TW201938644A - 膜的製造方法、積層體的製造方法、半導體器件的製造方法及膜形成用組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種膜的製造方法,其包括使用組成物於構件上進行狹縫塗佈之製程,上述構件至少於其一部分包含金屬,上述組成物含有:聚醯亞胺前驅物;相對於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度不同之至少兩種溶劑;及選自包括界面活性劑及增塑劑之群組中之至少一種。進而,本發明係有關與該膜的製造方法相關之積層體的製造方法、半導體器件的製造方法及膜形成用組成物。

Description

膜的製造方法、積層體的製造方法、半導體器件的製造方法及膜形成用組成物
本發明係有關一種膜的製造方法、積層體的製造方法、半導體器件的製造方法及膜形成用組成物。
聚醯亞胺樹脂的耐熱性及絕緣性優異,因此適用於各種用途。該用途並無特別限定,但若以實際安裝用半導體器件為例,則可舉出作為絕緣膜或密封材料的素材或該保護膜的利用。又,亦用作撓性基板的基膜或蓋層等。
上述聚醯亞胺樹脂通常對溶劑的溶解性低。因此,經常使用以環化前的聚醯亞胺前驅物的狀態溶解於溶劑中之方法。藉此,能夠實現優異的操作性,且在製造如上述那樣的各產品時能夠以各種形態塗佈於基板等並進行加工。然後,對聚醯亞胺前驅物進行加熱,從而能夠形成已硬化之產品。除了聚醯亞胺樹脂所具有之高性能以外,從該等製造上的適應性優異之觀點考慮,越來越期待其產業上的應用發展。
另一方面,專利文獻1中記載有狹縫塗佈含有界面活性劑之樹脂組成物。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-243121號公報
在此,如上述專利文獻1所記載,已知一種藉由狹縫塗佈將含有聚醯亞胺前驅物之組成物形成為膜狀之技術。然而,可知當聚醯亞胺前驅物組成物的狹縫塗佈對象於其表面含有金屬時,有時會於膜的表面產生所謂的“橘皮”。
本發明的目的為解決上述課題,且目的為提供一種利用了即使於金屬表面上形成有塗佈膜時,亦能夠抑制“橘皮”的產生並實現良好的表面形狀之狹縫塗佈之膜的製造方法、積層體的製造方法、半導體器件的製造方法及適合利用於該等製造方法之膜形成用組成物。
本發明人基於上述課題進行了研究之結果,發現藉由狹縫塗佈法將含有聚醯亞胺前驅物之組成物塗佈成層狀時,於乾燥中會產生本納胞,且表面呈橘皮狀。而且,發現含有聚醯亞胺前驅物之組成物(膜形成用塗佈液)中,作為溶劑,使用相對於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度不同之至少兩種溶劑,且對上述組成物摻合選自包括界面活性劑及增塑劑之群組中之至少一種,藉此解決了上述課題。
具體而言,藉由下述機構<1>,較佳為藉由<2>至<23>解決了上述課題。
<1>一種膜的製造方法,其包括使用組成物於構件上進行狹縫塗佈之製程,上述構件至少於其一部分包含金屬,上述組成物含有:聚醯亞胺前驅物;相對於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度不同之至少兩種溶劑;及選自包括界面活性劑及增塑劑之群組中之至少一種。
<2>如<1>所述之膜的製造方法,其中
上述界面活性劑為含有全氟烷基之重量平均分子量5,000以下的化合物中,且可溶於水。
<3>如<1>或<2>所述之膜的製造方法,其包括於進行狹縫塗佈之製程之後用清洗液清洗噴嘴頭之噴頭清洗製程。
<4>如<3>所述之膜的製造方法,其中
於上述進行狹縫塗佈之製程中,包括噴頭待機製程,於上述噴頭待機製程中上述噴嘴頭浸漬在浸漬液中,上述浸漬液係90質量%以上與上述清洗液相同之組成的液。
<5>如<3>或<4>所述之膜的製造方法,其中
上述清洗液含有上述至少兩種溶劑中於上述聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最高之溶劑。
<6>如<3>至<5>中任一項所述之膜的製造方法,其中
上述清洗液含有上述至少兩種溶劑中於上述聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最低之溶劑。
<7>如<4>所述之膜的製造方法,其中
上述浸漬液含有上述至少兩種溶劑中於上述聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最高之溶劑。
<8>如<4>或<7>所述之膜的製造方法,其中
上述浸漬液含有上述至少兩種溶劑中於上述聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最低之溶劑。
<9>如<1>至<8>中任一項所述之膜的製造方法,其具有對藉由上述狹縫塗佈形成之膜進行曝光之曝光製程及對經曝光之膜進行顯影之顯影製程。
<10>如<1>至<9>中任一項所述之膜的製造方法,其還包括對上述膜進行加熱之加熱製程。
<11>一種積層體的製造方法,其將<1>至<10>中任一項所述之膜的製造方法進行複數次。
<12>如<11>所述之積層體的製造方法,其還包括對上述膜適用金屬層之製程。
<13>一種半導體器件的製造方法,其中
於藉由<1>至<10>中任一項所述之方法製造之膜配置晶片。
<14>一種半導體器件的製造方法,其中
於藉由<11>或<12>所述之方法製造之積層體配置晶片。
<15>一種膜形成用組成物,其為於<1>至<10>中任一項所述之製造方法中所使用之膜形成用的組成物,上述膜形成用組成物含有聚醯亞胺前驅物、相對於上述聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度不同之至少兩種溶劑及選自包括界面活性劑及增塑劑之群組中之至少一種。
<16>如<15>所述之膜形成用組成物,其中
上述聚醯亞胺前驅物為二羧酸或二羧酸衍生物與二胺的縮合物。
<17>如<15>或<16>所述之膜形成用組成物,其中
上述至少兩種溶劑中,上述聚醯亞胺前驅物的溶解度最高之溶劑為亞碸類溶劑,上述至少兩種溶劑中,上述聚醯亞胺前驅物的溶解度最低之溶劑為酮類或內酯類溶劑。
<18>如<15>至<17>中任一項所述之膜形成用組成物,其中
上述至少兩種溶劑中,上述聚醯亞胺前驅物的溶解度比下述平均值高之溶劑的總質量與上述至少兩種溶劑中,上述聚醯亞胺前驅物的溶解度比下述平均值低之溶劑的總質量之比率係10:90~45:55;
上述平均值為於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最高之溶劑的溶解度與於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最低之溶劑的溶解度的平均值。
<19>如<15>至<18>中任一項所述之膜形成用組成物,其中
上述界面活性劑含有氟原子。
<20>如<19>所述之膜形成用組成物,其中
上述界面活性劑為含有全氟烷基之重量平均分子量5,000以下的化合物,且可溶於水。
<21>如<15>至<20>中任一項所述之膜形成用組成物,其中
上述界面活性劑的含量於固體成分中為0.005~2質量%。
<22>如<15>至<21>中任一項所述之膜形成用組成物,其中
上述增塑劑為環氧化油。
<23>如<15>至<22>中任一項所述之膜形成用組成物,其中
上述增塑劑的含量於固體成分中為0.005~2質量%。
[發明效果]
藉由本發明,於狹縫塗佈中,即使於金屬表面上形成了樹脂的塗佈膜之情況下,亦能夠抑制“橘皮”的產生並實現良好的表面形狀。
以下所記載之本發明中的構成要件的說明有時基於本發明的代表性實施形態而進行,但本發明並不限定於該等實施形態。
關於本說明書中的基團(原子團)的標記,未記述經取代及未經取代之標記係同時包含不具有取代基者和具有取代基者。例如,“烷基”不僅包含不具有取代基之烷基(未經取代的烷基),還包含具有取代基之烷基(取代烷基)。
本說明書中,“曝光”只要無特別限定,除了利用光的曝光以外,利用電子束、離子束等粒子束之描繪亦包含於曝光中。又,作為使用於曝光之光,通常可舉出以水銀燈的明線光譜、準分子雷射為代表之遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X射線、電子束等活性光線或放射線。
本說明書中,利用“~”表示之數值範圍是指將記載於“~”前後之數值作為下限值及上限值而包含之範圍。
本說明書中,“(甲基)丙烯酸酯”表示“丙烯酸酯”及“甲基丙烯酸酯”這兩者或其中任一個,“(甲基)丙烯酸”表示“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”這兩者或其中任一個,“(甲基)丙烯醯基”表示“丙烯醯基”及“甲基丙烯醯基”這兩者或其中任一個。
本說明書中,“製程”這一術語,不僅是獨立的製程,而且即使於無法與其他製程明確區分之情況下,若可實現對該製程所期待之作用,則亦包含於本術語中。
本說明書中,只要沒有特別記載,則重量平均分子量(Mw)及數平均分子量(Mn)基於凝膠滲透層析法(GPC)測定,並作為苯乙烯換算值而定義。本說明書中,重量平均分子量(Mw)及數平均分子量(Mn)例如能夠利用HLC-8220GPC(TOSOH CORPORATION製),並作為管柱而使用保護管柱HZ-L、TSKgel Super HZM-M、TSKgel Super HZ4000、TSKgel Super HZ3000及TSKgel Super HZ2000(TOSOH CORPORATION製)中的任一個以上而求出。只要沒有特別記載,則將洗提液設為利用THF(四氫呋喃)測定者。又,只要沒有特別記載,則將檢測設為使用UV線(紫外線)的波長254 nm檢測器者。
圖式中所例示之形狀、尺寸、數量、配置部位等為任意,且並無限定。
本發明的膜的製造方法的特徵為,其包括使用含有聚醯亞胺前驅物、相對於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度不同之至少兩種溶劑及選自包括界面活性劑及增塑劑之群組中之至少一種之組成物於至少一部分包含金屬之構件上進行狹縫塗佈之製程。藉此,於狹縫塗佈中,即使於金屬表面上形成有塗佈膜,亦能夠抑制“橘皮”的產生並實現良好的表面形狀(光澤)。
聚醯亞胺前驅物於形成為塗佈膜之後進行加熱並硬化。亦即,推測於已塗佈之階段塗佈膜為流動性液狀,其結果,產生了橘皮。而且,推測重要的係抑制橘皮時,其結果考慮以下方面。
(1)為了在乾燥中的較早的階段抑制對流而除了溶解度高的溶劑以外還採用溶解度低的溶劑,且
(2)為了降低塗佈膜的表面張力而採用界面活性劑,或者
(3)為了避免表面被預先乾燥且內部對流持續的情況而添加增塑劑
而且,如上所述,藉由使用溶解度不同之兩種以上的溶劑,且使用選自包括界面活性劑及增塑劑之群組中之至少一種,抑制橘皮,且於表面形狀的改善方面得以成功。進而,於聚醯亞胺樹脂層與金屬(例如,金屬層)的黏著性的提高方面亦得以成功。尤其,藉由使用規定的界面活性劑,於獲得與銅(例如,銅層)的優異的黏著性方面亦得以成功。
以下,對本發明進行詳細敘述。
<狹縫塗佈>
圖1係用於藉由示意性側視圖對本發明中所適用之狹縫塗佈的較佳的實施形態進行說明之製程說明圖(1)。本實施形態的塗佈裝置100具備搬送基板30之搬送部23和從下方支撐基板之支撐台(未圖示)。於基板30從噴嘴頭21通過狹縫狀噴嘴吐出抗蝕劑(樹脂)21a,並向d3的方向搬送基板30(狹縫塗佈製程)。搬送部23能夠由複數個搬送輥和使該等旋轉之搬送輥驅動部構成。噴嘴頭21能夠參閱搬送部搬送基板30的定時而沿上下方向升降。同樣地,支撐台(未圖示)亦能夠從噴嘴頭的正下方移動且退避。此時,能夠使噴嘴頭待機,而等待下一基板被搬送(噴頭待機製程)。於該狹縫塗佈製程期間的噴頭待機製程中或於狹縫塗佈製程之後,可以進行以下所示之噴嘴頭的浸漬處理(浸漬處理製程)或清洗處理(噴頭清洗製程)。
本實施形態的裝置100中,於噴嘴頭的正下方配置有噴嘴頭清潔器22。若結束向基板吐出樹脂,則使噴嘴頭相對於塗佈面沿垂直方向下降(d1)而將噴嘴頭21浸漬於於噴嘴頭清潔器22內所具備之浸漬液中(圖2)。將噴嘴頭於清潔器內浸漬在浸漬液之時間例如係0.1分鐘以上為較佳,0.2分鐘以上為更佳,0.5分鐘以上為進一步較佳。作為上限,10分鐘以下為較佳,8分鐘以下為更佳,5分鐘以下為進一步較佳。藉此,能夠清洗噴嘴頭21的前端。
圖3為對與上述圖1、圖2不同的噴頭維護製程進行說明之裝置側視圖,並為示出噴嘴頭的維護(清洗)的態樣者。本實施形態的裝置具備向d2方向旋轉之輥24。輥槽25中裝滿有清洗液25a,以便浸漬輥24的下部。本實施形態的裝置100中還具備除液刮板25b。上述輥24與輥槽25構成維護部26。該維護部相對於基板表面能夠向垂直方向升降。本實施形態的裝置具備該種維護部,藉此於維護處理中,藉由使維護部26上升d4亦能夠執行噴嘴頭21的維護(清洗),而無需使噴嘴頭21下降d5。於維護部中,將從d5流動的液體換成清洗液。使清洗液向噴嘴頭流動的時間例如係1分鐘以上為較佳,2分鐘以上為更佳,5分鐘以上為進一步較佳。作為上限,120分鐘以下為較佳,60分鐘以下為更佳,30分鐘以下為進一步較佳。藉此,能夠清洗噴嘴頭21。
本發明中,如上所述,於進行狹縫塗佈之製程中,包括噴頭待機製程為較佳。於噴頭待機製程中,噴頭浸漬在浸漬液中為較佳。浸漬液係90質量%以上與清洗液相同之組成的液為較佳,95質量%以上相同之組成的液為更佳,相同組成為進一步較佳。
浸漬液及清洗液分別關於化合物的種類或混合比率等,90質量%以上與膜形成用組成物中的溶劑相同之組成的液為較佳,95質量%以上相同之組成的液為更佳,相同組成為進一步較佳。
清洗液還包含膜形成用組成物中所含有之至少兩種溶劑中於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最高之溶劑為較佳。又,清洗液包含膜形成用組成物中所含有之至少兩種溶劑中於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最低之溶劑為較佳。進而,包含膜形成用組成物中所含有之至少兩種溶劑中於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最高之溶劑和於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最低之溶劑這兩者為更佳。
浸漬液還包含膜形成用組成物中所含有之至少兩種溶劑中於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最高之溶劑為較佳。又,浸漬液包含膜形成用組成物中所含有之至少兩種溶劑中於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最低之溶劑為較佳。進而,包含膜形成用組成物中所含有之至少兩種溶劑中於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最高之溶劑和於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最低之溶劑這兩者為更佳。
此外,關於狹縫塗佈及能夠適用於其之裝置,能夠參閱日本特開2009-070973號公報,並將於其所記載之內容編入本說明書中。
<膜形成用組成物>
<<聚醯亞胺前驅物>>
作為聚醯亞胺前驅物,包含由下述式(1)表示之重複構成單元(構成單元)為較佳。
[化1]

A1 及A2 分別獨立地表示氧原子或NH,R111 表示2價有機基,R115 表示4價有機基,R113 及R114 分別獨立地表示氫原子或1價有機基。
A1 及A2 分別獨立地係氧原子或NH,氧原子為較佳。
<<<R111 >>>
R111 表示2價有機基。作為2價有機基,例示直鏈或支鏈的脂肪族基、環狀脂肪族基及芳香族基、雜芳香族基或包含該等組合之基團,碳數2~20的直鏈脂肪族基、碳數3~20的支鏈脂肪族基、碳數3~20的環狀脂肪族基、碳數6~20的芳香族基或包括該等的組合之基團為較佳,碳數6~20的芳香族基為更佳。
R111 由二胺衍生為較佳。作為在聚醯亞胺前驅物的製造中所使用之二胺,可舉出直鏈或支鏈脂肪族、環狀脂肪族或芳香族二胺等。二胺可以僅使用一種,亦可以使用兩種以上。
具體而言,二胺包含碳數2~20的直鏈脂肪族基、碳數3~20的支鏈或環狀脂肪族基、碳數6~20的芳香族基或包含該等組合之基團為較佳,包含碳數6~20的芳香族基之二胺為更佳。作為芳香族基的例,可舉出下述芳香族基。
[化2]
式中,A係單鍵或選自可以經氟原子取代之碳數1~10的脂肪族烴基、-O-、-CO-、-S-、-SO2 -、-NHCO-以及該等的組合中之基團為較佳,單鍵、選自可以經氟原子取代之碳數1~3的伸烷基、-O-、-CO-、-S-及-SO2 -中之基團為更佳,選自包括-CH2 -、-O-、-S-、-SO2 -、-C(CF3 )2 -及-C(CH3 )2 -之群組中之2價基團為進一步較佳。
作為二胺,具體而言可舉出選自1,2-二胺基乙烷、1,2-二胺基丙烷、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷及1,6-二胺基己烷;1,2-二胺基環戊烷或1,3-二胺基環戊烷、1,2-二胺基環己烷、1,3-二胺基環己烷或1,4-二胺基環己烷、1,2-雙(胺基甲基)環己烷、1,3-雙(胺基甲基)環己烷或1,4-雙(胺基甲基)環己烷、雙-(4-胺基環己基)甲烷、雙-(3-胺基環己基)甲烷、4,4’-二胺基-3,3’-二甲基環己基甲烷及異佛爾酮二胺;間苯二胺及對苯二胺、二胺基甲苯、4,4’-二胺基聯苯及3,3’-二胺基聯苯、4,4’-二胺基二苯醚、3,3’-二胺基二苯醚、4,4’-二胺基二苯基甲烷及3,3’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基碸及3,3-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯硫醚及3,3’-二胺基二苯硫醚、4,4’-二胺基二苯甲酮及3,3’-二胺基二苯甲酮、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯、2,2-雙(4-胺基苯基)丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-羥基-4-胺基苯基)丙烷、2,2-雙(3-羥基-4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)碸、雙(4-胺基-3-羥基苯基)碸、4,4’-二胺基對聯三苯、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(2-胺基苯氧基)苯基]碸、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、9,10-雙(4-胺基苯基)蒽、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基二苯基碸、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯基)苯、3,3’-二乙基-4,4’-二胺基二苯基甲烷、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基八氟聯苯、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、9,9-雙(4-胺基苯基)-10-氫蒽、3,3’,4,4’-四胺基聯苯、3,3’,4,4’-四胺基二苯醚、1,4-二胺基蒽醌、1,5-二胺基蒽醌、3,3-二羥基-4,4’-二胺基聯苯、9,9’-雙(4-胺基苯基)茀、4,4’-二甲基-3,3’-二胺基二苯基碸、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二胺基二苯基甲烷、2-(3’,5’-二胺基苯甲醯氧基)甲基丙烯酸乙酯)、2,4-二胺基枯烯及2,5-二胺基枯烯、2,5-二甲基-對苯二胺、乙醯胍胺、2,3,5,6-四甲基-對苯二胺、2,4,6-三甲基-間苯二胺、雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷、2,7-二胺基茀、2,5-二胺基吡啶、1,2-雙(4-胺基苯基)乙烷、二胺基苯甲醯苯胺、二胺基苯甲酸的酯、1,5-二胺基萘、二胺基三氟甲苯、1,3-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、1,4-雙(4-胺基苯基)八氟丁烷、1,5-雙(4-胺基苯基)十氟戊烷、1,7-雙(4-胺基苯基)十四氟庚烷、2,2-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙[4-(2-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)-3,5-二甲基苯基]六氟丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)-3,5-雙(三氟甲基)苯基]六氟丙烷、對雙(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)苯、4,4’-雙(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)聯苯、4,4’-雙(4-胺基-3-三氟甲基苯氧基)聯苯、4,4’-雙(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)二苯基碸、4,4’-雙(3-胺基-5-三氟甲基苯氧基)二苯基碸、2,2-雙[4-(4-胺基-3-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二胺基聯苯、4,4’-二胺基-2,2’-雙(三氟甲基)聯苯、2,2’,5,5’,6,6’-六氟聯甲苯胺及4,4’-二胺基四聯苯中之至少一種二胺。
又,以下所示之二胺(DA-1)~(DA-18)亦為較佳。
[化3]
又,作為較佳的例,亦可舉出於主鏈具有至少兩個伸烷基二醇單元之二胺。較佳為於一分子中組合包含兩個以上的乙二醇鏈、丙二醇鏈中的任一個或兩者之二胺,更佳為不包含芳香環之二胺。作為具體例,可舉出JEFFAMINE(註冊商標)KH-511、JEFFAMINE(註冊商標)ED-600、JEFFAMINE(註冊商標)ED-900、JEFFAMINE(註冊商標)ED-2003、JEFFAMINE(註冊商標)EDR-148、JEFFAMINE(註冊商標)EDR-176、D-200、D-400、D-2000、D-4000(以上為商品名,HUNTSMAN公司製)、1-(2-(2-(2-胺基丙氧基)乙氧基)丙氧基)丙烷-2-胺、1-(1-(1-(2-胺基丙氧基)丙烷-2-基)氧基)丙烷-2-胺等,但並不限定於這些。
以下示出JEFFAMINE(註冊商標)KH-511、JEFFAMINE(註冊商標)ED-600、JEFFAMINE(註冊商標)ED-900、JEFFAMINE(註冊商標)ED-2003、JEFFAMINE(註冊商標)EDR-148、JEFFAMINE(註冊商標)EDR-176的結構。
[化4]
上述中,x、y、z為平均值。
R111 由-Ar0 -L0 -Ar0 -表示為較佳。其中,Ar0 分別獨立地為芳香族烴基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為特佳),L0 的定義與上述A的基團相同,較佳範圍亦相同。Ar0 係伸苯基為較佳。
從i射線透過率的觀點考慮,R111 係由下述式(51)或式(61)表示之2價有機基為較佳。尤其,從i射線透過率、易獲得的觀點考慮,由式(61)表示之2價有機基為更佳。
[化5]

R50 ~R57 分別獨立地為氫原子、氟原子或1價有機基,R50 ~R57 中的至少一個為氟原子、甲基、氟甲基、二氟甲基或三氟甲基。
作為R50 ~R57 的1價有機基,可舉出碳數1~10(較佳為碳數1~6)的未經取代的烷基、碳數1~10(較佳為碳數1~6)的氟化烷基等。
[化6]

R58 及R59 分別獨立地為氟原子、氟甲基、二氟甲基或三氟甲基。
作為賦予式(51)或式(61)的結構之二胺化合物,可舉出二甲基-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-雙(三氟甲基)-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-雙(氟)-4,4’-二胺基聯苯、4,4’-二胺基八氟聯苯等。可以使用該等中的一種,亦可以組合使用兩種以上。
<<<R115 >>>
式(1)中的R115 表示4價有機基。作為4價有機基,包含芳香環之4價有機基為較佳,由下述式(5)或式(6)表示之基團為更佳。
[化7]

R112 的定義與A相同,較佳範圍亦相同。
關於由式(1)中的R115 表示之4價有機基,具體而言,可舉出從四羧酸二酐去除酸二酐基之後殘存之四羧酸殘基等。四羧酸二酐可以僅使用一種,亦可以使用兩種以上。四羧酸二酐係由下述式(7)表示之化合物為較佳。
[化8]

R115 表示4價有機基。R115 的定義與式(1)的R115 相同。
作為四羧酸二酐的具體例,可例示選自均苯四甲酸、均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯硫醚四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基甲烷四羧酸二酐、2,2’,3,3’-二苯基甲烷四羧酸二酐、2,3,3’,4’-聯苯四羧酸二酐、2,3,3’,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、4,4’-氧代二鄰苯二甲酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、1,4,5,7-萘四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、1,3-二苯基六氟丙烷-3,3,4,4-四羧酸二酐、1,4,5,6-萘四羧酸二酐、2,2’,3,3’-二苯基四羧酸二酐、3,4,9,10-苝四羧酸二酐、1,2,4,5-萘四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、1,8,9,10-菲四羧酸二酐、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2,3,4-苯四羧酸二酐及該等的碳數1~6的烷基衍生物及碳數1~6的烷氧基衍生物中之至少一種。
又,作為較佳例還可舉出下述中所示出之四羧酸二酐(DAA-1)~(DAA-5)。
[化9]
<<<R113 及R114 >>>
式(1)中,R113 及R114 分別獨立地表示氫原子或1價有機基。R113 及R114 中的至少一個含有自由基聚合性基團為較佳,兩者均含有自由基聚合性基團為更佳。作為自由基聚合性基團,為藉由自由基的作用,能夠進行交聯反應之基團,且作為較佳的例,可舉出具有乙烯性不飽和鍵之基團。
作為具有乙烯性不飽和鍵之基團,可舉出乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯醯基、由下述式(III)表示之基團等。
[化10]
式(III)中,R200 表示氫原子或甲基,甲基為更佳。
式(III)中,R201 表示碳數2~12的伸烷基、-CH2 CH(OH)CH2 -或碳數4~30的(聚)氧化伸烷基(作為伸烷基,碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為特佳;重複數係1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為特佳)。此外,(聚)氧化伸烷基是指氧化伸烷基或聚氧化伸烷基。
較佳的R201 的例中,可舉出伸乙基、伸丙基、三亞甲基、四亞甲基、1,2-丁二基、1,3-丁二基、五亞甲基、六亞甲基、八亞甲基、十二亞甲基、-CH2 CH(OH)CH2 -,伸乙基、伸丙基、三亞甲基、-CH2 CH(OH)CH2 -為更佳。
特佳為R200 係甲基,R201 係伸乙基。
作為聚醯亞胺前驅物的較佳的實施形態,作為R113 或R114 的1價有機基可舉出具有1、2或3個酸基,較佳為具有1個酸基之脂肪族基、芳香族基及芳烷基等。具體而言,可舉出具有酸基之碳數6~20的芳香族基、具有酸基之碳數7~25的芳烷基。更具體而言,可舉出具有酸基之苯基及具有酸基之苄基。酸基係羥基為較佳。亦即,R113 或R114 係具有羥基之基團為較佳。
作為由R113 或R114 表示之1價有機基,可較佳地使用提高顯影液的溶解度之取代基。
從對水性顯影液的溶解性的觀點考慮,R113 或R114 係氫原子、2-羥基芐基、3-羥基芐基及4-羥基芐基為更佳。
從對有機溶劑的溶解度的觀點考慮,R113 或R114 係1價有機基為較佳。作為1價有機基,包含直鏈或支鏈烷基、環狀烷基、芳香族基為較佳,被芳香族基取代之烷基為更佳。
烷基的碳數係1~30為較佳(當為環狀時為3以上)。烷基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一個。作為直鏈或支鏈烷基,例如,可舉出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基,十八烷基、異丙基、異丁基、第二丁基、第三丁基、1-乙基戊基及2-乙基己基。環狀烷基可以為單環環狀烷基,亦可以為多環環狀烷基。作為單環環狀的烷基,例如,可舉出環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基及環辛基。作為多環環狀的烷基,例如,可舉出金剛烷基、降莰基、莰基、莰烯基(camphenyl)、十氫萘基、三環癸烷基、四環癸烷基、莰二醯基、二環己基及蒎烯基(pinenyl)。其中,從兼顧與高靈敏度化的觀點考慮,環己基為最佳。又,作為被芳香族基取代之烷基,被後述之芳香族基取代之直鏈烷基為較佳。
作為芳香族基,具體而言,可舉出經取代或未經取代之苯環、萘環、戊搭烯環、茚環、薁環、庚搭烯環、茚烯環、苝環、稠五苯環、苊烯環、菲環、蒽環、稠四苯環、䓛環、三伸苯環、茀環、聯苯環、吡咯環、呋喃環、噻吩環、咪唑環、㗁唑環、噻唑環、吡啶環、吡環、嘧啶環、噠環、吲哚環、吲哚環、苯并呋喃環、苯并噻吩環、異苯并呋喃環、喹環、喹啉環、酞環、萘啶環、喹㗁啉環、喹唑啉環、異喹啉環、咔唑環、啡啶環、吖啶環、啡啉環、噻蒽環、色烯環、口山口星環、啡㗁噻環、啡噻環或啡環。苯環為最佳。
又,聚醯亞胺前驅物中,於結構中具有氟原子亦為較佳。聚醯亞胺前驅物中的氟原子含量為10質量%以上為較佳,20質量%以下為較佳。上限並無特別限制,實際上為50質量%以下。
又,以提高與基板的黏合性為目的,可以使具有矽氧烷結構之脂肪族基與由式(1)表示之構成單元共聚合。具體而言,作為二胺成分,可舉出雙(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。
由式(1)表示之構成單元係由式(1-A)表示之構成單元為較佳。
[化11]

A11 及A12 表示氧原子或NH,R111 及R112 分別獨立地表示2價有機基,R113 及R114 分別獨立地表示氫原子或1價有機基,R113 及R114 中的至少一者為包含自由基聚合性基團之基團,自由基聚合性基團為較佳。
A11 、A12 、R111 、R113 及R114 的定義分別獨立地與式(1)中的A1 、A2 、R111 、R113 及R114 相同,較佳範圍亦相同。
R112 的定義與式(5)中的R112 相同,較佳範圍亦相同。
聚醯亞胺前驅物中,由式(1)表示之重複構成單元可以為一種,亦可以為兩種以上。又,可以包含由式(1)表示之構成單元的結構異構體。又,除了上述的式(1)的構成單元以外,聚醯亞胺前驅物還可以包含其他種類的構成單元。
作為聚醯亞胺前驅物的一實施形態,可例示總構成單元的50莫耳%以上,進而70莫耳%以上,尤其90莫耳%以上係由式(1)表示之構成單元之聚醯亞胺前驅物。作為上限,實際為100莫耳%以下。
聚醯亞胺前驅物的重量平均分子量(Mw)較佳為2000~500000,更佳為5000~100000,進一步較佳為10000~50000。又,數平均分子量(Mn)較佳為800~250000,更佳為2000~50000,進一步較佳為4000~25000。
聚醯亞胺前驅物的分子量的分散度係1.5~3.5為較佳,2~3為進一步較佳。
聚醯亞胺前驅物係二羧酸或二羧酸衍生物與二胺的縮合物。較佳為使用鹵化劑對二羧酸或二羧酸衍生物進行鹵化之後,使其與二胺反應而得到。
聚醯亞胺前驅物的製造方法中,進行反應時,使用有機溶劑為較佳。有機溶劑可以為一種,亦可以為兩種以上。
作為有機溶劑,能夠依原料適當設定,可例示吡啶、二乙二醇二甲醚(二甘二甲醚)、N-甲基吡咯啶酮及N-乙基吡咯啶酮。
製造聚醯亞胺前驅物時,包括析出固體之製程為較佳。具體而言,使反應液中的聚醯亞胺前驅物沉澱於水中,使四氫呋喃等聚醯亞胺前驅物溶解於可溶性溶劑,藉此能夠進行固體析出。
膜形成用組成物中的聚醯亞胺前驅物的比例係除了溶劑以外的成分(固體成分)的60質量%以上為較佳,70質量%以上為更佳,75質量%以上為進一步較佳,並且99質量%以下為較佳,95質量%以下為進一步較佳。
膜形成用組成物中可以僅含有一種聚醯亞胺前驅物,亦可以含有兩種以上的聚醯亞胺前驅物。當含有兩種以上時,總量成為上述範圍為較佳。
<<溶劑>>
膜的製造方法中所使用之組成物(膜形成用組成物)中,作為溶劑,含有相對於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度不同之至少兩種溶劑。具體而言,作為溶劑,至少使用相對於聚醯亞胺前驅物具有較高的溶解度之溶劑A與於23℃下的溶解度較低之溶劑B的混合溶劑為較佳。溶解度設為溶於23℃的溶劑100g中之聚醯亞胺前驅物的量(g)。
溶劑存在3種以上時求出溶解度最高的溶劑的溶解度與溶解度最低之溶劑的溶解度的平均值,將比該平均值高之溶解度的溶劑分類為溶劑A,將比上述平均值低之溶解度的溶劑分類為溶劑B。進而,溶劑存在3種以上時,將溶解度最高之溶劑設為溶劑A為較佳,將溶解度最低之溶劑設為溶劑B為較佳。
溶劑A與溶劑B的溶解度之差係10 g以上為較佳,15 g以上為更佳,20 g以上為進一步較佳。作為上限值並無特別限定,例如能夠設為50 g以下。藉由該種構成,能夠進一步有效地抑制塗佈膜的乾燥中的較早階段的對流。
溶劑A的沸點為100℃以上為較佳,110℃以上為更佳,130℃以上為進一步較佳。上限係230℃以下為較佳,210℃以下為更佳,190℃以下為進一步較佳。藉由該種構成,存在塗佈後的表面形狀變得更均勻之傾向。
溶劑B的沸點係150℃以上為較佳,180℃以上為更佳,200℃以上為進一步較佳。上限係250℃以下為較佳,230℃以下為更佳,210℃以下為進一步較佳。藉由該種構成,存在塗佈後的表面形狀變得更均勻之傾向。
溶劑A與溶劑B於沸點存在規定差為較佳。沸點之差係0℃以上為較佳,10℃以上為更佳,20℃以上為進一步較佳。又,80℃以下為較佳。藉由該種構成,與溶劑B相比,能夠於更長的時間將表面形狀保持均勻。
此外,本說明書中沸點是指於1013.25 hPa下沸騰之溫度。
溶劑係有機溶劑為較佳。
作為分類為溶劑A之溶劑,例如可舉出亞碸類、醯胺類、內醯胺類,其中亞碸類為較佳。
作為分類為溶劑B之溶劑,可舉出酯類、醚類、內酯類、酮類、芳香族烴類等,其中內酯類或酮類為較佳,酮類為更佳。
作為酯類,例如作為較佳者,可舉出乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸戊酯、乙酸異戊酯、丙酸丁酯、丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、內醯胺類(γ-丁內酯、ε-己內酯、δ-戊內酯)、烷氧基乙酸烷基酯(例如,烷氧基乙酸甲酯、烷氧基乙酸乙酯、烷氧基乙酸丁酯(例如,甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯等))、3-烷氧基丙酸烷基酯類(例如,3-烷氧基丙酸甲酯、3-烷氧基丙酸乙酯等(例如,3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯等))、2-烷氧基丙酸烷基酯類(例如,2-烷氧基丙酸甲酯、2-烷氧基丙酸乙酯、2-烷氧基丙酸丙酯等(例如,2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯))、2-烷氧基-2-甲基丙酸甲酯及2-烷氧基-2-甲基丙酸乙酯(例如,2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等)、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、2-氧代丁酸甲酯、2-氧代丁酸乙酯等。
作為醚類,例如作為較佳者,可舉出二乙二醇二甲醚、四氫呋喃、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯等。
作為酮類,例如作為較佳者,可舉出甲基乙基酮、環己酮、環戊酮、2-庚酮、3-庚酮等。
作為芳香族烴類,例如作為較佳者,可舉出甲苯、二甲苯、苯甲醚、檸檬烯等。
作為亞碸類,例如作為較佳者,可舉出二甲基亞碸。
作為醯胺類,作為較佳者可舉出內醯胺類(N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮)、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺等。
溶劑的含量設為膜形成用組成物的總固體成分濃度成為1~80質量%之量為較佳,設為成為1~60質量%之量為更佳,設為成為5~40質量%之量為進一步較佳,設為5~35質量%為進一步較佳。
若關於各自的溶劑對較佳的範圍進行敘述,則溶劑A(當存在複數種時為其總質量基準)於膜形成用組成物中係1~80質量%為較佳,1~60質量%為更佳,5~40質量%為進一步較佳,5~30質量%為進一步較佳。溶劑B(當存在複數種時為其總質量基準)於膜形成用組成物中係3~90質量%為較佳,6~80質量%為更佳,10~60質量%為進一步較佳,15~50質量%為進一步較佳。
溶劑A與溶劑B的質量比率(當存在複數種時為其總質量基準)係10:90~45:55為較佳,15:85~40:60為更佳,20:80~30:70為進一步較佳。
<<界面活性劑>>
膜形成用組成物含有界面活性劑為較佳。
上述界面活性劑係含有氟原子之界面活性劑為較佳,含有氟原子之非離子系或陰離子系界面活性劑為較佳,含有氟原子之非離子系或陰離子系寡聚物或聚合物界面活性劑為更佳。又,界面活性劑含有全氟伸烷基為較佳,含有全氟烷基為更佳。
界面活性劑可溶於水為較佳。本說明書中可溶是指,於23℃下溶解度為0.05質量%以上之情況。進而,界面活性劑於23℃下於水中溶解0.1質量%以上為較佳,溶解0.5質量%以上為更佳,溶解1質量%以上為進一步較佳。作為上限,實際為5質量%以下。
界面活性劑可以於分子內具有親水性基團、親油性基團及紫外線反應性基團中的至少一種。
其中,本發明中,從耐濕性變高之觀點考慮,含有全氟烷基之羧酸鹽(陰離子系)為較佳。界面活性劑可溶於水或於水中溶解少許(例如,0.1質量%以上),但不溶於烴溶劑(例如,己烷或甲苯)為較佳。相對於水的0.1質量%溶液的表面張力係10 mN/m以上為較佳,15 mN/m以上為更佳。上限實際為50 mN/m以下。相對於PGME(丙二醇單甲醚)的0.1%溶液的表面張力係大於25 mN/m為較佳,26 mN/m以上為更佳。上限實際為70 mN/m以下。
作為氟系界面活性劑,具體而言,可舉出均為商品名之Fluorinert F-C430、Fluorinert F-C431(以上為Sumitomo 3M Limited製);MEGAFACE F-142D、MEGAFACE F-171、MEGAFACE F-172、MEGAFACE F-173、MEGAFACE F-177、MEGAFACE F-183、MEGAFACE F-410、MEGAFACE F-444、MEGAFACE F-470、MEGAFACE F-471、MEGAFACE F-478、MEGAFACE F-479、MEGAFACE F-480、MEGAFACE F-482、MEGAFACE F-483、MEGAFACE F-484、MEGAFACE F-486、MEGAFACE F-487、MEGAFACE F-489、MEGAFACE F-553、MEGAFACE F-554、MEGAFACE F-556、MEGAFACE F-557、MEGAFACE F-569、MEGAFACE F-575、MEGAFACE F-780F、MEGAFACE F-781F、MEGAFACE R30(以上為DIC CORPORATION製);F TOP EF301、F TOP EF303、F TOP EF351、F TOP EF352(以上為JEMCO Inc. 製);Surflon S381、Surflon S382、Surflon SC101、Surflon SC105(以上為ASAHI GLASS CO.,LTD.製);E5844(DAIKIN INDUSTRIES, LTD.製);BM-1000、BM-1100(BM Chemie公司製)等。
關於上述DIC CORPORATION製MEGAFACE系列的界面活性劑,親水性越高越較佳,氟原子含量越多越較佳。若以一部分物體示出親水性的序列,則成為F-410>F-444>F-430、F-510、F-511、F-569、F-553、F-477、F-556>>F-554這一序列。關於氟原子含量,成為F-430>F-410、F-510、F-511>F-444>>F-569、F-553、F-554、F-477、F-556這一序列。關於親水性及氟原子含量,至少一個>>的左側(更多)為較佳,兩者中>>的左側(更大)為較佳。
關於界面活性劑,其中MEGAFACE F-410、F-444(均為商品名)於後述實施例中進行之PCT後的黏著性試驗中示出良好的成績。相對於此,F-510等較差。從該種觀點考慮,MEGAFACE F-410、F-444為特佳,F-444為進一步特佳。
界面活性劑的重量平均分子量係30,000以下為較佳,10,000以下為更佳,5,000以下為進一步較佳,4,000以下為進一步較佳。作為下限值,實際為500以上。
關於界面活性劑的分子量,利用日本特開2001-208736號公報的實施例的例1中所記載之方法,具體而言,作為移動相使用ASAHIKLIN AK-225 SEC等級1,作為SEC用管柱,使用將Polymer Laboratories Ltd.製PL凝膠5μm MIXED-E(內徑7.5 mm、長度30 cm)串聯連接了2根而成者,將移動相流速設為每分1.0 ml,管柱溫度設為37℃,作為檢測器使用差示折射率(RI)檢測器,並藉由將極性設為-之方法進行測定。
界面活性劑的含量於膜形成用組成物的固體成分中係0.0008質量%以上為較佳,0.005質量%以上為更佳,0.01質量%以上為進一步較佳。作為上限,5質量%以下為較佳,4質量%以下為更佳,2質量%以下為進一步較佳,可以為1質量%以下,亦可以為0.5質量%以下、0.1質量%以下、0.01質量%以下。
相對於組成物整體,0.0001質量%以上為較佳,0.0005質量%以上為更佳,0.001質量%以上為進一步較佳。作為上限,5質量%以下為較佳,2質量%以下為更佳,1質量%以下為進一步較佳。
相對於聚醯亞胺前驅物100質量份之界面活性劑的含量係0.001質量份以上為較佳,0.005質量份以上為更佳,0.01質量份以上為進一步較佳。作為上限,15質量份以下為較佳,10質量份以下為更佳,5質量份以下為進一步較佳,2質量份以下為進一步較佳,1質量份以下為更進一步較佳,0.5質量份以下為更進一步較佳,0.1質量份以下為尤其進一步較佳。
界面活性劑可以含有一種,亦可以含有兩種以上。當含有兩種以上時,總量成為上述範圍為較佳。
藉由將界面活性劑調節為上述範圍,能夠降低膜形成用組成物的塗佈膜的表面張力並能夠有效地抑制本納胞的形成以及其影響,且使膜的表面形狀進一步良好,因此為較佳。
<<增塑劑>>
關於本發明的實施形態之膜形成用組成物中所使用之增塑劑,其種類等並無特別限定,能夠使用公知的增塑劑。
具體而言,可例示鄰苯二甲酸酯、己二酸酯、偏苯三酸酯、聚酯、磷酸酯、檸檬酸酯、環氧系增塑劑、癸二酸酯、壬二酸酯、順丁烯二酸酯、苯甲酸酯,環氧系增塑劑為較佳。
作為環氧系增塑劑,可舉出環氧化油(環氧化大豆油、環氧化亞麻籽油)、環氧化脂肪酸烷基(例如辛基)酯等。
作為環氧系增塑劑,於分子內具有下述式e1或e2的環氧基為較佳。
[化12]

亦即,可舉出於構成增塑劑之烯烴鏈或石蠟鏈的末端或中途導入了式e1者或於鏈的中途導入了式e2者、或者於末端和中途雙方導入了上述兩者者。環氧系增塑劑係脂肪酸或油脂為較佳,上述烯烴鏈或石蠟鏈中導入有羧基為更佳。其中,該羧基可以藉由烷基等而其一部分或全部被酯化。增塑劑中,碳數係3~48為較佳,4~36為更佳,6~24為進一步較佳。
具體而言,可舉出ADEKA CORPORATION製O-180A、O-130P、D-32、D-55(均為商品名),其中O-180A、O-130P、D-32為較佳。
增塑劑於25℃下的黏度係40 mPa・s以上為較佳,100 mPa・s以上為更佳,200 mPa・s以上為進一步較佳。作為上限,實際為800 mPa・s以下。SP值係8以上為較佳,8.5以上為更佳。上限並無特別限制,實際為9.5以下。
增塑劑的含量於膜形成用組成物的固體成分中係0.0008質量%以上為較佳,0.005質量%以上為更佳,0.01質量%以上為進一步較佳。作為上限,5質量%以下為較佳,4質量%以下為更佳,2質量%以下為進一步較佳,可以為1質量%以下,亦可以為0.5質量%以下、0.1質量%以下、0.01質量%以下。
相對於聚醯亞胺前驅物100質量份之增塑劑的含量係0.001質量份以上為較佳,0.005質量份以上為更佳,0.01質量份以上為進一步較佳。作為上限,15質量份以下為較佳,10質量份以下為更佳,5質量份以下為進一步較佳,2質量份以下為進一步較佳,1質量份以下為更進一步較佳,0.5質量份以下為進一步較佳,0.1質量份以下為尤其進一步較佳。
增塑劑可以含有一種,亦可以含有兩種以上。當含有兩種以上時,總量成為上述範圍為較佳。
藉由將增塑劑設定為上述範圍,防止膜面的乾燥,避免本納胞持續形成,且得到塗佈膜的進一步良好的表面形狀,因此為較佳。
<<光聚合起始劑>>
膜形成用組成物中可以含有光聚合起始劑。光聚合起始劑係光自由基聚合起始劑為較佳。
作為能夠使用於本發明中的光自由基聚合起始劑,並無特別限制,能夠從公知的光自由基聚合起始劑中適當選擇。例如,對從紫外線區域至可見區域的光線具有感光性之光自由基聚合起始劑為較佳。又,可以為與光激發之增感劑產生一些作用,並生成活性自由基之活性劑。
光自由基聚合起始劑至少含有一種於約300~800 nm(較佳為330~500 nm)的範圍內至少具有約50莫耳吸光係數之化合物為較佳。化合物的莫耳吸光係數能夠利用公知的方法來進行測定。例如,藉由紫外可見分光光度計(Varian公司製Cary-5 spectrophotometer),並使用乙酸乙酯溶劑而於0.01 g/L的濃度下進行測定為較佳。
作為光自由基聚合起始劑,能夠任意使用公知的化合物,例如,可舉出鹵化烴衍生物(例如具有三骨架之化合物、具有㗁二唑骨架之化合物、具有三鹵甲基之化合物等)、醯基氧化膦等醯基膦化合物、六芳基雙咪唑、肟衍生物等肟化合物、有機過氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓鹽、酮肟醚、胺基苯乙酮化合物、羥基苯乙酮、偶氮系化合物、疊氮化合物、茂金屬化合物、有機硼化合物、鐵芳烴錯合物等。關於該等的詳細內容,能夠參閱日本特開2016-027357號公報的0165~0182段的記載,並將該內容編入本說明書中。
作為酮化合物,例如,可例示日本特開2015-087611號公報的0087段中所記載之化合物,並將該內容編入本說明書中。市售品中,還可較佳地使用KAYACURE DETX(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製)。
作為光自由基聚合起始劑,還能夠較佳地使用羥基苯乙酮化合物、胺基苯乙酮化合物及醯基膦化合物。更具體而言,例如,還能夠使用日本特開平10-291969號公報中所記載之胺基苯乙酮系起始劑、日本專利第4225898號中所記載之醯基氧化膦系起始劑。
作為羥基苯乙酮系起始劑,能夠使用IRGACURE 184(IRGACURE為註冊商標)、DAROCUR 1173、IRGACURE 500、IRGACURE-2959、IRGACURE 127(商品名:均為BASF公司製)。
作為胺基苯乙酮系起始劑,能夠使用作為市售品之IRGACURE 907、IRGACURE 369及IRGACURE 379(商品名:均為BASF公司製)。
作為胺基苯乙酮系起始劑,還能夠使用極大吸收波長與365 nm或405 nm等波長光源匹配之日本特開2009-191179號公報中所記載之化合物。
作為醯基膦系起始劑,可舉出2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦等。又,能夠使用作為市售品之IRGACURE-819或IRGACURE-TPO(商品名:均為BASF公司製)。
作為茂金屬化合物,可例示IRGACURE-784(BASF公司製)等。
作為光自由基聚合起始劑,更佳為舉出肟化合物。藉由使用肟化合物,能夠進一步有效地提高曝光寬容度。肟化合物中,曝光寬容度(曝光餘量)較廣,且還作為光硬化促進劑而發揮功能,因此為特佳。
作為肟化合物的具體例,能夠使用日本特開2001-233842號公報中所記載之化合物、日本特開2000-080068號公報中所記載之化合物、日本特開2006-342166號公報中所記載之化合物。
作為較佳的肟化合物,能夠參閱日本特開2015-189883號公報的0080~0083段的記載,並將該等內容編入本說明書中。
從曝光靈敏度的觀點考慮,光自由基聚合起始劑係選自包括三鹵甲基三化合物、苄基二甲基縮酮化合物、α-羥基酮化合物、α-胺基酮化合物、醯基膦化合物、氧化膦化合物、茂金屬化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚體、鎓鹽化合物、苯并噻唑化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物及其衍生物、環戊二烯基-苯-鐵錯合物及其鹽、鹵甲基㗁二唑化合物、3-芳基取代香豆素化合物之群組中之化合物。
又,光自由基聚合起始劑還能夠使用國際公開WO2015/125469號的0048~0055段中所記載之化合物。
當包含光聚合起始劑時,其含量相對於膜形成用組成物的總固體成分係0.1~30質量%為較佳,更佳為0.1~20質量%,進一步較佳為0.5~15質量%,更進一步較佳為1.0~10質量%。光聚合起始劑可以僅含有一種,亦可以含有兩種以上。當含有兩種以上的光聚合起始劑時,其合計係上述範圍為較佳。
<<熱自由基聚合起始劑>>
膜形成用組成物可以含有熱自由基聚合起始劑。
熱自由基聚合起始劑係藉由熱的能量而產生自由基,並開始或促進具有聚合性之化合物的聚合反應之化合物。藉由添加熱自由基聚合起始劑,能夠進行聚醯亞胺前驅物的環化,並且進行聚醯亞胺前驅物的聚合反應,因此能夠實現更高度的耐熱化。
作為熱自由基聚合起始劑,具體而言,可舉出日本特開2008-063554號公報的0074~0118段中所記載之化合物。
當含有熱自由基聚合起始劑時,其含量相對於膜形成用組成物的總固體成分係0.1~30質量%為較佳,更佳為0.1~20質量%,進一步較佳為5~15質量%。熱自由基聚合起始劑可以僅含有一種,亦可以含有兩種以上。當含有兩種以上的熱自由基聚合起始劑時,其合計係上述範圍為較佳。
<<聚合性化合物>>
<<<自由基聚合性化合物>>>
膜形成用組成物包含自由基聚合性化合物為較佳。
自由基聚合性化合物能夠使用具有自由基聚合性基團之化合物。作為自由基聚合性基團,可舉出乙烯基苯基、乙烯基、(甲基)丙烯醯基及烯丙基等具有乙烯性不飽和鍵之基團。自由基聚合性基團係(甲基)丙烯醯基為較佳。
自由基聚合性化合物所具有之自由基聚合性基團的數量可以為1個,亦可以為2個以上,自由基聚合性化合物具有2個以上的自由基聚合性基團為較佳,具有3個以上為更佳。上限係15個以下為較佳,10個以下為更佳,8個以下為進一步較佳。
自由基聚合性化合物的分子量係2000以下為較佳,1500以下為更佳,900以下為進一步較佳。自由基聚合性化合物的分子量的下限係100以上為較佳。
從顯影性的觀點考慮,膜形成用組成物包含至少一種含有2個以上的聚合性基團之2官能以上的自由基聚合性化合物為較佳,包含至少一種3官能以上的自由基聚合性化合物為更佳。又,可以為2官能自由基聚合性化合物與3官能以上的自由基聚合性化合物的混合物。此外,自由基聚合性化合物的官能基數是指,1分子中的自由基聚合性基團的數量。
作為自由基聚合性化合物的具體例,可舉出不飽和羧酸(例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、異巴豆酸、馬來酸等)或其酯類、醯胺類,較佳為不飽和羧酸與多元醇化合物的酯及不飽和羧酸與多元胺化合物的醯胺類。又,還可較佳地使用羥基、胺基、巰基等具有親和性取代基之不飽和羧酸酯或醯胺類與單官能或多官能異氰酸酯類或環氧類的加成反應物、與單官能或多官能的羧酸的脫水縮合反應物等。又,具有異氰酸酯基或環氧基等親電子性取代基之不飽和羧酸酯或醯胺類與單官能或多官能醇類、胺類、醇類的加成反應物及鹵素基或甲苯磺醯氧基等具有脫離性取代基之不飽和羧酸酯或醯胺類與單官能或多官能醇類、胺類、醇類的取代反應物亦為較佳。又,作為另一例,替代上述不飽和羧酸,能夠使用被不飽和膦酸、苯乙烯等乙烯基苯衍生物、乙烯醚、烯丙醚等取代之化合物組。作為具體例,能夠參閱日本特開2016-027357號公報的0113~0122段的記載,並將該等內容編入本說明書中。
又,自由基聚合性化合物於常壓下具有100℃以上的沸點的化合物亦較佳。作為其例,能夠舉出聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己二醇(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(丙烯醯氧基丙基)醚、三(丙烯醯氧基乙基)異三聚氰酸酯、甘油或三羥甲基乙烷等在多官能醇中加成環氧乙烷或環氧丙烷後進行(甲基)丙烯酸酯化之化合物、日本特公昭48-041708號公報、日本特公昭50-006034號公報、日本特開昭51-037193號公報中所記載之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯類、日本特開昭48-064183號公報、日本特公昭49-043191號公報、日本特公昭52-030490號公報中所記載之聚酯丙烯酸酯類,作為環氧樹脂與(甲基)丙烯酸的反應產物的環氧丙烯酸酯類等多官能的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、以及該等的混合物。此外,日本特開2008-292970號公報的0254~0257段中所記載之化合物亦為較佳。又,還能夠舉出使多官能羧酸與(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等具有環狀醚基及乙烯性不飽和鍵之化合物進行反應而獲得的多官能(甲基)丙烯酸酯等。
又,作為除了上述以外的較佳的自由基聚合性化合物,還能夠使用日本特開2010-160418號公報、日本特開2010-129825號公報、日本專利第4364216號公報等中所記載之具有茀環,且具有2個以上的含有乙烯性不飽和鍵的基團的化合物或卡多(cardo)樹脂。
進而,作為其他例,還能夠舉出日本特公昭46-043946號公報、日本特公平01-040337號公報、日本特公平01-040336號公報中所記載之特定的不飽和化合物、日本特開平02-025493號公報中所記載之乙烯基膦酸系化合物等。又,還能夠使用日本特開昭61-022048號公報中所記載之包含全氟烷基的化合物。進而,還能夠使用“Journal of the Adhesion Society of Japan”vol.20、No.7、300頁~308頁(1984年)中作為光聚合性單體及寡聚物所介紹者。
除了上述以外,還能夠較佳地使用日本特開2015-034964號公報的0048~0051段中所記載之化合物,並將該等內容編入本說明書中。
又,於日本特開平10-062986號公報中作為式(1)及式(2)且與其具體例一同記載之如下化合物還能夠用作自由基聚合性化合物,該化合物係於多官能醇中加成環氧乙烷或環氧丙烷後進行(甲基)丙烯酸酯化而成的化合物。
進而,還能夠使用日本特開2015-187211號公報的0104~0131段中所記載之化合物來用作其他自由基聚合性化合物,並將該等內容編入本說明書中。
作為自由基聚合性化合物,二新戊四醇三丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD D-330;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製)、二新戊四醇四丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD D-320;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製、A-TMMT:Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.製)、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD D-310;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製)、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD DPHA;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製、A-DPH;Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.製)及該等的(甲基)丙烯醯基經由乙二醇殘基或丙二醇殘基鍵結之結構為較佳。亦能夠使用該等的寡聚物類型。
作為自由基聚合性化合物的市售品,例如可舉出Sartomer Company,Inc製的作為具有4個伸乙氧基鏈之4官能丙烯酸酯之SR-494、作為具有4個乙烯氧基鏈之2官能丙烯酸甲酯之Sartomer Company,Inc製SR-209、231、239、Nippon Kayaku Co.,Ltd.製的作為具有6個伸戊氧基鏈之6官能丙烯酸酯之DPCA-60、作為具有3個異伸丁氧基鏈之3官能丙烯酸酯之TPA-330、胺基甲酸酯寡聚物UAS-10、胺基甲酸酯寡聚物UAB-140(NIPPON PAPER INDUSTRIES CO.,LTD.製)、NK酯M-40G、NK酯4G、NK酯M-9300、NK酯A-9300、UA-7200(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd製)、DPHA-40H(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(Kyoeisha chemical Co.,Ltd.製)、BLEMMER PME400(NOF CORPORATION.製)等。
作為自由基聚合性化合物,如日本特公昭48-041708號公報、日本特開昭51-037193號公報、日本特公平02-032293號公報、日本特公平02-016765號公報中所記載之那樣的胺基甲酸酯丙烯酸酯類、日本特公昭58-049860號公報、日本特公昭56-017654號公報、日本特公昭62-039417號公報、日本特公昭62-039418號公報中所記載之具有環氧乙烷系骨架之胺基甲酸酯化合物類亦為較佳。進而,作為自由基聚合性化合物,還能夠使用日本特開昭63-277653號公報、日本特開昭63-260909號公報、日本特開平01-105238號公報中所記載之於分子內具有胺基結構或硫化物結構之化合物。
自由基聚合性化合物可以為具有羧基、磷酸基等酸基之自由基聚合性化合物。具有酸基之自由基聚合性化合物中,脂肪族多羥基化合物與不飽和羧酸的酯為較佳,使脂肪族多羥基化合物的未反應的羥基與非芳香族羧酸酐反應而具有酸基之自由基聚合性化合物為更佳。特佳為使脂肪族多羥基化合物的未反應的羥基與非芳香族羧酸酐反應而具有酸基之自由基聚合性化合物中,脂肪族多羥基化合物係新戊四醇和/或二新戊四醇之化合物。作為市售品,例如,作為TOAGOSEI CO.,Ltd.製多元酸改質丙烯酸類寡聚物,可舉出M-510、M-520等。
具有酸基之自由基聚合性化合物的較佳的酸值係0.1~40 mgKOH/g,特佳為5~30 mgKOH/g。自由基聚合性化合物的酸值只要在上述範圍內,則製造或操作性優異,進而顯影性優異。又,聚合性亦良好。
作為自由基聚合性化合物,能夠較佳地使用單官能自由基聚合性化合物。作為單官能自由基聚合性化合物,可較佳地使用正丁基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、丁氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、卡必醇(甲基)丙烯酸酯、環己基(甲基)丙烯酸酯、芐基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸衍生物、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基己內醯胺等N-乙烯基化合物類、烯丙基縮水甘油醚、鄰苯二甲酸二烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯等烯丙基化合物類等。作為單官能自由基聚合性化合物,為了抑制曝光前的揮發,於常壓下具有100℃以上的沸點之化合物亦為較佳。
<<<除了上述之自由基聚合性化合物以外的聚合性化合物>>>
膜形成用組成物還能夠含有上述之自由基聚合性化合物以外的聚合性化合物。作為除了上述之自由基聚合性化合物以外的聚合性化合物,可舉出具有羥甲基、烷氧甲基或醯氧甲基之化合物;環氧化合物;氧雜環丁烷化合物;苯并㗁化合物。
(具有羥甲基、烷氧甲基或醯氧甲基之化合物)
作為具有羥甲基、烷氧甲基或醯氧甲基之化合物,由下述式(AM1)、(AM4)或(AM5)表示之化合物為較佳。
[化13]

(式中,t表示1~20的整數,R104 表示碳數1~200的t價有機基,R105 表示由-OR106 或-OCO-R107 表示之基團,R106 表示氫原子或碳數1~10的有機基,R107 表示碳數1~10的有機基。)
[化14]

(式中,R404 表示碳數1~200的2價有機基,R405 表示由-OR406 或-OCO-R407 表示之基團,R406 表示氫原子或碳數1~10的有機基,R407 表示碳數1~10的有機基。)
[化15]

(式中,u表示3~8的整數,R504 表示碳數1~200的u價有機基,R505 表示由-OR506 或-OCO-R507 表示之基團,R506 表示氫原子或碳數1~10的有機基,R507 表示碳數1~10的有機基。)
作為由式(AM4)表示之化合物的具體例,可舉出46DMOC、46DMOEP(以上為商品名,ASAHI YUKIZAI CORPORATION製)、DML-MBPC、DML-MBOC、DML-OCHP、DML-PCHP、DML-PC、DML-PTBP、DML-34X、DML-EP、DML-POP、dimethylolBisOC-P、DML-PFP、DML-PSBP、DML-MTrisPC(以上為商品名,Honshu Chemical Industry Co.,Ltd.製)、NIKALAC MX-290(商品名,Sanwa Chemical Co.,Ltd.製)、2,6-dimethoxymethyl-4-t-buthylphenol(2,6-二甲氧基甲基-4-第三丁基苯酚)、2,6-dimethoxymethyl-p-cresol(2,6-二甲氧基甲基-對甲酚)、2,6-diacethoxymethyl-p-cresol(2,6-二乙醯氧基甲基-對甲酚)等。
又,作為由式(AM5)表示之化合物的具體例,可舉出TriML-P、TriML-35XL、TML-HQ、TML-BP、TML-pp-BPF、TML-BPA、TMOM-BP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP、HMOM-TPPHBA、HMOM-TPHAP(以上為商品名,Honshu Chemical Industry Co.,Ltd.製)、TM-BIP-A(商品名,ASAHI YUKIZAI CORPORATION製)、NIKALAC MX-280、NIKALAC MX-270、NIKALAC MW-100LM(以上為商品名,Sanwa Chemical Co.,Ltd.製)。
(環氧化合物(具有環氧基之化合物))
作為環氧化合物,係於一分子中具有兩個以上的環氧基之化合物為較佳。環氧基於200℃以下進行交聯反應,並且由於不會引起源自交聯之脫水反應而很難引起膜收縮。因此,藉由含有環氧化合物,可有效地抑制組成物的低溫硬化及膜的翹曲。
環氧化合物含有聚環氧乙烷基為較佳。藉此,彈性率進一步降低,並且能夠抑制翹曲。聚環氧乙烷基是指,環氧乙烷的構成單元數為2以上,構成單元數係2~15為較佳。
作為環氧化合物的例,能夠舉出雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、丙二醇二縮水甘油醚等伸烷基二醇型環氧樹脂;聚丙二醇二縮水甘油醚等聚伸烷基二醇型環氧樹脂;聚甲基(縮水甘油氧基丙基)矽氧烷等含環氧基矽酮等,但並不限定於該等。具體而言,可舉出EPICLON(註冊商標)850-S、EPICLON(註冊商標)HP-4032、EPICLON(註冊商標)HP-7200、EPICLON(註冊商標)HP-820、EPICLON(註冊商標)HP-4700、EPICLON(註冊商標)EXA-4710、EPICLON(註冊商標)HP-4770、EPICLON(註冊商標)EXA-859CRP、EPICLON(註冊商標)EXA-1514、EPICLON(註冊商標)EXA-4880、EPICLON(註冊商標)EXA-4850-150、EPICLONEXA-4850-1000、EPICLON(註冊商標)EXA-4816、EPICLON(註冊商標)EXA-4822(以上為商品名,DIC Corporation製)、RIKARESIN(註冊商標)BEO-60E(商品名,New Japan Chemical Co.,Ltd.製)、EP-4003S、EP-4000S(以上為商品名,ADEKA CORPORATION製)等。該等中,從抑制翹曲及耐熱性優異之方面考慮,含有聚環氧乙烷基之環氧樹脂為較佳。例如,EPICLON(註冊商標)EXA-4880、EPICLON(註冊商標)EXA-4822、RIKARESIN(註冊商標)BEO-60E含有聚環氧乙烷基,因此為較佳。
(氧雜環丁烷化合物(具有氧雜環丁基之化合物))
作為氧雜環丁烷化合物,能夠舉出於一分子中具有兩個以上的氧雜環丁烷環之化合物、3-乙基-3-羥甲氧雜環丁烷、1,4-雙{[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲氧基]甲基}苯、3-乙基-3-(2-乙基己基甲基)氧雜環丁烷、1,4-苯二羧酸-雙[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲基]酯等。作為具體的例,能夠較佳地使用TOAGOSEI CO.,LTD.製ARON OXETANE系列(例如,OXT-121、OXT-221、OXT-191、OXT-223),該等可以單獨使用,或者可以混合兩種以上。
(苯并㗁化合物(具有聚苯并㗁唑基之化合物))
苯并㗁化合物因源自開環加成反應之交聯反應而於硬化時不產生脫氣,進而減少熱收縮而抑制產生翹曲,因此為較佳。
作為苯并㗁化合物的較佳的例,可舉出B-a型苯并㗁、B-m型苯并㗁(以上為商品名,Shikoku Chemicals Corporation製)、聚羥基苯乙烯樹脂的苯并㗁加成物、酚醛清漆型二氫苯并㗁化合物。該等可以單獨使用,或者可以混合兩種以上。
當含有聚合性化合物時,其含量相對於膜形成用組成物的總固體成分係大於0質量%且60質量%以下為較佳。下限係5質量%以上為更佳。上限係50質量%以下為更佳,30質量%以下為進一步較佳。
聚合性化合物可以單獨使用一種,亦可以混合使用兩種以上。當同時使用兩種以上時,其總量成為上述範圍為較佳。
<<遷移抑制劑>>
膜形成用組成物還包含遷移抑制劑為較佳。藉由包含遷移抑制劑,能夠有效地抑制源自金屬層(金屬配線)的金屬離子向膜形成用組成物的膜內移動。
作為遷移抑制劑,並無特別限制,可舉出具有雜環(吡咯環、呋喃環、噻吩環、咪唑環、㗁唑環、噻唑環、吡唑環、異㗁唑環、異噻唑環、四唑環、吡啶環、噠環、嘧啶環、吡環、哌啶環、哌環、口末啉環、2H-吡喃環及6H-吡喃環、三環)之化合物、具有硫脲類及巰基之化合物、受阻酚系化合物、水楊酸衍生物系化合物、醯肼衍生物系化合物。尤其,能夠較佳地使用1,2,4-三唑、苯并三唑等三唑系化合物、1H-四唑、5-苯基四唑等四唑系化合物。
又,亦能夠使用捕捉鹵素離子等陰離子之離子捕捉劑。
作為其他遷移抑制劑,能夠使用日本特開2013-015701號公報的0094段中所記載之防鏽劑、日本特開2009-283711號公報的0073~0076段中所記載之化合物、日本特開2011-059656號公報的0052段中所記載之化合物、日本特開2012-194520號公報的0114、0116段及0118段中所記載之化合物等。
作為遷移抑制劑的具體例,可舉出下述化合物。
[化16]
當膜形成用組成物具有遷移抑制劑時,遷移抑制劑的含量相對於膜形成用組成物的總固體成分係0.01~5.0質量%為較佳,0.05~2.0質量%為更佳,0.1~1.0質量%為進一步較佳。
遷移抑制劑可以為僅一種,亦可以為兩種以上。當遷移抑制劑係兩種以上時,其合計係上述範圍為較佳。
<<聚合抑制劑>>
膜形成用組成物包含聚合抑制劑為較佳。
作為聚合抑制劑,例如可較佳地使用對苯二酚、4-甲氧基苯酚、二-第三丁基-對甲酚、鄰苯三酚、對-第三丁基鄰苯二酚、1,4-苯醌、二苯基-對苯醌、4,4’-硫代雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、N-亞硝基-N-苯基羥基胺鋁鹽、吩噻嗪、N-亞硝基二苯胺、N-苯基萘胺、伸乙基二胺四乙酸、1,2-環己二胺四乙酸、乙二醇醚二胺四乙酸、2,6-二-第三丁基-4-甲基苯酚、5-亞硝基-8-羥基喹啉、1-亞硝基-2-萘酚、2-亞硝基-1-萘酚、2-亞硝基-5-(N-乙基-N-磺基丙基胺)苯酚、N-亞硝基-N-(1-萘基)羥胺銨鹽、雙(4-羥基-3,5-第三丁基)苯基甲烷等。又,亦能夠使用日本特開2015-127817號公報的0060段中所記載之聚合抑制劑及國際公開WO2015/125469號的0031~0046段中所記載之化合物。
又,還能夠使用下述化合物(Me為甲基)。
[化17]

當膜形成用組成物具有聚合抑制劑時,聚合抑制劑的含量相對於膜形成用組成物的總固體成分係0.01~5質量%為較佳,0.02~3質量%為更佳,0.05~2.5質量%為進一步較佳。
聚合抑制劑可以為僅一種,亦可以為兩種以上。當聚合抑制劑為兩種以上時,其合計係上述範圍為較佳。
<金屬黏著性改良劑>
膜形成用組成物包含用於提高與使用於電極或配線等之金屬材料的黏著性之金屬黏著性改良劑為較佳。作為金屬黏著性改良劑,可舉出矽烷偶聯劑等。
作為矽烷偶聯劑的例,可舉出日本特開2014-191002號公報的0062~0073段中所記載之化合物、國際公開第2011/080992號的0063~0071段中所記載之化合物、日本特開2014-191252號公報的0060~0061段中所記載之化合物、日本特開2014-041264號公報的0045~0052段中所記載之化合物、國際公開第2014/097594號的0055段中所記載之化合物。又,如日本特開2011-128358號公報的0050~0058段中所記載那樣使用不同的兩種以上的矽烷偶聯劑亦為較佳。又,矽烷偶聯劑使用下述化合物亦為較佳。以下式中,Et表示乙基。
[化18]
又,金屬黏著性改良劑還能夠使用日本特開2014-186186號公報的0046~0049段中所記載之化合物、日本特開2013-072935號公報的0032~0043段中所記載之硫化物。
金屬黏著性改良劑的含量相對於聚醯亞胺前驅物100質量份較佳為0.1~30質量份,更佳為0.5~15質量份的範圍,進一步較佳為0.5~5質量份的範圍。藉由設為上述下限值以上,硬化製程後的膜與金屬層的黏著性變良好,藉由設為上述上限值以下,硬化製程後的膜的耐熱性、機械特性變良好。金屬黏著性改良劑可以為僅一種,亦可以為兩種以上。當使用兩種以上時,其合計係上述範圍為較佳。
<硬化促進劑>
膜形成用組成物可以含有硬化促進劑。硬化促進劑可以為熱硬化促進劑亦可以為光硬化促進劑。
<<熱硬化促進劑>>
熱硬化促進劑係藉由加熱而產生鹼者為較佳。加熱溫度(鹼產生溫度)的較佳範圍與後述加熱製程中規定之溫度相同。三級胺或四級銨陽離子與羧酸陰離子的鹽為較佳。該三級胺和四級銨陽離子由下述式(Y1-1)~式(Y1-4)中的任一個表示為較佳。
[化19]
RY1 表示nY 價(nY 為1~12的整數)的有機基,烴基為較佳。作為烴基,可舉出包含烷烴之基團(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)、包含烯烴之基團(碳數2~12為較佳,2~6為更佳,2~3為進一步較佳)、包含芳香族烴之基團(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)或該等的組合。RY1 係其中的芳香族烴基為較佳。於不損害本發明的效果之範圍內,RY1 可以具有取代基T(羥基、羧基、胺基(NRN 2 )、烷氧基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)、醯基(碳數2~12為較佳,2~6為更佳,2~3為進一步較佳)、烷氧基羰基(碳數2~12為較佳,2~6為更佳,2~3為進一步較佳)、醯氧基(碳數2~12為較佳,2~6為更佳,2~3為進一步較佳)、胺基甲醯基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳,RN 為氫原子或定義與由RY2 表示之基團相同之基團。)。
RY2 ~RY5 分別獨立地表示氫原子或烴基(碳數1~36為較佳,1~24為更佳,1~12為進一步較佳),烷基(碳數1~36為較佳,1~24為更佳,1~23為進一步較佳)、烯基(碳數2~36為較佳,2~24為更佳,2~23為進一步較佳)、炔基(碳數1~36為較佳,1~24為更佳,1~23為進一步較佳)、芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)為較佳。
RY6 為烷基(碳數1~36為較佳,2~24為更佳,4~18為進一步較佳)、烯基(碳數2~36為較佳,2~24為更佳,4~18為進一步較佳)、炔基(碳數2~36為較佳,2~24為更佳,4~18為進一步較佳)、芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)。
nY 表示1~12的整數,1~6的整數為較佳,1~3的整數為進一步較佳。
nX 表示1~12的整數,1~6的整數為較佳,1~3的整數為進一步較佳。
RY2 ~RY6 中,烷基、烯基、炔基可以為環狀,亦可以為鏈狀,當為鏈狀時,可以為直鏈狀,亦可以為支鏈狀。烷基、烯基、炔基、芳基中,可以於基團之間或與母核的連接中夾有連接基L(羰基、氧原子、硫原子、NRN 、伸烷基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)、伸烯基(碳數2~12為較佳,2~6為更佳,2~3為進一步較佳)、伸芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)或該等的組合之連接基。
RY2 ~RY6 分別可以由其2個以上相互鍵結而形成環。
RY2 ~RY6 可以具有取代基T。
RY7 ~RY16 為氫原子或取代基。其中,RY7 ~RY9 不會全為氫原子。取代基係有機基(碳數1~36為較佳,1~24為更佳,1~12為進一步較佳)為較佳,有時夾有連接基L,且可以具有取代基T之烴基為較佳。作為烴基,RY2 的基團為較佳。
式(Y1-2)中,RY7 及RY8 係羧基烷基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳;羧基的數量係1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)為較佳。RY9 係芳香族基團為較佳,芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)為較佳。或者,係經芳香族基團取代之烷氧基羰基為較佳(烷氧基的碳數係1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳、芳香族基團的碳數係6~22為較佳,6~18為更佳,6~14為進一步較佳)。
式(Y1-2)的另一較佳態樣為RY7 及RY8 係烷基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)。RY9 係具有芳香族(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)之基團為較佳,具有芳香族基之烷氧基羰基為較佳。
式(Y1-3)中,RY11 及RY13 係氫原子為較佳。RY14 及RY15 可以組合兩個而成為=C(NRN 22 形式的取代基(=是指雙鍵且與氮原子鍵結)。
式(Y1-4)中,RY13 係氫原子為較佳,RY10 、RY11 、RY12 、RY16 係烷基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)為較佳。此時,RY11 與RY16 、RY10 與RY12 鍵結而形成環且成為雙環化合物為較佳。具體而言,可舉出二氮雜雙環壬烯、二氮雜雙環十一碳烯。
本實施形態中,與上述式(Y1-1)、式(Y1-3)及式(Y1-4)的四級銨陽離子成對之羧酸陰離子由下述式(X1)表示之為較佳。
[化20]

式(X1)中,EWG表示吸電子基。
本實施形態中吸電子基是指,哈密特取代基常數σm表示正的值者。其中,σm於都野雄甫總說、Journal of Synthetic Organic Chemistry,Japan第23卷第8號(1965)p.631-642中進行詳細說明。此外,本實施形態中的吸電子基並不限定於上述文獻中所記載之取代基。
作為σm表示正的值之取代基的例,可舉出CF3 基(σm=0.43)、CF3 CO基(σm=0.63)、HC≡C基(σm=0.21)、CH2 =CH基(σm=0.06)、Ac基(σm=0.38)、MeOCO基(σm=0.37)、MeCOCH=CH基(σm=0.21)、PhCO基(σm=0.34)、H2 NCOCH2 基(σm=0.06)等。此外,Me表示甲基,Ac表示乙醯基,Ph表示苯基(以下,相同)。
EWG係由下述式(EWG-1)~(EWG-6)表示之基團為較佳。
[化21]

式(EWG-1)~(EWG-6)中,Rx1 ~Rx3 分別獨立地表示氫原子、烷基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)、烯基(碳數2~12為較佳,2~6為更佳,2~3為進一步較佳)、芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)、羥基或羧基。Ar表示芳香族基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)。當Rx1 ~Rx3 為烷基、烯基、芳基時,可以形成環。於不損害本發明的效果之範圍內,該等烷基、烯基、芳基及Ar可以具有取代基T。其中,Ar尤其具有羧基(較佳為1~3個)為較佳。*表示鍵結位置。
L1 的定義與連接基L相同,係-CRX2 RX3 -、-Ar1 -、將該等組合而成之基團。Ar1 係伸芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)。
Np表示1~6的整數,1~3的整數為較佳,1或2為更佳。
熱硬化促進劑的分子量較佳為100以上且小於2000,更佳為200~1000。
作為熱硬化促進劑的具體例,例示國際公開第2015/199219號中所記載之加熱至40℃以上時產生鹼之酸性化合物及pKa1為0~4且具有陰離子和銨陽離子之銨鹽,並將該等內容編入本說明書中。
當使用熱硬化促進劑時,組成物中的熱硬化促進劑的含量相對於組成物的總固體成分係0.01~50質量%為較佳。下限係0.05質量%以上為更佳,0.1質量%以上為進一步較佳。上限係10質量%以下為更佳,5質量%以下為進一步較佳。
熱硬化促進劑能夠使用一種或兩種以上。當使用兩種以上時,總量係上述範圍為較佳。又,膜形成用組成物能夠設為實質上不包含熱硬化促進劑之構成。實質上不包含是指,相對於組成物的總固體成分,小於0.01質量%,小於0.005質量%為更佳。
<<光硬化促進劑>>
膜形成用組成物可以含有光硬化促進劑。光硬化促進劑為藉由曝光而產生鹼者為較佳,於常溫常壓的通常條件下不顯示活性,但作為外部刺激而進行電磁波的照射和加熱時,只要為產生鹼(鹼性物質)者為較佳。藉由曝光而產生之鹼作為藉由對聚醯亞胺前驅物進行加熱而使其硬化時的觸媒而發揮作用,因此能夠較佳地使用。曝光的較佳條件與於後述曝光製程中規定者相同。
作為光硬化促進劑能夠使用公知者。例如,能夠舉出遷移金屬化合物錯合物、具有銨鹽等的結構者、如脒基部分藉由與羧酸形成鹽而被潛在化者那樣,鹼成分藉由形成鹽而被中和之離子性化合物、胺甲酸酯衍生物、肟酯衍生物、醯基化合物等藉由胺基甲酸酯鍵或肟鍵等而鹼成分被潛在化之非離子性化合物。
作為光硬化促進劑,例如可舉出如日本特開2009-080452號公報及國際公開第2009/123122號中揭示那樣具有肉桂酸醯胺結構之光硬化促進劑、如日本特開2006-189591號公報及日本特開2008-247747號公報中揭示那樣具有胺基甲酸酯結構之光硬化促進劑、如日本特開2007-249013號公報及日本特開2008-003581號公報中揭示那樣具有肟結構、胺基甲醯肟結構之光硬化促進劑等,但並不限定於該等,除此以外還能夠使用公知的光硬化促進劑的結構。
此外,作為光硬化促進劑,作為例可舉出日本特開2012-093746號公報的0185~0188、0199~0200及0202段中所記載之化合物、日本特開2013-194205號公報的0022~0069段中所記載之化合物、日本特開2013-204019號公報的0026~0074段中所記載之化合物、以及國際公開第2010/064631號公報的0052段中所記載之化合物。
作為光硬化促進劑的市售品,還能夠使用WPBG-266、WPBG-300、WPGB-345、WPGB-140、WPBG-165、WPBG-027、PBG-018、WPGB-015、WPBG-041、WPGB-172、WPGB-174、WPBG-166、WPGB-158、WPGB-025、WPGB-168、WPGB-167及WPBG-082(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.製)。
當使用光硬化促進劑時,組成物中的光硬化促進劑的含量相對於組成物的總固體成分係0.1~50質量%為較佳。下限係0.5質量%以上為更佳,1質量%以上為進一步較佳。上限係30質量%以下為更佳,20質量%以下為進一步較佳。
光硬化促進劑能夠使用一種或兩種以上。當使用兩種以上時,總量係上述範圍為較佳。
<其他添加劑>
膜形成用組成物在不損害本發明的效果之範圍內,能夠依需要對各種添加物,例如,熱酸產生劑,增感色素、鏈轉移劑、除了上述以外的界面活性劑、高級脂肪酸衍生物、無機粒子、硬化劑、硬化觸媒、填充劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、凝聚抑制劑等進行配合。對該等添加劑進行配合時,將其合計配合量設為組成物的固體成分的3質量%以下為較佳。
<<熱酸產生劑>>
膜形成用組成物可以含有熱酸產生劑。熱酸產生劑藉由加熱而產生酸,且促進聚醯亞胺前驅物的環化而進一步提高膜的機械特性。關於熱酸產生劑,可舉出日本特開2013-167742號公報的0059段中所記載之化合物等。熱酸產生劑的加熱溫度(酸產生溫度)的較佳範圍與後述加熱製程中規定之溫度相同。
熱酸產生劑的含量相對於聚醯亞胺前驅物100質量份係0.01質量份以上為較佳,0.1質量份以上為更佳。含有0.01質量份以上的熱酸產生劑,藉此促進交聯反應及聚醯亞胺前驅物的環化,因此能夠進一步提高膜的機械特性及耐藥品性。又,從膜的電絕緣性的觀點考慮,熱酸產生劑的含量係20質量份以下為較佳,15質量份以下為更佳,10質量份以下為進一步較佳。
熱酸產生劑可以僅使用一種,亦可以使用兩種以上。當使用兩種以上時,總量成為上述範圍為較佳。
<<增感色素>>
膜形成用組成物可以含有增感色素。增感色素吸收特定的活性放射線而成為電子激發狀態。成為電子激發狀態之增感色素與熱硬化促進劑、熱自由基聚合起始劑、光自由基聚合起始劑等接觸,而產生電子轉移、能量轉移、發熱等作用。藉此,熱硬化促進劑、熱自由基聚合起始劑、光自由基聚合起始劑發生化學變化而分解,並生成自由基、酸或鹼。關於增感色素的詳細內容,能夠參閱日本特開2016-027357號公報的0161~0163段的記載,並將該內容編入本說明書中。
膜形成用組成物含有增感色素時,增感色素的含量相對於膜形成用組成物的總固體成分係0.01~20質量%為較佳,0.1~15質量%為更佳,0.5~10質量%為進一步較佳。增感色素可以單獨使用一種,亦可以同時使用兩種以上。
<<鏈轉移劑>>
膜形成用組成物可以含有鏈轉移劑。鏈轉移劑例如於高分子詞典第三版(高分子學會(The Society of Polymer Science,Japan)編,2005年)683-684頁中被定義。作為鏈轉移劑,例如使用於分子內具有SH、PH、SiH及GeH之化合物組。該等向低活性自由基供給氫而生成自由基,或者經氧化之後,藉由去質子而可生成自由基。尤其,能夠較佳地使用硫醇化合物(例如,2-巰基苯并咪唑類、2-巰基苯并噻唑類、2-巰基聚苯并㗁唑類、3-巰基三唑類、5-巰基四唑類等)。
當膜形成用組成物含有鏈轉移劑時,鏈轉移劑的含量相對於膜形成用組成物的總固體成分100質量份係0.01~20質量份為較佳,1~10質量份為更佳,1~5質量份為進一步較佳。鏈轉移劑可以為僅一種,亦可以為兩種以上。當鏈轉移劑為兩種以上時,其合計係上述範圍為較佳。
<<高級脂肪酸衍生物>>
為了防止因氧引起之聚合抑制,膜形成用組成物中可以添加如二十二酸或二十二酸醯胺那樣的高級脂肪酸衍生物而於塗佈後的乾燥過程中局部存在於組成物的表面。
當膜形成用組成物含有高級脂肪酸衍生物時,高級脂肪酸衍生物的含量相對於膜形成用組成物的總固體成分係0.1~10質量%為較佳。高級脂肪酸衍生物可以為僅一種,亦可以為兩種以上。當高級脂肪酸衍生物為兩種以上時,其合計係上述範圍為較佳。
<關於其他含有物質的限制>
從塗佈面狀的觀點考慮,膜形成用組成物的水分含量小於5質量%為較佳,小於1質量%為更佳,小於0.6質量%為進一步較佳。
從絕緣性的觀點考慮,膜形成用組成物的金屬含量小於5質量ppm(parts per million(百萬分率))為較佳,小於1質量ppm為更佳,小於0.5質量ppm為進一步較佳。作為金屬,可舉出鈉、鉀、鎂、鈣、鐵、鉻、鎳等。當包含複數種金屬時,該等金屬的合計係上述範圍為較佳。
又,作為減少意外包含於膜形成用組成物之金屬雜質之方法,能夠舉出作為構成膜形成用組成物之原料而選擇金屬含量較少的原料,對構成膜形成用組成物之原料進行過濾器過濾,用聚四氟乙烯等對裝置內進行內襯而於盡可能抑制了污染之條件下進行蒸餾等方法。
從配線腐蝕性的觀點考慮,膜形成用組成物中,鹵素原子的含量小於500質量ppm為較佳,小於300質量ppm為更佳,小於200質量ppm為進一步較佳。其中,以鹵素離子的狀態存在者係小於5質量ppm為較佳,小於1質量ppm為更佳,小於0.5質量ppm為進一步較佳。作為鹵素原子,可舉出氯原子及溴原子。氯原子及溴原子或氯離子及溴離子的合計分別係上述範圍為較佳。
作為膜形成用組成物的收容容器能夠使用以往公知的收納容器。又,作為收容容器,以抑制雜質混入原材料或組成物中為目的,使用由6種6層樹脂構成容器內壁之多層瓶、或將6種樹脂形成為7層結構之瓶亦為較佳。作為該等容器,例如可舉出日本特開2015-123351號公報中所記載之容器。
<組成物的製備>
膜形成用組成物能夠藉由將上述各成分進行混合而製備。混合方法並無特別限定,能夠藉由以往公知的方法來進行。
又,以去除組成物中的垃圾或微粒等異物為目的,進行使用過濾器之過濾為較佳。過濾器孔徑係1 μm以下為較佳,0.5 μm以下為更佳,0.1 μm以下為進一步較佳。過濾器的材質係聚四氟乙烯、聚乙烯或尼龍為較佳。過濾器可以使用用有機溶劑預先清洗者。過濾器的過濾製程中,可以並聯或串聯複數種過濾器而使用。當使用複數種過濾器時,可以組合使用孔徑或材質不同之過濾器。又,可以將各種材料過濾複數次。當過濾複數次時,可以為循環過濾。又,可以於加壓之後進行過濾。當於加壓之後進行過濾時,進行加壓之壓力係0.05 MPa以上且0.3 MPa以下為較佳。
除了使用過濾器之過濾以外,還可以進行使用了吸附材料之雜質去除處理。還可以組合過濾器過濾和使用了吸附材料之雜質去除處理。作為吸附材料,能夠使用公知的吸附材料。例如,可舉出矽膠、沸石等無機系吸附材料、活性碳等有機系吸附材料。
<各製程>
本發明的製造方法係具有於膜的形成製程之後,進行曝光之曝光製程和對經曝光之膜進行顯影之顯影製程之態樣為較佳。該顯影之後,藉由加熱能夠使經曝光之膜進一步硬化。
進而形成積層體時,按照上述硬化膜的製造方法,於形成膜之後,進而再次依次進行膜的形成製程及加熱製程、膜形成製程、曝光製程及顯影製程(依需要進而進行加熱製程)為較佳。尤其,依次將上述各製程進行複數次(較佳為2~5次,亦即,合計3~6次)為較佳。藉由如此對膜進行積層,能夠形成積層了所希望次數之積層體。形成積層體時,適用金屬層為較佳。
<<膜形成製程>>
本發明的製造方法中,如上所述,包括將膜形成用組成物適用於基板而形成為膜狀之膜形成製程為較佳。
基板的種類能夠依用途而適當設定,但並無特別限制於矽、氮化矽、多晶矽、氧化矽、非晶矽等半導體製作基板、石英、玻璃、光學膜、陶瓷材料、蒸鍍膜、磁性膜、反射膜、Ni、Cu、Cr、Fe等金屬基板、紙、SOG(Spin On Glass)、TFT(薄膜晶體管)陣列基板、電漿顯示面板(PDP)的電極板等。其中,本發明中,基板係於至少一部分包含金屬之構件(例如,設置有金屬層之基板)。本發明中,藉由狹縫塗佈於金屬表面適用膜形成用組成物,藉此能夠良好地形成上述之樹脂膜的表面形狀。又,基板的形狀係四邊形為較佳,矩形為更佳。
本發明的膜的製造方法中,作為將膜形成用組成物適用於基板之方法,利用狹縫塗佈機為較佳。
噴嘴的狹縫寬度係20 μm以上為較佳,50 μm以上為更佳,80 μm以上為進一步較佳。作為上限,250 μm以下為較佳,200 μm以下為更佳,150 μm以下為進一步較佳。
狹縫間隙係30 μm以上為較佳,50 μm以上為更佳,70 μm以上為進一步較佳。作為上限,200 μm以下為較佳,150 μm以下為更佳,120 μm以下為進一步較佳。
掃描速度可以為1 mm/s以上,10 mm/s以上為較佳,20 mm/s以上為更佳,30 mm/s以上為進一步較佳。作為上限,500 mm/s以下為較佳,400 mm/s以下為更佳,300 mm/s以下為進一步較佳。
塗佈膜厚係1 μm以上為較佳,2 μm以上為更佳,3 μm以上為進一步較佳。作為上限,100 μm以下為較佳,80 μm以下為更佳,50 μm以下為進一步較佳。
<<乾燥製程>>
本發明的製造方法中,還可以包括於膜的形成之後,為了去除溶劑而進行乾燥之製程。較佳的乾燥溫度係50~150℃,70℃~130℃為更佳,90℃~110℃為進一步較佳。作為乾燥時間,例示30秒鐘~20分鐘,1分鐘~10分鐘為較佳,3分鐘~7分鐘為更佳。
經乾燥之膜的膜厚例如能夠設為0.5 μm以上,亦能夠設為1 μm以上。又,作為上限值,能夠設為100 μm以下,亦能夠設為30 μm以下。該厚度於後述加熱製程之後的膜厚中亦相同。
<<曝光製程>>
關於曝光製程中的曝光量,例如以波長365 nm下的曝光能量換算照射100~10000 mJ/cm2 為較佳,照射200~8000 mJ/cm2 為更佳。
曝光波長能夠於190~1000 nm的範圍內適當設定,240~550 nm為較佳。
關於曝光波長,若以與光源的關係描述,則可舉出(1)半導體雷射(波長830 nm、532 nm、488 nm、405 nm etc.)、(2)金屬鹵化物燈、(3)高壓水銀燈、g射線(波長436 nm)、h射線(波長405 nm)、i射線(波長365 nm)、寬(g、h、i射線的3波長)、(4)準分子雷射、KrF準分子雷射(波長248 nm)、ArF準分子雷射(波長193 nm)、F2準分子雷射(波長157 nm)、(5)極紫外線;EUV(波長13.6 nm)、(6)電子束等。關於本發明的膜形成用組成物,尤其基於高壓水銀燈之曝光為較佳,其中,基於i射線之曝光為較佳。藉此,尤其可得到高的曝光靈敏度。
<<顯影製程>>
關於顯影製程中的顯影方法,只要能夠形成所希望的圖案,則無特別限定,例如,能夠採用旋覆浸沒、噴霧、浸漬、超聲波等顯影方法。
顯影使用顯影液來進行為較佳。關於顯影液,只要可去除未曝光之部分(非曝光部),則能夠使用而無特別限制。顯影液包含有機溶劑為較佳。本發明中,顯影液包含ClogP值係-1~5的有機溶劑為較佳,包含ClogP值係0~3的有機溶劑為更佳。ClogP值能夠藉由ChemBioDraw(化學生物圖)輸入結構式而作為計算值來求出。
關於有機溶劑,作為酯類,例如可較佳地舉出乙酸乙酯、乙酸正丁酯、甲酸戊酯、乙酸異戊酯、乙酸異丁酯、丙酸丁酯、丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、γ-丁內酯、ε-己內酯、δ-戊內酯、烷氧基乙酸烷基酯(例:烷氧基乙酸甲酯、烷氧基乙酸乙酯、烷氧基乙酸丁酯(例如,甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯等))、3-烷氧基丙酸烷基酯類(例:3-烷氧基丙酸甲酯、3-烷氧基丙酸乙酯等(例如,3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯等))、2-烷氧基丙酸烷基酯類(例:2-烷氧基丙酸甲酯、2-烷氧基丙酸乙酯、2-烷氧基丙酸丙酯等(例如,2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯))、2-烷氧基-2-甲基丙酸甲酯及2-烷氧基-2-甲基丙酸乙酯(例如,2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等)、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、2-氧代丁酸甲酯、2-氧代丁酸乙酯等,以及作為醚類,例如可較佳地舉出二乙二醇二甲醚、四氫呋喃、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯等,以及作為酮類,例如可較佳地舉出甲基乙基酮、環己酮、環戊酮、2-庚酮、3-庚酮、N-甲基-2-吡咯啶酮等,以及作為芳香族烴類,例如可較佳地舉出甲苯、二甲苯、大茴香醚、檸檬烯等,以及作為亞碸類,可較佳地舉出二甲基亞碸。
本發明中,尤其環戊酮、γ-丁內酯為較佳,環戊酮為更佳。
顯影液的50質量%以上係有機溶劑為較佳,70質量%以上係有機溶劑為更佳,90質量%以上係有機溶劑為進一步較佳。又,顯影液的100質量%可以為有機溶劑。
作為顯影時間,10秒鐘~5分鐘為較佳。顯影時的溫度並無特別限定,通常能夠於20~40℃下進行。
於使用了顯影液之處理之後,進而可以進行沖洗。沖洗以與顯影液不同之溶劑進行為較佳。例如,能夠使用膜形成用組成物中所含有之溶劑進行沖洗。沖洗時間係5秒鐘~1分鐘為較佳。
<<加熱製程>>
加熱製程中,進行聚醯亞胺前驅物的環化反應。作為加熱製程中的加熱溫度(最高加熱溫度),50~500℃為較佳,80~450℃為更佳,140~400℃為進一步較佳,160~350℃為進一步較佳。
關於加熱,從加熱開始時的溫度至最高加熱溫度以1~12℃/分鐘的升溫速度進行為較佳,2~10℃/分鐘為更佳,3~10℃/分鐘為進一步較佳。藉由將升溫速度設為2℃/分鐘以上,能夠確保生產率的同時防止胺的過度揮發,藉由將升溫速度設為12℃/分鐘以下,能夠緩和膜的殘存應力。
加熱開始時的溫度係20℃~150℃為較佳,20℃~130℃為更佳,25℃~120℃為進一步較佳。加熱開始時的溫度是指,開始加熱至最高加熱溫度之製程時的溫度。例如,將膜形成用組成物適用於基板上之後,使其乾燥時,為該乾燥後的溫度,例如,從比膜形成用組成物中所含有之溶劑的沸點低30~200℃的溫度逐漸升溫為較佳。
加熱時間(最高加熱溫度下的加熱時間)係10~360分鐘為較佳,20~300分鐘為更佳,30~240分鐘為進一步較佳。
尤其形成多層積層體時,從膜的層間的黏著性的觀點考慮,於180℃~320℃的加熱溫度下進行加熱為較佳,於180℃~260℃下進行加熱為更佳。其理由雖不確定,但認為其原因如下,亦即藉由設為該溫度,層間的聚醯亞胺前驅物的乙炔基彼此進行交聯反應。
加熱可以分階段進行。作為例,可以進行以3℃/分鐘從25℃升溫至180℃,且於180℃下保持60分鐘,以2℃/分鐘從180℃升溫至200℃,且於200℃下保持120分鐘之前處理製程。作為前處理製程之加熱溫度係100~200℃為較佳,110~190℃為更佳,120~185℃為進一步較佳。該前處理製程中,如美國專利第9159547號說明書中所記載那樣照射紫外線的同時進行處理亦為較佳。藉由該等前處理製程能夠提高膜的特性。前處理製程於10秒鐘~2小時左右的短時間內進行即可,15秒鐘~30分鐘為更佳。前處理可以是兩階段以上的製程,例如可以於100~150℃的範圍內進行前處理製程1,然後於150~200℃的範圍內進行前處理製程2。
進而,可以於加熱之後進行冷卻,作為該情況下的冷卻速度,1~5℃/分鐘為較佳。
關於加熱製程,從防止聚醯亞胺前驅物的分解的方面考慮,藉由使氮、氦、氬等惰性氣體流過等,於低氧濃度的環境下進行為較佳。氧濃度係50 ppm(體積比)以下為較佳,20 ppm(體積比)以下為更佳。
<<金屬層形成製程>>
可以於顯影處理後的膜形成用組成物的表面適用金屬層。
作為金屬層,無特別限定,能夠使用現有的金屬種類,例示銅、鋁、鎳、釩、鈦、鉻、鈷、金及鎢,銅及鋁為更佳,銅為進一步較佳。
金屬層的形成方法無特別限定,能夠適用現有的方法。例如,能夠使用日本特開2007-157879號公報、日本特表2001-521288號公報、日本特開2004-214501號公報、日本特開2004-101850號公報中所記載之方法。例如,可考慮光微影、剝離、電解電鍍、無電解電鍍、蝕刻、印刷及組合該等而成之方法等。更具體而言,可舉出組合濺射、光微影及蝕刻而成之圖案化方法、組合光微影與電解電鍍而成之圖案化方法。
作為金屬層的厚度,於最厚的壁厚部係0.1~50 μm為較佳,1~10 μm為更佳。
<<積層製程>>
積層製程可以包括於膜形成用組成物的膜或金屬層的表面再次依次進行上述膜形成製程及加熱製程或膜形成製程、上述曝光製程及上述顯影製程。積層製程中還可以包括上述乾燥製程或加熱製程等。
當於積層製程之後進而進行積層製程時,可以於上述加熱製程之後,且於上述曝光製程之後或於上述金屬層形成製程之後,進而進行表面活化處理製程。作為表面活化處理,例示電漿處理。
上述積層製程進行2~5次為較佳,進行3~5次為更佳。
例如,如樹脂層/金屬層/樹脂層/金屬層/樹脂層/金屬層那樣的樹脂層為3層以上且7層以下的結構為較佳,3層以上且5層以下為進一步較佳。
亦即,於設置金屬層之後,進而以覆蓋上述金屬層之方式依次進行上述膜形成用組成物的膜形成製程及加熱製程或對膜形成用組成物依次進行上述膜形成製程、上述曝光製程及上述顯影製程(依需要進而進行加熱製程)為較佳。藉由交替進行積層膜形成用組成物的膜(樹脂)之積層製程和金屬膜形成製程,能夠交替積層膜形成用組成物的膜(樹脂層)與金屬層。
作為將藉由本發明的製造方法得到之膜形成用組成物的膜用於再配線層用層間絕緣膜的形成中之半導體器件的具體例,能夠參閱日本特開2016-027357號公報的0213~0218段的記載及圖1的記載,並將該等內容編入本說明書中。
本發明中,還揭示於本發明的膜配置晶片之半導體器件的製造方法。進而,揭示於本發明的積層體配置晶片之半導體器件的製造方法。關於這裡的晶片及晶片的配置方法,能夠參閱半導體的三維實際安裝技術、傳田 精一、CQ Publishing Co.,Ltd.、2011年6月1日發行的記載,並將該等內容編入本說明書中。
[實施例]
以下,舉出實施例對本發明進行進一步詳細的說明。以下的實施例中所示出之材料、使用量、比例、處理內容、處理製程等於不脫離本發明的宗旨之範圍內,能夠適當進行變更。因此,本發明的範圍並不限定於以下所示之具體例。除非另有說明,則“份”、“%”為質量基準。
<合成例1>
[源自均苯四甲酸二酐、4,4’-二胺基二苯醚及3-羥基芐醇的聚醯亞胺前驅物樹脂A-1的合成]
使14.06 g(64.5毫莫耳)的均苯四甲酸二酐(於140℃下乾燥12小時)和16.33 g(131.58毫莫耳)的3-羥基芐醇懸浮於50 mL的N-甲基吡咯啶酮,並用分子篩進行了乾燥。於100℃下將懸浮液加熱了3小時。加熱後經過幾分鐘之後得到了透明的溶液。將反應混合物冷卻至室溫,並添加了21.43 g(270.9毫莫耳)的吡啶及90 mL的N-甲基吡咯啶酮。接著,將反應混合物冷卻至-10℃,將溫度保持在-10±4℃的同時經10分鐘添加了16.12 g(135.5毫莫耳)的亞硫醯氯。添加亞硫醯氯期間,黏度得以增加。用50 mL的N-甲基吡咯啶酮稀釋之後,於室溫下將反應混合物攪拌了2小時。接著,於20~23℃下經20分鐘向反應混合物滴加了將11.08 g(58.7毫莫耳)的4,4’-二胺基二苯醚溶解於100 mL的N-甲基吡咯啶酮而成之溶液。接著,將反應混合物於室溫下攪拌了1晚。接著,使聚醯亞胺前驅物樹脂於5升水中沉澱,並以5000 rpm的速度將水-聚醯亞胺前驅物樹脂混合物攪拌了15分鐘。藉由過濾去除聚醯亞胺前驅物樹脂,於4升水中再次攪拌30分鐘並再次進行了過濾。接著,於減壓下將所得到之聚醯亞胺前驅物樹脂於45℃下乾燥了3天。該聚醯亞胺前驅物中,Mw=22800、Mn=8100。
<合成例2>
[源自氧聯二鄰苯二甲酸二酐、甲基丙烯酸2-羥乙酯及4,4’-二胺基二苯醚的聚醯亞胺前驅物樹脂A-2的合成]
於具備安裝有攪拌機、冷凝器及內部溫度計之平底關節之乾燥反應器中一邊去除水分,一邊使氧聯二鄰苯二甲酸二酐20.0 g(64.5毫莫耳)懸浮在二甘二甲醚140 mL中。繼續添加甲基丙烯酸2-羥乙酯16.8 g(129毫莫耳)、氫醌0.05 g及吡啶10.7 g(135毫莫耳),並於60℃的溫度下攪拌了18小時。接著,將混合物冷卻至-20℃之後,將亞硫醯氯16.1 g(135.5毫莫耳)經90分鐘進行了滴加。得到了鹽酸吡啶鎓的白色沉澱。接著,將混合物加熱至室溫,並攪拌2小時之後,添加吡啶9.7 g(123毫莫耳)及N-甲基吡咯啶酮(NMP)25 mL,從而得到了透明溶液。接著,經1小時藉由滴加向所得到之透明液體添加了將4,4’-二胺基二苯醚11.8 g(58.7毫莫耳)溶解於NMP 100 mL中而成者。於添加4,4’-二胺基二苯醚之期間,黏度得以增加。接著,添加甲醇5.6 g(17.5毫莫耳)和3,5-二-第三丁基-4-羥甲苯0.05 g,並將混合物攪拌了2小時。接著,使聚醯亞胺前驅物樹脂於4升水中沉澱,並以500 rpm的速度將水-聚醯亞胺前驅物樹脂混合物攪拌了15分鐘。藉由過濾去除聚醯亞胺前驅物樹脂,於4升水中再次攪拌30分鐘並再次進行了過濾。接著,於減壓下,將所得到之聚醯亞胺前驅物樹脂於45℃下乾燥了3天。該聚醯亞胺前驅物中,Mw=23500、Mn=8800。
<合成例3>
[源自氧聯二鄰苯二甲酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐、甲基丙烯酸2-羥乙酯及4,4’-二胺基二苯醚的聚醯亞胺前驅物樹脂A-3的合成]
於具備安裝有攪拌機、冷凝器及內部溫度計之平底關節之乾燥反應器中一邊去除水分一邊使氧聯二鄰苯二甲酸二酐10.0 g(32.2毫莫耳)和3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐9.47 g(32.3毫莫耳)懸浮於二甘二甲醚140 mL中。繼續添加甲基丙烯酸2-羥乙酯16.8 g(129毫莫耳)、氫醌0.05 g及吡啶10.7 g(135毫莫耳),並於60℃的溫度下攪拌了18小時。接著,將混合物冷卻至-20℃之後,經90分鐘滴加了亞硫醯氯16.1 g(135.5毫莫耳)。得到了鹽酸吡啶鎓的白色沉澱。接著,將混合物加熱至室溫,並攪拌2小時之後,添加吡啶9.7 g(123毫莫耳)及N-甲基吡咯啶酮(NMP)25 mL,從而得到了透明溶液。接著,經1小時藉由滴加向所得到之透明液體添加了將4,4’-二胺基二苯醚11.8 g(58.7毫莫耳)溶解於NMP 100 mL中而成者。於添加4,4’-二胺基二苯醚之期間,黏度得以增加。接著,添加甲醇5.6 g(17.5毫莫耳)和3,5-二-第三丁基-4-羥甲苯0.05 g,並將混合物攪拌了2小時。接著,使聚醯亞胺前驅物樹脂於4升水中沉澱,並以500 rpm的速度將水-聚醯亞胺前驅物樹脂混合物攪拌了15分鐘。藉由過濾去除聚醯亞胺前驅物樹脂,於4升水中再次攪拌30分鐘並再次進行了過濾。接著,於減壓下將所得到之聚醯亞胺前驅物樹脂於45℃下乾燥了3天。該聚醯亞胺前驅物中,Mw=24300、Mn=9500。
<膜形成用組成物的製備>
作為以下表所示之比例(質量份)進行摻合而成之均勻的溶液,製備了各實施例、比較例的膜形成用組成物。後述的例中,將所得到之組成物用具有0.8 μm孔徑之聚乙烯製過濾器進行過濾而使用。
<通過狹縫塗佈進行的膜形成>
作為基板,準備了於橫150 mm、縱150 mm、厚度0.7 mm的無鹼玻璃基板的表面上通過濺射而製造了100 nm厚度的銅膜之基板。於該基板的表面,使用狹縫塗佈機(SCREEN FINETECH SOLUTIONS CO.,LTD.製、LC-R300G、其中,狹縫頭寬設定為100 mm,塗佈長度設定為100 mm)形成了於上述中製備之膜形成用組成物的塗佈膜。狹縫塗佈機的裝置的詳細的條件如下表所示。將其於23℃、減壓50 Pa下放置5分鐘之後,以於加熱板100℃下放置5分鐘的條件進行了乾燥。塗佈膜厚(乾燥後)使用Filmetrics Japan,Inc.製、F20膜厚測定系統,從塗佈部的端部至10 mm的位置隔10 mm進行了測定,且計算了其平均值。製膜時,於噴頭待機製程中,以下述表所示之條件將噴嘴頭浸漬在浸漬液中。又,製膜後,於噴頭清洗製程中,將噴嘴頭浸漬在清洗液。浸漬時及清洗時的溫度設為(常溫(23℃))。
<塗佈性>
對上述狹縫塗佈時的塗佈性進行了評價。將於基板製膜之塗佈膜於23℃、減壓50 Pa下放置5分鐘之後,以於加熱板100℃下放置5分鐘的條件進行乾燥後,用肉眼觀察,確認是否觀察到排擠或條紋。觀察區域為除了從塗佈部的端面至10 mm以外的整個面。各實施例、比較例中,採用了3個試樣的平均值。
排擠或條紋較少或全無,且均勻:優良
發現少許排擠或條紋但大致均勻:良
排擠或條紋較多:標準以下
<塗佈乾燥後的表面形狀>
對上述狹縫塗佈時的塗佈乾燥後的表面形狀進行了評價。用肉眼觀察於基板上製膜之塗佈膜(乾燥後),並從螢光燈的反射狀態確認了表面形狀。各實施例、比較例中,採用了3個試樣的平均值。
於塗佈部整體中螢光燈直接鏡面反射-光澤:優良
於塗佈部的至少一部分存在螢光燈模糊的部分-弱橘皮:良
於塗佈部的整個面螢光燈模糊-橘皮:標準以下
<塗佈乾燥後的面內均勻性>
對上述狹縫塗佈時的塗佈乾燥後的膜厚的面內均勻性進行了評價。關於貼附了塗佈膜(乾燥後)之基板的表面的塗佈膜的膜厚分佈,藉由膜厚的測定裝置(Filmetrics Japan,Inc.製、F20膜厚測定系統)於除了塗佈部端部10 mm以外的縱90 mm、橫90 mm區域隔10 mm的81處進行測定,將其最大最小之差設為TTV(Total thickness variation:總厚度變異)。各實施例、比較例中,採用了3個試樣的平均值。
TTV於從塗佈部端部除了10 mm以外的區域進行了測定。
≤1 μm:優良
>1 μm、≤2 μm:良
>2 μm:標準以下
<塗佈後乾燥時間>
於上述乾燥製程中,對載置於加熱板至乾燥所需的時間進行了評價。於指定時間經過時點,用棉棒觸碰塗佈部的表面之結果若殘留痕跡則視為未完全乾燥,若未殘留痕跡則視為乾燥結束。各實施例、比較例中,採用了3個試樣的平均值。此外,測定設為100℃下的乾燥時間。
≤300 sec:優良
>300 sec、≤400:良
>400 sec:標準以下
<噴嘴頭清洗後噴嘴頭污染>
於上述製膜製程中,將表中所示之組成的清洗液倒入桶中,將噴嘴頭於23℃下,以噴嘴頭的狹縫浸漬於清洗液之方式浸漬表中所示之時間,從而對噴嘴頭清洗後的噴嘴頭的污染進行了評價。各實施例、比較例中,於3次試驗中採用。此外,測定設為100℃下的乾燥時間。
3次均未確認到污染:無
3次中確認到1次以上的污染:有
<塗佈膜的構件黏著性(Sia’s test)>
對表1~表9中所記載之於各種基板上藉由上述狹縫塗佈形成之膜的乾燥後的塗佈膜進行了Sia’s test。測定裝置使用了(XYZTEC公司製、Condor Sigma焊接試驗)。試驗如下進行,亦即藉由使用能夠照射100 μm見方的圖案之負型光遮罩以400 mJ/cm2 的曝光量對於上述基板塗佈後乾燥之膜進行曝光,30分鐘之後用環戊酮對曝光後的膜進行顯影,之後用PGMEA進行沖洗而形成100 μm見方的膜,且用(配置於從基底至5 μm的位置之針)從側面以10 μm/s按壓該膜。各實施例、比較例中,採用了3個試樣的平均值。
<10 g:標準以下
≥10 g、<40 g:良
≥40 g:優良
在貼附了塗佈膜之Cu電鍍基板、Al-Si-Cu合金電鍍基板、Ti濺射基板、Ni濺射基板進行了相同的Sia’s test。進而,關於實施例32~36,還在貼附了塗佈膜之Si基板進行相同的Sia’s test。評價基準亦相同。
<耐濕性>
又,對貼附了塗佈膜之Cu電鍍基板、Ti濺射基板進行了PCT(壓力鍋試驗)。PCT的試驗裝置使用了(ESPEC CORP.製、EHS-412 M)。塗佈膜的處理條件設為121℃、100%相對濕度(RH)、500小時。對處理後的塗佈膜,以與上述<塗佈膜的構件黏著性>的試驗相同的條件進行了黏著性的評價(Sia’s test)。評價基準亦相同。


[表1]


[表2]


[表3]


[表4]


[表5]


[表6]


[表7]


[表8]


[表9]
sec:秒鐘、min:分鐘
*1 浸漬:噴頭待機時浸漬:塗佈後30秒浸漬、浸漬後30秒後吐出
*2 比較例2:※若為DMSO100%則吸收空氣中的水分而無法進行乾燥
溶解不良:由於固體成分未能溶解於溶劑而未能進行塗佈
無法測定:由於未能進行塗佈而未能進行測定
無法實施:由於未能進行塗佈而未能進行黏著測試
相對於聚醯亞胺前驅物A-1、A-2及A-3的各溶劑的溶解度(質量%)[23℃]
界面活性劑(MEGAFACE[商品名]、DIC)
水溶解性以溶解在23℃的水100 g中之量(g)為單位,並以質量%表示。分子量為重量平均分子量。
[表10]
(C)光自由基聚合起始劑
C-1:BASF公司製、IRGACURE OXE-01
C-2:下述化合物
[化22]
(D)自由基聚合性化合物
D-1:Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.製、NK酯 A-9300
D-2:SR-209(四乙二醇二甲基丙烯酸酯、Sartomer公司製)
(E)聚合抑制劑
E-1:對苯醌(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.製)
E-2:4-甲氧基苯酚
(F)遷移抑制劑(防鏽劑)
F-2:1H-四唑
(G)金屬黏著性改良劑(矽烷偶合劑)
G-1:Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製、型號:KBM-602
G-2:下述化合物(式中,Et表示乙基。)
[化23]
(H)硬化促進劑(熱鹼產生劑)
H-1:下述化合物
[化24]

H-2:下述化合物
[化25]
作為增塑劑,如各表使用了O-180A、O-130P及D-32(均為ADEKA CORPORATION製)。
如從上述結果可知,本發明中,於實施狹縫塗佈時,作為要塗佈之膜形成用組成物,若適用含有聚醯亞胺前驅物、特定溶劑及界面活性劑或增塑劑者,則即使於金屬表面上形成有塗佈膜時,亦得到了塗佈膜的良好的表面形狀。又,本發明的較佳的實施形態中,於膜形成用組成物的塗佈性、塗佈乾燥後的面內均勻性、塗佈後乾燥時間、噴嘴頭清洗後噴嘴頭污染、塗佈膜的構件黏著性得到了良好的性能。
<進行了曝光、顯影之實施例>
將於實施例1中製作之膜形成用組成物藉由狹縫塗佈塗佈於銅晶圓(金屬層、相當於包含金屬之構件)上而形成了塗佈膜。將所得到之塗佈膜於加熱板上,於100℃下乾燥5分鐘而得到了約15 μm厚度的均勻的預備硬化膜(膜形成用組成物的膜)。使用曝光器(Karl-Suss MA150[商品名])經由具有(步驟:5~20 μm的)線與空間的圖案之遮罩對其進行了曝光。曝光用高壓水銀燈進行,以波長365 nm下的曝光能量計算照射了500 mJ/cm2
將曝光後的預備硬化膜於環戊酮中溶解75秒鐘而進行了浸沒顯影。以以下基準對經顯影之部位的線寬進行了評價。確認到顯影後的基底基板的露出寬度相對於遮罩尺寸為±10%以內,且能夠進行良好的曝光顯影。
將所形成之樹脂圖案於250℃下加熱3小時,使聚醯亞胺前驅物進行環化反應而形成聚醯亞胺樹脂,藉此得到了雖為微細圖案但機器穩定且具有強度之樹脂圖案。
可知,所製作之樹脂圖案由聚醯亞胺構成,因此係具有優異的絕緣性者,且如上所述與金屬的相容性良好,亦能夠較佳地應對微細的加工,因此尤其適合WL-CSP(晶圓級晶片尺寸封裝)的再配線層的製造中。
實施例1中,將聚醯亞胺前驅物A-1變更為聚醯亞胺前驅物A-2或A-3,除此以外,以相同的方式進行。與實施例1相同,得到了優異的效果。另一方面,比較例1中,將聚醯亞胺前驅物A-1變更為聚醯亞胺前驅物A-2或A-3,除此以外,以相同的方式進行。與比較例1相同,塗佈乾燥後的表面形狀較差。
21‧‧‧噴嘴頭
22‧‧‧噴嘴頭清潔器
23‧‧‧搬送部
21a‧‧‧樹脂
24‧‧‧輥
25‧‧‧輥槽
25b‧‧‧除液刮板
25a‧‧‧清洗液
26‧‧‧維護部
30‧‧‧基板
100‧‧‧狹縫塗佈裝置
d1~d5‧‧‧方向
圖1係用於藉由示意性側視圖對本發明中所適用之狹縫塗佈的較佳的實施形態進行說明之製程說明圖(1)。
圖2係用於藉由示意性側視圖對本發明中所適用之狹縫塗佈的較佳的實施形態進行說明之製程說明圖(2)。
圖3係用於藉由示意性側視圖對本發明中所適用之狹縫塗佈的較佳的實施形態進行說明之製程說明圖(3)。

Claims (23)

  1. 一種膜的製造方法,其包括使用組成物於構件上進行狹縫塗佈之製程,該構件至少於其一部分包含金屬,其中 該組成物含有: 聚醯亞胺前驅物; 相對於該聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度不同之至少兩種溶劑;及 選自包括界面活性劑及增塑劑之群組中之至少一種。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之膜的製造方法,其中 該界面活性劑為含有全氟烷基之重量平均分子量5,000以下的化合物,且可溶於水。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之膜的製造方法,其包括於進行狹縫塗佈之製程之後用清洗液清洗噴嘴頭之噴頭清洗製程。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之膜的製造方法,其中 於該進行狹縫塗佈之製程中,包括噴頭待機製程,於該噴頭待機製程中該噴嘴頭浸漬在浸漬液中,該浸漬液係90質量%以上與該清洗液相同之組成的液。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之膜的製造方法,其中 該清洗液含有該至少兩種溶劑中於該聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最高之溶劑。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之膜的製造方法,其中 該清洗液含有該至少兩種溶劑中於該聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最低之溶劑。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之膜的製造方法,其中 該浸漬液含有該至少兩種溶劑中於該聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最高之溶劑。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之膜的製造方法,其中 該浸漬液含有該至少兩種溶劑中於該聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最低之溶劑。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之膜的製造方法,其具有對藉由該狹縫塗佈形成之膜進行曝光之曝光製程及對經曝光之膜進行顯影之顯影製程。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之膜的製造方法,其還包括對該膜進行加熱之加熱製程。
  11. 一種積層體的製造方法,其將如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之膜的製造方法進行複數次。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之積層體的製造方法,其還包括對該膜適用金屬層之製程。
  13. 一種半導體器件的製造方法,其中 於藉由如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之方法製造之膜配置晶片。
  14. 一種半導體器件的製造方法,其中 於藉由如申請專利範圍第11項或第12項所述之方法製造之積層體配置晶片。
  15. 一種膜形成用組成物,其為於如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之製造方法中所使用之膜形成用的組成物,該膜形成用組成物含有聚醯亞胺前驅物、相對於該聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度不同之至少兩種溶劑及選自包括界面活性劑及增塑劑之群組中之至少一種。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之膜形成用組成物,其中 該聚醯亞胺前驅物為二羧酸或二羧酸衍生物與二胺的縮合物。
  17. 如申請專利範圍第15項或第16項所述之膜形成用組成物,其中 該至少兩種溶劑中,該聚醯亞胺前驅物的溶解度最高之溶劑為亞碸類溶劑,該至少兩種溶劑中,該聚醯亞胺前驅物的溶解度最低之溶劑為酮類或內酯類溶劑。
  18. 如申請專利範圍第15項或第16項所述之膜形成用組成物,其中 該至少兩種溶劑中,該聚醯亞胺前驅物的溶解度比下述平均值高之溶劑的總質量與該至少兩種溶劑中,該聚醯亞胺前驅物的溶解度比下述平均值低之溶劑的總質量之比率係10:90~45:55; 該平均值為於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最高之溶劑的溶解度與於聚醯亞胺前驅物的23℃下的溶解度最低之溶劑的溶解度的平均值。
  19. 如申請專利範圍第15項或第16項所述之膜形成用組成物,其中 該界面活性劑含有氟原子。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之膜形成用組成物,其中 該界面活性劑為含有全氟烷基之重量平均分子量5,000以下的化合物,且可溶於水。
  21. 如申請專利範圍第15項或第16項所述之膜形成用組成物,其中 該界面活性劑的含量於固體成分中為0.005~2質量%。
  22. 如申請專利範圍第15項或第16項所述之膜形成用組成物,其中 該增塑劑為環氧化油。
  23. 如申請專利範圍第15項或第16項所述之膜形成用組成物,其中 該增塑劑的含量於固體成分中為0.005~2質量%。
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