JP5199336B2 - 感光性ポリオルガノシロキサン組成物 - Google Patents

感光性ポリオルガノシロキサン組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP5199336B2
JP5199336B2 JP2010502793A JP2010502793A JP5199336B2 JP 5199336 B2 JP5199336 B2 JP 5199336B2 JP 2010502793 A JP2010502793 A JP 2010502793A JP 2010502793 A JP2010502793 A JP 2010502793A JP 5199336 B2 JP5199336 B2 JP 5199336B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyorganosiloxane
group
general formula
photosensitive
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010502793A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2009113459A1 (ja
Inventor
正志 木村
竜也 平田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei E Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei E Materials Corp filed Critical Asahi Kasei E Materials Corp
Priority to JP2010502793A priority Critical patent/JP5199336B2/ja
Publication of JPWO2009113459A1 publication Critical patent/JPWO2009113459A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5199336B2 publication Critical patent/JP5199336B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0042Photosensitive materials with inorganic or organometallic light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. inorganic resists
    • G03F7/0043Chalcogenides; Silicon, germanium, arsenic or derivatives thereof; Metals, oxides or alloys thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0045Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Description

本発明は、電子部品の絶縁材料や半導体装置における表面保護膜、層間絶縁膜、α線遮蔽膜などの形成に、およびイメージセンサーやマイクロマシン、あるいはマイクロアクチュエーターを搭載した半導体装置等に使用される感光性ポリオルガノシロキサン組成物、およびそれを用いて製造される半導体装置等に関する。
電子部品の絶縁材料、並びに半導体装置の表面保護膜、層間絶縁膜、及びα線遮蔽膜などの用途には、優れた耐熱性と電気特性、機械特性を併せ持つポリイミド樹脂が広く用いられている。
このポリイミド樹脂は、通常、感光性ポリイミド前駆体組成物の形で供され、これを基材に塗布し、ソフトベークを施し、所望のパターニングマスクを介して活性光線を照射(露光)し、現像し、熱硬化処理を施すことにより、耐熱性のポリイミド樹脂からなる硬化レリーフパターンを容易に形成させることができるという特徴を有している。(例えば、特許文献1参照。)
近年、半導体装置の製造工程では、主に構成要素の材質や構造設計上の理由から、上記熱硬化処理をより低い温度で行うことが可能な材料への要求が高まっている。しかしながら、従来のポリイミド樹脂前駆体組成物の場合、硬化処理温度を下げると熱イミド化を完結させることが出来ず、各種の硬化膜物性が低下するため、硬化処理温度の下限はせいぜい300℃前後であった。
ところで、最近の半導体装置の設計思想として、従来からの多層高密度化の流れと同時に、電気抵抗と、これに伴う抵抗ノイズ、抵抗発熱などを低減する目的で、必要箇所の配線断面を大面積化する試みがなされている。特に高さ10ミクロン以上の「巨大配線」層を従来のポリイミド前駆体組成物で被覆し、熱硬化すると、主に残存溶媒成分の揮散により、40%前後もの体積収縮をきたし、「巨大配線」上とその周辺とで大きな段差が生じてしまうため、これをより均一かつ平坦に被覆しうる材料への要求も高い。
以下の特許文献2には、低温硬化が可能であり、熱硬化過程での体積収縮の少ない感光性シロキサン系材料が開示されているが、この開示されている技術では電子部品や半導体装置の表面保護膜、層間絶縁膜、α線遮蔽膜などを安定して形成させるだけの性能、例えば各種基材への塗布性や下地基材との密着性や実用レベルの力学特性などを実現することは難しい。
更に、特許文献2に開示される材料は、基材上に塗布後、従来のポリイミド前駆体組成物で行うようなソフトベークを施しても、塗膜がタック性と流動性を残したままである。従って、塗布後の基材と搬送中の装置との接触による装置汚染の心配や、基材上での塗膜の流動を防ぐために常に基材を水平に保つことが必須となるなど、工程上の新たな制約を生じることが否めない。
一方、集積回路内に、あるいはそれとは別に、光学的機能や機械的機能を持った素子を搭載した半導体装置が実用化されている。これらの多くは、シリコンなどの結晶基板に従来から知られた半導体プロセスを用いてトランジスタなどの素子を形成した後、半導体装置の目的に応じた機能を持つ素子(ミクロ構造体)を形成し、これらを一体としてパッケージすることにより製造される。
このようなパッケージ技術の例として、例えば、以下の特許文献3には、集積回路が形成された結晶基板上に形成されたミクロ構造体と、前記ミクロ構造体を被覆するためのパッケージ材と、前記パッケージ材を前記ミクロ構造体上に支持するためのスペーサーとを有する半導体装置およびその例が詳細に開示されている。特許文献3に開示された技術は、マイクロレンズアレイ、ケミカルセンサーなどの各種センサー、あるいは表面弾性波装置等の広範囲の半導体装置に好適に用いることができるが、特許文献3に記載された発明を実施するには、パッケージ材をミクロ構造体上に支持するためのスペーサー(ダム、隔壁とも表現される)が重要な役割を果たす。スペーサーに求められる特性としては、下記の3点が考えられる。
第一に、このスペーサーは、支持体として必要な部分にのみ形成されるべきであるため、それ自身が感光性を有する部材で形成されていると有利である。なぜならば、スペーサー自身が感光性を有しておれば、必要な部分にのみスペーサーを残すために通常用いられるリソグラフィー工程とエッチング工程のうち、後者を省略することができるからである。
また、このスペーサーの周辺には耐熱性の低い部材、例えば、エポキシ樹脂などの接着剤が使用されているほか、その下部に位置するミクロ構造体なども必ずしも耐熱性が高いとは限らない。それゆえ、第二に、このスペーサーを形成するプロセスは低温であるほど好ましいといえる。
第三に、スペーサーはミクロ構造体を含む閉鎖された空間、特許文献3の記載を引用するならば「キャビティ」を形成するものであるので、パッケージが完了した後にその中に含まれる揮発成分などが残存するのは好ましくない。すなわち、このスペーサーは低揮発成分であることが求められる。
スペーサーには以上のような特性が要求されると考えられるが、特許文献3には、スペーサーに好適に用いられる具体的な部材の開示はなされていない。
すなわち低温硬化性に優れ、硬化時の体積収縮が小さく、タックフリーであり、かつ従来のポリイミド前駆体を代替しうるだけの実用的な性能を有する感光性成膜材料は、未だ見出されていないのが現状である。
日本特許第2826940号公報 欧州特許第1196478号公報 日本特表2003−516634号公報
本発明が解決しようとする課題は、近年の電子部品の絶縁材料や半導体装置における表面保護膜、層間絶縁膜、α線遮蔽膜などの形成に、およびイメージセンサーやマイクロマシン、あるいはマイクロアクチュエーターを搭載した半導体装置等に使用される樹脂組成物への要求、すなわち各種基材への塗布性、感光特性に優れ、250℃以下での低温硬化が可能であり、150℃での揮発性(均熱重量減少率)、及び180℃キュア時での体積収縮率(キュア後残膜率)が小さく、組成物をコーティングし、ソフトベークして得られるソフトベーク膜(以下、単に「ソフトベーク膜」とも言う)のタック性を低減することができる感光性ポリオルガノシロキサン組成物を提供することである。
本発明者らは、鋭意検討し実験を重ねた結果、光重合性の炭素−炭素二重結合を含まない5〜6員の窒素原子含有複素環基(芳香族性を持たないものも含む。)を有するアルコキシシラン化合物をポリオルガノシランの原材料として用いると、これを用いた感光性ポリオルガノシロキサン組成物のソフトベーク膜のタック性が劇的に低くなることを、予想外に、見出し、本発明を為すに至った。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[19]である:
[1]下記(a)成分、及び(b)成分を含む感光性ポリオルガノシロキサン組成物:
(a)ポリオルガノシロキサン100質量部、ここで、該ポリオルガノシロキサンは、 下記一般式(1):
Figure 0005199336
{式中、Rは、少なくとも芳香族基を1つ含む炭素数6〜18の一価の基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。}で表される少なくとも1種のシラノール化合物、下記一般式(2):
Figure 0005199336
{式中、R’は、光重合性の炭素−炭素二重結合を含まない5〜6員の窒素原子含有複素環基(芳香族性を持たないものも含む)を有する炭素数2〜11の有機基であり、そしてR’’は、メチル基又はエチル基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。}で表される少なくとも1種のアルコキシシラン化合物、及び下記一般式(3):
Figure 0005199336
{式中、R’’’は、光重合性の炭素−炭素二重結合基を含む炭素数2〜17の有機基であり、そしてR’’’’は、メチル基又はエチル基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。}で表される少なくとも1種のアルコキシシラン化合物を、下記一般式(4):
Figure 0005199336
{式中、Mは、ケイ素、ゲルマニウム、チタニウム又はジルコニウムのいずれかであり、そしてR’’’’’は、炭素数1〜4のアルキル基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。}で表される金属アルコキシド、下記一般式(5):
Figure 0005199336
{式中、M’は、ホウ素又はアルミニウムであり、そしてR’’’’’’は、炭素数1〜4のアルキル基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。}で表される金属アルコキシド、及びBa(OH)からなる群より選択される少なくとも1つの触媒と混合して、水を添加せずに、重合させることにより得られ、ここで、一般式(1)で表されるシラノール化合物対一般式(2)で表されるアルコキシシラン化合物及び一般式(3)で表されるアルコキシシラン化合物の合計のモル比は、50:30〜50:70あり、かつ、一般式(2)で表されるアルコキシシラン化合物対一般式(3)で表されるアルコキシシラン化合物のモル比は、70:30〜30:70である、
(b)光重合開始剤0.1〜20質量部。
[2](c)光重合性の不飽和結合基を2つ以上有する(a)成分以外の化合物を、(a)成分に対して1〜100質量部でさらに含む、前記[1]に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
[3](d)加水分解性基を2〜4個有するオルガノシラン化合物を共加水分解して重合させることにより得られる三次元網目構造を呈する(a)成分以外のシリコーンレジンを、(a)成分に対して50〜200質量部でさらに含む、前記[1]又は[2]に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
[4]前記触媒が、一般式(4)で表される金属アルコキシド、及び一般式(5)で表される金属アルコキシドからなる群より選択される少なくとも1つの金属アルコキシドである、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
[5]前記触媒が、一般式(4)で表される金属アルコキシド、一般式(5)で表される金属アルコキシド、及びBa(OH)からなる群より選択される少なくとも1つの触媒と、水酸化カリウム、及び水酸化ナトリウムからなる群から選択される少なくとも1つの触媒との混合物である、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
[6](e)(CHO)−Si−(CH−O−CO−C(CH)=CH、(CHO)−Si−(CH−O−CO−CH=CH、及び(CHO)−Si−(CH−O−CH−CO{左記COはエポキシ基である}からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の有機ケイ素化合物を、(a)成分に対して0.1〜20質量部でさらに含む、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
[7](f)チオール基を少なくとも2つ以上含む多価チオール化合物を、(a)成分に対して1〜50質量部でさらに含む、前記[1]〜[6]のいずれかに記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
[8](g)下記一般式(6):
Figure 0005199336
{式中、hは、1又は2の整数であり、hが1の場合、Xaは、2価の芳香族基であり、hが、2の場合、Xaは、4価の芳香族基であり、Xcは、ケイ素原子に直接結合する炭素原子を含む2価の有機基であり、dは、1〜3の整数であり、Re及びRfは、炭素数1〜4のアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよく、gは、0、1又は2であり、Rbは、水素原子又は1価の炭化水素基である。}で表されるカルボキシル基含有の有機ケイ素化合物を、(a)成分に対して0.05〜20質量部でさらに含む、前記[1]〜[7]のいずれかに記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
[9](h)非イオン性界面活性剤を、(a)成分に対して0.01〜10質量部でさらに含む、前記[1]〜[8]のいずれかに記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
[10]前記[1]〜[9]のいずれかに記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物を基材上に塗布する工程を含む、ポリオルガノシロキサン膜の形成方法。
[11]前記[10]に記載の方法によって得られるポリオルガノシロキサン膜を、活性光線の照射又は加熱により硬化させて得られる、ポリオルガノシロキサン硬化膜。
[12]前記[10]に記載の方法によってポリオルガノシロキサン膜を基材上に形成する工程、パターニングマスクを介して該膜に活性光線を照射し露光部を光硬化させる工程、現像液を用いて該膜の未硬化の部分を除去する工程、及び基材ごと加熱する工程を含む、ポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンの形成方法。
[13]前記[12]に記載の方法によって得られるポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターン。
[14]前記[11]に記載のポリオルガノシロキサン硬化膜を含む半導体装置。
[15]前記[13]に記載のポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンを含む半導体装置。
[16]集積回路が形成された結晶基板上に形成されたミクロ構造体と、前記ミクロ構造体を被覆するためのパッケージ材と、前記パッケージ材を前記ミクロ構造体上に支持するためのスペーサー材とを有する半導体装置において、前記スペーサー材が前記[13]に記載のポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンである半導体装置。
[17]集積回路がフォトダイオードを含む、前記[16]に記載の半導体装置。
[18]ミクロ構造体がマイクロレンズである、前記[16]又は[17]に記載の半導体装置。
[19]ミクロ構造体上に直接に又は薄膜層を介してポリオルガノシロキサン膜を形成する工程、パターニングマスクを介して該膜に活性光線を照射し露光部を光硬化させる工程、現像液を用いて該膜の未硬化の部分を除去する工程、及び基材ごと加熱する工程を含む、前記[16]〜[18]のいずれかに記載の半導体装置を製造する方法。
本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物は、各種基材への塗布性に優れ、ソフトベーク膜のタック性が低く、180℃キュア時での体積収縮率及び150℃での均熱重量減少率が小さく、250℃以下での低温硬化が可能であり、感光性に優れている。
以下、感光性ポリオルガノシロキサン組成物を構成する各成分について、以下具体的に説明する。
(a)ポリオルガノシロキサン
ポリオルガノシロキサンは、下記一般式(1)で表される少なくとも1種のシラノール化合物、下記一般式(2)で表される少なくとも1種のアルコキシシラン化合物、及び下記一般式(3)で表される少なくとも1種のアルコキシシラン化合物を、下記一般式(4)で表される金属アルコキシド、下記一般式(5)で表される金属アルコキシド、及びBa(OH)からなる群より選択される少なくとも1つの触媒と混合し、水を添加せずに、重合させる方法で得られる。
ここで「水を添加せずに」とは、重合時に水を添加させるという作業は行わない、という意味であって、原料に自然に含まれる水や重合雰囲気における水分までも排除するものではない。
Figure 0005199336
{式中、Rは、少なくとも芳香族基を1つ含む炭素数6〜18の一価の基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。}、
Figure 0005199336
{式中、R’は、光重合性の炭素−炭素二重結合を含まない5〜6員の窒素原子含有複素環基(芳香族性を持たないものも含む。)を有する炭素数2〜11の有機基であり、R’’は、メチル基又はエチル基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。)、
Figure 0005199336
{式中、R’’’は、光重合性の炭素−炭素二重結合基を含む炭素数2〜17の有機基であり、R’’’’は、メチル基又はエチル基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。}、
Figure 0005199336
{式中、Mは、ケイ素、ゲルマニウム、チタニウム又はジルコニウムであり、R’’’’’は、炭素数1〜4のアルキル基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。}、
Figure 0005199336
{式中、M’は、ホウ素又はアルミニウムであり、R’’’’’’は、炭素数1〜4のアルキル基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。}。
中でも、前記触媒は、上記一般式(4)及び上記一般式(5)からなる群より選択される少なくとも1つの金属アルコキシドであることが好ましい。
更に、水を添加させることなくポリオルガノシロキサンを重合する過程において、その触媒として水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムからなる群から選ばれる少なくとも1つのアルカリ金属水酸化物を混合してもよい。
一般式(1)で表されるシラノール化合物において、Rは少なくとも芳香族基を1つ含む炭素数6〜18の基であるが、具体的には、以下の構造:
Figure 0005199336
で表される基の中から選ばれる少なくとも1つの基であることが好ましい。
一般式(2)で表されるアルコキシシラン化合物において、R’は、光重合性の炭素−炭素二重結合を含まない5〜6員の窒素原子含有複素環基(芳香族性を持たないものも含む。)を有する炭素数2〜11の有機基である。一般式(3)で表されるアルコキシシラン化合物と異なり、一般式(2)で表される化合物は光重合性の炭素−炭素二重結合を有する基を含まない。R’’はメチル基又はエチル基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。R’の具体例としては、以下の構造:
Figure 0005199336
で表される基の中から選ばれる少なくとも1つの基であることが好ましい。
一般式(3)で表されるアルコキシシラン化合物において、R’’’は光重合性の炭素−炭素二重結合を有する基を含む炭素数2〜17の有機基であり、R’’’’はメチル基又はエチル基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。R’’’の具体例としては、以下の構造:
Figure 0005199336
で表される基の中から選ばれる少なくとも1つの基であることが好ましい。
感光性ポリオルガノシロキサンは、一般式(1)で表される少なくとも1種のシラノール化合物と、一般式(2)で表される少なくとも1種のアルコキシシラン化合物と、一般式(3)で表される少なくとも1種のアルコキシシラン化合物と、並びに一般式(4)で表される金属アルコシキド、一般式(5)で表される金属アルコシキド、及びBa(OH)で示される群から選ばれる少なくとも1種の触媒(以下、単に「触媒」ということがある)とを混合し、水を添加することなく重合させる方法で得られる。
一般式(4)で表される金属アルコシキド、及び一般式(5)で表される金属アルコキシドは、シラノール化合物(シラノール基)とアルコキシシラン化合物(アルコキシシリル基)の脱アルコール縮合反応を触媒しつつ、自身もアルコキシ基含有化合物として振る舞って脱アルコール縮合反応に関与し、一部は分子内に取り込まれる形でポリシロキサン又はポリシルセスキオキサン構造を形成する。
混合比率としては、シラノール化合物とアルコキシシラン化合物を1:1(モル比)で混合するのを基本とし、シラノール化合物50モルに対して、アルコキシシラン化合物を30〜70モルの割合で混合できる。金属アルコキシドを混合するに際しては、アルコキシシラン化合物の一部を置き換える(アルコキシシラン化合物混合量を一定の比率で減じる)形で全体の混合比を調整することが好ましい。
具体的には、金属アルコキシドとして、一般式(4)で表される4価の金属アルコキシドを用いる場合には、4価の金属アルコキシドとアルコキシシラン化合物を、それぞれ1:2のモル比で換算し、置き換える(4価の金属アルコキシド混合量を1モル増やす毎に、アルコキシシラン化合物を2モル減じる)のが好ましい。また、一般式(5)で表される3価の金属アルコキシドを用いる場合には、3価の金属アルコキシドとアルコキシシラン化合物を、それぞれ2:3のモル比で換算し、置き換えるのが好ましい。
好適なシラノール化合物としては、ジフェニルシランジオール、ジ−p−トルイルシランジオール、ジ−p−スチリルシランジオール、ジナフチルシランジオールなどが挙げられるが、価格、入手性、共重合と耐熱性の観点などを考慮すると、ジフェニルシランジオールが特に好適である。
また、光重合性の炭素−炭素二重結合を含まない5〜6員の窒素原子含有複素環基(芳香族性を持たないものも含む。)を有するアルコキシシラン化合物として好適な化合物としては、N−トリアルコキシシリル−1,2,4−トリアゾール、N−トリアルコキシシリルイミダゾール、N−トリアルコキシシリルピロール、N−トリアルコキシシリルピリジン、N−トリアルコキシシリルピロリジン、ピペリジノメチルトリアルコキシシラン、2−ピペリジノエチルトリアルコキシシラン、3−モルホリノプロピルトリアルコキシシラン、3−ピペラジノプロピルトリアルコキシシラン、3−ピペリジノプロピルトリアルコキシシラン、3−(4−メチルピペラジノプロピル)トリアルコキシシラン、3−(4−メチルピペリジノプロピル)トリアルコキシシラン、4−(2−トリアルコキシシリルエチル)ピリジン、N−(3−トリアルコキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、2−(2−トリアルコキシシリルエチル)ピリジン、N−(3−トリアルコキシシリルプロピル)ピロール、(以上、アルコキシの部分はメトキシ基又はエトキシ基を表す。)などが挙げられる。
本発明者らは、これら光重合性の炭素−炭素二重結合を含まない5〜6員の窒素原子含有複素環基(芳香族性を持たないものも含む。)を有するアルコキシシラン化合物をポリオルガノシランの原材料として用いると、これを用いた感光性ポリオルガノシロキサン組成物のソフトベーク膜のタック性が劇的に解消することを見出した。中でも、3−モルホリノプロピルトリメトキシシラン、3−ピペラジノプロピルトリメトキシシラン、3−ピペリジノプロピルトリメトキシシラン、2−(2−トリメトキシシリルエチル)ピリジン、4−(2−トリエトキシシリルエチル)ピリジンを用いるのが、特に好適である。
また、光重合性の炭素−炭素二重結合基を含むアルコキシシラン化合物として好適なものとして、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、1−プロペニルトリメトキシシラン、1−プロペニルトリエトキシシラン、2−プロペニルトリメトキシシラン、2−プロペニルトリエトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、p−スチリルトリエトキシシラン、p−(1−プロペニルフェニル)トリメトキシシラン、p−(1−プロペニルフェニル)トリエトキシシラン、p−(2−プロペニルフェニル)トリメトキシシラン、p−(2−プロペニルフェニル)トリエトキシシランなどが挙げられるが、優れたUV−i線感光特性を得るためには、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシランがより好ましく、価格や有害性、柔軟性と高架橋性の性能などを考慮すると、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランが特に好適である。
一般式(4)で表される金属アルコキシド、及び一般式(5)で表される金属アルコキシドとして好適なものとしては、トリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリ−n−プロポキシアルミニウム、トリ−iso−プロポキシアルミニウム、トリ−n−ブトキシアルミニウム、トリ−iso−ブトキシアルミニウム、トリ−sec−ブトキシアルミニウム、トリ−tert−ブトキシアルミニウム、トリメトキシボロン、トリエトキシボロン、トリ−n−プロポキシボロン、トリ−iso−プロポキシボロン、トリ−n−ブトキシボロン、トリ−iso−ブトキシボロン、トリ−sec−ブトキシボロン、トリ−tert−ブトキシボロン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−iso−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−iso−ブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、テトラメトキシゲルマニウム、テトラエトキシゲルマニウム、テトラ−n−プロポキシゲルマニウム、テトラ−iso−プロポキシゲルマニウム、テトラ−n−ブトキシゲルマニウム、テトラ−iso−ブトキシゲルマニウム、テトラ−sec−ブキシゲルマニウム、テトラ−tert−ブトキシゲルマニウム、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラ−nプロポキシチタン、テトラ−isoプロポキシチタン、テトラ−nブトキシチタン、テトラ−iso−ブトキシチタン、テトラ−sec−ブトキシチタン、テトラ−tert−ブトキシチタン、テトラメトキシジルコニウム、テトラエトキシジルコニウム、テトラ−n−プロポキシジルコニウム、テトラ−iso−プロポキシジルコニウム、テトラ−n−ブトキシジルコニウム、テトラ−iso−ブトキシジルコニウム、テトラ−sec−ブトキシジルコニウム、テトラ−tert−ブトキシジルコニウム等が挙げられる。迅速かつ均一な重合反応を達成するには反応温度領域で液状であることが好ましく、また触媒としての活性の高さや入手性等を考慮すると、テトラ−iso−プロポキシチタンが特に好適である。
上述したシラノール化合物と上述した2種のアルコキシシラン化合物、触媒を適宜混合し、加熱することにより、ポリオルガノシロキサンを重合生成させることができる。この際の加熱温度や昇温速度は、生成するポリオルガノシロキサンの重合度を制御する上で重要なパラメーターである。目的の重合度にもよるが、上記原料混合物を70℃〜150℃程度まで加熱し、重合させるのが好ましい。
シラノール化合物に対して、触媒の重合時の添加量が2モル%を下回ると、上記好適温度範囲以上に加熱したときに、ポリオルガノシロキサンの重合が充分に進まない場合がある。このような場合には、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムを補触媒として適量添加すると、触媒の不足分を補って、生成するポリオルガノシロキサンの重合度を適度に制御することが可能となる。この場合、反応終了後にカリウムイオンやナトリウムイオンがポリオルガノシロキサン中に残存するが、これらアルカリ金属イオンは、イオン交換樹脂などを用いて容易に除去精製することができるため、実用上特に問題にはならず、好ましい。
但し、上記触媒を重合時に添加せず、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムの作用だけでシラノール化合物とアルコキシシラン化合物を重合しようとすると、結晶性の高い重合体成分が一部生成することが避けられず、これが結晶化して析出し、白濁や沈殿となり、系が不均化するため好ましくない。この「結晶化」を回避する意味からも、上記触媒を重合時に添加することが重要である。
触媒の添加量の下限は、シラノール化合物に対して、上記理由により、0.1モル%以上、より好ましくは0.5モル%以上である。
触媒の添加量の上限は、目的とするポリオルガノシロキサンの性能に依存する。優れた感光特性を達成するには、前述の光重合性の炭素−炭素二重結合を有するアルコキシシラン化合物は必須であり、その最低必要量から計算して、金属アルコキシドの重合添加量の上限は、シラノール化合物に対して、30モル%以下、より好ましくは20モル%以下である。
また、2種のアルコキシシラン化合物の使用比率は、ソフトベーク膜のタック性解消効果と優れた感光特性を両立する上において、重要である。先にも述べたように、シラノール化合物とアルコキシシラン化合物は、1:1(モル比)で混合するのが基本であるが、このうち、光重合性の炭素−炭素二重結合を含まない5〜6員の窒素原子含有複素環基(芳香族性を持たないものも含む。)を有するアルコキシシラン化合物と、光重合性の炭素−炭素二重結合基を含むアルコキシシラン化合物とのモル比は、70:30〜30:70とするのが好ましく、より好ましくは、60:40〜40:60の範囲である。
光重合性の炭素−炭素二重結合基を含むアルコキシシラン化合物の使用モル比率が全アルコキシシラン化合物の30%を上回ると、本発明が期待する優れた感光特性が達成される。同時に、光重合性の炭素−炭素二重結合を含まない5〜6員の窒素原子含有複素環基(芳香族性を持たないものも含む。)を有するアルコキシシラン化合物の使用モル比率が全アルコキシシラン化合物の30%を上回ると、感光性ポリオルガノシロキサン組成物のソフトベーク膜のタック性を低減させることができる。
(b)光重合開始剤
感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、感光性を付与する目的で、光重合開始剤を添加することが重要である。
光重合開始剤としては、以下のものが挙げられる:
(1)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノンなどのベンゾフェノン誘導体、
(2)2,2’−ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モフォリノプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)−ベンジル]−フェニル}−2−メチルプロパン−1−オン、フェニルグリオキシル酸メチルなどのアセトフェノン誘導体、
(3)チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン誘導体、
(4)ベンジル、ベンジルジメチルケタール、ベンジル−β−メトキシエチルアセタールなどのベンジル誘導体、
(5)ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、2−ヒドロキシ−2−メチル−1フェニルプロパン−1−オン、などのベンゾイン誘導体、
(6)1−フェニル−1,2−ブタンジオン−2−(O−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(O−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(O−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(O−ベンゾイル)オキシム、1,3−ジフェニルプロパントリオン−2−(O−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−3−エトキシプロパントリオン−2−(O−ベンゾイル)オキシム、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル],1−(O−アセチルオキシム)などのオキシム系化合物、
(7)2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、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、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチルプロパン、などのα−ヒドロキシケトン系化合物、
(8)2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1(IRGACURE369)、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−フェニル)ブタン−1−オンなどのα−アミノアルキルフェノン系化合物、
(9)ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイドなどのフォスフィンオキサイド系化合物、
(10)ビス(η−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)フェニル)チタニウムなどのチタノセン化合物、
(11)エチル−p−(N,N−ジメチルアミノベンゾエイト)などのベンゾエイト誘導体、
(12)9−フェニルアクリジンなどのアクリジン誘導体。
これら光重合開始剤の使用にあたっては、単独でも2種以上の混合物でもかまわない。
上記した光重合開始剤の中では、特に光感度の点で、(8)のα−アミノアルキルフェノン系化合物がより好ましい。その添加量は、上記(a)成分に対して、0.1〜20質量部とするのが好ましく、1〜10質量部とするのがより好ましい。添加量が0.1質量部以上で、露光に際して、光重合が充分に進行するだけの光が供給され、露光部の硬化が十分に進行し、実用的なレリ−フパターンを得ることができる。逆に添加量が20質量部以下であれば、塗膜表面付近での露光吸収が大きくなりすぎることはなく、基板面付近まで露光光線が到達し、光重合が膜厚方向で均一となるため、実用的なレリ−フパターンを得ることができる。
(c)光重合性の不飽和結合基を2つ以上有する(a)成分以外の化合物
成膜特性や感光特性並びに硬化後の力学特性(硬化後の伸度)を改善する目的で、光重合性の不飽和結合基を2つ以上有する(a)成分以外の化合物を添加することができる。このようなモノマーとしては、光重合開始剤の作用により重合可能な多官能(メタ)アクリル酸エステル系化合物が好ましく、例えば、ポリエチレングリコールジアクリレート[エチレングリコールユニットの数2〜20]、ポリエチレングリコールジメタクリレート[エチレングリコールユニットの数2〜20]、ポリ(1,2−プロピレングリコール)ジアクリレート[1,2−プロピレングリコールユニット数2〜20]、ポリ(1,2−プロピレングリコール)ジメタクリレート[1,2−プロピレングリコールユニット数2〜20]、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート[テトラメチレングリコールユニット数2〜10]、ポリテトラメチレングリコールジメタクリレート[テトラメチレングリコールユニット数2〜10]、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート[エチレングリコールユニットの数2〜20]、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリ−2−ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリアクリレート、トリ−2−ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリメタクリレート、グリセロールジアクリレート、グリセロールジメタクリレート、ジトリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジグリシジルエーテル−メタクリル酸付加物、グリセロールジグリシジルエーテル−アクリル酸付加物、ビスフェノールAジグリシジルエーテル−アクリル酸付加物、ビスフェノールAジグリシジルエーテル−メタクリル酸付加物、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート[エチレングリコールユニットの数2〜30]、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート[エチレングリコールユニットの数4〜30]、N,N’−ビス(2−メタクリロイルオキシエチル)尿素などが挙げられる。
中でも、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート[エチレングリコールユニットの数4〜30]、ポリテトラメチレングリコールジメタクリレート[テトラメチレングリコールユニット数2〜10]からなる群から選択される一種以上の化合物が好ましい。
エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート[エチレングリコールユニットの数4〜30]としては、次式:
Figure 0005199336
{式中、q+r≒4〜30}で表される日本油脂(株)製のブレンマーPDBE−200、250、450、1300が例として挙げられる。
ポリテトラメチレングリコールジメタクリレート[テトラメチレングリコールユニット数2〜10]としては、テトラメチレングリコールユニット数が5〜10であるものが好ましく、次式:
Figure 0005199336
{式中、s≒8}で表される日本油脂(株)製のブレンマーPDT−650が例として挙げられる。
これらの中でも、PDBE−450やPDBE−1300、PDT−650が特に好ましい。
また、これらの使用にあたっては、必要に応じて、単独でも2種以上を混合して用いてもかまわない。その添加量は、上記(a)成分に対して、1〜100質量部であることが好ましく、5〜50質量部であることがより好ましい。添加量が100質量部以下であれば、樹脂液の安定性が高く、品質バラツキが少ないため、好ましい。
(d)シリコーンレジン
感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、ソフトベーク膜の更なるタック性低減及び流動性を改善する目的で、シリコーンレジンを添加することができる。ここで、シリコーンレジンとは、例えば、日刊工業新聞社刊「シリコーンハンドブック」(1990)に記されている、「アルコキシシリル基やクロロシリル基などの加水分解性基を2〜4個有するオルガノシラン化合物を共加水分解し重合して得られる三次元網目構造をとったポリマー」のことを指す。なお、上記(a)成分は、(c)シリコ−ンレジンには該当しないものとする。
本発明の目的を達成するためには、その中でも、メチル系、フェニル系、フェニルメチル系、フェニルエチル系、フェニルプロピル系などの、いわゆるストレートシリコーンレジンを添加することが好ましい。これらの例としては、KR220L、KR242A、KC89、KR400、KR500(以上信越化学工業製)などのメチルシリコーンレジン、217フレーク(東レ・ダウコーニング製)、SR−20、SR−21(以上小西化学工業製)などのフェニル系シリコーンレジン、KR213、KR9218(以上信越化学工業製)、220フレーク、223フレーク、249フレーク(以上東レ・ダウコーニング製)などのフェニルメチル系シリコーンレジン、SR−23(小西化学工業製)などのフェニルエチル系シリコーンレジン、Z−6018(東レ・ダウコーニング製)などのフェニルプロピル系シリコーンレジン等が挙げられる。
ソフトベーク膜のタック性低減、及び流動性の改善という目的では、より架橋密度が高く、常用温度域で固体であるシリコーンレジンの添加が好ましく、その意味では上記好適例の中でも、フェニル系もしくはフェニルエチル、フェニルプロピル系のシリコーンレジンを選択することがより好ましい。具体的には、上記のうち、217フレーク、SR−20、SR−21、SR−23、Z−6018などが特に好ましい。これらは単独で用いてもよいし、適宜混合して用いることもできる。
これらシリコーンレジンを添加する場合の添加量は、上記(a)成分に対して50〜200質量部であることが好ましい。タック性や流動性の観点から50質量部以上が好ましく、i線感光性などの感光特性の観点から、200質量部以下が好ましい。
(e)有機ケイ素化合物
感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、各種基材とも密着性を向上させる目的で、有機ケイ素化合物を添加することができる。(但し、後述のカルボキシル基含有の有機ケイ素化合物は除く。)有機ケイ素化合物としては、以下のものが挙げられる。(以下、アルコキシの表記はメトキシ基又はエトキシ基のことを指す。)ビニルトリアルコキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリアルコキシシラン、3−グリシドキプロピルトリアルコキシシラン、3−グリシドキプロピルメチルジアルコキシシラン、p−スチリルトリアルコキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリアルコキシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジアルコキシラン、3−アクリロキシプロピルトリアルコキシラン、3−アクリロキシプロピルメチルジアルコキシラン、N−2(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、N−2(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジアルコキシシラン、3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、3−トリアルコキシシリル−N−(1.3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、3−ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、3−ウレイドプロピルメチルジアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジアルコキシシラン、ビス(トリアルコキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3−イソシアナトプロピルトリアルコキシシラン。
とりわけ、(CHO)−Si−(CH−O−CO−C(CH)=CH、(CHO)−Si−(CH−O−CO−CH=CH、及び(CHO)−Si−(CH−O−CH−CO(左記COはエポキシ基)からなる群より選ばれる一種以上の化合物が好ましい。
さらにその中でも、(CHO)−Si−(CH−O−CO−C(CH)=CH、つまり、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(以下、MEMOと略称する場合もある)が、柔軟性と密着性向上効果の観点から好ましい。密着剤を添加する場合の添加量は、本発明の(a)成分に対して、組成物の安定性の観点から0〜20質量部が好ましい。より好ましくは0.1〜15質量%、さらに好ましくは3〜10質量%である。
(f)多価チオール化合物
感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、所望に応じ、各種基材上での塗布性(濡れ性)を向上させる目的で、チオール基を2個以上有する多価チオール化合物を添加することができる。多価チオール化合物としては、例えば、以下のようなものが挙げられる:
(1)2価のチオール化合物
1,2―エタンジチオール、1,2−プロパンジチオール、1,3−プロパンジチオール、1,4−ブタンジチオール、2,3−ブタンジチオール、1,5−ペンタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、1,10−デカンジチオール、2,3−ジヒドロキシ−1,4−ブタンジチオール、3,6−ジオキサ−1,8−オクタンジチオール、3,7−ジチア−1,9−ノナンジチオール、1,2−ベンゼンジチオール、1,3−ベンゼンジチオール、1,4−ベンゼンジチオール、2,3−ジアミノ−1,4−ベンゼンジチオール、4,5−ジメチル−O−キシレンジチオール、トルエン−3,4−ジチオール、4,4‘−ビフェニルジチオール、1,5−ナフタレンジチオール、6−(ジブチルアミノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジチオール、2−アミノ−1,3,5−トリアジン−4,6−ジチオール、6−アニリノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジチオール、6−(4’−アニリノフェニルiso−プロピルアミノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジチオール、6−(3’,5’−tert−ブチル−4’−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジチオール、キノキサリン−2,3−ジチオール、プリン−2,6−ジチオール、1,3,4−チアジアゾール−2,5−ジチオール、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン(昭和電工(株)製 カレンズMT BD1)、
(2)3価のチオール化合物
1,3,5−ベンゼントリチオール、s−トリアジン−2,4,6−トリチオール、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン)(昭和電工(株)製 カレンズMT NR1)、
(3)4価のチオール化合物
ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)(昭和電工(株)製 カレンズMT PE1)。
これらの使用にあたっては、単独でも2種以上の混合物でもよい。
これらの多価チオール化合物の中でも、特に3価のチオール化合物が好ましく、さらに3価のチオール化合物の中でも、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン)(昭和電工(株)製 カレンズMT NR1)が特に好適である。
(f)多価チオール化合物を添加する場合の添加量としては、上記(a)成分に対して、1〜50質量部であることが好ましく、10〜30質量部であることがより好ましい。該添加量としては、各種基材上での塗布性(濡れ性)の観点から、1質量部以上が好ましく、耐熱性の観点から、50質量部以下が好ましい。
(g)カルボキシル基含有の有機ケイ素化合物
感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、所望に応じ、各種基材上での塗布性(濡れ性)を向上させる目的で、下記一般式(6):
Figure 0005199336
{式中、hは、1又は2の整数であり、hが1の場合、Xaは、2価の芳香族基であり、hが2の場合、Xaは、4価の芳香族基であり、Xcは、ケイ素原子に直接結合する炭素原子を含む2価の有機基であり、dは、1〜3の整数であり、Re及びRfは、炭素数1〜4のアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよく、gは、0、1又は2であり、そしてRbは、水素原子又は1価の炭化水素基である。}で表されるカルボキシル基含有の有機ケイ素化合物を、添加することができる。
上記一般式(6)で示されるカルボキシル基含有の有機ケイ素化合物は、ジカルボン酸無水物又はテトラカルボン酸二無水物の誘導体等と、アミノ基を含有する有機ケイ素化合物とを反応させて得ることができる。ジカルボン酸無水物又はテトラカルボン酸二無水物誘導体としては種々の構造が使用可能で、例えば、無水マレイン酸、無水フタル酸、1,2−シクロヘキシルジカルボン酸無水物、4−メチルシクロヘキシル−1,2−ジカルボン酸無水物、1−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、1,2−ナフタル酸無水物、1,8−ナフタル酸無水物、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルヘキサフルオロプロピリデンテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペキサンテトラカルボン酸二無水物、ターフェニルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
塗布性(濡れ性)の改良効果や価格を考慮すると、無水フタル酸及びベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物が特に好適である。
ジカルボン酸無水物又はテトラカルボン酸二無水物誘導体と反応させるアミノ基を含有する有機ケイ素化合物も、種々の構造が使用可能で、例としては以下のようなものが挙げられる(以下、アルコキシの表記はメトキシ基又はエトキシ基のことを指す)。
2−アミノエチルトリアルコキシシラン、3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、3−アミノプロピルジアルコキシメチルシラン、2−アミノエチルアミノメチルトリアルコキシシラン、2−アミノエチルアミノメチルジアルコキシメチルシラン、3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリアルコキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノプロピル)ジアルコキシメチルシラン、3−アリルアミノプロピルトリアルコキシシラン、2−(2−アミノエチルチオエチル)トリアルコキシシラン、2−(2−アミノエチルチオエチル)ジアルコキシメチルシラン、3−ピペラジノプロピルトリアルコキシラン、3−ピペラジノプロピルジアルコキメチルシラン、シクロヘキシルアミノプロピルトリアルコキシシラン等が挙げられる。
塗布性(濡れ性)の改良効果や価格を考慮すると、3−アミノプロピルトリエトキシシランが特に好適である。
(g)カルボキシル基含有の有機ケイ素化合物を添加する場合の添加量は、上記(a)成分に対して、0.05〜20質量部であることが好ましく、1〜10質量部であることがより好ましい。各種基材上での塗布性(濡れ性)の観点から、添加量は0.05質量部以上が好ましく、感光性ポリオルガノシロキサン組成物の保存安定性の観点から、20質量部以下が好ましい。これらの使用にあたっては、単独でも2種以上の混合物でもかまわない。
(h)非イオン性界面活性剤
感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、所望に応じ、各種基材上での塗布性(濡れ性)を向上させる目的で、非イオン性界面活性剤を添加することができる。
界面活性剤としては、配線金属の腐食防止の観点から、イオン性の界面活性剤と比較すると、非イオン性界面活性剤を添加することが好ましい。
好ましい非イオン性界面活性剤としては以下の化合物が挙げられる:
(1)エーテル型
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、
(2)エステルエーテル型
ポリオキシエチレングリセリルエーテル脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油脂肪酸エステル、
(3)エステル型
ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレントリメチロールプロパン脂肪酸エステル、
(4)シリコーン系界面活性剤
ジメチルシロキサンエチレンオキシグラフト化合物、ジメチルシロキサンプロピレンオキシグラフト化合物、(ヒドロキシエチレンオキシプロピル)メチルシロキサン−ジメチルシロキサン化合物、
(5)フッ素系界面活性剤
パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキル基含有オリゴマー(大日本インキ化学工業製、商標名メガファック、品番R−08)、下記一般式(7):
Figure 0005199336
{式中、Rjは、トリフルオロメチル基又はペンタフルオロエチル基であり、そしてkは、1〜25の整数である。}で表される化合物。
これらの使用にあたっては、単独でも2種以上の混合物でもかまわない。
上記した非イオン性界面活性剤の中では、各種基材に対する塗布性の効果の点で(5)のフッ素系界面活性剤がより好ましく、特に一般式(7)で示される化合物の場合、環境に有害であるとされるパーフルオロアルキル構造(C2n+1、n=6から12)を含まないのでさらに好ましい。具体的には、下記式:
Figure 0005199336
Figure 0005199336
で表される化合物が挙げられる。
非イオン性界面活性剤を添加する場合の添加量は、上記(a)成分100質量部に対して、0.01〜10質量部とするのが好ましく、0.1〜5質量部とするのがより好ましい。
各種基材に対する塗布性向上の観点から、添加量は0.01質量部以上が好ましく、リソグラフィーにおける現像部残滓、パターン浮き上がり及び剥れの抑制の観点から、添加量は10質量部以下が好ましい。
(i)その他の添加剤
感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、任意に溶媒を添加して粘度を調整することができる。好適な溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、ピリジン、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、1,3−ジメチル−2−イミダゾリノン、N−シクロヘキシル−2−ピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アニソール、酢酸エチル、乳酸エチル、乳酸ブチルなどが挙げられ、これらは単独または二種以上の組合せで用いることができる。これらの中でも、N−メチル−2−ピロリドンやγ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが、特に好ましい。
これらの溶媒は、塗布膜厚、粘度に応じて、感光性ポリオルガノシロキサン組成物に適宜加えることができるが、上記(a)成分に対して、5〜120質量部の範囲で用いることが好ましい。
感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、所望に応じ、光感度向上のための増感剤を添加することができる。このような増感剤としては、例えば、ミヒラーズケトン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,5−ビス(4’−ジエチルアミノベンジリデン)シクロペンタノン、2,6−ビス(4’−ジエチルアミノベンジリデン)シクロヘキサノン、2,6−ビス(4’−ジメチルアミノベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン、2,6−ビス(4’−ジエチルアミノベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)カルコン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)カルコン、2−(4’−ジメチルアミノシンナミリデン)インダノン、2−(4’−ジメチルアミノベンジリデン)インダノン、2−(p−4’−ジメチルアミノビフェニル)ベンゾチアゾール、1,3−ビス(4−ジメチルアミノベンジリデン)アセトン、1,3−ビス(4−ジエチルアミノベンジリデン)アセトン、3,3’−カルボニル−ビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−アセチル−7−ジメチルアミノクマリン、3−エトキシカルボニル−7−ジメチルアミノクマリン、3−ベンジロキシカルボニル−7−ジメチルアミノクマリン、3−メトキシカルボニル−7−ジエチルアミノクマリン、3−エトキシカルボニル−7−ジエチルアミノクマリン、N−フェニル−N−エチルエタノールアミン、N−フェニルジエタノールアミン、N−p−トリルジエタノールアミン、N−フェニルエタノールアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)アニリン、4−モルホリノベンゾフェノン、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4−ジエチルアミノ安息香酸イソアミル、ベンズトリアゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール、1−フェニル−5−メルカプト−1,2,3,4−テトラゾール、1−シクロヘキシル−5−メルカプト−1,2,3,4−テトラゾール、1−(tert−ブチル)−5−メルカプト−1,2,3,4−テトラゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ナフト(1,2−p)チアゾール、2−(p−ジメチルアミノベンゾイル)スチレンなどが挙げられる。また、使用に際しては単独でも2種以上の混合物でもかまわない。
上記増感剤を添加する場合の添加量は、上記(a)成分に対して0.1〜10質量部であることが好ましく、1〜5質量部であることがより好ましい。
感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、所望により、保存時の粘度や光感度の安定性を向上させる目的で、重合禁止剤を添加することができる。このような重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、N−ニトロソジフェニルアミン、p−tert−ブチルカテコール、フェノチアジン、N−フェニルナフチルアミン、エチレンジアミン四酢酸、1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、2,6−ジ−tert−ブチル−p−メチルフェノール、5−ニトロソ−8−ヒドロキシキノリン、1−ニトロソ−2−ナフトール、2−ニトロソ−1−ナフトール、2−ニトロソ−5−(N−エチル−N−スルフォプロピルアミノ)フェノール、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシアミンアンモニウム塩、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩、N−ニトロソ−N−(1−ナフチル)ヒドロキシルアミンアンモニウム塩、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジtert−ブチル)フェニルメタンなどを用いることができる。重合禁止剤を添加する場合の添加量は、上記(a)成分に対して、0.001〜5質量部であることが好ましく、0.01〜1質量部であることがより好ましい。
以上の他にも、感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、紫外線吸収剤や塗膜平滑性付与剤などをはじめ、感光性ポリオルガノシロキサン組成物の諸特性を阻害するものでない限り、必要に応じて、種々の添加剤を適宜配合することができる。
<硬化レリーフパターン及びポリオルガノシロキサン膜の形成方法>
次に、本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物を用いて硬化レリーフパターンを形成する方法の好適例を以下に示す。
まず、該組成物をシリコンウェハー、セラミック基板、アルミ基板などの他、所望の各種基材上に塗布する。塗布装置又は塗布方法としては、スピンコーター、ダイコータ−、スプレーコーター、浸漬、印刷、ブレードコーター、ロールコーティング等が利用できる。塗布された基材を80〜200℃で1〜15分ソフトベークして、例えば、膜厚10〜100ミクロンのソフトベーク膜を得、コンタクトアライナー、ミラープロジェクション、ステッパー等の露光投影装置を用いて、所望のフォトマスクを介して活性光線を照射する。
活性光線としては、X線、電子線、紫外線、可視光線などが利用できるが、本発明においては、200〜500nmの波長のものを用いるのが好ましい。パターンの解像度及び取扱い性の点で、その光源波長は、特にUV−i線(365nm)が好ましく、露光投影装置としてはアライナー又はステッパーが特に好ましい。
この後、光感度の向上などの目的で、必要に応じて、任意の温度、時間の組み合わせ(好ましくは温度40℃〜200℃、時間10秒〜360秒)による露光後ベーク(PEB)や、現像前ベークを施してもよい。
次に現像を行うが、浸漬法、パドル法、及び回転スプレー法等の方法から選択して行うことができる。現像液としては、本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物の良溶媒を単独、又は良溶媒と貧溶媒を適宜混合して用いることができる。良溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−アセチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ガンマブチロラクトン、α−アセチル−ガンマブチロラクトン、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、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトンなどが、貧溶媒としてはメタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブチルアルコールおよび水などが用いられる。
現像終了後、リンス液により洗浄を行い、現像液を除去することにより、レリーフパターン付き塗膜が得られる。リンス液としては、蒸留水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブチルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等を単独で又は適宜混合して用いること、また段階的に組み合わせて用いることができる。
このようにして得られたレリ−フパターンは、150〜250℃という、従来ポリイミド前駆体組成物よりも遙かに低い硬化温度で硬化レリーフパターンに変換される。この加熱硬化は、ホットプレート、イナートオーブン、温度プログラムを設定できる昇温式オーブンなどを用いて行うことができる。加熱硬化させる際の雰囲気気体としては空気を用いてもよく、必要に応じて窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いてもよい。
上述した硬化レリーフパターンを、シリコンウェハー等の基材上に形成された半導体装置の表面保護膜、層間絶縁膜、α線遮蔽膜、及びマイクロレンズアレイなどのミクロ構造体とそのパッケージ材との間の支持体(隔壁)からなる群から選択されるいずれかとして使用し、他の工程は周知の半導体装置の製造方法を適用することで、CMOSイメージセンサーなどの光学素子を含む、各種の半導体装置を製造することができる。また、上述した感光性ポリオルガノシロキサン組成物を硬化させた樹脂からなる塗膜を有する電子部品や半導体装置を得ることができる。
集積回路が形成された結晶基板上に形成されたミクロ構造体と、該ミクロ構造体を被覆するためのパッケージ材と、該パッケージ材を該ミクロ構造体上に支持するためのスペーサー材とを有する半導体装置において、該スペーサー材として本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物の硬化レリーフパターンを用いて半導体装置とすることもできる。
ここで、集積回路の具体例としては、シリコン、ニオブ酸リチウム、酒石酸リチウム又は水晶を含んでいる結晶基板を用いた集積回路やフォトダイオードを含む集積回路が挙げられる。ミクロ構造体とは、ミクロンサイズの機械的、光機械的、電子機械的なデバイスを意味する。具体的には、マイクロレンズが挙げられる。パッケージ材は、好ましくは透明であって、ガラスで形成されていてもよい。
上記半導体装置の製造方法としては、集積回路が形成された結晶基板上に形成されたミクロ構造体上に直接に又は薄膜層を介して本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物を塗布して塗布膜を形成する工程、スペーサー材を形成したい部分のみ開口部を有しているパターニングマスクを介して該塗布膜に活性光線を照射し露光部を光硬化させる工程、現像液を用いて該塗布膜の未硬化の部分を除去する工程、該基材ごと塗布膜を加熱する工程を含む製造方法が挙げられる。各工程は上述の方法により行うことができる。
以下の合成例、実施例、及び比較例により本発明を具合的に説明する。
[合成例1]
(ポリオルガノシロキサンPOS−1の合成)
水冷コンデンサー及びバキュームシール付き撹拌羽根を装着した容量500mlの三つ首丸底フラスコに、ジフェニルシランジオール(以下DPD)86.52g(0.4mol)、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(以下MEMO)52.45g(0.211mol)、3−モルホリノプロピルトリメトキシシラン(以下MOPS)35.12g(0.141mol)、テトラ−isoプロポキシチタン(以下TIP)6.82g(0.024mol)を仕込み、撹拌を開始した。(MEMO:MOPS=60:40モル%の混合比)これをオイルバスに浸け、温度を120℃に設定し、室温より加熱を開始した。途中、重合反応の進行に伴って発生するメタノールを水冷コンデンサーで還留させつつ、反応溶液温度が一定となるまで反応させ、その後更に30分間、加熱撹拌を継続した。
その後、コールドトラップと真空ポンプとに接続されたホースを装着し、オイルバスを用いて80℃で加熱しつつ強撹拌し、メタノールが突沸しない程度に徐々に真空度を上げていくことによりメタノールを留去し、ポリオルガノシロキサンPOS−1(40℃における粘度220ポイズ)を得た。
[合成例2]
(ポリオルガノシロキサンPOS−2の合成)
合成例1におけるMOPSを2−(2−トリメトキシシリルエチル)ピリジン(以下PES)32.05g(0.141mol)とした以外は、合成例1と同様の操作を行い、ポリオルガノシロキサンPOS−2(40℃における粘度191ポイズ)を得た。
[合成例3]
(ポリオルガノシロキサンPOS−3の合成)
水冷コンデンサー及びバキュームシール付き撹拌羽根を装着した容量500mlの三つ首丸底フラスコに、DPDを86.52g(0.4mol)、MEMOを58.36g(0.235mol)、MOPSを39.16g(0.157mol)、TIPを1.14g(0.004mol)、水酸化バリウム一水和物を3.79g(0.02mol)を仕込み、撹拌を開始した。これをオイルバスに浸け、加熱温度を80℃に設定し、室温より加熱を開始した。途中、重合反応の進行に伴って発生するメタノールを水冷コンデンサーで還留させつつ、反応溶液温度が一定となるまで反応させ、その後更に30分間、加熱撹拌を継続した。
その後、コールドトラップと真空ポンプとに接続されたホースを装着し、オイルバスを用いて80℃で加熱しつつ強撹拌し、メタノールが突沸しない程度に徐々に真空度を上げていくことによりメタノールを留去し、ポリオルガノシロキサンPOS−3(40℃における粘度181ポイズ)を得た。
[合成例4]
(ポリオルガノシロキサンPOS−4の合成)
合成例3における水酸化バリウム一水和物を水酸化ナトリウム0.80g(0.02mol)とした以外は、合成例1と同様の操作を行い、メタノール留去の前までの操作を行った。その後、反応溶液を室温まで冷却し、イオン交換樹脂(オルガノ(株)製アンバーリスト15、乾燥重量40gをメタノールで膨潤・洗浄したもの)を充填したガラスカラムに通液させ、ナトリウムイオンを除去した。
これを、バキュームシール付き撹拌羽根、及びコールドトラップと真空ポンプとに接続されたホースを装着した丸底フラスコに移し、80℃に加熱したオイルバスに浸け、強撹拌しつつ、メタノールが突沸しない程度に徐々に真空度を上げていくことによりメタノールを留去し、ポリオルガノシロキサンPOS−4(40℃における粘度298ポイズ)を得た。ICP−MSイオン分析の結果、POS−4中のナトリウムイオン濃度は1.0ppm未満であった。
[合成例5]
(ポリオルガノシロキサンPOS−5の合成)
合成例1におけるMEMOを54.14g(0.218mol)、MOPSを36.41g(0.146mol)、TIPをテトラ−isoプロポキシジルコニウム・イソプロパノールアダクト9.30g(0.024mol)とした以外は合成例1と同様にして、ポリオルガノシロキサンPOS−6(23℃における粘度242ポイズ)を得た。
[合成例6]
(ポリオルガノシロキサンPOS−6の合成)
合成例1におけるMEMOを54.14g(0.218mol)、MOPSを36.41g(0.146mol)、TIPをトリ−iso−プロポキシアルミニウム4.90g(0.024mol)とした以外は合成例1と同様にして、ポリオルガノシロキサンPOS−6(23℃における粘度198ポイズ)を得た。
[合成例7]
(ポリオルガノシロキサンPOS−7の合成)
水冷コンデンサー及びバキュームシール付き撹拌羽根を装着した容量500mlの三つ首丸底フラスコに、DPDを86.52g(0.4mol)、MEMOを59.60g(0.24mol)、MOPSを39.90g(0.16mol)、水酸化ナトリウムを0.8g(0.02mol)仕込み、撹拌を開始した。これをオイルバスに浸け、加熱温度を80℃に設定し、室温より加熱を開始した。途中、重合反応の進行に伴って発生するメタノールを水冷コンデンサーで還留させつつ、反応溶液温度が一定となるまで反応させ、その後更に30分間、加熱撹拌を継続した。
その後、反応溶液を室温まで冷却し、イオン交換樹脂(オルガノ(株)製アンバーリスト15、乾燥重量40gをメタノールで膨潤・洗浄したもの)を充填したガラスカラムに通液させ、ナトリウムイオンを除去した。
これを、バキュームシール付き撹拌羽根、及びコールドトラップと真空ポンプとに接続されたホースを装着した丸底フラスコに移し、80℃に加熱したオイルバスに浸け、強撹拌しつつ、メタノールが突沸しない程度に徐々に真空度を上げていくことによりメタノールを留去し、ポリオルガノシロキサンPOS−7(40℃における粘度262ポイズ)を得た。ICP−MSイオン分析の結果、POS−7中のナトリウムイオン濃度は1ppm未満であった。
このものはメタノール留去の過程で徐々に白濁し始め、室温で保管している最中にも白濁化が進行した。
[合成例8]
(ポリオルガノシロキサンPOS−8の合成)
水冷コンデンサー及びバキュームシール付き撹拌羽根を装着した容量500mlの三つ首丸底フラスコに、DPDを86.52g(0.4mol)、MEMOを87.42g(0.352mol)、TIPを6.82g(0.024mol)を仕込み、撹拌を開始した。これをオイルバスに浸け、温度を120℃に設定し、室温より加熱を開始した。途中、重合反応の進行に伴って発生するメタノールを水冷コンデンサーで還留させつつ、反応溶液温度が一定となるまで反応させ、その後更に30分間、加熱撹拌を継続した。
その後、コールドトラップと真空ポンプとに接続されたホースを装着し、オイルバスを用いて80℃で加熱しつつ強撹拌し、メタノールが突沸しない程度に徐々に真空度を上げていくことによりメタノールを留去し、ポリオルガノシロキサンPOS−8(40℃における粘度209ポイズ)を得た。
[合成例9]
(ポリオルガノシロキサンPOS−9の合成)
合成例1におけるMEMOを70.03g(0.282mol)、MOPSを17.46g(0.07mol)(MEMO:MOPS=80:20モル%の混合比)とした以外は、合成例1と同様の操作を行い、ポリオルガノシロキサンPOS−9(40℃における粘度249ポイズ)を得た。
[合成例10]
(ポリオルガノシロキサンPOS−10の合成)
合成例1におけるMEMOを17.39g(0.070mol)、MOPSを70.33g(0.282mol)(MEMO:MOPS=20:80モル%の混合比)とした以外は、合成例1と同様の操作を行い、ポリオルガノシロキサンPOS−10(40℃における粘度216ポイズ)を得た。
[合成例11]
(ポリオルガノシロキサンPOS−11の合成)
合成例1におけるMEMOを61.19g(0.246mol)、MOPSを26.34g(0.106mol)(MEMO:MOPS=70:30モル%の混合比)とした以外は、合成例1と同様の操作を行い、ポリオルガノシロキサンPOS−11(40℃における粘度230ポイズ)を得た。
[合成例12]
(ポリオルガノシロキサンPOS−12の合成)
合成例1におけるMEMOを26.23g(0.106mol)、MOPSを61.45g(0.246mol)(MEMO:MOPS=30:70モル%の混合比)とした以外は、合成例1と同様の操作を行い、ポリオルガノシロキサンPOS−12(40℃における粘度226ポイズ)を得た。
[実施例1]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−1の調製)
合成例1で得られたポリオルガノシロキサンPOS−1を100質量部、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1を4質量部、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンを0.4質量部、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート[エチレングリコールユニットの数30;日本油脂製PDBE−1300]を30質量部、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを15質量部、シリコーンレジン(東レダウコーニング社製217フレーク)を150質量部、N−メチル−2−ピロリドンを40質量部、それぞれ計量混合し、孔径0.2ミクロンのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過し、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−1を得た。
[実施例2]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−2の調製)
シリコーンレジンとして小西化学製SR−20を150質量部用いた以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−2を得た。
[実施例3]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−3の調製)
合成例2で得られたポリオルガノシロキサンPOS−2を100質量部、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1を4質量部、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンを0.4質量部、ポリテトラメチレングリコールジメタクリレート(テトラメチレングリコールユニット数8 日本油脂製PDT−650)を30質量部、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを15質量部、シリコーンレジン(東レ・ダウコーニング製217フレーク)を150質量部、N−メチル−2−ピロリドンを40質量部、それぞれ計量混合し、孔径0.2ミクロンのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過し、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−3を得た。
[実施例4]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−4の調製)
ポリオルガノシロキサンとして合成例3のPOS−3を用いた以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−4を得た。
[実施例5]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−5の調製)
ポリオルガノシロキサンとして合成例4のPOS−4を用いた以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−5を得た。
[実施例6]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−6の調製)
ポリオルガノシロキサンとして合成例5のPOS−5を用いた以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−6を得た。
[実施例7]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−7の調製)
ポリオルガノシロキサンとして合成例6のPOS−6を用いた以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−7を得た。
参考例8]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−8の調製)
ポリオルガノシロキサンとして合成例9のPOS−9を用いた以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−8を得た。
[実施例9]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−9の調製)
ポリオルガノシロキサンとして合成例11のPOS−11を用いた以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−9を得た。
[実施例10]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−10の調製)
ポリオルガノシロキサンとして合成例12のPOS−12を用いた以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−10を得た。
参考例11]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−11の調製)
ポリオルガノシロキサンとして合成例10のPOS−10を用いた以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−11を得た。
[実施例12]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−12の調製)
合成例1で得られたポリオルガノシロキサンPOS−1を100質量部、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1を4質量部、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンを0.4質量部、N−メチル−2−ピロリドンを40質量部、それぞれ計量混合し、孔径0.2ミクロンのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過し、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−12を得た。
[比較例1]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−13の調製)
ポリオルガノシロキサンとして合成例7のPOS−7を用いた以外は実施例1と同様にして計量混合した。その後孔径0.2ミクロンのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過しようとしたが、途中でポリオルガノシロキサンPOS−7由来の白濁成分が原因と思われる目詰まりを起こし、濾過不能となり、その後の操作を断念した。
[比較例2]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−14の調製)
ポリオルガノシロキサンとして合成例8のPOS−8を用いた以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−14を得た。
[比較例3]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−15の調製)
ポリオルガノシロキサンとして合成例8のPOS−8を用い、またシリコーンレジンを無添加とした以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−15を得た。
[比較例4]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−16の調製)
合成例8で得られたポリオルガノシロキサンPOS−8を100質量部、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1を4質量部、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンを0.4質量部、N−メチル−2−ピロリドンを40質量部、それぞれ計量混合し、孔径0.2ミクロンのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過し、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−16を得た。
[タック性の評価]
本発明の実施例、比較例で得られたワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物を、スピンコーター(東京エレクトロン製 型式名クリーントラックマーク8)を用いて6インチシリコンウエハー上に塗布し、125℃で12分間ソフトベークし、初期膜厚45ミクロンの塗膜を得た。
この塗膜に指先で触れ、タック性(ベトつき)の度合いを評価した。評価の基準としては、接触痕が残らない場合をランク「A」、軽微な接触痕が残る場合をランク「B」、触れた際に粘着性があり接触痕が明確に残る場合をランク「C」、ソフトベーク前と同等レベルのベトつきの場合をランク「D」とした4段階で評価した。結果を以下の表1に示す。
[感光特性評価]
上記と同様にして得た塗膜に、i線ステッパー露光機(ニコン製 型式名NSR2005i8A)により、CMOSイメージセンサーのレンズアレイ保護用スペーサー構造を模した格子状パターンをデザインした評価用フォトマスクを通して、露光量を100〜900mJ/cmの範囲で横方向に100mJ/cmずつ、フォーカスを16ミクロンから32ミクロンの範囲で縦方向に2ミクロンずつ、それぞれ段階的に変化させて露光した。露光から30分後、現像液として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを用いて、未露光部が完全に溶解消失するまでの時間に1.4を乗じた時間の回転スプレー現像を施し、引き続きイソプロパノールで10秒間回転スプレーリンスし、格子状のレリーフパターンを得た。
得られたレリーフパターンを光学顕微鏡下で目視観察し、現像部分の残滓の有無(ランク「A」:残滓なし、ランク「B」:局所的に僅かに残滓あり、ランク「C」:残滓多し)、露光量200mJ/cmのショットでのパターンの膨潤の程度(ランク「A」:膨潤なくシャープ、ランク「B」:わずかに膨潤、ランク「C」:激しく膨潤)、基材からの浮き上がりやはがれの有無(ランク「A」:浮き上がりやはがれなし、ランク「B」:局所的に僅かに浮き上がりやはがれあり、ランク「C」:全面かもしくは明確な浮き上がりやはがれあり)を評価した。結果を以下の表1に示す。
Figure 0005199336
比較例1はワニス状組成物が濾過精製不能であったため、評価するに至らず。
[低温硬化特性;硬化フィルムの引張り伸度の評価]
上記実施例、比較例の各組成物を、上述の感光評価と同様の手法を用い、6インチ・シリコンウェハー上にアルミニウムを真空蒸着した基材上に塗布、ソフトベーク(ソフトベーク後の初期膜厚は、硬化後膜厚が10μmとなるように調整)した後、縦型キュア炉(光洋サーモシステム製、形式名VF−2000B)を用いて、空気雰囲気下、180℃で2時間の加熱硬化処理を施し、硬化後膜厚10μmの樹脂膜を作製した。この樹脂膜を、ダイシングソー(ディスコ製、型式名DAD−2H/6T)を用いて3.0mm幅にカットし、10%塩酸水溶液に浸漬してシリコンウェハー上から剥離し、短冊状のフィルムサンプルとした。
このフィルムサンプルを23℃、55%RHの雰囲気に24時間放置した後、ASTMD−882−88に準拠したテンシロン引張り試験機による引張り試験を行い、伸度を評価した。結果を以下表2に示す。
[低揮発性;150℃均熱重量減少率の評価]
上記引っ張り伸度評価用に調整した短冊状のフィルムを試料とし、熱重量減少測定装置(島津製、形式名TGA−50)を用い、150℃均熱処理時における重量減少率(単位%)を測定し、デガス性の指標とした。測定条件は、150℃までの昇温速度10℃/min、150℃での均熱処理時間22時間、窒素雰囲気である。結果を以下の表2に示す。
[加熱硬化時の体積収縮率の評価]
上記引っ張り伸度評価用のサンプルを作成するに際して行った、縦型キュア炉を用いた180℃で2時間の加熱硬化処理(キュア)の前後での塗膜の厚みを触針段差計(KLAテンコール製、型式名P−15)で測定し、その変化率(残膜率、単位%)を算出し、体積収縮率の指標とした。結果を以下の表2に示す。
Figure 0005199336
本発明の実施例は、ソフトベーク膜のタック性を大幅に改善すると同時に、優れた感光特性、低温硬化特性を示し、加熱硬化時の体積収縮が極めて小さく、硬化膜が低揮発性である。
比較例1はポリオルガノシロキサンの重合時に触媒として水酸化ナトリウムのみを用いた場合であるが、重合時に系が白濁し、これによってワニス状組成物も濾過不能であり、実用不可である。
比較例2は、ポリオルガノシロキサンの構造中に光重合性の炭素−炭素二重結合を含まない5〜6員の窒素原子含有複素環基(芳香族性を持たないものも含む。)を全く含まない場合であるが、本発明の実施例に比べてソフトベーク膜のタック性に難がある。
比較例3及び比較例4は、ポリオルガノシロキサンの構造中に光重合性の炭素−炭素二重結合を含まない5〜6員の窒素原子含有複素環基(芳香族性を持たないものも含む。)を全く含まず、かつ本発明の用件のひとつであるところのシリコーンレジンを感光性ポリオルガノシロキサン組成物中に添加しない場合であるが、当然のこととして、本発明の実施例はもとより、比較例2に対しても劣る。
[実施例13]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−17の調製)
実施例1の組成に加え、多価チオール化合物として1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン)(昭和電工(株)製 カレンズMT NR1)を25質量部、それぞれ計量混合し、孔径0.2ミクロンのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過し、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−15を得た。
[実施例14]
(カルボキシル基含有有機ケイ素化合物S−1溶液の調製)
容量1Lの丸底フラスコに、無水フタル酸29.6g(0.2mol)とN−メチル−2−ピロリドン195g仕込み撹拌を開始した。この溶液を0℃に冷却し3−アミノプロピルトリエトキシシラン44.2g(0.2mol)のN−メチル−2−ピロリドン100g溶液を加えた。これを室温に戻し4時間撹拌しカルボキシル基含有有機ケイ素化合物S−1を20重量%含むN−メチル−2−ピロリドン溶液を得た。S−1の構造を以下に示す。
Figure 0005199336
(カルボキシル基含有有機ケイ素化合物S−2溶液の調製)
容量1Lの丸底フラスコに、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物32.2g(0.1mol)とN−メチル−2−ピロリドン206g仕込み、撹拌を開始した。この溶液を0℃に冷却し3−アミノプロピルトリエトキシシラン44.2g(0.2mol)のN−メチル−2−ピロリドン100g溶液を加えた。これを室温に戻し4時間撹拌しカルボキシル基含有有機ケイ素化合物S−2を20重量%含むN−メチル−2−ピロリドン溶液を得た。S−2の構造を以下に示す。
Figure 0005199336
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−18の調製)
実施例1の組成に加え、上記で調整したカルボキシル基含有有機ケイ素化合物S−1の20%NMP溶液を10質量部(S−1純分として2質量部)、カルボキシル基含有有機ケイ素化合物溶液S−2の20%NMP溶液を5質量部(S−2純分として1質量部)、それぞれ計量混合し、孔径0.2ミクロンのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過し、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−18を得た。
[実施例15]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−19の調製)
実施例1の組成に加え、下記式:
Figure 0005199336
で示される非イオン性界面活性剤(OMNOVA Solutions製 商標名PolyFox 品番PF−656)を0.4質量部、計量混合し、孔径0.2ミクロンのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過し、ワニス状のポリオルガノシロキサン組成物C−19を得た。
(塗布性(濡れ性)の評価)
ポリ(メタクリル酸グリシジル)の10%メチルエチルケトン溶液(和光純薬工業(株)製)をスピンコーター(東京エレクトロン製 型式名クリーントラックマーク7)を用いて6インチシリコンウエハー上に塗布し、160℃で10分間ソフトベークし、膜厚0.8ミクロンのポリ(メタクリル酸グリシジル)からなる有機薄膜が形成された6インチシリコンウエハーを得た。
これに、本発明の実施例13〜15、及び比較として実施例1で得た感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−1、C−17、C−18、C−19を、スピンコーター(東京エレクトロン製 型式名クリーントラックマーク7)を用いて塗布(スピンコート)すると同時にシクロペンタノンを用いてウェハー端より3mm幅をエッジカット(エッジリンス)し、125℃で12分間ソフトベークし、初期膜厚45ミクロンの塗膜を得た。
この塗膜が形成されたウェハー外周部を観察し、ウェハー端から塗膜最外周の距離を測定し、塗布性(濡れ性)を評価した。(ランク「A」:ウェハー端から3mm、塗膜の後退なし。ランク「B」:ウェハー端から3mm以上5mm以下、わずかに後退。ランク「C」:ウェハー端から5mm以上後退。)結果を以下の表3に示す。
Figure 0005199336
本発明の実施例13〜15では、比較とした本発明の実施例1よりも更に基材上での塗布性(濡れ性)に優れた感光性ポリオルガノシロキサン組成物を得ることができる。
ちなみに、実施例13〜15のプリベーク膜のタック性、感光特性、低温硬化特性、低揮発性、体積収縮性の評価は、実施例1と同等であった。
本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物は、電子部品の絶縁材料や半導体装置における表面保護膜、層間絶縁膜、α線遮蔽膜などの形成に、およびイメージセンサーやマイクロマシン、あるいはマイクロアクチュエーターを搭載した半導体装置等及びその形成に使用される樹脂組成物として好適に利用できる。

Claims (19)

  1. 下記(a)成分、及び(b)成分を含む感光性ポリオルガノシロキサン組成物:
    (a)ポリオルガノシロキサン100質量部、ここで、該ポリオルガノシロキサンは、 下記一般式(1):
    Figure 0005199336
    {式中、Rは、少なくとも芳香族基を1つ含む炭素数6〜18の一価の基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。}で表される少なくとも1種のシラノール化合物、下記一般式(2):
    Figure 0005199336
    {式中、R’は、光重合性の炭素−炭素二重結合を含まない5〜6員の窒素原子含有複素環基(芳香族性を持たないものも含む)を有する炭素数2〜11の有機基であり、そしてR’’は、メチル基又はエチル基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。}で表される少なくとも1種のアルコキシシラン化合物、及び下記一般式(3):
    Figure 0005199336
    {式中、R’’’は、光重合性の炭素−炭素二重結合基を含む炭素数2〜17の有機基であり、そしてR’’’’は、メチル基又はエチル基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。}で表される少なくとも1種のアルコキシシラン化合物を、下記一般式(4):
    Figure 0005199336
    {式中、Mは、ケイ素、ゲルマニウム、チタニウム又はジルコニウムのいずれかであり、そしてR’’’’’は、炭素数1〜4のアルキル基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。}で表される金属アルコキシド、下記一般式(5):
    Figure 0005199336
    {式中、M’は、ホウ素又はアルミニウムであり、そしてR’’’’’’は、炭素数1〜4のアルキル基であり、ともに同じであっても異なっていてもよい。}で表される金属アルコキシド、及びBa(OH)からなる群より選択される少なくとも1つの触媒と混合して、水を添加せずに、重合させることにより得られ、ここで、一般式(1)で表されるシラノール化合物対一般式(2)で表されるアルコキシシラン化合物及び一般式(3)で表されるアルコキシシラン化合物の合計のモル比は、50:30〜50:70あり、かつ、一般式(2)で表されるアルコキシシラン化合物対一般式(3)で表されるアルコキシシラン化合物のモル比は、70:30〜30:70である、
    (b)光重合開始剤0.1〜20質量部。
  2. (c)光重合性の不飽和結合基を2つ以上有する(a)成分以外の化合物を、(a)成分に対して1〜100質量部でさらに含む、請求項1に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
  3. (d)加水分解性基を2〜4個有するオルガノシラン化合物を共加水分解して重合させることにより得られる三次元網目構造を呈する(a)成分以外のシリコーンレジンを、(a)成分に対して50〜200質量部でさらに含む、請求項1又は2に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
  4. 前記触媒が、一般式(4)で表される金属アルコキシド、及び一般式(5)で表される金属アルコキシドからなる群より選択される少なくとも1つの金属アルコキシドである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
  5. 前記触媒が、一般式(4)で表される金属アルコキシド、一般式(5)で表される金属アルコキシド、及びBa(OH)からなる群より選択される少なくとも1つの触媒と、水酸化カリウム、及び水酸化ナトリウムからなる群から選択される少なくとも1つの触媒との混合物である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
  6. (e)(CHO)−Si−(CH−O−CO−C(CH)=CH、(CHO)−Si−(CH−O−CO−CH=CH、及び(CHO)−Si−(CH−O−CH−CO{左記COはエポキシ基である}からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の有機ケイ素化合物を、(a)成分に対して0.1〜20質量部でさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
  7. (f)チオール基を少なくとも2つ以上含む多価チオール化合物を、(a)成分に対して1〜50質量部でさらに含む、請求項1〜6のいずれかいずれか一項に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
  8. (g)下記一般式(6):
    Figure 0005199336
    {式中、hは、1又は2の整数であり、hが1の場合、Xaは、2価の芳香族基であり、hが、2の場合、Xaは、4価の芳香族基であり、Xcは、ケイ素原子に直接結合する炭素原子を含む2価の有機基であり、dは、1〜3の整数であり、Re及びRfは、炭素数1〜4のアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよく、gは、0、1又は2であり、Rbは、水素原子又は1価の炭化水素基である。}で表されるカルボキシル基含有の有機ケイ素化合物を、(a)成分に対して0.05〜20質量部でさらに含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
  9. (h)非イオン性界面活性剤を、(a)成分に対して0.01〜10質量部でさらに含む、請求項1〜8のいずれかいずれか一項に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
  10. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物を基材上に塗布する工程を含む、ポリオルガノシロキサン膜の形成方法。
  11. 請求項10に記載の方法によって得られるポリオルガノシロキサン膜を、活性光線の照射又は加熱により硬化させて得られる、ポリオルガノシロキサン硬化膜。
  12. 請求項10に記載の方法によってポリオルガノシロキサン膜を基材上に形成する工程、パターニングマスクを介して該膜に活性光線を照射し露光部を光硬化させる工程、現像液を用いて該膜の未硬化の部分を除去する工程、及び基材ごと加熱する工程を含む、ポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンの形成方法。
  13. 請求項12に記載の方法によって得られるポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターン。
  14. 請求項11に記載のポリオルガノシロキサン硬化膜を含む半導体装置。
  15. 請求項13に記載のポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンを含む半導体装置。
  16. 集積回路が形成された結晶基板上に形成されたミクロ構造体と、前記ミクロ構造体を被覆するためのパッケージ材と、前記パッケージ材を前記ミクロ構造体上に支持するためのスペーサー材とを有する半導体装置において、前記スペーサー材が請求項13に記載のポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンである半導体装置。
  17. 集積回路がフォトダイオードを含む、請求項16に記載の半導体装置。
  18. ミクロ構造体がマイクロレンズである、請求項16又は17に記載の半導体装置。
  19. ミクロ構造体上に直接に又は薄膜層を介してポリオルガノシロキサン膜を形成する工程、パターニングマスクを介して該膜に活性光線を照射し露光部を光硬化させる工程、現像液を用いて該膜の未硬化の部分を除去する工程、及び基材ごと加熱する工程を含む、請求項16〜18のいずれか一項に記載の半導体装置を製造する方法。
JP2010502793A 2008-03-10 2009-03-06 感光性ポリオルガノシロキサン組成物 Expired - Fee Related JP5199336B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010502793A JP5199336B2 (ja) 2008-03-10 2009-03-06 感光性ポリオルガノシロキサン組成物

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008059735 2008-03-10
JP2008059735 2008-03-10
JP2010502793A JP5199336B2 (ja) 2008-03-10 2009-03-06 感光性ポリオルガノシロキサン組成物
PCT/JP2009/054320 WO2009113459A1 (ja) 2008-03-10 2009-03-06 感光性ポリオルガノシロキサン組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2009113459A1 JPWO2009113459A1 (ja) 2011-07-21
JP5199336B2 true JP5199336B2 (ja) 2013-05-15

Family

ID=41065128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010502793A Expired - Fee Related JP5199336B2 (ja) 2008-03-10 2009-03-06 感光性ポリオルガノシロキサン組成物

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5199336B2 (ja)
KR (1) KR101215787B1 (ja)
CN (1) CN101965542B (ja)
TW (1) TWI412890B (ja)
WO (1) WO2009113459A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5581684B2 (ja) * 2009-12-17 2014-09-03 Jsr株式会社 感放射線性組成物及び硬化膜
JP2012103679A (ja) * 2010-09-10 2012-05-31 Rohm & Haas Electronic Materials Llc フォトレジスト組成物およびフォトリソグラフィパターンを形成する方法
DE202012013658U1 (de) * 2011-05-18 2019-04-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Verbindungshalbleitersubstrat
TWI547764B (zh) * 2011-07-20 2016-09-01 日產化學工業股份有限公司 含有鈦及矽的微影用薄膜形成組成物
WO2013062303A1 (ko) * 2011-10-25 2013-05-02 대주전자재료 주식회사 변성 실리콘 수지 조성물
WO2017029673A1 (en) * 2015-08-19 2017-02-23 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd 3d polymerizable ceramic inks
CN108350274B (zh) * 2015-11-13 2020-08-14 陶氏东丽株式会社 可固化有机聚硅氧烷组合物及其固化产物
CN105925027A (zh) * 2016-05-18 2016-09-07 安徽省安庆市金誉金属材料有限公司 一种耐污染亲水铝箔涂料
CN108624105B (zh) * 2018-04-26 2020-10-20 太仓中化环保化工有限公司 一种水溶性防污防涂鸦助剂的制备方法
JP7017126B2 (ja) * 2018-07-26 2022-02-08 Jnc株式会社 硬化性組成物
JP7382196B2 (ja) * 2019-09-30 2023-11-16 サカタインクス株式会社 皮膜形成用組成物、該皮膜形成用組成物を塗工してなる積層体、該積層体を用いてなるタッチパネル、及び、硬化皮膜の形成方法
KR102331157B1 (ko) * 2019-10-23 2021-11-26 (주)휴넷플러스 폴리실록산 공중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 수지 조성물

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001004186A1 (de) * 1999-07-13 2001-01-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Organisch modifizierte kieselsäurepolykondensate, deren herstellung und deren verwendung
WO2007086323A1 (ja) * 2006-01-24 2007-08-02 Asahi Kasei Emd Corporation 感光性樹脂組成物
WO2008001706A1 (fr) * 2006-06-29 2008-01-03 Asahi Kasei Emd Corporation Procédé pour la fabrication d'une lentille en plastique
JP2008007642A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Asahi Kasei Electronics Co Ltd ハイブリッド感光性樹脂組成物

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005002960A1 (de) * 2005-01-21 2006-08-03 Leibniz-Institut Für Neue Materialien Gemeinnützige Gmbh Kompositzusammensetzung für mikrogemusterte Schichten mit hohem Relaxationsvermögen, hoher chemischer Beständigkeit und mechanischer Stabilität
JP4799429B2 (ja) * 2006-01-25 2011-10-26 旭化成イーマテリアルズ株式会社 感光性樹脂組成物

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001004186A1 (de) * 1999-07-13 2001-01-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Organisch modifizierte kieselsäurepolykondensate, deren herstellung und deren verwendung
WO2007086323A1 (ja) * 2006-01-24 2007-08-02 Asahi Kasei Emd Corporation 感光性樹脂組成物
WO2008001706A1 (fr) * 2006-06-29 2008-01-03 Asahi Kasei Emd Corporation Procédé pour la fabrication d'une lentille en plastique
JP2008007642A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Asahi Kasei Electronics Co Ltd ハイブリッド感光性樹脂組成物

Also Published As

Publication number Publication date
KR101215787B1 (ko) 2012-12-26
KR20100099317A (ko) 2010-09-10
JPWO2009113459A1 (ja) 2011-07-21
TW201005443A (en) 2010-02-01
WO2009113459A1 (ja) 2009-09-17
TWI412890B (zh) 2013-10-21
CN101965542A (zh) 2011-02-02
CN101965542B (zh) 2013-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5199336B2 (ja) 感光性ポリオルガノシロキサン組成物
JP5388331B2 (ja) ポリオルガノシロキサン組成物
JP4932527B2 (ja) ポリオルガノシロキサン組成物
JP5525821B2 (ja) 感光性樹脂組成物
JP4938571B2 (ja) 感光性樹脂組成物
KR101121936B1 (ko) 감광성 수지 조성물
JP2011202127A (ja) 感光性樹脂組成物及び硬化物
WO2013157643A1 (ja) ラジカル架橋性基を有するポリシロキサン組成物
JP2009019093A (ja) ポリオルガノシロキサン
JP5179972B2 (ja) 感光性ポリオルガノシロキサン組成物、ポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターン及びその形成方法、並びに半導体装置及びその製造方法
JP2008203613A (ja) ポリオルガノシロキサン組成物
JP4932528B2 (ja) 硬化レリーフパターン付き基材の製造方法
JP5411919B2 (ja) ポリオルガノシロキサン組成物
JP6022870B2 (ja) 感光性樹脂組成物
JP2019020522A (ja) 感光性樹脂組成物、硬化膜および電子装置
JP5142622B2 (ja) ポリオルガノシロキサン組成物
JP2008141137A (ja) 半導体装置用絶縁膜
JP2015068930A (ja) 感光性樹脂組成物
TW202417548A (zh) 共改質分支狀有機聚矽氧烷、含有其之高能量線硬化性組成物及其用途
TW202424061A (zh) 含有酚性羥基之分支狀有機聚矽氧烷、含有其之高能量線硬化性組成物及其用途

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120106

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120925

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130207

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160215

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5199336

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees