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TW202528839A - 含有不含pfas的多環烯烴聚合物之感光性組成物及由其製成的半導體裝置 - Google Patents

含有不含pfas的多環烯烴聚合物之感光性組成物及由其製成的半導體裝置

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TW202528839A
TW202528839A TW113136727A TW113136727A TW202528839A TW 202528839 A TW202528839 A TW 202528839A TW 113136727 A TW113136727 A TW 113136727A TW 113136727 A TW113136727 A TW 113136727A TW 202528839 A TW202528839 A TW 202528839A
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TW
Taiwan
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bis
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diyl
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photosensitive composition
Prior art date
Application number
TW113136727A
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增田隆信
西田健人
乙黒昭彦
久保山俊治
冨山映子
杉山廣道
Ｊ 亞歷克斯 涅梅克
道格 史凱希史杰
Original Assignee
美商普羅梅勒斯有限公司
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Publication date
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Abstract

本發明係有關一種可用於形成微電子及/或光電子裝置及其組件之感光性組成物，其組合含有不含PFAS的聚降莰烯（PNB）之共聚物及三元共聚物、以及特定添加劑，更具體而言，有關一種含有不含PFAS的PNB、特定多官能交聯劑及兩種以上的酚類化合物之組成物，其對熱氧化鏈降解具有耐性且顯示出改善的機械特性。

Description

含有不含PFAS的多環烯烴聚合物之感光性組成物及由其製成的半導體裝置
根據本發明的實施形態，通常有關一種可用於形成微電子及/或光電子裝置及其組件之不含PFAS的組成物，其組合含有共聚物或源自各種官能化降莰烯單體之三元共聚物與一些添加劑，更具體而言，有關一種含有官能化降莰烯重複單元的共聚物或三元共聚物之組成物，其中第1重複單元包含聚醚官能化端基，第2重複單元包含酚基，第3重複單元包含羧酸基，此類組成物顯示出改善的溶解特性和改善的熱、機械及光電特性。 ［相關申請的交叉引用］
本申請主張2024年3月12日提交之美國臨時申請案第63/564,344號的權益，並且主張2023年9月29日提交之日本專利申請案JP2023-170440號的權益，兩者的全部內容藉由引用併入本說明書中。
有機聚合物材料在微電子和光電子產業中的各種應用日益廣泛。例如，此類有機聚合物材料的用途包括用於微電子和光電子裝置之層間介電層、再分布層、應力緩衝層、調平或平坦化層、α粒子阻擋層及鈍化層。由於此類有機聚合物材料具有感光性而可自成像，因此具有如下附加優點，亦即減少此類層及其製成之結構的用途所需之處理步驟數。再者，此類有機聚合物材料能夠直接黏接裝置和裝置組件而形成各種結構。此類裝置包括微機電系統（MEMS）和微光機電系統（MOEMS）。
雖然聚醯亞胺（PI）、聚苯并㗁唑（PBO）及苯并環丁烯（BCB）組成物由於通常具有良好的熱穩定性和機械強度而已成為前述各種應用的選用材料，但每一種上述材料均在硬化期間由前驅物形成，該前驅物會進行反應來改質聚合物的主鏈（PI及PBO）或形成主鏈（BCB），因此通常在硬化期間需要特定處理條件來去除在硬化期間形成的副產物及/或排除能夠防止硬化之氧氣或水蒸氣。又，此類材料的硬化通常需要超過250℃（有些材料高達400℃）的處理溫度，導致過多或不希望的處理成本。因此，此類材料有可能不適於一些應用，例如再分配及層間介電層、以及遮蓋影像感測陣列之透明遮蓋物的直接黏接。
因此，認為提供一種用於形成前述結構之材料是有利的，該材料顯示出與已知的PI、PBO及BCB組成物相等的熱穩定性及機械強度，其中此類材料具有能夠在200℃以下的溫度下硬化之形成完整的聚合物主鏈。再者，此類有利的材料在特性方面應為可調，以提供應用中所預期的應力、模數、介電常數、斷裂伸長率及對水蒸氣的滲透性的合適程度或值。再者，此類材料可自成像是有利的。再者，目前可用的幾種組成物可能不適於一些應用，因為該等不具有所要求的溶解率（DR）特性，包括以下進一步詳細說明的解析度及感光速度。
藉由記載於美國專利第11,537,045號及其中所引用的一些技術中的聚降莰烯系感光性組成物，已有效克服了上述一些問題。然而，其中所使用的多數聚降莰烯含有至少一個包含全氟烷基之降莰烯重複單元。近年來，發現多數全氟烷基或多氟烷基物質（PFAS）具有環境持久性（亦即，該等不易在環境中降解），並且有可能與對人類和動物的有害的健康影響有關聯。因此，用於電子應用中的不含PFAS的組成物的開發越來越受到關注，尤其是一種作為提供製造顯示裝置等各種微光電裝置時急需的黏著強度和機械強度（尤其是晶粒剪切強度）之柔性材料。
因此，仍需要開發一種可光成像的不含PFAS的組成物，該組成物以具有所希望的熱特性、溶解率、黏接性為特徵，最重要的是，對與微電子產業相關的所有相關製程步驟的整合。
根據本發明的實施形態有關一種含有本說明書中記載之源自降莰烯單體之不含PFAS的聚合物之可自成像的組成物及能夠使用此類組成物形成之膜、層、結構、裝置或組件。一些實施形態包括可自成像的組成物，其能夠在對由該組成物形成之膜進行成像曝光之後使用鹼性顯影水溶液對該等圖像進行顯影來提供正色調圖像。
再者，本說明書中記載之實施形態通常能夠提供一種所需厚度在約2～5微米（µm）以上的範圍內之膜，此類膜中的圖像顯示出縱橫比大於1:2之分離的線/槽解析度。由本發明的實施形態的聚合物形成之膜、層及結構尤其可用於微電子和光電子裝置及其形成之組件中使用的層間介電層、再分布層、應力緩衝層、調平或平坦化層、α粒子阻擋層、以及黏接形成晶片堆疊和在影像感測陣列上固著透明遮蓋物。
本說明書中所使用之術語具有以下含義：
除非另有說明，否則本說明書中所使用之有關成分的量、反應條件、聚合物組成物及配方等的所有數字、數值及/或表述在任何情況下均由術語“約（about）”修飾，這是因為該等數字本質上為反映了獲得該等值時遇到的各種測量不確定性之近似值。再者，除非另有說明，否則在本說明書中公開數值範圍時，該等範圍為連續且包括從該範圍的最小值到最大值中的每一個值。再者，除非另有說明，否則該等範圍係指整數，包括最小值到最大值中的每一個整數。再者，提供複數個範圍來說明一種特徵或特性時，可以組合該等範圍來說明該等特徵或特性。
若沒有特別說明限於一個指示對象，則本說明書中所使用之冠詞“一（a/an）”、“該（the）”包括複數個指示對象。
應理解，本說明書中所使用之短語“微電子裝置”包括“微光電裝置”和“光電子裝置”。因此，提及微電子裝置或微電子裝置組件時包括光電子裝置和微光電裝置及其組件。同樣地，微機電系統（MEMS）包括微光機電系統（MOEMS）。
應理解，術語“再分布層（RDL）”係指具有所需可靠的特性之電信號路由絕緣材料。術語RDL亦可以用於互換說明緩衝塗層，例如錫球與易碎低K結構之間的應力釋放層或緩衝層。
本說明書中所使用之術語“聚合物”應理解為包含一個以上不同類型的重複單元（聚合物的最小組成單元）的主鏈之分子，該聚合物除了包括聚合物本身以外，還包括來自起始劑、催化劑及參與形成該等聚合物的元素之殘渣，其中該等殘渣通常認為不會與其共價鍵結，但如在某些催化劑引發的聚合中可以共價鍵結到聚合物鏈的前端或後端。再者，雖然該等殘渣及其他元素通常在聚合後純化處理中被去除，但其通常會與聚合物進行混合或共混，因此在容器之間或者溶劑或分散介質之間轉移時，通常有少量殘留在聚合物中。
本說明書中所使用之術語“聚合物組成物”係指包括至少一種合成聚合物、以及形成聚合之後添加以提供或改善特定性能之材料。能夠添加的例示性材料包括溶劑、光活性化合物（PAC）、溶解率抑制劑、溶解率增強劑、溶解促進劑、交聯部分、反應性稀釋劑、抗氧化劑、黏著促進劑及塑化劑，但並不限於此。
本說明書中所使用之術語“模數”應理解為應力與應變的比率，除非另有說明，否則表示在應力-應變曲線的線性彈性區域中測量的楊氏模數或拉伸模數。模數值通常根據ASTM方法DI708-95進行測量。具有低模數的膜應理解為亦具有低內應力。
術語“感光性”係指材料或材料組成物的特性，例如根據本發明的實施形態的聚合物或聚合物組成物本身形成為圖案化層或結構之特性。換言之，“感光性層”不需要使用形成於其上之另一材料層，例如光阻層來形成前述圖案化層或結構。還應理解，具有此類特性之聚合物組成物通常用於圖案形成方案中以形成圖案化膜/層或結構。應注意，此類方案包括由其形成之感光性材料或層的“成像曝光”。所使用之此類成像曝光係指將層中所選部分曝光於光化輻射下，而未選部分則受到保護以免受此類光化輻射曝光。
本說明書中所使用之術語“可自成像的組成物”將被理解為一種如下材料：由於具有感光性而能夠在對由其形成之膜進行直接成像曝光之後使用適當的顯影劑在膜上對圖像進行顯影來提供圖案化層及/或結構。
本說明書中所使用之“烴基（hydrocarbyl）”係指僅含有碳原子及氫原子之自由基或基，非限定性例子為烷基、環烷基、芳基、芳烷基、烷芳基及烯基。術語“鹵代烴基（halohydrocarbyl）”係指至少一個氫原子被鹵原子取代之烴基。術語“全鹵烴基（perhalocarbyl）”係指所有的氫被鹵素取代之烴基。術語“雜烴基（heterohydrocarbyl）”係指任意前述烴基、鹵代烴基及全鹵代烴基，其中碳鏈的至少一個碳原子被N、O、S、Si或P原子取代。
本說明書中所使用之符號“ ”根據所示基的結構表示與另一重複單元或另一原子或分子或基或一部分發生鍵結之位置。
本說明書中所使用之術語“烷基”係指具有規定碳原子數之飽和的直鏈或支鏈烴取代基。烷基的具體例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、三級丁基等。衍生術語如“烷氧基”、“硫代烷基”、“烷氧基烷基”、“羥基烷基”、“烷基羰基”、“烷氧基羰基烷基”、“烷氧基羰基”、“二苯烷基”、“苯烷基”、“苯基羧基烷基”及“苯氧基烷基”亦需據此解釋。
本說明書中所使用之表述“環烷基”包括所有已知的環狀脂肪族自由基。“環烷基”的代表性例子無任何限制地包括環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基等。衍生術語如“環烷氧基”、“環烷基烷基”、“環烷基芳基”及“環烷基羰基”亦需據此解釋。
本說明書中所使用之表述“烯基”係指具有規定碳原子數且至少具有一個碳-碳雙鍵之非環狀的直鏈或支鏈型烴鏈，其包括乙烯基和直鏈或支鏈丙烯基、丁烯基、戊烯基及己烯基。同樣地，表述“炔基”係指具有規定碳原子數且至少具有一個碳-碳三鍵之非環狀的直鏈或支鏈的烴鏈，其包括乙炔基和直鏈或支鏈丁炔基、戊炔基及己炔基。
本說明書中所使用之術語“醯基”應具有與“烷醯基”相同的含義，其亦能夠以結構表示為“R-CO-”，其中R為本說明書中記載之具有規定碳原子數之“烷基”。再者，“烷基羰基”應與本說明書中所使用之醯基的含義相同。具體而言，“（C 1-C 4）醯基”係指甲醯基、乙醯基（acetyl/ethanoyl）、丙醯基、正丁醯基等。衍生術語如“醯氧基”及“醯氧基烷基”亦需據此解釋。
本說明書中所使用之表述“全氟烷基”係指前述烷基中的所有氫原子被氟原子取代。例示性例子包括三氟甲基和五氟乙基、直鏈或分支七氟丙基、九氟丁基、十一氟戊基及十三氟己基。衍生表述“全氟烷氧基”亦需據此解釋。
本說明書中所使用之表述“芳基”係指經取代或未經取代之苯基或萘基。經取代之苯基或經取代之萘基的具體例包括鄰甲苯基、對甲苯基、間甲苯基、1,2-二甲苯基、1,3-二甲苯基、1,4-二甲苯基、1-甲基萘基、2-甲基萘基等。“經取代之苯基”或“經取代之萘基”亦包括本說明書中進一步定義或本領域中已知的任何可用的取代基。衍生表述“芳基磺醯基”亦需據此解釋。
表述“芳基烷基”或“芳烷基”在本說明書中可互換使用，具體而言“（C 6-C 10）芳基（C 1-C 4）烷基”或“（C 7-C 14）芳烷基”表示本說明書中記載之（C 6-C 10）芳基進一步鍵結到本說明書中記載之（C 1-C 4）烷基。代表性例子包括苄基、苯基乙基、2-苯基丙基、1-萘基甲基、2-萘基甲基等。
“鹵素”或“鹵代（halo）”係指氯、氟、溴及碘。
廣義上來講，認為術語“經取代（substituted）”可包括有機化合物的所有可允許之取代基。本說明書中公開之一些具體實施形態中，術語“經取代”係指被獨立地選自包括（C 1-C 6）烷基、（C 2-C 6）烯基、（C 1-C 6）全氟烷基、苯基、羥基、-CO 2H、酯、醯胺、（C 1-C 6）烷氧基、（C 1-C 6）硫代烷基、（C 1-C 6）全氟烷氧基、-NH 2、Cl、Br、I、F、-NH-低級烷基及-N（低級烷基） 2之群組中的一個以上取代基取代。然而，本領域技術人員已知的任何其他合適的取代基亦能夠適用於該等實施形態中。
在本說明書中，術語“介電”和“絕緣”應理解為可互換使用。因此，提及絕緣材料或絕緣層時包括介電材料或介電層，反之亦然。
本說明書中所使用之術語“多環烯烴”、“聚（環）烯烴”及“聚降莰烯型”互換使用來表示由加成聚合性單體、所得聚合物中的重複單元或包含此類聚合物之組成物形成之聚合物，其中該等所得聚合物的重複單元包括至少一個降莰烯型部分。根據本發明的實施形態所包括的最單純的降莰烯型聚合性單體為降莰烯本身、如下所示之雙環[2.2.1]庚-2-烯：
可知本說明書所示之一些聚合物與各種添加劑組合用於本發明的組成物時，顯著提高組成物形成可用於包括但不限於機械、電子或機電裝置之各種應用的厚膜或薄膜之性能，包括晶片堆疊應用，作為再分布層（RDL）及互補金氧半導體（CMOS）影像感測器及各種其他包含MEMS和MOEMS之裝置的壩結構。
因此，根據本發明的實施，提供一種感光性組成物，其包含： a）聚合物，具有衍生自式（I）的單體之式（IA）的第1重複單元： （IA） （I）；及 衍生自式（II）的單體之式（IIA）的第2重複單元： （IIA） （II） 其中： 表示與另一重複單元鍵結之位置； a為0～3的整數； b為1～4的整數； c為1～4的整數； R 1選自包括氫、甲基、乙基、正丙基、異丙基及正丁基之群組，其中一個以上的亞甲基亦即CH 2基可以選擇性獨立地被選自包括（C 1-C 4）烷基、苯基及苯基（C 1-C 4）烷基之群組中的基取代； R 18為-（CH 2） v-CO 2R 19，其中v為0～4的整數，且 R 19為氫或C 1-C 4烷基； b）光活性化合物，包含式（A）的重氮醌部分： （A）； c）多官能交聯劑，選自包括如下之群組： 式（IV）的化合物： （IV）及 式（V）的化合物： （V） 其中： n為3～8的整數； A選自包括C、CH-（CR 2） d-CH及經取代或未經取代之芳基之群組，其中d為0～4的整數且R選自包括氫、甲基、乙基、正丙基、異丙基及正丁基之群組； B選自包括經取代或未經取代之（C 1-C 6）烷基、（C 2-C 6）伸烷基及經取代或未經取代之芳基之群組； 其中前述取代基選自包括鹵素、甲基、乙基、直鏈或支鏈（C 3-C 6）烷基、（C 3-C 8）環烷基、（C 6-C 10）芳基、（C 7-C 12）芳烷基、甲氧基、乙氧基、直鏈或支鏈（C 3-C 6）烷氧基、（C 3-C 8）環烷氧基、（C 6-C 10）芳氧基及（C 7-C 12）芳烷氧基之群組； d）酚類化合物，選自包括如下之群組： a-1； a-2； a-3； a-4； a-5；及 a-6。
本發明的組成物可以進一步包含聚合物，該聚合物含有衍生自式（III）的單體之式（IIIA）的第3重複單元： （IIIA） （III）； 其中， d為1～4的整數； Y為鍵或CH 2； 各R 20獨立地選自包括羥基、甲氧基及乙醯氧基之群組。
再者，本發明的組成物可以進一步包含一種以上酚類化合物。通常，可知式（VIA）的一種以上化合物或式（VIB）的化合物或該等的組合能夠用於形成本發明的組成物，其提供額外的效益。 （VIA）； （VIB）； 其中d及e為1～4的整數； f及g為0～4的整數； X選自包括鍵、-O-、-OCH 2O-、-OCH 2CH 2O-、-S-、-S-S-、-SO 2-及式-CR 2R 3-的基之群組；其中，R 2及R 3相同或不同且各自獨立地選自氫、甲基、乙基、直鏈或支鏈C 3-C 6烷基、C 3-C 8環烷基、C 6-C 10芳基及C 7-C 12芳烷基；或者 R 2及R 3與該等所鍵結之碳原子一同形成5～8員經取代或未經取代之碳環，其中該取代基選自C 1-C 8烷基； R 4及R 5相同或不同且各自獨立地選自氫、甲基、乙基、直鏈或支鏈（C 3-C 6）烷基、（C 3-C 8）環烷基、（C 6-C 10）芳基及（C 7-C 12）芳烷基。
在一些實施形態中，本發明的聚合物包含式（IIIA）的重複單元，其中R 18通常為羥基或甲氧基。然而，在一些實施形態包含具有式（IIA）的重複單元的混合物之聚合物，其中在式（IIA）的重複單元的一部分具有R 18作為羥基，且在式（IIA）的重複單元的另一部分具有R 18作為乙醯氧基。因此，本領域技術人員應易於理解該等變形均為本發明的一部分。
同樣地，在一些實施形態中，本發明的聚合物包含式（IIIA）的重複單元，其中R 20通常為氫。然而，在一些實施形態包含具有式（IIIA）的重複單元的混合物之聚合物，其中在式（IIIA）的重複單元的一部分具有R 20作為氫，且在式（IIIA）的重複單元的另一部分具有R 20作為（C 1-C 4）烷基。因此，本領域技術人員應易於理解該等變形均為本發明的一部分。
能夠用於形成本發明的聚合物的第1重複單元之單體的非限定性例子包括如下： 5-（（2-（2-甲氧基乙氧基）乙氧基）甲基）雙環[2.2.1]庚-2-烯，亦稱為三氧雜壬烷基降莰烯（NBTON）； 1-（雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-基）-2,5,8,11-四氧雜十二烷基，亦稱為四氧雜十二烷基降莰烯（NBTODD）； 5-（3-甲氧基丁氧基）甲基-2-降莰烯（NB-3-MBM）； 5-（3-甲氧基丙烷氧基）甲基-2-降莰烯（NB-3-MPM）； 5-（2-（2-乙氧基乙氧基）乙基）雙環[2.2.1]庚-2-烯；及 5-（2-（2-（2-丙氧基乙氧基）乙氧基）乙氧基）雙環[2.2.1]庚-2-烯；
能夠用於形成本發明的聚合物的第2重複單元之單體的非限定性例子包括如下： 3-（雙環[2.2.1]庚-2-烯-2-基）丙酸乙酯（EPEsNB）； 3-（雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-基）乙酸（NBMeCOOH）； 降莰烯基丙酸（NBEtCOOH）；及 雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸（Acid NB）；
能夠用於形成本發明的聚合物的第3重複單元（存在時）之單體的非限定性例子包括如下： 4-（雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-基）-苯基乙酸酯（PhOAcNB）； 4-（雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-基）苯酚（PhOHNB）； 4-降莰烯基甲基-2-甲氧基苯酚乙酸酯（EugOAcNB）；及 4-（雙環[2.2.1]庚-4-烯-2-基甲基）-2-甲氧基苯酚（EugOHNB）。
應注意，本發明的感光性組成物能夠藉由使用衍生自以上所列之在式（I）～（II）及（III）的單體的範圍內之任意兩個或三個單體之聚合物製備。再者，能夠使用式（I）～（III）的任意量的單體來形成帶來預期效益之共聚物或三元共聚物，關於預期效益在以下進行詳細說明。因此，所有可能的單體比率均為本發明的部分。
本發明的一些實施形態中，藉由使用包含本說明書中記載之任意兩個或三個單體之共聚物或三元共聚物來製備本發明的感光性組成物。
通常，根據本發明的實施形態的聚合物包含一個以上不同類型的上述第1、第2及第3重複單元，需要的情況下，如以下所示，選擇此類聚合物實施形態所包括的其他重複單元以對此類聚合物實施形態賦予適合此類實施形態所針對的用途且所需之性質，因此此類聚合物實施形態可用於各種特定應用。
例如，聚合物實施形態通常需要至少一種旨在提供可成像性之重複單元。因此，由結構式（IIA）表示之不同類型的重複單元中包含具有側基之羧酸R 18。然而，亦能夠代替使用帶來酸性側基之任意其他官能基。羧酸側基通常可用於與適當選擇的添加劑或藉由顯影後熱交聯而能夠使正色調圖像定影之其他重複單元進行反應。因此，包括但不限於酚基、磺基及其他官能基之類似側基亦可在本發明的實施形態中起作用。還應注意，本領域技術人員容易理解，能夠藉由利用適當的單體進行後聚合來製備含有酸性側基之此類聚合物組成物。例如，包含NBEtCOOH單體重複單元之聚合物通常能夠如下製備：首先用EPEsNB形成聚合物，之後用本領域中已知的任意步驟在所獲得之聚合物中水解酯官能基。因此，特定餘量的酯單體重複單元可能一直存在於本說明書中所用的聚合物中。亦即，使用包含NBEtCOOH等重複單元之聚合物時，該等聚合物可能仍包含一些衍生自EPEsNB之單體重複單元亦即起始單體。
還應注意，式（I）～（III）的一個以上不同類型的單體能夠以任意莫耳比使用來形成本發明的聚合物。亦即，能夠將式（I）的一個以上單體與式（II）的一個以上單體及根據需要的式（III）的一個以上單體同時使用以形成本發明的聚合物。因此，本發明的聚合物中通常含有約1mol%～約98mol%的式（IA）的重複單元。其餘重複單元衍生自式（IIA）及（IIIA）的一個以上重複單元之組合。因此，在一些實施形態中，在包含式（IA）及（IIA）的單體重複單元的任意組合之共聚物中，重複單元的莫耳比可以為99:1～1:99，更具體而言為5:95、10:90、15:85、20:80、25:75、30:70、35:65、40:60、45:55、50:50、55:45、60:60、65:35、70:30、75:25、80:20、85:95、90:10、95:5等。同樣地，在另一些實施形態中，三元共聚物包含式（IA）、（IIA）及（IIIA）的單體重複單元的任意組合，其中重複單元的莫耳比可以為40:30:30、40:40:20、50:20:30、50:25:25、50:30:20、50:40:10、50:45:5、60:20:20等。在另一些實施形態中，用於形成聚合物之該等單體莫耳比（I）:（II）:（III）的例子分別能夠在1:1:98～99:1:0～1:98:1的範圍內，其中式（IA）:（IIA）:（IIIA）的重複單元的莫耳比基本上為相同數量級（same order）。在另一些實施形態中，該等比例包括30:40:30、40:30:30、40:40:20、40:45:15、40:50:10、45:40:15、45:35:20、50:35:15、50:40:10或該等任意組合。
可知通常包含具有酸性側基（通常為式（IIA））的單體重複單元之聚合物對本發明的感光性組成物有利地提供特定的有益效果。因此，在本發明的一些實施形態中，本發明的組成物中所使用之聚合物含有約10～80mol%的包含酸側基之單體重複單元，在又一些實施形態中含有20～70mol%。在另一些實施形態中，聚合物中式（IA）的單體重複單元的mol%可以為約0～80mol%、10～80mol%，在又一些實施形態中為約20～70mol%。在另一些實施形態中，聚合物中式（IIIA）的單體重複單元的mol%可以為約5～80mol%、約10～80mol%，在又一些實施形態中為約20～70mol%。
根據本發明的感光性組成物中使用的聚合物的重量平均分子量（M w）通常至少約為30,000。在另一些實施形態中，在本發明中使用的聚合物的M w至少約為40,000。在又一些實施形態中，聚合物的M w至少約為50,000。再者，在本發明的一實施形態中，本說明書中所使用之聚合物的重量平均分子量為30,000～100,000或40,000～80,000或50,000～75,000。通常藉由凝膠滲透層析術（GPC），用聚苯乙烯校正標準來定義重量平均分子量（M w）及數量平均分子量（M n）。然而，任意公知方法亦能夠用於定義M w及M n。藉此亦能夠定義聚合物的多分散性指數（PDI）（M w/M n）。
在本發明的另一方面，本發明的感光性組成物包含通常具有光活性重氮醌部分之光活性化合物。已知此類光活性化合物（PAC）在曝光於例如254、365、405或436nm等適當波長的光化（或電磁）輻射下時會進行光重排，這取決於所用PAC的性質，輻射波長能夠藉由使用合適的光源來改變。例如，在本發明的一些實施形態中使用的PAC包含分別由式（C）、（D）或（E）表示之一個以上的重氮醌部分： （C） （D） （E）。
通常，式（C）、（D）及/或（E）的結構分別作為磺醯氯（或其他反應性部分）及酚類化合物的酯化產物而組合到感光性組成物中，例如以下所示之結構b-1～b-6之一，該等通常如上所述分別被稱為光活性化合物或PAC。因此，將任一個或兩個以上的此類PAC的任意混合物與聚合物結合來形成本發明的實施形態的正色調組成物。在各式（b-1）～（b-6）中，Q表示式（C）、（D）或（E）的任意結構。有利的是，感光性組成物的膜或層的一部分曝光於適當的光化或電磁輻射下時，該等酯化產物產生羧酸，與該等膜的任何未曝光部分相比，該羧酸增強了該等曝光部分在鹼水溶液中之溶解度。通常，此類感光性材料以5～50pphr聚合物的量摻合到組成物中，其中感光性材料相對於聚合物的具體比例為曝光部分相較於未曝光部分的溶解率與達到期望溶解率差所需的輻射量之函數。可用於根據本發明的實施形態的有利的感光性材料示於以下式b-1～b-6；其他有用的感光性材料例示於美國專利7,524,594 B2號的14–20項，其相關部分藉由引用併入本說明書中。 b-1； b-2； b-3； b-4； b-5；及 b-6；
其中至少一個Q為式（C）或（D）的基，其餘的任意Q為氫。該等光活性化合物的例子的市售品包括Toyo Gosei Co., Ltd.製TrisP-3M6C-2（4）-201。
在本發明的感光性組成物中，能夠使用帶來本說明書中記載之預期結果之任意量的光活性化合物。通常，該等量相對於本說明書中記載之聚合物（亦即樹脂）的每100質量份（pphr）可在1～50質量份的範圍內。在另一些實施形態中，該等量可在5～30pphr的範圍內。
有利的是，可知在本發明的感光性組成物中使用如本說明書中記載之式（IV）或（V）的至少一種合適的多官能交聯劑，可對本發明的組成物帶來有益效果。該等效益包括機械和熱特性的提高等，但並不限於此。
帶來預期效益之式（IV）或（V）的任意量的交聯劑均能夠用於本發明的組成物。在一些實施形態中，用於本發明的組成物之式（IV）或（V）的一種以上的化合物的量相對於樹脂（亦即，組成物中使用的聚合物）的每100質量份（pphr）可在8～30質量份的範圍內。在另一些實施形態中，該量在約10～25pphr的範圍內；在另一些實施形態中，該量在約12～20pphr的範圍內；在又一些實施形態中，該量在14～18pphr的範圍內。然而，應注意，尤其在使用式（IV）或（V）的一種以上的化合物時，亦可以使用高於30pphr的式（IV）或（V）的化合物
能夠用於本發明中的式（IV）或（V）的多官能交聯劑的非限定性例子包括如下： 2,2'-（（（2-乙基-2-（（環氧乙烷-2-基甲氧基）甲基）丙烷-1,3-二基）雙（氧基））雙（亞甲基））雙（環氧乙烷）；亦稱為三羥甲基丙烷三環氧丙醚（Nagase Chemtex製，EX-321L）； 2,2'-（（（2,2-雙（（環氧乙烷-2-基甲氧基）甲基）丙烷-1,3-二基）雙（氧基））雙（亞甲基））雙（環氧乙烷）；亦稱為新戊四醇四環氧丙醚（PETG，Showa Denko製）； 2,2'-（（（2-（1,3-雙（環氧乙烷-2-基甲氧基）丙-2-基）丙烷-1,3-二基）雙（氧基））雙（亞甲基））雙（環氧乙烷）； 1,1,2,2-四（4-（（環氧乙烷-2-基甲氧基）甲基）苯基）乙烷； 1,2,4,5-四（（環氧乙烷-2-基甲氧基）甲基）苯；及 2,2'-（（（2-（1,3-雙（環氧乙烷-2-基甲氧基）丙-2-基）-2-（（環氧乙烷-2-基甲氧基）甲基）丙烷-1,3-二基）雙（氧基））雙（亞甲基））雙（環氧乙烷）。
其他合適的交聯劑包括如下： 其中，n=1～3（OXBP），例如n=1時，4,4'-雙（（（3-乙基氧環丁烷-3-基）甲氧基）甲基）-1,1’-聯苯； 雙（4-（環氧乙烷-2-基甲氧基）苯基）甲烷； 酚甲醛聚合物環氧丙基醚，其中n=1～10（EPON 862）； 甘油的聚（氧伸丙基）環氧化醚的三環氧丙醚，Momentive Specialty Chemicals Inc.的市售品Heloxy 84或GE-36； ；及 Heloxy 107。
可知使用式a-1～a-6的一種以上的酚類化合物會進一步對本發明的組成物提供有利的效益。這些酚類化合物例如為Toyo Gosei Co., Ltd.的市售品TrisP-3M6C-2 Ballast。又，在本發明的感光性組成物中能夠使用帶來本說明書中記載之預期結果之式a-1～a-6的任意量的一種以上的酚類化合物。通常，該等量相對於本說明書中記載之聚合物（亦即樹脂）的每100質量份（pphr）可在1～25質量份的範圍內。在另一些實施形態中，該等量可在3～20pphr的範圍內，在又一些實施形態中，該等量可在5～15pphr的範圍內。
如上所述，式（VIA）及/或式（VIB）的一種以上化合物亦用於本發明的組成物中。式（VIA）或式（VIB）的化合物的非限定性例子可列舉如下： 4-乙基間苯二酚； 4-丙基間苯二酚； 4-丁基間苯二酚； 4-己基間苯二酚； 2-羥基苯甲酸； 3-羥基苯甲酸； 4-羥基苯甲酸； 4,4’-二羥基二苯硫醚； 3,3’-二羥基二苯二硫醚； 4,4’-二羥基二苯二硫醚； 4,4’-二羥基二苯碸； 2,2’-二羥基二苯醚； 4,4’-二羥基二苯醚； 聯苯酚； 2,2'-亞甲基二酚（2,2'-二羥基二苯基甲烷或o,o’-BPF）； 4,4'-亞甲基二酚； 2,2'-（乙烷-1,1-二基）二酚； 4,4'-（乙烷-1,1-二基）二酚； 2,2'-（丙烷-1,1-二基）二酚； 4,4'-（丙烷-1,1-二基）二酚； 2,2'-（丙烷-2,2-二基）二酚； 4,4'-（丙烷-2,2-二基）二酚； 4,4’-（1,3-二甲基亞丁基）二酚； 2,2'-（4-甲基戊烷-2,2-二基）二酚； 4,4'-（4-甲基戊烷-2,2-二基）二酚； 4,4'-（2-乙基亞己基）二酚； 2,2'-（5-甲基庚烷-3,3-二基）二酚； 4,4'-（5-甲基庚烷-3,3-二基）二酚； 4,4’-亞乙基雙酚； 2,2’-伸乙二氧基二酚； 4,4'-（丙烷-2,2-二基）雙（2-環己基苯酚）； 4,4'-（2-甲基丙烷-1,1-二基）雙（2-環己基-5-甲苯酚）； 5,5''-（環己烷-1,1-二基）雙（（[1,1’-聯苯]-2-醇））； 4,4'-（環己烷-1,1-二基）雙（2-環己基苯酚）； 4,4'-（4-甲基環己烷-1,1-二基）二酚； 2-環己基-4-（2-（4-羥苯基）丙-2-基）-5-甲苯酚； 6,6'-亞甲基雙（2-（三級-丁基）-4-甲苯酚）； 6,6'-（2-甲基丙烷-1,1-二基）雙（2,4-二甲苯酚）； 4,4'-（2-甲基丙烷-1,1-二基）雙（2-（三級-丁基）-5-甲苯酚）； 及該等的任意組合的混合物。
又，如本說明書中所記載，在本發明的感光性組成物中能夠使用帶來預期結果之式（VI）的任意量的一種以上化合物。通常，該等量相對於本說明書中記載之聚合物（亦即樹脂）的每100質量份（pphr）可在5～30質量份的範圍內。在另一些實施形態中，該等量可在7～20pphr的範圍內，在又一些實施形態中，該等量可在9～15pphr的範圍內。
有利的是，在其他效益中，驚奇地發現藉由使用本說明書中記載之適當量的一種以上酚類化合物，尤其是例如在對具備塗膜之晶圓進行蝕刻時或藉由黏著層將半導體晶片壓接在一起時，可減少在使用本發明的感光性組成物之半導體裝置中的黏著層與半導體晶片之間的氣泡。再者，即使在黏著層與半導體晶片之間產生了氣泡，所產生的氣泡亦會因黏著層對半導體晶片的黏著力增強而被去除，因此氣泡不易殘留在黏著層與半導體晶片的界面，因此半導體晶片彼此能夠牢固地接合。因此，最終能夠獲得可靠性高的晶片積層體。
再者，由於本發明的感光性組成物包含酚類化合物，因此能夠在使用本發明的感光性組成物之半導體裝置中獲得在有機溶劑中的溶解性相對高的黏著層。因此，即使需要將例如藉由在晶圓上塗布感光性組成物到而得之塗膜去除時，亦能夠抑制形成任何殘渣的同時有效地溶解並去除塗膜。其結果，晶圓能夠在接合製程中可進行再利用（再加工）而不會被浪費。因此，能夠提高半導體裝置的製程良率。
在本發明的一些實施形態中，所使用的酚類化合物具有本說明書中記載之兩個以上的苯酚基。然而，發現包含2～6個苯酚官能基之酚類化合物提供更有利的效果。再者，在一些實施形態中，本發明的組成物包含兩種酚類化合物；其中一種具有兩個苯酚基，另一種具有三個以上的苯酚基。因此，能夠更顯著地發揮上述效果。
本發明的組成物所包含的酚類化合物可以為本說明書中所列舉之縮合多環結構，例如，式a-1～a-6的多環酚類化合物或本領域中已知的任何類似的化合物及由式（VIA）或（VIB）表示之任意酚類化合物。因此，在使用本發明的感光性組成物之半導體裝置中，能夠獲得對半導體晶片具有極高的黏著力且在有機溶劑中的溶解性更佳之黏著層。
本發明的感光性組成物亦包含能夠與聚合物樹脂的酸性側基鍵結之添加劑。此類材料包括添加劑，該添加劑摻合一個以上的環氧丙基、環氧基環己基、氧環丁烷基的環氧基；2-㗁唑啉-2-基等㗁唑啉基、N-羥甲基胺基羰基等羥甲基或N-甲氧基甲基胺基羰基等烷氧基甲基，但並不限於此。通常，上述與聚合物的酸性側基的鍵結為藉由加熱至適當溫度而引發之交聯反應，通常以高於110℃的溫度加熱適當時間。因此，在本發明的一些實施形態中，本發明的感光性組成物包含選自以下之一種以上的環氧化合物，但並不限於此： （2R,3R,4R,5S）-1,3,5,6-四（環氧乙烷-2-基甲氧基）己烷-2,4-二醇（亦稱為四-O-（環氧乙烷基甲基）-D-葡萄糖醇）（Denacol EX-614，Nagase製）；及 1,2-雙（環氧乙烷-2-基甲氧基）乙烷。
能夠用作形成本發明的感光性組成物之添加劑的其他例示交聯性或可交聯的材料包括雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、含有矽酮之環氧樹脂等、丙二醇二環氧丙基醚、聚丙二醇二環氧丙基醚、環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、聚甲基（環氧丙氧基丙基）環己烷等；含有㗁唑啉環之聚合物，例如2-甲基-2-㗁唑啉、2-乙基-2-㗁唑啉、1,3-雙（2-㗁唑啉-2-基）苯、1,4-雙（2-㗁唑啉-2-基）苯、2,2′-雙（2-㗁唑啉）、2,6-雙（4-異丙基-2-㗁唑啉-2-基）吡啶、2,6-雙（4-苯基-2-㗁唑啉-2-基）吡啶、2,2’-異亞丙基雙（4-苯基-2-㗁唑啉）、（S,S）-（−）-2,2’-異亞丙基雙（4-三級丁基-2-㗁唑啉）、聚（2-丙烯基-2-㗁唑啉）等；N-羥甲基丙烯醯胺、N-羥甲基甲基丙烯醯胺、糠醇、苄醇、柳醇、1,2-苯二甲醇、1,3-苯二甲醇、1,4-苯二甲醇及可溶酚醛型酚樹脂或該等的混合物等。可知此類材料通常在使用5pphr聚合物～40pphr聚合物時有效。然而，應理解，更多或更少的添加量亦證明有效，因為該等功效中的至少一部分取決於所使用的聚合物的性質及包含交聯性側基之重複單元的mol%。
在本發明的另一方面，感光性組成物包含提高組成物特性之化合物或化合物的混合物，該特性包括感光速度及溶解特性及其他各種用途，但並不限於此。有利的是，可知根據本發明的實施，式（VII）的化合物能夠用作添加劑。 （VII）
其中x及y為0～4的整數。R 21及R 22相同或不同且各自獨立地選自氫、鹵素、甲基、乙基、直鏈或支鏈C 3-C 18烷基、C 1-C 18全氟烷基、甲氧基、乙氧基、直鏈或支鏈C 3-C 18烷氧基、C 3-C 16環烷基、C 6-C 16雙環烷基、C 8-C 16三環烷基、C 6-C 10芳基、C 7-C 18芳烷基、-（CH 2） wCO 2R 23、-（CH 2） zOR 24。Ar 1及Ar 2相同或不同且各自獨立地選自C 6-C 10芳基、C 7-C 18芳烷基，其中芳基或芳烷基能夠進一步被本領域技術人員已知的可用的取代基取代。Z選自鍵、O、S、P、-NR-、-C（=O）-、-C（=O）-O-、-C（=O）-NR-、-SO-、-SO 2-、-SO 2NH-烷基或包括環烷基、雜環烷基、芳基、芳烷基等的任意碳環交聯基。其中，任意環烷基、雙環烷基或三環烷基或可以包含一個以上選自O、S、N、P及Si中的雜原子。其中，w為0～8的整數，R 23為氫、甲基、乙基、直鏈或支鏈C 3-C 18烷基。其中，z為0～8的整數，R 24為氫、甲基、乙基、直鏈或支鏈C 3-C 18烷基。其中，R為氫、甲基、乙基、直鏈或支鏈C 3-C 18烷基、C 1-C 18全氟烷基、C 3-C 16環烷基、C 6-C 16雙環烷基、C 8-C 16三環烷基。
通常，本說明書中列舉之各種化合物及添加劑提高本發明的感光性組成物的整體性能，因此提供具有各種用途之清晰的光圖案結構，該用途包括晶片堆疊應用、再分布層及用於形成CMOS影像感測器之壩結構。有利的是，可知本說明書中記載之一些添加劑可具有一種以上的功能。例如，如上所列之一些添加劑不僅在曝光後顯示出特定溶解增強活性，亦可以如上所述作為交聯劑發揮促進作用。因此，本說明書中所使用之添加劑不會將該等化合物的活性僅限定於該等性能中的一種，亦可促進本發明的感光性組成物的其他功能。
還應注意，以上所述之任意添加劑均能夠單獨使用，亦即作為單一化合物及/或該等的任意組合的一種以上化合物的組合使用。再者，添加劑的可使用量取決於本發明的感光性組成物所預期的結果。因此，帶來預期結果的任意量均能夠用於本發明。通常，添加劑的可使用量可在0.5～20pphr的範圍內，在一些實施形態中，該等量可在1～12pphr的範圍內。
本發明的感光性組成物進而包含尤其可用作黏著促進劑、抗氧化劑、交聯劑、偶合劑或硬化劑等之化合物。黏著促進劑或黏著助劑的代表性例子包括：乙烯基矽烷，例如乙烯基三甲氧基矽烷或乙烯基三乙氧基矽烷；環氧基矽烷，例如2-（3,4-環氧基環己基）乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷；苯乙烯基矽烷，例如對苯乙烯基三甲氧基矽烷；甲基丙烯醯基矽烷，例如3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷；丙烯酸矽烷，例如3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷；在後面詳細說明之烷基矽烷；脲基矽烷，例如3-脲基丙基三烷氧基矽烷；巰基矽烷，例如3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷；異氰酸酯矽烷，例如3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷；鈦系化合物；鋁螯合物；包括鋁/鋯系化合物之代表性例子等。其他此類化合物的非限定性例子選自包括以下之群組，市售材料由此類商品名指定。 三乙氧基（3-（環氧乙烷-2-基甲氧基）丙基）矽烷，通常亦稱為3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷（3-GTS或（KBE-403，Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製））； 三甲氧基（3-（環氧乙烷-2-基甲氧基）丙基）矽烷，通常亦稱為3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷（KBM-403，Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製）； C 6H 5（CH 3O） 3Si 苯基三甲氧基矽烷 C 6H 5（C 2H 5O） 3Si 苯基三乙氧基矽烷（KBE-103，Gelest, Inc.或Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.的市售品） 3,3,10,10-四甲氧基-2,11-二氧雜-3,10-二矽十二烷（SIB-1832，Gelest, Inc.製）； 十一-10-烯-1-基矽烷（SIU9048.0）； 3-（二甲氧基（甲基）矽基）丙烷-1-硫醇（SIM6474.0）； 2,2'-（（3-（三乙氧基矽基）丙基）氨叉基）雙（乙烷-1-醇）（SIB1140.0）； N,N’-雙[（3-三乙氧基矽基丙基）胺基羰基]聚乙烯氧（SIB-1824.84，Gelest, Inc.製）； 4,4,13,13-四乙氧基-3,14-二氧雜-8,9-二硫雜-4,13-二矽十六烷； 三乙氧基（3-硫氰基丙基）矽烷（SIT7908.0） 3,3,12,12-四甲氧基-2,13-二氧雜-7,8-二硫雜-3,12-二矽十四烷（Si-75或Si-266，Evonik Industries AG製）； 2,2’-（（2-羥基-5-甲基-1,3-伸苯基）雙（亞甲基））雙（4-甲苯酚）（抗氧化劑AO-80，TCI Japan製）； 4,4'-（（2-羥基-5-甲基-1,3-伸苯基）雙（亞甲基））雙（2,6-二甲苯酚）（Bis26X-PC） 6,6’-亞甲基雙（2-（2-羥基-5-甲基苄基）-4-甲苯酚）（4-PC）； 新戊四醇四（3-（3,5-二-三級丁基-4-羥基苯基）丙酸酯）（Irganox 1010，BASF公司製）； 3,5-雙（1,1-二甲基乙基）-4-羥基-十八烷基酯苯丙酸（Irganox 1076，BASF公司製）； 雙（4-（2-苯基丙-2-基）苯基）胺（Naugard 445（NG445），Chemtura Corporation的市售品）； 雙（4-（三級-丁基）苯基）胺（Stearer Star，Seiko Chemical Products製）； 雙（4-甲氧基苯基）胺（Thermoflex）； 雙（4-乙基苯基）胺； 雙（4-異丙基苯基）胺 雙（4-（2,4,4-三甲基戊-2-基）苯基）胺（Irganox 5057，BASF公司製）； 雙（4-（1-苯基乙基）苯基）胺（Wingstay 29）； 雙（4-（2,4,4-三甲基戊基）苯基）胺（Irganox L 57，BASF公司製）； 1-苄基八氫吡咯並[1,2-a]嘧啶（CGI-90，BASF公司製）； 四（2,3,4,5,6-五氟苯基）硼酸鹽（1-）[4-（1-甲基乙基）苯基] （4-甲基苯基）-錪鎓（Rhodorsil PI 2074，Blue Star Silicones製） 1-氯-4-丙氧基-9H-噻噸-9-酮（CPTX，Lambson PLC製）； 10H-啡噻𠯤（啡噻𠯤，Kanto Corporation製） 1,4-雙[（乙烯氧基）甲基]-環己烷（環己烷二乙烯基醚（CHDVE）） 其中，R及R’獨立地為（C 1-C 4）烷基，且GE=環氧丙基醚（BY-16-115）； 矽酮改質環氧化合物，Toray-Dow Corning Silicone Co., Ltd.的市售品BY16-115。 （HP-7200）；及 Lowinox CPL。
其他示例性環氧樹脂或交聯添加劑亦包括Araldite MTO163和Araldite CY179（Ciba Geigy製）；及EHPE-3150和Epolite GT300（Daicel Chemical製）。
還應注意，該等化合物中的任一種均能夠根據預期用途，僅在需要時單獨使用或作為該等的任意組合的混合物使用而獲得期望的效益。又，能夠使用任意量的上述化合物來獲得預期結果。可知該等量相對於聚合物（樹脂）的每100質量份（pphr）通常可在0.5～30質量份的範圍內。在一些實施形態中，該等量在1～10pphr的範圍內。
根據本發明的感光性組成物亦可以包含可用於改善組成物及所獲得之膜或聚合物層的特性的目的之其他成分。例如，如下所述，組成物對所需曝光輻射波長的靈敏度可帶來改善的預期特性。該等任意成分的例子包括一種以上的化合物/各種添加劑，例如界面活性劑、矽烷偶合劑、調平劑、酚樹脂、抗氧化劑、阻燃劑、塑化劑及硬化促進劑，但並不限於此。
根據本發明的實施形態的感光性組成物，通常溶解於溶劑以形成均質溶液。溶解共聚物或三元共聚物之任意溶劑或該等的混合物和本說明書中記載之所有添加劑均能夠使用。此類溶劑的非限定性例子包括甲基乙基酮（MEK）、丙二醇單甲醚乙酸酯（PGMEA）、丙二醇單甲醚（PGME）、二甲基乙醯胺（DMAc）、N-甲基吡咯啶酮（NMP）、γ-丁內酯（GBL）及四氫呋喃（THF）以及該等的任意組合的混合物。在一些實施形態中，本發明的組成物溶解於選自包括丙二醇單甲醚乙酸酯（PGMEA）和丙二醇單甲醚（PGME）及該等的混合物之群組中的一種以上溶劑。
能夠使用溶解本發明的感光性組成物的所有成分所需的任意量的溶劑。通常，此類溶劑可以為50質量份以上、100質量份以上或200質量份以上。在一些實施形態中，溶劑的使用量為300質量份以上，可以為400質量份以下、1000質量份以下、2000質量份以下或3000質量份以下。在一些實施形態中，相對於聚合物的100質量份，溶劑的使用量為800質量份以下或1000質量份以下。
首先，將根據本發明的實施形態的感光性組成物塗布於所需基板上以形成膜。此類基板包括任意合適的基板本身，或例如用於電氣、電子或光電子裝置之半導體基板、陶瓷基板、玻璃基板等。在上述應用中，能夠利用任意合適的塗布方法，例如旋塗、噴塗、刮刀塗布、彎月面塗布、噴墨塗布及狹縫塗布。例如，將本發明的感光性組成物塗布於尺寸為10×10mm的矽基板的整個表面上。
接著，加熱已塗布的基板以促進去除殘留的流延溶劑，例如在70℃～130℃的溫度下加熱約1～40分鐘，但亦能夠利用其他適當的溫度和時間。加熱之後，通常將膜成像曝光於合適的光化輻射波長，通常根據摻合到本說明書中記載之聚合物組成物中的光活性化合物及/或光敏劑來選擇波長。然而，通常該等合適的波長為200～700nm。應理解，術語“成像曝光”係指藉由遮蔽元件進行曝光以獲得膜的曝光部分和未曝光部分的圖案。
由根據本發明的實施形態的感光性組成物或配方形成之膜的成像曝光之後，實施顯影步驟。本發明的正色調聚合物配方的情況下，此類顯影步驟僅去除膜的曝光部分，因此會在膜上留下遮蔽層的正型圖像。本發明的負色調聚合物配方的情況下，此類顯影步驟僅去除膜的未曝光部分，因此會在膜上留下遮蔽層的負型圖像。在一些實施形態的情況下，能夠在上述顯影步驟之前進行曝光後烘烤。
尤其適合於本發明的感光性組成物等正色調配方之顯影劑可以包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、氨水等無機鹼水溶液以及0.26N氫氧化四甲基銨（TMAH）、乙胺、三乙胺及三乙醇胺等有機鹼水溶液。因此，如上所述，在本發明的一些實施形態中，感光性組成物可溶於鹼顯影劑。
在使用有機鹼的情況下，通常使用實質上與水完全混溶的有機溶劑來提供有機鹼溶解度。TMAH水溶液是半導體產業中已知的顯影溶液。合適的顯影劑亦能夠包括丙二醇甲醚乙酸酯（PGMEA）、2-庚酮、環己酮、甲苯、二甲苯、乙苯、均三甲苯及乙酸丁酯等有機溶劑。
因此，本發明的一些配方的實施形態提供可自成像的膜，其在成像曝光之後，利用鹼水溶液對所獲得之圖像進行顯影，而另一些實施形態則用有機溶劑對所獲得之圖像進行顯影。與所用的顯影劑類型無關地，在圖像顯影之後，會清洗基板來去除多餘的顯影劑溶液，典型的清洗劑為水或合適的醇及該等的混合物。
在上述清洗之後，乾燥基板，並對成像膜進行最終硬化。換言之，對圖像進行定影。剩餘層未在成像曝光期間被曝光的情況下，通常藉由在膜的剩餘部分引發反應來完成定影。此類反應通常為能夠藉由加熱及/或非成像曝光或全面曝光（blanket exposure）剩餘材料來引發之交聯反應。此類曝光及加熱能夠以獨立步驟實施，或根據已知的適合於成像膜的特定用途組合實施。通常用與成像曝光中使用的能源相同的能源實施全面曝光，但能夠使用任意合適的能源。通常以所需溫度進行加熱，例如以高於110℃的溫度進行40分鐘～1小時以上。剩餘層在成像曝光期間被曝光的情況下，通常藉由調整成結束由曝光引發的任意反應之加熱步驟來完成。然而，如上所述，亦能夠追加實施全面曝光及加熱。然而，應理解最終硬化步驟亦根據所形成之裝置類型選擇，因此在將剩餘層用作黏著層或結構時，最終定影可能不是最終硬化。
用本發明的鹼可溶性感光性樹脂組成物的實施形態來形成具有高耐熱性、優異的吸水性、高透明度及低介電係數等性能之層，藉此製造裝置。再者，此類層通常在硬化之後具有優異的彈性係數，典型的是0.1kg/mm 2～200kg/mm 2。
如上所述，根據本發明的感光性組成物的實施形態的例示性應用包括用於各種半導體裝置和印刷電路基板之晶片連接黏著劑、晶圓結合黏著劑、絕緣膜（層間介電層）、保護膜（鈍化層）、機械緩衝膜（應力緩衝層）或平坦化膜。該等實施形態的具體應用包括用於形成單層或多層半導體裝置之晶片連接黏合劑、形成於半導體裝置上之介電膜；形成於鈍化膜上之緩衝膜；在形成於半導體裝置上之電路上形成之層間絕緣膜。
因此，根據本發明的實施形態，提供一種正色調感光性聚合物組成物，其在一種以上的機械特性（例如老化後保持低應力之斷裂伸長率）方面顯示出增強特徵且具有至少與替代材料相當的耐化學性。再者，該等實施形態通常提供優異的電絕緣性、對基板的黏合性等。因此，提供組合了根據本發明的實施形態之半導體裝置、裝置封裝、顯示裝置。
有利的是，可知本發明的感光性組成物在晶片堆疊應用等中可用於形成將半導體晶片彼此接合之黏著層。例如，用於該等目的之接合層由本發明的感光性黏著劑組成物的硬化產物形成。驚奇的是，可知雖然黏合劑層為單層結構，但其不僅對基板具有充分的黏合性，亦未發現因硬化步驟產生之顯著應力。因此，能夠避免作為積層體包含晶片之膜的不必要的厚層。發現根據本發明形成之積層體在緩和因熱膨脹差等產生之應力集中方面具有可靠性。其結果，能夠獲得具有高度低且可靠性高的半導體。亦即，能夠獲得縱橫比低且厚度薄的裝置。該等半導體裝置尤其對內部容積非常小且例如作為行動裝置攜帶之電子設備非常有利。更有利的是，藉由實施本發明，能夠形成以迄今為止未能實現的小型化、薄型化及輕量化為特徵之各種電子裝置，並且即使對該等裝置實施搖擺或掉落的嚴酷操作，半導體裝置的功能亦不易受損。
本發明的感光性黏著組成物的硬化產物亦即黏著層或膜通常顯示出對合適的基板如半導體晶片之優異的黏著性和能夠藉由任何已知方法測定之黏著強度如晶粒剪切強度。因此，在一些實施形態中，本發明的感光性組成物顯示出的晶粒剪切強度高於3.0MPa，高於4.0MPa，高於5.0MPa，高於6.0MPa，高於6.5MPa，高於7.0MPa，高於8.0MPa，高於9.0MPa，高於10.0MPa等。在一些實施形態中，本發明的感光性組成物顯示出的晶粒剪切強度在約5.0MPa～10.0MPa的範圍內。然而，應理解，感光性樹脂組成物的晶粒剪切強度的上限並沒有特別限制，例如可以為30.0MPa以下、20.0MPa以下、15.0MPa以下及12.0MPa以下。
晶粒剪切強度能夠藉由本領域中已知的任何步驟測定。例如，將感光性樹脂組成物塗布在尺寸為10×10mm的矽基板的整個表面並且在120℃下進行30～60分鐘的熱處理以製成厚度為1μm的硬化產物。將合適的測試基板如尺寸為5×5mm的矽基板放在硬化產物的表面上，使用熱壓機，從矽基板的頂部朝向硬化產物，在150℃下，以約25N的力進行10秒的熱壓，由此壓接矽基板與硬化產物來獲得樣品。然後，將樣品在氮氣氣氛、230℃下進行了60分鐘的熱處理。然後，在180℃，離硬化材料表面為5μm的測試距離、300μm/秒的測試速度的條件下，測定了矽基板與樣品中的硬化材料之間的晶粒剪切強度。
再者，如上所述，在本發明的一些實施形態中，根據本發明的電子及/或半導體裝置包括積層半導體元件，其中前述積層體包含根據本發明的感光性組成物。
在本發明的一些實施形態中，半導體裝置包含進一步包含根據本發明的感光性組成物之再分布層（RDL）結構。
再者，如上所述，在本發明的一些實施形態中，半導體裝置包含進一步包含根據本發明的感光性組成物之晶片堆疊結構。
如上所述，在本發明的又一些實施形態中，半導體裝置包含進一步包含根據本發明的感光性組成物之互補金氧半導體（CMOS）影像感測器壩結構。在本發明的又一些實施形態中，包含本發明的感光性組成物之半導體裝置例如包括積層並密封了電晶體、二極體、固態影像裝置、半導體晶片等之各種半導體封裝；晶圓級封裝（WLP）；顯示裝置，例如LCD顯示器、OLED顯示器、觸摸面板、電子紙、濾色器、迷你LED顯示器及微型LED顯示器；光接收裝置，例如可預想太陽能電池。
再者，如上所述，在本發明的一些實施形態中，由根據本發明的感光性組成物形成膜。如上所述，此類膜通常顯示出在具有優異的介電性能之電子、光電子、微機電應用中具有廣泛用途之優異的化學、機械、彈性性能。
因此，在本發明的一些實施形態中，提供一種包含再分布層（RDL）結構、晶片堆疊結構、CMOS影像感測器壩結構中的一種以上之微電子或光電子裝置，其中前述結構進一步包含根據本發明的感光性組成物。
再者，在本發明的一些實施形態中，提供用於製造微電子或光電子裝置之膜的形成方法，該方法包括如下步驟： 將根據本發明的組成物塗布於合適的基板而形成膜； 藉由曝光於合適的輻射下，用遮罩對膜進行圖案化； 曝光之後對膜進行顯影而形成光圖案；及 藉由將膜加熱至合適的溫度來使其硬化。
能夠藉由本說明書中記載之任意塗布步驟及/或本領域技術人員已知的旋塗等塗布步驟，將本發明的感光性組成物塗布於基板。
再者，根據本發明的方法的顯影能夠藉由使用水性顯影劑等任意已知的顯影技術來進行。
在本發明的一些實施形態中，根據本發明的方法使用的顯影劑為氫氧化四甲基銨（TMAH）水溶液。
再者，在本發明的一些實施形態中，在硬化步驟之前，首先在130℃～160℃的溫度下對基板進行20分鐘～60分鐘的硬烤。
最後，在本發明的另一些實施形態中，在170℃～200℃的溫度，以5℃的增量加熱斜率硬化1～5小時。
圖1示出本發明的半導體裝置的一實施形態的剖視圖。
在本發明的一實施形態中，進一步提供由堆疊半導體元件構成之半導體裝置，其中，堆疊半導體元件包括複數個半導體元件及在半導體元件之間的本發明的組成物實施形態的硬化物。由於本發明的感光性組成物提高了黏著性，因此半導體元件彼此良好地黏著。參考示意地表示本發明的半導體裝置的結構例的剖視圖之圖1，對本發明的半導體裝置進行說明。圖1所示之半導體裝置10為具有球柵陣列（BGA）半導體封裝之例子。半導體裝置10包含彼此積層之複數個半導體晶片（半導體元件）20、將半導體晶片20彼此黏著之黏著層601、支撐半導體晶片20封裝基板30、將半導體晶片20與封裝基板30黏著之黏著層101、密封半導體晶片20之模具部分50及位於封裝基板30的下側之錫球80。以下，依序對各構件進行詳細說明。
任何類型的元件均可以用作半導體晶片20，例如，可包括NAND（not AND）快閃記憶體及DRAM等記憶元件和IC（積體電路）及LSI（大型積體電路）等積體電路元件。
半導體晶片20的構成材料例如為矽、碳化矽等的單晶材料、多晶材料或非晶質材料等，但並不限定於此。
複數個半導體晶片20在其平面方向上以彼此稍微錯開的方式積層，由此構成晶片積層體200（堆疊半導體元件）。半導體晶片20之間的間隙藉由黏著層601黏著。黏著層601亦設置於晶片積層體200的上表面，其亦由本發明的實施形態的感光性組成物的硬化物（已硬化的感光性組成物）構成。
圖1所示之封裝基板30為具備核心基板31、絕緣層32、銲錫光阻層33、配線34及導電孔35之增層基板。
其中，核心基板31為支撐半導體裝置10之基板，例如由複合材料或填充了樹脂材料的玻璃纖維製成。
絕緣層32為使配線34之間和配線34與導電孔35之間絕緣的層間絕緣層，例如由樹脂材料形成。銲錫光阻層33為用於保護形成於封裝基板30的最外層表面之配線的表面保護層，例如由樹脂材料形成。
配線34和導電孔35為電信號傳輸路徑，例如，分別由Au、Ag、Cu、Al或Ni的單質或合金等金屬材料製成。
錫球80與配線34電連接，藉由與外部電路熔融而作為連接配線34與另一電路之電極發揮功能。
將藉由積層複數個半導體晶片20而形成之晶片積層體200設置於封裝基板30的上表面。晶片積層體200與封裝基板30之間的間隙被黏著層101黏著。
封裝基板30的配線34的一部分在封裝基板30的上表面曝露，該曝露部分與各半導體晶片20的電極部分藉由接線70連接。
圖1所示之模具部分50覆蓋晶片積層體200的側面和頂面且形成為覆蓋封裝基板30的整個上表面。因此，能夠保護晶片積層體200免受外部環境的影響。例如，此類模具部分50例如由環氧樹脂或酚醛樹脂等任意樹脂材料製成。
根據本實施形態的半導體裝置可以為具備半導體元件、被接合構件及半導體元件與被接合構件之間的根據本實施形態之硬化材料之半導體裝置。由於根據本實施形態的感光性組成物具有改善的黏著性，因此半導體元件與被接合構件被良好地接合。
以上，對本發明進行了說明，但本發明並不限定於此。例如，可以對感光性樹脂組成物添加任意成分。再者，可以對半導體裝置附加任意結構。
［實施例］
本說明書全文中所使用之以下縮寫用於說明本發明的具體實施形態中所使用之一些化合物、儀器及/或方法：
EPEsNB：3-（雙環[2.2.1]庚-2-烯-2-基）丙酸乙酯；NBTON：三氧雜壬烷基降莰烯；PhOAcNB：4-（雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-基）苯基乙酸酯；PhOHNB：4-（雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-基）苯酚；EugOAcNB：4-降莰烯基甲基-2-甲氧基苯酚乙酸酯；EugOHNB：4-（雙環[2.2.1]庚-4-烯-2-基甲基）-2-甲氧基苯酚；HexNB：4-（雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-基）己烷；MeOAcNB：雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-基甲基乙酸酯；HFANB：降莰烯基-2-三氟甲基-3,3,3-三氟丙-2-醇；PGMEA：丙二醇單甲醚乙酸酯；PGME：丙二醇單甲醚；PAC：TrisP-3M6C-2（4）-201，如本說明書中所記載，具有結構b-1；環氧化合物1：三羥甲基丙烷三環氧丙醚；環氧化合物2：新戊四醇四環氧丙醚；酚類化合物1：（4,4’-[（2-羥基苯基）亞甲基]雙[2-環己基-5-甲基苯酚]），在本說明書中亦表示為式a-1（TrisP-3M6C-2，Honshu Chemical Co., Ltd.製）；酚類化合物2：2,2'-二羥基二苯基甲烷（o,o’-BPF，Honshu Chemical Co., Ltd.製）；KBE-103：苯基三乙氧基矽烷；TMAH：氫氧化四甲基銨。
在本發明的組成物中使用的本說明書全文中記載之聚合物能夠利用通常在已知的文獻中用於製備類似的乙烯基加成聚合物之步驟。例如，參考美國專利第8,753,790 B2號及第9,696,623 B2號，其相關部分藉由引用併入本說明書中。
實施例1～15
通常，能夠使用本說明書中記載之任意共聚物或三元共聚物。例如，將表1所示之聚降莰烯衍生物的共聚物或三元共聚物溶解於PGMEA或PGME等合適的溶劑。然後，在適當大小的琥珀色HDPE瓶中，向該聚合物添加了特定量的添加劑，如表2所示表示為每百份樹脂的份數（pphr）之份數。將混合物翻攪18小時以製備均質溶液。藉由用0.45µm細孔的聚四氟乙烯（PTFE）盤式過濾器，在35psi壓力下，過濾聚合物溶液來去除了顆粒雜質，將過濾後的聚合物溶液收集在低顆粒HDPE琥珀色瓶內，並將所得溶液在5℃下保存。
表1
EPEsNB NBTON PhOAcNB EugOAcNB 聚合物的M w
實施例1 30 62 0 8 62279
實施例2 30 62 0 8 62279
實施例3 30 62 0 8 62279
實施例4 30 62 0 8 62279
實施例5 30 62 0 8 62279
實施例6 30 62 0 8 62279
實施例7 30 62 0 8 62279
實施例8 30 62 0 8 62279
實施例9 30 65 0 5 62408
實施例10 30 62 8 0 62560
實施例11 30 62 8 0 62560
實施例12 30 62 8 0 62560
實施例13 30 70 0 0 62206
實施例14 25 75 0 0 72173
實施例15 35 65 0 0 75700
M w：重量平均分子量
表2
成分 （質量pphr） 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 實施例10 實施例11 實施例12 實施例13 實施例14 實施例15
聚合物 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
PAC 15 15 15 15 20 20 75 90 15 30 15 30 30 30 30
環氧化合物1 15 0 15 15 15 20 15 15 15 15 15 0 30 30 30
環氧化合物2 5 10 5 5 5 0 5 5 5 5 0 45 15 15 15
酚類化合物1 5 5 0 15 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
酚類化合物2 10 10 0 20 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
KBE-103 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
PGMEA 500 500 500 500 500 500 500 500 500 - - - 500 500 500
PGME - - - - - - - - - 500 500 500 - - -
玻璃轉移溫度 （℃） 345 - - - 350 - - 355 342 - 335 - 350 - -
斷裂伸長率 （%） 29 - - - 25 - - 23 25 - 25 - 27 - -
抗張強度 （MPA） 40 - - - 46 - - 58 36 - 42 - 42 - -
圖案形成性 A A A A A A A A A A A A A A A
晶粒剪切強度 （MPa） 10 8 10 10 8 5 4 4 9 9 10 8 8 6 7
A：形成了寬度為100μm的開口
將如此形成之組成物置於室溫，並藉由旋塗法，起初以200rpm、10秒，之後以500rpm、30秒塗布於複數個125mm直徑的矽晶圓（厚度：625µm）。然後，將如此形成之基板在120℃的熱板上放置5分鐘，由此獲得了約1微米（µm）厚度的聚合物膜。然後，隔著寬度為100µm的線與空間圖案遮罩，對各聚合物膜進行了成像曝光。藉由照射波長為365nm、光強度為5mW/cm 2之光來進行了曝光。然後，利用旋覆浸沒顯影方法，在TMAH水溶液（2.38%溶液）中，以23℃浸漬40秒，藉此對各膜進行了顯影。顯影步驟之後，藉由噴灑20秒去離子水來清洗各晶圓，之後以3000rpm，進行了15秒的旋轉乾燥。
然後，利用光學顯微鏡觀察顯影後的塗膜（黏著層），按照以下評價基準評價了圖案形成性。將結果示於表2。在各實施例1～7中，形成了寬度為100μm的開口。
實施例2
晶片剪切強度測量
將記載於實施例1～15中的各組成物旋塗於10mmx10mm矽晶圓上並在120ºC下進行40分鐘的熱處理以形成厚度為約1µm的硬化膜。將膜在150℃下硬烤了40分鐘。然後，將晶圓單片化為5mmx5mm的晶片。接著，將晶片置於150℃的熱板上，同時利用熱壓機器，用25N的力，從Si試驗片的頂部朝向硬化產物，經10秒將單獨的5mmx5mm矽晶片壓向經塗布之單片化晶片，由此試驗片與硬化產物被壓接而獲得樣品。然後，將試驗片在氮氣氣氛，230℃下進行60分鐘的熱處理。然後，在180℃，離硬化材料表面為5μm的測試距離、300μm/秒的測試速度的條件下，測定了Si試驗片與試驗片中的硬化片之間的晶粒剪切強度。將結果示於表2。
從表1及表2所示之資料明顯可知，實施例1～15中具體例示之本發明的感光性組成物在表2所示之所有圖案形成性評價中以寬度為100μm的開口所證實，顯示出優異的光圖案化特性。再者，晶粒剪切強度為4MPa以上，且如總結於表2中的多數實施例所示，容易進行調整以顯示出高達10MPa的更高的晶粒剪切強度。最有利的是，實施例1～15的所有組成物中的氟含量為0.0質量%，因此能夠代替至今未能實現的環境效益。
因此，可知實施例1～15的感光性樹脂組成物的圖案形成性、黏著性及環境相容性的性能平衡得到了改善。
雖藉由一些上述實施例對本發明進行了說明，但不應將其解釋為受此限制，而應理解為本發明涵蓋上述一般範圍。在不脫離本發明的主旨和範圍之情況下，能夠實施各種修改及實施形態。
10:半導體裝置 20:半導體晶片 30:封裝基板 31:核心基板 32:絕緣層 33:銲錫光阻層 34:配線 35:導電孔 50:模具部分 70:接線 80:錫球 101:黏著層 200:晶片積層體 601:黏著層
以下，參考圖示及/或圖像，對根據本發明的實施形態進行說明。當提供圖示時，該圖示為本發明的各實施形態的簡化部分，且僅用於例示目的。
[圖1]表示本發明的半導體裝置的一實施形態的剖視圖。
10:半導體裝置
20:半導體晶片
30:封裝基板
31:核心基板
32:絕緣層
33:銲錫光阻層
34:配線
35:導電孔
50:模具部分
70:接線
80:錫球
101:黏著層
200:晶片積層體
601:黏著層

Claims (20)

  1. 一種感光性組成物，其包含： a）聚合物，具有衍生自式（I）的單體之式（IA）的第1重複單元： （IA） （I）；及 衍生自式（II）的單體之式（IIA）的第2重複單元： （IIA） （II） 其中： 表示與另一重複單元鍵結之位置； a為0～3的整數； b為1～4的整數； c為1～4的整數； R 1選自包括氫、甲基、乙基、正丙基、異丙基及正丁基之群組； R 18為-（CH 2） v-CO 2R 19，其中v為0～4的整數，且 R 19為氫或（C 1-C 4）烷基； b）光活性化合物，包含式（A）的重氮醌部分： （A）； c）多官能交聯劑，選自包括如下之群組： 式（IV）的化合物： （IV）及 式（V）的化合物： （V） 其中： n為3～8的整數； A選自包括C、CH-（CR 2） d-CH及經取代或未經取代之芳基之群組，其中d為0～4的整數且R選自包括氫、甲基、乙基、正丙基、異丙基及正丁基之群組； B選自包括經取代或未經取代之（C 1-C 6）烷基、（C 2-C 6）伸烷基及經取代或未經取代之芳基之群組； 其中前述取代基選自包括鹵素、甲基、乙基、直鏈或支鏈（C 3-C 6）烷基、（C 3-C 8）環烷基、（C 6-C 10）芳基、（C 7-C 12）芳烷基、甲氧基、乙氧基、直鏈或支鏈（C 3-C 6）烷氧基、（C 3-C 8）環烷氧基、（C 6-C 10）芳氧基及（C 7-C 12）芳烷氧基之群組； d）酚類化合物，選自包括如下之群組： a-1； a-2； a-3； a-4； a-5；及 a-6。
  2. 如請求項1所述之感光性組成物，其中 前述聚合物的第1重複單元衍生自選自包括如下之群組中的單體： 三氧雜壬烷基降莰烯（NBTON）； 四氧雜十二烷基降莰烯（NBTODD）； 5-（3-甲氧基丁氧基）甲基-2-降莰烯（NB-3-MBM）；及 5-（3-甲氧基丙烷氧基）甲基-2-降莰烯（NB-3-MPM）。
  3. 如請求項1所述之感光性組成物，其中 前述聚合物的第2重複單元衍生自選自包括如下之群組中的單體： 3-（雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-基）乙酸（NBMeCOOH）； 3-（雙環[2.2.1]庚-2-烯-2-基）丙酸乙酯（EPEsNB）； 雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸（Acid NB）；及 降莰烯基丙酸（NBEtCOOH）。
  4. 如請求項1所述之感光性組成物，其中 前述聚合物進一步包含衍生自式（III）的單體之式（IIIA）的第3重複單元： （IIIA） （III）； 其中， d為1～4的整數； Y為鍵或CH 2； 各R 20獨立地選自包括羥基、甲氧基及乙醯氧基之群組。
  5. 如請求項4所述之感光性組成物，其中 前述聚合物的第3重複單元衍生自選自包括如下之群組中的單體： 4-（雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-基）-苯基乙酸酯（PhOAcNB）； 4-（雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-基）苯酚（PhOHNB）； 4-降莰烯基甲基-2-甲氧基苯酚乙酸酯（EugOAcNB）；及 4-（雙環[2.2.1]庚-4-烯-2-基甲基）-2-甲氧基苯酚（EugOHNB）。
  6. 如請求項1所述之感光性組成物，其中 重氮醌部分由式（C）、（D）或（E）表示： （C） （D） （E）。
  7. 如請求項1所述之感光性組成物，其中 光活性化合物選自如下的一種以上： b-1； b-2； b-3； b-4； b-5；及 b-6； 其中，至少一個Q為式（C）或（D）的基： （C） （D）；且 其餘的Q為氫。
  8. 如請求項1所述之感光性組成物，其中 多官能交聯劑選自包括如下之群組： 2,2'-（（（2-乙基-2-（（環氧乙烷-2-基甲氧基）甲基）丙烷-1,3-二基）雙（氧基））雙（亞甲基））雙（環氧乙烷）；亦稱為三羥甲基丙烷三環氧丙醚（Nagase Chemtex製，EX-321L）； 2,2'-（（（2,2-雙（（環氧乙烷-2-基甲氧基）甲基）丙烷-1,3-二基）雙（氧基））雙（亞甲基））雙（環氧乙烷）；亦稱為新戊四醇四環氧丙醚（PETG，Showa Denko製）； 2,2'-（（（2-（1,3-雙（環氧乙烷-2-基甲氧基）丙-2-基）丙烷-1,3-二基）雙（氧基））雙（亞甲基））雙（環氧乙烷）； 1,2,4,5-四（（環氧乙烷-2-基甲氧基）甲基）苯；及 2,2'-（（（2-（1,3-雙（環氧乙烷-2-基甲氧基）丙-2-基）-2-（（環氧乙烷-2-基甲氧基）甲基）丙烷-1,3-二基）雙（氧基））雙（亞甲基））雙（環氧乙烷）。
  9. 如請求項1所述之感光性組成物，其進一步包含選自包括式（VIA）的化合物和式（VIB）的化合物之群組： （VIA）； （VIB）； 其中d及e為1～4的整數； f及g為0～4的整數； X選自包括鍵、-O-、-OCH 2O-、-OCH 2CH 2O-、-S-、-S-S-、-SO 2-及式-CR 2R 3-的基之群組；其中，R 2及R 3相同或不同且各自獨立地選自氫、甲基、乙基、直鏈或支鏈C 3-C 6烷基、C 3-C 8環烷基、C 6-C 10芳基及C 7-C 12芳烷基；或者 R 2及R 3與該等所鍵結之碳原子一同形成5～8員經取代或未經取代之碳環，其中該取代基選自C 1-C 8烷基； R 4及R 5相同或不同且各自獨立地選自氫、-CO 2H、甲基、乙基、直鏈或支鏈（C 3-C 6）烷基、（C 3-C 8）環烷基、（C 6-C 10）芳基及（C 7-C 12）芳烷基。
  10. 如請求項1所述之感光性組成物，其中 前述酚類化合物選自包括如下之群組： a-1； a-4； a-5；及 a-6。
  11. 如請求項9所述之感光性組成物，其中 式（VIA）的化合物或式（VIB）的化合物選自包括如下之群組： 4-乙基間苯二酚； 4-丙基間苯二酚； 4-丁基間苯二酚； 4-己基間苯二酚； 2-羥基苯甲酸； 3-羥基苯甲酸； 4-羥基苯甲酸； 4,4’-二羥基二苯硫醚； 3,3’-二羥基二苯二硫醚； 4,4’-二羥基二苯二硫醚； 4,4’-二羥基二苯碸； 2,2’-二羥基二苯醚； 4,4’-二羥基二苯醚； 聯苯酚； 2,2'-亞甲基二酚（2,2'-二羥基二苯基甲烷或o,o’-BPF）； 4,4'-亞甲基二酚； 2,2'-（乙烷-1,1-二基）二酚； 4,4'-（乙烷-1,1-二基）二酚； 2,2'-（丙烷-1,1-二基）二酚； 4,4'-（丙烷-1,1-二基）二酚； 2,2'-（丙烷-2,2-二基）二酚； 4,4'-（丙烷-2,2-二基）二酚； 4,4’-（1,3-二甲基亞丁基）二酚； 2,2'-（4-甲基戊烷-2,2-二基）二酚； 4,4'-（4-甲基戊烷-2,2-二基）二酚； 4,4'-（2-乙基亞己基）二酚； 2,2'-（5-甲基庚烷-3,3-二基）二酚； 4,4'-（5-甲基庚烷-3,3-二基）二酚； 4,4’-亞乙基雙酚； 2,2’-伸乙二氧基二酚； 4,4'-（丙烷-2,2-二基）雙（2-環己基苯酚）； 4,4'-（2-甲基丙烷-1,1-二基）雙（2-環己基-5-甲苯酚）； 5,5''-（環己烷-1,1-二基）雙（（[1,1’-聯苯]-2-醇））； 4,4'-（環己烷-1,1-二基）雙（2-環己基苯酚）； 4,4'-（4-甲基環己烷-1,1-二基）二酚； 2-環己基-4-（2-（4-羥苯基）丙-2-基）-5-甲苯酚； 6,6'-亞甲基雙（2-（三級-丁基）-4-甲苯酚）； 6,6'-（2-甲基丙烷-1,1-二基）雙（2,4-二甲苯酚）； 4,4'-（2-甲基丙烷-1,1-二基）雙（2-（三級-丁基）-5-甲苯酚）； 及該等的任意組合的混合物。
  12. 如請求項1所述之感光性組成物，其進一步包含選自包括如下之群組中的一種以上化合物： 三乙氧基（3-（環氧乙烷-2-基甲氧基）丙基）矽烷； 3,3,10,10-四甲氧基-2,11-二氧雜-3,10-二矽十二烷； 4,4,13,13-四乙氧基-3,14-二氧雜-8,9-二硫雜-4,13-二矽十六烷； 2,2'-（（2-羥基-5-甲基-1,3-伸苯基）雙（亞甲基））雙（4-甲苯酚）； 6,6’-亞甲基雙（2-（2-羥基-5-甲基苄基）-4-甲苯酚）； 雙（4-（2-苯基丙-2-基）苯基）胺； 雙（4-（三級-丁基）苯基）胺； 雙（4-甲氧基苯基）胺； 雙（4-乙基苯基）胺； 及該等的任意組合的混合物。
  13. 一種半導體或光電子裝置，其包含積層半導體元件或黏著元件，其中 前述元件包含請求項1所述之感光性組成物。
  14. 一種半導體裝置，其包含晶片堆疊結構，其中 前述晶片堆疊結構進一步包含請求項1所述之感光性組成物。
  15. 一種膜，其包含請求項1所述之組成物。
  16. 一種微電子或光電子裝置，其包含再分布層（RDL）結構、晶片堆疊結構、CMOS影像感測器壩結構中的一種以上，其中 前述結構進一步包含請求項1所述之組成物。
  17. 一種用於製造微電子或光電子裝置之膜的形成方法，前述方法包括如下步驟： 將請求項1所述之組成物塗布於合適的基板而形成膜； 藉由曝光於合適的輻射下，用遮罩對膜進行圖案化； 曝光之後對膜進行顯影而形成光圖案；及 藉由將膜加熱至合適的溫度來使其硬化。
  18. 如請求項17所述之方法，其中 前述顯影藉由水性顯影劑進行。
  19. 如請求項17所述之方法，其中 在前述硬化之前，首先在120℃～160℃的溫度下對前述基板進行20分鐘～60分鐘的硬烤。
  20. 如請求項17所述之方法，其中 前述硬化在150℃～200℃的溫度下，以5℃的增量加熱斜率硬化1～5小時。
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JP6702194B2 (ja) * 2014-10-24 2020-05-27 住友ベークライト株式会社 感光性接着剤組成物および半導体装置
CN109476948A (zh) * 2016-07-28 2019-03-15 普罗米鲁斯有限责任公司 纳迪克酸酐聚合物及由其衍生的感光性组合物
US11537045B2 (en) * 2019-10-17 2022-12-27 Promerus, Llc Photosensitive compositions and applications thereof
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