JP2019210399A - Resin composition, cured film, method for producing patterned cured film, semiconductor element and electronic device - Google Patents

Resin composition, cured film, method for producing patterned cured film, semiconductor element and electronic device Download PDF

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優 青木
Masaru Aoki
優 青木
芳美 濱野
Yoshimi Hamano
芳美 濱野
政弘 橋本
Masahiro Hashimoto
政弘 橋本
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Abstract

To provide a resin composition that can form a cured film that has excellent storage stability at room temperature and excellent adhesion to copper.SOLUTION: A resin composition contains (A) an alkali-soluble resin, (B) a compound having two or more hydrazide groups, and (C) a heat crosslinker.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、樹脂組成物、硬化膜、パターン硬化膜の製造方法、半導体素子及び電子デバイスに関する。   The present invention relates to a resin composition, a cured film, a method for producing a patterned cured film, a semiconductor element, and an electronic device.

近年、半導体素子の高集積化、小型化に伴い、半導体素子の表面保護層、層間絶縁層等の絶縁層は、より優れた電気特性、耐熱性、機械特性等を有することが求められている。このような特性を併せ持つ絶縁層を形成するための材料として、アルカリ可溶性樹脂を含有する感光性樹脂組成物が開発されている(例えば、特許文献1、2及び3参照)。これらの感光性樹脂組成物を基板上に塗布及び乾燥して樹脂膜を形成し、該樹脂膜を露光及び現像することでパターン樹脂膜(パターン形成された樹脂膜)が得られる。そして、上記パターン樹脂膜を加熱硬化することでパターン硬化膜(パターン形成された硬化膜)を形成でき、該パターン硬化膜は絶縁層として用いることができる。   In recent years, with the high integration and miniaturization of semiconductor elements, insulating layers such as surface protective layers and interlayer insulating layers of semiconductor elements are required to have more excellent electrical characteristics, heat resistance, mechanical characteristics, and the like. . A photosensitive resin composition containing an alkali-soluble resin has been developed as a material for forming an insulating layer having such characteristics (see, for example, Patent Documents 1, 2, and 3). These photosensitive resin compositions are applied onto a substrate and dried to form a resin film, and the resin film is exposed and developed to obtain a patterned resin film (patterned resin film). A patterned cured film (patterned cured film) can be formed by heat curing the patterned resin film, and the patterned cured film can be used as an insulating layer.

特開2008−309885号公報JP 2008-309885 A 特開2007−57595号公報JP 2007-57595 A 国際公開第2010/073948号International Publication No. 2010/073948

半導体パッケージ基板の一形態として、絶縁層上に銅等の金属で配線を形成する形態がある。絶縁層は、樹脂膜の露光及び現像を経て形成されるパターン硬化膜から構成されてもよいが、樹脂膜の加熱硬化のみで形成される硬化膜から構成されてもよい。絶縁層に用いられる樹脂組成物の硬化膜は、銅に対する密着性が不十分であると、硬化膜と銅配線との間で剥離が生じることがある。そして、銅配線の剥離に由来する断線、又はパッケージクラックが起こることがある。これに対して、銅との密着性を向上させる方法として、樹脂組成物にアミノ基を有する密着助剤を添加する方法がある。しかし、アミノ基を有する密着助剤を含有する樹脂組成物は、室温で保管した際に粘度が上昇してしまい、保管後の樹脂組成物では、所定の厚さを有する樹脂膜が得られ難いことがある。そのため、半導体素子の絶縁層を形成するために用いられる樹脂組成物には、銅に対する密着性と、室温での保管安定性とを両立することが求められている。   As one form of the semiconductor package substrate, there is a form in which wiring is formed of a metal such as copper on an insulating layer. The insulating layer may be composed of a pattern cured film formed through exposure and development of the resin film, but may be composed of a cured film formed only by heat curing of the resin film. If the cured film of the resin composition used for the insulating layer has insufficient adhesion to copper, peeling may occur between the cured film and the copper wiring. And the disconnection resulting from peeling of copper wiring or a package crack may occur. On the other hand, as a method of improving the adhesiveness with copper, there is a method of adding an adhesion assistant having an amino group to the resin composition. However, the resin composition containing an adhesion assistant having an amino group increases in viscosity when stored at room temperature, and it is difficult to obtain a resin film having a predetermined thickness with the resin composition after storage. Sometimes. Therefore, the resin composition used for forming the insulating layer of the semiconductor element is required to satisfy both adhesion to copper and storage stability at room temperature.

本発明は、室温での保管安定性に優れ、かつ、銅に対する密着性に優れる硬化膜を形成することができる樹脂組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、該樹脂組成物を用いて作製される硬化膜、半導体素子及び電子デバイス、該樹脂組成物を用いたパターン硬化膜の製造方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the resin composition which can form the cured film which is excellent in the storage stability at room temperature, and excellent in the adhesiveness with respect to copper. Another object of the present invention is to provide a cured film, a semiconductor element and an electronic device produced using the resin composition, and a method for producing a patterned cured film using the resin composition.

本発明の一側面は、(A)アルカリ可溶性樹脂と、(B)2つ以上のヒドラジド基を有する化合物と、(C)熱架橋剤と、を含有する樹脂組成物を提供する。   One aspect of the present invention provides a resin composition containing (A) an alkali-soluble resin, (B) a compound having two or more hydrazide groups, and (C) a thermal crosslinking agent.

(A)アルカリ可溶性樹脂は、フェノール性水酸基を有する樹脂であってもよい。また、(C)熱架橋剤は、4つ以上のアルコキシメチル基を有する化合物であってもよい。   (A) The alkali-soluble resin may be a resin having a phenolic hydroxyl group. Further, (C) the thermal crosslinking agent may be a compound having 4 or more alkoxymethyl groups.

本発明に係る樹脂組成物は、(D)光により酸を生成する化合物を更に含有してもよく、該化合物はo−キノンジアジド化合物であってもよい。また、本発明に係る樹脂組成物は、(E)エラストマを更に含有してもよく、該エラストマはアクリル系エラストマであってもよい。   The resin composition according to the present invention may further contain (D) a compound that generates an acid by light, and the compound may be an o-quinonediazide compound. The resin composition according to the present invention may further contain (E) an elastomer, and the elastomer may be an acrylic elastomer.

本発明は、別の側面において、上記樹脂組成物からなる樹脂膜の硬化物を含む硬化膜を提供する。本発明はまた、上記硬化膜を層間絶縁層又は表面保護層として備える半導体素子を提供する。本発明はさらに、上記半導体素子を備える電子デバイスを提供する。   This invention provides the cured film containing the hardened | cured material of the resin film which consists of the said resin composition in another side surface. The present invention also provides a semiconductor device comprising the cured film as an interlayer insulating layer or a surface protective layer. The present invention further provides an electronic device comprising the semiconductor element.

本発明は、別の側面において、上記樹脂組成物を基板の一部又は全面に塗布及び乾燥して樹脂膜を形成する工程と、樹脂膜の一部又は全面を露光する工程と、露光後の樹脂膜をアルカリ水溶液によって現像してパターン樹脂膜を形成する工程と、パターン樹脂膜を加熱する工程とを備える、パターン硬化膜の製造方法を提供する。   In another aspect, the present invention provides a step of coating and drying the resin composition on a part or the entire surface of a substrate to form a resin film, a step of exposing a part or the entire surface of the resin film, Provided is a method for producing a cured pattern film, comprising: a step of developing a resin film with an alkaline aqueous solution to form a pattern resin film; and a step of heating the pattern resin film.

本発明によれば、室温での保管安定性に優れ、かつ、銅に対する密着性に優れる硬化膜を形成することができる樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、該樹脂組成物を用いて作製される硬化膜、半導体素子及び電子デバイス、該樹脂組成物を用いたパターン硬化膜の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the resin composition which can form the cured film which is excellent in the storage stability at room temperature, and is excellent in the adhesiveness with respect to copper can be provided. Moreover, according to this invention, the manufacturing method of the cured film produced using this resin composition, a semiconductor element, an electronic device, and the pattern cured film using this resin composition can be provided.

半導体素子の製造工程の一実施形態を説明する概略斜視図及び概略端面図である。It is the schematic perspective view and schematic end view explaining one Embodiment of the manufacturing process of a semiconductor element. 半導体素子の製造工程の一実施形態を説明する概略斜視図及び概略端面図である。It is the schematic perspective view and schematic end view explaining one Embodiment of the manufacturing process of a semiconductor element. 半導体素子の製造工程の一実施形態を説明する概略斜視図及び概略端面図である。It is the schematic perspective view and schematic end view explaining one Embodiment of the manufacturing process of a semiconductor element. 半導体素子の製造工程の一実施形態を説明する概略斜視図及び概略端面図である。It is the schematic perspective view and schematic end view explaining one Embodiment of the manufacturing process of a semiconductor element. 半導体素子の製造工程の一実施形態を説明する概略斜視図及び概略端面図である。It is the schematic perspective view and schematic end view explaining one Embodiment of the manufacturing process of a semiconductor element. 半導体素子の一実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one Embodiment of a semiconductor element. 半導体素子の一実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one Embodiment of a semiconductor element.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。本明細書における「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」又は「メタクリル酸」を意味し、(メタ)アクリレート等の他の類似の表現においても同様である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In this specification, “(meth) acrylic acid” means “acrylic acid” or “methacrylic acid”, and the same applies to other similar expressions such as (meth) acrylate.

[樹脂組成物]
本実施形態の樹脂組成物は、(A)アルカリ可溶性樹脂(以下、「(A)成分」という場合もある。)、(B)2つ以上のヒドラジド基を有する化合物(以下、「(B)成分」という場合もある。)と、(C)熱架橋剤(以下、「(C)成分」という場合もある。)と、を含有する。
[Resin composition]
The resin composition of the present embodiment includes (A) an alkali-soluble resin (hereinafter sometimes referred to as “component (A)”), (B) a compound having two or more hydrazide groups (hereinafter referred to as “(B)”. And (C) a thermal crosslinking agent (hereinafter also referred to as “component (C)”).

<(A)成分>
(A)成分は、アルカリ水溶液に可溶な樹脂である。アルカリ水溶液とは、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液、金属水酸化物水溶液、有機アミン水溶液等のアルカリ性の水溶液である。(A)成分がアルカリ水溶液に可溶であることは、例えば、以下のようにして確認することができる。
<(A) component>
The component (A) is a resin that is soluble in an alkaline aqueous solution. The alkaline aqueous solution is an alkaline aqueous solution such as a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, a metal hydroxide aqueous solution, or an organic amine aqueous solution. Whether the component (A) is soluble in an alkaline aqueous solution can be confirmed, for example, as follows.

(A)成分を任意の溶媒に溶解して得られたワニスを、シリコンウェハ等の基板上にスピン塗布して形成することにより厚さ5μm程度の塗膜とする。これをTMAH水溶液、金属水酸化物水溶液又は有機アミン水溶液のいずれかに20〜25℃において、浸漬する。この結果、塗膜が均一に溶解し得るとき、その(A)成分はアルカリ性水溶液に可溶であると見なすことができる。   A varnish obtained by dissolving the component (A) in an arbitrary solvent is formed by spin coating on a substrate such as a silicon wafer to form a coating film having a thickness of about 5 μm. This is immersed in either a TMAH aqueous solution, a metal hydroxide aqueous solution or an organic amine aqueous solution at 20 to 25 ° C. As a result, when the coating film can be dissolved uniformly, the component (A) can be regarded as soluble in an alkaline aqueous solution.

アルカリ水溶液への溶解性の観点から、(A)成分は、フェノール性水酸基を有する樹脂であることが好ましい。フェノール性水酸基を有する樹脂としては、例えば、ポリヒドロキシスチレン、ヒドロキシスチレンをモノマ単位として含む共重合体等のヒドロキシスチレン系樹脂、フェノール樹脂、ポリ(ヒドロキシアミド)等のポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリ(ヒドロキシフェニレン)エーテル、及びポリナフトールが挙げられる。(A)成分は、これらの樹脂のうちの1種のみで構成されていてもよく、また、2種以上を含んで構成されていてもよい。   From the viewpoint of solubility in an alkaline aqueous solution, the component (A) is preferably a resin having a phenolic hydroxyl group. Examples of the resin having a phenolic hydroxyl group include polyhydroxystyrene, a hydroxystyrene resin such as a copolymer containing hydroxystyrene as a monomer unit, a polybenzoxazole precursor such as a phenol resin and poly (hydroxyamide), a poly (hydroxyamide), and a poly ( Hydroxyphenylene) ether, and polynaphthol. The component (A) may be composed of only one of these resins, or may be composed of two or more.

これらの中で、電気特性(絶縁性)に優れること及び硬化時の体積収縮が小さいことから、(A)成分は、ヒドロキシスチレン系樹脂を含むことが好ましい。   Among these, the component (A) preferably contains a hydroxystyrene-based resin because of its excellent electrical characteristics (insulating properties) and small volume shrinkage during curing.

ヒドロキシスチレン系樹脂は、下記一般式(1)で表される構造単位を有することができる。

Figure 2019210399
The hydroxystyrene-based resin can have a structural unit represented by the following general formula (1).
Figure 2019210399

式(1)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Rは炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基又は炭素数1〜10のアルコキシ基を示し、aは0〜3の整数を示し、bは1〜3の整数を示す。aとbの合計は5以下である。 In Formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a Represents an integer of 0 to 3, and b represents an integer of 1 to 3. The sum of a and b is 5 or less.

で示される炭素数1〜10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、ノニル基及びデシル基が挙げられる。これらのアルキル基は直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよい。Rで表される炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、フェニル基及びナフチル基が挙げられる。Rで表される炭素数1〜10のアルコキシ基としては、例えば、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、ノノキシ基及びデコキシ基が挙げられる。これらのアルコキシ基は直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよい。 Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 2 include 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. . These alkyl groups may be linear or branched. Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms represented by R 2 include a phenyl group and a naphthyl group. Examples of the alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 1 include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentoxy group, a hexoxy group, a heptoxy group, an octoxy group, a nonoxy group, and a deoxy group. It is done. These alkoxy groups may be linear or branched.

ヒドロキシスチレン系樹脂は、一般式(1)で表される構造単位を与えるモノマ等を重合させることで得ることができる。一般式(1)で表される構造単位を与えるモノマとしては、例えば、p−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、o−ヒドロキシスチレン、p−イソプロペニルフェノール、m−イソプロペニルフェノール及びo−イソプロペニルフェノールが挙げられる。これらのモノマは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   The hydroxystyrene-based resin can be obtained by polymerizing a monomer or the like that gives the structural unit represented by the general formula (1). Monomers that give the structural unit represented by the general formula (1) include, for example, p-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, o-hydroxystyrene, p-isopropenylphenol, m-isopropenylphenol, and o-isopropenyl. Phenol is mentioned. These monomers can be used alone or in combination of two or more.

ヒドロキシスチレン系樹脂は、その製造方法に制限されないが、例えば、一般式(1)で示される構造単位を与えるモノマの水酸基をt−ブチル基、アセチル基等で保護して水酸基が保護されたモノマとし、水酸基が保護されたモノマを重合して重合体を得て、さらに得られた重合体を、公知の方法(酸触媒下で脱保護してヒドロキシスチレン系構造単位に変換すること等)で脱保護することにより得ることができる。   The hydroxystyrene-based resin is not limited by its production method. For example, a monomer having a hydroxyl group protected by protecting the hydroxyl group of the monomer giving the structural unit represented by the general formula (1) with a t-butyl group, an acetyl group or the like. And a monomer having a hydroxyl group protected therein to obtain a polymer, and the obtained polymer is further converted by a known method (such as deprotection under an acid catalyst to convert to a hydroxystyrene-based structural unit). It can be obtained by deprotection.

ヒドロキシスチレン系樹脂は、一般式(1)で表される構造単位を与えるモノマのみからなる重合体又は共重合体であってもよく、一般式(1)で表される構造単位を与えるモノマとそれ以外のモノマとの共重合体であってもよい。一般式(1)で示される構造単位の割合は、アルカリ水溶液に対する溶解性の観点から、(A)成分100モル%に対して、10〜100モル%が好ましく、20〜97モル%がより好ましく、30〜95モル%が更に好ましく、50〜95モル%が特に好ましい。   The hydroxystyrene-based resin may be a polymer or copolymer consisting only of a monomer that gives the structural unit represented by the general formula (1), and a monomer that gives the structural unit represented by the general formula (1) It may be a copolymer with other monomers. The proportion of the structural unit represented by the general formula (1) is preferably 10 to 100 mol%, more preferably 20 to 97 mol%, based on 100 mol% of the component (A), from the viewpoint of solubility in an aqueous alkali solution. 30 to 95 mol% is more preferable, and 50 to 95 mol% is particularly preferable.

ヒドロキシスチレン系樹脂が、一般式(1)で表される構造単位を与えるモノマと、それ以外のモノマとの共重合体である場合、ヒドロキシスチレン系樹脂は、下記一般式(2)で表される構造単位を有してもよい。   When the hydroxystyrene resin is a copolymer of a monomer that gives the structural unit represented by the general formula (1) and another monomer, the hydroxystyrene resin is represented by the following general formula (2). It may have a structural unit.

Figure 2019210399
Figure 2019210399

式(2)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Rは炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基又は炭素数1〜10のアルコキシ基を示し、cは0〜3の整数を示す。 In Formula (2), R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 4 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, c Represents an integer of 0 to 3.

で示される炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基又は炭素数1〜10のアルコキシ基としては、それぞれRと同様のものが例示できる。 An alkyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 4, the aryl group or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms having from 6 to 10 carbon atoms, can be exemplified the same as R 2, respectively.

一般式(2)で表される構造単位を有するアルカリ可溶性樹脂は、一般式(2)で表される構造単位を与えるモノマを用いることによって得られる。一般式(2)で表される構造単位を与えるモノマとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−メトキシスチレン、m−メトキシスチレン、p−メトキシスチレン等の芳香族ビニル化合物が挙げられる。これらのモノマは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   The alkali-soluble resin having the structural unit represented by the general formula (2) can be obtained by using a monomer that provides the structural unit represented by the general formula (2). Examples of the monomer that gives the structural unit represented by the general formula (2) include styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, o-methoxystyrene, and m-methoxystyrene. And aromatic vinyl compounds such as p-methoxystyrene. These monomers can be used alone or in combination of two or more.

ヒドロキシスチレン系樹脂が一般式(2)で表される構造単位を有するアルカリ可溶性樹脂である場合、硬化膜の吸水性の観点から、一般式(2)で表される構造単位の割合は(A)成分100モル%に対して、1〜90モル%が好ましく、3〜80モル%がより好ましく、5〜70モル%が更に好ましく、5〜50モル%が特に好ましい。   When the hydroxystyrene-based resin is an alkali-soluble resin having a structural unit represented by the general formula (2), from the viewpoint of water absorption of the cured film, the proportion of the structural unit represented by the general formula (2) is (A 1) -90 mol% is preferable with respect to 100 mol% of component, 3-80 mol% is more preferable, 5-70 mol% is still more preferable, 5-50 mol% is especially preferable.

ヒドロキシスチレン系樹脂が、一般式(1)で表される構造単位を与えるモノマと、それ以外のモノマとの共重合体である場合、ヒドロキシスチレン系樹脂は、(メタ)アクリル酸エステルに基づく構造単位を有してもよい。(メタ)アクリル酸エステルは、アルキル基又はヒドロキシアルキル基を有する化合物であってもよい。   When the hydroxystyrene resin is a copolymer of a monomer that gives the structural unit represented by the general formula (1) and another monomer, the hydroxystyrene resin has a structure based on a (meth) acrylic ester. You may have a unit. The (meth) acrylic acid ester may be a compound having an alkyl group or a hydroxyalkyl group.

(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシペンチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘプチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシノニル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシデシル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルが挙げられる。これらのモノマは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of (meth) acrylic acid esters include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic. (Meth) acrylic acid alkyl esters such as hexyl acid, heptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate; hydroxymethyl (meth) acrylate, (meth ) Hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, hydroxypentyl (meth) acrylate, hydroxyhexyl (meth) acrylate, hydroxyheptyl (meth) acrylate, (meth) acrylic Hydroxyoctyl acid, (meth) acrylic Hydroxy nonyl, and (meth) (meth) acrylic acid hydroxyalkyl esters such as acrylic acid hydroxy decyl. These monomers can be used alone or in combination of two or more.

ヒドロキシスチレン系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルに基づく構造単位を有するアルカリ可溶性樹脂である場合、硬化膜の機械特性の観点から、(メタ)アクリル酸エステルに基づく構造単位の割合は(A)成分100モル%に対して、1〜90モル%が好ましく、3〜80モル%がより好ましく、5〜70モル%が更に好ましく、5〜50モル%が特に好ましい。   When the hydroxystyrene-based resin is an alkali-soluble resin having a structural unit based on (meth) acrylic acid ester, the proportion of the structural unit based on (meth) acrylic acid ester is the component (A) from the viewpoint of mechanical properties of the cured film. 1 to 90 mol% is preferable with respect to 100 mol%, 3 to 80 mol% is more preferable, 5 to 70 mol% is still more preferable, and 5 to 50 mol% is particularly preferable.

(A)成分の重量平均分子量(Mw)は、アルカリ水溶液に対する溶解性及び硬化膜の機械特性のバランスを考慮すると、1000〜500000であることが好ましく、2000〜200000であることがより好ましく、2000〜100000であることが更に好ましい。ここでMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定し、標準ポリスチレン検量線より換算して得られる値である。   The weight average molecular weight (Mw) of the component (A) is preferably 1000 to 500000, more preferably 2000 to 200000, considering the balance between the solubility in an aqueous alkali solution and the mechanical properties of the cured film. More preferably, it is ˜100,000. Here, Mw is a value obtained by measuring by a gel permeation chromatography (GPC) method and converting from a standard polystyrene calibration curve.

<(B)成分>
(B)成分は、2つ以上のヒドラジド基を有する化合物であり、樹脂組成物の室温での保管安定性を有しつつ、樹脂組成物から形成される硬化膜の銅に対する密着性を向上することができる成分である。
<(B) component>
The component (B) is a compound having two or more hydrazide groups, and improves the adhesion of the cured film formed from the resin composition to copper while having the storage stability of the resin composition at room temperature. Is a component that can.

(B)成分は、2つのヒドラジド基を有する化合物である場合、下記一般式(3)で表されるジヒドラジド化合物であってもよい。

Figure 2019210399
When the component (B) is a compound having two hydrazide groups, it may be a dihydrazide compound represented by the following general formula (3).
Figure 2019210399

式(3)中、Xは、炭素数1〜20のアルキレン基又は炭素数6〜10のアリーレン基を示す。Xがアルキレン基である場合、銅に対する密着性をより向上する観点から、アルキレン基の炭素数は、1〜18であることが好ましく、1〜14であることがより好ましく、1〜10であることが更に好ましい。アルキレン基は、直鎖状、分岐状又は脂環状であってもよい。Xがアリーレン基である場合、銅に対する密着性をより向上する観点から、m−フェニレン基又はp−フェニレン基であってもよい。これらのアルキレン基及びアリーレン基は、(B)成分が奏する効果を阻害しない基(例えば、アルコキシ基、ニトロ基等)で置換されていてもよい。(B)成分は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   In formula (3), X represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or an arylene group having 6 to 10 carbon atoms. When X is an alkylene group, from the viewpoint of further improving the adhesion to copper, the number of carbon atoms of the alkylene group is preferably 1-18, more preferably 1-14, and 1-10. More preferably. The alkylene group may be linear, branched or alicyclic. When X is an arylene group, it may be an m-phenylene group or a p-phenylene group from the viewpoint of further improving the adhesion to copper. These alkylene group and arylene group may be substituted with a group (for example, an alkoxy group, a nitro group, etc.) that does not inhibit the effect of the component (B). (B) A component can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(B)成分の含有量は、樹脂組成物の室温での保管安定性と、硬化膜の銅との密着性とを両立する観点から、(A)成分100質量部に対して0.1〜10質量部が好ましく、0.2〜5質量部がより好ましく、0.3〜3質量部が更に好ましい。   The content of the component (B) is 0.1 to 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A) from the viewpoint of achieving both the storage stability of the resin composition at room temperature and the adhesion of the cured film to copper. 10 mass parts is preferable, 0.2-5 mass parts is more preferable, 0.3-3 mass parts is still more preferable.

<(C)成分>
(C)成分である熱架橋剤は、樹脂膜を加熱して硬化膜を形成する際に、(A)成分と反応して橋架け構造を形成し得る構造を有する化合物である。(C)成分を用いることで、硬化膜の強度を向上することができる。(C)成分としては、例えば、フェノール性水酸基を有する化合物、アルコキシメチル基を有する化合物及びエポキシ基を有する化合物が挙げられる。
<(C) component>
The thermal crosslinking agent as component (C) is a compound having a structure that can react with component (A) to form a bridge structure when a cured film is formed by heating the resin film. By using the component (C), the strength of the cured film can be improved. Examples of the component (C) include compounds having a phenolic hydroxyl group, compounds having an alkoxymethyl group, and compounds having an epoxy group.

なお、ここでいう「フェノール性水酸基を有する化合物」には、(A)成分は包含されない。熱架橋剤としてのフェノール性水酸基を有する化合物は、熱架橋剤としてだけでなく、樹脂膜をアルカリ水溶液で現像する際の露光部の溶解速度を増加させ、感度を向上させることができる。このようなフェノール性水酸基を有する化合物のMwは、アルカリ水溶液に対する溶解性及び機械特性のバランスを考慮して、2000以下であることが好ましく、94〜2000であることがより好ましく、108〜2000であることが更に好ましく、108〜1500であることが特に好ましい。   The “compound having a phenolic hydroxyl group” here does not include the component (A). The compound having a phenolic hydroxyl group as a thermal crosslinking agent can increase the dissolution rate of the exposed area when developing the resin film with an alkaline aqueous solution, and improve the sensitivity as well as the thermal crosslinking agent. Mw of such a compound having a phenolic hydroxyl group is preferably 2000 or less, more preferably 94 to 2000, more preferably 108 to 2000 in consideration of the balance between solubility in an alkaline aqueous solution and mechanical properties. More preferably, it is particularly preferably 108-1500.

(C)成分は、樹脂膜の硬化時の溶融を防止する効果に優れている点から、アルコキシメチル基を有する化合物であることが好ましく、硬化膜の耐熱性及び機械特性の観点から、4つ以上のアルコキシメチル基を有する化合物であることがより好ましい。   The component (C) is preferably a compound having an alkoxymethyl group from the viewpoint of excellent effect of preventing melting at the time of curing of the resin film. From the viewpoint of heat resistance and mechanical properties of the cured film, there are four components. A compound having the above alkoxymethyl group is more preferable.

4つ以上のアルコキシメチル基を有する化合物は、耐熱性及び薬品耐性の観点から、下記一般式(6)で表される化合物又は下記一般式(7)で表される化合物であることが更に好ましい。   The compound having 4 or more alkoxymethyl groups is more preferably a compound represented by the following general formula (6) or a compound represented by the following general formula (7) from the viewpoint of heat resistance and chemical resistance. .

Figure 2019210399
Figure 2019210399

式(6)中、R〜R10は、それぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基を示す。R〜R10で示される炭素数1〜10のアルキル基は、Rと同様のものが例示できる。アルキル基の炭素数は低温での反応性の観点から、1〜5であることが好ましく、1〜3であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましく、1であることが特に好ましい。 In formula (6), R 5 to R 10 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 5 to R 10 are the same as those of R 2 . From the viewpoint of reactivity at low temperatures, the alkyl group preferably has 1 to 5, more preferably 1 to 3, still more preferably 1 or 2, and particularly preferably 1. preferable.

Figure 2019210399
Figure 2019210399

式(7)中、R11〜R16は、それぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基を示す。R11〜R16で示される炭素数1〜10のアルキル基は、Rと同様のものが例示できる。アルキル基の炭素数は、1〜5であることが好ましく、1〜3であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましく、1であることが特に好ましい。 In formula (7), R 11 to R 16 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 11 to R 16 are the same as those of R 2 . The alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, still more preferably 1 or 2, and particularly preferably 1.

(C)成分の含有量は、硬化膜の耐熱性を向上すると共に、基板上に硬化膜を形成した際の反りを低減する点から、(A)成分100質量部に対して0.5〜50質量部が好ましく、1〜40質量部がより好ましく、2〜30質量部が更に好ましい。   The content of the component (C) improves the heat resistance of the cured film and reduces the warpage when the cured film is formed on the substrate, from the point of 0.5 to 100 parts by mass of the component (A). 50 mass parts is preferable, 1-40 mass parts is more preferable, and 2-30 mass parts is still more preferable.

<(D)成分>
本実施形態の樹脂組成物は、(D)成分として光により(光を受けることにより)酸を生成する化合物を更に含有してもよい。(D)成分は、樹脂組成物において感光剤として機能し、樹脂組成物に感光性を付与することができる。(D)成分は、光照射を受けて酸を生成させ、樹脂膜の光照射を受けた部分のアルカリ水溶液への可溶性を増大させる機能を有する。(D)成分としては、一般に光酸発生剤と称される化合物を用いることができる。(D)成分の具体例としては、o−キノンジアジド化合物、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩及びトリアリールスルホニウム塩が挙げられる。(D)成分は、これらの化合物のうちの1種のみからなるものであってもよく、また2種以上を含んで構成されるものであってもよい。これらの中で、感度が高いことから、(D)成分は、o−キノンジアジド化合物であることが好ましい。
<(D) component>
The resin composition of the present embodiment may further contain a compound that generates an acid by light (by receiving light) as the component (D). The component (D) functions as a photosensitizer in the resin composition and can impart photosensitivity to the resin composition. The component (D) has a function of generating acid upon irradiation with light and increasing the solubility of the resin film irradiated with light in the alkaline aqueous solution. As the component (D), a compound generally called a photoacid generator can be used. Specific examples of the component (D) include o-quinonediazide compounds, aryldiazonium salts, diaryliodonium salts, and triarylsulfonium salts. (D) A component may consist only of 1 type in these compounds, and may be comprised including 2 or more types. Among these, since the sensitivity is high, the component (D) is preferably an o-quinonediazide compound.

o−キノンジアジド化合物としては、例えば、o−キノンジアジドスルホニルクロリドと、ヒドロキシ化合物及び/又はアミノ化合物等とを脱塩酸剤の存在下で縮合反応させることで得られる化合物を用いることができる。   As the o-quinonediazide compound, for example, a compound obtained by a condensation reaction of o-quinonediazidesulfonyl chloride with a hydroxy compound and / or an amino compound in the presence of a dehydrochlorinating agent can be used.

o−キノンジアジドスルホニルクロリドとしては、例えば、ベンゾキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホニルクロリド及びナフトキノン−1,2−ジアジド−6−スルホニルクロリドが挙げられる。   Examples of the o-quinonediazide sulfonyl chloride include benzoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride, naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride, and naphthoquinone-1,2-diazide-6-sulfonyl chloride. It is done.

ヒドロキシ化合物としては、例えば、ヒドロキノン、レゾルシノール、ピロガロール、ビスフェノールA、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−[4−{1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル}フェニル]エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,2’,3’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパン、4b,5,9b,10−テトラヒドロ−1,3,6,8−テトラヒドロキシ−5,10−ジメチルインデノ[2,1−a]インデン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン及びトリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンが挙げられる。   Examples of the hydroxy compound include hydroquinone, resorcinol, pyrogallol, bisphenol A, bis (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1- [4- {1- (4-hydroxyphenyl). ) -1-methylethyl} phenyl] ethane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2 , 2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,2 ′, 3′-pentahydroxybenzophenone, 2,3,4,3 ′, 4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone, bis ( 2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxypheny) ) Propane, 4b, 5,9b, 10-tetrahydro-1,3,6,8-tetrahydroxy-5,10-dimethylindeno [2,1-a] indene, tris (4-hydroxyphenyl) methane and tris (4-hydroxyphenyl) ethane.

アミノ化合物としては、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン及びビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンが挙げられる。   Examples of amino compounds include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, and 4,4′-diaminodiphenyl sulfide. , O-aminophenol, m-aminophenol, p-aminophenol, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, bis (3- Amino-4-hydroxyphenyl) propane, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) propane, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, bis ( 3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluo Propane and bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane and the like.

これらの中でも、o−キノンジアジド化合物を合成する際の反応性の観点と、樹脂膜を露光する際に適度な吸収波長範囲である観点から、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−[4−{1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル}フェニル]エタンと1−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホニルクロリドとの縮合物、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン又はトリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンと1−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホニルクロリドとの縮合物を用いることが好ましい。   Among these, from the viewpoint of reactivity when synthesizing an o-quinonediazide compound and from the viewpoint of an appropriate absorption wavelength range when exposing the resin film, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1- A condensate of [4- {1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl} phenyl] ethane with 1-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonyl chloride, tris (4-hydroxyphenyl) methane or tris ( It is preferable to use a condensate of 4-hydroxyphenyl) ethane and 1-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonyl chloride.

脱塩酸剤としては、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化カリウム、トリメチルアミン、トリエチルアミン及びピリジンが挙げられる。反応溶媒としては、例えば、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル及びN−メチルピロリドンが挙げられる。   Examples of the dehydrochlorinating agent include sodium carbonate, sodium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydroxide, trimethylamine, triethylamine and pyridine. Examples of the reaction solvent include dioxane, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, diethyl ether, and N-methylpyrrolidone.

o−キノンジアジドスルホニルクロリドと、ヒドロキシ化合物及び/又はアミノ化合物との配合は、o−キノンジアジドスルホニルクロリド1モルに対して、ヒドロキシ基とアミノ基とのモル数の合計が0.5〜1モルになるように配合されることが好ましい。脱塩酸剤とo−キノンジアジドスルホニルクロリドの好ましい配合割合は、0.95/1〜1/0.95モル当量の範囲である。   In the blending of o-quinonediazide sulfonyl chloride with a hydroxy compound and / or amino compound, the total number of moles of hydroxy group and amino group is 0.5 to 1 mole per mole of o-quinonediazide sulfonyl chloride. It is preferable to be blended as described above. A preferable blending ratio of the dehydrochlorinating agent and o-quinonediazide sulfonyl chloride is in the range of 0.95 / 1 to 1 / 0.95 molar equivalent.

なお、上述の反応の好ましい反応温度は0〜40℃、好ましい反応時間は1〜10時間である。   In addition, the preferable reaction temperature of the above-mentioned reaction is 0-40 degreeC, and preferable reaction time is 1 to 10 hours.

(D)成分の含有量は、露光部と未露光部の溶解速度差が大きくなり、感度がより良好となる点から、(A)成分100質量部に対して3〜100質量部が好ましく、5〜50質量部がより好ましく、5〜30質量部が更に好ましく、5〜20質量部とすることが特に好ましい。   The content of the component (D) is preferably 3 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A) from the viewpoint that the difference in dissolution rate between the exposed part and the unexposed part increases and the sensitivity becomes better. 5-50 mass parts is more preferable, 5-30 mass parts is still more preferable, and it is especially preferable to set it as 5-20 mass parts.

<(E)成分>
本実施形態の樹脂組成物は、(E)成分としてエラストマを更に含有してもよい。(E)成分としては、例えば、スチレン系エラストマ、オレフィン系エラストマ、ウレタン系エラストマ、ポリエステル系エラストマ、ポリアミド系エラストマ、アクリル系エラストマ及びシリコーン系エラストマが挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、(E)成分は、硬化膜の破断強度及び破断伸びに優れることから、アクリル系エラストマであってもよい。
<(E) component>
The resin composition of this embodiment may further contain an elastomer as the component (E). Examples of the component (E) include styrene-based elastomers, olefin-based elastomers, urethane-based elastomers, polyester-based elastomers, polyamide-based elastomers, acrylic-based elastomers, and silicone-based elastomers. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Among these, the component (E) may be an acrylic elastomer because it is excellent in breaking strength and breaking elongation of the cured film.

アクリル系エラストマは、下記一般式(8)で表される構造単位を有していてもよい。   The acrylic elastomer may have a structural unit represented by the following general formula (8).

Figure 2019210399
Figure 2019210399

式(8)中、R17は水素原子又はメチル基を示し、R18は炭素数2〜20のヒドロキシアルキル基を示す。 In formula (8), R 17 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 18 represents a hydroxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms.

アクリル系エラストマは、上記一般式(8)で表される構造単位を有することで、(A)成分と(E)成分との相互作用が良好になり、相溶性が向上するため、硬化膜の銅に対する密着性、機械特性及び熱衝撃性をより向上できる。(A)成分との相溶性及び硬化膜の熱衝撃性をより向上できる点から、R18は、炭素数2〜15のヒドロキシアルキル基が好ましく、炭素数2〜10のヒドロキシアルキル基がより好ましく、炭素数2〜8のヒドロキシアルキル基が更に好ましい。 Since the acrylic elastomer has the structural unit represented by the general formula (8), the interaction between the component (A) and the component (E) is improved and the compatibility is improved. Adhesion to copper, mechanical properties and thermal shock resistance can be further improved. From the point that the compatibility with the component (A) and the thermal shock resistance of the cured film can be further improved, R 18 is preferably a C 2-15 hydroxyalkyl group, more preferably a C 2-10 hydroxyalkyl group. A hydroxyalkyl group having 2 to 8 carbon atoms is more preferable.

18で示される炭素数2〜20のヒドロキシアルキル基としては、例えば、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシペンチル基、ヒドロキシヘキシル基、ヒドロキシヘプチル基、ヒドロキシオクチル基、ヒドロキシノニル基、ヒドロキシデシル基、ヒドロキシウンデシル基、ヒドロキシドデシル基(ヒドロキシラウリル基という場合もある。)、ヒドロキシトリデシル基、ヒドロキシテトラデシル基、ヒドロキシペンタデシル基、ヒドロキシヘキサデシル基、ヒドロキシヘプタデシル基、ヒドロキシオクタデシル基、ヒドロキシノナデシル基及びヒドロキシエイコシル基が挙げられる。これらの基は直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよい。 Examples of the hydroxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms represented by R 18 include a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, a hydroxybutyl group, a hydroxypentyl group, a hydroxyhexyl group, a hydroxyheptyl group, a hydroxyoctyl group, and a hydroxynonyl group. , Hydroxydecyl group, hydroxyundecyl group, hydroxydodecyl group (sometimes referred to as hydroxylauryl group), hydroxytridecyl group, hydroxytetradecyl group, hydroxypentadecyl group, hydroxyhexadecyl group, hydroxyheptadecyl group, hydroxy Examples include octadecyl group, hydroxynonadecyl group and hydroxyeicosyl group. These groups may be linear or branched.

一般式(8)で表される構造単位を与えるモノマとしては、例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシペンチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘプチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシノニル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシウンデシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシドデシル((メタ)アクリル酸ヒドロキシラウリルという場合もある。)、(メタ)アクリル酸ヒドロキシトリデシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシテトラデシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘプタデシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシオクタデシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシノナデシル及び(メタ)アクリル酸ヒドロキシエイコシルが挙げられる。これらのモノマは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。   Monomers that give the structural unit represented by the general formula (8) include, for example, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, and hydroxypentyl (meth) acrylate. , Hydroxyhexyl (meth) acrylate, hydroxyheptyl (meth) acrylate, hydroxyoctyl (meth) acrylate, hydroxynonyl (meth) acrylate, hydroxydecyl (meth) acrylate, hydroxyundecyl (meth) acrylate, Hydroxydodecyl (meth) acrylate (sometimes referred to as hydroxylauryl (meth) acrylate), hydroxytridecyl (meth) acrylate, hydroxytetradecyl (meth) acrylate, hydroxypentadecyl (meth) acrylate, ( Meta) Acrylic acid hydroxy hexadecyl, (meth) acrylic acid hydroxy heptadecyl, (meth) acrylic acid hydroxy octadecyl, and (meth) hydroxy acrylate nonadecyl and (meth) acrylic acid hydroxy eicosyl. These monomers are used singly or in combination of two or more.

これらの中でも、(A)成分との相溶性、硬化膜の破断伸びをより向上する観点から、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシペンチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘプチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシノニル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシウンデシル又は(メタ)アクリル酸ヒドロキシドデシルを用いることが好ましい。   Among these, from the viewpoint of further improving the compatibility with the component (A) and the elongation at break of the cured film, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, ( Hydroxypentyl acrylate, hydroxyhexyl (meth) acrylate, hydroxyheptyl (meth) acrylate, hydroxyoctyl (meth) acrylate, hydroxynonyl (meth) acrylate, hydroxydecyl (meth) acrylate, (meth) It is preferable to use hydroxyundecyl acrylate or hydroxydodecyl (meth) acrylate.

(E)成分は、一般式(8)で表される構造単位のみからなるアクリル系エラストマであってもよく、一般式(8)で表される構造単位以外の構造単位を有するアクリル系エラストマであってもよい。一般式(8)で表される構造単位以外の構造単位を有するアクリル樹脂である場合、アクリル樹脂中の一般式(8)で表される構造単位の割合は、(E)成分の総量に対して、0.1〜30モル%であることが好ましく、0.3〜20モル%であることがより好ましく、0.5〜10モル%であることが更に好ましい。上記一般式(8)で表される構造単位の組成比が0.1〜30モル%であることにより、(A)成分との相溶性及び硬化膜の熱衝撃性をより向上することができる。   The component (E) may be an acrylic elastomer composed only of the structural unit represented by the general formula (8), or an acrylic elastomer having a structural unit other than the structural unit represented by the general formula (8). There may be. When the acrylic resin has a structural unit other than the structural unit represented by the general formula (8), the proportion of the structural unit represented by the general formula (8) in the acrylic resin is based on the total amount of the component (E). The content is preferably 0.1 to 30 mol%, more preferably 0.3 to 20 mol%, and still more preferably 0.5 to 10 mol%. When the composition ratio of the structural unit represented by the general formula (8) is 0.1 to 30 mol%, compatibility with the component (A) and thermal shock resistance of the cured film can be further improved. .

アクリル系エラストマは、下記一般式(9)で表される構造単位を更に有していてもよい。

Figure 2019210399
The acrylic elastomer may further have a structural unit represented by the following general formula (9).
Figure 2019210399

式(9)中、R19は水素原子又はメチル基を示し、R20は1級、2級又は3級アミノ基を有する1価の有機基を示し、(E)成分が一般式(9)で表される構造単位を有することで、樹脂膜における未露光部の現像液に対する溶解阻害性及び金属基板に対する密着性をより向上できる。 In formula (9), R 19 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 20 represents a monovalent organic group having a primary, secondary or tertiary amino group, and the component (E) is represented by the general formula (9) In the resin film, the dissolution inhibition of the unexposed portion of the resin film with respect to the developer and the adhesion to the metal substrate can be further improved.

一般式(9)で表される構造単位を有するアクリル系エラストマを与えるモノマとしては、例えば、アミノエチル(メタ)アクリレート、N−メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、アミノプロピル(メタ)アクリレート、N−メチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N−エチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、1−メチルピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、(ピペリジン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート及び2−(ピペリジン−4−イル)エチル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらのモノマは単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。   Monomers that give an acrylic elastomer having a structural unit represented by the general formula (9) include, for example, aminoethyl (meth) acrylate, N-methylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminoethyl (meta ) Acrylate, N-ethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, aminopropyl (meth) acrylate, N-methylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) ) Acrylate, N-ethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylate, piperidin-4-yl (meth) acrylate, 1-methylpiperidin-4-yl (meth) acrylate, 2,2 , 6,6-tetramethyl Peridin-4-yl (meth) acrylate, 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl (meth) acrylate, (piperidin-4-yl) methyl (meth) acrylate and 2- (piperidine- 4-yl) ethyl (meth) acrylate. These monomers are used alone or in combination of two or more.

これらの中でも、硬化膜の基板への密着性、(A)成分との相溶性をより向上できる観点から、一般式(9)中、R20が下記一般式(10)で表される1価の有機基であることが好ましい。

Figure 2019210399

式(10)中、Yは炭素数1〜5のアルキレン基を示し、R21〜R25は各々独立に水素原子又は炭素数1〜20のアルキル基を示し、eは0〜10の整数を示す。 Among these, from the viewpoint of further improving the adhesion of the cured film to the substrate and the compatibility with the component (A), in the general formula (9), R 20 is a monovalent represented by the following general formula (10). The organic group is preferably.
Figure 2019210399

In formula (10), Y represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, R 21 to R 25 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and e represents an integer of 0 to 10 Show.

一般式(9)中、R20が一般式(10)で表される1価の有機基で表される構造単位を与えるモノマとしては、例えば、ピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、1−メチルピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル(メタ)アクリレート、(ピペリジン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート及び2−(ピペリジン−4−イル)エチル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中で、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イルメタクリレートはFA−711MMとして、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イルメタクリレートはFA−712HMとして(いずれも日立化成株式会社製)として、それぞれ商業的に入手可能であるため好ましい。 In the general formula (9), examples of the monomer that gives a structural unit in which R 20 is a monovalent organic group represented by the general formula (10) include piperidin-4-yl (meth) acrylate, 1- Methylpiperidin-4-yl (meth) acrylate, 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl (meth) acrylate, 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl (meth) ) Acrylate, (piperidin-4-yl) methyl (meth) acrylate and 2- (piperidin-4-yl) ethyl (meth) acrylate. Among these, 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl methacrylate is FA-711MM, and 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl methacrylate is FA-712HM. (Each is made by Hitachi Chemical Co., Ltd.) and is preferable because it is commercially available.

(E)成分が一般式(9)で表される構造単位を有する場合、一般式(9)で表される構造単位の割合は、(A)成分との相溶性と、現像液に対する溶解性との点から、(E)成分の総量に対して、0.3〜10モル%であることが好ましく、0.4〜6モル%であることがより好ましく、0.5〜5モル%であることが更に好ましい。   When the component (E) has a structural unit represented by the general formula (9), the proportion of the structural unit represented by the general formula (9) is compatible with the component (A) and soluble in the developer. From the above point, it is preferably 0.3 to 10 mol%, more preferably 0.4 to 6 mol%, and more preferably 0.5 to 5 mol%, based on the total amount of component (E). More preferably it is.

アクリル系エラストマは、下記一般式(11)で表される構造単位を更に有していてもよい。アクリル系エラストマが一般式(11)で表される構造単位を有することで、硬化膜の耐熱衝撃性をより向上できる。

Figure 2019210399
The acrylic elastomer may further have a structural unit represented by the following general formula (11). When the acrylic elastomer has the structural unit represented by the general formula (11), the thermal shock resistance of the cured film can be further improved.
Figure 2019210399

式(11)中、R26は水素原子又はメチル基を示し、R27は炭素数4〜20のアルキル基を示す。 In formula (11), R 26 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 27 represents an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms.

27で示される炭素数4〜20のアルキル基としては、例えば、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(ラウリル基という場合もある。)、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、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基及びエイコシル基が挙げられる。これらの基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。 Examples of the alkyl group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 27 include a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, and a dodecyl group (also called a lauryl group And tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group and eicosyl group. These groups may be linear or branched.

一般式(11)中、アルカリ溶解性、耐熱衝撃性、(A)成分との相溶性の観点から、R27が炭素数4〜16のアルキル基であることが好ましく、炭素数4〜12のアルキル基であることがより好ましく、炭素数4のアルキル基(n−ブチル基)であることが更に好ましい。 In general formula (11), from the viewpoints of alkali solubility, thermal shock resistance, and compatibility with component (A), R 27 is preferably an alkyl group having 4 to 16 carbon atoms, and having 4 to 12 carbon atoms. An alkyl group is more preferable, and an alkyl group having 4 carbon atoms (n-butyl group) is more preferable.

一般式(11)で表されるモノマとしては、例えば、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル((メタ)アクリル酸ラウリルという場合もある。)、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ノナデシル及び(メタ)アクリル酸エイコシルが挙げられる。これらのモノマは単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。これらの中でも、硬化膜の破断伸びをより向上し、弾性率をより低くする観点から、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル又は(メタ)アクリル酸ドデシル((メタ)アクリル酸ラウリルともいう。)を用いることが好ましい。   Examples of the monomer represented by the general formula (11) include, for example, butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, Nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, undecyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate (sometimes called lauryl (meth) acrylate), tridecyl (meth) acrylate, (meta And tetradecyl acrylate, pentadecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, heptadecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, nonadecyl (meth) acrylate and eicosyl (meth) acrylate. These monomers are used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of further improving the elongation at break of the cured film and lowering the elastic modulus, butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate , Octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, undecyl (meth) acrylate or dodecyl (meth) acrylate (also referred to as lauryl (meth) acrylate). preferable.

(E)成分が一般式(11)で表される構造単位を有する場合、一般式(11)で表される構造単位の割合は、(E)成分の総量に対して、50〜93モル%であることが好ましく、55〜85モル%であることがより好ましく、60〜80モル%であることが更に好ましい。一般式(11)で表される構造単位の割合が50〜93モル%であることにより、硬化膜の耐熱衝撃性をより向上することができる。   When the component (E) has a structural unit represented by the general formula (11), the proportion of the structural unit represented by the general formula (11) is 50 to 93 mol% with respect to the total amount of the component (E). It is preferable that it is, It is more preferable that it is 55-85 mol%, It is still more preferable that it is 60-80 mol%. When the proportion of the structural unit represented by the general formula (11) is 50 to 93 mol%, the thermal shock resistance of the cured film can be further improved.

アクリル系エラストマは、下記一般式(12)で表される構造単位を更に有していてもよい。アクリル系エラストマが一般式(12)で表される構造単位を有することで、樹脂膜の露光部のアルカリ溶解性をより向上することができる。

Figure 2019210399
The acrylic elastomer may further have a structural unit represented by the following general formula (12). When the acrylic elastomer has the structural unit represented by the general formula (12), the alkali solubility of the exposed portion of the resin film can be further improved.
Figure 2019210399

式(12)中、R28は水素原子又はメチル基を示す。 In formula (12), R 28 represents a hydrogen atom or a methyl group.

一般式(12)で表される構造単位を与えるモノマとしては、アクリル酸及びメタクリル酸が挙げられる。   Examples of the monomer that gives the structural unit represented by the general formula (12) include acrylic acid and methacrylic acid.

(E)成分が一般式(12)で表される構造単位を有する場合、一般式(12)で表される構造単位の割合は、(E)成分の総量に対して、5〜35モル%であることが好ましく、10〜30モル%であることがより好ましく、15〜25モル%であることが更に好ましい。上記一般式(12)で表される構造単位の組成比が5〜35モル%であることにより、(A)成分との相溶性及び露光部のアルカリ溶解性をより向上することができる。   When the component (E) has a structural unit represented by the general formula (12), the proportion of the structural unit represented by the general formula (12) is 5 to 35 mol% with respect to the total amount of the component (E). It is preferably 10 to 30 mol%, more preferably 15 to 25 mol%. When the compositional ratio of the structural unit represented by the general formula (12) is 5 to 35 mol%, the compatibility with the component (A) and the alkali solubility of the exposed portion can be further improved.

アクリル系エラストマは、例えば、上記一般式(8)で表される構造単位を与えるモノマ、及び必要に応じて添加される一般式(9)、(11)又は(12)で表される構造単位を与えるモノマを配合し、乳酸エチル、トルエン、イソプロパノール等の溶媒中で攪拌し、必要に応じて加熱することにより得られる。   The acrylic elastomer includes, for example, a monomer that gives a structural unit represented by the general formula (8), and a structural unit represented by the general formula (9), (11), or (12) that is added as necessary. It is obtained by blending a monomer that gives water, stirring in a solvent such as ethyl lactate, toluene and isopropanol, and heating as necessary.

アクリル系エラストマの合成に用いられるモノマは、一般式(8)、(9)、(11)及び(12)で表される構造単位を与えるモノマ以外のモノマを更に含んでいてもよい。   The monomer used for the synthesis of the acrylic elastomer may further contain a monomer other than the monomer that gives the structural unit represented by the general formulas (8), (9), (11), and (12).

そのようなモノマとしては、例えば、N−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸4−メチルベンジル、アクリロニトリル、ビニル−n−ブチルエーテル等のビニルアルコールのエステル類、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸グリシジル、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、α−ブロモ(メタ)アクリル酸、α−クロル(メタ)アクリル酸、β−フリル(メタ)アクリル酸、β−スチリル(メタ)アクリル酸、マレイン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノイソプロピル等のマレイン酸モノエステル、フマール酸、ケイ皮酸、α−シアノケイ皮酸、イタコン酸、クロトン酸及びプロピオール酸が挙げられる。これらのモノマは単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。   Examples of such monomers include N- (meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalimide, 1,4-cyclohexanedimethanol mono (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, and 4-methylbenzyl (meth) acrylate. , Esters of vinyl alcohol such as acrylonitrile, vinyl-n-butyl ether, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, 2,2, 3,3-tetrafluoropropyl (meth) acrylate, α-bromo (meth) acrylic acid, α-chloro (meth) acrylic acid, β-furyl (meth) acrylic acid, β-styryl (meth) acrylic acid, maleic acid , Maleic anhydride, monomethyl maleate, maleic acid Aminoethyl, maleic acid monoesters such as maleic acid monoisopropyl, fumaric acid, cinnamic acid, alpha-cyanocinnamic acid, itaconic acid, crotonic acid and propiolic acid. These monomers are used alone or in combination of two or more.

(E)成分のMwは、2000〜100000であることが好ましく、3000〜60000であることがより好ましく、5000〜50000であることが更に好ましく、10000〜40000であることが特に好ましい。(E)成分のMwが2000以上であると硬化膜の熱衝撃性をより向上でき、100000以下であると(A)成分との相溶性及び樹脂膜の現像性をより向上できる。   (E) It is preferable that Mw of a component is 2000-100000, It is more preferable that it is 3000-60000, It is further more preferable that it is 5000-50000, It is especially preferable that it is 10000-40000. When the Mw of the component (E) is 2000 or more, the thermal shock resistance of the cured film can be further improved, and when it is 100000 or less, the compatibility with the component (A) and the developability of the resin film can be further improved.

(E)成分の含有量は、樹脂膜における露光部のアルカリ溶解性及び未露光部のアルカリ溶解阻害性、硬化膜の金属基板との密着性及び耐熱衝撃性のバランスの観点から、(A)成分100質量部に対して1〜50質量部が好ましく、3〜30質量部がより好ましく、5〜20質量部が更に好ましい。   The content of the component (E) is determined from the viewpoint of the balance between the alkali solubility of the exposed portion and the alkali dissolution inhibitor of the unexposed portion in the resin film, the adhesion of the cured film to the metal substrate, and the thermal shock resistance. 1-50 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of components, 3-30 mass parts is more preferable, and 5-20 mass parts is still more preferable.

<その他の成分>
本実施形態の樹脂組成物は、上記(A)〜(E)成分以外に、溶媒、加熱により酸を生成する化合物、溶解促進剤、溶解阻害剤、カップリング剤、及び、界面活性剤又はレベリング剤等の成分を含有してもよい。
<Other ingredients>
In addition to the components (A) to (E), the resin composition of the present embodiment includes a solvent, a compound that generates an acid upon heating, a dissolution accelerator, a dissolution inhibitor, a coupling agent, and a surfactant or leveling. You may contain components, such as an agent.

(溶媒)
本実施形態の樹脂組成物は、溶媒を含有することにより、基板上への塗布を容易にし、均一な厚さの塗膜を形成することができる。溶媒としては、例えば、γ−ブチロラクトン、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸ベンジル、n−ブチルアセテート、エトキシエチルプロピオナート、3−メチルメトキシプロピオナート、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホリルアミド、テトラメチレンスルホン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、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プロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル及びジプロピレングリコールモノメチルエーテルが挙げられる。これらの溶媒は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、溶解性及び塗布膜の均一性の点から、溶媒として、乳酸エチル又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を用いることが好ましい。
(solvent)
By containing the solvent, the resin composition of this embodiment can be easily applied on the substrate and can form a coating film having a uniform thickness. Examples of the solvent include γ-butyrolactone, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate, benzyl acetate, n-butyl acetate, ethoxyethyl propionate, 3-methylmethoxypropionate, N-methyl-2-pyrrolidone, N , N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphorylamide, tetramethylene sulfone, diethyl ketone, diisobutyl ketone, methyl amyl ketone, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol Examples include monobutyl ether and dipropylene glycol monomethyl ether. These solvents can be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use ethyl lactate or propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent from the viewpoint of solubility and uniformity of the coating film.

(加熱により酸を生成する化合物)
加熱により酸を生成する化合物を用いることにより、樹脂膜を加熱する際に酸を発生させることが可能となり、(A)成分と(C)成分との反応、すなわち熱架橋反応が促進され、硬化膜の耐熱性を向上することができる。また、加熱により酸を生成する化合物は、光照射によっても酸を発生するため、樹脂膜における露光部のアルカリ水溶液への溶解性が増大する。よって、樹脂膜における未露光部と露光部とのアルカリ水溶液に対する溶解性の差が更に大きくなり、解像度がより向上する。
(Compound that generates acid by heating)
By using a compound that generates an acid by heating, it becomes possible to generate an acid when the resin film is heated, and the reaction between the component (A) and the component (C), that is, the thermal crosslinking reaction is promoted and cured. The heat resistance of the film can be improved. Moreover, since the compound which produces | generates an acid by heating generate | occur | produces an acid also by light irradiation, the solubility to the alkaline aqueous solution of the exposure part in a resin film increases. Therefore, the difference in solubility in the alkaline aqueous solution between the unexposed portion and the exposed portion in the resin film is further increased, and the resolution is further improved.

このような加熱により酸を生成する化合物は、例えば、50〜250℃まで加熱することにより酸を生成する化合物であってもよい。加熱により酸を生成する化合物の具体例としては、オニウム塩等の強酸と塩基とから形成される塩、及びイミドスルホナートが挙げられる。   The compound that generates an acid by such heating may be, for example, a compound that generates an acid by heating to 50 to 250 ° C. Specific examples of the compound that generates an acid upon heating include a salt formed from a strong acid such as an onium salt and a base, and imide sulfonate.

加熱により酸を生成する化合物を用いる場合の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましく、0.2〜20質量部がより好ましく、0.5〜10質量部が更に好ましい。   When using the compound which produces | generates an acid by heating, 0.1-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (A) component, 0.2-20 mass parts is more preferable, 0.5 More preferably, it is 10 mass parts.

(溶解促進剤)
溶解促進剤を樹脂組成物に配合することによって、樹脂膜をアルカリ水溶液で現像する際の露光部の溶解速度を増加させ、感度及び解像性を向上させることができる。溶解促進剤としては従来公知のものを用いることができる。溶解促進剤の具体例としては、カルボキシル基、スルホン酸又はスルホンアミド基を有する化合物が挙げられる。
(Dissolution promoter)
By blending a dissolution accelerator in the resin composition, the dissolution rate of the exposed area when the resin film is developed with an alkaline aqueous solution can be increased, and the sensitivity and resolution can be improved. A conventionally well-known thing can be used as a dissolution promoter. Specific examples of the dissolution accelerator include compounds having a carboxyl group, a sulfonic acid or a sulfonamide group.

溶解促進剤を用いる場合の含有量は、アルカリ水溶液に対する溶解速度によって決めることができ、例えば、(A)成分100質量部に対して、0.01〜30質量部とすることができる。   Content in the case of using a dissolution promoter can be determined by the melt | dissolution rate with respect to aqueous alkali solution, for example, can be 0.01-30 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component.

(溶解阻害剤)
溶解阻害剤は、(A)成分のアルカリ水溶液に対する溶解性を阻害する化合物であり、残膜厚、現像時間及びコントラストをコントロールするために用いられる。溶解阻害剤としては、例えば、ジフェニルヨードニウムニトラート、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムニトラート、ジフェニルヨードニウムブロミド、ジフェニルヨードニウムクロリド及びジフェニルヨードニウムヨージドが挙げられる。溶解阻害剤を用いる場合の含有量は、感度及び現像時間の許容幅の点から、(A)成分100質量部に対して0.01〜20質量部が好ましく、0.01〜15質量部がより好ましく、0.05〜10質量部が更に好ましい。
(Dissolution inhibitor)
The dissolution inhibitor is a compound that inhibits the solubility of the component (A) in an alkaline aqueous solution, and is used to control the remaining film thickness, development time, and contrast. Examples of the dissolution inhibitor include diphenyliodonium nitrate, bis (p-tert-butylphenyl) iodonium nitrate, diphenyliodonium bromide, diphenyliodonium chloride, and diphenyliodonium iodide. In the case of using a dissolution inhibitor, the content is preferably 0.01 to 20 parts by mass, and 0.01 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A), from the viewpoint of sensitivity and the allowable range of development time. More preferably, 0.05-10 mass parts is still more preferable.

(カップリング剤)
カップリング剤を樹脂組成物に配合することによって、形成される硬化膜の基板との接着性をより高めることができる。カップリング剤としては、例えば、有機シラン化合物及びアルミキレート化合物が挙げられる。有機シラン化合物としては、例えば、KBM−403、KBM−803及びKBM−903(信越化学工業株式会社製、商品名)が挙げられる。カップリング剤を用いる場合の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.1〜20質量部が好ましく、0.5〜10質量部がより好ましい。
(Coupling agent)
By mix | blending a coupling agent with a resin composition, the adhesiveness with the board | substrate of the cured film formed can be improved more. Examples of the coupling agent include organic silane compounds and aluminum chelate compounds. Examples of the organic silane compound include KBM-403, KBM-803, and KBM-903 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). 0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (A) component, and, as for content in the case of using a coupling agent, 0.5-10 mass parts is more preferable.

(界面活性剤又はレベリング剤)
界面活性剤又はレベリング剤を樹脂組成物に配合することによって、塗布性をより向上することができる。具体的には、例えば、界面活性剤又はレベリング剤を含有することで、ストリエーション(膜厚のムラ)をより防いだり、現像性をより向上させたりすることができる。界面活性剤又はレベリング剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル及びポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテルが挙げられる。市販品としては、例えば、メガファックF−171、F−565、RS−78(DIC株式会社製、商品名)が挙げられる。
(Surfactant or leveling agent)
By blending a surfactant or a leveling agent into the resin composition, the coatability can be further improved. Specifically, for example, by containing a surfactant or a leveling agent, striation (film thickness unevenness) can be further prevented, and developability can be further improved. Examples of the surfactant or leveling agent include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, and polyoxyethylene octylphenol ether. Examples of commercially available products include Megafac F-171, F-565, and RS-78 (manufactured by DIC Corporation, trade names).

界面活性剤又はレベリング剤を用いる場合の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.001〜5質量部が好ましく、0.01〜3質量部がより好ましい。   0.001-5 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (A) component, and, as for content in the case of using surfactant or a leveling agent, 0.01-3 mass parts is more preferable.

本実施形態の樹脂組成物は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)等のアルカリ水溶液を用いて現像することが可能である。本実施形態の樹脂組成物を感光性樹脂として用いることにより、充分に高い現像性で、良好な銅に対する密着性及び熱衝撃性を有するパターン硬化膜を形成することが可能となる。   The resin composition of this embodiment can be developed using an aqueous alkaline solution such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH). By using the resin composition of the present embodiment as a photosensitive resin, it is possible to form a cured pattern film having sufficiently high developability and good adhesion to copper and thermal shock.

[硬化膜]
本実施形態の硬化膜は、上述の樹脂組成物からなる樹脂膜の硬化物を含む。硬化膜は、上述した樹脂組成物を加熱することにより得られる。硬化膜は、パターンを有していてもよい。樹脂組成物が(A)、(B)及び(C)成分に加えて、(D)成分を含有する場合、樹脂膜を露光及び現像することで、パターン樹脂膜を形成することができる。パターン樹脂膜を加熱することで、パターン硬化膜が得られる。
[Curing film]
The cured film of the present embodiment includes a cured product of the resin film made of the above-described resin composition. The cured film is obtained by heating the above-described resin composition. The cured film may have a pattern. When the resin composition contains the component (D) in addition to the components (A), (B) and (C), the patterned resin film can be formed by exposing and developing the resin film. A patterned cured film is obtained by heating the pattern resin film.

[パターン硬化膜の製造方法]
本実施形態のパターン硬化膜の製造方法は、上述の樹脂組成物を基板の一部又は全面に塗布及び乾燥し樹脂膜を形成する工程(塗布・乾燥(成膜)工程)と、樹脂膜の一部又は全面を露光する工程(露光工程)と、露光後の樹脂膜をアルカリ水溶液により現像してパターン樹脂膜を形成する工程(現像工程)と、パターン樹脂膜を加熱する工程(加熱処理工程)とを有する。以下、各工程について説明する。
[Method for producing patterned cured film]
The pattern cured film manufacturing method of the present embodiment includes a step of applying and drying the resin composition described above on a part or the entire surface of a substrate to form a resin film (application / drying (film formation) step), A step of exposing part or the entire surface (exposure step), a step of developing the exposed resin film with an alkaline aqueous solution to form a pattern resin film (development step), and a step of heating the pattern resin film (heat treatment step) ). Hereinafter, each step will be described.

<塗布・乾燥(成膜)工程>
まず、本実施形態の樹脂組成物を基板上に塗布し乾燥して樹脂膜を形成する。この工程では、まず、ガラス基板、半導体、金属酸化物絶縁体(例えば、TiO、SiO)、窒化ケイ素等の基板上に、本実施形態の樹脂組成物を、スピンナー等を用いて回転塗布し、塗膜を形成する。塗膜の厚さに特に制限はないが、0.1〜40μmであることが好ましい。この塗膜が形成された基板をホットプレート、オーブン等を用いて乾燥する。乾燥温度及び乾燥時間に特に制限はないが、80〜140℃で1〜7分間行うことが好ましい。これにより、支持基板上に樹脂膜が形成される。樹脂膜の厚さに特に制限はないが、0.1〜40μmであることが好ましい。
<Application / drying (film formation) process>
First, the resin composition of this embodiment is applied on a substrate and dried to form a resin film. In this step, first, the resin composition of the present embodiment is spin-coated using a spinner or the like on a substrate such as a glass substrate, a semiconductor, a metal oxide insulator (for example, TiO 2 , SiO 2 ), or silicon nitride. Then, a coating film is formed. Although there is no restriction | limiting in particular in the thickness of a coating film, it is preferable that it is 0.1-40 micrometers. The substrate on which this coating film has been formed is dried using a hot plate, oven, or the like. Although there is no restriction | limiting in particular in drying temperature and drying time, It is preferable to carry out for 1 to 7 minutes at 80-140 degreeC. Thereby, a resin film is formed on the support substrate. Although there is no restriction | limiting in particular in the thickness of a resin film, It is preferable that it is 0.1-40 micrometers.

<露光工程>
次に、露光工程では、基板上に形成した樹脂膜に、マスクを介して紫外線、可視光線、放射線等の活性光線を照射する。本実施形態の樹脂組成物において、(A)成分はg線、h線及びi線に対する透明性が高いので、g線、h線及びi線のいずれか又は全てを照射に用いてもよい。
<Exposure process>
Next, in the exposure step, the resin film formed on the substrate is irradiated with actinic rays such as ultraviolet rays, visible rays, and radiations through a mask. In the resin composition of this embodiment, since the component (A) is highly transparent to g-line, h-line, and i-line, any or all of g-line, h-line, and i-line may be used for irradiation.

<現像工程>
現像工程では、露光工程後の樹脂膜の露光部を現像液で除去することにより、樹脂膜がパターン化され、パターン樹脂膜が得られる。現像液としては、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、TMAH等のアルカリ水溶液が好適に用いられる。これらの水溶液の塩基濃度は、0.1〜10質量%とすることが好ましい。さらに、上記現像液にアルコール類又は界面活性剤を添加して使用することもできる。これらはそれぞれ、現像液100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部、より好ましくは0.1〜5質量部の範囲で配合することができる。現像液を用いて現像を行う場合は、例えば、シャワー現像、スプレー現像、浸漬現像、パドル現像等の方法により、現像液を樹脂膜上に配し、18〜40℃の条件下、30〜360秒間放置する。放置後、水洗しスピン乾燥を行うことでパターン樹脂膜を洗浄する。
<Development process>
In the development step, the exposed portion of the resin film after the exposure step is removed with a developer, whereby the resin film is patterned and a patterned resin film is obtained. As the developer, for example, an alkaline aqueous solution such as sodium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, ammonia, ethylamine, diethylamine, triethylamine, triethanolamine, TMAH or the like is preferably used. The base concentration of these aqueous solutions is preferably 0.1 to 10% by mass. Furthermore, an alcohol or a surfactant can be added to the developer. Each of these can be blended in the range of preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the developer. When developing using a developing solution, for example, the developing solution is arranged on a resin film by a method such as shower development, spray development, immersion development, paddle development, and the like, and the temperature is 18 to 40 ° C., and 30 to 360. Leave for seconds. After leaving, the pattern resin film is washed by washing with water and spin drying.

<加熱処理工程>
加熱処理工程では、パターン樹脂膜を加熱処理することにより、パターン硬化膜を形成することができる。加熱処理工程における加熱温度は、半導体装置に対する熱によるダメージを充分に防止する点から、300℃以下が好ましく、250℃以下がより好ましく、230℃以下であることが更に好ましい。
<Heat treatment process>
In the heat treatment step, the pattern cured film can be formed by heat treating the pattern resin film. The heating temperature in the heat treatment step is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 250 ° C. or lower, and further preferably 230 ° C. or lower, from the viewpoint of sufficiently preventing damage to the semiconductor device due to heat.

加熱処理は、例えば、石英チューブ炉、ホットプレート、ラピッドサーマルアニール、縦型拡散炉、赤外線硬化炉、電子線硬化炉、マイクロ波硬化炉等のオーブンを用いて行うことができる。また、大気中又は窒素等の不活性雰囲気中いずれを選択することもできるが、窒素下で行う方がパターンの酸化を防ぐことができるので望ましい。上述の好ましい加熱温度の範囲は従来の加熱温度よりも低いため、支持基板及び半導体装置へのダメージを小さく抑えることができる。したがって、本実施形態のパターン硬化膜の製造方法を用いることによって、電子デバイスを歩留まり良く製造することができる。また、プロセスの省エネルギー化につながる。さらに、本実施形態のポジ型感光性樹脂組成物によれば、感光性ポリイミド等に見られる加熱処理工程における体積収縮(硬化収縮)が小さいため、寸法精度の低下を防ぐことができる。   The heat treatment can be performed using an oven such as a quartz tube furnace, a hot plate, rapid thermal annealing, a vertical diffusion furnace, an infrared curing furnace, an electron beam curing furnace, a microwave curing furnace, or the like. In addition, either air or an inert atmosphere such as nitrogen can be selected. However, it is preferable to perform the process under nitrogen because the oxidation of the pattern can be prevented. Since the above-mentioned preferable heating temperature range is lower than the conventional heating temperature, damage to the support substrate and the semiconductor device can be reduced. Therefore, an electronic device can be manufactured with a high yield by using the method for manufacturing a patterned cured film of the present embodiment. It also leads to energy savings in the process. Furthermore, according to the positive photosensitive resin composition of the present embodiment, the volumetric shrinkage (curing shrinkage) in the heat treatment step found in photosensitive polyimide or the like is small, so that a reduction in dimensional accuracy can be prevented.

加熱処理工程における加熱処理時間は、樹脂組成物が硬化するのに充分な時間であればよいが、作業効率との兼ね合いから概ね5時間以下が好ましい。   The heat treatment time in the heat treatment step may be a time sufficient for the resin composition to cure, but is preferably about 5 hours or less in view of work efficiency.

加熱処理は、上述のオーブンの他、マイクロ波硬化装置又は周波数可変マイクロ波硬化装置を用いて行うこともできる。これらの装置を用いることにより、基板及び半導体装置の温度を例えば200℃以下に保ったままで、感光性樹脂膜のみを効果的に加熱することが可能である(J.Photopolym.Sci.Technol.,18,327−332(2005)参照)。   The heat treatment can be performed using a microwave curing device or a variable frequency microwave curing device in addition to the above-described oven. By using these devices, it is possible to effectively heat only the photosensitive resin film while keeping the temperature of the substrate and the semiconductor device at, for example, 200 ° C. or less (J. Photopolym. Sci. Technol., 18, 327-332 (2005)).

上述の本実施形態のパターン硬化膜の製造方法によれば、充分に高い現像性及び解像度で、密着性及び熱衝撃性にも優れるパターン硬化膜が得られる。本実施形態のパターン硬化膜は、特に、銅に対して高い密着性を有する。   According to the manufacturing method of the pattern cured film of this embodiment mentioned above, the pattern cured film which is excellent in adhesiveness and thermal shock property with sufficiently high developability and resolution can be obtained. The patterned cured film of the present embodiment has particularly high adhesion to copper.

[層間絶縁層、表面保護層]
本実施形態の硬化膜は、半導体素子の層間絶縁層又は表面保護層として用いることができる。
[Interlayer insulation layer, surface protective layer]
The cured film of this embodiment can be used as an interlayer insulating layer or a surface protective layer of a semiconductor element.

[半導体素子]
本実施形態の半導体素子は、本実施形態の層間絶縁層又は表面保護層を有する。本実施形態の半導体素子は、特に制限されないが、多層配線構造、再配線構造等を有する、メモリ、パッケージ等のことを意味する。
[Semiconductor element]
The semiconductor element of this embodiment has the interlayer insulation layer or surface protective layer of this embodiment. The semiconductor element of the present embodiment is not particularly limited, but means a memory, a package, or the like having a multilayer wiring structure, a rewiring structure, or the like.

半導体素子の製造工程の一例を図面に基づいて説明する。図1〜5は、多層配線構造を有する半導体素子の製造工程の一実施形態を示す概略斜視図及び概略端面図である。図1〜5中、(a)は概略斜視図であり、(b)は、それぞれ(a)におけるIb−Ib〜Vb−Vb端面を示す概略端面図である。   An example of a semiconductor element manufacturing process will be described with reference to the drawings. 1 to 5 are a schematic perspective view and a schematic end view showing an embodiment of a manufacturing process of a semiconductor device having a multilayer wiring structure. 1 to 5, (a) is a schematic perspective view, and (b) is a schematic end view showing Ib-Ib to Vb-Vb end surfaces in (a), respectively.

まず、図1に示す構造体100を準備する。構造体100は、回路素子を有するSi基板等の半導体基板1と、回路素子が露出する所定のパターンを有し、半導体基板1を被覆するシリコン酸化膜等の保護膜2と、露出した回路素子上に形成された第1導体層3と、保護膜2及び第1導体層3上にスピンコート法等により成膜されたポリイミド樹脂等からなる層間絶縁層4とを備える。   First, the structure 100 shown in FIG. 1 is prepared. The structure 100 includes a semiconductor substrate 1 such as a Si substrate having circuit elements, a protective film 2 such as a silicon oxide film covering the semiconductor substrate 1 and having a predetermined pattern from which the circuit elements are exposed, and exposed circuit elements. A first conductor layer 3 formed thereon, and an interlayer insulating layer 4 made of polyimide resin or the like formed on the protective film 2 and the first conductor layer 3 by a spin coat method or the like are provided.

次に、層間絶縁層4上に窓部6Aを有する感光性樹脂層5を形成することにより、図2に示す構造体200を得る。感光性樹脂層5は、例えば、塩化ゴム系、フェノールノボラック系、ポリヒドロキシスチレン系、ポリアクリル酸エステル系等の感光性樹脂を、スピンコート法により塗布することにより形成される。窓部6Aは、公知の写真食刻技術によって所定部分の層間絶縁層4が露出するように形成される。   Next, a photosensitive resin layer 5 having a window portion 6A is formed on the interlayer insulating layer 4 to obtain a structure 200 shown in FIG. The photosensitive resin layer 5 is formed, for example, by applying a photosensitive resin such as chlorinated rubber, phenol novolac, polyhydroxystyrene, or polyacrylate ester by a spin coating method. The window 6A is formed so that a predetermined portion of the interlayer insulating layer 4 is exposed by a known photolithography technique.

層間絶縁層4をエッチングして窓部6Bを形成した後に、感光性樹脂層5を除去し、図3に示す構造体300を得る。層間絶縁層4のエッチングには、酸素、四フッ化炭素等のガスを用いるドライエッチング手段を用いることができる。このエッチングにより、窓部6Aに対応する部分の層間絶縁層4が選択的に除去され、第1導体層3が露出するように窓部6Bが設けられた層間絶縁層4が得られる。次いで、窓部6Bから露出した第1導体層3を腐食することなく、感光性樹脂層5のみを腐食するようなエッチング溶液を用いて感光性樹脂層5を除去する。   After the interlayer insulating layer 4 is etched to form the window 6B, the photosensitive resin layer 5 is removed to obtain the structure 300 shown in FIG. For etching the interlayer insulating layer 4, dry etching means using a gas such as oxygen or carbon tetrafluoride can be used. By this etching, the portion of the interlayer insulating layer 4 corresponding to the window portion 6A is selectively removed, and the interlayer insulating layer 4 provided with the window portion 6B so that the first conductor layer 3 is exposed is obtained. Next, the photosensitive resin layer 5 is removed using an etching solution that corrodes only the photosensitive resin layer 5 without corroding the first conductor layer 3 exposed from the window 6B.

さらに、窓部6Bに対応する部分に第2導体層7を形成し、図4に示す構造体400を得る。第2導体層7の形成には、公知の写真食刻技術を用いることができる。これにより、第2導体層7と第1導体層3との電気的接続が行われる。   Furthermore, the 2nd conductor layer 7 is formed in the part corresponding to the window part 6B, and the structure 400 shown in FIG. 4 is obtained. A known photolithography technique can be used to form the second conductor layer 7. As a result, the second conductor layer 7 and the first conductor layer 3 are electrically connected.

最後に、層間絶縁層4及び第2導体層7上に表面保護層8を形成し、図5に示す半導体素子500を得る。本実施形態では、表面保護層8は次のようにして形成する。まず、上述の樹脂組成物をスピンコート法により層間絶縁層4及び第2導体層7上に塗布し、乾燥して感光性樹脂膜を形成する。次に、所定部分に窓部6Cに対応するパターンを描いたマスクを介して光照射した後、露光後の樹脂膜をアルカリ水溶液にて現像してパターン樹脂膜を形成する。その後、パターン樹脂膜を加熱により硬化することで、表面保護層8として用いられるパターン硬化膜が形成される。表面保護層8は、第1導体層3及び第2導体層7を外部からの応力、α線等から保護するものであり、本実施形態の表面保護層8を用いた半導体素子500は信頼性に優れる。   Finally, the surface protective layer 8 is formed on the interlayer insulating layer 4 and the second conductor layer 7 to obtain the semiconductor element 500 shown in FIG. In the present embodiment, the surface protective layer 8 is formed as follows. First, the resin composition described above is applied onto the interlayer insulating layer 4 and the second conductor layer 7 by spin coating, and dried to form a photosensitive resin film. Next, after irradiating light through a mask on which a pattern corresponding to the window portion 6C is drawn at a predetermined portion, the exposed resin film is developed with an alkaline aqueous solution to form a patterned resin film. Thereafter, the pattern resin film used as the surface protective layer 8 is formed by curing the pattern resin film by heating. The surface protective layer 8 protects the first conductor layer 3 and the second conductor layer 7 from external stress, α rays, etc., and the semiconductor element 500 using the surface protective layer 8 of the present embodiment is reliable. Excellent.

なお、上述の実施形態では2層の配線構造を有する半導体素子の製造方法を示したが、3層以上の多層配線構造を形成する場合は、上述の工程を繰り返して行い、各層を形成することができる。すなわち、層間絶縁層4を形成する各工程、及び表面保護層8を形成する各工程を繰り返すことによって、多層のパターンを形成することが可能である。また、上記例において、表面保護層8のみでなく、層間絶縁層4も本実施形態の樹脂組成物を用いて形成することが可能である。本実施形態の電子デバイスは、上述の樹脂組成物を用いて形成される表面保護層、カバーコート層又は層間絶縁層を有するものに限られず、様々な構造をとることができる。   In the above-described embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device having a two-layer wiring structure has been described. However, when a multilayer wiring structure having three or more layers is formed, the above steps are repeated to form each layer. Can do. That is, it is possible to form a multilayer pattern by repeating each step of forming the interlayer insulating layer 4 and each step of forming the surface protective layer 8. In the above example, not only the surface protective layer 8 but also the interlayer insulating layer 4 can be formed using the resin composition of the present embodiment. The electronic device of the present embodiment is not limited to one having a surface protective layer, a cover coat layer, or an interlayer insulating layer formed using the above-described resin composition, and can have various structures.

図6及び7は、再配線構造を有する半導体素子の一実施形態を示す概略断面図である。本実施形態の樹脂組成物は、応力緩和性、接着性等にも優れるため、近年開発された図6〜7のような再配線構造を有する半導体素子において使用することができる。   6 and 7 are schematic cross-sectional views showing an embodiment of a semiconductor device having a rewiring structure. Since the resin composition of this embodiment is excellent in stress relaxation property, adhesiveness, and the like, it can be used in a semiconductor element having a rewiring structure as shown in FIGS.

図6は、半導体素子の一実施形態としての配線構造を示す概略断面図である。図6に示す半導体素子600は、シリコン基板23と、シリコン基板23の一方面側に設けられた層間絶縁層11と、層間絶縁層11上に形成された、パッド部15を含むパターンを有するAl配線層12と、パッド部15上に開口を形成しながら層間絶縁層11及びAl配線層12上に順次積層された絶縁層13(例えばP−SiN層)及び表面保護層14と、表面保護層14上で開口近傍に配された島状のコア18と、絶縁層13及び表面保護層14の開口内でパッド部15と接するとともにコア18の表面保護層14とは反対側の面に接するように表面保護層14上に延在する再配線層16とを備える。さらに、半導体素子600は、表面保護層14、コア18及び再配線層16を覆って形成され、コア18上の再配線層16の部分に開口が形成されているカバーコート層19と、カバーコート層19の開口においてバリアメタル20を間に挟んで再配線層16と接続された導電性ボール17と、導電性ボールを保持するカラー21と、導電性ボール17周囲のカバーコート層19上に設けられたアンダーフィル22とを備える。導電性ボール17は外部接続端子として用いられ、はんだ、金等から形成される。アンダーフィル22は、半導体素子600を実装する際に応力を緩和するために設けられている。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a wiring structure as one embodiment of a semiconductor element. A semiconductor element 600 shown in FIG. 6 includes a silicon substrate 23, an interlayer insulating layer 11 provided on one side of the silicon substrate 23, and an Al having a pattern including a pad portion 15 formed on the interlayer insulating layer 11. A wiring layer 12, an insulating layer 13 (for example, a P-SiN layer) and a surface protective layer 14, which are sequentially stacked on the interlayer insulating layer 11 and the Al wiring layer 12 while forming an opening on the pad portion 15, and a surface protective layer 14 in contact with the pad portion 15 in the openings of the insulating layer 13 and the surface protective layer 14 and the surface of the core 18 opposite to the surface protective layer 14. And a rewiring layer 16 extending on the surface protective layer 14. Furthermore, the semiconductor element 600 is formed so as to cover the surface protective layer 14, the core 18, and the rewiring layer 16, and a cover coat layer 19 in which an opening is formed in a portion of the rewiring layer 16 on the core 18. The conductive ball 17 connected to the rewiring layer 16 with the barrier metal 20 interposed therebetween in the opening of the layer 19, the collar 21 that holds the conductive ball, and the cover coat layer 19 around the conductive ball 17 are provided. The underfill 22 is provided. The conductive ball 17 is used as an external connection terminal and is formed of solder, gold or the like. The underfill 22 is provided to relieve stress when the semiconductor element 600 is mounted.

図7の半導体素子700においては、シリコン基板23上にAl配線層(図示せず)及びAl配線層のパッド部15が形成されており、その上部には絶縁層13が形成され、さらに素子の表面保護層14が形成されている。パッド部15上には、再配線層16が形成され、この再配線層16は、導電性ボール17との接続部24の上部まで伸びている。さらに、表面保護層14の上には、カバーコート層19が形成されている。再配線層16は、バリアメタル20を介して導電性ボール17に接続されている。   In the semiconductor element 700 of FIG. 7, an Al wiring layer (not shown) and an Al wiring layer pad portion 15 are formed on a silicon substrate 23, and an insulating layer 13 is formed on the Al wiring layer. A surface protective layer 14 is formed. A rewiring layer 16 is formed on the pad portion 15, and the rewiring layer 16 extends to an upper portion of the connection portion 24 with the conductive ball 17. Further, a cover coat layer 19 is formed on the surface protective layer 14. The rewiring layer 16 is connected to the conductive ball 17 through the barrier metal 20.

図6及び7の半導体素子において、樹脂組成物は、層間絶縁層11及び表面保護層14ばかりではなく、カバーコート層19、コア18、カラー21、アンダーフィル22等を形成するための材料として使用することができる。本実施形態の樹脂組成物を用いたパターン硬化膜は、Al配線層12若しくは再配線層16等のメタル層又は封止剤等との接着性に優れ、応力緩和効果も高いため、このパターン硬化膜を層間絶縁層11、表面保護層14、カバーコート層19、コア18、はんだ等のカラー21、フリップチップ等で用いられるアンダーフィル22等に用いた半導体素子は、極めて信頼性に優れるものとなる。   6 and 7, the resin composition is used as a material for forming not only the interlayer insulating layer 11 and the surface protective layer 14, but also the cover coat layer 19, the core 18, the collar 21, the underfill 22, and the like. can do. The pattern cured film using the resin composition of the present embodiment is excellent in adhesion with a metal layer such as the Al wiring layer 12 or the rewiring layer 16 or a sealing agent, and has a high stress relaxation effect. A semiconductor element in which the film is used for an interlayer insulating layer 11, a surface protective layer 14, a cover coat layer 19, a core 18, a collar 21 such as solder, an underfill 22 used in a flip chip, etc., is extremely excellent in reliability. Become.

本実施形態の樹脂組成物は、図6及び7における再配線層16を有する半導体素子の層間絶縁層11、表面保護層14及び/又はカバーコート層19に用いることが好適である。   The resin composition of this embodiment is preferably used for the interlayer insulating layer 11, the surface protective layer 14, and / or the cover coat layer 19 of the semiconductor element having the rewiring layer 16 in FIGS.

層間絶縁層11、表面保護層14及び上記カバーコート層19の厚さは、3〜20μmであることが好ましく、5〜15μmであることがより好ましい。   The thicknesses of the interlayer insulating layer 11, the surface protective layer 14, and the cover coat layer 19 are preferably 3 to 20 μm, and more preferably 5 to 15 μm.

[電子デバイス]
本実施形態の電子デバイスは、本実施形態の半導体素子を有する。電子デバイスとは、上述の半導体素子を含むものであり、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末、パソコン及びハードディスクサスペンションが挙げられる。
[Electronic device]
The electronic device of this embodiment has the semiconductor element of this embodiment. The electronic device includes the above-described semiconductor element, and examples thereof include a mobile phone, a smartphone, a tablet terminal, a personal computer, and a hard disk suspension.

以上のように、本実施形態の樹脂組成物は、室温での保管安定性が優れることから樹脂組成物を無駄に廃棄することなく長期間使用することができる。そして、本実施形態の樹脂組成物により形成される硬化膜は、銅との密着性に優れているため、信頼性に優れた半導体素子及び電子デバイスを提供することができる。   As described above, since the resin composition of the present embodiment has excellent storage stability at room temperature, it can be used for a long time without wasting the resin composition. And since the cured film formed with the resin composition of this embodiment is excellent in adhesiveness with copper, it can provide the semiconductor element and electronic device excellent in reliability.

以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited thereto.

本実施例で用いた材料について以下に示す。   The materials used in this example are shown below.

[(A)成分]
A1:4−tert−ブトキシスチレンとスチレンとを、モル比80:20の割合で合計100質量部用意し、これらをプロピレングリコールモノメチルエーテル150質量部に溶解し、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、アゾビスイソブチロニトリル4質量部を用いて10時間、約160rpmの攪拌回転数で攪拌し、重合を行った。その後、反応溶液に硫酸を加えて反応温度を90℃に保持して10時間反応させ、p−tert−ブトキシスチレンを脱保護してp−ヒドロキシスチレンに変換した。得られた共重合体に酢酸エチルを加え、水洗を5回繰り返し、酢酸エチル相を分取し、溶媒を除去して、p−ヒドロキシスチレン/スチレンの共重合体A1を得た。この共重合体A1のポリスチレン換算のMwは10000であった。また、13C−NMR分析の結果、p−ヒドロキシスチレンとスチレンとの共重合モル比は80:20であった。
A2:p−tert−ブトキシスチレンのみ100質量部をプロピレングリコールモノメチルエーテル150質量部に溶解させた以外は、A1の合成と同様にして、p−ヒドロキシスチレンの単独重合体A2を得た。単独重合体A2のMwは10000であった。
A3:p−−ヒドロキシスチレン/メタクリル酸メチル=50/50(モル比)の共重合体(Mw10000、丸善石油化学株式会社製、商品名「マルカリンカーCMM」)
[(A) component]
100 parts by mass of A1: 4-tert-butoxystyrene and styrene in a molar ratio of 80:20 were prepared in total, dissolved in 150 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether, and the reaction temperature was 70 ° C. in a nitrogen atmosphere. The mixture was stirred for 10 hours with 4 parts by mass of azobisisobutyronitrile at a stirring speed of about 160 rpm for polymerization. Thereafter, sulfuric acid was added to the reaction solution, the reaction temperature was kept at 90 ° C., and the reaction was carried out for 10 hours. The p-tert-butoxystyrene was deprotected and converted to p-hydroxystyrene. Ethyl acetate was added to the obtained copolymer, washing with water was repeated 5 times, the ethyl acetate phase was separated, the solvent was removed, and a p-hydroxystyrene / styrene copolymer A1 was obtained. The Mw in terms of polystyrene of this copolymer A1 was 10,000. As a result of 13 C-NMR analysis, the copolymerization molar ratio of p-hydroxystyrene and styrene was 80:20.
A2: A p-hydroxystyrene homopolymer A2 was obtained in the same manner as the synthesis of A1, except that only 100 parts by mass of p-tert-butoxystyrene was dissolved in 150 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether. The Mw of the homopolymer A2 was 10,000.
A3: Copolymer of p-hydroxystyrene / methyl methacrylate = 50/50 (molar ratio) (Mw10000, manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd., trade name “Marcalinker CMM”)

Mwは、それぞれゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法を用いて、標準ポリスチレン換算により求めた。具体的には、以下の装置及び条件で、Mwを測定した。
(測定装置)
検出器:株式会社日立製作所社製「L4000UV」
ポンプ:株式会社日立製作所社製「L6000」
カラム:Gelpack GL−S300MDT−5×2本
データ処理装置:株式会社島津製作所社製「クロマトパック C−R4A」
(測定条件)
溶離液:LiBr(0.03mol/L)及びHPO(0.06mol/L)を含むテトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
測定波長:UV270nm
測定試料:試料0.5mgに対して溶媒[THF/DMF=1/1(容積比)]1mLを添加した試料液を用いた。
Mw was calculated | required by standard polystyrene conversion using the gel permeation chromatography (GPC) method, respectively. Specifically, Mw was measured with the following apparatus and conditions.
(measuring device)
Detector: “L4000UV” manufactured by Hitachi, Ltd.
Pump: “L6000” manufactured by Hitachi, Ltd.
Column: Gelpack GL-S300MDT-5 × 2 Data processor: “Chromatopack C-R4A” manufactured by Shimadzu Corporation
(Measurement condition)
Eluent: Tetrahydrofuran (THF) containing LiBr (0.03 mol / L) and H 3 PO 4 (0.06 mol / L)
Flow rate: 1.0 mL / min Measurement wavelength: UV 270 nm
Measurement sample: A sample solution in which 1 mL of a solvent [THF / DMF = 1/1 (volume ratio)] was added to 0.5 mg of the sample was used.

[(B)成分]
B1:アジピン酸ジヒドラジド
B2:イソフタル酸ジヒドラジド
[Component (B)]
B1: Adipic acid dihydrazide B2: Isophthalic acid dihydrazide

[(C)成分]
C1:一般式(6)のR〜R10が全てメチル基である化合物(ヘキサキス(メトキシメチル)メラミン、株式会社三和ケミカル製、商品名「ニカラックMW−30HM」)
C2:一般式(7)のR11〜R16が全てメチル基である化合物(本州化学工業株式会社製、商品名「HMOM−TPPA」)
[Component (C)]
C1: Compound in which R 5 to R 10 in the general formula (6) are all methyl groups (hexakis (methoxymethyl) melamine, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd., trade name “Nicalak MW-30HM”)
C2: Compound in which R 11 to R 16 in the general formula (7) are all methyl groups (Honshu Chemical Co., Ltd., trade name “HMOM-TPPA”)

[(D)成分]
D1:1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−[4−{1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル}フェニル]エタンの1−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸エステル(エステル化率約90%、ダイトーケミックス株式会社製、商品名「PA28」)
[(D) component]
D1: 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1- [4- {1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl} phenyl] ethane 1-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid Esters (Esterification rate of about 90%, manufactured by Daitokemix Co., Ltd., trade name “PA28”)

[(E)成分]
E1:攪拌機、窒素導入管及び温度計を備えた100mLの三口フラスコに、乳酸エチル55gを秤取し、別途に秤取したモノマ(アクリル酸n−ブチル(BA)34.7g、アクリル酸ラウリル(LA)2.2g、アクリル酸(AA)3.9g、アクリル酸ヒドロキシブチル(HBA)2.6g及び1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イルメタクリレート(日立化成株式会社製、商品名「FA−711MM」)1.7g)と、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.29gとを加えた。室温にて約160rpmの攪拌回転数で攪拌しながら、窒素ガスを400mL/分の流量で30分間流し、溶存酸素を除去した。その後、窒素ガスの流入を止め、フラスコを密閉し、恒温水槽にて約25分で65℃まで昇温した。同温度を10時間保持して重合反応を行い、エラストマE1を得た。この際の重合率は99%であった。また、E1のMwは、約22000であった。なお、エラストマE1におけるモノマのモル比は下記のとおりである。
BA/LA/AA/HBA/FA711MM=75.5/2.5/15/5/2(mol%)
E2:モノマの配合量を変更した以外はE1と同様の重合反応を行い、エラストマE2を得た。この際の重合率は99%であった。また、E2のMwは、約15000であった。なお、エラストマE2におけるモノマのモル比は下記のとおりである。
BA/LA/AA/HBA/FA711MM=65.0/5.0/20/5/5(mol%)
[(E) component]
E1: In a 100 mL three-necked flask equipped with a stirrer, a nitrogen inlet tube and a thermometer, 55 g of ethyl lactate was weighed, and separately weighed monomers (n-butyl acrylate (BA) 34.7 g, lauryl acrylate ( LA) 2.2 g, acrylic acid (AA) 3.9 g, hydroxybutyl acrylate (HBA) 2.6 g and 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl methacrylate (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) (Trade name “FA-711MM”) 1.7 g) and 0.29 g of azobisisobutyronitrile (AIBN) were added. While stirring at room temperature with a stirring speed of about 160 rpm, nitrogen gas was passed at a flow rate of 400 mL / min for 30 minutes to remove dissolved oxygen. Thereafter, the inflow of nitrogen gas was stopped, the flask was sealed, and the temperature was raised to 65 ° C. in about 25 minutes in a constant temperature water bath. A polymerization reaction was carried out while maintaining the same temperature for 10 hours to obtain an elastomer E1. The polymerization rate at this time was 99%. Moreover, Mw of E1 was about 22000. The molar ratio of monomers in the elastomer E1 is as follows.
BA / LA / AA / HBA / FA711MM = 75.5 / 2.5 / 15/5/2 (mol%)
E2: Elastomer E2 was obtained by carrying out the same polymerization reaction as E1 except that the amount of monomer was changed. The polymerization rate at this time was 99%. Moreover, Mw of E2 was about 15000. The molar ratio of monomers in the elastomer E2 is as follows.
BA / LA / AA / HBA / FA711MM = 65.0 / 5.0 / 20/5/5 (mol%)

[(F)成分:アミノ基を有する密着助剤]
F1:3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製、商品名「KBM−903M」)
[Component (F): Adhesion aid having an amino group]
F1: 3-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name “KBM-903M”)

(実施例1〜7及び比較例1〜2)
表1に示す配合量(質量部)の(A)〜(C)成分、溶媒として乳酸エチル120質量部、及びカップリング剤として尿素プロピルトリエトキシシランの50%メタノール溶液2質量部を配合し、これを1μm孔のテフロン(登録商標)フィルターを用いて加圧ろ過して、実施例1〜7及び比較例1〜2の樹脂組成物を調製した。
(Examples 1-7 and Comparative Examples 1-2)
(A)-(C) component of the compounding quantity (mass part) shown in Table 1, 120 mass parts of ethyl lactate as a solvent, and 2 mass parts of 50% methanol solutions of urea propyltriethoxysilane as a coupling agent, This was pressure filtered using a 1 μm pore Teflon (registered trademark) filter to prepare resin compositions of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2.

<樹脂組成物の評価>
(粘度変化率)
樹脂組成物を1.1mL秤量し、E型粘度計を使用して樹脂組成物の初期粘度を測定した。次いで、樹脂組成物を室温で2週間保管した後、粘度を測定し、初期粘度に対する保管後の粘度の変化率を算出した。
<Evaluation of resin composition>
(Viscosity change rate)
1.1 mL of the resin composition was weighed, and the initial viscosity of the resin composition was measured using an E-type viscometer. Subsequently, after storing the resin composition at room temperature for 2 weeks, the viscosity was measured, and the change rate of the viscosity after storage with respect to the initial viscosity was calculated.

(膜厚変化率)
樹脂組成物を6インチシリコンウエハにスピンコートし、120℃で3分間加熱して、厚さ11〜13μmの樹脂膜を形成した。次いで、樹脂組成物を室温で2週間保管した後、同じ条件で樹脂膜を形成した。保管前の樹脂膜の厚さに対する保管後の樹脂膜の厚さの変化率を算出した。
(Thickness change rate)
The resin composition was spin-coated on a 6-inch silicon wafer and heated at 120 ° C. for 3 minutes to form a resin film having a thickness of 11 to 13 μm. Subsequently, after storing the resin composition at room temperature for 2 weeks, a resin film was formed under the same conditions. The rate of change in the thickness of the resin film after storage relative to the thickness of the resin film before storage was calculated.

(Cu密着強度)
粗化処理剤(メック株式会社製、商品名「CZ8101」)を用いて、表面に粗化処理を行った35μm厚の銅箔を準備した。次いで、樹脂組成物を、銅箔の粗化処理面にスピンコートし、120℃で3分間加熱して、厚さ11〜13μmの樹脂膜を形成した。その後、縦型拡散炉(光洋サーモシステム株式会社製、商品名「μ−TF」)を用い、窒素中、温度230℃(昇温時間1.5時間)で2時間加熱処理して、硬化膜を得た。これを銅箔の幅が5mmとなるように湿式エッチングした試験片を作製した。試験片から銅箔の一部を剥がして、オートグラフ(株式会社島津製作所社製、商品名「オートグラフAGS−H100N」)の冶具に固定して、室温(20〜25℃)で50mm/分の速度で垂直方向に銅箔を、硬化膜から引き剥がした際の荷重(kN/m)をピール強度として測定した。数値が大きいほど、銅に対する密着性が良好であることを意味する。
(Cu adhesion strength)
Using a roughening agent (trade name “CZ8101” manufactured by MEC Co., Ltd.), a 35 μm thick copper foil whose surface was roughened was prepared. Subsequently, the resin composition was spin-coated on the roughened surface of the copper foil and heated at 120 ° C. for 3 minutes to form a resin film having a thickness of 11 to 13 μm. Then, using a vertical diffusion furnace (manufactured by Koyo Thermo System Co., Ltd., trade name “μ-TF”), heat treatment was performed in nitrogen at a temperature of 230 ° C. (temperature increase time: 1.5 hours) for 2 hours to obtain a cured film. Got. The test piece which wet-etched this so that the width | variety of copper foil might be 5 mm was produced. A part of the copper foil is peeled off from the test piece and fixed to a jig of Autograph (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name “Autograph AGS-H100N”), and 50 mm / min at room temperature (20 to 25 ° C.). The load (kN / m) when the copper foil was peeled off from the cured film in the vertical direction was measured as the peel strength. It means that the adhesiveness with respect to copper is so favorable that a numerical value is large.

Figure 2019210399
Figure 2019210399

表1に示すとおり、(A)、(B)及び(C)成分を含有する樹脂組成物は、(B)成分を含有しない樹脂組成物に比べて、銅に対する密着強度が高い硬化膜を形成することができ、かつ、室温で保管後の粘度及び膜厚の変化が小さかった。   As shown in Table 1, the resin composition containing the components (A), (B), and (C) forms a cured film having higher adhesion strength to copper than the resin composition containing no component (B). The change in viscosity and film thickness after storage at room temperature was small.

(実施例8〜15及び比較例3〜4)
表2に示す配合量(質量部)の(A)〜(F)成分、溶媒として乳酸エチル120質量部、及びカップリング剤として尿素プロピルトリエトキシシランの50%メタノール溶液2質量部を配合し、これを1μm孔のテフロン(登録商標)フィルターを用いて加圧ろ過して、実施例8〜15及び比較例3〜4の感光性樹脂組成物を調製した。
(Examples 8 to 15 and Comparative Examples 3 to 4)
Components (A) to (F) in the compounding amounts (parts by mass) shown in Table 2, 120 parts by mass of ethyl lactate as the solvent, and 2 parts by mass of 50% methanol solution of urea propyltriethoxysilane as the coupling agent This was subjected to pressure filtration using a 1 μm pore Teflon (registered trademark) filter to prepare photosensitive resin compositions of Examples 8 to 15 and Comparative Examples 3 to 4.

<感光性樹脂組成物の評価>
実施例8〜15及び比較例3〜4の感光性樹脂組成物について、粘度変化率、膜厚変化率及びCu密着強度を、上述した樹脂組成物の評価と同じように評価した。
<Evaluation of photosensitive resin composition>
About the photosensitive resin composition of Examples 8-15 and Comparative Examples 3-4, the viscosity change rate, the film thickness change rate, and Cu adhesion strength were evaluated similarly to evaluation of the resin composition mentioned above.

(感度、解像度)
感光性樹脂組成物を、表面に粗化処理(メック株式会社製、粗化処理剤(CZ8101))を行った35μm厚の銅箔にスピンコートして、120℃で3分間加熱し、厚さ11〜13μmの樹脂膜を形成した。次いで、樹脂膜に対して、i線ステッパー(キャノン株式会社製、商品名「FPA−3000iW」)を用いて、1μm×1μmから100μm×100μmまでの正方形ホールパターンを有するマスクを介してi線(365nm)で縮小投影露光を行った。露光量は、100〜1520mJ/cmまで20mJ/cmずつ変えながら行った。露光後、TMAHの2.38%水溶液を用いて現像した後、水でリンスしてパターン樹脂膜を得た。100μm×100μmの正方形ホールパターンが形成できる最小露光量を感度とした。また、上記露光量の範囲内で、開口している正方形ホールパターンのうち最小の大きさ(一辺の長さ)を解像度の指標とした。感度及び解像度は、小さい程良好である。
(Sensitivity, resolution)
The photosensitive resin composition was spin-coated on a 35 μm-thick copper foil whose surface was subjected to a roughening treatment (a roughening treatment agent (CZ8101) manufactured by MEC Co., Ltd.), heated at 120 ° C. for 3 minutes, A resin film having a thickness of 11 to 13 μm was formed. Next, the i-line stepper (product name “FPA-3000iW” manufactured by Canon Inc., trade name “FPA-3000iW”) is applied to the resin film through a mask having a square hole pattern of 1 μm × 1 μm to 100 μm × 100 μm ( (365 nm). Reduced projection exposure was performed. Exposure amount was carried out while changing to 100~1520mJ / cm 2 by 20mJ / cm 2. After the exposure, development was performed using a 2.38% aqueous solution of TMAH, and then rinsed with water to obtain a patterned resin film. The minimum exposure amount that can form a square hole pattern of 100 μm × 100 μm was defined as sensitivity. Further, the minimum size (length of one side) of the open square hole patterns within the above exposure amount range was used as an index of resolution. The smaller the sensitivity and resolution, the better.

(感度変化率)
樹脂組成物を用いて上記条件でパターン樹脂膜を形成して初期の感度を測定した。次いで、樹脂組成物を室温で2週間保管した後、同じ条件でパターン樹脂膜を形成して感度を測定した。初期の感度に対する保管後の感度の変化率を算出した。
(Sensitivity change rate)
A patterned resin film was formed under the above conditions using the resin composition, and the initial sensitivity was measured. Next, after storing the resin composition at room temperature for 2 weeks, a patterned resin film was formed under the same conditions, and the sensitivity was measured. The rate of change in sensitivity after storage relative to the initial sensitivity was calculated.

Figure 2019210399
Figure 2019210399

表2に示すとおり、(A)、(B)及び(C)成分を含有する樹脂組成物に、更に(D)及び(E)成分を配合した感光性樹脂組成物は、(B)成分を含有しない感光性樹脂組成物に比べて、銅に対する密着強度の高い硬化膜を形成することができ、かつ、室温で保管後の粘度、膜厚及び感度の変化が小さかった。   As shown in Table 2, the photosensitive resin composition in which the components (A), (B) and (C) were further blended with the components (D) and (E), the component (B) Compared with the photosensitive resin composition which does not contain, the cured film with the high adhesive strength with respect to copper was able to be formed, and the change of the viscosity after a storage at room temperature, a film thickness, and the sensitivity was small.

以上より、本発明の樹脂組成物は、室温での保管安定性に優れており、銅に対する密着性に優れる硬化膜を形成できることが確認された。   From the above, it was confirmed that the resin composition of the present invention has excellent storage stability at room temperature and can form a cured film having excellent adhesion to copper.

1…半導体基板、2…保護膜、3…第1導体層、4…層間絶縁層、5…感光性樹脂層、6A,6B,6C…窓部、7…第2導体層、8…表面保護層、11…層間絶縁層、12…Al配線層、13…絶縁層、14…表面保護層、15…パッド部、16…再配線層、17…導電性ボール、18…コア、19…カバーコート層、20…バリアメタル、21…カラー、22…アンダーフィル、23…シリコン基板、24…接続部、100,200,300,400…構造体、500,600,700…半導体素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Protective film, 3 ... 1st conductor layer, 4 ... Interlayer insulation layer, 5 ... Photosensitive resin layer, 6A, 6B, 6C ... Window part, 7 ... 2nd conductor layer, 8 ... Surface protection 11 ... Interlayer insulating layer, 12 ... Al wiring layer, 13 ... Insulating layer, 14 ... Surface protective layer, 15 ... Pad part, 16 ... Re-wiring layer, 17 ... Conductive ball, 18 ... Core, 19 ... Cover coat Layer, 20 ... barrier metal, 21 ... color, 22 ... underfill, 23 ... silicon substrate, 24 ... connecting portion, 100, 200, 300,400 ... structure, 500,600,700 ... semiconductor element.

Claims (11)

(A)アルカリ可溶性樹脂と、(B)2つ以上のヒドラジド基を有する化合物と、(C)熱架橋剤と、を含有する樹脂組成物。   A resin composition containing (A) an alkali-soluble resin, (B) a compound having two or more hydrazide groups, and (C) a thermal crosslinking agent. 前記(A)アルカリ可溶性樹脂が、フェノール性水酸基を有する樹脂である、請求項1に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 1, wherein the (A) alkali-soluble resin is a resin having a phenolic hydroxyl group. 前記(C)熱架橋剤が、4つ以上のアルコキシメチル基を有する化合物である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 1 or 2, wherein the (C) thermal crosslinking agent is a compound having four or more alkoxymethyl groups. (D)光により酸を生成する化合物を更に含有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の樹脂組成物。   (D) The resin composition as described in any one of Claims 1-3 which further contains the compound which produces | generates an acid by light. 前記(D)光により酸を生成する化合物がo−キノンジアジド化合物である、請求項4に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 4, wherein the compound (D) that generates an acid by light is an o-quinonediazide compound. (E)エラストマを更に含有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の樹脂組成物。   (E) The resin composition as described in any one of Claims 1-5 which further contains an elastomer. 前記(E)エラストマがアクリル系エラストマである、請求項6に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 6, wherein the (E) elastomer is an acrylic elastomer. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の樹脂組成物からなる樹脂膜の硬化物を含む、硬化膜。   The cured film containing the hardened | cured material of the resin film which consists of a resin composition as described in any one of Claims 1-7. 請求項8に記載の硬化膜を、層間絶縁層又は表面保護層として備える、半導体素子。   A semiconductor element comprising the cured film according to claim 8 as an interlayer insulating layer or a surface protective layer. 請求項9に記載の半導体素子を備える、電子デバイス。   An electronic device comprising the semiconductor element according to claim 9. 請求項4〜7のいずれか一項に記載の樹脂組成物を基板の一部又は全面に塗布及び乾燥して樹脂膜を形成する工程と、
前記樹脂膜の一部又は全面を露光する工程と、露光後の前記樹脂膜をアルカリ水溶液によって現像してパターン樹脂膜を形成する工程と、
前記パターン樹脂膜を加熱する工程と、
を備える、パターン硬化膜の製造方法。
Applying and drying the resin composition according to any one of claims 4 to 7 on a part or the entire surface of a substrate to form a resin film;
A step of exposing a part or the entire surface of the resin film, a step of developing the resin film after exposure with an alkaline aqueous solution to form a patterned resin film,
Heating the pattern resin film;
A method for producing a patterned cured film.
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