JP2008281961A - Negative photosensitive resin composition, method for producing pattern, and electronic component - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a negative photosensitive resin composition which imparts adequate heat resistance and mechanical characteristics even when heat-treated at a low temperature of ≤220°C, a method for producing a pattern, and electronic components. <P>SOLUTION: The negative photosensitive resin composition comprises; (a) a polybenzoxazole precursor having a repeating unit represented by general formula (I); (b) a compound which generates an acid upon irradiation with actinic rays; and (c) a compound capable of crosslinking or polymerizing with the component (a) under the action of an acid, wherein U or V denotes a divalent organic group and at least one of U and V is a group containing a 1-30C aliphatic chain structure. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ネガ型感光性樹脂組成物、パターンの製造方法及び電子部品に関し、さらに詳しくは、感光性を有する耐熱性高分子を含有する耐熱性のネガ型感光性樹脂組成物、これを用いたパターンの製造方法及び電子部品に関するものである。   The present invention relates to a negative photosensitive resin composition, a method for producing a pattern, and an electronic component. More specifically, the present invention relates to a heat-resistant negative photosensitive resin composition containing a heat-resistant polymer having photosensitivity. The present invention relates to a pattern manufacturing method and an electronic component.

従来、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜には、優れた耐熱性と電気特性、機械特性等を併せ持つポリイミド樹脂が用いられている。しかし、近年半導体素子の高集積化、大型化が進む中、封止樹脂パッケージの薄型化、小型化の要求があり、LOC(リード・オン・チップ)や半田リフローによる表面実装などの方式が取られてきており、これまで以上に機械特性、耐熱性等に優れたポリイミド樹脂が必要とされるようになってきた。   Conventionally, a polyimide resin having excellent heat resistance, electrical characteristics, mechanical characteristics, and the like has been used for a surface protective film and an interlayer insulating film of a semiconductor element. However, in recent years, with the progress of higher integration and larger size of semiconductor elements, there has been a demand for thinner and smaller sealing resin packages, and LOC (lead-on-chip) and surface mounting methods such as solder reflow have been adopted. Therefore, a polyimide resin excellent in mechanical properties, heat resistance and the like has been required more than ever.

さらに、ポリイミド樹脂自身に感光特性を付与した感光性ポリイミドが用いられてきており、これを用いるとパターン作製工程が簡略化でき、煩雑な製造工程の短縮が行えるという特徴を有する。従来の感光性ポリイミド又はその前駆体を用いてなる耐熱性フォトレジストや、その用途については良く知られている。ネガ型感光性ポリイミドには、ポリイミド前駆体にエステル結合又はイオン結合を介してメタクリロイル基を導入する方法(例えば、特許文献1〜4参照)、光重合性オレフィンを有する可溶性ポリイミド(例えば、特許文献5〜10参照)、ベンゾフェノン骨格を有し、かつ窒素原子が結合する芳香環のオルソ位にアルキル基を有する自己増感型ポリイミド(例えば、特許文献11、12参照)などがある。   Furthermore, a photosensitive polyimide having a photosensitive property imparted to the polyimide resin itself has been used, and when this is used, the pattern production process can be simplified and complicated manufacturing processes can be shortened. A heat-resistant photoresist using a conventional photosensitive polyimide or its precursor and its application are well known. For negative photosensitive polyimide, a method of introducing a methacryloyl group into a polyimide precursor via an ester bond or an ionic bond (for example, see Patent Documents 1 to 4), a soluble polyimide having a photopolymerizable olefin (for example, Patent Document) 5-10), and a self-sensitized polyimide having an benzophenone skeleton and an alkyl group at the ortho position of an aromatic ring to which a nitrogen atom is bonded (see, for example, Patent Documents 11 and 12).

上記のネガ型感光性ポリイミドでは、現像の際にN−メチルピロリドン等の有機溶剤を必要とするため、最近では、アルカリ水溶液で現像ができるポジ型感光性樹脂の提案がなされている。ポジ型感光性ポリイミドには、ポリイミド前駆体にエステル結合を介してo−ニトロベンジル基を導入する方法(例えば、非特許文献1参照)、可溶性ヒドロキシルイミド又はポリオキサゾール前駆体にナフトキノンジアジド化合物を混合する方法(例えば、特許文献13、14参照)、可溶性ポリイミドにエステル結合を介してナフトキノンジアジドを導入する方法(例えば、非特許文献2参照)、ポリイミド前駆体にナフトキノンジアジドを混合するもの(例えば、特許文献15参照)などがある。   Since the above-mentioned negative photosensitive polyimide requires an organic solvent such as N-methylpyrrolidone at the time of development, recently, a positive photosensitive resin that can be developed with an alkaline aqueous solution has been proposed. For positive photosensitive polyimide, a method of introducing an o-nitrobenzyl group into the polyimide precursor via an ester bond (for example, see Non-Patent Document 1), a naphthoquinone diazide compound mixed with a soluble hydroxylimide or polyoxazole precursor (For example, see Patent Documents 13 and 14), a method for introducing naphthoquinone diazide through an ester bond into a soluble polyimide (for example, see Non-Patent Document 2), a method for mixing naphthoquinone diazide into a polyimide precursor (for example, Patent Document 15).

しかしながら、上記のネガ型感光性ポリイミドでは、その機能上、解像度に問題があったり、用途によっては製造時の歩留まり低下を招くなどの問題がある。また、上記のものでは、用いるポリマーの構造が限定されるために、最終的に得られる被膜の物性が限定されてしまい多目的用途には不向きなものである。一方、ポジ型感光性ポリイミドにおいても、上記のように感光剤の吸収波長に伴う問題から感度や解像度が低かったり、構造が限定され、同様の問題を有する。   However, the above-mentioned negative photosensitive polyimide has problems in terms of function and resolution, and in some applications, yields are reduced in production. Moreover, in the above-mentioned thing, since the structure of the polymer to be used is limited, the physical property of the film finally obtained is limited and it is unsuitable for a multipurpose use. On the other hand, the positive photosensitive polyimide also has the same problems because the sensitivity and resolution are low and the structure is limited due to the problem with the absorption wavelength of the photosensitive agent as described above.

また、ポリベンゾオキサゾール前駆体にジアゾナフトキノン化合物を混合したもの(例えば、特許文献16参照)や、ポリアミド酸にエステル結合を介してフェノール部位を導入したもの(例えば、特許文献17参照)などカルボン酸の代わりにフェノール性水酸基を導入したものがあるが、これらのものは現像性が不十分であり未露光部の膜減りや樹脂の基材からの剥離が起こる。また、こうした現像性や接着の改良を目的に、シロキサン部位をポリマー骨格中に有するポリアミド酸を混合したもの(例えば、特許文献18、19参照)が提案されているが、前述のごとくポリアミド酸を用いるため保存安定性が悪化する。加えて、保存安定性や接着の改良を目的に、アミン末端基を重合性基で封止したもの(例えば、特許文献20〜22参照)も提案されているが、これらのものは、酸発生剤として芳香環を多数含むジアゾキノン化合物を用いるため、感度が低く、ジアゾキノン化合物の添加量を増やす必要から、熱硬化後の機械物性を著しく低下させるという問題があり、実用レベルの材料とは言い難いものである。   Also, carboxylic acids such as polybenzoxazole precursor mixed with a diazonaphthoquinone compound (see, for example, Patent Document 16), or polyamic acid having a phenol moiety introduced via an ester bond (for example, see Patent Document 17). Instead of these, phenolic hydroxyl groups have been introduced, but these have insufficient developability, resulting in film loss at unexposed areas and peeling of the resin from the substrate. For the purpose of improving developability and adhesion, a mixture of polyamic acids having a siloxane moiety in the polymer skeleton has been proposed (for example, see Patent Documents 18 and 19). Storage stability deteriorates due to use. In addition, for the purpose of improving storage stability and adhesion, those having amine end groups sealed with a polymerizable group (for example, see Patent Documents 20 to 22) have been proposed. Since a diazoquinone compound containing a large number of aromatic rings is used as an agent, there is a problem that the mechanical properties after thermosetting are remarkably lowered due to low sensitivity and the need to increase the amount of diazoquinone compound added. Is.

特開昭49−115541号公報JP-A-49-115541 特開昭51−40922号公報Japanese Patent Laid-Open No. 51-40922 特開昭54−145794号公報JP 54-145794 A 特開昭56−38038号公報JP 56-38038 A 特開昭59−108031号公報JP 59-108031 A 特開昭59−220730号公報JP 59-220730 A 特開昭59−232122号公報JP 59-232122 A 特開昭60−6729号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-6729 特開昭60−72925号公報JP-A-60-72925 特開昭61−57620号公報JP-A-61-57620 特開昭59−219330号公報JP 59-219330 A 特開昭59−231533号公報JP 59-231533 A 特公昭64−60630号公報Japanese Examined Patent Publication No. 64-60630 米国特許第4395482号明細書US Pat. No. 4,395,482 特開昭52−13315号公報JP 52-13315 A 特公昭64−46862号公報Japanese Patent Publication No. 64-46862 特開平10−307393号公報JP-A-10-307393 特開平4−31861号公報JP-A-4-31861 特開平4−46345号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-46345 特開平5−197153号公報JP-A-5-197153 特開平9−183846号公報JP-A-9-183846 特開2001−183835号公報JP 2001-183835 A 特開平3−763号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-763 特開平7−219228号公報JP 7-219228 A 特開平10−186664号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-186664 特開平11−202489号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-202489 特開2001−56559号公報JP 2001-56559 A 特開2001−194791号公報JP 2001-194791 A 特表2002−526793号公報JP 2002-526793 A 米国特許第6143467号明細書US Pat. No. 6,143,467 特開2001−125267号公報JP 2001-125267 A 特開平3−58048号公報JP-A-3-58048 特開平3−259148号公報JP-A-3-259148 特開平10−195294号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-195294 特開平11−202488号公報JP-A-11-202488 特開2000−250209号公報JP 2000-250209 A 特開2001−249454号公報JP 2001-249454 A 特開2004−94118号公報JP 2004-94118 A J.Macromol.Sci.Chem.,A24,12,1407,1987J. Macromol. Sci. Chem., A24, 12, 1407, 1987 Macromolecules,23,4796,1990Macromolecules, 23,4796,1990 Macromolecules,29,6427,1996Macromolecules, 29,6427,1996

上記ジアゾキノン化合物の問題点の改良を目的に、種々の化学増幅システムを適用したものも提案されている。化学増幅型のポリイミド(例えば、特許文献23参照)、化学増幅型のポリイミドあるいはポリベンゾオキサゾール前駆体(例えば、特許文献24〜30参照)が挙げられるが、これらのうち、高感度のものは低分子量が招く膜特性の低下が、膜特性に優れるものは高分子量が招く溶解性不十分による感度の低下が見られ、いずれも実用レベルの材料とは言い難いものである。また、酸触媒の存在下で進行する架橋反応を利用したネガ型の化学増幅システムを利用したもの(例えば、前出特許文献17及び31参照)も提案されているが、これらは分子鎖中の水酸基が架橋点となっており、実際には架橋反応効率は低く、高感度とはならない。   In order to improve the problems of the diazoquinone compound, those using various chemical amplification systems have been proposed. Chemically amplified polyimides (for example, see Patent Document 23), chemically amplified polyimides or polybenzoxazole precursors (for example, see Patent Documents 24 to 30), among these, those with high sensitivity are low. The deterioration of the film characteristics caused by the molecular weight is excellent in the film characteristics, and the sensitivity is lowered due to the insufficient solubility caused by the high molecular weight. In addition, a method using a negative chemical amplification system using a crosslinking reaction that proceeds in the presence of an acid catalyst has been proposed (see, for example, the above-mentioned Patent Documents 17 and 31). A hydroxyl group serves as a cross-linking point. Actually, the cross-linking reaction efficiency is low and the sensitivity is not high.

加えて、最近では、MRAM(Magnet Resistive RAM)のように、高温での加熱プロセスに弱いデバイスも提案されていることから、ポリイミドあるいはポリベンゾオキサゾール前駆体を環化する温度をより低温化する需要も高まってきている。環化プロセスそのものを要しない有機溶剤可溶性のポリイミドそのものを感光化したものも提案されている(例えば、特許文献32〜38及び非特許文献3参照)が、これらは感光特性、アルカリ水溶液現像性、耐熱性のいずれかに劣る欠点がある。従って、いずれも未だ実用化レベルで充分なものはないのが実状であるという問題点があった。   In addition, recently, devices such as MRAM (Magnet Resistive RAM) that are vulnerable to high-temperature heating processes have also been proposed, and thus there is a demand for lowering the temperature at which the polyimide or polybenzoxazole precursor is cyclized. Is also growing. Although the thing which sensitized the organic solvent soluble polyimide itself which does not require the cyclization process itself is also proposed (for example, refer patent documents 32-38 and nonpatent literature 3), these are photosensitive characteristics, alkaline aqueous solution developability, There is a disadvantage inferior to either heat resistance. Accordingly, there has been a problem that none of them are practically sufficient yet.

本発明は、以上のような従来の課題を解決するためになされたものであって、220℃以下の低温下の加熱処理でも十分な耐熱性と機械特性を与えるネガ型感光性樹脂組成物を提供するものである。   The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and provides a negative photosensitive resin composition that provides sufficient heat resistance and mechanical properties even under heat treatment at a low temperature of 220 ° C. or lower. It is to provide.

また本発明は、前記ネガ型感光性樹脂組成物の使用により、アルカリ水溶液で現像可能であり、耐熱性、機械特性に優れる良好な形状のパターンが得られるパターンの製造方法を提供するものである。さらに本発明は、良好な形状と特性のパターンを有することにより、信頼性の高い電子部品を提供することを目的とする。   The present invention also provides a method for producing a pattern that can be developed with an alkaline aqueous solution and that has a good shape pattern excellent in heat resistance and mechanical properties by using the negative photosensitive resin composition. . Another object of the present invention is to provide a highly reliable electronic component by having a pattern having a good shape and characteristics.

すなわち、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物は、(a)一般式(I)で示される繰り返し単位を有するポリベンゾオキサゾール前駆体と、(b)活性光線照射により酸を発生する化合物と、及び(c)酸の作用により前記(a)成分と架橋あるいは重合し得る化合物とを含有してなることを特徴とする。   That is, the negative photosensitive resin composition according to the present invention comprises (a) a polybenzoxazole precursor having a repeating unit represented by the general formula (I), (b) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays, And (c) a compound which can be crosslinked or polymerized with the component (a) by the action of an acid.

Figure 2008281961
(式中、U又はVは二価の有機基を示し、U又はVの少なくとも一方は炭素数1〜30の脂肪族鎖状構造を含む基である。)
Figure 2008281961
(In the formula, U or V represents a divalent organic group, and at least one of U or V is a group containing an aliphatic chain structure having 1 to 30 carbon atoms.)

また、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物にあっては、前記(a)成分の一般式(I)におけるU又はVの少なくとも一方が、以下に示す一般式(UV1)又は(UV2)で表されることを特徴とする。   In the negative photosensitive resin composition according to the present invention, at least one of U or V in the general formula (I) of the component (a) is represented by the following general formula (UV1) or (UV2). It is characterized by being expressed.

Figure 2008281961
(式中、R1、R2は各々独立に水素、フッ素又は炭素数1〜6のアルキル基であり、aは1〜30の整数を示す。)で表される構造を含む基、
Figure 2008281961
(Wherein R 1 and R 2 are each independently hydrogen, fluorine or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a represents an integer of 1 to 30),

Figure 2008281961
(式中、R3〜R8は各々独立に水素、フッ素又は炭素数1〜6のアルキル基であり、bからdは各々独立に1〜6の整数を表し、eは0〜3の整数である。Aは、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−NHCO−、−C(CF32、−C≡C−、又は−R9C=CR10−であり、R9〜R10は各々独立に水素、フッ素又は炭素数1〜6のアルキル基である。)で表される構造を含む基。
Figure 2008281961
Wherein R 3 to R 8 are each independently hydrogen, fluorine or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, b to d are each independently an integer of 1 to 6, and e is an integer of 0 to 3 A is —O—, —S—, —SO 2 —, —CO—, —NHCO—, —C (CF 3 ) 2 , —C≡C—, or —R 9 C═CR 10 —. And R 9 to R 10 are each independently hydrogen, fluorine or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)

また、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物にあっては、前記(a)成分が、アルカリ水溶液に可溶であることを特徴とする。   In the negative photosensitive resin composition according to the present invention, the component (a) is soluble in an alkaline aqueous solution.

また、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物にあっては、前記(a)成分におけるポリマー末端構造が、前記(c)成分と架橋反応を起こし得る官能基を有することを特徴とする。   Moreover, in the negative photosensitive resin composition by this invention, the polymer terminal structure in the said (a) component has a functional group which can raise | generate a crosslinking reaction with the said (c) component, It is characterized by the above-mentioned.

また、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物にあっては、前記(a)成分が、第一級又は第二級アルコール、フェノール、カルボキシル基、アミノ基、チオール及び芳香環からなる群から選択される少なくとも1種の官能基又は結合を含み、かつ前記(c)成分が、メチロール、アルコキシアルキル基、第三級アルコール、シクロアルキル基、オレフィン、三重結合、ハロゲン化アルキル又はエポキシ基を含む環状エーテル、エステル結合、カーボネート及びイソシアナートからなる群から選択される少なくとも1種の官能基又は結合を含むことを特徴とする。   In the negative photosensitive resin composition according to the present invention, the component (a) is selected from the group consisting of primary or secondary alcohols, phenols, carboxyl groups, amino groups, thiols and aromatic rings. And the component (c) is a cyclic group containing a methylol, alkoxyalkyl group, tertiary alcohol, cycloalkyl group, olefin, triple bond, halogenated alkyl or epoxy group. It contains at least one functional group or bond selected from the group consisting of ether, ester bond, carbonate and isocyanate.

また、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物にあっては、前記(a)成分が、メチロール、アルコキシアルキル基、第三級アルコール、シクロアルキル基、オレフィン、三重結合、ハロゲン化アルキル、又はエポキシ基を含む環状エーテル、エステル結合、カーボネート及びイソシアナートからなる群から選択される少なくとも1種の官能基又は結合を含み、かつ前記(c)成分が、第一級又は第二級アルコール、フェノール、カルボキシル基、アミノ基、チオール及び芳香環からなる群から選択される少なくとも1種の官能基又は結合を含むことを特徴とする。   In the negative photosensitive resin composition according to the present invention, the component (a) is a methylol, alkoxyalkyl group, tertiary alcohol, cycloalkyl group, olefin, triple bond, alkyl halide, or epoxy. Containing at least one functional group or bond selected from the group consisting of a cyclic ether containing a group, an ester bond, a carbonate and an isocyanate, and the component (c) is a primary or secondary alcohol, phenol, It includes at least one functional group or bond selected from the group consisting of a carboxyl group, an amino group, a thiol and an aromatic ring.

また、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物にあっては、前記(a)成分100重量部に対して、前記(b)成分0.01〜50重量部、及び前記(c)成分0.1〜50重量部を含有することを特徴とする。   Moreover, in the negative photosensitive resin composition by this invention, the said (b) component 0.01-50 weight part and the said (c) component 0. It contains 1 to 50 parts by weight.

また、本発明によるパターンの製造方法にあっては、前記ネガ型感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布、乾燥して感光性樹脂膜を形成する工程と、前記塗布、乾燥工程により得られた感光性樹脂膜を露光する工程と、前記露光後の感光性樹脂膜をアルカリ水溶液を用いて現像する工程と、及び前記現像後の感光性樹脂膜を加熱処理する工程とを含むことを特徴とする。   In the method for producing a pattern according to the present invention, the negative photosensitive resin composition is applied to a support substrate and dried to form a photosensitive resin film, and the coating and drying steps are used. A step of exposing the exposed photosensitive resin film, a step of developing the exposed photosensitive resin film using an alkaline aqueous solution, and a step of heat-treating the photosensitive resin film after the development. And

また、本発明による電子部品にあっては、前記パターンの製造方法により得られるパターンの層を有してなる電子デバイスを有する電子部品であって、前記電子デバイス中に前記パターンの層が層間絶縁膜層又は表面保護膜層として設けられていることを特徴とする。   The electronic component according to the present invention is an electronic component having an electronic device having a pattern layer obtained by the pattern manufacturing method, wherein the pattern layer is interlayer-insulated in the electronic device. It is provided as a film layer or a surface protective film layer.

本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いることで、感度、解像度に優れたパターン形成が可能となる。また、本発明のネガ型感光性樹脂組成物をパターン形成、加熱硬化した膜は、耐熱性及び機械特性に優れる。   By using the negative photosensitive resin composition of the present invention, it is possible to form a pattern with excellent sensitivity and resolution. Moreover, the film | membrane which pattern-formed and heat-hardened the negative photosensitive resin composition of this invention is excellent in heat resistance and a mechanical characteristic.

また、本発明のパターンの製造方法によれば、前記ネガ型感光性樹脂組成物の使用により、感度、解像度及び耐熱性に優れ、良好な形状のパターンが得られる。さらに、本発明の電子部品は、良好な形状と特性のパターンを有することにより、信頼性が高いという効果を奏する。   Moreover, according to the pattern manufacturing method of the present invention, by using the negative photosensitive resin composition, a pattern having a good shape and excellent sensitivity, resolution and heat resistance can be obtained. Furthermore, the electronic component of the present invention has an effect of high reliability by having a pattern with a good shape and characteristics.

以下に、本発明にかかるネガ型感光性樹脂組成物、パターンの製造方法及び電子部品の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of a negative photosensitive resin composition, a pattern production method, and an electronic component according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.

[ネガ型感光性樹脂組成物]
まず、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物について説明する。本発明によるネガ型感光性樹脂組成物は、(a)上記一般式(I)で示される繰り返し単位を有するポリベンゾオキサゾール前駆体(以下、「(a)成分」とする)と、(b)活性光線照射により酸を発生する化合物(以下、「(b)成分」とする)と、及び(c)酸の作用により前記(a)成分の少なくとも末端基と架橋あるいは重合し得る化合物(以下、「(c)成分」とする)とを含有してなる。以下、各成分について説明する。
[Negative photosensitive resin composition]
First, the negative photosensitive resin composition according to the present invention will be described. The negative photosensitive resin composition according to the present invention comprises (a) a polybenzoxazole precursor having a repeating unit represented by the general formula (I) (hereinafter referred to as “component (a)”), and (b). A compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays (hereinafter referred to as “component (b)”), and (c) a compound capable of crosslinking or polymerizing with at least the terminal group of component (a) by the action of the acid (hereinafter referred to as “component (b)”). (Referred to as “component (c)”). Hereinafter, each component will be described.

〔(a)成分〕
本発明における(a)成分は、上記一般式(I)で示される繰り返し単位を有し、かつ酸の存在下で(c)成分と橋架け反応し得るものであれば、特に構造上の制限はない。ここで言う橋架け反応には、加熱を伴うものも含まれる。
[(A) component]
The component (a) in the present invention is particularly limited as long as it has a repeating unit represented by the above general formula (I) and can bridge and react with the component (c) in the presence of an acid. There is no. The bridge reaction referred to here includes those accompanied by heating.

(a)成分は、アルカリ水溶液に可溶であることが、現像液の環境負荷低減の観点で好ましい。ここでいうアルカリ水溶液とは、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、金属水酸化物水溶液、有機アミン水溶液等のアルカリ性の水溶液である。一般には、濃度が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が用いられるので、(a)成分は、この水溶液に対して可溶性であることがより好ましい。   The component (a) is preferably soluble in an alkaline aqueous solution from the viewpoint of reducing the environmental load of the developer. The alkaline aqueous solution here is an alkaline aqueous solution such as a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, a metal hydroxide aqueous solution, or an organic amine aqueous solution. In general, since an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution having a concentration of 2.38% by weight is used, the component (a) is more preferably soluble in this aqueous solution.

なお、本発明の(a)成分がアルカリ水溶液に可溶であることの1つの基準を以下に説明する。(a)成分単独あるいは以下に順を追って説明する(b)成分、(c)成分と共に任意の溶剤に溶解して得られたワニスを、シリコンウエハなどの基板上にスピン塗布して膜厚5μm程度の塗膜を形成する。これをテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、金属水酸化物水溶液、有機アミン水溶液のいずれか一つに、20〜25℃において浸漬する。この結果、均一な溶液として溶解し得るとき、用いた(a)成分はアルカリ水溶液で可溶であると判断する。   In addition, one reference | standard of (a) component of this invention being soluble in alkaline aqueous solution is demonstrated below. The component (a) alone or the varnish obtained by dissolving it in any solvent together with the components (b) and (c) described below in order is spin-coated on a substrate such as a silicon wafer, and the film thickness is 5 μm. A coating film of a degree is formed. This is immersed in any one of tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, metal hydroxide aqueous solution, and organic amine aqueous solution at 20-25 ° C. As a result, when it can be dissolved as a uniform solution, it is determined that the component (a) used is soluble in an alkaline aqueous solution.

本発明における(a)成分と後述する(c)成分との架橋反応は、(a)成分の主鎖中の官能基と(c)成分の架橋反応に併せ、(a)成分の末端が架橋点となることもできる。すなわち、(a)成分におけるポリマー末端構造が、(c)成分と架橋反応を起こし得る官能基を有していても良い。本発明において、(a)成分の末端に架橋点があることで、架橋のあるなし、つまり、露光部、未露光部の溶解速度の差が大きくなり、良好なパターン形成に効果的である。(a)成分の架橋点となる官能基と(c)成分の官能基との組み合わせとしては、酸の存在下で熱により、共有結合、イオン結合、水素結合のいずれかの形態にて両者の間で結合が生ずれば良く、特に制限はない。   In the present invention, the crosslinking reaction between the component (a) and the component (c) described later is combined with the functional group in the main chain of the component (a) and the crosslinking reaction of the component (c), and the terminal of the component (a) is crosslinked. It can also be a point. That is, the polymer terminal structure in the component (a) may have a functional group capable of causing a crosslinking reaction with the component (c). In the present invention, since there is a crosslinking point at the end of the component (a), there is no crosslinking, that is, the difference in dissolution rate between the exposed part and the unexposed part becomes large, which is effective for good pattern formation. As a combination of the functional group serving as a crosslinking point of the component (a) and the functional group of the component (c), both in the form of a covalent bond, an ionic bond, or a hydrogen bond by heat in the presence of an acid. There is no particular limitation as long as a bond is formed between them.

中でも、反応性すなわちパターニングの際の感度や、最終的に得られる膜の機械特性の観点から、(a)成分、(c)成分の官能基や結合が次のA群、B群よりそれぞれ一つずつ選ばれるような組み合わせが好ましい。この場合、(a)成分及び(c)成分をどちらの群から選んでも良いが、原則として(a)成分及び(c)成分を互いに異なる群より選ばれた少なくとも1種の組み合わせとする必要がある。
〔A群〕 第一級又は第二級アルコール、フェノール、カルボキシル基、アミノ基、チオール、芳香環。
〔B群〕 メチロール、アルコキシアルキル基、第三級アルコール、シクロアルキル基、オレフィン、三重結合、ハロゲン化アルキル、エポキシ基などの環状エーテル、エステル結合、カーボネート、イソシアナート。
Among them, from the viewpoints of reactivity, that is, sensitivity at the time of patterning and mechanical properties of the finally obtained film, the functional groups and bonds of the component (a) and the component (c) are one more than the following groups A and B, respectively. Combinations that are selected one by one are preferred. In this case, the component (a) and the component (c) may be selected from either group, but in principle, the component (a) and the component (c) need to be at least one combination selected from different groups. is there.
[Group A] Primary or secondary alcohol, phenol, carboxyl group, amino group, thiol, aromatic ring.
[Group B] Cyclic ethers such as methylol, alkoxyalkyl groups, tertiary alcohols, cycloalkyl groups, olefins, triple bonds, alkyl halides, epoxy groups, ester bonds, carbonates, isocyanates.

しかしながら、上記に該当しない組み合わせでも、カルボキシル基又はエステルとアミノ基、カルボキシル基又はエステルと第一級又は第二級アルコール、シクロアルキル基同士、カルボキシル基同士、アルコール同士、エポキシ基同士、オレフィンあるいは三重結合同士、メチロール同士なども反応性の高い好ましい組み合わせとして挙げることができる。   However, even in combinations not corresponding to the above, carboxyl groups or esters and amino groups, carboxyl groups or esters and primary or secondary alcohols, cycloalkyl groups, carboxyl groups, alcohols, epoxy groups, olefins or triples Bonds, methylols and the like can also be mentioned as preferable combinations having high reactivity.

官能基導入の容易さの観点で、(a)成分の末端にこれら好ましい官能基が導入されるものが望ましい。さらにポリマーへの導入の容易さという観点から、特に好ましい組み合わせとしては、(a)成分としてカルボキシル基又はエステルと、(c)成分として第一級又は第二級アルコール、エポキシ基、ビニルエーテル又はイソシアナートとの組み合わせ、(a)成分としてアミノ基と、(c)成分としてエポキシ基又はエステルとの組合せ、(a)成分としてイソシアナートと、(c)成分として第一級又は第二級アルコール、フェノール、カルボキシル基又はエステルとの組合せを挙げることができる。   From the viewpoint of ease of functional group introduction, those in which these preferred functional groups are introduced at the terminal of the component (a) are desirable. Furthermore, from the viewpoint of ease of introduction into the polymer, a particularly preferred combination includes (a) a carboxyl group or ester as the component, and (c) a primary or secondary alcohol, epoxy group, vinyl ether or isocyanate as the component. A combination of (a) component as amino group, (c) component as epoxy group or ester, (a) component as isocyanate, (c) component as primary or secondary alcohol, phenol And a combination with a carboxyl group or an ester.

加えて、低温の硬化条件下でも良好な硬化膜強度が得られる組み合わせという点で(a)成分及び(c)成分がオレフィンあるいは三重結合同士、上記に加えさらに良好な感度が得られる組み合わせという点で(a)成分としてフェノール、芳香環と、(c)成分としてメチロール、アルコキシアルキル基、第三級アルコール又はビニルエーテルとの組合せが特に好ましいものとして挙げることができる。   In addition, (a) component and (c) component are olefins or triple bonds with each other in terms of a combination that can provide good cured film strength even under low temperature curing conditions. In particular, a combination of phenol and an aromatic ring as the component (a) and a methylol, alkoxyalkyl group, tertiary alcohol or vinyl ether as the component (c) can be mentioned as a particularly preferable one.

なお、(a)成分の末端基と(c)成分の官能基との組み合わせは、感光性樹脂組成物の塗布時には、基本的には結合(架橋)が生じない組み合わせとする。すなわち、その組み合わせにおいて架橋の生じる温度として、酸の存在下で150℃以上であることが好ましい。そのため、これまでに組み合わせの例示として挙げた各官能基を保護基や誘導体とする方法などで潜在化させ、露光による光化学反応あるいはその後の露光後加熱工程の際の熱による化学変化等で所望の官能基に変換するなどの手法を併せて取ることもできる。例えば、イソシアナートは150℃以下の低温でも反応してしまうため、アミノ基をアルコキシカルボニル基などでブロック化した前駆体の状態で、(a)成分の末端基や(c)成分に導入することができる。   The combination of the terminal group of the component (a) and the functional group of the component (c) is basically a combination that does not cause bonding (crosslinking) when the photosensitive resin composition is applied. That is, the temperature at which crosslinking occurs in the combination is preferably 150 ° C. or higher in the presence of an acid. Therefore, each functional group listed as an example of the combination so far is made latent by a method such as a protective group or a derivative, etc., and desired by a photochemical reaction due to exposure or a chemical change due to heat in a subsequent post-exposure heating step. A technique such as conversion to a functional group can also be taken. For example, since isocyanate reacts even at a low temperature of 150 ° C. or lower, it is introduced into the terminal group of component (a) or component (c) in the state of a precursor in which an amino group is blocked with an alkoxycarbonyl group or the like. Can do.

本発明で用いる(a)成分において、末端基と繰り返し単位との割合は、モル比率で、末端基2に対して繰り返し単位(酸残基とアミン残基からなる繰り返し単位)1〜100であることが好ましく、2〜50であることがより好ましい。末端基比率が1未満であると、架橋反応の効果が薄れるあるいは感光特性が低下してしまう恐れがある。逆に、末端基比率が100よりも大きいときには、分子量の低下により架橋反応が十分に進行しても、十分な膜物性が得られない恐れがある。   In the component (a) used in the present invention, the ratio of the terminal group to the repeating unit is a molar ratio of 1 to 100 repeating units (repeating units consisting of acid residues and amine residues) with respect to the terminal group 2. It is preferable, and it is more preferable that it is 2-50. If the end group ratio is less than 1, the effect of the crosslinking reaction may be diminished or the photosensitive characteristics may be deteriorated. On the contrary, when the terminal group ratio is larger than 100, there is a possibility that sufficient film properties cannot be obtained even if the crosslinking reaction proceeds sufficiently due to the decrease in molecular weight.

(a)成分の酸残基とアミン残基のモル比は特に制限はないが、末端基がアミノフェノールに起因する場合は、酸残基がアミン残基より一つ多く、100:99〜2:1の範囲であることが好ましく、50:49〜3:2の範囲であることがより好ましい。末端基がヒドロキシ安息香酸誘導体の場合は、酸残基がアミン残基より一つ少なく、99:100〜1:2の範囲とするのが好ましく、49:50〜2:3の範囲であることがより好ましい。その定量方法としては、1H NMRの測定により行うことができる。 The molar ratio of the acid residue to the amine residue in the component (a) is not particularly limited, but when the terminal group is derived from aminophenol, the acid residue is one more than the amine residue, and 100: 99-2 Is preferably in the range of 1: 1, and more preferably in the range of 50:49 to 3: 2. When the terminal group is a hydroxybenzoic acid derivative, the acid residue is less than the amine residue, preferably in the range of 99: 100 to 1: 2, and in the range of 49:50 to 2: 3. Is more preferable. The quantitative method can be performed by 1 H NMR measurement.

本発明で用いることができる一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリヒドロキシアミドは、前記繰り返し単位を有していればよいが、次の一般式(II)のような共重合体として用いることもできる。ポリヒドロキシアミドのアルカリ水溶液に対する可溶性は、フェノール性水酸基に由来するため、ヒドロキシ基を含有するアミドユニットが、ある割合以上含まれていることが好ましい。   The polyhydroxyamide having a repeating unit represented by the general formula (I) that can be used in the present invention may have the repeating unit, but a copolymer represented by the following general formula (II): Can also be used. Since the solubility of polyhydroxyamide in an aqueous alkaline solution is derived from a phenolic hydroxyl group, it is preferable that an amide unit containing a hydroxy group is contained in a certain proportion or more.

Figure 2008281961
(式中、U, V, W, Xは二価の有機基を示し、U又はVの少なくとも一方は炭素数1〜30の脂肪族鎖状構造を含む基であり、j及びkはA構造単位とB構造単位のモル分率を示し、j及びkの和は100モル%である。)
Figure 2008281961
(In the formula, U, V, W and X represent a divalent organic group, at least one of U or V is a group containing an aliphatic chain structure having 1 to 30 carbon atoms, and j and k are A structures. The mole fraction of the unit and the B structural unit is shown, and the sum of j and k is 100 mol%.)

すなわち一般式(II)において、式中のjとkのモル分率は、j=5〜85モル%、k=15〜95モル%であることがパターン性、機械特性、耐熱性、耐薬品性の点でより好ましい。   That is, in the general formula (II), the mole fraction of j and k in the formula is such that j = 5 to 85 mol%, k = 15 to 95 mol%, patternability, mechanical properties, heat resistance, chemical resistance It is more preferable in terms of sex.

本発明において、一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリアミドは、一般的にジカルボン酸誘導体とヒドロキシ基含有ジアミン類とから合成できる。具体的には、ジカルボン酸誘導体をジハライド誘導体に変換後、上記ジアミン類との反応を行うことにより合成できる。ジハライド誘導体としては、ジクロリド誘導体が好ましい。   In the present invention, the polyamide having a repeating unit represented by the general formula (I) can be generally synthesized from a dicarboxylic acid derivative and a hydroxy group-containing diamine. Specifically, it can be synthesized by converting a dicarboxylic acid derivative into a dihalide derivative and then reacting with the diamine. As the dihalide derivative, a dichloride derivative is preferable.

ジクロリド誘導体は、ジカルボン酸誘導体にハロゲン化剤を作用させて合成することができる。ハロゲン化剤としては通常のカルボン酸の酸クロリド化反応に使用される、塩化チオニル、塩化ホスホリル、オキシ塩化リン、五塩化リン等が使用できる。   The dichloride derivative can be synthesized by reacting a dicarboxylic acid derivative with a halogenating agent. As the halogenating agent, thionyl chloride, phosphoryl chloride, phosphorus oxychloride, phosphorus pentachloride, etc., which are used in the usual acid chlorideation reaction of carboxylic acid can be used.

ジクロリド誘導体を合成する方法としては、ジカルボン酸誘導体と上記ハロゲン化剤とを溶媒中で反応させるか、過剰のハロゲン化剤中で反応を行った後、過剰分を留去する方法で合成できる。反応溶媒としは、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチル−2−ピリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、トルエン、ベンゼン等が使用できる。   As a method of synthesizing the dichloride derivative, it can be synthesized by reacting the dicarboxylic acid derivative and the halogenating agent in a solvent or reacting in an excess halogenating agent and then distilling off the excess. As the reaction solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyridone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, toluene, benzene and the like can be used.

これらのハロゲン化剤の使用量は、溶媒中で反応させる場合は、ジカルボン酸誘導体に対して、1.5〜3.0モルが好ましく、1.7〜2.5モルがより好ましく、ハロゲン化剤中で反応させる場合は、4.0〜50モルが好ましく、5.0〜20モルがより好ましい。反応温度は、−10〜70℃が好ましく、0〜20℃がより好ましい。   The amount of these halogenating agents to be used in a solvent is preferably 1.5 to 3.0 mol, more preferably 1.7 to 2.5 mol relative to the dicarboxylic acid derivative. When making it react in an agent, 4.0-50 mol is preferable and 5.0-20 mol is more preferable. The reaction temperature is preferably -10 to 70 ° C, more preferably 0 to 20 ° C.

ジクロリド誘導体とジアミン類との反応は、脱ハロゲン化水素剤の存在下に、有機溶媒中で行うことが好ましい。脱ハロゲン化水素剤としては、通常、ピリジン、トリエチルアミン等の有機塩基が使用される。また、有機溶媒としは、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチル−2−ピリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等が使用できる。反応温度は、−10〜30℃が好ましく、0〜20℃がより好ましい。   The reaction between the dichloride derivative and the diamine is preferably performed in an organic solvent in the presence of a dehydrohalogenating agent. As the dehydrohalogenating agent, organic bases such as pyridine and triethylamine are usually used. As the organic solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyridone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide and the like can be used. The reaction temperature is preferably −10 to 30 ° C., more preferably 0 to 20 ° C.

次に、一般式(I)、(II)におけるUとして好ましい基について説明する。炭素数1〜30の脂肪族鎖状構造を含む基は、一般式(I)、(II)において、UとしてもVとして存在していても良い。脂肪族鎖状構造を含む基として、U又はVの少なくとも一方が(UV1)又は(UV2)で表される構造であると、280℃の以下での脱水閉環率が高い点で望ましい。さらに炭素数7〜30の脂肪族直鎖構造であると弾性率が低くかつ破断伸びが高く、より好ましい。   Next, a preferable group as U in the general formulas (I) and (II) will be described. The group containing an aliphatic chain structure having 1 to 30 carbon atoms may be present as U or V in the general formulas (I) and (II). As a group containing an aliphatic chain structure, it is desirable that at least one of U and V is a structure represented by (UV1) or (UV2) in that the dehydration ring closure rate at 280 ° C. or less is high. Furthermore, an aliphatic straight chain structure having 7 to 30 carbon atoms is more preferable because it has a low elastic modulus and a high elongation at break.

Figure 2008281961
(式中、R1、R2は各々独立に水素、フッ素又は炭素数1〜6のアルキル基であり、aは1〜30の整数を示す。)
Figure 2008281961
(Wherein R 1 and R 2 are each independently hydrogen, fluorine or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a represents an integer of 1 to 30.)

Figure 2008281961
(式中、R3〜R8は各々独立に水素、フッ素又は炭素数1〜6のアルキル基であり、bからdは各々独立に1〜6の整数を表し、eは0〜3の整数である。Aは、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−NHCO−、−C(CF32、−C≡C−、又は−R9C=CR10−であり、R9〜R10は各々独立に水素、フッ素又は炭素数1〜6のアルキル基である。)
Figure 2008281961
Wherein R 3 to R 8 are each independently hydrogen, fluorine or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, b to d are each independently an integer of 1 to 6, and e is an integer of 0 to 3 A is —O—, —S—, —SO 2 —, —CO—, —NHCO—, —C (CF 3 ) 2 , —C≡C—, or —R 9 C═CR 10 —. R 9 to R 10 are each independently hydrogen, fluorine, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)

上記ジアミン類としては、例えば次の一般式(III)に示す化合物

Figure 2008281961
(式中、nは1〜6の整数である。)が挙げられる。 Examples of the diamines include compounds represented by the following general formula (III)
Figure 2008281961
(Wherein n is an integer of 1 to 6).

その他、U(Vに脂肪鎖を含む場合)又はWのジアミン類としては、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジヒドロキシビフェニル、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジヒドロキシビフェニル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、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、ベンジシン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、1,5−ナフタレンジアミン、2,6−ナフタレンジアミン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(3−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン等の芳香族ジアミン化合物、この他にもシリコーン基の入ったジアミンとして、LP−7100、X−22−161AS、X−22−161A、X−22−161B、X−22−161C及びX−22−161E(いずれも信越化学工業株式会社製、商品名)等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらの化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いる。   In addition, U (when V contains a fatty chain) or W diamines include 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, Bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3 3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4, 4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, benzidine, m-phenylenediamine, p-phenylene Amine, 1,5-naphthalenediamine, 2,6-naphthalenediamine, bis (4-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (3-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- ( 4-aminophenoxy) phenyl] ether, aromatic diamine compounds such as 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, and other diamines containing a silicone group such as LP-7100, X-22-161AS, X-22-161A, X-22-161B, X-22-161C and X-22-161E (all manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade names) and the like may be mentioned, but are not limited thereto. These compounds are used alone or in combination of two or more.

次に、一般式(I)、(II)におけるVとして好ましい基について説明する。一般式(I)、(II)においてVで表される二価の有機基とは、一般に、ジアミンと反応してポリアミド構造を形成する、ジカルボン酸の残基である。   Next, a preferable group as V in the general formulas (I) and (II) will be described. The divalent organic group represented by V in the general formulas (I) and (II) is generally a dicarboxylic acid residue that reacts with a diamine to form a polyamide structure.

本発明において、炭素数1〜30の脂肪族鎖状構造を含む基は、一般式(I)、(II)において、UとしてもVとして存在していても良い。脂肪族鎖状構造を含む基としては、上記(UV1)又は(UV2)で表される構造であると、耐熱性、紫外及び可視光量域での高い透明性を有し、280℃の以下での脱水閉環率が高い点で優れる。さらに炭素数7〜30の脂肪族直鎖構造であると、そのポリマーはN−メチル−2−ピロリドン以外にもγ−ブチロラクトンやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートといった溶剤にも易溶となり、保存安定性も高い。さらに弾性率が低くかつ破断伸びが高く、より好ましい。   In the present invention, the group containing an aliphatic chain structure having 1 to 30 carbon atoms may be present as U or V in the general formulas (I) and (II). As the group containing an aliphatic chain structure, the structure represented by the above (UV1) or (UV2) has high heat resistance, high transparency in the ultraviolet and visible light range, and below 280 ° C. Is excellent in that it has a high dehydration ring closure rate. Furthermore, when the aliphatic linear structure has 7 to 30 carbon atoms, the polymer is easily soluble in solvents such as γ-butyrolactone and propylene glycol monomethyl ether acetate in addition to N-methyl-2-pyrrolidone, and storage stability is also improved. high. Furthermore, the elastic modulus is low and the elongation at break is high, which is more preferable.

以上のようなジカルボン酸類としては、例えばマロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、イソプロピルマロン酸、ジ−n−ブチルマロン酸、スクシン酸、テトラフルオロスクシン酸、メチルスクシン酸、2,2−ジメチルスクシン酸、2,3−ジメチルスクシン酸、ジメチルメチルスクシン酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジメチルグルタル酸、3−エチル−3−メチルグルタル酸、アジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、3−メチルアジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、ピメリン酸、2,2,6,6−テトラメチルピメリン酸、スベリン酸、ドデカフルオロスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサデカフルオロセバシン酸、1,9−ノナン二酸、ドデカンニ酸、トリデカンニ酸、テトラデカンニ酸、ペンタデカンニ酸、ヘキサデカンニ酸、ヘプタデカンニ酸、オクタデカン二酸、ノナデカンニ酸、エイコサンニ酸、ヘンエイコサンニ酸、ドコサンニ酸、トリコサンニ酸、テトラコサンニ酸、ペンタコサンニ酸、ヘキサコサンニ酸、ヘプタコサンニ酸、オクタコサンニ酸、ノナコサンニ酸、トリアコンタンニ酸、ヘントリアコンタンニ酸、ドトリアコンタンニ酸、ジグリコール酸等が挙げられる。さらに、次の一般式(IV)で示される化合物も含まれる。   Examples of the dicarboxylic acids as described above include malonic acid, dimethylmalonic acid, ethylmalonic acid, isopropylmalonic acid, di-n-butylmalonic acid, succinic acid, tetrafluorosuccinic acid, methylsuccinic acid, and 2,2-dimethyl. Succinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, dimethylmethylsuccinic acid, glutaric acid, hexafluoroglutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3,3 -Dimethylglutaric acid, 3-ethyl-3-methylglutaric acid, adipic acid, octafluoroadipic acid, 3-methyladipic acid, octafluoroadipic acid, pimelic acid, 2,2,6,6-tetramethylpimelic acid , Suberic acid, dodecafluorosuberic acid, azelaic acid, sebacic acid, hexadecafluoroseba Acid, 1,9-nonanedioic acid, dodecanoic acid, tridecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, hexadecanoic acid, heptadecanoic acid, octadecanedioic acid, nonadecanoic acid, eicosannic acid, heneicosanoic acid, docosannic acid, tricosanoic acid , Tetracosannic acid, pentacosannic acid, hexacosannic acid, heptacosannic acid, octacosannic acid, nonacosannic acid, triacontaninic acid, hentriacontaninic acid, dotriacontaninic acid, diglycolic acid and the like. Furthermore, the compound shown by the following general formula (IV) is also included.

Figure 2008281961
(式中、Tは炭素数1〜6の炭化水素基、nは1〜6の整数である。)
Figure 2008281961
(In the formula, T is a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 6).

一般式(I)、(II)におけるその他のV(Uに脂肪鎖が含まれる場合)、Xのジカルボン酸類として、イソフタル酸、テレフタル酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、4,4'−ジカルボキシビフェニル、4,4'−ジカルボキシジフェニルエーテル、4,4'−ジカルボキシテトラフェニルシラン、ビス(4−カルボキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(p−カルボキシフェニル)プロパン、5−tert−ブチルイソフタル酸、5−ブロモイソフタル酸、5−フルオロイソフタル酸、5−クロロイソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族系ジカルボン酸などを併用することができる。これらの化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   Other V in the general formulas (I) and (II) (when U contains a fatty chain), dicarboxylic acids of X include isophthalic acid, terephthalic acid, 2,2-bis (4-carboxyphenyl) -1, 1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 4,4′-dicarboxybiphenyl, 4,4′-dicarboxydiphenyl ether, 4,4′-dicarboxytetraphenylsilane, bis (4-carboxyphenyl) Sulfone, 2,2-bis (p-carboxyphenyl) propane, 5-tert-butylisophthalic acid, 5-bromoisophthalic acid, 5-fluoroisophthalic acid, 5-chloroisophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, etc. Aromatic dicarboxylic acids can be used in combination. These compounds can be used alone or in combination of two or more.

(a)成分の分子量は、重量平均分子量で3,000〜200,000が好ましく、5,000〜100,000がより好ましい。重量平均分子量が3,000より小さいと硬化膜が脆くなり、機械特性が著しく低下するおそれがある。また、200,000よりも大きくなると現像液への溶解性や解像性が低下するおそれがある。ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定し、標準ポリスチレン検量線より換算して得た値である。   The molecular weight of the component (a) is preferably 3,000 to 200,000, more preferably 5,000 to 100,000 in terms of weight average molecular weight. If the weight average molecular weight is less than 3,000, the cured film becomes brittle and the mechanical properties may be remarkably deteriorated. On the other hand, if it exceeds 200,000, the solubility in the developing solution and the resolution may be lowered. Here, the weight average molecular weight is a value obtained by measuring by a gel permeation chromatography method and converting from a standard polystyrene calibration curve.

〔(b)成分〕
本発明のネガ型感光性樹脂組成物において、前記(a)成分として用いるポリベンゾオキサゾール前駆体とともに、前記(b)成分として活性光線照射により酸を発生する化合物(以下、酸発生剤という)を用いる。この酸発生剤の含有量は、感光時の感度、解像度を良好とするために、(a)成分100重量部に対して、0.01〜50重量部とすることが好ましく、0.01〜20重量部とすることがより好ましく、0.5〜20重量部とすることがさらに好ましい。
[Component (b)]
In the negative photosensitive resin composition of the present invention, together with the polybenzoxazole precursor used as the component (a), a compound (hereinafter referred to as an acid generator) that generates an acid upon irradiation with actinic rays as the component (b). Use. The content of the acid generator is preferably 0.01 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of component (a) in order to improve the sensitivity and resolution during exposure. It is more preferably 20 parts by weight, and further preferably 0.5 to 20 parts by weight.

本発明に使用する前記酸発生剤(b)は、例えば紫外線のような活性光線の照射によって酸性を呈すると共に、その作用により、(c)成分を(a)成分の官能基と架橋せしめる、あるいは(c)成分同士を重合せしめる作用を有する。このような(b)成分の化合物として、具体的には、ジアリールスルホニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、アリールジアゾニウム塩、芳香族テトラカルボン酸エステル、芳香族スルホン酸エステル、ニトロベンジルエステル、オキシムスルホン酸エステル、芳香族N−オキシイミドスルフォネート、芳香族スルファミド、ハロアルキル基含有炭化水素系化合物、ハロアルキル基含有ヘテロ環状化合物、ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステルなどが用いられる。このような化合物は必要に応じて2種類以上併用したり、他の増感剤と組合せて使用することができる。中でも芳香族オキシムスルホン酸エステル、芳香族N−オキシイミドスルフォネートは高感度の点で効果が期待できるので好ましい。   The acid generator (b) used in the present invention exhibits acidity upon irradiation with actinic rays such as ultraviolet rays, and crosslinks the component (c) with the functional group of the component (a) by its action, or (C) It has the effect | action which superposes components. Specific examples of the component (b) compound include diarylsulfonium salts, triarylsulfonium salts, dialkylphenacylsulfonium salts, diaryliodonium salts, aryldiazonium salts, aromatic tetracarboxylic acid esters, aromatic sulfonic acids. Esters, nitrobenzyl esters, oxime sulfonates, aromatic N-oxyimide sulfonates, aromatic sulfamides, haloalkyl group-containing hydrocarbon compounds, haloalkyl group-containing heterocyclic compounds, naphthoquinone diazide-4-sulfonate esters, etc. Used. Two or more kinds of such compounds can be used in combination as needed, or can be used in combination with other sensitizers. Of these, aromatic oxime sulfonic acid esters and aromatic N-oxyimide sulfonates are preferred because the effect can be expected in terms of high sensitivity.

〔(c)成分〕
本発明に使用する(c)成分、すなわち酸の作用により架橋あるいは重合し得る化合物であって前記(a)成分の少なくとも末端基と架橋し得る化合物は、前述した条件を満たすものであれば特に制限はないが、分子内に少なくとも一つ好ましくは2つ以上の反応性官能基を有する化合物であることが好ましい。(c)成分の架橋し得る温度としては、感光性樹脂組成物が塗布、乾燥、露光、現像の各工程で架橋が進行しないように、150℃以上であることが好ましい。(c)成分は(a)成分の末端基と架橋するが、これと併せて(c)成分の分子間で重合するような化合物でも良い。
[Component (c)]
The component (c) used in the present invention, that is, a compound that can be cross-linked or polymerized by the action of an acid and that can cross-link with at least the terminal group of the component (a) Although there is no limitation, it is preferably a compound having at least one, preferably two or more reactive functional groups in the molecule. The temperature at which component (c) can be crosslinked is preferably 150 ° C. or higher so that crosslinking does not proceed in each step of coating, drying, exposure, and development of the photosensitive resin composition. The component (c) is cross-linked with the terminal group of the component (a), and in combination therewith, a compound that polymerizes between the molecules of the component (c) may be used.

このような化合物として好ましいものは、分子内に2個以上のメチロール基、アルコキシメチル基、エポキシ基、オキセタン、ビニルエーテル基、オレフィン、アルキニル基、シアノ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、エステル結合、シクロアルキル基、アミノ基、イソシアナート基など、先に例示した(a)成分と組み合わせるのに好ましいものに該当する官能基を有する化合物を挙げることができる。   Preferred as such compounds are two or more methylol groups, alkoxymethyl groups, epoxy groups, oxetanes, vinyl ether groups, olefins, alkynyl groups, cyano groups, hydroxy groups, carboxyl groups, ester bonds, cycloalkyls in the molecule. Examples thereof include compounds having functional groups corresponding to those preferable for combination with the component (a) exemplified above, such as a group, an amino group and an isocyanate group.

特に好ましくは、これらの置換基が芳香環上に置換した化合物すなわちフェノール、ビスフェノール、ポリフェノール、ノボラック樹脂、レゾール樹脂やこれらの置換基でN位を置換したメラミン、ベンゾグアナミン、グリコールウリル、尿素化合物が特に好ましい。これら好ましい化合物群の例を以下の一般式(V)、(VI)として挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Particularly preferred are compounds in which these substituents are substituted on the aromatic ring, namely phenols, bisphenols, polyphenols, novolac resins, resole resins, and melamine, benzoguanamine, glycoluril, urea compounds in which the N-position is substituted with these substituents. preferable. Examples of these preferable compound groups are given as the following general formulas (V) and (VI), but the present invention is not limited thereto.

Figure 2008281961
(式中、Xは単結合又は一価〜四価の有機基を示し、Zは(a)成分と反応する官能基を示し、R11は水素原子、水酸基又は一価の有機基を示し、fは1〜4の整数であり、p、qは各々独立に0〜4の整数である。)
Figure 2008281961
(In the formula, X represents a single bond or a monovalent to tetravalent organic group, Z represents a functional group that reacts with the component (a), R 11 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, or a monovalent organic group, f is an integer of 1 to 4, and p and q are each independently an integer of 0 to 4.)

Figure 2008281961
(式中、Zは各々独立に(a)成分と反応する官能基を示し、R12は各々独立に水素原子又は一価の有機基を示し、互いが結合することで環構造となっていても良い。)
Figure 2008281961
(In the formula, each Z independently represents a functional group that reacts with the component (a), each R 12 independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and is bonded to each other to form a ring structure. Is also good.)

一般式(V)において、Xで示される有機基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等の炭素数が1〜10のアルキレン基、エチリデン基等の炭素数が2〜10のアルキリデン基、フェニレン基等の炭素数が6〜30のアリーレン基、これら炭化水素基の水素原子の一部又は全部をフッ素原子等のハロゲン原子で置換した基、スルホン基、カルボニル基、エーテル結合、チオエーテル結合、アミド結合等が挙げられ、また、下記一般式(VII)で示される二価の有機基が好ましいものとして挙げられる。   In the general formula (V), as the organic group represented by X, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group or a propylene group, an alkylidene group having 2 to 10 carbon atoms such as an ethylidene group, Arylene groups having 6 to 30 carbon atoms such as phenylene groups, groups in which some or all of the hydrogen atoms of these hydrocarbon groups are substituted with halogen atoms such as fluorine atoms, sulfone groups, carbonyl groups, ether bonds, thioether bonds, An amide bond etc. are mentioned, Moreover, the bivalent organic group shown by the following general formula (VII) is mentioned as a preferable thing.

Figure 2008281961
[式中、個々のX'は、各々独立に、単結合、アルキレン基(例えば炭素原子数が1〜10のもの)、アルキリデン基(例えば炭素数が2〜10のもの)、それらの水素原子の一部又は全部をハロゲン原子で置換した基、スルホン基、カルボニル基、エーテル結合、チオエーテル結合、アミド結合等から選択されるものであり、R13は水素原子、ヒドロキシ基、アルキル基又はハロアルキル基であり、複数存在する場合は互いに同一でも異なっていてもよく、gは1〜10の整数である。]
Figure 2008281961
[In the formula, each X ′ is independently a single bond, an alkylene group (for example, having 1 to 10 carbon atoms), an alkylidene group (for example having 2 to 10 carbon atoms), or a hydrogen atom thereof. Are selected from a group in which part or all of them are substituted with a halogen atom, a sulfone group, a carbonyl group, an ether bond, a thioether bond, an amide bond, etc., and R 13 is a hydrogen atom, a hydroxy group, an alkyl group or a haloalkyl group And when there are a plurality, they may be the same or different, and g is an integer of 1 to 10. ]

さらに、下記一般式(VIII)に挙げられるものは感度、解像度にも優れるため、特に好ましいものとして挙げられる。   Furthermore, those listed in the following general formula (VIII) are particularly preferable because they are excellent in sensitivity and resolution.

Figure 2008281961
(式中、2つのYは各々独立に水素原子又は炭素原子数1〜10のアルキル基であり酸素原子又はフッ素原子を含んでいても良く、Zは各々独立に(a)成分と反応する官能基を示し、R14〜R15は各々独立に水素原子又は一価の有機基を示し、p、q、r及びsは各々独立に0〜4の整数である。)
Figure 2008281961
(In the formula, two Y's are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and may contain an oxygen atom or a fluorine atom, and Z is a functional group that reacts independently with component (a)) R 14 to R 15 each independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and p, q, r and s are each independently an integer of 0 to 4.)

これらの架橋剤である(c)成分は、単独で使用しても良く、また2種類以上を組み合わせて使用しても良い。   These (c) components which are these crosslinking agents may be used independently, and may be used in combination of 2 or more types.

本発明に使用する(c)成分の含有量は、感光時の感度、解像度、また硬化時のパターンの溶融を抑止するために、(a)成分100重量部に対して、0.1〜50重量部とすることが好ましく、0.1〜20重量部とすることがより好ましく、0.5〜20重量部とすることがさらに好ましい。   The content of the component (c) used in the present invention is 0.1 to 50 with respect to 100 parts by weight of the component (a) in order to suppress the sensitivity and resolution at the time of light exposure and the melting of the pattern at the time of curing. It is preferable to set it as a weight part, It is more preferable to set it as 0.1-20 weight part, It is further more preferable to set it as 0.5-20 weight part.

〔その他の成分:(1)酸発生化合物〕
本発明によるネガ型感光性樹脂組成物は、上記(a)成分〜(c)成分の他に、(1)酸発生化合物、(2)密着性付与在、(3)界面活性剤あるいはレベリング剤、(4)溶剤等を含有しても良い。
[Other components: (1) Acid generating compound]
In addition to the components (a) to (c), the negative photosensitive resin composition according to the present invention includes (1) an acid generating compound, (2) adhesion imparting, (3) a surfactant or a leveling agent. (4) You may contain a solvent etc.

まず、(c)成分の架橋反応を促進するために、酸触媒あるいは熱により酸を発生する(1)酸発生化合物を併用しても良い。触媒として用いる酸としては強酸が好ましく、具体的には、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸のようなアリールスルホン酸、カンファースルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ノナフルオロブタンスルホン酸のようなパーフルオロアルキルスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ブタンスルホン酸のようなアルキルスルホン酸が望ましい。熱により上記酸を発生する化合物は、オニウム塩として塩の形やイミドスルホナートのような共有結合の形で本発明のネガ型感光性樹脂組成物に添加される。   First, in order to promote the crosslinking reaction of component (c), an acid generating compound that generates an acid by an acid catalyst or heat may be used in combination. The acid used as the catalyst is preferably a strong acid. Specifically, arylsulfonic acid such as p-toluenesulfonic acid and benzenesulfonic acid, perfluorosulfonic acid such as camphorsulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, and nonafluorobutanesulfonic acid. Alkyl sulfonic acids such as alkyl sulfonic acids, methane sulfonic acids, ethane sulfonic acids, butane sulfonic acids are desirable. The compound which generates the acid by heat is added to the negative photosensitive resin composition of the present invention in the form of a salt or a covalent bond such as imide sulfonate as an onium salt.

中でも熱分解開始温度が50℃〜270℃であるものが望ましい。具体的には、熱重量分析(Tg)で測定される1%重量減少温度が50℃〜270℃、あるいは5%重量減少温度が60℃〜300℃であるものが望ましい。さらには、熱分解開始温度が140℃〜250℃であるものがプリベーク時の際に酸が発生せず、感光特性等に悪影響を与える可能性がないのでより好ましい。具体的には、熱重量分析(Tg)で測定される1%重量減少温度が140℃〜250℃、あるいは5%重量減少温度が170℃〜265℃であるものが望ましい。   Among them, those having a thermal decomposition starting temperature of 50 ° C. to 270 ° C. are desirable. Specifically, it is desirable that the 1% weight loss temperature measured by thermogravimetric analysis (Tg) is 50 ° C. to 270 ° C., or the 5% weight loss temperature is 60 ° C. to 300 ° C. Furthermore, those having a thermal decomposition starting temperature of 140 ° C. to 250 ° C. are more preferable because no acid is generated during pre-baking and there is no possibility of adversely affecting the photosensitive characteristics and the like. Specifically, it is desirable that the 1% weight loss temperature measured by thermogravimetric analysis (Tg) is 140 ° C. to 250 ° C., or the 5% weight loss temperature is 170 ° C. to 265 ° C.

これらの酸触媒あるいは熱により酸を発生する化合物を用いる場合は、(a)成分100重量部に対して10重量部以下で添加するのが好ましく、5重量部以下がより好ましい。添加量が10重量部を超える場合には、プリベーク時の熱分解による影響が無視できない恐れがある。   When using these acid catalysts or compounds that generate an acid by heat, it is preferably added in an amount of 10 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less based on 100 parts by weight of component (a). If the amount added exceeds 10 parts by weight, the influence of thermal decomposition during pre-baking may not be negligible.

〔その他の成分:(2)接着性付与剤〕
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、硬化膜の基板との接着性を高めるために、有機シラン化合物、アルミキレート化合物等の(2)接着性付与剤を含むことができる。
[Other components: (2) Adhesiveness imparting agent]
The negative photosensitive resin composition of the present invention can contain (2) an adhesion-imparting agent such as an organic silane compound and an aluminum chelate compound in order to enhance the adhesion of the cured film to the substrate.

有機シラン化合物としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、尿素プロピルトリエトキシシラン、メチルフェニルシランジオール、エチルフェニルシランジオール、n−プロピルフェニルシランジオール、イソプロピルフェニルシランジオール、n−ブチルフェニルシランジオール、イソブチルフェニルシランジオール、tert−ブチルフェニルシランジオール、ジフェニルシランジオール、エチルメチルフェニルシラノール、n−プロピルメチルフェニルシラノール、イソプロピルメチルフェニルシラノール、n−ブチルメチルフェニルシラノール、イソブチルメチルフェニルシラノール、tert−ブチルメチルフェニルシラノール、エチルn−プロピルフェニルシラノール、エチルイソプロピルフェニルシラノール、n−ブチルエチルフェニルシラノール、イソブチルエチルフェニルシラノール、tert−ブチルエチルフェニルシラノール、メチルジフェニルシラノール、エチルジフェニルシラノール、n−プロピルジフェニルシラノール、イソプロピルジフェニルシラノール、n−ブチルジフェニルシラノール、イソブチルジフェニルシラノール、tert−ブチルジフェニルシラノール、フェニルシラントリオール、1,4−ビス(トリヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(メチルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(エチルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(プロピルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ブチルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジメチルヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジエチルヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジプロピルヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジブチルヒドロキシシリル)ベンゼン等が挙げられる。アルミキレート化合物としては、例えば、トリス(アセチルアセトネート)アルミニウム、アセチルアセテートアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。   Examples of the organic silane compound include vinyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, ureapropyltriethoxysilane, methylphenylsilanediol, ethylphenylsilanediol, n- Propylphenylsilanediol, isopropylphenylsilanediol, n-butylphenylsilanediol, isobutylphenylsilanediol, tert-butylphenylsilanediol, diphenylsilanediol, ethylmethylphenylsilanol, n-propylmethylphenylsilanol, isopropylmethylphenylsilanol, n-butylmethylphenylsilanol, isobutylmethylphenylsilanol, tert-butylmethylphenylsilanol Ethyl n-propylphenylsilanol, ethylisopropylphenylsilanol, n-butylethylphenylsilanol, isobutylethylphenylsilanol, tert-butylethylphenylsilanol, methyldiphenylsilanol, ethyldiphenylsilanol, n-propyldiphenylsilanol, isopropyldiphenylsilanol, n-butyldiphenylsilanol, isobutyldiphenylsilanol, tert-butyldiphenylsilanol, phenylsilanetriol, 1,4-bis (trihydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (methyldihydroxysilyl) benzene, 1,4-bis ( Ethyldihydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (propyldihydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (butyldihi Loxysilyl) benzene, 1,4-bis (dimethylhydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (diethylhydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (dipropylhydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (dibutylhydroxysilyl) ) Benzene and the like. Examples of the aluminum chelate compound include tris (acetylacetonate) aluminum, acetylacetate aluminum diisopropylate, and the like.

これらの(2)密着性付与剤を用いる場合は、(a)成分100重量部に対して、0.1〜20重量部含有させるのが好ましく、0.5〜10重量部含有させるのがより好ましい。   When using these (2) adhesion-imparting agents, it is preferable to contain 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of component (a). preferable.

〔その他の成分:(3)界面活性剤あるいはレベリング剤〕
また、本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、塗布性、例えばストリエーション(膜厚のムラ)を防いだり、現像性を向上させるために、適当な(3)界面活性剤あるいはレベリング剤を添加することができる。このような界面活性剤あるいはレベリング剤としては、例えば、ポリオキシエチレンウラリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル等が挙げられる。
[Other components: (3) Surfactant or leveling agent]
In addition, the negative photosensitive resin composition of the present invention can be applied with an appropriate (3) surfactant or leveling agent in order to prevent coatability, for example, striation (film thickness unevenness) or improve developability. Can be added. Examples of such surfactants or leveling agents include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, and the like.

市販品としては、メガファックスF171、F173、R−08(大日本インキ化学工業株式会社製商品名)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム株式会社製商品名)、オルガノシロキサンポリマーKP341、KBM303、KBM403、KBM803(信越化学工業株式会社製商品名)等が挙げられる。   Commercially available products include Megafax F171, F173, R-08 (trade name, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), Florard FC430, FC431 (trade name, manufactured by Sumitomo 3M), organosiloxane polymers KP341, KBM303, KBM403, KBM803 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and the like.

〔その他の成分:(4)溶剤〕
本発明においては、上述した各成分を(4)溶剤に溶解し、一般にワニス状にして使用する。溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、2−メトキシエタノール、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチル−1,3−ブチレングリコールアセテート、1,3−ブチレングリコールアセテート、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、テトラヒドロフランなどがあり、単独でも混合して用いても良い。
[Other components: (4) Solvent]
In the present invention, the above-described components are dissolved in (4) a solvent and generally used in the form of a varnish. As the solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, 2-methoxyethanol, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, Propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl-1,3-butylene glycol acetate, 1,3-butylene glycol acetate, cyclohexanone, cyclopentanone, tetrahydrofuran, etc. May be.

[パターンの製造方法]
次に、本発明によるパターンの製造方法について説明する。本発明によるパターンの製造方法は、上述したネガ型感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布、乾燥して感光性樹脂膜を形成する工程と、前記塗布、乾燥工程により得られた感光性樹脂膜を露光する工程と、前記露光後の感光性樹脂膜を、アルカリ水溶液を用いて現像する工程と、及び前記現像後の感光性樹脂膜を加熱処理する工程とを経て、所望の耐熱性高分子のパターンを製造することができる。以下、各工程について説明する。
[Pattern manufacturing method]
Next, a pattern manufacturing method according to the present invention will be described. The method for producing a pattern according to the present invention includes a step of applying the above-described negative photosensitive resin composition on a support substrate and drying to form a photosensitive resin film, and a photosensitive resin obtained by the coating and drying steps. Through a step of exposing the film, a step of developing the photosensitive resin film after the exposure using an alkaline aqueous solution, and a step of heat-treating the photosensitive resin film after the development, a desired high heat resistance is obtained. Molecular patterns can be produced. Hereinafter, each step will be described.

〔塗布・乾燥(成膜)工程〕
ネガ型感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布し乾燥する工程では、ガラス基板、半導体、金属酸化物絶縁体(例えばTiO2、SiO2等)、窒化ケイ素などの支持基板上に、上述した感光性樹脂組成物を、スピンナーなどを用いて回転塗布する。その後、ホットプレート、オーブンなどを用いて乾燥することにより、支持基板上にネガ型感光性樹脂組成物の被膜である感光性樹脂膜を形成する。
[Coating / drying (film formation) process]
In the step of applying and drying the negative photosensitive resin composition on the support substrate, the above-described process is performed on the support substrate such as a glass substrate, a semiconductor, a metal oxide insulator (for example, TiO 2 , SiO 2 ), or silicon nitride. The photosensitive resin composition is spin-coated using a spinner or the like. Then, the photosensitive resin film which is a film of a negative photosensitive resin composition is formed on a support substrate by drying using a hotplate, oven, etc.

〔露光工程〕
次に、露光工程では、支持基板上で被膜となった感光性樹脂組成物(感光性樹脂膜)に、マスクを介して紫外線、可視光線、放射線などの活性光線を照射する。なお、所望により露光後の感光性樹脂膜を加熱する工程をさらに含んでも良い。
[Exposure process]
Next, in the exposure step, the photosensitive resin composition (photosensitive resin film) formed as a film on the support substrate is irradiated with actinic rays such as ultraviolet rays, visible rays, and radiations through a mask. In addition, you may further include the process of heating the photosensitive resin film after exposure if desired.

〔現像工程〕
続いて、現像工程では、未露光部を現像液で除去することによりパターンが得られる。現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどのアルカリ水溶液が好ましいものとして挙げられる。これらの水溶液の塩基濃度は、0.1〜10重量%とすることが好ましい。さらに、上記現像液にアルコール類や界面活性剤を添加して使用することもできる。これらはそれぞれ、現像液100重量部に対して、好ましくは0.01〜10重量部、より好ましくは0.1〜5重量部の範囲で配合することができる。
[Development process]
Subsequently, in the development process, a pattern is obtained by removing the unexposed portions with a developer. Preferred examples of the developer include aqueous alkali solutions such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, ammonia, ethylamine, diethylamine, triethylamine, triethanolamine, and tetramethylammonium hydroxide. The base concentration of these aqueous solutions is preferably 0.1 to 10% by weight. Furthermore, alcohols and surfactants can be added to the developer and used. Each of these can be blended in the range of preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the developer.

〔加熱処理工程〕
次いで、加熱処理工程では、例えば種々の熱拡散炉、加熱炉や硬化炉を使用して、得られたパターンに好ましくは150〜450℃の加熱処理を施すことにより、耐熱性高分子のパターンになる。本発明においては、加熱処理を220℃以下、好ましくは150〜220℃で行っても十分な膜特性を得ることができる。
[Heat treatment process]
Next, in the heat treatment step, for example, by using various heat diffusion furnaces, heating furnaces and curing furnaces, the obtained pattern is preferably subjected to heat treatment at 150 to 450 ° C., thereby forming a heat resistant polymer pattern. Become. In the present invention, sufficient film properties can be obtained even if the heat treatment is performed at 220 ° C. or lower, preferably 150 to 220 ° C.

〔マイクロ波硬化〕
また、加熱処理には、熱拡散炉等に限らず、マイクロ波を用いることもできる。マイクロ波を、周波数を変化させながらパルス状に照射した場合は定在波を防ぐことができ、基板面を均一に加熱することができる点で好ましい。さらに、基板として電子部品のように金属配線を含む場合は、周波数を変化させながらマイクロ波をパルス状に照射すると、金属からの放電等の発生を防ぐことができ、電子部品を破壊から守ることができる点で好ましい。
[Microwave curing]
The heat treatment is not limited to a thermal diffusion furnace or the like, and microwaves can also be used. When microwaves are irradiated in a pulsed manner while changing the frequency, standing waves can be prevented and the substrate surface can be heated uniformly. In addition, when metal wiring is included as an electronic component as a substrate, it is possible to prevent the occurrence of electric discharge from the metal and to protect the electronic component from destruction by irradiating microwaves in pulses while changing the frequency. It is preferable at the point which can do.

本発明のネガ型感光性樹脂組成物において、照射するマイクロ波の周波数は0.5〜20GHzの範囲であるが、実用的には1〜10GHzの範囲が好ましく、さらに2〜9GHzの範囲がより好ましい。   In the negative photosensitive resin composition of the present invention, the microwave frequency to be irradiated is in the range of 0.5 to 20 GHz, but is practically preferably in the range of 1 to 10 GHz, and more preferably in the range of 2 to 9 GHz. preferable.

照射するマイクロ波の周波数は連続的に変化させることが望ましいが、実際は周波数を階段状に変化させて照射する。その際、単一周波数のマイクロ波を照射する時間はできるだけ短い方が定在波や金属からの放電等が生じにくく、その時間は1ミリ秒以下が好ましく、100マイクロ秒以下が特に好ましい。   Although it is desirable to continuously change the frequency of the microwave to be irradiated, the irradiation is actually performed by changing the frequency stepwise. At that time, the shorter the time for irradiating a single-frequency microwave, the less likely it is that standing waves or metal discharges occur, and the time is preferably 1 millisecond or less, particularly preferably 100 microseconds or less.

照射するマイクロ波の出力は、装置の大きさや被加熱体の量によっても異なるが、概ね10〜2000Wの範囲であり、実用上は100〜1000Wがより好ましく、100〜700Wがさらに好ましく、100〜500Wが最も好ましい。出力が10W以下では被加熱体を短時間で加熱することが難しく、2000W以上では急激な温度上昇が起こりやすい。   The output of the microwave to be irradiated varies depending on the size of the apparatus and the amount of the object to be heated, but is generally in the range of 10 to 2000 W, practically preferably 100 to 1000 W, more preferably 100 to 700 W, further preferably 100 to 700 W. 500 W is most preferred. If the output is 10 W or less, it is difficult to heat the object to be heated in a short time, and if it is 2000 W or more, a rapid temperature rise is likely to occur.

本発明のネガ型感光性樹脂組成物において、照射するマイクロ波はパルス状に入/切させることが好ましい。マイクロ波をパルス状に照射することにより、設定した加熱温度を保持することができ、また、ポリイミド薄膜や基材へのダメージを避けることができる点で好ましい。パルス状のマイクロ波を1回に照射する時間は、条件によって異なるが、概ね10秒以下である。   In the negative photosensitive resin composition of the present invention, the microwave to be irradiated is preferably turned on / off in pulses. By irradiating the microwaves in a pulsed manner, the set heating temperature can be maintained, and damage to the polyimide thin film and the substrate can be avoided. Although the time for irradiating the pulsed microwave at one time varies depending on the conditions, it is approximately 10 seconds or less.

本発明のネガ型感光性樹脂組成物において熱硬化させる時間は、残存溶剤や揮発成分の飛散が十分進行するまでの時間であるが、作業効率との兼ね合いから概ね5時間以下である。また、熱処理の雰囲気は、大気中、又は窒素等の不活性雰囲気中いずれを選択することもできる。   In the negative photosensitive resin composition of the present invention, the time for heat curing is the time until the remaining solvent and volatile components are sufficiently scattered, but is approximately 5 hours or less in view of work efficiency. Moreover, the atmosphere of heat processing can also select any in air | atmosphere or inert atmosphere, such as nitrogen.

〔半導体装置の製造工程〕
次に、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物を用いたパターンの製造方法の一例として、半導体装置(電子部品)の製造工程の一例を図面に基づいて説明する。図1〜図5は、多層配線構造を有する半導体装置の製造工程を説明する概略断面図である。これらの図1〜図5において、回路素子(図示しない)を有するSi基板等の半導体基板1は、回路素子の所定部分を除いてシリコン酸化膜等の保護膜2で被覆され、露出した回路素子上に第1導体層3が形成されている。この半導体基板1上に、スピンコート法等で層間絶縁膜としてのネガ型感光性樹脂組成物の層間絶縁膜層4が形成される(図1)。
[Semiconductor device manufacturing process]
Next, as an example of a pattern manufacturing method using the negative photosensitive resin composition according to the present invention, an example of a manufacturing process of a semiconductor device (electronic component) will be described with reference to the drawings. 1 to 5 are schematic cross-sectional views for explaining a manufacturing process of a semiconductor device having a multilayer wiring structure. 1 to 5, a semiconductor substrate 1 such as a Si substrate having a circuit element (not shown) is covered with a protective film 2 such as a silicon oxide film except for a predetermined portion of the circuit element, and is exposed. A first conductor layer 3 is formed thereon. On this semiconductor substrate 1, an interlayer insulating film layer 4 of a negative photosensitive resin composition as an interlayer insulating film is formed by spin coating or the like (FIG. 1).

次に、塩化ゴム系又はフェノールノボラック系の感光性樹脂層5が、前記層間絶縁膜層4上にスピンコート法で形成され、公知の写真食刻技術によって所定部分の層間絶縁膜層4が露出するように窓6Aが設けられる(図2)。前記窓6Aにより露出した層間絶縁膜層4は、酸素、四フッ化炭素等のガスを用いるドライエッチング手段によって選択的にエッチングされ、窓6Bが空けられている。次いで、窓6Bから露出した第1導体層3を腐食することなく、感光性樹脂層5のみを腐食するようなエッチング溶液を用いて感光性樹脂層5が完全に除去される(図3)。   Next, a chlorinated rubber-based or phenol novolak-based photosensitive resin layer 5 is formed on the interlayer insulating film layer 4 by spin coating, and a predetermined portion of the interlayer insulating film layer 4 is exposed by a known photolithography technique. A window 6A is provided as shown in FIG. The interlayer insulating film layer 4 exposed by the window 6A is selectively etched by a dry etching means using a gas such as oxygen or carbon tetrafluoride to open the window 6B. Next, the photosensitive resin layer 5 is completely removed using an etching solution that corrodes only the photosensitive resin layer 5 without corroding the first conductor layer 3 exposed from the window 6B (FIG. 3).

さらに、公知の写真食刻技術を用いて、第2導体層7を形成させ、第1導体層3との電気的接続が完全に行われる(図4)。3層以上の多層配線構造を形成する場合は、上記の工程を繰り返して行い各層を形成することができる。   Further, the second conductor layer 7 is formed by using a known photolithography technique, and the electrical connection with the first conductor layer 3 is completely performed (FIG. 4). When a multilayer wiring structure having three or more layers is formed, each layer can be formed by repeating the above steps.

次に、表面保護膜層8を形成する。図1〜図5の例では、この表面保護膜層8を、前記感光性樹脂組成物をスピンコート法にて塗布、乾燥し、所定部分に窓6Cを形成するパターンを描いたマスク上から光を照射した後、アルカリ水溶液にて現像してパターンを形成し、加熱して耐熱性高分子膜とする(図5)。この表面保護膜層8としての耐熱性高分子膜は、導体層を外部からの応力、アルファ線などから保護するものであり、得られる半導体装置は信頼性に優れる。なお、上記例において、表面保護膜層8だけでなく、層間絶縁膜層4を本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成することも可能である。   Next, the surface protective film layer 8 is formed. In the example of FIGS. 1 to 5, the surface protective film layer 8 is coated with the photosensitive resin composition by a spin coat method and dried, and light is applied from above a mask on which a pattern for forming a window 6 </ b> C is formed at a predetermined portion. Then, development is performed with an alkaline aqueous solution to form a pattern, which is then heated to obtain a heat resistant polymer film (FIG. 5). This heat-resistant polymer film as the surface protective film layer 8 protects the conductor layer from external stress, alpha rays, etc., and the obtained semiconductor device is excellent in reliability. In the above example, not only the surface protective film layer 8 but also the interlayer insulating film layer 4 can be formed using the negative photosensitive resin composition of the present invention.

[電子部品]
次に、本発明による電子部品について説明する。本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、半導体装置や多層配線板等の電子部品に使用することができ、具体的には、半導体装置の表面保護膜や層間絶縁膜、多層配線板の層間絶縁膜等の形成に使用することができる。本発明の半導体装置は、前記ネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成される表面保護膜や層間絶縁膜を有すること以外は特に制限されず、様々な構造をとることができる。本発明による電子部品は、本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いて上記パターンの製造方法によって形成されるパターンを含む。また、電子部品としては、半導体装置や多層配線板、各種電子デバイス等を含む。
[Electronic parts]
Next, the electronic component according to the present invention will be described. The negative photosensitive resin composition of the present invention can be used for electronic parts such as semiconductor devices and multilayer wiring boards. Specifically, the surface protective film, interlayer insulating film of semiconductor devices, and interlayers of multilayer wiring boards are used. It can be used for forming an insulating film or the like. The semiconductor device of the present invention is not particularly limited except that it has a surface protective film and an interlayer insulating film formed using the negative photosensitive resin composition, and can have various structures. The electronic component by this invention contains the pattern formed by the manufacturing method of the said pattern using the negative photosensitive resin composition of this invention. Moreover, as an electronic component, a semiconductor device, a multilayer wiring board, various electronic devices, etc. are included.

以下、実施例及び比較例により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に限定されるものではない。
(実施例1〜18)
実施例及び後述する比較例において、合成したポリマーの重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー法(GPC、装置は(株)日立製作所製、カラムは日立化成工業(株)製ゲルパック)を用いて、標準ポリスチレン換算により求めた。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited to these Examples.
(Examples 1-18)
In Examples and Comparative Examples described later, the weight average molecular weight of the synthesized polymer was determined by gel permeation chromatography (GPC, apparatus manufactured by Hitachi, Ltd., column manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. Gel Pack), It calculated | required by standard polystyrene conversion.

(合成例1) ポリベンゾオキサゾール前駆体の合成
攪拌機、温度計を備えた0.2リットルのフラスコ中に、N−メチルピロリドン60gを仕込み、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13.92gとアニリン0.37gを添加し、攪拌溶解した後、温度を0〜5℃に保ちながら、マロン酸ジクロリド5.64gを10分間で滴下した後、60分間攪拌を続けた。得られた溶液を3リットルの水に投入し、析出物を回収し、純水で3回洗浄した後、減圧してポリヒドロキシアミド(ポリベンゾオキサゾール前駆体)を得た(以下、ポリマーIとする)。ポリマーIのGPC法標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は11,500、分散度は1.7であった。
Synthesis Example 1 Synthesis of Polybenzoxazole Precursor In a 0.2 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, 60 g of N-methylpyrrolidone was charged and 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxy (Phenyl) hexafluoropropane (13.92 g) and aniline (0.37 g) were added and dissolved by stirring. Then, while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C., 5.64 g of malonic acid dichloride was added dropwise over 10 minutes, followed by stirring for 60 minutes. Continued. The obtained solution was poured into 3 liters of water, the precipitate was collected, washed with pure water three times, and then decompressed to obtain polyhydroxyamide (polybenzoxazole precursor) (hereinafter referred to as polymer I and To do). The polymer I had a weight average molecular weight of 11,500 and a dispersity of 1.7 determined by GPC standard polystyrene conversion.

(合成例2)
合成例1で使用したマロン酸ジクロリドをスクシン酸ジクロリドに置き換えた以外は、合成例1と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーIIとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は20,400、分散度は1.8であった。
(Synthesis Example 2)
The synthesis was performed under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that malonic acid dichloride used in Synthesis Example 1 was replaced with succinic acid dichloride. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer II) had a weight average molecular weight of 20,400 and a dispersity of 1.8 determined by standard polystyrene conversion.

(合成例3)
合成例1で使用したマロン酸ジクロリドをグルタル酸ジクロリドに置き換え、アニリンを除いた以外は、合成例1と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーIIIとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は12,800、分散度は1.7であった。
(Synthesis Example 3)
The synthesis was performed under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that malonic acid dichloride used in Synthesis Example 1 was replaced with glutaric acid dichloride and aniline was removed. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer III) had a weight average molecular weight of 12,800 and a dispersity of 1.7 determined by standard polystyrene conversion.

(合成例4)
合成例1で使用したマロン酸ジクロリドをアジピン酸ジクロリドに置き換え、アニリンを除いた以外は、合成例1と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーIVとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は29,300、分散度は1.9であった。
(Synthesis Example 4)
The synthesis was performed under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that the malonic acid dichloride used in Synthesis Example 1 was replaced with adipic acid dichloride and aniline was removed. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer IV) had a weight average molecular weight of 29,300 and a dispersity of 1.9 determined by standard polystyrene conversion.

(合成例5)
合成例1で使用したマロン酸ジクロリドをスベリン酸ジクロリドに置き換え、アニリンをm−アミノアニソールに換えた以外は、合成例1と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーVとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は36,900、分散度は2.0であった。
(Synthesis Example 5)
Synthesis was performed under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that malonic acid dichloride used in Synthesis Example 1 was replaced with suberic acid dichloride and aniline was replaced with m-aminoanisole. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer V) had a weight average molecular weight of 36,900 and a dispersity of 2.0 determined by standard polystyrene conversion.

(合成例6)
合成例1で使用したマロン酸ジクロリドをセバシン酸ジクロリドに置き換えアニリンをm−アミノアニソールに換えた以外は、合成例1と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーVIとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は33,100、分散度は2.0であった。
(Synthesis Example 6)
The synthesis was performed under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that the malonic acid dichloride used in Synthesis Example 1 was replaced with sebacic acid dichloride and aniline was replaced with m-aminoanisole. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer VI) had a weight average molecular weight of 33,100 and a dispersity of 2.0 determined by standard polystyrene conversion.

(合成例7)
合成例1で使用したマロン酸ジクロリドをドデカンニ酸ジクロリドに置き換え、アニリンをm−アミノフェノールに換えた以外は、合成例1と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーVIIとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は31,600、分散度は2.0であった。
(Synthesis Example 7)
Synthesis was performed under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that malonic acid dichloride used in Synthesis Example 1 was replaced with dodecanoic acid dichloride and aniline was replaced with m-aminophenol. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer VII) had a weight average molecular weight of 31,600 and a dispersity of 2.0 determined by standard polystyrene conversion.

(合成例8)
合成例1で使用したマロン酸ジクロリドをジメチルマロン酸ジクロリドに置き換え、アニリンをm−アミノフェノールに換えた以外は、合成例1と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーVIIIとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は22,200、分散度は1.8であった。
(Synthesis Example 8)
The synthesis was performed under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that the malonic acid dichloride used in Synthesis Example 1 was replaced with dimethylmalonic acid dichloride and aniline was replaced with m-aminophenol. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer VIII) had a weight average molecular weight of 22,200 and a dispersity of 1.8 determined by standard polystyrene conversion.

(合成例9)
合成例1で使用したマロン酸ジクロリドをヘキサフルオログルタル酸ジクロリドに置き換えた以外は、合成例1と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーIXとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は10,700、分散度は1.6であった。
(Synthesis Example 9)
The synthesis was performed under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that the malonic acid dichloride used in Synthesis Example 1 was replaced with hexafluoroglutaric acid dichloride. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer IX) had a weight average molecular weight of 10,700 and a dispersity of 1.6 determined by standard polystyrene conversion.

(合成例10)
合成例1で使用したマロン酸ジクロリドをグルタル酸ジクロリドに、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を2,2'−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンに置き換えた以外は、合成例1と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーXとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は16,400、分散度は1.6であった。
(Synthesis Example 10)
The malonic acid dichloride used in Synthesis Example 1 was changed to glutaric acid dichloride, and 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was changed to 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl). ) Synthesis was performed under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that propane was used. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as “polymer X”) had a weight average molecular weight of 16,400 and a dispersity of 1.6 determined by standard polystyrene conversion.

(合成例11)
合成例1で使用したマロン酸ジクロリドをスベリン酸ジクロリドに、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を2,2'−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンに置き換え、アニリンを除いた以外は、合成例1と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーXIとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は33,400、分散度は2.0であった。
(Synthesis Example 11)
Malonic acid dichloride used in Synthesis Example 1 was converted to suberic acid dichloride, and 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was converted to 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl). ) Synthesis was carried out under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that propane was replaced and aniline was removed. The resulting polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer XI) had a weight average molecular weight of 33,400 and a dispersity of 2.0 determined by standard polystyrene conversion.

(合成例12)
合成例1で使用したマロン酸ジクロリドをセバシン酸ジクロリドに、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を2,2'−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンに置き換え、アニリンを除いた以外は、合成例1と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーXIIとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は28,800、分散度は1.9であった。
(Synthesis Example 12)
Malonic acid dichloride used in Synthesis Example 1 was changed to sebacic acid dichloride, and 2,2'-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was changed to 2,2'-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl). ) Synthesis was carried out under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that propane was replaced and aniline was removed. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer XII) had a weight average molecular weight of 28,800 and a dispersity of 1.9, as determined by standard polystyrene conversion.

(合成例13)
合成例1で使用したマロン酸ジクロリドをドデカンニ酸ジクロリドに、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を2,2'−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンに置き換え、アニリンをp−アミノフェノールに換えた以外は、合成例1と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーXIIIとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は24,300、分散度は1.9であった。
(Synthesis Example 13)
The malonic acid dichloride used in Synthesis Example 1 was changed to dodecanoic acid dichloride, and 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was changed to 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl). ) Synthesis was performed under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that propane was replaced and aniline was replaced with p-aminophenol. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer XIII) had a weight average molecular weight of 24,300 and a dispersity of 1.9, as determined by standard polystyrene conversion.

(合成例14)
合成例1で使用したマロン酸ジクロリドをジメチルマロン酸ジクロリドに、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を2,2'−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンに置き換え、アニリンをp−アミノフェノールに換えた以外は、合成例1と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーXIVとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は29,100、分散度は1.9であった。
(Synthesis Example 14)
The malonic acid dichloride used in Synthesis Example 1 was changed to dimethylmalonic acid dichloride, and 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was changed to 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxy). Synthesis was carried out under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that it was replaced with (phenyl) propane and aniline was replaced with p-aminophenol. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer XIV) had a weight average molecular weight of 29,100 and a dispersity of 1.9, as determined by standard polystyrene conversion.

(合成例15)
合成例3で使用したグルタル酸ジクロリドの50mol%を4,4'−ジフェニルエーテルジカルボン酸ジクロリドに置き換えた以外は合成例3と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーXVとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は34,800、分散度は2.0であった。
(Synthesis Example 15)
The synthesis was carried out under the same conditions as in Synthesis Example 3 except that 50 mol% of glutaric acid dichloride used in Synthesis Example 3 was replaced with 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer XV) had a weight average molecular weight of 34,800 and a dispersity of 2.0 determined by standard polystyrene conversion.

(合成例16)
合成例8で使用したジメチルマロン酸ジクロリドの50mol%を4,4'−ジフェニルエーテルジカルボン酸ジクロリドに置き換えた以外は合成例8と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーXVIとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は36,200、分散度は2.0であった。
(Synthesis Example 16)
The synthesis was performed under the same conditions as in Synthesis Example 8 except that 50 mol% of dimethylmalonic acid dichloride used in Synthesis Example 8 was replaced with 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer XVI) had a weight average molecular weight of 36,200 and a dispersity of 2.0 determined by standard polystyrene conversion.

(合成例17)
合成例6で使用したセバシン酸ジクロリドの40mol%を4,4'−ジフェニルエーテルジカルボン酸ジクロリドに置き換えた以外は合成例6と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーXVIIとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は45,100、分散度は2.0であった。
(Synthesis Example 17)
The synthesis was performed under the same conditions as in Synthesis Example 6 except that 40 mol% of sebacic acid dichloride used in Synthesis Example 6 was replaced with 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer XVII) had a weight average molecular weight of 45,100 and a dispersity of 2.0 determined by standard polystyrene conversion.

(合成例18)
合成例7で使用したドデカンニ酸ジクロリドの40mol%を4,4'−ジフェニルエーテルジカルボン酸ジクロリドに置き換えた以外は合成例7と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーXVIIIとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は41,800、分散度は2.0であった。
(Synthesis Example 18)
The synthesis was performed under the same conditions as in Synthesis Example 7 except that 40 mol% of dodecanoic acid dichloride used in Synthesis Example 7 was replaced with 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer XVIII) had a weight average molecular weight of 41,800 and a dispersity of 2.0 determined by standard polystyrene conversion.

(GPC法による重量平均分子量の測定条件)
測定装置:検出器 株式会社日立製作所社製L4000 UV
ポンプ:株式会社日立製作所社製L6000
株式会社島津製作所社製C−R4A Chromatopac
測定条件:カラム Gelpack GL−S300MDT−5 x2本
溶離液:THF/DMF=1/1 (容積比)
LiBr(0.03mol/l)、H3PO4(0.06mol/l)
流速:1.0ml/分、検出器:UV270nm
ポリマー0.5mgに対して溶媒[THF/DMF=1/1(容積比)]1mlの溶液を用いて測定した。
(Measurement conditions of weight average molecular weight by GPC method)
Measuring device: Detector L4000 UV manufactured by Hitachi, Ltd.
Pump: Hitachi Ltd. L6000
C-R4A Chromatopac manufactured by Shimadzu Corporation
Measurement conditions: Column Gelpack GL-S300MDT-5 x 2 eluent: THF / DMF = 1/1 (volume ratio)
LiBr (0.03 mol / l), H 3 PO 4 (0.06 mol / l)
Flow rate: 1.0 ml / min, detector: UV 270 nm
The measurement was performed using a solution of 1 ml of a solvent [THF / DMF = 1/1 (volume ratio)] with respect to 0.5 mg of the polymer.

(感光特性評価)
(a)成分としての前記ポリマーI〜XVIII各々100重量部に対し、(b)成分、(c)成分を表1に示した所定量にて配合した。また溶剤である有機溶媒としては、γ−ブチロラクトン(BLO)あるいはN−メチルピロリドン(NMP)を表1に示す重量部用いた。
(Photosensitive characteristic evaluation)
The component (b) and the component (c) were blended in predetermined amounts shown in Table 1 with respect to 100 parts by weight of each of the polymers I to XVIII as the component (a). As an organic solvent as a solvent, γ-butyrolactone (BLO) or N-methylpyrrolidone (NMP) as shown in Table 1 was used.

Figure 2008281961
Figure 2008281961

表1中、( )内はポリマー100重量部に対する添加量を重量部で示した。表1中、(b)成分として用いたB1、B2、(c)成分として用いたC1〜C8は、下記の化学式(IX)及び(X)で示す化合物である。なお、式(X)中、C2はh=1〜3のオリゴマーの混合物である。また、(b)成分としてB1を用いた場合には、増感剤として化学式(IX)で示すDMEAを、ポリマー100重量部に対し3重量部添加した。   In Table 1, the amount in parentheses indicates the amount added relative to 100 parts by weight of the polymer in parts by weight. In Table 1, B1 and B2 used as the component (b), and C1 to C8 used as the component (c) are compounds represented by the following chemical formulas (IX) and (X). In formula (X), C2 is a mixture of oligomers with h = 1-3. When B1 was used as the component (b), 3 parts by weight of DMEA represented by the chemical formula (IX) was added as a sensitizer with respect to 100 parts by weight of the polymer.

Figure 2008281961
Figure 2008281961

Figure 2008281961
Figure 2008281961

上述のようにして得られたネガ型感光性樹脂組成物の溶液をシリコンウエハ上にスピンコートして、乾燥膜厚12〜20μmの塗膜を形成し、そののち干渉フィルターを介した、超高圧水銀灯を用いて100〜1000mJ/cm2のi線露光を行った。露光後、120℃で3分間加熱し、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38重量%水溶液にて露光部のシリコンウエハが露出するまで現像した後、水でリンスし残膜率(現像前後の膜厚の比)90%以上が得られるパターン形成に必要な最小露光量(感度)と解像度を求めた。その結果を表2にまとめて示した。 The negative photosensitive resin composition solution obtained as described above is spin-coated on a silicon wafer to form a coating film having a dry film thickness of 12 to 20 μm, and then an ultrahigh pressure through an interference filter. I-line exposure of 100 to 1000 mJ / cm 2 was performed using a mercury lamp. After exposure, the film is heated at 120 ° C. for 3 minutes, developed with a 2.38 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide until the exposed silicon wafer is exposed, rinsed with water, and the remaining film ratio (film before and after development) The minimum exposure amount (sensitivity) and resolution required for pattern formation that can obtain a thickness ratio of 90% or more were determined. The results are summarized in Table 2.

Figure 2008281961
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次に、上記ネガ型感光性樹脂組成物の溶液をシリコンウエハ上にスピンコートして、120℃で3分間加熱し、膜厚15μmの塗膜を形成した。その後、前記塗膜を光洋サーモシステム社製イナートガスオーブン中、窒素雰囲気下、150℃で30分加熱した後、320℃又は200℃で1時間加熱して硬化膜を得た。次に4.9%フッ酸水溶液を用いて、この硬化膜を剥離し、水洗、乾燥した後、ガラス転移点(Tg)、破断伸び、5%重量減少温度といった膜物性を調べた。Tgはセイコーインスツルメンツ社製TMA/SS6000を用い、昇温速度5℃/分にて熱膨張の変曲点より求めた。破断伸び及び弾性率は島津製作所社製オートグラフAGS−100NHを用いて引っ張り試験より求めた。熱分解温度はセイコーインスツルメンツ社製TG/DTA6300を用いて、窒素ガス200mL/分フロー下、昇温速度10℃/分の条件により測定し、重量の減少が5%に到達した温度を熱分解の温度とした。これらの結果を表3に示した。   Next, the negative photosensitive resin composition solution was spin-coated on a silicon wafer and heated at 120 ° C. for 3 minutes to form a coating film having a thickness of 15 μm. Thereafter, the coating film was heated in an inert gas oven manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd. in a nitrogen atmosphere at 150 ° C. for 30 minutes, and then heated at 320 ° C. or 200 ° C. for 1 hour to obtain a cured film. Next, this cured film was peeled off using a 4.9% hydrofluoric acid aqueous solution, washed with water and dried, and then the film physical properties such as glass transition point (Tg), elongation at break and 5% weight reduction temperature were examined. Tg was determined from the inflection point of thermal expansion using a TMA / SS6000 manufactured by Seiko Instruments Inc. at a heating rate of 5 ° C./min. The elongation at break and elastic modulus were obtained from a tensile test using an autograph AGS-100NH manufactured by Shimadzu Corporation. The thermal decomposition temperature was measured using a TG / DTA6300 manufactured by Seiko Instruments Inc. under a flow of nitrogen gas of 200 mL / min under a temperature rising rate of 10 ° C./min. The temperature at which the weight loss reached 5% It was temperature. These results are shown in Table 3.

Figure 2008281961
Figure 2008281961

以上のように、実施例1〜18においては、200℃硬化でのTg、伸びともに320℃硬化と比較して変化が小さく、遜色のない膜物性が得られた。
5%重量減少温度に関しては、320℃で硬化したときよりも200℃で硬化したときの方が、低い値となったが、200℃で硬化しても300℃以上と高い値であった。また、(a)成分として末端にカルボキシル基や芳香族基などの官能基を有するポリマーを使用しており、(b)成分及び(c)成分との相互作用により、破断伸びは硬化温度によらず概ね10%以上といずれも実用上問題ない機械特性を有することが分かった。
As described above, in Examples 1 to 18, changes in Tg and elongation at 200 ° C. curing were small compared to 320 ° C. curing, and film properties comparable to those obtained at 320 ° C. were obtained.
Regarding the 5% weight loss temperature, the value when cured at 200 ° C. was lower than when it was cured at 320 ° C., but it was as high as 300 ° C. or higher even when cured at 200 ° C. Further, as the component (a), a polymer having a functional group such as a carboxyl group or an aromatic group at the terminal is used, and the elongation at break depends on the curing temperature due to the interaction with the components (b) and (c). It was found that all of them have mechanical properties that are practically no problem, at 10% or more.

(比較例1〜5)
(合成例19)
攪拌機、温度計を備えた0.5リットルのフラスコ中に、4,4'−ジフェニルエーテルジカルボン酸15.48g、N−メチルピロリドン90gを仕込み、フラスコを5℃に冷却した後、塩化チオニル12.64gを滴下し、30分間反応させて、4,4'−ジフェニルエーテルジカルボン酸クロリドの溶液を得た。次いで、攪拌機、温度計を備えた0.5リットルのフラスコ中に、N−メチルピロリドン87.5gを仕込み、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18.31gを添加し、攪拌溶解した後、ピリジン8.53gを添加し、温度を0〜5℃に保ちながら、4,4'−ジフェニルエーテルジカルボン酸クロリドの溶液を30分間で滴下した後、30分間攪拌を続けた。溶液を3リットルの水に投入し、析出物を回収、純水で3回洗浄した後、減圧してポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーXIXとする)を得た。標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は17,900、分散度は1.5であった。
(Comparative Examples 1-5)
(Synthesis Example 19)
In a 0.5 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, 15.48 g of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid and 90 g of N-methylpyrrolidone were charged, and the flask was cooled to 5 ° C., and then 12.64 g of thionyl chloride. Was added dropwise and reacted for 30 minutes to obtain a solution of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid chloride. Next, 87.5 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, and 18.31 g of 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane. After stirring and dissolving, 8.53 g of pyridine was added, and while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C., a solution of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid chloride was added dropwise over 30 minutes, followed by stirring for 30 minutes. Continued. The solution was poured into 3 liters of water, and the precipitate was collected, washed three times with pure water, and then decompressed to obtain polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer XIX). The weight average molecular weight calculated | required by standard polystyrene conversion was 17,900, and dispersion degree was 1.5.

次に、(a)成分として、次の表4に示す各ポリマーを使用し、これらのポリマー100重量部に対して、(b)、(c)成分を表4に示す所定量にて配合した。   Next, as the component (a), each polymer shown in the following Table 4 was used, and the components (b) and (c) were blended in predetermined amounts shown in Table 4 with respect to 100 parts by weight of these polymers. .

Figure 2008281961
Figure 2008281961

表4中、( )内はポリマー100重量部に対する添加量を重量部で示した。(b)成分として用いたB1、B2、(c)成分として用いたC1、C4、C8は、それぞれ上述した化合物である。(c)成分として用いたC12は、下記の化学式(XI)で表される化合物である。   In Table 4, the amount in parentheses indicates the amount added relative to 100 parts by weight of the polymer in parts by weight. B1, B2 used as the component (b), and C1, C4, C8 used as the component (c) are the compounds described above. C12 used as the component (c) is a compound represented by the following chemical formula (XI).

Figure 2008281961
Figure 2008281961

以下、実施例と同様にして最小露光量(感度)と解像度を求め、その評価を行った。これらの評価結果を表5に示す。   Hereinafter, the minimum exposure amount (sensitivity) and the resolution were obtained and evaluated in the same manner as in the examples. These evaluation results are shown in Table 5.

Figure 2008281961
Figure 2008281961

比較例1〜2、5においては、結果はいずれも、露光部での架橋反応あるいは重合による不溶化が起こらず、パターンは得られなかった。ここで、(c)成分として用いたC12は、(a)成分と酸の存在下で架橋反応を起こさない化合物である。比較例3、4においては、ネガ像を得ることはできたが、実施例1〜18と比べ、感度が低かった。このことより、(a)成分に脂肪族基を有することで露光波長領域の透明性を向上する必要があると言える。   In Comparative Examples 1 to 2, and 5, no results were obtained because no cross-linking reaction or insolubilization by polymerization occurred in the exposed area. Here, C12 used as the component (c) is a compound that does not cause a crosslinking reaction in the presence of the component (a) and an acid. In Comparative Examples 3 and 4, a negative image could be obtained, but the sensitivity was lower than in Examples 1-18. From this, it can be said that it is necessary to improve the transparency in the exposure wavelength region by having an aliphatic group in the component (a).

次に、パターンが得られた比較例3、4について、実施例と同様にして硬化膜の特性を調べた。結果を表6に示した。   Next, with respect to Comparative Examples 3 and 4 in which patterns were obtained, the characteristics of the cured film were examined in the same manner as in the Examples. The results are shown in Table 6.

Figure 2008281961
Figure 2008281961

比較例3及び4で用いた全芳香族のポリベンゾオキサゾール前駆体は、320℃硬化においては、本発明よりも高い物性を与えるが、200℃硬化によって大きく特性が低下する傾向にある。さらに、200℃硬化膜は耐熱性はあるものの、機械特性は実用レベルに達していないと言える。   The wholly aromatic polybenzoxazole precursors used in Comparative Examples 3 and 4 give higher physical properties than those of the present invention when cured at 320 ° C., but the properties tend to be greatly reduced by curing at 200 ° C. Furthermore, although the 200 ° C. cured film has heat resistance, it can be said that the mechanical properties have not reached the practical level.

以上のように、本発明にかかるネガ型感光性樹脂組成物は、感度、解像度に優れたパターン形成が可能となる。また、本発明のネガ型感光性樹脂組成物をパターン形成、加熱硬化した膜は、耐熱性及び機械特性に優れる。また、本発明のパターンの製造方法によれば、前記ネガ型感光性樹脂組成物の使用により、感度、解像度及び耐熱性に優れ、良好な形状のパターンが得られる。さらに、本発明の電子部品は、良好な形状と特性のパターンを有することにより、信頼性が高い。従って、本発明は、電子デバイス等の電子部品に有用である。   As described above, the negative photosensitive resin composition according to the present invention enables pattern formation with excellent sensitivity and resolution. Moreover, the film | membrane which pattern-formed and heat-hardened the negative photosensitive resin composition of this invention is excellent in heat resistance and a mechanical characteristic. Moreover, according to the pattern manufacturing method of the present invention, by using the negative photosensitive resin composition, a pattern having a good shape and excellent sensitivity, resolution and heat resistance can be obtained. Furthermore, the electronic component of the present invention has high reliability by having a pattern with a good shape and characteristics. Therefore, the present invention is useful for electronic components such as electronic devices.

本発明の実施の形態における多層配線構造を有する半導体装置の製造工程を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the manufacturing process of the semiconductor device which has a multilayer wiring structure in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における多層配線構造を有する半導体装置の製造工程を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the manufacturing process of the semiconductor device which has a multilayer wiring structure in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における多層配線構造を有する半導体装置の製造工程を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the manufacturing process of the semiconductor device which has a multilayer wiring structure in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における多層配線構造を有する半導体装置の製造工程を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the manufacturing process of the semiconductor device which has a multilayer wiring structure in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における多層配線構造を有する半導体装置の製造工程を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the manufacturing process of the semiconductor device which has a multilayer wiring structure in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板
2 保護膜
3 第1導体層
4 層間絶縁膜層
5 感光樹脂層
6A、6B、6C、6D 窓
7 第2導体層
8 表面保護膜層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Protective film 3 1st conductor layer 4 Interlayer insulation film layer 5 Photosensitive resin layer 6A, 6B, 6C, 6D Window 7 2nd conductor layer 8 Surface protective film layer

Claims (9)

(a)一般式(I)で示される繰り返し単位を有するポリベンゾオキサゾール前駆体と、(b)活性光線照射により酸を発生する化合物と、及び(c)酸の作用により前記(a)成分と架橋あるいは重合し得る化合物とを含有してなることを特徴とするネガ型感光性樹脂組成物。
Figure 2008281961
(式中、U又はVは二価の有機基を示し、U又はVの少なくとも一方は炭素数1〜30の脂肪族鎖状構造を含む基である。)
(A) a polybenzoxazole precursor having a repeating unit represented by the general formula (I), (b) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays, and (c) the component (a) by the action of the acid; A negative photosensitive resin composition comprising a compound capable of crosslinking or polymerizing.
Figure 2008281961
(In the formula, U or V represents a divalent organic group, and at least one of U or V is a group containing an aliphatic chain structure having 1 to 30 carbon atoms.)
前記(a)成分の一般式(I)におけるU又はVの少なくとも一方が、以下に示す一般式(UV1)又は(UV2)で表されることを特徴とする請求項1に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
Figure 2008281961
(式中、R1、R2は各々独立に水素、フッ素又は炭素数1〜6のアルキル基であり、aは1〜30の整数を示す。)で表される構造を含む基、
Figure 2008281961
(式中、R3〜R8は各々独立に水素、フッ素又は炭素数1〜6のアルキル基であり、bからdは各々独立に1〜6の整数を表し、eは0〜3の整数である。Aは、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−NHCO−、−C(CF32、−C≡C−、又は−R9C=CR10−であり、R9〜R10は各々独立に水素、フッ素又は炭素数1〜6のアルキル基である。)で表される構造を含む基。
The negative photosensitive resin according to claim 1, wherein at least one of U or V in the general formula (I) of the component (a) is represented by the following general formula (UV1) or (UV2). Resin composition.
Figure 2008281961
(Wherein R 1 and R 2 are each independently hydrogen, fluorine or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a represents an integer of 1 to 30),
Figure 2008281961
Wherein R 3 to R 8 are each independently hydrogen, fluorine or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, b to d are each independently an integer of 1 to 6, and e is an integer of 0 to 3 A is —O—, —S—, —SO 2 —, —CO—, —NHCO—, —C (CF 3 ) 2 , —C≡C—, or —R 9 C═CR 10 —. And R 9 to R 10 are each independently hydrogen, fluorine or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
前記(a)成分が、アルカリ水溶液に可溶であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のネガ型感光性樹脂組成物。   The negative photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the component (a) is soluble in an alkaline aqueous solution. 前記(a)成分におけるポリマー末端構造が、前記(c)成分と架橋反応を起こし得る官能基を有することを特徴とする請求項1から請求項3のうち、いずれか1項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。   The negative type according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer terminal structure in the component (a) has a functional group capable of causing a crosslinking reaction with the component (c). Photosensitive resin composition. 前記(a)成分が、第一級又は第二級アルコール、フェノール、カルボキシル基、アミノ基、チオール及び芳香環からなる群から選択される少なくとも1種の官能基又は結合を含み、かつ前記(c)成分が、メチロール、アルコキシアルキル基、第三級アルコール、シクロアルキル基、オレフィン、三重結合、ハロゲン化アルキル又はエポキシ基を含む環状エーテル、エステル結合、カーボネート及びイソシアナートからなる群から選択される少なくとも1種の官能基又は結合を含むことを特徴とする請求項1から請求項4のうち、いずれか1項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。   The component (a) includes at least one functional group or bond selected from the group consisting of a primary or secondary alcohol, a phenol, a carboxyl group, an amino group, a thiol and an aromatic ring, and the component (c) ) Component is at least selected from the group consisting of methylol, alkoxyalkyl groups, tertiary alcohols, cycloalkyl groups, olefins, triple bonds, halogenated alkyls or cyclic ethers containing epoxy groups, ester bonds, carbonates and isocyanates The negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4, comprising one kind of functional group or bond. 前記(a)成分が、メチロール、アルコキシアルキル基、第三級アルコール、シクロアルキル基、オレフィン、三重結合、ハロゲン化アルキル、又はエポキシ基を含む環状エーテル、エステル結合、カーボネート及びイソシアナートからなる群から選択される少なくとも1種の官能基又は結合を含み、かつ前記(c)成分が、第一級又は第二級アルコール、フェノール、カルボキシル基、アミノ基、チオール及び芳香環からなる群から選択される少なくとも1種の官能基又は結合を含むことを特徴とする請求項1から請求項4のうち、いずれか1項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。   The component (a) is selected from the group consisting of a methyl ether, an alkoxyalkyl group, a tertiary alcohol, a cycloalkyl group, an olefin, a triple bond, an alkyl halide, or a cyclic ether containing an epoxy group, an ester bond, a carbonate, and an isocyanate. At least one functional group or bond selected, and the component (c) is selected from the group consisting of primary or secondary alcohols, phenols, carboxyl groups, amino groups, thiols and aromatic rings The negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4, comprising at least one functional group or bond. 前記(a)成分100重量部に対して、前記(b)成分0.01〜50重量部、及び前記(c)成分0.1〜50重量部を含有することを特徴とする請求項1から請求項6のうち、いずれか1項に記載のネガ型感光性樹脂組成物。   The component (a) contains 0.01 to 50 parts by weight and the component (c) 0.1 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (a). The negative photosensitive resin composition of any one of Claims 6. 請求項1から請求項7のうち、いずれか1項に記載のネガ型感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布、乾燥して感光性樹脂膜を形成する工程と、前記塗布、乾燥工程により得られた感光性樹脂膜を露光する工程と、前記露光後の感光性樹脂膜をアルカリ水溶液を用いて現像する工程と、及び前記現像後の感光性樹脂膜を加熱処理する工程とを含むことを特徴とするパターンの製造方法。   A negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 7 is applied to a support substrate and dried to form a photosensitive resin film, and the coating and drying steps. Including a step of exposing the obtained photosensitive resin film, a step of developing the photosensitive resin film after the exposure using an alkaline aqueous solution, and a step of heat-treating the photosensitive resin film after the development. A method for producing a pattern characterized by the above. 請求項8に記載のパターンの製造方法により得られるパターンの層を有してなる電子デバイスを有する電子部品であって、前記電子デバイス中に前記パターンの層が層間絶縁膜層又は表面保護膜層として設けられていることを特徴とする電子部品。   It is an electronic component which has an electronic device which has the layer of the pattern obtained by the manufacturing method of the pattern of Claim 8, Comprising: The layer of the said pattern is an interlayer insulation film layer or a surface protective film layer in the said electronic device An electronic component characterized by being provided as
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