CN102822745A - 感光性树脂组合物及受光装置 - Google Patents

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resin
compound
silicon substrate
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白石史广
米山正洋
川田政和
高桥丰诚
出岛裕久
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种感光性树脂组合物,其特征在于,包含碱可溶性树脂(A)、光聚合引发剂(B)和最大吸收波长在波长800nm以上2500nm以下范围内的红外线吸收剂(D),波长400nm以上700nm以下的可见光透过率的最大值在5.0%以上。此外,本发明还涉及一种感光性树脂组合物,其特征在于,包含碱可溶性树脂(A)、光生酸剂(C)和最大吸收波长在波长800nm以上2500nm以下范围内的红外线吸收剂(D),波长400nm以上700nm以下的可见光透过率的最大值在5.0%以上。

Description

感光性树脂组合物及受光装置
技术领域
本发明涉及一种经过对准工艺制得的半导体装置、尤其是搭载CMOS图像传感器的受光装置的制造中所使用的阻焊层用感光性树脂组合物及使用该感光性树脂组合物制造的受光装置。
背景技术
图像传感器是一种将光学影像转换成电信号的半导体装置。作为这种图像传感器,有CCD图像传感器和CMOS图像传感器。
一直以来,作为数码相机等的摄像元件,一直在使用CCD图像传感器。但是,与CCD图像传感器相比,由于消耗电力少、可小型化,人们开始采用CMOD图像传感器。
CMOS图像传感器形成在硅基板上,由受光元件、滤色器、显微透镜等构成。
搭载有CMOS图像传感器的受光装置的以往的形态为,CMOS图像传感器搭载在电路基板上,CMOS图像传感器的铝垫和电路基板通过线焊而连接。由于这种线焊方式的搭载有CMOS图像传感器受光装置需要有用于引出接线的空间,因而整个装置大。
因此,近年来,人们开始开发这样一种芯片尺寸的受光装置:在搭载有CMOS图像传感器的硅基板上设置作为贯通孔的导通孔(via hole),通过在该导通孔内面形成的配线电路,形成在硅基板上面的配线电路和形成在硅基板下面的配线电路产生连接,硅基板下面的配线电路和电路基板通过焊接(焊点连接)而连接。
作为这种搭载有芯片尺寸的CMOS图像传感器的受光装置,例如可列举日本特开2007-67017号公报(专利文献1)。在日本特开2007-67017号公报(专利文献1)中记载了下述半导体装置的制造方法。根据该制造方法,首先,在半导体元件的一表面侧的电极极板及器件形成层的表面上形成第1抗蚀层。接着,在电极极板上通过蚀刻形成开口。接着,通过蚀刻将一端与开口连通、另一端在半导体元件的另一表面侧上开口的贯通孔形成在基板上。再在贯通孔中形成贯通电极。还公开了一种通过上述制造方法制得的受光装置。
此外,在日本特开2007-73958号公报(专利文献2)中记载了下述图像传感模组用晶圆级芯片尺寸封装件的制造方法。根据该制造方法,A)在将图像传感器晶圆和玻璃晶圆封接之后,在图像传感器晶圆上形成贯通孔。接着,B)用导电物质充填形成在图像传感器晶圆上的贯通孔,形成导体。接着,C)在导体末端上形成焊接凸点,与形成有电路的PCB基板连接。还公开了一种通过上述制造方法制得的受光装置。此外,在日本特开2007-73958号公报(专利文献2)中还公开了玻璃晶圆涂敷有IR截止滤光层。
专利文献
专利文献1:日本特开2007-67017号公报
专利文献2:日本特开2007-73958号公报
发明内容
本发明者对这种芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置进行了深入研究,结果发现,由于从硅基板的下侧面透过阻焊层(soldering resist)而进入的红外线,传感器芯片(受光元件)会引起误启动。
因此,为了遮住从硅基板下表面侧进入的红外线,本发明尝试在阻焊层表面上再形成遮光膜。
然而,通过这种手法,虽然能遮住从硅基板下表面侧进入的红外线,但产生了这样的问题:为了形成遮光膜而导致制造成本上升以及需要额外地进行遮光膜形成工序。
本发明提供一种感光性树脂组合物,其特征在于,包含:碱可溶性树脂(A)、光聚合引发剂(B)和
最大吸收波长在800nm以上、2500nm以下范围内的红外线吸收剂(D),
在波长400nm以上、700nm以下处的可见光透过率的最大值在5.0%以上。
此外,本发明还提供这样一种感光性树脂组合物,其特征在于,包含:
碱可溶性树脂(A)、
光生酸剂(C)和
最大吸收波长在800nm以上、2500nm以下范围内的红外线吸收剂(D),
波长400nm以上700以下的可见光透过率的最大值在5.0%以上。
此外,本发明还提供一种受光装置,其特征在于,它是这样一种芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置,具有:
由光元件构成的搭载有CMOS图像传感器的硅基板、
透明基板和
确定前述CMOS图像传感器和前述透明基板之间的间隙的间隔件,
前述硅基板上设置有导通孔,
通过形成在前述导通孔内面的配线电路,前述硅基板上面的配线电路和前述硅基板下面的配线电路形成连接,
前述硅基板下面设置有阻焊层,
前述硅基板下面的配线电路和电路基板的配线电路通过焊接而连接,
前述阻焊层为上述任一种感光性树脂组合物的固化物。
根据本发明,本发明的感光性树脂组合物含有最大吸收波长在800nm以上、2500nm以下的范围内的红外线吸收剂(D),在波长400nm以上、700nm以下处的可见光透过率的最大值在5.0%以上。设置有为该感光性树脂组合物固化物的阻焊层的搭载有CMOS图像传感器的受光装置的感光性树脂组合物含有红外吸收剂。由此能防止红外线从硅基板的下面侧进入。此外,本发明的感光性树脂组合物具有可见光透过性。由此,在上述受光装置的制造工序中进行对准时能肉眼识别印在硅基板下面的对准标记。
通过这样,感光性树脂组合物能使可见光透过,而且,感光性树脂组合物的固化物能遮蔽红外线。因此,能提供一种尤其具有耐热性、耐化学药品性、耐湿性、低翘曲性等阻焊层所必需的性能的阻焊层用的感光性树脂组合物。
根据本发明,感光性树脂组合物能使可见光透过,而且,感光性树脂组合物的固化物能遮蔽红外线。因此,能提供一种尤其具有耐热性、耐化学药品性、耐湿性、低翘曲性等阻焊层所必需的性能的阻焊层用的感光性树脂组合物。
附图说明
通过以下所述的优选实施方式及其附图进一步说明上述目的及其他目的、特征及优点。
图1是搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的示意截面图。
图2是表示搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。
图3是表示搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。
图4是表示搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。
图5是表示搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。
图6是表示搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。
图7是表示搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。
图8是表示搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。
图9是表示搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。
图10是表示搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。
图11是表示搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。
图12是表示搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。
图13是表示搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。
图14是表示搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。
图15是表示搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。
图16是表示搭载有焊接方式的CMOS图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。
图17是表示单片化工序的示意截面图。
具体实施方式
本发明的第一实施方式的感光性树脂组合物(下面也记作本发明的感光性树脂组合物(1))的特征在于,包含碱可溶性树脂(A)、光聚合引发剂(B)和最大吸收波长在800nm以上2500nm以下范围内的红外线吸收剂(D),400nm以上700nm以下的可见光透过率的最大值在5.0%以上。本发明的感光性树脂组合物(1)为负片型光感性树脂组合物,是一种半导体装置的阻焊层用的光感性树脂组合物。
本发明的第二实施方式的感光性树脂组合物(下面也记作本发明的感光性树脂组合物(2))的特征在于,包含碱可溶性树脂(A)、光生酸剂(C)和最大吸收波长在800nm以上2500nm以下范围内的红外线吸收剂(D),400nm以上700nm以下的可见光透过率的最大值在5.0%以上。本发明的感光性树脂组合物(2)为正片型光感性树脂组合物,是一种半导体装置的阻焊层用的光感性树脂组合物。
如图1所示,本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)是为制造芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置而使用的感光性树脂组合物。此外,本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)用于在通过曝光及碱显影而形成图案之后通过热固化而形成阻焊层。
在以下说明中,列举本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)用于形成芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置的阻焊层的使用方式例作为本发明的使用方式例进行说明。但是,本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)不局限于芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置的制造用。这些感光性树脂组合物还可用于形成例如经过通过对准工艺、曝光、显影而图案化的工序而形成且具有遮蔽红外线的功能的保护膜。这些感光性树脂组合物尤其适合用于半导体装置的阻焊层的形成。
参照图1对用本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)制造的芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置1进行说明。图1是芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置的示意截面图。图1中,受光装置1包括硅基板6和透明基板3。在硅基板6的上面11上形成有受光部8。并且,在形成在硅基板6的上面11上的受光部8和透明基板3之间设置有间隔件4以形成间隙5。用该间隔件4确定受光部8(硅基板6)和透明基板3之间的间隙5。此外,受光装置1通过用焊料9焊接而搭载在电路基板2上。
该受光部8即为CMOS图像传感器。此外,受光部8主要由形成在硅基板6上的受光元件(图中未显示)构成。受光部8(CMOS图像传感器)除此以外还包括在硅基板6的上面11的受光元件周围形成的配线电路、受光元件及在在受光元件周围形成的配线电路之上所形成的作为绝缘膜的层间绝缘膜(图中未显示)、滤色器(图中未显示)、显微透镜(图中未显示)或配线电路所连接的电极极板(图中未显示)等。
受光装置1的硅基板6上设置有为贯通孔的导通孔10。硅基板6的上面11、导通孔10的内面及硅基板6的下面12上形成有配线电路。此外,通过形成在导通孔10内面的配线电路,硅基板6的上面11的配线电路和下面12的配线电路形成连接。而且,通过焊点9,电路基板2的配线电路和硅基板6的下面12的配线电路(22,可参见图16等)形成连接。
电路基板2是一种形成有配线电路的基板,所述配线电路通过在对铜箔等进行蚀刻加工而成的电路图案上电镀镍、金等而得到。对电路基板2的材质无特殊限制,有将玻璃纤维在树脂中浸渍而成的有机基板、陶瓷基板,铝、铜等金属基板等。此外,电路基板2可以是一层电路基板,也可以是多层电路基板。
透明基板3为玻璃基板或丙烯酸、聚碳酸酯、聚醚砜等有机基板。透明基板3与受光部8之间留出间隙5,设置在受光部8的上方,并隔着间隔件4与受光部对向。
间隔件4用于在受光部8和透明基板3之间形成间隙5,以确保在透明基板3和受光部8(CMOS图像传感器)之间留有空间。
硅基板6的上面11上形成有受光部8即CMOS图像传感器。而在硅基板6的下面12上形成有配线电路(22)。此外,硅基板6上设置有导通孔10。由此,通过形成在导通孔10内面的配线电路,硅基板6的上面11的配线电路(15)和下面12的配线电路(22)形成连接。
硅基板6的下面12的配线电路(22)除了焊接部分以外被作为绝缘层的阻焊层(25)包覆。焊接部分上配置有焊点9。
阻焊层(25)在焊接时能仅使搭载有焊点9的部分与下面12的配线电路(22)连接而不绝缘部分不连接。此外,阻焊层(25)能保护硅基板6的下面12及硅基板6的下面12的配线电路(22)的非连接部分。
与硅基板6的下面12的配线电路(22)连接的焊点9不被阻焊层(25)包覆。由此,该焊点9和电路基板2上的配线电路形成连接。
接着,参照图2~图16对使用本发明的感光性树脂组合物(1)或本发明的感光性树脂组合物(2)的芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置的制造工序进行说明。图2~图16是表示芯片尺寸的搭载有CMOS的图像传感器的受光装置的制造工序的示意截面图。此外,图2~图16是对芯片尺寸的搭载有CMOS的图像传感器的受光装置中设置有导通孔的附近进行扩大后的图。因此不是表示芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置的整体的图。
首先,如图2所示,在硅基板6的上面11上形成由受光元件(图中未显示)、在受光元件周围形成的配线电路15、绝缘膜17、滤色器(图中未显示)、显微透镜(图中未显示)、电极极板16等构成的受光部8。由此制作在硅基板6上搭载有受光部8的搭载有CMOS图像传感器的硅基板40。图2中,对于受光部8,仅示出了配线电路15、绝缘膜17及电极极板16。作为绝缘膜17,无特殊限制,例如可以是SiN、SiO2等无机材料、聚酰亚胺树脂、聚苯并噁唑树脂、苯并环丁烯树脂等有机材料。
接着,如图3所示,以包覆整个受光部8上表面的方式(在图2所示的部分中以包覆绝缘膜17及电极极板16的方式)在受光部8上形成间隔件用感光性树脂组合物层4a。间隔件用的感光性树脂组合物层4a与阻焊层用的感光性树脂不同,由间隔件用的感光性树脂组合物构成。在将间隔件用感光性树脂组合物以层状形成在受光部8上之后,通过曝光及显影进行图案化,形成间隔件4的形状。作为这种间隔件用感光性树脂组合物,无特殊限制,只要是可通过上述工序图案化成间隔件4的形状的感光性树脂组合物即可。此外,间隔件用感光性树脂组合物既可以是负片型也可以是正片型。此外,间隔件用感光性树脂组合物在25℃既可以是液体状也可以是膜状。间隔件用感光性树脂组合物在25℃为液体状时,可用旋涂、印刷等手法形成间隔件用感光性树脂组合物层4a。而当间隔件用感光性树脂组合物在25℃为膜状时,可用层积等手法形成间隔件用感光性树脂组合物层4a。
接着,如图4所示,在间隔件用感光性树脂组合物层4a的上侧配置掩模33。接着,对没有被掩模33掩蔽的部分的间隔件用感光性树脂组合物层4a用紫外线34曝光。间隔件用感光性树脂组合物为负片型时,掩蔽形成有间隙5的部分,对形成有间隔件4的部分照射曝光用的光。另一方面,间隔件用感光性树脂组合物为负片型时,掩蔽形成有间隔件4的部分,对形成有间隙5的部分照射光曝光用的光。曝光用的光为紫外线,作为曝光用光的光源,无特殊限制,可以使用g线、i线、准分子激光等光源。
接着,如图5所示,对曝光后的间隔件用感光性树脂组合物层4a用显影液进行显影。在此,间隔件用感光性树脂组合物为负片型时,除去未曝光部分(形成有间隙5的部分)。另一方面,间隔件用感光性树脂组合物为正片型时,除去曝光部分(形成有间隙5的部分)。由此,将图案化为间隔件形状的间隔件用感光性树脂组合物4a形成在受光部8上。也就是说,从平面上观察时(从图5的上侧观察时),以包围硅基板6上的受光元件、滤色器、微型透镜等的方式形成间隔件用感光性树脂组合物4a。该形成为图案的间隔件用感光性树脂组合物4a在后面的工序中成为在受光部8和透明基板3之间形成间隙5且将受光部8和透明基板3粘接的间隔件4。在此,作为显影液,无特殊限制,可以是溶剂、碱显影液等。其中,优选对环境负荷小的碱显影液。
接着,如图6所示,通过形成在受光部8上的间隔件4将受光部8和透明基板3粘接。对受光部8和透明基板3的粘接方法无特殊限制,例如可以是像下述那样进行粘接的方法。首先,将搭载有受光部8的硅基板6与透明基板3的位置对准。接着,通过压印部件的压印面,从硅基板6侧或透明基板3侧进行加热及加压。这样,用间隔件4将受光部8和透明基板3粘接,从而得到硅基板6及透明基板3的结合体35。
接着,如图7所示,用干法蚀刻等在结合体35的硅基板6上形成为贯通孔的导通孔18。此时,形成导通孔18,直至到达电极极板16。
接着,如图8所示,在导通孔18的内面及硅基板6的整个下面12上用CVD(化学蒸镀)等形成SiO2等的绝缘膜19。
接着,图如9所示,用干法蚀刻等除去形成在电极极板16上的绝缘膜19而露出电极极板16。
接着,如图10所示,在导通孔18的内面及硅基板6的下面12的绝缘膜19上形成成为镀铜衬底的晶种层20。作为晶种层,无特殊限制,可以是Ti、Ti/Cu、Cu、Ni、Cr/Ni等。
接着,如图11所示,在晶种层20上用无电解电镀法、电解电镀法等形成铜镀层21。
接着,如图12所示,将晶种层及铜镀层21蚀刻成硅基板6的下面12的配线电路图案,形成铜配线电路22。
接着,如图13所示,向导通孔18的内部充填本发明的感光性树脂组合物(1)或本发明的感光性树脂组合物(2),并用本发明的感光性树脂组合物(1)或本发明的感光性树脂组合物(2)包覆具有形成有铜配线电路22的部分在内的硅基板6的下面12侧整体。由此形成本发明的感光性树脂组合物层23。作为本发明的感光性树脂组合物层23的形成方法,无特殊限制,例如可以是以下方法。首先,使硅基板6的下面12侧朝上,将溶解或分散在溶剂中的本发明的感光性树脂组合物(1)或本发明感光性树脂组合物(2)涂布在硅基板6的下面12上。接着,挥发除去溶剂。此外,作为其他方法,也可以是如下方法。首先,制作糊状的本发明的感光性树脂组合物(1)或本发明的感光性树脂组合物(2)。接着,使硅基板6的下面12朝上,在硅基板6的下面12侧上涂布。此外,作为其他方法,也可以是将形成在树脂片上的膜状的本发明的感光性树脂组合物(1)或本发明的感光性树脂组合物(2)(粘合膜)压粘到硅基板6的下面12侧的方法等。
接着,如图14所示,以能仅除去本发明的感光性树脂组合物层23中与焊球搭载部分26对应的部分的方式进行掩蔽,照射曝光用的光。接着,通过用碱显影液等进行显影,除去与焊球搭载部分相当的部分的本发明的感光性树脂组合物(1)或本发明的感光性树脂组合物(2)。这样,使本发明的感光性树脂组合物层23图案化,使形成在硅基板6的下面12侧的铜配线电路22露出。此外,由于本发明的感光性树脂组合物(1)为负片型,因而,掩蔽形成有焊球搭载部分的部分,对形成有阻焊层的部分照射曝光用的光。另一方面,由于本发明的感光性树脂组合物(2)为正片型,因而,掩蔽形成有焊球的部分,对形成有焊球搭载部分的部分照射曝光用的光。曝光用光为紫外线,作为曝光用光的光源,无特殊限制,可以是用g线、i线、准分子激光等光源。
在进行该曝光时,为了在硅基板6的下面12侧的必要的位置上形成图案化的本发明的感光性树脂组合物层24,在感光性树脂组合物层23的曝光前,有必要进行掩模位置对准(对准)。这种对准通过使事先配置在硅基板6的下面12上的对准标记与掩模的对准标记一致而进行。此时,在硅基板6的下面12侧,形成有本发明的感光性树脂组合物层23。因此,对准时,通过本发明的感光性树脂组合物层23观察、识别硅基板6的下面12的对准标记。在该工序中,本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)具有透过可见过的性质,因而能切实地观察、识别对准标记。
接着,如图15所示,对形成图案的本发明的感光性树脂组合物层24进行加热,使其热固化。由此形成阻焊层25。
接着,在图15中的硅基板6的下面12侧的焊球搭载部分26上搭载焊球27。由此,如图16所示,得到搭载有CMOS图像传感器的受光装置(受光装置1),该CMOS图像传感器搭载有焊球27。
在图2~图6中显示了间隔件4形成在受光部8上的实施方式的例子,但并不局限于此,间隔件4也可直接形成在硅基板6的表面上。
如图17所示,搭载有焊球27的CMOS图像传感器搭载受光装置(受光装置1)也可以不是一个一个制作。例如,用1块大的硅基板6进行加工,制造多个受光装置1在平面方向上相连的坯料30(其中,平面方向在图17中是指图17的左右方向及纸面的正面背面方向。)。接着,将多个受光装置1在平面方向上相连而成的坯料30如图17所示,在符号31表示的位置上对每一受光装置1进行单片化(切割),得到芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置(受光装置1)。作为切割方法,无特殊限制,可以是以下这样的方法。首先,从透明基板3侧形成切口,直至间隔件4与硅基板6的界面。接着,从硅基板6的下侧形成切口,进行切割。
接着,进行搭载在搭载有CMOS图像传感器的受光装置的硅基板6的下面12侧上的焊球27与通过焊球27连接的电路基板上的配线电路的位置对准。接着,加热进行焊接。由此将搭载有CMOS图像传感器的受光装置搭载在电路基板上(例如图1中的电路基板2上)。对进行焊接的条件无特殊限制,可用回流焊接装置进行。
按上述那样制成的受光装置1具有以下特征。如图16所示,在硅基板6的下面(12)侧,焊接后,有焊球27或铜配线电路22存在的部分通过焊球27或铜配线电路22遮蔽了红外线从硅基板6的下面12侧进入。此外,焊球27及铜配线电路22不存在的部分则像后述那样通过含有红外线吸收剂(D)的阻抗层25遮蔽了红外线从硅基板6的下面(12)侧进入。这样,在使用本发明的感光性树脂组合物(1)或本发明的感光性树脂组合物(2)制造的受光装置1中,不存在红外线从硅基板6的下面(12)侧进入。
接着,对为形成上述受光装置1的阻焊层25而使用的本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)进行详细说明。本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)在感光性树脂组合物固化前具有可见光透过性。由此,在对准时能观察、识别印在硅基板的下面的对准标记。此外,本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)在感光性树脂组合物固化后可防止红外线从硅基板的下面侧进入。此外,本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)的感光性树脂组合物的固化物具有阻焊层所必需的性能,即具有耐热性、耐化学药品性、绝缘性、耐湿性、低翘曲性、对准性。
本发明的感光性树脂组合物(1)是一种通过曝光及碱显影,曝光部分会残留而未曝光部分会被除去的负片型感光性树脂组合物。本发明的感光性树脂组合物(1)包含碱可溶性树脂(A)、光聚合引发剂(B)、最大吸收波长在800nm以上2500nm以下范围内的紫外线吸收剂(D)。
本发明的感光性树脂组合物(1)为负片型感光性树脂组合物,因而是一种会通过照射曝光用的光而聚合的可光聚合的感光性树脂组合物,而且是一种在通过曝光用光的照射及碱显影而形成图案后,会通过加热而热固化,形成热固化物的树脂组合物。因此,作为本发明的感光性树脂组合物(1),可以列举以下实施方式的例子。
(I)包含具有光聚合性双键且具有碱可溶性基团的碱可溶性树脂(A-2)、光聚合引发剂(B)和红外线吸收剂(D)的感光性树脂组合物。
(II)包含不具有光聚合性双键且具有碱可溶性基团的碱可溶性树脂(A-1)、具有光聚合性双键且具有碱可溶性基团的碱可溶性树脂(A-2)、光聚合引发剂(B)和红外线吸收剂(D)的感光性树脂组合物。
(III)包含不具有光聚合性双键且具有碱可溶性基团的碱可溶性树脂(A-1)、光聚合引发剂(B)、红外线吸收剂(D)和光聚合性化合物(G)的感光性树脂组合物。
(IV)包含具有光聚合性双键且具有碱可溶性基团的碱可溶性树脂(A-2)、光聚合引发剂(B)、红外线吸收剂(D)和光聚合性化合物(G)的感光性树脂组合物。
(V)包含不具有光聚合性双键且具有碱可溶性基团的碱可溶性树脂(A-1)、具有光聚合性双键且具有碱可溶性基团的碱可溶性树脂(A-2)、光聚合引发剂(B)、红外线吸收剂(D)和光聚合性化合物(G)的感光性树脂组合物。
在本发明的感光性树脂组合物(1)中,碱可溶性树脂(A)在曝光后用碱显影液显影时,未曝光部分溶解在碱显影液中而被除去。这样,本发明的感光性树脂组合物(1)由于包含碱可溶性树脂(A),可通过曝光用光的照射而选择性地形成图案。曝光用光为紫外线,优选360nm以上400nm以下的紫外线。作为曝光用光的光源,无特殊限制,可以使用g线、i线、准分子激光等光源。
本发明的感光性树脂组合物(1)的碱可溶性树脂(A)是一种在碱显影液中可溶性的树脂,分子内具有碱可溶性基团。碱可溶性基团为酚羟基(结合在芳香环上的羟基)或羧基。此外,碱可溶性树脂(A)具有酚羟基、醇羟基、羧基、酸酐基、氨基、氰酸酯基等会通过加热而进行热固化反应的热反应基团,这样,显影后的图案化的感光性树脂组合物层会热固化。
本发明的感光性树脂组合物(1)中的碱可溶性树脂(A)包括不具有光聚合性双键且具有碱可溶性基团的碱可溶性树脂(A-1)和具有光聚合性双键且具有碱可溶性基团的碱可溶性树脂(A-2)。光聚合性双键是指通过曝光用光的照射而会与其他分子的光聚合性双键发生聚合反应的基团。例如乙烯基、(甲基)丙烯基、丙烯基等取代基中的双键或分子链中的双键。
作为碱可溶性树脂(A-1),例如可以是甲酚型、苯酚型、双酚A型、双酚F型、邻苯二酚型、间苯二酚型、连苯三酚型等酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂、三苯基甲烷型酚醛树脂、联苯芳烷基型酚醛树脂、α-萘酚芳烷基型酚醛树脂、β-萘酚芳烷基型酚醛树脂、羟基苯乙烯树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、含有羟基、羧基等的环烯烃类树脂、聚酰胺类树脂(具体而言,具有聚苯并噁唑结构及聚酰亚胺结构中的至少一方且主链或侧链上具有羟基、羧基、醚基或酯基的树脂、具有聚苯并噁唑前体结构的树脂、具有聚酰亚胺前体结构的树脂、具有聚酰胺酸酯结构的树脂等)等,这些树脂在分子内具有为碱可溶性基团的酚羟基或羧基。此外,碱可溶性树脂(A-1)中既包括甲酚、双酚A、双酚F、邻苯二酚、间苯二酚、连苯三酚等重复单元数为1个的低分子量化合物,又包括甲酚型、苯酚型、双酚A型、双酚F型、邻苯二酚型、间苯二酚型、连苯三酚型等酚醛清漆树脂等重复单元数在2个以上的高分子量化合物。
此外,本发明的感光性树脂组合物(1)还可包含含有羧基的丙烯酸树脂之类的碱可溶性的热塑性树脂。
作为碱可溶性树脂(A-2),例如可以是在碱可溶性树脂(A-1)之类的具有碱可溶性基团的树脂中导入具有双键的基团而成的树脂、在具有光聚合性双键的树脂中导入碱可溶性基团而成的树脂等。在本发明中,(甲基)丙烯基是指丙烯基或甲基丙烯基,而(甲基)丙烯酰基是指丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
碱可溶性树脂(A-2)中,作为在碱可溶性树脂(A-1)等那样的具有碱可溶性基团的树脂中导入具有双键的基团而成的树脂,例如可以是使(甲基)丙烯酸缩水甘油酯与酚醛树脂的部分酚羟基反应而得的(甲基)丙烯酸改性酚醛树脂或使双酚A等双酚化合物的一方的羟基和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯反应而得的(甲基)丙烯酸改性双酚等。此外,作为向具有光聚合性双键的树脂中导入碱可溶性基团而成的树脂,例如可以是使具有(甲基)丙烯基和环氧基的化合物、例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的环氧基与双酚化合物的两方的羟基反应而得到树脂并使酸酐与该树脂的羟基反应而导入了羧基的树脂、使具有(甲基)丙烯基和环氧基的化合物、例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的环氧基与双酚化合物的两方的羟基反应而得到树脂并使二羧酸与该树脂的羟基反应而导入了羧基的树脂。
在碱可溶性树脂(A)中,优选碱可溶性树脂(A-2),尤其优选(甲基)丙烯酸改性酚醛树脂。
通过使用碱可溶性树脂(A-2),能在曝光时切实地交联曝光部。由此,能防止显影时曝光部溶解到显影液中。此外,能提高曝光后的曝光部的机械强度。通过这样能提高形状保持性。
在此,碱可溶性树脂(A-2)为向具有像碱可溶性树脂(A-1)等这样的碱可溶性基团的树脂的碱可溶性基团中导入具有双键的基团而成的树脂时,对碱可溶性基团当量(分子量/碱可溶性基团的数)无特殊限制,优选在30以上2000以下,尤其优选在50以上1000以下。若碱可溶性基团当量大于上限值,则碱显影性会降低,显影需要长时间。若小于下限值,则曝光部的碱显影耐性会降低。此外,碱可溶性基团当量使用重均分子量作为分子量进行计算。
此外,碱可溶性树脂(A-2)为使具有(甲基)丙烯基和环氧基的化合物的环氧基与双酚化合物的两方的羟基反应而得到树脂并使酸酐或二羧酸与该树脂的羟基反应而导入了羧基的树脂时,对碱可溶性基团当量(分子量/碱可溶性基团的数)无特殊限制,优选在30以上2000以下,尤其优选在50以上1000以下。该碱可溶性基团当量大于上限值,则碱显影性会降低,显影需要长时间。若小于下限值,则曝光部的碱显影耐性会降低。
本发明的感光性树脂组合物(1)在进行曝光用光的照射及碱显影而形成图案后通过加热进行热固化,形成半导体装置的阻焊层等保护膜。并且,根据本发明的感光性树脂组合物(1)通过加热而热固化时的作用,在碱可溶性树脂(A-1)中存在以下两种树脂:
(i)通过与环氧树脂等热固性树脂的反应而形成固化物的热固性树脂加成型树脂,
(ii)通过自身分子链上结合的官能团在分子链内进行环化反应而形成固化物的自缩合型树脂。
其中,在(i)热固性树脂加成型树脂的情况下,本发明的感光性树脂组合物(1)含有与(i)热固性树脂加成型树脂发生热固化反应的热固性树脂。而在(ii)自缩合型树脂的情况下,本发明的感光性树脂组合物(1)既可以含有热固性树脂,也可以不含热固性树脂。
碱可溶性树脂(A-1)中,作为(i)热固性树脂加成型树脂,例如可以是苯酚酚醛清漆树脂、聚酰胺酸等,更具体而言,可以是甲酚型、苯酚型、双酚A型、双酚F型、邻苯二酚型、间苯二酚型、连苯三酚型等酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂、羟基苯乙烯树脂、甲基丙烯酸树脂或甲基丙烯酸酯树脂等丙烯酸类树脂、含有羟基、羧基等的环烯烃类树脂。此外,碱可溶性树脂(A-1)中,作为(ii)自缩合型树脂,例如可以是聚酰胺类树脂,更具体而言,可以是具有聚苯并噁唑结构及聚酰亚胺结构的至少一方且主链或侧链上具有羟基、羧基、醚基或酯基的树脂、具有聚苯并噁唑前体结构的树脂、具有聚酰亚胺前体结构的树脂、具有聚酰胺酸酯结构的树脂等。
根据本发明的感光性树脂组合物(1)通过加热而热固化时的作用,在碱可溶性树脂(A-2)中存在以下两种树脂:
(i)通过与环氧树脂等热固性树脂的反应而形成固化物的热固性树脂加成型树脂,
(ii)通过自身分子链上结合的官能团在分子链内进行环化反应而形成固化物的自缩合型树脂。
其中,在(i)热固性树脂加成型树脂的情况下,本发明的感光性树脂组合物(1)含有与(i)热固性树脂加成型树脂发生热固化反应的热固性树脂。而在(ii)自缩合型树脂的情况下,本发明的感光性树脂组合物(1)既可以含有热固性树脂,也可以不含热固性树脂。
碱可溶性树脂(A-2)中,作为(i)热固性树脂加成型树脂,例如可以是(甲基)丙烯基改性酚醛树脂、(甲基)丙烯基改性双酚、使具有(甲基)丙烯基和环氧基的化合物与双酚化合物的两方的羟基反应而得到树脂并使酸酐与该树脂的羟基反应而导入了羧基的树脂、使具有(甲基)丙烯基和环氧基的化合物与双酚化合物的两方的羟基反应而得到树脂并使二羧酸与该树脂的羟基反应而导入了羧基的树脂等。
此外,碱可溶性树脂(A-2)中,作为(ii)自缩合型型树脂,例如可以是向聚酰胺类树脂中导入了(甲基)丙烯基的树脂,具体而言,可以是向具有聚苯并噁唑结构及聚酰亚胺结构的至少一方且主链或侧链上具有羟基、羧基、醚基或酯基的树脂、具有聚苯并噁唑前体结构的树脂、具有聚酰亚胺前体结构的树脂、具有聚酰胺酸酯结构的树脂等中导入了(甲基)丙烯基的树脂等。
碱可溶性树脂(A-2)中的光反应性双键在曝光用光的照射时,大部分发生光聚合,但一部分在曝光用光的照射时不发生光聚合而残留。这种在曝光用光的照射时不发生光聚合的光聚合性双键在热固化时发生热聚合。
对碱可溶性树脂(A)的重均分子量无特殊限制,优选在300000以下,尤其优选在5000以上150000以下。若碱可溶性树脂(A)的重均分子量在上述范围内,则形成间隔件4时的成膜性尤其优异。在此,重均分子量使用例如GPC(凝胶渗透色谱)进行评价,通过事先使用苯乙烯标准物质作成的标准曲线求出重均分子量。此外,作为测定溶剂,使用四氢呋喃(THF),在40℃的温度条件下进行测定。
对本发明的感光性树脂组合物(1)中的碱可溶性树脂(A)的含量无特殊限制,但在本发明的感光性树脂组合物(1)不含后述无机填充材料时,本发明的感光性树脂组合物(1)中的碱可溶性树脂(A)的含量在10%重量%以上80重量%以下,优选在15重量%以上70重量%以下。另一方面,本发明的感光性树脂组合物(1)含有后述无机填充材料时,本发明的感光性树脂组合物(1)中的碱可溶性树脂(A)的含量优选相对于从本发明的感光性树脂组合物(1)中除去该无机填充材料后的成分的总量在15重量%以上60重量%以下,尤其优选在20重量%以上50重量%以下。若碱可溶性树脂(A)的含量低于上述下限值,则有时会在曝光、显影时出现感光性树脂组合物的残渣。此外,若超过上述上限值,则有时在曝光、显影时形成图案的感光性树脂组合物的膜减量大,会出现图案的厚度偏差。
本发明的感光性树脂组合物(1)中,碱可溶性树脂(A)为具有光聚合性双键且具有碱可溶性基团的碱可溶性树脂(A-2)。由此,从曝光后的间隔件的弹性率、防止显影时在间隔件和硅基板的界面上发生咬边(undercut)(剥离)的角度考虑,为优选。
本发明的感光性树脂组合物(1)可以含有光聚合性化合物(G)。由此,曝光后的曝光部的交联密度增大。由此,由于弹性率提高,能提高形状保持性。其中,光聚合性化合物(G)可以是单独的一种或两种以上的组合。
本发明的感光性树脂组合物(1)仅含有具有光聚合性双键且具有碱可溶性基团的碱可溶性树脂(A-2)作为碱可溶性树脂(A)的情况下,本发明的感光性树脂组合物(1)可以含有光聚合性化合物(G),也可以不含光聚合性化合物(G)。这种情况下,是否向本发明的感光性树脂组合物(1)中添加光聚合性化合物需考虑(G)曝光后的图案的弹性率、显影时在图案和硅基板界面上发生咬边的情况等。由此进行适当选择。
此外,本发明的感光性树脂组合物(1)仅含有不具有光聚合性双键且具有碱可溶性基团的碱可溶性树脂(A-1)作为碱可溶性树脂(A)的情况下,本发明的感光性树脂组合物(1)含有光聚合性化合物(G)。
光聚合性化合物(G)是一种通过照射光而发生光聚合的化合物,且是一种具有光聚合性双键的化合物。作为光聚合性化合物(G),可以是具有光聚合性双键的光聚合性单体、光聚合性低聚物、主链或侧链上具有光聚合性双键的树脂等。
作为光聚合性单体,可以是双酚A乙二醇改性二(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸乙二醇改性二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯单硬脂酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙二醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙二醇三(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸乙二醇改性三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等。
作为光聚合性低聚物,可以是聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯等。
作为主链或侧链上具有光聚合性双键的树脂,可以是使(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的缩水甘油基与具有(甲基)丙烯酸结构单元的(甲基)丙烯酸类树脂的羧基反应而成的树脂、使(甲基)丙烯酸的羧基与具有(甲基)丙烯酸缩水甘油酯结构单元的(甲基)丙烯酸类树脂的缩水甘油基反应而成的树脂。主链或侧链上具有光聚合性双键的树脂的分子量优选在50以上5000以下。
此外,作为光聚合性化合物(G),可以是具有亲水性基团或亲水性结构的光聚合性化合物(G-1)。本发明的感光性树脂组合物通过含有具有亲水性基团或亲水性结构的光聚合性化合物(G-1),能减少图案化处理后的残渣。作为亲水性基团或亲水性结构,例如可以是醇羟基等亲水性基团、氧乙烯结构、氧丙烯结构等亲水性结构。
这样,本发明的感光性树脂组合物(1)含有具有亲水性基团或亲水性结构的光聚合性化合物(G-1)。通过赋予亲水性基团或亲水性结构,与水的亲和性提高。由此,感光性树脂组合物易溶解在碱显影液中。因此能减少图案化后的残渣。
作为具有亲水性基团或亲水性结构的光聚合性化合物(G-1),例如可以是具有羟基的丙烯酸类化合物(G-1-1)、具有氧乙烯结构或氧丙烯结构的丙烯酸类化合物(G-1-2)等。这些化合物中,优选具有羟基的丙烯酸类化合物(G-1-1)。如上述那样,本发明的感光性树脂组合物通过含有丙烯酸类化合物(G-1-1)或丙烯酸类化合物(G-1-2),图案形成性(显影性)提高。
作为具有羟基的丙烯酸类化合物(G-1-1),优选使(甲基)丙烯酸与环氧树脂化合物的环氧基反应、加成而成的化合物,具体而言,可以是在乙二醇二缩水甘油醚上加成甲基丙烯酸而成的化合物、在乙二醇二缩水甘油醚上加成丙烯酸而成的化合物、在丙二醇二缩水甘油醚上加成甲基丙烯酸而成的化合物、在丙二醇二缩水甘油醚上加成丙烯酸而成的化合物、在三丙二醇二缩水甘油醚上加成甲基丙烯酸而成的化合物、在三丙二醇二缩水甘油醚上加成上丙烯酸而成的化合物、在双酚A二缩水甘油醚上加成甲基丙烯酸而成的化合物、在双酚A二缩水甘油醚上加成丙烯酸而成的化合物等。
作为具有羟基的丙烯酸类化合物(G-1-1)的环氧化合物,即作为加成有(甲基)丙烯酸的环氧化合物,具有芳香环的环氧化合物因形状保持性也优异而优选。具有羟基的丙烯酸类化合物(G-1-1)中,选自下述式(11)的一种以上化合物除了减少残渣的效果外,形状保持性也优异,因而优选。
[化1]
Figure BDA00002185242500151
对具有本发明的感光性树脂组合物(1)中的亲水性基团或亲水性结构的光聚合性化合物(G-1)的含量无特殊限制,但优选在1重量%以上20%重量以下。尤其优选在2重量%以上8重量%以下。若具有亲水基团或亲水性结构的光聚合性化合物(G-1)的含量在上述范围内,则尤其在提高减少残渣的效果和形状保持性两方面的性能的效果方面优异。
此外,作为光聚合性化合物(G),可以是多官能光聚合性化合物(G-2)。本发明的感光性树脂组合物含有多官能光聚合性化合物(G-2),因而能与前述碱可溶性树脂(A)一起进一步提高图案形成性。多官能光聚合性化合物(G-2)是一种具有2个以上光聚合性双键且与具有亲水性基团或亲水性结构的光聚合性化合物(G-1)不同的光聚合性化合物。在此,不同于具有亲水性基团或亲水性结构的光聚合性化合物(G-1)是指结构、分子量等不同。
作为多官能光聚合性化合物(G-2),例如可以是丙三醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等。
作为多官能光聚合性化合物(G-2),优选3官能以上的多官能光聚合性化合物(G-2)。本发明的感光性树脂组合物通过含有3官能以上的多官能光聚合性化合物(G-2),即使在实质上不含填充剂的情况下形状保持性仍优异。
作为3官能以上的该多官能团光聚合性化合物(G-2),例如可以是三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯等。由此发生三维光交联,光交联密度高,热时弹性率不会降低。因此,即使在实质上不含填充剂的情况下形状保持性仍优异。
对本发明的感光性树脂组合物(1)中的多官能光聚合性化合物(G-2)的含量无特殊限制,优选在5重量%以上50重量%以下,尤其优选在10重量%以上40重量%以下。若多官能光聚合性化合物(G-2)的含量超过上述上限值,则密着强度有时会降低。另一方面,若含量低于上述下限值,则形状保持性有时会降低。
可以并用具有亲水性基团或亲水性结构的光聚合性化合物(G-1)和多官能光聚合性化合物(G-2)(尤其是3官能以上的该多官能光聚合性化合物(G-2))。由此能得到形成图案时的减少残渣的效果及图案的形状保持性效果均优异的感光性树脂组合物。并用时,对具有亲水性基团或亲水性结构的光聚合性化合物(G-1)的含量相对于多官能光聚合性化合物(G-2)的含量之比(具有亲水性基团或亲水性结构的光聚合性化合物(G-1)的含量/多官能光聚合性化合物(G-2)的含量)无特殊限制,优选在0.05以上1.5以下。尤其优选在0.1以上1.0以下。若具有亲水性基团或亲水性结构的光聚合性化合物(G-1)相对于多官能团光聚合性化合物(G-2)的比在上述范围内,则除了上述的残渣减小效果及形状保持性效果外,操作性、微细加工型、可靠性也优异。
本发明感光性树脂组合物(1)含有碱可溶性树脂(A),碱可溶性树脂(A)具有光反应的双键或感光性树脂组合物含有光聚合性化合物(G)。由此,通过对本发明的感光性树脂组合物(1)进行曝光或碱显影,能形成图案化的感光性树脂组合物层。此外,之后通过加热固化,可形成图案化的保护膜,例如阻焊层。
本发明的感光性树脂组合物(1)含有光聚合引发剂(B)。光聚合引发剂(B)通过吸收、分解曝光用光而产生自由基,发挥使具有光反应性的碱可溶性树脂(A)或光聚合性化合物(G)聚合的功能。这样,本发明的感光性树脂组合物(1)通过含有光聚合引发剂(B),曝光及显影后的图案形成性高。
作为光聚合引发剂(B),无特殊限制,例如可以是二苯甲酮、苯乙酮、苯偶姻、苯偶姻异丁醚、苯偶姻苯甲酸甲酯、苯偶姻苯甲酸、苯偶姻甲醚、苄基苯基硫醚、苯偶酰、安息香双甲醚、联甲苯、丁二酮等。这些中间,优选图案形成性优异的二苯甲酮、安息香双甲醚。
本发明的感光性树脂组合物(1)中,对光聚合引发剂(B)的含量无特殊限制,但优选在感光性树脂组合物总量的0.5重量%以上10重量%以下,尤其优选在1重量%以上5重量%以下。若光聚合引发剂(B)的含量低于上述范围,则引发光聚合的效果有时会降低。而若超过上述范围,则反应性过高,有时会出现使用前的感光性树脂组合物的保存性或图案化后的分辨率降低。因此,通过使光聚合引发剂(B)的含量在上述范围内,能提供一种引发光聚合的效果和提高使用前的保存性及图案化后的分辨率的效果间的平衡优异的感光性树脂组合物。
本发明的感光性树脂组合物(1)含有最大吸收波长在800nm以上2500nm以下的范围内的红外线吸收剂(D)。本发明的感光性树脂组合物(1)通过含有红外线吸收剂(D),使得感光性树脂组合物固化而得到的阻抗层等保护膜具有红外线遮光性。
红外线吸收剂(D)具有吸收红外线的性质。红外线吸收剂(D)的最大吸收波长在800nm以上2500nm以下的范围内。并且,红外线吸收剂(D)的最大吸收波长的透过率在15%以下,优选在1%以上10%以下,尤其优选在2%以上5%以下。
此外,红外线吸收剂(D)的热分解温度优选在200℃以上,尤其优选在250℃以上。由此,在将受光装置的硅基板与电路基板焊接的工序中,红外线吸收剂(D)不会变质。由此,焊接后也能保持上述吸收红外线的性质。
作为红外线吸收剂(D),可以是金属硼化物、氧化钛、氧化锆、掺锡氧化铟(ITO)、掺锑氧化锡(ATO)、偶氮化合物、铵化合物、亚胺化合物、蒽醌化合物、菁化合物、二亚胺化合物、方酸菁化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物、蒽醌化合物、萘醌化合物、二巯基化合物、聚次甲基化合物等。
作为金属硼化物,例如可以是六硼化镧(LaB6)、六硼化镨(PrB6)、六硼化钕(NdB6)、六硼化铈(CeB6)、六硼化钆(GdB6)、六硼化铽(TbB6)、六硼化镝(DyB6)、六硼化钬(HoB6)、六硼化钇(YB6)、六硼化钐(SmB6)、六硼化铕(EuB6)、六硼化铒(ErB6)、六硼化铥(TmB6)、六硼化镱(YbB6)、六硼化镥(LuB6)、六硼化锶(SrB6)、六硼化钙(CaB6)、硼化钛(TiB2)、硼化锆(ZrB2)、硼化铪(HfB2)、硼化钒(VB2)、硼化钽(TaB2)、硼化铬(CrB及CrB2)、硼化钼(MoB2、Mo2B5及MoB)及硼化钨(W2B5)以及这些金属硼化物的混合物。
偶氮化合物是具有-N=N-键且最大吸收波长在800nm以上2500nm以下范围内的化合物。更具体而言,是具有-N=N-键且在-N=N-键的对位上具有羟基或由羟基衍生的官能团的化合物。作为偶氮化合物,例如可以是用下述通式(1):
1-N=N-R2    (1)
表示的化合物。上述通式(1)中,R1、R2为芳基,偶氮基的对位上至少具有一个以上羟基或由羟基衍生的官能团。其中,R1及R2可相同也可不同。更具体而言,作为偶氮化合物,可以是用下述式(1-1)~(1-6)表示的偶氮化合物。
[化2]
Figure BDA00002185242500181
Figure BDA00002185242500191
铵(amonium)化合物是胺的非共有电子对中的1个电子被氧化成阳离子而与阴离子生成盐的化合物,且是最大吸收波长在800nm以上2500nm以下范围内的化合物。作为铵化合物,例如可以是用下述通式(2):
[化3]
表示的铵化合物。上述通式(2)中,R3为碳数1~6的烷基,A为芳基,X为选自I、BF4 、ClO4 、AsF6 、SbF6 中的一种。其中,R3既可相同也可不同。
亚胺(iminium)化合物(imonium化合物)是具有亚胺(iminium)键,即下述键:
[化4]
且最大吸收波长在800nm以上2500nm以下范围内的化合物。作为亚胺化合物,例如可以是具有1个亚胺键的亚胺化合物、具2两个亚胺键的二亚胺(diimonium)化合物。此外,亚胺化合物可以是用下述通式(3):
[化5]
Figure BDA00002185242500194
表示的亚胺化合物。二亚胺化合物可以是用下述通式(4):
[化6]
Figure BDA00002185242500201
表示的二亚胺化合物。上述通式(3)中,R4为选自氢原子、碳数1~6的烷基、烷氧基、烷基烷氧基中的一种,R5为含有芳基的有机基团,X为选自I、BF4 、ClO4 、AsF6 、SbF6 中的一种。此外,上述通式(4)中,R6为选自氢原子、碳数1~6的烷基、烷氧基、烷基烷氧基、具有芳基的基团中的一种,X为选自I、BF4 、ClO4 、AsF6 、SbF6 中的一种。
更具体而言,作为亚胺化合物,可以是用下述式(5-1)及(5-2):
[化7]
Figure BDA00002185242500202
表示的亚胺化合物。而作为二亚胺化合物,可以是用下述式(6-1)及(6-2):
[化8]
Figure BDA00002185242500203
表示的二亚胺化合物。
酞菁化合物是具有用下述通式(7):
[化9]
Figure BDA00002185242500211
表示的结构且最大吸收波长在800nm以上2500nm以下的范围内的化合物。上述通式(7)中,Me表示铝、钛、铁、钴、锡、铜、锌、锰、锡、硅、镓、钯、镁等金属元素。此外,上述通式(7)所示的酞菁化合物也可在芳香环上具有取代基。
萘酞菁化合物是具有用下述通式(8):
[化10]
Figure BDA00002185242500212
表示的结构且最大吸收波长在800nm以上2500nm以下的范围内的化合物。上述通式(8)中,Me表示铝、钛、铁、钴、锡、铜、锌、锰、锡、硅、镓、钯、镁等金属元素。此外,上述通式(8)所示的酞菁化合物也可在芳香环上具有取代基。
蒽醌化合物是具有用下述式:
[化11]
Figure BDA00002185242500213
表示的蒽醌结构且最大吸收波长在800nm以上2500nm以下的范围内的化合物。例如,作为蒽醌化合物,可以是用下述式(9):
[化12]
Figure BDA00002185242500221
表示的蒽醌化合物。上述式(9)中,R12及R13为具有氮原子的取代基、羟基、具有芳香环的取代基,p及q为1~3的整数。其中,R12及R13既可以相同也可以不同。更具体而言,作为蒽醌化合物,可以是用下述式(9-1):
[化13]
表示的蒽醌化合物、用下述式(9-2):
[化14]
Figure BDA00002185242500223
表示的蒽醌化合物、用下述式(9-3):
[化15]
Figure BDA00002185242500231
表示的蒽醌化合物。
二巯基-金属络合物化合物是具有用下述式(10):
[化16]
表示的结构且最大吸收波长在800nm以上2500nm以下范围内的化合物。上述式(10)中,R3表示碳数1~4的烷基、芳基、芳烷基、烷氨基、卤素中的任何一种,M表示镍、铂、钯中的任何一种。
这些红外线吸收剂(D)中,优选红外线吸收能力优异且耐热性优异的金属硼化物。
红外线吸收剂(D)可以是单独的一种或两种以上的组合。这样,在本发明的感光性树脂组合物(1)中,可以通过组合最大吸收波长不同的多个红外线吸收剂(D)而得到能遮蔽广范围的波长的红外线的阻焊层等保护膜。例如,通过将最大吸收波长871nm的红外线吸收剂、最大吸收波长913nm的红外线吸收剂和最大吸收波长966nm的红外线吸收剂组合,能遮蔽875nm以上960nm以下区域的红外线。
在本发明中,红外线吸收剂(D)的最大吸收波长是指通过分光光线透过率分析进行分析时透过率变得最小的波长。
此外,红外线吸收剂(D)的热分解温度为用热重分析测得的值。
本发明的感光性树脂组合物(1)中,对各红外线吸收剂(D)的含量无特殊限制,但优选在感光性树脂组合物总量的0.01重量%以上15重量%以下。尤其优选在0.1重量%以上10重量%以下。红外线吸收剂(D)的含量在上述下限值以上,可使阻焊层等保护膜的遮蔽红外线的效果增高。此外,红外线吸收剂(D)的含量在上述上限值以下,能使波长400nm以上700nm以下的可见光透过率在5.0%以上。作为红外线吸收剂(D),使用一种红外线吸收剂(D)时,各红外线吸收剂(D)的含量是指该一种红外线吸收剂(D)的含量。而使用最大吸收波长不同的多个红外线吸收剂时,各红外线吸收剂(D)的含量是指所使用的多个红外线吸收剂各自的含量。例如,组合使用最大吸收波长871nm的红外线吸收剂、最大吸收波长913nm的红外线吸收剂和最大吸收波长966nm的红外线吸收剂时,各红外线吸收剂的含量优选在感光性树脂组合物总量的0.01重量%以上15重量%以下。尤其优选在0.1重量%以上10重量%以下。
此外,使用最大吸收波长不同的多个红外线吸收剂时,所使用的红外线吸收剂(D)的总含量优选在感光性树脂组合物总量的0.01重量%以上15重量%以下。尤其优选在0.1重量%以上10重量%以下。
此外,对本发明的感光性树脂组合物(1)中的红外线吸收剂(D)的平均粒径无特殊限制,但优选在10μm以下。尤其优选在5μm以下。此处所说的“平均粒径”是指用激光衍射散乱法求出的粒度分布中的累计值为50%时的粒径(D50)。
红外线吸收剂(D)的平均粒径在上述上限值以上的情况下,形成阻焊层时,由于在厚度方向上体积变大,粒子间产生空隙,红外线的透过率升高。因此,如果不增加红外线吸收剂(D)的添加量就不能降低红外线的透过率。
另一方面,红外线吸收剂(D)的平均粒径在上述上限值以下,则感光性树脂组合物(1)中的红外线吸收剂(D)的分散性良好,能降低厚度方向的体积。即,形成阻焊层时,由于平面方向上展开的粒子增加,作为阻焊层整体,能提高红外线吸收剂(D)粒子所占的充填率。其结果,可降低阻焊层整体的红外线透过率。
这样,即使红外线吸收剂(D)含量少,也能切实降低红外区域的透过率。因此,能以低成本获得红外线遮蔽性。
在此,在具有上述平均粒径的红外线吸收剂(D)中,无机红外吸收剂可通过在苛刻条件下破碎而形成。作为红外线吸收剂(D)的形成方法,例如可以是球磨法或珠磨法等。
接着对本发明的感光性树脂组合物(2)进行说明。本发明的感光性树脂组合物(2)是一种正片型感光性树脂组合物。在本发明的感光性树脂组(2)中,通过照射曝光用光,曝光部分对显影液的溶解性增加,曝光部分通过在碱显影液中的显影而被除去。此外,在通过曝光用光的照射及碱显影而图案化后,通过加热而热固化,形成热固化物。本发明的感光性树脂组合物(2)含有碱可溶性树脂(A)、光生酸剂(C)和最大吸收波长在800nm以上2500nm以下的范围内的红外线吸收剂(D)。
通过照射曝光用光,曝光部分的光生酸剂(C)发生分解。通过这样产生酸。因此,曝光部分对碱显影液的溶解性增加。曝光用光为紫外线,优选为360nm以上400nm以下的紫外线。作为曝光用光的光源,无特殊限制,可以使用g线、i线、准分子激光等光源。
本发明的感光性树脂组合物(2)的碱可溶性树脂是在碱显影液可溶的树脂,分子内具有碱可溶性基团。此外,碱可溶性树脂(A)具有酚羟基、醇羟基、羧基、酸酐基、氨基、氰酸基等会通过加热而发生热固化反应的热反应基团,这样,显影后的图案化的感光性树脂组合物层会热固化。
在本发明的感光性树脂组合物(2)中,感光性树脂组合物中所含的碱可溶性树脂(A)在照射曝光用光后用碱显影液显影时,曝光部分溶解在碱显影液中而被除去。由此,可通过照射曝光用光选择性地进行图案形成。因此,本发明的感光性树脂组合物中的碱可溶性树脂(A)是能通过光生酸剂由于曝光用光的照射而分解所产生的酸的作用而碱显影的树脂。
本发明的感光性树脂组合物(2)在通过照射曝光用光及碱显影而图案化后会受到加热而发生热固化,从而形成半导体装置的阻焊层等保护膜。这样,根据本发明的感光性树脂组合物(2)通过加热而发生热固化时的作用,在碱可溶性树脂(A)中存在以下两种树脂:
(i)通过与环氧树脂等热固性树脂的反应而形成固化物的热固性树脂加成型树脂,
(ii)通过自身分子链上结合的官能团在分子链内进行环化反应而形成固化物的自缩合型树脂。
其中,在(i)热固性树脂加成型树脂的情况下,本发明的感光性树脂组合物(2)含有与(i)热固性树脂加成型树脂进行热固化反应的热固性树脂。在(ii)自缩合型树脂的情况下,本发明的感光性树脂组合物(2)既可以含有热固性树脂,也可以不含热固性树脂。
本发明的感光性树脂组合物(2)所含的碱可溶性树脂性树脂(A)中,作为(i)热固性树脂加成型树脂,例如可以是苯酚酚醛清漆树脂、聚酰胺酸等,更具体而言,可以是甲酚型、苯酚型、双酚A型、双酚F型、邻苯二酚型、间苯二酚型、连苯三酚型等酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂、羟基苯乙烯树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、含有羟基、羧基等的环烯烃类树脂。此外,本发明的感光性树脂组合物(2)的碱可溶性树脂(A)既包括甲酚、双酚A、双酚F、邻苯二酚、间苯二酚、连苯三酚等重复单元数为1的低分子量化合物,又包括甲酚型、苯酚型、双酚A型、双酚F型、邻苯二酚型、间苯二酚型、连苯三酚型等酚醛清漆树脂等的重复单元数为2以上的高分子量化合物。
此外,本发明的感光性树脂组合物所含的碱可溶性树脂(A)中,作为(ii)自缩合型树脂,例如可以是聚酰胺类树脂,更具体而言,可以是具有苯并噁唑结构及聚酰亚胺结构中的至少一方且主链或侧链上具有羟基、羧基、醚基或酯基的树脂、具有苯并噁唑前体结构的树脂、具有聚酰亚胺前体结构的树脂、具有聚酰胺酸酯结构的树脂等。
此外,本发明的感光性树脂组合物(2)也可包含含有羧基的丙烯酸树脂之类的碱可溶性的热塑性树脂。
对本发明的感光性树脂组合物(2)中的碱可溶性树脂(A)的含量无特殊限制,但在以下情况下优选在下述范围内。例如,在本发明的感光性树脂组合物(2)不含后述无机填充材料的情况下,本发明的感光性树脂组合物(2)中的碱可溶性树脂(A-1)的含量在10重量%以上80重量%以下,优选在15重量%以上70重量%以下。而在本发明感光性树脂组合物(2)含有后述无机填充材料的情况下,本发明的感光性树脂组合物(2)中的碱可溶性树脂(A)的含量优选相对于从本发明的感光性树脂组合物(2)中除去无机填充剂后的成分的总量在15重量%以上60重量%以下,尤其优选在20重量%以上50重量%以下。若碱可溶性树脂(A)的含量低于上述下限值,则曝光、显影时有时会产生感光性树脂组合物的残渣。另一方面,若超过上述上限值,则曝光、显影时有时会出现形成图案的感光性树脂组合物的膜减量增大,图案出现厚度偏差。
本发明的感光性树脂组合物(2)含有光生酸剂(C)。光生酸剂(C)通过吸收、分解曝光用光而产生酸来发挥提高感光性树脂组合物的曝光部的对碱显影液的溶解性的作用。并且,由于本发明的感光性树脂组合物(2)含有光生酸剂(C),曝光及显影后的图案化成为可能。
作为光生酸剂(C),例如可以是酚化合物与1,2-萘醌-2-二叠氮-5磺酸或1,2-萘醌-2-叠氮-4-磺酸的酯。具体而言,可以是式(16)~式(19)表示的酯化合物。光生酸剂(C)既可以是一种也可以是两种以上的组合。
[化17]
Figure BDA00002185242500271
[化18]
Figure BDA00002185242500281
[化19]
Figure BDA00002185242500291
[化20]
Figure BDA00002185242500301
式(16)~(19)中,Q为选自氢原子、式(20)及式(21)所示的结构中的任意一种。在此,各化合物的Q中,至少一个为式(20)或式(21)所示的结构。
[化21]
本发明的感光性树脂组合物(2)中的光生酸剂(C)的含量优选相对于碱可溶性树脂(A-1)100重量份在1重量份以上50重量份以下,尤其优选在10重量份以上40重量份以下。光生酸剂(C)的含量在上述范围内时,灵敏度尤其优异。
本发明的感光性树脂组合物(2)含有碱可溶性树脂(A)且含有光生酸剂(C)。这样,可通过对本发明的感光性树脂组合物进行曝光及显影来形成图案化的感光性树脂组合物层。此外,之后,可通过对其进行加热固化而形成图案化的半导体装置的阻焊层等半导体装置的保护膜。
本发明的感光性树脂组合物(2)含有最大吸收波长在800nm以上2500nm以下范围的红外线吸收剂(D)。由于本发明的感光性树脂组合物(2)含有红外线吸收剂(D),因而,使感光性树脂组合物热固化而得的阻焊层等保护膜具有红外线遮蔽性。
本发明的感光性树脂组合物(2)中的红外线吸收剂(D)与本发明的感光性树脂组合物(1)中的红外线吸收剂(D)相同。
本发明的感光性树脂组合物(2)中的红外线吸收剂(D)既可以是单独的一种也可以是两种以上的组合。这样,在本发明的感光性树脂组合物(2)中,通过组合最大吸收波长不同的多个红外线吸收剂(D)能得到可遮蔽广范围的波长的红外线的阻焊层。例如,通过组合最大吸收波长871nm的红外线吸收剂、最大吸收波长913nm的红外线吸收剂和最大吸收波长966nm的红外线吸收剂,能遮蔽871nm以上960nm以下区域的红外线。
本发明的感光性树脂组合物(2)中,对各红外线吸收剂(D)的含量无特殊限制,但优选在感光性树脂组合物总量的0.01重量%以上15重量%以下,尤其优选在0.1重量%以上10重量%以下。由于红外线吸收剂(D)的含量在上述范围内,因此,阻焊层等保护膜遮蔽红外线的效果提高。作为红外线吸收剂(D)而使用一种红外线吸收剂(D)的情况下,各红外线吸收剂(D)的含量是指这一种红外线吸收剂(D)的含量。而使用最大吸收波长不同的多种红外线吸收剂的情况下,各红外线吸收剂(D)的含量是指所使用的多种红外线吸收剂(D)各自的含量。例如,将最大吸收波长871nm、913nm及966nm的三种红外线吸收剂组合起来进行使用的情况下,各红外线吸收剂的含量优选在感光性树脂组合物总量的0.01重量%以上15重量%以下,尤其优选在0.1重量%以上10重量%以下。
本发明的感光性树脂组合物(2)中,对红外线吸收剂(D)的平均粒径无特殊限制,可设成与本发明的感光性树脂组合物(1)的情况相同。
此外,使用最大吸收波长不同的多个红外线吸收剂的情况下,所使用的红外线吸收剂(D)的合计含量优选在感光性树脂组合物总量的0.01重量%以上15重量%以下,尤其优选在0.1重量%以上10重量%以下。
本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)可以含有具有酚羟基和羧基的化合物(E)。由此,能提高与碱显影液的亲和性。此外,能提高与构成感光性树脂组合物的其他成分的相容性。因此能减少曝光及显影后的残渣。
提高1分子中的羧基浓度,对碱显影液的亲和性会提高。但是,若过度提高浓度,则化合物(E)的分子间的结晶性会过高,与构成感光性树脂组合物的其他成分的相容性降低。因此,感光性树脂组合物可含有这样的化合物(化合物(E)),该化合物除了含有羧基以外,还可含有虽程度不如羧基、但也对碱显影液具有亲和性的酚羟基。由此,能平衡对碱显影液的亲和性和与构成感光性树脂组合物的其他树脂成分的相容性。
对具有酚羟基和羧基的化合物(E)的重均分子量无特殊限制,但优选在100以上5000以下,更优选在150以上3000以下,尤其优选在200以上2000以下。通过使化合物(E)的重均分子量在上述范围,可使平衡对碱显影液的亲和性和与构成感光性树脂组合物的其他树脂成分的相容性的效果提高。在此,重均分子量可用与前述相同的方法进行测定。
具有酚羟基和羧基的化合物(E)只要是具有酚羟基和羧基的化合物即可,无特殊限制,例如可以是用下述通式(22)~(24)表示的化合物。本发明的感光性树脂组合物含有用下述通式(22)~(24)表示的化合物作为具有酚羟基和羧基的化合物(E),由此,减少曝光及显影后的残渣的效果进一步提高。
[化22]
Figure BDA00002185242500321
[化23]
Figure BDA00002185242500322
[化24]
Figure BDA00002185242500323
上述通式(22)中,R21表示芳香族以外的有机基团,a及b为1~3的整数。对a及b无特殊限制,但优选a=1且b=2。通过使a=1且b=2,能够平衡可降低感光性树脂组合物的曝光及显影后的残渣的效果及提高与构成感光性树脂组合物的其他树脂成分的相容性的效果。
R21为芳香族以外的有机基团,无特殊限制,可以是单键、碳数1~20的直链或支链的烃基。b为1时,作为具体的例子,可以是亚甲基、亚乙基、正亚丙基、异亚丙基、异亚戊基、仲亚戊基、叔亚戊基、甲基丁基、1,1-二甲基亚丙基、正亚己基、1-甲基亚戊基、2-甲基亚戊基、3-甲基亚戊基、4-甲基亚戊基、1-乙基亚丁基、2-乙基亚丁基、3-乙基亚丁基、1,1-二甲基亚丁基、2,2-二甲基亚丁基、3,3-二甲基亚丁基、1-乙基-1-甲基亚丙基、正亚庚基、1-甲基亚己基、2-甲基亚己基、3-甲基亚己基、4-甲基亚己基、5-甲基亚己基、1-乙基亚戊基、2-乙基亚戊基、3-乙基亚戊基、4-乙基亚戊基、1,1-二甲基亚戊基、2,2-二甲基亚戊基、3,3-二甲基亚戊基、4,4-二甲基亚戊基、1-丙基亚丁基、正亚辛基、1-甲基亚庚基、2-甲基亚庚基、3-甲基亚庚基、4-甲基亚庚基、5-甲基亚庚基、6-甲基亚庚基、1-乙基亚己基、2-乙基亚己基、3-乙基亚己基、4-乙基亚己基、5-乙基亚己基、6-乙基亚己基、1,1-二甲基亚己基、2,2-二甲基亚己基、3,3-二甲基亚己基、4,4-二甲基亚己基、5,5-二甲基亚己基、1-丙基亚戊基、2-丙基亚戊基等,优选碳数1~6的直链或支链基团。通过使碳数为1~6,能提高可降低感光性树脂组合物的曝光及显影后的残渣的效果及提高与构成感光性树脂组合物的其他树脂成分的相容性的效果。
此外,b为2时,具体而言,可以列举为用下述通式(25)表示的基团。
[化25]
Figure BDA00002185242500331
前述通式(25)中,R23及R24表示氢原子、碳数1~20的直链或支链烷基、碳数1~20的直链亚烷基(末端为羧基)、羧基。*上结合通式(22)中的具有酚羟基的苯环。但不会有R23或R24两者为氢原子、碳数1~20的直链或支链烷基的情况,在R23或R24中的一方为氢原子、碳数1~20的直链或支链烷基的情况下,另一方为碳数1~20的直链亚烷基(末端为羧基)。
前述通式(25)中的R23及R24的至少一方为碳数1~10的直链或支链亚烷基(末端为羧基)。由此能减少感光性树脂组合物的曝光及显影后的残渣。此外,能使改善与构成感光性树脂组合物的其他树脂成分的相容性的效果提高。尤其优选碳数1~6的直链或直链亚烷基(末端为羧基)。
b为3时,具体而言,可以列举为用下述通式(26)表示的基团。
[化26]
Figure BDA00002185242500332
前述通式(26)中,R25表示碳数1~20的直链或直链亚烷基(末端为羧基)、羧基。*上结合前述通式(22)中的具有酚羟基的苯环。
前述通式(26)中,R26例如为碳数1~10的直链或支链亚烷基(末端为羧基)。由此能减少感光性树脂组合物的曝光及显影后的残渣。此外,能使改善与构成感光性树脂组合物的其他树脂成分的相容性的效果提高。尤其优选碳数1~6的直链或直链亚烷基(末端为羧基)。
前述通式(23)中,c及d为1~5的整数。作为前述通式(23)所示的化合物,无特殊限制,可以是2-羟基苯甲酸、3-羟基苯甲酸、4-羟基苯甲酸、2,3-二羟基苯甲酸、2,4-二羟基苯甲酸、2,5-二羟基苯甲酸、2,6-二羟基苯甲酸、3,4-二羟基苯甲酸、3,4,5-三羟基苯甲酸、2,4,6-三羟基苯甲酸等,从能减少感光性树脂组合物的曝光及显影后的残渣的效果及提高与构成感光性树脂组合物的其他树脂成分的相容性的效果提高的角度考虑,优选2,3-二羟基苯甲酸、2,4-二羟基苯甲酸、2,5-二羟基苯甲酸、2,6-二羟基苯甲酸、3,4-二羟基苯甲酸、3,4,5-三羟基苯甲酸、2,4,6-三羟基苯甲酸。
前述通式(24)中,e及f为1~3的整数。对e及f无特殊限制,例如为e=1且f=2。由此能减少感光性树脂组合物的曝光及显影后的残渣。此外,能提高改善与构成感光性树脂组合物的其他树脂成分的相容性的效果。
前述通式(24)中,R22表示芳香族以外的有机基团,无特殊限制,可以是单键、氢原子、碳数1~20的直链或支链烃基。R22例如为碳数1~10的直链或支链烃基。由此,能减少感光性树脂组合物的曝光及显影后的残渣。此外,能使改善与构成感光性树脂组合物的其他树脂成分的相容性的效果提高。尤其优选碳数1~6的直链或支链烃基。
作为前述通式(24)所表示的化合物,无特殊限制,可以是酚酞啉、酚酞啉的衍生物等。由此能减少感光性树脂组合物的曝光及显影后的残渣。此外,能使改善与构成感光性树脂组合物的其他树脂成分的相容性的效果提高。
对具有酚羟基和羧基的化合物(E)的含量无特殊限制,但在感光性树脂组合物中优选在0.1重量%以上30重量%以下,更优选在0.3重量%以上20重量%以下,尤其优选在0.5重量%以上15重量%以下。通过使化合物(E)的含量在上述范围内,减少感光性树脂组合物的曝光及显影后的残渣的效果提高。还能确保与构成感光性树脂组合物的其他树脂成分的相容性。
本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)可含有热固性树脂(F)。由此能提高由感光性树脂组合物的固化物构成的阻焊层与镀铜层的粘合力。
作为热固性树脂(F),无特殊限制,例如可以是苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、双酚A酚醛清漆树脂等酚醛清漆型树脂、Resol酚醛树脂等酚醛树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂等双酚型环氧树脂、酚醛清漆环氧树脂、甲酚酚醛环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、二苯乙烯型环氧树脂、含三嗪核环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、三酚基甲烷型环氧树脂、萘型环氧树脂、硅改性环氧树脂等环氧树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂等含有三嗪环的树脂、不饱和聚酯树脂、双马来酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、硅树脂、具有苯并噁嗪环的树脂、氰酸酯树脂等。其中,环氧树脂能增大感光性树脂组合物的自由体积,提高固化物的透湿率,从该角度考虑为优选。此外,能减少感光性树脂组合物的固化物的吸水率。进而从能提高透湿率的角度考虑,尤其优选苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、三酚基甲烷型环氧树脂。热固性树脂(F)中既包括双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂等双酚型环氧树脂之类的重复单元数为1个的低分子量化合物,还包括酚醛清漆环氧树脂、甲酚酚醛清漆等酚醛清漆型环氧树脂之类的重复单元数在2个以上的高分子量化合物。
对热固性树脂(F)的含量无特殊限制,但在感光性树脂组合物中优选在10重量%以上70重量%以下。更优选在15重量%以上65重量%以下。尤其优选在20重量%以上60重量以下。通过使热固性树脂(F)的含量在上述范围内,能提高阻焊层与镀铜层的粘合力。还能提高阻焊层的机械特性。
使用环氧树脂作为热固性树脂(F)的情况下,本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)可以含有作为环氧树脂的固化剂而发挥作用的化合物。对作为用作热固性树脂(F)的环氧树脂的固化剂而发挥作用的化合物,无特殊限制,可以是酚衍生物、羧酸衍生物、咪唑类等。其中,酚衍生物在曝光及显影时具有作为溶解促进剂的作用。此外,阻焊层的机械特性优异。
作为用作热固性树脂(F)的环氧树脂的固化剂而发挥作用的酚衍生物,可以是苯酚酚醛清漆树脂、具有亚苯基骨架的苯酚芳烷基树脂、三酚基甲烷型酚醛树脂、联苯芳烷基型酚醛树脂、α-萘酚芳烷基型酚醛树脂、β-萘酚芳烷基型酚醛树脂等。其中,从减少曝光及显影后的残渣的效果提高的角度考虑,优选苯酚酚醛清漆树脂。
在不损害本发明目的的范围内,本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)中可以含有紫外线吸收剂、流平剂、偶联剂、抗氧化剂等添加剂。
本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)可以含有无机填充材料。
在减少显影后的残渣的要求高的情况下,本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)的无机填充材料的含量优选大于感光性树脂组合物总量的0重量%,在5重量%以下。
另一方面,在耐热性、尺寸稳定性、耐湿性等特性的要求高的情况下,本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)还可含有无机填充材料。作为这种无机填充材料,例如可以是滑石、煅烧粘土、未煅烧粘土、云母、玻璃等硅酸盐、氧化钛、氧化铝、熔融硅石(熔融球状硅石、熔融破碎硅石)、结晶硅石等硅石粉末等氧化物、碳酸钙、碳酸镁、铝碳酸镁等碳酸盐、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙等氢氧化物、硫酸钡、硫酸钙、亚硫酸钙等硫酸盐或亚硫酸盐、硼酸锌、偏硼酸钡、硼酸铝、硼酸钙、硼酸钠等硼酸盐、氮化铝、氮化硼、氮化硅等氮化物等。这些无机填充材料既可以是单独的一种,也可以是两种以上的组合。这些无机填充材料中优选熔融硅石、结晶硅石等硅石粉末,尤其优选球状熔融硅石。
通过使本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)含有无机填充材料,使感光性树脂组合物固化后的耐热性、耐湿性、强度等提高。其中,对无机填充材料的形状无特殊限制,但优选为完全球状。
对无机填充材料的平均粒径无特殊限制,但优选在5nm以上50nm以下,尤其优选在10nm以上30nm以下。若无机填充材料的平均粒径低于上述范围,则无机填充材料容易凝集,这样,感光性树脂组合物中无机填充材料的分布有时会产生偏差。而若超过上述范围,则曝光及显影产生的分辨率有时会过低。
作为本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)的使用方法的实施方式的例子,例如可以是调制糊状的感光性树脂组合物,将所得的糊状的感光性树脂组合物涂布到硅基板上的方法。此外,也可以是在将溶解或分散在溶剂中的感光性树脂组合物涂布在硅基板上之后挥发除去溶剂的方法。此外,还可以将形成在树脂片上的膜状的感光性树脂组合物(粘合膜)压粘到硅基板上的方法等。
这些方法中,从微细加工性优异的角度及容易使感光性树脂组合物层的厚度保持一定的角度考虑,优选压粘膜状感光性树脂组合物(粘合膜)的方法。
膜状感光性树脂组合物(粘合膜)的制作方法可以是以下方法。首先,将本发明的感光性树脂组合物(1)或本发明的感光性树脂组合物(2)在适当的有机溶剂(例如N-甲基-2吡咯烷酮、苯甲醚、甲乙酮、甲苯、乙酸乙酯等)中进行混合。接着,可通过将其涂布到成为载体的树脂片等上进行干燥从而制作膜状感光性树脂组合物(粘合膜)。
本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)能形成搭载有CMOS图像传感器的受光装置等经过对准工艺的半导体装置的制造中所使用的阻焊层。如上述那样,本发明的感光性树脂组合物透过可见光且其固化物具有阻焊层的功能。这样,其阻焊层具有红外线遮光性。
如上述那样,本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)在的感光性树脂组合物固化前具有可见光透过性。由此,在对准时能观察、识别印在硅基板上的对准标记。本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)的固化物具有红外线遮蔽性。由此,在感光性树脂组合物固化后能防止红外线从硅基板下侧进入。此外,本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)的固化物具有阻焊层所必需的性能。具体而言,具有耐热性、耐化学药品性、绝缘性、耐湿性、低翘曲性、对准性。
本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)的可见光透过性主要由碱可溶性树脂(A)的可见光透过性决定。因此,碱可溶性树脂(A)是能使400nm以上700nm以下波长的可见光透过的树脂。所以,碱可溶性树脂(A)是不具有吸收400nm以上700nm以下波长的可见光的官能团或分子结构的树脂。或者是只具有可进行对准程度的量的吸收400nm以上700nm以下波长的可见光的官能团或分子结构的树脂。适当选择碱可溶性树脂(A)的分子结构或官能团,优选使得固化前的感光性树脂组合物层的可见光透过性达到固化前的感光性树脂组合物层在400nm以上700nm以下处的可见光透过率的最大值在5.0以上。尤其优选进行适当选择,使其在7.0%以上。由此,通过使固化前的感光性树脂组合物层的可见光透过性在上述下限值以上,可具有对准工艺所要求的可见光透过性。
本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)具有透过可见光的性质。更具体而言,本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)在波长400nm以上700nm以下处的可见光透过率的最大值在5.0%以上。更优选在10%以上。尤其优选在15%以上。波长400nm以上700nm以下处的光通过率的最大值是指在400nm以上700nm以下的波长范围中透过率为最大的波长处的透过率的值。通过使透过率在上述范围,对准时能观察、识别印在硅基板下面的对准标记。
本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)在波长400nm以上700nm以下的可见光透过率在还考虑到其固化物在波长800nm以上2500nm以下的红外线透过率的情况下,通过对红外线吸收剂(D)的含量等进行调整而得到。具体而言,如上述那样,优选本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)在波长400nm以上700nm以下的可见光透过率的最大值在5%以上。除此之外,优选其固化物在波长800nm以上2500nm以下的红外线透过率的最小值在15%以下。由此,制造工序中的对准标记的观察识别性良好且能防止红外线引起的受光装置的误启动。
本发明的感光性树脂组合物(1)的固化物及本发明的感光性树脂组合物(2)的固化物具有吸收红外线的性质。更具体而言,本发明的感光性树脂组合物(1)的固化物及本发明感光性树脂组合物(2)的固化物即阻焊层等保护膜的最大吸收波长在波长800nm以上2500nm以下的范围内。
此外,本发明的感光性树脂组合物(1)的固化物及本发明的感光性树脂组合物(2)的固化物在波长800nm以上2500nm以下的红外线透过率的最小值在15%以下。上述透过率进一步优选在1%以上15%以下,尤其优选在2%以上10%以下。波长800nm以上2500nm以下的红外线透过率的最小值是在上述波长范围中成为最大吸收波长时的透过率的值。即,波长800nm以上2500nm以下的透过率的最小值在15%以下表示在波长800nm以上2500nm以下的波长范围存在的最大吸收波长的透过率的值在15%以下。由此,通过使波长800nm以上2500nm以下的红外光透过率的最小值在上述上限值以下,能充分减弱从硅基板下面侵入的红外光的强度,受光元件不会误启动。
本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)的波长360nm以上400nm以下的紫外线透过率的最小值优选在35%以下。尤其优选在30%以下。360nm以上400nm以下的紫外线透过率的最小值在35%以下表示在360nm以上400nm以下的波长范围的最大吸收波长的透过率的值在35%以下。由此,在曝光工序中,在用紫外线作为曝光用光进行照射时,能使本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)高效率地反应。
此外,本发明的感光性树脂组合物(1)的固化物及本发明的感光性树脂组合物(2)的固化物的绝缘性在1.0×109Ω以上,优选在1.0×1010Ω以上。其中,绝缘性是在将感光性树脂组合物贴合在线宽20μm的铜端子、线宽20μm的基板上,在180℃加热固化5小时后通过绝缘电阻计(施加10v电压)测得的邻接铜端子间的绝缘电阻值。由此,能确保各搭载有焊球的配线电路间的绝缘性。
此外,本发明的感光性树脂组合物(1)的固化物及本发明的感光性树脂组合物(2)的固化物的耐热性以在260℃的弹性率为指标,该260℃的弹性率在1MPa以上1000MPa以下。优选在3MPa以上800MPa以下。此外,260℃的弹性率是通过动态粘弹性测定装置(DMA)(频率:10Hz,升温速度:3℃/分)测得的值。由此,能在连接受光装置的硅基板和电路基板的工序中保持硅基板的刚性。
此外,本发明的感光性树脂组合物(1)的固化物及本发明的感光性树脂组合物(2)的固化物具有耐焊剂性。焊剂耐性即耐化学药品性按以下方法测定。首先,将感光性树脂组合物粘合到半导体晶圆上。接着,在波长365nm、曝光量700mJ/cm2的条件下曝光。接着,在180℃的条件下热固化5小时。接着,将M34-226C-21-10.8H(千住金属工业公司产品)作为焊膏涂在感光性树脂组合物上,用加热板在250℃加热10分钟,使焊剂凝集。接着,使用焊剂清洗剂Pine alpha ST-1000SX(荒川化学工业公司产品)在70℃的条件下清洗感光性树脂组合物上的焊剂10分钟。进一步用纯水在45℃、1分钟+25℃、1分钟的条件下进行清洗。之后可通过用显微镜观察感光性树脂组合物的表面状态来测定耐化学药品性。这样,由于具有耐焊剂性,因此不会出现因焊剂而溶解或溶胀的情况。
此外,本发明的感光性树脂组合物(1)的固化物及本发明的感光性树脂组合物(2)的固化物的耐湿性以吸水率为指标,其吸水率在5%以下,优选在3%以下。由此,能防止配线电路的腐蚀。
此外,关于本发明的感光性树脂组合物(1)的固化物及本发明的感光性树脂组合物(2)的固化物的低翘曲性,以玻璃化转变温度下的线膨胀系数α1及室温下的弹性率为指标,α1例如在1ppm/℃以上200ppm/℃以下。优选在3ppm/℃以上150ppm/℃以下。而室温下的弹性率则在0.1GPa以上10GPa以下。优选在0.3GPa以上8GPa以下。其中,玻璃化转变温度以下的线膨胀系数α1是通过热机械特性测定装置(TMA)(模式:拉伸,荷重:30mN,升温速度:5℃/分)测得的值。而室温下的弹性率是通过动态粘弹性测定装置(DMA)(频率:10Hz,升温速度:3℃/分)测得的值。由此,通过使玻璃化转变温度以下的线膨胀系数α1及室温下的弹性率在上述范围内,能防止受光装置翘曲。
上述本发明的感光性树脂组合物(1)及本发明的感光性树脂组合物(2)适合用作芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置的阻焊层用感光性树脂组合物。这种芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置包括搭载有由光元件构成的CMOS图像传感器的硅基板、透明基板和对该CMOS图像传感器和该透明基板间的间隙进行规定的间隔件,该硅基板上设置有导通孔,该硅基板上面的配线电路和该硅基板下面的配线电路通过形成在该导通孔内面上的配线电路而连接,该硅基板下面设置有阻焊层,该硅基板下面的配线电路和电路基板的配线电路通过焊接而连接。
此外,本发明的受光装置是一种这样一种芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置,其包括搭载有由光元件构成的CMOS图像传感器的硅基板、透明基板和对该CMOS图像传感器和该透明基板间的间隙进行规定的间隔件,该硅基板上设置有导通孔,该硅基板上面的配线电路和该硅基板下面的配线电路通过形成在该导通孔内面上的配线电路而连接,该硅基板下面设置有阻焊层,该硅基板下面的配线电路和电路基板的配线电路通过焊接而连接,其特征在于,该阻焊层为本发明的感光性树脂组合物(1)的固化物或本发明的感光性树脂组合物(2)的固化物。
此外,本发明的受光装置的阻焊层通过将在截面积中红外线吸收剂(D)所占的面积比在0.1%以上30%以下的膜状感光性树脂组合物(粘合膜)进行层积而形成。上述红外线吸收剂(D)所占的面积比优选在5%以上30%以下。在此,在阻焊层的截面积中,红外线吸收剂(D)所占的“面积比”例如通过以下方法进行测定。首先,切出由粘合膜形成的阻焊层的一部分。接着,随机抽取切出的部分的一部分,对其截面进行SEM观察。接着,观察阻焊层中的红外线吸收剂(D)的粒子。此时,在能分辨粒子形状的适当倍率下对其图像做二值化。接着,在上述倍率下的观察区域中计算红外线吸收剂(D)的粒子所占的面积比。在不同的截面下重复这种测量数十次,对上述的面积比做平均化。通过这样得到阻焊层的截面积中红外线吸收剂(D)所占的“面积比”。其中,上述面积比的测量方法在红外线吸收剂(D)例如为无机粒子的情况下可良好地测量。
如上述那样,通过使红外线吸收剂(D)所占的面积比在上述下限值以上,可使波长800nm以上2500nm以下的红外线透过率的最小值在15%以下。由此,能抑制红外线从硅基板的下面侧进入,防止受光元件误启动。此外,通过红外线吸收剂(D)所占的面积比在上述上限值以下,可使波长400nm以上700nm以下的可见光透过率的最大值在5.0%以上。由此,在对准时能观察识别印在硅基板下面的对准标记。
实施例
下面根据实施例及比较例对本发明进行详细地说明,但本发明并不局限于此。在下述实施例及比较例中,以制作用于形成受光装置等的阻焊层的粘合膜为例进行说明。
(实施例1)
1.将具有碱可溶性基团及双键的树脂(可通过光及热两者进行固化的可固化性树脂:甲基丙烯酸改性双酚A型苯酚酚醛清漆树脂:MPN)的合成双酚A型酚醛清漆树脂(PHENOLITE LF-4871,大日本油墨化学公司产品)的固体成分60%的MEK溶液500g投入2L烧瓶中。接着,向其中添加三丁胺1.5g作为催化剂及添加氢醌0.15g作为阻聚剂,加温至100℃。用30分钟向其中滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯180.9g,在100℃下搅拌反应5小时。由此得到不挥发成分74%的甲基丙烯酸改性双酚A型酚醛清漆树脂(MPN)(甲基丙烯酸改性率50%)。
2.树脂漆的调制
将上述甲基丙烯酸改性双酚A型苯酚酚醛清漆树脂(MPN)57.0重量%作为碱可溶性树脂(A)、Irgacure 651(汽巴精化公司产品)3.0重量%作为光聚合引发剂、三酚基型环氧树脂E1032H60(日本环氧树脂公司产品)33.0重量%、苯酚酚醛清漆型树脂PR53467(住友电木公司产品)4.0重量%作为酚醛树脂和硼化镧LaB6-F(日本新金属公司产品)3.0重量%作为红外线吸收剂溶解到甲乙酮(MEK,大伸化学公司产品)中,得到树脂漆。其中,红外线吸收剂硼化镧LaB6-F通过在严格的条件下破碎而形成。
3.粘合膜的调制
将上述树脂漆用缺角轮涂布机涂布到支持基材聚酯膜(帝人杜邦薄膜公司产品,RL-07,厚38μm),在70℃下干燥10分钟,得到厚20μm的粘合膜。
(实施例2)
将甲基丙烯酸改性双酚A型苯酚酚醛清漆树脂(MPN)43.0重量%作为碱可溶性树脂(A)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯Light Ester TMP(共荣社化学公司产品)12.0重量%作为丙烯酸树脂、Irgacure 651(汽巴精化公司产品)3.0重量%作为光聚合引发剂(B)、三酚基型环氧树脂E1032H60(日本环氧树脂公司产品)33.0重量%、苯酚酚醛清漆型树脂PR53467(住友电木公司产品)4.0重量%作为酚醛树脂和硼化镧LaB6-F(日本新金属公司产品)5.0重量%作为红外线吸收剂溶解到甲乙酮(MEK,大伸化学公司产品)中,得到树脂漆。粘合膜的调制按与实施例1相同的方法进行。与实施例1一样,红外线吸收剂硼化镧LaB6-F通过在严格的条件下破碎而形成。
(实施例3)
将甲基丙烯酸改性双酚A型苯酚酚醛清漆树脂(MPN)42.0重量%作为碱可溶性树脂(A)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯Light Ester TMP(共荣社化学公司产品)12.0重量%、双酚酸(东京化成工业公司产品)1.0重量%作为具有酚羟基和羧基的化合物、Irgacure 651(汽巴精化公司产品)3.0重量%作为光聚合引发剂(B)、三酚基型环氧树脂E1032H60(日本环氧树脂公司产品)33.0重量%、苯酚酚醛清漆型树脂PR53467(住友电木公司产品)4.0重量%作为酚醛树脂和硼化镧LaB6-F(日本新金属公司产品)5.0重量%作为红外线吸收剂溶解到甲乙酮(MEK,大伸化学公司产品)中,得到树脂漆。粘合膜的调制按与实施例1相同的方法进行。其中,与实施例1一样,红外线吸收剂硼化镧LaB6-F通过在严格的条件下破碎而形成。
(实施例4)
除了将作为丙烯酸树脂的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯Light Ester TMP(共荣社化学公司产品)的添加量从12.0重量%变为10.0重量%、硼化镧LaB6-F(日本新金属公司产品)的添加量从5.0重量%变为7.0重量%以外,按与实施例2相同的方法进行树脂漆、粘合膜的调制。其中,与实施例2一样,红外线吸收剂硼化镧LaB6-F通过在严格的条件下破碎而形成。
(实施例5)
除了将甲基丙烯酸改性双酚A型苯酚酚醛清漆树脂(MPN)的添加量由43.0重量%变为45.0%重量、作为红外线吸收剂,代替硼化镧LaB6-F(日本新金属公司产品)5.0重量%而使用酞菁类化合物EX Color 910(日本触媒公司产品)3.0重量%以外,按与实施例2相同的方法进行树脂漆、粘合膜的调制。
(实施例6)
除了作为红外线吸收剂代替酞菁类化合物(日本触媒公司产品)3.0重量%而使用酞菁类化合物EX Color 906(日本触媒公司产品)3.0重量%以外,按与实施例5相同的方法进行树脂漆、粘合膜的调制。
(实施例7)
除了将甲基丙烯酸改性双酚A型苯酚酚醛清漆树脂(MPN)的添加量由43.0重量%变为42.0重量%、作为红外线吸收剂将硼化镧LaB6-F(日本新金属公司产品)5.0重量%变为二亚胺类化合物KAYASORB IRG-068(日本化药公司产品)6.0重量%以外,按与实施例2相同的方法进行树脂漆、粘合膜的调制。其中,与实施例2一样,红外线吸收剂硼化镧LaB6-F通过在严格的条件下破碎而形成。
(实施例8)
除了作为红外线吸收剂将硼化镧LaB6-F(日本新金属公司产品)6.0重量%变为掺锡氧化铟ITO粉末(三菱材料电子化成公司产品)6.0重量%以外,按与实施例7相同的方法进行树脂漆、粘合膜的调制。其中,与实施例7一样,红外线吸收剂硼化镧LaB6-F通过在严格的条件下破碎而形成。
(实施例9)
除了作为红外线吸收剂将硼化镧LaB6-F(日本新金属公司产品)6.0重量%变为掺锑氧化锡导电性粉末T-1(三菱材料电子化成公司产品)6.0重量%以外,按与实施例7相同的方法进行树脂漆、粘合膜的调制。其中,红外线吸收剂掺锑氧化锡导电性粉末T-1通过在严格的条件下破碎而形成。
(实施例10)
除了将苯酚酚醛清漆树脂S-3(住友电木公司产品)54.0重量%作为碱可溶性树脂(A)、硅改性环氧树脂BY16-115(东丽道康宁硅胶公司产品)29.0重量份作为环氧树脂、代替光聚合引发剂(B)以下述化学式所表示的三苯酚与叠氮萘醌的磺酸酯9.0重量%作为光生酸剂(C)和硼化镧LaB6-F(日本新金属公司产品)8.0重量%作为红外线吸收剂溶解到甲乙酮(MEK,大伸化学公司产品)中得到树脂漆以外,按与实施例1相同的方法进行粘合膜的调制。其中,与实施例1一样,红外线吸收剂硼化镧LaB6-F通过在严格的条件下破碎而形成。
[化27]
Figure BDA00002185242500421
(比较例1)
除了将上述甲基丙烯酸改性双酚A型苯酚酚醛清漆树脂(MPN)45.0重量%作为碱可溶性树脂(A)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯Light Ester TMP(共荣社化学公司产品)12.0重量%作为丙烯酸树脂、Irgacure 651(汽巴精化公司产品)3.0重量%作为光聚合引发剂、三酚基型环氧树脂E1032H60(日本环氧树脂公司产品)35.0重量%和苯酚酚醛清漆型树脂PR53467(住友电木公司产品)5.0重量%作为酚醛树脂溶解到甲乙酮(MEK,大伸化学公司产品)中得到树脂漆以外,按与实施例1相同的方法进行粘合膜的调制。
1.透过率评价
对通过各实施例及比较例所得的粘合膜用分光光度计(UV-3100PC,岛津制作所公司产品)测定其透过率。在此,将波长在400nm以上700nm以下的透过率为最大的波长及此时的透过率作为最大透过率。而将波长在360nm以上400nm以下的透过率为最小的波长(最大吸收波长)及此时的透过率作为透过率(i)。此外,将波长在800nm以上2500nm以下的透过率为最小的波长(最大吸收波长)及此时的透过率作为透过率(ii)。
2.绝缘性评价
对通过各实施例及比较例所得的粘合膜用下述方法进行绝缘性评价。首先,将通过各实施例及比较例所得的粘合膜贴在线宽20μm铜端子、线间20μm的基板上。接着,在波长:365nm、曝光量:700mJ/cm2的条件下进行曝光。然后在180℃的条件下使粘合膜热固化5小时。之后用绝缘电阻计(施加10v)共在10个点测定了邻接铜端子间的绝缘电阻值。然后以其平均值作为各粘合膜的测定值。
3.25℃及260℃的弹性率
对通过各实施例及比较例所得的粘合膜用下述方法评价其弹性率。将通过各实施例及比较例所得的粘合膜在波长365nm、曝光量700mJ/cm2的条件下进行曝光。接着在180℃的条件下热固化5小时。接着用动态粘弹性测定装置(DMA)在频率:10Hz、升温速度:3℃/分的条件下测定贮藏弹性率。分别测定了25℃及260℃的贮藏弹性率。
4.耐焊剂性
对通过各实施例及比较例所得的粘合膜用下述方法评价其耐焊剂性。首先,将通过各实施例及比较例所得的粘合膜粘贴到半导体晶圆上。接着在波长:365nm、曝光量:700mJ/cm2的条件下进行曝光。进一步在180℃的条件下使粘合膜热固化5小时。接着,将M34-226C-21-10.8H(千住金属工业公司产品)作为焊膏涂在粘合膜上。接着,用加热板在250℃下加热10分钟使焊剂凝集。接着,使用Pine alpha ST-1000SX(荒川化学工业公司产品)作为焊剂清洗剂在70℃的条件下清洗粘合膜上的焊剂10分钟。再用纯水在45℃、1分钟+25℃、1分钟的条件下进行清洗。之后,用显微镜确认粘合膜的表面状态。按下述那样以粘合膜的表面状态作为耐焊剂性用○×进行评价。
○:药液处理前后的表面状态中未发现差别
×:药液处理前后在表面上观察到皱褶、溶胀。
5.吸水率评价
对通过各实施例及比较例所得的粘合膜用下述方法评价其吸水率。首先,用设定在60℃的层合机贴合通过各实施例及比较例所得的粘合膜。接着制成膜厚100μm的粘合膜。接着在波长:365nm、曝光量:700mJ/cm2的条件下进行曝光。再在180℃的条件下使粘合膜热固化5小时。将所得的热固化后的粘合膜粉碎成约5mm的方材。接着精密称取约10g作为测定样品。接着在85℃下对测定样品热处理10分钟。接着精密称量测定样品的重量,将此时的重量作为a。另一方面,在85℃、85%下对测定样品湿热处理10分钟。接着精密称量湿热处理后的重量,将此时的重量作为b。用以下公式算出吸水率。
吸水率(%)=((b-a)/a)×100
6.平均线膨胀系数α1
将通过各实施例及比较例所得的粘合膜在波长:365nm、曝光量:700mJ/cm2的条件下进行曝光。然后在180℃的条件下使其热固化5小时,制成测定样品。用所得的测定样品通过热机械特性测定装置(TMA)(模式:拉伸,荷重:30mN,升温速度:5℃/分)测定线膨胀系数。此时,将环境温度从0℃到30℃的平均线膨胀系数作为测定值。
7.面积比
将通过各实施例及比较例所得的粘合膜切成SEM观察用样品。接着,随机抽取切出的样品的一部分,对其截面进行SEM观察。接着观察样品中的红外线吸收剂(D)的粒子。此时,在能识别粒子形状的适当倍率下对其图像进行二值化。接着计算在上述倍率下的观察区域内红外线吸收剂(D)的粒子所占的面积比。在不同的截面下重复该测量数十次,对上述面积比做平均化。表2、表3中的“面积比”表示该平均化后的值。其中,表2、表3中的实施例5~7由于红外线吸收剂(D)为有机物而溶解在溶剂(甲乙酮)中了。因此,实施例5~7不能测量面积比。
表1
Figure BDA00002185242500441
表2
表3
Figure BDA00002185242500461
(结果)
如表3所示,由于比较例中不含红外线吸收剂(D),因而,800nm以上2500nm以下的波长的光的最小透过率显示较大的数值,为85.4%。使用该比较例的粘合膜时,受光元件因从硅基板下面侧透过阻焊层进入的红外线而误启动。
另一方面,如表2、表3所示,在使用本发明的含有红外线吸收剂(D)的感光性树脂组合物的实施例1~10中,波长800nm以上2500nm以下的红外线透过率的最小值在15%以下。此外,在上述实施例1~10中,波长400nm以上700nm以下的可见光透过率的最大值在5%以上。此外,在上述实施例1~10中,波长360nm以上400nm以下的紫外线透过率的最小值在35%以下。此外,在上述实施例1~10中,耐热性、绝缘性、弹性率、耐焊剂性、吸水率、平均线膨胀系数、面积比在所希望的特性或范围内。
(受光装置)
按下述步骤制成受光装置。首先,如图12所示,准备好具有连铜配线电路也形成好了的受光元件的硅基板。接着在该硅基板的下面侧压粘上实施例4的粘合膜。接着,通过曝光及显影在搭载焊球的部分形成开口部。接着对粘合膜进行加热固化,形成阻焊层。接着,通过在电路基板的配线电路上进行焊接而制成受光装置。该受光装置由于红外线遮蔽性良好,因而不会使受光装置误启动,能够稳定地使其运转。
通过本发明,能在工业上高效且廉价地制造一种可遮蔽从硅基板下面侧进入的红外线的半导体装置,尤其是受光装置。因此,能在工业上高效且稳定地制造一种红外线引起的误启动少的半导体装置,尤其是受光装置。
本申请主张以在2010年3月26日提交的日本专利申请第2010-072255号为基础的优先权,并将其公开的所有内容引入本说明书中。

Claims (20)

1.感光性树脂组合物,其特征在于,含有碱可溶性树脂(A)、
光聚合引发剂(B)和
最大吸收波长在800nm以上、2500nm以下范围内的红外线吸收剂(D),
波长400nm以上、700nm以下处的可见光透过率的最大值在5.0%以上。
2.感光性树脂组合物,其特征在于,含有碱可溶性树脂(A)、
光生酸剂(C)和
最大吸收波长在800nm以上、2500nm以下范围内的红外线吸收剂(D),
波长400nm以上、700nm以下处的可见光透过率的最大值在5.0%以上。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,波长360nm以上、400nm以下处的紫外线透过率的最小值在35%以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述感光性树脂组合物的固化物的波长在800nm以上、2500nm以下的红外线透过率的最小值在15%以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,红外线吸收剂(D)的热分解温度在200℃以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,红外线吸收剂(D)为金属硼化物、氧化钛、氧化锆、掺锡氧化铟、掺锑氧化锡、偶氮化合物、铵化合物、亚胺化合物、蒽醌化合物、菁化合物、二亚胺化合物、方酸菁化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物、蒽醌化合物、萘醌化合物、二巯基化合物、聚次甲基化合物中的一种以上。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,含有0.01重量%以上、15重量%以下的红外线吸收剂(D)。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,红外线吸收剂(D)的平均粒径在10μm以下。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,还含有具有酚羟基和羧基的化合物(E)。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,具有酚羟基和羧基的化合物(E)全部或部分为用下述通式(22)、(23)及(24)中的任一种所表示的化合物,
[化1]
Figure FDA00002185242400011
[化2]
Figure FDA00002185242400021
[化3]
Figure FDA00002185242400022
(式中,a、b、e及f为1~3的整数,c及d为1~5的整数,R21、R22为芳香族以外的有机基团)。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,具有酚羟基和羧基的化合物(E)的重均分子在100以上、5000以下。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,还含有热固性树脂(F)。
13.根据权利要求12所述的感光性树脂组合物,其特征在于,热固性树脂(F)为环氧树脂。
14.根据权利要求13所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述环氧树脂的全部或一部分为苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂及三酚基甲烷型环氧树脂中的一种以上。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,还含有光聚合性化合物(G)。
16.根据权利要求1~15中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,碱可溶性树脂(A)为具有光聚合性双键且具有碱可溶性基团的碱可溶性树脂。
17.根据权利要求1~16中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,碱可溶性树脂(A)为(甲基)丙烯酰基改性酚醛树脂。
18.根据权利要求1~17中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,是一种芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置的阻焊层用的感光性树脂组合物,
该芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置具有:
搭载有由光元件构成的CMOS图像传感器的硅基板、
透明基板和
确定所述CMOS图像传感器与所述透明基板之间的间隙的间隔件,
所述硅基板上设置有导通孔,
通过所述导通孔内表面上形成的配线电路,所述硅基板上表面的配线电路与所述硅基板下表面的配线电路形成连接,
所述硅基板的下表面设置有所述阻焊层,
所述硅基板下表面的配线电路和电路基板的配线电路通过焊接而连接。
19.受光装置,其特征在于,是一种具有搭载有由光元件构成的CMOS图像传感器的硅基板、
透明基板和
确定所述CMOS图像传感器与所述透明基板之间的间隙的间隔件,
所述硅基板上设置有导通孔,
通过所述导通孔内表面上形成的配线电路,所述硅基板上表面的配线电路和所述硅基板下表面的配线电路形成连接,
所述硅基板的下表面设置有所述阻焊层,
所述硅基板下表面的配线电路与电路基板的配线电路通过焊接而连接的芯片尺寸的搭载有CMOS图像传感器的受光装置,
所述阻焊层为权利要求1~18中任一项所述的感光性树脂组合物的固化物。
20.根据权利要求19所述的受光装置,其特征在于,所述阻焊层通过压粘截面积中红外线吸收剂(D)所占的面积比在0.1%以上、30%以下的膜状的所述感光性树脂组合物构成的粘合膜而形成。
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