WO2024090264A1 - ネガ型感光性樹脂組成物、中空構造体の製造方法、パターン形成方法 - Google Patents

ネガ型感光性樹脂組成物、中空構造体の製造方法、パターン形成方法 Download PDF

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WO2024090264A1
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photosensitive resin
cover layer
resin composition
negative
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PCT/JP2023/037372
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正宏 増島
憲一 山形
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東京応化工業株式会社
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    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25Constructional features of resonators using surface acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to a negative photosensitive resin composition, a method for producing a hollow structural body, and a method for forming a pattern.
  • microelectronic devices such as surface acoustic wave (SAW) filters and bulk acoustic wave (BAW) filters.
  • SAW surface acoustic wave
  • BAW bulk acoustic wave
  • Packages that encapsulate such microelectronic devices have a hollow structure to ensure the propagation of surface acoustic waves and the mobility of the movable parts of the electronic device.
  • miniaturized packages with hollow structures especially for smartphones and other devices that handle high frequencies.
  • TFP Thin Film Package
  • FIG. 3 illustrates one embodiment of a hollow structure that houses a microelectronic device.
  • the hollow structure 100 comprises a support 10, a microelectronic device 20 arranged on the support 10, a first cover layer 30 formed on the support 10 and covering the microelectronic device 20, and a second cover layer 40 (top plate portion) covering the first cover layer 30.
  • a hollow portion 50 (cavity) is provided between the support 10 and the first cover layer 30.
  • a plurality of holes 35 penetrating from the hollow portion 50 to the second cover layer 40 are opened in a region of the first cover layer 30 that forms the top surface of the hollow portion 50.
  • bumps 60 are provided on the support 10 along the outer periphery of the hollow portion 50 .
  • the second cover layer 40 mechanically strengthens the device or improves the airtightness of the hollow portion 50.
  • the use of a resin composition as the material for this second cover layer 40 is being considered.
  • the present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a negative type photosensitive resin composition that can stably form a resin film on a cover layer having holes, regardless of the conditions of the manufacturing process, without flowing through the holes in the cover layer and falling into the hollow portion, and a method for manufacturing a hollow structure and a method for forming a pattern using the negative type photosensitive resin composition.
  • a first aspect of the present invention is a negative type photosensitive resin composition comprising a bisphenol novolac type epoxy resin and a cationic polymerization initiator, the bisphenol novolac type epoxy resin having a weight average molecular weight of 4,000 or more.
  • the second aspect of the present invention is a method for producing a hollow structure comprising a support, a cover layer formed on the support, and a top plate portion covering the cover layer, a hollow portion being provided between the support and the cover layer, and a hole penetrating from the hollow portion to the top plate portion being formed in the cover layer, characterized in that the top plate portion is formed using the negative type photosensitive resin composition according to the first aspect.
  • the third aspect of the present invention is a pattern forming method comprising the steps of forming a photosensitive resin film on a support using the negative photosensitive resin composition according to the first aspect, exposing the photosensitive resin film to light, and developing the exposed photosensitive resin film with a developer containing an organic solvent to form a negative pattern.
  • the present invention provides a negative-type photosensitive resin composition that can stably form a resin film on a cover layer having holes, regardless of the conditions of the manufacturing process, without flowing through the holes in the cover layer and falling into the hollow portion, as well as a method for manufacturing a hollow structure and a method for forming a pattern using the negative-type photosensitive resin composition.
  • FIG. 1 is a GPC chart of a bisphenol A novolac epoxy resin before purification. 1 is a GPC chart of a purified bisphenol A novolac epoxy resin.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of a hollow structure housing a microelectronic device.
  • alkyl group includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups. The same applies to the alkyl group in an alkoxy group.
  • alkylene group includes linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups.
  • halogenated alkyl group refers to an alkyl group in which some or all of the hydrogen atoms have been substituted with halogen atoms, and examples of the halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
  • fluorinated alkyl group refers to an alkyl group in which some or all of the hydrogen atoms have been substituted with fluorine atoms.
  • optionally having a substituent includes both the case where a hydrogen atom (--H) is replaced with a monovalent group and the case where a methylene group (--CH 2 -) is replaced with a divalent group.
  • exposure is intended to include any concept including irradiation with radiation.
  • the negative photosensitive resin composition of the present embodiment contains a bisphenol novolac epoxy resin and a cationic polymerization initiator.
  • the bisphenol novolac epoxy resin used here has a weight average molecular weight of 4000 or more.
  • Such a negative type photosensitive resin composition is particularly suitable as a material used to form the top plate portion of a hollow structure comprising a support, a cover layer formed on the support, and a top plate portion covering the cover layer, with a hollow portion provided between the support and the cover layer, and a hole formed in the cover layer that penetrates from the hollow portion to the top plate portion.
  • Such a negative photosensitive resin composition is particularly suitable as a material for the second cover layer 40 in the hollow structural body 100 shown in FIG.
  • the negative photosensitive resin composition of the present embodiment contains a bisphenol novolac epoxy resin (hereinafter also referred to as “component (P0)”) having a weight average molecular weight of 4,000 or more.
  • component (P0) a bisphenol novolac epoxy resin having a weight average molecular weight of 4,000 or more.
  • the bisphenol novolac type epoxy resin include a polyfunctional epoxy resin produced by reacting a bisphenol novolac resin with epichlorohydrin, or a polyfunctional epoxy resin produced by novolacizing bisphenol glycidyl ether.
  • bisphenol A novolac type epoxy resin is preferably used because of its easy availability.
  • the component (P0) includes not only polyfunctional epoxy resins in which the reaction has progressed sufficiently, but also those in which the reaction with epichlorohydrin has been insufficient or the novolak formation has been insufficient, such as bisphenol epoxy monomers such as bisphenol monoglycidyl ether and bisphenol diglycidyl ether.
  • a preferred example of a bisphenol A novolac type epoxy resin is a resin represented by the following general formula (Ap-0):
  • R p1 and R p2 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Multiple R p1s may be the same as or different from each other. Multiple R p2s may be the same as or different from each other. n1 is an integer of 1 to 5.
  • R EP is an epoxy group-containing group. Multiple R EPs may be the same as or different from each other.
  • the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for R p1 and R p2 is, for example, a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the linear or branched alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group
  • examples of the cyclic alkyl group include a cyclobutyl group and a cyclopentyl group.
  • R p1 and R p2 are preferably a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, more preferably a hydrogen atom or a linear alkyl group, and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • R p1s may be the same as or different from each other, and multiple R p2s may be the same as or different from each other.
  • n1 is an integer of 1 to 5, preferably 2 or 3, and more preferably 2.
  • R EP is an epoxy group-containing group.
  • the epoxy group-containing group of REP is not particularly limited, and examples thereof include a group consisting of only epoxy groups; a group consisting of only alicyclic epoxy groups; and a group having an epoxy group or alicyclic epoxy group and a divalent linking group.
  • the alicyclic epoxy group is an alicyclic group having an oxacyclopropane structure which is a three-membered ring ether, and specifically, is a group having an alicyclic group and an oxacyclopropane structure.
  • the alicyclic group that is the basic skeleton of the alicyclic epoxy group may be monocyclic or polycyclic.
  • Examples of the monocyclic alicyclic group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group.
  • Examples of the polycyclic alicyclic group include a norbornyl group, an isobornyl group, a tricyclononyl group, a tricyclodecyl group, and a tetracyclododecyl group.
  • the hydrogen atom of these alicyclic groups may be substituted with an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, or the like.
  • the epoxy group or the alicyclic epoxy group is linked via the divalent linking group bonded to an oxygen atom (—O—) in the formula.
  • the divalent linking group is not particularly limited, but preferred examples include a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, a divalent linking group containing a heteroatom, etc.
  • Such a divalent hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
  • the aliphatic hydrocarbon group in the divalent hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated. More specifically, the aliphatic hydrocarbon group may be a straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon group, or an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure.
  • the linear aliphatic hydrocarbon group preferably has a carbon number of 1 to 10, more preferably 1 to 6, even more preferably 1 to 4, and most preferably 1 to 3.
  • the linear aliphatic hydrocarbon group is preferably a linear alkylene group, and specific examples thereof include a methylene group [-CH 2 -], an ethylene group [-(CH 2 ) 2 -], a trimethylene group [-(CH 2 ) 3 -], a tetramethylene group [-(CH 2 ) 4 -], a pentamethylene group [-(CH 2 ) 5 -], and the like.
  • the branched aliphatic hydrocarbon group preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, even more preferably 2 to 4 carbon atoms, and most preferably 2 or 3 carbon atoms.
  • the branched aliphatic hydrocarbon group is preferably a branched alkylene group, and specific examples thereof include alkylmethylene groups such as -CH( CH3 )-, -CH( CH2CH3 )-, -C( CH3 ) 2- , -C(CH3)(CH2CH3)-, -C(CH3)(CH2CH2CH3)-, and -C(CH2CH3 ) 2- ; alkylethylene groups such as -CH ( CH3 ) CH2- , -CH( CH3 )CH( CH3 ) - , -C( CH3 ) 2CH2- , -CH ( CH2CH3 ) CH2- , and -C( CH2CH3 ) 2 - CH2- ; and
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure include alicyclic hydrocarbon groups (groups in which two hydrogen atoms have been removed from an aliphatic hydrocarbon ring), groups in which an alicyclic hydrocarbon group is bonded to the end of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, groups in which an alicyclic hydrocarbon group is present in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, etc.
  • Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include the same as those described above.
  • the alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably has 3 to 12 carbon atoms.
  • the alicyclic hydrocarbon group may be a polycyclic group or a monocyclic group.
  • the monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group in which two hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane.
  • the monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane.
  • the polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group in which two hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, and specific examples thereof include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
  • the aromatic hydrocarbon group in the divalent hydrocarbon group is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring.
  • the aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having (4n+2) ⁇ electrons, and may be monocyclic or polycyclic.
  • the number of carbon atoms in the aromatic ring is preferably 5 to 30, more preferably 5 to 20, even more preferably 6 to 15, and particularly preferably 6 to 12.
  • Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; and aromatic heterocycles in which a part of the carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring is substituted with a heteroatom.
  • heteroatom in the aromatic heterocycle examples include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
  • Specific examples of the aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
  • Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a group in which two hydrogen atoms have been removed from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle (arylene group or heteroarylene group); a group in which two hydrogen atoms have been removed from an aromatic compound containing two or more aromatic rings (e.g., biphenyl, fluorene, etc.); a group in which one hydrogen atom of a group in which one hydrogen atom has been removed from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle (aryl group or heteroaryl group) has been substituted with an alkylene group (e.g., a group in which one hydrogen atom has been further removed from the aryl group in an arylalkyl group such as a benzyl group, a phenethyl group, a 1-n
  • the divalent hydrocarbon group may have a substituent.
  • the linear or branched aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group may or may not have a substituent, which may include a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and substituted with a fluorine atom, and a carbonyl group.
  • the alicyclic hydrocarbon group in the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure as the divalent hydrocarbon group may or may not have a substituent, such as an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, or a carbonyl group.
  • the alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group.
  • the alkoxy group as the substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, or a tert-butoxy group, and most preferably a methoxy group or an ethoxy group.
  • the halogen atom as the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, with a fluorine atom being preferred.
  • halogenated alkyl group examples include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with the halogen atoms.
  • some of the carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a substituent containing a hetero atom.
  • a hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent.
  • a hydrogen atom bonded to an aromatic ring in the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent.
  • the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, and a hydroxyl group.
  • the alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group.
  • the alkoxy group, halogen atom and halogenated alkyl group as the substituent include those exemplified as the substituent substituting a hydrogen atom of the alicyclic hydrocarbon group.
  • the heteroatom in the divalent linking group containing a heteroatom is an atom other than a carbon atom or a hydrogen atom, and examples thereof include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, and a halogen atom.
  • the H may be substituted with a substituent such as an alkyl group, acyl, etc.
  • the substituent alkyl group, acyl group, etc.
  • the substituent preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
  • Y 21 and Y 22 each independently represent a divalent hydrocarbon group which may have a substituent.
  • the divalent hydrocarbon group include the same as the "divalent hydrocarbon group which may have a substituent" listed in the description of the divalent linking group above.
  • Y 21 is preferably a linear aliphatic hydrocarbon group, more preferably a linear alkylene group, still more preferably a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a methylene group or ethylene group.
  • Y 22 is preferably a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, more preferably a methylene group, an ethylene group or an alkylmethylene group.
  • the alkyl group in the alkylmethylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a methyl group.
  • m" is an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 1. That is, as the group represented by the formula -[Y 21 -C( ⁇ O)-O] m" -Y 22 -, a group represented by the formula -Y 21 -C( ⁇ O)-O-Y 22 - is particularly preferred. Of these, a group represented by the formula -(CH 2 ) a' -C( ⁇ O)-O-(CH 2 ) b' - is preferred.
  • a' is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, even more preferably 1 or 2, and most preferably 1.
  • b' is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, even more preferably 1 or 2, and most preferably 1.
  • the epoxy group-containing group in REP is preferably a glycidyl group.
  • the molecular weight of the (P0) component is expressed as the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • the component (P0) contained in the negative photosensitive resin composition of this embodiment has a weight average molecular weight (Mw) of 4,000 or more, preferably 4,000 or more and 8,000 or less, and more preferably 4,000 or more and 6,000 or less. If the weight average molecular weight of the (P0) component is 4000 or more, when a hollow structure is produced, the resin film can be stably formed on the cover layer having holes without flowing through the holes of the cover layer and falling into the hollow portion, regardless of the conditions of the production process. In addition, interlayer peeling with the cover layer is unlikely to occur.
  • Mw weight average molecular weight
  • the weight average molecular weight of the (P0) component is equal to or less than the upper limit of the above-mentioned preferred range, the coating property of the negative photosensitive resin composition on the cover layer can be improved, and the strength of the cured film formed can be sufficiently increased.
  • bisphenol epoxy monomer refers to those including bisphenol monoglycidyl ether and bisphenol diglycidyl ether, and have a molecular weight of 500 or less.
  • the content of the bisphenol epoxy monomer in the bisphenol novolac epoxy resin (component (P0)) contained in the negative photosensitive resin composition of this embodiment is preferably 2 mass % or less, and more preferably 1.5 mass % or less, relative to the total mass of the component (P0).
  • the content of the bisphenol epoxy monomer is equal to or less than the upper limit of the preferred range, the resin does not flow through the holes in the cover layer and fall into the hollow portion when producing a hollow structure, regardless of the conditions of the production process, and a resin film can be more stably formed on the cover layer having holes.
  • the molecular weight dispersity (Mw/Mn) of the (P0) component is preferably 2.0 or more and 4.0 or less, and more preferably 2.0 or more and 3.0 or less.
  • the epoxy equivalent of the (P0) component is preferably 200 g/eq. or more and 300 g/eq. or less, and more preferably 200 g/eq. or more and 240 g/eq. or less.
  • the epoxy equivalent of the (P0) component can be measured by potentiometric titration as described in JIS K-7236.
  • Methods for measuring epoxy equivalent by potentiometric titration include the hydrochloric acid-dioxane method, the perchloric acid-tetraethylammonium bromide method, the perchloric acid-cetyltrimethylammonium bromide method, the hydrochloric acid-potassium iodide method, and the Dubertaki method using a hydrogen bromide-acetic acid solution.
  • the component (P0) one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the content of the component (P0) is preferably 70 mass% or more, more preferably 75 to 99 mass%, and even more preferably 80 to 98 mass%, based on the total mass (mass%) of the solid contents of the negative type photosensitive resin composition.
  • the cationic polymerization initiator (hereinafter also referred to as “component (I)”) contained in the negative type photosensitive resin composition of this embodiment is a compound that generates cations when irradiated with active energy rays such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, excimer laser light such as KrF or ArF, X-rays, electron beams, and the like, and the cations can serve as polymerization initiators.
  • active energy rays such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, excimer laser light such as KrF or ArF, X-rays, electron beams, and the like
  • the component (I) include onium borate salts (hereinafter also referred to as “component (I1)”) and cationic polymerization initiators other than the component (I1) (other cationic polymerization initiators).
  • Onium borate salt (component (I1)) generates a relatively strong acid upon exposure to light. Therefore, by forming a pattern using a negative photosensitive resin composition containing component (I1), sufficient sensitivity is obtained and a good pattern is formed. In addition, the use of component (I1) is less likely to cause toxicity or metal corrosion.
  • Suitable examples of the component (I1) include compounds represented by the following general formula (I1).
  • R b01 to R b04 each independently represent an aryl group which may have a substituent, or a fluorine atom, q represents an integer of 1 or greater, and Q q+ represents a q-valent organic cation.
  • the aryl group in R b01 to R b04 preferably has a carbon atom number of 5 to 30, more preferably 5 to 20, further preferably 6 to 15, and particularly preferably 6 to 12. Specific examples include a naphthyl group, a phenyl group, and an anthracenyl group, and the phenyl group is preferred because it is easily available.
  • the aryl group in R b01 to R b04 may have a substituent.
  • the substituent is not particularly limited, but is preferably a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group (preferably a linear or branched alkyl group, preferably having 1 to 5 carbon atoms), or a halogenated alkyl group, more preferably a halogen atom or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • R b01 to R b04 in formula (I1) are each preferably a fluorinated phenyl group, and particularly preferably a perfluorophenyl group.
  • anion portion of the compound represented by formula (I1) include tetrakis(pentafluorophenyl)borate ([B(C 6 F 5 ) 4 ] ⁇ ); tetrakis[(trifluoromethyl)phenyl]borate ([B(C 6 H 4 CF 3 ) 4 ] ⁇ ); difluorobis(pentafluorophenyl)borate ([(C 6 F 5 ) 2 BF 2 ] ⁇ ); trifluoro(pentafluorophenyl)borate ([(C 6 F 5 )BF 3 ] ⁇ ); tetrakis(difluorophenyl)borate ([B(C 6 H 3 F 2 ) 4 ] ⁇ ); and the like.
  • tetrakis(pentafluorophenyl)borate ([B(C 6 F 5 ) 4 ] ⁇ ) is particularly preferable.
  • Q q+ is preferably a sulfonium cation or an iodonium cation, and is particularly preferably an organic cation represented by the following general formulas (ca-1) to (ca-5).
  • R 201 to R 207 and R 211 to R 212 each independently represent an aryl group, a heteroaryl group, an alkyl group or an alkenyl group which may have a substituent.
  • R 201 to R 203 , R 206 to R 207 , and R 211 to R 212 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula.
  • R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • R 210 is an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, or an -SO 2 - containing cyclic group which may have a substituent.
  • Y 201 each independently represent an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group.
  • x is 1 or 2.
  • W 201 represents a (x+1)-valent linking group.
  • the aryl group for R 201 to R 207 and R 211 to R 212 includes an unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and is preferably a phenyl group or a naphthyl group.
  • the heteroaryl group in R 201 to R 207 and R 211 to R 212 includes those in which a part of the carbon atoms constituting the aryl group is substituted with a heteroatom. Examples of the heteroatom include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
  • Examples of this heteroaryl group include a group in which one hydrogen atom has been removed from 9H-thioxanthene; examples of the substituted heteroaryl group include a group in which one hydrogen atom has been removed from 9H-thioxanthen-9-one.
  • the alkyl group for R 201 to R 207 and R 211 to R 212 is preferably a chain or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
  • the alkenyl group for R 201 to R 207 and R 211 to R 212 preferably has 2 to 10 carbon atoms.
  • R 201 to R 207 and R 210 to R 212 may have include an alkyl group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, an amino group, an oxo group ( ⁇ O), an aryl group, and groups represented by the following formulas (ca-r-1) to (ca-r-10), respectively.
  • R'201 each independently represents a hydrogen atom, a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent.
  • R'201 each independently represents a hydrogen atom, a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent.
  • the cyclic group is preferably a cyclic hydrocarbon group, and the cyclic hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group or a cyclic aliphatic hydrocarbon group.
  • the aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group that does not have aromaticity.
  • the aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
  • the aromatic hydrocarbon group for R'201 is a hydrocarbon group having an aromatic ring.
  • the number of carbon atoms in the aromatic hydrocarbon group is preferably 3 to 30, more preferably 5 to 30, even more preferably 5 to 20, particularly preferably 6 to 15, and most preferably 6 to 10. However, this number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in the substituent.
  • aromatic ring contained in the aromatic hydrocarbon group in R'201 include benzene, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, biphenyl, or aromatic heterocycles in which some of the carbon atoms constituting these aromatic rings are substituted with heteroatoms, or rings in which some of the hydrogen atoms constituting these aromatic rings or aromatic heterocycles are substituted with oxo groups, etc.
  • heteroatom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
  • aromatic hydrocarbon group for R'201 examples include a group in which one hydrogen atom has been removed from the aromatic ring (aryl group: for example, a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, etc.), a group in which one hydrogen atom of the aromatic ring has been substituted with an alkylene group (for example, an arylalkyl group such as a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group, a 2-naphthylethyl group, etc.), a group in which one hydrogen atom has been removed from a ring in which some of the hydrogen atoms constituting the aromatic ring have been substituted with an oxo group or the like (for example, anthraquinone, etc.), and a group in which one hydrogen atom has been
  • the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R'201 includes an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group that contains a ring in its structure include alicyclic hydrocarbon groups (groups in which one hydrogen atom has been removed from an aliphatic hydrocarbon ring), groups in which an alicyclic hydrocarbon group is bonded to the end of a straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon group, and groups in which an alicyclic hydrocarbon group is present in the middle of a straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon group.
  • the alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably has 3 to 12 carbon atoms.
  • the alicyclic hydrocarbon group may be a polycyclic group or a monocyclic group.
  • the monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane.
  • the monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane.
  • the polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 30 carbon atoms.
  • the polycycloalkane is more preferably a polycycloalkane having a polycyclic skeleton of a bridged ring system such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane; or a polycycloalkane having a polycyclic skeleton of a condensed ring system such as a cyclic group having a steroid skeleton.
  • the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R'201 is preferably a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane or polycycloalkane, more preferably a group in which one hydrogen atom has been removed from a polycycloalkane, particularly preferably an adamantyl group or a norbornyl group, and most preferably an adamantyl group.
  • the linear or branched aliphatic hydrocarbon group which may be bonded to the alicyclic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, even more preferably 1 to 4 carbon atoms, and most preferably 1 to 3 carbon atoms.
  • a straight-chain alkylene group is preferable, and specific examples thereof include a methylene group [-CH 2 -], an ethylene group [-(CH 2 ) 2 -], a trimethylene group [-(CH 2 ) 3 -], a tetramethylene group [-(CH 2 ) 4 -], a pentamethylene group [-(CH 2 ) 5 -], etc.
  • the branched aliphatic hydrocarbon group is preferably a branched alkylene group, and specific examples thereof include alkylmethylene groups such as -CH( CH3 )-, -CH( CH2CH3 )-, -C( CH3 ) 2- , -C(CH3)(CH2CH3)-, -C(CH3)(CH2CH2CH3)-, and -C(CH2CH3 ) 2- ; alkylethylene groups such as -CH ( CH3 ) CH2- , -CH( CH3 )CH( CH3 ) - , -C( CH3 ) 2CH2- , -CH ( CH2CH3 ) CH2- , and -C( CH2CH3 ) 2 - CH2- ; and alkyl alkylene groups such as alkyl trimethylene groups such as -CH (CH 3 )CH 2 CH 2 CH 2 -, -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 -, etc.
  • a chain alkyl group which may have a substituent may be either linear or branched.
  • the linear alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and most preferably 1 to 10 carbon atoms.
  • Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decanyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, an isotridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, an isohexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecyl group, an icosyl group, a henicosyl group, and a docosyl group.
  • the branched alkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and most preferably 3 to 10 carbon atoms.
  • Specific examples include a 1-methylethyl group, a 1-methylpropyl group, a 2-methylpropyl group, a 1-methylbutyl group, a 2-methylbutyl group, a 3-methylbutyl group, a 1-ethylbutyl group, a 2-ethylbutyl group, a 1-methylpentyl group, a 2-methylpentyl group, a 3-methylpentyl group, and a 4-methylpentyl group.
  • a chain alkenyl group which may have a substituent may be either linear or branched, and preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5, even more preferably 2 to 4, and particularly preferably 3.
  • Examples of linear alkenyl groups include vinyl groups, propenyl groups (allyl groups), and butynyl groups.
  • Examples of branched alkenyl groups include 1-methylvinyl groups, 2-methylvinyl groups, 1-methylpropenyl groups, and 2-methylpropenyl groups. Of the above chain alkenyl groups, linear alkenyl groups are preferred, vinyl groups and propenyl groups are more preferred, and vinyl groups are particularly preferred.
  • Examples of the substituent in the cyclic group, chain alkyl group or alkenyl group of R'201 include an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group, an amino group, an oxo group, the cyclic group in R'201 above, an alkylcarbonyl group, a thienylcarbonyl group, etc.
  • R'201 is preferably a cyclic group which may have a substituent, or a chain alkyl group which may have a substituent.
  • R 201 to R 203 , R 206 to R 207 , and R 211 to R 212 are bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula, they may be bonded via a heteroatom such as a sulfur atom, an oxygen atom or a nitrogen atom, or a functional group such as a carbonyl group, -SO-, -SO 2 -, -SO 3 -, -COO-, -CONH- or -N(R N )- (wherein R N is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms).
  • a heteroatom such as a sulfur atom, an oxygen atom or a nitrogen atom
  • a functional group such as a carbonyl group, -SO-, -SO 2 -, -SO 3 -, -COO-, -CONH- or -N(R N )- (wherein R N is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms).
  • one ring containing the sulfur atom in the ring skeleton in the formula is preferably a 3- to 10-membered ring including the sulfur atom, and particularly preferably a 5- to 7-membered ring.
  • the ring formed include a thiophene ring, a thiazole ring, a benzothiophene ring, a thianthrene ring, a benzothiophene ring, a dibenzothiophene ring, a 9H-thioxanthene ring, a thioxanthone ring, a thianthrene ring, a phenoxathiin ring, a tetrahydrothiophenium ring, and a tetrahydrothiopyranium ring.
  • R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and when they represent an alkyl group, they may be mutually bonded to form a ring.
  • R 210 is an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, or an —SO 2 —-containing cyclic group which may have a substituent.
  • the aryl group for R 210 includes unsubstituted aryl groups having 6 to 20 carbon atoms, and is preferably a phenyl group or a naphthyl group.
  • the alkyl group for R 210 is preferably a chain or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
  • the alkenyl group for R 210 preferably has 2 to 10 carbon atoms.
  • Y 201 each independently represents an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group.
  • the arylene group for Y 201 include groups in which one hydrogen atom has been removed from the aryl groups exemplified as the aromatic hydrocarbon group for R' 201 .
  • the alkylene group and alkenylene group for Y 201 include groups in which one hydrogen atom has been removed from the groups exemplified as the chain alkyl group and chain alkenyl group for R' 201 .
  • W 201 is a (x+1)-valent linking group, that is, a divalent or trivalent linking group.
  • the divalent linking group in W 201 is preferably a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, and is preferably the same as the divalent hydrocarbon group which may have a substituent exemplified by R EP in the above formula (Ap-0).
  • the divalent linking group in W 201 may be linear, branched, or cyclic, and is preferably cyclic. Among them, a group in which two carbonyl groups are combined at both ends of an arylene group, or a group consisting of only an arylene group is preferable.
  • Examples of the arylene group include a phenylene group and a naphthylene group, and a phenylene group is particularly preferable.
  • Examples of the trivalent linking group in W 201 include a group in which one hydrogen atom has been removed from the divalent linking group in W 201 , a group in which the divalent linking group is further bonded to the divalent linking group, etc.
  • As the trivalent linking group in W 201 a group in which two carbonyl groups are bonded to an arylene group is preferable.
  • Suitable cations represented by the formula (ca-1) include the cations represented by the following formulas (ca-1-1) to (ca-1-24).
  • R′′ 201 is a hydrogen atom or a substituent.
  • substituents are the same as those exemplified as the substituents that may be possessed by R 201 to R 207 and R 210 to R 212. ]
  • R'211 is an alkyl group.
  • Rhal is a hydrogen atom or a halogen atom.
  • cations having a benzoylphenyl group and represented by the following chemical formulas (ca-1-49) to (ca-1-54) are also preferred.
  • Suitable cations represented by the formula (ca-2) include diphenyliodonium cation, bis(4-tert-butylphenyl)iodonium cation, etc.
  • Suitable cations represented by the formula (ca-3) include the cations represented by the following formulas (ca-3-1) to (ca-3-6).
  • Suitable cations represented by the formula (ca-4) include the cations represented by the following formulas (ca-4-1) to (ca-4-2).
  • R'212 is an alkyl group or a hydrogen atom.
  • R'211 is an alkyl group.
  • the cation portion [(Q q+ ) 1/q ] is preferably a cation represented by general formula (ca-1), more preferably a cation represented by each of formulas (ca-1-1) to (ca-1-54), and still more preferably a cation represented by each of formulas (ca-1-49) to (ca-1-54).
  • cationic polymerization initiators other than the above-mentioned component (I1) include compounds represented by the following general formula (I2-1) or (I2-2) (hereinafter referred to as “component (I2)”); and compounds represented by the following general formula (I3-1) or (I3-2) (hereinafter referred to as “component (I3)”).
  • the component (I2) is a compound represented by the following general formula (I2-1) or (I2-2).
  • the component (I2) generates a relatively strong acid upon exposure to light. Therefore, when a pattern is formed using a negative photosensitive resin composition containing the component (I), sufficient sensitivity is obtained and a good pattern is formed.
  • R b05 is a fluorinated alkyl group which may have a substituent, or a fluorine atom. Multiple R b05 may be the same or different from each other.
  • q is an integer of 1 or more, and Q q+ is a q-valent organic cation.
  • R b06 is a fluorinated alkyl group which may have a substituent, or a fluorine atom. Multiple R b06 may be the same or different from each other.
  • q is an integer of 1 or more, and Q q+ is a q-valent organic cation.
  • R b05 is a fluorine atom or a fluorine - containing alkyl group which may have a substituent.
  • the fluorinated alkyl group for R b05 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and even more preferably 1 to 5. Specific examples include alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms have been substituted with fluorine atoms.
  • R b05 is preferably a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and further preferably a fluorine atom, a trifluoromethyl group or a pentafluoroethyl group.
  • the anion portion of the compound represented by formula (I2-1) is preferably represented by the following general formula (b0-2a):
  • R bf05 is a fluorinated alkyl group which may have a substituent, and nb 1 is an integer of 1 to 5.
  • nb1 is preferably an integer of 1 to 4, more preferably an integer of 2 to 4, and most preferably 3.
  • R b06 is a fluorine atom or a fluorine-containing alkyl group which may have a substituent.
  • the fluorinated alkyl group for R b06 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and even more preferably 1 to 5. Specific examples include alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms have been substituted with fluorine atoms.
  • R b06 is preferably a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and even more preferably a fluorine atom.
  • q is an integer of 1 or more
  • Q q+ is a q-valent organic cation.
  • This Q q+ can be the same as Q q+ in the above formula (I1), and among them, the cation represented by general formula (ca-1) is preferable, and the cations represented by formulas (ca-1-1) to (ca-1-54) are more preferable.
  • component (I3) is a compound represented by the following general formula (I3-1) or (I3-2).
  • R b11 to R b12 are a cyclic group which may have a substituent other than a halogen atom, a chain alkyl group which may have a substituent other than a halogen atom, or a chain alkenyl group which may have a substituent other than a halogen atom, m is an integer of 1 or more, and each M m+ is independently an m-valent organic cation.
  • R b12 is a cyclic group which may have a substituent other than a halogen atom, a chain alkyl group which may have a substituent other than a halogen atom, or a chain alkenyl group which may have a substituent other than a halogen atom, and examples of the cyclic groups, chain alkyl groups, and chain alkenyl groups in the description of R'201 above include those which have no substituent or those which have a substituent other than a halogen atom.
  • R b12 is preferably a chain alkyl group which may have a substituent other than a halogen atom, or an aliphatic cyclic group which may have a substituent other than a halogen atom.
  • the chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably has 3 to 10 carbon atoms.
  • the aliphatic cyclic group is more preferably a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, or the like (which may have a substituent other than a halogen atom);
  • the hydrocarbon group of R b12 may have a substituent other than a halogen atom. Examples of the substituent include the same substituents as those, other than a halogen atom, that may be possessed by the hydrocarbon group (aromatic hydrocarbon group, aliphatic cyclic group, chain alkyl group) in R b11 of formula (I3-2) above.
  • M m+ is an m-valent organic cation.
  • Suitable examples of the organic cation of M m+ include the same cations as those represented by the above general formulae (ca-1) to (ca-5), and among these, the cation represented by the above general formula (ca-1) is more preferred.
  • a sulfonium cation in which at least one of R 201 , R 202 , and R 203 in the above general formula (ca-1) is an organic group having 16 or more carbon atoms (aryl group, heteroaryl group, alkyl group, or alkenyl group) which may have a substituent is particularly preferred because it improves resolution and roughness characteristics.
  • the substituent that the organic group may have is the same as described above, and examples thereof include an alkyl group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, an amino group, an oxo group ( ⁇ O), an aryl group, and groups represented by each of the above formulas (ca-r-1) to (ca-r-10).
  • the number of carbon atoms in the organic group is preferably 16 to 25, more preferably 16 to 20, and particularly preferably 16 to 18.
  • Suitable examples of the organic cation of M m+ include the cations represented by the above formulas (ca-1-25), (ca-1-26), (ca-1-28) to (ca-1-36), (ca-1-38), (ca-1-46), and (ca-1-47). Of these, the cation represented by the above formula (ca-1-29) is particularly preferred.
  • R b11 is a cyclic group which may have a substituent other than a halogen atom, a chain alkyl group which may have a substituent other than a halogen atom, or a chain alkenyl group which may have a substituent other than a halogen atom, and examples of the cyclic groups, chain alkyl groups, and chain alkenyl groups in the description of R'201 above include those which have no substituent or those which have a substituent other than a halogen atom.
  • R b11 is preferably an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent other than a halogen atom, an aliphatic cyclic group which may have a substituent other than a halogen atom, or a chain alkyl group which may have a substituent other than a halogen atom.
  • the substituents which these groups may have include a hydroxyl group, an oxo group, an alkyl group, an aryl group, a lactone-containing cyclic group, an ether bond, an ester bond, or a combination thereof.
  • an ether bond or an ester bond is contained as a substituent, it may be connected via an alkylene group, and in this case, the substituent is preferably a linking group represented by each of the following general formulas (y-al-1) to (y-al-7).
  • the substituent is preferably a linking group represented by each of the following general formulas (y-al-1) to (y-al-7).
  • it is V'101 in the following general formulae (y-al-1) to (y-al-7) that is bonded to R b11 in the above formula (I3-2).
  • V' 101 is a single bond or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms.
  • V' 102 is a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
  • the divalent saturated hydrocarbon group for V' 102 is preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the alkylene group in V'101 and V'102 may be a linear alkylene group or a branched alkylene group, with a linear alkylene group being preferred.
  • Specific examples of the alkylene group in V' 101 and V' 102 include a methylene group [-CH 2 -]; alkylmethylene groups such as -CH(CH 3 )-, -CH(CH 2 CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 -, -C(CH 3 )(CH 2 CH 3 )-, -C(CH 3 )(CH 2 CH 2 CH 3 )-, and -C(CH 2 CH 3 ) 2 -; an ethylene group [-CH 2 CH 2 -]; alkylethylene groups such as -CH(CH 3 )CH 2 -, -CH(CH 3 )CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 CH 2 -, and -CH(CH 2 CH 3 )CH 2 -; a trim
  • some of the methylene groups in the alkylene group in V' 101 or V' 102 may be substituted with a divalent aliphatic cyclic group having 5 to 10 carbon atoms.
  • the aliphatic cyclic group is preferably a divalent group in which one hydrogen atom has been further removed from the cyclic aliphatic hydrocarbon group of R' 201 (a monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a polycyclic alicyclic hydrocarbon group), and more preferably a cyclohexylene group, a 1,5-adamantylene group, or a 2,6-adamantylene group.
  • the aromatic hydrocarbon group is more preferably a phenyl group or a naphthyl group.
  • the aliphatic cyclic group is more preferably a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane.
  • the chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms.
  • chain alkyl group examples include linear alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group; and branched alkyl groups such as a 1-methylethyl group, a 1-methylpropyl group, a 2-methylpropyl group, a 1-methylbutyl group, a 2-methylbutyl group, a 3-methylbutyl group, a 1-ethylbutyl group, a 2-ethylbutyl group, a 1-methylpentyl group, a 2-methylpentyl group, a 3-methylpentyl group, and a 4-methylpentyl group.
  • linear alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group,
  • R b11 is preferably a cyclic group which may have a substituent other than a halogen atom.
  • Preferred specific examples of the anion moiety of the component (I3-2) are shown below.
  • M m+ is an m-valent organic cation and is the same as M m+ in formula (I3-1).
  • the component (I) is preferably a cationic polymerization initiator that generates an acid having a pKa (acid dissociation constant) of -5 or less upon exposure to light.
  • a cationic polymerization initiator that generates an acid having a pKa of more preferably -6 or less, and even more preferably -8 or less, it becomes possible to obtain high sensitivity to exposure to light.
  • the lower limit of the pKa of the acid generated by the component (I) is preferably -15 or more.
  • pKa acid dissociation constant
  • pKa is a value generally used as an index indicating the acid strength of a target substance.
  • pKa is a value at a temperature condition of 25°C.
  • the pKa value can be determined by measurement using a known method. A calculated value using known software such as "ACD/Labs" (product name, manufactured by Advanced Chemistry Development Co., Ltd.) can also be used.
  • the component (I) one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the component (I) is preferably at least one selected from the group consisting of the component (I1), the component (I2), and the component (I3), and it is more preferable to use the component (I1).
  • the content of the component (I) is preferably 0.05 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 3 parts by mass, even more preferably 0.15 to 3 parts by mass, and particularly preferably 0.2 to 1 part by mass, relative to 100 parts by mass of the total parts by mass of the component (P0).
  • the content of component (I) is equal to or greater than the lower limit of the preferred range, sufficient sensitivity is obtained, and the lithography properties of the pattern are further improved. In addition, the strength of the cured resin film is further increased.
  • the content is equal to or less than the upper limit of the preferred range, the sensitivity is appropriately controlled, and a pattern with a good shape is easily obtained.
  • the negative photosensitive resin composition of the present embodiment may contain other components, if necessary, in addition to the above-mentioned component (P0) and component (I).
  • the negative type photosensitive resin composition of the embodiment may contain, as desired, a compatible additive, for example, an epoxy group-containing compound other than the component (P0), a silane coupling agent, a sensitizer component, a metal oxide (MO), a solvent, an additional resin for improving the performance of the film, a dissolution inhibitor, a basic compound, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, an antihalation agent, and the like.
  • the negative photosensitive resin composition of this embodiment may contain an epoxy group-containing compound other than the component (P0).
  • epoxy group-containing compounds other than the component (P0) include bisphenol type epoxy resins (bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins), acrylic resins, and aliphatic epoxy resins.
  • an epoxy group-containing compound other than component (P0) is a compound represented by the following general formula (m-01) (hereinafter, this compound is also referred to as "component (m01)").
  • REP is an epoxy group-containing group.
  • a plurality of REPs may be the same or different.
  • REP is an epoxy group-containing group and is the same as REP in the formula (Ap-0).
  • TEPIC series manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.
  • TEPIC such as TEPIC, TEPIC-VL, TEPIC-PAS, TEPIC-G, TEPIC-S, TEPIC-SP, TEPIC-SS, TEPIC-HP, TEPIC-L, TEPIC-FL, and TEPIC-UC
  • MA-DGIC MA-DGIC
  • DA-MGIC DA-MGIC
  • TOIC manufactured by Shikoku Chemical Industries, Ltd.
  • the component (m01) one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the content of the component (m01) is preferably 1 to 15 parts by mass, and more preferably 3 to 10 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total parts by mass of the component (P0).
  • the content of the component (m01) is preferably 1 to 25 parts by mass, and more preferably 3 to 20 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total parts by mass of the component (P0).
  • an epoxy group-containing compound other than component (P0) is a compound represented by the following general formula (m-02) (hereinafter, this compound is also referred to as "component (m02)").
  • n2 is an integer of 1 to 4. * indicates a bond.
  • n2 is an integer of 1 to 4, preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 2.
  • Examples of the (m02) component include compounds in which a plurality of partial structures represented by the above general formula (m-02) are bonded via a divalent linking group or a single bond. Among these, compounds in which a plurality of partial structures represented by the above general formula (m-02) are bonded via a divalent linking group are preferred.
  • the divalent linking group here is not particularly limited, but preferred examples include a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, and a divalent linking group containing a hetero atom.
  • the divalent hydrocarbon group which may have a substituent and the divalent linking group containing a heteroatom are the same as the divalent hydrocarbon group which may have a substituent and the divalent linking group containing a heteroatom explained in relation to R EP (epoxy group-containing group) in formula (Ap-0) above, and among these, a divalent linking group containing a heteroatom is preferred, with a group represented by -Y 21 -C( ⁇ O)-O- and a group represented by -C( ⁇ O)-O-Y 21 - being more preferred.
  • a linear aliphatic hydrocarbon group is preferred, a linear alkylene group is more preferred, a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is even more preferred, and a methylene group or an ethylene group is particularly preferred.
  • ADEKA RESIN EP-4080S, EP-4085S, and EP-4088S are commercially available products that can be used as component (m02)
  • the component (m02) one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the content of the component (m02) is preferably 1 to 20 parts by mass, and more preferably 5 to 15 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total parts by mass of the component (P0).
  • a compound represented by the following chemical formula (m-03-1) and a compound represented by the following chemical formula (m-03-2) (hereinafter these are also collectively referred to as "component (m03)" may be used.
  • An example of a commercially available product that can be used as the compound represented by the following chemical formula (m-03-1) is TECHMORE VG-3101L (manufactured by Printec Co., Ltd.).
  • Examples of commercially available products that can be used as the compound represented by the following chemical formula (m-03-2) include Showfree (registered trademark) BATG (manufactured by Showa Denko KK).
  • the content of the (m03) component is preferably 1 to 15 parts by mass, and more preferably 5 to 15 parts by mass, when the total parts by mass of the (P0) component is taken as 100 parts by mass.
  • the negative photosensitive resin composition of the present embodiment may further contain an adhesive aid to improve adhesion to a substrate.
  • a silane coupling agent is preferable. That is, the negative photosensitive resin composition of the present embodiment may further contain a silane coupling agent.
  • the silane coupling agent include silane coupling agents having reactive substituents such as a carboxy group, a methacryloyl group, an isocyanate group, an epoxy group, etc.
  • silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the content thereof is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, and even more preferably 1 to 3 parts by mass, per 100 parts by mass of the component (P0).
  • the content of the silane coupling agent is within the above-mentioned preferred range, the strength of the cured film is further increased, and in addition, the adhesion between the cured film and the substrate is further increased.
  • the negative photosensitive resin composition of the present embodiment may further contain a sensitizer component.
  • the sensitizer component is not particularly limited as long as it can absorb energy due to exposure and transmit the energy to another substance.
  • Specific examples of the sensitizer component that can be used include benzophenone-based photosensitizers such as benzophenone and p,p'-tetramethyldiaminobenzophenone; carbazole-based photosensitizers; acetophene-based photosensitizers; naphthalene-based photosensitizers such as 1,5-dihydroxynaphthalene; phenol-based photosensitizers; anthracene-based photosensitizers such as 9,10-dibutoxyanthracene, 9,10-diethoxyanthracene, and 9-ethoxyanthracene; and known photosensitizers such as biacetyl, eosin, rose bengal, pyrene, pheno
  • the sensitizer component may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • a sensitizer component is included, the content thereof is preferably from 0.1 to 10 parts by mass, more preferably from 0.3 to 5 parts by mass, and even more preferably from 0.5 to 3 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the component (P0).
  • the content of the sensitizer component is within the above-mentioned preferred range, the sensitivity and resolution can be further improved.
  • the negative type photosensitive resin composition of the present embodiment may further contain a metal oxide (MO) (hereinafter also referred to as "(MO) component”) because it is easy to obtain a cured film with enhanced strength.
  • MO metal oxide
  • the (MO) component by having the (MO) component, a pattern with a good shape and high resolution can be formed.
  • the (MO) component include oxides of metals such as silicon (metallic silicon), titanium, zirconium, hafnium, etc. Among these, oxides of silicon are preferred, and among these, it is particularly preferred to use silica.
  • the shape of the (MO) component is preferably particulate.
  • Such a particulate (MO) component is preferably a particle group having a volume average particle diameter of 5 to 40 nm, more preferably a particle group having a volume average particle diameter of 5 to 30 nm, and even more preferably a particle group having a volume average particle diameter of 10 to 20 nm.
  • the volume average particle size of the (MO) component is equal to or greater than the lower limit of the preferred range, the strength of the cured film is easily increased.
  • the volume average particle size is equal to or less than the upper limit of the preferred range, residues are less likely to be generated during pattern formation, and a pattern with higher resolution is easily formed. In addition, the transparency of the resin film is improved.
  • the particle size of the (MO) component may be appropriately selected depending on the exposure light source. In general, it is considered that the effect of light scattering is hardly considered for particles having a particle size of 1/10 or less of the wavelength of light. For this reason, when forming a fine structure by photolithography using i-line (365 nm), for example, it is preferable to use a particle group (particularly preferably a silica particle group) having a primary particle size (volume average value) of 10 to 20 nm as the (MO) component. As the (MO) component, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the component (MO) When the component (MO) is contained, its content is preferably from 5 to 50 parts by mass, and more preferably from 10 to 40 parts by mass, per 100 parts by mass of the component (P0).
  • the content of the (MO) component When the content of the (MO) component is equal to or greater than the lower limit of the preferred range, the strength of the cured film is increased, whereas when the content is equal to or less than the upper limit of the preferred range, the transparency of the resin film is increased.
  • the negative photosensitive resin composition of the present embodiment may further contain a solvent (hereinafter sometimes referred to as “component (S)”).
  • component (S) include lactones such as ⁇ -butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone (MEK), cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, and 2-heptanone; polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, and dipropylene glycol; compounds having an ester bond such as 2-methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 4-methoxybutyl acetate, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, and dipropylene glycol monoacetate; monoalkyl ethers or monoalkyl ethers such as monomethyl ether, monoethyl ether, monoprop
  • the amount of component (S) used, when included, is not particularly limited and is set appropriately according to the coating film thickness at a concentration that allows the negative photosensitive resin composition to be applied to a substrate or the like without dripping.
  • the (S) component can be used so that the solids concentration is 70% by mass or more, and the (S) component can be used so that the solids concentration is 60% by mass or more.
  • an embodiment that does not substantially contain the component (S) i.e., an embodiment in which the solids concentration is 100% by mass
  • an embodiment that does not substantially contain the component (S) i.e., an embodiment in which the solids concentration is 100% by mass
  • the laminate film of the present embodiment is obtained by laminating a photosensitive resin composition layer made of the negative photosensitive resin composition of the above-mentioned embodiment and a support film.
  • a cover film may be disposed on the side of the photosensitive resin composition layer formed using the negative photosensitive resin composition opposite to the side on which the support film is present.
  • the laminate film of the present embodiment can be produced, for example, by applying the negative type photosensitive resin composition of the above-mentioned embodiment onto a support film, drying the composition to form a photosensitive resin composition layer, and then laminating a cover film onto the photosensitive resin composition layer.
  • the negative photosensitive resin composition may be applied onto the substrate film by a suitable method using a blade coater, lip coater, comma coater, film coater or the like.
  • the thickness of the photosensitive resin composition layer is preferably 100 ⁇ m or less, and more preferably 5 to 50 ⁇ m.
  • the support film may be a known one, for example a thermoplastic resin film.
  • the thermoplastic resin include polyesters such as polyethylene terephthalate.
  • the thickness of the base film is preferably 2 to 150 ⁇ m.
  • the cover film may be a known one, such as a polyethylene film or a polypropylene film.
  • the cover film is preferably a film having a smaller adhesive strength with the photosensitive resin composition layer than the support film.
  • the thickness of the cover film is preferably 2 to 150 ⁇ m, more preferably 2 to 100 ⁇ m, and even more preferably 5 to 50 ⁇ m.
  • the support film and the cover film may be made of the same film material, or different film materials.
  • the manufacturing method of the hollow structure of this embodiment is a manufacturing method of a hollow structure comprising a support, a cover layer formed on the support, and a top plate portion covering the cover layer, in which a hollow portion is provided between the support and the cover layer, and a hole penetrating from the hollow portion to the top plate portion is formed in the cover layer.
  • the top plate portion is formed using the negative photosensitive resin composition of the above-mentioned embodiment.
  • the method for manufacturing a hollow structure of this embodiment can be utilized to manufacture the hollow structure 100 shown in FIG.
  • the microelectronic device 20 is placed on the support 10.
  • the support 10 may be a substrate containing a material selected from glass and Si (silicon).
  • the microelectronic device 20 may be a SAW filter, a BAW filter, or the like.
  • a conducting wire (not shown) is connected to the microelectronic device 20.
  • the entire microelectronic device 20 arranged on the support 10 is covered with a sacrificial layer.
  • the space occupied by this sacrificial layer corresponds to the hollow portion 50 (cavity).
  • the sacrificial layer is formed using an organic material.
  • the sacrificial layer is then covered with a first cover layer 30.
  • the first cover layer 30 is provided so as to cover a part of the support 10 on the periphery of the sacrificial layer.
  • the first cover layer 30 is made of a so-called TFP film, and contains a material selected from, for example, SiO 2 (silicon dioxide), SixNy (silicon nitride) and Al 2 O 3 (aluminum oxide).
  • the first cover layer 30 can be formed by sputtering, thermal evaporation, chemical vapor deposition, physical vapor deposition, pulsed laser deposition, molecular beam epitaxy, or the like.
  • a hole pattern is processed in the first cover layer 30 so that a plurality of holes 35 penetrating to the sacrificial layer are formed.
  • the sacrificial layer is then removed through the holes 35.
  • the removal of the sacrificial layer can be achieved by means of wet or dry etching in an oxidizing atmosphere or by ashing.
  • the removal of the sacrificial layer leaves a hollow portion 50 (cavity), in which the microelectronic device 20 is placed without touching the first cover layer 30.
  • the first cover layer 30 is covered with the second cover layer 40 (top plate portion).
  • the negative type photosensitive resin composition of the above-mentioned embodiment is used as a material for forming this second cover layer 40 (top plate portion).
  • the bumps 60 are arranged so as to contact the support 10 and the conductive wires exposed on the outer periphery of the first cover layer 30.
  • a photosensitive resin film is formed on the first cover layer 30 using the negative photosensitive resin composition of the above-mentioned embodiment (step (i)).
  • step (i) is as follows: first, the negative type photosensitive resin composition of the above-described embodiment is applied onto the first cover layer 30 by a known method such as spin coating, roll coating, screen printing, or doctor blade coating, and then baked (post-applied bake (PAB)) for 2 to 60 minutes at a temperature of 60 to 100° C., for example, and then further baked for 1 to 30 minutes at a temperature of 100 to 200° C. to form a photosensitive resin film.
  • PAB post-applied bake
  • the photosensitive resin film is exposed to light and developed to form vias for bumps.
  • the film is cured at a temperature of 100 to 200° C. for 1 to 4 hours to form a cured film.
  • Metal can then be sputtered into the bottom of the formed via and plated to form a bump. In this manner, the hollow structural body 100 can be manufactured.
  • a negative photosensitive resin composition containing a bisphenol novolac type epoxy resin with a weight average molecular weight of 4000 or more and a cationic polymerization initiator is used to form the second cover layer 40. Therefore, regardless of the manufacturing process conditions, even if the temperature of the curing process is set high, the negative photosensitive resin composition, which is a photosensitive resin film, does not flow through the multiple holes 35 formed in the first cover layer 30 and fall into the hollow portion 50, and a resin film (second cover layer 40) can be stably formed on the first cover layer 30 having the holes 35.
  • the temperature of the curing process can be set higher than in the past, which increases the adhesion strength between the first cover layer 30 and the second cover layer 40, or between each layer and the bump 60.
  • the pattern formation method of the present embodiment includes a step of forming a photosensitive resin film on a support using the negative photosensitive resin composition of the above-described embodiment (hereinafter referred to as a "film formation step"), a step of exposing the photosensitive resin film (hereinafter referred to as an "exposure step”), and a step of developing the exposed photosensitive resin film with a developer containing an organic solvent to form a negative pattern (hereinafter referred to as a "development step”).
  • the pattern forming method of this embodiment can be carried out, for example, as follows.
  • the negative type photosensitive resin composition of the above-mentioned embodiment is applied onto a support by a known method such as spin coating, roll coating, screen printing, or doctor blade coating, and then baked (post-applied bake (PAB)) for 2 to 60 minutes at a temperature of, for example, 60 to 180° C. to form a photosensitive resin film.
  • the film-forming step can also be carried out by disposing the photosensitive resin composition layer on a support of the aforementioned laminated film.
  • the support is not particularly limited, and conventionally known ones can be used, such as a substrate for electronic components, a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed, etc. More specifically, metal substrates such as silicon, silicon nitride, titanium, tantalum, lithium tantalate (LiTaO 3 ), niobium, lithium niobate (LiNbO 3 ), palladium, titanium tungsten, copper, chromium, iron, and aluminum, and glass substrates can be used.
  • Materials for the wiring pattern include, for example, copper, aluminum, nickel, and gold.
  • the pattern forming method of this embodiment is useful for, for example, lithium tantalate (LiTaO 3 ) substrates and lithium niobate (LiNbO 3 ) substrates for SAW devices mounted on communication terminals.
  • LiTaO 3 lithium tantalate
  • LiNbO 3 lithium niobate
  • the thickness of the photosensitive resin film formed from the negative photosensitive resin composition is not particularly limited, but is preferably about 10 to 100 ⁇ m.
  • the negative photosensitive resin composition of the above embodiment is capable of obtaining good characteristics even when a thick film is formed.
  • the formed photosensitive resin film is selectively exposed using a known exposure device, for example, by exposure through a mask (mask pattern) having a predetermined pattern formed thereon, or by drawing by direct irradiation with an electron beam without using a mask pattern, and then baked (post-exposure bake (PEB)) as necessary, for example, at a temperature of 80 to 150° C. for 40 to 1200 seconds, preferably 40 to 1000 seconds, and more preferably 60 to 900 seconds.
  • PEB post-exposure bake
  • the wavelength used for exposure is not particularly limited, and radiation such as ultraviolet light having a wavelength of 300 to 500 nm, i-line (wavelength 365 nm), or visible light is selectively irradiated (exposed).
  • a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, an argon gas laser, etc. can be used as the radiation source.
  • radiation means ultraviolet light, visible light, far ultraviolet light, X-rays, electron beams, etc.
  • the radiation dose varies depending on the type and amount of each component in the composition, the thickness of the coating film, etc., but for example, when an ultra-high pressure mercury lamp is used, it is 100 to 2000 mJ/ cm2 .
  • the exposure method for the photosensitive resin film may be normal exposure (dry exposure) performed in air or an inert gas such as nitrogen, or liquid immersion exposure (Liquid Immersion Lithography).
  • the photosensitive resin film after the exposure step has high transparency, and for example, the haze value when irradiated with i-line (wavelength 365 nm) is preferably 3% or less, more preferably 1.0 to 2.5%.
  • the photosensitive resin film formed using the negative photosensitive resin composition of the embodiment described above has high transparency, and therefore, during exposure in pattern formation, the light transmittance is increased, and a negative pattern with good lithography properties is easily obtained.
  • the haze value of the photosensitive resin film after such an exposure step is measured using a method in accordance with JIS K 7136 (2000).
  • the photosensitive resin film after the exposure is developed with a developer containing an organic solvent (organic developer).
  • a rinse treatment is preferably performed. If necessary, a bake treatment (post-bake) may be performed.
  • the organic solvent contained in the organic developer may be any solvent capable of dissolving the (P0) component (the (P0) component before exposure), and may be appropriately selected from among known organic solvents. Specific examples include polar solvents such as ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, nitrile solvents, amide solvents, and ether solvents, as well as hydrocarbon solvents.
  • Ketone solvents include, for example, 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methyl naphthyl ketone, isophorone, propylene carbonate, ⁇ -butyrolactone, and methyl amyl ketone (2-heptanone). Of these, methyl amyl ketone (2-heptanone) is preferred as a ketone solvent.
  • methyl amyl ketone (2-heptanone) is preferred as a
  • Ester solvents include, for example, methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, methoxyethyl acetate, ethoxyethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, 2-methoxybutyl acetate, 3-methoxybuty
  • nitrile solvents examples include acetonitrile, propionitrile, valeronitrile, butyronitrile, etc.
  • the organic developer may contain known additives as necessary.
  • additives include surfactants.
  • the surfactants are not particularly limited, but may include, for example, ionic or nonionic fluorine-based and/or silicon-based surfactants.
  • the surfactant is preferably a non-ionic surfactant, and more preferably a non-ionic fluorine-based surfactant or a non-ionic silicon-based surfactant.
  • the amount of the surfactant added is usually from 0.001 to 5% by mass, preferably from 0.005 to 2% by mass, and more preferably from 0.01 to 0.5% by mass, based on the total amount of the organic developer.
  • the development process can be carried out by a known development method, such as a method of immersing the support in a developer for a certain period of time (dip method), a method of piling up the developer on the surface of the support by surface tension and leaving it still for a certain period of time (paddle method), a method of spraying the developer on the surface of the support (spray method), or a method of continuously applying developer while scanning a developer application nozzle at a constant speed onto a support rotating at a constant speed (dynamic dispense method).
  • a known development method such as a method of immersing the support in a developer for a certain period of time (dip method), a method of piling up the developer on the surface of the support by surface tension and leaving it still for a certain period of time (paddle method), a method of spraying the developer on the surface of the support (spray method), or a method of continuously applying developer while scanning a developer application nozzle at a constant speed onto a support rotating at a constant speed (dynamic
  • the rinse treatment (cleaning treatment) using a rinse liquid can be carried out by a known rinse method, such as a method of continuously applying the rinse liquid onto a support rotating at a constant speed (spin coating method), a method of immersing the support in the rinse liquid for a certain period of time (dip method), or a method of spraying the rinse liquid onto the surface of the support (spray method).
  • the rinsing treatment is preferably carried out using a rinsing liquid containing an organic solvent.
  • a negative pattern can be formed by the above-mentioned film formation process, exposure process, and development process.
  • the cured film of this embodiment is obtained by curing the negative photosensitive resin composition of the above-described embodiment.
  • the method for producing a cured film of the present embodiment includes a step (i) of forming a photosensitive resin film on a support using the negative type photosensitive resin composition of the above-mentioned embodiment, and a step (ii) of curing the photosensitive resin film to obtain a cured film.
  • the operation of step (i) can be performed in the same manner as in the above-mentioned [film formation step].
  • the baking treatment can be performed, for example, at a temperature of 60 to 150° C. for 40 to 600 seconds.
  • the curing treatment in step (ii) can be carried out, for example, at a temperature of 100 to 250° C. for 0.5 to 2 hours.
  • the method for producing a cured film according to the embodiment may have other steps in addition to the steps (i) and (ii).
  • the above-mentioned [exposure step] may be included between the steps (i) and (ii), and the photosensitive resin film formed in the step (i) may be selectively exposed to light, and the photosensitive resin film (pre-cured film) that has been subjected to a bake (PEB) treatment as necessary may be cured to obtain a cured film.
  • PEB bake
  • (P)-2 A bisphenol A novolac epoxy resin represented by the following chemical formula (Ap-2): A refined product obtained by purifying the bisphenol A novolac epoxy resin (product name "jER-157S70", manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) by the refining method shown below. Weight average molecular weight: 4,500, molecular weight dispersity: 2.17; epoxy equivalent: 226 g/eq.; content of bisphenol epoxy monomer in the bisphenol A novolac epoxy resin: 1.5% by mass.
  • step 1 To 100 g (100 parts by mass) of the bisphenol A novolac epoxy resin (trade name "jER-157S70", manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 300 g (300 parts by mass) of ethanol was added. The mixture was then heated to 70° C. to melt the bisphenol A novolac epoxy resin (trade name "jER-157S70", manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) in the ethanol, thereby obtaining a mixed liquid. The resulting mixture was refluxed at 77° C. for 1 hour.
  • the bisphenol A novolac epoxy resin trade name "jER-157S70” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
  • the collected solidified material was subjected to the above-mentioned first, second, and third steps in this order three times.
  • the above-mentioned bisphenol A novolac epoxy resin product name "jER-157S70", manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
  • Figure 1 is a GPC chart of a bisphenol A novolac epoxy resin before purification.
  • Figure 2 is a GPC chart of a bisphenol A novolac epoxy resin after purification.
  • the vertical axis shows the detection intensity (mV), and the horizontal axis shows the retention time (min).
  • the content of the bisphenol epoxy monomer in the bisphenol A novolac type epoxy resin was determined as follows. That is, the content of the bisphenol epoxy monomer was calculated as the ratio of the peak area from 14.4 min to 15.3 min in the retention time on the GPC chart to the peak area from 9.5 min to 15.3 min.
  • a sodium carbonate/acetic acid solution was prepared according to the following procedure. First, about 10 g of sodium carbonate was placed in a crucible and heated in an electric furnace at 500° C. for 1 hour. Next, the heated sodium carbonate was placed in a desiccator and left to stand for 1 hour until it reached room temperature. Next, about 2.5 to 3.0 g of sodium carbonate that had been left to stand at room temperature was precisely weighed and placed in a 500 mL measuring flask. Next, acetic acid was added until the total volume reached 500 mL, and the sodium carbonate was dissolved.
  • the factor F of the hydrogen bromide/acetic acid solution was calculated from the following formula: S means the mass (g) of sodium carbonate, P means the purity (%) of sodium carbonate, and A means the amount (mL) of the hydrogen bromide/acetic acid solution dropped.
  • F ⁇ S ⁇ (5/500) ⁇ (P/100) ⁇ / (0.0053 ⁇ A)
  • Component (M) An epoxy group-containing compound other than component (P).
  • (M)-1 An epoxy group-containing monomer represented by the following chemical formula (m-1).
  • (M)-2 An epoxy group-containing monomer represented by the following chemical formula (m-2).
  • (M)-3 An epoxy group-containing monomer represented by the following chemical formula (m-3).
  • (M)-4 An epoxy group-containing monomer represented by the following chemical formula (m-4).
  • silane coupling agents include: (Add)-1: a compound represented by the following chemical formula (SC-1).
  • Model test method A substrate was prepared that had a SiO2 layer with a hole pattern having 60 holes, each 50 ⁇ m high and 5 ⁇ m in diameter.
  • Each negative photosensitive resin composition of each example was applied onto the substrate using a spin coater, and then heated on a hot plate under the soft bake conditions in the table to form a photosensitive resin film (film thickness 20 ⁇ m). After heating, the number of holes into which the resin composition had fallen was confirmed by observation with an optical microscope. This evaluation was performed three times for each resin composition, and the average number was shown in the table as "(the number of holes into which the resin composition had fallen)/60".
  • the soft bake conditions in the table are as follows: "65° C., 20 min” means that heat treatment is performed at a temperature of 65° C. for 20 minutes. "65° C., 20 min. -> 120° C., 4 min. " means that heat treatment is performed at a temperature of 65° C. for 20 minutes, followed by heat treatment at a temperature of 120° C. for 4 minutes. "65° C., 20 min. -> 150° C., 4 min. " means that heat treatment is performed at a temperature of 65° C. for 20 minutes, followed by heat treatment at a temperature of 150° C. for 4 minutes. "65° C., 20 min. -> 180° C., 4 min. " means that heat treatment is performed at a temperature of 65° C. for 20 minutes, followed by heat treatment at a temperature of 180° C. for 4 minutes.

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Abstract

本発明は、ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂とカチオン重合開始剤とを含有するネガ型感光性樹脂組成物を採用する。ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂の重量平均分子量が、4000以上であることを特徴とする。かかるネガ型感光性樹脂組成物は、支持体(10)、第1カバー層(30)及び第2カバー層(40)(天板部)を備え、支持体(10)と第1カバー層(30)との間に中空部(50)が設けられており、中空部(50)から天板部へ貫通する複数の孔(35)が第1カバー層(30)に形成されている中空構造体(100)の、天板部を形成するために用いられる感光性材料として好適なものである。かかるネガ型感光性樹脂組成物によれば、製造プロセスの条件に依らず、第1カバー層(30)の孔(35)を流れて中空部(50)に落ち込むことがなく、孔(35)を有する第1カバー層(30)上に樹脂膜を安定に形成することができる。

Description

ネガ型感光性樹脂組成物、中空構造体の製造方法、パターン形成方法
 本発明は、ネガ型感光性樹脂組成物、中空構造体の製造方法及びパターン形成方法に関する。
 本願は、2022年10月25日に日本に出願された、特願2022-170652号に基づき優先権主張し、その内容をここに援用する。
 近年、表面弾性波(SAW)フィルタやバルク弾性波(BAW)フィルタ等の微小電子デバイスの高性能化が進められている。このような微小電子デバイスを封止したパッケージは、表面弾性波の伝播、電子デバイスの可動部材の可動性を確保するための中空構造体を有している。今後、特に、高い周波数を扱うスマートフォンなどでは、中空構造体を有するパッケージの小型化がますます求められる。
 中空構造体を有するパッケージの小型化においては、微小電子デバイスを覆うカバーの大きさが問題となる。このパッケージの小型化における問題に対して、TFP(Thin Film Package)というカバー方法が提案されている(例えば、特許文献1又は非特許文献1参照)。
 図3は、微小電子デバイスを収納する中空構造体の一実施形態を示している。
 中空構造体100は、支持体10と、支持体10上に配置された微小電子デバイス20と、支持体10上に形成され、微小電子デバイス20を覆う第1カバー層30と、第1カバー層30を覆う第2カバー層40(天板部)と、を備える。
 支持体10と第1カバー層30との間に、中空部50(キャビティ)が設けられている。第1カバー層30における、中空部50の天面を形成する領域には、中空部50から第2カバー層40へ貫通する複数の孔35が開口している。
 中空構造体100では、中空部50の外周に沿ってバンプ60が支持体10上に設けられている。
 図3に示す中空構造体100において、第2カバー層40は、デバイスを機械的に強化する、又は中空部50の密閉性を向上させる。この第2カバー層40の材料として、樹脂組成物を用いる検討がされている。
特表2016-516325号公報
Technological Innovations in SAW Components for Frontend Modules with High Function Density;7th international Symposium on Acoustic Wave Devices for Future Mobile Communication Systems;要旨集,2018年3月6日~7日,千葉大学
 中空構造体を有するパッケージの小型化、配線等の高密度化に伴い、中空構造体を構成する層間、各層とバンプとの間の密着強度を高める必要があり、これに対する製造プロセスの条件についての検討がされている。しかしながら、中空構造体100においては、第2カバー層40の材料として樹脂組成物を用いると、例えば製造プロセスのベーク条件によって、樹脂組成物が複数の孔35を流れて中空部50へ落ち込んでしまう、という問題が生じる。
 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、製造プロセスの条件に依らず、カバー層の孔を流れて中空部に落ち込むことがなく、孔を有するカバー層上に樹脂膜を安定に形成することができるネガ型感光性樹脂組成物、並びに、当該ネガ型感光性樹脂組成物を用いる中空構造体の製造方法及びパターン形成方法を提供すること、を課題とする。
 上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。
 すなわち、本発明の第1の態様は、ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂と、カチオン重合開始剤と、を含有し、前記ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂の重量平均分子量が、4000以上であることを特徴とする、ネガ型感光性樹脂組成物である。
 本発明の第2の態様は、支持体、前記支持体上に形成されたカバー層、及び前記カバー層を覆う天板部を備え、前記支持体と前記カバー層との間に中空部が設けられており、前記中空部から前記天板部へ貫通する孔が前記カバー層に形成されている中空構造体の製造方法であって、前記天板部を、前記第1の態様に係るネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成することを特徴とする、中空構造体の製造方法である。
 本発明の第3の態様は、前記第1の態様に係るネガ型感光性樹脂組成物を用いて、支持体上に感光性樹脂膜を形成する工程と、前記感光性樹脂膜を露光する工程と、前記露光後の感光性樹脂膜を、有機溶剤を含有する現像液で現像して、ネガ型パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする、パターン形成方法である。
 本発明によれば、製造プロセスの条件に依らず、カバー層の孔を流れて中空部に落ち込むことがなく、孔を有するカバー層上に樹脂膜を安定に形成することができるネガ型感光性樹脂組成物、並びに、当該ネガ型感光性樹脂組成物を用いる中空構造体の製造方法及びパターン形成方法を提供することができる。
精製前のビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂についてのGPCチャートである。 精製後のビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂についてのGPCチャートである。 微小電子デバイスを収納する中空構造体の一実施形態を示す断面図である。
 本明細書及び本特許請求の範囲において、「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、芳香族性を持たない化合物等を意味するものと定義する。
 「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。アルコキシ基中のアルキル基も同様である。
 「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
 「ハロゲン化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基であり、該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
 「フッ素化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基をいう。
 「置換基を有していてもよい」と記載する場合、水素原子(-H)を1価の基で置換する場合と、メチレン基(-CH-)を2価の基で置換する場合と、の両方を含む。
 「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
(ネガ型感光性樹脂組成物)
 本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂と、カチオン重合開始剤と、を含有する。ここでのビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂には、重量平均分子量が4000以上であるものを採用する。
 かかるネガ型感光性樹脂組成物を用いて感光性樹脂膜を形成し、該感光性樹脂膜に対して選択的に露光を行うと、該感光性樹脂膜の露光部では、カチオン重合開始剤のカチオン部が分解して酸が発生し、該酸の作用によりビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂中のエポキシ基が開環重合して、有機溶剤を含有する現像液(有機系現像液)に対する該ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂の溶解性が減少する一方で、該感光性樹脂膜の未露光部では、有機系現像液に対する該ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂の溶解性が変化しないため、感光性樹脂膜の露光部と未露光部との間で、有機系現像液に対する溶解性の差が生じる。そのため、該感光性樹脂膜を、有機系現像液で現像すると、未露光部が溶解除去されて、ネガ型パターンが形成される。
 かかるネガ型感光性樹脂組成物は、支持体、前記支持体上に形成されたカバー層、及び前記カバー層を覆う天板部を備え、前記支持体と前記カバー層との間に中空部が設けられており、前記中空部から前記天板部へ貫通する孔が前記カバー層に形成されている中空構造体の、前記天板部を形成するために用いられる材料として特に好適なものである。
 かかるネガ型感光性樹脂組成物は、例えば、図3に示す中空構造体100における、第2カバー層40の材料として特に好適なものである。
<ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂>
 本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、重量平均分子量が4000以上であるビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂(以下「(P0)成分」ともいう)を含有する。
 ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂は、例えば、ビスフェノールノボラック樹脂とエピクロルヒドリンとの反応により製造される多官能型エポキシ樹脂、又はビスフェノールグリシジルエーテルをノボラック化した多官能型エポキシ樹脂が挙げられる。その中でも、入手が容易なこと等から、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂を好適に用いることができる。
 なお、(P0)成分は、反応が充分に進行した多官能型エポキシ樹脂に加え、エピクロルヒドリンとの反応が不充分であったもの、又はノボラック化が不充分であったもの、例えばビスフェノールモノグリシジルエーテル及びビスフェノールジグリシジルエーテル等のビスフェノールエポキシモノマーを包含するものである。
 ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂の好ましいものとしては、下記一般式(Ap-0)で表される樹脂が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
[式(Ap-0)中、Rp1及びRp2は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~5のアルキル基である。複数のRp1は、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。複数のRp2は、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。nは、1~5の整数である。REPは、エポキシ基含有基である。複数のREPは、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。]
 前記式(Ap-0)中、Rp1、Rp2の炭素数1~5のアルキル基は、例えば炭素数1~5の直鎖状、分岐鎖状、又は環状のアルキル基である。直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられ、環状のアルキル基としては、シクロブチル基、シクロペンチル基等が挙げられる。
 なかでもRp1、Rp2としては、水素原子又は直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基が好ましく、水素原子又は直鎖状のアルキル基がより好ましく、水素原子又はメチル基が特に好ましい。
 式(Ap-0)中、複数のRp1は、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。複数のRp2は、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。
 式(Ap-0)中、nは、1~5の整数であり、好ましくは2又は3であり、より好ましくは2である。
 式(Ap-0)中、REPは、エポキシ基含有基である。
 REPのエポキシ基含有基としては、特に限定されるものではなく、エポキシ基のみからなる基;脂環式エポキシ基のみからなる基;エポキシ基又は脂環式エポキシ基と、2価の連結基とを有する基が挙げられる。
 脂環式エポキシ基とは、3員環エーテルであるオキサシクロプロパン構造を有する脂環式基であって、具体的には、脂環式基とオキサシクロプロパン構造とを有する基である。
 脂環式エポキシ基の基本骨格となる脂環式基としては、単環であっても多環であってもよい。単環の脂環式基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。また、多環の脂環式基としては、ノルボルニル基、イソボルニル基、トリシクロノニル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等が挙げられる。また、これら脂環式基の水素原子は、アルキル基、アルコキシ基、水酸基等で置換されていてもよい。
 エポキシ基又は脂環式エポキシ基と、2価の連結基とを有する基の場合、式中の酸素原子(-O-)に結合した2価の連結基を介してエポキシ基又は脂環式エポキシ基が結合することが好ましい。
 ここで、2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が好適なものとして挙げられる。
 置換基を有していてもよい2価の炭化水素基について:
 かかる2価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
 2価の炭化水素基における脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
 該脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、又は構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
 前記直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1~10であることが好ましく、1~6がより好ましく、1~4がさらに好ましく、1~3が最も好ましい。直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[-CH-]、エチレン基[-(CH-]、トリメチレン基[-(CH-]、テトラメチレン基[-(CH-]、ペンタメチレン基[-(CH-]等が挙げられる。
 前記分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が2~10であることが好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましく、2又は3が最も好ましい。分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、-CH(CH)-、-CH(CHCH)-、-C(CH-、-C(CH)(CHCH)-、-C(CH)(CHCHCH)-、-C(CHCH-等のアルキルメチレン基;-CH(CH)CH-、-CH(CH)CH(CH)-、-C(CHCH-、-CH(CHCH)CH-、-C(CHCH-CH-等のアルキルエチレン基;-CH(CH)CHCH-、-CHCH(CH)CH-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH)CHCHCH-、-CHCH(CH)CHCH-等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
 前記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、前記と同様のものが挙げられる。
 前記脂環式炭化水素基は、炭素数が3~20であることが好ましく、3~12であることがより好ましい。
 前記脂環式炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
 多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
 2価の炭化水素基における芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。この芳香環は、(4n+2)個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は、5~30であることが好ましく、5~20がより好ましく、6~15がさらに好ましく、6~12が特に好ましい。芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
 芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を2つ除いた基(アリーレン基またはヘテロアリーレン基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(例えばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を2つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基)等が挙げられる。前記アリール基またはヘテロアリール基に結合するアルキレン基の炭素数は、1~4であることが好ましく、1~2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
 2価の炭化水素基は、置換基を有していてもよい。
 2価の炭化水素基としての、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。該置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1~5のフッ素化アルキル基、カルボニル基等が挙げられる。
 2価の炭化水素基としての、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基における脂環式炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基等が挙げられる。
 前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基であることが最も好ましい。
 前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1~5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
 前記置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
 前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
 脂環式炭化水素基は、その環構造を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、-O-、-C(=O)-O-、-S-、-S(=O)-、-S(=O)-O-が好ましい。
 2価の炭化水素基としての、芳香族炭化水素基は、当該芳香族炭化水素基が有する水素原子が置換基で置換されていてもよい。例えば当該芳香族炭化水素基中の芳香環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基等が挙げられる。
 前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基であることが最も好ましい。
 前記置換基としてのアルコキシ基、ハロゲン原子およびハロゲン化アルキル基としては、前記脂環式炭化水素基が有する水素原子を置換する置換基として例示したものが挙げられる。
 ヘテロ原子を含む2価の連結基について:
 ヘテロ原子を含む2価の連結基におけるヘテロ原子とは、炭素原子および水素原子以外の原子であり、例えば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子等が挙げられる。
 ヘテロ原子を含む2価の連結基において、該連結基として好ましいものとしては、-O-、-C(=O)-O-、-C(=O)-、-O-C(=O)-O-;-C(=O)-NH-、-NH-、-NH-C(=O)-O-、-NH-C(=NH)-(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。);-S-、-S(=O)-、-S(=O)-O-、一般式-Y21-O-Y22-、-Y21-O-、-Y21-C(=O)-O-、-C(=O)-O-Y21、-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-または-Y21-O-C(=O)-Y22-で表される基[式中、Y21およびY22はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Oは酸素原子であり、m”は0~3の整数である。]等が挙げられる。
 前記へテロ原子を含む2価の連結基が-C(=O)-NH-、-NH-、-NH-C(=O)-O-、-NH-C(=NH)-の場合、そのHはアルキル基、アシル等の置換基で置換されていてもよい。該置換基(アルキル基、アシル基等)は、炭素数が1~10であることが好ましく、1~8であることがさらに好ましく、1~5であることが特に好ましい。
 式-Y21-O-Y22-、-Y21-O-、-Y21-C(=O)-O-、-C(=O)-O-Y21-、-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-または-Y21-O-C(=O)-Y22-中、Y21およびY22は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基である。該2価の炭化水素基としては、上述した2価の連結基としての説明で挙げた「置換基を有していてもよい2価の炭化水素基」と同様のものが挙げられる。
 Y21としては、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数1~5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基またはエチレン基が特に好ましい。
 Y22としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基、エチレン基またはアルキルメチレン基がより好ましい。該アルキルメチレン基におけるアルキル基は、炭素数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1~3の直鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基が最も好ましい。
 式-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-で表される基において、m”は0~3の整数であり、0~2の整数であることが好ましく、0または1がより好ましく、1が特に好ましい。つまり、式-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-で表される基としては、式-Y21-C(=O)-O-Y22-で表される基が特に好ましい。なかでも、式-(CHa’-C(=O)-O-(CHb’-で表される基が好ましい。該式中、a’は、1~10の整数であり、1~8の整数が好ましく、1~5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。b’は、1~10の整数であり、1~8の整数が好ましく、1~5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。
 なかでも、REPにおけるエポキシ基含有基としては、グリシジル基が好ましい。
 本明細書及び本特許請求の範囲において、(P0)成分についての分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)を用いるものとする。
 本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物が含有する(P0)成分においては、重量平均分子量(Mw)が4000以上であり、4000以上8000以下が好ましく、4000以上6000以下がより好ましい。
 (P0)成分の重量平均分子量が4000以上であれば、中空構造体を製造する際、製造プロセスの条件に依らず、カバー層の孔を流れて中空部に落ち込むことがなく、孔を有するカバー層上に樹脂膜を安定に形成することができる。また、カバー層との層間剥離が生じにくくなる。一方、(P0)成分の重量平均分子量が、前記の好ましい範囲の上限値以下であれば、カバー層上へのネガ型感光性樹脂組成物の塗布性を良好にでき、また、形成される硬化膜の強度が充分に高められる。
 なお、上記のように、ビスフェノールエポキシモノマーは、ビスフェノールモノグリシジルエーテル及びビスフェノールジグリシジルエーテルを含むものを意味し、分子量が500以下のものとする。
 本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物が含有する、ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂((P0)成分)中の、ビスフェノールエポキシモノマーの含有割合は、前記(P0)成分の総質量に対して2質量%以下であることが好ましく、1.5質量%以下であることがより好ましく、(P0)成分中のビスフェノールエポキシモノマーの含有割合は低いほど好ましい。
 ビスフェノールエポキシモノマーの含有割合が、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、中空構造体を製造する際、製造プロセスの条件に依らず、カバー層の孔を流れて中空部に落ち込むことがなく、孔を有するカバー層上に樹脂膜を、より安定に形成することができる。
 (P0)成分の分子量分散度(Mw/Mn)は、2.0以上4.0以下が好ましく、2.0以上3.0以下がより好ましい。
 (P0)成分のエポキシ当量は、200g/eq.以上300g/eq.以下が好ましく、200g/eq.以上240g/eq.以下がより好ましい。
 (P0)成分のエポキシ当量は、JIS K-7236に記載されるように電位差滴定により測定することができる。電位差滴定によるエポキシ当量の測定法としては、塩酸-ジオキサン法、過塩素酸-臭化テトラエチルアンモニウム法、過塩素酸-臭化セチルトリメチルアンモニウム法、塩酸-ヨウ化カリウム法、臭化水素酢酸溶液を用いるDubertaki法などが挙げられる。
 (P0)成分としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物中、(P0)成分の含有量は、ネガ型感光性樹脂組成物の固形分の全質量(質量%)に対して、70質量%以上が好ましく、75~99質量%がより好ましく、80~98質量%がさらに好ましい。
<カチオン重合開始剤>
 本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物が含有するカチオン重合開始剤(以下「(I)成分」ともいう)は、紫外線、遠紫外線、KrF、ArF等のエキシマレーザー光、X線、電子線等といった活性エネルギー線の照射を受けてカチオンを発生し、そのカチオンが重合開始剤となり得る化合物である。
 前記(I)成分としては、オニウムボレート塩(以下「(I1)成分」ともいう)、(I1)成分以外のカチオン重合開始剤(その他カチオン重合開始剤)が挙げられる。
 ≪オニウムボレート塩≫
 オニウムボレート塩((I1)成分)は、露光により比較的に強い酸を発生する。このため、(I1)成分を含有するネガ型感光性樹脂組成物を用いてパターンを形成することにより、充分な感度が得られて良好なパターンが形成される。また、(I1)成分の使用は、毒性や金属腐食のおそれも低い。
 (I1)成分としては、例えば、下記一般式(I1)で表される化合物が好適に挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
[式中、Rb01~Rb04は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基、又はフッ素原子である。qは1以上の整数であって、Qq+は、q価の有機カチオンである。]
 ・アニオン部
 前記式(I1)中、Rb01~Rb04におけるアリール基は、炭素原子数が5~30であることが好ましく、5~20がより好ましく、6~15がさらに好ましく、6~12が特に好ましい。具体的には、ナフチル基、フェニル基、アントラセニル基などが挙げられ、入手が容易であることからフェニル基が好ましい。
 Rb01~Rb04におけるアリール基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、特に限定されるものではないが、ハロゲン原子、水酸基、アルキル基(直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、炭素原子数は1~5が好ましい)、ハロゲン化アルキル基が好ましく、ハロゲン原子又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基がより好ましく、フッ素原子又は炭素原子数1~5のフッ素化アルキル基が特に好ましい。アリール基がフッ素原子を有することにより、アニオン部の極性が高まり好ましい。
 中でも、式(I1)のRb01~Rb04としては、それぞれ、フッ素化されたフェニル基が好ましく、パーフルオロフェニル基が特に好ましい。
 前記式(I1)で表される化合物のアニオン部の好ましい具体例としては、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート([B(C);テトラキス[(トリフルオロメチル)フェニル]ボレート([B(CCF);ジフルオロビス(ペンタフルオロフェニル)ボレート([(CBF);トリフルオロ(ペンタフルオロフェニル)ボレート([(C)BF);テトラキス(ジフルオロフェニル)ボレート([B(C)等が挙げられる。
 中でも、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート([B(C)が特に好ましい。
 ・カチオン部
 前記式(I1)中、Qq+としては、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオンが好適に挙げられ、下記の一般式(ca-1)~(ca-5)でそれぞれ表される有機カチオンが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[式中、R201~R207、およびR211~R212は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基、ヘテロアリール基、アルキル基またはアルケニル基を表す。R201~R203、R206~R207、R211~R212は、相互に結合して、式中のイオウ原子と共に環を形成してもよい。R208~R209は、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1~5のアルキル基を表す。R210は、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、または置換基を有していてもよい-SO-含有環式基である。L201は、-C(=O)-または-C(=O)-O-を表す。Y201は、それぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基またはアルケニレン基を表す。xは、1または2である。W201は、(x+1)価の連結基を表す。]
 R201~R207、およびR211~R212におけるアリール基としては、炭素原子数6~20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
 R201~R207、およびR211~R212におけるヘテロアリール基としては、前記アリール基を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されたものが挙げられる。ヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。このヘテロアリール基として、9H-チオキサンテンから水素原子を1つ除いた基;置換ヘテロアリール基として、9H-チオキサンテン-9-オンから水素原子を1つ除いた基などが挙げられる。
 R201~R207、およびR211~R212におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素原子数1~30のものが好ましい。
 R201~R207、およびR211~R212におけるアルケニル基としては、炭素原子数が2~10であることが好ましい。
 R201~R207、およびR210~R212が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、シアノ基、アミノ基、オキソ基(=O)、アリール基、下記の式(ca-r-1)~(ca-r-10)でそれぞれ表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
[式中、R’201は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。]
 前記の式(ca-r-1)~(ca-r-10)中、R’201は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。
 置換基を有していてもよい環式基:
 該環式基は、環状の炭化水素基であることが好ましく、該環状の炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、環状の脂肪族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。また、脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
 R’201における芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。該芳香族炭化水素基の炭素原子数は3~30であることが好ましく、5~30であることがより好ましく、5~20がさらに好ましく、6~15が特に好ましく、6~10が最も好ましい。ただし、該炭素原子数には、置換基における炭素原子数を含まないものとする。
 R’201における芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、もしくはこれらの芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環、又は、これらの芳香環もしくは芳香族複素環を構成する水素原子の一部がオキソ基などで置換された環が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
 R’201における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香環から水素原子を1つ除いた基(アリール基:例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基など)、前記芳香環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)、前記芳香環を構成する水素原子の一部がオキソ基などで置換された環(例えばアントラキノン等)から水素原子を1つ除いた基、芳香族複素環(例えば9H-チオキサンテン、9H-チオキサンテン-9-オンなど)から水素原子を1つ除いた基等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素原子数は、1~4であることが好ましく、1~2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
 R’201における環状の脂肪族炭化水素基は、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基が挙げられる。
 この構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を1個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。
 前記脂環式炭化水素基は、炭素原子数が3~20であることが好ましく、3~12であることがより好ましい。
 前記脂環式炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素原子数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素原子数7~30のものが好ましい。中でも、該ポリシクロアルカンとしては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の架橋環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカン;ステロイド骨格を有する環式基等の縮合環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカンがより好ましい。
 なかでも、R’201における環状の脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンまたはポリシクロアルカンから水素原子を1つ以上除いた基が好ましく、ポリシクロアルカンから水素原子を1つ除いた基がより好ましく、アダマンチル基、ノルボルニル基が特に好ましく、アダマンチル基が最も好ましい。
 脂環式炭化水素基に結合してもよい、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素原子数が1~10であることが好ましく、1~6がより好ましく、1~4がさらに好ましく、1~3が最も好ましい。
 直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[-CH-]、エチレン基[-(CH-]、トリメチレン基[-(CH-]、テトラメチレン基[-(CH-]、ペンタメチレン基[-(CH-]等が挙げられる。
 分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、-CH(CH)-、-CH(CHCH)-、-C(CH-、-C(CH)(CHCH)-、-C(CH)(CHCHCH)-、-C(CHCH-等のアルキルメチレン基;-CH(CH)CH-、-CH(CH)CH(CH)-、-C(CHCH-、-CH(CHCH)CH-、-C(CHCH-CH-等のアルキルエチレン基;-CH(CH)CHCH-、-CHCH(CH)CH-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH)CHCHCH-、-CHCH(CH)CHCH-等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素原子数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
 置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基:
 R’201の鎖状のアルキル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよい。
 直鎖状のアルキル基としては、炭素原子数が1~20であることが好ましく、1~15であることがより好ましく、1~10が最も好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デカニル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等が挙げられる。
 分岐鎖状のアルキル基としては、炭素原子数が3~20であることが好ましく、3~15であることがより好ましく、3~10が最も好ましい。具体的には、例えば、1-メチルエチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基:
 R’201の鎖状のアルケニル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよく、炭素原子数が2~10であることが好ましく、2~5がより好ましく、2~4がさらに好ましく、3が特に好ましい。直鎖状のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状のアルケニル基としては、例えば、1-メチルビニル基、2-メチルビニル基、1-メチルプロペニル基、2-メチルプロペニル基などが挙げられる。
 鎖状のアルケニル基としては、上記の中でも、直鎖状のアルケニル基が好ましく、ビニル基、プロペニル基がより好ましく、ビニル基が特に好ましい。
 R’201の環式基、鎖状のアルキル基またはアルケニル基における置換基としては、例えば、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基、オキソ基、上記R’201における環式基、アルキルカルボニル基、チエニルカルボニル基等が挙げられる。
 なかでも、R’201は、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基が好ましい。
 R201~R203、R206~R207、R211~R212は、相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、硫黄原子、酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子や、カルボニル基、-SO-、-SO-、-SO-、-COO-、-CONH-または-N(R)-(該Rは炭素原子数1~5のアルキル基である。)等の官能基を介して結合してもよい。形成される環としては、式中のイオウ原子をその環骨格に含む1つの環が、イオウ原子を含めて、3~10員環であることが好ましく、5~7員環であることが特に好ましい。形成される環の具体例としては、例えばチオフェン環、チアゾール環、ベンゾチオフェン環、チアントレン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、9H-チオキサンテン環、チオキサントン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、テトラヒドロチオフェニウム環、テトラヒドロチオピラニウム環等が挙げられる。
 前記式(ca-3)中、R208~R209は、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1~5のアルキル基を表し、水素原子又は炭素原子数1~3のアルキル基が好ましく、アルキル基となる場合、相互に結合して環を形成してもよい。
 前記式(ca-3)中、R210は、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、又は置換基を有していてもよい-SO-含有環式基である。
 R210におけるアリール基としては、炭素原子数6~20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
 R210におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素原子数1~30のものが好ましい。
 R210におけるアルケニル基としては、炭素原子数が2~10であることが好ましい。
 前記の式(ca-4)、式(ca-5)中、Y201は、それぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基又はアルケニレン基を表す。
 Y201におけるアリーレン基は、R’201における芳香族炭化水素基として例示したアリール基から水素原子を1つ除いた基が挙げられる。
 Y201におけるアルキレン基、アルケニレン基は、R’201における鎖状のアルキル基、鎖状のアルケニル基として例示した基から水素原子を1つ除いた基が挙げられる。
 前記の式(ca-4)、式(ca-5)中、xは、1または2である。
 W201は、(x+1)価、すなわち2価または3価の連結基である。
 W201における2価の連結基としては、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基が好ましく、上記式(Ap-0)中のREPで例示した置換基を有していてもよい2価の炭化水素基と同様の基が好ましい。W201における2価の連結基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、環状であることが好ましい。なかでも、アリーレン基の両端に2個のカルボニル基が組み合わされた基、又はアリーレン基のみからなる基が好ましい。アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられ、フェニレン基が特に好ましい。
 W201における3価の連結基としては、前記W201における2価の連結基から水素原子を1個除いた基、前記2価の連結基にさらに前記2価の連結基が結合した基などが挙げられる。W201における3価の連結基としては、アリーレン基に2個のカルボニル基が結合した基が好ましい。
 前記式(ca-1)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca-1-1)~(ca-1-24)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
[式中、R”201は、水素原子又は置換基である。該置換基としては、前記R201~R207およびR210~R212が有していてもよい置換基として挙げたものと同様である。]
 また、前記式(ca-1)で表されるカチオンとしては、下記一般式(ca-1-25)~(ca-1-35)でそれぞれ表されるカチオンも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
[式中、R’211はアルキル基である。Rhalは、水素原子又はハロゲン原子である。]
 また、前記式(ca-1)で表されるカチオンとしては、下記化学式(ca-1-36)~(ca-1-48)でそれぞれ表されるカチオンも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 また、前記式(ca-1)で表されるカチオンとしては、ベンゾイルフェニル基を有する下記化学式(ca-1-49)~(ca-1-54)でそれぞれ表されるカチオンも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 前記式(ca-2)で表される好適なカチオンとして具体的には、ジフェニルヨードニウムカチオン、ビス(4-tert-ブチルフェニル)ヨードニウムカチオン等が挙げられる。
 前記式(ca-3)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca-3-1)~(ca-3-6)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 前記式(ca-4)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca-4-1)~(ca-4-2)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 また、前記式(ca-5)で表されるカチオンとしては、下記一般式(ca-5-1)~(ca-5-3)でそれぞれ表されるカチオンも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
[式中、R’212はアルキル基又は水素原子である。R’211はアルキル基である。]
 上記の中でも、カチオン部[(Qq+1/q]は、一般式(ca-1)で表されるカチオンが好ましく、式(ca-1-1)~(ca-1-54)でそれぞれ表されるカチオンがより好ましく、式(ca-1-49)~(ca-1-54)でそれぞれ表されるカチオンがさらに好ましい。
 ≪その他カチオン重合開始剤≫
 上記(I1)成分以外のカチオン重合開始剤としては、例えば、下記一般式(I2-1)又は(I2-2)で表される化合物(以下「(I2)成分」という);下記一般式(I3-1)又は(I3-2)で表される化合物(以下「(I3)成分」という)が挙げられる。
 (I2)成分について:
 (I2)成分は、下記一般式(I2-1)又は(I2-2)で表される化合物である。
 (I2)成分は、露光により比較的に強い酸を発生するため、(I)成分を含有するネガ型感光性樹脂組成物を用いてパターンを形成する場合に、充分な感度が得られて良好なパターンが形成される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
[式中、Rb05は、置換基を有していてもよいフッ素化アルキル基、又はフッ素原子である。複数のRb05は、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。qは1以上の整数であって、Qq+は、q価の有機カチオンである。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
[式中、Rb06は、置換基を有していてもよいフッ素化アルキル基、又はフッ素原子である。複数のRb06は、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。qは1以上の整数であって、Qq+は、q価の有機カチオンである。]
 ・アニオン部
 前記式(I2-1)中、Rb05は、置換基を有していてもよいフッ素化アルキル基、又はフッ素原子である。複数のRb05は、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。
 Rb05におけるフッ素化アルキル基は、炭素数が1~10であることが好ましく、1~8がより好ましく、1~5がさらに好ましい。具体的には、炭素数1~5のアルキル基において、水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。
 中でも、Rb05としては、フッ素原子又は炭素数1~5のフッ素化アルキル基が好ましく、フッ素原子又は炭素数1~5のパーフルオロアルキル基がより好ましく、フッ素原子、トリフルオロメチル基又はペンタフルオロエチル基がさらに好ましい。
 式(I2-1)で表される化合物のアニオン部は、下記一般式(b0-2a)で表されるものが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
[式中、Rbf05は、置換基を有していてもよいフッ素化アルキル基である。nbは、1~5の整数である。]
 式(b0-2a)中、Rbf05における置換基を有していてもよいフッ素化アルキル基としては、前記Rb05で挙げた、置換基を有していてもよいフッ素化アルキル基と同様である。
 式(b0-2a)中、nbは、1~4の整数が好ましく、2~4の整数がより好ましく、3が最も好ましい。
 前記式(I2-2)中、Rb06は、置換基を有していてもよいフッ素化アルキル基、又はフッ素原子である。複数のRb06は、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。
 Rb06におけるフッ素化アルキル基は、炭素数が1~10であることが好ましく、1~8がより好ましく、1~5がさらに好ましい。具体的には、炭素数1~5のアルキル基において、水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。
 中でも、Rb06としては、フッ素原子又は炭素数1~5のフッ素化アルキル基が好ましく、フッ素原子又は炭素数1~5のパーフルオロアルキル基がより好ましく、フッ素原子がさらに好ましい。
 ・カチオン部
 式(I2-1)、式(I2-2)中、qは1以上の整数であって、Qq+は、q価の有機カチオンである。
 このQq+としては、上記式(I1)中のQq+と同様のものが挙げられ、その中でも、一般式(ca-1)で表されるカチオンが好ましく、式(ca-1-1)~(ca-1-54)でそれぞれ表されるカチオンがより好ましい。
 (I3)成分について:
 (I3)成分は、下記一般式(I3-1)又は(I3-2)で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
[式中、Rb11~Rb12は、ハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい環式基、ハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、又はハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。mは1以上の整数であって、Mm+は、それぞれ独立に、m価の有機カチオンである。]
 {(I3-1)成分}
 ・アニオン部
 式(I3-1)中、Rb12は、ハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい環式基、ハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、又はハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であって、上述したR’201の説明中の環式基、鎖状のアルキル基、鎖状のアルケニル基のうち、置換基を有しないもの又はハロゲン原子以外の置換基を有するものが挙げられる。
 Rb12としては、ハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、又はハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい脂肪族環式基であることが好ましい。
 鎖状のアルキル基としては、炭素原子数1~10であることが好ましく、3~10であることがより好ましい。脂肪族環式基としては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等から1個以上の水素原子を除いた基(ハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい);カンファー等から1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
 Rb12の炭化水素基は、ハロゲン原子以外の置換基を有していてもよく、該置換基としては、前記式(I3-2)のRb11における炭化水素基(芳香族炭化水素基、脂肪族環式基、鎖状のアルキル基)が有していてもよいハロゲン原子以外の置換基と同様のものが挙げられる。
 ここでいう「ハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい」とは、ハロゲン原子のみからなる置換基を有する場合を排除するのみではなく、ハロゲン原子を1つでも含む置換基を有する場合(例えば、置換基がフッ素化アルキル基である場合等)を排除するものである。
 以下に、(I3-1)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 ・カチオン部
 式(I3-1)中、Mm+は、m価の有機カチオンである。
 Mm+の有機カチオンとしては、上記一般式(ca-1)~(ca-5)でそれぞれ表されるカチオンと同様のものが好適に挙げられ、これらの中でも、上記一般式(ca-1)で表されるカチオンがより好ましい。この中でも、上記一般式(ca-1)中のR201、R202、R203のうちの少なくとも1つが、置換基を有していてもよい炭素原子数16以上の有機基(アリール基、ヘテロアリール基、アルキル基またはアルケニル基)であるスルホニウムカチオンが、解像性やラフネス特性が向上することから特に好ましい。
 前記の有機基が有していてもよい置換基としては、上記と同様であり、アルキル基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、シアノ基、アミノ基、オキソ基(=O)、アリール基、上記式(ca-r-1)~(ca-r-10)でそれぞれ表される基が挙げられる。
 前記の有機基(アリール基、ヘテロアリール基、アルキル基またはアルケニル基)における炭素原子数は、好ましくは16~25、より好ましくは16~20であり、特に好ましくは16~18であり、かかるMm+の有機カチオンとしては、例えば、上記式(ca-1-25)、(ca-1-26)、(ca-1-28)~(ca-1-36)、(ca-1-38)、(ca-1-46)、(ca-1-47)でそれぞれ表されるカチオンが好適に挙げられ、その中でも、上記式(ca-1-29)で表されるカチオンが特に好ましい。
 {(I3-2)成分}
 ・アニオン部
 式(I3-2)中、Rb11は、ハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい環式基、ハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、又はハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であって、上述したR’201の説明中の環式基、鎖状のアルキル基、鎖状のアルケニル基のうち、置換基を有しないもの又はハロゲン原子以外の置換基を有するものが挙げられる。
 これらのなかでも、Rb11としては、ハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、ハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい脂肪族環式基、又はハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基が好ましい。これらの基が有していてもよい置換基としては、水酸基、オキソ基、アルキル基、アリール基、ラクトン含有環式基、エーテル結合、エステル結合、又はこれらの組合せが挙げられる。
 エーテル結合やエステル結合を置換基として含む場合、アルキレン基を介していてもよく、この場合の置換基としては、下記一般式(y-al-1)~(y-al-7)でそれぞれ表される連結基が好ましい。
 なお、下記一般式(y-al-1)~(y-al-7)において、上記式(I3-2)中のRb11と結合するのが、下記一般式(y-al-1)~(y-al-7)中のV’101である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
[式中、V’101は、単結合または炭素原子数1~5のアルキレン基である。V’102は、炭素原子数1~30の2価の飽和炭化水素基である。]
 V’102における2価の飽和炭化水素基は、炭素原子数1~30のアルキレン基であることが好ましく、炭素原子数1~10のアルキレン基であることがより好ましく、炭素原子数1~5のアルキレン基であることがさらに好ましい。
 V’101およびV’102におけるアルキレン基としては、直鎖状のアルキレン基でもよく分岐鎖状のアルキレン基でもよく、直鎖状のアルキレン基が好ましい。
 V’101およびV’102におけるアルキレン基として、具体的には、メチレン基[-CH-];-CH(CH)-、-CH(CHCH)-、-C(CH-、-C(CH)(CHCH)-、-C(CH)(CHCHCH)-、-C(CHCH-等のアルキルメチレン基;エチレン基[-CHCH-];-CH(CH)CH-、-CH(CH)CH(CH)-、-C(CHCH-、-CH(CHCH)CH-等のアルキルエチレン基;トリメチレン基(n-プロピレン基)[-CHCHCH-];-CH(CH)CHCH-、-CHCH(CH)CH-等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[-CHCHCHCH-];-CH(CH)CHCHCH-、-CHCH(CH)CHCH-等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[-CHCHCHCHCH-]等が挙げられる。
 また、V’101又はV’102における前記アルキレン基における一部のメチレン基が、炭素原子数5~10の2価の脂肪族環式基で置換されていてもよい。当該脂肪族環式基は、R’201の環状の脂肪族炭化水素基(単環式の脂環式炭化水素基、多環式の脂環式炭化水素基)から水素原子をさらに1つ除いた2価の基が好ましく、シクロへキシレン基、1,5-アダマンチレン基又は2,6-アダマンチレン基がより好ましい。
 前記芳香族炭化水素基としては、フェニル基もしくはナフチル基がより好ましい。
 前記脂肪族環式基としては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
 前記鎖状のアルキル基としては、炭素原子数が1~10であることが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の直鎖状のアルキル基;1-メチルエチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基等の分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
 Rb11としては、ハロゲン原子以外の置換基を有していてもよい環式基が好ましい。
 以下に、(I3-2)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 ・カチオン部
 式(I3-2)中、Mm+は、m価の有機カチオンであり、前記式(I3-1)中のMm+と同様である。
 また、(I)成分は、樹脂膜の高弾性化、及び、残渣無く微細構造を形成しやすい点から、露光によりpKa(酸解離定数)が-5以下の酸を発生するカチオン重合開始剤であることが好ましい。より好ましくはpKaが-6以下、さらに好ましくはpKaが-8以下の酸を発生するカチオン重合開始剤を用いることにより、露光に対する高い感度を得ることが可能となる。(I)成分が発生する酸のpKaの下限は、好ましくは-15以上である。かかる好適なpKaの酸を発生するカチオン重合開始剤を用いることで、高感度化が図られやすくなる。
 ここで「pKa(酸解離定数)」とは、対象物質の酸強度を示す指標として一般的に用いられているものをいう。なお、本明細書におけるpKaは、25℃の温度条件における値である。また、pKa値は、公知の手法により測定して求めることができる。また、「ACD/Labs」(商品名、Advanced Chemistry Development社製)等の公知のソフトウェアを用いた計算値を用いることもできる。
 (I)成分としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 本実施形態で用いられるネガ型感光性樹脂組成物において、(I)成分は、(I1)成分、(I2)成分及び(I3)成分からなる群より選択される少なくとも一種が好ましく、(I1)成分を用いることがより好ましい。
 本実施形態で用いられるネガ型感光性樹脂組成物中、(I)成分の含有量は、(P0)成分の全質量部を100質量部としたときに、0.05~5質量部であることが好ましく、0.1~3質量部であることがより好ましく、0.15~3質量部であることがさらに好ましく、0.2~1質量部であることが特に好ましい。
 (I)成分の含有量が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、充分な感度が得られて、パターンのリソグラフィー特性がより向上する。加えて、樹脂硬化膜の強度がより高められる。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、感度が適度に制御され、良好な形状のパターンが得られやすくなる。
<その他成分>
 本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、上述した(P0)成分及び(I)成分以外に、必要に応じてその他成分を含有してもよい。
 実施形態のネガ型感光性樹脂組成物には、所望により、混和性のある添加剤、例えば、(P0)成分以外のエポキシ基含有化合物、シランカップリング剤、増感剤成分、金属酸化物(MO)、溶剤、膜の性能を改良するための付加的樹脂、溶解抑制剤、塩基性化合物、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤などを適宜、添加含有させることができる。
 本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、(P0)成分以外のエポキシ基含有化合物を含有してもよい。
 (P0)成分以外のエポキシ基含有化合物としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂)、アクリル樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等が挙げられる。
 また、(P0)成分以外のエポキシ基含有化合物としては、例えば、下記一般式(m-01)で表される化合物(以下この化合物を「(m01)成分」ともいう)が好適に挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
[式中、REPは、エポキシ基含有基である。複数のREPは、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。]
 前記式(m-01)中、REPは、エポキシ基含有基であり、前記式(Ap-0)中のREPと同様である。
 (m01)成分として使用可能な市販品は、例えば、TEPIC、TEPIC-VL、TEPIC-PAS、TEPIC-G、TEPIC-S、TEPIC-SP、TEPIC-SS、TEPIC-HP、TEPIC-L、TEPIC-FL、TEPIC-UC等のTEPICシリーズ(日産化学株式会社製);MA-DGIC、DA-MGIC、TOIC(四国化成工業株式会社製)等が挙げられる。
 (m01)成分としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 本実施形態で用いられるネガ型感光性樹脂組成物中、(m01)成分の含有量は、(P0)成分の全質量部を100質量部としたときに、1~15質量部であることが好ましく、3~10質量部であることがより好ましい。
 あるいは、本実施形態で用いられるネガ型感光性樹脂組成物中、(m01)成分の含有量は、(P0)成分の全質量部を100質量部としたときに、1~25質量部であることが好ましく、3~20質量部であることがより好ましい。
 また、(P0)成分以外のエポキシ基含有化合物としては、例えば、下記一般式(m-02)で表される化合物(以下この化合物を「(m02)成分」ともいう)が好適に挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
[式中、nは、1~4の整数である。*は結合手を示す。]
 前記式(m-02)中、nは、1~4の整数であり、好ましくは1~3の整数であり、より好ましくは2である。
 (m02)成分としては、2価の連結基又は単結合を介して、上記一般式(m-02)で表される部分構造の複数が結合した化合物が挙げられる。この中でも、2価の連結基を介して、上記一般式(m-02)で表される部分構造の複数が結合した化合物が好ましい。
 ここでの2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基が好適なものとして挙げられる。
 ここでの、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基については、上記式(Ap-0)中のREP(エポキシ基含有基)において説明した、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基とそれぞれ同様であり、この中でもヘテロ原子を含む2価の連結基が好ましく、-Y21-C(=O)-O-で表される基、-C(=O)-O-Y21-で表される基がより好ましい。Y21としては、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素原子数1~5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基またはエチレン基が特に好ましい。
 (m02)成分として使用可能な市販品は、例えば、ADEKA RESIN EP-4080S、同EP-4085S、同EP-4088S(以上、株式会社ADEKA製);セロキサイド2021P、セロキサイド2081、セロキサイド2083、セロキサイド2085、セロキサイド8000、セロキサイド8010、EHPE-3150、EPOLEAD PB 3600、同PB 4700(以上、株式会社ダイセル製);デナコール EX-211L、EX-212L、EX-214L、EX-216L、EX-321L、EX-850L(以上、ナガセケムテックス株式会社製);エポカリックTHI-DE、同DE-102、同DE-103(以上、ENEOS株式会社製)等が挙げられる。
 (m02)成分としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 本実施形態で用いられるネガ型感光性樹脂組成物中、(m02)成分の含有量は、(P0)成分の全質量部を100質量部としたときに、1~20質量部であることが好ましく、5~15質量部であることがより好ましい。
 また、(P0)成分以外のエポキシ基含有化合物としては、例えば、下記化学式(m-03-1)で表される化合物、下記化学式(m-03-2)で表される化合物(以下これらをまとめて「(m03)成分」ともいう)をそれぞれ使用してもよい。
 下記化学式(m-03-1)で表される化合物として使用可能な市販品は、例えば、TECHMORE VG-3101L(プリンテック株式会社製)等が挙げられる。
 下記化学式(m-03-2)で表される化合物として使用可能な市販品は、例えば、ショウフリー(登録商標)BATG(昭和電工株式会社製)等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 本実施形態で用いられるネガ型感光性樹脂組成物中、(m03)成分の含有量は、(P0)成分の全質量部を100質量部としたときに、1~15質量部であることが好ましく、5~15質量部であることがより好ましい。
 本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、基板との接着性を向上させるため、さらに接着助剤を含有してもよい。この接着助剤としては、シランカップリング剤が好ましい。すなわち、本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、さらに、シランカップリング剤を含有してもよい。
 シランカップリング剤としては、例えばカルボキシ基、メタクリロイル基、イソシアナート基、エポキシ基等の反応性置換基を有するシランカップリング剤が挙げられる。具体例としては、トリメトキシシリル安息香酸、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
 シランカップリング剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 シランカップリング剤を含む場合の含有量は、(P0)成分100質量部に対して、0.1~10質量部であることが好ましく、0.5~5質量部であることがより好ましく、1~3質量部であることがさらに好ましい。
 シランカップリング剤の含有量が、前記の好ましい範囲であると、硬化膜の強度がより高められる。加えて、硬化膜と基板との接着性がより強められる。
 本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、さらに、増感剤成分を含有してもよい。
 増感剤成分としては、露光によるエネルギーを吸収して、そのエネルギーを他の物質に伝達し得るものであれば特に限定されるものではない。
 増感剤成分として具体的には、ベンゾフェノン、p,p’-テトラメチルジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン系光増感剤;カルバゾール系光増感剤;アセトフェン系光増感剤;1,5-ジヒドロキシナフタレン等のナフタレン系光増感剤;フェノール系光増感剤;9,10-ジブトキシアントラセン、9,10-ジエトキシアントラセン、9-エトキシアントラセン等のアントラセン系光増感剤;ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン、フェノチアジン、アントロン等の公知の光増感剤を用いることができる。
 増感剤成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 増感剤成分を含む場合の含有量は、(P0)成分100質量部に対して、0.1~10質量部であることが好ましく、0.3~5質量部であることがより好ましく、0.5~3質量部であることがさらに好ましい。
 増感剤成分の含有量が前記の好ましい範囲であると、感度及び解像性がより高められる。
 本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、強度が高められた硬化膜が得られやすいことから、さらに、金属酸化物(MO)(以下「(MO)成分」ともいう)を含有してもよい。また、(MO)成分を併有することで、良好な形状で高解像のパターンを形成し得る。
 (MO)成分としては、例えば、ケイ素(金属ケイ素)、チタン、ジルコニウム、ハフニウム等の金属の酸化物が挙げられる。これらの中でも、ケイ素の酸化物が好ましく、この中でもシリカを用いることが特に好ましい。
 また、(MO)成分の形状は、粒子状であることが好ましい。
 かかる粒子状の(MO)成分としては、体積平均粒子径が5~40nmの粒子群からなるものが好ましく、体積平均粒子径が5~30nmの粒子群からなるものがより好ましく、体積平均粒子径が10~20nmの粒子群からなるものがさらに好ましい。
 (MO)成分の体積平均粒子径が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、硬化膜の強度が高められやすくなる。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、パターンの形成において、残渣が生じにくくなり、より高解像のパターンが形成されやすくなる。加えて、樹脂膜の透明性が高められる。
 (MO)成分の粒子径は、露光光源に応じて適宜選択すればよい。一般的に、光の波長に対して、1/10以下の粒子径を持つ粒子は、光散乱の影響はほぼ考えなくてよいとされている。このため、例えばi線(365nm)でのフォトリソグラフィーにより微細構造を形成する場合、(MO)成分としては、1次粒子径(体積平均値)10~20nmの粒子群(特に好ましくはシリカ粒子群)を用いることが好ましい。
 (MO)成分としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 (MO)成分を含む場合の含有量は、(P0)成分100質量部に対して、5~50質量部であることが好ましく、10~40質量部であることがより好ましい。
 (MO)成分の含有量が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、硬化膜の強度がより高められる。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、樹脂膜の透明性がより高められる。
 本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、さらに、溶剤(以下「(S)成分」ということがある)を含有してもよい。
 (S)成分としては、例えば、γ-ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、シクロヘキサノン、メチル-n-ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2-ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;2-メトキシブチルアセテート、3-メトキシブチルアセテート、4-メトキシブチルアセテート、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、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(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤、ジメチルスルホキシド(DMSO)等が挙げられる。
 (S)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
 (S)成分を含む場合の使用量は、特に限定されず、ネガ型感光性樹脂組成物を基板等に液垂れが無く塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。
 たとえば、固形分濃度が70質量%以上となるように(S)成分を使用することができ、60質量%以上となるように(S)成分を使用することができる。
 また、(S)成分を実質的に含まない態様(すなわち、固形分濃度が100質量%である態様)も採用できる。
(積層フィルム)
 本実施形態の積層フィルムは、上述した実施形態のネガ型感光性樹脂組成物により構成される感光性樹脂組成物層と、支持フィルムとが積層されたものである。
 なお、当該積層フィルムは、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成された感光性樹脂組成物層の、支持フィルムが存在する側とは反対側にカバーフィルムが配されていてもよい。
 本実施形態の積層フィルムは、例えば、支持フィルム上に、上述した実施形態のネガ型感光性樹脂組成物を塗布し、乾燥させて感光性樹脂組成物層を形成した後、その感光性樹脂組成物層上にカバーフィルムを積層することにより製造できる。
 基材フィルム上へのネガ型感光性樹脂組成物の塗布は、ブレードコーター、リップコーター、コンマコーター、フィルムコーター等による適宜の方法を用いて行えばよい。
 感光性樹脂組成物層の厚さは、100μm以下が好ましく、より好ましくは5~50μmである。
 支持フィルムは、公知のものを使用でき、例えば熱可塑性樹脂フィルム等が用いられる。この熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート等のポリエステルが挙げられる。基材フィルムの厚さは、好ましくは2~150μmである。
 カバーフィルムには、公知のものを使用でき、例えばポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等が用いられる。カバーフィルムとしては、感光性樹脂組成物層との接着力が、支持フィルムよりも小さいフィルムが好ましい。カバーフィルムの厚さは、好ましくは2~150μm、より好ましくは2~100μm、さらに好ましくは5~50μmである。
 支持フィルムとカバーフィルムとは、同一のフィルム材料であってもよいし、異なるフィルム材料を用いてもよい。
(中空構造体の製造方法)
 本実施形態の中空構造体の製造方法は、支持体、前記支持体上に形成されたカバー層、及び前記カバー層を覆う天板部を備え、前記支持体と前記カバー層との間に中空部が設けられており、前記中空部から前記天板部へ貫通する孔が前記カバー層に形成されている中空構造体の製造方法である。
 本実施形態においては、前記天板部を、上述した実施形態のネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成することを特徴とする。
 例えば、本実施形態の中空構造体の製造方法は、図3に示した中空構造体100を製造するのに利用することができる。
 中空構造体100の製造方法の一例として、まず、支持体10上に、微小電子デバイス20を配置する。支持体10は、ガラス及びSi(ケイ素)から選択される材料を含有する基板が挙げられる。微小電子デバイス20としては、SAWフィルタ、BAWフィルタ等が挙げられる。微小電子デバイス20には、導線(不図示)が接続されている。
 次いで、支持体10上に配置された微小電子デバイス20の全体を、犠牲層によって覆う。この犠牲層が占める空間が、中空部50(キャビティ)に対応する。犠牲層は、有機材料を用いて形成される。
 次いで、犠牲層を、第1カバー層30によって覆う。同時に、第1カバー層30は、犠牲層の外周の支持体10一部も覆うように設ける。第1カバー層30は、いわゆるTFPの膜で構成され、例えば、SiO(二酸化ケイ素)、SixNy(窒化ケイ素)及びAl(酸化アルミニウム)から選択される材料を含有している。第1カバー層30の形成には、スパッタリング、熱蒸着、化学気相成長、物理気相成長、パルスレーザ堆積、分子線エピタキシー等を使用することができる。
 次いで、犠牲層まで貫通する複数の孔35が形成されるように、第1カバー層30にホールパターンを加工する。
 この後、犠牲層を、複数の孔35を通じて除去する。犠牲層の除去には、酸化雰囲気中での湿式エッチングもしくは乾式エッチング、又は灰化のような手段を用いることができる。犠牲層の除去により、中空部50(キャビティ)が形成される。中空部50(キャビティ)内で、微小電子デバイス20は、第1カバー層30に触れることなく配置される。
 次いで、第1カバー層30を、第2カバー層40(天板部)によって覆う。この第2カバー層40(天板部)を形成するための材料として、上述した実施形態のネガ型感光性樹脂組成物を用いる。また、バンプ60を、第1カバー層30の外周に露出する支持体10及び前記導線に接するように配置する。
 第2カバー層40の形成には、上述した実施形態のネガ型感光性樹脂組成物を用いて、第1カバー層30上に感光性樹脂膜を形成する(工程(i))。
 工程(i)の操作は、まず、第1カバー層30上に、上述した実施形態のネガ型感光性樹脂組成物を、スピンコート法、ロールコート法、スクリーン印刷法、ドクターブレードコーティング法等の公知の方法で塗布し、ベーク(ポストアプライベーク(PAB))処理を、例えば60~100℃の温度条件にて2~60分間施した後、さらに100~200℃の温度条件にて1~30分間施して感光性樹脂膜を形成する。
 次いで、前記感光性樹脂膜を露光し、現像を行うことにより、バンプ用のビアが形成される。ビアを形成した後、100~200℃の温度条件にて、1時間~4時間硬化させて硬化膜とする。
 次いで、形成されたビア底部に金属をスパッタし、めっきによりバンプを形成することができる。
 以上のようにして、中空構造体100を製造することができる。
 上述した本実施形態の中空構造体の製造方法においては、第2カバー層40を形成するために、重量平均分子量が4000以上であるビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂とカチオン重合開始剤とを含有するネガ型感光性樹脂組成物が用いられている。このため、製造プロセスの条件に依らず、例えば硬化処理の温度が高く設定されても、感光性樹脂膜であるネガ型感光性樹脂組成物が、第1カバー層30に形成された複数の孔35を流れて中空部50に落ち込むことがなく、孔35を有する第1カバー層30上に樹脂膜(第2カバー層40)を安定に形成することができる。
 本実施形態によれば、従来に比べて、硬化処理の温度を高く設定することができることから、第1カバー層30と第2カバー層40との層間、又は、各層とバンプ60との間の密着強度を高められる。
(パターン形成方法)
 本実施形態のパターン形成方法は、上述した実施形態のネガ型感光性樹脂組成物を用いて、支持体上に感光性樹脂膜を形成する工程(以下「膜形成工程」という)と、前記感光性樹脂膜を露光する工程(以下「露光工程」という)と、前記露光後の感光性樹脂膜を、有機溶剤を含有する現像液で現像して、ネガ型パターンを形成する工程(以下「現像工程」という)と、を有する。
 本実施形態のパターン形成方法は、例えば以下のようにして行うことができる。
 [膜形成工程]
 まず、支持体上に、上述した実施形態のネガ型感光性樹脂組成物を、スピンコート法、ロールコート法、スクリーン印刷法、ドクターブレードコーティング法等の公知の方法で塗布し、ベーク(ポストアプライベーク(PAB))処理を、例えば60~180℃の温度条件にて2~60分間施し、感光性樹脂膜を形成する。
 なお、当該膜形成工程は、前述の積層フィルムのうち、感光性樹脂組成物層を支持体上に配することでも行うことが可能である。
 支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等が挙げられる。より具体的には、シリコン、窒化シリコン、チタン、タンタル、タンタル酸リチウム(LiTaO)、ニオブ、ニオブ酸リチウム(LiNbO)、パラジウム、チタンタングステン、銅、クロム、鉄、アルミニウムなどの金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
 本実施形態のパターン形成方法は、例えば、通信端末に搭載されるSAWデバイス用途のタンタル酸リチウム(LiTaO)基板、ニオブ酸リチウム(LiNbO)基板に有用な方法である。
 ネガ型感光性樹脂組成物により形成される感光性樹脂膜の膜厚は、特に限定されるものではないが、10~100μm程度が好ましい。上述した実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、厚膜で膜を形成した場合にも良好な特性を得られるものである。
 [露光工程]
 次に、形成された感光性樹脂膜に対し、公知の露光装置を用いて、所定のパターンが形成されたマスク(マスクパターン)を介した露光、又はマスクパターンを介さない電子線の直接照射による描画等による選択的露光を行った後、必要に応じてベーク(ポストエクスポージャーベーク(PEB))処理を、例えば80~150℃の温度条件にて40~1200秒間、好ましくは40~1000秒間、より好ましくは60~900秒間施す。
 露光に用いる波長は特に限定されず、放射線、例えば波長が300~500nmの紫外線、i線(波長365nm)又は可視光線を選択的に照射(露光)する。これらの放射線の線源としては、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、アルゴンガスレーザーなどを用いることができる。
 ここで放射線とは、紫外線、可視光線、遠紫外線、X線、電子線などを意味する。放射線照射量は、組成物中の各成分の種類、配合量、塗膜の膜厚などによって異なるが、例えば超高圧水銀灯使用の場合、100~2000mJ/cmである。
 感光性樹脂膜の露光方法は、空気や窒素等の不活性ガス中で行う通常の露光(ドライ露光)であってもよく、液浸露光(Liquid Immersion Lithography)であってもよい。
 露光工程後の感光性樹脂膜は、透明性が高く、例えばi線(波長365nm)を照射した際のヘーズ値が、好ましくは3%以下、より好ましくは1.0~2.5%である。
 このように、上述した実施形態のネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成された感光性樹脂膜は、透明性が高い。このため、パターン形成における露光の際、光透過性が高まり、良好なリソグラフィー特性のネガ型パターンが得られやすい。
 かかる露光工程後の感光性樹脂膜のヘーズ値は、JIS K 7136(2000)に準拠した方法を用いて測定される。
 [現像工程]
 次に、前記露光後の感光性樹脂膜を、有機溶剤を含有する現像液(有機系現像液)で現像する。現像の後、好ましくはリンス処理を行う。必要に応じてベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。
 有機系現像液が含有する有機溶剤としては、(P0)成分(露光前の(P0)成分)を溶解し得るものであればよく、公知の有機溶剤の中から適宜選択できる。具体的には、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、ニトリル系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
 ケトン系溶剤としては、例えば、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、アセトン、4-ヘプタノン、1-ヘキサノン、2-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート、γ-ブチロラクトン、メチルアミルケトン(2-ヘプタノン)等が挙げられる。これらの中でも、ケトン系溶剤としては、メチルアミルケトン(2-ヘプタノン)が好ましい。
 エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、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)、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2-メトキシブチルアセテート、3-メトキシブチルアセテート、4-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3-エチル-3-メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、2-エトキシブチルアセテート、4-エトキシブチルアセテート、4-プロポキシブチルアセテート、2-メトキシペンチルアセテート、3-メトキシペンチルアセテート、4-メトキシペンチルアセテート、2-メチル-3-メトキシペンチルアセテート、3-メチル-3-メトキシペンチルアセテート、3-メチル-4-メトキシペンチルアセテート、4-メチル-4-メトキシペンチルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、2-ヒドロキシプロピオン酸メチル、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、メチル-3-メトキシプロピオネート、エチル-3-メトキシプロピオネート、エチル-3-エトキシプロピオネート、プロピル-3-メトキシプロピオネート等が挙げられる。これらの中でも、エステル系溶剤としては、酢酸ブチル又はPGMEAが好ましい。
 ニトリル系溶剤としては、例えば、アセトニトリル、プロピオ二トリル、バレロニトリル、ブチロ二トリル等が挙げられる。
 有機系現像液には、必要に応じて公知の添加剤を配合できる。該添加剤としては、例えば界面活性剤が挙げられる。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えばイオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。
 界面活性剤としては、非イオン性の界面活性剤が好ましく、非イオン性のフッ素系界面活性剤、又は非イオン性のシリコン系界面活性剤がより好ましい。
 界面活性剤を配合する場合、その配合量は、有機系現像液の全量に対して、通常0.001~5質量%であり、0.005~2質量%が好ましく、0.01~0.5質量%がより好ましい。
 現像処理は、公知の現像方法により実施することが可能であり、例えば、現像液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止する方法(パドル法)、支持体表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している支持体上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出し続ける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。
 リンス液を用いたリンス処理(洗浄処理)は、公知のリンス方法により実施できる。該リンス処理の方法としては、たとえば一定速度で回転している支持体上にリンス液を塗出し続ける方法(回転塗布法)、リンス液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)等が挙げられる。
 リンス処理は、有機溶剤を含有するリンス液を用いることが好ましい。
 上述した膜形成工程、露光工程及び現像工程により、ネガ型パターンを形成できる。
(硬化膜)
 本実施形態の硬化膜は、上述した実施形態のネガ型感光性樹脂組成物を硬化したものである。
(硬化膜の製造方法)
 本実施形態の硬化膜の製造方法は、上述した実施形態のネガ型感光性樹脂組成物を用いて、支持体上に感光性樹脂膜を形成する工程(i)と、前記感光性樹脂膜を硬化させて硬化膜を得る工程(ii)と、を有する。
 工程(i)の操作は、上述した[膜形成工程]と同様にして行うことができる。ベーク処理は、例えば温度60~150℃の温度条件にて40~600秒間の条件で行うことができる。
 工程(ii)での硬化処理は、例えば温度100~250℃、0.5~2時間の条件で行うことができる。
 実施形態の硬化膜の製造方法は、工程(i)及び工程(ii)以外に、その他工程を有してもよい。例えば、工程(i)と工程(ii)との間に、上述した[露光工程]を有してもよく、工程(i)で形成された感光性樹脂膜に対して選択的露光を行い、必要に応じてベーク(PEB)処理が施された感光性樹脂膜(プレ硬化膜)を硬化させて、硬化膜を得ることもできる。
 上述した実施形態の硬化膜の製造方法によれば、マスクパターンを忠実に再現した硬化膜を容易に製造することができる。
 以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<ネガ型感光性樹脂組成物の調製>
 (実施例1~8、比較例1)
 表1に示す各成分を乳酸エチルに溶解して混合し、PTFEフィルター(孔径1μm、PALL社製)を用いて濾過を行い、各例のネガ型感光性樹脂組成物(固形分65質量%溶液)をそれぞれ調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
 表1中、各略号はそれぞれ以下の意味を有する。[ ]内の数値は、各成分の配合量(質量部;固形分換算)である。
(P)成分:ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂
 (P)-1:
 下記化学式(Ap-1)で表されるビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(商品名「jER-157S70」、三菱ケミカル株式会社製)。重量平均分子量2900、分子量分散度4.23;エポキシ当量220g/eq.;ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂中の、ビスフェノールエポキシモノマーの含有割合17質量%
 (P)-2:
 下記化学式(Ap-2)で表されるビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂。前記ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(商品名「jER-157S70」、三菱ケミカル株式会社製)を、以下に示す精製方法により精製して得た精製品。重量平均分子量4500、分子量分散度2.17;エポキシ当量226g/eq.;ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂中の、ビスフェノールエポキシモノマーの含有割合1.5質量%
 [精製方法第1工程]
 前記ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(商品名「jER-157S70」、三菱ケミカル株式会社製)100g(100質量部)に対し、エタノール300g(300質量部)を加えた。次いで、70℃に加熱して、エタノール中で、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(商品名「jER-157S70」、三菱ケミカル株式会社製)を溶融させて、混合液を得た。
 得られた混合液を、77℃で1時間、還流した。
 [精製方法第2工程]
 前記還流後の混合液を、静置することにより25℃まで冷却した。その結果、混合液中において、溶融した樹脂が固化した。
 [精製方法第3工程]
 前記固化物と、残りの混合液(エタノール等)とを分離して、前記固化物を回収した。
 次いで、回収した固化物に対して、更に、前記の第1工程と第2工程と第3工程とをこの順に行う操作を3回行った。すなわち、前記ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(商品名「jER-157S70」、三菱ケミカル株式会社製)に対して、前記の第1工程と第2工程と第3工程とをこの順に行う精製の操作を計4回行った。
 次いで、真空オーブンを用い、一晩、100℃で、4回の精製操作後に回収した固化物を乾燥して、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂の精製品を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 [重量平均分子量の測定]
 前記ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(商品名「jER-157S70」、三菱ケミカル株式会社製)の精製前のもの、及び精製後の精製品のそれぞれの重量平均分子量を、以下の条件に設定してGPC法(Gel Permeation Chromatography;ゲル浸透クロマトグラフィー)により測定した。
 ・装置:HLC-8320(東ソー株式会社製)
 ・カラム:TSK Gel Super HM-N(3本連結)
 ・溶離液:テトラヒドロフラン
 ・流速:0.6mL/min
 ・カラム温度:40℃
 ・検出器:RI
 ・ポリスチレン標準
 前記RI検出器の信号から得られたGPCチャートを図1及び図2に示した。
 図1は、精製前のビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂についてのGPCチャートである。図2は、精製後のビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂についてのGPCチャートである。縦軸は検出強度(mV)、横軸は保持時間(min)をそれぞれ示す。
 ビスフェノールエポキシモノマー含有量の測定:
 ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂中の、ビスフェノールエポキシモノマーの含有割合を、以下のようにして求めた。
 すなわち、前記ビスフェノールエポキシモノマーの含有割合を、GPCチャートにおける保持時間9.5min-15.3minのピーク面積に対する、14.4min-15.3minのピーク面積、の比率として算出した。
 [エポキシ当量の測定]
 炭酸ナトリウム・酢酸溶液の調製:
 以下の手順により、炭酸ナトリウム・酢酸溶液を調製した。
 まず、炭酸ナトリウム約10gをるつぼに入れて、500℃の電気炉で1時間加熱した。
 次いで、加熱後の炭酸ナトリウムをデシケータに入れ、室温になるまで、1時間静置した。
 次いで、室温で静置後の炭酸ナトリウム2.5~3.0g程度を精秤し、これを500mLのメスフラスコに投入した。次いで、500mLになるまで酢酸を加え、炭酸ナトリウムを溶解した。
 臭化水素・酢酸溶液のファクターFの算出:
 ホールピペットを用いて、調製した炭酸ナトリウム・酢酸溶液5mLをディスポカップに入れた。
 次いで、このディスポカップにトルエン30mL程度を加えた。次いで、電極が浸る程度まで酢酸を加えた。
 次いで、指示薬として、クリスタルバイオレット・酢酸溶液を少量添加した。得られた溶液について、臭化水素・酢酸溶液にて滴定を行った。
 次いで、以下の式より、臭化水素・酢酸溶液のファクターFを算出した。Sは、炭酸ナトリウムの質量(g)を意味する。Pは、炭酸ナトリウムの純度(%)を意味する。Aは、臭化水素・酢酸溶液の滴下量(mL)を意味する。
  F={S×(5/500)×(P/100)}/(0.0053×A)
 オキシラン酸素濃度の測定:
 測定対象のエポキシ樹脂Wgをディスポカップに入れた。
 次いで、ディスポカップにトルエン30mL程度を加えた。次いで、電極が浸る程度まで酢酸を加えた。次いで、指示薬として、クリスタルバイオレット・酢酸溶液を少量添加した。得られた溶液について、臭化水素・酢酸溶液にて滴定を行った。終点は、溶液が青色から緑色に変化し、電位差が大きく出る点とした。
 次いで、以下の式より、オキシラン酸素濃度X(%)を算出した。Tは、臭化水素・酢酸溶液の滴下量(mL)を意味する。
  X=(0.16×T×F)/W
 エポキシ当量の算出:
 以下の式より、エポキシ当量Yを算出した。
  Y=(16×100)/X
(M)成分:(P)成分以外のエポキシ基含有化合物
 (M)-1:下記化学式(m-1)で表されるエポキシ基含有モノマー。
 (M)-2:下記化学式(m-2)で表されるエポキシ基含有モノマー。
 (M)-3:下記化学式(m-3)で表されるエポキシ基含有モノマー。
 (M)-4:下記化学式(m-4)で表されるエポキシ基含有モノマー。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
(I)成分:カチオン重合開始剤
 (I)-1:下記化学式(I-1)で表されるカチオン重合開始剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
その他としてシランカップリング剤
 (Add)-1:下記化学式(SC-1)で表される化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
<評価>
 中空構造体の製造の際、ネガ型感光性樹脂組成物が、カバー層の孔を流れて中空部に落ち込むことのモデル試験として、以下の評価を行った。
 各例のネガ型感光性樹脂組成物について、ホール部への落ち込み性を、以下に示すモデル試験によって評価した。
 モデル試験の方法:
 高さ50μm、直径5μmのホール60個を有するホールパターンが形成されたSiO層を備える基板を準備した。この基板上に、各例のネガ型感光性樹脂組成物をそれぞれスピンコーターで塗布し、その後、表中のソフトベーク条件により、ホットプレートで加熱して感光性樹脂膜(膜厚20μm)を形成した。
 加熱後、光学顕微鏡で観測することで、樹脂組成物が落ち込んだホールの個数を確認した。この評価は、各樹脂組成物について、3回試行し、その平均個数を「(樹脂組成物が落ち込んだホールの個数)/60個」として表中に示した。
 表中のソフトベーク条件は、以下のとおりである。
 「65℃,20min」は、温度65℃で20分間の加熱処理を行うことをいう。
 「65℃,20min→120℃,4min」は、温度65℃で20分間の加熱処理の後、続けて、温度120℃で4分間の加熱処理を行うことをいう。
 「65℃,20min→150℃,4min」は、温度65℃で20分間の加熱処理の後、続けて、温度150℃で4分間の加熱処理を行うことをいう。
 「65℃,20min→180℃,4min」は、温度65℃で20分間の加熱処理の後、続けて、温度180℃で4分間の加熱処理を行うことをいう。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
 表2に示す結果から、本発明を適用した実施例1~8のネガ型感光性樹脂組成物を用いた場合には、ソフトベーク時の温度を高くしても、カバー層の孔を流れて中空部に落ち込むことがなく、孔を有するカバー層上に樹脂膜を安定に形成できることが確認された。
 一方、比較例1のネガ型感光性樹脂組成物を用いた場合には、ソフトベーク時の温度120℃では中空部に落ち込むことはなかったが、ソフトベーク時の温度をさらに高くした場合、150℃及び180℃では中空部への落ち込みが認められた。
 以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の請求の範囲によってのみ限定される。
10 支持体、20 微小電子デバイス、30 第1カバー層、35 孔、40 第2カバー層、50 中空部、60 バンプ、100 中空構造体

Claims (6)

  1.  ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂と、カチオン重合開始剤と、を含有し、
     前記ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂の重量平均分子量が、4000以上である、ネガ型感光性樹脂組成物。
  2.  前記ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂中の、ビスフェノールエポキシモノマーの含有割合が、前記ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂の総質量に対して2質量%以下である、請求項1に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
  3.  前記ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂が、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂である、請求項1又は2に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
  4.  支持体、前記支持体上に形成されたカバー層、及び前記カバー層を覆う天板部を備え、
     前記支持体と前記カバー層との間に中空部が設けられており、
     前記中空部から前記天板部へ貫通する孔が前記カバー層に形成されている中空構造体の、前記天板部を形成するために用いられる、請求項1又は2に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
  5.  支持体、前記支持体上に形成されたカバー層、及び前記カバー層を覆う天板部を備え、
     前記支持体と前記カバー層との間に中空部が設けられており、
     前記中空部から前記天板部へ貫通する孔が前記カバー層に形成されている中空構造体の製造方法であって、
     前記天板部を、請求項1又は2に記載のネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成する、中空構造体の製造方法。
  6.  請求項1又は2に記載のネガ型感光性樹脂組成物を用いて、支持体上に感光性樹脂膜を形成する工程と、
     前記感光性樹脂膜を露光する工程と、
     前記露光後の感光性樹脂膜を、有機溶剤を含有する現像液で現像して、ネガ型パターンを形成する工程と、
     を有する、パターン形成方法。
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