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公開番号2025146153
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024046783
出願日2024-03-22
発明の名称感光性樹脂組成物
出願人味の素株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G03F 7/027 20060101AFI20250926BHJP(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】室温かつ短時間でアルカリ性水溶液により現像でき、低い硬化温度で優れた線熱膨張係数、ガラス転移温度、及び破断点伸度を示す硬化物を得られる感光性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】(A)エーテル構造又はエステル構造を有するテトラカルボン酸二無水物由来の構造と、ヒドロキシ構造を有するジアミン由来の構造を有するポリイミド重合体であって、ヒドロキシ構造の一部又は全部がエチレン性不飽和結合を有するエポキシ化合物由来の構造により変性されたポリイミド重合体、を含有する感光性樹脂組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
（Ａ）エーテル構造又はエステル構造を有するテトラカルボン酸二無水物由来の構造と、ヒドロキシ構造を有するジアミン由来の構造を有するポリイミド重合体であって、ヒドロキシ構造の一部又は全部がエチレン性不飽和結合を有するエポキシ化合物由来の構造により変性されたポリイミド重合体、
を含有する感光性樹脂組成物。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
ネガ型である請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項３】
（Ａ）成分における、テトラカルボン酸二無水物由来の構造が、エーテル構造を有する、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項４】
（Ａ）成分における、テトラカルボン酸二無水物由来の構造が、エステル構造を有する、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項５】
（Ａ）成分における、エチレン性不飽和結合を有するエポキシ化合物が、グリシジル（メタ）アクリレートである、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項６】
（Ａ）成分における、ヒドロキシ構造が、ヒドロキシカルボニル基又はフェノール性ヒドロキシ基である、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項７】
（Ａ）成分における、ヒドロキシ構造の変性が、エーテル化又はエステル化である、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項８】
（Ａ）成分において、変性されたヒドロキシ構造の数と変性されていないヒドロキシ構造の数の合計をＴ
１
、変性されたヒドロキシ構造の数をＳ
１
としたとき、下記式（１）で定義される変性率ｕ
１
（％）が１０～９０％である、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
TIFF
2025146153000089.tif
12
170
【請求項９】
（Ａ）成分が、下記式（Ａ－１）で表される構造単位を有するポリイミド重合体である、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
TIFF
2025146153000090.tif
31
170
（式（Ａ－１）中、Ｍは１以上の整数を表す。Ａ
１
はそれぞれ独立に、エーテル構造又はエステル構造を有する４価の有機基を表す。Ａ
２
はそれぞれ独立に、ヒドロキシ基、ヒドロキシカルボニル基、エチレン性不飽和結合を有するオキシカルボニル基、及びエチレン性不飽和結合を有するアルコキシ基から選択される１以上の基を有する２価の有機基を表し、かつＭ個の繰り返し単位中のＡ
２
の少なくとも１つが、エチレン性不飽和結合を有するオキシカルボニル基、及びエチレン性不飽和結合を有するアルコキシ基から選択される１以上の基を有する。）
【請求項１０】
式（Ａ－１）中、Ａ
１
が下記式（Ｘ－３）で表される４価の有機基である、請求項９に記載の感光性樹脂組成物。
TIFF
2025146153000091.tif
28
170
（式（Ｘ－３）中、ｎｃは０以上の整数を表す。環Ａｒ
１
、環Ａｒ
２
及び環Ａｒ
３
は、それぞれ独立に、炭素原子数６～１０の芳香族炭素環を表す。Ｌ
１
及びＬ
２
は、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、エステル結合、又はハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数１～５のアルキレン基を表し、Ｌ
１
及びｎｃ個あるＬ
２
の少なくとも１つが、酸素原子又はエステル結合である。＊は結合手を表す。）
（【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、感光性樹脂組成物に関する。さらには、当該感光性樹脂組成物を用いて得られる感光性フィルム、半導体パッケージ基板、半導体装置、及び半導体パッケージ基板の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜には、優れた耐熱性、絶縁特性、及び機械特性等を併せ持つポリイミド樹脂等が用いられている。また、ポリイミド樹脂等は溶剤への溶解性が低いため、感光性樹脂組成物においてはポリイミド前駆体の状態で使用し、絶縁層等を形成した後、ポリイミド前駆体を環化してポリイミドを生成し、絶縁層を形成することも行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、４，４’－オキシジフタル酸二無水物由来の骨格と４，４’－ジアミノジフェニルエーテル由来の骨格を有する感光性ポリイミド前駆体、及び３，３’，４，４’－ビフェニルテトラカルボン酸二無水物由来の骨格と４，４’－ジアミノジフェニルエーテル由来の骨格を有する感光性ポリイミド前駆体が記載されている。また、特許文献２では、シリコーン変性ポリイミド樹脂が提案されている。さらに、アルカリ性水溶液で現像が可能なポリイミド樹脂としては、特許文献３には、特定構造のポリイミド樹脂、アニオン再生剤及び光酸発生剤を含有するネガ型感光性樹脂組成物が記載されている。特許文献４には、光ラジカル発生剤と、該光ラジカル発生剤の存在下においてネガ型感光性を示す溶剤可溶ポリイミドとを含むネガ型感光性ポリイミド組成物が記載されている。特許文献５には、分子鎖に酸官能基を有するアルカリ水溶液に可溶であるポリイミド前駆体、感光剤、及び反応性不飽和官能基とアルコキシ基又はアシルオキシ基を有する珪素化合物を含有してなるアルカリネガ現像型感光性樹脂組成物が記載されている。特許文献６には、ポリアミド酸及び特定構造の光塩基発生剤を含有するネガ型感光性樹脂組成物が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６４１９３８３号公報
特許第３６４６９４７号公報
特許第５５３８７７９号公報
国際公開第２００２／０２３２７６号
特開２００１－２８１８５９号公報
特開２００９－０１９１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年５Ｇ通信用途等では、半導体パーケージの再配線に使用される積層数が従来は２層であったものが、４層あるいは５層以上の多数積層化が必要となっている。それに伴い、積層基板の反りを防ぐために線熱膨張係数（ＣＴＥ）が低い硬化物、パッケージ自体の機械的強度を増すために破断点伸度が高い硬化物が要求されるようになってきている。また、積層基板の耐熱性を確保するために、硬化物が高いガラス転移温度を有することも要求されている。
【０００６】
一方で、感光性樹脂組成物においてポリアミック酸等のポリイミド前駆体の状態で使用し、絶縁層を形成した後にポリイミド前駆体を環化して絶縁層を形成した場合、ポリイミド前駆体をイミド化するために高温での硬化反応が必要であり、パッケージされる半導体チップに悪影響を与えることがある。また、絶縁層を形成後のイミド化反応は、イミド化反応により生成した水が除去されにくいため進行しにくく、硬化反応後にも一部ポリアミック酸構造が残存してしまうため、硬化物の物性が悪化する場合がある。そのため、有機溶剤に溶解可能なポリイミド樹脂が望まれる。感光性樹脂組成物においてポリイミド前駆体ではなくポリイミド樹脂を用いた場合、硬化温度を低くすることができるため、積層基板の反りを抑制する観点からも有利である。
【０００７】
さらに、有機溶剤の揮発に関する安全性や環境汚染防止の観点から、リソグラフィーの際に有機溶剤ではなくアルカリ性水溶液を現像液として用いて、室温かつ短時間で現像可能な感光性樹脂組成物も望まれる。
【０００８】
特許文献１～６に記載された感光性樹脂組成物は、上記要求を満足するものではない。特許文献１に記載された感光性樹脂組成物では、ポリイミド前駆体を使用しており、さらに現像液として有機溶剤を使用している。特許文献２に記載されたポリイミド樹脂は感光性を有しておらず、パターン形成には別途フォトレジストが必要となる。特許文献３に記載された感光性樹脂組成物は、アルカリ性水溶液により現像可能であるが、現像に長時間を要するため生産性が低下する。特許文献４に記載された感光性樹脂組成物もアルカリ性水溶液で現像可能ではあるが、現像の際に約４０℃に加熱することが必要である。高温条件でのアルカリ性水溶液は非常に危険なため、工業的なプロセスでは避けることが望まれる。特許文献５に記載された感光性樹脂組成物は、アルカリ性水溶液で現像する際に加熱する旨は記載されていないが、ポリイミド前駆体を使用しているため高温での硬化が必要である。特許文献６においてもポリイミド前駆体を使用しており、光塩基発生剤を添加することで硬化温度を低下させることが検討されているが、硬化温度は２００℃であり十分低いとは言えない。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、室温かつ短時間でアルカリ性水溶液により現像でき、低い硬化温度で優れた線熱膨張係数、ガラス転移温度、及び破断点伸度を示す硬化物を得られる感光性樹脂組成物、及びそれらを用いた感光性フィルム、半導体パッケージ基板、半導体装置、並びに半導体パッケージ基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らが鋭意検討した結果、エーテル構造又はエステル構造を有するテトラカルボン酸二無水物由来の構造と、ヒドロキシ構造を有するジアミン由来の構造を有するポリイミド重合体であって、ヒドロキシ構造の一部又は全部がエチレン性不飽和結合を有するエポキシ化合物由来の構造により変性されたポリイミド重合体を含有する感光性樹脂組成物を用いることにより、前記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
（【００１１】以降は省略されています）

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