JP2006100563A - Semiconductor device - Google Patents

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JP2006100563A
JP2006100563A JP2004284832A JP2004284832A JP2006100563A JP 2006100563 A JP2006100563 A JP 2006100563A JP 2004284832 A JP2004284832 A JP 2004284832A JP 2004284832 A JP2004284832 A JP 2004284832A JP 2006100563 A JP2006100563 A JP 2006100563A
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JP2004284832A
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Taisuke Takahashi
高橋泰典
Etsu Takeuchi
竹内江津
Hiroaki Makabe
眞壁裕明
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device for a wafer level chip size package having a photosensitive resin composition which is excellent in low stress property, solvent resistance, low water absorption property, electrical property or the like, and a connection terminal which uses it and is excellent in high position accuracy and uniformity of a size and a height. <P>SOLUTION: The semiconductor device of a wafer level chip size is constituted of a chip 1 wherein a semiconductor circuit is formed, a device terminal 2 provided to a semiconductor circuit formation side surface of the chip, and a terminal 6 for external circuit substrate junction electrically coupled to the device terminal. The terminal for external circuit substrate junction consists of a projection part 7 formed of an insulator, and a metallic layer 9 provided to the insulator surface. The insulator 5 consists of a resin composition comprising an annular olefine resin (A) with an oxide group, a photooxidant generation agent (B), and a compound (C) having a reaction group which can be coupled to the oxide group of (A) at 130°C or higher. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は半導体装置に関する。更に詳しくは低応力性、耐溶剤性、低吸水性、電気特性、密着性等に優れた感光性樹脂組成物とそれを用いた高位置精度、サイズ及び高さ均一性等に優れる外部回路基板接合用端子を有するウエハーレベルパッケージ用半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device. More specifically, a photosensitive resin composition excellent in low stress, solvent resistance, low water absorption, electrical characteristics, adhesion and the like, and an external circuit board excellent in high positional accuracy, size and height uniformity using the same. The present invention relates to a semiconductor device for a wafer level package having a bonding terminal.

高密度集積回路用などへの半導体素子の実装に関する技術が、大きく代わってきている。例えば、チップサイズパッケージ(CSP)技術ではセラミック材料やテープ材料に半導体チップを搭載し、樹脂封止等して半導体パッケージとして組み上げ、これをマザーボードやドーターボードに接合する方法から、半導体素子そのものを封止することなくマザーボードやドーターボードに接合するベアチップ実装法に代わりつつある。ベアチップ実装法では、半導体チップに配線基板を貼り付け、これを、はんだボール等を介してマザーボード等の基板(以下単に「外部回路基板」と示す。)に接合する方法と、ICチップに切断する前のウエハーの段階でウエハー表面にバンプ部を直接形成し、その後切断し、これを回路基板に接合する方法、いわゆるウエハーレベルパッケージ法とがある。小型化の観点より、技術的困難性はあるものの、開発の力点はウエハーレベルチップサイズパッケージ法に置かれているのが実状である。ウエハーレベルチップサイズパッケージ法では、ウエハーの半導体回路形成領域に複数の個別の半導体回路を形成後、前記半導体回路と該回路外部とを電気的に接続するために設けられたデバイス端子が露出する開口部を有する絶縁層を設ける。そして、絶縁層全面にスパッタ装置や真空蒸着装置を用いて金属膜を形成する。次に、上記配線部表面に感光性レジストをスピンコーターで厚さ20〜150μmになるように形成する。そして、所定のマスクを用いて露光し、現像して外部回路基板接続用端子(以下単に「接続端子」と称すことがある。)となる位置に開口部を設け、電解めっきして開口部をめっき金属で充填する。この場合の充填高さが接続端子の高さになる。その際前記絶縁層上に設けられた金属薄膜がめっき時の陰極として作用する。その後感光性レジストを剥離して、金属の突起物から成る接続端子を得る。さらに下地である前記金属層をエッチングして絶縁層表面にデバイス端子と接続端子とを結線する配線層を形成し、各チップに分割してウエハーレベルパッケージを得ている。なお、絶縁体層表面に接続端子のみを作成し、これとデバイス端子とをファインワイヤーや導電性接着剤などで接続し、その後めっき法により端子上に金属を盛り上げる場合もある。しかしながら、上記の方法に従い電気めっき法で接続端子を形成しようとすると、その高さが20〜100μmと高いため、めっき時間が1〜5時間と長時間かかり、半導体パッケージ製造コストが高いものとなる。また、個々の開口部間で電流密度分布が均一となりにくいため、得られるバンプの高さが大きくばらつくのを免れず、その結果、外部回路基板と接続する際に、未接続な個所を生じることになる。さらに接続端子形成時の下地金属の汚れや酸化膜などがあると、この影響により接続端子と、デバイス端子とを結ぶ配線層の絶縁層に対する密着力が弱くなり、機械的信頼性および電気接合性で問題を生ずる。具体的には、半導体実装における半導体チップと外部回路基板との接合不良という問題となる。
ウエハーレベルチップサイズパッケージにおいて、絶縁層で作成した突起部表面に金属層を設けて接続端子を作製することが特許文献1に記載されているが、さらに絶縁体に低応力性、耐溶剤性、低吸水性、電気特性等を賦与することが急務となっていた。
特開2001−298120号公報
Technology related to mounting of semiconductor elements for high-density integrated circuits and the like has greatly changed. For example, in chip size package (CSP) technology, a semiconductor chip is mounted from a method of mounting a semiconductor chip on a ceramic material or a tape material, assembling it as a semiconductor package by resin sealing or the like, and bonding it to a mother board or daughter board. It is replacing the bare chip mounting method that joins motherboards and daughter boards without stopping. In the bare chip mounting method, a wiring board is attached to a semiconductor chip, and this is bonded to a board such as a mother board (hereinafter simply referred to as “external circuit board”) via a solder ball or the like, and cut into an IC chip. There is a so-called wafer level package method in which bump portions are directly formed on the wafer surface at the previous wafer stage, and then cut and bonded to a circuit board. Although there are technical difficulties from the viewpoint of miniaturization, the development focus is on the wafer level chip size packaging method. In the wafer level chip size package method, after forming a plurality of individual semiconductor circuits in a semiconductor circuit formation region of a wafer, an opening through which a device terminal provided for electrically connecting the semiconductor circuit and the outside of the circuit is exposed An insulating layer having a portion is provided. Then, a metal film is formed on the entire surface of the insulating layer using a sputtering apparatus or a vacuum evaporation apparatus. Next, a photosensitive resist is formed on the surface of the wiring part by a spin coater so as to have a thickness of 20 to 150 μm. Then, exposure is performed using a predetermined mask, development is performed, and an opening is provided at a position to be an external circuit board connection terminal (hereinafter also referred to simply as “connection terminal”), and the opening is formed by electrolytic plating. Fill with plating metal. The filling height in this case becomes the height of the connection terminal. At that time, the metal thin film provided on the insulating layer acts as a cathode during plating. Thereafter, the photosensitive resist is peeled off to obtain connection terminals made of metal protrusions. Further, the metal layer as a base is etched to form a wiring layer for connecting device terminals and connection terminals on the surface of the insulating layer, and divided into chips to obtain a wafer level package. In some cases, only the connection terminal is formed on the surface of the insulator layer, and this is connected to the device terminal with a fine wire or a conductive adhesive, and then the metal is raised on the terminal by a plating method. However, if an attempt is made to form a connection terminal by electroplating according to the above method, the height is as high as 20 to 100 μm, and thus it takes a long plating time of 1 to 5 hours and the semiconductor package manufacturing cost is high. . In addition, since the current density distribution is difficult to be uniform between the individual openings, it is inevitable that the height of the obtained bumps varies greatly, and as a result, unconnected portions are generated when connecting to the external circuit board. become. In addition, if there is dirt or oxide film on the base metal when forming the connection terminal, this effect weakens the adhesion of the wiring layer connecting the connection terminal and the device terminal to the insulating layer, resulting in mechanical reliability and electrical bondability. Cause problems. Specifically, there is a problem of poor bonding between a semiconductor chip and an external circuit board in semiconductor mounting.
In a wafer level chip size package, it is described in Patent Document 1 that a connection layer is formed by providing a metal layer on the surface of a protrusion formed of an insulating layer. Further, the insulator has low stress, solvent resistance, It has been an urgent task to provide low water absorption and electrical characteristics.
JP 2001-298120 A

本発明は、このような従来技術が有する欠点を克服し、低応力性、耐溶剤性、低吸水性、電気特性等に優れた感光性樹脂組成物とそれを用いた高位置精度、サイズ及び高さの均一性などに優れた接続端子を有するウエハーレベルチップサイズパッケージ用半導体装置の提供を課題とする。   The present invention overcomes such drawbacks of the prior art and is a photosensitive resin composition excellent in low stress, solvent resistance, low water absorption, electrical properties, etc., and high positional accuracy, size and It is an object of the present invention to provide a semiconductor device for a wafer level chip size package having a connection terminal excellent in height uniformity and the like.

このような目的は、以下の[1]〜[12]に記載の本発明により達成される。
[1] 半導体回路が形成されたチップと、該チップの半導体回路形成側表面に設けられたデバイス端子と、該デバイス端子と電気的に結合された外部回路基板接合用端子とから構成されるウエハーレベルチップサイズの半導体装置において、外部回路基板接合用端子が絶縁体からなる突起部と該絶縁体表面に設けられた金属層からなり、該絶縁体が酸性基を有する環状オレフィン樹脂(A)と光酸発生剤(B)と130℃以上の温度で(A)の酸性基と結合しうる反応基を有する化合物(C)を含む樹脂組成物よりなることを特徴とする半導体装置。
[2] 半導体回路形成側表面に設けられたデバイス端子部分を除く半導体回路形成側表面に、保護膜及び絶縁層が順次設けられると共に、外部回路基板接合用端子が前記絶縁層の上に設けられ、かつデバイス端子と、外部回路基板接合用端子の金属層とが電気的に結合されている[1]項記載の半導体装置。
[3] デバイス端子と該外部回路基板接合用端子の金属層とを電気的に結合する配線層が絶縁層の上に設けられ、かつ少なくとも該外部回路基板接合用端子の金属層が露出し、配線層およびデバイス端子が封止材層で覆われている[1]又は[2]項記載の半導体装置。
[4] 外部回路基板接合用端子の金属層の表面に、はんだボールが搭載され、あるいはメッキ層が設けられた[1][2]又は[3]項記載の半導体装置。
[5] 環状オレフィン樹脂がポリノルボルネン樹脂である[1]〜[4]項のいずれか1項に記載の半導体装置。
[6] 酸性基を有する環状オレフィン樹脂(A)が式(1)で示される繰り返し単位を含むものである[1]〜[5]項のいずれか1項に記載の半導体装置。
Such an object is achieved by the present invention described in the following [1] to [12].
[1] A wafer comprising a chip on which a semiconductor circuit is formed, device terminals provided on the surface of the chip on the semiconductor circuit forming side, and external circuit board bonding terminals electrically coupled to the device terminals In the level chip size semiconductor device, the external circuit board bonding terminal is composed of a protrusion made of an insulator and a metal layer provided on the surface of the insulator, and the insulator has a cyclic olefin resin (A) having an acidic group; A semiconductor device comprising a resin composition comprising a photoacid generator (B) and a compound (C) having a reactive group capable of binding to the acidic group of (A) at a temperature of 130 ° C. or higher.
[2] A protective film and an insulating layer are sequentially provided on the surface of the semiconductor circuit forming side excluding the device terminal portion provided on the surface of the semiconductor circuit forming side, and an external circuit board bonding terminal is provided on the insulating layer. And the device terminal and the metal layer of the external circuit board bonding terminal are electrically coupled to each other.
[3] A wiring layer for electrically coupling the device terminal and the metal layer of the external circuit board bonding terminal is provided on the insulating layer, and at least the metal layer of the external circuit board bonding terminal is exposed, The semiconductor device according to [1] or [2], wherein the wiring layer and the device terminal are covered with a sealing material layer.
[4] The semiconductor device according to [1], [2] or [3], wherein a solder ball is mounted on the surface of the metal layer of the external circuit board bonding terminal or a plating layer is provided.
[5] The semiconductor device according to any one of [1] to [4], wherein the cyclic olefin resin is a polynorbornene resin.
[6] The semiconductor device according to any one of [1] to [5], wherein the cyclic olefin resin (A) having an acidic group includes a repeating unit represented by the formula (1).

Figure 2006100563
[式(1)中、XはO、CH2、(CH2)2のいずれかであり、nは0〜5までの整数である。R1〜R4は、それぞれ水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基、又はエステル基を含有する官能基、ケトン基を含有する官能基、エーテル基を含有する官能基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、-C(OH)-(CF3)2、 -N(H)-S(O)2-CF3等の酸性基を含有する官能基のうちいずれであってもよい。R1〜R4は、単量体の繰り返しの中で異なっていてもよいが、全繰り返し単位のR1〜R4のうち、少なくとも一つは酸性基を有する。]
[7] 酸性基を有する環状オレフィン樹脂(A)が式(2)で示される繰り返し単位を含むものである[1]〜[6]項のいずれか1項に記載の半導体装置。
Figure 2006100563
[In the formula (1), X is any one of O, CH 2 and (CH 2 ) 2 , and n is an integer from 0 to 5. R 1 to R 4 are each a functional group containing a hydrogen, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, aralkyl group, or ester group, a functional group containing a ketone group, a functional group containing an ether group, Any of functional groups containing an acidic group such as carboxyl group, phenolic hydroxyl group, -C (OH)-(CF 3 ) 2 , -N (H) -S (O) 2 -CF 3 may be used. . R 1 to R 4 may be different among the repeating monomers, but at least one of R 1 to R 4 of all repeating units has an acidic group. ]
[7] The semiconductor device according to any one of [1] to [6], wherein the cyclic olefin resin (A) having an acidic group includes a repeating unit represented by the formula (2).

Figure 2006100563
[式(2)中、YはO、CH2、(CH2)2のいずれか、Zは-CH2-CH2-、-CH=CH-のいずれかであり、lは0〜5までの整数である。R5〜R8は、それぞれ水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基、又はエステル基を含有する官能基、ケトン基を含有する官能基、エーテル基を含有する官能基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、-C(OH)-(CF3)2、 -N(H)-S(O)2-CF3等の酸性基を含有する官能基のうちいずれであってもよい。R5〜R8は単量体の繰り返しの中で異なっていてもよいが、全繰り返し単位のR5〜R8のうち、少なくとも一つは酸性基を有する。]
Figure 2006100563
[In Formula (2), Y is any of O, CH 2 , (CH 2 ) 2 , Z is any of —CH 2 —CH 2 —, —CH═CH—, and l is from 0 to 5 Is an integer. R 5 to R 8 are each a functional group containing hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an aralkyl group or an ester group, a functional group containing a ketone group, a functional group containing an ether group, Any of functional groups containing an acidic group such as a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, -C (OH)-(CF 3 ) 2 , -N (H) -S (O) 2 -CF 3 may be used. . R 5 to R 8 may be different among the repeating monomers, but at least one of R 5 to R 8 of all repeating units has an acidic group. ]

[8] 金属層が少なくとも2層からなり、絶縁層側表面に設けられる金属層が、ニッケル、コバルト、クロム、チタニウム、バナジウム、またはこれらを主成分とする合金の内のいずれかで形成される[1]〜[7]項のいずれか1項に記載の半導体装置。
[9] 該絶縁層が感光性樹脂よりなる[2]〜[8]項のいずれか1項に記載の半導体装置。
[10] 感光性樹脂が感光性ポリイミド、感光性ポリベンゾオキサゾール、感光性エポキシ、感光性環状オレフィン樹脂の少なくとも1種で構成される[9]項記載の半導体装置。
[11] 封止剤層が感光性樹脂よりなる[3]〜[10]項のいずれか1項に記載の半導体装置。
[12] 感光性樹脂が、感光性ポリイミド、感光性ポリベンゾオキサゾール、感光性エポキシ、感光性環状オレフィン樹脂の少なくとも1種で構成される[3]又は[11]項記載の半導体装置。
[8] The metal layer is composed of at least two layers, and the metal layer provided on the surface on the insulating layer side is formed of nickel, cobalt, chromium, titanium, vanadium, or an alloy containing these as a main component. The semiconductor device according to any one of [1] to [7].
[9] The semiconductor device according to any one of [2] to [8], wherein the insulating layer is made of a photosensitive resin.
[10] The semiconductor device according to item [9], wherein the photosensitive resin is composed of at least one of photosensitive polyimide, photosensitive polybenzoxazole, photosensitive epoxy, and photosensitive cyclic olefin resin.
[11] The semiconductor device according to any one of [3] to [10], wherein the sealant layer is made of a photosensitive resin.
[12] The semiconductor device according to [3] or [11], wherein the photosensitive resin is composed of at least one of photosensitive polyimide, photosensitive polybenzoxazole, photosensitive epoxy, and photosensitive cyclic olefin resin.

本発明によればウエハーレベルチップサイズパッケージでは、絶縁層で作成した突起部表面に金属層を設けて得られる接続端子を採用するため、作製に手間がいらず、該端子の位置精度、サイズのばらつき、高さの均一性などに優れたものとなる。また、絶縁体に低応力性、耐溶剤性、低吸水性、電気特性等に優れた樹脂組成物を用いることにより、チップと外部回路基板の間で発生する応力を緩和することができ、信頼性の高い半導体装置を提供できる。   According to the present invention, in the wafer level chip size package, since a connection terminal obtained by providing a metal layer on the surface of the protrusion formed by the insulating layer is employed, there is no need for manufacturing, and the positional accuracy and size of the terminal are reduced. Excellent variation and height uniformity. In addition, by using a resin composition with excellent low stress resistance, solvent resistance, low water absorption, electrical properties, etc. for the insulator, stress generated between the chip and the external circuit board can be relaxed, and A highly reliable semiconductor device can be provided.

本発明の半導体装置は、半導体回路が形成されたチップと、該チップの半導体回路形成側表面に設けられたデバイス端子と、該デバイス端子と電気的に結合され、かつ絶縁体からなる突起部及び該絶縁体表面に設けられた金属層からなる外部回路基板接合用端子(接続端子)とから構成されたウエハーレベルチップサイズの半導体装置である。次に、このような構成の本発明の半導体装置について添付図面に従って説明する。図1及び図2は、本発明の半導体装置の異なる例の構成を示す断面図であって、図1は、接続端子表面にはんだボールを搭載した例であり、図2は、接合端子表面にめっき層を設けた例である。半導体回路形成領域に半導体回路を形成されたシリコンチップ1上に、前記半導体回路と該外部回路とを電気的に接続するために設けられたデバイス端子2が露出するような開口部3を有する保護膜4が設けられている。この保護膜4の上に絶縁層5が設けられており、この絶縁層5はデバイス端子2が露出する開口部8が設けられている。この絶縁層5の上に外部回路基板の電極(図示せず)と対応した位置に接続端子6を構成する絶縁体からなる突起部7が設けられている。突起部7の表面が金属層9で被覆されて接続端子6が形成され、この接続端子6と金属層9で被覆されたデバイス端子2とが配線を構成する金属層9により電気的に結合されている。絶縁層5の材料としては、金属層9を安定して支持し、実質的に電気的絶縁性および耐熱性を確保するものであれば特に限定されないが、安価で加工性に優れた樹脂材料が広く使われている。このような材料としては、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)共重合体樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、環状オレフィン樹脂などの熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が挙げられる。また、突起部7を構成する材料としては低応力性、電気的絶縁性、耐溶剤性及び低吸水性に優れた環状オレフィン樹脂が挙げられる。なお、絶縁層5には開口部8、また、その上の絶縁体は突起部7を形成する必要があるが、加工法としてフォトリソグラフ法を用いることが簡便であり、高位置精度、高寸法精度を得ることが容易であるので、感光性樹脂を用いることが望ましい。好ましい樹脂としては、絶縁層5には感光性ポリイミド、感光性ポリベンゾオキサゾール、感光性エポキシ樹脂、感光性環状オレフィン樹脂、突起部7には感光性環状オレフィン樹脂を挙げることができる。また、予め突起形状物を別途作成し、接着剤により前記絶縁層5に設置して突起部7としてもよい。例えば、突起形状物を熱融着で固定してもよい。ただし、この方法ではより高位置精度や高寸法精度が求められる場合には必ずしも十分な対応ができない場合もある。また、絶縁層5を形成したのちに突起部7をスクリーン印刷法等の印刷方式により所望の位置に形成する方法でもよい。適切な突起部の高さや絶縁層の厚さは、絶縁効果、後述する封止樹脂の効果、求められるチップサイズパッケージの高さなどから決定されるものであり、不必要に厚くすることは好ましくない。 突起部7の形状は特にこだわらないが、その表面ははんだボール10を安定に搭載する必要があり平坦部、あるいは球面状凹部を有することが望まれる。     A semiconductor device of the present invention includes a chip on which a semiconductor circuit is formed, a device terminal provided on the surface of the chip on the semiconductor circuit forming side, a protrusion that is electrically coupled to the device terminal and is made of an insulator, and This is a wafer level chip size semiconductor device composed of external circuit board bonding terminals (connection terminals) made of a metal layer provided on the insulator surface. Next, the semiconductor device of the present invention having such a configuration will be described with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 are cross-sectional views showing different configurations of the semiconductor device of the present invention. FIG. 1 is an example in which solder balls are mounted on the surface of the connection terminal, and FIG. This is an example in which a plating layer is provided. A protection having an opening 3 on a silicon chip 1 in which a semiconductor circuit is formed in a semiconductor circuit formation region, so that a device terminal 2 provided to electrically connect the semiconductor circuit and the external circuit is exposed. A membrane 4 is provided. An insulating layer 5 is provided on the protective film 4, and the insulating layer 5 is provided with an opening 8 through which the device terminal 2 is exposed. On the insulating layer 5, a projection 7 made of an insulator constituting the connection terminal 6 is provided at a position corresponding to an electrode (not shown) of the external circuit board. The surface of the projection 7 is covered with a metal layer 9 to form a connection terminal 6, and the connection terminal 6 and the device terminal 2 covered with the metal layer 9 are electrically coupled by the metal layer 9 constituting the wiring. ing. The material of the insulating layer 5 is not particularly limited as long as it stably supports the metal layer 9 and substantially secures electrical insulation and heat resistance, but a resin material that is inexpensive and excellent in workability can be used. Widely used. Such materials include polyester resins, epoxy resins, urethane resins, polystyrene resins, polyethylene resins, polyimide resins, polybenzoxazole resins, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) copolymer resins, polycarbonate resins. Examples thereof include thermosetting resins and thermoplastic resins such as resins, silicone resins, fluorine resins, and cyclic olefin resins. Moreover, as a material which comprises the projection part 7, the cyclic olefin resin excellent in low stress property, electrical insulation, solvent resistance, and low water absorption is mentioned. In addition, although it is necessary to form the opening part 8 in the insulating layer 5, and the insulator on it, the projection part 7 is used, it is easy to use the photolithographic method as a processing method, and high position accuracy and high dimension. Since it is easy to obtain accuracy, it is desirable to use a photosensitive resin. Preferred examples of the resin include photosensitive polyimide, photosensitive polybenzoxazole, photosensitive epoxy resin, photosensitive cyclic olefin resin for the insulating layer 5, and photosensitive cyclic olefin resin for the protrusion 7. Further, a protrusion-shaped object may be separately prepared in advance and installed on the insulating layer 5 with an adhesive to form the protrusion 7. For example, the protrusion-shaped object may be fixed by heat fusion. However, this method may not always be sufficient when higher positional accuracy and higher dimensional accuracy are required. Moreover, after forming the insulating layer 5, the method of forming the projection part 7 in a desired position by printing methods, such as a screen printing method, may be used. The appropriate height of the protrusion and the thickness of the insulating layer are determined from the insulating effect, the effect of the sealing resin described later, the required height of the chip size package, etc., and it is preferable to increase the thickness unnecessarily. Absent. The shape of the protrusion 7 is not particularly limited, but the surface needs to have the solder ball 10 mounted stably, and it is desirable to have a flat portion or a spherical recess.

次に金属層9であるが、金属層9は、基本的にはスパッタリング、真空蒸着、無電解めっき、電解めっき等の少なくとも一種類の方法を用いて形成し、配線層はこの金属層9をエッチングして作製する。本発明では、金属層9を少なくとも2層で構成するのが好ましい。1層で構成しても良いが、導電性の良い銅や銅合金を用いた場合、絶縁層との密着強度が相対的に小さく、十分な配線層が得られないからである。図1の例では3層構造となっており、中間層11と、シード層12と、ベース層13で構成されている。本例を基に、金属層9を多層で構成する場合について説明する。まず、中間層11を絶縁層5表面全面に設ける。この中間層11はクロム、ニッケル、チタニウム、バナジウム、あるいはこれらを主成分とする合金など、絶縁層5と相対的に密着力の強い金属で構成する。これはベース層13を電気めっき法で設ける際の陰極、あるいは配線としての役目を果たすシード層12を導電性のよい金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、あるいはこれらを主成分とする合金などで絶縁層5の上に直接作成した場合、得られる金属層9と絶縁層5との密着強度が相対的に小くなるが、中間層11を設けることにより密着強度の大きな金属層9を得ることができるようになるからである。   Next, the metal layer 9 is basically formed using at least one kind of method such as sputtering, vacuum deposition, electroless plating, electrolytic plating, and the wiring layer is formed of the metal layer 9. It is produced by etching. In the present invention, the metal layer 9 is preferably composed of at least two layers. However, when copper or copper alloy having good conductivity is used, the adhesion strength with the insulating layer is relatively small, and a sufficient wiring layer cannot be obtained. In the example of FIG. 1, it has a three-layer structure, and includes an intermediate layer 11, a seed layer 12, and a base layer 13. Based on this example, the case where the metal layer 9 is composed of multiple layers will be described. First, the intermediate layer 11 is provided on the entire surface of the insulating layer 5. The intermediate layer 11 is made of a metal having a relatively strong adhesion to the insulating layer 5 such as chromium, nickel, titanium, vanadium, or an alloy containing these as a main component. This is because the seed layer 12 serving as a cathode or wiring when the base layer 13 is provided by electroplating is made of gold, silver, copper, aluminum, indium, or an alloy containing these as a main component. When it is directly formed on the insulating layer 5, the adhesion strength between the obtained metal layer 9 and the insulating layer 5 is relatively small, but by providing the intermediate layer 11, the metal layer 9 having a high adhesion strength is obtained. Because it will be possible.

中間層11は絶縁層5表面に直接設けることから、無電解めっき法、あるいはスパッタリング法、蒸着法などの乾式成膜法などにより設けるが、その厚さは10〜100nmとすることが好ましい。あまりに薄すぎると均一な膜が得られず、あまりに厚すぎると長時間の成膜時間が必要とされるばかりでなく、緻密で均一な中間層11が得られないからである。例えば、乾式成膜法で中間層を得る場合、得られる中間層の厚さが厚くなるに従い内部応力が高くなり、クロムで成膜した場合には通常膜厚が5μmを越えると該内部応力により膜が剥離してくる。また、無電解めっきで厚い膜を形成すると、得られる膜は緻密なものとならない。金属層9を2層とする場合、中間層11の上に直接ベース層13を設けることになるが、ベース層13は配線を形成した後の電気特性や、はんだボール10や接合用のめっき層15との接合性より銅、あるいは銅合金を用いることが好ましい。3層とする場合、シード層12は乾式成膜法で形成するのが簡便であるが、この場合、シード層12の厚さは50nm〜1μmとすることが好ましい。上記した理由によりシード層12があまりに薄くても、厚くても均一な膜が形成されず、ベース層を電気めっきで形成する場合に陰極として十分な機能が発揮されないからである。ベース層13は上記したように銅、銅合金等の導電性材料で構成することがが、その厚さは、最終的に得られる配線の電気特性が所望のものとなる厚さとし、電気めっき法により設けることが効率的で好ましい。このようにして得られた金属層9をフォトリソグラフ法によりエッチングして配線部、突起部表面、デバイス端子表面部以外の金属層9を除去する。その表面に金属層が設けられた突起部7は、前述した接続端子6となる。この端子6の表面にははんだボール10が搭載されるため、平面状、あるい凹面状とすることが好ましい。次に、配線層及びデバイス端子2表面部が露出せず、かつ接続端子6の少なくとも表面が露出するように封止剤層14を設ける。図1の半導体パッケージは外部回路基板端子表面にはんだボール10を搭載したものであり、図2はめっき層15が設けられたものである。めっき層15の材質としては、金、銀、パラジウム、ニッケル、はんだ等の少なくとも1種を用いることが一般的である。なお、図1のようにはんだボール10を搭載したものがBGA(ボール・グリット・アレ)構造となり、図2のようにめっき層15が設けられたものがLGA(ランド・グリット・アレ)構造となる。   Since the intermediate layer 11 is provided directly on the surface of the insulating layer 5, it is provided by an electroless plating method, or a dry film forming method such as a sputtering method or a vapor deposition method, but the thickness is preferably 10 to 100 nm. If the film is too thin, a uniform film cannot be obtained. If the film is too thick, not only a long film formation time is required, but also a dense and uniform intermediate layer 11 cannot be obtained. For example, when an intermediate layer is obtained by a dry film formation method, the internal stress increases as the thickness of the obtained intermediate layer increases, and when the film is formed with chromium, the internal stress is usually increased when the film thickness exceeds 5 μm. The film peels off. Moreover, when a thick film is formed by electroless plating, the obtained film does not become dense. When the metal layer 9 has two layers, the base layer 13 is provided directly on the intermediate layer 11, but the base layer 13 has the electrical characteristics after the wiring is formed, the solder ball 10 and the plating layer for bonding. Copper or a copper alloy is preferably used because of its bondability with Fifteen. In the case of three layers, it is easy to form the seed layer 12 by a dry film forming method, but in this case, the thickness of the seed layer 12 is preferably 50 nm to 1 μm. For the reasons described above, even if the seed layer 12 is too thin or thick, a uniform film is not formed, and when the base layer is formed by electroplating, a sufficient function as a cathode is not exhibited. As described above, the base layer 13 may be composed of a conductive material such as copper or copper alloy. The thickness of the base layer 13 is such that the electrical characteristics of the finally obtained wiring are desired, and an electroplating method is used. It is efficient and preferable. The metal layer 9 thus obtained is etched by a photolithographic method to remove the metal layer 9 other than the wiring portion, the protrusion surface, and the device terminal surface portion. The protrusion 7 provided with the metal layer on the surface serves as the connection terminal 6 described above. Since the solder ball 10 is mounted on the surface of the terminal 6, it is preferable to have a planar shape or a concave shape. Next, the sealant layer 14 is provided so that the wiring layer and the surface portion of the device terminal 2 are not exposed and at least the surface of the connection terminal 6 is exposed. The semiconductor package of FIG. 1 has a solder ball 10 mounted on the surface of an external circuit board terminal, and FIG. 2 has a plating layer 15 provided. As the material of the plating layer 15, it is common to use at least one of gold, silver, palladium, nickel, solder and the like. As shown in FIG. 1, a solder ball 10 mounted is a BGA (Ball Grit Array) structure, and a plating layer 15 is provided as an LGA (Land Grit Array) structure as shown in FIG. Become.

封止剤層14の材料としては、配線層やデバイス端子2を安定して保護でき、実質的に電気的絶縁性および耐熱性が確保されるものであれば特に限定されない。実際の作製に当たり、安価で加工性に優れた材料であるポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)共重合体樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、環状オレフィン樹脂などの熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が用いうる。そして、少なくとも接続端子6の表面をきれいに露出させるためには、上記樹脂を感光性のあるものとし、例えば、配線側表面全体に、接続端子6が埋まる厚さに封止剤層を設け、その後該接続端子6表面が露出するまでハーフエッチングを行う。好ましい樹脂としては、感光性ポリイミド、感光性ポリベンゾオキサゾール、感光性エポキシ樹脂、感光性環状オレフィン樹脂である。封止剤で保護する効果としては、配線層等が損傷されないようにするばかりか、シリコンウエハー1上に形成された半導体回路がα線により損傷されるのを防止する効果、また外部回路板への実装の際、はんだに付帯するフラックスにより配線層が汚染され、劣化しないようにする効果も挙げられる。封止剤層の厚さは、これらの効果が得られるに足る厚さであれば良く、不必要に厚くすることは好ましくない。具体的には用いる樹脂の組成や、性質に応じて適宜最適値を求めれば良い。なお、シリコンウエハー1上に形成された半導体回路の電気テスト・バーンインテストなどは前記接続端子6に直接プローブを当てることで簡単にテストが行なうことができる。本発明においては、ウエハーを用いて複数のパッケージを一度に作成し、これを分割すれば、効率よく、本発明のウエハーレベルチップサイズパッケージを得ることができる。   The material of the sealant layer 14 is not particularly limited as long as it can stably protect the wiring layer and the device terminal 2 and can substantially ensure electrical insulation and heat resistance. In actual production, polyester resin, epoxy resin, urethane resin, polystyrene resin, polyethylene resin, polyimide resin, polybenzoxazole resin, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), which are inexpensive and excellent in workability ) Thermosetting resins or thermoplastic resins such as copolymer resins, polycarbonate resins, silicone resins, fluorine resins, and cyclic olefin resins can be used. In order to expose at least the surface of the connection terminal 6 neatly, the resin is photosensitive. For example, a sealant layer is provided on the entire surface on the wiring side so as to be buried in the connection terminal 6. Half etching is performed until the surface of the connection terminal 6 is exposed. Preferred resins are photosensitive polyimide, photosensitive polybenzoxazole, photosensitive epoxy resin, and photosensitive cyclic olefin resin. The effect of protecting with the sealing agent is not only to prevent damage to the wiring layer and the like, but also to prevent the semiconductor circuit formed on the silicon wafer 1 from being damaged by α rays, and to an external circuit board. In mounting, there is also an effect that the wiring layer is not contaminated and deteriorated by the flux attached to the solder. The thickness of the sealant layer may be a thickness sufficient to obtain these effects, and it is not preferable to increase the thickness unnecessarily. Specifically, an optimum value may be obtained as appropriate according to the composition and properties of the resin used. The electrical test / burn-in test of the semiconductor circuit formed on the silicon wafer 1 can be easily performed by directly applying a probe to the connection terminal 6. In the present invention, a wafer level chip size package of the present invention can be efficiently obtained by creating a plurality of packages at once using a wafer and dividing them.

本発明で使用する環状オレフィンモノマーとしては、一般的には、シクロヘキセン、シクロオクテン等の単環体、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、ジヒドロジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、トリシクロペンタジエン、ジヒドロトリシクロペンタジエン、テトラシクロペンタジエン、ジヒドロテトラシクロペンタジエン等の多環体が挙げられる。これらのモノマーに官能基が結合した置換体も用いることができる。   The cyclic olefin monomer used in the present invention is generally a monocyclic compound such as cyclohexene or cyclooctene, norbornene, norbornadiene, dicyclopentadiene, dihydrodicyclopentadiene, tetracyclododecene, tricyclopentadiene, dihydrotriene. Examples include polycyclic compounds such as cyclopentadiene, tetracyclopentadiene, dihydrotetracyclopentadiene and the like. Substitutes in which a functional group is bonded to these monomers can also be used.

本発明で用いられる環状オレフィン系樹脂を製造するために使用する環状オレフィンモノマーとしては、一般式(3)で表されるノルボルネン型モノマーが好ましい。
アルキル基の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル基等が、アルケニル基の具体例としては、ビニル、アリル、ブチニル、シクロヘキシル基等が、アルキニル基の具体例としては、エチニル、1−プロピニル、2−プロピニル、1−ブチニル、2−ブチニル基等が、アリール基の具体例としては、フェニル、ナフチル、アントラセニル基等が、アラルキル基の具体例としてはベンジル、フェネチル基等が、酸性基を含有する官能基としては、カルボキシル基、フェノール性水酸基、-C(OH)-(CF3)2、 -N(H)-S(O)2-CF3がそれぞれ挙げられるが、本発明は何らこれらに限定されない。
エステル基を含有する官能基、ケトン基を含有する官能基を含有する官能基ついては、これらの基を有している官能基であれば特に構造は限定されない。エーテル基を含有する官能基には、エポキシ基、オキセタン基などの環状エーテルを含む官能基も含まれる。
As the cyclic olefin monomer used for producing the cyclic olefin-based resin used in the present invention, a norbornene-type monomer represented by the general formula (3) is preferable.
Specific examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclooctyl groups, and the like. Specific examples of the alkenyl group include Specific examples of alkynyl groups such as vinyl, allyl, butynyl, cyclohexyl groups, etc. include ethynyl, 1-propynyl, 2-propynyl, 1-butynyl, 2-butynyl groups, etc., and specific examples of aryl groups include phenyl, Naphthyl, anthracenyl group, etc., as specific examples of the aralkyl group, benzyl, phenethyl group, etc., as the functional group containing an acidic group, carboxyl group, phenolic hydroxyl group, -C (OH)-(CF 3 ) 2 , —N (H) —S (O) 2 —CF 3 may be mentioned, respectively, but the present invention is not limited thereto.
Regarding the functional group containing an ester group and the functional group containing a functional group containing a ketone group, the structure is not particularly limited as long as it is a functional group having these groups. The functional group containing an ether group includes a functional group containing a cyclic ether such as an epoxy group or an oxetane group.

Figure 2006100563
[式(3)中、XはO、CH2、(CH2)2のいずれかであり、nは0〜5までの整数である。R1〜R4は、それぞれ水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基、又はエステル基を含有する官能基、ケトン基を含有する官能基、エーテル基を含有する官能基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、-C(OH)-(CF3)2、 -N(H)-S(O)2-CF3等の酸性基を含有する官能基のうちいずれであってもよい。R1〜R4は、単量体の繰り返しの中で異なっていてもよいが、全繰り返し単位のR1〜R4のうち、少なくとも一つは酸性基を有する。]
Figure 2006100563
[In the formula (3), X is any one of O, CH 2 and (CH 2 ) 2 , and n is an integer from 0 to 5. R 1 to R 4 are each a functional group containing a hydrogen, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, aralkyl group, or ester group, a functional group containing a ketone group, a functional group containing an ether group, Any of functional groups containing an acidic group such as carboxyl group, phenolic hydroxyl group, -C (OH)-(CF 3 ) 2 , -N (H) -S (O) 2 -CF 3 may be used. . R 1 to R 4 may be different among the repeating monomers, but at least one of R 1 to R 4 of all repeating units has an acidic group. ]

本発明で使用する環状オレフィン系樹脂としては、上記環状オレフィンモノマーの重合体が挙げられる。なお重合方法はランダム重合、ブロック重合など公知の方法が用いられる。具体例としては、ノルボルネン型モノマ−の(共)重合体、ノルボルネン型モノマ−とα−オレフィン類などの共重合可能な他のモノマ−との共重合体、およびこれらの共重合体の水素添加物などが具体例に該当する。これら環状オレフィン系樹脂は、公知の重合法により製造することが可能であり、その重合方法には付加重合法と開環重合法とがある。このうち、ノルボルネンモノマーを付加(共)重合することによって得られたポリマー、又はノルボルネンモノマーを開環重合させ、必要に応じて水素添加した重合体が好ましいが、本発明はなんらこれらに限定されるものではない。   Examples of the cyclic olefin resin used in the present invention include polymers of the above cyclic olefin monomers. As the polymerization method, known methods such as random polymerization and block polymerization are used. Specific examples include (co) polymers of norbornene-type monomers, copolymers of norbornene-type monomers and other copolymerizable monomers such as α-olefins, and hydrogenation of these copolymers. A thing corresponds to a specific example. These cyclic olefin resins can be produced by a known polymerization method, and there are an addition polymerization method and a ring-opening polymerization method. Of these, polymers obtained by addition (co) polymerization of norbornene monomers, or polymers obtained by ring-opening polymerization of norbornene monomers and hydrogenated as necessary are preferred, but the present invention is not limited to these. It is not a thing.

環状オレフィン系樹脂の付加重合体としては、(1)ノルボルネン型モノマ−を付加(共)重合させて得られるノルボルネン型モノマ−の付加(共)重合体、(2)ノルボルネン型モノマ−とエチレンやα−オレフィン類との付加共重合体、(3)ノルボルネン型モノマ−と非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマ−との付加共重合体が挙げられる。これらの樹脂は公知のすべての重合方法で得ることができる。化学式(1)で表されるタイプの環状オレフィン系樹脂は上記付加重合によって得ることができる。   As addition polymers of cyclic olefin resins, (1) addition (co) polymers of norbornene monomers obtained by addition (co) polymerization of norbornene monomers, (2) norbornene monomers and ethylene, Addition copolymers with α-olefins, (3) addition copolymers of norbornene-type monomers and non-conjugated dienes, and other monomers as required. These resins can be obtained by all known polymerization methods. The type of cyclic olefin resin represented by the chemical formula (1) can be obtained by the above addition polymerization.

環状オレフィン系樹脂の開環重合体としては、(4)ノルボルネン型モノマ−の開環(共)重合体、及び必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、(5)ノルボルネン型モノマ−とエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、及び必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、(6)ノルボルネン型モノマ−と非共役ジエン、又は他のモノマ−との開環共重合体、及び必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂が挙げられる。これらの樹脂は公知のすべての重合方法で得ることができる。化学式(2)で表されるタイプの環状オレフィン系樹脂は上記開環重合によって得ることができる。
上記のうち、(1)ノルボルネン型モノマーを付加(共)重合させて得られる付加(共)重合体、(4)ノルボルネン型モノマ−の開環(共)重合体、及び必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、が好ましいが、本発明はなんらこれらに限定されるものではない。
Examples of the ring-opening polymer of the cyclic olefin-based resin include (4) a ring-opening (co) polymer of a norbornene type monomer, and a resin obtained by hydrogenating the (co) polymer if necessary, (5) a norbornene type A ring-opening copolymer of a monomer and ethylene or α-olefins, and a resin obtained by hydrogenating the (co) polymer if necessary, (6) a norbornene-type monomer and a non-conjugated diene, or other monomers A ring-opening copolymer with-, and a resin obtained by hydrogenating the (co) polymer if necessary. These resins can be obtained by all known polymerization methods. A cyclic olefin resin of the type represented by the chemical formula (2) can be obtained by the ring-opening polymerization.
Among the above, (1) addition (co) polymer obtained by addition (co) polymerization of norbornene type monomer, (4) ring-opening (co) polymer of norbornene type monomer, and A resin obtained by hydrogenating a (co) polymer is preferred, but the present invention is not limited to these.

環状オレフィン系樹脂の付加重合体は、金属触媒による配位重合、又はラジカル重合によって得られる。このうち、配位重合においては、モノマーを、遷移金属触媒存在下、溶液中で重合することによってポリマーが得られる(NiCOLE R. GROVE et al. Journal of Polymer Science:part B,Polymer Physics, Vol.37, 3003−3010(1999))。
配位重合に用いる金属触媒として代表的なニッケルと白金触媒は、PCT WO 9733198とPCT WO 00/20472に述べられている。配位重合用金属触媒の例としては、(トルエン)ビス(パーフルオロフェニル)ニッケル、(メシレン)ビス(パーフルオロフェニル)ニッケル、(ベンゼン)ビス(パーフルオロフェニル)ニッケル、ビス(テトラヒドロ)ビス(パーフルオロフェニル)ニッケル、ビス(エチルアセテート)ビス(パーフルオロフェニル)ニッケル、ビス(ジオキサン)ビス(パーフルオロフェニル)ニッケルなどの公知の金属触媒が挙げられる。
The addition polymer of the cyclic olefin resin is obtained by coordination polymerization using a metal catalyst or radical polymerization. Among them, in coordination polymerization, a polymer is obtained by polymerizing monomers in a solution in the presence of a transition metal catalyst (NiCOLE R. GROVE et al. Journal of Polymer Science: part B, Polymer Physics, Vol. 1). 37, 3003-3010 (1999)).
Representative nickel and platinum catalysts as metal catalysts for coordination polymerization are described in PCT WO 9733198 and PCT WO 00/20472. Examples of metal catalysts for coordination polymerization include (toluene) bis (perfluorophenyl) nickel, (mesylene) bis (perfluorophenyl) nickel, (benzene) bis (perfluorophenyl) nickel, bis (tetrahydro) bis ( Known metal catalysts such as perfluorophenyl) nickel, bis (ethyl acetate) bis (perfluorophenyl) nickel, and bis (dioxane) bis (perfluorophenyl) nickel may be mentioned.

ラジカル重合技術については、Encyclopedia of Polymer Science, John Wiley & Sons, 13, 708(1988)に述べられている。
一般的にはラジカル重合はラジカル開始剤の存在下、温度を50℃〜150℃に上げ、モノマーを溶液中で反応させる。ラジカル開始剤としてはアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウリル、アゾビスイソカプトロニトリル、アゾビスイソレロニトリル、t−ブチル過酸化水素などである。
The radical polymerization technique is described in Encyclopedia of Polymer Science, John Wiley & Sons, 13, 708 (1988).
Generally, in radical polymerization, the temperature is raised to 50 ° C. to 150 ° C. in the presence of a radical initiator, and the monomer is reacted in a solution. Examples of the radical initiator include azobisisobutyronitrile (AIBN), benzoyl peroxide, lauryl peroxide, azobisisocapronitrile, azobisisoleronitrile, and t-butyl hydrogen peroxide.

環状オレフィン系樹脂の開環重合体は、公知の開環重合法により、チタンやタングステン化合物を触媒として、少なくとも一種以上のノルボルネン型モノマ−を開環(共)重合して開環(共)重合体を製造し、次いで必要に応じて通常の水素添加方法により前記開環(共)重合体中の炭素−炭素二重結合を水素添加して熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂を製造することによって得られる。   A ring-opening polymer of a cyclic olefin resin is obtained by ring-opening (co) polymerization of at least one norbornene-type monomer by a known ring-opening polymerization method using titanium or a tungsten compound as a catalyst. Obtained by producing a thermoplastic saturated norbornene-based resin by hydrogenating the carbon-carbon double bond in the ring-opening (co) polymer by a conventional hydrogenation method, if necessary. .

本発明で用いられる酸性基を有する環状オレフィン系樹脂は、酸性基を有するモノマーを直接上記方法で重合することによって得られる。しかし、重合系によっては、モノマーに酸性基が含まれていると触媒等が失活して重合が適当に進行しなくなることがある。この場合は、当該酸性基に保護基を導入して重合し、ポリマー生成後に脱保護することで本発明の酸性基を有する環状オレフィン系樹脂を得ることができる。またモノマーに、酸性基に化学反応しうる官能基を導入しておき、ポリマー合成後に高分子反応で当該官能基を酸性基に変換する手法を採ってもよい。   The cyclic olefin resin having an acidic group used in the present invention can be obtained by directly polymerizing a monomer having an acidic group by the above method. However, depending on the polymerization system, if the monomer contains an acidic group, the catalyst or the like may be deactivated and the polymerization may not proceed appropriately. In this case, the cyclic olefin-based resin having an acidic group of the present invention can be obtained by introducing a protective group into the acidic group, polymerizing, and deprotecting the polymer after production. Alternatively, a method may be adopted in which a functional group capable of chemically reacting with an acidic group is introduced into the monomer, and the functional group is converted into an acidic group by polymer reaction after polymer synthesis.

上述のように、酸性基を有する環状オレフィン系樹脂は、環状オレフィンモノマー中の酸性基の電離しうる水素原子を他の構造で置換したモノマーを使用し、これを重合した後、脱保護して元の水素原子を導入することにより得ることができる。このとき水素原子と置換が可能な官能基としては、具体的には、3級ブチル基、3級ブトキシカルボニル基、テトラヒドロピラン−2−イル基、トリメチルシリル基などのトリアルキルシリル基、メトキシメチル基などを挙げることができる。脱保護、すなわちそれら保護基のモノマーからの脱離による酸性基の復元は、該官能基を酸性官能基の保護基として使用する場合の定法によって行うことができる。   As described above, the cyclic olefin-based resin having an acidic group uses a monomer obtained by substituting the ionizable hydrogen atom of the acidic group in the cyclic olefin monomer with another structure, polymerizes this, and then deprotects it. It can be obtained by introducing the original hydrogen atom. Specific examples of functional groups that can be substituted with hydrogen atoms at this time include tertiary butyl groups, tertiary butoxycarbonyl groups, tetrahydropyran-2-yl groups, trialkylsilyl groups such as trimethylsilyl groups, and methoxymethyl groups. And so on. Deprotection, that is, restoration of the acidic group by elimination of the protecting group from the monomer can be performed by a conventional method in the case of using the functional group as a protective group for the acidic functional group.

酸性基を有しない環状オレフィン系樹脂を高分子反応させて酸性基を導入する方法について述べる。酸性基を有しない環状オレフィン系樹脂を、ラジカル開始剤の存在下、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸、エンドシス−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸、メチル−エンドシス−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸などの不飽和カルボン酸化合物、又はこれらのエステル又はアミド、或いは無水マレイン酸、クロロ無水マレイン酸、ブテニル無水コハク酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水シトラコン酸などの不飽和カルボン酸無水物等の極性基含有化合物と混合して加熱することによって酸性基を有する環状オレフィン系樹脂を得ることができる。   A method for introducing an acidic group by polymerizing a cyclic olefin resin having no acidic group will be described. In the presence of a radical initiator, a cyclic olefin resin having no acidic group is converted into acrylic acid, methacrylic acid, α-ethylacrylic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, endocis. Unsaturation such as -bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid, methyl-endocis-bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Mixed with polar group-containing compounds such as carboxylic acid compounds, or esters or amides thereof, or unsaturated carboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride, chloromaleic anhydride, butenyl succinic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, citraconic anhydride, etc. Then, a cyclic olefin resin having an acidic group can be obtained by heating.

共重合物中の酸性基を有するユニットの含有率は、露光後にアルカリ溶解性を発現可能か否かによって最適値を決定することが出来る。例えば、酸性基はポリマー1gあたり0.002〜0.01モルが好ましい。更に好ましくは0.003〜0.01モルである。当該値が上記範囲より大きくなると、モノマーの選択範囲が極めて狭まり、他特性の並立が困難になる。一方、当該値が上記範囲より小さくなると、アルカリ水溶液への溶解性を発現させることが困難になり、共に好ましくない。   The content of the unit having an acidic group in the copolymer can be determined optimally depending on whether or not alkali solubility can be exhibited after exposure. For example, the acidic group is preferably 0.002 to 0.01 mol per gram of polymer. More preferably, it is 0.003-0.01 mol. If the value is larger than the above range, the monomer selection range becomes extremely narrow, and it becomes difficult to align other characteristics. On the other hand, when the value is smaller than the above range, it becomes difficult to develop solubility in an alkaline aqueous solution, which is not preferable.

本発明で用いられる酸性基を有する環状オレフィン系樹脂を得るためのモノマーのうち、酸性基を含むモノマー、又は脱保護して酸性基になる官能基を有するモノマーには具体的には、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−カルボン酸、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン−8−カルボン酸、8−メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン−8−カルボン酸、(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)酢酸、2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)プロピオン酸、3−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)酪酸、3−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)吉草酸、3−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)カプロン酸、コハク酸モノ−(2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)カルボニルオキシエチル)エステル、コハク酸モノ−(2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)カルボニルオキシプロピル)エステル、コハク酸モノ−(2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)カルボニルオキシブチル)エステル、フタル酸モノ−(2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)カルボニルオキシエチル)エステル、カプロン酸モノ−(2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)カルボニルオキシブチル)エステル、(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)カルボニルオキシ酢酸、2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)メチルフェノール、3−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)メチルフェノール、4−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)メチルフェノール、4−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)フェノール、4−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)メチルカテコール、3−メトキシ−4−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)メチルフェノール、3−メトキシ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)メチルフェノール、2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)メチルレゾルシン、1,1−ビストリフルオロメチル−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)エチルアルコール、1,1−ビストリフルオロメチル−3−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)プロピルアルコール、1,1−ビストリフルオロメチル−4−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)ブチルアルコール、1,1−ビストリフルオロメチル−5−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)ペンチルアルコール、1,1−ビストリフルオロメチル−6−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)ヘキシルアルコール、8−メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−エトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−n−プロピルカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−i−プロピルカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−n−ブトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−(2−メチルプロポキシ)カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−(1−メチルプロポキシ)カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−t−ブトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−シクロヘキシロキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−(4'−t−ブチルシクロヘキシロキシ)カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−フェノキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−テトラヒドロフラニロキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−テトラヒドロピラニロキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−メチル−8−エトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−メチル−8−n−プロポキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−メチル−8−i−プロポキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−メチル−8−n−ブトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−メチル−8−(2−メチルポロポキシ)カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−メチル−8−(1−メチルポロポキシ)カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−メチル−8−t−ブトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−メチル−8−シクロヘキシロキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−メチル−8−(4'−t−ブチルシクロヘキシロキシ)カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−メチル−8−フェノキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−メチル−8−テトラヒドロフラニロキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−メチル−8−テトラヒドロピラニロキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−メチル−8−アセトキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8,9−ジ(メトキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8,9−ジ(エトキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8,9−ジ(n−プロポキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8,9−ジ(i−プロポキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8,9−ジ(n−ブトキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8,9−ジ(t−ブトキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8,9−ジ(シクロへキシロキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8,9−ジ(フェノキシロキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8,9−ジ(テトラヒドロフラニロキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,9−ジ(テトラヒドロピラニロキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン−8−カルボン酸、8−メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン−8−カルボン酸、などが挙げられるが、本発明では何らこれらに限定されるものではない。 Among monomers for obtaining a cyclic olefin-based resin having an acidic group used in the present invention, a monomer having an acidic group or a monomer having a functional group that is deprotected to become an acidic group specifically includes bicyclo [ 2.2.1] hept-2-ene-5-carboxylic acid, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene-8-carboxylic acid, 8-methyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene-8-carboxylic acid, (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) acetic acid, 2- (bicyclo [2.2.1] hept- 2-ene-5-yl) propionic acid, 3- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) butyric acid, 3- (bicyclo [2.2.1] hept-2-ene -5-yl) valeric acid, 3- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) caproic acid, succinic acid mono- (2- (bicyclo [2.2.1] hept- 2-ene-5-yl) carbonyloxyethyl) ester, succinic acid mono- (2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) carbonyloxypropyl) ester, succinic acid mono- (2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) carbonyloxybutyl) ester, Mono- (2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) carbonyloxyethyl) ester, caproic acid mono- (2- (bicyclo [2.2.1] hept- 2-ene-5-yl) carbonyloxybutyl) ester, (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) carbonyloxyacetic acid, 2- (bicyclo [2.2.1] hept- 2-ene-5-yl) methylphenol, 3- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) methylphenol, 4- (bicyclo [2.2.1] hept-2- En-5-yl) methylphenol, 4- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) phenol, 4- (bicyclo [2.2.1] hept-2-ene-5 -Yl) methylcatechol, 3-methoxy-4- (bicyclo [2.2.1] Hept-2-en-5-yl) methylphenol, 3-methoxy-2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) methylphenol, 2- (bicyclo [2.2. 1] hept-2-en-5-yl) methylresorcin, 1,1-bistrifluoromethyl-2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) ethyl alcohol, 1,1 -Bistrifluoromethyl-3- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) propyl alcohol, 1,1-bistrifluoromethyl-4- (bicyclo [2.2.1] hept- 2-ene-5-yl) butyl alcohol, 1,1-bistrifluoromethyl-5- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) pentyl alcohol, 1,1-bistrifluoromethyl -6- (bicyclo [ 2.2.1] hept-2-en-5-yl) hexyl alcohol, 8-methoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-ethoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-n-propylcarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-i-propylcarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-n-butoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8- (2-methylpropoxy) carbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8- (1-methylpropoxy) carbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-t-butoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-cyclohexyloxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8- (4′-t-butylcyclohexyloxy) carbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-phenoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-tetrahydrofuranyloxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-tetrahydropyranyloxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyl-8-methoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyl-8-ethoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyl-8-n-propoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyl-8-i-propoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyl-8-n-butoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyl-8- (2-methylpropoxy) carbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyl-8- (1-methylpropoxy) carbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyl-8-t-butoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyl-8-cyclohexyloxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyl-8- (4′-t-butylcyclohexyloxy) carbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyl-8-phenoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyl-8-tetrahydrofuranyloxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyl-8-tetrahydropyranyloxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-methyl-8-acetoxytetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8,9-di (methoxycarbonyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8,9-di (ethoxycarbonyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8,9-di (n-propoxycarbonyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8,9-di (i-propoxycarbonyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8,9-di (n-butoxycarbonyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8,9-di (t-butoxycarbonyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8,9-di (cyclohexyloxycarbonyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8,9-di (phenoxyloxycarbonyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8,9-di (tetrahydrofuranyloxycarbonyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,9-di (tetrahydropyranyloxycarbonyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene-8-carboxylic acid, 8-methyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7, 10 ] dodec-3-ene-8-carboxylic acid, and the like, but are not limited to these in the present invention.

本発明で用いられる酸性基を有する環状オレフィン系樹脂を得るためのモノマーのうち、上述以外のモノマーの具体例としては、次のものが挙げられる。アルキル基を有するものとして、5−メチル−2−ノルボルネン、5−エチル−2−ノルボルネン、5−プロピル−2−ノルボルネン、5−ブチル−2−ノルボルネン、5−ペンチル−2−ノルボルネン、5−ヘキシル−2−ノルボルネン、5−ヘプチル−2−ノルボルネン、5−オクチル−2−ノルボルネン、5−ノニル−2−ノルボルネン、5−デシル−2−ノルボルネンなど、アルケニル基を有するものとしては、5−アリル−2−ノルボルネン、5−メチリデン−2−ノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、5−(2−プロペニル)−2−ノルボルネン、5−(3−ブテニル)−2−ノルボルネン、5−(1−メチル−2−プロペニル)−2−ノルボルネン、5−(4−ペンテニル)−2−ノルボルネン、5−(1−メチル−3−ブテニル)−2−ノルボルネン、5−(5−ヘキセニル)−2−ノルボルネン、5−(1−メチル−4−ペンテニル)−2−ノルボルネン、5−(2,3−ジメチル−3−ブテニル)−2−ノルボルネン、5−(2−エチル−3−ブテニル)−2−ノルボルネン、5−(3,4−ジメチル−4−ペンテニル)−2−ノルボルネン、5−(7−オクテニル)−2−ノルボルネン、5−(2−メチル−6−ヘプテニル)−2−ノルボルネン、5−(1,2−ジメチル−5−ヘキセニル)−2−ノルボルネン、5−(5−エチル−5−ヘキセニル)−2−ノルボルネン、5−(1,2,3−トリメチル−4−ペンテニル)−2−ノルボルネンなど、アルキニル基を有するものとしては、5−エチニル−2−ノルボルネンなど、アルコキシシリル基を有するものとしては、ジメチルビス((5−ノルボルネン−2−イル)メトキシ))シランなど、シリル基を有するものとしては、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ジメチルビス((2−(5−ノルボルネン−2−イル)エチル)トリシロキサンなど、アリール基を有するものとしては、5−フェニルー2−ノルボルネン、5−ナフチル−2−ノルボルネン、5−ペンタフルオロフェニル−2−ノルボルネンなど、アラルキル基を有するものとしては、5−ベンジル−2−ノルボルネン、5−フェネチル−2−ノルボルネン、5−ペンタフルオロフェニルメタン−2−ノルボルネン、5−(2−ペンタフルオロフェニルエチル)−2−ノルボルネン、5−(3−ペンタフルオロフェニルプロピル)−2−ノルボルネンなど、アルコキシシリル基を有するものとしては、5−トリメトキシシリル−2−ノルボルネン、5−トリエトキシシリル−2−ノルボルネン、5−(2−トリメトキシシリルエチル)−2−ノルボルネン、5−(2−トリエトキシシリルエチル)−2−ノルボルネン、5−(3−トリメトキシプロピル)−2−ノルボルネン、5−(4−トリメトキシブチル)−2−ノルボルネン、5ートリメチルシリルメチルエーテル−2−ノルボルネンなど、ヒドロキシル基、エーテル基、エステル基、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有するものとしては、5−ノルボルネン−2−メタノール、及びこのアルキルエーテル、酢酸5−ノルボルネン−2−メチルエステル、プロピオン酸5−ノルボルネン−2−メチルエステル、酪酸5−ノルボルネン−2−メチルエステル、吉草酸5−ノルボルネン−2−メチルエステル、カプロン酸5−ノルボルネン−2−メチルエステル、カプリル酸5−ノルボルネン−2−メチルエステル、カプリン酸5−ノルボルネン−2−メチルエステル、ラウリン酸5−ノルボルネン−2−メチルエステル、ステアリン酸5−ノルボルネン−2−メチルエステル、オレイン酸5−ノルボルネン−2−メチルエステル、リノレン酸5−ノルボルネン−2−メチルエステル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸、5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチルエステル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸エチルエステル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸t−ブチルエステル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸i−ブチルエステル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸トリメチルシリルエステル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸トリエチルシリルエステル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸イソボニルエステル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−ヒドロキシエチルエステル、5−ノルボルネン−2−メチル−2−カルボン酸メチルエステル、ケイ皮酸5−ノルボルネン−2−メチルエステル、5−ノルボルネン−2−メチルエチルカルボネート、5−ノルボルネン−2−メチルn−ブチルカルボネート、5−ノルボルネン−2−メチルt−ブチルカルボネート、5−メトキシ−2−ノルボルネン、(メタ)アクリル酸5−ノルボルネン−2−メチルエステル、(メタ)アクリル酸5−ノルボルネン−2−エチルエステル、(メタ)アクリル酸5−ノルボルネン−2−n−ブチルエステル、(メタ)アクリル酸5−ノルボルネン−2−n―プロピルエステル、(メタ)アクリル酸5−ノルボルネン−2−i−ブチルエステル、(メタ)アクリル酸5−ノルボルネン−2−i−プロピルエステル、(メタ)アクリル酸5−ノルボルネン−2−ヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸5−ノルボルネン−2−オクチルエステル、(メタ)アクリル酸5−ノルボルネン−2−デシルエステルなど、エポキシ基を有するものとしては、5−[(2,3−エポキシプロポキシ)メチル]−2−ノルボルネンなど、またテトラシクロ環から成るものとして、8,9−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−エチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック−3−エン、8−メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.01,6]ドデック−3−エン、8−エチリデンテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,12]ドデック−3−エン、8−エチリデンテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,101,6]ドデック−3−エン。しかし本発明は何らこれらに限定されるものではない。 Among the monomers for obtaining a cyclic olefin resin having an acidic group used in the present invention, specific examples of the monomers other than those described above include the following. As those having an alkyl group, 5-methyl-2-norbornene, 5-ethyl-2-norbornene, 5-propyl-2-norbornene, 5-butyl-2-norbornene, 5-pentyl-2-norbornene, 5-hexyl As those having an alkenyl group, such as 2-norbornene, 5-heptyl-2-norbornene, 5-octyl-2-norbornene, 5-nonyl-2-norbornene, 5-decyl-2-norbornene, 5-allyl- 2-norbornene, 5-methylidene-2-norbornene, 5-ethylidene-2-norbornene, 5-isopropylidene-2-norbornene, 5- (2-propenyl) -2-norbornene, 5- (3-butenyl) -2 -Norbornene, 5- (1-methyl-2-propenyl) -2-norbornene, 5- (4-pen Nyl) -2-norbornene, 5- (1-methyl-3-butenyl) -2-norbornene, 5- (5-hexenyl) -2-norbornene, 5- (1-methyl-4-pentenyl) -2-norbornene 5- (2,3-dimethyl-3-butenyl) -2-norbornene, 5- (2-ethyl-3-butenyl) -2-norbornene, 5- (3,4-dimethyl-4-pentenyl) -2 -Norbornene, 5- (7-octenyl) -2-norbornene, 5- (2-methyl-6-heptenyl) -2-norbornene, 5- (1,2-dimethyl-5-hexenyl) -2-norbornene, 5 Examples of those having an alkynyl group such as-(5-ethyl-5-hexenyl) -2-norbornene and 5- (1,2,3-trimethyl-4-pentenyl) -2-norbornene include 5- Nyl-2-norbornene and the like having an alkoxysilyl group include dimethylbis ((5-norbornen-2-yl) methoxy)) silane and the like having a silyl group such as 1,1,3,3, Examples of those having an aryl group such as 5,5-hexamethyl-1,5-dimethylbis ((2- (5-norbornen-2-yl) ethyl) trisiloxane) include 5-phenyl-2-norbornene, 5-naphthyl- Examples of those having an aralkyl group such as 2-norbornene and 5-pentafluorophenyl-2-norbornene include 5-benzyl-2-norbornene, 5-phenethyl-2-norbornene, 5-pentafluorophenylmethane-2-norbornene, 5- (2-Pentafluorophenylethyl) -2-norbornene, 5- (3-Pentafluoro (Rhophenylpropyl) -2-norbornene and the like having an alkoxysilyl group include 5-trimethoxysilyl-2-norbornene, 5-triethoxysilyl-2-norbornene, 5- (2-trimethoxysilylethyl)- 2-norbornene, 5- (2-triethoxysilylethyl) -2-norbornene, 5- (3-trimethoxypropyl) -2-norbornene, 5- (4-trimethoxybutyl) -2-norbornene, 5-trimethylsilyl Examples of those having a hydroxyl group, an ether group, an ester group, an acryloyl group or a methacryloyl group, such as methyl ether-2-norbornene, include 5-norbornene-2-methanol and this alkyl ether, acetic acid 5-norbornene-2-methyl ester , Propionic acid 5-norbornene 2-methyl ester, butyric acid 5-norbornene-2-methyl ester, valeric acid 5-norbornene-2-methyl ester, caproic acid 5-norbornene-2-methyl ester, caprylic acid 5-norbornene-2-methyl ester, caprin Acid 5-norbornene-2-methyl ester, lauric acid 5-norbornene-2-methyl ester, stearic acid 5-norbornene-2-methyl ester, oleic acid 5-norbornene-2-methyl ester, linolenic acid 5-norbornene-2 -Methyl ester, 5-norbornene-2-carboxylic acid, 5-norbornene-2-carboxylic acid methyl ester, 5-norbornene-2-carboxylic acid ethyl ester, 5-norbornene-2-carboxylic acid t-butyl ester, 5- Norbornene-2-carboxylic acid i- Cylester, 5-norbornene-2-carboxylic acid trimethylsilyl ester, 5-norbornene-2-carboxylic acid triethylsilyl ester, 5-norbornene-2-carboxylic acid isobornyl ester, 5-norbornene-2-carboxylic acid 2-hydroxyethyl ester 5-norbornene-2-methyl-2-carboxylic acid methyl ester, cinnamic acid 5-norbornene-2-methyl ester, 5-norbornene-2-methylethyl carbonate, 5-norbornene-2-methyl n-butyl carbonate Nate, 5-norbornene-2-methyl t-butyl carbonate, 5-methoxy-2-norbornene, (meth) acrylic acid 5-norbornene-2-methyl ester, (meth) acrylic acid 5-norbornene-2-ethyl ester , (Meth) acrylic acid 5 -Norbornene-2-n-butyl ester, (meth) acrylic acid 5-norbornene-2-n-propyl ester, (meth) acrylic acid 5-norbornene-2-i-butyl ester, (meth) acrylic acid 5-norbornene -2-i-propyl ester, (meth) acrylic acid 5-norbornene-2-hexyl ester, (meth) acrylic acid 5-norbornene-2-octyl ester, (meth) acrylic acid 5-norbornene-2-decyl ester, etc. As those having an epoxy group, 5-[(2,3-epoxypropoxy) methyl] -2-norbornene and the like, and those comprising a tetracyclo ring as 8,9-tetracyclo [4.4.0.1 2 , 5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-ethyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 0 1,6 ] dodec-3-ene, 8-ethylidenetetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,12] Dodekku-3-ene, 8-ethylidene tetracyclo [4.4.0.1 2, 5. 1 7,10 0 1,6 ] Dodec-3-ene. However, the present invention is not limited to these.

上述重合系の適当な重合溶媒としては炭化水素や芳香族溶媒が含まれる。炭化水素溶媒の例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、やシクロヘキサンなどであるがこれに限定されない。芳香族溶媒の例としては、ベンゼン、トルエン、キシレンやメシチレンなどであるがこれに限定されない。ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチルアセテート、エステル、ラクトン、ケトン、アミドも使用できる。これら溶剤を単独や混合しても重合溶媒として使用できる。   Suitable polymerization solvents for the above-described polymerization system include hydrocarbons and aromatic solvents. Examples of the hydrocarbon solvent include pentane, hexane, heptane, and cyclohexane, but are not limited thereto. Examples of the aromatic solvent include, but are not limited to, benzene, toluene, xylene and mesitylene. Diethyl ether, tetrahydrofuran, ethyl acetate, ester, lactone, ketone, amide can also be used. These solvents can be used alone or as a polymerization solvent.

本発明の環状オレフィン系樹脂の分子量は、開始剤とモノマーの比を変えたり、重合時間を変えたりすることにより制御することができる。上記の配位重合用が用いられる場合、米国特許No.6,136,499に開示されるように、分子量を連鎖移動触媒を使用することにより制御することができる。この発明においては、エチレン、プロピレン、1−ヘキサン、1−デセン、4−メチル−1−ペンテン、などα―オレフィンが分子量制御するのに適当である。   The molecular weight of the cyclic olefin resin of the present invention can be controlled by changing the ratio of the initiator and the monomer or changing the polymerization time. When the above-mentioned coordination polymerization is used, US Pat. As disclosed in US Pat. No. 6,136,499, the molecular weight can be controlled by using a chain transfer catalyst. In this invention, α-olefins such as ethylene, propylene, 1-hexane, 1-decene, 4-methyl-1-pentene are suitable for controlling the molecular weight.

本発明において重量平均分子量は5,000〜500,000、好ましくは7,000〜200,000さらに好ましくは8,000〜100,000である。重量平均分子量は標準ポリノルボルネンを用いて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定することができる。(ASTMDS3536−91準拠)   In the present invention, the weight average molecular weight is 5,000 to 500,000, preferably 7,000 to 200,000, more preferably 8,000 to 100,000. The weight average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC) using standard polynorbornene. (Conforms to ASTM D3536-91)

本発明で用いる光酸発生剤(B)は、活性光線の照射によって、ブレンステッド酸あるいはルイス酸を生成する物質であって、例えばオニウム塩、ハロゲン化有機化合物、キノンジアジド化合物、α,α−ビス(スルホニル)ジアゾメタン系化合物、α−カルボニル−α−スルホニル−ジアゾメタン系化合物、スルホン化合物、有機酸エステル化合物、有機酸アミド化合物、有機酸イミド化合物等が挙げられる。本発明では、キノンジアジド化合物を用いることが好ましい。 The photoacid generator (B) used in the present invention is a substance that generates Bronsted acid or Lewis acid upon irradiation with actinic rays, and includes, for example, onium salts, halogenated organic compounds, quinonediazide compounds, α, α-bis. Examples include (sulfonyl) diazomethane compounds, α-carbonyl-α-sulfonyl-diazomethane compounds, sulfone compounds, organic acid ester compounds, organic acid amide compounds, and organic acid imide compounds. In the present invention, it is preferable to use a quinonediazide compound.

本発明で用いる光酸発生剤(B)の好ましい具体例として、1,2−ベンゾキノンジアジド或いは1,2−ナフトキノンジアジド構造を有する化合物を挙げることができる。これらは米国特許明細書第2772975号、第2797213号、第3669658号により公知の物質である。これらのうち、特に小さい露光量で高い溶解性のコントラストを得るために、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸或いは1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸とフェノール化合物とのエステル化合物が好ましい。これらの光酸発生剤は、放射線照射による露光時の光反応でカルボキシル基を生成し、露光部のアルカリ現像液に対する溶解性を増加させるポジ型の光酸発生剤として機能する。   Preferable specific examples of the photoacid generator (B) used in the present invention include compounds having a 1,2-benzoquinonediazide or 1,2-naphthoquinonediazide structure. These are known substances from U.S. Pat. Nos. 2,729,975, 2,797,213 and 3,669,658. Of these, 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid or 1,2-naphthoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid and phenol are used to obtain a high solubility contrast at a particularly small exposure amount. Ester compounds with compounds are preferred. These photoacid generators function as positive photoacid generators that generate a carboxyl group by a photoreaction during exposure by radiation irradiation and increase the solubility of an exposed portion in an alkaline developer.

本発明で用いる光酸発生剤(B)の含有量は、前記アルカリ可溶性の環状オレフィン系樹脂(A)100重量部に対し、1〜50重量部が好ましく、よりこのましくは5〜30重量部が望ましい。配合量が、1重量部未満だと樹脂組成物の露光、現像特性が不良となり、逆に50重量部を超えると感度が大幅に低下するため好ましくない。   The content of the photoacid generator (B) used in the present invention is preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkali-soluble cyclic olefin resin (A). Part is desirable. If the blending amount is less than 1 part by weight, the exposure and development characteristics of the resin composition will be poor.

本発明で用いられる、130℃以上の温度で酸性基を有する環状オレフィン系樹脂(A)の酸性基と結合しうる反応基を有する化合物(C)の具体例について述べる。化合物(C)に含まれる、酸性基と結合しうる反応基の具体例として、グリシジル基、エポキシシクロヘキシル基などのエポキシ基、2−オキサゾリン−2−イル基などのオキサゾリン基、N−ヒドロキシメチルアミノカルボニル基などのメチロール基、N−メトキシメチルアミノカルボニル基などのアルコキシメチル基等を挙げることができる。
化合物(C)としては、例えば、フェニルグリシジルエーテル、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、ポリメチル(グリシジロキシプロピル)シロキサン等のエポキシ基含有シリコーン、2−メチル−2−オキサゾリン、2−エチル−2−オキサゾリン、1,3−ビス(2−オキサゾリン−2−イル)ベンゼン、1,4−ビス(2−オキサゾリン−2−イル)ベンゼン、2,2‘−ビス(2−オキサゾリン)、2,6−ビス(4−イソプロピル−2−オキサゾリン−2−イル)ピリジン、2,6−ビス(4−フェニル−2−オキサゾリン−2−イル)ピリジン、2,2‘−イソプロピリデンビス(4−フェニル−2−オキサゾリン)、(S,S)−(−)−2,2‘−イソプロピリデンビス(4−tert−ブチル−2−オキサゾリン)、ポリ(2−プロペニル−2−オキサゾリン)などのオキサゾリン環含有ポリマー、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、フルフリルアルコール、ベンジルアルコール、サリチルアルコール、1,2−ベンゼンジメタノール、1,3−ベンゼンジメタノール、1,4−ベンゼンジメタノール、レゾール型フェノール樹脂などを挙げることができるが、本発明は何らこれらに限定されない。これらは単独でも、2種以上を混合して使用してもよい。
Specific examples of the compound (C) having a reactive group capable of binding to the acidic group of the cyclic olefin resin (A) having an acidic group at a temperature of 130 ° C. or higher used in the present invention are described. Specific examples of the reactive group capable of binding to an acidic group contained in the compound (C) include an epoxy group such as a glycidyl group and an epoxycyclohexyl group, an oxazoline group such as a 2-oxazolin-2-yl group, and N-hydroxymethylamino. Examples thereof include a methylol group such as a carbonyl group, and an alkoxymethyl group such as an N-methoxymethylaminocarbonyl group.
Examples of the compound (C) include phenyl glycidyl ether, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, glycidyloxypropyltrimethoxysilane, polymethyl (glycidyloxy) Epoxy group-containing silicone such as propyl) siloxane, 2-methyl-2-oxazoline, 2-ethyl-2-oxazoline, 1,3-bis (2-oxazolin-2-yl) benzene, 1,4-bis (2- Oxazolin-2-yl) benzene, 2,2′-bis (2-oxazoline), 2,6-bis (4-isopropyl-2-oxazolin-2-yl) pyridine, 2,6-bis (4-phenyl-) 2-Oxazolin-2-yl) pyridine, 2, 2'-isopropylidenebis (4-phenyl-2-oxazoline), (S, S)-(-)-2,2'-isopropylidenebis (4-tert-butyl-2-oxazoline), poly (2- Oxazoline ring-containing polymers such as propenyl-2-oxazoline), N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, furfuryl alcohol, benzyl alcohol, salicyl alcohol, 1,2-benzenedimethanol, 1,3-benzenedimethanol, Examples include 1,4-benzenedimethanol and resol type phenol resin, but the present invention is not limited thereto. These may be used alone or in admixture of two or more.

化合物(C)の含有量は、前記酸性基を有する環状オレフィン系樹脂(A)100重量部に対し、1〜100重量部が好ましく、より好ましくは、5〜50重量部である。配合量が、1重量部未満だと樹脂組成物の硬化後の物性が不良となり、逆に100重量部を超えるとパターン形成能が大幅に低下するため好ましくない。 As for content of a compound (C), 1-100 weight part is preferable with respect to 100 weight part of cyclic olefin resin (A) which has the said acidic group, More preferably, it is 5-50 weight part. If the blending amount is less than 1 part by weight, the physical properties after curing of the resin composition will be poor.

本発明における樹脂組成物には、感度などの特性向上を目的として、必要によりフェノール樹脂、レベリング剤、酸化防止剤,難燃剤,可塑剤、シランカップリング剤、硬化促進剤等の添加剤を適宜添加することができる。   In the resin composition of the present invention, additives such as a phenol resin, a leveling agent, an antioxidant, a flame retardant, a plasticizer, a silane coupling agent, and a curing accelerator are appropriately added for the purpose of improving characteristics such as sensitivity. Can be added.

本発明においてはこれらの成分を溶剤に溶解し、ワニス状にして使用する。溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、メチル−1,3−ブチレングリコールアセテート、1,3−ブチレングリコール−3−モノメチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても良い。
これらの中では、高い溶解性と揮散により後硬化時に除去しやすい点より、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノンの使用が好ましい。
In the present invention, these components are dissolved in a solvent and used in the form of a varnish. Solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol Monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, tetrahydrofuran, methyl-1,3-butylene glycol acetate, 1,3-butylene glycol-3-monomethyl ether, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl -3-methoxypropionate and the like, and these may be used alone or in combination. Good.
Among these, use of propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, γ-butyrolactone, and cyclohexanone is preferable from the viewpoint of high solubility and easy removal during post-curing due to volatilization.

本発明の樹脂組成物の使用方法としては、まず該組成物を適当な支持体、例えば、シリコンウェハ、セラミック、アルミ基板、ガラス基板、フィルム基板等に塗布する。塗布方法としては、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング、スリットコーターによるスピンレス塗布、これらの塗布法を複数組み合わせた方式等がある。次に、90〜130℃で約1〜30分間プリベークして塗膜を乾燥後、所望のパターン形状に活性エネルギー線を照射する。活性エネルギー線は、電磁波や放射線若しくはその中間的な性質を持つエネルギー線を総称し、例えば、X線、電子線、紫外線、可視光線、電離放射線等が使用できるが、200〜700nmの波長のものが好ましい。   In order to use the resin composition of the present invention, first, the composition is applied to a suitable support such as a silicon wafer, ceramic, aluminum substrate, glass substrate, film substrate and the like. Examples of the coating method include spin coating using a spinner, spray coating using a spray coater, dipping, printing, roll coating, spinless coating using a slit coater, and a combination of these coating methods. Next, after prebaking at 90 to 130 ° C. for about 1 to 30 minutes to dry the coating film, an active energy ray is irradiated to a desired pattern shape. The active energy ray is a general term for electromagnetic waves, radiation, or energy rays having an intermediate property thereof. For example, X-rays, electron beams, ultraviolet rays, visible rays, ionizing radiations and the like can be used, but those having a wavelength of 200 to 700 nm. Is preferred.

次に照射部を現像液で溶解除去することによりレリーフパターンを得る。現像液としては、特に限定されないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、水酸化テトラメチルアンモニウムやエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリ類の水溶液、及びこれにメタノール、エタノールのごときアルコール類等の水溶性有機溶剤や界面活性剤を適当量添加した水溶液を好適に使用することができる。現像方法としては、スプレー、パドル、浸漬、超音波等の方式が可能である。次に、現像によって形成したレリーフパターンをリンスする。リンス液としては、たとえば水やアルコールを使用することができる。リンス後、樹脂パターン全体に対し後露光を行うことが望ましい。後露光は、現像後の樹脂層全面にパターン露光時に使用した露光機やUVコンベア等で露光を行うことができる。この後露光工程により光酸発生剤(B)中の未反応の感光基がカルボキシル基に変換されると、光の吸収を抑えることができ、透明性に優れた樹脂層を得ることができる。   Next, a relief pattern is obtained by dissolving and removing the irradiated portion with a developer. The developer is not particularly limited, but includes inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate and aqueous ammonia, aqueous solutions of organic alkalis such as tetramethylammonium hydroxide, ethylamine, triethylamine and triethanolamine, An aqueous solution to which an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as alcohols such as methanol and ethanol and a surfactant are added can be preferably used. As a developing method, methods such as spraying, paddle, dipping, and ultrasonic waves are possible. Next, the relief pattern formed by development is rinsed. As the rinsing liquid, for example, water or alcohol can be used. It is desirable to perform post-exposure on the entire resin pattern after rinsing. In the post-exposure, the entire surface of the resin layer after development can be exposed with an exposure machine, a UV conveyor, or the like used for pattern exposure. When the unreacted photosensitive group in the photoacid generator (B) is converted into a carboxyl group by this post-exposure step, light absorption can be suppressed and a resin layer excellent in transparency can be obtained.

後露光の後に加熱硬化することにより樹脂層を完成させる。即ち、加熱によって樹脂中に存在し、光加工時にアルカリ可溶性の発現に寄与していた酸性基、後露光によって樹脂層中に存在する光酸発生剤より生成したカルボキシル基を、酸性基と反応可能な官能基を有する化合物中の該官能基と反応させることによって消失させ、加工後の樹脂層の誘電率や耐湿信頼性等の信頼性に酸性基由来の悪影響が残るのを防止するのとともに、樹脂中に強固な架橋構造を形成し、熱硬化後の樹脂の特性を向上させることが、本発明の特徴である。熱硬化温度は、最高200℃〜250℃で加熱処理を行い、現像液やリンス液を除去し、さらに上記反応が完了し耐熱性に富む最終パターンを得る。   The resin layer is completed by heat-curing after post-exposure. In other words, acidic groups that existed in the resin by heating and contributed to the expression of alkali solubility during photoprocessing, and carboxyl groups generated from the photoacid generator present in the resin layer by post-exposure can react with the acidic groups. It disappears by reacting with the functional group in a compound having a functional group, and prevents adverse effects derived from acidic groups from remaining in the reliability such as the dielectric constant and moisture resistance reliability of the processed resin layer, It is a feature of the present invention to form a strong cross-linked structure in the resin and improve the properties of the resin after thermosetting. Heat treatment is performed at a maximum temperature of 200 ° C. to 250 ° C. to remove the developer and the rinse solution, and the reaction is completed to obtain a final pattern rich in heat resistance.

以下実施例を用いて本発明を更に説明する。
(実施例1)
《合成例1》
*ポリマーの合成
1,1−ビストリフルオロメチル−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)エチルアルコール/5−ノルボルネン−2−カルボン酸=75/25コポリマーの共重合体(A−1)の例を挙げる。
すべてのガラス機器は60℃で0.1Torr下で18時間乾燥した。その後ガラス機器は内部の酸素濃度と湿度がそれぞれ1%以内に抑えられたグローブボックス内に移され、グローブボックスに備え付けられた。酢酸エチル(1000g)、シクロヘキサン(1000g)、1,1−ビストリフルオロメチル−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)エチルアルコール(65.9g、0.240mol)と5−ノルボルネン−2−カルボン酸トリメチルシリルエステル(43.3g、0.240mol)が反応フラスコに加えられた。反応フラスコはグローボックスから取り出し、乾燥窒素ガスを導入した。反応中間体は30分間溶液中に窒素ガスを通して脱気した。グローブボックス中でパラジウム触媒すなわち(アリル)パラジウム(トリシクロヘキシルホスフィン)トリフルオロアセテート0.058g(0.077mmol)が塩化メチレン16mlに溶解されて、25mlのシリンジに入れ、グローボックスから取り出し、リチウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート0.340gがトルエン1000gに溶解された助触媒溶液と共に反応フラスコに加えられた。さらに1−ヘキセン(25.9g、0.308mol)を添加し20℃にて5時間攪拌して反応を終了した。次にポリマーをメタノールに投入、沈殿物を濾集し水で充分洗浄した後、真空下で乾燥した。乾燥後77.5g(収率71%)のポリマーを回収した。得られたポリマーの分子量はGPCによりMw=52,200 Mn=26,100、単分散性=2.00であった。TgはDMAによると180℃であった。ポリマー組成は1H−NMRから1,1−ビストリフルオロメチル−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)エチルアルコールが73モル%、5−ノルボルネン−2−カルボン酸が27モル%であった。また、この樹脂の酸性基は、ポリマー1gあたり0.0042モルであった。
The present invention will be further described below using examples.
Example 1
<< Synthesis Example 1 >>
* Synthesis of polymer 1,1-bistrifluoromethyl-2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) ethyl alcohol / 5-norbornene-2-carboxylic acid = 75/25 copolymer The example of a copolymer (A-1) is given.
All glass equipment was dried at 60 ° C. under 0.1 Torr for 18 hours. After that, the glass device was moved into a glove box in which the internal oxygen concentration and humidity were kept within 1%, respectively, and installed in the glove box. Ethyl acetate (1000 g), cyclohexane (1000 g), 1,1-bistrifluoromethyl-2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) ethyl alcohol (65.9 g, 0.240 mol) ) And 5-norbornene-2-carboxylic acid trimethylsilyl ester (43.3 g, 0.240 mol) were added to the reaction flask. The reaction flask was removed from the glow box and dry nitrogen gas was introduced. The reaction intermediate was degassed by passing nitrogen gas through the solution for 30 minutes. Palladium catalyst, ie (allyl) palladium (tricyclohexylphosphine) trifluoroacetate 0.058 g (0.077 mmol) was dissolved in 16 ml of methylene chloride in a glove box, placed in a 25 ml syringe, removed from the glow box, and lithium tetrakis ( Pentafluorophenyl) borate (0.340 g) was added to the reaction flask along with a cocatalyst solution dissolved in 1000 g of toluene. Further, 1-hexene (25.9 g, 0.308 mol) was added and stirred at 20 ° C. for 5 hours to complete the reaction. Next, the polymer was put into methanol, and the precipitate was collected by filtration, washed thoroughly with water, and then dried under vacuum. After drying, 77.5 g (yield 71%) of polymer was recovered. The molecular weight of the obtained polymer was Mw = 52,200 Mn = 26,100 and monodispersity = 2.00 by GPC. Tg was 180 ° C. according to DMA. From 1 H-NMR, the polymer composition was 73 mol% of 1,1-bistrifluoromethyl-2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) ethyl alcohol, 5-norbornene-2- The carboxylic acid was 27 mol%. Moreover, the acidic group of this resin was 0.0042 mol per 1 g of polymer.

《合成例2》
*ポリマーの合成
1,1−ビストリフルオロメチル−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)エチルアルコール/5−ノルボルネン−2−カルボン酸=50/50コポリマーの開環メタセシス共重合体(A−2)の例を挙げる。
すべてのガラス機器は60℃で0.1Torr下で18時間乾燥した。その後ガラス機器は内部の酸素濃度と湿度がそれぞれ1%以内に抑えられたグローブボックス内に移され、グローブボックスに備え付けられた。トルエン(917g)、シクロヘキサン(917g)、1,1−ビストリフルオロメチル−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)エチルアルコール(151g、0.55mol)とノルボルネンカルボン酸トリメチルエステル(99.1g、0.55mol)、1−ヘキセン(368g、2.2mol)が反応フラスコに加えられた。反応フラスコはグローボックスから取り出し、乾燥窒素ガスを導入した。反応中間体は30分間溶液中に窒素ガスを通して脱気した。グローブボックス中で五塩化タングステンのt−ブチルアルコール/メタノール(モル比0.35/0.3)溶液(0.05モル/l)を調製し、この3.78gをトリエチルアルミニウム0.011gがトルエン25gに溶解された助触媒溶液0.634gと共に反応フラスコに加えられた。20℃にて5時間攪拌して反応を終了した。
次にこの溶液をオートクレーブに入れ、RuHCl(CO)[P(C553340.02gを加え、内圧が100kg/cm2になるまで水素を導入し、165℃で3時間加熱攪拌を行った。加熱終了後室温まで放冷し、反応物をメタノール(975mmol)に加え18時間攪拌した。攪拌を止めると水層と溶媒層に分離した。水層を分離した後、1lの蒸留水を加え、20分間攪拌した。水層が分離するので取り除いた。1lの蒸留水で3回洗浄を行った。その後ポリマーをメタノールに投入、沈殿物を濾集し水で充分洗浄した後、真空下で乾燥した。乾燥後320g(収率85%)のポリマーを回収した。得られたポリマーの分子量はGPCによりMw=16,000 Mn=8,400、単分散性=1.9であった。TgはDMAによると130℃であった。ポリマー組成は1H−NMRから1,1−ビストリフルオロメチル−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−5−イル)エチルアルコールが48モル%、5−ノルボルネン−2−カルボン酸が52モル%であった。また、この樹脂の酸性基は、ポリマー1gあたり0.0049モルであった。
<< Synthesis Example 2 >>
* Synthesis of polymer 1,1-bistrifluoromethyl-2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) ethyl alcohol / 5-norbornene-2-carboxylic acid = 50/50 copolymer Examples of the ring-opening metathesis copolymer (A-2) will be given.
All glass equipment was dried at 60 ° C. under 0.1 Torr for 18 hours. After that, the glass device was moved into a glove box in which the internal oxygen concentration and humidity were kept within 1%, respectively, and installed in the glove box. Toluene (917 g), cyclohexane (917 g), 1,1-bistrifluoromethyl-2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) ethyl alcohol (151 g, 0.55 mol) and norbornene Carboxylic acid trimethyl ester (99.1 g, 0.55 mol), 1-hexene (368 g, 2.2 mol) were added to the reaction flask. The reaction flask was removed from the glow box and dry nitrogen gas was introduced. The reaction intermediate was degassed by passing nitrogen gas through the solution for 30 minutes. In a glove box, a solution of tungsten pentachloride in t-butyl alcohol / methanol (molar ratio 0.35 / 0.3) (0.05 mol / l) was prepared. Added to the reaction flask along with 0.634 g of cocatalyst solution dissolved in 25 g. The reaction was terminated by stirring at 20 ° C. for 5 hours.
Next, this solution is put in an autoclave, 40.02 g of RuHCl (CO) [P (C 5 H 5 ) 3 ] 3 is added, hydrogen is introduced until the internal pressure becomes 100 kg / cm 2 , and the mixture is heated at 165 ° C. for 3 hours. Stirring was performed. After heating, the mixture was allowed to cool to room temperature, and the reaction product was added to methanol (975 mmol) and stirred for 18 hours. When the stirring was stopped, the aqueous layer and the solvent layer were separated. After separating the aqueous layer, 1 l of distilled water was added and stirred for 20 minutes. The aqueous layer separated and was removed. Washing was carried out 3 times with 1 l of distilled water. Thereafter, the polymer was put into methanol, and the precipitate was collected by filtration, washed thoroughly with water, and then dried under vacuum. After drying, 320 g (yield 85%) of polymer was recovered. The molecular weight of the obtained polymer was Mw = 16,000 Mn = 8,400 and monodispersity = 1.9 by GPC. Tg was 130 ° C. according to DMA. From 1 H-NMR, the polymer composition was 48 mol% of 1,1-bistrifluoromethyl-2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-en-5-yl) ethyl alcohol, 5-norbornene-2- The carboxylic acid was 52 mol%. Moreover, the acidic group of this resin was 0.0049 mol per 1 g of polymer.

(実施例1)
得られた樹脂(A−1)5g、プロピレングリコールモノエチルエーテル15g、ビスフェノールAタイプポリオール型エポキシ樹脂(YD−716、東都化成(株)製)0.8g
及びトリス(4−ヒドロキシフェニル)メタンの1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸エステル0.5gを混合し、均一な感光性樹脂組成物(1)を得た。
半導体回路形成領域に144個の半導体回路と、各半導体回路ごとに54個のデバイス
端子と、これらのデバイス端子以外の回路側表面に保護膜が設けられた直径6インチシリコンウエハーの表面全面に絶縁層としてポジ型感光性ポリベンゾオキサゾール(製品名CRC-8320:住友ベークライト社製)をスピンコーターで塗布、ホットプレートで120℃4分にてプリベークし厚さ7μmの塗膜を得た。絶縁層表面にデバイス端子部分を開口するような所望のマスクを用い露光(g線ステッパー:ニコン製NSR1505G3A 500mJ/cm2)、現像(現像液:東京応化製NMD-3:TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)2.38% 20secパドル×2回)、リンス(純水)したのち窒素雰囲気中で150℃30分+320℃30分硬化した。更にその上に接合端子用突起を形成する為に、直径6インチシリコンウエハーの表面全面に絶縁層として上記で得られた感光性樹脂組成物(1)をスピンコーターで塗布、ホットプレートで130℃4分にてプリベークし厚さ30μmの塗膜を得た。絶縁層表面に所望のマスクを用い露光(I線ステッパー:ニコン製NSR2244i 1000mJ/cm2)、現像(現像液:2.38% 水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液)、リンス(イソプロピルアルコール)して絶縁層をエッチングして各々の半導体回路に必要とされる接合端子用の突起部を得、デバイス端子上の絶縁体層も除去してデバイス端子を露出させた。その後、窒素雰囲気中で160℃30分硬化した。
Example 1
5 g of the obtained resin (A-1), 15 g of propylene glycol monoethyl ether, 0.8 g of bisphenol A type polyol type epoxy resin (YD-716, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.)
And 0.5 g of 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid ester of tris (4-hydroxyphenyl) methane was mixed to obtain a uniform photosensitive resin composition (1).
Insulating over the entire surface of a 6-inch diameter silicon wafer having 144 semiconductor circuits in the semiconductor circuit formation region, 54 device terminals for each semiconductor circuit, and a protective film provided on the circuit side surface other than these device terminals As a layer, positive photosensitive polybenzoxazole (product name CRC-8320: manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) was applied with a spin coater and pre-baked at 120 ° C. for 4 minutes with a hot plate to obtain a 7 μm thick coating film. Exposure (g-line stepper: NSR1505G3A 500mJ / cm 2 ) from Nikon, development (developer: NMD-3: TMAH (tetramethylammonium hydroxy) manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) D) 2.38% 20 sec paddle x 2), rinsed (pure water), and then cured in a nitrogen atmosphere at 150 ° C for 30 minutes + 320 ° C for 30 minutes. Further, in order to form projections for joining terminals thereon, the photosensitive resin composition (1) obtained above as an insulating layer was applied to the entire surface of a 6-inch diameter silicon wafer with a spin coater, and at 130 ° C. with a hot plate. Pre-baking was performed in 4 minutes to obtain a coating film having a thickness of 30 μm. Exposure (I-line stepper: Nikon NSR2244i 1000mJ / cm 2 ), development (developer: 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution), rinse (isopropyl alcohol) and insulation layer using the desired mask on the insulating layer surface Was etched to obtain a protrusion for a junction terminal required for each semiconductor circuit, and the insulator layer on the device terminal was also removed to expose the device terminal. Thereafter, it was cured at 160 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere.

次にRFスパッタ装置(神港精機社製)を用いてシリコンウエハーに設けられた絶縁層表面に金属層を形成した。なお金属の種類は中間層として厚さ300Åのクロム層を用い、シード層として厚さ1000Åの銅層を用いた。成膜条件としては、スパッタリング法により、到達真圧力5×10-4Pa、スパッタ圧力6.7×10-1Pa、Ar流量20SCCMを採用した。
次に、電解銅めっき法により厚さ15μmの銅層を設け、これをベース層とした。この際、めっき液組成は銅28g/l、硫酸200g/l、塩素イオン70mg/l、添加剤(ミクロファブCu‘‘B”EEJA(日本エレクトロプレティング・エンジニヤース)製)25ml/lとした。まためっき条件はめっき温度を28℃、電流密度3A/dm2とした。
Next, a metal layer was formed on the surface of the insulating layer provided on the silicon wafer using an RF sputtering apparatus (manufactured by Shinko Seiki Co., Ltd.). In addition, the kind of metal used the chromium layer of thickness 300mm as an intermediate | middle layer, and used the copper layer 1000mm thick as a seed layer. As film forming conditions, an ultimate true pressure of 5 × 10 −4 Pa, a sputtering pressure of 6.7 × 10 −1 Pa, and an Ar flow rate of 20 SCCM were employed by sputtering.
Next, a copper layer having a thickness of 15 μm was provided by an electrolytic copper plating method, and this was used as a base layer. At this time, the plating solution composition was 28 g / l copper, 200 g / l sulfuric acid, 70 mg / l chloride ion, and 25 ml / l additive (manufactured by Microfab Cu "B" EEJA (manufactured by Nippon Electroplating Engineers)). The plating conditions were a plating temperature of 28 ° C. and a current density of 3 A / dm 2 .

続いてこのウエハー上にポジ型フォトレジスト(東京応化工業製、PMERP−LA900PM)をスピンコーティングで膜厚が10〜15ミクロンになるように塗布した。これをオーブンで110℃/6分硬化し、得られたレジスト膜に配線用マスクを用いて露光し、その後、現像液(東京応化工業製、P−7G)を用いて現像を行なった。
次に塩化第二銅溶液で露出した金属層部分のシード層とべ一ス層をエッチングし、次いでレジストを剥離液(東京応化工業製PS)で剥離後、デスミア液(マグダミット社製)で中間層を除去し、接続端子と、接続端子とデバイス端子とを電気的に接合する配線層とを得た。
Subsequently, a positive photoresist (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., PMERP-LA900PM) was applied onto the wafer by spin coating so as to have a film thickness of 10 to 15 microns. This was cured in an oven at 110 ° C. for 6 minutes, and the resulting resist film was exposed using a wiring mask, and then developed using a developer (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., P-7G).
Next, the seed layer and base layer of the metal layer exposed with the cupric chloride solution are etched, and then the resist is stripped with a stripping solution (PS made by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), and then the intermediate layer is coated with a desmear solution (made by Magdamit) Then, a connection terminal and a wiring layer that electrically connects the connection terminal and the device terminal were obtained.

その後、絶縁層側表面全面に、該表面がシリコンウエハー面からの厚さが均一となり、かつ接続端子が埋設されるように感光性ポリベンゾオキサゾール(商品名CRC-8320 住友ベークライト社製)を塗布して封止剤層を設け、次いで露光、現像によりテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(商品名NMD-3 東京応化社製)を用いて該封止剤層をハーフエッチングして接続端子先端部を露出させた。窒素オーブンにて硬化し、その後、接続端子先端部にフラックスを塗布し、はんだボールを搭載し、リフローし、ウエハーを分割して図1のタイプのウエハーレベルチップサイズパッケージを144個得た。
その後、これらのウエハーレベルチップサイズパッケージを外部回路基板に搭載し、温度サイクル試験を行った後、導通状態および機械的接合を調べた。その結果、導通不良もなく、破断ははんだボールの母体でおきており、正常に接合されていたことがわかった。
After that, photosensitive polybenzoxazole (trade name: CRC-8320, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) is applied to the entire surface on the insulating layer side so that the thickness of the surface is uniform from the silicon wafer surface and the connection terminals are embedded. Then, a sealant layer is provided and then exposed and developed to half-etch the sealant layer using tetramethylammonium hydroxide (trade name NMD-3, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) to expose the tip of the connection terminal. It was. After curing in a nitrogen oven, flux was applied to the tip of the connection terminal, solder balls were mounted, reflowed, and the wafer was divided to obtain 144 wafer level chip size packages of the type shown in FIG.
Thereafter, these wafer level chip size packages were mounted on an external circuit board, subjected to a temperature cycle test, and then the conduction state and mechanical bonding were examined. As a result, it was found that there was no continuity failure and the fracture occurred on the base of the solder ball, and it was normally joined.

(実施例2)
得られた樹脂(A−1)5g、プロピレングリコールモノエチルエーテル15g、ビスフェノールAタイプポリオール型エポキシ樹脂(YD−716、東都化成(株)製)0.8g及
びトリス(4−ヒドロキシフェニル)メタンの1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸エステル0.5gを混合し、均一な感光性樹脂組成物(2)を得た。
この感光性樹脂組成物(2)を使用して、実施例1と同様の方法で、ウエハーレベルチップサイズパッケージを作成した。そして、これらを実施例1と同様の方法で外部回路基板に搭載し、温度サイクル試験を行った後、導通状態および機械的接合を調べた。その結果、導通不良は確認されず、破断もはんだボールの母体でおきており、正常に接合されていることが確認された。
(Example 2)
5 g of the obtained resin (A-1), 15 g of propylene glycol monoethyl ether, 0.8 g of bisphenol A type polyol type epoxy resin (YD-716, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.) and tris (4-hydroxyphenyl) methane 0.5 g of 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid ester was mixed to obtain a uniform photosensitive resin composition (2).
By using this photosensitive resin composition (2), a wafer level chip size package was prepared in the same manner as in Example 1. And these were mounted in the external circuit board by the method similar to Example 1, and after conducting the temperature cycle test, the conduction | electrical_connection state and mechanical joining were investigated. As a result, no conduction failure was confirmed, and the fracture was also caused by the base of the solder ball, and it was confirmed that the soldering was normally performed.

(比較例1)
半導体回路形成領域に144個の半導体回路と、各半導体回路ごとに54個のデバイス端子と、これらのデバイス端子以外の回路側表面に保護膜が設けられた直径6インチシリコンウエハーの表面全面に絶縁層としてネガ型感光性ポリイミド(製品名CRC-6087 住友ベークライト社製)をスピンコーターで塗布、乾燥機により80℃1時間乾燥し、40μmの塗膜を得た。絶縁層表面に所望のマスクを用い露光(g線ステッパー 1500mJ/cm2)、現像(現像液:シクロペンタノン)、リンス(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)して絶縁層をハーフエッチングして各々の半導体回路に必要とされる接合端子用の突起部を得た。
(Comparative Example 1)
Insulating over the entire surface of a 6-inch diameter silicon wafer having 144 semiconductor circuits in the semiconductor circuit formation region, 54 device terminals for each semiconductor circuit, and a protective film provided on the circuit side surface other than these device terminals As a layer, negative photosensitive polyimide (product name: CRC-6087, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) was applied with a spin coater and dried with a dryer at 80 ° C. for 1 hour to obtain a 40 μm coating film. Each semiconductor layer is half-etched by exposure (g-line stepper 1500mJ / cm 2 ), development (developer: cyclopentanone), rinsing (propylene glycol monomethyl ether acetate) using the desired mask on the surface of the insulation layer A protrusion for a junction terminal required for the circuit was obtained.

次にデバイス端子上の絶縁体層を除去するために、マスクを介して再度露光、現像し、デバイス端子上の絶縁体を上記と同様にして除去してデバイス端子を露出させた。その後、窒素雰囲気中で150℃30分+350℃60分硬化した。
次にRFスパッタ装置を用いてシリコンウエハーに設けられた絶縁層表面に金属層を形成した。なお金属の種類は中間層として厚さ300Åのクロム層を用い、シード層として厚さ1000Åの銅層を用いた。ベース層の作製、配線層の作製方法は実施例1と同様にした。
Next, in order to remove the insulator layer on the device terminal, exposure and development were performed again through a mask, and the insulator on the device terminal was removed in the same manner as described above to expose the device terminal. Thereafter, it was cured in a nitrogen atmosphere at 150 ° C. for 30 minutes + 350 ° C. for 60 minutes.
Next, a metal layer was formed on the surface of the insulating layer provided on the silicon wafer using an RF sputtering apparatus. In addition, the kind of metal used the chromium layer of thickness 300mm as an intermediate | middle layer, and used the copper layer 1000mm thick as a seed layer. The base layer and the wiring layer were manufactured in the same manner as in Example 1.

その後、絶縁層側表面全面に、該表面がシリコンウエハー面からの厚さが均一となり、かつ接続端子が埋設されるようにネガ感光性ポリイミド(商品名CRC-6087 住友ベークライト社製)を塗布して封止剤層を設け、次いで露光、現像により(現像液:シクロペンタノン)を用いて該封止剤層をハーフエッチングして接続端子先端部を露出させた。窒素オーブンにて硬化し、その後、接続端子先端部にフラックスを塗布し、はんだボールを搭載し、リフローし、ウエハーを分割して図1のタイプのウエハーレベルチップサイズパッケージを144個得た。
その後、これらのウエハーレベルチップサイズパッケージを外部回路基板に搭載し、温度サイクル試験を行った後、導通状態を調べた。その結果、導通不良がみられた。この上はレベルパッケージの断面を観察したところ、半田ボールにクラックが見られた。
After that, apply negative photosensitive polyimide (trade name CRC-6087, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) over the entire surface of the insulating layer so that the thickness of the surface is uniform from the silicon wafer surface and the connection terminals are embedded. Then, a sealant layer was provided, and then the sealant layer was half-etched by exposure and development (developer: cyclopentanone) to expose the tip of the connection terminal. After curing in a nitrogen oven, flux was applied to the tip of the connection terminal, solder balls were mounted, reflowed, and the wafer was divided to obtain 144 wafer level chip size packages of the type shown in FIG.
Thereafter, these wafer level chip size packages were mounted on an external circuit board, subjected to a temperature cycle test, and then the conduction state was examined. As a result, conduction failure was observed. Above this, when a cross section of the level package was observed, cracks were found in the solder balls.

本発明は低応力性、耐溶剤性、低吸水性、電気特性等に優れた感光性樹脂組成物とそれを用いた高位置精度、サイズ及び高さの均一性などに優れた接続端子を有するウエハーレベルチップサイズパッケージ用半導体装置に好適に用いられる。   The present invention has a photosensitive resin composition excellent in low stress, solvent resistance, low water absorption, electrical characteristics, and the like, and a connection terminal excellent in high positional accuracy, size and height uniformity using the same. It is suitably used for a semiconductor device for wafer level chip size package.

接続端子表面にはんだボールを搭載した本発明例である。It is the example of this invention which mounted the solder ball on the surface of a connection terminal. 接続端子表面にめっき層を設けた本発明例である。It is the example of this invention which provided the plating layer in the connection terminal surface.

符号の説明Explanation of symbols

1−−− シリコンチップ
2−−− デバイス端子
3−−− 開口部
4−−− 保護膜
5−−− 絶縁層
6−−− 接続端子
7−−− 突起部
8−−− 開口部
9−−− 金属層
10−−− はんだボール
11−−− 中間層
12−−− シート層
13−−− ベース層
14−−− 封止剤層
15−−− めっき層
1 −−− Silicon chip 2−− Device terminal 3−− Opening 4−− Protective film 5−− Insulating layer 6 −−− Connection terminal 7 −−− Projection 8 −−− Opening 9− --- Metal layer 10 --- Solder ball 11 --- Intermediate layer 12 --- Sheet layer 13 --- Base layer 14 --- Sealant layer 15 --- Plating layer

Claims (12)

半導体回路が形成されたチップと、該チップの半導体回路形成側表面に設けられたデバイス端子と、該デバイス端子と電気的に結合された外部回路基板接合用端子とから構成されるウエハーレベルチップサイズの半導体装置において、外部回路基板接合用端子が絶縁体からなる突起部と該絶縁体表面に設けられた金属層からなり、該絶縁体が酸性基を有する環状オレフィン樹脂(A)と光酸発生剤(B)と130℃以上の温度で(A)の酸性基と結合しうる反応基を有する化合物(C)を含む樹脂組成物よりなることを特徴とする半導体装置。 Wafer level chip size comprising a chip on which a semiconductor circuit is formed, a device terminal provided on the semiconductor circuit forming side surface of the chip, and an external circuit board bonding terminal electrically coupled to the device terminal In this semiconductor device, the external circuit board bonding terminal is composed of a protrusion made of an insulator and a metal layer provided on the surface of the insulator, and the insulator has a cyclic olefin resin (A) having an acidic group and photoacid generation. A semiconductor device comprising a resin composition comprising an agent (B) and a compound (C) having a reactive group capable of binding to the acidic group of (A) at a temperature of 130 ° C. or higher. 半導体回路形成側表面に設けられたデバイス端子部分を除く半導体回路形成側表面に、保護膜及び絶縁層が順次設けられると共に、外部回路基板接合用端子が前記絶縁層の上に設けられ、かつデバイス端子と、外部回路基板接合用端子の金属層とが電気的に結合されている請求項1記載の半導体装置。 A protective film and an insulating layer are sequentially provided on the semiconductor circuit forming side surface excluding a device terminal portion provided on the semiconductor circuit forming side surface, and an external circuit board bonding terminal is provided on the insulating layer, and the device The semiconductor device according to claim 1, wherein the terminal and the metal layer of the external circuit board bonding terminal are electrically coupled. デバイス端子と該外部回路基板接合用端子の金属層とを電気的に結合する配線層が絶縁層の上に設けられ、かつ少なくとも該外部回路基板接合用端子の金属層が露出し、配線層およびデバイス端子が封止材層で覆われている請求項1又は2記載の半導体装置。 A wiring layer that electrically couples the device terminal and the metal layer of the external circuit board bonding terminal is provided on the insulating layer, and at least the metal layer of the external circuit board bonding terminal is exposed, and the wiring layer and The semiconductor device according to claim 1, wherein the device terminal is covered with a sealing material layer. 外部回路基板接合用端子の金属層の表面に、はんだボールが搭載され、あるいはメッキ層が設けられた請求項1、2又は3記載の半導体装置。 4. The semiconductor device according to claim 1, wherein solder balls are mounted on the surface of the metal layer of the external circuit board bonding terminal or a plating layer is provided. 環状オレフィン樹脂がポリノルボルネン樹脂である請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the cyclic olefin resin is a polynorbornene resin. 酸性基を有する環状オレフィン樹脂(A)が式(1)で示される繰り返し単位を含むものである請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置。
Figure 2006100563
[式(1)中、XはO、CH2、(CH2)2のいずれかであり、nは0〜5までの整数である。R1〜R4は、それぞれ水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基、又はエステル基を含有する官能基、ケトン基を含有する官能基、エーテル基を含有する官能基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、-C(OH)-(CF3)2、 -N(H)-S(O)2-CF3等の酸性基を含有する官能基のうちいずれであってもよい。R1〜R4は、単量体の繰り返しの中で異なっていてもよいが、全繰り返し単位のR1〜R4のうち、少なくとも一つは酸性基を有する。]
The semiconductor device according to claim 1, wherein the cyclic olefin resin (A) having an acidic group includes a repeating unit represented by the formula (1).
Figure 2006100563
[In the formula (1), X is any one of O, CH 2 and (CH 2 ) 2 , and n is an integer from 0 to 5. R 1 to R 4 are each a functional group containing a hydrogen, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, aralkyl group, or ester group, a functional group containing a ketone group, a functional group containing an ether group, Any of functional groups containing an acidic group such as carboxyl group, phenolic hydroxyl group, -C (OH)-(CF 3 ) 2 , -N (H) -S (O) 2 -CF 3 may be used. . R 1 to R 4 may be different among the repeating monomers, but at least one of R 1 to R 4 of all repeating units has an acidic group. ]
酸性基を有する環状オレフィン樹脂(A)が式(2)で示される繰り返し単位を含むものである請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置。
Figure 2006100563
[式(2)中、YはO、CH2、(CH2)2のいずれか、Zは-CH2-CH2-、-CH=CH-のいずれかであり、lは0〜5までの整数である。R5〜R8は、それぞれ水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基、又はエステル基を含有する官能基、ケトン基を含有する官能基、エーテル基を含有する官能基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、-C(OH)-(CF3)2、 -N(H)-S(O)2-CF3等の酸性基を含有する官能基のうちいずれであってもよい。R5〜R8は単量体の繰り返しの中で異なっていてもよいが、全繰り返し単位のR5〜R8のうち、少なくとも一つは酸性基を有する。]
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 6, wherein the cyclic olefin resin (A) having an acidic group contains a repeating unit represented by the formula (2).
Figure 2006100563
[In Formula (2), Y is any of O, CH 2 , (CH 2 ) 2 , Z is any of —CH 2 —CH 2 —, —CH═CH—, and l is from 0 to 5 Is an integer. R 5 to R 8 are each a functional group containing hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an aralkyl group or an ester group, a functional group containing a ketone group, a functional group containing an ether group, Any of functional groups containing an acidic group such as a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, -C (OH)-(CF 3 ) 2 , -N (H) -S (O) 2 -CF 3 may be used. . R 5 to R 8 may be different among the repeating monomers, but at least one of R 5 to R 8 of all repeating units has an acidic group. ]
金属層が少なくとも2層からなり、絶縁層側表面に設けられる金属層が、ニッケル、コバルト、クロム、チタニウム、バナジウム、またはこれらを主成分とする合金の内のいずれかで形成される請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置。 The metal layer is composed of at least two layers, and the metal layer provided on the surface on the insulating layer side is formed of nickel, cobalt, chromium, titanium, vanadium, or an alloy containing these as a main component. The semiconductor device of any one of -7. 該絶縁層が感光性樹脂よりなる請求項2〜8のいずれか1項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2, wherein the insulating layer is made of a photosensitive resin. 感光性樹脂が感光性ポリイミド、感光性ポリベンゾオキサゾール、感光性エポキシ、感光性環状オレフィン樹脂の少なくとも1種で構成される請求項9記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 9, wherein the photosensitive resin is composed of at least one of photosensitive polyimide, photosensitive polybenzoxazole, photosensitive epoxy, and photosensitive cyclic olefin resin. 封止剤層が感光性樹脂よりなる請求項3〜10のいずれか1項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 3, wherein the sealant layer is made of a photosensitive resin. 感光性樹脂が、感光性ポリイミド、感光性ポリベンゾオキサゾール、感光性エポキシ、感光性環状オレフィン樹脂の少なくとも1種で構成される請求項3又は11記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 3 or 11, wherein the photosensitive resin is composed of at least one of photosensitive polyimide, photosensitive polybenzoxazole, photosensitive epoxy, and photosensitive cyclic olefin resin.
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