JP2007186680A - Amide derivative, polymer, chemical amplification type photosensitive resin composition and method for forming pattern - Google Patents

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Katsumi Maeda
勝美 前田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a photosensitive resin composition having excellent resolution and developable with an alkali aqueous solution. <P>SOLUTION: The chemical amplification type photosensitive resin composition comprises a polymer containing at least one kind of a repeating structural unit represented by formula (2) (R<SP>2</SP>is a hydrogen atom or a group decomposable with an acid) and a photoacid generator. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、新規なアミド誘導体、該アミド誘導体から誘導される重合体、該重合体を含有する化学増幅型感光性樹脂組成物、及び該組成物を用いたパターン形成方法に関し、詳しくは、半導体デバイスの層間絶縁膜や表面保護膜等に適用可能なアミド誘導体、重合体、感光性樹脂組成物及びパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a novel amide derivative, a polymer derived from the amide derivative, a chemically amplified photosensitive resin composition containing the polymer, and a pattern forming method using the composition. The present invention relates to an amide derivative, a polymer, a photosensitive resin composition, and a pattern forming method applicable to an interlayer insulating film and a surface protective film of a device.

従来、半導体デバイスの層間絶縁膜や表面保護膜には、耐熱性、機械特性及び電気特性等の膜特性に優れたポリイミド樹脂が用いられてきた。しかし、非感光性ポリイミド樹脂を層間絶縁膜等として用いる際には、パターン形成プロセスでポジ型レジストを用い、エッチング、レジスト除去工程等が必要となり、製造工程が複雑となるため、優れた感光性を有する感光性ポリイミド樹脂の検討がなされてきた。このような感光性ポリイミド樹脂組成物としては、特許文献1に記載されているポリイミド酸と芳香族ビスアジド系化合物及びアミン化合物からなるポジ型感光性樹脂組成物が挙げられる。しかし、感光性ポリイミド樹脂のパターン形成プロセスにおける現像工程では、N−メチル−2−ピロリドンやエタノールといった有機溶媒が必要となるため、安全性や環境への影響の点で問題となっていた。   Conventionally, polyimide resins having excellent film characteristics such as heat resistance, mechanical characteristics, and electrical characteristics have been used for interlayer insulating films and surface protective films of semiconductor devices. However, when non-photosensitive polyimide resin is used as an interlayer insulation film, etc., positive resist is used in the pattern formation process, and etching and resist removal processes are required, which complicates the manufacturing process. Studies have been made on photosensitive polyimide resins having the following. As such a photosensitive polyimide resin composition, the positive photosensitive resin composition which consists of the polyimide acid described in patent document 1, an aromatic bisazide type compound, and an amine compound is mentioned. However, in the development process in the pattern forming process of the photosensitive polyimide resin, an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone or ethanol is required, which has been a problem in terms of safety and environmental impact.

そこで、近年では、半導体の微細なパターン形成プロセスに使用されているテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液といったアルカリ水溶液で現像可能なパターン形成材料として、ポジ型感光性樹脂組成物が開発されている。例えば、特許文献2では、ポリベンゾオキサゾール前躯体と感光剤であるジアゾキノン化合物とからなる非化学増幅型のポジ型感光性樹脂組成物が報告されている。非特許文献1では、ポリベンゾオキサゾール前躯体と1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステルとからなる非化学増幅型のポジ型感光性樹脂組成物が報告されている。また非特許文献2では、酸分解性基で保護したポリベンゾオキサゾール前躯体と光酸発生剤とからなる化学増幅型のポジ型感光性樹脂組成物が報告されている。   Therefore, in recent years, a positive photosensitive resin composition has been developed as a pattern forming material that can be developed with an alkaline aqueous solution such as a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution used in a semiconductor fine pattern forming process. . For example, Patent Document 2 reports a non-chemically amplified positive photosensitive resin composition comprising a polybenzoxazole precursor and a diazoquinone compound as a photosensitizer. Non-Patent Document 1 reports a non-chemically amplified positive photosensitive resin composition comprising a polybenzoxazole precursor and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester. Non-Patent Document 2 reports a chemically amplified positive photosensitive resin composition comprising a polybenzoxazole precursor protected with an acid-decomposable group and a photoacid generator.

このような感光性樹脂組成物は、加熱処理によって構造が変化し、ベンゾオキサゾール環が形成されるため、耐熱性や電気特性に優れたものとなる。例えば、非特許文献1に記載されているポリベンゾオキサゾール前躯体は、下記反応式A1及びA2に示すように、アルカリ現像後の加熱処理によりベンゾオキサゾール環が形成される。ベンゾオキサゾール環は安定な構造であるため、このポリベンゾオキサゾール前躯体からなる感光性組成物を用いた層間絶縁膜や表面保護膜は、耐熱性、機械特性及び電気特性等の膜特性に優れたものとなる。   Such a photosensitive resin composition is excellent in heat resistance and electrical characteristics because the structure is changed by heat treatment and a benzoxazole ring is formed. For example, in the polybenzoxazole precursor described in Non-Patent Document 1, a benzoxazole ring is formed by heat treatment after alkali development, as shown in the following reaction formulas A1 and A2. Since the benzoxazole ring has a stable structure, interlayer insulating films and surface protective films using a photosensitive composition comprising this polybenzoxazole precursor have excellent film characteristics such as heat resistance, mechanical characteristics, and electrical characteristics. It will be a thing.

Figure 2007186680
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近年、半導体デバイスの製造分野では、デバイスのより一層の高密度化や高集積化、配線パターンの微細化が要求されている。これに伴い、特に層間絶縁膜や表面保護膜等に用いられる感光性樹脂組成物に対する要求は厳しくなっているが、上記の各文献に記載のポジ型感光性樹脂組成物は、解像度の点からは充分満足のいくものではなかった。   In recent years, in the field of semiconductor device manufacturing, higher density and higher integration of devices and miniaturization of wiring patterns are required. Along with this, the demand for photosensitive resin compositions used for interlayer insulating films, surface protective films and the like has become stricter, but the positive photosensitive resin compositions described in the above-mentioned documents are in terms of resolution. Was not fully satisfactory.

このため、従来の膜特性を維持しつつ、アルカリ現像が可能で、高解像度が得られる感光性樹脂組成物の開発が待たれている。   For this reason, development of the photosensitive resin composition which can perform alkali image development and can obtain high resolution, maintaining the conventional film | membrane characteristic is awaited.

特公平3−36861号公報Japanese Patent Publication No. 3-36861 特公平1−46862号公報Japanese Examined Patent Publication No. 1-46862 M.Uedaら、ジャーナル オブ フォトポリマー サイエンス アンド テクノロジー(Journal of Photopolymer Science and Technology)、第16巻、第2号、第237〜242頁(2003年)M.M. Ueda et al., Journal of Photopolymer Science and Technology, Vol. 16, No. 2, pages 237-242 (2003). K.Ebaraら、ジャーナル オブ フォトポリマー サイエンス アンド テクノロジー(Journal of Photopolymer Science and Technology)、第16巻、第2号、第287〜292頁(2003年)K. Ebara et al., Journal of Photopolymer Science and Technology, Vol. 16, No. 2, pp. 287-292 (2003)

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その第1の目的は、感光性樹脂組成物の原料として好ましく用いることができるアミド誘導体及び重合体を提供することにある。第2の目的は、耐熱性、機械特性及び電気特性等の膜特性に優れ、アルカリ現像が可能で、高解像度が得られる化学増幅型感光性樹脂組成物を提供することにある。第3の目的は、化学増幅型感光性樹脂組成物を用いたパターン形成方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to provide an amide derivative and a polymer that can be preferably used as a raw material for a photosensitive resin composition. The second object is to provide a chemically amplified photosensitive resin composition that is excellent in film properties such as heat resistance, mechanical properties, and electrical properties, is capable of alkali development, and provides high resolution. The third object is to provide a pattern forming method using a chemically amplified photosensitive resin composition.

本発明者らは、上記目的を達成するために検討した結果、新規化合物である特定構造のアミド誘導体を含む単量体組成物を重合して得られる重合体が、化学増幅型感光性樹脂組成物として優れており、アルカリ水溶液で現像可能で高解像度が得られることを見出し、本発明を完成した。   As a result of investigations to achieve the above object, the present inventors have found that a polymer obtained by polymerizing a monomer composition containing an amide derivative having a specific structure, which is a novel compound, is a chemically amplified photosensitive resin composition. The present invention has been completed by finding that it is excellent as a product, can be developed with an alkaline aqueous solution, and has high resolution.

すなわち、本発明は、下記一般式(1)で表されるアミド誘導体である。   That is, the present invention is an amide derivative represented by the following general formula (1).

Figure 2007186680
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(式(1)中、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は水素原子または酸により分解する基、R3〜R6はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表すか、あるいは互いに連結して置換又は無置換の縮合芳香環を形成するが、少なくとも一つの縮合芳香環を形成する。) (In the formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents a hydrogen atom or a group decomposed by an acid, R 3 to R 6 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a carbon number of 1 to 4 alkyl groups or linked to each other to form a substituted or unsubstituted fused aromatic ring, but at least one fused aromatic ring is formed.)

また、本発明は、前記一般式(1)で表されるアミド誘導体由来の下記一般式(2)で表される繰返し構造単位を1種以上含む重合体である。   Moreover, this invention is a polymer containing 1 or more types of repeating structural units represented by following General formula (2) derived from the amide derivative represented by the said General formula (1).

Figure 2007186680
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(式(2)中、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は水素原子または酸により分解する基、R3〜R6はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表すか、あるいは互いに連結して置換又は無置換の縮合芳香環を形成するが、少なくとも一つの縮合芳香環を形成する。) (In Formula (2), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom or a group decomposed by an acid, R 3 to R 6 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, or a carbon number of 1 to 4 alkyl groups or linked to each other to form a substituted or unsubstituted fused aromatic ring, but at least one fused aromatic ring is formed.)

上記重合体は、一般式(2)で表される繰返し構造単位の一種以上と、当該構造単位と共重合可能なビニル系単量体由来の繰返し構造単位の一種以上とを有する。   The polymer has at least one repeating structural unit represented by the general formula (2) and at least one repeating structural unit derived from a vinyl monomer copolymerizable with the structural unit.

さらに、本発明は、下記一般式(3)で表される構造単位をさらに含むことを特徴とする上記の重合体である。   Furthermore, this invention is said polymer characterized by further including the structural unit represented by following General formula (3).

Figure 2007186680
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(式中、R7は水素原子またはメチル基を表し、R8はラクトン構造を有する有機基を表す。) (In the formula, R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 8 represents an organic group having a lactone structure.)

上記重合体は、重量平均分子量が2,000〜200,000であることが好ましい。   The polymer preferably has a weight average molecular weight of 2,000 to 200,000.

また、本発明は、少なくとも、上記の重合体と光酸発生剤とからなる化学増幅型感光性樹脂組成物である。   The present invention also provides a chemically amplified photosensitive resin composition comprising at least the above polymer and a photoacid generator.

さらに、本発明は、溶解阻止剤および/または密着性向上剤を含んでなる上記の化学増幅型感光性樹脂組成物である。   Furthermore, the present invention is the above chemically amplified photosensitive resin composition comprising a dissolution inhibitor and / or an adhesion improver.

該溶解阻止剤が下記一般式(4)または下記一般式(5)で表される化合物であることを特徴とする。   The dissolution inhibitor is a compound represented by the following general formula (4) or the following general formula (5).

Figure 2007186680
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(式中、R9およびR10は酸により分解する基を表し、R11およびR12は炭素数1〜10の直鎖状、分枝状あるいは環状のアルキル基または芳香族炭化水素基であり、Zは直結合、−C(CF32−、−C(CH32−、−SO2−、−CO−、−O−または−CH2−を表す。) (In the formula, R 9 and R 10 represent groups capable of decomposing by an acid, and R 11 and R 12 are linear, branched or cyclic alkyl groups or aromatic hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms. Z represents a direct bond, —C (CF 3 ) 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, —SO 2 —, —CO—, —O— or —CH 2 —.

Figure 2007186680
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(式中、R13は2価の芳香族炭化水素基または環状脂肪族炭化水素基、R14およびR15は酸により分解する基を表し、R16およびR17は水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。) (Wherein R 13 represents a divalent aromatic hydrocarbon group or cycloaliphatic hydrocarbon group, R 14 and R 15 represent groups that are decomposed by an acid, and R 16 and R 17 represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a carbon atom. Represents an alkyl group of formulas 1 to 4.)

該密着性向上剤が有機ケイ素化合物であること、そして、その有機化合物が下記一般式(6)で表される化合物であることを特徴とする。   The adhesion improver is an organosilicon compound, and the organic compound is a compound represented by the following general formula (6).

Figure 2007186680
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(式中、R18〜R23は1価の有機基を表し、X1およびX2は2価の有機基を表す。また、kは正の整数である。 ) (Wherein R 18 to R 23 represent a monovalent organic group, X 1 and X 2 represent a divalent organic group, and k is a positive integer.)

さらにまた、本発明は、少なくとも、下記工程からなることを特徴とするパターン形成方法である:
上記の化学増幅型感光性樹脂組成物を被加工基板上に塗布する工程;
プリベークを行う工程;
露光する工程;
露光後ベークを行う工程;
現像を行う工程;および
ポストベークを行う工程。
Furthermore, the present invention is a pattern forming method characterized by comprising at least the following steps:
Applying the chemical amplification type photosensitive resin composition on a substrate to be processed;
Performing pre-baking;
Exposure step;
Performing post-exposure baking;
A step of developing; and a step of post-baking.

また、本発明は、現像を行う工程とポストベークを行う工程との間に、さらにポスト露光工程を有することを特徴とする上記のパターン形成方法である。   Further, the present invention is the pattern forming method described above, further comprising a post-exposure step between the developing step and the post-baking step.

本発明のアミド誘導体は、重合体を製造するための原料として好ましく用いることができ、この重合体は、化学増幅型感光性樹脂組成物を得るために好ましく用いることができる。また、本発明の化学増幅型感光性樹脂組成物及びパターン形成方法では、アルカリ現像液による現像が可能で、耐熱性、機械特性及び電気特性等の膜特性に優れ、高解像度のパターンを形成することができる。   The amide derivative of the present invention can be preferably used as a raw material for producing a polymer, and this polymer can be preferably used for obtaining a chemically amplified photosensitive resin composition. In addition, the chemically amplified photosensitive resin composition and the pattern forming method of the present invention can be developed with an alkali developer, have excellent film properties such as heat resistance, mechanical properties, and electrical properties, and form high-resolution patterns. be able to.

さらに、本発明の重合体は、一般式(2)で表される繰返し構造単位を有するので、直接加熱処理したり、酸により酸分解性基を分解した後加熱処理したりすることで安定な構造であるオキサゾール環を形成することができる。   Furthermore, since the polymer of the present invention has a repeating structural unit represented by the general formula (2), it is stable by direct heat treatment or by heat treatment after decomposing an acid-decomposable group with an acid. An oxazole ring that is a structure can be formed.

そして、この重合体を含む本発明の化学増幅型感光性樹脂組成物を用いた層間絶縁膜や表面保護膜は、加熱処理によりオキサゾール環が形成されるので、耐熱性、機械特性及び電気特性等の膜特性に優れたものとなる。   And since the oxazole ring is formed in the interlayer insulating film and the surface protective film using the chemically amplified photosensitive resin composition of the present invention containing this polymer by heat treatment, heat resistance, mechanical characteristics, electrical characteristics, etc. Excellent film characteristics.

以下、本発明のアミド誘導体、重合体、化学増幅型感光性樹脂組成物及びパターン形成方法について説明する。   Hereinafter, the amide derivative, polymer, chemically amplified photosensitive resin composition and pattern forming method of the present invention will be described.

<アミド誘導体>
本発明のアミド誘導体は、下記一般式(1)で表される。
<Amide derivatives>
The amide derivative of the present invention is represented by the following general formula (1).

Figure 2007186680
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式(1)中、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は水素原子または酸により分解する基、R3〜R6はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜4のアルキル基、あるいは互いに連結して置換又は無置換の縮合芳香環を形成するが、少なくとも一つの縮合芳香環を形成する。 In formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents a hydrogen atom or a group decomposed by an acid, R 3 to R 6 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a carbon number of 1 to 4. These alkyl groups, or linked to each other to form a substituted or unsubstituted fused aromatic ring, forms at least one fused aromatic ring.

なお、酸により分解する基として、tert−ブチル基、テトラヒドロピラン−2−イル基、テトラヒドロフラン−2−イル基、4−メトキシテトラヒドロピラン−4−イル基、1−エトキシエチル基、1−ブトキシエチル基、1−プロポキシエチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、tert−ブトキシカルボニル基等が挙げられる。   In addition, tert-butyl group, tetrahydropyran-2-yl group, tetrahydrofuran-2-yl group, 4-methoxytetrahydropyran-4-yl group, 1-ethoxyethyl group, 1-butoxyethyl are groups that can be decomposed by acid. Group, 1-propoxyethyl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, tert-butoxycarbonyl group and the like.

3〜R6が互いに連結して形成する縮合芳香環としては、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フェナレン環、ピレン環等が挙げられる。このように形成された縮合芳香環は、ハロゲン原子又は炭素数1〜4のアルキル基で置換されていても良い。 Examples of the condensed aromatic ring formed by connecting R 3 to R 6 to each other include a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a phenalene ring, and a pyrene ring. The condensed aromatic ring thus formed may be substituted with a halogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

ハロゲン原子として、フッ素原子、塩素原子等が挙げられる。   Examples of the halogen atom include a fluorine atom and a chlorine atom.

炭素数1〜4のアルキル基として、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。   Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group.

好ましくは、一般式(1)で表されるアミド誘導体として、以下に示すような、R3〜R6のうち隣接する2つの基が結合してナフタレン環を形成した一般式(1−1)〜(1−3)で表される化合物が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。 Preferably, as the amide derivative represented by the general formula (1), the following general formula (1-1) in which two adjacent groups out of R 3 to R 6 are bonded to form a naphthalene ring. Although the compound represented by-(1-3) is mentioned, it is not limited only to these.

Figure 2007186680
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(上記式中、R1、R2は、前記一般式(1)中のR1、R2と同じ意味を示し、R3〜R6,R24〜R35は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。) (In the formula, R 1, R 2, the general formula (1) shows the same meaning as R 1, R 2 in, R 3 ~R 6, R 24 ~R 35 each independently represent a hydrogen atom, Represents a halogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)

より具体的には、以下の化合物が挙げられるが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。   More specifically, the following compounds may be mentioned, but the present invention is not limited to these.

Figure 2007186680
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これらのアミド誘導体の単独での重合体または他の共重合可能な単量体との重合体は、パターン形成したのちに、加熱処理や、酸により酸分解性基を分解した後加熱処理することで安定なオキサゾール環を形成するので、耐熱性、機械特性及び電気特性等の優れた特性を持つ膜を形成することができる。    Polymers of these amide derivatives alone or with other copolymerizable monomers should be heat-treated after pattern formation and then heat-treated after acid-decomposable groups are decomposed with acid. Since a stable oxazole ring is formed, a film having excellent characteristics such as heat resistance, mechanical characteristics, and electrical characteristics can be formed.

一般式(1)で表されるアミド誘導体のうち、R1〜R4が水素原子、R5とR6が互いにつながりナフタレン環を形成している化合物は、例えば、1−アミノ−2−ナフトール塩酸塩と塩化アクリロイルを酢酸ナトリウム水溶液中で反応させることによって合成できる。 Among the amide derivatives represented by the general formula (1), compounds in which R 1 to R 4 are hydrogen atoms and R 5 and R 6 are connected to each other to form a naphthalene ring are, for example, 1-amino-2-naphthol It can be synthesized by reacting hydrochloride and acryloyl chloride in an aqueous sodium acetate solution.

<重合体>
本発明の重合体は、下記一般式(2)で表される繰返し構造単位を少なくとも1種含むものである。
<Polymer>
The polymer of the present invention contains at least one repeating structural unit represented by the following general formula (2).

Figure 2007186680
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式(2)中、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は水素原子または酸により分解する基、R3〜R6はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜4のアルキル基、あるいは互いに連結して置換又は無置換の縮合芳香環を形成するが、少なくとも一つの縮合芳香環を形成する。 In formula (2), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents a hydrogen atom or a group decomposed by an acid, R 3 to R 6 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a carbon number of 1 to 4. These alkyl groups, or linked to each other to form a substituted or unsubstituted fused aromatic ring, forms at least one fused aromatic ring.

酸により分解する基として、t−ブチル基、テトラヒドロピラン−2−イル基、テトラヒドロフラン−2−イル基、4−メトキシテトラヒドロピラン−4−イル基、1−エトキシエチル基、1−ブトキシエチル基、1−プロポキシエチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、t−ブトキシカルボニル基等が挙げられる。   Examples of groups that can be decomposed by an acid include t-butyl group, tetrahydropyran-2-yl group, tetrahydrofuran-2-yl group, 4-methoxytetrahydropyran-4-yl group, 1-ethoxyethyl group, 1-butoxyethyl group, Examples include 1-propoxyethyl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, t-butoxycarbonyl group and the like.

3〜R6が互いに連結して形成する縮合芳香環としては、ナフタレン環、アントラセン環等が挙げられる。このように形成された縮合芳香環は、ハロゲン原子又は炭素数1〜4のアルキル基で置換されていても良い。 Examples of the condensed aromatic ring formed by connecting R 3 to R 6 to each other include a naphthalene ring and an anthracene ring. The condensed aromatic ring thus formed may be substituted with a halogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

ハロゲン原子として、フッ素原子、塩素原子等が挙げられる。   Examples of the halogen atom include a fluorine atom and a chlorine atom.

炭素数1〜4のアルキル基として、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。   Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group.

好ましくは、一般式(2)で表される繰返し構造単位として、以下に示すような、R3〜R6のうち隣接する2つの基が結合してナフタレン環を形成した一般式(2−1)〜(2−3)で表される構造単位が挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。 Preferably, as a repeating structural unit represented by the general formula (2), a general formula (2-1) in which two adjacent groups of R 3 to R 6 are bonded to form a naphthalene ring as shown below. ) To (2-3), but not limited thereto.

Figure 2007186680
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(上記式中、R1、R2は、前記一般式(2)中のR1、R2と同じ意味を示し、R3〜R6,R24〜R35は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。) (In the formula, R 1, R 2, the general formula (2) shows the same meaning as R 1, R 2 in, R 3 ~R 6, R 24 ~R 35 each independently represent a hydrogen atom, Represents a halogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)

より具体的には、以下の構造単位が挙げられるが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。   More specifically, the following structural units may be mentioned, but the present invention is not limited to these.

Figure 2007186680
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本発明の重合体は、そのまま加熱処理したり、パターンを形成した後に加熱処理したり、パターン形成後に再度全面露光し、残存するパターン内の酸分解性基を酸により分解した後に加熱処理したりすると、閉環反応が起き、オキサゾール環が形成される。   The polymer of the present invention can be heat-treated as it is, heat-treated after forming a pattern, or exposed again entirely after pattern formation, and heat-treated after decomposing acid-decomposable groups in the remaining pattern with an acid. Then, a ring closing reaction occurs and an oxazole ring is formed.

例えば、前記式(2−1)において、R1〜R4、R24〜R27が水素原子であるアミド系重合体は、下記反応式Bに示すように加熱処理することにより閉環反応が起き、ナフトオキサゾール環が形成される。R2が酸分解性基である場合も、酸により酸分解性基を分解することでR2が水素原子となる構造が得られる。 For example, in the formula (2-1), an amide polymer in which R 1 to R 4 and R 24 to R 27 are hydrogen atoms undergoes a cyclization reaction by heat treatment as shown in the following reaction formula B. A naphthoxazole ring is formed. Even when R 2 is an acid-decomposable group, a structure in which R 2 is a hydrogen atom can be obtained by decomposing the acid-decomposable group with an acid.

Figure 2007186680
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このナフトオキサゾール環は、安定な構造であるので、この重合体を層間絶縁膜や表面保護膜に用いることにより、耐熱性、機械特性及び電気特性等の膜特性に優れた層間絶縁膜や表面保護膜を形成することが可能である。   Since this naphthoxazole ring has a stable structure, the use of this polymer for an interlayer insulating film or a surface protective film makes it possible to use an interlayer insulating film or a surface protective film excellent in film characteristics such as heat resistance, mechanical characteristics and electrical characteristics. It is possible to form a film.

本発明の重合体は、一般式(2)で表される繰返し構造単位を一種以上含む重合体を合成することができれば、その原料は特に制限されないが、一般式(1)で表されるアミド誘導体を好適に用いることができる。   The raw material of the polymer of the present invention is not particularly limited as long as it can synthesize a polymer containing one or more repeating structural units represented by the general formula (2), but the amide represented by the general formula (1) Derivatives can be preferably used.

本発明の重合体は、一般式(1)で表されるアミド誘導体の一種を単独で重合して得たもの、一般式(1)で表されるアミド誘導体の2種以上を共重合させて得たものでもよいが、上述のアミド誘導体と共重合可能なコモノマーをさらに使用して共重合して得たものでもよい。なお、上述のアミド誘導体とコモノマーとを共重合して得られた共重合体は、コモノマーの特性が付加されるので、種々のコモノマーを用いることにより、この重合体を含む化学増幅型感光性樹脂組成物に有用な特性(解像度、感度)、感光性樹脂で形成される層間絶縁膜や表面保護膜に有用な特性(例えば、耐熱性、機械特性、電気特性等)を向上させることができる。   The polymer of the present invention is obtained by polymerizing a single amide derivative represented by the general formula (1) alone, or by copolymerizing two or more amide derivatives represented by the general formula (1). Although it may be obtained, it may be obtained by further copolymerization using a comonomer copolymerizable with the above amide derivative. The copolymer obtained by copolymerizing the amide derivative and the comonomer has the characteristics of the comonomer. Therefore, by using various comonomers, the chemically amplified photosensitive resin containing the polymer is used. Properties useful for the composition (resolution, sensitivity) and properties useful for interlayer insulating films and surface protective films formed of photosensitive resins (for example, heat resistance, mechanical properties, electrical properties, etc.) can be improved.

コモノマーとしては、上記アミド誘導体と十分な重合性を有することから、ビニル系単量体が好ましい。ビニル系単量体としては、上記アミド誘導体以外の(メタ)アクリルアミド誘導体、ブタジエン、アクリロニトリル、スチレン、(メタ)アクリル酸、エチレン誘導体、スチレン誘導体、(メタ)アクリル酸エステル誘導体等が使用できる。   As the comonomer, a vinyl monomer is preferable because it has sufficient polymerizability with the amide derivative. As the vinyl monomer, (meth) acrylamide derivatives other than the amide derivatives, butadiene, acrylonitrile, styrene, (meth) acrylic acid, ethylene derivatives, styrene derivatives, (meth) acrylic acid ester derivatives, and the like can be used.

エチレン誘導体として、エチレン、プロピレン、塩化ビニル等が挙げられ、スチレン誘導体として、α−メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、クロロスチレン、特開2001−172315号公報記載のスチレン誘導体等が挙げられる。   Examples of ethylene derivatives include ethylene, propylene, vinyl chloride, and examples of styrene derivatives include α-methylstyrene, p-hydroxystyrene, chlorostyrene, and styrene derivatives described in JP-A No. 2001-172315.

ビニル系単量体の他に、無水マレイン酸、N−フェニルマレイミド誘導体等が使用可能であり、N−フェニルマレイミド誘導体として、N−フェニルマレイミド、N−(4−メチルフェニル)マレイミド等が挙げられる。これらのコモノマーは1種又は2種以上を用いることができる。   In addition to vinyl monomers, maleic anhydride, N-phenylmaleimide derivatives and the like can be used. Examples of N-phenylmaleimide derivatives include N-phenylmaleimide and N- (4-methylphenyl) maleimide. . These comonomer can use 1 type (s) or 2 or more types.

上述の共重合体のコモノマーからの構造単位の具体的な例として、下記一般式(3)で表されるラクトン構造を有する(メタ)アクリルエステルに由来する構造単位が挙げられる。   Specific examples of the structural unit derived from the comonomer of the above-described copolymer include a structural unit derived from a (meth) acrylic ester having a lactone structure represented by the following general formula (3).

Figure 2007186680
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(式中、R7は水素原子またはメチル基を表し、R8はラクトン構造を有する有機基を表す。) (In the formula, R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 8 represents an organic group having a lactone structure.)

一般式(3)で表される繰返し構造単位としては、以下のような例が挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。   Examples of the repeating structural unit represented by the general formula (3) include, but are not limited to, the following examples.

Figure 2007186680
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本発明の重合体を層間絶縁膜や表面保護膜に用いた場合に、優れた膜特性を発揮させるためは、一般式(2)で表される繰返し構造単位の重合体中に占める割合は、10〜100モル%が好ましく、40〜100モル%がより好ましい。   In order to exhibit excellent film characteristics when the polymer of the present invention is used for an interlayer insulating film or a surface protective film, the proportion of the repeating structural unit represented by the general formula (2) in the polymer is: 10-100 mol% is preferable and 40-100 mol% is more preferable.

なお、重合体の重量平均分子量(Mw)としては、通常、2,000〜200,000が好ましく、4,000〜100,000がより好ましい。重合体の重量平均分子量(Mw)が2,000未満の場合は、重合体を層間絶縁膜や表面保護膜に用いる場合に、膜を均一に形成することが困難となることがある。また、重合体の重量平均分子量が200,000を超える場合は、重合体を層間絶縁膜や表面保護膜に用いる場合に、解像度が悪くなることがある。   In addition, as a weight average molecular weight (Mw) of a polymer, 2,000-200,000 is preferable normally and 4,000-100,000 are more preferable. When the weight average molecular weight (Mw) of the polymer is less than 2,000, it may be difficult to form a film uniformly when the polymer is used for an interlayer insulating film or a surface protective film. Moreover, when the weight average molecular weight of a polymer exceeds 200,000, when using a polymer for an interlayer insulation film or a surface protective film, resolution may worsen.

このような重合体は、上記アミド誘導体を含む単量体組成物を、ラジカル重合、アニオン重合等の通常用いられている重合方法で重合することによって得ることができる。   Such a polymer can be obtained by polymerizing a monomer composition containing the amide derivative by a commonly used polymerization method such as radical polymerization or anion polymerization.

例えば、重合体をラジカル重合で得る場合、単量体組成物の乾燥テトラヒドロフラン溶液に、適当なラジカル重合開始剤、例えば、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)等を加えた後に、アルゴンや窒素等の不活性ガス雰囲気下で、50〜70℃で0.5〜24時間攪拌することにより重合体を重合することできる。   For example, when a polymer is obtained by radical polymerization, an appropriate radical polymerization initiator such as 2,2′-azobis (isobutyronitrile) is added to a dry tetrahydrofuran solution of the monomer composition, and then argon is added. The polymer can be polymerized by stirring at 50 to 70 ° C. for 0.5 to 24 hours in an inert gas atmosphere such as nitrogen or nitrogen.

<化学増幅型感光性樹脂組成物>
本発明の化学増幅型の感光性樹脂組成物は、少なくとも上記一般式(2)で表される繰返し構造単位を含む重合体と光酸発生剤を含むものであり、通常、上記重合体と光酸発生剤とを混合することにより調製することができる。
<Chemically amplified photosensitive resin composition>
The chemically amplified photosensitive resin composition of the present invention contains at least a polymer containing a repeating structural unit represented by the general formula (2) and a photoacid generator. It can be prepared by mixing with an acid generator.

この化学増幅型感光性樹脂組成物に、後記化学線でパターン露光すると、露光部の化学増幅型感光性樹脂組成物を構成する光酸発生剤から酸が発生し、樹脂中の酸分解性基と反応し、酸分解性基が分解反応を起す。その結果、露光部ではアルカリ現像液に対して本発明の重合体は可溶となり、露光部と未露光部で溶解性の差(溶解コントラスト)が生じる。この化学増幅型感光性樹脂組成物を用いたパターン形成は、こうしたアルカリ現像液に対する溶解性の差を利用して行われる。   When this chemically amplified photosensitive resin composition is subjected to pattern exposure with actinic radiation, which will be described later, an acid is generated from the photoacid generator constituting the chemically amplified photosensitive resin composition of the exposed portion, and an acid-decomposable group in the resin is generated. The acid-decomposable group undergoes a decomposition reaction. As a result, in the exposed area, the polymer of the present invention becomes soluble in an alkaline developer, and a difference in solubility (dissolution contrast) occurs between the exposed area and the unexposed area. Pattern formation using this chemically amplified photosensitive resin composition is performed utilizing the difference in solubility in such an alkali developer.

本発明では、このような化学増幅型感光性樹脂組成物を構成するため、重合体中に少なくとも酸分解性基を有する必要があるが、酸分解性基は、一般式(2)のR2として導入してもよいし、一般式(2)以外の構造単位中に導入されていてもよい。酸分解性基を有する構造単位は、全構造単位中10モル%以上が好ましく、20モル%以上がより好ましい。又、100モル%以下が好ましく、80モル%以下がより好ましい。一般式(2)のR2が水素である構造単位と一般式(2)のR2が酸分解性基である構造単位とを含む重合体が好ましい。また、本発明の化学増幅型感光性樹脂組成物を構成するために、酸分解性基を持たない重合体を用いる場合でも、溶解阻止剤を添加することによって、十分な溶解阻止効果が得られる場合には、そのような樹脂組成物の構成もとりうる。 In the present invention, in order to constitute such a chemically amplified photosensitive resin composition, the polymer needs to have at least an acid-decomposable group. The acid-decomposable group is represented by R 2 in the general formula (2). Or may be introduced into a structural unit other than the general formula (2). As for the structural unit which has an acid-decomposable group, 10 mol% or more is preferable in all the structural units, and 20 mol% or more is more preferable. Moreover, 100 mol% or less is preferable and 80 mol% or less is more preferable. Polymer in which R 2 and a structural unit an acid-decomposable group of the general formula (2) structural units and R 2 is a hydrogen (2) are preferred. In addition, even when a polymer having no acid-decomposable group is used to constitute the chemically amplified photosensitive resin composition of the present invention, a sufficient dissolution inhibitory effect can be obtained by adding a dissolution inhibitor. In some cases, such a resin composition may be used.

光酸発生剤としては、露光に用いる光の光照射により酸を発生する光酸発生剤であることが望ましく、本発明の重合体などとの混合物が有機溶媒に十分に溶解し、かつその溶液を用いて、スピンコートなどの製膜法で均一な塗布膜が形成可能なものであれば特に制限されない。また、光酸発生剤は、1種でも、2種以上を混合して用いてもよい。   The photoacid generator is preferably a photoacid generator that generates an acid upon irradiation with light used for exposure, and the mixture with the polymer of the present invention is sufficiently dissolved in an organic solvent, and the solution. As long as a uniform coating film can be formed by a film forming method such as spin coating, there is no particular limitation. Further, the photoacid generator may be used alone or in combination of two or more.

光酸発生剤として、トリアリールスルホニウム塩誘導体、ジアリールヨ−ドニウム塩誘導体、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩誘導体、ニトロベンジルスルホナート誘導体、N−ヒドロキシナフタルイミドのスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシイミドのスルホン酸エステル誘導体等が挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。   As photoacid generators, triarylsulfonium salt derivatives, diaryliodonium salt derivatives, dialkylphenacylsulfonium salt derivatives, nitrobenzyl sulfonate derivatives, sulfonic acid esters of N-hydroxynaphthalimide, sulfonic acids of N-hydroxysuccinimide Examples include ester derivatives, but are not limited thereto.

光酸発生剤の含有量は、化学増幅型感光性樹脂組成物の十分な感度を実現し、良好なパターン形成を可能とする観点から、重合体及び光酸発生剤の総和に対して0.2質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましい。一方、均一な塗布膜の形成を実現し、現像後の残渣(スカム)を抑制する観点から、30質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましい。   The content of the photoacid generator is 0. 0 with respect to the total of the polymer and the photoacid generator from the viewpoint of realizing sufficient sensitivity of the chemically amplified photosensitive resin composition and enabling good pattern formation. 2 mass% or more is preferable and 1 mass% or more is more preferable. On the other hand, it is preferably 30% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, from the viewpoint of realizing formation of a uniform coating film and suppressing residue (scum) after development.

本発明の化学増幅型感光性樹脂組成物を調製する際に、必要に応じて、適当な溶剤を用いる。溶剤としては、化学増幅型感光性樹脂組成物が充分に溶解でき、その溶液をスピンコート法などの方法で均一に塗布できる有機溶媒等であれば特に制限されない。具体的には、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル、2−ヘプタノン、酢酸2−メトキシブチル、酢酸2−エトキシエチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等を使用することができる。これらは、単独でも2種類以上を混合して用いてもよい。   When preparing the chemically amplified photosensitive resin composition of the present invention, an appropriate solvent is used as necessary. The solvent is not particularly limited as long as the chemical amplification type photosensitive resin composition can be sufficiently dissolved and the solution can be uniformly applied by a method such as spin coating. Specifically, γ-butyrolactone, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl lactate, 2-heptanone, 2-methoxybutyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, 3 -Methyl methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), cyclohexanone, cyclopentanone, methyl isobutyl ketone (MIBK), ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol Monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, etc. It is possible to use. These may be used alone or in admixture of two or more.

さらに、必要に応じて溶解促進剤、溶解阻止剤、密着性向上剤、界面活性剤、色素、安定剤、塗布性改良剤、染料などの他の成分を添加して、化学増幅型感光性樹脂組成物を調製することもできる。   Furthermore, if necessary, other components such as a dissolution accelerator, a dissolution inhibitor, an adhesion improver, a surfactant, a pigment, a stabilizer, a coating property improver, and a dye are added to a chemically amplified photosensitive resin. Compositions can also be prepared.

例えば、溶解阻止剤を化学増幅型感光性樹脂組成物に添加することで、感光性樹脂の未露光部のアルカリ現像液に対する溶解が抑制される。一方、露光部では、化学増幅型感光性樹脂組成物を構成する光酸発生剤から発生した酸の作用により溶解阻止剤の構造中にある酸分解性基も分解し、アルカリ現像液に対する溶解性が増大する。その結果、露光部と未露光部の溶解コントラストが増大し、微細パターンが形成できる。   For example, by adding a dissolution inhibitor to the chemically amplified photosensitive resin composition, dissolution of an unexposed portion of the photosensitive resin in an alkaline developer is suppressed. On the other hand, in the exposed area, the acid-decomposable group in the structure of the dissolution inhibitor is also decomposed by the action of the acid generated from the photoacid generator constituting the chemically amplified photosensitive resin composition, so that the solubility in an alkali developer is increased. Will increase. As a result, the dissolution contrast between the exposed portion and the unexposed portion is increased, and a fine pattern can be formed.

溶解阻止剤を化学増幅型感光性樹脂組成物に添加する場合、その含有量は、化学増幅型感光性樹脂組成物の良好なパターン形成を可能とする観点から、重合体及び光酸発生剤の総和に対して1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましい。一方、均一な塗布膜の形成を実現するため、70質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましい。   When a dissolution inhibitor is added to the chemically amplified photosensitive resin composition, the content of the polymer and the photoacid generator is from the viewpoint of enabling good pattern formation of the chemically amplified photosensitive resin composition. 1 mass% or more is preferable with respect to the sum total, and 5 mass% or more is more preferable. On the other hand, in order to realize formation of a uniform coating film, the content is preferably 70% by mass or less, and more preferably 50% by mass or less.

溶解阻止剤の具体的な例として、下記一般式(4)、または下記一般式(5)で表される化合物が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。   Specific examples of the dissolution inhibitor include compounds represented by the following general formula (4) or the following general formula (5), but are not limited thereto.

Figure 2007186680
Figure 2007186680

式(4)中、R9およびR10は酸により分解する基を表し、R11およびR12は炭素数1〜10の直鎖状、分枝状あるいは環状のアルキル基または芳香族炭化水素基であり、Zは直結合、−C(CF32−、−C(CH32−、−SO2−、−CO−、−O−または−CH2−を表す。 In the formula (4), R 9 and R 10 represent a group capable of decomposing by an acid, and R 11 and R 12 are linear, branched or cyclic alkyl groups or aromatic hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms. Z represents a direct bond, —C (CF 3 ) 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, —SO 2 —, —CO—, —O— or —CH 2 —.

なお、酸により分解する基としては、t−ブチル基、テトラヒドロピラン−2−イル基、テトラヒドロフラン−2−イル基、4−メトキシテトラヒドロピラン−4−イル基、1−エトキシエチル基、1−ブトキシエチル基、1−プロポキシエチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、t−ブトキシカルボニル基等が挙げられる。   Examples of groups that can be decomposed by acid include t-butyl group, tetrahydropyran-2-yl group, tetrahydrofuran-2-yl group, 4-methoxytetrahydropyran-4-yl group, 1-ethoxyethyl group, 1-butoxy group. Examples include an ethyl group, 1-propoxyethyl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, t-butoxycarbonyl group and the like.

炭素数1〜10の直鎖状、分枝状あるいは環状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ブチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、5−ノルボルネン−2−イル基等が挙げられ、また芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられる。   Examples of the linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, and a 5-norbornen-2-yl group. Examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.

Figure 2007186680
Figure 2007186680

式(5)中、R13は2価の芳香族炭化水素基または環状脂肪族炭化水素基、R14およびR15は酸により分解する基を表し、R16およびR17は水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。 In the formula (5), R 13 represents a divalent aromatic hydrocarbon group or cycloaliphatic hydrocarbon group, R 14 and R 15 represent groups decomposed by an acid, R 16 and R 17 represent a hydrogen atom, a halogen atom Or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

なお、2価の芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられる。2価の環状脂肪族炭化水素基としては、シクロヘキサンジイル基、ノルボルネンジイル基、アダマンタンジイル基、ノルボルナンジイル基等が挙げられる。   Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group include a phenylene group and a naphthylene group. Examples of the divalent cycloaliphatic hydrocarbon group include a cyclohexanediyl group, a norbornenediyl group, an adamantanediyl group, and a norbornanediyl group.

酸により分解する基としては、t−ブチル基、テトラヒドロピラン−2−イル基、テトラヒドロフラン−2−イル基、4−メトキシテトラヒドロピラン−4−イル基、1−エトキシエチル基、1−ブトキシエチル基、1−プロポキシエチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、t−ブトキシカルボニル基等が挙げられる。   Examples of the group that can be decomposed by an acid include a t-butyl group, a tetrahydropyran-2-yl group, a tetrahydrofuran-2-yl group, a 4-methoxytetrahydropyran-4-yl group, a 1-ethoxyethyl group, and a 1-butoxyethyl group. 1-propoxyethyl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, t-butoxycarbonyl group and the like.

ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子等が挙げられる。   Examples of the halogen atom include a fluorine atom and a chlorine atom.

炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。   Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group.

又、例えば、有機ケイ素化合物からなる密着性向上剤を化学増幅型感光性樹脂組成物に添加することで、感光性樹脂の基板上へ密着性が向上できる。   Further, for example, by adding an adhesion improver made of an organosilicon compound to the chemically amplified photosensitive resin composition, the adhesion of the photosensitive resin onto the substrate can be improved.

有機ケイ素化合物としては例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、特許第3422703号に記載の有機ケイ素化合物、または下記一般式(6)で表される有機ケイ素化合物が挙げられる。これらのみに限定されるものではない。   Examples of the organosilicon compound include γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, the organosilicon compound described in Japanese Patent No. 3422703, or the following general formula (6). An organosilicon compound is mentioned. It is not limited only to these.

Figure 2007186680
(式中、)
Figure 2007186680
(In the formula)

式(6)中、R18〜R23は1価の有機基を表し、X1およびX2は2価の有機基を表す。また、kは正の整数である。 In Formula (6), R 18 to R 23 represent a monovalent organic group, and X 1 and X 2 represent a divalent organic group. K is a positive integer.

なお、1価の有機基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基等のアリール基などが挙げられる。   Examples of the monovalent organic group include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, and butyl group, and aryl groups such as phenyl group, tolyl group, and naphthyl group.

1およびX2で表される2価の有機基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基、フェニレン基等のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた基などが挙げられる。 Examples of the divalent organic group represented by X 1 and X 2 include alkylene groups such as methylene group, ethylene group, propylene group and butylene group, arylene groups such as phenylene group, and a combination thereof. .

18およびR19で表される1価の有機基としては、具体的には、下記構造で表されるイミド結合(−N−C(=O)−)またはアミド結合を有する1価の有機基が挙げられる。kとしては1であることが好ましい。 Specific examples of the monovalent organic group represented by R 18 and R 19 include a monovalent organic group having an imide bond (—N—C (═O) —) or an amide bond represented by the following structure. Groups. k is preferably 1.

Figure 2007186680
Figure 2007186680

密着性向上剤を化学増幅型感光性樹脂組成物に添加する場合、その含有量は、密着性が優れたパターンの形成を可能とする観点から、重合体及び光酸発生剤の総和に対して0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましい。良好な解像性を可能とするため、25質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましい。   When an adhesion improver is added to the chemically amplified photosensitive resin composition, its content is based on the sum of the polymer and the photoacid generator from the viewpoint of enabling formation of a pattern with excellent adhesion. 0.1 mass% or more is preferable and 0.5 mass% or more is more preferable. In order to enable good resolution, the content is preferably 25% by mass or less, and more preferably 15% by mass or less.

本発明の化学増幅型感光性樹脂組成物は、パターンの解像度に優れ、アルカリ現像液で現像処理が可能であり、本発明の化学増幅型感光性樹脂組成物からなる膜は、耐熱性、機械特性及び電気特性等の膜特性に優れている。したがって、このような化学増幅型感光性樹脂組成物は、層間絶縁膜や表面保護膜の形成用に好適に使用できる。   The chemically amplified photosensitive resin composition of the present invention is excellent in pattern resolution and can be developed with an alkaline developer, and the film made of the chemically amplified photosensitive resin composition of the present invention is heat resistant, mechanical Excellent film characteristics such as characteristics and electrical characteristics. Therefore, such a chemically amplified photosensitive resin composition can be suitably used for forming an interlayer insulating film or a surface protective film.

<パターン形成方法>
本発明のパターン形成方法は、塗布工程、プリベーク工程、露光工程、露光後ベーク工程、現像工程およびポストベーク工程から少なくともなるものであり、詳しくは、上記の化学増幅型感光性樹脂組成物を被加工基板上に塗布する塗布工程、該化学増幅型感光性樹脂組成物塗膜を被加工基板上に定着させるプリベーク工程、該化学増幅型感光性樹脂組成物塗膜を選択的に露光する露光工程、露光後の化学増幅型感光性樹脂組成物塗膜をベークする露光後ベーク工程、該化学増幅型感光性樹脂組成物塗膜の露光部を溶解除去してパターンを形成する現像工程およびパターンが形成された化学増幅型感光性樹脂組成物塗膜を硬化させるポストベーク工程から少なくともなっている。さらに本発明のパターン形成方法は現像工程とポストベーク工程の間に、ポスト露光工程を含んでいても良い。
<Pattern formation method>
The pattern forming method of the present invention comprises at least a coating step, a pre-bake step, an exposure step, a post-exposure bake step, a development step and a post-bake step. In detail, the above-mentioned chemically amplified photosensitive resin composition is coated. A coating step for coating on a processed substrate, a pre-baking step for fixing the chemically amplified photosensitive resin composition coating film on the substrate to be processed, and an exposure step for selectively exposing the chemically amplified photosensitive resin composition coating film A post-exposure baking process for baking the chemically amplified photosensitive resin composition coating film after exposure, a developing process for forming a pattern by dissolving and removing the exposed portion of the chemically amplified photosensitive resin composition coating film, and a pattern It comprises at least a post-baking step of curing the formed chemically amplified photosensitive resin composition coating film. Furthermore, the pattern forming method of the present invention may include a post-exposure step between the development step and the post-bake step.

塗布工程は、上記化学増幅型感光性樹脂組成物を、被加工基板、例えば、シリコンウェハ、セラミック基板等に塗布する工程である。その塗布方法として、スピンコータを用いた回転塗布、スプレーコータを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等を用いることができる。   The application step is a step of applying the chemically amplified photosensitive resin composition to a substrate to be processed, such as a silicon wafer or a ceramic substrate. As the coating method, spin coating using a spin coater, spray coating using a spray coater, dipping, printing, roll coating, or the like can be used.

プリベーク工程は、被加工基板上に塗布された化学増幅型感光性樹脂組成物を乾燥して溶剤を除去し、被加工基板上に化学増幅型感光性樹脂組成物塗膜を定着させるための工程である。プリベーク工程は、通常、60〜150℃で行われる。   The pre-baking step is a step for drying the chemically amplified photosensitive resin composition applied on the substrate to be processed to remove the solvent and fixing the chemically amplified photosensitive resin composition coating on the substrate to be processed. It is. A prebaking process is normally performed at 60-150 degreeC.

露光工程は、フォトマスクを介して化学増幅型感光性樹脂組成物塗膜を選択的に露光し、露光部と未露光部を生じさせて、フォトマスク上のパターンを化学増幅型感光性樹脂組成物塗膜に転写する工程である。パターン露光に用いる化学線としては、紫外線、可視光線、エキシマレーザ、電子線、X線等があり、180〜500nmの波長の化学線が好ましい。   In the exposure step, the chemically amplified photosensitive resin composition coating film is selectively exposed through a photomask to generate an exposed portion and an unexposed portion, and a pattern on the photomask is chemically amplified photosensitive resin composition. It is the process of transferring to an object coating film. Actinic rays used for pattern exposure include ultraviolet rays, visible rays, excimer lasers, electron beams, X-rays, and the like, and actinic rays having a wavelength of 180 to 500 nm are preferable.

露光後ベーク工程は、露光により発生した酸と重合体の酸分解性基との反応を促進させる工程である。露光後ベーク工程は、通常60〜150℃で行われる。   The post-exposure baking step is a step of promoting the reaction between the acid generated by exposure and the acid-decomposable group of the polymer. The post-exposure bake step is usually performed at 60 to 150 ° C.

現像工程は、化学増幅型感光性樹脂組成物塗膜の露光部をアルカリ現像液で溶解除去し、パターンを形成する工程である。上記の露光工程により、化学増幅型感光性樹脂組成物塗膜の露光部と未露光部での重合体のアルカリ現像液に対する溶解性の差(溶解コントラスト)が生じる。この溶解コントラストを利用することにより、化学増幅型感光性樹脂組成物塗膜の露光部が溶解して除去され、パターンが形成された化学増幅型感光性樹脂組成物塗膜(以下、単に「パターン」という)が得られる。アルカリ現像液としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四アンモニウム塩基の水溶液、さらにメタノール、エタノール等の水溶性アルコール類、界面活性剤等を適当量添加した水溶液等を用いることができる。現像方法としては、パドル、浸漬、スプレー等の方法が可能である。現像工程後、形成したパターンを水でリンスする。   The development step is a step of forming a pattern by dissolving and removing the exposed portion of the chemically amplified photosensitive resin composition coating film with an alkaline developer. By the exposure step described above, a difference in solubility (dissolution contrast) of the polymer with respect to the alkali developer between the exposed portion and the unexposed portion of the chemically amplified photosensitive resin composition coating film is generated. By using this dissolution contrast, the exposed portion of the chemically amplified photosensitive resin composition coating film is dissolved and removed, and a chemically amplified photosensitive resin composition coating film (hereinafter simply referred to as “pattern”) is formed. ") Is obtained. Examples of the alkaline developer include an aqueous solution of a quaternary ammonium base such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH) and tetraethylammonium hydroxide, and an aqueous solution to which an appropriate amount of a water-soluble alcohol such as methanol or ethanol, a surfactant or the like is added. Can be used. As the developing method, paddle, dipping, spraying and the like are possible. After the development process, the formed pattern is rinsed with water.

ポストベーク工程は、得られたパターンに、空気中又は不活性ガス雰囲気下、例えば窒素雰囲気下で、加熱処理を行い、パターンと被加工基板との密着性を高め、パターンを硬化させる工程である。このポストベーク工程では、化学増幅型感光性樹脂組成物で形成されたパターンを加熱することにより、化学増幅型感光性樹脂組成物を構成する重合体の構造が変化し(変性し)、オキサゾール環が形成され、そのパターンが硬化する。このようにして、耐熱性、機械特性及び電気特性等の膜特性に優れたパターンを得ることが可能となる。ポストベーク工程は、通常、100〜380℃で行われる。また、ポストベーク工程は、一段階で行ってもよいし多段階で行ってもよい。   The post-bake process is a process in which the obtained pattern is subjected to heat treatment in the air or in an inert gas atmosphere, for example, a nitrogen atmosphere, to improve the adhesion between the pattern and the substrate to be processed, and to cure the pattern. . In this post-baking process, by heating the pattern formed of the chemically amplified photosensitive resin composition, the structure of the polymer constituting the chemically amplified photosensitive resin composition is changed (modified), and the oxazole ring is changed. Is formed and the pattern is cured. In this way, a pattern having excellent film properties such as heat resistance, mechanical properties, and electrical properties can be obtained. A post-baking process is normally performed at 100-380 degreeC. Further, the post-baking process may be performed in one stage or in multiple stages.

ポスト露光工程は、パターンが形成された化学増幅型感光性樹脂組成物塗膜を全面に露光し、その後のポストベーク工程でのパターンの硬化を促進させる工程である。ポスト露光に用いる化学線としては、上記露光工程で使用する化学線と同様でよく、180〜500nmの波長の化学線が好ましい。   The post-exposure process is a process of exposing the entire surface of the chemically amplified photosensitive resin composition coating film on which the pattern is formed, and promoting the curing of the pattern in the subsequent post-baking process. The actinic radiation used for the post-exposure may be the same as the actinic radiation used in the exposure step, and is preferably actinic radiation having a wavelength of 180 to 500 nm.

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited only to these examples.

(実施例1)
下記構造のアミド誘導体、即ち、一般式(1−1)において、R1〜R4、R24〜R27が水素原子であるアミド誘導体を合成した。
Example 1
An amide derivative having the following structure, that is, an amide derivative in which R 1 to R 4 and R 24 to R 27 are hydrogen atoms in the general formula (1-1) was synthesized.

Figure 2007186680
Figure 2007186680

1−アミノ−2−ナフトール塩酸塩30gを水400mlに分散させ、氷冷した。そこに酢酸ナトリウム56.6gを加え、さらに塩化アクリロイル34.692gを滴下した。室温で6時間攪拌後、析出している結晶をろ別し、水で洗浄する。結晶を酢酸エチルに溶解し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。減圧下溶媒を留去し、残渣を酢酸エチル/メタノール混合溶媒から再結することで目的物を7.92g得た(収率24%)。   30 g of 1-amino-2-naphthol hydrochloride was dispersed in 400 ml of water and cooled on ice. Thereto, 56.6 g of sodium acetate was added, and 34.692 g of acryloyl chloride was further added dropwise. After stirring at room temperature for 6 hours, the precipitated crystals are filtered off and washed with water. The crystals were dissolved in ethyl acetate and dried over magnesium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was recrystallized from a mixed solvent of ethyl acetate / methanol to obtain 7.92 g of the desired product (yield 24%).

得られた化合物の1H−NMR(THF−d8)の測定結果は次の通りであった:δが5.81(1H,dd)、6.49(1H,d)、6.70(1H,dd)、7.19(1H,d)、7.30−7.34(1H,m)、7.43−7.47(1H,m)、7.69(1H,d)、7.79(1H,d)、7.89(1H,d)、8.96(1H,s)、9.70(1H,br)。 The measurement result of 1 H-NMR (THF-d 8 ) of the obtained compound was as follows: δ was 5.81 (1H, dd), 6.49 (1H, d), 6.70 ( 1H, dd), 7.19 (1H, d), 7.30-7.34 (1H, m), 7.43-7.47 (1H, m), 7.69 (1H, d), 7 .79 (1H, d), 7.89 (1H, d), 8.96 (1H, s), 9.70 (1H, br).

(実施例2)
下記構造のアミド誘導体、即ち、一般式(1−1)において、R1、R3、R4が水素原子、R2がエトキシメチル基、R24〜R27が水素原子であるアミド誘導体を合成した。
(Example 2)
An amide derivative having the following structure, that is, an amide derivative in which R 1 , R 3 and R 4 are hydrogen atoms, R 2 is an ethoxymethyl group, and R 24 to R 27 are hydrogen atoms in the general formula (1-1) did.

Figure 2007186680
Figure 2007186680

実施例1で得られたアミド誘導体5gとN,N−ジイソプロピルエチルアミン4.55gをN−メチルピロリドン(NMP)50mlに溶解し、そこにクロロメチルエチルエーテル2.66gを加え、室温で攪拌した。3日後、水500mlに注ぎ、有機層を酢酸エチル200mlで抽出し、0.2N塩酸、食塩水、3%水酸化ナトリウム水溶液、食塩水の順で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥後、酢酸エチルを減圧下留去し、残渣をヘキサン/酢酸エチルで再結して、目的物3.435gを得た(収率54%)。   5 g of the amide derivative obtained in Example 1 and 4.55 g of N, N-diisopropylethylamine were dissolved in 50 ml of N-methylpyrrolidone (NMP), and 2.66 g of chloromethyl ethyl ether was added thereto, followed by stirring at room temperature. Three days later, the mixture was poured into 500 ml of water, and the organic layer was extracted with 200 ml of ethyl acetate and washed with 0.2 N hydrochloric acid, brine, 3% aqueous sodium hydroxide solution and brine in this order. After drying over magnesium sulfate, ethyl acetate was distilled off under reduced pressure, and the residue was recrystallized from hexane / ethyl acetate to obtain 3.435 g of the desired product (yield 54%).

得られた化合物の1H−NMR(THF−d8)の測定結果は次の通りであった:δが1.18(3H,t)、3.71(2H,q)、5.25(2H,s)、5.76(1H,dd)、6.44(1H,d)、6.69(1H,dd)、7.1−7.4(3H,m)、7.64(1H,d)、7.71(1H,d)、7.8(1H,d)、9.05(1H,br)。 The measurement result of 1 H-NMR (THF-d 8 ) of the obtained compound was as follows: δ was 1.18 (3H, t), 3.71 (2H, q), 5.25 ( 2H, s), 5.76 (1H, dd), 6.44 (1H, d), 6.69 (1H, dd), 7.1-7.4 (3H, m), 7.64 (1H) , D), 7.71 (1H, d), 7.8 (1H, d), 9.05 (1H, br).

(実施例3)
下記構造のアミド誘導体、即ち、一般式(1−2)において、R1〜R3、R6、R28〜R31が水素原子であるアミド誘導体を合成した。
(Example 3)
An amide derivative having the following structure, that is, an amide derivative in which R 1 to R 3 , R 6 , and R 28 to R 31 are hydrogen atoms in the general formula (1-2) was synthesized.

Figure 2007186680
Figure 2007186680

3−アミノ−2−ナフトール5gと塩化リチウム1.465gをNーメチル−2−ピロリドン50mlに溶解し、そこに氷冷下塩化アクリロイル2.985gを滴下する。氷冷下6時間撹拌後、反応混合物を水に注ぎ、有機層を酢酸エチル200mlで抽出する。有機層を0.2N塩酸、食塩水の順で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥後、酢酸エチルを減圧下留去し、残渣をシリカゲルカラム(溶出液:酢酸エチル/ヘキサン=2/1)で分離精製することで目的物3.28gを得た(収率49%)。   3-amino-2-naphthol (5 g) and lithium chloride (1.465 g) are dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (50 ml), and acryloyl chloride (2.985 g) is added dropwise thereto under ice cooling. After stirring for 6 hours under ice cooling, the reaction mixture is poured into water and the organic layer is extracted with 200 ml of ethyl acetate. The organic layer was washed with 0.2N hydrochloric acid and brine. After drying over magnesium sulfate, ethyl acetate was distilled off under reduced pressure, and the residue was separated and purified on a silica gel column (eluent: ethyl acetate / hexane = 2/1) to give 3.28 g of the desired product (yield 49 %).

(実施例4)
下記構造の重合体、即ち、一般式(2−1)において、R1〜R4、R24〜R27が水素原子である構造単位が100モル%である重合体を合成した。
Example 4
A polymer having the following structure, that is, a polymer having 100 mol% of structural units in which R 1 to R 4 and R 24 to R 27 are hydrogen atoms in the general formula (2-1) was synthesized.

Figure 2007186680
Figure 2007186680

実施例1で得られたアミド誘導体4gをテトラヒドロフラン20mlに溶解し、そこに2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)0.062gを加え、アルゴン雰囲気下、4時間加熱還流させた。放冷後、ジエチルエーテル200mlに再沈し、析出したポリマーをろ別し、もう一度再沈精製することで目的のポリマーを3.12g得た(収率78%)。またGPC分析により測定した重量平均分子量(Mw)は26500(ポリスチレン換算)、分散度(Mw/Mn)は2.78であった。   4 g of the amide derivative obtained in Example 1 was dissolved in 20 ml of tetrahydrofuran, 0.062 g of 2,2'-azobis (isobutyronitrile) was added thereto, and the mixture was heated to reflux for 4 hours under an argon atmosphere. After allowing to cool, it was reprecipitated in 200 ml of diethyl ether, and the precipitated polymer was filtered off and purified again by reprecipitation to obtain 3.12 g of the desired polymer (yield 78%). Moreover, the weight average molecular weight (Mw) measured by GPC analysis was 26500 (polystyrene conversion), and dispersion degree (Mw / Mn) was 2.78.

(実施例5)
下記構造の重合体、即ち、一般式(2−1)において、R1〜R4、R24〜R27が水素原子である構造単位が50モル%と、一般式(2−1)において、R1、R3、R4が水素原子、R2がエトキシメチル基、R24〜R27が水素原子である構造単位が50モル%である重合体を合成した。
(Example 5)
In the polymer having the following structure, that is, in the general formula (2-1), the structural unit in which R 1 to R 4 and R 24 to R 27 are hydrogen atoms is 50 mol%, and in the general formula (2-1), A polymer having 50 mol% of structural units in which R 1 , R 3 and R 4 are hydrogen atoms, R 2 is an ethoxymethyl group, and R 24 to R 27 are hydrogen atoms was synthesized.

Figure 2007186680
Figure 2007186680

実施例1で得られたアミド誘導体3gと実施例2で得られたアミド誘導体3.82gをテトラヒドロフラン33mlに溶解し、そこに2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)0.092gを加え、アルゴン雰囲気下、4時間加熱還流させた。放冷後、ジエチルエーテル500mlに再沈し、析出したポリマーをろ別し、もう一度再沈精製することで目的のポリマーを4.77g得た(収率70%)。またGPC分析により測定した重量平均分子量(Mw)は29800(ポリスチレン換算)、分散度(Mw/Mn)は3.11であった。   3 g of the amide derivative obtained in Example 1 and 3.82 g of the amide derivative obtained in Example 2 were dissolved in 33 ml of tetrahydrofuran, and 0.092 g of 2,2′-azobis (isobutyronitrile) was added thereto, The mixture was heated to reflux for 4 hours under an argon atmosphere. After allowing to cool, it was reprecipitated in 500 ml of diethyl ether, and the precipitated polymer was filtered off and purified again by reprecipitation to obtain 4.77 g of the target polymer (yield 70%). Moreover, the weight average molecular weight (Mw) measured by GPC analysis was 29800 (polystyrene conversion), and dispersion degree (Mw / Mn) was 3.11.

(実施例6)
下記構造の重合体、即ち、一般式(2−1)において、R1〜R4、R24〜R27が水素原子である構造単位が30モル%と一般式(2−1)において、R1、R3、R4が水素原子、R2がエトキシメチル基、R24〜R27が水素原子である構造単位が50モル%、スチレンに基づく構造単位20モル%である重合体を合成した。
(Example 6)
In the polymer of the following structure, that is, in the general formula (2-1), R 1 to R 4 and R 24 to R 27 are 30 mol% of a structural unit, and in the general formula (2-1), R 1 , R 3 , R 4 are hydrogen atoms, R 2 is an ethoxymethyl group, R 24 to R 27 are 50 mol% of structural units and styrene-based structural units are 20 mol%. .

Figure 2007186680
Figure 2007186680

実施例1で得られたアミド誘導体3gと実施例2で得られたアミド誘導体6.36gとスチレン0.977gをテトラヒドロフラン50mlに溶解し、そこに2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)0.154gを加え、アルゴン雰囲気下、4時間加熱還流させた。放冷後、ジエチルエーテル500mlに再沈し、析出したポリマーをろ別し、もう一度再沈精製することで目的のポリマーを8.68g得た(収率84%)。またGPC分析により測定した重量平均分子量(Mw)は25600(ポリスチレン換算)、分散度(Mw/Mn)は2.88であった。   3 g of the amide derivative obtained in Example 1, 6.36 g of the amide derivative obtained in Example 2 and 0.977 g of styrene were dissolved in 50 ml of tetrahydrofuran, and 2,2′-azobis (isobutyronitrile) 0 was added thereto. 154 g was added and heated to reflux for 4 hours under an argon atmosphere. After allowing to cool, it was reprecipitated in 500 ml of diethyl ether, and the precipitated polymer was filtered off and purified again by reprecipitation to obtain 8.68 g of the desired polymer (yield 84%). Moreover, the weight average molecular weight (Mw) measured by GPC analysis was 25600 (polystyrene conversion), and dispersion degree (Mw / Mn) was 2.88.

(実施例7)
下記構造の重合体、即ち、一般式(2−1)において、R1〜R4が水素原子であり、R24〜R27が水素原子である構造単位が30モル%と一般式(2−1)において、R1、R3、R4が水素原子、R2がエトキシメチル基、R24〜R27が水素原子である構造単位が50モル%、一般式(3)において、R7が水素原子、R8が2,6−ノルボルナンカルボラクトンである5−アクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトンに基づく構造単位20モル%である重合体を合成した。
(Example 7)
In the polymer having the following structure, that is, in the general formula (2-1), the structural unit in which R 1 to R 4 are hydrogen atoms and R 24 to R 27 are hydrogen atoms is 30 mol%, and the general formula (2- In 1), R 1 , R 3 , R 4 are hydrogen atoms, R 2 is an ethoxymethyl group, R 24 to R 27 are hydrogen atoms in 50 mol%, and in general formula (3), R 7 is A polymer having a hydrogen atom and a structural unit of 20 mol% based on 5-acryloyloxy-2,6-norbornanecarbolactone having R 8 of 2,6-norbornanecarbolactone was synthesized.

Figure 2007186680
Figure 2007186680

実施例6と同様に、但し、スチレン0.977gに代えて5−アクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン1.95gを用いて重合した(収率87%)。またGPC分析により測定した重量平均分子量(Mw)は30500(ポリスチレン換算)、分散度(Mw/Mn)は2.67であった。   Polymerization was conducted in the same manner as in Example 6 except that 1.95 g of 5-acryloyloxy-2,6-norbornanecarbolactone was used instead of 0.977 g of styrene (yield 87%). Moreover, the weight average molecular weight (Mw) measured by GPC analysis was 30500 (polystyrene conversion), and dispersion degree (Mw / Mn) was 2.67.

(実施例8)
下記構造の重合体、即ち、一般式(2−2)において、R1〜R3、R6、R28〜R31が水素原子である構造単位が50モル%と、一般式(2−1)において、R1、R3、R4が水素原子、R2がエトキシメチル基、R24〜R27が水素原子である構造単位が50モル%である重合体を合成した。
(Example 8)
In the polymer having the following structure, that is, in the general formula (2-2), the structural unit in which R 1 to R 3 , R 6 and R 28 to R 31 are hydrogen atoms is 50 mol%, and the general formula (2-1) ), A polymer having 50 mol% of structural units in which R 1 , R 3 and R 4 are hydrogen atoms, R 2 is an ethoxymethyl group, and R 24 to R 27 are hydrogen atoms was synthesized.

Figure 2007186680
Figure 2007186680

実施例5と同様に、但し実施例1で得られたアミド誘導体に代えて実施例3で得られたアミド誘導体を用いて重合した(収率82%)。またGPC分析により測定した重量平均分子量(Mw)は30800(ポリスチレン換算)、分散度(Mw/Mn)は3.04であった。   Polymerization was carried out in the same manner as in Example 5 except that the amide derivative obtained in Example 3 was used instead of the amide derivative obtained in Example 1 (yield 82%). Moreover, the weight average molecular weight (Mw) measured by GPC analysis was 30800 (polystyrene conversion), and dispersion degree (Mw / Mn) was 3.04.

(合成例1)
下記構造の溶解阻止剤、即ち、一般式(4)において、R9、R10がエトキシメチル基、R11、R12がフェニル基、Zが−C(CF32−である化合物を合成した。
(Synthesis Example 1)
A dissolution inhibitor having the following structure, that is, a compound in which R 9 and R 10 are ethoxymethyl groups, R 11 and R 12 are phenyl groups, and Z is —C (CF 3 ) 2 — in the general formula (4) did.

Figure 2007186680
Figure 2007186680

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10gをNMP60mlに溶解し、そこに塩化リチウム2.546gを加え氷冷する。そこに塩化ベンゾイル8.06gを加え、氷冷下1時間、室温で一晩攪拌する。反応混合物を水600mlに注ぎ、析出した沈殿をろ別し、水で洗浄することで、2,2−ビス(3−ベンズアミド−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンを12g得た。次に2,2−ビス(3−ベンズアミド−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンを10gとN,N−ジイソプロピルエチルアミン6.75gをNMP60mlに溶解し、そこにクロロメチルエチルエーテル3.62gを加え、室温で攪拌する。1日後、水600mlに注ぎ、有機層をジエチルエーテル300mlで抽出し、0.06N塩酸、食塩水、3%水酸化ナトリウム水溶液、食塩水の順で洗浄する。硫酸マグネシウムで乾燥後、ジエチルエーテルを減圧下留去し、残渣をヘキサン/酢酸エチル(5/4)で再結することで目的物を7.8g得た(白色固体、収率65%)。   10 g of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane is dissolved in 60 ml of NMP, and 2.546 g of lithium chloride is added thereto, and the mixture is cooled with ice. 8.06 g of benzoyl chloride is added thereto, and the mixture is stirred at room temperature overnight under ice cooling for 1 hour. The reaction mixture was poured into 600 ml of water, and the deposited precipitate was filtered off and washed with water to obtain 12 g of 2,2-bis (3-benzamido-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane. Next, 10 g of 2,2-bis (3-benzamido-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane and 6.75 g of N, N-diisopropylethylamine were dissolved in 60 ml of NMP, and 3.62 g of chloromethyl ethyl ether was added thereto. Stir at room temperature. After 1 day, the mixture is poured into 600 ml of water, and the organic layer is extracted with 300 ml of diethyl ether and washed with 0.06N hydrochloric acid, brine, 3% aqueous sodium hydroxide, and brine in this order. After drying over magnesium sulfate, diethyl ether was distilled off under reduced pressure, and the residue was recrystallized from hexane / ethyl acetate (5/4) to obtain 7.8 g of the desired product (white solid, yield 65%).

得られた化合物の1H−NMR(THF−d8)の測定結果は次の通りであった:δが1.22(3H,t)、3.79(2H,q)、5.39(2H,s)、7.12(1H,d)、7.27(1H,d)、7.45−7.55(3H,m)、7.9−7.93(2H,m)、8.73(1H,s)、8.84(1H,s)。 The measurement result of 1 H-NMR (THF-d 8 ) of the obtained compound was as follows: δ was 1.22 (3H, t), 3.79 (2H, q), 5.39 ( 2H, s), 7.12 (1H, d), 7.27 (1H, d), 7.45-7.55 (3H, m), 7.9-7.93 (2H, m), 8 .73 (1H, s), 8.84 (1H, s).

(合成例2)
下記構造の化合物(一般式(5)において、R13がフェニレン基、R14、R15がエトキシメチル基、R16、R17が水素原子である化合物、下記式)の合成
(Synthesis Example 2)
Synthesis of a compound having the following structure (in the general formula (5), R 13 is a phenylene group, R 14 and R 15 are ethoxymethyl groups, and R 16 and R 17 are hydrogen atoms, the following formula)

Figure 2007186680
Figure 2007186680

o−アミノフェノール27.548gと塩化リチウム11.484gをN−メチル−2−ピロリドン260mlに溶解する。そこに氷冷下、イソフタロイルクロリド25gを加え、さらに室温で一晩撹拌する。反応混合物を水に注ぎ、析出した沈殿をろ別し、水で洗浄する。次にテトラヒドロフラン500mlに溶解し、硫酸マグネシウムで乾燥する。溶媒を減圧下、留去することでN,N’−ジ(2−ヒドロキシフェニル)イソフタルアミドを40g得た。次にN,N’−ジ(2−ヒドロキシフェニル)イソフタルアミド40gとN,N−ジイプロピルエチルアミン44.52gをN−メチル−2−ピロリドン200mlに溶解し、そこにクロロメチルエチルエーテル23.88gを加え、室温で3日攪拌する。反応混合物を水に加え、有機層をジエチルエーテル300mlで抽出する。有機層を0.06N塩酸、食塩水、3%水酸化ナトリウム水溶液、食塩水の順で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させる。溶媒を減圧下留去し、残渣をヘキサン/酢酸エチル(1/1)で2回再結することで目的に化合物を26g得た(白色固体、収率49%)。   27.548 g of o-aminophenol and 11.484 g of lithium chloride are dissolved in 260 ml of N-methyl-2-pyrrolidone. Thereto, 25 g of isophthaloyl chloride is added under ice cooling, and the mixture is further stirred overnight at room temperature. The reaction mixture is poured into water and the deposited precipitate is filtered off and washed with water. Next, it is dissolved in 500 ml of tetrahydrofuran and dried over magnesium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 40 g of N, N′-di (2-hydroxyphenyl) isophthalamide. Next, 40 g of N, N′-di (2-hydroxyphenyl) isophthalamide and 44.52 g of N, N-dipropylethylamine were dissolved in 200 ml of N-methyl-2-pyrrolidone, and 23.88 g of chloromethyl ethyl ether was added thereto. And stirred at room temperature for 3 days. The reaction mixture is added to water and the organic layer is extracted with 300 ml of diethyl ether. The organic layer is washed with 0.06N hydrochloric acid, brine, 3% aqueous sodium hydroxide solution, brine in that order and dried over magnesium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was recrystallized twice with hexane / ethyl acetate (1/1) to obtain 26 g of the desired compound (white solid, yield 49%).

1 H−NMR(THF−d8、δ値):1.21(12H,t)、3.78(8H,q)、5.35(8H,s)、6.99−7.08(8H,m)、7.24(4H,dd)、7.64(2H,s)、8.12(4H,dd)、8.45(4H,dd)、8.52(2H,s)、9.00(2H,brs)。 1 H-NMR (THF-d 8 , δ value): 1.21 (12H, t), 3.78 (8H, q), 5.35 (8H, s), 6.99-7.08 (8H M), 7.24 (4H, dd), 7.64 (2H, s), 8.12 (4H, dd), 8.45 (4H, dd), 8.52 (2H, s), 9 .00 (2H, brs).

(合成例3)
下記構造の有機ケイ素化合物(一般式(6)において、R20〜R23がメチル基であり、X1およびX2がプロピレン基であり、R18およびR19がフェニルマレイミド基であり、kが1である化合物)の合成
(Synthesis Example 3)
An organosilicon compound having the following structure (in the general formula (6), R 20 to R 23 are methyl groups, X 1 and X 2 are propylene groups, R 18 and R 19 are phenylmaleimide groups, and k is 1)

Figure 2007186680
Figure 2007186680

1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン8.389gをNMP50mlに溶解し、そこに無水フタル酸10gを氷冷下滴下し、室温で1日撹拌した。反応混合物に酢酸エチル300mlを加え、食塩水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を減圧下留去した。次に固化した残渣18.389gを無水酢酸80mlに溶解し、そこに酢酸ナトリウム8.309gを加え、90℃で5時間反応した。放冷後氷水に注ぎ、1時間攪拌した。析出した結晶をろ別し、水で洗浄した。得られた結晶を酢酸エチル200mlに溶解し、5%炭酸ナトリウム、食塩水、水の順で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、残渣にヘキサン150mlを加え、攪拌洗浄した。さらにヘキサン/酢酸エチル(5/3)から再結晶して、目的物8.68gを得た(白色固体、トータル収率71%)。   8.389 g of 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane was dissolved in 50 ml of NMP, and 10 g of phthalic anhydride was added dropwise thereto under ice cooling, followed by stirring at room temperature for 1 day. To the reaction mixture, 300 ml of ethyl acetate was added and washed with brine. After drying with magnesium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure. Next, 18.389 g of the solidified residue was dissolved in 80 ml of acetic anhydride, and 8.309 g of sodium acetate was added thereto, and reacted at 90 ° C. for 5 hours. After cooling, the mixture was poured into ice water and stirred for 1 hour. The precipitated crystals were filtered off and washed with water. The obtained crystals were dissolved in 200 ml of ethyl acetate, washed with 5% sodium carbonate, brine and water in this order, and dried over magnesium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, and 150 ml of hexane was added to the residue and washed with stirring. Further, recrystallization from hexane / ethyl acetate (5/3) gave 8.68 g of the desired product (white solid, total yield 71%).

1H−NMR(THF−d8、δ値):0.81(12H,s)、0.56−0.61(4H,m)、1.67−1.75(4H,m)、3.6−3.65(4H,m)、7.72−7.76(4H,m)、7.78−7.82(4H,m)。 1 H-NMR (THF-d 8 , δ value): 0.81 (12H, s), 0.56-0.61 (4H, m), 1.67-1.75 (4H, m), 3 .6-3.65 (4H, m), 7.72-7.76 (4H, m), 7.78-7.82 (4H, m).

(合成例4)
下記構造の有機ケイ素化合物(一般式(6)において、R20〜R23がメチル基であり、X1およびX2がプロピレン基であり、R18およびR19がベンズアミド基であり、kが1である化合物、下記式)の合成
(Synthesis Example 4)
Organosilicon compound having the following structure (in the general formula (6), R 20 to R 23 are methyl groups, X 1 and X 2 are propylene groups, R 18 and R 19 are benzamide groups, and k is 1) A compound of the formula:

Figure 2007186680
Figure 2007186680

1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン7.467gとN,N−ジイプロピルエチルアミン9.71gをテトラヒドロフラン80mlに溶解し、そこにベンゾイルクロリド8.87gを氷冷下滴下し、室温で1日撹拌した。反応混合物を水に注ぎ、ジエチルエーテル200mlで有機層を抽出する。有機層を0.2N塩酸、食塩水、3%水酸化ナトリウム水溶液、食塩水の順で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を減圧下留去した。   7.467 g of 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane and 9.71 g of N, N-dipropylethylamine were dissolved in 80 ml of tetrahydrofuran, and 8.87 g of benzoyl chloride was added dropwise thereto under ice-cooling. Stir at room temperature for 1 day. The reaction mixture is poured into water and the organic layer is extracted with 200 ml of diethyl ether. The organic layer was washed with 0.2N hydrochloric acid, brine, 3% aqueous sodium hydroxide, and brine in this order. After drying with magnesium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure.

得られた目的物は粘性液体であったが冷蔵庫で放置することで固化した。目的物の収量は8gであった(収率58%)。   The obtained object was a viscous liquid but solidified by leaving it in a refrigerator. The yield of the target product was 8 g (58% yield).

(実施例9)
下記の組成からなる化学増幅型感光性樹脂組成物を調製した。
(a)実施例5で得られた重合体:4g
(b)光酸発生剤(N−(p−トルエンスルホニルオキシ)ナフタルイミド、みどり化学(株)社製、商品名:NAI−101):0.096g
(c)溶解阻止剤(合成例1の化合物):0.8g
(d)密着性向上剤(合成例3の化合物):0.12g
(d)γ−ブチロラクトン:6g
Example 9
A chemically amplified photosensitive resin composition having the following composition was prepared.
(A) Polymer obtained in Example 5: 4 g
(B) Photoacid generator (N- (p-toluenesulfonyloxy) naphthalimide, manufactured by Midori Chemical Co., Ltd., trade name: NAI-101): 0.096 g
(C) Dissolution inhibitor (Compound of Synthesis Example 1): 0.8 g
(D) Adhesion improver (Compound of Synthesis Example 3): 0.12 g
(D) γ-butyrolactone: 6 g

以上の混合物を0.45μmのテフロン(登録商標)フィルターを用いてろ過し、感光性樹脂組成物を調製した。5インチシリコン基板上に、上記感光性樹脂をスピンコート塗布し、オーブン中、100℃で20分間ベークし、膜厚10μmの薄膜を形成した。次に、フォトマスクを介して、紫外線(波長λ=350〜450nm)でパターン露光した。露光後、オーブン中、90℃で10分間ベークし、その後室温の2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で3分間浸漬法による現像を行い、続けて2分間純水でリンス処理をそれぞれおこなった。その結果、感光性樹脂膜の露光部分のみが現像液に溶解除去され、ポジ型のパタ−ンが得られた。得られたパターンをSEM観察した結果、露光量700mJ/cm2にて露光した時に、10μmのスルーホールパターンが解像できていることが分かった。次に、パターンが形成されたウェハー全面に露光量1000mJ/cm2にて紫外線(波長λ=350〜450nm)で露光し、さらに窒素雰囲気下、95℃で30分、240℃で1時間、それぞれオーブン中でベークすることで、ナフトオキサゾール環を形成させ、硬化後の膜厚が8μmの耐熱性等に優れた最終パターンを得た。形成されたパターンをSEM観察した結果、パターンにクラックや剥離は観測されなかった。 The above mixture was filtered using a 0.45 μm Teflon (registered trademark) filter to prepare a photosensitive resin composition. The photosensitive resin was spin-coated on a 5-inch silicon substrate and baked in an oven at 100 ° C. for 20 minutes to form a thin film having a thickness of 10 μm. Next, pattern exposure was performed with ultraviolet rays (wavelength λ = 350 to 450 nm) through a photomask. After the exposure, it is baked in an oven at 90 ° C. for 10 minutes, and then developed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution at room temperature for 3 minutes, followed by a rinse treatment with pure water for 2 minutes. Each was done. As a result, only the exposed portion of the photosensitive resin film was dissolved and removed in the developer, and a positive pattern was obtained. As a result of SEM observation of the obtained pattern, it was found that a 10 μm through-hole pattern could be resolved when exposed at an exposure amount of 700 mJ / cm 2 . Next, the entire surface of the wafer on which the pattern is formed is exposed to ultraviolet rays (wavelength λ = 350 to 450 nm) at an exposure amount of 1000 mJ / cm 2 , and further, under a nitrogen atmosphere, at 95 ° C. for 30 minutes and at 240 ° C. for 1 hour, respectively. By baking in an oven, a naphthoxazole ring was formed, and a final pattern excellent in heat resistance and the like having a cured film thickness of 8 μm was obtained. As a result of SEM observation of the formed pattern, no crack or peeling was observed in the pattern.

同様にして実施例6、実施例7、実施例8で得た重合体を用いた感光性樹脂組成物についても評価した。その結果、それぞれ露光量600mJ/cm2の時、10μmのスルーホールパターンが解像できた。次に、パターンが形成されたウェハー全面に露光量1000mJ/cm2にて紫外線(波長λ=350〜450nm)で露光し、さらに得られたパターンを窒素雰囲気下、95℃で30分、240℃で1時間、それぞれオーブン中でベークすることで、ナフトオキサゾール環を形成させ、耐熱性等に優れた最終パターンを得た。形成されたパターンをSEM観察した結果、パターンにクラックや剥離は観測されなかった。 Similarly, the photosensitive resin compositions using the polymers obtained in Example 6, Example 7, and Example 8 were also evaluated. As a result, when the exposure amount was 600 mJ / cm 2 , a 10 μm through-hole pattern could be resolved. Next, the entire surface of the wafer on which the pattern was formed was exposed to ultraviolet rays (wavelength λ = 350 to 450 nm) at an exposure amount of 1000 mJ / cm 2 , and the obtained pattern was further heated at 95 ° C. for 30 minutes at 240 ° C. in a nitrogen atmosphere. Were baked in an oven for 1 hour to form a naphthoxazole ring, and a final pattern excellent in heat resistance and the like was obtained. As a result of SEM observation of the formed pattern, no crack or peeling was observed in the pattern.

(実施例10)
下記の組成からなる化学増幅型感光性樹脂組成物を調製した。
(a)実施例8で得られた重合体:4g
(b)光酸発生剤(N−(p−トルエンスルホニルオキシ)ナフタルイミド、みどり化学(株)社製、商品名:NAI−101):0.096g
(c)溶解阻止剤(合成例2の化合物):1.2g
(d)密着性向上剤(合成例4の化合物):0.12g
(d)γ−ブチロラクトン:6g
(Example 10)
A chemically amplified photosensitive resin composition having the following composition was prepared.
(A) Polymer obtained in Example 8: 4 g
(B) Photoacid generator (N- (p-toluenesulfonyloxy) naphthalimide, manufactured by Midori Chemical Co., Ltd., trade name: NAI-101): 0.096 g
(C) Dissolution inhibitor (Compound of Synthesis Example 2): 1.2 g
(D) Adhesion improver (Compound of Synthesis Example 4): 0.12 g
(D) γ-butyrolactone: 6 g

以上の混合物を0.45μmのテフロン(登録商標)フィルターを用いてろ過し、感光性樹脂組成物を調製した。5インチシリコン基板上に、上記感光性樹脂をスピンコート塗布し、オーブン中、100℃で20分間ベークし、膜厚10μmの薄膜を形成した。次に、フォトマスクを介して、紫外線(波長λ=350〜450nm)でパターン露光した。露光後、オーブン中、90℃で10分間ベークし、その後室温の2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で3分間浸漬法による現像を行い、続けて2分間純水でリンス処理をそれぞれ行った。その結果、感光性樹脂膜の露光部分のみが現像液に溶解除去され、ポジ型のパタ−ンが得られた。得られたパターンをSEM観察した結果、露光量700mJ/cm2にて露光した時に、7μmのスルーホールパターンが解像できていることが分かった。次に、パターンが形成されたウェハー全面に露光量1000mJ/cm2にて紫外線(波長λ=350〜450nm)で露光し、さらに窒素雰囲気下、95℃で30分、240℃で1時間、それぞれオーブン中でベークすることで、ナフトオキサゾール環を形成させ、硬化後の膜厚が8μmの耐熱性等に優れた最終パターンを得た。形成されたパターンをSEM観察した結果、パターンにクラックや剥離は観測されなかった。 The above mixture was filtered using a 0.45 μm Teflon (registered trademark) filter to prepare a photosensitive resin composition. The photosensitive resin was spin-coated on a 5-inch silicon substrate and baked in an oven at 100 ° C. for 20 minutes to form a thin film having a thickness of 10 μm. Next, pattern exposure was performed with ultraviolet rays (wavelength λ = 350 to 450 nm) through a photomask. After the exposure, it is baked in an oven at 90 ° C. for 10 minutes, and then developed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution at room temperature for 3 minutes, followed by a rinse treatment with pure water for 2 minutes. Each went. As a result, only the exposed portion of the photosensitive resin film was dissolved and removed in the developer, and a positive pattern was obtained. As a result of SEM observation of the obtained pattern, it was found that a 7 μm through-hole pattern could be resolved when exposed at an exposure amount of 700 mJ / cm 2 . Next, the entire surface of the wafer on which the pattern is formed is exposed to ultraviolet rays (wavelength λ = 350 to 450 nm) at an exposure amount of 1000 mJ / cm 2 , and further, under a nitrogen atmosphere, at 95 ° C. for 30 minutes and at 240 ° C. for 1 hour, respectively. By baking in an oven, a naphthoxazole ring was formed, and a final pattern excellent in heat resistance and the like having a cured film thickness of 8 μm was obtained. As a result of SEM observation of the formed pattern, no crack or peeling was observed in the pattern.

以上の説明から明らかなように、感光性樹脂組成物において、本発明のアミド誘導体を含む高分子前駆体を重合して得られる重合体を用いることで、アルカリ水溶液により現像可能で、かつ解像性に優れた感光性樹脂組成物が得られ、半導体素子の層間絶縁膜や表面保護膜等に利用可能である。   As is apparent from the above description, in the photosensitive resin composition, by using a polymer obtained by polymerizing the polymer precursor containing the amide derivative of the present invention, development is possible with an aqueous alkali solution and resolution is achieved. A photosensitive resin composition having excellent properties can be obtained, and can be used as an interlayer insulating film or a surface protective film of a semiconductor element.

Claims (14)

下記一般式(1)で表されるアミド誘導体。
Figure 2007186680
(式(1)中、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は水素原子または酸により分解する基、R3〜R6はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表すか、あるいは互いに連結して置換又は無置換の縮合芳香環を形成するが、少なくとも一つの縮合芳香環を形成する。)
Amide derivatives represented by the following general formula (1).
Figure 2007186680
(In the formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents a hydrogen atom or a group decomposed by an acid, R 3 to R 6 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a carbon number of 1 to 4 alkyl groups or linked to each other to form a substituted or unsubstituted fused aromatic ring, but at least one fused aromatic ring is formed.)
下記一般式(1−1)、(1−2)または(1−3)で表される請求項1に記載のアミド誘導体。
Figure 2007186680
(上記式中、R1、R2は、前記一般式(1)中のR1、R2と同じ意味を示し、R3〜R6,R24〜R35は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
The amide derivative according to claim 1, which is represented by the following general formula (1-1), (1-2) or (1-3).
Figure 2007186680
(In the formula, R 1, R 2, the general formula (1) shows the same meaning as R 1, R 2 in, R 3 ~R 6, R 24 ~R 35 each independently represent a hydrogen atom, Represents a halogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
下記一般式(2)で表される繰返し構造単位を一種以上含む重合体。
Figure 2007186680
(式(2)中、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は水素原子または酸により分解する基、R3〜R6はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜4のアルキル基、あるいは互いに連結して置換又は無置換の縮合芳香環を形成するが、少なくとも一つの縮合芳香環を形成する。)
A polymer containing one or more repeating structural units represented by the following general formula (2).
Figure 2007186680
(In Formula (2), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom or a group decomposed by an acid, R 3 to R 6 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, or a carbon number of 1 to 4 alkyl groups or linked to each other to form a substituted or unsubstituted condensed aromatic ring, which forms at least one condensed aromatic ring.)
一般式(2)で表される繰返し構造単位が、下記一般式(2−1)、(2−2)または(2−3)で表される繰返し構造単位である請求項3に記載の重合体。
Figure 2007186680
(上記式中、R1、R2は、前記一般式(2)中のR1、R2と同じ意味を示し、R3〜R6,R24〜R35は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
The repeating structural unit represented by the general formula (2) is a repeating structural unit represented by the following general formula (2-1), (2-2) or (2-3). Coalescence.
Figure 2007186680
(In the formula, R 1, R 2, the general formula (2) shows the same meaning as R 1, R 2 in, R 3 ~R 6, R 24 ~R 35 each independently represent a hydrogen atom, Represents a halogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
一般式(2)で表される繰返し構造単位の一種以上と、当該構造単位と共重合可能なビニル系単量体由来の繰返し構造単位の一種以上とを有する請求項3または4に記載の重合体。   The weight according to claim 3 or 4, comprising at least one repeating structural unit represented by the general formula (2) and at least one repeating structural unit derived from a vinyl monomer copolymerizable with the structural unit. Coalescence. 下記一般式(3)で表される構造単位を、さらに含むことを特徴とする請求項3または4に記載の重合体。
Figure 2007186680
(式中、R7は水素原子またはメチル基を表し、R8はラクトン構造を有する有機基を表す。)
The polymer according to claim 3 or 4, further comprising a structural unit represented by the following general formula (3).
Figure 2007186680
(In the formula, R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 8 represents an organic group having a lactone structure.)
重量平均分子量が2,000〜200,000であることを特徴とする請求項3ないし6のいずれか1項に記載の重合体。   The polymer according to any one of claims 3 to 6, wherein the polymer has a weight average molecular weight of 2,000 to 200,000. 少なくとも、請求項3ないし7のいずれか1項に記載の重合体と光酸発生剤とからなる化学増幅型感光性樹脂組成物。   A chemically amplified photosensitive resin composition comprising at least the polymer according to claim 3 and a photoacid generator. さらに、溶解阻止剤および/または密着性向上剤を含んでなる請求項8に記載の化学増幅型感光性樹脂組成物。   The chemically amplified photosensitive resin composition according to claim 8, further comprising a dissolution inhibitor and / or an adhesion improver. 溶解阻止剤が下記一般式(4)または下記一般式(5)で表される化合物であることを特徴とする請求項9に記載の化学増幅型感光性樹脂組成物。
Figure 2007186680
(式中、R9およびR10は酸により分解する基を表し、R11およびR12は炭素数1〜10の直鎖状、分枝状あるいは環状のアルキル基または芳香族炭化水素基であり、Zは直結合、−C(CF32−、−C(CH32−、−SO2−、−CO−、−O−または−CH2−を表す。)
Figure 2007186680
(式中、R13は2価の芳香族炭化水素基または環状脂肪族炭化水素基、R14およびR15は酸により分解する基を表し、R16およびR17は水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
10. The chemically amplified photosensitive resin composition according to claim 9, wherein the dissolution inhibitor is a compound represented by the following general formula (4) or the following general formula (5).
Figure 2007186680
(In the formula, R 9 and R 10 represent groups capable of decomposing by an acid, and R 11 and R 12 are linear, branched or cyclic alkyl groups or aromatic hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms. Z represents a direct bond, —C (CF 3 ) 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, —SO 2 —, —CO—, —O— or —CH 2 —.
Figure 2007186680
(Wherein R 13 represents a divalent aromatic hydrocarbon group or cycloaliphatic hydrocarbon group, R 14 and R 15 represent groups that are decomposed by an acid, and R 16 and R 17 represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a carbon atom. Represents an alkyl group of formulas 1 to 4.)
密着性向上剤が有機ケイ素化合物であることを特徴とする請求項9に記載の化学増幅型感光性樹脂組成物。   10. The chemically amplified photosensitive resin composition according to claim 9, wherein the adhesion improver is an organosilicon compound. 有機ケイ素化合物が下記一般式(6)で表される化合物であることを特徴とする請求項11に記載の化学増幅型感光性樹脂組成物。
Figure 2007186680
(式中、R18〜R23は1価の有機基を表し、X1およびX2は2価の有機基を表す。また、kは正の整数である。 )
The chemically amplified photosensitive resin composition according to claim 11, wherein the organosilicon compound is a compound represented by the following general formula (6).
Figure 2007186680
(Wherein R 18 to R 23 represent a monovalent organic group, X 1 and X 2 represent a divalent organic group, and k is a positive integer.)
少なくとも、下記工程からなることを特徴とするパターン形成方法:
請求項8ないし12のいずれかに記載の化学増幅型感光性樹脂組成物を被加工基板上に塗布する工程;
プリベークを行う工程;
露光する工程;
露光後ベークを行う工程;
現像を行う工程;および
ポストベークを行う工程。
A pattern forming method comprising at least the following steps:
A step of applying the chemically amplified photosensitive resin composition according to any one of claims 8 to 12 on a substrate to be processed;
Performing pre-baking;
Exposure step;
Performing post-exposure baking;
A step of developing; and a step of post-baking.
現像を行う工程とポストベークを行う工程との間に、さらにポスト露光工程を有することを特徴とする請求項13に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 13, further comprising a post-exposure step between the developing step and the post-baking step.
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