等。此外，能够改善作为用于光敏树脂隔离物的膜的保护膜的剥离性。
上述无机填料的实例包括，例如硅酸盐，例如滑石、煅烧粘土、未煅烧粘土、云母和玻璃等；氧化物，例如二氧化钛、氧化铝、熔融硅石(球形熔融硅石、粉碎熔融硅石)和结晶硅石等硅石粉末；碳酸盐，例如碳酸钙、碳酸镁和水滑石等；氢氧化物，例如氢氧化铝、氢氧化镁和氢氧化钙等；硫酸盐和亚硫酸盐，例如硫酸钡、硫酸钙和亚硫酸钙等；硼酸盐，例如硼酸锌、偏硼酸钡、硼酸铝、硼酸钙和硼酸钠等；氮化物，例如氮化铝、氮化硼和氮化硅等。这些无机填料可以单独或混合使用。在这些填料中，优选使用，例如熔融硅石和结晶硅石等硅石粉末，尤其优选使用球形熔融硅石。
本发明包含(D)光敏剂。包含上述(D)光敏剂能够提供通过光聚合作用高效率地对用于光敏树脂隔离物的膜进行图案化的功能。
上述(D)光敏剂并不受具体限制，只要(B)光聚合性树脂通过对光敏树脂组合物或用于光敏树脂隔离物的膜照射光线(rays)被固化。
此类(D)光敏剂的实例包括，例如苯甲酮、苯乙酮、苯偶姻、苯偶姻异丁基醚、苯偶姻甲基苯甲酸酯、苯偶姻苯甲酸酯、苯偶姻甲基醚、苄基苯基硫醚、苄基、二苄基和二乙酰基等。
(D)光敏剂的含量并不受具体限制，但其优选为光敏树脂组合物总量的0.1-10重量％，尤其优选为光敏树脂组合物总量的0.5-8重量％。在某些情况下，如果(D)光敏剂的含量小于上述下限值，启动光聚合的作用会受到破坏。在某些情况下，如果所述含量超过上述上限值，光聚合反应性太高，从而降低光敏树脂组合物使用前的贮存性和图案化后的分辨率。因此，使(D)光敏剂的含量在上述范围内，能够提供上述两个性质之间具有优异平衡的光敏树脂组合物。
上述光敏树脂组合物并不受具体限制，但除了上述(A)碱溶性树脂、(B)光聚合性树脂、(C)填料和(D)光敏剂外，其还优选包含(E)热固性树脂。
上述(E)热固性树脂(上述碱溶性树脂指具有不同树脂结构的热固性树脂)能够提供，例如改善用于光敏树脂隔离物的膜的耐热性的功能。
上述(E)热固性树脂的实例包括，例如酚醛清漆型酚醛树脂(novolac type phenol resin)，例如苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂和双酚A酚醛清漆树脂等；酚醛树脂，例如甲阶酚醛酚醛树脂(resol phenol resin)等；双酚型环氧树脂，例如双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂等；酚醛清漆型环氧树脂，例如酚醛清漆环氧树脂和甲酚酚醛清漆环氧树脂等；环氧树脂，例如联苯型环氧树脂、芪型环氧树脂、三苯酚甲烷型环氧树脂、烷基改性的三苯酚甲烷型环氧树脂、包含三嗪核的环氧树脂和二环戊二烯改性的苯酚型环氧树脂等；包含三嗪环的树脂，例如脲树脂和三聚氰胺树脂等；不饱和聚酯树脂；双马来酰亚胺树脂；聚氨酯树脂；邻苯二甲酸二烯丙酯树脂；硅树脂；具有苯并恶嗪环的树脂；和氰酸酯树脂等。这些树脂可以单独或混合使用。在这些树脂中，尤其优选使用的是环氧树脂。这样，能够增强耐热性和粘合性。
此外，对于上述环氧树脂，优选使用硅改性的环氧树脂，并且其优选与室温下为固体的环氧树脂(尤其为双酚型环氧树脂)和室温下为液体的环氧树脂(尤其为室温下为液体的硅改性的环氧树脂)组合使用。这样，能够获得具有优异挠性和分辨率，同时保持耐热性的光敏树脂组合物。
上述(E)热固性树脂的含量并不受具体限制，但其优选为光敏树脂组合物总量的5-30重量％，尤其优选为光敏树脂组合物总量的10-25重量％。在某些情况下，如果所述含量小于上述下限值，改善耐热性的作用会降低。在某些情况下，如果所述含量大于上述上限值，改善光敏树脂组合物的韧性的作用会降低。
上述光敏树脂组合物并不受具体限制，但出于改善一般性质的目的，其可以进一步包含添加剂，例如紫外线吸收剂或匀染剂等。
将此光敏树脂组合物混合在合适的有机溶剂(例如，N-甲基-2-比咯烷酮、苯甲醚、甲乙酮、甲苯和乙酸乙酯等)中，并将所述混合物涂布在例如支撑膜等上并干燥，由此能够获得用于光敏树脂隔离物的膜。
上述支撑膜并不受具体限制，只要其是断裂强度和挠性等优异的膜支撑基材，且其实例包括，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)等。其中，优选使用挠性和断裂强度平衡优异的聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
上述用于光敏树脂隔离物的膜的厚度几乎与所要求的树脂隔离物的厚度相同，且不受具体限制，但其优选为20-150μm，尤其优选为30-80μm。使所述厚度在上述范围内，从而能够在将所述树脂隔离物应用于具有光接收部的半导体装置时，将光接收部和基板之间的距离拉开。这样，能够使焦点位移，从而降低附着在基板上的灰尘等的影响。
此外，优选此类用于光敏树脂隔离物的膜满足以下要求。即，当在以下条件(1)和(2)下测定上述用于光敏树脂隔离物的膜的透光率时，优选波长为400nm的透光率不小于40％，波长为550nm的透光率不小于65％，且波长为750nm的透光率不小于73％。尤其优选波长为400nm的透光率不小于50％，波长为550nm的透光率不小于70％，且波长为750nm的透光率不小于85％。
(1)用于光敏树脂隔离物的膜的厚度：25μm。
(2)测量波长：200-1,000nm。
在本发明中，可以利用，例如UV可见分光光度计UV-160A(型号)(Shimadzu Corporation制造)对上述透光率进行评价。
在本发明中，优选在400nm、550nm和750nm的波长下对上述透光率进行评价。发现，如果所述透光率在上述范围内，在将用于由本发明的光敏树脂组合物构成的光敏树脂隔离物的粘合膜结合在半导体元件或基板上，并且在不同的可见光(波长400-770nm)下透过用于光敏树脂隔离物的粘合膜识别半导体元件和基板的对准标记时，具有优异的识别性质。
此外，优选此类用于光敏树脂隔离物的膜满足以下要求。即，当在以下条件(1)-(5)下测定上述用于光敏树脂隔离物的膜40℃时的粘度时，粘度优选不大于40gf，尤其优选不大于35gf。如果上述40℃时的粘度在上述上限值以内，当将所述膜运送至光敏树脂隔离物时，装置不被污染，且在层叠覆盖膜和所述用于光敏树脂隔离物的膜时可以获得进一步优化覆盖膜的剥离性的作用。40℃时的粘度的下限值不受具体限制，但其优选不小于10gf，尤其优选不小于15gf。在某些情况下，如果40℃时的粘度的下限值小于上述范围，与覆盖膜的粘合性会降低，且作业性降低。
(1)用于光敏树脂隔离物的膜的厚度：25μm。
(2)压印速度：30mm/分钟。
(3)压印时间：1秒。
(4)拉伸速度：600mm/分钟。
(5)载重：80gf。
(6)探针台(Probe-stage)温度：40℃。
在本发明中，发现如果40℃时的粘度在上述范围内，当运送所述用于光敏树脂隔离物的膜，从而层叠用于由本发明的光敏树脂组合物构成的光敏树脂隔离物的膜与半导体元件或基板时，其不与装置结合使装置不被污染，且在层叠覆盖膜和所述用于光敏树脂隔离物的膜时，覆盖膜的剥离性更优异。
此外，将用于测定粘度的气氛温度确定为40℃，原因是这样容易确定样品之间的差异。
此外，优选此类用于光敏树脂隔离物的膜满足以下要求。即，当在以下条件(1)-(3)下测定上述用于光敏树脂隔离物的膜260℃时的弹性模量时，所述弹性模量优选不小于20MPa，尤其优选不小于30MPa。如果260℃时的弹性模量不小于上述下限值，进行焊料回流处理以将包括半导体元件、基板和由上述用于光敏树脂隔离物的粘合膜构成的光敏树脂隔离物的半导体装置焊接至基板(例如母板等)时，可获得优化上述光敏树脂隔离物的形状保持功能的作用。260℃时的弹性模量的上限值不受具体限制，但优选不大于1,000MPa，尤其优选不大于500MPa。在某些情况下，如果260℃时的弹性模量的上限值不小于上述范围，当连接半导体元件和基板时，没有消除所施用的压力，但半导体装置的可靠性降低。
(1)用于光敏树脂隔离物的膜的厚度：100μm。
(2)照射700(mj/cm2)的紫外线后用于树脂隔离物的膜。
(3)测定值：260℃。
在本发明中，可以利用，例如动态粘弹性测定仪Rheo Stress RS 150(Haake Co.，Ltd.)对弹性模量进行评价。具体而言，在尺寸为250mm×200mm的聚酯膜上形成膜厚度为50μm的树脂层(由上述光敏树脂组合物构成的树脂层)，然后制备切割成三个尺寸为30mm×30mm的样品。利用水银灯对各个样品进行光照射，从而光固化所述树脂层。光的波长为365nm，曝光量为700mJ/cm2。接着，将所述树脂层从所述聚酯膜剥离，并将三个所述层彼此重叠，并安置在上述动态粘弹性测量仪上。在本发明中，用于安置样品的锥形盘(cone plate)之间的间隙为100μm(三个上述树脂层彼此重叠，且各个盘被压至100μm的厚度)。测定条件为频率：1Hz、升温速率：10℃/分钟和温度范围：室温至300℃。
在本发明中，260℃时的弹性模量是指进行焊料回流处理时的温度下的弹性模量，而利用最新的无铅焊接法，焊料回流温度为260℃。因此，发现使260℃时的弹性模量在上述范围内，这样光敏树脂隔离物的形状保持性质优异。
同时，将用于光敏树脂隔离物的膜的厚度确定为100μm，原因是优选在与其本身所应用的树脂隔离物的厚度相同的厚度下对其进行评价，而当树脂隔离物的厚度薄时，弹性模量的测量结果变化大。因此，通过将厚度统一为100μm对弹性模量进行评价。
另外，实际树脂隔离物(用于光敏树脂隔离物的膜)的厚度获得的弹性模量，和具有上述100μm均一厚度的用于光敏树脂隔离物的膜的弹性模量基本相同。
此外，使用700(mJ/cm2)的紫外线进行照射，原因是用于光敏树脂隔离物的膜被完全光固化。此外，当用于光敏树脂隔离物的膜的厚度变化时，曝光量也作适当调整。
2.半导体装置
下文将基于合适的实施方案对半导体装置进行描述。
将上述用于光敏树脂隔离物的膜4′接合至安装有具有光接收部21的半导体元件2的插入物5的一侧(图2a的上侧)。
然后，由于在安装有半导体元件2的部分形成空隙，将掩膜6设置在将成为树脂隔离物4的部分以外的部分，用于照射紫外线7(图2b)。由此，被紫外线7照射的部分(将成为树脂隔离物4的部分)被光固化。
接着，进行显影处理以除去没有被紫外线7照射的部分。由此，形成树脂隔离物4(空隙部3)(图2C)。
随后，将具有光接收部21的半导体元件2安装在空隙部3(图2d)。
然后，通过接合线22将半导体元件2的功能面连接至插入物5的末端(图2d)。
然后，将基板1热接合至树脂隔离物4的上端(图2d中的上侧)，由此能够获得图1所示的半导体装置100。在本发明中，在许多情况下，热接合通常都在80-180℃的温度下进行。
将上述用于光敏树脂隔离物的膜4′用于本发明的半导体装置100，这样，半导体装置100在半导体装置100的制造中具有优异的图案化性质和显影性(光敏树脂组合物残留被抑制)，且在基板1的热接合过程中具有优异的形状保持性质。即，同时获得显影性和形状保持性质。
此外，半导体装置100包括在上述树脂隔离物4处形成的空隙部3，这样，树脂隔离物4的厚度精确性优异。此外，树脂隔离物4的形状保持性质优异，从而使半导体装置100具有优异的可靠性。
另外，作为半导体装置的其他实施方案，还能够获得图3所示的半导体装置100。对于图3所示的半导体装置100，将与上述相同的树脂隔离物4设置在半导体元件2上的光接收部21的外围。将基板1热接合至树脂隔离物4的上部(图3的上侧)。设置基板1使其覆盖光接收部21，但不覆盖整个半导体元件2。将接合线22设置在半导体元件2的边缘(树脂隔离物4外面的部分)，并电连接至插入物5。根据图3所示的半导体装置100，半导体装置的尺寸可以大幅下降。此外，光接收部21被基板1覆盖而具有空洞结构，这样可以降低后加工的清洁度。此外，在图3所示的半导体装置100的情况下，树脂隔离物4的厚度可以薄化，由此还可以增强可靠性。
实施例
以下将通过实施例和比较例的方式对本发明进行详细说明。然而，本发明并不限于这些实施例和比较例。
实施例1
1.碱溶性树脂(具有碱溶性基团和双键的树脂(甲基丙烯酰基改性的双酚A苯酚酚醛清漆树脂；MPN)的合成)
将固体含量为60％的双酚A酚醛清漆树脂(Phenolite LF-4871，Dainippon Ink and Chemicals，Inc.)的MEK溶液500g置于2L的烧瓶中。向其中加入1.5g三丁胺作为催化剂和0.15g对苯二酚作为聚合抑制剂。将烧瓶中的内容物加热至100℃。30分钟内向其中逐滴加入180.9g缩水甘油基甲基丙烯酸酯。将所产生的混合物在100℃搅拌5小时以发生反应，由此获得不挥发物含量为74％的甲基丙烯酰基改性的双酚A酚醛清漆树脂(甲基丙烯酰基改性率：50％)。
2.树脂清漆的制备
称量65重量％的以上合成的甲基丙烯酰基改性的双酚A苯酚酚醛清漆树脂(MPN)作为碱溶性树脂，15重量％聚丙二醇二丙烯酸酯(Aronix M-225，Toagosei Co.，Ltd.)(即，在室温下为液体的丙烯酸树脂单体)作为光聚合性树脂，3重量％的双酚A酚醛清漆型环氧树脂(Epiclon N-865，Dainippon Ink And Chemicals，Inc.)，5重量％的硅环氧树脂(BY16-115，Dow Corning Toray Silicone Co.，Ltd.)和4重量％的苯酚酚醛清漆树脂(PR-53647，Sumitomo Bakelite Co.，Ltd.)和6重量％的硅石(CP-102，平均粒径：20nm，最大粒径：50nm，Tokuyama Corp.)作为填料。接着，加入甲乙酮(MEK，Daishin Chemicals Corp.)，从而使树脂组分浓度为71％。搅拌所产生的混合物，直至双酚A酚醛清漆型环氧树脂(N-865)溶解。
随后，使用珠磨机(珠子直径：400μm，加工速度：6g/秒，5次)分散硅石。
然后，进一步加入2重量％固化剂(光敏剂)(Irgacure 651，Ciba Specialty Chemicals Co.，Ltd.)，并利用搅拌桨叶以450rpm搅拌所产生的内容物1小时，从而获得树脂清漆。
3.用于光敏树脂隔离物的膜的制备
将上述树脂清漆涂布在聚酯膜(厚度：25μm)上，在80℃干燥所产生的物质15分钟，从而获得用于光敏树脂隔离物的膜。
4.用于光敏树脂隔离物的膜的透光率
该用于光敏树脂隔离物的膜在400nm、550nm和750nm波长下的透光率分别为67.3％、87.5％和91.1％。此外，使用Shimadzu Corporation制造的UV可见分光光度计UV-160A对透光率进行评价。另外，在用于光敏树脂隔离物的膜厚度为25μm、测量波长为200-1,000nm的条件下测量透光率，由此获得在400nm、550nm和750nm波长下的透光率。
5.用于光敏树脂隔离物的膜40℃时的粘度
该用于光敏树脂隔离物的膜40℃时的粘度为30.5gf。此外，利用粘度测量装置，即Rhesca Corp.制造的型号为TAC-II的粘度测定仪，对40℃时的粘度进行评价。另外，在用于光敏树脂隔离物的膜厚度25μm、压印速度30mm/分钟、压印时间1秒、拉伸速度600mm/分钟、载重80gf和探针台温度40℃的条件下对粘度进行测量，由此获得40℃时的粘度。
6.用于光敏树脂隔离物的膜260℃时的弹性模量
该用于树脂隔离物的膜在曝光(曝光量：700mJ/cm2)后于260℃的弹性模量为22.5MPa。此外，通过重叠3个利用波长为365nm的光以700mJ/cm2照射的用于树脂隔离物的膜，利用动态粘弹性测定仪Rheo Stress RS150(测量频率：1Hz，间距：100μm，测量温度：室温至300℃，升温速率：10℃/分钟，Haake Co.，Ltd.)对弹性模量进行测定，由此获得260℃时的弹性模量。7.半导体装置的制造
将上述用于光敏树脂隔离物的膜层叠在半导体晶片上，并通过曝光和显影形成树脂隔离物(空隙部)，由此在120℃将玻璃基板热接合至树脂隔离物的上端。然后对所述半导体晶片进行切割(分割)，从而获得半导体装置。
实施例2
以与实施例1相同的方式进行相同的工序，不同的是使用下述硅石作为填料。
对于硅石，使用硅石(QS-30，平均粒径：10nm，最大粒径：50nm，Tokuyama Corp.)。该用于光敏树脂隔离物的膜在400nm、550nm和750nm波长下的透光率分别为66.8％、87.4％和90.5％，40℃时的粘度为31.3gf。此外，260℃时的弹性模量为23.1MPa。
实施例3
以与实施例1相同的方式进行相同的工序，不同的是使用下述硅石作为填料外。
对于硅石，使用硅石(QS-09，平均粒径：25nm，最大粒径：50nm，Tokuyama Corp.)。该用于光敏树脂隔离物的膜在400nm、550nm和750nm波长下的透光率分别为64.3％、85.1％和88.8％，40℃时的粘度为30.8gf。此外，260℃时的弹性模量为22.5MPa。
实施例4
以与实施例1相同的方式进行相同的工序，不同的是将作为碱溶性树脂的甲基丙烯酰基改性的双酚A苯酚酚醛清漆树脂(MPN)的量由65重量％改为69重量％，且将作为填料的硅石(CP-102，平均粒径：20nm，最大粒径：50nm，Tokuyama Corp.)的量由6重量％改为2重量％。
该用于光敏树脂隔离物的膜在400nm、550nm和750nm波长下的透光率分别为68.1％、89.5％和91.1％，40℃时的粘度为38.6gf。此外，260℃时的弹性模量为20.2MPa。
实施例5
以与实施例1相同的方式进行相同的工序，不同的是将作为碱溶性树脂的甲基丙烯酰基改性的双酚A苯酚酚醛清漆树脂(MPN)的量由65重量％改为57重量％，且将作为填料的硅石(CP-102，平均粒径：20nm，最大粒径：50nm，Tokuyama Corp.)的量由6重量％改为14重量％。
该用于光敏树脂隔离物的膜在400nm、550nm和750nm波长下的透光率分别为62.3％、83.4％和86.1％，40℃时的粘度为25.5gf。此外，260℃时的弹性模量为30.3MPa。
实施例6
以与实施例1相同的方式进行相同的工序，不同的是使用具有50％固体含量的65重量％(以固体为基础)丙二醇单甲基醚溶液(Cyclomer-PACA200M，Daicel Chemical Industries，Ltd.)作为碱溶性树脂，代替65重量％甲基丙烯酰基改性的双酚A苯酚酚醛清漆树脂(MPN)作为碱溶性树脂。
该用于光敏树脂隔离物的膜在400nm、550nm和750nm波长下的透光率分别为67.2％、86.9％和90.3％，40℃时的粘度为30.5gf。此外，260℃时的弹性模量为21.8MPa。
实施例7
以与实施例1相同的方式进行相同的工序，不同的是使用15重量％的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(NK Ester 3G，Shin-Nakamura Chemical Co.，Ltd.，即丙烯酸树脂单体)，代替15重量％聚丙二醇二丙烯酸酯(Aronix M-225，Toagosei Co.，Ltd.，即在室温下为液体的丙烯酸树脂单体)作为光聚合性树脂外。
该用于光敏树脂隔离物的膜在400nm、550nm和750nm波长下的透光率分别为67.3％、86.7％和90.1％，40℃时的粘度为31.2gf。此外，260℃时的弹性模量为23.5MPa。
比较例1
以与实施例1相同的方式进行相同的工序，不同的是使用下述硅石作为填料。
对于硅石，使用硅石(NSS-5N，平均粒径：70nm，最大粒径：350nm，Tokuyama Corp.)。该用于光敏树脂隔离物的膜在400nm、550nm和750nm波长下的透光率分别为11.3％、48.5％和72.1％，40℃时的粘度为46.7gf。此外，260℃时的弹性模量为15.5MPa。
比较例2
以与实施例1相同的方式进行相同的工序，不同的是将作为碱溶性树脂的甲基丙烯酰基改性的双酚A苯酚酚醛清漆树脂(MPN)的量由65重量％改为为70.5重量％，且将作为填料的硅石(CP-102，平均粒径：20nm，最大粒径：50nm，Tokuyama Corp.)的量由6重量％改为0.5重量％外。
该用于树脂隔离物的膜在400nm、550nm和750nm波长下的透光率分别为68.3％、89.1％和91.1％，40℃时的粘度为40.3gf。此外，260℃时的弹性模量为16.5MPa。
比较例3
以与实施例1相同的方式进行相同的工序，不同的是将作为碱溶性树脂的甲基丙烯酰基改性的双酚A苯酚酚醛清漆树脂(MPN)的量由65重量％改为55重量％，且将作为填料的硅石(CP-102，平均粒径：20nm，最大粒径：50nm，Tokuyama Corp.)的量由6重量％改为16重量％。
该用于树脂隔离物的膜在400nm、550nm和750nm波长下的透光率分别为60.2％、80.1％和82.6％，40℃时的粘度为23.2gf。此外，260℃时的弹性模量为28.5MPa。
比较例4
以与实施例1相同的方式进行相同的工序，不同的是将作为碱溶性树脂的甲基丙烯酰基改性的双酚A苯酚酚醛清漆树脂(MPN)的量由65重量％改为80重量％，和将作为光聚合性树脂的聚丙二醇二丙烯酸酯(Aronix M-225，Toagosei Co.，Ltd.，即在室温下为液体的丙烯酸树脂单体)的量由15重量％改为0重量％。
该用于光敏树脂隔离物的膜在400nm、550nm和750nm波长下的透光率分别为67.3％、86.6％和90.3％，40℃时的粘度为31.0gf。此外，260℃时的弹性模量为24.2MPa。
以以下方式对各实施例和比较例中获得的用于光敏树脂隔离物的膜和半导体装置进行评价。评价项与内容一起显示。所得结果示于表1。
1.对准性质
将用于光敏树脂隔离物的膜层叠在半导体晶片(温度：60℃，速率：0.3m/分钟)上，以利用曝光仪PLA-600FA(Canon Inc.)评价半导体晶片表面的图案通过所层叠的用于树脂隔离物的膜的可见度。对各标记进行以下定义。
A：甚至清楚地观察到图案形状的边缘。
B：虽然可以识别图案形状，但观察到边缘有些模糊。
C：虽然可轻微识别图案，但没有观察到形状。
D：没有观察到图案。
2.显影性
将用于光敏树脂隔离物的膜层叠在半导体晶片上(温度：60℃，速率：0.3m/分钟)，通过图案掩膜进行曝光，从而使光敏树脂隔离物具有格子状图案(曝光量：700mJ/cm2)，并在3％TMAH中显影(显影压力：0.2MPa，显影时间：150秒)。利用电子显微镜(放大倍率：5,000)观察所产生的格子状图案，以检查残留物的存在与否。对各标记进行以下定义。
A：没有观察到残留物。
B：虽然观察到一些残留物，但在实践中没有问题。
D：观察到残留物。
此外，使用具有树脂宽度为1.2mm且间距为5mm的格子状图案的掩膜。
3.图案化性质
将用于光敏树脂隔离物的膜层叠在半导体晶片上(温度：60℃，速率：0.3m/分钟)，通过图案掩膜进行曝光，从而使树脂隔离物具有格子状图案(曝光量：700mJ/cm2)，并在3％TMAH中显影(显影压力：0.2MPa，显影时间：150秒)，以进行图案化，从而肉眼观察图案化的状态。对各标记进行以下定义。
A：没有观察到图案剥离。
C：虽然观察到部分图案剥离，但仅极少部分剥离。
D：观察到所有图案剥离。
此外，使用具有树脂宽度为1.2mm且间距为5mm的格子状图案的掩膜。
4.形状保持性质将用于评价显影性的半导体晶片的形成格子状图案的树脂隔离物的中心部分进行切割，由此制备具有框架样树脂隔离物的半导体元件。当玻璃基板在120℃热接合至该树脂隔离物时，通过肉眼观察树脂隔离物的熔体流动(melt flow，挤压程度)对形状保持性质进行评价。对各标记进行以下定义。
A：没有观察到热接合前后树脂隔离物尺寸有变化。
B：虽然观察到热接合后树脂隔离物有少量熔体流动，但没有观察到形状有大的变化，且观察到其尺寸有轻微变化。
C：观察到热接合后树脂隔离物有熔体流动及其尺寸有变化。
D：观察到热接合后树脂隔离物有极大量熔体流动和尺寸和形状有大的变化。
[表1]
Figure BPA00001228861100201
Figure BPA00001228861100211
Figure BPA00001228861100221
Figure BPA00001228861100231
Figure BPA00001228861100241
Figure BPA00001228861100251
表1清楚地表明，实施例1-4、6和7显示优异的对准性质。此外，实施例1-4和7显示优异的显影性。另外，实施例1-7显示优异的图案化性质。实施例1-3和5-7显示树脂隔离物优异的形状保持性质。
同时发现，在本发明的实施例中，采用使(C)填料的平均粒径为5-25nm且上述(C)填料的含量为1-15重量％的构成，从而同时获得显影性和形状保持性质。
在下文中，将对比本发明的实施例对市售产品(NSS-5N，Tokuyama Corp.，CP-102，Tokuyama Corp.)的评价结果进行详细描述。
在比较例2中，当填料的含量小于本发明的范围(填料含量为0.5重量％(＜1重量％)，且填料的平均粒径为20nm)时，显影性变优异，但形状保持性质变差。另一方面，在比较例3中，当填料的含量大于本发明的范围(填料含量为16重量％(＞15重量％)，且填料的平均粒径为20nm)时，形状保持性质变优异，但显影性变差。在比较例2和3中，发现显影性和形状保持性质之间的关系为一个优异，另一个差。
此外，在比较例1中，当填料的平均粒径大于本发明的范围(填料的平均粒径为70nm(＞25nm)，且填料的含量为6重量％)时，显影性变优异，但形状保持性质变差。虽然没有在比较例中显示，但预期当填料的平均粒径小于本发明的范围时，形状保持性质变优异，但显影性变差。
另一方面，在本发明中，如实施例1-7所示，填料的平均粒径和含量在上述范围内，这样可以改善这种关系，并且能够同时获得优异的显影性和形状保持性质。

Claims (21)

1.光敏树脂组合物，其作为树脂隔离物在基板和半导体元件之间形成空隙部，所述光敏树脂组合物包含
(A)碱溶性树脂、
(B)光聚合性树脂、
(C)填料、和(D)光敏剂，
其中，所述填料的平均粒径为5-25nm，且所述填料的含量为所述光敏树脂组合物总量的1-15重量％。
2.如权利要求1所述的光敏树脂组合物，其中，所述填料包含硅石。
3.如权利要求1所述的光敏树脂组合物，其中，所述光敏树脂组合物进一步包含(E)，一种不同于所述碱溶性树脂的热固性树脂。
4.如权利要求3所述的光敏树脂组合物，其中，所述填料包含硅石。
5.如权利要求1所述的光敏树脂组合物，其中，所述碱溶性树脂为具有碱溶性基团和双键的树脂。
6.如权利要求3所述的光敏树脂组合物，其中，所述碱溶性树脂为具有碱溶性基团和双键的树脂。
7.如权利要求1所述的光敏树脂组合物，其中，所述(A)碱溶性树脂的含量为所述光敏树脂组合物总量的50-95重量％，所述(B)光聚合性树脂的含量为所述光敏树脂组合物总量的5-45重量％，所述(D)光敏剂的含量为所述光敏树脂组合物总量的0.1-10重量％。
8.如权利要求3所述的光敏树脂组合物，其中，所述(A)碱溶性树脂的含量为所述光敏树脂组合物总量的50-95重量％，所述(B)光聚合性树脂的含量为所述光敏树脂组合物总量的5-45重量％，所述(D)光敏剂的含量为所述光敏树脂组合物总量的0.1-10重量％。
9.如权利要求3所述的光敏树脂组合物，其中，所述(E)热固性树脂的含量为所述光敏树脂组合物总量的5-30重量％。
10.用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述光敏树脂隔离物由权利要求1所述的光敏树脂组合物构成。
11.用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述光敏树脂隔离物由权利要求3所述的光敏树脂组合物构成。
12.如权利要求10所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，波长为400nm的透光率不小于40％，波长为550nm的透光率不小于65％，波长为750nm的透光率不小于73％。
13.如权利要求11所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，波长为400nm的透光率不小于40％，波长为550nm的透光率不小于65％，波长为750nm的透光率不小于73％。
14.如权利要求10所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述用于光敏树脂隔离物的膜40℃时的粘度不大于40gf。
15.如权利要求11所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述用于光敏树脂隔离物的膜40℃时的粘度不大于40gf。
16.如权利要求10所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述用于光敏树脂隔离物的膜260℃时的弹性模量不小于20MPa。
17.如权利要求11所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述用于光敏树脂隔离物的膜260℃时的弹性模量不小于20MPa。
18.如权利要求10所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述用于光敏树脂隔离物的膜的厚度为20-150μm。
19.如权利要求11所述的用于光敏树脂隔离物的膜，其中，所述用于光敏树脂隔离物的膜的厚度为20-150μm。
20.半导体装置，其中，基板和半导体元件通过由权利要求1所述的光敏树脂组合物的固化材料构成的树脂隔离物彼此接合。
21.半导体装置，其中，基板和半导体元件通过由权利要求3所述的光敏树脂组合物的固化材料构成的树脂隔离物彼此接合。
CN2009801097001A 2008-03-18 2009-03-16 光敏树脂组合物、用于光敏树脂隔离物的膜和半导体装置 Pending CN101978320A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-069305 2008-03-18
JP2008069305 2008-03-18
PCT/JP2009/001151 WO2009116258A1 (ja) 2008-03-18 2009-03-16 感光性樹脂組成物、感光性樹脂スペーサ用フィルムおよび半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101978320A true CN101978320A (zh) 2011-02-16

Family

ID=41090673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801097001A Pending CN101978320A (zh) 2008-03-18 2009-03-16 光敏树脂组合物、用于光敏树脂隔离物的膜和半导体装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110008611A1 (zh)
EP (1) EP2273314B1 (zh)
JP (1) JPWO2009116258A1 (zh)
KR (1) KR20100124805A (zh)
CN (1) CN101978320A (zh)
TW (1) TW201001064A (zh)
WO (1) WO2009116258A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102197339B (zh) * 2008-11-07 2015-03-04 住友电木株式会社 感光性树脂组合物、感光性粘接膜以及光接收装置
JPWO2010113759A1 (ja) * 2009-03-31 2012-10-11 住友ベークライト株式会社 受光装置の製造方法、及びｍｅｍｓデバイスの製造方法
KR101820074B1 (ko) * 2010-05-20 2018-01-18 히타치가세이가부시끼가이샤 감광성 수지 조성물, 감광성 필름, 리브 패턴의 형성 방법, 중공 구조와 그 형성 방법 및 전자 부품
KR101187881B1 (ko) 2010-06-04 2012-10-05 성균관대학교산학협력단 컬럼 스페이서용 감광성 수지 조성물 및 이를 구비한 화상표시장치
JP5768495B2 (ja) * 2011-05-19 2015-08-26 日立化成株式会社 感光性樹脂組成物、感光性エレメント及び永久レジスト
CN111344635B (zh) * 2017-11-24 2024-08-30 株式会社Lg化学 用于生产基板的方法
KR20220026811A (ko) 2020-08-26 2022-03-07 주식회사 엠티어 포토레지스트용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 감광성 수지 경화막
JP7839821B2 (ja) * 2024-03-27 2026-04-02 株式会社タムラ製作所 感光性樹脂組成物、感光性樹脂組成物の光硬化物及び当該光硬化物を有するプリント配線板

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2991313B2 (ja) * 1991-07-15 1999-12-20 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション フォトイメージング用の改良された組成物
US6534235B1 (en) * 2000-10-31 2003-03-18 Kansai Research Institute, Inc. Photosensitive resin composition and process for forming pattern
JP4044745B2 (ja) * 2001-10-02 2008-02-06 富士フイルム株式会社 感光性樹脂組成物及び感光性転写材料、並びに、液晶表示素子用部材及び液晶表示素子
JP4122471B2 (ja) * 2002-04-19 2008-07-23 冨士薬品工業株式会社 アルカリ現像型光硬化性樹脂組成物
JP2005062621A (ja) * 2003-08-18 2005-03-10 Sekisui Chem Co Ltd 光硬化性樹脂組成物、柱状スペーサ及び液晶表示素子
JP2005084114A (ja) * 2003-09-04 2005-03-31 Mitsubishi Chemicals Corp 光硬化性組成物、並びにそれを用いた画像形成材料、画像形成材、及び画像形成方法
JP4015668B2 (ja) * 2004-05-31 2007-11-28 住友ベークライト株式会社 樹脂組成物、半導体パッケージ、接着フィルムおよび樹脂ワニス
JP2006323089A (ja) 2005-05-18 2006-11-30 Hitachi Chem Co Ltd 感光性樹脂組成物及びこれを用いた感光性フィルム
JP5217112B2 (ja) * 2005-05-24 2013-06-19 Ｊｓｒ株式会社 硬化性組成物、硬化膜、反射防止膜積層体及び硬化膜の製造方法
JP4959627B2 (ja) * 2007-05-25 2012-06-27 住友ベークライト株式会社 樹脂組成物、樹脂スペーサ用フィルムおよび半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2273314A4 (en) 2011-05-25
EP2273314B1 (en) 2012-07-25
WO2009116258A1 (ja) 2009-09-24
TW201001064A (en) 2010-01-01
JPWO2009116258A1 (ja) 2011-07-21
US20110008611A1 (en) 2011-01-13
KR20100124805A (ko) 2010-11-29
EP2273314A1 (en) 2011-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4959627B2 (ja) 樹脂組成物、樹脂スペーサ用フィルムおよび半導体装置
CN101978320A (zh) 光敏树脂组合物、用于光敏树脂隔离物的膜和半导体装置
US20100297439A1 (en) Photosensitive adhesive resin composition, adhesive film and light-receiving device
JP5338663B2 (ja) 電子装置の製造方法
JP4015668B2 (ja) 樹脂組成物、半導体パッケージ、接着フィルムおよび樹脂ワニス
WO2011046181A1 (ja) 樹脂組成物、半導体ウエハー接合体および半導体装置
JPWO2010095593A1 (ja) 半導体ウエハー接合体、半導体ウエハー接合体の製造方法および半導体装置
JPWO2010053207A1 (ja) 感光性樹脂組成物、感光性接着フィルムおよび受光装置
CN102625952A (zh) 隔片形成用膜、半导体晶片接合体的制造方法、半导体晶片接合体和半导体装置
JP5136239B2 (ja) 感光性樹脂組成物、接着フィルムおよび受光装置
JPWO2010095592A1 (ja) 半導体ウエハー接合体の製造方法、半導体ウエハー接合体および半導体装置
JP2007291375A (ja) 樹脂組成物、接着フィルムおよび樹脂ワニス
JP2011066167A (ja) スペーサ形成用フィルム、半導体ウエハー接合体の製造方法、半導体ウエハー接合体および半導体装置
JP5233164B2 (ja) 樹脂組成物、接着フィルムおよび受光装置
JP2007291394A (ja) 樹脂組成物、接着フィルムおよび樹脂ワニス
WO2011118600A1 (ja) 半導体ウエハー接合体の製造方法、半導体ウエハー接合体および半導体装置
JP2010192628A (ja) 半導体ウエハー接合体、半導体装置の製造方法および半導体装置
WO2010103903A1 (ja) スペーサ形成用フィルム、半導体ウエハーおよび半導体装置
JP2011066166A (ja) スペーサ形成用フィルム、半導体ウエハー接合体の製造方法、半導体ウエハー接合体および半導体装置
JPWO2008155895A1 (ja) 電子装置の製造方法
CN102696102A (zh) 半导体晶片接合体的制造方法、半导体晶片接合体和半导体装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110216