层叠体、层叠体的制造方法及图案形成方法与流程

本发明涉及层叠体、所述层叠体的制造方法以及使用了所述层叠体的图案形成方法。

背景技术：

1、在寻求高集成化的半导体封装中，为了在一个半导体封装内层叠多个半导体封装，在3d封装中使用了将基板或模具垂直贯通并进行电连接的有机硅贯通电极(tsv)。在tsv中形成布线层时，可使用sio2膜作为绝缘层。其可通过cvd而形成，但随着tsv深入，难以形成平坦的膜。进而在进行高集成化时，由于使用经抛光的较薄的晶圆，因此需要树脂粘合剂用于贴合对其进行支撑的支持晶圆，并需要在200℃左右的低温下进行cvd。

2、因此，还提出了利用树脂材料形成绝缘层。作为形成方法的实例，可列举出印刷法、喷涂方式(专利文献1)、喷墨方式(专利文献2)、旋涂方式及浸涂方式或层压方式。其中，还存在使用光固化性树脂一次填埋tsv，并通过曝光使via开口，由此仅在侧壁部分将绝缘层成膜的方法。此时，需要无间隙地在tsv中填埋树脂，另外需要在基板上以平坦的膜厚形成覆膜。

3、此次，其中被广泛使用的旋涂方式受到关注。旋涂方式可使用旋转离心力向晶圆中央滴加涂布物后使其旋转而形成平坦的涂膜。然而，由于通常在平坦的基板中使用并通过使其旋转进行涂布，因此实际残留在基板上的液量比滴加的液量少，从而可列举出材料损耗的技术问题(专利文献3)。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开2010-114201号公报

7、专利文献2：日本特开2020-134715号公报

8、专利文献3：日本特开2015-088650号公报

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题

2、本发明是鉴于上述情况而完成的，本发明提供一种层叠体、层叠体的制造方法及使用了所述层叠体的图案形成方法，所述层叠体通过使用包含含有有机硅骨架的树脂或丙烯酸树脂的光敏性组合物，段差基板的段差面的凹部被所述树脂充分填埋，从而可提供平坦的光敏性树脂覆膜，所述层叠体的制造方法能够材料损耗较少地用预湿溶剂通过旋涂填埋在一侧具有段差面的半导体基板且能够形成平坦的光敏性树脂层。

3、解决技术问题的技术手段

4、为了解决上述技术问题，本发明提供一种层叠体，其由半导体基板与形成在所述半导体基板上的光敏性树脂层构成，其特征在于，所述光敏性树脂层包含含有有机硅骨架的树脂或丙烯酸树脂，所述半导体基板在一侧具有段差面，所述段差面的凹部被预湿溶剂填满，并在其之上形成有所述光敏性树脂层。

5、若为这样的层叠体，则为能够提供平坦的光敏性树脂覆膜的层叠体，所述层叠体通过使用包含含有有机硅骨架的树脂或丙烯酸树脂的光敏性组合物，段差基板的段差面的凹部被所述树脂充分填埋。

6、此时，优选所述段差面的开口宽度为10～100μm，深度为10～120μm。

7、即使为具有这种段差面的层叠体，也能够使用包含含有有机硅骨架的树脂或丙烯酸树脂的光敏性组合物而利用所述树脂将段差基板的段差面的凹部充分填埋。

8、此时，优选所述预湿溶剂为单独一种溶剂或至少含有30质量％以上的沸点为130℃以上的溶剂的混合溶剂。

9、若为这样的层叠体，则段差基板的段差面的凹部被树脂更充分地填埋，从而能够提供更平坦的光敏性树脂覆膜。

10、此时，优选所述光敏性树脂层含有(a)含有有机硅骨架的高分子、(b)利用190～500nm的光进行分解而产生酸的光致产酸剂及(c)溶剂。

11、若为这样的层叠体，则最终能够良好地填埋半导体基板的段差面的凹部。

12、此时，优选所述(a)含有有机硅骨架的高分子包含下述式(a1)～(a4)中任一种以上及(b1)～(b4)中任一种以上所表示的重复单元。

13、[化学式1]

14、

15、式中，r1～r4各自独立地为碳原子数为1～8的一价烃基。m为1～600的整数。a1～a4及b1～b4为满足0≤a1＜1、0≤a2＜1、0≤a3＜1、0≤a4＜1、0≤b1＜1、0≤b2＜1、0≤b3＜1、0≤b4＜1、0＜a1+a2+a3+a4＜1、0＜b1+b2+b3+b4＜1及a1+a2+a3+a4+b1+b2+b3+b4＝1的数。x1为下述式(x1)所表示的二价基团。x2为下述式(x2)所表示的二价基团。x3为下述式(x3)所表示的二价基团。x4为下述式(x4)所表示的二价基团。

16、[化学式2]

17、

18、(式中，z1为单键、亚甲基、丙烷-2,2-二基、1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2,2-二基或芴-9,9-二基。r11及r12各自独立地为氢原子或甲基。r13及r14各自独立地为碳原子数为1～4的烷基、或碳原子数为1～4的烷氧基。p1及p2各自独立地为0～7的整数。q1及q2各自独立地为0～2的整数。)

19、[化学式3]

20、

21、(式中，z2为单键、亚甲基、丙烷-2,2-二基、1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2,2-二基或芴-9,9-二基。r21及r22各自独立地为氢原子或甲基。r23及r24各自独立地为碳原子数为1～4的烷基、或碳原子数为1～4的烷氧基。r1及r2各自独立地为0～7的整数。s1及s2各自独立地为0～2的整数。)

22、[化学式4]

23、

24、(式中，r31及r32各自独立地为氢原子或甲基。t1及t2各自独立地为0～7的整数。)

25、[化学式5]

26、

27、(式中，r41及r42各自独立地为氢原子或甲基。r43及r44各自独立地为碳原子数为1～8的一价烃基。u1及u2各自独立地为0～7的整数。v为0～600的整数。)

28、若为这样的(a)成分，则最终能够更良好地填埋半导体基板的段差面的凹部。

29、此外，在本发明中，优选所述光敏性树脂层含有(a’)丙烯酸高分子、(b’)光聚合引发剂及(c)溶剂。

30、即使为这样的(a’)成分及(b’)成分，最终也能够良好地填埋半导体基板的段差面的凹部。

31、此外，在本发明中，还提供一种层叠体的制造方法，其包括：第一涂布工序，其中，将预湿溶剂旋涂于在一侧具有段差面的半导体基板的段差面的凹部进行预湿，利用所述预湿溶剂填满所述段差面的凹部；刮平工序，其中，边旋转边去除所述半导体基板上的进行预湿时的多余的预湿溶剂；及第二涂布工序，其中，对旋涂有所述预湿溶剂而被填满的一侧的面旋涂包含含有有机硅骨架的树脂或丙烯酸树脂的光敏性树脂组合物从而形成作为所述光敏性树脂组合物的涂膜的光敏性树脂层。

32、若为这样的层叠体的制造方法，则能够成为下述层叠体的制造方法：使用包含含有有机硅骨架的树脂或丙烯酸树脂的光敏性组合物，材料损耗较少地利于预湿溶剂通过旋涂对在一侧具有段差面的基板进行填埋，从而能够形成平坦的光敏性树脂层。

33、此时，优选从所述刮平工序开始以不停止所述半导体基板的旋转的方式进行所述第二涂布工序。

34、若为这样的层叠体的制造方法，则能够在晶圆表面未干的情况下滴加光敏性树脂组合物，能够适当地进行具有段差面的半导体基板的填埋。

35、此时，作为所述第一涂布工序中使用的预湿溶剂，优选使用单独一种溶剂或至少含有30质量％以上的沸点为130℃以上的溶剂的混合溶剂。

36、若为这样的层叠体的制造方法，则通过含有沸点高的溶剂，则半导体基板表面不易在预湿中或在滴加用于形成光敏性树脂层的光敏性树脂组合物时等干燥，易于铺展。

37、此外，在本发明中，还提供一种图案形成方法，其包括：在利用上述所述的制造方法制造的层叠体中，进行预加热使所述光敏性树脂层固化，从而制成光敏性树脂覆膜的工序；隔着光掩膜对所述光敏性树脂覆膜进行曝光的工序；及，在曝光后并进行了加热处理后，利用显影液进行显影并溶解去除未曝光部分从而形成图案的工序。

38、若为这样的图案形成方法，则能够利用包含含有有机硅骨架的树脂或丙烯酸树脂的光敏性树脂良好地填埋基板的段差面，从而形成平坦的光敏性树脂覆膜，因此能够通过曝光(图案形成)使via开口，从而仅在侧壁部良好地形成绝缘层。

39、发明效果

40、在本发明的层叠体的制造方法中，通过使用利用了含有有机硅骨架的树脂或丙烯酸树脂的光敏性树脂组合物，能够以较少的涂布液高充填半导体基板上的段差且可良好地进行填埋，进而能够将半导体基板上的光敏性树脂层平坦地成膜。