本發(fā)明涉及感光性樹脂組合物及其固化物。更具體地,本發(fā)明涉及良好的側(cè)壁形狀和分辨率優(yōu)異的影像形成性、固化物的殘留應(yīng)力小、防止基板的翹曲,濕熱試驗后與基板的緊密貼合性優(yōu)異的感光性樹脂組合物及其固化物。具有這樣的優(yōu)異特性的本發(fā)明的感光性樹脂組合物及其固化物在MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))部件、μ-TAS(微小全分析系統(tǒng))部件、微型反應(yīng)器部件、電容器、電感器等電子部件的絕緣層、LIGA部件、用于微小射出成型和熱軋花的模具和印花、用于微細(xì)印刷用途的屏幕或模版、MEMS傳感器/半導(dǎo)體設(shè)備/頻率設(shè)備的封裝部件、生物MEMS和生物光子設(shè)備、噴墨印刷頭部件、以及印刷布線板的制作中是有用的。
背景技術(shù):
感光性樹脂組合物中,可進(jìn)行光刻加工的物質(zhì)被稱為光刻膠,用于半導(dǎo)體、MEMS/微型機(jī)械應(yīng)用等廣泛的范圍。在這樣的應(yīng)用中,光刻加工通過如下方法達(dá)成:在基板上圖案化曝光,接著用顯影液顯影,由此選擇性地除去曝光區(qū)域或非曝光區(qū)域。光刻膠包括正型光刻膠和負(fù)型光刻膠。曝光部溶解在顯影液中的是正型光刻膠,相反,不溶的則是負(fù)型光刻膠。在尖端技術(shù)的電子封裝應(yīng)用和MEMS應(yīng)用中,要求不僅能形成均勻的旋涂膜,而且要求高的長寬比、厚膜的垂直的側(cè)壁形狀、與基板的高緊密貼合性等。在此,長寬比是指通過光刻膠膜厚/圖案線寬計算的表示光刻法的性能的重要特性。
專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)1中公開的以雙酚A線型酚醛環(huán)氧樹脂為主成分的組合物具有非常高的分辨率,通過使用該組合物,可以形成長寬比高的感光影像和形成感光性樹脂固化物。但是,使用該組合物得到的樹脂固化物存在以下課題:由于殘留應(yīng)力值極高,在以硅片等為基板的光刻加工后,基板大幅翹曲,損傷制作的設(shè)備,或降低收率。進(jìn)而,由于殘留應(yīng)力高,有時顯影時產(chǎn)生龜裂(裂紋),有時在基板和樹脂固化物之間容易產(chǎn)生剝離。
專利文獻(xiàn)2中記載了含有雙酚型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)式環(huán)氧樹脂和光陽離子聚合引發(fā)劑的樹脂組合物與Ni/Si片的緊密貼合性優(yōu)異。專利文獻(xiàn)3中記載了含有具有特定的環(huán)氧當(dāng)量和軟化點的環(huán)氧樹脂、具有特定的羥基當(dāng)量的酚系固化劑和光致酸發(fā)生劑的感光性樹脂組合物與硅片的緊密貼合性優(yōu)異。另外,專利文獻(xiàn)4中記載了含有雙酚型環(huán)氧樹脂、特定結(jié)構(gòu)的酚醛環(huán)氧樹脂和光陽離子聚合引發(fā)劑的感光性樹脂組合物與硅片的緊密貼合性優(yōu)異。但是,本發(fā)明人研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn),這些文獻(xiàn)的樹脂組合物在濕熱試驗后的與Pt和Ta等金屬(基板)的緊密貼合性不充分。另外,固化物的殘留應(yīng)力非常高,基板的翹曲顯著。
另一方面,近年來,在利用光刻加工的MEMS應(yīng)用中,正在開發(fā)制造在通信終端搭載的彈性表面聲波過濾器等頻率濾波器元件。作為代表性的例子,專利文獻(xiàn)5中記載了通過在鉭酸鋰(LT)等壓電基板上形成層疊有多層金屬膜的交叉指形電極,使用可光刻加工的有機(jī)樹脂作為電極上的絕緣膜,能夠以小型且低的成本制造頻率濾波器元件的技術(shù)。但是,存在以下不良現(xiàn)象:由于聚酰亞胺需要高溫固化條件,導(dǎo)致設(shè)備損傷,雖然環(huán)氧樹脂可在低溫固化,但由于固化物的殘留應(yīng)力高,容易產(chǎn)生基板的翹曲、膜的龜裂、濕熱處理后的Pt膜上和LT基板上的緊密貼合性劣化等。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:美國專利4882245號
專利文獻(xiàn)2:特開2002-302536號公報
專利文獻(xiàn)3:特開2008-26667號公報
專利文獻(xiàn)4:特開2010-276694號公報
專利文獻(xiàn)5:國際公開2009/104438號
非專利文獻(xiàn)
非專利文獻(xiàn)1:N.LaBiancaand J.D.Gelorme,用于厚膜用途的高的長寬比的光刻膠(High Aspect RatioResist for Thick Film Applications),Proc.SPIE,vol.2438,846頁(1995)
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
本發(fā)明正是鑒于以上問題而完成的,其目的在于提供一種樹脂組合物、和/或其層疊體、以及其固化物,所述樹脂組合物是在半導(dǎo)體、MEMS·微型機(jī)械應(yīng)用領(lǐng)域中,通過光陽離子聚合而固化的環(huán)氧樹脂組合物,其中,固化物的殘留應(yīng)力極低,濕熱試驗后的與Pt、LT和Ta等金屬基板的緊密貼合性優(yōu)異。
解決課題的手段
本發(fā)明人等反復(fù)深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過使用含有特定結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂、特定結(jié)構(gòu)的具有酚性羥基的化合物和光陽離子聚合引發(fā)劑的感光性樹脂組合物,可解決上述課題。
即,本發(fā)明的各實施方式如下所述。
[1].感光性樹脂組合物,含有(A)環(huán)氧樹脂、(B)具有酚性羥基的化合物、和(C)光陽離子聚合引發(fā)劑,其中,
(A)環(huán)氧樹脂的加權(quán)平均環(huán)氧當(dāng)量為300g/eq.以上,
該(A)環(huán)氧樹脂的20質(zhì)量%以上是由下述式(1)表示、且環(huán)氧當(dāng)量為500~4500g/eq.的環(huán)氧樹脂,
[化1]
(式(1)中,m為平均值,表示3~35范圍的實數(shù))
該(B)具有酚性羥基的化合物含有選自下述式(2)、(4)、(5)和(6)表示的苯酚化合物中的一種以上的苯酚化合物,
[化2]
(式(2)中,n為平均值,表示1~10范圍的實數(shù)。R各自獨(dú)立地表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基)
[化3]
(式(4)中,q為平均值,表示1~10范圍的實數(shù))
[化4]
(式(5)中,z為平均值,表示1~10范圍的實數(shù))
[化5]
(式(6)中,y為平均值,表示1~10范圍的實數(shù)。R8和R9各自獨(dú)立地表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基)。
[2].上述[1]項所述的感光性樹脂組合物,其中,(A)環(huán)氧樹脂含有下述式(3)表示的環(huán)氧樹脂,
[化6]
(式(3)中,a為平均值,表示2~30范圍的實數(shù)。X各自獨(dú)立地表示氫原子或縮水甘油基,多個存在的X中的至少1個是縮水甘油基)。
[3].上述[1]或[2]項所述的感光性樹脂組合物,其中,相對于(A)環(huán)氧樹脂1當(dāng)量,含有0.1~0.9當(dāng)量的(B)具有酚性羥基的化合物。
[4].上述[1]~[3]任一項所述的感光性樹脂組合物,其中,(C)光陽離子聚合引發(fā)劑為鎓配鹽系的光陽離子聚合引發(fā)劑。
[5].上述[1]~[4]任一項所述的感光性樹脂組合物,其含有(D)含環(huán)氧基的硅烷化合物。
[6].上述[1]~[5]任一項所述的感光性樹脂組合物,其含有(E)溶劑。
[7].上述[1]~[6]任一項所述的感光性樹脂組合物的固化物。
[8].光刻膠層疊體,其是用基材夾入上述[1]~[6]任一項所述的感光性樹脂組合物而得到的。
[9].干膜光刻膠的固化物,其是由上述[8]項所述的光刻膠層疊體得到的。
發(fā)明效果
本發(fā)明的感光性樹脂組合物能夠以光刻法形成微細(xì)且垂直的側(cè)壁形狀的圖案。其固化物具有高分辨性、高感度、濕熱試驗后的與P t、LT和Ta等金屬基板的緊密貼合性優(yōu)異的特性。因此,通過使用本發(fā)明的感光性樹脂組合物,能夠得到具備在半導(dǎo)體、MEMS·微型機(jī)械應(yīng)用領(lǐng)域、特別是對MEMS設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備、頻率濾波器設(shè)備的封裝部件、微型反應(yīng)器形成部件、噴墨印刷頭部件所需要的特性的永久的光刻膠和固化物。
具體實施方式
以下,說明本發(fā)明。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物含有加權(quán)平均環(huán)氧當(dāng)量為300g/eq.以上的(A)環(huán)氧樹脂。此處所言的加權(quán)平均環(huán)氧當(dāng)量是指(A)環(huán)氧樹脂中含有的全部環(huán)氧樹脂成分的平均環(huán)氧當(dāng)量,例如,含有2摩爾環(huán)氧當(dāng)量為100g/eq.的環(huán)氧樹脂和1摩爾環(huán)氧當(dāng)量為400g/eq.的環(huán)氧樹脂時的加權(quán)平均環(huán)氧當(dāng)量為:(100×2摩爾+400×1摩爾)/(2摩爾+1摩爾)=200g/eq.。予以說明,本發(fā)明中的環(huán)氧當(dāng)量是指基于JISK-7236得到的測定值。加權(quán)平均環(huán)氧當(dāng)量更優(yōu)選為400g/eq.以上。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物所含有的(A)環(huán)氧樹脂含有上述式(1)表示的一般稱為雙酚F型環(huán)氧樹脂(化合物)的2官能環(huán)氧樹脂。
式(1)中,m為平均值,表示3~35范圍的實數(shù)。在此所說的“平均值”是指平均重復(fù)數(shù)。例如,含有式(1)中的m為2的結(jié)構(gòu)的化合物1摩爾、m為3的結(jié)構(gòu)的化合物2摩爾、m為4的結(jié)構(gòu)的化合物3摩爾和m為5的結(jié)構(gòu)的化合物1摩爾的環(huán)氧樹脂的平均值m為:(2×1摩爾+3×2摩爾+4×3摩爾+5×1摩爾)/(1摩爾+2摩爾+3摩爾+1摩爾)≈3.57。同樣地,含有m為0的結(jié)構(gòu)的化合物2摩爾、m為5的結(jié)構(gòu)的化合物3摩爾、m為6的結(jié)構(gòu)的化合物3摩爾、m為7的結(jié)構(gòu)的化合物3摩爾和m為32的結(jié)構(gòu)的化合物1摩爾的環(huán)氧樹脂的平均值m為:(0×2摩爾+5×3摩爾+6×3摩爾+7×3摩爾+32×1摩爾)/(2摩爾+3摩爾+3摩爾+3摩爾+1摩爾)≈7.17。即,本發(fā)明的感光性組合物含有的式(1)表示的環(huán)氧樹脂,只要平均值m在3~35的范圍,可以并用相當(dāng)于式(1)中的m為0以上且小于3的化合物和/或相當(dāng)于m大于35的環(huán)氧樹脂(環(huán)氧化合物)。
式(1)表示的環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量通常為500~4500g/eq.。從感光性樹脂組合物的敏感度、顯影性、以及固化物的強(qiáng)度和耐久性的觀點考慮,更優(yōu)選700~3000g/eq.。具有這樣的優(yōu)選的環(huán)氧當(dāng)量的式(1)表示的環(huán)氧樹脂的平均值m為4~22。
作為平均值m為3~35的雙酚F型環(huán)氧樹脂的市售品,可舉出三菱化學(xué)社制的jER4004P(式(1)中的m為5.3~6.4左右、環(huán)氧當(dāng)量840~975g/eq.)、jER4005P(式(1)中的m為6.2~8.2左右、環(huán)氧當(dāng)量950~1200g/eq.)和jER4007P(式(1)中的m為14.4~18.3左右、環(huán)氧當(dāng)量2000~2500g/eq.)、三菱化學(xué)社制的jER4010P(式(1)中的m為28.5~34.7左右、環(huán)氧當(dāng)量3800~4600g/eq.)等。
在本發(fā)明的感光性樹脂組合物中,只要(A)環(huán)氧樹脂的加權(quán)平均環(huán)氧當(dāng)量在300g/eq.以上的范圍內(nèi),可以并用式(1)表示的環(huán)氧樹脂以外的環(huán)氧樹脂(化合物)和反應(yīng)性環(huán)氧單體等中的一種或多種。
作為可并用的平均值m小于3的雙酚F型環(huán)氧樹脂的市售品,可舉出新日鐵住金化學(xué)社制的YDF-8170C(式(1)中的m為0~0.1左右、環(huán)氧當(dāng)量155~165g/eq.)、三菱化學(xué)社制的jER806(式(1)中的m為0~0.1左右、環(huán)氧當(dāng)量160~170g/eq.)、和jER807(式(1)中的m為0~0.2左右、環(huán)氧當(dāng)量160~175g/eq.)、DIC社制的EPICLON EXA830CRP(式(1)中的m為0~0.1左右、環(huán)氧當(dāng)量155~163g/eq.)和EPICLON EXA835LV(式(1)中的m為0~0.1左右、環(huán)氧當(dāng)量160~170)等。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物中,優(yōu)選并用上述式(3)表示的1分子中具有3個以上環(huán)氧基的雙酚F型環(huán)氧樹脂。
式(3)中,a為平均值,表示2~30范圍的實數(shù)。在此所說的“平均值”是指平均重復(fù)數(shù)。
式(3)表示的環(huán)氧樹脂是通過將雙酚F和表氯醇的縮聚物所具有的醇性羥基進(jìn)一步使用表氯醇進(jìn)行縮水甘油基化而得到的。進(jìn)一步縮水甘油基化的醇性羥基的比例沒有特殊限定,考慮諸物性的平衡時,優(yōu)選將雙酚F和表氯醇的縮聚物所具有的醇性羥基的50~80%左右進(jìn)行縮水甘油基化的環(huán)氧樹脂。
作為式(3)表示的環(huán)氧樹脂的市售品的具體例,可舉出NER-7604和NER-7403(均為商品名,日本化藥社制)等。式(3)表示的環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量優(yōu)選為250~400g/eq.,并且,軟化點優(yōu)選為60~85℃。
作為其他可并用的環(huán)氧樹脂(化合物),可舉出エピコート157(商品名,雙酚A型酚醛環(huán)氧樹脂,三菱化學(xué)社制,環(huán)氧當(dāng)量180~250g/eq.、軟化點80~90℃)、EPON SU-8(商品名,雙酚A型酚醛環(huán)氧樹脂,Momentive Performance Materials Inc.制,環(huán)氧當(dāng)量195~230g/eq.)、NC-3000(商品名,聯(lián)苯-酚醛環(huán)氧樹脂,日本化藥社制,環(huán)氧當(dāng)量270~300g/eq.)、NER-1302(商品名,醇性羥基的一部分被環(huán)氧化的雙酚A型環(huán)氧樹脂,日本化藥社制,環(huán)氧當(dāng)量200~500g/eq.)、EOCN-1020(商品名,日本化藥社制,環(huán)氧當(dāng)量190~210g/eq.)、NC-6300H(商品名,日本化藥社制,環(huán)氧當(dāng)量230~235g/eq.)等。在本發(fā)明的一個實施方式中,環(huán)氧樹脂不含雙酚A型酚醛環(huán)氧樹脂。
作為可并用的反應(yīng)性環(huán)氧單體的具體例,可舉出二甘醇二縮水甘油基醚、己二醇二縮水甘油基醚、二羥甲基丙烷二縮水甘油基醚、聚丙二醇二縮水甘油基醚(ADEKA社制,ED506)、三羥甲基丙烷三縮水甘油基醚(ADEKA社制,ED505)、三羥甲基丙烷三縮水甘油基醚(低氯型,Nagase ChemteX Corp.制,EX321L)、季戊四醇四縮水甘油基醚等。
并用式(1)表示的環(huán)氧樹脂以外的環(huán)氧樹脂時,式(1)表示的環(huán)氧樹脂在全部(A)環(huán)氧樹脂中所占的比例通常為20質(zhì)量%以上、優(yōu)選為35質(zhì)量%以上。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物所含有的(B)具有酚性羥基的化合物含有選自上述式(2)、(4)、(5)和(6)表示的苯酚化合物中的一種以上苯酚化合物。予以說明,式(2)、(4)、(5)和(6)中的n、q、z和y所指的“平均值”是指平均重復(fù)數(shù)。
作為式(2)表示的苯酚化合物,可舉出苯酚酚醛樹脂、甲酚酚醛樹脂等,從感光性樹脂組合物的涂布性優(yōu)異的觀點考慮,優(yōu)選使用苯酚酚醛樹脂。作為式(2)表示的苯酚化合物,優(yōu)選其軟化溫度為50℃以上150℃以下,更優(yōu)選為50℃以上100℃以下,進(jìn)一步優(yōu)選為70℃以上100℃以下。作為軟化溫度為50℃以上150℃以下的苯酚酚醛樹脂的具體例,可舉出PN-152(商品名,明和化成社制,軟化點50℃、羥基當(dāng)量105g/eq.)、H-1(商品名,明和化成社制,軟化點80℃、羥基當(dāng)量104g/eq.)、TD-2131(商品名,DIC社制,軟化點80℃、羥基當(dāng)量105g/eq.)、KA-1160(商品名,DIC社制,軟化點81℃、羥基當(dāng)量117g/eq.)等。另外,從與(A)環(huán)氧樹脂的相溶性和固化物的低透濕性的觀點考慮,苯酚酚醛樹脂的羥基當(dāng)量優(yōu)選為80~200g/eq.的范圍,更優(yōu)選為80~130g/eq.的范圍,進(jìn)一步優(yōu)選為100~120g/eq.的范圍。
在(B)具有酚性羥基的化合物中,可并用多種式(2)表示的苯酚化合物。
作為式(4)表示的苯酚化合物,可舉出雙酚A型酚醛樹脂。作為其具體例,可舉出VH-4150(商品名,DIC社制,軟化點85℃、羥基當(dāng)量118g/eq.)、VH-4170(商品名,DIC社制,軟化點103℃、羥基當(dāng)量118g/eq.)、MEP-6309E(商品名,明和化成社制,軟化點81℃、羥基當(dāng)量116g/eq.)等。
在(B)具有酚性羥基的化合物中,可并用多種式(4)表示的苯酚化合物。
作為式(5)表示的苯酚化合物,可舉出聯(lián)苯苯酚酚醛樹脂。其具體例,可舉出KAYAHARD GPH-65(商品名,日本化藥社制,軟化點65℃、羥基當(dāng)量200g/eq.)等。
在(B)具有酚性羥基的化合物中,可并用多種式(5)表示的苯酚化合物。
作為式(6)表示的苯酚化合物,可舉出苯酚芳烷基樹脂,作為其具體例,可舉出ミレックスXLC-3L(商品名,三井化學(xué)社制,軟化點77℃、羥基當(dāng)量176g/eq.)等。
在(B)具有酚性羥基的化合物中,可并用多種式(6)表示的苯酚化合物。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方式中,(B)具有酚性羥基的化合物含有選自式(2)、(5)和(6)表示的苯酚化合物中的一種以上的酚性化合物。
對于本發(fā)明的感光性樹脂組合物中的(B)具有酚性羥基的化合物的含量,相對于(A)環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基1當(dāng)量,(B)具有酚性羥基的化合物的羥基當(dāng)量通常為0.1~0.9當(dāng)量、優(yōu)選為0.2~0.5當(dāng)量。通過將(B)具有酚性羥基的化合物的含量設(shè)定為0.9當(dāng)量以下,可得到感光影像圖案的良好的顯影性,并且,通過將含量設(shè)定為0.1當(dāng)量,可保持固化物與基材的緊密貼合性和耐濕性。
予以說明,對于并用選自式(2)、(4)、(5)和(6)表示的具有酚性羥基的化合物中的多種時的各自的具有酚性羥基的化合物的使用比例來說,(B)具有酚性羥基的苯酚化合物相對于(A)環(huán)氧樹脂的質(zhì)量的配比的合計只要在上述范圍內(nèi),就沒有特別限定。
在本發(fā)明的感光性樹脂組合物中,只要在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi),可以并用式(2)、(4)、(5)或(6)表示的苯酚化合物以外的具有酚性羥基的化合物。
作為可并用的具有酚性羥基的化合物,可舉出在可并用的環(huán)氧樹脂一項中作為環(huán)氧樹脂的原料記載的苯酚化合物等,但并不限定于此。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物所含有的(C)光陽離子聚合引發(fā)劑是受到紫外線、遠(yuǎn)紫外線、KrF或ArF等準(zhǔn)分子激光、X射線和電子束等放射線的照射而產(chǎn)生陽離子、該陽離子可成為(A)環(huán)氧樹脂的聚合引發(fā)劑的化合物。作為(C)光陽離子聚合引發(fā)劑,可舉出鎓配鹽。作為鎓配鹽,典型地可舉出芳族碘鎓配鹽、芳族锍配鹽。其中,作為芳族碘鎓配鹽的具體例,可舉出二苯基碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、二苯基碘鎓六氟磷酸鹽、二苯基碘鎓六氟銻酸鹽、二(4-壬基苯基)碘鎓六氟磷酸鹽、甲苯基枯基碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽(Rhodia Chemie公司制,商品名ロードシルPI2074)、二(4-叔丁基)碘鎓三(三氟甲烷磺?;?甲烷化物(BASF社制,商品名CGI BBI-C1)等。
另外,作為芳族锍配鹽的具體例,可舉出4-硫代苯基二苯基锍六氟銻酸鹽(San-Apro公司制,商品名CPI-101A)、硫代苯基二苯基锍三(五氟乙基)三氟磷酸鹽(San-Apro公司制,商品名CPI-210S)、4-{4-(2-氯苯甲酰)苯基硫代}苯基雙(4-氟苯基)锍六氟銻酸鹽(ADEKA社制,商品名SP-172)、含有4-硫代苯基二苯基锍六氟銻酸鹽的芳族锍六氟銻酸鹽的混合物(ACETO Corporate USA制,商品名CPI-6976)和三苯基锍三(三氟甲烷磺酰基)甲基化物(BASF社制,商品名CGI TPS-C1)、三[4-(4-乙酰基苯基)磺?;交鵠锍三(三氟甲基磺?;?甲基化物(BASF社制,商品名GSID 26-1)、三[4-(4-乙?;交?磺?;交鵠锍四(2,3,4,5,6-五氟苯基)硼酸鹽(BASF社制,商品名イルガキュアPAG290)等。六氟銻酸鹽型雖然便宜,但是容易分解而產(chǎn)生氟化氫,因此適于不直接接觸金屬的用途。由于甲基化物鹽型、硼酸鹽型不產(chǎn)生氟化氫,因此適用于包括與金屬接觸的應(yīng)用的任何用途。它們可以單獨(dú)使用,或組合使用2種以上。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物中的(C)光陽離子聚合引發(fā)劑的含量,相對于本發(fā)明的感光性樹脂組合物的固體成分(是指除溶劑以外的全部成分的合計,以下同義),通常為0.3~15質(zhì)量%,優(yōu)選為0.5~10質(zhì)量%。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物還可以含有(D)含環(huán)氧基的硅烷化合物。通過使用(D)含環(huán)氧基的硅烷化合物,在使用本發(fā)明組合物的工序中,提高與基材的緊密貼合性、以及由本發(fā)明組合物形成多層結(jié)構(gòu)時的層間粘接性。作為(D)含環(huán)氧基的硅烷化合物的具體例,可舉出3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷等含有環(huán)氧基的烷氧基硅烷化合物。它們可以單獨(dú)使用,或組合使用2種以上。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物中的(D)含環(huán)氧基的硅烷化合物的含量,相對于感光性樹脂組合物的固體成分,通常為15質(zhì)量%以下、優(yōu)選為1~10質(zhì)量%。
在本發(fā)明的感光性樹脂組合物中,為了降低樹脂組合物的粘度、提高涂膜性,可使用(E)溶劑。作為溶劑,可使用油墨或涂料等中通常使用的有機(jī)溶劑,只要是可溶解感光性樹脂組合物的各構(gòu)成成分、且與構(gòu)成成分不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的溶劑,就沒有特別限制。作為(E)溶劑的具體例,可舉出丙酮、乙基甲基酮、甲基異丁基酮、環(huán)戊酮等酮類、甲苯、二甲苯、甲氧基苯等芳族烴類、二丙二醇二甲基醚和二丙二醇二乙基醚、丙二醇單甲基醚等二醇醚類、乳酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、卡必醇乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯和γ-丁內(nèi)酯等酯類、甲醇、乙醇等醇類、辛烷、癸烷等脂族烴、石油醚、石腦油、氫化石腦油和溶劑石腦油等石油系溶劑等。這些溶劑可以單獨(dú)使用,或混合使用2種以上。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物中的(E)溶劑的含量在含有溶劑的感光性樹脂組合物中,通常為95質(zhì)量%以下,優(yōu)選為10~90質(zhì)量%。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物中還可以使用感光劑,其用于吸收紫外線,將吸收的光能供給光陽離子聚合引發(fā)劑、特別是供給芳族碘鎓配鹽。作為感光劑,例如優(yōu)選噻噸酮類、在9位和10位具有烷氧基的蒽化合物(9,10-二烷氧基蒽衍生物)。作為上述烷氧基,例如可舉出甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基等C1~C4烷氧基。9,10-二烷氧基蒽衍生物還可以具有取代基。作為取代基,例如可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等鹵原子、C1~C4烷基、磺酸烷基酯基、羧酸烷基酯基等。作為磺酸烷基酯基、羧酸烷基酯基中的烷基,可舉出C1~C4烷基。這些取代基的取代位置優(yōu)選為2位。
作為噻噸酮類的具體例,可舉出2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2-氯噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮等。其中,優(yōu)選2,4-二乙基噻噸酮(日本化藥社制,商品名カヤキュアーDETX-S)、2-異丙基噻噸酮。
作為9,10-二烷氧基蒽衍生物,例如可舉出9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、9,10-二丙氧基蒽、9,10-二丁氧基蒽、9,10-二甲氧基-2-乙基蒽、9,10-二乙氧基-2-乙基蒽、9,10-二丙氧基-2-乙基蒽、9,10-二甲氧基-2-氯蒽、9,10-二甲氧基蒽-2-磺酸甲酯、9,10-二乙氧基蒽-2-磺酸甲基酯、9,10-二甲氧基蒽-2-羧酸甲酯等。
這些感光劑可以單獨(dú)使用或混合使用2種以上,最優(yōu)選使用2,4-二乙基噻噸酮和9,10-二甲氧基-2-乙基蒽。從少量的感光劑成分即可發(fā)揮效果的觀點考慮,本發(fā)明的感光性樹脂組合物中的感光劑的含量,相對于(C)光陽離子聚合引發(fā)劑的含量,通常為30質(zhì)量%以下、優(yōu)選為20質(zhì)量%以下。
在本發(fā)明的樹脂組合物中,在有必要降低來自(C)光陽離子聚合引發(fā)劑的離子產(chǎn)生的不良影響的情況下,根據(jù)需要,可添加離子捕捉劑。作為離子捕捉劑的具體例,可舉出三甲氧基鋁、三乙氧基鋁、三異丙氧基鋁、異丙氧基二乙氧基鋁和三丁氧基鋁等烷氧基鋁、三苯氧基鋁和三對甲基苯氧基鋁等苯氧基鋁、三乙酰氧基鋁、三硬脂酸鋁、三丁酸鋁、三丙酸鋁、三乙酰丙酮鋁、三(三氟乙酰乙酸)鋁、三乙基乙酰丙酮鋁、二乙酰丙酮二新戊酰甲烷鋁和二異丙氧基(乙基乙酰乙酸)鋁等有機(jī)鋁化合物等。這些成分可以單獨(dú)使用或組合使用2種以上。離子捕捉劑的含量,相對于本發(fā)明的感光性樹脂組合物的固體成分,通常為10質(zhì)量%以下。
在本發(fā)明的感光性樹脂組合物中,根據(jù)需要,可使用熱塑性樹脂、著色劑、增稠劑、消泡劑、流平劑等各種添加劑。作為熱塑性樹脂,例如可舉出聚醚砜、聚苯乙烯、聚碳酸酯等。作為著色劑,例如可舉出酞菁藍(lán)、酞菁綠、碘綠、結(jié)晶紫、氧化鈦、炭黑、萘黑、蒽醌紅、喹吖酮紅和二酮吡咯并吡咯紅等。作為增稠劑,例如可舉出Olben、Bentone、蒙脫石等。作為消泡劑,例如可舉出有機(jī)硅系、氟烷基系和高分子系等消泡劑。使用這些添加劑等時,其含量相對于除溶劑以外的本發(fā)明感光性樹脂組合物的固體成分分別為10質(zhì)量%以下,這是大致的目標(biāo),但可以根據(jù)使用目的和涂布品質(zhì),適宜增減。
進(jìn)而,在本發(fā)明的感光性樹脂組合物中,例如可使用硫酸鋇、鈦酸鋇、氧化硅、無定形二氧化硅、滑石粉、粘土、炭酸鎂、炭酸鈣、氧化鋁、氫氧化鋁、蒙脫石、云母粉末等任意的無機(jī)填料、聚甲基丙烯酸甲酯、橡膠、含氟聚合物、聚氨酯粉末等任意的有機(jī)填料。這些無機(jī)和/或有機(jī)填料的含量相對于本發(fā)明感光性樹脂組合物的固體成分為60質(zhì)量%以下,這是大致的目標(biāo),但可以根據(jù)使用目的和固化膜的要求功能來適宜增減。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物可通過將(A)環(huán)氧樹脂、(B)具有酚性羥基的化合物和(C)光陽離子聚合引發(fā)劑的必須成分、以及根據(jù)需要(任選)的(D)含環(huán)氧基的硅烷偶聯(lián)劑、(E)溶劑、感光劑、離子捕捉劑、熱塑性樹脂、著色劑、增稠劑、消泡劑、流平劑和無機(jī)填料等任意成分以通常的方法混合、攪拌來制備。在混合、攪拌時,可以根據(jù)需要,使用溶解器、攪拌器、三輥磨等分散機(jī)。另外,混合后,可以進(jìn)一步使用篩網(wǎng)、膜濾器等實施過濾。
為了涂布在基板上,本發(fā)明的感光性樹脂組合物優(yōu)選以添加溶劑的液體形態(tài)使用。在包括將用溶劑稀釋至期望粘度的本發(fā)明感光性樹脂組合物滴落在基板上,將該基板加速至一定的旋轉(zhuǎn)速度后,保持該一定旋轉(zhuǎn)速度的工序的旋涂法中,通過調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度,能夠以期望的膜厚涂布。作為其他方法,通過輥涂、刮刀涂布、狹縫涂布、浸涂、凹版涂布或噴涂等其他涂布方法,也能將感光性樹脂組合物涂布在基板上。涂布后,進(jìn)行干燥烘烤,使溶劑蒸發(fā)。干燥烘烤條件以能夠形成光刻膠的半固化干燥涂膜的條件來選擇。作為典型的條件,使表面平滑的加熱板的表面處于接觸基板或近似于接觸的狀態(tài),根據(jù)涂膜的厚度、溶劑的揮發(fā)性、以及基板的熱傳導(dǎo)性、基板厚度,在65℃下進(jìn)行1~15分鐘、接著在90~125℃下進(jìn)行5~120分鐘的加熱。作為其他方法,干燥烘烤可在對流式烘箱內(nèi)實施。接著,在干燥的感光性樹脂組合物層上,通過繪制有期望的掩模圖案的光掩模,使用來自中壓或超高壓汞燈的近紫外線或300~500nm的亮線進(jìn)行曝光,或使用來自同步輻射源的X線放射線進(jìn)行能量射線照射,或者,使用直接的或經(jīng)由圖案化曝光的電子束放射線進(jìn)行照射,可以形成感光影像。在掩模曝光時,可以使用接觸、接近、或投影印刷。曝光之后,為了通過感光性樹脂組合物層上的曝光區(qū)域的酸催化劑作用來促進(jìn)聚合反應(yīng),進(jìn)行曝光后烘烤。典型的條件是,根據(jù)加熱板上涂膜的厚度以及基板的熱傳導(dǎo)性、基板厚度,在65℃下進(jìn)行1~5分鐘、接著在95℃下進(jìn)行1~60分鐘。
接著,溶解除去未曝光部,根據(jù)涂膜的厚度和顯影液溶劑的溶劑效價,典型地浸漬在2~30分鐘有機(jī)溶劑顯影液中。進(jìn)而,通過涂布洗滌溶劑,洗滌顯影的影像,除去附著在固化膜上的顯影液。附著的顯影液含有溶解的光刻膠成分,干燥時在感光影像上成為殘渣而容易引起污染,因此有必要將其除去。在浸漬法的情況下,準(zhǔn)備清潔的顯影液槽,以多階段進(jìn)行顯影,可防止殘渣的附著。
作為其他方法,可以使用防爆型霧化用噴頭、或防爆型微小花灑噴頭的任一種,通過噴射來涂布顯影液溶劑。進(jìn)而,作為其他顯影方法,可舉出使用槳法來涂布顯影液的方法。
作為顯影液,可舉出丙二醇單甲基醚乙酸酯、γ-丁內(nèi)酯、丙酮、環(huán)戊酮、雙丙酮醇、四氫糠醇、N-甲基吡咯烷酮、苯甲醚、和乳酸乙酯,但不限定于此。優(yōu)選使用未曝光部的溶解性良好、且比較便宜的丙二醇單甲基醚乙酸酯。
作為洗滌液,可舉出上述的顯影液溶劑、以及甲醇、乙醇、異丙醇、和乙酸正丁酯等。其中,特別優(yōu)選可迅速洗滌、急速干燥的丙酮、乙醇和異丙醇。最后,根據(jù)基板的耐熱性,在130~200℃下實施加熱處理,使膜熱固化,得到滿足諸特性的永久保護(hù)膜。
作為可用于本發(fā)明感光性樹脂組合物的基板材料,可舉出硅、二氧化硅、氮化硅、氧化鋁、玻璃、玻璃-陶瓷、砷化鎵、磷化銦、銅、鋁、鎳、鐵、鋼、銅-硅合金、被覆銦-錫氧化物的玻璃、聚酰亞胺和聚酯等含有有機(jī)膜、金屬、半導(dǎo)體和絕緣材料的圖案化區(qū)域的任意基板等。本發(fā)明的感光性樹脂組合物與Pt、LT、Au和Ta等的基板的緊密貼合性優(yōu)異,因此優(yōu)選用于這些金屬基板、或表面具有這些金屬層的基板。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物也可以用作由基材夾持的光刻膠層疊體。例如,通過在基膜(基材)上使用輥涂機(jī)、模涂機(jī)、刀涂機(jī)、棒涂機(jī)、凹版涂布機(jī)等涂布用溶劑稀釋的感光性樹脂組合物后,用設(shè)定在45~100℃的干燥爐除去溶劑,而且,通過根據(jù)需要層壓覆蓋膜(基材)等,可得到光刻膠層疊體。此時,基膜上的光刻膠的厚度調(diào)整為2~100μm。作為基材即基膜和覆蓋膜,例如使用聚酯、聚丙烯、聚乙烯、TAC、聚酰亞胺等的膜。這些膜也可以根據(jù)需要使用通過有機(jī)硅系脫模處理劑或非有機(jī)硅系脫模處理劑等進(jìn)行了脫模處理的膜。在使用這樣的光刻膠層疊體時,例如可以進(jìn)行以下步驟:剝離覆蓋膜,用手動輥、層壓機(jī)等在溫度40~100℃、壓力0.05~2MPa下轉(zhuǎn)印到基板上,與上述液狀的感光性樹脂組合物同樣地進(jìn)行曝光、曝光后烘烤、顯影、加熱處理。
通過本發(fā)明的光刻膠層疊體,將感光性樹脂組合物用作干膜光刻膠,可以省略支持體或基板上的涂布、和干燥的工序,可以更簡便地形成使用本發(fā)明感光性樹脂組合物的微細(xì)圖案。
作為MEMS設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備、頻率濾波器設(shè)備的封裝部件、微型反應(yīng)器形成部件、噴墨印刷頭部件使用時,將本發(fā)明的感光性樹脂組合物涂布在基板上,干燥,形成第一層的感光性樹脂涂膜。將該第一層進(jìn)行曝光、曝光后烘烤。進(jìn)一步將本發(fā)明的感光性樹脂組合物進(jìn)行涂布、干燥,形成第二層的感光性樹脂涂膜后,將該第二層進(jìn)行曝光、曝光后烘烤。重復(fù)該工序,最后通過一起進(jìn)行顯影、硬烘烤處理,可形成復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)圖案。或者,將第一層顯影、硬烘烤后,將第二層涂布、干燥,經(jīng)由光掩模進(jìn)行對準(zhǔn)曝光,重復(fù)進(jìn)行顯影和硬烘烤,由此也可以形成多層結(jié)構(gòu)圖案。另外,各感光性樹脂層的形成也可以通過層壓干膜光刻膠來形成。
予以說明,術(shù)語“封裝(包裝)”是指為了保持基板、布線、元件等的穩(wěn)定性,用于遮斷外部氣體和液體的入侵的密封方法或密封產(chǎn)品。本發(fā)明中記載的封裝是指:具有MEMS這樣的驅(qū)動部的封裝、用于封裝SAW設(shè)備等振動器振子的中空封裝、用于防止半導(dǎo)體基板、印刷布線版、布線等的劣化而進(jìn)行的表面保護(hù)、微型反應(yīng)器形成部件、以及用于用頂板將它們密封的樹脂封裝件等?!捌壏庋b”表示以片的狀態(tài)進(jìn)行保護(hù)膜、端子、布線加工、封裝的安裝,然后切出小片成為一個個單獨(dú)的小片,或者,將微細(xì)的微米~納米流路或噴墨噴頭用的孔板在片內(nèi)一起進(jìn)行三維加工的方法。
通過使用本發(fā)明的感光性樹脂組合物,可以通過光刻法形成微細(xì)且垂直的側(cè)壁形狀的圖案。其固化物具有低應(yīng)力、低翹曲、耐濕熱性優(yōu)異的特性。能夠得到滿足半導(dǎo)體、MEMS/微型機(jī)械應(yīng)用領(lǐng)域,特別是MEMS設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備、頻率濾波器設(shè)備的封裝部件,微型反應(yīng)器形成部件、噴墨印刷頭部件所必要的特性的永久光刻膠和固化物,在這些領(lǐng)域中是非常有用的。
實施例
以下,通過實施例詳細(xì)說明本發(fā)明,但這些實施例只不過是用于適宜地說明本發(fā)明的例示,并不對本發(fā)明進(jìn)行任何限定。
實施例1~10和比較例1~4
(感光性樹脂組合物溶液(液狀光刻膠)的調(diào)制)
根據(jù)表1所示的配合量(單位為質(zhì)量份,僅表示為除去溶劑的固體成分的質(zhì)量),將(A)環(huán)氧樹脂、(B)具有酚性羥基的化合物、(C)光陽離子聚合引發(fā)劑和(D)含環(huán)氧基的硅烷化合物用環(huán)戊酮稀釋至濃度為65質(zhì)量%,在帶攪拌機(jī)的燒瓶中在80℃攪拌3小時,混合溶解,放冷后,通過孔徑1.0μm的膜濾器進(jìn)行過濾,得到本發(fā)明和比較用的感光性樹脂組合物溶液(液狀光刻膠)。
(感光性樹脂組合物的感度、分辨率評價)
通過旋涂機(jī)將實施例1~10和比較例1~4得到的各液狀光刻膠涂布在硅片上后,通過95℃的加熱板進(jìn)行10分鐘的預(yù)烘烤,得到涂布后干燥膜厚20μm的感光性樹脂組合物層。然后,除去邊緣顆粒并干燥后,使用i線曝光裝置(掩模對準(zhǔn)器:Ushio電機(jī)社制),通過帶有分辨率評價用灰度的光掩模,以曝光量700mJ/cm2(軟接觸,i線)進(jìn)行照射。接著,通過95℃的加熱板進(jìn)行5分鐘的曝光后烘烤(以下稱為“PEB”)。接著,通過SU-8 Developer(商品名,MicroChem公司制,以丙二醇單甲基醚乙酸酯為主成分)在23℃下進(jìn)行3分鐘的浸漬和顯影,經(jīng)過用2-丙醇洗滌、干燥,在硅片上得到固化的樹脂圖案。將掩模轉(zhuǎn)印精度為最優(yōu)的曝光量作為最佳曝光量,以此時的分辨尺寸值作為分辨率,進(jìn)行感度·分辨率評價。結(jié)果示于下述表1。
(感光性樹脂組合物的固化物的內(nèi)部應(yīng)力值評價)
使用觸針式表面形狀測定器,測定3點支撐的硅片(結(jié)晶取向100、直徑100mm、厚0.5mm)的膜形成前和膜形成后的基板的翹曲量,將前后的翹曲量的變化換算為應(yīng)力的值。一般而言,由于膜的應(yīng)力不受形成膜的基材的形狀和材質(zhì)的影響,因此,將在硅片上形成膜、測定形成前后的基板翹曲量而得到的值表示為內(nèi)部應(yīng)力。在樹脂膜因固化而收縮的情況下,內(nèi)部應(yīng)力變成壓縮應(yīng)力,根據(jù)該應(yīng)力的大小,固化膜的應(yīng)力增大基板的翹曲,膜本身也會產(chǎn)生裂紋、裂縫等龜裂。內(nèi)部應(yīng)力越小,基板的翹曲越減小,膜本身的龜裂也會消除。
通過旋涂機(jī)將實施例1~10和比較例1~4得到的各液狀光刻膠涂布在硅片上后,通過95℃的加熱板進(jìn)行10分鐘的預(yù)烘烤,得到涂布后干燥膜厚20μm的感光性樹脂組合物層。然后,通過僅掩蔽基板周邊部的邊緣顆粒部分的光掩模,將硅片上的膜面用對上述的評價中得到的各組成來說最佳的曝光量進(jìn)行全面照射。接著,在加熱板上在95℃進(jìn)行5分鐘的PEB,在SU-8Devel oper中在23℃下進(jìn)行3分鐘的浸漬和顯影,經(jīng)過用2-丙醇洗滌、干燥,在加熱板上進(jìn)行120℃、30分鐘的預(yù)硬烘烤后,用200℃的對流式烘箱進(jìn)行60分鐘硬烘烤,充分放冷。對成膜前的各硅片的翹曲量和各組成的光刻膠成膜后的翹曲量,通過表面形狀測定裝置,測定同一位置的多個方向,求出內(nèi)部應(yīng)力值。小于10MPa記為“○”,超過25MPa記為“×”,結(jié)果示于表1。
(濕熱緊密貼合性評價)
準(zhǔn)備蒸鍍有200nm的Pt金屬的硅片、LT基板、蒸鍍有100nm的Ta的硅片,按如上所述的方式將實施例1~10和比較例1~4得到的各液狀光刻膠涂布在這些各基板上。經(jīng)由配置有緊密貼合性強(qiáng)度評價用試驗圖案的光掩模,照射在上述的感度評價試驗中得到的各組成的最佳曝光量。PEB以后的硬烘烤的工序與上述的應(yīng)力評價試驗的工序同樣地操作,得到在硅片上固化的樹脂圖案。將帶有該樹脂圖案的硅片分別在裝滿純水的PTFE制密閉容器中(相對濕度100%),在85℃浸漬24小時,實施濕熱試驗。用剪切強(qiáng)度測試儀測定試驗前后的樹脂圖案的粘接力,將沒有粘接力劣化的情況記為“○”,有劣化的情況記為“×”,結(jié)果示于表1。
[表1]
表1中的(A-1)~(D)分別示出如下。另外,由表1所述的質(zhì)量份、下述環(huán)氧當(dāng)量和各組成成分的配比,求出加權(quán)平均環(huán)氧當(dāng)量,記載于表1的欄內(nèi)。
<(A)成分:環(huán)氧樹脂>
(A-1)jER4004P(商品名,三菱化學(xué)社制,式(1)中的平均重復(fù)數(shù)m≈5.6的環(huán)氧樹脂、環(huán)氧當(dāng)量868g/eq.)
(A-2)jER4005P(商品名,三菱化學(xué)社制,式(1)中的平均重復(fù)數(shù)m≈7.0的環(huán)氧樹脂、環(huán)氧當(dāng)量1046g/eq.)
(A-3)jER4007P(商品名,三菱化學(xué)社制,式(1)中的平均重復(fù)數(shù)m≈16.1的環(huán)氧樹脂、環(huán)氧當(dāng)量2218g/eq.)
(A-5)YDF-8170C(商品名,新日鐵住金化學(xué)社制,環(huán)氧當(dāng)量160g/eq.)
(A-6)NER7604(商品名,日本化藥社制,式(3)表示的環(huán)氧樹脂、環(huán)氧當(dāng)量345g/eq.)
(A-7)EPON SU-8(商品名,Momentive Performance Materials Inc.制,環(huán)氧當(dāng)量200g/eq.)
(A-8)セロキサイド2021P(商品名,Daicel公司制,環(huán)氧當(dāng)量126g/eq.)
(A-9)EP828(商品名,三菱化學(xué)社制,環(huán)氧當(dāng)量189g/eq.)
(A-10)XD-1000(商品名,日本化藥社制,環(huán)氧當(dāng)量248g/eq.)
<(B)成分:具有酚性羥基的化合物>
(B-1)PN-152(商品名,明和化成社制,式(2)表示的苯酚化合物,羥基當(dāng)量105g/eq.)
(B-2)H-1(商品名,明和化成社制,式(2)表示的苯酚化合物,羥基當(dāng)量104g/eq.)
(B-3)KAYAHARD GPH-65(商品名,日本化藥社制,式(5)表示的苯酚化合物,羥基當(dāng)量200g/eq.)
(B-4)XL-225-3L(商品名,三井化學(xué)社制,式(6)表示的苯酚化合物,羥基當(dāng)量172g/eq.)
<(C)成分:光陽離子聚合引發(fā)劑>
(C-1)Irgacure PAG290(商品名,BASF社制)
(C-2)GSID-26-1(商品名,BASF社制)
(C-3)CPI-210S(商品名,San-Apro公司制)
<(D)成分:具有環(huán)氧基的硅烷化合物>
(D)3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷
如表1的結(jié)果表明,由各實施例得到的組合物的特性如下:最佳曝光量小、感度(敏感度)高,感光圖案的分辨寸法顯示高分辨率,內(nèi)部應(yīng)力也低,在圖案上沒有產(chǎn)生裂紋,濕熱后的緊密貼合性也得以保持。
實施例11(由本發(fā)明感光性樹脂組合物形成的光刻膠層疊體)
在表1的實施例1的配比中,進(jìn)一步追加配合乙二醇二甲基醚,在帶攪拌機(jī)的燒瓶中在50℃攪拌1小時,混合溶解,稀釋至25℃下的溶液粘度為2Pa·s,放冷后,實施孔徑1.0μm的膜過濾,得到本發(fā)明的感光性樹脂組合物的干膜光刻膠用漆。將該漆均勻地涂布在基膜(聚丙烯制,三菱樹脂社制,膜厚38μm)上,通過熱風(fēng)對流干燥機(jī)在65℃下進(jìn)行5分鐘和在80℃下進(jìn)行15分鐘的干燥。然后,在露出面上層壓覆蓋膜(聚丙烯制,三菱樹脂社制,膜厚38μm),得到夾持有膜厚20μm的干膜光刻膠而成的光刻膠層疊體(感光性樹脂組合物層疊體)。
(干膜光刻膠的圖案化)
從上述得到的感光性樹脂組合物層疊體上剝離覆蓋膜,在輥溫度70℃、空氣壓力0.2MPa、速度0.5m/分鐘下,在硅片上層壓后,剝離基膜,得到20μm的感光性樹脂組合物層(干膜光刻膠)。對該感光性樹脂組合物層使用i線曝光裝置(掩模對準(zhǔn)器:Ushio電機(jī)社制)進(jìn)行接觸曝光。然后,用95℃的加熱板進(jìn)行5分鐘的PEB,通過SU-8Developer(商品名,MicroChem公司制,以丙二醇單甲基醚乙酸酯為主成分)在23℃下進(jìn)行3分鐘的浸漬和顯影,用2-丙醇洗滌,干燥,得到在基板上固化的樹脂圖案。在最佳曝光量450mJ/cm2下,得到?jīng)]有殘渣和龜裂、且具有細(xì)線緊密貼合性圖案寬度為6μm的垂直的側(cè)壁的固化物。確認(rèn)Pt、LT、Ta表面上的濕熱緊密貼合性沒有發(fā)生劣化而良好。內(nèi)部應(yīng)力評價結(jié)果確認(rèn)為低于10MPa的低應(yīng)力。
產(chǎn)業(yè)實用性
本發(fā)明的感光性樹脂組合物可通過光刻法形成微細(xì)且垂直的側(cè)壁形狀圖案。其固化物具有耐濕熱性、緊密貼合性優(yōu)異的特性??傻玫骄哂邪雽?dǎo)體、MEMS/微型機(jī)械應(yīng)用領(lǐng)域、特別是MEMS設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備、頻率濾波器設(shè)備的封裝部件、微型反應(yīng)器形成部件、噴墨印刷頭部件所需要的特性的永久光刻膠和固化物。