本公开涉及感光性树脂组合物、固化浮雕图案的制造方法、固化膜及半导体装置等。
背景技术：
1、以往，在电子部件的绝缘材料及半导体装置的钝化膜、表面保护膜、层间绝缘膜等中，使用兼具优异的耐热性、电特性及机械特性的聚酰亚胺树脂、聚苯并噁唑树脂、酚醛树脂等。这些树脂中，以感光性树脂组合物的形态提供的树脂通过该组合物的涂布、曝光、显影、及基于固化的闭环处理(酰亚胺化、苯并噁唑化)及热交联，能够容易地形成耐热性的浮雕图案覆膜，因此与以往的非感光型材料相比能够大幅缩短工序，因而能用于半导体装置的制作。
2、然而，半导体装置(以下也称为“元件”)根据目的通过各种方法安装于印刷基板。以往的元件一般通过用细导线从元件的外部端子(焊盘)连接到引线框架的引线接合法来制作。但是，如今元件的高速化不断发展，而工作频率已达ghz级别，安装中的各端子的布线长度的差异已对元件的工作造成影响。因此，在高端用途的元件的安装中，需要准确地控制安装布线的长度，并且在引线接合中难以满足该要求。
3、因此，提出了倒装安装，其为：在半导体芯片的表面形成再布线层，在其上形成凸块(电极)后，将该芯片翻转(覆晶)，直接安装于印刷基板。该倒装安装分别地由于能够准确控制布线距离而被用于处理高速信号的高端用途的元件、或由于安装尺寸较小而被用于移动电话等，因此对此的需求正在急速扩大。进而，最近，提出有称为扇出型晶圆级封装(fowlp)的半导体芯片安装技术，其为：对完成前工序的晶圆进行切割而制造单片芯片，在支承体上重组单片芯片并利用模制树脂进行封装，并将支承体剥离后形成再布线层。在fowlp中，以较薄的膜厚形成再布线层，因此，具有能够使封装体的高度薄型化且能够实现高速传输及低成本化的优点。作为再布线层中使用的感光性树脂组合物，例如已知有专利文献1和2。
4、现有技术文献
5、专利文献
6、专利文献1：国际公开第2018/037997号
7、专利文献2：日本特开2021-162834号公报
技术实现思路
1、发明要解决的问题
2、然而，在fowlp中，再布线层具有多层结构的情况多。在使用光致抗蚀剂的光刻工序中，若感光性树脂组合物的膜的平坦性差，则存在聚焦深度产生偏差而分辨率大幅恶化的问题。因此，对感光性树脂组合物，要求其膜的高平坦化。并且在封装体的结构上，再布线层中铜布线与绝缘层相接触，因此，对感光性树脂组合物也要求与铜的密合性以及抑制铜离子的迁移。进而，从保护半导体芯片的观点出发，还要求机械特性和耐化学药品性。
3、然而，在使用专利文献1中记载的聚酰亚胺前体形成聚酰亚胺膜的情况下，存在如下问题：伴随于该前体的固化时的酰亚胺环化而侧链成分挥发，因此膜收缩，导致该膜追随基底的凹凸形状，因此难以得到平坦的绝缘层。因此，考虑使用已闭环的树脂(例如聚酰亚胺)，但在聚酰亚胺具有刚直的平面结构的情况下，这样的聚酰亚胺的溶解性低，因此存在难以得到所期望的感光性树脂组合物的问题。
4、专利文献2报道了：通过使用主链骨架中具有氟原子的聚酰亚胺作为树脂，从而为已闭环结构且同时确保溶解性，另外，成功地抑制了固化收缩。但是，在专利文献2中，由于主链骨架具有氟原子，因此固化膜的膜密度降低，且伴随于此而氧透过性提高，结果存在有时发生铜迁移的问题。
5、本公开的目的在于提供一种即使使用已闭环结构的树脂也具有高溶解性的感光性树脂组合物，而且，该感光性树脂组合物能够形成可实现提高机械特性、抑制固化收缩性、提高铜密合性、提高耐化学药品性、和抑制铜迁移的固化浮雕图案。
6、另外，本公开的目的在于提供：使用该感光性树脂组合物得到的聚酰亚胺、固化浮雕图案的制造方法、固化膜、及半导体装置。
7、用于解决问题的方案
8、本发明的一个方式如下所述。
9、[1]
10、一种感光性树脂组合物，其包含：
11、(a)下述(a1)和/或(a2)的聚酰亚胺、
12、(b)溶剂、以及
13、(c)光聚合引发剂，
14、(a1)在侧链具有芳香族环的聚酰亚胺、
15、(a2)具有下述通式(1)所表示的结构的聚酰亚胺：
16、
17、{式中，w为任选地具有除z1以外的任意取代基(其中，不包括具有芳香族环的基团)的芳香族环或脂肪族环；多个z1中，至少2个z1与w共同形成主链，剩余的z1为氢原子；并且r1为氢原子或1价有机基团(其中，不包括具有芳香族环的基团)。}。
18、[2]
19、根据项目1所述的感光性树脂组合物，所述(a1)中，所述侧链具有下述通式(2)所表示的结构，
20、所述侧链中，在所述通式(2)中任选地形成有包含芳香族环和r2的环；
21、
22、{式中，a1为单键、亚烷基或氧原子；*为与主链的键合部位；并且r2为氢原子或1价有机基团。}。
23、[3]
24、根据项目2所述的感光性树脂组合物，其中，所述(a)聚酰亚胺在所述侧链不具有光聚合性基团，
25、在所述通式(2)中，*为与主链的芳香环的键合部位，
26、所述(c)光聚合引发剂为光自由基聚合引发剂。
27、[4]
28、根据项目2所述的感光性树脂组合物，其中，所述(a)聚酰亚胺不含氟原子，且作为原料而使用的四羧酸衍生物的芳香环的个数的加权平均值为2以下，
29、此处，所述加权平均值是：将作为原料而使用的1个或多个所述四羧酸衍生物的配混量视为权重时的、该四羧酸衍生物中所含的芳香环的个数的加权平均值，
30、所述(c)光聚合引发剂为光自由基聚合引发剂。
31、[5]
32、根据项目2所述的感光性树脂组合物，其中，所述(a)聚酰亚胺中，作为原料而使用的四羧酸衍生物的芳香环的个数的加权平均值为2以下，
33、所述通式(2)中，*为与主链的芳香环的键合部位，
34、所述(c)光聚合引发剂为光自由基聚合引发剂。
35、[6]
36、根据项目2所述的感光性树脂组合物，其中，所述(a)聚酰亚胺不含氟原子且在所述侧链不具有光聚合性基团，
37、所述(c)光聚合引发剂为光自由基聚合引发剂。
38、[7]
39、根据项目1～6中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(1)具有下述式所表示的结构：
40、
41、{式中，上述w为6元环，上述z1和r1与在所述通式(1)中的情况相同。}。
42、[8]根据项目1～7中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述(a1)中，所述通式(2)的r2为氢原子。
43、[9]根据项目1～8中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述(a)聚酰亚胺具有下述通式(3)所表示的结构：
44、
45、[式中，n为正整数；x为具有选自由下述通式(4)、(5)及(6)组成的组中的至少1种所表示的结构的4价有机基团，和/或，y为具有选自由下述通式(7)及(8)组成的组中的至少1种所表示的结构的2价有机基团；
46、
47、{式中，x1为ch、c(ch2)mch3或氮原子；*与x1共同形成主链；a2为单键、亚烷基或氧原子；r2为氢原子或1价有机基团；并且m为0～10的整数。}
48、
49、{式中，x2为任选地具有除z2以外的任意取代基的6元芳香族环或6元脂肪族环；a3为单键、亚烷基或氧原子；多个z2中，1～3个z2为氢原子，剩余的z2与x2共同形成主链；并且r3为氢原子或1价有机基团。}
50、
51、{式中，x3为任选地具有除z3以外的任意取代基的芳香族环或脂肪族环；多个z3中，0～2个z3为氢原子，剩余的z3与x3共同形成主链；并且r4为氢原子或1价有机基团。}
52、
53、{式中，y1为ch、c(ch2)mch3、氮原子、6元芳香族环；*与y1共同形成主链；a4为单键、亚烷基或氧原子；r5为氢原子或1价有机基团；并且m为0～10的整数。}
54、
55、{式中，y2为6元芳香族环或6元脂肪族环；*与y2共同形成主链；r6为氢原子或1价有机基团。}]
56、[10]
57、根据项目9所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(4)～(8)中，r2～r6各自独立地为氢原子或羟基。
58、[11]
59、根据项目1～6中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(3)中的x具有下述通式(9)所表示的结构：
60、
61、[12]
62、根据项目9或10所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(3)中的y具有下述通式(10)所表示的结构：
63、
64、{式中，y3为氮原子、ch、c(ch3)或芳香族环；*与y3共同形成主链；并且a4为单键或氧原子。}。
65、[13]
66、根据项目9～12中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(3)中的y具有选自由下述通式(11)～(14)组成的组中的至少1种所表示的结构：
67、
68、{式中，rx各自独立地为碳数1～10的1价有机基团，且作为所述侧链的rx的至少1个包含芳香族环；a各自独立地为0～4的整数(其中，与作为所述侧链的rx对应的a为1以上的整数。)；b为单键、亚甲基或氧原子；并且c为选自由单键或下述式组成的组中的至少1种：
69、}。
70、[14]
71、根据项目9～13中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(3)中的y具有选自由下述通式(15)～(19)组成的组中的至少1种所表示的结构：
72、
73、[15]
74、根据项目9～14中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(3)中的x具有选自由下述通式(20)～(25)组成的组中的至少1种所表示的结构：
75、
76、
77、[16]
78、根据项目9～15中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(3)中的y具有选自由下述通式(26)～(28)组成的组中的至少1种所表示的结构：
79、
80、
81、{式中，rx各自独立地为碳数1～10的1价有机基团(其中，不包括具有芳香环的基团。)；a各自独立地为0～4的整数；b为单键、亚甲基、氧原子或硫原子；c各自独立地为氧原子或硫原子；并且d为选自由下述式组成的组中的至少1种：
82、}。
83、[17]
84、根据项目1～16中任一项所述的感光性树脂组合物，其还包含(d)具有聚合性官能团的单体。
85、[18]
86、根据项目1～17中任一项所述所述的感光性树脂组合物，其中，还包含(d1)单官能单体和(d2)多官能单体作为(d)具有聚合性官能团的单体，所述(d1)单官能单体相对于所述(d2)多官能单体的质量比(d1/d2)超过0.01且小于5。
87、[19]
88、根据项目1～18中任一项所述的感光性树脂组合物，其还包含(e)硅烷偶联剂。
89、[20]
90、根据项目1～19中任一项所述的感光性树脂组合物，其还包含(f)防锈剂。
91、[21]
92、根据项目1～20中任一项所述的感光性树脂组合物，其还包含(g)有机钛化合物。
93、[22]
94、根据项目1～21中任一项所述的感光性树脂组合物，其还包含(h)增塑剂。
95、[23]
96、根据项目1～22中任一项所述的感光性树脂组合物，其还包含(i)热交联剂。
97、[24]
98、根据项目1～23中任一项所述的感光性树脂组合物，其还包含(j)热聚合引发剂。
99、[25]
100、根据项目1～24中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述(a)聚酰亚胺在主链的末端具有聚合性官能团。
101、[26]
102、一种固化浮雕图案的制造方法，其包括以下工序：
103、(1)将项目1～24中任一项所述的感光性树脂组合物涂布在基板上，在所述基板上形成感光性树脂层的工序；
104、(2)对所述感光性树脂层进行曝光的工序；
105、(3)对所述曝光后的感光性树脂层进行显影，形成浮雕图案的工序；以及
106、(4)对所述浮雕图案进行加热处理，形成固化浮雕图案的工序。
107、[27]
108、一种固化膜，其包含项目1～24中任一项所述的感光性树脂组合物的固化物。
109、[28]
110、一种半导体装置，其包含项目27所述的固化膜作为绝缘层。
111、[29]
112、一种(a)下述(a1)和/或(a2)的聚酰亚胺，
113、(a1)在侧链具有芳香族环的聚酰亚胺、
114、(a2)具有下述通式(1)所表示的结构的聚酰亚胺：
115、
116、{式中，w为任选地具有除z1以外的任意取代基(其中，不包括具有芳香族环的基团)的芳香族环或脂肪族环；多个z1中，至少2个z1与w共同形成主链，剩余的z1为氢原子；并且r1为氢原子或1价有机基团(其中，不包括具有芳香族环的基团)。}。
117、[30]
118、一种(a)聚酰亚胺，其至少具有以下作为原料：基于hspip(hansen solubilityparameters in practice)推算的hsp(汉森溶解度参数；hansen solubility parameter)值为25.5＜δt＜28.9的酸酐、和/或hsp值为δd＞20.0且δp＜7.6的二胺。
119、[31]
120、一种感光性树脂组合物，其包含：
121、(a)聚酰亚胺，其至少具有以下作为原料：基于hspip(hansen solubilityparameters in practice)推算的hsp(汉森溶解度参数)值为25.5＜δt＜28.9的酸酐、和/或hsp值为δd＞20.0且δp＜7.6的二胺；
122、(b)溶剂；及
123、(c)光聚合性引发剂。
124、发明的效果
125、根据本公开，能够提供一种即使使用已闭环结构的树脂也具有高溶解性的感光性树脂组合物，而且，该感光性树脂组合物能够形成可实现提高机械特性、抑制固化收缩性、提高铜密合性、提高耐化学药品性、和抑制铜迁移的固化浮雕图案。
126、另外，根据本公开，可以提供使用该感光性树脂组合物得到的固化浮雕图案的制造方法、固化膜、及半导体装置。