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CN111770964B - 树脂组合物和电子部件 - Google Patents

树脂组合物和电子部件 Download PDF

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CN111770964B
CN111770964B CN201980015060.1A CN201980015060A CN111770964B CN 111770964 B CN111770964 B CN 111770964B CN 201980015060 A CN201980015060 A CN 201980015060A CN 111770964 B CN111770964 B CN 111770964B
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Abstract

本发明提供一种树脂组合物,其含有具有极性基团的环状烯烃聚合物(A)和环氧当量为500以上的环氧树脂(B)。

Description

树脂组合物和电子部件
技术领域
本发明涉及树脂组合物和电子部件,特别涉及可优选地用于形成在电子部件中使用的绝缘膜等的树脂组合物、和具有由该树脂组合物形成的树脂膜的电子部件。
背景技术
在有机EL元件和液晶显示元件等各种显示元件、集成电路元件、固态成像元件、彩色滤波器以及黑色矩阵(Black Matrix)等电子部件中,设置有用于防止劣化、损伤的表面保护膜;用于将元件表面、布线平坦化的平坦化膜;用于使配置成层状的布线之间绝缘的层间绝缘膜等各种树脂膜。
近年来,为了赋予上述那样的树脂膜期望的性状,从各种观点出发尝试对用于形成树脂膜的树脂组合物进行改良。例如专利文献1提出了一种树脂组合物,其含有粘结剂树脂、放射线敏感性化合物、环氧系交联剂和芳烷基酚醛树脂,上述环氧系交联剂的环氧当量为450以下、软化点为30℃以下且为4官能度以下。根据专利文献1的树脂组合物,能够形成可得到对金属层的密合性高、显像性和低吸湿性优异的树脂膜的树脂组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2015/141717号。
发明内容
发明要解决的问题
使用上述那样的树脂组合物得到的树脂膜有时会被用于形成对应于用途的期望的图案形状。在此,从具有树脂膜的电子部件的产率提高和高性能化等的观点出发,树脂膜需要能够形成分辨率良好的图案形状。为了使树脂膜能够形成分辨率良好的图案,在对树脂膜进行光刻等得到显像图案、使该显像图案固化得到图案时,需要能够充分抑制固化前后的图案形状变化。此外,在树脂膜的拉伸伸长率不充分的情况下,即在树脂膜缺乏伸长性的情况下,在具有电子部件的电子设备连续运行时、以及在电子部件中产生了应力时等,树脂膜会产生裂纹或树脂膜会容易从基板剥离。如果树脂膜产生了裂纹或树脂膜从基板剥离,则电子部件将难以正常发挥功能。因此,从提供可靠性高的高性能的电子部件的观点出发,树脂膜需要伸长性优异。然而,使用上述现有的树脂组合物得到的树脂膜不能够兼顾分辨率良好与保持充分的伸长性。
因此,本发明的目的在于提供一种能够形成分辨率和伸长性优异的树脂膜的树脂组合物和具有使用该树脂组合物形成的树脂膜的高性能的电子部件。
用于解决问题的方案
本发明人为了解决上述问题,进行了深入研究。然后,本发明人新发现,通过含有具有极性基团的环状烯烃聚合物、和环氧当量在规定值以上的环氧树脂的树脂组合物,能够形成分辨率和伸长性优异的树脂膜,从而完成了本发明。
即,本发明以有利地解决上述问题为目的,本发明的树脂组合物的特征在于含有具有极性基团的环状烯烃聚合物(A)和环氧当量为500以上的环氧树脂(B)。像这样,如果使树脂组合物含有具有极性基团的环状烯烃聚合物(A)和环氧当量为500以上的环氧树脂(B),则能够形成分辨率和伸长性优异的树脂膜。
另外,环氧当量表示包含1g当量的环氧基的树脂的克数(g/eq.),能够按照JIS K7236:2009求出。
此外,本发明的树脂组合物优选上述环氧树脂(B)在分子内包含柔性骨架和芳香族基团。如果树脂组合物含有的环氧树脂(B)在分子内包含柔性骨架和芳香族基团,则能够进一步提高得到的树脂膜的分辨率和伸长性。
此外,在本发明的树脂组合物中,优选上述环氧树脂(B)的含量相对于100质量份的环状烯烃聚合物(A)为40质量份以上且100质量份以下。如果环氧树脂(B)的含量为上述下限值以上,则能够进一步提高树脂膜的伸长性。此外,如果环氧树脂(B)的含量为上述上限值以下,则能够进一步提高树脂膜的分辨率。
在此,在本发明的树脂组合物中,优选还含有在分子内包含酚性羟基和烷氧基甲基的交联剂(C)。通过还含有在分子内包含酚性羟基和烷氧基甲基的交联剂(C)的树脂组合物,能够形成耐化学品性优异的树脂膜。
此外,在本发明的树脂组合物中,优选上述交联剂(C)的含量相对于100质量份的环状烯烃聚合物(A)为1质量份以上且100质量份以下。如果交联剂(C)的含量为上述下限值以上,则能够进一步提高树脂膜的耐化学品性。如果交联剂(C)的含量为上述上限值以下,则能够提高树脂膜的伸长性。
此外,在本发明的树脂组合物中,优选还含有光致酸产生剂(D)。如果树脂组合物含有光致酸产生剂(D),则由于该光致酸产生剂(D)的作用,使树脂膜在显影液中的可溶性发生变化,由此能够将树脂膜图案化。
此外,本发明目的在于有利地解决上述问题,本发明的电子部件的特征在于具有由上述任一种树脂组合物形成的树脂膜。使用上述的树脂组合物形成的树脂膜的分辨率和伸长性优异,因此具有该树脂膜的电子部件能够充分发挥所期望的功能,所以为高性能。
发明效果
根据本发明,能够提供一种可形成分辨率和伸长性优异的树脂膜的树脂组合物、和具有使用该树脂组合物形成的树脂膜的高性能的电子部件。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。本发明的树脂组合物能够用于树脂膜的形成。而且,该树脂膜在例如按照晶片级封装技术制造的电子部件中,能够作为表面保护膜、平坦化膜和层间绝缘膜等使用。而且,本发明的电子部件具有使用本发明的树脂组合物得到的树脂膜。
(树脂组合物)
本发明的树脂组合物含有具有极性基团的环状烯烃聚合物(A)和环氧当量为500以上的环氧树脂(B),可以任意地还含有交联剂(C)和光致酸产生剂(D)。
而且,本发明的树脂组合物含有具有极性基团的环状烯烃聚合物(A)和环氧当量为500以上的环氧树脂(B),因此能够形成分辨率和伸长性优异的树脂膜。一直以来,伸长性良好的树脂膜中大多玻璃化转变温度低的树脂成分的含有比率高,即使使用树脂膜进行光刻形成图案,也会在供给至树脂膜的热固化工序等时发生图案坍塌等,结果通过赋予伸长性而牺牲了分辨率。然而,在本发明的树脂组合物中,与具有极性基团的环状烯烃聚合物(A)一起添加环氧当量为500以上的环氧树脂(B),由此能够兼顾分辨率和伸长性。
<具有极性基团的环状烯烃聚合物(A)>
在树脂组合物中添加的环状烯烃聚合物具有极性基团,由此能够提高得到的树脂膜的强度。具有极性基团的环状烯烃聚合物(A)可以具有一种或多种极性基团。进而,具有极性基团的环状烯烃聚合物(A)优选至少具有质子性极性基团。如果具有极性基团的环状烯烃聚合物(A)具有质子性极性基团,则在显影液(特别是后述的碱性显影液)中具有溶解性,且在树脂组合物包含后述的交联剂(C)的情况下,能够形成通过该交联剂(C)被良好地交联、耐化学品性优异的树脂膜。
在此,质子性极性基团是指包含与氢原子直接键合的、属于元素周期表第15族或第16族的原子的基团。作为属于元素周期表第15族或第16族的原子,优选属于元素周期表第15族或第16族的第1或第2周期的原子,更优选为氧原子、氮原子或硫原子,特别优选为氧原子。
作为这样的质子性极性基团的具体例子,可举出:羟基、羧基(羟基羰基)、磺酸基、磷酸基等具有氧原子的极性基团;伯胺基、仲胺基、伯酰胺基、仲酰胺基(酰亚胺基)等具有氮原子的极性基团;硫醇基等具有硫原子的极性基团。在这些中,优选具有氧原子的极性基团,更优选羧基。
另外,环状烯烃聚合物(A)可以仅具有1种质子性极性基团,也可以具有2种以上。
而且,在环状烯烃聚合物(A)中导入上述的质子性极性基团的方法没有特别限定。即,环状烯烃聚合物(A)可以是包含例如来自具有质子性极性基团的环状烯烃单体(a)的重复单元、任意地包含来自其他单体(b)的重复单元的聚合物,也可以是使用改性剂在不具有质子性极性基团的环状烯烃聚合物中导入质子性极性基团而成的聚合物,优选前者。
[具有质子性极性基团的环状烯烃单体(a)]
作为具有质子性极性基团的环状烯烃单体(a),只要是具有上述的质子性极性基团和环状烯烃结构的单体,则没有特别限定,可优选举出例如具有羧基的环状烯烃单体、具有羟基的环状烯烃单体。作为这些单体的优选的例子,能够举出国际公开第2015/141717号记载的各种单体。其中,从提高在显影液中的溶解性并提高对树脂膜的基板的密合性的观点出发,优选具有羧基的环状烯烃单体,更优选4-羟基羰基四环[6.2.1.13,6.02,7]十二碳-9-烯(以下有时也称为“TCDC”)。另外,环状烯烃单体(a)可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
-具有羧基的环状烯烃单体-
作为具有羧基的环状烯烃单体,可举出例如2-羟基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-甲基-2-羟基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羧基甲基-2-羟基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-2-甲氧基羰基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-2-乙氧基羰基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-2-丙氧基羰基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-2-丁氧基羰基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-2-戊氧基羰基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-2-己氧基羰基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-2-环己氧基羰基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-2-苯氧基羰基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-2-萘氧基羰基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-2-联苯氧基羰基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-2-苄氧基羰基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-2-羟基乙氧基羰基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯、2,3-二羟基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-3-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-3-乙氧基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-3-丙氧基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-3-丁氧基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-3-戊氧基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-3-己氧基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-3-环己氧基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-3-苯氧基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-3-萘氧基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-3-联苯氧基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-3-苄氧基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-3-羟基乙氧基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基-3-羟基羰基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯、3-甲基-2-羟基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、3-羟基甲基-2-羟基羰基双环[2.2.1]庚-5-烯、2-羟基羰基三环[5.2.1.02,6]癸-3,8-二烯、4-羟基羰基四环[6.2.1.13,6.02,7]十二碳-9-烯、4-甲基-4-羟基羰基四环[6.2.1.13,6.02,7]十二碳-9-烯、4,5-二羟基羰基四环[6.2.1.13,6.02,7]十二碳-9-烯、4-羧基甲基-4-羟基羰基四环[6.2.1.13,6.02,7]十二碳-9-烯、N-(羟基羰基甲基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(羟基羰基乙基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(羟基羰基戊基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(二羟基羰基乙基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(二羟基羰基丙基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(羟基羰基苯乙基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-(4-羟基苯基)-1-(羟基羰基)乙基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(羟基羰基苯基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺。另外,这些可以分别单独使用,也可以组合2种以上使用。
-含有比例-
而且,将全部重复单元作为100摩尔%,环状烯烃聚合物(A)中来自环状烯烃单体(a)的重复单元的含有比例优选为10摩尔%以上,更优选为20摩尔%以上,进一步优选为30摩尔%以上,优选为90摩尔%以下,更优选为80摩尔%以下,进一步优选为70摩尔%以下。如果来自环状烯烃单体(a)的重复单元的比例为10摩尔%以上,则能够提高使用树脂膜形成图案时的灵敏度,且有效抑制显影残渣的产生,如果为90摩尔%以下,则能够充分确保环状烯烃聚合物(A)显影后的残膜量。
[其他单体(b)]
作为其他单体(b),只要是能够与上述的环状烯烃单体(a)共聚的单体,则没有特别限定。作为能够与环状烯烃单体(a)共聚的单体,可举出:具有除质子性极性基团以外的极性基团的环状烯烃单体(b1)、不具有极性基团的环状烯烃单体(b2)和除环状烯烃以外的单体(b3)。作为上述各种单体(b1)~(b3),能够分别使用国际公开第2015/141717号记载的各种单体。这些可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。其中,从提高树脂膜的耐热性的观点出发,优选例如具有N-取代酰亚胺基、酯基、氰基、酸酐基或卤原子的环状烯烃单体等具有除质子性极性基团以外的极性基团的环状烯烃单体(b1),更优选N-苯基-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺(以下有时也称为“NBPI”)等具有N-取代酰亚胺基的环状烯烃单体。
-具有N-取代酰亚胺基的环状烯烃单体-
作为具有N-取代酰亚胺基的环状烯烃单体,可举出例如下述通式(1)和通式(2)表示的单体。其中,从能够提高耐热性且抑制图案流变(pattern flow)的观点出发,优选可以通过下述通式(1)表示的单体。
[化学式1]
Figure BDA0002646560870000071
(上述通式(1)中,R1表示氢原子或碳原子数为1~16的环状或链状烷基或者芳基。n表示1至2的整数。)
[化学式2]
Figure BDA0002646560870000072
(上述通式(2)中,R2表示碳原子数为1~3的2价的亚烷基、R3表示碳原子数为1~10的1价的烷基、或碳原子数为1~10的1价的卤化烷基。)
在上述通式(1)中,R1为碳原子数为1~16的烷基或芳基,作为烷基的具体例子,可举出:甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基等直链烷基;环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一烷基、环十二烷基、降冰片烯基、冰片烯基、异冰片烯基、十氢化萘基、三环癸基、金刚烷基等环状烷基;2-丙基、2-丁基、2-甲基-1-丙基、2-甲基-2-丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、1-甲基戊基、1-乙基丁基、2-甲基己基、2-乙基己基、4-甲基庚基、1-甲基壬基、1-甲基十三烷基、1-甲基十四烷基等支链状烷基等。此外,作为芳基的具体例子,可举出苯基、苄基等。在这些中,因为耐热性和在碱性显影液中的溶解性更优异,所以优选碳原子数为6~14的烷基和芳基,更优选碳原子数为6~10的烷基和芳基。当碳原子数小于上述下限值时,与交联剂的相溶性差。此外,当碳原子数超过上述上限值时耐热性差,在将树脂膜图案化的情况下,由于热导致熔融,会使图案消失。
作为上述通式(1)表示的单体的具体例子,可举出双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-苯基-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-乙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-丁基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-环己基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-金刚烷基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-甲基丁基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-甲基丁基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-甲基戊基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-甲基戊基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-乙基丁基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-乙基丁基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-甲基己基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-甲基己基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(3-甲基己基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-丁基戊基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-丁基戊基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-甲基庚基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-甲基庚基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(3-甲基庚基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(4-甲基庚基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-乙基己基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-乙基己基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(3-乙基己基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-丙基戊基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-丙基戊基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-甲基辛基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-甲基辛基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(3-甲基辛基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(4-甲基辛基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-乙基庚基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-乙基庚基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(3-乙基庚基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(4-乙基庚基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-丙基己基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-丙基己基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(3-丙基己基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-甲基壬基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-甲基壬基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(3-甲基壬基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(4-甲基壬基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(5-甲基壬基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-乙基辛基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-乙基辛基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(3-乙基辛基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(4-乙基辛基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-甲基癸基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-甲基十二烷基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-甲基十一烷基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-甲基十二烷基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-甲基十三烷基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-甲基十四烷基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(1-甲基十五烷基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-苯基-四环[6.2.1.13,6.02,7]十二碳-9-烯-4,5-二羧酰亚胺、N-(2,4-二甲氧基苯基)-四环[6.2.1.13,6.02,7]十二碳-9-烯-4,5-二羧酰亚胺等。另外,这些可以分别单独使用,也可以组合2种以上使用。
另一方面,在上述通式(2)中,R2为碳原子数为1~3的2价的亚烷基,作为碳原子数为1~3的2价的亚烷基,可举出亚甲基、亚乙基、亚丙基和异亚丙基。这些中,由于聚合活性良好,优选亚甲基和亚乙基。
此外,在上述通式(2)中,R3为碳原子数为1~10的1价的烷基、或碳原子数为1~10的1价的卤化烷基。作为碳原子数为1~10的1价的烷基,可举出例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、己基及环己基等。作为碳原子数为1~10的1价的卤化烷基,可举出例如:氟甲基、氯甲基、溴甲基、二氟甲基、二氯甲基、三氟甲基、三氯甲基、2,2,2-三氟乙基、五氟乙基、七氟丙基、全氟丁基及全氟戊基等。在这些中,因为在碱显影液中的溶解性优异,作为R3优选甲基和乙基。
另外,上述通式(1)和(2)表示的单体能够通过例如对应的胺与5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐的酰亚胺化反应而得到。此外,得到的单体能够通过用公知的方法将酰亚胺化反应的反应液分离、纯化,从而高效地分离。
-含有比例-
而且,将全部重复单元作为100摩尔%,环状烯烃聚合物(A)中来自其他单体(b)的重复单元的含有比例优选为10摩尔%以上,更优选为20摩尔%以上,进一步优选为30摩尔%以上,优选为90摩尔%以下,更优选为80摩尔%以下,进一步优选为70摩尔%以下。如果来自其他单体(b)的重复单元的比例为10摩尔%以上,则在使用环状烯烃聚合物(A)的树脂膜形成图案时,能够充分确保曝光部/未曝光部的溶解对比度,如果来自其他单体(b)的重复单元的比例为90摩尔%以下,则能够充分确保在显影液、特别是在碱性显影液中的溶解性,有效抑制显影残渣的产生。
另外,环状烯烃聚合物(A)能够通过对包含上述的各种单体的单体组合物进行按照已知的方法的开环聚合和加成聚合等来制备。其中,优选进行开环聚合得到环状烯烃聚合物(A)。作为开环聚合法,能够优选采用按照国际公开第2010/110323号等记载的方法的开环易位聚合法。此外,在制备环状烯烃聚合物(A)时,在按照开环聚合法得到开环聚合物时,优选对得到的开环聚合物进一步进行加氢反应,使其成为至少主链包含的碳-碳双键的至少一部分被氢化而成的加氢物。另外,在环状烯烃聚合物(A)为加氢物的情况下,从提高树脂膜的耐热性的观点出发,被氢化的碳-碳双键的比例优选为50%以上,更优选为70%以上,进一步优选为90%以上,特别优选为95%以上。另外“加氢率”能够按照1H-NMR光谱测定法进行测定。
<环氧当量为500以上的环氧树脂(B)>
环氧当量为500以上的环氧树脂(B)是起到提高使用树脂组合物得到的树脂膜的分辨率和伸长性作用的成分。环氧树脂(B)的环氧当量需要为500以上,优选为900以上,更优选为950以上,优选为1500以下,更优选为1250以下。如果环氧树脂(B)的环氧当量为900以上,则能够进一步提高使用树脂组合物得到的树脂膜的伸长性。此外,如果如果环氧树脂(B)的环氧当量为上述上限值以下,则能够抑制使用树脂组合物得到的树脂膜在图案化时显影残渣的产生,且能够进一步提高分辨率。
<<环氧树脂(B)的结构>>
环氧树脂(B)优选在分子内包含柔性骨架和芳香族基团。通过环氧树脂(B)包含柔性骨架和芳香族基团两者,能够进一步有效地对得到的树脂膜兼顾赋予伸长性和赋予分辨率。其原因尚不明确,推测是因为,包含柔性骨架和芳香族基团两者的环氧树脂通过柔性骨架赋予树脂膜柔软性,并通过芳香族基团赋予树脂膜耐热性。进而,通过环氧树脂(B)包含柔性骨架和芳香族基团两者,除了能够提高树脂膜的伸长性和分辨率,还能够提高耐化学品性。其原因尚不明确,推测是因为,由于环氧树脂包含的芳香族基团之间和/或环氧树脂包含的芳香族基团与环状烯烃聚合物(A)之间的分子间相互作用力,溶剂分子向树脂膜中的侵入被抑制。
在此,作为“柔性骨架”,只要可呈现柔软性则没有特别限定,可举出两端分别与被连接结构结合的二价的连接基团。具体而言,作为二价的连接基团,能够举出碳原子数为2~20的亚烷基结构和碳原子数为2~20的具有醚键的亚烷基结构。作为碳原子数为2~20的亚烷基结构,优选碳原子数为2~15的亚烷基结构,更优选碳原子数为2~10的亚烷基结构。亚烷基可以是直链、支链、环状中的任一种。作为亚烷基结构,可举出例如亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基、亚十三烷基、亚十四烷基、亚十五烷基、亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基、亚十氢化萘基、亚降冰片烯基、亚金刚烷基等。此外,亚烷基结构可以具有卤原子、烷基、烷氧基、亚炔基、氨基、硅烷基、酰基、酰氧基、羧基、磺基、氰基、硝基、羟基、硫醇基、氧基等取代基,但优选不具有取代基。另外,上述碳原子数不包含取代基的碳原子数。
作为碳原子数为2~20的具有醚键的亚烷基结构,可举出氧亚烷基结构、亚烷基氧结构、氧亚烷基氧结构、亚烷基氧亚烷基结构、亚烷基氧亚烷基氧亚烷基结构等。碳原子数为2~20的具有醚键的亚烷基结构优选碳原子数为2~15的具有醚键的亚烷基结构,更优选碳原子数为2~10的具有醚键的亚烷基结构。该亚烷基结构可以是直链、支链、环状中的任一种。作为这样的具有醚键的亚烷基结构,可举出氧亚乙基、氧亚丙基、氧亚丁基、氧亚戊基、氧亚己基、氧亚庚基、氧亚辛基、氧亚壬基、氧亚癸基、氧亚十一烷基、氧亚十二烷基、氧亚十三烷基、氧亚十四烷基、氧亚十五烷基、氧亚环丙基、氧亚环丁基、氧亚环戊基、氧亚环己基、氧亚十氢化萘基、氧亚降冰片烯基、氧亚金刚烷基等。此外,氧亚烷基结构可以具有卤原子、烷基、烷氧基、亚炔基、氨基、硅烷基、酰基、酰氧基、羧基、磺基、氰基、硝基、羟基、硫醇基、氧基等取代基,但优选不具有取代基。在此,上述碳原子数不包含取代基的碳原子数。
作为环氧树脂(B)包含的芳香族基团,可举出碳原子数为6~20的芳香族烃环基,其中优选亚苯基。
进而,环氧树脂(B)优选为下述的通式(3)表示的化合物。
[化学式3]
Figure BDA0002646560870000121
(上述通式(3)中,X表示2价的连接基团,Y1和Y2各自独立地表示上述的“柔性骨架”,m表示1~20的整数。)
作为上述通式(3)中可以是X的2价的连接基团,具体而言,可举出单键、氧原子、碳原子或硫原子等。另外,X与Y1不同、且X与Y2不同。而且,可以对作为X的2价的连接基团进一步结合例如甲基、三氟甲基、羰基和苯基等官能团。
此外,上述通式(3)中的Y1和可以存在多个的Y2可以相同也可以不同,但优选相同。
进而,上述通式(3)中的m优选为1~10的整数,更优选为3~5的整数。
满足上述通式(3)的环氧树脂(B)没有特别限定,能够按照例如日本特开2010-285627号公开的方法合成。此外,作为市售的优选环氧树脂(B),没有特别限定,能够举出例如Mitsubishi Chemical Corporation制的“YX7110B80”。
另外,作为环氧树脂(B),能够单独使用一种化合物,或组合两种以上使用。
<<环氧树脂(B)的含量>>
树脂组合物中的环氧树脂(B)的含量相对于100质量份的环状烯烃聚合物(A),优选40质量份以上,更优选60质量份以上,优选100质量份以下,更优选80质量份以下。如果环氧树脂(B)的含量为上述下限值以上,则能够进一步提高树脂膜的伸长性。此外,如果环氧树脂(B)的含量为上述上限值以下,则能够进一步提高树脂膜的分辨率。
<交联剂(C)>
交联剂(C)在分子内包含酚性羟基和烷氧基甲基。该交联剂(C)可以通过加热在交联剂分子间形成交联结构,和/或可以与具有极性基团的环状烯烃聚合物(A)反应形成交联结构。因此,通过使树脂组合物含有交联剂(C),能够提高树脂膜的耐化学品性。
作为交联剂(C),优选2个以上的烷氧基甲基与芳香环直接结合而成的酚化合物。另外,作为烷氧基甲基,优选甲氧基甲基。作为2个以上烷氧基甲基直接与芳香环结合而成的酚化合物,可举出例如:2,6-二甲氧基甲基-4-叔丁基苯酚、2,6-二甲氧基甲基-对甲酚等二甲氧基甲基取代酚化合物;3,3’,5,5’-四甲氧基甲基-4,4’-二羟基联苯(例如,商品名“TMOM-BP”、本州化学工业公司制)、1,1-双[3,5-二(甲氧基甲基)-4-羟基苯基]-1-苯基乙烷等四甲氧基甲基取代联苯化合物;4,4’,4”-(亚乙基)三[2,6-(甲氧基甲基)苯酚](例如,商品名“HMOM-TPHAP”、本州化学工业公司制造)等六甲氧基甲基取代三苯基化合物等。其中,优选3,3’,5,5’-四甲氧基甲基-4,4’-二羟基联苯(TMOM-BP)和4,4’,4”-(亚乙基)三[2,6-(甲氧基甲基)苯酚](HMOM-TPHAP)。这些能够使用一种,或并用两种以上。
<<交联剂(C)的含量>>
树脂组合物中的交联剂(C)的含量相对于100质量份的环状烯烃聚合物(A),优选为100质量份以下,更优选为80质量份以下,进一步优选为30质量份以下,优选为1质量份以上,更优选为2质量份以上,进一步优选为5质量份以上。如果交联剂(C)的含量为上述下限值以上,则能够进一步提高树脂膜的耐化学品性。如果交联剂(C)的含量为上述上限值以下,则能够提高树脂膜的伸长性。
<光致酸产生剂(D)>
树脂组合物优选还包含光致酸产生剂(D)。树脂组合物含有光致酸产生剂(D)这样的放射线敏感性化合物,由此能够在曝光树脂膜时通过光致酸产生剂(D)的作用,改变曝光部分的树脂膜在显影液中的可溶性,由此能够将树脂膜图案化。即,在树脂组合物含有光致酸产生剂(D)这样的放射线敏感性化合物的情况下,该树脂组合物可以作为放射线敏感性树脂组合物发挥功能。
作为光致酸产生剂,可举出例如叠氮化合物(醌二叠氮化合物等)、鎓盐化合物、卤化有机化合物、α,α’-双(磺酰基)重氮甲烷系化合物、α-羰基-α’-磺酰基重氮甲烷系化合物、砜化合物、有机酸酯化合物、有机酸酰胺化合物、有机酸酰亚胺化合物、苯乙酮化合物、三芳基锍盐,优选叠氮化合物,更优选醌二叠氮化合物。
作为优选用作光致酸产生剂的醌二叠氮化合物,能够使用例如醌二叠氮磺酰卤与具有酚性羟基的化合物的酯化合物。
作为用于制备上述酯化合物的醌二叠氮基磺酰卤,可举出1,2-萘醌二叠氮基-5-磺酰氯、1,2-萘醌二叠氮基-4-磺酰氯、1,2-苯并醌二叠氮基-5-磺酰氯等。
作为用于制备上述酯化合物的具有酚性羟基的化合物,可举出例如1,1,3-三(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-3-苯基丙烷、4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双苯酚、2,3,4-三羟基二苯甲酮、2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮、2-双(4-羟基苯基)丙烷、三(4-羟基苯基)甲烷、1,1,1-三(4-羟基-3-甲基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(4-羟基苯基)乙烷、酚醛清漆树脂的低聚物、将具有1个以上的酚性羟基的化合物与二环戊二烯共聚而得到的低聚物。这些能够单独使用一种,或组合使用两种以上。
[光致酸产生剂(D)的含量]
树脂组合物中的光致酸产生剂(D)的含量相对于100质量份的环状烯烃聚合物(A),优选为10质量份以上,更优选为15质量份以上,进一步优选为25质量份以上,优选为100质量份以下,更优选为70质量份以下,进一步优选为50质量份以下。如果光致酸产生剂(D)的含量在该范围内,则在使用由树脂组合物形成的树脂膜来进行图案化时,通过适度的曝光强度,能够充分增大曝光部分与未曝光部分的环状烯烃聚合物(A)在显影液中的溶解度差,因此能够以良好的灵敏度形成清晰的图案。
<溶剂>
本发明的树脂组合物可以含有溶剂。即,本发明的树脂组合物可以是环状烯烃聚合物(A)、环氧树脂(B)、交联剂(C)以及任意添加的光致酸产生剂(D)在溶剂中溶解和/或分散而成的树脂液。
作为溶剂,没有特别限定,能够使用已知的作为树脂组合物的溶剂,例如包含二乙二醇乙基甲基醚的二乙二醇类等国际公开第2015/141717号公开的溶剂。作为溶剂,能够单独使用一种,或混合使用多种。另外,本发明的树脂组合物中的溶剂的含量相对于100质量份的环状烯烃聚合物(A),优选在10质量份以上且10000质量份以下的范围,更优选在50质量份以上且5000质量份以下的范围,进一步优选在100质量份以上且1000质量份以下的范围。
<其他添加剂>
此外,本发明的树脂组合物在不损害本发明的效果的范围内,可以根据期望含有除上述以外的其他添加剂。作为该其他添加剂,可举出例如除上述交联剂(C)以外的交联剂、硅烷偶联剂、表面活性剂、感光剂、光稳定剂、消泡剂、颜料、染料和填料等(参考例如国际公开第2015/141717号)。另外,作为除上述交联剂(C)以外的交联剂,可举出例如具有羟甲基的交联剂、具有氧杂环丁烷基的交联剂和具有嵌段异氰酸酯基的交联剂等。
<树脂组合物的制备方法>
本发明的树脂组合物的制备方法没有特别限定,只要将构成树脂组合物的各成分使用公知的方法混合即可。混合的方法没有特别限定,优选将构成树脂组合物的各成分溶解或分散在溶剂中、将得到的溶液或分散液进行混合。由此,以溶液或分散液的形态(即树脂液的状态)得到树脂组合物。上述混合没有特别限定,使用已知的混合机进行。此外,混合后可以通过已知的方法进行过滤。
而且,作为本发明的树脂组合物的树脂液的固体成分浓度通常为1质量%以上且70质量%以下,优选为5质量%以上且60质量%以下,更优选为10质量%以上且50质量%以下。如果固体成分浓度在上述范围内,则树脂液的溶解稳定性和涂敷性、以及形成的树脂膜的膜厚均匀性和平坦性等可以高度平衡。
(电子部件)
本发明的电子部件具有由上述的本发明的树脂组合物形成的树脂膜。而且,本发明的电子部件具有本发明的树脂组合物形成的显影残渣足够少且伸长性优异的树脂膜,因此具有高性能。
<电子部件的种类>
作为本发明的电子部件,没有特别限定,因为本发明的树脂组合物形成的树脂膜的显影残渣足够少且伸长性优异,所以优选通过晶片级封装技术制造的电子部件。特别地,由本发明的树脂组合物形成的树脂膜优选在通过晶片级封装技术制造的电子部件中,用作形成层间绝缘膜(再布线用层间绝缘膜等)的树脂膜,该层间绝缘膜用于使配置成层状的布线之间绝缘。
<具有树脂膜的电子部件的制造方法>
具有树脂膜的电子部件没有特别限定,能够通过例如在装配了半导体元件的硅晶片等基板上形成树脂膜来制造。在基板上形成树脂膜的方法没有特别限定。树脂膜能够经过例如:使用包含溶剂的树脂组合物(即树脂液)在基板上形成膜的工序(膜形成工序)和交联得到的膜来得到树脂膜的工序(交联工序)来制造。另外,能够根据需要在上述膜形成工序和交联工序之间依次实施对基板上的膜照射活性放射线来得到曝光膜的工序(曝光工序)、和对曝光膜进行显影来得到显影膜的工序(显影工序),由此能够得到形成有图案的树脂膜。以下,对各工序进行说明。
[膜形成工序]
在膜形成工序中,按照涂敷法、膜层叠法等已知的方法,使用树脂组合物在基板上形成膜。例如在涂敷法中,按照旋涂法等已知的方法涂敷树脂组合物后,加热干燥除去溶剂,得到涂膜。此时的加热干燥条件根据各成分的种类、添加比例而有所不同,加热温度通常为30~150℃,优选为60~120℃,加热时间通常为0.5~90分钟,优选为1~60分钟,更优选为1~30分钟。此外,例如在膜层叠法中,在树脂膜、金属膜等B阶段膜形成用基材上涂敷树脂组合物后,通过加热干燥除去溶剂,得到B阶段膜(涂膜),接着在基板上层叠该B阶段膜。此时的加热干燥条件能够根据各成分的种类、添加比例适宜选择,加热温度通常为30~150℃,加热时间通常为0.5~90分钟。膜层叠能够使用压力层压机、压制机、真空层压机、真空压制机、辊式层压机等压接机来进行。
[曝光工序]
在可以任意地进行的曝光工序中,对基板上的涂膜照射活性放射线得到曝光膜。更具体而言,在曝光工序中,对涂膜照射活性放射线来形成潜像图案。在进行曝光工序的情况下,使用的树脂组合物优选包含光致酸产生剂(D)等放射线敏感性化合物。在树脂组合物包含光致酸产生剂(D)的情况下,如上所述,通过光致酸产生剂(D)的作用,能够使曝光部和非曝光部的环状烯烃聚合物(A)在显影液中的溶解性不同。另外,作为不在树脂组合物中添加光致酸产生剂(D)而得到形成有图案的树脂膜的方法,可举出例如:使用CO2激光、UV-YAG激光等使用激光加工的方法;或在树脂膜上形成掩膜图案、进行干法刻蚀的方法;进而有喷墨法等直接绘图法。
作为活性放射线,只要是能够使树脂组合物含有的光致酸产生剂(D)活化、使膜在显影液中的溶解度发生变化的活性放射线,则没有特别限定。具体而言,能够使用紫外线、g、h、i线等单波长的紫外线、g-h-i混合线、KrF准分子激光、ArF准分子激光等光线;电子束这样的粒子束等。作为对图案形状选择性地照射这些活性放射线、形成潜像图案的方法,按照常规方法即可。照射条件根据使用的活性放射线适宜选择,例如在使用波长为200~450nm的光线的情况下,照射量通常在10~5000mJ/cm2的范围,优选在50~2500mJ/cm2的范围,根据照射时间和照度决定。像这样照射活性放射线后,可以根据需要,将树脂膜在60~130℃左右的温度加热处理1~2分钟左右。
[显影工序]
接着,将在曝光工序中形成的潜像图案进行显影,使其显现化。作为显影液,能够使用碱性显影液。碱性显影液能够使碱性化合物溶于水性溶剂来制备。作为碱性化合物,能够使用例如碱金属盐、胺、铵盐。碱性化合物可以为无机化合物,也可以为有机化合物。作为这些化合物的具体例子,可举出氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠等碱金属盐;氨水;乙胺、正丙胺等伯胺;二乙胺、二正丙胺等仲胺;三乙胺、甲基二乙基胺等叔胺;四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、胆碱等季铵盐;二甲基乙醇胺、三乙醇胺等醇胺;吡咯、哌啶、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯、N-甲基吡咯烷酮等环状胺类等。这些碱性化合物能够分别单独地使用,或者将2种以上组合使用。作为碱水性溶液的水性溶剂,能够使用:水;甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂。碱水性溶液也可以添加适当量的表面活性剂等。
作为使具有潜像图案的曝光膜接触显影液的方法,可使用例如搅拌法(Puddle)、喷雾法、浸渍法等方法。显影温度通常从0~100℃的范围,优选从5~55℃的范围,更优选从10~30℃的范围适宜选择,显影时间通常从30~180秒的范围适宜选择。
这样地形成目标图案的显影膜能够根据需要用冲洗液进行冲洗,以除去显影残渣。冲洗处理后,优选通过压缩空气、压缩氮等除去残存的冲洗液。
进而,为了使树脂组合物含有的光致酸产生剂(D)失活,也能够根据需要对显影膜照射上述那样的活性放射线。活性放射线的照射能够利用上述潜像图案的形成中示例的方法。可以与照射同时、或在照射后加热显影膜。作为加热方法,可举出例如在加热板、烘箱内加热电子部件的方法。加热温度通常在80~300℃的范围,优选在100~200℃的范围。
[交联工序]
然后,对在上述膜形成工序中在基材上形成的膜、或经过显影工序的显影膜进行交联反应。这样的交联根据交联剂(C)的种类选择适宜方法即可,通常通过加热进行。加热方法能够使用例如加热板、烘箱等来进行。加热温度通常为180~250℃,加热时间可根据膜的面积、厚度、使用的设备等适宜选择,例如在使用加热板的情况下,通常在5~60分钟的范围,在使用烘箱的情况下,通常在30~240分钟的范围。加热也可根据需要在非活性气体环境下进行。作为非活性气体,只要是不含氧且不使树脂膜氧化的非活性气体即可,可举出例如氮、氩、氦、氖、氙、氪等。在这些中,优选氮和氩,特别优选氮。特别地,优选使用氧含量为0.1体积%以下、优选为0.01体积%以下的惰性气体,特别优选氮。这些非活性气体能够分别单独地使用,或者组合使用2种以上。
作为能够如上述那样形成的树脂膜的厚度,没有特别限定,根据用途适宜设定即可,优选为0.1~100μm,更优选为0.5~50μm,进一步优选为0.5~30μm。
实施例
以下,基于实施例对本发明进行具体说明,但本发明并不限于这些实施例。此外,在以下说明中,表示量的“%”和“份”只要没有特别的说明,为质量基准。另外,按照下述合成例得到的环状烯烃聚合物的重均分子量和数均分子量通过将四氢呋喃等溶剂作为洗脱液的凝胶渗透色谱(GPC)、以聚苯乙烯换算值的形式求出。
此外,在实施例和比较例中,制备树脂组合物时使用的环氧树脂的环氧当量(g/eq.)按照JIS K 7236:2009求出。
进而,使用实施例和比较例的树脂组合物形成的树脂膜的伸长性、耐化学品性和分辨率分别使用以下的方法进行评价。
<伸长性>
在使用溅射装置(SHIBAURA ELETEC CORPORATION制,“i-Miller CFS-4EP-LL”)形成膜厚50nm的铝膜的4英寸硅晶片上,旋涂各实施例和各比较例中制作的树脂组合物后,使用加热板在120℃加热2分钟进行前烘(Prebake),形成由树脂组合物形成的膜。接下来,在氮中以230℃加热1小时,由此使其固化得到树脂膜,得到10μm厚的带树脂膜硅晶片。将这些在0.1mol%的盐酸水溶液中浸泡12小时,进行铝的蚀刻,由此使树脂膜从晶片剥离后,在150℃的烘箱中干燥1小时。将其切割成宽5mm、长度40mm的短条状,作为试验片,对该试验片进行拉伸试验,由此测定拉伸伸长率。具体而言,在23℃,通过拉伸试验机(岛津制作所公司制,“AGS-10kNX”)以夹具间隔2cm、拉伸速度2mm/分钟进行拉伸试验,测定断裂点的伸长率。对8个试验片进行试验,将最高的3个伸长率的平均值作为在各例中得到的使用树脂组合物形成的树脂膜的伸长率。伸长率的值越大,意味着树脂膜的伸长性越高。另外,树脂组合物形成的树脂膜的伸长性越高,使用该树脂组合物形成的树脂膜在温度循环试验、下落冲击试验时的裂纹、剥离越不易发生,因此优选。
A:拉伸伸长率为25%以上
B:拉伸伸长率超过15%且小于25%
C:拉伸伸长率为15%以下
<耐化学品性>
在硅晶片上旋涂在各实施例和各比较例中制作的树脂组合物后,使用加热板在120℃前烘2分钟,形成由树脂组合物形成的膜。接下来,在氮中以230℃加热1小时,由此得到10μm厚的带树脂膜硅晶片。将其在23℃浸渍在单乙醇胺/二甲亚砜=7/3(质量比)中15分钟,按照式:(膜厚变化(%)=|浸渍后的膜厚-浸渍前的膜厚|/浸渍前的膜厚×100)算出膜厚变化。基于算出的膜厚变化的值(%),按照下述的基准评价耐化学品性。
A:膜没有裂纹、剥落,膜厚度变化小于10%
B:膜没有裂纹、剥落,膜厚度变化为10%以上且小于20%
C:膜产生裂纹、剥落,或膜厚度变化为20%以上
<分辨率>
在硅晶片上旋涂在各实施例和各比较例中制作的树脂组合物后,使用加热板在120℃前烘2分钟,得到10μm厚的涂膜。接下来通过20μm孔的掩膜,用掩膜对准器(佳能公司制,“PLA501F”)使用g-h-i混合射线以规定的照射量进行曝光后,用作为碱性显影液的2.38%四甲基氢氧化铵水溶液浸渍60秒进行显影。在使用上述掩膜进行曝光的情况下,将对各涂膜使用形成有20μm的孔时的照射量作为曝光时的照射量。接下来用超纯水冲洗10秒,得到形成有20μm的孔的图案的带显影膜的硅晶片。使用惰性烘箱在氮中以100℃加热30分钟,接下来从100℃以2℃/分钟的速度升温至230℃后,在230℃进行1小时固化。按照式:(|固化前的孔径-固化后的孔径|/固化前的孔径×100)算出固化前后的孔径的变化率,按照以下的基准评价得到的变化率的值(%)。
A:小于10%
B:10%以上且小于20%
C:20%以上
(合成例1)
<环状烯烃聚合物(A-1)的制备>
将由40摩尔%的作为具有N-取代酰亚胺基的环状烯烃单体的N-苯基-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺(NBPI)和60摩尔%的作为具有羧基的环状烯烃单体的4-羟基羰基四环[6.2.1.13,6.02,7]十二碳-9-烯(TCDC)形成的100份的单体混合物、2.0份的1,5-己二烯、0.02份的(1,3-二甲基咪唑啉-2-亚基)(三环己基膦)亚苄基二氯化钌(通过“Org.Lett.,第1卷,953页,1999年”中记载的方法合成)、和200份的二乙二醇乙基甲基醚加入氮置换了的玻璃制耐压反应器,搅拌并在80℃反应4小时,得到聚合反应液。
然后,将得到的聚合反应液加入高压釜,在150℃、氢压4MPa搅拌5小时,进行氢化反应,得到包含具有质子性极性基团的环状烯烃聚合物(A-1)的聚合物溶液。得到的具有质子性极性基团的环状烯烃聚合物(A-1)的聚合转化率为99.7%,聚苯乙烯换算重均分子量为7150,数均分子量为4690,分子量分布为1.52,加氢率为99.7%。此外,得到的具有质子性极性基团的环状烯烃聚合物(A-1)的聚合物溶液的固体成分浓度为34.4质量%。
(合成例2)
<环状烯烃聚合物(A-2)的制备>
将由16摩尔%的作为具有N-取代酰亚胺基的环状烯烃单体的N-苯基-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺(NBPI)和16摩尔%的N-(2-乙基己基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺(NEHI)以及68摩尔%的作为具有羧基的环状烯烃单体的4-羟基羰基四环[6.2.1.13,6.02,7]十二碳-9-烯(TCDC)形成的100质量份的单体混合物、1.0质量份的1-己烯、0.06质量份的(1,3-二甲基咪唑啉-2-亚基)(三环己基膦)亚苄基二氯化钌(通过“Org.Lett.,第1卷,953页,1999年”中记载的方法合成)、以及300质量份的二乙二醇乙基甲基醚加入氮置换的玻璃制耐压反应器,搅拌并在80℃反应4小时,得到聚合反应液。然后,将得到的聚合反应液加入高压釜,在150℃、氢压4MPa搅拌5小时,进行氢化反应,得到包含具有质子性极性基团的环状烯烃聚合物(A-2)的聚合物溶液。得到的具有质子性极性基团的环状烯烃聚合物(A-2)的聚合转化率为99.3质量%,聚苯乙烯换算重均分子量为20600,数均分子量为11500,分子量分布为1.79,加氢率为99.8摩尔%。此外,得到的具有质子性极性基团的环状烯烃聚合物(A-2)的聚合物溶液的固体成分浓度为25.3质量%。
(实施例1)
<树脂组合物的制备>
混合291份的(以环状烯烃聚合物(A-1)计为100份)作为环状烯烃聚合物(A)的合成例1中得到的具有质子性极性基团的环状烯烃聚合物(A-1)的聚合物溶液、30份的作为光致酸产生剂(D)的4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚(1摩尔)与1,2-萘醌二叠氮基-5-磺酰氯(2.5摩尔)的缩合物、63份(以环氧树脂(B)计为50份)的环氧当量为1124的环氧树脂(B)和甲基乙基酮(MEK)的混合物(Mitsubishi ChemicalCorporation制,“YX7110B80”)、和作为溶剂的53份的二乙二醇乙基甲基醚,使这些溶解后,通过孔径0.45μm的聚四氟乙烯制过滤器过滤,制备树脂组合物。
然后,使用得到的树脂组合物如上进行各种评价。结果示于表1。
另外,用作环氧当量为500以上的环氧树脂(B)的Mitsubishi ChemicalCorporation制“YX7110B80”在分子内具有芳香族基团和柔性骨架,且使用1H-NMR和13C-NMR确认了至少具有亚苯基作为芳香族基团。更详细而言,确认了“YX7110B80”具有满足上述的通式(3)的结构。
(实施例2)
在实施例1中,进一步添加50份(以交联剂(C)计为10份)的在分子内包含酚性羟基和烷氧基甲基的交联剂(C)(HMOM-TPHAP,4,4’,4”-(亚乙基)三[2,6-(甲氧基甲基)苯酚],下式(α)的γ-丁内酯20%溶液(本州化学公司制,“HMOM-TPHAP-GB”),将作为溶剂的二乙二醇乙基甲基醚的量从53份变更为28份,除此以外,与实施例1同样地进行,制备树脂组合物,实施了各种评价。结果示于表1。
[化学式4]
Figure BDA0002646560870000221
(实施例3)
在实施例1中,将环氧树脂(B)和MEK的混合物(Mitsubishi ChemicalCorporation制,“YX7110B80”)从63份变更为81份(以环氧树脂(B)计为65份),进一步添加10份的在分子内具有酚性羟基和烷氧基甲基的交联剂(C)(本州化学公司制,“TMOM-BP”,3,3’,5,5’-四甲氧基甲基-4,4’-二羟基联苯,下式(β),将作为溶剂的二乙二醇乙基甲基醚的量从53份变更为86份,除此以外,与实施例1同样地进行,制备树脂组合物,进行了各种评价。结果示于表1。
[化学式5]
Figure BDA0002646560870000231
(实施例4)
在实施例1中,将环氧树脂(B)和MEK的混合物(Mitsubishi ChemicalCorporation制,“YX7110B80”)从63份变更为94份(以环氧树脂(B)计为75份),进一步添加100份(以交联剂(C)计为20份)的HMOM-TPHAP的γ-丁内酯20%溶液(本州化学公司制,“HMOM-TPHAP-GB”),将作为溶剂的二乙二醇乙基甲基醚的量从53份变更为31份,除此以外,与实施例1同样地进行,制备树脂组合物,进行各种评价。结果示于表1。
(实施例5)
混合232份(以环状烯烃聚合物(A-1)计为80份)的作为环状烯烃聚合物(A)的合成例1中得到的具有质子性极性基团的环状烯烃聚合物(A-1)的聚合物溶液、和79份(以环状烯烃聚合物(A-2)计为20份)的合成例2中得到的具有质子性极性基团的环状烯烃聚合物(A-2)的聚合物溶液、35份的作为光致酸产生剂的4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚(1摩尔)与1,2-萘醌二叠氮基-5-磺酰氯(2.5摩尔)的缩合物、88份(以环氧树脂(B)计为70份)的环氧树脂(B)和MEK的混合物(Mitsubishi ChemicalCorporation制,“YX7110B80”)、50份(以交联剂(C)计为10份)的HMOM-TPHAP的γ-丁内酯20%溶液(本州化学公司制,“HMOM-TPHAP-GB”)、和38份的作为溶剂的二乙二醇乙基甲基醚,使这些溶解后,通过孔径0.45μm的聚四氟乙烯制过滤器过滤,制备树脂组合物,与实施例1同样地实施各种评价。结果示于表1。
(比较例1)
混合291份(以环状烯烃聚合物(A-1)计为100份)的作为环状烯烃聚合物(A)的合成例1中得到的环状烯烃聚合物(A-1)的聚合物溶液、30份的作为光致酸产生剂的4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚(1摩尔)与1,2-萘醌二叠氮基-5-磺酰氯(2.5摩尔)的缩合物、70份的作为其他环氧树脂的环氧当量为487的树脂(MitsubishiChemical Corporation制,“YX7105”)、50份(以交联剂(C)计为10份)的HMOM-TPHAP的γ-丁内酯20%溶液(本州化学公司制,“HMOM-TPHAP-GB”)、和作为溶剂的39份的二乙二醇乙基甲基醚,使这些溶解后,通过孔径0.45μm的聚四氟乙烯制过滤器过滤,制备树脂组合物,与实施例1同样地实施各种评价。结果示于表1。另外,作为其他环氧树脂使用的YX7105具有芳香族基团和柔性骨架。
(比较例2)
混合291份(以环状烯烃聚合物(A-1)计为100份)的作为环状烯烃聚合物(A)的合成例1中得到的环状烯烃聚合物(A-1)的聚合物溶液、30份的作为光致酸产生剂的4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚(1摩尔)与1,2-萘醌二叠氮基-5-磺酰氯(2.5摩尔)的缩合物、70份的作为其他环氧树脂的环氧当量为440的树脂(MitsubishiChemical Corporation制,“YX7400”)、和39份的作为溶剂的二乙二醇乙基甲基醚,使这些溶解后,通过孔径0.45μm的聚四氟乙烯制过滤器过滤,制备树脂组合物,进行与实施例1同样的评价。结果示于表1。另外,作为环氧树脂的YX7400不具有芳香族基团,具有柔性骨架。
(比较例3)
混合100份的作为环状烯烃聚合物(A)的羟基苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物(丸善石油化学公司制,“CMM”)、30份的作为光致酸产生剂(D)的4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚(1摩尔)与1,2-萘醌二叠氮基-5-磺酰氯(2.5摩尔)的缩合物、93.75份(以环氧树脂(B)计为75份)的环氧当量为1124的环氧树脂(B)和MEK的混合物(Mitsubishi Chemical Corporation制,“YX7110B80”)、10份的交联剂(C)(本州化学公司制,“TMOM-BP”)和288份的作为溶剂的二乙二醇乙基甲基醚,使这些溶解后,通过孔径0.45μm的聚四氟乙烯制过滤器过滤,制备树脂组合物。为了与实施例1同样地评价伸长性,尝试制备试验片,但树脂膜性脆,不能从晶片上剥离,因此不能制备试验片、无法进行评价。对于其他项目,进行了与实施例1相同的评价。结果示于表1。
[表1]
Figure BDA0002646560870000251
根据表1可知,根据含有具有极性基团的环状烯烃聚合物(A)和环氧当量为500以上的环氧树脂(B)的树脂组合物,能够形成分辨率和伸长性优异的树脂膜。此外,根据表1可知,在使用虽然同时具有柔性骨架和芳香族基团、但环氧当量小于500的环氧树脂的比较例1的树脂组合物中,不能对得到的树脂膜赋予伸长性和分辨率这两者。此外可知,在使用具有柔性骨架、但不具有芳香族基团的环氧当量小于500的环氧树脂的比较例2的树脂组合物中,不能对得到的树脂膜赋予分辨率。进而可知,在使用除具有极性基团的环状烯烃聚合物以外的树脂的比较例3的树脂组合物中,不能对得到的树脂膜赋予分辨率和伸长性。
产业上的可利用性
根据本发明的树脂组合物,能够形成分辨率和伸长性优异的树脂膜。
此外,根据本发明,能够提供高性能的电子部件。

Claims (5)

1.一种树脂组合物,其含有具有羧基的环状烯烃聚合物A、和环氧当量为900以上且1500以下、由下述的通式(3)表示的环氧树脂B,
Figure FDA0003868711330000011
所述通式(3)中,X表示2价的连接基团,Y1和Y2各自独立地表示两端分别与被连接结构结合的二价的连接基团,m表示1~20的整数,
所述环状烯烃聚合物A中来自具有羧基的环状烯烃单体的含有比例为30摩尔%以上且70摩尔%以下,
所述环氧树脂B的含量相对于100质量份的所述环状烯烃聚合物A为40质量份以上且100质量份以下。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其还含有交联剂C,所述交联剂C在分子内包含酚性羟基和烷氧基甲基。
3.根据权利要求1或2所述的树脂组合物,其还含有光致酸产生剂D。
4.根据权利要求2所述的树脂组合物,其中,所述交联剂C的含量相对于100质量份的所述环状烯烃聚合物A为1质量份以上且100质量份以下。
5.一种电子部件,其具有由权利要求1或2所述的树脂组合物形成的树脂膜。
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