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公開番号2025100903
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2025072375,2023206198
出願日2025-04-24,2019-04-18
発明の名称ネガ型感光性樹脂組成物及びその製造方法
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 7/027 20060101AFI20250626BHJP(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】本発明は、高い耐薬品性および解像度が得られ、かつ高温保存試験後、Cu層の、樹脂層に接する界面でボイドの発生を抑制することができるネガ型感光性樹脂組成物を提供することを目的の一つとする。また、本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いた硬化レリーフパターンの形成方法を提供することも目的の一つである。また、近年ファンアウト型半導体パッケージが注目されている。ファンナウト型の半導体パッケージでは、半導体チップを封止材で覆うことにより半導体チップのチップサイズよりも大きいチップ封止体を形成する。更に、半導体チップ及び封止材の領域にまで及ぶ再配線層を形成する。再配線層は、薄い膜厚で形成される。また、再配線層は、封止材の領域まで形成できるため、外部接続端子の数を多くすることができる。
【解決手段】ネガ型感光性樹脂組成物が、(A)ポリイミド前駆体;特定の化合物(例えば、(B1)活性エステル化剤、(B2)熱硬化剤、(B3)3級アミン化合物及び/又はグアニジン化合物、(B4)酸性化合物、又は(B5)含窒素化合物);及び(C)光重合開始剤を含む。
【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；
（Ｂ）活性エステル化剤；及び
（Ｃ）光重合開始剤
を含む、ネガ型感光性樹脂組成物。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記（Ｂ）活性エステル化剤が、ビス（ペンタフルオロフェニル）カーボネート、ビス（４－ニトロフェニル）カーボネート、ジ（Ｎ－スクリンイミジル）カーボネート、ペンタフルオロフェノール、１－ヒドロキシ－７－アザベンゾトリアゾール及び４－ニトロフェニルトリフルオロアセテートから成る群から選択される少なくとも１種である、請求項１に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項３】
前記（Ａ）ポリイミド前駆体が、下記一般式（２）：
TIFF
2025100903000080.tif
54
167
｛式中、Ｘ
１
は４価の有機基であり、Ｙ
１
は２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１価の有機基であり、Ｒ
１
及びＲ
２
の少なくとも一方は、１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（２）において、Ｒ
１
及びＲ
２
の少なくとも一方は、下記一般式（３）：
TIFF
2025100903000081.tif
42
167
｛式中、Ｌ
１
、Ｌ
２
及びＬ
３
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、そしてｍ
１
は、２～１０の整数である。｝で表される１価の有機基である、請求項３に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項５】
前記一般式（２）において、Ｘ
１
が、下記一般式（２０ａ）：
TIFF
2025100903000082.tif
29
167
で表される構造を含む、請求項３又は４に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項６】
前記一般式（２）において、Ｘ
１
が、下記一般式（２０ｂ）：
TIFF
2025100903000083.tif
29
157
で表される構造を含む、請求項３又は４に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項７】
前記一般式（２）において、Ｙ
１
が、下記一般式（２１ｂ）：
TIFF
2025100903000084.tif
26
167
で表される構造を含む、請求項３～６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（Ａ）ポリイミド前駆体が、下記一般式（４）：
TIFF
2025100903000085.tif
47
167
｛式中、Ｒ
１
、Ｒ
２
、及びｎ
１
は上記に定義したものである。｝
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３又は４に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項９】
前記（Ａ）ポリイミド前駆体が、下記一般式（５）：
TIFF
2025100903000086.tif
47
167
｛式中、Ｒ
１
、Ｒ
２
、及びｎ
１
は上記に定義したものである。｝
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３又は４に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
【請求項１０】
前記（Ａ）ポリイミド前駆体が、下記一般式（４）及び（５）：
TIFF
2025100903000087.tif
47
167
｛式中、Ｒ
１
、Ｒ
２
、及びｎ
１
は、それぞれ、上記に定義したものであり、一般式（５）中のＲ
１
、Ｒ
２
、及びｎ
１
とは同じであるか、又は異なってよい。｝
TIFF
2025100903000088.tif
48
167
｛式中、Ｒ
１
、Ｒ
２
、及びｎ
１
は、それぞれ、上記に定義したものであり、一般式（４）中のＲ
１
、Ｒ
２
、及びｎ
１
とは同じであるか、又は異なってよい。｝
で表される構造単位を同時に含む、請求項３～９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】
本発明は、ネガ型感光性樹脂組成物及びその製造方法に関するものである。
続きを表示（約 3,800 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】
ところで、半導体装置（以下、「素子」とも言う。）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。しかしながら、素子の高速化が進み、動作周波数がＧＨｚまで到達した今日、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、ワイヤボンディングではその要求を満たすことが困難となった。
【０００４】
したがって、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（例えば特許文献１参照）。このフリップチップ実装では、配線距離を正確に制御できるため、高速な信号を取り扱うハイエンド用途の素子に、又は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、需要が急拡大している。フリップチップ実装にポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、フェノール樹脂等の材料を使用する場合、該樹脂層のパターンが形成された後に、金属配線層形成工程を経る。金属配線層は、通常、樹脂層表面をプラズマエッチングして表面を粗化した後、メッキのシード層となる金属層を、１μｍ以下の厚みでスパッタにより形成した後、その金属層を電極として、電解メッキにより形成される。このとき、一般に、シード層となる金属としてはチタン（Ｔｉ）が、電解メッキにより形成される再配線層の金属としては銅（Ｃｕ）が用いられる。
【０００５】
このような金属再配線層について、信頼性試験後に再配線された金属層と樹脂層との密着性が高いことが求められる。信頼性試験としては、例えば、空気中、１２５℃以上の高温で１００時間以上保存する、高温保存試験；配線を組んで電圧を印加しながら、空気中で、１２５℃程度の温度で１００時間以上に亘る保存下での動作を確認する、高温動作試験；空気中で、－６５℃～－４０℃程度の低温状態と、１２５℃～１５０℃程度の高温状態とをサイクルで行き来させる、温度サイクル試験；８５℃以上の温度で湿度８５％以上の水蒸気雰囲気下で保存する、高温高湿保存試験；高温高湿保存試験と同じ試験を、配線を組んで電圧を印加しながら行なう、高温高湿バイアス試験；並びに空気中又は窒素下で２６０℃のはんだリフロー炉を複数回通過させる、はんだリフロー試験等を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００１－３３８９４７号公報
【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、従来、上記信頼性試験の中で、高温保存試験の場合、試験後、再配線されたＣｕ層の、樹脂層に接する界面でボイドが発生する、という問題があった。Ｃｕ層と樹脂層との界面でボイドが発生すると、両者の密着性が低下してしまう。
【０００８】
また、ボイドの問題に加えて、金属再配線層には耐薬品性が求められ、また、微細化要求も大きくなっている。このため、特に半導体の再配線層の形成に用いられる感光性樹脂組成物には、ボイドの発生を抑制するとともに、高い耐薬品性と解像性を示すことが求められる。
【０００９】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、高い耐薬品性および解像度が得られ、かつ、高温保存（ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｏｒａｇｅ）試験後、Ｃｕ層の、樹脂層に接する界面でボイドの発生を抑制することができるネガ型感光性樹脂組成物（以下、本明細書において単に「感光性樹脂組成物」ともいう。）を提供することを目的の一つとする。また、本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いた硬化レリーフパターンの形成方法を提供することも目的の一つである。
また、近年ファンアウト型半導体パッケージが注目されている。ファンナウト型の半導体パッケージでは、半導体チップを封止材で覆うことにより半導体チップのチップサイズよりも大きいチップ封止体を形成する。更に、半導体チップ及び封止材の領域にまで及ぶ再配線層を形成する。再配線層は、薄い膜厚で形成される。また、再配線層は、封止材の領域まで形成できるため、外部接続端子の数を多くすることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、特定の感光性樹脂と、特定の化合物（例えば、（Ｂ１）活性エステル化剤、（Ｂ２）熱硬化剤、（Ｂ３）３級アミン化合物及び／又はグアニジン化合物、（Ｂ４）酸性化合物、又は（Ｂ５）含窒素化合物）と、光重合開始剤を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、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］
（Ａ）ポリイミド前駆体；
（Ｂ）活性エステル化剤；及び
（Ｃ）光重合開始剤
を含む、ネガ型感光性樹脂組成物。
［２］
前記（Ｂ）活性エステル化剤が、ビス（ペンタフルオロフェニル）カーボネート、ビス（４－ニトロフェニル）カーボネート、ジ（Ｎ－スクリンイミジル）カーボネート、ペンタフルオロフェノール、１－ヒドロキシ－７－アザベンゾトリアゾール及び４－ニトロフェニルトリフルオロアセテートから成る群から選択される少なくとも１種である、［１］
に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
［３］
前記（Ａ）ポリイミド前駆体が、下記一般式（２）：
TIFF
2025100903000001.tif
54
167
｛式中、Ｘ
１
は４価の有機基であり、Ｙ
１
は２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１価の有機基であり、Ｒ
１
及びＲ
２
の少なくとも一方は、１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、［１］又は［２］に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
［４］
前記一般式（２）において、Ｒ
１
及びＲ
２
の少なくとも一方は、下記一般式（３）：
TIFF
2025100903000002.tif
42
167
｛式中、Ｌ
１
、Ｌ
２
及びＬ
３
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、そしてｍ
１
は、２～１０の整数である。｝で表される１価の有機基である、［３］に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
［５］
前記一般式（２）において、Ｘ
１
が、下記一般式（２０ａ）：
TIFF
2025100903000003.tif
29
167
で表される構造を含む、［３］又は［４］に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
［６］
前記一般式（２）において、Ｘ
１
が、下記一般式（２０ｂ）：
TIFF
2025100903000004.tif
29
157
で表される構造を含む、［３］又は［４］に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
［７］
前記一般式（２）において、Ｙ
１
が、下記一般式（２１ｂ）：
TIFF
2025100903000005.tif
26
167
で表される構造を含む、［３］～［６］のいずれか一項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
［８］
前記（Ａ）ポリイミド前駆体が、下記一般式（４）：
TIFF
2025100903000006.tif
47
167
｛式中、Ｒ
１
、Ｒ
２
、及びｎ
１
は上記に定義したものである。｝
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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