JP2004264537A - Heat-resistant photosensitive resin composition, method for manufacturing pattern using the composition, and electronic parts - Google Patents

Heat-resistant photosensitive resin composition, method for manufacturing pattern using the composition, and electronic parts Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat-resistant photosensitive resin composition having favorable physical properties of a hardened film. <P>SOLUTION: The photosensitive resin composition contains: (A) a polymer having an acidic functional group and/or its derived substituent; (B) a compound which has at least one substituent derived from an amine functional group and which reacts with the above acidic functional group and/or its derived substituent by heating to increase the molecular weight of the above polymer; (C) a photoreactive compound; and (D) a solvent. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱感光性樹脂組成物に関する。特に耐熱感光性材料として、半導体デバイスの表面保護膜及び層間絶縁膜に用いられる材料に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体工業にあっては、従来、層間絶縁膜材料には、無機材料が用いられていたが、近年、この層間絶縁膜材料にポリイミド樹脂などのような耐熱性に優れた有機物が、その特性を活かして使用されてきている。
【0003】
しかし、半導体集積回路やプリント基板上の回路パターン形成は、基材表面へのレジスト層の成膜、所定箇所への露光、エッチング等により不要箇所の除去、基板表面の洗浄作業等の煩雑で多岐に亘る工程を経てパターン形成が行われることから、露光及び現像によるパターン形成後も必要な部分のレジストを絶縁材料としてそのまま残して用いることができる耐熱感光材料の開発が望まれている。そうした要求に対して、最近では半導体製造プロセス短縮のために、レジストに用いる構成樹脂として、樹脂自体に感光性を付与し、塗布、露光、現像により容易にパターン形成が可能となる、感光性ポリイミド、ポリベンゾオキサゾールが主流となりつつある。従来の感光性ポリイミドは有機溶媒を現像液とし、露光部を不溶化するネガ型が主流であり、例えばポリイミド前駆体の酸官能基に対し、感光基を有する化合物を付加もしくは混合する方法(下記特許文献1を参照)などが光架橋反応によりコントラストを作り出すネガ型の感光性ポリイミドとして提案されている。
【0004】
一方最近では材料コストや環境保全の点からアルカリ水溶液現像の要求が高まって来ている。これまでの技術として、感光剤をナフトキノンジアジド化合物として、酸官能基を有するポリベンゾオキサゾール前駆体をベース樹脂にしたもの(下記特許文献2を参照)などが提案されている。
【0005】
【特許文献1】
特開昭54−109828号公報
【特許文献2】
特公平1−46862号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
こうした感光性樹脂では現像特性に重点が置かれており、そのため溶解性を高めるべく低い分子量にて重合体を作成している。しかしながら、低い分子量の重合体は、硬化しても十分な機械特性が得られないため、従来の感光性樹脂材料には、樹脂としての望ましい特性が失われてしまうという問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記事情に鑑み鋭意検討した結果、耐熱重合体もしくはその前駆体の酸官能基もしくはその誘導置換基を利用し、硬化過程で樹脂成分をより高分子量化することにより、現像特性を損なうことなく、所要の硬化樹脂性質を持たせることができることを見出した。
【0008】
本発明は、硬化過程でより高分子量化することにより、優れた硬化樹脂性質を持つに至る感光性ポリイミド前駆体、又はポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド又はポリベンゾオキサゾール、又はそれらの共重合体、又はそれらの混合物である樹脂組成物と、前記樹脂組成物を使用したパターンの製造方法、及び前記パターンを有してなる電子デバイスを有する電子部品を提供するものである。
【0009】
すなわち本発明は、以下の通りである。
[1] (A)酸性官能基及び/又はその誘導置換基を有する重合体、(B)前記酸性官能基及び/又はその誘導置換基と加熱により反応し、前記重合体をより高分子量化する、アミン官能基から誘導される置換基を少なくとも一つ有する化合物、(C)光反応性化合物、及び(D)溶媒を含有してなる感光性樹脂組成物。
[2] 前記(B)成分が、さらに酸性官能基及び/又はその誘導置換基を少なくとも一つ有する化合物であることを特徴とする[1]に記載の感光性樹脂組成物。
[3] 前記(B)成分が、前記酸性官能基及び/又はその誘導置換基と加熱により反応し、前記重合体をより高分子量化する、アミン官能基から誘導される置換基を一つ又は二つ有する化合物であることを特徴とする[1]又は[2]に記載の感光性樹脂組成物。
[4] 前記(B)成分が、前記酸性官能基及び/又はその誘導置換基を一つ又は二つ有することを特徴とする[3]に記載の感光性樹脂組成物。
[5] 前記(A)成分が、その前記酸性官能基及び/又はその誘導置換基と加熱により反応し、前記重合体をより高分子量化する、少なくとも一つのアミン官能基から誘導される置換基をさらに自身に、又は他の(A)成分に有し、かつ前記(B)成分が、さらに酸性官能基及び/又はその誘導置換基を少なくとも一つ有することを特徴とする[1]に記載の感光性樹脂組成物。
[6] 前記(A)成分の前記アミン官能基から誘導される置換基が一つであり、前記(B)成分の前記アミン官能基から誘導される置換基が一つ又は二つであり、前記(B)成分の前記酸性官能基及び/又はその誘導置換基が一つであることを特徴とする[5]に記載の感光性樹脂組成物。
[7] 前記重合体(A)が、耐熱樹脂重合体であることを特徴とする[1]〜[6]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[8] 前記重合体(A)が有する酸性官能基が、カルボキシル基及び/又はフェノール性水酸基であることを特徴とする[1]〜[7]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[9] 前記耐熱重合体が、下記一般式(1)で示されるポリイミド前駆体若しくはその前駆体から誘導されるポリイミド、下記一般式(2)で示されるポリベンゾオキサゾール前駆体若しくはその前駆体から誘導されるポリベンゾオキサゾール、又はそれらの共重合体、又はそれらの混合物であることを特徴とする[7]又は[8]に記載の感光性樹脂組成物。
【化3】

Figure 2004264537
(式(1)中、Xは4価の有機基、Yは2価の有機基、Rは水素又は1価の有機基を示し、nは2から500の整数で前記重合体の繰り返し単位数を示す。)
【化4】
Figure 2004264537
(式(2)中、Xは2価の有機基を示し、Yは4価の有機基でこのうち2価は水酸基との結合にあずかっている。Rは水素又は1価の有機基を示し、nは2から500の整数で前記重合体の繰り返し単位数を示す。)
[10] [1]〜[9]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布し乾燥する工程、前記塗布し乾燥後の感光性樹脂膜を露光する工程、前記露光後の感光性樹脂膜をアルカリ水溶液を用いて現像する工程、前記現像によって得られたパターンを加熱処理する工程を含むパターンの製造方法。
[11] [10]に記載の製造方法により得られるパターンを有してなる電子デバイスを有する電子部品であって、前記パターンが層間絶縁膜層及び/又は表面保護膜層である電子部品。
【0010】
[1]から[8]に記載の発明は、(A)酸性官能基及び/又はその誘導置換基を有する重合体、(B)前記酸性官能基及び/又はその誘導置換基と加熱により反応し、前記重合体をより高分子量化する、アミン官能基から誘導される置換基を少なくとも一つ有する化合物、(C)光反応性化合物、及び(D)溶媒を含有してなる感光性樹脂組成物に関し、従来ある耐熱樹脂重合体もしくはその前駆体の酸官能基もしくはその誘導置換基を利用し、現像特性を損なうことなく、樹脂成分を硬化過程で高分子量化して、耐熱重合体もしくはその前駆体に所要の硬化樹脂性質を持たせるものである。
【0011】
[7]に記載の発明は、[1]〜[6]に記載の発明の効果を奏し、さらに優れた硬化樹脂性質を持たせるものであり、[8]に記載の発明は、(A)の重合体における酸性官能基がカルボキシル基及び/又はフェノール性水酸基である感光性樹脂組成物に関する。
【0012】
[9]に記載の発明は、(A)の重合体が、一般式(1)で示されるポリイミド前駆体、又は一般式(2)で示されるポリベンゾオキサゾール前駆体、それらから誘導されるポリイミド又はポリベンゾオキサゾール、又はそれらの共重合体、又はそれらの混合物であることを特徴とする感光性樹脂組成物に関し、[1]〜[8]のいずれかに記載の発明の効果を奏し、さらに優れた硬化樹脂性質を持たせる感光性ポリイミド前駆体、又はポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド又はポリベンゾオキサゾール、又はそれらの共重合体、又はそれらの混合物である樹脂組成物に関する。
【0013】
[10]に記載の発明は、[1]〜[9]のいずれかに記載の発明の効果を奏する耐熱感光性樹脂組成物を使用したパターンの製造方法に関し、[11]に記載の発明は、前記[10]に記載の製造法により得られるパターンを表面保護膜層及び/又は層間絶縁膜層として有してなる電子デバイスを有する電子部品に関する。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明は、(A)酸性官能基及び/又はその誘導置換基を有する重合体、(B)前記酸性官能基及び/又はその誘導置換基と加熱により反応し、前記重合体をより高分子量化する、アミン官能基から誘導される置換基を少なくとも一つ有する化合物、(C)光反応性化合物、及び(D)溶媒を須成分とする。
【0015】
本発明における(A)成分の酸性官能基及び/又はその誘導置換基を有する重合体としては、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとから得られるポリイミド前駆体、又は、ジカルボン酸とビスアミノフェノールとから得られるポリベンゾオキサゾール前駆体、又は、これらの共重合体、又は混合物などが挙げられる。これらの重合体は、その分子内にカルボン酸及び芳香族性水酸基などの酸性官能基、及び/又は、それらの誘導置換基を有し、さらに、アミン官能基から誘導される置換基を有することもできる。これらの官能基を利用して、(A)成分の重合体をより高分子量化することができる。
【0016】
(A)成分の重合体は、例えば、(B)成分のアミン官能基から誘導される置換基を少なくとも一つ有する化合物が、その重合体に反応することにより、より高分子量化することができる。また、例えば、重合体に結合したアミン官能基から誘導される置換基を少なくとも一つ有する化合物が、さらに、その重合体自身、又は他の(A)成分の重合体と反応することにより、すなわち、重合体分子内、又は重合体分子間の前記化合物による架橋形成により、(A)成分の重合体は、さらに、より高分子量化することができる。(A)成分の重合体をより高分子量化する形態は、特に限定されない。
【0017】
前記テトラカルボン酸二無水物としては、例えばピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5,6−ピリジンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、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二無水物等の公知のテトラカルボン酸二酸無水物が単独で又は2種以上を組み合わせて使用される。また、必ずしもここに挙げられたものに限定されない。
【0018】
前記ジアミンとしては、例えば、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、1,5−ナフタレンジアミン、2,6−ナフタレンジアミン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(3−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,3,3’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,3,3’−テトラエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジメトキシ−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、2,2’−ジヒドロキシ−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、2,2’−ジ(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル等の公知の芳香族ジアミン化合物等単独で又は2種以上を組み合わせて使用される。また、必ずしもここに挙げられたものに限定されない。
【0019】
また、酸性官能基導入方法として、ジアミン成分の少なくとも一部を2,4−ジアミノ安息香酸,3,3´−ジアミノビフェニル−5,5´−ジカルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル−5,5´−ジカルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルメタン −5,5´−ジカルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン−5,5´−ジカルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド−5,5´−ジカルボン酸又はそれらの異性体、のようにカルボキシル基を1つ以上もつか、あるいは4,4‘−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、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のようにフェノール性水酸基をもつものを重合させることもできる。
【0020】
このようにテトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させることにより、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸が得られるが、一般式(1)のRのように官能基を導入することで現像時溶解性の制御、及び/又は光反応を利用したパターン加工が可能となる。
【0021】
この官能基としては,ネガ型感光性を付与する場合には反応性官能基であるビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基を含んでいる方が、良好な現像後パターン形状を得る上で好ましい。
【0022】
前記反応性官能基の一例として炭素炭素不飽和二重結合を有する官能基を挙げることができる。炭素炭素不飽和二重結合を有する官能基の例としては、アリルアルコール、2−メチル−2−プロペン−1−オル、クロチルアルコール、3−ブテン−1−オル、3−ブテン−2−オル、3−メチル−2−ブテン−1−オル、2−メチル−3−ブテン−1−オル、3−メチル−3−ブテン−1−オル、2−メチル−3−ブテン−2−オル、2−ペンテン−1−オル、4−ペンテン−1−オル、3−ペンテン−2−オル、4−ペンテン−2−オル、1−ペンテン−3−オル、4−メチル−3−ペンテン−1−オル、3−メチル−1−ペンテン−3−オル、2−へキセン−1−オル、3−ヘキセン−1−オル、4−ヘキセン−1−オル、5−ヘキセン−1−オル、1−ヘキセン−3−オル、1−ヘプタン−3−オル、6−メチル−5−ヘプタン−2−オル、1−オクタン−3−オル、シトロネロール、3−ノネン−1−オル、5−デカン−1−オル、9−デカン−1−オル、7−デカン−1−オル、1,4−ペンタジエン−3−オル、2,4−ヘキサジエン−1−オル、1,5−ヘキサジエン−3−オル、1,6−ヘプタジエン−4−オル、2,4−ジメチル−2,6−ヘプタジエン−1−オル、ネロール、ゲラニオール、リナロール、2−シクロヘキセン−1−オル、3−シクロヘキセン−1−メタノール、イソプレゴール、5−ノルボルネン−2−オル、5−ノルボルネン−2−メタノール、エチレングリコールビニルエーテル、1,4−ブタンジオールビニルエーテル、1,6−ヘキサンジオールビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、カプロラクトン2−(メタクリロイロキシ)エチルエステル、ジカプロラクトン2−(メタクリロイロキシ)エチルエステル、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルメタクリレートが挙げられる。また、必ずしもここに挙げられたものに限定されない。また、これらの官能基は部分的に導入することでアルカリ可溶性を付与することもできる。また、重合体の末端が酸性官能基を有する場合には、これら官能基を導入することも可能である。
【0023】
またポジ型感光性を付与する場合には溶解性を制御する目的や脱離反応を利用する目的で置換基を導入することも可能である。このような置換基としては、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、シクロプロぺニル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘキシルメチル、シクロヘキセニル、ノルボルニル、ノルボルネニル、アダマンチル、ベンジル、p−ニトロベンジル、トリフルオロメチル、メトキシエチル、エトキシエチル、メトキシメチル、エトキシメチル、メトキシエトキシメチル、ベンゾキシメチル、エトキシテトラヒドロピラニル、テトラヒドロフラニル、2−トリメチルシリルエトキシメチル、トリメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル、3−オキソシクロヘキシル、9−フルオレニルメチル、メチルチオメチルなどを挙げることができる。また、必ずしもここに挙げられたものに限定されない。これら官能基を部分的に導入することでアルカリ可溶性を制御することもできる。また、重合体の末端が酸性官能基を有する場合には、これら官能基を導入することも可能である。
【0024】
前記ポリベンゾオキサゾール前駆体を得るためのジカルボン酸としては、3−フルオロイソフタル酸、2−フルオロイソフタル酸、3−フルオロフタル酸、2−フルオロフタル酸、2,4,5,6−テトラフルオロイソフタル酸、3,4,5,6−テトラフルオロフタル酸、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフェニル−1,1’−ジカルボン酸、パーフルオロスベリン酸、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ビフェニレンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、4,4’−オキシジフェニル−1,1’−ジカルボン酸等の公知のジカルボン酸を挙げることができ、単独で又は2種以上を組み合わせて使用される。また、必ずしもここに挙げられたものに限定されない。
【0025】
前記ビスアミノフェノールとしては、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、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等の公知のビスアミノフェノール挙げることができ、単独で又は2種以上を組み合わせて使用される。また、必ずしもここに挙げられたものに限定されない。
【0026】
ポリイミド前駆体であるポリアミド酸の場合と同様に、ポリベンゾオキサゾール前駆体においては、一般式(2)のRに、一般式(1)のRと同種の官能基を導入することで現像時溶解性の制御、及び/又は光反応を利用したパターン加工が可能となる。また、これら官能基を部分的に導入することでアルカリ可溶性を制御することもできる。さらに、重合体の末端が酸性官能基を有する場合には、これら官能基を導入することも可能である。
【0027】
より一般には、テトラカルボン酸二無水物は下記の一般式(3)で表される。
【化5】
Figure 2004264537
【0028】
より一般には、ジアミンは下記の一般式(4)で表される。
【化6】
Figure 2004264537
【0029】
より一般には、ジカルボン酸は下記の一般式(5)で表される。
【化7】
Figure 2004264537
【0030】
より一般には、ビスアミノフェノールは下記の一般式(6)で表される。
【化8】
Figure 2004264537
【0031】
また一般式(3)ないし(6)においてR、Zの記号は共通して1価及び2価の有機基であり、それぞれ下記の式で表される。
【0032】
【化9】
Figure 2004264537
【0033】
【化10】
Figure 2004264537
【0034】
また、前記(A)は、その末端部に少なくとも一つのアミン官能基から誘導される置換基及び/又は少なくとも一つの酸性官能基及び/又はその誘導置換基を有する重合体であると、さらにより優れた硬化樹脂性質を得る点で好ましい。アミン官能基が一級アミンである場合には副反応により感光性樹脂組成物の安定性が劣化するため、アミン官能基上の二つ水素原子のうち少なくとも一つは他原子もしくは他官能基に置換されている方が、感光性樹脂組成物としての十分な安定性を得る上で好ましい。
【0035】
アミン官能基から誘導される窒素上置換基としては、アミド、カーバメイト、スルホニル、スルフェニル、ホスフィニル、アルキルシリルなど挙げることができる。このうちアミド、カーバメイト、スルホニル、がより優れた硬化樹脂性質を得る点で好ましい。
【0036】
これら置換基は水素又は下記の一般式(7)乃至(9)で表される。
【化11】
Figure 2004264537
式(7)乃至(9)中、Rは1価の有機基であり、炭素原子数は1−20のものが好ましい。Xは酸素、硫黄若しくは窒素原子。Xが酸素原子若しくは硫黄原子の場合は、n=1、窒素原子の場合は、n=2を示す。
【0037】
前記Rとしては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、シクロプロぺニル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘキシルメチル、シクロヘキセニル、ノルボルニル、ノルボルネニル、アダマンチル、ベンジル、p−ニトロベンジル、トリフルオロメチル、メトキシエチル、エトキシエチル、メトキシメチル、エトキシメチル、メトキシエトキシメチル、ベンゾキシメチル、エトキシテトラヒドロピラニル、テトラヒドロフラニル、2−トリメチルシリルエトキシメチル、トリメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル、3−オキソシクロヘキシル、9−フルオレニルメチル、メチルチオメチルなどが挙げられる。また、必ずしもここに挙げられたものに限定されない。
【0038】
前記酸性官能基及び/又はその誘導置換基としては、前記一般式(1)のR、Rに示されるものが用いられる。
【0039】
本発明における前記化合物(B)としては、基本的にアミン官能基から誘導される置換基を少なくとも一つ有する化合物が好ましい。アミン官能基が一級アミンである場合には副反応により感光性樹脂組成物の安定性が劣化するため、アミン官能基上の二つ水素原子のうち少なくとも一つは他原子もしくは他官能基に置換されている必要がある。
【0040】
より一般には、下記の一般式(10)で表される。
【化12】
Figure 2004264537
式(10)中、Xはn価の有機基、R、Rは水素又は1価の有機基である。nは、2〜6の整数を示す。
【0041】
としては、脂肪族ではアルキル鎖、シクロペンチル環、シクロヘキシル環、シクロオクチル環、その他ビシクロ環等を挙げることができ、それらは酸素、硫黄などからなるヘテロ原子を含んでいてもよい。
【0042】
また、芳香族ではベンゼン環、ナフタレン環等が挙げられる。これらのうち、耐熱性の点から芳香族である方が好ましい。例えばベンゼン、トルエン、クメン、ジフェニルメタン、キシレン、9,10−ジヒドロアンスラセン、メシチレン、ヘキサメチルベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、トリフェニルベンゼン、クォーターフェニル、ジメチルビフェニル、アズレン、ナフタレン、メチルナフタレン、アンスラセン、フルオレン、フルオロベンゼン、フルオロビフェニル、アニソール、ベンジルフェニルエーテル、フェニルエーテル、フェノキシトルエン、トリルエーテル、メトキシビフェニル、ジメトキシビフェニル、メトキシナフタレン、ジメトキシナフタレン、ニトロベンゼン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ベンズアニリド、フェニルスルホン、フラン、チオフェンなどが挙げられる。また、必ずしもここに挙げられたものに限定されない。
【0043】
一般式(10)中のR、Rはより一般には、水素又は下記の一般式(11)で表される。R,Rとしてはアミド、カーバメイト、スルホニル、スルフェニル、ホスフィニル、アルキルシリルなどが挙げられる。このうちアミド、カーバメイト、スルホニルがより優れた硬化樹脂性質を得る点で好ましい。これら置換基は水素又は前記一般式(7)乃至(9)で表されるものが用いられる。
【0044】
また前記一般式(10)で表される鎖延長剤が、アミン官能基から誘導される置換基を少なくとも一つ有し、さらに少なくとも一つの酸性官能基及び/又はその誘導置換基を有する化合物であってもよい。その酸性官能基はカルボン酸及び/もしくはフェノール性水酸基である方がより好ましい。すなわち下記の一般式(11)で表される。
【0045】
【化13】
Figure 2004264537
式(11)中、Xはm+n+l価の有機基、R、R、R、Rは水素又は1価の有機基である。nは1−6、l、mは1−4。R、Rは1価の有機基であり、前記のR、Rと同様の官能基を導入することができる。
【0046】
前記化合物(B)は、(A)の重合体成分100重量部に対して、0.05〜50重量部、より好ましくは0.2〜20重量部の範囲で配合すると良い。
【0047】
本発明に使用される光反応性化合物(C)は、感光剤であり、ネガ型の感光剤としては光重合反応性を示し、光の照射部の可溶性を減少させる機能を有するものである。
【0048】
前記感光剤としては、例えば、ベンゾフェノン、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、3,3,4,4,−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類や3,5−ビス(ジエチルアミノベンジリデン)−N−メチル−4−ピペリドン、3,5−ビス(ジエチルアミノベンジリデン)−N−エチル−4−ピペリドン等のベンジリデン類、7−ジエチルアミノ−3−テノニルクマリン、4,6−ジメチル−3−エチルアミノクマリン、3,3,−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、7−ジエチルアミノ−3−(1−メチルメチルベンゾイミダゾリル)クマリン、3−(2−ベンゾチアゾリル)−7−ジエチルアミノクマリン等のクマリン類、2−t−ブチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン等のアントラキノン類、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾイン類、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類、エチレングリコールジ(3−メルカプトプロピオネート)、2−メルカプトベンズチアゾール、2−メルカプトベンゾキサゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール等のメルカプト類、N−フェニルグリシン、N−メチル−N−フェニルグリシン、N−エチル−N−(p−クロロフェニル)グリシン、N−(4−シアノフェニル)グリシン等のグリシン類、1−フェニル−1,2−ブタンジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−ベンゾイル)オキシム等のオキシム類、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。また、必ずしもここに挙げられたものに限定されない。
【0049】
これらの感光剤は、単独で又は二種類以上を組み合わせて使用される。感光剤の使用量は(A)の重合体成分100重量部に対して、通常1種類につき、0.01〜15重量%、組み合わせる場合は合計で0.1〜40重量%とされる。より好ましくは1〜20重量部の範囲で配合すると良い。
【0050】
またポジ型の感光剤は、酸を発生させ、光の照射部のアルカリ水溶液への可溶性を増大させる機能を有するものである。その種類としては、o−キノンジアジド化合物、アリルジアゾニウム塩、ジアリルヨードニウム塩、トリアリルスルホニウム塩などが挙げられ、ここに挙げられた化合物に限らず、光により酸を発生する化合物であれば使用できる。
【0051】
前記o−キノンジアジド化合物は、例えば、o−キノンジアジドスルホニルクロリド類と、ヒドロキシ化合物、アミノ化合物などとを脱塩酸剤の存在下で縮合反応させることで得られる。前記o−キノンジアジドスルホニルクロリド類としては、例えば、ベンゾキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド等が挙げられる。また、必ずしもここに挙げられたものに限定されない。
【0052】
前記ヒドロキシ化合物としては、例えば、ヒドロキノン、レゾルシノール、ピロガロール、ビスフェノールA、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,2’,3’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン,2,3,4,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパン、4b,5,9b,10−テトラヒドロ−1,3,6,8−テトラヒドロキシ−5,10−ジメチルインデノ[2,1−a]インデン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンなどが使用できる。また、必ずしもここに挙げられたものに限定されない。
【0053】
また、前記アリルジアゾニウム塩、ジアリルヨードニウム塩、トリアリルスルホニウム塩などとしては例えば、ベンゼンジアゾニウム−p−トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウム9,10−ジメトキシアントラセン−2−スルホナート、トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、N−ナフタルイミドトリフルオロメタンスルホナート、p−ニトロベンジル−9,10−ジメトキシアントラセン−2−スルホナート、4−メトキシーα―[[[(4−メチルフェニル)スルホニル]オキシ]イミノ]ベンゼンアセトニトリル、2−(2’−フリルエテニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。また、必ずしもここに挙げられたものに限定されない。
【0054】
これらの感光剤は、単独で又は二種類以上を組み合わせて使用される。感光剤の使用量は(A)の重合体成分100重量部に対して、通常1種類につき、0.1〜40重量%、組み合わせる場合は合計で0.1〜40重量%とされる。より好ましくは1〜20重量部の範囲で配合すると良い。
【0055】
本発明における溶媒(D)としては、ガンマブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、N−アセチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリアミド、ジメチルイミダゾリジノン、N−アセチル−ε−カプロラクタム等の極性溶媒が好ましく、その他、この極性溶媒以外に、ケトン類、エステル類、ラクトン類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類、炭化水素類、例えば、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、ジエチルエーテル、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メチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,4−ジクロロブタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等も使用することができる。これらの有機溶媒は、単独で又は二種類以上を組み合わせて使用される。ただし、本報の感光性樹脂組成物を溶解するものであれば特にその種類を限定するものではない。
【0056】
本発明の感光性ポリイミド樹脂組成物には、上記必須成分以外に、シリコン基板に対する接着性増強剤としてシランカップリング剤や式(1)中のRにジアミノシロキサンをベース重合体に変性して使用することができる。また、目的に応じて付加重合性化合物、溶解阻害剤、溶解促進剤、安定剤などを配合してもよい。
【0057】
ネガ型の付加重合性化合物は、反応性不飽和官能基を含有し、その官能基としては、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基等の不飽和二重結合官能基、またプロパルギル等の不飽和三重結合官能基が挙げられ、これらの中でも共役型のビニル基やアクリロイル基、メタクリロイル基が反応性の面から好ましい。また、その官能基の含有数としては、安定性の点から1〜4であることが好ましく、それぞれは同一の基でなくとも構わない。
【0058】
前記付加重合性化合物としては、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、1,2−ジヒドロナフタレン、1,3−ジイソプロペニルベンゼン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−ビニルナフタレン、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールメタクリレート、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、1,10−デカンジオールジメタクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、1,3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、1,3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、メチレンビスアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
【0059】
前記付加重合性化合物の使用量は、感光性ポリイミド前駆体の樹脂の量に対して、5〜100重量%とすることが好ましく、相溶性の点から5〜40重量%とすることがより好ましい。この使用量が、5重量%未満であると、現像時に露光部が溶出するため現像後の膜が残らなくなる傾向があり、100重量%を超えた場合も同様に現像後の膜が残らなくなる傾向があり、また膜形成時に膜が白化することがある。
【0060】
また、保存時の安定性を高めるために、ラジカル重合禁止剤又はラジカル重合抑制剤を含有することができる。前記ラジカル重合禁止剤又はラジカル重合抑制剤としては、例えば、p−メトキシフェノール、ジフェニル−p−ベンゾキノン、ベンゾキノン、ハイドロキノン、ピロガロール、フェノチアジン、レソルシノール、オルトジニトロベンゼン、パラジニトロベンゼン、メタジニトロベンゼン、フェナントラキノン、N−フェニル−1−ナフチルアミン、N−フェニル−2−ナフチルアミン、クペロン、フェノチアジン、2,5−トルキノン、タンニン酸、パラベンジルアミノフェノール、ニトロソアミン類等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上組み合わせて使用される。ラジカル重合禁止剤又はラジカル重合抑制剤を用いる場合、その使用量は、通常ポリイミド前駆体の量に対して、0.01〜30重量%とされる。
【0061】
本発明の感光性樹脂組成物は、浸漬法、スプレー法、スクリーン印刷法、回転塗布法等によってシリコンウエーハ、金属基板、セラミック基板等の基材上に塗布され、溶剤を適度に加熱乾燥することにより粘着性のない塗膜とすることができる。この塗膜上に、所望のパターンが描かれたマスクを通して活性光線又は化学線を照射する。照射する活性光線又は化学線としては、超高圧水銀灯を用いるコンタクト/プロキシミテイ露光機、ミラープロジェクション露光機、i 線ステッパ、g線ステッパ、その他の紫外線、可視光源や、X線、電子線を用いることができる。この後,必要に応じて露光後加熱(PEB;post exposure bake)処理を行い、現像を行う。ネガ型感光性樹脂組成物である場合には照射後、未照射部を現像液で溶解除去することにより所望のネガパターンを得る。ポジ型感光性樹脂組成物である場合には照射後、照射部を現像液で溶解除去することにより所望のポジパターンを得る。
【0062】
前記現像液としては、有機溶媒、アルカリ水溶液が用いられる。有機溶媒現像液としては、N−メチル−2−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、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ヘキサメチルリン酸トリアミド、γ−ブチロラクトン、水、或いはアルコール類、ケトン類、エステル類、ラクトン類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類、炭化水素類、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、ジエチルエーテル、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メチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,4−ジクロロブタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等が、単独で又は二種類以上を組み合わせて使用される。
【0063】
前記アルカリ水溶液としては、苛性カリ、苛性ソーダ等のアルカリ金属水酸化物の水溶液、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、テトラエチルアンモニウムヒドロキサイド、コリン等の水酸化四級アンモニウム、エタノールアミン、プロピルアミン、エチレンジアミン等のアミン水溶液が用いられる。現像後は必要に応じて水又は貧溶媒でリンスが行われる。例えばリンス液としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルセロソルブ、水等が用いられる。これにより得られたパターンを加熱することにより、感光剤と溶媒を除去した安定な高耐熱性ポリイミドパターンを得る。
【0064】
この時の加熱温度は、150〜500℃とすることが好ましく、200〜400℃とすることがより好ましい。この加熱温度が、150℃未満であると、膜の機械特性及び熱特性が低下する傾向があり、500℃を超えると、膜の機械特性及び熱特性が低下する傾向がある。
【0065】
また、この時の加熱時間は、0.05〜10時間とすることが好ましい。この加熱時間が、0.05時間未満であると、膜の機械特性及び熱特性が低下する傾向があり、10時間を超えると、膜の機械特性及び熱特性が低下する傾向がある。
【0066】
本発明の感光性樹脂組成物は、半導体装置や多層配線板などの電子部品に使用することができ、具体的には、半導体装置の表面保護膜層や層間絶縁膜層、多層配線板の層間絶縁膜層などの形成に使用することができる。本発明の半導体装置は、前記組成物を用いて形成される表面保護膜層や層間絶縁膜層を有すること以外は特に制限されず、様々な構造をとることができる。
【0067】
本発明の電子部品の一例である半導体装置製造工程の一例を以下に説明する。
図1は多層配線構造の半導体装置の製造工程図である。図1において、回路素子を有するSi基板などの半導体基板1は、回路素子の所定部分を除いてシリコン酸化膜などの保護膜2などで被覆され、露出した回路素子上に第一導体層3が形成されている。前記半導体基板上にスピンコート法などで層間絶縁膜層4が形成される(工程(a))。
【0068】
次に塩化ゴム系、フェノールノボラック系等の感光性樹脂層5が前記層間絶縁膜層4上にスピンコート法で形成され、公知の写真食刻技術によって所定部分の層間絶縁膜層4が露出する様に窓6Aが設けられている(工程(b))。
【0069】
前記窓6Aから露出した層間絶縁膜層4は、酸素、四フッ化炭素などのガスを用いるドライエッチング手段によって選択的にエッチングされ、窓6Bがあけられている。ついで窓6Bから露出した第一導体層3を腐食することなく、感光性樹脂層5のみを腐食するようなエッチング溶液を用いて感光性樹脂層5が完全に除去される(工程(c))。
【0070】
さらに公知の写真食刻技術を用いて、第二導体層7を形成させ、第一導体層3との電気的接続が完全に行われる(工程(d))。3層以上の多層配線構造を形成する場合には、前記の工程を繰り返して行い各層を形成することができる。
【0071】
次に表面保護膜層8が形成される。この図1の例では、この表面保護膜層8を前記感光性樹脂組成物をスピンコート法にて塗布、乾燥し、所定部分に窓6Cを形成するパターンを描いたマスク上から光を照射した後アルカリ水溶液にて現像してパターンを形成し、加熱して樹脂膜とする。この樹脂膜は、導体層を外部からの応力、α線などから保護するものであり、得られる半導体装置は信頼性に優れる。なお、前記例において、層間絶縁膜層4を本発明の感光性樹脂組成物を用いて形成することも可能である。
【0072】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
[合成例1]
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた密閉反応容器中の100mlの乾燥N−メチルピロリドンと21.18g(0.072mol)の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物の撹拌溶液に2.34g(0.018mol)の2−ヒドロキシエチルメタクリレートを加え、70℃で1時間そして室温下で一夜撹拌した。この反応溶液に攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた密閉反応容器中の80mlの乾燥N−メチルピロリドン中の6.49g(0.06mol)のメタフェニレンジアミン及び0.25g(0.001mol)の1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンの溶液を1時間にわたり滴下添加し、室温で一夜撹拌した。その後100mlの乾燥N−メチルピロリドン中の29.92g(0.145mol)のN,N−ジシクロヘキシルカルボジイミドの溶液を1時間にわたり得られた反応溶液に撹拌しながら滴下添加した。この反応溶液に対し45.5g(0.35mol)の2−ヒドロキシエチルメタクリレートを加え、50℃で5時間、そして室温で一夜撹拌した。この反応混合物を50mlのアセトンで希釈し、吸引ろ過により不要物を除いたろ過液を2.0lのイオン交換水にて激しく撹拌しながら処理した。析出した固形物をさらにイオン交換水ついでメタノールにて洗浄し、ろ過フィルター上で吸引乾燥し、室温にて水分含有率が1.0重量%より少なくなるまで減圧乾燥してポリマーP−1を得た。
【0073】
[合成例2]
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた密閉反応容器中の80mlの乾燥N−メチルピロリドン、14.4g(0.072mol)の4,4’−オキシジアニリン及び0.63g(0.008mol)のピリジンの溶液を0℃に冷却した。これに1.12g(0.008mol)のベンゾイルクロリドを滴下し、滴下後室温下で30分間撹拌して反応溶液A−1を得た。次いで別の攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた密閉反応容器中に、100mlの乾燥N−メチルピロリドンと21.18g(0.072mol)の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を添加し、攪拌しながら先ほど得られた反応溶液A−1を30分間かけて滴下した後、50℃で5時間、そして室温で一夜撹拌した。この反応溶液を0℃に冷却し、10.4g(0.11mol)の塩化メチルエチルエーテル、続けて11.1g(0.11mol)のトリエチルアミンを30分間かけて滴下添加した後、室温で30分間撹拌した。この反応混合物を2.0lのイオン交換水にて激しく撹拌しながら処理した。析出した固形物をさらにイオン交換水にて洗浄し、ろ過フィルター上で吸引乾燥し、室温にて水分含有率が1.0重量%より少なくなるまで減圧乾燥してポリマーP−2を得た。
【0074】
[合成例3]
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた密閉反応容器中の100mlの乾燥N−メチルピロリドンと14.8g(0.2mol)のn−ブタノールを入れ、31.0g(0.1mol)のビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物を加え、70℃で24時間攪拌し、エステル物を得た。この溶液を0℃に冷却し、23.8g(0.2mol)の塩化チオニルを滴下し、滴下後30分間撹拌して、反応溶液A−2を得た。次いで別の攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた密閉反応容器中に、100mlの乾燥N−メチルピロリドンと33.0g(0.09mol)の2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン及び15.82g(0.2mol)のピリジンを添加し、攪拌溶解した。この溶液を0℃に冷却し、先ほど得られた反応溶液A−2を30分間かけて滴下した後、室温で30分間撹拌した。この反応混合物を2.0lのイオン交換水にて激しく撹拌しながら処理した。析出した固形物をさらにイオン交換水にて洗浄し、ろ過フィルター上で吸引乾燥し、室温にて水分含有率が1.0重量%より少なくなるまで減圧乾燥してポリマーP−3を得た。
【0075】
[合成例4]
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた密閉反応容器中の100mlの乾燥N−メチルピロリドンと25.8g(0.1mol)の4,4’−オキシビス(カルボキシフェニル)の溶液を0℃に冷却し、23.8g(0.2mol)の塩化チオニルを滴下し、滴下後30分間撹拌して、反応溶液A−3を得た。次いで別の攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた密閉反応容器中の100mlの乾燥N−メチルピロリドンと36.6g(0.1mol)の2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン及び0.79g(0.01mol)のピリジンの溶液を0℃に冷却し、これに1.57g(0.01mol)のフェニルクロロフォーメイトを滴下し、滴下後室温下で30分間撹拌した。15.82g(0.2mol)のピリジンを添加し、0℃に冷却した後、先ほど得られた反応溶液A−3を30分間かけて滴下した後、室温で30分間撹拌した。この反応混合物を2.0lのイオン交換水にて激しく撹拌しながら処理した。析出した固形物をさらにイオン交換水にて洗浄し、ろ過フィルター上で吸引乾燥し、室温にて水分含有率が1.0重量%より少なくなるまで減圧乾燥してポリマーP−4を得た。
【0076】
[合成例5]
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた密閉反応容器中の100mlの乾燥N−メチルピロリドンと9.76g(0.05mol)の1−メチル−2−アミノテレフタレートの溶液を0℃に冷却し、これに8.85g(0.05mol)のベンゼンスルフォニルクロライドを滴下し、30分間撹拌した。その後15.82g(0.2mol)のピリジンを添加し、室温で30分間撹拌した。この反応混合物を2.0lのイオン交換水にて激しく撹拌しながら処理した。析出した固形物をさらにイオン交換水にて洗浄し、ろ過フィルター上で吸引乾燥し、室温にて水分含有率が1.0重量%より少なくなるまで減圧乾燥して鎖延長剤B−1を得た。
【0077】
[合成例6]
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた密閉反応容器中の100mlの乾燥N−メチルピロリドンと18.3g(0.05mol)の2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンの溶液を0℃に冷却し、これに12.1g(0.1mol)のピバロイルクロライドを滴下し、30分間撹拌した。その後15.82g(0.2mol)のピリジンを添加し、室温で30分間撹拌した。この反応混合物を2.0lのイオン交換水にて激しく撹拌しながら処理した。析出した固形物をさらにイオン交換水にて洗浄し、ろ過フィルター上で吸引乾燥し、室温にて水分含有率が1.0重量%より少なくなるまで減圧乾燥して鎖延長剤B−2を得た。
【0078】
[合成例7]
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた密閉反応容器中の100mlの乾燥N−メチルピロリドンと7.6g(0.05mol)の3,5−ジアミノ安息香酸の溶液を0℃に冷却し、これに15.7g(0.1mol)のフェニルクロロフォーメイトを滴下し、30分間撹拌した。その後15.82g(0.2mol)のピリジンを添加し、室温で30分間撹拌した。この反応混合物を2.0lのイオン交換水にて激しく撹拌しながら処理した。析出した固形物をさらにイオン交換水にて洗浄し、ろ過フィルター上で吸引乾燥し、室温にて水分含有率が1.0重量%より少なくなるまで減圧乾燥して鎖延長剤B−3を得た。
【0079】
[合成例8]
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた密閉反応容器中の100mlの乾燥N−メチルピロリドンと25.9g(0.05mol)の4’’,4’’’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)−ビス(4−フェノキシアニリン)の溶液を0℃に冷却し、これに16.4g(0.1mol)のジイソプロピルカルバミルクロリドを滴下し、30分間撹拌した。その後15.82g(0.2mol)のピリジンを添加し、室温で30分間撹拌した。この反応混合物を2.0lのイオン交換水にて激しく撹拌しながら処理した。析出した固形物をさらにイオン交換水にて洗浄し、ろ過フィルター上で吸引乾燥し、室温にて水分含有率が1.0重量%より少なくなるまで減圧乾燥して鎖延長剤B−4を得た。
【0080】
[合成例9]
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた密閉反応容器中の100mlの乾燥N−メチルピロリドンと6.86g(0.05mol)の4−アミノ安息香酸の溶液を0℃に冷却し、これに3.93g(0.05mol)のアセチルクロライドを滴下し、30分間撹拌した。その後15.82g(0.2mol)のピリジンを添加し、室温で30分間撹拌した。この反応混合物を2.0lのイオン交換水にて激しく撹拌しながら処理した。析出した固形物をさらにイオン交換水にて洗浄し、ろ過フィルター上で吸引乾燥し、室温にて水分含有率が1.0重量%より少なくなるまで減圧乾燥して鎖延長剤B−5を得た。
【0081】
[合成例10]
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた密閉反応容器中のトリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン 0.1molとナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド 0.29mol及び150gのジオキサンの溶液に対し、トリエチルアミン 0.3molを冷却下で滴下反応させた、この反応混合物をろ過し、ろ液を2.0lのイオン交換水にて激しく撹拌しながら処理した。析出した固形物をさらにイオン交換水にて洗浄し、ろ過フィルター上で吸引乾燥し、室温にて水分含有率が1.0重量%より少なくなるまで減圧乾燥してオルトキノンジアジド化合物C−1を得た。
【0082】
[実施例1]
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた三口フラスコに合成例1で得られたP−1 100gとN−メチルピロリドン140gとp−メトキシフェノール 0.3gを撹拌混合し溶解させた後、さらに2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール6.0g、2−メルカプトベンゾキサゾール 3.0gとエチルミヒラーズケトン 0.6gの感光剤と付加重合性化合物としてテトラエチレングリコールジアクリレート18.0g及び合成例で得られた鎖延長剤B−1 5.0gを加えて室温下にて一昼夜撹拌溶解後、フィルタ濾過して感光性樹脂組成物溶液を得た。この溶液を5インチシリコンウエハ上にスピンコートした後に乾燥して、5.0±1.0μmの塗膜を形成した後、I線ステッパを用いパターンマスクし、露光量を200〜1000mJ/cmとし、露光した。これを1時間遮光箱内にて放置した後、γブチロラクトンを用いてパドル現像したところ、その解像度は露光量400mJ/cmで10μm(最小ライン幅)まで達し、良好なレリーフパターンが得られた。この溶液を5インチシリコンウエハ上にスピンコートした後に乾燥して18.0±1.0μmの塗膜を形成した後、コンタクトアライナーを用いパターンマスクし、1000mJ/cmの露光量にて露光した。これを1時間遮光箱内にて放置した後、γブチロラクトンを用いてパドル現像して10mm×120mmの短冊状のパターンを得た。このウエハを窒素置換されたオーブンにて320℃1時間硬化ベークし、硬化膜を得た。フッ酸水溶液を用い、短冊状の薄膜をシリコンウエハより剥離し、乾燥した後、オートグラフを用い伸び率を測定した。この結果伸び率は50%となった。
【0083】
[実施例2]
合成例6で得られた鎖延長剤B−2を5.0g用い、それ以外は、実施例1と全く同様の配合で、全く同様に処理したところ、その解像度は露光量450mJ/cmで15μm(最小ライン幅)まで達し、良好なレリーフパターンが得られた。また、実施例1と同様な処理をして得られた短冊状の薄膜をオートグラフを用い伸び率を測定した。この結果伸び率は70%となった。
【0084】
[実施例3]
合成例6で得られた鎖延長剤B−3を5.0g用い、それ以外は、実施例1と全く同様の配合で、全く同様に処理したところ、その解像度は露光量450mJ/cmで15μm(最小ライン幅)まで達し、良好なレリーフパターンが得られた。また、実施例1と同様な処理をして得られた短冊状の薄膜をオートグラフを用い伸び率を測定した。この結果伸び率は55%となった。
【0085】
[実施例4]
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた三口フラスコに合成例2で得られたP−2 100gとN−メチルピロリドン140gを撹拌混合し溶解させた後、さらにp−ニトロベンジル−9,10−ジメトキシアントラセン−2−スホナート5.0g及び合成例6で得られた鎖延長剤B−2 5.0gを加えて室温下にて一昼夜撹拌溶解後、フィルタ濾過して感光性樹脂組成物溶液を得た。露光後にホットプレートにて120℃、60秒間加熱した後、2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いてパドル現像したこと以外は、実施例1と全く同様に処理したところ、その解像度は露光量900mJ/cmで20μm(最小ライン幅)まで達し、良好なレリーフパターンが得られた。また、露光後にホットプレートにて120℃、60秒間加熱した後、2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いてパドル現像したこと以外は、実施例1と同様な処理をして得られた短冊状の薄膜をオートグラフを用い伸び率を測定した。この結果伸び率は40%となった。
【0086】
[実施例5]
合成例7で得られた鎖延長剤B−3を5.0g用い、それ以外は、実施例4と全く同様の配合で、全く同様に処理したところ、その解像度は露光量900mJ/cmで20μm(最小ライン幅)まで達し、良好なレリーフパターンが得られた。また、実施例4と同様な処理をして得られた短冊状の薄膜をオートグラフを用い伸び率を測定した。この結果伸び率は45%となった。
【0087】
[実施例6]
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた三口フラスコに合成例3で得られたP−3 100gとN−メチルピロリドン140gを撹拌混合し溶解させた後、さらに合成例10で得られた感光剤C−1 6.0g及び合成例5で得られた鎖延長剤B−1 5.0gを加えて室温下にて一昼夜撹拌溶解後、フィルタ濾過して感光性樹脂組成物溶液を得た。2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いてパドル現像したこと以外は、実施例1と全く同様に処理したところ、その解像度は露光量400mJ/cmで10μm(最小ライン幅)まで達し、良好なレリーフパターンが得られた。2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いてパドル現像したこと以外は、実施例1と同様な処理をして得られた短冊状の薄膜をオートグラフを用い伸び率を測定した。この結果伸び率は40%となった。
【0088】
[実施例7]
鎖延長剤として合成例8で得られた鎖延長剤B−4を5.0g用い、それ以外は、実施例6と全く同様の配合で、全く同様に処理したところ、その解像度は露光量400mJ/cmで10μm(最小ライン幅)まで達し、良好なレリーフパターンが得られた。また、実施例6と同様な処理をして得られた短冊状の薄膜をオートグラフを用い伸び率を測定した。この結果伸び率は50%となった。
【0089】
[実施例8]
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた三口フラスコに合成例4で得られたP−4 100gとN−メチルピロリドン140gを撹拌混合し溶解させた後、さらに合成例10で得られた感光剤C−1 6.0g及び合成例8で得られた鎖延長剤B−4 5.0gを加えて室温下にて一昼夜撹拌溶解後、フィルタ濾過して感光性樹脂組成物溶液を得た。2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いてパドル現像したこと以外は、実施例1と全く同様に処理したところ、その解像度は露光量350mJ/cmで10μm(最小ライン幅)まで達し、良好なレリーフパターンが得られた。2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いてパドル現像したこと以外は、実施例1と同様な処理をして得られた短冊状の薄膜をオートグラフを用い伸び率を測定した。この結果伸び率は70%となった。
【0090】
[実施例9]
合成例9で得られた鎖延長剤B−5を5.0g用い、それ以外は、実施例8と全く同様の配合で、全く同様に処理したところ、その解像度は露光量400mJ/cmで10μm(最小ライン幅)まで達し、良好なレリーフパターンが得られた。また、実施例8と同様な処理をして得られた短冊状の薄膜をオートグラフを用い伸び率を測定した。この結果伸び率は55%となった。
【0091】
[比較例1]
合成例5で得られた鎖延長剤B−1を用いない以外は、実施例1と全く同様の配合で、全く同様に処理したところ、その解像度は露光量400mJ/cmで15μm(最小ライン幅)まで達し、良好なレリーフパターンが得られた。また、実施例1と同様な処理をして得られた短冊状の薄膜をオートグラフを用い伸び率を測定した。この結果伸び率は30%となった。
【0092】
[比較例2]
合成例6で得られた鎖延長剤B−2を用いない以外は、実施例4と全く同様の配合で、全く同様に処理したところ、その解像度は露光量900mJ/cmで20μm(最小ライン幅)まで達し、良好なレリーフパターンが得られた。また、実施例4と同様な処理をして得られた短冊状の薄膜をオートグラフを用い伸び率を測定した。この結果伸び率は15%となった。
【0093】
[比較例3]
合成例5で得られた鎖延長剤B−1を用いない以外は、実施例6と全く同様の配合で、全く同様に処理したところ、その解像度は露光量400mJ/cmで10μm(最小ライン幅)まで達し、良好なレリーフパターンが得られた。また、実施例6と同様な処理をして得られた短冊状の薄膜をオートグラフを用い伸び率を測定した。この結果伸び率は10%となった。
【0094】
[比較例4]
合成例8で得られた鎖延長剤B−4を用いない以外は、実施例8と全く同様の配合で、全く同様に処理したところ、その解像度は露光量400mJ/cmで10μm(最小ライン幅)まで達し、良好なレリーフパターンが得られた。また、実施例8と同様な処理をして得られた短冊状の薄膜をオートグラフを用い伸び率を測定した。この結果伸び率は30%となった。
【0095】
それぞれの感光性重合物、鎖延長剤の組み合わせと、感光特性、伸び率の結果を下表にまとめる。
【0096】
【表1】
Figure 2004264537
【0097】
【発明の効果】
本発明は、硬化過程で樹脂成分をより高分子量化することにより、優れた硬化樹脂性質を持つ感光性ポリイミド前駆体、又はポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド又はポリベンゾオキサゾール、又はそれらの共重合体、又はそれらの混合物である樹脂組成物と、前記樹脂組成物を使用したパターンの製造方法、及び前記パターンを有してなる電子デバイスを有する電子部品を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】多層配線構造の半導体装置の製造工程図である。
【符号の説明】
1…半導体基板
2…保護膜
3…第一導体層
4…層間絶縁膜層
5…感光樹脂層
6A、6B、6C…窓
7…第二導体層
8…表面保護膜層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat-resistant photosensitive resin composition. In particular, the present invention relates to a material used for a surface protective film and an interlayer insulating film of a semiconductor device as a heat-resistant photosensitive material.
[0002]
[Prior art]
In the semiconductor industry, conventionally, an inorganic material has been used as an interlayer insulating film material. In recent years, an organic material having excellent heat resistance, such as a polyimide resin, has been used as the interlayer insulating film material. It has been used to good effect.
[0003]
However, formation of a circuit pattern on a semiconductor integrated circuit or a printed circuit board is complicated and diversified, such as formation of a resist layer on a base material surface, removal of unnecessary portions by exposure to a predetermined portion, etching, etc., and cleaning of the substrate surface. Therefore, development of a heat-resistant photosensitive material that can use a necessary portion of the resist as an insulating material as it is even after pattern formation by exposure and development is desired. In response to such demands, recently, in order to shorten the semiconductor manufacturing process, as a constituent resin used for the resist, photosensitive polyimide is given to the resin itself, and a pattern can be easily formed by coating, exposing, and developing. , Polybenzoxazole is becoming mainstream. Conventional photosensitive polyimides are mainly of a negative type which uses an organic solvent as a developer and insolubilizes exposed portions. For example, a method of adding or mixing a compound having a photosensitive group to an acid functional group of a polyimide precursor (see the following patent) Reference 1) has been proposed as a negative photosensitive polyimide that produces contrast by a photocrosslinking reaction.
[0004]
On the other hand, recently, there has been an increasing demand for developing an aqueous alkali solution from the viewpoint of material costs and environmental protection. As a conventional technique, there has been proposed a technique using a naphthoquinonediazide compound as a photosensitive agent and a polybenzoxazole precursor having an acid functional group as a base resin (see Patent Document 2 below).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-54-109828
[Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 1-46862
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In these photosensitive resins, emphasis is placed on developing characteristics, and therefore, polymers are produced with a low molecular weight in order to enhance solubility. However, since a polymer having a low molecular weight cannot obtain sufficient mechanical properties even when cured, the conventional photosensitive resin material has a problem that desirable properties as a resin are lost.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies in view of the above-described circumstances, and as a result, by using an acid functional group or a derivative thereof of a heat-resistant polymer or a precursor thereof, and increasing the molecular weight of a resin component in a curing process, development has been completed. It has been found that the desired cured resin properties can be provided without impairing the properties.
[0008]
The present invention is a photosensitive polyimide precursor, or a polybenzoxazole precursor, polyimide or polybenzoxazole, or a copolymer thereof, which has excellent cured resin properties by increasing the molecular weight in the curing process. Another object of the present invention is to provide a resin composition which is a mixture thereof, a method for producing a pattern using the resin composition, and an electronic component having an electronic device having the pattern.
[0009]
That is, the present invention is as follows.
[1] (A) a polymer having an acidic functional group and / or a derivative thereof, and (B) a polymer having a higher molecular weight by reacting with the acidic functional group and / or a derivative thereof by heating. A photosensitive resin composition comprising: a compound having at least one substituent derived from an amine functional group; (C) a photoreactive compound; and (D) a solvent.
[2] The photosensitive resin composition according to [1], wherein the component (B) is a compound further having at least one acidic functional group and / or a derivative thereof.
[3] The component (B) reacts with the acidic functional group and / or a derivative substituent thereof by heating to increase the molecular weight of the polymer, and one or more substituents derived from an amine functional group. The photosensitive resin composition according to [1] or [2], which is a compound having two.
[4] The photosensitive resin composition according to [3], wherein the component (B) has one or two of the acidic functional group and / or a derivative thereof.
[5] The substituent derived from at least one amine functional group, wherein the component (A) reacts with the acidic functional group and / or its derivative substituent by heating to make the polymer higher in molecular weight. Wherein the component (B) further comprises at least one acidic functional group and / or a derivative thereof derived from the component (B). Photosensitive resin composition.
[6] The component (A) has one substituent derived from the amine functional group, the component (B) has one or two substituents derived from the amine functional group, The photosensitive resin composition according to [5], wherein the component (B) has one acidic functional group and / or its derivative substituent.
[7] The photosensitive resin composition according to any one of [1] to [6], wherein the polymer (A) is a heat-resistant resin polymer.
[8] The photosensitive resin composition according to any one of [1] to [7], wherein the acidic functional group of the polymer (A) is a carboxyl group and / or a phenolic hydroxyl group.
[9] The heat-resistant polymer is a polyimide precursor represented by the following general formula (1) or a polyimide derived from the precursor thereof, or a polybenzoxazole precursor represented by the following general formula (2) or a precursor thereof: The photosensitive resin composition according to [7] or [8], which is derived polybenzoxazole, a copolymer thereof, or a mixture thereof.
Embedded image
Figure 2004264537
(X in the formula (1) 1 Is a tetravalent organic group, Y 1 Is a divalent organic group, R 1 Represents hydrogen or a monovalent organic group, and n 1 Represents an integer of 2 to 500 and represents the number of repeating units of the polymer. )
Embedded image
Figure 2004264537
(X in the formula (2) 2 Represents a divalent organic group; 2 Is a tetravalent organic group, of which divalent forms a bond with a hydroxyl group. R 2 Represents hydrogen or a monovalent organic group, and n 2 Represents an integer of 2 to 500 and represents the number of repeating units of the polymer. )
[10] a step of applying and drying the photosensitive resin composition according to any one of [1] to [9] on a supporting substrate, exposing the applied and dried photosensitive resin film, and after the exposure Developing a photosensitive resin film using an aqueous alkaline solution, and heating the pattern obtained by the development.
[11] An electronic component having an electronic device having a pattern obtained by the manufacturing method according to [10], wherein the pattern is an interlayer insulating film layer and / or a surface protective film layer.
[0010]
The inventions described in [1] to [8] include (A) a polymer having an acidic functional group and / or a derivative thereof, and (B) a polymer which reacts with the acidic functional group and / or a derivative thereof by heating. A photosensitive resin composition comprising: a compound having at least one substituent derived from an amine functional group, which further increases the molecular weight of the polymer, (C) a photoreactive compound, and (D) a solvent. With respect to the conventional heat-resistant resin polymer or its precursor using an acid functional group or its derivative substituent, without deteriorating the development characteristics, by polymerizing the resin component to a high molecular weight in the curing process, the heat-resistant polymer or its precursor Has the required cured resin properties.
[0011]
The invention described in [7] exhibits the effects of the inventions described in [1] to [6] and imparts further excellent cured resin properties, and the invention described in [8] provides (A) Wherein the acidic functional group in the polymer is a carboxyl group and / or a phenolic hydroxyl group.
[0012]
[9] The invention according to [9], wherein the polymer (A) is a polyimide precursor represented by the general formula (1), a polybenzoxazole precursor represented by the general formula (2), or a polyimide derived therefrom. Or a polybenzoxazole, a copolymer thereof, or a mixture thereof, which exhibits the effects of the invention according to any one of [1] to [8], and The present invention relates to a resin composition which is a photosensitive polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor, polyimide or polybenzoxazole, or a copolymer or a mixture thereof, which has excellent cured resin properties.
[0013]
The invention according to [10] relates to a method for producing a pattern using a heat-resistant photosensitive resin composition exhibiting the effects of the invention according to any one of [1] to [9]. The present invention also relates to an electronic component having an electronic device having a pattern obtained by the manufacturing method according to the above [10] as a surface protective film layer and / or an interlayer insulating film layer.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention provides (A) a polymer having an acidic functional group and / or a derivative thereof, and (B) a reaction with the acidic functional group and / or a derivative thereof by heating to increase the molecular weight of the polymer. A compound having at least one substituent derived from an amine functional group, (C) a photoreactive compound, and (D) a solvent.
[0015]
Examples of the polymer having an acidic functional group and / or a derivative thereof as the component (A) in the present invention include a polyimide precursor obtained from tetracarboxylic dianhydride and diamine, or a dicarboxylic acid and bisaminophenol. Or a polybenzoxazole precursor obtained from the above, or a copolymer or a mixture thereof. These polymers have acidic functional groups such as carboxylic acid and aromatic hydroxyl groups in their molecules and / or their derived substituents, and further have substituents derived from amine functional groups. You can also. By utilizing these functional groups, the polymer of the component (A) can have a higher molecular weight.
[0016]
The polymer of the component (A) can have a higher molecular weight, for example, when a compound having at least one substituent derived from the amine functional group of the component (B) reacts with the polymer. . Also, for example, a compound having at least one substituent derived from an amine functional group bonded to a polymer further reacts with the polymer itself or another polymer of the component (A), that is, The polymer of the component (A) can be further increased in molecular weight by the cross-link formation by the compound within the polymer molecule or between the polymer molecules. The form in which the polymer of the component (A) has a higher molecular weight is not particularly limited.
[0017]
Examples of the tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid Dianhydride, 2,2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,2 ', 3,3'- Benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 1,1- Bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (2,3-Dicarboxyf Enyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid Dianhydride, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) propane, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid Dianhydride, 2,3,5,6-pyridinetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-tetraphenylsilanetetra Known tetracarboxylic dianhydrides such as carboxylic dianhydride and 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride may be used alone or in combination of two or more. It is. Further, the present invention is not necessarily limited to those listed here.
[0018]
Examples of the diamine include 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfide, m-phenylenediamine, and p-phenylenediamine. , 1,5-naphthalenediamine, 2,6-naphthalenediamine, bis (4-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (3-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4 -Aminophenoxy) phenyl] ether, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-diethyl-4,4'-diaminobiphenyl 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-di Tyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2 ', 3,3'-tetramethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2', 3,3'-tetraethyl-4,4'-diaminobiphenyl 2,2′-dimethoxy-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-dimethoxy-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-dihydroxy-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3 ′ Known aromatic diamine compounds such as -dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-di (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl, etc., alone or in combination of two or more. You. Further, the present invention is not necessarily limited to those listed here.
[0019]
Further, as a method for introducing an acidic functional group, at least a part of the diamine component is converted to 2,4-diaminobenzoic acid, 3,3′-diaminobiphenyl-5,5′-dicarboxylic acid, 4,4′-diaminodiphenyl ether-5, 5'-dicarboxylic acid, 4,4'-diaminodiphenylmethane-5,5'-dicarboxylic acid, 4,4'-diaminodiphenylsulfone-5,5'-dicarboxylic acid, 4,4'-diaminodiphenylsulfide-5 It has one or more carboxyl groups, such as 5'-dicarboxylic acid or an isomer thereof, or 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, 2,2'-bis (3-amino- Those having a phenolic hydroxyl group, such as 4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, can also be polymerized.
[0020]
By reacting the tetracarboxylic dianhydride with the diamine in this way, a polyamic acid which is a polyimide precursor can be obtained. 1 By introducing a functional group as described above, it becomes possible to control solubility during development and / or to perform pattern processing using a photoreaction.
[0021]
In the case of imparting negative-type photosensitivity, it is preferable that the functional group contains a reactive functional group such as a vinyl group, an allyl group, an acryloyl group, or a methacryloyl group in order to obtain a good pattern shape after development. preferable.
[0022]
Examples of the reactive functional group include a functional group having a carbon-carbon unsaturated double bond. Examples of the functional group having a carbon-carbon unsaturated double bond include allyl alcohol, 2-methyl-2-propen-1-ol, crotyl alcohol, 3-buten-1-ol, and 3-buten-2-ol. 3-methyl-2-buten-1-ol, 2-methyl-3-buten-1-ol, 3-methyl-3-buten-1-ol, 2-methyl-3-buten-2-ol, 2 -Penten-1-ol, 4-penten-1-ol, 3-penten-2-ol, 4-penten-2-ol, 1-penten-3-ol, 4-methyl-3-penten-1-ol , 3-methyl-1-penten-3-ol, 2-hexen-1-ol, 3-hexen-1-ol, 4-hexen-1-ol, 5-hexen-1-ol, 1-hexene- 3-ol, 1-heptane-3-ol, 6-methyl-5-heptane- -Ol, 1-octane-3-ol, citronellol, 3-nonen-1-ol, 5-decane-1-ol, 9-decane-1-ol, 7-decane-1-ol, 1,4-pentadiene -3-ol, 2,4-hexadien-1-ol, 1,5-hexadiene-3-ol, 1,6-heptadien-4-ol, 2,4-dimethyl-2,6-heptadien-1-ol , Nerol, geraniol, linalool, 2-cyclohexen-1-ol, 3-cyclohexene-1-methanol, isopulegol, 5-norbornen-2-ol, 5-norbornene-2-methanol, ethylene glycol vinyl ether, 1,4-butane Diol vinyl ether, 1,6-hexanediol vinyl ether, diethylene glycol vinyl ether, 2-hydroxyethyl alcohol Acrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, pentaerythritol diacrylate monostearate, pentaerythritol triacrylate, caprolactone 2- (methacrylate (Lyloxy) ethyl ester, dicaprolactone 2- (methacryloyloxy) ethyl ester, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, and 2-hydroxy-3-phenoxypropyl methacrylate. Further, the present invention is not necessarily limited to those listed here. In addition, these functional groups can be imparted with alkali solubility by partial introduction. When the terminal of the polymer has an acidic functional group, it is also possible to introduce these functional groups.
[0023]
When imparting positive-type photosensitivity, it is also possible to introduce a substituent for the purpose of controlling the solubility or utilizing the elimination reaction. Examples of such a substituent include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, s-butyl, t-butyl, cyclopropenyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclohexylmethyl, cyclohexenyl, norbornyl, norbornenyl, and adamantyl. , Benzyl, p-nitrobenzyl, trifluoromethyl, methoxyethyl, ethoxyethyl, methoxymethyl, ethoxymethyl, methoxyethoxymethyl, benzoxymethyl, ethoxytetrahydropyranyl, tetrahydrofuranyl, 2-trimethylsilylethoxymethyl, trimethylsilyl, t- Examples thereof include butyldimethylsilyl, 3-oxocyclohexyl, 9-fluorenylmethyl, and methylthiomethyl. Further, the present invention is not necessarily limited to those listed here. The alkali solubility can be controlled by partially introducing these functional groups. When the terminal of the polymer has an acidic functional group, it is also possible to introduce these functional groups.
[0024]
Examples of the dicarboxylic acid for obtaining the polybenzoxazole precursor include 3-fluoroisophthalic acid, 2-fluoroisophthalic acid, 3-fluorophthalic acid, 2-fluorophthalic acid, 2,4,5,6-tetrafluoroisophthalic acid Acid, 3,4,5,6-tetrafluorophthalic acid, 4,4′-hexafluoroisopropylidenediphenyl-1,1′-dicarboxylic acid, perfluorosuberic acid, 2,2′-bis (trifluoromethyl) Known dicarboxylic acids such as -4,4'-biphenylenedicarboxylic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and 4,4'-oxydiphenyl-1,1'-dicarboxylic acid can be mentioned, alone or in combination of two or more. Used in combination. Further, the present invention is not necessarily limited to those listed here.
[0025]
Examples of the bisaminophenol include 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, 2,2'-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, and 2,2'-bis (3-amino Publicly known bisaminophenols such as -4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane can be used, and these are used alone or in combination of two or more. Further, the present invention is not necessarily limited to those listed here.
[0026]
As in the case of the polyamic acid which is a polyimide precursor, in the polybenzoxazole precursor, R of the general formula (2) 2 In addition, R of the general formula (1) 1 By introducing a functional group of the same type as described above, it becomes possible to control solubility during development and / or to perform pattern processing using a photoreaction. The alkali solubility can also be controlled by partially introducing these functional groups. Further, when the terminal of the polymer has an acidic functional group, it is also possible to introduce these functional groups.
[0027]
More generally, tetracarboxylic dianhydride is represented by the following general formula (3).
Embedded image
Figure 2004264537
[0028]
More generally, the diamine is represented by the following general formula (4).
Embedded image
Figure 2004264537
[0029]
More generally, the dicarboxylic acid is represented by the following general formula (5).
Embedded image
Figure 2004264537
[0030]
More generally, bisaminophenol is represented by the following general formula (6).
Embedded image
Figure 2004264537
[0031]
Further, in the general formulas (3) to (6), the symbols R and Z are commonly monovalent and divalent organic groups, and are represented by the following formulas, respectively.
[0032]
Embedded image
Figure 2004264537
[0033]
Embedded image
Figure 2004264537
[0034]
Further, when (A) is a polymer having a substituent derived from at least one amine functional group and / or at least one acidic functional group and / or a derivative derived therefrom at its terminal, It is preferable from the viewpoint of obtaining excellent cured resin properties. When the amine functional group is a primary amine, at least one of the two hydrogen atoms on the amine functional group is replaced with another atom or another functional group because the stability of the photosensitive resin composition is deteriorated by a side reaction. It is more preferable to obtain sufficient stability as a photosensitive resin composition.
[0035]
Substituents on nitrogen derived from an amine function can include amide, carbamate, sulfonyl, sulfenyl, phosphinyl, alkylsilyl, and the like. Of these, amide, carbamate, and sulfonyl are preferable in that more excellent cured resin properties can be obtained.
[0036]
These substituents are represented by hydrogen or the following general formulas (7) to (9).
Embedded image
Figure 2004264537
In the formulas (7) to (9), R 3 Is a monovalent organic group, and preferably has 1 to 20 carbon atoms. X 3 Is an oxygen, sulfur or nitrogen atom. X 3 Is n = 1 when n is an oxygen atom or a sulfur atom, and n = 2 when n is a nitrogen atom.
[0037]
The R 3 Examples include, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, s-butyl, t-butyl, cyclopropenyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclohexylmethyl, cyclohexenyl, norbornyl, norbornenyl, adamantyl, benzyl, p -Nitrobenzyl, trifluoromethyl, methoxyethyl, ethoxyethyl, methoxymethyl, ethoxymethyl, methoxyethoxymethyl, benzoxymethyl, ethoxytetrahydropyranyl, tetrahydrofuranyl, 2-trimethylsilylethoxymethyl, trimethylsilyl, t-butyldimethylsilyl, 3-oxocyclohexyl, 9-fluorenylmethyl, methylthiomethyl and the like. Further, the present invention is not necessarily limited to those listed here.
[0038]
Examples of the acidic functional group and / or a derivative thereof include the R in the general formula (1). 1 , R 2 Are used.
[0039]
As the compound (B) in the present invention, a compound having at least one substituent basically derived from an amine functional group is preferable. When the amine functional group is a primary amine, at least one of the two hydrogen atoms on the amine functional group is replaced with another atom or another functional group because the stability of the photosensitive resin composition is deteriorated by a side reaction. Must have been.
[0040]
More generally, it is represented by the following general formula (10).
Embedded image
Figure 2004264537
In the formula (10), X 4 Is an n-valent organic group, R 4 , R 5 Is hydrogen or a monovalent organic group. n shows the integer of 2-6.
[0041]
X 4 Examples of the aliphatic group include an alkyl chain, a cyclopentyl ring, a cyclohexyl ring, a cyclooctyl ring, and other bicyclo rings, and these may include a hetero atom composed of oxygen, sulfur, or the like.
[0042]
Examples of the aromatic include a benzene ring and a naphthalene ring. Of these, aromatic ones are preferred from the viewpoint of heat resistance. For example, benzene, toluene, cumene, diphenylmethane, xylene, 9,10-dihydroanthracene, mesitylene, hexamethylbenzene, biphenyl, terphenyl, triphenylbenzene, quarterphenyl, dimethylbiphenyl, azulene, naphthalene, methylnaphthalene, anthracene, fluorene , Fluorobenzene, fluorobiphenyl, anisole, benzylphenyl ether, phenyl ether, phenoxytoluene, tolyl ether, methoxybiphenyl, dimethoxybiphenyl, methoxynaphthalene, dimethoxynaphthalene, nitrobenzene, acetophenone, benzophenone, benzanilide, phenylsulfone, furan, thiophene, etc. No. Further, the present invention is not necessarily limited to those listed here.
[0043]
R in the general formula (10) 4 , R 5 Is more generally represented by hydrogen or the following general formula (11). R 4 , R 5 Examples include amide, carbamate, sulfonyl, sulfenyl, phosphinyl, alkylsilyl and the like. Of these, amide, carbamate and sulfonyl are preferred in that they provide more excellent cured resin properties. As these substituents, hydrogen or those represented by the general formulas (7) to (9) are used.
[0044]
Further, the chain extender represented by the general formula (10) is a compound having at least one substituent derived from an amine functional group and further having at least one acidic functional group and / or a derivative derived therefrom. There may be. More preferably, the acidic functional group is a carboxylic acid and / or a phenolic hydroxyl group. That is, it is represented by the following general formula (11).
[0045]
Embedded image
Figure 2004264537
In the formula (11), X 4 Is an m + n + 1-valent organic group, R 4 , R 5 , R 6 , R 7 Is hydrogen or a monovalent organic group. n is 1-6, 1 and m are 1-4. R 6 , R 7 Is a monovalent organic group; 1 , R 2 The same functional group as described above can be introduced.
[0046]
The compound (B) may be blended in an amount of 0.05 to 50 parts by weight, more preferably 0.2 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer component of (A).
[0047]
The photoreactive compound (C) used in the present invention is a photosensitizer, and exhibits photopolymerization reactivity as a negative type photosensitizer, and has a function of reducing the solubility of a light irradiation part.
[0048]
Examples of the photosensitizer include benzophenones such as benzophenone, Michler's ketone, 4,4, -bis (diethylamino) benzophenone, and 3,3,4,4, -tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone; Benzylidenes such as -bis (diethylaminobenzylidene) -N-methyl-4-piperidone, 3,5-bis (diethylaminobenzylidene) -N-ethyl-4-piperidone, 7-diethylamino-3-thenonylcoumarin, 4,6 -Dimethyl-3-ethylaminocoumarin, 3,3, -carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), 7-diethylamino-3- (1-methylmethylbenzimidazolyl) coumarin, 3- (2-benzothiazolyl) -7-diethylaminocoumarin Coumarins such as 2-t-butyl Anthraquinones such as unthraquinone, 2-ethylanthraquinone and 1,2-benzanthraquinone; benzoins such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether and benzoin isopropyl ether; 2,4-dimethylthioxanthone; 2,4-diethylthioxanthone; Thioxanthones such as 4-diisopropylthioxanthone and 2-isopropylthioxanthone, mercaptos such as ethylene glycol di (3-mercaptopropionate), 2-mercaptobenzthiazole, 2-mercaptobenzoxazole and 2-mercaptobenzimidazole, N Glycines such as -phenylglycine, N-methyl-N-phenylglycine, N-ethyl-N- (p-chlorophenyl) glycine, N- (4-cyanophenyl) glycine 1-phenyl-1,2-butanedione-2- (o-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (o-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-1,2-propane Oximes such as dione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (o-benzoyl) oxime, and 2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4, 4 ', 5,5'-tetraphenylbiimidazole and the like. These are used alone or in combination of two or more. Further, the present invention is not necessarily limited to those listed here.
[0049]
These photosensitive agents are used alone or in combination of two or more. The amount of the photosensitizer to be used is generally 0.01 to 15% by weight per 100 parts by weight of the polymer component (A), and 0.1 to 40% by weight when combined. It is more preferable to mix in the range of 1 to 20 parts by weight.
[0050]
The positive photosensitive agent has a function of generating an acid and increasing the solubility of the irradiated portion in an aqueous alkaline solution. Examples of the type include o-quinonediazide compounds, allyldiazonium salts, diallyliodonium salts, triallylsulfonium salts, and the like. The compounds are not limited to those listed here, and any compounds that generate an acid by light can be used.
[0051]
The o-quinonediazide compound is obtained, for example, by subjecting an o-quinonediazide sulfonyl chloride to a condensation reaction with a hydroxy compound, an amino compound and the like in the presence of a dehydrochlorinating agent. Examples of the o-quinonediazide sulfonyl chloride include benzoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride, naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride, naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride. And the like. Further, the present invention is not necessarily limited to those listed here.
[0052]
Examples of the hydroxy compound include hydroquinone, resorcinol, pyrogallol, bisphenol A, bis (4-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, and 2,3,4-trihydroxybenzophenone , 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,2', 3'-pentahydroxybenzophenone, 2,3,4 3 ', 4', 5'-hexahydroxybenzophenone, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) propane, 4b, 5,9b, 10-tetrahydro -1,3,6,8-Tetrahydroxy-5,10-dimethylindeno [2,1-a] i Den, tris (4-hydroxyphenyl) methane, and tris (4-hydroxyphenyl) ethane can be used. Further, the present invention is not necessarily limited to those listed here.
[0053]
Examples of the allyldiazonium salt, diallyliodonium salt, triallylsulfonium salt and the like include, for example, benzenediazonium-p-toluenesulfonate, diphenyliodonium 9,10-dimethoxyanthracene-2-sulfonate, tris (4-t-butylphenyl) Sulfonium trifluoromethanesulfonate, N-naphthalimide trifluoromethanesulfonate, p-nitrobenzyl-9,10-dimethoxyanthracene-2-sulfonate, 4-methoxy-α-[[[(4-methylphenyl) sulfonyl] oxy] imino] Benzenecetonitrile, 2- (2′-furylethenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine and the like can be mentioned. Further, the present invention is not necessarily limited to those listed here.
[0054]
These photosensitive agents are used alone or in combination of two or more. The amount of the photosensitizer to be used is usually 0.1 to 40% by weight per 100 parts by weight of the polymer component (A), and when combined, it is 0.1 to 40% by weight in total. It is more preferable to mix in the range of 1 to 20 parts by weight.
[0055]
As the solvent (D) in the present invention, gamma-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylsulfoxide, hexamethylphosphortriamide, dimethyl Polar solvents such as imidazolidinone and N-acetyl-ε-caprolactam are preferred.Other than this polar solvent, ketones, esters, lactones, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons, for example, Acetone, diethyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, diethyl oxalate, diethyl malonate, diethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydride Furan, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,4-dichloro butane, trichloroethane, chlorobenzene, o- dichlorobenzene, hexane, heptane, octane, benzene, toluene, and xylene can be used. These organic solvents are used alone or in combination of two or more. However, the type is not particularly limited as long as it can dissolve the photosensitive resin composition of the present report.
[0056]
In addition to the above essential components, the photosensitive polyimide resin composition of the present invention may further comprise a silane coupling agent as an adhesion enhancer for a silicon substrate, or R in formula (1). 2 The diaminosiloxane can be used after being modified into a base polymer. Further, an addition polymerizable compound, a dissolution inhibitor, a dissolution promoter, a stabilizer, and the like may be added according to the purpose.
[0057]
The negative-type addition-polymerizable compound contains a reactive unsaturated functional group, and as the functional group, an unsaturated double bond functional group such as a vinyl group, an allyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, An unsaturated triple bond functional group is exemplified, and among these, a conjugated vinyl group, an acryloyl group, and a methacryloyl group are preferable from the viewpoint of reactivity. Further, the number of the functional groups contained is preferably 1 to 4 from the viewpoint of stability, and each may not be the same group.
[0058]
Examples of the addition polymerizable compound include, for example, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane diacrylate, trimethylol Propane triacrylate, trimethylolpropane dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, styrene, α-methylstyrene, 1,2-dihydronaphthalene, 1,3-diisopropenylbenzene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, -Vinyl naphthalene, butyl acrylate, butyl methacrylate, isobutyl acrylate, hexyl acrylate , Isooctyl acrylate, isobornyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, 1,3-butanediol diacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1, 4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,6-hexanediol methacrylate, 1,9-nonanediol dimethacrylate, 1,10-decanediol dimethacrylate, dimethylol-tricyclodecane diacrylate, Pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, 2-hydroxye Butyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 1,3-acryloyloxy-2-hydroxypropane, 1,3-methacryloyloxy-2-hydroxypropane, methylenebisacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methylolacrylamide and the like. No. These are used alone or in combination of two or more.
[0059]
The amount of the addition polymerizable compound to be used is preferably 5 to 100% by weight, more preferably 5 to 40% by weight, from the viewpoint of compatibility with respect to the amount of the resin of the photosensitive polyimide precursor. . When the amount is less than 5% by weight, the exposed portion tends to elute during development, so that the film after development tends to remain, and when it exceeds 100% by weight, the film after development also tends to remain. And the film may be whitened during film formation.
[0060]
In addition, a radical polymerization inhibitor or a radical polymerization inhibitor can be contained in order to enhance the stability during storage. Examples of the radical polymerization inhibitor or the radical polymerization inhibitor include, for example, p-methoxyphenol, diphenyl-p-benzoquinone, benzoquinone, hydroquinone, pyrogallol, phenothiazine, resorcinol, orthodinitrobenzene, paradinitrobenzene, metadinitrobenzene, phenanthraquinone , N-phenyl-1-naphthylamine, N-phenyl-2-naphthylamine, cuperon, phenothiazine, 2,5-toluquinone, tannic acid, parabenzylaminophenol, nitrosamines and the like. These are used alone or in combination of two or more. When a radical polymerization inhibitor or a radical polymerization inhibitor is used, its amount is usually 0.01 to 30% by weight based on the amount of the polyimide precursor.
[0061]
The photosensitive resin composition of the present invention is applied onto a substrate such as a silicon wafer, a metal substrate, or a ceramic substrate by a dipping method, a spray method, a screen printing method, a spin coating method, or the like, and the solvent is appropriately heated and dried. With this, a coating film having no tackiness can be obtained. The coating film is irradiated with actinic rays or actinic rays through a mask on which a desired pattern is drawn. As an actinic ray or actinic ray to be irradiated, a contact / proximity exposure machine using an ultra-high pressure mercury lamp, a mirror projection exposure machine, an i-ray stepper, a g-ray stepper, other ultraviolet rays, a visible light source, an X-ray, and an electron beam are used. be able to. Thereafter, if necessary, post-exposure bake (PEB) processing is performed, and development is performed. In the case of a negative photosensitive resin composition, a desired negative pattern is obtained by dissolving and removing an unirradiated portion with a developer after irradiation. In the case of a positive photosensitive resin composition, after irradiation, a desired positive pattern is obtained by dissolving and removing the irradiated portion with a developing solution.
[0062]
As the developer, an organic solvent and an aqueous alkaline solution are used. Examples of the organic solvent developer include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, hexamethylphosphoric triamide, γ-butyrolactone, water, or alcohol , Ketones, esters, lactones, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, diethyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, acetic acid Ethyl, butyl acetate, diethyl oxalate, diethyl malonate, diethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, dichloromethane, 1,2-dichloro Tan, 1,4-dichloro butane, trichloroethane, chlorobenzene, o- dichlorobenzene, hexane, heptane, octane, benzene, toluene, xylene and the like are used alone or in combinations of two or more.
[0063]
Examples of the alkaline aqueous solution include aqueous solutions of alkali metal hydroxides such as caustic potassium and caustic soda, quaternary ammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and choline, and amine aqueous solutions such as ethanolamine, propylamine, and ethylenediamine. Is used. After the development, rinsing is performed with water or a poor solvent, if necessary. For example, as a rinsing liquid, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, benzene, toluene, xylene, methyl cellosolve, water and the like are used. By heating the pattern thus obtained, a stable high heat-resistant polyimide pattern from which the photosensitive agent and the solvent have been removed is obtained.
[0064]
The heating temperature at this time is preferably from 150 to 500 ° C, more preferably from 200 to 400 ° C. If the heating temperature is lower than 150 ° C., the mechanical and thermal properties of the film tend to decrease, and if it exceeds 500 ° C., the mechanical and thermal properties of the film tend to decrease.
[0065]
Further, the heating time at this time is preferably 0.05 to 10 hours. If the heating time is less than 0.05 hours, the mechanical and thermal properties of the film tend to decrease, and if it exceeds 10 hours, the mechanical and thermal properties of the film tend to decrease.
[0066]
The photosensitive resin composition of the present invention can be used for electronic components such as semiconductor devices and multilayer wiring boards. Specifically, the surface protective film layers and interlayer insulating film layers of semiconductor devices and interlayers of multilayer wiring boards can be used. It can be used for forming an insulating film layer and the like. The semiconductor device of the present invention is not particularly limited except that it has a surface protective film layer and an interlayer insulating film layer formed using the composition, and can have various structures.
[0067]
An example of a semiconductor device manufacturing process which is an example of the electronic component of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a semiconductor device having a multilayer wiring structure. In FIG. 1, a semiconductor substrate 1 such as a Si substrate having a circuit element is covered with a protective film 2 such as a silicon oxide film except for a predetermined portion of the circuit element, and a first conductor layer 3 is formed on the exposed circuit element. Is formed. An interlayer insulating film layer 4 is formed on the semiconductor substrate by spin coating or the like (step (a)).
[0068]
Next, a photosensitive resin layer 5 of a chlorinated rubber type, a phenol novolak type or the like is formed on the interlayer insulating film layer 4 by a spin coating method, and a predetermined portion of the interlayer insulating film layer 4 is exposed by a known photolithography technique. Window 6A is provided as described above (step (b)).
[0069]
The interlayer insulating film layer 4 exposed from the window 6A is selectively etched by a dry etching means using a gas such as oxygen or carbon tetrafluoride, and a window 6B is opened. Next, the photosensitive resin layer 5 is completely removed using an etching solution that does not corrode the first conductor layer 3 exposed from the window 6B, but corrodes only the photosensitive resin layer 5 (step (c)). .
[0070]
Further, the second conductor layer 7 is formed using a known photolithography technique, and the electrical connection with the first conductor layer 3 is completely performed (step (d)). When a multilayer wiring structure having three or more layers is formed, the above steps are repeated to form each layer.
[0071]
Next, a surface protective film layer 8 is formed. In the example of FIG. 1, the surface protective film layer 8 is coated with the photosensitive resin composition by a spin coating method, dried, and irradiated with light from a mask on which a pattern for forming a window 6C is drawn on a predetermined portion. Thereafter, the pattern is formed by developing with an aqueous alkali solution, and heated to form a resin film. This resin film protects the conductor layer from external stress, α-rays, and the like, and the resulting semiconductor device has excellent reliability. In the above example, the interlayer insulating film layer 4 can be formed by using the photosensitive resin composition of the present invention.
[0072]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
[Synthesis Example 1]
100 ml of dry N-methylpyrrolidone and 21.18 g (0.072 mol) of 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride in a closed reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and nitrogen inlet tube 2.34 g (0.018 mol) of 2-hydroxyethyl methacrylate was added to the stirred solution of above, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 1 hour and at room temperature overnight. 6.49 g (0.06 mol) of metaphenylenediamine and 0.25 g (0.001 mol) in 80 ml of dry N-methylpyrrolidone in a closed reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and nitrogen inlet tube were added to the reaction solution. Of 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane was added dropwise over 1 hour and stirred at room temperature overnight. Then a solution of 29.92 g (0.145 mol) of N, N-dicyclohexylcarbodiimide in 100 ml of dry N-methylpyrrolidone was added dropwise with stirring to the resulting reaction solution over 1 hour. To this reaction solution, 45.5 g (0.35 mol) of 2-hydroxyethyl methacrylate was added, and the mixture was stirred at 50 ° C for 5 hours and at room temperature overnight. This reaction mixture was diluted with 50 ml of acetone, and the filtrate from which unnecessary substances were removed by suction filtration was treated with 2.0 l of ion-exchanged water with vigorous stirring. The precipitated solid is further washed with ion-exchanged water and then with methanol, suction-dried on a filter, and dried under reduced pressure at room temperature until the water content becomes less than 1.0% by weight to obtain a polymer P-1. Was.
[0073]
[Synthesis Example 2]
80 ml of dry N-methylpyrrolidone, 14.4 g (0.072 mol) of 4,4'-oxydianiline and 0.63 g (0.008 mol) in a closed reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and nitrogen inlet tube. Was cooled to 0 ° C. To this, 1.12 g (0.008 mol) of benzoyl chloride was added dropwise, and after the addition, the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes to obtain a reaction solution A-1. Then, 100 ml of dry N-methylpyrrolidone and 21.18 g (0.072 mol) of 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid were placed in a sealed reaction vessel equipped with another stirrer, thermometer and nitrogen inlet tube. The acid dianhydride was added, the reaction solution A-1 obtained above was added dropwise with stirring over 30 minutes, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 5 hours and at room temperature overnight. The reaction solution was cooled to 0 ° C., and 10.4 g (0.11 mol) of methyl ethyl ether and then 11.1 g (0.11 mol) of triethylamine were added dropwise over 30 minutes, followed by 30 minutes at room temperature. Stirred. This reaction mixture was treated with 2.0 l of ion-exchanged water with vigorous stirring. The precipitated solid was further washed with ion-exchanged water, dried by suction on a filter, and dried at room temperature under reduced pressure until the water content became less than 1.0% by weight, to obtain a polymer P-2.
[0074]
[Synthesis Example 3]
100 ml of dry N-methylpyrrolidone and 14.8 g (0.2 mol) of n-butanol were placed in a closed reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen inlet tube, and 31.0 g (0.1 mol) of bis ( 3,4-Dicarboxyphenyl) ether dianhydride was added, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 24 hours to obtain an ester. This solution was cooled to 0 ° C., 23.8 g (0.2 mol) of thionyl chloride was added dropwise, and the mixture was stirred for 30 minutes after the addition to obtain a reaction solution A-2. Then, 100 ml of dry N-methylpyrrolidone and 33.0 g (0.09 mol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxy) were placed in a closed reaction vessel equipped with another stirrer, thermometer and nitrogen inlet tube. (Phenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane and 15.82 g (0.2 mol) of pyridine were added and dissolved by stirring. This solution was cooled to 0 ° C., and the reaction solution A-2 obtained above was added dropwise over 30 minutes, and then stirred at room temperature for 30 minutes. This reaction mixture was treated with 2.0 l of ion-exchanged water with vigorous stirring. The precipitated solid was further washed with ion-exchanged water, dried by suction on a filtration filter, and dried at room temperature under reduced pressure until the water content became less than 1.0% by weight to obtain a polymer P-3.
[0075]
[Synthesis Example 4]
A solution of 100 ml of dry N-methylpyrrolidone and 25.8 g (0.1 mol) of 4,4′-oxybis (carboxyphenyl) in a closed reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and nitrogen inlet tube was cooled to 0 ° C. Then, 23.8 g (0.2 mol) of thionyl chloride was added dropwise, and the mixture was stirred for 30 minutes after the addition to obtain a reaction solution A-3. Then 100 ml of dry N-methylpyrrolidone and 36.6 g (0.1 mol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) in a closed reaction vessel equipped with another stirrer, thermometer and nitrogen inlet tube. ) A solution of -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane and 0.79 g (0.01 mol) of pyridine was cooled to 0 ° C., and 1.57 g (0.01 mol) of phenylchloroform was added thereto. Formate was added dropwise, and after the addition, the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. After adding 15.82 g (0.2 mol) of pyridine and cooling to 0 ° C., the reaction solution A-3 obtained above was added dropwise over 30 minutes, and then stirred at room temperature for 30 minutes. This reaction mixture was treated with 2.0 l of ion-exchanged water with vigorous stirring. The precipitated solid was further washed with ion-exchanged water, dried by suction on a filter, and dried under reduced pressure at room temperature until the water content became less than 1.0% by weight to obtain a polymer P-4.
[0076]
[Synthesis Example 5]
A solution of 100 ml of dry N-methylpyrrolidone and 9.76 g (0.05 mol) of 1-methyl-2-aminoterephthalate in a closed reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and nitrogen inlet tube was cooled to 0 ° C. To this, 8.85 g (0.05 mol) of benzenesulfonyl chloride was added dropwise and stirred for 30 minutes. Thereafter, 15.82 g (0.2 mol) of pyridine was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. This reaction mixture was treated with 2.0 l of ion-exchanged water with vigorous stirring. The precipitated solid is further washed with ion-exchanged water, dried by suction on a filter, and dried at room temperature under reduced pressure until the water content becomes less than 1.0% by weight to obtain a chain extender B-1. Was.
[0077]
[Synthesis Example 6]
100 ml of dry N-methylpyrrolidone and 18.3 g (0.05 mol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -1 in a closed reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and nitrogen inlet tube. , 1,1,3,3,3-Hexafluoropropane solution was cooled to 0 ° C., and 12.1 g (0.1 mol) of pivaloyl chloride was added dropwise thereto, followed by stirring for 30 minutes. Thereafter, 15.82 g (0.2 mol) of pyridine was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. This reaction mixture was treated with 2.0 l of ion-exchanged water with vigorous stirring. The precipitated solid is further washed with ion-exchanged water, suction-dried on a filter, and dried at room temperature under reduced pressure until the water content becomes less than 1.0% by weight to obtain a chain extender B-2. Was.
[0078]
[Synthesis Example 7]
A solution of 100 ml of dry N-methylpyrrolidone and 7.6 g (0.05 mol) of 3,5-diaminobenzoic acid in a closed reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and nitrogen inlet tube was cooled to 0 ° C. Then, 15.7 g (0.1 mol) of phenylchloroformate was added dropwise thereto, and the mixture was stirred for 30 minutes. Thereafter, 15.82 g (0.2 mol) of pyridine was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. This reaction mixture was treated with 2.0 l of ion-exchanged water with vigorous stirring. The precipitated solid is further washed with ion-exchanged water, dried by suction on a filter, and dried at room temperature under reduced pressure until the water content becomes less than 1.0% by weight to obtain a chain extender B-3. Was.
[0079]
[Synthesis Example 8]
100 ml of dry N-methylpyrrolidone and 25.9 g (0.05 mol) of 4 ″, 4 ′ ″-(hexafluoroisopropylidene) -bis in a closed reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and nitrogen inlet tube. The solution of (4-phenoxyaniline) was cooled to 0 ° C., and 16.4 g (0.1 mol) of diisopropylcarbamyl chloride was added dropwise thereto, followed by stirring for 30 minutes. Thereafter, 15.82 g (0.2 mol) of pyridine was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. This reaction mixture was treated with 2.0 l of ion-exchanged water with vigorous stirring. The precipitated solid is further washed with ion-exchanged water, suction-dried on a filter, and dried at room temperature under reduced pressure until the water content is less than 1.0% by weight to obtain a chain extender B-4. Was.
[0080]
[Synthesis Example 9]
A solution of 100 ml of dry N-methylpyrrolidone and 6.86 g (0.05 mol) of 4-aminobenzoic acid in a closed reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and nitrogen inlet tube was cooled to 0 ° C. 0.93 g (0.05 mol) of acetyl chloride was added dropwise and stirred for 30 minutes. Thereafter, 15.82 g (0.2 mol) of pyridine was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. This reaction mixture was treated with 2.0 l of ion-exchanged water with vigorous stirring. The precipitated solid is further washed with ion-exchanged water, dried by suction on a filter, and dried at room temperature under reduced pressure until the water content is less than 1.0% by weight to obtain a chain extender B-5. Was.
[0081]
[Synthesis Example 10]
A solution of 0.1 mol of tris (4-hydroxyphenyl) methane, 0.29 mol of naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride and 150 g of dioxane in a closed reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and nitrogen inlet tube. On the other hand, 0.3 mol of triethylamine was dropped and reacted under cooling. This reaction mixture was filtered, and the filtrate was treated with 2.0 l of ion-exchanged water with vigorous stirring. The precipitated solid is further washed with ion-exchanged water, suction-dried on a filter, and dried at room temperature under reduced pressure until the water content becomes less than 1.0% by weight to obtain orthoquinonediazide compound C-1. Was.
[0082]
[Example 1]
100 g of P-1 obtained in Synthesis Example 1, 140 g of N-methylpyrrolidone, and 0.3 g of p-methoxyphenol were stirred and mixed in a three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen inlet tube to dissolve the mixture. Sensitizer, 6.0 g of 2,2'-bis (o-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenylbiimidazole, 3.0 g of 2-mercaptobenzoxazole and 0.6 g of ethyl Michler's ketone After adding 18.0 g of tetraethylene glycol diacrylate as an addition polymerizable compound and 5.0 g of the chain extender B-1 obtained in the synthesis example, and stirring and dissolving at room temperature for 24 hours, the mixture is filtered and filtered to obtain a photosensitive resin composition. A solution was obtained. This solution was spin-coated on a 5-inch silicon wafer and then dried to form a coating film of 5.0 ± 1.0 μm. Then, a pattern mask was applied using an I-line stepper, and the exposure amount was 200 to 1000 mJ / cm. 2 And exposed. After leaving this in a light-shielding box for 1 hour, paddle development was performed using γ-butyrolactone, and the resolution was 400 mJ / cm. 2 To 10 μm (minimum line width), and a good relief pattern was obtained. This solution was spin-coated on a 5-inch silicon wafer and dried to form a coating film of 18.0 ± 1.0 μm. Then, a pattern mask was applied using a contact aligner, and 1000 mJ / cm. 2 Exposure was performed at an exposure amount of After leaving this in a light-shielding box for 1 hour, paddle development was performed using γ-butyrolactone to obtain a 10 mm × 120 mm strip pattern. This wafer was baked at 320 ° C. for 1 hour in an oven purged with nitrogen to obtain a cured film. Using a hydrofluoric acid aqueous solution, the strip-shaped thin film was peeled off from the silicon wafer, dried, and the elongation was measured using an autograph. As a result, the elongation was 50%.
[0083]
[Example 2]
Except that 5.0 g of the chain extender B-2 obtained in Synthesis Example 6 was used, and that the treatment was carried out in exactly the same manner as in Example 1, except that the resolution was 450 mJ / cm. 2 To 15 μm (minimum line width), and a good relief pattern was obtained. The elongation of the strip-shaped thin film obtained by performing the same treatment as in Example 1 was measured by using an autograph. As a result, the elongation was 70%.
[0084]
[Example 3]
Except that 5.0 g of the chain extender B-3 obtained in Synthesis Example 6 was used, and that the treatment was carried out in exactly the same manner as in Example 1, except that the resolution was 450 mJ / cm. 2 To 15 μm (minimum line width), and a good relief pattern was obtained. The elongation of the strip-shaped thin film obtained by performing the same treatment as in Example 1 was measured by using an autograph. As a result, the elongation was 55%.
[0085]
[Example 4]
100 g of P-2 obtained in Synthesis Example 2 and 140 g of N-methylpyrrolidone were stirred and dissolved in a three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen inlet tube, and then dissolved in p-nitrobenzyl-9,10-. 5.0 g of dimethoxyanthracene-2-sulfonate and 5.0 g of the chain extender B-2 obtained in Synthesis Example 6 were added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 24 hours, and then filtered to obtain a photosensitive resin composition solution. Was. After the exposure, heating was performed on a hot plate at 120 ° C. for 60 seconds, and processing was performed in exactly the same manner as in Example 1 except that paddle development was performed using a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. 900mJ / cm 2 To 20 μm (minimum line width), and a good relief pattern was obtained. After the exposure, heating was performed on a hot plate at 120 ° C. for 60 seconds, and then the same processing as in Example 1 was performed except that paddle development was performed using a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. The elongation of the strip-shaped thin film was measured using an autograph. As a result, the elongation was 40%.
[0086]
[Example 5]
Except that 5.0 g of the chain extender B-3 obtained in Synthesis Example 7 was used, and otherwise the composition was exactly the same as that of Example 4, and the treatment was carried out in exactly the same manner. The resolution was 900 mJ / cm. 2 To 20 μm (minimum line width), and a good relief pattern was obtained. In addition, the elongation of the strip-shaped thin film obtained by performing the same treatment as in Example 4 was measured using an autograph. As a result, the elongation was 45%.
[0087]
[Example 6]
100 g of P-3 obtained in Synthesis Example 3 and 140 g of N-methylpyrrolidone were stirred and dissolved in a three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen inlet tube, and then dissolved. 6.0 g of C-1 and 5.0 g of the chain extender B-1 obtained in Synthesis Example 5 were added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 24 hours, and then filtered to obtain a photosensitive resin composition solution. Processing was performed in exactly the same manner as in Example 1 except that paddle development was performed using a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. The resolution was 400 mJ / cm. 2 To 10 μm (minimum line width), and a good relief pattern was obtained. Except that paddle development was performed using a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, a strip-shaped thin film obtained by performing the same treatment as in Example 1 was measured for elongation using an autograph. As a result, the elongation was 40%.
[0088]
[Example 7]
As a chain extender, 5.0 g of the chain extender B-4 obtained in Synthetic Example 8 was used, and otherwise the composition was exactly the same as that of Example 6 and processed in exactly the same manner. The resolution was 400 mJ. / Cm 2 To 10 μm (minimum line width), and a good relief pattern was obtained. The elongation of the strip-shaped thin film obtained by performing the same treatment as in Example 6 was measured using an autograph. As a result, the elongation was 50%.
[0089]
Example 8
After stirring and mixing 100 g of P-4 obtained in Synthesis Example 4 and 140 g of N-methylpyrrolidone in a three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen introducing tube to dissolve, the sensitizer obtained in Synthesis Example 10 was further obtained. 6.0 g of C-1 and 5.0 g of the chain extender B-4 obtained in Synthesis Example 8 were added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 24 hours, and then filtered to obtain a photosensitive resin composition solution. Processing was performed in exactly the same manner as in Example 1 except that paddle development was performed using a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. The resolution was 350 mJ / cm. 2 To 10 μm (minimum line width), and a good relief pattern was obtained. Except that paddle development was performed using a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, a strip-shaped thin film obtained by performing the same treatment as in Example 1 was measured for elongation using an autograph. As a result, the elongation was 70%.
[0090]
[Example 9]
Except that 5.0 g of the chain extender B-5 obtained in Synthetic Example 9 was used, and otherwise the composition was exactly the same as that of Example 8, and the treatment was carried out in exactly the same manner. The resolution was 400 mJ / cm. 2 To 10 μm (minimum line width), and a good relief pattern was obtained. The elongation of the strip-shaped thin film obtained by performing the same treatment as in Example 8 was measured using an autograph. As a result, the elongation was 55%.
[0091]
[Comparative Example 1]
Except that the chain extender B-1 obtained in Synthesis Example 5 was not used, processing was carried out in exactly the same manner as in Example 1, and the resolution was 400 mJ / cm. 2 To 15 μm (minimum line width), and a good relief pattern was obtained. The elongation of the strip-shaped thin film obtained by performing the same treatment as in Example 1 was measured by using an autograph. As a result, the elongation was 30%.
[0092]
[Comparative Example 2]
Except that the chain extender B-2 obtained in Synthesis Example 6 was not used, processing was performed in exactly the same manner as in Example 4, and the resolution was 900 mJ / cm. 2 To 20 μm (minimum line width), and a good relief pattern was obtained. In addition, the elongation of the strip-shaped thin film obtained by performing the same treatment as in Example 4 was measured using an autograph. As a result, the elongation was 15%.
[0093]
[Comparative Example 3]
Except that the chain extender B-1 obtained in Synthesis Example 5 was not used, processing was performed in exactly the same manner as in Example 6, and the resolution was 400 mJ / cm. 2 To 10 μm (minimum line width), and a good relief pattern was obtained. The elongation of the strip-shaped thin film obtained by performing the same treatment as in Example 6 was measured using an autograph. As a result, the elongation was 10%.
[0094]
[Comparative Example 4]
Except that the chain extender B-4 obtained in Synthesis Example 8 was not used, the treatment was carried out in exactly the same manner as in Example 8, except that the resolution was 400 mJ / cm. 2 To 10 μm (minimum line width), and a good relief pattern was obtained. The elongation of the strip-shaped thin film obtained by performing the same treatment as in Example 8 was measured using an autograph. As a result, the elongation was 30%.
[0095]
The combination of each photosensitive polymer and chain extender, and the results of photosensitive properties and elongation are summarized in the table below.
[0096]
[Table 1]
Figure 2004264537
[0097]
【The invention's effect】
The present invention provides a photosensitive polyimide precursor having excellent cured resin properties, or a polybenzoxazole precursor, polyimide or polybenzoxazole, or a copolymer thereof, by increasing the molecular weight of the resin component during the curing process. Or a mixture thereof, a method for producing a pattern using the resin composition, and an electronic component having an electronic device having the pattern.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a semiconductor device having a multilayer wiring structure.
[Explanation of symbols]
1 .... Semiconductor substrate
2 ... Protective film
3. First conductor layer
4: Interlayer insulating film layer
5. Photosensitive resin layer
6A, 6B, 6C… Window
7 Second conductive layer
8: Surface protective film layer

Claims (11)

(A)酸性官能基及び/又はその誘導置換基を有する重合体、(B)前記酸性官能基及び/又はその誘導置換基と加熱により反応し、前記重合体をより高分子量化する、アミン官能基から誘導される置換基を少なくとも一つ有する化合物、(C)光反応性化合物、及び(D)溶媒を含有してなる感光性樹脂組成物。(A) a polymer having an acidic functional group and / or a derivative thereof, and (B) an amine function that reacts with the acidic functional group and / or a derivative thereof by heating to make the polymer higher in molecular weight. A photosensitive resin composition comprising a compound having at least one substituent derived from a group, (C) a photoreactive compound, and (D) a solvent. 前記(B)成分が、さらに酸性官能基及び/又はその誘導置換基を少なくとも一つ有する化合物であることを特徴とする請求項1に記載の感光性樹脂組成物。The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the component (B) is a compound further having at least one acidic functional group and / or a derivative thereof. 前記(B)成分が、前記酸性官能基及び/又はその誘導置換基と加熱により反応し、前記重合体をより高分子量化する、アミン官能基から誘導される置換基を一つ又は二つ有する化合物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。The component (B) has one or two substituents derived from an amine functional group that reacts with the acidic functional group and / or a derivative thereof by heating to make the polymer higher in molecular weight. The photosensitive resin composition according to claim 1, which is a compound. 前記(B)成分が、前記酸性官能基及び/又はその誘導置換基を一つ又は二つ有することを特徴とする請求項3に記載の感光性樹脂組成物。The photosensitive resin composition according to claim 3, wherein the component (B) has one or two of the acidic functional group and / or a derivative thereof. 前記(A)成分が、その前記酸性官能基及び/又はその誘導置換基と加熱により反応し、前記重合体をより高分子量化する、少なくとも一つのアミン官能基から誘導される置換基をさらに自身に、又は他の(A)成分に有し、かつ前記(B)成分が、さらに酸性官能基及び/又はその誘導置換基を少なくとも一つ有することを特徴とする請求項1に記載の感光性樹脂組成物。The component (A) further reacts with the acidic functional group and / or its derived substituent by heating to further increase the molecular weight of the polymer, and further comprises a substituent derived from at least one amine functional group. Or the other component (A), and the component (B) further has at least one acidic functional group and / or a derivative thereof. Resin composition. 前記(A)成分の前記アミン官能基から誘導される置換基が一つであり、前記(B)成分の前記アミン官能基から誘導される置換基が一つ又は二つであり、前記(B)成分の前記酸性官能基及び/又はその誘導置換基が一つであることを特徴とする請求項5に記載の感光性樹脂組成物。Component (A) has one substituent derived from the amine functional group, component (B) has one or two substituents derived from the amine functional group, and component (B) has one or two substituents. 6. The photosensitive resin composition according to claim 5, wherein the component (A) has one acidic functional group and / or a derivative thereof. 前記重合体(A)が、耐熱重合体であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。The photosensitive polymer composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the polymer (A) is a heat-resistant polymer. 前記重合体(A)が有する酸性官能基が、カルボキシル基及び/又はフェノール性水酸基であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the acidic functional group of the polymer (A) is a carboxyl group and / or a phenolic hydroxyl group. 前記耐熱重合体が、下記一般式(1)で示されるポリイミド前駆体若しくはその前駆体から誘導されるポリイミド、下記一般式(2)で示されるポリベンゾオキサゾール前駆体若しくはその前駆体から誘導されるポリベンゾオキサゾール、又はそれらの共重合体、又はそれらの混合物であることを特徴とする請求項7又は8に記載の感光性樹脂組成物。
Figure 2004264537
(式(1)中、Xは4価の有機基、Yは2価の有機基、Rは水素又は1価の有機基を示し、nは2から500の整数で前記重合体の繰り返し単位数を示す。)
Figure 2004264537
(式(2)中、Xは2価の有機基を示し、Yは4価の有機基でこのうち2価は水酸基との結合にあずかっている。Rは水素又は1価の有機基を示し、nは2から500の整数で前記重合体の繰り返し単位数を示す。)
The heat-resistant polymer is derived from a polyimide precursor represented by the following general formula (1) or a polyimide derived from the precursor thereof, or a polybenzoxazole precursor represented by the following general formula (2) or derived from the precursor thereof The photosensitive resin composition according to claim 7, wherein the composition is polybenzoxazole, a copolymer thereof, or a mixture thereof.
Figure 2004264537
(In the formula (1), X 1 is a tetravalent organic group, Y 1 is a divalent organic group, R 1 is hydrogen or a monovalent organic group, and n 1 is an integer of 2 to 500 and is a polymer. Indicates the number of repeating units.)
Figure 2004264537
(In the formula (2), X 2 represents a divalent organic group, Y 2 is a tetravalent organic group, of which divalent bonds to a hydroxyl group. R 2 represents hydrogen or a monovalent organic group. It represents a group, n 2 represents the number of repeating units of the polymer as an integer from 2 500.)
請求項1〜9のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布し乾燥する工程、前記塗布し乾燥後の感光性樹脂膜を露光する工程、前記露光後の感光性樹脂膜をアルカリ水溶液を用いて現像する工程、前記現像によって得られたパターンを加熱処理する工程を含むパターンの製造方法。A step of applying and drying the photosensitive resin composition according to claim 1 on a support substrate, a step of exposing the coated and dried photosensitive resin film, and a step of exposing the exposed photosensitive resin film. And a heat treatment of the pattern obtained by the development. 請求項10に記載の製造方法により得られるパターンを有してなる電子デバイスを有する電子部品であって、前記パターンが層間絶縁膜層及び/又は表面保護膜層である電子部品。An electronic component having an electronic device having a pattern obtained by the manufacturing method according to claim 10, wherein the pattern is an interlayer insulating film layer and / or a surface protection film layer.
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