JP2008280358A - Resin composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂組成物に関するものである。 The present invention relates to a resin composition.
従来、半導体素子の保護膜、絶縁膜や、半導体素子の機能面側に設置されるスペーサ等の形成に、感光性の樹脂組成物が用いられてきた(特許文献1)。 Conventionally, a photosensitive resin composition has been used to form a protective film, an insulating film of a semiconductor element, a spacer installed on the functional surface side of the semiconductor element, and the like (Patent Document 1).
しかしながら、近年の半導体素子の保護膜、絶縁膜は厚膜化の傾向があるため、従来の樹脂組成物では、このような比較的厚い膜を精度良くパターンニングするには、光に対する感度が不十分であった。特に、スペーサのような厚みのある部材を形成する場合において、上記のような問題が顕著であった。 However, since protective films and insulating films of semiconductor elements in recent years tend to be thicker, conventional resin compositions have poor sensitivity to light in order to pattern such a relatively thick film with high accuracy. It was enough. In particular, when a thick member such as a spacer is formed, the above-described problem is remarkable.
本発明の目的は、光に対する感度が高く、パターンニング性に優れた樹脂組成物を提供することにある。特に、半導体素子の機能面側に接合して設けられ、前記半導体素子の前記機能面側に形成される空隙を定めるためのスペーサの形成や、半導体素子の保護膜、絶縁膜等の形成に好適に用いることが可能な樹脂組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a resin composition having high sensitivity to light and excellent patterning properties. Particularly suitable for forming spacers, which are provided on the functional surface side of the semiconductor element, and for defining a gap formed on the functional surface side of the semiconductor element, and for forming a protective film, an insulating film, etc. of the semiconductor element It is providing the resin composition which can be used for.
このような目的は、下記(1)〜(9)の本発明により達成される。
(1) エポキシ基を有するノルボルネン系重合体と、下記一般式(I)で表される感光剤とを含むことを特徴とする樹脂組成物。
(1) A resin composition comprising a norbornene-based polymer having an epoxy group and a photosensitizer represented by the following general formula (I).
(2) 前記ノルボルネン系重合体は、付加重合体である上記(1)に記載の樹脂組成物。 (2) The resin composition according to (1), wherein the norbornene-based polymer is an addition polymer.
(3) 前記付加重合体は、下記一般式(II)で表される化合物である上記(1)または(2)に記載の樹脂組成物。
(4) 前記感光剤の含有量は、前記ノルボルネン系重合体100重量部に対して、0.1〜10重量部である上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の樹脂組成物。 (4) The resin composition according to any one of (1) to (3), wherein the content of the photosensitive agent is 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the norbornene polymer.
(5) さらに、酸捕捉剤を含む上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の樹脂組成物。 (5) The resin composition according to any one of (1) to (4), further including an acid scavenger.
(6) 前記酸捕捉剤は、下記一般式(III)で表される化合物、下記一般式(V)で表される化合物からなる群から選択される1種以上である上記(5)に記載の樹脂組成物。
(7) 前記酸捕捉剤の含有量は、前記感光剤100重量部に対して、0.01〜2重量部である上記(5)または(6)に記載の樹脂組成物。 (7) The resin composition according to (5) or (6), wherein the content of the acid scavenger is 0.01 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the photosensitive agent.
(8) 半導体素子の機能面側に接合して設けられ、前記半導体素子の前記機能面側に形成される空隙を定めるためのスペーサの形成に用いる上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の樹脂組成物。 (8) Any one of the above (1) to (7) used for forming a spacer that is provided on the functional surface side of the semiconductor element and is used to define a gap formed on the functional surface side of the semiconductor element. The resin composition as described.
(9) 半導体素子の保護膜および絶縁膜の1つ以上として用いる上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の樹脂組成物。 (9) The resin composition according to any one of (1) to (7), which is used as one or more of a protective film and an insulating film of a semiconductor element.
本発明によれば、樹脂組成物の光に対する感度を高いものとすることができ、パターンニング性を向上させることができる。特に、本発明の樹脂組成物を、例えば、後述するようなスペーサに適用した場合、高い精度でパターンニングを行うことができる。また、このような樹脂組成物が硬化して得られる物質は、収縮率が小さく、また、均一な組成であるため、後述するようなスペーサとして用いた場合、半導体素子の機能面側に形成される空隙を高い精度で規制することができる。 According to this invention, the sensitivity with respect to the light of a resin composition can be made high, and patterning property can be improved. In particular, when the resin composition of the present invention is applied to, for example, a spacer as described later, patterning can be performed with high accuracy. In addition, since the material obtained by curing such a resin composition has a small shrinkage rate and a uniform composition, it is formed on the functional surface side of the semiconductor element when used as a spacer as described later. Can be regulated with high accuracy.
以下、本発明の樹脂組成物について詳細に説明する。
本発明の樹脂組成物は、ノルボルネン系重合体と、後述するような感光剤とを含むものである。なお、本発明の樹脂組成物は、光が照射された部位が硬化するネガ型の樹脂組成物である。
Hereinafter, the resin composition of the present invention will be described in detail.
The resin composition of the present invention contains a norbornene polymer and a photosensitizer as described later. The resin composition of the present invention is a negative resin composition that cures a portion irradiated with light.
まず、ノルボルネン系重合体について説明する。
本発明で用いるノルボルネン系重合体は、エポキシ基を有するものである。言い換えると、本発明で用いるノルボルネン系重合体は、エポキシ基を有する繰り返し単位(例えば、後述する化1で表される繰り返し単位であって、エポキシ基を有するもの)を少なくとも1個有するものである。エポキシ基を有することにより、成形性、耐熱性に特に優れたものとなる。
First, the norbornene polymer will be described.
The norbornene-based polymer used in the present invention has an epoxy group. In other words, the norbornene-based polymer used in the present invention has at least one repeating unit having an epoxy group (for example, a repeating unit represented by Chemical Formula 1 described later and having an epoxy group). . By having an epoxy group, the moldability and heat resistance are particularly excellent.
ノルボルネン系重合体としては、エポキシ基を有する繰り返し単位を少なくとも1個有するものであれば、特に限定されず、単独の繰り返し単位を有するもの(ホモポリマー)、2つ以上のノルボルネン系繰り返し単位を有するもの(コポリマー)のいずれであってもよい。 The norbornene-based polymer is not particularly limited as long as it has at least one repeating unit having an epoxy group, has a single repeating unit (homopolymer), and has two or more norbornene-based repeating units. Any of those (copolymers) may be used.
このようなノルボルネン系重合体としては、例えば、(1)ノルボルネン型モノマーを付加(共)重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加(共)重合体、(2)ノルボルネン型モノマーとエチレンや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ーと非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマーとの付加共重合体のような付加重合体、(4)ノルボルネン型モノマーの開環(共)重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、(5)ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、(6)ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加したポリマーのような開環重合体が挙げられる。これらの重合体としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体等が挙げられる。 Examples of such norbornene-based polymers include (1) addition (co) polymers of norbornene monomers obtained by addition (co) polymerization of norbornene monomers, and (2) norbornene monomers and ethylene or α- Addition copolymers with olefins, (3) addition polymers such as addition copolymers with norbornene type monomers and non-conjugated dienes, and other monomers as required, (4) ring opening of norbornene type monomers (Co) polymer, and optionally hydrogenated resin of (co) polymer, (5) ring-opening copolymer of norbornene type monomer and ethylene or α-olefin, and (Co) polymer hydrogenated resin, (6) a ring-opening copolymer of a norbornene-type monomer and a non-conjugated diene, or other monomer, and, if necessary, the (co) polymer And a ring-opening polymer such as a polymer obtained by hydrogenation. Examples of these polymers include random copolymers, block copolymers, and alternating copolymers.
これらのノルボルネン系重合体は、例えば、開環メタセシス重合(ROMP)、ROMPと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤(例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤)を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。 These norbornene polymers include, for example, ring-opening metathesis polymerization (ROMP), combination of ROMP and hydrogenation reaction, polymerization by radical or cation, polymerization using cationic palladium polymerization initiator, other polymerization initiators It can be obtained by all known polymerization methods such as polymerization using (for example, polymerization initiators of nickel and other transition metals).
これらの中でも、ノルボルネン系重合体としては、下記化5(構造式B)で表される少なくとも1個の繰り返し単位を有するもの、すなわち、付加(共)重合体が好ましい。 Among these, as the norbornene-based polymer, one having at least one repeating unit represented by the following chemical formula 5 (Structural Formula B), that is, an addition (co) polymer is preferable.
かかるノルボルネン系重合体は、例えば、後述するノルボルネン系モノマー(後述する化7で表されるノルボルネン系モノマーや、架橋性ノルボルネン系モノマー)を用いることにより好適に合成される。 Such a norbornene-based polymer is suitably synthesized by using, for example, a norbornene-based monomer described later (a norbornene-based monomer represented by Chemical Formula 7 described below or a crosslinkable norbornene-based monomer).
ノルボルネン系重合体としては、アラルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。これにより、機械特性などの物理特性が向上し、例えば、後述するようなスペーサに適用した場合、高い信頼性を得ることができる。 As the norbornene-based polymer, those containing a repeating unit of aralkylnorbornene are preferable. Thereby, physical characteristics such as mechanical characteristics are improved. For example, when applied to a spacer as described later, high reliability can be obtained.
アラルキルノルボルネンの繰り返し単位が有するアラルキル基(アリールアルキル基)としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル(フェネチル)基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基、フルオレニルエチル基、フルオレニルプロピル基等が挙げられるが、フェニルエチル基が特に好ましい。 Examples of the aralkyl group (arylalkyl group) of the repeating unit of aralkylnorbornene include, for example, benzyl group, phenylethyl (phenethyl) group, phenylpropyl group, phenylbutyl group, naphthylethyl group, naphthylpropyl group, fluorenylethyl group A fluorenylpropyl group, and the like, and a phenylethyl group is particularly preferable.
また、ノルボルネン系重合体は、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。これにより、光によって硬化した後に、容易に熱成形することができる。さらに、成型後の樹脂の内部応力を著しく低減させるため、かかる樹脂を使用した半導体素子の信頼性を向上させることが可能となる。 Further, the norbornene-based polymer preferably contains an alkylnorbornene repeating unit. Thereby, after hardening by light, it can thermoform easily. Furthermore, since the internal stress of the resin after molding is remarkably reduced, it becomes possible to improve the reliability of a semiconductor element using such a resin.
アルキルノルボルネンの繰り返し単位が有するアルキル基としては、例えば、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等が挙げられるが、デシル基が特に好ましい。なお、これらのアルキル基は、直鎖状または分岐状のいずれであってもよい。 Examples of the alkyl group contained in the alkylnorbornene repeating unit include a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, and a dodecyl group. preferable. These alkyl groups may be either linear or branched.
デシルノルボルネンの繰り返し単位を含むことにより、ノルボルネン系重合体は、適度な耐熱性、適度な熱成形性および低応力性を有するものとなる。 By including the repeating unit of decylnorbornene, the norbornene-based polymer has moderate heat resistance, moderate thermoformability and low stress.
特に、本発明のノルボルネン系重合体は、下記一般式(II)で表される付加重合体であるのが好ましい。 In particular, the norbornene-based polymer of the present invention is preferably an addition polymer represented by the following general formula (II).
このようなノルボルネン系重合体を用いることにより、適度な耐熱性、機械特性を有するとともに、光によって硬化した後に、より容易に熱成形することができる。さらに、半導体素子の信頼性を向上せしめることも可能となる。 By using such a norbornene polymer, it has appropriate heat resistance and mechanical properties, and can be more easily thermoformed after being cured by light. Furthermore, the reliability of the semiconductor element can be improved.
上述したようなノルボルネン系重合体は、ノルボルネン系モノマーを用いて得ることができる。 The norbornene-based polymer as described above can be obtained using a norbornene-based monomer.
ここで、ノルボルネン系モノマーとは、下記化7(構造式A)で示されるノルボルネン骨格を少なくとも1つ含むモノマーを総称し、例えば、下記化8(構造式C)で表される化合物が挙げられる。 Here, the norbornene-based monomer is a generic term for monomers containing at least one norbornene skeleton represented by the following chemical formula 7 (structural formula A), and examples thereof include compounds represented by the following chemical formula 8 (structural formula C). .
本発明において、ノルボルネン系重合体は、上記のようなノルボルネン系モノマーのうち、少なくとも、置換基としてエポキシ基を有するモノマーを用いることにより得ることができる。 In the present invention, the norbornene-based polymer can be obtained by using at least a monomer having an epoxy group as a substituent among the norbornene-based monomers as described above.
また、ノルボルネン系重合体は、エポキシ基を有するノルボルネン系モノマーと、エポキシ基以外の置換基を有するノルボルネン系モノマーとを組み合わせることにより得られるものであってもよい。 In addition, the norbornene polymer may be obtained by combining a norbornene monomer having an epoxy group and a norbornene monomer having a substituent other than the epoxy group.
エポキシ基以外の置換基を有するノルボルネン系モノマーとしては、アルキル基を有するノルボルネン系モノマー、アリール基を有するノルボルネン系モノマー、アラルキル基を有するノルボルネン系モノマー、アルケニル基を有するノルボルネン系モノマー、アルキニル基を有するノルボルネン系モノマー等が挙げられる。 The norbornene monomer having a substituent other than an epoxy group includes a norbornene monomer having an alkyl group, a norbornene monomer having an aryl group, a norbornene monomer having an aralkyl group, a norbornene monomer having an alkenyl group, and an alkynyl group. And norbornene-based monomers.
アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基およびデシル基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group. , Nonyl and decyl groups, but are not limited thereto.
アリール基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基およびアントラセニル(anthracenyl)基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the aryl group include, but are not limited to, a phenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group.
アラルキル(aralkyl)基の具体例としては、ベンジル基およびフェニルエチル(フェネチル:phenethyl)基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the aralkyl group include, but are not limited to, a benzyl group and a phenylethyl (phenethyl) group.
アルケニル基の具体例としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基およびシクロヘキセニル基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the alkenyl group include, but are not limited to, a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, and a cyclohexenyl group.
アルキニル基の具体例としては、エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基および2−ブチニル基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
また、本発明の樹脂組成物には、下記一般式(I)で表される感光剤を含んでいる。
Specific examples of the alkynyl group include, but are not limited to, ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, 1-butynyl group and 2-butynyl group.
The resin composition of the present invention contains a photosensitizer represented by the following general formula (I).
一般に、感光剤は、光等のエネルギー線に感応して酸を発生する。この発生した酸の作用により、前述したノルボルネン系重合体が硬化する。 In general, a photosensitizer generates an acid in response to energy rays such as light. The above-described norbornene-based polymer is cured by the action of the generated acid.
上記一般式(I)で表される感光剤は、エネルギー線の照射による酸発生の効率すなわち酸発生感度が、従来の感光剤に比べて非常に高い化合物である。 The photosensitizer represented by the above general formula (I) is a compound having a very high acid generation efficiency upon irradiation with energy rays, that is, acid generation sensitivity, as compared with a conventional photosensitizer.
本発明の樹脂組成物は、前述したようなノルボルネン系重合体と、上記一般式(I)で表される感光剤とを含む点に特徴を有している。 The resin composition of the present invention is characterized in that it contains the norbornene-based polymer as described above and the photosensitive agent represented by the above general formula (I).
以上のような構成とすることにより、樹脂組成物の光に対する感度を高いものとすることができ、パターンニング性を向上させることができる。特に、本発明の樹脂組成物を、例えば、後述するようなスペーサに適用した場合、高い精度でパターンニングを行うことができる。また、このような樹脂組成物が硬化して得られる物質は、収縮率が小さく、また、均一な組成であるため、後述するようなスペーサとして用いた場合、半導体素子の機能面側に形成される空隙を高い精度で規制することができる。 By setting it as the above structures, the sensitivity with respect to the light of a resin composition can be made high, and patterning property can be improved. In particular, when the resin composition of the present invention is applied to, for example, a spacer as described later, patterning can be performed with high accuracy. In addition, since the material obtained by curing such a resin composition has a small shrinkage rate and a uniform composition, it is formed on the functional surface side of the semiconductor element when used as a spacer as described later. Can be regulated with high accuracy.
なお、上記一般式(I)の感光剤と、エポキシ基を有するノルボルネン系重合体(特にエポキシ基を有するノルボルネン系重合体の付加重合体)とを用いることによって、光に対する感度(ここで、感度はパターング時のパターニングの有無およびパターニング後の密着性等を意味する)が向上する理由は未だ明らかではないが、例えば、次のように考えられる。 In addition, by using the photosensitizer of the above general formula (I) and a norbornene polymer having an epoxy group (particularly, an addition polymer of a norbornene polymer having an epoxy group), sensitivity to light (here, sensitivity) Means the presence or absence of patterning at the time of patterning and the adhesion after patterning) is not yet clear, but it is considered as follows, for example.
上記感光剤は、エネルギー線照射によって、分解生成物の一つとしてナフタレン含有硫黄化合物が生じ、このナフタレン含有硫黄化合物はエポキシ基を有するノルボルネン系重合体のエポキシ基の反応を促進することに加え、ナフタレン含有硫黄化合物の硫黄部分は半導体用ウエハ、透明基板等と、ナフタレン側部分はノルボルネン系重合体と、それぞれ相互作用を生じ、カップリング剤のような作用を有するからである。 In the above photosensitizer, a naphthalene-containing sulfur compound is generated as one of decomposition products by energy ray irradiation, and this naphthalene-containing sulfur compound promotes the reaction of the epoxy group of the norbornene-based polymer having an epoxy group, This is because the sulfur part of the naphthalene-containing sulfur compound interacts with a semiconductor wafer, a transparent substrate, and the like, and the naphthalene side part interacts with a norbornene polymer, thereby acting as a coupling agent.
また、上記感光剤は、ノルボルネン系重合体との相溶性が良好であり、それによってノルボルネン系重合体中への分散性に優れ、反応性、作業性等が向上するからである。 In addition, the above photosensitive agent has good compatibility with the norbornene polymer, thereby being excellent in dispersibility in the norbornene polymer and improving the reactivity, workability, and the like.
上記一般式(I)で表される感光剤の含有量は、ノルボルネン系重合体100重量部に対して、0.1〜10重量部であるのが好ましく、1〜5重量部であるのがより好ましい。上記感光剤の含有量をこのような範囲とすることにより、樹脂組成物の光に対する感度をより高いものとすることができ、パターンニング性をより向上させることができる。これに対して、感光剤の含有量が前記下限値未満であると、ノルボルネン系重合体の組成等によっては、十分な感度が得られない場合がある。また、感光剤の含有量が前記上限値を超えると、ノルボルネン系重合体の組成等によっては、樹脂組成物が硬化して得られる物質が十分な機械的強度を有さない場合がある。 The content of the photosensitive agent represented by the general formula (I) is preferably 0.1 to 10 parts by weight, and 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the norbornene polymer. More preferred. By making content of the said photosensitive agent into such a range, the sensitivity with respect to the light of a resin composition can be made higher, and patterning property can be improved more. On the other hand, if the content of the photosensitizer is less than the lower limit, sufficient sensitivity may not be obtained depending on the composition of the norbornene-based polymer. When the content of the photosensitizer exceeds the upper limit, the substance obtained by curing the resin composition may not have sufficient mechanical strength depending on the composition of the norbornene polymer.
上述したように、本発明の樹脂組成物は光に対する感度は高いものであるが、その用途や成型条件により、必要に応じて増感剤を添加することもできる。増感剤は、特定のタイプまたは波長の光に対する感光剤の反応性を発現あるいは増大させる機能を有する成分である。このような増感剤としては、 例えば、アントラセン、フェナントレン、クリセン、ベンツピレン、フルオランテン、ルブレン、ピレン、キサントン、インダンスレン、チオキサンテン−9−オン、2‐イソプロピル−9H−チオキサンテン−9−オン、4−イソプロピル−9H−チオキサンテン−9−オン、1−クロロ−4‐プロポキシチオキサントン、およびこれらの混合物等が挙げられる。このような増感剤の含有量は、前述した感光剤100重量部に対して、100重量部以下であるのが好ましく、20重量部以下であるのがより好ましい。
また、本発明の樹脂組成物は、上記成分の他、例えば、酸捕捉剤を含んでいてもよい。
As described above, the resin composition of the present invention has high sensitivity to light, but a sensitizer can be added as necessary depending on the application and molding conditions. A sensitizer is a component having a function of developing or increasing the reactivity of a photosensitizer to light of a specific type or wavelength. Examples of such sensitizers include anthracene, phenanthrene, chrysene, benzpyrene, fluoranthene, rubrene, pyrene, xanthone, indanthrene, thioxanthen-9-one, and 2-isopropyl-9H-thioxanthen-9-one. 4-isopropyl-9H-thioxanthen-9-one, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, and mixtures thereof. The content of such a sensitizer is preferably 100 parts by weight or less and more preferably 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the above-described photosensitive agent.
Moreover, the resin composition of this invention may contain the acid scavenger other than the said component, for example.
酸捕捉剤は、光の照射により発生した酸が、光を照射していない部位に拡散するのを防止する機能を有する成分である。すなわち、光を照射していない部位の不本意な硬化を防止する機能を有する成分である。 The acid scavenger is a component having a function of preventing an acid generated by light irradiation from diffusing to a site not irradiated with light. That is, it is a component having a function of preventing unintentional curing of a portion not irradiated with light.
このような酸捕捉剤を含むことにより、パターンニング精度をより高いものとすることができる。 By including such an acid scavenger, patterning accuracy can be made higher.
このような酸捕捉剤としては、例えば、トリ(n−プロピル)アミン、トリエチルアミン、下記一般式(III)で表される化合物、および、下記一般式(V)で表される化合物等に代表されるアミン(二級アミン、三級アミン)、およびこれらの混合物等が挙げられる。 Examples of such an acid scavenger include tri (n-propyl) amine, triethylamine, a compound represented by the following general formula (III), a compound represented by the following general formula (V), and the like. Amines (secondary amines, tertiary amines), and mixtures thereof.
これらの中でも、上記一般式(III)で表される化合物、上記一般式(V)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物を用いるのが好ましく、上記一般式(III)で表される化合物を用いるのがより好ましい。これにより、樹脂組成物の光に対する感度を高いものとしつつ、光を照射していない部位の不本意な硬化をより効果的に防止することができる。 Among these, it is preferable to use at least one compound selected from the group consisting of the compound represented by the general formula (III) and the compound represented by the general formula (V). It is more preferable to use a compound represented by Thereby, unintentional hardening of the site | part which is not irradiating light can be prevented more effectively, making the sensitivity with respect to the light of a resin composition high.
このような酸捕捉剤の含有量は、前述した感光剤100重量部に対して、0.01〜2重量部であるのが好ましく、0.02〜1重量部であるのがより好ましい。これにより、光を照射していない部位の不本意な硬化をさらに効果的に防止することができる。
また、本発明の樹脂組成物は、酸化防止剤を含んでいてもよい。
The content of such an acid scavenger is preferably 0.01 to 2 parts by weight and more preferably 0.02 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the above-described photosensitive agent. Thereby, the unintentional hardening of the site | part which is not irradiating light can be prevented further effectively.
Moreover, the resin composition of this invention may contain antioxidant.
酸化防止剤は、望ましくない酸の発生や、樹脂組成物の自然酸化を防止する機能を有している。 The antioxidant has a function of preventing generation of undesirable acid and natural oxidation of the resin composition.
酸化防止剤としては、ニューヨーク州タリータウンのCiba Fine Chemicals社から入手可能なCiba(登録商標、以下同様である。) IRGANOX(登録商標、以下同様である。) 1076およびCiba IRGAFOS(登録商標、以下同様である。) 168が好適に用いられる。 Antioxidants include Ciba (registered trademark, hereinafter the same) available from Ciba Fine Chemicals of Tarrytown, NY IRGANOX (registered trademark, the same shall apply hereinafter) 1076 and Ciba IRGAFOS (registered trademark, hereinafter referred to as “registered trademark”). The same applies.) 168 is preferably used.
また、他の酸化防止剤としては、例えば、Ciba Irganox(登録商標、以下同様である。) 129、Ciba Irganox 1330、Ciba Irganox 1010、Ciba Cyanox(登録商標、以下同様である。) 1790、Ciba Irganox(登録商標) 3114、Ciba Irganox 3125等を用いることもできる。 Other antioxidants include, for example, Ciba Irganox (registered trademark, hereinafter the same) 129, Ciba Irganox 1330, Ciba Irganox 1010, Ciba Cyanox (registered trademark, the same applies below) 1790, Ciba Irg. (Registered trademark) 3114, Ciba Irganox 3125, etc. can also be used.
酸化防止剤の含有量は、ノルボルネン系重合体100重量部に対して、0.1〜10重量部であるのが好ましく、0.5〜5重量部であるのがより好ましい。
また、本発明の樹脂組成物は、架橋促進剤を含んでいてもよい。
The content of the antioxidant is preferably 0.1 to 10 parts by weight and more preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the norbornene polymer.
Moreover, the resin composition of the present invention may contain a crosslinking accelerator.
架橋促進剤は、組成物中に添加することによってその架橋反応をより効果的なものとし、成形性や物理特性を改善する機能を有する成分である。 A crosslinking accelerator is a component having a function of making the crosslinking reaction more effective by adding it to the composition and improving moldability and physical properties.
架橋促進剤としては、例えば、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジビニルエーテル、1,8−オクタンジオールビニルエーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、1,2−エチレングリコールジビニルエーテル、1,3−プロピレングリコールジビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、1,4−ブタンジオールビニルエーテル、1,6−ヘキサンジオールビニルエーテル、および1,8−オクタンジオールビニルエーテル、およびこれらの混合物等が挙げられる。これらの中でも、特に、1,4−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテルを用いるのが好ましい。 Examples of the crosslinking accelerator include 1,4-butanediol divinyl ether, 1,6-hexanediol divinyl ether, 1,8-octanediol vinyl ether, 1,4-cyclohexanedimethanol divinyl ether, 1,2-ethylene glycol. Divinyl ether, 1,3-propylene glycol divinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, octyl vinyl ether, decyl vinyl ether, dodecyl vinyl ether, octadecyl vinyl ether, 1,4-butanediol vinyl ether, 1,6 -Hexanediol vinyl ether, 1,8-octanediol vinyl ether, and mixtures thereof It is. Among these, it is particularly preferable to use 1,4-cyclohexanedimethanol divinyl ether.
架橋促進剤の含有量は、ノルボルネン系重合体100重量部に対して、0.1〜50重量部であるのが好ましく、1〜10重量部であるのがより好ましい。
また、本発明の樹脂組成物は、密着助剤を含んでいてもよい。
The content of the crosslinking accelerator is preferably 0.1 to 50 parts by weight, and more preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the norbornene polymer.
Moreover, the resin composition of the present invention may contain an adhesion assistant.
密着助剤は、樹脂組成物を硬化させて得られた部材と、当該部材が設けられる基板との結合強度を向上させる機能を有する成分である。 The adhesion assistant is a component having a function of improving the bonding strength between a member obtained by curing the resin composition and a substrate on which the member is provided.
密着助剤としては、例えば、3−グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドオキシプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシランおよび下記構造単位(IV)で示される化合物等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the adhesion assistant include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, and compounds represented by the following structural unit (IV). These can be used alone or in combination of two or more.
上述した中でも、特に、3−グリシドオキシプロピルトリメトキシシランを用いるのが好ましい。 Among the above, it is particularly preferable to use 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane.
密着助剤の含有量は、ノルボルネン系重合体100重量部に対して、0.1〜50重量部であるのが好ましく、1〜20重量部であるのがより好ましい。
また、本発明の樹脂組成物は、溶剤を含んでいてもよい。
The content of the adhesion assistant is preferably 0.1 to 50 parts by weight and more preferably 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the norbornene polymer.
Moreover, the resin composition of this invention may contain the solvent.
溶剤は、樹脂組成物の塗布性を向上させる機能を有する成分である。
溶剤としては、例えば、炭化水素溶媒、芳香族溶媒、脂環式環状エーテル、環状エーテル、アセテート、エステル、ラクトン、ケトン、アミド、脂肪族モノ−および脂肪族マルチビニルエーテル、脂環式モノ−およびマルチビニルエーテル、芳香族モノ−およびマルチビニルエーテル、環状カーボネート、これらを含む混合液等が挙げられる。
A solvent is a component which has a function which improves the applicability | paintability of a resin composition.
Examples of the solvent include hydrocarbon solvents, aromatic solvents, alicyclic cyclic ethers, cyclic ethers, acetates, esters, lactones, ketones, amides, aliphatic mono- and aliphatic multivinyl ethers, alicyclic mono- and multi Examples thereof include vinyl ethers, aromatic mono- and multivinyl ethers, cyclic carbonates, and mixed liquids containing these.
溶剤の含有量は、ノルボルネン系重合体100重量部に対して、50〜1000重量部であるのが好ましく、100〜300重量部であるのがより好ましい。 The content of the solvent is preferably 50 to 1000 parts by weight and more preferably 100 to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the norbornene polymer.
次に、本発明の樹脂組成物が好適に適用される半導体装置の一例について説明する。
図1は、本発明の樹脂組成物が好適に適用される半導体装置の一例を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
Next, an example of a semiconductor device to which the resin composition of the present invention is suitably applied will be described.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a semiconductor device to which the resin composition of the present invention is suitably applied. In the following description, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
図1に示す半導体装置10は、CMOSイメージセンサであり、半導体チップ(半導体素子)20と、半導体チップ20を支持するインターポーザー(基板)30と、インターポーザー30上に接合されたスペーサ40と、スペーサ40に支持された透明基板50と、複数の導電性を有するボンディングワイヤ70とを有している。
A
インターポーザー30は、絶縁基板であり、例えばポリイミド・エポキシ・シアネート・BTレジン等の各種樹脂材料で構成されている。このインターポーザー30の平面視形状は、通常、正方形、長方形等の四角形とされる。
The
インターポーザー30の上面(一方の面)には、銅等の導電性金属材料で構成される配線パターン(図示せず)が、所定形状で設けられている。
A wiring pattern (not shown) made of a conductive metal material such as copper is provided in a predetermined shape on the upper surface (one surface) of the
ボンディングワイヤ70は、それぞれ、配線パターンの一部に電気的に接続され、他端(下端)は、インターポーザー30の側面から突出している。
また、インターポーザー30上には、半導体チップ20が設置されている。
Each of the
A
半導体チップ20は、受光面(機能面)21を有しており、半導体装置10の上側から入射した光を受光面21で受光し、電気信号に変化する機能を有している。
The
半導体チップ20のボンディングワイヤ接合部(図示せず)からは、インターポーザー30上の配線パターンのボンディングワイヤ接合部(図示せず)に向かって、それぞれのボンディングワイヤ80が接続導通している。
Each
また、インターポーザー30上(配線パターンが形成されていない部位)には、スペーサ40が接合されている。
Further, a
このスペーサ40は、前述した本発明の樹脂組成物を用いて形成されたブロック体で構
成されている。
This
このブロック体で構成されたスペーサ40には、当該スペーサ40を図1中上下方向(厚さ方向)に貫通する中空部41が形成されている。また、中空部41は、その内側に、インターポーザー30上の図示せぬ配線パターン、半導体チップ20およびボンディングワイヤ80を包含している。
The
また、このスペーサ40の上端には、透明基板50が接合されている。これにより、中空部41は、インターポーザー30と透明基板50とで両端が封止されたものとなる。言い換えると、スペーサ40の内壁面と、インターポーザー30の上面と、透明基板50の下面とで閉空間(空隙)が形成される。このような閉空間が形成されることにより、半導体チップ20(特に受光面21)に異物が付着するのが防止される。
A
上述したように、スペーサ40は、本発明の樹脂組成物を用いて形成されるものであるため、半導体素子20の受光面21側の閉空間(空隙)が高い精度で規制される。
As described above, since the
また、このようなスペーサ40は、例えば、本発明の樹脂組成物をインターポーザー30上に、所定の厚さで塗布した後、スペーサ40となるべき部位に光を照射して、スペーサ40となるべき部位を硬化させた後、未硬化の樹脂組成物を除去することにより形成することができる。本発明の樹脂組成物は、光に対する感度が高く、パターンニング性に優れているため、所望の形状のスペーサ40を容易に形成することができる。
In addition, such a
なお、本発明の樹脂組成物を用いて形成されたスペーサ40の上端と透明基板50とを接合する方法としては、例えば、パターニング後にスペーサ40の上端に接着剤を塗布して透明基板50と接合する方法や、樹脂組成物中に、光硬化後に熱圧着可能となる成分(例えばエポキシ化合物、オキセタニル化合物等)を添加しておき、光硬化後に透明基板50を熱圧着する方法等が挙げられる。
In addition, as a method of joining the upper end of the
以上、本発明の樹脂組成物について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。 The resin composition of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to these.
例えば、本発明の樹脂組成物が適用される半導体装置は、上記のような構成のものに限定されない。 For example, the semiconductor device to which the resin composition of the present invention is applied is not limited to the one having the above configuration.
また、本発明の樹脂組成物は、上述したようなスペーサの形成用として用いるだけでなく、例えば、半導体素子の保護膜や絶縁膜等の形成にも用いることができる。 In addition, the resin composition of the present invention can be used not only for forming the spacer as described above, but also for forming a protective film, an insulating film, etc. of a semiconductor element, for example.
[1]樹脂組成物の製造
以下のようにして、樹脂組成物を製造した。
[1] Production of Resin Composition A resin composition was produced as follows.
(実施例1)
<ノルボルネン系重合体の調製>
フェネチルノルボルネン、グリシジルメチルエーテルノルボルネンおよびデシルノルボルネンから得られるフェネチル、グリシジルメチルエーテルおよびデシル反復単位を含むノルボルネン系重合体(下記一般式(II)で表される付加重合体)を以下のようにして調製した。
Example 1
<Preparation of norbornene-based polymer>
A norbornene polymer (an addition polymer represented by the following general formula (II)) containing phenethyl, glycidyl methyl ether and decyl repeating units obtained from phenethyl norbornene, glycidyl methyl ether norbornene and decyl norbornene was prepared as follows. did.
110℃で18時間乾燥し、次いで窒素パージしたグローブボックス内に移した反応容器に、エチルアセテート(230g)、シクロヘキサン(230g)、フェネチルノルボルネン(14.17g、0.071mol)、グリシジルメチルエーテルノルボルネン(14.0g、0.100mol)およびデシルノルボルネン(39.50g、0.168mol)を加えた。乾燥N2流をこの溶液に30分間通すことによって、この反応媒体から酸素を取り除いた。パージが完了した後、8mlのトルエン中に溶解した1.50g(3.10mmol)のビス(トルエン)ビス(ペルフルオロフェニル)ニッケルを反応器中に注入した。反応混合物を周囲温度で18時間撹拌し、次いで過酢酸溶液(ニッケル触媒に基づく50mol当量、150mmol、130mlの脱イオン水で希釈された57mlの氷酢酸を、およそ100mlの脱イオン水で希釈された115mlの30重量%過酸化水素と混ぜ合わせて調製した)で処理し、さらに18時間撹拌した。 To a reaction vessel which was dried at 110 ° C. for 18 hours and then transferred into a nitrogen purged glove box, ethyl acetate (230 g), cyclohexane (230 g), phenethyl norbornene (14.17 g, 0.071 mol), glycidyl methyl ether norbornene ( 14.0 g, 0.100 mol) and decylnorbornene (39.50 g, 0.168 mol) were added. Oxygen was removed from the reaction medium by passing a dry N2 stream through the solution for 30 minutes. After purging was complete, 1.50 g (3.10 mmol) of bis (toluene) bis (perfluorophenyl) nickel dissolved in 8 ml of toluene was injected into the reactor. The reaction mixture was stirred at ambient temperature for 18 hours and then peracetic acid solution (50 mol equivalent based on nickel catalyst, 150 mmol, 57 ml glacial acetic acid diluted with 130 ml deionized water was diluted with approximately 100 ml deionized water. Prepared with 115 ml of 30 wt% hydrogen peroxide) and stirred for an additional 18 hours.
撹拌を停止し放置し水層と溶媒層とを分離させた。その後水層を除去し、残った溶媒層に水のアリコートを加えることにより500mlの蒸留水で3回洗浄し、20分間撹拌し、放置し層に分離し、次いで水層を除去した。その後洗浄した溶媒層に過剰のアセトンを加え、ノルボルネン系重合体を析出させ、濾過により回収し、そして真空炉中60℃で一晩乾燥した。乾燥後、66.1gの乾燥したノルボルネン系重合体(転化率92%)を得た。ノルボルネン系重合体の分子量は、ポリスチレン標準を用いてGPCにより測定し、Mw=105,138、Mn=46,439、多分散性(PDI)は2.26であることを確認した。ノルボルネン系重合体の組成は、1H−NMRを用いて測定し、20.2mol%のフェネチルノルボルネン、29.1mol%のグリシジルメチルエーテルノルボルネンおよび50.7mol%のデシルノルボルネンが取り込まれていることを確認した。 Stirring was stopped and the mixture was allowed to stand to separate the aqueous layer and the solvent layer. The aqueous layer was then removed, and an aliquot of water was added to the remaining solvent layer, which was washed with 500 ml of distilled water three times, stirred for 20 minutes, allowed to separate into layers, and then the aqueous layer was removed. Thereafter, excess acetone was added to the washed solvent layer to precipitate a norbornene polymer, collected by filtration, and dried overnight at 60 ° C. in a vacuum oven. After drying, 66.1 g of a dried norbornene polymer (conversion rate 92%) was obtained. The molecular weight of the norbornene polymer was measured by GPC using a polystyrene standard, and it was confirmed that Mw = 105,138, Mn = 46,439, and polydispersity (PDI) was 2.26. The composition of the norbornene-based polymer is measured using 1 H-NMR, and 20.2 mol% phenethyl norbornene, 29.1 mol% glycidyl methyl ether norbornene and 50.7 mol% decyl norbornene are incorporated. confirmed.
<感光剤の調製>
下記式(I)で表される感光剤を以下のようにして調製した。
<Preparation of photosensitizer>
A photosensitizer represented by the following formula (I) was prepared as follows.
ジメチル(2−(4−メトキシナフチル)−2−オキソエチル)スルホニウム・ブロマイド19.0gをイオン交換水4000mlに溶解し、ナトリウム・テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート水溶液(重量濃度3.99%)930.7gを室温にて40分かけて滴下し、滴下終了後室温のまま2時間攪拌した。析出物をろ過し、得られた固体をジクロロメタン250mlに溶解して水にて抽出洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、乾燥剤を除去後、0℃に冷却してヘキサン1000mlを滴下した。生成した結晶をろ過し、ヘキサンで洗浄後、乾燥してジメチル(2−(4−メトキシナフチル)−2−オキソエチル)スルホニウム・テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(上記式(I)の化合物)を白色結晶として28.9g得た(収率58%)。 19.0 g of dimethyl (2- (4-methoxynaphthyl) -2-oxoethyl) sulfonium bromide was dissolved in 4000 ml of ion-exchanged water, and an aqueous solution of sodium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (weight concentration 3.99%) 930. 7 g was dripped at room temperature over 40 minutes, and it stirred at room temperature after completion | finish of dripping for 2 hours. The precipitate was filtered, and the resulting solid was dissolved in 250 ml of dichloromethane and extracted and washed with water. The organic layer was dried over magnesium sulfate, and after removing the desiccant, it was cooled to 0 ° C. and 1000 ml of hexane was added dropwise. The formed crystals were filtered, washed with hexane, and dried to give dimethyl (2- (4-methoxynaphthyl) -2-oxoethyl) sulfonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (compound of formula (I) above) white 28.9 g of crystals were obtained (58% yield).
<樹脂組成物の調製>
褐色広口瓶に、得られたノルボルネン系重合体:191.25gと、2−ヘプタノン(MAK):191gとを加えた。固形分が完全に溶解するまで溶液を混合し、次いで0.45ミクロンフィルターで濾過し微粒子を取り除いた。その溶液に、得られた感光剤:5.738gと、酸捕捉剤としての下記式(VI)で表される化合物0.0612gと、酸化防止剤としてのIrganox1076(Ciba社製):2.869gと、架橋促進剤としての1,4−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル(日本カーバイド工業社製):9.563g、密着助剤としての3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(Sigma−Aldrich社製):9.563gを加えた。その溶液を18時間混合し、樹脂組成物を得た。
<Preparation of resin composition>
The obtained norbornene-based polymer: 191.25 g and 2-heptanone (MAK): 191 g were added to the brown jar. The solution was mixed until the solids were completely dissolved and then filtered through a 0.45 micron filter to remove particulates. In the solution, the obtained photosensitizer: 5.738 g, 0.0612 g of a compound represented by the following formula (VI) as an acid scavenger, and Irganox 1076 (made by Ciba) as an antioxidant: 2.869 g And 1,4-cyclohexanedimethanol divinyl ether (manufactured by Nippon Carbide Industries) as a crosslinking accelerator: 9.563 g, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Sigma-Aldrich) as an adhesion assistant: 9.563 g was added. The solution was mixed for 18 hours to obtain a resin composition.
(実施例2)
ノルボルネン系重合体の調製を以下のように行った以外は、前記実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
(Example 2)
A resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the norbornene-based polymer was prepared as follows.
<ノルボルネン系重合体の調製>
エチルアセテート(200g)、シクロヘキサン(200g)、フェネチルノルボルネン(5.06g、0.025mol)、グリシジルメチルエーテルノルボルネン(14.0g、0.077mol)およびデシルノルボルネン(33.6g、0.152mol)を用いたことを除いて、実施例1の手順を繰り返した。パージが完了した後、8mlのトルエン中に1.45g(3.00mmol)のビス(トルエン)ビス(ペルフルオロフェニル)ニッケルを溶解し、反応器中に注入した。上記の実施例1と同様に、反応を周囲温度で6時間撹拌し、次いで適切な過酢酸溶液と反応させ、洗浄した。上の実施例1と同様に、ノルボルネン系重合体を沈澱させ、回収した。乾燥後、49.2gの乾燥したノルボルネン系重合体(転化率90%)を得た。ノルボルネン系重合体の分子量はポリスチレン標準を用いてGPCにより測定し、Mw=84,631、Mn=33,762、多分散性インデックス(PDI)=2.51であることを確認した。ノルボルネン系重合体の組成は、1H−NMRを用いて測定し、10.2mol%のフェネチルノルボルネン、31.5mol%のグリシジルメチルエーテルノルボルネンおよび58.3mol%のデシルノルボルネンが結合していることを確認した。
<Preparation of norbornene-based polymer>
Use ethyl acetate (200 g), cyclohexane (200 g), phenethyl norbornene (5.06 g, 0.025 mol), glycidyl methyl ether norbornene (14.0 g, 0.077 mol) and decyl norbornene (33.6 g, 0.152 mol) The procedure of Example 1 was repeated except that After the purge was complete, 1.45 g (3.00 mmol) of bis (toluene) bis (perfluorophenyl) nickel was dissolved in 8 ml of toluene and injected into the reactor. As in Example 1 above, the reaction was stirred at ambient temperature for 6 hours, then reacted with a suitable peracetic acid solution and washed. As in Example 1 above, the norbornene polymer was precipitated and recovered. After drying, 49.2 g of a dried norbornene polymer (conversion rate 90%) was obtained. The molecular weight of the norbornene polymer was measured by GPC using a polystyrene standard, and it was confirmed that Mw = 84,631, Mn = 33,762, and polydispersity index (PDI) = 2.51. The composition of the norbornene-based polymer was measured using 1 H-NMR, and 10.2 mol% phenethyl norbornene, 31.5 mol% glycidyl methyl ether norbornene and 58.3 mol% decyl norbornene were bonded. confirmed.
(実施例3)
ノルボルネン系重合体の調製を以下のように行った以外は、前記実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
(Example 3)
A resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the norbornene-based polymer was prepared as follows.
<ノルボルネン系重合体の調製>
エチルアセテート(200g)、シクロヘキサン(200g)、フェネチルノルボルネン(2.36g、0.012mol)、グリシジルメチルエーテルノルボルネン(12.63g、0.070mol)およびデシルノルボルネン(35.6g、0.152mol)を用いたことを除いて、実施例1の手順を繰り返した。パージが完了した後、7mlのトルエン中に1.33g(2.74mmol)のビス(トルエン)ビス(ペルフルオロフェニル)ニッケルを溶解し、反応器中に注入した。上記の実施例1と同様に、反応を周囲温度で6時間撹拌し、次いで適切な過酢酸溶液と反応させ、洗浄した。上記の実施例1と同様に、ノルボルネン系重合体を沈澱させ、回収した。乾燥後、44.8gの乾燥したノルボルネン系重合体(転化率89%)を得た。ノルボルネン系重合体の分子量はポリスチレン標準を用いてGPCにより測定し、Mw=92,452、Mn=37,392、多分散性インデックス(PDI)=2.47であることを確認した。ノルボルネン系重合体の組成は、1H−NMRを用いて測定し、6.5mol%のフェネチルノルボルネン、30.1mol%のグリシジルメチルエーテルノルボルネンおよび63.4mol%のデシルノルボルネンが結合していることがわかった。
<Preparation of norbornene-based polymer>
Use ethyl acetate (200 g), cyclohexane (200 g), phenethyl norbornene (2.36 g, 0.012 mol), glycidyl methyl ether norbornene (12.63 g, 0.070 mol) and decyl norbornene (35.6 g, 0.152 mol) The procedure of Example 1 was repeated except that After purging was completed, 1.33 g (2.74 mmol) of bis (toluene) bis (perfluorophenyl) nickel was dissolved in 7 ml of toluene and injected into the reactor. As in Example 1 above, the reaction was stirred at ambient temperature for 6 hours, then reacted with a suitable peracetic acid solution and washed. In the same manner as in Example 1, the norbornene polymer was precipitated and recovered. After drying, 44.8 g of a dried norbornene polymer (conversion rate 89%) was obtained. The molecular weight of the norbornene polymer was measured by GPC using a polystyrene standard, and it was confirmed that Mw = 92,452, Mn = 37,392, and polydispersity index (PDI) = 2.47. The composition of the norbornene polymer was measured using 1 H-NMR, and 6.5 mol% phenethyl norbornene, 30.1 mol% glycidyl methyl ether norbornene, and 63.4 mol% decyl norbornene were bonded. all right.
(実施例4)
ノルボルネン系重合体の調製を以下のように行った以外は、前記実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
Example 4
A resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the norbornene-based polymer was prepared as follows.
<ノルボルネン系重合体の調製>
エチルアセテート(290g)、シクロヘキサン(290g)、フェネチルノルボルネン(71.85g、0.364mol)およびグリシジルメチルエーテルノルボルネン(28.15g、0.156mol)を用いたことを除いて、実施例1の手順を繰り返した。パージが完了した後、18.0mlのトルエン中に3.15g(6.51mmol)のビス(トルエン)ビス(ペルフルオロフェニル)ニッケルを溶解し、反応器中に注入した。反応を周囲温度で18時間撹拌し、次いで過酢酸溶液(ニッケル触媒に基づく50mol当量、150mmol、約200mlの脱イオン水で希釈された100mlの氷酢酸を、約200mlの脱イオン水で希釈された200mlの30重量%過酸化水素と混ぜ合わせて調製した)で処理し、さらに18時間撹拌した。
<Preparation of norbornene-based polymer>
The procedure of Example 1 was followed except that ethyl acetate (290 g), cyclohexane (290 g), phenethyl norbornene (71.85 g, 0.364 mol) and glycidyl methyl ether norbornene (28.15 g, 0.156 mol) were used. Repeated. After the purge was complete, 3.15 g (6.51 mmol) of bis (toluene) bis (perfluorophenyl) nickel was dissolved in 18.0 ml of toluene and injected into the reactor. The reaction was stirred at ambient temperature for 18 hours, then 100 ml glacial acetic acid diluted with peracetic acid solution (50 mol equivalent based on nickel catalyst, 150 mmol, about 200 ml deionized water was diluted with about 200 ml deionized water. Prepared with 200 ml of 30 wt% hydrogen peroxide) and stirred for an additional 18 hours.
撹拌を停止して放置し、水層と溶媒層とを分離させた。次いで水層を除去し、残った溶媒層に水のアリコートを加えることにより500mlの水で3回洗浄し、20分間撹拌し、放置して層に分離し、次いで水層を除去した。洗浄した溶媒層に過剰のメタノールを加え、ノルボルネン系重合体を析出させ、濾過により回収し、そして真空炉中60℃で一晩乾燥した。乾燥後、93.0gの乾燥したノルボルネン系重合体(転化率93%)を得た。ノルボルネン系重合体の分子量はポリスチレン標準を用いてGPCにより測定し、Mw=61,937、Mn=29,053、多分散性インデックス(PDI)が2.13であることを確認した。ノルボルネン系重合体の組成は、1H−NMRを用いて測定し、67.1mol%のフェネチルノルボルネン、32.9mol%のグリシジルメチルエーテルノルボルネンが取り込まれていることがわかった。 Stirring was stopped and the mixture was allowed to stand to separate the aqueous layer and the solvent layer. The aqueous layer was then removed and washed three times with 500 ml water by adding an aliquot of water to the remaining solvent layer, stirred for 20 minutes, allowed to separate into layers, and then the aqueous layer was removed. Excess methanol was added to the washed solvent layer to precipitate a norbornene polymer, collected by filtration, and dried in a vacuum oven at 60 ° C. overnight. After drying, 93.0 g of a dried norbornene polymer (conversion rate: 93%) was obtained. The molecular weight of the norbornene polymer was measured by GPC using a polystyrene standard, and it was confirmed that Mw = 61,937, Mn = 29,053, and the polydispersity index (PDI) was 2.13. The composition of the norbornene polymer was measured using 1 H-NMR, and it was found that 67.1 mol% phenethyl norbornene and 32.9 mol% glycidyl methyl ether norbornene were incorporated.
(実施例5)
酸捕捉剤を添加しなかった以外は、前記実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
(Example 5)
A resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the acid scavenger was not added.
(比較例)
感光剤として、Rhodorsil(登録商標)PI2074の4−メチルフェニル−4−(1−メチルエチル)フェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート:0.184gを用いた以外は、前記実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
(Comparative example)
The same as in Example 1 except that Rhodorsil (registered trademark) PI2074 4-methylphenyl-4- (1-methylethyl) phenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate: 0.184 g was used as a photosensitizer. A resin composition was prepared.
[2]評価
<2.1>光解像(パターンニング)性
光解像性は、上記各実施例および比較例の樹脂組成物を用いて、以下の工程を通してパターンを形成し、そのパターンの形状および開口部の残渣を観察し、下記4段階の基準に基づいて評価した。
[2] Evaluation <2.1> Photo-resolution (patterning) property The photo-resolution property is obtained by forming a pattern through the following steps using the resin compositions of the respective examples and comparative examples. The residue of the shape and the opening was observed and evaluated based on the following four criteria.
パターン形成の工程としては、樹脂組成物を、8インチのウエハにスピンコート法で塗布した後、ホットプレートにて110℃で5分間乾燥し、膜厚約40μmの塗膜を得た。 As a pattern forming step, the resin composition was applied to an 8-inch wafer by spin coating, and then dried on a hot plate at 110 ° C. for 5 minutes to obtain a coating film having a thickness of about 40 μm.
この塗膜にi線ステッパー露光機(Nikon(株)製)によりレチクルを通して500mJ/cm2でダムを形成する部分(硬化させる部分)の露光を行った。その後、ホットプレートにて90℃で4分間、露光部の架橋反応を促進させるため加熱した。 This coating film was exposed to a portion (cured portion) where a dam was formed at 500 mJ / cm 2 through a reticle by an i-line stepper exposure machine (manufactured by Nikon Corporation). Then, it heated for 90 minutes at 90 degreeC with a hot plate in order to accelerate | stimulate the crosslinking reaction of an exposure part.
次に、シクロペンタノンに30秒間浸漬することによって未露光部を溶解除去した後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで20秒間リンスし、所望のパターンを成形した。 Next, the unexposed portion was dissolved and removed by immersing in cyclopentanone for 30 seconds, and then rinsed with propylene glycol monomethyl ether acetate for 20 seconds to form a desired pattern.
◎:スカムが無く、外観も良好であった。
○:スカムが一部発生または外観が一部不良であった。
△:ダムに剥離が生じた。
×:現像できなかった。
A: There was no scum and the appearance was good.
○: Some scum was generated or some appearance was poor.
Δ: Separation occurred in the dam.
X: Development was not possible.
<2.2>パターン形成に必要な最低露光量(感度)の測定
上記各実施例および比較例の樹脂組成物を用いて、パターン形成に必要な最低露光量(感度)の測定を以下のようにして行った。
<2.2> Measurement of Minimum Exposure Amount (Sensitivity) Required for Pattern Formation Using the resin compositions of the above Examples and Comparative Examples, the measurement of the minimum exposure amount (sensitivity) required for pattern formation is as follows. I went there.
上記<2.1>と同様にして塗膜を形成した。この塗膜を複数の領域に区分けし、i線ステッパー露光機(Nikon(株)製)によりレチクルを通して100mJ/cm2から10mJ/cm2きざみで、各領域ごとに異なる露光量となるように露光を行った。その後、ホットプレートにて90℃で4分間、露光部の架橋反応を促進させるため加熱した。 A coating film was formed in the same manner as in <2.1> above. This coating film is divided into a plurality of regions, and exposed by an i-line stepper exposure machine (manufactured by Nikon Co., Ltd.) through the reticle in steps of 100 mJ / cm 2 to 10 mJ / cm 2 so that the exposure amount varies from region to region. Went. Then, it heated for 90 minutes at 90 degreeC with a hot plate in order to accelerate | stimulate the crosslinking reaction of an exposure part.
次に、シクロペンタノンに30秒間浸漬することによって未露光部を溶解除去した後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで20秒間リンスし、パターンを成形した。 Next, the unexposed portion was dissolved and removed by immersing in cyclopentanone for 30 seconds, and then rinsed with propylene glycol monomethyl ether acetate for 20 seconds to form a pattern.
100mJ/cm2から10mJ/cm2きざみで露光した各領域を、100mJ/cm2露光した領域から順に観察し、所望の形状にパターンニングされ始める部位の露光量を、最低露光量とした。
これらの結果を表1に示す。
Each area exposed at 100 mJ / cm 2 to 10 mJ / cm 2 increments was observed in order from the area exposed to 100 mJ / cm 2, and the exposure amount at the site where patterning started to a desired shape was defined as the minimum exposure amount.
These results are shown in Table 1.
表1からも分かるように、各実施例の樹脂組成物では、光に対する感度が高く、パターンニング性に優れたものであった。特に、前述した一般式(II)で表されるノルボルネン系重合体を用い、酸捕捉剤として前述した一般式(VI)で表される化合物を用いた実施例では、特に優れた結果が得られた。これに対して、比較例の樹脂組成物では、満足いく結果が得られなかった。 As can be seen from Table 1, the resin composition of each example had high sensitivity to light and excellent patterning properties. In particular, in the Examples using the norbornene-based polymer represented by the general formula (II) described above and using the compound represented by the general formula (VI) described above as the acid scavenger, particularly excellent results were obtained. It was. On the other hand, satisfactory results were not obtained with the resin composition of the comparative example.
10 半導体装置
20 半導体チップ(半導体素子)
21 受光面(機能面)
30 インターポーザー(基板)
40 スペーサ
41 中空部
50 透明基板
70、80 ボンディングワイヤ
10
21 Light-receiving surface (functional surface)
30 Interposer (substrate)
40
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