JP2023518144A - 再配線層に好適なｕｖ硬化可能な樹脂組成物 - Google Patents

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passivating
polyimide
compound
bis
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ファーハド メゾリ
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デジグナー モレキュールズ インク．
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Abstract

シクロペンタノンでＵＶ硬化および現像できる、疎水性で強靭なフォトイメージャブルな官能化ポリイミド配合物が発見された。本発明の配合物は、ファンアウトＲＤＬ用途におけるＩ／Ｏパッドの再配線のために、フォトリソグラフィによって提供されるパターニングを伴うパッシベーション層および再分配層として使用することができる。硬化性ポリイミド配合物は、従来のポリイミド配合物と比較して、薄いウエハーへの応力を軽減し、低モジュラスの疎水性はんだマスクを提供する。これらの材料は、薄く柔軟で疎水性のポリマーが必要なあらゆる用途で保護層として機能し、高い引張強度と高い破断点伸びも備えている。

Description

関連出願
この出願は、２０２０年１月２７日に出願された米国仮特許出願シリアル番号６２／９６６，１９７の３５ＵＳＣ§１１９に基づく優先権の利益を主張し、その開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
発明の分野
本発明は、再配線層(redistribution layers)に使用することができる疎水性の光画像化可能なフィルムに関する。より具体的には、本発明は、迅速にＵＶ硬化することができる高Ｔｇアクリル化合物を含む配合物中のＵＶ硬化性の官能化ポリイミドに関する。本発明は、ＵＶ硬化して、高い引張強度および高い伸びを有するフィルムを製造する樹脂配合物に関する。
さらに、フィルムは疎水性であり、ガラス転移が高く、熱膨張係数が低く、誘電率が非常に低く、誘電正接が非常に低い。
発明の背景
エレクトロニクス産業が進歩し、より小さくてより軽いコンポーネントの生産が増加するにつれて、新しい材料の開発は、そのようなコンポーネントの性能および製造の容易さをさらに改善するためのより多くのオプションを生産者に与える。ただし、より小さく、より強力な電子部品の需要には、特定の課題がある。
高密度の電子機器パッケージングが急速に成長しているため、再配線層として使用できる不動態化材料（passivating materials）が必要である。既存のポリイミドは、この用途で最も広く使用されているポリマーであり、優れた引張強度と伸び、非常に高い熱安定性、靭性、耐薬品性、水性および高相対湿度環境への耐性を備えているポリイミドの誘電率も非常に低いため、高性能エレクトロニクスおよびマイクロエレクトロニクスアプリケーションでの使用に最適である。しかし、従来のポリイミドは加工が難しい。従来のポリイミドは、ポリアミック酸としてその場でＵＶ硬化され、その後現像され、最終的にハードベークされる。ポリイミドを形成するためにポリアミック酸のリングを閉じるには、ハードベイクが必要である。このプロセスは長時間の高温を必要とする。最良の結果を得るには、完全なイミド化を確実にするために、２００℃をはるかに超える数時間のハードベークが必要である。イミド化が不完全であると、硬化したポリイミドによる水分吸収が大きくなる。
したがって、従来のポリイミドの引張強度および伸びを保持するが、不完全な閉環のリスクなしに低温で処理することができる不動態化材料の必要性が存在する。材料はまた、熱膨張係数（ＣＴＥ）が低く、ガラス転移温度（Ｔｇ）が比較的高い必要がある。また、この材料は、ＵＶ硬化が速く、一般的な有機溶媒で容易に現像でき、疎水性で、誘電率（Ｄｋ）と誘電正接（Ｄｆ）が低い必要がある。
フォトリソグラフィーおよびフォトレジストの分野では、ポリイミドが非常に頻繁に使用され、実際、ほとんどのウェーハパッシベーションは、光硬化性ポリイミドフィルムを使用する。ポリイミドパッシベーション層は通常４－６ミクロンの厚さで、チップ表面の金属や酸化物の繊細な薄いフィルムを、取り扱い中の損傷やプラスチック成形コンパウンドにカプセル化した後の誘導応力から保護する。パターニングはシンプルで簡単である。ポリイミドフィルムに固有の低い欠陥密度と堅牢なプラズマエッチング耐性により、単一のマスクプロセスを実装できる。これにより、ポリイミド層は、応力バッファとしても、下にある窒化シリコン層のドライエッチングマスクとしても機能する。さらに、ポリイミド層はＣ－４と２層ボンドパッド再配線（bond pad redistribution:ＢＰＲ）アプリケーションの両方を含むフリップチップボンディングアプリケーションに容易に使用される。ポリイミド層をパターン化して、微小電気機械システム（microelectromechanical systems:ＭＥＭＳ）の構造コンポーネントを形成することができる。
ポリイミドはまた、半導体および薄いフィルムマルチチップモジュール（ＭＣＭ－Ｄ）の両方において層間誘電体として機能し得る。ポリイミドフィルムの低誘電率、低応力、高弾性率、および固有の延性により、このような多層アプリケーションに最適である。ポリイミドの他の用途には、ディスプレイ用のアラインメント層および／または誘電体層、およびマイクロマシニングアプリケーションの構造層が含まれる。リチウムイオン電池技術では、ポリイミドフィルムを正の温度係数（positive temperature coefficient:ＰＴＣ）サーミスタコントローラーの保護層として使用できる。
マイクロエレクトロニクスデバイスの製造において、ポリイミドは、典型的には、対応するポリアミック酸前駆体の溶液として基板上に適用され、次いで、滑らかで、堅く、扱いにくいポリマーフィルムまたは構造層に熱硬化される。フィルムは、液体フォトレジストと組み合わせたリソグラフィー（写真）プロセスを使用してパターン化できる。通常、ポリイミドは、ポリアミック酸前駆体の脱水環化によってその場で形成される。このイミド化ステップでは、高沸点の極性非プロトン性溶媒の蒸発も必要である。これは、ポリイミドが形成されるときに排出するのが難しい場合がある。このステップは、必要な温度が通常＞２００℃で数時間かかるため、「ハードベイク」と呼ばれることもある。ハードベイク工程の除外はポリイミド化合物の電子用途におけるゴールである。
既存のポリイミドパッシベーション材料は、ウェーハ上に高度の応力を発生させ、これは、パッシベーション材料の層間剥離につながる可能性がある。さらに、より薄いシリコンウェーハは、熱硬化のハードベーク中に反り、凹面または凸面のウェーハ表面をもたらす可能性がある。この現象は、半導体製造およびパッケージング業界にさまざまな問題を引き起こす。
従来のポリイミドは、二酸化ケイ素の誘電率よりも低い有利な誘電率のために、集積回路（ＩＣ）などのマイクロエレクトロニクスデバイスの層間誘電体材料として使用されてきた。ポリイミド含有配合物は、一般に液体の形で適用され、水平にされ、その後硬化されるため、ＩＣの平坦化層として機能することができる。それにもかかわらず、従来のポリイミドパッシベーション材料は親水性であり、多層電気相互接続に必要なビアを形成するプロセスにおいて通常、面倒な多段階を必要とする。硬化後も水分を吸収する傾向があり、デバイスの故障につながる可能性がある。
不動態化材料
不動態化および再配線層で現在使用されている材料は、非常に親水性であり、非常に高い誘電率（エポキシ、アクリル）を有する傾向がある。非常に高いＴｇ、低いＣＴＥ、および非常に優れた（つまり、低い誘電率（ベンゾシクロブテン））の他の材料も利用できるが、これらの材料は非常に脆く、高価で、適用が難しい傾向がある。従来のポリイミドの高温と低温の両方での高い引張強度と非常に低温でも、高温から低温への熱サイクルを繰り返している間でも柔軟性を保持することをはじめとする有利な特性を活用して使用できる。
したがって、互換性があり、パッシベーション層で使用するための非常に薄いシリコンウェーハの反りを引き起こさない疎水性ポリイミドに対する必要性がある。
フォトレジストでの使用
さらに、フォトリソグラフィーで容易に現像することができるポリイミドフィルムに対する継続的な必要性が存在する。一般に、フォトレジストはネガティブトーンまたはポジティブトーンのいずれかに分類される。「ポジ型レジスト」または「ポジ型レジスト」は、露光された部分が現像液に可溶になり、露光されていない部分は不溶性のままであるものである。「ネガティブトーンレジスト」または「ネガティブレジスト」は、露光された部分がフォトレジスト現像に対して不溶性になり、露光されていない部分が溶解するものである。
ネガティブトーンフォトレジストは、それらがより低コストであり、シリコンへの優れた接着性を有し、そしてはるかに優れた耐薬品性を有するため、マイクロエレクトロニクス産業においてはるかに一般的である。ただし、微細な構造の現像は、ポジティブレジストを使用する方がはるかに優れている。ポジティブレジストと同等な微細構造を現像できる高解像度ネガティブレジストで使用するための改良されたポリイミドが必要である。
マイクロエレクトロニクス産業は、ますます厳しくなる要求を満たすために、ポリイミド技術の改善を引き続き要求している。したがって、この急速に進化する産業の要件に対処するための材料の開発が必要である。
発明の概要
本発明は、少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミド（curable functionalized polyimides）化合物を含む不動態化配合物を提供し、ここで、少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミド化合物は、ジアミンと無水物との縮合の生成物である。特定の実施態様において、縮合反応は、無水物末端ポリイミドを生成し、これは、さらに反応して（例えば、無水マレイン酸と）、官能化ポリイミド（例えば、マレイミド末端ポリイミド）を生成する。他の実施態様では、縮合反応はアミン末端ポリイミドを生成し、これはさらに反応して官能化ポリイミドを生成する。無水マレイン酸との反応により、アミン末端ポリイミドは官能化されたマレイミド末端ポリイミドを生成する。
本発明によれば、ジアミンは、二量体ジアミン；ＴＣＤ－ジアミン；１，１０－ジアミノデカン；１，１２－ジアミノデカン；１，２－ジアミノ－２－メチルプロパン；１，２－ジアミノシクロヘキサン；１，２－ジアミノプロパン；１，３－ジアミノプロパン；１，４－ジアミノブタン；１，５－ジアミノペンタン；１，６－ジアミノヘキサン；１，７－ジアミノヘプタン；１，８－ジアミノオクタン；１，９－ジアミノノナン；３，３’－ジアミノ－Ｎ－メチルジプロピルアミン；ジアミノマレオニトリル；１，３－ジアミノペンタン；９，１０－ジアミノフェナントレン；４，４’－ジアミノオクタフルオロビフェニル；３，５－ジアミノ安息香酸；３，７－ジアミノ－２－メトキシフルオレン；４，４’－ジアミノベンゾフェノン；３，４－ジアミノベンゾフェノン；３，４－ジアミノトルエン；２，６－ジアミノアントロキノン；２，６－ジアミノトルエン；２，３－ジアミノトルエン；１，８－ジアミノナフタレン；２，４－クメンジアミン；１，３－ビスアミノメチルベンゼン；１，３－ビスアミノメチルシクロヘキサン；２－クロロ－１，４－ジアミノベンゼン；１，４－ジアミノ－２，５－ジクロロベンゼン；１，４－ジアミノ－２、５－ジメチルベンゼン；４，４’－ジアミノ－２，２’－ビストリフルオロメチルビスフェニル；ビス（アミノ－３－クロロフェニル）エタン；ビス（４－アミノ－３，５－ジメチルフェニル）メタン；ビス（４－アミノ－３，５－ジエチルフェニル）メタン；ビス（４－アミノ－３－エチルフェニル）メタン；ビス（４－アミノ－３－エチル）ジアミノフルオレン；ジアミノ安息香酸；２，３－ジアミノナフタレン；２，３－ジアミノフェノール；ビス（４－アミノ－３－メチルフェニル）メタン；ビス（４－アミノ－３－エチルフェニル）メタン；４，４’－ジアミノフェニルスルホン；４，４’－オキシジアニリン；４，４’－ジアミノジフェニルスルフィド；３，４’－オキシジアニリン；２，２－ビス［４－（３－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン；２，２’－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン；１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン；４，４’－ビス（アミノフェノキシ）ビスフェニル；４，４’－ジアミノ－３，３’－ジヒドロキシビフェニル；４，４’－ジアミノ－３，３’－ジメチルビフェニル；４，４’－ジアミノ－３，３’－ジメチルオキシビフェニル；ビサニリンＭ；ビサニリンＰ；９，９－ビス（４－アミノフェニル）フッ素；ｏ－トルイジンスルホン；メチレンビス（アントラニル酸）；１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）－２，２－ジメチルプロパン；１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）プロパン；１，４－ビス（アミノフェノキシ）ブタン；１，５－ビス（４－アミノフェノキシ）ブタン；２，３，５，６－テトラメチルベンジジン；４，４’－ジアミノベンズアニリド；２，２－ビス（４－アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン；ポリアルキレンジアミン類（例：ハンツマンの製品、ジェファミンＤ－２３０、Ｄ－４００、Ｄ２０００、およびＤ－４０００）；１，３－シクロヘキサンビス（メチルアミン）；ｍ－キシリレンジアミン；ｐ－キシリレンジアミン；ビス（４－アミノ－３－メチルシクロヘキシル）メタン；１，２－ビス（２－アミノエトキシ）エタン；３（４），８（９）－ビス（アミノメチル）トリシクロ（５．２．１．０）デカン；１，３－ジアミノ－２－プロパノール；３－アミノ－１，２－プロパンジオール；エタノールアミン；３－アミノ－１－プロパノールまたはそれらの組み合わせであることができる。特定の実施態様では、ジアミンは、二量体ジアミン、ＴＣＤ－ジアミンおよびそれらの組み合わせから選択される。
本発明によれば、無水物は、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；ピロメリット酸二無水物；ポリブタジエン－グラフト－無水マレイン酸；ポリエチレン－グラフト－無水マレイン酸；ポリエチレン－ａｌｔ－無水マレイン酸；ポリマレイン酸無水物－ａｌｔ－１－オクタデセン；ポリプロピレン－グラフト－無水マレイン酸；ポリ（スチレン－ｃｏ－無水マレイン酸）；１，２，３，４－シクロブタンテトラカルボン酸二無水物；１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボン酸二無水物；３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボン酸二無水物；ビシクロ（２．２．２）オクタ－７－エン－２，３，５，６－テトラカルボン酸二無水物；ジエチレントリアミン五酢酸二無水物；エチレンジアミン四酢酸二無水物；３，３’，４，４’－ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物；３，３’，４，４’－ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；４，４’－オキシジフタル酸二無水物；３，３’，４，４’－ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物；２，２’－ビス（３，３－ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物；４，４’－ビスフェノールＡジフタル酸二無水物；５－（２，５－ジオキシテトラヒドロ）－３－メチル－３－シクロヘキセン－１，２－ジカルボン酸無水物；またはそれらの組み合わせであることができる。特定の態様では、無水物は、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、およびそれらの組み合わせから選択される。
本発明の特定の実施態様では、少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミドは、式Ｉによる構造を有する：
Figure 2023518144000002
ここで、各Ｒは、独立して置換または非置換の脂肪族、脂肪族環、アルケニル、芳香族、ヘテロ芳香族である。各Ｑは、独立して置換または非置換の脂肪族、脂肪族環、アルケニル、芳香族、ヘテロ芳香族である。ｎは、１から１００までの値を持つ整数である。ｎは、１－５０、１－４０、１－３０、１－２０、１－１０、１－９、１－８、１－７、１－６、１－５、１－４、１－３、１－２または１であることができる。
Ｒおよび／またはＱは、Ｃ３６部位を含むことができる。特定の態様では、少なくとも１つのＲまたはＱは、トリシクロデシルジメチル、ノルボルニルジメチル、シクロヘキサンジメチル；シクロヘキシル、イソホロニル；メチレンビス（シクロヘキシル）ジメチル；またはメチレンビス（２－メチルシクロヘキシル）ジメチルである。
本発明の化合物の例には、以下の化合物およびそれらの組み合わせが含まれる：
Figure 2023518144000003
Figure 2023518144000004
Figure 2023518144000005
Figure 2023518144000006
Figure 2023518144000007
Figure 2023518144000008
特定の実施態様では、少なくとも１つの硬化可能な官能化ポリイミドは、硬化可能な官能化ポリイミドの混合物を含む。例えば、混合物は、ａ）平均分子量が１０，０００Ｄａ未満である、少なくとも１つの第１の硬化可能で官能化された可撓性ポリイミド、およびｂ）少なくとも約１０，０００Ｄａの平均分子量を有する少なくとも１つの第２の硬化可能な官能化ポリイミドを含む。
少なくとも１つの第１の硬化可能で機能化された可撓性ポリイミドは、少なくとも約１００ｐｐｍ／℃、少なくとも約１５０ｐｐｍ／℃、または少なくとも約２００ｐｐｍ／℃のＣＴＥ、および約２，０００Ｄａから約７，５００Ｄａの平均分子量を有することができる。
少なくとも１つの第１の硬化可能で官能化された可撓性ポリイミドは、典型的には、配合物の約１５重量％から約８０重量％、例えば、配合物の約１５重量％から約２５重量％で存在する。
少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドは、少なくとも約１５．０００Ｄａ、少なくとも約２５．０００Ｄａ、少なくとも約４０，０００Ｄａ、または少なくとも約５０，０００Ｄａの平均分子量を有することができ、典型的には、約４５重量％から約７５重量％、例えば、約４５重量％から約５５重量％で存在する。少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドは、少なくとも約１００℃、少なくとも約１２０℃、少なくとも約１３０℃、少なくとも約１４０℃、少なくとも約１５０℃のＴｇを有することができる。いくつかの態様において、少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドは、約１００℃から約１５０℃の間のＴｇを有する。
少なくとも１つの第１の硬化可能で官能化された可撓性ポリイミドは、化合物１、化合物２、またはそれらの組み合わせであり得る。少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドは、化合物３、化合物４、化合物５、化合物６、およびそれらの組み合わせから選択される。例えば、配合物は、以下を含むことができる：化合物１、化合物２、またはそれらの混合物の少なくとも１つ、および化合物３、化合物４、化合物５、化合物６、またはそれらの混合物のうちの少なくとも１つ。本発明の配合物における使用において企図される組み合わせには、化合物１；および化合物４、化合物５、またはそれらの組み合わせの混合物が含まれる。
不動態化配合物は、典型的には、少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドおよび少なくとも１つの第１の硬化可能で官能化された可撓性ポリイミドの有効量を含む。ここで有効量とは配合物のＵＶ硬化をもたらすのに十分な量をいう。
本発明の不動態化配合物の硬化されたアリコートは、少なくとも約９０℃、少なくとも約１００℃、少なくとも約１１０℃、または少なくとも約１２０℃のＴｇを有し、典型的には、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、少なくとも約５０％、または少なくとも約５５％の伸び率を有する。一つの実施態様では、不動態化配合物の硬化されたアリコートは、少なくとも約１００℃のＴｇおよび少なくとも約４０％の伸びを有する。
不動態化配合物はまた、以下を含む：少なくとも１つの反応性希釈剤または共硬化剤。または少なくとも１つの接着促進剤；または少なくとも１つのカップリング剤；または少なくとも１つのＵＶ開始剤；または少なくとも１つの溶媒、またはそれらの任意の組み合わせ。
いくつかの実施態様では、不動態化配合物は以下を含む：
ａ）請求項２に記載の少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミド化合物；
ｂ）少なくとも１つの反応性希釈剤；
ｃ）少なくとも１つのカップリング剤、接着促進剤またはそれらの組み合わせ；および
ｄ）少なくとも１つの硬化開始剤。
少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミド化合物は、組成物の約６５重量％から約８０重量％または約７０重量％から約８０重量％を構成する。
硬化開始剤は、ＵＶ開始剤を含むことができ、これは、１－［４－（２－ヒドロキシエトキシ）－フェニル］－２－ヒドロキシ－２－メチル－１－プロパン－１－オン、過酸化ジクミル；およびそれらの組み合わせであることができる。
少なくとも１つの反応性希釈剤は、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、スチレン化合物、アリル官能性化合物、エポキシ、硬化性エポキシ、オレフィンおよびそれらの組み合わせから選択することができる。特定の態様では、それは、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリス（２－アクリロキシエチル）イソシアヌレートおよびそれらの組み合わせなどのアクリルモノマーであり、少なくとも１つの反応性希釈剤は、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
本発明の特定の態様では、少なくとも１つの反応性希釈剤は、配合物の約１０重量％から約３０重量％または配合物の約１２重量％から約２５重量％で含まれ、典型的には２００センチポアズ未満の粘度を有し、典型的には約１００℃を超える、約１２０℃を超える、約１５０℃を超える、１８０℃を超える、または約２００℃を超えるＴｇを有する。
少なくとも１つのカップリング剤は、一般に、配合物の約２重量％で含まれ、典型的にはシランカップリング剤を含み、エポキシ官能化シランカップリング剤、アミノ官能化シランカップリング剤およびそれらの組み合わせから選択される。特定の態様において、カップリング剤は、２－（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（ＫＢＭ－３０３）、Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ－５７３）；およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
電子部品（例えば、チップ、デバイス、またはパッケージ）またはその任意の部分を不動態化するための方法も提供され、以下のステップを含む：請求項１に記載の不動態化配合物の層を電子要素の少なくとも一部に適用するステップ；および、不動態化配合物を硬化させ（例えば、ＵＶ照射によって）、それにより、電子要素を不動態化するステップ。適用はスピンコーティングによって行うことができる。
請求項１に記載の不動態化配合物の硬化層を含む不動態化電子部品も提供され、これは、本明細書に記載されるように調製することができる。
半導体ウェーハ、チップ、ウェーハレベルパッケージ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、正温度係数（ＰＴＣ）保護層、ファンアウト再配線チップまたは回路基板などの電子デバイスも提供される。電子デバイスまたはその任意の構成要素の少なくとも１つの表面上に配置された再配線層またはパッシベーション層を有するデバイスも提供される。
また、本発明によって提供されるのは、以下のステップを含むチップのＩ／Ｏパッドを再配線するための方法である；請求項１に記載の不動態化配合物の第１の層をチップ表面に塗布し、Ｉ／Ｏパッドから新しいＩ／Ｏパッドの場所への少なくとも配線をカバーするステップ、配線をメタライズし、それによってメタライズされた配線を形成するステップ、請求項１に記載の不動態化配合物の第２の層をチップの表面に塗布し、少なくともメタライズされた配線をカバーするステップ、新しいＩ／Ｏパッドのメタライズされた部分を覆っている第１の層の部分を除去するステップ、および、不動態化配合物の第１の層および第２の層を硬化させ、それによってチップのＩ／Ｏパッドを再配線するステップ。
不動態化配合物の第１の層の硬化は、メタライゼーションの前または後であり得る。いくつかの実施態様では、不動態化配合物の第１の層はチップ表面の全体をカバーすることができる。不動態化配合物の過剰な第１の層は、フォトリソグラフィーなどによって後で除去することができる。
再配線されたチップは、Ｉ／Ｏパッドがチップ上にあり、新しいＩ／Ｏパッドの位置がファンアウト領域にあるような、ファンアウトウェーハレベルパッケージであり得る。また、デバイス、パッケージ、プリント回路基板などに含まれることができるＩ／Ｏパッドを再配線する方法に従って準備されたチップも提供される。
図１は、チップを不動態化するプロセスを示す概略フロー図である。矢印ＡとＢは、プロセスのステップを示している。 図２は、図１に示されるプロセスによって調製された不動態化されたチップの断面図である。 図３は、本発明の実施態様による、再配線層（ＲＤＬ）を使用してＩ／Ｏパッドを再配線するプロセスを示す概略フロー図である。矢印Ａ－Ｄは、プロセスのステップを示す。 図４Ａは、図３の平面Ｉでの構造の断面図である。 図４Ｂは、図３の平面ＩＩでの構造の断面図である。 図４Ｃは、図３の平面ＩＩＩでの構造の断面図である。 図４Ｄは、図３の平面ＩＶでの構造の断面図である。 図４Ｅは、図３の平面Ｖでの構造の断面図である。 図５は、本発明の一実施態様による、ＲＤＬを含むファンアウトＩＣパッケージの斜視図である。 図６は、図５の平面ＶＩでの構造の断面図である。 図７Ａは、不透明なフレーム（黒）内のＵＶ透過性の地面（白）上に不透明な文字および形状（黒）のパターンを有する、本明細書に記載のフォトマスクの図である。 図７Ｂは、図７Ａに示されるフォトマスクを使用して生成された１０μｍのビアを備えたシリコンウェーハ上のＵＶ硬化され現像された５μｍの厚さのポリイミドフィルムの表面の顕微鏡写真である。
詳細な説明
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は、例示的かつ説明的なものにすぎず、特許請求される本発明を限定するものではないことを理解すべきである。本明細書で使用される場合、単数形の使用は、特に明記しない限り、複数形を含む。本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、「ａ」または「ａｎ」は、それが使用される文脈に応じて、１つまたは複数を意味し得ることが理解されるべきである。したがって、「化合物」への言及は、少なくとも１つの化合物分子が使用されることを意味し得るが、典型的には、同じまたは異なる種であり得る複数の化合物分子を指す。例えば、「以下の式Ｉによる構造を有する化合物」は、式に含まれる単一の分子または複数の分子、同様に、式が説明する種のすべてまたはサブセットを指すことができる。本明細書で使用される場合、「または」は、特に明記しない限り、「および／または」を意味する。さらに、「含む」という用語、および「含む」や「含まれる」などの他の形式の使用は、限定的ではない。
特定の定義が提供されない限り、本明細書に記載の分析化学、合成有機および無機化学の実験手順および技術に関連して利用される命名法は、「IUPAC Compendium of Chemical Terminology」に記載されているものなど、当技術分野で知られているものである。「IUPAC Recommendations (The Gold Book)」(McNaught ed.;International Union of Pure and Applied Chemistry、2ndEd.,1997)および「Compendiumof Polymer Terminology and Nomenclature:IUPAC Recommendations 2008」(Jones et al.、eds;International Union of Pure and Applied Chemistry、2009)。標準の化学記号は、そのような記号で表されるフルネームと同じ意味で使用される。したがって、例えば、「水素」および「Ｈ」という用語は、同じ意味を有すると理解される。標準的な技術は、化学合成、化学分析、および配合に使用できる。
本明細書で使用されるセクション見出しは、組織化の目的のみであり、記載される主題を限定するものとして解釈されるべきではない。
いくつかの特定の定義が以下にリストされている。さらに、状況に応じて、仕様全体で定義が提供される。仕様内の定義の場所は、そのような定義の意図または効果を制限または差別化するものとして解釈されるべきではない。
定義
本明細書で使用される「約」は、「約」と呼ばれる数が、その記載された数のプラスマイナス１－１０％を包含することを意味する。例えば、「約」１００度は、９５－１０５度を意味し得る。ここに表示される場合は常に、「１－２０」などの数値範囲は、指定された範囲内の各整数を指す。たとえば、「１－２０炭素原子」は、アルキルを意味する。グループには、１個の炭素原子、２個の炭素原子、３個の炭素原子など、最大２０個の炭素原子を含めることができる（ただし、「アルキル」という用語には、炭素原子の数値範囲が指定されていない場合も含まれる）。非整数で表される範囲は、表される有意な数値と同程度のプラスマイナス１－１０％の数値を意味する。たとえば、約１．５０－２．５０ ｍＭは、最小１．３５ ｍＭ、最大２．７５ ｍＭ、またはその間の任意の量を０．０１刻みで意味する。本書に記載されている範囲に「１．２％－１０．５％」などの小数値が含まれている場合、その範囲とは、指定された範囲に示されている最小増分の各小数値を指す。たとえば、「１．２％から１０．５％」は、パーセンテージが１．２％、１．３％、１．４％、１．５％などになる可能性があることを意味し、最大が１０．５％である。一方、「１．２０％－１０．５０％」は、パーセンテージが１．２０％、１．２１％、１．２２％、１．２３％などになる可能性があることを意味し、最大が１０．５０％である。
本明細書で使用される場合、「実質的に」という用語は、大きな部分または程度を指す。より具体的には、「実質的にすべて」または同等の表現は、典型的には、少なくとも約９０％、しばしば少なくとも約９５％、しばしば少なくとも９９％、そしてより頻繁には少なくとも約９９．９％を指す。「実質的ではない」とは、約１０％未満、多くの場合約５％未満、および多くの場合約１％未満（５％未満、４％未満、３％未満、２％未満、または１％以下など）を指す。「実質的に含まない」または同等の表現は、通常、約１０％未満、しばしば約５％未満、しばしば約１％未満、および特定の態様では約０．１％未満を指す。
本明細書で使用される「有効量」は、少なくとも約５０％、通常は少なくとも約７０％、典型的には少なくとも約９０％、しばしば少なくとも約９５％、そして最も頻繁には少なくとも約９９％の光分解および熱酸化分解の低減などの所望の結果をもたらすために残りの成分の存在下で十分である化合物または他の物質の量を指す。本発明の他の態様において、化合物の「有効量」は、所望の結果をもたらすために残りの成分の存在下で十分である化合物のその濃度を指すことができる。化合物または他の物質の有効量は、当業者によって容易に決定される。
本明細書で使用される「接着剤」または「接着剤化合物」は、２つのアイテムを一緒に接着または結合することができる任意の物質を指す。「接着剤組成物」または「接着剤配合物」の定義に暗示されるのは、組成物または配合物が、接着剤モノマー、オリゴマー、および／またはポリマーを包含する複数の種、成分または化合物の組み合わせまたは混合物であるという事実である。一方、「接着性化合物」とは、接着性ポリマーやオリゴマーなどの単一の種を指す。
より具体的には、接着剤組成物は、混合物中の個々の成分が、混合物が作られる元の個々の成分の化学的および物理的特性を保持する未硬化混合物を指す。接着剤組成物は、典型的には可鍛性であり、液体、ペースト、ゲル、フィルム、または別のアイテムに結合できるようにアイテムに適用できる別の形態であり得る。
「硬化接着剤」、「硬化接着剤組成物」または「硬化接着剤配合物」は、元の化合物または混合物が、固体または実質的に流動性のない材料に変換される化学的および／または物理的変化がもたらされた、反応性の硬化可能な元の化合物または混合物から得られる接着性成分または混合物をいう。典型的な硬化プロセスは、架橋を伴う場合がある。
「硬化性」または「硬化可能な」とは、元の化合物または組成物が、化学反応、架橋、放射線架橋、または同様のプロセスによって、固体または実質的に非流動性の材料に変換され得ることを意味する。したがって、本発明の接着剤化合物および組成物は硬化可能であるが、他に特定されない限り、元の化合物および組成物は硬化されていない。
本明細書で使用される場合、「官能化する」、「官能化された」および「官能化」という用語は、特定の特性を付与する分子への部位（「官能性部位」または「官能基」）の付加または包含を指し、多くの場合、予測可能および／または制御可能な方法で他の分子と反応する能力を官能基は有する。本発明の特定の実施態様において、官能化は、末端基Ｘの付加または包含を介して分子の末端に付与される。他の実施態様において、内部および／またはペンダント官能化は、本発明のポリイミドに含まれ得る。本発明のいくつかの態様において、官能基は、「硬化性基」または「硬化性部位」であり、これは、元の分子が固体または実質的に流動性のない材料に変換されるように、分子が化学的および／または物理的変化を受けることを許容する基または部位である。「硬化性基」または「硬化性部位」は、架橋を促進し得る。
本明細書で使用される「熱可塑性」は、化合物、組成物、または他の材料（例えば、プラスチック）が適切な溶媒に溶解するか、または加熱されると液体に溶融し、固体に凍結する能力を指す。多くの場合、十分に冷却するともろく、ガラス質の状態になる。
本明細書で使用される「熱硬化性」は、化合物、組成物、または他の材料が不可逆的に「硬化」する能力を指し、その結果未架橋の材料と比較してより大きな強度とより低い溶解性を有する３次元ネットワークが形成される。熱硬化性材料は、典型的には、例えば、熱（例えば、２００℃以上）、化学反応（例えば、エポキシ開環、フリーラジカル重合）、または照射（例えば、可視光、ＵＶ光、電子ビーム放射、イオンビーム放射、またはＸ線照射による）によって硬化され得るポリマーである。
熱硬化性ポリマーなどの熱硬化性材料は樹脂であり、通常、硬化前は液体または可鍛性の形態であるため、最終形態に成形または成形したり、接着剤として使用したりすることができる。硬化は、熱硬化性樹脂を架橋プロセスによって堅く、不融性、不溶性の固体またはゴムに変換する。エネルギーおよび／または触媒は、通常、未硬化の熱硬化性樹脂に添加され、熱硬化性分子を化学的に活性な部位（例えば、不飽和またはエポキシ部位）で反応させ、それによって熱硬化性分子を堅い３次元構造に架橋する。架橋プロセスは、より高分子量の分子を形成し、その結果、より高い融点をもたらす。反応中、ポリマーの分子量がある点まで大きくなり、融点が周囲の周囲温度よりも高くなると、ポリマーは固体状態になる。
本明細書で使用される「架橋」は、要素、分子基、化合物、または別のオリゴマーまたはポリマーの架橋による２つ以上のオリゴマーまたはより長いポリマー鎖の結合を指す。架橋は、加熱または光への暴露時に起こる可能性がある。一部の架橋プロセスは、室温または低温でも発生する可能性がある。架橋密度が増加すると、材料の特性が熱可塑性から熱硬化性に変化する可能性がある。
「モノマー」という用語は、重合または共重合をすることができ、それによって高分子（すなわち、ポリマー）の本質的な構造に構成単位を与えることができる分子を指す。
「プレポリマー」という用語は、モノマーと高分子量ポリマーの中間の分子量状態に反応したモノマーまたはモノマーの組み合わせを指す。プレポリマーは、それらが含む反応性基を介して、完全に硬化した高分子量状態までさらに重合することができる。反応性ポリマーと未反応のモノマーとの混合物は、「樹脂」と呼ばれることもある。本明細書で使用される「樹脂」という用語は、典型的には反応性基を有するプレポリマーを含む物質を指す。一般に、樹脂は、エポキシ樹脂やビスマレイミド樹脂など、単一のタイプまたはクラスのプレポリマーである。
「ポリマー」および「ポリマー化合物」は、本明細書では交換可能に使用され、一般に、単一の化学重合反応の組み合わされた生成物を指す。ポリマーは、モノマーサブユニットを共有結合した鎖で結合することによって生成される。単一のタイプのモノマーのみを含むポリマーは「ホモポリマー」と呼ばれ、２つ以上の異なるモノマーの混合物を含むポリマーは「コポリマー」と呼ばれる。
「コポリマー」という用語は、２つのモノマー種、３つのモノマー種から得られるもの（ターポリマー）、４つのモノマー種から得られるもの（クォーターポリマー）、および５つ以上のモノマー種から得られるものの共重合によって得られる生成物を含む。化学的方法によって合成されたコポリマーが、以下のタイプのモノマー配列を有する分子を含むが、これらに限定されないことは当技術分野でよく知られている。
規則的に交互のモノマー残基を含む交互コポリマー；
繰り返し配列に配置されたモノマー残基タイプを有する周期的コポリマー；
モノマー残基タイプのランダムなシーケンスを有するランダムコポリマー；
既知の統計規則に従って配置されたモノマー残基を有する統計的コポリマー；
共有結合によって連結された２つ以上のホモポリマーサブユニットを有するブロックコポリマー；例えば、ブロックコポリマー内のホモポリマーのブロックは、任意の長さであり得、均一または可変長のブロックであり得る。２つまたは３つの異なるブロックを持つブロック共重合体は、それぞれジブロック共重合体およびトリブロック共重合体と呼ばれる。
中心部位を介して連結された異なる構成的または配置的特徴を有するモノマー残基の鎖を有するスターコポリマー。
当業者は、単一のコポリマー分子が、その長さに沿って、交互、周期的、ランダムなどとして特徴付けることができる異なる領域を有し得ることを理解するであろう。化学重合反応のコポリマー生成物は、それぞれがモノマー単位の配置が異なる個々のポリマー分子およびフラグメントを含み得る。当業者は、これらのタイプのコポリマーのそれぞれを合成するための方法、およびあるタイプを別のタイプよりも優先するように反応条件を変えるための方法にさらに精通しているであろう。
さらに、本発明によるポリマー鎖の長さは、典型的には、特定の反応によって生成される範囲または平均サイズにわたって変化するであろう。当業者は、例えば、所与の反応で生成されるポリマー鎖の平均長さを制御するための方法、およびポリマーが合成された後にポリマーのサイズを選択するための方法を知っているであろう。
より限定的な用語が使用されない限り、「ポリマー」は、ホモポリマー、およびモノマーサブユニットの任意の配置を有するコポリマー、ならびに複数の配置を有する個々の分子を含むコポリマーを包含することを意図する。長さに関しては、特に明記しない限り、本明細書に記載のポリマーについて記載されている長さの制限は、ポリマー中の個々の分子の長さの平均と見なされるべきである。
本明細書で使用される場合、「オリゴマー」または「オリゴマー性」は、有限および中程度の数の繰り返しモノマー構造単位を有するポリマーを指す。本発明のオリゴマーは、典型的には、２から約１００の繰り返しモノマー単位を有する。多くの場合、２－約３０の繰り返しモノマー単位。多くの場合、２－約１０個の繰り返しモノマー単位を有する。通常、分子量は最大約３，０００である。
当業者は、オリゴマーおよびポリマーが、重合可能な基または側鎖の利用可能性に応じて、その後、さらなる重合または架橋反応においてモノマーとして組み込まれ得ることを理解するであろう。
本明細書で使用される「溶媒」という用語は、固体、液体、または気体の溶質を溶解して溶液をもたらす液体を指す。「共溶媒」とは主溶媒とともに使用される、２番目、３番目などの溶媒を指す。
本明細書で使用される場合、「脂肪族」は、任意のアルキル、アルケニル、シクロアルキル、またはシクロアルケニル部位を指す。
本明細書で使用される「芳香族炭化水素」または「芳香族」は、１つまたは複数のベンゼン環を有する化合物を指す。
本明細書で使用される「アルカン」は、単結合のみを有する飽和直鎖、分岐または環状の炭化水素を指す。アルカンの一般式はＣｎＨ２ｎ＋２である。
「シクロアルカン」は、その構造中に１つまたは複数の環を有するアルカンを指す。
本明細書で使用される場合、「アルキル」は、１から約５００までの炭素原子を有する直鎖または分枝鎖炭化水素基を指す。「低級アルキル」は、一般に、１から６個の炭素原子を有するアルキル基を指す。「アルキル」および「置換アルキル」という用語は、それぞれ、置換および非置換Ｃ１－Ｃ５００直鎖飽和脂肪族炭化水素基、置換および非置換Ｃ２－Ｃ２００直鎖不飽和脂肪族炭化水素基、置換および非置換Ｃ４－Ｃ１００分岐飽和脂肪族炭化水素基、置換および非置換Ｃ１－Ｃ５００分岐不飽和脂肪族炭化水素基を含む。
例えば、「アルキル」の定義には、メチル（Ｍｅ）、エチル（Ｅｔ）、プロピル（Ｐｒ）、ブチル（Ｂｕ）、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネニル、デセニル、ウンデセニル、イソプロピル（ｉ－Ｐｒ）、イソブチル（ｉ－Ｂｕ）、ｔｅｒｔ－ブチル（ｔ－Ｂｕ）、ｓｅｃ－ブチル（ｓ－Ｂｕ）、イソペンチル、ネオペンチル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル、シクロヘプテニル、シクロオクテニル、メチルシクロプロピル、エチルシクロヘキセニル、ブテニルシクロペンチル、トリシクロデシル、アダマンチル、およびノルボミルが含まれるが、これらに限定されない。
「置換」は、以下を含むがこれらに限定されない置換基を有する化合物および部位を指す；アルキル（例えば、Ｃ１－１０アルキル）、アルケニル、アルキニル、ヒドロキシ、オキソ、アルコキシ、メルカプト、シクロアルキル、置換シクロアルキル、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール（例えば、アリールＣ１－１０アルキルまたはアリールＣ１－１０アルキルオキシ）、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール（例えば、ヘテロアリールＣ１－１０アルキル）、アリールオキシ、Ｃ１－１０アルキルオキシＣ１－１０アルキル、アリールＣ１－１０アルキルオキシＣ１－１０アルキル、Ｃ１－１０アルキルチオＣ１－１０アルキル、アリールＣ１－１０アルキルチオＣ１－１０アルキル、Ｃ１－１０アルキルアミノＣ１－１０アルキル、アリールＣ１－１０アルキルアミノＣ１－１０アルキル、Ｎ－アリール－Ｎ－Ｃ１－１０アルキルアミノＣ１－１０アルキル、Ｃ１－１０アルキルカルボニルＣ１－１０アルキル、アリールＣ１－１０アルキルカルボニルＣ１－１０アルキル、Ｃ１－１０アルキルカルボキシＣ１－１０アルキル、アリールＣ１－１０アルキルカルボキシＣ１－１０アルキル、Ｃ１－１０アルキルカルボニルアミノＣ１－１０アルキル、およびアリールＣ１－１０アルキルカルボニルアミノ－Ｃ１－１０アルキル、置換アリールオキシ、ハロ、ハロアルキル（例、トリハロメチル）、シアノ、ニトロ、ニトロン、アミノ、アミド、カルバモイル、＝Ｏ、＝ＣＨ－、－Ｃ（Ｏ）Ｈ、－ＣＯ）Ｏ－、－Ｃ（Ｏ）－、－Ｓ－、－Ｓ（Ｏ）２、－ＯＣ（Ｏ）－Ｏ－、－ＮＲ－Ｃ（Ｏ）、－ＮＲ－Ｃ（Ｏ）－ＮＲ、－ＯＣ（Ｏ）－ＮＲ（ここでＲはＨまたは低級アルキル）、アシル、オキシアシル、カルボキシル、カルバメート、スルホニル、スルホンアミド、スルフリル、Ｃ１－１０アルキルチオ、アリールＣ１－１０アルキルチオ、Ｃ１－１０アルキルアミノ、アリールＣ１－１０アルキルアミノ、Ｎ－アリール－Ｎ－Ｃ１－１０アルキルアミノ、Ｃ１－１０アルキルカルボニル、アリールＣ１－１０アルキルカルボニル、Ｃ１－１０アルキルカルボキシ、アリールＣ１－１０アルキルカルボキシ、Ｃ１－１０アルキルカルボニルアミノ、アリールＣ１－１０アルキルカルボニルアミノ、テトラヒドロフリル、モルホリニル、ピペラジニル、およびヒドロキシピロニル。
さらに、本明細書で使用される場合、「Ｃ３６」および「Ｃ３６部位」は、最大３つの炭素－炭素二重結合を骨格に有する分岐異性体および環状異性体を含む、３６炭素脂肪族部位のすべての可能な構造異性体を指す。Ｃ３６部位の１つの非限定的な例は、以下に示されるように、シクロヘキサンベースのコアおよびコアに結合された４つの長い「アーム」を有する部位である。
Figure 2023518144000009
本明細書で使用される場合、「シクロアルキル」は、約３から約２０個の炭素原子、典型的には３から約１５個の炭素原子を含む環状環含有基を指す。特定の実施態様において、シクロアルキル基は、約４から約１２個の炭素原子を有し、さらにさらなる実施態様において、シクロアルキル基は、約５から約８個の炭素原子を有する。「置換シクロアルキル」は、上記の１つまたは複数の置換基をさらに有するシクロアルキル基を指す。
本明細書で使用される場合、「アリール」という用語は、安定な共有結合を形成することができる任意の環位置に共有結合された非置換、一置換、二置換または三置換の単環式、多環式、ビアリール芳香族基を指し、特定の好ましい結合点は当業者には明らかである（例えば、３－フェニル、４－ナフチルなど）。「置換アリール」は、上記の１つまたは複数の置換基をさらに有するアリール基を指す。
「アリール」の定義に含まれる部位の特定の例には、フェニル、ビフェニル、ナフチル、ジヒドロナフチル、テトラヒドロナフチル、インデニル、インダニル、アズレニル、アントリル、フェナントリル、フルオレニル、およびピレニルが含まれるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、「アリーレン」は、二価のアリール部位を指す。「置換アリーレン」は、上記の１つまたは複数の置換基を有するアリーレン部位を指す。
本明細書で使用される場合、「アルキルアリール」は、アルキル置換アリール基を指し、「置換アルキルアリール」は、上記の１つまたは複数の置換基をさらに有するアルキルアリール基を指す。
本明細書で使用される場合、「アリールアルキル」は、アリール置換アルキル基を指し、「置換アリールアルキル」は、以下に記載されるような１つまたは複数の置換基をさらに有するアリールアルキル基を指す。例には、（４－ヒドロキシフェニル）エチルおよび（２－アミノナフチル）ヘキセニルが含まれるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、「アリールアルケニル」は、アリール置換アルケニル基を指し、「置換アリールアルケニル」は、上記の１つまたは複数の置換基をさらに有するアリールアルケニル基を指す。
本明細書で使用される場合、「アリールアルキニル」は、アリール置換アルキニル基を指し、「置換アリールアルキニル」は、上記の１つまたは複数の置換基をさらに有するアリールアルキニル基を指す。
本明細書で使用される場合、「アロイル」は、ベンゾイルなどのアリールカルボニル種を指し、「置換アロイル」は、上記の１つまたは複数の置換基をさらに有するアロイル基を指す。
本明細書で使用される場合、「ヘテロ」は、Ｎ、Ｏ、ＳｉおよびＳなどの１つまたは複数の非炭素ヘテロ原子を含む基または部位を指す。したがって、例えば、「複素環式」は環構造の一部として例えばＮ、Ｏ、ＳｉまたはＳを有し、３から１４個の炭素原子を有する環状（すなわち、環含有）の基を指す。「ヘテロアリール」および「ヘテロアルキル」部位は、それぞれ、それらの構造の一部として、例えば、Ｎ、Ｏ、ＳｉまたはＳを含む、アリールおよびアルキル基である。「ヘテロアリール」、「複素環」または「複素環式」という用語は、１－８個の炭素原子および１－４個の窒素、硫黄または酸素から選択されるヘテロ原子が環内に存在する単一の環または複数の縮合環を有する一価の不飽和基を指す。
「ヘテロアリール」の定義は以下を含むがこれらに限定はされない；
チエニル、ベンゾチエニル、イソベンゾチエニル、２，３－ジヒドロベンゾチエニル、フリル、ピラニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、２，３－ジヒドロベンゾフラニル、ピロリル、ピロリル－２，５－ジオン、３－ピロリニル、インドリル、イソインドリル、３Ｈ－インドリル、インドリニル、インドリジニル、インダゾリル、フタリミジル（またはイソインドリル－１，３－ジオン）、イミダゾリル、２Ｈ－イミダゾリニル、ベンズイミダゾリル、ピリジル、ピラジニル、ピラダジニル、ピリミジニル、トリアジニル、キノリル、イソキノリル、４Ｈ－キノリジニル、シノリニル、フタラジニル、キナゾリニル、キノキサリニル、１，８－ナフチリジニル、プテリジニル、カルバゾイル、アクリジニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、クロマニル、ベンゾジオキソリル、ピペロニル、プリニル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、ベンズチアゾリル、オキサゾリル、イソキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、ピロリジニル－２，５－ジオン、イニダゾリジニル－２，４－ジオン、２－チオキソ－イニダゾリジニル－４－オン、イニダゾリジニル－２，４－ジチオン、チアゾリジニル－２，４－ジオン、４－チオキソ－チアゾリジニル－２－オン、ピペラジニル－２，５－ジオン、テトラヒドロ－ピリダジニル－３，６－ジオン、１，２－ジヒドロ－［１，２，４，５］テトラジニル－３，６－ジオン、［１，２，４，５］テトラジナニル－３，６－ジオン、ジヒドロ－ピリミジニル－２，４－ジオン、ピリミジニル－２，４，６－トリオン、１Ｈ－ピリミジニル－２，４－ジオン、５－ヨード－１Ｈ－ピリミジニル－２，４－ジオン、５－メチル－１Ｈ－ピリミジニル－２，４－ジオン、５－イソプロピル－１Ｈ－ピリミジニル－２，４－ジオン、５－プロピニル－１Ｈ－ピリミジニル－２，４－ジオン、５－トリフルオロメチル－１Ｈ－ピリミジニル－２，４－ジオン、６－アミノ－９Ｈ－プリニル、２－アミノ－９Ｈ－プリニル、４－アミノ－１Ｈ－ピリミジニル－２－オン、４－アミノ－５－フルオロ－１Ｈ－ピリミジニル－２，４－ジオン、４－アミノ－５－メチル－１Ｈ－ピリミジニル－２－オン、２－アミノ－１，９－ジヒドロ－プリニル－６－オン、１Ｈ－［１，２，４］トリアゾリル－３－カルボン酸アミド、２，６－ジアミノ－Ｎ６－シクロプロピル－９Ｈ－プリニル、２－アミノ－６－（４－メトキシフェニルスルファニル）－９Ｈ－プリニル、５，６－ジクロロ－１Ｈ－ベンゾイミダゾリル、２－イソプロピルアミノ－５，６－ジクロロ－１Ｈ－ベンゾイミダゾリル、２－ブロモ－５，６－ジクロロ－１Ｈ－ベンゾイミダゾリルなど。さらに、「飽和複素環式」という用語は、安定な共有結合を形成することができる任意の環位置に共有結合した非置換、一置換、二置換または三置換の単環式または多環式飽和複素環式基を指し、特定の好ましい結合位置は当業者には明らかである（例えば、１－ピペリジニル、４－ピペラジニルなど）。
ヘテロ含有基もまた置換され得る。例えば、「置換複素環式」は、１つ以上のヘテロ原子を含み、１つ以上の上記の置換基を有する３から１４個の炭素原子を有する環含有基を指す。
本明細書で使用される場合、「フェノール」という用語は、以下に示されるように、分子あたり１つまたは複数のフェノール官能基を有する化合物を含む。
Figure 2023518144000010
脂肪族、脂肪族環および芳香族という用語は、フェノールを説明するために使用される場合、脂肪族、脂肪族環および芳香族残基またはこれらの骨格の組み合わせが直接結合または環融合によって結合するフェノールを指す。
本明細書で使用される場合、「アルケニル」、「アルケン」または「オレフィン」は、少なくとも１つの炭素－炭素二重結合を有し、約２－５００個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の不飽和炭化水素基を指す。特定の実施態様において、アルケニル基は、約５から約２５０個の炭素原子、約５から約１００個の炭素原子、約５から約５０個の炭素原子、または約５から約２５個の炭素原子を有する。他の実施態様では、アルケニル基は、約６から約５００個の炭素原子、約８から約５００個の炭素原子、約１０から約５００個の炭素原子、または約２０から約５００個の炭素原子または約５０から約５００個の炭素原子を有する。さらに別の実施態様では、アルケニル基は、約６から約１００個の炭素原子、約１０から約１００個の炭素原子、約２０から約１００個の炭素原子、または約５０から約１００個の炭素原子を有し、他の実施態様では、アルケニル基は、約６から約５０個の炭素原子、約６から約２５個の炭素原子、約１０から約５０個の炭素原子、または約１０から２５個の炭素原子を有する。「置換アルケニル」は、上記の１つまたは複数の置換基をさらに有するアルケニル基を指す。
本明細書で使用される場合、「アルキレン」は二価のアルキル部位を指し、「オキシアルキレン」は、メチレン（ＣＨ２）単位の代わりに少なくとも１つの酸素原子を含むアルキレン部位を指す。「置換アルキレン」および「置換オキシアルキレン」は、上記の１つまたは複数の置換基をさらに有するアルキレンおよびオキシアルキレン基を指す。
本明細書で使用される場合、「アルキニル」は、少なくとも１つの炭素－炭素三重結合を有し、２から約１００個の炭素原子、典型的には約４から約５０個の炭素原子、しばしば約８から約２５個の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖炭化水素基を指す。「置換アルキニル」は、上記の１つまたは複数の置換基をさらに有するアルキニル基を指す。
本明細書で使用される場合、「アシル」は、アルキル－カルボニル種を指す。
本明細書で使用される場合、「オキセタン」という用語は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000011
本明細書で使用される「アリル」は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000012
本明細書で使用される場合、「ビニルエーテル」は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000013
本明細書で使用される場合、「ビニルエステル」という用語は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000014
本明細書で使用される場合、「スチレン」および「スチレン性」は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000015
本明細書で使用される「フマレート」は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000016
本明細書で使用される「プロパルギル」は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000017
本明細書で使用される「シアネート」は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000018
本明細書で使用される「シアネートエステル」は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000019
本明細書で使用される場合、「ノルボルニル」は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000020
本明細書で使用される「イミド」は、一級アミンまたはアンモニアに結合した２つのカルボニル基を有する官能基を指す。本発明のイミドの一般式は次のとおりである。
Figure 2023518144000021
「ポリイミド」は、イミド含有モノマーのポリマーである。ポリイミドは通常、線状または環状である。線状および環状ポリイミド（例えば、芳香族複素環式ポリイミド）の非限定的な例を、例示の目的で以下に示す。
Figure 2023518144000022
Figure 2023518144000023
本明細書で使用される「マレイミド」は、以下に示される式を有するＮ置換マレイミドを指す。
Figure 2023518144000024
式中、Ｒは芳香族、ヘテロ芳香族、脂肪族、またはポリマー部位である。
本明細書で使用される「ビスマレイミド」または「ＢＭＩ」は、２つのイミド部位がブリッジによって連結されている化合物、すなわち、以下に示す一般構造を有するポリイミドの化合物を指す。
Figure 2023518144000025
式中、Ｒは芳香族、ヘテロ芳香族、脂肪族、またはポリマー部位である。
ＢＭＩは、縮合反応ではなく付加反応によって硬化することができ、したがって、揮発性物質の形成に起因する問題を回避することができる。ＢＭＩは、２つのマレイミド基を末端に有するプレポリマーのビニルタイプの重合によって硬化させることができる。
本明細書で使用される場合、「アクリレート」という用語は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000026
本明細書で使用される場合、「アクリルアミド」という用語は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000027
本明細書で使用される場合、「メタクリレート」という用語は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000028
本明細書で使用される場合、「メタクリルアミド」という用語は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000029
本明細書で使用される場合、「マレエート」は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000030
本明細書で使用される場合、「シトラコンイミド」および「シトラコネート」という用語は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000031
本明細書で使用される「イタコンイミド」および「イタコネート」は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000032
本明細書で使用される「オキサゾリン」は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。

本明細書で使用される場合、「ベンゾオキサジン」は、以下の二環式構造を含む部位を指す：
Figure 2023518144000033
本明細書で使用される場合、「アシルオキシベンゾエート」または「フェニルエステル」という用語は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000034
式中、ＲはＨ、低級アルキルまたはアリールである。
本明細書で使用される場合、「シロキサン」は、Ｓｉ－Ｏ部位を含む任意の化合物を指す。シロキサンは、線状または環状のいずれかであることができる。特定の実施態様において、本発明のシロキサンは、２つ以上のＳｉ－Ｏの繰り返し単位を含む。例示的な環状シロキサンには、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサンなどが含まれる。
本明細書で使用される場合、「ハロゲン」、「ハロゲン化物」、または「ハロ」という用語は、フッ素、塩素、臭素、およびヨウ素を含む。
本明細書で使用される場合、「オキシラニレン」または「エポキシ」は、以下の構造を有する二価部位を指す。
Figure 2023518144000035
「エポキシ」という用語はまた、触媒剤または「キュアリングエージェント」または「キュラティブ」とも呼ばれる「硬化剤」と混合されると、重合および架橋によって硬化する熱硬化性エポキシドポリマーを指す。本発明のエポキシには、脂肪族、脂肪族環、グリシジルエーテル、グリシジルエステル、グリシジルアミンエポキシなど、およびそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、「フリーラジカル開始剤」という用語は、十分なエネルギー（例えば、光または熱）に曝されると、帯電していない部分に分解するが、そのような部分のすべてが少なくとも１つの不対電子を有する任意の化学種を指す。
本明細書で使用される「光開始」は、光によって開始される重合を指す。ほとんどの場合、光誘起重合は、開始剤を利用してラジカルを生成する。ラジカルは、次の２つのタイプのいずれかになる。
「タイプＩ光開始剤」（単分子光開始剤）。光を吸収するとホモリティック結合が切断される。「タイプＩＩ光開始剤」（二分子光開始剤）は、ベンゾフェノンやチオキサントンなどの光開始剤と、アルコールやアミンなどの共開始剤で構成される。
本明細書で使用される場合、「カップリング剤」は、異なる材料を一緒に結合することができる化学種を指す。特に、材料を鉱物表面に結合するためであり、接着性ポリマー組成物との相互作用を可能にするために重合可能に反応性の官能基も含む。カップリング剤は通常、二官能性分子であり、一方の官能基が鉱物表面と反応し、もう一方の官能基はポリマーと反応し、２つを結合させることができる。したがって、カップリング剤は、それが適用される基板へのパッシベーション層の結合を容易にする。
本明細書で使用される「ジアミン」は、一般に、２つのアミン基を有する化合物またはそれぞれが２つのアミン基を有する化合物の混合物を指す。
本明細書で使用される「無水物」は、以下の構造を有する少なくとも１つの部位を有する化合物を指す。
Figure 2023518144000036
本明細書で使用される「二無水物」は、一般に、２つの無水物基を有する化合物またはそれぞれが２つの無水物基を有する化合物の混合物を指す。
「ガラス転移温度」または「Ｔｇ」は、本明細書では、ポリマーなどのアモルファス固体が、冷却時に脆くなる、または加熱時に軟化する温度を指すために使用される。より具体的には、それは、過冷却された溶融物が、冷却時に、結晶性材料、例えば等方性固体材料と同様のガラス状構造および特性をもたらす疑似二次相転移を定義する。
本明細書で使用される「低ガラス転移温度」または「低Ｔｇ」は、約５０℃以下でのＴｇを指す。本明細書で使用される「高いガラス転移温度」または「高いＴｇ」は、少なくとも約６０℃、少なくとも約７０℃、少なくとも約８０℃、少なくとも約１００℃のＴｇを指す。本明細書で使用される「非常に高いガラス転移温度」および「非常に高いＴｇ」は、少なくとも約１５０℃、少なくとも約１７５℃、少なくとも約２００℃、少なくとも約２２０℃またはそれ以上のＴｇを指す。本発明の高いガラス転移温度の化合物および組成物は、典型的には、約７０℃から約３００℃の範囲のＴｇを有する。
本明細書で使用される「弾性率」または「ヤング率」は、材料の剛性の尺度である。弾性の範囲内で、弾性率は線形応力と線形ひずみの比率であり、引張試験中に作成された応力－ひずみ曲線の勾配から決定できる。
「熱膨張係数」または「ＣＴＥ」は、物質の熱力学的特性を説明する技術用語である。ＣＴＥは、温度の変化に伴う材料の直線寸法の変化に関連する。本明細書で使用される場合、「α１ＣＴＥ」または「α１」は、Ｔｇ以下でのＣＴＥを指し、「α２ＣＴＥ」は、Ｔｇより高い温度でのＣＴＥを指す。
本明細書で使用される「低熱膨張係数」または「低ＣＴＥ」は、約５０ｐｐｍ／℃未満、典型的には約３０ｐｐｍ／℃未満または約１０ｐｐｍ／℃未満のＣＴＥを指す。
本明細書で使用される「高熱膨張係数」または「高ＣＴＥ」は、約１００ｐｐｍ／℃を超える、典型的には約１５０ｐｐｍ／℃を超える、または約２００ｐｐｍ／℃を超えるＣＴＥを指す。
「熱重量分析」または「ＴＧＡ」は、温度の変化に関連して加熱されているサンプルの重量の変化を決定するために材料を試験および分析する方法を指す。
「分解開始」または「Ｔｄ」は、温度の上昇に応答した重量の減少が、サンプルが分解し始めていることを示すときの温度を指す。「Ｔｄ（５％）」は、サンプルの５％が分解した温度である。空気環境で測定する場合、「空気」は通常、「Ｔｄ（５％）、空気」などのＴｄ（５％）の略語で示される。
本明細書で使用される「絶縁破壊電圧」は、絶縁体の一部を導電性にする最小電圧を指す。「高絶縁破壊電圧」は、少なくとも約１００Ｖから少なくとも約９００Ｖ、例えば２００Ｖ、３００Ｖ、４００Ｖ、５００Ｖ、６００Ｖ、７００Ｖ、８００Ｖ、９００Ｖ、１，０００Ｖ、またはそれ以上である。
「電力」は、電気エネルギーが電気回路によって伝達される、単位時間あたりの速度である。それは仕事をする率である。電気回路では、電力はワット（Ｗ）で測定され、電圧と電流の両方の関数である。
Ｐ＝ＩＥ
ここで、Ｐ ＝電力（ワット単位）。Ｉ ＝電流（アンペア）およびＥ ＝電圧（ボルト）。電力は一般に熱を発生するため、「高電力」は、１００℃を超える熱を発生するデバイスやアプリケーションを指すためによく使用される。
本明細書で使用される「高周波」または「ＨＦ」は、３から３０メガヘルツ（ＭＨｚ）の間の無線周波数電磁波の範囲を指す。
本明細書で使用される「誘電体」は、伝導なしに電気力を伝達する特性を有する絶縁材料を指す。誘電体が電界に置かれると、電荷は導電体のように材料を通って流れず、平均平衡位置からわずかにずれて誘電分極を引き起こす。誘電分極のため、正電荷は電界の方向に移動し、負電荷は電界と反対の方向にシフトする。これにより、誘電体内の全体的な電界を低減する内部電界が生成される。
本明細書で使用される場合、「誘電率」、「比誘電率」、および略語「Ｄｋ」という用語は、物質の誘電率（電気抵抗の尺度）と自由空間の誘電率（ １の値が与えられる）との比率をいう。簡単に言えば、材料のＤｋが低いほど、絶縁体としての機能が向上する。本明細書で使用される場合、「低誘電率」は、Ｄｋが３．９である二酸化ケイ素のＤｋよりも低いＤｋを有する材料を指す。したがって、「低誘電率」とは、Ｄｋが３．９未満、通常は約３．５未満、ほとんどの場合約３．０未満であることを意味する。最も要求の厳しい最先端の電子機器アプリケーションでは、約２．７未満、約２．６未満、または約２．５未満など、３．０をはるかに下回る「超低誘電率」が必要になる場合がある。
本明細書で使用される場合、「散逸誘電率（dissipation dielectric factor）」、「散逸誘電定数（dissipation dielectric constant）」、および略語「Ｄｆ」という用語は、熱力学的に開放された散逸システムにおけるエネルギーの損失率の尺度を指すために本明細書で使用される。簡単に言えば、Ｄｆはコンデンサの絶縁材料がどれほど非効率的であるかの尺度である。これは通常、誘電体などの絶縁体が交流電場にさらされたときに失われる熱を測定する。材料のＤｆが低いほど、その効率は高くなる。「低散逸誘電率」とは、通常、１ＧＨｚ周波数で約０．０１未満、１ＧＨｚ周波数で約０．００５未満、１ＧＨｚ周波数で０．００１以下のＤｆを指す。
「低損失」および「超低損失」ＰＣＢは、０．００２５未満のＤｆ値を有する誘電体材料を必要とするものである。すべてのプリント回路基板（ＰＣＢ）材料は、伝導損失と誘電損失の両方を示す。
「低損失」および「超低損失」ＰＣＢは、これらのタイプの損失の両方を最小限に抑え、通常、Ｄｆ値が０．００２５未満の誘電体材料でのみ取得できる。伝導損失は、主に伝導層の抵抗損失と誘電体を介した電荷の漏れである。誘電損失は、熱を発生する材料の分子構造の動きを引き起こす交流電界から生成される変動する電界に起因する。誘電体は、電流の伝導性が低い材料である。それらは、電流を運ぶために利用できる自由電子がほとんどないため、絶縁体である。しかし、電界にさらされると分極が発生し、それによって正電荷と負電荷が電界に対して変位する。この分極により、誘電体の電界が減少するため、印加された電界の一部が失われます。誘電体の分極または双極子モーメントの影響は「損失正接（loss tangent）」として定量化され、印加された電界の誘電体固有の散逸を表す。損失接線は、複素誘電率のシステムの抵抗成分と反応成分の間の位相角の正接から導き出される。この特性は無次元であり、「損失係数」、「散逸係数」、「誘電損失」と呼ばれることがよくある。
電子機器において、「漏れ」は、充電されたコンデンサの自発的放電、変圧器と他の構成要素との磁気カップリング、またはオフ状態のトランジスタまたは逆極性ダイオードを横切る電流の流れなど、通常は絶縁と見なされる境界を横切る電気エネルギーの漸進的な伝達である。いくつかの代替パスを流れる代わりに、意図した回路から電流が漏れると、別のタイプの漏れが発生する可能性がある。この種の漏れは、代替経路を流れる電流が損傷、火災、ＲＦノイズ、または感電死を引き起こす可能性があるため、望ましくない。
本明細書で使用される「漏れ電流（Leakage current）」は、充電されたコンデンサからのエネルギーの漸進的な損失を指し、主に、トランジスタやダイオードなど、コンデンサに接続された電子デバイスによって引き起こされる。これらのデバイスは、オフになっても少量の電流を流す。「漏れ電流」とは、理想電流がゼロのときに流れる電流も指す。これは、電子アセンブリがスタンバイ、無効、または「スリープ」モード（待機電力）の場合に当てはまる。これらのデバイスは、完全な動作中の数百または数千ミリアンペアと比較して、静止状態のときに１、または２マイクロアンペアを消費することがある。これらの漏れ電流は、消費者のバッテリ実行時間に望ましくない影響を与えるため、ポータブルデバイスメーカーにとって重要な要素になりつつある。
本明細書で使用される「光画像化可能（Photoimageable）」は、光に曝された領域でのみ選択的に硬化される化合物または組成物の能力を指す。これにより、化合物または組成物の露光領域は硬化および不溶性になり、一方、化合物または組成物の非露光（例えば、マスクされた）領域は未硬化のままであり、したがって、未硬化化合物または組成物が可溶性である現像液溶媒に可溶である。通常、この操作は、光源として紫外線を使用し、露光が発生する場所を画定する手段としてフォトマスクを使用して実行される。シリコンウェーハ上の誘電体層の選択的パターニングは、当技術分野で知られている様々なフォトリソグラフィー技術に従って実行することができる。１つの方法では、感光性ポリマーフィルム（「フォトレジストフィルム」）が、所望の基板表面上に塗布され、乾燥される。次に、所望のパターン化情報を含む「フォトマスク」（例えば、光が画定されたパターンで透けて見えるようにする穴または透明度を備えた不透明プレート。例えば、図７Ａを参照）が、フォトレジストフィルムに近接して配置される。フォトレジストは、ＵＶ光、電子ビーム電子、Ｘ線、またはイオンビームを含むいくつかのタイプのイメージング放射線の１つによって、上にあるフォトマスクを通して照射される。放射線にさらされると、ポリマーフィルムは化学変化（架橋）を起こし、それに伴って溶解度が変化する。照射後、フィルムでコーティングされた基板は、フィルムの非架橋または非露光領域を選択的に除去する現像液に浸される。「フォトリソグラフィー」は、下の基体に選択的なパターンを形成するための一般的なプロセス（またはその変法）を記述するための技術用語である。
本明細書で使用される「不動態化（パッシベーション：Passivation）」は、別の材料または状態に関して材料を「不動態化」するプロセスを指す。「パッシベーション層」とは、半導体ウェーハなどの半導体デバイスをカプセル化して、デバイスをその直接の環境から隔離し、それによってデバイスを酸素、水など、さらには空中または宇宙からの汚染物質、粒子、湿度、または下にある不動態化層の完全性に影響を与える可能性のある汚染物質から保護するために一般的に使用される層を指す。パッシベーション層は通常、デバイスのコーティングに使用される不活性材料から形成される。このカブセル化プロセスは製造プロセスにおいて形成されたダングリングボンド（dangling bonds）を末端処理すること、およびこれらのデバイスに伴う表面漏れ電流を低減または増加させることにより表面電荷を調整することにより半導体デバイスの不動化も提供する。
本発明の特定の実施態様では、「パッシベーション層」（ＰＬ）は、マイクロエレクトロニクスデバイス上に配置された誘電体材料を含む。そのようなＰＬは、典型的には、マイクロエレクトロニクスデバイスへの電気的接触を提供する開口部をその中に形成するようにパターン化される。多くの場合、パッシベーション層はデバイス上に配置された最後の誘電体であり、保護層として機能する。
「層間誘電体層」および「ＩＬＤ」という用語は、導電性トレースの第１のパターン上に配置され、第１のパターンの上に積み重ねることができる導電性トレースの第２のパターンからそれを絶縁する誘電体材料の層を指す。このようなＩＬＤ層は、通常、開口部（「ビア」と呼ばれ、「垂直相互接続アクセス」チャネルの略）を提供するようにパターン化またはドリル加工され、特定の領域または多層プリント回路基板の層における導電性トレースの第１パターンと第２パターン間の電気的接触を可能にする。そのようなＩＬＤ層の他の領域は、そのような他の領域の第１および第２のパターンまたは層の導電性トレース間の電気的接触を戦略的に防止するためにビアを有しない。
本明細書で使用される「再配線層（Redistribution layer）」または「ＲＤＬ」は、他の場所で利用可能な集積回路（「ＩＣ」）の「Ｉ／Ｏ」（入出力）パッドを作る、チップ上に追加された追加の導電性要素（例えば、金属層またはメタライゼーションライン）を指す。余分な導電性要素は、以下に説明するように、不動態化材料の層によって絶縁される。
本明細書で使用される「ファンアウトパッケージ（Fan-out package）」は、チップのサイズを拡張するために誘電体材料（例えば、エポキシ樹脂）内にチップをモールドすることによってシリコンチップが拡張されるＩ／Ｏ回路パッケージを指す。シリコンチップのＩ／Ｏパッドは、ＲＤＬを使用してファンアウト領域で使用できるようにすることができる。
本明細書で使用される場合、「Ｂステージ化可能」は、第１の固相、続いて高温で粘着性のゴム状ステージ、続いてさらに高温でさらに別の固相を有する接着剤の特性を指す。粘着性のあるゴム状のステージから第２の固相への移行は熱硬化である。ただし、熱硬化する前は、材料は熱可塑性材料と同様に動作する。したがって、そのような接着剤は、高い熱安定性を提供しながら、低い積層温度を可能にする。
本明細書で使用される「ダイ」または「半導体ダイ」は、機能回路が製造される半導体材料の小さなブロックを指す。
「フリップチップ（flip-chip）」半導体デバイスは、半導体ダイが、セラミックまたは有機プリント回路基板などの配線基板に直接マウントされるものである。半導体ダイの導電性端子は、通常ははんだバンプの形で、ワイヤボンドやテープ自動ボンディング（ＴＡＢ）などを使用せずに、基板上の配線パターンに直接物理的および電気的に接続される。基板に接続する導電性はんだバンプがダイまたはチップのアクティブな表面上にあるため、ダイはフェイスダウンにマウントされるので、「フリップチップ」と呼ばれる。
本明細書で使用される「ハードブロック」または「ハードセグメント」は、高融点（Ｔｍ）または高Ｔｇのために室温で硬質であるコポリマー（典型的には熱可塑性エラストマー）のブロックを指す。対照的に、「ソフトブロック」または「ソフトセグメント」は室温より低いＴｇを有する。
本発明は、電子産業における無数の用途で使用するためのポリイミドに関する出願人の数十年にわたる研究に基づいている。同時に、業界は電子機器の性能と複雑さの限界を飛躍的に進歩させました。コンポーネントとデバイスの小型化が進むにつれて、密集した機能を絶縁して保護するために、ますます高性能の不動態化ポリマー、配合物、および層の必要性が強調されている
本発明はまた、出願人によって開発されたポリイミドが、ポリアミック酸中間体を介して合成された業界標準の従来のポリイミドと比較して、これらの増大する要求を満たすために必要な多くの特性を有するという認識に基づく。具体的には、本発明の鎖伝搬ポリイミドポリマー（chain-propagated polyimides polymers）は、従来のポリイミドポリマーに見られる芳香族エーテル骨格の代わりに、柔軟な脂肪族骨格を有する。本明細書に記載のポリイミドポリマーは、それらのイミド結合により、従来のポリイミドと同じ耐熱性を有するが、収縮が低く、それにより、従来のポリイミドと比較して、ウェーハおよびシリコンベースの構成要素にかかる応力を低減する。したがって、本発明のポリイミドは、エラーに対するこれらの欠陥の許容度がほとんどない用途において、半導体相互接続層の層間剥離および反りの可能性を低減する。本明細書に記載の高性能の鎖伝搬ポリイミドを組み込んだ本発明の不動態化配合物は、従来のポリイミドよりも応力の影響を受けにくく、したがって、非常に薄いシリコンウェーハでの使用により適している。さらに、本発明のポリイミドは、コーティングに使用される従来のポリイミドよりも実質的に少ない水分を吸収し、したがって、頻繁に遭遇する環境条件におけるより良い保護およびより少ない変化を提供する。
好便には、本発明の未硬化ポリイミドは完全にイミド化されており、再配線層などの不動態化用途で使用される一般的な有機溶媒（例えば、芳香族およびケトン）に可溶である。さらに、硬化すると、本発明のポリイミド含有配合物は、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールジメチルエーテル、アルコール、エーテル、エステル、ケトン、ならびにこれらの組み合わせなどの一般的な溶媒に不溶性であり、したがってフォトリソグラフィーで現像可能である。これらおよび他の特性により、本発明のポリイミドが光画像化可能になり、それにより、不動態化および再配線層のパターン化が可能になる。
したがって、本発明は、保護および絶縁コーティングとして、ならびにチップ、プリント回路基板、多層配線ボード、パッケージ、デバイスなど上の導電性トレースおよびラインを絶縁するために有用な不動態化配合物を提供する。例示的な層には、パッシベーション層、層間誘電体層、およびファンアウトＲＤＬを含む再配線層（ＲＤＬ）が含まれる。
本発明によって提供される不動態化配合物は、式Ｉによる構造を有する少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミドを含む。
Figure 2023518144000037
式中、Ｒは置換または非置換脂肪族、脂肪族環、アルケニル、芳香族、ヘテロ芳香族である。Ｑは、置換または非置換の脂肪族、脂肪族環、アルケニル、芳香族、ヘテロ芳香族である。ｎは１から１００までの値を持つ整数である。
いくつかの実施態様において、ｎは、１－５０、１－２５、１－１０、１－９、１－８、１－７、１－６、１－５、１－４、１－３、１－２または最低１である。
特定の実施態様では、Ｃ３６部位を含む。少なくとも１つのＲまたはＱは、トリシクロデシルジメチル、ノルボルニルジメチル、シクロヘキサンジメチル；シクロヘキシル、イソホロニル；メチレンビス（シクロヘキシル）ジメチル；またはメチレンビス（２－メチルシクロヘキシル）ジメチルである。
本発明の配合物での使用に適した例示的なポリイミドには、以下が含まれる。
Figure 2023518144000038
Figure 2023518144000039
Figure 2023518144000040
Figure 2023518144000041
Figure 2023518144000042
Figure 2023518144000043
式中、各ｎとｍは、１－５０の値を持つ整数である。
ポリイミドは、パッシベーション層または再配線層配合物などのポリマー組成物中のモノマーとして独立して使用することができ、または他の材料および試薬と組み合わせて、ウェーハ再配線層組成物を調製することができる。特定の態様では、ポリイミドは、本発明の再配線層組成物の唯一の光画像化可能な熱硬化性／モノマーとして使用される。
他の実施態様では、硬化性官能化ポリイミドは、他の硬化性官能化ポリイミド、および熱硬化性モノマー、反応性希釈剤などの他のモノマーと組み合わせて、完全な配合物としての再配線層組成物を作製することができる。
本発明のさらに別の実施態様では、２つ以上の硬化性官能化ポリイミドを組み合わせて、再配線層として使用することができる。
本発明の特定の態様では、式Ｉを有する２つ以上の硬化性官能化ポリイミドを組み合わせると、単一のポリイミドのみを含む組成物には見られない特性が配合物に付与される。たとえば、特定の高分子量ポリイミド（たとえば、＞１０，０００ダルトン）は、短時間の低温（たとえば、室温）条件下で適切にＵＶ硬化できなかった。
このような配合物は、より高い温度（＜２００℃）での数分の短時間のオーブン硬化を含めることによって硬化することができるが、この追加のステップは、特定の状況では望ましくない場合がある。より低い分子量（例えば、＜１０，０００ダルトン）を組み合わせると、これらの条件下での硬化が大幅に増加した（以下の例７を参照）。
したがって、特定の態様では、本発明は、２つ以上の硬化性官能化ポリイミドの混合物含む不動態化配合物、を提供する；たとえば、化合物１および２のような低分子量の第１のポリイミド（例えば、＜１０，０００Ｄａ）、および化合物３－６のような高分子量の第２のポリイミド（例えば、＝＞１０，０００Ｄａ）の混合物。
低分子量の第１のポリイミドは、約１０，０００Ｄａ未満の平均分子量を有することができ、たとえば約９，５００Ｄａ－約１，５００Ｄａ、約８，５００Ｄａから約２，５００Ｄａ、約７，５００Ｄａ－約２，０００Ｄａであり得、または、約９，０００Ｄａ、約８，０００Ｄａ、約７，０００Ｄａ、約６，０００Ｄａ、約５，０００Ｄａ、約４，０００Ｄａ、約３，０００Ｄａ、約２，０００Ｄａ、または約１，０００Ｄａであることができる。
高分子量の第２のポリイミドは、一般に、分子量が１０，０００Ｄａを超える、１５，０００Ｄａを超える、２０，０００Ｄａを超える、２５，０００Ｄａを超える、３０，０００Ｄａを超える、４０，０００Ｄａを超える、または５０，０００Ｄａを超えることができ、例えば、約１１，０００Ｄａから１００，０００Ｄａ、約１５，０００Ｄａから７５，０００Ｄａ、約１７，０００Ｄａから６０，０００Ｄａであることができる。
第１の硬化性官能化可撓性ポリイミドは、一般に可撓性であり、少なくとも約１００ｐｐｍ／℃、少なくとも約１５０ｐｐｍ／℃、または少なくとも約２００ｐｐｍ／℃のＣＴＥを有する。
第２の硬化性官能化ポリイミドは、はるかに少ない可撓性を有し、ＣＴＥが約１００ｐｐｍ／℃未満、約７０ｐｐｍ／℃未満、約５０ｐｐｍ／℃未満、または約４０ｐｐｍ／未満である。特定の実施態様では、第２の硬化性官能化ポリイミドは、約４０ｐｐｍ／℃－約８０ｐｐｍ／℃、または約４５ｐｐｍ／℃－約７５ｐｐｍ／℃のＣＴＥを有する。特定の実施態様において、第２の硬化性官能化ポリイミドは、少なくとも約１００℃、少なくとも約１２０℃、少なくとも約１３０℃、少なくとも約１４０℃、少なくとも約１５０℃のＴｇを有することができる。
請求項１６に記載の不動態化配合物は、少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドが、約１００℃－約１５０℃の間のＴｇを有する。
硬化性官能化ポリイミドは、一般に、本明細書で提供される不動態化配合物における重量ベースの主要な成分である。配合物中の硬化性官能化ポリイミドの総量は、組成物の総重量から溶媒を差し引いたものに基づいて、約５０重量％から約９８重量％の量である。本発明の特定の実施態様において、硬化性官能化ポリイミドは、たとえば再配線層組成物などの組成物中に、存在する溶媒を除いた組成物の重量に基づいて、約６０重量％から約９０重量％、しばしば約６５重量％から約８０重量％、よりしばしば約７０重量％から約８０重量％の量で存在する。
少なくとも１つの第１の硬化性官能化可撓性ポリイミドは、配合物の約１５重量％から約８０重量％、例えば、約１５重量％、約２５重量％、約３５重量％、約４５重量％、約５５重量％、約６５重量％、または約７５重量％であることができる。特定の実施態様では、第１のポリイミドは、配合物の約１５重量％から約２５重量％を構成する。
少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドは、一般に、約４５重量％－約７５重量％、例えば、約４５重量％、約４０重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、約７０重量％、または約７５重量％を構成する。
少なくとも１つの第１の硬化性官能化可撓性ポリイミドは、例えば、化合物１、化合物２、およびそれらの組み合わせであり得る。少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドは、化合物３、化合物４、化合物５、化合物６、およびそれらの混合物であり得る。
不動態化配合物
本発明は、以下を含む不動態化配合物を提供する：
ａ）本明細書に記載の少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミド化合物または化合物の混合物；および
ｂ）１つの反応性希釈剤および／または共硬化化合物；または
ｃ）少なくとも１つの接着促進剤；または
ｄ）少なくとも１つのカップリング剤；または
ｅ）少なくとも１つのＵＶ開始剤；または
ｆ）少なくとも１つの溶媒、または
ｇ）それらの任意の組み合わせ。
他の実施態様では、本発明の不動態化配合物には、以下が含まれる。
ａ）本明細書に記載の少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミド化合物または化合物の混合物；
ｂ）少なくとも１つの反応性希釈剤、共硬化性化合物、またはそれらの組み合わせ；
ｃ）少なくとも１つのカップリング剤、接着促進剤またはそれらの組み合わせ；および、
ｄ）少なくとも１つの硬化開始剤。
硬化性官能化ポリイミドコンパウンド混合物
特定の実施態様において、不動態化配合物は、化合物１および／または化合物２、並びに化合物３、化合物４、化合物５、および化合物６のうちの１つ以上の組み合わせを含む。たとえば、不動態化配合物は、化合物１と化合物４の混合物、または化合物１と化合物５の混合物を含む。
さらに他の実施態様では、不動態化配合物は、ＵＶ照射時に配合物を硬化させるために、化合物３、化合物４、化合物５、および／または化合物６のいずれかと有効量の化合物１および／または化合物２の混合物を含む。
反応性希釈剤および共反応物
硬化性ポリイミドは、完全にＵＶ硬化するために、熱的に安定な共反応物または反応性希釈剤の添加を必要とする場合がある。これらの追加の化合物として、ダイマージアミンの液体Ｃ３６ビスマレイミド、ダイマージアミンのジビニルエーテル、ダイマージアミンのジアクリレート、アクリルおよびビニルエーテル樹脂が含まれるが、これらに限定されない。
特定の態様において、不動態化配合物は、硬化性官能化ポリイミド化合物と共硬化することができるモノマー、オリゴマーまたはポリマーである少なくとも１つの「共反応物」を含む。
共反応物には、例えば、エポキシ（例えば、アルコールのグリシジルエーテルに基づくエポキシ）、フェノール、ビスフェノール、オリゴマー性フェノール、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、アクリレート、メタクリレート、マレイミド、ポリフェノール化合物（たとえば、ポリ（４－ヒドロキシスチレン））、無水物、二無水物、スチレン－無水マレイン酸コポリマーなどのポリ無水物、イミド、カルボン酸、ジチオール、ポリチオール、フェノール官能性モノマレイミド、ビスマレイミド、ポリマレイミド、モノイタコネート、モノマレエート、モノ－フマレート、アクリル酸、メタクリル酸、シアン酸エステル、ビニルエーテル、ビニルエステル、またはフェノール官能性エステル、尿素、アミド、ポリオレフィン（たとえば、アミン、カルボン酸、ヒドロキシ、およびエポキシ官能性）、シロキサン（たとえば、エポキシ、フェノール、カルボン酸、またはチオール官能性）、シアノアクリレート、アリル官能性化合物およびスチレン系、およびそれらの組み合わせが含まれる。
ポリイミド含有組成物での使用に適したコモノマー共反応物には、これらに限定されないが、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、スチレン化合物、アリル官能性化合物、エポキシ、硬化性エポキシ、およびオレフィンが含まれる。
本発明による「反応性希釈剤」は、加工時の粘度を減少させ、共重合による硬化の後に硬化された不動態化層の一部となる材料である。
本明細書で使用される「希釈剤」は、配合物に添加されてレオロジーを調整することでそれらの粘度を低減する。さらに、フィルム配合物中の反応物を軟化および溶媒和することにより、配合物中の成分間の相互作用を促進し、それによって硬化を促進することができる。
硬化性ポリイミドは、完全にＵＶ硬化するために、熱的に安定な共反応物または反応性希釈剤の添加を必要とする場合がある。これらの追加の化合物には、ダイマージアミンの液体Ｃ３６ビスマレイミド、ダイマージアミンのジビニルエーテル、ダイマージアミンのジアクリレート、アクリルおよびビニルエーテル樹脂が含まれるが、これらに限定されない。
以下のアクリレートは、本発明の実施において使用される適切な反応性希釈剤の非限定的な例である。
Figure 2023518144000044
Figure 2023518144000045
Figure 2023518144000046
共反応物および反応性希釈剤は、典型的には、１０重量％から約４０重量％の量で存在する。そのような態様では、組成物は、典型的には、配合物の少なくとも約１０重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約３０重量％、または少なくとも約４０重量％に等しい量の共硬化化合物および／または反応性希釈剤を含むであろう。
カップリング剤と接着促進剤
本明細書で使用される場合、「カップリング剤」という用語は、無機材料および有機材料などの異種材料を結合することができ、鉱物表面への結合に特に有用な化学種を指す。カップリング剤はしばしば二官能性分子であり、一方の官能基は鉱物表面と反応し、もう一方の官能基はポリマーと反応して、２つを結合することができる。したがって、カップリング剤は、それが適用される基板へのパッシベーション層の結合を容易にする。
カップリング剤は、典型的には、基質と共有結合を形成するシラン、チタン酸塩またはジルコン酸塩である。たとえば、シリコンウェーハの表面のＳｉ－ＯＨ基は、シランカップリング剤と反応して、通常１００℃を超える温度でＳｉ－Ｏ－Ｓｉ共有結合を形成する。
本発明の実施において使用が企図される例示的なカップリング剤には、ケイ酸塩エステル、金属アクリレート塩（例えば、アルミニウムメタクリレート）、チタン酸塩（例えば、チタンメタクリロキシエチルアセトアセテートトリイソプロポキシド）、ジルコン酸塩、または共重合性基およびキレート配位子（例えば、ホスフィン、メルカプタン、アセトアセテートなど）を含む化合物が含まれる。いくつかの実施態様において、カップリング剤は、共重合可能な基（例えば、ビニル、アクリレート、メタクリレート、エポキシ、チオール、無水物、イソシアネート、およびフェノール部位）およびケイ酸塩エステル基の両方を含む。カップリング剤のケイ酸塩エステル基は、基板の鉱物表面に存在する金属水酸化物と縮合することができる。一方、共重合可能な基は、本発明のウェーハ不動態化組成物の他の反応性成分と共重合することができる。特定の実施態様において、本発明の実施において使用が企図されるカップリング剤は、ポリ（メトキシビニルシロキサン）などのオリゴマーシリケートカップリング剤である。本発明の実施において使用され得るカップリング剤はまた、エポキシベースのカップリング剤、２－（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、およびアミンベースのカップリング剤、Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシランを含む。これらのカップリング剤は両方とも、同時に接着促進剤であると考えられる。
本発明のさらに別の実施態様において、アミノ官能化シランの添加は、本発明の実施において使用することが企図されている。いずれの理論にも拘束されることを望まないが、アミノ官能化カップリング剤は銅表面に付着し、表面処理なしで発生する層間剥離における大きな懸念である酸化銅の樹脂への移行を防ぐことが示されている。
本発明の実施において使用することが企図されるアミノ官能化カップリング剤には、以下が含まれるが、これらに限定されない：３－アミノプロピルトリメトキシシラン；３－アミノプロピルトリエトキシシラン；Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン；Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルメチルジメトキシシラン；Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルトリメトキシシラン。
本発明のさらに別の実施態様では、２つ以上のカップリング剤を組み合わせて使用して、銅表面への最終的な接着を得ることができる。
「接着促進剤」は、コーティングと基質との間の接着強度を高める二官能性材料である。接着促進剤は、配合物中の化合物および／または基質に化学的に結合できる官能性添加剤を組み込むことによって接着性を高める。これには、二官能性の界面活性剤や、低濃度で使用される短い有機鎖を持つ他の分子が含まれる。
接着促進剤は、カップリング剤に類似しているが、一般に、基質またはポリマー配合物に対して共有結合を形成しない。しかしながら、接着促進剤は、基質およびポリマー配合物の両方に対して親和性を有し、これは、イオン相互作用、および他の非共有タイプの結合である場合がある。
接着促進剤は、ＲＤＬ用途などにおいて、銅めっきを含むシリコンウェーハに結合する場合に特に有用である。特定の接着促進剤は、シリコンと銅の両方に親和性がある。これらの状況での使用が企図されている接着促進剤には、カルボン酸、無水物、およびアミンが含まれる。具体的な例としては、無水マレイン酸基がグラフトされたポリブタジエン、および４－ＭＥＴＡ（４－メタクリロイルオキシエチルトリメリテート無水物）がある。銅への接着性を高めるために、接着促進剤を組み合わせて使用することもできる。３－（トリエトキシシリル）プロピル－無水コハク酸は、特に高温多湿の条件下で、銅表面への接着を改善するために組み合わせて有用に使用される。
ＲＤＬ用途において、ウエハーの表面上の酸化銅は、銅メッキされた表面から、適用されたコーティング（たとえば、不動態化またはＲＤＬなど）の樹脂マトリックスにマイグレートし、それによって層間剥離を引き起こすことが観察された。カップリング剤（特にＮ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン）の組み合わせは、酸化銅を所定の位置に維持するのに役立ち、ＲＤＬアプリケーションでのより良い表面接着を促進する。
シリコンおよび／または銅への接着を助けるために、特定の他の接着促進剤を配合物に添加することができ、適切な接着促進剤の非限定的な例には、マレエートＲＩＣＯＮ（登録商標）（マレエート ポリブタジエン）、マレイミド－カルボン酸、および４－ＭＥＴＡ（以下に表示）が含まれるが、これらに限定されない。
Figure 2023518144000047
溶剤
特定の実施態様において、溶媒は、本発明の実施において使用され得る。たとえば、ＲＤＬアプリケーションのパッシベーション配合物を円形ウェーハ上にスピンコーティングする場合、ウェーハ全体に均一なコーティングを施すことが望ましい。つまり、溶媒または溶媒システムは、同じ量の材料をウェーハの中心から端までのウェーハ上の各ポイントへ供給する能力を有していなければならない。理想的には、再配線層化合物の溶液は「ニュートニアン」であり、チキソトロピー勾配は１．０である。特定の実施態様では、再配線層化合物を分配するために使用される溶液は、１．０から約１．２の範囲の勾配を有する。
いくつかの実施態様において、溶媒または溶媒系は、約１００℃約２２０℃までの範囲の沸点を有する。特定の実施態様では、溶媒はアニソールである。
ポリイミドは、再配線層組成物などのポリマー組成物中のモノマーとして独立して使用することができ、または他の材料および試薬と組み合わせて、ウェーハ再配線層組成物を調製することができる。ポリイミドは、本発明の再配線層組成物の光画像化可能な唯一の熱硬化性樹脂／モノマーとして使用することができる。
他の実施態様では、硬化性官能化ポリイミドを、熱硬化性モノマー、反応性希釈剤などの他のモノマーと組み合わせて、完全な再配線層組成物配合物を作製することができる。
本発明のさらに別の実施態様では、２つ以上の硬化性官能化ポリイミドを組み合わせて、再配線層として使用することができる。
光画像化可能なポリイミドの合成
本発明の不動態化配合物（式Ｉの少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミド化合物を含む）と従来のポリイミドを含む配合物との間の基本的な違いは、それらが合成される方法である。上記のように、不動態化層で使用される従来のポリイミドは、ポリアミック酸溶液からその場で合成され、次にＵＶ硬化され、続いて＞ ２００℃で高温硬化される。このような「ハードベイク」硬化の数時間は、閉環と完全なイミド化の前提条件である。ハードベークの時間または温度が不十分な場合、または反応物が基板上で不動化された場合の反応の進行の制限のために、完全なイミド化および閉環が達成されない場合、残留するポリアミック酸および不完全な反応生成物は、「ポリイミド」生成物およびその後の反応工程に望ましくない特性を与える。
従来のポリイミドを合成するための一般的なプロセスは、以下のスキーム１に要約されている。ポリイミドは十分なハードベーク硬化で合成されるが、スキーム１に示すように、不完全な閉環が見られることは珍しくない。
さらに、従来のポリイミドの結合は、以下のスキーム２に示されるように、ジアミンと二無水物との縮合反応によって生成される、本発明によるポリイミドの同等の結合よりも本質的に不安定である。スキーム２は本発明の方法によるポリイミドの合成および官能化を示す。このスキーム２は、アミン末端ポリイミドの生成と、それに続く無水マレイン酸との反応によるビスマレイミドの生成を示す。当業者は、出発アミンおよび二無水物の適切な選択が、広範囲の末端およびペンダント反応性官能基を有するポリイミドを生成できる一方で、ジアミンと無水物の比率の変化により広範囲の分子量を有する化合物を生成できることを理解するであろう。定義により、反応性末端およびペンダント官能基は、その後反応して、事実上無限の種類の硬化性部位を生成することができる。
Figure 2023518144000048
Figure 2023518144000049
したがって、本発明は、ジアミンと無水物または二無水物との縮合、およびその後の末端および／またはペンダント官能化によって合成された、少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミド化合物を含む不動態化配合物を提供する。実施例は、アミン末端ポリイミド（実施例１）および無水物末端ポリイミド（実施例２－６）をもたらす縮合反応を記述し、一方、両方のポリイミドはマレイミドに変換することができる。本発明は、他の反応性基による官能化を企図する。
本発明の実施において使用するために、多種多様なジアミンが企図されている。少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミド化合物を調製するのに適したジアミンの例には、以下が含まれるが、これらに限定されない：二量体ジアミン；ＴＣＤ－ジアミン；１，１０－ジアミノデカン；１，１２－ジアミノデカン；１，２－ジアミノ－２－メチルプロパン；１，２－ジアミノシクロヘキサン；１，２－ジアミノプロパン；１，３－ジアミノプロパン；１，４－ジアミノブタン；１，５－ジアミノペンタン；１，６－ジアミノヘキサン；１，７－ジアミノヘプタン；１，８－ジアミノオクタン；１，９－ジアミノノナン；３，３’－ジアミノ－Ｎ－メチルジプロピルアミン；ジアミノマレオニトリル；１，３－ジアミノペンタン；９，１０－ジアミノフェナントレン；４，４’－ジアミノオクタフルオロビフェニル；３，５－ジアミノ安息香酸；３，７－ジアミノ－２－メトキシフルオレン；４，４’－ジアミノベンゾフェノン；３，４－ジアミノベンゾフェノン；３，４－ジアミノトルエン；２，６－ジアミノアントロキノン；２，６－ジアミノトルエン；２，３－ジアミノトルエン；１，８－ジアミノナフタレン；２，４－クメンジアミン；１，３－ビスアミノメチルベンゼン；１，３－ビスアミノメチルシクロヘキサン；２－クロロ－１，４－ジアミノベンゼン；１，４－ジアミノ－２，５－ジクロロベンゼン；１，４－ジアミノ－２，５－ジメチルベンゼン；４，４’－ジアミノ－２，２’－ビストリフルオロメチルビスフェニル；ビス（アミノ－３－クロロフェニル）エタン；ビス（４－アミノ－３，５－ジメチルフェニル）メタン；ビス（４－アミノ－３，５－ジエチルフェニル）メタン；ビス（４－アミノ－３－エチルフェニル）メタン；ビス（４－アミノ－３－エチル）ジアミノフルオレン；ジアミノ安息香酸；２，３－ジアミノナフタレン；２，３－ジアミノフェノール；ビス（４－アミノ－３－メチルフェニル）メタン；ビス（４－アミノ－３－エチルフェニル）メタン；４，４’－ジアミノフェニルスルホン；４，４’－オキシジアニリン；４，４’－ジアミノジフェニルスルフィド；３，４’－オキシジアニリン；２，２－ビス［４－（３－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン；２，２’－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン；１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン；４，４’－ビス（アミノフェノキシ）ビスフェニル；４，４’－ジアミノ－３，３’－ジヒドロキシビフェニル；４，４’－ジアミノ－３，３’－ジメチルビフェニル；４，４’－ジアミノ－３，３’－ジメチルオキシビフェニル；ビサニリンＭ；ビサニリンＰ；９，９－ビス（４－アミノフェニル）フッ素；ｏ－トルイジンスルホン；メチレンビス（アントラニル酸）；１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）－２，２－ジメチルプロパン；１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）プロパン；１，４－ビス（アミノフェノキシ）ブタン；１，５－ビス（４－アミノフェノキシ）ブタン；２，３，５’－テトラメチルベンジジン；４，４’－ジアミノベンズアニリド；２，２－ビス（４－アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン；ポリアルキレンジアミン（例：ハンツマンズ ジェファミンＤ－２３０、Ｄ－４００、Ｄ２０００、およびＤ－４０００製品）；１，３－シクロヘキサンビス（メチルアミン）；ｍ－キシリレンジアミン；ｐ－キシリレンジアミン；ビス（４－アミノ－３－メチルシクロヘキシル）メタン；１，２－ビス（２－アミノエトキシ）エタン；３（４），８（９）－ビス（アミノメチル）トリシクロ（５．２．１．０）デカン；１，３－ジアミノ－２－プロパノール；３－アミノ－１，２－プロパンジオール；エタノールアミン；および３－アミノ－１－プロパノール。
本発明の特定の実施態様において、ジアミンは、二量体ジアミン、ＴＣＤ－ジアミンおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミド化合物の合成に使用するために、多種多様な無水物が企図されており、これらには以下が含まれるが、これらに限定されない：ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；ピロメリット酸二無水物；ポリブタジエン－グラフト－無水マレイン酸；ポリエチレン－グラフト－無水マレイン酸；ポリエチレン－ａｌｔ－無水マレイン酸；ポリマレイン酸無水物－ａｌｔ－１－オクタデセン；ポリプロピレン－グラフト－無水マレイン酸；ポリ（スチレン－ｃｏ－無水マレイン酸）；１，２，３，４－シクロブタンテトラカルボン酸二無水物；１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボン酸二無水物；３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボン酸二無水物；ビシクロ（２．２．２）オクタ－７－エン－２，３，５，６－テトラカルボン酸二無水物；ジエチレントリアミン五酢酸二無水物；エチレンジアミン四酢酸二無水物；３，３’，４，４’－ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物；３，３’，４，４’－ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；４，４’－オキシジフタル酸二無水物；３，３’，４，４’－ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物；２，２’－ビス（３，３－ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物；４，４’－ビスフェノールＡジフタル酸二無水物；５－（２，５－ジオキシテトラヒドロ）－３－メチル－３－シクロヘキセン－１，２－ジカルボン酸無水物；およびそれらの組み合わせ。
本発明の特定の実施態様において、無水物は、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
不動態化ポリイミド配合物
本発明は、マルチプルマイクロエレクトロニックデバイスを含むウェーハ上へのスピンコーティングに適した、少なくとも１つの完全にイミド化された官能化ポリイミドポリマーであって、上記の式Ｉの光画像化可能なポリイミド含む不動態化配合物を提供する。
式Ｉの個々の光画像化可能なポリイミドは、不動態化配合物中の一次モノマーとして独立して使用され得るか、または式Ｉの他の光画像化可能ポリイミド、他の材料および試薬と組み合わせて不動態化配合物を調製し得る。
有利なことに、本明細書に記載の不動態化配合物の硬化されたアリコートは、少なくとも約９０℃、少なくとも約１００℃、少なくとも約１１０℃、または少なくとも約１２０℃のＴｇを有し、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、少なくとも約５０％、または少なくとも約５５％の伸び率を有する。特定の態様では、不動態化配合物の硬化されたアリコートは、少なくとも約１００℃のＴｇおよび少なくとも約４０％のパーセント伸びを有する。
不動態化配合物は、要素または機能、特に線、トレース、および接触パッドなどの導電性メタライゼーションの間の絶縁を必要とする任意の用途での使用に適している。したがって、本発明は、パッシベーション層、ＲＤＬ、およびＩＤＬとしての使用に適したパッシベーション配合物、およびそれらを使用するための方法を提供する。本明細書に記載の不動態化配合物の硬化層を有する不動態化チップ、デバイス、パッケージなど、またはそれらの任意の部分も提供される。図１は、チップ、デバイス、またはパッケージなどの電子部品を不動態化するための一般的なプロセスを示す概略フロー図である。１番上の図は、基板２（プリント回路基板など）に接着されたチップ１を示している。第１のステップ（図１のステップＡ）は、コンポーネントまたはその一部に本発明による不動態化配合物の層を適用するものである。図１の中央の図は、ビーカー４からチップ上に注がれている配合物を示している。該チップはすべての形態への適用を一般的に表すことを意図している。当業者は、塗装、ブラッシング、噴霧、ドクターブレード、浸漬、スピンコーティング、および成形ならびに注入を含むがこれらに限定されない、配合物を適用するために使用することができる様々な方法が本発明に含まれることを理解するであろう。配合物は、上面、底面、およびすべての側面を含むコンポーネントの表面全体に適用することができ、またはコンポーネントの一部のみに適用することができる。図１は、配合物３が基板２に接着された状態でチップ１に適用され、それによってチップの上部および側面部分のみに適用されることを示している。この表現では、配合物は、チップ１上を流れ、基板２の隣接部分に流れる。本発明の他の実施態様では、構成要素（例えば、チップ１）の表面全体が覆われる。その後、過剰な配合物３は、当技術分野で知られている任意の方法によって除去することができる。例えば、過剰に塗布された配合物は、基材からこすり落とすことができる。他の態様では、除去は、フォトリソグラフィによって実行されて、接触点またはビアを覆う部分など、チップ１の望ましくない部分から過剰な配合物を除去することができる。
図１の最下の図（ステップＢ）は、不動態化チップ５を形成するために、ＵＶ照射を使用してチップ１に適用された配合物を硬化することを示す。硬化（例えば、ＵＶ硬化）後、本発明のポリイミド含有不動態化配合物は、シクロペンタノンやシクロヘキサノンなどの一般的な溶媒で現像可能である。
不動態化されたチップ５の断面図が図２に示され、下にあるチップ１の上に不動態化された配合物の硬化層を有する。
再配線層
再配線層は、チップ上の他の場所、またはそれを超えて（例えば、以下に記載されるファンアウトパッケージの場合）利用可能な、チップ上の１つの場所にボンドパッドを形成するための方法を提供するパッシベーションメタライゼーション構造の１種である。ＲＤＬを使用すると、ボンドパッド（ワイヤ、トレース、メタライゼーションラインなどを接続するためのメタライズドパッド）をダイの面の周りで機能的に除去でき（たとえば、フリップチップアプリケーションの場合）、はんだボールを狭い間隔または高密度サイトで絶縁でき、それにより取り付けのストレスを分散する。スタックダイパッケージでは、ＲＤＬレイヤーにより、同一の汎用チップを使用してアドレスラインのユニークな配置を設定できる。さらに、ボンドパッドは、チップの全体的なジオメトリーと周囲のパッケージおよび接続に基づいて、より便利な場所に移動できる。
ＲＤＬ配合物。パッシベーション層用に開発された配合が、わずかな変更を加えて使用される。
一般に、本発明の再配線層組成物は、室温またはその近くでのＵＶ光への曝露下で光画像化することができる。次に、フィルムのすべての未現像部分は、適切な溶媒または溶媒の組み合わせに浸すか、ジェットスプレーを適用することによって除去することができる。次に、残りの光硬化ポリイミドフィルムは、１２５－１７５℃で約１５分－１時間のポストベークによって完全に硬化させることができる。
フリーラジカル硬化の禁止剤もまた、有用な貯蔵寿命を延長するために、本明細書に記載の組成物に添加され得る。フリーラジカル禁止剤の例としては、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル４－メチルフェノールなどのヒンダードフェノール；２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－メトキシフェノール；ｔｅｒｔ－ブチルヒドロキノン；テトラキス（メチレン（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシヒドロシンナメート））ベンゼン；２，２’－メチレンビス（６－ｔｅｒｔ－ブチル－ｐ－クレゾール）；および１，３，５－トリメチル－２，４，６－トリス（３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシベンジル）ベンゼンがあげられる。ｐ－フェニレンジアミンおよびジフェニルアミンの誘導体などの水素供与性抗酸化剤も有用である。水素供与性抗酸化剤がキノンおよび金属不活性化剤と相乗的に組み合わされて、非常に効率的な禁止剤パッケージを作製し得ることも当技術分野でよく知られている。適切なキノンの例には、ベンゾキノン、２－ｔｅｒｔ－ブチル－１，４－ベンゾキノン；２－フェニル－１，４－ベンゾキノン；ナフトキノン、および２，５－ジクロロ－１，４－ベンゾキノンがあげられる。金属不活性化剤の例には、Ｎ、Ｎ’－ビス（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシヒドロシンナモイル）ヒドラジン；オキサリルビス（ベンジリデンヒドラジド）；およびＮ－フェニル－Ｎ’－（４－トルエンスルホニル）－ｐ－フェニレンジアミンアミンがあげられる。
ＴＥＭＰＯ（２，２，６，６－テトラメチル－１－ピペリジニルオキシ、フリーラジカル）などのニトロキシルラジカル化合物もまた、低濃度で禁止剤として有効である。酸化防止剤と相乗剤の総量は、通常、ベース樹脂の総重量に対して１００－２０００ｐｐｍの範囲にある。当技術分野で知られている種類および量の接着促進剤などの他の添加剤も添加することができる。
ＲＤＬプロセス。図３および４Ａ－２Ｅ（断面図）は、ＲＤＬを作成するために使用されるプロセスを示している。ひとつのボンドパッド２００（「Ｉ／Ｏパッド」とも呼ばれる）を有する簡略化されたチップ１１０が示されている。チップ１１０は、メタライゼーション２０２の導電性領域、および接触領域２０４を除いてメタライゼーションを部分的に覆う不動態化層２０６を有するウェーハ材料１０（例えば、シリコン）から形成される。図３の黒い破線の長方形は、パッシベーション層２０６の表面下の、（接触領域２０４）の一部のみがチップ１１０の表面に露出しているメタライゼーション２０２の範囲を示す。パッドの再配線は、既存のボンドパッド２００と新しいボンドパッド２２６との間に、２点間の表面メタライゼーション２２０のラインで導電性接続を確立することを含む。
再配線ライン２２０は、一次パッシベーション２０６（図示せず）上に直接製造するか、またはポリマーパッシベーション材料２１０の新しい層上に配線して、図３および４Ｂに示すようにすべての側面の金属化部分の適切な保護を確実にすることができる。これらの図では、チップ１１０の表面は、既存の元のＩ／Ｏパッド２００の接点２０４を除いて、第１のパッシベーション層２０６でコーティングされている（ステップＡ）。他の態様では、この第１のポリマー層は、金属化部分を受け入れる領域のみに配置することができる。いずれの場合も、ポリマーパッシベーション層は、チップの表面に選択的に適用するか、表面全体に適用することができ（たとえば、スピンコーティングによって）、フォトリソグラフィーを使用して、所望の領域を超えて延びる過剰なポリマーを除去することができる。
次に、金属化（例えば、銅箔、電気めっき）が、当技術分野で知られている方法を使用して、接点２０４（白い破線で示される）、周囲領域、および連続線２２０に沿って新しいパッド２２６に適用される。これにより元のパッド２００を新しいパッド２２６に導電的に接続する（図３、ステップＢおよび図４Ｃ）。
図３のステップＣにおいて、第２の再配線層２１２がメタライゼーション２２０上に形成され、既存の元のパッド２００を完全に覆い、新しいパッド２２６の接点２２２のみを露出させる。この図では、第２の再配線層２１２は、金属化の経路に限定して示されている。しかしながら、第２の再配線層２１２は、それがチップの他の機能に干渉しない限り、チップ表面全体を覆うことができる。
最後に（ステップＤ）、はんだバンプ２３０は、ワイヤボンディングまたは他の接続のために、新しい再配線されたパッド２２６の上に配置することができる。
有利なことに、本発明のポリイミドは、光画像化可能であり、それにより、再配線層のパターン化を可能にする。例えば、本発明の不動態化再配線配合物は、ＩＣチップおよび／またはファンアウトパッケージの表面に適用され得、次いで、ビアホールまたはＵＢＭ（アンダーバンプメタライゼーション）サイトのために指定された領域を除去するために写真画像化され、続いて、スパッタおよびメッキしてメタライゼーションを行い、下部のメタライゼーション層と接触させて高密度接続を容易にする。
ファンアウトＲＤＬ
再配線層は、伝統的に、個々のチップの表面に使用されてきた。ただし、「ファンアウト」ウェーハレベルパッケージング（ＦＯＷＬＰ）の新しいテクノロジーにより、ＲＤＬの必要性が大幅に拡大し、その結果、ＲＤＬの使用が大幅に拡大した。ＦＯＷＬＰ（ダイシングの前にウェーハレベルでパッケージングが実行され、それによってダイサイズよりも大きいサイズではなく、ダイサイズのパッケージが生成される「ファンイン」ＷＬＰとは区別される）は、シンギュレーション後に製造されたモールドされたパッケージにシンギュレートされたチップを埋め込むことにより、ＩＣチップの表面領域を拡張する。複数のチップを同じパッケージ内にモールドすることができ、元のＩ／Ｏパッドをパッケージのファンアウト領域に再配線できる。再配線層は、比較的安価で低ＣＴＥのポリマー（例：エポキシ）を、シリコンチップからファンアウト領域へデリケートなメタライゼーションラインをモールドするのに好適にする。それにより実質的に増大した表面領域にＩ／Ｏパッドを再配線することができる。
図５は、ファンアウトパッケージの上面斜視図であり、図６は、平面ＶＩでのパッケージの中心を通る断面図である。わかりやすくするために、図面では、繰り返される構造２００（元のＩ／Ｏパッド）、２２０（再配線メタライゼーションライン）、および２３０（はんだボール）の一部のみに番号が付けられている。元のチップ１１０（中央の灰色のボックス）は、パッケージ２５０の中央に配置され、モールドされたポリマー組成物２４０に囲まれ、「ファンアウト」領域２６０を形成している。チップ１１０上の高密度の元のＩ／Ｏパッド２００は、図５およ４Ａ－Ｅの単一の再配線パッドについて図示されたプロセスを使用して、「ファンアウト」領域２６０の周辺に再配線される：不動態化再配線材料の第１の層２１０が適用され、次いで導電性メタライゼーションライン２２０が元のパッド２００から新しいパッド２２６（図５でははんだボールにより見えない、図６を参照）に提供され、これは次いで第２の不動態化層２１２でカバーされる。層２１０、２２０および２１２は、まとまって全体として再配線層２１４を形成する。濃い黒色の線は元のパッド２００再配線されたパッド２２６ヘのパスをフォローするメタライゼーションライン２２０を表す。その上にはんだボール２３０が配置される。
本発明の不動態化配合物の別の望ましい特徴は、一旦硬化されると、それらは、従来のポリイミド不動態化配合物よりもはるかに低い水分吸収を有することである。したがって、ＲＤＬ配合物が繊細なメタライゼーションを腐食条件にさらすリスクはほとんどない。
以下の非限定的アクリレートは、本発明の実施において使用するのに適した反応性希釈剤である：
Figure 2023518144000050
Figure 2023518144000051
Figure 2023518144000052
硬化開始剤
本発明は、式Ｉの少なくとも１つの化合物および少なくとも１つの硬化開始剤を含む不動態化配合物を提供する。硬化開始剤は、典型的には、本発明の不動態化配合物中に、配合物の総重量に基づいて、０．１重量％から約５重量％の量で存在する。いくつかの実施態様では、硬化開始剤は、組成物の総重量に基づいて、少なくとも約０．５重量％、しばしば少なくとも約１重量％、しばしば少なくとも約２重量％、いくつかの実施態様では少なくとも約３重量％で存在する。
フリーラジカル開始剤。本発明の特定の実施態様において、硬化開始剤は、フリーラジカル開始剤を含む。本発明の実施において使用することが企図されているフリーラジカル開始剤は、典型的には、約７０℃から１８０℃の範囲の温度で分解する（すなわち、約１０時間の範囲の半減期を有する）。本発明の実施において使用することが企図される例示的なフリーラジカル開始剤には、過酸化物（例えば、過酸化物ジクミル、過酸化ジベンゾイル、２－ブタノンペルオキシド、ｔｅｒｔ－ブチルペルオキシベンゾエート、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルペルオキシド、２，５－ビス（ｔｅｒｔ－ブチルペルオキシ）－２，５－ジメチルヘキサン、ビス（ｔｅｒｔ－ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、およびｔｅｒｔ－ブチルヒドロペルオキシド）、アゾ化合物（例、２，２’－アゾビス（２－メチル－プロパンニトリル）、２，２’－アゾビス（２－メチルブタンニトリル）、および１，１’－アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル））があげられる。当技術分野で周知である他のフリーラジカル開始剤もまた、本発明の組成物での使用に適している場合がある。
光開始剤。フリーラジカル開始剤には、光開始剤も含まれる。光開始剤を含む本発明の配合物の場合、硬化プロセスは、例えば、ＵＶ放射によって開始することができる。本発明の一態様では、光開始剤は、組成物（任意の溶媒を除く）の総重量に基づいて、０．１重量％から１０重量％の濃度で存在する。
一実施態様では、光開始剤は、組成物中の有機化合物の総重量に基づいて、０．５重量％から３．０重量％で含まれる。他の実施態様では、光開始剤は、組成物中の有機化合物の総重量に基づいて、少なくとも約０．５重量％、しばしば少なくとも約１重量％、しばしば少なくとも約２重量％、およびいくつかの実施態様では少なくとも約３重量％存在する。
光開始剤には、ベンゾイン誘導体、ベンジルケタール、α、α－ジアルコキシアセトフェノン、α－ヒドロキシアルキルフェノン、α－アミノアルキルフェノン、アシルホスフィンオキシド、チタノセン化合物、ベンゾフェノンとアミンまたはミヒラーケトンの組み合わせ、および当業者によって認識される同様の光開始剤が含まれる。
いくつかの実施態様では、光開始および熱開始の両方が望ましい場合がある。例えば、光開始剤を含む接着剤の硬化は、ＵＶ照射によって開始することができ、後の処理ステップにおいて、硬化は、フリーラジカル硬化を達成するために熱を加えることによって完了することができる。したがって、ＵＶおよび熱開始剤の両方を本発明の接着剤組成物に添加することができる。
いくつかの実施態様では、光開始および熱開始の両方が望ましい場合がある。例えば、光開始剤を含む不動態化配合物の硬化は、ＵＶ照射によって開始することができ、後の処理ステップにおいて、硬化は、フリーラジカル硬化を達成するために熱を加えることによって完了することができる。したがって、ＵＶおよび熱開始剤の両方を本発明の接着剤組成物に添加することができる。
本発明のさらに別の実施態様において、アミノ官能化シランの添加は、本発明の実施において使用することが企図されている。いずれの理論にも拘束されることを望まないが、アミノ官能化カップリング剤は銅表面に付着し、表面処理なしで発生する層間剥離による大きな懸念である酸化銅の樹脂への移行を防ぐことが示されている。
本発明の実施において使用が企図されるアミノ官能化カップリング剤には、以下の化合物が含まれるが、これらに限定されない；３－アミノプロピルトリメトキシシラン；３－アミノプロピルトリエトキシシラン；Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン；Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルメチルジメトキシシラン；Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルトリメトキシシラン；など。
本発明のさらに別の実施態様では、２つ以上のカップリング剤を組み合わせて使用して、銅表面への完全な接着を得ることができる。
追加の共硬化化合物。特定の態様では、本発明の接着剤組成物などの組成物は、［式Ｉの化合物］と共硬化することができる少なくとも１つの追加の化合物を含む。追加の化合物は、典型的には、組成物の総重量に基づいて約１０重量％から約９０重量％で接着剤組成物中に存在する。そのような態様では、組成物は、典型的には、組成物の総重量に基づく重量％で少なくとも約２０重量％、しばしば少なくとも約３０重量％、しばしば少なくとも約４０重量％、およびいくつかの実施態様では少なくとも約５０重量％に等しい量の共硬化化合物を含むであろう。
アセンブリ
本発明の実施態様によれば、デバイスは、半導体ウェーハまたは他の基板と、ウェーハまたは基板の表面上に配置された再配線層とを含む。再配線層は、以下の構造に従って、光重合可能な官能基を有するプレイミド化または部分的にイミド化された骨格から構成される。
Figure 2023518144000053
式中、Ｒは置換または非置換の脂肪族、脂肪族環、アルケニル、芳香族、ヘテロ芳香族である；Ｑは、置換または非置換の脂肪族、脂肪族環、アルケニル、芳香族、ヘテロ芳香族である；ｎは、１から１００までの値を持つ整数である。
本発明の別の実施態様では、不動態化、光画像化ポリイミド配合物が適用され、フォトリソグラフィーステップの後に、パターンが現像され、その後、過剰な除去または現像ステージが続く。過剰のポリイミドは、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ＰＧＭＥＡ、プロピレングリコールジメチルエーテルなどの有機溶媒、およびそれらとアルコール、エステル、ケトンなどの他の一般的な溶媒との組み合わせを使用して現像できる。
本発明はまた、たとえば不動態化チップ、不動態化デバイス、および不動態化パッケージ、不動態化半導体ウェーハ、不動態化ウェーハレベルパッケージ、不動態化正温度係数（ＰＴＣ）保護層、不動態化ファンアウト再配線チップおよび不動態化回路基板などのコンポーネントの少なくとも一部に、本明細書に記載の不動態化配合物の硬化層を有する電子コンポーネントを提供する。本発明のさらに別の実施態様では、本発明の化合物は、プリント回路基板、特殊なフォトニクス材料、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、ガラス、および他のマイクロパターニングタスクを含むがこれらに限定されない、いくつかの基板のパターニングおよびエッチングに使用される。
本発明は、以下の例示的で非限定的な例を参照してさらに説明される。
合成例
実施例１：化合物１の合成
Figure 2023518144000054
１Ｌの反応器に１６４．７ｇ（３００ミリモル）のＰＲＩＡＭＩＮＥ（商標）１０７５を入れ、続いて３００ｇのＮＭＰ、３００ｇのトルエンおよび３０ｇのメタンスルホン酸を加えた。溶液を撹拌し、続いて５２．３ｇ（２４０ミリモル）のピロメリット酸二無水物を加えた。混合物を撹拌し、１１５℃に加熱し、２時間維持して、約９ｍＬの水を共沸除去してアミン末端ポリイミド合成を完了させた。室温の溶液に、１４．１グラム（１４４ミリモル）の無水マレイン酸を加えた。溶液を１１５℃で８時間撹拌して、約２．２ｍＬの水を共沸除去してマレイミド末端ポリイミドへの変換を完了させた。熱い溶液を分液漏斗に入れ、３００ｇの１０％エタノール水溶液で３回洗浄した。層の分離を助けるために、分液漏斗を７５℃のオーブンに保管した。３回洗浄した後、次に有機層を撹拌アセトン（４Ｌ）にゆっくりと加えて生成物を沈殿させた。ブフナー漏斗を使用して生成物を真空濾過し、３５℃の再循環オーブンで一晩乾燥させた。乾燥後、化合物１（上記の構造）が黄色の粉末として約７０％の収率で得られた。
生成物のキャラクタリゼーション：FTIR Vmax 2922，1713，1602，1508，1388，1348，1246，1175，828，726，695, 1HNMR(CDC13) d 8.25(s，1H)，7.92(s，1H)，3.96(t，1H)，3.55(t，1H)，1.63(m，5H)，1.26(m，58H)，0.89(m，2H), 13CNMR(CDC13) d 171.2，168.2，135.8，133.7，125.2，45.6，44.8，42.3，39.7，39.6，31.6，31.2，29.7，29.6，23.8，22.2，21.8，14.7
化合物１の様々な物理的特性を、上記の材料および方法に記載されているように測定した。薄いフィルムを分析して、Ｔｇ（ＴＭＡ）、ＣＴＥ（ＴＭＡ）、Ｄｋ、およびＤｆを決定した。テトラヒドロフラン溶液中の化合物を使用して、平均分子量（ダルトン）を決定した。結果を以下の表１に要約する。
Figure 2023518144000055
例２：化合物２の合成
Figure 2023518144000056
１Ｌの反応器に２１９．６ｇ（４００ミリモル）のＰＲＩＡＭＩＮＥ（商標）１０７５を入れ、続いて３００ｇのＮＭＰ、３００ｇのトルエンおよび３０ｇのメタンスルホン酸を加えた。混合物を１１５℃で２時間加熱還流して、７．２ｍＬの水を共沸除去して無水物末端ポリイミド合成を完了させた。冷却した（室温）溶液に、４７．０ｇ（４８０ミリモル）の無水マレイン酸を加えた。溶液をさらに８時間還流して、７．２ｍＬの水を共沸除去してマレイミド末端ポリイミドの合成を完了した。熱い溶液を分液漏斗に注ぎ、３００ｇの１０％エタノール水溶液で３回洗浄した。分液漏斗内の混合物は、層の分離を助けるために７５℃に保たれた。有機層を分離し、無水硫酸マグネシウムを加えることにより乾燥させた。乾燥した溶液を１Ｌの回転式エバポレーターフラスコに移し、溶媒を真空下、８０℃で除去した。化合物２（上記の構造）は、薄茶色の粘稠な樹脂として約９５％の収率で得られた。
製品のキャラクタリゼーション：FTIRVmax 2923，2854，1708，1675，1441，1395，1364，1298，1246，826，724，696，1H NMR(CDC13)d 7.90(m，3H)，3.96(t，2H)，3.57(t，2H)，1.63(m，5H)，1.26(m，58H)，0.89(m，3H)，13C NMR(CDC13) d 194.2，171.0，140.0，135.7，135.2，127.9，123.5，46.6，41.9，35.1，32.5，32.0，29.7，29.5，27.8，22.2，21.8，14.1
化合物２の様々な物理的特性を、上記の材料および方法に記載されているように測定した。薄いフィルムを分析して、Ｔｇ（ＴＭＡ）、ＣＴＥ（ＴＭＡ）、Ｄｋ、およびＤｆを決定した。テトラヒドロフラン溶液中の化合物を使用して、平均分子量（ダルトン）を決定した。結果を以下の表２に要約する。
Figure 2023518144000057
例３：化合物３の合成
Figure 2023518144000058
１Ｌの反応器に、５８．２ｇ（３００ミリモル）のＴＣＤ－ジアミン、および８２．４ｇ（１５０ミリモル）のＰＲＩＡＭＩＮＥ（商標）１０７５を入れ、続いて、３００ｇのＮＭＰ、３００ｇのトルエンおよび３０ｇのメタンスルホン酸を加えた。この溶液に、８９．４ｇ（４１０ミリモル）のピロメリット酸二無水物を加えた。混合物を１１５℃で２時間加熱還流して、１５ｍＬの水を共沸除去して無水物末端ポリイミド合成を完了させた。冷却した（室温）溶液に、９．４ｇ（９６ミリモル）の無水マレイン酸を加えた。溶液をさらに８時間還流して、１．８ｍＬの水を共沸除去してマレイミド末端ポリイミドの合成を完了した。熱い溶液を分液漏斗に注ぎ、３００ｇの１０％エタノール水溶液で３回洗浄した。分液漏斗内の混合物は、層の分離を助けるために７５℃に保たれた。３回洗浄した後、有機相を撹拌したイソプロピルアルコールに滴下して生成物を沈殿させた。ブフナー漏斗を使用して沈殿物を真空濾過し、再循環オーブン内で５０℃で一晩乾燥させた。乾燥後、化合物３（上記の構造）がわずかに黄色の粉末として約８０％の収率で得られた。
生成物のキャラクタリゼーション：FTIRVmax 2922，1713，1602，1502，1388，1348，1246，1175，828，726，695, 1HNMR(DMSO) d 8.16(s，1H)，7.0(s，1H)，3.66(m，1H)，3.54(m，2H)，3.32(m，1H)，2.13(m，2H)，1.26(m，26H)，0.90(m，1H), 13C NMR(DMSO) d 171.3，167.6，135.8，135.5，125.2，49.6，46.5，46.1，44.4，41.7，40.0，39.3，35.74，34.9，31.8，30.2，29.9，29.3，25.5，21.0，18.5，14.2
化合物３の様々な物理的特性を、上記の材料および方法に記載されているように測定した。薄いフィルムを分析して、Ｔｇ（ＴＭＡ）、ＣＴＥ（ＴＭＡ）、Ｄｋ、およびＤｆを決定した。テトラヒドロフラン溶液中の化合物を使用して、平均分子量（ダルトン）を決定した。結果を以下の表３に要約する。
Figure 2023518144000059
例４．化合物４の合成
Figure 2023518144000060
２Ｌの反応器に、５８．２ｇ（３００ミリモル）のＴＣＤ－ジアミン、１６４．７ｇ（３００ミリモル）のＰＲＩＡＭＩＮＥ（商標）１０７５を入れ、続いて、５００ｇのＮＭＰ、５００ｇのトルエンおよび５０ｇのメタンスルホン酸を加えた。この溶液に、１６１．８ｇ（５５０ミリモル）のビフェニルテトラカルボン酸二無水物を加えた。混合物を１１５℃で２時間加熱還流して、２０ｍＬの水を共沸除去して無水物末端ポリイミド合成を完了させた。冷却した（室温）溶液に、１１．８ｇ（１２０ミリモル）の無水マレイン酸を加えた。溶液をさらに８時間還流して、２ｍＬの水を共沸除去してマレイミド末端ポリイミドの合成を完了した。熱い溶液を分液漏斗に注ぎ、５００ｇの１０％水性エタノールで３回洗浄した。分液漏斗内の混合物は、層の分離を助けるために７５℃に保たれた。３回洗浄した後、有機相を撹拌エタノールに滴下して生成物を沈殿させた。ブフナー漏斗を使用して沈殿物を真空濾過し、再循環オーブン内で５０℃で一晩乾燥させた。乾燥後、化合物４（上記の構造）がわずかに黄色の粉末として約８７％の収率で得られた。
製品のキャラクタリゼーション：FTIR Vmax 2923，2852，1704，1599，1389，1367，1245，1040，845，741，693，1HNMR(DMSO) d 8.36(s，3H)，7.96(s，3H) ，7.26(m，2H)，7.18(m，1H)，4.35(m，1H)，3.42(m，3H)，2.49(m，2H)，2.30(m，1H)，1.91(m，7H)， 1.18(m，70H)，1.07(m，24H)，0.86(m，6H)，13CNMR(DMSO)d 171.1，168.6，145.2，128.9，128.0，126.0，62.0，52.4，48.5，43.6，43.0，35.2，31.8，29.7，27.0，22.5，21.1，18.5，14.1
化合物４の様々な物理的特性を、上記の材料および方法に記載されているように測定した。薄いフィルムを分析して、Ｔｇ（ＴＭＡ）、ＣＴＥ（ＴＭＡ）、Ｄｋ、およびＤｆを決定した。テトラヒドロフラン溶液中の化合物を使用して、平均分子量（ダルトン）を決定した。結果を以下の表４に要約する。
Figure 2023518144000061
例５：化合物５の合成
Figure 2023518144000062
２Ｌの反応器に、５８．２ｇ（３００ミリモル）のＴＣＤ－ジアミン、１６４．７ｇ（３００ミリモル）のＰＲＩＡＭＩＮＥ（商標）１０７５を入れ、続いて、５００ｇのＮＭＰ、５００ｇのトルエンおよび５０ｇのメタンスルホン酸を加えた。この溶液に、１６８．０ｇ（５７１ミリモル）のビフェニルテトラカルボン酸二無水物を加えた。混合物を１１５℃で２時間加熱還流して、２１ｍＬの水を共沸除去して無水物末端ポリイミド合成を完了させた。冷却した（室温）溶液に、６．９ｇ（７０ミリモル）の無水マレイン酸を加えた。溶液をさらに８時間還流して、１ｍＬの水を共沸除去してマレイミド末端ポリイミドの合成を完了した。熱い溶液を分液漏斗に注ぎ、５００ｇの１０％水性エタノールで３回洗浄した。分液漏斗内の混合物は、層の分離を助けるために７５℃に保たれた。３回洗浄した後、有機相を撹拌エタノールに滴下して生成物を沈殿させた。ブフナー漏斗を使用して沈殿物を真空濾過し、再循環オーブン内で５０℃で一晩乾燥させた。乾燥後、化合物５（上記の構造）がわずかに黄色の粉末として約９２％の収率で得られた。
生成物のキャラクタリゼーション：FTIRVmax 2922，1704，1619，1435，1388，1342，846，739，693, 1HNMR (DMSO) d 8.36(s，2H)，7.96(s，2H)，7.26(m，2H)，7.18(m，1H)，4.35(m，3H)，3.42(m，3H)，2.49(m，2H)，2.30(m，1H)，1.91(m，7H)，1.24(m ，8H)，1.07(m，20H)，0.86(m，3H), 13CNMR(DMSO) d 171.0，168.2，145.1，128.9，128.2，126.0，61.9，52.3，48.5，43.6，43.2，35.5，31.8，29.6，27.0，22.7，21.0, 18.5, 14.2
化合物５の様々な物理的特性を、上記の材料および方法に記載されているように測定した。薄いフィルムを分析して、Ｔｇ（ＴＭＡ）、ＣＴＥ（ＴＭＡ）、Ｄｋ、およびＤｆを決定した。テトラヒドロフラン溶液中の化合物を使用して、平均分子量（ダルトン）を決定した。結果を以下の表５に要約する。
Figure 2023518144000063
例６：化合物６の合成
Figure 2023518144000064
１Ｌの反応器に、５８．２ｇ（３００ミリモル）のＴＣＤ－ジアミン、５４．９ｇ（１００ミリモル）のＰＲＩＡＭＩＮＥ（商標）１０７５を入れ、続いて、３００ｇのＮＭＰ、３００ｇのトルエンおよび３０ｇのメタンスルホン酸を加えた。この溶液に、１１２．１ｇ（３８１ミリモル）のビフェニルテトラカルボン酸二無水物を加えた。混合物を１１５℃で２時間加熱還流して、２１ｍＬの水を共沸除去して無水物末端ポリイミド合成を完了させた。冷却した（室温）溶液に、６．９ｇ（７０ミリモル）の無水マレイン酸を加えた。溶液をさらに８時間還流して、１ｍＬの水を共沸除去してマレイミド末端ポリイミドの合成を完了した。熱い溶液を分液漏斗に注ぎ、３００ｇの１０％エタノール水溶液で３回洗浄した。分液漏斗内の混合物は、層の分離を助けるために７５℃に保たれた。３回洗浄した後、有機相を撹拌エタノールに滴下して生成物を沈殿させた。ブフナー漏斗を使用して沈殿物を真空濾過し、再循環オーブン内で５０℃で一晩乾燥させた。乾燥後、化合物６（上記の構造）がわずかに黄色の粉末として約８９％の収率で得られた。
製品のキャラクタリゼーション；FTIR Vmax 2946，1704，1613，1544，1506，1393，839，742，695，677，1HNMR(DMSO) d 8.26(s，1H)，7.98(s，1H)，7.26(m，1H)， 7.17(m，2H)，7.0(m，1H)，3.30(m，32H)，2.69(s，4H)，2.29(s，4H)，2.18(t，3H)，1.91(m，6H)，1.46 (m，6H)，1.23(m，12H)，0.86(m, 3H)，13CNMR(DMSO) d 171.0，166.9，134.4，128.9，128.2，125.3，48.4，30.1，29.0，21.0，17.2
化合物６の様々な物理的特性を、上記の材料および方法に記載されているように測定した。薄いフィルムを分析して、Ｔｇ（ＴＭＡ）、ＣＴＥ（ＴＭＡ）、Ｄｋ、およびＤｆを決定した。テトラヒドロフラン溶液中の化合物を使用して、平均分子量（ダルトン）を決定した。結果を以下の表６に要約する。
Figure 2023518144000065
例７．ＲＤＬの配合物
２０個のサンプル（１－２０）は、表７（「組成物」）に与えられた処方に従って調製された。サンプルには、化合物１－６、１つまたは複数の反応性希釈剤、ＳＲ－８３３Ｓ（Ｓ８）、ＳＲ－４５４（Ｓ４）、および／またはトリス（２－アクリロキシエチル）イソシアヌレート（ＴＡ）、のさまざまな組み合わせが含まれていた。各サンプルには、開始剤（２％ＩＲＧＡＣＵＲＥ（商標）８１９および１％ＤＣＰ）、およびカップリング剤（１％ＫＢＭ－３０３および１％ＫＢＭ－５７３）も含まれていた。
フィルム配合物の物理的性質
薄膜が、離型剤で処理された正方形のアルミニウム型（１２×１２×０．２ ｃｍ）に、アニソール中の約３５％（ｗ／ｖ）の固形分の溶液を注ぐことによって化合物または組成物から調製された。溶解したガスを除去するために、充填された型を真空チャンバーに５分間置いた。次に、型を１００℃で約５時間、オーブンに入れて溶媒を蒸発させ、未硬化のフィルムを得た。型をＵＶチャンバーに入れ、ＵＶ－Ａ高圧水銀灯を備えたＥｌｅｃｔｒｏ－ｌｉｔｅ ＥＬＣ－４００１ ＵＶフラッドシステム（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｉｔｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ；Ｂｅｔｈｅｌ、ＣＴ）を使用して、１分間、ＵＶ硬化を行なった。さらに、サンプルは、Ａｓａｈｉ Ｓｐｅｃｔｒａ ＵＳＡ、Ｉｎｃ．（Ｔｏｒｒａｎｃｅ、ＣＡ）のｉ－ｌｉｎｅバンドパスフィルター（３６５ ｎｍ）で覆った。次に、型を１７５℃のオーブンに３０分間移して、フィルムを完全に硬化させた。冷却したら、２００－３００ミクロンの厚さのフィルムを型から取り出した。試料を使用してＴｇ、ＣＴＥ、Ｄｋ、Ｄｆを測定した。またドッグボーン試験片を使用して、上記の「材料と方法」の項で説明したようにして、引張強度（ＴＳ）と伸び率（％Ｅ）を決定した。結果は以下の表７に要約される。
フォトリソグラフィー
表７に示されている配合物のアリコートをシリコンウェーハの上に置き、１，１００ｒｐｍで１０秒間スピンコーティングして、フィルムを形成した。スピンコーティングされたフィルムは、約１００℃のオーブン内で１０分間乾燥された。フォトマスクをスピンコーティングされたウェーハ上に配置し、Ｉラインフィルタを使用して５００ ｍＪ／ｃｍ２ Iライン（３６５ｎｍ）で露光した。次に、ウェーハを溶媒浴に１分間入れて現像した。表７の「現像溶媒」に示すように、１つまたは複数の溶媒である溶媒のさまざまな組み合わせ、シクロペンタノン（ＣＰ）、シクロヘキサノン（ＣＨ）、エタノール（Ｅ）、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を現像に使用した。
成功したフォトリソグラフィーにおいて、露光された（硬化された）領域は基板上で無傷のままであり、一方、露光されていない（マスクされた）領域は現像溶媒浴で洗い流される。現像後、ウェーハを１７５℃のオーブンに３０分間入れて乾燥させ、ウェーハに完全に接着させた。フィルムは、Ｄｅｋｔａｋ表面プロファイラー（Ｂｒｕｋｅｒ Ｃｏｒｐ ．；Ｅｔｔｌｉｎｇｅｎ、ＤＥ）を使用して分析され、約５－１０μｍの厚さで非常によく現像された表面を示した。
Figure 2023518144000066
従来のパッシベーションおよびＲＤＬポリマー法は、アクリル化されたポリアミック溶液をシリコンウェーハまたはチップに適用し、フォトリソグラフィーを使用してサンプルを現像する。この段階では、フィルムは架橋ポリアミック酸ポリマーであるため、特性は非常に劣っている。究極の特性は、サンプルを２００℃以上で数時間オーブン硬化することによって得られる。その後、非常に高いＴｇ（約２００℃）が得られ、引張強度は８０ ＭＰａを超え、伸び率は５０％を超える。ただし、高性能のパッシベーション層とＲＤＬ層の大量生産が必要な場合は、低温で硬化の速いポリマーが有利である。
初期実験（図示せず）は、低温（すなわち、室温）でのＵＶ硬化によって実施され、化合物３－６を含む個々の高Ｔｇポリマーまたはオリゴマーは、不十分な結果をもたらした。結果は、低温では化合物３－６では完全なＵＶ硬化が起こらないことを示した。具体的には、これらの初期の単一ポリイミド配合物は、シリコンウェーハに適用され、ＵＶ（＞３０００ｍＪ／ｃｍ２）で２分間での露光された時には不十分なＵＶ硬化を示した。このようなフィルムは、現像液にさらされてから数秒以内に基板から洗い流された。理論に縛られることを望まないが、化学反応は溶液中または気体試薬で最も効率的であり、重合と架橋を確実にするために必要な反応基間の相互作用を促進する運動状態を促進する。熱はプロセスをさらに加速する。したがって、基板上に固定化されたガラス状および／または高融点フィルムの反応は、溶液中での反応よりも効率が低いと予想される。しかしながら、この場合、ＵＶ硬化反応は、室温で妨害または減速され、実質的に重合または架橋が起こらなかった可能性がある。
追加の加熱なしでのＵＶ開始の成功した実施は、より低い溶融温度を有する反応物の包含および／またはフィルム配合物中の反応物を軟化および溶媒和することができる反応性希釈剤の添加を必要とし、それにより硬化を促進することができると仮定された。最適な特性は、ＵＶ硬化と、それに続く適度に高い温度（室温より高いが、従来のオーブン硬化の２００℃より低い）での短時間（たとえば、数時間ではなく数秒または数分）によって得られると考えられる。
表７に列挙された配合物で得られた結果は、比較的高い平均分子量のポリイミド（化合物３－６）と、より小さく、柔軟なポリイミドオリゴマー（化合物１および２）の組み合わせを含む配合物が、ＵＶ硬化され、フォトイメージ化される可能であるという仮説を確認した。各組成物は、十分に硬化し、パターン形成を支持した。
また、アクリルモノマー（二官能化および三官能化）の添加はＵＶ硬化を助ける。トリシクロデカンジメタノールジアクリレート（ＳＲ－８３３Ｓ）やエトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート（ＳＲ－４５４）などの低粘度アクリルが最も有用であることが証明された。これらの２つのモノマーの粘度は２００センチポアズ未満で、Ｔｇはそれぞれ約１８０℃と１２０℃である。トリス（２－アクリロキシエチル）イソシアヌレートは、約２７０℃のさらに高いＴｇを持っている。しかし、この物質はワックス状の固体であり、ＳＲ－８３３ＳやＳＲ－４５４ほどＵＶ硬化を改善しなかった。
１００℃に近いＴｇを有するいくつかの組成物が得られた。これらのうち、伸び率の高い材料が非常に重要である。業界の要件の１つは、携帯電話を落とした場合など、非常に低温でも割れたり粉々になったりしない柔軟な素材を使用することである。したがって、このタイプのテストに合格するには、５０％近くの伸びが必要になる場合がある。８、１７、１８、および１９を含むいくつかの組成物は、要件を満たすのに十分である。
ＲＤＬ材料は最新の高周波電子機器で使用されているので、これらの材料のユーザーは、産業で使用される従来のＲＤＬ材料よりも優れたＤｋおよびＤｆを有することを望んでいる。これは、Ｄｋが２．７未満およびＤｆが０．００５未満であることを意味する。表７の結果に基づくと、ＤｋとＤｆの期待に応え、それを上回っていると言ってもよい。
１００℃のＴｇおよび１７ｐｐｍのＣＴＥを有する組成物Ｎｏ．８は、良好な引張強度および４０％の伸びを有していた。この材料のＤｆ＠２０ＧＨｚは０．００３５だった。この材料の溶液をシリコンウェーハ上にスピンコーティングし、ＵＶ硬化（５００ｍＪ／ｃｍ２）し、８５％シクロペンタノンと１５％エタノール溶液で現像した。画像１は現像された材料の写真で、非常によく現像された１０μｍのビアを備えた５μｍの厚さのフィルムを示している。
図７ＡおよびＢは、配合物８で達成された高解像度の詳細なフォトリソグラフィーを示す。図７Ａはフレーム４００ａを含むＵＶ不透過領域（黒色で示す）と、１０μｍの充填された円３００ａおよび３１０ａ（これらはビアを形成する）、および透明な地５００（白色の空白）上の数字「１」（３２０ａ）および「０」（３３０ａ）を有するフォトマスクを示す。図７Ｂは、図７Ａに示されるフォトマスクを使用して調製された５μｍの厚さのフィルムの顕微鏡写真である。
フィルムは、配合物８を８インチのシリコンウェーハ上に１，０００ｒｐｍで１０秒間スピンコーティングし、続いて１００℃のホットプレート上で約３分間乾燥させることによって調製された。図７Ａのマスクをフィルム上に配置し、３００ｍＪ／ｃｍ２（ｉ線、３６５ｎｍ）でＵＶ照射して、フィルムのマスクされていない領域を選択的に硬化させ、それによりパターンを形成した。次に、ウェーハに結合したフィルムを現像溶媒（シクロペンタノン）にさらして、未露光（未硬化）領域を除去し、詳細なＵＶ硬化パターンを残した。
ビア（３００ｂ、３１０ｂ）および数字（３２０ｂ、３３０ｂ）のそれぞれは、フィルム内の別個のボイドであり、マスク文字間のにじみのない鋭い境界を有していた。マスクされていない領域が均一な５μｍの厚さに硬化した。ビアとキャラクターの境界の「あいまいさ」と暗さは、傾斜した輪郭領域（ビアの壁など）を表す３Ｄ視覚アーティファクトであり、フィルムの厚さは５μｍであるのに対し、ビア自体の直径が１０μｍ、フィルムの厚さのわずかに２倍であるという事実を反映している

Claims (67)

  1. 少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミド化合物を含む不動態化配合物であって、該少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミド化合物が、ジアミンと無水物との縮合生成物である、不動態化配合物。
  2. 前記縮合反応が無水物末端ポリイミドを生成し、さらに該無水物末端ポリイミドを反応させて官能化ポリイミドを生成することを含む、請求項１に記載の不動態化配合物。
  3. 前記無水物末端ポリイミドを無水マレイン酸と反応させて、官能化マレイミド末端ポリイミドを生成する、請求項２に記載の不動態化配合物。
  4. 前記縮合反応がアミン末端ポリイミドを生成し、さらに無水物末端ポリイミドを反応させて官能化ポリイミドを生成することを含む、請求項１に記載の不動態化配合物。
  5. 前記アミン末端ポリイミドを無水マレイン酸と反応させて、官能化マレイミド末端ポリイミドを生成する、請求項２に記載の不動態化配合物。
  6. 前記ジアミンが、以下からなる群から選択される、請求項１に記載の不動態化配合物；二量体ジアミン；ＴＣＤ－ジアミン；１，１０－ジアミノデカン；１，１２－ジアミノデカン；１，２－ジアミノ－２－メチルプロパン；１，２－ジアミノシクロヘキサン；１，２－ジアミノプロパン；１，３－ジアミノプロパン；１，４－ジアミノブタン；１，５－ジアミノペンタン；１，６－ジアミノヘキサン；１，７－ジアミノヘプタン；１，８－ジアミノオクタン；１，９－ジアミノノナン；３，３’－ジアミノ－Ｎ－メチルジプロピルアミン；ジアミノマレオニトリル；１，３－ジアミノペンタン；９，１０－ジアミノフェナントレン；４，４’－ジアミノオクタフルオロビフェニル；３，５－ジアミノ安息香酸；３，７－ジアミノ－２－メトキシフルオレン；４，４’－ジアミノベンゾフェノン；３，４－ジアミノベンゾフェノン；３，４－ジアミノトルエン；２，６－ジアミノアントロキノン；２，６－ジアミノトルエン；２，３－ジアミノトルエン；１，８－ジアミノナフタレン；２，４－クメンジアミン；１，３－ビスアミノメチルベンゼン；１，３－ビスアミノメチルシクロヘキサン；２－クロロ－１，４－ジアミノベンゼン；１，４－ジアミノ－２，５－ジクロロベンゼン；１，４－ジアミノ－２，５－ジメチルベンゼン；４，４’－ジアミノ－２，２’－ビストリフルオロメチルビスフェニル；ビス（アミノ－３－クロロフェニル）エタン；ビス（４－アミノ－３，５－ジメチルフェニル）メタン；ビス（４－アミノ－３，５－ジエチルフェニル）メタン；ビス（４－アミノ－３－エチルフェニル）メタン；ビス（４－アミノ－３－エチル）ジアミノフルオレン；ジアミノ安息香酸；２，３－ジアミノナフタレン；２，３－ジアミノフェノール；ビス（４－アミノ－３－メチルフェニル）メタン；ビス（４－アミノ－３－エチルフェニル）メタン；４，４’－ジアミノフェニルスルホン；４，４’－オキシジアニリン；４，４’－ジアミノジフェニルスルフィド；３，４’－オキシジアニリン；２，２－ビス［４－（３－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン；２，２’－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン；１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン；４，４’－ビス（アミノフェノキシ）ビスフェニル；４，４’－ジアミノ－３，３’－ジヒドロキシビフェニル；４，４’－ジアミノ－３，３’－ジメチルビフェニル；４，４’－ジアミノ－３，３’－ジメチルオキシビフェニル；ビサニリンＭ；ビサニリンＰ；９，９－ビス（４－アミノフェニル）フッ素；ｏ－トルイジンスルホン；メチレンビス（アントラニル酸）；１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）－２，２－ジメチルプロパン；１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）プロパン；１，４－ビス（アミノフェノキシ）ブタン；１，５－ビス（４－アミノフェノキシ）ブタン；２，３，５，６－テトラメチルベンジジン；４，４’－ジアミノベンズアニリド；２，２－ビス（４－アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン；ポリアルキレンジアミン類（例：ハンツマンの製品、ジェファミンＤ－２３０、Ｄ－４００、Ｄ２０００、およびＤ－４０００）；１，３－シクロヘキサンビス（メチルアミン）；ｍ－キシリレンジアミン；ｐ－キシリレンジアミン；ビス（４－アミノ－３－メチルシクロヘキシル）メタン；１，２－ビス（２－アミノエトキシ）エタン；３（４），８（９）－ビス（アミノメチル）トリシクロ（５．２．１．０）デカン；１，３－ジアミノ－２－プロパノール；３－アミノ－１，２－プロパンジオール；エタノールアミン；３－アミノ－１－プロパノール、およびそれらの組み合わせ。
  7. 前記ジアミンが、二量体ジアミン、ＴＣＤ－ジアミンおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項６に記載の不動態化配合物。
  8. 前記無水物が、以下からなる群から選択される、請求項１に記載の不動態化配合物：ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；ピロメリット酸二無水物；ポリブタジエン－グラフト－無水マレイン酸；ポリエチレン－グラフト－無水マレイン酸；ポリエチレン－ａｌｔ－無水マレイン酸；ポリマレイン酸無水物－ａｌｔ－１－オクタデセン；ポリプロピレン－グラフト－無水マレイン酸；ポリ（スチレン－ｃｏ－無水マレイン酸）；１，２，３，４－シクロブタンテトラカルボン酸二無水物；１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボン酸二無水物；３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボン酸二無水物；ビシクロ（２．２．２）オクタ－７－エン－２，３，５，６－テトラカルボン酸二無水物；ジエチレントリアミン五酢酸二無水物；エチレンジアミン四酢酸二無水物；３，３’，４，４’－ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物；３，３’，４，４’－ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；４，４’－オキシジフタル酸二無水物；３，３’，４，４’－ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物；２，２’－ビス（３，３－ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物；４，４’－ビスフェノールＡジフタル酸二無水物；５－（２，５－ジオキシテトラヒドロ）－３－メチル－３－シクロヘキセン－１，２－ジカルボン酸無水物；およびそれらの組み合わせ。
  9. 前記無水物が、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項８に記載の不動態化配合物。
  10. 前記少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミドが式Ｉによる構造を有する、請求項１に記載の不動態化配合物：
    Figure 2023518144000067
    各Ｒは、独立して置換または非置換の脂肪族、脂肪族環、アルケニル、芳香族、ヘテロ芳香族である、
    各Ｑは、独立して置換または非置換の脂肪族、脂肪族環、アルケニル、芳香族、ヘテロ芳香族である、および
    ｎは、１から１００までの値を持つ整数である。
  11. ｎが１－５０、１－４０、１－３０、１－２０、１－１０、１－９、１－８、１－７、１－６、１－５．１－４、１－３、１－２または１である、請求項１０に記載の不動態化配合物。
  12. 少なくとも１つのＲまたはＱがＣ３６部位を含む、請求項１０に記載の不動態化配合物。
  13. 少なくとも１つのＲまたはＱがトリシクロデシルジメチル、ノルボルニルジメチル、シクロヘキサンジメチル、シクロヘキシル、イソホロニル、メチレンビス（シクロヘキシル）ジメチル、またはメチレンビス（２－メチルシクロヘキシル）ジメチルである、請求項１０に記載の不動態化配合物。
  14. 前記少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミドが、以下の化合物およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１０に記載の不動態化配合物：
    Figure 2023518144000068
    Figure 2023518144000069
    Figure 2023518144000070
    Figure 2023518144000071
    Figure 2023518144000072
    Figure 2023518144000073
  15. 前記少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミドが、硬化性官能化ポリイミドの混合物を含む、請求項１に記載の不動態化配合物。
  16. 前記硬化性官能化ポリイミドの混合物が以下を含む、請求項１５に記載の不動態化配合物：
    ａ）平均分子量が１０，０００Ｄａ未満である、少なくとも１つの第１の硬化性官能化可撓性ポリイミド、および
    ｂ）約１０，０００Ｄａ以上の平均分子量を有する少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミド。
  17. 前記少なくとも１つの第１の硬化性官能化可撓性ポリイミドが、少なくとも約１００ｐｐｍ／℃、少なくとも約１５０ｐｐｍ／℃、または少なくとも約２００ｐｐｍ／℃のＣＴＥを有する、請求項１６に記載の不動態化配合物。
  18. 前記少なくとも１つの第１の硬化性官能化可撓性ポリイミドが、約２，０００Ｄａから約７，５００Ｄａの間の平均分子量を有する、請求項１６に記載の不動態化配合物。
  19. 前記少なくとも１つの第１の硬化性官能化可撓性ポリイミドが、配合物の約１５重量％から約８０重量％を構成する、請求項１６に記載の不動態化配合物。
  20. 前記少なくとも１つの第１の硬化性官能化可撓性ポリイミドが、配合物の約１５重量％から約２５重量％を構成する、請求項１９に記載の不動態化配合物。
  21. 前記少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドが、少なくとも約１５，０００Ｄａ、少なくとも約２５，０００Ｄａ、少なくとも約４０，０００Ｄａ、または少なくとも約５０，０００Ｄａの平均分子量を有する、請求項１６に記載の不動態化配合物。
  22. 前記少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドが、約４５重量％から約７５重量％を構成する、請求項１６に記載の不動態化配合物。
  23. 前記少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドが約４５重量％から約５５重量％を構成する、請求項２２に記載の不動態化配合物。
  24. 前記少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドが、少なくとも約１００℃、少なくとも約１２０℃、少なくとも約１３０℃、少なくとも約１４０℃、または少なくとも約１５０℃のＴｇを有する、請求項１６に記載の不動態化配合物。
  25. 前記少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドが、約１００℃から約１５０℃のＴｇを有する、請求項１６に記載の不動態化配合物。
  26. 前記少なくとも１つの第１の硬化性官能化可撓性ポリイミドが、化合物１、化合物２、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１６に記載の不動態化配合物。
  27. 前記少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドが、化合物３、化合物４、化合物５、化合物６、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１６に記載の不動態化配合物。
  28. ａ） 前記少なくとも１つの第１の硬化性官能化可撓性ポリイミドが、化合物１、化合物２、およびそれらの混合物からなる群から選択される、および
    ｂ） 前記 少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドが、化合物３、化合物４、化合物５、化合物６、およびそれらの混合物からなる群から選択される、
    請求項１６に記載の不動態化配合物。
  29. ａ） 前記少なくとも１つの第１の硬化性官能化可撓性ポリイミドが化合物１を含み、および
    ｂ） 前記少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミドが化合物４、化合物５、またはそれらの組み合わせを含む、
    請求項１６に記載の不動態化配合物。
  30. ａ） 前記少なくとも１つの第２の硬化性官能化ポリイミド、および
    ｂ） 少なくとも１つの第１の硬化性官能化可撓性ポリイミドの有効量を含み、
    ここで、該有効量は、配合物のＵＶ硬化をもたらすのに十分な量である、
    請求項１６に記載の不動態化配合物。
  31. 不動態化配合物の硬化アリコートが、少なくとも約９０℃、少なくとも約１００℃、少なくとも約１１０℃、または少なくとも約１２０℃のＴｇを有する、請求項１６に記載の不動態化配合物。
  32. 前記不動態化配合物の硬化アリコートが、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、少なくとも約５０％、または少なくとも約５５％の伸び率を有する、請求項１６に記載の不動態化配合物。
  33. 前記不動態化配合物の硬化アリコートが、少なくとも約１００℃のＴｇおよび少なくとも約４０％の伸び率を有する、請求項１６に記載の不動態化配合物。
  34. さらに以下を含む、請求項１に記載の不動態化配合物：
    ａ）少なくとも１つの反応性希釈剤または共硬化剤；または
    ｂ）少なくとも１つの接着促進剤；または
    ｃ）少なくとも１つのカップリング剤；または
    ｄ）少なくとも１つのＵＶ開始剤；または
    ｅ）少なくとも１つの溶媒、または
    ｆ）それらの任意の組み合わせ。
  35. 前記配合物が以下を含む、請求項３４に記載の不動態化配合物：
    ａ）請求項１に記載の少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミド化合物、
    ｂ）少なくとも１つの反応性希釈剤；
    ｃ）少なくとも１つのカップリング剤、接着促進剤またはそれらの組み合わせ；および
    ｄ）少なくとも１つの硬化開始剤。
  36. 前記少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミド化合物が、組成物の約６５重量％から約８０重量％を構成する、請求項３５に記載の不動態化配合物。
  37. 前記少なくとも１つの硬化性官能化ポリイミド化合物が、組成物の約７０重量％から約８０重量％を構成する、請求項３５に記載の不動態化配合物。
  38. 前記硬化開始剤がＵＶ開始剤を含む、請求項３５に記載の不動態化配合物。
  39. 前記少なくとも１つの反応性希釈剤が、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、スチレン化合物、アリル官能性化合物、エポキシ、エポキシ硬化剤、オレフィンおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項３５に記載の不動態化配合物。
  40. 前記少なくとも１つの反応性希釈剤がアクリルモノマーである、請求項３２に記載の不動態化配合物。
  41. 前記少なくとも１つの反応性希釈剤が、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリス（２－アクリロキシエチル）イソシアヌレートおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項３９に記載の不動態化配合物。
  42. 前記少なくとも１つの反応性希釈剤が、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項４１に記載の不動態化配合物。
  43. 前記少なくとも１つの反応性希釈剤が、配合物の約１０重量％から約３０重量％を構成する、請求項３５に記載の不動態化配合物。
  44. 前記少なくとも１つの反応性希釈剤が、配合物の約１２重量％から約２５重量％を構成する、請求項４３に記載の不動態化配合物。
  45. 前記反応性希釈剤が２００センチポアズ未満の粘度を有する、請求項３５に記載の不動態化配合物。
  46. 前記反応性希釈剤が、約１００℃よりも高い、約１２０℃よりも高い、約１５０℃よりも高い、１８０℃よりも高い、または約２００℃よりも高いＴｇを有する、請求項３５に記載の不動態化配合物。
  47. 少なくとも１つのカップリング剤が配合物の約２重量％を構成する、請求項３５に記載の不動態化配合物。
  48. 少なくとも１つのカップリング剤がシランカップリング剤を含む、請求項３５に記載の不動態化配合物。
  49. 前記少なくとも１つのカップリング剤が、エポキシ官能化シランカップリング剤、アミノ官能化シランカップリング剤、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項４８に記載の不動態化配合物。
  50. 前記少なくとも１つのカップリング剤が、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（ＫＢＭ－３０３）、Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ－５７３）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項４８に記載の不動態化配合物。
  51. 少なくとも１つのＵＶ開始剤が、１－［４－（２－ヒドロキシエトキシ）－フェニル］－２－ヒドロキシ－２－メチル－１－プロパン－１－オン、過酸化ジクミル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項３５に記載の不動態化配合物。
  52. 電子部品またはその任意の部分を不動態化するための方法であって、以下の工程を含む方法：
    ａ） 請求項１に記載の不動態化配合物の層を、電子要素の少なくとも一部に適用する適用工程、および
    ｂ） 不動態化配合物を硬化させ、それによって電子要素を不動態化する硬化工程。
  53. 電子部品がチップ、デバイス、またはパッケージである、請求項５２に記載の方法。
  54. 前記適用工程がスピンコーティングを含む、請求項５２に記載の方法。
  55. 前記硬化工程は、前記ＵＶ照射を含む、請求項５２に記載の方法。
  56. 請求項１に記載の不動態化配合物の硬化層を含む不動態化電子部品。
  57. 請求項５２に記載の方法に従って調製された不動態化電子部品。
  58. 以下を含む電子デバイス：
    ａ） 半導体ウェーハ、チップ、ウェーハレベルパッケージ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、正温度係数（ＰＴＣ）を有する保護層、ファンアウト再配線チップまたは回路基板、および
    ｂ） 電子デバイスまたはその任意の構成要素の少なくとも１つの表面に配置された再配線層またはパッシベーション層。
  59. チップのＩ／Ｏパッドを再配線するための方法であって、以下のステップを含む方法：
    ａ） Ｉ／Ｏパッドから新しいＩ／Ｏパッド位置までの少なくとも１本のラインを覆う、請求項１に記載の不動態化配合物の第１の層をチップの表面に塗布するステップ、
    ｂ） ラインをメタライズし、それによってメタライズされたラインを形成するステップ、
    ｃ） 少なくともメタライズされたラインを覆う、請求項１に記載の不動態化配合物の第２の層をチップの表面に塗布するステップ、
    ｄ） 新しいＩ／Ｏパッドのメタライズされたラインを覆っている最初の層の部分を取り除くステップ、および
    ｅ） 不動態化配合物の第１の層および第２の層を硬化させ、それによってチップのＩ／Ｏパッドを再配線するステップ。
  60. メタライズの前に不動態化配合物の第１の層を硬化させることをさらに含む、請求項５９に記載の方法。
  61. 前記不動態化配合物の第１の層がチップの表面全体を覆う、請求項５９に記載の方法。
  62. 不動態化配合物の過剰な第１の層を除去することをさらに含む、請求項５９に記載の方法。
  63. 前記不動態化配合物の過剰な第１の層を除去することがフォトリソグラフィーを含む、請求項５９に記載の方法。
  64. 前記チップがファンアウトウェーハレベルパッケージである、請求項５９に記載の方法。
  65. 前記Ｉ／Ｏパッドが前記チップ上にあり、前記新しいＩ／Ｏパッド位置がファンアウト領域にある、請求項５９に記載の方法。
  66. 請求項５９に記載の方法に従って調製されたチップ。
  67. 請求項６６に記載のチップを含むデバイス、パッケージ、プリント回路基板。
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