TW201729001A - 正型感光性樹脂組成物、感光性薄片、硬化膜、層間絕緣膜、半導體保護膜、半導體裝置之製造方法、半導體電子零件及半導體裝置 - Google Patents
正型感光性樹脂組成物、感光性薄片、硬化膜、層間絕緣膜、半導體保護膜、半導體裝置之製造方法、半導體電子零件及半導體裝置 Download PDFInfo
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Abstract
本發明之目的為提供在用於正型感光性樹脂組成物之情況,具有高延伸度、高密著、高感度且保存安定性良好的樹脂。本發明係一種正型感光性樹脂組成物,其特徵為含有:(a)鹼可溶性樹脂,其包含選自聚醯亞胺前驅物、聚苯并□唑前驅物、聚醯胺醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、及此等之共聚物中之至少一種,(b)光酸產生劑,及(c)多官能丙烯酸酯化合物;其中(a)鹼可溶性樹脂於分子內具有脂肪族鏈。
Description
本發明係關於正型感光性樹脂組成物。
聚醯亞胺樹脂由於具有優良耐熱性、電絕緣性、機械特性,所以被廣泛地用於半導體元件、感應器(inductor)裝置之表面保護膜、層間絕緣膜、有機電場發光元件之絕緣層或間隔層、薄膜電晶體基板(TFT基板)之平坦化層、有機電晶體之絕緣層等。
在使用聚醯亞胺作為表面保護膜或層間絕緣膜之情況,通孔(through hole)等之形成方法之一為使用正型光阻劑之蝕刻。然而,在使用此方法之步驟中,包含光阻劑之塗布或剝離,而有繁雜之問題。於是,為了將作業步驟合理化,進行兼顧感光性之耐熱性材料的檢討。
近年,在半導體元件中,隨著圖案加工之微細化、包裝之小型化及高密度化、高速大容量化,不僅使用聚醯亞胺作為緩衝塗層,而且積層於任何層上作為金屬配線間之層間絕緣膜使用之再配線用途的需求提高
。又,於感應器裝置等之電子零件方面,在藉由使金屬配線與聚醯亞胺積層而形成線圈之共模濾波器用途等上,對可適用於多層配線之層間絕緣膜的需求提高。在此等用途上,尋求在對裝置負擔小之低溫硬化條件下,能滿足所謂高延伸度(可耐受基板之扭曲或膨脹)、高密著性、低翹曲、高感度(可厚膜加工)、高解像度之特性的感光性樹脂組成物。
為了滿足高密著性、低翹曲之要求,迄今提出使用於分子鏈具有柔軟脂肪族基之樹脂的感光性樹脂組成物(例如,專利文獻1)。然而,脂肪族基在形成硬化膜時之耐藥品性、耐熱性低,又,在過度導入分子中的情況,有對鹼顯像液之溶解性降低而導致感度降低,或顯像後產生黏膩或殘餘物的問題。
就得到高機械特性之感光性樹脂組成物而言,提出使用含有環氧基或烷氧基甲基之化合物作為交聯劑的感光性樹脂組成物(例如,專利文獻2、3)。
另一方面,為使硬化膜之機械特性、耐藥品性提高,提出使用丙烯酸酯化合物作為添加劑之感光性樹脂組成物(例如,專利文獻4)。
[專利文獻1]日本特開2014-65776號公報
[專利文獻2]日本特開2012-208360號公報
[專利文獻3]日本特開2010-229210號公報
[專利文獻4]國際公開2011/059089號
[專利文獻5]日本特開2010-79065號公報
然而,具有環氧基之化合物,有使感光性樹脂組成物之室溫保存安定性降低的問題,含有烷氧基甲基之多數化合物缺乏柔軟性,若過度地添加,有使延伸度降低的問題。
又,在使用丙烯酸酯化合物作為添加劑之感光性樹脂組成物中,多數為使用光聚合起始劑使丙烯酸酯聚合之負型的感光性樹脂組成物,雖然丙烯酸酯之硬化密度高,但另一方面在微細圖案加工性上,劣於正型之感光性樹脂組成物。
又,在正型之感光性樹脂組成物中添加丙烯酸酯化合物者,於迄今之報告例中(例如,專利文獻5),由於樹脂之柔軟性不足,得不到充分之延伸度。
從以上之理由,迄今使用丙烯酸酯化合物作為添加劑之正型感光性樹脂組成物,無法充分滿足前述之再配線用途等中之高解像度、高延伸度的要求。
於是,本發明之目的,為鑑於上述先前技術之課題,提供具有高延伸度、高密著性,感度、解像度、保存安定性良好的正型感光性樹脂組成物。
為了解決上述課題,本發明之正型感光性樹脂組成物包含下述之構成。亦即,一種正型感光性樹脂
組成物,其特徵為含有:(a)鹼可溶性樹脂,其包含選自聚醯亞胺前驅物、聚苯并唑前驅物、聚醯胺醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、及此等之共聚物中之至少1種,(b)光酸產生劑,(c)多官能丙烯酸酯化合物;其中前述(a)鹼可溶性樹脂於分子內具有脂肪族鏈。
又,本發明為使用前述正型樹脂組成物之感光性薄片、硬化膜、層間絕緣膜、半導體保護膜、半導體裝置之製造方法、半導體電子零件及半導體裝置。
若依照本發明,可得到感度、解像度、及保存安定性良好之正型感光性樹脂組成物。又,若藉由本發明之正型感光性樹脂組成物,可得到高延伸度、高密著性之硬化膜。
1‧‧‧矽晶圓
2‧‧‧Al墊
3‧‧‧鈍化膜
4‧‧‧絕緣膜
5‧‧‧金屬(Cr、Ti等)膜
6‧‧‧金屬配線(Al、Cu等)
7‧‧‧絕緣膜
8‧‧‧阻隔金屬
9‧‧‧切割道
10‧‧‧焊料凸點
11‧‧‧密封樹脂
12‧‧‧基板
13‧‧‧絕緣膜
14‧‧‧絕緣膜
15‧‧‧金屬(Cr、Ti等)膜
16‧‧‧金屬配線(Ag、Cu等)
17‧‧‧金屬配線(Ag、Cu等)
18‧‧‧電極
19‧‧‧密封樹脂
[第1圖]展示本發明之實施例的半導體裝置之墊部的截面圖。
[第2圖]展示本發明之實施例的半導體裝置之製造步驟截面圖。
[第3圖]展示本發明之實施例的感應器裝置之線圈零件的截面圖。
本發明之樹脂組成物係一種正型感光性樹脂組成物,其特徵為含有:(a)鹼可溶性樹脂,其包含選自
聚醯亞胺前驅物、聚苯并唑前驅物、聚醯胺醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、及此等之共聚物中的至少一種,(b)光酸產生劑,及(c)多官能丙烯酸酯化合物;其中前述(a)鹼可溶性樹脂於分子內具有脂肪族鏈。
前述脂肪族鏈,意指具有以脂肪族有機基所構成之結構單元的酸二酐殘基或二胺殘基,為了賦予鹼可溶性樹脂柔軟性,以具有鏈狀之烷基結構或烷基醚結構為較佳。
前述(a)鹼可溶性樹脂之結構單元以具有通式(1)及(2)之至少任一種為較佳。
(式中,R1、R2、及R6表示具有2個以上200個以下碳原子之2價至8價有機基;R5表示具有2個以上200個以下碳原子之4價有機基;R3及R4表示氫、或碳數1至
20之有機基之任一種;n1及n2表示10至100,000之範圍的整數;p、q、r、s、及t表示滿足0≦p+r≦6、0≦q+s≦6、0≦t≦6之整數)
R1及R5為來自酸二酐之有機基。
本發明中所使用之酸二酐,具體言之,可列舉苯均四酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐、2,3,3’,4’-聯苯四羧酸二酐、2,2’,3,3’-聯苯四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基酮四羧酸二酐、2,2’,3,3’-二苯基酮四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙二酐、1,1-雙(3,4-二羧基苯基)乙二酐、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙二酐、雙(3,4-二羧基苯基)甲二酐、雙(2,3-二羧基苯基)甲二酐、1,2,5,6-萘四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、2,3,5,6-吡啶四羧酸二酐、3,4,9,10-苝四羧酸二酐、雙(3,4-二羧基苯基)碸二酐、3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酐等芳香族四羧酸二酐或此等化合物之氫原子以烷基或鹵素原子置換而成的化合物;如1,2,3,4-環丁四羧酸二酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-環丁四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環丁四羧酸二酐、1,2,4,5-環己四羧酸二酐、5-(2,5-二側氧基四氫呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸二酐、2,3,5-三羧基-2-環戊乙酸二酐、雙環[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、2,3,4,5-四氫呋喃四羧酸二酐、3,5,6-三羧基-2-降冰片烷乙酸二酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫-1-萘琥珀酸二酐之脂環式、半脂環式四羧酸二酐;或如2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐之含氟原子的化合物或者將此等芳香族環或氫原子以烷基或
鹵素原子置換而成的化合物;以及具有醯胺基之酸二酐等。此等可單獨使用,亦可將2種以上組合使用。
R2、R6為來自二胺之有機基。本發明所使用之二胺,以含有脂肪族之有機基為較佳。就脂肪族之有機基而言,以具有通式(3)所示之聚醚嵌段結構單元為較佳。
(式中,R7~R10分別獨立地表示碳數1~6之伸烷基;R11~R18分別獨立地表示氫、氟、或碳數1~6之烷基;惟括弧內所表示之結構各自相異;x、y、z分別獨立地表示0~35之整數)。
包含具有聚醚嵌段結構單元之有機基的化合物,具體而言,可列舉「Jeffamine(註冊商標)」HK-511、ED-600、ED-900、ED-2003、EDR-148、EDR-176、D-200、D-400、D-2000、D-4000、Elastamine RP-409、RP-2009、RT-1000、HT-1100、HE-1000、HT-1700(以上,HUNTSMAN股份有限公司製)等脂肪族二胺。
由於藉由含有聚醚結構而賦予柔軟性,所以硬化膜之延伸度及與基盤之密著性提高,又,藉由降低彈性率,可抑制基盤之翹曲,故較佳。此等特性在多層或厚膜加工中為有效之特性。
通式(3)所示之聚醚嵌段結構單元,在通式(1)
及(2)所示之結構中R2及R6為100莫耳%的情況,若為10莫耳%以上則可藉由賦予樹脂柔軟性而得到高延伸度,若為80莫耳%以下則可得到對顯像液之適切溶解速度,故較佳,以含有10莫耳%~40莫耳%為更佳。
又,R2、R6亦可含有從包含具有聚醚結構之有機基的化合物以外之二胺而來的結構。包含具有聚醚結構之有機基的化合物以外的二胺,具體而言,可列舉:雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)碸、雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)甲烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)醚、雙(3-胺基-4-羥基)聯苯、雙(3-胺基-4-羥基苯基)茀等含有羥基之二胺;3-磺酸-4,4’-二胺基二苯基醚等含有磺酸之二胺;二巰基苯二胺等含有硫醇基之二胺;3,4’-二胺基二苯基醚、4,4’-二胺基二苯基醚、3,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基甲烷、3,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基碸、3,4’-二胺基二苯基硫醚、4,4’-二胺基二苯基硫醚、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、石油醚(benzine)、間苯二胺、對苯二胺、1,5-萘二胺、2,6-萘二胺、雙(4-胺基苯氧基苯基)碸、雙(3-胺基苯氧基苯基)碸、雙(4-胺基苯氧基)聯苯、雙{4-(4-胺基苯氧基)苯基}醚、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、2,2’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二乙基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二乙基-4,4’-二胺基聯苯、2,2’,3,3’-四甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’,4,4’-四甲基-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-雙(三氟甲基)-4,4’-二胺基聯苯等芳香族二胺,或將此等芳香族環之
氫原子之一部分以碳數1~10之烷基或氟烷基、鹵素原子等置換而成的化合物;環己基二胺、亞甲基雙環己基胺等脂環式二胺等。此等二胺可就此使用,或者形成對應之二異氰酸酯化合物、三甲基矽烷基化二胺而使用。又,亦可將此等2種以上二胺成分組合使用。
在此等二胺之中,可列舉3,4’-二胺基二苯基醚、4,4’-二胺基二苯基醚、3,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基碸、3,4’-二胺基二苯基硫化物、4,4’-二胺基二苯基硫醚、雙(4-胺基苯氧基苯基)碸、雙(3-胺基苯氧基苯基)碸、雙(4-胺基苯氧基)聯苯、雙{4-(4-胺基苯氧基)苯基}醚、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷或者此等之芳香族環經烷基或鹵素原子取代的化合物,以及具有醯胺基之二胺等作為較佳的二胺。此等二胺,可單獨使用或將2種以上組合使用。
又,在不使耐熱性降低之範圍,可與具有矽氧烷結構的脂肪族之基共聚合,而使與基板之接著性提高。具體言之,就二胺成分而言,可列舉將1~15莫耳%之雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷、雙(對胺基苯基)八甲基五矽氧烷等共聚合而成者等。
在要求耐熱性之用途中,以使用芳香族二胺佔二胺全體之50莫耳%以上者為較佳。
又,至少具有任一種通式(1)及(2)所示之結構單元的樹脂,以具有酚性羥基成分為較佳。在通式(1)及
(2)中,以R1、R2之至少一者為具有酚性羥基的有機基為較佳。酚性羥基可得到在鹼顯像液中之適度溶解性,又,由於與感光劑相互作用,而抑制未曝光部分之溶解性,所以殘膜率之提高、高感度化成為可能。又,酚性羥基,由於亦可與交聯劑反應,從得到高機械特性、耐藥品性之觀點而言為較佳。
具有酚性羥基之化合物,具體而言,可列舉2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐或者此等之芳香族環經烷基或鹵素原子取代的化合物、及具有醯胺基之酸二酐等芳香族酸二酐;雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)碸、雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)甲烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)醚、雙(3-胺基-4-羥基)聯苯、雙(3-胺基-4-羥基苯基)茀等含有羥基之二胺、或此等之芳香族環之氫原子的一部分以碳數1~10之烷基或氟烷基、鹵素原子等置換而成的化合物等。具有通式(1)及(2)所示之結構的樹脂,以包含來自此等化合物之結構的樹脂為較佳。此等具有酚性羥基之化合物,在具有通式(1)及(2)所示之結構之樹脂中的酸二酐成分或二胺成分之中,以占10~90莫耳%為較佳。藉由將具有酚性羥基之化合物的含量調至此範圍,可得到在鹼顯像液中之適度溶解性。
在通式(1)及(2)中,n1及n2表示聚合度。若通式(1)及(2)之每單元的分子量為M、鹼可溶性樹脂之數量平均分子量為Mn,則聚合度n可藉由n=Mw/M之式求得。鹼可溶性樹脂之數量平均分子量,如實施例所記載,可
藉由GPC(凝膠滲透層析)求得。
本發明之感光性樹脂組成物,藉由含有(b)光酸產生劑,具有正型之感光性。亦即,光酸產生劑藉由光照射而產生酸,具有光照射部分在鹼性水溶液中之溶解性增大的特性。就光酸產生劑而言,可列舉醌二疊氮化合物。醌二疊氮化合物,可列舉醌二疊氮之磺酸以酯鍵鍵結於多羥基化合物而得者、醌二疊氮之磺酸以磺醯胺鍵鍵結於多胺基化合物而得者、醌二疊氮之磺酸以酯鍵及/或磺醯胺鍵鍵結於多羥基多胺基化合物而得者等。
此等之多羥基化合物或多胺基化合物之全部官能基可不完全經二疊氮取代。以官能基全體之50莫耳%以上經醌二疊氮取代為較佳。在前述藉由醌二疊氮之取代為50莫耳%以上的情況,對鹼顯像液之溶解性不會過高,可得到與未曝光部分之對比,而得到期望之圖案。
藉由使用此種醌二疊氮化合物,可得到對一般紫外線之水銀燈之i線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)感光的正型感光性樹脂組成物。
醌二疊氮化合物可單獨使用,亦可將2種以上混合使用。
用於醌二疊氮化合物之多羥基化合物,具體而言,可列舉Bis-Z、BisP-EZ、TekP-4HBPA、TrisP-HAP、TrisP-PA、TrisP-SA、TrisOCR-PA、BisOCHP-Z、BisP-MZ、BisP-PZ、BisP-IPZ、BisOCP-IPZ、BisP-CP、BisRS-2P、BisRS-3P、BisP-OCHP、亞甲基參-FR-CR、BisRS-26X、DML-MBPC、DML-MBOC、DML-OCHP、DML-PCHP
、DML-PC、DML-PTBP、DML-34X、DML-EP,DML-POP、二羥甲基-BisOC-P、DML-PFP、DML-PSBP、DML-MTrisPC、TriML-P、TriML-35XL、TML-B P、TML-HQ、TML-pp-BPF、TML-BPA、TMOM-BP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP(以上,商品名,本州化學工業股份有限公司製)、BIR-OC、BIP-PC、BIR-PC、BIR-PTBP、BIR-PCHP、BIP-BIOC-F、4PC、BIR-BIPC-F、TEP-BIP-A、46DMOC、46DMOEP、TM-BIP-A(以上,商品名,旭有機材工業股份有限公司製)、2,6-二甲氧基甲基-4-三級丁基酚、2,6-二甲氧基甲基-對甲酚、2,6-二乙醯氧基甲基-對甲酚、萘酚、四羥基二苯基酮、没食子酸甲酯、雙酚A、雙酚E、亞甲基雙酚、BisP-AP(商品名,本州化學工業股份有限公司製)等。用於醌二疊氮化合物之多羥基化合物不以此等為限。
用於醌二疊氮化合物之多胺基化合物,具體而言,可列舉1,4-苯二胺、1,3-苯二胺、4,4’-二胺基二苯基醚、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基硫醚等。用於醌二疊氮化合物之多胺基化合物不以此等為限。
又,用於醌二疊氮化合物中之多羥基多胺基化合物,具體而言,可列舉2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷、3,3’-二羥基聯苯胺等。用於醌二疊氮化合物之多羥基多胺基化合物不以此等為限。
在本發明中,醌二疊氮較佳可使用5-萘醌二疊氮磺醯基、4-萘醌二疊氮磺醯基之任一種。
4-萘醌二疊氮磺醯基酯化合物係在水銀燈之i線區域具有吸收,適合i線曝光。
5-萘醌二疊氮磺醯基酯化合物之吸收係延伸至水銀燈之g線區域,適合g線曝光。
在本發明中,以依照曝光之波長,選擇4-萘醌二疊氮磺醯基酯化合物、5-萘醌二疊氮磺醯基酯化合物為較佳。又,可得到同一分子中併用4-萘醌二疊氮磺醯基與5-萘醌二疊氮磺醯基的萘醌二疊氮磺醯基酯化合物,亦可將4-萘醌二疊氮磺醯基酯化合物與5-萘醌二疊氮磺醯基酯化合物混合使用。
本發明之醌二疊氮化合物之分子量以300~3,000為較佳。若醌二疊氮化合物之分子量大於5000,則由於在隨後之熱處理中,醌二疊氮化合物未充分進行熱分解,可能發生所得到之膜之耐熱性降低、機械特性降低、接著性降低等問題。本發明之醌二疊氮化合物,可藉由以下之方法而從酚化合物合成。可列舉如使5-萘醌二疊氮磺醯基氯與酚化合物於三乙基胺存在下反應的方法。酚化合物之合成方法,可列舉在酸觸媒下,使α-(羥基苯基)苯乙烯衍生物與多元酚化合物反應之方法等。
本發明之醌二疊氮化合物,為了使藉由曝光產生之酸成分安定化,以鋶鹽、鏻鹽或重氮鹽為較佳。
從本發明之感光性樹脂組成物所得到之樹脂組成物,由於作為永久膜使用,故磷等殘存對環境不利,又必須考慮到膜之色調,因此以使用鋶鹽為較佳。特佳可列舉三芳基鋶鹽,可使曝光後放置安定性顯著地提
高。就特佳者而言,可列舉通式(5)所示之三芳基鋶鹽。
(式中R22可分別相同或相異,表示氫或碳數1至20之有機基的任一種;R23表示碳數1至20之有機基;a、b、c分別表示0至5之整數)。
醌二疊氮化合物與鋶鹽、鏻鹽或重氮鹽,亦可將2種以上混合使用。
本發明中所用之光酸產生劑之含量,相對於100質量份之具有通式(1)及/或(2)所表示之結構的樹脂,較佳為0.01~50質量份。其中,醌二疊氮化合物以3~40質量份之範圍為較佳。又,選自鋶鹽、鏻鹽、重氮鹽之化合物以全體之0.05~40質量份之範圍為較佳,進一步以0.1~30質量份之範圍為更佳。藉由將醌二疊氮化合物之含量調至此範圍,可謀求更高感度化。進一步可視需要含有增感劑等。
本發明之正型感光性樹脂組成物含有(c)多官能之丙烯酸酯化合物。
在本發明中,丙烯酸酯化合物意指具有丙烯
醯基或甲基丙烯醯基之化合物。例如,可列舉丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯醯胺、及甲基丙烯醯胺等。又,多官能之丙烯酸酯系化合物意指具有2個以上丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基之化合物。
本發明之正型感光性樹脂組成物,於圖案加工後進行熱處理。此時多官能之丙烯酸酯化合物,藉由丙烯酸酯化合物彼此熱聚合或與鹼可溶性樹脂反應、交聯,而使硬化膜之延伸度提高。在單官能之丙烯酸酯化合物的情況,由於藉由交聯反應之膜硬化無法充分進行,延伸度之提高效果低,故而以多官能之丙烯酸酯為較佳。
就多官能之丙烯酸酯化合物之較佳例而言,可列舉新中村化學工業股份有限公司製之NK酯系列1G、2G、3G、4G、9G、14G、23G、BG、HD、NPG、9PG、701、BPE-100、BPE-200、BPE-500、BPE-1300、A-200、A-400、A-600、A-HD、A-NPG、APG-200、APG-400、APG-700、A-BPE-4、701A、TMPT、A-TMPT、A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMMT、A-9300、ATM-4E、ATM-35E、ATM-4P、AD-TMP、AD-TMP-L、A-DPH等。又,可列舉共榮社化學股份有限公司製之Light Ester系列P-1M、P-2M、EG、2EG、3EG、4EG、9EG、14EG、1.4BG、NP、1.6HX、1.9ND、1.10DC、G-101P、G-201P、DCP-M、BP-2EM、BP-4EM、BP-6EM、TMP等。又,可列舉共榮社化學股份有限公司製之Light Ester系列3EG-A、4EG-A、9EG-A、14EG-A、TMGA-250、NP-A、MPD-A、1.6HX-A
、BEPG-A、1.9ND-A、MOD-A、DCP-A、BP-4EA、BP-4PA、BA-134、BP-10EA、HPP-A、TMP-A、TMP-3EO-A、TMP-6EO-3A、PE-3A、PE-4A、DPE-6A等。又,可列舉共榮社化學股份有限公司製之環氧酯系列40EM、70PA、200PA、80MFA、3002M、3002A、3000M、3000A等。又,可列舉東亞合成股份有限公司製之「Aronix(註冊商標)」系列M-203、M-208、M-210、M-211B、M-215、M-220、M-225、M-240、M-243、M-245、M-260、M-270、M-305、M-309、M-310、M-313、M-315、M-320、M-325、M-350、M-360、M-402、M-408、M-450等。又,可列舉日本化藥股份有限公司製之「KAYARAD(註冊商標)」系列R-526、NPGDA、PEG400DA、MANDA、R-167、HX-220、HX-620、R-551、R-712、R-604、R-684、GPO-303、TMPTA、THE-330、TPA-320、TPA-330、PET-30、T-1420(T)、RP-1040等。又,可列舉日本油脂股份有限公司製之「Blemmer(註冊商標)」系列GMR-H、GAM、PDE-50、PDE-100、PDE-150、PDE-200、PDE-400、PDE-600、PDE-1000、ADE-200、ADE-400、PDP-400、ADP-200、ADP-400、PDT-650、ADT-250、PDBE-200、PDBE-250、PDBE-450、PDBE-1300、ADBE-200、ADBE-250、ADBE-450等。又,可列舉MRC Unitech股份有限公司製之MBAA等。亦可含有2種以上之此等化合物。
在上述多官能丙烯酸酯化合物之中,以分子量為100以上2000以下之丙烯酸酯化合物為較佳。藉由分子量為100以上,可得到高延伸度之硬化膜,藉由為2000
以下,可得到具有適度之鹼溶解性、與鹼可溶性樹脂之相溶性高的樹脂組成物。
又,上述丙烯酸酯化合物之中,以具有通式(4)所示之聚醚嵌段結構單元的丙烯酸酯化合物為較佳。藉由不僅於(a)成分之鹼可溶性樹脂中含有柔軟骨架,亦於丙烯酸酯化合物中含有柔軟骨架,而可避免在鹼可溶性樹脂中過度導入柔軟骨架之情況所引起之感度降低、顯像後之黏膩性、殘餘物,同時得到延伸度、密著性更高的硬化膜。
(式中,R19為碳數1至6之烷基;R20及R21分別獨立地表示氫、氟、或碳數1至6之烷基;n3表示1~40之整數)。
此等多官能之丙烯酸酯化合物,以2個至6個丙烯醯基或甲基丙烯醯基為較佳。可為只具有2個以上丙烯醯基、甲基丙烯醯基之任一種者,亦可為具有丙烯醯基及甲基丙烯醯基兩者,且此等之合計為2個至6個者。藉由具有2個至6個丙烯醯基或甲基丙烯醯基,在圖案加工後之熱處理時,丙烯酸酯化合物彼此熱聚合或與鹼可溶性樹脂反應,形成網狀結構。
(c)多官能之丙烯酸酯化合物之含量,相對於100質量份之(a)鹼可溶性樹脂,較佳為1質量份至50質量
份,從對鹼之溶解性的觀點而言,更佳為1重量份至20重量份。若丙烯酸酯化合物之含量為1重量份以上,延伸度提高。若為50重量份以下,可保持適度之鹼溶解性,所得到之組成物的保存安定性提高。再者,若為20重量份以下,不管曝光後至顯像為止之放置時間,均能得到安定之感度。
在使用本發明之(c)多官能丙烯酸酯化合物的情況,由於樹脂組成物之鹼溶解性變高,曝光部分之殘餘物減低,可得到高感度、高解像度之樹脂組成物。
在使用多官能丙烯酸酯化合物之感光性樹脂組成物中,為了形成厚膜結構之圖案,必須適度地調整鹼可溶性樹脂之鹼溶解速度。(a)鹼可溶性樹脂之鹼溶解速度,相對於四甲基銨(TMAH)之2.38%水溶液,以100~4,0000nm/分鐘為較佳。若鹼溶解性為100nm/分鐘以上,由於顯像時曝光部分溶解,可形成正型圖案,故為較佳,若為4,0000nm/分鐘以下,由於顯像後之未曝光部分的殘膜率高,可形成厚膜結構之圖案,故為較佳。若溶解速度為100~2,0000nm/分鐘,由於可增加丙烯酸酯化合物之添加量,從能得到更高延伸度之硬化膜的觀點而言,為更佳,再者,為了提高曝光部分與未曝光部分之對比,以100~1,0000nm/分鐘為進一步更佳。
又,在本發明中,除了(a)成分之鹼可溶性樹脂外,在無損於藉由加熱處理得到之硬化膜耐熱性的範圍,以含有(d)鹼可溶性酚樹脂為較佳。就(d)鹼可溶性酚樹脂而言,可列舉酚型酚醛樹脂、甲酚型酚醛樹脂、甲
階酚醛樹脂、聚羥基苯乙烯,又可列舉在此等中導入羥甲基、烷氧基甲基或環氧基等交聯基之樹脂、或此等之共聚合物等。
在含有此等之(d)鹼可溶性酚樹脂的情況,其含量相對於100質量份之(a)成分之鹼可溶性樹脂的總量,為150質量份以下,更佳為100質量份以下,進一步更佳為50質量份以下。
在含有此等(d)鹼可溶性酚樹脂之情況,從圖案加工性之觀點而言,含有(d)鹼可溶性酚樹脂及(a)成分鹼可溶性樹脂的樹脂組成物之溶解速度,以100~2,0000nm/分鐘為較佳,故(d)鹼可溶性酚樹脂之溶解速度以100~2,0000nm/分鐘為較佳。藉由含有此等(d)鹼可溶性酚樹脂,可保持耐熱性樹脂被膜之密著性及優良感度,同時賦予各酚樹脂之特性。
再者,本發明之(a)鹼可溶性樹脂,以末端具有含有不飽和鍵之有機基為較佳。藉由末端具有含有不飽和鍵之有機基,熱處理時鹼可溶性樹脂彼此、或與(c)成分之多官能丙烯酸酯化合物進行熱聚合,可得到交聯密度上升,延伸度、耐熱性、耐藥品性高之硬化膜。
此種鹼可溶性樹脂,可經由藉由於末端具有含有不飽和鍵之有機基的單胺、酸酐、醯氯化物、單羧酸等予以封端而得。具有含有不飽和鍵之有機基的封端劑,具體而言,可列舉3-胺基苯基乙炔、4-胺基苯基乙炔、3,5-二乙炔基苯胺等單胺;3-乙炔基苯甲酸、4-乙炔基苯甲酸、3,4-二乙炔基苯甲酸、3,5-二乙炔基苯甲酸等
單羧酸;馬來酸酐、5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐等酸酐;將前述單羧酸之羧基予以醯氯化的化合物;或將馬來酸等二羧酸類之1個羧基予以醯氯化的化合物;或藉由單醯氯化合物與N-羥基-5-降冰片烯-2,3-二甲醯亞胺之反應所得到的活性酯化合物等。
此外,亦可使用不具有不飽和鍵之封端劑,具體而言,可列舉5-胺基-8-羥基喹啉、1-羥基-7-胺基萘、1-羥基-6-胺基萘、1-羥基-5-胺基萘、1-羥基-4-胺基萘、2-羥基-7-胺基萘、2-羥基-6-胺基萘、2-羥基-5-胺基萘、1-羧基-7-胺基萘、1-羧基-6-胺基萘、1-羧基-5-胺基萘、2-羧基-7-胺基萘、2-羧基-6-胺基萘、2-羧基-5-胺基萘、2-胺基苯甲酸、3-胺基苯甲酸、4-胺基苯甲酸、4-胺基水楊酸、5-胺基水楊酸、6-胺基水楊酸、2-胺基苯磺酸、3-胺基苯磺酸、4-胺基苯磺酸、3-胺基-4,6-二羥基嘧啶、2-胺基酚、3-胺基酚、4-胺基酚、2-胺基硫酚、3-胺基硫酚、4-胺基硫酚等單胺;酞酸酐、環己二羧酸酐、3-羥基酞酸酐等酸酐;3-羧基酚、4-羧基酚、3-羧基硫酚、4-羧基硫酚、1-羥基-7-羧基萘、1-羥基-6-羧基萘、1-羥基-5-羧基萘、1-巰基-7-羧基萘、1-巰基-6-羧基萘、1-巰基-5-羧基萘、3-羧基苯磺酸、4-羧基苯磺酸等單羧酸類及將此等之羧基予以醯氯化的單醯氯化合物;對苯二甲酸、酞酸、環己烷二羧酸、1,5-二羧基萘、1,6-二羧基萘、1,7-二羧基萘、2,6-二羧基萘等二羧酸類之1個羧基經醯氯化的單醯氯化合物;藉由單醯氯化合物與N-羥基苯并三唑之反應所得到的活性酯化合物。
又,藉由將不具有此等不飽和鍵之封端劑的氫鍵以乙烯基置換,可作為具有不飽和鍵之封端劑使用。
封端劑相對於樹脂之全酸或全胺成分,係以0.1~60莫耳%為較佳,5~50莫耳%為更佳。藉由為50莫耳%以下,由於可得到具有充分機械特性之硬化膜,故較佳,藉由為5莫耳%以上,由於可得到如前述之封端劑效果,故較佳。
(a)成分之鹼可溶性樹脂及(d)成分之酚樹脂的重量平均分子量,藉由凝膠滲透層析並以聚苯乙烯換算,以3,000~80,000為較佳,更佳為8,000~50,000。若在此範圍,可容易地形成厚膜。
具有通式(1)及(2)所示之結構的樹脂,可依據周知之聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺及聚苯并唑前驅物之製造方法而製造。例如,可列舉(I)將具有R1基之四羧酸二酐、具有R2基之二胺化合物、及為封端劑之單胺基化合物,於低溫條件下反應的方法;(II)藉由具有R1基之四羧酸二酐與醇得到二酯,然後與具有R2基之二胺化合物、為封端劑之單胺基化合物,於縮合劑存在下反應的方法;(III)藉由具有R1基之四羧酸二酐與醇得到二酯,然後將殘餘之2個羧基進行醯氯化,使其與具有R2基之二胺化合物、為封端劑之單胺基化合物反應的方法等。
以上述之方法聚合之樹脂,較佳為投入大量之水或甲醇/水之混合液等中,使其沉澱並過濾乾燥,以進行分離。藉由此沉澱操作,除去未反應之單體、二聚物或三聚物等寡聚物成分,提高熱硬化後之膜特性。又
,進行聚醯亞胺前驅物之醯亞胺化;閉環之聚醯亞胺,在得到上述之聚醯亞胺前驅物後,可利用周知之醯亞胺化反應的方法來合成。
以下,說明作為(I)之較佳例之聚醯亞胺前驅物的製造方法之例子。首先,將具有R2基之二胺化合物溶解於聚合溶劑中。在此溶液中,慢慢添加實質上與二胺化合物等莫耳量之具有R1基的四羧酸二酐。使用機械攪拌機,於-20~100℃,較佳於10~50℃進行攪拌0.5~100小時,更佳為2~24小時。在使用封端劑之情況,添加四羧酸二酐後,以所需要溫度、所需要時間攪拌後,可慢慢添加封端劑,亦可一次添加封端劑而使其反應。
聚合溶劑只要能溶解原料單體之四羧酸二酐類及二胺類即可,其種類無特別限定。例如,可列舉N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮等醯胺類;γ-丁內酯、γ-戊內酯、δ-戊內酯、γ-己內酯、ε-己內酯、α-甲基-γ-丁內酯等環狀酯類;碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯等碳酸酯類;三乙二醇等二醇類;間甲酚、對甲酚等酚類;乙醯苯、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、環丁碸、二甲基亞碸等。
聚合溶劑相對於100質量份所得到之樹脂,若為100質量份以上,可在無原料或樹脂析出下進行反應,若為1900質量份以下,可快速進行反應,故為較佳,而以150至950質量份為更佳。
又,為了使感光性樹脂組成物之感度提高,亦可在不減少硬化後之收縮率的範圍,視需要含有具有
酚性羥基之化合物。
此種具有酚性羥基之化合物,例如,可列舉Bis-Z、BisOC-Z、BisOPP-Z、BisP-CP、Bis26X-Z、BisOTBP-Z、BisOCHP-Z、BisOCR-CP、BisP-MZ、BisP-EZ、Bis26X-CP、BisP-PZ、BisP-IPZ、BisCR-IPZ、BisOCP-IPZ、BisOIPP-CP、Bis26X-IPZ、BisOTBP-CP、TekP-4HBPA(肆P-DO-BPA)、TrisP-HAP、TrisP-PA、TrisP-SA、TrisOCR-PA、BisOFP-Z、BisRS-2P、BisPG-26X、BisRS-3P、BisOC-OCHP、BisPC-OCHP、Bis25X-OCHP、Bis26X-OCHP、BisOCHP-OC、Bis236T-OCHP、亞甲基參-FR-CR、BisRS-26X、BisRS-OCHP(以上,商品名,本州化學工業股份有限公司製)、BIR-OC、BIP-PC、BIR-PC、BIR-PTBP、BIR-PCHP、BIP-BIOC-F、4PC、BIR-BIPC-F、TEP-BIP-A(以上,商品名,旭有機材工業股份有限公司製)。
此等之中,本發明所用之較佳具有酚性羥基的化合物,例如,可列舉Bis-Z、BisP-EZ、TekP-4HBPA、TrisP-HAP、TrisP-PA、BisOCHP-Z、BisP-MZ、BisP-PZ、BisP-IPZ、BisOCP-IPZ、BisP-CP、BisRS-2P、BisRS-3P、BisP-OCHP、亞甲基參-FR-CR、BisRS-26X、BIP-PC、BIR-PC、BIR-PTBP、BIR-BIPC-F等。
此等之中,特佳之具有酚性羥基的化合物,例如為Bis-Z、TekP-4HBPA、TrisP-HAP、TrisP-PA、BisRS-2P、BisRS-3P、BIR-PC、BIR-PTBP、BIR-BIPC-F。藉由含有此種具有酚性羥基之化合物,所得到之樹脂
組成物,在曝光前幾乎不溶解於鹼顯像液中,若曝光則輕易地溶解於鹼顯像液中,因此顯像造成之膜縮減變少,且短時間顯像變得容易。
具有酚性羥基之化合物的含量,相對於100質量份之(a)鹼可溶性樹脂,較佳為1~50質量份,進一步更佳在3~40質量份之範圍。
本發明之具有正型感光性之感光性樹脂組成物含有溶劑。就溶劑而言,可列舉N-甲基-2-吡咯啶酮、γ-丁內酯、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基異丁醯胺、二甲基亞碸等極性非質子性溶劑;四氫呋喃、二烷、丙二醇單甲基醚、二乙二醇乙基甲基醚等醚類;丙酮、甲基乙基酮、二異丁基酮、二丙酮醇等酮類;丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙酸3-甲氧基甲酯、丙酸3-乙氧基乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯等酯類;甲苯、二甲苯等芳香族烴類等。可含有此等之2種以上。
溶劑之含量相對於100質量份之(a)鹼可溶性樹脂,若為100質量份以上1500質量份以下,由於可得到適切黏度之感光性樹脂組成物,故為較佳。
本發明之具有正型感光性之感光性樹脂組成物,可含有前述以外之成分,其中以含具有烷氧基甲基、羥甲基、或環氧基之化合物作為交聯劑為較佳。羥甲基、烷氧基甲基由於在100℃以上之溫度區域產生交聯反應,藉由熱處理交聯,可得到具有優良機械特性的耐熱性樹脂被膜。具有烷氧基甲基、羥甲基之化合物的含量
,相對於100質量份之(c)多官能丙烯酸酯化合物,以10~500質量份為較佳。
環氧基係於200℃以下與聚合物進行熱交聯,由於不引起交聯所致之脫水反應,不易引起膜收縮,因此,除機械特性外,有低溫硬化、低翹曲化之效果。惟如前述,具有環氧基之化合物由於從反應性高而言,恐怕導致樹脂組成物之室溫保存安定性及感度降低,故具有環氧基之化合物的含量,相對於100質量份之(c)多官能丙烯酸酯化合物,以100質量份以下為較佳。
就具有烷氧基甲基或羥甲基之例而言,例如,可列舉DML-PC、DML-PEP、DML-OC、DML-OEP、DML-34X、DML-PTBP、DML-PCHP、DML-OCHP、DML-PFP、DML-PSBP、DML-POP、DML-MBOC、DML-MBPC、DML-MTrisPC、DML-BisOC-Z、DML-BisOCHP-Z、DML-BPC、DML-BisOC-P、DMOM-PC、DMOM-PTBP、DMOM-MBPC、TriML-P、TriML-35XL、TML-HQ、TML-BP、TML-pp-BPF、TML-BPE、TML-BPA、TML-BPAF、TML-BPAP、TMOM-BP、TMOM-BPE、TMOM-BPA、TMOM-BPAF、TMOM-BPAP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP、HMOM-TPPHBA、HMOM-TPHAP(以上,商品名,本州化學工業股份有限公司製)、NIKALAC(註冊商標)MX-290、NIKALAC MX-280、NIKALAC MX-270、NIKALAC MX-279、NIKALAC MW-100LM、NIKALAC MX-750LM(以上,商品名,三和化學品股份有限公司製)。其中,在添加含有多數烷氧基甲基之
HMOM-TPHAP、MW-100LM的情況,由於交聯效率良好,故為較佳。
就具有環氧基之化合物而言,例如,可列舉雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、丙二醇二縮水甘油基醚、聚丙二醇二縮水甘油基醚、聚甲基(縮水甘油氧基丙基)矽氧烷等含有環氧基之聚矽氧等。本發明不受此等任何限定。具體而言,可列舉Epiclon 850-S、Epiclon HP-4032、Epiclon HP-7200、Epiclon HP-820、Epiclon HP-4700、Epiclon EXA-4710、Epiclon HP-4770、Epiclon EXA-859CRP、Epiclon EXA-1514、Epiclon EXA-4880、Epiclon EXA-4850-150、Epiclon EXA-4850-1000、Epiclon EXA-4816、Epiclon EXA-4822(以上商品名,大日本印墨化學工業股份有限公司製)、Rekaresin BEO-60E(以下商品名,新日本理化股份有限公司)、EP-4003S、EP-4000S(Adeka股份有限公司)等。
此等具有烷氧基甲基、羥甲基、或環氧基之化合物,可含有2種以上。
本發明之感光性樹脂組成物,可進一步含有矽烷化合物。藉由含有矽烷化合物,提高耐熱性樹脂被膜之密著性。就矽烷化合物之具體例而言,可列舉N-苯基胺基乙基三甲氧基矽烷、N-苯基胺基乙基三乙氧基矽烷、N-苯基胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基胺基丁基三甲氧基矽烷、N-苯基胺基丁基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三氯矽烷、乙烯基參(β-甲氧基乙氧
基)矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷等。矽烷化合物之含量,相對於100質量份之具有至少任一種通式(1)及(2)所示之結構單元的樹脂,較佳為0.01質量份以上15質量份以下。
又,本發明之具有正型感光性之感光性樹脂組成物,為了使與基材之塗覆性提高之目的,視需要可含有界面活性劑、乳酸乙酯或丙二醇單甲基醚乙酸酯等酯類;乙醇等醇類;環己酮、甲基異丁基酮等酮類;四氫呋喃、二烷等醚類。又,為了熱膨脹係數之抑制、高介電常數化、低介電常數化等目的,亦可含有二氧化矽、二氧化鈦等無機粒子、或聚醯亞胺之粉末等。
繼而,例示本發明之感光性樹脂組成物的製造方法。可列舉將上述之各成分、及視需要添加之其它成分加入玻璃製之燒瓶或不鏽鋼製之容器中,藉由機械攪拌機等使其攪拌溶解之方法、以超音波使其溶解之方法、以行星式攪拌脫泡裝置使其攪拌溶解之方法等。正型感光性樹脂組成物之黏度,以1~10,000mPa‧s為較佳。又,為了除去異物,可將感光性樹脂組成物用0.1μm~5μm孔徑之過濾器過濾。
繼而,針對使用本發明之感光性樹脂組成物形成耐熱性樹脂被膜之圖案的方法,加以說明。
本發明之感光性樹脂組成物,經由在支撐基板上塗布並乾燥之步驟、曝光之步驟、顯像之步驟及加
熱處理之步驟,可形成聚醯亞胺之圖案。
首先,將感光性樹脂組成物塗布於基板上。基板係使用矽晶圓、陶瓷類、鎵砷、金屬、玻璃、金屬氧化絕緣膜、氮化矽、ITO等。基板不以此等為限。塗布方法可列舉使用旋轉器之旋轉塗布、噴霧塗布、輥塗布、狹縫模頭塗布等方法。塗布膜厚係隨塗布手法、正型感光性樹脂組成物之固體成分濃度、黏度等而異。一般係以使乾燥後之膜厚成為0.1~150μm之方式塗布。
繼而,將塗布有感光性樹脂組成物之基板乾燥,得到感光性樹脂膜。乾燥係使用烘箱、熱板、紅外線等,於50℃~150℃之範圍進行1分鐘~數小時為較佳。
繼而,在感光性樹脂膜上,通過具有期望之圖案的光罩,照射化學射線。就曝光中所用之化學射線而言,可列舉紫外線、可見光、電子射線、X射線等。本發明中,以使用水銀燈之i射線(365nm)、h射線(405nm)、g射線(436nm)為較佳。
為了從感光性樹脂膜形成圖案,只要於曝光後,使用顯像液,除去曝光部分即可。顯像液以四甲基銨、二乙醇胺、二乙基胺基乙醇、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、三乙基胺、二乙基胺、甲基胺、二甲基胺、乙酸二甲基胺基乙酯、二甲基胺基乙醇、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、環己基胺、伸乙基二胺、六亞甲基二胺等呈現鹼性之化合物的水溶液為較佳。視情況,在此等鹼水溶液中亦可添加N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、γ-丁
內酯、二甲基丙烯醯胺等極性溶劑;甲醇、乙醇、異丙醇等醇類;乳酸乙酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯等酯類;環戊酮、環己酮、異丁基酮、甲基異丁基酮等酮類等中的1種以上。
顯像後一般用水進行沖洗處理。沖洗處理時,可在水中添加乙醇、異丙基醇等醇類;乳酸乙酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙酸3-甲氧基甲酯等酯類等中的1種以上。
顯像後,施加100℃~400℃之溫度,轉變為耐熱性樹脂被膜。此加熱處理係以選擇溫度而階段性地升溫,或在選擇溫度範圍連續地升溫的同時實施5分鐘~5小時為較佳。本發明之正型感光性樹脂組成物,係即使於250℃以下之低溫處理時,亦可得到高延伸度、高密著性之樹脂組成物,作為例子,可列舉於100℃處理30分鐘後,於220℃熱處理1小時之方法;或從室溫至220℃,以1小時直線地升溫,並於220℃熱處理1小時之方法等。
繼而,例示使用本發明之感光性樹脂組成物作為感光性薄片之情況的製造方法及加工方法。
將如前述方式所製造之感光性樹脂組成物塗布於基材上,除去有機溶劑,製造感光性薄片。
塗布感光性樹脂組成物之基材,可使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等。將感光性薄片貼合於矽晶圓等基板上而使用時,在必須將基材之PET薄膜剝離除去的情況,若使用表面塗布有聚矽氧樹脂等離型劑的PET薄膜,由於容易將感光性薄片與PET薄膜剝離,故為較佳。
就將感光性樹脂組成物塗布於PET薄膜上之方法而言,可使用網版印刷、噴霧塗布器、棒塗布器、刀片塗布器、模頭塗布器、旋轉塗布器等。就除去有機溶劑之方法而言,除藉由烘箱或熱板加熱之外,可列舉真空乾燥、藉由紅外線或微波等電磁波加熱等。其中,若有機溶劑之除去不充分,則藉由後續硬化處理所得到的硬化物將成為未硬化狀態,或者熱機械特性變得不良。
PET薄膜之厚度無特別限定。從作業性之觀點,以30~80μm之範圍為較佳。又,為了保護感光性薄片之表面,防止大氣中之灰塵污染等,可在表面貼合覆蓋薄膜。又,在感光性樹脂組成物之固體成分濃度低,無法製作期望之膜厚之感光性薄片的情況,亦可將2片以上之除去有機溶劑後之感光性薄片貼合。
在將依照上述方法製造之感光性薄片貼合於其它基板上之情況,可使用輥積層機或真空積層機等積層裝置,亦可對熱板上加熱之基板,使用橡膠輥而手動貼合。貼合於基板後,充分冷卻後,將PET薄膜剝離。
繼而,與使用前述之感光性樹脂組成物,形成耐熱性樹脂被膜之圖案的方法同樣地,通過具有期望之圖案的光罩,對貼合於基板之感光性薄片照射化學射線,並使用顯像液除去曝光部分後,施加100℃~400℃之溫度,轉換為耐熱性樹脂被膜。藉由本發明之感光性樹脂組成物所形成的耐熱性樹脂被膜,可使用於半導體裝置或多層電路板等電子零件。具體而言,適合使用於半導體之鈍化膜、半導體元件之表面保護膜、層間絕緣
膜、高密度實裝用多層配線之層間絕緣膜、感應器裝置之表面保護膜、層間絕緣膜、有機電場發光元件之絕緣層或間隔層、薄膜電晶體基板(TFT基板)之平坦化層、有機電晶體之絕緣層等用途。本發明不以此為限,可採取各種結構。
繼而,針對使用本發明之感光性樹脂組成物,具有凸點之半導體裝置的應用例1,使用圖式加以說明。第1圖為具有本發明之絕緣膜之半導體裝置之小塊(pat)部分的放大截面圖。如第1圖所示,在矽晶圓1上,於輸入輸出用之Al墊2上形成鈍化膜3,並在該鈍化膜3上形成通孔(via hole)。在其上形成絕緣膜4作為本發明之感光性樹脂組成物之圖案,再者,金屬(Cr、Ti等)膜5以與Al墊2連接之方式形成。於其上形成金屬配線6。將4~6之步驟重覆複數次,藉由積層,可不擴大晶片面積地製作高密度、高性能的半導體裝置。然後,在絕緣膜7之開口部分,形成阻隔金屬8及焊料凸點10。
繼而,針對將本發明之感光性樹脂組成物應用在具有凸點之半導體裝置的應用例2,使用圖式加以說明。第2圖係具有本發明之絕緣膜之半導體裝置之小塊部分的放大截面圖。與上述之應用例1同樣地,形成有Al墊2及鈍化膜3之矽晶圓1,切分成晶圓後,以密封樹脂11密封。在該密封樹脂11及晶片上,形成絕緣膜4作為本發明之感光性樹脂組成物之圖案,再者,形成金屬(Cr、Ti等)膜5、金屬配線(Al、Cu等)6。然後,在晶片外的密封樹脂11上形成絕緣膜7的開口部,在該開口部8形成阻隔
金屬8及焊料凸點10。
繼而,針對將本發明之感光性樹脂組成物應用在感應器裝置之線圈零件的應用例3,使用圖式加以說明。第3圖係本發明之具有絕緣膜之線圈零件的截面圖。如第3圖所示,在基板12上形成絕緣膜13,並於其上形成絕緣膜14作為圖案。就基板12而言,使用鐵氧體(ferrite)等。本發明之感光性樹脂組成物,可使用於絕緣膜13及絕緣膜14之任一者。在該圖案之開口部形成金屬(Cr、Ti等)膜15,於其上鍍敷形成金屬配線(Ag、Cu等)16。金屬配線16(Ag、Cu等)係形成於螺旋上。將13~16之步驟重覆複數次,藉由積層,可具有作為線圈之功能。最後,金屬配線(Ag、Cu等)16藉由金屬配線(Ag、Cu等)17與電極18連接,並藉由密封樹脂19密封。
在將柔軟成分導入感光性樹脂組成物之情況,由於晶圓之翹曲小,可高精度地進行曝光及晶圓之搬運。此在如第1圖或第3圖之裝置增加絕緣膜及配線層之積層數時特別有用。又,由於實裝時亦可緩和來自密封樹脂之應力,所以可提供高耐久性之半導體裝置。在如第1圖之裝置中,形成絕緣膜4或絕緣膜7的感光性樹脂組成物,為了可於切割道(scribe line)9,進行厚膜加工,以較高感度、沒有曝光部分之殘餘物的感光性樹脂組成物為較佳。
又,在如第2圖之裝置中,絕緣膜4橫跨在矽晶圓及密封樹脂上而形成。在將柔軟骨架導入感光性樹脂組成物及丙烯酸酯化合物中之情況,由於得到高延伸
度之膜,可緩和密封樹脂之熱膨脹或基板之扭曲所造成的應力。又,由於基板面積變大,以翹曲小之感光性樹脂組成物為宜。從此等觀點而言,本發明之感光性樹脂組成物在如第1圖、第2圖之裝置中有用。
以下,列舉實施例等,說明本發明。本發明不受此等實例限定。再者,實施例中樹脂及感光性樹脂組成物之製作及評價係依照以下之方法進行。
(1)分子量測定
(a)成分之鹼可溶性樹脂之分子量,係使用GPC(凝膠滲透層析)裝置Waters 2690-996(日本Waters股份有限公司製),以N-甲基-2-吡咯啶酮(以下稱為NMP)作為洗滌液(eluent)進行測定,藉由聚苯乙烯換算計算重量平均分子量(Mw)。
(2)鹼溶解速度測定
(a)成分之鹼可溶性樹脂之鹼溶解速度,係將溶解於γ-丁內酯之鹼可溶性樹脂,使用東京電子股份有限公司製之塗布顯像裝置Mark-7,於120℃預烤3分鐘,並以2.38質量%之四甲基銨(TMAH)水溶液(三菱氣體化學股份有限公司製,ELM-D)顯像60秒鐘後,計算膜厚之變化量(um/分鐘)。
(3)清漆之室溫保存安定性的評價
測定清漆剛調製後之黏度,繼而將該清漆放置於室溫(23℃,45%RH)14日後,再度測定黏度。清漆之室溫保存安定性係藉由相對於放置前之黏度之放置14日所致
黏度之變化量(mPa‧s)的比率(%)而評價。以小於10%為合格,以10%以上為不合格。
(4)延伸度評價
在8吋矽晶圓上,將清漆以預烤後膜厚成為T1=11μm之方式,使用塗布顯像裝置ACT-8(東京電子股份有限公司製),藉由旋轉塗布法塗布,於120℃預烤3分鐘後,使用惰性烘箱CLH-21CD-S(光洋熱系統股份有限公司製),在氮氣流下,於氧濃度20ppm以下,以每分鐘3.5℃之升溫速度升溫至220℃,並於220℃進行1小時加熱處理。以46質量%氫氟酸水溶液剝離,得到硬化膜(耐熱性樹脂膜)。將以此方法得到之硬化膜,用刀片切成7×1cm,將其用Tensilon萬能試驗機(Orientec公司製RTM-100)以50mm/分鐘拉伸。求取此時之延伸量除以樣本長度之值。對10個樣本進行此測定,以其最大值作為延伸度。延伸度以30%以上為較佳,以60%以上為更佳。
(5)與矽晶圓之密著性評價
在矽晶圓上,使用旋轉器,以預烤後之膜厚成為10μm之方式塗布清漆,繼而使用熱板(東京電子股份有限公司製之塗布顯像裝置D-SPIN),於120℃預烤3分鐘,得到感光性樹脂膜。將所製作之感光性樹脂膜於氮氣流下(氧濃度20ppm以下),在110℃維持30分鐘,然後以每分鐘3.5℃之升溫速度升溫至220℃,並於220℃進行1小時加熱處理,製作耐熱性樹脂被膜(硬化膜)。
在硬化膜上以切刀裁切成格子狀,製作10×10個之方格,藉由「Cellotape(註冊商標)」剝離,進行測
試。剝離試驗時,若完全無剝離為A,若略微剝離為B、若可見到許多剝離為C,以B以上為合格。
(6)顯像膜A之製作
在8吋矽晶圓上將清漆進行旋轉塗布,繼而,於120℃之熱板(使用ACT-8)烘烤3分鐘,製作厚度10μm之預烤膜。將此膜使用i射線步進器(NIKON NSR i9),以0~1000mJ/cm2之曝光量,並以10mJ/cm2階段曝光。曝光後,用2.38質量%之TMAH水溶液顯像90秒鐘,繼而用純水沖洗,得到具有線寬與間隔(line and space)圖案之顯像膜A。
(7)感度評價
在顯像膜A,以曝光及顯像後曝光部分未完全溶出之曝光量(稱為最小曝光量Eth)作為感度。若Eth為400mJ/cm2以下,判定為高感度。以300mJ/cm2以下為更佳。
(8)解像度評價
在前述Eth之曝光量中,以線寬與間隔所解像之最小尺寸作為解像度。若解像尺寸為10um以下,可判定為高解像度,以5um以下為更佳。
以下之實施例、比較例所示之酸二酐、二胺等簡略記號的名稱,如以下所述。
ODPA:3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酐
CBDA:環丁烷四羧酸二酐
PBOM:1,1’-(4,4’-氧苯甲醯基)二咪唑
6FDA:4,4’-六氟異亞丙基二酞酸二酐
SiDA:1,1,3,3-四甲基-1,3-雙(3-胺基丙基)二矽氧烷
BAHF:2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷
NMP:N-甲基-2-吡咯啶酮
ED-600:「Jeffamine(註冊商標)」ED-600(商品名,HUNTSMAN股份有限公司製脂肪族二胺)
ED-900:「Jeffamine(註冊商標)」ED-900(商品名,HUNTSMAN股份有限公司製脂肪族二胺)
MAP:間胺基酚
NA:5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐
KBM-403:3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷。
將各實施例、比較例中所使用之化合物展示於下。
合成例1 醌二疊氮化合物(a)之合成
在乾燥氮氣流下,使21.22g(0.05莫耳)之多羥基化合物TrisP-PA(商品名,本州化學工業股份有限公司製)、26.86g(0.10莫耳)之5-萘醌二疊氮磺醯氯、及13.43g(0.05莫耳)之4-萘醌二疊氮磺醯氯,溶解於50g之1,4-二烷,並調至室溫。於其中,將與50g之1,4-二烷混合的15.18g之三乙基胺,以系統內不升至35℃以上之方式滴入。滴入後於30℃攪拌2小時。過濾三乙基胺鹽,將濾液投入水
中。然後,過濾析出之沉澱並收集。使該沉澱於真空乾燥機中乾燥,得到下式所示之醌二疊氮化合物(a)。
合成例2 醌二疊氮化合物(b)之合成
在乾燥氮氣流下,使15.31g(0.05莫耳)之多羥基化合物TrisP-HAP(商品名,本州化學工業股份有限公司製)及40.28g(0.15莫耳)之5-萘醌二疊氮磺醯氯溶解於450g之1,4-二烷,並調至室溫。使用與50g之1,4-二烷混合的15.18g之三乙基胺,以與合成例2同樣之方法,得到下式所示之醌二疊氮化合物(b)。
合成例3 醌二疊氮化合物(c)之合成
在乾燥氮氣流下,使28.83g(0.05莫耳)之多羥基化合物TekP-4HBPA(商品名,本州化學工業股份有限公司製)及13.43g(0.125莫耳)之5-萘醌二疊氮磺醯氯溶解於450g之1,4-二烷中,並調至室溫。使用20.24g之與50g之1,4-二烷混合的三乙基胺,以與合成例2同樣之方法,得到
下式所示之醌二疊氮化合物(c)。
合成例4 甲酚型酚醛樹脂(d)之合成
在乾燥氮氣流下,添加70.2g(0.65莫耳)之間甲酚、37.8g(0.35莫耳)之對甲酚、75.5g之37質量%甲醛水溶液(甲醛0.93莫耳)、0.63g(0.005莫耳)之草酸二水合物、264g之甲基異丁基酮後,浸漬於油浴中,將反應液回流,同時進行4小時之聚縮合反應。然後,以3小時將油浴之溫度升溫,然後將燒瓶內之壓力減壓至40~67hPa,除去揮發分,將溶解之樹脂冷卻至室溫,得到鹼可溶性酚樹脂之甲酚型酚醛樹脂(d)的聚合物固體。從GPC測得Mw為3,500。在所得到之甲酚型酚醛樹脂(d)中添加γ-丁內酯(GBL),得到固體成分濃度為43質量%之甲酚型酚醛樹脂(d)溶液。此樹脂之鹼溶解速度為12,000um/分鐘。
合成例5 聚羥基苯乙烯(e)之合成
在加入500ml之四氫映喃、0.01莫耳之作為起始劑的二級丁基鋰的混合溶液中,以莫耳比3:1之比率添加合計20g的對三級丁氧基苯乙烯與苯乙烯,在攪拌3小時的同時使其聚合。聚合停止反應係於反應溶液中添加0.1莫耳甲醇而進行。繼而為了將聚合物精製,將反應混合物
注入甲醇中,使沉降之聚合物乾燥,得到白色聚合物。再者,溶解於400ml之丙酮,於60℃添加少量之濃鹽酸,攪拌7小時後,注入水中,使聚合物沉澱,將對三級丁氧基苯乙烯進行脫保護,轉變為羥基苯乙烯,洗淨乾燥,得到精製之對羥基苯乙烯與苯乙烯之共聚物的聚羥基苯乙烯(e)。在所得到之聚羥基苯乙烯(e)中添加GBL,得到固體成分濃度為43質量%之聚羥基苯乙烯(e)溶液。此樹脂之鹼溶解速度為5,000um/分鐘。
[實施例1]
在乾燥氮氣流下,使6.20g(0.020莫耳)之ODPA、13.33g(0.030莫耳)之6FDA溶解於100g之NMP。在其中,同時添加1.09g(0.010莫耳)之MAP及20g之NMP。進一步將11.90g(0.033莫耳)之BAHF、9.00g(0.010莫耳)之ED-900、0.62g(0.003莫耳)之SiDA與NMP20g同時添加,並使其於60℃反應1小時,繼而於180℃攪拌4小時。攪拌結束後,將溶液投入2L之水中,得到白色沉澱。過濾此沉澱並收集,用水洗淨3次後,以50℃之真空乾燥機乾燥72小時,得到閉環聚醯亞胺鹼可溶性樹脂(A)之粉末。此樹脂之重量平均分子量為32,000,鹼溶解速度為5,000um/分鐘。
將21.0g之所得到之鹼可溶性樹脂(A)、3.0g之作為光酸產生劑的合成例1中所得到之醌二疊氮化合物(a)、12.0g之作為鹼可溶性酚樹脂的合成例4中所得到之甲酚型酚醛樹脂(d)、3.0g之作為多官能丙烯酸酯化合物的共榮社化學股份有限公司製Light Ester BP-6EM(分
子量629)、3.0g之交聯劑MX-270、1.0g之KBM-403,添加於25g之GBL中,得到正型感光性樹脂組成物之清漆。將鹼可溶性樹脂(A)中之成分示於表1,將清漆中之其它樹脂及光酸產生劑示於表2。使用所得到之清漆,如前述之方式,進行室溫保存安定性評價、延伸度評價、密著性評價、感度評價、解像度評價。將評價結果示於表2。
[實施例2]
在乾燥氮氣流下,使3.92g(0.020莫耳)之CBDA、13.33g(0.030莫耳)之6FDA溶解於100g之NMP。於其中將1.09g(0.010莫耳)之MAP與20g之NMP一起加入。再者,將11.90g(0.033莫耳)之BAHF、9.00g(0.010莫耳)之ED-900、0.62g(0.003莫耳)之SiDA,與20g之NMP一起加入,使其於60℃反應1小時,繼而於180℃攪拌4小時。攪拌結束後,將溶液投入2L之水中,得到白色沉澱。過濾該沉澱並收集,以水洗淨3次後,用50℃之真空乾燥機乾燥72小時,得到閉環聚醯亞胺鹼可溶性樹脂(B)之粉末。該樹脂之重量平均分子量為30,000,鹼溶解速度為14,000um/分鐘。
將21.0g之所得到之鹼可溶性樹脂(B)、3.0g之作為光酸產生劑的合成例2中所得到之醌二疊氮化合物(b)、12.0g之作為鹼可溶性酚樹脂的合成例5中所得到之聚羥基苯乙烯(e)、3.0g之作為多官能丙烯酸酯化合物的日本油脂股份有限公司製BlemmerPDE-600(分子量771)、3.0g之交聯劑HMOM-TRHAP、1.0g之KBM403加入25g之GBL中,得到正型感光性樹脂組成物之清漆。將鹼
可溶性樹脂(B)中之成分示於表1,將清漆中之其它樹脂及光酸產生劑示於表2。使用所得到之清漆,如前述之方式,進行室溫保存安定性評價、延伸度評價、密著性評價、感度評價、解像度評價。將評價結果示於表2。
[實施例3]
在乾燥氮氣流下,使4.65g(0.020莫耳)之ODPA、13.33g(0.030莫耳)之6FDA溶解於100g之NMP。於其中,將13.73g(0.038莫耳)之BAHF、9.00g(0.010莫耳)之ED-900、0.62g(0.003莫耳)之SiDA與20g之NMP一起加入,使其於60℃反應1小時,繼而於180℃攪拌4小時後,將1.64g(0.010莫耳)之作為封端劑的5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐(NA)與10g之NMP一起加入,於60℃攪拌使其反應1小時結束後,將溶液投入2L之水中,得到白色沉澱。過濾該沉澱並收集,以水洗淨3次後,用50℃之真空乾燥機乾燥72小時,得到閉環聚醯亞胺鹼可溶性樹脂(C)之粉末。該樹脂之重量平均分子量為37,000,鹼溶解速度為6,000um/分鐘。
將21.0g之所得到之鹼可溶性樹脂(C)、3.0g之作為光酸產生劑的合成例2中所得到之醌二疊氮化合物(c)、12.0g之作為鹼可溶性酚樹脂的合成例4中所得到之甲酚型酚醛樹脂(d)、3.0g之作為多官能丙烯酸酯化合物的日本油脂股份有限公司製BlemmerPDBE-450A(分子量805)、3.0g之交聯劑MX-270、1.0g之KBM403加至25g之GBL中,得到正型感光性樹脂組成物之清漆。將鹼可溶性樹脂(C)中之成分示於表1中,將清漆中之其它樹脂
及光酸產生劑示於表2中。使用所得到之清漆,如前述之方式,進行室溫保存安定性評價、延伸度評價、密著性評價、感度評價、解像度評價。將評價結果示於表2。
[實施例4]
在乾燥氮氣流下,使13.73g(0.038莫耳)之BAHF溶解於185g之NMP。於其中,將8.60g(0.024莫耳)之PBOM與20g之NMP一起加入,在85℃使其反應3小時。繼而,將11.25g(0.013莫耳)之ED-900、0.62g(0.003莫耳)之SiDA、7.53g(0.021莫耳)之PBOM與30g之NMP一起加入,並使其於85℃反應1小時。再者,將1.64g(0.010莫耳)之作為封端劑之5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐(NA)與NMP10g一起加入,使其於85℃反應30分鐘。反應結束後,冷卻至室溫,將15.01g(0.25莫耳)之乙酸與58g之NMP一起加入,並於室溫攪拌1小時。攪拌結束後,將溶液投入3L之水中,得到白色沉澱。過濾該沉澱並收集,以水洗淨3次後,用50℃之通風乾燥機乾燥3日,得到聚醯胺鹼可溶性樹脂(D)之粉末。該樹脂之重量平均分子量為38,000,鹼溶解速度為10,000um/分鐘。
將21.0g之所得到之鹼可溶性樹脂(D)、3.0g之作為光酸產生劑的合成例3中所得到之醌二疊氮化合物(a)、12.0g之作為鹼可溶性酚樹脂的合成例5中所得到之聚羥基苯乙烯(e)、3.0g之作為多官能丙烯酸酯化合物的共榮社化學股份有限公司製Light Acrylate BP-4PA(分子量569)、3.0g之交聯劑HMOM-TRHAP、1.0g之KBM-403加至25g之GBL中,得到正型感光性樹脂組成物之清漆。
將鹼可溶性樹脂(D)中之成分示於表1,將清漆中之其它樹脂及光酸產生劑示於表2。使用所得到之清漆,如前述之方式,進行室溫保存安定性評價、延伸度評價、密著性評價、感度評價、解像度評價。將評價結果示於表2中。
[比較例1]
將21.0g之實施例1中所得到之鹼可溶性樹脂(A)、3.0g之作為光酸產生劑的合成例1中所得到之醌二疊氮化合物(a)、12.0g之作為鹼可溶性酚樹脂的合成例4中所得到之甲酚型酚醛樹脂(d)、3.0g之交聯劑MX-270、1.0g之KBM-403加入25g之GBL中,得到正型感光性樹脂組成物之清漆。將鹼可溶性樹脂(A)中之成分示於表1中,將清漆中之其它樹脂及光酸產生劑示於表2中。使用所得到之清漆,如前述之方式,進行室溫保存安定性評價、延伸度評價、應力評價、密著性評價、感度評價、解像度評價。將評價結果示於表2。
[比較例2]
在乾燥氮氣流下,使3.92g(0.020莫耳)之CBDA、13.33g(0.030莫耳)之6FDA溶解於100g之NMP中。於其中,將1.09g(0.010莫耳)之MAP與20g之NMP一起加入。進一步將15.57g(0.043莫耳)之BAHF、0.62g(0.003莫耳)之SiDA與20g之NMP一起加入,使其於60℃反應1小時,繼而於180℃攪拌4小時。攪拌結束後,將溶液投入2L之水中,得到白色沉澱。過濾該沉澱並收集,以水洗淨3次後,用50℃之真空乾燥機乾燥72小時,得到閉環聚醯亞胺
鹼可溶性樹脂(E)之粉末。該樹脂之重量平均分子量為24,000,鹼溶解速度為5,000um/分鐘。
將21.0g之所得到之鹼可溶性樹脂(E)、3.0g之作為光酸產生劑的合成例1中所得到之醌二疊氮化合物(a)、12.0g之作為鹼可溶性酚樹脂的合成例4中所得到之甲酚型酚醛樹脂(d)、3.0g之作為多官能丙烯酸酯化合物的Blemmer PDE-600、3.0g之交聯劑MX-270、1.0g之KBM-403加至25g之GBL中,得到正型感光性樹脂組成物之清漆。將鹼可溶性樹脂(E)中之成分示於表1,將清漆中之其它樹脂及光酸產生劑示於表2。使用所得到之清漆,如前述之方式,進行室溫保存安定性評價、延伸度評價、密著性評價、感度評價、解像度評價。將評價結果示於表2。
[比較例3]
將21.0g之實施例3中所得到之鹼可溶性樹脂(C)、3.0g之作為光酸產生劑的合成例1中所得到之醌二疊氮化合物(a)、12.0g之作為鹼可溶性酚樹脂的合成例4中所得到之酚醛樹脂(d)、3.0g之交聯劑Epiclon EXA-4822(大日本印墨化學工業股份有限公司製)、1.0g之KBM-403加至25g之GBL中,得到正型感光性樹脂組成物之清漆。將鹼可溶性樹脂(C)中之成分示於表1,將清漆中之其它樹脂及光酸產生劑示於表2。使用所得到之清漆,如前述之方式,進行室溫保存安定性評價、延伸度評價、密著性評價、感度評價、解像度評價。將評價結果示於表2。
[比較例4]
在乾燥氮氣流下,使17.40g(0.048莫耳)之BAHF溶解於185g之NMP。於其中,將8.60g(0.024莫耳)之PBOM與20g之NMP一起加入,使其於85℃反應3小時。繼而,將0.62g(0.003莫耳)之SiDA、7.53g(0.021莫耳)之PBOM與30g之NMP一起加入,並使其於85℃反應1小時。再者,將1.64g(0.010莫耳)之作為封端劑的5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐(NA)與10g之NMP一起加入,使其於85℃反應30分鐘。反應結束後,冷卻至室溫,將15.01g(0.25莫耳)之乙酸與58g之NMP一起加入,在室溫攪拌1小時。攪拌結束後,將溶液投入3L之水中,得到白色沉澱。過濾該沉澱並收集,以水洗淨3次後,用50℃之通風乾燥機乾燥3日,得到聚醯胺鹼可溶性樹脂(F)之粉末。該樹脂之重量平均分子量為36,000,鹼溶解速度為500um/分鐘。
將21.0g之所得到之鹼可溶性樹脂(F)、3.0g之作為光酸產生劑的合成例3中所得到之醌二疊氮化合物(a)、12.0g之作為鹼可溶性酚樹脂的合成例4中所得到之甲酚型酚醛樹脂(d)、3.0g之作為多官能丙烯酸酯化合物的Blemmer PDBE-450A、4.0g交聯劑MX-270、1.0g之KBM-403加至25g之GBL中,得到正型感光性樹脂組成物之清漆。將鹼可溶性樹脂(F)中之成分示於表1,將清漆中之其它樹脂及光酸產生劑示於表2。使用所得到之清漆,如前述之方式,進行室溫保存安定性評價、延伸度評價、密著性評價、感度評價、解像度評價。將評價結果示於表2中。
1‧‧‧矽晶圓
2‧‧‧Al墊
3‧‧‧鈍化膜
4‧‧‧絕緣膜
5‧‧‧金屬(Cr、Ti等)膜
6‧‧‧金屬配線(Al、Cu等)
7‧‧‧絕緣膜
8‧‧‧阻隔金屬
9‧‧‧切割道(scribe line)
10‧‧‧焊料凸點
Claims (16)
- 一種正型感光性樹脂組成物,其特徵為含有:(a)鹼可溶性樹脂,其包含選自聚醯亞胺前驅物、聚苯并唑前驅物、聚醯胺醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、及此等之共聚物中之至少1種,(b)光酸產生劑,及(c)多官能丙烯酸酯化合物;其中該(a)鹼可溶性樹脂於分子內具有脂肪族鏈。
- 如請求項1之正型感光性樹脂組成物,其中該(a)鹼可溶性樹脂具有通式(1)及(2)所示之結構單元的至少任一種,該脂肪族鏈為通式(3)所示之聚醚嵌段結構單元,該通式(1)中之R2及通式(2)中之R6的至少任一種含有通式(3)所示之聚醚嵌段結構單元;
- 如請求項1或2之正型感光性樹脂組成物,其中該(c)多官能丙烯酸酯化合物之分子量為100以上2000以下。
- 如請求項1至3中任一項之正型感光性樹脂組成物,其中該(c)多官能丙烯酸酯化合物具有通式(4)所示之聚醚嵌段結構單元:
- 如請求項1至4中任一項之正型感光性樹脂組成物,其中該(a)鹼可溶性樹脂之對鹼水溶液的溶解速度為100~4,0000nm/分鐘。
- 如請求項1至5中任一項之正型感光性樹脂組成物,其進一步含有(d)鹼可溶性酚樹脂。
- 如請求項6之正型感光性樹脂組成物,其中該(d)鹼可溶 性酚樹脂之對鹼水溶液之溶解速度為100~20,000nm/分鐘。
- 如請求項1至7中任一項之正型感光性樹脂組成物,其中該(a)鹼可溶性樹脂於末端具有含有不飽和鍵之有機基。
- 一種感光性薄片,其係由如請求項1至8中任一項之正型感光性樹脂組成物所形成。
- 一種硬化膜,其係將如請求項1至8中任一項之正型感光性樹脂組成物或如請求項9之感光性薄片硬化。
- 一種層間絕緣膜或半導體保護膜,其係配置有如請求項10之硬化膜。
- 一種半導體裝置之製造方法,其中將如請求項1至8中任一項之正型感光性樹脂組成物塗布於基材上後,或將如請求項9之感光性薄片貼合於基材上後,經紫外線照射步驟及顯像步驟而形成圖案,進一步包含加熱而形成硬化膜之浮雕圖案層的步驟。
- 一種半導體電子零件或半導體裝置,其具有如請求項10之硬化膜的浮雕圖案層。
- 一種半導體電子零件或半導體裝置,其配置有如請求項10之硬化膜作為再配線間之層間絕緣膜。
- 如請求項14之半導體電子零件或半導體裝置,其中該再配線與層間絕緣膜係被重覆配置2~10層。
- 一種半導體電子零件或半導體裝置,其中如請求項10之硬化膜係被配置作為由2種以上之材質所構成之鄰接基板的層間絕緣膜。
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