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公開番号2025038047
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-18
出願番号2024216473,2023113844
出願日2024-12-11,2019-04-19
発明の名称感光性樹脂組成物、硬化レリーフパターンの製造方法
出願人旭化成株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G03F 7/004 20060101AFI20250311BHJP(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】銅上でのレリーフパターン形成時に高い解像性を示し、更には高温保管時の銅上ボイドが形成され難く、高温高湿下で保存した場合でも、優れた伸度を示すネガ型感光性樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】一般式(I-1)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体、特定構造の窒素含有化合物、及び光重合開始剤を含む、ネガ型感光性樹脂組成物。
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{R₁及びR₂の少なくとも一方は、酸重合性基、塩基重合性基、及びラジカル重合性基より成る群から選択される重合性基を二つ以上含む基である。}
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
（Ａ）ポリイミド前駆体；１００質量部、
（Ｂ）下記一般式（Ｖ－１）及び（Ｖ－３）～（Ｖ－６）の少なくとも１つで表される化合物；０．１～５０質量部、
（Ｃ）感光剤；０．１～５０質量部
を含む、感光性樹脂組成物。
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52
167
｛式（Ｖ－１）中、Ａは窒素原子または炭素原子であり、Ｒ
１
は電子吸引性基であり、Ｒ
２
は炭素数１～６の一価の有機基であり、複数のＲ
１
及び／またはＲ
２
で環構造を形成していてもよく、Ｒ
３
は下記一般式（Ｖ－２）：
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42
167
（式（Ｖ－２）中、Ｒ
４
およびＲ
５
は、それぞれ独立に、水素原子、または炭素数１～４の一価の有機基である。）
で表される構造であり、ｍ
１
は１～２の整数であり、ｍ
２
は０～３の整数であり、ｍ
３
は０～２の整数であり、Ａが炭素原子である場合、ｍ
３
は１または２であり、１≦ｍ
１
＋ｍ
２
＋ｍ
３
≦６である。｝
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45
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45
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58
167
｛式（Ｖ－３）～（Ｖ－６）中、Ｘは、窒素原子、硫黄原子、または酸素原子であり、Ｒ
１
はそれぞれ独立に電子吸引性基であり、Ｒ
２
はそれぞれ独立に炭素数１～６の１価の有機基であり、複数のＲ
２
で環構造を形成してもよく、ｍ
１
は１～２の整数であり、ｍ
２
は０～３の整数であり、１≦ｍ
１
＋ｍ
２
≦６であり、そしてＴは、水素原子または炭素数１～１０のアルキル基を表す。｝
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記（Ｂ）化合物が、下記一般式（Ｖ－７）及び（Ｖ－８）からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
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55
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48
167
｛式（Ｖ－７）及び（Ｖ－８）中、Ｒ
１
、Ｒ
２
、ｍ
１
、及びｍ
２
は、前記一般式（Ｖ－１）及び（Ｖ－３）～（Ｖ－６）の少なくとも１つにおいて定義されたとおりである。｝
【請求項３】
前記一般式（Ｖ－１）及び（Ｖ－３）～（Ｖ－６）の少なくとも１つにおいて、前記Ｒ
１
が、ニトロ基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、シアノ基、スルホニル基、炭素数１～８のハロゲン化アルキル基、およびカルボニル基を含む炭素数１～４の一価の有機基からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１または２に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項４】
前記一般式（Ｖ－１）及び（Ｖ－３）～（Ｖ－６）の少なくとも１つにおいて、前記Ｒ
１
が、アミド基、カルボキシル基、フタルイミド基、ホルミル基、および炭素数１～３のエステル基からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１または２に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項５】
前記（Ａ）ポリイミド前駆体が、下記一般式（Ｖ－９）で表される、請求項１～４のいずれか１項に記載の感光性樹脂組成物。
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2025038047000199.jpg
55
167
｛式（Ｖ－９）中、Ｘ
１
は、炭素数６～４０の４価の有機基であり、Ｙ
１
は、炭素数６～４０の２価の有機基であり、ｎ
１
は、２～１５０の整数であり、Ｒ
５
及びＲ
６
は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数１～４０の１価の有機基である。ただし、Ｒ
５
及びＲ
６
の少なくとも一方は、下記一般式（Ｖ－１０）で表される基である。｝
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2025038047000200.jpg
49
167
｛式（Ｖ－１０）中、Ｒ
７
、Ｒ
８
及びＲ
９
は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１～３の１価の有機基であり、そしてｍ
４
は２～１０の整数である。｝
【請求項６】
前記一般式（Ｖ－９）において前記Ｘ
１
が、下記一般式（Ｖ－１１）、（Ｖ－１２）および（Ｖ－１３）から選択される少なくとも１種を含む、請求項５に記載の感光性樹脂組成物。
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33
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36
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36
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【請求項７】
前記一般式（Ｖ－９）において前記Ｙ
１
が、下記一般式（Ｖ－１４）、および（Ｖ－１５）からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項５に記載の感光性樹脂組成物。
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33
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【請求項８】
前記（Ａ）ポリイミド前駆体が、下記一般式（Ｖ－１６）で表される構造を含む、請求項５～７のいずれか１項に記載の感光性樹脂組成物。
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61
167
｛式（Ｖ－１６）中、ｎ
１
は、２～１５０の整数であり、Ｒ
５
及びＲ
６
は、前記一般式（Ｖ－９）において定義されたとおりである。｝
【請求項９】
（Ａ）ポリイミド前駆体が、下記一般式（Ｖ－１７）で表される構造を含む、請求項５～７のいずれか１項に記載の感光性樹脂組成物。
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2025038047000207.jpg
61
167
｛式（Ｖ－１７）中、ｎ
１
は、２～１５０の整数であり、Ｒ
５
及びＲ
６
は、前記一般式（Ｖ－９）において定義されたとおりである。｝
【請求項１０】
前記（Ａ）ポリイミド前駆体が、下記一般式（Ｖ－１６）で表される構造を含むポリイミド前駆体と、下記一般式（Ｖ－１７）で表される構造を含むポリイミド前駆体と、を同時に含む、請求項５～７のいずれか１項に記載の感光性樹脂組成物。
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61
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｛式（Ｖ－１６）中、ｎ
１
は、２～１５０の整数であり、Ｒ
５
及びＲ
６
は、前記一般式（Ｖ－９）において定義されたとおりである。｝
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2025038047000209.jpg
61
167
｛式（Ｖ－１７）中、ｎ
１
は、２～１５０の整数であり、Ｒ
５
及びＲ
６
は、前記一般式（Ｖ－９）において定義されたとおりである。｝
（【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、感光性樹脂組成物、該感光性樹脂組成物から硬化レリーフパターンを製造するための方法等に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品の絶縁材料、半導体装置のパッシベーション膜、表面保護膜、層間絶縁膜等には、優れた耐熱性、電気特性、及び機械特性を併せ持つポリイミド樹脂が用いられている。このポリイミド樹脂の中でも、感光性ポリイミド前駆体の形態で供されるものは、該前駆体の塗布、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ため、従来の非感光型ポリイミド樹脂と比較して、大幅な工程短縮を可能にするという特徴を有している。
【０００３】
一方、近年は、集積度及び演算機能の向上、並びにチップサイズの矮小化の観点から、半導体装置のプリント配線基板への実装方法も変化している。従来の金属ピン及び鉛－スズ共晶ハンダによる実装方法から、より高密度実装が可能なＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）、ＣＳＰ（チップサイズパッケージング）等の、ポリイミド被膜が、直接ハンダバンプに接触する構造が用いられるようになってきている。このようなバンプ構造を形成するときには、当該ポリイミド被膜には高い耐熱性と耐薬品性とが要求される。
【０００４】
更に、半導体装置の微細化が進むことで、配線遅延の問題が顕在化している。半導体装置の配線抵抗を改善する手段として、これまで使用されてきた金又はアルミニウム配線から、より抵抗の低い銅又は銅合金の配線への変更が行われている。
また、配線間の絶縁性を高めることで配線遅延を防ぐ方法も採用されている。近年、この絶縁性の高い材料として、低誘電率材料が半導体装置を構成することが多い。しかし、低誘電率材料は脆く、壊れ易い傾向にある。低誘電率材料により構成された半導体装置では、例えばハンダリフロー工程を経て半導体チップとともに基板上に実装されたときに、温度変化による収縮で低誘電率材料部分が破壊されるという問題が存在している。
【０００５】
この問題を解決する手段として、例えば、特許文献１には、末端エチレン結合を有する炭素数４以上の感光性基の一部を炭素数１乃至３の炭化水素基に置換した感光性ポリイミド前駆体を用いることが開示されている。
【０００６】
なお、特許文献２は、感光性樹脂組成物に配合可能な熱塩基発生剤を開示する。
【０００７】
なお、特許文献３には、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、該チップを裏返して、プリント基板に直接実装する、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の金属再配線層形成工程時には樹脂層の耐薬品性が求められるが、従来の樹脂組成物では薬液浸漬後に膜厚が変化し、設計通りのパターンを形成することが困難であった。
【０００８】
なお、特許文献４には、前処理済みのウェハをダイシングして個片チップを製造し、支持体上に個片チップを再構築してモールド樹脂で封止し、支持体を剥離した後に再配線層を形成するファンナウトウェハレベルパッケージ（ＦＯＷＬＰ）と呼ばれる半導体チップ実装技術が提案されている。パッケージ実装技術の多様化に伴い、支持体の種類が多種化し、加えて再配線層が多層化するため、再配線層の積層時に所望の解像性が得られない場合には、当該層を薬液により剥離して再度積層することになるが、その薬液により、下層部の膜がダメージを受け、膜厚が減少したり、再配線層の銅ピラーへの密着性が低下したりすることがあった。
【０００９】
なお、特許文献５にもファンナウト型半導体装置が記述されている。ファンナウト型半導体装置の製造プロセスにおいて、できる限り低温で熱硬化させた感光性ポリイミド樹脂は、イミド化が不十分であり、層間絶縁膜としての膜物性が十分ではなかった。一方、感光性ポリイミド樹脂を完全にイミド化させる熱硬化工程を経てファンナウト型半導体装置を製造すると、熱硬化工程の熱ダメージにより、半導体装置の収率が悪化していた。また、上記製造プロセスにおいて、感光性樹脂組成物を用いて得られた硬化レリーフパターンには、Ｃｕボイドの抑制、再配線層中の層間絶縁膜と封止材の密着性、イミド化率、耐薬品性、モールド樹脂上での解像度などについて改良の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開平６－８０７７６号公報
国際公開第２０１７／０３８５９８号
特開２００１－３３８９４７号公報
特開２００５－１６７１９１号公報
特開２０１１－１２９７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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