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公開番号2025156597
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2025134356,2020204150
出願日2025-08-12,2020-12-09
発明の名称ネガ型感光性樹脂組成物及びこれを用いた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,個人
主分類G03F 7/027 20060101AFI20251002BHJP(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】熱硬化を比較的低い温度で行うことができ、良好な耐薬品性を示し、かつ塗布時に白濁を生じにくいネガ型感光性樹脂組成物、およびこれを用いた硬化レリーフパターンの製造方法を提供すること。
【解決手段】100質量部のポリイミド前駆体及び/又はポリイミドと、20～150質量部のラジカル重合性化合物と、0.001～1質量部の界面活性剤と、0.1～10質量部の光重合開始剤とを含む、ネガ型感光性樹脂組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
１００質量部のポリイミド前駆体及び／又はポリイミドと、
２０～１５０質量部のラジカル重合性化合物と、
０．００１～１質量部の界面活性剤と、
０．１～１０質量部の光重合開始剤と、
を含む、ネガ型感光性樹脂組成物。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記ネガ型感光性樹脂組成物は、前記ポリイミド前駆体を含み、前記ポリイミドを含まない、請求項１に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項３】
前記界面活性剤が、フッ素系界面活性剤及びシリコーン系界面活性剤からなる群から選択される少なくとも一つである、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４】
前記界面活性剤が、フッ素系界面活性剤である、請求項１～３のいずれか一項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項５】
前記ラジカル重合性化合物の少なくとも１種が、水酸基またはウレア基の少なくとも１つの基を有するラジカル重合性化合物である、請求項１～４のいずれか一項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項６】
前記ラジカル重合性化合物が、単官能ラジカル重合性化合物と多官能ラジカル重合性化合物とを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項７】
前記ラジカル重合性化合物が、窒素原子含有ラジカル重合性化合物と窒素原子非含有ラジカル重合性化合物とを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項８】
前記ネガ型感光性樹脂組成物が前記ポリイミド前駆体を含み、前記ポリイミド前駆体が、下記一般式（１）：
TIFF
2025156597000039.tif
37
90
｛式（１）中、Ｘ
１
は四価の有機基であり、Ｙ
１
は二価の有機基であり、ｎ
１
は２～１５０の整数であり、そしてＲ
１
及びＲ
２
はそれぞれ独立に、水素原子、又は一価の有機基である。｝
で表される構造単位を有するポリイミド前駆体を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項９】
前記一般式（１）において、Ｒ
１
及びＲ
２
の少なくとも一方が、下記一般式（２）：
TIFF
2025156597000040.tif
28
71
｛式（２）中、Ｌ
１
、Ｌ
２
及びＬ
３
は、それぞれ独立に、水素原子、または炭素数１～３の一価の有機基であり、そしてｍ
１
は、２～１０の整数である。｝
で表される構造単位を有する、請求項８に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項１０】
前記ネガ型感光性樹脂組成物が前記ポリイミド前駆体を含み、前記ポリイミド前駆体が、下記一般式（３）：
TIFF
2025156597000041.tif
43
170
｛式（３）中、ｎ
１
は２～１５０の整数であり、そしてＲ
１
及びＲ
２
は、それぞれ独立に、水素原子、または一価の有機基である。｝
で表される構造単位を有するポリイミド前駆体を含む、請求項１～９のいずれか一項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】
本開示は、ネガ型感光性樹脂組成物及びこれを用いた硬化レリーフパターンの製造方法に関する。
続きを表示（約 3,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品の絶縁材料、及び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、ポリベンゾオキサゾール樹脂、フェノール樹脂等が用いられている。これらの樹脂の中でも、感光性樹脂組成物の形態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、従来の非感光型材料に比べて、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】
他方、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（パッケージング構造）も変化している。従来の金属ピンと鉛－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）等のように、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。さらには、ＦＯ（ファンアウト）のように、半導体チップの表面に、その半導体チップの面積より大きな面積をもつ再配線層を複数層有する構造も提案されている。
【０００４】
ポリイミド前駆体樹脂などの、熱により環化する熱環化型樹脂は、物理的・化学的性質に優れた硬化膜を形成することができるが、これらの環化反応には、高温（例えば３５０℃）での熱処理が必要とされていた。しかし、上記ＦＯのようにパッケージング構造の面積が大きくなると、高温での熱処理によって生じる熱膨張によって、支持体の反り、又は金属再配線層の断線、絶縁層の破壊などが生じてしまう。そのため、処理温度の低減が求められている。しかしながら、処理温度を低くすると、硬化レリーフパターンの耐薬品性低下が問題となっていた。
【０００５】
特許文献１には、硬化レリーフパターンの耐薬品性を向上させることを目的として、ラジカル重合性化合物を、ポリマー１００質量部に対して３５質量部添加することが記載されている。当該文献によれば、特定のラジカル重合性化合物２種を合計で３５質量部添加することによって、２２５℃の低温硬化でも良好な耐薬品性を示す硬化レリーフパターンを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０１８／１５５６３９号
米国特許第５，５０２，１４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されているように多量のラジカル重合性化合物を含む感光性樹脂組成物は、基板へ塗布した際に白濁を生じやすいという問題があった。そこで、本開示は、熱硬化を比較的低い温度で行うことができ、良好な耐薬品性を示し、かつ塗布時に白濁を生じにくいネガ型感光性樹脂組成物、およびこれを用いた硬化レリーフパターン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】
【０００８】
本発明者らは、ポリイミド前駆体及び／又はポリイミドと、ラジカル重合性化合物と、界面活性剤と、光重合開始剤とを、特定の範囲の量で組み合わせることにより、上記課題を解決することができることを見出した。本発明の実施形態を以下の項目［１］～［１９］に例示する。
［１］
１００質量部のポリイミド前駆体及び／又はポリイミドと、
２０～１５０質量部のラジカル重合性化合物と、
０．００１～１質量部の界面活性剤と、
０．１～１０質量部の光重合開始剤と、
を含む、ネガ型感光性樹脂組成物。
［２］
上記ネガ型感光性樹脂組成物は、上記ポリイミド前駆体を含み上記ポリイミドを含まない、項目１に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
［３］
上記界面活性剤が、フッ素系界面活性剤及びシリコーン系界面活性剤からなる群から選択される少なくとも一つである、項目１又は２に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
［４］
上記界面活性剤が、フッ素系界面活性剤である、項目１～３のいずれか一項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
［５］
上記ラジカル重合性化合物の少なくとも１種が、水酸基またはウレア基の少なくとも１つの基を有するラジカル重合性化合物である、項目１～４のいずれか一項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
［６］
上記ラジカル重合性化合物が、単官能ラジカル重合性化合物と多官能ラジカル重合性化合物とを含む、項目１～５のいずれか一項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
［７］
上記ラジカル重合性化合物が、窒素原子含有ラジカル重合性化合物と窒素原子非含有ラジカル重合性化合物とを含む、項目１～５のいずれか一項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
［８］
上記ネガ型感光性樹脂組成物が上記ポリイミド前駆体を含み、上記ポリイミド前駆体が、下記一般式（１）：
TIFF
2025156597000001.tif
37
90
｛式（１）中、Ｘ
１
は四価の有機基であり、Ｙ
１
は二価の有機基であり、ｎ
１
は２～１５０の整数であり、そしてＲ
１
及びＲ
２
はそれぞれ独立に、水素原子、又は一価の有機基である。｝
で表される構造単位を有するポリイミド前駆体を含む、項目１～７のいずれか一項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
［９］
上記一般式（１）において、Ｒ
１
及びＲ
２
の少なくとも一方が、下記一般式（２）：
TIFF
2025156597000002.tif
28
71
｛式（２）中、Ｌ
１
、Ｌ
２
及びＬ
３
は、それぞれ独立に、水素原子、または炭素数１～３の一価の有機基であり、そしてｍ
１
は、２～１０の整数である。｝
で表される構造単位を有する、項目８に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
［１０］
上記ネガ型感光性樹脂組成物が上記ポリイミド前駆体を含み、上記ポリイミド前駆体が、下記一般式（３）：
TIFF
2025156597000003.tif
43
170
｛式（３）中、ｎ
１
は２～１５０の整数であり、そしてＲ
１
及びＲ
２
は、それぞれ独立に、水素原子、または一価の有機基である。｝
で表される構造単位を有するポリイミド前駆体を含む、項目１～９のいずれか一項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
［１１］
上記ネガ型感光性樹脂組成物が上記ポリイミド前駆体を含み、上記ポリイミド前駆体が、下記一般式（４）：
TIFF
2025156597000004.tif
44
169
｛式（４）中、ｎ
１
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、熱硬化を比較的低い温度で行うことができ、良好な耐薬品性を示し、かつ塗布時に白濁を生じにくいネガ型感光性樹脂組成物、及びこれを用いた硬化レリーフパターンの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
《ネガ型感光性樹脂組成物》
本開示のネガ型感光性樹脂組成物は、
１００質量部の（Ａ１）ポリイミド前駆体及び／又は（Ａ２）ポリイミドと、
２０～１５０質量部の（Ｂ）ラジカル重合性化合物と、
０．００１～１質量部の（Ｃ）界面活性剤と、
０．１～１０質量部の（Ｄ）光重合開始剤と、
を含む。（Ａ１）ポリイミド前駆体及び／又は（Ａ２）ポリイミドは、（Ａ１）または（Ａ２）のいずれか一方を単独で使用してもよく、２種を混合して使用してもよいが、単独で使用することが好ましい。ネガ型感光性樹脂組成物は、より好ましくはポリイミド前駆体を含み、更に好ましくはポリイミド前駆体を含み、かつポリイミドを含まない。
（【００１１】以降は省略されています）

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