JP2005294329A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

【課題】信頼性および製造安定性に優れる半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体基板102と、半導体基板102の一方の面に設けられている再配線110と、再配線110の少なくとも一部を覆うように設けられているラミネートタイプのフォトソルダーレジスト膜114と、を備え、ラミネートタイプのフォトソルダーレジスト膜114は、カルド型ポリマーを含有する半導体装置100を提供する。このカルド型ポリマーは、カルボン酸基とアクリレート基とを同一分子鎖内に有するポリマーが架橋してなるものであってもよい。
【選択図】図1



A semiconductor device having excellent reliability and manufacturing stability is provided.
A semiconductor substrate, a rewiring 110 provided on one surface of the semiconductor substrate 102, and a laminate type photo solder resist film 114 provided so as to cover at least a part of the rewiring 110 are provided. The laminate type photo solder resist film 114 provides the semiconductor device 100 containing a cardo type polymer. This cardo type polymer may be formed by crosslinking a polymer having a carboxylic acid group and an acrylate group in the same molecular chain.
[Selection] Figure 1



Description

本発明は、半導体装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.

近年、半導体素子の小型化の実現を目的として、半導体チップの小型化だけでなく、半導体パッケージの小型化についても急激に技術が進んできている。その中でも、ウェハーレベルCSPが特に注目され、開発・量産が開始されてきている。ウェハーレベルCSP技術とは、半導体装置のパッケージサイズを半導体チップとほぼ同じ寸法にする目的で、全ての組立工程をウェハー状態で行う技術である。   In recent years, for the purpose of realizing miniaturization of semiconductor elements, not only the miniaturization of a semiconductor chip but also the miniaturization of a semiconductor package has rapidly progressed. Among them, the wafer level CSP attracts special attention, and development / mass production has started. The wafer level CSP technique is a technique for performing all assembly processes in a wafer state for the purpose of making the package size of a semiconductor device substantially the same as that of a semiconductor chip.

CSPのタイプにはさまざまな形態があるが、この種の技術として、特許文献1記載のものがある。同文献に記載された半導体装置の製造方法を示した工程断面図を図8および図9に示す。この半導体装置を製造するには、まず、図8(a)に示すように、半導体チップ832上に電極836、絶縁シート838、金属層840などが設けられた構造を従来公知の技術により製造する。   There are various types of CSP types, and this type of technology is disclosed in Patent Document 1. FIG. 8 and FIG. 9 show process cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the semiconductor device described in the document. To manufacture this semiconductor device, first, as shown in FIG. 8A, a structure in which an electrode 836, an insulating sheet 838, a metal layer 840, etc. are provided on a semiconductor chip 832 is manufactured by a conventionally known technique. .

次いで、図8(b)に示すように、絶縁シート838および金属層840上に絶縁皮膜842をスピンコート形成法により形成する。この絶縁皮膜は、フォトソルダーレジスト膜であってもよい。この場合、フォトマスクを用いて絶縁皮膜842を一部露光・現像させる。   Next, as shown in FIG. 8B, an insulating film 842 is formed on the insulating sheet 838 and the metal layer 840 by a spin coat forming method. This insulating film may be a photo solder resist film. In this case, the insulating film 842 is partially exposed and developed using a photomask.

ここで、特に重要な点は、金属層840からなる再配線形成後に、フォトソルダーレジスト(以下、適宜フォトソルダーレジスト膜と略記する)などの絶縁皮膜842をスピンコート形成法により被覆し、金属層840からなる再配線パターンが損傷されないようにしていることである。   Here, a particularly important point is that after the rewiring formed of the metal layer 840, an insulating film 842 such as a photo solder resist (hereinafter abbreviated as a photo solder resist film as appropriate) is coated by a spin coat forming method, and the metal layer This is to prevent the rewiring pattern composed of 840 from being damaged.

続いて、図9(c)に示すように、一部露光・現像された絶縁皮膜842の未露光・現像領域を除去して、透孔844を形成する。そして、図9(d)に示すように、透孔844中に外部接続端子846を形成して、外部端子接合部843と接続させる。   Subsequently, as shown in FIG. 9C, the unexposed / development region of the partially exposed and developed insulating film 842 is removed to form a through hole 844. Then, as shown in FIG. 9D, external connection terminals 846 are formed in the through holes 844 and are connected to the external terminal joints 843.

別の従来例として、たとえば、ドライフィルム型の感光性フォトソルダーレジスト膜をラミネートしてコーティングする技術が知られている。この種の技術として、特許文献2記載のものがある。同文献に記載された半導体装置の製造方法を示した工程平面図および工程断面図を図10および図11に示す。   As another conventional example, for example, a technique of laminating and coating a dry film type photosensitive photo solder resist film is known. There exists a thing of patent document 2 as this kind of technique. A process plan view and a process cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device described in the document are shown in FIGS.

この半導体装置を製造するには、まず、図10(a)に示す工程平面図および図10(b)に示す工程平面図のように、半導体基板上に表面実装部品パッド1001、CSPパッド1002a、1002bなどを形成する。   To manufacture this semiconductor device, first, as shown in the process plan view shown in FIG. 10A and the process plan view shown in FIG. 10B, a surface mount component pad 1001, a CSP pad 1002a, 1002b or the like is formed.

次いで、図10(c)に示すように、表面実装部品パッド1001、CSPパッド1002a、1002bなどを覆うドライフィルム型のソルダーレジスト1004をラミネートする。   Next, as shown in FIG. 10C, a dry film type solder resist 1004 covering the surface mount component pad 1001, the CSP pads 1002a, 1002b and the like is laminated.

続いて、図10(d)に示すように、ソルダーレジスト1004上にフォトマスク1005を設け、紫外線1006を照射して、ソルダーレジスト1004を一部露光・現像させる。   Subsequently, as shown in FIG. 10D, a photomask 1005 is provided on the solder resist 1004, and ultraviolet rays 1006 are irradiated to partially expose and develop the solder resist 1004.

そして、図11(e)に示すように、一部露光・現像されたソルダーレジスト1004の未露光・現像領域を除去して、ソルダーレジスト開口部1007a、1007bを形成する。   Then, as shown in FIG. 11E, the unexposed / developed areas of the partially exposed / developed solder resist 1004 are removed to form solder resist openings 1007a, 1007b.

次いで、図11(f)に示すように、ソルダーレジスト開口部1007a、1007bの周辺部に炭酸ガスレーザ1008を照射して、ソルダーレジスト1004の残渣も同時に除去する。   Next, as shown in FIG. 11 (f), the carbon dioxide laser 1008 is irradiated to the peripheral portions of the solder resist openings 1007a and 1007b, and the residue of the solder resist 1004 is also removed at the same time.

このとき、図11(g)に示すように、ソルダーレジスト開口部1009の周縁部にはソルダーレジストスカム1010が残ることになる。このソルダーレジストスカム1010をエッチング除去することにより、図11(h)に示したような構造を得る。
特開平8−340002号公報 特開2000−216525号公報
At this time, as shown in FIG. 11G, the solder resist scam 1010 remains at the peripheral edge of the solder resist opening 1009. By removing the solder resist scum 1010 by etching, a structure as shown in FIG.
JP-A-8-340002 JP 2000-216525 A

しかしながら、上記文献記載の従来技術は、以下の点で改善の余地を有していた。   However, the prior art described in the above literature has room for improvement in the following points.

第一に、上記の特許文献1に示した、スピンコート法により形成されたフォトソルダーレジスト膜を用いた半導体装置は、フォトソルダーレジスト膜の耐熱性や機械的強度などが充分ではない場合があった。そのため、半導体装置の信頼性の向上の点でさらなる改善の余地があった。   First, the semiconductor device using the photo solder resist film formed by the spin coating method shown in Patent Document 1 described above may not have sufficient heat resistance, mechanical strength, and the like. It was. Therefore, there is room for further improvement in terms of improving the reliability of the semiconductor device.

第二に、上記の特許文献2に記載した、ドライフィルム型の感光性フォトソルダーレジスト膜をラミネートしてコーティングした場合にも、フォトソルダーレジスト膜の耐熱性や機械的強度などが充分ではない場合があった。そのため、半導体装置の信頼性の向上の点でさらなる改善の余地があった。   Second, even when the dry film type photosensitive photo solder resist film described in Patent Document 2 is laminated and coated, the heat resistance and mechanical strength of the photo solder resist film are not sufficient. was there. Therefore, there is room for further improvement in terms of improving the reliability of the semiconductor device.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、信頼性に優れる半導体装置を製造安定性よく提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor device having excellent reliability with high manufacturing stability.

本発明によれば、基板と、基板の一方の面に設けられている導電部材と、導電部材の少なくとも一部を覆うように設けられている絶縁膜と、を備え、絶縁膜は、カルド型ポリマーを含有する半導体装置が提供される。   According to the present invention, it is provided with a substrate, a conductive member provided on one surface of the substrate, and an insulating film provided so as to cover at least a part of the conductive member, and the insulating film is a cardo type A semiconductor device containing a polymer is provided.

カルド型ポリマーは、嵩高い置換基が主鎖の運動を阻害することにより、耐熱性および機械的強度に優れる。よって、この構成によれば、信頼性に優れる半導体装置が安定的に得られる。   The cardo type polymer is excellent in heat resistance and mechanical strength because the bulky substituents inhibit the movement of the main chain. Therefore, according to this configuration, a semiconductor device having excellent reliability can be stably obtained.

また、本発明によれば、基板の一方の面に、第一の導電部材を形成する工程と、第一の導電部材の少なくとも一部を覆うように、カルド型ポリマーを含有するフォトソルダーレジスト膜の材料フィルムを接着して絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜に第一の導電部材に達する開口部を形成する工程と、少なくとも一部が開口部内に存在するように、第一の導電部材と接続する第二の導電部材を形成する工程と、を含む半導体装置の製造方法が提供される。   Further, according to the present invention, the step of forming the first conductive member on one surface of the substrate, and the photo solder resist film containing a cardo type polymer so as to cover at least a part of the first conductive member Forming the insulating film by bonding the material film, forming the opening reaching the first conductive member in the insulating film, and forming the first conductive member so that at least a part thereof exists in the opening Forming a second conductive member to be connected to the semiconductor device.

カルド型ポリマーは、嵩高い置換基が主鎖の運動を阻害することにより、耐熱性および機械的強度に優れる。また、カルド型ポリマーは、加熱することにより適度な柔軟性を有するようになる特性がある。そのため、カルド型ポリマーを含有するフィルムを接着して絶縁膜を形成すると、接着の際に空気を巻き込むことが少ないため、耐熱性および機械的強度に優れ、ボイドや凹凸などが少ない絶縁膜を安定的に製造できる。よって、この方法によれば、信頼性に優れる半導体装置を安定的に製造できる。   The cardo type polymer is excellent in heat resistance and mechanical strength because the bulky substituents inhibit the movement of the main chain. The cardo type polymer has the property of having appropriate flexibility when heated. Therefore, when an insulating film is formed by bonding a film containing a cardo type polymer, air is less likely to be entrained during bonding, so the insulating film has excellent heat resistance and mechanical strength, and has few voids and irregularities. Can be manufactured. Therefore, according to this method, a highly reliable semiconductor device can be stably manufactured.

以上、本発明の構成について説明したが、これらの構成を任意に組み合わせたものも本発明の態様として有効である。また、本発明の表現を他のカテゴリーに変換したものもまた本発明の態様として有効である。   As mentioned above, although the structure of this invention was demonstrated, what combined these structures arbitrarily is effective as an aspect of this invention. Moreover, what converted the expression of this invention into the other category is also effective as an aspect of this invention.

例えば、上記基板は、シリコン基板であってもよいが、他の半導体基板であってもよく、GaAs系基板なども好適に用い得る。また、上記板は、内部に配線や半導体素子などが作り込まれていない半導体基板であってもよいが、内部に配線や半導体素子などが作り込まれていてもよく、多層配線構造を備えていてもよい。また、上記基板は、ガラス基板であってもよい。   For example, the substrate may be a silicon substrate, but may be another semiconductor substrate, and a GaAs substrate or the like can be suitably used. The plate may be a semiconductor substrate in which no wiring or semiconductor element is formed, but may have a wiring or semiconductor element formed therein and has a multilayer wiring structure. May be. The substrate may be a glass substrate.

本発明によれば、特定の構成からなるポリマーを含有する絶縁膜を備えるため、信頼性および製造安定性に優れる半導体装置が得られる。   According to the present invention, since an insulating film containing a polymer having a specific configuration is provided, a semiconductor device excellent in reliability and manufacturing stability can be obtained.

本発明において、上記カルド型ポリマーは、カルボン酸基とアクリレート基とを同一分子鎖内に有するポリマーが架橋してなるカルド型ポリマーであってもよい。   In the present invention, the cardo polymer may be a cardo polymer formed by crosslinking a polymer having a carboxylic acid group and an acrylate group in the same molecular chain.

この構成によれば、現像性を持つカルボン酸基と、架橋基であるアクリレート基を同一分子鎖中に有し、さらに主鎖に嵩高い置換基を持ちラジカル拡散し難いため、高解像度を有する光硬化型ポリマーが得られる。この場合、ポリマーに紫外線(UV)または熱が加わると、アクリレート基が架橋してアクリル基を形成する。   According to this configuration, the carboxylic acid group having developability and the acrylate group which is a cross-linking group are included in the same molecular chain, and the main chain has a bulky substituent and is difficult to radically diffuse. A photocurable polymer is obtained. In this case, when ultraviolet rays (UV) or heat is applied to the polymer, the acrylate groups are cross-linked to form acrylic groups.

また、上記絶縁膜は、フォトソルダーレジスト膜であってもよい。   The insulating film may be a photo solder resist film.

この構成によれば、第一の導電部材を絶縁可能であり、UV照射により容易に第二の導電部材を形成するための開口部を形成可能である。よって、信頼性および製造安定性に優れる半導体装置が得られる。   According to this configuration, the first conductive member can be insulated, and an opening for easily forming the second conductive member can be formed by UV irradiation. Therefore, a semiconductor device excellent in reliability and manufacturing stability can be obtained.

また、上記絶縁膜は、ドライフィルム型のフォトソルダーレジスト膜の材料フィルムを接着してなる絶縁膜とすることができる。   The insulating film can be an insulating film formed by bonding a material film of a dry film type photo solder resist film.

この構成によれば、液状の樹脂組成物をスピンコート法などにより塗布する場合などに比べて、ボイドや凹凸などの発生が抑制されるため、信頼性および製造安定性に優れる半導体装置が得られる。   According to this configuration, since generation of voids and irregularities is suppressed as compared with the case where a liquid resin composition is applied by a spin coating method or the like, a semiconductor device having excellent reliability and manufacturing stability can be obtained. .

また、上記絶縁膜は、ガラス転移温度が180℃以上220℃以下であってもよい。   The insulating film may have a glass transition temperature of 180 ° C. or higher and 220 ° C. or lower.

この構成によれば、耐熱性に優れる絶縁膜が安定的に得られるため、高温条件下における信頼性に優れる半導体装置が得られる。   According to this configuration, since an insulating film having excellent heat resistance can be stably obtained, a semiconductor device having excellent reliability under high temperature conditions can be obtained.

また、上記絶縁膜は、フィラーを含まない樹脂部分の線膨張係数が50ppm/℃以上80ppm/℃以下であってもよい。また、上記絶縁膜は、フィラーを含む場合には、熱膨張係数を20ppm/℃以下とすることもできる。   Further, the insulating film may have a linear expansion coefficient of 50 ppm / ° C. or more and 80 ppm / ° C. or less of a resin portion not including a filler. Moreover, when the said insulating film contains a filler, a thermal expansion coefficient can also be 20 ppm / degrees C or less.

この構成によれば、ヒートサイクルによる他の部材との密着性の低下が抑制された絶縁膜が安定して得られるので、信頼性および製造安定性に優れる半導体装置が得られる。   According to this configuration, since an insulating film in which a decrease in adhesion to other members due to heat cycle is suppressed can be obtained stably, a semiconductor device having excellent reliability and manufacturing stability can be obtained.

また、上記絶縁膜は、フィラーを含まない樹脂部分において、周波数1MHzの交流電界を印加した場合の誘電正接が0.001以上0.04以下であってもよい。   Further, the insulating film may have a dielectric loss tangent of 0.001 or more and 0.04 or less when an AC electric field having a frequency of 1 MHz is applied to a resin portion that does not include a filler.

この構成によれば、上記絶縁膜は、絶縁膜の高周波特性をはじめとする誘電特性が優れるため、全体としても誘電特性に優れる半導体装置を得ることができる。   According to this configuration, since the insulating film has excellent dielectric characteristics including high frequency characteristics of the insulating film, a semiconductor device having excellent dielectric characteristics as a whole can be obtained.

また、上記基板は、半導体基板またはガラス基板などであってもよい。   The substrate may be a semiconductor substrate or a glass substrate.

この構成によれば、半導体基板またはガラス基板などに素子を形成する半導体装置において、上記優れた特性を有する半導体装置を実現できる。   According to this configuration, a semiconductor device having the above-described excellent characteristics can be realized in a semiconductor device in which elements are formed on a semiconductor substrate or a glass substrate.

なお、上記カルド型ポリマーを含有する絶縁膜は、カルド型ポリマーを母材として含有する絶縁膜であることが好ましく、例えば、カルド型ポリマーを30質量%以上含有してもよく、特に好ましくは、カルド型ポリマーを50質量%以上含有する。この範囲の含有量であれば、上記諸特性を安定して実現できる。   The insulating film containing the cardo type polymer is preferably an insulating film containing a cardo type polymer as a base material. For example, the cardo type polymer may contain 30% by mass or more, and particularly preferably, 50% by mass or more of cardo type polymer is contained. If it is content of this range, the said characteristic can be implement | achieved stably.

<実施形態1>   <Embodiment 1>

図1は、本実施の形態に係る半導体装置を模式的に示した断面図である。図1の上方向は半導体基板の裏面方向であり、図1の下方向は半導体基板の素子形成面方向である。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor device according to the present embodiment. The upper direction in FIG. 1 is the back surface direction of the semiconductor substrate, and the lower direction in FIG. 1 is the element formation surface direction of the semiconductor substrate.

本実施形態に係る半導体装置100は、シリコン基板などの半導体基板102の裏面側にSiO2膜などの絶縁膜108を備える。半導体基板102の膜厚は通常10μm以上100μm以下程度である。なお、この膜厚のシリコン基板は、通常の膜厚の半導体基板の裏面を研磨することにより得ることもできる。絶縁膜108中には、アルミニウムパッドやアルミニウム配線などからなる電極106が設けられている。絶縁膜108の裏面には、アクリル系樹脂112の層が設けられている。 The semiconductor device 100 according to this embodiment includes an insulating film 108 such as a SiO 2 film on the back side of a semiconductor substrate 102 such as a silicon substrate. The film thickness of the semiconductor substrate 102 is usually about 10 μm or more and 100 μm or less. Note that a silicon substrate having this thickness can also be obtained by polishing the back surface of a semiconductor substrate having a normal thickness. In the insulating film 108, an electrode 106 made of an aluminum pad, aluminum wiring or the like is provided. A layer of acrylic resin 112 is provided on the back surface of the insulating film 108.

電極106上部の絶縁膜108とアクリル系樹脂112とからなる積層膜には開口部が設けられている。この開口部の内面およびアクリル系樹脂112の裏面の一部には、例えばアルミニウム配線または銅配線などからなる再配線110が電極106と接続するように設けられている。再配線110の裏面のうち、電極106の上部には凹部が形成されている。   An opening is provided in the laminated film made of the insulating film 108 on the electrode 106 and the acrylic resin 112. A rewiring 110 made of, for example, an aluminum wiring or a copper wiring is provided on the inner surface of the opening and a part of the back surface of the acrylic resin 112 so as to be connected to the electrode 106. A recess is formed in the upper surface of the electrode 106 on the back surface of the rewiring 110.

そして、この凹部内部、再配線110の裏面およびアクリル系樹脂112の裏面にはラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114が設けられている。このラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の一部に、再配線110に達する開口部が設けられており、この開口部内部に半田ボール116が形成されている。   A laminate type photo solder resist film 114 is provided inside the recess, on the back surface of the rewiring 110 and on the back surface of the acrylic resin 112. An opening reaching the rewiring 110 is provided in a part of the laminate type photo solder resist film 114, and a solder ball 116 is formed inside the opening.

本実施形態では、フォトソルダーレジスト膜は、ネガ型であってもポジ型であってもよい。もっとも、カルド型ポリマーがカルボン酸基とアクリレート基とを同一分子鎖内に有する場合には、一般にはネガ型のフォトソルダーレジスト膜として用いられる。ここで、ネガ型のフォトソルダーレジスト膜とは、具体的には、感光した部分だけを構造変化させ、溶媒に溶けなくする感光性樹脂を使った絶縁用被膜を意味する。一般には、ハンダ付けの際に用いられるため、耐熱性や高弾性などの優れた耐久性が求められる。本実施形態では、このような特性を満たすために、後述する特定のポリマーを含有するネガ型のフォトソルダーレジスト膜を用いている。   In the present embodiment, the photo solder resist film may be a negative type or a positive type. However, when the cardo type polymer has a carboxylic acid group and an acrylate group in the same molecular chain, it is generally used as a negative type photo solder resist film. Here, the negative-type photo solder resist film specifically means an insulating film using a photosensitive resin that changes the structure of only the exposed portion and does not dissolve in the solvent. Generally, since it is used for soldering, excellent durability such as heat resistance and high elasticity is required. In this embodiment, in order to satisfy such characteristics, a negative type photo solder resist film containing a specific polymer described later is used.

なお、ラミネートタイプのフォトソルダーレジスト膜とは、通常の液状の原液を塗布してなるフォトソルダーレジスト膜とは異なり、薄膜状のフォトソルダーレジスト膜の材料フィルムを接着してなるラミネートタイプのフォトソルダーレジスト膜である。この際、フォトソルダーレジスト膜の材料フィルムはある程度軟化した状態で適当な温度、圧力条件下で半導体基板などに接着される。   Note that a laminate type photo solder resist film is different from a photo solder resist film formed by applying a normal liquid stock solution, and a laminate type photo solder resist film formed by bonding a material film of a thin photo solder resist film. It is a resist film. At this time, the material film of the photo solder resist film is adhered to a semiconductor substrate or the like under appropriate temperature and pressure conditions in a state of being softened to some extent.

また、ラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の接着前の材料フィルムの膜厚は、特に限定するものではないが、例えば25μm以上とすることができ、特に好ましくは35μm以上である。また、材料フィルムを接着して得られるラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の膜厚は、例えば20μm以上とすることができ、特に好ましくは30μm以上である。材料フィルムまたはラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の膜厚がこれらの範囲であれば、絶縁性および機械的強度が向上する。   Moreover, the film thickness of the material film before adhesion of the laminate type photo solder resist film 114 is not particularly limited, but may be, for example, 25 μm or more, and particularly preferably 35 μm or more. The film thickness of the laminate type photo solder resist film 114 obtained by adhering the material film can be, for example, 20 μm or more, and particularly preferably 30 μm or more. If the film thickness of the material film or the laminate type photo solder resist film 114 is within these ranges, the insulation and mechanical strength are improved.

また、ラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の接着前の材料フィルムの膜厚は、例えば100μm以下とすることができ、特に好ましくは50μm以下である。また、材料フィルムを接着して得られるラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の膜厚は、例えば90μm以下とすることができ、特に好ましくは45μm以下である。材料フィルムまたはラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の膜厚がこれらの範囲であれば、ラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の接着の際の圧力も小さくてすみ、半導体装置100にかかるストレスも抑制できる。また、ラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の膜厚が薄いため、UV照射による光硬化処理などの際の加工性が良好となる。   Moreover, the film thickness of the material film before adhesion of the laminate type photo solder resist film 114 can be, for example, 100 μm or less, and particularly preferably 50 μm or less. The film thickness of the laminate type photo solder resist film 114 obtained by adhering the material film can be, for example, 90 μm or less, and particularly preferably 45 μm or less. If the film thickness of the material film or the laminate type photo solder resist film 114 is within these ranges, the pressure at the time of adhesion of the laminate type photo solder resist film 114 can be reduced, and the stress applied to the semiconductor device 100 can be suppressed. Moreover, since the film thickness of the laminate type photo solder resist film 114 is thin, the processability at the time of photocuring treatment by UV irradiation and the like is improved.

なお、このような通常のラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜よりも薄いラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114を実現するためには、後述する特定の構造を有するカルド型ポリマーを用いることが有効である。後述するカルド型ポリマーは加工性が良好であるため、優れた絶縁性を有する薄膜を形成可能だからである。   In order to realize such a laminate type photo solder resist film 114 that is thinner than an ordinary laminate type photo solder resist film, it is effective to use a cardo type polymer having a specific structure described later. This is because the cardo type polymer described later has good processability and can form a thin film having excellent insulating properties.

そして、上記ラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114は、カルド型ポリマーを含有してもよい。カルド型ポリマーとは、式(I)に示すように、環状の基がポリマー主鎖に直接結合した構造を有するポリマーの総称である。   The laminate type photo solder resist film 114 may contain a cardo type polymer. The cardo type polymer is a general term for polymers having a structure in which a cyclic group is directly bonded to a polymer main chain as shown in the formula (I).

Figure 2005294329
Figure 2005294329

なお、式(I)において、R1、R2はアルキレン基、芳香環を含む基などの二価の基を表す。 In formula (I), R 1 and R 2 represent a divalent group such as an alkylene group or a group containing an aromatic ring.

すなわち、このカルド型ポリマーとは、四級炭素を有する嵩高い置換基が、主鎖に対して、ほぼ直角に存在する構造を有しているポリマーのことである。   That is, the cardo type polymer is a polymer having a structure in which a bulky substituent having a quaternary carbon is present substantially perpendicular to the main chain.

ここで、環状部は、飽和結合でも不飽和結合を含んでいてもよく、炭素の他、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子等の原子を含んでいてもよい。また、環状部は多環であってもよく、縮合環であってもよい。また、環状部は、他の炭素鎖と結合していても、更には、架橋していてもよい。   Here, the cyclic portion may include a saturated bond or an unsaturated bond, and may include atoms such as a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and a phosphorus atom in addition to carbon. The cyclic part may be a polycycle or a condensed ring. Moreover, even if the cyclic part is couple | bonded with the other carbon chain, it may be bridge | crosslinked further.

なお、嵩高い置換基としては、たとえば、式(II)に示すように、五員環の両側に六員環が結合し、五員環の残り一つの炭素原子が主鎖と結合した構造を有する縮合環を有するフルオレニル基などの環状の基が挙げられる。   As the bulky substituent, for example, as shown in the formula (II), a structure in which a six-membered ring is bonded to both sides of the five-membered ring and the remaining one carbon atom of the five-membered ring is bonded to the main chain. And cyclic groups such as a fluorenyl group having a condensed ring.

Figure 2005294329
Figure 2005294329

フルオレニル基とは、フルオレンの9位の炭素原子が脱水素化された基であり、カルド型ポリマーにおいては、式(I)に示すように、脱水素化された炭素原子の位置で、主鎖であるアルキル基の炭素原子と結合している。   The fluorenyl group is a group in which the 9th carbon atom of fluorene is dehydrogenated. In the cardo type polymer, as shown in the formula (I), the main chain is located at the position of the dehydrogenated carbon atom. It is bonded to the carbon atom of the alkyl group.

カルド型ポリマーは、上記構造を有するポリマーであるため、
(1)ポリマー主鎖の回転拘束
(2)主鎖及び側鎖のコンフォメーション規制
(3)分子間パッキングの阻害
(4)側鎖の芳香族置換基導入等による芳香族性の増加
といった効果を奏する。
Since the cardo type polymer is a polymer having the above structure,
(1) Rotation constraint of polymer main chain (2) Conformation regulation of main chain and side chain (3) Inhibition of intermolecular packing (4) Effect of increasing aromaticity by introduction of aromatic substituent on side chain Play.

したがって、カルド型ポリマーは、高耐熱性、溶剤溶解性、高透明性、高屈折率、低複屈折率、更には、より高い気体透過性といった特徴を有する。   Therefore, the cardo type polymer has characteristics such as high heat resistance, solvent solubility, high transparency, high refractive index, low birefringence, and higher gas permeability.

また、上記カルド型ポリマーに、所定の改質剤を導入することによって、ボイドの発生を抑制した状態で薄膜化した材料フィルムを得ることができる。また、上記カルド型ポリマーを含むフォトソルダーレジスト膜の材料フィルムは、加熱することにより材料を軟化することが容易であるため、埋め込み性が良く、ボイドの少ないラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114が得られる。そのため、半導体装置100の信頼性および製造安定性が向上する。   In addition, by introducing a predetermined modifier into the cardo polymer, a material film that has been thinned in a state in which generation of voids is suppressed can be obtained. In addition, since the material film of the photo solder resist film containing the cardo type polymer can be easily softened by heating, a laminate type photo solder resist film 114 with good embedding and few voids can be obtained. . Therefore, the reliability and manufacturing stability of the semiconductor device 100 are improved.

なお、上記カルド型ポリマーは、カルボン酸基とアクリレート基とを同一分子鎖内に有するポリマーが架橋してなるポリマーであってもよい。従来の一般的な感光性ワニスとしては、現像性を持つカルボン酸基オリゴマーと多官能アクリルとのブレンドが用いられているが、解像度の面でさらなる改善の余地があった。一般的な感光ワニスの代わりに、カルボン酸基とアクリレート基とを同一分子鎖内に有するポリマーが架橋してなるカルド型ポリマーを用いると、現像性を持つカルボン酸と架橋基であるアクリレート基とを同一分子鎖中に有し、主鎖に嵩高い置換基を持ちラジカル拡散し難いため、カルド型ポリマーを含有するフォトソルダーレジスト膜328の解像度が向上する利点がある。   The cardo type polymer may be a polymer obtained by crosslinking a polymer having a carboxylic acid group and an acrylate group in the same molecular chain. As a conventional general photosensitive varnish, a blend of a carboxylic acid group oligomer having developability and a polyfunctional acrylic is used, but there is room for further improvement in terms of resolution. In place of a general photosensitive varnish, if a cardo type polymer obtained by crosslinking a polymer having a carboxylic acid group and an acrylate group in the same molecular chain is used, a developable carboxylic acid and an acrylate group which is a crosslinking group In the same molecular chain and has a bulky substituent in the main chain and is difficult to radically diffuse. Therefore, there is an advantage that the resolution of the photo solder resist film 328 containing a cardo type polymer is improved.

また、上記カルド型ポリマーを含むフォトソルダーレジスト膜114は、以下に示す諸物性値を満たすことが望ましい。なお、以下の物性値はフィラーなどを含まない樹脂部分についての値であり、フィラーなどを添加することにより、適宜調整可能である。   Further, it is desirable that the photo solder resist film 114 containing the cardo polymer satisfies the following physical property values. In addition, the following physical property values are values for a resin portion that does not include a filler, and can be appropriately adjusted by adding a filler or the like.

ここで、上記カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114のガラス転移温度(Tg)は、例えば180℃以上とすることができ、特に好ましくは190℃以上である。ガラス転移温度がこの範囲にあると、カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の耐熱性が向上する。   Here, the glass transition temperature (Tg) of the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer can be, for example, 180 ° C. or higher, and particularly preferably 190 ° C. or higher. When the glass transition temperature is within this range, the heat resistance of the laminate type photo solder resist film 114 containing a cardo type polymer is improved.

また、上記カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114のガラス転移温度(Tg)は、例えば220℃以下とすることができ、特に好ましくは210℃以下である。ガラス転移温度がこの範囲であれば、通常の製法により安定的に製造可能である。ガラス転移温度は、例えばバルク試料の動的粘弾性測定(DMA)により測定可能である。   Further, the glass transition temperature (Tg) of the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer can be, for example, 220 ° C. or less, and particularly preferably 210 ° C. or less. When the glass transition temperature is within this range, it can be stably produced by a normal production method. The glass transition temperature can be measured, for example, by dynamic viscoelasticity measurement (DMA) of a bulk sample.

また、上記カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114のTg以下の領域における線膨張係数(CTE)は、例えば80ppm/℃以下とすることができ、特に好ましくは75ppm/℃以下である。線膨張係数がこの範囲にあると、カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114と、再配線110などとの密着性が向上する。   Further, the linear expansion coefficient (CTE) in the region of Tg or less of the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer can be set to, for example, 80 ppm / ° C. or less, and particularly preferably 75 ppm / ° C. or less. When the linear expansion coefficient is within this range, the adhesion between the laminate type photo solder resist film 114 containing a cardo type polymer and the rewiring 110 is improved.

また、上記カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114のTg以下の領域における線膨張係数(CTE)は、例えば50ppm/℃以上とすることができ、特に好ましくは55ppm/℃以上である。また、上記ポリマーにフィラーを配合し、熱膨張係数を20ppm/℃以下の樹脂組成物を得ることもできる。線膨張係数がこの範囲のカルド型ポリマーであれば、通常の製法により安定的に製造可能である。線膨張係数は、例えば熱機械分析装置(TMA)による熱膨張測定により測定可能である。   Moreover, the linear expansion coefficient (CTE) in the area | region below Tg of the laminate type photo soldering resist film 114 containing the said cardo type polymer can be 50 ppm / degrees C or more, for example, Most preferably, it is 55 ppm / degrees C or more. Moreover, a filler can be mix | blended with the said polymer and the resin composition whose thermal expansion coefficient is 20 ppm / degrees C or less can also be obtained. If the cardo type polymer has a linear expansion coefficient in this range, it can be stably produced by an ordinary production method. The linear expansion coefficient can be measured, for example, by measuring thermal expansion using a thermomechanical analyzer (TMA).

また、上記カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の熱伝導率は、例えば0.50W/cm2・sec以下とすることができ、特に好ましくは0.35W/cm2・sec以下である。熱伝導率がこの範囲にあると、カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の耐熱性が向上する。 Further, the thermal conductivity of the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer can be, for example, 0.50 W / cm 2 · sec or less, and particularly preferably 0.35 W / cm 2 · sec or less. is there. When the thermal conductivity is in this range, the heat resistance of the laminate type photo solder resist film 114 containing a cardo type polymer is improved.

また、上記カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の熱伝導率は、例えば0.10W/cm2・sec以上とすることができ、特に好ましくは0.25W/cm2・sec以上である。熱伝導率がこの範囲であれば、通常の製法により安定的に製造可能である。熱伝導率は、例えば円板熱流計法(ASTM E1530)により測定可能である。 The thermal conductivity of the laminate-type photo solder resist film 114 containing the cardo polymer, for example 0.10 W / cm may be a 2 · sec or more, particularly preferably 0.25W / cm 2 · sec or more at is there. When the thermal conductivity is within this range, it can be stably produced by an ordinary production method. The thermal conductivity can be measured, for example, by a disk heat flow meter method (ASTM E1530).

また、上記カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の10〜100μm直径のビアにおけるビアアスペクト比は、例えば0.5以上とすることができ、特に好ましくは1以上である。ビアアスペクト比がこの範囲にあると、カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の解像度が向上する。   Further, the via aspect ratio in the 10-100 μm diameter via of the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer can be, for example, 0.5 or more, particularly preferably 1 or more. When the via aspect ratio is within this range, the resolution of the laminate type photo solder resist film 114 containing a cardo type polymer is improved.

また、上記カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の10〜100μm直径のビアにおけるビアアスペクト比は、例えば5以下とすることができ、特に好ましくは2以下である。ビアアスペクト比がこの範囲であれば、通常の製法により安定的に製造可能である。   Further, the via aspect ratio of the 10 to 100 μm diameter via of the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer can be set to 5 or less, and particularly preferably 2 or less. If the via aspect ratio is within this range, it can be stably produced by a normal production method.

また、上記カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114において、周波数1MHzの交流電界を印加した場合の誘電率は、例えば4以下とすることができ、特に好ましくは3以下である。誘電率がこの範囲にあると、カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の高周波特性をはじめとする誘電特性が向上する。   In the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer, the dielectric constant when an AC electric field having a frequency of 1 MHz is applied can be set to 4 or less, and particularly preferably 3 or less. When the dielectric constant is within this range, the dielectric characteristics including the high frequency characteristics of the laminate type photo solder resist film 114 containing a cardo type polymer are improved.

また、上記カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114において、周波数1MHzの交流電界を印加した場合の誘電率は、例えば0.1以上とすることができ、特に好ましくは2.7以上である。誘電率がこの範囲であれば、通常の製法により安定的に製造可能である。   In the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer, the dielectric constant when an AC electric field having a frequency of 1 MHz is applied can be set to 0.1 or more, and particularly preferably 2.7 or more. is there. If the dielectric constant is within this range, it can be stably produced by an ordinary production method.

また、上記カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114において、周波数1MHzの交流電界を印加した場合の誘電正接は、例えば0.04以下とすることができ、特に好ましくは0.029以下である。誘電正接がこの範囲にあると、カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の高周波特性をはじめとする誘電特性が向上する。   In addition, in the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer, the dielectric loss tangent when an alternating electric field having a frequency of 1 MHz is applied can be set to 0.04 or less, particularly preferably 0.029 or less. is there. When the dielectric loss tangent is in this range, the dielectric characteristics including the high frequency characteristics of the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer are improved.

また、上記カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114において、周波数1MHzの交流電界を印加した場合の誘電正接は、例えば0.001以上とすることができ、特に好ましくは0.027以上である。誘電正接がこの範囲であれば、通常の製法により安定的に製造可能である。   Further, in the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer, the dielectric loss tangent when an AC electric field having a frequency of 1 MHz is applied can be, for example, 0.001 or more, particularly preferably 0.027 or more. is there. If the dielectric loss tangent is in this range, it can be stably produced by a normal production method.

また、上記カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114において、24時間吸水率(wt%)は、例えば3wt%以下とすることができ、特に好ましくは1.5wt%以下である。24時間吸水率(wt%)がこの範囲にあると、カルド型ポリマーを含むフォトソルダーレジスト膜328の耐湿性を向上することができる。   In the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer, the 24-hour water absorption (wt%) can be, for example, 3 wt% or less, and particularly preferably 1.5 wt% or less. When the water absorption rate (wt%) for 24 hours is within this range, the moisture resistance of the photo solder resist film 328 containing a cardo type polymer can be improved.

また、上記カルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114において、24時間吸水率(wt%)は、例えば0.5wt%以上とすることができ、特に好ましくは1.3wt%以上である。24時間吸水率(wt%)がこの範囲であれば、通常の製法により安定的に製造可能である。   In the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer, the 24-hour water absorption (wt%) can be, for example, 0.5 wt% or more, and particularly preferably 1.3 wt% or more. When the 24-hour water absorption (wt%) is within this range, it can be stably produced by a normal production method.

これら上記の複数の特性をカルド型ポリマーを含むラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114が満たす場合には、機械的強度、耐熱性、他の部材との密着性、解像度、誘電特性、耐湿性などの諸特性がバランス良く実現される。そのため、信頼性および耐熱性に優れ、半導体素子を搭載する際の位置精度に優れる半導体装置が安定的に提供される。   In the case where the laminate type photo solder resist film 114 containing a cardo type polymer satisfies the above-mentioned multiple characteristics, various properties such as mechanical strength, heat resistance, adhesion to other members, resolution, dielectric characteristics, moisture resistance, etc. The characteristics are realized with a good balance. Therefore, a semiconductor device having excellent reliability and heat resistance and excellent positional accuracy when mounting a semiconductor element is stably provided.

<実施形態2>   <Embodiment 2>

図2〜図6は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示した工程断面図である。図2〜図6の上方向は半導体基板の裏面方向であり、図2〜図6の下方向は半導体基板の素子形成面方向である。   2 to 6 are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment. 2 to 6 is the rear surface direction of the semiconductor substrate, and the lower direction of FIGS. 2 to 6 is the element formation surface direction of the semiconductor substrate.

上述の実施形態1に示したような半導体装置を得るためには、まず、図2(a)に示すように、シリコン基板などからなる半導体基板102の裏面にアルミニウムパッドなどからなる電極106を所定の形状に形成する。   In order to obtain the semiconductor device as shown in the first embodiment, first, as shown in FIG. 2A, an electrode 106 made of an aluminum pad or the like is formed on the back surface of the semiconductor substrate 102 made of a silicon substrate or the like. The shape is formed.

そして、電極106および半導体基板102の裏面などを覆うSiO2などからなる絶縁膜108を形成する。さらに、絶縁膜108の裏面側にはアクリル系樹脂112を形成する。さらに、アクリル系樹脂112の裏面側には、レジスト膜120を形成する。レジスト膜120には所定の開口部を設けておく。 Then, an insulating film 108 made of SiO 2 or the like covering the electrode 106 and the back surface of the semiconductor substrate 102 is formed. Further, an acrylic resin 112 is formed on the back side of the insulating film 108. Further, a resist film 120 is formed on the back side of the acrylic resin 112. A predetermined opening is provided in the resist film 120.

次いで、図2(b)に示すように、レジスト膜120をマスクとしてアクリル系樹脂112および絶縁膜108のエッチングを行い、電極106の裏面に達する開口部を形成する。   Next, as shown in FIG. 2B, the acrylic resin 112 and the insulating film 108 are etched using the resist film 120 as a mask to form an opening reaching the back surface of the electrode 106.

さらに、図3(c)に示すように、レジスト膜120を除去する。   Further, as shown in FIG. 3C, the resist film 120 is removed.

そして、図3(d)に示すように、開口部の内面およびアクリル系樹脂112の裏面を覆うアルミニウム配線または銅配線などからなる再配線110を形成する。さらに、再配線110の裏面の一部にレジスト膜130を設ける。   Then, as shown in FIG. 3D, a rewiring 110 made of aluminum wiring or copper wiring covering the inner surface of the opening and the back surface of the acrylic resin 112 is formed. Further, a resist film 130 is provided on a part of the back surface of the rewiring 110.

次いで、図4(e)に示すように、レジスト膜130をマスクとして再配線110をエッチングによりパターニングする。   Next, as shown in FIG. 4E, the rewiring 110 is patterned by etching using the resist film 130 as a mask.

そして、図4(f)に示すように、レジスト膜130を除去する。   Then, as shown in FIG. 4F, the resist film 130 is removed.

次いで、図5(g)に示すように、再配線110の裏面およびアクリル系樹脂112の裏面などを覆い、再配線110裏面の凹部内部を埋め込むように、カルド型ポリマーを含有しているラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114を接着する。接着の際にかかる圧力の方向を矢印で図示する。   Next, as shown in FIG. 5G, a laminate type containing a cardo type polymer so as to cover the back surface of the rewiring 110, the back surface of the acrylic resin 112, and the like, and to fill the inside of the concave portion on the back surface of the rewiring 110 A photo solder resist film 114 is adhered. The direction of pressure applied during bonding is shown by arrows.

続いて、図5(h)に示すように、ラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の裏面に遮光領域126を有するフォトマスク124を形成する。そして、UV光などをフォトマスク124を通してラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114に照射することにより、ラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の照射領域において上述のカルド型ポリマーのアクリレートを架橋させてアクリル基を形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 5H, a photomask 124 having a light shielding region 126 on the back surface of the laminate type photo solder resist film 114 is formed. Then, by irradiating the laminate type photo solder resist film 114 with UV light or the like through the photo mask 124, the acrylate of the above cardo polymer is cross-linked in the irradiation region of the laminate type photo solder resist film 114 to form an acrylic group. .

なお、カルド型ポリマーを含有するラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114は、一般的に、上記露光・現像工程とは別に、適当な条件によるアフターベーク工程により硬化させることにより、上記の望ましい諸特性を備えるようになる。   In addition, the laminate type photo solder resist film 114 containing a cardo type polymer generally has the above-mentioned desirable characteristics by being cured by an after-bake process under appropriate conditions separately from the exposure / development process. It becomes like this.

その後、図6(i)に示すように、フォトマスク124を除去後、ラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114をエッチングして、ラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の未露光・現像領域を除去する。   Thereafter, as shown in FIG. 6I, after the photomask 124 is removed, the laminate type photo solder resist film 114 is etched to remove the unexposed / development region of the laminate type photo solder resist film 114.

そして、得られたラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の開口部に半田ボール116を形成して再配線110と接続させることにより、図1に示した構成からなる実施形態1に係る半導体装置100を得る。   Then, the solder ball 116 is formed in the opening of the obtained laminate type photo solder resist film 114 and connected to the rewiring 110, thereby obtaining the semiconductor device 100 according to the first embodiment having the configuration shown in FIG. .

本実施形態に係る半導体装置100の製造方法では、接着により、再配線110の裏面の凹部内部、再配線110の裏面およびアクリル系樹脂112の裏面などにラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114を密着させる。   In the manufacturing method of the semiconductor device 100 according to the present embodiment, the laminate type photo solder resist film 114 is brought into close contact with the inside of the recess on the back surface of the rewiring 110, the back surface of the rewiring 110, the back surface of the acrylic resin 112, and the like.

ここで、ラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の接着前の材料フィルムは、カルド型ポリマーと所定の添加剤とを用いて、ボイドや凹凸などの発生が抑制された状態で薄膜に成形可能である。また、カルド型ポリマーを含む材料フィルムは、加熱することにより材料を軟化することが容易なため、埋め込み性が良く、接着された半導体装置100のラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114にもボイドや凹凸は少ない。そして、ボイドが少ないラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114によれば、膜厚が保障できる。   Here, the material film before adhesion of the laminate type photo solder resist film 114 can be formed into a thin film using a cardo type polymer and a predetermined additive in a state in which generation of voids and irregularities is suppressed. In addition, since the material film containing the cardo type polymer can be easily softened by heating, the embedding property is good, and the laminated type photo solder resist film 114 of the bonded semiconductor device 100 has no voids or irregularities. Few. Further, according to the laminate type photo solder resist film 114 with few voids, the film thickness can be guaranteed.

一方、上記の特許文献1に示した、接着前の状態が液体である材料を用いてスピンコート法により形成されたフォトソルダーレジスト膜を用いた半導体装置は、半田ボールを配置するピッチの微細化が進むとともに、フォトソルダーレジスト膜の埋め込み特性が充分ではなくなる場合があった。よって、再配線パターンの側壁またはビア底でボイド(空洞)が発生する場合があった。そのため、半導体装置の絶縁保障などの信頼性の点でさらなる改善の余地があった。   On the other hand, the semiconductor device using the photo solder resist film formed by the spin coat method using the material in which the state before bonding is liquid shown in Patent Document 1 described above has a fine pitch for arranging the solder balls. As the process proceeds, the embedding characteristics of the photo solder resist film may not be sufficient. Therefore, a void (cavity) may occur on the side wall or via bottom of the rewiring pattern. For this reason, there is room for further improvement in terms of reliability such as insulation assurance of semiconductor devices.

図7は、液状のフォトソルダーレジスト膜を塗布してなる半導体装置を模式的に示した断面図である。   FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor device formed by applying a liquid photo solder resist film.

この場合には、塗布フォトソルダーレジスト膜714を形成するために、液状のフォトソルダーレジスト膜原液をスピンコート法などにより半導体基板702の裏面に設けられた再配線710の裏面などに塗布するが、再配線710の裏面の凹部内部にはフォトソルダーレジスト膜を充填することが困難である。また、再配線710が曲折している箇所には、液状のフォトソルダーレジスト膜原液が塗布されない領域が生じる場合がある。このため、ボイド730a、730b、730cまたは凹凸などが生じる場合がある。このようなボイド730a、730b、730cまたは凹凸が発生すると、半導体装置700の信頼性または製造安定性が低下する場合がある。   In this case, in order to form the coated photo solder resist film 714, a liquid photo solder resist film stock solution is applied to the back surface of the rewiring 710 provided on the back surface of the semiconductor substrate 702 by spin coating or the like. It is difficult to fill the inside of the concave portion on the back surface of the rewiring 710 with a photo solder resist film. In addition, there may be a region where the liquid photo solder resist film stock solution is not applied at the portion where the rewiring 710 is bent. For this reason, voids 730a, 730b, 730c or irregularities may occur. When such voids 730a, 730b, 730c or irregularities occur, the reliability or manufacturing stability of the semiconductor device 700 may decrease.

また、上記の特許文献2に記載した、ドライフィルム型の感光性フォトソルダーレジスト膜をラミネートしてコーティングした場合には、フォトソルダーレジスト膜の膜厚が50μm程度と厚くなってしまうため、フォトソルダーレジスト膜の接着時に半導体装置にかかるストレスやフォトソルダーレジスト膜の加工性などの製造安定性の点で改善の余地があった。   In addition, when the dry film type photosensitive photo solder resist film described in Patent Document 2 is laminated and coated, the thickness of the photo solder resist film becomes as thick as about 50 μm. There was room for improvement in terms of manufacturing stability such as stress applied to the semiconductor device during adhesion of the resist film and processability of the photo solder resist film.

これに対して、本実施形態の半導体装置100の製造方法においては、液状のフォトソルダーレジスト膜原液を塗布してフォトソルダーレジスト膜を形成する代わりに、ラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の材料フィルムを接着する。   In contrast, in the method of manufacturing the semiconductor device 100 of the present embodiment, instead of forming a photo solder resist film by applying a liquid photo solder resist film stock solution, a material film of a laminate type photo solder resist film 114 is used. Glue.

ここで、ラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の材料フィルムは、カルド型ポリマーおよび所定の添加剤を用いて成形されるので、ボイドや凹凸などの発生を抑制した状態で薄膜成形できる。そして、カルド型ポリマーを含む材料フィルムは、加熱により材料を軟化することが容易なため、埋め込み性がよい。そのため、液状のフォトソルダーレジスト膜原液をスピンコート法などにより塗布する場合に比べて、信頼性に優れる半導体装置100を安定的に製造可能である。   Here, since the material film of the laminate type photo solder resist film 114 is formed using a cardo type polymer and a predetermined additive, it can be formed into a thin film in a state in which generation of voids and irregularities is suppressed. And since the material film containing a cardo type polymer is easy to soften the material by heating, the embedding property is good. Therefore, it is possible to stably manufacture the semiconductor device 100 having excellent reliability as compared with a case where a liquid photo solder resist film stock solution is applied by a spin coating method or the like.

また、上述のカルド型ポリマーを含有するラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114を用いる場合には、ラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の耐熱性および加工性はさらに良好となる。さらに、上述のカルド型ポリマーを含有するラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114は、薄くても解像度が優れているため、フォトソルダーレジスト膜の接着時に半導体装置にかかるストレスを抑制できる。また、上述のカルド型ポリマーを含有するラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の材料フィルムは、薄くても機械的強度に優れるため、加工性の面でも優れている。   Further, when the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer is used, the heat resistance and workability of the laminate type photo solder resist film 114 are further improved. Further, since the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer described above has excellent resolution even if it is thin, stress applied to the semiconductor device during adhesion of the photo solder resist film can be suppressed. Further, the material film of the laminate type photo solder resist film 114 containing the cardo type polymer described above is excellent in workability because it is excellent in mechanical strength even if it is thin.

また、このようにラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜114の材料フィルムは、薄くても機械的強度に優れ、加工性に優れるため、材料フィルムの膜厚を薄くすることができる。さらに、一定温度に加熱することにより材料フィルムを容易に軟化することができるため、貫通孔内に設けられた再配線710の内面の空間にはフォトソルダーレジスト膜114の材料フィルムを容易に埋め込むことができる。   Moreover, since the material film of the laminate type photo solder resist film 114 is excellent in mechanical strength and processability even if it is thin, the film thickness of the material film can be reduced. Furthermore, since the material film can be easily softened by heating to a certain temperature, the material film of the photo solder resist film 114 can be easily embedded in the space of the inner surface of the rewiring 710 provided in the through hole. Can do.

一方、液状の原料液を用いてスピンコート法によりソルダーレジスト膜を形成する場合には、ソルダーレジスト膜の外周部などにボイドが生じやすく、半田ボール間の絶縁保障に難点がある場合もある。これに対して、フィルムタイプのソルダーレジスト膜の材料フィルムを用いれば、接着前にボイドの有無の検査が可能となる。このため、フィルムタイプのソルダーレジスト膜の材料フィルムを接着すれば、半田ボール間の絶縁保障が良好となり、信頼性に優れる半導体装置が得られる。   On the other hand, when a solder resist film is formed by a spin coating method using a liquid raw material liquid, voids are likely to occur in the outer periphery of the solder resist film, and there may be a difficulty in ensuring insulation between solder balls. On the other hand, if a material film of a film type solder resist film is used, the presence or absence of voids can be inspected before bonding. For this reason, if a material film of a film type solder resist film is adhered, insulation between the solder balls is improved and a semiconductor device having excellent reliability can be obtained.

以上、本発明の構成について説明したが、これらの構成を任意に組み合わせたものも本発明の態様として有効である。また、本発明の表現を他のカテゴリーに変換したものもまた本発明の態様として有効である。   As mentioned above, although the structure of this invention was demonstrated, what combined these structures arbitrarily is effective as an aspect of this invention. Moreover, what converted the expression of this invention into the other category is also effective as an aspect of this invention.

例えば、上記の実施形態では、外部接続端子として半田ボール116を用いたが、特に限定する趣旨ではない。例えば、外部接続端子は、電極パッドであってもよく、別のアルミニウム配線または銅配線などであってもよい。   For example, in the above-described embodiment, the solder ball 116 is used as the external connection terminal, but there is no particular limitation. For example, the external connection terminal may be an electrode pad or another aluminum wiring or copper wiring.

また、上記の実施形態では、半田ボール116を形成するときの外力を緩和し、半田ボール116と再配線110とのコンタクト性を向上させるために、アクリル系樹脂112の層を設けたが、特にアクリル系樹脂112を設ける必要はない。例えば、全く層を設けなくてもよいし、アクリル系樹脂以外の樹脂からなる層を設けてもよい。   In the above embodiment, the acrylic resin 112 layer is provided to alleviate the external force when forming the solder balls 116 and improve the contact between the solder balls 116 and the rewiring 110. There is no need to provide the acrylic resin 112. For example, a layer may not be provided at all, or a layer made of a resin other than an acrylic resin may be provided.

実施の形態に係る半導体装置を模式的に示した断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor device according to an embodiment. 実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示した工程断面図である。It is process sectional drawing which showed the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment. 実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示した工程断面図である。It is process sectional drawing which showed the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment. 実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示した工程断面図である。It is process sectional drawing which showed the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment. 実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示した工程断面図である。It is process sectional drawing which showed the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment. 実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示した工程断面図である。It is process sectional drawing which showed the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment. 液状のフォトソルダーレジスト膜を塗布してなる半導体装置を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the semiconductor device formed by apply | coating a liquid photo solder resist film. 従来の半導体装置の製造方法を示した工程断面図である。It is process sectional drawing which showed the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法を示した工程断面図である。It is process sectional drawing which showed the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法を示した工程断面図である。It is process sectional drawing which showed the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法を示した工程断面図である。It is process sectional drawing which showed the manufacturing method of the conventional semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

100 半導体装置
102 半導体基板
106 電極
108 絶縁膜
110 再配線
112 アクリル系樹脂
114 ラミネートタイプフォトソルダーレジスト膜
116 半田ボール
120 レジスト膜
130 レジスト膜
124 フォトマスク
126 遮光領域
700 半導体装置
702 半導体基板
706 電極
708 絶縁膜
710 再配線
712 アクリル系樹脂
714 塗布フォトソルダーレジスト膜
716 半田ボール
730 ボイド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Semiconductor device 102 Semiconductor substrate 106 Electrode 108 Insulating film 110 Rewiring 112 Acrylic resin 114 Laminate type photo solder resist film 116 Solder ball 120 Resist film 130 Resist film 124 Photomask 126 Light shielding region 700 Semiconductor device 702 Semiconductor substrate 706 Electrode 708 Insulation Film 710 Rewiring 712 Acrylic resin 714 Coating photo solder resist film 716 Solder ball 730 Void

Claims (6)

基板と、
前記基板の一方の面に設けられている導電部材と、
前記導電部材の少なくとも一部を覆うように設けられている絶縁膜と、
を備え、
前記絶縁膜は、カルド型ポリマーを含有することを特徴とする半導体装置。
A substrate,
A conductive member provided on one surface of the substrate;
An insulating film provided to cover at least a part of the conductive member;
With
The semiconductor device, wherein the insulating film contains a cardo type polymer.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記カルド型ポリマーは、カルボン酸基とアクリレート基とを同一分子鎖内に有するポリマーが架橋してなることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The cardo type polymer is formed by crosslinking a polymer having a carboxylic acid group and an acrylate group in the same molecular chain.
請求項1または2に記載の半導体装置において、
前記絶縁膜は、ドライフィルム型のフォトソルダーレジスト膜の材料フィルムを接着してなることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1 or 2,
The insulating film is formed by adhering a material film of a dry film type photo solder resist film.
請求項1乃至3いずれかに記載の半導体装置において、
前記絶縁膜のガラス転移温度が180℃以上220℃以下であり、
前記絶縁膜の周波数1MHzの交流電界を印加した場合の誘電正接が0.001以上0.04以下であることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The glass transition temperature of the insulating film is 180 ° C. or higher and 220 ° C. or lower,
2. A semiconductor device, wherein a dielectric loss tangent is 0.001 or more and 0.04 or less when an AC electric field having a frequency of 1 MHz is applied to the insulating film.
請求項4に記載の半導体装置において、
前記絶縁膜のガラス転移温度以下の領域における線膨張係数が50ppm/℃以上80ppm/℃以下であることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 4,
A linear expansion coefficient of the insulating film in a region below the glass transition temperature is from 50 ppm / ° C. to 80 ppm / ° C.
基板の一方の面に、第一の導電部材を形成する工程と、
前記第一の導電部材の少なくとも一部を覆うように、カルド型ポリマーを含有するフォトソルダーレジスト膜の材料フィルムを接着して絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に前記第一の導電部材に達する開口部を形成する工程と、
少なくとも一部が前記開口部内に存在するように、前記第一の導電部材と接続する第二の導電部材を形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first conductive member on one surface of the substrate;
Adhering a material film of a photo solder resist film containing a cardo type polymer so as to cover at least a part of the first conductive member, and forming an insulating film;
Forming an opening reaching the first conductive member in the insulating film;
Forming a second conductive member connected to the first conductive member such that at least a portion is present in the opening;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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