JP5764863B2 - 固体撮像素子 - Google Patents
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Description
2:塗布膜
3:シリコン基板
a:ポリイミドパターン端部から距離10μmの測定点
b:ポリイミドパターン端部から距離100μmの測定点
c:ポリイミドパターン端部から距離500μmの測定点
d:ポリイミドパターン端部から5mm以上離れた、段差のない部分の測定点
R1は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基またはそれらの置換体を表す。R1の炭素数は1から20の範囲であることが好ましい。R1は、硬化膜の用途に応じて適切なものを選ぶことができる。例えば、硬化膜の耐クラック性の点からは、R1としてフェニル基を有するアルコキシシラン化合物を用いることが好ましい。また、屈折率の低い硬化膜を得たい場合には、R1としてメチル基やフッ素原子を含有するアルキル基を有するアルコキシシラン化合物を用いることが好ましい。R4はメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表し、それぞれ同一でも異なっていても良い。R4は、加水分解反応の容易さや原料入手の観点から、メチル基またはエチル基が好ましい。
R2およびR3は、それぞれ水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基またはそれらの置換体を表し、同一でも異なっていても良い。R2およびR3の炭素数は1から20の範囲であることが好ましい。R5はメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表し、それぞれ同一でも異なっていても良い。R5は、加水分解反応の容易さや原料入手の観点から、メチル基またはエチル基が好ましい。
R6はメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表し、それぞれ同一でも異なっていても良い。R6は、加水分解反応の容易さや原料入手の観点から、メチル基またはエチル基が好ましい。
図1に示すように、ポリイミドパターン1により高さ0.7μmの段差を設けた6インチシリコン基板3に、シロキサン樹脂組成物を塗布し、ついでホットプレ−ト(大日本スクリーン製造(株)製SCW−636)を用いて、120℃で3分プリベークして塗布膜を得た。この塗布膜を、空気雰囲気下のホットプレート上で200℃で5分加熱し、硬化膜を得た。
大日本スクリーン製造(株)製ラムダエースSTM−602を使用し、塗布膜および硬化膜の膜厚の測定を行った。
ポリイミドパターンによる高さ0.7μmの段差の近傍の測定点a、b、c、および段差のない平坦部分の測定点dにおいて、塗布膜の膜厚を測定した。ここで、図1に示すように、測定点aはポリイミドパターン1の端部から距離10μmの点、測定点bは距離100μmの点、測定点cは距離500μmの点、測定点dは距離5mm以上で段差のない部分である。((a〜cの最大値)−d)/dの値により段差被覆性を評価した。この値が小さいものほど段差による膜厚の変動が小さく、段差被覆性が良好である。
マイクロレンズアレイパターン上にシロキサン樹脂組成物を塗布し、塗布ムラ評価用基板を得た。塗布ムラ評価用基板の断面図を図2a)に、上面図を図2b)に示す。マイクロレンズアレイパターンは、シリコン基板3上にポリイミドパターン1により形成されたもので、5μm角、高さ0.7μmの凸パターンが1.25μm間隔で形成されている。該パターン上でのシロキサン樹脂組成物の塗布ムラの有無を光学顕微鏡で観察し評価した。評価結果例を図3に示す。図3b)を塗布ムラあり、図3a)を塗布ムラなしと評価した。
5cm角のガラス基板上に作製した膜厚1.0μmの硬化膜について、紫外−可視分光光度計UV−260(島津製作所(株)製)を用いて、400nmの透過率を測定した。
5cm角のガラス基板上に作製した膜厚1.0μmの硬化膜について、プリズムカプラーMODEL2010(METRICON(株)社製)を用い、室温22℃での波長632.8nm(He−Neレーザー光源使用)における屈折率を測定した。なお、ここで測定した屈折率は、膜面に対して垂直方向の屈折率(TE)である。
乾燥窒素気流下、TrisP−PA(商品名、本州化学工業(株)製)21.22g(0.05モル)と5−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリド(東洋合成(株)製、NAC−5)26.8g(0.1モル)を1,4−ジオキサン450gに溶解させ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン50gとトリエチルアミン12.65gの混合液を、系内が35℃以上にならないように滴下した。滴下後40℃で2時間攪拌した。トリエチルアミン塩を濾過し、濾液を水に投入した。その後、析出した沈殿を濾過で集め、1%塩酸水1Lで洗浄した。その後、さらに水2Lで2回洗浄した。この沈殿を真空乾燥機で乾燥し、下記式で表されるキノンジアジド化合物を得た。
メチルトリメトキシシラン 20.4g(0.15mol)、フェニルトリメトキシシラン 69.4g(0.35mol)、1−エトキシ−2−プロパノール190gを反応容器に入れ、この溶液に、水30.6gおよびリン酸0.48gを、撹拌しながら、反応温度が40℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温105℃で2.5時間加熱撹拌して、加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温130℃でさらに2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液A(固形分33重量%)を得た。
1−エトキシ−2−プロパノールのかわりに1−t−ブトキシ−2−プロパノールを用いる以外は参考例1と同様に加水分解および縮合を行い、ポリマー溶液B(固形分30重量%)を得た。得られたポリマー溶液B20gを取り、これに1−t−ブトキシ−2−プロパノール30gを加えて希釈し、樹脂組成物2を得た。得られた樹脂組成物2を用い、参考例1と同様に評価を行った。
メチルトリメトキシシラン 147g(1.08mol)、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン 118g(0.54mol)、1−t−ブトキシ−2−プロパノール320gを反応容器に入れ、この溶液に、水100gおよびリン酸0.88gを、撹拌しながら、反応温度が40℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温105℃で2.5時間加熱撹拌して、加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温130℃でさらに2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液C(固形分30重量%)を得た。
参考例2で得たポリマー溶液Bを10g取り、これに触媒化成工業(株)製酸化ケイ素−酸化チタン複合粒子である”オプトレイクTR−520”(固形分濃度30%、γ−ブチロラクトン溶液)5gおよび1−t−ブトキシ−2−プロパノール15gを加えて撹拌し、樹脂組成物4を得た。得られた樹脂組成物4を用い、参考例1と同様に評価を行った。
メチルトリメトキシシラン 20.4g(0.15mol)、フェニルトリメトキシシラン 69.4g(0.35mol)、1−t−ブトキシ−2−プロパノール190gを反応容器に入れ、この溶液に、水27.0gおよびリン酸0.31gを、撹拌しながら反応温度が40℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温105℃で1時間加熱撹拌して、加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温130℃でさらに4時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液D(固形分41.5重量%)を得た。
メチルトリメトキシシラン 147.1g(1.08mol)、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン 117.9g(0.54mol)、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 44.4g(0.18mol)、1−t−ブトキシ−2−プロパノール320gを反応容器に入れ、この溶液に、水100gおよびリン酸0.77gを、撹拌しながら反応温度が40℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温70℃で1時間加熱撹拌した。さらに溶液をバス温115℃で2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液E(固形分47.9重量%)を得た。
ジメチルジメトキシシラン 12.02g(0.10mol)、メチルトリメトキシシラン 47.68g(0.35mol)、テトラエトキシシラン 9.61g(0.05mol)1−t−ブトキシ−2−プロパノール200gを反応容器に入れ、この溶液に、水26.1gおよびリン酸0.488gを、撹拌しながら、反応温度が40℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温105℃で2.5時間加熱撹拌して、加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温130℃でさらに2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液F(固形分28重量%)を得た。
ビニルトリメトキシシラン 14.82g(0.10mol)、メチルトリメトキシシラン 47.68g(0.35mol)、テトラエトキシシラン 9.61g(0.05mol)1−t−ブトキシ−2−プロパノール200gを反応容器に入れ、この溶液に、水29.7gおよびリン酸0.488gを、撹拌しながら、反応温度が40℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温105℃で2.5時間加熱撹拌して、加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温130℃でさらに2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液G(固形分26重量%)を得た。
参考例1で得られたポリマー溶液20gを取り、これに1−n−ブトキシ−2−プロパノール30gを加えて希釈し、樹脂組成物A1を得た。得られた樹脂組成物A1を用い、参考例1と同様に評価を行った。
参考例1で得られたポリマー溶液20gを取り、これにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート35gを加えて希釈し、樹脂組成物A2を得た。得られた樹脂組成物A2を用い、参考例1と同様に評価を行った。
参考例1で得られたポリマー溶液20gを取り、これに乳酸エチル18gを加えて希釈し、樹脂組成物A3を得た。得られた樹脂組成物A3を用い、参考例1と同様に評価を行った。
Claims (7)
- アルコキシシラン化合物を加水分解することによってシラノール化合物を形成した後、該シラノール化合物を縮合反応させることによって得られるシロキサン化合物および1−t−ブトキシ−2−プロパノールを含有し、前記シロキサン化合物がフッ素原子を有する有機基を含有し、かつフッ素原子を全固形分中10重量%以上含有し、硬化して硬化膜となる固体撮像素子用シロキサン樹脂組成物を硬化してなる屈折率が1.45以下である硬化膜を有する固体撮像素子。
- 前記組成物が、シロキサン化合物を全固形分中10重量%以上含有する請求項1に記載の固体撮像素子。
- 前記シロキサン化合物が一般式(1)〜(3)から選ばれる1種以上のアルコキシシラン化合物、およびフッ素原子を有する有機基を含有するアルコキシシラン化合物の縮合物を含む請求項1または2に記載の固体撮像素子。
R1Si(OR4)3 (1)
(R1は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基または置換されたアルキル基、置換されたアルケニル基もしくは置換されたアリール基を表す。R4はメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表し、それぞれ同一でも異なっていても良い。)
R2R3Si(OR5)2 (2)
(R2およびR3は、それぞれ水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基または置換されたアルキル基、置換されたアルケニル基もしくは置換されたアリール基を表し、同一でも異なっていても良い。R5はメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表し、それぞれ同一でも異なっていても良い。)
Si(OR6)4 (3)
(R6はメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表し、それぞれ同一でも異なっていても良い。) - 前記組成物が、金属化合物粒子を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の固体撮像素子。
- 前記組成物が、キノンジアジド系感光剤を含有し、ポジ型感光性を有する請求項1〜4のいずれかに記載の固体撮像素子。
- 前記組成物が、光酸発生剤を含有し、ネガ型感光性を有する請求項1〜4のいずれかに記載の固体撮像素子。
- マイクロレンズ上に前記硬化膜を有する請求項1〜6のいずれかに記載の固体撮像素子。
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