TWI433859B - A hardened composition and a hardened film using the same - Google Patents

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Description

硬化性組成物及使用其之硬化膜 發明領域
本發明係關於硬化性組成物、及使該硬化性組成物硬化而獲得的硬化膜。
發明背景
電子領域正朝低介電常數絕緣材料的開發演進。特別係就適用於半導體元件的層間絕緣膜、再佈線層的應力緩和層等的材料,有提案聚伸芳樹脂(polyarylene resin)(參照專利文獻1~3)。
再者,在TFT(薄膜電晶體)的製造步驟中,形成各個像素時的埋藏材料,有提案高透明、低介電常數的聚伸芳樹脂(參照專利文獻4)。藉由使用透明性高的低介電常數材料,可提升元件的響應特性,且可增加開口數。
再者,有提案使聚伸芳樹脂帶有感光性的光硬化性組成物(參照專利文獻5與6)。若具有感光性,例如可如同光阻般的利用光學微影施行細微加工。所以,具有例如可在由聚伸芳樹脂所構成之層間絕緣膜,輕易地形成接觸洞等優點。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1:美國專利第6361926號說明書
專利文獻2:國際公開第03/8483號公報
專利文獻3:日本專利特開平10-74750號公報
專利文獻4:國際公開第2006/137327號公報
專利文獻5:日本專利特表平7-503740號公報
專利文獻6:國際公開第2007/119384號公報
發明概要
然而,將該等聚伸芳樹脂實際使用於半導體元件時,會有埋藏平坦性未必充足的問題。所謂「埋藏平坦性」係指當在具凹凸的基板表面上形成膜時,到底能獲得何程度平坦的膜表面之性能。若埋藏平坦性優異,則即使膜厚較薄,仍可輕易地獲得平坦的表面。若可將膜厚變薄,便可提升元件設計之自由度,同時亦可抑制材料成本。
再者,若能輕易地獲得平坦表面,便可提高光學設計的自由度。例如在抗反射膜等光學薄膜中,若不能獲得充分高的平坦度,則抗反射性能便會在面內呈不均勻。且,因凹凸的大小會有出現干涉紋等不能獲得期待性能的情況。此外,在光導波路等導光要件中,若在光路的界面處出現凹凸,便會出現光漏洩而導致傳輸損失。當光學要件係製作於經研磨的平面基板上時,該等情況不易構成問題。但是,諸如光感測器等,在半導體元件表面上直接形成的光學要件之情況,若不需施行研磨即可形成具有高平坦性的平面時,便可將製造步驟大幅簡單化。此外,當欲以高密度多層製造光導波路等的情況,為能抑制相互干涉,亦要求高平坦性。
即,現正尋求可獲得介電常數低的硬化膜,且製膜時的埋藏平坦性優異之硬化性組成物。
本發明係有鑑於上述實情而完成,其目的在於提供:可獲得介電常數低的硬化膜,且製膜時的埋藏平坦性優異之硬化性組成物、及使用該硬化性組成物獲得的硬化膜。
本發明的硬化性組成物,其特徵在於含有:具交聯性官能基的含氟聚伸芳基預聚物(A);以及分子量140~5000,且具有交聯性官能基,但未具有氟原子的化合物(B)。
相對於上述含氟聚伸芳基預聚物(A)與上述化合物(B)的合計質量,上述含氟聚伸芳基預聚物(A)的比例較佳係3~97質量%。
上述化合物(B)較佳係具有2個以上之交聯性官能基。
上述化合物(B)的交聯性官能基較佳係含有從乙烯基、烯丙基、乙炔基、乙烯氧基、烯丙氧基、丙烯醯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯基、及甲基丙烯醯氧基所構成群組中選擇1種以上。
本發明的硬化性組成物亦可更進一步含有感光劑與溶劑。
再者,本發明係提供一種使本發明硬化性組成物進行硬化而獲得的硬化膜。
再者,本發明硬化性組成物的硬化,較佳係利用加熱、或光照射而實施。
本發明的硬化性組成物係可獲得介電常數低的硬化膜,且製膜時的埋藏平坦性優異。
本發明的硬化膜係介電常數低,即使設置於具有凹凸的基板表面上時,膜表面的平坦性仍優異。
用以實施發明之形態
本案中所謂「分子量」係指除有特別聲明的情況外,根據化學式所獲得的式量。但,當有存在分子量分佈的情況,便指數量平均分子量。
<含氟聚伸芳基預聚物(A)>
含氟聚伸芳基預聚物(A)(以下亦簡稱「預聚物(A)」),係具有複數芳香族環經由單鍵或連接基進行鍵結的聚伸芳構造,同時具有氟原子,且具有交聯性官能基。
聚伸芳構造的連接基,係可舉例如:醚鍵結(-O-)、硫醚鍵結(-S-)、羰基(-CO-)、從磺酸基中剔除羥基的二價基(-SO2 -)等。預聚物(A)中,特別將具有芳香族環間利用含醚鍵結(-O-)的連接基進行鍵結構造者,稱「含氟聚伸芳醚預聚物(A1)」。本發明的預聚物(A)係涵蓋含氟聚伸芳醚預聚物(A1)的概念。
含有該醚鍵結的連接基之具體例,係可例示:僅由醚性氧原子構成的醚鍵結(-O-)、碳鏈中含有醚性氧原子的伸烷基等。
預聚物(A)的交聯性官能基係在預聚物製造時實質上不會引發反應,在製作諸如膜、薄膜或成形體等硬化物的時點、或製作後的任意時點,藉由賦予外部能量而產生反應,俾引發預聚物分子間之交聯或鏈延伸的反應性官能基。
外部能量係可舉例如:熱、光、電子束等。該等亦可併用。
當使用熱作為外部能量的情況,較佳為以40℃~500℃之溫度進行反應的反應性官能基。若反應溫度過低,便無法確保預聚物或含有該預聚物之硬化性組成物保存時的安定性;反之,若過高,因為在反應時預聚物自體會發生熱分解,因而較佳為上述範圍。就能抑制對使用本發明硬化性組成物的半導體元件等所賦予熱負荷之觀點,更佳為以60℃~300℃之溫度進行反應的反應性基、特佳為以70℃~200℃進行反應的反應性基。
再者,當使用光(光化射線)作為外部能量的情況,較佳係使預聚物或含有該預聚物的硬化性組成物中含有感光劑。此情況,藉由在曝光步驟中將光化射線進行選擇性照射,便可對曝光部的預聚物施行高分子量化,且視需要亦可在曝光及顯影步驟後,賦予諸如光化射線或熱等外部能量,可使預聚物更進一步高分子量化。
交聯性官能基之具體例係可舉例如:乙烯基、烯丙基、甲基丙烯醯(氧)基、丙烯醯(氧)基、乙烯氧基、三氟乙烯基、三氟乙烯氧基、乙炔基、1-氧環戊-2,5-二烯-3-醯基、氰基、烷氧矽烷基、二芳香基羥甲基、羥茀基、環丁烯環、環氧乙烷環等。就從反應性較高、能獲得高交聯密度的觀點,較佳為乙烯基、甲基丙烯醯(氧)基、丙烯醯(氧)基、三氟乙烯氧基、乙炔基、環丁烯環、環氧乙烷環;就從所獲得硬化膜的耐熱性良好之觀點,特佳為乙烯基、乙炔基。
另外,所謂「甲基丙烯醯(氧)基」係指甲基丙烯醯基或甲基丙烯醯氧基。丙烯醯(氧)基亦同。
預聚物(A)的數量平均分子量係1×103 ~5×105 、較佳1.5×103 ~1×105 範圍內。藉由具有該分子量,含有預聚物(A)的後述硬化性組成物塗佈特性便呈良好,所獲得之硬化膜具有良好的耐熱性、機械特性、及耐溶劑性等。
因為預聚物(A)具有芳香族環,因此耐熱性良好,當例如使用於半導體元件之構成構件的情況,可獲得高可靠度。
預聚物(A)中,亦特別係含氟聚伸芳醚預聚物(A1)因為具有醚性氧原子,因而就分子構造具有柔軟性、樹脂可撓性良好的觀點,屬較佳。
預聚物(A)係具有氟原子。若具有氟原子,因為硬化膜的介電常數及介電損失容易降低,因而適為形成絕緣膜用的材料。若絕緣膜的介電常數與介電損失低,便可抑制信號傳播速度的延遲,獲得電氣特性優異的元件。
再者,若具有氟原子,因為硬化膜的吸水率會降低,因此就可抑制接合電極及其周邊佈線部分等處的接合狀態變化之觀點,或者可抑制金屬改質(銹等)的觀點等而言係屬優異,且就元件可靠度提升的觀點而言效果較大。
預聚物(A)的較佳例,係有如使諸如全氟(1,3,5-三苯基苯)、全氟聯苯基等含氟芳香族化合物;諸如1,3,5-三羥基苯、1,1,1-三(4-羥苯基)乙烷等酚系化合物;諸如五氟苯乙烯、乙醯氧基苯乙烯、氯甲基苯乙烯等交聯性化合物,在碳酸鉀等脫鹵化氫劑存在下進行反應而獲得的聚合物。
<化合物(B)>
化合物(B)係分子量140~5000,具有交聯性官能基,但未具有氟原子。
因為未具有氟原子,因此容易獲得良好的埋藏平坦性。此外,較含氟化合物容易降低成本。
若化合物(B)的分子量在5000以下,便可抑低化合物(B)的黏度,當與預聚物(A)混合時可輕易地獲得均勻之硬化性組成物。且,容易獲得良好的平坦性。
若化合物(B)的分子量達140以上,便可獲得良好的耐熱性,較不易發生因加熱造成的分解、揮發情況。
化合物(B)的分子量範圍較佳300~3000、更佳500~2500。
化合物(B)的交聯性官能基較佳係未含有氟原子,且於與使上述預聚物(A)的交聯性官能基進行反應的步驟,為相同步驟進行反應而生成的反應性官能基。
化合物(B)的交聯性官能基至少會與化合物(B)進行反應而引發交聯或鏈延伸。化合物(B)的交聯性官能基較佳係會與預聚物(A)及化合物(B)二者產生反應,而引發交聯或鏈延伸。
化合物(B)的交聯性官能基較佳係碳原子-碳原子的雙鍵或三鍵。但,未包括芳香族性的雙鍵及三鍵。交聯性官能基的雙鍵與三鍵係可存在於分子鏈的內部,亦可存在於末端,但因為反應性較高,因而較佳存在於末端。當雙鍵的情況,可為內部烯烴、亦可為末端烯烴,但較佳為末端烯烴。所謂「含於分子鏈內部」亦涵蓋如環烯烴類般的存在於脂肪族環其中一部分。
具體而言,較佳為含有從乙烯基、烯丙基、乙炔基、乙烯氧基、烯丙氧基、丙烯醯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯基、及甲基丙烯醯氧基所構成群組中選擇1種以上。該等之中,就即使非在感光劑存在下,但利用光照射仍可產生反應的觀點,較佳為丙烯醯基、丙烯醯氧基。
本發明的交聯性官能基係滿足上述條件的官能基,但例如參與狄耳士-阿德爾(Diels-Alder)反應的官能基並未涵蓋在內。參與狄耳士-阿德爾反應的官能基,係可舉例如:環戊二烯酮基(1-氧環戊-2,5-二烯-3-醯基)。
化合物(B)較佳係交聯性官能基具有2個以上、更佳具有2~20個、特佳具有2~8個。若交聯性官能基具有2個以上,因為可使分子間進行交聯,因而可提升硬化膜的耐熱性,能良好地抑制硬化膜因加熱所造成的膜厚減少情形。
化合物(B)的具體例,係可舉例如:二季戊四醇三丙烯酸酯三(十一烷酸酯)、二季戊四醇五丙烯酸酯單十一烷酸酯、乙氧基化異三聚氰酸三丙烯酸酯、ε-己內酯改質三-(2-丙烯醯氧基乙基)異三聚氰酸酯、二季戊四醇聚丙烯酸酯、9,9-雙[4-(2-丙烯醯氧基乙氧基)苯基]茀、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A二丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯、丙氧基化雙酚A二丙烯酸酯、丙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯、1,10-癸二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、羥基三甲基乙酸新戊二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、異三聚氰酸三烯丙酯、異三聚氰酸三甲基丙烯酯、1,4-丁二醇二乙烯醚、1,9-壬二醇二乙烯醚、環己烷二甲醇二乙烯醚(cyclohexanedimethanol divinyl ether)、三乙二醇二乙烯醚、三羥甲基丙烷三乙烯醚、季戊四醇四乙烯醚、丙烯酸-2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯、甲基丙烯酸-2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯、三羥甲基丙烷二芳香醚、季戊四醇三烯丙基醚、二季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧基化二季戊四醇六丙烯酸酯、二烷乙二醇二丙烯酸酯、以下式(1)所表示之乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、以下式(2)所表示之丙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、二(三羥甲基)丙烷四丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇甲基丙烯酸酯、以下式(3)所表示之化合物等。此外,尚可利用例如:聚酯丙烯酸酯(將二元醇與二元酸的縮合物二末端,利用丙烯酸進行修飾的化合物:東亞合成公司製,商品名Aronix(M-6100、M-6200、M-6250、M-6500);將多元醇與多元酸的縮合物之羥基末端,利用丙烯酸進行修飾的化合物:東亞合成公司製,商品名Aronix(M-7100、M-7300K、M-8030、M-8060、M-8100、M-8530、M-8560、M-9050))。該等係可以市售物取得。
藉由硬化性組成物含有化合物(B),便可獲得均勻的硬化性組成物。且,將該硬化性組成物施行塗佈並硬化時,便形成具有高平坦度的層。且,藉由充分施行該硬化性組成物的硬化,充分地進行交聯反應。結果,可獲得具有良好耐熱性的硬化體。
相對於預聚物(A)與化合物(B)的合計質量,硬化性組成物所含之預聚物(A)的比例較佳為3~97質量%、更佳40~95質量%、特佳40~80質量%。
預聚物(A)的含有比例越多,介電常數越容易降低,越容易獲得高耐熱性。化合物(B)的含有比例越多,則埋藏平坦性越容易呈良好。
<溶劑>
本發明的硬化性組成物雖未必一定要含有溶劑,但最好含有溶劑。溶劑係可使用公知物。具體例係可舉例如:丙二醇單甲醚乙酸酯(以下亦稱「PGMEA」)等。
本發明中,硬化性組成物中的溶劑含有量,係相對於硬化性組成物全量(100質量%),為0~99質量%、較佳20~85質量%。
<感光劑>
本發明的硬化性組成物亦可為光硬化性。為顯現出光硬化性、或為提升因光硬化所造成的反應性,較佳為含有感光劑。
感光劑係可使用光硬化性組成物的公知物。具體例係可舉例如:IRGACURE 907(α-胺基苯烷基酮系)、IRGACURE 369(α-胺基苯烷基酮系)、DAROCUR TPO(氧化醯基膦系)、IRGACURE OXE01(肟酯衍生物)、IRGACURE OXE02(肟酯衍生物)(均為汽巴超級化學公司製)等。該等之中,較佳為DAROCUR TPO、IRGACURE OXE01、IRGACURE OXE02。
當本發明的硬化性組成物係光硬化性組成物時,較佳為含有感光劑且含有溶劑。
感光劑與溶劑在光硬化性組成物中的含有量,係相對於硬化性組成物全量(100質量%),分別為感光劑0.1~20質量%、較佳1~10質量%,溶劑0~99質量%、較佳20~85質量%。
再者,溶劑係在能將預聚物(A)與化合物(B)溶解的前提下,可使用公知物,例如:均三甲苯、N,N-二甲基乙醯胺、PGMEA、環己酮、四氫呋喃等。其中,較佳為PGMEA、環己酮。
<熱硬化促進劑>
本發明的硬化性組成物亦可為熱硬化性。此情況,亦可含有熱硬化促進劑。熱硬化促進劑係可使用公知物。具體例係可舉例如:偶氮雙異丁腈、過氧化苯甲醯、過氧化氫第三丁烷、異丙苯過氧化氫、過氧化二第三丁基、過氧化二異丙苯等。
熱硬化促進劑含有量係相對於硬化性組成物全量(100質量%),較佳0.1~10質量%。
<添加劑>
在硬化性組成物中,視需要亦可調配入從諸如紫外線吸收劑、抗氧化劑、熱聚合抑制劑等安定劑類;均塗劑、消泡劑、沉澱抑制劑、分散劑等界面活性劑類;可塑劑;及增黏劑等塗敷領域的周知各種添加劑所構成群組中,至少選擇1種的添加劑。
再者,當硬化膜,例如層間絕緣膜等,是無法在製造步驟途中除去,而是在最終製品中殘留有作為機能構件之材料(以下稱「直接材料」)時,亦可在硬化性組成物中添加諸如矽烷偶合劑等增黏劑。若在硬化性組成物中含有增黏劑,便可提升該硬化性組成物的硬化膜與基材間之黏著性,因而較佳。另外,在基材上預先塗佈增黏劑的方法,亦可提升基材與硬化膜間之黏著性。
上述添加劑的調配量係合計量相對於硬化性組成物全量(100質量%),較佳為0.01~10質量%。
<硬化膜>
本發明的硬化膜係使上述硬化性組成物進行硬化而獲得的膜。較佳係在基材上塗佈上述硬化性組成物,經加熱而硬化的膜。
或,當為光硬化性組成物的情況,在基材上塗佈光硬化性組成物,視需要施行預烤,再利用光(例如紫外線)照射(曝光)便獲得硬化膜。亦可經光照射後視需要再施行加熱。亦可利用光學微影施行細微加工。
使硬化性組成物進行硬化的加熱溫度係100~350℃、較佳150~250℃。
再者,光硬化性組成物的預烤溫度較佳係40~100℃,經光照射後的加熱(最後烘烤)溫度較佳係100~350℃。
硬化膜厚度並無特別的限制,可視用途再適當設定。例如較佳厚度0.1~100μm左右、更佳1~50μm。
本發明的硬化性組成物可形成介電常數低的硬化膜,且製膜時的埋藏平坦性優異。所以,本發明的硬化膜係屬於低介電常數,即使設置於具有凹凸的面上,表面平坦性仍優異。此外,耐熱性亦優異。該硬化膜係適合作為例如在半導體等基板上直接形成[或隔著保護(Passivation)膜(由氮化矽、聚醯亞胺等構成)形成]絕緣膜等的直接材料。
再者,如後述實施例所示,由於光穿透率高,而可實現高透明性,進而適合作為透明性高的低介電常數材料。
再者,因為可獲得耐熱性與透明性均優異的良好平坦面,因而亦可有效利用為將諸如發光元件等光學零件固定的黏著劑、埋藏材料。
實施例
針對本發明利用以下實施例與比較例進行更具體的說明,惟不可解釋為本發明僅限定於該等。
實施例及比較例中,硬化膜的基本特性係就介電常數、光的穿透率、熱重量分析及平坦性,利用下述方法進行測定。
(硬化膜製造例1)
將依如下述所調製樣品液利用孔隙徑0.5μm之聚四氟乙烯(PTFE)製過濾器進行過濾。將所獲得之濾液在基板上利用旋塗法施行塗佈。旋轉條件設定為每分鐘1000~3000旋轉、30秒鐘。將所獲得之塗膜利用加熱板以100℃、90秒的加熱條件施行預烤後,再利用垂直爐以300℃、30分鐘,在氮環境下施行最後烘烤便獲得硬化膜。
[相對介電常數]
硬化膜製造例1中,基板係使用直徑4吋的矽晶圓,形成厚度約1μm的硬化膜。
對所獲得之硬化膜,利用水銀針測機(SSM公司製,產品名:SSM-495)施行CV(Cyclic Voltammetry,循環伏安法)測定,藉此求得1MHz之相對介電常數。硬化膜厚度係使用以分光式橢圓偏光儀所求得之值(以下亦同)。
[穿透率]
硬化膜製造例1中,基板係使用5cm四方的玻璃板,形成厚度約1μm之硬化膜。
對所獲得之硬化膜,利用分光光度計(島津製作所公司製,產品名:UV-3100),測定波長400nm的光線穿透率(單位:%)。
[熱重量分析]
硬化膜製造例1中,基板係使用直徑4吋的矽晶圓,形成厚度約1μm之硬化膜。
將所獲得之硬化膜形成粉末狀物使用為試料,並使用MAC SCIENCE公司製,MTC1000S(產品名),施行熱重量分析。分析條件係從室溫起至600℃,以每1分鐘10℃的速度施行升溫。測定1%重量減少溫度與3%重量減少溫度。
[平坦性評估]
硬化膜製造例1中,基板係使用已形成圖案(線寬5μm、線距寬5μm、深度0.5μm)的矽晶圓,在該圖案上形成厚度約0.6μm硬化膜。
使用掃描式電子顯微鏡(SEM),觀察已形成硬化膜的基板截面形狀,並評估硬化膜的平坦化度。平坦化度(單位:%)係依照下式(I)求得。當矽晶圓上的圖案可呈完全平坦化時的平坦化度係100%。
平坦化度=[1-(凹部中的硬化膜凹陷深度)/(凹部深度)]×100………(I)
[曝光]
曝光係使用UL-7000(Quintel公司製),施行超高壓水銀燈的光照射。另外,相關未曝光部分係使用金屬箔或遮罩形成遮光部分。
(調製例1)
含氟聚伸芳醚預聚物(A1)係依如下述進行調製。
即,在N,N-二甲基乙醯胺(以下稱「DMAc」)(6.2kg)溶劑中,將全氟聯苯基(650g)與1,3,5-三羥基苯(120g),於碳酸鉀(570g)存在下,依40℃進行6小時反應後,接著使4-乙醯氧基苯乙烯(200g)在48質量%之氫氧化鉀水溶液(530g)存在下進行反應,合成預聚物(A1)。將所獲得之預聚物(A1)的DMAc溶液投入於鹽酸水溶液(3.5質量%水溶液)中,施行再沉澱精製,經真空乾燥,獲得粉末狀之預聚物(A1)800g。
(實施例1:預聚物(A)/化合物(B)=80/20(質量%比))
在樣品瓶中,裝入:作為預聚物(A)的調製例1所獲得之預聚物(A1)1.6g、作為化合物(B)的二季戊四醇六丙烯酸酯(新中村化學工業公司製,產品名:NK酯A-DPH,分子量:562,以下稱「ADPH」)0.4g、及作為溶劑的PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)8.0g,經溶解,調製得樣品液。
(實施例2:預聚物(A)/化合物(B)=60/40(質量%比))
除在實施例1中,將預聚物(A1)的使用量變更為1.2g,將ADPH的使用量變更為0.8g之外,其餘均如同實施例1般的調製樣品液。
(實施例3:預聚物(A)/化合物(B)=40/60(質量%比))
除在實施例1中,將預聚物(A1)的使用量變更為0.8g,將ADPH的使用量變更為1.2g之外,其餘均如同實施例1般的調製樣品液。
(比較例1:預聚物(A)/化合物(B)=100/0(質量%比))
除在實施例1中,將預聚物(A1)的使用量變更為2.0g,且未添加ADPH之外,其餘均如同實施例1般的調製樣品液。
(比較例2:預聚物(A)/化合物(B)=0/100(質量%比))
除在實施例1中,未使用預聚物(A1)之外,其餘均如同實施例1般的調製樣品液。
[硬化膜之評估]
使用以實施例1~3、比較例1、及2所獲得之樣品液(硬化性組成物),根據上述硬化膜製造例1形成硬化膜,並依上述方法施行各特性評估。結果如表1所示。
表1所示係樣品液(硬化性組成物)中所含之預聚物(A1)與化合物(B)(即ADPH)的質量比(以下亦同)。
(實施例4:預聚物(A)/化合物(B)=95/5(質量%比)、光硬化)
在樣品瓶中,裝入作為預聚物(A)的調製例1所獲得之預聚物(A1)4.5g、作為化合物(B)的ADPH(0.225g)、作為感光劑的IRGACURE OXE01(汽巴超級化學公司製)0.225g、及作為溶劑的PGMEA(5.05g),經溶解,調製得樣品液。
將該溶液在矽晶圓上以每分鐘1,000旋轉施行30秒鐘旋塗,再利用100℃的加熱板施行加熱90秒。接著,對其施行照射能量500mJ/cm2 的曝光,接著,使用PGMEA施行攪拌顯影2分鐘。然後,以每分鐘2,000旋轉施行旋轉乾燥30秒,更利用100℃的加熱板施行加熱90秒。曝光部之膜厚係20μm。該膜厚係經曝光後未施行顯影步驟的參照膜厚之95%厚度。另外,在以下的例中,膜厚後面括號內的數值係指相對於該參照膜厚的厚度比例。此時未曝光部的膜厚係0.1μm以下。然後,利用垂直爐以300℃,30分鐘,在氮環境下施行最後烘烤,獲得硬化膜。
(實施例5:預聚物(A)/化合物(B)=60/40(質量%比)、光硬化)
在樣品瓶中,裝入作為預聚物(A)的調製例1所獲得之預聚物(A1)1.8g、作為化合物(B)的ADPH(1.2g)、作為感光劑的IRGACURE OXE01(0.15g)、及作為溶劑的PGMEA(6.85g),經溶解,調製得樣品液。
將該溶液在矽晶圓上以每分鐘2,000旋轉施行30秒鐘旋塗,再利用70℃的加熱板施行加熱90秒。接著,對其施行照射能量500mJ/cm2 的曝光,接著,使用PGMEA施行攪拌顯影2分鐘。然後,以每分鐘2,000旋轉施行旋轉乾燥30秒,更利用100℃的加熱板施行加熱90秒。曝光部之膜厚係2.0μm(91%),未曝光部的膜厚係0.1μm以下。然後,利用垂直爐以300℃,30分鐘,在氮環境下施行最後烘烤,獲得硬化膜。
(比較例3:未使用化合物B之例)
在樣品瓶中,裝入作為預聚物(A)的調製例1所獲得之預聚物(A1)1.6g、取代化合物(B)改為使用經寡聚化的BANI-X(丸善石油化學公司製,數量平均分子量6,000)0.4g、及作為溶劑的PGMEA(8.0g),經溶解,調製得樣品液。
使用所獲得之樣品液(硬化性組成物),以與實施例1相同的方法形成硬化膜後,所獲得之硬化膜呈白濁。理由係可認為因為經寡聚化之BANI-X與預聚物(A1)間的相溶性差,導致出現相分離所致。
相關實施例4與5所獲得之硬化膜,亦是依照上述方法施行各特性評估。結果如表1所示。
另外,表1的「-」係指未評估。
如表1所示,使用實施例1~5的硬化性組成物所形成之硬化膜,係相對介電常數低、光的穿透率高、耐熱性高、且凹凸的埋藏平坦性優異。
相對於此,未添加化合物(B)的比較例1,雖介電常數低、耐熱性優異,但平坦化度低。此外,未含有預聚物(A1)的比較例2係相對介電常數高、耐熱性低。另外,比較例2與3係造膜性差,難以製作所需的評估用樣品,因而未施行平坦化度測定。
產業之可利用性
本發明的硬化性組成物係提供製膜時的埋藏平坦性優異,且介電常數低的硬化膜,可利用作為電子領域中之透明性高的低介電常數材料,或將發光元件等光學零件施行固定的黏著劑、埋藏材料等。
另外,2008年6月19日所申請之日本專利申請案2008-160197號的說明書、申請專利範圍、及摘要等全部內容均爰引於本案中,並融入成為本發明說明書的揭示。

Claims (10)

  1. 一種硬化性組成物,其特徵在於含有:含氟聚伸芳基預聚物(A),係使含氟芳香族化合物、酚系化合物及交聯性化合物,在脫鹵化氫劑存在下進行反應而獲得,且具交聯性官能基者(但,含有質子酸者除外);及化合物(B),係分子量140~5000,且具有交聯性官能基,但未具有氟原子者;上述化合物(B)的交聯性官能基含有從乙烯基、烯丙基、乙炔基、乙烯氧基、烯丙氧基、丙烯醯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯基、及甲基丙烯醯氧基所構成群組中選擇1種以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之硬化性組成物,其中,相對於上述含氟聚伸芳基預聚物(A)與上述化合物(B)的合計質量,上述含氟聚伸芳基預聚物(A)的比例係3~97質量%。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之硬化性組成物,其中,上述化合物(B)具有2個以上之交聯性官能基。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之硬化性組成物,其中,上述含氟聚伸芳基預聚物(A)係使全氟(1,3,5-三苯基苯)或全氟聯苯基;1,3,5-三羥基苯或1,1,1-三(4-羥苯基)乙烷;及五氟苯乙烯、乙醯氧基苯乙烯或氯甲基苯乙烯,在碳酸鉀等脫鹵化氫劑存在下進行反應而獲得的聚合物。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之硬化性組成物,其更進一步含有溶劑。
  6. 如申請專利範圍第5項之硬化性組成物,其中,溶劑係丙二醇單甲醚乙酸酯。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之硬化性組成物,其更進一步含有感光劑。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之硬化性組成物,係於矽晶圓上,且形成有線寬5μm、線距寬5μm、凹部深度0.5μm之圖案之基板的圖案上,進行塗佈、硬化,而形成厚度約0.6μm之硬化膜時,使用上述圖案之凹部深度及凹部中的硬化膜凹陷深度而依照下式(I)所求得之平坦化度值為50~100%:平坦化度=[1-(凹部中的硬化膜凹陷深度)/(凹部深度)]×100…(I)。
  9. 一種硬化膜,係使如申請專利範圍第1至8項中任一項之硬化性組成物進行硬化而獲得。
  10. 如申請專利範圍第9項之硬化膜,其中,硬化係利用加熱、或光照射而實施。
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