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公開番号2025122790
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-22
出願番号2024018441
出願日2024-02-09
発明の名称中空構造体、感光性組成物、感光性組成物の製造方法、感光性組成物の検査方法
出願人東京応化工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H03H 9/25 20060101AFI20250815BHJP(基本電子回路)
要約【課題】アウトガスの発生が抑制された中空構造体、及びその作製に有用な感光性組成物等を提供する。
【解決手段】基板10、くし形電極20及びSiN層30を備えたデバイス基板100と、くし形電極20を囲むように形成された側壁210と、デバイス基板100と対向するように形成された天板部220とを備えた中空構造体300であって、側壁210及び天板部220の少なくとも一方が感光性組成物を硬化したものであり、X線光電子分光法によりSiN層30上を評価したとき、カーボンとシリコンとの比(C/Si)が0.2未満かつフッ素の検出量が0.3atm%以下を示すことを特徴とする。
中空構造体300を作製するための感光性組成物であって、特定の[アウトガスの評価方法]で、X線光電子分光法により、SiN層上を評価したとき、C/Siが0.2未満かつフッ素の検出量が0.3atm%以下を示すものを採用する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板、前記基板上に設けられたくし形電極、及び前記くし形電極を覆うように前記基板上に形成されたＳｉＮ層を備えたデバイス基板と、
前記くし形電極を囲むように前記デバイス基板上に形成された側壁と、
前記デバイス基板と対向するように前記側壁上に形成された天板部と、
を備えた中空構造体であって、
前記側壁及び前記天板部の少なくとも一方が感光性組成物を硬化したものであり、
Ｘ線光電子分光法により前記ＳｉＮ層上を評価したとき、カーボンとシリコンとの比（Ｃ／Ｓｉ）が０．２未満、かつフッ素の検出量が０．３ａｔｍ％以下を示す、中空構造体。
続きを表示（約 5,000 文字）【請求項２】
前記感光性組成物は、エポキシ基含有化合物及びカチオン重合開始剤を含有し、
前記カチオン重合開始剤が、ボレートアニオンを含むアニオン部と、カチオン部とからなる化合物を含む、請求項１に記載の中空構造体。
【請求項３】
前記感光性組成物は、エポキシ基含有化合物及びカチオン重合開始剤を含有し、
前記エポキシ基含有化合物が、３官能以上のエポキシ基含有化合物を含み、かつ、２官能のエポキシモノマーの含有割合が、前記３官能以上のエポキシ基含有化合物と前記２官能のエポキシモノマーとの総質量に対して２質量％以下である、請求項１に記載の中空構造体。
【請求項４】
請求項１に記載の中空構造体を作製するための感光性組成物であって、
前記感光性組成物は、前記側壁及び前記天板部の少なくとも一方の材料であり、
下記［アウトガスの評価方法］で、Ｘ線光電子分光法により、Ｓｉ基板が備えるＳｉＮ層上を評価したとき、カーボンとシリコンとの比（Ｃ／Ｓｉ）が０．２未満、かつフッ素の検出量が０．３ａｔｍ％以下を示す、感光性組成物。
［アウトガスの評価方法］
手順（１－１）：離型性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に、メチルエチルケトンで溶解させて固形分を７５質量％に調整した感光性組成物を、アプリケータを用いて塗布し、７０℃１０分間オーブン内で乾燥を行うことにより、膜厚２０μｍの感光性組成物層を形成する。
手順（１－２）：次いで、前記感光性組成物層とＳｉ基板とが接するように、前記感光性組成物層をＳｉ基板に貼り付ける。その際の貼り付け条件は、ラミネータを用い、８０℃、圧力０．３ＭＰａ、０．５ｍ／ｍｉｎに設定する。
手順（１－３）：次いで、前記離型性ＰＥＴフィルムを剥がし、その後、前記感光性組成物層を、ｇｈｉブロードバンドの露光機を用いて露光して、試験基板を得る。
手順（２）：別途、最表層にＳｉＮ層を備えたＳｉ基板上に、３００℃以上の耐熱性を有する厚さ５０μｍのポリイミドフィルムであって中心部を切り抜いたものを、前記Ｓｉ基板が備える前記ＳｉＮ層の外周端部に載せる。
手順（３）：次いで、前記試験基板を、前記感光性組成物層と前記ＳｉＮ層とが対向するように、前記ポリイミドフィルム上に載せる。
手順（４）：次いで、ベークを行う。その際のベーク条件は、９０℃のホットプレート上で５分間加熱した後、１５分間をかけて２００℃まで昇温させて、２００℃で１時間保持する。その後、ホットプレートから外し、冷却する。
手順（５）：冷却後、前記試験基板及び前記ポリイミドフィルムを取り除く。その後、前記感光性組成物層と対向していた、前記ＳｉＮ層上のポリイミドフィルムが接していない部位について、Ｘ線光電子分光法による評価を行う。
手順（６）：Ｘ線光電子分光装置を用い、カーボン（Ｃ）はＣ１ｓ、シリコン（Ｓｉ）はＳｉ２ｐ、フッ素（Ｆ）はＦ１ｓの各スペクトルにより、Ｃ／Ｓｉ及びＦの組成比率を算出する。
【請求項５】
前記感光性組成物は、エポキシ基含有化合物及びカチオン重合開始剤を含有し、
前記エポキシ基含有化合物が、３官能以上のエポキシ基含有化合物を含み、かつ、２官能のエポキシモノマーの含有割合が、前記３官能以上のエポキシ基含有化合物と前記２官能のエポキシモノマーとの総質量に対して２質量％以下であり、
前記カチオン重合開始剤が、ボレートアニオンを含むアニオン部と、カチオン部とからなる化合物を含む、請求項４に記載の感光性組成物。
【請求項６】
前記感光性組成物は、エポキシ基含有化合物及びカチオン重合開始剤を含有し、
前記エポキシ基含有化合物が、１分子中に３個以上のエポキシ基を有するトリスフェノール型多価グリシジルエーテル化合物を含み、
前記カチオン重合開始剤が、ボレートアニオンを含むアニオン部と、カチオン部とからなる化合物を含み、
前記カチオン重合開始剤の含有量が、前記エポキシ基含有化合物１００質量部に対して１質量部以上５質量部以下であり、
前記手順（１－３）において、露光量を１０ｍＪ／ｃｍ
２
以上２０００ｍＪ／ｃｍ
２
以下とする露光を行う、請求項５に記載の感光性組成物。
【請求項７】
前記感光性組成物は、エポキシ基含有化合物及びカチオン重合開始剤を含有し、
前記エポキシ基含有化合物が、ノボラック型エポキシ樹脂を含み、
前記カチオン重合開始剤が、ボレートアニオンを含むアニオン部と、カチオン部とからなる化合物を含み、
前記カチオン重合開始剤の含有量が、前記エポキシ基含有化合物１００質量部に対して１質量部以上５質量部以下であり、
前記手順（１－３）において、露光量を１０ｍＪ／ｃｍ
２
以上２０００ｍＪ／ｃｍ
２
以下とする露光を行う、請求項５に記載の感光性組成物。
【請求項８】
下記［プレッシャークッカー試験］で硬化物を評価したとき、硬化物からのフッ素イオン溶出量が１ｐｐｍ未満を示す、請求項４に記載の感光性組成物。
［プレッシャークッカー試験］
手順（１）：離型性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に、メチルエチルケトンで溶解させて固形分を７５質量％に調整した感光性組成物を、アプリケータを用いて塗布し、７０℃１０分間オーブン内で乾燥を行うことにより、膜厚２０μｍの感光性組成物層を形成する。
手順（２）：次いで、前記離型性ＰＥＴフィルムを剥がし、その後、前記感光性組成物層を、ｇｈｉブロードバンドの露光機を用いて露光して、硬化膜を得る。
手順（３）：次いで、前記硬化膜を、９０℃のホットプレート上で５分間の露光後加熱を行った後、２００℃１時間オーブンで加熱して硬化させることにより、目的の硬化物を得る。
手順（４）：次いで、蓋付きのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂容器に、前記硬化物４ｇと、抽出溶媒として純水４０ｇとを入れ、蓋を閉める。
手順（５）：次いで、ステンレス製オートクレーブに、前記の蓋を閉めたＰＴＦＥ樹脂容器を格納し、１２０℃のオーブン中で、２気圧下で２０時間処理する。
手順（６）：次いで、室温２３℃に冷却後、前記の蓋を閉めたＰＴＦＥ樹脂容器内の抽出液を採取し、イオンクロマトグラフィーにより、硬化物からのフッ素イオン溶出量を定量する。
【請求項９】
基板、前記基板上に設けられたくし形電極、及び前記くし形電極を覆うように前記基板上に形成されたＳｉＮ層を備えたデバイス基板と、
前記くし形電極を囲むように前記デバイス基板上に形成された側壁と、
前記デバイス基板と対向するように前記側壁上に形成された天板部と、
を備えた中空構造体、を作製するための感光性組成物の製造方法であって、
前記感光性組成物は、前記側壁及び前記天板部の少なくとも一方の材料であり、
下記［アウトガスの評価方法］で、Ｘ線光電子分光法により、Ｓｉ基板が備えるＳｉＮ層上を評価したとき、カーボンとシリコンとの比（Ｃ／Ｓｉ）が０．２未満、かつフッ素の検出量が０．３ａｔｍ％以下を示す感光性組成物を選別する工程を含む、感光性組成物の製造方法。
［アウトガスの評価方法］
手順（１－１’）：離型性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に、感光性組成物を、アプリケータを用いて塗布し、７０℃１０分間オーブン内で乾燥を行うことにより、膜厚２０μｍの感光性組成物層を形成する。
手順（１－２）：次いで、前記感光性組成物層とＳｉ基板とが接するように、前記感光性組成物層をＳｉ基板に貼り付ける。その際の貼り付け条件は、ラミネータを用い、８０℃、圧力０．３ＭＰａ、０．５ｍ／ｍｉｎに設定する。
手順（１－３）：次いで、前記離型性ＰＥＴフィルムを剥がし、その後、前記感光性組成物層を、ｇｈｉブロードバンドの露光機を用いて露光して、試験基板を得る。
手順（２）：別途、最表層にＳｉＮ層を備えたＳｉ基板上に、３００℃以上の耐熱性を有する厚さ５０μｍのポリイミドフィルムであって中心部を切り抜いたものを、前記Ｓｉ基板が備える前記ＳｉＮ層の外周端部に載せる。
手順（３）：次いで、前記試験基板を、前記感光性組成物層と前記ＳｉＮ層とが対向するように、前記ポリイミドフィルム上に載せる。
手順（４）：次いで、ベークを行う。その際のベーク条件は、９０℃のホットプレート上で５分間加熱した後、１５分間をかけて２００℃まで昇温させて、２００℃で１時間保持する。その後、ホットプレートから外し、冷却する。
手順（５）：冷却後、前記試験基板及び前記ポリイミドフィルムを取り除く。その後、前記感光性組成物層と対向していた、前記ＳｉＮ層上のポリイミドフィルムが接していない部位について、Ｘ線光電子分光法による評価を行う。
手順（６）：Ｘ線光電子分光装置を用い、カーボン（Ｃ）はＣ１ｓ、シリコン（Ｓｉ）はＳｉ２ｐ、フッ素（Ｆ）はＦ１ｓの各スペクトルにより、Ｃ／Ｓｉ及びＦの組成比率を算出する。
【請求項１０】
基板、前記基板上に設けられたくし形電極、及び前記くし形電極を覆うように前記基板上に形成されたＳｉＮ層を備えたデバイス基板と、
前記くし形電極を囲むように前記デバイス基板上に形成された側壁と、
前記デバイス基板と対向するように前記側壁上に形成された天板部と、
を備えた中空構造体、を作製するための感光性組成物の検査方法であって、
前記感光性組成物は、前記側壁及び前記天板部の少なくとも一方の材料であり、
下記［アウトガスの評価方法］で、Ｘ線光電子分光法により、Ｓｉ基板が備えるＳｉＮ層上における、カーボンとシリコンとの比（Ｃ／Ｓｉ）及びフッ素の検出量を評価する、感光性組成物の検査方法。
［アウトガスの評価方法］
手順（１－１”）：離型性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に、感光性組成物を、アプリケータを用いて塗布し、７０℃１０分間オーブン内で乾燥を行うことにより、膜厚２０μｍの感光性組成物層を形成する。
手順（１－２）：次いで、前記感光性組成物層とＳｉ基板とが接するように、前記感光性組成物層をＳｉ基板に貼り付ける。その際の貼り付け条件は、ラミネータを用い、８０℃、圧力０．３ＭＰａ、０．５ｍ／ｍｉｎに設定する。
手順（１－３）：次いで、前記離型性ＰＥＴフィルムを剥がし、その後、前記感光性組成物層を、ｇｈｉブロードバンドの露光機を用いて露光して、試験基板を得る。
手順（２）：別途、最表層にＳｉＮ層を備えたＳｉ基板上に、３００℃以上の耐熱性を有する厚さ５０μｍのポリイミドフィルムであって中心部を切り抜いたものを、前記Ｓｉ基板が備える前記ＳｉＮ層の外周端部に載せる。
手順（３）：次いで、前記試験基板を、前記感光性組成物層と前記ＳｉＮ層とが対向するように、前記ポリイミドフィルム上に載せる。
手順（４）：次いで、ベークを行う。その際のベーク条件は、９０℃のホットプレート上で５分間加熱した後、１５分間をかけて２００℃まで昇温させて、２００℃で１時間保持する。その後、ホットプレートから外し、冷却する。
手順（５）：冷却後、前記試験基板及び前記ポリイミドフィルムを取り除く。その後、前記感光性組成物層と対向していた、前記ＳｉＮ層上のポリイミドフィルムが接していない部位について、Ｘ線光電子分光法による評価を行う。
手順（６）：Ｘ線光電子分光装置を用い、カーボン（Ｃ）はＣ１ｓ、シリコン（Ｓｉ）はＳｉ２ｐ、フッ素（Ｆ）はＦ１ｓの各スペクトルにより、Ｃ／Ｓｉ及びＦの組成比率を算出する。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空構造体、感光性組成物、感光性組成物の製造方法、感光性組成物の検査方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、表面弾性波（ＳＡＷ）フィルター等の微小電子デバイスの開発が進められている。このような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を有している。
前記中空構造の形成には感光性組成物が用いられ、くし形電極が形成された基板上を中空に保ったままモールド成型することによりパッケージが製造される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、アルミニウム配線を有する基板と、前記基板の上部に前記アルミニウム配線を囲むように設けられた側壁と、前記側壁の上面に接して設けられるとともに前記基板の上部を覆う天板と、からなる中空部を備えた中空構造体、及びその製造方法について開示されている。
【０００４】
前記中空構造体は以下のようにして作製されている。
感光性組成物を使用して形成した感光性樹脂膜を、基板上にアルミニウム層が形成された支持体にラミネートし、選択的な露光、露光後ベーク、現像によりパターンを形成した後、加熱処理をすることにより、側壁を作製する。次に、側壁が作製された支持体上に、別の感光性樹脂膜をラミネートし、選択的な露光、露光後ベーク、現像、ハードベーク（キュア）処理を行うことで天板部を作製することにより、中空部を備えた中空構造体が作製される。
【０００５】
ところで、情報を伝える電気回路では、腐食などで電極の重量が増加した場合、マイナス側へ周波数シフトすること、が一般的に言われている（非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２２－８１３１２号公報
【非特許文献】
【０００７】
ＱＣＭとＳＡＷによる微少腐食計測；ＢｏｓｈｏｋｕＧｉｊｕｔｓｕ３９，６９７－７０８（１９９０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述のように、感光性組成物を使用して中空構造体を作製する場合、露光後の熱硬化プロセス（露光後ベーク、キュア）で、感光性組成物に由来したガス（アウトガス）が発生する。
そして、前記の感光性組成物に由来するアウトガス成分が、くし形電極に付着すると、微小電子デバイスにおいて、マイナス側への周波数シフトが起こり、ノイズを拾うようになる、という問題がある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、アウトガスの発生が抑制された中空構造体、その中空構造体の作製に有用な感光性組成物、並びに、その感光性組成物の製造方法、及びその感光性組成物の検査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
（【００１１】以降は省略されています）

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