JP2001215698A - Positive type photosensitive resin composition and semiconductor device using the same - Google Patents

Positive type photosensitive resin composition and semiconductor device using the same

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JP2001215698A
JP2001215698A JP2000021105A JP2000021105A JP2001215698A JP 2001215698 A JP2001215698 A JP 2001215698A JP 2000021105 A JP2000021105 A JP 2000021105A JP 2000021105 A JP2000021105 A JP 2000021105A JP 2001215698 A JP2001215698 A JP 2001215698A
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JP
Japan
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resin composition
photosensitive resin
embedded image
weight
parts
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Application number
JP2000021105A
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Japanese (ja)
Inventor
Kagehisa Yamamoto
景壽 山本
Takashi Hirano
孝 平野
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive type photosensitive resin composition excellent in adhesion to metal copper after curing, and a semiconductor device using the composition. SOLUTION: The positive type photosensitive resin composition comprises 100 pts.wt. polyamide (A), 1-100 pts.wt. photosensitive diazoquinone compound (B) and 0.05-20 pts.wt. organotitanium-based compound (C).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、銅系金属との硬化
後にすぐれた密着性が得られるポジ型感光性樹脂組成物
とそれを用いた半導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive photosensitive resin composition capable of obtaining excellent adhesion after curing with a copper-based metal, and a semiconductor device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体素子の表面保護膜、層間絶
縁膜には耐熱性が優れ、又卓越した電気特性、機械的特
性等を有するポリイミド樹脂が用いられているが、近年
半導体素子の小型化、高集積化、高速化による多層配線
化、チップサイズパッケージ(CSP)、ウエハーレベル
パッケージ(WLP)への移行等により低誘電率、銅、チ
タン等の配線金属等との密着性向上の要求があり、更に
高性能のポリイミド樹脂が必要とされるようになってき
た。特に銅配線は従来のアルミ配線に替わる高速化の目
玉として急速に採用されており、現状のポリイミドでは
密着性が非常に劣る欠点がある。一方、これらの用途に
も従来の非感光ポリイミドでは工程が長く複雑になる
為、ポリイミド樹脂自身に感光性を付与する技術が最近
注目を集めてきており、例えば感光性ポリイミド樹脂と
して、下記式(4)等がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a polyimide resin having excellent heat resistance and excellent electrical and mechanical properties has been used for a surface protective film and an interlayer insulating film of a semiconductor element. Demand for high dielectric constant, low dielectric constant, and improved adhesion with wiring metals such as copper and titanium by shifting to chip size package (CSP) and wafer level package (WLP) etc. Therefore, a high-performance polyimide resin has been required. In particular, copper wiring is rapidly being adopted as a centerpiece of high speed replacement for conventional aluminum wiring, and the current polyimide has a disadvantage that adhesion is very poor. On the other hand, in these applications, the process of imparting photosensitivity to the polyimide resin itself has recently been receiving attention because the process is long and complicated in the conventional non-photosensitive polyimide. For example, as a photosensitive polyimide resin, the following formula ( 4) and so on.

【0003】[0003]

【化10】 Embedded image

【0004】これを用いるとパターン作成工程の一部が
簡略化でき、工程短縮の効果はあるが、現像の際にN−
メチル−2−ピロリドン等の溶剤が必要となるため、安
全、取扱いにおいて問題がある。そこで最近では、アル
カリ水溶液で現像ができるポジ型の感光性樹脂が開発さ
れている。例えば、特公平1−46862号公報におい
てはポリベンゾオキサゾール前駆体とジアゾキノン化合
物より構成されるポジ型感光性樹脂が開示されている。
これは高い耐熱性、優れた電気特性、微細加工性を有
し、ウェハーコート用のみならず層間絶縁用樹脂として
の可能性も有している。このポジ型の感光性樹脂の現像
メカニズムは、未露光部のジアゾキノン化合物がアルカ
リ性水溶液に不溶であり、露光することによりジアゾキ
ノン化合物が化学変化を起こし、アルカリ性水溶液に可
溶となる。この露光部と未露光部での溶解性の差を利用
し、未露光部のみの塗膜パターンの作成が可能となる。
When this is used, a part of the pattern forming process can be simplified, which has the effect of shortening the process.
Since a solvent such as methyl-2-pyrrolidone is required, there is a problem in safety and handling. Therefore, recently, a positive photosensitive resin that can be developed with an alkaline aqueous solution has been developed. For example, Japanese Patent Publication No. 1-46862 discloses a positive photosensitive resin composed of a polybenzoxazole precursor and a diazoquinone compound.
It has high heat resistance, excellent electrical properties and fine workability, and has the potential not only as a wafer coat but also as an interlayer insulating resin. The mechanism of development of this positive photosensitive resin is such that the unexposed portion of the diazoquinone compound is insoluble in the alkaline aqueous solution, and the exposure causes the diazoquinone compound to undergo a chemical change and become soluble in the alkaline aqueous solution. By utilizing the difference in solubility between the exposed part and the unexposed part, a coating film pattern can be formed only in the unexposed part.

【0005】この特公平1−46862号公報に示され
ている感光性樹脂を実際に使用する場合、特に問題とな
るのは基板、特にシリコンウエハーとの密着性である。
つまり現像時において現像液を用いたウエットエッチン
グを行うが、現像の際、本来残るべき未露光部の塗膜が
完全に剥がれ落ちたり、また浮き上がったりする問題が
ある。またこのような感光性樹脂はパターン加工を行っ
た後、熱処理(硬化)を行いオキサゾール環を形成さ
せ、耐熱性、機械特性に富む永久膜を作り、半導体の表
面コート材や層間絶縁膜として用いる。しかし、硬化後
の密着性についても、不充分で特に高温吸湿処理を行う
と樹脂が基板から剥離するというも問題もある。
When the photosensitive resin disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-46862 is actually used, a particular problem is adhesion to a substrate, especially a silicon wafer.
That is, wet etching using a developing solution is performed at the time of development. However, at the time of development, there is a problem that an unexposed portion of the coating film, which should be originally left, is completely peeled off or floated. In addition, such a photosensitive resin is subjected to heat treatment (curing) after pattern processing to form an oxazole ring, to form a permanent film having excellent heat resistance and mechanical properties, and to be used as a surface coating material or an interlayer insulating film of a semiconductor. . However, the adhesiveness after curing is also insufficient, and there is also a problem that the resin is peeled off from the substrate especially when a high-temperature moisture absorption treatment is performed.

【0006】また、日本国特許第2627632号には
ポリイミド用の接着助剤としてシラン変性カルボン酸誘
導体が示されている。これを特公平1−46862号公
報に示されている感光性樹脂に加えると現像時の密着
性、硬化後の密着性について改善が見られる。しかし、
配線金属である銅との密着は弱いという問題が有り、現
状では銅配線を使用する場合、銅の上下に密着向上金属
(チタン、クロム等)をあらかじめ設けるか、密着向上
プライマーを薄くコーティングしておく必要がある。
Further, Japanese Patent No. 2627632 discloses a silane-modified carboxylic acid derivative as an adhesion aid for polyimide. When this is added to the photosensitive resin disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-46862, the adhesiveness during development and the adhesiveness after curing are improved. But,
There is a problem that adhesion to copper as the wiring metal is weak. At present, when copper wiring is used, a metal for improving adhesion (titanium, chromium, etc.) is provided in advance on the top and bottom of copper, or a thin coating of adhesion improving primer is applied. Need to be kept.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、銅金属との
硬化後の密着性に優れるポジ型感光性樹脂組成物とそれ
を用いた半導体装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a positive photosensitive resin composition having excellent adhesion to copper metal after curing and a semiconductor device using the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、一般式(1)
で示されるポリアミド(A)100重量部と感光性ジア
ゾキノン化合物(B)1〜100重量部と一般式
(2)、(3)で表わされる有機チタン系化合物(C)
0.05〜20重量部からなるポジ型感光性樹脂組成物
である。
According to the present invention, there is provided a compound represented by the general formula (1):
100 parts by weight of a polyamide (A), 1 to 100 parts by weight of a photosensitive diazoquinone compound (B), and an organotitanium compound (C) represented by formulas (2) and (3).
It is a positive photosensitive resin composition comprising 0.05 to 20 parts by weight.

【0009】[0009]

【化11】 Embedded image

【0010】[0010]

【化12】 Embedded image

【0011】[0011]

【化13】 Embedded image

【0012】式(1)のポリアミドは、Xの構造を有す
るビスアミノフェノールとYの構造を有するジカルボン
酸からなり、このポリアミドを約300〜400℃で加
熱すると閉環し、ポリベンゾオキサゾールという耐熱性
樹脂に変化する。
The polyamide of the formula (1) is composed of bisaminophenol having the structure of X and dicarboxylic acid having the structure of Y. When this polyamide is heated at about 300 to 400 ° C., the ring is closed, and the heat resistance of polybenzoxazole is obtained. Changes to resin.

【0013】本発明のポリアミド(1)のXは、例え
ば、
X of the polyamide (1) of the present invention is, for example,

【化14】 Embedded image

【0014】等であるがこれらに限定されるものではな
い。この中で特に好ましいものとしては、
However, the present invention is not limited to these. Among them, particularly preferred are:

【0015】[0015]

【化15】 Embedded image

【0016】より選ばれるものである。又式(1)のY
は、例えば、
[0016] It is more selected. Also, Y of the formula (1)
Is, for example,

【0017】[0017]

【化16】 Embedded image

【0018】等であるがこれらに限定されるものではな
い。これらの中で特に好ましいものとしては、
However, the present invention is not limited to these. Particularly preferred among these are:

【0019】[0019]

【化17】 Embedded image

【0020】より選ばれるものである。[0020] It is more selected.

【0021】更に、式(1)のZは、例えばFurther, Z in the formula (1) is, for example,

【化18】 等であるがこれらに限定されるものではない。Embedded image Etc., but are not limited to these.

【0022】式(1)のZは、更により高い密着性が必
要な基板の場合に用いるが、その使用割合bについては
最大40.0モル%まで使用することができる。40.
0モル%を越えると樹脂の溶解性が極めて低下し、スカ
ムが発生し、パターン加工ができない。なお、これら
X、Y、Zの使用にあたっては、それぞれ1種類であっ
ても2種類以上の混合物であっても構わない。
Z in the formula (1) is used in the case of a substrate requiring even higher adhesiveness, and its use ratio b can be used up to 40.0 mol%. 40.
If it exceeds 0 mol%, the solubility of the resin is extremely reduced, scum is generated, and pattern processing cannot be performed. When using X, Y, and Z, one type or a mixture of two or more types may be used.

【0023】本発明で用いる感光性ジアゾキノン化合物
は、1,2−ベンゾキノンジアジドあるいは1,2−ナ
フトキノンジアジド構造を有する化合物であり、米国特
許明細書第2,772,972号、第2,797,21
3号、第3,669,658号により公知の物質であ
る。例えば、下記のものが挙げられる。
The photosensitive diazoquinone compound used in the present invention is a compound having a 1,2-benzoquinonediazide or 1,2-naphthoquinonediazide structure, and is disclosed in US Pat. Nos. 2,772,972 and 2,797, 21
No. 3,669,658. For example, the following are mentioned.

【0024】[0024]

【化19】 Embedded image

【0025】[0025]

【化20】 Embedded image

【0026】これらの中で特に好ましいものとしては下
記のものがある。
Among these, the following are particularly preferred.

【化21】 Embedded image

【0027】感光性ジアジドキノン化合物(B)のポリ
アミド(A)への配合量は、ポリアミド100重量部に
対し、1〜100重量部で、配合量が1重量部未満だと
樹脂のパターニング性が不良であり、逆に100重量部
を越えるとフィルムの引張り伸び率が著しく低下する。
The compounding amount of the photosensitive diazidoquinone compound (B) to the polyamide (A) is 1 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyamide. If the compounding amount is less than 1 part by weight, the patterning property of the resin is poor. Conversely, if it exceeds 100 parts by weight, the tensile elongation of the film is significantly reduced.

【0028】本発明のポジ型感光性樹脂組成物には、必
要により感光特性を高めるためにジヒドロピリジン誘導
体を加えることができる。ジヒドロピリジン誘導体とし
ては、例えば、2,6−ジメチル−3,5−ジアセチル
−4−(2′−ニトロフェニル)−1,4−ジヒドロピ
リジン、4−(2′−ニトロフェニル)−2,6−ジメ
チル−3,5−ジカルボエトキシ−1,4−ジヒドロピ
リジン、4−(2′,4′−ジニトロフェニル)−2,
6−ジメチル−3,5−カルボメトキシ−1,4−ジヒ
ドロピリジン等を挙げることができる。
A dihydropyridine derivative can be added to the positive photosensitive resin composition of the present invention, if necessary, to enhance the photosensitive characteristics. Examples of the dihydropyridine derivative include, for example, 2,6-dimethyl-3,5-diacetyl-4- (2′-nitrophenyl) -1,4-dihydropyridine, 4- (2′-nitrophenyl) -2,6-dimethyl -3,5-dicarbethoxy-1,4-dihydropyridine, 4- (2 ', 4'-dinitrophenyl) -2,
6-dimethyl-3,5-carbomethoxy-1,4-dihydropyridine and the like can be mentioned.

【0029】本発明のポジ型感光性樹脂組成物において
は更に一般式(2)、(3)で示される有機チタン系化合
物(C)を使用することが重要である。本発明では、こ
れらの有機チタン系化合物をポリベンゾオキサゾール前
駆体と感光性ジアゾキノンからなる樹脂組成物に加える
と従来のシランカップリング剤等では見られないような
硬化後に銅金属と充分な密着性が得られるポジ型感光性
樹脂組成物が得られることを見いだした。
In the positive photosensitive resin composition of the present invention, it is important to further use the organic titanium compound (C) represented by the general formulas (2) and (3). In the present invention, when these organotitanium-based compounds are added to a resin composition comprising a polybenzoxazole precursor and a photosensitive diazoquinone, sufficient adhesion to copper metal after curing, which cannot be seen with conventional silane coupling agents, etc. It was found that a positive photosensitive resin composition capable of obtaining the following was obtained.

【0030】一般式(2)、(3)に示される有機チタン
系化合物は、例えば、イソプロピルトリイソステアロイ
ルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスル
ホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパ
イロホスフェート)チタネート、テトライソプロピルビ
ス(ジオクチルパイロホスファイトト)チタネート、テ
トラオクチルビス(ジオクチルパイロホスファイト)チ
タネート、テトラ(2、2−ジアリルオキシメチル−1
−ブチル)ビス(ジ−トリデシル)ホスファイトチタネ
ート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシア
セテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェ
ート)エチレンチタネート、イソプロピルトリ(N−ア
ミノエチル・アミノエチル)チタネート等があげられる
がこれらに限定されない。また、使用にあたっては1種
類でも2種類以上混合してもよい。
The organic titanium compounds represented by the general formulas (2) and (3) include, for example, isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyl tris (dioctyl pyrophosphate) titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl) Pyrophosphite) titanate, tetraoctylbis (dioctylpyrophosphite) titanate, tetra (2,2-diallyloxymethyl-1)
-Butyl) bis (di-tridecyl) phosphite titanate, bis (dioctylpyrophosphate) oxyacetate titanate, bis (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate, isopropyltri (N-aminoethylaminoethyl) titanate and the like. It is not limited to. In use, one kind or a mixture of two or more kinds may be used.

【0031】一般式(2),(3)に示される有機チタン
系化合物のポジ型感光性樹脂組成物への配合量はポリア
ミド(A)100重量部に対して0.05〜20重量部
である。配合量が0.05重量部未満だと基板に対して
充分な密着性が得られず、また20重量部を超えると凝
集することがあり好ましくない。
The amount of the organic titanium compound represented by the general formulas (2) and (3) in the positive photosensitive resin composition is 0.05 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyamide (A). is there. If the amount is less than 0.05 part by weight, sufficient adhesion to the substrate cannot be obtained, and if the amount exceeds 20 parts by weight, aggregation may occur, which is not preferable.

【0032】本発明におけるポジ型感光性樹脂組成物に
は、必要によりレベリング剤、シランカップリング剤等
の添加剤を添加することができる。本発明においてはこ
れらの成分を溶剤に溶解し、ワニス状にして使用する。
溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチ
ロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチル
スルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレ
ングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコール
モノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メ
チル−1,3−ブチレングリコールアセテート、1,3
−ブチレングリコール−3−モノメチルエーテル、ピル
ビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メチル−3−メトキ
シプロピオネート等を単独でも混合して用いてもよい。
If necessary, additives such as a leveling agent and a silane coupling agent can be added to the positive photosensitive resin composition of the present invention. In the present invention, these components are dissolved in a solvent and used in the form of a varnish.
Examples of the solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol. Monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl-1,3-butylene glycol acetate, 1,3
-Butylene glycol-3-monomethyl ether, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl-3-methoxypropionate and the like may be used alone or in combination.

【0033】本発明のポジ型感光性樹脂組成物の使用方
法は、まず該組成物を適当な支持体、例えば、シリコン
ウェハー、セラミック、アルミ基板等に塗布する。塗布
方法としては、スピンナーを用いた回転塗布、スプレー
コーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーテ
ィング等がある。次に、60〜130℃でプリベークし
て塗膜を乾燥後、所望のパターン形状に化学線を照射す
る。化学線としては、X線、電子線、紫外線、可視光線
等が使用できるが、200〜500nmの波長のものが
好ましい。次に照射部を現像液で溶解除去することによ
りレリーフパターンを得る。現像液としては、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナ
トリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無
機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の
第1アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミ
ン等の第2アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチ
ルアミン等の第3アミン類、ジメチルエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルア
ンモニウムヒドロキシド等の第4級アンモニウム塩等の
アルカリ類の水溶液、及びこれにメタノール、エタノー
ルのごときアルコール類等の水溶性有機溶媒や界面活性
剤を適当量添加した水溶液を好適に使用することができ
る。現像方法としては、スプレー、パドル、浸漬、超音
波等の方式が可能である。次に、現像によって形成した
レリーフパターンをリンスする。リンス液としては、蒸
留水を使用する。次に加熱処理を行い、オキサゾール環
を形成し、耐熱性に富む最終パターンを得る。
In the method of using the positive photosensitive resin composition of the present invention, the composition is first applied to a suitable support, for example, a silicon wafer, ceramic, aluminum substrate or the like. Examples of the coating method include spin coating using a spinner, spray coating using a spray coater, dipping, printing, and roll coating. Next, after pre-baking at 60 to 130 ° C. to dry the coating film, a desired pattern shape is irradiated with actinic radiation. As the actinic radiation, X-rays, electron beams, ultraviolet rays, visible rays and the like can be used, but those having a wavelength of 200 to 500 nm are preferable. Next, a relief pattern is obtained by dissolving and removing the irradiated portion with a developer. Examples of the developer include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, diethylamine, and di-n. Secondary amines such as propylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, and quaternary ammoniums such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide. An aqueous solution of an alkali such as a salt or an aqueous solution obtained by adding a suitable amount of a water-soluble organic solvent such as an alcohol such as methanol or ethanol or a surfactant thereto can be suitably used. As a developing method, a system such as spray, paddle, immersion, and ultrasonic wave can be used. Next, the relief pattern formed by development is rinsed. Distilled water is used as the rinsing liquid. Next, heat treatment is performed to form an oxazole ring, and a final pattern having high heat resistance is obtained.

【0034】本発明によるポジ型感光性樹脂組成物は、
半導体用途のみならず、多層回路の層間絶縁やフレキシ
ブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜や液晶
配向膜等としても有用であるが、半導体用途に用いる場
合が特に有効である。本発明によるポジ型感光性樹脂組
成物を、特に銅系金属が用いられた半導体装置に用いる
と高信頼性の半導体装置を得ることができる。半導体装
置の製造方法は従来の公知の方法を用いることが出来
る。
The positive photosensitive resin composition according to the present invention comprises:
It is useful not only for semiconductors but also for interlayer insulation of multilayer circuits, cover coats of flexible copper clad boards, solder resist films, liquid crystal alignment films, etc., but is particularly effective when used for semiconductors. When the positive photosensitive resin composition according to the present invention is used for a semiconductor device using a copper-based metal in particular, a highly reliable semiconductor device can be obtained. As a method for manufacturing a semiconductor device, a conventionally known method can be used.

【0035】[0035]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 《実施例1》 *ポリアミドの合成 ジフェニルエーテル−4、4’−ジカルボン酸1モルと
1−ヒドロキシベンゾトリアゾール2モルとを反応させ
て得られたジカルボン酸誘導体492.5重量部(1モ
ル)とヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4
−ヒドロキシフェニル)プロパン329.6重量部
(0.9モル)とを温度計、攪拌機、原料投入口、乾燥
窒素ガス導入管を備えた4つ口のセパラブルフラスコに
入れ、N−メチル−2−ピロリドン3000重量部を加
えて溶解させた。その後オイルバスを用いて75℃にて
12時間反応させた。次にN−メチル−2−ピロリドン
500重量部に溶解させた5−ノルボルネン−2、3−
ジカルボン酸無水物32.8重量部(0.2モル)を加
え、更に12時間攪拌し反応を終了した。反応混合物を
ろ過した後、反応混合物を水/メタノール=3/1の溶
液に投入、沈殿物を濾集し水で充分洗浄した後、真空下
で乾燥し、目的のポリアミド(A−1)を得た。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. << Example 1 >> * Synthesis of polyamide 492.5 parts by weight (1 mol) of a dicarboxylic acid derivative obtained by reacting 1 mol of diphenyl ether-4,4'-dicarboxylic acid with 2 mol of 1-hydroxybenzotriazole was added to hex. Fluoro-2,2-bis (3-amino-4
-Hydroxyphenyl) propane (329.6 parts by weight, 0.9 mol) was placed in a four-neck separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, a material inlet, and a dry nitrogen gas inlet tube, and N-methyl-2 was added. -3000 parts by weight of pyrrolidone were added and dissolved. Thereafter, the reaction was carried out at 75 ° C. for 12 hours using an oil bath. Next, 5-norbornene-2,3-dissolved in 500 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone
32.8 parts by weight (0.2 mol) of dicarboxylic anhydride was added, and the mixture was further stirred for 12 hours to complete the reaction. After filtering the reaction mixture, the reaction mixture was poured into a solution of water / methanol = 3/1, the precipitate was collected by filtration, washed sufficiently with water, and dried under vacuum to obtain the desired polyamide (A-1). Obtained.

【0036】*ポジ型感光性樹脂組成物の作製 合成したポリアミド(A−1)100重量部、下記式の
構造を有するジアゾキノン(B−1)25重量部、下記
式の構造を有する有機チタン系化合物(C−1)1重量
部をγ−ブチロラクトン250重量部に溶解した後、
0.2μmのフィルターで濾過し感光性樹脂組成物を得
た。
* Preparation of positive photosensitive resin composition 100 parts by weight of synthesized polyamide (A-1), 25 parts by weight of diazoquinone (B-1) having a structure of the following formula, and an organic titanium-based compound having a structure of the following formula After dissolving 1 part by weight of compound (C-1) in 250 parts by weight of γ-butyrolactone,
Filtration through a 0.2 μm filter gave a photosensitive resin composition.

【0037】*特性評価 このポジ型感光性樹脂組成物をシリコンウェハー上にチ
タン、更に銅をスパッタした基板上にスピンコーターを
用いて塗布した後、ホットプレートにて120℃で4分
乾燥し、膜厚約5μmの塗膜を得た。この塗膜にg線ス
テッパー露光機NSR−1505G3A(ニコン(株)
製)によりレチクルを通して50mJ/cm2から20
mJ/cm2づつ増やして540mJ/cm2まで露光を
行った。次に2.38%のテトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシド水溶液に60秒浸漬することによって露光部
を溶解除去した後、純水で30秒間リンスした。その結
果、パターンが成形されていることが確認できた。別に
ポジ型感光性樹脂組成物を同様にシリコンウェハー上に
チタン、更に銅をスパッタした基板上に塗布し、プリベ
ークした後、光洋リンドバーク性のクリーンオーブンを
用い、30分/150℃、30分/320℃順で、更に
窒素濃度を約100ppm以下で加熱、樹脂を硬化させ
た。得られた塗膜上に1mm角に100個の碁盤目にカ
ットした。セロテープを貼り付け、引き剥がして、塗膜
を基板より剥がそうとしたが、剥がれた塗膜の数(これ
を「硬化後剥がれ数」と称する)は0であり、硬化膜の
シリコンウエハー上の銅との密着性が優れていることも
確認できた。
* Characteristics Evaluation The positive photosensitive resin composition was applied on a silicon wafer by using a spin coater on a substrate on which titanium and copper were sputtered, and then dried on a hot plate at 120 ° C. for 4 minutes. A coating film having a thickness of about 5 μm was obtained. A g-line stepper exposure machine NSR-1505G3A (Nikon Corporation)
From 50 mJ / cm 2 to 20 through a reticle
mJ / cm 2 increase at a time and was exposed to 540mJ / cm 2. Next, the exposed portion was dissolved and removed by immersion in a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds, and then rinsed with pure water for 30 seconds. As a result, it was confirmed that the pattern was formed. Separately, a positive-type photosensitive resin composition is similarly applied onto a silicon wafer on a substrate on which titanium and then copper have been sputtered, and prebaked. Then, using a Koyo Lindvark clean oven, 30 minutes / 150 ° C., 30 minutes / The resin was heated at 320 ° C. in order and further heated at a nitrogen concentration of about 100 ppm or less. The obtained coating film was cut into 100 squares of 1 mm square. The cellophane tape was attached and peeled off, and the coating film was about to be peeled off from the substrate. However, the number of peeled coating films (referred to as “the number of peelings after curing”) was 0, and the cured film on the silicon wafer was removed. It was also confirmed that the adhesiveness with copper was excellent.

【0038】《実施例2》実施例1における有機チタン
系化合物C−1をC−2に替えて評価を行った。 《実施例3》実施例1における有機チタン系化合物C−
1をC−3に替えて評価を行った。 《実施例4》実施例1における感光性ジアゾキノン化合
物B−1をB−2に替えて評価を行った。 《実施例5》実施例1におけるポリアミドの合成におい
て、ジフェニルエーテル−4、4’−ジカルボン酸1モ
ルと1−ヒドロキシベンゾトリアゾール2モルとを反応
させて得られた芳香族ジカルボン酸誘導体の替わりに、
ジフェニルスルホン−4、4’−ジカルボン酸1モルと
ヒドロキシベンゾトリアゾール2モルとを反応させて得
られたジカルボン酸誘導体を用いてポリアミド(A−
2)を合成し、その他は実施例1と同様の評価を行っ
た。
Example 2 Evaluation was performed by changing the organic titanium compound C-1 in Example 1 to C-2. << Example 3 >> The organic titanium compound C- in Example 1
Evaluation was performed by replacing 1 with C-3. Example 4 The evaluation was performed by replacing the photosensitive diazoquinone compound B-1 in Example 1 with B-2. Example 5 In the synthesis of a polyamide in Example 1, instead of an aromatic dicarboxylic acid derivative obtained by reacting 1 mol of diphenyl ether-4,4′-dicarboxylic acid with 2 mol of 1-hydroxybenzotriazole,
Using a dicarboxylic acid derivative obtained by reacting 1 mol of diphenylsulfone-4,4'-dicarboxylic acid with 2 mol of hydroxybenzotriazole, polyamide (A-
2) was synthesized, and the others were evaluated in the same manner as in Example 1.

【0039】《実施例6》実施例1におけるポリアミド
の合成において、ジフェニルエーテル−4、4’−ジカ
ルボン酸1モルと1−ヒドロキシベンゾトリアゾール2
モルとを反応させて得られた芳香族ジカルボン酸誘導体
の替わりに、テレフタル酸0.8モル、イソフタル酸
0.2モルと1−ヒドロキシベンゾトリアゾール2モル
とを反応させて得られたジカルボン酸誘導体を用いてポ
リアミド(A−3)を合成し、その他は実施例1と同様
の評価を行った。 《実施例7》実施例1におけるポリアミドの合成におい
てヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒ
ドロキシフェニル)プロパンの替わりに3、3’−ジア
ミノ−4、4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンを用
いて、ポリアミド(A−4)を合成し、その他は実施例
1と同様の評価を行った。 《実施例8》実施例1におけるポリアミドの合成におい
てヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒ
ドロキシフェニル)プロパンの替わりに3、3‘−ジア
ミノ−4、4’−ジヒドロキシジフェニルエーテルを用
いて、ポリアミド(A−5)を合成し、その他は実施例
1と同様の評価を行った。 《実施例9》実施例1におけるポリアミドの合成におい
てヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒ
ドロキシフェニル)プロパンを323.6重量部(0.
9モル)に減らし、替わりに1,3−ビス(3−アミノ
プロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサ
ン24.9重量部(0.1モル)を加え、ポリアミド
(A−6)を合成し、その他は実施例1と同様の評価を
行った。
Example 6 In the synthesis of the polyamide in Example 1, 1 mol of diphenyl ether-4,4'-dicarboxylic acid and 1-hydroxybenzotriazole 2
And a dicarboxylic acid derivative obtained by reacting 0.8 mol of terephthalic acid, 0.2 mol of isophthalic acid and 2 mol of 1-hydroxybenzotriazole instead of the aromatic dicarboxylic acid derivative obtained by reacting Was used to synthesize a polyamide (A-3), and the others were evaluated in the same manner as in Example 1. Example 7 In the synthesis of polyamide in Example 1, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxydiphenylsulfone was used instead of hexafluoro-2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane. Was used to synthesize a polyamide (A-4), and the others were evaluated in the same manner as in Example 1. Example 8 In the synthesis of the polyamide in Example 1, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxydiphenyl ether was used instead of hexafluoro-2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane. Was used to synthesize a polyamide (A-5), and the other evaluations were performed in the same manner as in Example 1. Example 9 In the synthesis of polyamide in Example 1, 323.6 parts by weight of hexafluoro-2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane was added (0.3% by weight).
9 mol), and 24.9 parts by weight (0.1 mol) of 1,3-bis (3-aminopropyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane were added instead. 6) was synthesized, and the others were evaluated in the same manner as in Example 1.

【0040】《比較例1》実施例1において有機チタン
系化合物を有機ケイ素化合物D−1に変えて評価を行っ
た。 《比較例2》実施例1において有機チタン系化合物を有
機ケイ素化合物D−2に変えて評価を行った。 《比較例3》実施例1において有機チタン系化合物を添
加しないで評価を行った。
Comparative Example 1 An evaluation was performed by changing the organic titanium compound in Example 1 to the organic silicon compound D-1. << Comparative Example 2 >> An evaluation was performed by changing the organic titanium-based compound in Example 1 to the organic silicon compound D-2. << Comparative Example 3 >> Evaluation was made in Example 1 without adding an organic titanium-based compound.

【0041】[0041]

【化22】 Embedded image

【0042】[0042]

【化23】 Embedded image

【0043】[0043]

【化24】 Embedded image

【0044】[0044]

【化25】 Embedded image

【0045】[0045]

【化26】 Embedded image

【0046】[0046]

【化27】 Embedded image

【0047】[0047]

【化28】 Embedded image

【0048】以上実施例1〜9、比較例1〜3の評価結
果を表1に示す。
Table 1 shows the evaluation results of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3.

【表1】 [Table 1]

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明によれば、硬化後に基板上の銅金
属との充分な密着性が得られるポジ型感光性樹脂組成物
及び高信頼性のそれを用いた半導体装置を得ることがで
きる。
According to the present invention, it is possible to obtain a positive photosensitive resin composition capable of obtaining sufficient adhesion to a copper metal on a substrate after curing, and a highly reliable semiconductor device using the same. .

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/027 H01L 21/30 502R Fターム(参考) 2H025 AA10 AA14 AA20 AB16 AC01 AD03 BE01 CB26 CB33 CB43 CB45 CC06 CC20 DA18 FA01 FA29 4J002 CL071 EQ016 EV216 EZ007 GP03 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat II (Reference) H01L 21/027 H01L 21/30 502R F-term (Reference) 2H025 AA10 AA14 AA20 AB16 AC01 AD03 BE01 CB26 CB33 CB43 CB45 CC06 CC20 DA18 FA01 FA29 4J002 CL071 EQ016 EV216 EZ007 GP03

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式(1)で示されるポリアミド
(A)100重量部と感光性ジアゾキノン化合物(B)
1〜100重量部と一般式(2)、(3)で表わされる有
機チタン系化合物(C)0.05〜20重量部からなる
ことを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。 【化1】 【化2】 【化3】
1. 100 parts by weight of a polyamide (A) represented by the general formula (1) and a photosensitive diazoquinone compound (B)
A positive photosensitive resin composition comprising 1 to 100 parts by weight and 0.05 to 20 parts by weight of an organic titanium compound (C) represented by formulas (2) and (3). Embedded image Embedded image Embedded image
【請求項2】 有機チタン系化合物(C)におけるR5
6、R7が、下記より選ばれてなる請求項1記載のポジ
型感光性樹脂組成物。 【化4】 【化5】 【化6】
2. R 5 in the organotitanium compound (C),
R 6, R 7 The positive photosensitive resin composition according to claim 1 comprising been selected from the following. Embedded image Embedded image Embedded image
【請求項3】 一般式(1)のポリアミドにおけるX
が、下記より選ばれてなる請求項1又は2記載のポジ型
感光性樹脂組成物。 【化7】
3. X in the polyamide of the general formula (1)
Is selected from the following: The positive photosensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein Embedded image
【請求項4】 一般式(1)のポリアミドにおけるY
が、下記より選ばれてなる請求項1又は2記載のポジ型
感光性樹脂組成物。 【化8】
4. Y in the polyamide of the general formula (1)
Is selected from the following: The positive photosensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein Embedded image
【請求項5】 感光性ジアゾキノン化合物(B)が、下
記より選ばれてなる請求項1、2、3又は4記載のポジ
型感光性樹脂組成物。 【化9】
5. The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the photosensitive diazoquinone compound (B) is selected from the following. Embedded image
【請求項6】 ポリベンゾオキサゾール樹脂が、一般式
(1)で示されるポリアミド(A)100重量部と感光
性ジアゾキノン化合物(B)1〜100重量部と一般式
(2)で表わされる有機チタン系化合物(C)0.05
〜20重量部からなるポジ型感光性樹脂組成物を半導体
素子上に塗布した後、プリベーク、露光、現像をしてパ
ターニングされた後加熱硬化されて得られ、硬化された
樹脂の厚さが0.1〜50μmである半導体装置。
6. A polybenzoxazole resin comprising 100 parts by weight of a polyamide (A) represented by the general formula (1), 1 to 100 parts by weight of a photosensitive diazoquinone compound (B), and an organic titanium represented by the general formula (2) Compound (C) 0.05
After applying a positive photosensitive resin composition of up to 20 parts by weight on a semiconductor element, prebaking, exposing, developing and patterning and heating and curing, the cured resin has a thickness of 0%. A semiconductor device having a thickness of 1 to 50 μm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005070763A (en) * 2003-08-01 2005-03-17 Sumitomo Bakelite Co Ltd Method for forming positive photosensitive resin film on metal, and semiconductor device
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