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感光性树脂组合物、固化膜、层叠体、固化膜的制造方法及半导体器件

文献发布时间:2023-06-19 10:14:56



技术领域

本发明涉及一种感光性树脂组合物、固化膜、层叠体、固化膜的制造方法及半导体器件。

背景技术

聚酰亚胺树脂、聚苯并噁唑树脂等环化并固化的树脂的耐热性及绝缘性优异,因此适用于各种用途。其用途并无特别限定,但若以实际安装用半导体器件为例,则可举出作为绝缘膜或密封材料的素材或保护膜的利用。(参考非专利文献1及2等)。并且,也用作可挠性基板的基膜或盖层等。

此类聚酰亚胺树脂等通常对溶剂的溶解性低。因此,经常使用以环化反应前的聚合物前体,具体而言,以聚酰亚胺前体或聚苯并噁唑前体的状态溶解于溶剂中的方法。由此,能够实现优异的操作性,且在制造如上述那样的各产品时能够以各种形态涂布于基板等并加工。然后,加热并使聚合物前体环化,从而能够形成已固化的产品。除了聚酰亚胺树脂等所具有的高性能以外,从此类制造上的适应性优异的观点考虑,越来越期待其在产亚上的应用发展。

专利文献1中公开有一种热固性树脂组合物,其包含热产碱剂和热固性树脂,该热产碱剂包括选自加热至40℃以上时产生碱的酸性化合物、及pKa1为0~4的具有阴离子和铵阳离子的铵盐中的至少1种。

专利文献2中公开有一种树脂组合物,其含有具有特定的结构单元的聚酰亚胺前体、通过活化光线的照射而产生自由基的化合物、具有环氧丙烷低聚物结构的化合物及溶剂。

以往技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开公报第WO2015/199219号小册子

专利文献2:日本特开2014-201695号公报

非专利文献

非专利文献1:Science&technology Co.,Ltd.“聚酰亚胺的高功能化和应用技术”2008年4月

非专利文献2:柿本雅明/监修、CMC技术图书馆“聚酰亚胺材料的基础和开发”2011年11月发行

发明内容

发明要解决的技术课题

通过上述专利文献1、2的技术,能够将聚合物前体在低温环化而获得固化物。另一方面,为了满足对这种树脂提出的近年来多样化的技术要求,需要进一步的研究开发。

因此,本发明的目的在于提供一种新的热产碱剂,并实现在含有含杂环聚合物的前体的感光性树脂组合物领域中材料的丰富化。并且,其目的在于提供一种能够实现在感光性树脂组合物中优异的保存稳定性且能够提高由感光性树脂组合物形成的固化膜的断裂伸长率的感光性树脂组合物、固化膜、层叠体、固化膜的制造方法及半导体器件。

用于解决技术课题的手段

基于以上述课题,本发明人进行研究的结果,发现包含羧基或其酯的部位和具有酰胺结构的部位的特定的热产碱剂能够解决上述的课题,以至完成本发明。具体而言,通过下述方法解决了上述课题。

<1>一种热产碱剂,其由下述式(N1)表示;

[化学式1]

式(N1)中,R

<2>根据<1>所述的热产碱剂,其中,上述式(N1)中的L是连结链长1~5的2价有机基团。

<3>根据<1>或<2>所述的热产碱剂,其中,上述式(N1)中的R

<4>根据<1>~<3>中任一项所述的热产碱剂,其中,上述式(N1)中的R

<5>根据<1>~<4>中任一项所述的热产碱剂,其中,上述式(N1)中的L是1,2-亚乙基、1,3-丙烷二基、1,2-环己烷二基、顺式亚乙烯基、1,2-亚苯基、1,2-亚苯基亚甲基或1,2-亚乙氧基-1,2-亚乙基。

<6>根据<1>~<5>中任一项所述的热产碱剂,其中,上述式(N1)中的R

<7>根据<1>~<6>中任一项所述的热产碱剂,其中,由上述式(N1)表示的热产碱剂分解而产生的化合物是由下述式(N2)表示的化合物,由上述式(N2)表示的化合物的沸点为50℃以上。

[化学式2]

式(N2)中,R

<8>一种感光性树脂组合物,其包含<1>~<7>中任一项所述的热产碱剂和含杂环聚合物的前体。

<9>根据<8>所述的感光性树脂组合物,其进一步包含光自由基聚合引发剂及自由基聚合性化合物。

<10>根据<8>或<9>所述的感光性树脂组合物,其中,上述含杂环聚合物的前体包括聚酰亚胺前体或聚苯并噁唑前体。

<11>根据<8>~<10>中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,上述含杂环聚合物的前体包括聚酰亚胺前体。

<12>根据<8>~<10>中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,上述含杂环聚合物的前体具有由下述式(1)表示的结构单元。

[化学式3]

式(1)中,A

<13>根据<12>所述的感光性树脂组合物,其中,

上述式(1)中的R

<14>根据<8>~<13>中任一项所述的感光性树脂组合物,其用于形成再布线层用层间绝缘膜。

<15>一种固化膜,其使<8>~<14>中任一项所述的感光性树脂组合物固化而成。

<16>一种层叠体,其具有2层以上的<15>所述的固化膜,且在上述固化膜之间具有金属层。

<17>一种固化膜的制造方法,其包括将<8>~<16>中任一项所述的感光性树脂组合物适用于基板而形成膜的膜形成工序。

<18>根据<17>所述的固化膜的制造方法,其包括将上述膜在50~450℃下加热的工序。

<19>一种半导体器件,其具有<15>所述的固化膜或<16>所述的层叠体。

发明效果

根据本发明,能够提供一种新的热产碱剂,并实现在含有含杂环聚合物的前体的感光性树脂组合物领域中材料的丰富化。并且,根据本发明,能够实现感光性树脂组合物中的优异的保存稳定性,且能够提高由感光性树脂组合物形成的固化膜的断裂伸长率。

具体实施方式

以下,对本发明的内容进行详细说明。此外,本说明书中,“~”表示将记载于其前后的数值作为下限值及上限值而包含的含义而使用。

以下所记载的本发明中的构成要件的说明有时基于本发明的代表性实施方式而进行,但本发明并不限定于这些实施方式。

关于本说明书中的基团(原子团)的标记,末记述经取代及未经取代的标记是同时包含不具有取代基的基团(原子团)和具有取代基的基团(原子团)。例如,“烷基”不仅包含不具有取代基的烷基(未经取代的烷基),还包含具有取代基的烷基(取代烷基)。并且,烷基的情况下,表示可以为链状,也可以为环状,链状的情况下,表示可以为直链,也可以为支链。这些含义对烯基或亚烷基、亚烯基也相同。

本说明书中“曝光”只要无特别限定,除了利用光的曝光以外,利用电子束、离子束等粒子射线的描绘也包含于曝光中。并且,作为使用于曝光的光,通常可举出以汞灯的明线光谱、准分子激光为代表的远紫外线、极紫外线(EUV光)、X射线、电子束等活化光线或放射线。

本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”表示“丙烯酸酯”及“甲基丙烯酸酯”这两者或其中任一个,“(甲基)丙烯酸”表示“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”这两者或其中任一个,“(甲基)丙烯酰基”表示“丙烯酰基”及“甲基丙烯酰基”这两者或其中任一个。

本说明书中,“工序”这一用语,不仅包含独立的工序,若即使在无法与其他工序明确地进行区分的情形下,也发挥该工序的所期待的作用,则也包含于本用语中。

本发明中的物性参数只要无特别说明,则设为温度23℃、气体压力101325Pa下的值。

本说明书中,只要没有特别说明,则重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn)是通过凝胶渗透色谱法(GPC测定)进行测定的值,并作为苯乙烯换算值而定义。本说明书中,重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn)例如能够利用HLC-8220(TOSOH CORPORATION制),并作为柱通过使用保护柱HZ-L、TSKgel Super HZM-M、TSKgel Super HZ4000、TSKgel Super HZ3000及TSKgel Super HZ2000(TOSOH CORPORATION制)而求出。在该测定中,只要无特别说明,洗脱液使用THF(四氢呋喃)。并且,只要没有特别记载,则假设检测时使用了UV线(紫外线)的波长254nm检测器。

<热产碱剂>

本发明的热产碱剂由下述式(N1)表示。以下,有时将该热产碱剂与其他热产碱剂区分而称为“特定的热产碱剂”。

[化学式4]

式(N1)中,R

L是2价连接基,优选为2价有机基团。连接基的连结链长优选为1以上,更优选为2以上。作为上限,优选为12以下,更优选为8以下,进一步优选为5以下。连结链长是在式中2个羰基之间成为最短距离的原子排列中存在的原子数,并表示用于连结与连接基L相邻的2个羰碳之间所需的原子数。后述例示化合物B-1的连结链长为2。

特定的热产碱剂优选为在分子内进行分解反应。具体而言,优选为通过加热等而进行反应,式中的酰胺结构(L-C(=O)-N-)部位的羰基与氮原子发生解离而生成胺(优选为仲胺)。从使该分解反应迅速进行的观点考虑,优选为连接基L具有上述连结链长,但进一步优选为在下述例示的各连接基的碳原子数的范围内构成连接基。除此以外,从上述分子内进行分解反应的观点考虑,连接基L是亚烯基时,优选为键合于L的两端的羰基对L具有顺式型的立体配置。然而,不应因该说明而对本发明进行限定性解释。

本发明的热产碱剂由于在常温下为酸性或中性,因此不会促进含杂环聚合物的前体的环化。即,本发明的包含热产碱剂的感光性树脂组合物维持着保存稳定性。加热后通过从热产碱剂产生的碱而有效进行含杂环聚合物的前体的环化,因此所获得的固化膜的断裂伸长优异。本发明中,也能够设为如下构成:从特定的热产碱剂产生碱时,除了所产生的碱以外的分解物挥发,实质上不会残留于膜中。其中“实质上不残留”优选为表示1质量%以下,0.5质量%以下,或可以为0.1质量%以下。

式(N1)中,R

作为构成R

关于直链或支链的链状烷基,优选为碳原子数1~24的基团,更优选为2~18,进一步优选为3~12。关于直链或支链的链状烷基,例如可举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基等。

关于环状烷基,优选为碳原子数3~12,更优选为3~6。环状烷基例如可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环辛基等。

关于和链状烷基与环状烷基的组合相关的基团,优选为碳原子数4~24的基团,更优选为4~18,进一步优选为4~12。关于和链状烷基与环状烷基的组合相关的基团,例如可举出环己基甲基、环己基乙基、环己基丙基、甲基环己基甲基、乙基环己基乙基等。

关于链中具有氧原子的烷基,优选为碳原子数2~12,更优选为2~6,进一步优选为2~4。链中具有氧原子的烷基可以为链状或环状,可以为直链或支链。

其中,从后述的提高分解生成碱的沸点的观点考虑,R

R

R

作为保护基,优选为通过酸或碱的作用而分解的保护基,可优选地举出通过酸而分解的保护基。

作为通过酸而脱离的基团,例如能够举出-C(R

上述式中,R

R

R

R

R

R

R

作为R

作为保护基的具体例,可举出链状或环状的烷基或链中具有氧原子的链状或环状的烷基。作为链状或环状的烷基,可举出甲基、乙基、异丙基、叔丁基、环己基等。作为链中具有氧原子的链状的烷基,具体而言,可举出烷氧基烷基,更具体而言,可举出甲氧基甲(MOM)基、乙氧基乙基(EE)基等。作为链中具有氧原子的环状的烷基,可举出环氧基、缩水甘油基、氧杂环丁基、四氢呋喃基、四氢吡喃(THP)基等。

若R

另一方面,从发挥特定的热产碱剂的所需作用的观点考虑,优选为使保护基在适当时期脱离而在特定的热产碱剂的末端生成羧基(-COOH)或其阴离子(-COO

作为构成L的2价连接基,并无特别限定,优选为烃基,更优选为脂肪族烃基。烃基可以具有取代基,并且,也可以在烃链中具有除了碳原子以外的种类的原子。更具体而言,优选为链中可具有氧原子的2价烃连接基,更优选为链中可具有氧原子的2价脂肪族烃基、2价芳香族烃基、或与链中可具有氧原子的2价脂肪族烃基和2价芳香族烃基的组合相关的基团,进一步优选为链中可具有氧原子的2价脂肪族烃基。这些基团优选为不具有氧原子。

关于2价烃连接基,优选为碳原子数1~24,更优选为2~12,进一步优选为2~6。关于2价脂肪族烃基,优选为碳原子数1~12,更优选为2~6,进一步优选为2~4。关于2价芳香族烃基,优选为碳原子数6~22,更优选为6~18,进一步优选为6~10。关于与2价脂肪族烃基和2价芳香族烃基的组合相关的基团(例如,亚芳基烷基),优选为碳原子数7~22,更优选为7~18,进一步优选为7~10。

作为连接基L,具体而言,优选为直链或支链的链状亚烷基、环状亚烷基、与链状亚烷基和环状亚烷基的组合相关的基团、链中具有氧原子的亚烷基、直链或支链的链状的亚烯基、环状的亚烯基、亚芳基、亚芳基亚烷基。

关于直链或支链的链状亚烷基,优选为碳原子数1~12,更优选为2~6,进一步优选为2~4。直链或支链的链状亚烷基例如可举出亚甲基、亚乙基、丙烷二基、丁烷二基、戊烷二基、己烷二基、庚烷二基、辛烷二基、壬烷二基、癸烷二基、十一烷二基、十二烷二基等。

关于环状亚烷基,优选为碳原子数3~12,更优选为3~6。环状亚烷基例如可举出环丙烷二基、环丁烷二基、环戊烷二基、环己烷二基等。

与链状亚烷基和环状亚烷基的组合相关的基团,优选为碳原子数4~24,更优选为4~12,进一步优选为4~6。与链状亚烷基和环状亚烷基的组合相关的基团,例如可举出亚甲环己烷二基、亚乙基环己烷二基、亚丙基环己烷二基、亚甲基环己烷二基亚甲基、亚乙基环己烷二基亚乙基等。

链中具有氧原子的亚烷基可以为链状或环状,也可以为直链或支链。关于链中具有氧原子的亚烷基,优选为碳原子数1~12,更优选为1~6,进一步优选为1~3。例如,可举出亚甲氧基亚甲基、亚乙氧基亚乙基、亚丙氧基亚丙基、亚丙氧基亚丙基等。

关于直链或支链的链状亚烯基,优选为碳原子数2~12,更优选为2~6,进一步优选为2~3。关于直链或支链的链状的亚烯基,优选为C=C键数为1~10,更优选为1~6,进一步优选为1~3。直链或支链的链状的亚烯基例如可举出亚乙烯基、亚丙烯基、甲基亚芳基等。

关于环状亚烯基,优选为碳原子数3~12,更优选为3~6。

关于环状亚烯基,优选为C=C键数为1~6,更优选为1~4,进一步优选为1~2。环状的亚烯基例如可举出环丙烯二基、环丁烯二基、环己烯二基等。

关于亚芳基,优选为碳原子数6~22,更优选为6~18,进一步优选为6~10。亚芳基例如可举出亚苯基、亚萘基、蒽二基、菲二基等。

关于亚芳基亚烷基,优选为碳原子数7~23,更优选为7~19,进一步优选为7~11。亚芳基亚烷基例如可举出亚苯基亚甲基、亚苯基亚乙基、亚萘基亚甲基、亚萘基亚乙基、二甲苯二基、亚乙基亚苯基亚乙基等。

其中,优选为链状亚烷基、环状亚烷基、链中具有氧原子的亚烷基、链状的亚烯基、亚芳基、亚芳基亚烷基,更优选为1,2-亚乙基、丙烷二基(尤其1,3-丙烷二基)、环己烷二基(尤其1,2-环己烷二基)、亚乙烯基(尤其顺式亚乙烯基)、亚苯基(1,2-亚苯基)、亚苯基亚甲基(尤其1,2-亚苯基亚甲基)、亚乙氧基亚乙基(尤其1,2-亚乙氧基-1,2-亚乙基)。

由上述式(N1)表示的特定的热产碱剂优选为通过加热而分解,并生成由下述式(N2)表示的化合物(以下,有时将该化合物称为“分解生成碱”)。

[化学式5]

式(N2)中,R

关于特定的热产碱剂分解而生成的分解生成碱,其沸点(气体压力101325Pa)优选为在40℃以上,更优选为80℃以上,进一步优选为100℃以上。作为上限,实际为400℃以下。通过分解生成碱的沸点在上述下限值以上,在用于感光性树脂组合物中时抑制因来自反应体系内的挥发而产生的飞散,更有效地发挥分解生成碱的所需作用(促进含杂环聚合物的前体的环化的催化剂作用),因此优选。

从如上实现适当高沸点的范围的观点考虑,R

关于特定的热产碱剂,优选为包含在感光性树脂组合物中而与含杂环聚合物的前体组合使用(进而,更优选为组合自由基聚合性化合物及光自由基聚合引发剂),并且优选为发挥如下作用,即在感光性树脂组合物中通过加热而分解产生碱,由此促进聚合物前体的环化反应,并有效固化树脂组合物。特定的热产碱剂的分解温度并无特别限定,优选为50℃以上,更优选为80℃以上,进一步优选为120℃以上,更进一步优选为180℃以上。作为上限,更进一步优选为450℃以下,更优选为350℃以下,进一步优选为250℃以下。通过设为在更低温下分解的化合物,在用于感光性树脂组合物中时,能够以更低的能量消耗使感光性树脂组合物固化,因此优选。另一方面,通过将分解温度设为上述下限值以上,能够抑制在常温下保存时不经意间产生碱并发挥作用的情况,并提高感光性树脂组合物的保存稳定性的观点考虑优选。

根据本发明的特定的热产碱剂,不会导致与有可能包含在感光性树脂组合物的光自由基聚合引发剂等或自由基聚合性化合物等进行反应等而阻碍其感光性,能够有效维持固化后的感光性,并能够发挥之后的良好的曝光显影特性,因此尤其优选。

从如上设为有效的分解温度,并将前述分解生成碱的沸点设为适当的范围的观点考虑,特定的热产碱剂的分子量优选为在100以上,更优选为150以上,更优选为200以上,进一步优选为250以上。作为上限,实际为1000以下。此外,该分子量的优选范围也适用于特定的热产碱剂的羧基具有保护基的情况。

作为由式(N1)表示的热产碱剂,可举出下述例,但并不应因此而限定性解释本发明。

[化学式6]

以下示出从上述各热产碱剂产生的碱(胺化合物)的沸点和共轭酸的pKa。

[表1]

作为由式(N1)表示的热产碱剂,也可举出下述例,但并不应因此而限定性解释本发明。

[化学式7]

[化学式8]

[化学式9]

由上述式(N1)表示的热产碱剂能够通过常规方法制造。并且,能够应用市售的试剂。

关于由上述式(N1)表示的特定的热产碱剂,所产生的碱的共轭酸的pKa优选为8以上,更优选为9以上,进一步优选为10以上。上限并无特别限制,实际为14以下。通过将特定的热产碱剂的pKa设为上述范围,所产生的碱能够使聚合物前体的环化反应高效进行,并能够在低温下提高固化膜的断裂伸长率,从这一点考虑优选。此处的pKa设为通过以下方法确定的值。

本说明书中所述的pKa是指,考虑到从酸释放氢离子的解离反应,通过该负的常用对数pKa来表示该平衡常数Ka。pKa越小表示酸越强。除非另有说明,则将pKa设为基于ACD/ChemSketch(注册商标)的计算值。或者,可以参考日本化学会编“改订5版化学便览基础篇”中所记载的值。

特定的热产碱剂的含量相对于感光性树脂组合物的总固体成分优选为0.01~50质量%。下限更优选为0.05质量%以上,进一步优选为0.1质量%以上。上限更优选为10质量%以下,进一步优选为5质量%以下。

作为相对于聚合物前体100质量份的特定的热产碱剂的含量,优选为0.015质量份以上,更优选为0.075质量份以上,进一步优选为0.15质量份以上。作为上限,例如优选为15.0质量份以下,更优选为7.5质量份以下,进一步优选为1.5质量份以下。

通过将特定的热产碱剂的含量设为上述下限值以上,从在感光性树脂组合物中确保良好的保存稳定性,且能够优选地实现固化膜的机械特性的观点考虑优选。

通过设为上述上限值以下,从能够确保金属(例如,用于布线等的铜)的耐腐蚀的观点考虑优选。

特定的热产碱剂能够使用一种或两种以上。当使用两种以上时,优选为总量在上述范围。

本发明的感光性树脂组合物可以包含除了特定的热产碱剂以外的其他热产碱剂,也可以不包含。包含其他热产碱剂时,可例示WO2015/199219号公报及WO2015/199220号公报中记载的物质,这些内容编入本说明书中。并且,本发明中,也能够设为实质上不包含除了特定的热产碱剂以外的其他热产碱剂的构成。实质上不包含表示本发明的感光性树脂组合物中包含的特定的热产碱剂的含量在5质量%以下,优选为3质量%以下,更优选为1质量%。

并且,可以与特定的热产碱剂一同包含光产碱剂,也可以不包含。

感光性树脂组合物

本发明的感光性树脂组合物(以下,有时简单称为“本发明的组合物”或“本发明的树脂组合物”)包含含杂环聚合物的前体和上述特定的热产碱剂。进而,本发明的感光性树脂组合物优选为含有光自由基聚合引发剂及自由基聚合性化合物。以下,对除了特定的热产碱剂以外的含有成分进行详细说明。

<聚合物前体>

作为上述含杂环聚合物的前体,可例示选自由聚酰亚胺前体及聚苯并噁唑前体组成的组中的至少1种聚合物前体,更优选为聚酰亚胺前体。

<<聚酰亚胺前体>>

作为聚酰亚胺前体,优选为包含由下述式(1)表示的结构单元。通过设为这种结构,可得到膜强度更优异的组合物。

[化学式10]

A

A

<<

R

R

具体而言,优选为二胺包含碳原子数2~20的直链脂肪族基、碳原子数3~20的支链或环状脂肪族基、碳原子数6~20的芳香族基或包含这些组合的基团,更优选为包含碳原子数6~20的芳香族基的二胺。作为芳香族基的例,可举出下述芳香族基。

[化学式11]

式中,A优选为单键或选自可以经氟原子取代的碳原子数1~10的脂肪族烃基、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)

作为二胺,具体而言可举出选自1,2-二氨基乙烷、1,2-二氨基丙烷、1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷及1,6-二氨基己烷;1,2-二氨基环戊烷或1,3-二氨基环戊烷、1,2-二氨基环己烷、1,3-二氨基环己烷或1,4-二氨基环己烷、1,2-双(氨基甲基)环己烷、1,3-双(氨基甲基)环己烷或1,4-双(氨基甲基)环己烷、双-(4-氨基环己基)甲烷、双-(3-氨基环己基)甲烷、4,4’-二氨-3,3’-二甲基环己基甲烷及异佛尔酮二胺;间苯二胺及对苯二胺、二氨基甲苯、4,4’-二氨基联苯及3,3’-二氨基联苯、4,4’-二氨基二苯醚、3,3-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯基甲烷及3,3’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基砜及3,3’-二氨基二苯基砜、4,4’-二氨基二苯硫醚及3,3’-二氨基二苯硫醚、4,4’-二氨基二苯甲酮及3,3’-二氨基二苯甲酮、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯(4,4’-二氨-2,2’-二甲联苯)、3,3’-二甲氧基-4,4’-二氨基联苯、2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-羟基-4-氨基苯基)丙烷、2,2-双(3-羟基-4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、双(3-氨基-4-羟基苯基)砜、双(4-氨基-3-羟基苯基)砜、4,4’-二氨基对联三苯、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(2-氨基苯氧基)苯基]砜、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、9,10-双(4-氨基苯基)蒽、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯基砜、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯基)苯、3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基八氟联苯、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、9,9-双(4-氨基苯基)-10-氢蒽、3,3’,4,4’-四氨基联苯、3,3’,4,4’-四氨基二苯醚、1,4-二氨基蒽醌、1,5-二氨基蒽醌、3,3-二羟基-4,4’-二氨基联苯、9,9’-双(4-氨基苯基)芴、4,4’-二甲基-3,3’-二氨基二苯基砜、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、2-(3’,5’-二氨基苯甲酰氧基)甲基丙烯酸乙酯)、2,4-二氨基异丙苯及2,5-二氨基异丙苯、2,5-二甲基-对苯二胺、乙酰胍胺、2,3,5,6-四甲基-对苯二胺、2,4,6-三甲基-间苯二胺、双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷、2,7-二氨基芴、2,5-二氨基吡啶、1,2-双(4-氨基苯基)乙烷、二氨基苯甲酰苯胺、二氨基苯甲酸的酯、1,5-二氨基萘、二氨基三氟甲苯、1,3-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、1,4-双(4-氨基苯基)八氟丁烷、1,5-双(4-氨基苯基)十氟戊烷、1,7-双(4-氨基苯基)十四氟庚烷、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双[4-(2-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)-3,5-二甲基苯基]六氟丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)-3,5-双(三氟甲基)苯基]六氟丙烷、对双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、4,4’-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)联苯、4,4’-双(4-氨基-3-三氟甲基苯氧基)联苯、4,4’-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)二苯基砜、4,4’-双(3-氨基-5-三氟甲基苯氧基)二苯基砜、2,2-双[4-(4-氨基-3-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二氨基联苯、4,4’-二氨-2,2’-双(三氟甲基)联苯、2,2’,5,5’,6,6’-六氟联甲苯胺及4,4’-二氨基四联苯中的至少一种二胺。

并且,也优选为以下所示的二胺(DA-1)~(DA-18)。

[化学式12]

并且,作为优选的例,也可举出在主链具有至少两个以上的亚烷基二醇单元的二胺。优选为在一分子中合计包含两个以上的乙二醇链、丙二醇链中的任一个或两者的二胺,更优选为不包含芳香环的二胺。作为具体例,可举出JEFFAMINE(注册商标)KH-511、JEFFAMINE(注册商标)ED-600、JEFFAMINE(注册商标)ED-900、JEFFAMINE(注册商标)ED-2003、JEFFAMINE(注册商标)EDR-148、JEFFAMINE(注册商标)EDR-176、D-200、D-400、D-2000、D-4000(以上为产品名,HUNTSMAN公司制)、1-(2-(2-(2-氨基丙氧基)乙氧基)丙氧基)丙烷-2-胺、1-(1-(1-(2-氨基丙氧基)丙烷-2-基)氧基)丙烷-2-胺等,但并不限定于这些。

以下示出JEFFAMINE(注册商标)KH-511、JEFFAMINE(注册商标)ED-600、JEFFAMINE(注册商标)ED-900、JEFFAMINE(注册商标)ED-2003、JEFFAMINE(注册商标)EDR-148、JEFFAMINE(注册商标)EDR-176的结构。

[化学式13]

上述中,x、y、z为平均值。

从所得到的固化膜的柔软性的观点考虑,优选为R

从i射线透射率的观点考虑,R

[化学式14]

R

作为R

[化学式15]

R

作为赋予式(51)或(61)的结构的二胺化合物,可举出二甲基-4,4’-二氨基联苯、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯、2,2’-双(氟)-4,4’-二氨基联苯、4,4’-二氨基八氟联苯等。可以使用这些中的一种,也可以组合使用两种以上

<<

式(1)中的R

[化学式16]

R

关于由式(1)中的R

[化学式17]

R

作为四羧酸二酐的具体例,可例示选自均苯四甲酸、均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯硫醚四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基甲烷四羧酸二酐、2,2’,3,3’-二苯基甲烷四羧酸二酐、2,3,3’,4’-联苯四羧酸二酐、2,3,3’,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、4,4’-氧代二邻苯二甲酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、1,4,5,7-萘四羧酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、1,3-二苯基六氟丙烷-3,3,4,4-四羧酸二酐、1,4,5,6-萘四羧酸二酐、2,2’,3,3’-二苯基四羧酸二酐、3,4,9,10-苝四羧酸二酐、1,2,4,5-萘四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、1,8,9,10-菲四羧酸二酐、1,1-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2,3,4-苯四羧酸二酐及这些的碳原子数1~6的烷基衍生物及碳原子数1~6的烷氧基衍生物中的至少一种。

并且,作为优选例还可举出下述中所示出的四羧酸二酐(DAA-1)~(DAA-5)。

[化学式18]

<<

式(1)中,R

作为具有烯属不饱和键的基团,可举出乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯酰基、由下述式(III)表示的基团等。

[化学式19]

式(III)中,R

式(III)中,R

优选的R

尤其优选为R

作为本发明中的聚酰亚胺前体的优选的实施方式,作为R

作为由R

从对水性显影液的溶解性的观点考虑,R

从对有机溶剂的溶解度的观点考虑,R

烷基的碳原子数优选为1~30(当为环状时为3以上)。烷基可以为直链、支链、环状中的任一个。作为直链或支链烷基,例如,可举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基,十八烷基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、1-乙基戊基及2-乙基己基。环状烷基可以为单环环状烷基,也可以为多环环状烷基。作为单环环状的烷基,例如,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基及环辛基。作为多环环状的烷基,例如,可举出金刚烷基、降冰片基、莰基、莰烯基(camphenyl)、十氢萘基、三环癸烷基、四环癸烷基、莰二酰基、二环己基及蒎烯基(pinenyl)。并且,作为被芳香族基取代的烷基,优选为被以下所述的芳香族基取代的直链烷基。

作为芳香族基,具体而言为经取代或末经取代的芳香族烃基(作为构成基团的环状结构,可举出苯环、萘环、联苯环、芴环、戊搭烯环、茚环、薁环、庚搭烯环、茚烯环、苝环、稠五苯环、苊烯环、菲环、蒽环、稠四苯环、

并且,聚酰亚胺前体中,也优选为在结构单元中具有氟原子。聚酰亚胺前体中的氟原子含量优选为10质量%以上,并且更优选为20质量%以下。上限并无特别限制,实际为50质量%以下。

并且,以提高与基板的密合性为目的,可以使具有硅氧烷结构的脂肪族基与由式(1)表示的结构单元共聚合。具体而言,作为二胺成分,可举出双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷、双(对氨基苯基)八甲基五硅氧烷等。

由式(1)表示的结构单元优选为由式(1-A)或(1-B)表示的结构单元。

[化学式20]

A

A

R

在式(1-A)中,式中羰基在苯环的键合位置优选为4,5,3’,4’。在式(1-B)中,优选为1、2、4、5。

聚酰亚胺前体中,由式(1)表示的结构单元可以为一种,也可以为两种以上。并且,可以包含由式(1)表示的结构单元的结构异构体。并且,除了上述的式(1)的结构单元以外,聚酰亚胺前体还可以包含其他种类的结构单元。

作为本发明中的聚酰亚胺前体的一实施方式,可例示总结构单元的50摩尔%以上,进而为70摩尔%以上,尤其90摩尔%以上是由式(1)表示的结构单元的聚酰亚胺前体。作为上限,实际为100摩尔%以下。

聚酰亚胺前体的重均分子量(Mw)优选为2000~500000,更优选为5000~100000,进一步优选为10000~50000。并且,数均分子量(Mn)优选为800~250000,更优选为2000~50000,进一步优选为4000~25000。

聚酰亚胺前体的分子量的分散度优选为1.5~3.5,更优选为2~3。

聚酰亚胺前体可通过使二羧酸或二羧酸衍生物与二胺反应而得到。优选为使用卤化剂对二羧酸或二羧酸衍生物进行卤化之后,使其与二胺反应而得到。

聚酰亚胺前体的制造方法中,进行反应时,优选为使用有机溶剂。有机溶剂可以为一种,也可以为两种以上。

作为有机溶剂,能够根据原料适当设定,可例示吡啶、二乙二醇二甲醚(二甘二甲醚)、N-甲基吡咯烷酮及N-乙基吡咯烷酮。

制造聚酰亚胺前体时,优选为包括析出固体的工序。具体而言,使反应液中的聚酰亚胺前体沉淀于水中,使四氢呋喃等聚酰亚胺前体溶解于可溶性溶剂,由此能够进行固体析出。

<<聚苯并噁唑前体>>

聚苯并噁唑前体优选为包含由下述式(2)表示的结构单元。

[化学式21]

R

R

式(2)中,R

R

除了上述的式(2)的结构单元以外,聚苯并噁唑前体还可以包含其他种类的结构单元。

从能够抑制伴随闭环的固化膜的翘曲的产生的方面考虑,前体优选为包含由下述式(SL)表示的二胺残基来作为其他种类的结构单元。

[化学式22]

Z具有a结构和b结构,R

式(SL)中,作为优选的Z,可举出b结构中的R

当前体作为其他种类的结构单元包含由式(SL)表示的二胺残基时,从可提高碱溶性的方面考虑,优选为还包含从四羧酸二酐去除酸二酐之后残存的四羧酸残基来作为结构单元。作为这些四羧酸残基的例,可举出式(1)中的R

聚苯并噁唑前体的重均分子量(Mw)优选为2000~500000,更优选为5000~100000,进一步优选为10000~50000。并且,数均分子量(Mn)优选为800~250000,更优选为2000~50000,进一步优选为4000~25000。

聚苯并噁唑前体的分子量的分散度优选为1.5~3.5,更优选为2~3。

本发明的感光性树脂组合物中的聚合物前体的含量相对于组合物的总固体成分优选为20质量%以上,更优选为30质量%以上,进一步优选为40质量%以上,进一步优选为50质量%以上,进一步优选为60质量%以上,进一步优选为70质量%以上。并且,本发明的感光性树脂组合物中的聚合物前体的含量相对于组合物的总固体成分优选为99.5质量%以下,更优选为99质量%以下,进一步优选为98质量%以下,进一步优选为95质量%以下,进一步优选为95质量%以下。

本发明的感光性树脂组合物可以仅包含一种聚合物前体,也可以包含两种以上。当包含两种以上时,优选为合计量成为上述范围。

除了上述以外,本发明的感光性树脂组合物也可以包含其他成分。具体而言,可例示光聚合引发剂、光固化促进剂、热自由基聚合引发剂、热产酸剂等。

<光聚合引发剂>

能够用于感光剂的光聚合引发剂优选为光自由基聚合引发剂。作为光自由基聚合引发剂,并无特别限制,能够从公知的光自由基聚合引发剂中适当选择。例如,优选为对从紫外线区域至可见区域的光线具有感光性的光自由基聚合引发剂。并且,也可以为与光激发的敏化剂产生一些作用,并生成活性自由基的活性剂。

光自由基聚合引发剂优选为至少含有一种在约300~800nm(优选为330~500nm)的范围内至少具有约50摩尔吸光系数的化合物。化合物的摩尔吸光系数能够使用公知的方法进行测定。例如,优选为通过紫外可见分光亮度计(Varian公司制Cary-5spectrophotometer),并使用乙酸乙酯溶剂而在0.01g/L的浓度下进行测定。

作为光自由基聚合引发剂,能够任意使用公知的化合物。例如,可举出卤化烃衍生物(例如具有三嗪骨架的化合物、具有噁二唑骨架的化合物、具有三卤甲基的化合物等)、酰基氧化膦等酰基膦化合物、六芳基双咪唑、肟衍生物等肟化合物、有机过氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓碱、酮肟醚、氨基苯乙酮化合物、羟基苯乙酮、偶氮系化合物、迭氮化合物、茂金属化合物、有机硼化合物、铁芳烃络合物等。关于这些的详细内容,能够参考日本特开2016-027357号公报的0165~0182、国际公开WO2015/199219号的0138至0151段的记载,该内容编入本说明书中。

作为酮化合物,例如,可例示日本特开2015-087611号公报的0087段中所记载的化合物,并将该内容编入本说明书中。市售品中,还可优选地使用KAYACURE DETX(NipponKayaku Co.,Ltd.制)。

作为光自由基聚合引发剂,还能够优选地使用羟基苯乙酮化合物、胺基苯乙酮化合物及酰基膦化合物。更具体而言,例如,还能够使用日本特开平10-291969号公报中所记载的氨基苯乙酮系引发剂、日本专利第4225898号中所记载的酰基氧化膦系引发剂。

作为羟基苯乙酮系引发剂,能够使用IRGACURE 184(IRGACURE为注册商标)、DAROCUR 1173、IRGACURE 500、IRGACURE-2959、IRGACURE 127(产品名:均为BASF公司制)。

作为氨基苯乙酮系引发剂,能够使用作为市售品的IRGACURE 907、IRGACURE 369及IRGACURE 379(商品名:均为BASF公司制)。

作为氨基苯乙酮系引发剂,还能够使用极大吸收波长与365nm或405nm等波长光源匹配的日本特开2009-191179号公报中所记载的化合物。

作为酰基膦氧化物系引发剂,可举出2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦等。并且,能够使用作为市售品的IRGACURE-819或IRGACURE-TPO(商品名:均为BASF公司制)。

作为茂金属化合物,例示IRGACURE-784(BASF公司制)等。

作为光自由基聚合引发剂,更优选为举出肟化合物。通过使用肟化合物,能够进一步有效地提高曝光宽容度。肟化合物中,曝光宽容度(曝光余量)较广,且还作为光固化促进剂而发挥功能,因此尤其优选。

作为肟化合物的具体例,能够使用日本特开2001-233842号公报中所记载的化合物、日本特开2000-080068号公报中所记载的化合物、日本特开2006-342166号公报中所记载的化合物。

作为优选的肟化合物,例如可举出下述结构的化合物、3-苯甲酰氧基亚氨基丁烷-2-酮、3-乙酰氧基亚氨基丁烷-2-酮、3-丙酰氧基亚氨基丁烷-2-酮、2-乙酰氧基亚氨基戊烷-3-酮、2-乙酰氧基亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮、2-苯甲酰氧基亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮、3-(4-甲苯磺酰氧基)亚氨基丁烷-2-酮以及2-乙氧基羰氧基亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮等。本发明的感光性树脂组合物中,尤其优选作为光自由基聚合引发剂而使用肟化合物(肟系光聚合引发剂)。肟系光聚合引发剂在分子内具有>C=N-O-C(=O)-的连接基。

[化学式23]

市售品中,还可优选地使用IRGACURE OXE 01、IRGACURE OXE 02、IRGACURE OXE03、IRGACURE OXE 04(以上为BASF公司制)、ADEKA OPTOMERN-1919(ADEKA CORPORATION制、日本特开2012-014052号公报中所记载的光自由基聚合引发剂2)。并且,能够使用TR-PBG-304(常州强力电子新材料有限公司制)、ADEKAARKLS NCI-831及ADEKAARKLS NCI-930(ADEKA CORPORATION制)。并且,能够使用DFI-091(DAITO CHEMIX Co.,Ltd.制)。

进而,还能够使用具有氟原子的肟化合物。作为这些肟化合物的具体例,可举出日本特开2010-262028号公报中所记载的化合物、日本特表2014-500852号公报的0345段中所记载的化合物24、36~40、日本特开2013-164471号公报的0101段中所记载的化合物(C-3)等。

作为最优选的肟化合物,可举出日本特开2007-269779号公报中所示出的具有特定取代基的肟化合物或日本特开2009-191061号公报中所示出的具有硫芳基的肟化合物等。

从曝光灵敏度的观点考虑,光自由基聚合引发剂是选自由三卤甲基三嗪化合物、苄基二甲基缩酮化合物、α-羟基酮化合物、α-氨基酮化合物、酰基膦化合物、氧化膦化合物、茂金属化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚体、鎓碱化合物、苯并噻唑化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物及其衍生物、环戊二烯基-苯-铁络合物及其碱、卤甲基噁二唑化合物、3-芳基取代香豆素化合物组成的组中的化合物。

更优选的光自由基聚合引发剂是三卤甲基三嗪化合物、α-氨基酮化合物、酰基膦化合物、氧化膦化合物、茂金属化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚体、鎓碱化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物,进一步优选为选自由三卤甲基三嗪化合物、α-氨基酮化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚体、二苯甲酮化合物组成的组中的至少一种化合物,更进一步优选为使用茂金属化合物或肟化合物,更进一步优选为肟化合物。

并且,光自由基聚合引发剂还能够使用二苯甲酮、N,N’-四甲基-4,4’-二氨基二苯甲酮(米蚩酮(Michler’s ketone))等N,N’-四烷基-4,4’-二胺基二苯甲酮,2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮-1,2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-丙酮-1等芳香族酮、烷基蒽醌等与芳香环进行稠合而成的醌类、安息香烷基醚等安息香醚化合物、安息香、烷基安息香等安息香化合物、苄基二甲基缩酮等苄基衍生物等。并且,还能够使用由下述式(I)表示的化合物。

[化学式24]

式(I)中,R

[化学式25]

式中,R

并且,光自由基聚合引发剂还能够使用国际公开WO2015/125469号的0048至0055段中所记载的化合物。

当包含光聚合引发剂时,其含量相对于本发明的感光性树脂组合物的总固体成分优选为0.1~30质量%,更优选为0.1~20质量%,进一步优选为0.5~15质量%,更进一步优选为1.0~10质量%。光聚合引发剂可以仅含有一种,也可以含有两种以上。当含有两种以上的光聚合引发剂时,其合计优选为上述范围。

<热聚合引发剂>

作为感光剂,可以使用热聚合引发剂,尤其可以使用热自由基聚合引发剂。热自由基聚合引发剂是通过热的能量而产生自由基,并开始或促进具有聚合性的化合物的聚合反应的化合物。通过添加热自由基聚合引发剂,能够进行聚合物前体的环化,并且进行聚合物前体的聚合反应,因此能够实现更高度的耐热化。

作为热自由基聚合引发剂,具体而言,可举出日本特开2008-063554号公报的0074~0118段中所记载的化合物。

当含有热自由基聚合引发剂时,其含量相对于本发明的感光性树脂组合物的总固体成分优选为0.1~30质量%,更优选为0.1~20质量%,进一步优选为5~15质量%。热自由基聚合引发剂可以仅含有一种,也可以含有两种以上。当含有两种以上的热自由基聚合引发剂时,优选为其合计在上述范围。

<聚合性化合物>

<<自由基聚合性化合物>>

本发明的感光性树脂组合物优选为包含聚合性化合物。作为聚合性化合物,能够使用自由基聚合性化合物。自由基聚合性化合物是具有自由基聚合性基团的化合物。作为自由基聚合性基团,可举出乙烯基、烯丙基、乙烯基苯基、(甲基)丙烯酰基等具有烯属不饱和键的基团。自由基聚合性基团优选为(甲基)丙烯酰基。

自由基聚合性化合物所具有的自由基聚合性基团的数量可以为1个,也可以为2个以上,自由基聚合性化合物优选为具有2个以上的自由基聚合性基团,更优选为具有3个以上。上限优选为15个以下,更优选为10个以下,进一步优选为8个以下。

自由基聚合性化合物的分子量优选为2000以下,更优选为1500以下,进一步优选为900以下。自由基聚合性化合物的分子量的下限优选为100以上。

从显影性的观点考虑,本发明的感光性树脂组合物优选为包含至少一种含有2个以上的聚合性基团的2官能以上的自由基聚合性化合物,更优选为包含至少一种3官能以上的自由基聚合性化合物。并且,也可以为2官能自由基聚合性化合物与3官能以上的自由基聚合性化合物的混合物。此外,自由基聚合性化合物的官能团数表示1分子中的自由基聚合性基团的数量。

作为自由基聚合性化合物的具体例,可举出不饱和羧酸(例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸等)或其酯类、酰胺类,优选为不饱和羧酸与多元醇化合物的酯及不饱和羧酸与多元胺化合物的酰胺类。并且,还可优选地使用羟基、氨基、氢硫基等具有亲核性取代基的不饱和羧酸酯或酰胺类与单官能或多官能异氰酸酯类或环氧类的加成反应物、与单官能或多官能的羧酸的脱水缩合反应物等。并且,也优选为具有异氰酸酯基或环氧基等亲电子性取代基的不饱和羧酸酯或酰胺类与单官能或多官能醇类、胺类、硫醇类的加成反应物及卤素基或甲苯磺酰氧基等具有脱离性取代基的不饱和羧酸酯或酰胺类与单官能或多官能醇类、胺类、硫醇类的取代反应物。并且,作为另一例,替代上述不饱和羧酸,能够使用被不饱和膦酸、苯乙烯等乙烯基苯衍生物、乙烯醚、烯丙醚等取代的化合物组。作为具体例,能够参考日本特开2016-027357号公报的0113~0122段的记载,这些内容编入本说明书中。

并且,自由基聚合性化合物也优选在常压下具有100℃以上的沸点的化合物。作为其例,可举出聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己二醇(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(丙烯酰氧基丙基)醚、三(丙烯酰氧基乙基)异三聚氰酸酯、甘油或三羟甲基乙烷等在多官能醇中加成环氧乙烷或环氧丙烷之后进行(甲基)丙烯酸酯化的化合物、日本特公昭48-041708号公报、日本特公昭50-006034号公报、日本特开昭51-037193号各公报中所记载的(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯类、日本特开昭48-064183号公报、日本特公昭49-043191号公报、日本特公昭52-030490号公报中所记载的聚酯丙烯酸酯类,作为环氧树脂与(甲基)丙烯酸的反应产物的环氧丙烯酸酯类等多官能的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、以及这些的混合物。此外,日本特开2008-292970号公报的0254~0257段中所记载的化合物也适宜。并且,还能够举出使多官能羧酸与(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等具有环状醚基及烯属不饱和键的化合物进行反应而获得的多官能(甲基)丙烯酸酯等。

并且,作为除了上述以外的优选的自由基聚合性化合物,还能够使用日本特开2010-160418号公报、日本特开2010-129825号公报、日本专利第4364216号公报等中所记载的具有芴环,且具有2个以上的含有烯属不饱和键的基团的化合物或卡多(cardo)树脂。

进而,作为其他例,还能够举出日本特公昭46-043946号公报、日本特公平1-040337号公报、日本特公平1-040336号公报中所记载的特定的不饱和化合物、日本特开平2-025493号公报中所记载的乙烯基膦酸系化合物等。并且,还能够使用日本特开昭61-022048号公报中所记载的包含全氟烷基的化合物。进而,还能够使用“Journal of theAdhesion Society of Japan”vol.20、No.7、300页~308页(1984年)中作为光固化性单体及低聚物所介绍的物质。

除了上述以外,也能够优选地使用日本特开2015-034964号公报的0048至0051段中所记载的化合物、国际公开WO2015/199219号的0087~0131段中所记载的化合物,这些内容编入本说明书中。

并且,在日本特开平10-062986号公报中作为式(1)及式(2)且与其具体例一同记载的如下化合物还能用作自由基聚合性化合物,该化合物是在多官能醇中加成环氧乙烷或环氧丙烷后进行(甲基)丙烯酸酯化而成的化合物。

进而,还能够使用日本特开2015-187211号公报的0104~0131段中所记载的化合物来用作其他自由基聚合性化合物,这些内容编入本说明书中。

作为自由基聚合性化合物,优选为二季戊四醇三丙烯酸酯(作为市售品为KAYARADD-330;Nippon Kayaku Co.,Ltd.制)、二季戊四醇四丙烯酸酯(作为市售品为KAYARAD D-320;Nippon Kayaku Co.,Ltd.制、A-TMMT:Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(作为市售品为KAYARAD D-310;Nippon Kayaku Co.,Ltd.制)、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(作为市售品为KAYARAD DPHA;Nippon Kayaku Co.,Ltd.制、A-DPH;Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)及这些的(甲基)丙烯酰基经由乙二醇残基或丙二醇残基键合的结构。也能够使用这些的低聚物类型。

作为自由基聚合性化合物的市售品,例如可举出Sartomer Company,Inc制的作为具有4个亚乙氧基链的4官能丙烯酸酯的SR-494、作为具有4个乙烯氧基链的2官能丙烯酸甲酯的Sartomer Company,Inc制SR-209、231、239、Nippon Kayaku Co.,Ltd.制的作为具有6个亚戊氧基链的6官能丙烯酸酯的DPCA-60、作为具有3个异亚丁氧基链的3官能丙烯酸酯的TPA-330、氨基甲酸酯低聚物UAS-10、胺基甲酸酯低聚物UAB-140(NIPPON PAPERINDUSTRIES CO.,LTD.制)、NK ESTER M-40G、NK ESTER 4G、NK ESTER M-9300、NK ESTER A-9300、UA-7200(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd制)、DPHA-40H(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(Kyoeisha chemical Co.,Ltd.制)、BLEMMER PME400(NOF CORPORATION.制)等。

作为自由基聚合性化合物,也优选为如日本特公昭48-041708号公报、日本特开昭51-037193号公报、日本特公平2-032293号公报、日本特公平2-016765号公报中所记载的那样的氨基甲酸酯丙烯酸酯类、日本特公昭58-049860号公报、日本特公昭56-017654号公报、日本特公昭62-039417号公报、日本特公昭62-039418号公报中所记载的具有环氧乙烷系骨架的氨基甲酸酯化合物类。进而,作为自由基聚合性化合物,还能够使用日本特开昭63-277653号公报、日本特开昭63-260909号公报、日本特开平1-105238号公报中所记载的在分子内具有氨基结构或硫化物结构的化合物。

自由基聚合性化合物可以为具有羧基、磷酸基等酸基的自由基聚合性化合物。具有酸基的自由基聚合性化合物中,优选为脂肪族多羟基化合物与不饱和羧酸的酯,更优选为使脂肪族多羟基化合物的未反应的羟基与非芳香族羧酸酐反应而具有酸基的自由基聚合性化合物。尤其优选为使脂肪族多羟基化合物的未反应的羟基与非芳香族羧酸酐反应而具有酸基的自由基聚合性化合物中,脂肪族多羟基化合物是季戊四醇和/或二季戊四醇的化合物。作为市售品,例如,作为TOAGOSEI CO.,Ltd.制多元酸改性丙烯酸类低聚物,可举出M-510、M-520等。

具有酸基的自由基聚合性化合物的优选的酸值为0.1~40mgKOH/g,尤其优选为5~30mgKOH/g。自由基聚合性化合物的酸值只要在上述范围内,则制造或操作性优异,进而显影性优异。并且,聚合性良好。

从抑制伴随固化膜的弹性率控制的翘曲的观点考虑,本发明的感光性树脂组合物能够优选地使用单官能自由基聚合性化合物来作为自由基聚合性化合物。作为单官能自由基聚合性化合物,可优选地使用正丁基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、丁氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、卡必醇(甲基)丙烯酸酯、环己基(甲基)丙烯酸酯、苄基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸衍生物、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺等N-乙烯基化合物类、烯丙基缩水甘油醚、邻苯二甲酸二烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯等烯丙基化合物类等。作为单官能自由基聚合性化合物,为了抑制曝光前的挥发,也优选为在常压下具有100℃以上的沸点的化合物。

<<除了上述的自由基聚合性化合物以外的聚合性化合物>>

本发明的感光性树脂组合物还能够含有上述的自由基聚合性化合物以外的聚合性化合物。作为除了上述的自由基聚合性化合物以外的聚合性化合物,可举出具有羟甲基、烷氧甲基或酰氧甲基的化合物;环氧化合物;氧杂环丁烷化合物;苯并噁嗪化合物。

<<<具有羟甲基、烷氧甲基或酰氧甲基的化合物>>>

作为具有羟甲基、烷氧甲基或酰氧甲基的化合物,优选为由下述式(AM1)、(AM4)或(AM5)表示的化合物。

[化学式26]

(式中,t表示1~20的整数,R

[化学式27]

(式中,R

[化学式28]

(式中,u表示3~8的整数,R

作为由式(AM4)表示的化合物的具体例,可举出46DMOC、46DMOEP(以上为商品名,ASAHI YUKIZAI CORPORATION制)、DML-MBPC、DML-MBOC、DML-OCHP、DML-PCHP、DML-PC、DML-PTBP、DML-34X、DML-EP、DML-POP、dimethylolBisOC-P、DML-PFP、DML-PSBP、DML-MTrisPC(以上为商品名,Honshu Chemical Industry Co.,Ltd.制)、NIKALAC MX-290(以上为商品名,Sanwa Chemical Co.,Ltd.制)、2,6-dimethoxymethyl-4-t-buthylphenol(2,6-二甲氧基甲基-4-叔丁基苯酚)、2,6-dimethoxymethyl-p-cresol(2,6-二甲氧基甲基-对甲酚)、2,6-diacethoxymethyl-p-cresol(2,6-二乙酰氧基甲基-对甲酚)等。

并且,作为由式(AM5)表示的化合物的具体例,可举出TriML-P、TriML-35XL、TML-HQ、TML-BP、TML-pp-BPF、TML-BPA、TMOM-BP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP、HMOM-TPPHBA、HMOM-TPHAP(以上为商品名,Honshu Chemical Industry Co.,Ltd.制)、TM-BIP-A(商品名,ASAHIYUKIZAI CORPORATION制)、NIKALAC MX-280、NIKALAC MX-270、NIKALAC MW-100LM(以上为商品名,Sanwa Chemical Co.,Ltd.制)。

<<<环氧化合物(具有环氧基的化合物)>>>

作为环氧化合物,优选为在一分子中具有两个以上的环氧基的化合物。环氧基在200℃以下进行交联反应,并且由于不会引起源自交联的脱水反应而很难引起膜收缩。因此,通过含有环氧化合物,可有效地抑制组合物的低温固化及翘曲。

环氧化合物优选为含有聚环氧乙烷基。由此,弹性率进一步降低,并且能够抑制翘曲。聚环氧乙烷基表示环氧乙烷的结构单元数为2以上,结构单元数优选为2~15。

作为环氧化合物的例,能够举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、丙二醇二缩水甘油醚等亚烷基二醇型环氧树脂;聚丙二醇二缩水甘油醚等聚亚烷基二醇型环氧树脂;聚甲基(缩水甘油氧基丙基)硅氧烷等含环氧基硅酮等,但并不限定于这些。具体而言,可举出EPICLON(注册商标)850-S、EPICLON(注册商标)HP-4032、EPICLON(注册商标)HP-7200、EPICLON(注册商标)HP-820、EPICLON(注册商标)HP-4700、EPICLON(注册商标)EXA-4710、EPICLON(注册商标)HP-4770、EPICLON(注册商标)EXA-859CRP、EPICLON(注册商标)EXA-1514、EPICLON(注册商标)EXA-4880、EPICLON(注册商标)EXA-4850-150、EPICLON EXA-4850-1000、EPICLON(注册商标)EXA-4816、EPICLON(注册商标)EXA-4822(以上为商品名,DIC Corporation制)、RIKARESIN(注册商标)BEO-60E(商品名,New Japan Chemical Co.,Ltd.制)、EP-4003S、EP-4000S(以上为商品名,ADEKA CORPORATION制)等。这些中,从抑制翘曲及耐热性优异的方面考虑,优选为含有聚环氧乙烷基的环氧树脂。例如,EPICLON(注册商标)EXA-4880、EPICLON(注册商标)EXA-4822、RIKARESIN(注册商标)BEO-60E含有聚环氧乙烷基,因此优选。

<<<氧杂环丁烷化合物(具有氧杂环丁基的化合物)>>>

作为氧杂环丁烷化合物,可举出在一分子中具有两个以上的氧杂环丁烷环的化合物、3-乙基-3-羟甲氧杂环丁烷、1,4-双{[(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基]甲基}苯、3-乙基-3-(2-乙基己基甲基)氧杂环丁烷、1,4-苯二羧酸-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲基]酯等。作为具体的例,能够优选地使用TOAGOSEI CO.,LTD.制ARON OXETANE系列(例如,OXT-121、OXT-221、OXT-191、OXT-223),这些可以单独使用,或者可以混合两种以上。

<<<苯并噁嗪化合物(具有苯并噁唑基的化合物)>>>

苯并噁嗪化合物因源自开环加成反应的交联反应而在固化时不产生脱气,进而减少热收缩而抑制产生翘曲,因此优选。

作为苯并噁嗪化合物的优选的例,可举出B-a型苯并噁嗪、B-m型苯并噁嗪(以上为商品名,Shikoku Chemicals Corporation制)、聚羟基苯乙烯树脂的苯并噁嗪加成物、酚醛清漆型二氢苯并噁嗪化合物。这些可以单独使用,或者可以混合两种以上。

当含有聚合性化合物时,其含量相对于本发明的感光性树脂组合物的总固体成分优选为超过0质量%且60质量%以下。下限更优选为5质量%以上。上限更优选为50质量%以下,进一步优选为30质量%以下。

其他聚合性化合物可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。当同时使用两种以上时,优选为其合计量成为上述范围。

<溶剂>

本发明的感光性树脂组合物优选为含有溶剂。溶剂能够任意使用公知的溶剂。溶剂优选为有机溶剂。作为有机溶剂,可举出酯类、醚类、酮类、芳香族烃类、亚砜类、酰胺类等化合物。

作为酯类,例如作为优选酯类,可举出乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸戊酯、乙酸异戊酯、丙酸丁酯、丁酸异丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、γ-丁内酯、ε-己内酯、δ-戊内酯、烷氧基乙酸烷基酯(例如,烷氧基乙酸甲酯、烷氧基乙酸乙酯、烷氧基乙酸丁酯(例如,甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯等))、3-烷氧基丙酸烷基酯类(例如,3-烷氧基丙酸甲酯、3-烷氧基丙酸乙酯等(例如,3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯等))、2-烷氧基丙酸烷基酯类(例如,2-烷氧基丙酸甲酯、2-烷氧基丙酸乙酯、2-烷氧基丙酸丙酯等(例如,2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯))、2-烷氧基-2-甲基丙酸甲酯及2-烷氧基-2-甲基丙酸乙酯(例如,2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等)、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸甲酯、2-氧代丁酸乙酯等。

作为醚类,例如作为优选醚类,可举出二乙二醇二甲醚、四氢呋喃、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单丙醚乙酸酯等。

作为酮类,例如作为优选酮类,可举出甲基乙基酮、环己酮、环戊酮、2-庚酮、3-庚酮等。

作为芳香族烃类,例如作为优选芳香族烃类,可举出甲苯、二甲苯、苯甲醚、柠檬烯等。

作为亚砜类,例如作为优选亚砜类,可举出二甲基亚砜。

作为酰胺类,作为优选酰胺类,可举出N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺等。

关于溶剂,从涂布面状的改良等的观点考虑,也优选为混合两种以上的形态。

本发明中,优选为选自3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乳酸乙酯、二乙二醇二甲醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、环己酮、环戊酮、γ-丁内酯、二甲基亚砜、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙二醇甲醚及丙二醇甲醚乙酸酯中的一种溶剂或由两种以上构成的混合溶剂。尤其优选为同时使用二甲基亚砜和γ-丁内酯。

关于溶剂的含量,从涂布性的观点考虑,设为本发明的感光性树脂组合物的总固体成分浓度优选成为5~80质量%的量,更优选设为成为5~75质量%的量,进一步优选设为成为10~70质量%的量,更进一步优选设为成为40~70质量%。溶剂的含量根据所希望的厚度和涂布方法来进行调节即可。

溶剂可以仅含有一种,也可以含有两种以上。当含有两种以上溶剂时,优选为其合计为上述范围。

<迁移抑制剂>

本发明的感光性树脂组合物优选为还包含迁移抑制剂。

通过包含迁移抑制剂,能够有效地抑制源自金属层(金属布线)的金属离子转移到感光性树脂组合物层内。

作为迁移抑制剂,并无特别限制,可举出具有杂环(吡咯环、呋喃环、噻吩环、咪唑环、噁唑环、噻唑环、吡唑环、异噁唑环、异噻唑环、四唑环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、哌啶环、哌嗪环、吗啉环、2H-吡喃环及6H-吡喃环、三嗪环)的化合物、具有硫脲类及巯基的化合物、受阻酚系化合物、水杨酸衍生物系化合物、酰肼衍生物系化合物。尤其,能够优选地使用1,2,4-三唑、苯并三唑等三唑系化合物、1H-四唑、5-苯基四唑等四唑系化合物。

并且,也能够使用捕捉卤素离子等阴离子的离子捕捉剂。

作为其他迁移抑制剂,能够使用日本特开2013-015701号公报的0094段中所记载的防锈剂、日本特开2009-283711号公报的0073~0076段中所记载的化合物、日本特开2011-059656号公报的0052段中所记载的化合物、日本特开2012-194520号公报的0114、0116段及0118段中所记载的化合物、国际公开WO2015/199219号的0166段中所记载的化合物等。

作为迁移抑制剂的具体例,可举出下述化合物。

[化学式29]

当感光性树脂组合物具有迁移抑制剂时,迁移抑制剂的含量相对于感光性树脂组合物的总固体成分优选为0.01~5.0质量%,更优选为0.05~2.0质量%,进一步优选为0.1~1.0质量%。

迁移抑制剂可以为仅一种,也可以为两种以上。当迁移抑制剂是两种以上时,优选为其合计是上述范围。

<阻聚剂>

本发明的感光性树脂组合物优选为包含阻聚剂。

作为阻聚剂,例如可优选地使用对苯二酚、对甲氧基苯酚、二-叔丁基-对甲酚、邻苯三酚、对-叔丁基邻苯二酚、1,4-苯醌、二苯基-对苯醌、4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、N-亚硝基-N-苯基羟基胺铝碱、吩噻嗪、N-亚硝基二苯胺、N-苯基萘胺、亚乙基二胺四乙酸、1,2-环己二胺四乙酸、乙二醇醚二胺四乙酸、2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚、5-亚硝基-8-羟基喹啉、1-亚硝基-2-萘酚、2-亚硝基-1-萘酚、2-亚硝基-5-(N-乙基-N-磺基丙基胺)苯酚、N-亚硝基-N-(1-萘基)羟胺铵盐、双(4-羟基-3,5-叔丁基)苯基甲烷等。并且,也能够使用日本特开2015-127817号公报的0060段中所记载的阻聚剂及国际公开WO2015/125469号的0031~0046段中所记载的化合物。

并且,还能够使用下述化合物(Me为甲基)。

[化学式30]

当本发明的感光性树脂组合物具有阻聚剂时,阻聚剂的含量相对于本发明的感光性树脂组合物的总固体成分优选为0.01~5质量%,更优选为0.02~3质量%,进一步优选为0.05~2.5质量%。

阻聚剂可以为仅一种,也可以为两种以上。当阻聚剂为两种以上时,优选为其合计为上述范围。

<金属密合性改良剂>

本发明的感光性树脂组合物优选为包含用于提高与使用于电极或布线等的金属材料的密合性的金属密合性改良剂。作为金属密合性改良剂,可举出硅烷偶联剂等。

作为硅烷偶联剂的例,可举出国际公开WO2015/199219号的0167段中所记载的化合物、日本特开2014-191002号公报的0062~0073段中所记载的化合物、国际公开WO2011/080992A1号的0063~0071段中所记载的化合物、日本特开2014-191252号公报的0060~0061段中所记载的化合物、日本特开2014-041264号公报的0045~0052段中所记载的化合物、国际公开WO2014/097594号的0055段中所记载的化合物。并且,也优选为如日本特开2011-128358号公报的0050~0058段中所记载那样使用不同的两种以上的硅烷偶联剂。并且,也优选为硅烷偶联剂使用下述化合物。以下式中,Et表示乙基。

[化学式31]

并且,金属密合性改良剂还能够使用日本特开2014-186186号公报的0046~0049段中所记载的化合物、日本特开2013-072935号公报的0032~0043段中所记载的硫化物。

金属密合性改良剂的含量相对于聚合物前体100质量份优选为0.1~30质量份,更优选为0.5~15质量份的范围,进一步优选为0.5~5质量份的范围。通过设为上述下限值以上,固化工序后的固化膜与金属层的密合性变良好,通过设为上述上限值以下,固化工序后的固化膜的耐热性、机械特性变良好。金属密合性改良剂可以为仅一种,也可以为两种以上。当使用两种以上时,优选为其合计为上述范围。

<其他添加剂>

本发明的感光性树脂组合物在不损害本发明的效果的范围内,能够根据需要对各种添加物,例如,热产酸剂、增感色素、链转移剂、表面活性剂、高级脂肪酸衍生物、无机粒子、固化剂、固化催化剂、填充剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、凝聚抑制剂等进行配合。对这些添加剂进行配合时,优选为将其合计配合量设为组合物的固体成分的3质量%以下。

<<热产酸剂>>

本发明的感光性树脂组合物可以含有热产酸剂。特定热产碱剂具有保护基时,热产酸剂用于保护基的脱离。

热产酸剂的含量相对于聚合物前体100质量份优选为0.01质量份以上,更优选为0.1质量份以上。含有0.01质量份以上的热产酸剂,由此促进交联反应及聚合物前体的环化,因此能够进一步提高固化膜的机械特性及耐薬品性。并且,从固化膜的电绝缘性的观点考虑,热产酸剂的含量优选为20质量份以下,更优选为15质量份以下,进一步优选为10质量份以下。

热产酸剂可以仅使用一种,也可以使用两种以上。当使用两种以上时,优选为合计量成为上述范围。

<<增感色素>>

本发明的感光性树脂组合物可以含有增感色素。增感色素吸收特定的活性放射线而成为电子激发状态。成为电子激发状态的增感色素与热固化促进剂、热自由基聚合引发剂、光自由基聚合引发剂等接触,而产生电子转移、能量转移、发热等作用。由此,热固化促进剂、热自由基聚合引发剂、光自由基聚合引发剂发生化学变化而分解,并生成自由基、酸或碱。关于增感色素的详细内容,能够参考日本特开2016-027357号公报的0161~0163段的记载,并将该内容编入本说明书中。

当本发明的感光性树脂组合物含有增感色素时,增感色素的含量相对于本发明的感光性树脂组合物的总固体成分优选为0.01~20质量%,更优选为0.1~15质量%,进一步优选为0.5~10质量%。增感色素可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。

<<链转移剂>>

本发明的感光性树脂组合物可以含有链转移剂。链转移剂例如于高分子词典第三版(高分子学会(The Society of Polymer Science,Japan)编,2005年)683-684页中被定义。作为链转移剂,例如使用分子内具有SH、PH、SiH及GeH的化合物组。这些向低活性自由基供给氢而生成自由基,或者经氧化之后,通过去质子而可生成自由基。尤其,能够优选地使用硫醇化合物。

并且,链转移剂也能够使用国际公开WO2015/199219号的0152~0153段中所记载的化合物。

当本发明的感光性树脂组合物含有链转移剂时,链转移剂的含量相对于本发明的感光性树脂组合物的总固体成分100质量份优选为0.01~20质量份,更优选为1~10质量份,进一步优选为1~5质量份。链转移剂可以为仅一种,也可以为两种以上。当链转移剂为两种以上时,优选为其合计范围是上述范围。

<<表面活性剂>>

从进一步提高涂布性的观点考虑,本发明的感光性树脂组合物中可以添加各种表面活性剂。作为表面活性剂,能够使用氟系表面活性剂、非离子系表面活性剂、阳离子系表面活性剂、阴离子系表面活性剂、硅酮系表面活性剂等各种表面活性剂。并且,也优选下述表面活性剂。

[化学式32]

并且,表面活性剂也能够使用国际公开WO2015/199219号的0159~0165段中所记载的化合物。

当本发明的感光性树脂组合物具有表面活性剂时,表面活性剂的含量相对于本发明的感光性树脂组合物的总固体成分优选为0.001~2.0质量%,更优选为0.005~1.0质量%。表面活性剂可以为仅一种,也可以为两种以上。当表面活性剂为两种以上时,优选为其合计范围是上述范围。

<<高级脂肪酸衍生物>>

为了防止因氧引起的聚合抑制,本发明的感光性树脂组合物中可以添加如二十二酸或二十二酸酰胺那样的高级脂肪酸衍生物而在涂布后的干燥过程中局部存在于组合物的表面。

并且,高级脂肪酸衍生物也能够使用国际公开WO2015/199219号的0155段中所记载的化合物。

当本发明的感光性树脂组合物含有高级脂肪酸衍生物时,高级脂肪酸衍生物的含量相对于本发明的感光性树脂组合物的总固体成分优选为0.1~10质量%。高级脂肪酸衍生物可以为仅一种,也可以为两种以上。当高级脂肪酸衍生物为两种以上时,其优选为合计范围是上述范围。

<关于其他含有物质的限制>

从涂布面状的观点考虑,本发明的感光性树脂组合物的水分含量优选为小于5质量%,更优选为小于1质量%,进一步优选为小于0.6质量%。

从绝缘性的观点考虑,本发明的感光性树脂组合物的金属含量优选为小于5质量ppm(parts per million(百万分率)),更优选为小于1质量ppm,进一步优选为小于0.5质量ppm。作为金属,可举出钠、钾、镁、钙、铁、铬、镍等。当包含多种金属时,优选为这些金属的合计为上述范围。

并且,作为减少意外包含于本发明的感光性树脂组合物的金属杂质的方法,可举出作为构成本发明的感光性树脂组合物的原料而选择金属含量较少的原料,对构成本发明的感光性树脂组合物的原料进行滤波器过滤,用聚四氟乙烯等对装置内进行内衬而在尽可能抑制了污染的条件下进行蒸馏等方法。

若考虑作为半导体材料的用途,且从布线腐蚀性的观点考虑,本发明的感光性树脂组合物中,卤素原子的含量优选为小于500质量ppm,更优选为小于300质量ppm,进一步优选为小于200质量ppm。其中,以卤素离子的状态存在的物质优选为小于5质量ppm,更优选为小于1质量ppm,进一步优选为小于0.5质量ppm。作为卤素原子,可举出氯原子及溴原子。氯原子及溴原子或氯离子及溴离子的合计分别优选为上述范围。

作为本发明的感光性树脂组合物的收容容器能够使用以往公知的收容容器。并且,作为收容容器,以抑制杂质混入原材料或组合物中为目的,也优选为使用由6种6层树脂构成容器内壁的多层瓶、将6种树脂形成为7层结构的瓶。作为这种容器,例如可举出日本特开2015-123351号公报中所记载的容器。

<组合物的制备>

本发明的感光性树脂组合物能够通过将上述各成分进行混合而制备。混合方法并无特别限定,能够通过以往公知的方法来进行。

并且,以去除组合物中的垃圾或微粒等异物为目的,优选为进行使用过滤器的过滤。过滤器孔径优选为1μm以下,更优选为0.5μm以下,进一步优选为0.1μm以下。过滤器的材质优选为聚四氟乙烯、聚乙烯或尼龙。过滤器可以使用用有机溶剂预先清洗过滤器。过滤器的过滤工序中,可以并联或串联多种过滤器而使用。当使用多种过滤器时,可以组合使用孔径或材质不同的过滤器。并且,可以将各种材料过滤多次。当过滤多次时,可以为循环过滤。并且,可以于加压之后进行过滤。当于加压之后进行过滤时,进行加压的压力优选为0.05MPa以上且0.3MPa以下。

除了使用过滤器的过滤以外,还可以进行使用了吸附材料的杂质去除处理。还可以组合过滤器过滤和使用了吸附材料的杂质去除处理。作为吸附材料,能够使用公知的吸附材料。例如,可举出硅胶、沸石等无机系吸附材料、活性碳等有机系吸附材料。

<固化膜、层叠体、半导体器件及这些的制造方法>

接着,对固化膜、层叠体、半导体器件及这些的制造方法进行说明。

本发明的固化膜通过使本发明的感光性树脂组合物固化而成。本发明的固化膜的膜厚例如能够设为0.5μm以上,且能够设为1μm以上。并且,作为上限值,能够设为100μm以下,且还能够设为30μm以下。

可以将本发明的固化膜层叠2层以上,进而层叠3~7层来作为层叠体。具有2层以上的本发明的固化膜的层叠体优选为在固化膜之间具有金属层的方式。这些金属层可优选地用作再布线层等金属布线。

作为能够适用本发明的固化膜的领域,可举出半导体器件的绝缘膜、再布线层用层间绝缘膜、压力缓冲膜等。除此以外,可举出密封薄膜、基板材料(挠性印刷电路板的基膜或盖层、层间绝缘膜)或通过蚀刻对如上述那样的实际安装用途的绝缘膜进行图案形成的情况等。关于这些用途,例如,能够参考Science&Technology Co.,Ltd.“聚酰亚胺的高功能化和应用技术”2008年4月、柿本雅明/监修、CMC技术图书馆“聚酰亚胺材料的基础和开发”2011年11月发行、日本聚酰亚胺·芳香族系高分子研究会/编“最新聚酰亚胺基础和应用”NTS,2010年8月等。

并且,本发明中的固化膜还能够使用于胶印版面或网版版面等版面的制造、对成型部件的使用、电子、尤其微电子中的保护漆及介电层的制造等中。

本发明的固化膜的制造方法包括使用本发明的感光性树脂组合物的情况。具体而言,优选为包括以下的(a)~(d)的工序。

(a)将感光性树脂组合物适用于基板而形成膜的膜形成工序

(b)膜形成工序之后,曝光膜的曝光工序

(c)对经曝光的感光性树脂组合物层进行显影处理的显影工序

(d)将经显影的感光性树脂组合物以80~450℃加热的加热工序

如该实施方式,能够通过显影之后进行加热而进一步使经曝光的树脂层固化。在该加热工序中,本发明的热产碱剂发挥作用而获得充分的固化性。

本发明的优选实施方式所涉及的层叠体的制造方法包括本发明的固化膜的制造方法。本实施方式的层叠体的制造方法按照上述的固化膜的制造方法,形成固化膜之后,进而,再次进行(a)的工序或(a)~(c)的工序、或者(a)~(d)的工序。尤其,优选为依次将上述各工序进行多次、例如2~5次(即,合计3~6次)。通过如此对固化膜进行层叠,能够形成层叠体。优选为本发明中尤其在设置有固化膜的部分上侧或固化膜之间或该两者中设置金属层。此外,在层叠体的制造中,无需重复所有工序(a)~(d),如上述,能够通过进行多次至少(a)、优选为(a)~(c)或(a)~(d)的工序而获得固化膜的层叠体。

<<膜形成工序(层形成工序)>>

本发明的优选的实施方式所涉及的制造方法包括将感光性树脂组合物适用于基板而形成膜(层状)的膜形成工序(层形成工序)。

基板的种类能够根据用途而适当设定,但并无特别限制,可举出硅、氮化硅、多晶硅、氧化硅、非晶硅等半导体制作基板、石英、玻璃、光学膜、陶瓷材料、蒸镀膜、磁性膜、反射膜、Ni、Cu、Cr、Fe等金属基板、纸、SOG(Spin On Glass)、TFT(薄膜晶体管)数组基板、等离子显示面板(PDP)的电极板等。

本发明中,尤其优选为半导体制作基板,更优选为硅基板。

并且,在树脂层的表面或金属层的表面形成感光性树脂组合物层时,树脂层或金属层成为基板。

作为将感光性树脂组合物适用于基板的方法,优选为涂布。

具体而言,作为适用方法,可例示浸涂法、气刀涂布法、帘式涂布法、线棒涂布法、凹版涂布法、挤压涂布法、喷涂法、旋涂法、狭缝涂布法及喷墨法等。从感光性树脂组合物层的厚度均匀性的观点考虑,更优选为旋涂法、狭缝涂布法、喷涂法、喷墨法。根据方法调整适当的固体成分浓度或涂布条件,由此能够得到所希望的厚度的树脂层。并且,能够根据基板的形状适当选择涂布方法,只要为晶片等圆形基板,则优选为旋涂法或喷涂法、喷墨法等,且只要为矩形基板,则优选为狭缝涂布法或喷涂法、喷墨法等。当为旋涂法时,例如能够以500~2000rpm的转速适用10秒~1分钟左右。

<<干燥工序>>

本发明的制造方法还可以包括在形成感光性树脂组合物层之后,且膜形成工序(层形成工序)之后,为了去除溶剂而进行干燥的工序。优选的干燥温度是50~150℃,更优选为70~130℃,进一步优选为90~110℃。作为干燥时间,例示30秒~20分钟,优选为1分钟~10分钟,更优选为3分钟~7分钟。

<<曝光工序>>

本发明的制造方法可以包括曝光工序,对上述感光性树脂组合物层进行曝光。曝光量没有特别限定,只要感光性树脂组合物可以固化即可,例如,优选为以波长365nm下的曝光能量换算照射100~10000mJ/cm

曝光波长能够在190~1000nm的范围内适当设定,优选为240~550nm。

关于曝光波长,若以与光源的关系描述,则可举出(1)半导体激光(波长830nm、532nm、488nm、405nm等)、(2)金属卤化物灯、(3)高压汞灯、g射线(波长436nm)、h射线(波长405nm)、i射线(波长365nm)、宽(g、h、i射线的3波长)、(4)准分子激光、KrF准分子激光(波长248nm)、ArF准分子激光(波长193nm)、F2准分子激光(波长157nm)、(5)极紫外线;EUV(波长13.6nm)、(6)电子束等。关于本发明中的感光性树脂组合物,尤其优选为基于高压汞灯的曝光,其中,优选为基于i射线的曝光。由此,尤其可得到高的曝光灵敏度。

<<显影处理工序>>

本发明的制造方法可以包括显影处理工序,对经曝光的感光性树脂组合物层进行显影处理。通过进行显影,末曝光的部分(非曝光部)被去除。关于显影方法,只要能够形成所希望的图案,则无特别限定,例如,能够采用旋覆浸没、喷雾、浸渍、超声波等显影方法。

显影使用显影液来进行。关于显影液,只要可去除未曝光的部分(非曝光部),则能够使用而无特别限制。优选为显影液包含有机溶剂,更优选为显影液包含90%以上的有机溶剂。本发明中,优选为显影液包含ClogP值是-1~5的有机溶剂,更优选为包含ClogP值是0~3的有机溶剂。ClogP值能够通过ChemBioDraw(化学生物图)输入结构式而作为计算值来求出。

关于有机溶剂,作为酯类,例如可适宜地举出乙酸乙酯、乙酸正丁酯、甲酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸异丁酯、丙酸丁酯、丁酸异丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、γ-丁内酯、ε-己内酯、6-戊内酯、烷氧基乙酸烷基酯(例:烷氧基乙酸甲酯、烷氧基乙酸乙酯、烷氧基乙酸丁酯(例如,甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯等))、3-烷氧基丙酸烷基酯类(例:3-烷氧基丙酸甲酯、3-烷氧基丙酸乙酯等(例如,3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯等))、2-烷氧基丙酸烷基酯类(例:2-烷氧基丙酸甲酯、2-烷氧基丙酸乙酯、2-烷氧基丙酸丙酯等(例如,2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯))、2-烷氧基-2-甲基丙酸甲酯及2-烷氧基-2-甲基丙酸乙酯(例如,2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯)、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸甲酯、2-氧代丁酸乙酯等,以及作为醚类,例如可适宜地举出二乙二醇二甲醚、四氢呋喃、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单丙醚乙酸酯等,以及作为酮类,例如可适宜地举出甲基乙基酮、环己酮、环戊酮、2-庚酮、3-庚酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等,以及作为芳香族烃类,例如可适宜地举出甲苯、二甲苯、大茴香醚、柠檬烯等,以及作为亚砜类,可适宜地举出二甲基亚砜。

本发明中,尤其优选为环戊酮、γ-丁内酯,更优选为环戊酮。

优选为显影液的50质量%以上是有机溶剂,更优选为70质量%以上是有机溶剂,进一步优选为90质量%以上是有机溶剂。

并且,显影液的100质量%可以为有机溶剂。

作为显影时间,优选为10秒~5分钟。显影时的显影液的温度并无特别限定,通常能够在20~40℃下进行。

在使用了显影液的处理之后,进而可以进行冲洗。冲洗优选为以与显影液不同的溶剂进行。例如,能够使用感光性树脂组合物中所含有的溶剂进行冲洗。冲洗时间优选为5秒~1分钟。

<<加热工序>>

本发明的制造方法优选为包括膜形成工序(层形成工序)、干燥工序或显影工序之后进行加热的工序。加热工序中,进行聚合物前体的环化反应。并且,本发明的组合物可以包含除了聚合物前体以外的自由基聚合性化合物,并能够在该工序中进行除了末反应的聚合物前体以外的自由基聚合性化合物的固化等。作为加热工序中层的加热温度(最高加热温度),优选为50℃以上,更优选为80℃以上,进一步优选为140℃以上,更进一步优选为150℃以上,又进一步优选为160℃以上,再进一步优选为170℃以上。作为上限,优选为500℃以下,更优选为450℃以下,进一步优选为350℃以下,更进一步优选为250℃以下,又进一步优选为220℃以下。

关于加热,从加热开始时的温度至最高加热温度优选为以1~12℃/分钟的升温速度进行,更优选为2~10℃/分钟,进一步优选为3~10℃/分钟。通过将升温速度设为1℃/分钟以上,能够确保生产率的同时防止胺的过度挥发,通过将升温速度设为12℃/分钟以下,能够缓和固化膜的残存应力。

加热开始时的温度优选为20℃~150℃,更优选为20℃~130℃,进一步优选为25℃~120℃。加热开始时的温度表示开始加热至最高加热温度的工序时的温度。例如,将感光性树脂组合物适用于基板上之后,使其干燥时,为该干燥后膜(层)的温度,例如,优选为从比感光性树脂组合物中所含有的溶剂的沸点低30~200℃的温度逐渐升温。

加热时间(最高加热温度下的加热时间)优选为10~360分钟,更优选为20~300分钟,进一步优选为30~240分钟。

尤其形成多层层叠体时,从固化膜的层间的密合性的观点考虑,优选为在180℃~320℃的加热温度下进行加热,更优选为于180℃~260℃下进行加热。其理由虽不确定,但认为其原因如下,即通过设为该温度,层间的聚合物前体的乙炔基彼此进行交联反应。

加热可以分阶段进行。作为例,可以以3℃/分钟从25℃升温至180℃,且在180℃下保持60分钟,以2℃/分钟从180℃升温至200℃,且在200℃下保持120分钟的前处理工序。作为前处理工序的加热温度优选为100~200℃,更优选为110~190℃,进一步优选为120~185℃。该前处理工序中,也优选为如美国专利9159547号公报中所记载一边照射紫外线一边进行处理。通过这些前处理工序能够提高膜的特性。前处理工序在10秒~2小时左右的短时间内进行即可,更优选为15秒~30分钟。前处理可以是两阶段以上的步骤,例如可以在100~150℃的范围内进行前处理工序1,然后在150~200℃的范围内进行前处理工序2。

进而,可以在加热之后进行冷却,作为该情况下的冷却速度,优选为1~5℃/分钟。

关于加热工序,从防止聚合物前体的分解的方面考虑,优选为通过使氮、氦、氩等不活泼气体流过等,在低氧浓度的环境气体下进行。氧浓度优选为50ppm(体积比)以下,更优选为20ppm(体积比)以下。

<<金属层形成工序>>

本发明的制造方法优选为包括在显影处理后的感光性树脂组合物层的表面形成金属层的金属层形成工序。

作为金属层,无特别限定,能够使用现有的金属种类,例示铜、铝、镍、钒、钛、铬、钴、金及钨,更优选为铜及铝,进一步优选为铜。

金属层的形成方法无特别限定,能够适用现有的方法。例如,能够使用日本特开2007-157879号公报、日本特表2001-521288号公报、日本特开2004-214501号公报、日本特开2004-101850号公报中所记载的方法。例如,可考虑光刻、剥离、电解电镀、无电解电镀、蚀刻、印刷及组合这些而成的方法等。更具体而言,可举出组合溅射、光微影及蚀刻而成的图案化方法、组合光刻与电解电镀而成的图案化方法。

作为金属层的厚度,优选为在最厚的壁厚部中为0.1~50μm,更优选为1~10μm。

<<层叠工序>>

本发明的制造方法优选为还包含层叠工序。

层叠工序是包括在固化膜(树脂层)或金属层的表面,再次依次进行(a)膜形成工序(层形成工序)、(b)曝光工序、(c)显影处理工序、(d)加热工序的一系列工序。其中,可以为仅重复(a)的膜形成工序的方式。并且,也可以设为(d)加热工序在层叠的最后或中间统括进行的方式。

即,也可以设为如下方式:重复进行规定次数的(a)~(c)的工序,之后进行(d)的加热,由此将被层叠的感光性树脂组合物层统括固化。并且,(c)显影工序之后可以包括(e)金属层形成工序,此时可以每次进行(d)的加热,也可以在层叠规定次数之后统括进行(d)的加热。层叠工序中还可以适当包括上述干燥工序和加热工序等是毋庸置疑的。

在层叠工序之后进而进行层叠工序时,可以在上述加热工序之后,且在上述曝光工序之后或在上述金属层形成工序之后,进而进行表面活化处理工序。作为表面活化处理,例示等离子体处理。

上述层叠工序优选为进行2~5次,更优选为进行3~5次。

例如,优选为如树脂层/金属层/树脂层/金属层/树脂层/金属层那样的树脂层为3层以上且7层以下的结构,进一步优选为3层以上且5层以下。

本发明中,尤其在设置金属层之后,进一步优选为以覆盖上述金属层的方式,形成上述感光性树脂组合物的固化膜(树脂层)的方式。具体而言,可举出依次重复(a)膜形成工序、(b)曝光工序、(c)显影工序、(e)金属层形成工序、(d)加热工序的方式、或依次重复(a)膜形成工序、(b)曝光工序、(c)显影工序、(e)金属层形成工序,并在最后或中间统括设置(d)加热工序的方式。通过交替进行对感光性树脂组合物层(树脂)进行层叠的层叠工序和金属层形成工序,能够交替层叠感光性树脂组合物层(树脂层)和金属层。

本发明中也公开具有本发明的固化膜或层叠体的半导体器件。作为将本发明的感光性树脂组合物使用在再布线层用层间绝缘膜的形成中的半导体器件的具体例,能够参考日本特开2016-027357号公报的0213~0218段的记载及图1的记载,这些内容编入本说明书中。

实施例

以下,举出实施例对本发明进行进一步具体的说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等,只要不脱离本发明的趣旨,则能够适当变更。因此,本发明的范围并不限定于以下所示者的具体例。除非另有说明,则“份”、“%”为质量基准。

<合成例1>

[聚酰亚胺前体A-1:不具有自由基聚合性基团的聚酰亚胺前体的合成]

使用均苯四甲酸二酐、4,4’-二氨基二苯醚及苄醇来合成了聚酰亚胺前体A-1。

使14.06g(64.5毫摩尔)的均苯四甲酸二酐(在140℃下干燥12小时)和14.22g(131.58毫摩尔)的苄醇悬浮于50mL的N-甲基吡咯烷酮,同时使用分子筛进行了干燥。在100℃下将悬浮液加热了3小时。将反应混合物冷却至室温,并添加了21.43g(270.9毫摩尔)的吡啶及90mL的N-甲基吡咯烷酮。接着,将反应混合物冷却至-10℃,将温度保持在-10±4℃的同时经10分钟添加了16.12g(135.5毫摩尔)的SOCl

A-1

[化学式33]

<合成例2>

[聚酰亚胺前体A-2:具有自由基聚合性基团的聚酰亚胺前体的合成]

使用均苯四甲酸二酐、4,4’-二氨基二苯醚及2-羟基乙基甲基丙烯酸酯来合成了聚酰亚胺前体A-2。

将14.06g(64.5毫摩尔)的均苯四甲酸二酐(在140℃下干燥了12小时)、16.8g(129毫摩尔)的甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、0.05g的对苯二酚、20.4g的吡啶(258毫摩尔)及100g的二甘醇二甲醚(二乙二醇二甲醚)进行混合,在60℃的温度下搅拌18小时而制造了均苯四甲酸与甲基丙烯酸-2-羟基乙酯的二酯。接着,通过SOCl

A-2

[化学式34]

<合成例3>

[聚酰亚胺前体A-3:具有自由基聚合性基团的聚酰亚胺前体的合成]

使用4,4’-氧二邻苯二甲酸酐、4,4’-二氨基二苯醚及2-羟基乙基甲基丙烯酸酯来合成了聚酰亚胺前体A-3。

将20.0g(64.5毫摩尔)的4,4’-氧二邻苯二甲酸酐(在140℃下干燥了12小时)、16.8g(129毫摩尔)的甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、0.05g的对苯二酚、20.4g的吡啶(258毫摩尔)及100g的二甘醇二甲醚进行混合,在60℃的温度下搅拌18小时而制造了4,4’-氧二邻苯二甲酸酐与甲基丙烯酸-2-羟基乙酯的二酯。接着,通过SOCl

A-3

[化学式35]

<合成例4>

[聚酰亚胺前体A-4:具有自由基聚合性基团的聚酰亚胺前体的合成]

使用4,4’-氧二邻苯二甲酸酐、4,4’-二氨-2,2’-二甲联苯(联邻甲苯胺)及2-羟基乙基甲基丙烯酸酯来合成了聚酰亚胺前体A-4。

将20.0g(64.5毫摩尔)的4,4’-氧二邻苯二甲酸酐(在140℃下干燥了12小时)、16.8g(129毫摩尔)的甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、0.05g的对苯二酚、20.4g的吡啶(258毫摩尔)及100g的二甘醇二甲醚进行混合,在60℃的温度下搅拌18小时而制造了4,4’-氧二邻苯二甲酸酐与甲基丙烯酸-2-羟基乙酯的二酯。接着,通过SOCl

A-4

[化学式36]

<合成例5>

[聚苯并噁唑前体A-5的合成]

使用2,2’-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷及4,4’-氧代二苯甲酰氯来合成了聚苯并噁唑前体(A-5)

向N-甲基-2-吡咯烷酮100mL添加2,2’-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷13.92g并进行了搅拌溶解。接着,将温度保持0~5℃的同时经10分钟滴加11.21g的4,4’-氧代二苯甲酰氯之后,持续搅拌了60分钟。接着,使聚苯并噁唑前体在6升水中沉淀,以5000rpm的速度将水-聚苯并噁唑前体混合物搅拌了15分钟。过滤沉淀的聚苯并噁唑前体,接着,在6升水中再次搅拌30分钟并再次进行了过滤。将所获得的物质在减压下,以45℃干燥3天来获得了聚苯并噁唑前体A-5。该聚苯并噁唑前体的重均分子量为15,000。

A-5

[化学式37]

<实施例及比较例>

将下述表中所记载的成分进行混合而得到了各感光性树脂组合物。使所得到的感光性树脂组合物通过细孔的宽度为0.8μm的过滤器进行了加压过滤。

<感光性树脂组合物的组成>

(A)含杂环聚合物的前体:在上述中合成的A-1~A-5

(B)特定的热产碱剂:先前记载的例示化合物B-1~B-19

用于比较例的热产碱剂:下述化合物

[化学式38]

以下示出从上述各比较例的热产碱剂产生的碱(胺化合物)的沸点和共轭酸的pKa。

[表4]

(C)光自由基聚合引发剂

C-1:IRGACURE OXE 01(BASF公司制)

C-2:IRGACURE OXE 02(BASF公司制)

C-3:IRGACURE 369(BASF公司制)

(D)自由基聚合性化合物

D-1:A-DPH(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd制,二季戊四醇六丙烯酸酯)

D-2:SR-209(Sartomer Company,Inc制,下述化合物)

[化学式39]

D-3:A-TMMT、(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd制,季戊四醇四丙烯酸酯)

(E)阻聚剂

E-1:2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)

E-2:对苯醌(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)

E-3:对甲氧基苯酚(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)

(F)迁移抑制剂

F-1:下述化合物

F-2:下述化合物

F-3:下述化合物

F-4:下述化合物

[化学式40]

(G)金属密合性改良剂

G-1:下述化合物

G-2:下述化合物

6-3:下述化合物

[化学式41]

(H)溶剂

H-1:γ-丁内酯(SANWAYUKA INDUSTRY CORPORATION制)

H-2:二甲基亚砜(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制)

H-3:N-甲基-2-吡咯烷酮(Ashland公司制)

<保存稳定性>

使用E型粘度计测定了上述过滤后的感光性树脂组合物的粘度(0天)。在密闭容器中,将感光性树脂组合物以25℃静置了14天之后,再次使用E型粘度计测定了粘度(14天)。根据以下式算出了粘度变动率。粘度变动率越低表示保存稳定性越高。

粘度变动率=|100×{1-(粘度(14天)/粘度(0天))}|

粘度的测定在25℃下进行,除此以外,按照JIS Z 8803:2011进行。

A:粘度变动率为5%以下

B:粘度变动率超过5%且10%以下

C:粘度变动率超过10%且15%以下

D:粘度变动率超过15%且20%以下

E:粘度变动率超过20%

<断裂伸长>

在硅晶片上通过旋涂法将上述过滤后的各感光性树脂组合物适用成层状而形成了感光性树脂组合物层。在加热板上,以100℃将适用了所得到的感光性树脂组合物层的硅晶片干燥5分钟,从而在硅晶片上形成了20μm厚度均匀的感光性树脂组合物层。利用步进器(Nikon NSR 2005 i9C),以500mJ/cm

使用拉伸试验机(TENSILON)将树脂膜1的断裂伸长设为十字头速度300mm/分钟、宽度10mm、试样长度50mm,并且针对薄膜的长边方向、宽度方向,在25℃、65%相对湿度(RH)的环境下按照JIS-K6251:2017测定了断裂伸长。断裂伸长通过Eb=(L

A:断裂伸长超过60%

B:断裂伸长超过55%且为60%以下

C:断裂伸长超过50%且为55%以下

D:断裂伸长超过40%且为50%以下

E:断裂伸长为40%以下

<最小线宽图案的分辨率评价>

将上述过滤后的各感光性树脂组合物旋涂在硅晶片上。以100℃将适用了感光性树脂组合物的硅晶片在加热板上干燥5分钟,从而于硅晶片上形成了20μm且膜厚均匀的感光性树脂组合物层。利用步进器(Nikon NSR 2005 i9C)对硅晶片上的感光性树脂组合物层进行了曝光。曝光在波长365nm下,以200、300、400、500、600、700、800mJ/cm

用环戊酮对上述树脂层进行了60秒的显影。所得到的树脂层(线图案)的线宽越小表示越能够形成微细的图案,且成为优选的结果。并且,能够形成的最小线宽越不易针对曝光量的变动发生变化,微细图案形成中的曝光量的任意性越增大,且成为优选的结果。测定界限为5μm。

A:为5μm以上且8μm以下

B:超过8μm且为10μm以下

C:超过10μm且为15μm以下

D:超过15μm且为20μm以下

E:超过20μm

F:未能得到具备具有边缘锐度的线宽的图案

<铜密合性的评价条件>

在铜基板上通过旋涂法将上述过滤后的各感光性树脂组合物适用成层状而形成了感光性树脂组合物层。在加热板上,以100℃将适用了所得到的感光性树脂组合物层的硅晶片干燥5分钟,从而在硅晶片上形成了20μm厚度均匀的感光性树脂组合物层。利用步进器(Nikon NSR 2005 i9C),并使用100μm见方的光掩模,以500mJ/cm

在25℃、65%相对湿度(RH)的环境下,利用粘合测试仪(XYZTEC公司制,CondorSigma)对铜基板上的100μm见方的树脂膜2测定了剪切力。剪切力越大,密合力越大而获得优选结果。

A:剪切力超过了40gf

B:剪切力超过35gf且40gf以下

C:剪切力超过30gf且35gf以下

D:剪切力超过25gf且30gf以下

E:剪切力为25gf以下

[表5]

“最小线宽图案的分辨率评价”的数值为曝光能量,单位为mJ/cm

从上述结果可知,含有本发明的特定的热产碱剂和含杂环聚合物的前体的感光性树脂组合物的保存稳定性优异。又可知,根据需要,通过针对特定的热产碱剂,将式(N1)的R

<实施例100>

使实施例1的感光性树脂组合物通过细孔的宽度为1.0μm的过滤器而加压过滤之后,在形成有铜薄层的树脂基板的表面旋压成型(3500rpm、30秒)而适用。在于100℃下将适用于树脂基板中的感光性树脂组合物干燥2分钟之后,适用步进器(Nikon Corporation制、NSR1505 i6)进行了曝光。曝光经由掩模,在波长365nm下以200mJ/cm

接着,在230℃下加热3小时而形成了再布线层用层间绝缘膜。该再布线层用层间绝缘膜的绝缘性优异。

相关技术
  • 感光性树脂组合物、固化膜、层叠体、固化膜的制造方法及半导体器件
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06120112475028