树脂组合物、半导体用配线层层叠体和半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的一个方面涉及一种树脂组合物，其含有固化性树脂和固化剂，其被用于形成与铜配线接触的配线层间绝缘层。

Resin Composition, Wiring Layer for Semiconductor and Semiconductor Device

An aspect of the present invention relates to a resin composition comprising a curing resin and a curing agent used to form an interlayer insulation layer for wiring in contact with copper wiring.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】树脂组合物、半导体用配线层层叠体和半导体装置
本专利技术涉及树脂组合物、半导体用配线层层叠体和半导体装置。
技术介绍
以半导体封装的高密度化和高性能化为目的，提出了将不同性能的芯片混载于一个封装中的组装形态。在这种情况下，成本方面优良且芯片间的高密度互连技术变得重要(例如参照专利文献1)。在非专利文献1和非专利文献2中，记载了通过用倒装片组装技术在封装上层叠不同的封装而连接的堆叠封装(PoP：PackageonPackage)的形态。该PoP是被广泛用于智能手机、平板电脑终端等的形态。作为用于高密度地组装多个芯片的其它形态，提出了使用了具有高密度配线的有机基板的封装技术、具有穿塑孔(TMV：ThroughMoldVia)的扇出型晶圆级封装技术(FO-WLP：FanOut-WaferLevelPackage)、使用了硅或玻璃插入器的封装技术、使用了硅贯通电极(TSV：ThroughSiliconVia)的封装技术、将埋入基板里的芯片用于芯片间传送的封装技术等。特别是在半导体用配线层和FO-WLP上搭载各半导体芯片的情况下，需要有使该半导体芯片彼此之间高密度地导通的微细的配线层(例如参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2012-529770号公报专利文献2：美国专利申请公开第2011/0221071号说明书非专利文献非专利文献1：JinseongKimetal.，"ApplicationofThroughMoldVia(TMV)asPoPBasePackage"，ElectronicComponentsandTechnologyConference(ECTC)，p.1089-1092(2008)非专利文献2：S.W.Yoonetal.，"AdvancedLowProfilePoPSolutionwithEmbeddedWaferLevelPoP(eWLB-PoP)Technology"，ECTC，p.1250-1254(2012)
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在堆叠基板、晶圆级封装(WLP)、扇出型的PoP的底部封装等中有时使用用于搭载多个半导体芯片的配线层(半导体用配线层)。例如，在该配线层内配置具有5μm以下的线宽和间隔宽度的微细的配线的情况下，该配线使用挖槽法来形成。挖槽法是指在用激光等在有机绝缘层的表面形成的槽(沟)内，通过镀覆法等形成作为配线的金属层的方法。因此，在有机绝缘层上形成的配线的形状是沿着沟的形状。使用挖槽法在配线层内形成微细的配线时，为了实现低成本化并且抑制配线电阻的上升，有可能使用例如具有高导电性的铜。在形成了铜配线的情况下，铜有可能向有机绝缘层内扩散。在这种情况下，铜配线彼此之间有可能因扩散的铜而短路，在配线层的绝缘可靠性方面存在问题。本专利技术的目的是提供一种具有良好的绝缘可靠性的配线层间绝缘层和半导体装置、以及能够适宜地形成该配线层间绝缘层的树脂组合物。用于解决课题的手段本专利技术的一个方面涉及一种树脂组合物，其含有固化性树脂和固化剂，其被用于形成与铜配线接触的配线层间绝缘层。由该树脂组合物形成的配线层间绝缘层介于相邻的铜配线之间时，可以抑制来自铜配线的铜向配线层层叠体扩散。因此，因扩散的铜而引起的铜配线彼此之间的短路得到了抑制，其结果是，能够大幅提高配线层层叠体的绝缘可靠性。固化性树脂可以具有至少2个马来酰亚胺基和2价烃基。烃基可以含有具有碳数为4以上的主链的链状亚烷基。烃基的碳数可以为8以上。固化性树脂可以含有具有至少2个酰亚胺键的2价有机基团。2价有机基团可以是由下述式(I)表示的基团。式中，R1表示4价有机基团。烃基可以是由下述式(II)表示的基团。式中，R2和R3分别独立地表示亚烷基，R4和R5分别独立地表示烷基。固化剂可以含有光自由基聚合引发剂。树脂组合物可以进一步含有具有(甲基)丙烯酰基的化合物，也可以进一步含有偶联剂。树脂组合物可以进一步含有热塑性树脂。树脂组合物的固化物中的氯化物离子的浓度可以为5ppm以下。树脂组合物的固化物的断裂伸长率可以为5～200％。树脂组合物的固化物在40℃下的储能模量可以为10MPa～5GPa。树脂组合物的固化物的玻璃化转变温度可以为120～240℃。树脂组合物的固化物在10GHz下的介电常数可以为3.0以下。树脂组合物的固化物在10GHz下的介质损耗角正切可以为0.005以下。树脂组合物的固化物的5％重量减少温度为300℃以上。树脂组合物的固化物在130℃、相对湿度85％的环境下放置200小时后的吸湿率可以为1质量％以下。本专利技术的另一个方面涉及一种半导体用配线层层叠体，其具备：多个配线层，该多个配线层含有有机绝缘层、设置于有机绝缘层内的铜配线以及将铜配线和有机绝缘层隔开的阻挡金属膜；和设置于多个配线层之间的配线层间绝缘层，其中，铜配线的表面的一部分露出在配线层的一个或两个主面侧，配线层间绝缘层与露出的所述铜配线的表面接触，配线层间绝缘层是在130℃、相对湿度85％的环境下放置200小时后的吸湿率为1质量％以下的层。配线层间绝缘层可以是上述的树脂组合物的固化物。有机绝缘层可以是由感光性绝缘树脂形成的层。阻挡金属膜可以含有选自钛、镍、钯、铬、钽、钨和金中的至少一种。施加10GHz时的配线层间绝缘层的介电常数可以为3.0以下。施加10GHz时的配线层间绝缘层的介质损耗角正切可以为0.005以下。配线层间绝缘层的5％重量减少温度可以为300℃以上。本专利技术的另一个方面涉及一种半导体装置，其具备：上述半导体用配线层层叠体；和与铜配线电连接的半导体元件。专利技术效果根据本专利技术，可以提供具有良好的绝缘可靠性的配线层间绝缘层和半导体装置、以及能够适宜地形成该配线层间绝缘层的树脂组合物。附图说明图1是具有一个实施方式的半导体用配线层层叠体的半导体装置的示意断面图。图2是一个实施方式的半导体用配线层层叠体的示意断面图。图3是对半导体用配线层层叠体的制造方法进行说明的图。图4是对半导体用配线层层叠体的制造方法进行说明的图。图5是对半导体用配线层层叠体的制造方法进行说明的图。图6是对半导体用配线层层叠体的制造方法进行说明的图。图7是对半导体用配线层层叠体的制造方法进行说明的图。图8是对半导体用配线层层叠体的制造方法进行说明的图。图9是对半导体用配线层层叠体的制造方法进行说明的图。图10是对半导体用配线层层叠体的制造方法进行说明的图。图11是对半导体用配线层层叠体的制造方法进行说明的图。图12是对半导体用配线层层叠体的制造方法进行说明的图。图13是对半导体用配线层层叠体的制造方法进行说明的图。图14(a)是表示测定评价用试样的平面图，图14(b)是沿着图14(a)的XIVb-XIVb线的断面图。图15是表示实施例3和比较例2的高加速度寿命试验的结果的曲线图。图16(a)是表示实施例3的高加速度寿命试验后的概观照片，图16(b)是表示比较例2的高加速度寿命试验后的概观照片。具体实施方式以下，参照附图对本实施方式进行详细说明。在以下的说明中，相同或相当部分用相同符号表示，省略重复的说明。另外，上下左右等的位置关系只要没有特别说明，就是基于附图所示的位置关系。另外，附图的尺寸比率并不限于图示的比率。在本说明书的记载内容和权利要求中，在利用“左本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树脂组合物，其含有固化性树脂和固化剂，其被用于形成与铜配线接触的配线层间绝缘层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.26 JP 2016-186761;2017.01.23 JP 2017-009731.一种树脂组合物，其含有固化性树脂和固化剂，其被用于形成与铜配线接触的配线层间绝缘层。2.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中，所述固化性树脂具有：至少2个马来酰亚胺基；和2价烃基。3.根据权利要求2所述的树脂组合物，其中，所述烃基含有具有碳数为4以上的主链的链状亚烷基。4.根据权利要求2或3所述的树脂组合物，其中，所述烃基的碳数为8以上。5.根据权利要求2～4中任一项所述的树脂组合物，其中，所述固化性树脂含有具有至少2个酰亚胺键的2价有机基团。6.根据权利要求5所述的树脂组合物，其中，所述2价有机基团是由下述式(1)表示的基团，式中，R1表示4价有机基团。7.根据权利要求2～6中任一项所述的树脂组合物，其中，所述烃基是由下述式(II)表示的基团，式中，R2和R3分别独立地表示亚烷基，R4和R5分别独立地表示烷基。8.根据权利要求2～7中任一项所述的树脂组合物，其中，所述固化剂含有光自由基聚合引发剂。9.根据权利要求2～8中任一项所述的树脂组合物，其进一步含有具有(甲基)丙烯酰基的化合物。10.根据权利要求2～9中任一项所述的树脂组合物，其进一步含有偶联剂。11.根据权利要求1所述的树脂组合物，其进一步含有热塑性树脂。12.根据权利要求11所述的树脂组合物，其中，所述树脂组合物的固化物中的氯化物离子的浓度为5ppm以下。13.根据权利要求11或12所述的树脂组合物，其中，所述树脂组合物的固化物的断裂伸长率为5～200％。14.根据权利要求11～13中任一项所述的树脂组合物，其中，所述树脂组合物的固化物在40℃下的储能模量为10MPa～5GPa。15.根据权利要求11～14中任一项所述的树脂组合物，其中，所述树脂组合物的固化物的玻璃化转变温度为120～24...

【专利技术属性】
技术研发人员：安部慎一郎，蔵渕和彦，峰岸知典，满仓一行，鸟羽正也，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP