WO2021153558A1 - α線遮蔽膜形成用組成物、α線遮蔽膜、積層体、半導体装置 - Google Patents

α線遮蔽膜形成用組成物、α線遮蔽膜、積層体、半導体装置 Download PDF

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WO2021153558A1
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ray shielding
shielding film
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group
mass
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憲文 横山
恭平 荒山
哲志 宮田
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富士フイルム株式会社
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    • C09D7/40Additives
    • C09D7/65Additives macromolecular

Definitions

  • the present invention relates to a composition for forming an ⁇ -ray shielding film, an ⁇ -ray shielding film, a laminate, and a semiconductor device.
  • an example of the device is a solid-state image sensor including a solid-state image sensor (corresponding to an electronic circuit).
  • a soft error may occur due to the influence of ⁇ rays emitted from an ⁇ ray source in the device.
  • the cover glass may contain ⁇ -ray emitting atoms, and the solid-state image sensor, which is an electronic circuit, may cause a transient malfunction.
  • Patent Document 1 a glass substrate (corresponding to an ⁇ -ray source), an organic layer containing an ⁇ -ray shielding agent whose ⁇ -ray shielding performance is within a predetermined numerical range, and a solid-state image sensor including a photoelectric conversion unit are arranged in this order.
  • the arranged solid-state image sensor is disclosed.
  • a composition for forming an ⁇ -ray shielding film which comprises a resin having an oxygen atom content of 25% by mass or more and a solvent.
  • Composition for forming a line shielding film comprising a resin having an oxygen atom content of 25% by mass or more and a solvent.
  • the curable group is a thermosetting group.
  • the main chain structure of the resin is a poly (meth) acrylate structure, a polyester structure, a polyether structure, a polyamide structure, a polyimide structure, a polyvinyl alcohol structure, a polyvinyl ether structure, a polyacrylonitrile structure, a polystyrene structure, a polyurethane structure, and a polyurea.
  • crosslinkable compound is a polymer compound containing an oxylanyl group.
  • crosslinkable compound is a small molecule compound containing an oxylanyl group.
  • solid content is 10% by mass or more and less than 70% by mass with respect to the total mass of the composition. thing.
  • the ⁇ -ray shielding film according to [19] which is a cured film.
  • a semiconductor device comprising the ⁇ -ray shielding film according to any one of [19] to [24] or the laminate according to any one of [25] to [28].
  • the present invention it is possible to provide a composition for forming an ⁇ -ray shielding film capable of forming a film having excellent ⁇ -ray shielding performance. Further, according to the present invention, it is possible to provide an ⁇ -ray shielding film formed by using the composition for forming an ⁇ -ray shielding film, and a laminate and a semiconductor device including the ⁇ -ray shielding film.
  • the present invention will be described in detail.
  • the description of the constituent elements described below may be based on a typical embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to such an embodiment.
  • the numerical range represented by using "-" means a range including the numerical values before and after "-" as the lower limit value and the upper limit value.
  • the notation that does not describe substitution or non-substitution includes a group having a substituent as well as a group having no substituent.
  • the "alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
  • the term "organic group” is intended to be a group containing one or more carbon atoms.
  • the "halogen atom” in the present specification include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • the oxylanyl group is a functional group also called an epoxy group.
  • oxylanyl group For example, two adjacent carbon atoms of a saturated hydrocarbon ring group are bonded by an oxo group (—O—) to form an oxylan ring.
  • the oxylanyl group also includes such groups.
  • the oxylanyl group may have a substituent (methyl group, etc.) if possible.
  • (meth) acrylic is a general term including acrylic and methacryl, and means “at least one of acrylic and methacrylic”.
  • (meth) acryloyl means “at least one acryloyl and methacryloyl”.
  • (meth) acrylate” means “at least one of acrylate and methacrylate”.
  • the weight average molecular weight (Mw) is, for example, HLC-8320 (manufactured by Tosoh Corporation) as a measuring device and TSKgel Super HZM-M (manufactured by Tosoh Corporation, 6.0 mm ID (inner diameter) ⁇ ) as a column. It can be determined by using 15.0 cm) and using a tetrahydrofuran solution as an eluent (note that the weight average molecular weight (Mw) is a polystyrene-equivalent amount).
  • composition for forming an ⁇ -ray shielding film of the present invention includes a resin having an oxygen atom content of 25% by mass or more (hereinafter, also referred to as “specific oxygen-containing resin”). Containing with a solvent.
  • specific oxygen-containing resin a resin having an oxygen atom content of 25% by mass or more
  • an ⁇ -ray shielding film having excellent ⁇ -ray shielding property can be formed.
  • the mechanism of action between the above composition and the effect is not clear, but it is presumed as follows. Normally, alpha rays collide with electrons in an atom and are attenuated by flicking them (ionizing the atom).
  • composition of the present invention will be described below.
  • the composition of the present invention contains a resin (specific oxygen-containing resin) having an oxygen atom content of 25% by mass or more.
  • a resin specifically oxygen-containing resin
  • the ⁇ -ray shielding performance of the formed ⁇ -ray shielding film is more excellent (hereinafter, also referred to as “the effect of the present invention is more excellent”).
  • the total mass of the resin 30% by mass or more is preferable, 35% by mass or more is more preferable, and 36% by mass or more is further preferable.
  • the specific oxygen-containing resin is a component contained in a relatively large amount in the ⁇ -ray shielding film. Therefore, the higher the content of oxygen atoms contained in the specific oxygen-containing resin, the higher the content of oxygen atoms contained in the ⁇ -ray shielding film, and the effect of the present invention tends to be more excellent.
  • the weight average molecular weight of the specific oxygen-containing resin is not particularly limited, and is, for example, 2,000 or more, and 5,000 to 100,000 in that the ⁇ -ray shielding film has better ⁇ -ray shielding property and solvent resistance. Preferably, 7,500 to 50,000 is more preferable.
  • the main chain structure of the specific oxygen-containing resin is not particularly limited, and for example, a poly (meth) acrylate structure, a polyester structure, a polyether structure, a polyamide structure, a polyimide structure, a polyvinyl alcohol structure, a polyvinyl ether structure, a polyacrylonitrile structure, and a polystyrene. It preferably contains a structure selected from the group consisting of a structure, a polyurethane structure, and a polyurea structure, and preferably contains a poly (meth) acrylate structure, a polyester structure, a polyether structure, a polyamide structure, a polyimide structure, a polyvinyl alcohol structure, a polyvinyl ether structure, and a poly.
  • a structure selected from the group consisting of an acrylonitrile structure, a polystyrene structure, a polyurethane structure, and a polyurea structure is more preferable, and a poly (meth) acrylate structure is further preferable from the viewpoint of ease of production.
  • the specific oxygen-containing resin preferably contains a curable group in the molecule, and contains a repeating unit containing a curable group in that the ⁇ -ray shielding film formed is more excellent in solvent resistance. More preferred.
  • the curable group is not particularly limited and may be either a photocurable group or a thermosetting group, but a thermosetting group is preferable from the viewpoint of ease of production.
  • Specific examples of the curable group include an ethylene unsaturated polymerizable group, an oxylanyl group, an oxetanyl group, an acid group (for example, a carboxylic acid group and a phenolic hydroxy group), an acid anhydride group and the like.
  • the acid anhydride group is intended to be a monovalent substituent containing * -CO-O-CO- * (* represents a bond position).
  • Examples of the acid anhydride group include hydrogen from R-CO-O-CO-R (in the above formula, R represents an organic group, and R may be bonded to each other to form a ring). Examples include groups formed by removing one atom.
  • An example of an acid anhydride group is a group formed by removing one hydrogen atom from an acid anhydride such as succinic anhydride and phthalic anhydride.
  • a cyclic ether group such as an oxylanyl group and an oxetanyl group, a carboxylic acid group, or an acid anhydride group is preferable, and an oxylanyl group, an oxetanyl group, or a carboxylic acid is preferable because the effect of the present invention is more excellent.
  • a group or an acid anhydride group is more preferable, and an epoxy group or an oxetanyl group is further preferable.
  • the oxylanyl group and the oxetanyl group may have a substituent (for example, an alkyl group) if possible.
  • the specific oxygen atom-containing resin preferably contains a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, and iodine atom) in that the effect of the present invention is more excellent.
  • the halogen atom is also an atom having a high first ionization potential, and is presumed to have a high ⁇ -ray shielding property.
  • a fluorine atom is particularly preferable.
  • a repeating unit having a total content of fluorine atoms and oxygen atoms of 30% by mass or more is a resin in that the effect of the present invention is more excellent. It is preferable to contain 30% by mass or more with respect to all the repeating units in the resin, and the repeating unit in which the total content of oxygen atoms is 30% by mass or more (hereinafter, also referred to as "specific repeating unit O”) is all repeating in the resin. It is more preferable to contain 30% by mass or more with respect to the unit.
  • the content of the specific repeating unit FO is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and further preferably 60% by mass or more, based on all the repeating units in the resin. preferable.
  • the upper limit value is not particularly limited, but is, for example, 100% by mass or less.
  • the content of the specific repeating unit O is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and further preferably 60% by mass or more, based on all the repeating units in the resin. preferable.
  • the upper limit value is not particularly limited, but is, for example, 100% by mass or less.
  • the total content of fluorine atoms and oxygen atoms in the specific oxygen-containing resin is preferably 30% by mass or more, preferably 35% by mass or more, based on the total mass of the specific oxygen-containing resin in that the effect of the present invention is more excellent. It is more preferably% or more, and even more preferably 36% by mass or more.
  • the upper limit value is not particularly limited, but is, for example, 100% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and further preferably 80% by mass or less.
  • repeating unit represented by the following formula (XA1) and the repeating unit represented by the following formula (XA2) from the viewpoint of more excellent effect of the present invention and / or ease of manufacture.
  • repeating unit XA one or more repeating units (hereinafter, also referred to as “repeating unit XA”) selected from the group consisting of repeating units represented by the following formula (XA3).
  • RA11 represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent.
  • the alkyl group represented by RA11 may be linear, branched or cyclic, but is preferably linear or branched.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group represented by RA11 is, for example, 1 to 10, preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 3.
  • the substituent that RA11 may have is not particularly limited, but in that the effect of the present invention is more excellent, for example, a hydroxyl group or a halogen atom can be mentioned, a hydroxyl group or a fluorine atom is preferable, and a hydroxyl group is more preferable.
  • LA11 represents a single bond or a divalent linking group.
  • the divalent linking group include an ether group (-O-), a carbonyl group (-CO-), an ester group (-COO-), an amide group (-CONH-), and a thioether group (-S-).
  • a group that combines the above can be mentioned.
  • the divalent hydrocarbon group may have a substituent.
  • the above-mentioned substituent is not particularly limited, but in that the effect of the present invention is more excellent, for example, a hydroxyl group or a halogen atom is mentioned, a hydroxyl group or a fluorine atom is preferable, and a hydroxyl group is more preferable.
  • the number of carbon atoms of the divalent hydrocarbon group is not particularly limited, but is, for example, 1 to 10, preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 3.
  • an alkylene group is preferable.
  • the alkylene group may be linear, branched or cyclic, but is preferably linear or branched. In the case where L A11 represents a divalent linking group, bonding position of the R A12 of L A11 is preferably not a divalent hydrocarbon group.
  • an ester group (-COO-) is more preferable in terms of more excellent effects of the present invention and / or ease of production.
  • RA12 represents an alkyl group or an aralkyl group which may have a substituent.
  • the alkyl group represented by RA12 may be linear, branched or cyclic. Further, -CH 2- in the alkyl group represented by RA12 may be substituted with a hetero atom (for example, -O-, -CO-, etc.).
  • the number of carbon atoms of the alkyl group represented by RA12 is, for example, 1 to 20, preferably 1 to 12, and more preferably 1 to 6.
  • the substituent that the alkyl group represented by RA12 may have is not particularly limited, and a hydroxyl group or a halogen atom is preferable, a hydroxyl group or a fluorine atom is more preferable, and a hydroxyl group is more preferable in that the effect of the present invention is more excellent. Is more preferable.
  • RA12 is an alkyl group having a fluorine atom, it may be a perfluoroalkyl group.
  • alkyl group which may have a substituent represented by RA12 examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, or a hexyl which may have a hydroxyl group. Groups are preferred.
  • the number of carbon atoms of the aralkyl group represented by R A12 for example, a 7-20, 7-12 are preferred.
  • the aralkyl group represented by R A12 for example, benzyl group. It has an aralkyl group represented by R A12 is not particularly limited as well substituent, in that the effect of the present invention is more excellent, preferably a hydroxyl group or a halogen atom, more preferably a hydroxyl group or a fluorine atom, a hydroxyl group Is more preferable.
  • aralkyl group which may have a substituent represented by RA12 a benzyl group which may have a hydroxyl group is preferable.
  • R A21 and L A21 of the general formula (XA1) in the same meaning as R A11 and L A11 of the preferred embodiments are also the same.
  • bonding position of the L A22 of L A21 is preferably not a divalent hydrocarbon group.
  • an ester group (-COO-) is more preferable in terms of more excellent effects of the present invention and / or ease of production.
  • LA22 represents an alkylene group which may have a single bond or a substituent.
  • the alkylene group represented by LA22 may be linear, branched or cyclic, but is preferably linear or branched.
  • the carbon number of the alkylene group represented by LA22 is, for example, 1 to 10, preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 3.
  • the substituent that LA22 may have is not particularly limited, but in that the effect of the present invention is more excellent, for example, a hydroxyl group or a halogen atom can be mentioned, a hydroxyl group or a fluorine atom is preferable, and a hydroxyl group is more preferable.
  • n 1 represents an integer greater than or equal to 0.
  • Rb 1 represents a substituent. If n 1 is 2 or more, Rb 1 existing in plural numbers may be the respectively same or different.
  • the substituent represented by Rb 1 is not particularly limited, but for example, a hydroxyl group or a halogen atom is preferable, a hydroxyl group or a fluorine atom is more preferable, and a hydroxyl group is further preferable.
  • R A31 and L A31 of the general formula (XA1) in the same meaning as R A11 and L A11 of the preferred embodiments are also the same.
  • bonding position of the L A32 of L A31 is preferably not a divalent hydrocarbon group.
  • an ester group (-COO-) is more preferable in terms of more excellent effects of the present invention and / or ease of production.
  • L A32 of the general formula (XA2) in the same meaning as L A22 of the preferred embodiments are also the same.
  • RA32 represents a group containing a lactone structure.
  • the group containing a lactone structure need only contain a lactone structure.
  • As the group containing a lactone structure for example, LC-1 or LC-2 shown below is preferable.
  • * represents a bonding position to L A32.
  • n 2 represents an integer greater than or equal to 0.
  • the upper limit of n 2 is 2, and in the case of LC-2, the upper limit of n 2 is 3.
  • Rb 2 represents a substituent. When n 2 is 2 or more, a plurality of Rb 2 existing may be the same or different.
  • the substituent represented by Rb 2 is not particularly limited, but for example, a hydroxyl group or a halogen atom is preferable, a hydroxyl group or a fluorine atom is more preferable, and a hydroxyl group is further preferable.
  • the specific oxygen-containing resin may be a copolymer composed of the repeating unit XA, or may be a repeating unit XA and other repeating units other than the repeating unit XA (corresponding to the "repeating unit XB" described later). It may be a copolymer of.
  • the lower limit of the content of the repeating unit XA in the specific oxygen-containing resin is not particularly limited, for example, 5% by mass or more, and the upper limit is not particularly limited, for example, 100% by mass or less.
  • the content of the repeating unit XA is preferably 30 to 95% by mass, more preferably 50 to 95% by mass, based on all the repeating units. , 50-90% by mass, more preferably.
  • the repeating unit XA may be contained alone or in combination of two or more.
  • repeating unit XB As the specific oxygen-containing resin, in order to improve the performance of the formed ⁇ -ray shielding film (for example, improvement of solvent resistance, etc.), other repeating units XB other than the repeating unit XA (hereinafter, also referred to as “repeating unit XB”). ) May be included.
  • the structure of the repeating unit XB is not particularly limited, and for example, a repeating unit represented by the following general formula (XB1) (hereinafter, also referred to as “repeating unit XB1”) and a repeating unit derived from (meth) acrylic acid. And so on.
  • R B1 in general formula (XA1) in the same meaning as R A11 of preferred embodiments are also the same.
  • LB1 represents a single bond or a divalent linking group.
  • the divalent linking group include an ether group (-O-), a carbonyl group (-CO-), an ester group (-COO-), an amide group (-CONH-), and a thioether group (-S-).
  • Specific examples of the divalent hydrocarbon group include those exemplified as the divalent hydrocarbon group represented by LA11.
  • the L B1 in that the effect of the present invention is more excellent, -COO-, or, * 1-COO-2 divalent hydrocarbon group - is preferably a * 2, -COO-, or, * 1- It is more preferably COO-CH 2- * 2, and even more preferably * 1-COO-CH 2- * 2.
  • * 1 represents the bond position with the main chain
  • * 2 represents the bond position with X.
  • the divalent hydrocarbon group may have a substituent.
  • the substituent is not particularly limited, but a hydroxyl group or a halogen atom is preferable, and a hydroxyl group is preferable, because the effect of the present invention is more excellent.
  • X represents a curable group.
  • the curable group is as described above.
  • the lower limit of the content of the repeating unit XB in the specific oxygen-containing resin is not particularly limited, but is, for example, 5% by mass or more, and the upper limit is not particularly limited, but is, for example, 95% by mass or less.
  • One aspect of the content of the repeating unit XB in the specific oxygen-containing resin is that the ⁇ -ray shielding film formed is more excellent in solvent resistance, and is 5 to 70% by mass with respect to all the repeating units. Is preferable, 50 to 95% by mass is more preferable, and 50 to 90% by mass is further preferable.
  • As another aspect of the content of the repeating unit XB in the specific oxygen-containing resin it is preferably 5 to 70% by mass, more preferably 5 to 50% by mass, based on all the repeating units. It is more preferably 5 to 30% by mass.
  • the repeating unit XB may be contained alone or in combination of two or more.
  • the specific oxygen-containing resin it is preferable that all the repeating units of the specific oxygen-containing resin are (meth) acryloyl-based repeating units because the effect of the present invention is more excellent and the synthesis is easy.
  • the specific oxygen-containing resin is preferably a copolymer of methyl (meth) acrylate and glycidyl (meth) acrylate because it is easy to synthesize.
  • the lower limit of the content of the specific oxygen-containing resin in the composition is preferably 60% by mass or more, more preferably 65% by mass or more, and more preferably 70% by mass or more, because the effect of the present invention is more excellent with respect to the total solid content. More preferably by mass% or more.
  • the upper limit of the content of the specific oxygen-containing resin is, for example, preferably 100% by mass or less, more preferably 98% by mass or less, based on the total solid content.
  • a "solid content" is intended to be a component excluding a solvent in the composition, and any component other than the solvent is regarded as a solid content even if it is a liquid component.
  • the specific oxygen-containing resin may be contained alone or in combination of two or more.
  • the solvent examples include known solvents, and organic solvents are preferable.
  • the organic solvent include esters, ethers, ketones, and aromatic hydrocarbons.
  • paragraphs 0190 to 0191 of Pamphlet No. 2016/186050 can be referred to, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the solvent is preferably a solvent having a low metal content, and the metal content of the solvent is, for example, preferably 10 mass ppb (parts per parts) or less. If necessary, a solvent at the mass ppt (parts per tension) level may be used, and such a high-purity solvent is provided by, for example, Toyo Synthetic Co., Ltd. (The Chemical Daily, November 13, 2015).
  • propylene glycol monoalkyl ether carboxylate or propylene glycol monoalkyl ether is preferable.
  • propylene glycol monoalkyl ether carboxylate examples include propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether propionate, and propylene glycol monoethyl ether acetate.
  • PGMEA propylene glycol monomethyl ether acetate
  • propylene glycol monomethyl ether propionate examples include propylene glycol monoethyl ether acetate.
  • propylene glycol monoalkyl ether examples include propylene glycol monomethyl ether (PGME) and propylene glycol monoethyl ether (PGEE).
  • PGME propylene glycol monomethyl ether
  • PGEE propylene glycol monoethyl ether
  • the mixing ratio (“propylene glycol monoalkyl ether carboxylate / propylene glycol monoalkyl ether”: based on mass) is 60/40 to The range of 85/15 is preferable.
  • the composition of the present invention preferably contains a crosslinkable compound.
  • the crosslinkable compound is a compound containing one or more crosslinkable groups in the molecule, and even if it is a low molecular weight compound (hereinafter, also referred to as “low molecular weight crosslinkable compound”), it is a high molecular weight compound (hereinafter, “polymer”). It may also be referred to as a "type crosslinkable compound”).
  • the crosslinkable compound is a polymer type crosslinkable compound, the content of oxygen atoms contained in the polymer type crosslinkable compound is less than 25% by mass with respect to the total mass of the compound.
  • crosslinkable group contained in the crosslinkable compound a thermally crosslinkable group is preferable, a cyclic ether group such as an oxylanyl group and an oxetanyl group is preferable, and an oxylanyl group is more preferable.
  • the oxylanyl group and the oxetanyl group may have a substituent (for example, an alkyl group) if possible.
  • the small molecule crosslinkable compound will be described below.
  • the molecular weight of the small molecule crosslinkable compound is preferably 1,000 or less, more preferably 750 or less, and even more preferably 100 to 600.
  • the small molecule crosslinkable compound may contain one crosslinkable group in the molecule, but it is preferable that the molecule contains two or more crosslinkable groups in that the effect of the present invention is more excellent. ..
  • the structure of the low molecular weight crosslinkable compound is not particularly limited, but is an alicyclic compound having a thermally crosslinkable group (that is, a compound having a thermally crosslinkable group and having an alicyclic structure in the molecule.
  • a thermocurable alicyclic compound a compound having an oxylanyl group, and even more preferably a compound having an epoxycyclohexyl group.
  • TC general formula
  • LT1 represents a divalent linking group.
  • the LT1 is any of an ester group (-COO-), an ether group (-O-), and an alkylene group (linear, branched, and cyclic) in that the effect of the present invention is more excellent.
  • a group consisting of one or a combination of two or more selected from the group consisting of (may be) is preferable.
  • the carbon number of the alkylene group is, for example, 1 to 100, preferably 1 to 60, and more preferably 1 to 20.
  • the alkylene group may have a substituent.
  • the substituent is not particularly limited, but a hydroxyl group or a halogen atom is preferable, and a hydroxyl group or a fluorine atom is more preferable, in that the effect of the present invention is more excellent.
  • RT1 and RT2 each independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a methyl group is preferable.
  • P T1 and P T2 each independently represent an integer of 0 to 3, and 0 or 1 is preferable.
  • thermocurable alicyclic compounds include compounds represented by the following general formulas (MC-1) to (MC-8), bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ether, and 1,2-bis (3).
  • MC-1-yl 4-Epoxycyclohexane-1-yl) ethane
  • 2,2-bis (3,4-epoxy) Cyclohexane-1-yl) propane and the like can be mentioned.
  • l in the following general formula (MC-5) and m in (MC-7) represent integers of 1 to 10, respectively.
  • R in the following general formula (MC-5) represents an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms.
  • low molecular weight crosslinkable compounds include, for example, bisphenol A type epoxy compounds, bisphenol F type epoxy compounds, bisphenol S type epoxy compounds, and bisphenol AD type, which are glycidyl ethers such as bisphenol A, F, S, and AD.
  • a glycidyl group-containing compound containing a cardo skeleton is also preferable.
  • the glycidyl group-containing compound containing a cardo skeleton preferably contains a 9,9-bisarylfluorene skeleton, and examples thereof include 9,9-bis (4-glycidyloxy-3-methylphenyl) fluorene.
  • an aliphatic alkyl glycidyl ether which may be substituted with a fluorine atom such as 1,4-bis (2', 3'-epoxypropyl) -perfluoro-n-butane is also used. preferable.
  • the weight average molecular weight of the polymer-type crosslinkable compound is preferably more than 1,000, preferably 5,000 to 100,000, in terms of more excellent effects of the present invention and / or more excellent solvent resistance. Preferably, 7,500 to 50,000 is more preferable.
  • the polymer-type crosslinkable compound is not particularly limited, and for example, phenol novolac-type glycidyl ether (phenol novolac-type epoxy compound), cresol novolac-type glycidyl ether (cresol novolac-type epoxy compound), and bisphenol A novolac-type glycidyl ether. And so on.
  • the lower limit of the content of the crosslinkable compound in the composition is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, in that the effect of the present invention is more excellent with respect to the total solid content.
  • the upper limit of the content of the crosslinkable compound is, for example, preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, based on the total solid content.
  • the crosslinkable compound may be contained alone or in combination of two or more.
  • crosslinkable compound a low molecular weight crosslinkable compound is preferable, and in that the effect of the present invention is more excellent, a small molecule type crosslinker having an oxygen atom content in the molecule of 15% by mass or more (preferably 25% by mass or more) Sex compounds are more preferred.
  • the composition of the present invention preferably contains a curing agent.
  • the curing agent include compounds containing an acid anhydride group (hereinafter, also referred to as “specific acid anhydride”), phenol compounds, amine compounds, thiol compounds, and the like, and among them, the specific acid anhydride is preferable. ..
  • the acid anhydride group is intended to be a monovalent substituent containing * -CO-O-CO- * (* represents a bond position).
  • Examples of the acid anhydride group include hydrogen from R-CO-O-CO-R (in the above formula, R represents an organic group, and R may be bonded to each other to form a ring). Examples include groups formed by removing one atom.
  • an acid anhydride group is a group formed by removing one hydrogen atom from an acid anhydride such as succinic anhydride and phthalic anhydride.
  • the specific acid anhydride may contain one acid anhydride group in the molecule, but the molecule is acid anhydride in that the effect of the present invention is more excellent and / or the solvent resistance is more excellent. It preferably contains two or more physical groups.
  • the melting point of the specific acid anhydride is preferably 45 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or lower, in that the effect of the present invention is more excellent.
  • the lower limit is not particularly limited, but is preferably ⁇ 100 ° C. or higher.
  • the specific acid anhydride is a low molecular compound containing an acid anhydride group (low molecular weight acid anhydride) or a high molecular compound containing an acid anhydride group (hereinafter, also referred to as "high molecular weight acid anhydride”. ) May be.
  • the specific acid anhydride is a polymer-type acid anhydride
  • the content of oxygen atoms contained in the polymer-type acid anhydride is less than 25% by mass with respect to the total mass of the compound.
  • the small molecule acid anhydride will be described in detail below.
  • the molecular weight of the small molecule acid anhydride is preferably 2000 or less, for example.
  • the small molecule acid anhydride may contain one acid anhydride group in the molecule, but in that the effect of the present invention is more excellent, the molecule contains two or more acid anhydride groups. Is preferable.
  • the low molecular weight acid anhydride is not particularly limited, and for example, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhymic anhydride, trialkylmethyltetrahydrophthalic anhydride, pyromellitic anhydride, biphenyltetracarboxylic acid anhydride, benzophenonetetracarboxylic acid.
  • Examples thereof include acid anhydrides and compounds represented by the following general formulas (YA1) to (YA4).
  • the compounds represented by the following general formulas (YA1) to (YA4) are preferable, and the compounds represented by the following general formulas (YA4-1) are preferable in that the effect of the present invention is more excellent.
  • the compound to be used is more preferable, and the compound represented by the following general formula (YA5) is further preferable.
  • RC1 to RC4 independently represent a hydrogen atom, a methyl group, a carboxy group, or a hydroxyl group.
  • a double line consisting of a solid line and a broken line represents a single bond or a double bond.
  • RC5 to RC8 independently represent a hydrogen atom, a methyl group, a carboxy group, or a hydroxyl group. Hydrogen atoms are preferable as RC5 to RC8.
  • LC1 represents a chain or branched alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
  • RC9 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by RC9 is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
  • the aliphatic hydrocarbon group is preferably a linear or branched alkyl group or alkenyl group.
  • Z represents an acid anhydride group.
  • LC2 represents an n-valent linking group containing two or more carbon atoms.
  • n represents an integer of 2 to 4.
  • Examples of the acid anhydride group represented by Z include a phthalic anhydride group, a succinic anhydride group, a maleic anhydride group, a citraconic anhydride group, a citraconic anhydride group, and the above-mentioned general formula (YA1) or ( Represents a group derived from the compound represented by YA2).
  • the group derived from the compound represented by the general formula (YA1), one of the general formula in the compound represented by (YA1) R C1 ⁇ R C4 is a group represents a bond.
  • a group derived from the compound represented by the general formula (YA2), one of the general formula (YA2) in the compound represented by R C5 ⁇ R C8 is a group represents a bond. That is, for example, if R C2 in the compound represented by the general formula (YA1) represents a bond, a group derived from the compound represented by the general formula (YA1) corresponds to the following structure.
  • LC2 represents an n-valent linking group containing two or more carbon atoms.
  • the n-valent linking group include -O-, -CO-, -COO-, -CONH-, -S-, -SO 2- , and -NR T- ( RT is a hydrogen atom or an alkyl group. ),
  • An aliphatic hydrocarbon group (alkylene group, alkenylene group, or alkynylene group), an aromatic hydrocarbon group, a group combining these, and the like.
  • the aliphatic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group may further have a substituent. Examples of the substituent include the above-mentioned acid anhydride group and the like.
  • Z C1 and Z C2 each independently represent an acid anhydride group.
  • LC2 represents a divalent linking group containing two or more carbon atoms.
  • Z C1 and Z C2 have the same meaning as Z in the above-mentioned general formula (YA4), and the preferred embodiments are also the same.
  • LC2 represents a divalent linking group containing two or more carbon atoms.
  • the divalent linking group include -O-, -CO-, -COO-, -CONH-, -S-, -SO 2- , and -NR T- ( RT is a hydrogen atom or an alkyl group.
  • a divalent aliphatic hydrocarbon group (alkylene group, alkenylene group, or alkynylene group), and a group combining these groups can be mentioned.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group may further have a substituent. Examples of the substituent include the above-mentioned acid anhydride group, halogen atom (preferably fluorine atom) and the like.
  • the divalent linking group may contain -O-, -CO-, or -COO- in terms of better curability, and has a linear or branched total carbon number of 2 to 2. Twelve alkylene groups are preferred, and linear or branched chain alkylene groups having a total carbon number of 3 to 12, which may contain —O—, —CO—, or —COO—, are more preferred.
  • the divalent linking group represented by L C2 by having two or more carbon atoms, higher degree of freedom as compared with the case of one carbon atom. As a result, the ⁇ -ray shielding performance of the formed ⁇ -ray shielding film is more excellent.
  • the compound represented by the above general formula (YA4-1) is preferably a compound represented by the following general formula (YA5) in that the effect of the present invention is more excellent.
  • Z C3 and Z C4 each independently represent a group derived from the compound represented by the above general formula (YA1) or (YA2).
  • Examples of the compound represented by the general formula (YA5) include ethylene glycol bis trimellitic anhydride, glycerol trimellitic anhydride, and compounds having the following structures.
  • the polymer acid anhydride will be described in detail below.
  • the weight average molecular weight of the polymer-type acid anhydride is not particularly limited, and is, for example, more than 2,000, and the ⁇ -ray shielding property and solvent resistance of the ⁇ -ray shielding film are more excellent. 000 is preferable, and 7,500 to 50,000 is more preferable.
  • the polymer-type acid anhydride preferably contains a repeating unit containing an acid anhydride group (hereinafter, also referred to as “repeating unit YB”).
  • the acid anhydride group may be contained in the side chain or the main chain.
  • the repeating unit YB includes, for example, a repeating unit represented by the following general formula (YB1) (hereinafter, also referred to as “repeating unit YB1”) and a repeating unit derived from itaconic acid anhydride (the following general formula (YB2). ) Applies to the structure represented by).
  • R D1 and L D1 respectively, the general formula (XA1) in the same meaning as R A11 and L A11 of the preferred embodiments are also the same.
  • Y represents an acid anhydride group.
  • the acid anhydride group represented by Y has the same meaning as the acid anhydride group represented by Z C1 and Z C2 in the above-mentioned general formula (YA4-1), and the preferred embodiment is also the same.
  • the lower limit of the content of the repeating unit YB in the polymer acid anhydride is not particularly limited, but is, for example, 5% by mass or more, and the upper limit is not particularly limited, but is, for example, 95% by mass or less. ..
  • the content of the repeating unit YB in the polymer-type acid anhydride is 5 to 70% by mass with respect to all the repeating units in that the solvent resistance of the formed ⁇ -ray shielding film is more excellent. It is preferably 10 to 40% by mass, more preferably 10 to 40% by mass.
  • the repeating unit YB may be contained alone or in combination of two or more.
  • the polymer-type acid anhydride may contain other repeating units (hereinafter, also referred to as “repeating unit YC”) other than the repeating unit containing an acid anhydride group.
  • the structure of the other repeating unit YC is not particularly limited, and examples thereof include the same as the repeating unit XA described above.
  • the lower limit of the content of the repeating unit YC in the polymer acid anhydride is not particularly limited, for example, 5% by mass or more, and the upper limit is not particularly limited, for example, 95% by mass or less. ..
  • the content of the repeating unit YC in the polymer-type acid anhydride is preferably 30 to 95% by mass, more preferably 60 to 95% by mass, and 60 to 90% by mass, based on all the repeating units. It is more preferably mass%.
  • the repeating unit YC may be contained alone or in combination of two or more.
  • the acid anhydride described in Patent Publication No. 3-008652 can also be used.
  • the lower limit of the content of the curing agent in the composition is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and 8% by mass, based on the total solid content, in that the effect of the present invention is more excellent.
  • the above is more preferable.
  • the upper limit of the content of the curing agent is, for example, preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, based on the total solid content.
  • the curing agent may be contained alone or in combination of two or more. Among them, it is preferable to use two or more kinds in combination because the effect of the present invention is more excellent.
  • the curing agent a low molecular weight curing agent is preferable, and the oxygen atom content in the molecule is as low as 20% by mass or more (preferably 25% by mass or more) in that the ⁇ -ray shielding property of the ⁇ -ray shielding film is more excellent.
  • Molecular hardeners are more preferred.
  • composition of the present invention A composition containing the above-mentioned specific oxygen-containing resin substantially free of the above-mentioned curable group, the above-mentioned curing agent, and the above-mentioned crosslinkable compound.
  • the specific oxygen-containing resin that does not contain a curable group corresponds to, for example, the resin composed of only the repeating unit XA described above.
  • the content of each component is as described above.
  • the equivalent ratio of the curing agent to the crosslinkable compound is 1/10 to 10/1. Is preferable, and 1 / 7.5 to 5/1 is more preferable.
  • a composition containing a specific oxygen-containing resin containing an oxylanyl group as a curable group and the above-mentioned curing agent corresponds to, for example, a resin containing the above-mentioned repeating unit XA and the above-mentioned repeating unit XB1 (however, the curable group represented by X is an oxylanyl group). do. It is also preferable that the composition of the above aspect B further contains a crosslinkable compound.
  • Equivalent ratio of the curing agent to the total content of the specific oxygen-containing resin and the crosslinkable compound in the composition of Aspect B (number of curable groups in the curing agent / number of curable groups in the specific oxygen-containing resin)
  • the total number of crosslinkable groups of the crosslinkable compound is preferably 1/10 to 10/1, more preferably 1 / 7.5 to 5/1.
  • a composition containing a specific oxygen-containing resin containing an acid group or an acid anhydride group as a curable group, and the above-mentioned crosslinkable compound As the specific oxygen-containing resin containing an acid group or an acid anhydride group as a curable group, for example, the above-mentioned repeating unit XA and the above-mentioned repeating unit XB1 (however, the curable group represented by X is an acid group or A resin containing an acid anhydride group) is applicable. It is also preferable that the composition of the above aspect C further contains a curing agent.
  • Equivalent ratio of the total content of the curing agent and the specific oxygen-containing resin to the crosslinkable compound in the composition of Aspect C (the number of curable groups in the curing agent and the number of curable groups in the specific oxygen-containing resin).
  • the total amount / number of crosslinkable groups of the crosslinkable compound) is preferably 1/10 to 10/1, more preferably 1 / 7.5 to 5/1.
  • the composition of the present invention may contain other components.
  • Other components include other resins with an oxygen atom content of less than 25% by mass and no curable groups, surfactants, colorants, UV absorbers, antioxidants, fillers, and substrate adhesion materials. And so on.
  • the composition of the present invention is preferably substantially free of colorants and UV absorbers in that it has a more excellent minimum transmittance in the visible light region (wavelength 400 to 700 nm).
  • the minimum transmittance in the visible light region is intended to be the minimum value (%) of the transmittance in the visible light region (wavelength 400 to 700 nm), and is preferably 70% or more.
  • substantially free means that the content of each of the colorant and the ultraviolet absorber is 5% by mass or less with respect to the total solid content of the composition, and is 3% by mass or less. It is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less. The lower limit is 0% by mass.
  • the other resin is not particularly limited as long as it has an oxygen atom content of less than 25% by mass and does not contain a curable group, and examples thereof include known resins.
  • the other resin may be an alkali-soluble resin.
  • the alkali-soluble resin is intended to be a resin that dissolves in an alkaline solution.
  • the weight average molecular weight of the other resins is not particularly limited, but is preferably 5,000 to 100,000, preferably 7,500 to 50, in that the ⁇ -ray shielding film is more excellent in ⁇ -ray shielding property and solvent resistance. 000 is more preferable.
  • the content of the other resin is, for example, 1 to 20% by mass, preferably 1 to 10% by mass, based on the total solid content of the composition. ..
  • the surfactant examples include known surfactants, and examples thereof include fluorine-based surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, anionic surfactants, and silicone-based surfactants.
  • a fluorine-based surfactant is preferable because the in-plane uniformity of the ⁇ -ray shielding film formed is more excellent.
  • the fluorine content in the fluorine-based surfactant is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass.
  • paragraphs 0261 to 0265 of Pamphlet International Publication No. 2016/190162 can be referred to, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the content of the surfactant is 0. It is preferably 0001 to 0.0010% by mass, more preferably 0.0003 to 0.0005% by mass.
  • the colorant examples include known colorants, and examples thereof include a white colorant, a black colorant, and a chromatic colorant.
  • the chromatic colorant means a colorant other than the white colorant and the black colorant.
  • the colorant may be a pigment or a dye.
  • Examples of the white colorant include titanium oxide.
  • Examples of the black colorant include carbon black and titanium black.
  • paragraphs 0062 to 0067 of International Publication No. 2016/186050 Pamphlet can be referred to, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • UV absorber examples include known ultraviolet absorbers, and for example, conjugated diene compounds are preferable.
  • paragraphs 0222 to 0225 of Pamphlet International Publication No. 2016/186050 can be referred to, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • antioxidant examples include known antioxidants, and examples thereof include phenol compounds, phosphite ester compounds, thioether compounds, and hindered amine compounds.
  • paragraphs 0228 to 0235 of Pamphlet International Publication No. 2016/186050 can be referred to, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Substrate adhesion agent examples include known substrate adhesion agents, and for example, a silane-based coupling agent, a titanate-based coupling agent, and an aluminum-based coupling agent are preferable.
  • a silane-based coupling agent examples include silane-based coupling agent, a titanate-based coupling agent, and an aluminum-based coupling agent are preferable.
  • paragraphs 0199 to 0208 of International Publication No. 2016/186050 Pamphlet can be referred to, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the lower limit of the solid content in the composition is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and more preferably 30% by mass in that the in-plane uniformity of the formed ⁇ -ray shielding film is more excellent.
  • the above is more preferable, and 40% by mass or more is particularly preferable.
  • As the upper limit value less than 70% by mass is preferable, 80% by mass or less is more preferable, and 60% by mass or less is further preferable, in that the in-plane uniformity of the formed ⁇ -ray shielding film is more excellent.
  • the method for preparing the composition is not particularly limited, and the above-mentioned components may be mixed all at once or may be divided and mixed.
  • ⁇ Viscosity> As the lower limit of the viscosity of the composition, 10 mPa ⁇ s or more is preferable, 30 mPa ⁇ s or more is more preferable, and 50 mPa ⁇ s or more is further preferable, in that a film can be formed with a film thickness required for shielding.
  • As the upper limit value less than 5000 mPa ⁇ s is preferable, 1000 mPa ⁇ s or less is more preferable, and 300 mPa ⁇ s or less is further preferable, in that a film can be formed with a film thickness required for shielding.
  • the viscosity of the composition is measured at 25 ° C. with an E-type viscometer (RE85L: manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
  • the content of oxygen atoms contained in the solid content in the composition is preferably 25% by mass or more, preferably 26% by mass or more, based on the total solid content of the composition, in that the effect of the present invention is more excellent. It is more preferably 30% by mass or more, and particularly preferably 36% by mass or more.
  • the upper limit value is not particularly limited, but is, for example, 100% by mass or less.
  • the ⁇ -ray shielding film of the present invention is a film formed by using the composition of the present invention, and is preferably a cured film.
  • a method for forming an ⁇ -ray shielding film on a substrate using the composition of the present invention will be described.
  • the base material that comes into contact with the composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a glass base material and a resin base material.
  • a so-called release base material may be used as the base material.
  • the method of contacting the composition of the present invention with the base material is not particularly limited, and for example, a method of applying the composition of the present invention on the base material and a method of immersing the base material in the composition of the present invention can be used. Can be mentioned.
  • the composition of the present invention After the composition of the present invention is brought into contact with the base material, it is preferable to perform a curing treatment (thermosetting treatment) on the coating film formed on the base material.
  • the optimum conditions for the curing treatment may be selected according to the type of the component in the composition to be used.
  • a drying treatment for drying the coating film may be carried out, if necessary.
  • the curing treatment may be carried out in a plurality of times.
  • the curing treatment temperature is, for example, preferably 150 to 260 ° C, more preferably 200 to 230 ° C.
  • the curing treatment time is preferably, for example, 360 to 900 seconds, more preferably 480 to 720 seconds.
  • the thickness of the ⁇ -ray shielding film is not particularly limited, but 3 ⁇ m or more is preferable, and 5 ⁇ m or more is more preferable, from the viewpoint of more excellent ⁇ -ray shielding property.
  • the upper limit of the thickness it is preferably less than 30 ⁇ m, more preferably 20 ⁇ m or less, in terms of reducing the height of the apparatus.
  • the minimum transmittance in the visible light region of the ⁇ -ray shielding film is not particularly limited, but for example, 70% or more is preferable, and 80% or more is more preferable from the viewpoint of easy light incident on the photoelectric conversion part in the apparatus. , 85% or more is more preferable, 90% or more is particularly preferable, and 95% or more is most preferable.
  • the upper limit is not particularly limited, but 100% can be mentioned.
  • the minimum transmittance in the visible light region is intended to be the minimum value (%) of the transmittance in the visible light region (wavelength 400 to 700 nm).
  • the content (mass%) of oxygen atoms in the ⁇ -ray shielding film measured by the electron probe microanalyzer is preferably 25% by mass or more, preferably 26% by mass or more, because the effect of the present invention is more excellent. It is more preferably 30% by mass or more, and particularly preferably 36% by mass or more.
  • the upper limit value is not particularly limited, but is, for example, 100% by mass or less, preferably 80% by mass or less.
  • the content (% by mass) of oxygen atoms in the ⁇ -ray shielding film is detected by performing elemental analysis with an electron probe microanalyzer (EPMA) under the conditions of an acceleration voltage of 2 kV, a current of 5 nA, and a spot diameter of 50 ⁇ m.
  • EPMA electron probe microanalyzer
  • EPMA JXA-iHP200F manufactured by JEOL Ltd.
  • the oxygen atom content (atm%) detected by the electron probe microanalyzer (EPMA) is, for example, a measured value (atm%) derived using another resin film and an oxygen content (mass%). It can be converted to mass% based on the calibration curve of.
  • the ⁇ -ray shielding rate per 10 ⁇ m film thickness of the ⁇ -ray shielding film is preferably 60% or more and 100% or less. When the ⁇ -ray shielding rate per 10 ⁇ m film thickness of the ⁇ -ray shielding film is 60% or more, the effect of the present invention is more excellent.
  • the ⁇ -ray shielding rate per 1 ⁇ m film thickness of the ⁇ -ray shielding film is preferably 6% or more and less than 20%, and more preferably 6% or more and 10% or less. When the ⁇ -ray shielding rate per 1 ⁇ m of the film thickness of the ⁇ -ray shielding film is 6% or more, the effect of the present invention is more excellent.
  • the ⁇ -ray shielding rate can be measured by a low-level ⁇ -ray measuring device (LACS-4000M: manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.).
  • the laminate of the present invention has a base material and an ⁇ -ray shielding film arranged on the base material.
  • the laminate of the present invention will be described with reference to embodiments.
  • the laminate of the first embodiment of the present invention has a base material that is transparent to visible light and an ⁇ -ray shielding film arranged on the base material.
  • “Transparent to visible light” means that the minimum transmittance in the visible light region (wavelength 400 to 700 nm) is 70% or more.
  • the minimum transmittance for example, 80% or more is preferable, 85% or more is more preferable, 90% or more is further preferable, and 95% or more is preferable from the viewpoint of ease of light incident on the photoelectric conversion part in the apparatus. Especially preferable.
  • the upper limit is not particularly limited, but 100% can be mentioned.
  • the minimum transmittance in the visible light region is intended to be the minimum value (%) of the transmittance in the visible light region (wavelength 400 to 700 nm).
  • the base material is not particularly limited as long as it is transparent to visible light, and examples thereof include a glass base material and a resin base material.
  • the thickness of the ⁇ -ray shielding film contained in the laminate and the minimum transmittance of the ⁇ -ray shielding film in the visible light region are as described above, and the preferred embodiments are also the same.
  • the laminate of the second embodiment of the present invention has a base material which is an ⁇ ray source and an ⁇ ray shielding film arranged on the base material.
  • the base material that is the ⁇ -ray source include a glass base material and a resin base material.
  • the resin base material may contain a filler.
  • the filler include silica, titanium oxide, zirconia and the like.
  • the base material may contain a coloring material.
  • the laminate of the second embodiment can be suitably applied to a semiconductor device as a cut filter with an ⁇ -ray shielding film and a color filter with an ⁇ -ray shielding film.
  • the base material that is the ⁇ -ray source is a glass base material
  • the laminate of the present invention can be suitably applied to a semiconductor device as a cover glass with an ⁇ -ray shielding film.
  • the semiconductor device of the present invention has the above-mentioned laminate or the above-mentioned ⁇ -ray shielding film.
  • the semiconductor device of the present invention including the above-mentioned ⁇ -ray shielding film will be described by taking an embodiment as an example.
  • the semiconductor device of the first embodiment has the above-mentioned laminate as a cut filter with an ⁇ -ray shielding film, a color filter with an ⁇ -ray shielding film, or a cover glass with an ⁇ -ray shielding film.
  • the laminate is arranged so that the ⁇ -ray shielding film is located between the ⁇ -ray source (for example, cover glass) and the electronic circuit affected by the ⁇ -ray source. It is preferable to do so.
  • the semiconductor device include those equipped with elements such as a solid-state image sensor, a camera module, and a photoelectric conversion element.
  • the semiconductor device of the second embodiment includes an ⁇ -ray source, an ⁇ -ray shielding film, and a solid-state imaging device, and the ⁇ -ray shielding film is arranged between the ⁇ -ray source and the solid-state imaging device.
  • semiconductor device of the second embodiment semiconductor device of the 2-1 embodiment and the semiconductor device of the 2-2 embodiment
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device according to the 2-1 embodiment.
  • the semiconductor device shown in FIG. 1 has an image sensor chip 1 having a pixel region, and a translucent cover member 2 fixed to the image sensor chip 1 via a fixing member 3.
  • the image sensor chip 1 is, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor, or the like. It has a plurality of transistors and the like.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • CCD Charge Coupled Device
  • a microlens 12 and a color filter 13 are arranged on the image sensor chip 1 (specifically, on the semiconductor substrate 11 of the image sensor chip 1).
  • a conductive film 16, an insulating film 18, and an insulating member 19 are arranged on the lower side of the semiconductor substrate 11 (the side opposite to the light incident side).
  • Al (aluminum), Cu (copper) or the like is used for the conductive film 16
  • an oxide film, a nitride film or the like is used for the insulating film 18, and a solder resist or the like is used for the insulating member 19.
  • the image sensor chip 1 has a through electrode 15 that penetrates a first main surface on the light incident side of the semiconductor substrate 11 on the translucent cover member side and a second main surface on the side opposite to the first main surface. ..
  • the through electrode 15 is composed of a part of the conductive film 16.
  • the through electrode 15 is electrically connected to the surface electrode 14 in the wiring structure.
  • the image sensor chip 1 has a wiring 17 formed of a part of the conductive film 16 in order to electrically connect to a circuit board (not shown).
  • connection terminal 20 for connecting to an external circuit, which is electrically connected to the wiring 17 arranged on the opposite side of the translucent cover member 2.
  • solder balls are used for the connection terminal 20
  • anisotropic conductive members such as ACP (anisotropic conductive paste) and ACF (anisotropic conductive film) can also be used.
  • a silicon substrate is used for the CMOS image sensor as the image sensor chip 1.
  • the translucent cover member 2 has a cover glass 31 and an ⁇ -ray shielding film 32. If the amount of ⁇ -rays emitted from the translucent cover member 2 is larger than a predetermined value, the image sensor chip 1 may malfunction or the image quality may deteriorate. Therefore, it is necessary to reduce the amount of ⁇ -rays emitted. Therefore, as the translucent cover member 2, the cover glass 31 and the ⁇ -ray shielding film 32 for reducing the irradiation of the ⁇ -ray to the image sensor chip 1 are combined.
  • the ⁇ -ray shielding film 32 may be arranged in the entire area on the cover glass 31 or may be arranged in a part of the area.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device according to the second-2 embodiment.
  • the translucent cover member 2 is composed of only the cover glass 31.
  • an ⁇ shielding film 32' arranged so as to face the semiconductor substrate 11, a color filter 13, and a microlens 12 And in this order. That is, the semiconductor device shown in FIG. 2 is different from the semiconductor device shown in FIG. 1 in that the translucent cover member 2 does not include the ⁇ -ray shielding film 32 and between the color filter 13 and the image sensor chip 1.
  • an ⁇ -shielding film 32' for reducing the irradiation of ⁇ -rays to the image sensor chip 1 is arranged between the color filter 13 and the image sensor chip 1.
  • the ⁇ -ray shielding film 32' may be arranged in the entire region on the color filter 13 or may be arranged in a part of the region.
  • the semiconductor device of the second embodiment has been described by taking the semiconductor device of the 2-1 embodiment and the semiconductor device of the 2-2 embodiment as examples, but the semiconductor device of the second embodiment is limited to this. Not done.
  • the semiconductor device of the second embodiment is limited to this. Not done.
  • Table 1 shows the structure, composition ratio (mass ratio), and weight average molecular weight of the resins (resins A-1 to A-20) used in Table 4.
  • resins A-1 to A-20 those synthesized according to the method for synthesizing the resin A-1 shown below were used.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the resins A-1 to A-20 was measured by GPC (carrier: tetrahydrofuran) (in terms of polystyrene).
  • the resin A-21 shown in Table 1 is KF-968 (dimethyl silicone manufactured by Shinetsu Silicone Co., Ltd.).
  • the oxygen atom content of the resin A-21 is less than 25% by mass.
  • Table 1 is shown below.
  • the unit in the column of "oxygen atom content in each repeating unit” is mass%.
  • the total content of oxygen atoms and fluorine atoms of the resin A-15 is 43% by mass with respect to the total mass of the resin.
  • Table 2 shows the crosslinkable compounds (Compounds B-1 to B-4) used in Table 4. Table 2 is shown below.
  • “oxygen atom content [mass%]” represents the oxygen atom content [mass%] in the molecule of the crosslinkable compound.
  • Table 3 shows the crosslinkable compounds (Compounds C-1 to C-5) used in Table 4. Table 3 is shown below.
  • oxygen atom content [mass%] represents the content of oxygen atoms [mass%] in the molecule of the curing agent.
  • Surfactants Sur-1 to Sur-2 are shown below.
  • Sur-1 F-781F (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.)
  • Sur-2 KF6001 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
  • S-1 Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
  • S-2 Propylene glycol monomethyl ether (PGME)
  • composition for forming ⁇ -ray shielding film After mixing the above-mentioned components with the formulations shown in Table 4, the compositions for forming an ⁇ -ray shielding film of Examples and Comparative Examples are filtered through a nylon filter (manufactured by Nippon Pole Co., Ltd.) having a pore size of 0.45 ⁇ m. (Hereinafter abbreviated as "composition") were prepared.
  • the ⁇ -ray shielding rate evaluation was carried out using a low-level ⁇ -ray measuring device (LACS-4000M: manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.).
  • the ⁇ dose was measured by arranging a detector at a position facing the ⁇ ray shielding film. That is, the ⁇ dose when the ⁇ ray emitted from the glass substrate penetrated the ⁇ ray shielding film was measured. The measurement period was set to one day in which the measurement sensitivity could be sufficiently obtained for each sample.
  • the light transmittance (transmittance) in the range of 400 to 700 nm was measured using MCPD-3000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
  • the glass wafer with the ⁇ -ray shielding film was heated on a hot plate at 265 ° C. for 5 minutes.
  • the transmittance of the glass wafer with the ⁇ -ray shielding film after heating was measured. From the obtained measurement results, the maximum value of the amount of change in the transmittance before and after heating was obtained, and the heat resistance was evaluated according to the following evaluation criteria.
  • CT-4000L (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) was applied as a composition for forming an overcoat layer on the ⁇ -ray shielding film of the obtained silicon wafer with an ⁇ -ray shielding film, and the film thickness after post-baking was 0.1 ⁇ m.
  • the formed coating film was heated (post-baked) on a hot plate at 220 ° C. for 5 minutes to form a topcoat layer.
  • the topcoat layer was visually observed, and the coatability of the composition for forming the topcoat layer was evaluated according to the following evaluation criteria.
  • Table 4 is shown below.
  • the column "Content of oxygen atom contained in solid content [mass%]” in Table 4 means the content (mass%) of oxygen atom contained in solid content with respect to the total solid content. “-” In the “Repulsiveness” column of Comparative Example 5 in Table 4 indicates that the measurement was not performed.
  • the viscosities of the compositions of Examples 1 to 26 in Table 4 were 10 mPa ⁇ s or more and less than 5000 mPa ⁇ s. The viscosity was measured at 25 ° C. with an E-type viscometer (RE85L: manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
  • the ⁇ -ray shielding film formed by curing each of the compositions of Examples 1 to 26 in Table 4 had an ⁇ -ray shielding rate of 6% or more and less than 20% per 1 ⁇ m film thickness.
  • the ⁇ -ray shielding rate was measured by a low-level ⁇ -ray measuring device (LACS-4000M: manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.).
  • LACS-4000M manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
  • the minimum transmittance in the visible light region (wavelength 400-700 nm) of the ⁇ -ray shielding film formed by curing each of the compositions of Examples 1 to 26 in Table 4 was 70% or more.
  • MCPD-3000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for measuring the transmittance in the visible light region.
  • composition for forming an ⁇ -ray shielding film of Examples it is clear that an ⁇ -ray shielding film having excellent ⁇ -ray shielding performance (that is, having a high ⁇ -ray shielding rate) can be formed. Further, the composition for forming an ⁇ -ray shielding film of the example is also excellent in heat resistance and repellent property, and it is clear that the specific oxygen-containing resin suppresses corrosion on copper wiring. That is, it can be seen that the composition for forming an ⁇ -ray shielding film of the example also has the performance required for a cured film in the manufacturing process of a semiconductor device.
  • the formed ⁇ -ray shielding film is superior in ⁇ -ray shielding performance. Further, from the results of Examples, when the content of oxygen atoms contained in the solid content in the composition is 30% by mass or more with respect to the total solid content (preferably 36% by mass or more). It can be confirmed that the formed ⁇ -ray shielding film is superior in ⁇ -ray shielding performance.
  • composition for forming ⁇ -ray shielding film
  • the composition was subjected to a coating developer (Act-8: manufactured by Tokyo Electron Limited) with an undercoat layer (manufactured by Fujifilm Electronics Materials Co., Ltd., CT-4000L, thickness 0.1 ⁇ m) and a diameter of 8 inches.
  • the glass wafer was coated by a spin coating method so that the film thickness after coating was 10 ⁇ m. Then, after heating at 100 ° C. for 2 minutes, it was heated at 230 ° C. for 10 minutes to produce a glass wafer with an ⁇ -ray shielding film.
  • ⁇ Evaluation of ⁇ -ray shielding rate> (Preparation of measurement sample)
  • the composition was subjected to a coating developer (Act-8: manufactured by Tokyo Electron Limited) with an undercoat layer (manufactured by Fujifilm Electronics Materials Co., Ltd., CT-4000L, thickness 0.1 ⁇ m) and a diameter of 8 inches.
  • the glass wafer was coated by a spin coating method so that the film thickness after coating was 10 ⁇ m. Then, after heating at 100 ° C. for 2 minutes, it was heated at 230 ° C. for 10 minutes to produce a glass wafer with an ⁇ -ray shielding film. Subsequently, a 14 cm ⁇ 14 cm measuring substrate was cut out from the obtained wafer with an ⁇ -ray shielding film.
  • the ⁇ -ray shielding rate evaluation was carried out using a low-level ⁇ -ray measuring device (LACS-4000M: manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.).
  • the ⁇ dose was measured by arranging a detector at a position facing the ⁇ ray shielding film. That is, the ⁇ dose when the ⁇ ray emitted from the glass substrate penetrated the ⁇ ray shielding film was measured. The measurement period was set to one day in which the measurement sensitivity could be sufficiently obtained for each sample.
  • Table 7 is shown below.
  • “oxygen atom content” column in Table 7 “in solid content [mass%]” means the content (mass%) of oxygen atoms contained in the solid content with respect to the total solid content in the composition. do.
  • the “ ⁇ -ray shielding film [mass%]” means the content [mass%] of oxygen atoms in the ⁇ -ray shielding film measured by the electron probe microanalyzer.
  • Image sensor chip 1 Image sensor chip 2 Translucent cover member 3 Fixing member 11 Semiconductor substrate 12 Microlens 13 Color filter 14 Surface electrode 15 Through electrode 16 Conductive electrode 17 Wiring 18 Insulation film 19 Insulation member 20 Connection end 31 Cover glass 32, 32' ⁇ Line shielding film

Abstract

本発明の課題は、優れたα線遮蔽性能を有する膜を形成可能なα線遮蔽膜形成用組成物を提供することである。また、本発明の他の課題は、上記α線遮蔽膜形成用組成物を用いて形成されるα線遮蔽膜、並びに、上記α線遮蔽膜を含む積層体及び半導体装置を提供することである。 本発明のα線遮蔽膜形成用組成物は、酸素原子の含有量が25質量%以上である樹脂と、溶媒と、を含む。

Description

α線遮蔽膜形成用組成物、α線遮蔽膜、積層体、半導体装置
 本発明は、α線遮蔽膜形成用組成物、α線遮蔽膜、積層体、及び、半導体装置に関する。
 電子回路を含む装置は、種々の用途に適用されている。例えば、装置の一例として、固体撮像素子(電子回路に該当)を含む固体撮像装置が挙げられる。
 一方で、電子回路を含む装置においては、装置中のα線源から放出されるα線の影響を受けてソフトエラーを起こす場合がある。例えば、固体撮像装置においては、カバーガラスがα線放出性原子を含む場合があり、電子回路である固体撮像素子が一過性の誤作動を引き起こす場合がある。
 例えば、特許文献1では、ガラス基板(α線源に該当)と、α線遮蔽性能が所定数値範囲にあるα線遮蔽剤を含む有機層と、光電変換部を含む固体撮像素子とがこの順に配置された固体撮像装置を開示している。
国際公開第2019/093245号
 今般、本発明者らは、特許文献1に記載された有機層形成用組成物を参照してα線遮蔽膜形成用組成物を調製して検討したところ、得られるα線遮蔽膜のα線遮蔽性能をより改善する余地があることを明らかとした。
 そこで、本発明は、優れたα線遮蔽性能を有する膜を形成可能なα線遮蔽膜形成用組成物を提供することを課題とする。
 また、本発明は、上記α線遮蔽膜形成用組成物を用いて形成されるα線遮蔽膜、並びに、上記α線遮蔽膜を含む積層体及び半導体装置を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。
 〔1〕 酸素原子の含有量が25質量%以上である樹脂と、溶媒と、を含む、α線遮蔽膜形成用組成物。
 〔2〕 上記樹脂中の酸素原子の含有量が30質量%以上である、〔1〕に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔3〕 上記樹脂中の酸素原子の含有量が36質量%以上である、〔1〕又は〔2〕に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔4〕 組成物中の固形分に含まれる酸素原子の含有量が、組成物の全固形分に対して、30質量%以上である、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔5〕 上記樹脂の含有量が、組成物の全固形分に対して、70質量%以上である、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔6〕 上記樹脂が硬化性基を有する、〔1〕~〔5〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔7〕 上記硬化性基が熱硬化性基である、〔6〕に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔8〕 上記硬化性基が、オキシラニル基、オキセタニル基、カルボン酸基、及び酸無水物基からなる群から選ばれる、〔6〕に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔9〕 上記樹脂の主鎖構造がポリ(メタ)アクリレート構造、ポリエステル構造、ポリエーテル構造、ポリアミド構造、ポリイミド構造、ポリビニルアルコール構造、ポリビニルエーテル構造、ポリアクリロニトリル構造、ポリスチレン構造、ポリウレタン構造、及びポリウレア構造からなる群から選ばれる構造である、〔1〕~〔8〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔10〕 上記樹脂の主鎖構造がポリ(メタ)アクリレート構造である、〔1〕~〔9〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔11〕 更に、硬化剤を含む、〔1〕~〔10〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔12〕 上記硬化剤が酸無水物である、〔11〕に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔13〕 更に、架橋性化合物を含む、〔1〕~〔12〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔14〕 上記架橋性化合物が、オキシラニル基を含む高分子化合物である、〔13〕に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔15〕 上記架橋性化合物が、オキシラニル基を含む低分子化合物である、〔13〕に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔16〕 固形分の含有量が、組成物の全質量に対して、10質量%以上70質量%未満である、〔1〕~〔15〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔17〕 粘度が10mPa・s以上5000mPa・s未満である、〔1〕~〔16〕のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔18〕 硬化膜を形成したときに膜厚10μmあたりのα線遮蔽率が60%以上100%以下となる、〔1〕~〔17〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
 〔19〕 〔1〕~〔18〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜形成用組成物を用いて形成されたα線遮蔽膜。
 〔20〕 硬化膜である、〔19〕に記載のα線遮蔽膜。
 〔21〕 膜厚10μmあたりのα線遮蔽率が60%以上100%以下である、〔19〕又は〔20〕に記載のα線遮蔽膜。
 〔22〕 膜厚が30μm未満である、〔19〕~〔21〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜。
 〔23〕 可視光領域における最低透過率が70%以上である、〔19〕~〔22〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜。
 〔24〕 電子プローブマイクロアナライザにより求められる酸素原子の含有量が25質量%以上である、〔19〕~〔23〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜。
 〔25〕 可視光に対して透明である基材と、上記基材上に配置された〔19〕~〔24〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜とを有する積層体。
 〔26〕 α線源である基材と、上記基材上に配置された〔19〕~〔24〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜とを有する積層体。
 〔27〕 上記基材が、ガラス基材又は樹脂基材である、〔26〕に記載の積層体。
 〔28〕 上記基材が、色材を含む、〔25〕又は〔26〕に記載の積層体。
 〔29〕 〔19〕~〔24〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜又は〔25〕~〔28〕のいずれかに記載の積層体を含む、半導体装置。
 〔30〕 α線源と、
 〔19〕~〔24〕のいずれかに記載のα線遮蔽膜と、
 固体撮像素子と、を有し、
 上記α線源と上記固体撮像素子との間に上記α線遮蔽膜が配置されている、半導体装置。
 本発明によれば、優れたα線遮蔽性能を有する膜を形成可能なα線遮蔽膜形成用組成物を提供できる。
 また、本発明によれば、上記α線遮蔽膜形成用組成物を用いて形成されるα線遮蔽膜、並びに、上記α線遮蔽膜を含む積層体及び半導体装置を提供できる。
半導体装置の一例(第2-1実施形態の半導体装置)を示す断面模式図である。 半導体装置の一例(第2-2実施形態の半導体装置)を示す断面模式図である。
 以下、本発明について詳細に説明する。
 以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
 なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
 本明細書における基(原子団)の表記において、置換又は無置換を記していない表記は、置換基を有していない基と共に置換基を有する基をも含む。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも含む。
 本明細書中における「有機基」とは、炭素原子を1つ以上含む基を意図する。
 本明細書における、「ハロゲン原子」としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。
 また、本明細書において、オキシラニル基は、エポキシ基とも呼ばれる官能基であり、例えば、飽和炭化水素環基の隣接する炭素原子2つがオキソ基(-O-)により結合してオキシラン環を形成している基等もオキシラニル基に含む。オキシラニル基は、可能な場合、置換基(メチル基等)を有していてもよい。
 本明細書において「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタクリルを含む総称であり、「アクリル及びメタクリルの少なくとも1種」を意味する。同様に「(メタ)アクリロイル」とは、「アクリロイル及びメタクリロイル少なくとも1種」を意味する。また同様に、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種」を意味する。
 本明細書において、重量平均分子量(Mw)は、例えば、測定装置としてHLC-8320(東ソー株式会社製)を用い、カラムとしてTSKgel Super HZM-M(東ソー株式会社製、6.0mmID(内径)×15.0cm)を用い、溶離液としてテトラヒドロフラン溶液を用いることによって求めることができる(なお、重量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン換算量である)。
[α線遮蔽膜形成用組成物]
 本発明のα線遮蔽膜形成用組成物(以下「組成物」ともいう。)は、酸素原子の含有量が25質量%以上である樹脂(以下「特定酸素含有樹脂」ともいう。)と、溶媒と、を含む。上記構成を有する本発明の組成物によれば、優れたα線遮蔽性を有するα線遮蔽膜を形成できる。
 上記構成と効果との作用機序は明らかではないが、以下のように推測される。
 通常、α線は原子中の電子と衝突して、これを弾き飛ばす(原子をイオン化させる)ことで減衰する。したがって、第1イオン化ポテンシャルが高い原子ほど、α線遮蔽性が高いと推測される。今般、発明者らは上記知見に基づいて検討したところ、第1イオン化ポテンシャルが比較的高い酸素原子を含み、且つ、酸素原子含有量が樹脂の全質量に対して25質量%以上である樹脂(特定酸素含有樹脂)を使用することで、α線遮蔽膜のα線遮蔽性能がより一層向上することを明らかとした。すなわち、組成物が特定酸素含有樹脂を含むことで、上述した効果が発現したと推測される。
 以下において、本発明の組成物について説明する。
〔特定酸素含有樹脂〕
 本発明の組成物は、酸素原子の含有量が25質量%以上である樹脂(特定酸素含有樹脂)を含む。
 特定酸素含有樹脂中の酸素原子の含有量としては、形成されるα線遮蔽膜のα線遮蔽性能がより優れる(以下「本発明の効果がより優れる」ともいう。)点で、特定酸素含有樹脂全質量に対して、30質量%以上が好ましく、35質量%以上がより好ましく、36質量%以上が更に好ましい。
 特定酸素含有樹脂は、α線遮蔽膜中において比較的多く含まれる成分である。このため、特定酸素含有樹脂中に含まれる酸素原子の含有量が多いほど、α線遮蔽膜中に含まれる酸素原子含有量が多くなり、本発明の効果がより優れる傾向にある。
 特定酸素含有樹脂の重量平均分子量は特に制限されず、例えば、2,000以上であり、α線遮蔽膜のα線遮蔽性及び耐溶剤性がより優れる点で、5,000~100,000が好ましく、7,500~50,000がより好ましい。
 特定酸素含有樹脂の主鎖構造としては特に制限されず、例えば、ポリ(メタ)アクリレート構造、ポリエステル構造、ポリエーテル構造、ポリアミド構造、ポリイミド構造、ポリビニルアルコール構造、ポリビニルエーテル構造、ポリアクリロニトリル構造、ポリスチレン構造、ポリウレタン構造、及びポリウレア構造からなる群より選ばれる構造を含むのが好ましく、ポリ(メタ)アクリレート構造、ポリエステル構造、ポリエーテル構造、ポリアミド構造、ポリイミド構造、ポリビニルアルコール構造、ポリビニルエーテル構造、ポリアクリロニトリル構造、ポリスチレン構造、ポリウレタン構造、及びポリウレア構造からなる群より選ばれる構造であるのがより好ましく、製造容易性の観点で、ポリ(メタ)アクリレート構造であるのが更に好ましい。
 特定酸素含有樹脂は、分子中に硬化性基を含んでいるのが好ましく、形成されるα線遮蔽膜の耐溶剤性がより優れる点で、硬化性基を含む繰り返し単位を含んでいるのがより好ましい。
 硬化性基としては特に制限されず、光硬化性基及び熱硬化性基のいずれであってもよいが、製造容易性の点で、熱硬化性基であるのが好ましい。
 硬化性基としては、具体的には、エチレン不飽和重合性基、オキシラニル基、オキセタニル基、酸基(例えば、カルボン酸基、フェノール性ヒドロキシ基)、及び酸無水物基等が挙げられる。
 なお、酸無水物基とは、*-CO-O-CO-*(*は、結合位置を表す)を含む1価の置換基を意図する。
 上記酸無水物基としては、例えば、R-CO-O-CO-R(上記式中、Rは有機基を表し、R同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)から水素原子を1つ除くことにより形成される基が挙げられる。酸無水物基の一例としては、無水コハク酸及び無水フタル酸等の酸無水物から水素原子を1つ除くことにより形成される基が挙げられる。
 硬化性基としては、本発明の効果がより優れる点で、なかでも、オキシラニル基及びオキセタニル基等の環状エーテル基、カルボン酸基、又は酸無水物基が好ましく、オキシラニル基、オキセタニル基、カルボン酸基、又は酸無水物基がより好ましく、エポキシ基又はオキセタニル基が更に好ましい。なお、オキシラニル基及びオキセタニル基は、可能な場合、置換基(例えばアルキル基)を有していてもよい。
 特定酸素原子含有樹脂は、本発明の効果がより優れる点で、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子)を含んでいるのが好ましい。ハロゲン原子も、第1イオン化ポテンシャルが高い原子であり、α線遮蔽性が高いと推測される。ハロゲン原子としては、なかでもフッ素原子が好ましい。
 特定酸素原子含有樹脂としては、本発明の効果がより優れる点で、フッ素原子及び酸素原子の合計含有量が30質量%以上である繰り返し単位(以下「特定繰り返し単位FO」ともいう。)を樹脂中の全繰り返し単位に対して30質量%以上含むのが好ましく、酸素原子の合計含有量が30質量%以上である繰り返し単位(以下「特定繰り返し単位O」ともいう。)を樹脂中の全繰り返し単位に対して30質量%以上含むのがより好ましい。
 特定繰り返し単位FOの含有量としては、樹脂中の全繰り返し単位に対して、40質量%以上であるのが好ましく、50質量%以上であるのがより好ましく、60質量%以上であるのが更に好ましい。なお、上限値としては特に制限されないが、例えば、100質量%以下である。
 特定繰り返し単位Oの含有量としては、樹脂中の全繰り返し単位に対して、40質量%以上であるのが好ましく、50質量%以上であるのがより好ましく、60質量%以上であるのが更に好ましい。なお、上限値としては特に制限されないが、例えば、100質量%以下である。
 また、特定酸素含有樹脂中、フッ素原子及び酸素原子の合計含有量は、本発明の効果がより優れる点で、特定酸素含有樹脂全質量に対して30質量%以上であるのが好ましく、35質量%以上であるのがより好ましく、36質量%以上であるのが更に好ましい。なお、上限値としては特に制限されないが、例えば、100質量%以下であり、90質量%以下がより好ましく、80質量%以下が更に好ましい。
 特定酸素含有樹脂としては、本発明の効果がより優れる点、及び/又は、製造容易性の観点で、下記式(XA1)で表される繰り返し単位、下記式(XA2)で表される繰り返し単位、及び下記式(XA3)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる1種以上の繰り返し単位(以下「繰り返し単位XA」ともいう。)を含むのが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 上記一般式(XA1)中、RA11は、水素原子、又は、置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
 RA11で表されるアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状、及び、環状のいずれであってもよいが、直鎖状又は分岐鎖状が好ましい。
 RA11で表されるアルキル基の炭素数としては、例えば1~10であり、1~6が好ましく、1~3がより好ましい。
 RA11が有していてもよい置換基としては特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、例えば、水酸基又はハロゲン原子が挙げられ、水酸基又はフッ素原子が好ましく、水酸基がより好ましい。
 LA11は、単結合、又は、2価の連結基を表す。
 2価の連結基としては、例えば、エーテル基(-O-)、カルボニル基(-CO-)、エステル基(-COO-)、アミド基(-CONH-)、チオエーテル基(-S-)、-SO-、-NR-(Rは、水素原子又はアルキル基を表す。)、2価の炭化水素基(例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、及びアリーレン基)、及び、これらを組み合わせた基が挙げられる。
 上記2価の炭化水素基は、置換基を有していてもよい。上記置換基としては特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、例えば、水酸基又はハロゲン原子が挙げられ、水酸基又はフッ素原子が好ましく、水酸基がより好ましい。
 上記2価の炭化水素基の炭素数としては特に制限されないが、例えば、1~10であり、1~6が好ましく、1~3がより好ましい。
 また、上記2価の炭化水素基としては、アルキレン基が好ましい。上記アルキレン基としては、直鎖状、分岐鎖状、及び、環状のいずれであってもよいが、直鎖状又は分岐鎖状が好ましい。
 なお、LA11が2価の連結基を表す場合、LA11のRA12との結合位置は、2価の炭化水素基でないのが好ましい。
 LA11としては、本発明の効果がより優れる点、及び/又は、製造容易性の点で、エステル基(-COO-)がより好ましい。
 RA12は、置換基を有していてもよい、アルキル基又はアラルキル基を表す。
 RA12で表されるアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状、及び、環状のいずれであってもよい。また、RA12で表されるアルキル基中の-CH-がヘテロ原子(例えば、-O-、及び-CO-等)で置換されていてもよい。
 RA12で表されるアルキル基の炭素数としては、例えば、1~20であり、1~12が好ましく、1~6がより好ましい。
 RA12で表されるアルキル基が有していてもよい置換基としては特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、水酸基又はハロゲン原子が好ましく、水酸基又はフッ素原子がより好ましく、水酸基が更に好ましい。なお、RA12がフッ素原子を有するアルキル基である場合、パーフルオロアルキル基であってもよい。
 RA12で表される置換基を有していてもよいアルキル基としては、なかでも、水酸基を有していてもよい、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、又は、ヘキシル基が好ましい。
 RA12で表されるアラルキル基の炭素数としては、例えば、7~20であり、7~12が好ましい。
 RA12で表されるアラルキル基としては、例えば、ベンジル基が挙げられる。
 RA12で表されるアラルキル基が有していてもよい置換基としては特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、水酸基又はハロゲン原子が好ましく、水酸基又はフッ素原子がより好ましく、水酸基が更に好ましい。
 RA12で表される置換基を有していてもよいアラルキル基としては、なかでも、水酸基を有していてもよいベンジル基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 上記一般式(XA2)中、RA21及びLA21は、一般式(XA1)中のRA11及びLA11と同義であり、好適態様も同じである。
 なお、LA21が2価の連結基を表す場合、LA21のLA22との結合位置は、2価の炭化水素基でないのが好ましい。
 LA21としては、本発明の効果がより優れる点、及び/又は、製造容易性の点で、エステル基(-COO-)がより好ましい。
 LA22は、単結合、又は、置換基を有していてもよいアルキレン基を表す。
 LA22で表されるアルキレン基としては、直鎖状、分岐鎖状、及び、環状のいずれであってもよいが、直鎖状又は分岐鎖状が好ましい。
 LA22で表されるアルキレン基の炭素数としては、例えば、1~10であり、1~6が好ましく、1~3がより好ましい。
 LA22が有していてもよい置換基としては特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、例えば、水酸基又はハロゲン原子が挙げられ、水酸基又はフッ素原子が好ましく、水酸基がより好ましい。
 Zは、式中の-O-C(=O)-O-で表される基と共に単環構造又は多環構造を形成する原子団を表す。
 Zとしては、式中の-O-C(=O)-O-で表される基と共に単環構造を形成する原子団であるのが好ましく、式中の-O-C(=O)-O-で表される基と共に5員又は6員の単環構造を形成する原子団であるのがより好ましい。
 nは、0以上の整数を表す。
 Rbは、置換基を表す。nが2以上の場合、複数存在するRbは、各々同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 Rbで表される置換基としては特に制限されないが、例えば、水酸基又はハロゲン原子が好ましく、水酸基又はフッ素原子がより好ましく、水酸基が更に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 上記一般式(XA3)中、RA31及びLA31は、一般式(XA1)中のRA11及びLA11と同義であり、好適態様も同じである。
 なお、LA31が2価の連結基を表す場合、LA31のLA32との結合位置は、2価の炭化水素基でないのが好ましい。
 LA31としては、本発明の効果がより優れる点、及び/又は、製造容易性の点で、エステル基(-COO-)がより好ましい。
 上記一般式(XA3)中、LA32は、一般式(XA2)中のLA22と同義であり、好適態様も同じである。
 RA32は、ラクトン構造を含む基を表す。
 ラクトン構造を含む基としては、ラクトン構造を含みさえすればよい。ラクトン構造を含む基としては、例えば、以下に示すLC-1又はLC-2であるのが好ましい。
 LC-1又はLC-2中、*は、LA32との結合位置を表す。
 nは、0以上の整数を表す。なお、LC-1の場合、nの上限値は2であり、LC-2の場合、nの上限値は3である。
 Rbは、置換基を表す。nが2以上の場合、複数存在するRbは、各々同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 Rbで表される置換基としては特に制限されないが、例えば、水酸基又はハロゲン原子が好ましく、水酸基又はフッ素原子がより好ましく、水酸基が更に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 特定酸素含有樹脂としては、繰り返し単位XAからなる単独重合体であってもよいし、繰り返し単位XAと、繰り返し単位XA以外のその他の繰り返し単位(後述する「繰り返し単位XB」が該当する。)との共重合体であってもよい。
 特定酸素含有樹脂中、繰り返し単位XAの含有量の下限値としては特に制限されず、例えば、5質量%以上であり、上限値としては特に制限されず、例えば、100質量%以下である。
 特定酸素含有樹脂が共重合体である場合、繰り返し単位XAの含有量としては、全繰り返し単位に対して、30~95質量%であるのが好ましく、50~95質量%であるのがより好ましく、50~90質量%であるのが更に好ましい。
 なお、特定酸素含有樹脂中、繰り返し単位XAは、1種単独で含まれていても、2種以上を併用して含まれていてもよい。
 特定酸素含有樹脂としては、形成されるα線遮蔽膜の性能向上(例えば、耐溶剤性向上等)のため、上記繰り返し単位XA以外のその他の繰り返し単位XB(以下「繰り返し単位XB」ともいう。)を含んでいてもよい。
 上記繰り返し単位XBの構造は特に制限されず、例えば、下記一般式(XB1)で表される繰り返し単位(以下「繰り返し単位XB1」ともいう。)、及び(メタ)アクリル酸を由来とする繰り返し単位等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 上記一般式(XB1)中、RB1は、一般式(XA1)中のRA11と同義であり、好適態様も同じである。
 LB1は、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、例えば、エーテル基(-O-)、カルボニル基(-CO-)、エステル基(-COO-)、アミド基(-CONH-)、チオエーテル基(-S-)、-SO-、-NR-(Rは、水素原子又はアルキル基を表す。)、2価の炭化水素基(例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、及び、アリーレン基)、及び、これらを組み合わせた基が挙げられる。なお、上記2価の炭化水素基の具体例としては、LA11で表される2価の炭化水素基として例示したものが挙げられる。
 LB1としては、本発明の効果がより優れる点で、-COO-、又は、*1-COO-2価の炭化水素基-*2であるのが好ましく、-COO-、又は、*1-COO-CH-*2であるのがより好ましく、*1-COO-CH-*2であるのが更に好ましい。なお、*1は、主鎖との結合位置を表し、*2は、Xとの結合位置を表す。
 なお、2価の炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基としては特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、水酸基又はハロゲン原子が好ましく、水酸基が好ましい。
 Xは、硬化性基を表す。硬化性基としては既述のとおりである。
 特定酸素含有樹脂中、繰り返し単位XBの含有量の下限値としては特に制限されないが、例えば、5質量%以上であり、上限値としては特に制限されないが、例えば、95質量%以下である。
 特定酸素含有樹脂中、繰り返し単位XBの含有量の一態様としては、形成されるα線遮蔽膜の耐溶剤性がより優れる点で、全繰り返し単位に対して、5~70質量%であるのが好ましく、50~95質量%であるのがより好ましく、50~90質量%であるのが更に好ましい。
 特定酸素含有樹脂中、繰り返し単位XBの含有量の他の一態様としては、全繰り返し単位に対して、5~70質量%であるのが好ましく、5~50質量%であるのがより好ましく、5~30質量%であるのが更に好ましい。
 なお、特定酸素含有樹脂中、繰り返し単位XBは、1種単独で含まれていても、2種以上を併用して含まれていてもよい。
 特定酸素含有樹脂としては、本発明の効果がより優れる点、及び、合成が容易である点で、特定酸素含有樹脂の繰り返し単位のすべてが、(メタ)アクリロイル系繰り返し単位であるのが好ましい。
 特定酸素含有樹脂としては、合成が容易である点で、(メタ)アクリル酸メチルと(メタ)アクリル酸グリシジルの共重合体であるのも好ましい。
 組成物中、特定酸素含有樹脂の含有量の下限値としては、全固形分に対して、本発明の効果がより優れる点で、60質量%以上が好ましく、65質量%以上がより好ましく、70質量%以上が更に好ましい。特定酸素含有樹脂の含有量の上限値としては、全固形分に対して、例えば、100質量%以下が好ましく、98質量%以下がより好ましい。
 なお、本明細書において、「固形分」とは、組成物中の溶媒を除いた成分を意図し、溶媒以外の成分であれば液状成分であっても固形分とみなす。
 また、組成物中、特定酸素含有樹脂は、1種単独で含まれていても、2種以上を併用して含まれていてもよい。
〔溶媒〕
 溶媒としては、公知の溶媒が挙げられ、有機溶媒が好ましい。
 有機溶媒としては、例えば、エステル類、エーテル類、ケトン類、及び、芳香族炭化水素類が挙げられる。
 有機溶媒の具体的な形態としては、国際公開第2016/186050号パンフレットの段落0190~0191を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
 なお、溶媒としては、金属含有量の少ない溶媒が好ましく、溶媒の金属含有量は、例えば10質量ppb(parts per billion)以下であるのが好ましい。必要に応じて質量ppt(parts per trillion)レベルの溶媒を用いてもよく、そのような高純度溶媒は例えば東洋合成社が提供している(化学工業日報、2015年11月13日)。
 有機溶媒としては、プロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、又はプロピレングリコールモノアルキルエーテルが好ましい。
 プロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートとしては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、及びプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等が挙げられる。
 プロピレングリコールモノアルキルエーテルとしては、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、及びプロピレングリコールモノエチルエーテル(PGEE)等が挙げられる。
 プロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートとプロピレングリコールモノアルキルエーテルとの混合溶媒とする場合、混合比(「プロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート/プロピレングリコールモノアルキルエーテル」:質量基準)としては、60/40~85/15の範囲が好ましい。
〔架橋性化合物〕
 本発明の組成物は、架橋性化合物を含むのが好ましい。
 架橋性化合物は、分子中に架橋性基を1個以上含む化合物であり、低分子化合物(以下「低分子型架橋性化合物」ともいう。)であっても、高分子化合物(以下「高分子型架橋性化合物」ともいう。)であってもよい。
 なお、架橋性化合物が高分子型架橋性化合物である場合、高分子型架橋性化合物中に含まれる酸素原子の含有量は、化合物の全質量に対して25質量%未満である。
 架橋性化合物が含む架橋性基としては、なかでも、熱架橋性基であるのが好ましく、オキシラニル基及びオキセタニル基等の環状エーテル基が好ましく、オキシラニル基がより好ましい。なお、オキシラニル基及びオキセタニル基は、可能な場合、置換基(例えばアルキル基)を有していてもよい。
<低分子型架橋性化合物>
 以下において、低分子型架橋性化合物について説明する。
 低分子型架橋性化合物の分子量としては、1,000以下が好ましく、750以下がより好ましく、100~600が更に好ましい。
 低分子型架橋性化合物は、分子中に架橋性基を1個含んでいればよいが、本発明の効果がより優れる点で、分子中に架橋性基を2個以上含んでいることが好ましい。
 低分子型架橋性化合物の構造としては特に制限されないが、熱架橋性基を有する脂環式化合物(すなわち、熱架橋性基を有し、且つ分子内に脂環構造を有する化合物。以下「特定熱硬化性脂環式化合物」ともいう。)であるのが好ましく、オキシラニル基を有する化合物であるのがより好ましく、エポキシシクロヘキシル基を有する化合物であるのが更に好ましい。
 特定熱硬化性脂環式化合物としては、なかでも、下記一般式(TC)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 一般式中、LT1は、2価の連結基を表す。
 LT1で表される2価の連結基としては、上述した一般式(XA1)中のLA11と同義である。LT1としては、本発明の効果がより優れる点で、エステル基(-COO-)、エーテル基(-O-)、及び、アルキレン基(直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。)からなる群より選ばれる1種又は2種以上を組み合わせてなる基が好ましい。なお、アルキレン基の炭素数としては、例えば、1~100であり、1~60が好ましく、1~20がより好ましい。また、アルキレン基は、置換基を有していてもよい。置換基としては特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、水酸基又はハロゲン原子が好ましく、水酸基又はフッ素原子がより好ましい。
 RT1及びRT2は、各々独立に、炭素数1~4のアルキル基を表し、メチル基が好ましい。
 PT1及びPT2は、各々独立に、0~3の整数を表し、0又は1が好ましい。
 特定熱硬化性脂環式化合物としては、下記一般式(MC-1)~(MC-8)で表される化合物、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、1,2-ビス(3,4-エポキシシクロヘキサン-1-イル)エタン、1,2-エポキシ-1,2-ビス(3,4-エポキシシクロヘキサン-1-イル)エタン、及び、2,2-ビス(3,4-エポキシシクロヘキサン-1-イル)プロパン等が挙げられる。
 なお、下記一般式(MC-5)中のl及び(MC-7)中のmは、各々、1~10の整数を表す。下記一般式(MC-5)中のRは、炭素数1~8のアルキレン基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 低分子型架橋性化合物のその他の例としては、例えば、ビスフェノールA、F、S、AD等のグリシジルエーテルであるビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールS型エポキシ化合物、ビスフェノールAD型エポキシ化合物等;水素添加したビスフェノールA型エポキシ化合物、水素添加したビスフェノールAD型エポキシ化合物等;ジシクロペンタジエン型のグリシジルエーテル(ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物);ジヒドロキシペンタジエン型のグリシジルエーテル(ジヒドロキシペンタジエン型エポキシ化合物);ポリヒドロキシベンゼン型のグリシジルエーテル(ポリヒドロキシベンゼン型エポキシ化合物);ベンゼンポリカルボン酸型のグリシジルエステル(ベンゼンポリカルボン酸型エポキシ化合物);トリスフェノールメタン型エポキシ化合物;及び、レゾルシノールジグリシジルエーテル等が挙げられる。
 また、低分子型架橋性化合物としては、カルド骨格を含むグリシジル基含有化合物であるのも好ましい。カルド骨格を含むグリシジル基含有化合物としては、9,9-ビスアリールフルオレン骨格を含むのが好ましく、例えば、9,9-ビス(4-グリシジルオキシ-3-メチルフェニル)フルオレン等が挙げられる。
 また、低分子型架橋性化合物としては、1,4-ビス(2’,3’-エポキシプロピル)-パーフルオロ-n-ブタン等のフッ素原子で置換されていてもよい脂肪族アルキルグリシジルエーテルも好ましい。
<高分子型架橋性化合物>
 以下において、高分子型架橋性化合物について説明する。
 高分子型架橋性化合物の重量平均分子量としては、本発明の効果がより優れる点、及び/又は、耐溶剤性がより優れる点で、1,000超が好ましく、5,000~100,000が好ましく、7,500~50,000がより好ましい。
 高分子型架橋性化合物としては特に制限されないが、例えば、フェノールノボラック型のグリシジルエーテル(フェノールノボラック型エポキシ化合物)、クレゾールノボラック型のグリシジルエーテル(クレゾールノボラック型エポキシ化合物)、ビスフェノールAノボラック型のグリシジルエーテル等が挙げられる。
 組成物中、架橋性化合物の含有量の下限値としては、全固形分に対して、本発明の効果がより優れる点で、3質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましい。架橋性化合物の含有量の上限値としては、全固形分に対して、例えば、30質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましい。
 なお、組成物中、架橋性化合物は、1種単独で含まれていても、2種以上を併用して含まれていてもよい。
 架橋性化合物としては、低分子型架橋性化合物が好ましく、本発明の効果がより優れる点で、分子中の酸素原子含有量が15質量%以上(好ましくは25質量%以上)の低分子型架橋性化合物がより好ましい。
〔硬化剤〕
 本発明の組成物は、硬化剤を含むのが好ましい。
 硬化剤としては、例えば、酸無水物基を含む化合物(以下「特定酸無水物」ともいう。)、フェノール化合物、アミン化合物、及びチオール化合物等が挙げられ、なかでも、特定酸無水物が好ましい。
 なお、酸無水物基とは、*-CO-O-CO-*(*は、結合位置を表す)を含む1価の置換基を意図する。
 上記酸無水物基としては、例えば、R-CO-O-CO-R(上記式中、Rは有機基を表し、R同士が互いに結合して環を形成していてもよい。)から水素原子を1つ除くことにより形成される基が挙げられる。酸無水物基の一例としては、無水コハク酸及び無水フタル酸等の酸無水物から水素原子を1つ除くことにより形成される基が挙げられる。
 特定酸無水物としては、分子中に酸無水物基を1個含んでいればよいが、本発明の効果がより優れる点、及び/又は、耐溶剤性により優れる点で、分子中に酸無水物基を2個以上含んでいることが好ましい。
 特定酸無水物の融点は、本発明の効果がより優れる点で、45℃以下が好ましく、10℃以下がより好ましい。下限は特に制限されないが、-100℃以上が好ましい。
 特定酸無水物は、酸無水物基を含む低分子化合物(低分子型酸無水物)であっても、酸無水物基を含む高分子化合物(以下「高分子型酸無水物」ともいう。)であってもよい。
 なお、特定酸無水物が高分子型酸無水物である場合、高分子型酸無水物中に含まれる酸素原子の含有量は、化合物の全質量に対して25質量%未満である。
<低分子型酸無水物>
 以下において、低分子型酸無水物について詳述する。
 低分子型酸無水物の分子量としては、例えば、2000以下が好ましい。
 低分子型酸無水物は、分子中に酸無水物基を1個含んでいればよいが、本発明の効果がより優れる点で、分子中に酸無水物基を2個以上含んでいることが好ましい。
 低分子型酸無水物としては特に制限されず、例えば、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、トリアルキルメチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、下記一般式(YA1)~(YA4)で表される化合物等が挙げられる。
 低分子型酸無水物としては、なかでも、本発明の効果がより優れる点で、下記一般式(YA1)~(YA4)で表される化合物が好ましく、下記一般式(YA4-1)で表される化合物がより好ましく、下記一般式(YA5)で表される化合物が更に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 上記一般式中、RC1~RC4は、各々独立に、水素原子、メチル基、カルボキシ基、又は、水酸基を表す。実線と破線からなる二重線は、単結合又は二重結合を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 上記一般式中、RC5~RC8は、各々独立に、水素原子、メチル基、カルボキシ基、又は、水酸基を表す。RC5~RC8としては、水素原子が好ましい。LC1は、炭素数1~3の鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 上記一般式中、RC9は、炭素数1~20の脂肪族炭化水素基を表す。
 RC9で表される炭素数1~20の脂肪族炭化水素基としては、炭素数が1~12の脂肪族炭化水素基であるのが好ましい。上記脂肪族炭化水素基としては、なかでも、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基又はアルケニル基であるのが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 上記一般式中、Zは、酸無水物基を表す。LC2は、炭素原子を2個以上含むn価の連結基を表す。nは、2~4の整数を表す。
 Zで表される酸無水物基としては、例えば、無水フタル酸基、無水コハク酸基、無水マレイン酸基、無水シトラコン酸基、無水クエン酸基、及び、上述した一般式(YA1)又は(YA2)で表される化合物から誘導される基を表す。一般式(YA1)で表される化合物から誘導される基とは、一般式(YA1)で表される化合物中のRC1~RC4のうちの一つが結合手を表す基である。また、一般式(YA2)で表される化合物から誘導される基とは、一般式(YA2)で表される化合物中のRC5~RC8のうちの一つが結合手を表す基である。つまり、例えば、一般式(YA1)で表される化合物中のRC2が結合手を表す場合、一般式(YA1)で表される化合物から誘導される基は、下記構造に該当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 LC2は、炭素原子を2個以上含むn価の連結基を表す。
 上記n価の連結基としては、例えば、-O-、-CO-、-COO-、-CONH-、-S-、-SO-、-NR-(Rは、水素原子又はアルキル基を表す。)、脂肪族炭化水素基(アルキレン基、アルケニレン基、又は、アルキニレン基)、芳香族炭化水素基、及びこれらを組み合わせた基等が挙げられる。
 上記脂肪族炭化水素基及び上記芳香族炭化水素基は、更に置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、上述した酸無水物基等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 上記一般式中、ZC1及びZC2は、各々独立して、酸無水物基を表す。LC2は、炭素原子を2個以上含む2価の連結基を表す。
 ZC1及びZC2としては、上述した一般式(YA4)中のZと同義であり、好適態様も同じである。
 LC2は、炭素原子を2個以上含む2価の連結基を表す。
 上記2価の連結基としては、例えば、-O-、-CO-、-COO-、-CONH-、-S-、-SO-、-NR-(Rは、水素原子又はアルキル基を表す。)、2価の脂肪族炭化水素基(アルキレン基、アルケニレン基、又は、アルキニレン基)、及び、これらを組み合わせた基が挙げられる。
 上記2価の脂肪族炭化水素基は、更に置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、上述した酸無水物基、及びハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)等が挙げられる。
 上記2価の連結基としては、硬化性がより優れる点で、-O-、-CO-、又は、-COO-を含んでいてもよい、直鎖状又は分岐鎖状の総炭素数2~12のアルキレン基が好ましく、-O-、-CO-、又は、-COO-を含んでいてもよい、直鎖状又は分岐鎖状の総炭素数3~12のアルキレン基がより好ましい。
 なお、LC2で表される2価の連結基は、炭素原子を2個以上含むことで、炭素原子を1個の場合と比較してより自由度が高い。この結果として、形成されるα線遮蔽膜のα線遮蔽性能がより優れる。
 なかでも、本発明の効果がより優れる点で、上記一般式(YA4-1)で表される化合物は、下記一般式(YA5)で表される化合物であるのが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 上記一般式中、ZC3及びZC4は、各々独立に、上述した一般式(YA1)又は(YA2)で表される化合物から誘導される基を表す。
 上記一般式(YA5)で表される化合物としては、例えば、エチレングリコールビス無水トリメリット酸、グリセロールトリス無水トリメリット酸、及び、下記構造の化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
<高分子型酸無水物>
 以下において、高分子型酸無水物について詳述する。
 高分子型酸無水物の重量平均分子量は特に制限されず、例えば、2,000超であり、α線遮蔽膜のα線遮蔽性及び耐溶剤性がより優れる点で、5,000~100,000が好ましく、7,500~50,000がより好ましい。
 高分子型酸無水物としては、酸無水物基を含む繰り返し単位(以下「繰り返し単位YB」ともいう。)を含むのが好ましい。
 樹脂中、酸無水物基は、側鎖に含まれていても、主鎖に含まれていてもよい。
 繰り返し単位YBとしては、例えば、下記一般式(YB1)で表される繰り返し単位(以下「繰り返し単位YB1」ともいう。)、及び、イタコン酸無水物から誘導される繰り返し単位(下記一般式(YB2)で表される構造が該当する。)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 上記一般式中、RD1及びLD1は、各々、一般式(XA1)中のRA11及びLA11と同義であり、好適態様も同じである。
 Yは、酸無水物基を表す。
 Yで表される酸無水物基としては、上述した一般式(YA4-1)中のZC1及びZC2で表される酸無水物基と同義であり、好適態様も同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 高分子型酸無水物中、繰り返し単位YBの含有量の下限値としては特に制限されないが、例えば、5質量%以上であり、上限値としては特に制限されないが、例えば、95質量%以下である。
 高分子型酸無水物中、繰り返し単位YBの含有量としては、形成されるα線遮蔽膜の耐溶剤性がより優れる点で、全繰り返し単位に対して、5~70質量%であるのが好ましく、10~40質量%であるのがより好ましい。
 なお、高分子型酸無水物中、繰り返し単位YBは、1種単独で含まれていても、2種以上を併用して含まれていてもよい。
 また、高分子型酸無水物は、酸無水物基を含む繰り返し単位以外のその他の繰り返し単位(以下「繰り返し単位YC」ともいう。)を含んでいてもよい。
 上記その他の繰り返し単位YCの構造は特に制限されず、例えば、上述した繰り返し単位XAと同様のものが挙げられる。
 高分子型酸無水物中、繰り返し単位YCの含有量の下限値としては特に制限されず、例えば、5質量%以上であり、上限値としては特に制限されず、例えば、95質量%以下である。
 高分子型酸無水物中、繰り返し単位YCの含有量としては、全繰り返し単位に対して、30~95質量%であるのが好ましく、60~95質量%であるのがより好ましく、60~90質量%であるのが更に好ましい。
 なお、高分子型酸無水物中、繰り返し単位YCは、1種単独で含まれていても、2種以上を併用して含まれていてもよい。
 なお、特定酸無水物としては、特許公報3-008652号に記載された酸無水物も使用できる。
 組成物中、硬化剤の含有量の下限値としては、本発明の効果がより優れる点で、全固形分に対して、3質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、8質量%以上が更に好ましい。硬化剤の含有量の上限値としては、全固形分に対して、例えば、30質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましい。
 また、組成物中、硬化剤は、1種単独で含まれていても、2種以上を併用して含まれていてもよい。なかでも、本発明の効果がより優れる点で、2種以上を併用するのが好ましい。
 硬化剤としては、低分子型硬化剤が好ましく、α線遮蔽膜のα線遮蔽性がより優れる点で、分子中の酸素原子含有量が20質量%以上(好ましくは25質量%以上)の低分子型硬化剤がより好ましい。
〔好適態様〕
 以下において、本発明の組成物の好適態様について述べる。
<態様A>上述の硬化性基を実質的に含まない特定酸素含有樹脂と、上述の硬化剤と、上述の架橋性化合物とを含む組成物。なお、硬化性基を含まない特定酸素含有樹脂としては、例えば、上述した繰り返し単位XAのみから構成される樹脂が該当する。
 なお、各成分の含有量については、既述のとおりである。
 態様Aの組成物中、硬化剤と架橋性化合物との当量比(硬化剤中の硬化性基の数/架橋性化合物中の架橋性基の数)は、1/10~10/1であるのが好ましく、1/7.5~5/1であるのがより好ましい。
<態様B>硬化性基としてオキシラニル基を含む特定酸素含有樹脂と、上述の硬化剤と、を含む組成物。なお、硬化性基としてオキシラニル基を含む特定酸素含有樹脂としては、例えば、上述した繰り返し単位XAと上述した繰り返し単位XB1(但し、Xで表される硬化性基がオキシラニル基)を含む樹脂が該当する。上記態様Bの組成物は、更に架橋性化合物を含むのも好ましい。
 態様Bの組成物中、硬化剤と、特定酸素含有樹脂及び架橋性化合物の合計含有量との当量比(硬化剤中の硬化性基の数/特定酸素含有樹脂中の硬化性基の数と架橋性化合物の架橋性基の数の合計量)は、1/10~10/1であるのが好ましく、1/7.5~5/1であるのがより好ましい。
<態様C>硬化性基として酸基又は酸無水物基を含む特定酸素含有樹脂と、上述の架橋性化合物と、を含む組成物。なお、硬化性基として酸基又は酸無水物基を含む特定酸素含有樹脂としては、例えば、上述した繰り返し単位XAと上述した繰り返し単位XB1(但し、Xで表される硬化性基が酸基又は酸無水物基)を含む樹脂が該当する。上記態様Cの組成物は、更に硬化剤を含むのも好ましい。
 態様Cの組成物中、硬化剤及び特定酸素含有樹脂の合計含有量と、架橋性化合物との当量比(硬化剤中の硬化性基の数と特定酸素含有樹脂中の硬化性基の数の合計量/架橋性化合物の架橋性基の数)は、1/10~10/1であるのが好ましく、1/7.5~5/1であるのがより好ましい。
〔その他の成分〕
 本発明の組成物は、その他の成分を含んでいてもよい。
 その他の成分としては、酸素原子の含有量が25質量%未満であり硬化性基を含まないその他の樹脂、界面活性剤、着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、充填剤、及び基板密着材等が挙げられる。
 本発明の組成物は、可視光領域(波長400~700nm)における最低透過率がより優れる点で、着色剤及び紫外線吸収剤を実質的に含まないのが好ましい。なお、上記可視光領域における最低透過率とは、可視光領域(波長400~700nm)における透過率の最低値(%)を意図し、70%以上であるのが好ましい。ここで、「実質的に含まない」とは、着色剤及び紫外線吸収剤の各含有量が、組成物の全固形分量に対して、5質量%以下であることを意図し、3質量%以下であるのが好ましく、1質量%以下であるのがより好ましく、0.5質量%以下であるのが更に好ましい。なお、下限値は0質量%である。
<その他の樹脂>
 上記その他の樹脂としては、酸素原子の含有量が25質量%未満であり硬化性基を含まない樹脂であれば特に制限されず、公知の樹脂が挙げられる。
 上記その他の樹脂としては、アルカリ可溶性樹脂であってもよい。アルカリ可溶性樹脂とは、アルカリ溶液に溶解する樹脂を意図する。
 上記その他の樹脂の具体的な形態としては、国際公開2016/190162号パンフレットの段落0146~0162を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
 上記その他の樹脂の重量平均分子量としては特に制限されないが、α線遮蔽膜のα線遮蔽性及び耐溶剤性がより優れる点で、5,000~100,000が好ましく、7,500~50,000がより好ましい。
 本発明の組成物が上記その他の樹脂を含む場合、上記その他の樹脂の含有量は、組成物の全固形分に対して、例えば、1~20質量%であり、1~10質量%が好ましい。
<界面活性剤>
 界面活性剤としては、公知の界面活性剤が挙げられ、例えば、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、及び、シリコーン系界面活性剤が挙げられ、形成されるα線遮蔽膜の面内均一性がより優れる点で、フッ素系界面活性剤が好ましい。
 フッ素系界面活性剤中のフッ素含有率は、3~40質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましい。
 界面活性剤の具体的な形態としては、国際公開第2016/190162号パンフレットの段落0261~0265を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
 本発明の組成物が界面活性剤を含む場合、形成されるα線遮蔽膜の面内均一性がより優れる点で、界面活性剤の含有量は、組成物の全質量に対して、0.0001~0.0010質量%が好ましく、0.0003~0.0005質量%がより好ましい。
<着色剤>
 着色剤としては、公知の着色剤が挙げられ、例えば、白色着色剤、黒色着色剤、及び、有彩色着色剤が挙げられる。なお、有彩色着色剤とは、白色着色剤及び黒色着色剤以外の着色剤を意味する。
 着色剤は、顔料であっても、染料であってもよい。
 白色着色剤としては、酸化チタンが挙げられる。
 黒色着色剤としては、カーボンブラック及びチタンブラックが挙げられる。
 有彩色着色剤の具体的な形態としては、国際公開第2016/186050号パンフレットの段落0062~0067を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
<紫外線吸収剤>
 紫外線吸収剤としては、公知の紫外線吸収剤が挙げられ、例えば、共役ジエン系化合物が好ましい。
 紫外線吸収剤の具体的な形態としては、国際公開第2016/186050号パンフレットの段落0222~0225を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
<酸化防止剤>
 酸化防止剤としては、公知の酸化防止剤が挙げられ、例えば、フェノール化合物、亜リン酸エステル化合物、チオエーテル化合物、及び、ヒンダードアミン化合物が挙げられる。
 酸化防止剤の具体的な形態としては、国際公開第2016/186050号パンフレットの段落0228~0235を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
<充填剤>
 充填剤の具体的な形態としては、国際公開第2016/186050号パンフレットの段落0227を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
<基板密着剤>
 基板密着剤としては、公知の基板密着剤が挙げられ、例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、及び、アルミニウム系カップリング剤が好ましい。
 基板密着剤の具体的な形態としては、国際公開第2016/186050号パンフレットの段落0199~0208を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
〔組成物の調製〕
<固形分濃度>
 組成物における固形分の含有量の下限値としては、形成されるα線遮蔽膜の面内均一性がより優れる点で、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、30質量%以上が更に好ましく、40質量%以上が特に好ましい。上限値としては、形成されるα線遮蔽膜の面内均一性がより優れる点で、70質量%未満が好ましく、80質量%以下がより好ましく、60質量%以下が更に好ましい。
 組成物の調製方法は特に制限されず、上述した成分を一括で混合してもよいし、分割して混合してもよい。
 なお、上記組成物の調製にあたり、異物の除去及びα線遮蔽膜中の欠陥の低減等の目的で、組成物をフィルタでろ過することが好ましい。フィルタの種類及びろ過方法としては、国際公開第2019/093245号パンフレットの段落0052~0053を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
<粘度>
 組成物の粘度の下限値としては、遮蔽に必要な膜厚で製膜可能となる点で、10mPa・s以上が好ましく、30mPa・s以上がより好ましく、50mPa・s以上が更に好ましい。上限値としては、遮蔽に必要な膜厚で製膜可能となる点で、5000mPa・s未満が好ましく、1000mPa・s以下がより好ましく、300mPa・s以下が更に好ましい。
 組成物の粘度は、25℃にて、E型粘度計(RE85L:東機産業(株)製)により測定される。
<酸素原子の含有量>
 組成物中、固形分に含まれる酸素原子の含有量は、本発明の効果がより優れる点で、組成物の全固形分に対して、25質量%以上であるのが好ましく、26質量%以上であるのがより好ましく、30質量%以上であるのが更に好ましく、36質量%以上であるのが特に好ましい。なお、上限値としては特に制限されないが、例えば、100質量%以下である。
[α線遮蔽膜]
 本発明のα線遮蔽膜は、本発明の組成物を用いて形成される膜であり、硬化膜であるのが好ましい。以下において、本発明の組成物を用いて基材上にα線遮蔽膜を形成する方法について述べる。
 本発明の組成物と接触する基材としては特に制限されず、例えば、ガラス基材及び樹脂基材等が挙げられる。
 なお、基材としていわゆる剥離基材を用いてもよい。
 本発明の組成物と基材との接触方法は特に制限されず、例えば、基材上に本発明の組成物を塗布する方法、及び、本発明の組成物中に基材を浸漬する方法が挙げられる。
 本発明の組成物と基材とを接触させた後、基材上に形成された塗膜に対して、硬化処理(熱硬化処理)を施すのが好ましい。
 硬化処理の条件は、使用される組成物中の成分の種類に応じて最適な条件が選択すればよい。また、本発明の組成物と基材とを接触させた後、又は、硬化処理の後、必要に応じて、塗膜を乾燥する乾燥処理を実施してもよい。また、硬化処理は複数回に分けて実施してもよい。硬化処理温度としては、例えば、150~260℃が好ましく、200~230℃がより好ましい。硬化処理時間としては、例えば、360~900秒が好ましく、480~720秒がより好ましい。
 α線遮蔽膜の厚みは特に制限されないが、α線遮蔽性がより優れる点から、3μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましい。厚みの上限に関しては、装置の低背化の点で、30μm未満が好ましく、20μm以下がより好ましい。
 α線遮蔽膜の可視光領域における最低透過率は特に制限されないが、例えば、装置中の光電変換部への光の入射しやすさの点から、70%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、85%以上が更に好ましく、90%以上が特に好ましく、95%以上が最も好ましい。上限は特に制限されないが、100%が挙げられる。
 なお、上記可視光領域における最低透過率とは、可視光領域(波長400~700nm)における透過率の最低値(%)を意図する。
 電子プローブマイクロアナライザにより測定されるα線遮蔽膜中の酸素原子の含有量(質量%)としては、本発明の効果がより優れる点で、25質量%以上であるのが好ましく、26質量%以上であるのがより好ましく、30質量%以上であるのが更に好ましく、36質量%以上であるのが特に好ましい。なお、上限値としては特に制限されないが、例えば、100質量%以下であり、80質量%以下が好ましい。
 上記α線遮蔽膜中の酸素原子の含有量(質量%)は、加速電圧2kV、電流5nA、スポット径50μmの条件で、電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)にて元素分析を実施し、次いで、検出した元素の強度からバックグランドの強度を差し引いた後、各元素の強度比を算出することにより得られる。
 電子プローブマイクロアナライザとしては、日本電子社製EPMA JXA-iHP200Fを使用できる。
 なお、電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)により検出される酸素原子の含有量(atm%)は、例えば、他の樹脂膜を用いて導出された測定値(atm%)と酸素含有量(質量%)との検量線に基づいて質量%へ変換できる。
 α線遮蔽膜の膜厚10μmあたりのα線遮蔽率は、60%以上100%以下であるのが好ましい。α線遮蔽膜の膜厚10μmあたりのα線遮蔽率が60%以上である場合、本発明の効果がより優れる。
 また、α線遮蔽膜の膜厚1μmあたりのα線遮蔽率は、6%以上20%未満であるのが好ましく、6%以上10%以下であるのがより好ましい。α線遮蔽膜の膜厚1μmあたりのα線遮蔽率が6%以上である場合、本発明の効果がより優れる。
 α線遮蔽率は、低レベルα線測定装置(LACS-4000M:住友化学(株)製)により測定できる。
[積層体]
 本発明の積層体は、基材と、上記基材上に配置されたα線遮蔽膜とを有する。以下において、本発明の積層体について、実施形態を例に挙げて説明する。
〔第1実施形態の積層体〕
 本発明の第1実施形態の積層体は、可視光に対して透明である基材と、上記基材上に配置されたα線遮蔽膜とを有する。
 「可視光に対して透明である」とは、可視光領域(波長400~700nm)における最低透過率が70%以上であることを意図する。最低透過率としては、例えば、装置中の光電変換部への光の入射しやすさの点から、80%以上が好ましく、85%以上がより好ましく、90%以上が更に好ましく、95%以上が特に好ましい。上限は特に制限されないが、100%が挙げられる。
 なお、上記可視光領域における最低透過率とは、可視光領域(波長400~700nm)における透過率の最低値(%)を意図する。
 上記基材としては、可視光に対して透明であれば特に制限されず、例えば、ガラス基材及び樹脂基材等が挙げられる。
 積層体に含まれるα線遮蔽膜の厚み及びα線遮蔽膜の可視光領域における最低透過率としては、既述のとおりであり、好適態様も同じである。
〔第2実施形態の積層体〕
 本発明の第2実施形態の積層体は、α線源である基材と、上記基材上に配置されたα線遮蔽膜とを有する。
 α線源である基材としては、ガラス基材又は樹脂基材が挙げられる。
 樹脂基材としては、フィラーを含んでいてもよい。フィラーとしては、例えば、シリカ、酸化チタン、及びジルコニア等が挙げられる。
 また、基材は、色材を含んでいてもよい。基材が色材を含んでいる場合、第2実施形態の積層体は、α線遮蔽膜付きカットフィルタ及びα線遮蔽膜付きカラーフィルタとして、半導体装置に好適に適用し得る。
 なお、α線源である基材がガラス基材である場合、本発明の積層体は、α線遮蔽膜付きカバーガラスとして、半導体装置に好適に適用し得る。
[半導体装置]
 本発明の半導体装置は、上述した積層体又は上述したα線遮蔽膜を有する。以下、上述したα線遮蔽膜を含む本発明の半導体装置について、実施形態を例に挙げて説明する。
〔第1実施形態の半導体装置〕
 第1実施形態の半導体装置は、α線遮蔽膜付きカットフィルタ、α線遮蔽膜付きカラーフィルタ、又は、α線遮蔽膜付きカバーガラスとして、上述した積層体を有する。
 なお、上記積層体を半導体装置に適用する場合、α線源(例えば、カバーガラス)とα線源の影響を受ける電子回路との間にα線遮蔽膜が位置するように上記積層体を配置するのが好ましい。α線源からのα線放出量が所定値より大きい場合、電子回路の誤動作の可能性があるため、α線放出量を低減する必要がある。そこで、α線源と電子回路との間にα線遮蔽膜が位置するように上述の積層体を配置することで、電子回路へのα線放出量が低減され得る。
 なお、半導体装置としては、例えば、固体撮像素子、カメラモジュール、又は光電変換素子等の素子を搭載したものが挙げられる。
〔第2実施形態の半導体装置〕
 第2実施形態の半導体装置は、α線源と、α線遮蔽膜と、固体撮像素子と、を有し、α線源と固体撮像素子との間にα線遮蔽膜が配置されている。
 以下において、図面を参照して、第2実施形態の半導体装置の具体的な一例(第2-1実施形態の半導体装置及び第2-2実施形態の半導体装置)について説明する。
<第2-1実施形態の半導体装置>
 図1は、第2-1実施形態の半導体装置の断面模式図である。
 図1に示す半導体装置は、画素領域を備えた撮像素子チップ1、撮像素子チップ1に固定部材3を介して固定された透光性カバー部材2を有する。撮像素子チップ1は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ、及び、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ等であり、画素領域は、入射光を電荷に変換する複数の変換素子、及び、複数のトランジスタ等を有する。
 撮像素子チップ1上(詳細には、撮像素子チップ1の半導体基板11上)には、マイクロレンズ12とカラーフィルタ13が配置されている。半導体基板11の下側(光入射側とは反対側)には、導電膜16、絶縁膜18、及び絶縁部材19が配置されている。導電膜16には、Al(アルミニウム)及びCu(銅)等が用いられ、絶縁膜18には、酸化膜及び窒化膜等が用いられ、絶縁部材19には、ソルダーレジスト等が用いられる。
 撮像素子チップ1は、半導体基板11の光入射側である透光性カバー部材側の第1主面と、第1主面とは反対側の第2主面とを貫通する貫通電極15を有する。貫通電極15は導電膜16の一部によって構成されている。貫通電極15は配線構造内の表面電極14に電気的に接続されている。また、不図示の回路基板と電気的に接続するために撮像素子チップ1は、導電膜16の一部によって構成されている配線17を有する。
 更に、透光性カバー部材2とは反対側に配置された配線17と電気的に接続された、外部回路との接続のための接続端子20を有する。接続端子20は半田ボールを用いたが、ACP(異方性導電ペースト)及びACF(異方性導電フィルム)等の異方性導電性部材も使用できる。撮像素子チップ1としてのCMOSイメージセンサは、シリコン基板が用いられている。
 透光性カバー部材2は、カバーガラス31と、α線遮蔽膜32とを有する。透光性カバー部材2からのα線放出量が所定値より大きい場合、撮像素子チップ1の誤動作や画質低下の可能性があるため、α線放出量を低減する必要がある。そこで、透光性カバー部材2として、カバーガラス31と、撮像素子チップ1へのα線の照射を低減するためのα線遮蔽膜32とを組み合わせている。
 なお、α線遮蔽膜32は、カバーガラス31上の全領域に配置されていてもよいし、一部の領域に配置されていてもよい。
<第2-2実施形態の半導体装置>
 図2は、第2-2実施形態の半導体装置の断面模式図である。
 第2-2実施形態の半導体装置において、透光性カバー部材2は、カバーガラス31のみから構成されている。また、撮像素子チップ1上(詳細には、撮像素子チップ1の半導体基板11上)には、半導体基板11に対向して配置されたα遮蔽膜32’と、カラーフィルタ13と、マイクロレンズ12とをこの順に有する。つまり、図2に示す半導体装置は、図1で示した半導体装置とは、透光性カバー部材2がα線遮蔽膜32を備えない点、及びカラーフィルタ13と撮像素子チップ1との間にα遮蔽膜32’を備えた点で異なる。
 カバーガラス31からのα線放出量が所定値より大きい場合、撮像素子チップ1の誤動作や画質低下の可能性があるため、α線放出量を低減する必要がある。そこで、カラーフィルタ13と撮像素子チップ1との間に、撮像素子チップ1へのα線の照射を低減するためのα線遮蔽膜32’を配置している。
 なお、α線遮蔽膜32’は、カラーフィルタ13上の全領域に配置されていてもよいし、一部の領域に配置されていてもよい。
 なお、第2実施形態の半導体装置について、第2-1実施形態の半導体装置及び第2-2実施形態の半導体装置を例に挙げて説明したが、第2実施形態の半導体装置はこれに制限されない。α線遮蔽膜をα線源と固体撮像素子との間に配置することで、固体撮像素子へのα線の照射を低減できる。
 以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
[実施例1~26、比較例1~5]
〔各種成分〕
<樹脂>
 表1に、表4で使用される樹脂(樹脂A-1~A-20)の構造、組成比(質量比)、及び重量平均分子量を示す。なお、樹脂A-1~A-20は、いずれも以下に示す樹脂A-1の合成方法に準じて合成したものを用いた。また、樹脂A-1~A-20の重量平均分子量(Mw)は、GPC(キャリア:テトラヒドロフラン)により測定した(ポリスチレン換算量である)。
 表1に示す樹脂A-21は、KF-968(信越シリコーン(株)製、ジメチルシリコーン)である。なお、樹脂A-21は、樹脂中の酸素原子含有量は、25質量%未満である。
(樹脂A-1の合成)
 表1の「共重合成分種」欄に記載の各繰り返し単位を構成し得る各原料モノマーを、表1の共重合成分比(質量%)で混合し、原料モノマー溶液を調製した。また、上記原料モノマーの合計質量に対して2mol%の熱重合開始剤(和光純薬工業(株)製V-601)と、上記原料モノマーの合計質量に対して122質量%のPGMEA又はPGME(表1中の「重合溶媒」欄参照)とを混合した混合液を調製して80℃に加熱した。この混合液中に、80℃に加熱した上記原料モノマー溶液を2時間かけて滴下したのち(滴下重合)、80℃で2時間、更に90℃で3時間加熱することで、樹脂A-1を合成した。
 以下において、表1を示す。
 表1中、「各繰り返し単位中の酸素原子含有量」欄の単位は、質量%である。
 なお、樹脂A-15の酸素原子とフッ素原子の合計含有量は、樹脂の全質量に対して、43質量%である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
<架橋性化合物>
 表2に、表4で使用される架橋性化合物(化合物B-1~B-4)を示す。
 以下に表2を示す。
 なお、表2中「酸素原子含有量[質量%]」とは、架橋性化合物の分子中における酸素原子の含有量[質量%]を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
<硬化剤>
 表3に、表4で使用される架橋性化合物(化合物C-1~C-5)を示す。
 以下に表3を示す。
 なお、表3中「酸素原子含有量[質量%]」とは、硬化剤の分子中における酸素原子の含有量[質量%]を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
<添加剤>
 以下に、表4で使用される添加剤(界面活性剤Sur-1~Sur-2)を示す。
 Sur-1:F-781F(大日本インキ化学工業(株)製)
 Sur-2:KF6001(信越化学工業(株)製)
<溶媒>
 以下に、表4で使用される溶媒(S-1、S-2)を示す。
 S-1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
 S-2:プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
〔α線遮蔽膜形成用組成物の調製〕
 上述した各成分を表4に示す配合で混合した後、孔径0.45μmのナイロン製フィルタ(日本ポール(株)製)でろ過して、実施例及び比較例のα線遮蔽膜形成用組成物(以下「組成物」と略称する。)をそれぞれ作製した。
<各種評価>
 実施例及び比較例の組成物を用いて、以下に示す評価を実施した。
<<評価項目1:α線遮蔽率の評価>>
(測定サンプルの作製)
 組成物を、塗布現像装置(Act-8:東京エレクトロン(株)製)を用いて、下塗り層(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製、CT-4000L、厚さ0.1μm)付き直径8インチのガラスウェハ上に、塗布後の膜厚が10μmになるように、スピンコート法で塗布した。その後、100℃で2分間加熱したのち、230℃で10分間加熱して、α線遮蔽膜付きガラスウェハを製造した。
 続いて、得られたα線遮蔽膜付きウェハから、14cm×14cmの測定基板を切り出した。
(参照サンプルの作製)
 同一Lotの下塗り層(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製、CT-4000L、厚さ0.1μm)付き未塗布ガラス基板を14cm×14cmにカットした参照基板を作製した。
(α線遮蔽率評価)
 得られた測定基板及び参照基板を用いて、以下に示すα線遮蔽率評価を行った。
 α線遮蔽率評価は、低レベルα線測定装置(LACS-4000M:住友化学(株)製)を用いて実施した。なお、測定基板に関しては、α線遮蔽膜と対向する位置に検出器を配置してα線量を測定した。つまり、ガラス基板より放出されるα線がα線遮蔽膜を透過した際のα線量を測定した。なお、測定期間は、各サンプルで測定感度が十分に稼ぐことのできる1日とした。
 得られた測定結果から、下記式(A1)で表されるα線遮蔽率を導出し、α線遮蔽率を評価した。
式(A1):α線遮蔽率={1-(測定基板からの単位時間・面積あたりのカウント数/参照基板からの単位時間・面積あたりのカウント数)}×100
≪判定基準≫
 5:α線遮蔽率≧75%
 4:75%>α線遮蔽率≧70%
 3:70%>α線遮蔽率≧60%
 2:60%>α線遮蔽率≧50%
 1:50%>α線遮蔽率
 結果を表4に示す。
<<評価項目2:耐熱性の評価>>
 組成物を、塗布現像装置(Act-8:東京エレクトロン(株)製)を用いて、下塗り層(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製、CT-4000L、厚さ0.1μm)付き直径8インチのガラスウェハ上に、塗布後の膜厚が10μmになるように、スピンコート法で塗布した。その後、100℃で2分間加熱したのち、230℃で10分間加熱して、α線遮蔽膜付きガラスウェハを製造した。
 得られたα線遮蔽膜付きガラスウェハについて、大塚電子(株)製のMCPD-3000を用い、400~700nmの範囲の光透過率(透過率)を測定した。
 次に、上記α線遮蔽膜付きガラスウェハを、265℃のホットプレートで5分間加熱した。上述の方法により、加熱後のα線遮蔽膜付きガラスウェハの透過率を測定した。
 得られた測定結果から、加熱前後の透過率の変化量の最大値を求め、以下の評価基準により耐熱性を評価した。
≪判定基準≫
 2:透過率の変化量の最大値が10%以下である。
 1:透過率の変化量の最大値が10%を超えている。
 結果を表4に示す。
<<評価項目3:ハジキ性の評価>>
 組成物を、クラス1000のクリーンルーム内にて、塗布現像装置(Act-8:東京エレクトロン(株)製)を用いて、塗布後の膜厚が10μmになるように、直径8インチのシリコンウェハ上にスピンコート法で塗布した。その後、100℃で2分間加熱したのち、230℃で10分加熱間して、α線遮蔽膜付きシリコンウェハを製造した。
 得られたα線遮蔽膜付きシリコンウェハのα線遮蔽膜上に、上塗り層形成用組成物としてCT-4000L(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)をポストベーク後の膜厚が0.1μmになるように塗布した後、形成した塗膜を220℃のホットプレートで5分間加熱(ポストベーク)することにより、上塗り層を形成した。
 上塗り層を目視で観察し、以下の評価基準により、上塗り層形成用組成物の塗布性を評価した。
≪判定基準≫
 2:ハジキのない上塗り層を形成できた。
 1:上塗り層にハジキがあった。または、上塗り層を形成できなかった。
 結果を表4に示す。
 以下に、表4を示す。
 表4中の「固形分に含まれる酸素原子の含有量[質量%]」欄は、全固形分に対する、固形分に含まれる酸素原子の含有量(質量%)を意味する。
 表4の比較例5の「ハジキ性」欄の「-」は、測定しなかったこと表す。
 表4中の実施例1~26の各組成物における粘度は、いずれも、10mPa・s以上5000mPa・s未満であった。なお、粘度測定は、25℃において、E型粘度計(RE85L:東機産業(株)製)により実施した。
 表4中の実施例1~26の各組成物を硬化して形成されるα線遮蔽膜は、いずれも膜厚1μmあたりのα線遮蔽率が6%以上20%未満であった。なお、α線遮蔽率測定は、低レベルα線測定装置(LACS-4000M:住友化学(株)製)により実施した。
 表4中の実施例1~26の各組成物を硬化して形成されるα線遮蔽膜の可視光領域(波長400-700nm)における最低透過率は、いずれも70%以上であった。なお、可視光領域の透過率測定には、大塚電子(株)製のMCPD-3000を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
<<評価項目4:腐食性の評価>>
 特開2008-147245号公報の実施例4に記載の、劣化判断回路を有する半導体集積回路について、封止材として実施例及び比較例で使用した樹脂を用いて銅配線の腐食を調べ、以下の評価基準により腐食性を評価した。
≪判定基準≫
 2:腐食が生じなかった。
 1:腐食が生じた。
 結果を表5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
 実施例のα線遮蔽膜形成用組成物によれば、α線遮蔽性能に優れた(つまり、α線遮蔽率の高い)α線遮蔽膜を形成できることが明らかである。また、実施例のα線遮蔽膜形成用組成物は、耐熱性及びハジキ性にも優れており、特定酸素含有樹脂は、銅配線に対する腐食が抑制されていることが明らかである。すなわち、実施例のα線遮蔽膜形成用組成物は、半導体装置の製造プロセスにおいて硬化膜に要求される性能も備えていることが分かる。
 また、実施例の結果から、特定酸素含有樹脂中の酸素原子の含有量が36質量%以上である場合、形成されるα線遮蔽膜はα線遮蔽性能により優れることが確認できる。
 また、実施例の結果から、組成物中の固形分に含まれる酸素原子の含有量が、全固形分に対して、30質量%以上である場合(好ましくは、36質量%以上である場合)、形成されるα線遮蔽膜はα線遮蔽性能により優れることが確認できる。
[実施例100~101]
〔樹脂A-22の合成〕
 上述した樹脂A-1の合成方法に準じて、下記構造の樹脂A-22を合成した。なお、樹脂A-22の重量平均分子量(Mw)は、GPC(キャリア:テトラヒドロフラン)により測定した(ポリスチレン換算量である)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
〔α線遮蔽膜形成用組成物の調製〕
 上述した成分を表7に示す配合で混合した後、孔径0.45μmのナイロン製フィルタ(日本ポール(株)製)でろ過して、α線遮蔽膜形成用組成物(以下「組成物」と略称する。)をそれぞれ作製した。
〔α線遮蔽膜の作製〕
 組成物を、塗布現像装置(Act-8:東京エレクトロン(株)製)を用いて、下塗り層(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製、CT-4000L、厚さ0.1μm)付き直径8インチのガラスウェハ上に、塗布後の膜厚が10μmになるように、スピンコート法で塗布した。その後、100℃で2分間加熱したのち、230℃で10分間加熱して、α線遮蔽膜付きガラスウェハを製造した。
〔α線遮蔽膜中の酸素原子含有量(質量%)の測定〕
 得られたα線遮蔽膜付きガラスウェハを用いて、α線遮蔽膜中の酸素原子の含有量(質量%)の測定を行った。
 具体的には、加速電圧2kV、電流5nA、スポット径50μmの条件で、電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)にて元素分析を実施し、次いで、検出した元素の強度からバックグランドの強度を差し引いた後、各元素の強度比を算出した。
 なお、電子プローブマイクロアナライザとしては、日本電子社製EPMA JXA-iHP200Fを使用した。結果を表7に示す。
<α線遮蔽率の評価>
(測定サンプルの作製)
 組成物を、塗布現像装置(Act-8:東京エレクトロン(株)製)を用いて、下塗り層(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製、CT-4000L、厚さ0.1μm)付き直径8インチのガラスウェハ上に、塗布後の膜厚が10μmになるように、スピンコート法で塗布した。その後、100℃で2分間加熱したのち、230℃で10分間加熱して、α線遮蔽膜付きガラスウェハを製造した。
 続いて、得られたα線遮蔽膜付きウェハから、14cm×14cmの測定基板を切り出した。
(参照サンプルの作製)
 同一Lotの下塗り層(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製、CT-4000L、厚さ0.1μm)付き未塗布ガラス基板を14cm×14cmにカットした参照基板を作製した。
(α線遮蔽率評価)
 得られた測定基板及び参照基板を用いて、以下に示すα線遮蔽率評価を行った。
 α線遮蔽率評価は、低レベルα線測定装置(LACS-4000M:住友化学(株)製)を用いて実施した。なお、測定基板に関しては、α線遮蔽膜と対向する位置に検出器を配置してα線量を測定した。つまり、ガラス基板より放出されるα線がα線遮蔽膜を透過した際のα線量を測定した。なお、測定期間は、各サンプルで測定感度が十分に稼ぐことのできる1日とした。
 得られた測定結果から、下記式(A1)で表されるα線遮蔽率を導出し、α線遮蔽率を評価した。
式(A1):α線遮蔽率={1-(測定基板からの単位時間・面積あたりのカウント数/参照基板からの単位時間・面積あたりのカウント数)}×100
≪判定基準≫
 5:α線遮蔽率≧75%
 4:75%>α線遮蔽率≧70%
 3:70%>α線遮蔽率≧60%
 2:60%>α線遮蔽率≧50%
 1:50%>α線遮蔽率
 結果を表7に示す。
 以下において、表7を示す。
 表7中の「酸素原子含有量」欄において、「固形分中[質量%]」とは、組成物中の全固形分に対する、固形分に含まれる酸素原子の含有量(質量%)を意味する。また、「α線遮蔽膜[質量%]」とは、電子プローブマイクロアナライザにより測定されるα線遮蔽膜中の酸素原子の含有量[質量%]を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
 上記表7の結果から、電子プローブマイクロアナライザにより測定されるα線遮蔽膜中の酸素原子の含有量が30質量%以上である場合、α線遮蔽性能により優れることが確認できる。
 1 撮像素子チップ
 2 透光性カバー部材
 3 固定部材
 11 半導体基板
 12 マイクロレンズ
 13 カラーフィルタ
 14 表面電極
 15 貫通電極
 16 導電膜
 17 配線
 18 絶縁膜
 19 絶縁部材
 20 接続端
 31 カバーガラス
 32、32’ α線遮蔽膜

Claims (30)

  1.  酸素原子の含有量が25質量%以上である樹脂と、溶媒と、を含む、α線遮蔽膜形成用組成物。
  2.  前記樹脂中の酸素原子の含有量が30質量%以上である、請求項1に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  3.  前記樹脂中の酸素原子の含有量が36質量%以上である、請求項1又は2に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  4.  組成物中の固形分に含まれる酸素原子の含有量が、組成物の全固形分に対して、30質量%以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  5.  前記樹脂の含有量が、組成物の全固形分に対して、70質量%以上である、請求項1~4のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  6.  前記樹脂が硬化性基を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  7.  前記硬化性基が熱硬化性基である、請求項6に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  8.  前記硬化性基が、オキシラニル基、オキセタニル基、カルボン酸基、及び酸無水物基からなる群から選ばれる、請求項6に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  9.  前記樹脂の主鎖構造がポリ(メタ)アクリレート構造、ポリエステル構造、ポリエーテル構造、ポリアミド構造、ポリイミド構造、ポリビニルアルコール構造、ポリビニルエーテル構造、ポリアクリロニトリル構造、ポリスチレン構造、ポリウレタン構造、及びポリウレア構造からなる群から選ばれる構造である、請求項1~8のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  10.  前記樹脂の主鎖構造がポリ(メタ)アクリレート構造である、請求項1~9のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  11.  更に、硬化剤を含む、請求項1~10のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  12.  前記硬化剤が酸無水物である、請求項11に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  13.  更に、架橋性化合物を含む、請求項1~12のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  14.  前記架橋性化合物が、オキシラニル基を含む高分子化合物である、請求項13に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  15.  前記架橋性化合物が、オキシラニル基を含む低分子化合物である、請求項13に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  16.  固形分の含有量が、組成物の全質量に対して、10質量%以上70質量%未満である、請求項1~15のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  17.  粘度が10mPa・s以上5000mPa・s未満である、請求項1~16のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  18.  硬化膜を形成したときに膜厚10μmあたりのα線遮蔽率が60%以上100%以下となる、請求項1~17のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜形成用組成物。
  19.  請求項1~18のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜形成用組成物を用いて形成されたα線遮蔽膜。
  20.  硬化膜である、請求項19に記載のα線遮蔽膜。
  21.  膜厚10μmあたりのα線遮蔽率が60%以上100%以下である、請求項19又は20に記載のα線遮蔽膜。
  22.  膜厚が30μm未満である、請求項19~21のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜。
  23.  可視光領域における最低透過率が70%以上である、請求項19~22のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜。
  24.  電子プローブマイクロアナライザにより求められる酸素原子の含有量が25質量%以上である、請求項19~23のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜。
  25.  可視光に対して透明である基材と、前記基材上に配置された請求項19~24のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜とを有する積層体。
  26.  α線源である基材と、前記基材上に配置された請求項19~24のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜とを有する積層体。
  27.  前記基材が、ガラス基材又は樹脂基材である、請求項26に記載の積層体。
  28.  前記基材が、色材を含む、請求項25又は26に記載の積層体。
  29.  請求項19~24のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜又は請求項25~28のいずれか1項に記載の積層体を含む、半導体装置。
  30.  α線源と、
     請求項19~24のいずれか1項に記載のα線遮蔽膜と、
     固体撮像素子と、を有し、
     前記α線源と前記固体撮像素子との間に前記α線遮蔽膜が配置されている、半導体装置。
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