双马来酰亚胺化合物、使用其的感光性树脂组成物、其硬化物及半导体组件制造技术

提供了一种具有环状酰亚胺键的双马来酰亚胺化合物(I)，其是使由二聚酸衍生的二胺(A)、具有脂环结构的四羧酸二酐(C)和马来酸酐反应而获得的。反应而获得的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双马来酰亚胺化合物、使用其的感光性树脂组成物、其硬化物及半导体组件


[0001]本专利技术涉及一种双马来酰亚胺化合物、使用其的感光性树脂组成物、其硬化物及半导体组件。本专利技术的感光性树脂组成物可适用于半导体组件用保护膜、层间绝缘膜、再配线层的绝缘膜等。

技术介绍

[0002]已知半导体组件用保护膜、形成于半导体表层的层间绝缘膜和再配线层的绝缘膜使用耐热性、电特性及机械特性优异的含有聚酰亚胺前驱物或聚苯并噁唑前驱物的感光性树脂组成物。作为上述含有聚酰亚胺前驱物的感光性树脂组成物，例如日本特开昭54
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109828号公报(专利文献1)中记载有含有聚酰胺酸、具有聚合性不饱和键的化合物及光聚合引发剂的树脂组成物。另外，日本特开2008
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83468号公报(专利文献2)中记载有含有聚酰胺酸酯组成物及光聚合引发剂的树脂组成物。在此种树脂组成物中获得的感光性聚酰亚胺前驱物为通过利用光聚合引发剂使不饱和键进行光交联而获得图案的负性感光性材料。另外，作为上述含有聚苯并噁唑前驱物的感光性树脂组成物，例如日本特开昭56
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27140号公报(专利文献3)及日本特开平11
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237736号公报(专利文献4)中记载有含有聚苯并噁唑前驱物及醌二叠氮化合物的树脂组成物。此种树脂组成物为以下正性感光性材料，其通过利用光照射使醌二叠氮变成茚羧酸，而经光照射的部分(曝光部)溶解于碱性显影液，从而获得图案。
[0003]如专利文献1～4中记载的聚酰亚胺前驱物或聚苯并噁唑前驱物的硬化反应中需进行脱水闭环反应，因此为了使其硬化，必须加热到至少超过230℃。然而，在加热温度如此高的情形下，存在对半导体组件造成损害的可能性，并且由于硅晶圆等基板与由感光性树脂组成物所构成的膜之间的线热膨胀系数不同，因此存在冷却至室温前的温度差导致硬化后的膜内产生残留应力的问题。进而，在如专利文献1～4中记载的感光性树脂组成物中，为了提高其耐热性或机械物性，而使硬化所得的树脂的聚合物骨架成为由刚性芳香族化合物构成的骨架，因此，存在硬化后的拉伸弹性模量变高、与被粘着体的密接性降低或残留应力变得更大的问题。此种残留应力导致硅晶圆等基板的翘曲，成为引起倒装晶圆封装等中与插入物的接合可靠性降低、半导体制造步骤中硅晶圆等基板的操作性降低等异常的原因。尤其近年来，从半导体组件的小型化、薄型化的观点出发而推进硅晶圆的薄型化，或从提高量产性的观点出发而推进硅晶圆的大口径化(量产水平为300mm直径左右，将来为450mm直径左右)，伴随于此，关于此种残留应力的问题变得更重大。
[0004]另外，作为用以降低进行硬化的温度(硬化温度)的感光性树脂组成物，日本特开2009
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258433号公报(专利文献5)及日本特开2009
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175356号公报(专利文献6)中记载有含有聚苯并噁唑前驱物的树脂组成物。进而，作为其它感光性树脂组成物，例如日本特开2010
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256532号公报(专利文献7)中记载有一种感光性树脂组成物，其含有利用由二聚酸衍生的胺化合物及二胺与四羧酸二酐的缩合反应所获得的聚酰胺酸。另外，日本特表2006
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526014号公报(专利文献8)中记载有一种预先使酰胺酸结构闭环并引入马来酰亚胺基作为聚合性官能团而形成的聚马来酰亚胺化合物，含有该聚马来酰亚胺化合物的感光性树脂组成物在美国申请案公开第2011/0049731号说明书(专利文献9)中有记载。
[0005]
技术介绍
文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开昭54
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109828号公报
[0008]专利文献2：日本特开2008
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83468号公报
[0009]专利文献3：日本特开昭56
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27140号公报
[0010]专利文献4：日本特开平11
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237736号公报
[0011]专利文献5：日本特开2009
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258433号公报
[0012]专利文献6：日本特开2009
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175356号公报
[0013]专利文献7：日本特开2010
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256532号公报
[0014]专利文献8：日本特表2006
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526014号公报
[0015]专利文献9：美国申请案公开第2011/0049731号说明书

技术实现思路

[0016][本专利技术旨在解决的技术问题][0017]本专利技术人等发现，聚酰亚胺前驱物或聚苯并噁唑前驱物在436nm及365nm时的吸收较大，因此在使用于半导体的保护膜等的制造步骤中标准地使用的缩小投影曝光机(步进机；光源波长：365nm、436nm)的情形下，随着膜厚变厚，到达至底部的光减少，而难以形成图案。尤其是半导体组件用保护膜等的膜厚一般为5μm以下，但配线引起的凹凸导致实际上存在膜厚为10μm以上的部分的情况较多，此种部分存在无法充分发挥图案化性能，而晶圆设计受到限制的问题。
[0018]另外，专利文献7中记载的聚酰胺酸具有由自二聚酸衍生的胺化合物(二聚二胺)及四羧酸二酐获得的聚酰胺酸结构，可期待获得可挠性优异的硬化物。然而，专利文献7中记载的聚酰胺酸不具有光聚合性官能团，因此必须向树脂组成物添加光聚合性化合物，例如，若将作为光聚合性化合物的一般的丙烯酸化合物等具有多个聚合性官能团的多官能聚合性化合物与上述聚酰胺酸一起使用，则存在利用光聚合的交联反应进行而硬化后的拉伸弹性模量变高的问题。进而，专利文献7中记载的感光性树脂组成物在硬化反应中必须进行酰胺酸结构的脱水闭环反应，因此，必须以超过230℃的高温进行加热，而也存在产生导致硅晶圆等基板的翘曲的残留应力的问题。
[0019]进而，专利文献8中记载的聚马来酰亚胺化合物为可溶性酰亚胺低聚物，因此含有其的专利文献9中记载的树脂组成物能够以相对较低的温度进行硬化。然而，若使用专利文献9中记载的树脂组成物，则存在与形成在硅晶圆或晶圆上的SiN膜或SiO2膜等无机表面保护膜(钝化膜)或者导电性金属配线材料(铜等)的密接性明显降低的问题、或者难以形成微细图案的问题。另外，作为提高密接性的方法，可列举通过增加曝光量而提高利用光聚合的交联反应的效率的方法，但专利文献8中记载的聚马来酰亚胺化合物与通常用作光聚合性化合物的丙烯酸化合物等相比较需要非常多的曝光量，因此存在在半导体制造步骤中导致生产性降低的问题。进而，作为降低硬化后的膜内的残留应力、或提高图案化性能的方法，
可列举使膜厚变薄的方法，但若使膜厚变薄，则存在损害本来作为半导体组件用保护膜或绝缘膜的绝缘性的问题。
[0020]本专利技术是鉴于上述已知技术所具有的课题而完成的，其目的在于：提供一种双马来酰亚胺化合物、使用其的感光性树脂组成物、其硬化物及具备该硬化物的半导体组件；上述双马来酰亚胺化合物能够以相对较低的曝光量形成微细的图案，且无需进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种双马来酰亚胺化合物(I)，其具有环状酰亚胺键，且是使由二聚酸衍生的二胺(A)、具有脂环结构的四羧酸二酐(C)及马来酸酐反应而获得的。2.如权利要求1所述的双马来酰亚胺化合物(I)，其是使所述二胺(A)、所述四羧酸二酐(C)、所述马来酸酐、以及进一步由所述二聚酸衍生的所述二胺(A)以外的有机二胺(B)反应而获得的。3.如权利要求1或2所述的双马来酰亚胺化合物(I)，所述双马来酰亚胺化合物(I)以下述通式(1)表示：[化学式1][在式(1)中，R1表示源自二聚酸的二价烃基(a)，R2表示源自二聚酸的二价烃基(a)以外的二价有机基团(b)，R3表示选自由源自二聚酸的二价烃基(a)及源自二聚酸的二价烃基(a)以外的二价有机基团(b)所组成的群中的任一种，R4和R5分别独立地表示选自具有单环式或缩合多环式脂环结构的碳数为4～40的四价有机基团、具有单环式脂环结构的有机基团直接或经由交联结构互相连接的碳数为8～40的四价有机基团、及具有包含脂环结构与芳香环两者的半脂环结构的碳数为8～40的四价有机基团中的一种以上的有机基团；m为1～30的整数，n为0～30的整数，R4和R5可分别相同，也可不同]。4.如权利要求1至3中任一项所述的双马来酰亚胺化合物(I)，其中，所述四羧酸二酐(C)以通式(2)表示：[化学式2](在式中，Cy为包含烃环的碳数为4～40的四价有机基团，该有机基也可包含芳香族环)。5.如权利要求4所述的双马来酰亚胺化合物，其中，所述Cy选自由式(3
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1)～(3
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11)所组成的群：[化学式3](在通式(3
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4)中，X1为直接键结、氧原子、硫原子、磺酰基或者碳数为1～3的二价有机基团；在通式(3
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6)中，X2为直接键结、氧原子、硫原子、磺酰基、碳数为1～3的二价有机基团或
者亚芳基)。6.如权利要求1至4中任一项所述的双马来酰亚胺化合物(I)，其中，所述四羧酸二酐(C)为选自以下化合物中一种以上：1,2,3,4
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环丁烷四羧酸二酐(CBDA)、1,2
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二甲基
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1,2,3,4
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环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4
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四甲基
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1,2,3,4
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环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4
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环戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5
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环己烷四羧酸二酐(H

【专利技术属性】
技术研发人员：山本和义，内藤伸彦，加贺大树，锷本麻衣，
申请(专利权)人：日本化药株式会社，
类型：发明
国别省市：