JP5556051B2 - 樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂組成物および半導体装置に関する。

近年、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）
技術を利用し、ＭＥＭＳ素子を備えたセンサや共振器、通信用デバイスなどが注目されている。ＭＥＭＳ素子は、半導体基板等の基板上に半導体製造技術を用いて作製された、微小な構造体からなる機能素子である。この構造体は、電気的な力、または加速度などの外力で変形する片持ち梁や両持ち梁構造を有する板状体を備えている。

この、半導体基板上に板状体を形成する場合、まず、凹部を有する半導体基板の凹部に、板状体および他の膜材料に対して選択エッチング可能な犠牲層を埋め込む。次いで、周知のＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｔｃｈｉｎｇ）技術により半導体基板の平坦化を実施する。さらに、平坦化した半導体基板上に、圧電膜や可動電極を有する板状体を形成する。最後に、ウェットプロセス等のエッチング処理により、犠牲層を除去することにより、板状体と半導体基板との間に間隙を形成し、ＭＥＭＳ素子等を作製する。

このように、ウェットプロセス等のエッチング処理により犠牲層を除去する場合、犠牲層を完全に除去できない場合があったり、また、半導体基板にダメージを与えてしまう場合があった。また、犠牲層を除去するのに、エッチング処理が必須であるため、製造プロセスが煩雑であり、また、高額な設備投資が必要であるため、半導体装置を安価に作製できないという問題もあった。さらに、ウェットプロセスで犠牲層を除去する場合、酸、アルカリまたは有機溶剤を使用するため、環境に配慮した製造プロセスで半導体装置を作製することが困難であった。

特開２００４−１１４０号公報

本発明の目的は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、凹部を有する基板の凹部に樹脂組成物を充填して平坦部を形成し、平坦部と接するように、基板の一端側より他端側に延在する板状体を配置した後、樹脂組成物を加熱することにより、基板と板状体との間に間隙を形成する場合において、基板に対するダメージが少なく、また、安価に半導体装置が作製でき、さらに、環境に配慮した製造プロセスで半導体装置を製造することができる樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（２１）に記載の本発明により達成される。
（１）凹部を有する基板の該凹部に樹脂組成物を充填して平坦部を形成し、前記平坦部と接するように、前記基板の一端側より他端側に延在する板状体を配置した後、該樹脂組成物を加熱することにより、前記基板と前記板状体との間に間隙を形成するための樹脂組成物であって、前記樹脂組成物が、加熱により熱分解する樹脂を含むことを特徴とする樹脂組成物、
（２）前記加熱により熱分解する樹脂の熱分解温度が、１００〜５００℃である、請求項
１に記載の樹脂組成物、
（３）前記加熱により熱分解する樹脂の重量平均分子量が、１０，０００〜１，０００，０００である、（１）または（２）に記載の樹脂組成物、
（４）前記加熱により熱分解する樹脂が、ポリノルボルネン系樹脂またはポリカーボネート系樹脂を含むものである、（１）または（３）のいずれかに記載の樹脂組成物、
（５）前記ポリノルボルネン系樹脂が、下記一般式（１）表される構造単位を含む、（４）に記載の樹脂組成物
ここでＲ^１とＲ^４は独立に水素、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基を表し、Ｒ^２とＲ^３は独立に水素、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基、または、置換基（２）を表す。
Ｒ^９は独立に水素、メチルまたはエチルであり、Ｒ^１０、Ｒ^１１およびＲ^１２は独立に線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルコキシ基、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキルカルボニルオキシ基、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキルペルオキシ基そして置換もしくは未置換の炭素数６〜２０のアリールオキシ基を表し、ｍは０〜４の数であり、そしてｎは０〜５の数であり、そして置換基Ｒ^２とＲ^３の少なくとも一方は置換基（２）によって表されるシリル基を含む。
（６）前記ポリノルボルネン系樹脂が、前記一般式（１）で表される構造単位と、下記一般式（３）で示される構造単位と、を有する樹脂である、（４）または（５）に記載の樹脂組成物、
ここでＲ^５〜Ｒ^８は独立に水素、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基、芳香族基、脂環族基を表し、Ｒ^５〜Ｒ^８の少なくとも一つは、線状または分岐状の炭素数１〜
２０のアルキル基、芳香族基、脂環族基を含む。
（７）前記一般式（１）で表される構造単位と、前記一般式（３）で示される構造単位と、を有する樹脂中、前記一般式（１）で表される構造単位の含有量が１ｍｏｌ％以上である（６）に記載の樹脂組成物、
（８）前記置換基（２）中のＲ^１０、Ｒ^１１またはＲ^１２の少なくとも１つが、線状もしくは分岐状の炭素数１〜１０のアルコキシ基から選ばれる少なくとも１種であり、かつ、Ｒ^９が水素である、（５）ないし（７）のいずれかに記載の樹脂組成物、
（９）前記置換基（２）中のＲ^１０、Ｒ^１１およびＲ^１２のそれぞれが同一であり、かつ、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基およびフェノキシ基から選ばれる少なくとも１種である、（５）ないし（８）のいずれかに記載の樹脂組成物、
（１０）前記置換基（２）中のｎが０であり、かつ、Ｒ^１０、Ｒ^１１およびＲ^１２がそれぞれエトキシ基である、（５）ないし（９）のいずれかに記載の樹脂組成物、
（１１）前記一般式（１）中のＲ^２またはＲ^３のいずれかが、トリエトキシシリル基である、（５）ないし（１０）のいずれかに記載の樹脂組成物、
（１２）前記一般式（３）中のＲ^５またはＲ^６のいずれかが、線状の炭素数１〜１０のアルキル基である、（６）ないし（１１）のいずれかに記載の樹脂組成物
（１３）前記一般式（３）中のＲ^５またはＲ^６のいずれかが、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基から選ばれる少なくとも１種である、（６）ないし（１２）のいずれかに記載の樹脂組成物、
（１４）前記一般式（１）中のｍが、０または１である、（５）ないし（１３）のいずれかに記載の樹脂組成物、
（１５）前記一般式（３）中のｐが、０または１である、（６）ないし（１４）のいずれかに記載の樹脂組成物、
（１６）前記ポリカーボネート系樹脂が、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、シクロヘキサンカーボネート、シクロヘキサンプロピレンカーボネート、ノルボルネンカーボネートからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の構造単位を有する、(４)に記載の樹脂組成物、
（１７）前記樹脂組成物が、光開始剤を含む、（１）ないし（１６）のいずれかに記載の樹脂組成物、
（１８）前記樹脂組成物が、増感剤を含む、（１）ないし（１７）のいずれかに記載の樹脂組成物、
（１９）前記樹脂組成物が、酸化防止剤を含む、（１）ないし（１８）のいずれかに記載の樹脂組成物、
（２０）（１）ないし（１９）のいずれかに記載の樹脂組成物を用いて、凹部を有する基板の該凹部に該樹脂組成物を充填して平坦部を形成し、前記平坦部と接するように、前記基板の一端側より他端側に延在する板状体を配置した後、該樹脂組成物を加熱することにより、前記基板と前記板状体との間に間隙を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法、
（２１）（１）ないし（１９）のいずれかに記載の樹脂組成物を用いて作製してなる、基板と板状体との間に間隙を有することを特徴とする半導体装置。

また、本発明によれば、凹部を有する基板の凹部に樹脂組成物を充填して平坦部を形成し、平坦部と接するように、基板の一端側より他端側に延在する板状体を配置した後、樹脂組成物を加熱することにより、基板と板状体との間に間隙を形成場合において、基板に対するダメージが少なく、また、安価に半導体装置が作製でき、さらに、環境に配慮した製造プロセスで半導体装置を製造することができる樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置を得ることができる。

本発明の半導体装置の一例を示す断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。

本発明の樹脂組成物は、凹部を有する基板の該凹部に樹脂組成物を充填して平坦部を形成し、前記平坦部と接するように、前記基板の一端側より他端側に延在する板状体を配置した後、該樹脂組成物を加熱することにより、前記基板と前記板状体との間に間隙を形成するための樹脂組成物であって、該樹脂組成物が、加熱により熱分解する樹脂を含むものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ポリノルボルネン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエステル系樹脂等の加熱により熱分解する樹脂を含むことが好ましい。これらの中でも、凹部を有する基板の該凹部を充填した際の機械特性および樹脂組成物を加熱した際の熱分解性に優れる、ポリノルボルネン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂を含むことが好ましい。これらの樹脂は、単独でも２種以上混合して用いてもよい。

前記加熱により熱分解する樹脂の熱分解温度は、特に限定されないが、１００〜５００℃であることが好ましく、１５０〜４５０℃であることが特に好ましく、２５０〜４００℃であることがさらに好ましい。熱分解温度を上記範囲とすることで、基板の凹部に樹脂組成物を充填して平坦部を形成した後に、半導体装置加工プロセスにおける熱履歴が掛かった場合でも、樹脂組成物が熱分解してしまうのを抑制することができるため、確実に、前記平坦部と接するように、前記基板の一端側より他端側に延在する板状体を配置することができる。

ここで、前記熱分解温度は、以下の方法により測定することができる。
加熱により熱分解する樹脂を約１０ｍｇ精秤し、ＴＧ／ＤＴＡ装置により５０％重量減少温度を測定（雰囲気：窒素、サンプル重量：約１０ｍｇ、昇温速度：５℃／分）し、その温度を熱分解温度とする。

前記加熱により熱分解する樹脂の重量平均分子量は、１０，０００〜１，０００，０００であることが好ましく、３０，０００〜８００，０００であることが特に好ましい。重量平均分子量を上記範囲とすることで、基板凹部への充填性および良好な熱分解性を両立することができる。

本発明の樹脂組成物は、前記加熱により熱分解する樹脂を１〜９０重量％含有することが好ましく、３〜８０重量％含有することが特に好ましく、さらに５〜５０重量％含有することが好ましい。前記加熱により熱分解して揮散する樹脂の含有量を上記範囲とすることで、前記樹脂組成物の基板凹部への埋込み性および熱分解性を両立することができる。

前記ポリノルボルネン系樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、下記一般式（１）で示される構造単位を含むものを挙げることができる。

（ここでＲ^１とＲ^４は独立に水素、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基を表し、Ｒ^２とＲ^３は独立に水素、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基、または、置換基（２）を表す。）

（Ｒ^９は独立に水素、メチルまたはエチルであり、Ｒ^１０、Ｒ^１１およびＲ^１２は独立に線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルコキシ基、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキルカルボニルオキシ基、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキルペルオキシ基そして置換もしくは未置換の炭素数６〜２０のアリールオキシ基を表し、ｍは０〜４の数であり、そしてｎは０〜５の数であり、そして置換基Ｒ^２とＲ^３の少なくとも一方は置換基（２）によって表されるシリル基を含む。）

前記一般式（１）で示される構造単位中のＲ^１およびＲ^４は、独立に水素、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基を表し、特に限定されるものではないが、熱分解性に優れる水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の線状アルキル基および分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基が好ましい。

前記一般式（１）で示される構造単位中のｍは、０〜４の整数であれば、特に限定されるものではないが、ｍは０または１であることが好ましい。ｍが０または１であることにより、熱分解性および樹脂組成物を構成する他の樹脂成分や溶媒との相溶性を向上することができる。

前記ｍが０または１である場合、前記一般式（１）で示される構造単位は、下記一般式（４）または（５）で示すことができる。

前記置換基（２）中のＲ^９〜Ｒ^１２は、特に限定されるわけではないが、Ｒ^１０、Ｒ^１１およびＲ^１２の少なくとも一つが線状または分岐状の炭素数１〜１０のアルコキシ基、Ｒ^９が水素であることが好ましく、Ｒ^１０、Ｒ^１１およびＲ^１２は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基およびペンチロキシ基からなる群より選択されるものがさらに好ましく、さらに、Ｒ^１０、Ｒ^１１およびＲ^１２は同一であることが特に好ましい。より具体的には、Ｒ^１０、Ｒ^１１およびＲ^１２がすべてエトキシ基であることが好ましく、Ｒ^９〜Ｒ^１２を上記構成とすることにより、基板に対する密着性、半導体装置加工時の機械特性を両立することができる。

前記置換基（２）中のｎは、０〜５の整数であり、特に限定されるわけではないが、ｎは０であることが好ましい。ｎが０である時、シリル基はケイ素−炭素結合を介して多環式環に直接結合しており、熱分解性および半導体装置加工時の機械特性を両立することができる。

前記一般式（１）で示される構造単位としては、特に限定されるわけではないが、５−トリエトキシシリルノルボルネン、５−トリメチルシリルノルボルネン、５−トリメトキシシリルノルボルネン、５−メチルジメトキシシシリルノルボルネン、５−ジメチルメトキシノルボルネン等が挙げられ、これらの中でも、基板に対する密着性に優れる５−トリエトキシシリルノルボルネンが特に好ましい。

前記ノルボルネン系樹脂は、特に限定されるわけではないが、前記一般式（１）で示される構造単位と、下記一般式（３）で示される構造単位と、を有することが好ましい。前記一般式（３）で示される構造単位を有することにより、樹脂組成物を構成する他の樹脂成分や溶媒との相溶性を向上することができる。

（ここでＲ^５〜Ｒ^８は独立に水素、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基、芳香族基、脂環族基を表し、Ｒ^５〜Ｒ^８のいずれか一つは、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基、芳香族基、脂環族基を含む。）

前記一般式（３）で示される構造単位中のＲ^５〜Ｒ^８は、水素、線状または炭素数１〜
２０のアルキレン基、芳香族基、脂環族基を表し、Ｒ^５〜Ｒ^８のいずれか一つは線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基、芳香族基、脂環族基を含むものである。

前記水素、線状または炭素数１〜２０のアルキル基、芳香族基、脂環族基としては、特に限定されるものではないが、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の線状アルキレンおよび分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基、フェニル基、ナフチル基等の芳香族基、ジヒドロジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、メチルテトラシクロドデセン、テトラシクロドデカジエン、ジメチルテトラシクロドデセン、エチルテトラシクロドデセン、エチリデニルテトラシクロドデセン、フエニルテトラシクロドデセン、シクロペンタジエンの三量体等の脂環族基等が挙げられる。

また、前記Ｒ^５〜Ｒ^８のいずれか一つは、熱分解性に優れる水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の線状アルキレンおよび分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基が好ましい。

前記一般式（３）で示される構造単位中のｐは、０〜４の整数であれば、特に限定されるものではないが、ｐは０または１であることが好ましい。ｐが０または１であることにより、熱分解性および樹脂組成物を構成する他の樹脂成分や溶媒との相溶性を向上することができる。

前記一般式（３）で示される構造単位としては、特に限定されるわけではないが、例えば、５−メチルノルボルネン、５−エチルノルボルネン、５−プロピルノルボルネン、５−ブチルノルボルネン、５−ペンチルノルボルネン、５−ヘキシルノルボルネン、５−へプチルノルボルネン、５−オクチルノルボルネン、５−ノニルノルボルネン、５−デシルノルボルネン等が挙げられる。

前記一般式（１）で表される構造単位と、前記（３）で表される構造単位と、を有する樹脂中、前記一般式（１）で表される構造単位の含有量は、１〜９５ｍｏｌ％であることが好ましく、３〜９０ｍｏｌ％であることが特に好ましい。含有量を上記範囲とすることで、基板に対する密着性と樹脂組成物の保存安定性を両立することができる。

前記ポリカーボネート系樹脂としては、特に限定されるものではないが、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、シクロヘキサンカーボネート、シクロヘキサンプロピレンカーボネート、ノルボルネンカーボネート、［（オキシカルボニルオキシ−１，１，４，４−テトラメチルブタン）−ａｌｔ−（オキシカルボニルオキシ−５−ノルボルネン−２−ｅｎｄｏ−３−ｅｎｄｏ−ジメタン）］、［（オキシカルボニルオキシ−１，４−ジメチルブタン）−ａｌｔ−（オキシカルボニルオキシ−５−ノルボルネン−２−ｅｎｄｏ−３−ｅｎｄｏ−ジメタン）］、［（オキシカルボニルオキシ−１，１，４，４−テトラメチルブタン）−ａｌｔ−（オキシカルボニルオキシ−ｐ−キシレン）］、ポリ［（オキシカルボニルオキシ−１，４−ジメチルブタン）−ａｌｔ−（オキシカルボニルオキシ−ｐ−キシレン）］からなる群より選ばれる少なくとも１種以上の構造単位を有することが好ましく、これらの中でも、熱分解性と加工時の樹脂組成物の機械特性を両立することができるプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、シクロヘキサンカーボネート、シクロヘキサンプロピレンカーボネート、ノルボルネンカーボネートが特に好ましい。

前記樹脂組成物は、光開始剤を含有しても良い。光開始剤としては、特に限定されるものではないが、光ラジカル開始剤、光酸発生剤等が挙げられる。樹脂組成物が、光開始剤
を含有することにより、露光・現像工程を経ることにより、所望の位置に樹脂組成物を形成することができる。

前記光ラジカル開始剤は、化学線を照射することにより２種またはそれ以上の化合物に分解し、前記化合物の１つ以上はフリーラジカルを有する化合物であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド（Ｉｒｇａｃｕｒｅ ８１９、Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌｓ Ｉｎｃ．）、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニ
ル）−ブタノン−１（Ｉｒｇａｃｕｒｅ ３６９、Ｃｉｂａ）、２，２−ジメトキシ−１
，２−ジフェニルエタン−１−オン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ ６５１、Ｃｉｂａ）、２−メチル−１［４−（メチルチオ）−フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７、Ｃｉｂａ）、ベンゾインエチルエーテル（ＢＥＥ、Ａｌｄｒｉｃｈ）、２−メチル−４’−（メチルチオ）−２−モルホリノ−プロピオフェノン、２，２’−ジメトキシ−２−フェニル−アセトフェノン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ１３００、Ｃｉｂａ）、２，６−ビス（４−アジドベンジリデン）−４−エチルシクロヘキサノン（ＢＡＣ−Ｅ）等が挙げられる。

前記光酸発生剤は、化学線の照射することにより酸を発生する化合物であれば、特に限定されるものではなく、例えば、求核ハロゲン化物、錯金属ハライド陰イオン等が挙げられる。より具体的には、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート−４−メチルフェニル［４−（１−メチルエチル）フェニル］ヨードニウム（ＤＰＩ−ＴＰＦＰＢ）、トリス（４−ｔ−ブチルフェニル）スルホニウムテトラキス−（ペンタフルオロフェニル）ボレート（ＴＴＢＰＳ−ＴＰＦＰＢ）、トリス（４−ｔ−ブチルフェニル）スルホニウムヘキサフルオロホスフェート（ＴＴＢＰＳ−ＨＦＰ）、トリフェニルスルホニウムトリフレート（ＴＰＳ−Ｔｆ）、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムトリフレート（ＤＴＢＰＩ−Ｔｆ）、トリアジン（ＴＡＺ−１０１）、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート（ＴＰＳ−１０３）、Ｒｈｏｄｏｓｉｌ（商品名）、Ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ ２０７４（ＦＡＢＡ）、トリフェニルスルホニウムビス（パ
ーフルオロメタンスルホニル）イミド（ＴＰＳ−Ｎ１）、ジ−（ｐ−ｔ−ブチル）フェニルヨードニウム、ビス（パーフルオロメタンスルホニル）イミド（ＤＴＢＰＩ−Ｎ１）、トリフェニルスルホニウム、トリス（パーフルオロメタンスルホニル）メチド（ＴＰＳ−Ｃ１）、ジ−（ｐ−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムトリス（パーフルオロメタンスルホニル）メチド（ＤＴＢＰＩ−Ｃ１）等が挙げられる。

前記光開始剤の含有量は、加熱により熱分解する樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部であることが好ましく、０．５〜５重量部であることが解くに好ましい。

上述したように、本発明の樹脂組成物は光に対する感度は高いものであるが、その用途
や成型条件により、必要に応じて増感剤を添加することもできる。増感剤は、特定のタイプまたは波長の光に対する感光剤の反応性を発現あるいは増大させる機能を有する成分である。

前記増感剤としては、 特に限定されるものではないが、例えば、アントラセン、フェ
ナントレン、クリセン、ベンツピレン、フルオランテン、ルブレン、ピレン、キサントン、インダンスレン、チオキサンテン−９−オン、２‐イソプロピル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン、４−イソプロピル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン、１−クロロ−４‐プロポキシチオキサントン、およびこれらの混合物等が挙げられる。このような増感剤の含有量は、前述した感光剤１００重量部に対して、１００重量部以下であるのが好ましく、２０重量部以下であるのがより好ましい。

また、本発明の樹脂組成物は、上記成分の他、例えば、酸捕捉剤を含んでいてもよい。前記酸捕捉剤は、光の照射により発生した酸が、光を照射していない部位に拡散するのを防止する機能を有する成分である。すなわち、光を照射していない部位の不本意な硬化を防止する機能を有する成分である。このような酸捕捉剤を含むことにより、パターンニング精度をより高いものとすることができる。

前記酸捕捉剤としては、例えば、トリ（ｎ−プロピル）アミン、トリエチルアミン、下記一般式（６）で表される化合物、および、下記一般式（７）で表される化合物等に代表されるアミン（二級アミン、三級アミン）、およびこれらの混合物等が挙げられる。

（一般式（６）中、Ｒ^１３は、Ｈ、または、アルキル基である。）

（一般式（７）中、Ｒ^１４〜Ｒ^１８は、Ｈ、または、任意の２つがメチル基で残りがＨである。）

これらの中でも、上記一般式（６）で表される化合物、上記一般式（７）で表される化
合物からなる群から選択される少なくとも１種の化合物を用いるのが好ましく、上記一般式（６）で表される化合物を用いるのがより好ましい。これにより、樹脂組成物の光に対する感度を高いものとしつつ、光を照射していない部位の不本意な硬化をより効果的に防止することができる。

前記酸捕捉剤の含有量は、前述した感光剤１００重量部に対して、０．０１〜２重量部であるのが好ましく、０．０２〜１重量部であるのがより好ましい。これにより、光を照射していない部位の不本意な硬化をさらに効果的に防止することができる。

また、本発明の樹脂組成物は、酸化防止剤を含んでいてもよい。前記酸化防止剤は、望ましくない酸の発生や、樹脂組成物の自然酸化を防止する機能を有している。

前記酸化防止剤としては、特に限定されるわけではないが、例えば、ニューヨーク州タリータウンのＣｉｂａ Ｆｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から入手可能なＣｉｂａ（登録商標、以下同様である。） ＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標、以下同様である。） １０７６およびＣｉｂａ ＩＲＧＡＦＯＳ（登録商標、以下同様である。） １６８が好適に用いられる。

また、他の酸化防止剤としては、例えば、Ｃｉｂａ Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標、以下
同様である。） １２９、Ｃｉｂａ Ｉｒｇａｎｏｘ １３３０、Ｃｉｂａ Ｉｒｇａｎｏｘ
１０１０、Ｃｉｂａ Ｃｙａｎｏｘ（登録商標、以下同様である。） １７９０、Ｃｉｂ
ａ Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標） ３１１４、Ｃｉｂａ Ｉｒｇａｎｏｘ ３１２５等を用いることもできる。

前記酸化防止剤の含有量は、加熱により０熱分解する樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部であるのが好ましく、０．５〜５重量部であるのがより好ましい。

また、本発明の樹脂組成物は、架橋促進剤を含んでいてもよい。前記架橋促進剤は、樹
脂組成物中に添加することによってその架橋反応をより効果的なものとし、成形性や物理特性を改善する機能を有する成分である。

前記架橋促進剤としては、特に限定されるわけではないが、例えば、１，４−ブタンジオールジビニルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジビニルエーテル、１，８−オクタンジオールビニルエーテル、１，４−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、１，２−エチレングリコールジビニルエーテル、１，３−プロピレングリコールジビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、１，４−ブタンジオールビニルエーテル、１，６−ヘキサンジオールビニルエーテル、および１，８−オクタンジオールビニルエーテル、およびこれらの混合物等が挙げられる。これらの中でも、特に、１，４−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテルを用いるのが好ましい。

前記架橋促進剤の含有量は、加熱により熱分解する樹脂１００重量部に対して、０．１〜５０重量部であるのが好ましく、１〜１０重量部であるのがより好ましい。

また、本発明の樹脂組成物は、密着助剤を含んでいてもよい。前記密着助剤は、樹脂組成物を硬化させて得られた部材と、当該部材が設けられる基板との結合強度を向上させる機能を有する成分である。

前記密着助剤としては、特に限定されるわけではないが、例えば、３−グリシドオキシ
プロピルトリメトキシシラン、３−グリシドオキシプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシランおよび下記一般式（８）で示される化合物等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

（ここで、ｚは０、１または２であり、Ｒ^１９は炭素数１〜２０の直鎖状、分枝鎖状、そして環状のアルキレン基、２〜６個の炭素原子を含有するアルキレンオキシドおよびポリ［アルキレンオキシド］（ここで、前記反復基のアルキレン部分は２〜６個の炭素原子を含有し、そして前記ポリ［アルキレンオキシド］は５０〜１０００の分子量を有する）から選ばれる連結基であり、それぞれ存在するＲ^２０の各々は炭素数１〜４の直鎖状の、および分枝鎖状のアルキルから独立して選ばれ、そして存在するＲ^２１の各々は、Ｈおよび炭素数１〜４の直鎖状および分枝鎖状のアルキルから選ばれる。）

これら中でも、特に、３−グリシドオキシプロピルトリメトキシシランを用いるのが好ましい。

前記密着助剤の含有量は、加熱により熱分解する樹脂１００重量部に対して、０．１〜５０重量部であるのが好ましく、１〜２０重量部であるのがより好ましい。

また、本発明の樹脂組成物は、溶剤を含んでいてもよい。前記溶剤を含有させることにより、樹脂組成物の塗布性を向上させることができる。

前記溶媒としては、特に限定されるわけではないが、例えば、炭化水素溶媒、芳香族溶媒、脂環式環状エーテル、環状エーテル、アセテート、エステル、ラクトン、ケトン、アミド、脂肪族モノ−および脂肪族マルチビニルエーテル、脂環式モノ−およびマルチビニルエーテル、芳香族モノ−およびマルチビニルエーテル、環状カーボネート、これらを含む混合液等が挙げられる。

より具体的には、メシチレン、デカリン、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、炭酸プロピレン、アニソール、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、酢酸Ｎ−ブチル、ジグライム、３−エトキシプロピオン酸エチル、及びこれらの組合によって構成されることができるが、これらの溶媒に限定されるものではない。

（半導体装置）
図１は、本発明の半導体装置の一例を示す断面図である。
半導体装置１０は、シリコンからなる半導体基板１の表面に、複数のＮ型領域２とＰ型
領域３が隣接して形成されている。そして、Ｎ型領域２上には、ＳｉＯ_２からなる支持部４が形成され、ポリシリコンの薄膜からなる板状体５を支持している。板状体５と半導体基板１のＮ型領域２とＰ型領域３との間には、間隙６が形成されたこの間隙６は、前述の樹脂組成物を熱分解することにより形成することができるため、酸またはアルカリでエッチング処理により樹脂組成物を除去する場合に発生する、半導体基板１等のダメージを低減することができる。また、樹脂組成物を加熱することにより、間隙６を形成することができるため、エッチング処理により樹脂組成物を除去する場合に比べて、安価に半導体装置を作製することができる。さらに、酸またはアルカリ等の薬液を使用することがないため、環境に配慮した製造プロセスを設計することができる。このように形成されたＭＥＭＳ素子１０は半導体基板１の一端側より他端側に延在する板状体５を備え、板状体５が半導体基板１の厚み方向に変形可能に構成されている。

（半導体装置の製造方法）
図２〜１０は、本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。
シリコンからなる半導体基板１１（図２参照）を用意し、半導体基板１１の表面にフォトレジスト膜１２を形成し、次にＮ型領域１３を形成する部分のフォトレジスト膜１２を剥離する。残されたフォトレジスト膜１２をマスクとして、それ以外の部分にリン（Ｐ）イオンを半導体基板１１に注入し、Ｎ型領域１３を形成する（図３参照）。次いで、フォトレジスト膜１２を剥離し、新たにフォトレジスト膜１４を形成する。そして、Ｐ型領域を形成する部分のフォトレジスト膜１４を除去する。フォトレジスト膜１４をマスクとして、ホウ素（Ｂ）イオンを半導体基板１１に注入し、Ｐ型領域１５を形成する（図４参照）。その後、フォトレジスト膜１４を剥離する（図５参照）。

次に、半導体基板１１の表面にＮ型領域１３とＰ型領域１５が隣接した不純物層の上に、熱酸化により、ＳｉＯ_２層１６を形成する。ここでは、およそ１μｍ程度のＳｉＯ_２層１６を形成する（図６参照）。

次に、ドライエッチング等の手法により、ＳｉＯ_２層１６を除去することにより凹部１７を形成し（図７参照）、ＳｉＯ_２層１６からなる支持部１８上および凹部１７に本発明の樹脂組成物１９を形成する（図８参照）。樹脂組成物の形成方法は、特に限定されるわけではなく、印刷、スピンコーティング、スプレー、メニスカス等の方法により行うことができる。

次に、ＣＭＰ等の一般的に手法を用いることにより、樹脂組成物１９を研磨することにより、ＳｉＯ_２層１６からなる支持部１８表面を平坦化する（図９参照）。

次に、ＳｉＯ_２層１６からなる支持部１８上および樹脂組成物１９上にポリシリコンの板状体２１を成膜する（図１０参照）。さらに、加熱することにより、凹部１７を充填している樹脂組成物１９を加熱により熱分解させ、凹部１７を形成する（図１１参照）。前記加熱温度は、特に限定されるわけではないが、１００〜５００℃が好ましく、１５０〜４５０℃が特に好ましく、さらに、２５０〜４００℃であることが好ましい。加熱温度を前記範囲とすることで、半導体装置の熱ダメージを低減することができるため、信頼性に優れた半導体装置を作製することができる。

上記半導体装置および半導体装置の製造方法においては、ＭＥＭＳ素子の形成方法について示したが、本発明の樹脂組成物は、これに限定されるものではなく、ＭＥＭＳ素子以外の基板に凹部を形成する場合にも有用に用いることができる。

以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

（実施例１）
１．加熱により熱分解する樹脂（ブチルノルボルネン／トリエトキシシリルノルボルネン共重合体）の合成
ブチルノルボルネン（２５．６７ｇ，０．１７１ｍｏｌ）、トリエトキシシリルノルボルネン（４．７８ｇ，０．０１９ｍｏｌ）、トリエチルシラン（０．０１１ｇ，９．３２×１０^−５ｍｏｌ）、エタノール（０．１０ｇ，２．２４×１０^−３ｍｏｌ）およびトルエン（１７０．０ｇ）を、５００ｍＬのシーラムボトル内で混合し、オイルバスで８０℃で加熱して溶液を形成した。この溶液に、［Ｐｄ（Ｐ（ｉＰｒ）_３）_２（ＯＣＯＣＨ_３）（ＮＣＣＨ_３）］テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート（０．０１８ｇ，１．４９×１０^−５ｍｏｌ）を、濃縮ジクロロメタン溶液の形態で加えた。添加後、得られた混合物を８０℃で９時間維持した。勢いよく攪拌した反応混合物にメタノールを滴下すると共重合体が沈殿した。沈殿した共重合体をろ過して集め、６０℃のオーブンで真空で乾燥させた。次に、共重合体の分子量を、ＴＨＦを溶媒としてＧＰＣ法で測定すると（ポリスチレン換算）、重量平均分子量２４８，０００、数平均分子量９６，０００であった。

２．樹脂組成物の作製
得られたブチルノルボルネン／トリエトキシシリルノルボルネン共重合体をメシチレンに溶解し、樹脂濃度２０％の樹脂組成物を作製した。

３．熱分解温度の測定
得られた樹脂組成物を８インチシリコンウエハに塗布し、１２０℃、５分乾燥することによりメシチレン溶媒を除去し、厚さ１０μの塗布膜を作製した。作製した塗布膜をシリコンウエハから剥がし、ＴＧ／ＤＴＡ装置（ＳＩＩ（株）社製、ＴＧ／ＤＴＡ６２００型）により５０％重量減少温度を測定（雰囲気：窒素、サンプル重量：約１０ｍｇ、昇温速度：５℃／分）したところ４３９℃であった。

（実施例２）
１．樹脂組成物の作製
重量平均分子量が２５０，０００のポリプロピレンカーボネートＱＰＡＣ４０(Ｅｍｐ
ｏｗｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ社製)をγ−ブチロラクトンに溶解し、樹脂濃度１５％の樹
脂組成物を作製した。

２．熱分解温度の測定
得られた樹脂組成物を８インチシリコンウエハに塗布し、１２０℃、５分乾燥することによりメシチレン溶媒を除去し、厚さ１０μの塗布膜を作製した。作製した塗布膜をシリコンウエハから剥がし、ＴＧ／ＤＴＡ装置（ＳＩＩ（株）社製）により５０％重量減少温度を測定（雰囲気：窒素、サンプル重量：約１０ｍｇ、昇温速度：５℃／分）したところ２１０℃であった。

１、１１ 半導体基板
２、１３ Ｎ型領域
３、１５ Ｐ型領域
４、１８ 支持部
５、２１ 板状体
６ 間隙
１０、２０ 半導体装置
１２、１４ フォトレジスト膜
１６ ＳｉＯ_２層
１７ 凹部
１９ 樹脂組成物
２１ 板状体

Claims (20)

1. 凹部を有する基板の該凹部に樹脂組成物を充填して平坦部を形成し、前記平坦部と接するように、前記基板の一端側より他端側に延在する板状体を配置した後、該樹脂組成物を加熱することにより、前記基板と前記板状体との間に間隙を形成するための樹脂組成物であって、
   前記板状体は、前記基板の厚み方向に変形可能に構成されており、
   前記樹脂組成物が、加熱により熱分解する樹脂を含み、
   前記加熱により熱分解する樹脂が、ポリノルボルネン系樹脂またはポリカーボネート系樹脂を含むものであることを特徴とする樹脂組成物。
2. 前記加熱により熱分解する樹脂の熱分解温度が、１００〜５００℃である、請求項１に記載の樹脂組成物。
3. 前記加熱により熱分解する樹脂の重量平均分子量が、１０，０００〜１，０００，０００である、請求項１または２に記載の樹脂組成物。
4. 前記ポリノルボルネン系樹脂が、下記一般式（１）表される構造単位を含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の樹脂組成物。
   
   ここでＲ^１とＲ^４は独立に水素、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基を表し、Ｒ^２とＲ^３は独立に水素、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基、または、置換基（２）を表す。
   
   Ｒ^９は独立に水素、メチルまたはエチルであり、Ｒ^１０、Ｒ^１１およびＲ^１２は独立に線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルコキシ基、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキルカルボニルオキシ基、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキルペルオキシ基そして置換もしくは未置換の炭素数６〜２０のアリールオキシ基を表し、ｍは０〜４の数であり、そしてｎは０〜５の数であり、そして置換基Ｒ^２とＲ^３の少なくとも一方は置換基（２）によって表されるシリル基を含む。
5. 前記ポリノルボルネン系樹脂が、前記一般式（１）で表される構造単位と、下記一般式（３）で示される構造単位と、を有する樹脂である、請求項４に記載の樹脂組成物。
   
   ここでＲ^５〜Ｒ^８は独立に水素、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基、芳香族基、脂環族基を表し、Ｒ^５〜Ｒ^８の少なくとも一つは、線状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基、芳香族基、脂環族基を含み、ｐは０〜４の整数である。
6. 前記一般式（１）で表される構造単位と、前記一般式（３）で示される構造単位と、を有する樹脂中、前記一般式（１）で表される構造単位の含有量が１ｍｏｌ％以上である、請求項５に記載の樹脂組成物。
7. 前記置換基（２）中のＲ^１０、Ｒ^１１またはＲ^１２の少なくとも１つが、線状もしくは分岐状の炭素数１〜１０のアルコキシ基から選ばれる少なくとも１種であり、かつ、Ｒ^９が水素である、請求項４ないし６のいずれかに記載の樹脂組成物。
8. 前記置換基（２）中のＲ^１０、Ｒ^１１およびＲ^１２のそれぞれが同一であり、かつ、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基およびフェノキシ基から選ばれる少なくとも１種である、請求項４ないし７のいずれかに記載の樹脂組成物。
9. 前記置換基（２）中のｎが０であり、かつ、Ｒ^１０、Ｒ^１１およびＲ^１２がそれぞれエトキシ基である、請求項４ないし８のいずれかに記載の樹脂組成物。
10. 前記一般式（１）中のＲ^２またはＲ^３が、トリエトキシシリル基である、請求項４ないし９のいずれかに記載の樹脂組成物。
11. 前記一般式（３）中のＲ^５〜Ｒ^８のいずれかが、線状の炭素数１〜１０のアルキル基であ
    る、請求項５ないし１０のいずれかに記載の樹脂組成物。
12. 前記一般式（３）中のＲ^５〜Ｒ^８のいずれかが、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基から選ばれる少なくとも１種である、請求項５ないし１１のいずれかに記載の樹脂組成物。
13. 前記一般式（１）中のｍが、０または１である、請求項４ないし１２のいずれかに記載の樹脂組成物。
14. 前記一般式（３）中のｐが、０または１である、請求項５ないし１３のいずれかに記載の樹脂組成物。
15. 前記ポリカーボネート系樹脂が、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、シクロヘキサンカーボネート、シクロヘキサンプロピレンカーボネート、ノルボルネンカーボネートからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の構造単位を有する、請求項１ないし３のいずれかに記載の樹脂組成物。
16. 前記樹脂組成物が、光開始剤を含む、請求項１ないし１５のいずれかに記載の樹脂組成物。
17. 前記樹脂組成物が、増感剤を含む、請求項１ないし１６のいずれかに記載の樹脂組成物。
18. 前記樹脂組成物が、酸化防止剤を含む、請求項１ないし１７のいずれかに記載の樹脂組成物。
19. 請求項１ないし１８のいずれかに記載の樹脂組成物を用いて、凹部を有する基板の該凹部に該樹脂組成物を充填して平坦部を形成し、前記平坦部と接するように、前記基板の一端側より他端側に延在する板状体を配置した後、該樹脂組成物を加熱することにより、前記基板と前記板状体との間に間隙を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法であって、
    前記板状体は、前記基板の厚み方向に変形可能に構成されている半導体装置の製造方法。
20. 請求項１ないし１８のいずれかに記載の樹脂組成物を用いて作製してなる、基板と板状体との間に間隙を有することを特徴とする半導体装置であって、
    前記板状体は、前記基板の厚み方向に変形可能に構成されている半導体装置。