專利名稱：光敏樹脂組合物、用于光敏樹脂隔離物的膜和半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光敏樹脂組合物、用于光敏樹脂隔離物的膜和半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
近年來一直需要可以接合至半導(dǎo)體晶片等的光敏膜(photosensitive film)，其 可通過曝光和顯影形成圖案，然后接合至諸如玻璃等的透明基板(例如專利文獻(xiàn)1)。在這 種情況下，圖案化光敏膜具有作為半導(dǎo)體晶片和透明基板之間的隔離物(spacer)的作用。要求用于形成該隔離物的樹脂組合物可以通過光刻工序圖案化，并同時保持作為 隔離物的形狀。此外，當(dāng)將半導(dǎo)體晶片和透明基板對準(zhǔn)并使其彼此接合時，要求可以透過光敏膜 辨認(rèn)出半導(dǎo)體晶片或透明基板的對準(zhǔn)標(biāo)記，因此對光敏膜的透明性有要求。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開第2006-323089號

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供作為光敏樹脂隔離物的光敏樹脂組合物，其具有優(yōu)異的形狀 保持功能，在曝光和顯影后光敏樹脂組合物殘留少，且還具有優(yōu)異的粘性，本發(fā)明還提供了 用于光敏樹脂隔離物的膜，該光敏樹脂隔離物使用了所述光敏樹脂組合物。此外，本發(fā)明的另一個目的是提供高度可靠的半導(dǎo)體裝置，其中，半導(dǎo)體元件和基 板通過由上述光敏樹脂組合物的固化材料構(gòu)成的光敏樹脂隔離物彼此接合。上述目的可以通過本發(fā)明的下述[1]_[21]而實現(xiàn)。[1]光敏樹脂組合物，其作為樹脂隔離物在基板和半導(dǎo)體元件之間形成空隙部 (cavity section)，所述光敏樹脂組合物包含(A)堿溶性樹脂、(B)光聚合性樹脂、(C)填料 和(D)光敏劑，其中，所述填料的平均粒徑為5-25nm，且所述填料的含量為所述光敏樹脂組 合物總量的1-15重量％。[2]如[1]所述的光敏樹脂組合物，其中，所述填料包含硅石。[3]如[1]所述的光敏樹脂組合物，其中，所述光敏樹脂組合物進(jìn)一步包含(E)不 同于所述堿溶性樹脂的熱固性樹脂。[4]如[3]所述的光敏樹脂組合物，其中，所述填料包含硅石。[5]如[1]所述的光敏樹脂組合物，其中，所述堿溶性樹脂為具有堿溶性基團(tuán)和雙 鍵的樹脂。[6]如[3]所述的光敏樹脂組合物，其中，所述堿溶性樹脂為具有堿溶性基團(tuán)和雙 鍵的樹脂。[7]如[1]所述的光敏樹脂組合物，其中，所述(A)堿溶性樹脂的含量為所述光敏 樹脂組合物總量的50-95重量％，所述(B)光聚合性樹脂的含量為所述光敏樹脂組合物總 量的5-45重量％，所述(D)光敏劑的含量為所述光敏樹脂組合物總量的0. 1-10重量％。[8]如[3]所述的光敏樹脂組合物，其中，所述(A)堿溶性樹脂的含量為所述光敏樹脂組合物總量的50-95重量％，所述(B)光聚合性樹脂的含量為所述光敏樹脂組合物總 量的5-45重量％，所述(D)光敏劑的含量為所述光敏樹脂組合物總量的0. 1-10重量％。[9]如[3]所述的光敏樹脂組合物，其中，所述(E)熱固性樹脂的含量為所述光敏 樹脂組合物總量的5-30重量％。[10]用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述光敏樹脂隔離物由[1]所述的光敏樹 脂組合物構(gòu)成。[11]用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述光敏樹脂隔離物由[3]所述的光敏樹 脂組合物構(gòu)成。[12]如[10]所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，波長為400nm的透光率不小 于40%，波長為550nm的透光率不小于65%，波長為750nm的透光率不小于73%。[13]如[11]所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，波長為400nm的透光率不小 于40%，波長為550nm的透光率不小于65%，波長為750nm的透光率不小于73%。[14]如[10]所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述用于光敏樹脂隔離物的 膜40°C時的粘度不大于40gf。[15]如[11]所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述用于光敏樹脂隔離物的 膜40°C時的粘度不大于40gf。[16]如[10]所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述用于光敏樹脂隔離物的 膜260°C時的彈性模量不小于20MPa。[17]如[11]所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述用于光敏樹脂隔離物的 膜260°C時的彈性模量不小于20MPa。[18]如[10]所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述用于光敏樹脂隔離物的 膜的厚度為20-150 μ m。[19]如[11]所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述用于光敏樹脂隔離物的 膜的厚度為20-150 μ m。[20]半導(dǎo)體裝置，其中，基板和半導(dǎo)體元件通過由[1]所述的光敏樹脂組合物的 固化材料構(gòu)成的樹脂隔離物彼此接合。[21]半導(dǎo)體裝置，其中，基板和半導(dǎo)體元件通過由[3]所述的光敏樹脂組合物的 固化材料構(gòu)成的樹脂隔離物彼此接合。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供作為光敏樹脂隔離物的光敏樹脂組合物，其具有優(yōu)異的形 狀保持功能，在曝光和顯影后光敏樹脂組合物殘留少，且還具有優(yōu)異的粘性，還提供用于利 用所述光敏樹脂組合物的樹脂隔離物的膜。此外，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可靠性高的半導(dǎo)體裝置，其中，半導(dǎo)體元件和基板通 過由上述光敏樹脂組合物的固化材料構(gòu)成的光敏樹脂隔離物彼此接合。


通過以下對優(yōu)選實施方案的詳細(xì)說明并結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述目的、特點和優(yōu) 勢將顯而易見。圖1為闡明半導(dǎo)體裝置的一個實施方案的橫截面圖。圖2為闡明制造所述半導(dǎo)體裝置的過程的橫截面示意圖。
圖3為闡明所述半導(dǎo)體裝置的另一個實施方案的橫截面圖。本發(fā)明的最佳實施方案以下將對本發(fā)明的光敏樹脂組合物、用于光敏樹脂隔離物的膜和半導(dǎo)體裝置進(jìn)行 更詳細(xì)的描述。作為樹脂隔離物在基板和半導(dǎo)體元件之間形成空隙部的本發(fā)明的光敏樹脂組合 物包含(A)堿溶性樹脂、(B)光聚合性樹脂、(C)填料和(D)光敏劑。上述(C)填料的平均 粒徑為5-25nm，且上述填料的含量為光敏樹脂組合物總量的1_15重量％ (除非特別說明， 否則下文中“ _ ”表示包含上限值和下限值)。此外，對于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，基板和半導(dǎo)體元件通過由上述光敏樹脂組合物 的固化材料構(gòu)成的光敏樹脂隔離物彼此接合。1.光敏樹脂組合物和用于光敏樹脂隔離物的膜首先，以下將對光敏樹脂組合物和用于光敏樹脂隔離物的膜進(jìn)行說明。如圖1所示，本發(fā)明的光敏樹脂組合物用作光敏樹脂隔離物4，用于在半導(dǎo)體裝置 100的基板1和半導(dǎo)體元件2之間形成空隙部3。該光敏樹脂組合物包含㈧堿溶性樹脂、⑶光聚合性樹脂、(C)填料和⑶光敏 劑。上述填料的平均粒徑為5-25nm，且上述填料的含量為光敏樹脂組合物總量的1_15重 量％。因此，所述光敏樹脂組合物作為光敏樹脂隔離物具有優(yōu)異的形狀保持功能，在曝光和 顯影后光敏樹脂組合物殘留少，且還具有優(yōu)異的粘性。上述光敏樹脂組合物包含(A)堿溶性樹脂。因此，可以進(jìn)行堿性顯影。上述(A)堿 溶性樹脂的實例包括，例如苯酚酚醛清漆樹脂(phenol novolac resin)，例如甲酚、苯酚、 雙酚A、雙酚F、鄰苯二酚、間苯二酚和連苯三酚等；丙烯酸類樹脂，例如苯酚芳烷基樹脂、羥 基苯乙烯樹脂、甲基丙烯酸樹脂和甲基丙烯酸酯樹脂等；具有羥基基團(tuán)和羧基基團(tuán)等的環(huán) 烯烴類樹脂；和聚酰胺類樹脂(具體地，具有聚苯并噁唑結(jié)構(gòu)和聚酰亞胺結(jié)構(gòu)中至少之一， 且在主鏈或側(cè)鏈中具有羥基基團(tuán)、羧基基團(tuán)、醚基團(tuán)或酯基團(tuán)的樹脂；具有聚苯并噁唑前體 結(jié)構(gòu)的樹脂；具有聚酰亞胺前體結(jié)構(gòu)的樹脂；和具有聚酰胺酸酯結(jié)構(gòu)的樹脂)等。同時，上述(A)堿溶性樹脂的更優(yōu)選的實例包括具有堿溶性基團(tuán)和雙鍵的樹脂。 通過采用具有堿溶性基團(tuán)和雙鍵的樹脂，能夠?qū)⒆鳛楣饷魳渲綦x物時的優(yōu)異的形狀保持 功能和在顯影中更進(jìn)一步的顯影性結(jié)合起來。在本發(fā)明中，(A)堿溶性樹脂的含量并不受具體限制，但其優(yōu)選為光敏樹脂組合 物總量的50-95重量％，尤其優(yōu)選為光敏樹脂組合物總量的55-90重量％。特別地，其可 以為光敏樹脂組合物的樹脂組分(除填料外的所有組分)的10-90重量％，且優(yōu)選為光敏 樹脂組合物的樹脂組分(除填料外的所有組分)的15-80重量％。在某些情況下，當(dāng)(A) 堿溶性樹脂的含量小于上述下限值時，改善光固化樹脂和熱固性樹脂之間的混合相容性 (miscibility)的作用會降低，在某些情況下，當(dāng)半導(dǎo)體元件和基板通過熱接合連接時，光 敏樹脂隔離物的形狀保持性質(zhì)降低。此外，在某些情況下，當(dāng)其超過上述上限值時，顯影性 和通過光刻技術(shù)的粘合劑層的圖案分辨率降低。(A)堿溶性樹脂的含量和光敏樹脂組合 物中液體組分的量在上述范圍內(nèi)，能夠具有容許樹脂通過光刻法圖案化后進(jìn)行熱接合的功 能。上述(A)堿溶性樹脂中存在堿溶性基團(tuán)，從而能夠利用在顯影過程中對環(huán)境造成
6小負(fù)擔(dān)的堿性水溶液進(jìn)行顯影。此外，上述(A)堿溶性樹脂中存在雙鍵，從而使(A)堿溶性 樹脂在曝光過程中交聯(lián)，并由此使光敏樹脂隔離物具有優(yōu)異的形狀保持性質(zhì)。此外，曝光過 程中未反應(yīng)的雙鍵由于顯影和基板與半導(dǎo)體元件層疊后的受熱而進(jìn)一步交聯(lián)，這樣可以提 高光敏樹脂隔離物的耐熱性。上述堿溶性基團(tuán)并不受具體限制，但其實例包括，例如羥基基團(tuán)和羧基基團(tuán)等。該 堿溶性基團(tuán)還可以有利于熱固化反應(yīng)。同時，所述雙鍵并不受具體限制，但其實例包括，例如(甲基)丙烯?；鶊F(tuán)、乙烯基
基團(tuán)和烯丙基基團(tuán)等。此外，具有堿溶性基團(tuán)和雙鍵的樹脂可以具有熱反應(yīng)基團(tuán)，例如環(huán)氧基團(tuán)、氨基基 團(tuán)和氰酸酯基團(tuán)等。上述具有堿溶性基團(tuán)和雙鍵的樹脂的具體實例包括(甲基)丙烯酰基 改性的酚醛樹脂(phenol resin)、具有(甲基)丙烯?；鶊F(tuán)的丙烯酸聚合物和具有羧基基 團(tuán)的環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯樹脂等。在此類樹脂中，優(yōu)選使用作為光敏樹脂隔離物時具有優(yōu)異的形狀保持功能，且在 曝光和顯影后光敏樹脂組合物殘留少的(甲基)丙烯酰基改性的酚醛樹脂。所述具有堿溶性基團(tuán)和雙鍵的樹脂并不受具體限制，但其可以通過，例如向具有 羥基基團(tuán)和/或羧基基團(tuán)的樹脂中引入具有雙鍵的化合物而獲得。具體而言，此類樹脂可以通過具有羥基基團(tuán)和/或羧基基團(tuán)的樹脂的羥基基團(tuán)和 /或羧基基團(tuán)的部分與具有環(huán)氧基團(tuán)和(甲基)丙烯酸基團(tuán)的化合物之間的反應(yīng)，或者具有 羧基基團(tuán)的樹脂的羧基基團(tuán)的部分與具有羥基基團(tuán)和(甲基)丙烯酸基團(tuán)的化合物之間的 反應(yīng)而獲得。更具體地，此類樹脂可以通過酚醛樹脂和縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯之間 的反應(yīng)，或具有羧基基團(tuán)的樹脂和羥烷基(甲基)丙烯酸酯之間的反應(yīng)獲得。此外，所述具有堿溶性基團(tuán)和雙鍵的樹脂并不受具體限制，但此類樹脂還可以通 過，例如向具有雙鍵的樹脂中引入具有羥基基團(tuán)和/或羧基基團(tuán)的化合物而獲得。在本發(fā)明中，當(dāng)向具有羥基基團(tuán)和/或羧基基團(tuán)的樹脂中引入具有雙鍵的化合物 時，羥基基團(tuán)和/或羧基基團(tuán)的改性率并不受具體限制，但其優(yōu)選為羥基基團(tuán)和/或羧基基 團(tuán)總數(shù)的20-80%，尤其優(yōu)選為羥基基團(tuán)和/或羧基基團(tuán)總數(shù)的30-70%。使改性率在上述 范圍內(nèi)，這樣尤其能夠獲得作為光敏樹脂隔離物時的形狀保持功能，并同時抑制曝光和顯 影后光敏樹脂組合物的殘留。此外，當(dāng)將具有羥基基團(tuán)和/或羧基基團(tuán)的化合物引入到具有雙鍵的樹脂中時， 改性率優(yōu)選為反應(yīng)基團(tuán)總數(shù)的20-80%，尤其優(yōu)選為反應(yīng)基團(tuán)總數(shù)的30-70%。使具有羥基 基團(tuán)和/或羧基基團(tuán)的化合物的改性率在上述范圍內(nèi)，這樣尤其可能獲得作為樹脂隔離物 的形狀保持功能，并同時抑制曝光和顯影后光敏樹脂組合物的殘留。上述具有堿溶性基團(tuán)和雙鍵的樹脂的重均分子量并不受具體限制，但其優(yōu)選不大 于30，000,尤其優(yōu)選為5，000-15, 000。當(dāng)所述重均分子量在上述范圍內(nèi)時，用于光敏樹脂 隔離物的膜具有尤其優(yōu)異的成膜性。在本發(fā)明中，例如可以通過使用G. P. C.對所述重均分子量進(jìn)行評價，并且可以通 過使用苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)物預(yù)先制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線計算所述重均分子量。另外，在40°C的溫度條件 下利用四氫呋喃(THF)作為測量溶劑進(jìn)行測量。上述光敏樹脂組合物包含(B)光聚合性樹脂。這樣，其與所述(A)堿溶性樹脂一起，能夠進(jìn)一步提高圖案化性質(zhì)和所述樹脂隔離物在半導(dǎo)體元件和基板通過熱接合的接合 過程中的形狀保持功能。上述(B)光聚合性樹脂的實例包括，例如不飽和聚酯，丙烯酸類化合物例如在一 個分子中具有至少一個或多個丙烯酰基團(tuán)或甲基丙烯?；鶊F(tuán)的(甲基)丙烯酸單體或寡聚 物等，和乙烯基類化合物例如苯乙烯等。這些化合物可以單獨使用，或者也可以兩種或更多 種組合使用。在這些化合物中，優(yōu)選使用具有丙烯酸化合物作為主要成分的(B)光聚合性樹 脂。原因是在光照射過程中丙烯酸化合物的固化速率快，從而可以利用相對少量的曝光對 光敏樹脂堿性進(jìn)行圖案化。上述丙烯酸化合物并不受限制，但其實例包括，例如聚亞烷基二醇的(甲基)丙烯 酸加合物，例如聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯或聚丁二醇二 (甲基)丙烯酸酯等，雙官能聚亞烷基二醇的(甲基)丙烯酸加合物，例如1，6_己二醇二 (甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯和1，10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯等；和多 官能(甲基)丙烯酸酯，例如三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯 酸酯和二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。在這些化合物中，優(yōu)選使用聚亞烷基二醇的(甲基)丙烯酸加合物。在這些化合 物中，尤其優(yōu)選使用光反應(yīng)性優(yōu)異且光敏樹脂組合物的敏感性提高的聚乙二醇二(甲基) 丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯和1，6_己二醇二(甲基)丙烯酸酯。此外，上述⑶光聚合性樹脂并不受具體限制，但優(yōu)選其在常溫下為液態(tài)。這樣， 可以提高通過光(例如紫外線)照射的固化反應(yīng)性。此外，能夠使(B)此類樹脂與其他組 分(例如堿溶性樹脂)的混合容易進(jìn)行。在常溫下為液體的光聚合性樹脂的實例包括具有 上述丙烯酸化合物作為主要組分的光聚合性樹脂等。上述(B)光聚合性樹脂的重均分子量并不受具體限制，但其優(yōu)選不大于5，000，尤 其優(yōu)選為150-3，000。當(dāng)所述重均分子量在上述范圍內(nèi)時，用于光敏樹脂隔離物的膜具有尤 其優(yōu)異的敏感性。此外，用于樹脂隔離物的膜還具有優(yōu)異的分辨率。在本發(fā)明中，例如可以通過使用G. P. C.對所述重均分子量進(jìn)行評價，并且可以通 過使用苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)物預(yù)先制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線計算所述重均分子量。另外，在40°C的溫度條件 下利用四氫呋喃(THF)作為測量溶劑進(jìn)行測量。在本發(fā)明中，上述(B)光聚合性樹脂的含量并不受具體限制，但其優(yōu)選為光敏樹 脂組合物總量的5-45重量％，尤其優(yōu)選為光敏樹脂組合物總量的7-40重量％。特別地，所 述含量不小于光敏樹脂組合物的樹脂組分(除填料外的所有組分)的10重量％，優(yōu)選不小 于光敏樹脂組合物(除填料外的所有組分)的樹脂組分的15重量％。在某些情況下，當(dāng)上述(B)光聚合性樹脂的含量超過上述上限值時，所述光敏樹 脂組合物的耐熱性降低。此外，當(dāng)上述(B)光聚合性樹脂的含量小于上述下限值時，在某些 情況下，撓性降低，在某些情況下，光敏樹脂組合物通過光照射的圖案化不能充分進(jìn)行。因 此，使上述(B)光聚合性樹脂的含量在上述范圍內(nèi)，能夠使上述兩個性質(zhì)之間具有優(yōu)異的 平衡(例如沒有破壞耐熱性和撓性之間的平衡)，且適用于光敏樹脂隔離物的膜的保護(hù)膜 等的剝離性優(yōu)異的光敏樹脂組合物。上述光敏樹脂組合物包含(C)粒狀填料。上述(C)填料的平均粒徑為5-25nm，且上述(C)填料的含量為1-15重量％。這樣，所述光敏樹脂組合物作為光敏樹脂隔離物時 具有優(yōu)異的形狀保持功能，光敏樹脂隔離物的高度變化小，光敏樹脂組合物的流動性良好， 在曝光和顯影后光敏樹脂組合物殘留少，且半導(dǎo)體元件和基板的對準(zhǔn)標(biāo)記具有優(yōu)異的識別 性，并且用于光敏樹脂隔離物的膜還具有優(yōu)異的粘性。在本發(fā)明中，將所述(C)填料分散在水中，并利用激光衍射式粒度分布測量儀 (SALD-7000)測量所述(C)填料的平均粒徑。在超聲處理進(jìn)行1分鐘后開始測量。當(dāng)上述(C)填料的平均粒徑小于5nm時，能夠確保少量光敏樹脂隔離物的形狀保 持功能，而所述(C)填料在光敏樹脂組合物中凝聚，從而引起光敏樹脂隔離物的高度在光 敏樹脂隔離物的形成過程中變化，使基板不能與半導(dǎo)體元件連接。另一方面，在某些情況 下，當(dāng)平均粒徑大于25nm時，為了獲得光敏樹脂隔離物的形狀保持性質(zhì)，所添加的(C)填料 的量需要高于15重量％，這樣，光敏樹脂組合物的流動性在基板與半導(dǎo)體元件的接合過程 中降低，從而引起不良接合，導(dǎo)致光敏樹脂組合物在顯影后大量殘留，且在某些情況下，半 導(dǎo)體元件和基板的對準(zhǔn)標(biāo)記的識別性會降低。(C)填料的平均粒徑的下限不小于5nm，優(yōu)選不小于7nm，更優(yōu)選不小于9nm。(C) 填料的平均粒徑的上限不大于25nm，優(yōu)選不大于23nm，更優(yōu)選不大于20nm。此外，(C)填料 的含量的下限不小于1重量％，優(yōu)選不小于2重量％，更優(yōu)選不小于3重量％。(C)填料的 含量的上限不大于15重量％，優(yōu)選不大于14重量％，更優(yōu)選不大于12重量％。當(dāng)在上述范圍內(nèi)時，能夠確保在樹脂隔離物的形狀保持性質(zhì)、樹脂隔離物高度變 化的減少、樹脂組合物的流動性、顯影后殘留的樹脂組合物的減少和半導(dǎo)體元件和基板的 對準(zhǔn)標(biāo)記識別性更高之間具有優(yōu)異的平衡。特別地，當(dāng)在上述范圍內(nèi)時，可能同時實現(xiàn)顯影 性和形狀保持性質(zhì)。此類(C)填料的實例包括，例如有機(jī)填料，例如酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰胺、聚 砜、聚苯乙烯和氟樹脂等，以及下述無機(jī)填料。在這些填料中，優(yōu)選使用無機(jī)填料。這樣，能 夠改善耐熱性、尺寸穩(wěn)定性和耐濕性等。此外，能夠改善作為用于光敏樹脂隔離物的膜的保 護(hù)膜的剝離性。上述無機(jī)填料的實例包括，例如硅酸鹽，例如滑石、煅燒粘土、未煅燒粘土、云母和 玻璃等；氧化物，例如二氧化鈦、氧化鋁、熔融硅石(球形熔融硅石、粉碎熔融硅石)和結(jié)晶 硅石等硅石粉末；碳酸鹽，例如碳酸鈣、碳酸鎂和水滑石等；氫氧化物，例如氫氧化鋁、氫氧 化鎂和氫氧化鈣等；硫酸鹽和亞硫酸鹽，例如硫酸鋇、硫酸鈣和亞硫酸鈣等；硼酸鹽，例如 硼酸鋅、偏硼酸鋇、硼酸鋁、硼酸鈣和硼酸鈉等；氮化物，例如氮化鋁、氮化硼和氮化硅等。這 些無機(jī)填料可以單獨或混合使用。在這些填料中，優(yōu)選使用，例如熔融硅石和結(jié)晶硅石等硅 石粉末，尤其優(yōu)選使用球形熔融硅石。本發(fā)明包含(D)光敏劑。包含上述(D)光敏劑能夠提供通過光聚合作用高效率地 對用于光敏樹脂隔離物的膜進(jìn)行圖案化的功能。上述(D)光敏劑并不受具體限制，只要(B)光聚合性樹脂通過對光敏樹脂組合物 或用于光敏樹脂隔離物的膜照射光線(rays)被固化。此類(D)光敏劑的實例包括，例如苯甲酮、苯乙酮、苯偶姻、苯偶姻異丁基醚、苯偶 姻甲基苯甲酸酯、苯偶姻苯甲酸酯、苯偶姻甲基醚、芐基苯基硫醚、芐基、二芐基和二乙?；?。
(D)光敏劑的含量并不受具體限制，但其優(yōu)選為光敏樹脂組合物總量的0. 1-10重 量％，尤其優(yōu)選為光敏樹脂組合物總量的0. 5-8重量％。在某些情況下，如果(D)光敏劑的 含量小于上述下限值，啟動光聚合的作用會受到破壞。在某些情況下，如果所述含量超過上 述上限值，光聚合反應(yīng)性太高，從而降低光敏樹脂組合物使用前的貯存性和圖案化后的分 辨率。因此，使(D)光敏劑的含量在上述范圍內(nèi)，能夠提供上述兩個性質(zhì)之間具有優(yōu)異平衡 的光敏樹脂組合物。上述光敏樹脂組合物并不受具體限制，但除了上述㈧堿溶性樹脂、⑶光聚合性 樹脂、(C)填料和(D)光敏劑外，其還優(yōu)選包含(E)熱固性樹脂。上述(E)熱固性樹脂(上述堿溶性樹脂指具有不同樹脂結(jié)構(gòu)的熱固性樹脂)能夠 提供，例如改善用于光敏樹脂隔離物的膜的耐熱性的功能。上述(E)熱固性樹脂的實例包括，例如酚醛清漆型酚醛樹脂(novolac type phenol resin)，例如苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂和雙酚A酚醛清漆樹脂等；酚 醛樹脂，例如甲階酚醛酚醛樹脂(resol phenol resin)等；雙酚型環(huán)氧樹脂，例如雙酚A環(huán) 氧樹脂和雙酚F環(huán)氧樹脂等；酚醛清漆型環(huán)氧樹脂，例如酚醛清漆環(huán)氧樹脂和甲酚酚醛清 漆環(huán)氧樹脂等；環(huán)氧樹脂，例如聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、芪型環(huán)氧樹脂、三苯酚甲烷型環(huán)氧樹脂、烷 基改性的三苯酚甲烷型環(huán)氧樹脂、包含三嗪核的環(huán)氧樹脂和二環(huán)戊二烯改性的苯酚型環(huán)氧 樹脂等；包含三嗪環(huán)的樹脂，例如脲樹脂和三聚氰胺樹脂等；不飽和聚酯樹脂；雙馬來酰亞 胺樹脂；聚氨酯樹脂；鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂；硅樹脂；具有苯并惡嗪環(huán)的樹脂；和氰酸 酯樹脂等。這些樹脂可以單獨或混合使用。在這些樹脂中，尤其優(yōu)選使用的是環(huán)氧樹脂。這 樣，能夠增強耐熱性和粘合性。此外，對于上述環(huán)氧樹脂，優(yōu)選使用硅改性的環(huán)氧樹脂，并且其優(yōu)選與室溫下為固 體的環(huán)氧樹脂(尤其為雙酚型環(huán)氧樹脂)和室溫下為液體的環(huán)氧樹脂(尤其為室溫下為液 體的硅改性的環(huán)氧樹脂)組合使用。這樣，能夠獲得具有優(yōu)異撓性和分辨率，同時保持耐熱 性的光敏樹脂組合物。上述(E)熱固性樹脂的含量并不受具體限制，但其優(yōu)選為光敏樹脂組合物總量的 5-30重量％，尤其優(yōu)選為光敏樹脂組合物總量的10-25重量％。在某些情況下，如果所述含 量小于上述下限值，改善耐熱性的作用會降低。在某些情況下，如果所述含量大于上述上限 值，改善光敏樹脂組合物的韌性的作用會降低。上述光敏樹脂組合物并不受具體限制，但出于改善一般性質(zhì)的目的，其可以進(jìn)一 步包含添加劑，例如紫外線吸收劑或勻染劑等。將此光敏樹脂組合物混合在合適的有機(jī)溶劑(例如，N-甲基-2-比咯烷酮、苯甲 醚、甲乙酮、甲苯和乙酸乙酯等)中，并將所述混合物涂布在例如支撐膜等上并干燥，由此 能夠獲得用于光敏樹脂隔離物的膜。上述支撐膜并不受具體限制，只要其是斷裂強度和撓性等優(yōu)異的膜支撐基材，且 其實例包括，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)等。其中，優(yōu)選 使用撓性和斷裂強度平衡優(yōu)異的聚丙烯(PP)和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。上述用于光敏樹脂隔離物的膜的厚度幾乎與所要求的樹脂隔離物的厚度相同，且 不受具體限制，但其優(yōu)選為20-150 μ m,尤其優(yōu)選為30-80 μ m。使所述厚度在上述范圍內(nèi)， 從而能夠在將所述樹脂隔離物應(yīng)用于具有光接收部的半導(dǎo)體裝置時，將光接收部和基板之間的距離拉開。這樣，能夠使焦點位移，從而降低附著在基板上的灰塵等的影響。此外，優(yōu)選此類用于光敏樹脂隔離物的膜滿足以下要求。即，當(dāng)在以下條件(1)和 (2)下測定上述用于光敏樹脂隔離物的膜的透光率時，優(yōu)選波長為400nm的透光率不小于 40%，波長為550nm的透光率不小于65%，且波長為750nm的透光率不小于73%。尤其優(yōu) 選波長為400nm的透光率不小于50 %，波長為550nm的透光率不小于70 %，且波長為750nm 的透光率不小于85%。(1)用于光敏樹脂隔離物的膜的厚度25 μ m。(2)測量波長200_1，OOOnm。在本發(fā)明中，可以利用，例如UV可見分光光度計UV-160A (型號)(Shimadzu Corporation制造)對上述透光率進(jìn)行評價。在本發(fā)明中，優(yōu)選在400nm、550nm和750nm的波長下對上述透光率進(jìn)行評價。發(fā) 現(xiàn)，如果所述透光率在上述范圍內(nèi)，在將用于由本發(fā)明的光敏樹脂組合物構(gòu)成的光敏樹脂 隔離物的粘合膜結(jié)合在半導(dǎo)體元件或基板上，并且在不同的可見光(波長400-770nm)下透 過用于光敏樹脂隔離物的粘合膜識別半導(dǎo)體元件和基板的對準(zhǔn)標(biāo)記時，具有優(yōu)異的識別性質(zhì)。此外，優(yōu)選此類用于光敏樹脂隔離物的膜滿足以下要求。S卩，當(dāng)在以下條件 (1)-(5)下測定上述用于光敏樹脂隔離物的膜40°C時的粘度時，粘度優(yōu)選不大于40gf，尤 其優(yōu)選不大于35gf。如果上述40°C時的粘度在上述上限值以內(nèi)，當(dāng)將所述膜運送至光敏樹 脂隔離物時，裝置不被污染，且在層疊覆蓋膜和所述用于光敏樹脂隔離物的膜時可以獲得 進(jìn)一步優(yōu)化覆蓋膜的剝離性的作用。40°C時的粘度的下限值不受具體限制，但其優(yōu)選不小 于10gf，尤其優(yōu)選不小于15gf。在某些情況下，如果40°C時的粘度的下限值小于上述范圍， 與覆蓋膜的粘合性會降低，且作業(yè)性降低。(1)用于光敏樹脂隔離物的膜的厚度25 μ m。(2)壓印速度30mm/分鐘。(3)壓印時間1秒。(4)拉伸速度6OOmm/分鐘。(5)載重80gf。(6)探針臺(Probe-stage)溫度40°C。 在本發(fā)明中，發(fā)現(xiàn)如果40 0C時的粘度在上述范圍內(nèi)，當(dāng)運送所述用于光敏樹脂隔 離物的膜，從而層疊用于由本發(fā)明的光敏樹脂組合物構(gòu)成的光敏樹脂隔離物的膜與半導(dǎo)體 元件或基板時，其不與裝置結(jié)合使裝置不被污染，且在層疊覆蓋膜和所述用于光敏樹脂隔 離物的膜時，覆蓋膜的剝離性更優(yōu)異。此外，將用于測定粘度的氣氛溫度確定為40°C，原因是這樣容易確定樣品之間的差異。此外，優(yōu)選此類用于光敏樹脂隔離物的膜滿足以下要求。S卩，當(dāng)在以下條件 (1)-(3)下測定上述用于光敏樹脂隔離物的膜260°C時的彈性模量時，所述彈性模量優(yōu)選 不小于20MPa，尤其優(yōu)選不小于30MPa。如果260°C時的彈性模量不小于上述下限值，進(jìn)行 焊料回流處理以將包括半導(dǎo)體元件、基板和由上述用于光敏樹脂隔離物的粘合膜構(gòu)成的 光敏樹脂隔離物的半導(dǎo)體裝置焊接至基板(例如母板等)時，可獲得優(yōu)化上述光敏樹脂隔離物的形狀保持功能的作用。260°C時的彈性模量的上限值不受具體限制，但優(yōu)選不大于 1，OOOMPa，尤其優(yōu)選不大于500MPa。在某些情況下，如果260°C時的彈性模量的上限值不小 于上述范圍，當(dāng)連接半導(dǎo)體元件和基板時，沒有消除所施用的壓力，但半導(dǎo)體裝置的可靠性 降低。(1)用于光敏樹脂隔離物的膜的厚度100μπι。(2)照射700 (mj/cm2)的紫外線后用于樹脂隔離物的膜。(3)測定值260°C。在本發(fā)明中，可以利用，例如動態(tài)粘彈性測定儀Rheo Stress RS 150(Haake Co., Ltd.)對彈性模量進(jìn)行評價。具體而言，在尺寸為250mmX200mm的聚酯膜上形成膜厚度 為50 μ m的樹脂層(由上述光敏樹脂組合物構(gòu)成的樹脂層)，然后制備切割成三個尺寸為 30mmX30mm的樣品。利用水銀燈對各個樣品進(jìn)行光照射，從而光固化所述樹脂層。光的波 長為365nm，曝光量為700mJ/cm2。接著，將所述樹脂層從所述聚酯膜剝離，并將三個所述層 彼此重疊，并安置在上述動態(tài)粘彈性測量儀上。在本發(fā)明中，用于安置樣品的錐形盤(cone plate)之間的間隙為ΙΟΟμπι(三個上述樹脂層彼此重疊，且各個盤被壓至ΙΟΟμπι的厚 度)。測定條件為頻率1Hz、升溫速率10°C /分鐘和溫度范圍室溫至300°C。在本發(fā)明中，260°C時的彈性模量是指進(jìn)行焊料回流處理時的溫度下的彈性模量， 而利用最新的無鉛焊接法，焊料回流溫度為260°C。因此，發(fā)現(xiàn)使260°C時的彈性模量在上 述范圍內(nèi)，這樣光敏樹脂隔離物的形狀保持性質(zhì)優(yōu)異。同時，將用于光敏樹脂隔離物的膜的厚度確定為100 μ m，原因是優(yōu)選在與其本身 所應(yīng)用的樹脂隔離物的厚度相同的厚度下對其進(jìn)行評價，而當(dāng)樹脂隔離物的厚度薄時，彈 性模量的測量結(jié)果變化大。因此，通過將厚度統(tǒng)一為ΙΟΟμπι對彈性模量進(jìn)行評價。另外，實際樹脂隔離物(用于光敏樹脂隔離物的膜)的厚度獲得的彈性模量，和具 有上述100 μ m均一厚度的用于光敏樹脂隔離物的膜的彈性模量基本相同。此外，使用700(mJ/cm2)的紫外線進(jìn)行照射，原因是用于光敏樹脂隔離物的膜被完 全光固化。此外，當(dāng)用于光敏樹脂隔離物的膜的厚度變化時，曝光量也作適當(dāng)調(diào)整。2.半導(dǎo)體裝置下文將基于合適的實施方案對半導(dǎo)體裝置進(jìn)行描述。將上述用于光敏樹脂隔離物的膜4'接合至安裝有具有光接收部21的半導(dǎo)體元 件2的插入物5的一側(cè)(圖2a的上側(cè))。然后，由于在安裝有半導(dǎo)體元件2的部分形成空隙，將掩膜6設(shè)置在將成為樹脂隔 離物4的部分以外的部分，用于照射紫外線7(圖2b)。由此，被紫外線7照射的部分(將成 為樹脂隔離物4的部分)被光固化。接著，進(jìn)行顯影處理以除去沒有被紫外線7照射的部分。由此，形成樹脂隔離物 4(空隙部3)(圖2C)。隨后，將具有光接收部21的半導(dǎo)體元件2安裝在空隙部3(圖2d)。然后，通過接合線22將半導(dǎo)體元件2的功能面連接至插入物5的末端(圖2d)。然后，將基板1熱接合至樹脂隔離物4的上端(圖2d中的上側(cè))，由此能夠獲得圖 1所示的半導(dǎo)體裝置100。在本發(fā)明中，在許多情況下，熱接合通常都在80-180°C的溫度下 進(jìn)行。
將上述用于光敏樹脂隔離物的膜4'用于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置100，這樣，半導(dǎo)體 裝置100在半導(dǎo)體裝置100的制造中具有優(yōu)異的圖案化性質(zhì)和顯影性(光敏樹脂組合物殘 留被抑制)，且在基板1的熱接合過程中具有優(yōu)異的形狀保持性質(zhì)。即，同時獲得顯影性和 形狀保持性質(zhì)。 此外，半導(dǎo)體裝置100包括在上述樹脂隔離物4處形成的空隙部3，這樣，樹脂隔離 物4的厚度精確性優(yōu)異。此外，樹脂隔離物4的形狀保持性質(zhì)優(yōu)異，從而使半導(dǎo)體裝置100 具有優(yōu)異的可靠性。另外，作為半導(dǎo)體裝置的其他實施方案，還能夠獲得圖3所示的半導(dǎo)體裝置100。 對于圖3所示的半導(dǎo)體裝置100，將與上述相同的樹脂隔離物4設(shè)置在半導(dǎo)體元件2上的光 接收部21的外圍。將基板1熱接合至樹脂隔離物4的上部(圖3的上側(cè))。設(shè)置基板1使 其覆蓋光接收部21，但不覆蓋整個半導(dǎo)體元件2。將接合線22設(shè)置在半導(dǎo)體元件2的邊緣 (樹脂隔離物4外面的部分)，并電連接至插入物5。根據(jù)圖3所示的半導(dǎo)體裝置100，半導(dǎo) 體裝置的尺寸可以大幅下降。此外，光接收部21被基板1覆蓋而具有空洞結(jié)構(gòu)，這樣可以 降低后加工的清潔度。此外，在圖3所示的半導(dǎo)體裝置100的情況下，樹脂隔離物4的厚度 可以薄化，由此還可以增強可靠性。
實施例以下將通過實施例和比較例的方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。然而，本發(fā)明并不限 于這些實施例和比較例。實施例11.堿溶性樹脂(具有堿溶性基團(tuán)和雙鍵的樹脂(甲基丙烯?；男缘碾p酚A苯酚 酚醛清漆樹脂；MPN)的合成)將固體含量為60%的雙酚A酚醛清漆樹脂(Phenolite LF-4871，Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)的MEK溶液500g置于2L的燒瓶中。向其中加入1. 5g三丁胺作為 催化劑和0. 15g對苯二酚作為聚合抑制劑。將燒瓶中的內(nèi)容物加熱至100°C。30分鐘內(nèi)向 其中逐滴加入180. 9g縮水甘油基甲基丙烯酸酯。將所產(chǎn)生的混合物在100°C攪拌5小時以 發(fā)生反應(yīng)，由此獲得不揮發(fā)物含量為74%的甲基丙烯酰基改性的雙酚A酚醛清漆樹脂(甲 基丙烯?；男月?0%)。2.樹脂清漆的制備稱量65重量％的以上合成的甲基丙烯?；男缘碾p酚A苯酚酚醛清漆樹脂(MPN) 作為堿溶性樹脂，15重量％聚丙二醇二丙烯酸酯(Aronix M-225, Toagosei Co. , Ltd.) (即，在室溫下為液體的丙烯酸樹脂單體)作為光聚合性樹脂，3重量％的雙酚A酚醛清漆 型環(huán)氧樹脂(Epiclon N-865，Dainippon Ink And Chemicals，Inc.)，5 重量％ 的硅環(huán)氧樹 脂(BY16-115, Dow Corning Toray Silicone Co.，Ltd.)和 4 重量％的苯酚酚醛清漆樹脂 (PR-53647, Sumitomo Bakelite Co.，Ltd.)和 6 重量％的硅石(CP-102，平均粒徑20nm， 最大粒徑50nm，Tokuyama Corp.)作為填料。接著，加入甲乙酮(MEK，Daishin Chemicals Corp.)，從而使樹脂組分濃度為71%。攪拌所產(chǎn)生的混合物，直至雙酚A酚醛清漆型環(huán)氧樹 脂(N-865)溶解。隨后，使用珠磨機(jī)(珠子直徑400μπι，加工速度6g/秒，5次)分散硅石。
13
然后，進(jìn)一步加入2重量％固化劑(光敏劑)(Irgacure 651，Ciba Specialty Chemicals Co.，Ltd.)，并利用攪拌槳葉以450rpm攪拌所產(chǎn)生的內(nèi)容物1小時，從而獲得樹
脂清漆。3.用于光敏樹脂隔離物的膜的制備將上述樹脂清漆涂布在聚酯膜(厚度25μπι)上，在80°C干燥所產(chǎn)生的物質(zhì)15分 鐘，從而獲得用于光敏樹脂隔離物的膜。4.用于光敏樹脂隔離物的膜的透光率該用于光敏樹脂隔離物的膜在400nm、550nm和750nm波長下的透光率分別為 67. 3%、87. 5%和91. 1%。此外，使用Shimadzu Corporation制造的UV可見分光光度計 UV-160A對透光率進(jìn)行評價。另外，在用于光敏樹脂隔離物的膜厚度為25 μ m、測量波長為 200-1，OOOnm的條件下測量透光率，由此獲得在400nm、550nm和750nm波長下的透光率。5.用于光敏樹脂隔離物的膜40°C時的粘度該用于光敏樹脂隔離物的膜40°C時的粘度為30. 5gf。此外，利用粘度測量裝置， 即Rhesca Corp.制造的型號為TAC-II的粘度測定儀，對40°C時的粘度進(jìn)行評價。另外， 在用于光敏樹脂隔離物的膜厚度25 μ m、壓印速度30mm/分鐘、壓印時間1秒、拉伸速度 600mm/分鐘、載重SOgf和探針臺溫度40°C的條件下對粘度進(jìn)行測量，由此獲得40°C時的粘度。6.用于光敏樹脂隔離物的膜260°C時的彈性模量該用于樹脂隔離物的膜在曝光(曝光量700mJ/cm2)后于260°C的彈性模量為 22. 5MPa。此外，通過重疊3個利用波長為365nm的光以700mJ/cm2照射的用于樹脂隔離 物的膜，利用動態(tài)粘彈性測定儀Rheo Stress RS150 (測量頻率IHz,間距100 μ m,測量溫 度室溫至300°C，升溫速率10°C /分鐘，Haake Co.，Ltd.)對彈性模量進(jìn)行測定，由此獲 得260°C時的彈性模量。7.半導(dǎo)體裝置的制造將上述用于光敏樹脂隔離物的膜層疊在半導(dǎo)體晶片上，并通過曝光和顯影形成樹 脂隔離物(空隙部)，由此在120°C將玻璃基板熱接合至樹脂隔離物的上端。然后對所述半 導(dǎo)體晶片進(jìn)行切割(分割)，從而獲得半導(dǎo)體裝置。實施例2以與實施例1相同的方式進(jìn)行相同的工序，不同的是使用下述硅石作為填料。對于硅石，使用硅石(QS-30，平均粒徑10nm，最大粒徑50nm，Tokuyama Corp.)。 該用于光敏樹脂隔離物的膜在400nm、550nm和750nm波長下的透光率分別為66. 8 %、 87. 4%和90. 5%，40°C時的粘度為31. 3gf。此外，260°C時的彈性模量為23. IMPa0實施例3以與實施例1相同的方式進(jìn)行相同的工序，不同的是使用下述硅石作為填料外。對于硅石，使用硅石(QS-09，平均粒徑25nm，最大粒徑50nm，Tokuyama Corp.)。 該用于光敏樹脂隔離物的膜在400nm、550nm和750nm波長下的透光率分別為64. 3 %、 85. 禾口 88. 8%，40°C時的粘度為30. 8gf。此外，260°C時的彈性模量為22. 5MPa。實施例4以與實施例1相同的方式進(jìn)行相同的工序，不同的是將作為堿溶性樹脂的甲基丙 烯酰基改性的雙酚A苯酚酚醛清漆樹脂(MPN)的量由65重量％改為69重量％，且將作為填料的硅石(CP-102，平均粒徑20nm，最大粒徑50nm，Tokuyama Corp.)的量由6重量％
改為2重量％。該用于光敏樹脂隔離物的膜在400nm、550nm和750nm波長下的透光率分別為 68. 1%,89. 5%禾口 91. 1%，40°C時的粘度為38. 6gf。此外，260°C時的彈性模量為20. 2MPa。實施例5以與實施例1相同的方式進(jìn)行相同的工序，不同的是將作為堿溶性樹脂的甲基丙 烯酰基改性的雙酚A苯酚酚醛清漆樹脂(MPN)的量由65重量％改為57重量％，且將作為 填料的硅石(CP-102，平均粒徑20nm，最大粒徑50nm，Tokuyama Corp.)的量由6重量％ 改為14重量％。該用于光敏樹脂隔離物的膜在400nm、550nm和750nm波長下的透光率分別為 62. 3%,83. 4%和86. 1%，40°C時的粘度為25. 5gf。此外，260°C時的彈性模量為30. 3MPa。實施例6以與實施例1相同的方式進(jìn)行相同的工序，不同的是使用具有50%固體含量的 65重量％ (以固體為基礎(chǔ))丙二醇單甲基醚溶液(Cyclomer-PACA200M，Daicel Chemical Industries, Ltd.)作為堿溶性樹脂，代替65重量％甲基丙烯?；男缘碾p酚A苯酚酚醛 清漆樹脂(MPN)作為堿溶性樹脂。該用于光敏樹脂隔離物的膜在400nm、550nm和750nm波長下的透光率分別為 67. 2%,86. 9%禾口 90. 3%，40°C時的粘度為30. 5gf。此外，260°C時的彈性模量為21. 8MPa。實施例7以與實施例1相同的方式進(jìn)行相同的工序，不同的是使用15重量％的聚乙二醇二 甲基丙烯酸酯(NK Ester 3G, Shin-Nakamura Chemical Co.，Ltd.，即丙烯酸樹脂單體)，代 替15重量％聚丙二醇二丙烯酸酯(Aronix M-225, Toagosei Co.，Ltd.，即在室溫下為液體 的丙烯酸樹脂單體)作為光聚合性樹脂外。該用于光敏樹脂隔離物的膜在400nm、550nm和750nm波長下的透光率分別為 67. 3%,86. 7%禾口 90. 1%，40°C時的粘度為31. 2gf。此外，260°C時的彈性模量為23. 5MPa。比較例1以與實施例1相同的方式進(jìn)行相同的工序，不同的是使用下述硅石作為填料。對于硅石，使用硅石(NSS-5N，平均粒徑70nm，最大粒徑350nm，Tokuyama Corp.)。該用于光敏樹脂隔離物的膜在400nm、550nm和750nm波長下的透光率分別為 11. 3%,48. 5%和72. 1%，40°C時的粘度為46. 7gf。此外，260°C時的彈性模量為15. 5MPa。比較例2以與實施例1相同的方式進(jìn)行相同的工序，不同的是將作為堿溶性樹脂的甲基丙 烯?；男缘碾p酚A苯酚酚醛清漆樹脂(MPN)的量由65重量％改為為70. 5重量％，且將 作為填料的硅石(CP-102，平均粒徑20nm，最大粒徑50nm，Tokuyama Corp.)的量由6重
量％改為0.5重量％外。該用于樹脂隔離物的膜在400nm、550nm和750nm波長下的透光率分別為68. 3%、 89. 和91. 1%，40°C時的粘度為40. 3gf。此外，260°C時的彈性模量為16. 5MPa。比較例3以與實施例1相同的方式進(jìn)行相同的工序，不同的是將作為堿溶性樹脂的甲基丙烯酰基改性的雙酚A苯酚酚醛清漆樹脂(MPN)的量由65重量％改為55重量％，且將作為 填料的硅石(CP-102，平均粒徑20nm，最大粒徑50nm，Tokuyama Corp.)的量由6重量％ 改為16重量％。該用于樹脂隔離物的膜在400nm、550nm和750nm波長下的透光率分別為60. 2%、 80. 和82. 6%，40°C時的粘度為23. 2gf。此外，260°C時的彈性模量為28. 5MPa。比較例4以與實施例1相同的方式進(jìn)行相同的工序，不同的是將作為堿溶性樹脂的甲基丙 烯?；男缘碾p酚A苯酚酚醛清漆樹脂(MPN)的量由65重量％改為80重量％，和將作為 光聚合性樹脂的聚丙二醇二丙烯酸酯(Aronix M-225，Toagosei Co.，Ltd.，即在室溫下為 液體的丙烯酸樹脂單體)的量由15重量％改為0重量％。該用于光敏樹脂隔離物的膜在400nm、550nm和750nm波長下的透光率分別為 67. 3%,86. 6%禾口 90. 3%，40°C時的粘度為31. Ogf0此外，260°C時的彈性模量為24. 2MPa。以以下方式對各實施例和比較例中獲得的用于光敏樹脂隔離物的膜和半導(dǎo)體裝 置進(jìn)行評價。評價項與內(nèi)容一起顯示。所得結(jié)果示于表1。1.對準(zhǔn)性質(zhì)將用于光敏樹脂隔離物的膜層疊在半導(dǎo)體晶片(溫度60°C，速率0. 3m/分鐘) 上，以利用曝光儀PLA-600FA (Canon Inc.)評價半導(dǎo)體晶片表面的圖案通過所層疊的用于 樹脂隔離物的膜的可見度。對各標(biāo)記進(jìn)行以下定義。A 甚至清楚地觀察到圖案形狀的邊緣。B 雖然可以識別圖案形狀，但觀察到邊緣有些模糊。C 雖然可輕微識別圖案，但沒有觀察到形狀。D 沒有觀察到圖案。2.顯影性將用于光敏樹脂隔離物的膜層疊在半導(dǎo)體晶片上(溫度60°C，速率0.3m/分 鐘)，通過圖案掩膜進(jìn)行曝光，從而使光敏樹脂隔離物具有格子狀圖案(曝光量700mJ/ cm2)，并在3% TMAH中顯影(顯影壓力0.2MPa，顯影時間150秒)。利用電子顯微鏡(放 大倍率5，000)觀察所產(chǎn)生的格子狀圖案，以檢查殘留物的存在與否。對各標(biāo)記進(jìn)行以下定義。A 沒有觀察到殘留物。B 雖然觀察到一些殘留物，但在實踐中沒有問題。D 觀察到殘留物。此外，使用具有樹脂寬度為1.2mm且間距為5mm的格子狀圖案的掩膜。3.圖案化性質(zhì)將用于光敏樹脂隔離物的膜層疊在半導(dǎo)體晶片上(溫度60°C，速率0.3m/分 鐘)，通過圖案掩膜進(jìn)行曝光，從而使樹脂隔離物具有格子狀圖案(曝光量700mJ/cm2)，并 在3% TMAH中顯影(顯影壓力0. 2MPa，顯影時間150秒)，以進(jìn)行圖案化，從而肉眼觀察 圖案化的狀態(tài)。對各標(biāo)記進(jìn)行以下定義。A 沒有觀察到圖案剝離。C 雖然觀察到部分圖案剝離，但僅極少部分剝離。
D 觀察到所有圖案剝離。此外，使用具有樹脂寬度為1.2mm且間距為5mm的格子狀圖案的掩膜。4.形狀保持性質(zhì)將用于評價顯影性的半導(dǎo)體晶片的形成格子狀圖案的樹脂隔離 物的中心部分進(jìn)行切割，由此制備具有框架樣樹脂隔離物的半導(dǎo)體元件。當(dāng)玻璃基板在 120°C熱接合至該樹脂隔離物時，通過肉眼觀察樹脂隔離物的熔體流動(melt flow，擠壓程 度)對形狀保持性質(zhì)進(jìn)行評價。對各標(biāo)記進(jìn)行以下定義。A 沒有觀察到熱接合前后樹脂隔離物尺寸有變化。B:雖然觀察到熱接合后樹脂隔離物有少量熔體流動，但沒有觀察到形狀有大的變 化，且觀察到其尺寸有輕微變化。C 觀察到熱接合后樹脂隔離物有熔體流動及其尺寸有變化。D 觀察到熱接合后樹脂隔離物有極大量熔體流動和尺寸和形狀有大的變化。[表1]
實施例1實施例2實施例3組合(A)堿溶性樹 脂甲基丙烯?；男?的雙酚A苯粉紛醛 清漆樹脂(A-I)656565Cyclomer-P ACA200M (A-2)(B)光聚合 性樹脂聚丙二醇二丙烯酸 酯 Aronix M-225 (Toagosei Co.,Ltd.) (B-I)151515聚乙二醇二甲基丙 烯酸酯NK Ester 3G, Shin-Nakamura Chemical Co” Ltd.) (B-2)(C)填料硅石CP-102 (平均 粒徑20 nm , Tokuyama Corp.) (C-I)6硅石QS-30(平均粒 徑■ 10 nm , Tokuyama Corp.) (C-2)6硅石QS-09 (平均粒 徑 25 nm ’ Tokuyama Corp.) (C-3)6硅石NSS-5N (平均 粒徑70 nm， Tokuyama Corp.) (C-4)(D)光敏劑Irgacure 651 (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) (D-I)222(E)熱固性樹 脂mm α酚醛清漆型 環(huán)氧樹脂Epiclon N-865 (Dainippon Ink And Chemicals, Inc.) (E-I)333硅改性的環(huán)氧樹脂 BYl 6-115 (Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.)555
(E-2)苯酚酚醛清漆樹脂 PR-53647 (Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) (E-3)444總量100100100評價400 nm波長的透光率(°/。)67.366.864.3550nm波長的透光率(％)87.587.485.1750 nm波長的透光率91.190.588.840 時的粘度(gf)30.531.330.8260°C時的彈性模量(MPa)22.523.122.5對準(zhǔn)性質(zhì)AAA顯影性AAA圖案化性質(zhì)AAA形狀保持性質(zhì)AAA實施例 4實施例 5實施1 6列實施例 7組合(A)堿溶性樹 月旨甲基丙烯?；男?的雙酚A苯酚酚醛 清漆樹脂(A-I)695765Cyclomer-P ACA200M (A-2)65(B)光聚合性 樹脂聚丙二醇二丙烯酸 酯 Aronix M-225 (Toagosei Co., Ltd.) (B-I)151515聚乙二醇二甲基丙 烯酸酯NK Ester 3G, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) (B-2)15(C)填料硅石CP-102 (平均 粒徑20 nm， Tokuyama Corp.) (C-I)21466硅石QS-30 (平均 粒徑10 nm, Tokuyama Corp.) (C-2)硅石QS-09 (平均 粒徑25 nm,
19
權(quán)利要求
光敏樹脂組合物，其作為樹脂隔離物在基板和半導(dǎo)體元件之間形成空隙部，所述光敏樹脂組合物包含(A)堿溶性樹脂、(B)光聚合性樹脂、(C)填料、和(D)光敏劑，其中，所述填料的平均粒徑為5 25nm，且所述填料的含量為所述光敏樹脂組合物總量的1 15重量％。
2.如權(quán)利要求1所述的光敏樹脂組合物，其中，所述填料包含硅石。
3.如權(quán)利要求1所述的光敏樹脂組合物，其中，所述光敏樹脂組合物進(jìn)一步包含(E)， 一種不同于所述堿溶性樹脂的熱固性樹脂。
4.如權(quán)利要求3所述的光敏樹脂組合物，其中，所述填料包含硅石。
5.如權(quán)利要求1所述的光敏樹脂組合物，其中，所述堿溶性樹脂為具有堿溶性基團(tuán)和 雙鍵的樹脂。
6.如權(quán)利要求3所述的光敏樹脂組合物，其中，所述堿溶性樹脂為具有堿溶性基團(tuán)和 雙鍵的樹脂。
7.如權(quán)利要求1所述的光敏樹脂組合物，其中，所述(A)堿溶性樹脂的含量為所述光敏 樹脂組合物總量的50-95重量％，所述(B)光聚合性樹脂的含量為所述光敏樹脂組合物總 量的5-45重量％，所述(D)光敏劑的含量為所述光敏樹脂組合物總量的0. 1-10重量％。
8.如權(quán)利要求3所述的光敏樹脂組合物，其中，所述(A)堿溶性樹脂的含量為所述光敏 樹脂組合物總量的50-95重量％，所述(B)光聚合性樹脂的含量為所述光敏樹脂組合物總 量的5-45重量％，所述(D)光敏劑的含量為所述光敏樹脂組合物總量的0. 1-10重量％。
9.如權(quán)利要求3所述的光敏樹脂組合物，其中，所述(E)熱固性樹脂的含量為所述光敏 樹脂組合物總量的5-30重量％。
10.用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述光敏樹脂隔離物由權(quán)利要求1所述的光敏樹 脂組合物構(gòu)成。
11.用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述光敏樹脂隔離物由權(quán)利要求3所述的光敏樹 脂組合物構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求10所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，波長為400nm的透光率不小 于40%，波長為550nm的透光率不小于65%，波長為750nm的透光率不小于73%。
13.如權(quán)利要求11所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，波長為400nm的透光率不小 于40%，波長為550nm的透光率不小于65%，波長為750nm的透光率不小于73%。
14.如權(quán)利要求10所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述用于光敏樹脂隔離物 的膜40°C時的粘度不大于40gf。
15.如權(quán)利要求11所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述用于光敏樹脂隔離物 的膜40°C時的粘度不大于40gf。
16.如權(quán)利要求10所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述用于光敏樹脂隔離物 的膜260°C時的彈性模量不小于20MPa。
17.如權(quán)利要求11所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述用于光敏樹脂隔離物 的膜260°C時的彈性模量不小于20MPa。
18.如權(quán)利要求10所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述用于光敏樹脂隔離物 的膜的厚度為20-150 μ m。
19.如權(quán)利要求11所述的用于光敏樹脂隔離物的膜，其中，所述用于光敏樹脂隔離物 的膜的厚度為20-150 μ m。
20.半導(dǎo)體裝置，其中，基板和半導(dǎo)體元件通過由權(quán)利要求1所述的光敏樹脂組合物的 固化材料構(gòu)成的樹脂隔離物彼此接合。
21.半導(dǎo)體裝置，其中，基板和半導(dǎo)體元件通過由權(quán)利要求3所述的光敏樹脂組合物的 固化材料構(gòu)成的樹脂隔離物彼此接合。
全文摘要
本發(fā)明公開了作為光敏樹脂隔離物在基板和半導(dǎo)體元件之間形成空隙部的光敏樹脂組合物，所述光敏樹脂組合物包含(A)堿溶性樹脂、(B)光聚合性樹脂、(C)填料和(D)光敏劑，其中，所述填料的平均粒徑為5-25nm，且所述填料的含量為1-15重量％。本發(fā)明還公開了用于光敏樹脂隔離物的膜，所述光敏樹脂隔離物由上述光敏樹脂組合物構(gòu)成。
文檔編號G03F7/004GK101978320SQ200980109700
公開日2011年2月16日 申請日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日
發(fā)明者白石史廣, 高橋豐誠 申請人:住友電木株式會社