聚磺酰胺再分布组合物及其使用方法技术

本发明专利技术涉及用于用作如在半导体和半导体包的制造中使用的再分布层的聚磺酰胺组合物。更具体地，本发明专利技术涉及用于再分布应用的光可成像的聚磺酰胺组合物。本发明专利技术还涉及该组合物在半导体制造中的用途。

Polysulfonamide redistribution composition and its use method

The present invention relates to polysulfonamide compositions used as redistribution layers for use in the manufacture of semiconductors and semiconductor packages. More specifically, the present invention relates to photo-imaging polysulfonamide compositions for redistribution applications. The invention also relates to the use of the composition in semiconductor manufacturing.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚磺酰胺再分布组合物及其使用方法专利
本专利技术涉及用于用作如在半导体和半导体包(package)的制造中使用的再分布层的聚磺酰胺组合物。更具体地，本专利技术涉及用于再分布应用的光可成像的聚磺酰胺组合物。本专利技术还涉及该组合物在半导体制造中的用途。专利技术背景集成电路(IC)是一组制造到半导体(特别地硅)上的电子电路。IC可以被制造成非常紧凑，每平方毫米具有超过1000万个晶体管或其他电子元器件(electroniccomponents)，并且一直增长。因此，随着技术发展，用于将晶体管和其他元器件连接至微电路的其余部分的导线和互连部分的宽度和尺寸需要被制造得越来越小，目前为几十纳米。在一些情况下，当制造IC或微芯片时，被称为引线的电连接件使用丝焊(wirebond)从微芯片附接至包，芯片存在于所述包中。然后，使用多种技术，例如J翼、鸥翼和焊料凸点互连(solderbumpinterconnect)，将包结合至电路板。需要许多导电的材料层和非导电的材料层两者来将微芯片的晶体管互连至电路板的包和外部世界。在这些构造中，分布层是必要的。再分布层是芯片和/或包上的额外的布线层，其能够实现微芯片与其他微芯片、与包和/或与电路板的电子互连，并且可以是不同厚度和分辨率的许多层。再分布层还用于芯片堆叠技术。例如，在倒装芯片凸点(bumping)之前再分布IC接合焊盘(bondpad)已经变成用于互连的常见工艺。凸点是使用焊料的工艺，该焊料作为焊膏被施加并且回流以产生圆形焊料球或焊料凸点。再分布层允许最初被设计用于丝焊的管芯(die)的焊膏凸点。IC的丝焊提供仅到IC的一维外围的连接，而再分布层和凸点允许连接分布在IC的整个二维表面上。虽然柱形凸点(studbumps)和镀凸点可以耐受丝焊焊盘的小尺寸和紧密间距(例如在150微米节距(pitch)上的100微米正方形焊盘)，但是焊膏通常需要多于两倍的上述间距。通过再分布将外围丝焊焊盘转换成焊料凸点焊盘的区域阵列克服了该障碍。在一些应用中，再分布提供了一种产生分布式电源(distributedpower)和接地触点的有吸引力的方法。再分布的焊盘还将芯片外连接件(off-chipconnection)从芯片尺度转换为板尺度，作为昂贵的多层基底的替代方案。晶圆级芯片尺度包通常再分布到球栅阵列焊盘，作为它们的最终外部包连接。更迫切的需求已经推动了再分布。芯片尺度封装、晶圆级封装，以及最近的3-D封装和系统级封装(system-in-package)的发展通常需要再分布的接合焊盘。再分布层由用于电子互连的布线组成，其通过电镀、气相沉积、无电镀或其组合来加工。再分布层还需要具有低介电性质的材料来隔离和绝缘互连布线。随着芯片以及因此包和再分布层被推进得越来越小，材料性质需要能够继续绝缘和隔离互连。此外，随着尺寸减小，加工方法需要解决易于制造、成本问题、重复性和控制。在许多情况下，聚酰亚胺以及有机硅、苯并环丁烷和其他外来且昂贵的材料如在分布层中使用，其各自在合成和在加工两者中具有它们自己的复杂水平。因此，对于改进的材料和改进的工艺存在需求，该改进的材料和改进的工艺被设计以满足新的和日益苛刻的集成电路技术，特别地在再分布领域中。附图简述图1示出了来自实施例1的组合物和加工的结果的SEM照片。图2示出了来自实施例2的组合物和加工的结果的SEM照片。图3示出了来自实施例3的组合物和加工的结果的SEM照片。示例性实施方案的概述本文公开且要求保护的是用于用作适合于再分布层的低介电材料的新颖的光敏组合物。本文还公开且要求保护的是使用该新颖的组合物的方法，包括喷墨应用和干膜应用。在第一实施方案中，本文公开且要求保护的是光可成像的组合物，所述光可成像的组合物包含至少一种具有式(1)的第一聚合物芳基磺酰胺：其中R1至R8是相同的或不同的，并且是氢、具有或不具有被取代到链中的一个或更多个杂原子的具有1个-16个碳原子的支链的或无支链的、被取代的或未被取代的烷基基团、被取代的或未被取代的芳香族基团、被取代的或未被取代的杂芳香族基团、被取代的或未被取代的稠合芳香族基团或稠合杂芳香族基团、具有或不具有被取代到环状环中的一个或更多个杂原子的被取代的或未被取代的环烷基基团、卤素、硫族元素(chalcogen)、氮族元素(pnictogen)、硫的氧化物、磷的氧化物、硅、和硅的氧化物；Y是芳香族基团或芳香族基团的链，X是硫族元素、氮族元素、硫的氧化物、磷的氧化物、硅、或硅的氧化物；至少一种交联组分；至少一种光酸产生剂，和至少一种溶剂，其中组合物在被加工时具有小于4.0的介电常数。在第二实施方案中，本文公开且要求保护的是上文实施方案的组合物，其中Y是式(2)；其中R9至R16是相同的或不同的，并且是氢、具有或不具有被取代到链中的一个或更多个杂原子的具有1个-16个碳原子的支链的或无支链的、被取代的或未被取代的烷基基团、被取代的或未被取代的芳香族基团、被取代的或未被取代的杂芳香族基团、被取代的或未被取代的稠合芳香族基团或稠合杂芳香族基团、具有或不具有被取代到环状环中的一个或更多个杂原子的被取代的或未被取代的环烷基基团、卤素、硫族元素、氮族元素、硫的氧化物、磷的氧化物、硅、和硅的氧化物；并且Y’是化学键、羰基基团、硫族元素、氮族元素、硫的氧化物、磷的氧化物、硅、或硅的氧化物。在第三实施方案中，本文公开且要求保护的是上文实施方案的组合物，其中第一聚合物芳香族磺酰胺具有在约20K和200K之间的MW，并且当组合物被涂覆和干燥时组合物可溶于含水碱。在第四实施方案中，本文公开且要求保护的是上文实施方案的组合物，其中组合物还包含增韧剂(flexibilizer)、溶解速率改性剂(modifier)、粘附促进剂或其组合中的至少一种。在第五实施方案中，本文公开且要求保护的是上文实施方案的组合物，其中组合物还包含至少一种具有式(1)的第二聚合物芳基磺酰胺，其中X是硫族元素、氮族元素、硫的氧化物、磷的氧化物、硅、或硅的氧化物；Y是式(2)；其中R1至R16是相同的或不同的，并且是氢、具有或不具有被取代到链中的一个或更多个杂原子的具有1个-16个碳原子的支链的或无支链的、被取代的或未被取代的烷基基团、被取代的或未被取代的芳香族基团、被取代的或未被取代的杂芳香族基团、被取代的或未被取代的稠合芳香族基团或稠合杂芳香族基团、具有或不具有被取代到环状环中的一个或更多个杂原子的被取代的或未被取代的环烷基基团、卤素、硫族元素、氮族元素、硫的氧化物、磷的氧化物、硅、和硅的氧化物；并且Y’是化学键、羰基基团、硫族元素、氮族元素、硫的氧化物、磷的氧化物、硅、或硅的氧化物，其中至少一种第二磺酰胺在碱性显影剂中具有高于至少一种第一聚合物芳基磺酰胺的溶解性。在第六实施方案中，本文公开且要求保护的是上文实施方案的组合物，其中至少一种光酸产生剂包括鎓盐化合物、砜酰亚胺化合物、含卤素的化合物、砜化合物、磺酸酯化合物、醌二叠氮化物化合物(quinone-diazidecompound)、或重氮甲烷化合物、或三苯基锍盐。在第七实施方案中，本文公开且要求保护的是上文实施方案的组合物，其中至少一种交联剂包括以下中的至少一种：缩水甘油醚、缩水甘油酯、缩水甘油胺、甲氧基甲基基团、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光可成像的组合物，包含：a.至少一种具有式(1)的第一聚合物芳基磺酰胺：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.12 US 62/335,1151.一种光可成像的组合物，包含：a.至少一种具有式(1)的第一聚合物芳基磺酰胺：其中R1至R8是相同的或不同的，并且是氢、具有或不具有被取代到链中的一个或更多个杂原子的具有1个-16个碳原子的支链的或无支链的、被取代的或未被取代的烷基基团、被取代的或未被取代的芳香族基团、被取代的或未被取代的杂芳香族基团、被取代的或未被取代的稠合芳香族基团或稠合杂芳香族基团、具有或不具有被取代到环状环中的一个或更多个杂原子的被取代的或未被取代的环烷基基团、卤素、硫族元素、氮族元素、硫的氧化物、磷的氧化物、硅、和硅的氧化物；Y是芳香族基团或芳香族基团的链，X是化学键、羰基基团、硫族元素、氮族元素、硫的氧化物、磷的氧化物、硅、或硅的氧化物；b.至少一种交联组分，c.至少一种光酸产生剂，和d.至少一种溶剂，其中所述组合物在被加工时具有小于4.0的介电常数。2.如权利要求1所述的组合物，其中Y是式(2)；其中R9至R16是相同的或不同的，并且是氢、具有或不具有被取代到链中的一个或更多个杂原子的具有1个-16个碳原子的支链的或无支链的、被取代的或未被取代的烷基基团、被取代的或未被取代的芳香族基团、被取代的或未被取代的杂芳香族基团、被取代的或未被取代的稠合芳香族基团或稠合杂芳香族基团、具有或不具有被取代到环状环中的一个或更多个杂原子的被取代的或未被取代的环烷基基团、卤素、硫族元素、氮族元素、硫的氧化物、磷的氧化物、硅、和硅的氧化物；并且Y’是化学键、羰基基团、硫族元素、氮族元素、硫的氧化物、磷的氧化物、硅、或硅的氧化物。3.如权利要求2所述的组合物，其中所述至少一种第一聚合物芳香族磺酰胺具有小于约12.9的pKa。4.如权利要求2所述的组合物，其中所述至少一种第一聚合物芳香族磺酰胺具有在约20K和200K之间的MW。5.如权利要求2所述的组合物，其中当所述组合物被涂覆和干燥时，所述组合物可溶于含水碱中。6.如权利要求2所述的组合物，还包含增韧剂、溶解速率改性剂、酸敏感性单体、酸敏感性低聚物或酸敏感性聚合物、或粘附促进剂中的至少一种。7.如权利要求2所述的组合物，还包含至少一种具有式(1)的第二聚合物芳基磺酰胺，其中X是硫族元素、氮族元素、硫的氧化物、磷的氧化物、硅、或硅的氧化物；Y是式(2)；其中R1至R16是相同的或不同的，并且是氢、具有或不具有被取代到链中的一个或更多个杂原子的具有1个-16个碳原子的支链的或无支链的、被取代的或未被取代的烷基基团、被取代的或未被取代的芳香族基团、被取代的或未被取代的杂芳香族基团、被取代的或未被取代的稠合芳香族基团或稠合杂芳香族基团、具有或不具有被取代到环状环中的一个或更多个杂原子的被取代的或未被取代的环烷基基团、卤素、硫族元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔青州，本田奈绪，
申请(专利权)人：丹尼尔·J·纳罗奇，崔青州，本田奈绪，
类型：发明
国别省市：美国,US