JP2015200819A - Positive photosensitive resin composition, patterned cured film using the same, and production method thereof - Google Patents

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明敏 谷本
Akitoshi Tanimoto
明敏 谷本
敬司 小野
Takashi Ono
敬司 小野
山下 幸彦
Yukihiko Yamashita
幸彦 山下
優 青木
Masaru Aoki
優 青木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive photosensitive resin composition which can provide a cured film realizing inhibited warpage, little residual stress and excellent physical properties with a curing temperature of 300°C or less; a patterned cured film using the same; and a production method thereof.SOLUTION: A positive photosensitive resin composition comprises (A) at least one polymer selected from the group consisting of polyimide, polybenzoxazole and precursors thereof, (B) a compound that generates an acid upon irradiation with light, (C) a thermal crosslinking agent, and (D) an acrylic resin including a structure represented by the general formula (1). (In the general formula (1), Rrepresents hydrogen or a methyl group; and Rrepresents a hydrogen atom, a hydroxyl group, a C1-12 alkyl group, alkoxyl group, or a carboxyl group.)

Description

本発明は、ポジ型感光性樹脂組成物及びそれを用いたパターン硬化膜とその製造方法に関する。   The present invention relates to a positive photosensitive resin composition, a patterned cured film using the same, and a method for producing the same.

近年、半導体集積回路の微細化に伴い、誘電率を低減するためのlow−k層と呼ばれる層間絶縁膜が必要とされている。low−k層は空孔構造を有するため、機械的強度が低下する。この様な機械的強度の弱い層間絶縁膜を保護するために、感光性ポリイミド又は感光性ポリベンゾオキサゾールにより形成される硬化膜には、厚膜形成性(例えば5μm以上)や高弾性率化(例えば4GPa以上)といった特性が求められている。
しかし、厚膜化及び高弾性率化することによって、硬化後の応力が増大し、半導体ウエハの反りが大きくなって、搬送やウエハ固定の際に不具合が生じる場合があり、応力の低い表面保護膜の開発が望まれている。
従来、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜には、優れた耐熱性と電気特性、機械特性等を併せ持つ感光性ポリイミド又は感光性ポリベンゾオキサゾールが用いられている。感光性ポリイミド又は感光性ポリベンゾオキサゾールは、通常、これらの前駆体組成物を各種基板上に塗布し、活性放射線で露光し、続いて有機溶剤又はアルカリ水溶液による現像でパターニングを行い、高温加熱処理により最終的にポリイミド膜又はポリベンゾオキサゾール膜とする。従来は350℃程度の高温で硬化されてきたが、近年では下層に使用する材料の耐熱性の観点から、低温での硬化が求められており、具体的には表面保護膜からの脱ガスを避ける観点から、250〜300℃の硬化温度が要求されている。
In recent years, with the miniaturization of semiconductor integrated circuits, an interlayer insulating film called a low-k layer for reducing the dielectric constant is required. Since the low-k layer has a pore structure, the mechanical strength decreases. In order to protect such an interlayer insulating film having low mechanical strength, a cured film formed of photosensitive polyimide or photosensitive polybenzoxazole has a thick film formability (for example, 5 μm or more) and a high elastic modulus ( For example, characteristics such as 4 GPa or more are required.
However, by increasing the film thickness and increasing the elastic modulus, the stress after curing increases, and the warpage of the semiconductor wafer increases, which may cause problems when transporting or fixing the wafer. Surface protection with low stress Development of membranes is desired.
Conventionally, photosensitive polyimide or photosensitive polybenzoxazole having both excellent heat resistance, electrical characteristics, mechanical characteristics, and the like has been used for a surface protective film and an interlayer insulating film of a semiconductor element. Photosensitive polyimide or photosensitive polybenzoxazole is usually coated with these precursor compositions on various substrates, exposed with actinic radiation, followed by patterning by development with an organic solvent or an aqueous alkali solution, and high-temperature heat treatment. Thus, a polyimide film or a polybenzoxazole film is finally obtained. Conventionally, it has been cured at a high temperature of about 350 ° C. However, in recent years, from the viewpoint of heat resistance of the material used for the lower layer, curing at a low temperature is required. Specifically, degassing from the surface protective film is required. From the viewpoint of avoidance, a curing temperature of 250 to 300 ° C. is required.

従来、低温硬化に対応するために、柔軟な骨格を有するポリイミド又はポリベンゾオキサゾールを用いて、低応力化を行う手法が進められてきている。これらの材料は200℃以下の低温硬化では優れた伸び及び低残留ストレスを示すものの、250℃硬化では伸びの低下や残留ストレスが上昇することから、より高温における硬化では架橋密度が上昇し、残量ストレスがさらに上昇する可能性がある(例えば非特許文献1参照)。従って、従来の低温硬化材を300℃付近の硬化プロセスへ適用することは、低応力化の観点から改善の余地がある。
一方で、従来350℃以上の硬化温度で用いられてきたバッファーコート材で優れた低応力性を有する材料はあるものの(例えば特許文献1参照)、300℃以下の硬化温度で用いる場合、硬化が充分に進まないために応力が下がらない等の改善の余地がある。
Conventionally, in order to cope with low-temperature curing, a technique for reducing stress using a polyimide or polybenzoxazole having a flexible skeleton has been advanced. These materials exhibit excellent elongation and low residual stress when cured at a low temperature of 200 ° C. or lower, but decrease in elongation and residual stress increase when cured at 250 ° C., so that the crosslinking density increases when cured at higher temperatures, and the residual There is a possibility that the amount stress further increases (for example, see Non-Patent Document 1). Therefore, applying a conventional low-temperature curing material to a curing process near 300 ° C. has room for improvement from the viewpoint of reducing stress.
On the other hand, although there is a material having an excellent low stress property with a buffer coating material that has been conventionally used at a curing temperature of 350 ° C. or higher (see, for example, Patent Document 1), when used at a curing temperature of 300 ° C. or lower, curing is not possible. There is room for improvement, such as stress does not drop because it does not advance sufficiently.

国際公開第2006/008991号International Publication No. 2006/008991

機能材料、第33巻21頁(2013年)Functional Materials, Vol. 33, p. 21 (2013)

本発明は、300℃以下の硬化温度で優れた硬化膜物性を持ち、硬化膜の残留応力が小さく、反りの抑制が可能なポジ型感光性樹脂組成物及びそれを用いたパターン硬化膜とその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention relates to a positive photosensitive resin composition having excellent cured film properties at a curing temperature of 300 ° C. or less, having a small residual stress in the cured film, and capable of suppressing warpage, and a pattern cured film using the same. An object is to provide a manufacturing method.

本発明によれば、以下のポジ型感光性樹脂組成物等が提供される。
<1> (A)ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種のポリマーと、(B)光酸発生剤と、(C)熱架橋剤と、(D)下記一般式(1)で示される構造を含むアクリル樹脂とを含有するポジ型感光性樹脂組成物。
According to the present invention, the following positive photosensitive resin composition and the like are provided.
<1> (A) At least one polymer selected from the group consisting of polyimide, polybenzoxazole and precursors thereof, (B) a photoacid generator, (C) a thermal crosslinking agent, and (D) A positive photosensitive resin composition comprising an acrylic resin having a structure represented by the general formula (1).

Figure 2015200819
(一般式(1)中、Rは水素又はメチル基を示す。Rは水素原子、ヒドロキシル基、炭素数1〜12のアルキル基、アルコキシル基又はカルボキシル基を表す。)
<2> 前記(D)アクリル樹脂の含有量が、(A)成分100質量部に対して0.01〜30質量部である<1>に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
<3> 前記(B)光酸発生剤が、o−キノンジアジド化合物である、<1>又は<2>に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
<4> 前記(D)アクリル樹脂の重量平均分子量が、2000〜100000である<1>〜<3>のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物。
<5> 前記(D)アクリル樹脂が、さらに下記一般式(2)、(3)又は(4)で表される構造単位を少なくとも1つ以上有するアクリル樹脂である、<1>〜<4>いずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
Figure 2015200819
(In general formula (1), R 1 represents hydrogen or a methyl group. R 2 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxyl group, or a carboxyl group.)
<2> The positive photosensitive resin composition according to <1>, wherein the content of the (D) acrylic resin is 0.01 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
<3> The positive photosensitive resin composition according to <1> or <2>, wherein the (B) photoacid generator is an o-quinonediazide compound.
<4> The positive photosensitive resin composition according to any one of <1> to <3>, wherein the weight average molecular weight of the (D) acrylic resin is 2000 to 100,000.
<5> The acrylic resin (D) is an acrylic resin having at least one structural unit represented by the following general formula (2), (3), or (4), <1> to <4> The positive photosensitive resin composition as described in any one of Claims.

Figure 2015200819
[一般式(2)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Rは1級、2級又は3級アミノ基を有する1価の有機基を示す。]
Figure 2015200819
[In General Formula (2), R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 4 represents a monovalent organic group having a primary, secondary, or tertiary amino group. ]

Figure 2015200819
[一般式(3)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Rは炭素数4〜20のアルキル基を示す。]
Figure 2015200819
[In General Formula (3), R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 6 represents an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms. ]

Figure 2015200819
[一般式(4)中、Rは水素原子又はメチル基を示す。]
<6> <1>〜<5>のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物から得られる硬化膜。
<7> <1>〜<5>のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物を基板上に塗布し乾燥して感光性樹脂膜を形成する工程と、前記感光性樹脂膜を所定のパターンに露光する工程と、前記露光後の感光性樹脂膜を現像してパターン樹脂膜を得る現像工程と、前記パターン樹脂膜を加熱処理してパターン硬化膜を得る加熱処理工程とを含む、パターン硬化膜の製造方法。
<8> 前記加熱処理工程における加熱処理温度が300℃以下である<7>に記載のパターン硬化膜の製造方法。
Figure 2015200819
[In General Formula (4), R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group. ]
<6> A cured film obtained from the photosensitive resin composition according to any one of <1> to <5>.
<7> A step of applying the photosensitive resin composition according to any one of <1> to <5> onto a substrate and drying to form a photosensitive resin film; and A pattern including a step of exposing the pattern, a development step of developing the exposed photosensitive resin film to obtain a pattern resin film, and a heat treatment step of heating the pattern resin film to obtain a pattern cured film A method for producing a cured film.
<8> The method for producing a cured pattern film according to <7>, wherein the heat treatment temperature in the heat treatment step is 300 ° C. or lower.

本発明によれば、硬化膜を低応力化し、反りの抑制が可能で、優れた硬化膜物性を有する硬化膜を形成可能なポジ型感光性樹脂組成物を提供することができる。また、本発明のポジ型感光性樹脂組成物からなるパターン硬化膜は、良好な感光特性(感度及び解像度)を有し、また、充分な機械特性(破断伸び)を有する。また、本発明の感光性樹脂組成物は低温での硬化が可能であるため、電子部品への熱によるダメージを防止することができ、信頼性の高い電子部品を歩留りよく提供することができる。
本発明者らは前記効果は、特定のアクリル樹脂を添加することで、硬化膜中に相分離が誘起され、硬化膜に残留する応力が低減すると推察している。
According to the present invention, it is possible to provide a positive photosensitive resin composition capable of reducing the stress of a cured film, suppressing warpage, and forming a cured film having excellent cured film properties. Moreover, the pattern cured film which consists of a positive photosensitive resin composition of this invention has a favorable photosensitive characteristic (sensitivity and resolution), and has sufficient mechanical characteristics (breaking elongation). In addition, since the photosensitive resin composition of the present invention can be cured at a low temperature, it is possible to prevent damage to the electronic component due to heat and to provide a highly reliable electronic component with a high yield.
The present inventors speculate that the effect is that the addition of a specific acrylic resin induces phase separation in the cured film and reduces the stress remaining in the cured film.

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」又はそれに対応する「メタクリレート」を意味する。同様に「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」又は「メタクリル」を意味する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In this specification, “(meth) acrylate” means “acrylate” or “methacrylate” corresponding thereto. Similarly, “(meth) acryl” means “acryl” or “methacryl”.

[ポジ型感光性樹脂組成物]
本実施形態に係るポジ型感光性樹脂組成物(以下、感光性樹脂組成物と表すこともある)は、(A)ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種のポリマーと、(B)光酸発生剤と、(C)熱架橋剤と、(D)一般式(1)に示される構造を含むアクリル樹脂と、を含有する。
[Positive photosensitive resin composition]
The positive photosensitive resin composition according to this embodiment (hereinafter sometimes referred to as a photosensitive resin composition) is at least one selected from the group consisting of (A) polyimide, polybenzoxazole, and precursors thereof. And (B) a photoacid generator, (C) a thermal crosslinking agent, and (D) an acrylic resin having a structure represented by the general formula (1).

<(A)成分:ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種のポリマー>
(A)成分であるポリマーは、その主鎖骨格がポリイミド、ポリオキサゾール又はこれらの前駆体の構造を有する。具体的には、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリオキサゾール、ポリアミド、及びこれらの前駆体(例えばポリアミド酸、ポリアミド酸エステル、ポリヒドロキシアミド等)である。これらの中でも、硬化膜の耐溶剤性を高める観点から、ポリイミド、ポリオキサゾール又はこれらの前駆体を用いることが好ましい。
<(A) component: at least one polymer selected from the group consisting of polyimide, polybenzoxazole and their precursors>
The polymer as the component (A) has a main chain skeleton having a structure of polyimide, polyoxazole or a precursor thereof. Specifically, polyimide, polyamideimide, polyoxazole, polyamide, and precursors thereof (for example, polyamic acid, polyamic acid ester, polyhydroxyamide, etc.). Among these, it is preferable to use polyimide, polyoxazole or a precursor thereof from the viewpoint of increasing the solvent resistance of the cured film.

(A)成分は、例えば、以下の方法により合成することができる。前記ポリイミドは、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させ、脱水閉環することにより得ることができる。また、前記ポリアミドイミドは、例えば、トリカルボン酸とジアミンを反応させ、脱水閉環することにより得ることできる。   The component (A) can be synthesized, for example, by the following method. The polyimide can be obtained, for example, by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine and dehydrating and ring-closing. The polyamideimide can be obtained, for example, by reacting tricarboxylic acid and diamine and dehydrating and ring-closing.

前記ポリアミドは、例えば、ジカルボン酸ジクロリドとジアミンを反応させることにより、得ることができる。また、前記ポリアミド酸(ポリイミド前駆体)は、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させることにより得ることができる。   The polyamide can be obtained, for example, by reacting dicarboxylic acid dichloride with diamine. Moreover, the said polyamic acid (polyimide precursor) can be obtained by making tetracarboxylic dianhydride and diamine react, for example.

前記ポリアミド酸エステル(ポリイミド前駆体)は、例えば、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンを反応させることにより得ることができる。また、前記ポリヒドロキシアミド(ポリオキサゾール前駆体)は、例えば、ジカルボン酸ジクロリドとジヒドロキシジアミン(通常アミノ基とフェノール性水酸基が芳香環のオルト位に結合するもの)を反応させることにより得ることができる。以上のいずれのポリマーの製造方法も、公知の方法を用いることができる。これらのポリマーの中でも、加熱により閉環してポリベンゾオキサゾールとなるポリヒドロキシアミド(ポリベンゾオキサゾール前駆体)が、耐熱性、機械特性、電気特性に優れる観点から好ましい。   The polyamic acid ester (polyimide precursor) can be obtained, for example, by reacting tetracarboxylic acid diester dichloride with a diamine. The polyhydroxyamide (polyoxazole precursor) can be obtained, for example, by reacting dicarboxylic acid dichloride with dihydroxydiamine (usually those in which an amino group and a phenolic hydroxyl group are bonded to the ortho position of the aromatic ring). . Any of the above-described methods for producing a polymer can be a known method. Among these polymers, polyhydroxyamides (polybenzoxazole precursors) that are closed by heating to become polybenzoxazoles are preferable from the viewpoint of excellent heat resistance, mechanical properties, and electrical properties.

ポリヒドロキシアミドは、下記一般式(5)で表される構造単位を有する。下記一般式(5)で表される「ヒドロキシル基を含有するアミドユニット」は、最終的には硬化時の脱水閉環により、耐熱性、機械特性、電気特性に優れるオキサゾール体に変換される。   Polyhydroxyamide has a structural unit represented by the following general formula (5). The “amide unit containing a hydroxyl group” represented by the following general formula (5) is finally converted into an oxazole having excellent heat resistance, mechanical properties, and electrical properties by dehydration ring closure at the time of curing.

Figure 2015200819
(一般式(5)中、Uは4価の有機基を示し、Vは2価の有機基を示す)
Figure 2015200819
(In general formula (5), U represents a tetravalent organic group, and V represents a divalent organic group)

本発明で用いることができるポリヒドロキシアミドは、前記一般式(5)で表される構造単位を有することが好ましいが、ポリヒドロキシアミドのアルカリ性水溶液に対する可溶性は、フェノール性水酸基に由来するため、一般式(5)で表される「ヒドロキシ基を含有するアミドユニット」がある割合以上含まれていることがより好ましい。そのようなものとして、一般式(6)で表されるポリヒドロキシアミドが好ましい。なお、一般式(6)中の二つのVは同一でも異なっても良い。   The polyhydroxyamide that can be used in the present invention preferably has the structural unit represented by the general formula (5). However, since the solubility of the polyhydroxyamide in an alkaline aqueous solution is derived from a phenolic hydroxyl group, It is more preferable that the “amide unit containing a hydroxy group” represented by the formula (5) is contained in a certain ratio or more. As such, polyhydroxyamide represented by the general formula (6) is preferable. Two Vs in the general formula (6) may be the same or different.

Figure 2015200819
(一般式(6)中、Uは4価の有機基を示し、VとWは2価の有機基を示す。jとkはモル分率を示し、jとkの和は100モル%であり、jが60〜100モル%、kが0〜40モル%である。)
Figure 2015200819
(In general formula (6), U represents a tetravalent organic group, V and W represent a divalent organic group, j and k represent mole fractions, and the sum of j and k is 100 mol%. And j is 60 to 100 mol%, and k is 0 to 40 mol%.)

ここで、一般式(6)中のjとkのモル分率は、j=80〜100モル%、k=0〜20モル%であることが好ましい。一般式(6)で表される構造単位を有するポリヒドロキシアミドは、一般的にジカルボン酸誘導体とヒドロキシ基含有ジアミン類と、必要に応じて前記以外のジアミン類から合成できる。具体的には、ジカルボン酸誘導体をジハライド誘導体に変換後、前記ジアミン類との反応を行うことにより合成できる。前記のジハライド誘導体としては、ジクロリド誘導体が好ましい。前記ジクロリド誘導体は、ジカルボン酸誘導体にハロゲン化剤を作用させて合成することができる。これらは公知の方法を用いることができる。   Here, it is preferable that the molar fraction of j and k in General formula (6) is j = 80-100 mol% and k = 0-20 mol%. The polyhydroxyamide having the structural unit represented by the general formula (6) can generally be synthesized from a dicarboxylic acid derivative, a hydroxy group-containing diamine, and, if necessary, a diamine other than the above. Specifically, it can be synthesized by converting a dicarboxylic acid derivative into a dihalide derivative and then reacting with the diamines. The dihalide derivative is preferably a dichloride derivative. The dichloride derivative can be synthesized by reacting a dicarboxylic acid derivative with a halogenating agent. A known method can be used for these.

一般式(6)において、Uで表される4価の有機基は、4価の芳香族基が好ましく、炭素原子数としては6〜40のものが好ましく、炭素原子数6〜40の4価の芳香族基がより好ましい。また、Uで表される4価の有機基は、ポリベンゾオキサゾール前駆体であるために、一般にジカルボン酸と反応してポリアミド構造を形成する「2個のヒドロキシ基と2個のアミノ基をそれぞれ芳香環上に有し、ヒドロキシ基とアミノ基がオルト位に位置した構造を2組有するジアミンの残基」である。   In the general formula (6), the tetravalent organic group represented by U is preferably a tetravalent aromatic group, preferably having 6 to 40 carbon atoms, and tetravalent having 6 to 40 carbon atoms. The aromatic group is more preferable. In addition, since the tetravalent organic group represented by U is a polybenzoxazole precursor, it generally reacts with a dicarboxylic acid to form a polyamide structure “two hydroxy groups and two amino groups, respectively. It is a residue of a diamine having two sets of structures having an hydroxy group and an amino group located in the ortho position on an aromatic ring.

このようなジアミン類としては、3,3´−ジアミノ−4,4´−ジヒドロキシビフェニル、4,4´−ジアミノ−3,3´−ジヒドロキシビフェニル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Such diamines include 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane. Bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) propane, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, 2,2-bis (3-amino-) 4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3- Although hexafluoropropane etc. are mentioned, it is not limited to these. These compounds can be used alone or in combination of two or more.

一般式(6)において、Wで表される2価の有機基とは、一般に、ジカルボン酸と反応してポリアミド構造を形成する「ジアミンの残基」であり、前記Uを形成するジアミン以外の残基であり、2価の芳香族基又は脂肪族基が好ましく、炭素原子数としては4〜40のものが好ましく、炭素原子数4〜40の2価の芳香族基がより好ましい。   In the general formula (6), the divalent organic group represented by W is generally a “diamine residue” that forms a polyamide structure by reacting with a dicarboxylic acid, and other than the diamine that forms the U. It is a residue and is preferably a divalent aromatic group or an aliphatic group. The number of carbon atoms is preferably 4 to 40, and more preferably a divalent aromatic group having 4 to 40 carbon atoms.

このようなジアミン類としては、4,4´−ジアミノジフェニルエーテル、4,4´−ジアミノジフェニルメタン、4,4´−ジアミノジフェニルスルホン、4,4´−ジアミノジフェニルスルフィド、ベンジジン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、1,5−ナフタレンジアミン、2,6−ナフタレンジアミン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(3−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン等の芳香族ジアミン化合物が挙げられる。さらに、これらの他にも、シリコーン基の入ったジアミンとして、LP−7100、X−22−161AS、X−22−161A、X−22−161B、X−22−161C及びX−22−161E(いずれも信越化学工業株式会社製、商品名)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of such diamines include 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, benzidine, m-phenylenediamine, p. -Phenylenediamine, 1,5-naphthalenediamine, 2,6-naphthalenediamine, bis (4-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (3-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4 And aromatic diamine compounds such as-(4-aminophenoxy) phenyl] ether and 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene. In addition to these, diamines containing silicone groups include LP-7100, X-22-161AS, X-22-161A, X-22-161B, X-22-161C, and X-22-161E ( Any of these include, but are not limited to, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name). These compounds can be used alone or in combination of two or more.

一般式(6)において、Vで表される2価の有機基とは、ジアミンと反応してポリアミド構造を形成する、ジカルボン酸の残基であり、2価の芳香族基が好ましく、炭素原子数としては6〜40のものが好ましく、炭素原子数6〜40の2価の芳香族基が硬化膜の耐熱性の観点でより好ましい。また、Vが炭素数6〜30の脂肪族直鎖構造を有する2価の有機基の場合は、熱硬化する際の温度を280℃以下と低くしても充分な物性が得られる点で好ましい。   In the general formula (6), the divalent organic group represented by V is a dicarboxylic acid residue that reacts with diamine to form a polyamide structure, and is preferably a divalent aromatic group, preferably a carbon atom. The number is preferably 6 to 40, and a divalent aromatic group having 6 to 40 carbon atoms is more preferable from the viewpoint of heat resistance of the cured film. In addition, when V is a divalent organic group having an aliphatic straight chain structure having 6 to 30 carbon atoms, it is preferable in that sufficient physical properties can be obtained even if the temperature at the time of thermosetting is lowered to 280 ° C. or lower. .

芳香族基を有するジカルボン酸としては、イソフタル酸、テレフタル酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、4,4´−ジカルボキシビフェニル、4,4´−ジカルボキシジフェニルエーテル、4,4´−ジカルボキシテトラフェニルシラン、ビス(4−カルボキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(p−カルボキシフェニルプロパン)、5−tert−ブチルイソフタル酸、5−ブロモイソフタル酸、5−フルオロイソフタル酸、5−クロロイソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族系ジカルボン酸;1,2−シクロブタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸等が挙げられる。
炭素数6〜30の脂肪族直鎖構造を有するジカルボン酸としては、マロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、イソプロピルマロン酸、ジ−n−ブチルマロン酸、コハク酸、テトラフルオロコハク酸、メチルコハク酸、2,2−ジメチルコハク酸、2,3−ジメチルコハク酸、ジメチルメチルコハク酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、3,3−ジメチルグルタル酸、3−エチル−3−メチルグルタル酸、アジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、3−メチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2,6,6−テトラメチルピメリン酸、スベリン酸、ドデカフルオロスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサデカフルオロセバシン酸、1,9−ノナン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカ二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ヘンエイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸、ペンタコサン二酸、ヘキサコサン二酸、ヘプタコサン二酸、オクタコサン二酸、ノナコサン二酸、トリアコンタンサン二酸、ヘントリアコンタン二酸、ドトリアコンタン二酸、ジグリコール酸、下記一般式(7)で示されるジカルボン酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
Examples of the dicarboxylic acid having an aromatic group include isophthalic acid, terephthalic acid, 2,2-bis (4-carboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, and 4,4′-di. Carboxybiphenyl, 4,4′-dicarboxydiphenyl ether, 4,4′-dicarboxytetraphenylsilane, bis (4-carboxyphenyl) sulfone, 2,2-bis (p-carboxyphenylpropane), 5-tert-butyl Aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid, 5-bromoisophthalic acid, 5-fluoroisophthalic acid, 5-chloroisophthalic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid; 1,2-cyclobutanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid An acid, 1, 3- cyclopentane dicarboxylic acid etc. are mentioned.
Examples of the dicarboxylic acid having an aliphatic straight chain structure having 6 to 30 carbon atoms include malonic acid, dimethylmalonic acid, ethylmalonic acid, isopropylmalonic acid, di-n-butylmalonic acid, succinic acid, tetrafluorosuccinic acid, and methylsuccinic acid. Acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, dimethylmethylsuccinic acid, glutaric acid, hexafluoroglutaric acid, 3,3-dimethylglutaric acid, 3-ethyl-3-methylglutaric acid, adipine Acid, octafluoroadipic acid, 3-methyladipic acid, pimelic acid, 2,2,6,6-tetramethylpimelic acid, suberic acid, dodecafluorosuberic acid, azelaic acid, sebacic acid, hexadecafluorosebacic acid, 1,9-nonanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, tetradecanedioic acid, pentadecanedioic acid Hexadecanedioic acid, heptadecanedioic acid, octadecanedioic acid, nonadecanedioic acid, eicosandioic acid, heneicosandioic acid, docosandioic acid, tricosanedioic acid, tetracosanedioic acid, pentacosanedioic acid, hexacosanedioic acid, heptacosanedioic acid, octacosanedioic acid Examples thereof include, but are not limited to, acids, nonacosandioic acid, triacontanesandioic acid, hentriacontanedioic acid, dotriacontanedioic acid, diglycolic acid, and dicarboxylic acids represented by the following general formula (7). It is not a thing. These compounds can be used alone or in combination of two or more.

Figure 2015200819
(一般式(7)中、Zは炭素数1〜6の炭化水素基、nは1〜6の整数である。)
Figure 2015200819
(In general formula (7), Z is a C1-C6 hydrocarbon group, and n is an integer of 1-6.)

(A)成分の分子量は、重量平均分子量で3000〜200000が好ましく、5000〜100000がより好ましく、10000〜50000がさらに好ましい。ここで、分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC)により測定し、標準ポリスチレン検量線より換算して得た値である。   (A) As for the molecular weight of a component, 3000-200000 are preferable at a weight average molecular weight, 5000-100000 are more preferable, 10000-50000 are further more preferable. Here, the molecular weight is a value obtained by measuring by gel permeation chromatography (GPC) and converting from a standard polystyrene calibration curve.

<(B)成分:光酸発生剤>
(B)成分である光酸発生剤は、感光剤として用いられる。(B)成分は、光照射により酸を生成させ、光照射した部分のアルカリ水溶液への可溶性を増大させる機能を有する。
<(B) component: Photoacid generator>
The photoacid generator as component (B) is used as a photosensitizer. The component (B) has a function of generating an acid by light irradiation and increasing the solubility of the light-irradiated portion in the alkaline aqueous solution.

(B)成分の具体例としては、o−キノンジアジド化合物、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩等が挙げられる。これらの中で、感度が高いことから、o−キノンジアジド化合物が好ましい。   Specific examples of the component (B) include o-quinonediazide compounds, aryldiazonium salts, diaryliodonium salts, and triarylsulfonium salts. Of these, o-quinonediazide compounds are preferred because of their high sensitivity.

o−キノンジアジド化合物は、例えば、o−キノンジアジドスルホニルクロリドと、ヒドロキシ化合物やアミノ化合物等とを脱塩酸剤の存在下で縮合反応させる公知の方法により得ることができる。これらの中でも、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−[4−{1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル}フェニル]エタンと、1−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホニルクロリドとの反応により得られるエステル化合物が好ましい。これは、AZエレクトロニックマテリアルズ社より商業的に入手可能である(商品名「TPPA528」)。   The o-quinonediazide compound can be obtained, for example, by a known method in which an o-quinonediazidesulfonyl chloride, a hydroxy compound, an amino compound, or the like is subjected to a condensation reaction in the presence of a dehydrochlorinating agent. Among these, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1- [4- {1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl} phenyl] ethane and 1-naphthoquinone-2-diazide-5 -Ester compounds obtained by reaction with sulfonyl chlorides are preferred. This is commercially available from AZ Electronic Materials (trade name “TPPA528”).

(B)成分の含有量は、露光部と未露光部の溶解速度差が大きくなり、感度がより良好となる点から、(A)成分100質量部に対して3〜100質量部が好ましく、5〜50質量部がより好ましく、5〜30質量部がさらに好ましい。   The content of the component (B) is preferably 3 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A) from the viewpoint that the difference in dissolution rate between the exposed part and the unexposed part increases and the sensitivity becomes better. 5-50 mass parts is more preferable, and 5-30 mass parts is further more preferable.

<(C)成分:熱架橋剤>
(C)成分である熱架橋剤は、感光性樹脂組成物を塗布、露光、現像後に加熱処理する工程において、(A)成分のポリマーと反応(橋架け)する。又は加熱処理する工程において(C)成分自身が重合する。これによって、比較的低い温度、例えば300℃以下の硬化において懸念される膜の脆さを防ぎ、機械特性や薬品耐性、フラックス耐性を向上させることができる。
<(C) component: thermal crosslinking agent>
The thermal crosslinking agent as component (C) reacts (bridges) with the polymer as component (A) in the step of heat treatment after application, exposure, and development of the photosensitive resin composition. Or (C) component itself superposes | polymerizes in the process of heat-processing. As a result, the brittleness of the film, which is a concern at curing at a relatively low temperature, for example, 300 ° C. or less, can be prevented, and the mechanical properties, chemical resistance, and flux resistance can be improved.

(C)成分は、加熱処理する工程において架橋又は重合する化合物である以外に特に制限はないが、分子内にメチロール基、アルコキシメチル基、エポキシ基又はビニルエーテル基を有する化合物であることが好ましい。これらの基がベンゼン環に結合している化合物、あるいはN位がメチロール基又はアルコキシメチル基で置換されたメラミン樹脂、尿素樹脂が好ましい。また、これらの基がフェノール性水酸基を有するベンゼン環に結合している化合物は、現像する際に露光部の溶解速度が増加して感度を向上させることができる点でより好ましい。中でも感度とワニスの安定性、加えてパターン形成後の膜の硬化時に膜の溶融を防ぐことができる点で、分子内に2個以上のメチロール基又はアルコキシメチル基を有する化合物がより好ましい。そのような化合物は、具体的には、下記一般式(I)〜(III)で表すことができる。   The component (C) is not particularly limited except that it is a compound that is crosslinked or polymerized in the heat treatment step, but is preferably a compound having a methylol group, an alkoxymethyl group, an epoxy group, or a vinyl ether group in the molecule. A compound in which these groups are bonded to a benzene ring, or a melamine resin or urea resin in which the N-position is substituted with a methylol group or an alkoxymethyl group is preferable. In addition, a compound in which these groups are bonded to a benzene ring having a phenolic hydroxyl group is more preferable in that the sensitivity can be improved by increasing the dissolution rate of the exposed area during development. Among them, a compound having two or more methylol groups or alkoxymethyl groups in the molecule is more preferable in terms of sensitivity and varnish stability, and in addition, the film can be prevented from melting when the film is cured after pattern formation. Such a compound can be specifically represented by the following general formulas (I) to (III).

Figure 2015200819
(一般式(I)中、Xは単結合又は1〜4価の有機基を示し、R11は水素原子又は一価の有機基を示し、R12は一価の有機基を示し、nは1〜4の整数であり、pは1〜4の整数であり、qは0〜3の整数である)
Figure 2015200819
(In general formula (I), X represents a single bond or a monovalent to tetravalent organic group, R 11 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 12 represents a monovalent organic group, and n represents (It is an integer of 1-4, p is an integer of 1-4, q is an integer of 0-3)

Figure 2015200819
(一般式(II)中、2つのYは各々独立に水素原子又は炭素原子数1〜10のアルキル基、その水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されたフルオロアルキル基、その水素原子の一部がヒドロキシル基で置換されたヒドロキシアルキル基、炭素原子数1〜10のアルコキシ基であり、R13及びR14は一価の有機基を示し、R15及びR16は水素原子又は一価の有機基を示し、m及びnは各々独立に1〜3の整数であり、p及びqは各々独立に0〜4の整数である)
Figure 2015200819
(In the general formula (II), two Y's are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a fluoroalkyl group in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, and the hydrogen atoms Is a hydroxyalkyl group partially substituted with a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, R 13 and R 14 represent a monovalent organic group, and R 15 and R 16 represent a hydrogen atom or And m and n are each independently an integer of 1 to 3, and p and q are each independently an integer of 0 to 4)

Figure 2015200819
(一般式(III)中、R17及びR18は各々独立に水素原子又は一価の有機基を示し、互いが結合することで環構造となっていてもよい。)
Figure 2015200819
(In the general formula (III), R 17 and R 18 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group, and may be bonded to each other to form a ring structure.)

なお、一般式(I)〜(III)において、一価の有機基としては、炭素原子数1〜10の、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアルコキシ基、それらの水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換されたものが好ましいものとして挙げられる。   In the general formulas (I) to (III), the monovalent organic group is an alkyl group, alkoxy group, hydroxyalkyl group, hydroxyalkoxy group, or part of hydrogen atoms having 1 to 10 carbon atoms. Alternatively, those in which all are substituted with halogen atoms are preferred.

前記一般式(III)で表される化合物の中でも、以下の化合物が好ましい。   Among the compounds represented by the general formula (III), the following compounds are preferable.

Figure 2015200819
Figure 2015200819

本発明の感光性樹脂組成物において、(C)成分の配合量は、現像時間と、未露光部残膜率の許容幅、及び硬化膜物性の点から、(A)成分100質量部に対して1〜50質量部が好ましい。一方、230℃以下での硬化膜の薬品耐性、フラックス耐性の観点では、15質量部以上が好ましく、20質量部以上がより好ましい。   In the photosensitive resin composition of the present invention, the compounding amount of the component (C) is based on 100 parts by weight of the component (A) from the viewpoints of development time, allowable width of the unexposed part remaining film ratio, and cured film properties. 1 to 50 parts by mass is preferable. On the other hand, from the viewpoint of chemical resistance and flux resistance of the cured film at 230 ° C. or less, 15 parts by mass or more is preferable, and 20 parts by mass or more is more preferable.

<(D)成分>
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、(D)成分のアクリル樹脂は、下記一般式(1)で表される構造を含有し、かつアルカリ現像液に対して可溶性を有する樹脂であれば、特に限定されるものではない。
<(D) component>
If the photosensitive resin composition which concerns on this embodiment contains the structure represented by following General formula (1), and the acrylic resin of (D) component is resin which is soluble with respect to an alkali developing solution. There is no particular limitation.

Figure 2015200819
(一般式(1)中、Rは水素又はメチル基を示す。Rは水素原子、ヒドロキシル基、炭素数1〜12のアルキル基、アルコキシル基又はカルボキシル基を表す。)
Figure 2015200819
(In general formula (1), R 1 represents hydrogen or a methyl group. R 2 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxyl group, or a carboxyl group.)

前記一般式(1)で表される構造は、対応する重合性単量体を重合させることで導入することができる。具体的には、ベンジル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシベンジル(メタ)アクリレート、4−メチルベンジル(メタ)アクリレート、4−クロロベンジル(メタ)アクリレート等を用いてアクリル樹脂中に導入することができる。これらの中でも、ベンジル(メタ)アクリレートが好ましい。   The structure represented by the general formula (1) can be introduced by polymerizing a corresponding polymerizable monomer. Specifically, it can be introduced into an acrylic resin using benzyl (meth) acrylate, 4-hydroxybenzyl (meth) acrylate, 4-methylbenzyl (meth) acrylate, 4-chlorobenzyl (meth) acrylate, or the like. . Among these, benzyl (meth) acrylate is preferable.

(D)成分であるアクリル樹脂において、前記一般式(1)で表される構造単位の組成比は、(D)成分の総量に対して、相溶性及び低応力化の観点から、1〜90モル%であることが好ましく、5〜87モル%であることがより好ましく、10〜85モル%であることがさらに好ましく、30〜70モル%であることが特に好ましく、50〜70モル%であることが極めて好ましい。   In the acrylic resin as the component (D), the composition ratio of the structural unit represented by the general formula (1) is 1 to 90 from the viewpoint of compatibility and low stress with respect to the total amount of the component (D). It is preferably mol%, more preferably 5 to 87 mol%, further preferably 10 to 85 mol%, particularly preferably 30 to 70 mol%, and 50 to 70 mol%. Very preferably.

(D)成分はさらに下記一般式(2)〜(4)で表されるいずれかの構造を含有するアクリル樹脂であることが好ましい。   The component (D) is preferably an acrylic resin containing any structure represented by the following general formulas (2) to (4).

Figure 2015200819
[一般式(2)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Rは1級、2級又は3級アミノ基を有する1価の有機基を示す。]
Figure 2015200819
[In General Formula (2), R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 4 represents a monovalent organic group having a primary, secondary, or tertiary amino group. ]

Figure 2015200819
[一般式(3)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Rは炭素数4〜20のアルキル基を示す。]
Figure 2015200819
[In General Formula (3), R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 6 represents an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms. ]

Figure 2015200819
[一般式(4)中、Rは水素原子又はメチル基を示す。]
Figure 2015200819
[In General Formula (4), R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group. ]

一般式(2)で表される構造単位を与える重合性単量体としては、アミノエチル(メタ)アクリレート、N−メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、アミノプロピル(メタ)アクリレート、N−メチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N−エチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリルアミド、N−メチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N−エチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、アミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−エチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、1−メチルピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、(ピペリジン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート、2−(ピペリジン−4−イル)エチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの重合性単量体は単独で又は2種類以上を組み合わせて用いられる。これらの中でも特に、レジストパターンの基板への密着性、機械特性及び耐熱衝撃性をより向上できる観点から、一般式(2)中、Rが下記一般式(8)で表される1価の有機基であることが好ましい。 Examples of the polymerizable monomer that gives the structural unit represented by the general formula (2) include aminoethyl (meth) acrylate, N-methylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N-ethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, aminopropyl (meth) acrylate, N-methylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, N-ethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylate, aminoethyl (meth) acrylamide, N-methylaminoethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, N-ethylaminoe (Meth) acrylamide, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylamide, aminopropyl (meth) acrylamide, N-methylaminopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, N-ethylamino Propyl (meth) acrylamide, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylamide, piperidin-4-yl (meth) acrylate, 1-methylpiperidin-4-yl (meth) acrylate, 2,2,6,6-tetramethyl Piperidin-4-yl (meth) acrylate, 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl (meth) acrylate, (piperidin-4-yl) methyl (meth) acrylate, 2- (piperidine- 4-yl) ethyl (meth) acrylate And the like. These polymerizable monomers are used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of further improving the adhesion of the resist pattern to the substrate, mechanical properties, and thermal shock resistance, in the general formula (2), R 4 is a monovalent group represented by the following general formula (8). An organic group is preferred.

Figure 2015200819
Figure 2015200819

一般式(8)中、Xは炭素数1〜5のアルキレン基を表し、R20〜R24はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜20のアルキル基を表し、mは0〜10の整数である。 In the general formula (8), X represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, R 20 to R 24 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having a carbon number of 1 to 20, m is 0 to an integer of It is.

が前記一般式(8)で表される1価の有機基である一般式(2)の構造単位を与える重合性単量体としては、ピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、1−メチルピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、(ピペリジン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート、2−(ピペリジン−4−イル)エチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中で、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イルメタクリレートはFA−711MMとして、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イルメタクリレートはFA−712HMとして(いずれも日立化成株式会社製)、それぞれ商業的に入手可能である。
が前記一般式(8)で表される1価の有機基である一般式(2)の構造単位を与える重合性単量体であることで、得られる(D)成分のアクリル樹脂と(A)成分のポリイミド、ポリベンゾオキサゾール及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種のポリマーと良好な相互作用を有することができる。
Examples of the polymerizable monomer that gives the structural unit of the general formula (2) in which R 4 is a monovalent organic group represented by the general formula (8) include piperidin-4-yl (meth) acrylate, 1- Methylpiperidin-4-yl (meth) acrylate, 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl (meth) acrylate, 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl (meth) ) Acrylate, (piperidin-4-yl) methyl (meth) acrylate, 2- (piperidin-4-yl) ethyl (meth) acrylate, and the like. Among these, 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl methacrylate is FA-711MM, and 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl methacrylate is FA-712HM. (Both manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) are commercially available.
R 4 is a polymerizable monomer that gives a structural unit of the general formula (2) that is a monovalent organic group represented by the general formula (8), and thus obtained acrylic resin of component (D) It can have good interaction with at least one polymer selected from the group consisting of (A) component polyimide, polybenzoxazole and precursors thereof.

(D)成分であるアクリル樹脂において、前記一般式(2)で表される構造単位が前記一般式(8)で表される構造を有することにより、(D)成分のアクリル樹脂を乳酸エチル中で合成する場合、分子量をコントロールすることができる。前記一般式(2)で表される構造単位の組成比は、(D)成分の総量に対して、0.01〜10モル%であることが好ましく、0.05〜8モル%であることがより好ましく、0.1〜7モル%であることがさらに好ましく、0.5〜5モル%であることが特に好ましく、0.8〜3モル%であることが極めて好ましい。   In the acrylic resin as the component (D), the structural unit represented by the general formula (2) has a structure represented by the general formula (8), whereby the acrylic resin as the component (D) is added in ethyl lactate. The molecular weight can be controlled when synthesizing with. The composition ratio of the structural unit represented by the general formula (2) is preferably 0.01 to 10 mol%, and 0.05 to 8 mol% with respect to the total amount of the component (D). Is more preferable, 0.1 to 7 mol% is further preferable, 0.5 to 5 mol% is particularly preferable, and 0.8 to 3 mol% is extremely preferable.

一般式(3)で表される構造単位を与える重合性単量体としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。具体的には、(メタ)アクリル酸ブチルエステル、(メタ)アクリル酸ペンチルエステル、(メタ)アクリル酸ヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸ヘプチルエステル、(メタ)アクリル酸オクチルエステル、(メタ)アクリル酸ノニルエステル、(メタ)アクリル酸デシルエステル、(メタ)アクリル酸ウンデシルエステル、(メタ)アクリル酸ドデシルエステル、(メタ)アクリル酸トリデシルエステル、(メタ)アクリル酸テトラデシルエステル、(メタ)アクリル酸ペンタデシルエステル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシルエステル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシルエステル、(メタ)アクリル酸オクタデシルエステル、(メタ)アクリル酸ノナデシルエステル、(メタ)アクリル酸エイコシルエステル等が挙げられる。これらの重合性単量体は一種を単独で又は2種類以上を組み合わせて用いられる。   Examples of the polymerizable monomer that gives the structural unit represented by the general formula (3) include (meth) acrylic acid alkyl esters. Specifically, (meth) acrylic acid butyl ester, (meth) acrylic acid pentyl ester, (meth) acrylic acid hexyl ester, (meth) acrylic acid heptyl ester, (meth) acrylic acid octyl ester, (meth) acrylic acid Nonyl ester, (meth) acrylic acid decyl ester, (meth) acrylic acid undecyl ester, (meth) acrylic acid dodecyl ester, (meth) acrylic acid tridecyl ester, (meth) acrylic acid tetradecyl ester, (meth) acrylic Acid pentadecyl ester, (meth) acrylic acid hexadecyl ester, (meth) acrylic acid heptadecyl ester, (meth) acrylic acid octadecyl ester, (meth) acrylic acid nonadecyl ester, (meth) acrylic acid eicosyl ester Can be mentioned. These polymerizable monomers are used singly or in combination of two or more.

一般式(3)で表される構造単位を与える前記重合性単量体のうち、(D)成分のアクリル樹脂のTgを低下し、柔軟な樹脂とする観点からは、炭素数が6以下の前記重合性単量体が好ましい。
一方、(D)成分のアクリル樹脂が一般式(3)で表される構造単位を与える重合性単量体のうち、炭素数が7以上の構造を含有する場合、(A)成分のポリイミド、ポリベンゾオキサゾール及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種のポリマーと相分離を起こしやすくなり、応力低減の効果を有する観点からは好ましい。よって、(D)成分のアクリル樹脂に含まれる一般式(3)で表される構造単位を与える重合性単量体は炭素数6以下の重合性単量体と炭素数7以上の重合性単量体を組合せて用いることが特に好ましい。
Among the polymerizable monomers that give the structural unit represented by the general formula (3), from the viewpoint of reducing the Tg of the acrylic resin as the component (D) and making it a flexible resin, the carbon number is 6 or less. The polymerizable monomer is preferred.
On the other hand, when the acrylic resin of the component (D) contains a structure having 7 or more carbon atoms among the polymerizable monomers giving the structural unit represented by the general formula (3), the polyimide of the component (A), It is preferable from the viewpoint that it becomes easy to cause phase separation with at least one polymer selected from the group consisting of polybenzoxazole and precursors thereof and has an effect of reducing stress. Therefore, the polymerizable monomer which gives the structural unit represented by the general formula (3) contained in the acrylic resin of component (D) is a polymerizable monomer having 6 or less carbon atoms and a polymerizable monomer having 7 or more carbon atoms. It is particularly preferable to use a combination of monomers.

(D)成分において、前記一般式(3)で表される構造単位の組成比は、(D)成分の総量に対して、1〜50モル%であることが好ましく、2〜45モル%であることがより好ましく、5〜40モル%であることがさらに好ましく、6〜35モル%であることが特に好ましい。
前記一般式(3)で表される構造単位の組成比が1〜50モル%であることにより、(A)成分との相溶性が低下し、ポジ型感光性樹脂組成物の硬化膜中でアクリル樹脂が柔軟な骨格を持ち、かつ相分離構造を取ることによって、硬化膜の応力をより低減することができる。
In the component (D), the compositional ratio of the structural unit represented by the general formula (3) is preferably 1 to 50 mol%, and 2 to 45 mol% with respect to the total amount of the component (D). More preferably, it is more preferably 5 to 40 mol%, and particularly preferably 6 to 35 mol%.
When the compositional ratio of the structural unit represented by the general formula (3) is 1 to 50 mol%, the compatibility with the component (A) is reduced, and in the cured film of the positive photosensitive resin composition When the acrylic resin has a flexible skeleton and takes a phase separation structure, the stress of the cured film can be further reduced.

(D)成分は、一般式(4)に示す(メタ)アクリル酸に由来する構造単位を含有してもよい。(D)成分が一般式(4)に示す(メタ)アクリル酸に由来する構造単位を有することで、アルカリ性水溶液への溶解性が向上する。
(メタ)アクリル酸に由来する構造単位を含有する場合、その構造単位の組成比は、(D)成分の総量に対して、5〜35モル%であることが好ましく、10〜30モル%であることがより好ましく、12〜25モル%であることがさらに好ましい。組成比が5〜35モル%であることにより、(A)成分との相溶性、及び感光性樹脂組成物の現像性をより向上することができる。
(D) A component may contain the structural unit derived from the (meth) acrylic acid shown in General formula (4). (D) The solubility to alkaline aqueous solution improves because a component has the structural unit derived from the (meth) acrylic acid shown in General formula (4).
When the structural unit derived from (meth) acrylic acid is contained, the composition ratio of the structural unit is preferably 5 to 35 mol%, and 10 to 30 mol% with respect to the total amount of the component (D). More preferably, it is more preferably 12 to 25 mol%. When the composition ratio is 5 to 35 mol%, the compatibility with the component (A) and the developability of the photosensitive resin composition can be further improved.

(A)成分との相溶性、パターン硬化膜の基板への密着性、機械特性及び耐熱衝撃性をより向上できる観点から、(D)成分は、前記一般式(1)、(2)、(3)及び(4)で表される構造単位を有するアクリル樹脂を含有することがより好ましい。(D)成分が当該アクリル樹脂であることにより、(D)成分と(A)成分のポリマーとの相互作用が良好になり、相溶性と相分離構造が効果的にバランスを取ることができる。   From the viewpoint of further improving the compatibility with the component (A), the adhesion of the patterned cured film to the substrate, the mechanical properties and the thermal shock resistance, the component (D) is represented by the general formulas (1), (2), ( It is more preferable to contain an acrylic resin having the structural units represented by 3) and (4). When (D) component is the said acrylic resin, interaction with the polymer of (D) component and (A) component becomes favorable, and compatibility and phase-separation structure can be balanced effectively.

(D)成分の重量平均分子量は、2000〜100000であることが好ましく、3000〜60000であることがより好ましく、4000〜50000であることがさらに好ましく、5000〜30000であることが特に好ましく、10000〜25000であることが極めて好ましい。重量平均分子量が2000未満では硬化膜の耐熱衝撃性が低下する傾向があり、100000を超えると(A)成分との相溶性及び現像性が低下する傾向がある。   The weight average molecular weight of the component (D) is preferably 2000 to 100,000, more preferably 3000 to 60000, further preferably 4000 to 50000, particularly preferably 5000 to 30000. It is very preferably ˜25000. If the weight average molecular weight is less than 2,000, the thermal shock resistance of the cured film tends to decrease, and if it exceeds 100,000, the compatibility with the component (A) and the developability tend to decrease.

(D)成分を含有する場合の含有量は、密着性、機械特性、耐熱衝撃性、及び感光特性の観点から、(A)成分の総量100質量部に対して0.01〜50質量部が好ましく、0.01〜40質量部がより好ましく、0.01〜30質量部がさらに好ましく、0.1〜20質量部が特に好ましく、0.2〜10質量部が極めて好ましい。   In the case of containing the component (D), the content is 0.01 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the component (A) from the viewpoints of adhesion, mechanical properties, thermal shock resistance, and photosensitive properties. Preferably, 0.01-40 mass parts is more preferable, 0.01-30 mass parts is further more preferable, 0.1-20 mass parts is especially preferable, and 0.2-10 mass parts is very preferable.

<その他の成分>
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は必要に応じ、シラン化合物、溶剤、エラストマー、溶解促進剤、溶解阻害剤、界面活性剤又はレベリング剤、熱酸発生剤等のその他の成分を含有することができる。
<その他の成分(E)成分:シラン化合物>
本発明における(E)成分としてはシラン化合物であるシランカップリング剤であれば特に制限はないが、中でもヒドロキシ基又はグリシジル基を有するシランカップリング剤が好ましい。
<Other ingredients>
The positive photosensitive resin composition of the present invention contains other components such as a silane compound, a solvent, an elastomer, a dissolution accelerator, a dissolution inhibitor, a surfactant or a leveling agent, and a thermal acid generator as necessary. Can do.
<Other components (E) component: Silane compound>
The component (E) in the present invention is not particularly limited as long as it is a silane coupling agent that is a silane compound, but among them, a silane coupling agent having a hydroxy group or a glycidyl group is preferable.

ヒドロキシ基又はグリシジル基を有するシランカップリング化合物としては、メチルフェニルシランジオール、エチルフェニルシランジオール、n−プロピルフェニルシランジオール、イソプロピルフェニルシランジオール、n−ブチルフェニルシランジオール、イソブチルフェニルシランジオール、tert−ブチルフェニルシランジオール、ジフェニルシランジオール、エチルメチルフェニルシラノール、n−プロピルメチルフェニルシラノール、イソプロピルメチルフェニルシラノール、n−ブチルメチルフェニルシラノール、イソブチルメチルフェニルシラノール、tert−ブチルメチルフェニルシラノール、エチルn−プロピルフェニルシラノール、エチルイソプロピルフェニルシラノール、n−ブチルエチルフェニルシラノール、イソブチルエチルフェニルシラノール、tert−ブチルエチルフェニルシラノール、メチルジフェニルシラノール、エチルジフェニルシラノール、n−プロピルジフェニルシラノール、イソプロピルジフェニルシラノール、n−ブチルジフェニルシラノール、イソブチルジフェニルシラノール、tert−ブチルジフェニルシラノール、フェニルシラントリオール、1,4−ビス(トリヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(メチルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(エチルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(プロピルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ブチルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジメチルヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジエチルヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジプロピルヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジブチルヒドロキシシリル)ベンゼン、下記一般式で表わされる化合物等が挙げられる。   Examples of the silane coupling compound having a hydroxy group or a glycidyl group include methylphenylsilanediol, ethylphenylsilanediol, n-propylphenylsilanediol, isopropylphenylsilanediol, n-butylphenylsilanediol, isobutylphenylsilanediol, tert- Butylphenylsilanediol, diphenylsilanediol, ethylmethylphenylsilanol, n-propylmethylphenylsilanol, isopropylmethylphenylsilanol, n-butylmethylphenylsilanol, isobutylmethylphenylsilanol, tert-butylmethylphenylsilanol, ethyl n-propylphenyl Silanol, ethyl isopropyl phenyl silanol, n-butyl ethyl phenyl silanol , Isobutylethylphenylsilanol, tert-butylethylphenylsilanol, methyldiphenylsilanol, ethyldiphenylsilanol, n-propyldiphenylsilanol, isopropyldiphenylsilanol, n-butyldiphenylsilanol, isobutyldiphenylsilanol, tert-butyldiphenylsilanol, phenylsilanetriol 1,4-bis (trihydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (methyldihydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (ethyldihydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (propyldihydroxysilyl) benzene, , 4-bis (butyldihydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (dimethylhydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (diethylhydroxysilane) Le) benzene, 1,4-bis (dipropyl hydroxy silyl) benzene, 1,4-bis (dibutyl hydroxy silyl) benzene and compounds represented by the following formula.

Figure 2015200819
(式中、mは1〜10の整数、Rはヒドロキシ基又はグリシジル基を有する1価の有機基、R及びRは各々独立の炭素数1〜5のアルキル基、pは0〜2の整数を示す。)
前記の化合物のうち、特に前記一般式で示される化合物が、密着性を向上する効果が高く好ましい。
Figure 2015200819
(In the formula, m is an integer of 1 to 10, R 1 is a monovalent organic group having a hydroxy group or a glycidyl group, R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and p is 0 to 0. Indicates an integer of 2.)
Among the compounds described above, the compound represented by the general formula is particularly preferable because of its high effect of improving adhesion.

このようなシランカップリング剤としては、ヒドロキシメチルトリメトキシシラン、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリエトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、4−ヒドロキシブチルトリメトキシシラン、4−ヒドロキシブチルトリエトキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、2−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、2−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、4−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、4−グリシドキシブチルトリエトキシシラン等が挙げられる。   Such silane coupling agents include hydroxymethyltrimethoxysilane, hydroxymethyltriethoxysilane, 2-hydroxyethyltrimethoxysilane, 2-hydroxyethyltriethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxypropyl. Triethoxysilane, 4-hydroxybutyltrimethoxysilane, 4-hydroxybutyltriethoxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltriethoxysilane, 2-glycidoxyethyltrimethoxysilane, 2-glycid Xylethyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 4-glycidoxybutyltrimethoxysilane, 4-glycidoxybuty Triethoxysilane, and the like.

また、その構造中にヒドロキシ基又はグリシジル基と共に、窒素原子を含む基、具体的にはアミノ基やアミド結合を含むシランカップリング剤も好ましく、このようなものとしては、ビス(2−ヒドロキシメチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビス(2−ヒドロキシメチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、ビス(2−グリシドキシメチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビス(2−ヒドロキシメチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤、式
X−(CH−CO−NH−(CH−Si(OR)
(但し、Xは水酸基又はグリシジル基であり、m及びnは各々独立に1〜3の整数を表し、Rはメチル基、エチル基又はプロピル基である)で示される化合物等のアミド結合を有するシランカップリング剤等が挙げられる。
In addition, a silane coupling agent containing a nitrogen atom, specifically an amino group or an amide bond, together with a hydroxy group or a glycidyl group in its structure is also preferable. As such a bis (2-hydroxymethyl) ) -3-Aminopropyltriethoxysilane, bis (2-hydroxymethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, bis (2-glycidoxymethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, bis (2-hydroxymethyl) ) -3-Silane coupling agent having an amino group such as aminopropyltrimethoxysilane, formula X— (CH 2 ) m —CO—NH— (CH 2 ) n —Si (OR) 3
(However, X is a hydroxyl group or a glycidyl group, m and n each independently represents an integer of 1 to 3, and R is a methyl group, an ethyl group, or a propyl group). A silane coupling agent etc. are mentioned.

(E)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して、0.1〜20質量部とすることが好ましく、1〜10質量部とすることがさらに好ましい。   The amount of component (E) is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A).

[パターン硬化膜の製造方法]
次に、本発明のポジ型感光性樹脂組成物を使用したパターン硬化膜の製造方法について説明する。
パターン硬化膜の製造方法は、上述したポジ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布し乾燥して感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程、前記感光性樹脂膜を所定のパターンに露光する露光工程、前記露光後の感光性樹脂膜を現像してパターン樹脂膜を得る現像工程、及び前記パターン樹脂膜を加熱処理してパターン硬化膜を得る加熱処理工程を有する。
以下、各工程について説明する。
[Method for producing patterned cured film]
Next, the manufacturing method of the pattern cured film which uses the positive photosensitive resin composition of this invention is demonstrated.
A method for producing a patterned cured film includes a photosensitive resin film forming step in which the above-described positive photosensitive resin composition is applied onto a substrate and dried to form a photosensitive resin film, and the photosensitive resin film is formed into a predetermined pattern. An exposure step of exposing, a developing step of developing the exposed photosensitive resin film to obtain a pattern resin film, and a heat treatment step of heating the pattern resin film to obtain a pattern cured film.
Hereinafter, each step will be described.

(感光性樹脂膜形成工程)
まず、この工程では、ガラス基板、半導体、金属酸化物絶縁体(例えばTiO、SiO等)、窒化ケイ素等の支持基板上に、前記本発明のポジ型感光性樹脂組成物を、スピンナー等を用いて回転塗布後、ホットプレート、オーブン等を用いて乾燥する。これにより、ポジ型感光性樹脂組成物の被膜である感光性樹脂膜が得られる。
(Photosensitive resin film forming process)
First, in this step, the positive photosensitive resin composition of the present invention is applied to a spinner or the like on a support substrate such as a glass substrate, a semiconductor, a metal oxide insulator (for example, TiO 2 , SiO 2 ), or silicon nitride. After spin coating using, dry using a hot plate, oven or the like. Thereby, the photosensitive resin film which is a film of a positive photosensitive resin composition is obtained.

(露光工程)
次に、露光工程では、支持基板上で被膜となった感光性樹脂膜に、マスクを介して紫外線、可視光線、放射線等の活性光線を照射することにより露光を行う。
(Exposure process)
Next, in the exposure step, exposure is performed by irradiating the photosensitive resin film formed as a film on the support substrate with an actinic ray such as ultraviolet ray, visible ray, or radiation via a mask.

(現像工程)
現像工程では、活性光線が露光した感光性樹脂膜の露光部を現像液で除去することによりパターン樹脂膜が得られる。現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等のアルカリ水溶液が好ましいものとして挙げられる。これらの水溶液の塩基濃度は0.1〜10質量%とされることが好ましい。さらに前記現像液にアルコール類や界面活性剤を添加して使用することもできる。
(Development process)
In the development step, the patterned resin film is obtained by removing the exposed portion of the photosensitive resin film exposed to actinic rays with a developer. Preferred examples of the developer include aqueous alkali solutions such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, ammonia, ethylamine, diethylamine, triethylamine, triethanolamine, and tetramethylammonium hydroxide. The base concentration of these aqueous solutions is preferably 0.1 to 10% by mass. Furthermore, alcohols and surfactants can be added to the developer and used.

(加熱処理工程)
次いで、加熱処理工程では、現像後得られたパターンを加熱処理することにより、硬化膜パターンを形成することができる。加熱温度は350℃以下が好ましく、120〜320℃がより好ましく、160〜300℃がさらに好ましく、250〜300℃が特に好ましい。
(Heat treatment process)
Next, in the heat treatment step, a cured film pattern can be formed by heat-treating the pattern obtained after development. The heating temperature is preferably 350 ° C. or less, more preferably 120 to 320 ° C., further preferably 160 to 300 ° C., and particularly preferably 250 to 300 ° C.

また、加熱処理は石英チューブ炉、ホットプレート、ラピッドサーマルアニール、縦型拡散炉、赤外線硬化炉、電子線硬化炉、マイクロ波硬化炉等を用いて行う。また、大気中、又は窒素等の不活性雰囲気中いずれかを選択することもできるが、窒素化で行う方が感光性樹脂組成物の酸化を防ぐことができるので好ましい。前記加熱温度範囲は従来の加熱温度よりも低いため、支持基板やデバイスへのダメージを小さく抑えることができる。従って、本発明のパターン硬化膜の製造方法を用いることによって、デバイスが歩留まり良く製造できる。また、プロセスの省エネルギー化につながる。   The heat treatment is performed using a quartz tube furnace, hot plate, rapid thermal annealing, vertical diffusion furnace, infrared curing furnace, electron beam curing furnace, microwave curing furnace, or the like. Moreover, although it can also select either in air | atmosphere or inert atmosphere, such as nitrogen, since the direction performed by nitrogenation can prevent the oxidation of the photosensitive resin composition, it is preferable. Since the heating temperature range is lower than the conventional heating temperature, damage to the support substrate and the device can be reduced. Therefore, a device can be manufactured with a high yield by using the method for manufacturing a cured pattern film of the present invention. It also leads to energy savings in the process.

加熱時間は感光性樹脂組成物中の(A)成分のポリマー、例えばポリベンゾオキサゾール前駆体を脱水閉環反応が充分進行するまでの時間であるが、作業効率との兼ね合いから概ね5時間以下である。また、脱水閉環の雰囲気は大気中、又は窒素等の不活性雰囲気中いずれかを選択することができる。   The heating time is the time required for the dehydration ring-closing reaction to sufficiently proceed with the polymer of component (A) in the photosensitive resin composition, for example, the polybenzoxazole precursor, but is approximately 5 hours or less in consideration of work efficiency. . The atmosphere of dehydration ring closure can be selected from the air or an inert atmosphere such as nitrogen.

このようにして、本発明の感光性樹脂組成物を用いてパターン硬化膜を製造することができる。   Thus, a pattern cured film can be manufactured using the photosensitive resin composition of the present invention.

以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
まず、実施例1〜8及び比較例1〜5で用いた材料について以下に示す。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited thereto.
First, it shows below about the material used in Examples 1-8 and Comparative Examples 1-5.

[(A)成分]
[合成例1:ポリベンゾオキサゾール前駆体]
攪拌機、温度計を備えた0.5リットルのフラスコ中に、4,4´−ジフェニルエーテルジカルボン酸15.48g(60mmol)、N−メチルピロリドン90gを仕込み、フラスコを5℃に冷却した後、塩化チオニル23.9g(120mmol)を滴下し、30分反応させて、4,4´−ジフェニルエーテルジカルボン酸クロリドの溶液を得た。次いで、攪拌機、温度計を備えた0.5リットルのフラスコ中に、N−メチルピロリドン87.5gを仕込み、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン18.30g(50mmol)とm−アミノフェノール2.18g(20mmol)を攪拌溶解した後、ピリジン9.48g(120mmol)を添加し、温度を0〜5℃に保ちながら、4,4´−ジフェニルエーテルジカルボン酸クロリドの溶液を30分間かけて滴下した後、30分間攪拌を続けた。次に、溶液を3リットルの水に投入し、析出物を回収、純水で3回洗浄した後、減圧乾燥して水酸基末端のポリヒドロキシアミドを得た(以下、ポリマーA1という)。ポリマーA1のGPC法標準スチレン換算により求めた重量平均分子量は23400、分散度は1.8であった。
A2:クレゾールノボラック樹脂(クレゾール/ホルムアルデヒドノボラック樹脂、m−クレゾール/p−クレゾール(モル比)=60/40、ポリスチレン換算重量平均分子量=12000、旭有機材工業社製、商品名「EP4020G」)
[(A) component]
[Synthesis Example 1: Polybenzoxazole precursor]
In a 0.5 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, 15.48 g (60 mmol) of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid and 90 g of N-methylpyrrolidone were charged, and after the flask was cooled to 5 ° C., thionyl chloride was added. 23.9 g (120 mmol) was added dropwise and reacted for 30 minutes to obtain a solution of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid chloride. Next, 87.5 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, and 18.30 g (50 mmol) of bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane and m -After 2.18 g (20 mmol) of aminophenol was stirred and dissolved, 9.48 g (120 mmol) of pyridine was added and the solution of 4,4'-diphenyl ether dicarboxylic acid chloride was added for 30 minutes while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C. After dropwise addition, stirring was continued for 30 minutes. Next, the solution was poured into 3 liters of water, and the precipitate was collected, washed with pure water three times, and then dried under reduced pressure to obtain a hydroxyl-terminated polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer A1). The weight average molecular weight calculated | required by GPC method standard styrene conversion of polymer A1 was 23400, and dispersion degree was 1.8.
A2: Cresol novolak resin (cresol / formaldehyde novolak resin, m-cresol / p-cresol (molar ratio) = 60/40, polystyrene-equivalent weight average molecular weight = 12000, manufactured by Asahi Organic Materials Corporation, trade name “EP4020G”)

[(B)成分]
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−[4−{1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル}フェニル]エタンの1−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸エステル(エステル化率約90%、AZエレクトロニックマテリアルズ社製、商品名「TPPA528」)
[Component (B)]
1-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid ester of 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1- [4- {1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl} phenyl] ethane ( Esterification rate of about 90%, manufactured by AZ Electronic Materials, trade name “TPPA528”)

[(C)成分]
テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリル(株式会社三和ケミカル製、商品名「ニカラックMX−270」)
[Component (C)]
Tetrakis (methoxymethyl) glycoluril (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd., trade name “Nicalak MX-270”)

[(D)成分]
[合成例2:アクリル樹脂D1]
攪拌機、温度計、窒素導入管を備えた0.2Lフラスコの中に、一般式(3)の構造単位となるアクリル酸ドデシルエステル7.45g(31mmol)、一般式(4)の構造単位となるアクリル酸1.86g(26mmol)、一般式(2)の構造単位となる1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニルメタクリレート(ADEKA社製、商品名「LA−82」)0.62g(2.6mmol)、一般式(1)の構造単位となるベンジルメタクリレート19.93g(113mmol)、乳酸エチル36gを投入し、攪拌しながら60℃まで昇温した。次にAIBN(アゾビスイソブチロニトリル) 0.14g(0.9mmol)を投入し、65℃まで昇温した後、3時間攪拌を続けた。その後、80℃まで昇温した後、2時間攪拌し、室温(25℃)まで冷却してアクリル樹脂1(D1)を得た。ポリマーのGPC法標準スチレン換算により求めた重量平均分子量は22000であった。なお、アクリル樹脂D1における重合性単量体のモル比は下記のとおりである。
アクリル酸ドデシルエステル/アクリル酸/LA−82/ベンジルメタクリレート=18/15/1.5/65(mol%)
[(D) component]
[Synthesis Example 2: Acrylic resin D1]
In a 0.2 L flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, 7.45 g (31 mmol) of acrylic acid dodecyl ester, which is a structural unit of the general formula (3), and a structural unit of the general formula (4) 1.86 g (26 mmol) of acrylic acid, 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl methacrylate (trade name “LA-82” manufactured by ADEKA) serving as a structural unit of the general formula (2) 0.62 g (2.6 mmol), 19.93 g (113 mmol) of benzyl methacrylate as a structural unit of the general formula (1), and 36 g of ethyl lactate were added, and the temperature was raised to 60 ° C. while stirring. Next, 0.14 g (0.9 mmol) of AIBN (azobisisobutyronitrile) was added, the temperature was raised to 65 ° C., and stirring was continued for 3 hours. Then, after heating up to 80 degreeC, it stirred for 2 hours and cooled to room temperature (25 degreeC), and obtained acrylic resin 1 (D1). The weight average molecular weight calculated | required by GPC method standard styrene conversion of the polymer was 22000. In addition, the molar ratio of the polymerizable monomer in the acrylic resin D1 is as follows.
Acrylic acid dodecyl ester / acrylic acid / LA-82 / benzyl methacrylate = 18/15 / 1.5 / 65 (mol%)

[合成例3:アクリル樹脂D2]
攪拌機、温度計、窒素導入管を備えた0.2Lフラスコの中に、アクリル酸ドデシルエステル8.59g(36mmol)、アクリル酸1.84g(26mmol)、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニルメタクリレート(ADEKA社製、商品名「LA−82」) 0.61g(2.6mmol)、ベンジルメタクリレート 18.81g(107mmol)乳酸エチル36gを投入し、攪拌しながら60℃まで昇温した。次にAIBN 0.14g(0.9mmol)を投入し、65℃まで昇温した後、3時間攪拌を続けた。その後、80℃まで昇温した後、2時間攪拌し、室温まで冷却してアクリル樹脂2(D2)を得た。ポリマーのGPC法標準スチレン換算により求めた重量平均分子量は22000であった。
なお、アクリル樹脂D2における重合性単量体のモル比は下記のとおりである。
アクリル酸ドデシルエステル/アクリル酸/LA−82/ベンジルメタクリレート=21/15/1.5/62.5(mol%)
[Synthesis Example 3: Acrylic resin D2]
In a 0.2 L flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, 8.59 g (36 mmol) of acrylic acid dodecyl ester, 1.84 g (26 mmol) of acrylic acid, 1,2,2,6,6-pentamethyl -4-piperidinyl methacrylate (made by ADEKA, trade name “LA-82”) 0.61 g (2.6 mmol), benzyl methacrylate 18.81 g (107 mmol) and ethyl lactate 36 g were added, and the mixture was stirred up to 60 ° C. The temperature rose. Next, 0.14 g (0.9 mmol) of AIBN was added, the temperature was raised to 65 ° C., and stirring was continued for 3 hours. Then, after heating up to 80 degreeC, it stirred for 2 hours and cooled to room temperature, and obtained acrylic resin 2 (D2). The weight average molecular weight calculated | required by GPC method standard styrene conversion of the polymer was 22000.
In addition, the molar ratio of the polymerizable monomer in acrylic resin D2 is as follows.
Acrylic acid dodecyl ester / acrylic acid / LA-82 / benzyl methacrylate = 21/15 / 1.5 / 62.5 (mol%)

[合成例4:アクリル樹脂D3]
攪拌機、温度計、窒素導入管を備えた0.2Lフラスコの中に、アクリル酸ドデシルエステル9.72g(40mmol)、アクリル酸1.82g(25mmol)、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニルメタクリレート(ADEKA社製、商品名「LA−82」) 0.60g(2.5mmol)、ベンジルメタクリレート 17.72g(100mmol)乳酸エチル36gを投入し、攪拌しながら60℃まで昇温した。次にAIBN 0.14g(0.9mmol)を投入し、65℃まで昇温した後、3時間攪拌を続けた。その後、80℃まで昇温した後、2時間攪拌し、室温まで冷却してアクリル樹脂3(D3)を得た。ポリマーのGPC法標準スチレン換算により求めた重量平均分子量は22000であった。
なお、アクリル樹脂D3における重合性単量体のモル比は下記のとおりである。
アクリル酸ドデシルエステル/アクリル酸/LA−82/ベンジルメタクリレート=24/15/1.5/59.5(mol%)
[Synthesis Example 4: Acrylic resin D3]
In a 0.2 L flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, 9.72 g (40 mmol) of acrylic acid dodecyl ester, 1.82 g (25 mmol) of acrylic acid, 1,2,2,6,6-pentamethyl -4-piperidinyl methacrylate (made by ADEKA, trade name “LA-82”) 0.60 g (2.5 mmol), benzyl methacrylate 17.72 g (100 mmol) 36 g of ethyl lactate were added, and the mixture was stirred up to 60 ° C. The temperature rose. Next, 0.14 g (0.9 mmol) of AIBN was added, the temperature was raised to 65 ° C., and stirring was continued for 3 hours. Then, after heating up to 80 degreeC, it stirred for 2 hours and cooled to room temperature, and the acrylic resin 3 (D3) was obtained. The weight average molecular weight calculated | required by GPC method standard styrene conversion of the polymer was 22000.
In addition, the molar ratio of the polymerizable monomer in acrylic resin D3 is as follows.
Acrylic acid dodecyl ester / acrylic acid / LA-82 / benzyl methacrylate = 24/15 / 1.5 / 59.5 (mol%)

[合成例5:アクリル樹脂D4]
攪拌機、温度計、窒素導入管を備えた0.2Lフラスコの中に、アクリル酸ドデシルエステル11.89g(50mmol)、アクリル酸1.78g(25mmol)、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニルメタクリレート(ADEKA社製、商品名「LA−82」) 0.59g(2.5mmol)、ベンジルメタクリレート 15.60g(88mmol)乳酸エチル36gを投入し、攪拌しながら60℃まで昇温した。次にAIBN 0.14g(0.9mmol)を投入し、65℃まで昇温した後、3時間攪拌を続けた。その後、80℃まで昇温した後、2時間攪拌し、室温まで冷却してアクリル樹脂4(D4)を得た。ポリマーのGPC法標準スチレン換算により求めた重量平均分子量は22000であった。
なお、アクリル樹脂D4における重合性単量体のモル比は下記のとおりである。
アクリル酸ドデシルエステル/アクリル酸/LA−82/ベンジルメタクリレート=30.0/15.0/1.5/53.5(mol%)
[Synthesis Example 5: Acrylic resin D4]
In a 0.2 L flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, 11.89 g (50 mmol) of acrylic acid dodecyl ester, 1.78 g (25 mmol) of acrylic acid, 1,2,2,6,6-pentamethyl -4-piperidinyl methacrylate (made by ADEKA, trade name “LA-82”) 0.59 g (2.5 mmol), benzyl methacrylate 15.60 g (88 mmol) 36 g of ethyl lactate were added, and the mixture was stirred up to 60 ° C. The temperature rose. Next, 0.14 g (0.9 mmol) of AIBN was added, the temperature was raised to 65 ° C., and stirring was continued for 3 hours. Then, after heating up to 80 degreeC, it stirred for 2 hours and cooled to room temperature, and the acrylic resin 4 (D4) was obtained. The weight average molecular weight calculated | required by GPC method standard styrene conversion of the polymer was 22000.
In addition, the molar ratio of the polymerizable monomer in acrylic resin D4 is as follows.
Acrylic acid dodecyl ester / acrylic acid / LA-82 / benzyl methacrylate = 30.0 / 15.0 / 1.5 / 53.5 (mol%)

[合成例6:アクリル樹脂D5]
攪拌機、温度計、窒素導入管を備えた0.2Lフラスコの中に、アクリル酸ブチル 24.40g(190mmol)、ラウリルアクリレート1.44g(6.0mmol)、アクリル酸2.59g(36mmol)、LA−82:0.86g(3.6mmol)、アクリル酸ヒドロキシブチル0.52g(3.5mmol)、乳酸エチル36gを投入し、攪拌しながら60℃まで昇温した。次にAIBN 0.20g(1.2mmol)を投入し、65℃まで昇温した後、3時間攪拌を続けた。その後、80℃まで昇温した後、2時間攪拌し、室温まで冷却してアクリル樹脂5(D5)を得た。ポリマーのGPC法標準スチレン換算により求めた重量平均分子量は22000であった。
[Synthesis Example 6: Acrylic resin D5]
In a 0.2 L flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, 24.40 g (190 mmol) of butyl acrylate, 1.44 g (6.0 mmol) of lauryl acrylate, 2.59 g (36 mmol) of acrylic acid, LA -82: 0.86 g (3.6 mmol), hydroxybutyl acrylate 0.52 g (3.5 mmol), and ethyl lactate 36 g were added, and the temperature was raised to 60 ° C. with stirring. Next, 0.20 g (1.2 mmol) of AIBN was added, the temperature was raised to 65 ° C., and stirring was continued for 3 hours. Then, after heating up to 80 degreeC, it stirred for 2 hours and cooled to room temperature, and the acrylic resin 5 (D5) was obtained. The weight average molecular weight calculated | required by GPC method standard styrene conversion of the polymer was 22000.

(GPC法によるポリマー(A)の重量平均分子量測定条件)
測定装置:
検出器 株式会社日立製作所製L4000UV
ポンプ:株式会社日立製作所製L6000、
インテグレータ:株式会社島津製作所製C−R4A
測定条件:
カラム Gelpack GL−S300MDT−5×2本
溶離液:THF/DMF=1/1(容積比)、
LiBr(0.03mol/1)、
PO (0.06mol/L)
流速:1.0mL/min,
検出器:UV270nm
ポリマー0.5mgに対して溶媒[THF/DMF=1/1(容積比)]1mLの溶液を用いて測定した。
(Conditions for measuring weight average molecular weight of polymer (A) by GPC method)
measuring device:
Detector L4000UV manufactured by Hitachi, Ltd.
Pump: Hitachi Ltd. L6000,
Integrator: C-R4A manufactured by Shimadzu Corporation
Measurement condition:
Column Gelpack GL-S300MDT-5 × 2 eluent: THF / DMF = 1/1 (volume ratio),
LiBr (0.03 mol / 1),
H 3 PO 4 (0.06 mol / L)
Flow rate: 1.0 mL / min,
Detector: UV270nm
The measurement was performed using a solution of 1 mL of a solvent [THF / DMF = 1/1 (volume ratio)] with respect to 0.5 mg of the polymer.

(GPC法によるアクリル樹脂(D)の重量平均分子量測定条件)
測定装置;RIモニター 株式会社日立製作所製L−3300
ポンプ:株式会社日立製作所製L6000
オートサンプラー:株式会社日立製作所製L−7200
分析ソフト:マルチステーション GPC−8020 model II
測定条件:カラム 東ソー株式会社製 TSK guard column、HXL−L,TSK GEL GMHXL−L×2本
溶離液:THF
流速:1.0mL/分、検出器:RI
試料1.0mgに対して溶媒1mLの溶液を用いて測定した。
(Conditions for measuring weight average molecular weight of acrylic resin (D) by GPC method)
Measuring device: RI monitor L-3300 manufactured by Hitachi, Ltd.
Pump: Hitachi Ltd. L6000
Autosampler: Hitachi, Ltd. L-7200
Analysis software: Multi-station GPC-8020 model II
Measurement conditions: Column manufactured by Tosoh Corporation TSK guard column, H XL -L, TSK GEL GMH XL -L × 2 present Eluent: THF
Flow rate: 1.0 mL / min, detector: RI
It measured using the solution of 1 mL of solvent with respect to 1.0 mg of samples.

[その他の成分]
その他の成分((E)成分)として下記に示すシラン化合物のE1、E2、及びE3を準備した(Meはメチル基を、Etはエチル基、エチレン基を示す。)。
[Other ingredients]
The following silane compounds E1, E2, and E3 were prepared as other components (component (E)) (Me represents a methyl group, Et represents an ethyl group, and an ethylene group).

Figure 2015200819
Figure 2015200819

[感光性樹脂組成物の調整]
表1に示した成分を、表1に示した配合量(配合単位は質量部)で、γ−ブチロラクトン/プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを質量比9/1で混合した溶剤に溶解して、それぞれポジ型感光性樹脂組成物を調整した。
[Adjustment of photosensitive resin composition]
The components shown in Table 1 were dissolved in a solvent in which γ-butyrolactone / propylene glycol monomethyl ether acetate was mixed at a mass ratio of 9/1 in the blending amounts shown in Table 1 (blending units are parts by mass), Type photosensitive resin composition was prepared.

<残留応力の評価>
実施例1〜8及び比較例1〜5で得られたポジ型感光性樹脂組成物の溶液をシリコン基板上にスピンコートして、120℃で3分間加熱し、膜厚12μmの樹脂膜を形成した。この樹脂膜付ウエハを縦型拡散炉(光洋サーモシステム株式会社製、商品名「μ−TF」)を用い、窒素中、270℃で加熱処理(硬化)し、膜厚10μmの硬化膜付ウエハを得た。得られた硬化膜付ウエハについて、薄膜ストレス測定装置FLX−2320(KLAテンコール社製)を用いて残留応力を測定した。結果を表1に示す。
残留応力評価基準は下記のようにして評価した。
「◎」:24MPa以下
「△」:24MPaを超え〜28MPa未満
「×」:28MPa以上
<Evaluation of residual stress>
The positive photosensitive resin composition solutions obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 were spin-coated on a silicon substrate and heated at 120 ° C. for 3 minutes to form a resin film having a thickness of 12 μm. did. This wafer with a resin film is heat-treated (cured) at 270 ° C. in nitrogen using a vertical diffusion furnace (trade name “μ-TF”, manufactured by Koyo Thermo System Co., Ltd.), and a wafer with a cured film having a thickness of 10 μm. Got. About the obtained wafer with a cured film, the residual stress was measured using the thin film stress measuring apparatus FLX-2320 (made by KLA Tencor). The results are shown in Table 1.
Residual stress evaluation criteria were evaluated as follows.
“◎”: 24 MPa or less “Δ”: more than 24 MPa to less than 28 MPa “×”: 28 MPa or more

<硬化膜物性(破断伸び、熱分解温度(Td1)、ガラス転移温度(Tg))の評価>
実施例1〜8及び比較例1〜5で得られたポジ型感光性樹脂組成物の溶液をシリコン基板上にスピンコートして、120℃で3分間加熱し、膜厚12〜14μmの樹脂膜を形成した。この樹脂膜に対して、プロキシミティ露光機(キャノン株式会社製、商品名「PLA−600FA」)を用いて、マスクを介して全波長で露光を行った。露光後、TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)の2.38質量%水溶液を用いて現像を行い、10mm幅の断面矩形のパターン樹脂膜を得た。その後、パターン硬化膜を縦型拡散炉(光洋サーモシステム株式会社製、商品名「μ−TF」)を用い、窒素中、所定の温度で加熱処理(硬化)し、膜厚10μmのパターン硬化膜を得た。この硬化膜をシリコン基板から剥離し、剥離した硬化膜を試料として用いて、その破断伸びを株式会社島津製作所製「オートグラフAGS−H100N」によって測定した。試料の幅は10mm、膜厚は10μmであり、チャック間は20mmとした。引っ張り速度は5mm/分で、測定温度は室温程度とした。同一条件で得た硬化膜から得た5本以上の試験片の測定値の平均を破断伸びとした。結果を表1に示した。
破断伸び評価基準は下記のようにして評価した。
「◎」:20%以上、
「○」:11〜19%、
「×」:10%以下
熱分解温度(Td1)及びガラス転移温度(Tg)は、剥離した硬化膜を、カミソリを用いて幅2mm、長さ20mmに切り出して、TG−DTA(セイコーインスツルメント株式会社製)を用いて5℃/分で420℃まで昇温して測定した。結果を表1に示した。
Tg評価基準は下記のようにして評価した。
「○」:300℃以上
「×」:300℃以下
<Evaluation of cured film physical properties (elongation at break, thermal decomposition temperature (Td1), glass transition temperature (Tg))>
The positive type photosensitive resin composition solutions obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 were spin-coated on a silicon substrate and heated at 120 ° C. for 3 minutes to form a resin film having a thickness of 12 to 14 μm. Formed. This resin film was exposed at all wavelengths through a mask using a proximity exposure machine (trade name “PLA-600FA” manufactured by Canon Inc.). After the exposure, development was performed using a 2.38% by mass aqueous solution of TMAH (tetramethylammonium hydroxide) to obtain a pattern resin film having a 10 mm width cross-sectional rectangle. Thereafter, the pattern cured film is heat-treated (cured) at a predetermined temperature in nitrogen using a vertical diffusion furnace (trade name “μ-TF”, manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd.), and the pattern cured film having a thickness of 10 μm. Got. The cured film was peeled from the silicon substrate, and the peeled cured film was used as a sample, and the elongation at break was measured by “Autograph AGS-H100N” manufactured by Shimadzu Corporation. The sample width was 10 mm, the film thickness was 10 μm, and the distance between chucks was 20 mm. The pulling speed was 5 mm / min, and the measurement temperature was about room temperature. The average of the measured values of five or more test pieces obtained from the cured film obtained under the same conditions was defined as elongation at break. The results are shown in Table 1.
The breaking elongation evaluation criteria were evaluated as follows.
“◎”: 20% or more,
“○”: 11-19%,
“×”: 10% or less As for the thermal decomposition temperature (Td1) and the glass transition temperature (Tg), the peeled cured film was cut into a width of 2 mm and a length of 20 mm using a razor, and TG-DTA (Seiko Instruments) The temperature was increased to 420 ° C. at 5 ° C./min. The results are shown in Table 1.
Tg evaluation criteria were evaluated as follows.
“○”: 300 ° C. or higher “×”: 300 ° C. or lower

Figure 2015200819
Figure 2015200819

表1に示したように、実施例1〜8においては、(D)成分のベンジルメタクリレートを含有するアクリル樹脂添加によって、硬化膜中の残留応力が低下した。(D)成分を含有しない比較例4と比較すると、ベンジルメタクリレートを含有するアクリル樹脂添加によって機械特性や耐熱性に影響を与えることなく応力を効果的に低減する。
ベンジルメタクリレートを含有しないアクリル樹脂を添加した場合(比較例1〜4)と比較すると応力低減効果が大きく、機械特性、耐熱性は同等の特性を有していることがわかる。従ってベンジルメタクリレートを含有するアクリル樹脂添加では硬化膜の特性を維持し、且つさらに低応力化することが可能となった。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 8, the residual stress in the cured film was reduced by the addition of an acrylic resin containing benzyl methacrylate as the component (D). Compared with Comparative Example 4 containing no component (D), the addition of an acrylic resin containing benzyl methacrylate effectively reduces stress without affecting mechanical properties and heat resistance.
It can be seen that the stress reduction effect is large compared to the case where an acrylic resin not containing benzyl methacrylate is added (Comparative Examples 1 to 4), and the mechanical properties and heat resistance are equivalent. Therefore, the addition of an acrylic resin containing benzyl methacrylate can maintain the properties of the cured film and further reduce the stress.

Claims (8)

(A)ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種のポリマーと、
(B)光酸発生剤と、
(C)熱架橋剤と、
(D)下記一般式(1)で示される構造を含むアクリル樹脂と、
を含有するポジ型感光性樹脂組成物。
Figure 2015200819
(一般式(1)中、Rは水素又はメチル基を示す。Rは水素原子、ヒドロキシル基、炭素数1〜12のアルキル基、アルコキシル基又はカルボキシル基を表す。)
(A) at least one polymer selected from the group consisting of polyimide, polybenzoxazole and precursors thereof;
(B) a photoacid generator;
(C) a thermal crosslinking agent;
(D) an acrylic resin containing a structure represented by the following general formula (1);
A positive photosensitive resin composition comprising:
Figure 2015200819
(In general formula (1), R 1 represents hydrogen or a methyl group. R 2 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxyl group, or a carboxyl group.)
前記(D)アクリル樹脂の含有量が、(A)成分100質量部に対して0.01〜30質量部である請求項1に記載のポジ型感光性樹脂組成物。   The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the content of the (D) acrylic resin is 0.01 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). 前記(B)光酸発生剤が、o−キノンジアジド化合物である、請求項1又は2に記載のポジ型感光性樹脂組成物。   The positive photosensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein the (B) photoacid generator is an o-quinonediazide compound. 前記(D)アクリル樹脂の重量平均分子量が、2000〜100000である請求項1〜3のいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。   The positive photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the (D) acrylic resin has a weight average molecular weight of 2000 to 100,000. 前記(D)アクリル樹脂が、さらに下記一般式(2)、(3)又は(4)で表される構造単位を少なくとも1つ以上有するアクリル樹脂である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
Figure 2015200819
[一般式(2)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Rは1級、2級又は3級アミノ基を有する1価の有機基を示す。]
Figure 2015200819
[一般式(3)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Rは炭素数4〜20のアルキル基を示す。]
Figure 2015200819
[一般式(4)中、Rは水素原子又はメチル基を示す。]
The (D) acrylic resin is an acrylic resin further having at least one structural unit represented by the following general formula (2), (3), or (4). The positive photosensitive resin composition described in 1.
Figure 2015200819
[In General Formula (2), R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 4 represents a monovalent organic group having a primary, secondary, or tertiary amino group. ]
Figure 2015200819
[In General Formula (3), R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 6 represents an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms. ]
Figure 2015200819
[In General Formula (4), R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group. ]
請求項1〜5のいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物から得られる硬化膜。   The cured film obtained from the positive photosensitive resin composition as described in any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布し乾燥して感光性樹脂膜を形成する工程と、
前記感光性樹脂膜を所定のパターンに露光する工程と、
前記露光後の感光性樹脂膜を現像してパターン樹脂膜を得る現像工程と、
前記パターン樹脂膜を加熱処理してパターン硬化膜を得る加熱処理工程とを含む、パターン硬化膜の製造方法。
Applying the positive photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5 on a substrate and drying to form a photosensitive resin film;
Exposing the photosensitive resin film to a predetermined pattern;
A development step of developing the photosensitive resin film after the exposure to obtain a pattern resin film;
And a heat treatment process for obtaining a pattern cured film by heat-treating the pattern resin film.
加熱処理工程における加熱処理温度が300℃以下である請求項7に記載のパターン硬化膜の製造方法。   The manufacturing method of the pattern cured film of Claim 7 whose heat processing temperature in a heat processing process is 300 degrees C or less.
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