WO2017188153A1 - 樹脂組成物 - Google Patents

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WO2017188153A1
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橋本啓華
荘司優
奥田良治
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東レ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a resin composition suitably used for a surface protective film such as a semiconductor element, an interlayer insulating film, and an insulating layer of an organic electroluminescent element.
  • resin compositions that can be cured at low temperatures include resins such as polyimide, polybenzoxazole, polybenzimidazole, and polybenzothiazole, and resin compositions containing a thermal crosslinking agent (Patent Document 1), alkali-soluble polyamideimide, light Positive type photosensitive polyamideimide resin composition containing an acid generator, a solvent and a crosslinking agent (Patent Document 2), an alkali-soluble polyimide, a quinonediazide compound, a thermal crosslinking agent, a thermal acid generator and an adhesion improver
  • Patent Document 3 A photosensitive polyimide resin composition
  • the resin compositions curable by heat treatment at a low temperature of 250 ° C. or lower as disclosed in Patent Documents 1 to 3 have problems in characteristics such as heat resistance and chemical resistance.
  • the present invention has the following configuration. That is, (A) An alkali-soluble compound comprising at least one selected from a polybenzoxazole precursor, a polyimide precursor, a polyamideimide precursor, and a copolymer thereof, and having a benzoxazole precursor structure and an aliphatic group Resin, and (B) A resin composition containing a thermal acid generator and (E) an antioxidant.
  • alkali-soluble means a pre-baked film formed by the following method, It means that the dissolution rate when immersed in an alkaline aqueous solution described below is 50 nm / min or more. Specifically, a solution in which a resin is dissolved in ⁇ -butyrolactone is applied onto a silicon wafer and prebaked at 120 ° C. for 4 minutes to form a prebaked film having a thickness of 10 ⁇ m ⁇ 0.5 ⁇ m. It means that the dissolution rate obtained from the decrease in film thickness when immersed in a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 1 ° C. for 1 minute and then rinsed with pure water is 50 nm / min or more.
  • a component has a fluorine atom.
  • the formed film has water repellency, and when developed with an alkaline aqueous solution, the penetration of the alkaline aqueous solution into the interface between the film and the substrate is suppressed.
  • the aqueous alkaline solution used for development may be referred to as an alkaline developer.
  • the fluorine atom content in the component (A) is preferably 5% by mass or more from the viewpoint of suppressing the penetration of the alkaline aqueous solution into the interface between the film and the substrate, and 20% by mass from the viewpoint of solubility in the alkaline aqueous solution. The following is preferred.
  • the alkali-soluble resin as the component (A) has high heat resistance.
  • excellent characteristics can be obtained as a planarizing film, an insulating layer, a partition, a protective film, and an interlayer insulating film used in organic light emitting devices, display devices, and semiconductor elements.
  • a thing with little outgas amount is preferable.
  • a polybenzoxazole precursor, a polyimide precursor, a polyamideimide precursor, and a copolymer thereof are preferable examples.
  • the component (A) used in the present invention preferably has a structural unit represented by the following general formula (1). Moreover, you may have another structural unit further. Examples of other structural units in such a case include, but are not limited to, a structure having a skeleton in which two cyclic structures are bonded to a quaternary carbon atom constituting an imide structure or a cyclic structure, and a siloxane structure. Not. When it further has another structural unit, it is preferable to have 50 mol% or more of structural units represented by General formula (1) among the total number of structural units.
  • X and Y each independently represent a divalent to octavalent organic group having 2 or more carbon atoms.
  • R 1 and R 2 each independently represent hydrogen or a carbon number of 1 Represents an organic group of ⁇ 20, n represents an integer in the range of 10 to 100,000, r and s represent an integer in the range of 0 to 2, and p and q represent an integer in the range of 0 to 4. .
  • the component (A) has a benzoxazole precursor structure. By having the benzoxazole precursor structure, the photosensitivity performance is improved, and high extensibility can be imparted to the cured film obtained by curing the resin composition containing the component (A). Ring closure improves heat resistance and chemical resistance.
  • (A) component has an aliphatic group.
  • the aliphatic group preferably has at least one organic group of an alkylene group and an oxyalkylene group. Specific examples include an alkylene group, a cycloalkylene group, an oxyalkylene group, and an oxycycloalkylene group. Moreover, it is preferable that the said aliphatic group is what is represented by following General formula (2).
  • R 3 to R 6 each independently represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 7 to R 14 are each independently hydrogen, fluorine, or alkyl having 1 to 6 carbon atoms.
  • X, y and z each independently represents an integer of 0 to 35.
  • the aliphatic group has a low UV absorption property, the introduction of the aliphatic group improves i-ray transmission and can simultaneously realize high sensitivity.
  • the weight average molecular weight of the component (A) used in the present invention is preferably 600 or more, and more preferably 900 or more, in that the cured film has high extensibility. Moreover, it is preferable that it is 2,000 or less at the point by which the solubility to an alkaline solution is maintained, It is more preferable that it is 1,800 or less, It is further more preferable that it is 1,500 or less.
  • the weight average molecular weight (Mw) can be confirmed using GPC (gel permeation chromatography). For example, it can be determined by measuring using N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter sometimes abbreviated as NMP) as a developing solvent and calculating in terms of polystyrene.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • the component (A) used in the present invention preferably has a structural unit represented by the general formula (1).
  • (OH) p -X- (COOR 1 ) r represents an acid residue.
  • X is a divalent to octavalent organic group having 2 or more carbon atoms, and is preferably an organic group having 5 to 40 carbon atoms containing an aromatic ring or an aliphatic group.
  • the acid component examples include dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyl ether dicarboxylic acid, bis (carboxyphenyl) hexafluoropropane, biphenyl dicarboxylic acid, benzophenone dicarboxylic acid, and triphenyl dicarboxylic acid.
  • dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyl ether dicarboxylic acid, bis (carboxyphenyl) hexafluoropropane, biphenyl dicarboxylic acid, benzophenone dicarboxylic acid, and triphenyl dicarboxylic acid.
  • tetracarboxylic acids such as acid, trimesic acid, diphenyl ether tricarboxylic acid, biphenyl tricarboxylic acid, pyromellitic acid, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3,3 ′, 4′-biphenyl Tetracarboxylic acid, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-diphenyl ether tetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic acid, 2 , 2 ', 3, 3'-Be Zophenone tetracarboxylic acid, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane, 1,1-bis (3,4-dicarboxy) Phenyl) ethane, 1,1
  • R 15 represents an oxygen atom, C (CF 3 ) 2 , or C (CH 3 ) 2 .
  • R 16 and R 17 represent a hydrogen atom or a hydroxyl group.
  • These acids can be used as they are or as acid anhydrides, halides or active esters.
  • diamine used for component (A) examples include 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 1, 4-bis (4-aminophenoxy) benzene, benzidine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 1,5-naphthalenediamine, 2,6-naphthalenediamine, bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis ⁇ 4- (4-aminophenoxy) phenyl ⁇ ether, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-diethyl-4,4′- Diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'
  • R 15 represents an oxygen atom, C (CF 3 ) 2 , or C (CH 3 ) 2 .
  • R 16 to R 19 each independently represents a hydrogen atom or a hydroxyl group.
  • diamines or the corresponding diisocyanate compounds can be used as diamines or the corresponding diisocyanate compounds, trimethylsilylated diamines.
  • the component (A) used in the present invention has an aliphatic group. And it is preferable to have an aliphatic group in Y in the said General formula (1). Furthermore, the aliphatic group is more preferably an aliphatic group represented by the general formula (2).
  • the component (A) used in the present invention may contain an aliphatic group having a siloxane structure as long as the heat resistance is not lowered, thereby improving the adhesion to the substrate.
  • the diamine component include those obtained by copolymerizing 1 to 15 mol% of bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, bis (p-aminophenyl) octamethylpentasiloxane, and the like. .
  • the content of the acidic group at the end of the main chain of the alkali-soluble resin derived from the end-capping agent such as monoamine, acid anhydride, acid chloride, monocarboxylic acid is 100 mol% in total of the acid and amine components constituting the resin.
  • the content is preferably 2 to 25 mol%.
  • the cured film obtained by curing the resin composition of the present invention preferably has a ratio of the benzoxazole precursor structure ring-closed to polybenzoxazole of 30% or more due to the action of the component (B) described later.
  • 30% or more is closed, the amount of outgas is small, and a cured film having high heat resistance, high chemical resistance, and high elongation at break can be obtained.
  • the component (A) having a structural unit represented by the general formula (1) in the present invention preferably has a weight average molecular weight of 10,000 or more and 50,000 or less.
  • a weight average molecular weight of 10,000 or more is preferable because it can improve mechanical properties after curing, and more preferably 20,000 or more.
  • a weight average molecular weight of 50,000 or less is preferable because the developability with an aqueous alkali solution can be improved.
  • At least one weight average molecular weight may be within the above range.
  • the component (A) used in the present invention can be produced by a known method.
  • the polybenzoxazole precursor used in the present invention is composed of a benzoxazole precursor, and can be obtained, for example, by a condensation reaction of a bisaminophenol compound and a dicarboxylic acid. Specifically, a dehydrating condensing agent such as dicyclohexylcarbodiimide (DCC) is reacted with an acid, and a bisaminophenol compound is added thereto, or a solution of a bisaminophenol compound added with a tertiary amine such as pyridine is added to a dicarboxylic acid. For example, a solution of dichloride is dropped. Moreover, it may have an imide precursor structure or an imide structure. In that case, when the imide precursor structure in the polybenzoxazole precursor or the imide structure is 100 parts by mass, the content ratio of the benzoxazole precursor structure Is preferably 101 to 10000 parts by mass.
  • a dehydrating condensing agent such as dicyclohex
  • a benzoxazole precursor structure is introduced into the polyimide precursor by using a diamine having a benzoxazole precursor in advance or by applying the method for producing the polybenzoxazole precursor. Can do.
  • the imide precursor structure in the polyimide precursor is 100 parts by mass
  • the content of the benzoxazole precursor structure is preferably 1 to 99 parts by mass.
  • a method for producing the polyamideimide precursor used in the present invention for example, first, tricarboxylic acid is converted to acid anhydride, and the remaining carboxylic acid is reacted with an acid chloride or a dehydrating condensing agent such as dicyclohexylcarbodiimide (DCC). It can be synthesized by a method of reacting.
  • a benzoxazole precursor structure is introduced into the polyamideimide precursor by using a diamine having a benzoxazole precursor in advance or by applying the method for producing the polybenzoxazole precursor. be able to.
  • the imide precursor structure in the polyamideimide precursor is 100 parts by mass
  • the content of the benzoxazole precursor structure is preferably 50 to 10,000 parts by mass.
  • the thermal acid generator (B) used in the present invention has a thermal decomposition starting temperature of 140 ° C. or higher. Moreover, it is preferable that thermal decomposition start temperature is 220 degrees C or less, and it is more preferable that it is 200 degrees C or less.
  • the thermal decomposition start temperature here means a boiling point or a decomposition temperature, and the decomposition temperature is a temperature at which thermal decomposition starts before reaching the melting point.
  • thermal acid generator examples include sulfonic acid ester compounds and onium salts such as sulfonium salts.
  • the acid generated from the thermal acid generator has an acid dissociation constant of 2.0 from the viewpoint of the function as a catalyst for promoting the cyclization of the imide precursor and benzoxazole precursor of the component (A) and the crosslinking reaction.
  • the following strong acids are preferred.
  • sulfonic acid As the acid generated by thermal decomposition, sulfonic acid, boric acid and the like are preferable.
  • boric acid examples include tetrafluoroboric acid and tetrakis (pentafluorophenyl) boric acid.
  • R 20 to R 22 each independently represents an aliphatic group having 1 to 12 carbon atoms or an aromatic group having 4 to 12 carbon atoms.
  • R 20 to R 22 each independently represents an aliphatic group having 1 to 12 carbon atoms or an aromatic group having 4 to 12 carbon atoms.
  • the group may have some hydrogen atoms substituted, and examples of the substituent include halogen groups such as an alkyl group, an acyl group, and a fluorine group.
  • onium salts include sulfonium salts and iodonium salts.
  • benzenesulfonic acid (4-hydroxyphenyl) dimethylsulfonium
  • benzenesulfonic acid (4-((methoxycarbonyl) oxy) phenyl) dimethylsulfonium
  • benzenesulfonic acid benzyl (4-hydroxyphenyl) methylsulfonium
  • benzene Benzyl sulfonate (4-((methoxycarbonyl) oxy) phenyl) methylsulfonium sulfonate
  • camphorsulfonic acid (4-hydroxyphenyl) dimethylsulfonium
  • Camphorsulfonic acid (4-((methoxycarbonyl) oxy) phenyl) dimethylsulfonium
  • (C) Preferred examples of the compound having at least two oxetanyl groups as the thermal crosslinking agent include “Denacol” ® EX-212L, Denacol EX-214L, Denacol EX-216L, Denacol EX-850L, Denacol EX -321L (above, manufactured by Nagase ChemteX Corporation), GAN, GOT (above, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), “Epicoat” (registered trademark) 828, Epicoat 1002, Epicoat 1750, Epicoat 1007, YX8100-BH30 , E1256, E4250, E4275 (above, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.), “Epicron” (registered trademark) 850-S, Epicron HP-4032, Epicron HP-7200, Epicron HP-820, Epicron HP-4700, Epicron HP-4 70, Epicron HP4032 (above, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals,
  • thermal crosslinking agents Two or more thermal crosslinking agents may be used in combination.
  • the resin composition of the present invention preferably further contains (D) a photosensitive compound.
  • (D) Photosensitivity can be imparted to the resin composition by containing a photosensitive compound.
  • Examples of the photosensitive compound include compounds having a group having a naphthoquinone diazide structure (hereinafter sometimes referred to as naphthoquinone diazide compounds), sulfonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, iodonium salts, and the like. Furthermore, it can also contain a sensitizer etc. as needed.
  • both a 5-naphthoquinone diazide sulfonyl group and a 4-naphthoquinone diazide sulfonyl group are preferably used.
  • the 5-naphthoquinonediazide sulfonyl ester compound has an absorption extending to the g-line region of a mercury lamp and is suitable for g-line exposure and full-wavelength exposure.
  • the 4-naphthoquinonediazide sulfonyl ester compound has absorption in the i-line region of a mercury lamp and is suitable for i-line exposure.
  • the content of the adhesion improving agent after development is preferably 0.01 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A). By setting it as such a range, the effect of each post-development adhesion improving agent can be fully expressed.
  • Examples of the compound represented by the general formula (7) include the following, but are not limited to the following structures.
  • the resin composition of the present invention may contain other post-curing adhesion improver in addition to the compound represented by the general formula (7).
  • Other post-cure adhesion improvers include alkoxysilane-containing aromatic amine compounds, aromatic amide compounds, or non-aromatic silane compounds. Two or more of these may be contained. By containing these compounds, it is possible to improve the adhesion to the base material after firing or curing.
  • alkoxysilane-containing aromatic amine compound and aromatic amide compound are shown below.
  • a compound obtained by reacting an aromatic amine compound and an alkoxy group-containing silicon compound may be used.
  • an aromatic amine compound and a group that reacts with an amino group such as an epoxy group or a chloromethyl group may be used.
  • the content of the other post-curing adhesion improver is preferably 0.01 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). By setting it as such a range, adhesiveness with the base material after baking or hardening can be improved. Further, it can also contain a compound that acts as an adhesion improving agent after development and an adhesion improving agent after curing, such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane.
  • the resin composition of the present invention may contain other alkali-soluble resins in addition to the component (A).
  • alkali-soluble polyimide, polybenzoxazole, acrylic polymer copolymerized with acrylic acid, novolac resin, resole resin, polymer containing radical polymerizable monomer having alkali-soluble group, siloxane resin, cyclic olefin resin examples thereof include a resin having a cardo structure, that is, a skeleton structure in which two cyclic structures are bonded to a quaternary carbon atom constituting the cyclic structure.
  • Such a resin is soluble in an alkaline solution such as tetramethylammonium hydroxide, choline, triethylamine, dimethylaminopyridine, monoethanolamine, diethylaminoethanol, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and sodium carbonate.
  • an alkaline solution such as tetramethylammonium hydroxide, choline, triethylamine, dimethylaminopyridine, monoethanolamine, diethylaminoethanol, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and sodium carbonate.
  • the resin composition of the present invention preferably contains a solvent.
  • Solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone, ⁇ -valerolactone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, 1,3-dimethyl-2 -Polar aprotic solvents such as imidazolidinone, N, N'-dimethylpropyleneurea, N, N-dimethylisobutyramide, methoxy-N, N-dimethylpropionamide, tetrahydrofuran, dioxane, propylene glycol monomethyl ether, propylene Ethers such as glycol monoethyl ether, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, diisobutyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, prop
  • the dissolution order of each component is not particularly limited, and for example, there is a method of sequentially dissolving compounds having low solubility.
  • the rotational speed is preferably set within a range not impairing the performance of the photosensitive colored resin composition, and is usually 200 rpm to 2000 rpm. Even in the case of stirring, it may be heated as necessary, and is usually room temperature to 80 ° C.
  • components that tend to generate bubbles when stirring and dissolving such as surfactants and some post-development adhesion improvers, are added after the other components are dissolved, so that Dissolution failure can be prevented.
  • the resin film When the resin film has photosensitivity, it is irradiated with actinic radiation through a mask having a desired pattern on the film.
  • actinic radiation used for exposure includes ultraviolet rays, visible rays, electron beams, X-rays, etc., but in the present invention, g-rays (436 nm), h-rays (405 nm), i-rays (365 nm), which are general exposure wavelengths. It is preferable to use.
  • these alkaline aqueous solutions may contain polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, ⁇ -butyrolactone, dimethylacrylamide, methanol, ethanol,
  • polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, ⁇ -butyrolactone, dimethylacrylamide, methanol, ethanol,
  • One or more alcohols such as isopropanol, esters such as ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate, ketones such as cyclopentanone, cyclohexanone, isobutyl ketone and methyl isobutyl ketone may be contained.
  • alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol, and esters such as eth
  • the resin film thus obtained is subjected to a thermal crosslinking reaction by applying a temperature of 140 ° C. to 280 ° C. to improve heat resistance and chemical resistance (this process may be referred to as a heat treatment process).
  • This heat treatment is carried out for 5 minutes to 5 hours by selecting the temperature and raising the temperature stepwise, or by selecting a temperature range and continuously raising the temperature. As an example, heat treatment is performed at 130 ° C. and 200 ° C. for 30 minutes each.
  • the curing conditions in the present invention are preferably 140 ° C. or higher and 280 ° C. or lower.
  • the curing condition is preferably 140 ° C. or higher, and more preferably 160 ° C. or higher in order to advance the thermal crosslinking reaction.
  • the present invention is particularly preferably 280 ° C. or lower in order to provide a cured film excellent by curing at a low temperature, and to suppress a malfunction caused by a thermal history of a semiconductor device to be described later and improve the yield.
  • the following is more preferable, and 220 ° C. or lower is further preferable.
  • a display device including a first electrode formed on a substrate and a second electrode provided to face the first electrode, specifically, for example, an LCD, an ECD, an ELD, an organic electroluminescent element It can be used for an insulating layer of the display device (organic electroluminescence device) used.
  • the cured film formed by curing the resin composition of the present invention has high adhesion to a semiconductor chip on which metal wiring is applied, and is also used as a sealing resin to an epoxy resin or the like. Since it has a high adhesive strength, it is suitably used as an interlayer insulating film provided on an adjacent base material (substrate) composed of two or more materials.
  • the resin composition of the present invention is also suitably used for coil parts of inductor devices.
  • the heating temperature for obtaining the cured film (B) is preferably heated at 320 ° C. unless the cured film is thermally decomposed.
  • the thermal decomposition temperature of the cured film can be analyzed by thermogravimetry (TGA).

Abstract

低温での加熱処理により硬化が可能でありながら、耐熱性、耐薬品性、および破断点伸度に優れた硬化膜を得ることができる樹脂組成物を提供することを課題とする。 (A)ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド前駆体、ポリアミドイミド前駆体、およびそれらの共重合体、から選ばれる1種類以上を含んでなり、かつベンゾオキサゾール前駆体構造および脂肪族基を有するアルカリ可溶性樹脂、ならびに、 (B)熱酸発生剤および(E)酸化防止剤を含有する、樹脂組成物。

Description

樹脂組成物
 本発明は、半導体素子等の表面保護膜、層間絶縁膜、有機電界発光素子の絶縁層などに好適に用いられる樹脂組成物に関する。
 従来、半導体素子の表面保護膜や層間絶縁膜、有機電解素子の絶縁層やTFT基板の平坦化膜には、耐熱性や電気絶縁性、機械特性等に優れたポリイミド系樹脂、ポリベンゾオキサゾール系樹脂が広く使用されていた。
 ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体の塗膜を熱的に脱水閉環させて耐熱性、機械特性に優れた薄膜を得る場合、通常350℃前後の高温焼成を必要とする。なお、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体の塗膜を熱的に脱水閉環させて耐熱性、機械特性に優れた薄膜を得る際の操作を焼成、塗膜の変化を硬化、と呼ぶことがある。ところが、近年用いられているメモリデバイスや、半導体パッケージ作製時に用いるモールド樹脂などは高温プロセスに弱いという観点から、さらに半導体パッケージ信頼性の観点から、表面保護膜や層間絶縁膜には250℃以下、さらに望ましくは220℃以下の低温での焼成で硬化可能であり、さらに高い機械特性、熱特性を有するポリイミド系樹脂、ポリベンゾオキサゾール系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂が求められている。
 低温で硬化が可能な樹脂組成物としては、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール、ポリベンゾチアゾールなどの樹脂および熱架橋剤を含有する樹脂組成物(特許文献1)、アルカリ可溶性ポリアミドイミド、光酸発生剤、溶剤および架橋剤を含有するポジ型感光性ポリアミドイミド樹脂組成物(特許文献2)、アルカリ可溶性ポリイミド、キノンジアジド化合物、熱架橋剤、熱酸発生剤および密着改良剤を含有するポジ型感光性ポリイミド樹脂組成物(特許文献3)などが知られている。
特開2007-16214号公報 特開2007-240554号公報 特開2013-72935号公報
 しかしながら特許文献1~3に開示されているような、250℃以下の低温での加熱処理により硬化可能な樹脂組成物は、耐熱性や耐薬品性などの特性面で課題が見られた。
 本発明は従来技術に伴う上記の問題点を解決し、低温での加熱処理により硬化が可能でありながら、耐熱性、耐薬品性、および破断点伸度に優れた硬化膜を得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。
 本発明は次の構成を有する。すなわち、
(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド前駆体、ポリアミドイミド前駆体、およびそれらの共重合体、から選ばれる1種類以上を含んでなり、かつベンゾオキサゾール前駆体構造および脂肪族基を有するアルカリ可溶性樹脂、ならびに、
(B)熱酸発生剤および(E)酸化防止剤を含有する、樹脂組成物である。
 本発明の樹脂組成物によれば、低温での加熱処理により硬化が可能でありながら、耐熱性、耐薬品性、および破断点伸度に優れた硬化膜を得ることができる。
バンプを有する半導体装置のパット部分の拡大断面を示した図である。 バンプを有する半導体装置の詳細な作製方法を示した図である。 本発明の実施例を示す半導体装置の製造工程の断面図である。 本発明の実施例を示すインダクタ装置のコイル部品の断面図である。
 本発明の樹脂組成物は、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド前駆体、ポリアミドイミド前駆体、およびそれらの共重合体、から選ばれる1種類以上を含んでなり、かつベンゾオキサゾール前駆体構造および脂肪族基を有するアルカリ可溶性樹脂、ならびに、(B)熱酸発生剤および(E)酸化防止剤を含有する、樹脂組成物である。また、(C)熱架橋剤および(D)感光性化合物をさらに含有する樹脂組成物であることが好ましい。以下、それぞれ(A)成分、(B)成分、(C)成分、および(D)化合物と省略する場合がある。
 本発明においてアルカリ可溶性とは、次に記す方法により形成したプリベーク膜を、
次に記すアルカリ水溶液に浸漬した場合の溶解速度が50nm/分以上であることをいう。詳細には、γ-ブチロラクトンに樹脂を溶解した溶液をシリコンウエハ上に塗布し、120℃で4分間プリベークを行って膜厚10μm±0.5μmのプリベーク膜を形成し、前記プリベーク膜を23±1℃の2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に1分間浸漬した後、純水でリンス処理したときの膜厚減少から求められる溶解速度が50nm/分以上であることをいう。
 本発明に用いられる(A)成分であるアルカリ可溶性樹脂は、樹脂の構造単位中もしくは主鎖末端またはその両方に酸性基を有することが好ましい。酸性基としては、例えば、カルボキシル基、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基などが挙げられる。かかる酸性基を有することで、良好なアルカリ可溶性を有することができる。(A)成分中の酸性基の含有量は、アルカリ可溶性を向上させる観点から1質量%以上が好ましく、耐薬品性、吸水性などの観点から30質量%以下が好ましい。
 (A)成分は、フッ素原子を有することが好ましい。(A)成分がフッ素原子を有することにより、形成された膜が撥水性を有するものとなり、アルカリ水溶液で現像する際に、膜と基材との界面へのアルカリ水溶液のしみこみが抑制される。なお、現像する際に用いるアルカリ水溶液をアルカリ現像液と記すこともある。(A)成分中のフッ素原子含有量は、膜と基材との界面へのアルカリ水溶液のしみこみを抑制する効果の観点から5質量%以上が好ましく、アルカリ水溶液に対する溶解性の点から20質量%以下が好ましい。
 (A)成分であるアルカリ可溶性樹脂は、耐熱性が高いことが好ましい。特に有機発光装置、表示装置、半導体素子に用いられる平坦化膜、絶縁層、隔壁、保護膜、および層間絶縁膜として優れた特性が得られることから、熱処理後の160℃以上の温度条件下におけるアウトガス量が少ないものが好ましい。具体的には、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド前駆体、ポリアミドイミド前駆体、およびそれらの共重合体が好ましい例として挙げられる。
 本発明に用いられる(A)成分は、下記一般式(1)で表される構造単位を有することが好ましい。また、他の構造単位をさらに有してもよい。かかる場合における他の構造単位としては、例えば、イミド構造や環状構造を構成している4級炭素原子に二つの環状構造が結合した骨格を有する構造、シロキサン構造などが挙げられるが、これらに限定されない。他の構造単位をさらに有する場合、一般式(1)で表される構造単位を、全構造単位数のうち50モル%以上有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(一般式(1)中、XおよびYは、それぞれ独立に2個以上の炭素原子を有する2~8価の有機基を表す。RおよびRは、それぞれ独立に水素、または炭素数1~20の有機基を表す。nは10~100,000の範囲内の整数を示す。rおよびsは0~2の範囲内の整数、pおよびqは0~4の範囲内の整数を表す。)
 また、(A)成分は、ベンゾオキサゾール前駆体構造を有する。ベンゾオキサゾール前駆体構造を有することで、感光性能が向上するとともに、(A)成分を含有する樹脂組成物を硬化した硬化膜に対して高伸度性を付与でき、さらに、ベンゾオキサゾール前駆体が閉環することで、耐熱性、耐薬品性が向上する。
 また、(A)成分は、脂肪族基を有する。前記脂肪族基は、アルキレン基およびオキシアルキレン基の少なくとも1つの有機基を有することが好ましい。具体的には、アルキレン基、シクロアルキレン基、オキシアルキレン基、オキシシクロアルキレン基などが挙げられる。また、前記脂肪族基は、下記一般式(2)で表されるものであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(一般式(2)中、R~Rはそれぞれ独立に炭素数1~6のアルキレン基を表す。R~R14はそれぞれ独立に水素、フッ素、または、炭素数1~6のアルキル基を表す。但し、括弧内に表される構造はそれぞれ異なる。x、y、zはそれぞれ独立に0~35の整数を表す。)
 (A)成分が、脂肪族基を有することにより、(A)成分を含有する樹脂組成物を硬化した硬化膜が高伸度性を有するものとなる。また、(A)成分が脂肪族基を有することにより、樹脂に柔軟性が生まれ、樹脂のベンゾオキサゾール前駆体構造が閉環する場合に発生する応力の増加を抑制できる。このため、ベンゾオキサゾール前駆体構造の脱水閉環に伴う基板ウエハへの応力の増加を抑制することができる。また、脂肪族基は低紫外線吸収性であるため、その導入によりi線透過性が向上し高感度化も同時に実現できる。
 本発明に用いられる(A)成分の重量平均分子量は、硬化膜が高伸度性を有するものとなる点で、600以上であることが好ましく、900以上であることがより好ましい。また、アルカリ溶液への溶解性が維持される点で、2,000以下であることが好ましく、1,800以下であることがより好ましく、1,500以下であることがさらに好ましい。
 本発明において、重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて確認できる。例えば展開溶媒にN-メチル-2-ピロリドン(以下、NMPと省略する場合がある)を用いて測定し、ポリスチレン換算で計算して求めることができる。
 本発明に用いられる(A)成分は、前記一般式(1)で表される構造単位を有することが好ましい。前記一般式(1)における、(OH)-X-(COORは酸の残基を表す。Xは2個以上の炭素原子を有する2価~8価の有機基であり、なかでも芳香族環、または脂肪族基を含有する炭素原子数5~40の有機基であることが好ましい。
 酸成分としては、ジカルボン酸の例としてテレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ビス(カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビフェニルジカルボン酸、ベンゾフェノンジカルボン酸、トリフェニルジカルボン酸など、トリカルボン酸の例としてトリメリット酸、トリメシン酸、ジフェニルエーテルトリカルボン酸、ビフェニルトリカルボン酸など、テトラカルボン酸の例としてピロメリット酸、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,2’,3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)メタン、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸、9,9-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス{4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル}フルオレン、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸、2,3,5,6-ピリジンテトラカルボン酸、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンおよび下記に示した構造の芳香族テトラカルボン酸や、ブタンテトラカルボン酸、シクロブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸などの脂肪族のテトラカルボン酸などを挙げることができるが、これらに限定されない。これらを2種以上用いてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 R15は酸素原子、C(CF、またはC(CHを表す。R16およびR17は水素原子、または水酸基を表す。
 これらの酸は、そのまま、あるいは酸無水物、ハロゲン化物、活性エステルとして使用できる。
 また、前記一般式(1)における、(OH)-Y-(COORは、ジアミンの残基を表す。Yは2個以上の炭素原子を有する2価~8価の有機基であり、なかでも芳香族環や後述する脂肪族基を含有する炭素原子数5~40の有機基であることが好ましい。
 (A)成分に用いられるジアミンの具体的な例としては、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ベンジジン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、1,5-ナフタレンジアミン、2,6-ナフタレンジアミン、ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス{4-(4-アミノフェノキシ)フェニル}エーテル、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジエチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジエチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’,3,3’-テトラメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’,4,4’-テトラメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジ(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、2,2-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あるいはこれらの芳香族環の水素原子の少なくとも一部をアルキル基やハロゲン原子で置換した化合物や、脂肪族のシクロヘキシルジアミン、メチレンビスシクロヘキシルアミンおよび下記に示した構造のジアミンなどが挙げられるが、これらに限定されない。これらを2種以上用いてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 R15は酸素原子、C(CF、またはC(CHを表す。R16~R19はそれぞれ独立に水素原子、または水酸基を表す。
 これらはジアミンとして、または対応するジイソシアネート化合物、トリメチルシリル化ジアミンとして使用できる。
 本発明に用いられる(A)成分は、脂肪族基を有する。そして、前記一般式(1)におけるYに、脂肪族基を有することが好ましい。さらに、それらの脂肪族基は前記一般式(2)で表される脂肪族基であることがより好ましい。
 前記一般式(1)におけるY、すなわちジアミン側に脂肪族基を有することにより、硬化膜における高伸度性、低応力化を得られるとともに、本発明の樹脂組成物を高感度化できる。また、前記一般式(1)におけるYが前記一般式(2)で表される脂肪族基を有することで、基板の金属(例えば銅)との密着性を向上させることができる。具体的には、前記一般式(2)中に含まれるエーテル基と金属との間で配位結合などの相互作用が得られるため、基板の金属との高い密着性を得ることができる。
 脂肪族基を有するジアミンの具体例としては、エチレンジアミン、1,3-ジアミノプロパン、2-メチル-1,3-プロパンジアミン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、2-メチル-1,5-ジアミノペンタン、1,6-ジアミノヘキサン、1,7-ジアミノヘプタン、1,8-ジアミノオクタン、1,9-ジアミノノナン、1,10-ジアミノデカン、1,11-ジアミノウンデカン、1,12-ジアミノドデカン、1,2-シクロヘキサンジアミン、1,3-シクロヘキサンジアミン、1,4-シクロヘキサンジアミン、1,2-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、4,4’-メチレンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン)、KH-511、ED-600、ED-900、ED-2003、EDR-148、EDR-176、D-200、D-400、D-2000、THF-100、THF-140、THF-170、RE-600、RE-900、RE-2000、RP-405、RP-409、RP-2005、RP-2009、RT-1000、HE-1000、HT-1100、HT-1700、(以上商品名、HUNTSMAN(株)製)などが挙げられる。また、―S―、―SO―、―SO―、―NH―、―NCH―、―N(CHCH)―、―N(CHCHCH)―、―N(CH(CH)―、―COO―、―CONH―、―OCONH―、―NHCONH―などの結合を含んでもよい。これらの中で、一般式(2)で表される脂肪族基を有するジアミンが好ましく、例えば、KH-511、ED-600、ED-900、ED-2003、EDR-148、EDR-176、D-200、D-400、D-2000、THF-100、THF-140、THF-170、RE-600、RE-900、RE-2000、RP-405、RP-409、RP-2005、RP-2009、RT-1000、HE-1000、HT-1100、HT-1700、(以上商品名、HUNTSMAN(株)製)などが好ましい。
 前記脂肪族基は、全ジアミン残基中に5~40モル%含まれることが好ましく、10~30モル%含まれることがより好ましい。脂肪族基がこの範囲で含まれることにより、アルカリ水溶液で現像する際の現像性が高められ、かつ加熱により得られる硬化膜の伸度が向上する。
 また、本発明に用いられる(A)成分は、耐熱性を低下させない範囲で、シロキサン構造を有する脂肪族の基を含んでいてもよく、これにより基板との接着性を向上させることができる。具体的には、ジアミン成分として、ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p-アミノフェニル)オクタメチルペンタシロキサンなどを1~15モル%共重合して得られるものなどが挙げられる。1モル%以上含む場合、シリコンウエハなどの基盤との接着性向上の点で好ましく、15モル%以下の場合、アルカリ溶液へ溶解性を低下させない点で好ましい。
 また、(A)成分であるアルカリ可溶性樹脂は、主鎖末端に酸性基を有する樹脂であることが好ましい。かかる樹脂は、アルカリ可溶性樹脂の末端を、酸性基を有するモノアミン、酸無水物、酸クロリド、モノカルボン酸により封止することで、得ることができる。
 主鎖末端に酸性基を有するアルカリ可溶性樹脂を得るために用い得るモノアミンの好ましい例としては、5-アミノ-8-ヒドロキシキノリン、1-ヒドロキシ-7-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-6-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-5-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-4-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-7-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-6-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-5-アミノナフタレン、1-カルボキシ-7-アミノナフタレン、1-カルボキシ-6-アミノナフタレン、1-カルボキシ-5-アミノナフタレン、2-カルボキシ-7-アミノナフタレン、2-カルボキシ-6-アミノナフタレン、2-カルボキシ-5-アミノナフタレン、2-アミノ安息香酸、3-アミノ安息香酸、4-アミノ安息香酸、4-アミノサリチル酸、5-アミノサリチル酸、6-アミノサリチル酸、3-アミノ-4,6-ジヒドロキシピリミジン、2-アミノフェノール、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、2-アミノチオフェノール、3-アミノチオフェノール、4-アミノチオフェノールなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。
 また、主鎖末端に酸性基を有するアルカリ可溶性樹脂を得るために用い得る酸無水物、酸クロリド、モノカルボン酸の好ましい例としては、無水フタル酸、無水マレイン酸、ナジック酸無水物、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、3-ヒドロキシフタル酸無水物などの酸無水物、3-カルボキシフェノール、4-カルボキシフェノール、3-カルボキシチオフェノール、4-カルボキシチオフェノール、1-ヒドロキシ-7-カルボキシナフタレン、1-ヒドロキシ-6-カルボキシナフタレン、1-ヒドロキシ-5-カルボキシナフタレン、1-メルカプト-7-カルボキシナフタレン、1-メルカプト-6-カルボキシナフタレン、1-メルカプト-5-カルボキシナフタレン、などのモノカルボン酸類およびこれらのカルボキシル基が酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物、テレフタル酸、フタル酸、マレイン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、1,5-ジカルボキシナフタレン、1,6-ジカルボキシナフタレン、1,7-ジカルボキシナフタレン、2,6-ジカルボキシナフタレンなどのジカルボン酸類の1つのカルボキシル基だけが酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物、モノ酸クロリド化合物とN-ヒドロキシベンゾトリアゾールやN-ヒドロキシ-5-ノルボルネン-2,3-ジカルボキシイミドとの反応により得られる活性エステル化合物が挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。
 上記モノアミン、酸無水物、酸クロリド、モノカルボン酸などの末端封止剤に由来するアルカリ可溶性樹脂の主鎖末端の酸性基の含有量は、樹脂を構成する酸およびアミン成分の総和100モル%に対して、2~25モル%が好ましい。
 (A)成分であるアルカリ可溶性樹脂が、主鎖末端に酸性基を有する樹脂である場合における(A)成分の主鎖末端の酸性基は、以下の方法で容易に検出できる。例えば、主鎖末端に酸性基を有する樹脂を、酸性溶液に溶解し、樹脂の構成単位であるアミン成分と酸成分に分解し、これをガスクロマトグラフィー(GC)や、NMR測定することにより、酸性基の元である末端封止剤を容易に検出できる。これとは別に、主鎖末端に酸性基を有する樹脂を直接、熱分解ガスクロマトグラフ(PGC)や赤外スペクトル及び13C-NMRスペクトル測定することで検出することが可能である。
 また、本発明の樹脂組成物を硬化した硬化膜は、後述する(B)成分の作用により、ベンゾオキサゾール前駆体構造がポリベンゾオキサゾールに閉環している割合が30%以上であることが好ましい。30%以上が閉環していることで、アウトガス量が少なく、高耐熱性、高耐薬品性、および破断伸度の高い硬化膜とすることができる。
 本発明に用いられる(A)成分であるアルカリ可溶性樹脂を重合する際に用いる溶媒(以下、重合溶媒と呼ぶ)は、原料モノマーであるテトラカルボン酸二無水物類とジアミン類を溶解できればよく、その種類は特に限定されない。例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、N,N’-ジメチルプロピレン尿素、N,N-ジメチルイソ酪酸アミド、メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドのアミド類、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン、γ-カプロラクトン、ε-カプロラクトン、α-メチル-γ-ブチロラクトンなどの環状エステル類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート類、トリエチレングリコールなどのグリコール類、m-クレゾール、p-クレゾールなどのフェノール類、アセトフェノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルスルホキシドなどを挙げることができる。
 重合溶媒は、反応後の(A)成分を溶解させるため、得られる(A)成分100質量部に対して、100質量部以上使用することが好ましく、150質量部以上使用することがより好ましく、沈殿回収時に樹脂を粉末として得るために1,900質量部以下使用することが好ましく、950質量部以下使用することがより好ましい。
 本発明における一般式(1)で表される構造単位を有する(A)成分は、重量平均分子量が10,000以上50,000以下であることが好ましい。重量平均分子量が10,000以上であれば、硬化後の機械特性を向上させることができるため好ましく、20,000以上であることがより好ましい。一方、重量平均分子量が50,000以下であれば、アルカリ水溶液による現像性を向上させることができるため好ましい。
 また、アルカリ可溶性のポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体またはそれらの共重合体を2種以上含有する場合、少なくとも1種の重量平均分子量が上記範囲内であればよい。
 本発明に用いられる(A)成分は公知の方法により作製できる。
 本発明に用いられるポリベンゾオキサゾール前駆体はベンゾオキサゾール前駆体で構成されるものであるが、作製方法としては、例えばビスアミノフェノール化合物とジカルボン酸を縮合反応させることで得ることが出来る。具体的には、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)のような脱水縮合剤と酸を反応させ、ここにビスアミノフェノール化合物を加える方法やピリジンなどの3級アミンを加えたビスアミノフェノール化合物の溶液にジカルボン酸ジクロリドの溶液を滴下するなどがある。また、イミド前駆体構造やイミド構造を有してもよく、その場合、ポリベンゾオキサゾール前駆体におけるイミド前駆体構造、またはイミド構造を100質量部としたときに、ベンゾオキサゾール前駆体構造の含有割合は101~10000質量部であることが好ましい。
 本発明に用いられるポリイミド前駆体の作製方法としては、例えば低温中でテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物を反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得て、その後アミンと縮合剤の存在下で反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得て、その後残りのジカルボン酸を酸クロリド化し、アミンと反応させる方法などで合成することができる。ベンゾオキサゾール前駆体構造を有する場合は、予めベンゾオキサゾール前駆体を有するジアミンを用いるか、前記ポリベンゾオキサゾール前駆体の製造方法を適用することで、ポリイミド前駆体にベンゾオキサゾール前駆体構造を導入することができる。その場合、ポリイミド前駆体におけるイミド前駆体構造を100質量部としたときに、ベンゾオキサゾール前駆体構造の含有割合は1~99質量部であることが好ましい。
 本発明に用いられるポリアミドイミド前駆体の作製方法としては、例えばまずトリカルボン酸を酸無水物化し、残りのカルボン酸を酸クロリドまたはジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)のような脱水縮合剤と反応させ、アミンと反応させる方法などで合成することができる。ベンゾオキサゾール前駆体構造を有する場合は、予めベンゾオキサゾール前駆体を有するジアミンを用いるか、前記ポリベンゾオキサゾール前駆体の製造方法を適用することで、ポリアミドイミド前駆体にベンゾオキサゾール前駆体構造を導入することができる。その場合、ポリアミドイミド前駆体におけるイミド前駆体構造を100質量部としたときに、ベンゾオキサゾール前駆体構造の含有割合は50~10000質量部であることが好ましい。
 本発明においては、(A)成分のほかに、その他のアルカリ可溶性樹脂を含有してもよい。具体的には、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、フェノール樹脂、アルカリ可溶性基を有するラジカル重合性モノマーを含む重合体、シロキサンポリマー、環状オレフィン重合体、およびカルド樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよく、また複数の樹脂を組み合わせて用いてもよい。その場合、(A)成分とその他のアルカリ可溶性樹脂の全体を100質量部としたときに、その他のアルカリ可溶性樹脂の含有割合を1~50質量部とすることが好ましい。
 本発明の樹脂組成物は、(B)熱酸発生剤を含有する。本発明に用いられる(B)熱酸発生剤は、現像後の加熱処理により酸を発生し、(A)成分のイミド前駆体、ベンゾオキサゾール前駆体の環化を促進する触媒として働くため、環化反応をより低温で進行させることができる。さらに、本発明の樹脂組成物が、後述する(C)熱架橋剤をさらに含有する樹脂組成物である場合、(A)成分の樹脂と(C)熱架橋剤との架橋反応を促進する触媒としても働く。このため、(B)熱酸発生剤を含有することにより、硬化後の硬化膜の緻密性が向上し、その結果、耐熱性、耐薬品性が向上する。
 本発明に用いられる(B)熱酸発生剤は、熱分解開始温度が、140℃以上であることがより好ましい。また、熱分解開始温度が、220℃以下であることが好ましく、200℃以下であることがより好ましい。ここでいう熱分解開始温度は、沸点または分解温度を言い、分解温度については融点に達する前に熱分解が開始する温度である。
 また、本発明の樹脂組成物を基板に塗布した後の乾燥(プリベーク:70℃~140℃)時には酸を発生せず、その後の露光、現像でパターニングした後の加熱硬化(キュア:140~220℃)時に酸を発生するものを選択すると、現像時の感度低下を抑制でき、また硬化温度を下げることができるため、高温加熱による基板の応力増大を抑制できるため好ましい。従って、本発明に用いられる(B)熱酸発生剤は、熱分解開始温度が140~220℃であることがより好ましく、また140~200℃であることがさらに好ましい。
 (B)熱酸発生剤としては例えばスルホン酸エステル化合物や、スルホニウム塩などのオニウム塩などが挙げられる。
 熱酸発生剤から発生する酸は、(A)成分のイミド前駆体、ベンゾオキサゾール前駆体の環化の促進や架橋反応の促進をさせる触媒としての機能の観点から、酸解離定数が2.0以下の強酸であることが好ましい。
 熱分解により発生する酸としてはスルホン酸、ほう酸などが好ましい。
 スルホン酸としては例えば、p-トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸などのアリールスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ブタンスルホン酸、カンファースルホン酸などのアルキルスルホン酸やトリフルオロメタンスルホン酸などのハロアルキルスルホン酸などが好ましい。
 ほう酸としては例えばテトラフルオロほう酸、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ほう酸などが好ましい。
 本発明に用いられる(B)成分は、一般式(3)で表されるスルホン酸エステル化合物、一般式(4)で表されるスルホン酸エステル化合物、およびオニウム塩、から選ばれる1種類以上の化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(一般式(3)および(4)中、R20~R22はそれぞれ独立に炭素数1~12の脂肪族基、または炭素数4~12の芳香族基を示す。)
 一般式(3)および(4)中、R20~R22はそれぞれ独立に炭素数1~12の脂肪族基、または炭素数4~12の芳香族基を示すが、脂肪族基および芳香族基はその一部の水素原子が置換されていてもよく、置換基としては、アルキル基、アシル基、フッ素基などのハロゲン基が挙げられる。
 一般式(3)で表されるスルホン酸エステル化合物の具体例としては、例えば、3-(5-(((フェニルスルホニル)オキシ)イミノ)チオフェン-2(5H)-イリデン)-2-(o-トリル)プロパンニトリル、3-(5-(((カンファースルホニル)オキシ)イミノ)チオフェン-2(5H)-イリデン)-2-(o-トリル)プロパンニトリル、3-(5-(((トリフルオロメチルスルホニル)オキシ)イミノ)チオフェン-2(5H)-イリデン)-2-(o-トリル)プロパンニトリルなどを挙げることができるが、これらに限定されない。これらを2種類以上含有してもよい。
 一般式(4)で表されるスルホン酸エステル化合物の具体例としては、例えば以下の構造を挙げることができるが、これらに限定しない。これらを2種類以上含有してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 オニウム塩としては、スルホニウム塩やヨードニウム塩などが挙げられる。具体的には例えば、ベンゼンスルホン酸(4-ヒドロキシフェニル)ジメチルスルホニウム、ベンゼンスルホン酸(4-((メトキシカルボニル)オキシ)フェニル)ジメチルスルホニウム、ベンゼンスルホン酸ベンジル(4-ヒドロキシフェニル)メチルスルホニウム、ベンゼンスルホン酸ベンジル(4-((メトキシカルボニル)オキシ)フェニル)メチルスルホニウム、ベンゼンスルホン酸(4-ヒドロキシフェニル)メチル((2-メチルフェニル)メチル)スルホニウム、カンファースルホン酸(4-ヒドロキシフェニル)ジメチルスルホニウム、カンファースルホン酸(4-((メトキシカルボニル)オキシ)フェニル)ジメチルスルホニウム、ベンゼンスルホン酸ベンジル(4-ヒドロキシフェニル)メチルスルホニウム、カンファースルホン酸ベンジル(4-((メトキシカルボニル)オキシ)フェニル)メチルスルホニウム、カンファースルホン酸(4-ヒドロキシフェニル)メチル((2-メチルフェニル)メチル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(4-ヒドロキシフェニル)ジメチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ベンジル(4-ヒドロキシフェニル)メチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ベンジル(4-((メトキシカルボニル)オキシ)フェニル)メチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(4-ヒドロキシフェニル)メチル((2-メチルフェニル)メチル)スルホニウム、“サンエイド”(登録商標)、SI-145、SI-200、SI-250、SI-B2A、SI-B3A、SI-B3、SI-B4、SI-B5(三新化学工業(株)製)などが挙げられるが、これらに限定されない。これらを2種類以上含有してもよい。
 (B)熱酸発生剤の含有量は、ベンゾオキザソール前駆体部分の閉環反応をより促進させる観点から、および、本発明の樹脂組成物が後述する(C)熱架橋剤をさらに含有する樹脂組成物である場合に(C)熱架橋剤との架橋反応をより促進させる観点から、(A)成分100質量部に対して、0.1質量部以上が好ましく、0.3質量部以上がより好ましく、0.5質量部以上がより好ましい。一方、得られる硬化膜の電気絶縁性の維持、高温保存性試験等の信頼性試験後の硬化膜における、金属材料との剥離の抑制の観点から、(A)成分100質量部に対して、100質量部以下が好ましく、8質量部以下がより好ましく、5質量部以下がより好ましい。
 本発明の樹脂組成物は、さらに(C)熱架橋剤を含有することが好ましい。
 本発明に用いられる(C)熱架橋剤とは、アルコキシメチル基、メチロール基、オキセタニル基をはじめとする熱反応性の官能基を分子内に少なくとも2つ有する化合物を指す。(C)熱架橋剤は、(A)成分または(D)成分を含むその他の添加成分と強固に架橋し、熱硬化後の膜の耐熱性、耐薬品性および硬度、緻密性を高めると同時に高温保存性試験等の信頼性試験後の硬化膜における、金属材料との剥離を抑制することができる。
 本発明の樹脂組成物が(C)熱架橋剤をさらに含有する樹脂組成物である場合に、前述した(B)熱酸発生剤が、(A)成分と(C)熱架橋剤との架橋反応を促進する触媒として働き、これにより、本発明の樹脂組成物を硬化した硬化膜の耐熱性、耐薬品性、緻密性が向上する。
 (C)熱架橋剤として、アルコキシメチル基またはメチロール基を少なくとも2つ有する化合物の好ましい例としては、例えば、DML-PC、DML-PEP、DML-OC、DML-OEP、DML-34X、DML-PTBP、DML-PCHP、DML-OCHP、DML-PFP、DML-PSBP、DML-POP、DML-MBOC、DML-MBPC、DML-MTrisPC、DML-BisOC-Z、DML-BisOCHP-Z、DML-BPC、DML-BisOC-P、DMOM-PC、DMOM-PTBP、DMOM-MBPC、TriML-P、TriML-35XL、TML-HQ、TML-BP、TML-pp-BPF、TML-BPE、TML-BPA、TML-BPAF、TML-BPAP、TMOM-BP、TMOM-BPE、TMOM-BPA、TMOM-BPAF、TMOM-BPAP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP、HMOM-TPPHBA、HMOM-TPHAP(以上、商品名、本州化学工業(株)製)、“NIKALAC”(登録商標) MX-290、NIKALAC MX-280、NIKALAC MX-270、NIKALAC MX-279、NIKALAC MW-100LM、NIKALAC MX-750LM(以上、商品名、(株)三和ケミカル製)などが挙げられる。
 (C)熱架橋剤として、オキセタニル基を少なくとも2つ有する化合物の好ましい例としては、“デナコール” (登録商標)EX-212L、デナコールEX-214L、デナコールEX-216L、デナコールEX-850L、デナコールEX-321L(以上、ナガセケムテックス(株)製)、GAN、GOT(以上、日本化薬(株)製)、“エピコート”(登録商標)828、エピコート1002、エピコート1750、エピコート1007、YX8100-BH30、E1256、E4250、E4275(以上、ジャパンエポキシレジン(株)製)、“エピクロン”(登録商標)850-S、エピクロンHP-4032、エピクロンHP-7200、エピクロンHP-820、エピクロンHP-4700、エピクロンHP-4770、エピクロンHP4032(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、VG3101(三井化学(株)製)、“テピック”(登録商標)S、テピックG、テピックP(以上、日産化学工業(株)製)、NC6000(日本化薬(株)製)、エポトートYH-434L(東都化成(株)製)、EPPN502H、NC3000(日本化薬(株)製)、エピクロンN695、HP7200(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、“エタナコール”(登録商標)EHO、エタナコールOXBP、エタナコールOXTP、エタナコールOXMA(以上、宇部興産(株)製)、オキセタン化フェノールノボラックなどが挙げられる。
 本発明の樹脂組成物が、(C)熱架橋剤をさらに含有する樹脂組成物である場合、(C)熱架橋剤が、下記一般式(5)で表される構造単位を有する熱架橋剤であると、得られる硬化膜の伸度向上と低応力化、緻密化による高温保存性試験等の信頼性試験後の硬化膜における、金属材料との剥離の抑制がさらに可能であることから好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(一般式(5)中、R24およびR25は、各々独立に、水素原子またはメチル基を示す。R23は炭素数2以上のアルキレン基を有する2価の有機基であり、直鎖状、分岐状、および環状のいずれでも良い。R23は、アルキレン基、シクロアルキレン基、オキシアルキレン基、アルキルシリレン基、アルコキシシリレン基、アリーレン基、オキシアリーレン基、オキシカルボニル基、カルボニル基、アリレン基、ビニレン基、複素環を含む結合基、それらを組み合わせたものなど挙げられ、さらに置換基を有していてもよい。)
 (C)熱架橋剤が上記一般式(5)で表される構造単位を有することにより、熱架橋剤自体に、柔軟なアルキレン基と剛直な芳香族基を有するため、耐熱性を有しながら、得られる硬化膜の伸度向上と低応力化が可能である。架橋基としては、アクリル基やメチロール基、アルコキシメチル基、エポキシ基が上げられるがこれに限定されない。この中でも、(A)成分のフェノール性水酸基と反応し、硬化膜の耐熱性を向上することができる点と、脱水せずに反応することができる点から、エポキシ基が好ましい。
 下記一般式(5)で表される化合物は、例えば、以下のものが挙げられるが、下記構造に限らない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(式中mは1~5の整数、lは1~20である。)
 上記構造の中でも、耐熱性と伸度向上を両立する点から、mは1~2、lは3~7であることが好ましい。
 (C)熱架橋剤は2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
 (C)熱架橋剤の含有量は、(A)成分100質量部に対して1質量部以上100質量部以下が好ましい。(C)熱架橋剤の含有量が1質量部以上100質量部以下であれば、焼成後または硬化後の膜の耐薬品性および硬度を高めることができ、樹脂組成物の保存安定性を向上させることができる。
 また、一般式(5)で表される化合物の含有量は、全熱架橋剤100質量部に対し、2~80質量部が好ましく、5~60質量部がより好ましい。含有量を2質量部以上とすることで、伸度向上と低応力化の効果が得られ、また80質量部以下の含有量とすることで、樹脂組成物の感度を維持することが可能となる。
 本発明の樹脂組成物は、さらに(D)感光性化合物を含有することが好ましい。(D)感光性化合物を含有することで樹脂組成物に感光性を付与できる。
 (D)感光性化合物としては、ナフトキノンジアジド構造を有する基を有する化合物(以降、ナフトキノンジアジド化合物と記すこともある)、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩などが挙げられる。さらに増感剤などを必要に応じて含有することもできる。
 ナフトキノンジアジド化合物としては、ナフトキノンジアジドスルホン酸のスルホン酸がフェノール性水酸基を有する化合物にエステルで結合したナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物が好ましい。ここで用いられるフェノール性水酸基を有する化合物としては、Bis-Z、BisP-EZ、TekP-4HBPA、TrisP-HAP、TrisP-PA、TrisP-SA、TrisOCR-PA、BisOCHP-Z、BisP-MZ、BisP-PZ、BisP-IPZ、BisOCP-IPZ、BisP-CP、BisRS-2P、BisRS-3P、BisP-OCHP、メチレントリス-FR-CR、BisRS-26X、DML-MBPC、DML-MBOC、DML-OCHP、DML-PCHP、DML-PC、DML-PTBP、DML-34X、DML-EP,DML-POP、ジメチロール-BisOC-P、DML-PFP、DML-PSBP、DML-MTrisPC、TriML-P、TriML-35XL、TML-BP、TML-HQ、TML-pp-BPF、TML-BPA、TMOM-BP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP(商品名、本州化学工業(株)製)、BIR-OC、BIP-PC、BIR-PC、BIR-PTBP、BIR-PCHP、BIP-BIOC-F、4PC、BIR-BIPC-F、TEP-BIP-A、46DMOC、46DMOEP、TM-BIP-A(商品名、旭有機材工業(株)製)、2,6-ジメトキシメチル-4-tert-ブチルフェノール、2,6-ジメトキシメチル-p-クレゾール、2,6-ジアセトキシメチル-p-クレゾール、ナフトール、テトラヒドロキシベンゾフェノン、没食子酸メチルエステル、ビスフェノールA、ビスフェノールE、メチレンビスフェノール、BisP-AP(商品名、本州化学工業(株)製)などが挙げられる。これらのフェノール性水酸基を有する化合物に4-ナフトキノンジアジドスルホン酸あるいは5-ナフトキノンジアジドスルホン酸をエステル結合で導入したナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物が好ましいものとして例示されるが、これ以外の化合物を使用することもできる。
 また、フェノール性水酸基を有する化合物のフェノール性水酸基全体の50モル%以上がナフトキノンジアジドスルホニルエステル化されていることが好ましい。フェノール性水酸基を有する化合物のフェノール性水酸基のうち50モル%以上がスルホニルエステル化されているナフトキノンジアジド化合物を使用することで、ナフトキノンジアジド化合物のアルカリ水溶液に対する親和性が低下し、未露光部の樹脂組成物のアルカリ水溶液に対する溶解性を大きく低下させるとともに、露光によりナフトキノンジアジドスルホニル基のナフトキノンジアジド構造の部分がインデンカルボン酸に変化し、露光部の樹脂組成物のアルカリ水溶液に対する大きな溶解速度を得ることができ、結果として組成物の露光部と未露光部の溶解速度比を大きくして、高い解像度でパターンを得ることができる。このようなナフトキノンジアジド化合物を用いることで、一般的な水銀灯のi線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)に感光するポジ型の感光性を有する樹脂組成物を得ることができる。また、感光性化合物は単独で使用しても、2種以上組み合わせて使用してもよく、高感度な感光性を有する樹脂組成物を得ることができる。
 本発明において、ナフトキノンジアジド構造を有する基としては5-ナフトキノンジアジドスルホニル基、4-ナフトキノンジアジドスルホニル基のいずれも好ましく用いられる。5-ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物は水銀灯のg線領域まで吸収が伸びており、g線露光および全波長露光に適している。4-ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物は水銀灯のi線領域に吸収を持っており、i線露光に適している。本発明においては、露光する波長によって4-ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物、または5-ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を選択することが好ましい。また、同一分子中に4-ナフトキノンジアジドスルホニル基、5-ナフトキノンジアジドスルホニル基を併用した、ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を用いることもできるし、4-ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物と5-ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を併用することもできる。
 上記ナフトキノンジアジド化合物は、フェノール性水酸基を有する化合物と、ナフトキノンジアジドスルホン酸化合物とのエステル化反応によって、合成することが可能であって、公知の方法により合成することができる。これらのナフトキノンジアジド化合物を使用することで解像度、感度、残膜率がより向上する。
 (D)化合物の分子量は、熱処理により得られる膜の耐熱性、機械特性、接着性の点から、好ましくは300以上、より好ましくは350以上であり、好ましくは3,000以下、より好ましくは1,500以下である。
 感光性化合物のうち、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩は、露光によって発生した酸成分を適度に安定化させるため好ましい。中でもスルホニウム塩が好ましい。
 (D)化合物の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.1質量部以上100質量部以下が好ましい。(D)化合物の含有量が0.1質量部以上100質量部以下であれば、熱処理後の膜の耐熱性、耐薬品性、機械特性を維持しつつ、感光性を付与することができる。
 (D)化合物がナフトキノンジアジド化合物の場合、ナフトキノンジアジド化合物の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上であり、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下である。1質量部以上80質量部以下であれば、熱処理後の膜の耐熱性、耐薬品性、機械特性を維持しつつ、感光性を付与することができる。
 (D)化合物がスルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩の場合、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは1質量部以上、さらに好ましくは3質量部以上で、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下、さらに好ましくは50質量部以下である。0.1質量部以上80質量部以下であれば、熱処理後の膜の耐熱性、耐薬品性、機械特性を維持しつつ、感光性を付与することができる。
 本発明の樹脂組成物には、アルカリ現像性を補う目的で、フェノール性水酸基を有する化合物を含有してもよい。フェノール性水酸基を有する化合物としては、例えば、Bis-Z、BisOC-Z、BisOPP-Z、BisP-CP、Bis26X-Z、BisOTBP-Z、BisOCHP-Z、BisOCR-CP、BisP-MZ、BisP-EZ、Bis26X-CP、BisP-PZ、BisP-IPZ、BisCRIPZ、BisOCP-IPZ、BisOIPP-CP、Bis26X-IPZ、BisOTBP-CP、TekP-4HBPA(テトラキスP-DO-BPA)、TrisPHAP、TrisP-PA、TrisP-PHBA、TrisP-SA、TrisOCR-PA、BisOFP-Z、BisRS-2P、BisPG-26X、BisRS-3P、BisOC-OCHP、BisPC-OCHP、Bis25X-OCHP、Bis26X-OCHP、BisOCHP-OC、Bis236T-OCHP、メチレントリス-FR-CR、BisRS-26X、BisRS-OCHP、(商品名、本州化学工業(株)製)、BIR-OC、BIP-PC、BIR-PC、BIR-PTBP、BIR-PCHP、BIP-BIOC-F、4PC、BIR-BIPC-F、TEP-BIP-A(商品名、旭有機材工業(株)製)、1,4-ジヒドロキシナフタレン、1,5-ジヒドロキシナフタレン、1,6-ジヒドロキシナフタレン、1,7-ジヒドロキシナフタレン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、2,6-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレン、2,4-ジヒドロキシキノリン、2,6-ジヒドロキシキノリン、2,3-ジヒドロキシキノキサリン、アントラセン-1,2,10-トリオール、アントラセン-1,8,9-トリオール、8-キノリノールなどが挙げられる。
 本発明に用いられる(D)化合物を含有する樹脂組成物は、これらのフェノール性水酸基を有する化合物を含有することで、露光前はアルカリ現像液にほとんど溶解せず、露光すると容易にアルカリ現像液に溶解するために、現像による膜減りが少なく、かつ短時間で現像が容易になる。そのため、感度が向上しやすくなる。
 本発明の樹脂組成物は、さらに、(E)酸化防止剤を含有する。(E)酸化防止剤を含有することで、(A)成分の脂肪族基やフェノール性水酸基の酸化劣化を抑制する。また、金属材料への防錆作用により、外部からの水分や感光剤、熱酸発生剤などによる金属酸化やそれに伴う密着低下や剥離を抑制することができる。(E)酸化防止剤としては、一般式(6)で表される化合物が好ましい。一般式(6)で表される化合物を含有することで、高温保存性試験等の信頼性試験後の硬化膜における、機械特性や、金属材料との剥離を抑制できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(一般式(6)中、R26は水素原子または炭素数2以上のアルキル基を表し、R27は炭素数2以上のアルキレン基を表す。R28は、炭素数2以上のアルキレン基、O原子、およびN原子のうち少なくともいずれかを含む1~4価の有機基を示す。kは1~4の整数を示す。R28として好適な1価の有機基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルキルエーテル基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基、アリール基、アリールエーテル基、カルボキシル基、アリル基、ビニル基、複素環基などが、2価の有機基としては、カルボニル基、―O―、-NH-、-NHNH-、-NHCO-、-COO-などが挙げられる。R28として好適な3価または4価の有機基としては、前記した1価または2価の有機基の水素を結合点に置き換えた基などが挙げられる。また、それらの基を組み合わせたものなど挙げられ、さらに置換基を有していてもよい。この中でも、現像液への溶解性や金属密着性の点から、アルキルエーテル、-NH-を有することが好ましく、(A)成分との相互作用と金属錯形成による金属密着性の点から-NH-がより好ましい。)
 一般式(6)で表される化合物は、例としては以下のものが挙げられるが、これに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 また、(E)酸化防止剤の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.1~10質量部が好ましく、0.2~5質量部がより好ましい。含有量が0.1質量部以上であることで、金属材料に対する密着性を向上するとともに剥離が抑制される。また含有量が10質量部以下であることで、樹脂組成物の感度の維持が可能となる。
 本発明の樹脂組成物は、必要に応じて現像後密着改良剤を含有してもよい。
 現像後密着改良剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤、チタンキレート剤、アルミキレート剤、芳香族アミン化合物とアルコキシ基含有ケイ素化合物を反応させて得られる化合物などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの現像後密着改良剤を含有することにより、樹脂膜を現像する場合などに、シリコンウエハ、ITO、SiO、窒化ケイ素などの下地基材との密着性を高めることができる。また、洗浄などに用いられる酸素プラズマ、UVオゾン処理に対する耐性を高めることができる。
 現像後密着改良剤の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.01~50質量部が好ましい。このような範囲にすることで、それぞれの現像後密着改良剤の効果を十分に発現することができる。
 また、本発明の樹脂組成物は、硬化後接着改良剤を含有してもよい。
 硬化後接着改良剤としては下記一般式(7)で表される化合物を含有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(一般式(7)中、R29~R31は、O原子またはS原子、N原子のいずれかを示し、R29~R31のうち少なくとも1つはS原子を示す。tは0または1を示し、u、vは1または2の整数を示す。R32~R34は、各々独立に、水素原子または炭素数1~20の有機基を示す。R32~R34としては、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルキルポリエーテル基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基、アリール基、アリールエーテル基、カルボキシル基、カルボニル基、アリル基、ビニル基、複素環基、それらを組み合わせたものなど挙げられ、さらに置換基を有していてもよい。)
 一般式(7)で表される化合物を含有することで、加熱硬化後の膜と金属材料、とりわけ銅との密着性を著しく向上させ、剥離を抑制することができる。これは、一般式(7)で表される化合物のS原子やN原子が金属表面と効率良く相互作用することに由来しており、さらに金属面と相互作用しやすい立体構造となっていることに起因する。これらの効果により、本発明の樹脂組成物は、金属材料との接着性に優れた硬化膜を得ることができる。
 一般式(7)で表される化合物は、例としては以下のものが挙げられるが、下記構造に限らない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 本発明の樹脂組成物は、前記一般式(7)で表される化合物のほかに、その他の硬化後接着改良剤を含有してもよい。その他の硬化後接着改良剤としては、アルコキシシラン含有芳香族アミン化合物、芳香族アミド化合物または芳香族非含有シラン化合物などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの化合物を含有することにより、焼成後または硬化後の基材との接着性を向上させることができる。
 アルコキシシラン含有芳香族アミン化合物および芳香族アミド化合物の具体例を以下に示す。この他に、芳香族アミン化合物とアルコキシ基含有ケイ素化合物を反応させて得られる化合物であってもよく、例えば、芳香族アミン化合物と、エポキシ基、クロロメチル基などのアミノ基と反応する基を有するアルコキシシラン化合物を反応させて得られる化合物などが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 芳香族非含有シラン化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シランなどのビニルシラン化合物、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシランなどの炭素-炭素不飽和結合含有シラン化合物などが挙げられる。これらの中でも、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランが好ましい。
 本発明の樹脂組成物に用いられる一般式(7)で表される硬化後接着改良剤の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましい。硬化後接着改良剤の含有量を(A)成分100質量部に対し、0.1質量部以上とすることで、金属材料などに対する密着性の効果を十分に得ることができるため好ましい。また、硬化後接着改良剤の含有量を(A)成分100質量部に対し、10質量部以下とすることで、本発明に用いられる樹脂組成物がポジ型感光性樹脂組成物の場合には、感光剤との相互作用により、硬化前の樹脂組成物の感度低下を抑制できる。
 ここで、その他の硬化後接着改良剤の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.01~15質量部が好ましい。このような範囲とすることで、焼成後または硬化後の基材との接着性を向上させることができる。また、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどのように現像後密着改良剤としても硬化後接着改良剤としてもはたらく化合物を含有することもできる。
 本発明の樹脂組成物は、必要に応じて基板との濡れ性を向上させたり、塗布膜の膜厚均一性を向上させたりする目的で界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤は市販の化合物を用いることができ、具体的にはシリコーン系界面活性剤としては、東レダウコーニングシリコーン社のSHシリーズ、SDシリーズ、STシリーズ、ビックケミー・ジャパン社のBYKシリーズ、信越シリコーン社のKPシリーズ、日本油脂社のディスフォームシリーズ、東芝シリコーン社のTSFシリーズなどが挙げられ、フッ素系界面活性剤としては、大日本インキ工業社の“メガファック”(登録商標)シリーズ、住友スリーエム社のフロラードシリーズ、旭硝子社の“サーフロン”(登録商標)シリーズ、“アサヒガード”(登録商標)シリーズ、新秋田化成社のEFシリーズ、オムノヴァ・ソルーション社のポリフォックスシリーズなどが挙げられ、アクリル系および/またはメタクリル系の重合物から得られる界面活性剤としては、共栄社化学社のポリフローシリーズ、楠本化成社の“ディスパロン”(登録商標)シリーズなどが挙げられるが、これらに限定されない。
 界面活性剤の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.001質量部以上1質量部以下が好ましい。上述の範囲とすることで、気泡やピンホールなどの不具合を生じることなく、基板との濡れ性や塗布膜の膜厚均一性を高めることができる。
 本発明の樹脂組成物は、(A)成分以外に他のアルカリ可溶性の樹脂を含有してもよい。具体的には、アルカリ可溶性のポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、アクリル酸を共重合したアクリルポリマー、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、アルカリ可溶性基を有するラジカル重合性モノマーを含む重合体、シロキサン樹脂、環状オレフィン樹脂、カルド構造、即ち、環状構造を構成している4級炭素原子に二つの環状構造が結合した骨格構造、を有する樹脂などが挙げられる。このような樹脂は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、トリエチルアミン、ジメチルアミノピリジン、モノエタノールアミン、ジエチルアミノエタノール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウムなどのアルカリの溶液に溶解するものである。これらのアルカリ可溶性樹脂を含有することにより、硬化膜の密着性や優れた感度を保ちながら、各アルカリ可溶性樹脂の特性を付与することができる。
 本発明の樹脂組成物は、溶剤を含有することが好ましい。溶剤としては、N-メチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン、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、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、N,N’-ジメチルプロピレン尿素、N,N‐ジメチルイソ酪酸アミド、メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドなどの極性の非プロトン性溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、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エチルエーテルなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテートなどのエステル類、乳酸エチル、乳酸メチル、ジアセトンアルコール、3-メチル-3-メトキシブタノールなどのアルコール類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類等が挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。
 溶剤の含有量は、(A)成分100質量部に対して、組成物を溶解させるため、100質量部以上含有することが好ましく、膜厚1μm以上の塗膜を形成させるため、1,500質量部以下含有することが好ましい。
 次に、本発明の樹脂組成物の製造方法について説明する。例えば、前記(A)、(B)および(E)の各成分と、好ましくは(C)~(D)の各成分、さらに必要により、フェノール性水酸基を有する化合物、現像後密着改良剤、硬化後接着改良剤、界面活性剤、その他の樹脂、溶剤などを溶解させることにより、樹脂組成物を得ることができる。溶解方法としては、加熱や撹拌が挙げられる。加熱する場合、加熱温度は感光性着色樹脂組成物の性能を損なわない範囲で設定することが好ましく、通常、室温~80℃である。また、各成分の溶解順序は特に限定されず、例えば、溶解性の低い化合物から順次溶解させる方法がある。撹拌する場合、回転数は感光性着色樹脂組成物の性能を損なわない範囲で設定することが好ましく、通常、200rpm~2000rpmである。撹拌する場合でも必要に応じて加熱してもよく、通常、室温~80℃である。また、界面活性剤や一部の現像後密着改良剤など、撹拌溶解時に気泡を発生しやすい成分については、他の成分を溶解してから最後に添加することで、気泡の発生による他成分の溶解不良を防ぐことができる。
 本発明の樹脂組成物の粘度は、2~5,000mPa・sが好ましい。粘度が2mPa・s以上となるように固形分濃度を調整することにより、所望の膜厚を得ることが容易になる。一方粘度が5,000mPa・s以下であれば、均一性の高い塗布膜を得ることが容易になる。このような粘度を有する樹脂組成物は、例えば固形分濃度を5~60質量%にすることで容易に得ることができる。
 得られた樹脂組成物は、濾過フィルターを用いて濾過し、ゴミや粒子を除去することが好ましい。フィルター孔径は、例えば0.5μm、0.2μm、0.1μm、0.05μm、0.02μmなどがあるが、これらに限定されない。濾過フィルターの材質には、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ナイロン(NY)、ポリテトラフルオロエチエレン(PTFE)などがあるが、ポリエチレンやナイロンが好ましい。
 次に、本発明の樹脂組成物、または樹脂組成物から形成した樹脂膜、または樹脂シートを用いた硬化膜の製造方法について説明する。
 なお、ここで、樹脂膜とは本発明の樹脂組成物を基板上に塗布し、乾燥して得られた膜と定義する。樹脂シートは剥離性基材上に樹脂組成物を塗布し、乾燥して得られたシートと定義する。また、硬化膜は樹脂膜、もしくは樹脂シートを硬化して得られた膜と定義する。
 本発明の樹脂組成物を基板に塗布し、樹脂組成物の塗布膜を得る。基板としてはシリコンウエハ、セラミックス類、ガリウムヒ素、有機系回路基板、無機系回路基板、およびこれらの基板に回路の構成材料が配置されたものなどが用いられるが、これらに限定されない。塗布方法としてはスピンコート法、スリットコート法、ディップコート法、スプレーコート法、印刷法などの方法がある。また、塗布膜厚は、塗布手法、組成物の固形分濃度、粘度などによって異なるが、通常、乾燥後の膜厚が0.1~150μmになるように塗布される。
 塗布に先立ち、樹脂組成物を塗布する基材を予め前述した現像後密着改良剤で前処理してもよい。例えば、現像後密着改良剤をイソプロパノール、エタノール、メタノール、水、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル、アジピン酸ジエチルなどの溶媒に0.5~20質量%溶解させた溶液を用いて、スピンコート、スリットダイコート、バーコート、ディップコート、スプレーコート、蒸気処理などの方法で基材表面を処理する方法が挙げられる。必要に応じて、減圧乾燥処理を施し、その後50℃~280℃の熱処理により基材と現像後密着改良剤との反応を進行させることができる。
 次に、樹脂組成物の塗布膜を乾燥して、樹脂膜を得る。乾燥はオーブン、ホットプレート、赤外線などを使用し、50℃~140℃の範囲で1分~数時間行うことが好ましい。
 一方、本発明の樹脂組成物から形成した樹脂シートを用いる場合、前記樹脂シートに保護フィルムを有する場合にはこれを剥離し、樹脂シートと基板を対向させ、熱圧着により貼り合わせる(樹脂シートと基板を対向させ、熱圧着により貼り合わせることを、樹脂シートを基材上にラミネートすると記す場合もある)。次に、基材上にラミネートした樹脂シートを、上記樹脂膜を得る際と同様に乾燥して、樹脂膜を形成する。樹脂シートは、本発明の樹脂組成物を剥離性基材であるポリエチレンテレフタラート等により構成される支持フィルム上に塗布、乾燥させて得ることができる。
 熱圧着は、熱プレス処理、熱ラミネート処理、熱真空ラミネート処理等によって行うことができる。貼り合わせ温度は、基板への密着性、埋め込み性の点から40℃以上が好ましい。また、樹脂シートが感光性を有する場合、貼り合わせ時に樹脂シートが硬化し、露光・現像工程におけるパターン形成の解像度が低下することを防ぐために、貼り合わせ温度は140℃以下が好ましい。
 樹脂膜が感光性を有する場合、膜上に所望のパターンを有するマスクを通して化学線を照射する。露光に用いられる化学線としては紫外線、可視光線、電子線、X線などがあるが、本発明では一般的な露光波長であるg線(436nm)、h線(405nm)、i線(365nm)、を用いることが好ましい。
 次に、露光した感光性を有する樹脂膜を現像し、露光部を除去する。現像液は、テトラメチルアンモニウム、ジエタノールアミン、ジエチルアミノエタノール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、ジエチルアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、酢酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエチルメタクリレート、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアルカリ性を示す化合物の水溶液が好ましい。また場合によっては、これらのアルカリ水溶液に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、γ-ブチロラクトン、ジメチルアクリルアミドなどの極性溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、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などのエステル類、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソブチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類などを1種または2種以上含有してもよい。現像後は水にてリンス処理をすることが一般的である。ここでもエタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、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などのエステル類などを水に加えてリンス処理をしてもよい。
 このようにして得られた樹脂膜を140℃~280℃の温度を加えて熱架橋反応を進行させ、耐熱性および耐薬品性を向上させる(この工程を加熱処理工程と記すこともある)。この加熱処理は温度を選び、段階的に昇温するか、ある温度範囲を選び連続的に昇温しながら5分間~5時間実施する。一例としては、130℃、200℃で各30分ずつ熱処理する。本発明においてのキュア条件としては140℃以上280℃以下が好ましい。キュア条件は、熱架橋反応を進行させるため、140℃以上が好ましく、160℃以上がより好ましい。また本発明は特に低温での硬化により優れた硬化膜を提供するため、また、後述する半導体装置の熱履歴に伴う動作不良を抑制し、収率向上させるため、280℃以下が好ましく、250℃以下がより好ましく、220℃以下がさらに好ましい。
 本発明の樹脂組成物または樹脂シートを硬化した硬化膜は、半導体装置や多層配線板等の電子部品に使用することができる。具体的には、半導体のパッシベーション膜(層間絶縁膜、表面保護膜)、半導体素子の保護膜(半導体保護膜と記す場合もある)、高密度実装用多層配線の層間絶縁膜などの用途に好適に用いられる。本発明の硬化膜を配置した表面保護膜や層間絶縁膜等を有する電子デバイスとしては、例えば、耐熱性の低いMRAMなどが挙げられる。すなわち、本発明の硬化膜は、MRAMの表面保護膜用として好適である。また、MRAM以外にも次世代メモリとして有望なポリマーメモリ(Polymer Ferroelectric RAM:PFRAM)や相変化メモリ(Phase Change RAM:PCRAM、あるいはOvonics Unified Memory:OUM)も、従来のメモリに比べて耐熱性の低い新材料を用いる可能性が高い。したがって、本発明の硬化膜は、これらの表面保護膜用としても好適である。また、基板上に形成された第一電極と、前記第一電極に対向して設けられた第二電極とを含む表示装置、具体的には例えば、LCD、ECD、ELD、有機電界発光素子を用いた表示装置(有機電界発光装置)などの絶縁層に用いることができる。特に、近年の半導体素子の電極や多層配線、回路基板の配線は、構造のさらなる微細化に伴い、銅電極、銅配線、バンプを有する半導体装置が主流となっており、銅やバリアメタルのエッチング、レジストのパターン形成時、フラックスなど多くの薬液に触れる状態となっている。本発明の樹脂組成物により形成した樹脂膜をそのような電極、配線の保護膜として用いると、それらの薬液に対して高い耐性をもつため、特に好ましく用いられる。
 次に、本発明の樹脂組成物または樹脂シートを硬化した硬化膜について、バンプを有する半導体装置への応用例について図面を用いて説明する。図1は、バンプを有する半導体装置のパッド部分の拡大断面図である。図1に示すように、シリコンウエハ1には入出力用のアルミニウムパッド(以下、Alパッド)2上にパッシベーション膜3が形成され、そのパッシベーション膜3にビアホールが形成されている。さらに、この上に本発明の樹脂組成物または樹脂シートを用いて形成された絶縁膜4が形成され、さらに、Cr、Ti等から形成される金属膜5がAlパッド2と接続されるように形成されている。その金属膜5のハンダバンプ10の周辺をエッチングすることにより、各パッド間を絶縁する。絶縁されたパッドにはバリアメタル8とハンダバンプ10が形成されている。樹脂組成物に柔軟成分を導入した場合は、ウエハの反りが小さいため、露光やウエハの運搬を高精度に行うことができる。また、ポリイミド樹脂やポリベンゾオキサゾール樹脂は機械特性にも優れるため、実装時も封止樹脂からの応力を緩和することできるため、low-k層(半導体装置の内部の層間絶縁膜材料として使用される誘電率の低い材料からなる層)のダメージを防ぎ、高信頼性の半導体装置を提供できる。
 次に、半導体装置の詳細な作製方法について記す。図2の2aの工程において、Alパッド2およびパッシベーション膜3が形成されたシリコンウエハ1上に本発明の樹脂組成物を塗布し、フォトリソ工程を経て、パターン形成された絶縁膜4を形成する。ついで2bの工程において金属膜5をスパッタリング法で形成する。図2の2cに示すように、金属膜5の上に金属配線6をメッキ法で成膜する。次に、図2の2d’に示すように、本発明の樹脂組成物を塗布または樹脂シートを貼付し、フォトリソ工程を経て図2の2dに示すようなパターンとして絶縁膜7を形成する。この際に、絶縁膜7の樹脂組成物はスクライブライン9において、厚膜加工を行うことになる。絶縁膜7の上にさらに配線(いわゆる再配線)を形成することができる。2層以上の多層配線構造を形成する場合は、上記の工程を繰り返して行うことにより、2層以上の再配線が、本発明の樹脂組成物または樹脂シートから得られた層間絶縁膜により分離された(すなわち、再配線と層間絶縁膜が2層以上繰り返し配置された)多層配線構造の半導体電子部品または半導体装置を形成することができる。この際、形成された絶縁膜は複数回にわたり各種薬液と接触することになるが、本発明の樹脂組成物から得られた絶縁膜は密着性と耐薬品性に優れているために、良好な多層配線構造を形成することができる。多層配線構造の層数には上限はないが、10層以下のものが多く用いられる。
 次いで、図2の2eおよび2fに示すように、バリアメタル8、ハンダバンプ10を形成する。そして、スクライブライン9に沿ってダイシングしてチップ毎に切り分ける。絶縁膜7がスクライブライン9においてパターンが形成されていない、または残渣が残っていた場合は、ダイシングの際クラック等が発生し、チップの信頼性に影響する。このため、本発明のように、厚膜加工に優れたパターン加工を提供できることは、半導体装置の高信頼性を得るために非常に好ましい。
 また、本発明の樹脂組成物は、ファンアウトウエハレベルパッケージ(ファンアウトWLP)にも好適に用いられる。
 図3は、本発明の実施例を示す半導体装置の製造工程の断面図である。詳細には本発明の絶縁膜を有する半導体装置のパット部分の拡大断面図であり、ファンアウトウエハレベルパッケージ(ファンアウトWLP)とよばれる構造である。上記の応用例1と同様にAlパッド2、パッシベーション膜3が形成されたシリコンウエハ1はダイシングされチップごとに切り分けられた後、樹脂11で封止される。この封止樹脂11とチップ上に渡り、本発明の感光性を有する樹脂組成物によるパターンとして絶縁膜4が形成され、更に、金属(Cr、Ti等)膜5、金属配線6が形成される。その後、チップ外の封止樹脂上に形成された絶縁膜7の開口部にバリアメタル8とハンダバンプ10が形成される。
 ファンアウトWLPは、半導体チップの周辺にエポキシ樹脂等の封止樹脂を用いて拡張部分を設け、半導体チップ上の電極から該拡張部分まで再配線を施し、拡張部分にもはんだボールを搭載することで必要な端子数を確保した半導体パッケージである。ファンアウトWLPにおいては、半導体チップの主面と封止樹脂の主面とが形成する境界線を跨ぐように配線が設置される。すなわち、金属配線が施された半導体チップおよび封止樹脂という2種以上の材料で構成される隣接する基材(基板)の上に層間絶縁膜が形成され、該層間絶縁膜の上に配線が形成される。これ以外にも、半導体チップをガラスエポキシ樹脂基板に形成された凹部に埋め込んだタイプの半導体パッケージでは、半導体チップの主面とプリント基板の主面との境界線を跨ぐように配線が設置される。この態様においても、2種以上の材料で構成される隣接する基材(基板)の上に層間絶縁膜が形成され、該層間絶縁膜の上に配線が形成される。このように半導体電子部品または半導体装置において、本発明の樹脂組成物を硬化してなる硬化膜は、金属配線が施された半導体チップに高い密着力を有するとともに、エポキシ樹脂等へ封止樹脂にも高い密着力を有するため、2種以上の材料で構成される隣接する基材(基板)の上に設ける層間絶縁膜として好適に用いられる。
 また、本発明の樹脂組成物は、インダクタ装置のコイル部品にも好適に用いられる。
 図4は、本発明の実施例を示すインダクタ装置のコイル部品の断面図である。
図4に示すように、基板12には絶縁膜13、その上にパターンとして絶縁膜14が形成される。基板12としてはフェライト等が用いられる。本発明の感光性を有する樹脂組成物は絶縁膜13と絶縁膜14のどちらに使用してもよい。このパターンの開口部に金属(Cr、Ti等)膜15が形成され、この上に金属配線(Ag、Cu等)16がめっき形成される。金属配線16(Ag、Cu等)はスパイラル上に形成されている。13~16を形成する工程を複数回繰り返し、積層させることでコイルとしての機能を持たせることができる。最後に金属配線16(Ag、Cu等)は金属配線17(Ag、Cu等)によって電極18に接続され、封止樹脂19により封止される。
 以下、実施例等をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、実施例中の樹脂組成物の評価は以下の方法により行った。なお、評価には、あらかじめ1μmのポリテトラフルオロエチレン製のフィルター(住友電気工業(株)製)で濾過した樹脂組成物(以下ワニスと呼ぶ)を用いた。
 (1)硬化膜の閉環率の算出
 ワニスを8インチのシリコンウエハ上に、120℃で3分間のプリベーク後の膜厚が11μmとなるように塗布現像装置ACT-8を用いてスピンコート法で塗布およびプリベークした後、イナートオーブンCLH-21CD-S(光洋サーモシステム(株)製)を用いて、酸素濃度20ppm以下で4.0℃/分で200℃または220℃まで昇温し、200℃または220℃で1時間加熱処理を行った。温度が50℃以下になったところでシリコンウエハを取り出し、硬化膜(A)を得た。また、300~350℃で加熱した硬化膜(B)を得た。これらの硬化膜(A)、および硬化膜(B)の赤外吸収スペクトルを測定し、1050cm-1付近のC-O伸縮振動に起因するピークの吸光度を求めた。赤外吸収スペクトルの測定は、測定装置として「FT-720」(商品名、株式会社堀場製作所製)を使用した。硬化膜(B)の閉環率を100%として、次の式から硬化膜(A)の閉環率を算出した。ここでいう閉環率とは、ポリ(o-ヒドロキシアミド)構造単位の閉環率のことである。
 本実施例では、上述のとおりワニスより硬化膜を作製し、閉環率の算出を行った。
 閉環率が40%以上のものを極めて良好として3、30%以上40%未満のものを良好として2、30%未満のものを不良として1、と評価した。
 硬化膜(B)を得るための加熱温度は、硬化膜が熱分解しなければ、320℃で加熱することが好ましい。硬化膜の熱分解温度は熱重量減少測定(TGA)により分析できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000027
 (2)耐熱性の評価
 ワニスを8インチのシリコンウエハ上に、120℃で3分間のプリベーク後の膜厚が11μmとなるように塗布現像装置ACT-8を用いてスピンコート法で塗布およびプリベークした後、イナートオーブンCLH-21CD-S(光洋サーモシステム(株)製)を用いて、酸素濃度20ppm以下で4.0℃/分で200℃または220℃まで昇温し、200℃または220℃で1時間加熱処理を行った。温度が50℃以下になったところでシリコンウエハを取り出し、45質量%のフッ化水素酸に5分間浸漬することで、ウエハより樹脂組成物の硬化膜を剥がした。この膜を幅0.5cm、長さ10cmの短冊状に切断し、熱重量測定装置TGDTA6200((株)日立ハイテクサイエンス製)を用いて、室温から400℃まで昇温速度10℃/分で加熱した際の5%重量減少温度を測定した。
 5%重量減少温度の値が315℃以上のものを良好として2、315℃未満のものを不良として1、と評価した。
 (3)耐薬品性の評価
 ワニスを、シリコンウエハ上に120℃で3分間プリベークを行った後の膜厚が10μmとなるように塗布現像装置ACT-8を用いてスピンコート法で塗布し、プリベークした後、イナートオーブンCLH-21CD-Sを用いて、窒素気流下において酸素濃度20ppm以下で4.0℃/分で200℃または220℃まで昇温し、200℃または220℃で1時間加熱処理を行なった。温度が50℃以下になったところでシリコンウエハを取り出し、その硬化膜を有機薬液(ジメチルスルホキシド:25%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液=92:2)に65℃で100分間浸漬させ、パターンの剥がれや溶出の有無を観察した。
 その結果が、パターンの剥がれや溶出なしの場合は良好として2、パターンの剥がれや溶出が観測された場合は不良として1、と評価した。
 (4)-1.破断点伸度評価
 ワニスを8インチのシリコンウエハ上に、120℃で3分間のプリベーク後の膜厚が11μmとなるように塗布現像装置ACT-8を用いてスピンコート法で塗布およびプリベークした後、イナートオーブンCLH-21CD-S(光洋サーモシステム(株)製)を用いて、酸素濃度20ppm以下で4.0℃/分で200℃または220℃まで昇温し、200℃または220℃で1時間加熱処理を行なった。温度が50℃以下になったところでシリコンウエハを取り出し、45質量%のフッ化水素酸に5分間浸漬することで、ウエハより樹脂組成物の硬化膜を剥がした。この膜を幅1cm、長さ9cmの短冊状に切断し、テンシロンRTM-100((株)オリエンテック製)を用いて、室温23.0℃、湿度45.0%RH下で引張速度50mm/分で引っ張り、破断点伸度の測定を行なった。測定は1検体につき10枚の短冊について行ない、結果から上位5点の平均値を求めた。
 破断点伸度の値が60%以上のものを極めて良好として3、40%以上60%未満のものを良好として2、40%未満のものを不良として1、と評価した。
 (4)-2.高温保存性試験(High Temperature Storage、HTS)後の銅配線での剥離評価
 銅配線での剥離評価を行うにあたり、以下の評価基板を準備した。
 8インチシリコンウエハ上に、厚み5μm、直径90μmの円柱型銅配線を、銅配線の中心間距離が150μmとなるように等間隔に作成した。これを評価基板として使用した。
 ワニスを上記評価基板上に、120℃で3分間のプリベーク後の膜厚が11μmとなるように塗布現像装置ACT-8を用いてスピンコート法で塗布およびプリベークした後、イナートオーブンCLH-21CD-S(光洋サーモシステム(株)製)を用いて、酸素濃度20ppm以下で4.0℃/分で200℃で昇温し、200℃で1時間加熱処理を行なった。温度が50℃以下になったところで評価基板(以後試料とする)を取り出した。次に、試料を175℃の恒温槽に投入し、200時間処理を行った。その後、試料を取り出し、銅配線での剥離を観察するため、収束イオンビーム加工装置付属 走査型電子顕微鏡FEI Helios650(FEI(株)製)を用いて、試料の切削、および倍率40,000倍にて断面観察を行った。評価方法として銅配線側面部の剥離の程度を観察し、剥離0%以上25%未満のものを極めて良好として3、剥離25%以上50%未満のものを良好として2、剥離50%のものを不良として1、と評価した。
 <合成例1 ヒドロキシル基含有ジアミン化合物の合成>
 2,2-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(セントラル硝子(株)製、以下、BAHFとする。)18.3g(0.05モル)をアセトン100mL、プロピレンオキシド(東京化成(株)製)17.4g(0.3モル)に溶解させ、-15℃に冷却した。ここに3-ニトロベンゾイルクロリド(東京化成(株)製)20.4g(0.11モル)をアセトン100mLに溶解させた溶液を滴下した。滴下終了後、-15℃で4時間撹拌し、その後室温に戻した。析出した白色固体をろ別し、50℃で真空乾燥した。
 得られた白色固体30gを300mLのステンレスオートクレーブに入れ、メチルセルソルブ250mLに分散させ、5%パラジウム-炭素(和光純薬(株)製)を2g加えた。ここに水素を風船で導入して、還元反応を室温で行った。約2時間後、風船がこれ以上しぼまないことを確認して反応を終了させた。反応終了後、濾過して触媒であるパラジウム化合物を除き、ロータリーエバポレーターで濃縮し、下記式で表されるヒドロキシル基含有ジアミン化合物を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 <合成例2 ポリイミド前駆体(A-1)の合成>
 乾燥窒素気流下、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物(以降ODPAと呼ぶ)31.0g(0.10モル)をNMP500gに溶解させた。ここに合成例1で得られたヒドロキシル基含有ジアミン化合物39.30g(0.065モル)と1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン1.24g(0.005モル)をNMP50gとともに加えて、20℃で1時間反応させ、次いで50℃で2時間反応させた。続いて、プロピレンオキシド及びテトラメチレンエーテルグリコール構造を含むRT-1000(10.00g、0.010モル)をNMP10gとともに加えて、50℃で1時間反応させた。次に末端封止剤として4-アミノフェノール4.36g(0.04モル)をNMP5gとともに加え、50℃で2時間反応させた。その後、N,N-ジメチルホルムアミドジメチルアセタール28.6g(0.24モル)をNMP50gで希釈した溶液を10分かけて滴下した。滴下後、50℃で3時間撹拌した。撹拌終了後、溶液を室温まで冷却した後、溶液を水3Lに投入して白色沈殿を得た。この沈殿を濾過で集めて、水で3回洗浄した後、80℃の真空乾燥機で24時間乾燥し、目的のアルカリ可溶性樹脂であるポリイミド前駆体(A-1)を得た。
 <合成例3 ポリベンゾオキサゾール前駆体(A-2)の合成>
 乾燥窒素気流下、BAHF27.47g、(0.075モル)をNMP257gに溶解させた。ここに、1,1’-(4,4’-オキシベンゾイル)ジイミダゾール(以降PBOMと呼ぶ)(17.20g、0.048モル)をNMP20gとともに加えて、85℃で3時間反応させた。続いて、プロピレンオキシド及びテトラメチレンエーテルグリコール構造を含むRT-1000(20.00g、0.020モル)、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(1.24g、0.005モル)、PBOM(14.33g、0.044モル)をNMP50gとともに加えて、85℃で1時間反応させた。さらに、末端封止剤として、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物(3.94g、0.024モル)をNMP10gとともに加えて、85℃で30分反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、酢酸(52.82g、0.50モル)をNMP87gとともに加えて、室温で1時間撹拌した。撹拌終了後、溶液を水3Lに投入して白色沈殿を得た。この沈殿を濾過で集めて、水で3回洗浄した後、50℃の通風乾燥機で3日間乾燥し、ポリベンゾオキサゾール前駆体(A-2)の粉末を得た。
 <合成例4 ポリベンゾオキサゾール前駆体(A-3)の合成>
 前記合成例3に従って、BAHF(27.47g、0.075モル)、PBOM(30.10g、0.084モル)、プロピレンオキシド及びエチレングリコール構造を含むED-900(9.00g、0.020モル)、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(1.24g、0.0050モル)、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物(5.25g、0.032モル)、酢酸(48.02g、0.80モル)、NMP409gを用いて同様に行い、ポリベンゾオキサゾール前駆体(A-3)の粉末を得た。
 <合成例5 ポリベンゾオキサゾール前駆体(A-4)の合成>
 前記合成例3に従って、BAHF(32.96g、0.090モル)、PBOM(29.38g、0.082モル)、RT-1000(10.00g、0.010モル)、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(1.49g、0.0060モル)、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物(5.91g、0.036モル)、HFHA(0.60g、0.0010モル)、ODPA(2.17g、0.0070モル)、酢酸(49.22g、0.82モル)、NMP360gを用いて同様に行い、ポリベンゾオキサゾール前駆体(A-4)の粉末を得た。
 <合成例6 ポリアミドイミド前駆体(A-5)の合成>
 乾燥窒素気流下、無水ジフェニルエーテルトリカルボン酸クロリド27.5g(0.10モル)をNMP500gに溶解させた。ここに合成例1で得られたヒドロキシル基含有ジアミン化合物39.30g(0.065モル)と1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン1.24g(0.005モル)をNMP50gとともに加えて、20℃で1時間反応させ、次いで50℃で2時間反応させた。続いて、プロピレンオキシド及びテトラメチレンエーテルグリコール構造を含むRT-1000(10.00g、0.010モル)をNMP10gとともに加えて、50℃で1時間反応させた。次に末端封止剤として4-アミノフェノール4.36g(0.04モル)をNMP5gとともに加え、50℃で2時間反応させた。その後、N,N-ジメチルホルムアミドジメチルアセタール28.6g(0.24モル)をNMP50gで希釈した溶液を10分かけて滴下した。滴下後、50℃で3時間撹拌した。撹拌終了後、溶液を室温まで冷却した後、溶液を水3Lに投入して白色沈殿を得た。この沈殿を濾過で集めて、水で3回洗浄した後、80℃の真空乾燥機で24時間乾燥し、目的のポリアミドイミド前駆体(A-5)を得た。 
 [参考例1~15]
 得られた(A)成分(A-1~5)10gに(B)熱酸発生剤として3-(5-(((フェニルスルホニルオキシ)イミノ)チオフェン-2(5H)-イリデン-2-(o-トリル)プロパンニトリル(B-1)を0.2g(0.52ミリモル)、またはSI-200(B-2)を0.2g(0.53ミリモル)、(C)熱架橋剤としてHMOM-TPHAP(C-1)を2.4g(4.2ミリモル)とMW-100LM(C-2)を1.0g(2.6ミリモル)、(D)感光性化合物として下記式で表される感光性化合物を2.0g(1.8ミリモル)加え、溶剤としてγ-ブチロラクトンを20g加えてワニスを作製し、これらの特性を上記評価方法により測定した。得られた結果を表1に示す。
 [参考例16~20]
 (B)熱酸発生剤を用いない以外は参考例1~15と同様にワニスを作製し、これらの特性を上記評価方法により測定した。得られた結果を表1に示す。
 [実施例1~8、比較例1~9]
 得られた(A)成分(A-1~5)10gに(B)熱酸発生剤として3-(5-(((フェニルスルホニルオキシ)イミノ)チオフェン-2(5H)-イリデン-2-(o-トリル)プロパンニトリル(B-1)を0.2g(0.52ミリモル)、またはSI-200(B-2)を0.2g(0.53ミリモル)、または0.5g(1.3ミリモル)、または0.8g(2.1ミリモル)(C)熱架橋剤としてHMOM-TPHAP(C-1)を2.4g(4.2ミリモル)とMW-100LM(C-2)を1.0g(2.6ミリモル)、または下記式で表される熱架橋剤(C-3)を0.2g(0.25ミリモル)、または1.5g(1.9ミリモル)、または5.1g(6.5ミリモル)(D)感光性化合物として下記式で表される感光性化合物を2.0g(1.8ミリモル)、(E)酸化防止剤として下記式で表される化合物(E-1)を0.15g(0.26ミリモル)または(E-2)を0.15g(0.27ミリモル)加え、溶剤としてγ-ブチロラクトンを20g加えてワニスを作製し、これらの特性を上記評価方法により測定した。得られた結果を表2に示す。
 [比較例10~15]
 (B)熱酸発生剤を用いない以外は比較例2および6~9と同様にワニスを作製(比較例10~14)、または、(B)熱酸発生剤としてSI-200(B-2)を1.2g(3.2ミリモル)加えた以外は比較例2と同様にワニスを作製(比較例15)し、これらの特性を上記評価方法により測定した。得られた結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
1 シリコンウエハ
2 Alパッド
3 パッシベーション膜
4 絶縁膜
5 金属(Cr、Ti等)膜
6 金属配線(Al、Cu等)
7 絶縁膜
8 バリアメタル
9 スクライブライン
10 ハンダバンプ
11 封止樹脂
12 基板
13 絶縁膜
14 絶縁膜
15 金属(Cr、Ti等)膜
16 金属配線(Ag、Cu等)
17 金属配線(Ag、Cu等)
18 電極
19 封止樹脂

Claims (20)

  1. (A)ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド前駆体、ポリアミドイミド前駆体、およびそれらの共重合体、から選ばれる1種類以上を含んでなり、かつベンゾオキサゾール前駆体構造および脂肪族基を有するアルカリ可溶性樹脂、ならびに、
    (B)熱酸発生剤および(E)酸化防止剤を含有する、樹脂組成物。
  2. 前記(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド前駆体、ポリアミドイミド前駆体、およびそれらの共重合体、から選ばれる1種類以上を含んでなり、かつベンゾオキサゾール前駆体構造および脂肪族基を有するアルカリ可溶性樹脂が、
    一般式(1)で表される構造単位を有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (一般式(1)中、XおよびYは、それぞれ独立に2個以上の炭素原子を有する2~8価の有機基を表す。RおよびRは、それぞれ独立に水素、または炭素数1~20の有機基を表す。nは10~100,000の範囲内の整数を示す。rおよびsは0~2の範囲内の整数、pおよびqは0~4の範囲内の整数を表す。)
  3. 前記脂肪族基が、アルキレン基およびオキシアルキレン基のうち少なくともいずれかの有機基を有する、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
  4. 前記脂肪族基が、下記一般式(2)で表される、請求項1~3のいずれかに記載の樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (一般式(2)中、R~Rはそれぞれ独立に炭素数1~6のアルキレン基を表す。R~R14はそれぞれ独立に水素、フッ素、または炭素数1~6のアルキル基を表す。但し、括弧内に表される構造はそれぞれ異なる。x、y、zはそれぞれ独立に0~35の整数を表す。)
  5. 前記一般式(1)におけるYが、下記一般式(2)で表される脂肪族基を有する、請求項2に記載の樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (一般式(2)中、R~Rはそれぞれ独立に炭素数1~6のアルキレン基を表す。R~R14はそれぞれ独立に水素、フッ素、または炭素数1~6のアルキル基を表す。但し、括弧内に表される構造はそれぞれ異なる。x、y、zはそれぞれ独立に0~35の整数を表す。)
  6. 前記(B)熱酸発生剤が、下記一般式(3)で表されるスルホン酸エステル化合物、一般式(4)で表されるスルホン酸エステル化合物、およびオニウム塩、から選ばれる1種類以上の化合物を含む、請求項1~5のいずれかに記載の樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (一般式(3)および(4)中、R20~R22はそれぞれ独立に炭素数1~12の脂肪族基、または炭素数4~12の芳香族基を示す。)
  7. 前記(B)熱酸発生剤の熱分解開始温度が、140℃以上220℃以下である、請求項1~6のいずれかに記載の樹脂組成物。
  8. さらに、(C)熱架橋剤および(D)感光性化合物を含有する、請求項1~7のいずれかに記載の樹脂組成物。
  9. 前記(C)熱架橋剤が、一般式(5)で表される構造単位を有する熱架橋剤を含む、請求項8に記載の樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (一般式(5)中、R24およびR25は、各々独立に、水素原子またはメチル基を示す。R23は炭素数2以上のアルキレン基を有する2価の有機基であり、直鎖状、分岐状、および環状のいずれでも良い。)
  10. 前記(E)酸化防止剤が、一般式(6)で表される化合物を含有する、請求項1~9のいずれかに記載の樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    (一般式(6)中、R26は水素原子または炭素数2以上のアルキル基を表し、R27は炭素数2以上のアルキレン基を表す。R28は、炭素数2以上のアルキレン基、O原子、およびN原子のうち少なくともいずれかを含む1~4価の有機基を示す。kは1~4の整数を示す。)
  11. 請求項1~10のいずれかに記載の樹脂組成物から形成された樹脂シート。
  12. 請求項1~10のいずれかに記載の樹脂組成物を硬化した硬化膜。
  13. 請求項11に記載の樹脂シートを硬化した硬化膜。
  14. ベンゾオキサゾール前駆体構造がポリベンゾオキサゾールに閉環している割合が30%以上である、請求項12または13に記載の硬化膜。
  15. 請求項1~10のいずれかに記載の樹脂組成物を基板上に塗布し、または請求項11に記載の樹脂シートを基材上にラミネートし、乾燥して樹脂膜を形成する工程、
    乾燥した樹脂膜を露光する露光工程、露光した樹脂膜を現像する現像工程、
    および現像した樹脂膜を加熱処理する加熱処理工程を含むことを特徴とする硬化膜の製造方法。
  16. 前記現像した樹脂膜を加熱処理する加熱処理工程が、140℃以上220℃以下で加熱処理する工程を含む、請求項15に記載の硬化膜の製造方法。
  17. 請求項12~14のいずれかに記載の硬化膜が配置された、層間絶縁膜または半導体保護膜。
  18. 請求項12~14のいずれかに記載の硬化膜が再配線の間の層間絶縁膜として配置された、半導体電子部品または半導体装置。
  19. 前記再配線と層間絶縁膜が2~10層繰り返し配置された、請求項18に記載の半導体電子部品または半導体装置。
  20. 請求項12~14のいずれかに記載の硬化膜が2種以上の材料で構成される隣接する基板の層間絶縁膜として配置された、半導体電子部品または半導体装置。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI662063B (zh) * 2018-02-02 2019-06-11 新應材股份有限公司 感光性聚醯亞胺組成物及其所製成之光阻膜
JP2019172974A (ja) * 2018-03-26 2019-10-10 東レ株式会社 アルカリ可溶性樹脂溶液の製造方法
WO2020026937A1 (ja) * 2018-08-01 2020-02-06 東レ株式会社 樹脂組成物、樹脂シート、硬化膜、硬化膜の製造方法、半導体装置および表示装置
WO2021085321A1 (ja) * 2019-10-29 2021-05-06 東レ株式会社 樹脂組成物、樹脂シート、硬化膜、硬化膜の製造方法、半導体装置、有機el表示装置および表示装置
EP3951498A1 (en) 2020-08-04 2022-02-09 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Positive photosensitive resin composition, positive photosensitive dry film, method for producing positive photosensitive dry film, patterning process, method for forming cured film, interlayer insulation film, surface protective film, and electronic component
EP3951499A1 (en) 2020-08-04 2022-02-09 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Negative photosensitive resin composition, patterning process, method for forming cured film, interlayer insulation film, surface protective film, and electronic component
EP3974904A1 (en) 2020-09-24 2022-03-30 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Photosensitive resin composition, patterning process, method for forming cured film, interlayer insulation film, surface protective film, and electronic component
EP4063954A2 (en) 2021-03-23 2022-09-28 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Positive photosensitive resin composition, positive photosensitive dry film, method for producing positive photosensitive dry film, patterning process, method for forming cured film, interlayer insulation film, surface protective film, and electronic component
EP4067999A1 (en) 2021-03-23 2022-10-05 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Negative photosensitive resin composition, patterning process, method for forming cured film, interlayer insulation film, surface protective film, and electronic component
WO2023042608A1 (ja) * 2021-09-15 2023-03-23 東レ株式会社 ポリイミド樹脂、感光性樹脂組成物、硬化物、有機elディスプレイ、電子部品、および半導体装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111308795B (zh) * 2020-03-13 2021-02-26 Tcl华星光电技术有限公司 隔垫物及制作方法、显示装置
CN115232017A (zh) * 2021-03-15 2022-10-25 华为技术有限公司 一种化合物、一种树脂及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11282155A (ja) * 1998-03-27 1999-10-15 Hitachi Chem Co Ltd 感光性樹脂組成物及びこれを用いたソルダーレジストの製造法
JP2002012761A (ja) * 2000-04-28 2002-01-15 Toray Ind Inc 耐熱性樹脂組成物
JP2010026359A (ja) * 2008-07-23 2010-02-04 Toray Ind Inc ポジ型感光性樹脂組成物
JP2010229210A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Toray Ind Inc 樹脂組成物
WO2016047483A1 (ja) * 2014-09-26 2016-03-31 東レ株式会社 有機el表示装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6876017B2 (en) * 2003-02-08 2005-04-05 Intel Corporation Polymer sacrificial light absorbing structure and method
JP5211438B2 (ja) 2005-06-09 2013-06-12 東レ株式会社 樹脂組成物およびそれを用いた表示装置
JP4736863B2 (ja) 2006-03-03 2011-07-27 日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社 ポジ型感光性ポリアミドイミド樹脂組成物、パターンの製造方法及び電子部品
US8298747B2 (en) * 2007-03-12 2012-10-30 Hitachi Chemical Dupont Microsystems, Ltd. Photosensitive resin composition, process for producing patterned hardened film with use thereof and electronic part
JP5699602B2 (ja) * 2009-01-29 2015-04-15 東レ株式会社 樹脂組成物およびこれを用いた表示装置
JP5742376B2 (ja) * 2011-03-30 2015-07-01 東レ株式会社 ポジ型感光性樹脂組成物
JP5831092B2 (ja) 2011-09-27 2015-12-09 東レ株式会社 ポジ型感光性樹脂組成物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11282155A (ja) * 1998-03-27 1999-10-15 Hitachi Chem Co Ltd 感光性樹脂組成物及びこれを用いたソルダーレジストの製造法
JP2002012761A (ja) * 2000-04-28 2002-01-15 Toray Ind Inc 耐熱性樹脂組成物
JP2010026359A (ja) * 2008-07-23 2010-02-04 Toray Ind Inc ポジ型感光性樹脂組成物
JP2010229210A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Toray Ind Inc 樹脂組成物
WO2016047483A1 (ja) * 2014-09-26 2016-03-31 東レ株式会社 有機el表示装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI662063B (zh) * 2018-02-02 2019-06-11 新應材股份有限公司 感光性聚醯亞胺組成物及其所製成之光阻膜
CN110133963A (zh) * 2018-02-02 2019-08-16 新应材股份有限公司 感光性聚酰亚胺组成物及其所制成的光阻膜
JP2019172974A (ja) * 2018-03-26 2019-10-10 東レ株式会社 アルカリ可溶性樹脂溶液の製造方法
JP7180459B2 (ja) 2018-03-26 2022-11-30 東レ株式会社 アルカリ可溶性樹脂溶液の製造方法
JPWO2020026937A1 (ja) * 2018-08-01 2021-08-02 東レ株式会社 樹脂組成物、樹脂シート、硬化膜、硬化膜の製造方法、半導体装置および表示装置
CN112424289A (zh) * 2018-08-01 2021-02-26 东丽株式会社 树脂组合物、树脂片、固化膜、固化膜的制造方法、半导体装置及显示装置
WO2020026937A1 (ja) * 2018-08-01 2020-02-06 東レ株式会社 樹脂組成物、樹脂シート、硬化膜、硬化膜の製造方法、半導体装置および表示装置
WO2021085321A1 (ja) * 2019-10-29 2021-05-06 東レ株式会社 樹脂組成物、樹脂シート、硬化膜、硬化膜の製造方法、半導体装置、有機el表示装置および表示装置
EP3951498A1 (en) 2020-08-04 2022-02-09 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Positive photosensitive resin composition, positive photosensitive dry film, method for producing positive photosensitive dry film, patterning process, method for forming cured film, interlayer insulation film, surface protective film, and electronic component
EP3951499A1 (en) 2020-08-04 2022-02-09 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Negative photosensitive resin composition, patterning process, method for forming cured film, interlayer insulation film, surface protective film, and electronic component
EP3974904A1 (en) 2020-09-24 2022-03-30 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Photosensitive resin composition, patterning process, method for forming cured film, interlayer insulation film, surface protective film, and electronic component
US11892773B2 (en) 2020-09-24 2024-02-06 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Photosensitive resin composition, patterning process, method for forming cured film, interlayer insulation film, surface protective film, and electronic component
EP4063954A2 (en) 2021-03-23 2022-09-28 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Positive photosensitive resin composition, positive photosensitive dry film, method for producing positive photosensitive dry film, patterning process, method for forming cured film, interlayer insulation film, surface protective film, and electronic component
EP4067999A1 (en) 2021-03-23 2022-10-05 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Negative photosensitive resin composition, patterning process, method for forming cured film, interlayer insulation film, surface protective film, and electronic component
WO2023042608A1 (ja) * 2021-09-15 2023-03-23 東レ株式会社 ポリイミド樹脂、感光性樹脂組成物、硬化物、有機elディスプレイ、電子部品、および半導体装置

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