JP2018173473A - Photosensitive resin composition, electric/electronic apparatus having cured film of photosensitive resin composition, and method for manufacturing the same - Google Patents

Photosensitive resin composition, electric/electronic apparatus having cured film of photosensitive resin composition, and method for manufacturing the same Download PDF

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正浩 宅見
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正浩 宅見
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensitive resin composition that is sufficiently cured in a treatment condition of a relatively low temperature (about 200°C) and can give a cured film having good mechanical properties under the treatment condition.SOLUTION: A photosensitive resin composition used for forming a cured film constituting an electric/electronic apparatus contains (A) an alkali-soluble resin, (B) a photoacid generator, (C) a crosslinking agent, (D) a heat acid generator and (E) an organic solvent and has an exothermic peak in a temperature region of 130 to 240°C in a DTA curve obtained by differential thermal analysis at a programming rate of 10°C/min by use of a mixture produced by uniformly mixing 100 pts.mass of the alkali-soluble resin (A), 30 pts.mass of the crosslinking agent (C) and 10 pts.mass of the heat acid generator (D) as a measurement target.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、感光性樹脂組成物、感光性樹脂組成物の硬化膜を備えた電気・電子機器およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a photosensitive resin composition, an electric / electronic device provided with a cured film of the photosensitive resin composition, and a manufacturing method thereof.

電気・電子機器の製造に際して、感光性樹脂組成物が用いられることがあり、盛んに検討されている。感光性樹脂組成物は、典型的には加熱処理による硬化を経て、例えば層間膜や表面保護膜等の永久膜となる(特許文献1等)。   In the production of electrical and electronic equipment, photosensitive resin compositions are sometimes used and are being actively studied. The photosensitive resin composition typically becomes a permanent film such as an interlayer film or a surface protective film after being cured by heat treatment (Patent Document 1, etc.).

国際公開第2013/088852号International Publication No. 2013/088852

電気・電子機器の微細化、複雑化、多彩化に伴い、感光性樹脂組成物には様々な特性が求められる。例えば、電気・電子機器の保護等の観点からは、比較的低温(200℃程度)の加熱処理で十分に硬化する感光性樹脂組成物が求められる場合がある。また、単に硬化するのではなく、伸縮性等の機械物性が良好な硬化膜が求められる場合もある。さらに、比較的低温での硬化性と、硬化膜の良好な機械物性の両方が求められる場合もある。
しかし、比較的低温で硬化させることができ、かつ、低温条件で硬化した硬化膜の機械物性が良好な感光性樹脂組成物を設計することは、必ずしも容易ではない。具体的には、低温での硬化しやすさを優先して感光性樹脂組成物を設計した場合、最終的に得られる硬化膜の機械物性(伸縮性など)が劣る傾向にある。一方、良好な機械物性を優先して感光性樹脂組成物を設計した場合、低温条件で感光性樹脂組成物を適切に硬化させることが難しい傾向にある。
With the miniaturization, complexity, and diversification of electrical and electronic equipment, various characteristics are required for photosensitive resin compositions. For example, from the viewpoint of protection of electric / electronic devices, a photosensitive resin composition that is sufficiently cured by heat treatment at a relatively low temperature (about 200 ° C.) may be required. In addition, there is a case where a cured film having good mechanical properties such as stretchability is required instead of simply curing. Furthermore, both curability at a relatively low temperature and good mechanical properties of the cured film may be required.
However, it is not always easy to design a photosensitive resin composition that can be cured at a relatively low temperature and that has a good mechanical property of a cured film cured under a low temperature condition. Specifically, when a photosensitive resin composition is designed with priority given to ease of curing at low temperatures, the mechanical properties (stretchability, etc.) of the finally obtained cured film tend to be inferior. On the other hand, when a photosensitive resin composition is designed giving priority to good mechanical properties, it tends to be difficult to appropriately cure the photosensitive resin composition under low temperature conditions.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものである。つまり、比較的低温(200℃程度)の処理条件で十分に硬化するとともに、その処理条件のもとで機械物性が良好な硬化膜を得られる感光性樹脂組成物を提供するものである。   The present invention has been made in view of such circumstances. That is, the present invention provides a photosensitive resin composition that can be sufficiently cured under relatively low temperature (about 200 ° C.) processing conditions and can obtain a cured film having good mechanical properties under the processing conditions.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、アルカリ可溶性樹脂(A)、光酸発生剤(B)、架橋剤(C)、熱酸発生剤(D)、および有機溶剤(E)を含有する感光性樹脂組成物において、その組成物に使用しているアルカリ可溶性樹脂(A)、架橋剤(C)および熱酸発生剤(D)のみの混合物の示差熱分析(DTA:Differential Thermal Analysis)を行った時に得られるDTA曲線の発熱ピーク位置が、特定の温度領域内にある組成物が、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成させた。   The present inventors diligently studied to solve the above problems. As a result, in the photosensitive resin composition containing the alkali-soluble resin (A), the photoacid generator (B), the crosslinking agent (C), the thermal acid generator (D), and the organic solvent (E), the composition Of a DTA curve obtained when differential thermal analysis (DTA) of a mixture of only the alkali-soluble resin (A), the crosslinking agent (C) and the thermal acid generator (D) used in the product is performed. The present inventors have found that a composition having a peak position within a specific temperature range solves the above-mentioned problems, and has completed the present invention.

本発明によれば、
アルカリ可溶性樹脂(A)、
光酸発生剤(B)、
架橋剤(C)、
熱酸発生剤(D)および
有機溶剤(E)
を含有し、
100質量部の前記アルカリ可溶性樹脂(A)、30質量部の前記架橋剤(C)、および、10質量部の前記熱酸発生剤(D)を均一に混合した混合物を測定対象として、10℃/分の昇温速度の示差熱分析により得たDTA曲線が、130〜240℃の温度領域に発熱ピークを有する感光性樹脂組成物
が提供される。
According to the present invention,
Alkali-soluble resin (A),
Photoacid generator (B),
Cross-linking agent (C),
Thermal acid generator (D) and organic solvent (E)
Containing
10 ° C. using a mixture in which 100 parts by mass of the alkali-soluble resin (A), 30 parts by mass of the cross-linking agent (C), and 10 parts by mass of the thermal acid generator (D) are uniformly mixed. A photosensitive resin composition is provided in which a DTA curve obtained by differential thermal analysis at a rate of temperature increase per minute has an exothermic peak in the temperature range of 130 to 240 ° C.

また、本発明によれば、
上記の感光性樹脂組成物の硬化膜を備えた電気・電子機器
が提供される。
Moreover, according to the present invention,
An electric / electronic device provided with a cured film of the above-described photosensitive resin composition is provided.

さらに、本発明によれば、
基板上に、上記に記載の感光性樹脂組成物を供する工程、
前記感光性樹脂組成物を加熱乾燥して感光性樹脂膜を得る工程、
前記感光性樹脂膜を活性光線で露光する工程、
前記露光された感光性樹脂膜を現像して、パターニングされた樹脂膜を得る工程、および
前記パターニングされた樹脂膜を加熱して、硬化膜を得る工程、
を含む、電気・電子機器の製造方法
が提供される。
Furthermore, according to the present invention,
A step of providing the photosensitive resin composition described above on a substrate;
A step of heating and drying the photosensitive resin composition to obtain a photosensitive resin film;
Exposing the photosensitive resin film with actinic rays;
Developing the exposed photosensitive resin film to obtain a patterned resin film; and heating the patterned resin film to obtain a cured film;
A method for manufacturing an electrical / electronic device is provided.

本発明によれば、比較的低温(200℃程度)の処理条件で十分に硬化するとともに、その処理条件において機械物性(伸縮性など)が良好な硬化膜を得られる感光性樹脂組成物を得ることができる。   According to the present invention, there is obtained a photosensitive resin composition that can be sufficiently cured under relatively low temperature (about 200 ° C.) processing conditions and obtain a cured film having good mechanical properties (such as stretchability) under the processing conditions. be able to.

以下、実施の形態について説明する。
なお、「a〜b」との表記は、特に断らない限り、a以上b以下のことを表す。また、本明細書における基(原子団)の表記において、置換か無置換かを記していない表記は、置換基を有しないものと置換基を有するものの両方を包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有しないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
Hereinafter, embodiments will be described.
Note that the notation “a to b” represents “a” to “b” unless otherwise specified. In addition, in the description of groups (atomic groups) in this specification, the description that does not indicate substitution or non-substitution includes both those having no substituent and those having a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).

本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、電気・電子機器を構成する硬化膜の形成に用いられる感光性樹脂組成物であって、アルカリ可溶性樹脂(A)、光酸発生剤(B)、架橋剤(C)、熱酸発生剤(D)および有機溶剤(E)を含有し、100質量部のアルカリ可溶性樹脂(A)、30質量部の架橋剤(C)、および、10質量部の熱酸発生剤(D)を均一に混合した混合物を測定対象として、10℃/分の昇温速度の示差熱分析により得たDTA曲線が、130〜240℃の温度領域に発熱ピークを有する感光性樹脂組成物である。
ここで、DTA曲線は、172〜230℃の温度領域に発熱ピークを有することが、本発明の効果をより一層高める観点で好ましい。なお、ここでの「発熱ピーク」とは、もしDTA曲線が複数の極大を有すると認められる場合は、その複数の極大のうち最も高いピークを「発熱ピーク」として、その発熱ピークが130〜240℃の領域内にあることを要する。
The photosensitive resin composition according to the present embodiment is a photosensitive resin composition used for forming a cured film constituting an electric / electronic device, and includes an alkali-soluble resin (A), a photoacid generator (B), Contains a crosslinking agent (C), a thermal acid generator (D) and an organic solvent (E), 100 parts by mass of an alkali-soluble resin (A), 30 parts by mass of a crosslinking agent (C), and 10 parts by mass of A DTA curve obtained by differential thermal analysis at a heating rate of 10 ° C./min using a mixture in which the thermal acid generator (D) is uniformly mixed as a measurement target has an exothermic peak in a temperature range of 130 to 240 ° C. It is an adhesive resin composition.
Here, the DTA curve preferably has an exothermic peak in a temperature range of 172 to 230 ° C. from the viewpoint of further enhancing the effects of the present invention. Here, the “exothermic peak” means that if the DTA curve is recognized to have a plurality of maximums, the highest peak among the plurality of maximums is set as the “exothermic peak”, and the exothermic peak is 130 to 240. It needs to be in the region of ° C.

上記のようなパラメータを満たす感光性樹脂組成物が、比較的低温(200℃前後)で十分硬化し、かつその処理条件のもとで機械物性が良好な硬化膜が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のように推測される。   The reason why a photosensitive resin composition satisfying the above parameters is sufficiently cured at a relatively low temperature (around 200 ° C.) and a cured film having good mechanical properties under the processing conditions is not necessarily clear. There is not, but it is guessed as follows.

比較的低温(200℃前後)での加熱による硬化を実現する方法の1つとして、感光性樹脂組成物に熱酸発生剤(D)を添加する方法が考えられる。加熱により追加の酸が発生し、硬化反応を促進することが可能となるためである。   As one method for realizing curing by heating at a relatively low temperature (around 200 ° C.), a method of adding a thermal acid generator (D) to the photosensitive resin composition can be considered. This is because additional acid is generated by heating and the curing reaction can be accelerated.

しかし、比較的低温(200℃前後)で硬化し、そしてその硬化条件の下で機械物性が良好な硬化膜が得られる感光性樹脂組成物を調製すること、また、そのために適切な熱酸発生剤等を選択することには、一般に困難が伴う。その理由は、本発明者の考えによれば、硬化反応の起こりやすさや最終的に得られる硬化膜の機械物性等は、熱酸発生剤(D)それ自身の酸発生のしやすさや発生酸の酸強度のみにより定まるものではなく、熱酸発生剤と、樹脂膜中の樹脂や架橋剤との「相関関係」により定まる複雑なものであること、等が挙げられる。   However, it is necessary to prepare a photosensitive resin composition that can be cured at a relatively low temperature (around 200 ° C.) and obtain a cured film having good mechanical properties under the curing conditions, and to generate a suitable thermal acid. In general, it is difficult to select an agent or the like. The reason for this is that, according to the inventor's thought, the ease of the curing reaction and the mechanical properties of the finally obtained cured film are such that the thermal acid generator (D) itself is susceptible to acid generation and the acid generated. It is not determined only by the acid strength of the resin, but may be a complex one determined by the “correlation” between the thermal acid generator and the resin or crosslinking agent in the resin film.

本発明者は、上記考えを前提として、熱酸発生剤(D)を用いた場合に、比較的低温(200℃前後)での硬化と、その硬化条件の下での良好な機械物性を両立できる組成物を調製するための指標を種々検討した。その検討の結果、
(i)本発明で規定する「組成物に用いるアルカリ可溶性樹脂(A)、架橋剤(C)および熱酸発生剤(D)の混合物を示差熱分析にかけたときに、そこから得られるDTA曲線の発熱ピーク位置」を指標とすること、
(ii)その指標(温度)が、特定の範囲内となるようなアルカリ可溶性樹脂(A)、架橋剤(C)および熱酸発生剤(D)の組み合わせを特定すること、そしてそのようなアルカリ可溶性樹脂(A)、架橋剤(C)および熱酸発生剤(D)を用いて(選択して)組成物を調製すること
により、本発明の課題を解決可能な組成物が得られることを見出した。
Based on the above idea, the present inventor, when using the thermal acid generator (D), achieves both curing at a relatively low temperature (around 200 ° C.) and good mechanical properties under the curing conditions. Various indicators for preparing possible compositions were investigated. As a result of the examination,
(I) “A DTA curve obtained when a mixture of an alkali-soluble resin (A), a crosslinking agent (C) and a thermal acid generator (D) used in the composition is subjected to differential thermal analysis, as defined in the present invention `` Peak exothermic peak position '' as an index,
(Ii) specifying a combination of an alkali-soluble resin (A), a crosslinking agent (C) and a thermal acid generator (D) whose index (temperature) is within a specific range, and such an alkali By preparing (selecting) the composition using the soluble resin (A), the crosslinking agent (C) and the thermal acid generator (D), a composition capable of solving the problems of the present invention can be obtained. I found it.

熱酸発生剤(D)等を用い、かつ、本発明で規定する「DTA曲線の発熱ピーク位置」を特定範囲内にすることで本発明の課題を解決可能な理由は、以下のように考えられる。
組成物に用いるアルカリ可溶性樹脂(A)、架橋剤(C)および熱酸発生剤(D)の混合物のDTA曲線の発熱ピーク位置は、熱酸発生剤(D)「単独」での熱分解のしやすさ等ではなく、「樹脂膜中」での熱酸発生剤(D)の挙動を反映するものと考えられる。つまり、DTA曲線の発熱ピーク位置は、上述の「相関関係」を可視化・定量化する1つの指標になると考えられる。そのような指標を一定の数値範囲とすることで、比較的低温(200℃前後)での硬化と、その処理条件のもとでの良好な機械物性の膜を得るということの「バランス」が取れるものと考えられる。
The reason why the problem of the present invention can be solved by using the thermal acid generator (D) and the like and setting the “exothermic peak position of the DTA curve” defined in the present invention within a specific range is considered as follows. It is done.
The exothermic peak position of the DTA curve of the mixture of the alkali-soluble resin (A), the crosslinking agent (C) and the thermal acid generator (D) used in the composition is the thermal decomposition of the thermal acid generator (D) “single”. It is considered that the behavior of the thermal acid generator (D) in “in the resin film” is reflected instead of the ease. That is, the exothermic peak position of the DTA curve is considered to be one index for visualizing and quantifying the above-mentioned “correlation”. By setting such an index within a certain numerical range, there is a “balance” between curing at a relatively low temperature (around 200 ° C.) and obtaining a film having good mechanical properties under the processing conditions. It can be taken.

上記の「バランス」について補足する。
比較的低温(200℃前後)でも十分に硬化した膜を得るには、熱酸発生剤からの発生酸による硬化(架橋反応)が進行しやすい、つまり、架橋反応の速度が「速い」感光性樹脂組成物を設計することが必要と考えられる。しかし、架橋反応の速度を「速く」しすぎると、その裏返しとして、膜中での架橋反応が「局所的に」進行しやすくなる。そうすると、膜全体で均一な硬化(架橋反応)がなされず、硬化膜の機械物性は悪いものとなってしまう。すなわち、本発明の課題解決には、架橋反応の速度が「ほどほどに速く」、架橋反応の速度(低温での硬化性)と、膜全体での均一な硬化とが高度に両立した感光性樹脂組成物を設計することが必要と考えられる。
It supplements about said "balance".
In order to obtain a film that is sufficiently cured even at a relatively low temperature (around 200 ° C.), curing (crosslinking reaction) by the acid generated from the thermal acid generator tends to proceed, that is, the photosensitivity of the crosslinking reaction is “fast”. It is considered necessary to design a resin composition. However, if the speed of the cross-linking reaction is too fast, the cross-linking reaction in the film tends to proceed “locally”. If it does so, uniform hardening (crosslinking reaction) will not be performed in the whole film | membrane, but the mechanical physical property of a cured film will become a bad thing. That is, for solving the problems of the present invention, the speed of the cross-linking reaction is “moderately fast”, and the speed of the cross-linking reaction (curability at low temperature) and the uniform curing throughout the film are highly compatible. It may be necessary to design the composition.

上述のように、本発明で規定するDTA曲線の発熱ピーク位置は、熱酸発生剤と、樹脂膜中の樹脂や架橋剤との「相関関係」を表す指標である。よって、その発熱ピーク位置が特定の温度領域内となるようなアルカリ可溶性樹脂、架橋剤および熱酸発生剤の組み合わせを選択して感光性樹脂組成物を調製すると、ちょうど、200℃前後の硬化温度における、架橋反応の速度と膜全体での均一な硬化との両立が図れるものと考えられる。   As described above, the exothermic peak position of the DTA curve defined in the present invention is an index representing the “correlation” between the thermal acid generator and the resin or crosslinking agent in the resin film. Therefore, when a photosensitive resin composition is prepared by selecting a combination of an alkali-soluble resin, a crosslinking agent and a thermal acid generator so that the exothermic peak position is within a specific temperature range, a curing temperature of about 200 ° C. is obtained. It is considered that both the speed of the crosslinking reaction and the uniform curing of the entire film can be achieved.

本発明で規定するDTA曲線の発熱ピーク位置を特定の温度領域内とするには、アルカリ可溶性樹脂(A)、架橋剤(C)および熱酸発生剤(D)の組み合わせが適当なものとなるよう各成分を選択する。より具体的な成分選択の指針としては以下のとおりである。
アルカリ可溶性樹脂(A):樹脂構造、分子量、架橋剤(C)と反応しうるサイトの密度、ガラス転移温度、質量平均分子量などを適切に選択すること
架橋剤(C):架橋する部位(架橋性基)の化学構造および反応性、1分子あたりの架橋性基の数(官能基数)などを適切に選択すること
熱酸発生剤(D):熱分解性(熱安定性)、発生する酸の種類や酸強度などを適切に選択すること
これらを総合的に調整することで、本発明で規定するDTA曲線の発熱ピーク位置が特定の温度領域内(130〜240℃、好ましくは172〜230℃)にあるアルカリ可溶性樹脂(A)、架橋剤(C)および熱酸発生剤(D)の組み合わせ、さらにはそれら成分を含む感光性樹脂組成物を得ることができる。
In order to set the exothermic peak position of the DTA curve defined in the present invention within a specific temperature range, the combination of the alkali-soluble resin (A), the crosslinking agent (C) and the thermal acid generator (D) is appropriate. Select each component as follows. The guidelines for selecting more specific components are as follows.
Alkali-soluble resin (A): Appropriate selection of resin structure, molecular weight, density of sites capable of reacting with the crosslinking agent (C), glass transition temperature, mass average molecular weight, etc. Crosslinking agent (C): site to be crosslinked (crosslinking The chemical structure and reactivity of the functional group) and the number of crosslinkable groups per molecule (functional group number) should be selected appropriately. Thermal acid generator (D): Thermal decomposability (thermal stability), acid generated By appropriately adjusting these, the exothermic peak position of the DTA curve defined in the present invention is within a specific temperature range (130 to 240 ° C., preferably 172 to 230). The photosensitive resin composition containing a combination of the alkali-soluble resin (A), the crosslinking agent (C) and the thermal acid generator (D) at a temperature of ° C), and further these components can be obtained.

DTA曲線は、例えば、後述の実施例に記載の測定方法により得ることができる。
なお、感光性樹脂組成物が、例えば2種のアルカリ可溶性樹脂(a1とa2)を等質量ずつ含む場合には、a1とa2をそれぞれ50質量部ずつ用いて示差熱測定用のサンプルを得る。他の成分についても同様である。
The DTA curve can be obtained, for example, by the measurement method described in the examples described later.
In addition, when the photosensitive resin composition contains, for example, two kinds of alkali-soluble resins (a1 and a2) by equal mass, a sample for differential heat measurement is obtained by using 50 parts by mass of a1 and a2, respectively. The same applies to the other components.

また、感光性樹脂組成物は、200℃、60分の条件で熱処理して得られる硬化膜の5%質量減少温度が、300℃以上であることが好ましく、300℃以上400℃以下であることがより好ましい。このような硬化膜を得られるように感光性樹脂組成物を設計することで、硬化膜が高温高湿等の過酷条件に晒されても劣化を抑えることができる。   Further, in the photosensitive resin composition, the 5% mass reduction temperature of a cured film obtained by heat treatment at 200 ° C. for 60 minutes is preferably 300 ° C. or higher, and 300 ° C. or higher and 400 ° C. or lower. Is more preferable. By designing the photosensitive resin composition so as to obtain such a cured film, deterioration can be suppressed even when the cured film is exposed to severe conditions such as high temperature and high humidity.

また、感光性樹脂組成物は、200℃、60分の条件で熱処理して得られる硬化膜のガラス転移温度が、200℃以上であることが好ましく、200〜300℃であることがより好ましい。
ガラス転移温度が200℃以上であるということは、温度サイクル信頼性が高い、すなわち、昇温/降温の繰り返しに対して硬化膜が安定であるということを意味し、電気・電子機器の信頼性向上に寄与する。
一般には、ガラス転移温度が高いということは、樹脂構造が剛直であり、機械特性(伸び等)は劣ることを意味する。しかし、本実施形態においては、上述のように、膜全体が均一に硬化すると考えられる結果、高いガラス転移温度を達成しつつ、良好な機械特性も得られるものと考えられる。
Moreover, it is preferable that the glass transition temperature of the cured film obtained by heat-processing the photosensitive resin composition on 200 degreeC and the conditions for 60 minutes is 200 degreeC or more, and it is more preferable that it is 200-300 degreeC.
A glass transition temperature of 200 ° C. or higher means that the temperature cycle reliability is high, that is, the cured film is stable against repeated heating / falling, and the reliability of electric / electronic equipment. Contributes to improvement.
In general, a high glass transition temperature means that the resin structure is rigid and the mechanical properties (elongation, etc.) are poor. However, in the present embodiment, as described above, it is considered that the entire film is uniformly cured. As a result, it is considered that good mechanical properties can be obtained while achieving a high glass transition temperature.

上述のとおり、感光性樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂(A)、光酸発生剤(B)、架橋剤(C)、熱酸発生剤(D)及び有機溶剤(E)を含む。また、その他の任意成分を含んでもよい。本実施形態において、感光性樹脂組成物は、たとえばワニス状である。以下、これらの各成分について説明する   As described above, the photosensitive resin composition includes an alkali-soluble resin (A), a photoacid generator (B), a crosslinking agent (C), a thermal acid generator (D), and an organic solvent (E). Moreover, you may contain another arbitrary component. In the present embodiment, the photosensitive resin composition has, for example, a varnish shape. Hereinafter, each of these components will be described.

<アルカリ可溶性樹脂(A)>
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂(A)(以下、成分(A)などともいう)を含む。アルカリ可溶性樹脂(A)は、例えばフェノール樹脂、ヒドロキシスチレン樹脂、アクリル系/メタアクリル系樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリベンゾオキサゾール前駆体およびポリイミド前駆体等のアミド結合を有する前駆体、ならびに当該前駆体を脱水閉環して得られる樹脂、等が挙げられる。アルカリ可溶性樹脂(A)は、2種以上を混合して用いてもよい。
<Alkali-soluble resin (A)>
The photosensitive resin composition according to the present embodiment contains an alkali-soluble resin (A) (hereinafter also referred to as component (A) or the like). Examples of the alkali-soluble resin (A) include phenol resins, hydroxystyrene resins, acrylic / methacrylic resins, cyclic olefin resins, precursors having amide bonds such as polybenzoxazole precursors and polyimide precursors, and the precursors. Examples thereof include resins obtained by dehydrating and ring-closing the body. Two or more alkali-soluble resins (A) may be mixed and used.

本実施形態においては、アルカリ可溶性樹脂(A)が、フェノール樹脂を含むことが望ましい。これにより、硬化膜の機械物性(伸縮性など)のさらなる向上が期待できる。アルカリ可溶性樹脂(A)がフェノール樹脂を含む場合、アルカリ可溶性樹脂(A)の全量に対するフェノール樹脂の含有量は、50質量%以上が好ましく、75質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、100質量%であることがとりわけ好ましい。こうすることで、フェノール樹脂により期待される効果が十分に発揮されるようになる。   In this embodiment, it is desirable that the alkali-soluble resin (A) includes a phenol resin. Thereby, the further improvement of the mechanical physical property (stretchability etc.) of a cured film can be anticipated. When the alkali-soluble resin (A) contains a phenol resin, the content of the phenol resin with respect to the total amount of the alkali-soluble resin (A) is preferably 50% by mass or more, more preferably 75% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more. Preferably, it is 100 mass%, and it is especially preferable. By doing so, the effect expected from the phenol resin is sufficiently exhibited.

フェノール樹脂として具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂、フェノール−ビフェニルノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂;ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、クレゾールノボラック樹脂などのフェノール化合物とアルデヒド化合物との反応物;フェノールアラルキル樹脂などのフェノール化合物とジメタノール化合物との反応物などが挙げられる。   Specific examples of the phenol resin include novolac type phenol resins such as phenol novolac resin, cresol novolac resin, bisphenol novolac resin, phenol-biphenyl novolac resin; phenol compounds such as novolac type phenol resin, resol type phenol resin, cresol novolac resin and the like. Reaction product with aldehyde compound; reaction product of phenol compound such as phenol aralkyl resin and dimethanol compound.

これらの中でも、フェノール樹脂としては、フェノール化合物とアルデヒド化合物との反応物及びフェノール化合物とジメタノール化合物との反応物から選択される一種または二種以上を含むことが好ましい。   Among these, the phenol resin preferably contains one or more selected from a reaction product of a phenol compound and an aldehyde compound and a reaction product of a phenol compound and a dimethanol compound.

フェノール化合物とアルデヒド化合物との反応物またはフェノール化合物とジメタノール化合物との反応物に用いられるフェノール化合物としては限定されない。フェノール化合物として具体的には、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾールなどのクレゾール類;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−キシレノールなどのキシレノール類;o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノールなどのエチルフェノール類;イソプロピルフェノール、ブチルフェノール、p−tert−ブチルフェノールなどのアルキルフェノール類;レゾルシノール、カテコール、ハイドロキノン、ピロガロール、フロログルシノールなどの多価フェノール類;4,4'−ビフェノールなどのビフェニル系フェノール類などが挙げられる。これらは一種のみを用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。   The phenol compound used for the reaction product of the phenol compound and the aldehyde compound or the reaction product of the phenol compound and the dimethanol compound is not limited. Specific examples of the phenol compound include cresols such as phenol, o-cresol, m-cresol, and p-cresol; 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, Xylenols such as 3,4-xylenol and 3,5-xylenol; ethylphenols such as o-ethylphenol, m-ethylphenol and p-ethylphenol; alkylphenols such as isopropylphenol, butylphenol and p-tert-butylphenol Polyhydric phenols such as resorcinol, catechol, hydroquinone, pyrogallol and phloroglucinol; biphenyl phenols such as 4,4′-biphenol; These may use only 1 type and may use 2 or more types together.

また、フェノール化合物とアルデヒド化合物との反応物に用いられるアルデヒド化合物は特に限定されない。具体的には、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒドなどが挙げられる。これらは一種のみを用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。   Moreover, the aldehyde compound used for the reaction material of a phenol compound and an aldehyde compound is not specifically limited. Specific examples include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, salicylaldehyde and the like. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.

また、フェノール化合物とジメタノール化合物との反応物に用いられるジメタノール化合物は特に限定されない。具体的には、1,4−ベンゼンジメタノール、1,3−ベンゼンジメタノール、4,4'−ビフェニルジメタノール、3,4'−ビフェニルジメタノール、3,3'−ビフェニルジメタノール、2,6−ナフタレンジメタノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−p−クレゾールなどのジメタノール化合物;1,4−ビス(メトキシメチル)ベンゼン、1,3−ビス(メトキシメチル)ベンゼン、4,4'−ビス(メトキシメチル)ビフェニル、3,4'−ビス(メトキシメチル)ビフェニル、3,3'−ビス(メトキシメチル)ビフェニル、2,6−ナフタレンジカルボン酸メチル、等のビス(アルコキシメチル)化合物、または1,4−ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,3−ビス(クロロメチル)ベンゼン,1,4−ビス(ブロモメチル)ベンゼン、1,3−ビス(ブロモメチル)ベンゼン、4,4'−ビス(クロロメチル)ビフェニル、3,4'−ビス(クロロメチル)ビフェニル、3,3'−ビス(クロロメチル)ビフェニル、4,4'−ビス(ブロモメチル)ビフェニル、3,4'−ビス(ブロモメチル)ビフェニルもしくは3,3'−ビス(ブロモメチル)ビフェニルなどのビス(ハルゲノアルキル)化合物、4,4'−ビス(メトキシメチル)ビフェニル、4,4'−ビス(メトキシメチル)ビフェニルなどのビフェニルアラルキル化合物などが挙げられる。これらは一種のみを用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。   Moreover, the dimethanol compound used for the reaction material of a phenol compound and a dimethanol compound is not specifically limited. Specifically, 1,4-benzenedimethanol, 1,3-benzenedimethanol, 4,4′-biphenyldimethanol, 3,4′-biphenyldimethanol, 3,3′-biphenyldimethanol, 2, Dimethanol compounds such as 6-naphthalenediethanol and 2,6-bis (hydroxymethyl) -p-cresol; 1,4-bis (methoxymethyl) benzene, 1,3-bis (methoxymethyl) benzene, 4,4 Bis (alkoxymethyl) compounds such as' -bis (methoxymethyl) biphenyl, 3,4'-bis (methoxymethyl) biphenyl, 3,3'-bis (methoxymethyl) biphenyl, methyl 2,6-naphthalenedicarboxylate Or 1,4-bis (chloromethyl) benzene, 1,3-bis (chloromethyl) benzene, 1,4-bis (bromomethyl) Benzene, 1,3-bis (bromomethyl) benzene, 4,4′-bis (chloromethyl) biphenyl, 3,4′-bis (chloromethyl) biphenyl, 3,3′-bis (chloromethyl) biphenyl, 4, Bis (hargenoalkyl) compounds such as 4′-bis (bromomethyl) biphenyl, 3,4′-bis (bromomethyl) biphenyl or 3,3′-bis (bromomethyl) biphenyl, 4,4′-bis (methoxymethyl) And biphenyl aralkyl compounds such as biphenyl and 4,4′-bis (methoxymethyl) biphenyl. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.

本実施形態においては、一態様として、アルカリ可溶性樹脂(A)が、分子内にビフェニルジイル骨格を有するフェノール樹脂を含むことが好ましい。より具体的には、アルカリ可溶性樹脂(A)が、下記の一般式(1)で表される構造単位を有するフェノール樹脂を含むことが好ましい。これにより、硬化膜の機械物性(伸縮性など)をより一層向上させることが期待できる   In the present embodiment, as one aspect, the alkali-soluble resin (A) preferably contains a phenol resin having a biphenyldiyl skeleton in the molecule. More specifically, the alkali-soluble resin (A) preferably contains a phenol resin having a structural unit represented by the following general formula (1). This can be expected to further improve the mechanical properties (such as stretchability) of the cured film.

Figure 2018173473
Figure 2018173473

一般式(1)において、
、RおよびRは、それぞれ独立に、ハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基、不飽和結合を有していてもよい脂肪族基、不飽和結合を有していてもよい脂環式基、および、芳香族基からなる群から選ばれる少なくともいずれかの基である。
p及びqは、それぞれ独立に、0〜4の整数である。
rは、0〜3の整数である。
pが2以上の場合、各々のRはそれぞれ同じであっても異なってもよい。
qが2以上の場合、各々のRはそれぞれ同じであっても異なってもよい。
rが2以上の場合、各々のRはそれぞれ同じであっても異なってもよい。
In general formula (1),
R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a halogen atom, a carboxyl group, a hydroxyl group, an aliphatic group which may have an unsaturated bond, or an alicyclic group which may have an unsaturated bond And at least one group selected from the group consisting of aromatic groups.
p and q are each independently an integer of 0 to 4.
r is an integer of 0-3.
When p is 2 or more, each R 1 may be the same or different.
When q is 2 or more, each R 2 may be the same or different.
When r is 2 or more, each R 3 may be the same or different.

、RおよびRの、不飽和結合を有していてもよい脂肪族基の好ましい炭素数は、1〜10である。また、R、RおよびRの、不飽和結合を有していてもよい脂環式基の好ましい炭素数は3〜10である。また、R、RおよびRの芳香族基の好ましい炭素数は6〜20である。これら脂肪族基、脂環式基および芳香族基中に含まれる水素原子は、置換基により置換されていてもよい。置換基としては、ハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基等が挙げられる。 The preferable carbon number of the aliphatic group which may have an unsaturated bond of R 1 , R 2 and R 3 is 1-10. Further, R 1, R 2 and of R 3, preferred carbon number of good alicyclic group which may have an unsaturated bond is 3 to 10. Further, preferable number of carbon atoms of the aromatic group of R 1, R 2 and R 3 are 6-20. The hydrogen atom contained in these aliphatic group, alicyclic group and aromatic group may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a carboxyl group, and a hydroxyl group.

、RおよびRとしては、水素、フッ素、メチル基、トリフルオロメチル基のいずれかであることが好ましい。また、一般式(1)において、ビフェニルジイル構造は、4,4−の位置で連結していることが好ましい。これらを満たすことで、硬化膜の機械特性(伸縮性など)をより良好にできる。 R 1 , R 2 and R 3 are preferably any one of hydrogen, fluorine, a methyl group and a trifluoromethyl group. Moreover, in General formula (1), it is preferable that the biphenyldiyl structure is connected in the 4,4-position. By satisfying these, the mechanical properties (stretchability, etc.) of the cured film can be improved.

フェノール樹脂が、一般式(1)で表される構造単位を有する場合、フェノール樹脂全体における一般式(1)の構造単位の含有量は、20質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましい。上限として、フェノール樹脂中の全構造単位(すなわち100%)が一般式(1)の構造単位であってもよい。これにより、硬化膜の機械物性をより良化させることができる。   When the phenol resin has a structural unit represented by the general formula (1), the content of the structural unit of the general formula (1) in the entire phenol resin is preferably 20% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more. . As an upper limit, all structural units (that is, 100%) in the phenol resin may be structural units of the general formula (1). Thereby, the mechanical properties of the cured film can be further improved.

アルカリ可溶性樹脂(A)の重量平均分子量は、典型的には1000〜100000、好ましくは2000〜50000、より好ましくは3000〜30000の範囲である。この数値範囲とすることで、後述の有機溶剤(E)への溶解性や、現像液に対する溶解性を優れたものとすることができるとともに、硬化膜の機械物性を良好なものとすることができる。また、アルカリ可溶性樹脂(A)の分子量分布は、典型的には1.2〜7、好ましくは1.2〜4、より好ましくは1.2〜2である。この数値範囲とすることで、感光性樹脂組成物の解像性等の向上が期待できる。   The weight average molecular weight of the alkali-soluble resin (A) is typically 1000 to 100,000, preferably 2000 to 50000, more preferably 3000 to 30000. By setting this numerical value range, the solubility in an organic solvent (E) described later and the solubility in a developer can be improved, and the mechanical properties of the cured film can be improved. it can. Further, the molecular weight distribution of the alkali-soluble resin (A) is typically 1.2 to 7, preferably 1.2 to 4, and more preferably 1.2 to 2. By making it into this numerical range, it can be expected to improve the resolution of the photosensitive resin composition.

<光酸発生剤(B)>
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、光酸発生剤(B)、すなわち、活性光線の照射により酸を発生する化合物を含有する。
光酸発生剤(B)として具体的には、感光性のジアゾキノン化合物、オニウム塩(スルホニウム塩、ヨードニウム塩など)、スルホン酸エステル化合物、オキシムスルホネート化合物、ジアゾジスルホン化合物、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などが挙げられる。なお、本明細書において、オキシムスルホネート構造を有する光酸発生剤は、「スルホン酸エステル化合物」ではなく「オキシムスルホネート化合物」に分類される。
光酸発生剤(B)は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
<Photoacid generator (B)>
The photosensitive resin composition according to the present embodiment contains a photoacid generator (B), that is, a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays.
Specific examples of the photoacid generator (B) include photosensitive diazoquinone compounds, onium salts (sulfonium salts, iodonium salts, etc.), sulfonic acid ester compounds, oxime sulfonate compounds, diazodisulfone compounds, 2-nitrobenzyl ester compounds, N-iminosulfonate compounds, imidosulfonate compounds, 2,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine compounds, dihydropyridine compounds and the like can be mentioned. In the present specification, photoacid generators having an oxime sulfonate structure are classified as “oxime sulfonate compounds”, not “sulfonic acid ester compounds”.
Only 1 type may be used for a photo-acid generator (B), and 2 or more types may be used together.

感光性樹脂組成物がポジ型(パターン露光後にアルカリ現像液で現像したとき、露光部が溶解する)であるとき、光酸発生剤(B)は、一態様として、ジアゾキノン化合物を含む。これにより、感度および解像力が良好なポジ型パターンを得ることができる。また、ジアゾキノン化合物と、オニウム塩(トリアリールスルホニウム塩、スルホニウム・ボレート塩など)とを併用してもよい。   When the photosensitive resin composition is a positive type (the exposed portion dissolves when developed with an alkali developer after pattern exposure), the photoacid generator (B) includes a diazoquinone compound as one embodiment. As a result, a positive pattern with good sensitivity and resolution can be obtained. Further, a diazoquinone compound and an onium salt (such as a triarylsulfonium salt or a sulfonium borate salt) may be used in combination.

ジアゾキノン化合物としては、例えば、以下に示すもののうち、1種または2種以上の化合物を使用することができる。   As a diazoquinone compound, 1 type, or 2 or more types of compounds can be used among the things shown below, for example.

Figure 2018173473
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Figure 2018173473
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Figure 2018173473
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Figure 2018173473
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以上の各ジアゾキノン化合物において、Qは、下式(a)、下式(b)及び下式(c)に表される構造のいずれか、または、水素原子である。ただし、各ジアゾキノン化合物のQのうち少なくとも1つは、下式(a)、下式(b)及び下式(c)によって表される構造のいずれかである。また、nは、1〜5の整数である。
ジアゾキノン化合物のQとしては、下式(a)または下式(b)を含むことが好ましい。これにより、感光性樹脂組成物の透明性を向上することができる。したがって、感光性樹脂組成物の外観をよくすることができる。
In each of the above diazoquinone compounds, Q is any one of the structures represented by the following formula (a), the following formula (b), and the following formula (c), or a hydrogen atom. However, at least one of Q of each diazoquinone compound is one of structures represented by the following formula (a), the following formula (b), and the following formula (c). Moreover, n is an integer of 1-5.
The Q of the diazoquinone compound preferably includes the following formula (a) or the following formula (b). Thereby, the transparency of the photosensitive resin composition can be improved. Therefore, the appearance of the photosensitive resin composition can be improved.

Figure 2018173473
Figure 2018173473

感光性樹脂組成物中の光酸発生剤(B)の含有量は、組成物中のアルカリ可溶性樹脂(A)の含有量を100質量部としたとき、1〜30質量部であることが好ましく、2〜20質量部であることがより好ましい。これにより、感光性樹脂組成物を実用上適当な感度に調整できる。   The content of the photoacid generator (B) in the photosensitive resin composition is preferably 1 to 30 parts by mass when the content of the alkali-soluble resin (A) in the composition is 100 parts by mass. 2 to 20 parts by mass is more preferable. Thereby, the photosensitive resin composition can be adjusted to a practically appropriate sensitivity.

<架橋剤(C)>
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、架橋剤(C)を含む。架橋剤(C)は、典型的には、アルカリ可溶性樹脂(A)と反応可能な基(架橋性基)を有している。架橋剤(C)を含む本実施形態の感光性樹脂組成物を用いて樹脂膜を作製し、これを露光、現像によりパターニングした後に加熱硬化すると、架橋剤(C)は、酸発生剤(B)から発生した酸、または、熱の作用により、アルカリ可溶性樹脂(A)と架橋する。
<Crosslinking agent (C)>
The photosensitive resin composition according to the present embodiment contains a crosslinking agent (C). The crosslinking agent (C) typically has a group (crosslinkable group) that can react with the alkali-soluble resin (A). When a resin film is produced using the photosensitive resin composition of the present embodiment containing the crosslinking agent (C), patterned by exposure and development, and then cured by heating, the crosslinking agent (C) becomes an acid generator (B Crosslinks with the alkali-soluble resin (A) by the action of an acid generated from the above) or heat.

架橋剤(C)は、典型的には、1分子中に2個以上の架橋性基を含む。これにより、アルカリ可溶性樹脂(A)の主鎖同士を連結する架橋構造を形成し、樹脂膜が硬化する。架橋剤(C)が1分子中に含む架橋性基の数は、通常2〜8、好ましくは2〜6、より好ましくは2〜4である。この数を適切に選択することで、樹脂膜中の架橋構造を制御することができ、より良好な機械物性の膜を得ることが期待できる。なお、架橋性基としては、後述の(1)〜(4)の化合物が有する反応性基が挙げられる。   The crosslinking agent (C) typically contains two or more crosslinkable groups in one molecule. Thereby, the crosslinked structure which connects the principal chains of alkali-soluble resin (A) is formed, and a resin film hardens | cures. The number of crosslinkable groups contained in one molecule of the crosslinking agent (C) is usually 2 to 8, preferably 2 to 6, and more preferably 2 to 4. By appropriately selecting this number, the crosslinked structure in the resin film can be controlled, and it can be expected to obtain a film having better mechanical properties. In addition, as a crosslinkable group, the reactive group which the compound of the below-mentioned (1)-(4) has is mentioned.

好ましい架橋剤(C)としては、例えば以下(1)〜(4)の化合物などが挙げられる。なお、架橋剤(C)は、1種のみを用いてもよいし、複数種を併用してもよい。   Preferred examples of the crosslinking agent (C) include the following compounds (1) to (4). In addition, a crosslinking agent (C) may use only 1 type and may use multiple types together.

(1)アルコキシメチル基および/またはメチロール基を有する架橋剤:たとえば、ベンゼンジメタノール、ビス(ヒドロキシメチル)クレゾール、ビス(ヒドロキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(ヒドロキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(ヒドロキシメチル)ベンゾフェノン、ヒドロキシメチル安息香酸ヒドロキシメチルフェニル、ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ビス(メトキシメチル)ベンゼン、ビス(メトキシメチル)クレゾール、ビス(メトキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(メトキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(メトキシメチル)ベンゾフェノン、メトキシメチル安息香酸メトキシメチルフェニル、ビス(メトキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(メトキシメチル)ビフェニル;商業的製品としては、サイメル300、301、303、370、325、327、701、266、267、238、1141、272、202、1156、1158、1123、1170、1174、UFR65、300(三井サイテック(株)製)、ニカラックMX−270、−280、−290、ニカラックMS―11、ニカラックMW―30、−100、−300、−390、−750(三和ケミカル社製)、1,4−ビス(メトキシメチル)ベンゼン、4,4'−ビフェニルジメタノール、4,4'−ビス(メトキシメチル)ビフェニル、市販されている26DMPC、46DMOC、DM−BIPC−F、DM−BIOC−F、TM−BIP−A(旭有機材工業(株)製)、DML−MBPC、DML−MBOC、DML−OCHP、DML−PC、DML−PCHP、DML−PTBP、DML−34X、DML−EP、DML−POP、DML−OC、ジメチロール−Bis−C、ジメチロール−BisOC−P、DML−BisOC−Z、DML−BisOCHP−Z、DML−PFP、DML−PSBP、DML−MB25、DML−MTrisPC、DML−Bis25X−34XL、DML−Bis25X−PCHP、2,6−ジメトキシメチル−4−t−ブチルフェノール、2,6−ジメトキシメチル−p−クレゾール、2,6−ジアセトキシメル−p−クレゾール、TriML−P、TriML−35XL、TriML−TrisCR−HAP、HML−TPPHBA、HML−TPHAP、HMOM−TPPHBA、HMOM−TPHAP(本州化学工業(株)製)等が挙げられる。本実施形態においては、アルコキシメチル基および/またはメチロール基を有する架橋剤を用いることで、膜の機械物性(伸縮性など)を一層良化することができる。   (1) Crosslinking agent having alkoxymethyl group and / or methylol group: for example, benzenedimethanol, bis (hydroxymethyl) cresol, bis (hydroxymethyl) dimethoxybenzene, bis (hydroxymethyl) diphenyl ether, bis (hydroxymethyl) benzophenone Hydroxymethylphenyl hydroxybenzoate, bis (hydroxymethyl) biphenyl, dimethylbis (hydroxymethyl) biphenyl, bis (methoxymethyl) benzene, bis (methoxymethyl) cresol, bis (methoxymethyl) dimethoxybenzene, bis (methoxymethyl) ) Diphenyl ether, bis (methoxymethyl) benzophenone, methoxymethylphenyl methoxymethylbenzoate, bis (methoxymethyl) biphenyl, dimethyl Bis (methoxymethyl) biphenyl; commercial products include Cymel 300, 301, 303, 370, 325, 327, 701, 266, 267, 238, 1141, 272, 202, 1156, 1158, 1123, 1170, 1174, UFR65, 300 (Mitsui Cytec Co., Ltd.), Nicalak MX-270, -280, -290, Nicalack MS-11, Nicalak MW-30, -100, -300, -390, -750 (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.) ), 1,4-bis (methoxymethyl) benzene, 4,4′-biphenyldimethanol, 4,4′-bis (methoxymethyl) biphenyl, commercially available 26DMPC, 46DMOC, DM-BIPC-F, DM- BIOC-F, TM-BIP-A (Asahi Organic Materials Co., Ltd.), DML-MBP C, DML-MBOC, DML-OCHP, DML-PC, DML-PCHP, DML-PTBP, DML-34X, DML-EP, DML-POP, DML-OC, dimethylol-Bis-C, dimethylol-BisOC-P, DML-BisOC-Z, DML-BisOCHP-Z, DML-PFP, DML-PSBP, DML-MB25, DML-MTrisPC, DML-Bis25X-34XL, DML-Bis25X-PCHP, 2,6-dimethoxymethyl-4-t -Butylphenol, 2,6-dimethoxymethyl-p-cresol, 2,6-diacetoxymer-p-cresol, TriML-P, TriML-35XL, TriML-TrisCR-HAP, HML-TPPHBA, HML-TPPHAP, HMOM- TPPH A, HMOM-TPHAP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co.) and the like. In this embodiment, the mechanical properties (stretchability, etc.) of the film can be further improved by using a crosslinking agent having an alkoxymethyl group and / or a methylol group.

(2)エポキシ基を有する化合物:たとえば、n−ブチルグリシジルエーテル、2−エトキシヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ビスフェノールA(又はF)のグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、o−フタル酸ジグリシジルエステル等のグリシジルエステル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシシクロヘキサン)カルボキシレート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキサン)カルボキシレート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、ジシクロペンタンジエンオキサイド、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテルや、(株)ダイセル製のセロキサイド2021、セロキサイド2081、セロキサイド2083、セロキサイド2085、セロキサイド8000、エポリードGT401などの脂環式エポキシ、2,2'−(((((1−(4−(2−(4−(オキシラン−2−イルメトキシ)フェニル)プロパン−2−イル)フェニル)エタン−1,1−ジイル)ビス(4,1−フェニレン))ビス(オキシ))ビス(メチレン))ビス(オキシラン))(たとえば、Techmore VG3101L((株)プリンテック製))、エポライト100MF(共栄社化学工業(株)製)、エピオールTMP(日油(株)製)などの脂肪族ポリグリシジルエーテル、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ビス(3−(オキシラン−2−イルメトキシ)プロピル)トリ・シロキサン(たとえば、DMS−E09(ゲレスト社製))等が挙げられる。
(3)イソシアネート基を有する化合物:たとえば、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアナート、1,3−フェニレンビスメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン―4,4'−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
(4)ビスマレイミド基を有する化合物:たとえば、4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミド、フェニルメタンマレイミド、m−フェニレンビスマレイミド、ビスフェノールAジフェニルエーテルビスマレイミド、3,3'−ジメチル−5,5'−ジエチル−4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミド、4−メチル−1,3−フェニレンビスマレイミド、1,6'−ビスマレイミド−(2,2,4−トリメチル)ヘキサン、4,4'−ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4'−ジフェニルスルフォンビスマレイミド、1,3−ビス(3−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ベンゼン等が挙げられる。
(2) Compound having an epoxy group: for example, n-butyl glycidyl ether, 2-ethoxyhexyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether Glycidyl ether such as glycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, glycidyl ether of bisphenol A (or F), glycidyl ester such as adipic acid diglycidyl ester, o-phthalic acid diglycidyl ester, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (3,4-epoxycyclohexane) carboxylate, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl (3,4 Epoxy-6-methylcyclohexane) carboxylate, bis (3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl) adipate, dicyclopentanediene oxide, bis (2,3-epoxycyclopentyl) ether, and Daicel Corporation Alicyclic epoxy such as Celoxide 2021, Celoxide 2081, Celoxide 2083, Celoxide 2085, Celoxide 8000, Epolide GT401, 2,2 '-(((((1- (4- (2- (4- (oxirane-2- (Ilmethoxy) phenyl) propan-2-yl) phenyl) ethane-1,1-diyl) bis (4,1-phenylene)) bis (oxy)) bis (methylene)) bis (oxirane)) (e.g. Techmore VG3101L ( (Made by Printec Co., Ltd.)), Aliphatic polyglycidyl ether such as Epolite 100MF (manufactured by Kyoeisha Chemical Industry Co., Ltd.), Epiol TMP (manufactured by NOF Corporation), 1,1,3,3,5,5-hexamethyl-1,5-bis ( 3- (oxiran-2-ylmethoxy) propyl) trisiloxane (for example, DMS-E09 (manufactured by Gerest)) and the like.
(3) Compound having an isocyanate group: for example, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, 1,3-phenylene bismethylene diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, etc. Is mentioned.
(4) Compounds having a bismaleimide group: for example, 4,4′-diphenylmethane bismaleimide, phenylmethane maleimide, m-phenylene bismaleimide, bisphenol A diphenyl ether bismaleimide, 3,3′-dimethyl-5,5′-diethyl -4,4'-diphenylmethane bismaleimide, 4-methyl-1,3-phenylene bismaleimide, 1,6'-bismaleimide- (2,2,4-trimethyl) hexane, 4,4'-diphenyl ether bismaleimide, Examples include 4,4′-diphenylsulfone bismaleimide, 1,3-bis (3-maleimidophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-maleimidophenoxy) benzene, and the like.

感光性樹脂組成物における架橋剤(C)の含有量は、アルカリ可溶性樹脂(A)100質量部に対して、1〜100質量部であり、好ましくは、5〜50質量部である。含有量を1質量部以上とすることで十分な機械強度の硬化膜を得ることができ、また、100質量部以下とすることで、感光性樹脂組成物のワニス状態での安定性を高めることができる。   Content of the crosslinking agent (C) in the photosensitive resin composition is 1-100 mass parts with respect to 100 mass parts of alkali-soluble resin (A), Preferably, it is 5-50 mass parts. By setting the content to 1 part by mass or more, a cured film having sufficient mechanical strength can be obtained, and by setting the content to 100 parts by mass or less, the stability of the photosensitive resin composition in the varnish state is improved. Can do.

<熱酸発生剤(D)>
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、熱酸発生剤(D)、すなわち、加熱(より具体的には、200℃程度の加熱)により酸を発生する化合物を含有する。組成物が熱酸発生剤(D)を含有することで、膜を熱硬化する際に追加の酸が発生し、十分な酸量が確保されることから、膜全体がより均一に硬化(架橋反応)し、硬化膜の機械物性をより高めることができる。また、適切な熱分解性(熱安定性)の熱酸発生剤を適量用いることは、DTA曲線の発熱ピーク位置を所定の温度領域内とした組成物を設計するための効果的な手段の1つである。熱酸発生剤(D)は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
<Thermal acid generator (D)>
The photosensitive resin composition according to this embodiment contains a thermal acid generator (D), that is, a compound that generates an acid by heating (more specifically, heating at about 200 ° C.). Since the composition contains a thermal acid generator (D), additional acid is generated when the film is thermally cured, and a sufficient amount of acid is secured, so that the entire film is cured more evenly (cross-linking). Reaction), and the mechanical properties of the cured film can be further enhanced. Moreover, using an appropriate amount of an appropriate thermal decomposable (thermal stable) thermal acid generator is an effective means for designing a composition in which the exothermic peak position of the DTA curve is within a predetermined temperature range. One. Only 1 type may be used for a thermal acid generator (D), and 2 or more types may be used together.

熱酸発生剤(D)としては特に限定されず、例えば、オニウム塩(スルホニウム塩、ヨードニウム塩など)、スルホン酸エステル化合物、オキシムスルホネート化合物、ジアゾジスルホン化合物などを用いることができる。これらの中でも、スルホニウム塩およびスルホン酸エステル化合物が、硬化膜の機械物性向上の観点から好ましい。
なお、本明細書において、オキシムスルホネート構造を有する熱酸発生剤は、「スルホン酸エステル化合物」ではなく「オキシムスルホネート化合物」に分類される。
The thermal acid generator (D) is not particularly limited, and for example, onium salts (sulfonium salts, iodonium salts, etc.), sulfonic acid ester compounds, oxime sulfonate compounds, diazodisulfone compounds, and the like can be used. Among these, sulfonium salts and sulfonic acid ester compounds are preferable from the viewpoint of improving the mechanical properties of the cured film.
In the present specification, thermal acid generators having an oxime sulfonate structure are classified as “oxime sulfonate compounds”, not “sulfonic acid ester compounds”.

また、別の観点として、熱酸発生剤(D)は、ナフタレン骨格を有する熱酸発生剤を含むことが好ましい。より具体的には、例えばカチオン部にナフタレン骨格を有するオニウム塩(スルホニウム塩、ヨードニウム塩)が挙げられる。理由は不明であるが、組成物がこのような熱酸発生剤(D)を含む場合、得られた硬化膜を高温高湿条件で経時させても硬化膜にシワが発生しないという効果がある。また、半導体基板上のSi、Cu、Al等の腐食低減も期待できる。   As another viewpoint, the thermal acid generator (D) preferably includes a thermal acid generator having a naphthalene skeleton. More specifically, for example, an onium salt (sulfonium salt, iodonium salt) having a naphthalene skeleton in the cation portion can be given. The reason is unknown, but when the composition contains such a thermal acid generator (D), there is an effect that wrinkles are not generated in the cured film even when the obtained cured film is aged under high temperature and high humidity conditions. . Moreover, corrosion reduction of Si, Cu, Al, etc. on the semiconductor substrate can be expected.

更に別の観点として、熱酸発生剤(D)から発生する酸は、スルホン酸、ジスルホニルイミド酸、ヘキサフルオロリン酸、フルオロアンチモン酸、テトラフルオロホウ酸、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸等の、比較的酸強度の強い酸であることが好ましい。このような熱酸発生剤(D)を選択することで、硬化(架橋反応)を確実なものとすることができる。   As another aspect, the acid generated from the thermal acid generator (D) is sulfonic acid, disulfonylimide acid, hexafluorophosphoric acid, fluoroantimonic acid, tetrafluoroboric acid, tetrakis (pentafluorophenyl) boric acid, etc. It is preferable that the acid has a relatively strong acid strength. By selecting such a thermal acid generator (D), curing (crosslinking reaction) can be ensured.

熱酸発生剤(D)としては、以下の化合物が例示される。なお、これら化合物は、例えば、DSP五協フード&ケミカル株式会社、三進化学株式会社、和光純薬工業株式会社、東京化成工業株式会社、等を通じて入手可能である。   Examples of the thermal acid generator (D) include the following compounds. In addition, these compounds are available through DSP Gokyo Food & Chemical Co., Ltd., Sanshin Chemical Co., Ltd., Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., etc., for example.

Figure 2018173473
Figure 2018173473

感光性樹脂組成物における熱酸発生剤(D)の含有量は、アルカリ可溶性樹脂(A)100質量部に対して、0.1質量部〜50質量部、好ましくは1質量部〜20質量部である。上記範囲で組成物が熱酸発生剤(D)を含有することにより、熱酸発生剤(D)の効果を十分に得ることができる。また、DTA曲線の発熱ピーク位置を所定の温度領域に収めやすくなる。   The content of the thermal acid generator (D) in the photosensitive resin composition is 0.1 to 50 parts by mass, preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alkali-soluble resin (A). It is. When the composition contains the thermal acid generator (D) within the above range, the effect of the thermal acid generator (D) can be sufficiently obtained. In addition, the exothermic peak position of the DTA curve can be easily placed in a predetermined temperature range.

なお、本実施形態においては、光酸発生剤(B)と、熱酸発生剤(D)は、別々の化合物である。ある1つの化合物が、活性光線の照射により酸を発生する(すなわち、光酸発生剤(B)としての機能を有する)とともに、加熱によっても酸を発生する(すなわち、熱酸発生剤(D)としての機能を有する)場合もあるが、本実施形態においては、光酸発生剤(B)と、熱酸発生剤(D)として、それぞれ別々の化合物を用いて感光性樹脂組成物を調製する。
特に、感光性樹脂組成物がポジ型である場合は、組成物は、光酸発生剤(B)として前述のジアゾキノン化合物を含み、熱酸発生剤(D)としてオニウム塩(スルホニウム塩、ヨードニウム塩など)、スルホン酸エステル化合物、オキシムスルホネート化合物およびジアゾジスルホン化合物の少なくともいずれかを含むことが好ましい。
In the present embodiment, the photoacid generator (B) and the thermal acid generator (D) are separate compounds. One compound generates an acid upon irradiation with actinic rays (that is, has a function as a photoacid generator (B)) and also generates an acid upon heating (that is, a thermal acid generator (D)) In the present embodiment, a photosensitive resin composition is prepared using different compounds as the photoacid generator (B) and the thermal acid generator (D), respectively. .
In particular, when the photosensitive resin composition is a positive type, the composition contains the aforementioned diazoquinone compound as the photoacid generator (B), and an onium salt (sulfonium salt, iodonium salt) as the thermal acid generator (D). Etc.), a sulfonic acid ester compound, an oxime sulfonate compound and a diazodisulfone compound.

<有機溶剤(E)>
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、有機溶剤(E)を含む。すなわち、感光性樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂(A)、酸発生剤(B)、架橋剤(C)等を有機溶剤に溶解または分散させたものである。有機溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチル−1,3−ブチレングリコールアセテート、1,3−ブチレングリコール−3−モノメチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル及びメチル−3−メトキシプロピオネート等が挙げられる。有機溶剤は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
<Organic solvent (E)>
The photosensitive resin composition according to the present embodiment includes an organic solvent (E). That is, the photosensitive resin composition is obtained by dissolving or dispersing an alkali-soluble resin (A), an acid generator (B), a crosslinking agent (C) and the like in an organic solvent. Organic solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene Glycol monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl-1,3-butylene glycol acetate, 1,3-butylene glycol-3-monomethyl ether, methyl pyruvate, ethyl pyruvate and methyl-3-methoxypro Pionate etc. are mentioned. Only one organic solvent may be used, or two or more organic solvents may be mixed and used.

感光性樹脂組成物における有機溶剤(E)の含有量は、アルカリ可溶性樹脂(A)100質量部に対して、50質量部〜1000質量部、好ましくは100質量部〜500質量部である。上記範囲で有機溶剤を用いることにより、各成分が十分に溶解された、取扱い性の優れた感光性樹脂組成物を作製することができる。また、別観点として、有機溶剤(E)は、感光性樹脂組成物の粘度が通常100〜1000mPa・s、好ましくは200〜800mPa・sとなる量で用いられる。   Content of the organic solvent (E) in the photosensitive resin composition is 50 mass parts-1000 mass parts with respect to 100 mass parts of alkali-soluble resin (A), Preferably it is 100 mass parts-500 mass parts. By using an organic solvent in the above range, a photosensitive resin composition having excellent handling properties in which each component is sufficiently dissolved can be produced. As another aspect, the organic solvent (E) is used in an amount such that the viscosity of the photosensitive resin composition is usually 100 to 1000 mPa · s, preferably 200 to 800 mPa · s.

<シランカップリング剤(F)>
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、シランカップリング剤(F)を含んでもよい。シランカップリング剤(F)を含むことにより、感光性樹脂組成物により基材上に樹脂膜を形成する際、樹脂膜−基材間の密着性が向上する。
<Silane coupling agent (F)>
The photosensitive resin composition according to the present embodiment may include a silane coupling agent (F). By including the silane coupling agent (F), when the resin film is formed on the substrate with the photosensitive resin composition, the adhesion between the resin film and the substrate is improved.

シランカップリング剤(F)としては、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシプロピル)テトラスルフィド、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、及びアミノ基を有するケイ素化合物と酸二無水物または酸無水物とを反応することにより得られるケイ素化合物などが挙げられるが、これらに限定されない。シランカップリング剤は、単独で、または組み合わせて用いることができる。   Examples of the silane coupling agent (F) include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3- Methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-2- (amino Ethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane Methoxy Lan, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, bis (triethoxypropyl) tetrasulfide, 3-isocyanate Examples thereof include, but are not limited to, propyltriethoxysilane, and silicon compounds obtained by reacting an amino group-containing silicon compound with an acid dianhydride or acid anhydride. Silane coupling agents can be used alone or in combination.

感光性樹脂組成物におけるシランカップリング剤(F)の配合量は、アルカリ可溶性樹脂(A)100質量部に対して、0.1〜30質量部であり、好ましくは、1〜20質量部である。シランカップリング剤(F)を上記範囲内で使用することにより、基材との密着性と、感光性樹脂組成物の保存性とを両立することができる。   The compounding quantity of the silane coupling agent (F) in the photosensitive resin composition is 0.1-30 mass parts with respect to 100 mass parts of alkali-soluble resin (A), Preferably, it is 1-20 mass parts. is there. By using the silane coupling agent (F) within the above range, both the adhesion to the substrate and the preservability of the photosensitive resin composition can be achieved.

<界面活性剤(G)>
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、界面活性剤(G)を含んでもよい。界面活性剤(G)を含むことにより、当該感光性樹脂組成物を基材上に塗布して樹脂膜を得る際の塗布性が良好となり、均一な厚みの塗布膜を得ることができる。また、塗布膜を現像する際の残渣やパターン浮き上がりを防止することができる。界面活性剤(G)としては、特に非イオン系界面活性剤が好ましい。
<Surfactant (G)>
The photosensitive resin composition according to the present embodiment may contain a surfactant (G). By including the surfactant (G), the coating property when the photosensitive resin composition is applied onto a substrate to obtain a resin film is improved, and a coating film having a uniform thickness can be obtained. Further, it is possible to prevent residues and pattern floating when the coating film is developed. As the surfactant (G), a nonionic surfactant is particularly preferable.

界面活性剤(G)としては、たとえばフッ素含有基(たとえば、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などがある。本実施形態においては、非イオン性の、フッ素系界面活性剤またはシリコーン系界面活性剤が好ましい。フッ素系界面活性剤としては例えば、DIC(株)製のメガファックF−171、F−173、F−444、F−470、F−471、F−475、F−482、F−477、F−554、F−556およびF−557、住友スリーエム(株)製のノベックFC4430、及びFC4432等が挙げられるが、これらに限定されない。   Examples of the surfactant (G) include a compound containing a fluorine-containing group (for example, a fluorinated alkyl group) or a silanol group, or a compound having a siloxane bond as a main skeleton. In the present embodiment, a nonionic fluorine-based surfactant or silicone-based surfactant is preferable. Examples of the fluorosurfactant include Megafac F-171, F-173, F-444, F-470, F-471, F-475, F-482, F-477, F manufactured by DIC Corporation. -554, F-556 and F-557, Sumitomo 3M Co., Ltd. Novec FC4430, FC4432 etc. are mentioned, However It is not limited to these.

界面活性剤を使用する場合、その含有量としては、アルカリ可溶性樹脂(A)100質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましい。   When using surfactant, as its content, 0.01-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of alkali-soluble resin (A).

<反応促進剤(H)>
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、反応促進剤(H)を含んでもよい。反応促進剤(H)を含むことにより、アルカリ可溶性樹脂(A)と架橋剤との架橋を促進することができる。反応促進剤(H)としては、たとえば窒素を含む複素五員環化合物が挙げられる。具体的には、たとえばピロール、ピラゾール、イミダゾール、1,2,3−トリアゾール、および1,2,4−トリアゾール等である。
<Reaction accelerator (H)>
The photosensitive resin composition according to the present embodiment may include a reaction accelerator (H). By including the reaction accelerator (H), crosslinking between the alkali-soluble resin (A) and the crosslinking agent can be promoted. Examples of the reaction accelerator (H) include a hetero five-membered ring compound containing nitrogen. Specific examples include pyrrole, pyrazole, imidazole, 1,2,3-triazole, and 1,2,4-triazole.

<他の添加剤>
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、必要に応じて、溶解促進剤、酸化防止剤、フィラー、光重合開始剤、末端封止剤および増感剤等の添加物を、本発明の効果を損なわない範囲でさらに含んでいてもよい。
<Other additives>
If necessary, the photosensitive resin composition according to the present embodiment includes additives such as a dissolution accelerator, an antioxidant, a filler, a photopolymerization initiator, a terminal blocker, and a sensitizer. It may further be included within a range that does not impair.

<感光性樹脂組成物の調製>
本実施形態に係る感光性樹脂組成物を調製する方法は特に限定されない。感光性樹脂組成物が最終的に含む成分に応じて、公知の方法を適宜採用することができる。例えば、上記各成分を、有機溶剤(E)に混合して溶解または分散することで調製することができる。これにより、ワニス状の感光性樹脂組成物が得られる。
<Preparation of photosensitive resin composition>
The method for preparing the photosensitive resin composition according to this embodiment is not particularly limited. A well-known method can be suitably employ | adopted according to the component which the photosensitive resin composition finally contains. For example, each of the above components can be prepared by mixing or dissolving or dispersing in the organic solvent (E). Thereby, a varnish-like photosensitive resin composition is obtained.

<電気・電子機器>
本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化膜を備えた電気・電子機器は、硬化膜が良好な機械物性(伸縮率等)を有しているため、高い信頼性を有する。
ここで、「電気・電子機器」とは、半導体チップ、半導体素子、プリント配線基板、電気回路、テレビ受像機やモニター等のディスプレイ装置、情報通信端末、発光ダイオード、物理電池、化学電池など、電子工学の技術を応用した素子、デバイス、最終製品、その他電気に関係する機器一般のことをいう。
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、比較的低温でも十分に硬化し、かつ、良好な機械物性を有する硬化膜を形成可能なため、熱に弱い素子を含む電気・電子機器に対しても好ましく適用可能である。
また、本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化膜は、電気・電子機器の内部において、例えば保護膜、絶縁膜、ダム材などとして適用される。
<Electrical and electronic equipment>
The electric / electronic device provided with the cured film of the photosensitive resin composition according to the present embodiment has high reliability because the cured film has good mechanical properties (such as expansion / contraction rate).
Here, “electrical / electronic device” means a semiconductor chip, a semiconductor element, a printed wiring board, an electric circuit, a display device such as a television receiver or a monitor, an information communication terminal, a light emitting diode, a physical battery, a chemical battery, etc. This refers to devices, devices, final products, and other equipment related to electricity that apply engineering technology.
The photosensitive resin composition according to the present embodiment can be cured sufficiently even at a relatively low temperature and can form a cured film having good mechanical properties. Therefore, it is suitable for electric / electronic devices including heat-sensitive elements. Is also preferably applicable.
In addition, the cured film of the photosensitive resin composition according to the present embodiment is applied as, for example, a protective film, an insulating film, a dam material, or the like in an electric / electronic device.

<電気・電子機器の製造方法>
本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化膜を備えた、電気・電子機器の製造方法について説明する。
例えば、以下の工程:
基板上に、上述の感光性樹脂組成物を供する工程、
感光性樹脂組成物を加熱乾燥して感光性樹脂膜を得る工程、
感光性樹脂膜を活性光線で露光する工程、
露光された感光性樹脂膜を現像して、パターニングされた樹脂膜を得る工程、および
パターニングされた樹脂膜を加熱して、硬化膜を得る工程、
により、本実施形態に係る感光性樹脂組成物の硬化膜を備えた、電気・電子機器を製造することができる。
上述の感光性樹脂組成物を用いると、最終的に良好な物性の硬化膜が得られるため、信頼性の高い電気・電子機器が得られる。
<Manufacturing method of electrical / electronic equipment>
The manufacturing method of the electric / electronic device provided with the cured film of the photosensitive resin composition according to the present embodiment will be described.
For example, the following steps:
A step of providing the above-described photosensitive resin composition on a substrate;
A step of heating and drying the photosensitive resin composition to obtain a photosensitive resin film;
Exposing the photosensitive resin film with actinic rays;
Developing the exposed photosensitive resin film to obtain a patterned resin film, and heating the patterned resin film to obtain a cured film;
Thus, an electric / electronic device provided with the cured film of the photosensitive resin composition according to the present embodiment can be manufactured.
When the above-described photosensitive resin composition is used, a cured film having good physical properties can be finally obtained, so that a highly reliable electric / electronic device can be obtained.

基板上に、上述の感光性樹脂組成物を供する工程について説明する。
基板は特に限定されず、例えばシリコンウエハ、セラミック基板、アルミ基板、SiCウエハー、GaNウエハーなどが挙げられる。基板は、未加工の基板以外に、例えば半導体素子または表示体素子が表面に形成された基板も含む。接着性の向上のため、基板表面をシランカップリング剤などの接着助剤で処理しておいてもよい。
感光性樹脂組成物を供する工程については、スピナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング、インクジェット法などにより行うことができる。
The process of providing the above-mentioned photosensitive resin composition on the substrate will be described.
The substrate is not particularly limited, and examples thereof include a silicon wafer, a ceramic substrate, an aluminum substrate, a SiC wafer, and a GaN wafer. The substrate includes, in addition to an unprocessed substrate, for example, a substrate on which a semiconductor element or a display element is formed. In order to improve adhesion, the substrate surface may be treated with an adhesion aid such as a silane coupling agent.
The step of providing the photosensitive resin composition can be performed by spin coating using a spinner, spray coating using a spray coater, dipping, printing, roll coating, an inkjet method, or the like.

感光性樹脂組成物を加熱乾燥して感光性樹脂膜を得る工程(プリベーク工程ともいう)について説明する。
加熱乾燥の温度は、通常80〜140℃、好ましくは90〜120℃である。特に本実施形態では、この温度は、上述のDTA曲線における発熱ピークのピーク温度よりも低い温度であることが好ましい。また、別観点としては、加熱乾燥の温度は、DTA曲線における発熱ピークのピーク温度よりも5〜10℃は低い温度であることが好ましく、10〜20℃は低い温度であることがより好ましい。こうすることで、露光前の架橋反応を抑えることができ、パターニング性を良好にすることができる。
また、加熱乾燥の時間は、通常30〜600秒、好ましくは30〜300秒程度である。この加熱乾燥で溶剤を除去することにより、感光性樹脂膜を形成する。加熱は、典型的にはホットプレートやオーブン等で行う。この感光性樹脂膜の厚さとしては、1〜500μmが好ましい。
A process of obtaining a photosensitive resin film by heating and drying the photosensitive resin composition (also referred to as a prebaking process) will be described.
The temperature for heat drying is usually 80 to 140 ° C, preferably 90 to 120 ° C. In particular, in the present embodiment, this temperature is preferably lower than the peak temperature of the exothermic peak in the above DTA curve. As another aspect, the temperature for heat drying is preferably 5 to 10 ° C lower than the peak temperature of the exothermic peak in the DTA curve, and more preferably 10 to 20 ° C. By carrying out like this, the crosslinking reaction before exposure can be suppressed and patterning property can be made favorable.
Moreover, the heat drying time is usually about 30 to 600 seconds, preferably about 30 to 300 seconds. By removing the solvent by this heat drying, a photosensitive resin film is formed. Heating is typically performed with a hot plate, oven, or the like. The thickness of the photosensitive resin film is preferably 1 to 500 μm.

感光性樹脂膜を活性光線で露光する工程について説明する。
露光用の活性光線としては、例えばX線、電子線、紫外線、可視光線などが使用できる。波長でいうと200〜500nmの活性光線が好ましい。パターンの解像度と取り扱い性の点で、光源は水銀ランプのg線、h線又はi線であることが好ましい。また、2つ以上の光線を混合して用いてもよい。露光装置としては、コンタクトアライナー、ミラープロジェクション又はステッパ−が好ましい。
なお、露光後、必要に応じて、感光性樹脂膜を再度加熱してもよい(露光後加熱:Post Exposure Bake)。その温度は、例えば80〜150℃、好ましくは90〜120℃である。また、時間は、例えば30〜600秒、好ましくは30〜300秒である。
The process of exposing the photosensitive resin film with actinic rays will be described.
As the actinic ray for exposure, for example, X-ray, electron beam, ultraviolet ray, visible ray and the like can be used. In terms of wavelength, an actinic ray of 200 to 500 nm is preferable. From the viewpoint of pattern resolution and handleability, the light source is preferably a g-line, h-line or i-line of a mercury lamp. Two or more light beams may be mixed and used. As the exposure apparatus, a contact aligner, mirror projection or stepper is preferable.
In addition, after the exposure, the photosensitive resin film may be heated again as necessary (post-exposure bake). The temperature is, for example, 80 to 150 ° C, preferably 90 to 120 ° C. The time is, for example, 30 to 600 seconds, preferably 30 to 300 seconds.

露光された感光性樹脂膜を現像して、パターニングされた樹脂膜を得る工程(現像工程)について説明する。
現像工程においては、適当な現像液を用いて、例えば浸漬法、パドル法、回転スプレー法などの方法を用いて現像を行うことができる。現像により、塗膜から、露光部(ポジ型の場合)又は未露光部(ネガ型の場合)が溶出除去され、パターニングされた樹脂膜を得ることができる。
A process (developing process) of developing the exposed photosensitive resin film to obtain a patterned resin film will be described.
In the development step, development can be performed using a suitable developer, for example, by a method such as an immersion method, a paddle method, or a rotary spray method. By development, an exposed portion (in the case of a positive type) or an unexposed portion (in the case of a negative type) is eluted and removed from the coating film, and a patterned resin film can be obtained.

使用可能な現像液は特に限定されない。例えば、アルカリ水溶液、より具体的には、(i)水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニアなどの無機アルカリ水溶液、(ii)エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミンなどの有機アミン水溶液、(iii)テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドなどの4級アンモニウム塩の水溶液などが挙げられる。また、シクロペンタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどの有機溶剤を用いることもできる。
現像液には、例えばメタノール、エタノールなどの水溶性有機溶媒や、界面活性剤などが添加されていてもよい。
現像液としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液が好ましい。この水溶液におけるテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの濃度は、好ましくは0.5〜10質量%であり、更に好ましくは1〜5質量%である。
The developer that can be used is not particularly limited. For example, alkaline aqueous solution, more specifically, (i) inorganic alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, ammonia, (ii) organic amine aqueous solution such as ethylamine, diethylamine, triethylamine, triethanolamine, (Iii) An aqueous solution of a quaternary ammonium salt such as tetramethylammonium hydroxide or tetrabutylammonium hydroxide may be used. An organic solvent such as cyclopentanone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate can also be used.
For example, a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol, a surfactant, or the like may be added to the developer.
As the developer, a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is preferable. The concentration of tetramethylammonium hydroxide in this aqueous solution is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 1 to 5% by mass.

現像工程の後、好ましくはリンス液により洗浄を行い、現像液を除去する。これにより、パターニングされた樹脂膜を得ることができる。リンス液としては、例えば蒸留水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどが挙げられる。これらは単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。   After the development step, the developer is preferably removed by rinsing with a rinse solution. Thereby, a patterned resin film can be obtained. Examples of the rinsing liquid include distilled water, methanol, ethanol, isopropanol, and propylene glycol monomethyl ether. These can be used alone or in combination of two or more.

パターニングされた樹脂膜を加熱して、硬化膜を得る工程について説明する。
上記のようにして得られた、パターニングされた樹脂膜を加熱することにより、硬化膜を得ることができる。この加熱温度は、典型的には150〜400℃程度であるが、本実施形態においては特に160〜300℃が好ましく、180〜200℃がより好ましい。この温度範囲とすることで、架橋反応の速度(低温での硬化性)と、膜全体での均一な硬化とを高度に両立させることができると考えられる。加熱時間は特に限定されないが、例えば15〜300分の範囲内である。この加熱処理は、ホットプレート、オーブン、温度プログラムを設定できる昇温式オーブンなどにより行うことが出来る。加熱処理を行う際の雰囲気気体としては、空気であっても、窒素、アルゴンなどの不活性ガスであってもよい。また、減圧下で加熱してもよい。
A process of obtaining a cured film by heating the patterned resin film will be described.
A cured film can be obtained by heating the patterned resin film obtained as described above. The heating temperature is typically about 150 to 400 ° C, but in the present embodiment, 160 to 300 ° C is particularly preferable, and 180 to 200 ° C is more preferable. By setting it as this temperature range, it is thought that the speed | rate of crosslinking reaction (curability at low temperature) and the uniform hardening in the whole film | membrane can be made to make highly compatible. Although heating time is not specifically limited, For example, it exists in the range of 15 to 300 minutes. This heat treatment can be performed by a hot plate, an oven, a temperature rising oven in which a temperature program can be set, or the like. The atmospheric gas for performing the heat treatment may be air or an inert gas such as nitrogen or argon. Moreover, you may heat under reduced pressure.

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用可能である。本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these are illustrations of this invention and various structures other than the above are employable. Modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.

以下、実施例を参照して本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely with reference to an Example, this invention is not limited to an Example.

<感光性樹脂組成物の調製>
実施例1〜14および比較例1、2のそれぞれについて、以下のように感光性樹脂組成物を調製した。
表2に従い配合された各成分を窒素雰囲気下で撹拌した後、孔径0.2μmのポリエチレン製フィルターで濾過することにより、ワニス状の感光性樹脂組成物を得た。表中の各成分の詳細は下記のとおりである。また、表中の単位は、質量部である。
<Preparation of photosensitive resin composition>
About each of Examples 1-14 and Comparative Examples 1 and 2, the photosensitive resin composition was prepared as follows.
Each component blended according to Table 2 was stirred under a nitrogen atmosphere and then filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.2 μm to obtain a varnish-like photosensitive resin composition. The details of each component in the table are as follows. Moreover, the unit in a table | surface is a mass part.

・アルカリ可溶性樹脂(A)
A−1:以下構造単位を有するフェノール樹脂(重量平均分子量:11,000)
・ Alkali-soluble resin (A)
A-1: Phenolic resin having the following structural units (weight average molecular weight: 11,000)

Figure 2018173473
Figure 2018173473

A−2:以下構造単位を有するフェノール樹脂(樹脂中の構造単位の100%が以下構造単位、重量平均分子量:10,000)   A-2: Phenolic resin having the following structural units (100% of the structural units in the resin are the following structural units, weight average molecular weight: 10,000)

Figure 2018173473
・光酸発生剤(B)
B−1:以下構造のジアゾキノン化合物
(Qは、水素原子、または、前掲の式(a)のジアゾ含有骨格である。)
Figure 2018173473
・ Photoacid generator (B)
B-1: Diazoquinone compound having the following structure (Q is a hydrogen atom or a diazo-containing skeleton of the above formula (a)).

Figure 2018173473
Figure 2018173473

・架橋剤(C)
C−1:以下構造の化合物(三和ケミカル(株)製 ニカラックMX−270)
・ Crosslinking agent (C)
C-1: Compound having the following structure (Nikarak MX-270, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.)

Figure 2018173473
Figure 2018173473

・熱酸発生剤(D)
前掲の表1に記載の化合物を用いた。
・有機溶剤(E)
E−1:γ−ブチロラクトン
・シランカップリング剤(F)
F−1:以下構造の化合物(信越シリコーン(株)製 KBM503)
・ Heat acid generator (D)
The compounds listed in Table 1 above were used.
・ Organic solvent (E)
E-1: γ-butyrolactone / silane coupling agent (F)
F-1: Compound having the following structure (KBM503 manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.)

Figure 2018173473
Figure 2018173473

・界面活性剤(G)
G−1:スリーエムジャパン株式会社製 FC4430
・ Surfactant (G)
G-1: FC4430 manufactured by 3M Japan

<発熱ピークの測定>
以下手順で行った。なお、以下(1)(2)については、熱酸発生剤の分解を防ぐため、イエローランプの下で行った。
(1)それぞれの実施例および比較例の組成物で用いているアルカリ可溶性樹脂を100質量部、架橋剤を30質量部、熱酸発生剤を10質量部秤量した。例えば、実施例1であれば、アルカリ可溶性樹脂A−1を100質量部、架橋剤C−1を30質量部、熱酸発生剤D−1を10質量部秤量した。
(2)上記で秤量した各成分を、乳鉢で均一に混合し、発熱ピーク測定用のサンプルを得た。
(3)上記で得たサンプル5mg程度を、TG/DTA装置(株式会社日立ハイテクサイエンス製 STA7200RV)を使用してDTA測定し、チャートを得た。
測定条件は、30〜400℃(10℃/分で昇温)、窒素=200mL/分である。
<Measurement of exothermic peak>
The procedure was as follows. The following (1) and (2) were performed under a yellow lamp in order to prevent decomposition of the thermal acid generator.
(1) 100 parts by mass of the alkali-soluble resin used in the compositions of Examples and Comparative Examples, 30 parts by mass of the crosslinking agent, and 10 parts by mass of the thermal acid generator were weighed. For example, in Example 1, 100 parts by mass of the alkali-soluble resin A-1, 30 parts by mass of the crosslinking agent C-1, and 10 parts by mass of the thermal acid generator D-1 were weighed.
(2) Each component weighed above was uniformly mixed in a mortar to obtain a sample for exothermic peak measurement.
(3) About 5 mg of the sample obtained above was subjected to DTA measurement using a TG / DTA apparatus (STA7200RV, manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.) to obtain a chart.
The measurement conditions are 30 to 400 ° C. (temperature increase at 10 ° C./min), nitrogen = 200 mL / min.

<硬化膜の作製>
以下手順で評価用の硬化膜を得た。
(1)6インチシリコンウエハ上に、スピンコーターを用いて組成物を塗布した。
(2)ホットプレートにて120℃で3分間プリベークし、膜厚約10〜12μmの樹脂膜を得た。
(3)加熱オーブンに投入し、窒素を流しながら5℃/分で室温から200℃まで昇温後、そのまま200℃で60分の加熱処理を行った。その後、室温まで冷却した。
<Production of cured film>
A cured film for evaluation was obtained by the following procedure.
(1) The composition was applied onto a 6 inch silicon wafer using a spin coater.
(2) Prebaked at 120 ° C. for 3 minutes on a hot plate to obtain a resin film having a thickness of about 10 to 12 μm.
(3) The mixture was put in a heating oven, heated from room temperature to 200 ° C. at 5 ° C./min while flowing nitrogen, and then directly heated at 200 ° C. for 60 minutes. Then, it cooled to room temperature.

<伸び率の評価>
上記手順で得た硬化膜付きウエハーを、ダイシング装置にて、幅4.5mm×長さ9cmにカットした後、2%のフッ酸水溶液中でシリコンウエハより膜を剥離し、純水で洗浄後、60℃で10時間乾燥して試験片を得た。
得られた試験片について、引張試験機(オリエンテック社製、テンシロンRTC−1210A)に、チャック間距離が20mmとなるようにセットした後、23℃雰囲気下、5mm/分の条件で引張り試験を実施し、試験片の引張伸び率を下記の計算式から算出した。
引張り伸び率(%)={(破断時のチャック間距離/初期チャック間距離)−1}×100
なお、引張り伸び率は、電気・電子機器中での膜のクラックを防止する点から、高い値であるほうが望ましい。
伸縮率の評価は5回行い、その平均値が20%以上であったものを◎(特に良い)、10%以上20%未満であったものを○(良い)、0%より大きく10%未満であったものを×(悪い)とした。
<Evaluation of elongation>
The wafer with a cured film obtained by the above procedure is cut into a width of 4.5 mm and a length of 9 cm with a dicing machine, and then the film is peeled off from the silicon wafer in a 2% hydrofluoric acid aqueous solution and washed with pure water. And dried at 60 ° C. for 10 hours to obtain a test piece.
The obtained test piece was set on a tensile tester (Orientec Co., Ltd., Tensilon RTC-1210A) so that the distance between chucks was 20 mm, and then a tensile test was performed at 23 ° C. and 5 mm / min. The tensile elongation of the test piece was calculated from the following formula.
Tensile elongation (%) = {(distance between chucks at break / distance between initial chucks) -1} × 100
The tensile elongation is preferably a high value from the viewpoint of preventing the film from cracking in the electric / electronic device.
The stretch rate was evaluated five times. The average value of 20% or more was ◎ (particularly good), the one that was 10% or more and less than 20% was ◯ (good), greater than 0% and less than 10% What was was made into x (bad).

<硬化膜のガラス転移温度の評価>
上記<伸び率の評価>と同様にして、硬化膜から幅4.5mm×長さ9mm以上の試験片を得た。この試験片について、熱機械的分析(TMA、装置:セイコーインスツル株式会社製 TMA/SS6000)によりガラス転移温度を求めた。
測定は、1stラン:30℃から160℃(昇温10℃/分)、2ndラン:160℃から10℃(降温10℃/分)、3rdラン:10℃から400℃(昇温10℃/分)、窒素=200mL/分、荷重30Nの条件で行い、得られた3rdランの結果中の曲線データから変曲点を読み取りガラス転移温度とした。ガラス転移温度が200℃以上のものを○(良好)、100℃以上200℃未満のものを×(不良)とした。
<Evaluation of glass transition temperature of cured film>
In the same manner as in the above <Evaluation of elongation>, a test piece having a width of 4.5 mm × a length of 9 mm or more was obtained from the cured film. About this test piece, the glass transition temperature was calculated | required by the thermomechanical analysis (TMA, apparatus: Seiko Instruments Inc. TMA / SS6000).
Measurement: 1st run: 30 ° C. to 160 ° C. (temperature increase 10 ° C./min) 2nd run: 160 ° C. to 10 ° C. (temperature decrease 10 ° C./min) 3rd run: 10 ° C. to 400 ° C. (temperature increase 10 ° C./min) Min), nitrogen = 200 mL / min, and a load of 30 N. The inflection point was read from the curve data in the result of the 3rd run obtained and used as the glass transition temperature. A sample having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher was evaluated as “good”, and a sample having a glass transition temperature of 100 ° C. or higher and lower than 200 ° C. was evaluated as “poor”.

<5%質量減少温度の評価>
上記<伸縮率の評価>で行った手順と同様にして、硬化膜から試験片を切り出し、10mg程度の測定サンプルを得た。このサンプルについて、示差熱熱重量同時測定装置(株式会社日立ハイテクサイエンス製 STA7200RV)を用いて、5%熱質量減少温度(Td)を測定した。
測定条件は、30〜700℃(10℃/分で昇温)、Air=200mL/分とした。
膜中の水分の影響を排除するため、100℃での質量を記録し、そこから5%質量が減少した時の温度をTdとした。
<Evaluation of 5% mass reduction temperature>
The test piece was cut out from the cured film in the same manner as in the above <evaluation of expansion / contraction ratio>, and a measurement sample of about 10 mg was obtained. For this sample, using differential thermogravimetric simultaneous measurement device (manufactured by Hitachi High-Tech Science Ltd. STA7200RV), it was measured 5% thermal mass loss temperature (Td 5).
The measurement conditions were 30 to 700 ° C. (temperature increase at 10 ° C./min) and Air = 200 mL / min.
In order to eliminate the influence of moisture in the film, the mass at 100 ° C. was recorded, and the temperature when the mass decreased by 5% was defined as Td 5 .

<高温高湿試験後の膜外観の評価>
以下手順で行った。
(1)シリコン基板、シリコン基板にCuが表面コーティングされている基板、および、シリコン基板にAlが表面コーティングされている基板のそれぞれに、スピンコーターで各実施例および比較例の感光性樹脂組成物を塗布した。
(2)各基板をホットプレートにて120℃で3分間プリベークし、膜厚10〜12μmの樹脂膜を得た。
(3)上記で得られた樹脂膜を、基板ごと加熱オーブンに投入し、窒素を流しながら5℃/分で室温から200℃まで昇温後、そのまま200℃で60分の加熱処理を行い、室温まで冷却して硬化膜を得た。
(4)上記で得られた硬化膜を、温度125℃、湿度100%、圧力2.3atmの条件で、168時間(1週間)処理した。この処理は、Hastest Solutions Inc.のPC−R8Dで行った。
<Evaluation of film appearance after high temperature and high humidity test>
The procedure was as follows.
(1) A photosensitive resin composition of each example and comparative example using a spin coater on each of a silicon substrate, a substrate on which a silicon substrate is coated with Cu, and a substrate on which a silicon substrate is coated with Al. Was applied.
(2) Each substrate was pre-baked at 120 ° C. for 3 minutes on a hot plate to obtain a resin film having a thickness of 10 to 12 μm.
(3) The resin film obtained above is put into a heating oven together with the substrate, heated from room temperature to 200 ° C. at 5 ° C./min while flowing nitrogen, and then subjected to heat treatment at 200 ° C. for 60 minutes as it is, Cooled to room temperature to obtain a cured film.
(4) The cured film obtained above was treated for 168 hours (one week) under the conditions of a temperature of 125 ° C., a humidity of 100%, and a pressure of 2.3 atm. This process is performed by Hastest Solutions Inc. PC-R8D.

上記処理後、光学顕微鏡で硬化膜を観察し、以下のように評価した。
○:硬化膜の外観が良好
△:硬化膜の外観に一部欠陥はあるが、電子・電子機器への適用に際し問題ない程度のレベル
×:硬化膜の外観が不良で、電子・電子機器への適用に際し問題がある
なお、今回の評価では、同一の感光性樹脂組成物において、シリコン基板による評価と、シリコン基板にCuが表面コーティングされている基板による評価と、シリコン基板にAlが表面コーティングされている基板による評価とで、顕著な差があるものは無かった。
After the treatment, the cured film was observed with an optical microscope and evaluated as follows.
○: Appearance of cured film is good △: Appearance of cured film is partially defective, but is not problematic for application to electronic / electronic equipment ×: Appearance of cured film is poor, to electronic / electronic equipment In addition, in this evaluation, in the same photosensitive resin composition, the evaluation with a silicon substrate, the evaluation with a substrate in which Cu is coated on the silicon substrate, and the surface coating with Al on the silicon substrate are performed. There was no significant difference between the evaluation with the substrate used.

Figure 2018173473
Figure 2018173473

上記の表に示されるように、本実施形態に係る感光性樹脂組成物を用いることで、比較的低温(200℃程度)の処理条件で十分に硬化し、その処理条件において機械物性(伸び)が良好な硬化膜を得ることができた。また、硬化膜のガラス転移温度は高く、温度サイクル信頼性が高いことが示された。
さらに、特に熱酸発生剤としてナフタレン骨格を有するものを用いた組成物においては、高温高湿試験後の膜外観が良好であった。
As shown in the table above, by using the photosensitive resin composition according to the present embodiment, it is sufficiently cured under relatively low temperature (about 200 ° C.) processing conditions, and mechanical properties (elongation) under the processing conditions. However, an excellent cured film could be obtained. Moreover, it was shown that the glass transition temperature of the cured film is high and the temperature cycle reliability is high.
Furthermore, the film appearance after the high-temperature and high-humidity test was good particularly in the composition using a thermal acid generator having a naphthalene skeleton.

Claims (12)

電気・電子機器を構成する硬化膜の形成に用いられる感光性樹脂組成物であって、
アルカリ可溶性樹脂(A)、
光酸発生剤(B)、
架橋剤(C)、
熱酸発生剤(D)および
有機溶剤(E)
を含有し、
100質量部の前記アルカリ可溶性樹脂(A)、30質量部の前記架橋剤(C)、および、10質量部の前記熱酸発生剤(D)を均一に混合した混合物を測定対象として、10℃/分の昇温速度の示差熱分析により得たDTA曲線が、130〜240℃の温度領域に発熱ピークを有する感光性樹脂組成物。
A photosensitive resin composition used for forming a cured film constituting an electric / electronic device,
Alkali-soluble resin (A),
Photoacid generator (B),
Cross-linking agent (C),
Thermal acid generator (D) and organic solvent (E)
Containing
10 ° C. using a mixture in which 100 parts by mass of the alkali-soluble resin (A), 30 parts by mass of the cross-linking agent (C), and 10 parts by mass of the thermal acid generator (D) are uniformly mixed. The photosensitive resin composition in which the DTA curve obtained by the differential thermal analysis of the temperature increase rate of / min has an exothermic peak in the temperature range of 130-240 degreeC.
請求項1に記載の感光性樹脂組成物であって、
200℃、60分の条件で熱処理して得られる硬化膜の5%質量減少温度が、300℃以上である感光性樹脂組成物。
The photosensitive resin composition according to claim 1,
The photosensitive resin composition whose 5% mass reduction | decrease temperature of the cured film obtained by heat-processing on 200 degreeC and the conditions for 60 minutes is 300 degreeC or more.
請求項1または2に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記DTA曲線が、172〜230℃の温度領域に発熱ピークを有する感光性樹脂組成物。
The photosensitive resin composition according to claim 1 or 2,
The photosensitive resin composition in which the DTA curve has an exothermic peak in a temperature range of 172 to 230 ° C.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記熱酸発生剤(D)が、スルホニウム塩またはスルホン酸エステル化合物を含む感光性樹脂組成物。
It is the photosensitive resin composition of any one of Claims 1-3, Comprising:
A photosensitive resin composition in which the thermal acid generator (D) contains a sulfonium salt or a sulfonic acid ester compound.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記熱酸発生剤(D)が、ナフタレン骨格を有する熱酸発生剤を含む感光性樹脂組成物。
It is the photosensitive resin composition of any one of Claims 1-4, Comprising:
The photosensitive resin composition in which the thermal acid generator (D) includes a thermal acid generator having a naphthalene skeleton.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記アルカリ可溶性樹脂(A)が、フェノール樹脂を含む感光性樹脂組成物。
It is the photosensitive resin composition of any one of Claims 1-5,
The photosensitive resin composition in which the alkali-soluble resin (A) contains a phenol resin.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記アルカリ可溶性樹脂(A)が、分子内にビフェニルジイル骨格を有するフェノール樹脂を含む感光性樹脂組成物。
It is the photosensitive resin composition of any one of Claims 1-6, Comprising:
The photosensitive resin composition in which the alkali-soluble resin (A) includes a phenol resin having a biphenyldiyl skeleton in the molecule.
請求項1〜7のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記アルカリ可溶性樹脂(A)が、下記一般式(1)で表わされる構造単位を有するフェノール樹脂を含む感光性樹脂組成物。
Figure 2018173473

一般式(1)において、
、RおよびRは、それぞれ独立に、ハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基、不飽和結合を有していてもよい脂肪族基、不飽和結合を有していてもよい脂環式基、および、芳香族基からなる群から選ばれる少なくともいずれかの基である。
p及びqは、それぞれ独立に、0〜4の整数である。
rは、0〜3の整数である。
pが2以上の場合、各々のRはそれぞれ同じであっても異なってもよい。
qが2以上の場合、各々のRはそれぞれ同じであっても異なってもよい。
rが2以上の場合、各々のRはそれぞれ同じであっても異なってもよい。
It is the photosensitive resin composition of any one of Claims 1-7,
The photosensitive resin composition in which the said alkali-soluble resin (A) contains the phenol resin which has a structural unit represented by following General formula (1).
Figure 2018173473

In general formula (1),
R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a halogen atom, a carboxyl group, a hydroxyl group, an aliphatic group which may have an unsaturated bond, or an alicyclic group which may have an unsaturated bond And at least one group selected from the group consisting of aromatic groups.
p and q are each independently an integer of 0 to 4.
r is an integer of 0-3.
When p is 2 or more, each R 1 may be the same or different.
When q is 2 or more, each R 2 may be the same or different.
When r is 2 or more, each R 3 may be the same or different.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記架橋剤(C)が、アルコキシメチル基および/またはメチロール基を有する架橋剤を含む感光性樹脂組成物。
It is the photosensitive resin composition of any one of Claims 1-8, Comprising:
The photosensitive resin composition in which the said crosslinking agent (C) contains the crosslinking agent which has an alkoxymethyl group and / or a methylol group.
請求項1〜9のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物の硬化膜を備えた電気・電子機器。   The electrical / electronic device provided with the cured film of the photosensitive resin composition of any one of Claims 1-9. 基板上に、請求項1〜9のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物を供する工程、
前記感光性樹脂組成物を加熱乾燥して感光性樹脂膜を得る工程、
前記感光性樹脂膜を活性光線で露光する工程、
前記露光された感光性樹脂膜を現像して、パターニングされた樹脂膜を得る工程、および
前記パターニングされた樹脂膜を加熱して、硬化膜を得る工程、
を含む、電気・電子機器の製造方法。
The process of providing the photosensitive resin composition of any one of Claims 1-9 on a board | substrate,
A step of heating and drying the photosensitive resin composition to obtain a photosensitive resin film;
Exposing the photosensitive resin film with actinic rays;
Developing the exposed photosensitive resin film to obtain a patterned resin film; and heating the patterned resin film to obtain a cured film;
A method for manufacturing an electric / electronic device.
請求項11に記載の電気・電子機器の製造方法において、
前記感光性樹脂組成物を加熱乾燥して感光性樹脂膜を得る工程が、前記感光性樹脂組成物の前記発熱ピークのピーク温度よりも低い温度により加熱乾燥する工程である、電気・電子機器の製造方法。
In the manufacturing method of the electric / electronic device according to claim 11,
The step of obtaining a photosensitive resin film by heating and drying the photosensitive resin composition is a step of drying by heating at a temperature lower than the peak temperature of the exothermic peak of the photosensitive resin composition. Production method.
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