本發(fā)明涉及層疊體、層疊體的制造方法、元件的制造方法、拍攝裝置、拍攝裝置的制造方法、半導(dǎo)體裝置和半導(dǎo)體裝置的制造方法。
背景技術(shù):
1、隨著半導(dǎo)體裝置的高性能化,使多個半導(dǎo)體芯片層疊的三維化正在推進(jìn)。在這樣的層疊有多個半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置的制造中,首先,在2張形成有電極的元件、電路基板(以下,簡稱為元件)的電極面,通過大馬士革法(日文原文:ダマシン法)形成由銅形成的接合電極被絕緣膜包圍而成的接合面。然后,以使接合面的接合電極彼此相向的方式將2張?jiān)丿B,實(shí)施熱處理,由此制造半導(dǎo)體裝置(專利文獻(xiàn)1)。
2、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
3、專利文獻(xiàn)
4、專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-191081號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、發(fā)明要解決的課題
2、在上述半導(dǎo)體裝置的制造中,在電極的接合時(shí)進(jìn)行400℃、4小時(shí)這樣的高溫處理,因此對用于形成上述接合面的絕緣層要求高耐熱性。因此,在以往的半導(dǎo)體裝置中,使用si3n4、sio2之類的絕緣性的無機(jī)材料作為絕緣層。然而,由無機(jī)材料形成的絕緣層容易在基板上產(chǎn)生翹曲,如果在基板上產(chǎn)生翹曲,則在層疊時(shí)電極的連接位置偏移或電極產(chǎn)生破裂,因此有時(shí)半導(dǎo)體裝置的連接可靠性變低。另外,近年來,半導(dǎo)體裝置的高性能化推進(jìn),基板大型化、薄化,因此變得更容易產(chǎn)生基板的翹曲,特別是在基板薄的情況下,基板有時(shí)也會破裂。
3、為了抑制由高溫處理引起的基板的翹曲、破裂,考慮將與無機(jī)材料相比具有柔軟性的有機(jī)化合物作為有機(jī)層而用于絕緣層,但包含有機(jī)化合物的絕緣層不耐熱,有時(shí)容易因熱分解所產(chǎn)生的釋氣而產(chǎn)生絕緣層的破裂。對此,還研究了將耐熱性的樹脂用于絕緣層,但樹脂容易透過水分,因此不耐受高濕度環(huán)境,如果在高濕度環(huán)境下水分浸入電極,則半導(dǎo)體裝置的可靠性有時(shí)也會降低。
4、作為消除這種耐濕性的問題的方法,提出了在有機(jī)層上層疊由薄的無機(jī)材料形成的無機(jī)層。由于無機(jī)材料的耐濕性高,所以通過利用無機(jī)層來覆蓋有機(jī)層,從而能夠提高耐濕性。另外,通過減薄無機(jī)層,從而不會妨礙有機(jī)層抑制由高溫處理引起的基板的翹曲、破裂的效果。
5、然而,如果在有機(jī)層上形成無機(jī)層,則有時(shí)在高溫處理時(shí)在無機(jī)層產(chǎn)生裂紋,半導(dǎo)體裝置的可靠性降低。
6、本發(fā)明的目的在于提供一種層疊體、該層疊體的制造方法、使用了該層疊體的元件的制造方法、具有該層疊體的拍攝裝置、該拍攝裝置的制造方法、具有該層疊體的半導(dǎo)體裝置和該半導(dǎo)體裝置的制造方法,所述層疊體在進(jìn)行層疊而制成半導(dǎo)體裝置時(shí)不易產(chǎn)生元件的翹曲、破裂,具有高耐濕性,能夠賦予優(yōu)異的連接可靠性。
7、用于解決課題的手段
8、本發(fā)明包括以下的公開1~19。以下,對本發(fā)明進(jìn)行詳述。
9、[公開1]
10、一種層疊體,其是在第1元件上層疊有有機(jī)層、在上述有機(jī)層上層疊有無機(jī)層的層疊體,
11、上述有機(jī)層在氮?dú)夥障?、在升溫速?0℃/min的條件下所測定的1%熱失重溫度為400℃以上,
12、上述無機(jī)層的厚度為1nm以上且1μm以下,
13、上述無機(jī)層包含si3n4層,
14、上述無機(jī)層具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力。
15、[公開2]
16、根據(jù)公開1記載的層疊體,其中,上述無機(jī)層包含sio2層,上述si3n4層層疊于上述sio2層上。
17、[公開3]
18、根據(jù)公開1或2記載的層疊體,其中,上述有機(jī)層為固化性樹脂組合物的固化物。
19、[公開4]
20、根據(jù)公開3記載的層疊體,其中,上述有機(jī)層為含有有機(jī)硅化合物的固化性樹脂組合物的固化物。
21、[公開5]
22、根據(jù)公開4記載的層疊體,其中,上述有機(jī)硅化合物具有下述通式(1)所示的結(jié)構(gòu)。
23、[化學(xué)式1]
24、
25、在此,r0、r1和r2各自獨(dú)立地表示直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀的脂肪族基團(tuán)、芳香族基團(tuán)或氫。上述脂肪族基團(tuán)和上述芳香族基團(tuán)可以具有取代基也可以不具有取代基。m、n各自表示1以上的整數(shù)。
26、[公開6]
27、根據(jù)公開5記載的層疊體,其中,在利用ft-ir從上述無機(jī)層表面測定而得的ir光譜中,在將775cm-1的峰高(si-o)設(shè)為p775、將2180cm-1的峰高(si-h)設(shè)為p2180時(shí),p2180/p775<0.045。
28、[公開7]
29、根據(jù)公開5或6記載的層疊體,其中,在利用ft-ir從上述無機(jī)層表面測定而得的ir光譜中,在將775cm-1的峰高(si-o)設(shè)為p775、將1200cm-1的峰高(n-h)設(shè)為p1200時(shí),p1200/p775<0.300。
30、[公開8]
31、根據(jù)公開1~7中任一項(xiàng)記載的層疊體,其中,上述有機(jī)層的厚度為10μm以上。
32、[公開9]
33、根據(jù)公開1~8中任一項(xiàng)記載的層疊體,其中,上述第1元件具有第1面和第2面,上述第1面具有多個芯片,
34、在上述第1面?zhèn)葘盈B有上述有機(jī)層和上述無機(jī)層。
35、[公開10]
36、根據(jù)公開1~9中任一項(xiàng)記載的層疊體,其中,在上述無機(jī)層上進(jìn)一步層疊有支撐基板。
37、[公開11]
38、一種拍攝裝置,其具有公開1~10中任一項(xiàng)記載的層疊體。
39、[公開12]
40、一種半導(dǎo)體裝置,其具有公開1~10中任一項(xiàng)記載的層疊體。
41、[公開13]
42、一種層疊體的制造方法,其為公開1~10中任一項(xiàng)記載的層疊體的制造方法,其具有:在上述第1元件上將固化性樹脂組合物成膜而形成上述有機(jī)層的工序;以及通過化學(xué)氣相沉積法在上述有機(jī)層上形成具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力的上述無機(jī)層的工序。
43、[公開14]
44、根據(jù)公開13記載的層疊體的制造方法,其中,上述第1元件具有第1面和第2面,上述第1面具有多個芯片,在形成上述有機(jī)層的工序中,在上述第1面?zhèn)刃纬缮鲜鲇袡C(jī)層。
45、[公開15]
46、根據(jù)公開13或14記載的層疊體的制造方法,其具有在上述無機(jī)層上進(jìn)一步貼合支撐基板的工序。
47、[公開16]
48、一種拍攝裝置的制造方法,其具有使用通過公開13~15中任一項(xiàng)記載的制造方法得到的層疊體來制造拍攝裝置的工序。
49、[公開17]
50、一種元件的制造方法,其具有:
51、在具有電極的基板的具有上述電極的面上將固化性樹脂組合物成膜而形成有機(jī)層的工序;
52、通過化學(xué)氣相沉積法在上述有機(jī)層上形成具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力的無機(jī)層的工序;
53、在上述有機(jī)層和上述無機(jī)層形成貫通孔的工序;
54、用導(dǎo)電性材料填充上述貫通孔的工序;以及
55、對上述具有電極的基板的填充有上述導(dǎo)電性材料的一側(cè)的表面進(jìn)行研磨而形成接合電極的工序。
56、[公開18]
57、一種拍攝裝置的制造方法,其具有:使用通過公開17記載的元件的制造方法得到的元件來制造拍攝裝置的工序。
58、[公開19]
59、一種半導(dǎo)體裝置的制造方法,其具有:將2個通過公開17記載的元件的制造方法得到的元件以上述接合電極彼此接合的方式進(jìn)行貼合的工序。
60、本發(fā)明的層疊體是在第1元件上層疊有有機(jī)層、在上述有機(jī)層上層疊有無機(jī)層的層疊體。
61、上述有機(jī)層和無機(jī)層在層疊有多個元件、基板的半導(dǎo)體裝置中發(fā)揮作為各元件、基板間的絕緣層的作用。以往的絕緣層為了耐受制造時(shí)的高溫處理而使用硬的無機(jī)材料,因此在元件變形時(shí)無法緩和應(yīng)力,元件容易產(chǎn)生翹曲、破裂。在本發(fā)明的層疊體中,通過使用能夠緩和應(yīng)力的具有柔軟性的有機(jī)化合物作為絕緣層,從而元件不易產(chǎn)生翹曲、破裂,其結(jié)果是,能夠抑制由元件的翹曲、破裂引起的電極的偏移、破裂,提高元件間的連接可靠性。另外,通過在有機(jī)層上設(shè)置無機(jī)層作為輔助性的絕緣層,從而與單獨(dú)的有機(jī)層相比,大氣中的水分更不易透過,因此即使在高溫高濕下也能夠發(fā)揮高的連接可靠性。需要說明的是,此處構(gòu)成有機(jī)層的有機(jī)化合物也包含有機(jī)硅化合物等有機(jī)無機(jī)混合化合物。
62、上述第1元件沒有特別限定,可以使用形成有元件、布線的電路基板。例如,可以使用:設(shè)置有像素(日文原文:畫素)部(像素區(qū)域)的傳感器電路基板、搭載有執(zhí)行與固體拍攝裝置的動作有關(guān)的各種信號處理的邏輯電路等外圍電路部的電路基板、搭載有存儲電路等外圍電路的電路基板等。
63、上述有機(jī)層優(yōu)選為固化性樹脂組合物的固化物。
64、通過使用固化性樹脂組合物作為上述有機(jī)層的材料,在涂布固化性樹脂組合物并成膜后使其固化,由此能夠形成有機(jī)層,因此與以往的使用無機(jī)材料的情況相比,能夠提高生產(chǎn)效率。構(gòu)成固化性樹脂組合物的固化性樹脂可以為熱固化性,也可以為光固化性,從耐熱性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為熱固化性樹脂。
65、構(gòu)成上述有機(jī)層的有機(jī)化合物只要具有能夠耐受400℃、4小時(shí)左右的高溫處理的耐熱性就沒有特別限定,例如可舉出有機(jī)硅化合物、聚酰亞胺等。其中,從具有優(yōu)異的耐熱性和柔軟性,進(jìn)一步抑制元件的翹曲、破裂而提高連接可靠性的方面出發(fā),上述有機(jī)層優(yōu)選為含有有機(jī)硅化合物的固化性樹脂組合物的固化物。
66、上述有機(jī)硅化合物優(yōu)選為倍半硅氧烷。
67、倍半硅氧烷具有與有機(jī)化合物相同程度的柔軟性,并且具有高耐熱性,因此通過將以倍半硅氧烷為主成分的有機(jī)層作為層疊體的絕緣層,從而能夠抑制基板的翹曲、破裂而提高電連接可靠性。上述倍半硅氧烷只要為熱固化性就沒有特別限定,從進(jìn)一步抑制基板的翹曲、破裂的方面出發(fā),優(yōu)選在一個分子內(nèi)具有下述結(jié)構(gòu)式(a)和(b)所示的結(jié)構(gòu)。
68、[化學(xué)式2]
69、
70、結(jié)構(gòu)式(a)、(b)中,ra、rb各自獨(dú)立地表示脂肪族基團(tuán)、芳香族基團(tuán)或氫。j、k為重復(fù)單元,各自表示1以上的整數(shù)。
71、上述有機(jī)硅化合物優(yōu)選具有反應(yīng)性部位。
72、通過使用具有反應(yīng)性部位的有機(jī)硅化合物作為固化性樹脂組合物的固化性樹脂,能夠進(jìn)一步抑制元件的翹曲、破裂。另外,有機(jī)硅化合物的耐熱性優(yōu)異,因此能夠進(jìn)一步抑制由在制造層疊有多個層疊體的半導(dǎo)體裝置時(shí)進(jìn)行的高溫處理所導(dǎo)致的有機(jī)層的分解。作為上述反應(yīng)性部位,例如可舉出羥基、烷氧基等。
73、在上述固化性樹脂組合物中的樹脂固體成分100重量份中,上述具有反應(yīng)性部位的有機(jī)硅化合物的含量優(yōu)選為80重量份以上,更優(yōu)選為90重量份以上,進(jìn)一步優(yōu)選為95重量份以上。在上述固化性樹脂組合物中的樹脂固體成分量100重量份中,上述具有反應(yīng)性部位的有機(jī)硅化合物的含量優(yōu)選小于100重量份,更優(yōu)選為98重量份以下。
74、上述有機(jī)硅化合物優(yōu)選具有下述通式(1)所示的結(jié)構(gòu)。
75、通過使有機(jī)硅化合物具有通式(1)的結(jié)構(gòu),能夠進(jìn)一步抑制元件的翹曲。其中,從耐熱性進(jìn)一步提高、且能夠進(jìn)一步抑制元件的翹曲、破裂的方面出發(fā),上述有機(jī)硅化合物更優(yōu)選進(jìn)一步具有芳香環(huán)結(jié)構(gòu)。
76、[化學(xué)式3]
77、
78、在此,r0、r1和r2各自獨(dú)立地表示直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀的脂肪族基團(tuán)、芳香族基團(tuán)或氫。上述脂肪族基團(tuán)和上述芳香族基團(tuán)可以具有取代基也可以不具有取代基。m、n各自表示1以上的整數(shù)。
79、上述通式(1)中,r0各自獨(dú)立地表示直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀的脂肪族基團(tuán)、芳香族基團(tuán)或氫。上述脂肪族基團(tuán)和上述芳香族基團(tuán)可以具有取代基也可以不具有取代基。上述r0優(yōu)選為苯基、碳原子數(shù)為1~20的烷基或芳基烷基,更優(yōu)選為苯基。通過使r0為苯基、碳原子數(shù)為1~20的烷基或芳基烷基,能夠發(fā)揮更高的耐熱性。
80、上述通式(1)中,r1和r2各自獨(dú)立地表示直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀的脂肪族基團(tuán)、芳香族基團(tuán)或氫。上述脂肪族基團(tuán)和上述芳香族基團(tuán)可以具有取代基也可以不具有取代基。上述r1和r2優(yōu)選為苯基、碳原子數(shù)為1~20的烷基或芳基烷基,更優(yōu)選為苯基或甲基。通過使r1和r2為苯基、碳原子數(shù)為1~20的烷基或芳基烷基,能夠發(fā)揮更高的耐熱性。
81、上述通式(1)中,m、n各自為1以上的整數(shù),表示重復(fù)單元數(shù)。上述m優(yōu)選為30以上,更優(yōu)選為50以上,優(yōu)選為100以下。上述n優(yōu)選為1以上,更優(yōu)選為3以上,進(jìn)一步優(yōu)選為4以上,優(yōu)選為8以下,更優(yōu)選為6以下。
82、在上述固化性樹脂組合物的固體成分100重量%中,上述有機(jī)硅化合物的含量優(yōu)選為65重量%以上且99重量%以下。
83、通過使固化性樹脂組合物中的固體成分中的有機(jī)硅化合物的含量為上述范圍,能夠抑制元件的翹曲、破裂而進(jìn)一步提高元件間的連接可靠性。上述固化性樹脂組合物的固體成分100重量%中的有機(jī)硅化合物的含量更優(yōu)選為70重量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為75重量%以上,更優(yōu)選為98重量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為97重量%以下。
84、上述有機(jī)硅化合物的重均分子量沒有特別限定,優(yōu)選為5000以上且150000以下。通過使有機(jī)硅化合物的重均分子量為上述范圍,從而涂布時(shí)的成膜性提高,平坦化性能進(jìn)一步提高,并且能夠進(jìn)一步抑制元件的翹曲、破裂。上述有機(jī)硅化合物的重均分子量更優(yōu)選為10000以上,進(jìn)一步優(yōu)選為30000以上,更優(yōu)選為100000以下,進(jìn)一步優(yōu)選為70000以下。
85、需要說明的是,上述有機(jī)硅化合物的重均分子量是通過凝膠滲透色譜(gpc)法,以聚苯乙烯換算分子量的形式測定的??梢詫⑾疵撊軇┰O(shè)為thf,作為柱而使用時(shí)間-mb-m6.0×150mm(waters公司制)或其同等品,通過聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)而算出。
86、上述固化性樹脂組合物優(yōu)選含有催化劑。
87、上述催化劑具有促進(jìn)固化反應(yīng)的作用。通過使固化性樹脂組合物具有催化劑,能夠使固化性樹脂組合物更完全地固化,能夠進(jìn)一步抑制由高溫處理引起的有機(jī)層的分解。
88、作為上述催化劑,例如可舉出:二月桂酸二丁基錫、乙酸亞錫等有機(jī)錫化合物、環(huán)烷酸鋅等金屬羧酸鹽、中心金屬為鋯的乙酰丙酮絡(luò)合物(日文原文:アセチルアセトネート錯體)、鈦化合物等。其中,從能夠進(jìn)一步促進(jìn)固化性樹脂組合物的固化的方面出發(fā),優(yōu)選中心金屬為鋯的乙酰丙酮絡(luò)合物。需要說明的是,上述催化劑在固化性樹脂組合物固化后也存在。即,在上述固化性樹脂組合物含有催化劑的情況下,所得到的有機(jī)層中也包含催化劑。
89、上述催化劑的含量沒有特別限定,相對于上述固化性樹脂組合物中的固化性樹脂100重量份,優(yōu)選為0.01重量份以上且10重量份以下。通過將催化劑的含量設(shè)為上述范圍,能夠進(jìn)一步促進(jìn)固化性樹脂組合物的固化,能夠進(jìn)一步抑制由高溫處理導(dǎo)致的樹脂固化物的分解。上述催化劑的含量更優(yōu)選為0.1重量份以上,進(jìn)一步優(yōu)選為0.2重量份以上,更優(yōu)選為7重量份以下,進(jìn)一步優(yōu)選為5重量份以下。
90、上述固化性樹脂組合物優(yōu)選含有交聯(lián)劑。
91、通過使固化性樹脂組合物中含有交聯(lián)劑,從而交聯(lián)劑在固化性樹脂間進(jìn)行交聯(lián),固化物的交聯(lián)密度上升,進(jìn)一步抑制高溫中的分解。其結(jié)果是,能夠抑制元件的翹曲、破裂而進(jìn)一步提高連接可靠性。作為上述交聯(lián)劑,例如可舉出:二甲氧基硅烷化合物、三甲氧基硅烷化合物、二乙氧基硅烷化合物、三乙氧基硅烷化合物等烷氧基硅烷化合物等、或通過四甲氧基硅烷化合物和四乙氧基硅烷化合物的縮合而得到的硅酸酯低聚物等。其中,從提高交聯(lián)密度和提高耐熱性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選聚烷氧基硅烷。
92、上述交聯(lián)劑的含量沒有特別限定,相對于上述固化性樹脂組合物中的固化性樹脂100重量份,優(yōu)選為1重量份以上且50重量份以下。通過使交聯(lián)劑的含量為上述范圍,能夠使樹脂固化物的交聯(lián)密度為合適的范圍。上述交聯(lián)劑的含量更優(yōu)選為3重量份以上,進(jìn)一步優(yōu)選為3.2重量份以上,更優(yōu)選為30重量份以下,進(jìn)一步優(yōu)選為20重量份以下。
93、上述固化性樹脂組合物優(yōu)選含有耐熱性樹脂。
94、通過在固化性樹脂組合物中使用耐熱性樹脂,從而即使在制成具有厚度的有機(jī)層的情況下也能夠制成在高溫處理中不易產(chǎn)生膜破裂的固化膜。
95、上述耐熱性樹脂可舉出聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、苯并噁嗪樹脂、氰酸酯樹脂、酚系樹脂等,特別是從耐熱性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選聚酰亞胺。
96、上述耐熱性樹脂的重均分子量沒有特別限定,優(yōu)選為5000以上且150000以下。通過使耐熱性樹脂的重均分子量為上述范圍,從而即使在制成具有厚度的有機(jī)層的情況下也能夠制成在更高溫處理下更不易產(chǎn)生膜破裂的固化膜。上述耐熱性樹脂的分子量更優(yōu)選為10000以上,進(jìn)一步優(yōu)選為30000以上,更優(yōu)選為100000以下,進(jìn)一步優(yōu)選為70000以下。
97、相對于上述有機(jī)硅化合物100重量份,上述耐熱性樹脂的含量優(yōu)選為0.5重量份以上且50重量份以下。
98、通過使耐熱性樹脂的含量為上述范圍,從而即使在制成具有厚度的有機(jī)層的情況下也能夠制成在高溫處理中更不易產(chǎn)生膜破裂的有機(jī)層。
99、相對于有機(jī)硅化合物100重量份,上述耐熱性樹脂的含量更優(yōu)選為0.7重量份以上,進(jìn)一步優(yōu)選為0.75重量份以上,特別優(yōu)選為1重量份以上,更優(yōu)選為20重量份以下,進(jìn)一步優(yōu)選為10重量份以下,特別優(yōu)選為5重量份以下。
100、在上述耐熱性樹脂為聚酰亞胺的情況下,上述聚酰亞胺優(yōu)選具有硅氧烷鍵。
101、通過使上述聚酰亞胺具有硅氧烷鍵,從而在固化性樹脂組合物包含有機(jī)硅化合物的情況下,與有機(jī)硅化合物的相容性提高,因此,能夠進(jìn)一步抑制在涂布時(shí)聚酰亞胺析出所導(dǎo)致的凹凸(表面粗糙)。
102、在上述聚酰亞胺具有硅氧烷鍵的情況下,上述聚酰亞胺的主鏈結(jié)構(gòu)中的碳原子與硅原子之比c/si優(yōu)選為17以下。
103、通過使聚酰亞胺的主鏈結(jié)構(gòu)中的碳原子與硅原子之比為上述范圍,從而在固化性樹脂組合物包含有機(jī)硅化合物的情況下,與有機(jī)硅化合物的相容性進(jìn)一步提高,因此在涂布時(shí)能夠進(jìn)一步抑制表面粗糙。上述c/si更優(yōu)選為16.5以下,進(jìn)一步優(yōu)選為16以下。上述c/si的下限沒有特別限定,從實(shí)用上和進(jìn)一步提高400℃耐熱性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為4以上。需要說明的是,上述聚酰亞胺的主鏈結(jié)構(gòu)中的碳原子與硅原子之比c/si為重復(fù)單元內(nèi)的c、si之比,不包括兩末端的c、si。另外,上述c/si可以通過如下方式求出:利用1h-nmr、13c-nmr和29si-nmr得到上述聚酰亞胺的結(jié)構(gòu),由主鏈的重復(fù)單元測量c原子和si原子的數(shù)量。
104、上述聚酰亞胺優(yōu)選具有多個芳香環(huán)。
105、通過使上述聚酰亞胺具有多個芳香環(huán),從而即使在制成具有厚度的有機(jī)層的情況下也能夠制成在各種條件下的高溫處理中不易產(chǎn)生膜破裂的有機(jī)層。
106、上述聚酰亞胺優(yōu)選在至少一個末端具有噁嗪環(huán)或酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu),更優(yōu)選在兩末端具有噁嗪環(huán)或酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu)。
107、通過使上述聚酰亞胺在末端具有噁嗪環(huán)或酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu),能夠進(jìn)一步抑制制成厚膜時(shí)的表面粗糙。需要說明的是,上述噁嗪環(huán)和酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu)可以具有取代基。
108、其中,進(jìn)一步優(yōu)選上述聚酰亞胺在至少一個末端具有下述式(2)~(7)中的任一結(jié)構(gòu),特別優(yōu)選兩末端具有下述式(2)~(7)中的任一結(jié)構(gòu)。需要說明的是,下述式中的“”表示與上述聚酰亞胺的末端以外的部分的鍵合部位。
109、[化學(xué)式4]
110、
111、上述聚酰亞胺的重均分子量優(yōu)選為1000以上且50000以下。
112、通過使上述聚酰亞胺的重均分子量為上述范圍,從而在固化性樹脂組合物包含有機(jī)硅化合物的情況下,與有機(jī)硅化合物的相容性提高,能夠進(jìn)一步提高處理性。上述重均分子量更優(yōu)選為2000以上,進(jìn)一步優(yōu)選為3000以上,更優(yōu)選為35000以下,進(jìn)一步優(yōu)選為30000以下。
113、需要說明的是,上述聚酰亞胺的重均分子量是通過凝膠滲透色譜(gpc)法,以聚苯乙烯換算分子量的形式測定的??梢詫⑾疵撊軇┰O(shè)為thf,作為柱,使用時(shí)間-mb-m6.0×150mm(waters公司制)或其同等品,通過聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)而算出。
114、相對于上述有機(jī)硅化合物100重量份,上述聚酰亞胺的含量優(yōu)選為0.5重量份以上且50重量份以下。
115、通過使聚酰亞胺的含量為上述范圍,從而即使在制成具有厚度的有機(jī)層的情況下也能夠制成在高溫處理中更不易產(chǎn)生膜破裂的有機(jī)層。
116、相對于有機(jī)硅化合物100重量份,上述聚酰亞胺的含量優(yōu)選為0.7重量份以上,更優(yōu)選為0.75重量份以上,進(jìn)一步優(yōu)選為1重量份以上,優(yōu)選為20重量份以下,更優(yōu)選為10重量份以下,進(jìn)一步優(yōu)選為5重量份以下。
117、上述固化性樹脂組合物可以根據(jù)需要含有溶劑、粘度調(diào)節(jié)劑、填充劑、附著力促進(jìn)劑等其他添加劑。
118、上述有機(jī)層的厚度優(yōu)選為10μm以上。
119、通過使有機(jī)層的厚度為上述范圍,能夠發(fā)揮作為絕緣層的作用,并且能夠抑制元件的翹曲、破裂而提高連接可靠性。另外,以往的在有機(jī)層上形成有無機(jī)層的層疊體在將有機(jī)層設(shè)為厚膜時(shí)尤其容易產(chǎn)生無機(jī)層的裂紋,但本發(fā)明的層疊體即使在將有機(jī)層設(shè)為厚膜的情況下也不易產(chǎn)生無機(jī)層的裂紋,能夠發(fā)揮高耐濕性。上述有機(jī)層的厚度優(yōu)選為20μm以上,更優(yōu)選為30μm以上,優(yōu)選為200μm以下,更優(yōu)選為100μm以下。
120、只要不顯著損害本發(fā)明的效果,則上述有機(jī)層可以包含作為上述有機(jī)層的主成分的有機(jī)化合物以外的成分。在該情況下,上述有機(jī)層中的作為主成分的有機(jī)化合物的含量例如優(yōu)選為90重量%以上,更優(yōu)選為95重量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為99重量%以上,通常小于100重量%。
121、上述有機(jī)層在氮?dú)夥障?、在升溫速?0℃/min的條件下所測定的1%熱失重溫度為400℃以上。
122、通過使有機(jī)層的1%熱失重溫度為400℃以上,從而即使在進(jìn)行了高溫處理的情況下也能夠抑制有機(jī)層的分解,能夠進(jìn)一步抑制界面處的氣泡、裂紋的產(chǎn)生、界面處的剝離。另外,能夠抑制由來自于有機(jī)層的產(chǎn)生氣體導(dǎo)致的cvd膜品質(zhì)的變差、cvd成膜裝置的污染。上述1%熱失重溫度優(yōu)選為420℃以上,更優(yōu)選為440℃以上,進(jìn)一步優(yōu)選為460℃以上。上述1%熱失重溫度的上限沒有特別限定,越高越好,例如為500℃。上述有機(jī)層的1%熱失重溫度可以通過作為有機(jī)層的主成分的有機(jī)化合物的種類、配合的添加物來調(diào)節(jié),例如可舉出:促進(jìn)固化的催化劑的種類和配合量、抑制熱分解的添加劑的種類和配合量等。需要說明的是,上述1%熱失重溫度可以通過使用差熱-熱重同時(shí)測定裝置(tg-dta;sta7200,hitachihigh-tech?science公司制或同等品),在50ml/min的氮?dú)饬飨?,?0℃/min的升溫速度進(jìn)行測定而得到。
123、上述無機(jī)層包含si3n4層。
124、通過使用si3n4作為無機(jī)層,從而耐濕性提高,能夠抑制水分向有機(jī)層和電極的侵入,因此能夠提高連接可靠性。在以往的層疊多個具有電極的基板而得的半導(dǎo)體裝置中,由于僅使用無機(jī)層作為絕緣層,所以無法消除元件的翹曲,成為元件破裂、連接可靠性降低的原因。在本發(fā)明的層疊體中,將絕緣層的大部分設(shè)為有機(jī)層,將無機(jī)層設(shè)為最低限度的厚度,因此能夠消除元件的翹曲,并且提高耐濕性。上述si3n4層的厚度優(yōu)選為50nm以上,更優(yōu)選為100nm以上,優(yōu)選為500nm以下,更優(yōu)選為300nm以下。
125、需要說明的是,在本說明書中,si3n4層是指化學(xué)計(jì)量比n/si=1~2左右(理論值為n/si=1.33)的層,以下,有時(shí)也表述為sin層或sin膜。
126、優(yōu)選上述無機(jī)層包含sio2層,上述si3n4層層疊于上述sio2層上。
127、通過在無機(jī)層進(jìn)一步設(shè)置sio2層并使上述si3n4層層疊于sio2層上,即,以有機(jī)層、sio2層、si3n4層的順序進(jìn)行層疊,能夠進(jìn)一步提高耐濕性。上述sio2層的厚度優(yōu)選為50nm以上,更優(yōu)選為100nm以上,優(yōu)選為500nm以下,更優(yōu)選為300nm以下。
128、上述無機(jī)層的厚度為1nm以上且1μm以下。
129、通過使無機(jī)層的厚度為上述范圍,從而能夠在維持抑制有機(jī)層的元件翹曲的效果的狀態(tài)下提高耐濕性。從無機(jī)膜品質(zhì)的穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),上述無機(jī)層的厚度優(yōu)選為50nm以上,更優(yōu)選為100nm以上,優(yōu)選為700nm以下,更優(yōu)選為400nm以下。
130、上述無機(jī)層具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力。
131、以往研究了通過在有機(jī)層上形成薄的無機(jī)層從而對絕緣層賦予柔軟性和耐濕性。然而,如果僅是將無機(jī)層設(shè)置于有機(jī)層上,則在無機(jī)層產(chǎn)生裂紋,有時(shí)耐濕性的提高變得不充分。在本發(fā)明中,通過以在壓縮方向上產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力的方式形成無機(jī)層,能夠減小無機(jī)層與有機(jī)層之間的內(nèi)部應(yīng)力之差,能夠通過抑制無機(jī)層的裂紋的產(chǎn)生來賦予充分的耐濕性。另外,本發(fā)明抑制無機(jī)層的裂紋的效果高,因此特別是在使用容易產(chǎn)生裂紋的厚膜的無機(jī)層的情況下發(fā)揮較大的效果。具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力的無機(jī)層例如可以通過化學(xué)氣相沉積(cvd)法形成,并通過調(diào)節(jié)此時(shí)的形成條件而得到。更具體而言,在cvd法中,可以通過使用如下的等離子體cvd法并調(diào)節(jié)等離子體的成膜溫度、腔室內(nèi)壓力、施加功率(日文原文:印加電力)、rf頻率的開關(guān)頻度等條件而得到,所述等離子體cvd法能夠在較低的溫度下成膜,能夠減少cvd工藝中的熱等對有機(jī)層的損傷,并且能夠在有機(jī)層上制膜無機(jī)層。需要說明的是,具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力的無機(jī)層雖然只要有意地調(diào)節(jié)上述條件即可得到,但特別是在沒有意圖具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力的情況下不易形成。
132、在此,具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力是指:元件上成膜的無機(jī)層在常溫且未施加外力的狀態(tài)下,具有在與元件的平面方向(相對于厚度方向垂直的方向)平行的方向上、沿從中心部朝向外側(cè)的方向想要伸長的應(yīng)力。相反,在常溫且未施加外力的狀態(tài)下,具有在與元件的平面方向平行的方向上、從外側(cè)朝向中央想要收縮的應(yīng)力的情況下,則作為具有拉伸方向的內(nèi)部應(yīng)力。另外,在上述無機(jī)層由多個層形成的情況下,具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力是指各個層具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力。上述內(nèi)部應(yīng)力可以通過以下的方法進(jìn)行測定。
133、使用薄膜應(yīng)力測定裝置(flx2320-s,toho?technology公司制或其同等品)算出未處理的硅晶片的翹曲量、曲率半徑。將此時(shí)的曲率半徑r設(shè)為r1。接著,在算出了曲率半徑的硅晶片上,使用pe-cvd(mpx-cvd,住友精密公司制或其同等品)制膜100nm的無機(jī)膜。在成膜無機(jī)膜后,再次利用薄膜應(yīng)力測定裝置算出無機(jī)成膜后的翹曲量、曲率半徑。將此時(shí)的曲率半徑r設(shè)為r2?;跓o機(jī)成膜前后的曲率半徑的變化,根據(jù)下述數(shù)學(xué)式(a)所示的斯托尼公式算出無機(jī)膜的內(nèi)部應(yīng)力s(pa)。
134、[數(shù)學(xué)式1]
135、
136、需要說明的是,上述數(shù)學(xué)式(a)的詳細(xì)情況如下所述。
137、e/(1-v):硅晶片的雙軸彈性模量(pa),設(shè)為1.805×1011pa。
138、h:硅晶片的厚度(m),設(shè)為725μm。
139、t:無機(jī)膜的厚度(m),設(shè)為100nm。
140、r:基板的曲率半徑,根據(jù)下述數(shù)學(xué)式(b)得到。
141、[數(shù)學(xué)式2]
142、
143、在上述數(shù)學(xué)式(a)中,在上述內(nèi)部應(yīng)力s為負(fù)值的情況下表示具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力,在上述內(nèi)部應(yīng)力s為正值的情況下表示具有拉伸方向的內(nèi)部應(yīng)力。因此,本發(fā)明的無機(jī)層的上述內(nèi)部應(yīng)力s小于0mpa??紤]到在高溫下內(nèi)部應(yīng)力向正方向變動的溫度依賴性,并從防止裂紋的觀點(diǎn)出發(fā),上述內(nèi)部應(yīng)力優(yōu)選為-50mpa以下,更優(yōu)選為-100mpa以下,進(jìn)一步優(yōu)選為-150mpa以下。另外,從抑制因內(nèi)部應(yīng)力而產(chǎn)生的褶皺、改善外觀的觀點(diǎn)出發(fā),上述內(nèi)部應(yīng)力優(yōu)選為-400ma以上,更優(yōu)選為-350mpa以上,進(jìn)一步優(yōu)選為-300mpa以上。
144、作為用于對上述無機(jī)層賦予壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力的cvd法的具體條件的例子,例如,上述等離子體成膜溫度優(yōu)選為250℃以上,更優(yōu)選為300℃以上,進(jìn)一步優(yōu)選為350℃以上,優(yōu)選為500℃以下,更優(yōu)選為450℃以下,進(jìn)一步優(yōu)選為400℃以下。
145、上述腔室內(nèi)壓力由于壓力越高則越容易具有拉伸方向的內(nèi)部應(yīng)力,所以優(yōu)選為50pa以上,更優(yōu)選為100pa以上,進(jìn)一步優(yōu)選為130pa以上,優(yōu)選為200pa以下,更優(yōu)選為160pa以下,進(jìn)一步優(yōu)選為150pa以下。
146、上述施加功率和rf頻率是用于產(chǎn)生等離子體的參數(shù),該等離子體成為使化學(xué)種成為活化狀態(tài),在有機(jī)膜上使其反應(yīng)、生長的引發(fā)物(日文原文:トリガー)。上述rf頻率通常大多單獨(dú)使用作為高頻率的13.56mhz(hf),但有時(shí)也與作為低頻率的380khz(lf)并用。
147、在對上述無機(jī)層賦予壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力的情況下,優(yōu)選單獨(dú)以上述rf頻率為低頻率即380khz施加電壓。另外,在并用380khz和13.56mhz的情況下,相對于13.56mhz的施加時(shí)間t1,380khz的施加時(shí)間t2的關(guān)系優(yōu)選為t2>t1,更優(yōu)選為t2>3×t1,進(jìn)一步優(yōu)選為t2>6×t1,優(yōu)選為t2<20×t1以下,更優(yōu)選為t2<15×t1,進(jìn)一步優(yōu)選為t2<12×t1。
148、關(guān)于上述施加功率,13.56mhz(hf)和380khz(lf)分別優(yōu)選為20w以上,更優(yōu)選為30w以上,進(jìn)一步優(yōu)選為50w以上,優(yōu)選為200w以下,更優(yōu)選為100w以下,進(jìn)一步優(yōu)選為60w以下。另外,hf與lf可以相同,也可以不同。
149、上述第1元件具有第1面和第2面,上述第1面可以具有多個芯片,上述有機(jī)層和上述無機(jī)層可以層疊于上述第1面?zhèn)取?/p>
150、在上述第1元件上配置多個芯片,在第1元件的配置有芯片的面上層疊以往的有機(jī)層和無機(jī)層的情況下,由于因芯片而形成凹凸,所以在借助有機(jī)層和無機(jī)層與其他層疊體、基板連接時(shí),有機(jī)層的連接面不平坦,連接可靠性容易降低。在本發(fā)明的層疊體中,即使是這樣的凹凸大的元件,由于有機(jī)層填埋凹凸而連接面變得平坦,所以也能夠發(fā)揮高的連接可靠性,能夠抑制上述第1元件和芯片的翹曲、破裂。
151、作為上述芯片,例如可舉出存儲電路元件、邏輯電路元件等。另外,上述芯片的數(shù)量只要為2個以上就沒有特別限定。
152、本發(fā)明的層疊體可以在上述無機(jī)層上進(jìn)一步層疊支撐基板。
153、通過在無機(jī)層上層疊支撐基板,從而包含本發(fā)明的層疊體的電子部件、例如拍攝裝置、半導(dǎo)體裝置等向框體的固定變得容易。
154、作為上述支撐基板,可舉出玻璃、單晶硅等。
155、在上述有機(jī)層為含有上述倍半硅氧烷或具有上述通式(1)所示的結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅化合物的固化性樹脂組合物的固化物的情況下,關(guān)于本發(fā)明的層疊體,在利用ft-ir從上述無機(jī)層表面測定而得的ir光譜中,在將775cm-1的峰高(si-o)設(shè)為p775、將2180cm-1的峰高(si-h)設(shè)為p2180時(shí),優(yōu)選成為p2180/p775<0.045。
156、775cm-1的峰表示硅-氧鍵的存在,2180cm-1的峰表示硅-氫鍵的存在。
157、硅-氫鍵具有容易使水分通過的性質(zhì),因此如果較多地包含硅-氫鍵,則成為耐濕性降低的主要原因。因此,通過使p2180/p775為上述范圍,即,減少與硅-氧鍵相比時(shí)的硅-氫鍵的量,能夠進(jìn)一步提高無機(jī)層和層疊體的耐濕性。上述p2180/p775更優(yōu)選小于0.04,進(jìn)一步優(yōu)選小于0.03。上述p2180/p775的下限沒有特別限定,越小越好,通常大于0。上述p2180/p775可以通過無機(jī)層的成膜條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。
158、需要說明的是,作為檢測到si-o鍵的峰的理由,是因?yàn)樵诶胒t-ir測定ir光譜時(shí),紅外光鉆入到表面附近的2-3μm的深度,從而檢測到下層的有機(jī)層的si-o。另一方面,作為檢測到si-h鍵的峰的理由,是因?yàn)樵诶胏vd法的sin膜或sio2成膜的反應(yīng)中未完全成為si3n4或sio2,來自于作為原料的sih的si-h鍵殘留。
159、在上述有機(jī)層為含有上述倍半硅氧烷或具有上述通式(1)所示的結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅化合物的固化性樹脂組合物的固化物的情況下,關(guān)于本發(fā)明的層疊體,在利用ft-ir從上述無機(jī)層表面測定而得的ir光譜中,在將775cm-1的峰高(si-o)設(shè)為p775、將1200cm-1的峰高(n-h)設(shè)為p1200時(shí),優(yōu)選成為p1200/p775<0.30。
160、775cm-1的峰表示硅-氧鍵的存在,1200cm-1的峰表示氮-氫鍵的存在。
161、氮-氫鍵具有容易使水分通過的性質(zhì),另外,在sin膜中成為雜質(zhì),因此如果較多地包含氮-氫鍵,則耐濕性降低,成為高溫下的性能變化的主要原因。因此,通過使p1200/p775為上述范圍,即,與硅-氧鍵相比減少氮-氫鍵的量,從而能夠進(jìn)一步提高無機(jī)層和層疊體的耐濕性。上述p1200/p775更優(yōu)選小于0.28,進(jìn)一步優(yōu)選小于0.25。上述p1200/p775的下限沒有特別限定,越小越好,通常大于0。上述p1200/p775可以通過無機(jī)層的成膜條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。
162、需要說明的是,作為檢測到si-o鍵的峰的理由,是因?yàn)樵诶胒t-ir測定ir光譜時(shí),紅外光鉆入到表面附近的2-3μm的深度,從而檢測到下層的有機(jī)層的si-o。另一方面,作為檢測到n-h鍵的峰的理由,是因?yàn)樵诶胏vd法的sin膜成膜的反應(yīng)中未完全成為si3n4,來自于作為原料的nh3或原料氣體的n-h鍵殘留。
163、上述p2180/p775和p1200/p775具體而言可以通過以下的方法進(jìn)行測定。
164、通過傅里葉變換紅外光譜(ft-ir)的全反射(atr)法測定無機(jī)層成膜后的元件的吸收光譜。此時(shí),測定范圍設(shè)為525cm-1至4000cm-1,分辨率設(shè)為4cm-1來進(jìn)行測定。在所得到的吸收光譜中,將775cm-1的峰高(si-o)設(shè)為p775,將2180cm-1的峰高(si-h)設(shè)為p2180,將1200cm-1的峰高(n-h)設(shè)為p1200,將p2180或p1200除以p775,由此得到p2180/p775和p1200/p775。
165、在此,將表示本發(fā)明的層疊體的一個例子的示意圖示于圖1。如圖1所示,本發(fā)明的層疊體成為在第1元件1上層疊有有機(jī)層2和無機(jī)層3的結(jié)構(gòu),有機(jī)層2和無機(jī)層3在層疊有多個層疊體時(shí)作為絕緣層發(fā)揮作用。在層疊多個以往的將有機(jī)化合物用于絕緣層的層疊體來制造半導(dǎo)體裝置時(shí),雖然抑制由加熱處理引起的元件的翹曲的效果高,但是容易透過大氣中的水分。在本發(fā)明的層疊體中,通過在有機(jī)層2之上層疊包含si3n4的薄的無機(jī)層3,從而能夠抑制水分的透過。此外,在本發(fā)明的層疊體中,無機(jī)層3具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力,因此有機(jī)層2與無機(jī)層3之間的內(nèi)部應(yīng)力之差變小,能夠抑制無機(jī)層的裂紋的產(chǎn)生。其結(jié)果是,水分更不易透過,因此能夠發(fā)揮高連接可靠性。需要說明的是,本發(fā)明的層疊體由于無機(jī)層3的厚度薄,所以在有機(jī)層2消除元件的翹曲時(shí)不會成為阻礙。另外,在圖1中,有機(jī)層2和無機(jī)層3為單層,但也可以由多個層構(gòu)成。
166、另外,將表示本發(fā)明的層疊體的另一個例子的示意圖示于圖2、3。如圖2所示,本發(fā)明的層疊體可以是在第1元件1的1個面(第1面)上具有多個芯片4、且在第1元件的第1面上層疊有有機(jī)層2、無機(jī)層3的層疊體。另外,如圖3所示,也可以在無機(jī)層3上層疊支撐基板5。
167、本發(fā)明的層疊體的制造方法也是本發(fā)明之一,所述制造方法具有:在第1元件上將固化性樹脂組合物成膜而形成上述有機(jī)層的工序;以及通過化學(xué)氣相沉積法在上述有機(jī)層上形成具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力的上述無機(jī)層的工序。
168、本發(fā)明的層疊體的制造方法首先進(jìn)行在第1元件上將固化性樹脂組合物成膜而形成上述有機(jī)層的工序。
169、以往的將無機(jī)材料用于絕緣層的層疊體通過化學(xué)氣相沉積法(cvd)、濺射等耗費(fèi)時(shí)間的方法來制造。本發(fā)明的層疊體由于絕緣層的主成分為有機(jī)化合物,所以可以通過涂布溶液并使其干燥來制造,因此不僅能夠提高連接可靠性,還能夠提高生產(chǎn)效率。上述第1元件和固化性樹脂組合物與本發(fā)明的層疊體中的第1元件和固化性樹脂組合物相同。
170、上述成膜的方法沒有特別限定,可以使用旋涂法等以往公知的方法。
171、溶劑干燥條件沒有特別限定,從減少殘留溶劑、提高有機(jī)層的耐熱性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選的是,在優(yōu)選70℃以上、更優(yōu)選100℃以上、優(yōu)選250℃以下、更優(yōu)選200℃以下的溫度下加熱例如30分鐘、更優(yōu)選1小時(shí)左右。
172、固化條件沒有特別限定,從使固化反應(yīng)充分進(jìn)行、進(jìn)一步提高耐熱性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選的是,在優(yōu)選200℃以上、更優(yōu)選220℃以上、優(yōu)選400℃以下、更優(yōu)選300℃以下的溫度下加熱例如1小時(shí)以上、更優(yōu)選2小時(shí)以上的程度。加熱時(shí)間的上限沒有特別限定,從抑制有機(jī)層的熱分解的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為3小時(shí)以下。
173、本發(fā)明的層疊體的制造方法優(yōu)選的是,上述第1元件具有第1面和第2面,上述第1面具有多個芯片,在形成上述有機(jī)層的工序中,在上述第1面?zhèn)刃纬缮鲜鲇袡C(jī)層。
174、在通過這種工序形成有機(jī)層之后,形成后述的無機(jī)層,由此能夠制造圖2那樣的結(jié)構(gòu)的層疊體。
175、本發(fā)明的層疊體的制造方法接下來進(jìn)行在上述有機(jī)層上通過化學(xué)氣相沉積法形成具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力的上述無機(jī)層的工序。
176、通過化學(xué)氣相沉積(cvd)法在有機(jī)層上形成無機(jī)層,并調(diào)節(jié)此時(shí)的條件,由此能夠制成具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力的無機(jī)層。關(guān)于上述無機(jī)層和上述cvd法的條件,與本發(fā)明的層疊體中的無機(jī)層和cvd法的具體條件相同。
177、本發(fā)明的層疊體的制造方法優(yōu)選具有在上述無機(jī)層上進(jìn)一步貼合支撐基板的工序。
178、通過進(jìn)行上述貼合支撐基板的工序,能夠制造圖3那樣的結(jié)構(gòu)的層疊體。
179、本發(fā)明的層疊體的用途沒有特別限定,在層疊時(shí)不易產(chǎn)生元件的翹曲、破裂,具有高耐濕性,能夠賦予優(yōu)異的連接可靠性,因此適合于拍攝裝置、半導(dǎo)體裝置。這樣的拍攝裝置的制造方法也是本發(fā)明之一,該制造方法具有:使用具有本發(fā)明的層疊體的拍攝裝置、具有本發(fā)明的層疊體的半導(dǎo)體裝置和通過本發(fā)明的層疊體的制造方法得到的層疊體來制造拍攝裝置的工序。
180、本發(fā)明的層疊體也可以用作層疊有多個層疊體的元件的材料。
181、元件的制造方法也是本發(fā)明之一,該制造方法具有:在具有電極的基板的具有上述電極的面上將固化性樹脂組合物成膜而形成有機(jī)層的工序;通過化學(xué)氣相沉積法在上述有機(jī)層上形成具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力的無機(jī)層的工序;在上述有機(jī)層和上述無機(jī)層形成貫通孔的工序;用導(dǎo)電性材料填充上述貫通孔的工序;以及對上述具有電極的基板的填充有上述導(dǎo)電性材料的一側(cè)的表面進(jìn)行研磨而形成接合電極的工序。
182、本發(fā)明的元件的制造方法首先進(jìn)行在具有電極的基板的具有上述電極的面上將固化性樹脂組合物成膜而形成有機(jī)層的工序;以及通過化學(xué)氣相沉積法在上述有機(jī)層上形成具有壓縮方向的內(nèi)部應(yīng)力的無機(jī)層的工序。
183、上述形成有機(jī)層的工序和形成無機(jī)層的工序與本發(fā)明的層疊體的制造方法相同。
184、上述具有電極的基板沒有特別限定,可以使用形成有元件、布線和電極的電路基板。例如,可以使用設(shè)置有像素部(像素區(qū)域)的傳感器電路基板、搭載有執(zhí)行與固體拍攝裝置的動作有關(guān)的各種信號處理的邏輯電路等外圍電路部的電路基板等。
185、上述具有電極的基板所具有的電極的材料沒有特別限定,可以使用金、銅、鋁等以往公知的電極材料。
186、本發(fā)明的元件的制造方法接下來進(jìn)行在上述有機(jī)層和上述無機(jī)層形成貫通孔的工序。
187、除去上述基板的電極上的有機(jī)層和無機(jī)層而設(shè)置貫通孔,在其中填充導(dǎo)電材料,由此形成用于與其他基板連接的接合電極。上述貫通孔可以被圖案化。形成上述貫通孔的方法沒有特別限定,可以通過co2激光等激光照射、蝕刻等來形成。需要說明的是,在基板的電極面上形成有其他層的情況下,上述貫通孔以也貫通上述其他層而使元件的電極面露出的方式形成。
188、本發(fā)明的元件的制造方法接下來根據(jù)需要進(jìn)行形成阻擋金屬層的工序。
189、阻擋金屬層具有防止填充于貫通孔的導(dǎo)電性材料(例如在cu電極的情況下為cu原子)向有機(jī)層中擴(kuò)散的作用。通過在貫通孔的表面設(shè)置阻擋金屬層,從而填埋貫通孔的導(dǎo)電性材料的除了與電極接觸的面以外的部分被阻擋金屬層覆蓋,因此能夠進(jìn)一步抑制由于導(dǎo)電性材料向有機(jī)層的擴(kuò)散而導(dǎo)致的短路、導(dǎo)通不良。上述阻擋金屬層可以通過濺射、蒸鍍等形成。
190、上述阻擋金屬層的材料可以使用鉭、氮化鉭、氮化鈦、氧化硅、氮化硅等公知的材料。
191、上述阻擋金屬層的厚度沒有特別限定,從進(jìn)一步提高層疊體的連接可靠性的觀點(diǎn)出發(fā),更優(yōu)選為1nm以上,進(jìn)一步優(yōu)選為10nm以上,更優(yōu)選為100nm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為50nm以下。
192、本發(fā)明的元件的制造方法接下來進(jìn)行用導(dǎo)電性材料填充各上述貫通孔的工序。作為填充上述導(dǎo)電性材料的方法,可以使用鍍敷等。
193、上述導(dǎo)電性材料可以使用與本發(fā)明的層疊體的具有電極的基板所具有的電極的材料相同的材料。
194、本發(fā)明的元件的制造方法接下來進(jìn)行對上述具有電極的基板的填充有上述導(dǎo)電性材料的一側(cè)的表面進(jìn)行研磨而形成接合電極的工序。
195、通過磨削除去形成于不需要的部分的上述導(dǎo)電性材料,由此形成與其他元件的電極連接的接合電極。關(guān)于上述研磨,優(yōu)選將由導(dǎo)電性材料形成的層平坦化除去直至上述無機(jī)層露出。
196、上述研磨方法沒有特別限定,例如可以使用化學(xué)機(jī)械研磨法等。
197、通過本發(fā)明的元件的制造方法得到的元件的用途沒有特別限定,適合于具有層疊有元件的半導(dǎo)體裝置的拍攝裝置。這樣的拍攝裝置的制造方法也是本發(fā)明之一,該制造方法具有:使用通過本發(fā)明的元件的制造方法得到的元件來制造拍攝裝置的工序。
198、通過本發(fā)明的元件的制造方法得到的元件用于利用接合電極使多個元件層疊而成的半導(dǎo)體裝置的制造。
199、這樣的半導(dǎo)體裝置的制造方法也是本發(fā)明之一,該制造方法具有:將2個通過本發(fā)明的元件的制造方法得到的元件以上述接合電極彼此接合的方式進(jìn)行貼合的工序。
200、作為在以上述接合電極彼此接合的方式進(jìn)行貼合的工序中使接合電極連接的方法,可舉出:通過熱處理使電極和接合電極熔融而進(jìn)行連接的方法等。上述熱處理通常為400℃、4小時(shí)左右。
201、在此,將表示通過本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法得到的半導(dǎo)體裝置的一個例子的示意圖示于圖4。如圖4所示,通過本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法得到的半導(dǎo)體裝置成為如下結(jié)構(gòu):具有電極7的基板6、10借助有機(jī)層2和無機(jī)層3而粘接,具有電極的基板6、10上的電極7通過填充在設(shè)置于有機(jī)層2和無機(jī)層3的貫通孔8中的導(dǎo)電性材料而電連接。通過用薄的無機(jī)層3覆蓋有機(jī)層2,與有機(jī)層2單獨(dú)的情況相比,能夠提高耐濕性,能夠提高連接可靠性。另外,半導(dǎo)體裝置也可以在貫通孔8的表面設(shè)置有阻擋金屬層9。通過在貫通孔8的表面形成阻擋金屬層9,從而填充于貫通孔8內(nèi)的導(dǎo)電性材料不易向有機(jī)層2擴(kuò)散,因此能夠進(jìn)一步抑制短路、導(dǎo)通不良。
202、發(fā)明效果
203、根據(jù)本發(fā)明,能夠提供一種層疊體、該層疊體的制造方法、使用了該層疊體的元件的制造方法、具有該層疊體的拍攝裝置、該拍攝裝置的制造方法、具有該層疊體的半導(dǎo)體裝置和該半導(dǎo)體裝置的制造方法,所述層疊體在進(jìn)行層疊而制成半導(dǎo)體裝置時(shí)不易產(chǎn)生元件的翹曲、破裂,具有高耐濕性,能夠賦予優(yōu)異的連接可靠性。