JP2006251476A - Positive photosensitive polyimide precursor composition - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive photosensitive resin composition capable of forming a resin film which has a low thermal expansion coefficient, thereby suffering less from lowering of adhesion to a base material or warping of the base material and being free from deterioration in electrical characteristics, resolution or the like. <P>SOLUTION: The positive polyimide precursor composition contains a polyimide precursor having a benzoazole skeleton in the main chain while having a phenolic hydroxyl group in at least one out of a side chain and the main chain, and at least one kind selected from acid derivatives constructed by substitution of a hydrogen atom of a carboxyl group of cholic acid, deoxycholic acid, or lithocholic acid with a photo-elimination group selected from a group having a phenacyl structure and a group having a benzoynyl structure. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体素子の信頼性向上のための半導体表面保護膜や層間絶縁膜の形成に使用されるポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物に関する。   The present invention relates to a positive photosensitive polyimide precursor composition used for forming a semiconductor surface protective film and an interlayer insulating film for improving the reliability of a semiconductor element.

従来から、半導体素子の表面保護膜や層間絶縁膜の形成には、耐熱性、電気特性、機械特性に優れたポリイミド樹脂が使用されてきた(例えば、非特許文献1参照)。また、近時、メモリやマイクロプロセッサーなどの主要デバイスの生産性向上に対応するように半導体素子の高集積化と大型化とが進められ、また、情報機器用デバイスの薄型パッケージングに対応するように封止樹脂パッケージの薄型化と小型化とが進められ、さらに、半田リフローによる表面実装への移行が進められるようになってきている。これら事情に伴って、これらに使用される表面保護膜や層間絶縁膜に対しても耐熱サイクル性、耐熱ショック性などの大幅な性能向上が要求されてきており、より高性能なポリイミド樹脂が望まれている。
「最新ポリイミド〜基礎と応用」、エヌ・ティー・エス発行、p.327〜338(2002)
Conventionally, a polyimide resin having excellent heat resistance, electrical characteristics, and mechanical characteristics has been used for forming a surface protective film and an interlayer insulating film of a semiconductor element (see, for example, Non-Patent Document 1). In recent years, semiconductor devices have been highly integrated and increased in size so as to respond to improved productivity of major devices such as memories and microprocessors, and to support thin packaging of devices for information equipment. In addition, the sealing resin package has been made thinner and smaller, and the shift to surface mounting by solder reflow has further been promoted. Along with these circumstances, surface protection films and interlayer insulating films used for these materials have been required to have significant performance improvements such as heat cycle resistance and heat shock resistance, and higher performance polyimide resins are desired. It is rare.
“Latest Polyimide: Fundamentals and Applications,” issued by NTS, p. 327-338 (2002)

また、回路パターン製造工程を簡略化するために、感光性ポリイミドが使用することが注目されてきている。   Moreover, in order to simplify a circuit pattern manufacturing process, it has attracted attention that photosensitive polyimide is used.

これら用途において感光性ポリイミドを使用する場合、これまで、露光部が硬化するネガ型が知られているが、これらネガ型では、現像工程での安全性に問題があり、また、現像工程にて環境上好ましくないN−メチルピロリドンなどの溶剤を使用するので、近年、従来のネガ型に代わって、アルカリ水溶液で現像できるポジ型感光性ポリイミド樹脂が開発されている(例えば、非特許文献2参照)。このポジ型感光性ポリイミド樹脂は、高い耐熱性、優れた電気特性、高い解像性を持っているため、特に注目されている。また、感光性ポリイミド樹脂に代わって、耐湿性に優れた感光性ポリベンゾオキサゾール樹脂も開発されてきた(例えば、非特許文献2参照)。
「電子部品用高分子材料の最新動向III」、住ベテクノリサーチ発行、p.88〜119(2001)
In the case of using photosensitive polyimide in these applications, there are known negative types in which the exposed area is cured. However, in these negative types, there is a problem in safety in the development process, and in the development process, Since a solvent such as N-methylpyrrolidone which is environmentally unfavorable is used, a positive photosensitive polyimide resin which can be developed with an alkaline aqueous solution has been developed in recent years in place of the conventional negative type (for example, see Non-Patent Document 2). ). This positive photosensitive polyimide resin is particularly attracting attention because of its high heat resistance, excellent electrical properties, and high resolution. Moreover, photosensitive polybenzoxazole resin excellent in moisture resistance has been developed in place of the photosensitive polyimide resin (see, for example, Non-Patent Document 2).
“Latest Trends in Polymer Materials for Electronic Components III” published by Sumibe Techno Research, p. 88-119 (2001)

しかし、従来のポリイミド樹脂やポリベンゾオキサゾール樹脂は、金属や無機材料と比べると、熱膨張係数が大きいという問題があった。   However, conventional polyimide resins and polybenzoxazole resins have a problem that they have a larger thermal expansion coefficient than metals and inorganic materials.

樹脂の熱膨張係数が大きい場合、金属や無機材料の基材に塗布すると、熱膨張係数の差に起因する熱応力によって、膜にクラックが発生したり、膜が基材から剥離したり、基板に反りが発生したり、基材が破壊されたり等が起こる。さらに、基材に大きな反りを生じた状態で、パターニングのためのリソグラフィーを行うと、パターニングの解像度が悪くなり問題となる。この問題は、特に、大型の基材を使用した場合や、基材上に厚く塗布する場合に大きくなる。そのため、熱膨張係数の小さいポジ型感光性樹脂の開発が強く望まれている。特にシリコンウェハは基材として重要であるが、熱膨張係数が3ppm/℃と非常に小さく、樹脂との熱膨張差から生じるウェハの反りは、製造工程での不良品の発生、搬送不良、割れの要因、あるいはデバイス特性への影響を考えると好ましくない。   When the thermal expansion coefficient of the resin is large, if it is applied to a metal or inorganic material base material, cracks may occur in the film due to the thermal stress due to the difference in the thermal expansion coefficient, the film may peel off from the base material, Warpage occurs or the base material is destroyed. Furthermore, when lithography for patterning is performed in a state where a large warp is generated in the base material, the resolution of patterning deteriorates, which causes a problem. This problem is particularly serious when a large base material is used or when a thick coating is applied on the base material. Therefore, development of a positive photosensitive resin having a small thermal expansion coefficient is strongly desired. In particular, silicon wafers are important as a base material, but the thermal expansion coefficient is very small at 3 ppm / ° C, and the warpage of the wafer caused by the difference in thermal expansion from the resin is caused by defective products in the manufacturing process, defective transport, cracks. This is not preferable in view of the cause of this or the influence on the device characteristics.

本発明は、従来のポジ型感光性樹脂の熱膨張係数が大きいことに起因する、基材との密着性の低下や基材の反りなどの問題を軽減するためになされたものであり、熱膨張係数が小さく、このために、基材との密着性の低下や基材の反り等が軽減され、電気特性、解像性などが劣化することがない樹脂膜を与えることができるポジ型感光性樹脂組成物を提供することを目的としたものである。   The present invention was made to alleviate problems such as a decrease in adhesion to a base material and warping of the base material due to the large thermal expansion coefficient of conventional positive photosensitive resins. A positive type photosensitive resin that has a low expansion coefficient, and therefore can reduce resin adhesion and warpage of the substrate, and can provide a resin film that does not deteriorate electrical characteristics, resolution, etc. It aims at providing a conductive resin composition.

本発明は、主鎖にベンゾオキサゾールなどのベンゾアゾール骨格を有し、且つ主鎖および側鎖の少なくともいずれかにカルボキシル基およびフェノール性水酸基の少なくとも一方を含有するポリイミド前駆体と、コール酸又はデオキシコール酸又はリトコール酸のカルボキシル基の水素原子を、フェナシル構造を有する基およびベンゾイニル構造を有する基から選択される光脱離性基により置換して構成される酸誘導体から選ばれる少なくとも一種とを含有することを特徴とし、そのことにより上記目的が達成される。   The present invention relates to a polyimide precursor having a benzoazole skeleton such as benzoxazole in the main chain and containing at least one of a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group in at least one of the main chain and the side chain, and cholic acid or deoxy Contains at least one selected from acid derivatives constituted by substituting a hydrogen atom of a carboxyl group of cholic acid or lithocholic acid with a photoleaving group selected from a group having a phenacyl structure and a group having a benzoinyl structure To achieve the above object.

すねわち本発明は、一般式(1)で示されるポリイミド前駆体と、   In other words, the present invention includes a polyimide precursor represented by the general formula (1),

Figure 2006251476
Figure 2006251476

(式中、R1はフェノール性水酸基を有していてもよい4価の有機基を示し、R2は水酸基、フェノール性水酸基を含有する有機基又はその他の1価の有機基を示し、R3は一般式(2)〜(5)を示し、) (In the formula, R 1 represents a tetravalent organic group optionally having a phenolic hydroxyl group, R 2 represents a hydroxyl group, an organic group containing a phenolic hydroxyl group, or other monovalent organic group; 3 represents general formulas (2) to (5), and

Figure 2006251476
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(一般式(2)〜(5)中、Xは酸素原子、硫黄原子又はNR8(式中R8は水素原アルキル基又はフェニル基を示す)を示し、R4、R6は、それぞれ独立して、フェノール性水酸基を有していてもよい単環又は複数の環から構成される芳香族環基又は複素環基を示し、R5、R7はそれぞれ独立して、フェノール性水酸基を有していてもよい単環又は複数の環から構成される芳香族環基、複素環基又は脂肪族環基を示す。)
コール酸、デオキシコール酸、および/又はリトコール酸のカルボキシル基の水素原子をフェナシル構造を有する基およびベンゾイニル構造を有する基から選択される光脱離性基により置換して構成される酸誘導体とを含有することを特徴とするポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物である。
(In the general formulas (2) to (5), X represents an oxygen atom, a sulfur atom or NR 8 (wherein R 8 represents a hydrogen atom alkyl group or a phenyl group), and R 4 and R 6 are each independently selected. An aromatic ring group or a heterocyclic group composed of a single ring or a plurality of rings which may have a phenolic hydroxyl group, and R 5 and R 7 each independently have a phenolic hydroxyl group. An aromatic ring group, a heterocyclic group or an aliphatic ring group composed of a single ring or a plurality of rings which may be
An acid derivative constituted by substituting a hydrogen atom of a carboxyl group of cholic acid, deoxycholic acid, and / or lithocholic acid with a photolabile group selected from a group having a phenacyl structure and a group having a benzoinyl structure; It is a positive photosensitive polyimide precursor composition characterized by containing.

上記構成のポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物において、前記ポリイミド前駆体全体に含まれるカルボキシル基とフェノール性水酸基との合計量が一般式(1)で示される繰り返し単位1モルあたり0.3〜3モルであることが好ましい。   In the positive photosensitive polyimide precursor composition having the above-described configuration, the total amount of carboxyl groups and phenolic hydroxyl groups contained in the whole polyimide precursor is 0.3 to 1 per mole of the repeating unit represented by the general formula (1). 3 moles are preferred.

前記ポリイミド前駆体の少なくとも一方の末端は、芳香族ジアミン又は二酸無水物と結合する結合性基を有する連鎖延長剤によって該結合性基を介して封鎖されており、該連鎖延長剤は、芳香族ジアミンと二酸無水物とからポリイミド前駆体を形成するための条件とは異なる条件下で該ポリイミド前駆体同士を該連鎖延長剤を介して連結する連結性基をさらに有していることが好ましい。   At least one terminal of the polyimide precursor is blocked through the binding group by a chain extender having a binding group that binds to an aromatic diamine or dianhydride. It further has a linking group for linking the polyimide precursors via the chain extender under conditions different from the conditions for forming a polyimide precursor from an aromatic diamine and a dianhydride. preferable.

本発明のポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物は、シリコンウェハなどの低熱膨張係数の基材上に塗布、熱環化した後に得られるポリイミドと基材との熱膨張係数の差が小さく、また、ポリイミドと基材との密着性が良く、かつ反りなどを軽減でき、また、現像性、感光性などを良好に維持でき、これらの結果として、良好なパターンが得られる。   The positive photosensitive polyimide precursor composition of the present invention has a small difference in thermal expansion coefficient between the polyimide obtained after coating and thermal cyclization on a low thermal expansion coefficient substrate such as a silicon wafer, and In addition, the adhesion between the polyimide and the base material is good, the warpage and the like can be reduced, and the developability and photosensitivity can be maintained well. As a result, a good pattern can be obtained.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明のポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物は、主鎖にベンゾオキサゾールなどのベンゾアゾール骨格を有し、且つ主鎖および側鎖の少なくともいずれかにカルボキシル基およびフェノール性水酸基の少なくとも一方を含有するポリイミド前駆体と、コール酸又はデオキシコール酸又はリトコール酸のカルボキシル基の水素原子を、フェナシル構造を有する基およびベンゾイニル構造を有する基から選択される光脱離性基により置換して構成される酸誘導体から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする。   The positive photosensitive polyimide precursor composition of the present invention has a benzoazole skeleton such as benzoxazole in the main chain, and contains at least one of a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group in at least one of the main chain and the side chain And a hydrogen precursor of a carboxyl group of cholic acid, deoxycholic acid or lithocholic acid is substituted with a photoleaving group selected from a group having a phenacyl structure and a group having a benzoinyl structure It contains at least one selected from acid derivatives.

本発明に関するポリイミド前駆体は、好ましくは、一般式(1)で表される構造単位を主成分としており、加熱するか、又は適当な触媒を添加することにより、イミド環を有する樹脂となり得るものであり、イミド環形成により耐熱性に優れたポリイミドが形成される。   The polyimide precursor relating to the present invention preferably comprises a structural unit represented by the general formula (1) as a main component, and can be a resin having an imide ring by heating or adding an appropriate catalyst. Thus, polyimide having excellent heat resistance is formed by imide ring formation.

Figure 2006251476
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ここで、上記(1)式中、R1はフェノール性水酸基を含有してもよい4価の有機基、R2は水酸基、フェノール性水酸基を含有する有機基又はその他の1価の有機基を表している。 In the formula (1), R 1 represents a tetravalent organic group that may contain a phenolic hydroxyl group, R 2 represents a hydroxyl group, an organic group containing a phenolic hydroxyl group, or other monovalent organic group. Represents.

上記一般式(1)中、R1は、4価の有機基であれば特に限定されないが、ポリイミドに耐熱性を持たせるために、炭素数6〜30の芳香族環基又は芳香族複素環基を有する基であることが好ましい。R1の好ましい具体例としては、ピロメリット酸、ナフタレンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ジフェニルヘキサフルオロプロパンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸などといったテトラカルボン酸由来の構造などが挙げられる。また、R1はフェノール性水酸基を含有する芳香族環基又は芳香族複素環であってもよく、このような芳香族環基又は芳香族複素環としては、例えば、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)エーテル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニルなどのジアミンと、2倍モルの無水ピロメリット酸とを反応させた反応生成物のR1該当部分などが挙げられる。 In the general formula (1), R 1 is not particularly limited as long as it is a tetravalent organic group, but in order to give heat resistance to the polyimide, the aromatic ring group or aromatic heterocycle having 6 to 30 carbon atoms. A group having a group is preferred. Preferred examples of R 1 include pyromellitic acid, naphthalenetetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-diphenylethertetracarboxylic acid, 3, Tetracarboxylic such as 3 ′, 4,4′-diphenylhexafluoropropanetetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid, etc. Examples include acid-derived structures. R 1 may be an aromatic ring group or aromatic heterocycle containing a phenolic hydroxyl group. Examples of such an aromatic ring group or aromatic heterocycle include bis (3-amino-4 -Hydroxyphenyl) propane, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, bis (3-hydroxy-4-aminophenyl) propane, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (3 -Amino-4-hydroxyphenyl) ether, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl and other diamines and 2-fold moles of pyromellitic anhydride reacted with R 1 corresponding part Etc.

上記一般式(1)中、R2は水酸基、フェノール性水酸基を含有する有機基又はその他の1価の有機基であり、ポリイミド前駆体構造中に共有結合により導入されている。フェノール性水酸基を有する有機基又はその他の1価の有機基は、共有結合によりポリイミド前駆体中に導入可能なものであれば、特に限定があるわけではないが、ポリイミド前駆体への導入のし易さ、導入可能な基を考慮する場合の選択の幅広さ、イミド環形成時の脱離のし易さを考慮すると、アルコール化合物由来のもの、又はアミン化合物由来のものが好適である。これらであれば、公知の方法でアルコール化合物を用いてエステル体を合成するか、又は、アミン化合物を用いてアミド体を合成するかのいずれかにより、ポリイミド前駆体に導入される。 In the general formula (1), R 2 is a hydroxyl group, an organic group containing a phenolic hydroxyl group, or another monovalent organic group, and is introduced into the polyimide precursor structure by a covalent bond. The organic group having a phenolic hydroxyl group or other monovalent organic group is not particularly limited as long as it can be introduced into the polyimide precursor by a covalent bond. In consideration of easiness, wide selection when considering the group that can be introduced, and ease of elimination during imide ring formation, those derived from alcohol compounds or those derived from amine compounds are preferred. If it is these, it introduce | transduces into a polyimide precursor by either synthesize | combining an ester body using an alcohol compound by a well-known method, or synthesize | combining an amide body using an amine compound.

2が表すフェノール性水酸基を含有する有機基としては、ヒドロキシベンジロキシ基、ヒドロキシフェネチロキシ基などが挙げられる。このようなフェノール性水酸基を含有する有機基をエステル結合により導入するために用いられるフェノール性水酸基を有するアルコール化合物としては、例えば、4−ヒドロキシベンジルアルコール、3−ヒドロキシベンジルアルコール、2−ヒドロキシベンジルアルコール、4−ヒドロキシフェネチルアルコールなどが挙げられる。また、フェノール性水酸基を含有するアミン化合物としては、例えば、4−ヒドロキシベンジルアミン、3−ヒドロキシベンジルアミン、2−ヒドロキシベンジルアミン、4−ヒドロキシフェネチルアミンなどが挙げられる。 Examples of the organic group containing a phenolic hydroxyl group represented by R 2 include a hydroxybenzyloxy group and a hydroxyphenethyloxy group. Examples of the alcohol compound having a phenolic hydroxyl group used for introducing an organic group containing a phenolic hydroxyl group by an ester bond include 4-hydroxybenzyl alcohol, 3-hydroxybenzyl alcohol, 2-hydroxybenzyl alcohol. 4-hydroxyphenethyl alcohol and the like. Examples of the amine compound containing a phenolic hydroxyl group include 4-hydroxybenzylamine, 3-hydroxybenzylamine, 2-hydroxybenzylamine, 4-hydroxyphenethylamine, and the like.

また、R2が表すその他の1価の有機基としては、フェノール性水酸基を有さない基であれば特に限定されないが、例えば、炭素数が1〜10であるアルキル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基など、炭素数が6〜10であるフェニル基、フェノキシ基、フェニルアミノ基、ベンジル基などが挙げられる。 In addition, the other monovalent organic group represented by R 2 is not particularly limited as long as it does not have a phenolic hydroxyl group, and examples thereof include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group, and an alkylamino group. Examples thereof include a phenyl group having 6 to 10 carbon atoms, a phenoxy group, a phenylamino group, a benzyl group, and the like.

一般にポリイミドの熱膨張係数を小さくするためには、化学構造上、ポリイミド主鎖が剛直で直線状の棒状構造を有していることが必要であると考えられる。そして、このような剛直で直線状の棒状構造を形成するためには、環構造のパラ結合が特に重要である。このようなパラ結合を有する環構造のポリイミドでは、ポリイミド骨格の面内配向度が大きくなり、そのために、剛直で直線状の棒状構造を有するようになると考えられるからである。   In general, in order to reduce the thermal expansion coefficient of polyimide, it is considered that the polyimide main chain needs to have a rigid and straight rod-like structure in terms of chemical structure. In order to form such a rigid and straight rod-like structure, a para bond of a ring structure is particularly important. This is because in such a polyimide having a ring structure having a para bond, the in-plane orientation degree of the polyimide skeleton is increased, and therefore, it is considered that the polyimide skeleton has a rigid and straight rod-like structure.

本発明に関するポリイミド前駆体は、このようなポリイミドの熱膨張係数を小さくするために適した化学構造として、主鎖にベンゾオキサゾールなどのベンゾアゾール骨格を有しており、上記一般式(1)において、R3が、以下の一般式(2)〜(5)のいずれかで表されるベンゾアゾール骨格を有している。 The polyimide precursor according to the present invention has a benzoazole skeleton such as benzoxazole in the main chain as a chemical structure suitable for reducing the thermal expansion coefficient of such polyimide. In the general formula (1), , R 3 has a benzoazole skeleton represented by any one of the following general formulas (2) to (5).

Figure 2006251476
Figure 2006251476

(一般式(2)〜(5)中、Xは酸素原子、硫黄原子又はNR8(式中R8は水素原子、アルキル基又はフェニル基を示す)を示し、R4、R6は、それぞれ独立して、フェノール性水酸基を有していてもよい単環又は複数の環から構成される芳香族環基又は複素環基を示し、R5、R7はそれぞれ独立して、フェノール性水酸基を有していてもよい単環又は複数の環から構成される芳香族環基、複素環基又は脂肪族環基を表している。 (In the general formulas (2) to (5), X represents an oxygen atom, a sulfur atom or NR 8 (wherein R 8 represents a hydrogen atom, an alkyl group or a phenyl group), and R 4 and R 6 each represents Independently, it represents an aromatic ring group or a heterocyclic group composed of a single ring or a plurality of rings which may have a phenolic hydroxyl group, and R 5 and R 7 each independently represent a phenolic hydroxyl group. It represents an aromatic ring group, a heterocyclic group or an aliphatic ring group composed of a single ring or a plurality of rings which may have.

式(2)〜(3)のR4が示すフェノール性水酸基を有してもよい芳香族基又は複素環基は、フェノール性水酸基を有してもよい芳香族化合物又は複素環化合物から4つの水素を除いたものに相当する4価の基である。式(2)〜(3)のR4が示すフェノール性水酸基を有してもよい芳香族基又は複素環基の具体例としては、 The aromatic group or heterocyclic group which may have a phenolic hydroxyl group represented by R 4 in the formulas (2) to (3) includes four aromatic groups or heterocyclic compounds which may have a phenolic hydroxyl group. It is a tetravalent group corresponding to that excluding hydrogen. As specific examples of the aromatic group or heterocyclic group which may have a phenolic hydroxyl group represented by R 4 in the formulas (2) to (3),

Figure 2006251476
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(式中、X4は、酸素原子、硫黄原子、SO2、S=O、CH2、C=O、ヘキサフルオロイソプロピリデン、イソプロピリデンである。)などが挙げられ、さらに、上記芳香族環の任意の水素原子が水酸基で置換されていてもよい。 (Wherein, X 4 represents an oxygen atom, a sulfur atom, SO 2 , S═O, CH 2 , C═O, hexafluoroisopropylidene, isopropylidene), and the like. Any hydrogen atom may be substituted with a hydroxyl group.

式(2)〜(4)のR5が示すフェノール性水酸基を有してもよい芳香族基又は複素環基は、フェノール性水酸基を有してもよい芳香族化合物又は複素環化合物から2つの水素を除いたものに相当する2価の基である。式(2)〜(4)のR5が示す芳香族基又は複素環基の具体例としては、 The aromatic group or heterocyclic group which may have a phenolic hydroxyl group represented by R 5 in the formulas (2) to (4) includes two aromatic groups or heterocyclic compounds which may have a phenolic hydroxyl group. It is a divalent group corresponding to that obtained by removing hydrogen. As specific examples of the aromatic group or heterocyclic group represented by R 5 in the formulas (2) to (4),

Figure 2006251476
Figure 2006251476

(式中、X5は、酸素原子、硫黄原子、SO2、S=O、CH2、C=O、ヘキサフルオロイソプロピリデン、イソプロピリデンである。)などが挙げられ、さらに、上記芳香族環の任意の水素原子が水酸基で置換されていてもよい。また、脂肪族環を有する基の例としてはシクロヘキシレン基が挙げられる。 (Wherein, X 5 is an oxygen atom, a sulfur atom, SO 2 , S═O, CH 2 , C═O, hexafluoroisopropylidene, isopropylidene), and the like. Any hydrogen atom may be substituted with a hydroxyl group. Moreover, a cyclohexylene group is mentioned as an example of group which has an aliphatic ring.

式(4)〜(5)のR6が示すフェノール性水酸基を有してもよい芳香族基又は複素環基は、フェノール性水酸基を有してもよい芳香族化合物又は複素環化合物から3つの水素を除いたものに相当する3価の基である。式(4)〜(5)のR6が示す芳香族基又は複素環基の具体例としては、 The aromatic group or heterocyclic group which may have a phenolic hydroxyl group represented by R 6 in the formulas (4) to (5) is composed of three aromatic compounds or heterocyclic compounds which may have a phenolic hydroxyl group. It is a trivalent group corresponding to that obtained by removing hydrogen. As specific examples of the aromatic group or heterocyclic group represented by R 6 in the formulas (4) to (5),

Figure 2006251476
Figure 2006251476

(式中、X6は、酸素原子、硫黄原子、SO2、S=O、CH2、C=O、ヘキサフルオロイソプロピリデン、イソプロピリデンである。)などが挙げられ、さらに、上記芳香族環の任意の水素原子が水酸基で置換されていてもよい。 (Wherein, X 6 is an oxygen atom, a sulfur atom, SO 2 , S═O, CH 2 , C═O, hexafluoroisopropylidene, isopropylidene), and the like. Any hydrogen atom may be substituted with a hydroxyl group.

式(5)のR7が示すフェノール性水酸基を有してもよい芳香族基又は複素環基は、フェノール性水酸基を有してもよい芳香族化合物又は複素環化合物から2つの水素を除いたものに相当する2価の基である。式(5)のR7が示す芳香族基又は複素環基の具体例としては、 The aromatic group or heterocyclic group which may have a phenolic hydroxyl group represented by R 7 in Formula (5) is obtained by removing two hydrogens from an aromatic compound or heterocyclic compound which may have a phenolic hydroxyl group. It is a divalent group corresponding to the above. Specific examples of the aromatic group or heterocyclic group represented by R 7 in the formula (5) include

Figure 2006251476
Figure 2006251476

(式中、X7は、酸素原子、硫黄原子、SO2、S=O、CH2、C=O、ヘキサフルオロイソプロピリデン、イソプロピリデンである。)などが挙げられ、さらに、上記芳香族環の任意の水素原子が水酸基で置換されていてもよい。また、脂肪族環を有する基の例としてはシクロヘキシレン基が挙げられる。 (Wherein X 7 is an oxygen atom, a sulfur atom, SO 2 , S═O, CH 2 , C═O, hexafluoroisopropylidene or isopropylidene), and the aromatic ring Any hydrogen atom may be substituted with a hydroxyl group. Moreover, a cyclohexylene group is mentioned as an example of group which has an aliphatic ring.

4〜R7の主鎖形成のための結合位置は任意でよいが、生成するポリイミドに直線形状を持たせるためには、前述のように、パラ位置で結合するか、又は、環構造内でできるだけ離間した位置関係になるように結合することが好ましい。 The bonding position for forming the main chain of R 4 to R 7 may be arbitrary. However, in order to give the formed polyimide a linear shape, it is bonded at the para position or in the ring structure as described above. It is preferable to combine them so that the positional relationship is as far as possible.

上記のようなR4〜R7のいずれかで示されるR3の基の好ましい具体例としては、2,6−(4,4’−ジアミノジフェニル)ベンゾ[1,2−d:5,4−d’]ビスオキサゾール、5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)−ベンゾオキサゾール、5−アミノ−2−(m−アミノフェニル)−ベンゾオキサゾール、4,4’−ジフェニルエーテル−2,2’−ビス(5−アミノベンゾオキサゾール)、2,2’−p−フェニレンビス(5−アミノベンゾオキサゾール)、2,2’−ビス(4−フェニル)ヘキサフルオロプロパン−2,2’−(5−アミノベンゾオキサゾール)などのジアミノベンゾオキサゾール残基、2,6−(4,4’−ジアミノジフェニル)ベンゾ[1,2−d:5,4−d’]ビスチアゾール、5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)−ベンゾチアゾール、5−アミノ−2−(m−アミノフェニル)−ベンゾチアゾール、2,2’−p−フェニレンビス(5−アミノベンゾチアゾール)などのジアミノベンゾチアゾール残基、2,6−(4,4’−ジアミノジフェニル)ベンズ[1,2−d:5,4−d’]ビスイミダゾール、5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)−ベンズイミダゾール、5−アミノ−2−(m−アミノフェニル)−ベンズイミダゾール、2,2’−p−フェニレンビス(5−アミノベンズイミダゾール)などのジアミノベンズイミダゾールの残基が挙げられる。また、フェノール性水酸基を有するものとしては、5−アミノ−2−(m−ヒドロキシ−p−アミノフェニル)−ベンゾオキサゾール、5−アミノ−2−(m−アミノ−p−ヒドロキシフェニル)−ベンゾオキサゾール、4,4’−ジ(m−ヒドロキシフェニル)エーテル−2,2’−ビス(5−アミノベンゾオキサゾール)などのジアミノベンゾオキサゾール残基、2,6−(3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノジフェニル)ベンゾ[1,2−d:5,4−d’]ビスチアゾール、5−アミノ−2−(m−ヒドロキシ−p−アミノフェニル)−ベンゾチアゾール、5−アミノ−2−(m−アミノ−p−ヒドロキシフェニル)−ベンゾチアゾールなどのジアミノベンゾチアゾール残基、2,6−(3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノジフェニル)ベンズ[1,2−d:5,4−d’]ビスイミダゾール、5−アミノ−2−(m−ヒドロキシ−p−アミノフェニル)−ベンズイミダゾール、5−アミノ−2−(m−アミノ−p−ヒドロキシフェニル)−ベンズイミダゾールなどのジアミノベンズイミダゾール残
基などが挙げられる。
Preferable specific examples of the R 3 group represented by any one of R 4 to R 7 as described above include 2,6- (4,4′-diaminodiphenyl) benzo [1,2-d: 5,4 -D '] bisoxazole, 5-amino-2- (p-aminophenyl) -benzoxazole, 5-amino-2- (m-aminophenyl) -benzoxazole, 4,4'-diphenyl ether-2,2' -Bis (5-aminobenzoxazole), 2,2'-p-phenylenebis (5-aminobenzoxazole), 2,2'-bis (4-phenyl) hexafluoropropane-2,2 '-(5- Diaminobenzoxazole residues such as aminobenzoxazole), 2,6- (4,4′-diaminodiphenyl) benzo [1,2-d: 5,4-d ′] bisthiazole, 5-amino-2- ( p-amino Diaminobenzothiazole residues such as phenyl) -benzothiazole, 5-amino-2- (m-aminophenyl) -benzothiazole, 2,2′-p-phenylenebis (5-aminobenzothiazole), 2,6- (4,4′-diaminodiphenyl) benz [1,2-d: 5,4-d ′] bisimidazole, 5-amino-2- (p-aminophenyl) -benzimidazole, 5-amino-2- ( Examples include residues of diaminobenzimidazole such as m-aminophenyl) -benzimidazole and 2,2′-p-phenylenebis (5-aminobenzimidazole). Examples of those having a phenolic hydroxyl group include 5-amino-2- (m-hydroxy-p-aminophenyl) -benzoxazole and 5-amino-2- (m-amino-p-hydroxyphenyl) -benzoxazole. Diaminobenzoxazole residues such as 4,4′-di (m-hydroxyphenyl) ether-2,2′-bis (5-aminobenzoxazole), 2,6- (3,3′-dihydroxy-4, 4′-diaminodiphenyl) benzo [1,2-d: 5,4-d ′] bisthiazole, 5-amino-2- (m-hydroxy-p-aminophenyl) -benzothiazole, 5-amino-2- Diaminobenzothiazole residues such as (m-amino-p-hydroxyphenyl) -benzothiazole, 2,6- (3,3′-dihydroxy-4,4′-diamidine Nodiphenyl) benz [1,2-d: 5,4-d ′] bisimidazole, 5-amino-2- (m-hydroxy-p-aminophenyl) -benzimidazole, 5-amino-2- (m- And diaminobenzimidazole residues such as amino-p-hydroxyphenyl) -benzimidazole.

上記構成のポリイミド前駆体は、ポリイミド前駆体全体に含まれるカルボキシル基とフェノール性水酸基との合計量が一般式(1)で示される繰り返し単位1モルあたり、0.3〜3モルであることが好ましい。カルボキシル基とフェノール性水酸基の合計量が少なすぎる場合は、アルカリ現像液に対して十分な溶解性を示さないおそれがあり、良好なポジ型感光性の機能を発揮することができないおそれがある。多すぎると、現像時に膜減りが大きく、良好なパターンを形成できない。   In the polyimide precursor having the above structure, the total amount of carboxyl groups and phenolic hydroxyl groups contained in the entire polyimide precursor is 0.3 to 3 mol per 1 mol of the repeating unit represented by the general formula (1). preferable. When the total amount of the carboxyl group and the phenolic hydroxyl group is too small, there is a possibility that sufficient solubility in an alkali developer may not be exhibited, and a good positive photosensitive function may not be exhibited. If the amount is too large, the film is greatly reduced during development, and a good pattern cannot be formed.

また、基板との接着性を向上させるために、耐熱性を低下させない範囲内でR1、R3にシロキサン構造を有する脂肪族の基を共重合しても良い。具体的には、ジアミン成分として、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンなどを1〜10モル%共重合したものなどが挙げられる。 In order to improve the adhesion to the substrate, an aliphatic group having a siloxane structure may be copolymerized in R 1 and R 3 within a range that does not lower the heat resistance. Specific examples of the diamine component include those obtained by copolymerizing 1 to 10 mol% of bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane.

また、本発明においては、芳香族ジアミン又は二酸無水物と結合する結合性基と、芳香族ジアミンと二酸無水物とからポリイミド前駆体を形成するための条件とは異なる条件で該ポリイミド前駆体同士を連結する連結性基との二種類の官能基を有する連鎖延長剤によって、ポリイミド前駆体の少なくとも一方の末端が結合性基を介して封鎖されていることが好ましい。ポリイミド前駆体がこのような連鎖延長剤によって封鎖されていると、芳香族ジアミンと二酸無水物とからポリイミド前駆体を形成した後に、連結性基を用いて、前駆体形成とは異なる条件で、ポリイミド前駆体の分子量を増大させることができる。この分子量の増大は、添加する連鎖延長剤の量を調整することによって任意に制御することができる。   Further, in the present invention, the polyimide precursor is used under conditions different from those for forming a polyimide precursor from an aromatic diamine and a dianhydride and a binding group that binds to an aromatic diamine or dianhydride. It is preferable that at least one end of the polyimide precursor is blocked via a binding group by a chain extender having two types of functional groups with a linking group for linking the bodies. When the polyimide precursor is blocked by such a chain extender, after forming the polyimide precursor from the aromatic diamine and dianhydride, using a linking group under different conditions from the precursor formation. The molecular weight of the polyimide precursor can be increased. This increase in molecular weight can be arbitrarily controlled by adjusting the amount of chain extender added.

本発明において使用される連鎖延長剤は、特に限定はないが、例えば、アルケニル基、アルキニル基、シクロブテン環を含有する二酸無水物又は1級又は2級のアミンが挙げられる。具体的には、無水マレイン酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、ビニルフタル酸無水物、1,2−ジメチル無水マレイン酸、4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、1,2,3,6−テトラドロ無水フタル酸、フェニルエチニルアニリン、エチニルアニリン、3−(3−フェニルエチニルフェノキシ)アニリン、プロパルギルアミン、アミノベンゾシクロブテンなどが挙げられる。一般的に、添加される連鎖延長剤の量が多くなると、ポリイミド前駆体の分子量が減少し、それゆえそれを含む溶液の粘度が減少する。また、塗布方法により最適な溶液粘度が存在する。したがって、望ましい分子量および溶液粘度が得られるように考慮して、連鎖延長剤の濃度および塗布方法が選択される。   The chain extender used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a dianhydride or a primary or secondary amine containing an alkenyl group, an alkynyl group or a cyclobutene ring. Specifically, maleic anhydride, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, vinylphthalic anhydride, 1,2-dimethylmaleic anhydride, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 2,3,6-tetradrophthalic anhydride, phenylethynylaniline, ethynylaniline, 3- (3-phenylethynylphenoxy) aniline, propargylamine, aminobenzocyclobutene and the like. In general, the greater the amount of chain extender added, the lower the molecular weight of the polyimide precursor and hence the viscosity of the solution containing it. There is also an optimum solution viscosity depending on the coating method. Therefore, the concentration of the chain extender and the coating method are selected in consideration of obtaining the desired molecular weight and solution viscosity.

本発明で用いるポリイミド前駆体は、テトラカルボン酸二無水物とジアミノベンゾアゾールとを反応させることにより合成されるが、フェノール性水酸基を導入する場合には、主鎖にフェノール性水酸基を有するようにテトラカルボン酸二無水物およびジアミノベンゾオキサゾールの少なくともいずれかにフェノール性水酸基を含有するものを選択するか、又は、側鎖にフェノール性水酸基を有するように、フェノール性水酸基を有する基をR2として導入する。フェノール性水酸基を有する基をR2として導入する場合、アルコール化合物又はアミン化合物を反応させる方法が公知であるので、例示として、この方法について説明する。まず、テトラカルボン酸二無水物とアルコール化合物又はアミン化合物とを反応させて、テトラカルボン酸ジエステル又はテトラカルボン酸ジアミドを合成し、ついで、該ジエステル又はジアミドを塩化チオニルなどの塩素化剤と反応させて、テトラカルボン酸ジエステル塩化物又はテトラカルボン酸ジアミド塩化物を合成する。その後、得られた該塩化物を有機溶媒に溶解させて、ピリジンなどの脱ハロゲン化水素剤を含有した有機溶剤に溶解したジアミノベンゾオキサゾールと反応させるか、シクロヘキシルカルボジイミド、ジフェニル(2,3−ジヒドロ−チオキソ−3−ベンゾオキサゾール)ホスホナートなどの適当な脱水剤を用いてジアミノベンゾオキサゾールと反応させる。この際の溶媒としては、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、ヘキサメチルホスホロトリアミドなどを主成分とする極性溶剤やγ−ブチロラクトンを主成分とする溶媒等が挙げられる。 The polyimide precursor used in the present invention is synthesized by reacting tetracarboxylic dianhydride and diaminobenzoazole. When introducing a phenolic hydroxyl group, the main chain has a phenolic hydroxyl group. Select at least one of tetracarboxylic dianhydride and diaminobenzoxazole to contain a phenolic hydroxyl group, or a group having a phenolic hydroxyl group as R 2 so that the side chain has a phenolic hydroxyl group as R 2 Introduce. When a group having a phenolic hydroxyl group is introduced as R 2 , a method of reacting an alcohol compound or an amine compound is known, and this method will be described as an example. First, tetracarboxylic dianhydride is reacted with an alcohol compound or an amine compound to synthesize a tetracarboxylic acid diester or tetracarboxylic acid diamide, and then the diester or diamide is reacted with a chlorinating agent such as thionyl chloride. Then, tetracarboxylic acid diester chloride or tetracarboxylic acid diamide chloride is synthesized. Thereafter, the obtained chloride is dissolved in an organic solvent and reacted with diaminobenzoxazole dissolved in an organic solvent containing a dehydrohalogenating agent such as pyridine, or cyclohexylcarbodiimide, diphenyl (2,3-dihydro). Reaction with diaminobenzoxazole using a suitable dehydrating agent such as -thioxo-3-benzoxazole) phosphonate. As the solvent at this time, polar solvents mainly composed of N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphorotriamide, and γ-butyrolactone are used. Examples include a solvent having a main component.

本発明のポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物は、上記ポリイミド前駆体に加えて、コール酸又はデオキシコール酸又はリトコール酸のカルボキシル基の水素原子を、フェナシル構造を有する基およびベンゾイニル構造を有する基から選択される光脱離性基により置換して構成される酸誘導体から選ばれる少なくとも一種を含有している。   The positive photosensitive polyimide precursor composition of the present invention includes, in addition to the polyimide precursor, a hydrogen atom of a carboxyl group of cholic acid, deoxycholic acid or lithocholic acid, a group having a phenacyl structure and a group having a benzoinyl structure. At least one selected from acid derivatives substituted with a photolabile group selected from:

酸誘導体の光脱離性基を構成するフェナシル構造を有する基としては、具体的には、α−メチルフェナシル基、α−メチル−4−ニトロフェナシル基、α−フェニルフェナシル基、4−メトキシフェナシル基、α−(2,4−ジクロロフェニル)フェナシル基、α−n−ブチルフェナシル基、α−(3−メトキシフェニル)−4−クロロフェナシル基等が挙げられる。また、酸誘導体の光脱離性基を構成するベンゾイニル基としては、3’−メトキシベンゾイニル基、3’,5’−ジメトキシベンゾイニル基、3,3’,4,4’−ジメチレンジオキシベンゾイニル基、2,2’,3,3’−テトラメトキシベンゾイニル基などが挙げられる。   Specific examples of the group having a phenacyl structure constituting the photoleaving group of the acid derivative include an α-methylphenacyl group, an α-methyl-4-nitrophenacyl group, an α-phenylphenacyl group, 4 Examples include -methoxyphenacyl group, α- (2,4-dichlorophenyl) phenacyl group, α-n-butylphenacyl group, α- (3-methoxyphenyl) -4-chlorophenacyl group. Further, examples of the benzoinyl group constituting the photolabile group of the acid derivative include 3′-methoxybenzoinyl group, 3 ′, 5′-dimethoxybenzoinyl group, 3,3 ′, 4,4′-dimethyl. Examples include a rangeoxybenzoinyl group and a 2,2 ′, 3,3′-tetramethoxybenzoinyl group.

上記のような酸誘導体は、公知の方法で合成できる。例えば、コール酸又はデオキシコール酸又はリトコール酸を塩化チオニルと反応させて、酸クロリド誘導体に変化させた後、これに、フェナシルアルコール、ベンゾイニルアルコール等の光脱離基となるアルコール類を反応させることにより得られる。別の方法としては、フェナシルブロミド誘導体等の光脱離性基となる化合物のハロゲン化体とコール酸又はデオキシコール酸又はリトコール酸とを反応させる方法が挙げられる。   The acid derivative as described above can be synthesized by a known method. For example, after reacting cholic acid, deoxycholic acid or lithocholic acid with thionyl chloride to change it to an acid chloride derivative, alcohols that become photoleaving groups such as phenacyl alcohol and benzoinyl alcohol are added thereto. It is obtained by reacting. As another method, a method of reacting a halogenated compound of a compound that becomes a photolabile group such as a phenacyl bromide derivative with cholic acid, deoxycholic acid, or lithocholic acid.

酸誘導体を構成するコール酸、デオキシコール酸、又はリトコール酸のそれぞれが有する水酸基は、その一部又は全部が置換基で保護されていてもよい。水酸基を保護するための好ましい置換基としては、メチルカルボニル基などの低級アルキルカルボニル基やトリハロメチルカルボニル基(例えば、トリフルオロメチルカルボニル基)などの低級ハロアルキルカルボニル基などが挙げられる。具体的には、アセチル基、トリフルオロアセチル基などが好ましい。   A part or all of the hydroxyl groups of each of cholic acid, deoxycholic acid, or lithocholic acid constituting the acid derivative may be protected with a substituent. Preferred substituents for protecting the hydroxyl group include a lower alkylcarbonyl group such as a methylcarbonyl group and a lower haloalkylcarbonyl group such as a trihalomethylcarbonyl group (for example, a trifluoromethylcarbonyl group). Specifically, an acetyl group, a trifluoroacetyl group, and the like are preferable.

酸誘導体は、樹脂前駆体100質量部に対して、好ましくは2〜100質量部、より好ましくは5〜50質量部が添加される。   The acid derivative is preferably added in an amount of 2 to 100 parts by mass, more preferably 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin precursor.

また、本発明のポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物においては、本発明の組成物の塗膜又は加熱処理後のポリイミド膜と基板との接着性を向上させるために、接着促進剤を用いることができる。   In the positive photosensitive polyimide precursor composition of the present invention, an adhesion promoter is used in order to improve the adhesion between the coating film of the composition of the present invention or the polyimide film after the heat treatment and the substrate. Can do.

接着促進剤としては、有機シラン化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、珪素含有ポリアミド酸などが好ましい。さらに、基板との接着性、感度、解像度、耐熱性などを損なわない範囲で他の添加物を含有させても良い。   As the adhesion promoter, an organic silane compound, an aluminum chelate compound, a titanium chelate compound, a silicon-containing polyamic acid, and the like are preferable. Further, other additives may be added as long as adhesion to the substrate, sensitivity, resolution, heat resistance and the like are not impaired.

本発明のポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物は、溶媒に溶解して溶液状態で得ることができる。溶媒としては、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、ヘキサメチルホスホロトリアミド、γ−ブチロラクトンなどを用いることができる。   The positive photosensitive polyimide precursor composition of the present invention can be obtained in a solution state by dissolving in a solvent. As the solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphorotriamide, γ-butyrolactone and the like can be used.

本発明の感光性ポリイミド前駆体組成物は浸漬法、スプレー法、スクリーン印刷法、スピンコート法などによって、シリコンウェハ、金属基板、セラミック基板などの基材表面に塗布し、加熱して溶剤の大部分を除くことにより、基材表面に粘着性のない塗膜を与えることができる。塗膜の厚みには特に制限はないが、4〜50μmであることが好ましい
The photosensitive polyimide precursor composition of the present invention is applied to the surface of 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, etc. By removing the portion, a non-sticky coating film can be provided on the substrate surface. Although there is no restriction | limiting in particular in the thickness of a coating film, it is preferable that it is 4-50 micrometers.

この塗膜に、所定のパターンを有するマスクを通して、紫外線、可視光線、X線、電子線などの化学線を照射して、パターン状に露光後、膜の露光部分を、適切な現像液で現像して除去することにより、所望のパターン化された膜を得ることができる。   This coating film is irradiated with actinic rays such as ultraviolet rays, visible rays, X-rays, and electron beams through a mask having a predetermined pattern. After exposure to a pattern, the exposed portion of the film is developed with an appropriate developer. Thus, a desired patterned film can be obtained.

化学線照射装置としては、g線ステッパ、i線ステッパ、超高圧水銀灯を用いるコンタクト/プロキシミティ露光機、ミラープロジェクション露光機、又はその他の紫外線、可視光線、X線、電子線などを照射可能な投影機や線源を使用することができる。   Actinic radiation irradiation equipment can irradiate g-line stepper, i-line stepper, contact / proximity exposure machine using ultra-high pressure mercury lamp, mirror projection exposure machine, or other ultraviolet rays, visible rays, X-rays, electron beams Projectors and radiation sources can be used.

現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水などの無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミンなどの第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミンなどの第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミンなどの第三アミン類、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドなどの第四級アンモニウム塩アルカリ類の水溶液およびこれにメタノール、エタノールのようなアルコール類などの水溶性有機溶剤や界面活性剤を適量添加した水溶液を好適に使用することができる。   Developers include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, diethylamine, and di-n. Secondary amines such as propylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as diethanolamine and triethanolamine, quaternary ammonium salt alkalis such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide Aqueous aqueous solutions and aqueous solutions in which appropriate amounts of water-soluble organic solvents and surfactants such as alcohols such as methanol and ethanol are added thereto can be suitably used.

上記現像の後に、必要に応じて、水又は貧溶媒で洗浄し、ついで約100℃前後で乾燥し、パターンを安定化することが望ましい。パターンを形成させた膜を加熱して、優れた耐熱性、機械特性、電気特性を有する膜を得ることができる。   After the development, it is desirable that the pattern be stabilized by washing with water or a poor solvent, if necessary, and then drying at about 100 ° C. By heating the film on which the pattern is formed, a film having excellent heat resistance, mechanical properties, and electrical properties can be obtained.

加熱温度は、150〜500℃が好ましく、300〜450℃がさらに好ましい。加熱時間は0.05〜10時間が好ましい。加熱処理は通常、段階的又は連続的に昇温しながら行う。   The heating temperature is preferably 150 to 500 ° C, more preferably 300 to 450 ° C. The heating time is preferably 0.05 to 10 hours. The heat treatment is usually performed while raising the temperature stepwise or continuously.

(作用)
本発明は、硬化後に熱膨張係数が小さいポリイミドを得ることができるポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物を与えるものである。主鎖にベンゾオキサゾールなどのベンゾアゾール骨格を有し、且つ主鎖又は側鎖にカルボキシル基およびフェノール性水酸基の少なくとも一方を含有するポリイミド前駆体と、コール酸又はデオキシコール酸又はリトコール酸のカルボキシル基の水素原子を、フェナシル構造を有する基およびベンゾイニル構造を有する基から選択される光脱離性基により置換して構成される酸誘導体から選ばれる少なくとも一種を含有することにより、ポジ型の感光性ポリイミド前駆体として使用でき、また、ベンゾアゾール骨格を有していることにより、硬化して得られるポリイミドの熱膨張係数が小さくなることに基づいている。コール酸又はデオキシコール酸又はリトコール酸のカルボキシル基の水素原子を光脱離性基により置換して構成される酸誘導体は、露光により酸誘導体の光脱離性基が分解し、コール酸又はデオキシコール酸又はリトコール酸に変化して露光部のアルカリ性水溶液への溶解度が向上し、樹脂前駆体自体も、アルカリ可溶性を示すことによって、露光部のみがアルカリ条件で除かれることによりポジ型として機能することに基づいており、露光感度が高く、パターン形成性が良好で、耐熱性に優れた樹脂膜が得られる。
(Function)
The present invention provides a positive photosensitive polyimide precursor composition capable of obtaining a polyimide having a small thermal expansion coefficient after curing. A polyimide precursor having a benzoazole skeleton such as benzoxazole in the main chain and containing at least one of a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group in the main chain or side chain, and a carboxyl group of cholic acid, deoxycholic acid or lithocholic acid Positive-type photosensitivity by containing at least one selected from acid derivatives constituted by substituting the hydrogen atom of 1 with a photolabile group selected from a group having a phenacyl structure and a group having a benzoinyl structure It is based on the fact that the thermal expansion coefficient of polyimide obtained by curing can be reduced by using it as a polyimide precursor and having a benzoazole skeleton. An acid derivative formed by substituting the hydrogen atom of the carboxyl group of cholic acid, deoxycholic acid or lithocholic acid with a photoleaving group is decomposed by exposure to the photoeliminating group of the acid derivative, resulting in cholic acid or deoxy By changing to cholic acid or lithocholic acid, the solubility of the exposed portion in an alkaline aqueous solution is improved, and the resin precursor itself also exhibits alkali solubility, so that only the exposed portion is removed under alkaline conditions to function as a positive type. Therefore, a resin film having high exposure sensitivity, good pattern formability, and excellent heat resistance can be obtained.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these.

(合成例1)
攪拌装置および冷却管を備えた300mlの三口セパラブルフラスコに100mlのN−メチルピロリドン(NMPともいう)と20.54g(60mmol)の2,6−(4,4’ジアミノジフェニル)−ベンゾ[1,2−d:5,4−d’]ビスオキサゾール(ジアミン1)を入れて懸濁液とし、このフラスコ内を窒素で静かに30分間パージする。反応系を氷冷(5℃以下)し、12.04g(55.205mmol)のピロメリット酸二無水物(PMDAともいう)および0.95g(9.6mmol)の無水マレイン酸を添加し、室温にて約68時間攪拌し、ポリイミド前駆体1を得た。
(Synthesis Example 1)
In a 300 ml three-necked separable flask equipped with a stirrer and a condenser, 100 ml of N-methylpyrrolidone (also referred to as NMP) and 20.54 g (60 mmol) of 2,6- (4,4′diaminodiphenyl) -benzo [1 , 2-d: 5,4-d ′] bisoxazole (diamine 1) is added to form a suspension, and the flask is gently purged with nitrogen for 30 minutes. The reaction system was ice-cooled (5 ° C. or lower), and 12.04 g (55.205 mmol) of pyromellitic dianhydride (also referred to as PMDA) and 0.95 g (9.6 mmol) of maleic anhydride were added. Was stirred for about 68 hours to obtain a polyimide precursor 1.

(合成例2)
合成例1の技術を応用して、100mlのNMP、13.52g(60mmol)の5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)−ベンゾオキサゾール(ジアミン2)、0.95g(9.6mmol)の無水マレイン酸および12.04g(55.205mmol)のピロメリット酸二無水物(PMDA)を45時間室温で反応させて、ポリイミド前駆体2を得た。
(Synthesis Example 2)
Applying the technique of Synthesis Example 1, 100 ml of NMP, 13.52 g (60 mmol) of 5-amino-2- (p-aminophenyl) -benzoxazole (diamine 2), 0.95 g (9.6 mmol) of Maleic anhydride and 12.04 g (55.205 mmol) of pyromellitic dianhydride (PMDA) were reacted at room temperature for 45 hours to obtain polyimide precursor 2.

(合成例3)
合成例1の技術を応用して、100mlのNMP、13.52g(60mmol)の5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)−ベンゾオキサゾール(ジアミン2)、0.95g(9.6mmol)の無水マレイン酸および16.25g(55.205mmol)の3,3’4,4’−ビフェニルテトラカルボン二無水物(s−BPDA)を45時間室温で反応させて、ポリイミド前駆体3を得た。
(Synthesis Example 3)
Applying the technique of Synthesis Example 1, 100 ml of NMP, 13.52 g (60 mmol) of 5-amino-2- (p-aminophenyl) -benzoxazole (diamine 2), 0.95 g (9.6 mmol) of Maleic anhydride and 16.25 g (55.205 mmol) of 3,3′4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (s-BPDA) were reacted at room temperature for 45 hours to obtain polyimide precursor 3.

(合成例4)
合成例1の技術を応用して、100mlのNMP、14.46g(60mmol)の5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)−ベンゾチアゾール(ジアミン3)、0.95g(9.6mmol)の無水マレイン酸および12.04g(55.205mmol)のピロメリット酸二無水物(PMDA)を室温にて45時間で反応させて、ポリイミド前駆体4を得た。
(Synthesis Example 4)
Applying the technique of Synthesis Example 1, 100 ml of NMP, 14.46 g (60 mmol) of 5-amino-2- (p-aminophenyl) -benzothiazole (diamine 3), 0.95 g (9.6 mmol) of Maleic anhydride and 12.04 g (55.205 mmol) of pyromellitic dianhydride (PMDA) were reacted at room temperature for 45 hours to obtain polyimide precursor 4.

(合成例5)
合成例1の技術を応用して、100mlのNMP、13.56g(60mmol)の5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)−ベンズイミダゾール(ジアミン4)、0.95g(9.6mmol)の無水マレイン酸および12.04g(55.205mmol)のピロメリット酸二無水物(PMDA)を室温にて45時間で反応させて、ポリイミド前駆体5を得た。
(Synthesis Example 5)
Applying the technique of Synthesis Example 1, 100 ml of NMP, 13.56 g (60 mmol) of 5-amino-2- (p-aminophenyl) -benzimidazole (diamine 4), 0.95 g (9.6 mmol) of Maleic anhydride and 12.04 g (55.205 mmol) of pyromellitic dianhydride (PMDA) were reacted at room temperature for 45 hours to obtain polyimide precursor 5.

(合成例6)
合成例1の技術を応用して、100mlのNMP、13.86g(60mmol)の5−アミノ−2−(4−アミノシクロヘキシル)−ベンゾオキサゾール(ジアミン5)、95g(9.6mmol)の無水マレイン酸および12.04g(55.205mmol)のピロメリット酸二無水物(PMDA)を45時間室温で反応させて、ポリイミド前駆体6を得た。
(Synthesis Example 6)
Applying the technique of Synthesis Example 1, 100 ml of NMP, 13.86 g (60 mmol) of 5-amino-2- (4-aminocyclohexyl) -benzoxazole (diamine 5), 95 g (9.6 mmol) of anhydrous male An acid and 12.04 g (55.205 mmol) of pyromellitic dianhydride (PMDA) were reacted at room temperature for 45 hours to obtain polyimide precursor 6.

(合成例7)
合成例1の技術を応用して、100mlのNMP、13.86g(60mmol)の5−アミノ−2−(4−アミノシクロヘキシル)−ベンゾオキサゾール(ジアミン5)、95g(9.6mmol)の無水マレイン酸および12.37g(55.205mmol)の1,2,3,4−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物(H−PMDAともいう)を45時間室温で反応させて、ポリイミド前駆体7を得た。
(Synthesis Example 7)
Applying the technique of Synthesis Example 1, 100 ml of NMP, 13.86 g (60 mmol) of 5-amino-2- (4-aminocyclohexyl) -benzoxazole (diamine 5), 95 g (9.6 mmol) of anhydrous male An acid and 12.37 g (55.205 mmol) of 1,2,3,4-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride (also referred to as H-PMDA) were reacted at room temperature for 45 hours to obtain polyimide precursor 7.

(合成例8)
窒素導入管を備えたフラスコ1に、1モルのピロメリット酸無水物(PMDA)、1モルの4−ヒドロキシベンジルアルコールおよび2LのNMPを加えて攪拌し、続けて1モルのトリエチルアミンを30分間にわたって滴下した。滴下後、この状態で3時間放置し、反応終了後に1モルの5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)−ベンゾオキサゾール(ジアミン2))を加えた。次に2.1モルのジフェニル(2,3−ジヒドロ−チオキソ−3−ベンゾオキサゾール)ホスホナートを5回に分けて添加し、添加後、その状態で5時間縮合した。また、別の窒素導入管を備えたフラスコ2に、2モルの無水マレイン酸と2.1モルの4−ヒドロキシベンジルアルコールおよび1LのNMPとを加えて攪拌し、続けて2.1モルのトリエチルアミンを30分間にわたって滴下した。滴下後、この状態で3時間放置した後、フラスコ1にフラスコ2の溶液を混合し、30分間攪拌した。次に2.1モルのジフェニル(2,3−ジヒドロ−チオキソ−3−ベンゾオキサゾール)ホスホナートを5回に分けて添加し、添加後、その状態で5時間縮合した。得られたスラリー状の混合物を大量のメタノール中に投入して洗浄し、得られた固形樹脂を真空乾燥機によって12時間乾燥し、ポリイミド前駆体8を得た。
(Synthesis Example 8)
To flask 1 equipped with a nitrogen inlet tube, 1 mol of pyromellitic anhydride (PMDA), 1 mol of 4-hydroxybenzyl alcohol and 2 L of NMP were added and stirred, followed by 1 mol of triethylamine over 30 minutes. It was dripped. After dropping, the mixture was left in this state for 3 hours, and 1 mol of 5-amino-2- (p-aminophenyl) -benzoxazole (diamine 2)) was added after completion of the reaction. Next, 2.1 mol of diphenyl (2,3-dihydro-thioxo-3-benzoxazole) phosphonate was added in five portions, and after the addition, the mixture was condensed in that state for 5 hours. In addition, 2 mol of maleic anhydride, 2.1 mol of 4-hydroxybenzyl alcohol and 1 L of NMP were added to the flask 2 equipped with another nitrogen introduction tube and stirred, followed by 2.1 mol of triethylamine. Was added dropwise over 30 minutes. After dropping, the solution was allowed to stand in this state for 3 hours, and then the solution in flask 2 was mixed with flask 1 and stirred for 30 minutes. Next, 2.1 mol of diphenyl (2,3-dihydro-thioxo-3-benzoxazole) phosphonate was added in five portions, and after the addition, the mixture was condensed in that state for 5 hours. The obtained slurry-like mixture was poured into a large amount of methanol and washed, and the obtained solid resin was dried for 12 hours by a vacuum dryer, whereby a polyimide precursor 8 was obtained.

(合成例9)
合成例1の技術を応用して、100mlのNMP、12.01g(60mmol)の4,4’ジアミノジフェニルエーテル(ジアミン6)、0.95g(9.6mmol)の無水マレイン酸およ12.04g(55.205mmol)のピロメリット酸二無水物(PMDA)を45時間室温で反応させて、ポリイミド前駆体9を得た。
(Synthesis Example 9)
Applying the technique of Synthesis Example 1, 100 ml of NMP, 12.01 g (60 mmol) of 4,4′diaminodiphenyl ether (diamine 6), 0.95 g (9.6 mmol) of maleic anhydride and 12.04 g ( 55.205 mmol) of pyromellitic dianhydride (PMDA) was reacted at room temperature for 45 hours to obtain a polyimide precursor 9.

(合成例10)
合成例1の技術を応用して、100mlのNMP、19.90g(60mmol)の4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン(ジアミン7)、0.95g(9.6mmol)の無水マレイン酸および12.04g(55.205mmol)のピロメリット酸二無水物(PMDA)を45時間室温で反応させて、ポリイミド前駆体10を得た。
(Synthesis Example 10)
Applying the technique of Synthesis Example 1, 100 ml of NMP, 19.90 g (60 mmol) of 4,4′-diaminodiphenylsulfone (diamine 7), 0.95 g (9.6 mmol) of maleic anhydride and 12.04 g (55.205 mmol) of pyromellitic dianhydride (PMDA) was reacted at room temperature for 45 hours to obtain a polyimide precursor 10.

(酸誘導体の合成)
300mlのナスフラスコに、N,N−ジメチルホルムアミドを20ml入れ、攪拌しながらコール酸15ミリモルを徐々に加え溶解した。さらに、トリエチルアミン15ミリモルを加え、氷冷して攪拌した。次に、α−メチルフェナシルブロミドを、13.5ミリモル加えて、溶解させ、5℃で2日間静置した後、150mlの水を加え、沈殿した固形物を水で洗浄、乾燥した。さらにエチルアルコールで再結晶することにより、α−メチルフェナシルコール酸(以下では酸誘導体1と称する)を得た。
(Synthesis of acid derivatives)
20 ml of N, N-dimethylformamide was placed in a 300 ml eggplant flask, and 15 mmol of cholic acid was gradually added and dissolved while stirring. Further, 15 mmol of triethylamine was added, and the mixture was cooled with ice and stirred. Next, 13.5 mmol of α-methylphenacyl bromide was added and dissolved, allowed to stand at 5 ° C. for 2 days, 150 ml of water was added, and the precipitated solid was washed with water and dried. Further, α-methylphenacyl cholic acid (hereinafter referred to as acid derivative 1) was obtained by recrystallization with ethyl alcohol.

同様にして、3’,5’−ジメトキシベンゾイニルコール酸(酸誘導体2)、α−メチルフェナシルデオキシコール酸(酸誘導体3)、α−メチルフェナシルリトコール酸(酸誘導体4)を得た。   Similarly, 3 ′, 5′-dimethoxybenzoinylcholic acid (acid derivative 2), α-methylphenacyldeoxycholic acid (acid derivative 3), and α-methylphenacyllithocholic acid (acid derivative 4) were obtained. .

(実施例1)
合成例1で得られたポリイミド前駆体100質量部、酸誘導体合成例の酸誘導体1の25質量部をNMPに溶解させ、感光性ワニスを得た。得られたワニスをスピンコーターでシリコンウェハ上に回転塗布し、ホットプレートを用いて100℃で5分間乾燥を行い、10μmの塗膜を得た。この塗膜をマスク(1〜50μmの残しパターンおよび抜きパターン)を通して、超高圧水銀灯を用いて紫外線を照射した。そして2.38%の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液で現像した。次に水でリンスし、乾燥した。その結果、露光量450mJ/cm2の照射で良好なパターンが形成され、残膜率は93%であった。また、現像後の外観も良好であった。さらに、窒素雰囲気下で200℃で30分、400℃で60分の熱処理を行った。熱膨張係数は、試料を適当な温度範囲で昇温した時の線膨張率を測定し、得られた線膨張率の温度に対するプロットから求められる。線膨張率の測定方法としては、TMA(熱機械分析)法、直読法、光干渉法、押棒法、電気容量法、SQUID法などがあるが、本実施例1では、熱処理後の膜をシリコンウェハから剥がし、TMA(熱機械分析)法により25〜200℃の範囲で昇温速度10℃/分で測定したところ、6ppm/℃であり、熱膨張係数が低い樹脂であることが確認された。
Example 1
100 parts by mass of the polyimide precursor obtained in Synthesis Example 1 and 25 parts by mass of the acid derivative 1 of the acid derivative synthesis example were dissolved in NMP to obtain a photosensitive varnish. The obtained varnish was spin-coated on a silicon wafer with a spin coater and dried at 100 ° C. for 5 minutes using a hot plate to obtain a 10 μm coating film. This coating film was irradiated with ultraviolet rays using a super high pressure mercury lamp through a mask (a 1-50 μm remaining pattern and a removal pattern). Then, it was developed with a 2.38% aqueous tetramethylammonium hydroxide solution. It was then rinsed with water and dried. As a result, a good pattern was formed by irradiation with an exposure dose of 450 mJ / cm 2 , and the residual film ratio was 93%. The appearance after development was also good. Furthermore, heat treatment was performed at 200 ° C. for 30 minutes and at 400 ° C. for 60 minutes in a nitrogen atmosphere. The coefficient of thermal expansion is obtained from a plot of the coefficient of linear expansion obtained by measuring the coefficient of linear expansion when the sample is heated in an appropriate temperature range. Examples of the method for measuring the linear expansion coefficient include TMA (thermomechanical analysis) method, direct reading method, optical interference method, push rod method, capacitance method, SQUID method, etc. In Example 1, the film after heat treatment is made of silicon. It was peeled from the wafer and measured at a rate of temperature increase of 10 ° C./min in the range of 25 to 200 ° C. by the TMA (thermomechanical analysis) method. As a result, it was confirmed that the resin had a low thermal expansion coefficient of 6 ppm / ° C. .

(実施例2〜8)
実施例1において用いた合成例1のポリイミド前駆体の代わりに、合成例2〜8のポリイミド前駆体2〜8を用いた以外は、実施例1と同様に操作して感光性ワニスを調製し、実施例1と同様にして評価した。
(Examples 2 to 8)
A photosensitive varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyimide precursors 2 to 8 of Synthesis Examples 2 to 8 were used instead of the polyimide precursor of Synthesis Example 1 used in Example 1. Evaluation was conducted in the same manner as in Example 1.

(実施例9〜11)
実施例1において用いた酸誘導体1の代わりに、酸誘導体2〜3を用いた以外は、実施例1と同様に操作して感光性ワニスを調製し、実施例1と同様にして評価した。
(Examples 9 to 11)
A photosensitive varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that acid derivatives 2 to 3 were used instead of the acid derivative 1 used in Example 1, and evaluated in the same manner as in Example 1.

(比較例1〜2)
実施例6において用いた合成例1のポリイミド前駆体1の代わりに、合成例9〜10のポリイミド前駆体9〜10を用いた以外は、実施例1と同様に操作して感光性ワニスを調製し、実施例1と同様にして評価した。
(Comparative Examples 1-2)
A photosensitive varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyimide precursors 9 to 10 of Synthesis Examples 9 to 10 were used instead of the polyimide precursor 1 of Synthesis Example 1 used in Example 6. In the same manner as in Example 1, the evaluation was made.

(比較例3)
実施例1において用いたエステル体1の代わりに、ナフトキノンジアジド化合物であるMG−300(東洋合成工業(株)製)を用いた以外は、実施例1と同様に操作して感光性ワニスを調製し、実施例1と同様にして評価した。
(Comparative Example 3)
A photosensitive varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that MG-300 (manufactured by Toyo Gosei Kogyo Co., Ltd.), which is a naphthoquinone diazide compound, was used instead of the ester 1 used in Example 1. In the same manner as in Example 1, the evaluation was made.

実施例1〜11、比較例1〜3の評価結果については以下の表1に示した。表1中、「感度」とは、解像度10μmのパターン形成のために要する露光量であり、現像後の膜の外観評価は、露光部の現像残りがなく、パターンのエッジが平滑であれば、「良好」と評価した。残膜率の算定・算出は、以下の方法にて行った。
残膜率(%)={(現像後の未露光部の膜厚)/(現像前の未露光部の膜厚)}×100
The evaluation results of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 1 below. In Table 1, “sensitivity” is the amount of exposure required for pattern formation with a resolution of 10 μm, and the appearance evaluation of the film after development is such that there is no residual development in the exposed area and the pattern edge is smooth. Rated as “good”. The remaining film rate was calculated and calculated by the following method.
Residual film ratio (%) = {(film thickness of unexposed part after development) / (film thickness of unexposed part before development)} × 100

Figure 2006251476
Figure 2006251476

以上の表1に示される結果によると、実施例1〜11の熱膨張係数と比較例1〜2の熱膨張係数とを比較して明らかなように、実施例1〜11に示される本発明に係るポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物から得られるポリイミドは、従来のポリイミド(比較例1〜2)に比較して、明らかに熱膨張係数が低減されている。また、実施例1〜11と比較例3とにおける感度および残膜率および現像後外観を比較すると、いずれも優れていることが分かる。   According to the results shown in Table 1 above, the present invention shown in Examples 1 to 11 is clearly shown by comparing the thermal expansion coefficients of Examples 1 to 11 with those of Comparative Examples 1 and 2. Compared with the conventional polyimide (Comparative Examples 1-2), the thermal expansion coefficient of the polyimide obtained from the positive photosensitive polyimide precursor composition is clearly reduced. Moreover, when the sensitivity in Example 1-11 and the comparative example 3 and a residual film rate and the external appearance after image development are compared, it turns out that all are excellent.

本発明のポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物は、半導体デバイスなどの製造での電気、電子絶縁材料として、詳しくは、ICやLSIなどの半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜などに用いられ、微細パターンの加工が必要とされるものなどに利用できる。   The positive photosensitive polyimide precursor composition of the present invention is used as an electrical and electronic insulating material in the manufacture of semiconductor devices and the like, and specifically, used as a surface protective film, an interlayer insulating film, etc. of semiconductor elements such as IC and LSI. It can be used for those that require fine pattern processing.

Claims (3)

一般式(1)で示されるポリイミド前駆体と、
Figure 2006251476
(式中、R1はフェノール性水酸基を有していてもよい4価の有機基を示し、R2は水酸基、フェノール性水酸基を含有する有機基又はその他の1価の有機基を示し、R3は一般式(2)〜(5)を示し、)
Figure 2006251476
(一般式(2)〜(5)中、Xは酸素原子、硫黄原子又はNR8(式中R8は水素原アルキル基又はフェニル基を示す)を示し、R4、R6は、それぞれ独立して、フェノール性水酸基を有していてもよい単環又は複数の環から構成される芳香族環基又は複素環基を示し、R5、R7はそれぞれ独立して、フェノール性水酸基を有していてもよい単環又は複数の環から構成される芳香族環基、複素環基又は脂肪族環基を示す。)
コール酸、デオキシコール酸、および/又はリトコール酸のカルボキシル基の水素原子をフェナシル構造を有する基およびベンゾイニル構造を有する基から選択される光脱離性基により置換して構成される酸誘導体から選ばれる少なくとも一種とを含有することを特徴とするポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物。
A polyimide precursor represented by the general formula (1);
Figure 2006251476
(In the formula, R 1 represents a tetravalent organic group optionally having a phenolic hydroxyl group, R 2 represents a hydroxyl group, an organic group containing a phenolic hydroxyl group, or other monovalent organic group; 3 represents general formulas (2) to (5), and
Figure 2006251476
(In the general formulas (2) to (5), X represents an oxygen atom, a sulfur atom or NR 8 (wherein R 8 represents a hydrogen atom alkyl group or a phenyl group), and R 4 and R 6 are each independently selected. An aromatic ring group or a heterocyclic group composed of a single ring or a plurality of rings which may have a phenolic hydroxyl group, and R 5 and R 7 each independently have a phenolic hydroxyl group. An aromatic ring group, a heterocyclic group or an aliphatic ring group composed of a single ring or a plurality of rings which may be
Selected from acid derivatives constructed by substituting the hydrogen atom of the carboxyl group of cholic acid, deoxycholic acid, and / or lithocholic acid with a photoleaving group selected from a group having a phenacyl structure and a group having a benzoinyl structure A positive-type photosensitive polyimide precursor composition comprising:
前記一般式(1)で示される構造を繰り返し単位中に有するポリイミド前駆体が有するカルボキシル基とフェノール性水酸基との合計量が一般式(1)で示される繰り返し単位1モルあたり0.3〜3モルである、請求項1に記載のポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物。   The total amount of carboxyl groups and phenolic hydroxyl groups of the polyimide precursor having the structure represented by the general formula (1) in the repeating unit is 0.3 to 3 per mole of the repeating unit represented by the general formula (1). The positive photosensitive polyimide precursor composition of Claim 1 which is a mole. 前記ポリイミド前駆体の少なくとも一方の末端は、芳香族ジアミン又は二酸無水物と結合する結合性基を有する連鎖延長剤によって該結合性基を介して封鎖されており、該連鎖延長剤は、芳香族ジアミンと二酸無水物とからポリイミド前駆体を形成するための条件とは異なる条件下で該ポリイミド前駆体同士を該連鎖延長剤を介して連結する連結性基をさらに有している、請求項1又は2いずれか1つに記載のポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物。   At least one terminal of the polyimide precursor is blocked through the binding group by a chain extender having a binding group that binds to an aromatic diamine or dianhydride. Further comprising a linking group for linking the polyimide precursors via the chain extender under conditions different from the conditions for forming a polyimide precursor from an aromatic diamine and a dianhydride, Item 3. The positive photosensitive polyimide precursor composition according to any one of Items 1 and 2.
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