JP2003295431A - Photosensitive resin composition and method for producing the same - Google Patents

Photosensitive resin composition and method for producing the same

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JP2003295431A
JP2003295431A JP2002093815A JP2002093815A JP2003295431A JP 2003295431 A JP2003295431 A JP 2003295431A JP 2002093815 A JP2002093815 A JP 2002093815A JP 2002093815 A JP2002093815 A JP 2002093815A JP 2003295431 A JP2003295431 A JP 2003295431A
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JP
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bonded
organic group
aromatic rings
polyimide precursor
group
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JP2002093815A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Hojo
泰広 北條
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Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Kyocera Chemical Corp
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyimide-base photosensitive resin composition which utilizes a polyene-thiol crosslinking reaction through α,β-unsaturated bonds, suppresses reduction in film thickness in development and enables enhancement of resolution due to a small film thickness, prevention of corrosion of metal wiring and enhancement of adhesive power to metal wiring and to provide a method for producing the same. <P>SOLUTION: The photosensitive resin composition comprises (A) a polyimide precursor having a repeating unit of formula (1), (B) a polyfunctional polyene compound represented by the following formula, (C) a polyfunctional thiol compound represented by the following formula, (D) a dehydration condensing agent used in production of the polyimide precursor, (E) a photosensitive agent used for enhancing sensitivity to an actinic ray and (F) a solvent. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、半導体デバイス等
の製造において電気・電子絶縁材料として用いられるポ
リイミド系の感光性樹脂組成物およびその製造方法に関
するものであり、詳しくは、この感光性樹脂組成物は、
ICやLSI等の半導体素子上に成膜される絶縁保護膜
であって、かつ微細パターンの加工が必要とされる分野
に適用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyimide type photosensitive resin composition used as an electric / electronic insulating material in the production of semiconductor devices and the like and a method for producing the same. Thing
It is an insulating protective film formed on a semiconductor element such as an IC or an LSI, and is applied to a field in which fine pattern processing is required.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ポリイミド樹脂は、その高い耐熱
性、耐薬品性、電気絶縁性、低誘電率等によって、半導
体を含む電気、電子分野への展開がなされており、半導
体デバイスの分野では、IC、LSI、超LSIのチッ
プの層間絶縁膜や表面保護膜として利用されている。し
かし、従来のポリイミド膜パターン形成方法では、ポリ
イミド前駆体をウェーハ上に塗布・乾燥した後、フォト
レジストを用いてパターン蝕刻加工を行う必要があるた
めコストが増加し、また、ポリイミドの蝕刻加工では、
環境有害物質であるヒドラジン溶液をエッチング液とし
て使用するために、使用環境の整備や、廃棄物処理の運
用での厳重な管理が必要になる。
2. Description of the Related Art In recent years, polyimide resins have been developed into electric and electronic fields including semiconductors due to their high heat resistance, chemical resistance, electric insulation, low dielectric constant, etc. , IC, LSI, VLSI are used as interlayer insulating films and surface protection films for chips. However, in the conventional polyimide film pattern forming method, after coating and drying the polyimide precursor on the wafer, it is necessary to perform pattern etching using a photoresist, which increases the cost. ,
In order to use a hydrazine solution, which is an environmentally harmful substance, as an etching solution, it is necessary to maintain the environment in which it is used and to strictly control the operation of waste treatment.

【0003】このため、ポリイミド前駆体に感光基を導
入し、ポリイミド自体のパターン形成を可能にする試み
が材料メーカー各社で行われており、いくつかの製品分
野において実用段階にきている。しかし、現在実用化さ
れている感光性ポリイミドは、感光基をイオン結合でポ
リイミド前駆体に導入しているものと、エステル結合を
介して導入しているものに大別できるが、前者ではパタ
ーニングプロセスにおいて使用される紫外線に対して感
度が低く(溶解度差が低く)、また工程内で樹脂の溶解
性が低下するためプロセスマージンが低い。また後者で
は、製造段階で複雑な工程が必要とするうえに実用に耐
え得る十分な分子量のものが得られない。
For this reason, material manufacturers have made attempts to introduce a photosensitive group into a polyimide precursor to enable pattern formation of the polyimide itself, and it has come to a practical stage in some product fields. However, the photosensitive polyimides currently in practical use can be roughly classified into those in which a photosensitive group is introduced into a polyimide precursor by an ionic bond and those in which a photosensitive group is introduced through an ester bond. The sensitivity to ultraviolet rays used in (1) is low (the difference in solubility is low), and the solubility of the resin decreases in the process, resulting in a low process margin. In the latter case, on the other hand, a complicated process is required in the production stage and a polymer having a molecular weight sufficient for practical use cannot be obtained.

【0004】また、近年IC工程の微細化が著しく進歩
し、感光性ポリイミドへの解像度向上の要求が高まると
同時に、層間絶縁膜としての使用への対応も要求され、
感光性ポリイミドの加工性能向上と新規プロセス導入の
ための対応が求められている。
Further, in recent years, the miniaturization of the IC process has been remarkably advanced, and the demand for improving the resolution of photosensitive polyimide has been increased, and at the same time, the use as an interlayer insulating film is required.
It is required to improve processing performance of photosensitive polyimide and introduce new process.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のエチレン性結合による架橋システムから、αβ不飽和
結合によるポリエン−チオール系架橋反応を利用するこ
とである。これは露光時の酸素阻害による現像時の膜減
りを低減させ、同じ硬化膜の厚さを得るために従来より
も薄い厚さで加工できることから解像度の向上が可能と
なる。また、ポリアミド酸のエステル化による酸のブロ
ックによる金属配線の腐食の防止、またチオール結合を
有することで金属配線との密着力向上が可能となる。こ
のようなポリイミド前駆体とこのポリイミド前駆体を安
定して製造する方法を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to utilize a polyene-thiol-based cross-linking reaction using an αβ unsaturated bond from a conventional cross-linking system using an ethylenic bond. This reduces film loss at the time of development due to oxygen inhibition during exposure, and since the same cured film thickness can be obtained, processing can be performed with a thinner thickness than in the past, so that resolution can be improved. Further, it is possible to prevent the corrosion of the metal wiring due to the acid block due to the esterification of the polyamic acid, and to improve the adhesion with the metal wiring by having the thiol bond. It is intended to provide such a polyimide precursor and a method for stably producing the polyimide precursor.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成しようと鋭意研究を進めた結果、後述の樹脂組成
物と、その製造方法を採用することによって、上記目的
を達成できることを見いだし、本発明を完成したもので
ある。
Means for Solving the Problems As a result of intensive research aimed at achieving the above object, the present inventor has found that the above object can be achieved by adopting a resin composition described below and a method for producing the same. They have found and completed the present invention.

【0007】即ち、本発明の感光性樹脂組成物は、
(A)次の繰返し単位をもつポリイミド前躯体、
That is, the photosensitive resin composition of the present invention is
(A) a polyimide precursor having the following repeating units,

【化7】 (但し、式中、R1 は、4価の芳香族基、複数の芳香族
環が単結合された4価の有機基、又は複数の芳香族環が
−O−、−CO−、−SO2 −、−CH2 −もしくは−
C(CF3 2 −で結合された4価の有機基であり、R
2 は、2価の芳香族基、複数の芳香族環が単結合された
2価の有機基、又は複数の芳香族環が−O−、−CO
−、−SO2 −、−CH2 −もしくは−C(CF3 2
−で結合された2価の芳香族基であり、R3 、R4 は、
ヒドロキシル基又は−O−もしくは−NH−を介して結
合するとともにαβ不飽和結合を有する有機基であり、
そしてnは1以上の整数である) (B)次の一般式で示される他官能性ポリエン化合物、
[Chemical 7] (In the formula, R 1 is a tetravalent aromatic group, a tetravalent organic group in which a plurality of aromatic rings are single-bonded, or a plurality of aromatic rings are —O—, —CO—, —SO. 2 -, - CH 2 - or -
A tetravalent organic group bonded by C (CF 3 ) 2
2 is a divalent aromatic group, a divalent organic group in which a plurality of aromatic rings are single-bonded, or a plurality of aromatic rings are —O—, —CO
-, - SO 2 -, - CH 2 - or -C (CF 3) 2
Is a divalent aromatic group bonded with-, R 3 and R 4 are
An organic group having an αβ unsaturated bond as well as being bonded via a hydroxyl group or —O— or —NH—,
And n is an integer of 1 or more) (B) Another functional polyene compound represented by the following general formula,

【化8】R5 −(CH=CH2 (但し、式中、R5 は、m個のαβ不飽和結合が、単結
合又は−O−、−CO−、−CH2 −、−SO2 −もし
くは−NH−を介して結合する有機基であり、mは2〜
4の整数である) (C)次の一般式に示される他官能性チオール化合物、
Embedded image wherein R 5 — (CH═CH 2 ) m (wherein R 5 is a single bond or —O—, —CO—, —CH 2 —, An organic group bonded via SO 2 — or —NH—, and m is 2 to
An integer of 4) (C) another functional thiol compound represented by the following general formula,

【化9】R6 −(CH2 −SH) (但し、式中、R6 は、1〜3個のチオール基が、単結
合又は−O−、−CO−、−CH2 −、−SO2 −もし
くは−NH−で結合する有機基であり、xは1〜3の整
数である) (D)上記ポリイミド前躯体を製造するにあたり用いる
脱水縮合剤、(E)活性光線に対する感度を向上させる
ために用いる感光剤および(F)溶剤からなることを特
徴とする。
Embedded image R 6 — (CH 2 —SH) x (wherein, in R 6 , 1 to 3 thiol groups are single bonds or —O—, —CO—, —CH 2 —, — It is an organic group bonded by SO 2 — or —NH—, and x is an integer of 1 to 3) (D) A dehydration condensing agent used for producing the polyimide precursor, and (E) improved sensitivity to actinic rays. It is characterized in that it is composed of a photosensitizer used for the purpose and (F) a solvent.

【0008】また本発明の感光性樹脂組成物の製造方法
は、(1)化7の繰返し単位中に示されるR1 骨格をも
つ酸二無水物とR3 、R4 のαβ不飽和結合を骨格にも
つ化合物とのエステル化反応工程、(2)脱水縮合剤の
添加のもとで、(1)のエステル化反応物と化7中のR
2 骨格となるジアミン化合物との重縮合反応工程、
(3)重縮合反応したポリイミド前躯体の精製工程およ
び(4)化8で示される多官能性ポリエン化合物、化9
で示される多官能性ポリエン化合物および活性光線に対
する感度を向上させるために用いる感光剤を含むポリイ
ミド前駆体溶液の調製工程を含むことを特徴とする。
Further, the method for producing the photosensitive resin composition of the present invention comprises (1) the acid dianhydride having the R 1 skeleton shown in the repeating unit of the chemical formula 7 and the αβ unsaturated bond of R 3 and R 4. In the esterification reaction step with a compound having a skeleton, (2) under the addition of a dehydration condensation agent, the esterification reaction product of (1) and R in Chemical formula 7
2 polycondensation reaction step with a diamine compound to be a skeleton,
(3) a step of purifying the polycondensation-reacted polyimide precursor, and (4) the polyfunctional polyene compound represented by Chemical formula 8,
The method is characterized by including a step of preparing a polyimide precursor solution containing a polyfunctional polyene compound represented by and a photosensitizer used for improving sensitivity to actinic rays.

【0009】以下、本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

【0010】まず、本発明の感光性樹脂組成物の製造方
法を、(1)〜(4)の工程順に説明し、同時に本発明
の感光性樹脂組成物の(A)〜(D)成分を説明する。
First, the method for producing the photosensitive resin composition of the present invention will be described in the order of steps (1) to (4), and at the same time, the components (A) to (D) of the photosensitive resin composition of the present invention will be described. explain.

【0011】(1)化7の式中におけるR1 骨格をもつ
酸二無水物とR3 、R4 のαβ不飽和結合を骨格にもつ
化合物とのエステル化反応工程 本発明におけるポリイミド前躯体のR1 骨格をもつ酸成
分としては、例えば、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、3,3′,4,
4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、4,4′−オ
キシジフタル酸、3,3′,4,4′−ジフェニルスル
ホ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、2,3,
6,7−ナフタレンテトラカルボン酸、1,2,5,6
−ナフタレンテトラカルボン酸、1,4,5,8−ナフ
タレンテトラカルボン酸、1,2,3,4−シクロブタ
ンテトラカルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカ
ルボン酸、1,2,4,5−シクロペンタンテトラカル
ボン酸、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボ
ン酸、3,3′,4,4′−ビシクロヘキシルテトラカ
ルボン酸、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル
酢酸、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラ
ヒドロナフタレン−1−コハク酸等とその無水物が挙げ
られ、これらは単独又は混合して使用することができ
る。
(1) Esterification reaction step between the acid dianhydride having the R 1 skeleton in the formula of Chemical formula 7 and the compound having the αβ unsaturated bond of R 3 and R 4 in the skeleton of the polyimide precursor of the present invention. Examples of the acid component having the R 1 skeleton include pyromellitic acid, 3,3 ′, 4,
4'-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3,3 ',
4'-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3 ', 4,
4'-benzophenone tetracarboxylic acid, 4,4'-oxydiphthalic acid, 3,3 ', 4,4'-diphenylsulfone tetracarboxylic acid, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane, 2, 3,
6,7-naphthalene tetracarboxylic acid, 1,2,5,6
-Naphthalene tetracarboxylic acid, 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic acid, 1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid, 1,2,3,4-butane tetracarboxylic acid, 1,2,4 , 5-Cyclopentanetetracarboxylic acid, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid, 3,3 ', 4,4'-bicyclohexyltetracarboxylic acid, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid, 3 , 4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1-succinic acid and the like and their anhydrides can be used, and these can be used alone or in combination.

【0012】上記R1 骨格となる酸成分にエステル結合
で導入するR3 、R4 骨格をもつ化合物としては、例え
ば、アリルアルコール、アリルカルビノール、2−(ア
リルオキシ)−エタノール、グリセロール−αα′−ジ
アリルエーテル等が挙げられ、これらは単独又は混合し
て使用することができる。また、これらは、上記酸成分
に対して1.5〜3.0倍モル、好ましくは2.0〜
2.5倍モルの範囲で使用することができる。
Examples of the compound having R 3 and R 4 skeletons which are introduced into the acid component serving as the R 1 skeleton through an ester bond include allyl alcohol, allyl carbinol, 2- (allyloxy) -ethanol, glycerol-αα '. -Diallyl ether and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination. Moreover, these are 1.5-3.0 times mol with respect to the said acid component, Preferably they are 2.0-.
It can be used in a 2.5-fold molar range.

【0013】上記R1 骨格をもつ酸成分とR3 、R4
格をもつ化合物のエステル化反応は、例えばR1 骨格を
もつ酸二無水物とR3 、R4 骨格をもつアルコール性化
合物で、反応溶媒としてはポリイミド前駆体合成に良好
な非プロトン性極性溶媒、例えばN−メチル−2−ピロ
リドン等を用い、反応を円滑に行うための塩基性触媒、
例えばトリエチルアミン、ピリジン、トリエタノールア
ミン等の存在下、常温で行うのが好ましい。この塩基性
触媒は上記酸成分に対して1.5〜3.0倍モル、好ま
しくは2.0〜2.5倍モルの範囲で使用することがで
きる。
The esterification reaction of the acid component having the R 1 skeleton with the compound having the R 3 and R 4 skeletons can be carried out, for example, by using an acid dianhydride having the R 1 skeleton and an alcoholic compound having the R 3 and R 4 skeletons. As the reaction solvent, a polar aprotic solvent good for polyimide precursor synthesis, such as N-methyl-2-pyrrolidone, is used, and a basic catalyst for smoothly carrying out the reaction,
For example, it is preferably carried out at room temperature in the presence of triethylamine, pyridine, triethanolamine and the like. This basic catalyst can be used in a range of 1.5 to 3.0 times, preferably 2.0 to 2.5 times the mol of the above acid component.

【0014】(2)脱水縮合剤の添加のもとで、上記エ
ステル化合物と前述の化7の式中のR 2 骨格をもつジア
ミン化合物との重縮合反応工程 本発明に用いるR2 骨格をもつジアミン化合物として
は、例えば、m−フェニレンジアミン、p−フェニレン
ジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,5−ジアミ
ノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、3,5−ジア
ミノトルエン、1−メトキシ−2,4−ジアミノベンゼ
ン、1,4−ジアミノ−2−メトキシ−5−メチルベン
ゼン、1,3−ジアミノ−4,6−ジメチルベンゼン、
1,2−ジアミノナフタレン、1,4−ジアミノナフタ
レン、1,5−ジアミノナフタレン、1,6−ジアミノ
ナフタレン、1,7−ジアミノナフタレン、1,8−ジ
アミノナフタレン、2,3−ジアミノナフタレン、2,
6−ジアミノナフタレン、1,4−ジアミノ−2−メチ
ルナフタレン、1,5−ジアミノ−2−メチルナフタレ
ン、1,3−ジアミノ−2−フェニルナフタレン、2,
2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、1,1−ビ
ス(4−アミノフェニル)エタン、4,4′−ジアミノ
ジフェニルメタン、3,3′−ジメチル−4,4′−ジ
アミノジフェニルメタン、3,3′,5,5′−テトラ
メチル−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、3,
3′−ジメチル−5,5′−ジエチル−4,4′−ジア
ミノジフェニルメタン、3,3′,5,5′−テトラエ
チル−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、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(3,3−ジメチル−シクロヘキシルアミ
ン)、2,4′−ジアミノジフェニルスルフィド、4,
4′−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3′−ジア
ミノジフェニルスルフォン、4,4′−ジアミノジフェ
ニルスルフォン、4,4′−ジアミノベンズアニリド、
3,3′−ジアミノジフェニルエーテル、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、ビス(4−アミノフェニル)ジエチルシ
ラン、ビス(4−アミノフェニル)ジフェニルシラン、
ビス(4−アミノフェニル)−N−メチルアミン、ビス
(4−アミノフェニル)−N−フェニルアミン、3,
3′−ジアミノベンゾフェノン、4,4′−ジアミノベ
ンゾフェノン、2,6−ジアミノピリジン、3,5−ジ
アミノピリジン、4,4′−ジアミノビフェニル、3,
3′−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′−ジメトキシ−
4,4′−ジアミノビフェニル、3,3′−ジヒドロキ
シ−4,4′−ジアミノビフェニル、o−トルイジンス
ルフォン、4,4′−ビス(4−アミノフェノキシ)ビ
フェニル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル]プロパン、ビス[4−(4−アミノフェ
ノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノ
フェノキシ)フェニル]スルフォン、ビス[4−(3−
アミノフェノキシ)フェニル]スルフォン、1,4−ビ
ス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス
(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、9,10−ビス
(4−アミノフェニル)アントラセン、9,9−ビス
(4−アミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス(4
−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−
ビス(3−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、
1,1−ビス(4−アミノフェニル)−1−フェニル−
2,2,2−トリフルオロエタン、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、2,2−ビス(3−アミノ−4−メチルフェニ
ル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4
−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパ
ン等が挙げられ、これらは単独又は2種以上混合して使
用することができる。また、これらの化合物はR1 骨格
となる酸二無水物に対して0.5〜2倍モルで使用する
のが好ましいが、使用目的や最終粘度、分子量に合わせ
て0.8〜1.2倍モルの範囲で使用することができ
る。
(2) With the addition of the dehydration condensing agent, the above-mentioned
Stell compound and R in the above formula 2Zia with a skeleton
Polycondensation reaction process with min compounds R used in the present invention2As a diamine compound with a skeleton
Is, for example, m-phenylenediamine, p-phenylene
Diamine, 2,4-diaminotoluene, 2,5-diami
Notourin, 2,6-diaminotoluene, 3,5-dia
Minotoluene, 1-methoxy-2,4-diaminobenze
1,4-diamino-2-methoxy-5-methylben
Zen, 1,3-diamino-4,6-dimethylbenzene,
1,2-diaminonaphthalene, 1,4-diaminonaphthalene
Ren, 1,5-diaminonaphthalene, 1,6-diamino
Naphthalene, 1,7-diaminonaphthalene, 1,8-di
Aminonaphthalene, 2,3-diaminonaphthalene, 2,
6-diaminonaphthalene, 1,4-diamino-2-methyi
Lunaphthalene, 1,5-diamino-2-methylnaphthalene
1,3-diamino-2-phenylnaphthalene, 2,
2-bis (4-aminophenyl) propane, 1,1-bi
Su (4-aminophenyl) ethane, 4,4'-diamino
Diphenylmethane, 3,3'-dimethyl-4,4'-di
Aminodiphenylmethane, 3,3 ', 5,5'-tetra
Methyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,
3'-dimethyl-5,5'-diethyl-4,4'-dia
Minodiphenylmethane, 3,3 ', 5,5'-tetrae
Cyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4 '
-Methylenebis (cyclohexylamine), 4,4'-
Methylenebis (3,3-dimethyl-cyclohexylamido
), 2,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,
4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-dia
Minodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphe
Nilsulphone, 4,4'-diaminobenzanilide,
3,3'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-di
Amino diphenyl ether, 4,4'-diamino diphe
Nyl ether, bis (4-aminophenyl) diethyl
Orchid, bis (4-aminophenyl) diphenylsilane,
Bis (4-aminophenyl) -N-methylamine, bis
(4-aminophenyl) -N-phenylamine, 3,
3'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzoate
Nzophenone, 2,6-diaminopyridine, 3,5-di
Aminopyridine, 4,4'-diaminobiphenyl, 3,
3'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,
4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxy-
4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dihydroxy
Ci-4,4'-diaminobiphenyl, o-toluidine
Rufon, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) bi
Phenyl, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy
Si) phenyl] propane, bis [4- (4-aminophen)
Noxy) phenyl] ether, bis [4- (4-amino)
Phenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-
Aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1,4-bi
Su (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis
(4-Aminophenoxy) benzene, 9,10-bis
(4-Aminophenyl) anthracene, 9,9-bis
(4-aminophenyl) fluorene, 2,2-bis (4
-Aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-
Bis (3-aminophenyl) hexafluoropropane,
1,1-bis (4-aminophenyl) -1-phenyl-
2,2,2-trifluoroethane, 2,2-bis (3-
Amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropro
Bread, 2,2-bis (3-amino-4-methylpheny
Le) hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4
-Aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropa
These can be used alone or in combination of two or more.
Can be used. In addition, these compounds are R1Skeleton
0.5 to 2 times the molar amount of acid dianhydride
Is preferred, but it should be adjusted according to the purpose of use, final viscosity,
Can be used in the range of 0.8 to 1.2 times mol
It

【0015】ここで、本発明における、上記重縮合反応
に使用する(D)脱水縮合剤について説明する。
Here, the (D) dehydration condensing agent used in the above polycondensation reaction in the present invention will be described.

【0016】上記エステル化合物とジアミン成分とを重
縮合法によって反応させる場合、通常は、酸クロライド
を用いて行われるが、半導体デバイスを含む電気、電子
分野においては、遊離したクロルイオンが製品信頼性不
良の原因となるため、酸クロライド法による重合を行う
場合には、重縮合後に純水にて十分洗浄する必要があ
る。また、他の重縮合法として脱水縮合剤であるDCC
(ジシクロヘキシルカルボジイミド)等のカルボジイミ
ド誘導体を用いることが可能であるが、副反応の併
発、ポリイミド前駆体のゲル化、毒性等の問題があ
り、さらには副生成物として発生するウレアの完全な除
去が困難である。そのため、反応系を冷却したり、脱水
縮合剤を数回に分けて添加したり、酸成分とジアミン成
分のモルバランスを崩すなどして使用しなくてはならな
い。また、他の方法として近年、本発明者らが特許申請
をしている脱水縮合剤としてジフェニル(2,3−ジヒ
ドロ−2−チオキソ−3−ベンゾオキサゾール)ホスホ
ナートおよびその誘導体、ジフェニル(2,3−ジヒド
ロ−2−チオキソ−3−ベンゾチアゾール)ホスホナー
トおよびその誘導体による重縮合法が挙げられ、この方
法では、穏和な条件で安定した製造が可能であるため、
高い解像度をもち、かつ高膜特性を有するポリイミド前
駆体を得ることができる。これらは単独又は2種以上混
合して使用することができる。これらの添加量は、上記
エステル化合物に対して1〜4倍モルの範囲で、好まし
くは2〜3倍モルの範囲で使用することができる。
When the above ester compound and the diamine component are reacted by a polycondensation method, it is usually carried out using an acid chloride, but in the electric and electronic fields including semiconductor devices, the released chlorine ion is product reliability. In the case of carrying out the polymerization by the acid chloride method, it is necessary to sufficiently wash with pure water after polycondensation because it causes a defect. As another polycondensation method, DCC which is a dehydration condensation agent
Although it is possible to use a carbodiimide derivative such as (dicyclohexylcarbodiimide), there are problems such as side reactions occurring simultaneously, gelation of the polyimide precursor, toxicity, and the complete removal of urea generated as a by-product. Have difficulty. Therefore, the reaction system must be cooled, the dehydration condensing agent must be added in several batches, or the molar balance between the acid component and the diamine component must be disrupted before use. In addition, as another method, diphenyl (2,3-dihydro-2-thioxo-3-benzoxazole) phosphonate and its derivative, diphenyl (2,3 -Dihydro-2-thioxo-3-benzothiazole) phosphonate and a derivative thereof, a polycondensation method can be mentioned. In this method, stable production is possible under mild conditions.
It is possible to obtain a polyimide precursor having high resolution and high film properties. These may be used alone or in combination of two or more. These may be added in an amount of 1 to 4 times, preferably 2 to 3 times the mol of the above ester compound.

【0017】本発明に用いるポリイミド前躯体の重縮合
反応の溶媒としては、例えば、N−メチルピロリドン、
N,N′−ジメチルアセトアミド、N,N′−ジメチル
ホルムアミド等の非プロトン性極性溶剤や、シクロヘキ
サノン、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン等が用
いられ、これらは単独又は2種以上混合して使用するこ
とができる。
As the solvent for the polycondensation reaction of the polyimide precursor used in the present invention, for example, N-methylpyrrolidone,
An aprotic polar solvent such as N, N'-dimethylacetamide or N, N'-dimethylformamide, cyclohexanone, cyclopentanone, γ-butyrolactone or the like is used, and these are used alone or in combination of two or more. be able to.

【0018】(3)重縮合反応したポリイミド前躯体の
精製工程 前記工程で得られた溶液をメタノール、エタノール、イ
ソプロピルアルコール、水等の貧溶剤を単独又は2種類
以上混合した溶液に投入して再沈殿させて濾別し、濾別
したスラリー状物をメタノール、エタノール、イソプロ
ピルアルコール、水等の貧溶剤を単独又は2種類以上混
合した溶液に投入した中で、攪拌、洗浄した後、析出し
た物を減圧乾燥して前述した化7で示される樹脂骨格を
もつ化合物が得られる。
(3) Step of Purifying Polycondensation Precursor of Polyimide Precursor The solution obtained in the above step is re-charged by adding a poor solvent such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, or water to a solution of a single solvent or a mixture of two or more solvents. Precipitated and filtered, and the filtered slurry is poured into a solution of a poor solvent such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and water alone or in a mixture of two or more kinds, and the mixture is stirred, washed, and then precipitated. Is dried under reduced pressure to obtain the compound having the resin skeleton represented by the above chemical formula 7.

【0019】(4)前記化8の化合物、化9の化合物、
感光剤などを含む溶液の調製工程 さらに本発明においては、感度、解像度の向上を目的と
するために化8に示す多官能性ポリエン化合物、多官能
性チオール化合物、光反応開始剤や増感剤などの感光剤
を溶剤に添加溶解する。なお、任意成分として保存安定
剤などを添加してもよい。
(4) The compound of the chemical formula 8 and the compound of the chemical formula 9
In the present invention, a polyfunctional polyene compound, a polyfunctional thiol compound, a photoreaction initiator and a sensitizer shown in Chemical formula 8 for the purpose of improving sensitivity and resolution are further prepared in the present invention. A sensitizer such as is added to a solvent and dissolved. A storage stabilizer or the like may be added as an optional component.

【0020】化8に示すような多官能性ポリエン化合物
としては、フタル酸ジアリル、イソシアヌリック酸ジア
リルエステル、マレイン酸ジアリルエステル、ジアリル
マロニック酸ジエチルエステル、イソフタリック酸ジア
リルエステル、フタリック酸ジアリルエステル、イソシ
アヌリック酸トリアリルエステル、イソシアヌリック酸
ジアリル−n−プロピルエステル、ピロカルボニック酸
ジアリルエステル、ジアリルサルファイド、テレフタリ
ック酸ジアリルエステル、トリメジック酸トリアリルエ
ステル、シトリック酸トリアリルエステル、トリアリル
イソシアヌレート、トリアリルフォスフェート等が挙げ
られ、これらは単独又は2種以上混合して使用すること
ができる。その添加量は、上記組成物100重量部に対
して1〜20重量部が好ましい。
The polyfunctional polyene compound as shown in Chemical formula 8 is diallyl phthalate, isocyanuric acid diallyl ester, maleic acid diallyl ester, diallyl malonic acid diethyl ester, isophthalic acid diallyl ester, phthalic acid diallyl ester, Isocyanuric acid triallyl ester, isocyanuric acid diallyl-n-propyl ester, pyrocarbonic acid diallyl ester, diallyl sulfide, terephthalic acid diallyl ester, trimesic acid triallyl ester, citric acid triallyl ester, triallyl isocyanurate, Triallyl phosphate and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more kinds. The addition amount is preferably 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the composition.

【0021】化9に示すような多官能性チオール化合物
としては、1,4−ブタンジチオール、1,10−デカ
ンジチオール、3,6−ジオキサ−1,8−オクタンジ
チオール、ビス(2−メルカプトエチル)エーテル、
1,4−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、4,5−
ビス(メルカプトメチル)−o−キシレン、1,6−ヘ
キサンジチオール、1,3−プロパンジチオール、1,
2−プロパンジチオール、2,3−ジメルカプト−1−
プロパノール、s−トリアジン−2,4,6−トリチオ
ール等が挙げられ、これらは単独又は2種以上混合して
使用することができる。その添加量は、上記組成物10
0重量部に対して0.1〜10重量部が好ましい。
The polyfunctional thiol compound as shown in Chemical formula 9 is 1,4-butanedithiol, 1,10-decanedithiol, 3,6-dioxa-1,8-octanedithiol, bis (2-mercaptoethyl). )ether,
1,4-bis (mercaptomethyl) benzene, 4,5-
Bis (mercaptomethyl) -o-xylene, 1,6-hexanedithiol, 1,3-propanedithiol, 1,
2-propanedithiol, 2,3-dimercapto-1-
Propanol, s-triazine-2,4,6-trithiol and the like can be mentioned, and these can be used alone or in admixture of two or more. The amount of addition is 10
0.1 to 10 parts by weight is preferable with respect to 0 parts by weight.

【0022】光反応開始剤としては、例えば、ベンゾフ
ェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイ
ル−4′−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケト
ン、2,2′−ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロ
キシ−2−メチルプロピオフェノン等のアセトフェノン
誘導体、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケト
ン、チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−
イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサント
ン、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾイ
ン、ベンゾインメチルエーテル、2,6′−ジ(4′−
ジアジドベンザル)−4−エチルシクロヘキサノン、
2,6′−ジ(4′−ジアジドベンザル)−4−ブチル
シクロヘキサノン、2,6′−ジ(4′−ジアジドベン
ザル)−4−(t−ブチル)シクロヘキサノン等のアジ
ド化合物、1−フェニル−1,2−ブタジオン−2−
(o−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−
プロパンジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキ
シム、1,3−ジフェニル−プロパントリオン−2−
(o−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−
3−エトキシ−プロパントリオン−2−(o−ベンゾイ
ル)オキシム等のオキシム類、N−フェニルグリシン、
N−(p−エチル)フェニルグリシン、N−(p−メチ
ル)フェニルグリシン等のグリシン誘導体等が挙げら
れ、これらは単独又は2種以上混合して使用することが
できる。これらの添加量は、上記組成物100重量部に
対して0.1〜10重量部が好ましい。
Examples of the photoreaction initiator include benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4'-methyldiphenylketone, dibenzylketone, 2,2'-diethoxyacetophenone and 2-hydroxy-2. -Acetophenone derivatives such as methylpropiophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-
Isopropyl thioxanthone, diethyl thioxanthone, benzyl, benzyl dimethyl ketal, benzoin, benzoin methyl ether, 2,6'-di (4'-
Diazidobenzal) -4-ethylcyclohexanone,
Azide compounds such as 2,6′-di (4′-diazidobenzal) -4-butylcyclohexanone and 2,6′-di (4′-diazidobenzal) -4- (t-butyl) cyclohexanone, 1-phenyl-1, 2-butadion-2-
(O-Methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-
Propanedion-2- (o-methoxycarbonyl) oxime, 1,3-diphenyl-propanetrione-2-
(O-Ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-
Oximes such as 3-ethoxy-propanetrione-2- (o-benzoyl) oxime, N-phenylglycine,
Examples thereof include glycine derivatives such as N- (p-ethyl) phenylglycine and N- (p-methyl) phenylglycine, and these may be used alone or in combination of two or more. The addition amount of these is preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the composition.

【0023】また、本発明に使用される光反応開始剤
は、紫外線中のi線(365nm)、g線(436n
m)において効率よく反応性ラジカルを発生させるもの
であれば上記化合物に限定されるものではない。
The photoreaction initiator used in the present invention is an i ray (365 nm) or g ray (436n) in ultraviolet rays.
The compound is not limited to the above compounds as long as it can efficiently generate a reactive radical in m).

【0024】本発明に使用される増感剤としては、例え
ば、ミヒラーズケトン、4,4′−ビス(ジエチルアミ
ノベンゾフェノン)、2,5−ビス(ジエチルアミノベ
ンザル)シクロペンタノン、2,6−ビス(4′−ジエ
チルアミノベンザル)シクロヘキサノン、2,6−ビス
(4′−ジメチルアミノベンザル)−4−メチルシクロ
ヘキサノン、2,6−ビス(4′−ジエチルアミノベン
ザル)−4−メチルシクロヘキサノン、4,4′−ビス
(ジエチルアミノ)カルコン、4,4′−ビス(ジメチ
ルアミノ)カルコン、p−ジメチルアミノシンナミリデ
ンインダノン、p−ジメチルアミノベンジリデンインダ
ノン、2−(p−ジメチルアミノフェニルビフェニレ
ン)−ベンゾチアゾール、2−(p−ジメチルアミノフ
ェニルビニレン)−ベンゾチアゾール、1,3−ビス
(4′−ジメチルアミノベンザル)アセトン、3,3′
−カルボニル−ビス(7−ジエチルアミノクマリン)、
3−アセチル−7−ジメチルアミノクマリン、3−エト
キシカルボニル−7−ジメチルアミノクマリン、3−ベ
ンジロキシカルボニル−7−ジメチルアミノクマリン、
3−メトキシカルボニル−7−ジエチルアミノクマリ
ン、3−エトキシカルボニル−7−ジエチルアミノクマ
リン、N−フェニル−N′−エタノールアミン、N−フ
ェニルエタノールアミン、N−P−トリルジエタノール
アミン、N−フェニルメタノールアミン、4−モルホニ
ノベンゾフェノンジメチルアミノ安息香酸イソアミル、
2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプトベ
ンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、
1−フェニル−5−メルカプト−1H−テトラゾール等
が挙げられ、これらは単独又は2種以上混合して使用す
ることができる。その添加量は、上記樹脂組成物100
重量部に対して0.1〜10重量部が好ましい。また、
これらの増感剤は、使用する波長ににあわせて、更には
要求感度に合わせて利用することで各波長における解像
度を向上させることができる。
As the sensitizer used in the present invention, for example, Michler's ketone, 4,4'-bis (diethylaminobenzophenone), 2,5-bis (diethylaminobenzal) cyclopentanone, 2,6-bis ( 4'-diethylaminobenzal) cyclohexanone, 2,6-bis (4'-dimethylaminobenzal) -4-methylcyclohexanone, 2,6-bis (4'-diethylaminobenzal) -4-methylcyclohexanone, 4, 4'-bis (diethylamino) chalcone, 4,4'-bis (dimethylamino) chalcone, p-dimethylaminocinnamylideneindanone, p-dimethylaminobenzylideneindanone, 2- (p-dimethylaminophenylbiphenylene)- Benzothiazole, 2- (p-dimethylaminophenylvinylene)- Nzochiazoru, 1,3-bis (4'-dimethylamino benzal) acetone, 3,3 '
-Carbonyl-bis (7-diethylaminocoumarin),
3-acetyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-ethoxycarbonyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-benzyloxycarbonyl-7-dimethylaminocoumarin,
3-methoxycarbonyl-7-diethylaminocoumarin, 3-ethoxycarbonyl-7-diethylaminocoumarin, N-phenyl-N'-ethanolamine, N-phenylethanolamine, NP-tolyldiethanolamine, N-phenylmethanolamine, 4 -Morphoninobenzophenone dimethylaminoisoamyl benzoate,
2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzothiazole,
1-Phenyl-5-mercapto-1H-tetrazole and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more kinds. The amount of addition is 100
0.1 to 10 parts by weight is preferable with respect to parts by weight. Also,
By using these sensitizers according to the wavelength to be used and further according to the required sensitivity, the resolution at each wavelength can be improved.

【0025】樹脂の保存安定性を向上させるための重合
禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、メチルヒドロ
キノン、ブチルキノン等のヒドロキノン誘導体を使用す
ることができる。これらの化合物は単独又は2種以上混
合して使用することができる。その添加量は、上記樹脂
組成物100重量部に対して0.1〜10重量部が好ま
しい。
As the polymerization inhibitor for improving the storage stability of the resin, for example, hydroquinone derivatives such as hydroquinone, methylhydroquinone and butylquinone can be used. These compounds can be used alone or in combination of two or more. The addition amount is preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin composition.

【0026】また、本発明によって得られる樹脂組成物
は、溶剤に溶解した性状で使用されるが、溶解に使用さ
れる溶剤としては、例えば、N−メチルピロリドン、
N,N′−ジメチルアセトアミド、N,N′−ジメチル
ホルムアミド等の非プロトン性極性溶剤や、シクロヘキ
サノン、シクロペンタノン、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アセテー
ト、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、γ−ブチロ
ラクトン等が挙げられ、これらは単独又は2種以上混合
して使用することができる。
The resin composition obtained according to the present invention is used in a state of being dissolved in a solvent. Examples of the solvent used for the dissolution include N-methylpyrrolidone,
Aprotic polar solvents such as N, N'-dimethylacetamide, N, N'-dimethylformamide, cyclohexanone, cyclopentanone, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, Examples thereof include butyl lactate and γ-butyrolactone, which can be used alone or in combination of two or more.

【0027】次に、本発明の樹脂組成物の使用方法につ
いて説明する。
Next, a method of using the resin composition of the present invention will be described.

【0028】半導体デバイスへの適用を考える場合、ま
ず、この樹脂組成物を対象とするウェーハ上にスピンコ
ーターを用いてコーティングし、次に80〜120℃で
塗膜を乾燥させる。得られた塗膜上にパターンが描画さ
れているマスクを透過させて365nm、436nmと
いった活性紫外線を照射する。次に、80〜120℃で
再度加熱処理を行い、続けて有機溶剤、例えば、N−メ
チルピロリドン、N,N′−ジメチルアセトアミド、
N,N′−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性
溶剤や、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、γ−ブ
チロラクトン等を単独又は2種類以上混合した溶液を使
用して活性光線未照射部のみを溶解現像し、メタノー
ル、エタノール、イソプロピルアルコール、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
ル等の溶液によってリンス洗浄し、スピンドライする。
現像方式としては、スプレー、パドル、浸漬、超音波等
の方式が考えられる。これによって、対象とするウェー
ハ上には所望するネガ型パターンを得ることができる。
さらに、この塗膜を熱処理させることによってこの樹脂
組成物をイミド化し、膜特性に優れるポリイミド膜を形
成することができる。
When considering application to a semiconductor device, first, the resin composition is coated on a target wafer using a spin coater, and then the coating film is dried at 80 to 120 ° C. A mask having a pattern drawn on the obtained coating film is transmitted to irradiate active ultraviolet rays of 365 nm and 436 nm. Next, heat treatment is performed again at 80 to 120 ° C., and subsequently, an organic solvent such as N-methylpyrrolidone, N, N′-dimethylacetamide,
An aprotic polar solvent such as N, N'-dimethylformamide or a solution of cyclohexanone, cyclopentanone, γ-butyrolactone or the like alone or in a mixture of two or more is used to dissolve and develop only a portion not irradiated with active light rays, It is rinsed with a solution of methanol, ethanol, isopropyl alcohol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate or the like, and spin dried.
As a developing method, a method such as spraying, paddle, dipping, and ultrasonic wave can be considered. As a result, a desired negative pattern can be obtained on the target wafer.
Further, by heat-treating this coating film, this resin composition can be imidized to form a polyimide film having excellent film characteristics.

【0029】[0029]

【作用】即ち、本発明における最大の特徴は、以下のネ
ガ型パターン形成メカニズムを発見したことによる。本
樹脂組成物は、上記使用方法において、基材上にスピン
コート乾燥工程を行い、次いでこの塗膜に紫外線等の活
性光線を照射することによって活性光線照射部にてラジ
カル発生剤が反応し、ラジカルが発生する。この発生し
たラジカルが、化9に示すような多官能性チオール基を
ラジカルへ導き、化7のR3 、R4 の不飽和結合、化8
の不飽和結合が化学的に反応して架橋構造を形成する。
この結果、紫外線等の活性光線を照射した部分のみが不
溶化し溶解せず、未照射部は有機溶剤に溶解性を示すこ
ととなる。この高いコントラストのために、本発明にお
ける感光性樹脂組成物は、高解像度で寸法制御性のよい
ネガ型パターンを形成することが可能となった。
In other words, the greatest feature of the present invention is that the following negative pattern formation mechanism is discovered. The present resin composition, in the above-mentioned method of use, is subjected to a spin coating drying step on a substrate, and then a radical generator is reacted in an active ray irradiation part by irradiating this coating film with an active ray such as an ultraviolet ray, Radicals are generated. The generated radical guides the polyfunctional thiol group as shown in Chemical formula 9 to the radical, and the unsaturated bond of R 3 and R 4 in Chemical formula 7,
Unsaturated bonds chemically react with each other to form a crosslinked structure.
As a result, only the portion irradiated with an actinic ray such as ultraviolet rays becomes insoluble and does not dissolve, and the unirradiated portion exhibits solubility in an organic solvent. Due to this high contrast, the photosensitive resin composition of the present invention can form a negative pattern having high resolution and good dimensional controllability.

【0030】また、化7のR3 、R4 により、ポリアミ
ド前駆体で酸となる部位を保護しているため、基材上の
金属配線がイミド化の際の熱処理で劣化させないことが
可能となった。
Further, since R 3 and R 4 in Chemical formula 7 protect the acid portion of the polyamide precursor, it is possible to prevent the metal wiring on the base material from being deteriorated by the heat treatment during imidization. became.

【0031】さらにまた、化9に示すような多官能性チ
オール化合物が樹脂組成物中に含まれているため、基材
上の金属配線との密着性を向上させることも可能となっ
た。
Furthermore, since the polyfunctional thiol compound shown in Chemical formula 9 is contained in the resin composition, it is possible to improve the adhesion to the metal wiring on the base material.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づいて
具体的に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below based on Examples.

【0033】実施例1 まず、窒素導入管を備えた反応フラスコに、ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物1.0molとアリルカ
ルビノール2.1molとを2LのN−メチル−2−ピ
ロリドンに加えて攪拌し、続けて2.1molのトリエ
チルアミンを30分間で滴下する。この状態で3時間放
置した。つぎに、メタフェニレンジアミン0.9mol
と1,3−ビス(γ−アミノプロピル)−1,1,3,
3−テトラメチルジシロキサン0.1molを加えて3
0分間攪拌後、3.0molのジフェニル(2,3−ジ
ヒドロ−2−チオキソ−3−ベンゾオキサゾール)ホス
ホナートを3回に分けて添加し、その状態で3時間縮合
反応する。この反応液を大量のメタノール中に投入して
再沈殿させ、得られたスラリー状の混合物へ更に大量の
メタノールを投入して洗浄し、得られた固形樹脂を真空
乾燥機によって12時間乾燥する。さらに乾燥した固形
樹脂20gと、N−フェニルグリシン1gとトリアリル
イソシアヌレート3gとトリアジントリチオール1gと
を40gのN−メチル−2−ピロリドンに溶解させ、得
られた溶液を1μm濾過してサンプル1とした。
Example 1 First, 1.0 mol of benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 2.1 mol of allyl carbinol were added to 2 L of N-methyl-2-pyrrolidone and stirred in a reaction flask equipped with a nitrogen introducing tube. Then, 2.1 mol of triethylamine is continuously added dropwise over 30 minutes. This state was left for 3 hours. Next, 0.9 mol of metaphenylenediamine
And 1,3-bis (γ-aminopropyl) -1,1,3
3-tetramethyldisiloxane 0.1 mol and added 3
After stirring for 0 minutes, 3.0 mol of diphenyl (2,3-dihydro-2-thioxo-3-benzoxazole) phosphonate is added in 3 portions, and the condensation reaction is performed for 3 hours in that state. The reaction solution is poured into a large amount of methanol for reprecipitation, and a large amount of methanol is further added to the obtained slurry mixture for washing, and the obtained solid resin is dried by a vacuum dryer for 12 hours. Further, 20 g of dried solid resin, 1 g of N-phenylglycine, 3 g of triallyl isocyanurate, and 1 g of triazinetrithiol were dissolved in 40 g of N-methyl-2-pyrrolidone, and the resulting solution was filtered to 1 μm to obtain sample 1 And

【0034】このサンプル1をスピンコーターを用いて
8インチシリコンウェーハ上にコートし、ベーク板にて
90℃で3分間加熱乾燥することによって膜厚8μmの
塗膜を得た。この塗膜を365nmのみを透過させるフ
ィルターを使用した紫外線露光機によって100mj/
cm2 のエネルギーでテストパターンを照射し、シクロ
ヘキサノンにて1分間のパドル現像を行い、イソプロピ
ルアルコールによって洗浄し、スピン乾燥を行った。こ
の操作によって塗膜の紫外線照射部以外を溶解させたネ
ガ型レリーフパターンを得ることができた。得られたパ
ターンを光学顕微鏡によって観察したところ、5.0μ
mまでのパターンがシャープに形成されていることが確
認できた。
An 8-inch silicon wafer was coated with this sample 1 using a spin coater, and dried by heating on a baking plate at 90 ° C. for 3 minutes to obtain a coating film having a film thickness of 8 μm. This coating film was exposed to 100 mj / m by an ultraviolet light exposure device using a filter that transmits only 365 nm.
A test pattern was irradiated with an energy of cm 2 , paddle development was performed for 1 minute with cyclohexanone, cleaning was performed with isopropyl alcohol, and spin drying was performed. By this operation, it was possible to obtain a negative relief pattern in which the coating film other than the ultraviolet irradiation portion was dissolved. When the obtained pattern was observed with an optical microscope, it was 5.0 μm.
It was confirmed that the pattern up to m was formed sharply.

【0035】さらに、このパターンを150℃で1時
間、次いで250℃で1時間、さらに350℃で1時間
の加熱処理を行い、塗膜のイミド化を完結させた。この
イミドパターンは、シリコンウェーハ上に強固に密着し
ており、パターンに樹脂クラックや剥離は観察されなか
った。また、硬化後の膜厚は5μmで、コートから硬化
後までの膜減率は62.5%であった。
Further, this pattern was subjected to heat treatment at 150 ° C. for 1 hour, then at 250 ° C. for 1 hour, and further at 350 ° C. for 1 hour to complete imidization of the coating film. This imide pattern was firmly adhered to the silicon wafer, and no resin crack or peeling was observed in the pattern. The film thickness after curing was 5 μm, and the film reduction rate from coating to curing was 62.5%.

【0036】また、サンプル1を銅配線が描かれた6イ
ンチシリコンウェーハ上にコートし、ベーク板にて90
℃で3分間加熱乾燥することによって膜厚8μmの塗膜
を得た。この塗膜を365nmのみを透過させるフィル
ターを使用した紫外線露光機によって100mj/cm
2 のエネルギーでテストパターンを照射し、シクロヘキ
サノンにて1分間のパドル現像を行い、イソプロピルア
ルコールによって洗浄し、スピン乾燥を行い、150℃
で1時間、次いで250℃で1時間、さらに350℃で
1時間の加熱処理を行い、塗膜のイミド化を完結させ
た。このイミドパターンは、シリコンウェーハ上に強固
に密着しており、銅配線の導通を確認したところ、断線
等の劣化はなかった。
Sample 1 was coated on a 6-inch silicon wafer on which copper wiring was drawn, and a baking plate was used for 90.
A coating film having a film thickness of 8 μm was obtained by heating and drying at 3 ° C. for 3 minutes. This coating film is 100 mj / cm by an ultraviolet exposure device using a filter that transmits only 365 nm.
Irradiate the test pattern with energy of 2 , perform paddle development for 1 minute with cyclohexanone, wash with isopropyl alcohol, spin dry, 150 ° C
For 1 hour, at 250 ° C. for 1 hour, and at 350 ° C. for 1 hour to complete imidization of the coating film. This imide pattern was firmly adhered to the silicon wafer, and when conduction of the copper wiring was confirmed, there was no deterioration such as disconnection.

【0037】また、サンプル1を銅板上にコートし、ベ
ーク板にて90℃で3分間加熱乾燥することによって膜
厚8μmの塗膜を得た。この塗膜を365nmのみを透
過させるフィルターを使用した紫外線露光機によって1
00mj/cm2 のエネルギーでテストパターンを照射
し、シクロヘキサノンにて1分間のパドル現像を行い、
イソプロピルアルコールによって洗浄し、スピン乾燥を
行い、150℃で1時間、次いで250℃で1時間、さ
らに350℃で1時間の加熱処理を行い、塗膜のイミド
化を完結させた。この塗膜と銅板との接着力を、JIS
−K−5400にある碁盤目テープ法によって確認した
ところ、剥離はみられなかった。
Further, Sample 1 was coated on a copper plate and heated and dried at 90 ° C. for 3 minutes on a baking plate to obtain a coating film having a film thickness of 8 μm. This coating film is exposed by an ultraviolet exposure machine using a filter that transmits only 365 nm.
Irradiate a test pattern with energy of 00 mj / cm 2 , perform paddle development for 1 minute with cyclohexanone,
The film was washed with isopropyl alcohol, spin-dried, and heat-treated at 150 ° C. for 1 hour, 250 ° C. for 1 hour, and 350 ° C. for 1 hour to complete imidization of the coating film. The adhesive strength between this coating film and the copper plate is determined by JIS
When confirmed by the cross-cut tape method in K-5400, no peeling was observed.

【0038】実施例2 まず、窒素導入管を備えた反応フラスコに、ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物を1.0molとアリルカル
ビノール2.1molとを2LのN−メチル−2−ピロ
リドンに加えて攪拌し、続けて2.1molのトリエチ
ルアミンを30分間で滴下する。この状態で3時間放置
した。つぎに、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フ
ルオレン0.9molと1,3−ビス(γ−アミノプロ
ピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン
0.1molを加えて30分間攪拌後、3.0molの
ジフェニル(2,3−ジヒドロ−2−チオキソ−3−ベ
ンゾオキサゾール)ホスホナートを3回に分けて添加
し、その状態で6時間縮合反応する。この反応液を大量
のメタノール中に投入して再沈殿させ、得られたスラリ
ー状の混合物へ更に大量のメタノールを投入して洗浄
し、得られた固形樹脂を真空乾燥機によって12時間乾
燥する。さらに乾燥した固形樹脂20gと、N−フェニ
ルグリシン1.2gとトリアリルイソシアヌレート4g
とトリアジントリチオール2gとを30gのN−メチル
−2−ピロリドンに溶解させ、得られた溶液を1μm濾
過してサンプル2とした。
Example 2 First, 1.0 mol of biphenyltetracarboxylic dianhydride and 2.1 mol of allylcarbinol were added to 2 L of N-methyl-2-pyrrolidone in a reaction flask equipped with a nitrogen introducing tube. Stir and subsequently add 2.1 mol of triethylamine dropwise over 30 minutes. This state was left for 3 hours. Next, 0.9 mol of 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene and 0.1 mol of 1,3-bis (γ-aminopropyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane were added to 30 mol. After stirring for 3 minutes, 3.0 mol of diphenyl (2,3-dihydro-2-thioxo-3-benzoxazole) phosphonate is added in 3 batches, and the condensation reaction is continued for 6 hours in this state. The reaction solution is poured into a large amount of methanol for reprecipitation, and a large amount of methanol is further added to the obtained slurry mixture for washing, and the obtained solid resin is dried by a vacuum dryer for 12 hours. Further dried solid resin 20g, N-phenylglycine 1.2g and triallyl isocyanurate 4g
And 2 g of triazinetrithiol were dissolved in 30 g of N-methyl-2-pyrrolidone, and the resulting solution was filtered by 1 μm to obtain Sample 2.

【0039】このサンプル2をスピンコーターを用いて
6インチシリコンウェーハ上にコートし、ベーク板にて
90℃で4分間加熱乾燥することによって膜厚13μm
の塗膜を得た。この塗膜を365nmのみを透過させる
フィルターを使用した紫外線露光機によって200mj
/cm2 のエネルギーでテストパターンを照射し、ベー
ク板にて90℃で1分間加熱後にγ−ブチロラクトンに
て1分間のパドル現像を行い、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテルアセテートによって洗浄し、スピン乾
燥を行った。この操作によって塗膜の紫外線照射部以外
を溶解させたネガ型レリーフパターンを得ることができ
た。得られたパターンを光学顕微鏡によって観察したと
ころ、8.0μmまでのパターンがシャープに形成され
ていることが確認できた。
A 6-inch silicon wafer was coated with this sample 2 by using a spin coater, and dried by heating on a baking plate at 90 ° C. for 4 minutes to give a film thickness of 13 μm.
A coating film of This coating film was exposed to 200 mj by an ultraviolet exposure machine using a filter that transmits only 365 nm.
The test pattern was irradiated with an energy of 1 / cm 2 and heated at 90 ° C. for 1 minute on a bake plate, then paddle development was performed for 1 minute with γ-butyrolactone, washed with propylene glycol monomethyl ether acetate, and spin-dried. . By this operation, it was possible to obtain a negative relief pattern in which the coating film other than the ultraviolet irradiation portion was dissolved. When the obtained pattern was observed with an optical microscope, it was confirmed that a pattern with a size of 8.0 μm was sharply formed.

【0040】さらに、このパターンを150℃で1時
間、次いで250℃で1時間、さらに350℃で1時間
の加熱処理を行い、塗膜のイミド化を完結させた。この
イミドパターンは、シリコンウェーハ上に強固に密着し
ており、パターンに樹脂クラックや剥離は観察されなか
った。また、硬化後の膜厚は8μmで、コートから硬化
後までの膜減率は61.5%であった。
Further, this pattern was subjected to a heat treatment at 150 ° C. for 1 hour, then at 250 ° C. for 1 hour, and further at 350 ° C. for 1 hour to complete imidization of the coating film. This imide pattern was firmly adhered to the silicon wafer, and no resin crack or peeling was observed in the pattern. The film thickness after curing was 8 μm, and the film reduction rate from coating to curing was 61.5%.

【0041】また、サンプル2を銅配線が描かれた6イ
ンチシリコンウェーハ上にコートし、ベーク板にて90
℃で4分間加熱乾燥することによって膜厚13μmの塗
膜を得た。この塗膜を365nmのみを透過させるフィ
ルターを使用した紫外線露光機によって200mj/c
2 のエネルギーでテストパターンを照射し、γ−ブチ
ロラクトンにて1分間のパドル現像を行い、プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテートによって洗浄
し、スピン乾燥を行い、150℃で1時間、次いで25
0℃で1時間、さらに350℃で1時間の加熱処理を行
い、塗膜のイミド化を完結させた。このイミドパターン
は、シリコンウェーハ上に強固に密着しており、銅配線
の導通を確認したところ、断線等の劣化はなかった。
Further, the sample 2 was coated on a 6-inch silicon wafer on which copper wiring was drawn, and 90
A coating film having a film thickness of 13 μm was obtained by heating and drying at 4 ° C. for 4 minutes. This coating film was exposed to 200 mj / c by an ultraviolet exposure machine using a filter that transmits only 365 nm.
Irradiate the test pattern with the energy of m 2 , perform paddle development with γ-butyrolactone for 1 minute, wash with propylene glycol monomethyl ether acetate, spin dry, 150 ° C. for 1 hour, then 25
Heat treatment was carried out at 0 ° C. for 1 hour and at 350 ° C. for 1 hour to complete imidization of the coating film. This imide pattern was firmly adhered to the silicon wafer, and when conduction of the copper wiring was confirmed, there was no deterioration such as disconnection.

【0042】また、サンプル2を銅板上にコートし、ベ
ーク板にて90℃で4分間加熱乾燥することによって膜
厚13μmの塗膜を得た。この塗膜を365nmのみを
透過させるフィルターを使用した紫外線露光機によって
200mj/cm2 のエネルギーでテストパターンを照
射し、γ−ブチロラクトンにて1分間のパドル現像を行
い、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
トによって洗浄し、スピン乾燥を行い、150℃で1時
間、次いで250℃で1時間、さらに350℃で1時間
の加熱処理を行い、塗膜のイミド化を完結させた。この
塗膜と銅板との接着力を、JIS−K−5400にある
碁盤目テープ法によって確認したところ、剥離はみられ
なかった。
Further, Sample 2 was coated on a copper plate and heated and dried at 90 ° C. for 4 minutes on a baking plate to obtain a coating film having a film thickness of 13 μm. This coating film is irradiated with a test pattern with an energy of 200 mj / cm 2 by an ultraviolet exposure machine using a filter that transmits only 365 nm, and paddle development is performed with γ-butyrolactone for 1 minute, and washed with propylene glycol monomethyl ether acetate. Then, spin drying was performed, and heat treatment was performed at 150 ° C. for 1 hour, at 250 ° C. for 1 hour, and at 350 ° C. for 1 hour to complete imidization of the coating film. When the adhesive strength between the coating film and the copper plate was confirmed by the cross-cut tape method in JIS-K-5400, no peeling was observed.

【0043】比較例1 まず、窒素導入管を備えた反応フラスコに、ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物1.0molとエチルヘ
キシルメタクリレート2.1molとを2LのN−メチ
ル−2−ピロリドンに加えて攪拌し、続けて2.1mo
lのトリエチルアミンを30分間で滴下する。この状態
で3時間放置した。つぎに、メタフェニレンジアミン
0.9molと1,3−ビス(γ−アミノプロピル)−
1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン0.1mo
lを加えて30分間攪拌後、3.0molのジフェニル
(2,3−ジヒドロ−2−チオキソ−3−ベンゾオキサ
ゾール)ホスホナートを3回に分けて添加し、その状態
で3時間縮合反応する。この反応液を大量のメタノール
中に投入して再沈殿させ、得られたスラリー状の混合物
へ更に大量のメタノールを投入して洗浄し、得られた固
形樹脂を真空乾燥機によって12時間乾燥する。さらに
乾燥した固形樹脂20gと、N−フェニルグリシン1g
とトリメチロールプロパントリメタクリレート3gとを
40gのN−メチル−2−ピロリドンに溶解させ、得ら
れた溶液を1μm濾過してサンプル3とした。
Comparative Example 1 First, 1.0 mol of benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 2.1 mol of ethylhexyl methacrylate were added to 2 L of N-methyl-2-pyrrolidone and stirred in a reaction flask equipped with a nitrogen introducing tube. , 2.1mo in a row
1 of triethylamine is added dropwise over 30 minutes. This state was left for 3 hours. Next, 0.9 mol of metaphenylenediamine and 1,3-bis (γ-aminopropyl)-
1,1,3,3-tetramethyldisiloxane 0.1mo
After adding 1 and stirring for 30 minutes, 3.0 mol of diphenyl (2,3-dihydro-2-thioxo-3-benzoxazole) phosphonate is added in 3 batches and the condensation reaction is carried out for 3 hours in that state. The reaction solution is poured into a large amount of methanol for reprecipitation, and a large amount of methanol is further added to the obtained slurry mixture for washing, and the obtained solid resin is dried by a vacuum dryer for 12 hours. 20 g of dried solid resin and 1 g of N-phenylglycine
And 3 g of trimethylolpropane trimethacrylate were dissolved in 40 g of N-methyl-2-pyrrolidone, and the resulting solution was filtered by 1 μm to obtain Sample 3.

【0044】このサンプル3をスピンコーターを用いて
8インチシリコンウェーハ上にコートし、ベーク板にて
90℃で3分間加熱乾燥することによって膜厚8μmの
塗膜を得た。この塗膜を365nmのみを透過させるフ
ィルターを使用した紫外線露光機によって100mj/
cm2 のエネルギーでテストパターンを照射し、シクロ
ヘキサノンにて1分間のパドル現像を行い、イソプロピ
ルアルコールによって洗浄し、スピン乾燥を行った。こ
の操作によって塗膜の紫外線照射部以外を溶解させたネ
ガ型レリーフパターンを得ることができた。得られたパ
ターンを光学顕微鏡によって観察したところ、6.0μ
mまでのパターンがシャープに形成されていることが確
認できた。
An 8-inch silicon wafer was coated with this sample 3 using a spin coater, and dried by heating on a baking plate at 90 ° C. for 3 minutes to obtain a coating film having a film thickness of 8 μm. This coating film was exposed to 100 mj / m by an ultraviolet light exposure device using a filter that transmits only 365 nm.
A test pattern was irradiated with an energy of cm 2 , paddle development was performed for 1 minute with cyclohexanone, cleaning was performed with isopropyl alcohol, and spin drying was performed. By this operation, it was possible to obtain a negative relief pattern in which the coating film other than the ultraviolet irradiation portion was dissolved. When the obtained pattern was observed with an optical microscope, it was 6.0 μm.
It was confirmed that the pattern up to m was formed sharply.

【0045】さらに、このパターンを150℃で1時
間、次いで250℃で1時間、さらに350℃で1時間
の加熱処理を行い、塗膜のイミド化を完結させた。この
イミドパターンは、シリコンウェーハ上に強固に密着し
ており、パターンに樹脂クラックや剥離は観察されなか
った。また、硬化後の膜厚は4μmで、コートから硬化
後までの膜減率は50%であった。
Further, this pattern was heat-treated at 150 ° C. for 1 hour, then at 250 ° C. for 1 hour, and further at 350 ° C. for 1 hour to complete imidization of the coating film. This imide pattern was firmly adhered to the silicon wafer, and no resin crack or peeling was observed in the pattern. The film thickness after curing was 4 μm, and the film reduction rate from coating to curing was 50%.

【0046】また、サンプル3を銅配線が描かれた6イ
ンチシリコンウェーハ上にコートし、ベーク板にて90
℃で3分間加熱乾燥することによって膜厚10μmの塗
膜を得た。この塗膜を365nmのみを透過させるフィ
ルターを使用した紫外線露光機によって100mj/c
2 のエネルギーでテストパターンを照射し、シクロヘ
キサノンにて1分間のパドル現像を行い、イソプロピル
アルコールによって洗浄し、スピン乾燥を行い、150
℃で1時間、次いで250℃で1時間、さらに350℃
で1時間の加熱処理を行い、塗膜のイミド化を完結させ
た。このイミドパターンは、シリコンウェーハ上に強固
に密着しており、銅配線の導通を確認したところ、断線
等の劣化はなかった。
Sample 3 was coated on a 6-inch silicon wafer on which copper wiring was drawn, and a baking plate was used for 90.
A coating film having a film thickness of 10 μm was obtained by heating and drying at 3 ° C. for 3 minutes. This coating film was exposed to 100 mj / c by an ultraviolet exposure machine using a filter that transmits only 365 nm.
Irradiate the test pattern with energy of m 2 , perform paddle development for 1 minute with cyclohexanone, wash with isopropyl alcohol, spin dry,
1 hour at ℃, then 1 hour at 250 ℃, 350 ℃
Was heat-treated for 1 hour to complete imidization of the coating film. This imide pattern was firmly adhered to the silicon wafer, and when conduction of the copper wiring was confirmed, there was no deterioration such as disconnection.

【0047】また、サンプル3を銅板上にコートし、ベ
ーク板にて90℃で3分間加熱乾燥することによって膜
厚10μmの塗膜を得た。この塗膜を365nmのみを
透過させるフィルターを使用した紫外線露光機によって
100mj/cm2 のエネルギーでテストパターンを照
射し、シクロヘキサノンにて1分間のパドル現像を行
い、イソプロピルアルコールによって洗浄し、スピン乾
燥を行い、150℃で1時間、次いで250℃で1時
間、さらに350℃で1時間の加熱処理を行い、塗膜の
イミド化を完結させた。この塗膜と銅板との接着力を、
JIS−K−5400にある碁盤目テープ法によって確
認したところ、80%以上の碁盤目が剥離してしまつ
た。
Further, Sample 3 was coated on a copper plate and heated and dried on a baking plate at 90 ° C. for 3 minutes to obtain a coating film having a film thickness of 10 μm. This coating film is irradiated with a test pattern with an energy of 100 mj / cm 2 by an ultraviolet exposure device using a filter that transmits only 365 nm, paddle development is carried out for 1 minute with cyclohexanone, washed with isopropyl alcohol, and spin-dried. Then, heat treatment was performed at 150 ° C. for 1 hour, at 250 ° C. for 1 hour, and at 350 ° C. for 1 hour to complete imidization of the coating film. The adhesive force between this coating film and the copper plate,
When checked by the cross-cut tape method in JIS-K-5400, 80% or more of the cross-cuts were peeled off.

【0048】比較例2 まず、窒素導入管を備えた反応フラスコに、9,9−ビ
ス(4−アミノフェニル)フルオレン0.9molと
1,3−ビス(γ−アミノプロピル)−1,1,3,3
−テトラメチルジシロキサン0.1molとを3LのN
−メチル−2−ピロリドンに加えて攪拌溶解させる。続
けてビフェニルテトラカルボン酸二無水物1.0mol
を10分間で滴下する。この状態で3時間放置した。つ
ぎに、この反応液を70℃まで加熱して3時間放置し、
室温まで冷却する。この反応液にN−フェニルグリシン
60gとN,N−ジエチル−エチルメタクリレートアミ
ン370gを添加し溶解させる。得られた溶液を1μm
濾過してサンプル4とした。このサンプル4をスピンコ
ーターを用いて6インチシリコンウェーハ上にコート
し、ベーク板にて90℃で4分間加熱乾燥することによ
って膜厚13μmの塗膜を得た。この塗膜を365nm
のみを透過させるフィルターを使用した紫外線露光機に
よって300mj/cm2 のエネルギーでテストパター
ンを照射し、N−メチル−2−ピロリドンにて1分間の
パドル現像を行い、イソプロピルアルコールによって洗
浄し、スピン乾燥を行った。この操作によって塗膜の紫
外線照射部以外を溶解させたネガ型レリーフパターンを
得ることができた。得られたパターンを光学顕微鏡によ
って観察したところ、20.0μmまでのパターンがシ
ャープに形成されていることが確認できた。
Comparative Example 2 First, 0.9 mol of 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene and 1,3-bis (γ-aminopropyl) -1,1, were placed in a reaction flask equipped with a nitrogen introducing tube. 3,3
-0.1 mol of tetramethyldisiloxane and 3 L of N
-Methyl-2-pyrrolidone is added and dissolved by stirring. Continuously 1.0 mol of biphenyl tetracarboxylic dianhydride
Is dripped in 10 minutes. This state was left for 3 hours. Next, the reaction solution was heated to 70 ° C. and left for 3 hours,
Cool to room temperature. To this reaction solution, 60 g of N-phenylglycine and 370 g of N, N-diethyl-ethylmethacrylateamine were added and dissolved. The resulting solution is 1 μm
Filtered to sample 4. A 6-inch silicon wafer was coated with this sample 4 using a spin coater, and dried by heating on a baking plate at 90 ° C. for 4 minutes to obtain a coating film having a film thickness of 13 μm. This coating is 365nm
A test pattern is irradiated with an energy of 300 mj / cm 2 using an ultraviolet light exposure device that uses a filter that allows only light to pass through, paddle development is performed for 1 minute with N-methyl-2-pyrrolidone, washed with isopropyl alcohol, and spin-dried I went. By this operation, it was possible to obtain a negative relief pattern in which the coating film other than the ultraviolet irradiation portion was dissolved. When the obtained pattern was observed with an optical microscope, it was confirmed that a pattern of up to 20.0 μm was sharply formed.

【0049】さらに、このパターンを150℃で1時
間、次いで250℃で1時間、さらに350℃で1時間
の加熱処理を行い、塗膜のイミド化を完結させた。この
イミドパターンは、シリコンウェーハ上に強固に密着し
ており、パターンに樹脂クラックや剥離は観察されなか
った。また、硬化後の膜厚は7μmで、コートから硬化
後までの膜減率は53%であった。
Further, this pattern was subjected to a heat treatment at 150 ° C. for 1 hour, then at 250 ° C. for 1 hour, and further at 350 ° C. for 1 hour to complete imidization of the coating film. This imide pattern was firmly adhered to the silicon wafer, and no resin crack or peeling was observed in the pattern. The film thickness after curing was 7 μm, and the film reduction rate from coating to curing was 53%.

【0050】また、サンプル4を銅配線が描かれた6イ
ンチシリコンウェーハ上にコートし、ベーク板にて90
℃で4分間加熱乾燥することによって膜厚13μmの塗
膜を得た。この塗膜を365nmのみを透過させるフィ
ルターを使用した紫外線露光機によって300mj/c
2 のエネルギーでテストパターンを照射し、N−メチ
ル−2ピロリドンにて1分間のパドル現像を行い、イソ
プロピルアルコールによって洗浄し、スピン乾燥を行
い、150℃で1時間、次いで250℃で1時間、さら
に350℃で1時間の加熱処理を行い、塗膜のイミド化
を完結させた。このイミドパターンは、シリコンウェー
ハ上に強固に密着しているが、銅配線は腐食されて変色
し、導通を確認したところ、全く電気信号は検出できな
かった。
Sample 4 was coated on a 6-inch silicon wafer on which copper wiring was drawn, and baked on a bake plate for 90 minutes.
A coating film having a film thickness of 13 μm was obtained by heating and drying at 4 ° C. for 4 minutes. This coating film was exposed to 300 mj / c by an ultraviolet exposure machine using a filter that transmits only 365 nm.
Irradiate the test pattern with energy of m 2 , perform paddle development with N-methyl-2pyrrolidone for 1 minute, wash with isopropyl alcohol, spin dry, 150 ° C. for 1 hour, then 250 ° C. for 1 hour. Further, heat treatment was performed at 350 ° C. for 1 hour to complete imidization of the coating film. This imide pattern was firmly adhered to the silicon wafer, but the copper wiring was corroded and discolored, and electrical continuity was confirmed, but no electrical signal could be detected.

【0051】また、サンプル4を銅板上にコートし、ベ
ーク板にて90℃で4分間加熱乾燥することによって膜
厚13μmの塗膜を得た。この塗膜を365nmのみを
透過させるフィルターを使用した紫外線露光機によって
200mj/cm2 のエネルギーでテストパターンを照
射し、N−メチル−2ピロリドンにて1分間のパドル現
像を行い、イソプロピルアルコールによって洗浄し、ス
ピン乾燥を行い、150℃で1時間、次いで250℃で
1時間、さらに350℃で1時間の加熱処理を行い、塗
膜のイミド化を完結させた。この塗膜と銅板との接着力
を、JIS−K−5400にある碁盤目テープ法によっ
て確認したところ、すべての碁盤目が剥離してしまつ
た。
Further, Sample 4 was coated on a copper plate and heated and dried at 90 ° C. for 4 minutes on a baking plate to obtain a coating film having a film thickness of 13 μm. This coating film is irradiated with a test pattern with an energy of 200 mj / cm 2 by an ultraviolet light exposure device using a filter that transmits only 365 nm, and paddle development is performed for 1 minute with N-methyl-2pyrrolidone, and washed with isopropyl alcohol. Then, spin drying was performed, and heat treatment was performed at 150 ° C. for 1 hour, at 250 ° C. for 1 hour, and at 350 ° C. for 1 hour to complete imidization of the coating film. When the adhesive strength between the coating film and the copper plate was confirmed by the cross-cut tape method in JIS-K-5400, all cross-cuts were peeled off.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明は、ネガ型のパターン形成能をも
つ感光性ポリイミド前駆体であり、極めてシャープな高
解像度パターンを得ることができるだけでなく、感光性
による工程短縮のメリットや、これまで大量に発生して
いた変異原性を有する有害化学薬品を全廃することがで
きる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is a photosensitive polyimide precursor capable of forming a negative pattern, and not only can obtain an extremely sharp high-resolution pattern, but also has the advantage of shortening the process due to photosensitivity and It is possible to completely eliminate mutagenic toxic chemicals that were generated in large quantities.

【0053】本発明は、感光性樹脂組成物に使用される
樹脂骨格そのものと、その製造方法に関するものである
が、これらは全く新規の発想に基くものであり、他に類
のない非常に優れた発明であることが容易に理解でき
る。
The present invention relates to the resin skeleton itself used in the photosensitive resin composition and a method for producing the same, but these are based on a completely new idea, and are extremely excellent unlike any other. It is easy to understand that this is a different invention.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)次の繰返し単位をもつポリイミド
前躯体、 【化1】 (但し、式中、R1 は、4価の芳香族基、複数の芳香族
環が単結合された4価の有機基、又は複数の芳香族環が
−O−、−CO−、−SO2 −、−CH2 −もしくは−
C(CF3 2 −で結合された4価の有機基であり、R
2 は、2価の芳香族基、複数の芳香族環が単結合された
2価の有機基、又は複数の芳香族環が−O−、−CO
−、−SO2 −、−CH2 −もしくは−C(CF3 2
−で結合された2価の芳香族基であり、R3 、R4 は、
ヒドロキシル基又は−O−もしくは−NH−を介して結
合するとともにαβ不飽和結合を有する有機基であり、
そしてnは1以上の整数である) (B)次の一般式で示される多官能性ポリエン化合物、 【化2】R5 −(CH=CH2 (但し、式中、R5 は、m個のαβ不飽和結合が、単結
合又は−O−、−CO−、−CH2 −、−SO2 −もし
くは−NH−を介して結合する有機基であり、mは2〜
4の整数である) (C)次の一般式に示される多官能性チオール化合物、 【化3】R6 −(CH2 −SH) (但し、式中、R6 は、1〜3個のチオール基が、単結
合又は−O−、−CO−、−CH2 −、−SO2 −もし
くは−NH−で結合する有機基であり、xは1〜3の整
数である) (D)上記ポリイミド前躯体を製造するにあたり用いる
脱水縮合剤、(E)活性光線に対する感度を向上させる
ために用いる感光剤および(F)溶剤からなることを特
徴とする感光性樹脂組成物。
1. (A) a polyimide precursor having the following repeating units: (In the formula, R 1 is a tetravalent aromatic group, a tetravalent organic group in which a plurality of aromatic rings are single-bonded, or a plurality of aromatic rings are —O—, —CO—, —SO. 2 -, - CH 2 - or -
A tetravalent organic group bonded by C (CF 3 ) 2
2 is a divalent aromatic group, a divalent organic group in which a plurality of aromatic rings are single-bonded, or a plurality of aromatic rings are —O—, —CO
-, - SO 2 -, - CH 2 - or -C (CF 3) 2
Is a divalent aromatic group bonded with-, R 3 and R 4 are
An organic group having an αβ unsaturated bond as well as being bonded via a hydroxyl group or —O— or —NH—,
And n is an integer of 1 or more) (B) A polyfunctional polyene compound represented by the following general formula: embedded image R 5 — (CH═CH 2 ) m (wherein, R 5 is m αβ unsaturated bond is a single bond or an organic group bonded via —O—, —CO—, —CH 2 —, —SO 2 — or —NH—, and m is 2 to
(C is an integer of 4) (C) A polyfunctional thiol compound represented by the following general formula: embedded image R 6 — (CH 2 —SH) x (wherein, R 6 is 1 to 3) thiol groups, a single bond or -O -, - CO -, - CH 2 -, - SO 2 - a or an organic group bonded to -NH-, x is an integer of 1 to 3) (D) A photosensitive resin composition comprising a dehydration condensing agent used for producing the polyimide precursor, (E) a photosensitizer used for improving sensitivity to actinic rays, and (F) a solvent.
【請求項2】 (1)下式の繰返し単位中に示されるR
1 骨格をもつ酸二無水物とR3 、R4 のαβ不飽和結合
を骨格にもつ化合物とのエステル化反応工程、 【化4】 (但し、式中、R1 は、4価の芳香族基、複数の芳香族
環が単結合された4価の有機基、又は複数の芳香族環が
−O−、−CO−、−SO2 −、−CH2 −もしくは−
C(CF3 2 −で結合された4価の有機基であり、R
2 は、2価の芳香族基、複数の芳香族環が単結合された
2価の有機基、又は複数の芳香族環が−O−、−CO
−、−SO2 −、−CH2 −もしくは−C(CF3 2
−で結合された2価の芳香族基であり、R3 、R4 は、
ヒドロキシル基又は−O−もしくは−NH−を介して結
合するとともにαβ不飽和結合を有する有機基であり、
そしてnは1以上の整数である) (2)脱水縮合剤の添加のもとで、(1)のエステル化
反応物と式化4中のR2骨格をもつジアミン化合物との
重縮合反応工程、(3)重縮合反応したポリイミド前躯
体の精製工程並びに(4)次の一般式で示される多官能
性ポリエン化合物、 【化5】R5 −(CH=CH2 (但し、式中、R5 は、m個のαβ不飽和結合が、単結
合又は−O−、−CO−、−CH2 −、−SO2 −もし
くは−NH−を介して結合する有機基であり、mは2〜
4の整数である) 次の一般式に示される多官能性チオール化合物および 【化6】R6 −(CH2 −SH) (但し、式中、R6 は、1〜3個のチオール基が、単結
合又は−O−、−CO−、−CH2 −、−SO2 −もし
くは−NH−で結合する有機基であり、xは1〜3の整
数である) 活性光線に対する感度を向上させるために用いる感光剤
を含むポリイミド前駆体溶液の調製工程を含むことを特
徴とする感光性樹脂組成物の製造方法。
2. (1) R shown in the repeating unit of the following formula
Step of esterification reaction between acid dianhydride having one skeleton and a compound having an αβ unsaturated bond of R 3 and R 4 in the skeleton, (In the formula, R 1 is a tetravalent aromatic group, a tetravalent organic group in which a plurality of aromatic rings are single-bonded, or a plurality of aromatic rings are —O—, —CO—, —SO. 2 -, - CH 2 - or -
A tetravalent organic group bonded by C (CF 3 ) 2
2 is a divalent aromatic group, a divalent organic group in which a plurality of aromatic rings are single-bonded, or a plurality of aromatic rings are —O—, —CO
-, - SO 2 -, - CH 2 - or -C (CF 3) 2
Is a divalent aromatic group bonded with-, R 3 and R 4 are
An organic group having an αβ unsaturated bond as well as being bonded via a hydroxyl group or —O— or —NH—,
And n is an integer of 1 or more. (2) Polycondensation reaction step of the esterification reaction product of (1) and the diamine compound having the R 2 skeleton in Formula 4 under the addition of the dehydration condensation agent. , (3) a polycondensation reaction of the polyimide precursor, and (4) a polyfunctional polyene compound represented by the following general formula: embedded image wherein R 5 — (CH═CH 2 ) m (wherein , R 5 is an organic group in which m αβ unsaturated bonds are bonded via a single bond or —O—, —CO—, —CH 2 —, —SO 2 — or —NH—, and m is 2 to
Is an integer of 4) and a polyfunctional thiol compound represented by the following general formula and R 6- (CH 2 -SH) x (wherein R 6 is 1 to 3 thiol groups) but a single bond or -O -, - CO -, - CH 2 -, - SO 2 - or an organic group bonded to -NH-, x is an integer of 1 to 3) improved the sensitivity to active light A method for producing a photosensitive resin composition, which comprises the step of preparing a polyimide precursor solution containing a photosensitizer used for the purpose.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010039480A (en) * 2008-07-11 2010-02-18 Sumitomo Chemical Co Ltd Colored photosensitive resin composition
JP2010039481A (en) * 2008-07-11 2010-02-18 Sumitomo Chemical Co Ltd Photosensitive resin composition
JP2011075609A (en) * 2009-09-29 2011-04-14 Nippon Zeon Co Ltd Radiation sensitive resin composition and laminated body
JP2021182149A (en) * 2016-04-14 2021-11-25 旭化成株式会社 Photosensitive resin composition and manufacturing method of cured relief pattern

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