特許 7395654 半導体装置、及びその製造方法、並びに、層間絶縁膜

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-01

(45)【発行日】2023-12-11

(54)【発明の名称】半導体装置、及びその製造方法、並びに、層間絶縁膜

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/12 20060101AFI20231204BHJP

   H01L 21/56 20060101ALI20231204BHJP

   H01L 23/29 20060101ALI20231204BHJP

   H01L 23/31 20060101ALI20231204BHJP

   C08G 8/10 20060101ALI20231204BHJP

   C08G 73/10 20060101ALI20231204BHJP

   C08G 73/22 20060101ALI20231204BHJP

【ＦＩ】

H01L23/12 501P

H01L21/56 R

H01L23/30 R

C08G8/10

C08G73/10

C08G73/22

【請求項の数】 35

(21)【出願番号】P 2022093425

(22)【出願日】2022-06-09

(62)【分割の表示】P 2017135111の分割

【原出願日】2017-07-11

(65)【公開番号】P2022123005

(43)【公開日】2022-08-23

【審査請求日】2022-06-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000000033

【氏名又は名称】旭化成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100121049

【弁理士】

【氏名又は名称】三輪 正義

(72)【発明者】

【氏名】頼末 友裕

(72)【発明者】

【氏名】吉田 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】小倉 知士

【審査官】正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】特許第７０８８６３６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１５－１２６１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０４１３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５０８７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２１３８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２７５７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１９４８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２１４３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０４５３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８０５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１０６６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０５６４５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特許第３４７５９２４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１１－２１１２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３５３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２６５６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０５２７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０３３８３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－００４０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１９７４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１９８７６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０９２１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２６６５３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／１２

Ｈ０１Ｌ ２１／５６

Ｈ０１Ｌ ２３／２９

Ｃ０８Ｇ ８／１０

Ｃ０８Ｇ ７３／１０

Ｃ０８Ｇ ７３／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体チップと、
前記半導体チップに接する封止材と、
平面視で前記半導体チップよりも面積が大きい再配線層と、を備え、
前記封止材は、前記再配線層の層間絶縁膜と直接接する部分を有し、
前記封止材は、硬化したエポキシ樹脂を含み、
前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で８０％以下であることを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

半導体チップと、
前記半導体チップに接する封止材と、
平面視で前記半導体チップよりも面積が大きい再配線層と、を備える半導体装置において、前記再配線層の形成に使用するための層間絶縁膜であって、
硬化したエポキシ樹脂を含む前記封止材と直接接しており、
ｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で８０％以下であることを特徴とする層間絶縁膜。

【請求項3】

前記層間絶縁膜は、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、及び、フェノール性水酸基を有するポリマーから選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項4】

前記層間絶縁膜は、以下の一般式（１）の構造を含むポリイミドを含むことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【化1】

（一般式（１）中、Ｘ^１は４価の有機基であり、Ｙ^１は２価の有機基であり、ｍは１以上の整数である。）

【請求項5】

前記一般式（１）中のＸ^１が、芳香族環を含む４価の有機基であり、
前記一般式（１）中のＹ^１が、芳香族環を含む２価の有機基であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項6】

前記一般式（１）中のＸ^１は、下記一般式（２）～一般式（４）で表される少なくとも１つの構造を含むことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【化2】

【化3】

【化4】

（一般式（４）中、Ｒ₉は酸素原子、硫黄原子、または２価の有機基である。）

【請求項7】

前記一般式（１）中のＸ^１は、下記一般式（５）で表される構造を含むことを特徴とする請求項６に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【化5】

【請求項8】

前記一般式（１）中のＹ^１は、下記一般式（６）～一般式（８）で表される少なくとも１つの構造を含むことを特徴とする請求項４から請求項７のいずれかに記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【化6】

（Ｒ_１０、Ｒ_１１、Ｒ_１２及びＲ_１３は、水素原子、炭素数が１～５の１価の脂肪族基又は水酸基であり、同一であっても異なっていてもよい。）

【化7】

（Ｒ_１４～Ｒ_２１は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１～５の１価の有機基又は水酸基であり、互いに異なっていても、同一であってもよい。）

【化8】

（Ｒ_２２は２価の有機基であり、Ｒ_２３～Ｒ_３０は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１～５の１価の脂肪族基又は水酸基であり、同一であっても異なっていてもよい。）

【請求項9】

前記一般式（１）中のＹ^１は、下記一般式（９）で表される構造を含むことを特徴とする請求項８に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【化9】

【請求項10】

前記ポリベンゾオキサゾールが、以下の一般式（１０）の構造を含むポリベンゾオキサゾールを含むことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【化10】

（一般式（１０）中、ＵとＶは、２価の有機基である。）

【請求項11】

前記一般式（１０）のＵは、炭素数１～３０の２価の有機基であることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項12】

前記一般式（１０）のＵは、炭素数１～８で且つ水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された鎖状アルキレン基であることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項13】

前記一般式（１０）のＶは、芳香族基を含む２価の有機基であることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項14】

前記一般式（１０）のＶは、下記一般式（６）～（８）で表される少なくとも１つの構造を含むことを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【化11】

（Ｒ_１０、Ｒ_１１、Ｒ_１２及びＲ_１３は、水素原子、炭素数が１～５の１価の脂肪族基であり、同一であっても異なっていてもよい。）

【化12】

（Ｒ_１４～Ｒ_２１は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１～５の１価の有機基であり、互いに異なっていても、同一であってもよい。）

【化13】

（Ｒ_２２は２価の有機基であり、Ｒ_２３～Ｒ_３０は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１～５の１価の脂肪族基であり、同一であっても異なっていてもよい。）

【請求項15】

前記一般式（１０）のＶは、下記一般式（９）で表される構造を含むことを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【化14】

【請求項16】

前記一般式（１０）のＶは、炭素数１～４０の２価の有機基であることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項17】

前記一般式（１０）のＶは、炭素数１～２０の２価の鎖状脂肪族基であることを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項18】

前記フェノール性水酸基を有するポリマーが、ノボラック型フェノール樹脂を含むことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項19】

前記フェノール性水酸基を有するポリマーが、不飽和炭化水素基を有しないフェノール樹脂と不飽和炭化水素基を有する変性フェノール樹脂を含むことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項20】

前記再配線層は、前記再配線層を断面視したときに、第１の層間絶縁膜層と、第２の層間絶縁膜層と、前記第１の層間絶縁膜層及び前記第２の層間絶縁膜層とは異なる層で前記第１の層間絶縁膜層と前記第２の層間絶縁膜層の間に設けられた中間層と、を含むことを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれかに記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項21】

前記第１の層間絶縁膜層は、前記封止材と接しており、前記第１の層間絶縁膜層のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で８０％以下であることを特徴とする請求項２０に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項22】

前記第２の層間絶縁膜層は、前記第１の層間絶縁膜層とは異なる組成であることを特徴とする請求項２０又は請求項２１に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項23】

前記第２の層間絶縁膜層のｉ線透過率は、前記第１の層間絶縁膜層のｉ線透過率と異なることを特徴とする請求項２０から請求項２２のいずれかに記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項24】

前記半導体装置が、ファンアウト型のウェハレベルチップサイズパッケージ型の半導体装置であることを特徴とする請求項１から請求項２３のいずれかに記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項25】

前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で７０％以下であることを特徴とする請求項１から２４のいずれかに記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項26】

前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で６０％以下であることを特徴とする請求項２５に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項27】

前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で５０％以下であることを特徴とする請求項２５に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項28】

前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で４０％以下であることを特徴とする請求項２５に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項29】

前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で３０％以下であることを特徴とする請求項２５に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項30】

前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で５％以上であることを特徴とする請求項１から２９のいずれかに記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項31】

前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で１０％以上であることを特徴とする請求項３０に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項32】

前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で２０％以上であることを特徴とする請求項３０に記載の半導体装置、又は層間絶縁膜。

【請求項33】

半導体チップに封止材を接して形成する工程と、
平面視で前記半導体チップよりも面積が大きく、且つ、層間絶縁膜を含む再配線層を形成し、このとき、前記封止材と、前記再配線層の層間絶縁膜とを直接接触させる工程を含み、
前記封止材は、硬化させたエポキシ樹脂を含み、
前記層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で８０％以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。

【請求項34】

前記層間絶縁膜を、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、フェノール性水酸基を有するポリマーの少なくとも１つの化合物を形成可能な感光性樹脂組成物で形成する層間絶縁膜形成工程を含むことを特徴とする請求項３３に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項35】

前記層間絶縁膜形成工程は、前記層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で８０％以下となるように添加剤で調整された前記感光性樹脂組成物で前記層間絶縁膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項３４に記載の半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置、及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置における半導体パッケージ手法には、様々な方法がある。半導体パッケージ手法としては、例えば、半導体チップを封止材（モールド樹脂）で覆って素子封止材を形成し、更に、半導体チップと電気的に接続する再配線層を形成するというパッケージング手法がある。半導体パッケージ手法の中でも、近年、ファンナウト（Ｆａｎ－Ｏｕｔ）という半導体パッケージ手法が主流となっている。

【0003】

ファンナウト型の半導体パッケージでは、半導体チップを封止材で覆うことにより半導体チップのチップサイズよりも大きいチップ封止体を形成する。更に、半導体チップ及び封止材の領域にまで及ぶ再配線層を形成する。再配線層は、薄い膜厚で形成される。また、再配線層は、封止材の領域まで形成できるため、外部接続端子の数を多くすることができる。

【0004】

例えば、ファンナウト型の半導体装置としては、下記の特許文献１が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１－１２９７６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ファンナウト型の半導体装置には、再配線層中の層間絶縁膜と封止材との間に高い密着性が求められる。しかし、従来のファンナウト型の半導体装置は、再配線層中の層間絶縁膜と封止材との間の密着性が十分ではなかった。

【0007】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、再配線層中の層間絶縁膜と封止材の密着性に優れる半導体装置、及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の半導体装置は、半導体チップと、前記半導体チップに接する封止材と、平面視で前記半導体チップよりも面積が大きい再配線層と、を備え、前記封止材は、前記再配線層の層間絶縁膜と直接接する部分を有し、前記封止材は、硬化したエポキシ樹脂を含み、
前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で８０％以下であることを特徴とする。
。

【0009】

本発明の層間絶縁膜は、半導体チップと、前記半導体チップに接する封止材と、平面視で前記半導体チップよりも面積が大きい再配線層と、を備える半導体装置において、前記再配線層の形成に使用するための層間絶縁膜であって、硬化したエポキシ樹脂を含む前記封止材と直接接しており、ｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で８０％以下であることを特徴とする。

【0011】

本発明では、前記層間絶縁膜は、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、及び、フェノール性水酸基を有するポリマーから選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。

【0012】

本発明では、前記層間絶縁膜は、以下の一般式（１）の構造を含むポリイミドを含むことが好ましい。

【化1】

（一般式（１）中、Ｘ^１は４価の有機基であり、Ｙ^１は２価の有機基であり、ｍは１以上の整数である。）

【0013】

本発明では、前記一般式（１）中のＸ^１が、芳香族環を含む４価の有機基であり、前記一般式（１）中のＹ^１が、芳香族環を含む２価の有機基であることが好ましい。

【0014】

本発明では、前記一般式（１）中のＸ^１は、下記一般式（２）～一般式（４）で表される少なくとも１つの構造を含むことが好ましい。

【化2】

【化3】

【化4】

（一般式（４）中、Ｒ₉は酸素原子、硫黄原子、または２価の有機基である。）

【0015】

本発明では、前記一般式（１）中のＸ^１は、下記一般式（５）で表される構造を含むことが好ましい。

【化5】

【0016】

本発明では、前記一般式（１）中のＹ^１は、下記一般式（６）～一般式（８）で表される少なくとも１つの構造を含むことが好ましい。

【化6】

（Ｒ_１０、Ｒ_１１、Ｒ_１２及びＲ_１３は、水素原子、炭素数が１～５の１価の脂肪族基又は水酸基であり、同一であっても異なっていてもよい。）

【化7】

（Ｒ_１４～Ｒ_２１は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１～５の１価の有機基又は水酸基であり、互いに異なっていても、同一であってもよい。）

【化8】

（Ｒ_２２は２価の有機基であり、Ｒ_２３～Ｒ_３０は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１～５の１価の脂肪族基又は水酸基であり、同一であっても異なっていてもよい。）

【0017】

本発明では、前記一般式（１）中のＹ^１は、下記一般式（９）で表される構造を含むことが好ましい。

【化9】

【0018】

本発明では、前記ポリベンゾオキサゾールが、以下の一般式（１０）の構造を含むポリベンゾオキサゾールを含むことが好ましい。

【化10】

（一般式（１０）中、ＵとＶは、２価の有機基である。）

【0019】

本発明では、前記一般式（１０）のＵは、炭素数１～３０の２価の有機基であることが好ましい。

【0020】

本発明では、前記一般式（１０）のＵは、炭素数１～８で且つ水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された鎖状アルキレン基であることが好ましい。

【0021】

本発明では、前記一般式（１０）のＶは、芳香族基を含む２価の有機基であることが好ましい。

【0022】

本発明では、前記一般式（１０）のＶは、下記一般式（６）～（８）で表される少なくとも１つの構造を含むことが好ましい。

【化11】

（Ｒ_１０、Ｒ_１１、Ｒ_１２及びＲ_１３は、水素原子、炭素数が１～５の１価の脂肪族基であり、同一であっても異なっていてもよい。）

【化12】

（Ｒ_１４～Ｒ_２１は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１～５の１価の有機基であり、互いに異なっていても、同一であってもよい。）

【化13】

（Ｒ_２２は２価の有機基であり、Ｒ_２３～Ｒ_３０は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１～５の１価の脂肪族基であり、同一であっても異なっていてもよい。）

【0023】

本発明では、前記一般式（１０）のＶは、下記一般式（９）で表される構造を含むことが好ましい。

【化14】

【0024】

本発明では、前記一般式（１０）のＶは、炭素数１～４０の２価の有機基であることが好ましい。

【0025】

本発明では、前記一般式（１０）のＶは、炭素数１～２０の２価の鎖状脂肪族基であることが好ましい。

【0026】

本発明では、前記フェノール性水酸基を有するポリマーが、ノボラック型フェノール樹脂を含むことが好ましい。

【0027】

本発明では、前記フェノール性水酸基を有するポリマーが、不飽和炭化水素基を有しないフェノール樹脂と不飽和炭化水素基を有する変性フェノール樹脂を含むことが好ましい。

【0028】

本発明では、前記再配線層は、前記再配線層を断面視したときに、第１の層間絶縁膜層と、第２の層間絶縁膜層と、前記第１の層間絶縁膜層及び前記第２の層間絶縁膜層とは異なる層で前記第１の層間絶縁膜層と前記第２の層間絶縁膜層の間に設けられた中間層と、を含むことが好ましい。

【0029】

本発明では、前記第１の層間絶縁膜層は、前記封止材と接しており、前記第１の層間絶縁膜層のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で８０％以下であることが好ましい。

【0030】

本発明では、前記第２の層間絶縁膜層は、前記第１の層間絶縁膜層とは異なる組成であることが好ましい。

【0031】

本発明では、前記第２の層間絶縁膜層のｉ線透過率は、前記第１の層間絶縁膜層のｉ線透過率と異なることが好ましい。

【0032】

本発明では、前記半導体装置が、ファンアウト型のウェハレベルチップサイズパッケージ型の半導体装置であることが好ましい。

【0033】

本発明では、前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で７０％以下であるとよい。

【0034】

本発明では、前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で６０％以下あるとよい。

【0035】

本発明では、前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で５０％以下あるとよい。

【0036】

本発明では、前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で４０％以下であるとよい。

【0037】

本発明では、前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で３０％以下あるとよい。

【0038】

本発明では、前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で５％以上であってもよい。

【0039】

本発明では、前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で１０％以上であってもよい。

【0040】

本発明では、前記再配線層の層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で２０％以上であってもよい。

【0041】

本発明における半導体装置の製造方法は、半導体チップに封止材を接して形成する工程と、平面視で前記半導体チップよりも面積が大きく、且つ、層間絶縁膜を含む再配線層を形成し、このとき、前記封止材と、前記再配線層の層間絶縁膜とを直接接触させる工程を含み、前記封止材は、硬化させたエポキシ樹脂を含み、前記層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で８０％以下であることを特徴とする。

【0042】

本発明では、前記層間絶縁膜を、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、フェノール性水酸基を有するポリマーの少なくとも１つの化合物を形成可能な感光性樹脂組成物で形成する層間絶縁膜形成工程を含むことが好ましい。

【0043】

本発明では、前記層間絶縁膜形成工程は、前記層間絶縁膜のｉ線透過率が、厚み１０μｍ換算で８０％以下となるように添加剤で調整された前記感光性樹脂組成物で前記層間絶縁膜を形成する工程を含むことが好ましい。

【発明の効果】

【0044】

本発明によれば、再配線層中の層間絶縁膜と封止材の密着性に優れる半導体装置、及びその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0045】

【図1】本実施形態の半導体装置の断面模式図である。

【図2】本実施形態の半導体装置の平面模式図である。

【図3】本実施形態の半導体装置の製造工程の一例である。

【図4】フリップチップＢＧＡと、ファンナウト（Ｆａｎ－Ｏｕｔ）型ＷＬＣＳＰとの比較図である。

【発明を実施するための形態】

【0046】

以下、本発明の半導体装置の一実施形態（以下、「実施形態」と略記する。）について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。

【0047】

（半導体装置）
図１に示すように、半導体装置（半導体ＩＣ）１は、半導体チップ２と、半導体チップ２を覆う封止材（モールド樹脂）３と、半導体チップ２及び封止材３と密着する再配線層４と、を有して構成される。

【0048】

図１に示すように、封止材３は、半導体チップ２の表面を覆うと共に、平面視（Ａ矢視）にて、半導体チップ２の領域よりも大きい面積にて形成されている。

【0049】

再配線層４は、半導体チップ２に設けられた複数の端子２ａに電気的に接続される複数の配線５と、配線５の間を埋める層間絶縁膜６とを有して構成される。半導体チップ２に設けられた複数の端子２ａと再配線層４内の配線５は電気的に接続されている。配線５の一端が端子２ａに接続され、他端が外部接続端子７に接続される。端子２ａと外部接続端子７の間の配線５は全面に渡って層間絶縁膜６に覆われている。

【0050】

図１に示すように、平面視（Ａ矢視）にて、再配線層４は、半導体チップ２よりも大きく形成されている。図１に示す半導体装置１は、ファンナウト（Ｆａｎ－Ｏｕｔ）型のウェハレベルチップサイズパッケージ（ＷＬＣＳＰ）型の半導体装置である。ファンナウト型の半導体装置では、再配線層４中の層間絶縁膜６は、半導体チップ２のみならず封止材３とも密着する。半導体チップ２は、シリコン等などの半導体から構成されており、内部に回路が形成されている。

【0051】

（再配線層）
再配線層４は、主に、配線５と配線５の周りを覆う層間絶縁膜６から構成される。層間絶縁膜６は、配線５との意図しない導通を防止するとの観点から、絶縁性が高い部材であることが好ましい。

【0052】

ここで、本実施形態における「再配線層４」とは、上記したように、配線５と層間絶縁層６とを有する薄膜の層であり、インターポーザーやプリント配線板を含まない。半導体装置（半導体ＩＣ）１は再配線層４を使用しているため、図４に示す通り、フリップチップＢＧＡ等のインターポーザーが使用される半導体装置と比較して薄い。

【0053】

本実施形態では、再配線層４の膜厚を、３～３０μｍ程度とすることができる。再配線層４の膜厚は１μｍ以上でもよく、５μｍ以上でもよく、１０μｍ以上でもよい。また、再配線層４の膜厚は４０μｍ以下でもよく、３０μｍ以下でもよく、２０μｍ以下でもよい。

【0054】

半導体装置１を平面視（Ａ矢視）した場合、以下の図２のようになる。尚、封止材３は、省略されている。

【0055】

図２に示す半導体装置１は、再配線層４の面積Ｓ１が、半導体チップ２の面積Ｓ２よりも大きくなるように構成されている。再配線層４の面積Ｓ１に特に限定は無いが、外部接続端子の数を多くするとの観点から、再配線層４の面積Ｓ１は、半導体チップ２の面積Ｓ２の１．０５倍以上であることが好ましく、１．１倍以上であることが好ましく、１．２倍以上であることがより好ましく、１．３倍以上であることが特に好ましい。上限については特に限定は無いが、再配線層４の面積Ｓ１は、半導体チップ２の面積Ｓ２の５０倍以下であってもよく、２５倍以下であってもよく、１０倍以下であってもよく、５倍以下であってもよい。尚、図２において、半導体チップ２に覆われている再配線層４の部分の面積も再配線層４の面積Ｓ１に含まれる。

【0056】

また、半導体チップ２及び、再配線層４の外形は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。図２では、半導体チップ２及び再配線層４の外形が、共に矩形の相似形状であるが、形状は、矩形以外であってもよい。

【0057】

再配線層４は１層でもよく、２層以上の多層でもよい。再配線層４は、配線５と、配線５の間を埋める層間絶縁膜６とを含むが、再配線層４中に層間絶縁膜６のみから構成される層や配線５のみから構成される層が含まれていてもよい。

【0058】

配線５は、導電性が高い部材であれば特に限定は無いが、一般に銅が使用される。

【0059】

（封止材）
封止材３の材料には特に限定は無いが、エポキシ樹脂が、耐熱性、層間絶縁膜との密着性の観点から好ましい。

【0060】

図１に示すように、封止材３は、半導体チップ２、及び、再配線層４に直接接していることが好ましい。これにより、半導体チップ２の表面から再配線層４の表面に至る封止性を効果的に向上させることができる。

【0061】

封止材３は、単層であってもよいし、複数の層が積層された構成でもよい。封止材３が積層構造の場合、同種の材料の積層構造でも、異なる材料の積層構造でもよい。

【0062】

（層間絶縁膜）
本実施形態では、層間絶縁膜６のｉ線（波長３６５ｎｍ）の透過率が８０％以下であることを特徴としている。なお、透過率は、層間絶縁膜６の膜厚を、１０μｍに換算したときの値である。また、膜厚が１０ミクロンでない場合には（ｙミクロンとする）、測定した透過率に対して、｛（透過率／１００）^１０／ｙ｝×１００とすることにより、１０ミクロン換算した透過率を算出した。層間絶縁膜６のｉ線（波長３６５ｎｍ）の透過率が、８０％以下であると、再配線層４中の層間絶縁膜６と封止材３の密着性に優れる理由は定かではないが、本発明者らは、以下のように推測する。

【0063】

ファンナウト型の半導体装置の製造過程で、再配線層４を形成するために、半導体チップ２及び封止材３から構成されるチップ封止体上に、感光性樹脂組成物を塗布する。続いて、感光性樹脂組成物を、ｉ線を含む光で露光する。その後、感光性樹脂組成物を現像、硬化することで、感光性樹脂組成物の硬化物がある部分と無い部分を選択的に形成する。感光性樹脂組成物の硬化物は、層間絶縁膜６となる。また、感光性樹脂組成物の硬化物が無い部分には、配線５が形成される。通常、再配線層４は多層になることが多い。すなわち、層間絶縁膜６と配線５の上に更に感光性樹脂組成物を塗布し、露光、現像、硬化工程を経て、再配線層の上に再配線層を更に形成する。

【0064】

１層目の再配線層形成のための露光時や２層目の再配線層形成のための露光時において、層間絶縁膜のｉ線（波長３６５ｎｍ）の透過率が高いと、ｉ線により封止材３が分解、劣化すると考えられる。これによって、層間絶縁膜と封止材３の密着性が低下する。特に、エポキシ樹脂は、ｉ線により分解、劣化しやすい。したがって、封止材３にエポキシ樹脂を用いた場合、ｉ線によりエポキシ樹脂が分解、劣化し、層間絶縁膜と封止材３の密着性の低下が促進すると考えられる。

【0065】

本実施形態の層間絶縁膜６は、ｉ線（波長３６５ｎｍ）の透過率が、８０％以下と低いｉ線透過率を有する。このため、本実施形態では、ｉ線による封止材３の分解、劣化が生じにくく、層間絶縁膜６と封止材３の密着性を高くできると推測する。尚、ｉ線（波長３６５ｎｍ）の透過率の高い層間絶縁膜を用いた場合であっても、層間絶縁膜を厚くすることで、ｉ線（波長３６５ｎｍ）の透過率を低くくすることは可能である。しかし、半導体装置全体が厚くなるというデメリットが生じる。本実施形態の半導体装置は、半導体装置全体を厚くすることなく、ｉ線（波長３６５ｎｍ）の透過率を低くすることが可能となり、再配線層中の層間絶縁膜と封止材の密着性に優れる。

【0066】

層間絶縁膜６のｉ線（波長３６５ｎｍ）の透過率は、再配線層中の層間絶縁膜と封止材の密着性との観点から、８０％以下であることが好ましく、７８％以下であることが好ましく、７６％以下であることが好ましく、７４％以下であることが好ましく、７２％以下であることが好ましく、７０％以下であることが好ましく、６８％以下であることが好ましく、６６％以下であることが好ましく、６４％以下であることが好ましく、６２％以下であることが好ましく、６０％以下であることが好ましく、５８％以下であることが好ましく、５６％以下であることが好ましく、５４％以下であることが好ましく、５２％以下であることが好ましく、５０％以下であることが好ましく、４８％以下であることが好ましく、４６％以下であることが好ましく、４４％以下であることが好ましく、４２％以下であることが好ましく、４０％以下であることが好ましく、３８％以下であることが好ましく、３６％以下であることが好ましく、３４％以下であることが好ましく、３２％以下であることが好ましく、３０％以下であることが好ましく、２８％以下であることが好ましく、２６％以下であることが好ましく、２４％以下であることが好ましく、２２％以下であることが好ましく、２０％以下であることが好ましく、１８％以下であることが好ましく、１６％以下であることが好ましく、１４％以下であることが好ましく、１２％以下であることが好ましい。

【0067】

更に、層間絶縁膜６のｉ線（波長３６５ｎｍ）の透過率は、１０％以下であることが好ましく、９％以下であることが好ましく、８％以下であることが好ましく、７％以下であることが好ましく、６％以下であることが好ましく、５％以下であることが好ましく、４％以下であることが好ましく、３％以下であることが好ましく、２％以下であることが好ましい。

【0068】

また、層間絶縁膜６のｉ線（波長３６５ｎｍ）の透過率の下限については特に限定は無いが、層間絶縁膜６のパターン形状を良好にするとの観点から、０．１％以上であることが好ましく、０．５％以上であることが好ましく、１％以上であることが好ましく、３％以上であることが好ましく、５％以上であることが好ましく、１０％以上であることが好ましく、１５％以上であることが好ましく、２０％以上であることが好ましく、２５％以上であることが好ましく、３０％以上であることが好ましく、３５％以上であることが好ましく、４０％以上であることが好ましい。

【0069】

また、再配線層４中の層間絶縁膜６は多層であってもよい。即ち、再配線層４は、再配線層４を断面視した際に、第１の層間絶縁膜層と、第２の層間絶縁膜層と、第１の層間絶縁膜層及び前記第２の層間絶縁膜層とは異なる層で第１の層間絶縁膜層と第２の層間絶縁膜層の間に設けられた中間層を含んでいてもよい。中間層とは例えば配線５である。

【0070】

第１の層間絶縁膜層と第２の層間絶縁膜層は同じ組成であってもよく異なる組成であってもよい。第１の層間絶縁膜層と第２の層間絶縁膜層は同じｉ線透過率であってもよく異なるｉ線透過率であってもよい。第１の層間絶縁膜層と第２の層間絶縁膜層は同じ膜厚であってもよく、異なる膜厚であってもよい。第１の層間絶縁膜層と第２の層間絶縁膜層が異なる組成や異なるｉ線透過率や異なる膜厚であると、各層間絶縁膜層に異なる性質を持たせることが可能となり、好ましい。

【0071】

層間絶縁膜６が多層の場合、複数ある層のうち、少なくとも１層のｉ線透過率が８０％以下であればよいが、封止材３と接する層間絶縁膜層（第１の層間絶縁膜層）のｉ線透過率が８０％以下であることが好ましい。封止材３に接する層間絶縁膜層のｉ線透過率が８０％以下であると、封止材３に接しない層間絶縁膜層を形成する際に、ｉ線を効率よく吸収することができ、封止材の劣化を防止することができる。各層間絶縁膜層の好ましいｉ線の透過率の範囲は、層間絶縁膜６の好ましいｉ線の透過率の範囲と同様である。

【0072】

（層間絶縁膜の組成）
層間絶縁膜６の組成には特に限定はないが、例えば、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、又は、フェノール性水酸基を有するポリマーから選択される少なくとも１つの化合物を含む膜であることが好ましい。

【0073】

（層間絶縁膜を形成する樹脂組成物）
層間絶縁膜６の形成に用いる樹脂組成物は、感光性の樹脂組成物であれば特に限定はないが、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、又は、フェノール性水酸基を有するポリマーから選択される少なくとも１つの化合物を含む感光性樹脂組成物であることが好ましい。層間絶縁膜６の形成に用いる樹脂組成物は、液体状でもフィルム状でもよい。また、層間絶縁膜６の形成に用いる樹脂組成物は、ネガ型の感光性樹脂組成物でも、ポジ型の感光性樹脂組成物でもよい。

【0074】

本実施形態では、感光性樹脂組成物を露光、及び、現像した後のパターンをレリーフパターンといい、レリーフパターンを加熱硬化したものを硬化レリーフパターンという。この硬化レリーフパターンが、層間絶縁膜６となる。

【0075】

＜ポリイミド前駆体組成物＞
（Ａ）感光性樹脂
ポリイミド前駆体組成物に用いる感光性樹脂としては、ポリアミド、ポリアミド酸エステル等を挙げることができる。例えば、ポリアミド酸エステルとしては、下記一般式（１１）で表される繰り返し単位を含むポリアミド酸エステルを用いることができる。

【0076】

【化15】

Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１～３０の飽和脂肪族基、芳香族基、炭素炭素不飽和二重結合を有する一価の有機基、又は、炭素炭素不飽和二重結合を有する一価のイオンである。Ｘ^１は４価の有機基であり、Ｙ^１は２価の有機基であり、ｍは１以上の整数である。ｍは２以上が好ましく、５以上がより好ましい。

【0077】

上記一般式（１１）の、Ｒ^１及びＲ^２が一価の陽イオンとして存在するとき、Ｏは、負の電荷を帯びる（－Ｏ^－として存在する）。また、Ｘ^１とＸ^１は、水酸基を含んでいても良い。

【0078】

一般式（１１）中のＲ^１及びＲ^２は、より好ましくは、下記一般式（１２）で表される１価の有機基、又は、下記一般式（１３）で表される１価の有機基の末端にアンモニウムイオンを有する構造である。

【0079】

【化16】

（一般式（１２）中、Ｒ₃、Ｒ₄及びＲ₅は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１～５の有機基であり、そしてｍ₁は、１～２０の整数である。）

【0080】

【化17】

（一般式（１３）中、Ｒ₆、Ｒ₇及びＲ₈は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１～５の有機基であり、そしてｍ₂は、１～２０の整数）である。

【0081】

一般式（１１）で表されるポリアミド酸エステルを複数混合してもよい。また、一般式（１１）で表されるポリアミド酸エステル同士を共重合させたポリアミド酸エステルを用いてもよい。

【0082】

Ｘ^１に特に限定は無いが、層間絶縁膜６と封止材３との密着性の観点から、Ｘ^１は芳香族基を含む４価の有機基であることが好ましい。具体的には、Ｘ^１は、下記一般式（２）～一般式（４）で表される少なくとも１つの構造を含む４価の有機基であることが好ましい。

【0083】

【化18】

【0084】

【化19】

【0085】

【化20】

（一般式（４）中、Ｒ₉は酸素原子、硫黄原子、２価の有機基の何れかである。）

【0086】

一般式（４）中のＲ₉は例えば、炭素数１～４０の２価の有機基やハロゲン原子である。Ｒ₉は水酸基を含んでもよい。

【0087】

層間絶縁膜６と封止材３との密着性の観点から、Ｘ^１は下記一般式（５）で表される構造を含む４価の有機基が特に好ましい。

【0088】

【化21】

【0089】

Ｙ^１に特に限定は無いが、層間絶縁膜６と封止材３との密着性の観点から、Ｙ^１は芳香族基を含む２価の有機基であることが好ましい。具体的には、Ｙ^１は、下記一般式（６）～一般式（８）で表される少なくとも１つの構造を含む２価の有機基であることが好ましい。

【0090】

【化22】

（Ｒ_１０、Ｒ_１１、Ｒ_１２及びＲ_１３は、水素原子、炭素数が１～５の１価の脂肪族基であり、同一であっても異なっていてもよい。）

【0091】

【化23】

（Ｒ_１４～Ｒ_２１は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１～５の１価の有機基であり、互いに異なっていても、同一であってもよい。）

【0092】

【化24】

（Ｒ_２２は２価の有機基であり、Ｒ_２３～Ｒ_３０は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１～５の１価の脂肪族基であり、同一であっても異なっていてもよい。）

【0093】

一般式（８）中のＲ_２２は、例えば、炭素数１～４０の２価の有機基やハロゲン原子である。

【0094】

層間絶縁膜６と封止材３との密着性の観点から、Ｙ^１は、下記一般式（９）で表される構造を含む２価の有機基が特に好ましい。

【0095】

【化25】

【0096】

上記ポリアミド酸エステルにおいて、その繰り返し単位中のＸ^１は、原料として用いるテトラカルボン酸二無水物に由来し、Ｙ^１は原料として用いるジアミンに由来する。

【0097】

原料として用いるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、無水ピロメリット酸、ジフェニルエーテル－３，３’，４，４’－テトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノン－３，３’，４，４’－テトラカルボン酸二無水物、ビフェニル－３，３’，４，４’－テトラカルボン酸二無水物、ジフェニルスルホン－３，３’，４，４’－テトラカルボン酸二無水物、ジフェニルメタン－３，３’，４，４’－テトラカルボン酸二無水物、２，２－ビス（３，４－無水フタル酸）プロパン、２，２－ビス（３，４－無水フタル酸）－１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロプロパン等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらは単独でも、２種以上を混合して用いてもよい。

【0098】

原料として用いるジアミンとしては、例えば、ｐ－フェニレンジアミン、ｍ－フェニレンジアミン、４，４’－ジアミノジフェニルエーテル、３，４’－ジアミノジフェニルエーテル、３，３’－ジアミノジフェニルエーテル、４，４’－ジアミノジフェニルスルフィド、３，４’－ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’－ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’－ジアミノジフェニルスルホン、３，４’－ジアミノジフェニルスルホン、３，３’－ジアミノジフェニルスルホン、４，４’－ジアミノビフェニル、３，４’－ジアミノビフェニル、３，３’－ジアミノビフェニル、４，４’－ジアミノベンゾフェノン、３，４’－ジアミノベンゾフェノン、３，３’－ジアミノベンゾフェノン、４，４’－ジアミノジフェニルメタン、３，４’－ジアミノジフェニルメタン、３，３’－ジアミノジフェニルメタン、１，４－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３－ビス（３－アミノフェノキシ）ベンゼン、ビス〔４－（４－アミノフェノキシ）フェニル〕スルホン、ビス〔４－（３－アミノフェノキシ）フェニル〕スルホン、４，４－ビス（４－アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４－ビス（３－アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス〔４－（４－アミノフェノキシ）フェニル〕エーテル、ビス〔４－（３－アミノフェノキシ）フェニル〕エーテル、１，４－ビス（４－アミノフェニル）ベンゼン、１，３－ビス（４－アミノフェニル）ベンゼン、９，１０－ビス（４－アミノフェニル）アントラセン、２，２－ビス（４－アミノフェニル）プロパン、２，２－ビス（４－アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２－ビス〔４－（４－アミノフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２－ビス〔４－（４－アミノフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，４－ビス（３－アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼン、オルト－トリジンスルホン、９，９－ビス（４－アミノフェニル）フルオレン等が挙げられる。また、これらのベンゼン環上の水素原子の一部が置換されたものであってもよい。また、これらは単独でも、２種以上を混合して用いてもよい。

【0099】

ポリアミド酸エステル（Ａ）の合成においては、通常、後述するテトラカルボン酸二無水物のエステル化反応を行って得られたテトラカルボン酸ジエステルを、そのままジアミンとの縮合反応に付す方法が好ましく使用できる。

【0100】

上記のテトラカルボン酸二無水物のエステル化反応に用いるアルコール類は、オレフィン性二重結合を有するアルコールである。具体的には、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、２－メタクリロイルオキシエチルアルコール、グリセリンジアクリレート、グリセリンジメタクリレートなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのアルコール類は、単独又は２種以上を混合して用いることができる。

【0101】

本実施形態に用いるポリアミド酸エステル（Ａ）の具体的な合成方法に関しては、従来公知の方法を採用することができる。合成方法については、例えば、国際公開第００／４３４３９号パンフレットに示されている方法を挙げることができる。すなわち、テトラカルボン酸ジエステルを、一度テトラカルボン酸ジエステルジ酸塩化物に変換し、該テトラカルボン酸ジエステルジ酸塩化物とジアミンを塩基性化合物の存在下で縮合反応に付し、ポリアミド酸エステル（Ａ）を製造する方法を挙げることができる。また、テトラカルボン酸ジエステルとジアミンとを有機脱水剤の存在下で縮合反応に付す方法によってポリアミド酸エステル（Ａ）を製造する方法を挙げることができる。

【0102】

有機脱水剤の例としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）、ジエチルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、エチルシクロヘキシルカルボジイミド、ジフェニルカルボジイミド、１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド、１－シクロヘキシル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩などが挙げられる。

【0103】

本実施形態に用いるポリアミド酸エステル（Ａ）の重量平均分子量は、６０００～１５００００であることが好ましく、７０００～５００００であることがより好ましく、７０００～２００００であることがより好ましい。

【0104】

（Ｂ１）光開始剤
層間絶縁膜６の形成に用いる樹脂組成物がネガ型の感光性樹脂の場合、光開始剤を添加する。光開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、ｏ－ベンゾイル安息香酸メチル、４－ベンゾイル－４’－メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、及びフルオレノン等のベンゾフェノン誘導体、２，２’－ジエトキシアセトフェノン、及び２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオフェノン等のアセトフェノン誘導体、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チオキサントン、２－メチルチオキサントン、２－イソプロピルチオキサントン、及びジエチルチオキサントン等のチオキサントン誘導体、ベンジル、ベンジルジメチルケタール及び、ベンジル－β－メトキシエチルアセタール等のベンジル誘導体、ベンゾインメチルエーテル等のベンゾイン誘導体、２，６－ジ（４’－ジアジドベンザル）－４－メチルシクロヘキサノン、及び２，６’－ジ（４’－ジアジドベンザル）シクロヘキサノン等のアジド類、１－フェニル－１，２－ブタンジオン－２－（Ｏ－メトキシカルボニル）オキシム、１－フェニルプロパンジオン－２－（Ｏ－メトキシカルボニル）オキシム、１－フェニルプロパンジオン－２－（Ｏ－エトキシカルボニル）オキシム、１－フェニルプロパンジオン－２－（Ｏ－ベンゾイル）オキシム、１，３－ジフェニルプロパントリオン－２－（Ｏ－エトキシカルボニル）オキシム、１－フェニル－３－エトキシプロパントリオン－２－（Ｏ－ベンゾイル）オキシム等のオキシム類、Ｎ－フェニルグリシンなどのＮ－アリールグリシン類、ベンゾイルパーオキシドなどの過酸化物類、芳香族ビイミダゾール類、並びにチタノセン類などが用いられる。これらのうち、光感度の点で上記オキシム類が好ましい。

【0105】

これらの光開始剤の添加量は、ポリアミド酸エステル（Ａ）１００質量部に対し、１～４０質量部が好ましく、２～２０質量部がより好ましい。光開始剤をポリアミド酸エステル（Ａ）１００質量部に対し１質量部以上添加することで、光感度に優れる。また、４０質量部以下添加することで厚膜硬化性に優れる。

【0106】

（Ｂ２）光酸発生剤
層間絶縁膜６の形成に用いる樹脂組成物がポジ型の感光性樹脂の場合、光酸発生剤を添加する。光酸発生剤を含有することにより、紫外線露光部に酸が発生し、露光部のアルカリ水溶液に対する溶解性が増大する。これにより、ポジ型感光性樹脂組成物として用いることができる。

【0107】

光酸発生剤としては、キノンジアジド化合物、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩などが挙げられる。この中でも優れた溶解抑止効果を発現し、高感度のポジ型感光性樹脂組成物を得られるという点から、キノンジアジド化合物が好ましく用いられる。また、光酸発生剤を２種以上含有してもよい。

【0108】

（Ｃ）添加剤
層間絶縁膜のｉ線透過率は、添加剤の量で調節することができる。ｉ線透過率を低下させる添加剤としては、例えば、２－（５－クロロ―２Ｈ－ベンゾトリアゾール－２－イル）－６－ｔ－ブチル―４－メチルフェノール、２，４，６－トリス（２－ヒドロキシ－４－ヘキシロキシ―３－メチルフェニル）－１，３，５－トリアジンなどが使用できる。

【0109】

（Ｄ）溶媒
各成分が溶解又は分散可能な溶媒であれば特に限定されない。例えば、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、γ－ブチロラクトン、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。これらの溶媒は、塗布膜厚、粘度に応じて、（Ａ）感光性樹脂１００質量部に対し、３０～１５００質量部の範囲で用いることができる。

【0110】

（Ｅ）その他
ポリイミド前駆体組成物には架橋剤を含有させてもよい。架橋剤としては、ポリイミド前駆体組成物を露光、現像した後、加熱硬化する際に、（Ａ）感光性樹脂を架橋し得るか、又は架橋剤自身が架橋ネットワークを形成し得る架橋剤を用いることができる。架橋剤を用いることで、硬化膜（層間絶縁膜）の耐熱性及び耐薬品性を更に強化することができる。

【0111】

その他、光感度を向上させるための増感剤、基材との接着性向上のための接着助剤等を含んでいてもよい。

【0112】

（現像）
ポリイミド前駆体組成物を露光した後、不要部分を現像液で洗い流す。使用する現像液としては、特に制限はないが、溶剤で現像を行うポリイミド前駆体組成物の場合には、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、シクロペンタノン、γ－ブチロラクトン、酢酸エステル類等の良溶媒、これら良溶媒と低級アルコール、水、芳香族炭化水素等の貧溶媒との混合溶媒等が用いられる。現像後は必要に応じて貧溶媒等でリンス洗浄を行う。

【0113】

アルカリ性水溶液で現像を行うポリイミド前駆体組成物の場合には、水酸化テトラメチルアンモニウムの水溶液、ジエタノールアミン、ジエチルアミノエタノール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、ジエチルアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、酢酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエチルメタクリレート、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアルカリ性を示す化合物の水溶液が好ましい。

【0114】

（熱硬化）
現像後、加熱することによりポリイミド前駆体を閉環し、ポリイミドを形成する。このポリイミドが硬化レリーフパターン、即ち、層間絶縁膜６となる。

【0115】

加熱温度に特に限定は無いが、他部材への影響の観点から、加熱温度は低い温度であることが好ましい。２５０度以下が好ましく、２３０度以下がより好ましく、２００度以下がより好ましく、１８０度以下が特に好ましい。

【0116】

＜ポリイミド＞
上記ポリイミド前駆体組成物から形成される硬化レリーフパターンの構造は、下記一般式（１）となる。

【0117】

【化26】

【0118】

一般式（１）中のＸ^１、Ｙ^１、ｍは、一般式（１１）中のＸ^１、Ｙ^１、ｍと同じく、Ｘ^１は４価の有機基であり、Ｙ^１は２価の有機基であり、ｍは１以上の整数である。一般式（１１）中の好ましいＸ^１、Ｙ^１、ｍは、同じ理由により、一般式（１）のポリイミドにおいても好ましい。

【0119】

アルカリ可溶性ポリイミドの場合は、ポリイミドの末端を水酸基にしてもよい。

【0120】

＜ポリベンゾオキサゾール前駆体組成物＞
（Ａ）感光性樹脂
ポリベンゾオキサゾール前駆体組成物に用いる感光性樹脂としては、下記一般式（１４）で表される繰り返し単位を含むポリ（o-ヒドロキシアミド）を用いることができる。

【0121】

【化27】

（一般式（１４）中、ＵとＶは２価の有機基である。）

【0122】

層間絶縁膜６と封止材３との密着性の観点から、Ｕは、炭素数１～３０の２価の有機基であることが好ましく、炭素数１～１５の鎖状アルキレン基（但し、鎖状アルキレンの水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよい）がより好ましく、炭素数１～８で且つ水素原子がフッ素原子で置換された鎖状アルキレン基が特に好ましい。

【0123】

また、層間絶縁膜６と封止材３との密着性の観点から、Ｖは、芳香族基を含む２価の有機基であることが好ましく、より好ましくは下記一般式（６）～（８）で表される少なくとも１つの構造を含む２価の有機基であることが好ましい。

【0124】

【化28】

（Ｒ_１０、Ｒ_１１、Ｒ_１２及びＲ_１３は、水素原子、炭素数が１～５の１価の脂肪族基であり、同一であっても異なっていてもよい。）

【0125】

【化29】

（Ｒ_１４～Ｒ_２１は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１～５の１価の有機基であり、互いに異なっていても、同一であってもよい。）

【0126】

【化30】

（Ｒ_２２は２価の有機基であり、Ｒ_２３～Ｒ_３０は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１～５の１価の脂肪族基であり、同一であっても異なっていてもよい。）

【0127】

一般式（８）中のＲ_２２は、例えば、炭素数１～４０の２価の有機基やハロゲン原子である。

【0128】

層間絶縁膜６と封止材３との密着性の観点から、Ｖは、下記一般式（９）で表される構造を含む２価の有機基が特に好ましい。

【0129】

【化31】

【0130】

層間絶縁膜６と封止材３との密着性の観点から、Ｖは、炭素数１～４０の２価の有機基が好ましく、炭素数１～４０の２価の鎖状脂肪族基がより好ましく、炭素数１～２０の２価の鎖状脂肪族基が特に好ましい。

【0131】

ポリベンゾオキサゾール前駆体は、一般的にジカルボン酸誘導体とヒドロキシ基含有ジアミン類とから合成できる。具体的には、ジカルボン酸誘導体をジハライド誘導体に変換後、ジアミン類との反応を行うことにより合成できる。ジハライド誘導体としては、ジクロリド誘導体が好ましい。

【0132】

ジクロリド誘導体は、ジカルボン酸誘導体にハロゲン化剤を作用させて合成することができる。ハロゲン化剤としては、通常のカルボン酸の酸クロリド化反応に使用される、塩化チオニル、塩化ホスホリル、オキシ塩化リン、五塩化リン等が使用できる。

【0133】

ジクロリド誘導体を合成する方法としては、ジカルボン酸誘導体と上記ハロゲン化剤を溶媒中で反応させる方法、過剰のハロゲン化剤中で反応を行った後、過剰分を留去する方法等で合成できる。

【0134】

ジカルボン酸誘導体に使用するジカルボン酸としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、２，２－ビス（４－カルボキシフェニル）－１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロプロパン、４，４’－ジカルボキシビフェニル、４，４’－ジカルボキシジフェニルエーテル、４，４’－ジカルボキシテトラフェニルシラン、ビス（４－カルボキシフェニル）スルホン、２，２－ビス（ｐ－カルボキシフェニル）プロパン、５－ｔｅｒｔ－ブチルイソフタル酸、５－ブロモイソフタル酸、５－フルオロイソフタル酸、５－クロロイソフタル酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、マロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、イソプロピルマロン酸、ジ－ｎ－ブチルマロン酸、スクシン酸、テトラフルオロスクシン酸、メチルスクシン酸、２，２－ジメチルスクシン酸、２，３－ジメチルスクシン酸、ジメチルメチルスクシン酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、２－メチルグルタル酸、３－メチルグルタル酸、２，２－ジメチルグルタル酸、３，３－ジメチルグルタル酸、３－エチル－３－メチルグルタル酸、アジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、３－メチルアジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、ピメリン酸、２，２，６，６－テトラメチルピメリン酸、スベリン酸、ドデカフルオロスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサデカフルオロセバシン酸、１，９－ノナン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ヘンエイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸、ペンタコサン二酸、ヘキサコサン二酸、ヘプタコサン二酸、オクタコサン二酸、ノナコサン二酸、トリアコンタン二酸、ヘントリアコンタン二酸、ドトリアコンタン二酸、ジグリコール酸等が挙げられる。これらを混合して使用してもよい。

【0135】

ヒドロキシ基含有ジアミンとしては、例えば、３，３’－ジアミノ－４，４’－ジヒドロキシビフェニル、４，４’－ジアミノ－３，３’－ジヒドロキシビフェニル、ビス（３－アミノ－４－ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４－アミノ－３－ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（３－アミノ－４－ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（４－アミノ－３－ヒドロキシフェニル）スルホン、２，２－ビス（３－アミノ－４－ヒドロキシフェニル）－１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロプロパン、２，２－ビス（４－アミノ－３－ヒドロキシフェニル）－１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これらを混合して使用してもよい。

【0136】

（Ｂ２）光酸発生剤
光酸発生剤は、光照射部のアルカリ水溶液可溶性を増大させる機能を有するものである。光酸発生剤としては、ジアゾナフトキノン化合物、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩等が挙げられる。このうち、ジアゾナフトキノン化合物は、感度が高く好ましい。

【0137】

（Ｃ）添加剤
好ましい添加剤の種類や量は、ポリイミド前駆体組成物の項目で記載した内容と同じである。

【0138】

（Ｄ）溶媒
各成分を溶解又は分散可能な溶媒であれば特に限定されない。

【0139】

（Ｅ）その他
ポリベンゾオキサゾール前駆体組成物は、架橋剤、増感剤、接着助剤、熱酸発生剤等を含むことができる。

【0140】

（現像）
ポリベンゾオキサゾール前駆体組成物を露光した後、不要部分を現像液で洗い流す。使用する現像液としては特に制限はないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどのアルカリ水溶液が好ましいものとして挙げられる。

【0141】

上記では、ポジ型のポリベンゾオキサゾール前駆体組成物を中心に説明したが、ネガ型のポリベンゾオキサゾール前駆体組成物であってもよい。

【0142】

（熱硬化）
現像後、加熱することによりポリベンゾオキサゾール前駆体を閉環し、ポリベンゾオキサゾールを形成する。このポリベンゾオキサゾールが硬化レリーフパターン、即ち、層間絶縁膜６となる。

【0143】

加熱温度に、特に限定は無いが、他部材への影響の観点から、加熱温度は低い温度であることが好ましい。２５０度以下が好ましく、２３０度以下がより好ましく、２００度以下がより好ましく、１８０度以下が特に好ましい。

【0144】

＜ポリベンゾオキサゾール＞
上記ポリベンゾオキサゾール前駆体組成物から形成される硬化レリーフパターンの構造は、下記一般式（１０）となる。

【0145】

【化32】

【0146】

一般式（１０）中のＵ、Ｖは、一般式（１４）中のＵ、Ｖと同じである。一般式（１４）中の好ましいＵ、Ｖは、同じ理由により、一般式（１０）のポリベンゾオキサゾールにおいても好ましい。

【0147】

＜フェノール性水酸基を有するポリマー＞
（Ａ）感光性樹脂
分子中にフェノール性水酸基を有する樹脂であり、アルカリに対して可溶である。その具体例としては、ポリ（ヒドロキシスチレン）等のフェノール性水酸基を有するモノマー単位を含むビニル重合体、フェノール樹脂、ポリ（ヒドロキシアミド）、ポリ（ヒドロキシフェニレン）エーテル、ポリナフトールが挙げられる。

【0148】

これらの中で、コストが安いことや硬化時の体積収縮が小さいことから、フェノール樹脂が好ましく、ノボラック型フェノール樹脂が特に好ましい。

【0149】

フェノール樹脂は、フェノール又はその誘導体とアルデヒド類との重縮合生成物である。重縮合は、酸又は塩基等の触媒存在下で行われる。酸触媒を用いた場合に得られるフェノール樹脂を特にノボラック型フェノール樹脂という。

【0150】

フェノール誘導体としては、例えば、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、プロピルフェノール、ブチルフェノール、アミルフェノール、ベンジルフェノール、アダマンタンフェノール、ベンジルオキシフェノール、キシレノール、カテコール、レゾルシノール、エチルレゾルシノール、ヘキシルレゾルシノール、ハイドロキノン、ピロガロール、フロログルシノール、１，２，４－トリヒドロキシベンゼン、パラロゾール酸、ビフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡＦ、ビスフェノールＢ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、ジヒドロキシジフェニルメタン、１，１－ビス（４－ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，４－ビス（３－ヒドロキシフェノキシベンゼン）、２，２－ビス（４－ヒドロキシ－３－メチルフェニル）プロパン、α，α’－ビス（４－ヒドロキシフェニル）－１，４－ジイソプロピルベンゼン、９，９－ビス（４－ヒドロキシ－３－メチルフェニル）フルオレン、２，２－ビス（３－シクロヘキシル－４－ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（２－ヒドロキシ－５－ビフェニルイル）プロパン、ジヒドロキシ安息香酸などが挙げられる。

【0151】

アルデヒド化合物としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ピバルアルデヒド、ブチルアルデヒド、ペンタナール、ヘキサナール、トリオキサン、グリオキザール、シクロヘキシルアルデヒド、ジフェニルアセトアルデヒド、エチルブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド、グリオキシル酸、５－ノルボルネン－２－カルボキシアルデヒド、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、グルタルアルデヒド、サリチルアルデヒド、ナフトアルデヒド、テレフタルアルデヒドなどが挙げられる。

【0152】

（Ａ）成分は、（ａ）不飽和炭化水素基を有しないフェノール樹脂と、（ｂ）不飽和炭化水素基を有する変性フェノール樹脂とを、含むものであることが好ましい。前記（ｂ）成分は、フェノール性水酸基と多塩基酸無水物との反応によって更に変性されているものであることがより好ましい。

【0153】

また、（ｂ）成分としては、機械特性（破断伸び、弾性率及び残留応力）をより向上できる観点から、炭素数４～１００の不飽和炭化水素基を有する化合物で変性されたフェノール樹脂を用いることが好ましい。

【0154】

（ｂ）不飽和炭化水素基を有する変性フェノール樹脂は、一般に、フェノール又はその誘導体と不飽和炭化水素基を有する化合物（好ましくは炭素数が４～１００のもの）（以下、場合により単に「不飽和炭化水素基含有化合物」という。）との反応生成物（以下「不飽和炭化水素基変性フェノール誘導体」という。）と、アルデヒド類との縮重合生成物、又は、フェノール樹脂と不飽和炭化水素基含有化合物との反応生成物である。

【0155】

ここでいうフェノール誘導体は、（Ａ）成分としてのフェノール樹脂の原料として上述したフェノール誘導体と同様のものを用いることができる。

【0156】

不飽和炭化水素基含有化合物の不飽和炭化水素基は、レジストパターンの密着性及び耐熱衝撃性の観点から、２以上の不飽和基を含むことが好ましい。また、樹脂組成物としたときの相溶性及び硬化膜の可とう性の観点からは、不飽和炭化水素基含有化合物は炭素数８～８０のものが好ましく、炭素数１０～６０のものがより好ましい。

【0157】

不飽和炭化水素基含有化合物としては、例えば、炭素数４～１００の不飽和炭化水素、カルボキシル基を有するポリブタジエン、エポキシ化ポリブタジエン、リノリルアルコール、オレイルアルコール、不飽和脂肪酸及び不飽和脂肪酸エステルである。好適な不飽和脂肪酸としては、クロトン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、エルカ酸、ネルボン酸、リノール酸、α－リノレン酸、エレオステアリン酸、ステアリドン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、イワシ酸及びドコサヘキサエン酸が挙げられる。これらの中でも特に、炭素数８～３０の不飽和脂肪酸と、炭素数１～１０の１価から３価のアルコールとのエステルがより好ましく、炭素数８～３０の不飽和脂肪酸と３価のアルコールであるグリセリンとのエステルが特に好ましい。

【0158】

炭素数８～３０の不飽和脂肪酸とグリセリンとのエステルは、植物油として商業的に入手可能である。植物油は、ヨウ素価が１００以下の不乾性油、１００を超えて１３０未満の半乾性油又は１３０以上の乾性油がある。不乾性油として、例えば、オリーブ油、あさがお種子油、カシュウ実油、さざんか油、つばき油、ひまし油及び落花生油が挙げられる。半乾性油として、例えば、コーン油、綿実油及びごま油が挙げられる。乾性油としては、例えば、桐油、亜麻仁油、大豆油、胡桃油、サフラワー油、ひまわり油、荏の油及び芥子油が挙げられる。また、これらの植物油を加工して得られる加工植物油を用いてもよい。

【0159】

上記植物油の中で、フェノール若しくはその誘導体又はフェノール樹脂と植物油との反応において、過度の反応の進行に伴うゲル化を防ぎ、歩留まりが向上する観点から、不乾性油を用いることが好ましい。一方、レジストパターンの密着性、機械特性及び耐熱衝撃性が向上する観点では乾性油を用いることが好ましい。乾性油の中でも、本発明による効果をより有効かつ確実に発揮できることから、桐油、亜麻仁油、大豆油、胡桃油及びサフ
ラワー油が好ましく、桐油及び亜麻仁油がより好ましい。

【0160】

これらの不飽和炭化水素基含有化合物は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。

【0161】

（ｂ）成分を調製するにあたり、まず、上記フェノール誘導体と上記不飽和炭化水素基含有化合物とを反応させ、不飽和炭化水素基変性フェノール誘導体を作製する。前記反応は、５０～１３０℃で行うことが好ましい。フェノール誘導体と不飽和炭化水素基含有化合物との反応割合は、硬化膜（レジストパターン）の可とう性を向上させる観点から、フェノール誘導体１００質量部に対し、不飽和炭化水素基含有化合物１～１００質量部であることが好ましく、５～５０質量部であることがより好ましい。不飽和炭化水素基含有化合物が１質量部未満では、硬化膜の可とう性が低下する傾向があり、１００質量部を超えると、硬化膜の耐熱性が低下する傾向がある。上記反応においては、必要に応じて、ｐ－トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等を触媒として用いてもよい。

【0162】

上記反応により生成する不飽和炭化水素基変性フェノール誘導体と、アルデヒド類とを重縮合させることにより、不飽和炭化水素基含有化合物によって変性されたフェノール樹脂が生成する。アルデヒド類は、フェノール樹脂を得るために用いられるアルデヒド類として上述したものと同様のものを用いることができる。

【0163】

上記アルデヒド類と上記不飽和炭化水素基変性フェノール誘導体との反応は、重縮合反応であり、従来公知のフェノール樹脂の合成条件を用いることができる。反応は、酸又は塩基等の触媒の存在下で行うことが好ましく、酸触媒を用いることがより好ましい。酸触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、ぎ酸、酢酸、ｐ－トルエンスルホン酸及びシュウ酸が挙げられる。これらの酸触媒は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

【0164】

上記反応は、通常反応温度１００～１２０℃で行うことが好ましい。また、反応時間は使用する触媒の種類や量により異なるが、通常１～５０時間である。反応終了後、反応生成物を２００℃以下の温度で減圧脱水することで不飽和炭化水素基含有化合物によって変性されたフェノール樹脂が得られる。なお、反応には、トルエン、キシレン、メタノール等の溶媒を用いることができる。

【0165】

不飽和炭化水素基含有化合物によって変性されたフェノール樹脂は、上述の不飽和炭化水素基変性フェノール誘導体を、ｍ－キシレンのようなフェノール以外の化合物とともにアルデヒド類と重縮合することにより得ることもできる。この場合、フェノール誘導体と不飽和炭化水素基含有化合物とを反応させて得られる化合物に対するフェノール以外の化合物のモル比は、０．５未満であると好ましい。

【0166】

（ｂ）成分は、前記（ａ）成分のフェノール樹脂と不飽和炭化水素基含有化合物とを反応させて得ることもできる。

【0167】

フェノール樹脂と反応させる不飽和炭化水素基含有化合物は、上述した不飽和炭化水素基含有化合物と同様のものを使用することができる。

【0168】

フェノール樹脂と不飽和炭化水素基含有化合物との反応は、通常、５０～１３０℃で行うことが好ましい。また、フェノール樹脂と不飽和炭化水素基含有化合物との反応割合は、硬化膜（レジストパターン）の可とう性を向上させる観点から、フェノール樹脂１００質量部に対し、不飽和炭化水素基含有化合物１～１００質量部であることが好ましく、２～７０質量部であることがより好ましく、５～５０質量部であることがさらに好ましい。不飽和炭化水素基含有化合物が１質量部未満では、硬化膜の可とう性が低下する傾向にあり、１００質量部を超えると、反応中にゲル化する可能性が高くなる傾向、及び、硬化膜の耐熱性が低下する傾向がある。このとき、必要に応じて、ｐ－トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等を触媒として用いてもよい。なお、反応にはトルエン、キシレン、メタノール、テトラヒドロフランなどの溶媒を用いることができる。

【0169】

以上のような方法により生成する不飽和炭化水素基含有化合物によって変性されたフェノール樹脂中に残ったフェノール性水酸基に、更に多塩基酸無水物を反応させる。これにより、酸変性したフェノール樹脂を（ｂ）成分として用いることもできる。多塩基酸無水物で酸変性することにより、カルボキシ基が導入され、（ｂ）成分のアルカリ水溶液（現像液）に対する溶解性がより一層向上する。

【0170】

多塩基酸無水物は、複数のカルボキシ基を有する多塩基酸のカルボキシ基が脱水縮合して形成された酸無水物基を有していれば、特に限定されない。多塩基酸無水物としては、例えば、無水フタル酸、無水コハク酸、オクテニル無水コハク酸、ペンタドデセニル無水コハク酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、３，６－エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸及び無水トリメリット酸等の二塩基酸無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、無水ピロメリット酸及びベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物等の芳香族四塩基酸二無水物が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、多塩基酸無水物は、二塩基酸無水物であることが好ましく、テトラヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸及びヘキサヒドロ無水フタル酸からなる群より選ばれる１種以上であることがより好ましい。この場合、さらに良好な形状を有するレジストパターンを形成できるという利点がある。

【0171】

また、（Ａ）フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂は、更に多塩基酸無水物を反応させて酸変性したフェノール樹脂を含有することができる。（Ａ）成分が多塩基酸無水物で酸変性したフェノール樹脂を含有することにより、（Ａ）成分のアルカリ水溶液（現像液）に対する溶解性がより一層向上する。

【0172】

前記多塩基酸無水物としては、例えば、無水フタル酸、無水コハク酸、オクテニル無水コハク酸、ペンタドデセニル無水コハク酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、３，６－エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、無水トリメリット酸等の二塩基酸無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物等の脂肪族、芳香族四塩基酸二無水物等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、多塩基酸無水物は、二塩基酸無水物であることが好ましく、例えば、テトラヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸及びヘキサヒドロ無水フタル酸からなる群より選ばれる１種以上であることがより好ましい。

【0173】

（Ｂ２）光酸発生剤
光酸発生剤としては、ジアゾナフトキノン化合物、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩等が挙げられる。このうち、ジアゾナフトキノン化合物は、感度が高く好ましい。

【0174】

（Ｃ）添加剤
好ましい添加剤の種類や量は、ポリイミド前駆体組成物の項目で記載した内容と同じである。

【0175】

（Ｄ）溶媒
各成分を溶解又は分散可能な溶媒であれば特に限定されない。

【0176】

（Ｅ）その他
熱架橋剤、増感剤、接着助剤、染料、界面活性剤、溶解促進剤、架橋促進剤等を含むことができる。このうち、熱架橋剤を含有することにより、パターン形成後の感光性樹脂膜を加熱して硬化する際に、熱架橋剤成分が（Ａ）成分と反応して橋架け構造が形成される。これにより、低温での硬化が可能となり、膜の脆さや膜の溶融を防ぐことができる。熱架橋剤成分として、具体的には、フェノール性水酸基を有する化合物、ヒドロキシメチルアミノ基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物を好ましいものとして用いることができる。

【0177】

（現像）
フェノール性水酸基を有するポリマーを露光した後、不要部分を現像液で洗い流す。使用する現像液としては特に制限はないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等のアルカリ水溶液が好適に用いられる。

【0178】

（熱硬化）
現像後、加熱することによりフェノール性水酸基を有するポリマーどうしを熱架橋する。この架橋後のポリマーが硬化レリーフパターン、即ち、層間絶縁膜６となる。

【0179】

加熱温度に、特に限定は無いが、他部材への影響の観点から、加熱温度は低い温度であることが好ましい。２５０度以下が好ましく、２３０度以下がより好ましく、２００度以下がより好ましく、１８０度以下が特に好ましい。

【0180】

（半導体装置の製造方法）
本実施形態における半導体装置の製造方法について図３を用いて説明する。図３Ａでは、前工程済みウェハ１０を用意する。そして、図３Ｂにて、前工程済みウェハ１０をダイシングして複数の半導体チップ２を形成する。半導体チップ２は購入品であってもよい。このようにして準備された半導体チップ２を、図３Ｃに示すように、支持体１１上に所定間隔にて貼り付ける。

【0181】

続いて、半導体チップ２上から支持体１１上にかけてモールド樹脂１２を塗布し、図３Ｄに示すようにモールド封止する。続いて、支持体１１を剥離し、モールド樹脂１２を反転させる（図３Ｅ参照）。図３Ｅに示すように、半導体チップ２とモールド樹脂１２とは、略同一平面で現れる。続いて、図３Ｆに示す工程では、感光性樹脂組成物１３を、半導体チップ２上及びモールド樹脂１２上に塗布する。そして、塗布された感光性樹脂組成物１３を露光現像して、レリーフパターンを形成する（レリーフパターン形成工程）。なお、感光性樹脂組成物１３は、ポジ型でもネガ型でもどちらでもよい。更に、レリーフパターンを加熱して硬化レリーフパターンを形成する（層間絶縁膜形成工程）。更に、硬化レリーフパターンを形成しない箇所に配線を形成する（配線形成工程）。

【0182】

なお、本実施形態では、上記のレリーフパターン形成工程と層間絶縁膜形成工程と配線形成工程を合わせて、半導体チップ２に接続する再配線層を形成する再配線層形成工程とする。

【0183】

再配線層中の層間絶縁膜は多層であってもよい。従って、再配線層形成工程は複数回のレリーフパターン形成工程と複数回の層間絶縁膜形成工程と複数回の配線形成工程を含んでいてもよい。

【0184】

そして、図３Ｇでは、各半導体チップ２に対応する複数の外部接続端子７を形成し（バンプ形成）、各半導体チップ２間をダイシングする。これにより、図３Ｈに示すように、半導体装置（半導体ＩＣ）１を得ることができる。本実施形態では、図３に示す製造方法により、ファンナウト型の半導体装置１を複数得ることができる。

【0185】

本実施形態では、上記工程を経て形成された硬化レリーフパターン（層間絶縁膜）のｉ線透過率を、８０％以下とすることができる。ここで、層間絶縁膜のｉ線透過率は、添加剤の量で調節することができる。

【0186】

本実施形態では、上記した層間絶縁膜形成工程では、層間絶縁膜を、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、フェノール性水酸基を有するポリマーの少なくとも１つの化合物を形成可能な感光性樹脂組成物で形成することが好ましい。

【実施例】

【0187】

以下、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。実施例においては、以下の材料および測定方法を用いた。

【0188】

以下、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。

【0189】

（ポリマーＡ－１：ポリイミド前駆体の合成）
テトラカルボン酸二無水物として４，４’－オキシジフタル酸二無水物（ＯＤＰＡ）を２リットル容量のセパラブルフラスコに入れた。更に、２－ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）とγ－ブチロラクトンを入れて室温下で攪拌し、攪拌しながらピリジンを加えて反応混合物を得た。反応による発熱の終了後に室温まで放冷し、１６時間放置した。

【0190】

次に、氷冷下において、ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）をγ－ブチロラクトンに溶解した溶液を攪拌しながら４０分かけて反応混合物に加えた。続いてジアミンとして４，４’－ジアミノジフェニルエーテル（ＤＡＤＰＥ）をγ－ブチロラクトンに懸濁したものを攪拌しながら６０分かけて加えた。更に、室温で２時間攪拌した後、エチルアルコールを加えて１時間攪拌し、次に、γ－ブチロラクトンを加えた。反応混合物に生じた沈殿物をろ過により取り除き、反応液を得た。

【0191】

得られた反応液を、エチルアルコールに加えて粗ポリマーからなる沈殿物を生成した。生成した粗ポリマーを濾別し、テトラヒドロフランに溶解して粗ポリマー溶液を得た。得られた粗ポリマー溶液を水に滴下してポリマーを沈殿させ、得られた沈殿物を濾別した後、真空乾燥して粉末状のポリマー（ポリイミド前駆体（ポリマーＡ－１））を得た。成分Ａ－１で使用した化合物の質量については、下記に示す表Ａ１の通りである。

【0192】

（ポリマーＡ－２～Ａ－４の合成）
テトラカルボン酸二無水物とジアミンを下記表１のように変更した以外は前述のポリマーＡ－１に記載の方法と同様にして反応を行い、ポリイミド前駆体（ポリマーＡ－２～Ａ－４）を得た。

【0193】

（ポリマーＢ－１：ポリベンゾオキサゾール前駆体の合成）
攪拌機、温度計を備えた０．５リットルのフラスコ中に、ジカルボン酸として４，４’－ジフェニルエーテルジカルボン酸１５．４８ｇ、Ｎ－メチルピロリドンを仕込んだ。フラスコを、５℃に冷却した後、塩化チオニルを滴下し、３０分間反応させて、ジカルボン酸クロリドの溶液を得た。次いで、攪拌機、温度計を備えた０．５リットルのフラスコ中に、Ｎ－メチルピロリドンを仕込んだ。ビスアミノフェノールとしてビス（３－アミノ－４－ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン１８．３０ｇと、ｍ－アミノフェノール２．１８ｇを攪拌溶解した後、ピリジンを添加した。そして、温度を０～５℃に保ちながら、ジカルボン酸クロリドの溶液を３０分間で滴下した後、３０分間攪拌を続けた。溶液を３リットルの水に投入し、析出物を回収、純水で３回洗浄した後、減圧乾燥してポリマー（ポリベンゾオキサゾール前駆体（ポリマーＢ－１））を得た。ポリマーＢ－１で使用した化合物の質量については下記の表１の通りである。

【0194】

（ポリマーＢ－２～Ｂ－３の合成）
ジカルボン酸とビスアミノフェノールを下記に示す表１のように変更した以外は前述のポリマーＢ－１に記載の方法と同様にして反応を行い、ポリベンゾオキサゾール前駆体（ポリマーＢ－２～Ｂ－３）を得た。

【0195】

（ポリマーＣ－１：フェノール樹脂の合成）
下記に示すＣ１樹脂を８５ｇと、下記に示すＣ２樹脂を１５ｇ含むフェノール樹脂をポリマーＣ－１として用意した。
Ｃ１：クレゾールノボラック樹脂（クレゾール／ホルムアルデヒドノボラック樹脂、ｍ－クレゾール／ｐ－クレゾール（モル比）＝６０／４０、ポリスチレン換算重量平均分子量＝１２，０００、旭有機材工業社製、商品名「ＥＰ４０２０Ｇ」）

【0196】

Ｃ２：Ｃ２は以下のようにして合成した。
＜Ｃ２：炭素数４～１００の不飽和炭化水素基を有する化合物で変性されたフェノール樹脂の合成＞
フェノール１００質量部、亜麻仁油４３質量部及びトリフロオロメタンスルホン酸０．１質量部を混合し、１２０℃で２時間撹拌し、植物油変性フェノール誘導体（ａ）を得た。次いで、植物油変性フェノール誘導体（ａ）１３０ｇ、パラホルムアルデヒド１６．３ｇ及びシュウ酸１．０ｇを混合し、９０℃で３時間撹拌した。次いで、１２０℃に昇温して減圧下で３時間撹拌した後、反応液に無水コハク酸２９ｇ及びトリエチルアミン０．３ｇを加え、大気圧下、１００℃で１時間撹拌した。反応液を室温まで冷却し、反応生成物である炭素数４～１００の不飽和炭化水素基を有する化合物で変性されたフェノール樹脂（以下、「Ｃ２樹脂」という。）を得た（酸価１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ）。

【0197】

（ポリマーＣ－２の合成）
下記Ｃ１樹脂１００ｇをポリマーＣ－２として用意した。

【0198】

【表1】

【0199】

［実施例１～１１、比較例１～２］
下記に示す表２の通りに配合し、感光性樹脂組成物の溶液を得た。尚、表２の単位は質量部である。

【0200】

表２に記載の化合物を用いて、表３及び表４に記載の配合量で、実施例１～１１、及び、比較例１～２の各感光性樹脂組成物を作製した。

【0201】

作製した感光性樹脂組成物について（１）ｉ線透過率測定試験、（２）封止材劣化試験、（３）封止材との密着性試験を行った。各試験の結果は、下記の表３に示されている。

【0202】

（１）ｉ線透過率測定試験
各実施例、及び各比較例で作製した感光性樹脂組成物を用いて、ファンナウト型のウェハレベルチップサイズパッケージ型の半導体装置を作製した。作製した半導体装置から厚み１０μｍの層間絶縁膜を可能な限りきれいに取り出した。取り出した層間絶縁膜を島津製作所社製のＵＶ－１８００装置を用いて、スキャンスピード中速、サンプリングピッチ０．５ｎｍの条件で測定を行うことにより、ｉ線透過率を測定した。

【0203】

（２）封止材劣化試験
エポキシ系封止材として、長瀬ケムテックス社製のＲ４０００シリーズを用意した。次いで、アルミスパッタしたシリコーンウエハー上に封止材を厚みが約１５０ミクロンになるようにスピンコートし、１３０℃で熱硬化させてエポキシ系封止材を硬化させた。上記エポキシ系硬化膜上に、各実施例、及び各比較例で作製した感光性樹脂組成物を最終膜厚が１０ミクロンになるように塗布した。塗布した感光性樹脂組成物を実施例１～４、１０、及び比較例１に対しては、２００ｍＪ／ｃｍ^２、実施例５～７、１１、及び比較例２に対しては、５００ｍＪ／ｃｍ^２、実施例８，９に対しては、７００ｍＪ／ｃｍ^２の露光条件で全面を露光した。その後、２００℃、２時間にて熱硬化させて、厚み１０ミクロンの１層目の硬化膜を作成した。

【0204】

上記１層目の硬化膜上に、１層目の硬化膜形成で使用した感光性樹脂組成物を塗布し、１層目の硬化膜作製時と同じ条件で全面を露光した後、熱硬化させて、厚み１０ミクロンの２層目の硬化膜を作製した。

【0205】

２層目の硬化膜形成後の試験片を、ＦＩＢ装置（日本電子社製、ＪＩＢ－４０００）で断面を切断した後に、エポキシ部分のボイドの有無を確認することにより、劣化の程度を評価した。ボイドが見られないものを○、ボイドが１つでも見られたものを×とした。

【0206】

（３）封止材との密着性試験
封止材劣化試験で作製したサンプルにピンを立て、引取試験機（クワッドグループ社製、セバスチャン５型）を用いて密着性試験を行った。即ち、エポキシ系封止材と各実施例、及び各比較例で作製した感光性樹脂組成物から作製された硬化レリーフパターンとの密着性を試験した。
評価：接着強度７０ＭＰａ以上 ・・・密着力◎
５０ＭＰａ以上－７０ＭＰａ未満・・・密着力○
３０ＭＰａ以上－５０ＭＰａ未満・・・密着力△
３０ＭＰａ未満 ・・・密着力×

【0207】

【表2】

【0208】

【表3】

【0209】

【表4】

【0210】

実施例１～１１に記載の感光性樹脂組成物を用いて、モールド樹脂にエポキシ樹脂を含むファンアウト型のウェハレベルチップサイズパッケージ型の半導体装置を作製したところ、問題無く動作した。

【産業上の利用可能性】

【0211】

本発明は、半導体チップと、半導体チップに接続される再配線層とを有する半導体装置、特に、ファンナウト（Ｆａｎ－Ｏｕｔ）型のウェハレベルチップサイズパッケージ型の半導体装置に好ましく適用される。

【符号の説明】

【0212】

１ 半導体装置
２ 半導体チップ
３ 封止材
４ 再配線層
５ 配線
６ 層間絶縁膜
７ 外部接続端子
１０ ウェハ
１１ 支持体
１２ モールド樹脂
１３ 感光性樹脂組成物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】