JP2018162434A - Phenolic hydroxyl group-containing resin, photosensitive resin composition, semiconductor device, and electronic apparatus - Google Patents

Phenolic hydroxyl group-containing resin, photosensitive resin composition, semiconductor device, and electronic apparatus Download PDF

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JP2018162434A
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卓郎 中原
Takuro Nakahara
卓郎 中原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phenolic hydroxyl group-containing resin and a photosensitive resin composition excellent in solubility in a developer, a semiconductor device including a cured product of the photosensitive resin composition, and an electronic apparatus including the semiconductor device.SOLUTION: The phenolic hydroxyl group-containing resin has a structure represented by formula (1a) [X is a C1-30 organic group; Y is H, an alkyl, a cycloalkyl, or an aryl; each R is independently OH, a halogen, a carboxyl, a C1-20 saturated/unsaturated alkyl, a C1-20 alkyl ether, a C3-20 saturated/unsaturated alicyclic group, or a C6-20 aromatic group and may be bonded via an ester, ether, amide or carbonyl bond group; and p is an integer of 0-3].SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、フェノール性水酸基含有樹脂、感光性樹脂組成物、半導体装置および電子機器に関するものである。   The present invention relates to a phenolic hydroxyl group-containing resin, a photosensitive resin composition, a semiconductor device, and an electronic apparatus.

半導体素子には、保護膜、層間絶縁膜、平坦化膜等の用途で、樹脂材料からなる樹脂膜が用いられている。   For semiconductor elements, resin films made of resin materials are used for applications such as protective films, interlayer insulating films, and planarization films.

例えば、特許文献1には、ポリアミド樹脂と、感光材と、フェノール樹脂と、密着助剤と、を含む感光性樹脂組成物が提案されている。このような感光性樹脂組成物は、半導体チップの表面に塗布されることにより、外力や熱衝撃等から半導体チップを保護する保護膜として用いられる。   For example, Patent Document 1 proposes a photosensitive resin composition containing a polyamide resin, a photosensitive material, a phenol resin, and an adhesion assistant. Such a photosensitive resin composition is used as a protective film for protecting a semiconductor chip from external force, thermal shock, and the like by being applied to the surface of the semiconductor chip.

また、特許文献2には、ノボラック型フェノール樹脂と、キノンジアジド基含有化合物と、溶剤と、を含むポジ型感光性樹脂組成物が提案されている。このようなポジ型感光性樹脂組成物は、耐熱性等の物性に優れた硬化物を生成することができるため、耐熱性の良好な保護膜の実現に寄与する。   Patent Document 2 proposes a positive photosensitive resin composition containing a novolac-type phenol resin, a quinonediazide group-containing compound, and a solvent. Since such a positive photosensitive resin composition can produce a cured product having excellent physical properties such as heat resistance, it contributes to the realization of a protective film with good heat resistance.

一方、このような保護膜の製造過程においては、端子等を露出させるための微細加工が必要になる。例えば、樹脂膜を形成した後、露光、現像等の処理によって樹脂膜に対する加工が行われる。このため、樹脂膜には、現像液に対する良好な溶解性が求められる。   On the other hand, in the manufacturing process of such a protective film, fine processing for exposing the terminals and the like is required. For example, after the resin film is formed, the resin film is processed by a process such as exposure and development. For this reason, the resin film is required to have good solubility in a developer.

特開2013−174843号公報JP 2013-174843 A 特開2012−107090号公報JP 2012-107090 A

しかしながら、従来の感光性樹脂組成物は、現像液に対して十分に溶解しない場合があった。この場合、樹脂膜を十分に除去することができず、いわゆる現像残りが発生する。   However, the conventional photosensitive resin composition may not be sufficiently dissolved in the developer. In this case, the resin film cannot be sufficiently removed, and so-called development residue occurs.

本発明の目的は、現像液に対する溶解性に優れたフェノール性水酸基含有樹脂および感光性樹脂組成物、前記感光性樹脂組成物の硬化物を含む半導体装置、ならびにかかる半導体装置を備える電子機器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a phenolic hydroxyl group-containing resin and a photosensitive resin composition excellent in solubility in a developer, a semiconductor device including a cured product of the photosensitive resin composition, and an electronic device including the semiconductor device. There is to do.

このような目的は、下記(1)〜(8)の本発明により達成される。
(1) 下記式(1a)で表される構造を有することを特徴とするフェノール性水酸基含有樹脂。

Figure 2018162434
[式中、Xは、炭素数1〜30の有機基であり、Yは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、Rは、それぞれ独立して、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、炭素数1〜20の飽和または不飽和のアルキル基、炭素数1〜20のアルキルエーテル基、炭素数3〜20の飽和または不飽和の脂環式基、および炭素数6〜20の芳香族構造を有する有機基からなる群から選ばれる一価の置換基であって、前記置換基はエステル結合、エーテル結合、アミド結合、またはカルボニル結合を介して結合していてもよい。また、pは0〜3の整数である。] Such an object is achieved by the present inventions (1) to (8) below.
(1) A phenolic hydroxyl group-containing resin having a structure represented by the following formula (1a).
Figure 2018162434
[Wherein X is an organic group having 1 to 30 carbon atoms, Y is a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and R is independently a hydroxyl group, a halogen atom or a carboxyl group. Group, saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, alkyl ether group having 1 to 20 carbon atoms, saturated or unsaturated alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms, and fragrance having 6 to 20 carbon atoms It is a monovalent substituent selected from the group consisting of organic groups having a group structure, and the substituent may be bonded via an ester bond, an ether bond, an amide bond, or a carbonyl bond. Moreover, p is an integer of 0-3. ]

(2) 下記式(1b)で表される構造を有する上記(1)に記載のフェノール性水酸基含有樹脂。

Figure 2018162434
[式中、Xは、炭素数1〜30の有機基であり、Yは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、Rは、それぞれ独立して、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、炭素数1〜20の飽和または不飽和のアルキル基、炭素数1〜20のアルキルエーテル基、炭素数3〜20の飽和または不飽和の脂環式基、および炭素数6〜20の芳香族構造を有する有機基からなる群から選ばれる一価の置換基であって、前記置換基はエステル結合、エーテル結合、アミド結合、またはカルボニル結合を介して結合していてもよい。また、pは0〜3の整数である。] (2) The phenolic hydroxyl group-containing resin according to the above (1), which has a structure represented by the following formula (1b).
Figure 2018162434
[Wherein X is an organic group having 1 to 30 carbon atoms, Y is a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and R is independently a hydroxyl group, a halogen atom or a carboxyl group. Group, saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, alkyl ether group having 1 to 20 carbon atoms, saturated or unsaturated alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms, and fragrance having 6 to 20 carbon atoms It is a monovalent substituent selected from the group consisting of organic groups having a group structure, and the substituent may be bonded via an ester bond, an ether bond, an amide bond, or a carbonyl bond. Moreover, p is an integer of 0-3. ]

(3) 前記Xは、炭素数6〜20のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基および炭素数6〜14のアリール基および炭素数4〜12のアルキルオキシアルキル基のうちのいずれかである上記(1)または(2)に記載のフェノール性水酸基含有樹脂。   (3) X is any one of an alkyl group having 6 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and an alkyloxyalkyl group having 4 to 12 carbon atoms. The phenolic hydroxyl group-containing resin according to the above (1) or (2).

(4) 前記Xは、ヘキシル基、シクロヘキシル基およびベンジル基およびメトキシエチル基のうちのいずれかである上記(1)ないし(3)のいずれかに記載のフェノール性水酸基含有樹脂。   (4) The phenolic hydroxyl group-containing resin according to any one of (1) to (3), wherein X is any one of a hexyl group, a cyclohexyl group, a benzyl group, and a methoxyethyl group.

(5)上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のフェノール性水酸基含有樹脂と、
感光剤と、
を有することを特徴とする感光性樹脂組成物。
(5) the phenolic hydroxyl group-containing resin according to any one of (1) to (4) above;
A photosensitizer,
The photosensitive resin composition characterized by having.

(6) 上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のフェノール性水酸基含有樹脂と、
前記フェノール性水酸基含有樹脂と架橋可能な架橋剤と、
感光剤と、
を有することを特徴とする感光性樹脂組成物。
(6) the phenolic hydroxyl group-containing resin according to any one of (1) to (4) above,
A crosslinking agent capable of crosslinking with the phenolic hydroxyl group-containing resin;
A photosensitizer,
The photosensitive resin composition characterized by having.

(7) 半導体基板と、
前記半導体基板の表面上に設けられ、上記(5)または(6)に記載の感光性樹脂組成物の硬化物を含む被覆層と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
(8) 上記(7)に記載の半導体装置を備えることを特徴とする電子機器。
(7) a semiconductor substrate;
A coating layer provided on the surface of the semiconductor substrate and containing a cured product of the photosensitive resin composition according to the above (5) or (6);
A semiconductor device comprising:
(8) An electronic apparatus comprising the semiconductor device according to (7).

本発明によれば、現像液に対する溶解性に優れたフェノール性水酸基含有樹脂および感光性樹脂組成物が得られる。   According to the present invention, a phenolic hydroxyl group-containing resin and a photosensitive resin composition excellent in solubility in a developer can be obtained.

また、本発明によれば、上記感光性樹脂組成物の硬化物を含む半導体装置が得られる。
また、本発明によれば、上記半導体装置を備える電子機器が得られる。
Moreover, according to this invention, the semiconductor device containing the hardened | cured material of the said photosensitive resin composition is obtained.
In addition, according to the present invention, an electronic apparatus including the semiconductor device can be obtained.

本発明の半導体装置の実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows embodiment of the semiconductor device of this invention.

以下、本発明のフェノール性水酸基含有樹脂、感光性樹脂組成物、半導体装置および電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, a phenolic hydroxyl group-containing resin, a photosensitive resin composition, a semiconductor device, and an electronic apparatus of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

<半導体装置>
まず、フェノール性水酸基含有樹脂および感光性樹脂組成物の説明に先立ち、これらが適用された本発明の半導体装置の実施形態について説明する。
<Semiconductor device>
First, prior to the description of the phenolic hydroxyl group-containing resin and the photosensitive resin composition, an embodiment of the semiconductor device of the present invention to which these are applied will be described.

図1は、本発明の半導体装置の実施形態を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」、下側を「下」と言う。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a semiconductor device of the present invention. In the following description, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.

図1に示す半導体装置10は、半導体チップ20を内蔵したQFP(Quad Flat Package)型の半導体パッケージであり、半導体チップ20(半導体基板)と、接着層60を介して半導体チップ20を支持するダイパッド30と、半導体チップ20を保護する保護膜70(被覆層)と、半導体チップ20と電気的に接続されたリード40と、半導体チップ20を封止するモールド部50と、を有している。このような半導体装置10は、後に詳述するように、保護膜70による保護作用によって、信頼性の高いものとなる。   A semiconductor device 10 shown in FIG. 1 is a QFP (Quad Flat Package) type semiconductor package containing a semiconductor chip 20, and a die pad that supports the semiconductor chip 20 via a semiconductor chip 20 (semiconductor substrate) and an adhesive layer 60. 30, a protective film 70 (covering layer) that protects the semiconductor chip 20, leads 40 electrically connected to the semiconductor chip 20, and a mold part 50 that seals the semiconductor chip 20. As described later in detail, such a semiconductor device 10 has high reliability due to the protective action of the protective film 70.

ダイパッド30は、金属基板で構成され、半導体チップ20を支持する支持体としての機能を有するものである。   The die pad 30 is made of a metal substrate and has a function as a support for supporting the semiconductor chip 20.

このダイパッド30は、例えばCu、Fe、Niやこれらの合金(例えばCu系合金や、Fe−42Niのような鉄・ニッケル系合金)等の各種金属材料で構成される金属基板や、この金属基板の表面に銀メッキや、Ni−Pdメッキが施されているもの、さらにNi−Pdメッキの表面にPd層の安定性を向上するために設けられた金メッキ層が設けられているもの等が挙げられる。   The die pad 30 includes a metal substrate made of various metal materials such as Cu, Fe, Ni, and alloys thereof (for example, Cu-based alloys and iron / nickel-based alloys such as Fe-42Ni), and the metal substrates. The surface of which is plated with silver or Ni—Pd, and the surface of Ni—Pd is further provided with a gold plating layer provided to improve the stability of the Pd layer. It is done.

また、ダイパッド30の平面視形状は、通常、半導体チップ20の平面視形状に対応し、例えば正方形、長方形等の四角形とされる。   Moreover, the planar view shape of the die pad 30 usually corresponds to the planar view shape of the semiconductor chip 20 and is, for example, a square such as a square or a rectangle.

ダイパッド30の外周部には、複数のリード40が、放射状に設けられている。
このリード40のダイパッド30と反対側の端部は、モールド部50から突出(露出)している。
A plurality of leads 40 are provided radially on the outer periphery of the die pad 30.
An end portion of the lead 40 opposite to the die pad 30 protrudes (exposes) from the mold portion 50.

また、リード40についてモールド部50からの露出部には、その表面に金メッキ、錫メッキ、半田メッキ、半田コート等の表面処理が施されていてもよい。   Further, the exposed portion of the lead 40 from the mold portion 50 may be subjected to surface treatment such as gold plating, tin plating, solder plating, or solder coating on the surface thereof.

リード40は、導電性材料で構成され、例えば、前述したダイパッド30の構成材料と同一のものを用いることができる。   The lead 40 is made of a conductive material, and for example, the same material as that of the die pad 30 described above can be used.

ダイパッド30には、接着層60を介して半導体チップ20が固着(固定)されている。   The semiconductor chip 20 is fixed (fixed) to the die pad 30 via the adhesive layer 60.

接着層60は、ダイパッド30と半導体チップ20とを接続する機能を有するとともに、半導体チップ20の駆動時に生じる熱をダイパッド30側に伝達(放熱)する機能を有するものである。   The adhesive layer 60 has a function of connecting the die pad 30 and the semiconductor chip 20 and also has a function of transmitting (dissipating) heat generated when the semiconductor chip 20 is driven to the die pad 30 side.

この接着層60には、例えば、銀粉、アルミニウム粉、ニッケル粉のような金属粉や、シリカ粉末、アルミナ粉末、チタニア粉末のようなセラミック粉末を充填材として含有する、エポキシ樹脂、アクリル系化合物、ポリイミド樹脂のような熱硬化性樹脂で構成されるもの等が好適に用いられる。   The adhesive layer 60 includes, for example, a metal powder such as silver powder, aluminum powder, and nickel powder, or ceramic powder such as silica powder, alumina powder, and titania powder as an filler, an epoxy resin, an acrylic compound, Those composed of a thermosetting resin such as polyimide resin are preferably used.

半導体チップ20は、その上面に電極パッド21を有しており、この電極パッド21とリード40とが、導電性ワイヤー22で電気的に接続されている。これにより、半導体チップ20と各リード40とが電気的に接続されている。
導電性ワイヤー22は、例えば、Au線やAl線で構成することができる。
The semiconductor chip 20 has an electrode pad 21 on its upper surface, and the electrode pad 21 and the lead 40 are electrically connected by a conductive wire 22. Thereby, the semiconductor chip 20 and each lead 40 are electrically connected.
The conductive wire 22 can be composed of, for example, Au wire or Al wire.

また、半導体チップ20には、電極パッド21が露出するように保護膜70が形成されている。   A protective film 70 is formed on the semiconductor chip 20 so that the electrode pads 21 are exposed.

この保護膜70は、モールド部50を硬化収縮させて形成する際に半導体チップ20を保護する機能、この半導体装置10を基板等に実装する半田リフロー工程における熱衝撃およびモールド部50の急激な熱膨張ストレスから保護する機能等を有するものである。   The protective film 70 has a function of protecting the semiconductor chip 20 when the mold part 50 is cured and contracted, a thermal shock in a solder reflow process for mounting the semiconductor device 10 on a substrate or the like, and a rapid heat of the mold part 50. It has a function of protecting against expansion stress.

そして、本実施形態に係る半導体装置10では、この保護膜70が本実施形態に係る感光性樹脂組成物を用いて形成されるが、この感光性樹脂組成物の構成材料については、後に詳述する。   In the semiconductor device 10 according to the present embodiment, the protective film 70 is formed using the photosensitive resin composition according to the present embodiment. The constituent materials of the photosensitive resin composition will be described in detail later. To do.

さらに、ダイパッド30、ダイパッド30の上面側に設けられた各部材およびリード40の内側の部分は、モールド部50により封止されている。そして、その結果として、リード40の外側の端部がモールド部50から突出している。   Furthermore, the die pad 30, each member provided on the upper surface side of the die pad 30, and the portion inside the lead 40 are sealed by the mold part 50. As a result, the outer end portion of the lead 40 protrudes from the mold portion 50.

このモールド部50は、例えばエポキシ系樹脂等の各種樹脂材料で構成することができる。   This mold part 50 can be comprised with various resin materials, such as an epoxy-type resin, for example.

<半導体装置の製造方法>
このような半導体装置10は、例えば、以下のようにして製造することができる。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device>
Such a semiconductor device 10 can be manufactured as follows, for example.

[1]まず、ダイパッド30と、複数のリード40とを備えるリードフレームを用意する。   [1] First, a lead frame including a die pad 30 and a plurality of leads 40 is prepared.

[2]次に、これとは別に、電極パッド21が露出するようにパターニングされた保護膜70が設けられた半導体チップ20を用意する。   [2] Next, separately from this, the semiconductor chip 20 provided with the protective film 70 patterned so as to expose the electrode pads 21 is prepared.

このような保護膜70の半導体チップ20上への形成は、例えば、次のようにして行うことができる。   Such a protective film 70 can be formed on the semiconductor chip 20 as follows, for example.

[2−1]まず、本発明の感光性樹脂組成物を液状材料(ワニス)として用意し、半導体チップ20の上面のほぼ全体を覆うように、この液状材料を、塗布法を用いて供給する。   [2-1] First, the photosensitive resin composition of the present invention is prepared as a liquid material (varnish), and this liquid material is supplied using a coating method so as to cover almost the entire top surface of the semiconductor chip 20. .

塗布方法としては、スピンナーを用いた回転塗布(スピンコート)法、スプレーコーターを用いた噴霧塗布法、浸漬法、印刷法、ロールコーティング法等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
塗布量は、形成される保護膜70の膜厚に応じて適宜設定される。
Examples of the coating method include a spin coating method using a spinner, a spray coating method using a spray coater, a dipping method, a printing method, a roll coating method, and the like. Can be used in combination.
The coating amount is appropriately set according to the thickness of the protective film 70 to be formed.

[2−2]次いで、この液状材料を乾燥させることにより、半導体チップ20の上面に、感光性樹脂組成物に含まれる構成材料を含有する膜を形成する。   [2-2] Next, by drying the liquid material, a film containing the constituent material contained in the photosensitive resin composition is formed on the upper surface of the semiconductor chip 20.

なお、液状材料を乾燥させる際の乾燥温度は、好ましくは40〜150℃程度、より好ましくは80〜130℃程度に設定される。   In addition, the drying temperature at the time of drying a liquid material becomes like this. Preferably it is about 40-150 degreeC, More preferably, it is set to about 80-130 degreeC.

また、乾燥する際の処理時間は、0.5〜30分程度であるのが好ましく、1〜10分程度であるのがより好ましい。   Moreover, it is preferable that the processing time at the time of drying is about 0.5 to 30 minutes, and it is more preferable that it is about 1 to 10 minutes.

[2−3]次いで、電極パッド21に対応する位置に形成された前記膜を、電極パッド21の形状に対応したマスクを用いて選択的に露光・感光した後、アルカリ水溶液あるいは有機溶剤等の現像液で現像する。これにより前記膜が電極パッド21を露出した形状にパターニングされる。   [2-3] Next, the film formed at a position corresponding to the electrode pad 21 is selectively exposed and exposed using a mask corresponding to the shape of the electrode pad 21, and then an alkaline aqueous solution or an organic solvent is used. Develop with developer. Thereby, the film is patterned into a shape in which the electrode pad 21 is exposed.

露光・感光の際に、感光性樹脂組成物を用いて形成された膜に照射する光は、特に限定されず、通常g線(436nm)およびi線(365nm)が用いられるが、特にi線(365nm)が好適に用いられる。これにより、膜を微細な形状に、確実にパターニングすることができる。さらに、i線を室温で照射する場合、エネルギー量は100〜5000mJ/cm程度に設定される。 The light applied to the film formed using the photosensitive resin composition at the time of exposure / sensitivity is not particularly limited, and g-line (436 nm) and i-line (365 nm) are usually used, but i-line is particularly preferable. (365 nm) is preferably used. Thereby, the film can be surely patterned into a fine shape. Furthermore, when irradiating i line | wire at room temperature, energy amount is set to about 100-5000mJ / cm < 2 >.

また、アルカリ水溶液(アルカリ現像液)としては、特に限定されず、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルアミン、エタノールアミン等の有機アルカリの他、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等の無機アルカリ等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、半導体プロセスで使用されているテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液が好適に用いられる。テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液の濃度は、0.05〜10質量%程度、好ましくは0.1〜5質量%程度に設定される。そして、このアルカリ水溶液を用いて室温で10秒〜10分間現像し、さらに純水でリンスすることにより鮮明なポジ型パターンを得ることができる。   Further, the aqueous alkali solution (alkaline developer) is not particularly limited. For example, in addition to organic alkali such as tetramethylammonium hydroxide, triethylamine, ethanolamine, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate Inorganic alkalis such as these can be used, and one or more of these can be used in combination. Especially, the tetramethylammonium hydroxide aqueous solution currently used by the semiconductor process is used suitably. The concentration of the tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is set to about 0.05 to 10% by mass, preferably about 0.1 to 5% by mass. And it develops for 10 seconds-10 minutes at room temperature using this alkaline aqueous solution, and also by rinsing with a pure water, a clear positive pattern can be obtained.

なお、場合によっては上記アルカリ水溶液にアルコール類を添加してもよい。使用可能なアルコール類として、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール等が例として挙げられる。   In some cases, alcohols may be added to the alkaline aqueous solution. Examples of usable alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and the like.

有機溶剤(有機系現像液)としては、特に限定されず、γ−ブチロラクトン等のラクトン類、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノン等のケトン類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、ジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤、ジメチルスルホキシド(DMSO)等を挙げることができる。   The organic solvent (organic developer) is not particularly limited, and may be a lactone such as γ-butyrolactone, acetone, methyl ethyl ketone (MEK), cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, 2-heptanone, or the like. Ketones, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), dipropylene glycol monoacetate, etc. A compound having an ester bond, monomethyl ether, monoethyl ether of the polyhydric alcohol or the compound having an ester bond , Derivatives of polyhydric alcohols such as monoalkyl ethers such as monopropyl ether and monobutyl ether or compounds having an ether bond such as monophenyl ether [in these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME) is preferred]; cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethoxypropion Esters such as ethyl acid; anisole, ethyl benzyl ether, cresyl methyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetole, butyl phenyl ether, ethyl benzene, die Aromatic organic solvents such as tilbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene and mesitylene, dimethyl sulfoxide (DMSO) and the like can be mentioned.

これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
なかでも、PGMEA、PGME、γ−ブチロラクトンまたはELが好ましく用いられる。
These organic solvents may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.
Of these, PGMEA, PGME, γ-butyrolactone or EL is preferably used.

[2−4]次いで、このパターニングされた前記膜に硬化処理を施して、保護膜70を得る。   [2-4] Next, the patterned film is cured to obtain the protective film 70.

なお、前記膜の硬化処理は、例えば、パターニングされた膜を加熱することにより、円滑に進行させることができる。   In addition, the hardening process of the said film | membrane can be smoothly advanced by heating the patterned film | membrane, for example.

膜を加熱する温度は、150〜400℃の範囲であるのが好ましく、170〜350℃の範囲であるのがより好ましい。一方、半導体チップ20に対する熱影響を考慮する場合、170〜250℃程度であるのが好ましい。   The temperature for heating the film is preferably in the range of 150 to 400 ° C, more preferably in the range of 170 to 350 ° C. On the other hand, when considering the thermal effect on the semiconductor chip 20, it is preferably about 170 to 250 ° C.

加熱時間は、1〜60分の範囲であるのが好ましく、10〜30分の範囲であるのがより好ましい。   The heating time is preferably in the range of 1 to 60 minutes, and more preferably in the range of 10 to 30 minutes.

また、加熱する際の雰囲気は、大気雰囲気であってもよいが、窒素等の不活性雰囲気または減圧雰囲気であるのが好ましい。これにより、硬化反応をより確実に進行させることができる。   The atmosphere for heating may be an air atmosphere, but is preferably an inert atmosphere such as nitrogen or a reduced pressure atmosphere. Thereby, hardening reaction can be advanced more reliably.

保護膜70の平均膜厚は、1〜20μm程度であるのが好ましく、5〜10μm程度であるのがより好ましい。これにより、前述した保護膜70としての機能を確実に発揮させることができる。   The average film thickness of the protective film 70 is preferably about 1 to 20 μm, and more preferably about 5 to 10 μm. Thereby, the function as the protective film 70 described above can be surely exhibited.

[3]次に、例えば、市販のダイボンダー等の吐出装置を用いて、ダイパッド30上に、硬化前の接着層60の構成材料を供給する。   [3] Next, the constituent material of the adhesive layer 60 before curing is supplied onto the die pad 30 by using a commercially available discharge device such as a die bonder.

[4]次に、この硬化前の接着層60の構成材料が介在するように、ダイパッド30上に、保護膜70が設けられている面を上側にして、半導体チップ20を載置し、加熱する。これにより、硬化前の接着層60の構成材料が硬化して、その硬化物で構成される接着層60が形成される。その結果、接着層60を介して、ダイパッド(支持体)30上に半導体チップ20が接着される。   [4] Next, the semiconductor chip 20 is placed on the die pad 30 with the surface on which the protective film 70 is provided on the die pad 30 so that the constituent material of the adhesive layer 60 before curing is interposed, and heated. To do. Thereby, the constituent material of the adhesive layer 60 before curing is cured, and the adhesive layer 60 composed of the cured product is formed. As a result, the semiconductor chip 20 is bonded onto the die pad (support) 30 via the adhesive layer 60.

[5]次に、ワイヤーボンディングにより、保護膜70から露出する電極パッド21とリード40との間に導電性ワイヤー22を配線する。これにより、電極パッド21とリード40とが電気的に接続される。   [5] Next, the conductive wire 22 is wired between the electrode pad 21 exposed from the protective film 70 and the lead 40 by wire bonding. Thereby, the electrode pad 21 and the lead 40 are electrically connected.

[6]次に、例えば、トランスファー成形等によりモールド部50を形成する。
その後、リードフレームから樹脂止めのタイバーを打ち抜き、トリム&フォーム工程を行い、半導体装置10が製造される。
[6] Next, the mold part 50 is formed by, for example, transfer molding.
Thereafter, a resin-fixed tie bar is punched out from the lead frame, and a trim and foam process is performed to manufacture the semiconductor device 10.

<保護膜70>
次に、保護膜70について説明する。
<Protective film 70>
Next, the protective film 70 will be described.

保護膜70は、前述したように、半導体チップ20(半導体基板)の表面上に設けられ、フェノール性水酸基含有樹脂(本発明のフェノール性水酸基含有樹脂の実施形態)を含む感光性樹脂組成物(本発明の感光性樹脂組成物の実施形態)の液状材料を用いて形成される硬化膜である。   As described above, the protective film 70 is provided on the surface of the semiconductor chip 20 (semiconductor substrate), and contains a phenolic hydroxyl group-containing resin (an embodiment of the phenolic hydroxyl group-containing resin of the present invention) ( It is a cured film formed using the liquid material of the embodiment of the photosensitive resin composition of the present invention.

≪フェノール性水酸基含有樹脂≫
本実施形態に係るフェノール性水酸基含有樹脂は、下記式(1a)で表される構造を有する。
≪Phenolic hydroxyl group-containing resin≫
The phenolic hydroxyl group-containing resin according to this embodiment has a structure represented by the following formula (1a).

Figure 2018162434
[式中、Xは、炭素数1〜30の有機基であり、Yは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またアリール基であり、Rは、それぞれ独立して、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、炭素数1〜20の飽和または不飽和のアルキル基、炭素数1〜20のアルキルエーテル基、炭素数3〜20の飽和または不飽和の脂環式基、および炭素数6〜20の芳香族構造を有する有機基からなる群から選ばれる一価の置換基であって、前記置換基はエステル結合、エーテル結合、アミド結合、またはカルボニル結合を介して結合していてもよい。また、pは0〜3の整数である。]
Figure 2018162434
[Wherein X is an organic group having 1 to 30 carbon atoms, Y is a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and R is independently a hydroxyl group, a halogen atom or a carboxyl group. Group, saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, alkyl ether group having 1 to 20 carbon atoms, saturated or unsaturated alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms, and fragrance having 6 to 20 carbon atoms It is a monovalent substituent selected from the group consisting of organic groups having a group structure, and the substituent may be bonded via an ester bond, an ether bond, an amide bond, or a carbonyl bond. Moreover, p is an integer of 0-3. ]

このようなフェノール性水酸基含有樹脂を含む感光性樹脂組成物は、現像液に対する溶解性に優れたものとなる。このため、保護膜70が感光・現像処理を経て目的とする形状にパターニングされるとき、寸法精度の高い保護膜70を得ることができる。また、いわゆる現像残りの発生が抑えられるため、残渣に伴う不具合の発生を抑制することができる。これにより、信頼性の高い半導体装置10を実現することができる。   A photosensitive resin composition containing such a phenolic hydroxyl group-containing resin has excellent solubility in a developer. For this reason, when the protective film 70 is patterned into a target shape through photosensitivity / development processing, the protective film 70 with high dimensional accuracy can be obtained. In addition, since the occurrence of so-called development residue is suppressed, the occurrence of defects associated with the residue can be suppressed. Thereby, the highly reliable semiconductor device 10 can be realized.

また、上記式(1a)におけるXは炭素数1〜30の有機基であって、かつ、Xはベンゼン環に対してエーテル結合を介して結合しているが、このエーテル結合が前述した溶解性の要因の1つになっていると考えられる。   X in the above formula (1a) is an organic group having 1 to 30 carbon atoms, and X is bonded to the benzene ring via an ether bond. This is considered to be one of the factors.

また、このような分子構造を有するフェノール性水酸基含有樹脂によれば、上記構造の数が多い場合、例えば4核体以上の多核体である場合でも、現像液に対する溶解性を確保することができる。このため、かかるフェノール性水酸基含有樹脂を含む感光性樹脂組成物は、多核体に由来する高い機械的強度を有する硬化膜の生成を可能にする一方、Xの構造やエーテル結合に由来して現像液に対する良好な溶解性を示す樹脂膜の形成が可能である。   In addition, according to the phenolic hydroxyl group-containing resin having such a molecular structure, solubility in a developer can be ensured even when the number of the structures is large, for example, a polynuclear body having four or more nuclei. . For this reason, a photosensitive resin composition containing such a phenolic hydroxyl group-containing resin enables generation of a cured film having high mechanical strength derived from a polynuclear body, while developing due to the structure of X or an ether bond. It is possible to form a resin film showing good solubility in the liquid.

上記式(1a)におけるXは、前述したように、炭素数1〜30の一価の有機基である。この有機基は、直鎖状または分枝状の一価の炭化水素基であり、酸素、窒素およびケイ素のうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。また、上記式(1a)におけるXは、アミノ基(−NR−)、アミド結合(−NHC(=O)−)、エステル結合(−C(=O)−O−)、カルボニル基(−C(=O)−)、エーテル結合(−O−)等を含んでいてもよい。   X in the above formula (1a) is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms as described above. This organic group is a linear or branched monovalent hydrocarbon group and may contain at least one of oxygen, nitrogen, and silicon. X in the formula (1a) is an amino group (—NR—), an amide bond (—NHC (═O) —), an ester bond (—C (═O) —O—), a carbonyl group (—C (= O)-), an ether bond (-O-) and the like may be contained.

Xに係る有機基の具体例としては、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、炭素数4〜12のアルキルオキシアルキル基等が挙げられる。   Specific examples of the organic group according to X include an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and an alkyloxyalkyl group having 4 to 12 carbon atoms. Is mentioned.

このうち、炭素数1〜30のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基等が挙げられる。また、例えばヘキシル基は、n−ヘキシル基のような直鎖状のものに限定されず、イソヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、ネオヘキシル基のような分枝状のものであってもよい。なお、これは、他のアルキル基においても同様である。また、アルキル基の炭素数は、好ましくは6〜20とされる。炭素数がこの範囲内であることにより、感光性樹脂組成物の硬化物の耐薬品性がより良好になる。   Among these, examples of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, and dodecyl. Group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group and the like. Further, for example, the hexyl group is not limited to a linear group such as an n-hexyl group, but is a branched one such as an isohexyl group, a sec-hexyl group, a tert-hexyl group, or a neohexyl group. Also good. This also applies to other alkyl groups. The carbon number of the alkyl group is preferably 6-20. When the carbon number is within this range, the chemical resistance of the cured product of the photosensitive resin composition becomes better.

また、炭素数3〜12のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基等が挙げられる。なお、シクロアルキル基の炭素数は、好ましくは6〜10とされる。炭素数がこの範囲内であることにより、感光性樹脂組成物の硬化物の耐薬品性がより良好になる。   Examples of the cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclohexenyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclononyl group, cyclodecyl group, and cycloundecyl. Group, cyclododecyl group and the like. The cycloalkyl group preferably has 6 to 10 carbon atoms. When the carbon number is within this range, the chemical resistance of the cured product of the photosensitive resin composition becomes better.

また、炭素数6〜14のアリール基としては、例えば、フェニル基、ベンジル基、スチリル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、トシル基、アダマンチル基等が挙げられる。なお、アリール基の炭素数は、好ましくは6〜10とされる。炭素数がこの範囲内であることにより、感光性樹脂組成物の硬化物の耐薬品性がより良好になる。   Examples of the aryl group having 6 to 14 carbon atoms include phenyl group, benzyl group, styryl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 1 -Anthryl group, 2-anthryl group, 9-anthryl group, tosyl group, adamantyl group and the like can be mentioned. The aryl group preferably has 6 to 10 carbon atoms. When the carbon number is within this range, the chemical resistance of the cured product of the photosensitive resin composition becomes better.

また、炭素数4〜12のアルキルオキシアルキル基としては、例えば、2−メトキシエチル基、(2−メトキシエトキシ)−2−エトキシエチル基、(2−メトキシエトキシ)−2−エトキシ−2−エトキシエチル基等が挙げられる。なお、アルキルオキシアルキル基の炭素数は、好ましくは4〜8とされる。炭素数がこの範囲であることにより、感光性樹脂組成物の硬化物の弾性率がより良好になる。   Examples of the alkyloxyalkyl group having 4 to 12 carbon atoms include 2-methoxyethyl group, (2-methoxyethoxy) -2-ethoxyethyl group, (2-methoxyethoxy) -2-ethoxy-2-ethoxy. An ethyl group etc. are mentioned. The carbon number of the alkyloxyalkyl group is preferably 4-8. When the carbon number is within this range, the elastic modulus of the cured product of the photosensitive resin composition becomes better.

なお、上述した有機基に含まれる一以上の水素原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子によって置換されていてもよい。   One or more hydrogen atoms contained in the organic group described above may be substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.

また、有機基の炭素数が前記下限値を下回ると、有機基の分子構造が小さくなるため、感光性樹脂組成物の現像液に対する溶解性が低下するおそれがある。一方、有機基の炭素数が前記上限値を上回ると、感光性樹脂組成物の硬化膜に対して過剰な柔軟性が付与され、保護膜70の機械的強度が低下するおそれがある。   Moreover, since the molecular structure of an organic group will become small when carbon number of an organic group is less than the said lower limit, there exists a possibility that the solubility with respect to the developing solution of the photosensitive resin composition may fall. On the other hand, if the carbon number of the organic group exceeds the upper limit, excessive flexibility is imparted to the cured film of the photosensitive resin composition, and the mechanical strength of the protective film 70 may be reduced.

ここで、上記式(1a)におけるXは、ヘキシル基、シクロヘキシル基、メトキシエチル基およびベンジル基のうちのいずれかであるのが好ましい。これらの炭化水素基は、炭素数が適当であるとともに反応性が比較的小さい。このため、このようなXを有するフェノール性水酸基含有樹脂を含む感光性樹脂組成物は、現像液に対して特に良好な溶解性を示す。一方、この炭化水素基が重合反応を阻害し難いため、適当な分子量の樹脂が実現され易い。このため、機械的強度および耐薬品性の観点からも良好な硬化膜が得られる。その結果、寸法精度が高く、かつ、信頼性の高い保護膜70が得られる。   Here, X in the above formula (1a) is preferably any one of a hexyl group, a cyclohexyl group, a methoxyethyl group, and a benzyl group. These hydrocarbon groups have an appropriate number of carbon atoms and relatively low reactivity. For this reason, the photosensitive resin composition containing the phenolic hydroxyl group containing resin which has such X shows especially favorable solubility with respect to a developing solution. On the other hand, since this hydrocarbon group hardly inhibits the polymerization reaction, a resin having an appropriate molecular weight is easily realized. Therefore, a good cured film can be obtained from the viewpoint of mechanical strength and chemical resistance. As a result, the protective film 70 with high dimensional accuracy and high reliability can be obtained.

一方、上記式(1a)におけるYは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基である。   On the other hand, Y in the above formula (1a) is a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group.

このうち、アルキル基としては、炭素数1〜30のアルキル基が挙げられ、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基等が挙げられる。また、例えばヘキシル基は、n−ヘキシル基のような直鎖状のものに限定されず、イソヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、ネオヘキシル基のような分枝状のものであってもよい。なお、これは、他のアルキル基においても同様である。また、アルキル基の炭素数は、好ましくは1〜20とされる。   Among these, examples of the alkyl group include an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group. Group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group and the like. Further, for example, the hexyl group is not limited to a linear group such as an n-hexyl group, but is a branched one such as an isohexyl group, a sec-hexyl group, a tert-hexyl group, or a neohexyl group. Also good. This also applies to other alkyl groups. The carbon number of the alkyl group is preferably 1-20.

また、シクロアルキル基としては、炭素数3〜12のシクロアルキル基が挙げられ、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基等が挙げられる。なお、シクロアルキル基の炭素数は、好ましくは6〜10とされる。   Examples of the cycloalkyl group include cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms, such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclohexenyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, and cyclononyl group. , Cyclodecyl group, cycloundecyl group, cyclododecyl group and the like. The cycloalkyl group preferably has 6 to 10 carbon atoms.

また、アリール基としては、炭素数6〜14のアリール基が挙げられ、例えば、フェニル基、ベンジル基、スチリル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、トシル基、アダマンチル基等が挙げられる。なお、アリール基の炭素数は、好ましくは6〜10とされる。   Moreover, as an aryl group, a C6-C14 aryl group is mentioned, For example, a phenyl group, a benzyl group, a styryl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, 1-naphthyl group, Examples include 2-naphthyl group, 1-anthryl group, 2-anthryl group, 9-anthryl group, tosyl group, adamantyl group and the like. The aryl group preferably has 6 to 10 carbon atoms.

なお、上述したアルキル基、シクロアルキル基およびアリール基に含まれる一以上の水素原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子によって置換されていてもよい。   Note that one or more hydrogen atoms contained in the above-described alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group may be substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.

ここで、上記式(1a)におけるYは、水素原子であるのが好ましい。これにより、感光性樹脂組成物は、分子構造において高い可撓性を有するものとなる。このため、現像液に対する特に良好な溶解性が得られる。   Here, Y in the above formula (1a) is preferably a hydrogen atom. Thereby, the photosensitive resin composition has high flexibility in the molecular structure. For this reason, particularly good solubility in the developer is obtained.

なお、フェノール性水酸基含有樹脂において上記式(1a)で表される構造以外の構造を含んでいてもよい。この場合、フェノール性水酸基含有樹脂において上記式(1a)で表される構造の存在比を100モル部としたとき、その他の構造は90モル部以下であるのが好ましく、50モル部以下であるのがより好ましく、30モル部以下であるのがさらに好ましい。これにより、上記式(1a)で表される構造が奏する作用、効果が十分に発現したフェノール性水酸基含有樹脂が得られる。   The phenolic hydroxyl group-containing resin may contain a structure other than the structure represented by the above formula (1a). In this case, when the abundance ratio of the structure represented by the formula (1a) in the phenolic hydroxyl group-containing resin is 100 parts by mole, the other structure is preferably 90 parts by mole or less, and 50 parts by mole or less. Is more preferable, and it is further more preferable that it is 30 mol part or less. Thereby, the phenolic hydroxyl group-containing resin in which the function and effect exhibited by the structure represented by the above formula (1a) are sufficiently expressed is obtained.

また、本実施形態に係るフェノール性水酸基含有樹脂は、特に、下記式(1b)で表される構造を有することが好ましい。   In addition, the phenolic hydroxyl group-containing resin according to this embodiment preferably has a structure represented by the following formula (1b).

Figure 2018162434
[式中、Xは、炭素数1〜30の有機基であり、Yは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、Rは、それぞれ独立して、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、炭素数1〜20の飽和または不飽和のアルキル基、炭素数1〜20のアルキルエーテル基、炭素数3〜20の飽和または不飽和の脂環式基、および炭素数6〜20の芳香族構造を有する有機基からなる群から選ばれる一価の置換基であって、前記置換基はエステル結合、エーテル結合、アミド結合、またはカルボニル結合を介して結合していてもよい。また、pは0〜3の整数である。]
Figure 2018162434
[Wherein X is an organic group having 1 to 30 carbon atoms, Y is a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and R is independently a hydroxyl group, a halogen atom or a carboxyl group. Group, saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, alkyl ether group having 1 to 20 carbon atoms, saturated or unsaturated alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms, and fragrance having 6 to 20 carbon atoms It is a monovalent substituent selected from the group consisting of organic groups having a group structure, and the substituent may be bonded via an ester bond, an ether bond, an amide bond, or a carbonyl bond. Moreover, p is an integer of 0-3. ]

式(1b)で表される構造を有するフェノール性水酸基含有樹脂は、エーテル結合を介した有機基が水酸基のp位(パラ位)に位置しているため、物性等がより安定したものとなる。   In the phenolic hydroxyl group-containing resin having the structure represented by the formula (1b), the organic group via the ether bond is located at the p-position (para-position) of the hydroxyl group, so that the physical properties and the like are more stable. .

特に、上記式(1b)に含まれる水酸基のp位には有機基が結合している。このため、上記式(1b)で表される構造を含むフェノール性水酸基含有樹脂では、水酸基の2つのo位(オルト位)または2つのm位(メタ位)が反応点となるため、直鎖状に延びる分子構造を有するものとなる。かかる分子構造は、硬化膜の機械的強度を維持しつつ、現像液に対する溶解性を高めるように寄与する。すなわち、かかる樹脂を含む感光性樹脂組成物には、現像液に対する優れた溶解性が付与され、その硬化膜には、高い機械的強度が付与されることとなる。   In particular, an organic group is bonded to the p-position of the hydroxyl group contained in the above formula (1b). For this reason, in the phenolic hydroxyl group-containing resin having the structure represented by the above formula (1b), the two o-positions (ortho positions) or the two m-positions (meta positions) of the hydroxyl groups serve as reaction points. It has a molecular structure extending in a shape. Such a molecular structure contributes to increasing the solubility in a developer while maintaining the mechanical strength of the cured film. That is, the photosensitive resin composition containing such a resin is imparted with excellent solubility in a developer, and high mechanical strength is imparted to the cured film.

また、前述した式(1a)または式(1b)中のRに含まれるアルキルエーテル基としては、特に限定されないが、一例として、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキソキシ基、ヘプトキシ基、オクトキシ基等が挙げられる。   Further, the alkyl ether group contained in R in the above formula (1a) or (1b) is not particularly limited, but as an example, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentoxy group, hexoxy group , Heptoxy group, octoxy group and the like.

また、前述した式(1a)または式(1b)中のRに含まれる飽和または不飽和の脂環式基としては、芳香族性を有さない飽和または不飽和の炭素環を含む一価の置換基であれば特に限定されないが、一例として、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルのようなシクロアルキル基、シクロプロペニル、シクロブテニル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル、シクロヘプテニル、シクロオクテニルのようなシクロアルケニル基等が挙げられる。   In addition, the saturated or unsaturated alicyclic group contained in R in the aforementioned formula (1a) or formula (1b) is a monovalent containing a saturated or unsaturated carbocyclic ring having no aromaticity. Examples of the substituent include, but are not limited to, cycloalkyl groups such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclopropenyl, cyclobutenyl, cyclopentenyl, cyclohexenyl, cycloheptenyl, cyclooctenyl, and the like. Such as a cycloalkenyl group.

また、前述した式(1a)または式(1b)中のRに含まれる芳香族構造を有する有機基としては、ベンゼン環を有する一価の置換基であれば特に限定されないが、一例として、前述したアリール基と同様のものが挙げられる。   Further, the organic group having an aromatic structure contained in R in the formula (1a) or the formula (1b) is not particularly limited as long as it is a monovalent substituent having a benzene ring. And the same aryl group as described above.

なお、これらの置換基は、式(1a)または式(1b)中のベンゼン環を構成する炭素原子に対して直接結合していてもよく、エステル結合、エーテル結合、アミド結合、またはカルボニル結合を介して結合していてもよい。   In addition, these substituents may be directly bonded to the carbon atom constituting the benzene ring in the formula (1a) or (1b), and may have an ester bond, an ether bond, an amide bond, or a carbonyl bond. It may be bonded via.

また、本実施形態に係るフェノール性水酸基含有樹脂は、特に、下記式(1c)で表される構造を有することが好ましい。   In addition, the phenolic hydroxyl group-containing resin according to this embodiment preferably has a structure represented by the following formula (1c).

Figure 2018162434
[式中、Xは、炭素数1〜30の有機基であり、Yは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基である。]
Figure 2018162434
[Wherein, X is an organic group having 1 to 30 carbon atoms, and Y is a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. ]

水酸基のo位に主鎖が結合している上記式(1c)で表される構造を含むことにより、フェノール性水酸基含有樹脂は、物性等がより安定したものとなる。   By including the structure represented by the above formula (1c) in which the main chain is bonded to the o-position of the hydroxyl group, the phenolic hydroxyl group-containing resin becomes more stable in properties and the like.

≪フェノール性水酸基含有樹脂の合成方法≫
次に、本実施形態に係るフェノール性水酸基含有樹脂の合成方法の一例について説明する。
≪Method for synthesizing phenolic hydroxyl group-containing resin≫
Next, an example of a method for synthesizing the phenolic hydroxyl group-containing resin according to this embodiment will be described.

(原料準備工程)
原料となるモノマーとしては、例えば、下記式(2)で表されるフェノールモノマーと、下記式(3a)で表されるアルデヒドモノマー、式(3b)で表されるメチロールモノマー、式(3c)で表されるメトキシメチルモノマー、または(3d)で表されるハロアルキルモノマーと、が挙げられる。
(Raw material preparation process)
As a monomer used as a raw material, for example, a phenol monomer represented by the following formula (2), an aldehyde monomer represented by the following formula (3a), a methylol monomer represented by the formula (3b), and a formula (3c) And a methoxyalkyl monomer represented by (3d).

Figure 2018162434
[式中、Xは、炭素数1〜30の有機基である。Rは、それぞれ独立して、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、炭素数1〜20の飽和または不飽和のアルキル基、炭素数1〜20のアルキルエーテル基、炭素数3〜20の飽和または不飽和の脂環式基、および炭素数6〜20の芳香族構造を有する有機基からなる群から選ばれる一価の置換基であって、前記置換基はエステル結合、エーテル結合、アミド結合、またはカルボニル結合を介して結合していてもよい。また、pは0〜3の整数である。]
Figure 2018162434
[In formula, X is a C1-C30 organic group. R each independently represents a hydroxyl group, a halogen atom, a carboxyl group, a saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl ether group having 1 to 20 carbon atoms, or a saturated or unsaturated group having 3 to 20 carbon atoms. And a monovalent substituent selected from the group consisting of an organic group having an aromatic structure having 6 to 20 carbon atoms, wherein the substituent is an ester bond, an ether bond, an amide bond, or a carbonyl group. It may be bonded via a bond. Moreover, p is an integer of 0-3. ]

Figure 2018162434
[式中、Yは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基である。]
Figure 2018162434
[Wherein Y represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. ]

HOCH−Z−CHOH (3b)
[式中、Zは、置換されていてもよい二価の有機基である。]
HOCH 2 -Z-CH 2 OH ( 3b)
[In the formula, Z represents a divalent organic group which may be substituted. ]

COCH−Z−CHOCH (3c)
[式中、Zは、置換されていてもよい二価の有機基である。]
H 3 COCH 2 -Z-CH 2 OCH 3 (3c)
[In the formula, Z represents a divalent organic group which may be substituted. ]

JCH−Z−CHJ (3d)
[式中、Zは、置換されていてもよい二価の有機基である。また、Jは、ハロゲン原子である。]
JCH 2 -Z-CH 2 J ( 3d)
[In the formula, Z represents a divalent organic group which may be substituted. J is a halogen atom. ]

このうち、フェノールモノマーとしては、例えば、4−メトキシフェノール、4−エトキシフェノール、4−プロポキシフェノール、4−ブトキシフェノール、4−ペンチルオキシフェノール、4−ヘキシルオキシフェノール、4−ヘプチルオキシフェノール、4−オクチルオキシフェノール、4−ノニルオキシフェノール、4−デシルオキシフェノール、ヒドロキノンモノエトキシエチルエーテル、4−(2−メトキシエトキシ)フェノール、4−(2−メトキシエトキシ)−2−エトキシフェノール、4−(2−メトキシエトキシ)−2−エトキシ−2−エトキシフェノールのようなアルコキシフェノール、4−シクロヘキシルオキシフェノール、4−シクロオクチルオキシフェノールのようなシクロアルコキシフェノール、4−ベンジルオキシフェノール、4−トリルオキシフェノールのようなアリールオキシフェノール等が挙げられる。また、複数のモノマーを組み合わせて用いることができる。   Among these, examples of the phenol monomer include 4-methoxyphenol, 4-ethoxyphenol, 4-propoxyphenol, 4-butoxyphenol, 4-pentyloxyphenol, 4-hexyloxyphenol, 4-heptyloxyphenol, 4- Octyloxyphenol, 4-nonyloxyphenol, 4-decyloxyphenol, hydroquinone monoethoxyethyl ether, 4- (2-methoxyethoxy) phenol, 4- (2-methoxyethoxy) -2-ethoxyphenol, 4- (2 -Methoxyethoxy) -2-alkoxyphenol such as 2-ethoxy-2-ethoxyphenol, 4-cyclohexyloxyphenol, cycloalkoxyphenol such as 4-cyclooctyloxyphenol, 4-benzi Oxy phenol, aryloxy phenol such as 4-tolyl oxy phenol. A plurality of monomers can be used in combination.

一方、アルデヒドモノマーとしては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、アクロレイン、プロピオンアルデヒド、クロラール、フルフラール、グリオキザール、ブチルアルデヒド、カプロアルデヒド、アリルアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、トルアルデヒド、サリチルアルデヒド等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   On the other hand, as aldehyde monomers, for example, formaldehyde, acetaldehyde, butyraldehyde, acrolein, propionaldehyde, chloral, furfural, glyoxal, butyraldehyde, caproaldehyde, allylaldehyde, benzaldehyde, crotonaldehyde, phenylacetaldehyde, tolualdehyde, salicylaldehyde These can be used, and one or more of these can be used in combination.

このうち、ホルムアルデヒドが好ましく用いられる。また、ホルムアルデヒドとその他のアルデヒドモノマーとを併用してもよい。   Of these, formaldehyde is preferably used. Moreover, you may use formaldehyde and another aldehyde monomer together.

フェノールモノマーとアルデヒドモノマーとの反応比率は、それぞれの分子構造に応じて適宜設定されるが、一例としてフェノールモノマー1モルに対しアルデヒドモノマー0.1〜3.0モル程度であるのが好ましく、0.3〜2.0モル程度であるのがより好ましい。これにより、分子構造が目的のものに制御され易くなる。   Although the reaction ratio of a phenol monomer and an aldehyde monomer is suitably set according to each molecular structure, it is preferable that it is about 0.1-3.0 mol of aldehyde monomers with respect to 1 mol of phenol monomers as an example, 0 More preferably, it is about 3 to 2.0 mol. This makes it easy to control the molecular structure to the desired one.

メチロールモノマーとしては、例えば、2,2−ジメチロールペンタン、N,N’−ジメチロール尿素、ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロール酪酸、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−p−クレゾール、2,3−ビス(ヒドロキシメチル)ナフタレン、4,4'−ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、4,4'−ビス(ヒドロキシメチル)ベンゾフェノン、4,4‘−ビス(ヒドロキシメチル)−2,2‘−ビピリジン、4,4'−ビス(ヒドロキシメチル)フェニルウレア、4,4'−ビス(ヒドロキシメチル)フェニルウレタン、4,4'−ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、2,2'−ジメチル−4,4'−ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、2,2−ビス(4−ヒドロキシメチルフェニル)プロパン、1,8−ビス(ヒドロキシメチル)アントラセン等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the methylol monomer include 2,2-dimethylolpentane, N, N′-dimethylolurea, dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid, 2,6-bis (hydroxymethyl) -p-cresol, 2 , 3-bis (hydroxymethyl) naphthalene, 4,4′-bis (hydroxymethyl) biphenyl, 4,4′-bis (hydroxymethyl) benzophenone, 4,4′-bis (hydroxymethyl) -2,2′- Bipyridine, 4,4′-bis (hydroxymethyl) phenylurea, 4,4′-bis (hydroxymethyl) phenylurethane, 4,4′-bis (hydroxymethyl) biphenyl, 2,2′-dimethyl-4,4 '-Bis (hydroxymethyl) biphenyl, 2,2-bis (4-hydroxymethylphenyl) propane, 1,8-bis ( Hydroxymethyl) anthracene and the like, and one or more of them can be used in combination.

このうち、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−p−クレゾールが好ましく用いられる。また、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−p−クレゾールとその他のメチロールモノマーとを併用してもよい。   Of these, 2,6-bis (hydroxymethyl) -p-cresol is preferably used. Further, 2,6-bis (hydroxymethyl) -p-cresol and other methylol monomers may be used in combination.

フェノールモノマーとメチロールモノマーとの反応比率は、それぞれの分子構造に応じて適宜設定されるが、一例としてフェノールモノマー1モルに対しメチロールモノマー0.1〜3.0モル程度であるのが好ましく、0.3〜2.0モル程度であるのがより好ましい。これにより、分子構造が目的のものに制御され易くなる。   The reaction ratio between the phenol monomer and the methylol monomer is appropriately set according to the molecular structure, but as an example, it is preferably about 0.1 to 3.0 mol of methylol monomer per mol of phenol monomer. More preferably, it is about 3 to 2.0 mol. This makes it easy to control the molecular structure to the desired one.

なお、上記式(3b)のZは、置換されていてもよい二価の有機基であれば、特に限定されないが、例えば、炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数6〜30のアリーレン基、スルホニル基、カルボニル基、エーテル結合、スルフィド結合、アミド結合、尿素結合等を含む有機基が挙げられる。また、これらのうち、水素原子の一部または全部が、アルキル基、アリール基、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基、アミノ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい。   Z in the formula (3b) is not particularly limited as long as it is a divalent organic group which may be substituted. For example, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms and an arylene group having 6 to 30 carbon atoms are used. , An organic group containing a sulfonyl group, a carbonyl group, an ether bond, a sulfide bond, an amide bond, a urea bond and the like. Among these, some or all of the hydrogen atoms may be substituted with an alkyl group, aryl group, hydroxyl group, alkoxy group, carboxyl group, amino group, or halogen atom.

メトキシメチルモノマーとしては、例えば、1,6−ジメトキシヘキサン、アジピン酸ビス(2−メトキシメチル)、1,4−ビス(メトキシメチル)ベンゼン等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the methoxymethyl monomer include 1,6-dimethoxyhexane, bis (2-methoxymethyl) adipate, 1,4-bis (methoxymethyl) benzene, and the like, one or more of these Can be used in combination.

このうち、1,4−ビス(メトキシメチル)ベンゼンが好ましく用いられる。また、1,4−ビス(メトキシメチル)ベンゼンとその他のメトキシメチルモノマーとを併用してもよい。   Of these, 1,4-bis (methoxymethyl) benzene is preferably used. Further, 1,4-bis (methoxymethyl) benzene and other methoxymethyl monomers may be used in combination.

フェノールモノマーとメトキシメチルモノマーとの反応比率は、それぞれの分子構造に応じて適宜設定されるが、一例としてフェノールモノマー1モルに対しメトキシメチルモノマー0.1〜3.0モル程度であるのが好ましく、0.3〜2.0モル程度であるのがより好ましい。これにより、分子構造が目的のものに制御され易くなる。
なお、上記式(3c)のZは、上記式(3b)のZと同様である。
The reaction ratio between the phenol monomer and the methoxymethyl monomer is appropriately set according to the molecular structure of each, but as an example, it is preferably about 0.1 to 3.0 mol of methoxymethyl monomer with respect to 1 mol of phenol monomer. More preferably, it is about 0.3 to 2.0 mol. This makes it easy to control the molecular structure to the desired one.
Z in the above formula (3c) is the same as Z in the above formula (3b).

ハロアルキルモノマーとしては、例えば特開2012−251106号公報の段落[0019]に記載されている化合物が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the haloalkyl monomer include compounds described in paragraph [0019] of JP 2012-251106 A, and one or more of these can be used in combination.

このうち、ビスクロロメチルビフェニルが好ましく用いられる。また、ビスクロロメチルビフェニルとその他のハロアルキルモノマーとを併用してもよい。   Of these, bischloromethylbiphenyl is preferably used. Bischloromethylbiphenyl and other haloalkyl monomers may be used in combination.

フェノールモノマーとハロアルキルモノマーとの反応比率は、それぞれの分子構造に応じて適宜設定されるが、一例としてフェノールモノマー1モルに対しハロアルキルモノマー0.1〜3.0モル程度であるのが好ましく、0.3〜2.0モル程度であるのがより好ましい。これにより、分子構造が目的のものに制御され易くなる。
なお、上記式(3d)のZは、上記式(3b)のZと同様である。
The reaction ratio between the phenol monomer and the haloalkyl monomer is appropriately set according to the molecular structure, but as an example, it is preferably about 0.1 to 3.0 mol of the haloalkyl monomer with respect to 1 mol of the phenol monomer. More preferably, it is about 3 to 2.0 mol. This makes it easy to control the molecular structure to the desired one.
Note that Z in the above formula (3d) is the same as Z in the above formula (3b).

また、必要に応じて、上記以外のモノマーが追加されてもよい。上記以外のモノマーの添加量は、フェノール性水酸基含有樹脂において式(1a)で表される構造の存在比に応じて適宜設定される。   Moreover, monomers other than the above may be added as necessary. The addition amount of monomers other than the above is appropriately set according to the abundance ratio of the structure represented by the formula (1a) in the phenolic hydroxyl group-containing resin.

上記以外のモノマーとしては、各種のフェノール誘導体が挙げられる。具体的には、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、o−ブチルフェノール、m−ブチルフェノール、p−ブチルフェノール、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キシレノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノールのようなアルキルフェノール、メトキシフェノール、2−メトキシ−4−メチルフェノールのようなアルコキシフェノール、ビニルフェノール、アリルフェノールのようなアルケニルフェノール、ベンジルフェノールのようなアラルキルフェノール、メトキシカルボニルフェノールのようなアルコキシカルボニルフェノール、ベンゾイルオキシフェノールのようなアリールカルボニルフェノール、クロロフェノールのようなハロゲン化フェノール、カテコール、レゾルシノール、ピロガロールのようなポリヒドロキシベンゼン、ビスフェノールA、ビスフェノールFのようなビスフェノール、α−またはβ−ナフトールのようなナフトール誘導体、p−ヒドロキシフェニル−2−エタノール、p−ヒドロキシフェニル−3−プロパノール、p−ヒドロキシフェニル−4−ブタノールのようなヒドロキシアルキルフェノール、ヒドロキシエチルクレゾールのようなヒドロキシアルキルクレゾール、ビスフェノールのモノエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールのモノプロピレンオキサイド付加物のようなアルコール性水酸基含有フェノール誘導体、p−ヒドロキシフェニル酢酸、p−ヒドロキシフェニルプロピオン酸、p−ヒドロキシフェニルブタン酸、p−ヒドロキシ桂皮酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシフェニル安息香酸、ヒドロキシフェノキシ安息香酸、ジフェノール酸のようなカルボキシル基含有フェノール誘導体が挙げられる。   Examples of the monomer other than the above include various phenol derivatives. Specifically, o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-ethylphenol, m-ethylphenol, p-ethylphenol, o-butylphenol, m-butylphenol, p-butylphenol, 2,3-xylenol, Such as 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,4-xylenol, 3,5-xylenol, 2,3,5-trimethylphenol, 3,4,5-trimethylphenol Alkoxyphenol such as alkylphenol, methoxyphenol, 2-methoxy-4-methylphenol, alkenylphenol such as vinylphenol and allylphenol, aralkylphenol such as benzylphenol, alkoxycarbo such as methoxycarbonylphenol Arylphenol phenols such as ruphenol, benzoyloxyphenol, halogenated phenols such as chlorophenol, polyhydroxybenzenes such as catechol, resorcinol, pyrogallol, bisphenols such as bisphenol A and bisphenol F, α- or β-naphthol Of naphthol derivatives such as, p-hydroxyphenyl-2-ethanol, p-hydroxyphenyl-3-propanol, hydroxyalkylphenols such as p-hydroxyphenyl-4-butanol, hydroxyalkylcresols such as hydroxyethylcresol, bisphenol Alcoholic hydroxyl group-containing phenol derivatives such as monoethylene oxide adducts, bisphenol monopropylene oxide adducts, Carboxyl group-containing phenol derivatives such as hydroxyphenylacetic acid, p-hydroxyphenylpropionic acid, p-hydroxyphenylbutanoic acid, p-hydroxycinnamic acid, hydroxybenzoic acid, hydroxyphenylbenzoic acid, hydroxyphenoxybenzoic acid, diphenolic acid Is mentioned.

(合成工程)
次に、フェノールモノマーとアルデヒドモノマー(メチロールモノマー、メトキシメチルモノマーまたはハロアルキルモノマー)とを反応させる。この反応は、例えば酸触媒存在下、60〜140℃程度の温度下において、フェノールモノマーとアルデヒドモノマー(メチロールモノマー、メトキシメチルモノマーまたはハロアルキルモノマー)とを混合することにより行われる。その後、減圧下にて溶媒や残存モノマーが除去される。
(Synthesis process)
Next, a phenol monomer and an aldehyde monomer (methylol monomer, methoxymethyl monomer or haloalkyl monomer) are reacted. This reaction is performed, for example, by mixing a phenol monomer and an aldehyde monomer (methylol monomer, methoxymethyl monomer, or haloalkyl monomer) at a temperature of about 60 to 140 ° C. in the presence of an acid catalyst. Thereafter, the solvent and residual monomer are removed under reduced pressure.

酸触媒としては、例えば、シュウ酸、硫酸、塩酸、フェノールスルホン酸やp−トルエンスルホン酸のような有機スルホン酸、酢酸塩酸、酢酸マンガン等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いられる。   Examples of the acid catalyst include oxalic acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, organic sulfonic acid such as phenolsulfonic acid and p-toluenesulfonic acid, acetic acid hydrochloric acid, manganese acetate, and the like. Are used in combination.

酸触媒の添加量は、特に限定されないが、フェノールモノマー1モルに対して0.001〜4.0モル程度であるのが好ましく、0.003〜2.0モル程度であるのがより好ましい。酸触媒の添加量が前記下限値を下回ると、反応触媒としての効果が損なわれるおそれがある。一方、酸触媒の添加量が前記上限値を上回ると、反応に寄与しない酸触媒が発生し、添加効果が薄まるおそれがある。
以上のようにしてフェノール性水酸基含有樹脂が合成される。
Although the addition amount of an acid catalyst is not specifically limited, It is preferable that it is about 0.001-4.0 mol with respect to 1 mol of phenol monomers, and it is more preferable that it is about 0.003-2.0 mol. When the addition amount of the acid catalyst is less than the lower limit, the effect as a reaction catalyst may be impaired. On the other hand, when the addition amount of the acid catalyst exceeds the upper limit, an acid catalyst that does not contribute to the reaction is generated, and the addition effect may be diminished.
The phenolic hydroxyl group-containing resin is synthesized as described above.

なお、上記式(2)で表されるフェノールモノマーと、上記式(3a)で表されるアルデヒドモノマーと、を反応させると、下記式(4a)で表される構造が得られることとなる。   In addition, when the phenol monomer represented by the said Formula (2) and the aldehyde monomer represented by the said Formula (3a) are made to react, the structure represented by following formula (4a) will be obtained.

Figure 2018162434
[式中、Xは、炭素数1〜30の有機基であり、Yは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基である。また、Rは、それぞれ独立して、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、炭素数1〜20の飽和または不飽和のアルキル基、炭素数1〜20のアルキルエーテル基、炭素数3〜20の飽和または不飽和の脂環式基、および炭素数6〜20の芳香族構造を有する有機基からなる群から選ばれる一価の置換基であって、前記置換基はエステル結合、エーテル結合、アミド結合、またはカルボニル結合を介して結合していてもよい。また、pは0〜3の整数である。また、nは、4〜15の整数であるのが好ましい。]
Figure 2018162434
[Wherein, X is an organic group having 1 to 30 carbon atoms, and Y is a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. In addition, each R independently represents a hydroxyl group, a halogen atom, a carboxyl group, a saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl ether group having 1 to 20 carbon atoms, a saturated or 3 to 20 carbon atoms. A monovalent substituent selected from the group consisting of an unsaturated alicyclic group and an organic group having an aromatic structure having 6 to 20 carbon atoms, wherein the substituent is an ester bond, an ether bond, an amide bond, Alternatively, they may be bonded via a carbonyl bond. Moreover, p is an integer of 0-3. Moreover, it is preferable that n is an integer of 4-15. ]

なお、上記式(4a)で表される構造は、上記式(1a)で表される構造を含むものである。   The structure represented by the above formula (4a) includes the structure represented by the above formula (1a).

また、上記式(2)で表されるフェノールモノマーと、上記式(3b)、式(3c)または式(3d)で表されるモノマーと、を反応させると、下記式(4b)で表される構造が得られることとなる。   Moreover, when the phenol monomer represented by the said Formula (2) and the monomer represented by the said Formula (3b), Formula (3c), or Formula (3d) are made to react, it represents with following formula (4b). A structure is obtained.

Figure 2018162434
[式中、Xは、炭素数1〜30の有機基である。また、Zは、置換されていてもよい二価の有機基である。また、Rは、それぞれ独立して、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、炭素数1〜20の飽和または不飽和のアルキル基、炭素数1〜20のアルキルエーテル基、炭素数3〜20の飽和または不飽和の脂環式基、および炭素数6〜20の芳香族構造を有する有機基からなる群から選ばれる一価の置換基であって、前記置換基はエステル結合、エーテル結合、アミド結合、またはカルボニル結合を介して結合していてもよい。また、pは0〜3の整数である。また、nは、4〜15の整数であるのが好ましい。]
Figure 2018162434
[In formula, X is a C1-C30 organic group. Z is an optionally substituted divalent organic group. In addition, each R independently represents a hydroxyl group, a halogen atom, a carboxyl group, a saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl ether group having 1 to 20 carbon atoms, a saturated or 3 to 20 carbon atoms. A monovalent substituent selected from the group consisting of an unsaturated alicyclic group and an organic group having an aromatic structure having 6 to 20 carbon atoms, wherein the substituent is an ester bond, an ether bond, an amide bond, Alternatively, they may be bonded via a carbonyl bond. Moreover, p is an integer of 0-3. Moreover, it is preferable that n is an integer of 4-15. ]

なお、上記式(4b)で表される構造は、上記式(1a)で表される構造(Yが水素原子である構造)を含むものである。   The structure represented by the above formula (4b) includes the structure represented by the above formula (1a) (a structure in which Y is a hydrogen atom).

また、上記式(4a)および式(4b)において、それぞれnを前記範囲内に収めることにより、フェノール性水酸基含有樹脂は、現像液に対して適度な溶解性を有する感光性樹脂組成物を実現可能なものとなる。また、このようなフェノール性水酸基含有樹脂を含む感光性樹脂組成物から形成される保護膜70は、特に優れた耐薬品性を有するとともに、柔軟性と剛直性とのバランスが最適化される。すなわち、硬化前には適度な溶解性を有し、一方、硬化後には優れた耐薬品性および機械的強度を有する感光性樹脂組成物を実現可能なフェノール性水酸基含有樹脂が得られる。   In the above formulas (4a) and (4b), each of n is within the above range, whereby the phenolic hydroxyl group-containing resin realizes a photosensitive resin composition having appropriate solubility in the developer. It will be possible. In addition, the protective film 70 formed from a photosensitive resin composition containing such a phenolic hydroxyl group-containing resin has particularly excellent chemical resistance, and the balance between flexibility and rigidity is optimized. That is, a phenolic hydroxyl group-containing resin capable of realizing a photosensitive resin composition having appropriate solubility before curing, and having excellent chemical resistance and mechanical strength after curing can be obtained.

このようにして合成された本実施形態に係るフェノール性水酸基含有樹脂の重量平均分子量は、1,000〜100,000程度であるのが好ましく、3,000〜50,000程度であるのがより好ましい。これにより、かかるフェノール性水酸基含有樹脂を含む感光性樹脂組成物が現像液への適度な溶解性を有するものとなる。加えて、かかる感光性樹脂組成物から形成される保護膜70は、特に優れた耐薬品性を有するとともに、柔軟性と剛直性とのバランスが最適化される。   The weight average molecular weight of the phenolic hydroxyl group-containing resin according to this embodiment synthesized in this way is preferably about 1,000 to 100,000, more preferably about 3,000 to 50,000. preferable. Thereby, the photosensitive resin composition containing such a phenolic hydroxyl group-containing resin has appropriate solubility in a developer. In addition, the protective film 70 formed from such a photosensitive resin composition has particularly excellent chemical resistance, and the balance between flexibility and rigidity is optimized.

なお、フェノール性水酸基含有樹脂の重量平均分子量が前記下限値を下回ると、分子構造によっては保護膜70の耐薬品性や機械的強度が低下するおそれがある。一方、フェノール性水酸基含有樹脂の重量平均分子量が前記上限値を上回ると、分子構造によっては感光性樹脂組成物の現像液への溶解性が低下するおそれがあるとともに、保護膜70の柔軟性が低下して剥離等が生じ易くなるおそれがある。   If the weight average molecular weight of the phenolic hydroxyl group-containing resin is below the lower limit, the chemical resistance and mechanical strength of the protective film 70 may be lowered depending on the molecular structure. On the other hand, when the weight average molecular weight of the phenolic hydroxyl group-containing resin exceeds the upper limit, the solubility of the photosensitive resin composition in the developer may be lowered depending on the molecular structure, and the flexibility of the protective film 70 may be reduced. There is a risk that peeling and the like are likely to occur.

また、本実施形態に係るフェノール性水酸基含有樹脂は、例えばMw(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)が1.5〜5.0であることが好ましく、1.5〜3.5であることがより好ましい。なお、Mw/Mnは、分子量分布の幅を示す分散度である。Mw/Mnを前記範囲内とすることにより、例えばフェノール性水酸基含有樹脂を含む感光性樹脂組成物を用いて保護膜70を形成する際、硬化時におけるパターンの変形を抑制することができ、パターニングの精度を高めることができる。   In addition, the phenolic hydroxyl group-containing resin according to the present embodiment preferably has, for example, Mw (weight average molecular weight) / Mn (number average molecular weight) of 1.5 to 5.0, preferably 1.5 to 3.5. More preferably. Mw / Mn is a degree of dispersion indicating the width of the molecular weight distribution. By setting Mw / Mn within the above range, for example, when forming the protective film 70 using a photosensitive resin composition containing a phenolic hydroxyl group-containing resin, pattern deformation during curing can be suppressed, and patterning can be performed. Can improve the accuracy.

なお、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、および分子量分布(Mw/Mn)の算出には、例えばGPC(Gel Permeation Chromatography)測定により得られる標準ポリスチレン(PS)の検量線から求められるポリスチレン換算値が用いられる。測定条件は、例えば以下の通りである。   The weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (Mw / Mn) are calculated from, for example, a standard polystyrene (PS) calibration curve obtained by GPC (Gel Permeation Chromatography) measurement. Polystyrene equivalent value is used. The measurement conditions are, for example, as follows.

・東ソー(株)社製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー装置HLC−8320GPC
・カラム:東ソー(株)社製TSK−GEL Supermultipore HZ−M
・検出器:液体クロマトグラム用RI検出器
・測定温度:40℃
・溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
・試料濃度:2.0mg/ミリリットル
-Gel permeation chromatography device HLC-8320GPC manufactured by Tosoh Corporation
Column: Tosoh Corporation TSK-GEL Supermultipore HZ-M
-Detector: RI detector for liquid chromatogram-Measurement temperature: 40 ° C
・ Solvent: Tetrahydrofuran (THF)
Sample concentration: 2.0 mg / ml

また、本実施形態に係るフェノール性水酸基含有樹脂は、例えばポジ型感光性樹脂組成物やネガ型感光性樹脂組成物として現像液に対する十分な溶解性を有するが、その溶解速度は、50nm/秒以上2000nm/秒以下であるのが好ましい。これにより、現像液による現像工程の効率を十分に高めることができ、かつ、現像後の残渣の発生を十分に抑えることができる。   The phenolic hydroxyl group-containing resin according to this embodiment has sufficient solubility in a developer as, for example, a positive photosensitive resin composition or a negative photosensitive resin composition, but the dissolution rate is 50 nm / second. It is preferably 2000 nm / second or less. Thereby, the efficiency of the developing process with the developer can be sufficiently increased, and the generation of residues after development can be sufficiently suppressed.

なお、溶解速度は、次のようにして測定される。
まず、フェノール性水酸基含有樹脂をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)に溶解し、固形分25質量%の溶液を調製する。
The dissolution rate is measured as follows.
First, a phenolic hydroxyl group-containing resin is dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) to prepare a solution having a solid content of 25% by mass.

次に、調製した溶液をシリコンウエハー上にスピンコートした後、100℃で6分間乾燥させ、ポリマー膜を得る。
次に、このポリマー膜を、溶剤(現像液)に浸し、30秒間静置する。
Next, the prepared solution is spin-coated on a silicon wafer and then dried at 100 ° C. for 6 minutes to obtain a polymer film.
Next, this polymer film is immersed in a solvent (developer) and allowed to stand for 30 seconds.

次に、ポリマー膜を取り出して純水でリンスし、ポリマー膜の残渣の有無を視覚的に確認する。そして、ポリマー膜が消失するまでに要した時間を計測することにより、溶解速度を算出する。   Next, the polymer film is taken out and rinsed with pure water, and the presence or absence of a polymer film residue is visually confirmed. Then, the dissolution rate is calculated by measuring the time required until the polymer film disappears.

また、合成されたフェノール性水酸基含有樹脂には、重合しなかったモノマーやオリゴマー等の低分子量成分が含まれていてもよい。かかる低分子量成分としては、例えば、前述した式(2)および式(3)で表されるモノマーが挙げられる。   Further, the synthesized phenolic hydroxyl group-containing resin may contain low molecular weight components such as monomers and oligomers that have not been polymerized. Examples of such a low molecular weight component include monomers represented by the aforementioned formulas (2) and (3).

その場合、低分子量成分の含有率は、GPCにより得られる分子量分布曲線において、分子量1000以下におけるピーク面積が、全体の2%以下となるように適宜制御されるのが好ましい。これにより、例えばフェノール性水酸基含有樹脂を含む感光性樹脂組成物を用いて保護膜70を形成する際、硬化時におけるパターンの変形を抑制することができ、パターニングの精度を高めることができる。   In that case, the content of the low molecular weight component is preferably appropriately controlled so that the peak area at a molecular weight of 1000 or less is 2% or less in the molecular weight distribution curve obtained by GPC. Thereby, when forming the protective film 70 using the photosensitive resin composition containing phenolic hydroxyl group containing resin, for example, the deformation | transformation of the pattern at the time of hardening can be suppressed and the precision of patterning can be improved.

なお、本実施形態に係るフェノール性水酸基含有樹脂に含まれる複数の構造において、ベンゼン環に対する主鎖の結合位置は、互いに同じであるのが好ましいが、互いに異なっていてもよい。   In addition, in the plurality of structures included in the phenolic hydroxyl group-containing resin according to the present embodiment, the bonding position of the main chain to the benzene ring is preferably the same as each other, but may be different from each other.

また、含まれる複数の構造において、ベンゼン環に対する(−O−X)の結合位置は、互いに同じであるのが好ましいが、互いに異なっていてもよい。   Moreover, in the plurality of contained structures, the bonding positions of (—O—X) with respect to the benzene ring are preferably the same as each other, but may be different from each other.

また、含まれる複数の構造において、Xは、互いに同じ有機基であるのが好ましいが、互いに異なっていてもよい。同様に、Yは、互いに同じであるのが好ましいが、互いに異なっていてもよい。   In the plurality of structures included, X is preferably the same organic group as each other, but may be different from each other. Similarly, Y is preferably the same as each other, but may be different from each other.

さらに、含まれる複数の構造において、Zは、互いに同じであるのが好ましいが、互いに異なっていてもよい。   Further, in the plurality of included structures, Z is preferably the same as each other, but may be different from each other.

≪感光性樹脂組成物≫
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、本実施形態に係るフェノール性水酸基含有樹脂と、かかるフェノール性水酸基含有樹脂と架橋可能な架橋剤と、感光剤と、を有する。このような感光性樹脂組成物は、前述したフェノール性水酸基含有樹脂の作用、効果により、現像液に対する溶解性に優れ、良好なパターニングによって寸法精度の高い保護膜70(硬化膜)の形成を可能にする。
≪Photosensitive resin composition≫
The photosensitive resin composition which concerns on this embodiment has the phenolic hydroxyl group containing resin which concerns on this embodiment, the crosslinking agent which can be bridge | crosslinked with this phenolic hydroxyl group containing resin, and a photosensitive agent. Such a photosensitive resin composition is excellent in solubility in a developing solution due to the action and effect of the phenolic hydroxyl group-containing resin described above, and can form a protective film 70 (cured film) with high dimensional accuracy by good patterning. To.

(フェノール性水酸基含有樹脂)
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、前述したフェノール性水酸基含有樹脂を有しているが、その含有率は、感光性樹脂組成物の全固形分を100質量部としたとき、20〜90質量部であるのが好ましく、30〜80質量部であるのがより好ましい。これにより、感光性樹脂組成物は、前述したフェノール性水酸基含有樹脂が有する特性を十分に発揮し得るものとなる。
(Phenolic hydroxyl group-containing resin)
Although the photosensitive resin composition which concerns on this embodiment has phenolic hydroxyl-containing resin mentioned above, the content rate is 20-20, when the total solid of the photosensitive resin composition is 100 mass parts. The amount is preferably 90 parts by mass, and more preferably 30 to 80 parts by mass. Thereby, the photosensitive resin composition can fully exhibit the characteristics of the phenolic hydroxyl group-containing resin described above.

(架橋剤)
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、フェノール性水酸基含有樹脂と架橋可能な架橋剤を有している。これにより、硬化性の向上を図り、保護膜70のような硬化膜の機械的強度を高めることができる。
(Crosslinking agent)
The photosensitive resin composition according to the present embodiment has a crosslinking agent capable of crosslinking with the phenolic hydroxyl group-containing resin. Thereby, sclerosis | hardenability can be improved and the mechanical strength of a cured film like the protective film 70 can be raised.

架橋剤としては、例えば、メラミン系、置換尿素系、またはそれらのポリマー系等が挙げられる。   Examples of the crosslinking agent include melamine type, substituted urea type, or polymer type thereof.

また、架橋剤には、メチロール基、アルコキシメチル基のような架橋形成置換基を少なくとも2個有するものが好ましく用いられ、架橋形成置換基で置換された窒素原子を2〜4個有する含窒素化合物がより好ましく用いられる。   Further, as the cross-linking agent, those having at least two cross-linking substituents such as a methylol group and an alkoxymethyl group are preferably used, and a nitrogen-containing compound having 2 to 4 nitrogen atoms substituted with the cross-linking substituents Is more preferably used.

このような含窒素化合物としては、例えば、ヘキサメトキシメチルメラミン(商品名:MX−30HM,MX−390,MX−100LM、(株)三和ケミカル製)、テトラメトキシメチルベンゾグアナミン、1,3,4,6−テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリル(商品名:MX−270、(株)三和ケミカル製)、1,3,4,6−テトラキス(ブトキシメチル)グリコールウリル、1,3,4,6−テトラキス(ヒドロキシメチル)グリコールウリル、1,3−ビス(ヒドロキシメチル)尿素、1,1,3,3−テトラキス(ブトキシメチル)尿素、1,1,3,3−テトラキス(メトキシメチル)尿素等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いられる。   Examples of such nitrogen-containing compounds include hexamethoxymethyl melamine (trade names: MX-30HM, MX-390, MX-100LM, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), tetramethoxymethyl benzoguanamine, 1, 3, 4 , 6-Tetrakis (methoxymethyl) glycoluril (trade name: MX-270, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), 1,3,4,6-tetrakis (butoxymethyl) glycoluril, 1,3,4,6 -Tetrakis (hydroxymethyl) glycoluril, 1,3-bis (hydroxymethyl) urea, 1,1,3,3-tetrakis (butoxymethyl) urea, 1,1,3,3-tetrakis (methoxymethyl) urea, etc. These may be used, and one or more of these may be used in combination.

その他、メチロール基またはメトキシメチル基で置換された芳香族化合物として、例えば、1−ヒドロキシベンゼン−2,4,6−トリメタノール、3,3’,5,5’−テトラキス(ヒドロキシメチル)−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、5,5’−[2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチリデン]ビス[2−ヒドロキシ−1,3−ベンゼンジメタノール]、2,2−ジメトキシメチル−4−t−ブチルフェノール、3,3’,5,5’−テトラメトキシメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、ビス(2−ヒドロキシ−3−ヒドロキシメチル−5−メチルフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3−ヒドロキシメチル−5−メチルフェニル)メタン、5,5’−(1−メチルエチリデン)ビス(2−ヒドロキシ−1,3−ベンゼンジメタノール)が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いられる。   Other aromatic compounds substituted with a methylol group or a methoxymethyl group include, for example, 1-hydroxybenzene-2,4,6-trimethanol, 3,3 ′, 5,5′-tetrakis (hydroxymethyl) -4 , 4′-dihydroxybiphenyl, 5,5 ′-[2,2,2-trifluoro-1- (trifluoromethyl) ethylidene] bis [2-hydroxy-1,3-benzenedimethanol], 2,2- Dimethoxymethyl-4-t-butylphenol, 3,3 ′, 5,5′-tetramethoxymethyl-4,4′-dihydroxybiphenyl, bis (2-hydroxy-3-hydroxymethyl-5-methylphenyl) methane, bis (4-Hydroxy-3-hydroxymethyl-5-methylphenyl) methane, 5,5 ′-(1-methylethylidene) bis (2- Dorokishi 1,3 benzenedimethanol), whether employed singly or in combination of two or more of them.

架橋剤の含有率は、特に限定されないが、フェノール性水酸基含有樹脂100質量部に対し、1〜80質量部程度であるのが好ましく、10〜60質量部程度であるのがより好ましい。架橋剤の含有率が前記下限値を下回ったり、前記上限値を上回ったりした場合には、保護膜70のような硬化膜の耐薬品性が低下するおそれがある。   Although the content rate of a crosslinking agent is not specifically limited, It is preferable that it is about 1-80 mass parts with respect to 100 mass parts of phenolic hydroxyl group containing resin, and it is more preferable that it is about 10-60 mass parts. If the content of the crosslinking agent is lower than the lower limit value or higher than the upper limit value, the chemical resistance of the cured film such as the protective film 70 may be lowered.

なお、架橋剤は、必要に応じて添加されればよく、例えばフェノール性水酸基含有樹脂が自己架橋性を有している場合には、添加が省略されてもよい。   In addition, what is necessary is just to add a crosslinking agent as needed, for example, when phenolic hydroxyl group containing resin has self-crosslinking property, addition may be abbreviate | omitted.

(感光剤)
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、感光剤を有している。パターニング性の方式としてはポジ型およびネガ型から選択することができる。
(Photosensitive agent)
The photosensitive resin composition according to the present embodiment has a photosensitive agent. The patterning method can be selected from a positive type and a negative type.

ポジ型の場合、感光性樹脂組成物を乾燥させることにより得られた膜に対して光を選択的に照射することで、光の照射領域に位置する膜のアルカリ水溶液に対する溶解性を、光の非照射領域に位置する膜のアルカリ水溶液に対する溶解性と比較して向上させることができる。そのため、感光性樹脂組成物にアルカリ可溶性を付与し、ポジ型の感光性樹脂組成物を提供することができる。   In the case of the positive type, the film obtained by drying the photosensitive resin composition is selectively irradiated with light, so that the solubility of the film located in the light irradiation region in the alkaline aqueous solution can be reduced. Compared to the solubility of the film located in the non-irradiated region in the alkaline aqueous solution, the film can be improved. Therefore, alkali solubility can be imparted to the photosensitive resin composition, and a positive photosensitive resin composition can be provided.

ネガ型の場合、感光性樹脂組成物を乾燥させることにより得られた膜に対して光を選択的に照射した後に加熱工程を加えることで、光の照射領域に位置する膜が有機溶剤に不溶となり、非照射領域に位置する膜は有機溶剤へ可溶なままである。そのため、感光性樹脂組成物に有機溶剤不溶性を付与し、ネガ型の感光性樹脂組成物を提供することができる。   In the case of the negative type, the film located in the light irradiation region is insoluble in the organic solvent by applying a heating process after selectively irradiating the film obtained by drying the photosensitive resin composition. Thus, the film located in the non-irradiated region remains soluble in the organic solvent. Therefore, the organic resin insolubility can be imparted to the photosensitive resin composition, and a negative photosensitive resin composition can be provided.

感光剤としては、ポジ型感光性樹脂組成物である場合、光エネルギーを吸収することにより酸を発生する光酸発生剤を用いることができる。   As the photosensitive agent, in the case of a positive photosensitive resin composition, a photoacid generator that generates an acid by absorbing light energy can be used.

具体的には、ジアゾキノン化合物;ジアリールヨードニウム塩;2−ニトロベンジルエステル化合物;N−イミノスルホネート化合物;イミドスルホネート化合物;2,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン化合物;ジヒドロピリジン化合物等が挙げられる。   Specifically, diazoquinone compound; diaryl iodonium salt; 2-nitrobenzyl ester compound; N-iminosulfonate compound; imidosulfonate compound; 2,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine compound; dihydropyridine compound Etc.

これらの化合物の中でも、感光性ジアゾキノン化合物が好ましく用いられる。かかる化合物は、露光の際に主に用いられる化学線の波長域で最も感度と解像度に優れることから、優れたパターニング精度で保護膜70を形成することができるようになる。   Among these compounds, photosensitive diazoquinone compounds are preferably used. Since such a compound is most excellent in sensitivity and resolution in the wavelength range of actinic radiation mainly used for exposure, the protective film 70 can be formed with excellent patterning accuracy.

感光性ジアゾキノン化合物としては、例えば、フェノール化合物と1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸または1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸とのエステルが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いることもできる。   Examples of the photosensitive diazoquinone compound include esters of a phenol compound and 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid or 1,2-naphthoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid. These may be used alone or in combination of two or more.

なお、これら化合物の具体的な構造としては、例えば特開2013−174843号公報に記載されている式(B10)〜式(B16)が挙げられる。   In addition, as a specific structure of these compounds, Formula (B10)-Formula (B16) described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2013-174843 is mentioned, for example.

一方、ネガ型感光性樹脂組成物である場合、感光剤として、光酸発生剤を用い、さらに架橋剤として、酸の作用によりポリマーを架橋させるものを含む。   On the other hand, in the case of a negative photosensitive resin composition, a photoacid generator is used as a photosensitizer, and further a crosslinker that crosslinks a polymer by the action of an acid.

具体的には、光のエネルギーを吸収することにより酸を発生するものであればよく、例えば、トリアリールスルホニウム塩、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム−トリフルオロメタンスルホネートなどのスルホニウム塩類;p−ニトロフェニルジアゾニウムヘキサフルオロホスフェートなどのジアゾニウム塩類;アンモニウム塩類;ホスホニウム塩類;ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、(トリクミル)ヨードニウム−テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどのヨードニウム塩類;キノンジアジド類、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタンなどのジアゾメタン類;1−フェニル−1−(4−メチルフェニル)スルホニルオキシ−1−ベンゾイルメタン、N−ヒドロキシナフタルイミド−トリフルオロメタンスルホネートなどのスルホン酸エステル類;ジフェニルジスルホンなどのジスルホン類;トリス(2,4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3,4−メチレンジオキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジンなどのトリアジン類などの化合物を挙げることができる。これらの光酸発生剤は、単独、または複数を組み合わせて使用することができる。   Specifically, any acid may be used as long as it generates an acid by absorbing light energy. For example, triarylsulfonium salt, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (4-t-butylphenyl) sulfonium-trifluoromethane. Sulfonium salts such as sulfonate; diazonium salts such as p-nitrophenyldiazonium hexafluorophosphate; ammonium salts; phosphonium salts; iodonium salts such as diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, (triccumyl) iodonium-tetrakis (pentafluorophenyl) borate; quinonediazides , Diazomethanes such as bis (phenylsulfonyl) diazomethane; 1-phenyl-1- (4-methylphenyl) sulfonyloxy Sulfonic acid esters such as -1-benzoylmethane and N-hydroxynaphthalimide-trifluoromethanesulfonate; disulfones such as diphenyldisulfone; tris (2,4,6-trichloromethyl) -s-triazine, 2- (3 And compounds such as triazines such as 4-methylenedioxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine. These photoacid generators can be used alone or in combination.

感光剤の含有率は、特に限定されないが、フェノール性水酸基含有樹脂100質量部に対し、1〜50質量部程度であるのが好ましく、5〜40質量部程度であるのがより好ましく、8〜30質量部程度であるのがさらに好ましい。これにより、光の照射領域(露光部)と光の非照射領域(非露光部)との間で現像液に対する溶解性の差を確実に発現させることができる。   Although the content rate of a photosensitive agent is not specifically limited, It is preferable that it is about 1-50 mass parts with respect to 100 mass parts of phenolic hydroxyl group containing resin, It is more preferable that it is about 5-40 mass parts, 8- More preferably, it is about 30 parts by mass. Thereby, a difference in solubility in the developer can be reliably developed between the light irradiation region (exposure portion) and the light non-irradiation region (non-exposure portion).

本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、必要に応じて、感光剤以外に熱で酸を発生させる酸発生剤を有していてもよい。このような酸発生剤を含むことにより、感光性樹脂組成物が加熱されることにより、フェノール性水酸基含有樹脂と架橋剤との架橋反応を促進させることができる。   The photosensitive resin composition which concerns on this embodiment may have the acid generator which generates an acid with heat other than a photosensitive agent as needed. By including such an acid generator, the crosslinking reaction between the phenolic hydroxyl group-containing resin and the crosslinking agent can be promoted by heating the photosensitive resin composition.

酸発生剤の含有率は、特に限定されないが、架橋剤100質量部に対し、3質量部以下であるのが好ましい。   Although the content rate of an acid generator is not specifically limited, It is preferable that it is 3 mass parts or less with respect to 100 mass parts of crosslinking agents.

熱により酸を発生する熱酸発生剤としては、例えば、SI−45L、SI−60L、SI−80L、SI−100L、SI−110L、SI−150L、SI−200(三新化学工業(株)製)等の芳香族スルホニウム塩が挙げられる。   Examples of thermal acid generators that generate acid by heat include SI-45L, SI-60L, SI-80L, SI-100L, SI-110L, SI-150L, SI-200 (Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) Aromatic sulfonium salts such as

なお、樹脂組成物の全固形分を100質量部としたとき、酸発生剤の含有率は0.1〜5質量部であることが好ましい。   In addition, when the total solid content of a resin composition is 100 mass parts, it is preferable that the content rate of an acid generator is 0.1-5 mass parts.

(界面活性剤)
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、必要に応じて、界面活性剤を有していてもよい。
(Surfactant)
The photosensitive resin composition according to this embodiment may have a surfactant as necessary.

界面活性剤としては、例えば架橋性基を有するものが用いられる。界面活性剤に含有される架橋性基としては、例えばフェノール性水酸基含有樹脂もしくは架橋剤と架橋する、または界面活性剤単独で架橋するものが挙げられる。特に、架橋性基として、光または熱により架橋反応を起こすものが好ましく、例えば(メタ)アクリロイル基、ビニル基等が挙げられる。この場合、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、過酸化ベンゾイル(BPO)等のラジカル重合開始剤を、感光性樹脂組成物中にさらに含むことにより、架橋をさらに効率的に行うことも可能である。   As the surfactant, for example, one having a crosslinkable group is used. Examples of the crosslinkable group contained in the surfactant include those that crosslink with a phenolic hydroxyl group-containing resin or a crosslinker, or that crosslink with a surfactant alone. In particular, the crosslinkable group is preferably one that causes a crosslinking reaction by light or heat, and examples thereof include a (meth) acryloyl group and a vinyl group. In this case, it is possible to perform crosslinking more efficiently by further including a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN), benzoyl peroxide (BPO) in the photosensitive resin composition. is there.

このように、感光性樹脂組成物に架橋性基を有する界面活性剤を添加することで、感光性樹脂組成物の塗布性を良好なものとすることができる。さらには、架橋性基を有する界面活性剤を使用することで、界面活性剤により、架橋反応を起こして、感光性樹脂組成物の硬化膜の耐薬品性を向上させることができる。   Thus, the coating property of the photosensitive resin composition can be improved by adding a surfactant having a crosslinkable group to the photosensitive resin composition. Furthermore, by using a surfactant having a crosslinkable group, the surfactant can cause a crosslinking reaction to improve the chemical resistance of the cured film of the photosensitive resin composition.

また、架橋性基を有する界面活性剤は、フッ素基(例えばフッ素化アルキル基)もしくはシラノール基を含む化合物、またはシロキサン結合を主骨格とする化合物であることが好ましい。このような界面活性剤は、フッ素基、あるいはシラノール基を有する、もしくはシロキサン結合を主骨格とすることにより、感光性樹脂組成物の塗膜の表面に集まることとなる。そして、感光性樹脂組成物の膜の表面で架橋反応することとなるので、感光性樹脂組成物の硬化膜の耐薬品性をより確実に向上させることができる。このような効果は、界面活性剤としてフッ素基を有するものを使用することにより、とくに顕著に生じ得る。   The surfactant having a crosslinkable group is preferably a compound containing a fluorine group (for example, a fluorinated alkyl group) or a silanol group, or a compound having a siloxane bond as a main skeleton. Such a surfactant is collected on the surface of the coating film of the photosensitive resin composition by having a fluorine group or a silanol group or having a siloxane bond as a main skeleton. And since it will carry out a crosslinking reaction on the surface of the film | membrane of the photosensitive resin composition, the chemical resistance of the cured film of the photosensitive resin composition can be improved more reliably. Such an effect can be particularly prominent by using a surfactant having a fluorine group.

架橋性基を有する界面活性剤は、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤のいずれであってもよいが、感光性樹脂組成物の安定性の観点からノニオン界面活性剤であることが好ましい。例えば、架橋性基を有する界面活性剤はノニオン界面活性剤であり、親水基としてポリオキシアルキレン鎖を有することが好ましい。ポリオキシアルキレン鎖は(OR)xで表されるものを挙げることができ、Rは2〜4の炭素原子を有するアルキレン鎖であり、−CHCH−、−CHCHCH−、−CH(CH)CH−、−CHCHCHCH−、または−CH(CH)CH(CH)−であることが好ましい。なお、xは正の整数であり、好ましくは2〜50の整数であり、さらに好ましくは3〜30の整数である。 The surfactant having a crosslinkable group may be any of a nonionic surfactant, a cationic surfactant, and an anionic surfactant, but is a nonionic surfactant from the viewpoint of the stability of the photosensitive resin composition. It is preferable. For example, the surfactant having a crosslinkable group is a nonionic surfactant, and preferably has a polyoxyalkylene chain as a hydrophilic group. Examples of the polyoxyalkylene chain may include those represented by (OR) x, wherein R is an alkylene chain having 2 to 4 carbon atoms, and —CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 CH 2 — , —CH (CH 3 ) CH 2 —, —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —, or —CH (CH 3 ) CH (CH 3 ) — is preferable. Note that x is a positive integer, preferably an integer of 2 to 50, and more preferably an integer of 3 to 30.

また、架橋性基を有する界面活性剤とともに、架橋性基を有さない界面活性剤を併用するようにしてもよい。これにより、硬化膜の平滑化を図ることができ、かつ、硬化膜のクラックの発生を抑制することができる。   Moreover, you may make it use together the surfactant which does not have a crosslinkable group with the surfactant which has a crosslinkable group. Thereby, smoothing of a cured film can be aimed at and generation | occurrence | production of the crack of a cured film can be suppressed.

架橋性基を有さない界面活性剤は、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤のいずれであってもよいが、感光性樹脂組成物の安定性の観点からノニオン界面活性剤であることが好ましい。また、架橋性基を有さない界面活性剤は、膜表面の平滑化を図る観点から、フッ素基もしくはシラノール基を含む化合物、またはシロキサン結合を主骨格とする化合物であることが好ましい。このようなフッ素基あるいはシラノール基を有する、もしくはシロキサン結合を主骨格とする界面活性剤は表面張力低下能が高いため、膜表面の平滑化を図ることができる。   The surfactant having no crosslinkable group may be any of a nonionic surfactant, a cationic surfactant, and an anionic surfactant. From the viewpoint of the stability of the photosensitive resin composition, the nonionic surfactant is used. It is preferable that The surfactant having no crosslinkable group is preferably a compound containing a fluorine group or a silanol group or a compound having a siloxane bond as a main skeleton from the viewpoint of smoothing the film surface. Such a surfactant having a fluorine group or a silanol group or having a siloxane bond as a main skeleton has a high surface tension reducing ability, so that the film surface can be smoothed.

以上、感光性樹脂組成物の各成分について詳述したが、感光性樹脂組成物は、必要に応じて、塩基発生剤、架橋触媒、酸化防止剤、フィラー、増感剤、密着性改善剤等の添加剤を含んでいてもよい。   As mentioned above, although it explained in full detail about each component of the photosensitive resin composition, a photosensitive resin composition is a base generator, a crosslinking catalyst, antioxidant, a filler, a sensitizer, an adhesive improvement agent etc. as needed. The additive may be included.

また、感光性樹脂組成物は、上述した成分を均一に溶解または分散させる溶媒を含んでいてもよい。かかる溶媒としては、例えば、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジメチルホルムアミド、トルエン、ベンゼン、キシレン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジオキサン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、N−メチル−ピロリジノン等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の組み合わせが用いられる。   Moreover, the photosensitive resin composition may contain the solvent which melt | dissolves or disperse | distributes the component mentioned above uniformly. Examples of such solvents include propylene glycol methyl ether acetate, dimethylformamide, toluene, benzene, xylene, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate, dioxane, cyclohexanone, ethyl acetate, N-methyl-pyrrolidinone, One or a combination of two or more of these is used.

≪感光性樹脂組成物の硬化物≫
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、例えば以下に例示するような硬化処理を経て硬化し、硬化物を生成する。この硬化物は、以下のような物性を有するのが好ましい。
<< Hardened product of photosensitive resin composition >>
The photosensitive resin composition which concerns on this embodiment hardens | cures through the hardening process which is illustrated below, for example, and produces | generates hardened | cured material. This cured product preferably has the following physical properties.

(ガラス転移温度および熱膨張係数)
まず、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)でワニス化した感光性樹脂組成物を、孔径0.5μmのフィルターに通す。
(Glass transition temperature and thermal expansion coefficient)
First, the photosensitive resin composition varnished with propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA) is passed through a filter having a pore diameter of 0.5 μm.

次に、フィルターを通した感光性樹脂組成物をシリコンウエハー等に塗布し、得られた塗布膜を100℃で6分間加熱することにより乾燥させる。   Next, the photosensitive resin composition passed through the filter is applied to a silicon wafer or the like, and the obtained coating film is dried by heating at 100 ° C. for 6 minutes.

次に、クリーンオーブン内の温度を30℃に保持し、その内部に乾燥させた塗布膜を設けたシリコンウエハーを配置する。   Next, the temperature in the clean oven is maintained at 30 ° C., and a silicon wafer provided with a dried coating film is placed inside.

次いで、毎分5℃の速度で200℃まで昇温し、その後、60分間保持した後、毎分5℃の速度で80℃まで降温する。
以上のようにして厚さ10μmの硬化膜を得る。
この硬化膜から幅5mm×長さ10mm以上の試験片を切り出す。
Next, the temperature is raised to 200 ° C. at a rate of 5 ° C. per minute, and then held for 60 minutes, and then lowered to 80 ° C. at a rate of 5 ° C. per minute.
A cured film having a thickness of 10 μm is obtained as described above.
A test piece having a width of 5 mm and a length of 10 mm or more is cut out from the cured film.

次に、この試験片について、熱機械分析(TMA)装置を用いて、開始温度30℃、測定温度範囲30〜400℃、昇温速度5℃/分の条件下においてガラス転移温度Tgおよび線膨張係数CTEを測定する。   Next, the glass transition temperature Tg and linear expansion of this test piece were measured using a thermomechanical analysis (TMA) apparatus under the conditions of a starting temperature of 30 ° C., a measurement temperature range of 30 to 400 ° C., and a heating rate of 5 ° C./min. The coefficient CTE is measured.

本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物は、ガラス転移温度Tgが190℃以上であるのが好ましく、210℃以上であるのがより好ましい。このような感光性樹脂組成物の硬化物は、高温下においても十分に高い機械的強度を有するものとなる。このため、より信頼性の高い保護膜70が得られる。   The cured product of the photosensitive resin composition according to this embodiment preferably has a glass transition temperature Tg of 190 ° C. or higher, and more preferably 210 ° C. or higher. The cured product of such a photosensitive resin composition has a sufficiently high mechanical strength even at high temperatures. For this reason, the more reliable protective film 70 is obtained.

また、本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物は、熱膨張係数が−50〜150ppm/℃であるのが好ましく、−30〜100ppm/℃であるのがより好ましい。このような感光性樹脂組成物の硬化物は、例えばシリコン等の半導体材料との熱膨張差が小さいため、半導体チップ20の反りや、熱応力による不具合等を抑制することができる。   Further, the cured product of the photosensitive resin composition according to this embodiment preferably has a thermal expansion coefficient of −50 to 150 ppm / ° C., and more preferably −30 to 100 ppm / ° C. Since such a cured product of the photosensitive resin composition has a small difference in thermal expansion from a semiconductor material such as silicon, for example, warpage of the semiconductor chip 20 and defects due to thermal stress can be suppressed.

(5%熱重量減少温度)
まず、ガラス転移温度の評価と同様にして、硬化膜を得る。
この硬化膜から幅10mm×長さ60mm以上の試験片を切り出す。
(5% thermal weight loss temperature)
First, a cured film is obtained in the same manner as the evaluation of the glass transition temperature.
A test piece having a width of 10 mm and a length of 60 mm or more is cut out from the cured film.

次に、この試験片について、示差熱熱重量同時測定装置(TG/DTA)を用いて、5%熱重量減少温度Td5を測定する。   Next, about this test piece, 5% thermogravimetric decrease temperature Td5 is measured using a differential thermothermal weight simultaneous measurement apparatus (TG / DTA).

本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物は、5%熱重量減少温度Td5が300℃以上であるのが好ましく、320℃以上であるのがより好ましい。これにより、高温下でも熱分解等による重量減少が生じ難く、耐熱性に優れた硬化物が得られる。このため、高温環境下での耐久性に優れた保護膜70が得られる。   The cured product of the photosensitive resin composition according to the present embodiment preferably has a 5% thermal weight loss temperature Td5 of 300 ° C. or higher, and more preferably 320 ° C. or higher. As a result, a weight reduction due to thermal decomposition or the like hardly occurs even at a high temperature, and a cured product having excellent heat resistance can be obtained. For this reason, the protective film 70 excellent in durability under a high temperature environment is obtained.

(引張強度、引張弾性率および引張伸び率)
まず、ガラス転移温度の評価と同様にして、硬化膜を得る。
この硬化膜から幅10mm×長さ60mm以上の試験片を切り出す。
(Tensile strength, tensile modulus and tensile elongation)
First, a cured film is obtained in the same manner as the evaluation of the glass transition temperature.
A test piece having a width of 10 mm and a length of 60 mm or more is cut out from the cured film.

次に、この試験片について、引張試験機による引張試験を行う。試験条件は、引張速度0.05mm/分、温度23℃、相対湿度55%とする。   Next, the test piece is subjected to a tensile test using a tensile tester. The test conditions are a tensile speed of 0.05 mm / min, a temperature of 23 ° C., and a relative humidity of 55%.

そして、引張試験の結果から、引張強度、引張弾性率および引張伸び率を算出する。なお、測定結果については、それぞれ5個以上の試験片から得られる測定値の平均値とする。   And a tensile strength, a tensile elasticity modulus, and a tensile elongation rate are computed from the result of a tension test. In addition, about a measurement result, it is set as the average value of the measured value obtained from five or more test pieces, respectively.

本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物は、引張強度が20MPa以上であるのが好ましく、30〜300MPaであるのがより好ましい。これにより、十分な機械的強度を有し、耐久性に優れた保護膜70が得られる。   The cured product of the photosensitive resin composition according to this embodiment preferably has a tensile strength of 20 MPa or more, and more preferably 30 to 300 MPa. Thereby, the protective film 70 having sufficient mechanical strength and excellent durability can be obtained.

また、本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物は、引張弾性率が0.5GPa以上であるのが好ましく、1〜5GPaであるのがより好ましい。これにより、十分な機械的強度を有し、耐久性に優れた保護膜70が得られる。   Moreover, it is preferable that the cured | curing material of the photosensitive resin composition which concerns on this embodiment is 0.5 GPa or more in tensile elasticity modulus, and it is more preferable that it is 1-5 GPa. Thereby, the protective film 70 having sufficient mechanical strength and excellent durability can be obtained.

また、本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物は、引張伸び率が1%以上であるのが好ましく、5%以上であるのがより好ましく、10〜50%であるのがさらに好ましい。これにより、形状追従性に優れた保護膜70のような硬化物が得られる。その結果、保護膜70は、より剥離し難いものとなる。   Further, the cured product of the photosensitive resin composition according to the present embodiment preferably has a tensile elongation of 1% or more, more preferably 5% or more, and further preferably 10 to 50%. . Thereby, the hardened | cured material like the protective film 70 excellent in shape followability is obtained. As a result, the protective film 70 becomes more difficult to peel off.

なお、上述したような物性は、硬化時の最高温度を200℃から180℃に低下させた硬化物についても、上記と同様である。このような比較的低温で硬化させた場合でも、本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、機械的特性に優れた硬化物を生成可能である。このため、硬化時において半導体チップ20等に加わる熱的負荷をより小さく抑えることができ、半導体チップ20の信頼性の向上に寄与することができる。また、熱的負荷の抑制に伴って、熱膨張率の低減が図られるため、応力集中に伴う不具合の発生も抑制されることとなる。   The physical properties as described above are the same as those described above for the cured product in which the maximum temperature during curing is reduced from 200 ° C to 180 ° C. Even when cured at such a relatively low temperature, the photosensitive resin composition according to the present embodiment can produce a cured product having excellent mechanical properties. For this reason, the thermal load applied to the semiconductor chip 20 and the like at the time of curing can be further reduced, which can contribute to the improvement of the reliability of the semiconductor chip 20. Moreover, since the thermal expansion coefficient is reduced along with the suppression of the thermal load, the occurrence of defects due to stress concentration is also suppressed.

(耐薬品性)
まず、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートでワニス化した感光性樹脂組成物を、孔径0.5μmのフィルターに通す。
(chemical resistance)
First, the photosensitive resin composition varnished with propylene glycol methyl ether acetate is passed through a filter having a pore diameter of 0.5 μm.

次に、フィルターを通した感光性樹脂組成物をシリコンウエハー等に塗布し、得られた塗布膜を乾燥させる。
乾燥は、100℃のホットプレートで136秒間加熱することにより行う。
Next, the photosensitive resin composition passed through the filter is applied to a silicon wafer or the like, and the obtained coating film is dried.
Drying is performed by heating on a hot plate at 100 ° C. for 136 seconds.

次に、乾燥させた塗布膜を、アルカリ現像液(濃度0.5質量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液)に浸し、90秒間静置する。
次に、塗布膜を取り出して純水でリンスする。
Next, the dried coating film is immersed in an alkali developer (tetramethylammonium hydroxide aqueous solution having a concentration of 0.5% by mass) and left to stand for 90 seconds.
Next, the coating film is taken out and rinsed with pure water.

次に、紫外線を300mJ/cmで露光し、その後、オーブンで230℃、60分間加熱する。
加熱後の塗布膜の膜厚を測定し、これをt1とする。
Next, ultraviolet rays are exposed at 300 mJ / cm 2 and then heated in an oven at 230 ° C. for 60 minutes.
The film thickness of the coating film after heating is measured, and this is defined as t1.

次に、加熱後の塗布膜を薬品に浸し、所定時間静置する。なお、薬品の例としては、N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液等が挙げられる。   Next, the heated coating film is immersed in a chemical and left to stand for a predetermined time. Examples of chemicals include N-methylpyrrolidone (NMP), dimethyl sulfoxide (DMSO), propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), tetramethylammonium hydro hydride having a concentration of 2.38% by mass Examples thereof include an aqueous oxide (TMAH) solution.

次に、塗布膜を取り出して膜厚を測定し、これをt2とする。
そして、(t1−t2)/t1×100を算出し、これを膜厚変化率(%)とする。
Next, the coating film is taken out, the film thickness is measured, and this is defined as t2.
And (t1-t2) / t1 * 100 is calculated and this is made into film thickness change rate (%).

本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物を60℃のN−メチルピロリドン(NMP)に10分間接触させたときの膜厚変化率は、40%以下であるのが好ましく、30%以下であるのがより好ましい。これにより、保護膜70がN−メチルピロリドンに浸される工程に供された場合でも、膜厚がほとんど減少しない。このため、かかる工程に供された後でも機能を維持し得る保護膜70が得られる。   The film thickness change rate when the cured product of the photosensitive resin composition according to this embodiment is brought into contact with N-methylpyrrolidone (NMP) at 60 ° C. for 10 minutes is preferably 40% or less, and 30% or less. It is more preferable that Thereby, even when the protective film 70 is subjected to the step of being immersed in N-methylpyrrolidone, the film thickness is hardly reduced. For this reason, the protective film 70 which can maintain a function even after being subjected to such a process is obtained.

また、本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物を60℃のジメチルスルホキシド(DMSO)に10分間接触させたときの膜厚変化率は、30%以下であるのが好ましく、20%以下であるのがより好ましい。これにより、保護膜70がジメチルスルホキシドに浸される工程に供された場合でも、膜厚がほとんど減少しない。このため、かかる工程に供された後でも機能を維持し得る保護膜70が得られる。   Further, the film thickness change rate when the cured product of the photosensitive resin composition according to this embodiment is brought into contact with dimethyl sulfoxide (DMSO) at 60 ° C. for 10 minutes is preferably 30% or less, and 20% or less. It is more preferable that Thereby, even when the protective film 70 is subjected to the step of being immersed in dimethyl sulfoxide, the film thickness is hardly reduced. For this reason, the protective film 70 which can maintain a function even after being subjected to such a process is obtained.

また、本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物を25℃のプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)に30分間接触させたときの膜厚変化率は、20%以下であるのが好ましく、10%以下であるのがより好ましい。これにより、保護膜70がプロピレングリコールモノメチルエーテルに浸される工程に供された場合でも、膜厚がほとんど減少しない。このため、かかる工程に供された後でも機能を維持し得る保護膜70が得られる。   The rate of change in film thickness when the cured product of the photosensitive resin composition according to this embodiment is brought into contact with propylene glycol monomethyl ether (PGME) at 25 ° C. for 30 minutes is preferably 20% or less. % Or less is more preferable. Thereby, even when the protective film 70 is subjected to a step of being immersed in propylene glycol monomethyl ether, the film thickness is hardly reduced. For this reason, the protective film 70 which can maintain a function even after being subjected to such a process is obtained.

また、本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物を25℃のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)に30分間接触させたときの膜厚変化率は、20%以下であるのが好ましく、10%以下であるのがより好ましい。これにより、保護膜70がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに浸される工程に供された場合でも、膜厚がほとんど減少しない。このため、かかる工程に供された後でも機能を維持し得る保護膜70が得られる。   Further, the film thickness change rate when the cured product of the photosensitive resin composition according to the present embodiment is brought into contact with propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) at 25 ° C. for 30 minutes is preferably 20% or less, More preferably, it is 10% or less. Thereby, even when the protective film 70 is subjected to the step of being immersed in propylene glycol monomethyl ether acetate, the film thickness is hardly reduced. For this reason, the protective film 70 which can maintain a function even after being subjected to such a process is obtained.

また、本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物を25℃の濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液に15分間接触させたときの膜厚変化率は、15%以下であるのが好ましく、10%以下であるのがより好ましい。これにより、保護膜70がテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドに浸される工程に供された場合でも、膜厚がほとんど減少しない。このため、かかる工程に供された後でも機能を維持し得る保護膜70が得られる。   In addition, when the cured product of the photosensitive resin composition according to this embodiment is brought into contact with an aqueous tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution having a concentration of 2.38% by mass at 25 ° C. for 15 minutes, the film thickness change rate is 15 % Or less is preferable, and 10% or less is more preferable. Thereby, even when the protective film 70 is subjected to the step of being immersed in tetramethylammonium hydroxide, the film thickness is hardly reduced. For this reason, the protective film 70 which can maintain a function even after being subjected to such a process is obtained.

なお、本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物は、前述した保護膜70(パッシベーション膜)の他に、例えば半導体用バッファーコート、再配線層、α線防止膜、層間絶縁膜、フォトレジスト等の各種半導体用の感光性コート材(被覆層)に適用可能である。   In addition to the protective film 70 (passivation film) described above, the cured product of the photosensitive resin composition according to the present embodiment includes, for example, a semiconductor buffer coat, a rewiring layer, an α-ray prevention film, an interlayer insulating film, a photo It can be applied to photosensitive coating materials (coating layers) for various semiconductors such as resists.

このうち、半導体用バッファーコート、再配線層、α線防止膜、層間絶縁膜のような永久膜は、半導体チップ20を保護するための耐久性や機械的強度を要求される。かかる観点から、本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化物を含む感光性コート材は、永久膜として用いられた場合には、半導体チップ20を長期にわたって保護し得るものであり、信頼性の高い半導体装置10の実現に寄与する。   Among these, permanent films such as a semiconductor buffer coat, a rewiring layer, an α-ray prevention film, and an interlayer insulating film are required to have durability and mechanical strength for protecting the semiconductor chip 20. From this point of view, the photosensitive coating material including the cured product of the photosensitive resin composition according to the present embodiment can protect the semiconductor chip 20 over a long period of time when used as a permanent film, and is reliable. This contributes to the realization of a semiconductor device 10 having a high level.

<電子機器>
本実施形態に係る電子機器は、前述した本実施形態に係る半導体装置を備えている。
<Electronic equipment>
The electronic apparatus according to the present embodiment includes the semiconductor device according to the present embodiment described above.

かかる半導体装置は、耐薬品性に優れた保護膜を備えているため、信頼性の高いものである。このため、本実施形態に係る電子機器にも高い信頼性が付与される。   Since such a semiconductor device includes a protective film having excellent chemical resistance, it is highly reliable. For this reason, high reliability is also provided to the electronic apparatus according to the present embodiment.

本実施形態に係る電子機器は、このような半導体装置を備えるものであれば、特に限定されないものの、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、パソコンのような情報機器、サーバー、ルーターのような通信機器、車両制御用コンピューター、カーナビゲーションシステムのような車載機器等が挙げられる。   The electronic device according to the present embodiment is not particularly limited as long as it includes such a semiconductor device. For example, the electronic device is a communication device such as a mobile phone, a smartphone, a tablet terminal, a personal computer, a server, or a router. Examples of such devices include in-vehicle devices such as devices, vehicle control computers, and car navigation systems.

以上、本発明を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to these.

例えば、本発明のフェノール性水酸基含有樹脂、感光性樹脂組成物、半導体装置および電子機器は、前記実施形態に任意の要素が付加されたものであってもよい。   For example, the phenolic hydroxyl group-containing resin, the photosensitive resin composition, the semiconductor device, and the electronic device of the present invention may be those obtained by adding arbitrary elements to the embodiment.

また、感光性樹脂組成物は、半導体装置の他、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)や各種センサーの構造形成材料、液晶表示装置、有機EL装置のような表示装置の構造形成材料等にも適用可能である。   In addition to semiconductor devices, the photosensitive resin composition also applies to, for example, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) and various sensor structure forming materials, liquid crystal display devices, and structure forming materials for display devices such as organic EL devices. Is possible.

また、半導体装置のパッケージの形態は、QFP型の半導体パッケージに限定されず、DIP(Dual In-line Package)型、SOP(Small Out-line Package)型、LF−CSP(Lead Frame Chip Scale Package)型、BGA(Ball Grid Array)型の半導体パッケージであってもよい。   The package form of the semiconductor device is not limited to the QFP type semiconductor package, but is a DIP (Dual In-line Package) type, an SOP (Small Out-line Package) type, and an LF-CSP (Lead Frame Chip Scale Package). Or a BGA (Ball Grid Array) type semiconductor package.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
1.フェノール性水酸基含有樹脂の合成
(合成例1)
[1]まず、冷却管および撹拌機を備えたフラスコにおいて、フェノールモノマーとして4−ヘキシルオキシフェノール(精工化学製)、アルデヒドモノマーとしてホルムアルデヒド(東京化成工業製)、および、酸触媒としてp−トルエンスルホン酸(東京化成工業製)を、それぞれ溶媒であるγ−ブチロラクトン(GBL)(三菱化学製)に溶解させ、撹拌した。なお、各原料の配合比率は、表1に示す通りである。
Next, specific examples of the present invention will be described.
1. Synthesis of phenolic hydroxyl group-containing resin (Synthesis Example 1)
[1] First, in a flask equipped with a condenser and a stirrer, 4-hexyloxyphenol (manufactured by Seiko Chemical) as a phenol monomer, formaldehyde (manufactured by Tokyo Chemical Industry) as an aldehyde monomer, and p-toluenesulfone as an acid catalyst The acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in γ-butyrolactone (GBL) (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as a solvent and stirred. In addition, the compounding ratio of each raw material is as shown in Table 1.

[2]次に、フラスコ内を窒素置換した後、溶解液を撹拌しながら70℃まで昇温し、その後7時間保持した。これにより、反応溶液を得た。   [2] Next, after the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen, the temperature of the solution was increased to 70 ° C. while stirring, and then maintained for 7 hours. Thereby, a reaction solution was obtained.

[3]次に、得られた反応溶液を、アセトン水溶液へ、撹拌しながら5分間かけて滴下した。なお、アセトン水溶液は、水/アセトン=9/1の質量比となるように調製したものである。   [3] Next, the obtained reaction solution was dropped into an aqueous acetone solution over 5 minutes while stirring. The aqueous acetone solution was prepared so as to have a mass ratio of water / acetone = 9/1.

[4]次に、反応溶液を滴下したアセトン水溶液を30分間静置した後、上澄みを除去し、沈殿物を回収した。そして、回収した沈殿物を真空減圧下で60℃まで昇温し、その後48時間かけて乾燥させた。これにより、ポリマー(フェノール性水酸基含有樹脂)を得た。   [4] Next, the acetone aqueous solution to which the reaction solution was dropped was allowed to stand for 30 minutes, and then the supernatant was removed and the precipitate was collected. And the collect | recovered deposit was heated up to 60 degreeC under vacuum pressure reduction, and was then dried over 48 hours. Thereby, a polymer (phenolic hydroxyl group-containing resin) was obtained.

(合成例2)
[1]まず、冷却管および撹拌機を備えたフラスコにおいて、フェノールモノマーとして4−ヘキシルオキシフェノール、メチロールモノマーとして2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−p−クレゾール(東京化成工業製)、および、酸触媒としてp−トルエンスルホン酸を、それぞれ溶媒であるγ−ブチロラクトン(GBL)に溶解させ、撹拌した。なお、各原料の配合比率は、表1に示す通りである。
(Synthesis Example 2)
[1] First, in a flask equipped with a condenser and a stirrer, 4-hexyloxyphenol as a phenol monomer, 2,6-bis (hydroxymethyl) -p-cresol (manufactured by Tokyo Chemical Industry) as a methylol monomer, and As an acid catalyst, p-toluenesulfonic acid was dissolved in γ-butyrolactone (GBL) as a solvent and stirred. In addition, the compounding ratio of each raw material is as shown in Table 1.

[2]次に、フラスコ内を窒素置換した後、溶解液を撹拌しながら70℃まで昇温し、その後6時間保持した。これにより、反応溶液を得た。   [2] Next, after the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen, the temperature of the solution was raised to 70 ° C. while stirring, and then maintained for 6 hours. Thereby, a reaction solution was obtained.

[3]次に、得られた反応溶液を、アセトン水溶液へ、撹拌しながら5分間かけて滴下した。なお、アセトン水溶液は、水/アセトン=9/1の質量比となるように調製したものである。   [3] Next, the obtained reaction solution was dropped into an aqueous acetone solution over 5 minutes while stirring. The aqueous acetone solution was prepared so as to have a mass ratio of water / acetone = 9/1.

[4]次に、反応溶液を滴下したアセトン水溶液を30分間静置した後、上澄みを除去し、沈殿物を回収した。そして、回収した沈殿物を真空減圧下で60℃まで昇温し、その後48時間かけて乾燥させた。これにより、ポリマー(フェノール性水酸基含有樹脂)を得た。   [4] Next, the acetone aqueous solution to which the reaction solution was dropped was allowed to stand for 30 minutes, and then the supernatant was removed and the precipitate was collected. And the collect | recovered deposit was heated up to 60 degreeC under vacuum pressure reduction, and was then dried over 48 hours. Thereby, a polymer (phenolic hydroxyl group-containing resin) was obtained.

(合成例3〜8)
原料やその配合比率を表1に示すように変更した以外は、それぞれ合成例2と同様にしてポリマーを得た。
(Synthesis Examples 3 to 8)
A polymer was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that the raw materials and the blending ratio thereof were changed as shown in Table 1.

(比較合成例1〜7)
原料やその配合比率を表1に示すように変更した以外は、それぞれ合成例1または2と同様にしてポリマーを得ることを試みた。
(Comparative Synthesis Examples 1 to 7)
An attempt was made to obtain a polymer in the same manner as in Synthesis Example 1 or 2 except that the raw materials and the blending ratio thereof were changed as shown in Table 1.

しかしながら、一部の比較合成例では、合成物が溶剤に不溶化(ゲル化)してしまったため、ポリマーを析出させることができなかった。   However, in some comparative synthesis examples, since the synthesized product was insolubilized (gelled) in the solvent, the polymer could not be deposited.

2.フェノール性水酸基含有樹脂の評価
2.1 分子量の評価
各合成例で得られたポリマーおよび各比較合成例のうちポリマーを析出できたものについて、GPC測定により得られる標準ポリスチレン(PS)の検量線から求められるポリスチレン換算値の分子量分布曲線から、重量平均分子量を求めた。
測定結果を表1に示す。
2. 2. Evaluation of phenolic hydroxyl group-containing resin 2.1 Evaluation of molecular weight From the calibration curve of standard polystyrene (PS) obtained by GPC measurement, the polymer obtained in each synthesis example and the polymer obtained in each comparative synthesis example could be precipitated. The weight average molecular weight was determined from the molecular weight distribution curve of the calculated polystyrene conversion value.
The measurement results are shown in Table 1.

2.2 分散度の評価
各合成例で得られたポリマーおよび各比較合成例のうちポリマーを析出できたものについて、GPC測定により得られる標準ポリスチレン(PS)の検量線から求められるポリスチレン換算値の分子量分布曲線から、重量平均分子量Mwおよび数平均分子量Mnを求めた。
2.2 Evaluation of degree of dispersion About the polymer obtained in each synthesis example and each of the comparative synthesis examples where the polymer could be precipitated, the polystyrene conversion value obtained from the calibration curve of standard polystyrene (PS) obtained by GPC measurement From the molecular weight distribution curve, the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn were determined.

次に、Mw/Mnで定義される分散度を算出した。
算出結果を表1に示す。
Next, the degree of dispersion defined by Mw / Mn was calculated.
The calculation results are shown in Table 1.

2.3 溶剤に対する溶解性の評価
各合成例で得られたポリマーおよび各比較合成例のうちポリマーを析出できたものについて、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)に溶解させ、固形分25質量%の溶液を調製した。
次に、調製した溶液を、孔径0.5μmのフィルターを通過させた。
2.3 Evaluation of solubility in solvent About the polymer obtained in each synthesis example and each of the comparative synthesis examples, the polymer could be precipitated and dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and the solid content was 25% by mass. A solution was prepared.
Next, the prepared solution was passed through a filter having a pore size of 0.5 μm.

次に、フィルターを通過させた溶液をシリコンウエハー上にスピンコートした後、100℃で6分間乾燥させ、ポリマー膜を得た。
次に、得られたポリマー膜を以下の各溶剤に浸し、それぞれ30秒間静置した。
Next, the solution passed through the filter was spin-coated on a silicon wafer, and then dried at 100 ° C. for 6 minutes to obtain a polymer film.
Next, the obtained polymer film was immersed in the following solvents and allowed to stand for 30 seconds.

<評価に使用した溶剤>
・アセトン
・プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
・γ−ブチロラクトン(GBL)
・N−メチルピロリドン(NMP)
・テトラヒドロフラン(THF)
<Solvent used for evaluation>
・ Acetone ・ Propylene glycol monomethyl ether (PGME)
・ Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
・ Γ-Butyrolactone (GBL)
・ N-methylpyrrolidone (NMP)
・ Tetrahydrofuran (THF)

次に、ポリマー膜を取り出して純水でリンスし、ポリマー膜の残渣の有無を視覚的に確認した。そして、ポリマー膜が消失するまでに要した時間を計測することにより、各溶剤に対する溶解速度を算出した。   Next, the polymer film was taken out and rinsed with pure water, and the presence or absence of a polymer film residue was visually confirmed. And the dissolution rate with respect to each solvent was computed by measuring the time required until the polymer film disappeared.

そして、算出した溶解速度を以下の評価基準に照らして各溶剤に対する溶解性を評価した。   And the solubility with respect to each solvent was evaluated in light of the following dissolution criteria for the calculated dissolution rate.

<各溶剤に対する溶解性の評価基準>
○:溶解速度が50nm/秒以上2000nm/秒以下である
△:溶解速度が50nm/秒未満または2000nm/秒超である
×:全く溶解しない
評価結果を表1に示す。
<Evaluation criteria for solubility in each solvent>
○: Dissolution rate is 50 nm / second or more and 2000 nm / second or less Δ: Dissolution rate is less than 50 nm / second or more than 2000 nm / second ×: Not dissolved at all Evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2018162434
Figure 2018162434

表1から明らかなように、各合成例で得られたポリマーは、溶剤に対して十分な溶解性を有していることが認められた。   As is apparent from Table 1, it was confirmed that the polymers obtained in the respective synthesis examples had sufficient solubility in the solvent.

一方、比較合成例4、5、7で得られたポリマーは、溶解性が十分ではなかった。
また、比較合成例1、2、3、6で得られた合成物は、ゲル化してしまったため、分子量の測定が行えなかった。
On the other hand, the polymers obtained in Comparative Synthesis Examples 4, 5, and 7 were not sufficiently soluble.
Moreover, since the synthesized products obtained in Comparative Synthesis Examples 1, 2, 3, and 6 were gelled, the molecular weight could not be measured.

3.感光性樹脂組成物の作製
(実施例1)
合成例1のポリマー、架橋剤として1,3,4,6−テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリル(商品名:MX−270、(株)三和ケミカル製)、感光剤として下記式(17)で表される化合物、および、界面活性剤としてDIC(株)製RS−75を、それぞれ溶媒であるγ−ブチロラクトン(GBL)に溶解させ、孔径0.5μmのフィルターを通過させた。これにより、感光性樹脂組成物を得た。なお、各原料の配合比率は、表2に示す通りである。
3. Preparation of photosensitive resin composition (Example 1)
The polymer of Synthesis Example 1, 1,3,4,6-tetrakis (methoxymethyl) glycoluril (trade name: MX-270, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.) as a crosslinking agent, and the following formula (17) as a photosensitive agent The compound represented and RS-75 manufactured by DIC Corporation as a surfactant were each dissolved in γ-butyrolactone (GBL) as a solvent, and passed through a filter having a pore size of 0.5 μm. Thereby, a photosensitive resin composition was obtained. In addition, the blending ratio of each raw material is as shown in Table 2.

Figure 2018162434
[式中、Qは、水素原子または下記式(18)である。]
Figure 2018162434
[In formula, Q is a hydrogen atom or following formula (18). ]

Figure 2018162434
Figure 2018162434

(実施例2〜10)
原料やその配合比率を表2に示すように変更した以外は、それぞれ実施例1と同様にして感光性樹脂組成物を得た。
(Examples 2 to 10)
A photosensitive resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw materials and the blending ratio thereof were changed as shown in Table 2.

なお、表2中の「CPI−200K」は、サンアプロ(株)製感光剤CPI−200Kである。   “CPI-200K” in Table 2 is a photosensitizer CPI-200K manufactured by San Apro Co., Ltd.

(比較例1〜4)
原料やその配合比率を表2に示すように変更した以外は、それぞれ実施例1と同様にして感光性樹脂組成物を得た。
(Comparative Examples 1-4)
A photosensitive resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw materials and the blending ratio thereof were changed as shown in Table 2.

4.感光性樹脂組成物の評価
4.1 パターニング性の評価
4.1.1 ポジ型パターニング性
[1]まず、各実施例および各比較例の感光性樹脂組成物をシリコンウエハー上にスピンコートした後、120℃で3分間乾燥させ、膜厚9.0〜10.0μmの乾燥膜を得た。
4). 4. Evaluation of photosensitive resin composition 4.1 Evaluation of patterning property 4.1.1 Positive patterning property [1] First, the photosensitive resin composition of each example and each comparative example was spin-coated on a silicon wafer. And dried at 120 ° C. for 3 minutes to obtain a dry film having a film thickness of 9.0 to 10.0 μm.

[2]次に、ポジ型パターン用マスクを介して、i線ステッパー(ニコン社製・NSR−4425i)を用いて、露光量を変化させて照射した。   [2] Next, irradiation was performed by changing the exposure amount using an i-line stepper (Nikon Corporation NSR-4425i) through a positive pattern mask.

[3]次に、現像液として25℃の濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて、パドル現像を行うことによって露光部を溶解除去した後、純水でリンスした。リンス後の膜厚は7.0〜8.0μmであった。   [3] Next, using an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) having a concentration of 2.38% by mass at 25 ° C. as a developer, the exposed portion is dissolved and removed by performing paddle development, and then rinsed with pure water. did. The film thickness after rinsing was 7.0 to 8.0 μm.

[4]次に、パターニングすることができたか否かを目視にて確認し、以下の評価基準に照らしてポジ型パターニング性を評価した。   [4] Next, whether or not patterning could be performed was visually confirmed, and positive patterning property was evaluated in light of the following evaluation criteria.

<ポジ型パターニング性の評価基準>
○:露光部が溶解することでパターンを得ることができた
×:全溶解あるいは不溶によりパターンを得ることができなかった
評価結果を表2に示す。
<Positive patterning evaluation criteria>
◯: A pattern could be obtained by dissolving the exposed area. ×: A pattern could not be obtained due to total dissolution or insolubility.

4.1.2 ネガ型パターニング性
[1]まず、各実施例および各比較例の感光性樹脂組成物をシリコンウエハー上にスピンコートした後、120℃で3分間乾燥させ、膜厚9.0〜10.0μmの乾燥膜を得た。
4.1.2 Negative patterning properties [1] First, the photosensitive resin compositions of the respective examples and comparative examples were spin-coated on a silicon wafer and then dried at 120 ° C. for 3 minutes to obtain a film thickness of 9.0. A dry film of ˜10.0 μm was obtained.

[2]次に、ネガ型パターン用マスクを介して、i線ステッパー(ニコン社製・NSR−4425i)を用いて、露光量を変化させて照射した。その後、100℃で3分の加熱を行った。   [2] Next, irradiation was performed by changing the exposure amount using an i-line stepper (NSR-4425i, manufactured by Nikon Corporation) through a negative pattern mask. Thereafter, heating was performed at 100 ° C. for 3 minutes.

[3]次に、現像液として25℃のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)用いて、パドル現像を行うことによって未露光部を溶解除去した後、イソプロピルアルコール(IPA)でリンスした。リンス後の膜厚は9.0〜10.0μmであった。   [3] Next, using propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) at 25 ° C. as a developing solution, paddle development was performed to dissolve and remove the unexposed portion, followed by rinsing with isopropyl alcohol (IPA). The film thickness after rinsing was 9.0 to 10.0 μm.

[4]次に、パターニングすることができたか否かを目視にて確認し、以下の評価基準に照らしてネガ型パターニング性を評価した。   [4] Next, it was visually confirmed whether or not patterning was possible, and negative patterning property was evaluated in light of the following evaluation criteria.

<ネガ型パターニング性の評価基準>
○:未露光部が溶解することでパターンを得ることができた
×:全溶解あるいは不溶によりパターンを得ることができなかった
評価結果を表2に示す。
<Evaluation criteria for negative patterning>
○: A pattern could be obtained by dissolving the unexposed area. ×: A pattern could not be obtained due to total dissolution or insolubility.

4.2 ガラス転移温度および熱膨張係数の評価
各実施例および各比較例の感光性樹脂組成物の硬化膜について、ガラス転移温度および熱膨張係数(線膨張係数)を測定した。
測定結果を表2に示す。
4.2 Evaluation of glass transition temperature and thermal expansion coefficient The glass transition temperature and the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of the cured films of the photosensitive resin compositions of the examples and the comparative examples were measured.
The measurement results are shown in Table 2.

4.3 5%熱重量減少温度の評価
各実施例および各比較例の感光性樹脂組成物の硬化膜について、5%熱重量減少温度を測定した。
測定結果を表2に示す。
4.3 Evaluation of 5% thermogravimetric decrease temperature 5% thermogravimetric decrease temperature was measured for the cured film of the photosensitive resin composition of each example and each comparative example.
The measurement results are shown in Table 2.

4.4 引張強度、引張弾性率および引張伸び率の評価
各実施例および各比較例の感光性樹脂組成物の硬化膜について、引張強度、引張弾性率および引張伸び率を測定した。
測定結果を表2に示す。
4.4 Evaluation of Tensile Strength, Tensile Elastic Modulus, and Tensile Elongation Tensile strength, tensile elastic modulus, and tensile elongation were measured for the cured films of the photosensitive resin compositions of Examples and Comparative Examples.
The measurement results are shown in Table 2.

4.5 耐薬品性の評価
各実施例および各比較例の感光性樹脂組成物の硬化膜について、耐薬品性を測定した。
なお、評価に使用した薬品は、以下の通りである。
4.5 Evaluation of chemical resistance Chemical resistance was measured for the cured films of the photosensitive resin compositions of Examples and Comparative Examples.
In addition, the chemical | medical agent used for evaluation is as follows.

・N−メチルピロリドン(NMP)
・ジメチルスルホキシド(DMSO)
・プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
・テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)の2.38質量%水溶液
評価結果を表2に示す。
・ N-methylpyrrolidone (NMP)
・ Dimethyl sulfoxide (DMSO)
・ Propylene glycol monomethyl ether (PGME)
・ Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
-Tetramethylammonium hydroxide (TMAH) 2.38 mass% aqueous solution Evaluation result is shown in Table 2.

Figure 2018162434
Figure 2018162434

表2から明らかなように、各実施例の感光性樹脂組成物は、パターニング性が良好であった。また、各実施例の感光性樹脂組成物の硬化膜にはクラック等も発生していないことから、相対的に良好な膜特性(機械的強度)を有していることが認められた。   As is clear from Table 2, the photosensitive resin compositions of the respective examples had good patterning properties. Moreover, since the crack etc. did not generate | occur | produce in the cured film of the photosensitive resin composition of each Example, it was recognized that it has a comparatively favorable film | membrane characteristic (mechanical strength).

なお、実施例1および2における架橋剤の比率を25質量部、35質量部に変更した実験を行ったが、評価結果は実施例1および2と同様の傾向であった。   In addition, although the experiment which changed the ratio of the crosslinking agent in Example 1 and 2 to 25 mass parts and 35 mass parts was performed, the evaluation result was the tendency similar to Examples 1 and 2.

また、実施例1および2における光酸発生剤(感光剤)の比率を8質量部、12質量部に変更した実験を行ったが、評価結果は実施例1および2と同様の傾向であった。   Moreover, although the experiment which changed the ratio of the photo-acid generator (photosensitive agent) in Example 1 and 2 to 8 mass parts and 12 mass parts was conducted, the evaluation result was the tendency similar to Examples 1 and 2. .

10 半導体装置
20 半導体チップ
21 電極パッド
22 導電性ワイヤー
30 ダイパッド
40 リード
50 モールド部
60 接着層
70 保護膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor device 20 Semiconductor chip 21 Electrode pad 22 Conductive wire 30 Die pad 40 Lead 50 Mold part 60 Adhesive layer 70 Protective film

Claims (8)

下記式(1a)で表される構造を有することを特徴とするフェノール性水酸基含有樹脂。
Figure 2018162434
[式中、Xは、炭素数1〜30の有機基であり、Yは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、Rは、それぞれ独立して、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、炭素数1〜20の飽和または不飽和のアルキル基、炭素数1〜20のアルキルエーテル基、炭素数3〜20の飽和または不飽和の脂環式基、および炭素数6〜20の芳香族構造を有する有機基からなる群から選ばれる一価の置換基であって、前記置換基はエステル結合、エーテル結合、アミド結合、またはカルボニル結合を介して結合していてもよい。また、pは0〜3の整数である。]
A phenolic hydroxyl group-containing resin having a structure represented by the following formula (1a).
Figure 2018162434
[Wherein X is an organic group having 1 to 30 carbon atoms, Y is a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and R is independently a hydroxyl group, a halogen atom or a carboxyl group. Group, saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, alkyl ether group having 1 to 20 carbon atoms, saturated or unsaturated alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms, and fragrance having 6 to 20 carbon atoms It is a monovalent substituent selected from the group consisting of organic groups having a group structure, and the substituent may be bonded via an ester bond, an ether bond, an amide bond, or a carbonyl bond. Moreover, p is an integer of 0-3. ]
下記式(1b)で表される構造を有する請求項1に記載のフェノール性水酸基含有樹脂。
Figure 2018162434
[式中、Xは、炭素数1〜30の有機基であり、Yは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、Rは、それぞれ独立して、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、炭素数1〜20の飽和または不飽和のアルキル基、炭素数1〜20のアルキルエーテル基、炭素数3〜20の飽和または不飽和の脂環式基、および炭素数6〜20の芳香族構造を有する有機基からなる群から選ばれる一価の置換基であって、前記置換基はエステル結合、エーテル結合、アミド結合、またはカルボニル結合を介して結合していてもよい。また、pは0〜3の整数である。]
The phenolic hydroxyl group-containing resin according to claim 1, which has a structure represented by the following formula (1b).
Figure 2018162434
[Wherein X is an organic group having 1 to 30 carbon atoms, Y is a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and R is independently a hydroxyl group, a halogen atom or a carboxyl group. Group, saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, alkyl ether group having 1 to 20 carbon atoms, saturated or unsaturated alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms, and fragrance having 6 to 20 carbon atoms It is a monovalent substituent selected from the group consisting of organic groups having a group structure, and the substituent may be bonded via an ester bond, an ether bond, an amide bond, or a carbonyl bond. Moreover, p is an integer of 0-3. ]
前記Xは、炭素数6〜20のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数6〜14のアリール基および炭素数4〜12のアルキルオキシアルキル基のうちのいずれかである請求項1または2に記載のフェノール性水酸基含有樹脂。   X is any one of an alkyl group having 6 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and an alkyloxyalkyl group having 4 to 12 carbon atoms. Item 3. The phenolic hydroxyl group-containing resin according to Item 1 or 2. 前記Xは、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ベンジル基およびメトキシエチル基のうちのいずれかである請求項1ないし3のいずれか1項に記載のフェノール性水酸基含有樹脂。   The phenolic hydroxyl group-containing resin according to any one of claims 1 to 3, wherein X is any one of a hexyl group, a cyclohexyl group, a benzyl group, and a methoxyethyl group. 請求項1ないし4のいずれか1項に記載のフェノール性水酸基含有樹脂と、
感光剤と、
を有することを特徴とする感光性樹脂組成物。
The phenolic hydroxyl group-containing resin according to any one of claims 1 to 4,
A photosensitizer,
The photosensitive resin composition characterized by having.
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のフェノール性水酸基含有樹脂と、
前記フェノール性水酸基含有樹脂と架橋可能な架橋剤と、
感光剤と、
を有することを特徴とする感光性樹脂組成物。
The phenolic hydroxyl group-containing resin according to any one of claims 1 to 4,
A crosslinking agent capable of crosslinking with the phenolic hydroxyl group-containing resin;
A photosensitizer,
The photosensitive resin composition characterized by having.
半導体基板と、
前記半導体基板の表面上に設けられ、請求項5または6に記載の感光性樹脂組成物の硬化物を含む被覆層と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
A coating layer provided on the surface of the semiconductor substrate and containing a cured product of the photosensitive resin composition according to claim 5 or 6,
A semiconductor device comprising:
請求項7に記載の半導体装置を備えることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the semiconductor device according to claim 7.
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