JP2010276631A - Positive photosensitive resin composition, method for producing patterned cured film using the same, and electronic part and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive photosensitive resin composition which ensures high adhesion of a substrate after heat curing, has high adhesion to a metal layer and is suitable for producing a patterned cured film, such as, an interlayer insulating film in a semiconductor device. <P>SOLUTION: The positive photosensitive resin composition comprises: (a) a polymer soluble in an alkaline aqueous solution; (b) a compound which generates an acid upon irradiation with light; (c) a silane coupling compound having a hydroxy group or a glycidyl group; and (d) a silane coupling compound having a urea bond. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、耐熱性に優れたポジ型感光性樹脂組成物、該樹脂組成物を用いたパターン硬化膜の製造方法並びに電子部品及びその製造方法に関し、特に、感度、解像度、耐熱性、耐薬品性及び密着性に優れたポジ型感光性樹脂組成物、該樹脂組成物を用いたパターン硬化膜の製造方法並びに電子部品及びその製造方法に関するものである。また、パターン硬化膜を形成した後、UBM(Under Bump Metal)作製等のために、無電解メッキする工程を含む電子部品及びその製造法に用いるのにも適した、ポジ型感光性樹脂組成物、該樹脂組成物を用いたパターン硬化膜の製造方法並びに電子部品及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a positive photosensitive resin composition excellent in heat resistance, a method for producing a patterned cured film using the resin composition, an electronic component, and a method for producing the same, and in particular, sensitivity, resolution, heat resistance, chemical resistance. The present invention relates to a positive photosensitive resin composition having excellent properties and adhesion, a method for producing a patterned cured film using the resin composition, an electronic component, and a method for producing the same. In addition, a positive photosensitive resin composition suitable for use in an electronic component including a process of electroless plating for forming UBM (Under Bump Metal) after forming a cured pattern film and a method for manufacturing the same. The present invention relates to a method for producing a cured pattern film using the resin composition, an electronic component, and a method for producing the same.

従来、半導体装置の表面保護膜、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膜が用いられている。このポリイミド樹脂膜は、一般にはテトラカルボン酸二無水物とジアミンを極性溶媒中で常温常圧において反応させ、ポリイミド前駆体(ポリアミド酸)溶液(いわゆるワニス)をスピンコート等で薄膜化して熱的に脱水閉環(硬化)して形成する(例えば、非特許文献1参照)。   Conventionally, a polyimide resin film 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 device. This polyimide resin film is generally made by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine in a polar solvent at room temperature and normal pressure, and thinning a polyimide precursor (polyamic acid) solution (so-called varnish) by spin coating or the like. It is formed by dehydration ring closure (curing) (see, for example, Non-Patent Document 1).

近年、ポリイミド樹脂又はその前駆体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いる。この感光性ポリイミドを用いると、パターン形成工程が簡略化でき、煩雑なパターン製造工程の短縮が行えるという特徴を有する(例えば、特許文献1〜3参照)。   In recent years, photosensitive polyimides having a photosensitive property imparted to a polyimide resin or a precursor resin itself have been used. When this photosensitive polyimide is used, the pattern forming process can be simplified, and the complicated pattern manufacturing process can be shortened (for example, see Patent Documents 1 to 3).

従来、上記感光性ポリイミドの現像には、N−メチルピロリドン等の有機溶剤が用いられてきたが、最近では、環境やコストの観点からアルカリ水溶液で現像ができるポジ型の感光性樹脂の提案がなされている。
このようなアルカリ現像可能なポジ型の感光性樹脂を得る方法として、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2参照)、可溶性ヒドロキシルイミド又はポリベンゾ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4、5参照)等がある。かかる方法により得られる樹脂には、低誘電率化が期待でき、そのような観点からも感光性ポリイミドとともに感光性ポリベンゾオキサゾールが注目されている。
Conventionally, an organic solvent such as N-methylpyrrolidone has been used for developing the photosensitive polyimide. Recently, however, there has been a proposal of a positive photosensitive resin that can be developed with an aqueous alkaline solution from the viewpoint of environment and cost. Has been made.
As a method for obtaining such an alkali-developable positive photosensitive resin, a method of introducing an o-nitrobenzyl group into a polyimide precursor via an ester bond (for example, see Non-Patent Document 2), a soluble hydroxylimide or There is a method of mixing a naphthoquinone diazide compound with a polybenzoxazole precursor (for example, see Patent Documents 4 and 5). A resin obtained by such a method can be expected to have a low dielectric constant, and photosensitive polybenzoxazole is attracting attention together with photosensitive polyimide from such a viewpoint.

特開昭49−115541号公報JP-A-49-115541 特開昭59−108031号公報JP 59-108031 A 特開昭59−219330号公報JP 59-219330 A 特開昭64−60630号公報JP-A 64-60630 米国特許第4395482号公報U.S. Pat. No. 4,395,482

日本ポリイミド研究会編「最新ポリイミド〜基礎と応用〜」(2002年)Japan Polyimide Study Group "Latest Polyimides-Fundamentals and Applications" (2002) J.Macromol.Sci.,Chem.,vol.A24,12,1407(1987年)J. et al. Macromol. Sci. , Chem. , Vol. A24, 12, 1407 (1987)

感光性ポリイミド又は感光性ポリベンゾオキサゾールは、近年、半導体装置におけるパッケージ形態の変化に伴い、半導体の表面保護膜や再配線層等の層間絶縁膜として用いられるケースが増えてきた。通常、これら前駆体組成物は各種基板上に塗布され、活性放射線で露光し、続く有機溶剤又はアルカリ水溶液による現像でパターニングを行い、高温加熱処理により最終的にポリイミド膜又はポリベンゾオキサゾール膜とする。しかし、加熱硬化後の膜と基板との接着性が悪く、熱硬化後に行われる薬液処理により、微細パターンが基板から剥がれる事例がしばしば見られる。これらの接着性に関しては、使用する基板を前処理する方法、ベース重合体自身に接着性を持たせる方法、接着助剤を添加する方法等の試みが行われてきているが、工程の煩雑さ、接着性との引き換えに感光特性や膜物性が低下する問題、別化合物の添加による組成物中での析出や組成物の安定性の低下等の問題があるため、満足する性能の組成物が得られていないのが現状である。特にアルミニウム配線層との接着性の改良が急務である。   In recent years, photosensitive polyimide or photosensitive polybenzoxazole has been increasingly used as an interlayer insulating film such as a semiconductor surface protective film or a rewiring layer in accordance with a change in package form in a semiconductor device. Usually, these precursor compositions are coated on various substrates, exposed with actinic radiation, patterned by subsequent development with an organic solvent or an alkaline aqueous solution, and finally formed into a polyimide film or a polybenzoxazole film by high-temperature heat treatment. . However, the adhesion between the film after heat curing and the substrate is poor, and there are often cases where the fine pattern is peeled off from the substrate by the chemical treatment performed after heat curing. With regard to these adhesive properties, attempts have been made to pre-treat the substrate to be used, a method of giving the base polymer itself adhesive properties, a method of adding an adhesion assistant, etc., but the process is complicated. In addition, there are problems such as a decrease in photosensitive properties and film physical properties in exchange for adhesiveness, a problem of precipitation in the composition due to the addition of another compound and a decrease in the stability of the composition. The current situation is that it has not been obtained. In particular, there is an urgent need to improve the adhesion to the aluminum wiring layer.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、加熱硬化後に基板の密着性が高く、またアルミニウム配線層をはじめとする金属層との密着性が高く、半導体装置の層間絶縁膜等のパターン硬化膜の製造に好適なポジ型の感光性樹脂組成物を提供することにある。
また、特にUBM(アンダーバンプメタル)作成のために行われる無電解メッキ工程に用いられる薬品等を含む薬品への耐薬品性にも優れるポジ型の感光性樹脂組成物、該樹脂組成物を用いたパターン硬化膜の製造方法及び電子部品を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the problem is that the adhesion of a substrate is high after heat curing, and the adhesion to a metal layer such as an aluminum wiring layer is high. Another object of the present invention is to provide a positive photosensitive resin composition suitable for producing a cured pattern film such as an interlayer insulating film.
In addition, a positive photosensitive resin composition excellent in chemical resistance to chemicals including chemicals used in the electroless plating process performed particularly for the production of UBM (under bump metal), and the resin composition are used. Another object of the present invention is to provide a method for producing a cured pattern film and an electronic component.

上記課題を解決するために、本発明者らは、鋭意、実験、検討を重ねたところ、アルカリ現像可能なポリマーに対し、有機シラン系カップリング剤とウレア結合を有するシランカップリング剤と併せて用いることで、高い耐熱性と機械特性に加えて、加熱硬化後に基板との高い接着性が得られることを、知見するに至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied, experimented, and studied, and found that an alkali-developable polymer is combined with an organosilane coupling agent and a silane coupling agent having a urea bond. By using it, in addition to high heat resistance and mechanical properties, it has been found that high adhesion to the substrate can be obtained after heat curing.

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、前記課題を解決するために、下記構成を採用したポジ型感光性樹脂組成物、該樹脂組成物を用いたパターン硬化膜の製造方法及び電子部品を提供する。   The present invention has been made based on the above knowledge, and in order to solve the above problems, a positive photosensitive resin composition adopting the following configuration, a method for producing a patterned cured film using the resin composition, and an electron Provide parts.

1.(a)アルカリ性水溶液に可溶なポリマーと、
(b)光の照射を受けて酸を発生する化合物と、
(c)ヒドロキシ基又はグリシジル基を有するシランカップリング化合物と、
(d)ウレア結合を有するシランカップリング化合物と、
を含有してなることを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。
2.前記(a)成分が、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする1に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
3.前記(b)成分が、ジアゾナフトキノンであることを特徴とする1又は2に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
4.前記(c)成分が、下記一般式(1)で表される化合物であり、
前記(d)成分が、下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする1〜3のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。

Figure 2010276631
(式(1)中、nは1〜10の整数、Rはヒドロキシ基又はグリシジル基を有する1価の有機基、R及びRは各々独立の炭素数1〜5のアルキル基、pは0〜2の整数を示す。
式(2)中、qは1〜10の整数、R及びRは各々独立に炭素数1〜5のアルキル基、rは0〜2である。)
5.UBM(Under Bump Metal)作製のための無電解メッキを有する電子部品の層間絶縁膜又は表面保護膜に使用されることを特徴とする1〜4のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
6.上記1〜5のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布し乾燥して感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、
前記感光性樹脂膜を所定のパターンに露光する露光工程と、
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してパターン樹脂膜を得る現像工程と、
前記パターン樹脂膜を加熱処理してパターン硬化膜を得る加熱処理工程と、を含むことを特徴とするパターン硬化膜の製造方法。
7.上記6記載の製造方法により得られるパターン硬化膜に、UBM(Under Bump Metal)作製のために無電解メッキする工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
8.上記6に記載の製造方法により得られるパターン硬化膜を、層間絶縁膜層及び/又は表面保護膜層として有することを特徴とする電子部品。
9.上記7に記載の製造方法により得られる電子部品。 1. (A) a polymer soluble in an alkaline aqueous solution;
(B) a compound that generates acid upon irradiation with light;
(C) a silane coupling compound having a hydroxy group or a glycidyl group;
(D) a silane coupling compound having a urea bond;
A positive-type photosensitive resin composition comprising:
2. 2. The positive photosensitive resin composition according to 1, wherein the component (a) is at least one selected from the group consisting of polyimide, polybenzoxazole, and precursors thereof.
3. The positive photosensitive resin composition according to 1 or 2, wherein the component (b) is diazonaphthoquinone.
4). The component (c) is a compound represented by the following general formula (1):
The positive photosensitive resin composition according to any one of 1 to 3, wherein the component (d) is a compound represented by the following general formula (2).
Figure 2010276631
(In the formula (1), n is an integer of 1 to 10, R 1 is a monovalent organic group having a hydroxy group or a glycidyl group, R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, p. Represents an integer of 0-2.
In Formula (2), q is an integer of 1 to 10, R 4 and R 5 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and r is 0 to 2. )
5). 5. The positive photosensitive resin according to any one of 1 to 4, which is used for an interlayer insulating film or a surface protective film of an electronic component having electroless plating for producing an UBM (Under Bump Metal) Composition.
6). A photosensitive resin film forming step of forming the photosensitive resin film by applying the positive photosensitive resin composition according to any one of the above 1 to 5 on a support substrate and drying the composition;
An exposure step of exposing the photosensitive resin film to a predetermined pattern;
A development step of developing the exposed photosensitive resin film using an aqueous alkaline solution to obtain a patterned resin film;
And a heat treatment step of obtaining a pattern cured film by heat-treating the pattern resin film.
7). 7. A method for producing an electronic component, comprising a step of electroless plating a patterned cured film obtained by the production method described in 6 above for producing an UBM (Under Bump Metal).
8). 7. An electronic component comprising a patterned cured film obtained by the production method according to 6 above as an interlayer insulating film layer and / or a surface protective film layer.
9. 8. An electronic component obtained by the manufacturing method according to 7 above.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、硬化後の基板接着性、特にアルミニウム基板又はアルミニウム配線との接着性を向上させることができる。
また、本発明のパターン硬化膜の製造方法は、アルカリ水溶液による現像が可能で、感度、解像度に優れるものであり、この製造方法によれば、耐薬品性及び特にアルミニウム基板又はアルミニウム配線を有する基板との接着性に優れた良好な形状のパターンが得られるため、半導体装置の層間絶縁膜に好適な製造法である。
本発明の電子部品は、耐熱性、機械特性及び耐薬品性に優れ、かつアルミニウム基板又はアルミニウム配線を有する基板に対して良好な接着性を有するため、信頼性の高いものである。
さらに、本発明の電子部品は、その構成要素である硬化膜を本発明の感光性樹脂組成物を用いて形成されるので、良好な形状と耐薬品性、耐熱性に優れたパターン硬化膜を有する。
The positive photosensitive resin composition of the present invention can improve substrate adhesion after curing, particularly adhesion to an aluminum substrate or aluminum wiring.
Further, the method for producing a cured pattern film of the present invention can be developed with an aqueous alkaline solution and has excellent sensitivity and resolution. According to this production method, the substrate has chemical resistance and particularly an aluminum substrate or an aluminum wiring. Therefore, it is a manufacturing method suitable for an interlayer insulating film of a semiconductor device.
The electronic component of the present invention has high heat resistance, mechanical properties, and chemical resistance, and has high adhesion to an aluminum substrate or a substrate having an aluminum wiring, and thus has high reliability.
Furthermore, since the electronic component of the present invention is formed by using the photosensitive resin composition of the present invention as a cured film that is a component of the electronic component, a pattern cured film excellent in shape, chemical resistance, and heat resistance is formed. Have.

本発明の実施の形態によ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 by embodiment of this invention. 本発明の実施の形態によ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 by embodiment of this invention. 本発明の実施の形態によ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 by embodiment of this invention. 本発明の実施の形態によ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 by embodiment of this invention. 本発明の実施の形態によ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 by embodiment of this invention. 本発明の実施の形態による無電解めっきを用いたUBM作製工程に用いる半導体基板の一例を示す構造の断面図である。It is sectional drawing of the structure which shows an example of the semiconductor substrate used for the UBM preparation process using the electroless plating by embodiment of this invention.

以下に、本発明によるポジ型感光性樹脂組成物、該樹脂組成物を用いたパターン硬化膜の製造方法並びに電子部品及びその製造方法の一実施の形態を詳細に説明する。尚、以下の実施形態に本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment of a positive photosensitive resin composition according to the present invention, a method for producing a patterned cured film using the resin composition, an electronic component, and a method for producing the same will be described in detail. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.

[ポジ型感光性樹脂組成物]
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、下記の(a)〜(d)成分を含有することを特徴とする。
(a)アルカリ性水溶液に可溶なポリマー
(b)光の照射を受けて酸を発生する化合物
(c)ヒドロキシ基又はグリシジル基を有するシランカップリング化合物
(d)ウレア結合を有するシランカップリング化合物
[Positive photosensitive resin composition]
The positive photosensitive resin composition of the present invention is characterized by containing the following components (a) to (d).
(A) Polymer soluble in alkaline aqueous solution (b) Compound that generates acid upon irradiation with light (c) Silane coupling compound having hydroxy group or glycidyl group (d) Silane coupling compound having urea bond

本発明の組成物では、特に、(c)成分及び(d)成分のシラン系カップリング剤を併せて用いることで、高い耐熱性と機械特性、及び加熱硬化後にアルミニウム基板又はアルミニウム配線を有する基板に対しての高い基板接着性が得られる。
以下、各成分について説明する。
In the composition of the present invention, in particular, by using together the silane coupling agent of the component (c) and the component (d), a substrate having high heat resistance and mechanical properties, and an aluminum substrate or aluminum wiring after heat curing. High substrate adhesion can be obtained.
Hereinafter, each component will be described.

(a)成分:アルカリ水溶液可溶性のポリマー
本発明で用いる(a)成分は、アルカリ水溶液可溶性のポリマーであれば、特に構造上の制限はない。
尚、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(TMAH)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好ましい。
(A) Component: Polymer Aqueous in Alkaline Aqueous Solution The component (a) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymer soluble in an aqueous alkali solution.
In addition, alkaline aqueous solution is alkaline solutions, such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, metal hydroxide aqueous solution, and 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 preferably soluble in this aqueous solution.

本発明の(a)成分がアルカリ性現像液で可溶であることの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)、(c)の各成分とともに任意の溶剤に溶解して得られたワニスを、シリコンウエハ等の基板上にスピン塗布して形成することにより膜厚5μm程度の塗膜とする。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時、その(a)成分はアルカリ性現像液で可溶と見なされる。
One criterion that the component (a) of the present invention is soluble in an alkaline developer is described below.
(A) A component alone or a varnish obtained by dissolving 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. Thus, a coating film having a thickness of about 5 μm is obtained. This is immersed in any one of tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, metal hydroxide aqueous solution, and organic amine aqueous solution at 20 to 25 ° C. As a result, when it can be dissolved as a uniform solution, the component (a) is considered soluble in an alkaline developer.

(a)成分であるポリマーは、その主鎖骨格が、ポリイミド系ポリマー又はポリオキサゾール系ポリマー、即ち、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリオキサゾール、ポリアミド、及びこれらの前駆体(例えば、ポリアミド酸、ポリアミド酸エステル、ポリヒドロキシアミド等)から選ばれる少なくとも1種の高分子化合物から導入されることが、例えば加工性、耐熱性の点で好ましい。
また、アルカリ水溶液可溶性の点から、(a)アルカリ性水溶液に可溶なポリマーは、好ましくは複数のフェノール性水酸基、複数のカルボキシル基、又はこれら両方の基を有するポリマーである。
The polymer as the component (a) has a main chain skeleton of a polyimide polymer or a polyoxazole polymer, that is, polyimide, polyamideimide, polyoxazole, polyamide, and precursors thereof (for example, polyamic acid, polyamic acid ester). It is preferable to introduce from at least one polymer compound selected from, for example, polyhydroxyamide, etc. from the viewpoint of processability and heat resistance.
From the viewpoint of solubility in alkaline aqueous solution, the polymer (a) soluble in alkaline aqueous solution is preferably a polymer having a plurality of phenolic hydroxyl groups, a plurality of carboxyl groups, or both groups.

(a)成分は、上述した主鎖骨格を2種以上有する共重合体でもよく、又は2種以上の上記ポリマーの混合物でもよい。
中でもポリイミド、ポリオキサゾール又はそれぞれに対応する前駆体を(a)成分に用いれば、本発明の樹脂組成物を用いて得られた硬化膜の耐溶剤性がより高いものとなり好ましい。従って、(a)成分としては、ポリイミド、ポリオキサゾール、及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましく、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることがより好ましく、ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体から選ばれる少なくとも1種を用いることが特に好ましい。
The component (a) may be a copolymer having two or more main chain skeletons described above, or a mixture of two or more of the above polymers.
Among these, if polyimide, polyoxazole or a precursor corresponding to each is used as the component (a), the cured film obtained by using the resin composition of the present invention has higher solvent resistance, which is preferable. Therefore, as the component (a), it is preferable to use at least one selected from the group consisting of polyimide, polyoxazole, and their precursors, and selected from the group consisting of polyimide, polybenzoxazole, and their precursors. It is more preferable to use at least one selected from the group consisting of a polyimide precursor and a polybenzoxazole precursor.

(a)成分として用いることのできるポリマー及び前駆体は、例えば、以下の方法により合成することができる。
上記ポリイミドは、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させ、脱水閉環することにより得ることができる。
上記ポリオキサゾールは、例えば、ジカルボン酸ジクロリドとジヒドロキシジアミンを反応させ、脱水閉環することにより得ることができる。
上記ポリアミドイミドは、例えば、トリカルボン酸とジアミンを反応させ、脱水閉環することにより得ることができる。
上記ポリアミドは、例えば、ジカルボン酸ジクロリドとジアミンを反応させることにより得ることができる。
上記ポリアミド酸(ポリイミド前駆体)は、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させることにより得ることができる。
上記ポリアミド酸エステル(ポリイミド前駆体)は、例えば、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンを反応させることにより得ることができる。
上記ポリヒドロキシアミド(ポリオキサゾール前駆体)は、例えば、ジカルボン酸ジクロリドとジヒドロキシジアミン(通常アミノ基とフェノール性水酸基が芳香環のオルト位に結合するもの)を反応させることにより得ることができる。
以上のいずれのポリマーの製造方法も、既に知られた方法を用いることができる。
The polymer and precursor that can be used as the component (a) can be synthesized, for example, by the following method.
The polyimide can be obtained, for example, by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine and dehydrating and ring-closing.
The polyoxazole can be obtained, for example, by reacting dicarboxylic acid dichloride with dihydroxydiamine and dehydrating and ring-closing.
The polyamideimide can be obtained, for example, by reacting tricarboxylic acid and diamine and dehydrating and ring-closing.
The polyamide can be obtained, for example, by reacting dicarboxylic acid dichloride with diamine.
The polyamic acid (polyimide precursor) can be obtained, for example, by reacting tetracarboxylic dianhydride with diamine.
The polyamic acid ester (polyimide precursor) can be obtained, for example, by reacting tetracarboxylic acid diester dichloride with a diamine.
The polyhydroxyamide (polyoxazole precursor) can be obtained, for example, by reacting dicarboxylic acid dichloride and dihydroxydiamine (usually those in which an amino group and a phenolic hydroxyl group are bonded to the ortho position of the aromatic ring).
Any of the above-described methods for producing a polymer can be a known method.

上述の具体的なポリマーのなかでも、現今の電子部品用としては、加熱により閉環してポリベンゾオキサゾールとなるポリヒドロキシアミド(ポリベンゾオキサゾール前駆体)は、耐熱性、機械特性、電気特性に優れるものとして多用されつつある。以下、ポリヒドロキシアミドの例を詳述する。   Among the above-mentioned specific polymers, polyhydroxyamides (polybenzoxazole precursors) that are closed by heating to become polybenzoxazoles are excellent in heat resistance, mechanical properties, and electrical properties. It is being used widely as a thing. Hereinafter, examples of polyhydroxyamide will be described in detail.

ポリヒドロキシアミドは、下記一般式(3):

Figure 2010276631
(式(3)中、Uは4価の有機基を示し、Vは2価の有機基を示す)で表される繰り返し単位を有する。
この一般式(3)で表される「ヒドロキシ基を含有するアミドユニット」は、最終的には硬化時の脱水閉環により、耐熱性、機械特性、電気特性に優れるオキサゾール体に変換される。 The polyhydroxyamide has the following general formula (3):
Figure 2010276631
(In formula (3), U represents a tetravalent organic group, and V represents a divalent organic group).
The “amide unit containing a hydroxy group” represented by the general formula (3) is finally converted into an oxazole having excellent heat resistance, mechanical properties, and electrical properties by dehydration and ring closure at the time of curing.

本発明で用いることができるポリヒドロキシアミドは、前記一般式(3)で表される繰り返し単位を有していればよいが、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、一般式(3)で表される「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 that can be used in the present invention only needs to have the repeating unit represented by the general formula (3). However, the solubility of the polyhydroxyamide in an alkaline aqueous solution is derived from a phenolic hydroxyl group. The “amide unit containing a hydroxy group” represented by the general formula (3) is preferably contained in a certain proportion or more.

そのようなものとして、好ましくは、次式(4):

Figure 2010276631
(式(4)中、Uは4価の有機基を示し、VとWは2価の有機基を示す。jとkは、モル分率を示し、jとkの和は100モル%であり、jが60〜100モル%、kが40〜0モル%である。)で表されるポリヒドロキシアミドである。
ここで、式(4)中のjとkのモル分率は、j=80〜100モル%、k=20〜0モル%であることがより好ましい。 As such, preferably the following formula (4):
Figure 2010276631
(In Formula (4), U represents a tetravalent organic group, V and W represent a divalent organic group, j and k represent a mole fraction, and the sum of j and k is 100 mol%. And j is 60 to 100 mol%, and k is 40 to 0 mol%).
Here, the molar fraction of j and k in formula (4) is more preferably j = 80 to 100 mol% and k = 20 to 0 mol%.

一般式(4)で表される、1種類の構造単位又は2種類の構造単位を有するポリヒドロキシアミドは、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、必要に応じて前記以外のジアミン類から合成できる。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、前記ジアミン類との反応を行うことにより合成できる。
上記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。
The polyhydroxyamide having one type of structural unit or two types of structural units represented by the general formula (4) is generally a dicarboxylic acid derivative, a hydroxy group-containing diamine, and, if necessary, a diamine other than those described above. Can be synthesized. Specifically, it can be synthesized by converting a dicarboxylic acid derivative into a dihalide derivative and then reacting with the diamines.
The dihalide derivative is preferably a dichloride derivative.

上記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。
反応溶媒としては、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1モルに対して、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 used is preferably 1.5 to 3.0 mol, more preferably 1.7 to 2.5 mol, relative to 1 mol of the dicarboxylic acid derivative when reacted in a solvent. When making it react in a halogenating 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.

上記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、有機溶媒としては、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.

一般式(4)において、Uで表される4価の有機基は、4価の芳香族基が好ましく、炭素原子数としては6〜40のものが好ましく、炭素原子数6〜40の4価の芳香族基がより好ましい。4価の芳香族基としては、4個の結合部位がいずれも芳香環上に存在するものが好ましい。また、Uで表される4価の有機基は、ポリベンゾオキサゾール前駆体であるために、一般に、ジカルボン酸と反応してポリアミド構造を形成する「2個のヒドロキシ基と2個のアミノ基をそれぞれ芳香環上に有し、ヒドロキシ基とアミノ基がオルト位に位置した構造を2組有するジアミンの残基」である。   In the general formula (4), the tetravalent organic group represented by U is preferably a tetravalent aromatic group, preferably having 6 to 40 carbon atoms, and tetravalent having 6 to 40 carbon atoms. The aromatic group is more preferable. As the tetravalent aromatic group, those in which all four bonding sites are present on the aromatic ring are preferable. In addition, since the tetravalent organic group represented by U is a polybenzoxazole precursor, it generally reacts with a dicarboxylic acid to form a polyamide structure with “two hydroxy groups and two amino groups. "Residues of diamines each having two sets of structures each having an hydroxy group and an amino group located in the ortho position" on an aromatic ring.

このような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)プロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)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ことができる。   Such diamines include 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane. Bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) propane, 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- Although hexafluoropropane etc. are mentioned, it is not limited to these. These compounds can be used alone or in combination of two or more.

一般式(4)において、Wで表される2価の有機基とは、一般に、ジカルボン酸と反応してポリアミド構造を形成する「ジアミンの残基」であり、前記Uを形成するジアミン以外の残基であり、2価の芳香族基又は脂肪族基が好ましく、炭素原子数としては4〜40のものが好ましく、炭素原子数4〜40の2価の芳香族基がより好ましい。   In the general formula (4), the divalent organic group represented by W is generally a “diamine residue” that forms a polyamide structure by reacting with a dicarboxylic acid, and other than the diamine that forms the U. It is a residue and is preferably a divalent aromatic group or an aliphatic group. The number of carbon atoms is preferably 4 to 40, and more preferably a divalent aromatic group having 4 to 40 carbon atoms.

このようなジアミン類としては、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が挙げられる。さらに、これらの他にも、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ことができる。
Examples of such diamines include 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, benzidine, m-phenylenediamine, p. -Phenylenediamine, 1,5-naphthalenediamine, 2,6-naphthalenediamine, bis (4-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (3-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4 And aromatic diamine compounds such as-(4-aminophenoxy) phenyl] ether and 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene. In addition to these, diamines containing silicone groups include LP-7100, X-22-161AS, X-22-161A, X-22-161B, X-22-161C, and X-22-161E ( Any of these include, but are not limited to, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name).
These compounds can be used alone or in combination of two or more.

一般式(4)において、Vで表される2価の有機基とは、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り、2価の芳香族基が好ましく、炭素原子数としては6〜40のものが好ましく、炭素原子数6〜40の2価の芳香族基が硬化膜の耐熱性の観点でより好ましい。2価の芳香族基としては、2個の結合部位がいずれも芳香環上に存在するものが好ましい。また、Vが炭素数6〜30の脂肪族直鎖構造を有する2価の有機基の場合は、熱硬化する際の温度を280℃以下と低くしても十分な物性が得られる点で好ましい。   In the general formula (4), the divalent organic group represented by V is a dicarboxylic acid residue that reacts with diamine to form a polyamide structure, and is preferably a divalent aromatic group, preferably a carbon atom. The number is preferably 6 to 40, and a divalent aromatic group having 6 to 40 carbon atoms is more preferable from the viewpoint of heat resistance of the cured film. As the divalent aromatic group, those in which two bonding sites are both present on the aromatic ring are preferred. Further, in the case where V is a divalent organic group having an aliphatic straight chain structure having 6 to 30 carbon atoms, it is preferable in that sufficient physical properties can be obtained even if the temperature at the time of thermosetting is lowered to 280 ° C. or lower. .

このようなジカルボン酸としては、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、1,2−シクロブタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、脂肪族直鎖構造を有するものとしては、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、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ヘンエイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸、ペンタコサン二酸、ヘキサコサン二酸、ヘプタコサン二酸、オクタコサン二酸、ノナコサン二酸、トリアコンタン二酸、ヘントリアコンタン二酸、ドトリアコンタン二酸、ジグリコール酸が挙げられ、さらに下記一般式(5):

Figure 2010276631
(式(5)中、Zは炭素数1〜6の炭化水素基、式中nは1〜6の整数である。)で示されるジカルボン酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
これらの化合物を、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。 Examples of such dicarboxylic acids include isophthalic acid, terephthalic acid, 2,2-bis (4-carboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, and 4,4′-dicarboxybiphenyl. 4,4′-dicarboxydiphenyl ether, 4,4′-dicarboxytetraphenylsilane, bis (4-carboxyphenyl) sulfone, 2,2-bis (p-carboxyphenyl) propane, 5-tert-butylisophthalic acid Aromatic dicarboxylic acids such as 5-bromoisophthalic acid, 5-fluoroisophthalic acid, 5-chloroisophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,2-cyclobutanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-Cyclopentanedicarboxylic acid, having an aliphatic linear structure, malonic acid Dimethylmalonic acid, ethylmalonic acid, isopropylmalonic acid, di-n-butylmalonic acid, succinic acid, tetrafluorosuccinic acid, methylsuccinic acid, 2,2-dimethylsuccinic 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-methylglutar Acid, adipic acid, octafluoroadipic acid, 3-methyladipic acid, octafluoroadipic acid, pimelic acid, 2,2,6,6-tetramethylpimelic acid, suberic acid, dodecafluorosuberic acid, azelaic acid, sebacin Acid, hexadecafluorosebacic acid, 1,9-nonanedioic acid, dodecanedioic acid, trideca Diacid, tetradecanedioic acid, pentadecanedioic acid, hexadecanedioic acid, heptadecanedioic acid, octadecanedioic acid, nonadecanedioic acid, eicosandioic acid, heneicosandioic acid, docosandioic acid, tricosanedioic acid, tetracosanedioic acid, pentacosandioic acid , Hexacosanedioic acid, heptacosanedioic acid, octacosanedioic acid, nonacosandioic acid, triacontanedioic acid, hentriacontanedioic acid, dotriacontanedioic acid, diglycolic acid, and the following general formula (5):
Figure 2010276631
(In formula (5), Z is a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 6 in the formula.) Absent.
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。ここで、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. Here, the 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:光の照射を受けて酸を発生する化合物
本発明の組成物において、(a)成分として用いるアルカリ水溶液可溶性のポリマーとともに、(b)成分として活性光線の照射を受けて酸を発生する化合物(以下、酸発生剤とも記す)を用いる。
(B) Component: Compound that generates acid upon irradiation with light In the composition of the present invention, together with the aqueous polymer soluble in alkali solution used as component (a), the acid is irradiated with active light as component (b). A generated compound (hereinafter also referred to as an acid generator) is used.

(b)成分は、光の照射部のアルカリ水溶液への可溶性を増大させる機能を有するものである。そのような光酸発生剤としては、ジアゾナフトキノン、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩等が挙げられ、なかでもジアゾナフトキノンは感度が高く好ましいものとして挙げられる。   The component (b) has a function of increasing the solubility of the light irradiation part in the alkaline aqueous solution. Examples of such photoacid generators include diazonaphthoquinone, aryldiazonium salts, diaryliodonium salts, and triarylsulfonium salts. Among them, diazonaphthoquinone is preferable because it has high sensitivity.

上記ジアゾナフトキノンは、例えば、o−キノンジアジドスルホニルクロリド類とヒドロキシ化合物、アミノ化合物等とを脱塩酸剤の存在下で縮合反応させることで得られる。前記o−キノンジアジドスルホニルクロリド類としては、例えば、ベンゾキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド等が使用できる。   The diazonaphthoquinone can be obtained, for example, by subjecting o-quinonediazidosulfonyl chlorides to a hydroxy compound, an amino compound or the like in the presence of a dehydrochlorinating agent. Examples of the o-quinonediazide sulfonyl chlorides include benzoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride, naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride, and naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride. Etc. can be used.

上記ヒドロキシ化合物としては、例えば、ヒドロキノン、レゾルシノール、ピロガロール、ビスフェノールA、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,2',3'−ペンタヒドロキシベンゾフェノン,2,3,4,3',4',5'−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパン、4b,5,9b,10−テトラヒドロ−1,3,6,8−テトラヒドロキシ−5,10−ジメチルインデノ[2,1−a]インデン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン等が使用できる。   Examples of the hydroxy compound include hydroquinone, resorcinol, pyrogallol, bisphenol A, bis (4-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, and 2,3,4-trihydroxybenzophenone. 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,2 ′, 3′-pentahydroxybenzophenone, 2,3,4, 3 ′, 4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) propane, 4b, 5,9b, 10-tetrahydro -1,3,6,8-tetrahydroxy-5,10-dimethylindeno [2,1-a] i Den, tris (4-hydroxyphenyl) methane, tris (4-hydroxyphenyl) ethane and the like can be used.

上記アミノ化合物としては、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、4,4'−ジアミノジフェニルスルホン、4,4'−ジアミノジフェニルスルフィド、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、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)プロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン等が使用できる。   Examples of the amino compound include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, and 4,4′-diaminodiphenyl. Sulfide, o-aminophenol, m-aminophenol, p-aminophenol, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, bis (3 -Amino-4-hydroxyphenyl) propane, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) propane, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, bis (3-Amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropro Emissions, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane and the like can be used.

上記o−キノンジアジドスルホニルクロリドとヒドロキシ化合物及び/又はアミノ化合物とは、o−キノンジアジドスルホニルクロリド1モルに対して、ヒドロキシ基とアミノ基の合計が0.5〜1当量になるように配合されることが好ましい。脱塩酸剤とo−キノンジアジドスルホニルクロリドの好ましい割合は、0.95/1〜1/0.95(当量比)の範囲である。
好ましい反応温度は0〜40℃、好ましい反応時間は1〜10時間とされる。
The o-quinonediazide sulfonyl chloride and the hydroxy compound and / or amino compound are blended so that the total of hydroxy group and amino group is 0.5 to 1 equivalent with respect to 1 mol of o-quinonediazide sulfonyl chloride. Is preferred. A preferred ratio of the dehydrochlorinating agent and o-quinonediazidesulfonyl chloride is in the range of 0.95 / 1 to 1 / 0.95 (equivalent ratio).
A preferable reaction temperature is 0 to 40 ° C., and a preferable reaction time is 1 to 10 hours.

上記反応の反応溶媒としては,ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、N−メチルピロリドン等の溶媒が用いられる。脱塩酸剤としては,炭酸ナトリウム,水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化カリウム、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン等があげられる。   As a reaction solvent for the above reaction, a solvent such as dioxane, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, diethyl ether, N-methylpyrrolidone or the like is used. Examples of the dehydrochlorinating agent include sodium carbonate, sodium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydroxide, trimethylamine, triethylamine, pyridine and the like.

(b)成分の配合量は、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。   The blending amount of component (b) 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.

(c)成分:ヒドロキシ基又はグリシジル基を有するシランカップリング化合物
本発明における(c)成分としては、ヒドロキシ基又はグリシジル基を有するシランカップリング化合物であれば特に制限はない。
ヒドロキシ基又はグリシジル基を有するシランカップリング化合物としては、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)ベンゼン等や、下記一般式(1)で表わされる化合物が挙げられる。

Figure 2010276631
(式(1)中、nは1〜10の整数、Rはヒドロキシ基又はグリシジル基を有する1価の有機基、R及びRは各々独立の炭素数1〜5のアルキル基、pは0〜2の整数を示す。) (C) Component: Silane Coupling Compound Having Hydroxy Group or Glycidyl Group The component (c) in the present invention is not particularly limited as long as it is a silane coupling compound having a hydroxy group or glycidyl group.
Examples of the silane coupling compound having a hydroxy group or a glycidyl group include methylphenylsilanediol, ethylphenylsilanediol, n-propylphenylsilanediol, isopropylphenylsilanediol, n-butylphenylsilanediol, isobutylphenylsilanediol, tert- Butylphenylsilanediol, diphenylsilanediol, ethylmethylphenylsilanol, n-propylmethylphenylsilanol, isopropylmethylphenylsilanol, n-butylmethylphenylsilanol, isobutylmethylphenylsilanol, tert-butylmethylphenylsilanol, ethyl n-propylphenyl Silanol, ethyl isopropyl phenyl silanol, n-butyl ethyl phenyl silanol , 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, , 4-bis (butyldihydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (dimethylhydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (diethylhydroxysilane) Le) benzene, 1,4-bis (dipropyl hydroxy silyl) benzene, and 1,4-bis (dibutyl hydroxy silyl) benzene, and a compound represented by the following general formula (1).
Figure 2010276631
(In the formula (1), n is an integer of 1 to 10, R 1 is a monovalent organic group having a hydroxy group or a glycidyl group, R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, p. Represents an integer of 0 to 2.)

上記の化合物のうち、特に一般式(1)で示される化合物が、密着性を向上する効果が高く好ましい。
このようなシランカップリング剤としては、ヒドロキシメチルトリメトキシシラン、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリエトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、4−ヒドロキシブチルトリメトキシシラン、4−ヒドロキシブチルトリエトキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、2−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、2−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、4−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、4−グリシドキシブチルトリエトキシシラン等が挙げられる。
また、その構造中にヒドロキシ基又はグリシジル基と共に、窒素原子を含む基、具体的にはアミノ基やアミド結合を含むシランカップリング剤も好ましく、このようなものとしては、ビス(2−ヒドロキシメチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビス(2−ヒドロキシメチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、ビス(2−グリシドキシメチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビス(2−ヒドロキシメチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤、
式 X−(CH)m−CO−NH−(CH)n−Si(OR)(但し、Xは水酸基又はグリシジル基であり、m及びnは各々独立に1〜3の整数を表し、Rはメチル基、エチル基又はプロピル基である)で示される化合物等のアミド結合を有するシランカップリング剤などが挙げられる。
Among the above compounds, the compound represented by the general formula (1) is particularly preferable because of its high effect of improving adhesion.
Such silane coupling agents include hydroxymethyltrimethoxysilane, hydroxymethyltriethoxysilane, 2-hydroxyethyltrimethoxysilane, 2-hydroxyethyltriethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxypropyl. Triethoxysilane, 4-hydroxybutyltrimethoxysilane, 4-hydroxybutyltriethoxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltriethoxysilane, 2-glycidoxyethyltrimethoxysilane, 2-glycid Xylethyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 4-glycidoxybutyltrimethoxysilane, 4-glycidoxybuty Triethoxysilane, and the like.
In addition, a silane coupling agent containing a nitrogen atom, specifically an amino group or an amide bond, together with a hydroxy group or a glycidyl group in its structure is also preferable. As such a bis (2-hydroxymethyl) ) -3-Aminopropyltriethoxysilane, bis (2-hydroxymethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, bis (2-glycidoxymethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, bis (2-hydroxymethyl) ) -3-silane coupling agent having an amino group such as aminopropyltrimethoxysilane,
Formula X- (CH 2) m-CO -NH- (CH 2) n-Si (OR) 3 ( where, X is a hydroxyl group or a glycidyl group, m and n each independently represent an integer of 1 to 3 , R is a methyl group, an ethyl group or a propyl group), and a silane coupling agent having an amide bond.

(c)成分の配合量は、(a)成分100重量部に対して、0.1〜20重量部とすることが好ましく、0.3〜10重量部とすることがさらに好ましい。   The amount of component (c) is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.3 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of component (a).

(d)成分:ウレア結合を有するシランカップリング化合物
本発明における(d)成分は、ウレア結合(−NH−CO−NH−)を有するシランカップリング化合物であればよい。好ましいものとして、下記一般式(2)で表される化合物が挙げられる。

Figure 2010276631
(式(2)中、qは1〜10の整数、R及びRは各々独立に炭素数1〜5のアルキル基、rは0〜2である) (D) Component: Silane Coupling Compound Having Urea Bond The component (d) in the present invention may be a silane coupling compound having a urea bond (—NH—CO—NH—). Preferable examples include compounds represented by the following general formula (2).
Figure 2010276631
(In Formula (2), q is an integer of 1 to 10, R 4 and R 5 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and r is 0 to 2).

具体的には、ウレイドメチルトリメトキシシラン、ウレイドメチルトリエトキシシラン、2−ウレイドエチルトリメトキシシラン、2−ウレイドエチルトリエトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、4−ウレイドブチルトリメトキシシラン、4−ウレイドブチルトリエトキシシラン等が挙げられる。なかでも3−ウレイドプロピルトリエトキシシランが好ましい。   Specifically, ureidomethyltrimethoxysilane, ureidomethyltriethoxysilane, 2-ureidoethyltrimethoxysilane, 2-ureidoethyltriethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, 4 -Ureidobutyltrimethoxysilane, 4-ureidobutyltriethoxysilane, etc. are mentioned. Of these, 3-ureidopropyltriethoxysilane is preferable.

(d)成分の配合量は、(a)成分100重量部に対して、0.1〜30重量部とすることが好ましく、4〜20重量部とすることがさらに好ましい。   The amount of component (d) is preferably 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 4 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of component (a).

本発明のポジ型感光性樹脂組成物において、上記(a)〜(d)成分に加えて、(e)熱酸発生剤、(f)溶解促進剤、(g)溶解阻害剤、(h)密着性付与剤、(i)界面活性剤又はレベリング剤、(j)溶剤等の成分を配合しても良い。   In the positive photosensitive resin composition of the present invention, in addition to the components (a) to (d), (e) a thermal acid generator, (f) a dissolution accelerator, (g) a dissolution inhibitor, (h) You may mix | blend components, such as adhesiveness imparting agent, (i) surfactant or leveling agent, and (j) solvent.

(e)成分:熱酸発生剤
本発明において、熱酸発生剤を使用すると、ポリベンゾオキサゾール前駆体のフェノール性水酸基含有ポリアミド構造が脱水反応を起こして環化する際の触媒として効率的に働くので好ましい。また、本発明の約280℃の以下での脱水閉環率が高い特定の樹脂に、この酸熱発生剤を併用することにより、脱水環化反応をさらに低温化できるので、低温での硬化でも硬化後の膜の物性が、高温で硬化したものと遜色ない性能が得られる。
(E) Component: Thermal acid generator In the present invention, when a thermal acid generator is used, it effectively functions as a catalyst when the phenolic hydroxyl group-containing polyamide structure of the polybenzoxazole precursor undergoes a dehydration reaction and cyclizes. Therefore, it is preferable. In addition, by using this acid heat generating agent in combination with a specific resin having a high dehydration ring closure rate of about 280 ° C. or less according to the present invention, the dehydration cyclization reaction can be further reduced in temperature. The performance of the physical properties of the later film is comparable to that obtained by curing at a high temperature.

上記熱酸発生剤(熱潜在酸発生剤)から発生する酸としては、強酸が好ましく、具体的には、例えば、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等が好ましい。これらの酸は、ポリベンゾオキサゾール前駆体のフェノール性水酸基含有ポリアミド構造が脱水反応を起こして環化する際の触媒として効率的に働く。これに対して、塩酸、臭素酸、ヨウ素酸や硝酸が出るような酸発生剤では、発生した酸の酸性度が弱く、さらに加熱で揮発し易いこともあって、ポリベンゾオキサゾール前駆体の環化脱水反応には殆ど関与しないと考えられ、本発明の十分な効果が得られにくい。上述の酸は、熱酸発生剤として、オニウム塩としての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感光性樹脂組成物に添加される。   The acid generated from the thermal acid generator (thermal latent acid generator) is preferably a strong acid. Specifically, for example, p-toluenesulfonic acid, arylsulfonic acid such as benzenesulfonic acid, camphorsulfonic acid, Preference is given to perfluoroalkylsulfonic acids such as trifluoromethanesulfonic acid and nonafluorobutanesulfonic acid, alkylsulfonic acids such as methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid and butanesulfonic acid. These acids efficiently act as a catalyst when the polybenzoxazole precursor phenolic hydroxyl group-containing polyamide structure undergoes a dehydration reaction and cyclizes. In contrast, acid generators that generate hydrochloric acid, bromic acid, iodic acid, and nitric acid have weak acidity and are likely to volatilize when heated. It is considered that it is hardly involved in the dehydration reaction, and it is difficult to obtain a sufficient effect of the present invention. The above-mentioned acid is added to the photosensitive resin composition of the present invention as a thermal acid generator in the form of a salt as an onium salt or in the form of a covalent bond such as imide sulfonate.

上記オニウム塩としては、例えば、ジフェニルヨードニウム塩のようなジアリールヨードニウム塩、ジ(t−ブチルフェニル)ヨードニウム塩のようなジ(アルキルアリール)ヨードニウム塩、トリメチルスルホニウム塩のようなトリアルキルスルホニウム塩、ジメチルフェニルスルホニウム塩のようなジアルキルモノアリールスルホニウム塩、ジフェニルメチルスルホニウム塩のようなジアリールモノアルキルヨードニウム塩等が好ましい。これらが好ましいのは、分解開始温度が150〜250℃の範囲にあり、280℃以下でのポリベンゾオキサゾール前駆体の環化脱水反応に際して効率的に分解するためである。
これに対してトリフェニルスルホニウム塩は、本発明の熱酸発生剤としては望ましくない。トリフェニルスルホニウム塩は熱安定性が高く、一般に分解温度が300℃を超えているため、280℃以下でのポリベンゾオキサゾール前駆体の環化脱水反応に際しては分解が起きず、環化脱水の触媒としては十分に働かないと考えられるためである。
Examples of the onium salt include diaryliodonium salts such as diphenyliodonium salt, di (alkylaryl) iodonium salts such as di (t-butylphenyl) iodonium salt, trialkylsulfonium salts such as trimethylsulfonium salt, dimethyl A dialkyl monoarylsulfonium salt such as a phenylsulfonium salt, a diarylmonoalkyliodonium salt such as a diphenylmethylsulfonium salt, and the like are preferable. These are preferable because the decomposition start temperature is in the range of 150 to 250 ° C., and the polybenzoxazole precursor is efficiently decomposed during the cyclization dehydration reaction at 280 ° C. or less.
On the other hand, triphenylsulfonium salt is not desirable as the thermal acid generator of the present invention. Since triphenylsulfonium salt has high thermal stability and generally has a decomposition temperature exceeding 300 ° C., no decomposition occurs during the cyclization dehydration reaction of the polybenzoxazole precursor at 280 ° C. or less, and a catalyst for cyclization dehydration. It is because it is thought that it does not work enough.

以上の点から、本発明に用いる熱酸発生剤に好適なオニウム塩としては、例えば、アリールスルホン酸、カンファースルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸又はアルキルスルホン酸のジアリールヨードニウム塩、ジ(アルキルアリール)ヨードニウム塩、トリアルキルスルホニウム塩、ジアルキルモノアリールスルホニウム塩又はジアリールモノアルキルヨードニウム塩が挙げられる。これらは、保存安定性、現像性の点から好ましい。   From the above points, examples of suitable onium salts for the thermal acid generator used in the present invention include aryl sulfonic acid, camphor sulfonic acid, perfluoroalkyl sulfonic acid or diaryl iodonium salt of alkyl sulfonic acid, di (alkylaryl) Examples include iodonium salts, trialkylsulfonium salts, dialkylmonoarylsulfonium salts, and diarylmonoalkyliodonium salts. These are preferable from the viewpoint of storage stability and developability.

さらに具体的には、パラトルエンスルホン酸のジ(t−ブチルフェニル)ヨードニウム塩(1%重量減少温度180℃、5%重量減少温度185℃)、トリフルオロメタンスルホン酸のジ(t−ブチルフェニル)ヨードニウム塩(1%重量減少温度151℃、5%重量減少温度173℃)、トリフルオロメタンスルホン酸のトリメチルスルホニウム塩(1%重量減少温度255℃、5%重量減少温度278℃)、トリフルオロメタンスルホン酸のジメチルフェニルスルホニウム塩(1%重量減少温度186℃、5%重量減少温度214℃)、トリフルオロメタンスルホン酸のジフェニルメチルスルホニウム塩(1%重量減少温度154℃、5%重量減少温度179℃)、ノナフルオロブタンスルホン酸のジ(t−ブチルフェニル)ヨードニウム塩、カンファースルホン酸のジフェニルヨードニウム塩、エタンスルホン酸のジフェニルヨードニウム塩、ベンゼンスルホン酸のジメチルフェニルスルホニウム塩、トルエンスルホン酸のジフェニルメチルスルホニウム塩等を好ましいものとして挙げることができる。   More specifically, di (t-butylphenyl) iodonium salt of paratoluenesulfonic acid (1% weight reduction temperature 180 ° C., 5% weight reduction temperature 185 ° C.), di (t-butylphenyl) trifluoromethanesulfonic acid Iodonium salt (1% weight loss temperature 151 ° C, 5% weight loss temperature 173 ° C), trimethylsulfonium salt of trifluoromethanesulfonic acid (1% weight loss temperature 255 ° C, 5% weight loss temperature 278 ° C), trifluoromethanesulfonic acid Dimethylphenylsulfonium salt (1% weight loss temperature 186 ° C., 5% weight loss temperature 214 ° C.), diphenylmethylsulfonium salt of trifluoromethanesulfonic acid (1% weight loss temperature 154 ° C., 5% weight loss temperature 179 ° C.), Nonafluorobutanesulfonic acid di (t-butylphenyl) iodoni Can be mentioned salts, diphenyliodonium salts of camphorsulfonic acid, diphenyliodonium salt of ethanesulfonic acid, dimethylphenyl sulfonium salt of benzenesulfonic acid, as preferred diphenyl methyl sulfonium salts of toluenesulfonic acid and the like.

また、上記イミドスルホナートとしては、ナフトイルイミドスルホナートが望ましい。
これに対して、フタルイミドスルホナートは、熱安定性が悪いために、硬化反応よりも前に酸が出て、保存安定性等を劣化させるので望ましくない。
The imide sulfonate is preferably naphthoyl imide sulfonate.
On the other hand, phthalimide sulfonate is not desirable because it has poor thermal stability, so that an acid is generated before the curing reaction and deteriorates storage stability.

上記ナフトイルイミドスルホナートの具体例としては、例えば、1,8−ナフトイルイミドトリフルオロメチルスルホナート(1%重量減少温度189℃、5%重量減少温度227℃)、2,3−ナフトイルイミドトリフルオロメチルスルホナート(1%重量減少温度185℃、5%重量減少温度216℃)等を好ましいものとして挙げることができる。   Specific examples of the naphthoylimide sulfonate include 1,8-naphthoylimide trifluoromethyl sulfonate (1% weight loss temperature 189 ° C., 5% weight loss temperature 227 ° C.), 2,3-naphthoyl. Preferred examples include imidotrifluoromethylsulfonate (1% weight loss temperature 185 ° C., 5% weight loss temperature 216 ° C.).

さらに、上記(e)成分(熱酸発生剤)として、下記の化学式(7)に示すように、RC=N−O−SO−Rの構造を持つ化合物(1%重量減少温度204℃、5%重量減少温度235℃)を用いることもできる。ここで、Rとしては、例えば、p−メチルフェニル基、フェニル基等のアリール基、メチル基、エチル基、イソプロピル基等のアルキル基、トリフルオロメチル基、ノナフルオロブチル基等のパーフルオロアルキル基等が挙げられる。また、Rとしては、シアノ基、Rとしては、例えば、メトキシフェニル基、フェニル基等が挙げられる。

Figure 2010276631
Furthermore, as the component (e) (thermal acid generator), as shown in the following chemical formula (7), a compound having a structure of R 1 R 2 C═N—O—SO 2 —R (1% weight loss) A temperature of 204 ° C., a 5% weight loss temperature of 235 ° C.) can also be used. Here, as R, for example, an aryl group such as a p-methylphenyl group and a phenyl group, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group and an isopropyl group, a perfluoroalkyl group such as a trifluoromethyl group and a nonafluorobutyl group Etc. Examples of R 1 include a cyano group, and examples of R 2 include a methoxyphenyl group and a phenyl group.
Figure 2010276631

また、上記(e)成分(熱酸発生剤)として、下記の化学式(8)に示すように、アミド構造−HN−SO−Rをもつ化合物(1%重量減少温度104℃、5%重量減少温度270℃)を用いることもできる。ここでRとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、メチルフェニル基、フェニル基等のアリール基、トリフルオロメチル基、ノナフルオロブチル等のパーフルオロアルキル基等が挙げられる。また、−HN−SO−Rの結合する基としては、例えば、2,2,−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンや2,2,−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ジ(4−ヒドロキシフェニル)エーテル等が挙げられる。

Figure 2010276631
Further, as the component (e) (thermal acid generator), as shown in the following chemical formula (8), a compound having an amide structure —HN—SO 2 —R (1% weight reduction temperature 104 ° C., 5% weight) A decreasing temperature of 270 ° C. can also be used. Examples of R include alkyl groups such as a methyl group, ethyl group, and propyl group, aryl groups such as a methylphenyl group and a phenyl group, perfluoroalkyl groups such as a trifluoromethyl group and nonafluorobutyl, and the like. . Examples of the group to which —HN—SO 2 —R is bonded include 2,2, -bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2, -bis (4-hydroxyphenyl) propane, and di ( 4-hydroxyphenyl) ether and the like.
Figure 2010276631

さらにまた、本発明で用いる(e)成分(熱酸発生剤)としては、オニウム塩以外の強酸と塩基から形成された塩を用いることもできる。このような強酸としては、例えば、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好ましい。塩基としては、例えば、ピリジン、2,4,6−トリメチルピリジンのようなアルキルピリジン、2−クロロ−N−メチルピリジンのようなN−アルキルピリジン、ハロゲン化−N−アルキルピリジン等が好ましい。さらに具体的には、p−トルエンスルホン酸のピリジン塩(1%重量減少温度147℃、5%重量減少温度190℃)、p−トルエンスルホン酸のL−アスパラギン酸ジベンジルエステル塩(1%重量減少温度202℃、5%重量減少温度218℃)、p−トルエンスルホン酸の2,4,6−トリメチルピリジン塩、p−トルエンスルホン酸の1,4−ジメチルピリジン塩等が保存安定性、現像性の点から好ましいものとして挙げられる。これらも280℃以下でのポリベンゾオキサゾール前駆体の環化脱水反応に際して分解し、触媒として働くことができる。   Furthermore, as the component (e) (thermal acid generator) used in the present invention, a salt formed from a strong acid other than an onium salt and a base can also be used. Examples of such strong acids include arylsulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid and benzenesulfonic acid, perfluoroalkylsulfonic acids such as camphorsulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid and nonafluorobutanesulfonic acid, and methanesulfone. Alkyl sulfonic acids such as acids, ethane sulfonic acids, butane sulfonic acids are preferred. As the base, for example, pyridine, alkylpyridine such as 2,4,6-trimethylpyridine, N-alkylpyridine such as 2-chloro-N-methylpyridine, halogenated-N-alkylpyridine and the like are preferable. More specifically, p-toluenesulfonic acid pyridine salt (1% weight loss temperature 147 ° C., 5% weight reduction temperature 190 ° C.), p-toluenesulfonic acid L-aspartic acid dibenzyl ester salt (1% weight) Decrease temperature 202 ° C, 5% weight loss temperature 218 ° C), 2,4,6-trimethylpyridine salt of p-toluenesulfonic acid, 1,4-dimethylpyridine salt of p-toluenesulfonic acid, etc., storage stability, development It is mentioned as a preferable thing from the point of property. These are also decomposed during the cyclization dehydration reaction of the polybenzoxazole precursor at 280 ° C. or less, and can act as a catalyst.

(e)成分(熱酸発生剤)の配合量は、(a)成分(ベース樹脂)100重量部に対して0.1〜30重量部が好ましく、0.2〜20重量部がより好ましく、0.5〜10重量部がさらに好ましい。   The blending amount of the component (e) (thermal acid generator) is preferably 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 0.2 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the component (a) (base resin). 0.5-10 weight part is further more preferable.

(f)成分:溶解促進剤
本発明においては、さらに(a)成分であるベース樹脂のアルカリ水溶液に対する溶解性を促進させる溶解促進剤、例えば、フェノール性水酸基を有する化合物を含有させることができる。フェノール性水酸基を有する化合物は、本発明の感光性樹脂組成物に加えることで、アルカリ水溶液を用いて現像する際に露光部の溶解速度が増加し感度が上がり、また、パターン形成後の膜の硬化時に、膜の溶融を防ぐことができる。
(F) Component: Dissolution Accelerator In the present invention, a dissolution accelerator that promotes the solubility of the base resin (a) component in an alkaline aqueous solution, for example, a compound having a phenolic hydroxyl group can be contained. When the compound having a phenolic hydroxyl group is added to the photosensitive resin composition of the present invention, the development rate using the aqueous alkaline solution increases the dissolution rate of the exposed area and increases the sensitivity. During curing, the film can be prevented from melting.

本発明に使用することのできる上記フェノール性水酸基を有する化合物に特に制限はない。かかるフェノール性水酸基を有する低分子化合物としては、例えば、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、ビスフェノールA、B、C、E、F及びG、4,4’,4’’−メチリジントリスフェノール、2,6−[(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)メチル]−4−メチルフェノール、4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、4,4’−[1−[4−[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、4,4’,4’’−エチリジントリスフェノール、4−[ビス(4−ヒドロキシフェニル)メチル]−2−エトキシフェノール、4,4’−[(2−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2,3−ジメチルフェノール]、4,4’−[(3−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2,6−ジメチルフェノール]、4,4’−[(4−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2,6−ジメチルフェノール]、2,2’−[(2−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[3,5−ジメチルフェノール]、2,2’−[(4−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[3,5−ジメチルフェノール]、4,4’−[(3,4−ジヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2,3,6−トリメチルフェノール]、4−[ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)メチル]−1,2−ベンゼンジオール、4,6−ビス[(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,2,3−ベンゼントリオール、4,4’−[(2−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[3−メチルフェノール]、4,4’,4’’−(3−メチル−1−プロパニル−3−イリジン)トリスフェノール、4,4’,4’’,4’’’−(1,4−フェニレンジメチリジン)テトラキスフェノール、2,4,6−トリス[(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,3−ベンゼンジオール、2,4,6−トリス[(3,5−ジメチル−2−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,3−ベンゼンジオール、4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−3,5−ビス[(ヒドロキシ−3−メチルフェニル)メチル]フェニル]−フェニル]エチリデン]ビス[2,6−ビス(ヒドロキシ−3−メチルフェニル)メチル]フェノール等挙げることができる。   There is no restriction | limiting in particular in the compound which has the said phenolic hydroxyl group which can be used for this invention. Examples of the low molecular weight compound having a phenolic hydroxyl group include o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, bisphenol A, B, and C. , E, F and G, 4,4 ′, 4 ″ -methylidynetrisphenol, 2,6-[(2-hydroxy-5-methylphenyl) methyl] -4-methylphenol, 4,4 ′-[ 1- [4- [1- (4-Hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol, 4,4 ′-[1- [4- [2- (4-hydroxyphenyl) -2-propyl] ] Phenyl] ethylidene] bisphenol, 4,4 ′, 4 ″ -ethylidinetrisphenol, 4- [bis (4-hydroxyphenyl) methyl] -2-ethoxy Enol, 4,4 ′-[(2-hydroxyphenyl) methylene] bis [2,3-dimethylphenol], 4,4 ′-[(3-hydroxyphenyl) methylene] bis [2,6-dimethylphenol], 4,4 ′-[(4-hydroxyphenyl) methylene] bis [2,6-dimethylphenol], 2,2 ′-[(2-hydroxyphenyl) methylene] bis [3,5-dimethylphenol], 2, 2 ′-[(4-hydroxyphenyl) methylene] bis [3,5-dimethylphenol], 4,4 ′-[(3,4-dihydroxyphenyl) methylene] bis [2,3,6-trimethylphenol], 4- [bis (3-cyclohexyl-4-hydroxy-6-methylphenyl) methyl] -1,2-benzenediol, 4,6-bis [(3,5-dimethyl- -Hydroxyphenyl) methyl] -1,2,3-benzenetriol, 4,4 ′-[(2-hydroxyphenyl) methylene] bis [3-methylphenol], 4,4 ′, 4 ″-(3- Methyl-1-propanyl-3-ylidine) trisphenol, 4,4 ′, 4 ″, 4 ′ ″-(1,4-phenylenedimethylidyne) tetrakisphenol, 2,4,6-tris [(3 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) methyl] -1,3-benzenediol, 2,4,6-tris [(3,5-dimethyl-2-hydroxyphenyl) methyl] -1,3-benzenediol, 4 , 4 '-[1- [4- [1- (4-hydroxyphenyl) -3,5-bis [(hydroxy-3-methylphenyl) methyl] phenyl] -phenyl] ethylidene] bis [2,6- Bis (hydroxy-3-methylphenyl) methyl] phenol and the like can be mentioned.

上記フェノール性水酸基を有する化合物の配合量は、現像時間と、未露光部残膜率の許容幅の点から、(a)成分(ベース樹脂)100重量部に対して1〜30重量部が好ましく、3〜25重量部がより好ましい。   The compounding amount of the compound having a phenolic hydroxyl group is preferably 1 to 30 parts by weight relative to 100 parts by weight of the component (a) (base resin) from the viewpoint of development time and the allowable width of the unexposed part remaining film ratio. 3 to 25 parts by weight is more preferable.

(g)成分:溶解阻害剤
本発明においては、さらに(a)成分であるベース樹脂のアルカリ水溶液に対する溶解性を阻害する化合物である溶解阻害剤を含有させることができる。かかる溶解阻害剤として、具体的には、ジフェニルヨードニウムニトラート、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムニトラート、ジフェニルヨードニウムブロマイド、ジフェニルヨードニウムクロリド、ジフェニルヨードニウムヨーダイト等の化合物を挙げることができる。
(G) Component: Dissolution Inhibitor In the present invention, a dissolution inhibitor that is a compound that inhibits the solubility of the base resin as the component (a) in an alkaline aqueous solution can be further contained. Specific examples of the dissolution inhibitor include compounds such as diphenyliodonium nitrate, bis (p-tert-butylphenyl) iodonium nitrate, diphenyliodonium bromide, diphenyliodonium chloride, and diphenyliodonium iodide.

これら化合物は、発生する酸が揮発し易いこともあり、ポリベンゾオキサゾール前駆体の環化脱水反応には関与しない。しかし、これら化合物は、効果的に溶解阻害を起こし、残膜厚や現像時間をコントロールするのに役立つ。かかる溶解阻害剤の配合量は、感度と現像時の許容幅の点から、(a)成分(ベース樹脂)100重量部に対して0.01〜50重量部が好ましく、0.01〜30重量部がより好ましく、0.1〜20重量部がさらに好ましい。   These compounds are not involved in the cyclization dehydration reaction of the polybenzoxazole precursor because the generated acid is likely to volatilize. However, these compounds effectively cause dissolution inhibition and are useful for controlling the remaining film thickness and development time. The blending amount of the dissolution inhibitor is preferably 0.01 to 50 parts by weight, preferably 0.01 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the component (a) (base resin), from the viewpoint of sensitivity and allowable width at the time of development. Part is more preferable, and 0.1 to 20 parts by weight is further preferable.

(h)成分:密着性付与剤
本発明の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、上記(c)成分及び(d)成分以外の有機シラン化合物、アルミキレート化合物等の密着性付与剤を含むことができる。
このような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−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
また、上記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。
上記密着性付与剤を用いる場合は、(a)成分(ベース樹脂)100重量部に対して、0.1〜30重量部が好ましく、0.5〜20重量部がより好ましい。
(H) Component: Adhesiveness imparting agent The photosensitive resin composition of the present invention comprises an organosilane compound other than the above (c) component and (d) component, and an aluminum chelate in order to enhance the adhesion of the cured film to the substrate. An adhesion-imparting agent such as a compound can be included.
Examples of such an organic silane compound include vinyltriethoxysilane and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane.
Examples of the aluminum chelate compound include tris (acetylacetonate) aluminum, acetylacetate aluminum diisopropylate, and the like.
When using the said adhesiveness imparting agent, 0.1-30 weight part is preferable with respect to 100 weight part of (a) component (base resin), and 0.5-20 weight part is more preferable.

(i)成分:界面活性剤又はレベリング剤
本発明の感光性樹脂組成物には、塗布性、例えばストリエーション(膜厚のムラ)を防いだり、現像性を向上させたりするために、適当な界面活性剤又はレベリング剤を添加することができる。
(I) Component: Surfactant or leveling agent The photosensitive resin composition of the present invention is suitable for preventing applicability, for example, striation (thickness unevenness) or improving developability. Surfactants or leveling agents can be added.

このような界面活性剤又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あり、市販品としては、商品名「メガファックスF171」、「F173」、「R−08」(以上、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」(以上、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」(以上、信越化学工業株式会社製)等が挙げられる。   Examples of such surfactants or leveling agents include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, and the like. “Megafax F171”, “F173”, “R-08” (above, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), trade names “Florard FC430”, “FC431” (above, manufactured by Sumitomo 3M Limited), trade names “ And organosiloxane polymers KP341, KBM303, KBM403, KBM803 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and the like.

(j)成分:溶剤
本発明のポジ型感光性樹脂組成物には、通常、溶剤が含まれ、上記各成分が溶解又は分散している。溶剤は特に制限はなく、γ−ブチロラクトン(BLO)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、N−メチルピロリドン(NMP)、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、アルコール等が使用できる。
上記溶剤の使用量は、特に制限されないが、好ましくは固形分(溶剤以外の成分)が5〜50重量%となるように使用する。
(J) Component: Solvent The positive photosensitive resin composition of the present invention usually contains a solvent, and the above components are dissolved or dispersed. The solvent is not particularly limited, and γ-butyrolactone (BLO), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), N-methylpyrrolidone (NMP), toluene, xylene, tetrahydrofuran, alcohol and the like can be used.
Although the usage-amount of the said solvent is not restrict | limited in particular, Preferably it uses so that solid content (components other than a solvent) may be 5 to 50 weight%.

[パターン硬化膜の製造方法]
次に、本発明によるパターン硬化膜の製造方法について説明する。
本発明のパターン硬化膜の製造方法は、上述した本発明の感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布し乾燥して感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程、感光性樹脂膜を所定のパターンに露光する露光工程、前記露光後の感光性樹脂膜を現像してパターン樹脂膜を得る現像工程、及び前記パターン樹脂膜を加熱処理してパターン硬化膜を得る加熱処理工程を有する。
以下、各工程について説明する。
[Method for producing patterned cured film]
Next, the manufacturing method of the pattern cured film by this invention is demonstrated.
The pattern cured film manufacturing method of the present invention includes a photosensitive resin film forming step in which the above-described photosensitive resin composition of the present invention is applied onto a support substrate and dried to form a photosensitive resin film. An exposure process for exposing to a predetermined pattern; a development process for developing the exposed photosensitive resin film to obtain a pattern resin film; and a heat treatment process for obtaining a pattern cured film by heat-treating the pattern resin film.
Hereinafter, each step will be described.

(感光性樹脂膜形成工程)
この工程では、ガラス基板、半導体、金属酸化物絶縁体(例えばTiO、SiO等)、窒化ケイ素等の支持基板上に、本発明の感光性樹脂組成物をスピンナー等の塗布法を用いて塗布する。尚、支持基板には、予めパターン電極や層間絶縁膜層等、電子部品の構成部材が形成されていてもよく、これら部材上に組成物を塗布してもよい。
得られた塗膜をホットプレート、オーブン等を用いて乾燥する。これにより、感光性樹脂組成物の被膜である感光性樹脂膜が得られる。
(Photosensitive resin film forming process)
In this step, the photosensitive resin composition of the present invention is applied to a support substrate such as a glass substrate, a semiconductor, a metal oxide insulator (for example, TiO 2 , SiO 2 ), or silicon nitride using a spinner or the like coating method. Apply. Note that constituent members of electronic parts such as pattern electrodes and interlayer insulating film layers may be formed in advance on the support substrate, and the composition may be applied on these members.
The obtained coating film is dried using a hot plate, an oven or the like. Thereby, the photosensitive resin film which is a film of the photosensitive resin composition is obtained.

(露光工程)
露光工程では、支持基板上で被膜となった感光性樹脂膜に、所定のパターンを有するマスクを介して紫外線、可視光線、放射線等の活性光線を照射することにより露光を行う。
(Exposure process)
In the exposure step, exposure is performed by irradiating the photosensitive resin film formed on the support substrate with an actinic ray such as ultraviolet ray, visible ray, or radiation through a mask having a predetermined pattern.

(現像工程)
現像工程では、露光工程による感光性樹脂膜の露光部を現像液で除去する。露光部の除去によりパターン樹脂膜が得られる。
使用する現像液は、アルカリ性現像液であり、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等のアルカリ水溶液が好ましい。これらのアルカリ水溶液の塩基濃度は、0.1〜10重量%とすることが好ましい。
上記アルカリ性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、アルカリ性現像液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)
In the development process, the exposed portion of the photosensitive resin film in the exposure process is removed with a developer. A patterned resin film is obtained by removing the exposed portion.
The developer to be used is an alkaline developer, and for example, an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, ammonia, ethylamine, diethylamine, triethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide is preferable. The base concentration of these alkaline aqueous solutions is preferably 0.1 to 10% by weight.
Alcohols and surfactants can be added to the alkaline developer and used. Each of these can be blended in an amount 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 alkaline developer.

(加熱処理工程)
加熱処理工程では、現像により得られたパターン樹脂膜を加熱処理する。これにより、耐熱性の高い樹脂からなるパターン硬化膜を形成することができる。
加熱処理の温度は160〜400℃が好ましい。かかる低温度で、耐熱性の高い樹脂のパターン硬化膜が得られることは、本発明の特徴の一つである。この加熱温度範囲は、従来の加熱温度よりも低いため、支持基板やデバイスへのダメージを小さく抑えることができる。従って、本発明のパターン硬化膜の製造方法を用いることによって、デバイスが歩留り良く製造できる。また、プロセスの省エネルギー化につながる。
(Heat treatment process)
In the heat treatment step, the pattern resin film obtained by development is heat treated. Thereby, the pattern cured film which consists of resin with high heat resistance can be formed.
The temperature of the heat treatment is preferably 160 to 400 ° C. It is one of the features of the present invention that a patterned cured film of a resin having high heat resistance can be obtained at such a low temperature. Since this heating temperature range is lower than the conventional heating temperature, damage to the support substrate and the device can be reduced. Therefore, a device can be manufactured with a high yield by using the method for producing a cured pattern film of the present invention. It also leads to energy savings in the process.

加熱時間は、上記温度範囲で、パターン樹脂膜の脱水閉環反応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。   The heating time is a time until the dehydration ring-closing reaction of the pattern resin film sufficiently proceeds in the above temperature range, but is approximately 5 hours or less in consideration of work efficiency.

上記加熱処理は、石英チューブ炉、ホットプレート、ラピッドサーマルアニール、縦型拡散炉、赤外線硬化炉、電子線硬化炉、及びマイクロ波硬化炉等を用いて行う。加熱環境としては、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が、窒素下で行う方がパターン樹脂膜の酸化を防ぐことができるので望ましい。   The heat treatment is performed using a quartz tube furnace, hot plate, rapid thermal annealing, vertical diffusion furnace, infrared curing furnace, electron beam curing furnace, microwave curing furnace, or the like. As the heating environment, either air or an inert atmosphere such as nitrogen can be selected. However, it is preferable to perform the heating under nitrogen because the oxidation of the pattern resin film can be prevented.

本発明の方法における加熱処理の加熱環境としては、上述のように、通常の窒素置換されたオーブンを用いる以外に、マイクロ波硬化装置や周波数可変マイクロ波硬化装置を用いることもできる。これらを用いることにより、パターン樹脂膜のみを効果的に加熱することが可能である。   As the heating environment of the heat treatment in the method of the present invention, as described above, a microwave curing device or a variable frequency microwave curing device can be used in addition to using an ordinary nitrogen-substituted oven. By using these, it is possible to effectively heat only the pattern resin film.

[電子部品、及びその製造工程]
次に、本発明のパターン硬化膜を有する電子部品の製造方法の一実施形態として、半導体装置の製造方法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り、第1の工程から第5の工程へと一連の工程を表している。
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。半導体基板上にスピンコート法等で層間絶縁膜層4としてのポリイミド樹脂等の膜が形成される(第1の工程、図1)。
[Electronic components and their manufacturing processes]
Next, as an embodiment of a method for manufacturing an electronic component having a patterned cured film according to the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device 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, and represent a series of processes from a first process to a fifth process.
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 on the exposed circuit element. A first conductor layer 3 is formed. A film made of polyimide resin or the like as the interlayer insulating film layer 4 is formed on the semiconductor substrate by a spin coating method or the like (first step, FIG. 1).

次に、塩化ゴム系、フェノールノボラック系等の感光性樹脂層5が、マスクとして層間絶縁膜層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(第2の工程、図2)。この窓6Aに露出する層間絶縁膜層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樹脂層5が完全に除去される(第3の工程、図3)。   Next, a photosensitive resin layer 5 such as chlorinated rubber or phenol novolac is formed on the interlayer insulating film layer 4 as a mask by a spin coating method, and a predetermined portion of the interlayer insulating film layer 4 is formed by a known photolithography technique. A window 6A is provided so as to be exposed (second step, FIG. 2). The interlayer insulating film layer 4 exposed to 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 (third step, 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(第4の工程、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 (fourth step, 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8を形成する。図1〜図5の例では、この表面保護膜を次のようにして形成する。即ち、本発明の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樹脂膜を形成する。その後、このパターン樹脂膜を加熱して表面保護膜層8としての感光性樹脂のパターン硬化膜とする(第5の工程、図5)。
この表面保護膜層(感光性樹脂のパターン硬化膜)8は、導体層を外部からの応力、α線等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。この表面保護膜層は、特にアルミニウム基板やアルミニウム配線に対する密着性が高いので、そのような基板や配線の上部に形成するのに好適である。
Next, the surface protective film 8 is formed. In the example of FIGS. 1-5, this surface protective film is formed as follows. That is, the photosensitive resin composition of the present invention is applied and dried by a spin coating method, irradiated with light from a mask on which a pattern forming a window 6C is formed at a predetermined portion, and then developed with an alkaline aqueous solution to form a pattern. A resin film is formed. Thereafter, the patterned resin film is heated to form a patterned cured film of a photosensitive resin as the surface protective film layer 8 (fifth step, FIG. 5).
This surface protective film layer (patterned cured film of photosensitive resin) 8 protects the conductor layer from external stress, α rays, etc., and the obtained semiconductor device is excellent in reliability. Since this surface protective film layer has particularly high adhesion to an aluminum substrate or aluminum wiring, it is suitable to be formed on the top of such a substrate or wiring.

本発明の電子部品は、上述した半導体装置の例のように、本発明の感光性樹脂組成物を用いて、上記パターン硬化膜の製造方法によって形成されるパターン硬化膜を有する。ここで、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。
本発明のパターン硬化膜は、具体的には、半導体装置等電子部品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。本発明による電子部品は、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。
The electronic component of this invention has the pattern cured film formed by the manufacturing method of the said pattern cured film using the photosensitive resin composition of this invention like the example of the semiconductor device mentioned above. Here, the electronic component includes a semiconductor device, a multilayer wiring board, various electronic devices, and the like.
Specifically, the pattern cured film of the present invention can be used for forming a surface protective film, an interlayer insulating film of an electronic component such as a semiconductor device, an interlayer insulating film of a multilayer wiring board, and the like. The electronic component according to the present invention is not particularly limited except that it has a surface protective film and an interlayer insulating film formed using the photosensitive resin composition, and can take various structures.

[無電解めっきを用いたUBM作製工程]
本発明の感光性樹脂組成物は、これを用いて得られるパターン硬化膜に、UBM(Under Bump Metal)作製のために無電解メッキする工程を行うことを特徴とする電子部品の製造方法及び該製造方法により得られる電子部品の、層間絶縁膜や表面保護膜用としても好適である。以下、説明する。
[UBM fabrication process using electroless plating]
The photosensitive resin composition of the present invention includes a method for producing an electronic component, wherein a pattern cured film obtained by using the photosensitive resin composition is subjected to an electroless plating process for producing an UBM (Under Bump Metal), and the method It is also suitable for an interlayer insulating film or a surface protective film of an electronic component obtained by the manufacturing method. This will be described below.

半導体装置の小型化に伴って、近年採用されている半導体装置の実装法であるフリップチップ方式は、半導体チップの外部端子(ボンディングパッド)と配線基板の外部端子との間をバンプ電極により電気的に接続しかつ機械的に接合する方式である。フリップチップ方式は、この半導体チップと配線基板との実装に限らず、半導体チップ同士の実装や配線基板同士の実装にも採用されている。   With the downsizing of semiconductor devices, the flip chip method, which is a mounting method for semiconductor devices that has recently been adopted, is electrically connected by bump electrodes between the external terminals (bonding pads) of the semiconductor chip and the external terminals of the wiring board. And is mechanically joined. The flip chip method is not limited to the mounting between the semiconductor chip and the wiring board, but is also used for mounting between the semiconductor chips and between the wiring boards.

この工程を適用する基板を図6に示す。図6では、シリコン基板102上に下地層103として複数層の配線等をまとめて示している。この下地層には、複数の配線層、それらの層間に形成される層間絶縁膜の層等が形成されている。下地層103上に外部電極端子104が形成されている。さらに本発明のポジ型感光性樹脂組成物により形成されたパターン硬化膜による表面保護膜層105が形成されている。   A substrate to which this process is applied is shown in FIG. In FIG. 6, a plurality of layers of wiring and the like are collectively shown as the base layer 103 on the silicon substrate 102. In the base layer, a plurality of wiring layers, an interlayer insulating film layer formed between them, and the like are formed. External electrode terminals 104 are formed on the base layer 103. Furthermore, a surface protective film layer 105 is formed of a pattern cured film formed from the positive photosensitive resin composition of the present invention.

この状態の外部電極端子104上に無電解めっきを用いてUBMを作製することができる。例えば、外部電極端子104がアルミパッドである場合、脱脂剤を用いて脱脂する工程、硫酸等を用いてエッチングして酸化膜を溶解する工程、亜鉛置換剤を用いてアルミニウム上に亜鉛置換する工程、無電解ニッケルめっき液を用いて亜鉛とニッケルの置換反応によりニッケルめっきをする工程、さらに無電解金めっき液を用いてニッケルと金の置換反応により金めっきをする工程を経て、UBMを作製することができる。   A UBM can be produced on the external electrode terminal 104 in this state by using electroless plating. For example, when the external electrode terminal 104 is an aluminum pad, a step of degreasing using a degreasing agent, a step of etching using sulfuric acid or the like to dissolve an oxide film, a step of replacing zinc on aluminum using a zinc replacing agent The UBM is manufactured through a step of performing nickel plating by a substitution reaction of zinc and nickel using an electroless nickel plating solution, and a step of performing gold plating by a substitution reaction of nickel and gold using an electroless gold plating solution. be able to.

次いでバンプ電極を形成するが、一般的にはんだが使用されている。はんだは、スクリーン印刷法やはんだボールを用いて搭載することができ、その後リフロー工程を経て、形状と密着性の良好なバンプ電極が形成される。   Next, bump electrodes are formed, and generally solder is used. Solder can be mounted using a screen printing method or a solder ball, and a bump electrode having good shape and adhesion is formed through a reflow process.

以下、実施例及び比較例に基づき、本発明についてさらに具体的に説明する。尚、本発明は下記実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, based on an Example and a comparative example, it demonstrates further more concretely about this invention. In addition, this invention is not limited to the following Example.

[ポリベンゾオキサゾール前駆体((a)成分)の合成]
合成例1
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(60mmol)、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。その後、塩化チオニル23.9g(120mmol)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ジクロリドの溶液を得た。
[Synthesis of Polybenzoxazole Precursor (Component (a))]
Synthesis example 1
In a 0.5 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, 15.48 g (60 mmol) of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid and 90 g of N-methylpyrrolidone were charged, and the flask was cooled to 5 ° C. Thereafter, 23.9 g (120 mmol) of thionyl chloride was added dropwise and reacted for 30 minutes to obtain a solution of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride.

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、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18.30g(50mmol)を攪拌溶解した。その後、ピリジン9.48g(120mmol)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ジクロリドの溶液を30分間で滴下し、30分間攪拌を続けた。   Next, 87.5 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, and 18.30 g (50 mmol) of bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was stirred. Dissolved. Thereafter, 9.48 g (120 mmol) of pyridine was added, and while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C., a solution of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride was added dropwise over 30 minutes, and stirring was continued for 30 minutes.

攪拌した溶液を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、減圧乾燥してカルボキシル基末端のポリヒドロキシアミドを得た(以下、ポリマー1とする)。ポリマー1を後述の測定条件によるGPC測定にかけ、得られた測定値をGPC法標準ポリスチレン換算により重量平均分子量を求めた。得られた重量平均分子量は17,600、分散度は1.6であった。
尚、以下の合成例において得られたポリマーについても同様な測定を行い、重量平均分子量を求めている。
The stirred solution was poured into 3 liters of water, and the precipitate was collected, washed three times with pure water, and then dried under reduced pressure to obtain carboxyl group-terminated polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer 1). The polymer 1 was subjected to GPC measurement under the measurement conditions described later, and the obtained measurement value was determined for the weight average molecular weight by GPC standard polystyrene conversion. The weight average molecular weight obtained was 17,600, and the degree of dispersion was 1.6.
In addition, the same measurement is performed about the polymer obtained in the following synthesis examples, and the weight average molecular weight is calculated | required.

・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L4000UV
ポンプ:株式会社日立製作所社製L6000
記録計: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)、HPO(0.06mol/L)
流速:1.0mL/min、検出器:UV270nm
・ Measurement condition of weight average molecular weight by GPC method Measuring device: Detector L4000UV manufactured by Hitachi, Ltd.
Pump: Hitachi Ltd. L6000
Recorder: 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

合成例1では、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。また、以下の合成例においても、得られたポリマーについて同様の測定を行い、重量平均分子量を求めた。   In Synthesis Example 1, 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. Also in the following synthesis examples, the same measurement was performed on the obtained polymer to determine the weight average molecular weight.

[ポリベンゾオキサゾール前駆体((a)成分)の合成]
合成例2
ジフェニルエーテルジカルボン酸の代わりにドデカン二酸を用いた他は合成例1と同様にしてポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーIIという)を合成した。
得られたポリマーII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27,200であり、分散度は1.9であった。
[Synthesis of Polybenzoxazole Precursor (Component (a))]
Synthesis example 2
A polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer II) was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 except that dodecanedioic acid was used instead of diphenyl ether dicarboxylic acid.
The obtained polymer II had a weight average molecular weight of 27,200 determined by standard polystyrene conversion, and the dispersity was 1.9.

[ポリイミド前駆体((a)成分)の合成]
合成例3
攪拌機及び温度計を備えた0.2リットルのフラスコ中に、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物(ODPA)10g(32mmol)とイソプロピルアルコール3.87g(65mmol)とをN−メチルピロリドン45gに溶解し、1,8−ジアザビシクロウンデセンを触媒量添加して、その後、60℃にて2時間加熱した。続いて室温下(25℃)で15時間攪拌し、エステル化を行った。その後、氷冷下で塩化チオニルを7.61g(64mmol)加え、室温に戻し2時間反応を行い、酸クロリドの溶液(以下、酸クロリド溶液Iという)を得た。
[Synthesis of polyimide precursor (component (a))
Synthesis example 3
In a 0.2 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, 10 g (32 mmol) of 3,3 ′, 4,4′-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride (ODPA) and 3.87 g (65 mmol) of isopropyl alcohol were added. Was dissolved in 45 g of N-methylpyrrolidone, a catalytic amount of 1,8-diazabicycloundecene was added, and then heated at 60 ° C. for 2 hours. Then, it stirred at room temperature (25 degreeC) for 15 hours, and esterification was performed. Thereafter, 7.61 g (64 mmol) of thionyl chloride was added under ice cooling, and the mixture was returned to room temperature and reacted for 2 hours to obtain an acid chloride solution (hereinafter referred to as acid chloride solution I).

次に、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40gを仕込み、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10.25g(28mmol)を添加し、攪拌溶解した後、ピリジン7.62g(64mmol)を添加し、温度を0〜5℃に保ちながら、調製した酸クロリド溶液Iを30分間で滴下した後、30分間攪拌を続けた。攪拌後の反応液を蒸留水に滴下し、沈殿物を濾別して集め、減圧乾燥することによってカルボキシル基末端のポリアミド酸エステルを得た(以下、ポリマーIIIという)。
ポリマーIIIの重量平均分子量は19,400であり、分散度は2.2であった。
Next, 40 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, and 10.25 g (28 mmol) of bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was added. After stirring and dissolving, 7.62 g (64 mmol) of pyridine was added, and while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C., the prepared acid chloride solution I was added dropwise over 30 minutes, and then stirring was continued for 30 minutes. The stirred reaction solution was dropped into distilled water, and the precipitate was collected by filtration and dried under reduced pressure to obtain a carboxylate terminal polyamic acid ester (hereinafter referred to as polymer III).
Polymer III had a weight average molecular weight of 19,400 and a dispersity of 2.2.

実施例1〜9及び比較例1〜3
合成例で調製した(a)成分であるポリマー100重量部、並びに表1の配合量の(b)、(c)及び(d)成分を、γ−ブチロラクトン/プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを重量比9:1で混合した溶剤に溶解して、それぞれ感光性樹脂組成物を調製した。
尚、表1において、(b)、(c)及び(d)成分の各欄における()内の数はポリマー100重量部に対する添加量(重量部)を示す。溶剤の使用量は、いずれもポリマー100重量部に対して200重量部である。
Examples 1-9 and Comparative Examples 1-3
100 parts by weight of the polymer (a) component prepared in the synthesis example, and the components (b), (c) and (d) in the blending amounts shown in Table 1 were used in a weight ratio of 9 to γ-butyrolactone / propylene glycol monomethyl ether acetate. 1 was dissolved in a solvent mixed at 1: to prepare a photosensitive resin composition.
In Table 1, the numbers in parentheses in the respective columns of the components (b), (c) and (d) indicate the amount added (parts by weight) relative to 100 parts by weight of the polymer. The amount of the solvent used is 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer.

Figure 2010276631
Figure 2010276631

表1中の(b)成分であるB1及びB2、(c)成分であるC1及びC2、並びに(d)成分であるD1、D2及びD3は以下の通りである。   In Table 1, B1 and B2 which are (b) components, C1 and C2 which are (c) components, and D1, D2 and D3 which are (d) components are as follows.

Figure 2010276631
Figure 2010276631

尚、D3は本発明の(d)成分ではない。即ち、ウレア結合を有するシランカップリング剤ではない。ウレア結合を持たないシランカップリング剤を代わりに用いた比較例のために、便宜上ここではD成分に分類して記載した。   D3 is not the component (d) of the present invention. That is, it is not a silane coupling agent having a urea bond. For the sake of convenience, a silane coupling agent having no urea bond is used instead, and it is classified and described here as component D for convenience.

[パターン硬化膜の製造]
実施例1〜9及び比較例1〜3で調製した感光性樹脂組成物を、それぞれシリコンウエハ上にスピンコートして、乾燥膜厚が7〜12μmの塗膜を形成した。得られた塗膜に、超高圧水銀灯を光源とし、干渉フィルターを介して、100から1000mJ/cmまで10mJ/cm刻みでi線照射量を変化させ、所定のパターンをウエハに照射して、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(TMAH)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、水でリンスして、パターン樹脂膜をそれぞれ得た。
[Manufacture of patterned cured film]
The photosensitive resin compositions prepared in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 were each spin-coated on a silicon wafer to form a coating film having a dry film thickness of 7 to 12 μm. The obtained coating film was irradiated with a predetermined pattern on the wafer by changing the i-ray irradiation dose from 100 to 1000 mJ / cm 2 in increments of 10 mJ / cm 3 through an interference filter using an ultra-high pressure mercury lamp as a light source. , Exposure was performed. After exposure, the substrate is heated at 120 ° C. for 3 minutes, developed with a 2.38 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) until the exposed silicon wafer is exposed, rinsed with water, and patterned resin film Respectively.

パターン樹脂膜形成において、未露光部の残膜率(現像前後の膜厚の比)が80%となるように現像時間を調整し、露光部のパターンが開口するのに必要な最小露光量を感度と定義した。開口パターンは顕微鏡で観察しながら判断した。結果を表2に示す。実施例のいずれのサンプルも十分な感度特性を示した。   In pattern resin film formation, the development time is adjusted so that the remaining film ratio (ratio of film thickness before and after development) in the unexposed area is 80%, and the minimum exposure amount necessary for opening the pattern in the exposed area is set. It was defined as sensitivity. The opening pattern was judged while observing with a microscope. The results are shown in Table 2. All samples of the examples showed sufficient sensitivity characteristics.

次に、作製したパターン樹脂膜付きウエハを縦型拡散炉μ−TF(光洋サーモシステム社製)を用いて窒素雰囲気下、150℃で1時間加熱した後、さらに320℃で1時間加熱してパターン硬化膜(硬化後膜厚5〜10μm)をそれぞれ得た。
得られた硬化膜について、下記の方法により薬品耐性及び接着性を評価した。
Next, the manufactured wafer with a patterned resin film was heated at 150 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere using a vertical diffusion furnace μ-TF (manufactured by Koyo Thermo System Co., Ltd.), and further heated at 320 ° C. for 1 hour. Pattern cured films (film thickness after curing, 5 to 10 μm) were obtained.
About the obtained cured film, chemical resistance and adhesiveness were evaluated by the following method.

・薬品耐性の評価方法
硬化膜をメルプレートFZ−7350(商品名 メルテックス(株)製)の希釈液(FZ−7350:水=1:4)に室温で30分浸漬させ、100μm正方形開口部から膜内部への染込みを調べた。試験に用いたメルプレートFZ−7350は染込み性の強い強アルカリ性のメッキ薬液として知られている。
薬液が染込んだ部分は黒色に変色するため、染込みの有無は明確に判断できる。良否の判定は100um正方形開口パターン周辺の染込み形状にて判断した。即ち、染込み量が大きいため正方形パターン周辺に染みが円状に広がったものを×、染込み量が少なく染みの形状が開口部の方形を保っているものを△、染込み量がわずか、もしくは染込みがないものを○と判断した。
Chemical resistance evaluation method The cured film is immersed in a dilution solution (FZ-7350: water = 1: 4) of Melplate FZ-7350 (trade name, manufactured by Meltex Co., Ltd.) for 30 minutes at room temperature, and a 100 μm square opening The penetration into the membrane was investigated. Melplate FZ-7350 used for the test is known as a strong alkaline plating chemical with a strong penetration.
Since the part in which the chemical solution is soaked changes to black, the presence or absence of the soak can be clearly determined. The quality was judged based on the permeation shape around the 100um square opening pattern. In other words, because the amount of dyeing is large, the case where the stain spreads in a circle around the square pattern is ×, the amount of dyeing is small and the shape of the stain is keeping the square of the opening, Δ, the amount of dyeing is slight, Or the thing which did not soak was judged as (circle).

・接着性の評価方法
接着性はスタッドプル試験機を用いて評価した。硬化膜をプレッシャークッカー装置に入れ、121℃、2atm、100%HRの条件下で500時間処理した(PCT処理)。PCT処理前後の接着強度を、スタッドプル試験機(ROMULUS、Quad Group Inc.社製)を用いて評価した。
具体的には、上記PCT条件(121℃/100RH%/2atm)で500時間処理したパターン硬化膜付きウエハ上の硬化膜に、エポキシ系樹脂のついたアルミ製のピンを立て、オーブンで150℃/1時間加熱してエポキシ樹脂のついたスタッドピンを硬化膜に接着させた。このピンを上記スタッドプル試験機を用いて引っ張り、剥がれたときの剥離状態を目視で観察した。
尚、スタッドプル試験では、比較例2以外のいずれの試料でも600〜800kg/cmと十分な接着強度を示したが、剥離モード(形態)に違いが見られた。剥離モードは接着強度を見積もる上での重要な指標のひとつである。
剥離モードの評価基準は次の通りとした。アルミニウム/硬化膜界面で剥がれた場合はアルミニウム基板と硬化膜の接着力が十分でないことを示しているため×とし、界面剥離ではなくエポキシ接着剤層が破断した場合は、アルミニウム基板との十分な接着強度を保持しているため○と評価した。
ただし、比較例2は非常に接着力が弱く、スタッドプル試験前に硬化膜が剥離してしまったため測定は不可能であった。結果を表2に示す。
-Evaluation method of adhesiveness Adhesiveness was evaluated using a stud pull tester. The cured film was placed in a pressure cooker and treated for 500 hours under conditions of 121 ° C., 2 atm, 100% HR (PCT treatment). The adhesive strength before and after the PCT treatment was evaluated using a stud pull tester (ROMULUS, manufactured by Quad Group Inc.).
Specifically, an aluminum pin with an epoxy resin is placed on a cured film on a wafer with a patterned cured film treated for 500 hours under the above PCT conditions (121 ° C./100 RH% / 2 atm), and 150 ° C. in an oven. / 1 hour was applied to adhere the stud pin with the epoxy resin to the cured film. The pin was pulled using the stud pull tester, and the peeled state when peeled off was visually observed.
In the stud pull test, any sample other than Comparative Example 2 showed a sufficient adhesive strength of 600 to 800 kg / cm 2 , but a difference was observed in the peeling mode (form). The peeling mode is one of the important indicators for estimating the adhesive strength.
The evaluation criteria for the peeling mode were as follows. When peeled off at the aluminum / cured film interface, it indicates that the adhesive force between the aluminum substrate and the cured film is not sufficient, and x, and when the epoxy adhesive layer breaks instead of peeling at the interface, it is sufficient with the aluminum substrate. Since the adhesive strength was maintained, it was evaluated as “good”.
However, Comparative Example 2 was very weak in adhesive force, and measurement was impossible because the cured film was peeled off before the stud pull test. The results are shown in Table 2.

Figure 2010276631
Figure 2010276631

表2から分かるように、実施例の硬化膜は、いずれも実用上問題ない感度を有し、アルミニウム基板上においてめっき液に対する十分な耐性と接着力を持つと分かった。
一方、(d)成分を用いなかった比較例1では、めっき液への染込み耐性が著しく悪化した。また、(c)、(d)成分の両方を用いなかった比較例2では、めっき液の染込み耐性悪化に加えて、PCT後の接着性にも著しい悪化が見られた。比較例3では、ウレア結合を持たないシランカップリング化合物を用いたところ、めっき液への染込み耐性が著しく悪化した。
As can be seen from Table 2, the cured films of the examples all have a sensitivity that is not problematic in practice, and have sufficient resistance and adhesion to the plating solution on the aluminum substrate.
On the other hand, in Comparative Example 1 in which the component (d) was not used, the penetration resistance into the plating solution was significantly deteriorated. Further, in Comparative Example 2 in which both the components (c) and (d) were not used, the adhesion after PCT was significantly deteriorated in addition to the deterioration of the plating solution penetration resistance. In Comparative Example 3, when a silane coupling compound having no urea bond was used, the penetration resistance into the plating solution was remarkably deteriorated.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、電子部品の表面保護膜や層間絶縁膜等となるパターン硬化膜の材料として使用できる。   The positive photosensitive resin composition of the present invention can be used as a material for a pattern cured film that becomes a surface protective film or an interlayer insulating film of an electronic component.

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 窓
7 第2導体層
8 表面保護膜層
101 半導体基板
102 シリコン基板
103 下地層
104 外部電極端子
105 表面保護膜層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Protective film 3 1st conductor layer 4 Interlayer insulating film layer 5 Photosensitive resin layer 6A, 6B, 6C Window 7 2nd conductor layer 8 Surface protective film layer 101 Semiconductor substrate 102 Silicon substrate 103 Underlayer 104 External electrode terminal 105 Surface protective film layer

Claims (9)

(a)アルカリ性水溶液に可溶なポリマーと、
(b)光の照射を受けて酸を発生する化合物と、
(c)ヒドロキシ基又はグリシジル基を有するシランカップリング化合物と、
(d)ウレア結合を有するシランカップリング化合物と、
を含有してなることを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。
(A) a polymer soluble in an alkaline aqueous solution;
(B) a compound that generates acid upon irradiation with light;
(C) a silane coupling compound having a hydroxy group or a glycidyl group;
(D) a silane coupling compound having a urea bond;
A positive-type photosensitive resin composition comprising:
前記(a)成分が、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載のポジ型感光性樹脂組成物。   The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the component (a) is at least one selected from the group consisting of polyimide, polybenzoxazole, and precursors thereof. 前記(b)成分が、ジアゾナフトキノンであることを特徴とする請求項1又は2に記載のポジ型感光性樹脂組成物。   The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the component (b) is diazonaphthoquinone. 前記(c)成分が、下記一般式(1)で表される化合物であり、
前記(d)成分が、下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
Figure 2010276631
(式(1)中、nは1〜10の整数、Rはヒドロキシ基又はグリシジル基を有する1価の有機基、R及びRは各々独立の炭素数1〜5のアルキル基、pは0〜2の整数を示す。
式(2)中、qは1〜10の整数、R及びRは各々独立に炭素数1〜5のアルキル基、rは0〜2である。)
The component (c) is a compound represented by the following general formula (1):
The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the component (d) is a compound represented by the following general formula (2).
Figure 2010276631
(In the formula (1), n is an integer of 1 to 10, R 1 is a monovalent organic group having a hydroxy group or a glycidyl group, R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, p. Represents an integer of 0-2.
In Formula (2), q is an integer of 1 to 10, R 4 and R 5 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and r is 0 to 2. )
UBM(Under Bump Metal)作製のための無電解メッキを有する電子部品の層間絶縁膜又は表面保護膜に使用されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。   5. The positive photosensitive film according to claim 1, wherein the positive photosensitive film is used for an interlayer insulating film or a surface protective film of an electronic component having electroless plating for manufacturing an UBM (Under Bump Metal). Resin composition. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布し乾燥して感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、
前記感光性樹脂膜を所定のパターンに露光する露光工程と、
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してパターン樹脂膜を得る現像工程と、
前記パターン樹脂膜を加熱処理してパターン硬化膜を得る加熱処理工程と、を含むことを特徴とするパターン硬化膜の製造方法。
A photosensitive resin film forming step of applying the positive photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5 on a support substrate and drying to form a photosensitive resin film;
An exposure step of exposing the photosensitive resin film to a predetermined pattern;
A development step of developing the exposed photosensitive resin film using an aqueous alkaline solution to obtain a patterned resin film;
And a heat treatment step of obtaining a pattern cured film by heat-treating the pattern resin film.
請求項6記載の製造方法により得られるパターン硬化膜に、UBM(Under Bump Metal)作製のために無電解メッキする工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法。   An electronic component manufacturing method comprising a step of electroless plating a patterned cured film obtained by the manufacturing method according to claim 6 in order to produce an UBM (Under Bump Metal). 請求項6に記載の製造方法により得られるパターン硬化膜を、層間絶縁膜層及び/又は表面保護膜層として有することを特徴とする電子部品。   An electronic component comprising the cured pattern film obtained by the production method according to claim 6 as an interlayer insulating film layer and / or a surface protective film layer. 請求項7に記載の製造方法により得られる電子部品。   An electronic component obtained by the manufacturing method according to claim 7.
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