JP2008268788A - Photosensitive resin composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感光性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a photosensitive resin composition.
半導体素子の保護膜、再配線膜、ディスプレーの絶縁膜などには、優れた耐熱性、電気絶縁性が要求される。このような用途に適した有機材料として、ポリイミド系の材料が幅広く用いられてきた。特に最近は、感光性ポリイミド、感光性ポリベンゾオキサゾールなどが開発されている。一方で、ノボラック樹脂とナフトキノンジアジドスルホン酸エステルを含む感光性樹脂組成物が、フォトレジストとして金属や絶縁膜のパターン形成のために用いられている。 A semiconductor device protective film, rewiring film, display insulating film, and the like are required to have excellent heat resistance and electrical insulation. A polyimide material has been widely used as an organic material suitable for such applications. Recently, photosensitive polyimide, photosensitive polybenzoxazole and the like have been developed. On the other hand, a photosensitive resin composition containing a novolak resin and a naphthoquinone diazide sulfonic acid ester is used as a photoresist for pattern formation of metals and insulating films.
これまでに、耐熱性の向上を目的として、アルカリ可溶性樹脂、感光剤、光酸発生剤、架橋剤および溶剤を含有する感光性組成物膜を露光・現像後に全面露光するパターン形成方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、この方法による耐熱性の向上は200℃までの温度範囲であり、それ以上となるとパターンが崩れるという課題があった。さらに耐熱性を改良するためにメチロール基を有するフェノール樹脂を含むポジ型感光性樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献2参照)。しかし、これらのものでも半田接続などの際に空気中で200℃以上の温度で処理すると酸化分解などが起こり、物性が低下する課題があった。また、ノボラック樹脂などのアルカリ可溶性樹脂と少なくとも2種のキノンジアジドスルホン酸エステル化合物を含有し、該少なくとも2種のキノンジアジドスルホン酸エステルは、全てのフェノール性水酸基がエステル化されている成分が5重量%以下であるポジ型レジスト組成物が開示されている(例えば、特許文献3参照)。しかしながら、このようなものでは200℃以上の高温で熱処理した際にパターン形状が崩れるという課題があった。 So far, for the purpose of improving heat resistance, a pattern forming method has been proposed in which a photosensitive composition film containing an alkali-soluble resin, a photosensitive agent, a photoacid generator, a crosslinking agent and a solvent is exposed entirely after exposure and development. (For example, refer to Patent Document 1). However, the improvement in heat resistance by this method is in the temperature range up to 200 ° C., and there is a problem that the pattern is destroyed when the temperature is exceeded. Furthermore, in order to improve heat resistance, a positive photosensitive resin composition containing a phenol resin having a methylol group has been proposed (for example, see Patent Document 2). However, even in these cases, when soldering or the like is performed in air at a temperature of 200 ° C. or higher, oxidative decomposition or the like occurs, resulting in a problem that physical properties are deteriorated. Further, it contains an alkali-soluble resin such as a novolak resin and at least two quinonediazide sulfonic acid ester compounds, and the at least two quinonediazide sulfonic acid esters contain 5% by weight of a component in which all phenolic hydroxyl groups are esterified. The following positive resist compositions are disclosed (for example, see Patent Document 3). However, in such a case, there is a problem that the pattern shape collapses when heat-treated at a high temperature of 200 ° C. or higher.
一方、ポリイミドやポリベンゾオキサゾール、あるいはこれらの前駆体とナフトキノンジアジド化合物を含む感光性樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献4−7参照)。これらの感光性樹脂組成物から得られるパターン形状は、300℃以上の熱処理を行っても変化しないものの、ノボラック樹脂を含む感光性樹脂組成物に比べて低感度であり、解像寸法の面内のバラツキが大きくなるなどの課題があった。 On the other hand, a photosensitive resin composition containing polyimide, polybenzoxazole, or a precursor thereof and a naphthoquinonediazide compound has been proposed (see, for example, Patent Documents 4-7). Although the pattern shape obtained from these photosensitive resin compositions does not change even when a heat treatment at 300 ° C. or higher is performed, it is less sensitive than the photosensitive resin composition containing novolac resin and has an in-plane resolution dimension. There was a problem such as an increase in the variation.
このため、ノボラック樹脂と、ポリイミドやポリベンゾオキサゾール、あるいはこれらの前駆体と、感光材とを含む感光性樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献8−10参照)。この方法により、高感度で膜減りの少ない組成物を得ることができるが、急激な昇温速度で高温の熱処理を行うと、パターン形状が崩れるという課題があった。
本発明は、高感度で、熱処理後のパターン形状に優れる感光性樹脂組成物を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the photosensitive resin composition which is highly sensitive and is excellent in the pattern shape after heat processing.
上記課題を解決するため、本発明は主として次の構成を有する。すなわち、(a)一般式(1)で表される繰り返し単位を有する樹脂、(b)一般式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂、(c)一般式(3)で表される光酸発生剤および(d)前記(c)以外の光酸発生剤を含有する感光性樹脂組成物であって、前記(c)および(d)の含有量の合計が、前記(a)および(b)の含有量の合計100重量部に対し1重量部以上50重量部以下であり、かつ、前記(c)の含有量と前記(d)の含有量比(c/d)が0.10以上0.70以下(重量比)であることを特徴とする感光性樹脂組成物である。また、本発明は、(e)イミド環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環およびオキサジアゾール環からなる群から選ばれる少なくとも一種と、水酸基またはカルボキシル基とを有する樹脂、(b)一般式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂、(c)一般式(3)で表される光酸発生剤および(d)前記(c)以外の光酸発生剤を含有する感光性樹脂組成物であって、前記(c)および(d)の含有量の合計が、前記(b)および(e)の含有量の合計100重量部に対し1重量部以上50重量部以下であり、かつ、前記(c)の含有量と前記(d)の含有量比(c/d)が0.10以上0.70以下(重量比)であることを特徴とする感光性樹脂組成物である。 In order to solve the above problems, the present invention mainly has the following configuration. That is, (a) a resin having a repeating unit represented by the general formula (1), (b) a resin having a repeating unit represented by the general formula (2), (c) represented by the general formula (3) A photosensitive resin composition containing a photoacid generator and (d) a photoacid generator other than the above (c), wherein the total content of (c) and (d) is the above (a) and It is 1 part by weight or more and 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total content of (b), and the content ratio (c / d) of the content of (c) and (d) is 0. It is a photosensitive resin composition characterized by being 10 or more and 0.70 or less (weight ratio). The present invention also relates to (e) a resin having at least one selected from the group consisting of an imide ring, an imidazole ring, an oxazole ring, a thiazole ring and an oxadiazole ring, and a hydroxyl group or a carboxyl group, (b) a general formula ( A photosensitive resin composition containing a resin having a repeating unit represented by 2), (c) a photoacid generator represented by the general formula (3), and (d) a photoacid generator other than the above (c) The total content of (c) and (d) is 1 part by weight or more and 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total content of (b) and (e), and The photosensitive resin composition is characterized in that the content ratio (c / d) of the content (c) and the content (d) is 0.10 or more and 0.70 or less (weight ratio).
上記一般式(1)中、R1は炭素数1〜30の2〜8価の有機基、R2は炭素数2〜30の2〜8価の有機基を示す。R3およびR4はそれぞれ独立に水素原子、NH4、SO2NH2または炭素数1〜10の1価の有機基を示す。p、q、rおよびsはそれぞれ独立に0〜4の整数を示す。ただし、p+q+r+s>0、p+r≦6、q+s≦6である。上記一般式(2)中、R5はフェノール性水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基またはスルホンアミド基を有する炭素数1〜30の2価の有機基を表す。Xは−CH2−、−C(CH3)2−、−COO−、−C(CF3)2−、−CO−または−SO2−を示す。上記一般式(3)中、R7およびR8はそれぞれ独立にベンゼン環、炭素数1〜6のアルキル基で置換したベンゼン環、炭素数1〜6のエステル基で置換したベンゼン環、ナフタレン環、炭素数1〜6のアルキル基で置換したナフタレン環または炭素数1〜6のエステル基で置換したナフタレン環を示す。Zは−CH2−、−C(CH3)2−、−COO−、−C(CF3)2−、−CO−または−SO2−を示す。Qは4−ナフトキノンジアジドスルホニル基、5−ナフトキノンジアジドスルホニル基またはo−ニトロベンジル基を示す。uは0または1を示す。vは2.5〜5の範囲、xは0〜2.5の範囲、wおよびyは0〜5の範囲を示す。ただし、3≦v+x≦5、0≦w+y≦5である。 In the general formula (1), R 1 represents a C 2-30 divalent organic group, and R 2 represents a C 2-30 bivalent organic group. R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, NH 4 , SO 2 NH 2 or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms. p, q, r, and s each independently represent an integer of 0 to 4. However, p + q + r + s> 0, p + r ≦ 6, and q + s ≦ 6. In the general formula (2), R 5 represents a C 1-30 divalent organic group having a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid group or a sulfonamide group. X represents —CH 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, —COO—, —C (CF 3 ) 2 —, —CO— or —SO 2 —. In the general formula (3), R 7 and R 8 are each independently a benzene ring, a benzene ring substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a benzene ring substituted with an ester group having 1 to 6 carbon atoms, or a naphthalene ring. And a naphthalene ring substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a naphthalene ring substituted with an ester group having 1 to 6 carbon atoms. Z represents —CH 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, —COO—, —C (CF 3 ) 2 —, —CO— or —SO 2 —. Q represents a 4-naphthoquinonediazidosulfonyl group, a 5-naphthoquinonediazidesulfonyl group, or an o-nitrobenzyl group. u represents 0 or 1; v is in the range of 2.5 to 5, x is in the range of 0 to 2.5, and w and y are in the range of 0 to 5. However, 3 ≦ v + x ≦ 5 and 0 ≦ w + y ≦ 5.
本発明により、高感度で、熱処理後のパターン形状に優れる感光性樹脂組成物を得ることができる。 According to the present invention, a photosensitive resin composition having high sensitivity and excellent pattern shape after heat treatment can be obtained.
本発明の感光性樹脂組成物の第一の形態は、(a)一般式(1)で表される繰り返し単位を有する樹脂、(b)一般式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂、(c)一般式(3)で表される光酸発生剤および(d)前記(c)以外の光酸発生剤を含有する感光性樹脂組成物であって、前記(c)および(d)の含有量の合計が、前記(a)および(b)の含有量の合計100重量部に対し1重量部以上50重量部以下であり、かつ、前記(c)の含有量と前記(d)の含有量比(c/d)が0.10以上0.70以下(重量比)であることを特徴とする感光性樹脂組成物である。また、本発明の感光性樹脂組成物の第二の形態は、(e)イミド環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環およびオキサジアゾール環からなる群から選ばれる少なくとも一種と、水酸基またはカルボキシル基とを有する樹脂、(b)一般式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂、(c)一般式(3)で表される光酸発生剤および(d)前記(c)以外の光酸発生剤を含有する感光性樹脂組成物であって、前記(c)および(d)の含有量の合計が、前記(b)および(e)の含有量の合計100重量部に対し1重量部以上50重量部以下であり、かつ、前記(c)の含有量と前記(d)の含有量比(c/d)が0.10以上0.70以下(重量比)であることを特徴とする。以下、各成分について説明する。 1st form of the photosensitive resin composition of this invention is (a) resin which has a repeating unit represented by General formula (1), (b) resin which has a repeating unit represented by General formula (2) (C) a photoacid generator represented by the general formula (3) and (d) a photoacid generator other than the above (c), a photosensitive resin composition comprising the above (c) and (d The total content of (a) and (b) is from 1 part by weight to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total content of (a) and (b), and the content of (c) and the above (d ) Content ratio (c / d) is 0.10 or more and 0.70 or less (weight ratio). In addition, the second form of the photosensitive resin composition of the present invention is (e) at least one selected from the group consisting of an imide ring, an imidazole ring, an oxazole ring, a thiazole ring and an oxadiazole ring, and a hydroxyl group or a carboxyl group. (B) a resin having a repeating unit represented by the general formula (2), (c) a photoacid generator represented by the general formula (3), and (d) a light other than the above (c) A photosensitive resin composition containing an acid generator, wherein the total content of (c) and (d) is 1 wt. Per 100 parts by weight of the total content of (b) and (e). The content ratio of (c) and the content of (d) (c / d) is 0.10 or more and 0.70 or less (weight ratio). And Hereinafter, each component will be described.
本発明の感光性樹脂組成物の第一の形態は、(a)下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する樹脂を含有する。このような樹脂は、優れた耐熱性を示す。 The first form of the photosensitive resin composition of the present invention contains (a) a resin having a repeating unit represented by the following general formula (1). Such a resin exhibits excellent heat resistance.
上記一般式(1)中、R1は炭素数1〜30の2〜8価の有機基、R2は炭素数2〜30の2〜8価の有機基を示す。R3およびR4はそれぞれ独立に水素原子、NH4、SO2NH2または炭素数1〜10の1価の有機基を示す。p、q、rおよびsはそれぞれ独立に0〜4の整数を示す。ただし、p+q+r+s>0、p+r≦6、q+s≦6である。 In the general formula (1), R 1 represents a C 2-30 divalent organic group, and R 2 represents a C 2-30 bivalent organic group. R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, NH 4 , SO 2 NH 2 or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms. p, q, r, and s each independently represent an integer of 0 to 4. However, p + q + r + s> 0, p + r ≦ 6, and q + s ≦ 6.
上記一般式(1)中、R1およびR2は芳香族環を有することが好ましい。イミド環、オキサゾール環、イミダゾール環、チアゾール環、オキサジン環などの複素環を有してもよい。また、接着性を向上させるため、R1として、1,3−ビス(3−アミノプロピル)ジメチルシロキサン、α、ω−ビス(4−フェニル)パーメチルポリシロキサンなどのシロキサンジアミン残基を用いてもよい。このようなシロキサンジアミン残基は、R1中の0.1〜70モル%が好ましい。また、R3およびR4の例としては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、トリメチルシリル基、フェニル基、ヒドロキシフェニル基、カルボキシルフェニル基、メチルカルボキシルフェニル基などが挙げられる。アルカリ現像液に対する溶解性の点から、水素原子、ヒドロキシフェニル基またはカルボキシルフェニル基が好ましい。 In the general formula (1), R 1 and R 2 preferably have an aromatic ring. You may have heterocyclic rings, such as an imide ring, an oxazole ring, an imidazole ring, a thiazole ring, and an oxazine ring. Moreover, in order to improve adhesiveness, siloxane diamine residues such as 1,3-bis (3-aminopropyl) dimethylsiloxane and α, ω-bis (4-phenyl) permethylpolysiloxane are used as R 1. Also good. Such a siloxane diamine residue is preferably 0.1 to 70 mol% in R 1 . Examples of R 3 and R 4 include hydrogen atom, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, trimethylsilyl group, phenyl group, hydroxyphenyl group, carboxylphenyl group, methylcarboxylphenyl Groups and the like. From the viewpoint of solubility in an alkali developer, a hydrogen atom, a hydroxyphenyl group or a carboxylphenyl group is preferred.
(a)上記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する樹脂は、カルボキシル基または水酸基、好ましくはフェノール性水酸基を有することにより、アルカリ現像液に対して適度な溶解性を有する。アルカリ現像液に対する溶解速度は、4nm/秒以上が好ましく、10nm/秒以上がより好ましい。また、10,000nm/秒以下が好ましく、5,000nm/秒以下がより好ましい。 (A) The resin having the repeating unit represented by the general formula (1) has a suitable solubility in an alkali developer by having a carboxyl group or a hydroxyl group, preferably a phenolic hydroxyl group. The dissolution rate in the alkali developer is preferably 4 nm / second or more, more preferably 10 nm / second or more. Moreover, 10,000 nm / second or less is preferable and 5,000 nm / second or less is more preferable.
本発明において、(a)上記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する樹脂は、一般式(1)で表される繰り返し単位を70重量%以上有することが好ましい。より好ましくは90重量%以上である。 In the present invention, (a) the resin having the repeating unit represented by the general formula (1) preferably has 70% by weight or more of the repeating unit represented by the general formula (1). More preferably, it is 90 weight% or more.
(a)一般式(1)で表される繰り返し単位を有する樹脂は、数平均分子量1,000以上が好ましく、5,000以上がより好ましく、8,000以上がさらに好ましい。一方、500,000以下が好ましく、100,000以下がより好ましく、70,000以下がさらに好ましい。 (A) The resin having a repeating unit represented by the general formula (1) preferably has a number average molecular weight of 1,000 or more, more preferably 5,000 or more, and still more preferably 8,000 or more. On the other hand, 500,000 or less is preferable, 100,000 or less is more preferable, and 70,000 or less is more preferable.
(a)一般式(1)で表される繰り返し単位を有する樹脂の中でも、ポリイミド前駆体またはポリベンゾオキサゾール前駆体がより好ましい。これらの樹脂は、前駆体の状態では、主に露光に用いられる波長である水銀灯のg線、h線、i線に対しての透明性とアルカリ水溶液に対する溶解性が高く、その後、熱処理などで閉環することで、樹脂の耐熱性、耐薬品性が大きく向上するためである。 (A) Among resins having a repeating unit represented by the general formula (1), a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor is more preferable. In the state of the precursor, these resins are highly transparent to mercury lamp g-line, h-line and i-line, which are wavelengths mainly used for exposure, and highly soluble in alkaline aqueous solution. This is because the heat resistance and chemical resistance of the resin are greatly improved by ring closure.
(a)上記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する樹脂は、ジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸などの酸化合物やその誘導体と、ジアミン、トリアミン、テトラアミンやその誘導体を、例えば、N−メチルピロリドン、ガンマブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルイミダゾリン、プロピレンカーボネート、リン酸、ポリリン酸、フェノール、メタクレゾール、パラクレゾール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコールジメチルエーテルなどの溶媒に溶解させ、−30℃〜300℃の範囲で反応させることにより得ることができる。 (A) The resin having a repeating unit represented by the general formula (1) is an acid compound such as dicarboxylic acid, tricarboxylic acid or tetracarboxylic acid or a derivative thereof, and diamine, triamine, tetraamine or a derivative thereof, for example, N-methylpyrrolidone, gamma butyrolactone, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethylimidazoline, propylene carbonate, phosphoric acid, polyphosphoric acid, phenol, metacresol, paracresol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, butyl cellosolve, It can be obtained by dissolving in a solvent such as ethyl cellosolve or ethylene glycol dimethyl ether and reacting in a range of -30 ° C to 300 ° C.
また、本発明の感光性樹脂組成物の第二の形態において、(a)一般式(1)で表される繰り返し単位を有する樹脂に代えて、または(a)一般式(1)で表される繰り返し単位を有する樹脂とともに(e)イミド環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環およびオキサジアゾール環からなる群から選ばれる少なくとも一種と、水酸基またはカルボキシル基とを有する樹脂を含有してもよい。このような樹脂を用いると、パターン加工後にイミド化やオキサゾール化などの閉環反応が不要であるために、溶媒除去するだけで耐熱性の良好なパターンを得ることができる。(e)イミド環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環およびオキサジアゾール環からなる群から選ばれる少なくとも一種と、水酸基またはカルボキシル基とを有する樹脂としては、例えば、ヒドロキシポリイミド、ヒドロキシポリベンゾイミダゾール、ヒドロキシポリベンゾオキサゾール、ヒドロキシポリベンゾチアゾールなどが挙げられる。 Moreover, in the 2nd form of the photosensitive resin composition of this invention, it replaces with (a) resin which has a repeating unit represented by General formula (1), or is represented by (a) General formula (1). (E) a resin having at least one selected from the group consisting of an imide ring, an imidazole ring, an oxazole ring, a thiazole ring and an oxadiazole ring, and a hydroxyl group or a carboxyl group. . When such a resin is used, a ring-closing reaction such as imidization or oxazolation is unnecessary after pattern processing. Therefore, a pattern having good heat resistance can be obtained simply by removing the solvent. (E) As a resin having at least one selected from the group consisting of an imide ring, an imidazole ring, an oxazole ring, a thiazole ring and an oxadiazole ring and a hydroxyl group or a carboxyl group, for example, hydroxypolyimide, hydroxypolybenzimidazole, Examples include hydroxypolybenzoxazole and hydroxypolybenzothiazole.
ポリヒドロキシイミドは、テトラカルボン酸とジアミンを反応させることにより得ることができ、テトラカルボン酸またはジアミンの少なくとも一方が水酸基で置換されていればよい。具体的には、テトラカルボン酸またはその誘導体、およびジアミンまたはその誘導体を、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ガンマブチロラクトンなどの極性溶媒中で反応させる。必要によりトリエチルアミン、イソキノリン、ピリジン、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデク−7−エン、ジシクロヘキシルカルボジイミドなどの脱水閉環触媒の存在下に、一般に70℃以上の温度で反応させ、反応で発生した水を除去することで得ることができる。また、水酸基を有しないテトラカルボン酸やジアミンを共重合してもよく、その量は全体の70モル%以下が好ましい。 The polyhydroxyimide can be obtained by reacting tetracarboxylic acid and diamine, and it is sufficient that at least one of tetracarboxylic acid or diamine is substituted with a hydroxyl group. Specifically, tetracarboxylic acid or a derivative thereof, and diamine or a derivative thereof are reacted in a polar solvent such as N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, dimethylformamide, gamma butyrolactone. If necessary, the reaction is generally performed at a temperature of 70 ° C. or higher in the presence of a dehydration ring-closing catalyst such as triethylamine, isoquinoline, pyridine, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undec-7-ene, dicyclohexylcarbodiimide. It can be obtained by removing the generated water. Moreover, tetracarboxylic acid and diamine which do not have a hydroxyl group may be copolymerized, and the amount is preferably 70 mol% or less.
ポリヒドロキシベンゾオキサゾールは、ジカルボン酸とビス(アミノフェノール)を反応させることにより得ることができ、ジカルボン酸とビス(アミノフェノール)の少なくとも一方が水酸基で置換されていればよい。具体的には、対応するビスアミノフェノール化合物とジカルボン酸をポリリン酸などの中で150℃以上の温度で反応させるのが一般である。また、水酸基で置換していないジカルボン酸やビス(アミノフェノール)を共重合してもよく、その量は全体の70モル%以下が好ましい。また、前記したポリベンゾオキサゾール前駆体を得た後に、系の温度を200℃以上としてポリベンゾオキサゾールを得ることもできる。また、閉環触媒としてポリリン酸、パラトルエンスルホン酸などを併用してもよい。 Polyhydroxybenzoxazole can be obtained by reacting dicarboxylic acid and bis (aminophenol), and it is sufficient that at least one of dicarboxylic acid and bis (aminophenol) is substituted with a hydroxyl group. Specifically, the corresponding bisaminophenol compound and dicarboxylic acid are generally reacted at a temperature of 150 ° C. or higher in polyphosphoric acid or the like. Further, dicarboxylic acid or bis (aminophenol) not substituted with a hydroxyl group may be copolymerized, and the amount is preferably 70 mol% or less of the whole. Moreover, after obtaining the above-mentioned polybenzoxazole precursor, polybenzoxazole can also be obtained by setting the temperature of the system to 200 ° C. or higher. Moreover, you may use together polyphosphoric acid, paratoluenesulfonic acid, etc. as a ring-closing catalyst.
ポリヒドロキシベンゾイミダールは、ジカルボン酸とテトラアミンを反応させることにより得ることができ、ジカルボン酸またはテトラアミンの少なくとも一方が水酸基で置換されていればよい。具体的には、対応するテトラアミンとジカルボン酸をN−メチルピロリドン、ガンマブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ポリリン酸などの中で150℃以上の温度で反応させるのが一般的である。また、水酸基で置換していないジカルボン酸やテトラアミンを共重合してもよく、その量は全体の70モル%以下が好ましい。 The polyhydroxybenzimidar can be obtained by reacting a dicarboxylic acid with a tetraamine, and it is sufficient that at least one of the dicarboxylic acid or the tetraamine is substituted with a hydroxyl group. Specifically, the corresponding tetraamine and dicarboxylic acid are generally reacted at temperatures of 150 ° C. or higher in N-methylpyrrolidone, gamma butyrolactone, dimethylformamide, dimethylacetamide, polyphosphoric acid and the like. Further, dicarboxylic acid or tetraamine not substituted with a hydroxyl group may be copolymerized, and the amount is preferably 70 mol% or less of the whole.
ポリベンゾチアゾールは、ビス(アミノチオフェノール)とジカルボン酸を反応させることにより得ることができ、ビス(アミノチオフェノール)またはジカルボン酸の少なくとも一方が水酸基で置換されていればよい。具体的には、対応するビス(アミノチオフェノール)とジカルボン酸をポリリン酸などの中で150℃以上の温度で反応させるのが一般的である。また、水酸基で置換していないジカルボン酸やビス(アミノチオフェノール)を共重合してもよく、その量は全体の70モル%以下が好ましい。また、前記したポリベンゾオキサゾール前駆体を得た後に、系の温度を200℃以上としてポリベンゾオキサゾールを得ることもできる。また、閉環触媒としてポリリン酸、パラトルエンスルホン酸などを併用してもよい。 Polybenzothiazole can be obtained by reacting bis (aminothiophenol) and dicarboxylic acid, and at least one of bis (aminothiophenol) or dicarboxylic acid may be substituted with a hydroxyl group. Specifically, the corresponding bis (aminothiophenol) and dicarboxylic acid are generally reacted at a temperature of 150 ° C. or higher in polyphosphoric acid or the like. Further, dicarboxylic acid or bis (aminothiophenol) not substituted with a hydroxyl group may be copolymerized, and the amount is preferably 70 mol% or less of the whole. Moreover, after obtaining the above-mentioned polybenzoxazole precursor, polybenzoxazole can also be obtained by setting the temperature of the system to 200 ° C. or higher. Moreover, you may use together polyphosphoric acid, paratoluenesulfonic acid, etc. as a ring-closing catalyst.
これらの樹脂には、接着性を向上させるために、ジアミン、ビスアミノフェノール、テトラアミン、ビス(アミノチオフェノール)類の代わりに、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,5−ビス(3−アミノプロピル)ヘキサメチルトリシロキサン、α、ω−ビス(3−アミノプロピル)パーメチルポリシロキサン、ビス(4−アミノフェニル)テトラメチルシロキサン、ビス(3−アミノフェニル)テトラメチルシロキサンなどのシリコンジアミン類を1〜30モル%共重合することもできる。 These resins include 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, instead of diamine, bisaminophenol, tetraamine, and bis (aminothiophenol) in order to improve adhesion. , 5-bis (3-aminopropyl) hexamethyltrisiloxane, α, ω-bis (3-aminopropyl) permethylpolysiloxane, bis (4-aminophenyl) tetramethylsiloxane, bis (3-aminophenyl) tetra Silicon diamines such as methylsiloxane can be copolymerized in an amount of 1 to 30 mol%.
本発明の感光性樹脂組成物は、(b)下記一般式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂を含有する。このような樹脂を含有することにより、得られる感光性樹脂組成物の現像特性を大幅に向上させることができ、高感度と優れたパターン加工精度を発現させることができる。 The photosensitive resin composition of the present invention contains (b) a resin having a repeating unit represented by the following general formula (2). By containing such a resin, the development characteristics of the resulting photosensitive resin composition can be greatly improved, and high sensitivity and excellent pattern processing accuracy can be exhibited.
上記一般式(2)中、R5はフェノール性水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基またはスルホンアミド基を有する炭素数1〜30の2価の有機基を示す。Xは−CH2−、−C(CH3)2−、−COO−、−C(CF3)2−、−CO−または−SO2−を示す。 In the general formula (2), R 5 represents a divalent organic group having 1 to 30 carbon atoms having a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid group or a sulfonamido group. X represents —CH 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, —COO—, —C (CF 3 ) 2 —, —CO— or —SO 2 —.
上記一般式(2)中、R5の例としては、下記一般式で表されるものなどが挙げられる。 In the general formula (2), examples of R 5 include those represented by the following general formula.
上記式中、AはCOOH、OH、SO3HまたはSO2NH2基を表す。R10は炭素数1〜10の1価の有機基またはNO2を表す。なお、炭素数1〜10の1価の有機基としては、CH2OH、CONH2、COOR11、CN、C6H4OH、C5NH5、C6H4COOH、C6H3(OH)2、C6H5、C10H9、C10H8OHなどが挙げられる。R11は炭素数1〜9の有機基、yは0〜4の整数、zは1〜4の整数、zzは1〜5の整数、aaは0または1を表す。 In the above formula, A represents a COOH, OH, SO 3 H or SO 2 NH 2 group. R 10 represents a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms or NO 2 . As the monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, CH 2 OH, CONH 2, COOR 11, CN, C 6 H 4 OH, C 5 NH 5, C 6 H 4 COOH, C 6 H 3 ( OH) 2, etc. C 6 H 5, C 10 H 9, C 10 H 8 OH and the like. R 11 is an organic group having 1 to 9 carbon atoms, y is an integer of 0 to 4, z is an integer of 1 to 4, zz is an integer of 1 to 5, and aa represents 0 or 1.
(b)上記一般式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂の例として、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、またはこれらの共重合体を挙げることができる。このような樹脂はアルカリ現像液に対して適度な溶解性を有する。アルカリ現像液に対する溶解速度は、10nm/秒以上が好ましく、10,000nm/秒以下が好ましい。また、アルカリ水溶液に対する溶解速度を調整するために、メチルメタクリレート、メチルアルクレート、スチレン、ビニルベンゼンなどのアルカリ水溶液に溶解しない成分を共重合することもできる。上記一般式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂としては、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、ヒドロキシスチレンが光酸発生剤との相互作用の面から好ましく、膜減りを小さくすることができる。より好ましくは、フェノール樹脂またはノボラック樹脂である。 (B) Examples of the resin having the repeating unit represented by the general formula (2) include a phenol resin, a novolac resin, polyhydroxystyrene, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, or a copolymer thereof. it can. Such a resin has moderate solubility in an alkali developer. The dissolution rate in the alkali developer is preferably 10 nm / second or more, and preferably 10,000 nm / second or less. Moreover, in order to adjust the dissolution rate with respect to aqueous alkali solution, the components which are not melt | dissolved in aqueous alkali solution, such as methyl methacrylate, methyl alkrate, styrene, vinylbenzene, can also be copolymerized. As the resin having a repeating unit represented by the general formula (2), a phenol resin, a novolac resin, and hydroxystyrene are preferable from the viewpoint of interaction with the photoacid generator, and film thickness reduction can be reduced. More preferably, it is a phenol resin or a novolac resin.
本発明において、(b)上記一般式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂は、一般式(2)で表される繰り返し単位を50重量%以上有することが好ましい。また、(b)成分の樹脂は、数平均分子量1,000以上が好ましく、2,000以上がより好ましく、3,000以上がさらに好ましい。一方、1,000,000以下が好ましく、500,000以下がより好ましく、100,000以下がさらに好ましい。 In the present invention, (b) the resin having a repeating unit represented by the general formula (2) preferably has 50% by weight or more of the repeating unit represented by the general formula (2). Further, the resin of the component (b) preferably has a number average molecular weight of 1,000 or more, more preferably 2,000 or more, and further preferably 3,000 or more. On the other hand, 1,000,000 or less is preferable, 500,000 or less is more preferable, and 100,000 or less is more preferable.
(b)一般式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂は、例えば、メタクリル酸、アクリル酸、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ビニルヒドロキシベンゼン、ビニルカルボキシベンゼンなどを、アゾイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイルなどのラジカル開始剤とともに、エタノール、イソプロパノールなどの溶媒中でラジカル重合させることにより得ることができる。この場合、さらに溶解性を調整するために、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、スチレンなどを共重合させることもできる。また、フェノール、m−クレゾール、p−クレゾール、キシリノールのようなフェノール化合物を、ホルムアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトンなどとp−トルエンスルホン酸、ポリリン酸、硫酸などの酸触媒のもとで反応させることによっても得ることができる。 (B) Resins having a repeating unit represented by the general formula (2) include, for example, methacrylic acid, acrylic acid, hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, vinyl hydroxybenzene, vinyl carboxybenzene, etc., and azoisobutyronitrile. It can be obtained by radical polymerization in a solvent such as ethanol or isopropanol together with a radical initiator such as benzoyl peroxide. In this case, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, styrene or the like can be copolymerized in order to further adjust the solubility. It is also possible to react phenol compounds such as phenol, m-cresol, p-cresol, and xylinol with formaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, etc. under an acid catalyst such as p-toluenesulfonic acid, polyphosphoric acid, sulfuric acid, etc. Obtainable.
本発明の感光性樹脂組成物において、前記(a)、(b)および(e)成分の樹脂全体のアルカリ現像液に対する溶解速度は、4nm/秒以上10,000nm/秒以下が好ましい。このような溶解速度を有する範囲で、さらに他の樹脂を用いることができる。 In the photosensitive resin composition of the present invention, the dissolution rate of the resins (a), (b) and (e) as a whole in the alkaline developer is preferably 4 nm / second or more and 10,000 nm / second or less. Other resins can be used as long as they have such a dissolution rate.
本発明の感光性樹脂組成物において、(b)一般式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂の含有量は、前記(a)または(e)の樹脂100重量部に対して、10重量部以上が好ましく、67重量部以上がより好ましい。なお、(a)成分と(e)成分を両方含む場合は、これらの総量を100重量部とする。(b)の樹脂が10重量部以上であると、高感度化効果が顕著に得られる。一方、得られる感光性樹脂組成物の耐熱性の観点からは、1,000重量部以下が好ましく、900重量部以下がより好ましい。 In the photosensitive resin composition of the present invention, (b) the content of the resin having a repeating unit represented by the general formula (2) is 10 with respect to 100 parts by weight of the resin of (a) or (e). Part by weight or more is preferable and 67 parts by weight or more is more preferable. In addition, when both (a) component and (e) component are included, let these total amount be 100 weight part. When the amount of the resin (b) is 10 parts by weight or more, the effect of increasing sensitivity is remarkably obtained. On the other hand, from the viewpoint of heat resistance of the obtained photosensitive resin composition, 1,000 parts by weight or less is preferable, and 900 parts by weight or less is more preferable.
本発明の感光性樹脂組成物は、前記(a)または(e)に加えて、(b)の樹脂を含有することにより、高い耐熱性と感度を有する。しかしながら、このような樹脂を有する感光性樹脂組成物から形成したパターンは、高温での熱処理により、パターン形状が丸く変形する課題がある。本発明の感光性樹脂組成物は、(c)下記一般式(3)で表される光酸発生剤と、(d)前記(c)以外の光酸発生剤を含有することにより、高い感度を維持しつつ、熱処理によるパターンの変形を抑えることができる。 The photosensitive resin composition of the present invention has high heat resistance and sensitivity by containing the resin (b) in addition to the above (a) or (e). However, a pattern formed from a photosensitive resin composition having such a resin has a problem that the pattern shape is deformed round by heat treatment at a high temperature. The photosensitive resin composition of the present invention contains (c) a photoacid generator represented by the following general formula (3) and (d) a photoacid generator other than the above (c), thereby providing high sensitivity. The deformation of the pattern due to the heat treatment can be suppressed while maintaining the above.
上記一般式(3)中、R7およびR8はそれぞれ独立にベンゼン環、炭素数1〜6のアルキル基で置換したベンゼン環、炭素数1〜6のエステル基で置換したベンゼン環、ナフタレン環、炭素数1〜6のアルキル基で置換したナフタレン環または炭素数1〜6のエステル基で置換したナフタレン環を示す。Zは−CH2−、−C(CH3)2−、−COO−、−C(CF3)2−、−CO−または−SO2−を示す。Qは4−ナフトキノンジアジドスルホニル基、5−ナフトキノンジアジドスルホニル基またはo−ニトロベンジル基を示す。uは0または1を示す。vは2.5〜5の範囲、xは0〜2.5範囲、wおよびyは0〜5の範囲を示す。ただし、3≦v+x≦5、0≦w+y≦5である。 In the general formula (3), R 7 and R 8 are each independently a benzene ring, a benzene ring substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a benzene ring substituted with an ester group having 1 to 6 carbon atoms, or a naphthalene ring. And a naphthalene ring substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a naphthalene ring substituted with an ester group having 1 to 6 carbon atoms. Z represents —CH 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, —COO—, —C (CF 3 ) 2 —, —CO— or —SO 2 —. Q represents a 4-naphthoquinonediazidosulfonyl group, a 5-naphthoquinonediazidesulfonyl group, or an o-nitrobenzyl group. u represents 0 or 1; v is in the range of 2.5 to 5, x is in the range of 0 to 2.5, and w and y are in the range of 0 to 5. However, 3 ≦ v + x ≦ 5 and 0 ≦ w + y ≦ 5.
(c)上記一般式(3)で表される光酸発生剤は、1つのベンゼン環またはナフタレン環に、2.5以上のナフトキノンジアジドスルホニル基またはニトロベンジル基を有する化合物である。このような化合物は、1つのベンゼン環またはナフタレン環に少なくとも3つのOH基を有するフェノール化合物と、ナフトキノンジアジドスルホン酸またはo−ニトロベンジルカルボン酸をエステル化することにより得ることができる。このようなフェノール化合物として、トリヒドロキシベンゼン、テトラヒドロキシベンゼン、没食子酸メチル、没食子酸エチル、テトラヒドロキシベンゼンカルボン酸メチル、テトラヒドロキシベンゼンカルボン酸エチル、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,5−テトラヒドロキシベンゾフェノンまたは2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシナフタレン、テトラヒドロキシナフタレンを挙げることができる。 (C) The photoacid generator represented by the general formula (3) is a compound having 2.5 or more naphthoquinonediazidosulfonyl groups or nitrobenzyl groups on one benzene ring or naphthalene ring. Such a compound can be obtained by esterifying a phenol compound having at least three OH groups in one benzene ring or naphthalene ring and naphthoquinone diazide sulfonic acid or o-nitrobenzyl carboxylic acid. Examples of such phenol compounds include trihydroxybenzene, tetrahydroxybenzene, methyl gallate, ethyl gallate, methyl tetrahydroxybenzenecarboxylate, ethyl tetrahydroxybenzenecarboxylate, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,3 , 4,5-tetrahydroxybenzophenone or 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, trihydroxynaphthalene, tetrahydroxynaphthalene.
(c)一般式(3)で表される光酸発生剤のうち、特に好ましい化合物として、トリヒドロキシベンゼン、テトラヒドロキシベンゼン、没食子酸メチル、没食子酸エチル、テトラヒドロキシベンゼンカルボン酸メチルまたはテトラヒドロキシベンゼンカルボン酸エチルとナフトキノンジアジドスルホン酸とのエステルを挙げることができる。 (C) Among the photoacid generators represented by the general formula (3), particularly preferred compounds are trihydroxybenzene, tetrahydroxybenzene, methyl gallate, ethyl gallate, methyl tetrahydroxybenzenecarboxylate or tetrahydroxybenzene. Mention may be made of esters of ethyl carboxylate and naphthoquinone diazide sulfonic acid.
このような化合物を含有することで、特に200℃以上の高温でパターンを熱処理する際に、(c)一般式(3)で表される光酸発生剤と、(b)一般式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂の架橋反応が密に起こり、硬化前の樹脂組成物のガラス転移温度が高くなるため、熱処理中に樹脂組成物が軟化して発生するパターンの崩れを抑えることができる。しかしながら、本化合物は感光性能が低く、得られる感光性樹脂組成物の感度が低下する傾向がある。このため、(c)成分とともに、後述する(d)成分を含有することが重要である。本発明の感光性樹脂組成物において、(c)成分の含有量は、(a)成分または(e)成分と(b)成分の樹脂の合計含有量100重量部に対し、0.1重量部以上が好ましく、0.5重量部以上がより好ましい。また、10重量部以下が好ましく、5重量部以下がより好ましく、4重量部以下がさらに好ましい。 By containing such a compound, particularly when the pattern is heat-treated at a high temperature of 200 ° C. or higher, (c) a photoacid generator represented by the general formula (3), and (b) the general formula (2) Since the cross-linking reaction of the resin having a repeating unit represented by the above occurs densely and the glass transition temperature of the resin composition before curing becomes high, the resin composition softens during the heat treatment and suppresses pattern collapse. Can do. However, this compound has low photosensitivity and tends to lower the sensitivity of the resulting photosensitive resin composition. For this reason, it is important to contain (d) component mentioned later with (c) component. In the photosensitive resin composition of the present invention, the content of the component (c) is 0.1 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin of the component (a) or the component (e) and the component (b). The above is preferable, and 0.5 parts by weight or more is more preferable. Moreover, 10 weight part or less is preferable, 5 weight part or less is more preferable, and 4 weight part or less is further more preferable.
本発明の感光性樹脂組成物は、前記(c)一般式(3)で表されるナフトキノンジアジド化合物とともに、(d)前記(c)以外の光酸発生剤を含有する。このような光酸発生剤は、露光に用いる紫外線、遠紫外線、近紫外線、電子線、X線などの化学線の照射を受け、酸を脱離する化合物である。具体的には、(c)成分以外のナフトキノンジアジド化合物、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ジアゾニウム塩などが挙げられる。露光を水銀灯で行う場合、(c)成分以外のナフトキノンジアジドスルホン酸エステルやアミド類が好ましい。 The photosensitive resin composition of the present invention contains (d) a photoacid generator other than (c) above, together with the (c) naphthoquinonediazide compound represented by the general formula (3). Such a photoacid generator is a compound that releases an acid upon irradiation with actinic rays such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, near ultraviolet rays, electron beams, and X-rays used for exposure. Specific examples include naphthoquinone diazide compounds other than the component (c), sulfonium salts, iodonium salts, diazonium salts, and the like. When exposure is performed with a mercury lamp, naphthoquinone diazide sulfonic acid esters and amides other than the component (c) are preferable.
キノンジアジドスルホン酸エステルは、ポリヒドロキシ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がエステルで結合したもの、ポリアミノ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がスルホンアミド結合したもの、ポリヒドロキシポリアミノ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がエステル結合および/またはスルホンアミド結合したものなどが挙げられる。これらポリヒドロキシ化合物やポリアミノ化合物の全ての官能基がキノンジアジドで置換されていなくても良いが、官能基全体の50モル%以上がキノンジアジドで置換されていることが好ましい。50モル%未満であるとアルカリ現像液に対する溶解性が高くなり過ぎ、未露光部とのコントラストが得られず、所望のパターンを得られない可能性がある。このようなキノンジアジド化合物を用いることで、一般的な紫外線である水銀灯のi線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)に感光するポジ型の感光性樹脂前駆体組成物を得ることができる。 The quinonediazide sulfonic acid ester is an ester-bonded quinonediazide sulfonic acid to a polyhydroxy compound, a quinonediazide sulfonic acid sulfonated to a polyamino compound, a quinonediazide sulfonic acid ester-bonded to a polyhydroxypolyamino compound, and / or Examples thereof include those having a sulfonamide bond. Although all the functional groups of these polyhydroxy compounds and polyamino compounds may not be substituted with quinonediazide, it is preferable that 50 mol% or more of the entire functional groups are substituted with quinonediazide. If it is less than 50 mol%, the solubility in an alkali developer becomes too high, and a contrast with an unexposed portion cannot be obtained, and a desired pattern may not be obtained. By using such a quinonediazide compound, a positive photosensitive resin precursor composition sensitive to i-line (365 nm), h-line (405 nm), and g-line (436 nm) of a mercury lamp, which is a general ultraviolet ray, is obtained. be able to.
ポリヒドロキシ化合物としては、1つの芳香環の有するフェノール性水酸基の数が2つ以下のものを用いる。具体的には、ビスフェノールA、メチレンビスフェノール、スルホンビスフェノール、ヘキサフルオロプロピル(ビスフェノール)、フェノール、ナフトール、クレゾール、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、2,6−ビス[(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)メチル]−4−メチルフェノールなどが挙げられるが、これらに限定されない。 As the polyhydroxy compound, one having two or less phenolic hydroxyl groups in one aromatic ring is used. Specifically, bisphenol A, methylene bisphenol, sulfone bisphenol, hexafluoropropyl (bisphenol), phenol, naphthol, cresol, 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane, tris (4-hydroxyphenyl) methane 4,4 ′-[1- [4- [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol, 2,6-bis [(2-hydroxy-5-methylphenyl) methyl ] -4-methylphenol and the like, but are not limited thereto.
また、ポリヒドロキシ化合物に代わりポリアミノ化合物を用いることもできる。ポリアミド化合物としては、1つの芳香環の有するアミノ基の数が2つ以下のものを用いる。具体的には、1,4−フェニレンジアミン、1,3−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、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、3,3’−ジヒドロキシベンジジン等が挙げられるが、これらに限定されない。 A polyamino compound can also be used in place of the polyhydroxy compound. As the polyamide compound, one having two or less amino groups in one aromatic ring is used. Specifically, 1,4-phenylenediamine, 1,3-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diamino Examples include, but are not limited to, diphenyl sulfide, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, and 3,3′-dihydroxybenzidine.
本発明においてキノンジアジドは5−ナフトキノンジアジドスルホニル基、4−ナフトキノンジアジドスルホニル基のいずれも好ましく用いられる。4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物は水銀灯のi線領域に吸収を持っており、i線露光に適している。5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物は水銀灯のg線領域まで吸収が伸びており、g線露光に適している。本発明においては、露光する波長によって4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物、5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を選択することが好ましい。また、同一分子中に4−ナフトキノンジアジドスルホニル基、5−ナフトキノンジアジドスルホニル基を併用した、ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を得ることもできるし、4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物と5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を混合して使用することもできる。 In the present invention, quinonediazide is preferably a 5-naphthoquinonediazidosulfonyl group or a 4-naphthoquinonediazidesulfonyl group. The 4-naphthoquinonediazide sulfonyl ester compound has absorption in the i-line region of a mercury lamp and is suitable for i-line exposure. The 5-naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound has an absorption extending to the g-line region of a mercury lamp and is suitable for g-line exposure. In the present invention, it is preferable to select a 4-naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound or a 5-naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound depending on the wavelength to be exposed. Further, a naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound in which 4-naphthoquinone diazide sulfonyl group and 5-naphthoquinone diazide sulfonyl group are used in the same molecule can be obtained, or 4-naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound and 5-naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound. Can also be used in combination.
また、キノンジアジド化合物の分子量が5,000より大きくなると、その後の熱処理においてキノンジアジド化合物が十分に熱分解しないために、得られる膜の耐熱性が低下する、機械特性が低下する、接着性が低下するなどの問題が生じる可能性がある。このような観点より見ると、好ましいキノンジアジド化合物の分子量は300〜3,000である。さらに好ましくは、350〜1,500である。 Further, when the molecular weight of the quinonediazide compound is larger than 5,000, the quinonediazide compound is not sufficiently thermally decomposed in the subsequent heat treatment, so that the heat resistance of the obtained film is lowered, the mechanical properties are lowered, and the adhesiveness is lowered. May cause problems. From this point of view, the molecular weight of the preferred quinonediazide compound is 300 to 3,000. More preferably, it is 350-1500.
これらのことから、好ましい化合物としては、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、2,6−ビス[(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)メチル]−4−メチルフェノールなどを挙げることができる。 From these facts, preferred compounds include 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane, tris (4-hydroxyphenyl) methane, 4,4 ′-[1- [4- [1- (4 -Hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol, 2,6-bis [(2-hydroxy-5-methylphenyl) methyl] -4-methylphenol, and the like.
本発明で用いるキノンジアジド化合物は特定のフェノール化合物から、次の方法により合成される。例えば5−ナフトキノンジアジドスルホニルクロライドとフェノール化合物をトリエチルアミン存在下で反応させる方法などがある。フェノール化合物の合成方法は、酸触媒下で、α−(ヒドロキシフェニル)スチレン誘導体を多価フェノール化合物と反応させる方法などがある。 The quinonediazide compound used in the present invention is synthesized from a specific phenol compound by the following method. For example, there is a method of reacting 5-naphthoquinonediazide sulfonyl chloride and a phenol compound in the presence of triethylamine. Examples of the method for synthesizing a phenol compound include a method in which an α- (hydroxyphenyl) styrene derivative is reacted with a polyhydric phenol compound under an acid catalyst.
本発明の感光性樹脂組成物において、(c)と(d)の光酸発生剤の合計含有量は、(a)または(e)の樹脂と(b)の樹脂の合計含有量100重量部に対し、1重量部以上50重量部以下であることが重要である。1重量部より少ないと感光特性が大幅に低下し、露光部と未露光部の溶解速度の差が十分に出ず、パターンを得ることができない。好ましくは10重量部以上、より好ましくは15重量部以上である。また、50重量部より多いと光酸発生剤の光吸収が大きくなり、感度が低下する。好ましくは35重量部以下、より好ましくは30重量部以下である。 In the photosensitive resin composition of the present invention, the total content of the photoacid generators (c) and (d) is 100 parts by weight of the total content of the resin (a) or (e) and the resin (b). On the other hand, it is important that it is 1 part by weight or more and 50 parts by weight or less. If the amount is less than 1 part by weight, the photosensitivity is greatly deteriorated, the difference in dissolution rate between the exposed part and the unexposed part is not sufficient, and a pattern cannot be obtained. Preferably it is 10 weight part or more, More preferably, it is 15 weight part or more. On the other hand, when the amount is more than 50 parts by weight, the light absorption of the photoacid generator is increased and the sensitivity is lowered. Preferably it is 35 weight part or less, More preferably, it is 30 weight part or less.
さらに、(c)の含有量と(d)の含有量比(c/d)は、0.10以上0.70以下(重量比)であることが重要である。(c/d)が0.1より小さいと、アルカリ水溶液で現像後に行う硬化処理中にパターンの可塑化が起こり、パターンの崩れが発生する。また、0.7より多いと露光に用いる紫外線の吸収が大きくなり、感度低下が起こる。c/dのより好ましい範囲は、0.15以上0.60以下である。 Furthermore, it is important that the content ratio (c / d) of (c) and (d) is 0.10 or more and 0.70 or less (weight ratio). If (c / d) is less than 0.1, pattern plasticization occurs during the curing process performed after development with an alkaline aqueous solution, and pattern collapse occurs. On the other hand, if the ratio is more than 0.7, the absorption of ultraviolet rays used for exposure increases and sensitivity is lowered. A more preferable range of c / d is 0.15 or more and 0.60 or less.
本発明の感光性樹脂組成物は、熱処理後の耐薬品性、ガラス転移温度を高める目的で熱架橋剤を含有してもよい。熱架橋剤としては、エポキシ化合物、オキセタン化合物、メチロール系化合物、アルコキシメチル化合物、ビスマレイミド化合物、アクリル化合物などが挙げられ、エポキシ化合物および/またはオキセタン化合物が好ましい。エポキシ化合物および/またはオキセタン化合物を用いることで、80℃〜220℃の超低温熱処理においても硬化が進行し、硬化後の硬化膜の絶縁性、薬品耐性が向上する。 The photosensitive resin composition of the present invention may contain a thermal crosslinking agent for the purpose of increasing chemical resistance after heat treatment and glass transition temperature. Examples of the thermal crosslinking agent include epoxy compounds, oxetane compounds, methylol compounds, alkoxymethyl compounds, bismaleimide compounds, acrylic compounds, and the like, and epoxy compounds and / or oxetane compounds are preferable. By using an epoxy compound and / or an oxetane compound, curing proceeds even in an ultra-low temperature heat treatment at 80 ° C. to 220 ° C., and the insulation and chemical resistance of the cured film after curing are improved.
エポキシ化合物としては、エポキシ基を2つ有するものとして“エポライト”(登録商標)40E、“エポライト”(登録商標)100E、“エポライト”(登録商標)200E、“エポライト”(登録商標)400E、“エポライト”(登録商標)70P、“エポライト”(登録商標)200P、“エポライト”(登録商標)400P、“エポライト”(登録商標)1500NP、“エポライト”(登録商標)80MF、“エポライト”(登録商標)4000、“エポライト”(登録商標)3002(以上、商品名、共栄社化学(株)製)、“デナコール”(登録商標)EX−212L、“デナコール”(登録商標)EX−214L、“デナコール”(登録商標)EX−216L、“デナコール”(登録商標)EX−850L(以上、商品名、ナガセケムテックス(株)製)、“GAN”(登録商標)、“GOT”(登録商標)(以上、商品名、日本化薬(株)製)、“エピコート”(登録商標)828、“エピコート”(登録商標)1002、“エピコート”(登録商標)1750、“エピコート”(登録商標)1007、“YX8100−BH30”、“E1256”、“E4250”、“E4275”(以上、商品名、ジャパンエポキシ(株)製)、“エピクロン”(登録商標)EXA−9583、“HP4032”(以上、商品名、大日本インキ化学工業(株)製)、3つ有するものとして、“テピック”(登録商標)S、“テピック”(登録商標)G、“テピック”(登録商標)P(以上、商品名、日産化学工業(株)製)、“デナコール”(登録商標)EX−321L(商品名、ナガセケムテックス(株)製)、“NC6000”(商品名、日本化薬(株)製)、4つ以上有するものとして、“EPPN502H”、“NC3000”(以上、商品名、日本化薬(株)製)、“エピクロン”(登録商標)N695、“HP7200”(以上、商品名、大日本インキ化学工業(株)製)などが挙げられる。これらのうち2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the epoxy compound include those having two epoxy groups, "Epolite" (registered trademark) 40E, "Epolite" (registered trademark) 100E, "Epolite" (registered trademark) 200E, "Epolite" (registered trademark) 400E, "Epolite" (registered trademark) 70P, "Epolite" (registered trademark) 200P, "Epolite" (registered trademark) 400P, "Epolite" (registered trademark) 1500NP, "Epolite" (registered trademark) 80MF, "Epolite" (registered trademark) ) 4000, “Epolite” (registered trademark) 3002 (trade name, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), “Denacol” (registered trademark) EX-212L, “Denacol” (registered trademark) EX-214L, “Denacol” (Registered trademark) EX-216L, "Denacol" (registered trademark) EX-850L , Manufactured by Nagase ChemteX Co., Ltd.), “GAN” (registered trademark), “GOT” (registered trademark) (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), “Epicoat” (registered trademark) 828, “ “Epicoat” (registered trademark) 1002, “Epicoat” (registered trademark) 1750, “Epicoat” (registered trademark) 1007, “YX8100-BH30”, “E1256”, “E4250”, “E4275” (above, trade name, Japan) Epoxy Co., Ltd.), "Epiclon" (registered trademark) EXA-9583, "HP4032" (trade name, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), and "Tepic" (registered trademark) ) S, “Tepic” (registered trademark) G, “Tepic” (registered trademark) P (above, trade name, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), “Denacol” (registered trademark) EX-321 (Trade name, manufactured by Nagase ChemteX Corporation), “NC6000” (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and having four or more, “EPPN502H”, “NC3000” (above, trade name, Japan) Kayaku Co., Ltd.), “Epiclon” (registered trademark) N695, “HP7200” (trade name, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), and the like. Two or more of these may be used in combination.
エポキシ基を1つ有する“エポライト”(登録商標)M−1230、“エポライト”(登録商標)EHDG−L(以上、商品名、共栄社化学(株)製)、“PP−101”(商品名、東都化成(株)製)、“NKオリゴEA−1010/ECA”(商品名、新中村化学)、グリシジルメチルエーテル等を配合して架橋度を調整することもできる。 “Epolite” (registered trademark) M-1230 having one epoxy group, “Epolite” (registered trademark) EHDG-L (trade name, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), “PP-101” (trade name, (Tohto Kasei Co., Ltd.), “NK Oligo EA-1010 / ECA” (trade name, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), glycidyl methyl ether and the like can be added to adjust the degree of crosslinking.
オキセタン化合物としては、“エタナコール”(登録商標)EHO、“エタナコール”(登録商標)OXBP、“エタナコール”(登録商標)OXTP、“エタナコール”(登録商標)OXMA(以上、商品名、宇部興産株式会社製)、オキセタン化フェノールノボラックなどが挙げられる。これらのうち2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of oxetane compounds include “Ethanacol” (registered trademark) EHO, “Ethanacol” (registered trademark) OXBP, “Ethanacol” (registered trademark) OXTP, “Ethanacol” (registered trademark) OXMA (above, trade name, Ube Industries, Ltd.) Manufactured) and oxetaneated phenol novolac. Two or more of these may be used in combination.
本発明において、エポキシ化合物および/またはオキセタン化合物はエポキシ基またはオキセタン基を2つ以上有するものが好ましい。エポキシ基またはオキセタン基を2つ以上有することにより、熱硬化後の樹脂中に架橋構造を導入し、さらに耐溶剤性を向上できる。 In the present invention, the epoxy compound and / or oxetane compound preferably has two or more epoxy groups or oxetane groups. By having two or more epoxy groups or oxetane groups, a crosslinked structure can be introduced into the resin after thermosetting, and solvent resistance can be further improved.
エポキシ化合物および/またはオキセタン化合物は、エポキシ当量またはオキセタン当量が100〜500であることが好ましい。100以上とすることで、熱処理後の硬化膜の靱性を向上することができ、500以下とすることで熱処理後に密度の高い編み目構造を導入できるため、熱処理後の硬化膜を高絶縁性にすることができる。 The epoxy compound and / or oxetane compound preferably has an epoxy equivalent or oxetane equivalent of 100 to 500. By setting it to 100 or more, the toughness of the cured film after heat treatment can be improved, and by setting it to 500 or less, a high-density stitch structure can be introduced after heat treatment, so that the cured film after heat treatment is made highly insulating. be able to.
このような熱架橋剤の含有量としては、(a)または(e)の樹脂と(b)の樹脂の合計含有量100重量部に対して、好ましくは1〜20重量部であり、さらに好ましくは3〜15重量部の範囲である。 The content of such a thermal crosslinking agent is preferably 1 to 20 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of the total content of the resin (a) or (e) and the resin (b). Is in the range of 3 to 15 parts by weight.
また、熱架橋剤として、下記一般式(4)で表される熱架橋性基を有する化合物を含有することも好ましい。このような熱架橋性基を有することで、熱処理後の硬化膜の電気絶縁性、薬品耐性を向上することができる。 Moreover, it is also preferable to contain the compound which has a thermal crosslinkable group represented by following General formula (4) as a thermal crosslinking agent. By having such a thermally crosslinkable group, the electrical insulation and chemical resistance of the cured film after heat treatment can be improved.
上記一般式(4)中、Eは炭素数3〜50の有機基、R9は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基またはアルコキシル基を示す。kは1〜12の整数を示す。硬化後の膜の耐薬品性をより向上させる観点から、kは3以上が好ましい。また、硬化時の収縮を抑える観点からは、kは6以下が好ましい。 In the general formula (4), E represents an organic group having 3 to 50 carbon atoms, R 9 is a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms. k shows the integer of 1-12. From the viewpoint of further improving the chemical resistance of the cured film, k is preferably 3 or more. Further, from the viewpoint of suppressing shrinkage during curing, k is preferably 6 or less.
(f)熱架橋性基を1分子中3〜6個有する熱架橋剤として好ましい化合物を以下に例示する。 (F) Preferred compounds as a thermal crosslinking agent having 3 to 6 thermal crosslinkable groups in one molecule are exemplified below.
本発明の感光性樹脂組成物は、エポキシ化合物および/またはオキセタン化合物を含有する場合、さらに硬化促進剤を含有してもよい。エポキシ化合物および/またはオキセタン化合物と硬化促進剤を組み合わせることで、エポキシ化合物および/またはオキセタン化合物の硬化を促進し、150℃以下の熱処理でも耐溶剤性を向上させることができる。硬化促進剤としては、各種イミダゾール、イミダゾールシラン、イミダゾリン、酸無水物、トリフェニルフォスフィンなどのリン化合物などが挙げられる。各種イミダゾールとしては、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾールなどが挙げられる。イミダゾールシランとしては、IS−1000、IS−1000D、IM−1000、SP−1000、IA−100A、IA−100P、IA−100F(以上、商品名、日鉱マテリアルズ(株)製)、その他に1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデク−7−エンなどが挙げられる。酸無水物としては、メチルヘキラハイドロ無水フタル酸、メチルテトラハイドロ無水フタル酸、“アデカハードナー”(登録商標)EH−3326、“アデカハードナー”(登録商標)EH−703、“アデカハードナー”(登録商標)EH−705A(商品名、旭電化工業(株)製)、“エピクロン”(登録商標)B−570、“エピクロン”(登録商標)B−650(商品名、大日本インキ化学工業(株)製)など、リン化合物としてトリフェニルフォスフィン、4級フォスフォニウム塩などが挙げられる。硬化促進剤の含有量は、(a)または(e)の樹脂と(b)の樹脂の合計含有量100重量部に対し、0.01〜10重量部の範囲が好ましい。0.01重量部以上とすることで熱架橋剤の硬化を効果的に促進し、10重量部以下とすることで、硬化物の絶縁性、耐熱性を向上することができる。 When the photosensitive resin composition of the present invention contains an epoxy compound and / or an oxetane compound, it may further contain a curing accelerator. By combining an epoxy compound and / or oxetane compound and a curing accelerator, curing of the epoxy compound and / or oxetane compound can be promoted, and the solvent resistance can be improved even by heat treatment at 150 ° C. or lower. Examples of the curing accelerator include various imidazoles, imidazole silanes, imidazolines, acid anhydrides, phosphorus compounds such as triphenylphosphine, and the like. As various imidazoles, imidazole, 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2 -Methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole and the like. As imidazole silane, IS-1000, IS-1000D, IM-1000, SP-1000, IA-100A, IA-100P, IA-100F (above, trade name, manufactured by Nikko Materials Co., Ltd.), 1 in addition , 8-diazabicyclo [5,4,0] undec-7-ene. Examples of the acid anhydride include methylhexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, “ADEKA HARDNER” (registered trademark) EH-3326, “ADEKA HARDNER” (registered trademark) EH-703, “ADEKA HARDNER” ( (Registered trademark) EH-705A (trade name, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), "Epicron" (registered trademark) B-570, "Epicron" (registered trademark) B-650 (trade name, Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) As a phosphorus compound, triphenylphosphine, quaternary phosphonium salt, and the like can be given. The content of the curing accelerator is preferably in the range of 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total content of the resin (a) or (e) and the resin (b). By setting it as 0.01 weight part or more, hardening of a thermal crosslinking agent can be accelerated | stimulated effectively, and the insulation and heat resistance of hardened | cured material can be improved by setting it as 10 weight part or less.
本発明の感光性樹脂組成物は、半導体のパッシベーション膜、半導体素子の保護膜、高密度実装用多層配線の層間絶縁膜、有機電界発光素子の絶縁層などの材料として好適に用いられる。 The photosensitive resin composition of the present invention is suitably used as a material for semiconductor passivation films, protective films for semiconductor elements, interlayer insulating films for multilayer wiring for high-density mounting, insulating layers for organic electroluminescent elements, and the like.
以下、実施例を用いてより具体的に説明する。まず、各実施例の評価方法について説明する。 Hereinafter, it demonstrates more concretely using an Example. First, an evaluation method of each example will be described.
(1)感度
8インチのミラーシリコンウェハーに、東京エレクトロン(株)製の塗布現像装置 Mark−7を用いて、120℃×3分のプリベーク後の膜厚が8±0.5μmになるようにワニスをスピン塗布した。その後、同じくMark−7のホットプレートを用いて120℃×3分のプリベーク処理を行った。
(1) Sensitivity Using a coating and developing apparatus Mark-7 manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd. on an 8-inch mirror silicon wafer, the film thickness after pre-baking at 120 ° C. for 3 minutes is 8 ± 0.5 μm. Varnish was spin coated. Then, the prebaking process for 120 degreeC x 3 minutes was similarly performed using the hot plate of Mark-7.
得られたプリベーク膜に、GCA社製の縮小投影露光装置DSW8750を用いて、0mJ/cm2〜1000mJ/cm2まで25mJ/cm2ずつ露光量を変化させて露光処理を行った。露光波長は365nmとした。 To the resulting pre-baked film, using a reduction projection exposure apparatus DSW8750 of GCA Corporation, 0mJ / cm 2 ~1000mJ / cm 2 to 25 mJ / cm 2 by varying the exposure amount was exposed process. The exposure wavelength was 365 nm.
露光後のプリベーク膜に、Mark−7の現像装置を用いて、2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(三菱ガス化学(株)製 ELM−D)を、ストレートノズルを用いて50回転で8秒間吐出し、その後20秒間静止した。露光した部分が現像液に溶出するのまでこの現像処理を繰り返し、溶出した後、さらに1回同じ現像処理を行い、パターンを得た。なお、本現像処理を3分以上行ってもパターンが明瞭にならないものについては、これ以上の処理を中止した。 Using a Mark-7 developing device, a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (ELM-D manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) is rotated 50 times on the pre-baked film after exposure using a straight nozzle. Was discharged for 8 seconds, and then stopped for 20 seconds. This development process was repeated until the exposed part was eluted in the developer, and after elution, the same development process was performed once more to obtain a pattern. In the case where the pattern does not become clear even after this development processing is performed for 3 minutes or more, the further processing was stopped.
このようにして得たパターンを観察し、パターンが解像している最小露光量を感度とした。 The pattern thus obtained was observed, and the minimum exposure amount at which the pattern was resolved was defined as sensitivity.
(2)膜減り量
上記(1)記載の方法で作製したプリベーク膜(現像前)と、上記(1)記載の方法で現像した膜(現像後)の膜厚を、大日本スクリーン(株)製の膜厚測定装置(ラムダエース VM802)にて屈折率1.629で測定した。現像前の膜厚から現像後の膜厚を引いたものを膜減り量とした。膜減り量は1μm以下が好ましく、さらに0.5μm以下が好ましい。
(2) Film reduction amount The film thickness of the pre-baked film (before development) prepared by the method described in (1) above and the film developed by the method described in (1) above (after development) is determined by Dai Nippon Screen Co., Ltd. The film thickness was measured at a refractive index of 1.629 using a film thickness measuring device (Lambda Ace VM802). The film thickness was obtained by subtracting the film thickness after development from the film thickness before development. The amount of film reduction is preferably 1 μm or less, and more preferably 0.5 μm or less.
(3)熱処理後のパターン形状
上記(1)記載の方法で作製したパターン付きウェハーを光洋サーモシステム(株)製のイナートオーブンINT−21CDに入れ、室温から150℃に10分で昇温し、150℃で15分、その後7℃/分で昇温し、300℃で30分、酸素濃度20ppm以下の窒素雰囲気で熱処理した。熱処理後に50℃以下になるまでオーブン内で冷却してから取り出した。取り出したウェハーから必要な部分を割り、日本電子(株)日立電子(株)製走査型電子顕微鏡S−4800を用いて、パターンの断面形状を観察した。パターンの角が矩形になっているものが良好であり、パターンが崩れてかまぼこ状になったものを不良とした。
(3) Pattern shape after heat treatment The wafer with a pattern produced by the method described in (1) above is put into an inert oven INT-21CD manufactured by Koyo Thermo System Co., Ltd., and the temperature is raised from room temperature to 150 ° C. in 10 minutes. The temperature was raised at 150 ° C. for 15 minutes, then at 7 ° C./minute, and heat-treated at 300 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere with an oxygen concentration of 20 ppm or less. After the heat treatment, it was cooled in an oven until it became 50 ° C. or lower and then taken out. A necessary portion was divided from the taken-out wafer, and the cross-sectional shape of the pattern was observed using a scanning electron microscope S-4800 manufactured by JEOL Ltd. and Hitachi Electronics Co., Ltd. A pattern with a rectangular corner was good, and a pattern with a rounded shape was considered defective.
(4)機械特性
6インチシリコンウェハー上に、ワニスをプリベーク後の膜厚が13μmとなるように塗布し、ついでホットプレート(東京エレクトロン(株)製の塗布現像装置Mark−7)を用いて、120℃で3分プリベークすることにより、プリベーク膜を得た。その後前記(1)記載の方法で現像した。得られた樹脂膜を、光洋サーモシステム(株)製イナートオーブンINH−21CDを用いて、窒素気流下(酸素濃度20ppm以下)、150℃で30分、その後300℃まで1時間で昇温して300℃で30分熱処理をし、耐熱性樹脂膜(キュア膜)を作製した。
(4) Mechanical properties A 6-inch silicon wafer was coated with varnish so that the film thickness after pre-baking would be 13 μm, and then using a hot plate (coating and developing apparatus Mark-7 manufactured by Tokyo Electron Ltd.) A prebaked film was obtained by prebaking at 120 ° C. for 3 minutes. Thereafter, development was performed by the method described in (1) above. The obtained resin film was heated using an inert oven INH-21CD manufactured by Koyo Thermo System Co., Ltd. under a nitrogen stream (oxygen concentration 20 ppm or less) at 150 ° C. for 30 minutes and then to 300 ° C. in 1 hour. Heat treatment was performed at 300 ° C. for 30 minutes to produce a heat resistant resin film (cured film).
シリコンウェハー上に作製した上記キュア膜を47重量%フッ化水素酸に室温で7分間浸積した後、水洗し、慎重にシリコンウェハーから剥離した。水分を拭い、その後幅1cm、長さ10cmの短冊状に切断し、測定サンプルを得た。 The cured film prepared on the silicon wafer was immersed in 47 wt% hydrofluoric acid for 7 minutes at room temperature, washed with water, and carefully peeled from the silicon wafer. The moisture was wiped, and then cut into strips having a width of 1 cm and a length of 10 cm to obtain measurement samples.
オリエンテック製テンシロンRTM−100に、前記測定サンプルを初期試料長50mmにセットし、引っ張り速度50mm/分で引っ張り試験を行った。n=5で破断伸度を測定し、最も大きい値を機械特性とした。この値は15%以上が好ましい。 The measurement sample was set at an initial sample length of 50 mm in Orientec Tensilon RTM-100, and a tensile test was performed at a tensile speed of 50 mm / min. The breaking elongation was measured at n = 5, and the largest value was taken as the mechanical property. This value is preferably 15% or more.
合成例1:ポリイミド前駆体の合成
4,4’−ジアミノジフェニルエーテル16.02g(和歌山精化工業(株)製、DAE、0.08モル)をN−メチルピロリドン300g(三菱化学(株)製、NMP)に溶解させ、オキシジフタール酸無水物31.0g(マナック(株)製、ODPA、0.1モル)を加え、40℃で1時間攪拌した。その後、3−アミノフェノール4.36g(東京化成(株)製、AMP、0.04モル)を加え、さらに40℃で2時間攪拌した。その後、得られた溶液を水3000mL中に投入し、白色固体を得た。さらに水3Lで2回洗浄を繰り返し、その後50℃の真空乾燥機で72時間乾燥させ、ポリイミド前駆体1の白色粉末を得た。
Synthesis Example 1: Synthesis of polyimide precursor 16.4 g of 4,4′-diaminodiphenyl ether (Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd., DAE, 0.08 mol) was added to 300 g of N-methylpyrrolidone (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) NMP), 31.0 g of oxydiphthalic anhydride (manac Co., Ltd., ODPA, 0.1 mol) was added, and the mixture was stirred at 40 ° C. for 1 hour. Thereafter, 4.36 g of 3-aminophenol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., AMP, 0.04 mol) was added, and the mixture was further stirred at 40 ° C. for 2 hours. Then, the obtained solution was thrown into 3000 mL of water, and white solid was obtained. Further, washing was repeated twice with 3 L of water, and then dried with a vacuum dryer at 50 ° C. for 72 hours to obtain a white powder of polyimide precursor 1.
合成例2:ポリイミド樹脂の合成
(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29.28g(AZマテリアルズ(株)製、6FAP、0.08モル)をNMP300gに溶解させた。ここにODPA31.0g(0.1モル)を加え、40℃で1時間攪拌後、AMP4.36g(0.04モル)を加え、70℃で1時間、その後、イソキノリン1gとトルエン100mLを加え、180℃にして、トルエンとともに留出してくる水を除去しながら4時間攪拌をした。その後、溶液を自然冷却し、水3Lに投入し、白色固体を得た。さらに3Lの水で3回洗浄を行い、ろ過して白色固体を集めた。この固体を50℃の真空乾燥機で72時間乾燥し、ポリイミド樹脂2を得た。
Synthesis Example 2: Synthesis of polyimide resin 29-28 g (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane (manufactured by AZ Materials, 6FAP, 0.08 mol) was dissolved in 300 g of NMP. 31.0 g (0.1 mol) of ODPA was added thereto, and after stirring for 1 hour at 40 ° C., 4.36 g (0.04 mol) of AMP was added, 1 hour at 70 ° C., and then 1 g of isoquinoline and 100 mL of toluene were added. The mixture was stirred for 4 hours at 180 ° C. while removing water distilled off with toluene. Thereafter, the solution was naturally cooled and poured into 3 L of water to obtain a white solid. Further, it was washed with 3 L of water three times and filtered to collect a white solid. This solid was dried with a vacuum dryer at 50 ° C. for 72 hours to obtain a polyimide resin 2.
合成例3 ポリベンゾオキサゾール(PBO)前駆体の合成
6FAP 36.6g(0.1モル)をNMP200g、グリシジルメチルエーテル100g(東京化成(株)製、1モル)に溶解させ、−10℃に冷却した。ここにジフェニルエーテルジカルボン酸クロリド28.91(DEDC、日本農薬(株)製、0.098モル)をアセトン300mLに溶解させた溶液を内温が10℃を越えないように滴下した。滴下終了後、溶液の温度を−10℃のまま2時間、その後溶液の温度を30分かけて室温に戻した。その後、溶液を50%メタノール水3Lに投入し、白色固体を集めた。さらにメタノール水で洗い、その後水で洗浄し、白色固体をろ過で集め、50℃の真空乾燥機で48時間乾燥し、ポリベンゾオキサゾール(PBO)前駆体3を得た。
Synthesis Example 3 Synthesis of Polybenzoxazole (PBO) Precursor 36.6 g (0.1 mol) of 6FAP was dissolved in 200 g of NMP and 100 g of glycidyl methyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 1 mol) and cooled to −10 ° C. did. A solution prepared by dissolving 28.91 diphenyl ether dicarboxylic acid chloride (DEDC, manufactured by Nippon Agricultural Chemicals Co., Ltd., 0.098 mol) in 300 mL of acetone was added dropwise so that the internal temperature did not exceed 10 ° C. After completion of the dropping, the temperature of the solution was kept at −10 ° C. for 2 hours, and then the temperature of the solution was returned to room temperature over 30 minutes. Thereafter, the solution was poured into 3 L of 50% methanol water to collect a white solid. Further, it was washed with methanol water and then with water, and the white solid was collected by filtration and dried with a vacuum dryer at 50 ° C. for 48 hours to obtain polybenzoxazole (PBO) precursor 3.
合成例4 アクリル樹脂の合成
メチルメタクリレート10g(東京化成(株)製、0.1モル)、スチレン5.2g(東京化成(株)製、0.05モル)、ヒドロキシスチレン12g(東京化成(株)、0.1モル)、メタクリル酸1.72g(東京化成(株)、0.02モル)をイソプロピルアルコール120g(和光純薬(株)製)中に加えた。ここにアゾイソブチロニトリル0.5g(東京化成(株)製)を加え、70℃で4時間攪拌した。その後、溶液を水10Lに投入し、白色固体を得た。さらに固体を水で洗浄を3回行った後に50℃の真空乾燥機で72時間乾燥し、アクリル樹脂4を得た。
Synthesis Example 4 Synthesis of acrylic resin Methyl methacrylate 10 g (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 0.1 mol), styrene 5.2 g (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 0.05 mol), hydroxystyrene 12 g (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) ), 0.1 mol) and 1.72 g of methacrylic acid (Tokyo Kasei Co., Ltd., 0.02 mol) were added to 120 g of isopropyl alcohol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). Azoisobutyronitrile 0.5 g (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added thereto and stirred at 70 ° C. for 4 hours. Thereafter, the solution was poured into 10 L of water to obtain a white solid. Further, the solid was washed with water three times and then dried with a vacuum dryer at 50 ° C. for 72 hours to obtain an acrylic resin 4.
合成例5 光酸発生剤1の合成
ガリック酸メチル 36.8g(東京化成(株)製、0.2モル)をジオキサン(和光純薬(株)製)1000mLに溶解させ、溶液温度を40℃にした。ここに5−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリド 161.1g(東洋合成(株)製、NAC−5、0.6モル)を加え、トリエチルアミン60.7g(和光純薬(株)製、0.6モル)をジオキサン60gに希釈した溶液を内部の温度が45℃を越えないように15分かけて滴下した。その後40℃で2時間攪拌し、反応を行い、系内に析出したトリエチルアミンの塩酸塩をろ過で除去した。ろ液を水5Lに投入し黄赤色の沈殿を得た。この沈殿を1%の塩酸水溶液で洗浄し、さらに1Lの水で3回洗浄し、水のpHが6〜8になったことを確認した後、ろ過で沈殿を集め、50℃の真空乾燥機で72時間乾燥して、下記式で表される光酸発生剤1を得た。
Synthesis Example 5 Synthesis of Photoacid Generator 1 36.8 g of methyl gallate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 0.2 mol) was dissolved in 1000 mL of dioxane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the solution temperature was 40 ° C. I made it. To this, 161.1 g of 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride (Toyo Gosei Co., Ltd., NAC-5, 0.6 mol) was added, and 60.7 g of triethylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 0.6 mol). Was added dropwise over 15 minutes so that the internal temperature did not exceed 45 ° C. Thereafter, the mixture was stirred at 40 ° C. for 2 hours to carry out the reaction, and the triethylamine hydrochloride precipitated in the system was removed by filtration. The filtrate was poured into 5 L of water to obtain a yellowish red precipitate. This precipitate was washed with a 1% aqueous hydrochloric acid solution, and further washed with 1 L of water three times. After confirming that the pH of the water was 6-8, the precipitate was collected by filtration, and a vacuum dryer at 50 ° C. And dried for 72 hours to obtain a photoacid generator 1 represented by the following formula.
合成例6 光酸発生剤2の合成
2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン 23.0g(東京化成(株)製、0.1モル)をジオキサン(和光純薬(株)製)1000mLに溶解させ、溶液温度を40℃にした。ここに4−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリド80.6g(東洋合成(株)製、NAC−4、0.3モル)を加え、トリエチルアミン30.3g(0.3モル)をジオキサン30mLに希釈した溶液を内部の温度が45℃を越えないように15分かけて滴下した。その後40℃で2時間攪拌し、反応を行い、系内に析出したトリエチルアミンの塩酸塩をろ過で除去した。ろ液を水5Lに投入し黄赤色の沈殿を得た。この沈殿を1%の塩酸水溶液で洗浄し、さらに1Lの水で3回洗浄し、水のpHが6〜8になったことを確認した後、ろ過で沈殿を集め、50℃の真空乾燥機で72時間乾燥して、下記式で表される光酸発生剤2を得た。
Synthesis Example 6 Synthesis of Photoacid Generator 2 2,3,4,4′-Tetrahydroxybenzophenone 23.0 g (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 0.1 mol) was added to dioxane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 1000 mL. The solution temperature was adjusted to 40 ° C. A solution obtained by adding 80.6 g of 4-naphthoquinonediazidesulfonic acid chloride (manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd., NAC-4, 0.3 mol) and diluting 30.3 g (0.3 mol) of triethylamine to 30 mL of dioxane was added. It was added dropwise over 15 minutes so that the internal temperature did not exceed 45 ° C. Thereafter, the mixture was stirred at 40 ° C. for 2 hours to carry out the reaction, and the triethylamine hydrochloride precipitated in the system was removed by filtration. The filtrate was poured into 5 L of water to obtain a yellowish red precipitate. This precipitate was washed with a 1% aqueous hydrochloric acid solution, and further washed with 1 L of water three times. After confirming that the pH of the water was 6-8, the precipitate was collected by filtration, and a vacuum dryer at 50 ° C. And dried for 72 hours to obtain a photoacid generator 2 represented by the following formula.
合成例7 光酸発生剤3の合成
ピロガロール 25.2g(東京化成(株)製、0.2モル)をジオキサン(和光純薬(株)製)1000mLに溶解させ、溶液温度を40℃にした。ここに5−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリド 155.7g(東洋合成(株)製、NAC−5、0.58モル)を加え、トリエチルアミン58.6g(0.58モル)をジオキサン60gに希釈した溶液を内部の温度が45℃を越えないように15分かけて滴下した。その後40℃で2時間攪拌し、反応を行い、系内に析出したトリエチルアミンの塩酸塩をろ過で除去した。ろ液を水5Lに投入し黄赤色の沈殿を得た。この沈殿を1%の塩酸水溶液で洗浄し、さらに1Lの水で3回洗浄し、水のpHが6〜8になったことを確認した後、ろ過で沈殿を集め、50℃の真空乾燥機で72時間乾燥して、下記式で表される光酸発生剤3を得た。
Synthesis Example 7 Synthesis of Photoacid Generator 3 Pyrogallol 25.2 g (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 0.2 mol) was dissolved in 1000 mL of dioxane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the solution temperature was adjusted to 40 ° C. . A solution obtained by adding 155.7 g of 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride (Toyo Gosei Co., Ltd., NAC-5, 0.58 mol) and diluting 58.6 g (0.58 mol) of triethylamine in 60 g of dioxane was added thereto. It was added dropwise over 15 minutes so that the internal temperature did not exceed 45 ° C. Thereafter, the mixture was stirred at 40 ° C. for 2 hours to carry out the reaction, and the triethylamine hydrochloride precipitated in the system was removed by filtration. The filtrate was poured into 5 L of water to obtain a yellowish red precipitate. This precipitate was washed with a 1% aqueous hydrochloric acid solution, and further washed with 1 L of water three times. After confirming that the pH of the water was 6-8, the precipitate was collected by filtration, and a vacuum dryer at 50 ° C. And dried for 72 hours to obtain a photoacid generator 3 represented by the following formula.
合成例8 光酸発生剤4の合成
レゾルシノール 22.0g(東京化成(株)製、0.2モル)をジオキサン(和光純薬(株)製)1000mLに溶解させ、溶液温度を40℃にした。ここに5−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリド 107.4(東洋合成(株)製、NAC−5、0.4モル)を加え、トリエチルアミン40.4g(0.58モル)をジオキサン60gに希釈した溶液を内部の温度が45℃を越えないように15分かけて滴下した。その後40℃で2時間攪拌し、反応を行い、系内に析出したトリエチルアミンの塩酸塩をろ過で除去した。ろ液を水5Lに投入し黄赤色の沈殿を得た。この沈殿を1%の塩酸水溶液で洗浄し、さらに1Lの水で3回洗浄し、水のpHが6〜8になったことを確認した後、ろ過で沈殿を集め、50℃の真空乾燥機で72時間乾燥して、下記式で表される光酸発生剤4を得た。
Synthesis Example 8 Synthesis of Photoacid Generator 4 Resorcinol 22.0 g (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 0.2 mol) was dissolved in 1000 mL of dioxane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the solution temperature was adjusted to 40 ° C. . A solution in which 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride 107.4 (manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd., NAC-5, 0.4 mol) was added and 40.4 g (0.58 mol) of triethylamine was diluted in 60 g of dioxane was added. It was added dropwise over 15 minutes so that the internal temperature did not exceed 45 ° C. Thereafter, the mixture was stirred at 40 ° C. for 2 hours to carry out the reaction, and the triethylamine hydrochloride precipitated in the system was removed by filtration. The filtrate was poured into 5 L of water to obtain a yellowish red precipitate. This precipitate was washed with a 1% aqueous hydrochloric acid solution, and further washed with 1 L of water three times. After confirming that the pH of the water was 6-8, the precipitate was collected by filtration, and a vacuum dryer at 50 ° C. And dried for 72 hours to obtain a photoacid generator 4 represented by the following formula.
合成例9 光酸発生剤5の合成
4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]−エチリデン]ビスフェノール 42.4g(本州化学(株)製 TrisP−PA、0.1モル)をジオキサン(和光純薬(株)製)1000mLに溶解させ、溶液温度を40℃にした。ここに4−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリド67.1g(東洋合成(株)製、NAC−5、0.25モル)を加え、トリエチルアミン25.3g(和光純薬(株)製、0.25モル)をジオキサン30mLに希釈した溶液を内部の温度が45℃を越えないように15分かけて滴下した。その後40℃で2時間攪拌し、反応を行い、系内に析出したトリエチルアミンの塩酸塩をろ過で除去した。ろ液を水5Lに投入し黄赤色の沈殿を得た。この沈殿を1%の塩酸水溶液で洗浄し、さらに1Lの水で3回洗浄し、水のpHが6〜8になったことを確認した後、ろ過で沈殿を集め、50℃の真空乾燥機で72時間乾燥して、下記式で表される光酸発生剤5を得た。
Synthesis Example 9 Synthesis of Photoacid Generator 5 4,4 ′-[1- [4- [1- (4-Hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl] -ethylidene] bisphenol 42.4 g (Honshu Chemical Co., Ltd.) ) TrisP-PA (0.1 mol) was dissolved in 1000 mL of dioxane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the solution temperature was adjusted to 40 ° C. To this, 67.1 g of 4-naphthoquinonediazidesulfonic acid chloride (Toyo Gosei Co., Ltd., NAC-5, 0.25 mol) was added, and 25.3 g of triethylamine (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 0.25 mol) was added. Was added dropwise over 15 minutes so that the internal temperature did not exceed 45 ° C. Thereafter, the mixture was stirred at 40 ° C. for 2 hours to carry out the reaction, and the triethylamine hydrochloride precipitated in the system was removed by filtration. The filtrate was poured into 5 L of water to obtain a yellowish red precipitate. This precipitate was washed with a 1% aqueous hydrochloric acid solution, and further washed with 1 L of water three times. After confirming that the pH of the water was 6-8, the precipitate was collected by filtration, and a vacuum dryer at 50 ° C. And dried for 72 hours to obtain a photoacid generator 5 represented by the following formula.
合成例10 光酸発生剤6の合成
2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン 23.0g(三協化成工業(株)製、3HBP、0.1モル)をジオキサン(和光純薬(株)製)1000mLに溶解させ、溶液温度を40℃にした。ここに4−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリド53.7g(東洋合成(株)製、NAC−5、0.2モル)を加え、トリエチルアミン20.2g(和光純薬(株)製、0.2モル)をジオキサン30mLに希釈した溶液を内部の温度が45℃を越えないように15分かけて滴下した。その後40℃で2時間攪拌し、反応を行い、系内に析出したトリエチルアミンの塩酸塩をろ過で除去した。ろ液を水5Lに投入し黄赤色の沈殿を得た。この沈殿を1%の塩酸水溶液で洗浄し、さらに1Lの水で3回洗浄し、水のpHが6〜8になったことを確認した後、ろ過で沈殿を集め、50℃の真空乾燥機で72時間乾燥して、下記式で表される光酸発生剤6を得た。
Synthesis Example 10 Synthesis of Photoacid Generator 6 2,3.0-Trihydroxybenzophenone 23.0 g (manufactured by Sankyo Kasei Kogyo Co., Ltd., 3HBP, 0.1 mol) was added to dioxane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Dissolved in 1000 mL, the solution temperature was 40 ° C. 4-Naphthoquinonediazide sulfonic acid chloride 53.7g (Toyo Gosei Co., Ltd., NAC-5, 0.2mol) was added here, and triethylamine 20.2g (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 0.2mol). Was added dropwise over 15 minutes so that the internal temperature did not exceed 45 ° C. Thereafter, the mixture was stirred at 40 ° C. for 2 hours to carry out the reaction, and the triethylamine hydrochloride precipitated in the system was removed by filtration. The filtrate was poured into 5 L of water to obtain a yellowish red precipitate. This precipitate was washed with a 1% aqueous hydrochloric acid solution, and further washed with 1 L of water three times. After confirming that the pH of the water was 6-8, the precipitate was collected by filtration, and a vacuum dryer at 50 ° C. And dried for 72 hours to obtain a photoacid generator 6 represented by the following formula.
合成例11 光酸発生剤7の合成
2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン 17.6g(東京化成(株)製、0.1モル)をジオキサン(和光純薬(株)製)1000mLに溶解させ、溶液温度を40℃にした。ここに4−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリド53.7g(東洋合成(株)製、NAC−5、0.2モル)を加え、トリエチルアミン20.2g(和光純薬(株)製、0.2モル)をジオキサン30mLに希釈した溶液を内部の温度が45℃を越えないように15分かけて滴下した。その後40℃で2時間攪拌し、反応を行い、系内に析出したトリエチルアミンの塩酸塩をろ過で除去した。ろ液を水5Lに投入し黄赤色の沈殿を得た。この沈殿を1%の塩酸水溶液で洗浄し、さらに1Lの水で3回洗浄し、水のpHが6〜8になったことを確認した後、ろ過で沈殿を集め、50℃の真空乾燥機で72時間乾燥して、下記式で表される光酸発生剤7を得た。
Synthesis Example 11 Synthesis of Photoacid Generator 7 17.6 g of 2,4-dihydroxybenzophenone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 0.1 mol) was dissolved in 1000 mL of dioxane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the solution temperature Was brought to 40 ° C. 4-Naphthoquinonediazide sulfonic acid chloride 53.7g (Toyo Gosei Co., Ltd., NAC-5, 0.2mol) was added here, and triethylamine 20.2g (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 0.2mol). Was added dropwise over 15 minutes so that the internal temperature did not exceed 45 ° C. Thereafter, the mixture was stirred at 40 ° C. for 2 hours to carry out the reaction, and the triethylamine hydrochloride precipitated in the system was removed by filtration. The filtrate was poured into 5 L of water to obtain a yellowish red precipitate. This precipitate was washed with a 1% aqueous hydrochloric acid solution, and further washed with 1 L of water three times. After confirming that the pH of the water was 6-8, the precipitate was collected by filtration, and a vacuum dryer at 50 ° C. And dried for 72 hours to obtain a photoacid generator 7 represented by the following formula.
合成例12 光酸発生剤8の合成
4,4’−[(2−ヒドロキシ−3−メトキシルフェニル)メチレン]ビス[2,5−ジメチルフェノール] 18.9g(本州化学工業(株)製、Tris25X−OV、0.05モル)、5−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリド26.8g(0.1モル)をジオキサン274gに溶解させ、20〜30℃でトリエチルアミン11.1gを滴下した。その後、20〜30℃で2時間攪拌を続け、反応を行った。その後、析出したトリエチルアミンの塩酸塩をろ過により取り除き、ろ液を大量の希塩酸水溶液に注ぎ込んで、反応生成物を析出させ、次いで析出物をろ過し、水洗し、真空乾燥機中、40℃で一昼夜乾燥して、下記式で表される光酸発生剤8を得た。
Synthesis Example 12 Synthesis of Photoacid Generator 8 4,4 ′-[(2-Hydroxy-3-methoxylphenyl) methylene] bis [2,5-dimethylphenol] 18.9 g (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd., Tris 25X -OV, 0.05 mol), 26.8 g (0.1 mol) of 5-naphthoquinonediazidesulfonic acid chloride was dissolved in 274 g of dioxane, and 11.1 g of triethylamine was added dropwise at 20 to 30 ° C. Then, stirring was continued at 20-30 degreeC for 2 hours, and reaction was performed. Thereafter, the precipitated hydrochloride of triethylamine is removed by filtration, and the filtrate is poured into a large amount of dilute aqueous hydrochloric acid solution to precipitate the reaction product. Then, the precipitate is filtered, washed with water, and overnight at 40 ° C. in a vacuum dryer. It dried and the photo-acid generator 8 represented by a following formula was obtained.
実施例1−22、比較例1−18
表1−2に記載の各成分を攪拌羽のついた300mLの丸底フラスコにいれ、室温で4時間攪拌した。攪拌終了後、孔径2μmのポリテトラフルオロエチレン製メンブレンフィルター(住友電工(株)製、PF−020)でろ過して異物を除去し、ワニスを得た。このワニスを用いて、前記のとおり、感度、膜減り量、熱処理後のパターン形状および機械特性の評価を行った。結果を表3にまとめた。
表1に記載の略号は以下のとおりである。
PSF2808:群栄化学工業(株)製 ノボラック樹脂
PSF2803:群栄化学工業(株)製 ノボラック樹脂
WPAG314:和光純薬工業(株)製 (4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウム・パーフルオロオクチルスルホネート
MX270:三和ケミカル(株)製 NIKALAC MX−270
MW100:三和ケミカル(株)製 NIKALAC MW−100
DMOM:本州化学(株)製 2,6−ビス(メトキシメチル)−4−t−ブチルフェノール
GBL:三菱化学(株)製 ガンマブチロラクトン
Example 1-22 and Comparative Example 1-18
Each component shown in Table 1-2 was placed in a 300 mL round bottom flask with stirring blades and stirred at room temperature for 4 hours. After completion of the stirring, the mixture was filtered through a polytetrafluoroethylene membrane filter (Sumitomo Electric Co., Ltd., PF-020) having a pore size of 2 μm to remove foreign matter, thereby obtaining a varnish. Using this varnish, as described above, the sensitivity, the amount of film reduction, the pattern shape after heat treatment, and the mechanical properties were evaluated. The results are summarized in Table 3.
The abbreviations listed in Table 1 are as follows.
PSF2808: Nomurak resin PSF2803 manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd. Novolak resin WPAG314 manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd. (4-methylphenyl) diphenylsulfonium perfluorooctylsulfonate MX270: Three manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. NIKALAC MX-270 manufactured by WA Chemical Co., Ltd.
MW100: NIKALAC MW-100 manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.
DMOM: Honshu Chemical Co., Ltd. 2,6-bis (methoxymethyl) -4-t-butylphenol GBL: Mitsubishi Chemical Co., Ltd. gamma butyrolactone
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