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公開番号2024075235
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-03
出願番号2022186520
出願日2022-11-22
発明の名称ネガ型感光性樹脂組成物、硬化レリーフパターンの製造方法、及び半導体装置
出願人旭化成株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G03F 7/027 20060101AFI20240527BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】解像性に優れ、導体パターンの隠蔽性に優れたポリイミド膜(硬化レリーフパターン)を実現可能、かつ、高い保存安定性を有するネガ型感光性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】以下の成分:
(A)下記一般式(A1)で表されるポリイミド前駆体;
(B)有機染料;
(C)光重合開始剤;及び
(D)有機溶媒
を含むネガ型感光性樹脂組成物であって、
前記(B)成分の、400nmから700nmの透過率の平均値が、0.003mol/LのN-メチル-2-ピロリドン(NMP)溶液で測定したときに46%未満であり、
前記(C)成分がオキシムエステル構造を有さない。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
以下の成分：
（Ａ）下記一般式（Ａ１）：
JPEG
2024075235000059.jpg
63
150
（式中、Ｘは、４価の有機基であり、Ｙは、２価の有機基であり、Ｒ
１
及びＲ
２
は、それぞれ独立に、水素原子、重合性基、又は炭素数１～４の飽和脂肪族基である。但し、Ｒ
１
及びＲ
２
は同時に水素原子ではない。）
で表されるポリイミド前駆体；
（Ｂ）有機染料；
（Ｃ）光重合開始剤；及び
（Ｄ）有機溶媒
を含むネガ型感光性樹脂組成物であって、
前記（Ｂ）成分の、４００ｎｍから７００ｎｍの透過率の平均値が、０．００３ｍｏｌ／ＬのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）溶液で測定したときに４６％未満であり、
前記（Ｃ）成分がオキシムエステル構造を有さない、
ネガ型感光性樹脂組成物。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記一般式（Ａ１）において、前記Ｒ
１
及びＲ
２
の少なくとも一方が、下記一般式（Ｒ
ｈ
）：
JPEG
2024075235000060.jpg
39
151
（式中、Ｒ
３
、Ｒ
４
及びＲ
５
は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数１～３の有機基であり、ｐは、２～１０から選ばれる整数である。）で表される構造を含む、請求項１に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項３】
前記一般式（Ａ１）において、前記Ｘが、下記式（１）～（２）：
JPEG
2024075235000061.jpg
27
84
JPEG
2024075235000062.jpg
28
89
で表される群から選択される少なくとも一つの構造を含む、請求項１又は２に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項４】
前記一般式（Ａ１）において、前記Ｙが、下記式（８）～（９）：
JPEG
2024075235000063.jpg
28
94
JPEG
2024075235000064.jpg
37
86
JPEG
2024075235000065.jpg
36
95
で表される群から選択される少なくとも一つの構造を含む、請求項１又は２に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項５】
前記（Ｃ）成分の含有量が、（Ａ）成分１００質量部に対して、０．１～５０質量部である、請求項１又は２に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項６】
前記（Ｃ）成分が、ベンゾイン誘導体、ベンジル誘導体、アルキルフェノン誘導体、アシルフォスフィンオキサイド誘導体、チタノセン、ベンゾフェノン誘導体、芳香族ビイミダゾール類、Ｎ－アリールグリシン類、及び過酸化物類から成る群から選択される少なくとも１つである、請求項１又は２に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項７】
前記（Ｃ）成分が、ベンジル誘導体、アルキルフェノン誘導体、アシルフォスフィンオキサイド誘導体、及び芳香族ビイミダゾール類から成る群から選択される少なくとも１つである、請求項６に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項８】
前記（Ｂ）成分の含有量が、（Ａ）成分１００質量部に対して、１～３０質量部である、請求項１又は２に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項９】
前記（Ｂ）成分が、アジン系染料誘導体を少なくとも含む、請求項１又は２に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項１０】
前記（Ｄ）成分が、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、γ－ブチロラクトン（ＧＢＬ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド、及び乳酸エチルから成る群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネガ型感光性樹脂組成物、硬化レリーフパターンの製造方法、及び半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置（以下、本明細書において単に「素子」と称する場合がある。）は、目的に合わせて、様々な方法でプリント基板に実装される。従来の素子は、素子の外部端子（パッド）からリードフレームまで細いワイヤで接続する、ワイヤボンディング法により作製されることが一般的であった。しかし、素子における処理速度の高速化が進み、動作周波数がＧＨｚまで到達した近年、実装における各端子の配線長さの違いが、素子の動作に影響を及ぼすまでに至った。そのため、ハイエンド用途の素子の実装では、実装配線の長さを正確に制御する必要が生じた。しかしながら、ワイヤボンディングではその要求を満たすことが困難であった。
【０００３】
そこで、半導体チップの表面に再配線層を形成し、その上にバンプ（電極）を形成した後、該チップを裏返し（フリップ）てプリント基板に直接実装するという、フリップチップ実装が提案されている。フリップチップ実装では、配線距離を正確に制御し易い。このため、フリップチップ実装は、高速な信号を取り扱うハイエンド用途の素子に、また、実装サイズの小ささから携帯電話等に、それぞれ採用され、その需要が急拡大している。
【０００４】
電子部品の絶縁材料、並びに半導体装置のパッシベーション膜、表面保護膜、及び層間絶縁膜等には、優れた耐熱性及び電気特性を併せ持つポリイミドが用いられることが多い。なかでも、ポリイミド前駆体を含む感光性樹脂組成物の形で提供されるものは、該組成物の塗布、露光、現像、及びキュアによる熱イミド化処理によって、耐熱性のレリーフパターン皮膜を容易に形成することができる。このような感光性樹脂組成物は、従来の非感光型ポリイミド材料を用いる場合に比べて、大幅な工程短縮を実現し易い。
【０００５】
感光性ポリイミド前駆体組成物として、光重合開始剤としてのオキシムエステルを用いた該組成物が、例えば特許文献１で開示されている。
【０００６】
ところで、パッシベーション膜、表面保護膜、及び層間絶縁膜等を構成する樹脂の表面に、個体識別用のレリーフパターンを形成すること、並びに、該表面に半導体装置の製品仕様、ロット番号及び製造年月日等の文字及びマークを刻印すること、等がある。このとき、波長５３２ｎｍのグリーンレーザーを用いる場合が多い。レーザー処理したとき、所望のレリーフパターンを形成でき、また、刻印できるためには、パッシベーション膜、表面保護膜、及び層間絶縁膜等が、レーザー波長に対して吸収を有することが求められる。
【０００７】
更に、レーザー波長に対する吸収のみならず、半導体装置の導体パターンが視認され難くする目的で、導体パターン上に形成される樹脂膜（上記のような、パッシベーション膜、表面保護膜、及び層間絶縁膜等）には、高い隠蔽性が求められる。
【０００８】
ここで、ポリイミド膜を着色することで該ポリイミド膜に適度な光吸収を持たせる手法が知られている。例えば、特許文献２では、Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＢｌｕｅ６３、Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＲｅｄ１８、及びＣ．Ｉ．ＤｉｓｐｅｒｓｅＹｅｌｌｏｗ２０１等の染料を含有せしめることにより、ポリイミド膜を着色する旨が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特許第６４１９３８３号公報
特許第６８９１８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
溶媒を含む感光性樹脂組成物は、液状であり、従って、半導体装置の製造工程において所定の基板に塗布される。他方、液状の感光性樹脂組成物が、例えば室温下、一時的に又は長期的に保存されることで、その粘度が変化してしまう場合が想定される。
感光性樹脂組成の粘度の変化は、基板に塗布した塗布の厚み、ひいては、最終的に得られる硬化膜の厚みに影響を及ぼし得るため、この種の感光性樹脂組成物には、粘度安定性（保存安定性）に優れることが求められる。この点、導体パターンの遮蔽性の観点から、可視光領域の広い範囲で吸収を持つ染料を感光性樹脂組成物に添加すると、該組成物の粘度安定性が悪化してしまい、そのため、保存安定性に優れた組成物を得ることが難しくなる、という課題があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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