TW202024788A - 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裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種發揮優異之環化率並且保存穩定性亦優異之感光性樹脂組成物。又,提供一種利用了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裝置。感光性樹脂組成物含有特定的熱鹼產生劑和含雜環聚合物的前驅物,特定的熱鹼產生劑具有羥基與醯胺結構(-C(=O)-N=)藉由烴基L而連接之結構,L於L中的連接鏈的路徑上具有飽和烴基,且連接鏈的路徑上的原子數為3以上。

Description

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裝置
本發明係有關一種含有含雜環聚合物的前驅物之感光性樹脂組成物、硬化膜、積層體、硬化膜的製造方法及半導體裝置。
聚醯亞胺樹脂、聚苯并㗁唑樹脂等藉由環化而經硬化之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,若舉出實際安裝用半導體裝置的例,則可舉出作為絕緣膜和密封材的材料或保護膜的利用(參閱非專利文獻1及2等)。又,還用作可撓性基板的基膜或覆蓋層等。
該種聚醯亞胺樹脂等通常針對溶劑的溶解性低。因此,常使用以環化反應前的聚合物前驅物、具體而言,聚醯亞胺前驅物或聚苯并㗁唑前驅物的狀態溶解於溶劑之方法。藉此,能夠實現優異之操作性,並能夠於製作如上述那樣的各產品時以各種形態塗佈於基板等而進行加工。然後,進行加熱並將聚合物前驅物環化,從而能夠形成經硬化之樹脂。除了聚醯亞胺樹脂等所具有之高性能以外,還從該種製造上的適應性優異之觀點考慮,更加期待其產業上的應用發展。
例如,專利文獻1中記載有含有聚醯亞胺前驅物或聚苯并㗁唑前驅物和具有酚性羥基之光鹼產生劑之感光性樹脂組成物。進而,專利文獻1中記載有由於上述光鹼產生劑具有優異之靈敏度,因此可得到靈敏度高的感光性樹脂組成物。
又,專利文獻2中記載有含有具有特定的結構單元之聚醯亞胺前驅物和藉由光化射線照射而產生自由基之化合物之感光性樹脂組成物。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-121962號公報 [專利文獻2]日本特開2014-201695號公報 [非專利文獻]
[非專利文獻1]科學技術有限公司“聚醯亞胺的高功能化和應用技術”2008年4月 [非專利文獻2]柿本雅明/監修、CMC技術庫“聚醯亞胺材料的基礎和開發”2011年11月發行
專利文獻1中所記載之光鹼產生劑於常溫常壓下顯示活性,因此認為從感光性樹脂組成物的保存的觀點考慮亦有用。 然而,專利文獻1的感光性樹脂組成物中的鹼產生劑中,鹼的產生效率還不夠充分。當鹼的產生效率不充分時,樹脂的環化率降低而硬化容易變得不充分,且圖案形成時的曝光靈敏度亦容易變得不充分。
本發明係鑑於上述問題而成者,其目的為提供一種發揮優異之環化率並且保存穩定性亦優異之感光性樹脂組成物。
又,本發明的目的為提供一種使用上述感光性樹脂組成物而形成之硬化膜及積層體。又,本發明的目的為提供一種使用了上述感光性樹脂組成物之硬化膜的製造方法。進而,本發明的目的為包含上述硬化膜或上述積層體之半導體裝置。
上述課題藉由使用具有特定結構之鹼產生劑而得以解決。具體而言,藉由以下機構<1>,較佳為藉由<2>以後的機構解決了上述課題。
<1> 一種感光性樹脂組成物,其含有: 由下述式(N1)表示之熱鹼產生劑;及 含雜環聚合物的前驅物。 [化1]
Figure 02_image001
式(N1)中,L表示於連接相鄰之氧原子與碳原子之連接鏈的路徑上具有飽和烴基之2價烴基,且連接鏈的路徑上的原子數為3以上之烴基,RN1 及RN2 分別獨立地表示1價有機基,且可以彼此連接而形成環狀結構。 <2> 如<1>所述之感光性樹脂組成物,其中 前述式(N1)中的L具有由式(N2-a)或式(N2-b)表示之結構。 [化2]
Figure 02_image003
式(N2-a)中,L1 及L2 分別獨立地表示單鍵或烴基,L1 及L2 中的至少一者於前述路徑上含有飽和烴基,Ar表示伸芳基,式(N2-b)中,L3 表示於前述路徑上含有飽和烴基之烴基,Ar1 及Ar2 分別獨立地表示伸芳基。 <3> 如<1>或<2>所述之感光性樹脂組成物,其中 前述式(N1)中的RN1 及RN2 分別獨立地係脂肪族烴基。 <4> 如<3>所述之感光性樹脂組成物,其中 前述式(N1)中的RN1 及RN2 中的至少一個為具有極性基之脂肪族烴基。 <5> 如<1>或<2>所述之感光性樹脂組成物,其中 前述式(N1)中的RN1 及RN2 彼此連接而形成脂肪族環狀結構。 <6> 如<5>所述之感光性樹脂組成物,其中 前述脂肪族環狀結構至少具有極性基來作為取代基的一部分。 <7> 如<1>至<6>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其還含有光自由基聚合起始劑及自由基聚合性化合物。 <8> 如<1>至<7>中任一項所述之感光性樹脂組成物,其中 含雜環聚合物的前驅物含有聚醯亞胺前驅物或聚苯并㗁唑前驅物。 <9> 如<8>所述之感光性樹脂組成物,其中 含雜環聚合物的前驅物含有聚醯亞胺前驅物。 <10> 如<9>所述之感光性樹脂組成物,其中 聚醯亞胺前驅物具有由下述式(1)表示之構成單元。 [化3]
Figure 02_image005
式(1)中,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。 <11> 如<10>所述之感光性樹脂組成物,其中 式(1)中的R113 及R114 中的至少一者含有自由基聚合性基。 <12> 如<1>至<11>中任一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。 <13> 一種硬化膜,其使<1>至<12>中任一項所述之感光性樹脂組成物硬化而成。 <14> 一種積層體,其具有2層以上的<13>所述之硬化膜,且於前述硬化膜彼此的任意之間具有金屬層。 <15> 一種硬化膜的製造方法,其包括膜形成步驟,將<1>至<12>中任一項所述之感光性樹脂組成物適用於基板來形成膜。 <16> 如<15>所述之硬化膜的製造方法,其還包括於50~450℃下對前述膜進行加熱之步驟。 <17> 一種半導體裝置,其具有<13>所述之硬化膜或<14>所述之積層體。 [發明效果]
依本發明,可得到發揮優異之環化率並且保存穩定性亦優異之感光性樹脂組成物。又,藉由使用本發明的感光性樹脂組成物而能夠提供本發明的硬化膜、積層體、硬化膜的製造方法及半導體裝置。
以下,對本發明的主要實施形態進行說明。然而,本發明並不限定於所明示之實施形態。
本說明書中,利用“~”這一記號表示之數值範圍是指將記載於“~”前後之數值分別作為下限值及上限值而包含之範圍。
本說明書中,“步驟”這一術語是指不僅包含獨立的步驟,而且只要能夠實現該步驟的預期作用,則亦包括無法與其他步驟明確區分之步驟。
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是指同時包含不具有取代基者和具有取代基者。例如,當簡單記載為“烷基”時,是指包含不具有取代基之烷基(未經取代烷基)及具有取代基之烷基(經取代烷基)這兩者。又,當簡單記載為“烷基”時,是指可以為鏈狀亦可以為環狀,當為鏈狀時,可以為直鏈亦可以為支鏈。該等的定義與“烯基”、“伸烷基”及“伸烯基”相同。
本說明書中,除非另有說明,這時“曝光”是指不僅包含使用了光之描繪,亦包含使用電子束、離子束等粒子束之描繪。作為描繪中所使用之能量射線,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)及X射線等的光化射線以及電子射線及離子射線等粒子射線。
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,組成物中的固體成分濃度藉由相對於該組成物的總質量的除了溶劑以外的其他成分的質量百分率來表示。
本說明書中,除非另有說明,則物性值為溫度23℃及氣壓101325Pa(1氣壓)的條件下的值。
本說明書中,除非另有說明,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表示。該重量平均分子量(Mw)及數平均分子量(Mn)例如能夠利用HLC-8220(TOSOH CORPORATION製),並作為柱而使用保護柱HZ-L、TSKgel Super HZM-M、TSKgel Super HZ4000、TSKgel Super HZ3000及TSKgel Super HZ2000(TOSOH CORPORATION製)而求出。又,除非另有說明,則設為作為洗提液而利用THF(四氫呋喃)測定者。又,除非另有說明,則設為於GPC測定中的檢測中使用UV線(紫外線)的波長254 nm檢測器者。
本說明書中,關於構成積層體之各層的位置關係,記載為“上”或“下”時,於所關注之複數層中成為基準之層的上側或下側存在其他層即可。亦即,可以於成為基準之層與上述其他層之間進而夾有第3層或要件,且成為基準之層無需與上述其他層相接。又,除非另有說明,則將層堆疊在基材上之方向稱為“上”或當存在感光層時,將從基材朝向感光層之方向稱為“上”,並將其相反方向稱為“下”。此外,這種上下方向的設定是為了對方便本說明書進行說明,而於實際態樣中,本說明書中的“上”方向亦可於垂直向上方向不同。
[感光性樹脂組成物] 本發明的感光性樹脂組成物(以下,有時簡稱為“本發明的組成物”。)含有含雜環聚合物的前驅物和於下述進行說明之特定的熱鹼產生劑。進而,本發明的感光性樹脂組成物含有光自由基聚合起始劑及自由基聚合性化合物為較佳。以下,對本發明的感光性樹脂組成物的各含有成分進行詳細說明。
<含雜環聚合物的前驅物> 作為上述含雜環聚合物的前驅物,例示選自包括聚醯亞胺前驅物及聚苯并㗁唑前驅物之群組中之至少一種聚合物前驅物,聚醯亞胺前驅物為更佳。
<<聚醯亞胺前驅物>> 作為聚醯亞胺前驅物,含有由下述式(1)表示之構成單元為較佳。藉由設為該種構成,可得到膜強度更優異之組成物。 [化4]
Figure 02_image007
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的組合之基團,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的芳香族基或包含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,二胺包括碳數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者為較佳,包括碳數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5]
Figure 02_image009
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-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)2 -、-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-、-C(=O)-、-S-及-SO2 -中之基團為更佳,選自包含-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、(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6]
Figure 02_image011
又,作為較佳的例,亦可舉出於主鏈具有至少兩個以上的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,但並不限定於該等。
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7]
Figure 02_image013
上述中,x、y、z為平均值。
從所得到之硬化膜的柔軟性的觀點考慮,R111 由-Ar0 -L-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),伸苯基為較佳。L0 表示單鍵、可已經氟原子取代之碳數1~10的脂肪族烴基、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)2 -、-NHCO-以及選自該等的組合之基團。較佳範圍的定義與上述A相同。
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8]
Figure 02_image015
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。
當R50 ~R57 為1價有機基時,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9]
Figure 02_image017
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,包含芳香環之基團為較佳,由下述式(5)或式(6)表示之基團為更佳。
[化10]
Figure 02_image019
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11]
Figure 02_image021
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12]
Figure 02_image023
<<<R113 及R114 >>> R113 及R114 分別獨立地表示氫原子或1價有機基。R113 及R114 中的至少一個係含有自由基聚合性基之重複單元為較佳,兩者均含有自由基聚合性基為更佳。作為自由基聚合性基,為藉由自由基的作用,能夠進行交聯反應之基團,且作為較佳的例子,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、烯基、(甲基)丙烯醯基、由下述式(III)表示之基團等。
[化13]
Figure 02_image025
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;重複數係1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為特佳)。此外,(聚)氧伸烷基係指氧伸烷基或聚氧伸烷基。
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。
作為本發明中的聚醯亞胺前驅物的較佳的實施形態,可舉出作為R113 或R114 的1價有機基具有1、2或3個、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)。烷基可以係直鏈、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。環狀烷基可以係單環環狀烷基,亦可以係多環環狀烷基。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)。又,作為被芳香族基取代之烷基,經以下所述之芳香族基取代之直鏈烷基為較佳。
作為芳香族基,具體而言係經取代或未經取代之芳香族烴基(作為構成基團之環狀結構,可舉出苯環、萘環、聯苯環、茀環、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、三伸苯環等)或經取代或未經取代之芳香族雜環基(作為構成基團之環狀結構,茀環、吡咯環、呋喃環、噻吩環、咪唑環、㗁唑環、噻唑環、吡啶環、吡𠯤環、嘧啶環、噠𠯤環、吲哚𠯤環、吲哚環、苯并呋喃環、苯并噻吩環、異苯并呋喃環、喹𠯤環、喹啉環、酞𠯤環、萘啶環、喹㗁啉環、喹喔啉環、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、啡噻𠯤環或啡𠯤環)。
又,聚醯亞胺前驅物中,於構成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,並且20質量%以下為更佳。上限並無特別限制,實際上為50質量%以下。
又,以提高與基板的密接性為目的,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)或(1-B)表示之構成單元為較佳。
[化14]
Figure 02_image027
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之基團為較佳,自由基聚合性基為更佳。
A11 、A12 、R111 、R113 及R114 分別獨立地較佳範圍的定義與式(1)中的A1 、A2 、R111 、R113 及R114 的較佳範圍相同。
R112 的較佳範圍的定義與式(5)中的R112 相同,其中氧原子為更佳。
式中的羰基針對苯環的鍵結位置於式(1-A)中係4、5、3’、4’為較佳。於式(1-B)中係1、2、4、5為較佳。
聚醯亞胺前驅物中,由式(1)表示之構成單元可以係一種,亦可以係兩種以上。又,可以包含由式(1)表示之構成單元的結構異構物。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重複構成單元。
作為本發明中的聚醯亞胺前驅物的一實施方式,可例示總構成單元的50莫耳%以上,進而為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。
聚醯亞胺前驅物可藉由使二羧酸或二羧酸衍生物與二胺反應而得到。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。有機溶劑可以係一種,亦可以係兩種以上。
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(二甘醇二甲醚)、N-甲基吡咯烷酮及N-乙基吡咯烷酮。
製造聚醯亞胺前驅物時,包括析出固體之步驟為較佳。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。
<<聚苯并㗁唑前驅物>> 聚苯并㗁唑前驅物包含由下述式(2)表示之構成單元為較佳。 [化15]
Figure 02_image029
R121 表示2價有機基,R122 表示4價有機基,R123 及R124 分別獨立地表示氫原子或1價有機基。
式(2)中,R121 表示2價有機基。作為2價有機基,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)中的至少一種之基團為較佳。作為構成R121 之芳香族基,可舉出上述式(1)的R111 的例。作為上述脂肪族基,直鏈的脂肪族基為較佳。R121 源自4,4’-氧代二苯甲醯氯為較佳。
式(2)中,R122 表示4價有機基。作為4價有機基,定義與上述式(1)中的R115 相同,較佳的範圍亦相同。R122 源自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價有機基,定義與上述式(1)中的R113 及R114 相同,較佳的範圍亦相同。
除了上述的式(2)的構成單元以外,聚苯并㗁唑前驅物還可以包含其他種類的構成單元。
從能夠抑制伴隨閉環的硬化膜的翹曲的產生之方面考慮,前驅物包含由下述式(SL)表示之二胺殘基來作為其他種類的構成單元為較佳。
[化16]
Figure 02_image031
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 中的至少一個為芳香族基(較佳為碳數6~22,更佳為碳數6~18,特佳為碳數6~10),剩餘部分為氫原子或碳數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,且可以分別相同亦可以不同。a結構及b結構的聚合可以係嵌段聚合或隨機聚合。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,可舉出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係400~4000為較佳,500~3000為更佳。分子量能夠藉由通常所使用之凝膠滲透層析法求出。藉由將上述分子量設為上述範圍,能夠兼備降低聚苯并㗁唑前驅物的脫水閉環後的彈性模數,且抑制翹曲之效果和提高溶解性之效果。
當前驅物包含由式(SL)表示之二胺殘基來作為其他種類的構成單元時,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。作為該等四羧酸殘基的例,可舉出式(1)中的R115 的例。
聚苯并㗁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。
聚苯并㗁唑前驅物的分子量的分散度係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的聚合物前驅物的含量相對於組成物的總固體成分係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%以上為進一步較佳,60質量%以上為進一步較佳,70質量%以上為進一步較佳。又,本發明的感光性樹脂組成物中的聚合物前驅物的含量相對於組成物的總固體成分係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%以下為進一步較佳,95質量%以下為進一步較佳。
本發明的感光性樹脂組成物可以僅含有一種聚合物前驅物,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。
<熱鹼產生劑> 本發明的熱鹼產生劑由下述式(N1)表示。以下,將該熱鹼產生劑與其他熱鹼產生劑區分而稱為“特定的熱鹼產生劑”。
[化17]
Figure 02_image033
式(N1)中,L表示於連接相鄰之氧原子與碳原子之連接鏈的路徑上具有飽和烴基之2價烴基,且連接鏈的路徑上的原子數為3以上之烴基。又,RN1 及RN2 分別獨立地表示1價有機基。
本說明書中,“飽和烴基”是指至少具有一個藉由單鍵與四方的原子分別鍵結之碳原子之烴基。該種烴基的單純的例為-CH2 -(亞甲基)。“連接鏈”是指連接連接對象的2個原子或原子群組之間之路徑上的原子鏈中,以最短(最小原子數)連接該等連接對象者。例如,後述之例示化合物B-1中,L由伸苯基伸乙基構成,作為飽和烴基具有伸乙基,連接鏈由4個碳原子構成,連接鏈的路徑上的原子數(亦即,為構成連接鏈之原子的數量,以下,還稱為“連接鏈長”或“連接鏈的長度”。)為4。
上述特定的熱鹼產生劑於常溫下為酸性或中性,且並不促進含雜環聚合物的前驅物的環化。因此,含有上述特定的熱鹼產生劑之本發明的感光性樹脂組成物的保存穩定性優異。另一方面,上述特定的熱鹼產生劑中,藉由加熱而羥基的親核作用成為活性,藉此例如如下述反應式,羥基中的氧原子與羰基中的碳原子鍵結,且環化反應於分子內快速進行。其結果,式中的醯胺結構(-C(=O)-N=)部位的羰基與氮原子快速解離,從而有效地產生胺(較佳為二級胺)。因此,加熱後,藉由從該特定的熱鹼產生劑產生之鹼而含雜環聚合物的前驅物的環化有效地進行,因此所得到之硬化膜的斷裂伸長率優異。 [化18]
Figure 02_image035
上述之專利文獻1的鹼產生劑(後述之用於比較例的鹼產生劑)亦具有醯胺結構與羥基藉由2價烴基而連接之結構。因此,專利文獻1的鹼產生劑中,上述2價烴基由乙烯性雙鍵及伸苯基構成,從而認為結構剛性高,且分子內的旋轉自由度低。其結果,專利文獻1的鹼產生劑中,上述分子內環化反應不易進行,因此認為鹼的產生效率未提高。
另一方面,本發明的組成物中的熱鹼產生劑中,連接醯胺結構與羥基之2價烴基於連接鏈的路徑上具有飽和烴基。其結果,熱鹼產生劑的立體旋轉自由度高,且上述分子內環化反應快速進行,因此認為鹼的產生效率亦高。
本發明中,式(N1)中的L中的碳數(還含有除了連接鏈中的碳原子以外的碳原子)係3~24為較佳。上限係12以下為更佳,10以下為進一步較佳,8以下為特佳。下限係4以上為更佳。從上述分子內環化反應快速進行之觀點考慮,L的連接鏈長的上限係12以下為較佳,8以下為更佳,6以下為進一步較佳,5以下為特佳。尤其,L的連接鏈長係4或5為較佳,4為最佳。
式(N1)中的L可以為脂肪族烴基(第1實施形態),並且可以於連接鏈上具有伸芳基(第2實施形態)。以下,對L的各實施形態進行說明。
式(N1)中的L的第1實施形態為碳數3以上的脂肪族烴基。脂肪族烴基可以具有以下所示之取代基T,亦可以於連接鏈的路徑上具有除了碳原子以外的原子(尤其氧原子)。關於脂肪族烴基的碳數,從使上述分子內環化反應快速進行之觀點考慮,3~12為較佳,3~6為更佳,4或5為進一步較佳。關於脂肪族烴基,具體而言,係直鏈或支鏈的鏈狀伸烷基、環狀伸烷基、鏈狀伸烷基與環狀伸烷基的組合之基團、於鏈中具有氧原子之伸烷基、直鏈或支鏈的鏈狀伸烯基、環狀伸烯基等。
直鏈或支鏈的鏈狀伸烷基的碳數係3~12為較佳,3~6為更佳,4或5為進一步較佳。直鏈或支鏈的鏈狀伸烷基例如係亞甲基、伸乙基、丙二基、丁二基、戊二基、己二基、庚二基、辛二基、壬二基、癸二基、十一烷二基、十二烷二基等。
環狀伸烷基的碳數係4~12為較佳,5~10為更佳,6~8為進一步較佳。環狀伸烷基例如係環戊二基、環己二基、環庚二基、環辛二基等。
鏈狀伸烷基與環狀伸烷基的組合之基團的碳數係4~24為較佳,5~12為更佳,6~10為進一步較佳。鏈狀伸烷基與環狀伸烷基的組合之基團例如係亞甲基環己二基、伸乙基環環己二基、伸丙基環己二基、亞甲基環己二基亞甲基、伸乙基環己二基伸乙基等。
於鏈中具有氧原子之伸烷基可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一種。該種伸烷基的碳數係2~12為較佳,3~8為更佳,4~6為進一步較佳。該種伸烷基例如係亞甲基氧基亞甲基、伸乙基氧基伸乙基、伸丙基氧基伸丙基、伸丁基氧基伸丁基等。
直鏈或支鏈的鏈狀的伸烯基的碳數係3~12為較佳,3~8為更佳,4~6為進一步較佳。該種伸烯基中的C=C鍵的數量係1~10為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳。尤其,於L的連接鏈的路徑上,C=C鍵的數量係1為較佳。該種伸烯基例如係伸丙烯基、異伸丙烯基、伸丁烯基、異丁烯基等。
環狀伸烯基的碳數係4~12為較佳,5~10為更佳,6~8為進一步較佳。環狀伸烯基的C=C鍵的數量係1~6為較佳,1~4為更佳,1~2為進一步較佳。尤其,於L的連接鏈的路徑上,C=C鍵的數量係1為較佳。環狀伸烯基例如係環丙烯二基、環丁烯二基、環己烯二基等。
(取代基T) 作為取代基T,可舉出鹵素原子、氰基、硝基、烴基、雜環基、-ORt1 、-CORt1 、-COORt1 、-OCORt1 、-NRt1 Rt2 、-NHCORt1 、-CONRt1 Rt2 、-NHCONRt1 Rt2 、-NHCOORt1 、-SRt1 、-SO2 Rt1 、-SO2 ORt1 、-NHSO2 Rt1 或-SO2 NRt1 Rt2 。Rt1 及Rt2 分別獨立地表示氫原子、烴基或雜環基。Rt1 與Rt2 可以鍵結而形成環。
關於取代基T,作為鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。作為烴基,可舉出烷基、烯基、炔基、芳基。烷基的碳數係1~30為較佳,1~15為更佳,1~8為進一步較佳。烷基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳,支鏈為更佳。烯基的碳數係2~30為較佳,2~12為更佳,2~8為特佳。烯基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳。炔基的碳數係2~30為較佳,2~25為更佳。炔基為直鏈、支鏈、環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳。芳基的碳數係6~30為較佳,6~20為更佳,6~12為進一步較佳。雜環基可以為單環,亦可以為縮合環。雜環基係單環或縮合數係2~4的縮合環為較佳。構成雜環基的環之雜原子的數量係1~3為較佳。構成雜環基的環之雜原子係氮原子、氧原子或硫原子為較佳。構成雜環基的環之碳原子的數量係3~30為較佳,3~18為更佳,3~12為更佳。 烴基及雜環基還可以具有取代基,亦可以未經取代。作為取代基,可舉出以上述之取代基T進行了說明之取代基。
又,式(N1)中的L的第2實施形態為碳數3以上並且於上述連接鏈上具有伸芳基之烴基。尤其,L由下述式(N2-a)或下述式(N2-b)所表示之烴基構成為較佳。 [化19]
Figure 02_image037
式(N2-a)中,L1 及L2 分別獨立地表示單鍵或烴基,L1 及L2 中的至少一者於上述連接鏈的路徑上含有飽和烴基,Ar表示伸芳基。又,Ar中連接L1 與L2 之連接鏈的長度係2或3為較佳。亦即,當Ar為伸苯基時,L1 及L2 彼此於鄰位或間位的位置鍵結為較佳。L1 、L2 及Ar可以分別獨立地具有取代基T。
式(N2-b)中,L3 表示於連接Ar1 與Ar2 之連接鏈的路徑上含有飽和烴基之烴基,Ar1 及Ar2 分別獨立地表示伸芳基。又,連接Ar1 中相鄰之氧原子與L3 之連接鏈的長度係2或3為較佳。亦即,當Ar1 為伸苯基時,相鄰之氧原子及L3 彼此於鄰位或間位的位置鍵結為較佳。進而,連接Ar2 中相鄰之碳原子與L3 之連接鏈的長度係2或3為較佳。亦即,當Ar2 表示伸苯基時,相鄰之碳原子及L3 彼此於鄰位或間位的位置鍵結為較佳。L3 、Ar1 及Ar2 可以分別獨立地具有取代基T。
烴基L1 、L2 及L3 分別獨立地為碳數1~10的直鏈或支鏈的鏈狀伸烷基為較佳。其中,碳數係1~6為更佳,1~4為進一步較佳,1或2為特佳。該種鏈狀伸烷基例如係亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、戊二基、己二基等。
伸芳基Ar、Ar1 及Ar2 的碳數係5~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳。伸芳基例如係伸苯基、伸萘基、蒽二基、菲二基等,伸苯基或伸萘基為更佳。
由式(N2-a)或式(N2-b)表示之烴基例如係碳數7~23的伸芳基伸烷基,碳數係7~19為更佳,7~11為進一步較佳。關於該種伸芳基伸烷基,更具體而言,為伸苯基亞甲基、伸苯基伸乙基、伸萘基亞甲基、伸萘基伸乙基、伸苯基-正丁二基、伸苯基異丁二基、鄰-二甲苯二基、間-二甲苯二基、鄰-伸乙基伸苯基伸乙基、鄰-亞甲基伸苯基伸乙基、間-亞甲基伸苯基伸乙基、伸苯基亞甲基伸苯基、伸苯基伸乙基伸苯基等。
另一方面,本發明中,式(N1)中的RN1 及RN2 分別獨立地表示1價有機基(碳數1~24為較佳,2~18為更佳,3~12為進一步較佳),烴基(碳數1~24為較佳,1~12為更佳,1~10為進一步較佳)為較佳,具體而言,能夠舉出脂肪族烴基(碳數1~24為較佳,1~12為更佳,1~10為進一步較佳)或芳香族烴基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳),脂肪族烴基為較佳。作為RN1 及RN2 ,若使用脂肪族烴基,則所產生之鹼的鹼性高而較佳。
該種脂肪族烴基及芳香族烴基可以具有取代基T。尤其,從促進特定的熱鹼產生劑的分子內環化反應之觀點考慮,脂肪族烴基及芳香族烴基具有極性基(例如,羥基、羧基、羰基、氰基、鹵素基、醯胺鍵及酯鍵等)來作為取代基或取代基的一部分為較佳。更具體而言,極性基係羥基、羧基、氰基、硝基、烷基羰基、烷基氧基羰基、芳基羰基、芳基氧基羰基、胺基羰基、烷氧基、芳氧基、磺基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、烷基氧基磺醯基、芳基氧基磺醯基、胺基磺醯基及鹵素基中的至少一種為較佳,其中含有氧原子之取代基為更佳,羥基及羧基中的至少一種為進一步較佳。又,如上述那樣的脂肪族烴基及芳香族烴基可以於脂肪族烴鏈中或芳香環中具有氧原子。
作為構成RN1 及RN2 之脂肪族烴基,可舉出直鏈或支鏈的鏈狀烷基、環狀烷基、鏈狀烷基與環狀烷基的組合之基團、於鏈中具有氧原子之烷基。
直鏈或支鏈的鏈狀烷基的碳數係1~24為較佳,2~18為更佳,3~12為進一步較佳。直鏈或支鏈的鏈狀烷基例如係甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基等。
環狀烷基的碳數係3~12為較佳,3~6為更佳。環狀烷基例如係環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環辛基等。
鏈狀烷基與環狀烷基的組合之基團的碳數係4~24為較佳,4~18為更佳,4~12為進一步較佳。鏈狀烷基與環狀烷基的組合之基團例如係環己基甲基、環己基乙基、環己基丙基、甲基環己基甲基、乙基環己基乙基等。
於鏈中具有氧原子之烷基的碳數係2~12為較佳,2~6為更佳,2~4為進一步較佳。於鏈中具有氧原子之烷基可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一種。
其中,從提高所產生之鹼的鹼性之觀點考慮,RN1 及RN2 係碳數5~12的烷基為較佳。然而,將長鏈的鏈狀烷基使用於感光性樹脂組成物時,有時將硬化膜與金屬(例如銅)層積層時密接性差,於重視該方面之配方中,從抑制其並能夠維持與金屬層的良好的密接性之方面考慮,RN1 及RN2 係具有環狀烷基之基團或碳數1~8的烷基為較佳。
RN1 及RN2 可以彼此連接而形成環狀結構。形成環狀結構時,可以於環狀結構的主鏈中具有氧原子等。又,RN1 及RN2 所形成之環狀結構可以為單環,亦可以為縮合環,但單環為較佳。作為所形成之環狀結構,式(N1)中的含有氮原子之5員環或6員環為較佳,例如,可舉出吡咯環、咪唑環、吡作環、吡咯啉環、吡咯啶環、咪唑環、吡唑啶環、哌啶環、哌嗪環、嗎啉環等,且可較佳地舉出吡咯啉環、吡咯啶環、哌啶環、哌嗪環、嗎啉環。關於環狀結構,從提高所產生之鹼的鹼性之觀點考慮,脂肪族環狀結構為較佳。進而,關於環狀結構,從促進分子內環化反應之觀點考慮,具有上述之極性基來作為取代基或取代基的一部分為較佳。
本發明中,上述特定的熱鹼產生劑係由式(N3)表示之化合物為更佳。
[化20]
Figure 02_image039
式(N3)中,LN1 及LN2 分別獨立地表示單鍵或碳數1~10且直鏈或支鏈的伸烷基,LN1 及LN2 中的至少一個係碳數1~10且直鏈或支鏈的伸烷基。又,式(N3)中,RN1 及RN2 的定義分別與式(N1)中的RN1 及RN2 相同,且可以彼此連接而形成環狀結構。RN3 ~RN6 分別獨立地表示氫原子、鹵素原子或1價有機基。RN3 ~RN6 中,該等的2個以上可以鍵結而形成環狀結構,亦可以含有雜原子的鍵。
LN1 及LN2 係單鍵或碳數1~6且直鏈或支鏈的伸烷基為較佳。又,當為伸烷基時,連接相鄰之碳原子之連接鏈的長度係2或3之碳數1~4的伸烷基為更佳。作為LN1 及LN2 的較佳態樣,例如可舉出LN1 為連接鏈長2或3的伸烷基,且LN2 為單鍵之態樣、LN1 及LN2 該兩者分別獨立地為連接鏈長1或2的伸烷基之態樣、LN1 為單鍵,且LN2 為連接鏈長2或3的伸烷基之態樣。LN1 及LN2 可以分別獨立地具有取代基T。
RN3 ~RN6 中,鹵素原子係氟原子、氯原子或溴原子為較佳,氟原子或氯原子為較佳。
RN3 ~RN6 中,1價有機基係由選自包括直鏈或支鏈的鏈狀烷基、環狀烷基、直鏈或支鏈的鏈狀烯基、環狀烯基、於鏈中具有氧原子之烷基及芳基之群組中之一種或兩種以上的組合構成之烴基為較佳。又,上述烴基可以具有取代基T。
RN3 ~RN6 中,除了烴基以外,1價有機基亦可以含有包含雜原子之鍵或取代基。作為該種鍵,可舉出醚鍵、硫醚鍵、羰基鍵、硫代羰基鍵、酯鍵、醯胺鹼等。又,作為該種取代基,可舉出羥基、巰基、氰基、甲矽烷基、矽烷醇基、烷氧基、烷氧基羰基、硝基、羧基、醯基、醯基氧基、亞磺酸基、磺基、烷基醚基、胺基等。
本發明中,上述特定的熱鹼產生劑係由式(N4)表示之化合物為進一步較佳。
[化21]
Figure 02_image041
式(N4)中,LN1 、LN2 及RN3 ~RN6 的定義分別與式(N3)中的LN1 、LN2 及RN3 ~RN6 相同。又,AN 表示式(N4)中的含有氮原子之環狀結構,LN3 按括號獨立地表示單鍵或2價有機基,Q按括號獨立地表示極性基。n表示0~3的整數,1或2為較佳,1為較佳。
AN 係由RN1 及RN2 彼此連接而形成了環狀結構者,可以為單環,亦可以為縮合環,單環為較佳。當AN 為單環時,5員環或6員環為較佳,較佳的環狀結構如上述所例示。AN 可以具有除了-LN3 -Q以外的取代基T。
LN3 中,2價有機基並無特別限制,但能夠含有氧原子之烴基為較佳。又,LN3 係由選自包括直鏈或支鏈的鏈狀伸烷基、環狀伸烷基、於鏈中具有氧原子之伸烷基、直鏈或支鏈的鏈狀伸烯基、環狀伸烯基及伸芳基之群組中之一種或兩種以上的組合構成之烴基為較佳。各要素的詳細內容與關於上述式(N1)中的L的說明及關於上述式(N2)的說明相同。尤其,LN3 係能夠具有取代基T之碳數1~4的伸烷基為較佳。
關於極性基Q,從與含雜環聚合物的前驅物的相容性的觀點考慮,羥基、羧基、氰基、硝基、烷基羰基、烷基氧基羰基、芳基羰基、芳基氧基羰基、胺基羰基、烷氧基、芳基氧基、磺基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、烷基氧基磺醯基、芳基氧基磺醯基、胺基磺醯基及鹵素基中的至少一種為較佳,其中含有氧原子之取代基為更佳,羥基或羧基為進一步較佳。
本發明中,從特定的熱鹼產生劑產生鹼時,亦能夠設為除了所產生之鹼以外的分解物揮發而實質上未殘留於膜中之構成。其中“實質上為殘留”是指,1質量%以下為較佳,0.5質量%以下,或者可以為0.1質量%以下。
由上述式(N1)表示之特定的熱鹼產生劑藉由加熱而分解,從而生成由下述式(A1)表示之胺化合物。
[化22]
Figure 02_image043
式(A1)中,RN1 及RN2 的定義分別與式(N1)中的RN1 及RN2 相同。
特定的熱鹼產生劑發揮如下作用,亦即使其含有於感光性樹脂組成物中,且與含雜環聚合物的前驅物組合使用,於感光性樹脂組成物中藉由加熱而分解來產生鹼,藉此促進聚合物前驅物的環化反應,並有效地使組成物硬化。感光性樹脂組成物進而與自由基聚合性化合物及光自由基聚合起始劑組合為更佳。特定的熱鹼產生劑的分解溫度並無特別限定,但50℃以上為較佳,80℃以上為更佳,120℃以上為進一步較佳,140℃以上為進一步較佳。作為上限,450℃以下為進一步較佳,350℃以下為更佳,250℃以下為進一步較佳。藉由形成為於更低的低溫下分解之化合物,使用於感光性樹脂組成物中時,能夠藉由消耗更低的能量來使感光性樹脂組成物硬化為較佳。另一方面,藉由將分解溫度設為上述下限值以上,抑制了於常溫下保存時意外產生鹼並發揮作用,從而提高了感光性樹脂組成物的保存穩定性,從該方面考慮為較佳。
依本發明之特定的熱鹼產生劑,不會與有時含有於感光性樹脂組成物之光敏劑(光自由基聚合起始劑等)或自由基聚合性化合物等反應等而阻礙其感光性,能夠有效地維持硬化後的感光性,並能夠發揮之後的良好的曝光顯影特性,因此為特佳。
從如上述那樣將有效的分解溫度的設定設為較佳的範圍之觀點考慮,特定的熱鹼產生劑中其分子量係100以上為較佳,150以上為更佳,200以上為更佳,250以上為進一步較佳。作為上限,1000以下較為實際。
作為由式(N1)表示之熱鹼產生劑,可舉出下述例,但本發明並不是限定於此而解釋者。
[化23]
Figure 02_image045
[化24]
Figure 02_image047
[化25]
Figure 02_image049
[化26]
Figure 02_image051
由上述式(N1)表示之熱鹼產生劑能夠藉由常規方法來製造。又,能夠活用市售的試劑。
由上述式(N1)表示之特定的熱鹼產生劑中,所產生之鹼的共軛酸的pKa係8以上為較佳,9以上為更佳,10以上為進一步較佳。上限並無限定,14以下較為實際。藉由將特定的熱鹼產生劑的pKa設為上述範圍,所產生之鹼能夠有效地促進聚合物前驅物的環化反應,並能夠於低溫下提高硬化膜的斷裂伸長,從該方面考慮為較佳。其中pKa為藉由以下方法特定之值。
本說明書所述之pKa是指,考慮到從酸釋放出氫離子之解離反應,用其負的常用對數pKa表示其平衡定數Ka者。pKa越小表示越強的酸。除非另有說明,則pKa為基於ACD/ChemSketch(註冊商標)之計算值。或者,可以參閱日本化學會編輯“改訂5版 化學便覽 基礎編”中所揭載之值。
特定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係0.005~50質量%為較佳。下限係0.05質量%以上為更佳,0.5質量%以上為進一步較佳,1質量%以上為特佳。上限係20質量%以下為更佳,10質量%以下為進一步較佳,5質量%以下為特佳。
相對於聚合物前驅物100質量份之特定的熱鹼產生劑的含量係0.005質量份以上為較佳,0.06質量份以上為更佳,0.5質量份以上為進一步較佳,1質量份以上為進一步較佳。上限例如係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,7.5質量份以下為特佳。
藉由將特定的熱鹼產生劑的含量設為上述下限值以上,於感光性樹脂組成物中確保良好的保存穩定性,並且能夠較佳地實現硬化膜的機械特性,從該方面考慮為較佳。藉由設為上述上限值以下,能夠確保金屬(例如,配線等中所使用之銅)的耐腐蝕性,從該方面考慮為較佳。
特定的熱鹼產生劑能夠使用一種或兩種以上。當使用兩種以上時,合計量係上述範圍為較佳。
本發明的感光性樹脂組成物可以含有除了特定的熱鹼產生劑以外的其他熱鹼產生劑,亦可以不含有。當含有其他熱鹼產生劑時,例示WO2015/199219號公報及WO2015/199220號公報中所記載者,並將該等的內容編入本說明書中。又,本發明中,亦能夠設為實質上不含有除了特定的熱鹼產生劑以外的其他熱鹼產生劑之構成。實質上不含有是指,本發明的感光性樹脂組成物中所含有之特定的熱鹼產生劑的含量的5質量%以下,較佳為3質量%以下,更佳為1質量%。
又,可以與特定的熱鹼產生劑一同含有光鹼產生劑,亦可以不含有。
<光敏劑> 本發明的感光性樹脂組成物含有光敏劑為較佳。作為光敏劑,可舉出光自由基聚合起始劑,除此以外,例如可以含有光硬化促進劑、熱自由基聚合起始劑、熱酸產生劑。
<<光聚合起始劑>> 光敏劑中能夠使用之光聚合起始劑係光自由基聚合起始劑為較佳。作為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,可以係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(例如具有三𠯤骨架之化合物、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、國際公開WO2015/199219號的0138~0151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(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,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(曝光餘裕度)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,例如可舉出下述結構的化合物、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。本發明的感光性樹脂組成物中,尤其使用肟化合物(肟系光聚合起始劑)來作為光自由基聚合起始劑為較佳。肟系光聚合起始劑於分子內具有>C=N-O-C(=O)-的連接基。
[化27]
Figure 02_image053
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自由基聚合起始劑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,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。作為該等肟化合物的具體例,可舉出日本特開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。
作為最佳之肟化合物,可舉出日本特開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,光自由基聚合起始劑係選自包含三鹵甲基三𠯤化合物、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為較佳。
更佳的光自由基聚合起始劑係三鹵甲基三𠯤化合物、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𠯤化合物、α-胺基酮化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚體、二苯甲酮化合物之群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,肟化合物為更進一步較佳。
又,光自由基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-口末啉基苯基)-丁酮-1,2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-口末啉基-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28]
Figure 02_image055
式(I)中,RI00 係碳數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、由碳數1~20的烷基、碳數1~12的烷氧基、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的烷基中的至少一個取代之苯基或聯苯基,RI01 係由式(II)表示之基團,或者係與RI00 相同的基團,RI02 ~RI04 各自獨立地係碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基或鹵素。
[化29]
Figure 02_image057
式中,RI05 ~RI07 與上述式(I)的RI02 ~RI04 相同。
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。
當含有光聚合起始劑時,其含量相對於本發明的感光性樹脂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。
<<熱聚合起始劑>> 作為感光劑可以使用熱聚合起始劑,尤其可以使用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,能夠進行聚合物前驅物的環化,並且進行聚合物前驅物的聚合反應,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,其含量相對於本發明的感光性樹脂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>> 本發明的感光性樹脂組成物含有聚合性化合物為較佳。作為聚合性化合物,能夠使用自由基聚合性化合物。自由基聚合性化合物為具有自由基聚合性基之化合物。作為自由基聚合性基,可舉出乙烯基、烯基、乙烯基苯基、(甲基)丙烯醯基等具有乙烯性不飽和鍵之基團。自由基聚合性基係(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的數量可以為1個,亦可以為2個以上,但自由基聚合性化合物具有2個以上的自由基聚合性基為較佳,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,本發明的感光性樹脂組成物含有至少一種包含2個以上的聚合性基之2官能以上的自由基聚合性化合物為較佳,含有至少一種3官能以上的自由基聚合性化合物為更佳。又,亦可以為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、伊康酸、巴豆酸、異巴豆酸、順丁烯二酸等)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價胺化合物的醯胺類。又,亦可較佳地使用羥基或胺基、磺醯基等具有親核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、單官能或多官能羧酸與脫水縮合反應物等。又,異氰酸酯基或環氧基等具有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、硫醇類的加成反應物、進而鹵素基或甲苯磺醯基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、硫醇類的取代反應物亦為較佳。又,作為其他例,亦能夠替代上述不飽和羧酸而使用不飽和膦酸、苯乙烯等經乙烯基苯衍生物、乙烯醚、烯丙醚取代之化合物群組。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℃以上的沸點亦為較佳。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號各公報中所記載之(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。又,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,亦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,亦能夠使用日本特開2010-160418號公報、日本特開2010-129825號公報、日本專利申請第4364216號公報等中所記載之茀環,具有2個以上的包含乙烯性不飽和鍵之基團之化合物或酚酞樹脂。
進而,作為其他例,亦能夠舉出日本特公昭46-043946號公報、日本特公平1-040337號公報、日本特公平1-040336號公報中所記載之特定的不飽和化合物、日本特開平2-025493號公報中所記載之乙烯基膦酸系化合物等。又,亦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,亦能夠使用“Journal of the Adhesion Society of Japan”vol.20、No.7、300頁~308頁(1984年)中作為光硬化性單體及寡聚物所介紹者。
除了上述以外,亦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、國際公開WO2015/199219號的0087~0131段中所記載之化合物,並將該等內容編入本說明書中。
又,作為自由基聚合性化合物亦能夠使用對於日本特開平10-062986號公報中作為式(1)及式(2)於其具體例一同記載的多官能醇加成環氧乙烷或環氧丙烷之後進行(甲基)丙烯酸化而成之化合物。
進而,作為其他自由基聚合性化合物亦能夠使用日本特開2015-187211號公報的0104~0131段中所記載之化合物,並將該等內容編入本說明書。
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2-032293號公報、日本特公平2-016765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,亦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1-105238號公報中所記載之於分子內具有胺結構或硫化物結構之化合物。
自由基聚合性化合物可以為羧基、磷酸基等具有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係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為新戊四醇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。若自由基聚合性化合物的酸值為上述範圍,則製造上的操作性優異,進而顯影性優異。又,聚合性良好。
關於本發明的感光性樹脂組成物,從伴隨硬化膜的彈性模數控制之翹曲抑制的觀點考慮,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-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己內醯胺等N-乙烯基化合物類、烯基縮水甘油醚、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>> 本發明的感光性樹脂組成物還能夠含有除了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、烷氧基甲基或醯基氧基甲基之化合物;環氧化合物;氧雜環丁烷化合物;苯并㗁𠯤化合物。
<<<具有羥甲基、烷氧基甲基或醯基氧基甲基之化合物>>> 作為具有羥甲基、烷氧基甲基或醯基氧基甲基之化合物,由下述式(AM1)、(AM4)或(AM5)表示之化合物為較佳。
[化30]
Figure 02_image059
(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31]
Figure 02_image061
(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32]
Figure 02_image063
(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(以上為商品名,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,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翹曲。
環氧化合物含有聚環氧乙烷基為較佳。藉此,彈性模數進一步降低,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係2以上者,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氧烷等,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、EPICLON(註冊商標)EXA-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,或者可以混合使用兩種以上。
<<<苯并㗁𠯤化合物(具有苯并㗁唑基之化合物)>>> 關於苯并㗁𠯤化合物,因由開環加成反應所引起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。
作為苯并㗁𠯤化合物的較佳的例,可舉出B-a型苯并㗁𠯤、B-m型苯并㗁𠯤(以上為商品名,Shikoku Chemicals Corporation製)、聚羥基苯乙烯樹脂的苯并㗁𠯤加成物、酚醛清漆型二氫苯并㗁𠯤化合物。該等可以單獨使用,或者可以混合使用兩種以上。
當含有聚合性化合物時,其含量相對於本發明的感光性樹脂組成物的總固體成分大於0質量%且為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,其合計量成為上述範圍為較佳。
<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,可舉出酯類、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、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N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、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。
本發明中,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、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙二醇甲醚及丙二醇甲醚乙酸酯中之一種溶劑或兩種以上構成之混合溶劑為較佳。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,設為本發明的感光性樹脂組成物的總固體成分濃度成為5~80質量%之量為較佳,設為本發明的感光性樹脂組成物的總固體成分濃度成為5~75質量%之量為更佳,設為本發明的感光性樹脂組成物的總固體成分濃度成為10~70質量%之量為進一步較佳,設為本發明的感光性樹脂組成物的總固體成分濃度成為40~70質量%為更進一步較佳。溶劑的含量依所希望的厚度和塗佈方法來進行調節即可。
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> 本發明的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,能夠有效地抑制源自金屬層(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、噠𠯤環、嘧啶環、吡𠯤環、哌啶環、哌𠯤環、口末啉環、2H-吡喃環及6H-吡喃環、三𠯤環)之化合物、具有硫脲類及氫硫基之化合物、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、國際公開WO2015/199219號的0166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33]
Figure 02_image065
當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。
遷移抑制劑可以係僅為一種,亦可以係兩種以上。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> 本發明的感光性樹脂組成物包含聚合抑制劑為較佳。
作為聚合抑制劑,例如可較佳地使用氫醌、對甲氧基苯酚、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34]
Figure 02_image067
當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。
聚合抑制劑可以僅為一種,亦可以為兩種以上。當聚合抑制劑為兩種以上時,其合計為上述範圍為較佳。
<金屬接著性改良劑> 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著性之金屬接著性改良劑為較佳。作為金屬接著性改良劑,可舉出矽烷偶合劑等。
作為矽烷偶合劑的例,可舉出國際公開WO2015/199219號的0167段所記載之化合物、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WO2011/080992A1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2014-41264號公報的0045~0052段中所記載之化合物、國際公開WO2014/097594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合劑亦為較佳。又,矽烷偶合劑使用下述化合物亦為較佳。以下式中,Et表示乙基。
[化35]
Figure 02_image069
又,金屬接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。
金屬接著性改良劑的含量相對於聚合物前驅物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,硬化步驟後的硬化膜與金屬層的接著性變良好,藉由設為上述上限值以下,硬化步驟後的硬化膜的耐熱性、機械特性變良好。金屬接著性改良劑可以係僅為一種,亦可以係兩種以上。當使用兩種以上時,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,能夠依需要對各種添加物,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。
<<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。
當本發明的感光性樹脂組成物含有增感色素時,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>> 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。
又,鏈轉移劑還能夠使用國際公開WO2015/199219號的0152~0153段中所記載之化合物。
當本發明的感光性樹脂組成物含有鏈轉移劑時,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。鏈轉移劑可以僅為一種,亦可以係兩種以上。當鏈轉移劑為兩種以上時,其合計範圍係上述範圍為較佳。
<<界面活性劑>> 從進一步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、矽酮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36]
Figure 02_image071
又,界面活性劑還能夠使用國際公開WO2015/199219號的0159~0165段中所記載之化合物。
當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係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,亦可以係兩種以上。當界面活性劑為兩種以上時,其合計範圍係上述範圍為較佳。
<<高級脂肪酸衍生物>> 為了防止因氧引起之聚合抑制,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組成物的表面。
又,高級脂肪酸衍生物還能夠使用國際公開WO2015/199219號的0155段中所記載之化合物。
當本發明的感光性樹脂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本發明的感光性樹脂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僅為一種,亦可以係兩種以上。當高級脂肪酸衍生物為兩種以上時,其合計範圍係上述範圍為較佳。
<關於其他含有物質的限制> 從塗佈面狀的觀點考慮,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%為更佳,小於0.6質量%為進一步較佳。
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,該等金屬的合計為上述範圍為較佳。
又,作為減少意外包含於本發明的感光性樹脂組成物之金屬雜質之方法,能夠舉出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濾波器過濾,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。
關於本發明的感光性樹脂組成物,若考慮作為半導體材料的用途,則從配線腐蝕性的觀點考慮,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為上述範圍為較佳。
作為本發明的感光性樹脂組成物的收容容器能夠使用以往公知的收容容器。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、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> 本發明的感光性樹脂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。過濾器的過濾步驟中,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多次。當過濾多次時,可以係循環過濾。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。
<硬化膜、積層體、半導體裝置及該等的製造方法> 接著,對硬化膜、積層體、半導體裝置及該等的製造方法進行說明。
本發明的硬化膜藉由使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0.5 μm以上,且能夠設為1 μm以上。又,作為上限值,能夠設為100 μm以下,且還能夠設為30 μm以下。
可以將本發明的硬化膜積層2層以上,進而積層3~7層來作為積層體。具有2層以上的本發明的硬化膜之積層體係於硬化膜彼此的任意之間具有金屬層之態樣為較佳。該等金屬層可較佳地用作再配線層等金屬配線。
作為本發明的硬化膜的能夠適用的領域,可舉出半導體裝置的絕緣膜、再配線層用層間絕緣膜、應力緩衝膜等。除此以外,可舉出藉由對密封膜、基板材料(可撓性印刷基板的基膜或覆蓋層、層間絕緣膜)或如上述那樣的實際安裝用途的絕緣膜進行蝕刻來形成圖案之情況等。關於該等的用途,例如能夠參閱科學技術有限公司“聚醯亞胺的高功能化和應用技術”2008年4月,柿本雅明/監修,CMC技術庫“聚醯亞胺材料的基礎和開發”2011年11月發行、日本聚醯亞胺/芳香族系高分子研究會/編輯“最新聚醯亞胺基礎和應用”NTS,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。
本發明的硬化膜的製造方法包括使用本發明的感光性樹脂組成物。具體而言,包括以下的(a)~(d)的步驟為較佳。 (a)將感光性樹脂組成物適用於基板來形成膜之膜形成步驟 (b)於膜形成步驟之後,對膜進行曝光之曝光步驟 (c)對經曝光之感光性樹脂組成物層進行顯影處理之顯影步驟 (d)將經顯影之感光性樹脂組成物於80~450℃下進行加熱之加熱步驟 如該實施形態所示,於顯影之後進行加熱,藉此能夠使藉由曝光硬化之樹脂層進一步硬化。於該加熱步驟中本發明的熱鹼產生劑發揮作用且可得到充分的硬化性。
本發明的較佳的實施形態之積層體的製造方法包括本發明的硬化膜的製造方法。本實施形態的積層體的製造方法按照上述硬化膜的製造方法,於形成硬化膜之後,進而再次進行(a)的步驟或(a)~(c)的步驟或(a)~(d)的步驟。尤其,將上述各步驟依次進行複數次,例如進行2~5次(亦即,合計3~6次)為較佳。藉由他如此積層硬化膜,能夠形成積層體。本發明中尤其於設置有硬化膜之部分的上側或硬化膜之間或該兩者設置金屬層為較佳。此外,於積層體的製造中,無需重複所有的(a)~(d)的步驟,如上所述,能夠藉由至少將(a)、較佳為將(a)~(c)或(a)~(d)的步驟進行複數次來得到硬化膜的積層體。 <<膜形成步驟(層形成步驟)>> 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適用於基板來形成膜(層狀)之膜形成步驟(層形成步驟)。
基板的種類能夠依用途而適當設定,但並無特別限制,可舉出矽、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、等離子顯示面板(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,當於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適用於基板之方法,塗佈為較佳。
具體而言,作為適用方法,可例示浸塗法、氣刀塗佈法、簾式塗佈法、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,更佳為旋轉塗佈法、狹縫塗佈法、噴塗法、噴墨法。依方法調整適當的固體成分濃度或塗佈條件,藉此能夠得到所希望的厚度的樹脂層。又,能夠依基板的形狀適當選擇塗佈方法,只要為晶圓等圓形基板,則旋塗法或噴塗法、噴墨法等為較佳,且只要為矩形基板,則狹縫塗佈法或噴塗法、噴墨法等為較佳。當為旋轉塗佈法時,例如能夠以500~2000 rpm的轉速適用10秒鐘~1分鐘左右。
<<乾燥步驟>> 本發明的積層體的製造方法還可以包括於形成感光性樹脂組成物層之後,且於膜形成步驟之後,為了去除溶劑而進行乾燥之步驟。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。
<<曝光步驟>> 本發明的積層體的製造方法可以包含曝光步驟,對上述感光性樹脂組成物層進行曝光。曝光量於能夠使感光性樹脂組成物硬化之範圍內無特別限定,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。關於本發明的感光性樹脂組成物,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。
<<顯影處理步驟>> 本發明的製造方法可以包括顯影處理步驟,對經曝光之感光性樹脂組成物層進行顯影處理。藉由進行顯影,未曝光之部分(非曝光部)被去除。關於顯影方法,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。關於顯影液,只要可去除未曝光之部分(非曝光部),則能夠並無特別限制地使用。顯影液包含有機溶劑為較佳,顯影液包含90%以上的有機溶劑為更佳。本發明中,顯影液包含ClogP為-1~5的有機溶劑為較佳,包含ClogP為0~3的有機溶劑為更佳。ClogP能夠通過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,例如可適宜地舉出乙酸乙酯、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)、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,例如可適宜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,例如可適宜地舉出甲基乙基酮、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,例如可適宜地舉出甲苯、二甲苯、大茴香醚、檸檬烯等,以及作為亞碸類,可適宜地舉出二甲基亞碸。
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%可以係有機溶劑。
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,能夠使用感光性樹脂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。
<<加熱步驟>> 本發明的製造方法包括於膜形成步驟(層形成步驟)、乾燥步驟或於顯影步驟之後加熱之步驟為較佳。加熱步驟中進行聚合物前驅物的環化反應。又,本發明的組成物可以含有除了聚合物前驅物以外的自由基聚合性化合物,但未反應的除了聚合物前驅物以外的自由基聚合性化合物的硬化等亦能夠藉由該步驟來進行。作為加熱步驟中的層的加熱溫度(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,150℃以上為進一步較佳,160℃以上為進一步較佳,170℃以上為進一步較佳。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℃以下為進一步較佳,220℃以下為進一步較佳。
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1℃/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,能夠緩和硬化膜的殘存應力。
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步驟時的溫度。例如,將感光性樹脂組成物適用於基板上之後,使其乾燥時,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,從硬化膜的層間的密接性的觀點考慮,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,層間的聚合物前驅物的乙炔基彼此進行交聯反應。
加熱可以分階段進行。作為例子,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分鐘之前處理步驟。作為前處理步驟之加熱溫度係100~200℃為較佳,110~190℃為更佳,120~185℃為進一步較佳。該前處理步驟中,如美國專利9159547號公報中所記載那樣照射紫外線的同時進行處理亦為較佳。藉由該等前處理步驟能夠提高膜的特性。前處理步驟於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步驟,例如可以於100~150℃的範圍下進行前處理步驟1,然後於150~200℃的範圍下進行前處理步驟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。
關於加熱步驟,從防止聚合物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,於低溫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。
<<金屬層形成步驟>> 本發明的製造方法包括於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步驟為較佳。
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。 <<積層步驟>> 本發明的製造方法還包括積層步驟為較佳。
積層步驟是指包括於硬化膜(樹脂層)或金屬層的表面再次依次進行(a)膜形成步驟(層形成步驟)、(b)曝光步驟、(c)顯影處理步驟、(d)加熱步驟之情況之一系列的步驟。其中,亦可以為僅重複(a)的膜形成步驟之態樣。又,亦可以為於積層的最後或中間一併進行(d)加熱步驟之態樣。亦即,亦可以為將(a)~(c)的步驟重複進行規定的次數,之後進行(d)的加熱,藉此將所積層之感光性樹脂組成物層一併硬化之態樣。又,可以於(c)顯影步驟之後包括(e)金屬層形成步驟,此時可以每次進行(d)的加熱,亦可以於積層規定次數之後一併進行(d)的加熱。積層步驟還可以適當包括上述乾燥步驟或加熱步驟等係毋庸置疑的。
當於積層步驟之後還進行積層步驟時,可以於上述加熱步驟之後,且於上述曝光步驟之後或上述金屬層形成步驟之後,進而進行表面活化處理步驟。作為表面活化處理,例示電漿處理。
上述積層步驟進行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。
本發明中,尤其於設置金屬層之後,進而如覆蓋上述金屬層那樣形成上述感光性樹脂組成物的硬化膜(樹脂層)之態樣為較佳。具體而言,可舉出以(a)膜形成步驟、(b)曝光步驟、(c)顯影步驟、(e)金屬層形成步驟、(d)加熱步驟的順序重複之態樣或以(a)膜形成步驟、(b)曝光步驟、(c)顯影步驟、(e)金屬層形成步驟的順序重複,且於最後或中間一併設置(d)加熱步驟之態樣。藉由交替進行積層感光性樹脂組成物層(樹脂)之積層步驟與金屬層形成步驟,能夠交替積層感光性樹脂組成物層(樹脂層)與金屬層。
本發明中亦揭示具有本發明的硬化膜或積層體之半導體裝置。作為對將本發明的感光性樹脂組成物使用在再配線層用層間絕緣膜的形成中之半導體裝置的具體例,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。 [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、處理步驟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’-二胺基二苯醚及芐醇之聚醯亞胺前驅物(A-1:不具有自由基聚合性基之聚醯亞胺前驅物)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14.22 g(131.58毫莫耳)的芐醇懸浮於50 mL的N-甲基吡咯啶酮,並用分子篩進行了乾燥。將懸浮液於100℃下加熱了3小時。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℃,並溫度保持在-10±4℃的同時經10分鐘添加了16.12 g(135.5毫莫耳)的SOCl2 。於添加SOCl2 期間,黏度得以增加。用50 mL的N-甲基吡咯啶酮稀釋之後,將反應混合物於室溫下攪拌了2小時。接著,將使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於-5~0℃下經20分鐘滴加到反應混合物中。接著,使反應混合物於0℃下反應1小時之後,添加70 g的乙醇,並於室溫下攪拌了1晚。接著,使聚醯亞胺前驅物於5升水中沉澱,並以5000 rpm的速度將水-聚醯亞胺前驅物混合物攪拌了15分鐘。藉由過濾去除聚醯亞胺前驅物,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於45℃下乾燥了3天。該聚醯亞胺前驅物的重量平均分子量係18000。
A-1 [化37]
Figure 02_image073
<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-羥乙酯之聚醯亞胺前驅物(A-2:具有自由基聚合性基之聚醯亞胺前驅物)的合成] 將14.06 g(64.5毫莫耳)的均苯四甲酸二酐(於140℃下乾燥了12小時)、16.8 g(129毫莫耳)的甲基丙烯酸2-羥乙酯、0.05 g的氫醌、20.4 g(258毫莫耳)的吡啶及100 g的二甘醇二甲醚(二乙二醇二甲醚)進行混合,於60℃的溫度下攪拌18小時而製造了均苯四甲酸與甲基丙烯酸2-羥乙酯的二酯。接著,藉由SOCl2 將所得到之二酯氯化之後,以與合成例1相同的方法用4,4’-二胺基二苯醚轉化為聚醯亞胺前驅物,並以與合成例1相同的方法得到了聚醯亞胺前驅物。該聚醯亞胺前驅物的重量平均分子量係19000。
A-2 [化38]
Figure 02_image075
<合成例3> [源自4,4’-氧代二鄰苯二甲酸酐、4,4’-二胺基二苯醚及甲基丙烯酸2-羥乙酯之聚醯亞胺前驅物(A-3:具有自由基聚合性基之聚醯亞胺前驅物)的合成] 將20.0 g(64.5毫莫耳)的4,4’-氧代二鄰苯二甲酸酐(於140℃下乾燥了12小時)、16.8 g(129毫莫耳)的甲基丙烯酸2-羥乙酯、0.05 g的氫醌、20.4 g(258毫莫耳)的吡啶及100 g的二甘醇二甲醚進行混合,並於60℃的溫度下攪拌18小時而製造了4,4’-氧代二鄰苯二甲酸與甲基丙烯酸2-羥乙酯的二酯。接著,藉由SOCl2 將所得到之二酯氯化之後,以與合成例1相同的方法用4,4’-二胺基二苯醚轉化為聚醯亞胺前驅物,並以與合成例1相同的方法得到了聚醯亞胺前驅物。該聚醯亞胺前驅物的重量平均分子量係18000。
A-3 [化39]
Figure 02_image077
<合成例4> [源自4,4’-氧代二鄰苯二甲酸酐、4,4'二胺-2,2'-二甲基聯苯(鄰聯甲苯胺)及甲基丙烯酸2-羥乙酯之聚醯亞胺前驅物(A-4:具有自由基聚合性基之聚醯亞胺前驅物)的合成] 將20.0 g(64.5毫莫耳)的4,4’-氧代二鄰苯二甲酸酐(於140℃下乾燥了12小時)、16.8 g(129毫莫耳)的甲基丙烯酸2-羥乙酯、0.05 g的氫醌、20.4 g(258毫莫耳)的吡啶及100 g的二甘醇二甲醚進行混合,並於60℃的溫度下攪拌18小時而製造了4,4’-氧代二鄰苯二甲酸與甲基丙烯酸2-羥乙酯的二酯。接著,藉由SOCl2 將所得到之二酯氯化之後,以與合成例1相同的方法用4,4’-二胺基-2,2’-二甲基聯苯轉化為聚醯亞胺前驅物,並以與合成例1相同的方法得到了聚醯亞胺前驅物。該聚醯亞胺前驅物的重量平均分子量係19000。
A-4 [化40]
Figure 02_image079
<合成例5> [源自2,2’-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷及4,4’-氧代二苯甲醯氯之聚苯并㗁唑前驅物(A-5)的合成] 向N-甲基-2-吡咯啶酮100 mL添加2,2’-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷13.92g,並進行了溶解。接著,將溫度保持在0~5℃的同時經10分鐘滴加了11.21g的4,4’-氧代二苯甲醯氯之後,持續攪拌了60分鐘。接著,使聚苯并㗁唑前驅物於6升水中沉澱,並以5000 rpm的速度將水-聚苯并㗁唑前驅物混合物攪拌了15分鐘。藉由過濾去除聚苯并㗁唑前驅物,於6升水中再次攪拌30分鐘並再次進行了過濾。接著,於減壓下,將所得到之聚苯并㗁唑前驅物於45℃下乾燥了3天。該聚苯并㗁唑前驅物的重量平均分子量係15000。
A-5 [化41]
Figure 02_image081
<合成例6> [比較例用聚合物(RA-1)的合成] 將27.0 g(153.2毫莫耳)的甲基丙烯酸芐酯、20 g(157.3毫莫耳)的N-異丙基甲基丙烯醯胺、39 g(309.2毫莫耳)的甲基丙烯酸烯丙酯、13 g(151.0毫莫耳)的甲基丙烯酸、3.55 g(15.4毫莫耳)的聚合起始劑(V-601、Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製)及300 g的3-甲氧基-2-丙醇進行了混合。於氮環境下,經2小時將混合液滴加到加熱至75℃之300 g的3-甲氧基-2-丙醇中。滴加結束後,進而於氮環境下,於75℃下攪拌了2小時。該攪拌結束之後,使聚合物於5升水中沉澱,並以5000 rpm的速度攪拌了15分鐘。藉由過濾而去除丙烯酸樹脂,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,將所得到之丙烯酸樹脂於45℃下乾燥了3天。該聚合物的重量平均分子量係25000。
RA-1 [化42]
Figure 02_image083
<實施例及比較例> 將下述表中所記載之成分進行混合,從而得到了各感光性樹脂組成物。使所得到之感光性樹脂組成物通過細孔的寬度為0.8μm的過濾器並進行了加壓過濾。進而,關於各感光性樹脂組成物,進行了保存穩定性、醯亞胺化率、斷裂伸長率及最小線寬圖案的分辨率的評價。
[表1]
感光性樹脂組成物 (A)含雜環聚合物前驅物 (B)鹼產生劑 (C)自由基聚合起始劑 (D)自由基聚合性化合物 (E)聚合抑制劑 (F)遷移抑制劑 (G)金屬接著改良劑 (I)溶劑
種類 質量份 種類 質量份 種類 質量份 種類 質量份 種類 質量份 種類 質量份 種類 質量份 種類 質量份 種類 質量份
1 A-1 31.3 B-1 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
2 A-2 31.3 B-1 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
3 A-3 31.3 B-1 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
4 A-4 31.3 B-1 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
5 A-5 31.3 B-1 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 60 I-2 0
6 A-3 31.3 B-2 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
7 A-3 31.3 B-3 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
8 A-3 31.3 B-4 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
9 A-3 31.3 B-5 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
10 A-3 31.3 B-6 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
11 A-3 31.3 B-7 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
12 A-3 31.3 B-8 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
13 A-3 31.3 B-9 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
14 A-3 31.3 B-10 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
15 A-3 31.3 B-11 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
16 A-3 31.3 B-12 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
17 A-3 31.3 B-13 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
18 A-3 31.3 B-14 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
19 A-3 31.3 B-15 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
20 A-3 31.3 B-16 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
21 A-3 31.3 B-17 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
22 A-3 31.3 B-18 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
23 A-3 31.3 B-19 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
24 A-3 31.3 B-20 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
25 A-3 31.3 B-21 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
26 A-3 31.3 B-22 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
27 A-3 31.3 B-23 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
28 A-3 31.3 B-24 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
29 A-3 31.3 B-25 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
30 A-3 31.3 B-26 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
[表2]
感光性樹脂組成物 (A)含雜環聚合物前驅物 (B)鹼產生劑 (C)自由基聚合起始劑 (D)自由基聚合性化合物 (E)聚合抑制劑 (F)遷移抑制劑 (G)金屬接著改良劑 (I)溶劑
種類 質量份 種類 質量份 種類 質量份 種類 質量份 種類 質量份 種類 質量份 種類 質量份 種類 質量份 種類 質量份
31 A-3 31.3 B-27 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
32 A-3 31.3 B-28 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
33 A-3 31.3 B-29 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
34 A-3 31.3 B-30 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
35 A-3 31.3 B-31 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
36 A-3 31.3 B-32 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
37 A-3 32.3 B-7 0.0 C-1 1.2 D-1 5.7 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
38 A-3 32.0 B-7 0.4 C-1 1.2 D-1 5.6 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
39 A-3 30.8 B-7 1.9 C-1 1.2 D-1 5.4 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
40 A-3 28.1 B-7 5.3 C-1 1.1 D-1 4.9 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.5 I-1 45 I-2 15
41 A-3 31.3 B-8 1.3 C-2 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
42 A-3 31.3 B-8 1.3 C-3 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
43 A-3 31.3 B-8 1.3 C-1 1.2 D-2 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
44 A-3 31.3 B-8 1.3 C-1 1.2 D-3 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
45 A-3 31.3 B-8 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-2 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
46 A-3 31.3 B-8 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-3 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
47 A-3 31.3 B-8 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-2 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
48 A-3 31.3 B-8 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-3 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
49 A-3 31.3 B-8 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-4 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
50 A-3 31.3 B-8 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-2 0.6 I-1 45 I-2 15
51 A-3 31.3 B-8 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-3 0.6 I-1 45 I-2 15
52 A-3 31.3 B-8 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
53 A-3 31.3 B-1 0.7 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
B-8 0.7
R-1 A-3 31.3 RB-1 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
R-2 RA-1 31.3 B-1 1.3 C-1 1.2 D-1 5.5 E-1 0.1 F-1 0.1 G-1 0.6 I-1 45 I-2 15
<感光性樹脂組成物的成分> 構成各感光性樹脂組成物之成分的詳細內容如下。 (A)含雜環聚合物的前驅物:於上述合成之A-1~A-5及RA-1 (B)特定的熱鹼產生劑:上述例示化合物B-1~B-33 用於比較例之鹼產生劑:下述化合物
[化43]
Figure 02_image085
(C)光自由基聚合起始劑 C-1:IRGACURE OXE 01(BASF公司製) C-2:IRGACURE OXE 02(BASF公司製) C-3:IRGACURE 369(BASF公司製)
(D)自由基聚合性化合物 D-1:A-DPH(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.製、二新戊四醇六丙烯酸酯) D-2:SR-209(Sartomer Company,Inc.製、下述化合物) [化44]
Figure 02_image087
D-3:A-TMMT(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.製、新戊四醇四丙烯酸酯)
(E)聚合抑制劑 E-1:2,6-二-第三丁基-4-甲基苯酚(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.製) E-2:對苯醌(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.製) E-3:對甲氧基苯酚(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.製)
(F)遷移抑制劑 F-1:下述化合物 F-2:下述化合物 F-3:下述化合物 F-4:下述化合物 [化45]
Figure 02_image089
(G)金屬接著性改良劑 G-1:下述化合物 G-2:下述化合物 G-3:下述化合物 [化46]
Figure 02_image091
(I)溶劑 I-1:γ-丁內酯(SANWAYUKA INDUSTRY CORPORATION製) I-2:二甲基亞碸(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製)
<保存穩定性> 使用E型黏度計對上述過濾後的感光性樹脂組成物測定了黏度(0天)。於密閉容器中,將感光性樹脂組成物於25℃下靜置14天之後,再次使用E型黏度計測定了黏度(14天)。從以下式計算出黏度波動率。黏度波動率越低,則表示保存穩定性越高。
黏度波動率=|100×{1-(黏度(14天)/黏度(0天))}| 黏度的測定於25℃下進行,除此以外,遵照JIS Z 8803:2011進行。 A:黏度波動率為5%以下 B:黏度波動率大於5%且為10%以下 C:黏度波動率大於10%且為15%以下 D:黏度波動率大於15%且為20%以下 E:黏度波動率大於20%
<醯亞胺化率> 藉由旋塗法將過濾後的各感光性樹脂組成物於矽晶圓上塗佈成層狀,藉此形成了感光性樹脂組成物層。於加熱板上將塗佈有所得到之感光性樹脂組成物層之矽晶圓於100℃下乾燥5分鐘,從而於矽晶圓上形成了20 μm厚度的均勻的感光性樹脂組成物層。利用步進機(Nikon NSR 2005 i9C),並以500 mJ/cm2 的曝光能量對矽晶圓上的感光性樹脂組成物層進行曝光,從而得到了經曝光之感光性樹脂組成物層(硬化前樹脂層)。接著,於氮環境下,以10℃/分鐘的升溫速度升溫,且達到250℃之後將該溫度維持3小時,從而得到了硬化後樹脂層。對於硬化前樹脂層和硬化後樹脂層進行ATR-IR測定(BRUKER製、TENSORII),並利用1660cm-1 的峰值面積從以下式計算出醯亞胺化率。醯亞胺化率越高,越表示藉由加熱而進行醯亞胺化,且表示較佳的結果。
醯亞胺化率 =100×[1-(峰值面積(硬化後樹脂層)/峰值面積(硬化前樹脂層))] A:醯亞胺化率為90%以上 B:醯亞胺化率為80%以上且小於90% C:醯亞胺化率為70%以上且小於80% D:醯亞胺化率為60%以上且小於70% E:醯亞胺化率小於60%
<斷裂伸長率> 藉由旋塗法將上述過濾後的各感光性樹脂組成物於矽晶圓上塗佈成層狀,藉此形成了感光性樹脂組成物層。於加熱板上將塗佈有所得到之感光性樹脂組成物層之矽晶圓於100℃下乾燥5分鐘,從而於矽晶圓上形成了20 μm厚度的均勻的感光性樹脂組成物層。利用步進機(Nikon NSR 2005 i9C),並以500 mJ/cm2 的曝光能量對矽晶圓上的感光性樹脂組成物層進行曝光,從而得到了經曝光之感光性樹脂組成物層(樹脂層)。接著,於氮環境下,以10℃/分鐘的升溫速度升溫,且達到180℃之後將該溫度維持了3小時。將硬化後的樹脂層浸漬於4.9%氫氟酸溶液,並從矽晶圓剝離樹脂層,從而得到了樹脂膜1。
關於樹脂膜1的斷裂伸長率,使用拉伸試驗機(Tensilon)以十字頭速度300 mm/分鐘、試樣寬度10 mm、試樣長度50 mm針對過濾器的長邊方向、寬度方向,於25℃、65%相對濕度(RH)的環境下遵照JIS-K6251:2017測定了斷裂伸長率。斷裂伸長率藉由Eb =(Lb -L0 )/L0 (Eb :切割時伸長率、L0 :試驗前的試驗片的長度、Lb :試驗片被切割時的試驗片的長度)計算。評價中將長邊方向、寬度方向各自的斷裂伸長率各測定5次,並使用了長邊方向與寬度方向的平均值。 A:斷裂伸長率大於60% B:斷裂伸長率大於55%且為60%以下 C:斷裂伸長率大於50%且為55%以下 D:斷裂伸長率大於40%且為50%以下 E:斷裂伸長率為40%以下
<最小線寬圖案的分辨率> 將上述過濾後的各感光性樹脂組成物旋塗於矽晶圓上。於加熱板上將塗佈有感光性樹脂組成物之矽晶圓於100℃下乾燥5分鐘,從而於矽晶圓上形成了20 μm厚度的均勻的感光性樹脂組成物層。利用步進機(Nikon NSR 2005 i9C)對矽晶圓上的感光性樹脂組成物層進行了曝光。曝光利用i射線進行,且於波長365 nm下,以200、300、400、500、600、700、800 mJ/cm2 的各曝光能量,從5 μm至25 μm使用1 μm刻度的線和寬度的光罩進行曝光,從而得到了樹脂層。
使用環戊酮對上述樹脂層進行了60秒鐘的顯影。所得到之樹脂層(線圖案)的線寬越小表示越能夠形成微細圖案,且成為較佳的結果。又,能夠形成之最小線寬相對於曝光量的變動越不易發生變化,在微細圖案形成中的曝光量的任意性越增大,且成為較佳的結果。測定界限為5 μm。 A:5 μm以上且為8 μm以下 B:大於8 μm且為10 μm以下 C:大於10 μm且為15 μm以下 D:大於15 μm且為20 μm以下 E:大於20 μm F:未能得到具有銳邊之線寬之圖案
[表3]
感光性 樹脂組成物 保存 穩定性 醯亞胺化率 斷裂伸長率 最小線寬圖案的分辨率評價
200 300 400 500 600 700 800
實施例1 1 A A B E E D C B A B
實施例2 2 A B C B A A A B B C
實施例3 3 A B B B A A A A A B
實施例4 4 A B C B A A A B B C
實施例5 5 A B C E E D C B A B
實施例6 6 A B B B A A A A A B
實施例7 7 A B B B A A A A A B
實施例8 8 A B B B A A A A A B
實施例9 9 A B B B A A A A A B
實施例10 10 A B B B A A A A A B
實施例11 11 A A A B A A A A A B
實施例12 12 A A A B A A A A A B
實施例13 13 A C C B A A A A A B
實施例14 14 A A A B A A A A A B
實施例15 15 A A A B A A A A A B
實施例16 16 A A A B A A A A A B
實施例17 17 A B B B A A A A A B
實施例18 18 A A A B A A A A A B
實施例19 19 A A A B A A A A A B
實施例20 20 A A A B A A A A A B
實施例21 21 A A A B A A A A A B
實施例22 22 A B B B A A A A A B
實施例23 23 A B B B A A A A A B
實施例24 24 A A A B A A A A A B
實施例25 25 A B B B A A A A A B
實施例26 26 A B B B A A A A A B
實施例27 27 A B B B A A A A A B
實施例28 28 A B B B A A A A A B
實施例29 29 B B B B A A A A A B
實施例30 30 A B B B A A A A A B
實施例31 31 B B B B A A A A A B
實施例32 32 B A A B A A A A A B
實施例33 33 A B B B A A A A A B
實施例34 34 B C C B A A A A A B
實施例35 35 B B B B A A A A A B
實施例36 36 B C C B A A A A A B
實施例37 37 A C C A A A A A A B
實施例38 38 A B B B A A A A A B
實施例39 39 A A A B B A A A A A
實施例40 40 B A A B B B A A A A
實施例41 41 A B B A A A A A B B
實施例42 42 A B B C B A A A A B
實施例43 43 A B B B A A A A A A
實施例44 44 A A A B A A A A A B
實施例45 45 A B B B A A A A A B
實施例46 46 A B B B A A A A A B
實施例47 47 A B B B A A A A A B
實施例48 48 A B B B A A A A A B
實施例49 49 A B B B A A A A A B
實施例50 50 A B B B A A A A A B
實施例51 51 A B B B A A A A A B
實施例52 52 A B B B A A A A A B
實施例53 53 A B B B A A A A A B
比較例1 R-1 B D E E D C C B B C
比較例2 R-2 A - E E E D D C C B
“最小線寬圖案的分辨率”的數值為曝光能量且單位為mJ/cm2 。示出各曝光能量中的圖案的分辨率的評價結果。
從上述結果得知本發明之含有特定的熱鹼產生劑和含雜環聚合物的前驅物之感光性樹脂組成物的保存穩定性優異並且發揮優異之環化率(醯亞胺化率)。又,得知依要求,關於特定的熱鹼產生劑,將式(N1)的RN1 、RN2 設為碳數相對大的烷基(尤其環狀結構的烷基),藉此能夠形成感光性樹脂組成物的硬化膜的斷裂伸長率優異者。進而,得知需要時,藉由與具有自由基聚合性基之聚合物前驅物進行組合等,可得到圖案的分辨率優異之感光性樹脂組成物的膜。
<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1.0 μm的過濾器而進行加壓過濾之後,藉由旋壓成形(3500 rpm、30秒鐘)而塗佈在形成有銅薄層之樹脂基板的表面。將塗佈在樹脂基板之感光性樹脂組成物於100℃下乾燥2分鐘之後,利用步進機(Nikon製、NSR1505 i6)進行了曝光。曝光經由遮罩,並於波長365 nm下以200 mJ/cm2 的曝光量進行。曝光之後,進行烘烤,用環戊酮進行30秒鐘的顯影,並用PGMEA進行20秒鐘的沖洗,從而得到了圖案。
接著,於230℃下加熱3小時,從而形成了再配線層用層間絕緣膜。該再配線層用層間絕緣膜的絕緣性優異。

Claims (17)

  1. 一種感光性樹脂組成物,其含有: 由下述式(N1)表示之熱鹼產生劑;及 含雜環聚合物的前驅物,
    Figure 03_image001
    式(N1)中,L表示於連接相鄰之氧原子與碳原子之連接鏈的路徑上具有飽和烴基之2價烴基,且該連接鏈的該路徑上的原子數為3以上之烴基,RN1 及RN2 分別獨立地表示1價有機基,且可以彼此連接而形成環狀結構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之感光性樹脂組成物,其中 該式(N1)中的L具有由式(N2-a)或式(N2-b)表示之結構;
    Figure 03_image003
    式(N2-a)中,L1 及L2 分別獨立地表示單鍵或烴基,L1 及L2 中的至少一者於該路徑上含有飽和烴基,Ar表示伸芳基,式(N2-b)中,L3 表示於該路徑上含有飽和烴基之烴基,Ar1 及Ar2 分別獨立地表示伸芳基。
  3. 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 該式(N1)中的RN1 及RN2 分別獨立地為脂肪族烴基。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之感光性樹脂組成物,其中 該式(N1)中的RN1 及RN2 中的至少一個為具有極性基之脂肪族烴基。
  5. 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 該式(N1)中的RN1 及RN2 彼此連接而形成脂肪族環狀結構。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之感光性樹脂組成物,其中 該脂肪族環狀結構至少具有極性基來作為取代基的一部分。
  7. 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,其還含有光自由基聚合起始劑及自由基聚合性化合物。
  8. 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含有聚醯亞胺前驅物或聚苯并㗁唑前驅物。
  9. 如申請專利範圍第8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含有聚醯亞胺前驅物。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之感光性樹脂組成物,其中 該聚醯亞胺前驅物具有由下述式(1)表示之構成單元,
    Figure 03_image005
    式(1)中,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。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之感光性樹脂組成物,其中 該式(1)中的R113 及R114 中的至少一者含有自由基聚合性基。
  12. 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。
  13. 一種硬化膜,其使如申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述之感光性樹脂組成物硬化而成。
  14. 一種積層體,其具有2層以上的如申請專利範圍第13項所述之硬化膜,且於該硬化膜彼此的任意之間具有金屬層。
  15. 一種硬化膜的製造方法,其包括膜形成步驟,將如申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述之感光性樹脂組成物適用於基板來形成膜。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之硬化膜的製造方法,其還包括於50~450℃下對該膜進行加熱之步驟。
  17. 一種半導體裝置,其具有如申請專利範圍第13項所述之硬化膜或如申請專利範圍第14項所述之積層體。
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