CN116995056A - 半导体装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

[课题]提供能够实现绝缘层的耐化学药品性的提高以及绝缘层与布线在热历程后的密合性的确保的半导体装置及其制造方法。[解决手段]具备半导体芯片(2)、密封结构和再布线层(4)，所述密封结构以半导体芯片(2)的至少一部分露出的方式覆盖半导体芯片(2)，所述再布线层(4)配置在半导体芯片(2)的未被密封结构覆盖的表面侧，且俯视时的面积大于半导体芯片(2)，再布线层(4)包含单层或多层的绝缘层(6)，再布线层(4)的绝缘层(6)的剖视的高低差为0.1μm～1.8μm。

Description

半导体装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及半导体装置及其制造方法。

背景技术

半导体装置中的半导体封装方法有各种各样的方法。作为半导体封装方法，例如有如下的封装方法：将半导体芯片用密封结构覆盖，进而形成与半导体芯片电连接的再布线层。在半导体封装方法之中，近年来被称为扇出(Fan-Out)的半导体封装方法成为主流。

在扇出型的半导体封装中，通过将形成有保护层的半导体芯片用密封结构覆盖来形成比半导体芯片的芯片尺寸更大的芯片密封体。进而，形成到达至半导体芯片和密封结构的区域为止的再布线层。再布线层以薄的膜厚形成。另外，再布线层能够形成至密封结构的区域，因此，能够增加外部连接端子的数量。

例如，作为扇出型的半导体装置，已知的是下述专利文献1。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-129767号公报

发明内容

发明要解决的问题

扇出型的半导体装置中的再布线层包含绝缘层而构成，在该情况下，与半导体芯片电连接的布线大多被该绝缘层覆盖。因此，再布线层中的绝缘层需要对形成上述布线时的化学药品具备耐受性。

并且，本发明人等着眼于寻求即便在形成绝缘层的一系列工艺中受热也会确保绝缘层与布线的高密合性这一观点。但是，以往的半导体装置(扇出型的半导体装置)在形成绝缘层的一系列工艺中发生的热历程后的、半导体芯片侧与再布线层中的绝缘层侧之间的密合性并不充分。

本发明是鉴于这一点而进行的，其目的在于，提供能够兼顾绝缘层的耐化学药品性的提高以及绝缘层与布线在热历程后的密合性的确保的半导体装置及其制造方法。

用于解决问题的方案

本发明人发现：通过以下的技术手段能够解决上述课题。

[1]一种半导体装置，其具备：

半导体芯片；

密封结构，其以前述半导体芯片的至少一部分露出的方式覆盖前述半导体芯片；以及

再布线层，其配置在前述半导体芯片的未被前述密封结构覆盖的表面侧，且俯视时的面积大于前述半导体芯片，

前述再布线层包含具有单层结构或多层结构的绝缘层，

在前述再布线层的剖视时，前述绝缘层所包含的层结构包含0.1μm～1.8μm的高低差。

[2]根据项目1所述的半导体装置，其中，前述高低差为前述层结构中的最大凸部与最大凹部之差。

[3]根据项目1或2所述的半导体装置，其中，前述再布线层具有3层以上的层结构。

[4]根据项目1～3中任一项所述的半导体装置，其中，前述半导体芯片并列包含多个芯片。

[5]根据项目1～4中任一项所述的半导体装置，其中，前述再布线层具有与前述半导体芯片电连接的中间层和覆盖前述中间层的前述绝缘层。

[6]根据项目1～5中任一项所述的半导体装置，其中，前述密封结构与前述绝缘层接触。

[7]根据项目1～6中任一项所述的半导体装置，其中，前述密封结构包含环氧树脂。

[8]根据项目1～7中任一项所述的半导体装置，其中，前述高低差为0.4μm～1.8μm。

[9]根据项目1～8中任一项所述的半导体装置，其中，前述绝缘层包含选自碳(C)、氢(H)、氮(N)、氧(O)、硅(Si)和钛(Ti)中的至少1种而构成。

[10]根据项目1～9中任一项所述的半导体装置，其中，前述绝缘层不含卤素。

[11]根据项目1～10中任一项所述的半导体装置，其中，前述绝缘层包含选自聚酰亚胺、聚苯并噁唑和具有酚性羟基的聚合物中的至少1种。

[12]根据项目1～11中任一项所述的半导体装置，其中，前述绝缘层包含聚酰亚胺，在通过全反射测定法(ATR法)进行IR光谱测定时的1380cm^-1附近的峰高度与1500cm^-1附近的峰高度的峰比(1380cm^-1附近峰高度/1500cm^-1附近峰高度)为0.2～1.0。

[13]根据项目1～12中任一项所述的半导体装置，其中，前述半导体装置还具备保护前述半导体芯片的保护层，

前述保护层配置在前述半导体芯片与前述绝缘层之间。

[14]根据项目13所述的半导体装置，其中，前述保护层接触前述半导体芯片与前述绝缘层中的至少一者。

[15]根据项目13或14所述的半导体装置，其中，在前述保护层形成有孔，

前述半导体芯片与电连接于前述半导体芯片的中间层借助前述孔进行了电连接。

[16]根据项目15所述的半导体装置，其中，前述保护层的前述半导体芯片侧的面之中源自前述孔的开口面积的比例小于一半。

[17]根据项目13～16中任一项所述的半导体装置，其中，前述保护层包含选自聚酰亚胺、聚苯并噁唑和具有酚性羟基的聚合物中的至少1种。

[18]根据项目13～17中任一项所述的半导体装置，其中，前述保护层包含聚酰亚胺，在通过全反射测定法(ATR法)进行IR光谱测定时的1380cm^-1附近的峰高度与1500cm^-1附近的峰高度的峰比(1380cm^-1附近峰高度/1500cm^-1附近峰高度)为1.2～2.5。

[19]根据项目1～18中任一项所述的半导体装置，其中，前述保护层和前述绝缘层中的至少一者包含聚酰亚胺，所述聚酰亚胺包含以下通式(1)的结构。

(通式(1)中，X¹为源自四羧酸二酐的四价有机基团，Y¹为源自二胺的二价有机基团，m为1以上的整数。)

[20]根据项目19所述的半导体装置，其中，前述通式(1)中的X¹为包含芳香族环的四价有机基团，前述通式(1)中的Y¹为包含芳香族环的二价有机基团。

[21]根据项目19或20所述的半导体装置，其中，前述通式(1)中的X¹包含下述通式(2)～通式(4)所示的至少一种结构。

(通式(4)中，R₉为氧原子、硫原子或二价有机基团。)

[22]根据项目21所述的半导体装置，其中，前述通式(1)中的X¹包含下述通式(5)所示的结构。

[23]根据项目19～22中任一项所述的半导体装置，其中，前述通式(1)中的Y¹包含下述通式(6)～通式(8)所示的至少一种结构。

(R₁₀、R₁₁、R₁₂和R₁₃各自独立地为氢原子、碳原子数为1～5的一价脂肪族基团或羟基，任选相同或不同。)

(R₁₄～R₂₁各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数为1～5的一价有机基团或羟基，彼此任选不同或相同。)

(R₂₂为二价基团或氧原子，R₂₃～R₃₀各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数为1～5的一价脂肪族基团或羟基，任选相同或不同。)

[24]根据项目19所述的半导体装置，其中，前述通式(1)中的Y¹包含下述通式(9)所示的结构。

[25]根据项目11所述的半导体装置，其中，前述绝缘层包含前述聚苯并噁唑，所述前述聚苯并噁唑包含以下通式(10)的结构。

(通式(10)中，U和V为二价有机基团。)

[26]根据项目25所述的半导体装置，其中，前述通式(10)的U为碳原子数1～30的二价有机基团。

[27]根据项目26所述的半导体装置，其中，前述通式(10)的U为碳原子数1～8且一部分或全部氢原子被氟原子取代的链状亚烷基。

[28]根据项目25～27中任一项所述的半导体装置，其中，前述通式(10)的V为包含芳香族基团的二价有机基团。

[29]根据项目28所述的半导体装置，其中，前述通式(10)的V包含下述通式(6)～通式(8)所示的至少一种结构。

(R₁₀、R₁₁、R₁₂和R₁₃各自独立地为氢原子、碳原子数为1～5的一价脂肪族基团，任选相同或不同。)

(R₁₄～R₂₁各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数为1～5的一价有机基团，彼此任选不同或相同。)

(R₂₂为二价基团或氧原子，R₂₃～R₃₀各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数为1～5的一价脂肪族基团，任选相同或不同。)

[30]根据项目29所述的半导体装置，其中，前述通式(10)的V包含下述通式(9)所示的结构。

[31]根据项目25～29中任一项所述的半导体装置，其中，前述通式(10)的V为碳原子数1～40的二价有机基团。

[32]根据项目31所述的半导体装置，其中，前述通式(10)的V为碳原子数1～20的二价链状脂肪族基团。

[33]根据项目11所述的半导体装置，其中，前述具有酚性羟基的聚合物包含酚醛清漆型酚醛树脂。

[34]根据项目11所述的半导体装置，其中，前述具有酚性羟基的聚合物包含不具有不饱和烃基的酚醛树脂和具有不饱和烃基的改性酚醛树脂。

[35]根据项目1～34中任一项所述的半导体装置，其中，前述绝缘层包含第一绝缘层和第二绝缘层，所述第二绝缘层具有与前述第一绝缘层不同的组成。

[36]根据项目1～35中任一项所述的半导体装置，其中，前述半导体装置为扇出型的晶圆级芯片尺寸封装型的半导体装置。

[37]一种半导体装置的制造方法，其包括如下工序：

第一工序，其准备半导体芯片；

第二工序，其将所准备的前述半导体芯片以该半导体芯片的至少一部分露出的方式用密封结构覆盖；以及

第三工序，其将再布线层形成于前述半导体芯片的前述露出的表面侧，所述再布线层在俯视时的面积大于前述半导体芯片，且包含具有单层结构或多层结构的绝缘层，

在前述第三工序中，制作在前述再布线层的剖视时前述绝缘层所包含的层结构的高低差为0.1μm～1.8μm的该绝缘层。

[38]根据项目37所述的半导体装置的制造方法，其包括绝缘层形成工序：其用能够形成聚酰亚胺、聚苯并噁唑和具有酚性羟基的聚合物中的至少一种化合物的感光性树脂组合物来形成前述绝缘层。

[39]根据项目37或38所述的半导体装置的制造方法，其中，前述第二工序包括如下工序：

在前述半导体芯片上形成保护层的工序；以及

将形成有前述保护层的前述半导体芯片以该保护层的至少一部分露出的方式用密封结构覆盖的工序，

前述第三工序包括将前述再布线层形成于前述保护层侧的工序。

[40]根据项目39所述的半导体装置的制造方法，其包括保护层形成工序：其用能够形成聚酰亚胺、聚苯并噁唑和具有酚性羟基的聚合物中的至少一种化合物的感光性树脂组合物来形成前述保护层。

发明的效果

根据本发明，可提供能够兼顾绝缘层的耐化学药品性的提高以及绝缘层与布线在热历程后的密合性的确保的半导体装置及其制造方法。

附图说明

图1为本实施方式所述的半导体装置的截面示意图。

图2为本实施方式所述的半导体装置的俯视示意图。

图3为用于说明本实施方式所述的半导体装置的高低差的构成例的图。

图4为本实施方式所述的半导体装置的制造工序的一例。

附图标记说明

1 半导体装置

2 半导体芯片

2a 端子

3 密封材料

4 再布线层

5 布线

6绝缘层(层间绝缘膜)

7 外部连接端子

8 保护层

8a 孔

10 晶圆

11 支撑体

12 模制树脂

13 感光性树脂组合物

具体实施方式

以下，对于本发明的半导体装置的一个实施方式(以下简写为“实施方式”)，参照附图进行说明。需要说明的是，本发明不限定于以下的实施方式，可以在其主旨范围内进行各种变形来实施。本实施方式中，使用“～”记载的数值范围在其范围内包括在“～”的前后记载的数值。另外，本实施方式中，关于阶段式记载的数值范围，在某个数值范围内记载的上限值或下限值可以替换成其他阶段式记载的数值范围的上限值或下限值。进而，本实施方式中，在某个数值范围内记载的上限值或下限值也可以替换成实施例所示的值。在附图所示的内容中，比例尺、形状和长度等有时为了进一步明确而夸大示出。

[实施方式1]

<半导体装置>

图1是本实施方式所述的半导体装置的截面示意图。如图1所示那样，半导体装置(半导体IC)1具备：

半导体芯片2；

密封结构，其以半导体芯片2的至少一部分露出的方式覆盖半导体芯片2；以及

再布线层4，其配置在半导体芯片2的未被密封结构覆盖的表面侧，且俯视时的面积大于半导体芯片2，

再布线层4包含具有单层结构或多层结构的绝缘层(有时称为“层间绝缘膜”)6，

在再布线层6的剖视时，绝缘层6所包含的层结构的高低差为0.1μm～1.8μm。

需要说明的是，在图1中，如虚线所示那样，图示出具有三层结构的绝缘层6。

在一个方式中，密封结构可以由密封材料3构成。如图1所示那样，密封材料3覆盖半导体芯片2的表面(侧面和上表面)并且以在俯视(在图1中为A箭头视图)时比半导体芯片2的区域更大的面积来形成。

再布线层4具有与设置于半导体芯片2的多个端子2a电连接的多个布线5以及对布线5之间进行填埋的绝缘层6而构成。设置于半导体芯片2的多个端子2a与再布线层4内的布线5进行了电连接。布线5的一端连接于端子2a，另外，另一端连接于外部连接端子7。端子2a与外部连接端子7之间的布线5被绝缘层6覆盖。半导体芯片2也可以通过并列配置多个芯片来构成。图1中示出沿着面方向(与A方向垂直的方向)配置多个半导体芯片2的方式。在配置多个半导体芯片2的情况下，各个半导体芯片2的构成可以相同也可以不同。

如图1所示那样，在俯视(A箭头视图)时，再布线层4形成得比半导体芯片2更大。图1所示的半导体装置1是扇出(Fan-Out)型的晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)型的半导体装置。在扇出型的半导体装置中，再布线层4中的绝缘层6不仅与半导体芯片2密合，也与密封材料3密合。半导体芯片2由硅等半导体构成，另外，在内部形成有电路。

(再布线层)

再布线层4由覆盖布线5和布线5周围的绝缘层6构成。再布线层可以包含3层以上的绝缘层。再布线层通过包含3层以上的绝缘层，从而容易调整高低差。再布线层中的绝缘层可以为9层以下。

此处，本实施方式中的“再布线层”是指如上所述那样地具有绝缘层6的薄膜的层，可以包含布线5。本实施方式中的“再布线层”不含印刷电路板。

本实施方式中，可以将再布线层4的膜厚设为3～30μm左右。再布线层4的膜厚可以为1μm以上，也可以为5μm以上，还可以为10μm以上。另外，再布线层4的膜厚可以为40μm以下，也可以为30μm以下，还可以为20μm以下。

对半导体装置1进行俯视(A箭头视图)时，成为以下的图2那样。图2是本实施方式所述的半导体装置的俯视示意图。需要说明的是，省略密封材料3的图示。

图2所示的半导体装置1(参照图1)以再布线层4的面积S1大于半导体芯片2的面积S2的方式构成。从增加外部连接端子的数量的观点出发，再布线层4的面积S1优选为半导体芯片2的面积S2的1.05倍以上，优选为1.1倍以上，更优选为1.2倍以上，特别优选为1.3倍以上。关于上限，再布线层4的面积S1可以为半导体芯片2的面积S2的50倍以下，也可以为25倍以下，也可以为10倍以下，还可以为5倍以下。需要说明的是，在图2中，被半导体芯片2覆盖的再布线层4的部分的面积也包括在再布线层4的面积S1内。

另外，半导体芯片2与再布线层4的外形可以相同也可以不同。在图2中，半导体芯片2和再布线层4的外形均为矩形的类似形状，但外形也可以不是矩形。

(绝缘层)

从防止与布线5的非主观性导通的观点出发，绝缘层6优选为绝缘性高的构件。图3是用于说明本实施方式中的绝缘层的一个方式的图，是示意性地示出其截面的图。图3中的再布线层4a～4c对应于图1中用箭头表示的各部分a～c，另外，为了方便，使图1中的各部分的上下翻转来图示。

在各图中，构成再布线层4的绝缘层6的各层在与密封结构相反一侧的表面具有凹凸。在各层中，将提供最大厚度的凸部称为“最大凸部”，另外，将从该最大凸部朝着厚度方向提供最深凹陷的凹部称为“最大凹部”。高低差根据“最大凸部”与“最大凹部”之差来求出。计算“高低差”时的具体工艺根据后述实施例的方法而得以明确。

此处，关于高低差的计算，考虑以下的事项。

(1)“最大凸部”、“最大凹部”和“高低差”不是以再布线层中的特定部位(例如在图1中用箭头表示的a～c)作为对象分别进行计算，而是以包括在图1中用箭头表示的a～c在内的再布线层整体作为对象来进行计算。即，根据以从再布线层的一端遍及另一端的整体作为对象进行观察时得到的“最大凸部”和“最大凹部”来计算“高低差”。

(2)由浮雕图案形成的槽不构成最大凹部，另外，布线的表面不构成最大凸部。

(3)在绝缘层具有多层结构的情况下，针对该各层分别计算高低差。在该情况下，针对各层分别算出的高低差中的至少一个为0.1μm～1.8μm。

以下，针对高低差的计算方法进行具体说明。

图3的(a)～(c)分别对应于图1中用箭头a～c表示的部分。

图3的(a)表示在密封结构(密封材料3)上依次层叠有第一层的绝缘层61a、第二层的绝缘层62a和第三层的绝缘层63a的结构；

图3的(b)表示在密封结构(密封材料3)上依次层叠有第一层的绝缘层61b、布线52b和第三层的绝缘层63b的结构；

图3的(c)表示在密封结构(密封材料3)、保护层8和端子2a上依次层叠有第一层的绝缘层61c和布线51c、第二层的绝缘层62c和布线52c、以及第三层的绝缘层63c的结构。

在图3的(b)中，布线52b配置在由第二层的绝缘层(未图示)形成的浮雕图案之间。

在图3的(c)中，布线51c配置在由第一层的绝缘层61c形成的浮雕图案之间，且与端子2a连接。另外，布线52c配置在由第二层的绝缘层62c形成的浮雕图案之间，且与布线51c连接。并且，第三层的绝缘层63c以覆盖第二层的绝缘层62c和布线52c的方式形成，在该第三层的绝缘层63c上配置有外部连接端子7。

首先，着眼于第一层。遍及整体地观察第一层(上述考虑事项(1))。

在第一层之中，提供最大厚度的最大凸部C1在再布线层4a中被观察到，提供距离该最大凸部C1为最深凹陷的最大凹部D1在再布线层4c中被观察到。并且，第一层中的高低差G1以最大凸部C1与最大凹部D1之差的形式进行计算。

需要说明的是，如果仅观察自最大凸部C1起的深度，则由第一层的绝缘层61c形成的浮雕图案的底部Bt最深，由浮雕图案形成的槽不构成最大凹部(上述考虑事项(2))。

接着，着眼于第二层。遍及整体地观察第二层(上述考虑事项(1))。

在第二层之中，最大凸部C2在再布线层4c中被观察到，最大凹部D2在再布线层4a中被观察到。并且，第二层中的高低差G2以最大凸部C2与最大凹部D2之差的形式进行计算。

需要说明的是，在再布线层4b和4c中分别观察到超过最大凸部C2的高度的凸部，但它们是在布线52b、52c的表面出现的凸部，因此不构成最大凸部(上述考虑事项(2))。

接着，着眼于第三层。遍及整体地观察第三层(上述考虑事项(1))。

在第三层之中，最大凸部C3和最大凹部D2均在再布线层4b中被观察到。并且，第三层中的高低差G3以最大凸部C3与最大凹部D3之差的形式进行计算。

需要说明的是，虽未图示，但在再布线层具有N层结构的情况下，针对第一层～第N层的各层分别计算共计N个高低差。

如上那样算出的针对各层分别算出的高低差G1～G3中的至少一者为0.1μm～1.8μm(上述考虑事项(3))。本实施方式中，通过将高低差设为0.1μm～1.8μm，从而能够兼顾绝缘层的耐化学药品性的提高以及绝缘层与布线在热历程后的密合性的确保的理由尚不明确，本发明人如下考虑。可以认为：绝缘层的高低差源自例如模制树脂(密封材料)的表面凹凸以及在形成第一层的绝缘层后产生的高低差等。通过将高低差设为0.1μm以上，从而绝缘层充分收缩，由此，膜的强韧性提高，其结果，耐化学药品性提高。从耐化学药品性和绝缘层的裂纹耐受性的观点出发，高低差优选为0.2μm以上，更优选为0.4μm以上，特别优选为0.5μm以上。

另外，在半导体装置的制造工艺中，通过溅射或镀敷而在绝缘层的上部形成布线。可以认为：通过将高低差设为1.8μm以下，从而使应力集中点相对于在绝缘层与布线之间产生的应力而发生分散，由此推进应力松弛，由此密合性提高。从半导体装置的收率的观点出发，高低差优选为1.7μm以下，更优选为1.6μm以下，特别优选为1.5μm以下。

从显影性的观点出发，绝缘层6的杨氏模量优选为5.0GPa以下，更优选为4.5GPa以下，特别优选为4.1GPa以下或4.0GPa以下。另外，从保护布线的观点出发，优选为2.0GPa以上，更优选为2.5GPa以上，特别优选为3.0GPa以上或3.2GPa以上。

再布线层4中的绝缘层6可以为多层。即，在对再布线层4进行剖视时，再布线层4可以包含第一绝缘层、第二绝缘层、以及与第一绝缘层和第二绝缘层不同且设置在第一绝缘层和第二绝缘层之间的中间层。中间层是指例如布线5。布线5只要是导电性高的构件即可，通常使用铜。

第一绝缘层与第二绝缘层可以为相同的组成，也可以为不同的组成。第一绝缘层与第二绝缘层可以为相同的杨氏模量，也可以为不同的杨氏模量。第一绝缘层与第二绝缘层可以为相同的膜厚，也可以为不同的膜厚。若第一绝缘层与第二绝缘层具有不同的组成、不同的杨氏模量和/或不同的膜厚，则能够使各绝缘层具备不同的性质，故而优选。

(绝缘层的组成)

绝缘层6优选为包含选自例如聚酰亚胺、聚苯并噁唑和具有酚性羟基的聚合物中的至少一种化合物的膜。

(形成绝缘层的树脂组合物)

用于形成绝缘层6的树脂组合物只要是感光性的树脂组合物即可，其中，优选为包含选自聚酰亚胺前体、聚苯并噁唑前体和具有酚性羟基的聚合物中的至少一种化合物的感光性树脂组合物。用于形成绝缘层6的树脂组合物可以为液体状，也可以为薄膜状。另外，用于形成绝缘层6的树脂组合物可以为负型的感光性树脂组合物，也可以为正型的感光性树脂组合物。

本实施方式中，将对感光性树脂组合物进行曝光和显影后的图案称为浮雕图案，将对浮雕图案进行加热固化而得到的图案称为固化浮雕图案。该固化浮雕图案相当于保护层8、绝缘层6。

本实施方式中，绝缘层优选包含选自C、H、N、O、Si和Ti中的至少1种而构成。由于不具有卤素原子等自由体积大的官能团，因此，存在能够防止耐化学药品性降低的倾向。

(密封材料)

从耐热性、与绝缘层的密合性的观点出发，密封材料3的材料优选为环氧树脂。

如图1所示那样，密封材料3优选与半导体芯片2和再布线层4直接接触。由此，能够有效地提高从半导体芯片2的表面起至再布线层4的表面为止的密封性。

密封材料3可以为单层，也可以为层叠有多个层的构成。在密封材料3为层叠结构的情况下，可以为同种材料的层叠结构，也可以为不同材料的层叠结构。

(保护层)

本实施方式中的保护层8能够保护半导体芯片2。从保护半导体芯片2不受物理冲击的观点出发，保护层8的杨氏模量优选为4.0GPa以上，更优选为4.5GPa以上，特别优选为5GPa以上。另外，从显影性的观点出发，保护层8的杨氏模量优选为9.0GPa以下，更优选为8.5GPa以下，特别优选为8.0GPa以下。

本实施方式中的杨氏模量可通过拉伸试验和纳米压痕试验等来计算。

保护层8设置于半导体芯片2的未被密封材料3覆盖的面。假设从被密封材料3覆盖的一侧俯视(图1中的A箭头视图)半导体芯片2时，因成为半导体芯片2的阴面而观察不到保护层8。

保护层8接触半导体芯片2和绝缘层6中的至少一者。据此，容易适宜地保护半导体芯片2。另外，这种构成是容易实现保护层8侧和绝缘层6侧的密合性的提高的方式，但即便在半导体装置1具有这种方式的情况下，也能够提高保护层8侧和绝缘层6侧的密合性。尤其是，在半导体装置1中，保护层8接触半导体芯片2和绝缘层6这两者，从上述观点出发是更优选的方式。需要说明的是，虽然在半导体装置1中加以省略，但只要能够得到本发明的效果，就可以在半导体芯片2与绝缘层6之间夹杂有其它构件。

保护层8形成有孔8a。半导体芯片2侧与布线5侧借助孔8a进行了电连接。据此，容易确保半导体芯片2侧与布线5侧的电连接，且进一步保护半导体芯片2。与半导体芯片2的端子2a对应设置有多个保护层8的孔8a。在多个孔8a中分别插设有端子2a。

在半导体装置1中，保护层8的半导体芯片2侧的面之中源自孔8a的开口面积的比例小于一半。据此，能够确保用于保护半导体芯片2的保护面积，因此，容易进一步保护半导体芯片2。此处，“开口面积”是指半导体芯片2侧的一面的开口入口的总面积。

(保护层的组成)

保护层优选为包含例如选自聚酰亚胺、聚苯并噁唑和具有酚性羟基的聚合物中的至少一种化合物的膜。

(形成保护层的树脂组合物)

用于形成保护层的树脂组合物只要是感光性的树脂组合物即可，其中，优选为包含选自聚酰亚胺前体、聚苯并噁唑前体和具有酚性羟基的聚合物中的至少一种化合物的感光性树脂组合物。用于形成保护层的树脂组合物可以为液体状，也可以为薄膜状。另外，用于形成保护层的树脂组合物可以为负型的感光性树脂组合物，也可以为正型的感光性树脂组合物。

<聚酰亚胺前体组合物>

(A)感光性树脂

作为聚酰亚胺前体组合物中使用的感光性树脂，可列举出聚酰胺、聚酰胺酸酯等。例如，作为聚酰胺酸酯，可以使用包含下述通式(11)所示的重复单元的聚酰胺酸酯。

R¹和R²各自独立地为氢原子、碳原子数1～30的饱和脂肪族基团、芳香族基团、具有碳碳不饱和双键的一价有机基团、或者具有碳碳不饱和双键的一价离子。X¹为源自四羧酸二酐的四价有机基团，Y¹为源自二胺的二价有机基团，m为1以上的整数。m优选为2以上，更优选为5以上。

上述通式(11)的R¹和R²中的至少一者以一价阳离子的形式存在时，与该阳离子对应的O带负电荷(以-O^-的形式存在)。另外，X¹和Y¹可以包含羟基。

通式(11)中的R¹和R²更优选为在下述通式(12)所示的一价有机基团或下述通式(13)所示的一价有机基团的末端具有铵离子的结构。

(通式(12)中，R₃、R₄和R₅各自独立地为氢原子或碳原子数1～5的有机基团，并且，m₁为1～20的整数。)

(通式(13)中，R₆、R₇和R₈各自独立地为氢原子或碳原子数1～5的有机基团，并且，m₂为1～20的整数。)

可以将多种通式(11)所示的聚酰胺酸酯加以混合。另外，也可以使用使通式(11)所示的聚酰胺酸酯彼此共聚而得到的聚酰胺酸酯。

从杨氏模量和耐化学药品性的观点出发，X¹优选为包含芳香族基团的四价有机基团。具体而言，X¹优选为包含下述通式(2)～通式(4)所示的至少一种结构的四价有机基团。

(通式(4)中，R₉为氧原子、硫原子、二价有机基团中的任一者。)

通式(4)中的R₉例如为碳原子数1～40的二价有机基团或卤素原子。R₉任选包含羟基。

从显影性的观点出发，X¹特别优选为包含下述通式(5)所示结构的四价有机基团。

从杨氏模量和耐化学药品性的观点出发，Y¹优选为包含芳香族基团的二价有机基团。具体而言，Y¹优选为包含下述通式(6)～通式(8)所示的至少一种结构的二价有机基团。

(R₁₀、R₁₁、R₁₂和R₁₃各自独立地为氢原子、碳原子数为1～5的一价脂肪族基团，任选相同或不同。)

(R₁₄～R₂₁各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数为1～5的一价有机基团，彼此任选不同或相同。)

(R₂₂为二价基团或氧原子，R₂₃～R₃₀各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数为1～5的一价脂肪族基团，任选相同或不同。)

通式(8)中的R₂₂例如为碳原子数1～40的二价有机基团或卤素原子。

从显影性的观点出发，Y¹特别优选为包含下述通式(9)所示结构的二价有机基团。

在上述聚酰胺酸酯中，其重复单元中的X¹源自用作原料的四羧酸二酐，另外，Y¹源自用作原料的二胺。

作为用作原料的四羧酸二酐，可列举出例如均苯四甲酸酐(PMDA)、二苯基醚-3,3’,4,4’-四羧酸二酐(4,4’-氧代双邻苯二甲酸二酐：ODPA)、二苯甲酮-3,3’,4,4’-四羧酸二酐、联苯-3,3’,4,4’-四羧酸二酐、二苯基砜-3,3’,4,4’-四羧酸二酐、二苯基甲烷-3,3’,4,4’-四羧酸二酐、2,2-双(3,4-邻苯二甲酸酐)丙烷、2,2-双(3,4-邻苯二甲酸酐)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷等。它们可以单独使用，也可以混合使用2种以上。

作为用作原料的二胺，可列举出例如对苯二胺(PPD)、间苯二胺、4,4’-二氨基二苯基醚(DADPE)、3,4’-二氨基二苯基醚、3,3’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基-2,2’-二甲基联苯(m-TB)4,4’-二氨基二苯硫醚、3,4’-二氨基二苯硫醚、3,3’-二氨基二苯硫醚、4,4’-二氨基二苯基砜、3,4’-二氨基二苯基砜、3,3’-二氨基二苯基砜、4,4’-二氨基联苯、3,4’-二氨基联苯、3,3’-二氨基联苯、4,4’-二氨基二苯甲酮、3,4’-二氨基二苯甲酮、3,3’-二氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基二苯基甲烷、3,4’-二氨基二苯基甲烷、3,3’-二氨基二苯基甲烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、双〔4-(4-氨基苯氧基)苯基〕砜、双〔4-(3-氨基苯氧基)苯基〕砜、4,4-双(4-氨基苯氧基)联苯、4,4-双(3-氨基苯氧基)联苯、双〔4-(4-氨基苯氧基)苯基〕醚、双〔4-(3-氨基苯氧基)苯基〕醚、1,4-双(4-氨基苯基)苯、1,3-双(4-氨基苯基)苯、9,10-双(4-氨基苯基)蒽、2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-双〔4-(4-氨基苯氧基)苯基)丙烷、2,2-双〔4-(4-氨基苯氧基)苯基)六氟丙烷、1,4-双(3-氨基丙基二甲基甲硅烷基)苯、邻联甲苯胺砜、9,9-双(4-氨基苯基)芴等。另外，这些苯环上的一部分氢原子任选被取代。另外，它们可以单独使用，也可以混合使用2种以上。

在聚酰胺酸酯(A)的合成中，通常可以优选使用将进行后述四羧酸二酐的酯化反应而得到的四羧酸二酯直接供于与二胺的缩合反应的方法。

上述四羧酸二酐的酯化反应中使用的醇类为具有烯属双键的醇。具体而言，可列举出甲基丙烯酸2-羟基乙酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基醇、甘油二丙烯酸酯、甘油二甲基丙烯酸酯等。这些醇类可以单独使用或混合使用2种以上。

关于本实施方式中使用的聚酰胺酸酯(A)的具体合成方法，可以采用现有公知的方法。关于合成方法，可列举出例如国际公开第00/43439号单行本中示出的方法。即可列举出：将四羧酸二酯暂时转化为四羧酸二酯二酰氯，将该四羧酸二酯二酰氯和二胺在碱性化合物的存在下供于缩合反应，制造聚酰胺酸酯(A)的方法。另外可列举出：通过将四羧酸二酯和二胺在有机脱水剂的存在下供于缩合反应的方法来制造聚酰胺酸酯(A)的方法。

作为有机脱水剂的例子，可列举出二环己基碳二亚胺(DCC)、二乙基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺、乙基环己基碳二亚胺、二苯基碳二亚胺、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺、1-环己基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐等。

本实施方式中使用的聚酰胺酸酯(A)的重均分子量优选为6000～150000、更优选为7000～50000、更优选为7000～20000。

(B1)光引发剂

在用于形成保护层和绝缘层的树脂组合物为负型的感光性树脂的情况下，可使用光引发剂。作为光引发剂，可以使用例如二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基酮、二苄基酮和芴酮等二苯甲酮衍生物；2,2’-二乙氧基苯乙酮和2-羟基-2-甲基苯丙酮等苯乙酮衍生物；1-羟基环己基苯基酮、噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮和二乙基噻吨酮等噻吨酮衍生物；苯偶酰、苯偶酰二甲基缩酮和苯偶酰-β-甲氧基乙基缩醛等苯偶酰衍生物；苯偶姻甲基醚等苯偶姻衍生物；2,6-二(4’-二叠氮苯亚甲基)-4-甲基环己酮和2,6’-二(4’-二叠氮苯亚甲基)环己酮等叠氮类；1-苯基-1,2-丁二酮-2-(O-甲氧基羰基)肟、1-苯基丙二酮-2-(O-甲氧基羰基)肟、1-苯基丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟、1-苯基丙二酮-2-(O-苯甲酰基)肟、1,3-二苯基丙三酮-2-(O-乙氧基羰基)肟、1-苯基-3-乙氧基丙三酮-2-(O-苯甲酰基)肟等肟类；N-苯基甘氨酸等N-芳基甘氨酸类；过氧化苯甲酰等过氧化物类；芳香族联咪唑类；以及二茂钛类等。这些之中，从光灵敏度的观点出发，优选为上述肟类。

这些光引发剂的用量相对于聚酰胺酸酯(A)100质量份优选为1～40质量份，更优选为2～20质量份。通过添加相对于聚酰胺酸酯(A)100质量份为1质量份以上的光引发剂，从而光灵敏度容易优异。另外，通过添加40质量份以下，从而厚膜固化性容易优异。

(B2)光产酸剂

在用于形成保护层和绝缘层的树脂组合物为正型的感光性树脂的情况下，可使用光产酸剂。通过含有光产酸剂，从而在紫外线曝光部产生酸，在该情况下，曝光部相对于碱水溶液的溶解性增大。由此，可用作正型感光性树脂组合物。

作为光产酸剂，可列举出醌二叠氮化合物、锍盐、磷鎓盐、重氮盐、碘鎓盐等。其中，从表现出优异的抑制溶解的效果，由此得到高灵敏度的正型感光性树脂组合物的观点出发，优选使用醌二叠氮化合物。另外，可以含有2种以上的光产酸剂。

(C)添加剂

绝缘层的剖视的高低差可以通过聚合物结构来调整，也可以通过添加剂的种类或量来调节。例如，通过调整聚合物结构的易挥发部位和交联部位等，从而能够调整固化收缩率，且能够调整至期望的高低差。

另外，作为添加剂，通过选择例如固化收缩率高的化合物，从而存在能够增大高低差的倾向。另外，通过选择固化收缩率低的化合物，从而存在能够减小高低差的倾向。作为增大高低差的化合物，可列举出甲基丙烯酰基当量小的添加剂。作为减小高低差的化合物，可列举出环氧化合物和氧杂环丁烷化合物。关于添加剂的量，只要根据作为目标的剖视的高低差进行适当调整即可。

(D)溶剂

可使用能够溶解或分散各成分的溶剂。可列举出例如N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、丙酮、甲乙酮、二甲基亚砜等。这些溶剂可根据涂布膜厚、粘度以相对于(A)感光性树脂100质量份为30～1500质量份的范围来使用。

(E)其它

聚酰亚胺前体组合物可以含有交联剂。作为交联剂，可以使用在对聚酰亚胺前体组合物进行曝光、显影后在加热固化时能够使(A)感光性树脂发生交联或者能够使交联剂自身形成交联网络的交联剂。通过使用交联剂，从而能够进一步增强固化膜(绝缘层)的耐热性和耐化学药品性。

另外，可以包含用于提高光灵敏度的敏化剂、用于提高与基材的粘接性的粘接助剂等。

(显影)

在对聚酰亚胺前体组合物进行曝光后，用显影液洗掉无用部分。在利用溶剂进行显影的聚酰亚胺前体组合物的情况下，所使用的显影液可使用N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、环戊酮、γ-丁内酯、乙酸酯类等良溶剂；这些良溶剂与低级醇、水、芳香族烃等不良溶剂的混合溶剂等。在显影后，根据需要利用不良溶剂等进行润洗。

在利用碱性水溶液进行显影的聚酰亚胺前体组合物的情况下，优选为氢氧化四甲基铵的水溶液、二乙醇胺、二乙基氨基乙醇、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、三乙胺、二乙胺、甲胺、二甲胺、乙酸二甲基氨基乙酯、二甲基氨基乙醇、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、环己胺、乙二胺、六亚甲基二胺等显碱性的化合物的水溶液。

(热固化)

通过将显影后、曝光后的聚酰亚胺前体组合物加热，从而使聚酰亚胺前体闭环、即形成聚酰亚胺。该聚酰亚胺相当于固化浮雕图案、即绝缘层。

关于用于使聚酰亚胺前体组合物发生热固化的加热温度，一般而言，存在加热固化温度越高则杨氏模量越大的倾向。从将本实施方式的绝缘层的杨氏模量设为期望值的观点出发，该加热温度优选为160℃以上，更优选为180℃以上，特别优选为200℃以上。从抑制对其它构件造成的影响的观点出发，优选为400℃以下。

<聚酰亚胺>

由上述聚酰亚胺前体组合物形成的固化浮雕图案的结构为下述通式(1)。

即，保护层和绝缘层中的至少一者包含聚酰亚胺，所述聚酰亚胺包含通式(1)的结构。

通式(1)中的X¹、Y¹、m与通式(11)中的X¹、Y¹、m相同，X¹为四价有机基团，Y¹为二价有机基团，m为1以上的整数。出于相同的理由，通式(11)中的优选的X¹、Y¹、m在通式(1)的聚酰亚胺中也是优选的。

在碱溶性聚酰亚胺的情况下，可以将聚酰亚胺的末端设为羟基。

在本实施方式所述的保护层包含聚酰亚胺的情况下，利用全反射测定法(Attenuated Total Reflection；ATR法)进行IR光谱测定时的1380cm^-1附近的峰高度与1500cm^-1附近的峰高度的峰比(1380cm^-1附近峰高度/1500cm^-1附近峰高度)优选为1.2～2.5。从耐化学药品性的观点出发，优选为1.3以上，更优选为1.4以上，特别优选为1.5以上。从显影性的观点出发，优选为2.4以下，更优选为2.3以下，特别优选为2.2以下。

此处提及的“1380cm^-1附近的峰高度”是在例如1330～1430cm^-1的范围内的最大峰高度，此处提及的“1500cm^-1附近的峰高度”是在例如1450～1550cm^-1的范围内的最大峰高度。

在本实施方式所述的绝缘层包含聚酰亚胺的情况下，利用全反射测定法(Attenuated Total Reflection；ATR法)进行IR光谱测定时的1380cm^-1附近的峰高度与1500cm^-1附近的峰高度的峰比(1380cm^-1附近峰高度/1500cm^-1附近峰高度)优选为0.2～1.0。从耐化学药品性的观点出发，优选为0.3以上，更优选为0.4以上，特别优选为0.5以上。从显影性的观点出发，优选为0.8以下，更优选为0.7以下，特别优选为0.6以下。

此处提及的“1380cm^-1附近的峰高度”是在例如1330～1430cm^-1的范围内的最大峰高度，此处提及的“1500cm^-1附近的峰高度”是在例如1450～1550cm^-1的范围内的最大峰高度。

<聚苯并噁唑前体组合物>

(A)感光性树脂

作为聚苯并噁唑前体组合物中使用的感光性树脂，可以使用包含下述通式(14)所示的重复单元的聚(邻羟基酰胺)。

(通式(14)中，Y²和Y³为二价有机基团。)

从绝缘层与密封材料的密合性的观点出发，Y²优选为碳原子数1～30的二价有机基团，更优选为碳原子数1～15的链状亚烷基(其中，链状亚烷基的氢原子任选被卤素原子取代)，特别优选为碳原子数1～8且一部分或全部氢原子被氟原子取代的链状亚烷基。

另外，从绝缘层与密封材料的密合性的观点出发，Y³优选为包含芳香族基团的二价有机基团，更优选为包含下述通式(6)～通式(8)所示的至少一种结构的二价有机基团。

(R₁₀、R₁₁、R₁₂和R₁₃各自独立地为氢原子、碳原子数为1～5的一价脂肪族基团，任选相同或不同。)

(R₁₄～R₂₁各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数为1～5的一价有机基团，彼此任选不同或相同。)

(R₂₂为二价基团或氧原子，R₂₃～R₃₀各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数为1～5的一价脂肪族基团，任选相同或不同。)

通式(8)中的R₂₂例如为碳原子数1～40的二价有机基团或卤素原子。

从绝缘层与密封材料的密合性的观点出发，Y³特别优选为包含下述通式(9)所示结构的二价有机基团。

从绝缘层与密封材料的密合性的观点出发，Y³优选为碳原子数1～40的二价有机基团，更优选为碳原子数1～40的二价链状脂肪族基团，特别优选为碳原子数1～20的二价链状脂肪族基团。

聚苯并噁唑前体通常可以由二羧酸衍生物和含有羟基的二胺类来合成。具体而言，可通过将二羧酸衍生物转换成二卤化物衍生物后，与二胺类进行反应来合成。作为二卤化物衍生物，优选为二氯化物衍生物。

二氯化物衍生物可通过使卤化剂作用于二羧酸衍生物来合成。作为卤化剂，可以使用通常在羧酸的酰氯化反应中使用的亚硫酰氯、磷酰氯、三氯氧磷、五氯化磷等。

作为合成二氯化物衍生物的方法，可通过使二羧酸衍生物与上述卤化剂在溶剂中发生反应的方法、在过量的卤化剂中进行反应后再馏去过量部分的方法等来合成。

作为二羧酸衍生物中使用的二羧酸，可列举出例如间苯二甲酸、对苯二甲酸、2,2-双(4-羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、4,4’-二羧基联苯、4,4’-二羧基二苯基醚(4,4’-二苯基醚二羧酸)、4,4’-二羧基四苯基硅烷、双(4-羧基苯基)砜、2,2-双(对羧基苯基)丙烷、5-叔丁基间苯二甲酸、5-溴间苯二甲酸、5-氟间苯二甲酸、5-氯间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、丙二酸、二甲基丙二酸、乙基丙二酸、异丙基丙二酸、二正丁基丙二酸、丁二酸、四氟丁二酸、甲基丁二酸、2,2-二甲基丁二酸、2,3-二甲基丁二酸、二甲基甲基丁二酸、戊二酸、六氟戊二酸、2-甲基戊二酸、3-甲基戊二酸、2,2-二甲基戊二酸、3,3-二甲基戊二酸、3-乙基-3-甲基戊二酸、己二酸、八氟己二酸、3-甲基己二酸、八氟己二酸、庚二酸、2,2,6,6-四甲基庚二酸、辛二酸、十二氟辛二酸、壬二酸、癸二酸、十六氟癸二酸、1,9-壬二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十七烷二酸、十八烷二酸、十九烷二酸、二十烷二酸、二十一烷二酸、二十二烷二酸、二十三烷二酸、二十四烷二酸、二十五烷二酸、二十六烷二酸、二十七烷二酸、二十八烷二酸、二十九烷二酸、三十烷二酸、三十一烷二酸、三十二烷二酸、二甘醇酸、二环戊二烯羧酸等。它们可以混合使用。

作为含有羟基的二胺，可列举出例如3,3’-二氨基-4,4’-二羟基联苯、4,4’-二氨基-3,3’-二羟基联苯、双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、双(4-氨基-3-羟基苯基)丙烷、双(3-氨基-4-羟基苯基)砜、双(4-氨基-3-羟基苯基)砜、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-双(4-氨基-3-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷等。它们可以混合使用。

(B2)光产酸剂

光产酸剂具有使光照射部的碱水溶液可溶性增大的功能。作为光产酸剂，可列举出重氮萘醌化合物、芳基重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基锍盐等。其中，重氮萘醌化合物的灵敏度高，故而优选。

(C)添加剂

优选的添加剂的种类和量与在聚酰亚胺前体组合物的项目中记载的内容相同。

(D)溶剂

可使用能够溶解或分散各成分的溶剂。

(E)其它

聚苯并噁唑前体组合物可以包含交联剂、敏化剂、粘接助剂、热产酸剂等。

(显影)

在对聚苯并噁唑前体组合物进行曝光后，利用显影液来洗掉无用部分。作为所使用的显影液，可列举出例如氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钠、氨、乙基胺、二乙胺、三乙胺、三乙醇胺、四甲基氢氧化铵等碱水溶液作为优选物。

以上以正型的聚苯并噁唑前体组合物为中心进行了说明，但可以是负型的聚苯并噁唑前体组合物。

(热固化)

在显影后，通过将聚苯并噁唑前体组合物加热而使聚苯并噁唑前体闭环，即形成聚苯并噁唑。该聚苯并噁唑相当于固化浮雕图案、即绝缘层6。

关于用于使聚苯并噁唑前体组合物发生热固化的加热温度，从抑制对其它构件造成的影响的观点出发，加热温度优选为低温。该加热温度优选为250℃以下，更优选为230℃以下，更优选为200℃以下，特别优选为180℃以下。

<聚苯并噁唑>

由上述聚苯并噁唑前体组合物形成的固化浮雕图案的结构为下述通式(10)。

通式(10)中的U与通式(14)中的Y²相同，通式(10)中的V与通式(14)中的Y³相同。出于相同的理由，通式(14)中的优选的Y²、Y³在通式(10)的聚苯并噁唑中也是优选的。

<具有酚性羟基的聚合物>

(A)感光性树脂

该聚合物是在分子中具有酚性羟基的树脂，其相对于碱是可溶的。作为其具体例，可列举出聚(羟基苯乙烯)等包含具有酚性羟基的单体单元的乙烯基聚合物、酚醛树脂、聚(羟基酰胺)、聚(羟基亚苯基)醚、聚萘酚。

这些之中，从成本低廉和固化时的体积收缩小的方面出发，优选为酚醛树脂，特别优选为酚醛清漆型酚醛树脂。

酚醛树脂为酚或其衍生物与醛类的缩聚产物。缩聚在酸或碱等催化剂的存在下进行。尤其是将使用酸催化剂时得到的酚醛树脂称为酚醛清漆型酚醛树脂。

作为酚衍生物，可列举出例如苯酚、甲酚、乙基苯酚、丙基苯酚、丁基苯酚、戊基苯酚、苄基苯酚、金刚烷苯酚、苄基氧基苯酚、二甲苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、乙基间苯二酚、己基间苯二酚、对苯二酚、连苯三酚、间苯三酚、1,2,4-三羟基苯、玫红酸、联苯酚、双酚A、双酚AF、双酚B、双酚F、双酚S、二羟基二苯基甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,4-双(3-羟基苯氧基苯)、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、α,α’-双(4-羟基苯基)-1,4-二异丙基苯、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴、2,2-双(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(2-羟基-5-联苯基)丙烷、二羟基苯甲酸等。

作为醛化合物，可列举出甲醛、多聚甲醛、乙醛、丙醛、三甲基乙醛、丁醛、戊醛、己醛、三氧杂环己烷、乙二醛、环己基甲醛、二苯基乙醛、乙基丁醛、苯甲醛、乙醛酸、5-降冰片烯-2-甲醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、水杨醛、萘甲醛、对苯二甲醛等。

(A)成分优选包含(a)不具有不饱和烃基的酚醛树脂和(b)具有不饱和烃基的改性酚醛树脂。前述(b)成分更优选通过酚性羟基与多元酸酐的反应而进一步改性。

另外，作为(b)成分，从进一步提高机械特性(断裂伸长率、弹性模量及残留应力)的观点出发，优选使用用碳数4～100的具有不饱和烃基的化合物改性的酚醛树脂。

(b)具有不饱和烃基的改性酚醛树脂通常为酚或其衍生物和具有不饱和烃基的化合物(优选碳数为4～100)(以下有时简称为“含有不饱和烃基的化合物”)的反应产物(以下称为“不饱和烃基改性酚衍生物”)与醛类的缩聚产物、或者酚醛树脂与含有不饱和烃基的化合物的反应产物。

此处提及的酚衍生物可以使用与作为(A)成分的酚醛树脂的原料而在上文说明的酚衍生物同样的物质。

从抗蚀图案的密合性及耐热冲击性的观点出发，含有不饱和烃基的化合物的不饱和烃基优选包含2个以上的不饱和基团。另外，从制成树脂组合物时的相溶性及固化膜的挠性的观点出发，含有不饱和烃基的化合物优选为碳数8～80，更优选为碳数10～60。

作为含有不饱和烃基的化合物，例如有碳数4～100的不饱和烃、具有羧基的聚丁二烯、环氧化聚丁二烯、亚麻醇、油醇、不饱和脂肪酸及不饱和脂肪酸酯。作为适宜的不饱和脂肪酸，可列举出巴豆酸、9-十四烯酸、9-十六碳烯酸、油酸、反油酸、11-十八碳烯酸、二十碳-11-烯酸、芥酸、神经酸、亚油酸、α-亚麻酸、桐酸、十八碳四烯酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、鰶油酸及二十二碳六烯酸。这些之中尤其更优选由碳数8～30的不饱和脂肪酸与碳数1～10的一价至三价的醇形成的酯，特别优选由碳数8～30的不饱和脂肪酸与作为三价醇的甘油形成的酯。

碳数8～30的不饱和脂肪酸与甘油的酯可以以植物油的形式商购。植物油是碘值为100以下的不干性油、碘值超过100且不足130的半干性油或碘值为130以上的干性油。作为不干性油，例如可列举出橄榄油、牵牛花种子油、腰果油、山茶花油、椿油、蓖麻油及花生油。作为半干性油，例如可列举出玉米油、棉籽油及芝麻油。作为干性油，例如可列举出桐油、亚麻籽油、大豆油、核桃油、红花油、葵花籽油、紫苏子油及芥子油。另外，也可以使用将这些植物油加工而得到的加工植物油。

在上述植物油之中，从在苯酚或其衍生物或酚醛树脂与植物油的反应中防止与过度进行反应相伴的凝胶化、且提高成品率的观点出发，优选使用不干性油。另一方面，从抗蚀图案的密合性、机械特性和耐热冲击性提高的观点出发，优选使用干性油。在干性油之中，从能够更有效地且可靠地发挥出由本发明实现的效果的方面出发，优选为桐油、亚麻籽油、大豆油、核桃油和红花油，更优选为桐油和亚麻籽油。

这些含有不饱和烃基的化合物可以单独使用1种或组合使用2种以上。

在制备(b)成分时，首先，通过使上述酚衍生物与上述含有不饱和烃基的化合物发生反应，从而制作不饱和烃基改性酚衍生物。前述反应优选在50～130℃下进行。关于酚衍生物与含有不饱和烃基的化合物的反应比例，从提高固化膜(抗蚀图案)的挠性的观点出发，相对于酚衍生物100质量份，含有不饱和烃基的化合物优选为1～100质量份，更优选为5～50质量份。含有不饱和烃基的化合物小于1质量份时，存在固化膜的挠性降低的倾向，若超过100质量份，则存在固化膜的耐热性降低的倾向。在上述反应中，根据需要可以将对甲苯磺酸、三氟甲磺酸等用作催化剂。

通过使由上述反应生成的不饱和烃基改性酚衍生物与醛类发生缩聚，从而生成利用含有不饱和烃基的化合物进行了改性的酚醛树脂。醛类可以使用与作为用于获得酚醛树脂而使用的醛类而在上文中说明的醛类相同的物质。

上述醛类与上述不饱和烃基改性酚衍生物的反应为缩聚反应，另外，可以使用现有公知的酚醛树脂的合成条件。反应优选在酸或碱等催化剂的存在下进行，更优选使用酸催化剂。作为酸催化剂，可列举出例如盐酸、硫酸、甲酸、乙酸、对甲苯磺酸和草酸。这些酸催化剂可以单独使用1种或组合使用2种以上。

上述反应通常优选在100～120℃的反应温度下进行。另外，反应时间因使用的催化剂的种类和/或量而异，通常为1～50小时。在反应结束后，通过将反应产物在200℃以下的温度下进行减压脱水，从而得到利用含有不饱和烃基的化合物进行了改性的酚醛树脂。需要说明的是，反应可以使用甲苯、二甲苯、甲醇等溶剂。

利用含有不饱和烃基的化合物进行了改性的酚醛树脂也可以通过将上述不饱和烃基改性酚衍生物和间二甲苯那样的除酚之外的化合物一同与醛类缩聚来获得。在该情况下，除酚之外的化合物相对于使酚衍生物与含有不饱和烃基的化合物发生反应而得到的化合物的摩尔比优选小于0.5。

(b)成分也可以通过使前述(a)成分的酚醛树脂与含有不饱和烃基的化合物发生反应来获得。

与酚醛树脂发生反应的含有不饱和烃基的化合物可以使用与上述含有不饱和烃基的化合物相同的物质。

酚醛树脂与含有不饱和烃基的化合物的反应通常优选在50～130℃下进行。另外，关于酚醛树脂与含有不饱和烃基的化合物的反应比例，从提高固化膜(抗蚀图案)的挠性的观点出发，相对于酚醛树脂100质量份，含有不饱和烃基的化合物优选为1～100质量份、更优选为2～70质量份、进一步优选为5～50质量份。含有不饱和烃基的化合物小于1质量份时，存在固化膜的挠性降低的倾向，若超过100质量份，则存在在反应中发生凝胶化的可能性变高的倾向和固化膜的耐热性降低的倾向。此时，根据需要可以将对甲苯磺酸、三氟甲磺酸等用作催化剂。需要说明的是，反应可以使用甲苯、二甲苯、甲醇、四氢呋喃等溶剂。

使利用通过上述那样的方法而生成的含有不饱和烃基的化合物进行了改性的酚醛树脂中残留的酚性羟基进一步与多元酸酐发生反应。由此，也可以将经酸改性的酚醛树脂用作(b)成分。通过利用多元酸酐进行酸改性而导入羧基，在该情况下，(b)成分相对于碱水溶液(显影液)的溶解性进一步提高。

多元酸酐只要具备由具有多个羧基的多元酸的羧基脱水缩合而形成的酸酐基即可。作为多元酸酐，例如，可列举出邻苯二甲酸酐、琥珀酸酐、辛烯基琥珀酸酐、十五烯基琥珀酸酐、马来酸酐、衣康酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、纳迪克酸酐、3,6-桥亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基桥亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、四溴邻苯二甲酸酐及偏苯三酸酐等二元酸酐、联苯四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、二苯基醚四羧酸二酐、丁烷四羧酸二酐、环戊烷四羧酸二酐、均苯四甲酸酐及二苯甲酮四羧酸二酐等芳香族四元酸二酐。这些可以单独使用1种或组合使用2种以上。这些之中，多元酸酐优选为二元酸酐，更优选为选自由四氢邻苯二甲酸酐、琥珀酸酐及六氢邻苯二甲酸酐组成的组中的1种以上。此时，具有能够形成具有更良好的形状的抗蚀图案的优点。

另外，(A)具有酚性羟基的碱溶性树脂可以进一步含有与多元酸酐反应而酸改性的酚醛树脂。通过(A)成分含有用多元酸酐进行了酸改性的酚醛树脂，(A)成分相对于碱水溶液(显影液)的溶解性进一步提高。

作为前述多元酸酐，可列举出例如邻苯二甲酸酐、琥珀酸酐、辛烯基琥珀酸酐、十五烯基琥珀酸酐、马来酸酐、衣康酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、纳迪克酸酐、3,6-桥亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基桥亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、四溴邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐等二元酸酐；联苯四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、二苯基醚四羧酸二酐、丁烷四羧酸二酐、环戊烷四羧酸二酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四羧酸二酐等脂肪族、芳香族四元酸二酐等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。这些之中，多元酸酐优选为二元酸酐，更优选为例如选自由四氢邻苯二甲酸酐、琥珀酸酐和六氢邻苯二甲酸酐组成的组中的1种以上。

(B2)光产酸剂

作为光产酸剂，可列举出重氮萘醌化合物、芳基重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基锍盐等。其中，重氮萘醌化合物的灵敏度高，故而优选。

(C)添加剂

优选的添加剂的种类和量与在聚酰亚胺前体组合物的项目中记载的内容相同。

(D)溶剂

可以使用能够溶解或分散各成分的溶剂。

(E)其它

可以包含热交联剂、敏化剂、粘接助剂、染料、表面活性剂、溶解促进剂、交联促进剂等。其中，通过含有热交联剂，在对图案形成后的感光性树脂膜进行加热而使其固化时，热交联剂成分与(A)成分发生反应而形成交联结构。由此，能够进行低温下的固化，能够防止膜脆和膜熔融。作为热交联剂成分，具体而言，可以使用具有酚性羟基的化合物、具有羟基甲基氨基的化合物、具有环氧基的化合物作为优选物。

(显影)

在对具有酚性羟基的聚合物进行曝光后，利用显影液洗掉无用部分。作为所使用的显影液，可适宜地使用例如氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钠、氨、乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、三乙醇胺、四甲基氢氧化铵(TMAH)等碱水溶液。

(热固化)

在显影后，通过将具有酚性羟基的聚合物加热，从而使具有酚性羟基的聚合物彼此发生热交联。该交联后的聚合物相当于固化浮雕图案、即、绝缘层6。

关于用于使具有酚性羟基的聚合物发生热固化的加热温度，从抑制对其它构件造成的影响的观点出发，加热温度优选为低温。该加热温度优选为250℃以下，更优选为230℃以下，更优选为200℃以下，特别优选为180℃以下。

<半导体装置的制造方法)

本实施方式的半导体装置的制造方法包括如下工序：

第一工序，其准备半导体芯片；

第二工序，其将所准备的半导体芯片以该半导体芯片的至少一部分露出的方式用密封结构覆盖；以及

第三工序，其将再布线层形成于半导体芯片露出的表面侧，所述再布线层在俯视时的面积大于半导体芯片，且包含具有单层结构或多层结构的绝缘层。

在第三工序中，制作在再布线层的剖视时绝缘层所包含的层结构的高低差为0.1μm～1.8μm的该绝缘层。

此处，第二工序优选包括如下工序：

在半导体芯片上形成保护层的工序(保护层形成工序)；以及

将形成有保护层的半导体芯片以该保护层的至少一部分露出的方式用密封结构覆盖的工序(密封结构形成工序)。

另外，第三工序优选包括将再布线层形成于保护层侧的工序(再布线层形成工序)。

针对本实施方式中的半导体装置的制造方法，使用图4进行说明。图4是本实施方式的半导体装置的制造工序的一例。在图4A中，准备已进行了前工序的晶圆10。其后，涂布感光性树脂组合物(保护层形成用的感光性组合物)，其后，进行曝光显影而形成浮雕图案(保护层形成工序)。然后，在图4B中，对上述晶圆进行切割而形成多个半导体芯片2。将如此操作而准备的半导体芯片2如图4C所示那样，以规定间隔粘贴在支撑体11上。

接着，从半导体芯片2上起至支撑体11上为止涂布模制树脂12，然后，如图4D所示那样进行模制密封(密封结构形成工序)。接着，剥离支撑体11，并且，使模制树脂12翻转(参照图4E)。如图4E所示那样，半导体芯片2和模制树脂12出现在大致同一平面中。接着，在图4F所示的工序中，将感光性树脂组合物13涂布在半导体芯片2上和模制树脂12上。并且，对经涂布的感光性树脂组合物13进行曝光显影，形成浮雕图案(浮雕图案形成工序)。需要说明的是，感光性树脂组合物13可以为正型和负型中的任一者。进而，将浮雕图案加热而形成固化浮雕图案(绝缘层形成工序)。进而，在未形成固化浮雕图案的部位形成布线(布线形成工序)。

需要说明的是，在本实施方式中，将上述浮雕图案形成工序、绝缘层形成工序和布线形成工序一并称为形成与半导体芯片2连接的再布线层的再布线层形成工序。

再布线层中的绝缘层可以为多层。因此，再布线层形成工序可以包括多次的浮雕图案形成工序、多次的绝缘层形成工序和多次的布线形成工序。

并且，在图4G中，形成与各半导体芯片2对应的多个外部连接端子7(形成凸点)，其后，对各半导体芯片2之间进行切割。由此，如图4H所示那样，能够得到半导体装置(半导体IC)1。在本实施方式中，通过图4所示的制造方法，能够得到多个扇出型的半导体装置1。

在本实施方式中，在上述绝缘层形成工序中，优选由能够形成聚酰亚胺、聚苯并噁唑、具有酚性羟基的聚合物中的至少一种化合物的感光性树脂组合物形成绝缘层。

[其它实施方式]

以上，针对本实施方式进行了说明，但本发明的方式不限定于上述方式。

例如，密封结构可以包含包围半导体芯片的侧面的密封用构件和重叠于半导体芯片的上表面(与配置绝缘层的面相反一侧的面)的胶带而构成。密封用构件可以与绝缘层接触，另外，可以包含环氧树脂。

另外，图1中示出并列包含两个芯片的半导体芯片2，半导体芯片也可以并列包含三个以上的芯片。进而可以省略保护层8。在该情况下，半导体芯片与密封结构形成大致相同的面，在该面上配置再布线层。

实施例

以下，针对为了明确本发明的效果而进行的实施例加以说明。在实施例中，使用以下的材料和测定方法。

以下，针对为了明确本发明的效果而进行的实施例加以说明。

(聚合物A-1：聚酰亚胺前体的合成)

将作为四羧酸二酐的4,4’-氧代双邻苯二甲酸二酐(ODPA)投入至2升容量的可分离烧瓶中。进而，投入甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)和γ-丁内酯，并在室温下搅拌，边搅拌边添加吡啶而得到反应混合物。在基于反应的放热结束后，自然冷却至室温，放置16小时。

接着，在冰冷下，将使二环己基碳二亚胺(DCC)溶解于γ-丁内酯而得到的溶液边搅拌边耗时40分钟添加至反应混合物中。接着，将使作为二胺的4,4’-二氨基二苯基醚(DADPE)悬浮于γ-丁内酯而得到的物质边搅拌边耗时60分钟进行添加。进而，在室温下搅拌2小时后，添加乙醇并搅拌1小时，接着，添加γ-丁内酯。通过过滤而去除反应混合物中生成的沉淀物，得到反应液。

将所得反应液添加至乙醇中，生成包含粗聚合物的沉淀物。滤取所生成的粗聚合物并溶解于四氢呋喃而得到粗聚合物溶液。将所得粗聚合物溶液滴加至水中使聚合物沉淀，滤取所得沉淀物后，进行真空干燥而得到粉末状的聚合物(聚酰亚胺前体(聚合物A-1))。关于所使用的化合物的质量，如下表所示。测定聚合物A-1的重均分子量(Mw)的结果，为22,000。

(聚合物A-2、和聚合物A-3：聚酰亚胺前体的合成)

如下述表那样地变更四羧酸二酐和二胺，除此之外，与前述聚合物A-1所述的方法同样操作来进行反应，分别得到聚酰亚胺前体(聚合物A-2)和(聚合物A-3)。测定聚合物A-2和聚合物A-3的重均分子量(Mw)的结果，聚合物A-2为21,000、聚合物A-3为23,000。

(聚合物A-4：聚酰亚胺的合成)

将2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯(TFMB)64.1g投入至1升容量的可分离烧瓶中，在氮气气氛下添加γ-丁内酯400ml，在室温下边搅拌边添加4,4’-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐(6FDA)97.7g，在室温下搅拌6小时，由此得到聚酰胺酸溶液。接着，添加吡啶15g和乙酸酐80g，并添加甲苯40g。其后，在185℃下搅拌4小时，确认去除了理论量的水，在去除甲苯后，自然冷却至室温，得到包含聚酰亚胺(聚合物A-4)的溶液。通过利用与聚合物A-1的制造例相同的方法对所得溶液进行后处理，从而得到聚合物A-4。测定该聚合物A-4的重均分子量(Mw)的结果，为22,000。

(聚合物B-1：聚苯并噁唑前体的合成)

向具备搅拌机、温度计的0.5升烧瓶中投入作为二羧酸的4,4’-二苯基醚二羧酸15.48g、N-甲基吡咯烷酮。将烧瓶冷却至5℃。其后，滴加亚硫酰氯并使其反应30分钟，得到二甲酰氯的溶液。接着，向具备搅拌机、温度计的0.5升烧瓶中投入N-甲基吡咯烷酮。将作为双氨基苯酚的2,2-双(3-氨基4-羟基苯基)丙烷12.9g和间氨基苯酚2.18g搅拌溶解后，添加吡啶。并且，边将温度保持至0～5℃，边耗时30分钟滴加二甲酰氯的溶液后，持续搅拌30分钟。将溶液投入至3升水中，回收析出物并用纯水清洗3次后，进行减压干燥而得到聚合物(聚苯并噁唑前体(聚合物B-1))。关于聚合物B-1中使用的化合物的质量，如下表所示。

(聚合物B-2的合成)

如下表那样地变更二羧酸和双氨基苯酚，除此之外，与前述聚合物B-1所述的方法同样操作来进行反应，得到聚苯并噁唑前体(聚合物B-2)。

(聚合物C-1：酚醛树脂的合成)

准备包含下述所示的C1树脂85g和下述所示的C2树脂15g的酚醛树脂作为聚合物C-1。

C1：甲酚酚醛清漆树脂(甲酚/甲醛酚醛清漆树脂、间甲酚/对甲酚(摩尔比)＝60/40、聚苯乙烯换算重均分子量＝12,000、旭有机材工业公司制、商品名“EP4020G”)

C2树脂：C2树脂如下那样操作来合成。

<C2：利用碳原子数4～100的具有不饱和烃基的化合物进行了改性的酚醛树脂的合成>

将苯酚100质量份、亚麻籽油43质量份和三氟甲磺酸0.1质量份混合，在120℃下搅拌2小时，得到植物油改性酚衍生物(a)。接着，将植物油改性酚衍生物(a)130g、对甲醛16.3g和草酸1.0g混合，在90℃下搅拌3小时。接着，升温至120℃并在减压下搅拌3小时。其后，向反应液中添加琥珀酸酐29g和三乙基胺0.3g，在大气压下、100℃下搅拌1小时。将反应液冷却至室温，得到作为反应产物的利用碳原子数4～100的具有不饱和烃基的化合物进行了改性的酚醛树脂(C2树脂)(酸值为120mgKOH/g)。

(聚合物C-2的合成)

准备下述C1树脂100g作为聚合物C-2。

[表1]

表1

[配混例1～11]和[比较配混例1～3]

如下表那样地进行配混，得到感光性树脂组合物的溶液。需要说明的是，表1中的各成分的配混量的单位为质量份。

关于表中记载的高低差、耐化学药品性试验结果、密合性，利用下述方法进行测定。

关于所制作的感光性树脂组合物，如下所述那样，测定再布线层的绝缘层的剖视的(1)高低差。另外，关于所制作的感光性树脂组合物，针对再布线层的绝缘层的(2)耐化学药品性、(3)密合性进行试验。各试验的结果示于下表。

[实施例1]

(1)高低差

(1-1)半导体装置的制作

将作为半导体芯片的6英寸硅晶圆(福吉米电子工业公司制、厚度为625±25μm)的上表面和侧面用作为模制树脂的环氧树脂覆盖，由此形成密封材料。

在晶圆的下表面(晶圆的未被密封材料覆盖的面)上，使用溅射装置(L-440S-FHL型、Canon ANELVA公司制)依次溅射200nm厚的Ti、400nm厚的Cu。接着，使用涂胶显影剂(D-Spin60A型、SOKUDO公司制)，在该晶圆上旋涂配混例1的树脂组合物，在110℃下用加热板预烘烤180秒钟，以最终膜厚成为15微米的方式形成涂膜。在形成涂膜后迅速(此处时自形成涂膜起小于5分钟的时刻)使用带有测试图案的掩模，利用PRISMA GHI(ULTRATECH公司制)对该涂膜照射400mJ/cm²的能量。接着，针对该涂膜，将环戊酮用作显影液，以至未曝光部完全溶解消失为止的时间乘以1.4而得到的时间，利用涂胶显影器(D-Spin60A型、SOKUDO公司制)进行喷雾显影，利用丙二醇甲基醚乙酸酯旋转喷雾润洗10秒钟，由此得到Cu上的浮雕图案(浮雕图案形成工序)。

针对在Cu上形成有该浮雕图案的晶圆，使用升温程序式固化炉(VF-2000型、KoyoLindberg公司制)，在氮气气氛下进行230℃、2小时的加热处理，由此在Cu上得到约15μm厚的由树脂形成的固化浮雕图案(绝缘层形成工序；第一层的绝缘层)。利用前述溅射装置，在所得浮雕图案上依次溅射200nm厚的Ti、400nm厚的Cu(布线形成工序；布线)。

同样地使用涂胶显影器(D-Spin60A型、SOKUDO公司制)，对溅射后的浮雕图案旋涂配混例1中得到的感光性树脂组合物，并且，在110℃下用加热板进行180秒钟的预烘烤，由此形成涂膜。使用升温程序式固化炉(VF-2000型、Koyo Lindberg公司制)，在氮气气氛下且在下表记载的温度下对所得涂膜进行2小时的加热处理，由此在配混例1的固化物的浮雕图案上得到约5μm厚的由树脂形成的固化膜(第二层的绝缘层)。由此，形成包含第一层的绝缘层、布线和第二层的绝缘层的再布线层。

并且，在再布线层的与密封材料相反的一侧形成与各半导体芯片对应的多个外部连接端子(形成凸点)，对各半导体芯片之间进行切割，由此制作实施例1的半导体装置。该半导体装置为扇出型的晶圆级芯片尺寸封装型的半导体装置。

(1-2)高低差的测定

针对实施例1的半导体装置中的上述再布线层，利用FIB装置(日本电子公司制、JIB-4000)对截面进行切割，观察其截面，由此测定高低差。

(2)耐化学药品性试验

针对(1)中制作的实施例1的半导体装置，将其上述再布线层中的固化物的浮雕图案(第一层的绝缘层)上形成的约5μm厚的固化膜(第二层的绝缘层)在化学溶液(DMSO：70重量％、2-氨基乙醇：25重量％、TMAH：5重量％)中在50℃下浸渍5分钟。其后，使用Tencor P-15型高低差计(KLA-Tencor公司制)进行绝缘层的膜厚测定，通过与化学药品处理前加以对比，从而以溶解速率(nm/分钟)的形式进行计算。

(3)密合性试验

针对(1)中制作的实施例1的半导体装置，对其上述再布线层中的固化物的浮雕图案(第一层的绝缘层)上形成的约5μm厚的固化膜(第二层的绝缘层)实施5次回流焊后，按照JIS K 5600-5-6标准的十字切法，根据以下的基准来评价铜基板/绝缘层(固化树脂涂膜)之间的粘接特性。

“优”：粘接在基板上的绝缘层的格子数为80个以上～100个

“合格”：粘接在基板上的绝缘层的格子数为40以上～小于80

“不合格”：粘接在基板上的绝缘层的格子数小于40

需要说明的是，回流焊在使用金属网带式连续烧成炉(Koyo Thermo Systems公司制、型号名：6841-20AMC-36)的模拟回流焊接条件下，在氮气气氛下加热至峰温度260℃为止。模拟回流焊条件是指：以按照与半导体装置的评价方法相关的美国半导体业界团体的标准即IPC/JEDEC J-STD-020A的第7.6项中记载的回流焊接条件的形式，将焊接熔点假设为高温220℃并进行标准化。

(4)杨氏模量测定

将配混例中制备的树脂组合物以固化后膜厚成为10μm的方式旋涂到在表面设有铝蒸镀层的6英寸硅晶圆基板上，在110℃下预烘烤4分钟。然后，使用立式固化炉(KoyoLINDBERGH株式会社、型号名VF-2000B)，在表中记载的固化温度下实施2小时的加热固化处理，制作形成有树脂膜(绝缘层)的晶圆。使用切割锯(DISCO Corporation制DAD 3350)在该晶圆的树脂膜中切出3mm宽度的缝隙后，在稀盐酸水溶液中浸泡一晩，将树脂膜片剥离，并使其干燥。将其切成长度50mm，作为样品。

对于上述样品，使用TENSILON(Orientec株式会社制UTM-II-20)，以试验速度40mm/min、初始载荷0.5fs测定杨氏模量。

(5)基于ATR法的峰比的计算

对于通过与上述(4)相同的方法而得到的形成有树脂膜的晶圆，使用ThermoFisher Scientific公司制的FT-IR，在测定范围为4000～400cm^-1、测定次数为50次的条件下进行测定。求出固化膜的1380cm^-1附近的峰高度和1500cm^-1附近的峰高度，计算峰比(1380cm^-1附近峰高度/1500cm^-1附近峰高度)。

[表2]

[表3]

由表可以明确：根据针对实施例1～10的半导体装置得到的结果，通过将高低差设为一定范围，从而能够兼顾绝缘层的耐化学药品性的提高以及绝缘层与布线在热历程后的密合性的确保。

产业上的可利用性

本发明可优选地应用于具有半导体芯片和连接于半导体芯片的再布线层的半导体装置、尤其是扇出(Fan-Out)型的晶圆级芯片尺寸封装型的半导体装置。

Claims (40)

1.一种半导体装置，其具备：

半导体芯片；

密封结构，其以所述半导体芯片的至少一部分露出的方式覆盖所述半导体芯片；以及

再布线层，其配置在所述半导体芯片的未被所述密封结构覆盖的表面侧，且俯视时的面积大于所述半导体芯片，

所述再布线层包含具有单层结构或多层结构的绝缘层，

在所述再布线层的剖视时，所述绝缘层所包含的层结构包含0.1μm～1.8μm的高低差。

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述高低差是所述层结构中的最大凸部与最大凹部之差。

3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述再布线层具有3层以上的层结构。

4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述半导体芯片并列包含多个芯片。

5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述再布线层具有与所述半导体芯片电连接的中间层和覆盖所述中间层的所述绝缘层。

6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述密封结构与所述绝缘层接触。

7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述密封结构包含环氧树脂。

8.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述高低差为0.4μm～1.8μm。

9.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述绝缘层包含选自碳(C)、氢(H)、氮(N)、氧(O)、硅(Si)和钛(Ti)中的至少1种而构成。

10.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述绝缘层不含卤素。

11.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述绝缘层包含选自聚酰亚胺、聚苯并噁唑和具有酚性羟基的聚合物中的至少1种。

12.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述绝缘层包含聚酰亚胺，在通过全反射测定法(ATR法)进行IR光谱测定时的1380cm^-1附近的峰高度与1500cm^-1附近的峰高度的峰比即1380cm^-1附近峰高度/1500cm^-1附近峰高度为0.2～1.0。

13.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述半导体装置还具备保护所述半导体芯片的保护层，

所述保护层配置在所述半导体芯片与所述绝缘层之间。

14.根据权利要求13所述的半导体装置，其中，所述保护层接触所述半导体芯片和所述绝缘层中的至少一者。

15.根据权利要求13所述的半导体装置，其中，在所述保护层形成有孔，

所述半导体芯片与电连接于所述半导体芯片的中间层借助所述孔进行了电连接。

16.根据权利要求15所述的半导体装置，其中，所述保护层的所述半导体芯片侧的面之中源自所述孔的开口面积的比例小于一半。

17.根据权利要求13所述的半导体装置，其中，所述保护层包含选自聚酰亚胺、聚苯并噁唑和具有酚性羟基的聚合物中的至少1种。

18.根据权利要求13所述的半导体装置，其中，所述保护层包含聚酰亚胺，在通过全反射测定法(ATR法)进行IR光谱测定时的1380cm^-1附近的峰高度与1500cm^-1附近的峰高度的峰比即1380cm^-1附近峰高度/1500cm^-1附近峰高度为1.2～2.5。

19.根据权利要求13所述的半导体装置，其中，所述保护层和所述绝缘层中的至少一者包含聚酰亚胺，所述聚酰亚胺包含以下通式(1)的结构，

通式(1)中，X¹为源自四羧酸二酐的四价有机基团；Y¹为源自二胺的二价有机基团；m为1以上的整数。

20.根据权利要求19所述的半导体装置，其中，所述通式(1)中的X¹为包含芳香族环的四价有机基团，所述通式(1)中的Y¹为包含芳香族环的二价有机基团。

21.根据权利要求19所述的半导体装置，其中，所述通式(1)中的X¹包含下述通式(2)～通式(4)所示的至少一种结构，

通式(4)中，R₉为氧原子、硫原子或二价有机基团。

22.根据权利要求21所述的半导体装置，其中，所述通式(1)中的X¹包含下述通式(5)所示的结构，

23.根据权利要求19所述的半导体装置，其中，所述通式(1)中的Y¹包含下述通式(6)～通式(8)所示的至少一种结构，

R₁₀、R₁₁、R₁₂和R₁₃各自独立地为氢原子、碳原子数为1～5的一价脂肪族基团或羟基，任选相同或不同；

R₁₄～R₂₁各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数为1～5的一价有机基团或羟基，彼此任选不同或相同；

R₂₂为二价基团或氧原子，R₂₃～R₃₀各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数为1～5的一价脂肪族基团或羟基，任选相同或不同。

24.根据权利要求19所述的半导体装置，其中，所述通式(1)中的Y¹包含下述通式(9)所示的结构，

25.根据权利要求11所述的半导体装置，其中，所述绝缘层包含所述聚苯并噁唑，所述聚苯并噁唑包含以下的通式(10)的结构，

通式(10)中，U和V为二价有机基团。

26.根据权利要求25所述的半导体装置，其中，所述通式(10)的U为碳原子数1～30的二价有机基团。

27.根据权利要求26所述的半导体装置，其中，所述通式(10)的U为碳原子数1～8且一部分或全部氢原子被氟原子取代的链状亚烷基。

28.根据权利要求25所述的半导体装置，其中，所述通式(10)的V为包含芳香族基团的二价有机基团。

29.根据权利要求28所述的半导体装置，其中，所述通式(10)的V包含下述通式(6)～通式(8)所示的至少一种结构，

R₁₀、R₁₁、R₁₂和R₁₃各自独立地为氢原子、碳原子数为1～5的一价脂肪族基团，任选相同或不同；

R₁₄～R₂₁各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数为1～5的一价有机基团，彼此任选不同或相同；

R₂₂为二价基团或氧原子，R₂₃～R₃₀各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数为1～5的一价脂肪族基团，任选相同或不同。

30.根据权利要求29所述的半导体装置，其中，所述通式(10)的V包含下述通式(9)所示的结构，

31.根据权利要求25所述的半导体装置，其中，所述通式(10)的V为碳原子数1～40的二价有机基团。

32.根据权利要求31所述的半导体装置，其中，所述通式(10)的V为碳原子数1～20的二价链状脂肪族基团。

33.根据权利要求11所述的半导体装置，其中，所述具有酚性羟基的聚合物包含酚醛清漆型酚醛树脂。

34.根据权利要求11所述的半导体装置，其中，所述具有酚性羟基的聚合物包含不具有不饱和烃基的酚醛树脂和具有不饱和烃基的改性酚醛树脂。

35.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述绝缘层包含第一绝缘层和第二绝缘层，所述第二绝缘层具有与所述第一绝缘层不同的组成。

36.根据权利要求1～35中任一项所述的半导体装置，其中，所述半导体装置为扇出型的晶圆级芯片尺寸封装型的半导体装置。

37.一种半导体装置的制造方法，其包括如下工序：

第一工序，其准备半导体芯片；

第二工序，其将所准备的所述半导体芯片以该半导体芯片的至少一部分露出的方式用密封结构覆盖；以及

第三工序，其将再布线层形成于所述半导体芯片的所述露出的表面侧，所述再布线层在俯视时的面积大于所述半导体芯片，且包含具有单层结构或多层结构的绝缘层，

在所述第三工序中，制作在所述再布线层的剖视时所述绝缘层所包含的层结构的高低差为0.1μm～1.8μm的该绝缘层。

38.根据权利要求37所述的半导体装置的制造方法，其包括绝缘层形成工序：其用能够形成聚酰亚胺、聚苯并噁唑和具有酚性羟基的聚合物中的至少一种化合物的感光性树脂组合物来形成所述绝缘层。

39.根据权利要求37或38所述的半导体装置的制造方法，其中，所述第二工序包括如下工序：

在所述半导体芯片上形成保护层的工序；以及

将形成有所述保护层的所述半导体芯片以该保护层的至少一部分露出的方式用密封结构覆盖的工序，

所述第三工序包括将所述再布线层形成于所述保护层侧的工序。

40.根据权利要求39所述的半导体装置的制造方法，其包括保护层形成工序：其用能够形成聚酰亚胺、聚苯并噁唑和具有酚性羟基的聚合物中的至少一种化合物的感光性树脂组合物来形成所述保护层。