TW201942145A - 感光性樹脂組成物、硬化膜、積層體、硬化膜的製造方法及半導體器件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種感光性樹脂組成物、硬化膜、積層體、硬化膜的製造方法及半導體器件,其中,該感光性樹脂組成物含有含雜環聚合物的前驅物、熱鹼產生劑及自由基聚合性化合物,上述含雜環聚合物的前驅物具有自由基聚合性基,上述自由基聚合性化合物包括選自包含具有4個以上聚合性官能基之化合物及具有3個聚合性官能基並且分子量為400以下之化合物之組群中之至少1個自由基聚合性化合物。
Description
本發明係有關一種感光性樹脂組成物、硬化膜、積層體、硬化膜的製造方法及半導體器件。
聚醯亞胺及聚苯并噁唑等含雜環聚合物的耐熱性及絕緣性優異,因此用於半導體器件的絕緣膜等。而且,為了進行其製膜或成形,常常在將溶劑溶解性高的環化反應前的前驅物,例如聚醯亞胺前驅物及聚苯并噁唑前驅物等溶解於溶劑中之組成物的狀態下使用。將該樹脂組成物應用於基板等之後,進行加熱而使上述前驅物環化,從而能夠形成硬化膜。
作為該種含雜環聚合物的前驅物的樹脂組成物,例如在專利文獻1中揭示有含有特定的熱鹼產生劑及含雜環聚合物的前驅物之熱硬化性樹脂組成物。記載有藉此提供一種能夠在低溫下進行熱硬化性樹脂的環化且穩定性優異的熱硬化性樹脂組成物。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2015/199219號
藉由含有如上所述的含雜環聚合物的前驅物之組成物的開發,很多應用中一直試圖提高與其需求相應之性能及改善製造適應性。然而,該等樹脂及該前驅物中很多部分是未知的,又要求特性多種多樣,有待於進行研究開發。例如,設為半導體器件的絕緣膜時,進行金屬的蝕刻等,且為了形成該裝置結構而進行多種藥品處理。因此,要求對藥品處理之耐性。又,考慮到裝置的耐久性和耐衝擊性,還要求具備足夠的斷裂伸長率。通常,若提高耐化學性,則存在斷裂伸長率下降之傾斜,很難實現這兩者的兼顧。
因此,本發明的目的為提供一種能夠兼顧硬化之樹脂的耐化學性和優異的斷裂伸長率之感光性樹脂組成物。又,其目的為提供一種使用上述感光性樹脂組成物之硬化膜、積層體、硬化膜的製造方法及半導體器件。
因此,本發明的目的為提供一種能夠兼顧硬化之樹脂的耐化學性和優異的斷裂伸長率之感光性樹脂組成物。又,其目的為提供一種使用上述感光性樹脂組成物之硬化膜、積層體、硬化膜的製造方法及半導體器件。
以上述課題為基礎,本發明人進行深入研究之結果,發現作為自由基聚合性化合物選定特定的化合物,並組合使用導入自由基聚合性基之含雜環聚合物的前驅物及熱鹼產生劑,藉此可解決上述課題。具體而言,藉由下述方法<1>,較佳為藉由<2>~<27>解決了上述問題。
<1>一種感光性樹脂組成物,其含有含雜環聚合物的前驅物、熱鹼產生劑及自由基聚合性化合物,
上述含雜環聚合物的前驅物具有自由基聚合性基,
上述自由基聚合性化合物包括選自包含具有4個以上聚合性官能基之化合物及具有3個聚合性官能基並且分子量為400以下之化合物之組群中之至少1個自由基聚合性化合物。
<2>如<1>項所述之感光性樹脂組成物,其中上述聚合性官能基分別獨立地為選自乙烯基苯基、乙烯基及(甲基)丙烯醯基之基團。
<3>如<1>或<2>項所述之感光性樹脂組成物,其中上述熱鹼產生劑具有由式(101)或式(102)表示之陽離子;
[化學式1]
式(101)及式(102)中,R1 ~R6 分別獨立地表示氫原子或烴基,R9 表示烴基。
<4>如<1>至<3>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其中上述含雜環聚合物的前驅物包括聚醯亞胺前驅物或聚苯并噁唑前驅物。
<5>如<1>至<3>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其中上述含雜環聚合物的前驅物包括聚醯亞胺前驅物。
<6>如<1>至<5>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其中上述含雜環聚合物的前驅物包含由下述式(1)表示之構成單元;
[化學式2]
式(1)中,A1 及A2 分別獨立地表示氧原子或NH,R111 表示2價的有機基團,R115 表示4價的有機基團,R113 及R114 分別獨立地表示氫原子或1價的有機基團。
<7>如<6>項中記載之感光性樹脂組成物,其中上述R113 及上述R114 中的至少1個包含自由基聚合性基。
<8>如<6>或<7>項中記載之感光性樹脂組成物,其中上述R115 包含芳香環。
<9>如<6>至<8>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其中上述R111 由-Ar0 -L0 -Ar0 -表示,各Ar0 分別獨立地為包含芳香環之2價的基團,L0 為單鍵、可以被氟原子取代的碳數1~10的脂肪族烴基、-O-、-CO-、-S-、-SO2 -、-NHCO-及組合該等基團中的2個以上而成之基團。
<10>如<6>至<9>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其中上述R111 為由下述式(51)或式(61)表示之基團;
[化學式3]
式(51)中,R50 ~R57 分別獨立地為氫原子、氟原子或1價的有機基團,R50 ~R57 中的至少1個為氟原子、甲基、氟甲基、二氟甲基或三氟甲基,
[化學式4]
式(61)中,R58 及R59 分別獨立地為氟原子、氟甲基、二氟甲基或三氟甲基。
<11>如<1>至<10>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其含有光聚合起始劑。
<12>如<1>至<11>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其中上述熱鹼產生劑與上述自由基聚合性化合物的質量比為1.0~80。
<13>如<1>至<12>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其中使用相對於上述含雜環聚合物的前驅物100質量份用為2.5質量份以上62.5質量份以下的上述自由基聚合性化合物。
<14>如<1>至<13>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其還含有溶劑。
<15>如<1>至<14>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其用於使用含有90質量%以上的有機溶劑之顯影液進行之顯影。
<16>如<1>至<15>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其使用於再配線層用層間絕緣膜的形成。
<17>一種硬化膜,使<1>~<16>中任一項所述之感光性樹脂組成物硬化而成。
<18>一種積層體,其具有兩層以上的<17>項所述之硬化膜。
<19>如<18>項所述之積層體,在上述硬化膜之間具有金屬層。
<20>如<18>或<19>項所述之積層體,其具有3~7層上述硬化膜。
<21>一種硬化膜的製造方法,其包括:將<1>至<16>中任一項所述之感光性樹脂組成物應用於基板來形成感光性樹脂組成物層之感光性樹脂組成物層形成製程;及將上述感光性樹脂組成物層進行曝光之曝光製程。
<22>如<21>項所述之硬化膜的製造方法,其還具有在上述曝光製程之後,將上述感光性樹脂組成物層進行顯影之顯影製程。
<23>如<22>項所述之硬化膜的製造方法,其中上述顯影製程使用含有90質量%以上的有機溶劑之顯影液來進行顯影。
<24>如<22>或<23>項所述之硬化膜的製造方法,其包括在上述顯影製程之後,將上述感光性樹脂組成物層在50~450℃的溫度下加熱之顯影後加熱製程。
<25>如<24>項所述之硬化膜的製造方法,其中上述加熱溫度為50~250℃。
<26>如<21>至<25>中任一項所述之硬化膜的製造方法,上述硬化膜的膜厚為1~30μm。
<27>一種半導體器件,其具有<17>項所述之硬化膜或<18>至<20>中任一項所述之積層體。
[發明效果]
<1>一種感光性樹脂組成物,其含有含雜環聚合物的前驅物、熱鹼產生劑及自由基聚合性化合物,
上述含雜環聚合物的前驅物具有自由基聚合性基,
上述自由基聚合性化合物包括選自包含具有4個以上聚合性官能基之化合物及具有3個聚合性官能基並且分子量為400以下之化合物之組群中之至少1個自由基聚合性化合物。
<2>如<1>項所述之感光性樹脂組成物,其中上述聚合性官能基分別獨立地為選自乙烯基苯基、乙烯基及(甲基)丙烯醯基之基團。
<3>如<1>或<2>項所述之感光性樹脂組成物,其中上述熱鹼產生劑具有由式(101)或式(102)表示之陽離子;
[化學式1]
式(101)及式(102)中,R1 ~R6 分別獨立地表示氫原子或烴基,R9 表示烴基。
<4>如<1>至<3>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其中上述含雜環聚合物的前驅物包括聚醯亞胺前驅物或聚苯并噁唑前驅物。
<5>如<1>至<3>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其中上述含雜環聚合物的前驅物包括聚醯亞胺前驅物。
<6>如<1>至<5>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其中上述含雜環聚合物的前驅物包含由下述式(1)表示之構成單元;
[化學式2]
式(1)中,A1 及A2 分別獨立地表示氧原子或NH,R111 表示2價的有機基團,R115 表示4價的有機基團,R113 及R114 分別獨立地表示氫原子或1價的有機基團。
<7>如<6>項中記載之感光性樹脂組成物,其中上述R113 及上述R114 中的至少1個包含自由基聚合性基。
<8>如<6>或<7>項中記載之感光性樹脂組成物,其中上述R115 包含芳香環。
<9>如<6>至<8>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其中上述R111 由-Ar0 -L0 -Ar0 -表示,各Ar0 分別獨立地為包含芳香環之2價的基團,L0 為單鍵、可以被氟原子取代的碳數1~10的脂肪族烴基、-O-、-CO-、-S-、-SO2 -、-NHCO-及組合該等基團中的2個以上而成之基團。
<10>如<6>至<9>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其中上述R111 為由下述式(51)或式(61)表示之基團;
[化學式3]
式(51)中,R50 ~R57 分別獨立地為氫原子、氟原子或1價的有機基團,R50 ~R57 中的至少1個為氟原子、甲基、氟甲基、二氟甲基或三氟甲基,
[化學式4]
式(61)中,R58 及R59 分別獨立地為氟原子、氟甲基、二氟甲基或三氟甲基。
<11>如<1>至<10>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其含有光聚合起始劑。
<12>如<1>至<11>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其中上述熱鹼產生劑與上述自由基聚合性化合物的質量比為1.0~80。
<13>如<1>至<12>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其中使用相對於上述含雜環聚合物的前驅物100質量份用為2.5質量份以上62.5質量份以下的上述自由基聚合性化合物。
<14>如<1>至<13>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其還含有溶劑。
<15>如<1>至<14>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其用於使用含有90質量%以上的有機溶劑之顯影液進行之顯影。
<16>如<1>至<15>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其使用於再配線層用層間絕緣膜的形成。
<17>一種硬化膜,使<1>~<16>中任一項所述之感光性樹脂組成物硬化而成。
<18>一種積層體,其具有兩層以上的<17>項所述之硬化膜。
<19>如<18>項所述之積層體,在上述硬化膜之間具有金屬層。
<20>如<18>或<19>項所述之積層體,其具有3~7層上述硬化膜。
<21>一種硬化膜的製造方法,其包括:將<1>至<16>中任一項所述之感光性樹脂組成物應用於基板來形成感光性樹脂組成物層之感光性樹脂組成物層形成製程;及將上述感光性樹脂組成物層進行曝光之曝光製程。
<22>如<21>項所述之硬化膜的製造方法,其還具有在上述曝光製程之後,將上述感光性樹脂組成物層進行顯影之顯影製程。
<23>如<22>項所述之硬化膜的製造方法,其中上述顯影製程使用含有90質量%以上的有機溶劑之顯影液來進行顯影。
<24>如<22>或<23>項所述之硬化膜的製造方法,其包括在上述顯影製程之後,將上述感光性樹脂組成物層在50~450℃的溫度下加熱之顯影後加熱製程。
<25>如<24>項所述之硬化膜的製造方法,其中上述加熱溫度為50~250℃。
<26>如<21>至<25>中任一項所述之硬化膜的製造方法,上述硬化膜的膜厚為1~30μm。
<27>一種半導體器件,其具有<17>項所述之硬化膜或<18>至<20>中任一項所述之積層體。
[發明效果]
藉由本發明,其能夠提供一種能夠兼顧硬化之樹脂的耐化學性和高斷裂伸長率之感光性樹脂組成物。又,能夠提供一種使用上述感光性樹脂組成物之硬化膜、積層體、硬化膜的製造方法及半導體器件。
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態樣而進行,但本發明並不限定於該種實施態樣。
關於本說明書中的基團(原子團)的標記,未記錄經取代及未經取代之標記為同時包含不具有取代基者和具有取代基者。例如,“烷基”係不僅包含不具有取代基之烷基(未經取代之烷基),還包含具有取代基之烷基(取代烷基)者。
本說明書中,“光化射線”表示例如水銀燈的明線光譜、以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。並且,本發明中,所謂“光”是指光化射線或放射線。本說明書中之“曝光”除非另有說明,否則曝光不僅包含利用水銀燈、以準分子雷射為代表之遠紫外線、X射線、EUV光等進行之曝光,還包含利用電子束、離子束等粒子束進行之描繪。
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,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預期之作用,則亦包含於本術語中。
本說明書中,固體成分濃度是指相對於組成物的總質量之除了溶劑以外的成分的質量的質量百分率。又,只要沒有特別記載,則固體成分濃度是指25℃下的濃度。
本說明書中,只要沒有特別記載,則重量平均分子量(Mw)・數平均分子量(Mn)作為基於凝膠滲透色譜法(GPC測定)之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)進行測定者。又,只要沒有特別記載,則將檢測設為使用了UV線(紫外線)的波長254nm檢測器者。
關於本說明書中的基團(原子團)的標記,未記錄經取代及未經取代之標記為同時包含不具有取代基者和具有取代基者。例如,“烷基”係不僅包含不具有取代基之烷基(未經取代之烷基),還包含具有取代基之烷基(取代烷基)者。
本說明書中,“光化射線”表示例如水銀燈的明線光譜、以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。並且,本發明中,所謂“光”是指光化射線或放射線。本說明書中之“曝光”除非另有說明,否則曝光不僅包含利用水銀燈、以準分子雷射為代表之遠紫外線、X射線、EUV光等進行之曝光,還包含利用電子束、離子束等粒子束進行之描繪。
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,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預期之作用,則亦包含於本術語中。
本說明書中,固體成分濃度是指相對於組成物的總質量之除了溶劑以外的成分的質量的質量百分率。又,只要沒有特別記載,則固體成分濃度是指25℃下的濃度。
本說明書中,只要沒有特別記載,則重量平均分子量(Mw)・數平均分子量(Mn)作為基於凝膠滲透色譜法(GPC測定)之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)進行測定者。又,只要沒有特別記載,則將檢測設為使用了UV線(紫外線)的波長254nm檢測器者。
本發明的感光性樹脂組成物的特徵為,其含有含雜環聚合物的前驅物、熱鹼產生劑及自由基聚合性化合物,上述含雜環聚合物的前驅物具有自由基聚合性基,上述自由基聚合性化合物包括選自包含具有4個以上聚合性官能基之化合物及具有3個聚合性官能基並且分子量為400以下之化合物之組群中之至少1個自由基聚合性化合物。
含有含雜環聚合物的前驅物及熱鹼產生劑之感光性樹脂組成物藉由使用多官能的自由基聚合性化合物,能夠提高耐化學性。然而,只藉由上述方法,則存在斷裂伸長率下降之趨勢。因此,可以預想本發明中除了聚合性化合物之外,聚合物和熱鹼產生劑亦干預交聯,可期待伴隨環化適當地切斷交聯。為此有利於環化反應之部位為具有自由基聚合性基之形態為較佳,並發現上述構成。另外,其中有關機制之說明包括推定,本發明並不因此受限。
含有含雜環聚合物的前驅物及熱鹼產生劑之感光性樹脂組成物藉由使用多官能的自由基聚合性化合物,能夠提高耐化學性。然而,只藉由上述方法,則存在斷裂伸長率下降之趨勢。因此,可以預想本發明中除了聚合性化合物之外,聚合物和熱鹼產生劑亦干預交聯,可期待伴隨環化適當地切斷交聯。為此有利於環化反應之部位為具有自由基聚合性基之形態為較佳,並發現上述構成。另外,其中有關機制之說明包括推定,本發明並不因此受限。
<特定自由基聚合性化合物>
本發明中使用之自由基聚合性化合物(本說明書中,有時稱為“特定自由基聚合性化合物”)為選自包含具有4個以上聚合性官能基之化合物及具有3個聚合性官能基並且分子量為400以下之化合物之組群中之至少1個自由基聚合性化合物。聚合性官能基為選自乙烯基苯基、乙烯基、(甲基)丙烯醯基之基團(本說明書中,將該等聚合性官能基稱為“聚合性官能基Ps”)為較佳。
聚合性官能基為4個以上時,特定自由基聚合性化合物的官能基的數量為10以下為較佳,8以下為更佳,6以下為進一步較佳。又,聚合性官能基為4個以上的自由基聚合性化合物的分子量為1000以下為較佳,800以下為更佳,600以下為進一步較佳。作為下限值,實際為400以上。藉由設為上述範圍,膜的交聯密度稱為最佳,且斷裂伸長率和耐化學性提高。
特定自由基聚合性化合物藉由具有2個原子2以上的直鏈結構之連接基,自由基聚合性基彼此被隔開為較佳。
聚合性官能基為3時,特定自由基聚合性化合物的分子量進而為370以下為較佳,340以下為更佳,300以下為進一步較佳。作為下限值,實際為150以上。藉由設為上述範圍,膜的交聯密度成為最佳,且斷裂伸長率和耐化學性提高。
本發明中使用之自由基聚合性化合物(本說明書中,有時稱為“特定自由基聚合性化合物”)為選自包含具有4個以上聚合性官能基之化合物及具有3個聚合性官能基並且分子量為400以下之化合物之組群中之至少1個自由基聚合性化合物。聚合性官能基為選自乙烯基苯基、乙烯基、(甲基)丙烯醯基之基團(本說明書中,將該等聚合性官能基稱為“聚合性官能基Ps”)為較佳。
聚合性官能基為4個以上時,特定自由基聚合性化合物的官能基的數量為10以下為較佳,8以下為更佳,6以下為進一步較佳。又,聚合性官能基為4個以上的自由基聚合性化合物的分子量為1000以下為較佳,800以下為更佳,600以下為進一步較佳。作為下限值,實際為400以上。藉由設為上述範圍,膜的交聯密度稱為最佳,且斷裂伸長率和耐化學性提高。
特定自由基聚合性化合物藉由具有2個原子2以上的直鏈結構之連接基,自由基聚合性基彼此被隔開為較佳。
聚合性官能基為3時,特定自由基聚合性化合物的分子量進而為370以下為較佳,340以下為更佳,300以下為進一步較佳。作為下限值,實際為150以上。藉由設為上述範圍,膜的交聯密度成為最佳,且斷裂伸長率和耐化學性提高。
3官能的自由基聚合性化合物為由下述式(P-1)表示之化合物為較佳。
[化學式5]
式(P-1)中,Ps分別獨立地為選自乙烯基苯基、乙烯基及(甲基)丙烯醯基之基團,RB1 為氫原子或取代基(其中聚合性官能基除外),LP 分別獨立地為單鍵或連接基。LQ 為連接基。
[化學式5]
式(P-1)中,Ps分別獨立地為選自乙烯基苯基、乙烯基及(甲基)丙烯醯基之基團,RB1 為氫原子或取代基(其中聚合性官能基除外),LP 分別獨立地為單鍵或連接基。LQ 為連接基。
式中,Ps為(甲基)丙烯醯基為較佳。
RB1 為可以具有任意的取代基的烷基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)、-NH-Ps或-CH2 -O-LP -Ps為較佳。作為任意的取代基,可列舉羥基、羧基或組合該等與連接基LP 之基團。
RB1 為可以具有任意的取代基的烷基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)、-NH-Ps或-CH2 -O-LP -Ps為較佳。作為任意的取代基,可列舉羥基、羧基或組合該等與連接基LP 之基團。
LP
為連接基時,連接基例示出氧原子、硫原子、胺基(NH)、羰基、(低聚)伸烷氧基、伸烷基、(低聚)伸烷胺基及與組合該等相關之連接基。
(低聚)伸烷氧基,可較佳地例示出(低聚)伸甲基氧基、(低聚)伸乙基氧基、(低聚)伸丙基氧基。連接基可以由羥基等取代基取代。另外,(低聚)伸烷氧基表示可以是單獨的伸烷氧基亦可以是伸烷氧基重複複數個之低聚伸烷氧基。(低聚)伸烷氧基的重複數,較佳為1~8,更佳為1~4,進一步較佳為1~2。
伸烷基的碳數為1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳。伸烷基可以由羥基等取代基取代。
(低聚)伸烷胺基,較佳為(低聚)伸甲胺基、(低聚)伸乙胺基、(低聚)伸丙胺基。(低聚)伸烷胺基可以由羥基等取代基取代。(低聚)伸烷胺基的重複數為1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳。
LP 所成之2價的連接基的干預除去氫原子之鍵結之原子的數為1~30為較佳,2~20為更佳,3~16為進一步較佳。
LQ 為連接基,作為具體例,可列舉在LP 中例示之連接基。其中,伸烷基為較佳,碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳。尤其,伸甲基或伸乙基為較佳,伸甲基為更佳。
(低聚)伸烷氧基,可較佳地例示出(低聚)伸甲基氧基、(低聚)伸乙基氧基、(低聚)伸丙基氧基。連接基可以由羥基等取代基取代。另外,(低聚)伸烷氧基表示可以是單獨的伸烷氧基亦可以是伸烷氧基重複複數個之低聚伸烷氧基。(低聚)伸烷氧基的重複數,較佳為1~8,更佳為1~4,進一步較佳為1~2。
伸烷基的碳數為1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳。伸烷基可以由羥基等取代基取代。
(低聚)伸烷胺基,較佳為(低聚)伸甲胺基、(低聚)伸乙胺基、(低聚)伸丙胺基。(低聚)伸烷胺基可以由羥基等取代基取代。(低聚)伸烷胺基的重複數為1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳。
LP 所成之2價的連接基的干預除去氫原子之鍵結之原子的數為1~30為較佳,2~20為更佳,3~16為進一步較佳。
LQ 為連接基,作為具體例,可列舉在LP 中例示之連接基。其中,伸烷基為較佳,碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳。尤其,伸甲基或伸乙基為較佳,伸甲基為更佳。
4官能以上的自由基聚合性化合物為由下述式(P-2)表示之化合物為較佳。
[化學式6]
式(P-2)中,Ps分別獨立地為選自乙烯基苯基、乙烯基及(甲基)丙烯醯基之基團,RB2 為氫原子或取代基(其中聚合性官能基除外),LP 分別獨立地為單鍵或連接基,pm為1~6的整數,pn為1或2。
Ps、RB2 、LP 、LQ 各自的定義與式(P-1)中之Ps、RB1 、LP 、LQ 的定義相同,較佳範圍亦相同。
pn為1時,RB2 為氫原子或取代基(其中聚合性官能基除外)。作為取代基,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。
pn為2時,RB2 成為2價的連接基。作為2價的連接基,可列舉伸烷基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)、氧原子、羰基、胺基(NH)或與該等組合相關之基團。
[化學式6]
式(P-2)中,Ps分別獨立地為選自乙烯基苯基、乙烯基及(甲基)丙烯醯基之基團,RB2 為氫原子或取代基(其中聚合性官能基除外),LP 分別獨立地為單鍵或連接基,pm為1~6的整數,pn為1或2。
Ps、RB2 、LP 、LQ 各自的定義與式(P-1)中之Ps、RB1 、LP 、LQ 的定義相同,較佳範圍亦相同。
pn為1時,RB2 為氫原子或取代基(其中聚合性官能基除外)。作為取代基,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。
pn為2時,RB2 成為2價的連接基。作為2價的連接基,可列舉伸烷基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)、氧原子、羰基、胺基(NH)或與該等組合相關之基團。
4官能以上的自由基聚合性化合物為由下述式(P-3)表示之化合物亦較佳。
[化學式7]
式(P-3)中,Ps分別獨立地為選自乙烯基苯基、乙烯基及(甲基)丙烯醯基之基團,Lq 為rm+1價的連接基,rm為0~12的整數。
式中,Ps為(甲基)丙烯醯基為較佳。
Lq 為伸烷基(碳數1~60為較佳,3~40為更佳,4~24為進一步較佳)、胺基(NH)、羰基、氧原子、(低聚)伸烷氧基(例如,(低聚)伸甲基氧基、(低聚)伸乙基氧基、(低聚)伸丙基氧基、重複數的較佳的數為1~24為較佳,3~18為更佳,4~14為進一步較佳)、(低聚)伸烷胺(NH)基(例如,(低聚)伸甲胺基、(低聚)伸乙胺基、(低聚)伸丙胺基、重複數的較佳的數為1~24為較佳,3~18為更佳,4~14為進一步較佳)或該等的組合為較佳。
Ps不僅可以在Lq 的末端取代,亦可以在中間取代。Lq 為比較長的鏈的基團為較佳,作為干預去除氫原子之鍵結之原子的數,5以上且100以下為較佳,6以上且50以下為更佳,7以上且40以下為進一步較佳。
rm為0~12的整數,1~8為較佳,1~6為更佳。
[化學式7]
式(P-3)中,Ps分別獨立地為選自乙烯基苯基、乙烯基及(甲基)丙烯醯基之基團,Lq 為rm+1價的連接基,rm為0~12的整數。
式中,Ps為(甲基)丙烯醯基為較佳。
Lq 為伸烷基(碳數1~60為較佳,3~40為更佳,4~24為進一步較佳)、胺基(NH)、羰基、氧原子、(低聚)伸烷氧基(例如,(低聚)伸甲基氧基、(低聚)伸乙基氧基、(低聚)伸丙基氧基、重複數的較佳的數為1~24為較佳,3~18為更佳,4~14為進一步較佳)、(低聚)伸烷胺(NH)基(例如,(低聚)伸甲胺基、(低聚)伸乙胺基、(低聚)伸丙胺基、重複數的較佳的數為1~24為較佳,3~18為更佳,4~14為進一步較佳)或該等的組合為較佳。
Ps不僅可以在Lq 的末端取代,亦可以在中間取代。Lq 為比較長的鏈的基團為較佳,作為干預去除氫原子之鍵結之原子的數,5以上且100以下為較佳,6以上且50以下為更佳,7以上且40以下為進一步較佳。
rm為0~12的整數,1~8為較佳,1~6為更佳。
由式(P-1)~(P-3)中的任一個表示之自由基聚合性化合物為化合物中由LP
+LQ
或Lq
表示之連接基以相應的長度存在為較佳。若將該長度表示為1個分子中的質量的比率,由Lp
+LQ
或Lq
的式量/自由基聚合性化合物的分子量×100表示之比率為5質量%以上且80質量%以下為較佳,10質量%以上且70質量%以下為更佳,15質量%以上且50質量%以下為進一步較佳。
下面列舉出特定自由基聚合性化合物的例,但本發明並不限定於此。
[化學式8]
[化學式9]
[化學式10]
[化學式11]
[化學式12]
[化學式13]
[化學式14]
l~o分別獨立地為1~3的自然數。
[化學式15]
B-8為上述4官能化合物或3官能化合物的單獨化合物或上述化合物的混合物。
[化學式16]
[化學式17]
l~q分別獨立地為1~3的自然數。
[化學式18]
[化學式19]
[化學式20]
[化學式21]
[化學式8]
[化學式9]
[化學式10]
[化學式11]
[化學式12]
[化學式13]
[化學式14]
l~o分別獨立地為1~3的自然數。
[化學式15]
B-8為上述4官能化合物或3官能化合物的單獨化合物或上述化合物的混合物。
[化學式16]
[化學式17]
l~q分別獨立地為1~3的自然數。
[化學式18]
[化學式19]
[化學式20]
[化學式21]
特定自由基聚合性化合物的含量在感光性樹脂組成物的固體成分中為2質量%以上為較佳,5質量%以上為更佳,10質量%以上為進一步較佳。作為上限,50質量%以下為較佳,30質量%以下為更佳,20質量%以下為進一步較佳。
作為相對於特定自由基聚合性化合物的含雜環聚合物的前驅物之比例,相對於含雜環聚合物的前驅物100質量份為2.5質量份以上為較佳,6.2質量份以上為更佳,12.5質量份以上為進一步較佳。作為上限,62.5質量份以下為較佳,37.5質量份以下為更佳,25質量份以下為進一步較佳。
特定自由基聚合性化合物可以使用一種,亦可以使用複數種。使用複數種時,其總量成為上述範圍。
作為相對於特定自由基聚合性化合物的含雜環聚合物的前驅物之比例,相對於含雜環聚合物的前驅物100質量份為2.5質量份以上為較佳,6.2質量份以上為更佳,12.5質量份以上為進一步較佳。作為上限,62.5質量份以下為較佳,37.5質量份以下為更佳,25質量份以下為進一步較佳。
特定自由基聚合性化合物可以使用一種,亦可以使用複數種。使用複數種時,其總量成為上述範圍。
又,本發明中,可以含有除特定自由基聚合性化合物以外的聚合性化合物(以下,亦稱為其他聚合性化合物)及後述含雜環聚合物的前驅物,亦可以不包含。
本發明的一實施形態為包含超過特定自由基聚合性化合物的含量的10質量%的其他聚合性化合物之態樣。本實施形態中,其他聚合性化合物的含量超過特定自由基聚合性化合物的含量的10質量%且30質量%以下為較佳。其他聚合性化合物能夠使用具有聚合性官能基Ps之化合物。其他聚合性化合物所具有之聚合性基的數例如可列舉1個或2個。其他聚合性化合物的分子量為2000以下為較佳,1500以下為更佳,900以下為進一步較佳。聚合性化合物的分子量的下限為100以上為較佳。又,作為其他聚合性化合物,除此之外,可列舉具有羥甲基、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;苯并口咢口井化合物。作為其他聚合性化合物的具體例,例示出國際公開第2017/104672號的0102~0126段中記載之化合物中不相當於特定自由基聚合性化合物的物質,該等內容被編入本說明書中。
本發明的一實施形態為實質上不含有其他自由基聚合性化合物的態樣。實質上不含有是指,除特定自由基聚合性化合物以外的其他聚合性化合物的含量為特定自由基聚合性化合物的含量的10質量%以下,5質量%以下為較佳,3質量%以下為更進一步較佳,1質量%以下為更進一步較佳。
本發明的一實施形態為包含超過特定自由基聚合性化合物的含量的10質量%的其他聚合性化合物之態樣。本實施形態中,其他聚合性化合物的含量超過特定自由基聚合性化合物的含量的10質量%且30質量%以下為較佳。其他聚合性化合物能夠使用具有聚合性官能基Ps之化合物。其他聚合性化合物所具有之聚合性基的數例如可列舉1個或2個。其他聚合性化合物的分子量為2000以下為較佳,1500以下為更佳,900以下為進一步較佳。聚合性化合物的分子量的下限為100以上為較佳。又,作為其他聚合性化合物,除此之外,可列舉具有羥甲基、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;苯并口咢口井化合物。作為其他聚合性化合物的具體例,例示出國際公開第2017/104672號的0102~0126段中記載之化合物中不相當於特定自由基聚合性化合物的物質,該等內容被編入本說明書中。
本發明的一實施形態為實質上不含有其他自由基聚合性化合物的態樣。實質上不含有是指,除特定自由基聚合性化合物以外的其他聚合性化合物的含量為特定自由基聚合性化合物的含量的10質量%以下,5質量%以下為較佳,3質量%以下為更進一步較佳,1質量%以下為更進一步較佳。
<含雜環聚合物的前驅物>
本發明中使用之含雜環聚合物的前驅物具有自由基聚合性基。自由基聚合性基可以與含雜環聚合物的前驅物的側鏈鍵結,亦可以與主鏈鍵結。較佳為與側鏈鍵結。
作為含雜環聚合物的前驅物,包含聚醯亞胺前驅物或聚苯并噁唑前驅物為較佳。作為聚合物前驅物,聚醯亞胺前驅物為更佳,包含由下述式(1)表示之構成單元之聚醯亞胺前驅物為進一步較佳。
本發明中使用之含雜環聚合物的前驅物具有自由基聚合性基。自由基聚合性基可以與含雜環聚合物的前驅物的側鏈鍵結,亦可以與主鏈鍵結。較佳為與側鏈鍵結。
作為含雜環聚合物的前驅物,包含聚醯亞胺前驅物或聚苯并噁唑前驅物為較佳。作為聚合物前驅物,聚醯亞胺前驅物為更佳,包含由下述式(1)表示之構成單元之聚醯亞胺前驅物為進一步較佳。
<<聚醯亞胺前驅物>>
本發明中使用之聚醯亞胺前驅物具有自由基聚合性基。在側鏈具有自由基聚合性基為較佳。
作為聚醯亞胺前驅物包含由下述式(1)表示之構成單元為更佳。藉由設為該種構成,可獲得膜強度更優異的組成物。
[化學式22]
式(1)中,A1 及A2 分別獨立地表示氧原子或NH,R111 表示2價的有機基團,R115 表示4價的有機基團,R113 及R114 分別獨立地表示氫原子或1價的有機基團。
本發明中使用之聚醯亞胺前驅物具有自由基聚合性基。在側鏈具有自由基聚合性基為較佳。
作為聚醯亞胺前驅物包含由下述式(1)表示之構成單元為更佳。藉由設為該種構成,可獲得膜強度更優異的組成物。
[化學式22]
式(1)中,A1 及A2 分別獨立地表示氧原子或NH,R111 表示2價的有機基團,R115 表示4價的有機基團,R113 及R114 分別獨立地表示氫原子或1價的有機基團。
A1
及A2
分別獨立地為氧原子或NH,氧原子為較佳。
R111
表示2價的有機基團。作為2價的有機基團,例示出直鏈或支鏈的脂肪族基、環狀的脂肪族基及芳香族基、芳香族雜環基或由該等組合而之基團,碳數2~20的直鏈的脂肪族基、碳數3~20的支鏈的脂肪族基、碳數3~20的環狀的脂肪族基、碳數6~20的芳香族基或組合該等而成之基團為較佳,碳數6~20的芳香族基為更佳。
R111 由二胺衍生為較佳。作為使用於聚醯亞胺前驅物的製造中之二胺,可列舉直鏈或分支脂肪族、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的支鏈或環狀的脂肪族基、碳數6~20的芳香族基或包含該等組合之基團者為較佳,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,可列舉下述芳香族基。
R111 由二胺衍生為較佳。作為使用於聚醯亞胺前驅物的製造中之二胺,可列舉直鏈或分支脂肪族、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的支鏈或環狀的脂肪族基、碳數6~20的芳香族基或包含該等組合之基團者為較佳,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,可列舉下述芳香族基。
[化學式23]
式中,A為單鍵或選自可以用氟原子取代之碳數1~10的脂肪族烴基、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)2
-、-NHCO-以及該等的組合中之基團為較佳,單鍵或可以用氟原子取代之碳數1~3的伸烷基、-O-、-C(=O)-、-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
-之組中之2價基團為進一步較佳。
作為二胺,具體而言可列舉選自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(4,4’-二胺-2,2’-二甲基聯苯)、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)乙基甲基丙烯酸酯、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。
[化學式24]
又,作為較佳的例,亦可列舉在主鏈具有至少2個以上的伸烷基二醇單元之二胺。較佳為1個分子中組合包含2個以上的乙二醇鏈、丙二醇鏈中的任一個或兩個之二胺,更佳為不包含芳香環之二胺。作為具體例,可列舉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(以上為產品名,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。
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。
[化學式25]
上述中,x、y、z為平均值。
式(1)中,R111
由-Ar0
-L0
-Ar0
-表示,各Ar0
分別獨立地為包含芳香環之2價的基團,L0
為單鍵、可以被氟原子取代的碳數1~10的脂肪族烴基、-O-、-CO-、-S-、-SO2
-、-NHCO-及組合該等基團中的2個以上而成之基團為較佳。
Ar0 的碳數為6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳,伸苯基為特佳。L0 的較佳的範圍的定義與上述AR-8中之A的定義相同。
Ar0 的碳數為6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳,伸苯基為特佳。L0 的較佳的範圍的定義與上述AR-8中之A的定義相同。
從i射線透過率的觀點考慮,R111
為由下述式(51)或式(61)表示之2價的有機基團為較佳。尤其,從i射線透過率、易獲得性的觀點考慮,由式(61)表示之2價的有機基團為更佳。
[化學式26]
式(51)中,R50 ~R57 分別獨立地為氫原子、氟原子或1價的有機基團,R50 ~R57 中的至少1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價的有機基團,可列舉碳數1~10(較佳為碳數1~6)的未經取代之烷基、碳數1~10(較佳為碳數1~6)的氟化烷基等。
[化學式27]
式(61)中,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(61)的結構之二胺化合物,可列舉二甲基-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。
[化學式26]
式(51)中,R50 ~R57 分別獨立地為氫原子、氟原子或1價的有機基團,R50 ~R57 中的至少1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價的有機基團,可列舉碳數1~10(較佳為碳數1~6)的未經取代之烷基、碳數1~10(較佳為碳數1~6)的氟化烷基等。
[化學式27]
式(61)中,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(61)的結構之二胺化合物,可列舉二甲基-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。
式(1)中的R115
表示4價的有機基團。作為4價的有機基團,包含芳香環之基團為較佳,由下述式(5)或式(6)表示之基團為更佳。
[化學式28]
R112 的定義與A的定義相同,較佳範圍亦相同。
[化學式28]
R112 的定義與A的定義相同,較佳範圍亦相同。
關於由式(1)中的R115
表示之4價的有機基團,具體而言,可列舉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。四羧酸二酐為由下述式(7)表示之化合物為較佳。
[化學式29]
R115 表示4價的有機基團。R115 的定義與式(1)的R115 的定義相同。
[化學式29]
R115 表示4價的有機基團。R115 的定義與式(1)的R115 的定義相同。
作為四羧酸二酐的具體例,例示出選自均苯四甲酸、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,作為較佳例還可列舉下述中所示出之四羧酸二酐(DAA-1)~(DAA-5)。
[化學式30]
[化學式30]
式(1)中之R113
及R114
分別獨立地表示氫原子或1價的有機基團。R113
及R114
中的至少1個包含自由基聚合性基為較佳,2個包含自由基聚合性基為更佳。自由基聚合性基為藉由自由基的作用而能夠進行交聯反應之基團,作為較佳的例,可列舉具有烯屬不飽和鍵之基團。
作為具有乙烯性不飽和鍵之基團,可列舉乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯醯基、由下述式(III)表示之基團等。
作為具有乙烯性不飽和鍵之基團,可列舉乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯醯基、由下述式(III)表示之基團等。
[化學式31]
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;重複數為1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為特佳)。另外,(聚)氧伸烷基表示氧伸烷基或聚氧伸烷基。
較佳的R201 的例,可列舉伸乙基、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 為甲基,R201 為伸乙基。
自由基聚合性基的聚合性基當量(重量平均分子量除以聚合性基的數之值)為0.0001以上為較佳,0.0005以上為更佳,0.001以上為進一步較佳。作為上限,0.05以下為較佳,0.001以下為更佳,0.005以下為進一步較佳。另外,聚合性基的數能夠依據合成時的原料的摻合量進行推測。
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;重複數為1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為特佳)。另外,(聚)氧伸烷基表示氧伸烷基或聚氧伸烷基。
較佳的R201 的例,可列舉伸乙基、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 為甲基,R201 為伸乙基。
自由基聚合性基的聚合性基當量(重量平均分子量除以聚合性基的數之值)為0.0001以上為較佳,0.0005以上為更佳,0.001以上為進一步較佳。作為上限,0.05以下為較佳,0.001以下為更佳,0.005以下為進一步較佳。另外,聚合性基的數能夠依據合成時的原料的摻合量進行推測。
作為本發明中之聚醯亞胺前驅物的實施形態,可列舉作為R113
或R114
的1價的有機基團具有1、2或3個酸基之脂肪族基、芳香族基及芳烷基等。具體而言,可列舉具有酸基之碳數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,可列舉具有酸基之苯基及具有酸基之苄基。酸基可以是羥基。亦即,R113
或R114
可以是具有羥基之基團。
作為R113 或R114 所表示之1價的有機基團,可以使用提高顯影液的溶解度之取代基。
從溶解於水性顯影液之溶解性這一點考慮,R113 或R114 可以是氫原子、2-羥基苄基、3-羥基苄基及4-羥基苄基。
作為R113 或R114 所表示之1價的有機基團,可以使用提高顯影液的溶解度之取代基。
從溶解於水性顯影液之溶解性這一點考慮,R113 或R114 可以是氫原子、2-羥基苄基、3-羥基苄基及4-羥基苄基。
從溶解於有機溶劑中的溶解度的觀點考慮,R113
或R114
可以是1價的有機基團。作為1價的有機基團,可以包含直鏈或支鏈的烷基、環狀烷基、芳香族基,亦可以是被芳香族基取代之烷基。
烷基的碳數可以是1~30(為環狀時為3以上)。烷基可以是直鏈、分支、環狀中的任一個。作為直鏈或分支烷基,例如可列舉甲基、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。環狀烷基可以是單環環狀烷基,亦可以是多環環狀烷基。作為單環環狀烷基,例如可列舉環丙基、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,可列舉金剛烷基、降冰片基、冰片基、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,從兼顧高靈敏度化的觀點考慮,可列舉環己基。又,作為被芳香族基取代之烷基,可以是被後述芳香族基取代之直鏈烷基。
作為芳香族基,可列舉芳香族烴基或芳香族雜環基。
作為芳香族烴基,具體而言可列舉取代或未取代的苯環、萘環、并環戊二烯(pentalene)環、茚環、薁環、庚搭烯(heptalene)環、引達省環、苝環、稠五苯環、乙烷合萘(acenaphthene)環、菲環、蒽環、稠四苯環、䓛(chrysene)環、聯三伸苯環、茀環、聯苯環等具有芳香族烴環之基團。
作為芳香族雜環基,可列舉取代或未取代的吡咯環、呋喃環、噻吩環、吡唑環、咪唑環、噁唑環、噻唑環、吡啶環、吡口井環、嘧啶環、噠嗪環、三口井環、吲嗪環、吲哚環、苯并呋喃環、苯并噻吩環、異苯并呋喃環、喹嗪(quinolizine)環、喹啉環、酞嗪環、萘啶環、喹噁啉環、喹噁唑啉(quinoxazoline)環、異喹啉環、咔唑環、啡啶環、吖啶環、啡啉(phenanthroline)環、噻嗯環、色烯(chromene)環、口山口星(xanthene)系環、啡噁噻(phenoxathiine)環、啡噻嗪(phenothiazine)環或啡嗪(phenazine)環等具有芳香族雜環之基團。
烷基的碳數可以是1~30(為環狀時為3以上)。烷基可以是直鏈、分支、環狀中的任一個。作為直鏈或分支烷基,例如可列舉甲基、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。環狀烷基可以是單環環狀烷基,亦可以是多環環狀烷基。作為單環環狀烷基,例如可列舉環丙基、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,可列舉金剛烷基、降冰片基、冰片基、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,從兼顧高靈敏度化的觀點考慮,可列舉環己基。又,作為被芳香族基取代之烷基,可以是被後述芳香族基取代之直鏈烷基。
作為芳香族基,可列舉芳香族烴基或芳香族雜環基。
作為芳香族烴基,具體而言可列舉取代或未取代的苯環、萘環、并環戊二烯(pentalene)環、茚環、薁環、庚搭烯(heptalene)環、引達省環、苝環、稠五苯環、乙烷合萘(acenaphthene)環、菲環、蒽環、稠四苯環、䓛(chrysene)環、聯三伸苯環、茀環、聯苯環等具有芳香族烴環之基團。
作為芳香族雜環基,可列舉取代或未取代的吡咯環、呋喃環、噻吩環、吡唑環、咪唑環、噁唑環、噻唑環、吡啶環、吡口井環、嘧啶環、噠嗪環、三口井環、吲嗪環、吲哚環、苯并呋喃環、苯并噻吩環、異苯并呋喃環、喹嗪(quinolizine)環、喹啉環、酞嗪環、萘啶環、喹噁啉環、喹噁唑啉(quinoxazoline)環、異喹啉環、咔唑環、啡啶環、吖啶環、啡啉(phenanthroline)環、噻嗯環、色烯(chromene)環、口山口星(xanthene)系環、啡噁噻(phenoxathiine)環、啡噻嗪(phenothiazine)環或啡嗪(phenazine)環等具有芳香族雜環之基團。
又,聚醯亞胺前驅物於結構單元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%以下為更佳。上限並無限定,實際為50質量%以下。
又,以提高與基板的接黏性之目的,可以將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,可列舉雙(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)表示之構成單元為由式(1-A)表示之構成單元為較佳。
[化學式32]
A1 、A2 、R111 、R113 及R114 的定義分別獨立地與式(1)中的A1 、A2 、R111 、R113 及R114 定義相同,較佳範圍亦相同。R112 的定義式(5)中的R112 定義相同,較佳範圍亦相同。
[化學式32]
A1 、A2 、R111 、R113 及R114 的定義分別獨立地與式(1)中的A1 、A2 、R111 、R113 及R114 定義相同,較佳範圍亦相同。R112 的定義式(5)中的R112 定義相同,較佳範圍亦相同。
聚醯亞胺前驅物中,由式(1)表示之構成單元可以是一種,亦可以是兩種以上。又,亦可以包含由式(1)表示只構成單元的結構異構體。又,聚醯亞胺前驅物除了上述式(1)的構成單之外,還可以包含其他種類的構成單元。
作為本發明中之聚醯亞胺前驅物的一實施形態,例示出總舉構成單元的50莫耳%以上,進一部為70莫耳%以上,尤其90莫耳%以上為由式(1)表示之構成單元,且R113
及R114
中的至少1個(較佳為2個)為自由基聚合性基之聚醯亞胺前驅物。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(重量平均分子量/數平均分子量)為1.5~3.5為較佳,2~3為更佳。
聚醯亞胺前驅物的分子量的分散度(重量平均分子量/數平均分子量)為1.5~3.5為較佳,2~3為更佳。
聚醯亞胺前驅物可藉由使二羧酸或二羧酸衍生物與二胺反應而獲得。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,使其與二胺反應而獲得。
聚醯亞胺前驅物的製造方法中,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,例示出吡啶、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。
聚醯亞胺前驅物的製造方法中,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,例示出吡啶、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,藉由使反應液中聚醯亞胺前驅物沉澱於水中,且溶解於四氫呋喃等可溶解聚醯亞胺前驅物之溶劑,能夠進行固體析出。
<<聚苯并噁唑前驅物>>
本發明中使用之聚苯并噁唑前驅物具有自由基聚合性基。在側鏈具有自由基聚合性基為較佳。
聚苯并噁唑前驅物包含由下述式(2)表示之構成單元為更佳。
[化學式33]
R121 表示2價的有機基團,R122 表示4價的有機基團,R123 及R124 分別獨立地表示氫原子或1價的有機基團。
本發明中使用之聚苯并噁唑前驅物具有自由基聚合性基。在側鏈具有自由基聚合性基為較佳。
聚苯并噁唑前驅物包含由下述式(2)表示之構成單元為更佳。
[化學式33]
R121 表示2價的有機基團,R122 表示4價的有機基團,R123 及R124 分別獨立地表示氫原子或1價的有機基團。
R121
表示2價的有機基團。作為2價的有機基團,包含脂肪族基(碳數1~24為較佳,1~12為更佳,1~6為特佳)及芳香族基(碳數6~22為較佳,6~14為更佳,6~12為特佳)中的至少1個之基團為較佳。作為構成R121
之芳香族基,可列舉上述式(1)的R111
的例。作為上述脂肪族基,直鏈脂肪族基為較佳。R121
來自於4,4’-氧代二苯甲醯氯為較佳。
式(2)中,R122 表示4價的有機基團。作為4價的有機基團,其定義與上述式(1)中的R115 定義相同,較佳範圍亦相同。R122 來自於2,2’-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷為較佳。
R123 及R124 分別獨立地表示氫原子或1價的有機基團,定義與上述式(1)中之R113 及R114 的定義相同,較佳範圍亦相同。
式(2)中,R122 表示4價的有機基團。作為4價的有機基團,其定義與上述式(1)中的R115 定義相同,較佳範圍亦相同。R122 來自於2,2’-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷為較佳。
R123 及R124 分別獨立地表示氫原子或1價的有機基團,定義與上述式(1)中之R113 及R114 的定義相同,較佳範圍亦相同。
聚苯并噁唑前驅物除了上述式(2)的構成單元之外,亦可以包含其他種類的構成單元。
從能夠抑制伴隨閉環而產生之硬化膜的翹曲這一點考慮,前驅物作為其他種類的構成單元包含由下述式(SL)表示之二胺殘基為較佳。
從能夠抑制伴隨閉環而產生之硬化膜的翹曲這一點考慮,前驅物作為其他種類的構成單元包含由下述式(SL)表示之二胺殘基為較佳。
[化學式34]
Z具有a結構和b結構,R1s 為氫原子或碳數1~10的烴基(較佳為碳數1~6、更佳為碳數1~3),R2s 為碳數1~10的烴基(較佳為碳數1~6、更佳為碳數1~3),R3s 、R4s 、R5s 、R6s 中的至少1個為芳香族基(較佳為碳數6~22、更佳為碳數6~18、特佳為碳數6~10),其餘為氫原子或碳數1~30(較佳為碳數1~18、更佳為碳數1~12、特佳為碳數1~6)的有機基團,可以是分別相同,亦可以分別不同。a結構及b結構的聚合可以是嵌段聚合亦可以是無規聚合。Z部分中,較佳為a結構為5~95莫耳%,b結構為95~5莫耳%,a+b為100莫耳%。
Z具有a結構和b結構,R1s 為氫原子或碳數1~10的烴基(較佳為碳數1~6、更佳為碳數1~3),R2s 為碳數1~10的烴基(較佳為碳數1~6、更佳為碳數1~3),R3s 、R4s 、R5s 、R6s 中的至少1個為芳香族基(較佳為碳數6~22、更佳為碳數6~18、特佳為碳數6~10),其餘為氫原子或碳數1~30(較佳為碳數1~18、更佳為碳數1~12、特佳為碳數1~6)的有機基團,可以是分別相同,亦可以分別不同。a結構及b結構的聚合可以是嵌段聚合亦可以是無規聚合。Z部分中,較佳為a結構為5~95莫耳%,b結構為95~5莫耳%,a+b為100莫耳%。
式(SL)中,作為較佳的Z,可列舉b結構中的R5s
及R6s
為苯基者。又,由式(SL)表示之結構的分子量為400~4,000為較佳,500~3,000為更佳。分子量能夠藉由通常所使用之凝膠滲透色譜法求出。藉由將上述分子量設為上述範圍,能夠兼備降低聚苯并噁唑前驅物的脫水閉環後的彈性係數,且抑制翹曲之效果和提高溶解性之效果。
前驅物作為其他種類的構成單元包含由式(SL)表示之二胺殘基時,從可提高鹼溶性的方面考慮,還包含從四羧酸二酐去除酸二酐之後殘存之四羧酸殘基來作為構成單元為較佳。作為該種四羧酸殘基的例,可列舉式(1)中的R115
的例。
聚苯并噁唑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。
聚苯并噁唑前驅物的分散度為1.5~3.5為較佳,2~3為更佳。
聚苯并噁唑前驅物的分散度為1.5~3.5為較佳,2~3為更佳。
本發明的感光性樹脂組成物中之聚合物前軀體的含量相對於組成物的總固體成分為20質量%以上為較佳,30質量%以上為更佳,40質量%以上為進一步較佳,50質量%以上為更進一步較佳,60質量%以上為更進一步較佳,70質量%以上為更進一步較佳。又,本發明的感光性樹脂組成物中之聚合物前軀體的含量相對於組成物的總固體成分為99.5質量%以下為較佳,99質量%以下為更佳,98質量%以下為進一步較佳,95質量%以下為更進一步較佳,95質量%以下為更進一步較佳。
本發明的感光性樹脂組成物可以包含一種聚合物前軀體,亦可以包含兩種以上。含有兩種以上時,總量成為上述範圍為較佳。
本發明的感光性樹脂組成物可以包含一種聚合物前軀體,亦可以包含兩種以上。含有兩種以上時,總量成為上述範圍為較佳。
<熱鹼產生劑>
本發明的感光性樹脂組成物包含熱鹼產生劑。藉由使用熱鹼產生劑,進行含雜環聚合物的前驅物的閉環反應的加熱製程時,能夠生成促進閉環反應之鹼基種,因此閉環率處進一步提高。另一方面,若藉由熱鹼產生劑而促進環化,則導致聚合物前驅物的交聯點數減少。相對於此,認為在本發明中,環化之後交聯的一部分被切斷,而藉由交聯劑的多點化進行補充,藉此有助於本發明的效果的提高。
本發明的感光性樹脂組成物包含熱鹼產生劑。藉由使用熱鹼產生劑,進行含雜環聚合物的前驅物的閉環反應的加熱製程時,能夠生成促進閉環反應之鹼基種,因此閉環率處進一步提高。另一方面,若藉由熱鹼產生劑而促進環化,則導致聚合物前驅物的交聯點數減少。相對於此,認為在本發明中,環化之後交聯的一部分被切斷,而藉由交聯劑的多點化進行補充,藉此有助於本發明的效果的提高。
作為本發明中使用之熱鹼產生劑,可列舉三級胺化合物。例如,為由以下式(A1)表示之化合物。
(RA1 )N(RA2 )2 (A1)
式中,RA1 為烷基(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)、芳烷基(碳數7~23為較佳,7~19為更佳,7~11為進一步較佳),芳基為較佳。RA2 為可以具有酸性基(尤其羧基為較佳)的烷基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)。
(RA1 )N(RA2 )2 (A1)
式中,RA1 為烷基(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)、芳烷基(碳數7~23為較佳,7~19為更佳,7~11為進一步較佳),芳基為較佳。RA2 為可以具有酸性基(尤其羧基為較佳)的烷基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)。
作為本發明中使用之熱鹼產生劑,銨鹽(包括吡啶鎓鹼)為較佳。具體而言,包含由下述式(101)或式(102)表示之陽離子為較佳,該陽離子與陰離子的鹼為更佳。陰離子可以經由共價鍵與銨陽離子的任意一部分鍵結(具體而言,可以是甜菜鹼),亦可以存在於銨陽離子的分子外,但存在於銨陽離子的分子外為較佳。此外,在銨陽離子的分子外存在陰離子是指銨陽離子不與陰離子經由共價鍵而鍵結之情況。以下,還將陽離子部的分子外的陰離子稱為抗衡陰離子。
[化學式35]
式(101)及式(102)中,R1 ~R6 分別獨立地表示氫原子或烴基,R9 表示烴基。
在此,其中的烴基表示在發揮本發明的效果之範圍內可以具有羥基、鹵素原子、氧代基(=O)等。
R1 與R2 、R3 與R4 、R5 與R6 、R5 與R9 、R6 與R9 可以分別鍵結而形成環。
R1 ~R6 的烴基為烷基(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)或芳烷基(碳數7~23為較佳,7~19為更佳,7~11為進一步較佳)為較佳。
R9 的烴基為伸甲基或伸烷基(碳數2~12為較佳,2~6為更佳,2~3為進一步較佳)為較佳。伸甲基、伸烷基可以由胺基(NH2 )取代。該胺基在形成環時可以構成連接基(NH)。作為R1 與R2 、R3 與R4 、R5 與R6 、R5 與R9 、R6 與R9 所形成之環, 可列舉4員至8員的含氮雜環。作為式(102)中由R5 與R6 、R5 與R9 鍵結而形成環之化合物,可列舉二吖雙環十一烯、二吖雙環壬烯等。
[化學式35]
式(101)及式(102)中,R1 ~R6 分別獨立地表示氫原子或烴基,R9 表示烴基。
在此,其中的烴基表示在發揮本發明的效果之範圍內可以具有羥基、鹵素原子、氧代基(=O)等。
R1 與R2 、R3 與R4 、R5 與R6 、R5 與R9 、R6 與R9 可以分別鍵結而形成環。
R1 ~R6 的烴基為烷基(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)或芳烷基(碳數7~23為較佳,7~19為更佳,7~11為進一步較佳)為較佳。
R9 的烴基為伸甲基或伸烷基(碳數2~12為較佳,2~6為更佳,2~3為進一步較佳)為較佳。伸甲基、伸烷基可以由胺基(NH2 )取代。該胺基在形成環時可以構成連接基(NH)。作為R1 與R2 、R3 與R4 、R5 與R6 、R5 與R9 、R6 與R9 所形成之環, 可列舉4員至8員的含氮雜環。作為式(102)中由R5 與R6 、R5 與R9 鍵結而形成環之化合物,可列舉二吖雙環十一烯、二吖雙環壬烯等。
銨陽離子由下述式(Y1-1)~(Y1-5)中的任一個表示為較佳。
[化學式36]
[化學式36]
式(Y1-1)~(Y1-5)中,R101
表示n價的有機基團,R1
及R7
的定義與式(101)或式(102)中的R1
的定義相同。
R101 在這當中為鏈烷結構的基團(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)、烯烴結構的基團(碳數2~12為較佳,2~6為更佳,2~3為進一步較佳)、芳基結構的基團(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)為較佳,芳基結構的基團(尤其苯環結構的基團)為更佳。
式(Y1-1)~(Y1-4)中,Ar101 及Ar102 分別獨立地表示芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳),n表示1以上的整數,m表示0~5的整數。
式(Y1-3)中,可以由2個R1 鍵結而形成雙環。作為雙化合物的例,可列舉二吖雙環十一烯、二吖雙環壬烯等。
R101 在這當中為鏈烷結構的基團(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)、烯烴結構的基團(碳數2~12為較佳,2~6為更佳,2~3為進一步較佳)、芳基結構的基團(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)為較佳,芳基結構的基團(尤其苯環結構的基團)為更佳。
式(Y1-1)~(Y1-4)中,Ar101 及Ar102 分別獨立地表示芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳),n表示1以上的整數,m表示0~5的整數。
式(Y1-3)中,可以由2個R1 鍵結而形成雙環。作為雙化合物的例,可列舉二吖雙環十一烯、二吖雙環壬烯等。
本實施形態中,銨鹽具有pKa1為0~4的陰離子和銨陽離子為較佳。陰離子的pKa1的上限為3.5以下為更佳,3.2以下為進一步較佳。下限為0.5以上為較佳,1.0以上為更佳。陰離子的pKa1只要是上述範圍,則能夠於更低的低溫下對含雜環聚合物的前驅物等進行環化,進而,能夠提高感光性樹脂組成物的穩定性。pKa1只要是4以下,則熱鹼產生劑的穩定性良好,且於不進行加熱之情況下抑制鹼的產生,且感光性樹脂組成物的穩定性良好。pKa1只要是0以上,則所產生之鹼不易被中和,含雜環聚合物的前驅物等的環化效率良好。
陰離子的種類為選自羧酸陰離子、苯酚陰離子、磷酸陰離子及硫酸陰離子中之一種為較佳,從可兼顧鹽的穩定性和熱分解性的原因考慮,羧酸陰離子為更佳。亦即,銨鹽為銨陽離子與羧酸陰離子的鹽為更佳。
羧酸陰離子為具有2個以上的羧基之2價以上的羧酸的陰離子為較佳,2價羧酸的陰離子為更佳。依該態樣,能夠設為能夠進一步提高感光性樹脂組成物的穩定性、硬化性及顯影性之熱鹼產生劑。尤其,藉由使用2價羧酸的陰離子,能夠進一步提高感光性樹脂組成物的穩定性、硬化性及顯影性。
本實施形態中,羧酸陰離子為pKa1為4以下的羧酸的陰離子為較佳。pKa1為3.5以下為更佳,3.2以下為進一步較佳。依該態樣,能夠進一步提高感光性樹脂組成物的穩定性。
在此,pKa1為使用利用ACD/pKa(LASystems Inc.製)的軟體並藉由結構式計算出之值。
陰離子的種類為選自羧酸陰離子、苯酚陰離子、磷酸陰離子及硫酸陰離子中之一種為較佳,從可兼顧鹽的穩定性和熱分解性的原因考慮,羧酸陰離子為更佳。亦即,銨鹽為銨陽離子與羧酸陰離子的鹽為更佳。
羧酸陰離子為具有2個以上的羧基之2價以上的羧酸的陰離子為較佳,2價羧酸的陰離子為更佳。依該態樣,能夠設為能夠進一步提高感光性樹脂組成物的穩定性、硬化性及顯影性之熱鹼產生劑。尤其,藉由使用2價羧酸的陰離子,能夠進一步提高感光性樹脂組成物的穩定性、硬化性及顯影性。
本實施形態中,羧酸陰離子為pKa1為4以下的羧酸的陰離子為較佳。pKa1為3.5以下為更佳,3.2以下為進一步較佳。依該態樣,能夠進一步提高感光性樹脂組成物的穩定性。
在此,pKa1為使用利用ACD/pKa(LASystems Inc.製)的軟體並藉由結構式計算出之值。
羧酸陰離子由下述式(X1)表示為較佳。
[化學式37]
式(X1)中,EWG表示吸電子基。
[化學式37]
式(X1)中,EWG表示吸電子基。
本實施形態中,吸電子基是指哈米特取代基常數σm表示正的值者。其中,關於σm,於都野雄總說、Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan第23卷第8號(1965)631-642頁中進行了詳細說明。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,可列舉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)。
作為σm表示正的值之取代基的例,可列舉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為由下述式(EWG-1)~(EWG-6)表示之基團為較佳。
[化學式38]
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為芳香族基,芳香族烴基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)或芳香族雜環基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳,雜原子可列舉氮原子、硫原子、氧原子)為較佳。Ar可以具有取代基,例如,可以具有1~5個Rx1 的基。
Np為1~6為較佳,1~3為更佳,1或2為特佳。
[化學式38]
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為芳香族基,芳香族烴基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)或芳香族雜環基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳,雜原子可列舉氮原子、硫原子、氧原子)為較佳。Ar可以具有取代基,例如,可以具有1~5個Rx1 的基。
Np為1~6為較佳,1~3為更佳,1或2為特佳。
本實施形態中,羧酸陰離子由下述式(XA)表示為較佳。
式(XA)
[化學式39]
式(XA)中,L10 表示單鍵或伸烷基(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)、芳香族基(芳香族烴基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)或芳香族雜環基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳、雜原子可列舉氮原子、硫原子、氧原子))、-NRX -及選自該等的組合之2價的連接基,RX 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)或芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)。
式(XA)
[化學式39]
式(XA)中,L10 表示單鍵或伸烷基(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)、芳香族基(芳香族烴基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)或芳香族雜環基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳、雜原子可列舉氮原子、硫原子、氧原子))、-NRX -及選自該等的組合之2價的連接基,RX 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)或芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)。
作為羧酸陰離子的具體例,可列舉馬來酸陰離子、鄰苯二甲酸陰離子、N-苯基亞胺基二乙酸陰離子及草酸陰離子。
作為熱鹼產生劑的具體例,能夠列舉以下化合物。
[化學式40]
[化學式41]
[化學式40]
[化學式41]
[化學式42]
[化學式43]
[化學式43]
本發明的感光性樹脂組成物中的熱鹼產生劑的含量相對於感光性樹脂組成物的總固體成分為0.1~50質量%為較佳。下限為0.5質量%以上為更佳,0.85質量%以上為進一步較佳,1質量%以上為更進一步較佳。上限為30質量%以下為更佳,20質量%以下為進一步較佳,10質量%以下為更進一步較佳,可以為5質量%以下,亦可以為4質量%以下。
熱鹼產生劑與特定自由基聚合性化合物的質量比(特定自由基聚合性化合物/熱鹼產生劑)為1.0~80為較佳。作為下限值,1.5以上為較佳,2以上為更佳,3以上為進一步較佳。作為上限,50以下為較佳,20以下為更佳,10以下為進一步較佳。藉由將該比率稍微上述範圍,斷裂伸長率和耐化學性的值成為最佳。
熱鹼產生劑能夠使用一種或兩種以上。使用兩種以上時,總量為上述範圍為較佳。
熱鹼產生劑與特定自由基聚合性化合物的質量比(特定自由基聚合性化合物/熱鹼產生劑)為1.0~80為較佳。作為下限值,1.5以上為較佳,2以上為更佳,3以上為進一步較佳。作為上限,50以下為較佳,20以下為更佳,10以下為進一步較佳。藉由將該比率稍微上述範圍,斷裂伸長率和耐化學性的值成為最佳。
熱鹼產生劑能夠使用一種或兩種以上。使用兩種以上時,總量為上述範圍為較佳。
<感光性樹脂組成物的其他成分>
本發明的感光性樹脂組成物可以含有上述以外的成分。具體而言,例示出光聚合起始劑、溶劑、聚合抑制劑等。又,可含有來自於含雜環聚合物的前驅物的合成中使用之原料的雜質等。
本發明的感光性樹脂組成物可以含有上述以外的成分。具體而言,例示出光聚合起始劑、溶劑、聚合抑制劑等。又,可含有來自於含雜環聚合物的前驅物的合成中使用之原料的雜質等。
<<光聚合起始劑>>
本發明的感光性樹脂組成物含有光聚合起始劑為較佳。
作為能夠在本發明中使用之光聚合起始劑,並無特別限制,能夠從公知的光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。
光聚合起始劑至少含有一種於約300~800nm(較佳為330~500nm)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0.01g/L的濃度下進行測定為較佳。
本發明的感光性樹脂組成物含有光聚合起始劑為較佳。
作為能夠在本發明中使用之光聚合起始劑,並無特別限制,能夠從公知的光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。
光聚合起始劑至少含有一種於約300~800nm(較佳為330~500nm)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0.01g/L的濃度下進行測定為較佳。
本發明的感光性樹脂組成物包含光聚合起始劑,藉此將本發明的感光性樹脂組成物應用於半導體晶圓等基板而形成感光性樹脂組成物層之後,藉由照射光而引起因產生之由自由基引起之硬化,從而能夠降低光照射部中的溶解性。因此,例如具有如下優點,亦即經由具有僅遮蔽電極部之圖案之光遮罩對感光性樹脂組成物層進行曝光,藉此依電極的圖案能夠簡單地製作溶解性不同之區域。
作為光聚合起始劑,能夠任意使用公知的化合物。例如,可列舉鹵化烴衍生物(例如具有三口井骨架之化合物、具有噁二唑骨架之化合物、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,例示出日本特開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(產品名: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365nm或405nm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,可列舉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,例示出IRGACURE-784(BASF公司製)等。
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(產品名: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365nm或405nm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,可列舉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,例示出IRGACURE-784(BASF公司製)等。
作為光聚合起始劑,更佳為列舉肟化合物。藉由使用肟化合物,能夠進一步有效地提高曝光寬容度。肟化合物的曝光寬容度(曝光餘裕度)寬為較佳。
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,例如可列舉下述結構的化合物、3-苯甲醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、3-乙醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、3-丙醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、2-乙醯氧基亞胺基戊烷-3-酮、2-乙醯氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮、2-苯甲醯氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮、3-(4-甲苯磺醯氧基)亞胺基丁烷-2-酮以及2-乙氧基羰氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮等。
[化學式44]
市售品中,還可較佳地使用IRGACURE OXE 01、IRGACURE OXE 02、IRGACURE OXE 03、IRGACURE OXE 04(以上為BASF公司製)、ADEKA OPTOMER N-1919(ADEKA CORPORATION製、日本特開2012-014052號公報中所記載之光聚合起始劑2)。又,能夠使用TR-PBG-304(常州強力電子新材料有限公司製)、ADEKAARKLS NCI-831及ADEKAARKLS NCI-930(ADEKA CORPORATION製)。又,還能夠使用DFI-091(DAITO CHEMIX Co., Ltd.製)。
進而,還能夠使用具有氟原子之肟化合物。作為該種肟化合物的具體例,可列舉日本特開2010-262028號公報中所記載之化合物、日本特表2014-500852號公報的0345~0348段中所記載之化合物24、36~40、日本特開2013-164471號公報的0101段中所記載之化合物(C-3)等。
作為最佳的肟化合物,可列舉日本特開2007-269779號公報中所示出之具有特定取代基之肟化合物、日本特開2009-191061號公報中所示出之具有硫芳基之肟化合物等。
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,例如可列舉下述結構的化合物、3-苯甲醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、3-乙醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、3-丙醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、2-乙醯氧基亞胺基戊烷-3-酮、2-乙醯氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮、2-苯甲醯氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮、3-(4-甲苯磺醯氧基)亞胺基丁烷-2-酮以及2-乙氧基羰氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮等。
[化學式44]
市售品中,還可較佳地使用IRGACURE OXE 01、IRGACURE OXE 02、IRGACURE OXE 03、IRGACURE OXE 04(以上為BASF公司製)、ADEKA OPTOMER N-1919(ADEKA CORPORATION製、日本特開2012-014052號公報中所記載之光聚合起始劑2)。又,能夠使用TR-PBG-304(常州強力電子新材料有限公司製)、ADEKAARKLS NCI-831及ADEKAARKLS NCI-930(ADEKA CORPORATION製)。又,還能夠使用DFI-091(DAITO CHEMIX Co., Ltd.製)。
進而,還能夠使用具有氟原子之肟化合物。作為該種肟化合物的具體例,可列舉日本特開2010-262028號公報中所記載之化合物、日本特表2014-500852號公報的0345~0348段中所記載之化合物24、36~40、日本特開2013-164471號公報的0101段中所記載之化合物(C-3)等。
作為最佳的肟化合物,可列舉日本特開2007-269779號公報中所示出之具有特定取代基之肟化合物、日本特開2009-191061號公報中所示出之具有硫芳基之肟化合物等。
從曝光靈敏度的觀點考慮,光聚合起始劑為選自包括三鹵甲基三口井化合物、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、鹵甲基噁二唑化合物、3-芳基取代香豆素化合物之組中之化合物。
更佳的光聚合起始劑為三鹵甲基三口井化合物、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、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物,選自包含三鹵甲基三口井化合物、α-胺基酮化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚體、二苯甲酮化合物之組中之至少一種化合物為進一步較佳,使用茂金屬化合物或肟化合物為更進一步較佳,肟化合物為特佳。
又,光聚合起始劑還能夠使用二苯甲酮、N,N’-四甲基-4,4’-二胺基二苯甲酮(米蚩酮(Michler’s ketone))等N,N’-四烷基-4,4’-二胺基二苯甲酮,2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-丙酮-1等芳香族酮、烷基蒽醌等與芳香環進行縮環而成的醌類、安息香烷基醚等安息香醚化合物、安息香、烷基安息香等安息香化合物、苄基二甲基縮酮等苄基衍生物等。又,還能夠使用由下述式(I)表示之化合物。
[化學式45]
式(I)中,R50 為碳數1~20的烷基、因1個以上的氧原子而中斷之碳數2~20的烷基、碳數1~12的烷氧基、苯基、由鹵素原子、環戊基、環己基、碳數2~12的烯基、因1個以上的氧原子而中斷之碳數2~18的烷基及碳數1~4的烷基中的至少1個取代之苯基或聯苯基,R51 為由式(II)表示之基團,或者為與R50 相同的基團,R52 ~R54 各自獨立地為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基或鹵素。
[化學式46]
式中,R55 ~R57 與上述式(I)的R52 ~R54 相同。
更佳的光聚合起始劑為三鹵甲基三口井化合物、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、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物,選自包含三鹵甲基三口井化合物、α-胺基酮化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚體、二苯甲酮化合物之組中之至少一種化合物為進一步較佳,使用茂金屬化合物或肟化合物為更進一步較佳,肟化合物為特佳。
又,光聚合起始劑還能夠使用二苯甲酮、N,N’-四甲基-4,4’-二胺基二苯甲酮(米蚩酮(Michler’s ketone))等N,N’-四烷基-4,4’-二胺基二苯甲酮,2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-丙酮-1等芳香族酮、烷基蒽醌等與芳香環進行縮環而成的醌類、安息香烷基醚等安息香醚化合物、安息香、烷基安息香等安息香化合物、苄基二甲基縮酮等苄基衍生物等。又,還能夠使用由下述式(I)表示之化合物。
[化學式45]
式(I)中,R50 為碳數1~20的烷基、因1個以上的氧原子而中斷之碳數2~20的烷基、碳數1~12的烷氧基、苯基、由鹵素原子、環戊基、環己基、碳數2~12的烯基、因1個以上的氧原子而中斷之碳數2~18的烷基及碳數1~4的烷基中的至少1個取代之苯基或聯苯基,R51 為由式(II)表示之基團,或者為與R50 相同的基團,R52 ~R54 各自獨立地為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基或鹵素。
[化學式46]
式中,R55 ~R57 與上述式(I)的R52 ~R54 相同。
又,光聚合起始劑還能夠使用國際公開第2015/125469號的0048~0055段中所記載之化合物。
光聚合起始劑的含量相對於本發明的感光性樹脂組成物的總固體成分為0.1~30質量%為較佳,更佳為0.1~20質量%,進一步較佳為1~5質量%,更進一步較佳為1~4質量%。光聚合起始劑可以僅含有一種,亦可以含有兩種以上。含有兩種以上的光聚合起始劑時,其合計為上述範圍為較佳。
<<溶劑>>
本發明的感光性樹脂組成物含有溶劑為較佳。
溶劑能夠任意使用公知者。溶劑較佳為有機溶劑。作為有機溶劑,可列舉酯類、醚類、酮類、芳香族烴類、亞碸類、醯胺類等化合物。
作為酯類,例如作為較佳者,可列舉乙酸乙酯、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、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,可列舉二乙二醇二甲醚、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,可列舉甲基乙基酮、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,可列舉甲苯、二甲苯、苯甲醚、檸檬烯等。
作為亞碸類,例如作為較佳者,可列舉二甲基亞碸。
作為醯胺類,作為較佳者,可列舉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。
本發明的感光性樹脂組成物含有溶劑為較佳。
溶劑能夠任意使用公知者。溶劑較佳為有機溶劑。作為有機溶劑,可列舉酯類、醚類、酮類、芳香族烴類、亞碸類、醯胺類等化合物。
作為酯類,例如作為較佳者,可列舉乙酸乙酯、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、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,可列舉二乙二醇二甲醚、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,可列舉甲基乙基酮、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,可列舉甲苯、二甲苯、苯甲醚、檸檬烯等。
作為亞碸類,例如作為較佳者,可列舉二甲基亞碸。
作為醯胺類,作為較佳者,可列舉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。
關於溶劑,從塗佈面狀的改良等的觀點考慮,混合兩種以上之形態亦為較佳。其中,由選自3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基溶纖劑乙酸酯、乳酸乙酯、二乙二醇二甲醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環己酮、環戊酮、γ-丁內酯、二甲基亞碸、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇甲醚及丙二醇甲醚乙酸酯中之兩種以上構成之混合溶液為較佳。同時使用二甲基亞碸和γ-丁內酯為特佳。
關於溶劑的含量,從塗佈性的觀點考慮,將本發明的感光性樹脂組成物的總固體成分濃度設為成為5~80質量%之量為較佳,5~70質量%為進一步較佳,10~60質量%為特佳。
溶劑可以僅含有一種,亦可以含有兩種以上。當含有兩種以上溶劑時,其合計為上述範圍為較佳。
溶劑可以僅含有一種,亦可以含有兩種以上。當含有兩種以上溶劑時,其合計為上述範圍為較佳。
<<遷移抑制劑>>
感光性樹脂組成物還包含遷移抑制劑為較佳。藉由包含遷移抑制劑,能夠有效地抑制來自於金屬層(金屬配線)的金屬離子轉移到感光性樹脂組成物層內。
作為遷移抑制劑,並無特別限制,可列舉具有雜環(吡咯環、呋喃環、噻吩環、咪唑環、噁唑環、噻唑環、吡唑環、異噁唑環、異噻唑環、四唑環、吡啶環、噠嗪環、嘧啶環、吡口井環、哌啶環、哌嗪環、嗎啉環、2H-吡喃環及6H-吡喃環、三口井環)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,能夠較佳地使用三唑(例如,1,2,4-三唑)、苯并三唑等三唑系化合物、四唑、苯并四唑等四唑系化合物。
感光性樹脂組成物還包含遷移抑制劑為較佳。藉由包含遷移抑制劑,能夠有效地抑制來自於金屬層(金屬配線)的金屬離子轉移到感光性樹脂組成物層內。
作為遷移抑制劑,並無特別限制,可列舉具有雜環(吡咯環、呋喃環、噻吩環、咪唑環、噁唑環、噻唑環、吡唑環、異噁唑環、異噻唑環、四唑環、吡啶環、噠嗪環、嘧啶環、吡口井環、哌啶環、哌嗪環、嗎啉環、2H-吡喃環及6H-吡喃環、三口井環)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,能夠較佳地使用三唑(例如,1,2,4-三唑)、苯并三唑等三唑系化合物、四唑、苯并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,可列舉1H-1,2,3-三唑、1H-四唑。
感光性樹脂組成物具有遷移抑制劑時,遷移抑制劑的含量相對於感光性樹脂組成物的總固體成分為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為一種,亦可以為兩種以上。遷移抑制劑為兩種以上時,其合計為上述範圍為較佳。
遷移抑制劑可以為僅為一種,亦可以為兩種以上。遷移抑制劑為兩種以上時,其合計為上述範圍為較佳。
>>聚合抑制劑>>
本發明的感光性樹脂組成物含有聚合抑制劑為較佳。
作為聚合抑制劑,例如可較佳地使用對苯二酚、對甲氧基苯酚(1,4-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、對苯醌(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第2015/125469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)。
[化學式47]
本發明的感光性樹脂組成物具有聚合抑制劑時,聚合抑制劑的含量相對於本發明的感光性樹脂組成物的總固體成分為0.01~5質量%為較佳。
聚合抑制劑可以僅為一種,亦可以為兩種以上。聚合抑制劑為兩種以上時,其合計為上述範圍為較佳。
本發明的感光性樹脂組成物含有聚合抑制劑為較佳。
作為聚合抑制劑,例如可較佳地使用對苯二酚、對甲氧基苯酚(1,4-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、對苯醌(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第2015/125469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)。
[化學式47]
本發明的感光性樹脂組成物具有聚合抑制劑時,聚合抑制劑的含量相對於本發明的感光性樹脂組成物的總固體成分為0.01~5質量%為較佳。
聚合抑制劑可以僅為一種,亦可以為兩種以上。聚合抑制劑為兩種以上時,其合計為上述範圍為較佳。
>>金屬接黏性改良劑>>
本發明的感光性樹脂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接黏性之金屬接黏性改良劑為較佳。作為金屬接黏性改良劑,可列舉矽烷偶聯劑等。
本發明的感光性樹脂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接黏性之金屬接黏性改良劑為較佳。作為金屬接黏性改良劑,可列舉矽烷偶聯劑等。
作為矽烷偶聯劑的例,可列舉日本特開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。
[化學式48]
[化學式48]
又,金屬接黏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。
金屬接黏性改良劑的含量相對於含雜環聚合物前驅物100質量份,較佳為0.1~30質量份,進一步較佳為0.5~15質量份的範圍。藉由設為0.1質量份以上,硬化製程後的硬化膜與金屬層的接黏性變良好,藉由設為30質量份以下,硬化製程後的硬化膜的耐熱性、機械特性變良好。金屬接黏性改良劑可以為僅為一種,亦可以為兩種以上。使用兩種以上時,其合計為上述範圍為較佳。
>>其他添加劑>>
本發明的感光性樹脂組成物在不損害本發明的效果之範圍內,能夠依需要添加各種添加物,例如,熱酸產生劑、增感色素、鏈轉移劑、界面活性劑、高級脂肪酸衍生物、無機粒子、硬化劑、硬化催化劑、填充劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、凝集抑制劑等進行摻合。摻合該等添加劑時,將其合計摻合量設為感光性樹脂組成物的固體成分的3質量%以下為較佳。
本發明的感光性樹脂組成物在不損害本發明的效果之範圍內,能夠依需要添加各種添加物,例如,熱酸產生劑、增感色素、鏈轉移劑、界面活性劑、高級脂肪酸衍生物、無機粒子、硬化劑、硬化催化劑、填充劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、凝集抑制劑等進行摻合。摻合該等添加劑時,將其合計摻合量設為感光性樹脂組成物的固體成分的3質量%以下為較佳。
<<<熱酸產生劑>>>
本發明的感光性樹脂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,且促進含雜環聚合物的前驅物的環化而進一步提高硬化膜的機械特性。熱酸產生劑可列舉日本特開2013-167742號公報的0059段中所記載之化合物等。
本發明的感光性樹脂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,且促進含雜環聚合物的前驅物的環化而進一步提高硬化膜的機械特性。熱酸產生劑可列舉日本特開2013-167742號公報的0059段中所記載之化合物等。
熱酸產生劑的含量相對於含雜環聚合物的前驅物100質量份為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含雜環聚合物的前驅物的環化,因此能夠進一步提高硬化膜的機械特性及耐化學性。又,從硬化膜的電絕緣性的觀點考慮,熱酸產生劑的含量為20質量份以下為較佳,15質量份以下為更佳,10質量份以下為特佳。
熱酸產生劑可以僅使用一種,亦可以使用兩種以上。使用兩種以上時,總量成為上述範圍為較佳。
熱酸產生劑可以僅使用一種,亦可以使用兩種以上。使用兩種以上時,總量成為上述範圍為較佳。
<<<增感色素>>>
本發明的感光性樹脂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鹼產生劑、熱自由基聚合起始劑、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,熱鹼產生劑、熱自由基聚合起始劑、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。
本發明的感光性樹脂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鹼產生劑、熱自由基聚合起始劑、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,熱鹼產生劑、熱自由基聚合起始劑、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。
本發明的感光性樹脂組成物包含增感色素時,增感色素的含量相對於本發明的感光性樹脂組成物的總固體成分為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>>>
本發明的感光性樹脂組成物可以含有鏈轉移劑。鏈轉移劑例如於高分子辭典第三版(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,例如使用在分子內具有SH、PH、SiH、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-巰基苯并噁唑類、3-巰基三唑類、5-巰基四唑類等)。
本發明的感光性樹脂組成物可以含有鏈轉移劑。鏈轉移劑例如於高分子辭典第三版(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,例如使用在分子內具有SH、PH、SiH、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-巰基苯并噁唑類、3-巰基三唑類、5-巰基四唑類等)。
本發明的感光性樹脂組成物具有鏈轉移劑時,鏈轉移劑的含量相對於本發明的感光性樹脂組成物的總固體成分100質量份,較佳為0.01~20質量份,更佳為1~10質量份,特佳為1~5質量份。鏈轉移劑可以僅為一種,亦可以為兩種以上。鏈轉移劑為兩種以上時,其合計範圍為上述範圍為較佳。
<<<界面活性劑>>>
從提高塗佈性的觀點考慮,本發明的感光性樹脂組成物中可以添加各種界面活性劑。作為界面活性劑,能夠使用氟系界面活性劑、非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、矽系界面活性劑等各種界面活性劑。又,下述界面活性劑亦較佳。
[化學式49]
從提高塗佈性的觀點考慮,本發明的感光性樹脂組成物中可以添加各種界面活性劑。作為界面活性劑,能夠使用氟系界面活性劑、非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、矽系界面活性劑等各種界面活性劑。又,下述界面活性劑亦較佳。
[化學式49]
本發明的感光性樹脂組成物具有界面活性劑時,界面活性劑的含量相對於本發明的感光性樹脂組成物的總固體成分為0.001~2.0質量%為較佳,更佳為0.005~1.0質量%。界面活性劑可以僅為一種,亦可以為兩種以上。界面活性劑為兩種以上時,其合計範圍為上述範圍為較佳。
<<<高級脂肪酸衍生物>>>
為了防止因氧而引起之聚合抑制,本發明的感光性樹脂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感光性樹脂組成物的表面。
本發明的感光性樹脂組成物具有高級脂肪酸衍生物時,高級脂肪酸衍生物的含量相對於本發明的感光性樹脂組成物的總固體成分為0.1~10質量%為較佳。高級脂肪酸衍生物可以僅為一種,亦可以是兩種以上。高級脂肪酸衍生物為兩種以上時,其合計範圍為上述範圍為較佳。
為了防止因氧而引起之聚合抑制,本發明的感光性樹脂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感光性樹脂組成物的表面。
本發明的感光性樹脂組成物具有高級脂肪酸衍生物時,高級脂肪酸衍生物的含量相對於本發明的感光性樹脂組成物的總固體成分為0.1~10質量%為較佳。高級脂肪酸衍生物可以僅為一種,亦可以是兩種以上。高級脂肪酸衍生物為兩種以上時,其合計範圍為上述範圍為較佳。
>>關於其他含有物質的限制>>
從塗佈面狀的觀點考慮,本發明的感光性樹脂組成物的水分含量小於5質量%為較佳,小於1質量%為進一步較佳,小於0.6質量%為特佳。
從塗佈面狀的觀點考慮,本發明的感光性樹脂組成物的水分含量小於5質量%為較佳,小於1質量%為進一步較佳,小於0.6質量%為特佳。
從絕緣性的觀點考慮,本發明的感光性樹脂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為進一步較佳,小於0.5質量ppm為特佳。作為金屬,可列舉鈉、鉀、鎂、鈣、鐵、鉻、鎳等。包含複數種金屬時,該等金屬的合計為上述範圍為較佳。
又,作為減少無意中包含於本發明的感光性樹脂組成物之金屬雜質之方法,能夠列舉作為構成本發明的感光性樹脂組成物之原料而選擇金屬含量較少的原料,對構成本發明的感光性樹脂組成物之原料進行過濾器過濾,用聚四氟乙烯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。
又,作為減少無意中包含於本發明的感光性樹脂組成物之金屬雜質之方法,能夠列舉作為構成本發明的感光性樹脂組成物之原料而選擇金屬含量較少的原料,對構成本發明的感光性樹脂組成物之原料進行過濾器過濾,用聚四氟乙烯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,本發明的感光性樹脂組成物中,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為特佳。其中,以鹵素離子的狀態存在者為小於5質量ppm為較佳,小於1質量ppm為進一步較佳,小於0.5質量ppm為特佳。作為鹵素原子,可列舉氯原子及溴原子。氯原子及溴原子或氯離子及溴離子的合計分別為上述範圍為較佳。
<感光性樹脂組成物的製備>
本發明的感光性樹脂組成物能夠藉由混合上述各成分而製備。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,以去除感光性樹脂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。過濾器孔徑為1μm以下為較佳,0.5μm以下為更佳,0.1μm以下為進一步較佳。過濾器的材質為聚四氟乙烯、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。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多次。過濾多次時,可以為循環過濾。又,可以於加壓之後進行過濾。於加壓之後進行過濾時,進行加壓之壓力為0.05MPa以上且0.3MPa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,可列舉矽膠、沸石等無機系吸附材料、活性碳等有機系吸附材料。
本發明的感光性樹脂組成物能夠藉由混合上述各成分而製備。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,以去除感光性樹脂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。過濾器孔徑為1μm以下為較佳,0.5μm以下為更佳,0.1μm以下為進一步較佳。過濾器的材質為聚四氟乙烯、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。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多次。過濾多次時,可以為循環過濾。又,可以於加壓之後進行過濾。於加壓之後進行過濾時,進行加壓之壓力為0.05MPa以上且0.3MPa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,可列舉矽膠、沸石等無機系吸附材料、活性碳等有機系吸附材料。
<硬化膜、積層體、半導體器件及該等的製造方法>
接著,對硬化膜、積層體、半導體器件及該等的製造方法進行說明。
本發明的硬化膜經過將本發明的感光性樹脂組成物硬化而成。本發明的硬化膜的膜厚例如能夠設為0.5μm以上,且能夠設為1μm以上。又,作為上限值,能夠設為100μm以下,且還能夠設為30μm以下。
接著,對硬化膜、積層體、半導體器件及該等的製造方法進行說明。
本發明的硬化膜經過將本發明的感光性樹脂組成物硬化而成。本發明的硬化膜的膜厚例如能夠設為0.5μm以上,且能夠設為1μm以上。又,作為上限值,能夠設為100μm以下,且還能夠設為30μm以下。
可以將本發明的硬化膜積層兩層以上來作為積層體,進而亦可以設為積層3~7層來作為積層體。具有兩層以上的本發明的硬化膜中之積層體為於硬化膜之間具有金屬層之態樣為較佳。該種金屬層可較佳地用作再配線層等金屬配線。
本發明的硬化膜的製造方法包含使用本發明的感光性樹脂組成物之情況。具體而言,其包括:將本發明的感光性樹脂組成物應用於基板來形成感光性樹脂組成物層之感光性樹脂組成物層形成製程;及將上述感光性樹脂組成物層進行曝光之曝光製程。較佳為,硬化膜的製造方法還具有在上述曝光製程之後,將上述感光性樹脂組成物層進行顯影之顯影製程。該顯影之後,包括進行加熱(較佳以50~450℃(更佳為50~250℃)加熱)之加熱製程,藉此能夠將曝光之樹脂層進一步硬化。另外,如上所述,使用感光性樹脂組成物時,預先藉由曝光將組成物硬化,之後依據需要加以所期望的加工(例如下述的積層),藉此能夠進一步藉由加熱將其硬化。
本發明的積層體的製造方法包括本發明的硬化膜的製造方法。本發明的積層體的製造方法按照上述硬化膜的製造方法,在形成硬化膜之後,進一步再次進行感光性樹脂組成物的膜形成製程(層形成製程)及加熱製程或者賦予感光性時,依上述順序進行膜形成製程(層形成製程)、曝光製程及顯影製程(依據需要進一步有加熱製程)為較佳。尤其,依次將上述各製程進行複數次,例如進行2~5次(亦即,共3~6次)為較佳。藉由如此積層硬化膜,能夠設為積層體。本發明中尤其在設置有硬化膜之部分之上或硬化膜之間或者其兩者之間設置金屬層為較佳。
以下,對該等進行詳細說明。
以下,對該等進行詳細說明。
<<膜形成製程(層形成製程)>>
本發明的較佳的實施形態之製造方法包括將感光性樹脂組成物應用於基板而設為膜(層狀)之膜形成製程(層形成製程)。
板的種類能夠依據用途適當決定,並不特別限制於矽、氮化矽、多晶矽、氧化矽、非晶質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:旋塗玻璃)、TFT(薄膜電晶體)陣列基板、電漿顯示裝置(PDP)的電極板等。本發明中,尤其半導體製作基板為較佳,矽基板為更佳。
又,在樹脂層的表面或金屬層的表面形成感光性樹脂組成物層時,樹脂層或金屬層成為基板。
作為將感光性樹脂組成物應用於基板之方法,塗佈為較佳。
具體而言,作為適用之方法例示出浸塗法、氣刀塗佈法、簾幕塗佈法、繞線棒塗佈法、凹版塗佈法、擠壓塗佈法、噴塗法、旋塗法、狹縫塗佈法及噴墨法等。從感光性樹脂組成物層的厚度的均勻性的觀點考慮,更佳為旋塗法、狹縫塗佈法、噴塗法、噴墨法。依據方法調整適當的固體成分濃度和塗佈條件,藉此能夠獲得所期望的厚度的樹脂層。又,依據基板的形狀亦能夠適當選擇塗佈方法,只要是晶圓等圓形基板,則旋塗法或噴塗法、噴墨法等為較佳,若是矩形基板,則狹縫塗佈法或噴塗法、噴墨法等為較佳。為旋塗法時,例如能夠適用以500~2000rpm的轉速進行10秒鐘~1分鐘左右。
本發明的較佳的實施形態之製造方法包括將感光性樹脂組成物應用於基板而設為膜(層狀)之膜形成製程(層形成製程)。
板的種類能夠依據用途適當決定,並不特別限制於矽、氮化矽、多晶矽、氧化矽、非晶質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:旋塗玻璃)、TFT(薄膜電晶體)陣列基板、電漿顯示裝置(PDP)的電極板等。本發明中,尤其半導體製作基板為較佳,矽基板為更佳。
又,在樹脂層的表面或金屬層的表面形成感光性樹脂組成物層時,樹脂層或金屬層成為基板。
作為將感光性樹脂組成物應用於基板之方法,塗佈為較佳。
具體而言,作為適用之方法例示出浸塗法、氣刀塗佈法、簾幕塗佈法、繞線棒塗佈法、凹版塗佈法、擠壓塗佈法、噴塗法、旋塗法、狹縫塗佈法及噴墨法等。從感光性樹脂組成物層的厚度的均勻性的觀點考慮,更佳為旋塗法、狹縫塗佈法、噴塗法、噴墨法。依據方法調整適當的固體成分濃度和塗佈條件,藉此能夠獲得所期望的厚度的樹脂層。又,依據基板的形狀亦能夠適當選擇塗佈方法,只要是晶圓等圓形基板,則旋塗法或噴塗法、噴墨法等為較佳,若是矩形基板,則狹縫塗佈法或噴塗法、噴墨法等為較佳。為旋塗法時,例如能夠適用以500~2000rpm的轉速進行10秒鐘~1分鐘左右。
<<乾燥製程>>
本發明的製造方法亦可以包括在形成感光性樹脂組成物層之後,在膜形成製程(層形成製程)之後為了去除溶劑而進行乾燥之製程。較佳的乾燥溫度為50~150℃,70℃~130℃為更佳,90℃~110℃為進一步較佳。作為乾燥時間,例示出30秒鐘~20分鐘,1分鐘~10分鐘為較佳,3分鐘~7分鐘為更佳。
本發明的製造方法亦可以包括在形成感光性樹脂組成物層之後,在膜形成製程(層形成製程)之後為了去除溶劑而進行乾燥之製程。較佳的乾燥溫度為50~150℃,70℃~130℃為更佳,90℃~110℃為進一步較佳。作為乾燥時間,例示出30秒鐘~20分鐘,1分鐘~10分鐘為較佳,3分鐘~7分鐘為更佳。
<<曝光製程>>
本發明的製造方法亦可以包括將上述感光性樹脂組成物層進行曝光之曝光製程。曝光量只要能夠將感光性樹脂組成物硬化,則並無特別限定,例如以波長365nm下的曝光能量換算,照射100~10000mJ/cm2 為較佳,照射200~8000mJ/cm2 為更佳。
曝光波長能夠在190~1000nm的範圍適當確定,240~550nm為較佳。
在與光源之間的關係來看,作為曝光波長可列舉(1)半導體雷射(波長 830nm、532nm、488nm、405nm等)、(2)金屬鹵化物燈、(3)高壓水銀燈、g射線(波長 436nm)、h射線(波長 405nm)、i射線(波長 365nm)、寬幅(g,h,i射線的三種波長)、(4)準分子雷射、KrF準分子雷射(波長 248nm)、ArF準分子雷射(波長 193nm)、F2準分子雷射(波長 157nm)、(5)極紫外線;EUV(波長 13.6nm)、(6)電子束等。關於本發明的感光性樹脂組成物,尤其藉由高壓水銀燈進行之曝光為較佳,其中,藉由i射線進行之曝光為較佳。藉此,可獲得特別高的曝光靈敏度。
本發明的製造方法亦可以包括將上述感光性樹脂組成物層進行曝光之曝光製程。曝光量只要能夠將感光性樹脂組成物硬化,則並無特別限定,例如以波長365nm下的曝光能量換算,照射100~10000mJ/cm2 為較佳,照射200~8000mJ/cm2 為更佳。
曝光波長能夠在190~1000nm的範圍適當確定,240~550nm為較佳。
在與光源之間的關係來看,作為曝光波長可列舉(1)半導體雷射(波長 830nm、532nm、488nm、405nm等)、(2)金屬鹵化物燈、(3)高壓水銀燈、g射線(波長 436nm)、h射線(波長 405nm)、i射線(波長 365nm)、寬幅(g,h,i射線的三種波長)、(4)準分子雷射、KrF準分子雷射(波長 248nm)、ArF準分子雷射(波長 193nm)、F2準分子雷射(波長 157nm)、(5)極紫外線;EUV(波長 13.6nm)、(6)電子束等。關於本發明的感光性樹脂組成物,尤其藉由高壓水銀燈進行之曝光為較佳,其中,藉由i射線進行之曝光為較佳。藉此,可獲得特別高的曝光靈敏度。
<<顯影製程>>
本發明的製造方法可以包括對曝光之感光性樹脂組成物層進行顯影處理之顯影處理製程。藉由進行顯影,可去除未曝光的部分(非曝光部)。顯影方法只要能夠形成所期望的圖案,則並無特別限制,例如能夠採用覆液、噴霧、浸漬、超音波等顯影方法。
顯影時使用顯影液來進行。顯影液只要可去除未曝光的部分(非曝光部),則能夠不加以特別限制而進行使用。顯影液含有有機溶劑為較佳。本發明中,顯影液含有ClogP值為-1~5的有機溶劑為較佳,含有ClogP值為0~3的有機溶劑為更佳。ClogP值能夠藉由ChemBioDraw輸入結構式,作為計算值而求出。
有機溶劑,作為酯類例如可較佳地列舉乙酸乙酯、乙酸正丁酯、甲酸戊酯、乙酸異戊酯、乙酸異丁酯、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、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;以及,作為醚類,例如可較佳地列舉二乙二醇二甲醚、四氫呋喃、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、甲基纖溶劑乙酸酯、乙基纖溶劑乙酸酯、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,例如可較佳地列舉甲基乙基酮、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,例如可較佳的列舉甲苯、二甲苯、苯甲醚、檸檬烯等;作為亞碸類可較佳地列舉二甲基亞碸。
本發明中,尤其環戊酮、γ-丁內酯為較佳,環戊酮為更佳。
顯影液為50質量%以上為有機溶劑為較佳,70質量%以上為有機溶劑為更佳,90質量%以上為有機溶劑為進一步較佳。又,顯影液亦可以是100質量%之有機溶劑。
本發明的製造方法可以包括對曝光之感光性樹脂組成物層進行顯影處理之顯影處理製程。藉由進行顯影,可去除未曝光的部分(非曝光部)。顯影方法只要能夠形成所期望的圖案,則並無特別限制,例如能夠採用覆液、噴霧、浸漬、超音波等顯影方法。
顯影時使用顯影液來進行。顯影液只要可去除未曝光的部分(非曝光部),則能夠不加以特別限制而進行使用。顯影液含有有機溶劑為較佳。本發明中,顯影液含有ClogP值為-1~5的有機溶劑為較佳,含有ClogP值為0~3的有機溶劑為更佳。ClogP值能夠藉由ChemBioDraw輸入結構式,作為計算值而求出。
有機溶劑,作為酯類例如可較佳地列舉乙酸乙酯、乙酸正丁酯、甲酸戊酯、乙酸異戊酯、乙酸異丁酯、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、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;以及,作為醚類,例如可較佳地列舉二乙二醇二甲醚、四氫呋喃、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、甲基纖溶劑乙酸酯、乙基纖溶劑乙酸酯、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,例如可較佳地列舉甲基乙基酮、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,例如可較佳的列舉甲苯、二甲苯、苯甲醚、檸檬烯等;作為亞碸類可較佳地列舉二甲基亞碸。
本發明中,尤其環戊酮、γ-丁內酯為較佳,環戊酮為更佳。
顯影液為50質量%以上為有機溶劑為較佳,70質量%以上為有機溶劑為更佳,90質量%以上為有機溶劑為進一步較佳。又,顯影液亦可以是100質量%之有機溶劑。
作為顯影時間,10秒鐘~5分鐘為較佳。顯影時的顯影液的溫度並無特別限定,通常能夠在20~40℃下進行。
可以在使用顯影液進行處理之後,進一步進行沖洗。沖洗時利用與顯影液不同的溶劑進行為較佳。例如,能夠使用感光性樹脂組成物中所含之溶劑來進行沖洗。沖洗時間為5秒鐘~1分鐘為較佳。
可以在使用顯影液進行處理之後,進一步進行沖洗。沖洗時利用與顯影液不同的溶劑進行為較佳。例如,能夠使用感光性樹脂組成物中所含之溶劑來進行沖洗。沖洗時間為5秒鐘~1分鐘為較佳。
<<加熱製程>>
本發明的製造方法包括膜形成製程(層形成製程)、乾燥製程或在顯影製程進行加熱之製程為較佳。加熱製程中,進行聚合物前軀體的環化反應。又,本發明的組成物可以含有聚合物前軀體以外的自由基聚合性化合物,但未反應的聚合物前軀體以外的自由基聚合性化合物的硬化等亦能夠在該製程中進行。作為加熱製程中之層的加熱溫度(最高加熱溫度),50℃以上為較佳,80℃以上為更佳,140℃以上為進一步較佳、160℃以上為更進一步較佳,170℃以上為更進一步較佳。作為上限,500℃以下為較佳,450℃以下為更佳,350℃以下為進一步較佳、250℃以下為更進一步較佳,220℃以下為更進一步較佳。
關於加熱,加熱開始時的溫度至最高加熱溫度為止以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1℃/分鐘以上,既能夠確保生產性又能夠防止胺過度揮發,藉由將升溫速度設為12℃/分鐘以下,能夠緩和硬化膜的殘存應力。
加熱開始時的溫度為20℃~150℃為較佳,20℃~130℃為更佳,25℃~120℃為進一步較佳。加熱開始時的溫度稱為開始加熱至最高加熱溫度之製程時的溫度。例如,將感光性樹脂組成物應用於基板上之後進行乾燥時,為該乾燥後的膜(層)的溫度,例如從比感光性樹脂組成物中所含之溶劑的沸點低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)為10~360分鐘為較佳,20~300分鐘為更佳,30~240分鐘為進一步較佳。
尤其形成多層的積層體時,從硬化膜的層之間的接黏性的觀點考慮,加熱溫度在180℃~320℃下進行加熱為較佳,在180℃~260℃進行加熱為更佳。其理由雖不明確,但考慮是因為藉由設為該溫度,層間的聚合物前軀體的乙炔基彼此進行了交聯反應。
本發明的製造方法包括膜形成製程(層形成製程)、乾燥製程或在顯影製程進行加熱之製程為較佳。加熱製程中,進行聚合物前軀體的環化反應。又,本發明的組成物可以含有聚合物前軀體以外的自由基聚合性化合物,但未反應的聚合物前軀體以外的自由基聚合性化合物的硬化等亦能夠在該製程中進行。作為加熱製程中之層的加熱溫度(最高加熱溫度),50℃以上為較佳,80℃以上為更佳,140℃以上為進一步較佳、160℃以上為更進一步較佳,170℃以上為更進一步較佳。作為上限,500℃以下為較佳,450℃以下為更佳,350℃以下為進一步較佳、250℃以下為更進一步較佳,220℃以下為更進一步較佳。
關於加熱,加熱開始時的溫度至最高加熱溫度為止以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1℃/分鐘以上,既能夠確保生產性又能夠防止胺過度揮發,藉由將升溫速度設為12℃/分鐘以下,能夠緩和硬化膜的殘存應力。
加熱開始時的溫度為20℃~150℃為較佳,20℃~130℃為更佳,25℃~120℃為進一步較佳。加熱開始時的溫度稱為開始加熱至最高加熱溫度之製程時的溫度。例如,將感光性樹脂組成物應用於基板上之後進行乾燥時,為該乾燥後的膜(層)的溫度,例如從比感光性樹脂組成物中所含之溶劑的沸點低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)為10~360分鐘為較佳,20~300分鐘為更佳,30~240分鐘為進一步較佳。
尤其形成多層的積層體時,從硬化膜的層之間的接黏性的觀點考慮,加熱溫度在180℃~320℃下進行加熱為較佳,在180℃~260℃進行加熱為更佳。其理由雖不明確,但考慮是因為藉由設為該溫度,層間的聚合物前軀體的乙炔基彼此進行了交聯反應。
加熱可以階段性地進行。作為一例,例如可以進行如下預處理製程:從25℃至180℃以3℃/分鐘升溫,在180℃下保持60分鐘,從180℃至200℃以2℃/分鐘升溫,在200℃下保持120分鐘。作為預處理製程的加熱溫度,100~200℃為較佳,110~190℃為更佳,120~185℃為進一步較佳。該預處理製程中,如美國專利9159547號公報中所記載,一邊照射紫外線一邊進行處理亦較佳。藉由該種預處理製程,能夠提高膜的特性。預處理製程可以以10秒鐘~2小時左右的較短的時間進行,15秒鐘~30分鐘為更佳。預處理可以設為2個階段以上的步驟,例如在100~150℃的範圍進行預處理製程1,之後在150~200℃的範圍進行預處理製程2。
進而,可以在加熱之後進行冷卻,作為此時的冷卻速度,1~5℃/分鐘為較佳。
進而,可以在加熱之後進行冷卻,作為此時的冷卻速度,1~5℃/分鐘為較佳。
從防止聚合物前軀體分解這一點考慮,使氮氣、氦氣、氬氣等惰性氣體流動等,藉此在低氧濃度低的氣氛進行加熱製程為較佳。氧濃度為50ppm(體積比)以下為較佳,20ppm(體積比)以下為更佳。
<<金屬層形成製程>>
本發明的製造方法包括在顯影處理後的感光性樹脂組成物層的表面形成金屬層之金屬層形成製程為較佳。
作為金屬層,並無特別限定,能夠使用已有的金屬種類,例示出銅、鋁、鎳、釩、鈦、鉻、鈷、金及鎢,銅及鋁為更佳,銅為進一步較佳。
金屬層的形成方法並無特別限定,能夠採用已有的方法。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、電鍍覆、無電鍍覆、蝕刻、印刷及組合該等之方法等。更具體而言,可列舉組合了濺射、光微影及蝕刻之圖案化方法、組合了光微影和電鍍覆之圖案化方法。
作為金屬層的厚度,以最厚的部分為基準,0.1~50μm為較佳,1~10μm為更佳。
本發明的製造方法包括在顯影處理後的感光性樹脂組成物層的表面形成金屬層之金屬層形成製程為較佳。
作為金屬層,並無特別限定,能夠使用已有的金屬種類,例示出銅、鋁、鎳、釩、鈦、鉻、鈷、金及鎢,銅及鋁為更佳,銅為進一步較佳。
金屬層的形成方法並無特別限定,能夠採用已有的方法。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、電鍍覆、無電鍍覆、蝕刻、印刷及組合該等之方法等。更具體而言,可列舉組合了濺射、光微影及蝕刻之圖案化方法、組合了光微影和電鍍覆之圖案化方法。
作為金屬層的厚度,以最厚的部分為基準,0.1~50μm為較佳,1~10μm為更佳。
<<積層製程>>
本發明的製造方法還包括積層製程為較佳。
積層製程是指在硬化膜(樹脂層)或金屬層的表面再次進行上述膜形成製程(層形成製程)及加熱製程或者在感光性樹脂組成物依次進行上述膜形成製程(層形成製程)、上述曝光製程及上述顯影處理製程之一系列製程。當然,積層製程中還可以包括上述乾燥製程和加熱製程等。
積層製程之後,進一步進行積層製程時,可以在上述加熱製程之後、上述曝光製程之後或上述金屬層形成製程之後,進行表面活性化處理製程。作為表面活性化處理,例示出電漿處理。
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7層以下的結構為較佳,3層以上5層以下為進一步較佳。
亦即,本發明中尤其在設置了金屬層之後,進一步為了覆蓋上述金屬層而進行上述感光性樹脂組成物的膜形成製程(層形成製程)及加熱製程或者對感光性樹脂組成物中依次進行上述膜形成製程(層形成製程)、上述曝光製程及上述顯影處理製程(依據需要還進行加熱製程)為較佳。藉由交替進行積層感光性樹脂組成物層(樹脂)之積層製程與金屬層形成製程,能夠交替積層感光性樹脂組成物層(樹脂層)與金屬層。
本發明的製造方法還包括積層製程為較佳。
積層製程是指在硬化膜(樹脂層)或金屬層的表面再次進行上述膜形成製程(層形成製程)及加熱製程或者在感光性樹脂組成物依次進行上述膜形成製程(層形成製程)、上述曝光製程及上述顯影處理製程之一系列製程。當然,積層製程中還可以包括上述乾燥製程和加熱製程等。
積層製程之後,進一步進行積層製程時,可以在上述加熱製程之後、上述曝光製程之後或上述金屬層形成製程之後,進行表面活性化處理製程。作為表面活性化處理,例示出電漿處理。
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7層以下的結構為較佳,3層以上5層以下為進一步較佳。
亦即,本發明中尤其在設置了金屬層之後,進一步為了覆蓋上述金屬層而進行上述感光性樹脂組成物的膜形成製程(層形成製程)及加熱製程或者對感光性樹脂組成物中依次進行上述膜形成製程(層形成製程)、上述曝光製程及上述顯影處理製程(依據需要還進行加熱製程)為較佳。藉由交替進行積層感光性樹脂組成物層(樹脂)之積層製程與金屬層形成製程,能夠交替積層感光性樹脂組成物層(樹脂層)與金屬層。
本發明還揭示出具有本發明的硬化膜或積層體之半導體器件。作為將本發明的感光性樹脂組成物用於形成再配線層用層間絕緣膜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。
接著,對將上述感光性樹脂組成物使用於再配線層用層間絕緣膜之半導體器件的一實施形態進行說明。
圖1所示之半導體元件100為所謂的三維安裝裝置,且積層有複數個半導體元件(半導體晶片)101a~101d之積層體101配置於配線基板120。
此外,該實施形態中,主要對半導體元件(半導體晶片)的積層數為4層之情況進行說明,但半導體元件(半導體晶片)的積層數並無特別限定,例如可以為2層、8層、16層、32層等。又,可以為1層。
圖1所示之半導體元件100為所謂的三維安裝裝置,且積層有複數個半導體元件(半導體晶片)101a~101d之積層體101配置於配線基板120。
此外,該實施形態中,主要對半導體元件(半導體晶片)的積層數為4層之情況進行說明,但半導體元件(半導體晶片)的積層數並無特別限定,例如可以為2層、8層、16層、32層等。又,可以為1層。
複數個半導體元件101a~101d均包括矽基板等半導體晶圓。
最上段的半導體元件101a不具有貫通電極,且於其一方的面形成有電極焊盤(未圖示)。
半導體元件101b~101d具有貫通電極102b~102d,且於各半導體元件的兩面設置有一體設置於貫通電極之連接焊盤(未圖示)。
最上段的半導體元件101a不具有貫通電極,且於其一方的面形成有電極焊盤(未圖示)。
半導體元件101b~101d具有貫通電極102b~102d,且於各半導體元件的兩面設置有一體設置於貫通電極之連接焊盤(未圖示)。
積層體101具有將不具有貫通電極之半導體元件101a和具有貫通電極102b~102d之半導體元件101b~101d倒裝晶片接合之結構。
亦即,不具有貫通電極之半導體元件101a的電極焊盤和具有與其相鄰之貫通電極102b之半導體元件101b的半導體元件101a側的連結焊盤藉由焊料凸塊等金屬凸塊103a而連接,且具有貫通電極102b之半導體元件101b的另一側的連接焊盤和具有與其相鄰之貫通電極102c之半導體元件101c的半導體元件101b側的連接焊盤藉由焊料凸塊等金屬凸塊103b而連接。同樣地,具有貫通電極102c之半導體元件101c的另一側的連接焊盤和具有與其相鄰之貫通電極102d之半導體元件101d的半導體元件101c側的連接焊盤藉由焊料凸塊等金屬凸塊103c而連接。
亦即,不具有貫通電極之半導體元件101a的電極焊盤和具有與其相鄰之貫通電極102b之半導體元件101b的半導體元件101a側的連結焊盤藉由焊料凸塊等金屬凸塊103a而連接,且具有貫通電極102b之半導體元件101b的另一側的連接焊盤和具有與其相鄰之貫通電極102c之半導體元件101c的半導體元件101b側的連接焊盤藉由焊料凸塊等金屬凸塊103b而連接。同樣地,具有貫通電極102c之半導體元件101c的另一側的連接焊盤和具有與其相鄰之貫通電極102d之半導體元件101d的半導體元件101c側的連接焊盤藉由焊料凸塊等金屬凸塊103c而連接。
於各半導體元件101a~101d的間隙中形成有底部填充層110,各半導體元件101a~101d經由底部填充層110而積層。
積層體101配置於配線基板120上。
作為配線基板120,例如使用將樹脂基板、陶瓷基板、玻璃基板等絕緣基板用作基材之多層配線基板。作為應用樹脂基板之配線基板120,可列舉多層敷銅積層板(多層印刷配線板)等。
作為配線基板120,例如使用將樹脂基板、陶瓷基板、玻璃基板等絕緣基板用作基材之多層配線基板。作為應用樹脂基板之配線基板120,可列舉多層敷銅積層板(多層印刷配線板)等。
於配線基板120的一側的面中設置有表面電極120a。
於配線基板120與積層體101之間配置有形成有再配線層105之絕緣膜115,配線基板120與積層體101經由再配線層105而電連接。絕緣膜115為使用本發明中之感光性樹脂組成物而形成者。
亦即,再線層105的一端經由焊料凸塊等金屬凸塊103d與形成於半導體元件101d的再配線層105側的面之電極焊盤連接。又,再配線層105的另一端經由焊料凸塊等金屬凸塊103e與配線基板的表面電極120a連接。
進而,於絕緣膜115與積層體101之間形成有底部填充層110a。又,於絕緣膜115與配線基板120之間形成有底部填充層110b。
於配線基板120與積層體101之間配置有形成有再配線層105之絕緣膜115,配線基板120與積層體101經由再配線層105而電連接。絕緣膜115為使用本發明中之感光性樹脂組成物而形成者。
亦即,再線層105的一端經由焊料凸塊等金屬凸塊103d與形成於半導體元件101d的再配線層105側的面之電極焊盤連接。又,再配線層105的另一端經由焊料凸塊等金屬凸塊103e與配線基板的表面電極120a連接。
進而,於絕緣膜115與積層體101之間形成有底部填充層110a。又,於絕緣膜115與配線基板120之間形成有底部填充層110b。
由本發明的感光性樹脂組成物形成之硬化膜可兼顧高耐化學性和高斷裂伸長率。耐化學性,例如為500nm/min以下為較佳,300nm/min以下為更佳,100nm/min以下為進一步較佳。上限並無特別限定,實際為50000nm/min以下。斷裂伸長率,例如為40%以上為較佳,55%以上為更佳,70%以上為進一步較佳。上限並無特別限定,實際為150%以下。耐化學性及斷裂伸長率的測定方法在後述實施例中依照測定方法。
除了上述方法之外,本發明中之硬化膜,能夠以使用聚醯亞胺或聚苯并噁唑之各種用途廣泛採用。
作為本發明的硬化膜的可適用的領域,可列舉半導體器件的絕緣膜、再配線層用間絕緣膜、應力緩衝膜等。此外,可列舉藉由蝕刻等將密封薄膜、基板材料(可撓性印刷基板的基底膜和覆膜、層間絕緣膜)或者如上安裝用途的絕緣膜進行圖案形成等。關於該等的用途,例如能夠參閱Science & technology Co.,Ltd.“聚醯亞胺的高功能化與應用技術”2008年4月、柿本雅明/主編、CMC Technical library“聚醯亞胺材料的基礎與開發”2011年11月發行、日本聚醯亞胺•芳香族系高分子研究會/編“最新聚醯亞胺基礎與應用” NTS Inc,2010年8月等。
作為本發明的硬化膜的可適用的領域,可列舉半導體器件的絕緣膜、再配線層用間絕緣膜、應力緩衝膜等。此外,可列舉藉由蝕刻等將密封薄膜、基板材料(可撓性印刷基板的基底膜和覆膜、層間絕緣膜)或者如上安裝用途的絕緣膜進行圖案形成等。關於該等的用途,例如能夠參閱Science & technology Co.,Ltd.“聚醯亞胺的高功能化與應用技術”2008年4月、柿本雅明/主編、CMC Technical library“聚醯亞胺材料的基礎與開發”2011年11月發行、日本聚醯亞胺•芳香族系高分子研究會/編“最新聚醯亞胺基礎與應用” NTS Inc,2010年8月等。
又,本發明中的硬化膜還能夠使用於膠印版面或網版版面等版面的製造、對成型部件的使用、電子、尤其微電子中的保護漆及介電層的製造等中。
又,聚醯亞胺和聚苯并噁唑非常耐熱,因此本發明中之硬化膜等還能夠較佳地用作液晶顯示器、電子紙等顯示裝置用的透明塑料基板、汽車零部件、耐熱塗料、塗層劑、薄膜用途等。
[實施例]
又,聚醯亞胺和聚苯并噁唑非常耐熱,因此本發明中之硬化膜等還能夠較佳地用作液晶顯示器、電子紙等顯示裝置用的透明塑料基板、汽車零部件、耐熱塗料、塗層劑、薄膜用途等。
[實施例]
以下,列舉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、處理步驟等在不脫離本發明的宗旨的範圍內,能夠適當進行變更。從而,本發明的範圍並不限定於以下所示之具體例。“份”、“%”只要無特別限制,則為質量基準。
<含雜環聚合物的前驅物組成物(樹脂)的合成>
<<合成例1>>
[源自4,4’-氧代二鄰苯二甲酸二酐、4,4’-二胺基二苯醚及甲基丙烯酸2-羥基乙酯的聚醯亞胺前驅物(A-1:具有自由基聚合性基之聚醯亞胺前驅物)的合成]
將20.0g(64.5微莫耳)的4,4’-二氧代二鄰二甲酸二酐(將4,4’-氧代二鄰苯二甲酸在140℃下乾燥12小時者)、18.6g(129微莫耳)的甲基丙烯酸2-羥基乙酯、0.05g的對苯二酚、10.7g的吡啶、140g的二甘二甲醚(二甘醇二甲基醚)進行混合,並在60℃的溫度下攪拌18小時,從而製造出了4,4’-氧代二鄰苯二甲酸與甲基丙烯酸2-羥基乙酯的二酯。接著,將反應混合物冷卻至-10℃,在將溫度保持在-10±4℃的同時經10分鐘添加了16.12g(135.5毫莫耳)的SOCl2 。用50mL的N-甲基吡咯啶酮稀釋之後,室溫下將反應混合物攪拌了2小時。接著,將在100mL的N-甲基吡咯啶酮中溶解11.08g(58.7微莫耳)的4,4’-二胺基二苯醚酯溶液,經20分鐘在20~23℃下滴加到反應混合物中。接著,於室溫下將反應混合物攪拌了1晚。接著,加入到5公升的水中,將聚醯亞胺前驅物沉澱,並以5000rpm的速度將水-聚醯亞胺前驅物混合物攪拌了15分鐘。將聚醯亞胺前驅物進行過濾,加入到4公升的水中,加入到水中再次攪拌30分鐘,再次進行過濾。接著,在減壓狀態下以45℃將聚醯亞胺前驅物乾燥了3天,從而獲得了聚醯亞胺前驅物(A-1)。
[化學式50]
<<合成例1>>
[源自4,4’-氧代二鄰苯二甲酸二酐、4,4’-二胺基二苯醚及甲基丙烯酸2-羥基乙酯的聚醯亞胺前驅物(A-1:具有自由基聚合性基之聚醯亞胺前驅物)的合成]
將20.0g(64.5微莫耳)的4,4’-二氧代二鄰二甲酸二酐(將4,4’-氧代二鄰苯二甲酸在140℃下乾燥12小時者)、18.6g(129微莫耳)的甲基丙烯酸2-羥基乙酯、0.05g的對苯二酚、10.7g的吡啶、140g的二甘二甲醚(二甘醇二甲基醚)進行混合,並在60℃的溫度下攪拌18小時,從而製造出了4,4’-氧代二鄰苯二甲酸與甲基丙烯酸2-羥基乙酯的二酯。接著,將反應混合物冷卻至-10℃,在將溫度保持在-10±4℃的同時經10分鐘添加了16.12g(135.5毫莫耳)的SOCl2 。用50mL的N-甲基吡咯啶酮稀釋之後,室溫下將反應混合物攪拌了2小時。接著,將在100mL的N-甲基吡咯啶酮中溶解11.08g(58.7微莫耳)的4,4’-二胺基二苯醚酯溶液,經20分鐘在20~23℃下滴加到反應混合物中。接著,於室溫下將反應混合物攪拌了1晚。接著,加入到5公升的水中,將聚醯亞胺前驅物沉澱,並以5000rpm的速度將水-聚醯亞胺前驅物混合物攪拌了15分鐘。將聚醯亞胺前驅物進行過濾,加入到4公升的水中,加入到水中再次攪拌30分鐘,再次進行過濾。接著,在減壓狀態下以45℃將聚醯亞胺前驅物乾燥了3天,從而獲得了聚醯亞胺前驅物(A-1)。
[化學式50]
<<合成例2>>
[源自均苯四甲酸二酐、4,4’-二胺基二苯醚及甲基丙烯酸-2-羥基乙酯的聚醯亞胺前驅物(A-2:具有自由基聚合性基之聚醯亞胺前驅物)的合成]
將14.06g(64.5微莫耳)的均苯四甲酸二酐(將均苯四甲酸在140℃下乾燥了12時間乾燥者)、18.6g(129微莫耳)的甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、0.05g的對苯二酚、10.7g的吡啶、140g的NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮)進行混合,並在60℃的溫度下攪拌18小時,從而製造出了均苯四甲酸與甲基丙烯酸-2-羥基乙酯的二酯。接著,將反應混合物冷卻至-10℃,在將溫度保持在-10±4℃的同時,經10分鐘添加了16.12g(135.5毫莫耳)的SOCl2 。用50mL的N-甲基吡咯啶酮稀釋之後,室溫下將反應混合物攪拌了2小時。接著,將在100mL的N-甲基吡咯啶酮中溶解11.08g(58.7微莫耳)的4,4’-二胺基二苯醚溶液,經20分鐘在20~23℃下滴加到反應混合物中。接著,於室溫下將反應混合物攪拌了1晚。接著,加入到5公升的水中,將聚醯亞胺前驅物沉澱,並以5000rpm的速度將水-聚醯亞胺前驅物混合物攪拌了15分鐘。將聚醯亞胺前驅物進行過濾,加入到4公升的水中,加入到水中再次攪拌30分鐘,再次進行過濾。接著,在減壓狀態下以45℃將聚醯亞胺前驅物乾燥3天,從而獲得了聚醯亞胺前驅物(A-2)。
[化學式51]
[源自均苯四甲酸二酐、4,4’-二胺基二苯醚及甲基丙烯酸-2-羥基乙酯的聚醯亞胺前驅物(A-2:具有自由基聚合性基之聚醯亞胺前驅物)的合成]
將14.06g(64.5微莫耳)的均苯四甲酸二酐(將均苯四甲酸在140℃下乾燥了12時間乾燥者)、18.6g(129微莫耳)的甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、0.05g的對苯二酚、10.7g的吡啶、140g的NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮)進行混合,並在60℃的溫度下攪拌18小時,從而製造出了均苯四甲酸與甲基丙烯酸-2-羥基乙酯的二酯。接著,將反應混合物冷卻至-10℃,在將溫度保持在-10±4℃的同時,經10分鐘添加了16.12g(135.5毫莫耳)的SOCl2 。用50mL的N-甲基吡咯啶酮稀釋之後,室溫下將反應混合物攪拌了2小時。接著,將在100mL的N-甲基吡咯啶酮中溶解11.08g(58.7微莫耳)的4,4’-二胺基二苯醚溶液,經20分鐘在20~23℃下滴加到反應混合物中。接著,於室溫下將反應混合物攪拌了1晚。接著,加入到5公升的水中,將聚醯亞胺前驅物沉澱,並以5000rpm的速度將水-聚醯亞胺前驅物混合物攪拌了15分鐘。將聚醯亞胺前驅物進行過濾,加入到4公升的水中,加入到水中再次攪拌30分鐘,再次進行過濾。接著,在減壓狀態下以45℃將聚醯亞胺前驅物乾燥3天,從而獲得了聚醯亞胺前驅物(A-2)。
[化學式51]
<<合成例3>>
[源自4,4’-氧代二鄰苯二甲酸酐、p-伸苯基二胺及甲基丙烯酸-2-羥基乙酯的聚醯亞胺前驅物(A-3:具有自由基聚合性基之聚醯亞胺前驅物)的合成]
將20.0g(64.5毫莫耳)的4,4’-氧代二鄰苯二甲酸酐(將氧代二鄰苯二甲酸在140℃下乾燥12小時者)、18.6g(129毫莫耳)的甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、0.05g的對苯二酚、10.7g的吡啶及140g的二甘二甲醚進行混合,並在60℃的溫度下攪拌18小時,從而製造出了4,4’-氧代二鄰苯二甲酸與甲基丙烯酸2-羥基乙酯的二酯。接著,將反應混合物冷卻至-10℃,在將溫度保持在-10±4℃的同時,經10分鐘添加了16.12g(135.5毫莫耳)的SOCl2 。用50mL的N-甲基吡咯啶酮稀釋之後,室溫下將反應混合物攪拌了2小時。接著,將在100mL的N-甲基吡咯啶酮中溶解6.34g(58.7微莫耳)的p-伸苯基二胺之溶液,經20分鐘在20~23℃滴加到反應混合物中。接著,於室溫下將反應混合物攪拌了1晚。接著,加入到5公升的水中,將聚醯亞胺前驅物沉澱,並以5000rpm的速度將水-聚醯亞胺前驅物混合物攪拌了15分鐘。將聚醯亞胺前驅物進行過濾,加入到4公升的水中,加入到水中再次攪拌30分鐘,再次進行過濾。接著,在減壓狀態下以45℃將聚醯亞胺前驅物乾燥3天,從而獲得了聚醯亞胺前驅物(A-3)。
[化學式52]
[源自4,4’-氧代二鄰苯二甲酸酐、p-伸苯基二胺及甲基丙烯酸-2-羥基乙酯的聚醯亞胺前驅物(A-3:具有自由基聚合性基之聚醯亞胺前驅物)的合成]
將20.0g(64.5毫莫耳)的4,4’-氧代二鄰苯二甲酸酐(將氧代二鄰苯二甲酸在140℃下乾燥12小時者)、18.6g(129毫莫耳)的甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、0.05g的對苯二酚、10.7g的吡啶及140g的二甘二甲醚進行混合,並在60℃的溫度下攪拌18小時,從而製造出了4,4’-氧代二鄰苯二甲酸與甲基丙烯酸2-羥基乙酯的二酯。接著,將反應混合物冷卻至-10℃,在將溫度保持在-10±4℃的同時,經10分鐘添加了16.12g(135.5毫莫耳)的SOCl2 。用50mL的N-甲基吡咯啶酮稀釋之後,室溫下將反應混合物攪拌了2小時。接著,將在100mL的N-甲基吡咯啶酮中溶解6.34g(58.7微莫耳)的p-伸苯基二胺之溶液,經20分鐘在20~23℃滴加到反應混合物中。接著,於室溫下將反應混合物攪拌了1晚。接著,加入到5公升的水中,將聚醯亞胺前驅物沉澱,並以5000rpm的速度將水-聚醯亞胺前驅物混合物攪拌了15分鐘。將聚醯亞胺前驅物進行過濾,加入到4公升的水中,加入到水中再次攪拌30分鐘,再次進行過濾。接著,在減壓狀態下以45℃將聚醯亞胺前驅物乾燥3天,從而獲得了聚醯亞胺前驅物(A-3)。
[化學式52]
<<合成例4>>
[源自均苯四甲酸二酐、間聯甲苯胺及甲基丙烯酸-2-羥基乙酯的聚醯亞胺前驅物(A-4:具有自由基聚合性基之聚醯亞胺前驅物)的合成]
將14.06g(64.5微莫耳)的均苯四甲酸二酐(將均苯四甲酸在140℃下乾燥了12小時者)、18.6g(129微莫耳)的甲基丙烯酸2-羥基乙酯、0.05g的對苯二酚、10.7g的吡啶、140g的NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮)進行混合,並在60℃的溫度下攪拌18小時,從而製造出了均苯四甲酸與甲基丙烯酸-2-羥基乙酯的二酯。接著,將反應混合物冷卻至-10℃,在將溫度保持在-10±4℃的同時,經10分鐘添加了16.12g(135.5毫莫耳)的SOCl2 。用50mL的N-甲基吡咯啶酮稀釋之後,室溫下將反應混合物攪拌了2小時。接著,將在100mL的N-甲基吡咯啶酮中溶解12.46g(58.7微莫耳)的間聯甲苯胺之溶液,經20分鐘在20~23℃下滴加到反應混合物中。接著,於室溫下將反應混合物攪拌了1晚。接著,加入到5公升的水中,將聚醯亞胺前驅物沉澱,並以5000rpm的速度將水-聚醯亞胺前驅物混合物攪拌了15分鐘。將聚醯亞胺前驅物進行過濾,加入到4公升的水中,再次攪拌30分鐘,再次進行過濾。接著,在減壓狀態下以45℃將聚醯亞胺前驅物乾燥3天,從而獲得了聚醯亞胺前驅物(A-4)。
[化學式53]
[源自均苯四甲酸二酐、間聯甲苯胺及甲基丙烯酸-2-羥基乙酯的聚醯亞胺前驅物(A-4:具有自由基聚合性基之聚醯亞胺前驅物)的合成]
將14.06g(64.5微莫耳)的均苯四甲酸二酐(將均苯四甲酸在140℃下乾燥了12小時者)、18.6g(129微莫耳)的甲基丙烯酸2-羥基乙酯、0.05g的對苯二酚、10.7g的吡啶、140g的NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮)進行混合,並在60℃的溫度下攪拌18小時,從而製造出了均苯四甲酸與甲基丙烯酸-2-羥基乙酯的二酯。接著,將反應混合物冷卻至-10℃,在將溫度保持在-10±4℃的同時,經10分鐘添加了16.12g(135.5毫莫耳)的SOCl2 。用50mL的N-甲基吡咯啶酮稀釋之後,室溫下將反應混合物攪拌了2小時。接著,將在100mL的N-甲基吡咯啶酮中溶解12.46g(58.7微莫耳)的間聯甲苯胺之溶液,經20分鐘在20~23℃下滴加到反應混合物中。接著,於室溫下將反應混合物攪拌了1晚。接著,加入到5公升的水中,將聚醯亞胺前驅物沉澱,並以5000rpm的速度將水-聚醯亞胺前驅物混合物攪拌了15分鐘。將聚醯亞胺前驅物進行過濾,加入到4公升的水中,再次攪拌30分鐘,再次進行過濾。接著,在減壓狀態下以45℃將聚醯亞胺前驅物乾燥3天,從而獲得了聚醯亞胺前驅物(A-4)。
[化學式53]
<<合成例5>>
[源自4,4’-二胺基二苯醚酸二酐、甲基丙烯酸2-羥基乙酯及下述二胺(a)的聚醯亞胺前驅物組成物A-5的合成]
將42.4g的4,4’-二胺基二苯醚酸二酐、36.4g的甲基丙烯酸2-羥基乙酯、22.07g的吡啶、100mL的四氫呋喃進行混合,並在60℃的溫度下攪拌了4小時。接著,將反應混合物冷卻至-10℃,將在80mL的γ-丁內酯中溶解34.35g的二環己基碳二亞胺之溶液,在-10±5℃下經60分鐘滴加到反應混合物中,並將混合物攪拌了30分鐘。接著,將在200mL的γ-丁內酯中溶解76.0g的下述所示之二胺(a)之溶液,經60分鐘在-10±5℃下滴加到反應混合物中,混合物攪拌1小時之後,添加了20mL的乙醇和200mL的γ-丁內酯。藉由過濾去除在反應混合物中生成之沉澱物,從而獲得了反應液。在所獲得之反應液中加入14L的水將聚醯亞胺前驅物進行沉澱並過濾,在減壓狀態下以45℃乾燥了2天。所獲得之粉末狀的聚醯亞胺前驅物的重量平均分子量為26500、數平均分子量9300。聚合性基當量約為95%。
二胺(a)
[化學式54]
[源自4,4’-二胺基二苯醚酸二酐、甲基丙烯酸2-羥基乙酯及下述二胺(a)的聚醯亞胺前驅物組成物A-5的合成]
將42.4g的4,4’-二胺基二苯醚酸二酐、36.4g的甲基丙烯酸2-羥基乙酯、22.07g的吡啶、100mL的四氫呋喃進行混合,並在60℃的溫度下攪拌了4小時。接著,將反應混合物冷卻至-10℃,將在80mL的γ-丁內酯中溶解34.35g的二環己基碳二亞胺之溶液,在-10±5℃下經60分鐘滴加到反應混合物中,並將混合物攪拌了30分鐘。接著,將在200mL的γ-丁內酯中溶解76.0g的下述所示之二胺(a)之溶液,經60分鐘在-10±5℃下滴加到反應混合物中,混合物攪拌1小時之後,添加了20mL的乙醇和200mL的γ-丁內酯。藉由過濾去除在反應混合物中生成之沉澱物,從而獲得了反應液。在所獲得之反應液中加入14L的水將聚醯亞胺前驅物進行沉澱並過濾,在減壓狀態下以45℃乾燥了2天。所獲得之粉末狀的聚醯亞胺前驅物的重量平均分子量為26500、數平均分子量9300。聚合性基當量約為95%。
二胺(a)
[化學式54]
<<合成例6>>
[源自2,2’-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷及4,4’-氧代二苯甲醯氯的聚苯并噁唑前驅物組成物A-6的合成]
將28.0g的2,2’-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷攪拌並溶解於200mL的N-甲基吡咯啶酮中。接著,在將溫度保持在0~5℃的同時,經10分鐘滴加25.0g的4,4’-氧代二苯甲醯氯之後,繼續攪拌了60分鐘。在所獲得之反應液中加入6L的水將聚苯并噁唑前驅物沉澱,過濾固體,並在減壓狀態下以45℃乾燥了2天。所獲得之粉末狀的聚苯并噁唑前驅物的重量平均分子量為28500,數平均分子量為9800。該聚苯并噁唑前驅物A-6為不具有自由基聚合性基的例。
[源自2,2’-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷及4,4’-氧代二苯甲醯氯的聚苯并噁唑前驅物組成物A-6的合成]
將28.0g的2,2’-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷攪拌並溶解於200mL的N-甲基吡咯啶酮中。接著,在將溫度保持在0~5℃的同時,經10分鐘滴加25.0g的4,4’-氧代二苯甲醯氯之後,繼續攪拌了60分鐘。在所獲得之反應液中加入6L的水將聚苯并噁唑前驅物沉澱,過濾固體,並在減壓狀態下以45℃乾燥了2天。所獲得之粉末狀的聚苯并噁唑前驅物的重量平均分子量為28500,數平均分子量為9800。該聚苯并噁唑前驅物A-6為不具有自由基聚合性基的例。
<<合成例A-7>>
關於A-5的聚醯亞胺前驅物的合成順序,除了未使用甲基丙烯酸-2-羥基乙酯之外以相同順序將聚醯亞胺前驅物A-7進行了合成。該聚醯亞胺前驅物A-7為不具有自由基聚合性基的例。
關於A-5的聚醯亞胺前驅物的合成順序,除了未使用甲基丙烯酸-2-羥基乙酯之外以相同順序將聚醯亞胺前驅物A-7進行了合成。該聚醯亞胺前驅物A-7為不具有自由基聚合性基的例。
<感光性樹脂組成物的製備>
將樹脂與下述表中記載之成分進行混合,作為均勻的溶液製備出感光性樹脂組成物的塗佈液。使各感光性樹脂組成物通過細孔寬度為0.8μm的UPE製的過濾器,將其進行了加壓過濾。
將樹脂與下述表中記載之成分進行混合,作為均勻的溶液製備出感光性樹脂組成物的塗佈液。使各感光性樹脂組成物通過細孔寬度為0.8μm的UPE製的過濾器,將其進行了加壓過濾。
<耐化學性>
使各感光性樹脂組成物通過細孔的寬度為0.8μm的過濾器,將其進行加壓過濾之後,利用旋塗法,在矽晶圓上形成了感光性樹脂組成物層。將應用了所獲得之感光性樹脂組成物層之矽晶圓在加熱板上100℃乾燥5分鐘,使之成為了在矽晶圓上15μm的厚度均勻的感光性樹脂組成物層。使用步進機(Nikon NSR 2005 i9C),將矽晶圓上的感光性樹脂組成物層以500mJ/cm2 的曝光能量進行曝光,將曝光感光性樹脂組成物層(樹脂層)在氮氣氣氛下以10℃/分鐘的升溫速度升溫,並以下述表1中記載之溫度及時間進行加熱,從而獲得了感光性樹脂組成物層的硬化層(樹脂層)。
以下述條件將所獲得之樹脂層浸漬於下述藥液中,並計算出溶解速度。
藥品:二甲基亞碸(DMSO)與25質量%的氫氧化四甲基銨(TMAH)溶液的90:10(質量比)的混合物
評價條件:將樹脂層在溶液中75℃下浸漬15分鐘,比較浸漬前後的膜厚,計算出溶解速度(nm/分鐘)。
使各感光性樹脂組成物通過細孔的寬度為0.8μm的過濾器,將其進行加壓過濾之後,利用旋塗法,在矽晶圓上形成了感光性樹脂組成物層。將應用了所獲得之感光性樹脂組成物層之矽晶圓在加熱板上100℃乾燥5分鐘,使之成為了在矽晶圓上15μm的厚度均勻的感光性樹脂組成物層。使用步進機(Nikon NSR 2005 i9C),將矽晶圓上的感光性樹脂組成物層以500mJ/cm2 的曝光能量進行曝光,將曝光感光性樹脂組成物層(樹脂層)在氮氣氣氛下以10℃/分鐘的升溫速度升溫,並以下述表1中記載之溫度及時間進行加熱,從而獲得了感光性樹脂組成物層的硬化層(樹脂層)。
以下述條件將所獲得之樹脂層浸漬於下述藥液中,並計算出溶解速度。
藥品:二甲基亞碸(DMSO)與25質量%的氫氧化四甲基銨(TMAH)溶液的90:10(質量比)的混合物
評價條件:將樹脂層在溶液中75℃下浸漬15分鐘,比較浸漬前後的膜厚,計算出溶解速度(nm/分鐘)。
<斷裂伸長率>
藉由旋塗法在矽晶圓上形成了感光性樹脂組成物層。將應用了所獲得之感光性樹脂組成物層之矽晶圓在加熱板上100℃乾燥5分鐘,使之成為了在矽晶圓上15μm的厚度均勻的感光性樹脂組成物層。使用步進機(Nikon NSR 2005 i9C)以500mJ/cm2 的曝光能量將矽晶圓上的感光性樹脂組成物層進行了曝光。使曝光之感光性樹脂組成物層在氮氣氣氛下,以10℃/分鐘的升溫速度升溫,並以下述表1中記載之溫度及時間加熱,從而獲得了感光性樹脂組成物層的硬化層(樹脂層)。將樹脂層在4.9體積%氫氟酸溶液中浸漬30分鐘,從矽晶圓剝離樹脂層,從而獲得了樹脂層。
關於樹脂層的斷裂伸長率,使用拉伸力試驗機(Tensilon),作為十字頭速度300mm/分鐘、寬度10mm、試樣長度50mm,在薄膜的長邊方向及寬度方向上,於25℃、65%RH(相對濕度)的環境下,依照JIS-K6251進行了測定。評價中,將長邊方向及寬度方向各自的斷裂伸長率各測定5次,使用了長邊方向及寬度方向的斷裂伸長率的平均值。另外,斷裂伸長率的算式,按照JIS,Eb =(Lb -L0 )/L0 ×100:Eb 為斷裂伸長率(%)、L0 為試驗片的原來的長度(mm)、Lb 為破裂時的長度(mm)。
藉由旋塗法在矽晶圓上形成了感光性樹脂組成物層。將應用了所獲得之感光性樹脂組成物層之矽晶圓在加熱板上100℃乾燥5分鐘,使之成為了在矽晶圓上15μm的厚度均勻的感光性樹脂組成物層。使用步進機(Nikon NSR 2005 i9C)以500mJ/cm2 的曝光能量將矽晶圓上的感光性樹脂組成物層進行了曝光。使曝光之感光性樹脂組成物層在氮氣氣氛下,以10℃/分鐘的升溫速度升溫,並以下述表1中記載之溫度及時間加熱,從而獲得了感光性樹脂組成物層的硬化層(樹脂層)。將樹脂層在4.9體積%氫氟酸溶液中浸漬30分鐘,從矽晶圓剝離樹脂層,從而獲得了樹脂層。
關於樹脂層的斷裂伸長率,使用拉伸力試驗機(Tensilon),作為十字頭速度300mm/分鐘、寬度10mm、試樣長度50mm,在薄膜的長邊方向及寬度方向上,於25℃、65%RH(相對濕度)的環境下,依照JIS-K6251進行了測定。評價中,將長邊方向及寬度方向各自的斷裂伸長率各測定5次,使用了長邊方向及寬度方向的斷裂伸長率的平均值。另外,斷裂伸長率的算式,按照JIS,Eb =(Lb -L0 )/L0 ×100:Eb 為斷裂伸長率(%)、L0 為試驗片的原來的長度(mm)、Lb 為破裂時的長度(mm)。
<硬化條件>
上述的耐化學性及斷裂伸長率的試驗中,加熱聚合物前驅物使其硬化而獲得硬化膜之溫度及時間分別在實施例及比較例中適當進行了決定。表1中記載有其條件。
上述的耐化學性及斷裂伸長率的試驗中,加熱聚合物前驅物使其硬化而獲得硬化膜之溫度及時間分別在實施例及比較例中適當進行了決定。表1中記載有其條件。
[表1]
摻合量:質量基準、(A)~(G)中以固體成分計為100%、(H)中以溶劑計為100%。
[表2]
摻合量:質量基準、(A)~(G)中以固體成分計為100%、(H)中以溶劑為100%。
[表2]
(A)樹脂(含雜環聚合物的前驅物)
A-1~A-7:合成例1~7中製造之含雜環聚合物的前驅物
A-1~A-7:合成例1~7中製造之含雜環聚合物的前驅物
(B)聚合性化合物
B-2:KAYARAD DPHA(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製)・・・上述例示之化合物B-2
B-2為與丙烯醯基的1個被氫原子取代之化合物混合的混合物、6官能化合物為主成分。
此外,B-1、B-3~B-14為在上述特定自由基聚合性化合物的項中例示之化合物。
B-2:KAYARAD DPHA(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製)・・・上述例示之化合物B-2
B-2為與丙烯醯基的1個被氫原子取代之化合物混合的混合物、6官能化合物為主成分。
此外,B-1、B-3~B-14為在上述特定自由基聚合性化合物的項中例示之化合物。
B-C1:SR-209(Sartomer Company製)
[化學式55]
[化學式55]
(C)光聚合起始劑
C-1:IRGACURE OXE 01(BASF公司製)
C-2:IRGACURE OXE 02(BASF公司製)
C-3:IRGACURE OXE 04(BASF公司製)
C-4:IRGACURE-784(BASF公司製)
C-5:NCI-831(ADEKA CORPORATION製)
C-1:IRGACURE OXE 01(BASF公司製)
C-2:IRGACURE OXE 02(BASF公司製)
C-3:IRGACURE OXE 04(BASF公司製)
C-4:IRGACURE-784(BASF公司製)
C-5:NCI-831(ADEKA CORPORATION製)
(D)熱鹼產生劑
D-1:下述化合物
D-2:下述化合物
D-3:下述化合物
[化學式56]
D-1:下述化合物
D-2:下述化合物
D-3:下述化合物
[化學式56]
(E)聚合抑制劑
E-1:1,4-苯醌
E-2:1,4-甲氧基苯酚
E-1:1,4-苯醌
E-2:1,4-甲氧基苯酚
(F)遷移抑制劑
F-1:1,2,4-三唑
F-2:1H-四唑
F-1:1,2,4-三唑
F-2:1H-四唑
(G)金屬接黏性改良劑(矽烷偶聯劑)
G-1:下述化合物
G-2:下述化合物
G-3:下述化合物
[化學式57]
G-1:下述化合物
G-2:下述化合物
G-3:下述化合物
[化學式57]
(H)溶劑
H-1:γ-丁內酯
H-2:二甲基亞碸
H-3:N-甲基-2-吡咯啶酮
H-4:乳酸乙酯
H-1:γ-丁內酯
H-2:二甲基亞碸
H-3:N-甲基-2-吡咯啶酮
H-4:乳酸乙酯
據上述結果可知,關於本發明中將所選定之特定自由基聚合性化合物與具有自由基聚合性基之含雜環聚合物的前驅物及熱鹼產生劑組合使用之感光性樹脂組成物,使用該感光性樹脂組成物形成之硬化膜中顯示高耐化學性和斷裂伸長率,能夠了兼顧這2個特性。另一方面,使用了不滿足本發明的規定的二官能的自由基聚合性化合物者(比較例3)和、未使用熱鹼產生劑者(比較例1、2)的耐化學性差,斷裂伸長率亦差。又,聚合物前驅物不包含聚合性官能基的情況(比較例4、5)亦導致耐化學性明顯差,且斷裂伸長率的值低。如此,本發明的結構中,只有同時使用特定自由基聚合性化合物、具有自由基聚合性基之含雜環聚合物前驅物及熱鹼產生劑時,單獨使用各成分時無法獲得的高效果才,以兼顧耐化學性和斷裂伸長率之形式顯現。可將此視為上述三種成分在聚合物前驅物的環化反應系統中成為一體而進行作用,從而帶來了協同效果。
<實施例100>
使實施例1的感光性樹脂組成物通過細孔的寬度為0.8μm的過濾器而將其進行加壓過濾之後,藉由旋塗法在矽晶圓上塗佈了感光性樹脂組成物。將塗佈感光性樹脂組成物層之矽晶圓在加熱板上,100℃下乾燥5分鐘,在矽晶圓上形成了15μm的厚度均勻的感光性樹脂組成物層。使用步進機(NiKon NSR 2005 i9C)對矽晶圓上的感光性樹脂組成物層以500mJ/cm2 的曝光能量進行曝光,利用環戊酮將曝光之感光性樹脂組成物層(樹脂層)顯影60秒鐘,從而形成了直徑10μm的孔。接著,在氮氣氣氛下,以10℃/分鐘的升溫速度升溫,分別達到表1及表2中記載之溫度之後,保持了表1及表2中記載之時間。冷卻至室溫之後,以覆蓋上述孔部分之方式在感光性樹脂組成物層的表面的一部分藉由蒸鍍法形成了厚度2μm的銅薄層(金屬層)。進而,在金屬層及感光性樹脂組成物層的表面再次使用同一種類的感光性樹脂組成物,與上述相同的方式再次實施從過濾感光性樹脂組成物至將圖案化之膜的加熱3小時為止的順序,從而製作出了由樹脂層/金屬層/樹脂層構成之積層體。
該樹脂層(再配線層用層間絕緣膜)的絕緣性優異。
又,使用該再配線層用層間絕緣膜製造半導體器件製造之結果,確認到動作正常。
使實施例1的感光性樹脂組成物通過細孔的寬度為0.8μm的過濾器而將其進行加壓過濾之後,藉由旋塗法在矽晶圓上塗佈了感光性樹脂組成物。將塗佈感光性樹脂組成物層之矽晶圓在加熱板上,100℃下乾燥5分鐘,在矽晶圓上形成了15μm的厚度均勻的感光性樹脂組成物層。使用步進機(NiKon NSR 2005 i9C)對矽晶圓上的感光性樹脂組成物層以500mJ/cm2 的曝光能量進行曝光,利用環戊酮將曝光之感光性樹脂組成物層(樹脂層)顯影60秒鐘,從而形成了直徑10μm的孔。接著,在氮氣氣氛下,以10℃/分鐘的升溫速度升溫,分別達到表1及表2中記載之溫度之後,保持了表1及表2中記載之時間。冷卻至室溫之後,以覆蓋上述孔部分之方式在感光性樹脂組成物層的表面的一部分藉由蒸鍍法形成了厚度2μm的銅薄層(金屬層)。進而,在金屬層及感光性樹脂組成物層的表面再次使用同一種類的感光性樹脂組成物,與上述相同的方式再次實施從過濾感光性樹脂組成物至將圖案化之膜的加熱3小時為止的順序,從而製作出了由樹脂層/金屬層/樹脂層構成之積層體。
該樹脂層(再配線層用層間絕緣膜)的絕緣性優異。
又,使用該再配線層用層間絕緣膜製造半導體器件製造之結果,確認到動作正常。
100‧‧‧半導體器件
101a~101d‧‧‧半導體元件
101‧‧‧積層體
102b~102d‧‧‧貫通電極
103a~103e‧‧‧金屬凸塊
105‧‧‧再配線層
110、110a、110b‧‧‧底部填充層
115‧‧‧絕緣膜
120‧‧‧配線基板
120a‧‧‧表面電極
圖1係表示半導體器件的一實施形態的結構之概略圖。
Claims (27)
- 一種感光性樹脂組成物,其含有含雜環聚合物的前驅物、熱鹼產生劑及自由基聚合性化合物, 該含雜環聚合物的前驅物具有自由基聚合性基, 該自由基聚合性化合物包括選自包含具有4個以上聚合性官能基之化合物及具有3個聚合性官能基並且分子量為400以下之化合物之組群中之至少1個自由基聚合性化合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之感光性樹脂組成物,其中 該聚合性官能基分別獨立地為選自乙烯基苯基、乙烯基及(甲基)丙烯醯基之基團。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性樹脂組成物,其中 該熱鹼產生劑具有由式(101)或式(102)表示之陽離子; 式(101)及式(102)中,R1 ~R6 分別獨立地表示氫原子或烴基,R9 表示烴基。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性樹脂組成物,其中 該含雜環聚合物的前驅物包括聚醯亞胺前驅物或聚苯并噁唑前驅物。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性樹脂組成物,其中 該含雜環聚合物的前驅物包括聚醯亞胺前驅物。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性樹脂組成物,其中 該含雜環聚合物的前驅物包含由下述式(1)表示之構成單元; 式(1)中,A1 及A2 分別獨立地表示氧原子或NH,R111 表示2價的有機基團,R115 表示4價的有機基團,R113 及R114 分別獨立地表示氫原子或1價的有機基團。
- 如申請專利範圍第6項所述之感光性樹脂組成物,其中 該R113 及該R114 中的至少1個包含自由基聚合性基。
- 如申請專利範圍第6項所述之感光性樹脂組成物,其中 該R115 包含芳香環。
- 如申請專利範圍第6項所述之感光性樹脂組成物,其中 該R111 由-Ar0 -L0 -Ar0 -表示,各Ar0 分別獨立地為包含芳香環之2價的基團,L0 為單鍵、可以被氟原子取代的碳數1~10的脂肪族烴基、-O-、-CO-、-S-、-SO2 -、-NHCO-及組合該等基團中的2個以上而成之基團。
- 如申請專利範圍第6項所述之感光性樹脂組成物,其中 該R111 為由下述式(51)或式(61)表示之基團; 式(51)中,R50 ~R57 分別獨立地為氫原子、氟原子或1價的有機基團,R50 ~R57 中的至少1個為氟原子、甲基、氟甲基、二氟甲基或三氟甲基; 式(61)中,R58 及R59 分別獨立地為氟原子、氟甲基、二氟甲基或三氟甲基。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性樹脂組成物,其含有光聚合起始劑。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性樹脂組成物,其中 該熱鹼產生劑與該自由基聚合性化合物的質量比為1.0~80。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性樹脂組成物,其中 相對於該含雜環聚合物的前驅物100質量份,使用2.5質量份以上且62.5質量份以下的該自由基聚合性化合物。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性樹脂組成物,其還含有溶劑。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性樹脂組成物,其用於使用含有90質量%以上的有機溶劑之顯影液進行之顯影。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性樹脂組成物,其用於形成再配線層用層間絕緣膜。
- 一種硬化膜,其由申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述之感光性樹脂組成物硬化而成。
- 一種積層體,其具有2層以上申請專利範圍第17項所述之硬化膜。
- 如申請專利範圍第18項所述之積層體,其在該硬化膜之間具有金屬層。
- 如申請專利範圍第18項所述之積層體,其具有3~7層該硬化膜。
- 一種硬化膜的製造方法,其包括:將申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述之感光性樹脂組成物應用於基板來形成感光性樹脂組成物層之感光性樹脂組成物層形成製程;及將該感光性樹脂組成物層進行曝光之曝光製程。
- 如申請專利範圍第21項所述之硬化膜的製造方法,其還具有在該曝光製程之後,將該感光性樹脂組成物層進行顯影之顯影製程。
- 如申請專利範圍第22項所述之硬化膜的製造方法,其中 該顯影製程使用含有90質量%以上的有機溶劑之顯影液來進行顯影。
- 如申請專利範圍第22項所述之硬化膜的製造方法,其包括在該顯影製程之後,將該感光性樹脂組成物層在50~450℃的溫度下加熱之顯影後加熱製程。
- 如申請專利範圍第24項所述之硬化膜的製造方法,其中 該加熱溫度為50~250℃。
- 如申請專利範圍第21項所述之硬化膜的製造方法,其中 該硬化膜的膜厚為1~30μm。
- 一種半導體器件,其具有申請專利範圍第17項所述之硬化膜或申請專利範圍第18項至第20項中任一項所述之積層體。
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