JP2012203359A - Negative photosensitive resin composition, pattern forming method and electronic component - Google Patents

Negative photosensitive resin composition, pattern forming method and electronic component Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a negative photosensitive resin composition that exhibits good sensitivity and resolution and imparts sufficient chemical resistance, heat resistance and mechanical characteristics even when heat-treated at a low temperature of 220°C or lower.SOLUTION: There is provided a negative photosensitive resin composition comprising: (a) a polybenzoxazole precursor having a repeating unit represented by general formula (I); (b) a compound that generates an acid by irradiation with actinic rays in a wavelength region from 365 to 700 nm; (c) a compound that can crosslink or polymerize with the component (a) by an action of an acid; and (d) a compound that has no absorption in a wavelength region from 365 to 700 nm and generates an acid by heat. In formula (I), U and V each independently represent a divalent organic group; and V represents a group including an aliphatic structure having 1 to 30 carbon atoms, or U represents a group including an aliphatic structure having 2 to 30 carbon atoms that constitute the main chain.

Description

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

従来、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜等には、優れた耐熱性、電気特性、機械特性等を併せて有する樹脂が用いられている。その中でも、ポリイミドは耐熱性及び機械特性に優れている。近年、ポリイミド自身に感光特性を付与した感光性ポリイミドが用いられてきており、これを用いるとパターン作製工程が簡略化でき、煩雑な製造工程の短縮が行えるという特徴を有する。   Conventionally, resins having excellent heat resistance, electrical characteristics, mechanical characteristics, and the like have been used for surface protection films, interlayer insulating films, and the like of semiconductor elements. Among them, polyimide is excellent in heat resistance and mechanical properties. In recent years, a photosensitive polyimide having a photosensitive property imparted to the polyimide itself has been used. When this is used, the pattern production process can be simplified, and a complicated production process can be shortened.

感光性ポリイミドは、現像の際にN−メチルピロリドン等の有機溶剤を必要としてきたが、最近では、アルカリ水溶液で現像ができるポジ型感光性ポリイミドの提案がなされている。ポジ型感光性ポリイミドとしては、ポリイミド又はポリイミド前駆体に感光剤として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1、2参照)が提案されている。   The photosensitive polyimide has required an organic solvent such as N-methylpyrrolidone at the time of development. Recently, a positive photosensitive polyimide that can be developed with an alkaline aqueous solution has been proposed. As a positive photosensitive polyimide, a method of mixing a naphthoquinonediazide compound as a photosensitive agent with polyimide or a polyimide precursor (for example, see Patent Documents 1 and 2) has been proposed.

また、最近では、アルカリ水溶液で現像できるポジ型感光性樹脂として、ポリベンゾオキサゾール又はポリベンゾオキサゾール前駆体が提案されている。ポリベンゾオキサゾール又はポリベンゾオキサゾール前駆体は、ポリイミド又はポリイミド前駆体よりも、露光部と未露光部の溶解速度のコントラストが大きいため、より精密なパターンを形成することが可能である(例えば、特許文献3)。   Recently, a polybenzoxazole or a polybenzoxazole precursor has been proposed as a positive photosensitive resin that can be developed with an alkaline aqueous solution. Since polybenzoxazole or polybenzoxazole precursor has a larger contrast between the dissolution rate of the exposed portion and the unexposed portion than polyimide or polyimide precursor, it is possible to form a more precise pattern (for example, patent Reference 3).

しかし、ポジ型感光性ポリベンゾオキサゾールは、露光部分が現像液に溶解するというポジ型感光性樹脂特有のシステムの都合上、膜が厚くなると残渣が残るため、感度及び解像度が低かった。そこで、厚膜でも良好な感度、解像度を示す、アルカリ水溶液で現像可能なネガ型感光性ポリベンゾオキサゾールが提案されている(例えば、特許文献4)。しかし、近年の多種多様な半導体装置の開発により、より優れた感度や解像度を示す感光性樹脂が求められている。   However, the positive photosensitive polybenzoxazole has low sensitivity and resolution because a residue remains when the film becomes thick due to the system specific to the positive photosensitive resin in which the exposed portion is dissolved in the developer. In view of this, negative photosensitive polybenzoxazole that can be developed with an alkaline aqueous solution and exhibits good sensitivity and resolution even with a thick film has been proposed (for example, Patent Document 4). However, with the recent development of a wide variety of semiconductor devices, photosensitive resins exhibiting superior sensitivity and resolution are required.

加えて、最近では、MRAM(Magnet Resistive RAM)のように、高温での加熱プロセスに弱いデバイスも提案されていることから、低温下の加熱処理でも十分な耐熱性と機械特性を与えるネガ型感光性樹脂組成物も提案されている(例えば、特許文献5)。   In addition, recently, devices such as MRAM (Magnet Resistive RAM) that are vulnerable to high-temperature heating processes have also been proposed. Therefore, negative-type photosensitive that provides sufficient heat resistance and mechanical properties even at low-temperature heat treatment. A functional resin composition has also been proposed (for example, Patent Document 5).

特開昭64−60630号公報JP-A 64-60630 米国特許第4395482号明細書US Pat. No. 4,395,482 特開2009−265520号公報JP 2009-265520 A 特開2008−281961号公報JP 2008-281961 A 特開2008−281961号公報JP 2008-281961 A

しかし、特許文献5の感光性樹脂組成物は200℃前後で熱硬化した場合に、硬化膜の耐薬品性が十分でないという問題がある。そこで、本発明は、良好な感度、解像度を示し、220℃以下の低温での加熱処理でも十分な耐薬品性、耐熱性及び機械特性を与えるネガ型感光性樹脂組成物を提供するものである。   However, when the photosensitive resin composition of Patent Document 5 is thermally cured at around 200 ° C., there is a problem that the chemical resistance of the cured film is not sufficient. Therefore, the present invention provides a negative photosensitive resin composition that exhibits good sensitivity and resolution, and provides sufficient chemical resistance, heat resistance, and mechanical properties even when heat-treated at a low temperature of 220 ° C. or lower. .

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

本発明によれば、以下のネガ型感光性樹脂組成物等が提供される。
即ち、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物は、(a)一般式(I)で示される繰り返し単位を有するポリベンゾオキサゾール前駆体と、(b)365〜700nmの波長領域の活性光線照射により酸を発生する化合物と、(c)酸の作用により前記(a)成分と架橋又は重合し得る化合物、及び(d)365〜700nmに吸収を有さず、熱により酸を発生する化合物とを含有してなることを特徴とする。

Figure 2012203359
(式中、U及びVは、各々独立に二価の有機基を示す。Vが炭素数1〜30の脂肪族構造を含む基であるか、又はUが、主鎖を構成する炭素数が2〜30の脂肪族構造を含む基である。) According to the present invention, the following negative photosensitive resin composition and the like are provided.
That is, the negative photosensitive resin composition according to the present invention comprises (a) a polybenzoxazole precursor having a repeating unit represented by the general formula (I), and (b) irradiation with actinic rays in a wavelength region of 365 to 700 nm. A compound capable of generating an acid, (c) a compound that can be crosslinked or polymerized with the component (a) by the action of the acid, and (d) a compound that does not absorb at 365 to 700 nm and generates an acid by heat. It is characterized by comprising.
Figure 2012203359
(In the formula, U and V each independently represent a divalent organic group. V is a group containing an aliphatic structure having 1 to 30 carbon atoms, or U has a carbon number constituting the main chain. It is a group containing 2 to 30 aliphatic structures.)

また、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物にあっては、Vが炭素数1〜30の脂肪族鎖状構造を含むと好ましい。   Moreover, in the negative photosensitive resin composition by this invention, it is preferable when V contains a C1-C30 aliphatic chain structure.

また、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物にあっては、前記(a)成分の一般式(I)におけるU又はVの少なくとも一方が、以下に示す一般式(UV1)又は(UV2)で表される構造を含むことを特徴とする。

Figure 2012203359
(式中、R、Rは各々独立に水素、フッ素又は炭素数1〜6のアルキレン基又は炭素数1〜6のフッ化アルキレン基であり、Uが(UV1)の構造を含む場合、aは2〜30の整数であり、Vが(UV1)の構造を含む場合、aは1〜30の整数である。)
Figure 2012203359
(式中、R〜Rは各々独立に水素、フッ素、炭素数1〜6のアルキレン基又は炭素数1〜6のフッ化アルキレン基であり、b〜dは各々独立に1〜6の整数を表し、eは0〜3の整数である。Aは、−O−、−S−、−SO−、−CO−、−NHCO−、−C(CF−、−C≡C−、又は−RC=CR10−であり、R及びR10は各々独立に水素、フッ素又は炭素数1〜6のアルキル基である。) In the negative photosensitive resin composition according to the present invention, at least one of U or V in the general formula (I) of the component (a) is represented by the following general formula (UV1) or (UV2). It is characterized by including the structure represented.
Figure 2012203359
(Wherein R 1 and R 2 are each independently hydrogen, fluorine, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorinated alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and U includes a structure of (UV1), a is an integer of 2 to 30, and when V includes a structure of (UV1), a is an integer of 1 to 30.)
Figure 2012203359
Wherein R 3 to R 8 are each independently hydrogen, fluorine, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorinated alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and b to d are each independently 1 to 6 Represents an integer, and e is an integer of 0 to 3. A is —O—, —S—, —SO 2 —, —CO—, —NHCO—, —C (CF 3 ) 2 —, —C≡. C— or —R 9 C═CR 10 —, wherein R 9 and R 10 are each independently hydrogen, fluorine, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)

また、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物にあっては、前記(a)成分が、アルカリ水溶液に可溶であることを特徴とすることが好ましい。   Moreover, in the negative photosensitive resin composition by this invention, it is preferable that the said (a) component is soluble in alkaline aqueous solution.

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

また、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物にあっては、前記(d)成分が、スルホン酸塩あるいはスルホン酸誘導体であることが好ましい。   Moreover, in the negative photosensitive resin composition by this invention, it is preferable that the said (d) component is a sulfonate or a sulfonic acid derivative.

また、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物にあっては、前記(d)成分が、ピリジニウム誘導体のスルホン酸塩であることが好ましい。   Moreover, in the negative photosensitive resin composition by this invention, it is preferable that the said (d) component is a sulfonate of a pyridinium derivative.

また、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物にあっては、前記(a)成分100重量部に対して、前記(b)成分0.01〜15重量部、前記(c)成分0.1〜50重量部、及び前記(d)成分0.01〜15重量部を含有することが好ましい。   Moreover, in the negative photosensitive resin composition by this invention, the said (b) component 0.01-15 weight part and (c) component 0.1 with respect to said (a) component 100 weight part. It is preferable to contain -50 weight part and 0.01-15 weight part of said (d) component.

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

また、本発明によるパターンの製造方法にあっては、前記現像後の感光性樹脂膜を加熱処理する工程において、その加熱処理温度が220℃以下であることを特徴とする。   In the pattern manufacturing method according to the present invention, the heat treatment temperature is 220 ° C. or lower in the step of heat-treating the photosensitive resin film after development.

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

本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いることで、感度、解像度に優れたパターン形成が可能となる。また、本発明のネガ型感光性樹脂組成物をパターン形成、加熱硬化した膜は、耐熱性及び機械特性に優れる。さらに10μm以上の厚膜を高感度でパターン化することが可能となり、加えて220℃以下の低温での硬化によっても優れた硬化膜特性と薬品耐性を有する。   By using the negative photosensitive resin composition of the present invention, it is possible to form a pattern with excellent sensitivity and resolution. Moreover, the film | membrane which pattern-formed and heat-hardened the negative photosensitive resin composition of this invention is excellent in heat resistance and a mechanical characteristic. Furthermore, it becomes possible to pattern a thick film of 10 μm or more with high sensitivity, and in addition, it has excellent cured film characteristics and chemical resistance even by curing at a low temperature of 220 ° C. or less.

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

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

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

[ネガ型感光性樹脂組成物]
まず、本発明によるネガ型感光性樹脂組成物について説明する。
本発明によるネガ型感光性樹脂組成物は、(a)下記一般式(I)で示される繰り返し単位を有するポリベンゾオキサゾール前駆体(以下、「(a)成分」とする)と、(b)365〜700nmの波長領域の活性光線照射により酸を発生する化合物(以下、「(b)成分」とする)と、(c)酸の作用により前記(a)成分の末端基と架橋又は重合し得る化合物(以下、「(c)成分」とする)及び(d)365〜700nm以長に吸収を有さず、熱により酸を発生する化合物(以下、「(d)成分」とする)とを含有してなる。

Figure 2012203359
(式中、U及びVは、各々独立に二価の有機基を示す。Vが炭素数1〜30の脂肪族構造を含む基であるか、又はUが、主鎖を構成する炭素数が2〜30の脂肪族構造を含む基である。)
尚、主鎖を構成する炭素とは、2つのベンゼン環をつなぐ直鎖(分岐は含まない)を構成する炭素を意味する。例えば、本合成例19のポリマーXIXは、主鎖を構成する炭素数は1である。
以下、各成分について説明する。 [Negative photosensitive resin composition]
First, the negative photosensitive resin composition according to the present invention will be described.
The negative photosensitive resin composition according to the present invention comprises (a) a polybenzoxazole precursor (hereinafter referred to as “component (a)”) having a repeating unit represented by the following general formula (I), and (b) A compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays in the wavelength region of 365 to 700 nm (hereinafter referred to as “component (b)”), and (c) is crosslinked or polymerized with the terminal group of component (a) by the action of the acid. A compound to be obtained (hereinafter referred to as “component (c)”) and (d) a compound that has no absorption longer than 365 to 700 nm and generates an acid by heat (hereinafter referred to as “component (d)”) It contains.
Figure 2012203359
(In the formula, U and V each independently represent a divalent organic group. V is a group containing an aliphatic structure having 1 to 30 carbon atoms, or U has a carbon number constituting the main chain. It is a group containing 2 to 30 aliphatic structures.)
The carbon constituting the main chain means carbon constituting a straight chain (not including a branch) connecting two benzene rings. For example, the polymer XIX of Synthesis Example 19 has 1 carbon atom constituting the main chain.
Hereinafter, each component will be described.

[(a)成分]
本発明における(a)成分は、上記一般式(I)で示される繰り返し単位を有し、酸の存在下で(c)成分と架橋反応し得るものであれば、特に構造上の制限はない。ここで言う架橋反応には、加熱を伴うものも含まれる。
[(A) component]
The component (a) in the present invention is not particularly limited as long as it has a repeating unit represented by the above general formula (I) and can undergo a crosslinking reaction with the component (c) in the presence of an acid. . The cross-linking reaction referred to here includes those accompanied by heating.

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

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

ポリヒドロキシアミドのアルカリ水溶液に対する可溶性は、フェノール性水酸基に由来するため、ヒドロキシ基を含有する繰り返し単位が、ある割合以上含まれていることが好ましい。   Since the solubility of polyhydroxyamide in an aqueous alkaline solution is derived from a phenolic hydroxyl group, it is preferable that a repeating unit containing a hydroxy group is contained in a certain proportion or more.

本発明の(a)成分は(c)成分と架橋する官能基を有する。特に、(a)成分がその末端に(c)成分と架橋する官能基を有すると、露光部の架橋が進行し、露光部と未露光部との溶解速度の差が大きくなるため、良好なパターン形成をすることが可能になる。
(a)成分と(c)成分の官能基の組み合わせは、特に制限はないが、酸の存在下で熱により、(a)成分の官能基と(c)成分の官能基との間に共有結合、イオン結合及び水素結合のいずれかの結合が生ずるものがよい。
The component (a) of the present invention has a functional group that crosslinks with the component (c). In particular, when the component (a) has a functional group that crosslinks with the component (c) at the terminal, crosslinking of the exposed portion proceeds, and the difference in dissolution rate between the exposed portion and the unexposed portion increases. It becomes possible to form a pattern.
The combination of the functional groups of component (a) and component (c) is not particularly limited, but is shared between the functional group of component (a) and the functional group of component (c) by heat in the presence of an acid. It is preferable that any one of a bond, an ionic bond, and a hydrogen bond occurs.

中でも、パターン形成時の感度や、膜の機械特性の観点から、(a)成分がA群から選ばれる官能基を、(c)成分がB群から選ばれる官能基をそれぞれ有することが好ましい。又は、(a)成分がB群から選ばれる官能基を、(c)成分がA群から選ばれる官能基をそれぞれ有することも好ましい。
[A群]第一級又は第二級アルコールに由来する基(又は第一級又は第二級アルコール性水酸基)、フェノールに由来する基(又はフェノール性水酸基)、カルボキシル基、アミノ基、チオール基、芳香環に由来する基
[B群]メチロール、アルコキシアルキル基、第三級アルコールに由来する基(又は第三級アルコール性水酸基)、シクロアルキル基、オレフィンに由来する基(又はオレフィン二重結合)、三重結合を有する基、ハロゲン化アルキル基、エポキシ基等の環状エーテルに由来する基、エステル結合(−COO−)を有する基、カーボネート結合(−OCOO−)を有する基、イソシアナート基
Among these, it is preferable that the component (a) has a functional group selected from the group A, and the component (c) has a functional group selected from the group B from the viewpoint of the sensitivity at the time of pattern formation and the mechanical properties of the film. Alternatively, it is also preferable that the component (a) has a functional group selected from Group B, and the component (c) has a functional group selected from Group A.
[Group A] group derived from primary or secondary alcohol (or primary or secondary alcoholic hydroxyl group), group derived from phenol (or phenolic hydroxyl group), carboxyl group, amino group, thiol group Group derived from an aromatic ring [Group B] methylol, alkoxyalkyl group, group derived from tertiary alcohol (or tertiary alcoholic hydroxyl group), cycloalkyl group, group derived from olefin (or olefin double bond) ), A group having a triple bond, a halogenated alkyl group, a group derived from a cyclic ether such as an epoxy group, a group having an ester bond (—COO—), a group having a carbonate bond (—OCOO—), an isocyanate group

また(a)成分と(c)成分の官能基の組合せとしては、上に示したものの他に、カルボキシル基又はエステル結合(−COO−)を有する基とアミノ基、カルボキシル基又はエステル結合(−COO−)を有する基と第一級又は第二級アルコールに由来する基(又は第一級又は第二級アルコール性水酸基)、シクロアルキル基同士、カルボキシル基同士、アルコールに由来する基(水酸基)同士、エポキシ基同士、オレフィンに由来する基(又はオレフィン二重結合)又は三重結合を有する基同士、メチロール同士等、反応性の高い好ましい組み合わせとして挙げることができる。   In addition to the above-mentioned combinations of the functional groups of the component (a) and the component (c), a group having a carboxyl group or an ester bond (—COO—) and an amino group, a carboxyl group or an ester bond (— COO-) group and primary or secondary alcohol-derived group (or primary or secondary alcoholic hydroxyl group), cycloalkyl groups, carboxyl groups, alcohol-derived group (hydroxyl group) It can be cited as a preferable combination having high reactivity, such as a group, an epoxy group, a group derived from an olefin (or an olefin double bond) or a group having a triple bond, and methylol.

官能基が導入しやすいため、(a)成分の末端に、上記の官能基を有することが好ましい。
さらに好ましい組み合わせを以下に示す:
(a)成分の官能基としてカルボキシル基又はエステル結合(−COO−)を有する基、(c)成分の官能基として第一級又は第二級アルコールに由来する基(又は第一級又は第二級アルコール性水酸基)、エポキシ基、ビニルエーテル基又はイソシアナート基;又は
(a)成分の官能基としてイソシアナート基、(c)成分の官能基として第一級又は第二級アルコールに由来する基(又は第一級又は第二級アルコール性水酸基)、フェノールに由来する基(又はフェノール性水酸基)、カルボキシル基又はエステル結合(−COO−)を有する基
Since the functional group is easily introduced, it is preferable to have the above functional group at the terminal of the component (a).
Further preferred combinations are shown below:
(A) a group having a carboxyl group or an ester bond (—COO—) as the functional group of the component, and (c) a group derived from a primary or secondary alcohol (or primary or secondary) as the functional group of the component A secondary alcohol group), an epoxy group, a vinyl ether group or an isocyanate group; or (a) an isocyanate group as a functional group of the component, and a group derived from a primary or secondary alcohol as a functional group of the component (c) ( Or primary or secondary alcoholic hydroxyl group), a group derived from phenol (or phenolic hydroxyl group), a carboxyl group or a group having an ester bond (—COO—).

加えて、低温の硬化条件下でも良好な硬化膜強度が得られる組み合わせという点で(a)成分及び(c)成分の官能基として、オレフィンに由来する基同士又は三重結合を有する基同士が好ましい。
さらに硬化膜強度の向上とともに良好な感度が得られる組み合わせという点で(a)成分の構造としてフェノール骨格又は芳香環、(c)成分の官能基としてメチロール、アルコキシアルキル基、第三級アルコールに由来する基又はビニルエーテル基が特に好ましい。
In addition, as a functional group of the component (a) and the component (c), groups derived from olefins or groups having a triple bond are preferable in terms of a combination capable of obtaining good cured film strength even under low temperature curing conditions. .
Furthermore, it is derived from a phenol skeleton or aromatic ring as the structure of the component (a) and a methylol, alkoxyalkyl group, or tertiary alcohol as the functional group of the component (c) in terms of a combination that can improve the cured film strength and obtain good sensitivity. Particularly preferred are the groups or vinyl ether groups.

ここで本発明の(a)成分の末端基のフェノール又は芳香環に由来する基は、繰り返し単位を構成するビスアミノフェノールやジカルボン酸由来のフェノール基及び芳香環ではないことが好ましい。(a)成分の官能基が、ビスアミノフェノール、ジカルボン酸由来のフェノール基、又は芳香環である場合、前記に示した、(c)成分の官能基との架橋反応が十分に起きないと考えられる。
そこで、本発明に好適なフェノール末端を(a)成分に導入する場合、ヒドロキシ置換アニリン、その誘導体、又はヒドロキシ安息香酸及びその誘導体を用いて樹脂末端に導入する方法が挙げられる。また、芳香環末端を(a)成分に導入する場合、アニリン及びその誘導体、安息香酸及びその誘導体、ジカルボン酸無水物等を用いて樹脂末端に導入する方法が挙げられる。
Here, the group derived from the phenol or aromatic ring of the terminal group of the component (a) of the present invention is preferably not a phenol group or aromatic ring derived from bisaminophenol or dicarboxylic acid constituting the repeating unit. When the functional group of component (a) is a bisaminophenol, a phenol group derived from dicarboxylic acid, or an aromatic ring, the above-described crosslinking reaction with the functional group of component (c) is not considered to occur sufficiently. It is done.
Then, when introducing the phenol terminal suitable for this invention into (a) component, the method of introduce | transducing into the resin terminal using hydroxy substituted aniline, its derivative (s), or hydroxybenzoic acid and its derivative (s) is mentioned. Moreover, when introduce | transducing an aromatic ring terminal into (a) component, the method of introduce | transducing into a resin terminal using aniline and its derivative (s), benzoic acid and its derivative (s), dicarboxylic acid anhydride, etc. is mentioned.

(a)成分の官能基と(c)成分の官能基との組み合わせとしては、感光性樹脂組成物の塗布時には、化学結合(架橋)が生じないような組み合わせが好ましい。また、酸の存在下、150℃以上の温度で架橋することが好ましい。
そのため、これまでに示した各官能基を保護基で保護した誘導体として潜在化させることが好ましい。その場合、これらの誘導体を、露光による光化学反応、又はその後の露光後加熱工程の際の熱による化学変化等で所望の官能基に変換させる。例えば、末端基がイソシアナートの場合、イソシアナートは150℃以下の低温でも反応してしまうため、ブロックイソシアナートを用いることが好ましい。ブロックイソシアナートとは、イソシアナートをアルコキシカルボニル基等でブロック化したイソシアナートの前駆体であり、(a)成分の末端基や(c)成分に導入する。
The combination of the functional group of the component (a) and the functional group of the component (c) is preferably a combination that does not cause chemical bonding (crosslinking) when the photosensitive resin composition is applied. Moreover, it is preferable to perform crosslinking at a temperature of 150 ° C. or higher in the presence of an acid.
Therefore, it is preferable to make each functional group shown so far latent as a derivative protected with a protecting group. In that case, these derivatives are converted into a desired functional group by a photochemical reaction by exposure or a chemical change by heat in a subsequent post-exposure heating step. For example, when the terminal group is an isocyanate, the isocyanate reacts even at a low temperature of 150 ° C. or lower, and therefore it is preferable to use a block isocyanate. Block isocyanate is an isocyanate precursor obtained by blocking isocyanate with an alkoxycarbonyl group or the like, and is introduced into the terminal group of component (a) or component (c).

本発明で用いる(a)成分において、末端基と繰り返し単位との割合は、モル比率で、末端基2に対して繰り返し単位1〜100であることが好ましく、2〜50であることがより好ましい。
ここで、繰り返し単位とは、ジカルボン酸残基とジアミン残基からなる、一般式(I)の括弧内で書き表すことのできる構造単位を表す。
繰り返し単位の比率が1未満であると、架橋反応があまり進行せず、また感光特性が低下してしまう可能性がある。逆に、繰り返し単位が100よりも大きいと、十分な膜物性が得られない可能性がある。かかる繰り返し単位と末端基の比率はH−NMRによって測定することができる。
In the component (a) used in the present invention, the ratio of the terminal group to the repeating unit is a molar ratio, preferably 1 to 100 repeating units with respect to the terminal group 2, and more preferably 2 to 50. .
Here, the repeating unit represents a structural unit composed of a dicarboxylic acid residue and a diamine residue, which can be written in parentheses in the general formula (I).
If the ratio of the repeating units is less than 1, the crosslinking reaction does not proceed so much and the photosensitive characteristics may be deteriorated. Conversely, if the repeating unit is larger than 100, there is a possibility that sufficient film properties cannot be obtained. The ratio between the repeating unit and the end group can be measured by 1 H-NMR.

(a)成分の末端基がカルボキシル基又はアミノ基である場合、その末端基は(a)成分の合成時に用いられる、ジカルボン酸又はジアミン由来のものであってもよい。
末端カルボキシル基がアミノ基よりもモル比率で5倍以上あるものを「カルボキシル基末端である(a)成分」とし、末端アミノ基がカルボキシル基よりもモル比率で5倍以上あるものを「アミノ基末端である(a)成分」とする。
カルボキシル基末端である(a)成分は、合成時のジカルボン酸/ジアミン(ビスアミノフェノール)の比率(モル比)を50/49より大きくすることにより得られ、アミノ基末端である(a)成分は合成時のジアミン(ビスアミノフェノール)/ジカルボン酸の比率(モル比)を50/49よりも大きくすることにより得られる。
When the terminal group of the component (a) is a carboxyl group or an amino group, the terminal group may be derived from a dicarboxylic acid or a diamine used during the synthesis of the component (a).
A compound in which the terminal carboxyl group has a molar ratio of 5 times or more than the amino group is referred to as “carboxyl terminal (a) component”, and the terminal amino group has a molar ratio of 5 times or more than the carboxyl group in the “amino group” The component (a) is the terminal.
Component (a) which is a carboxyl group terminal is obtained by increasing the ratio (molar ratio) of dicarboxylic acid / diamine (bisaminophenol) during synthesis to more than 50/49, and component (a) which is an amino group terminal Is obtained by making the ratio (molar ratio) of diamine (bisaminophenol) / dicarboxylic acid during synthesis greater than 50/49.

ジカルボン酸及びジアミンを当量用いて(a)の合成を行った場合、カルボキシル基末端である(a)成分とアミノ基末端である(a)成分が合成され、末端基同士が反応してしまうため、安定性が低下し、さらに耐薬品性、耐熱性及び機械特性が低下する傾向がある。(a)成分中のアミノ基の存在はH−NMRの積分値により容易に定量することができる。 When (a) is synthesized using an equivalent amount of dicarboxylic acid and diamine, the (a) component that is the carboxyl group end and the (a) component that is the amino group end are synthesized and the end groups react with each other. , The stability tends to decrease, and the chemical resistance, heat resistance and mechanical properties tend to decrease. The presence of an amino group in the component (a) can be easily quantified by an integral value of 1 H-NMR.

(a)成分の末端基がヒドロキシ基置換アニリン及びその誘導体に由来するフェノール末端の場合は、ジカルボン酸残基がジアミン残基より1つ多く、ジカルボン酸残基:ジアミン残基=100:99〜2:1の範囲であることが好ましく、50:49〜3:2の範囲であることがより好ましい。
末端基がヒドロキシ安息香酸及びその誘導体に由来するフェノール末端の場合は、ジカルボン酸残基がジアミン残基より1つ少なく、ジカルボン酸残基:ジアミン残基=99:100〜1:2の範囲とするのが好ましく、49:50〜2:3の範囲であることがより好ましい。その定量方法としては、H−NMRの測定により行うことができる。
In the case where the terminal group of the component (a) is a phenol terminal derived from a hydroxy group-substituted aniline and a derivative thereof, the dicarboxylic acid residue is one more than the diamine residue, and the dicarboxylic acid residue: diamine residue = 100: 99 to A range of 2: 1 is preferable, and a range of 50:49 to 3: 2 is more preferable.
When the terminal group is a phenol terminal derived from hydroxybenzoic acid and its derivatives, the dicarboxylic acid residue is one less than the diamine residue, and the dicarboxylic acid residue: diamine residue = 99: 100 to 1: 2 range. It is preferable to be in the range of 49:50 to 2: 3. The quantitative method can be performed by measuring 1 H-NMR.

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

Figure 2012203359
式中、U,V,W,Xは各々独立に二価の有機基を示し、Vが炭素数1〜30の脂肪族構造を含む基であるか、又はUが主鎖を構成する炭素数が2〜30の脂肪族構造を含む基であり、j及びkはA構造単位とB構造単位のモル分率を示し、j及びkの和は100モル%である。
即ち、一般式(II)において、式中のjとkのモル分率は、j=5〜85モル%、k=15〜95モル%であることが感度、解像度、機械特性、耐熱性及び耐薬品性の点でより好ましい。
Figure 2012203359
In the formula, U, V, W and X each independently represent a divalent organic group, V is a group containing an aliphatic structure having 1 to 30 carbon atoms, or U is the number of carbon atoms constituting the main chain. Is a group containing an aliphatic structure of 2 to 30, j and k represent the mole fraction of the A structural unit and the B structural unit, and the sum of j and k is 100 mol%.
That is, in the general formula (II), the molar fraction of j and k in the formula is such that j = 5 to 85 mol%, k = 15 to 95 mol%, sensitivity, resolution, mechanical properties, heat resistance and More preferable in terms of chemical resistance.

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

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

ジクロリド誘導体を合成する方法としては、ジカルボン酸誘導体と上記ハロゲン化剤とを溶媒中で反応させるか、過剰のハロゲン化剤中で反応を行った後、過剰分を留去する方法で合成できる。反応溶媒としては、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に対して、1.5〜3.0モルが好ましく、1.7〜2.5モルがより好ましく、ハロゲン化剤中で反応させる場合は、4.0〜50モルが好ましく、5.0〜20モルがより好ましい。反応温度は、−10〜70℃が好ましく、0〜20℃がより好ましい。   The amount of these halogenating agents to be used in a solvent is preferably 1.5 to 3.0 mol, more preferably 1.7 to 2.5 mol relative to the dicarboxylic acid derivative. When making it react in an agent, 4.0-50 mol is preferable and 5.0-20 mol is more preferable. The reaction temperature is preferably -10 to 70 ° C, more preferably 0 to 20 ° C.

ジクロリド誘導体とジアミン類との反応は、脱ハロゲン化水素剤の存在下に、有機溶媒中で行うことが好ましい。脱ハロゲン化水素剤としては、通常、ピリジン、トリエチルアミン等の有機塩基が使用される。また、有機溶媒としては、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.

次に、一般式(I)、(II)におけるU,Vとして好ましい基について説明する。
式(I)、(II)において、U,Vはそれぞれ2価の有機基であるが、少なくともVは炭素数1〜30の脂肪族構造を含む基であるか、又はUは主鎖を構成する炭素数が2〜30の脂肪族構造を含む基である。
Vが炭素数1〜30の脂肪族構造を含む基であるとき、Uは任意の2価の有機基でよい。Uが主鎖を構成する炭素数が2〜30の脂肪族構造を含む基であるとき、Vは任意の2価の有機基でよい。また、Vが炭素数1〜30の脂肪族構造を含む基であり、かつ、Uが主鎖を構成する炭素数が2〜30の脂肪族構造を含む基であってもよい。
Next, preferable groups as U and V in the general formulas (I) and (II) will be described.
In formulas (I) and (II), U and V are each a divalent organic group, but at least V is a group containing an aliphatic structure having 1 to 30 carbon atoms, or U constitutes the main chain. And a group containing an aliphatic structure having 2 to 30 carbon atoms.
When V is a group containing an aliphatic structure having 1 to 30 carbon atoms, U may be any divalent organic group. When U is a group containing an aliphatic structure having 2 to 30 carbon atoms constituting the main chain, V may be any divalent organic group. Further, V may be a group including an aliphatic structure having 1 to 30 carbon atoms, and U may be a group including an aliphatic structure having 2 to 30 carbon atoms constituting the main chain.

また、U及びVの少なくとも一方が(UV1)又は(UV2)で表される構造、又は(UV1)又は(UV2)で表される構造を含む構造であると、280℃以下での脱水閉環率が高い点で望ましい。さらに炭素数7〜30の脂肪族構造を含む基であると弾性率が低くかつ破断伸びが高く、より好ましい。   In addition, when at least one of U and V is a structure represented by (UV1) or (UV2), or a structure containing a structure represented by (UV1) or (UV2), the dehydration ring closure rate at 280 ° C. or lower Is desirable in terms of high. Further, a group containing an aliphatic structure having 7 to 30 carbon atoms is more preferable because the elastic modulus is low and the elongation at break is high.

Figure 2012203359
(式中、R、Rは各々独立に水素、フッ素又は炭素数1〜6のアルキレン基又は炭素数1〜6のフッ化アルキレン基であり、Uが(UV1)の構造を含む場合、aは2〜30の整数であり、Vが(UV1)の構造を含む場合、aは1〜30の整数である。)
Figure 2012203359
(Wherein R 1 and R 2 are each independently hydrogen, fluorine, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorinated alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and U includes a structure of (UV1), a is an integer of 2 to 30, and when V includes a structure of (UV1), a is an integer of 1 to 30.)

Figure 2012203359
(式中、R〜Rは各々独立に水素、フッ素、炭素数1〜6のアルキレン基又は炭素数1〜6のフッ化アルキレン基であり、b〜dは各々独立に1〜6の整数を表し、eは0〜3の整数である。Aは、−O−、−S−、−SO−、−CO−、−NHCO−、−C(CF−、−C≡C−、又は−RC=CR10−であり、R及びR10は各々独立に水素、フッ素又は炭素数1〜6のアルキル基である。)
Figure 2012203359
Wherein R 3 to R 8 are each independently hydrogen, fluorine, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorinated alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and b to d are each independently 1 to 6 Represents an integer, and e is an integer of 0 to 3. A is —O—, —S—, —SO 2 —, —CO—, —NHCO—, —C (CF 3 ) 2 —, —C≡. C— or —R 9 C═CR 10 —, wherein R 9 and R 10 are each independently hydrogen, fluorine, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)

上記ジアミン類としては、例えば次の一般式(III)に示す化合物が挙げられる。

Figure 2012203359
式中、nは1〜6の整数である。 Examples of the diamines include compounds represented by the following general formula (III).
Figure 2012203359
In formula, n is an integer of 1-6.

その他、U(Vが炭素数1〜30の脂肪族構造を含む基である場合)又はWで表される有機基を有するジアミン類としては、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、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−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)エーテル、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)エーテル等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。   In addition, diamines having an organic group represented by U (when V is a group including an aliphatic structure having 1 to 30 carbon atoms) or W include bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, Bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis ( 4-amino-3-hydroxyphenyl) propane, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) ether, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) ether, and the like. Not intended to be.

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。これらの中でもジアミン類としては露光光線の透過性と現像性の観点からビス(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、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパンを用いることが好ましい。   These compounds are used alone or in combination of two or more. Among these, diamines are bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, 2,2-bis (2, from the viewpoints of exposure light transmittance and developability. 3-amino-4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) -1,1,1,3 It is preferable to use 3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, or 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) propane.

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

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

以上のようなジカルボン酸類としては、例えばマロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、イソプロピルマロン酸、ジ−n−ブチルマロン酸、スクシン酸、テトラフルオロスクシン酸、メチルスクシン酸、2,2−ジメチルスクシン酸、2,3−ジメチルスクシン酸、ジメチルメチルスクシン酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジメチルグルタル酸、3−エチル−3−メチルグルタル酸、アジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、3−メチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2,6,6−テトラメチルピメリン酸、スベリン酸、ドデカフルオロスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサデカフルオロセバシン酸、1,9−ノナン二酸、ドデカンニ酸、トリデカンニ酸、テトラデカンニ酸、ペンタデカンニ酸、ヘキサデカンニ酸、ヘプタデカンニ酸、オクタデカン二酸、ノナデカンニ酸、エイコサンニ酸、ヘンエイコサンニ酸、ドコサンニ酸、トリコサンニ酸、テトラコサンニ酸、ペンタコサンニ酸、ヘキサコサンニ酸、ヘプタコサンニ酸、オクタコサンニ酸、ノナコサンニ酸、トリアコンタンニ酸、ヘントリアコンタンニ酸、ドトリアコンタンニ酸、ジグリコール酸等が挙げられる。   Examples of the dicarboxylic acids as described above include malonic acid, dimethylmalonic acid, ethylmalonic acid, isopropylmalonic acid, di-n-butylmalonic acid, succinic acid, tetrafluorosuccinic acid, methylsuccinic acid, and 2,2-dimethyl. Succinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, dimethylmethylsuccinic acid, glutaric acid, hexafluoroglutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3,3 -Dimethylglutaric acid, 3-ethyl-3-methylglutaric acid, adipic acid, octafluoroadipic acid, 3-methyladipic acid, pimelic acid, 2,2,6,6-tetramethylpimelic acid, suberic acid, dodeca Fluorosberic acid, azelaic acid, sebacic acid, hexadecafluorosebacic acid, 1,9-nonanedioic acid Dodecanoic acid, tridecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, hexadecanoic acid, heptadecanoic acid, octadecanedioic acid, nonadecanoic acid, eicosanic acid, heneicosanoic acid, docosanic acid, tricosannic acid, tetracosannic acid, pentacosannic acid, hexacosanic acid, heptasanic acid, heptasanic acid Examples include acids, octacosannic acid, nonacosannic acid, triacontaninic acid, hentriacontaninic acid, dotriacontaninic acid, and diglycolic acid.

さらに、次の一般式(IV)で示される化合物も好ましい。

Figure 2012203359
式中、Tは炭素数1〜6の炭化水素基、nは1〜6の整数である。 Furthermore, a compound represented by the following general formula (IV) is also preferable.
Figure 2012203359
In the formula, T is a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 6.

これらの中でもジカルボン酸類としては機械特性の観点からカルボキシル基を除く炭素数が6以上のものを用いることが好ましく、炭素数6以上20以下のものを用いることがより好ましく、さらに炭素数8以上14以下のものを用いることが好ましい。
炭素数が6よりも小さいものは、十分な機械特性が得られない恐れがあり、炭素数が20よりも大きいものは、他の成分との相溶性や感光特性の低下が起こる場合がある。
Among these, as the dicarboxylic acids, those having 6 or more carbon atoms excluding the carboxyl group are preferably used from the viewpoint of mechanical properties, those having 6 to 20 carbon atoms are more preferable, and those having 8 to 14 carbon atoms are more preferable. The following are preferably used.
When the number of carbon atoms is less than 6, sufficient mechanical properties may not be obtained. When the number of carbon atoms is larger than 20, compatibility with other components and deterioration of photosensitive properties may occur.

一般式(I)、(II)におけるその他のV(Uが、主鎖を構成する炭素数が2〜30の脂肪族構造を含む基である場合)、又はXで表される有機基を有するジカルボン酸類として、イソフタル酸、テレフタル酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジカルボキシビフェニル、4,4’−ジカルボキシジフェニルエーテル、4,4’−ジカルボキシテトラフェニルシラン、ビス(4−カルボキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(p−カルボキシフェニル)プロパン、5−tert−ブチルイソフタル酸、5−ブロモイソフタル酸、5−フルオロイソフタル酸、5−クロロイソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族系ジカルボン酸等を併用することができる。これらの化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   Other V in the general formulas (I) and (II) (when U is a group including an aliphatic structure having 2 to 30 carbon atoms constituting the main chain) or an organic group represented by X Dicarboxylic acids include isophthalic acid, terephthalic acid, 2,2-bis (4-carboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 4,4′-dicarboxybiphenyl, 4,4 '-Dicarboxydiphenyl ether, 4,4'-dicarboxytetraphenylsilane, bis (4-carboxyphenyl) sulfone, 2,2-bis (p-carboxyphenyl) propane, 5-tert-butylisophthalic acid, 5-bromo Aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid, 5-fluoroisophthalic acid, 5-chloroisophthalic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid can be used in combination. Kill. These compounds can be used alone or in combination of two or more.

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

また(a)成分として、U、Wで表される有機基を有するアミノフェノール以外に、本発明の効果を損なわない範囲で、下記のジアミンを併せて使用することもできる。このようなジアミンとしては、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を挙げることができる。   Further, as the component (a), in addition to aminophenols having organic groups represented by U and W, the following diamines can also be used as long as the effects of the present invention are not impaired. 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- Aromatic diamine compounds such as (4-aminophenoxy) phenyl] ether and 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene can be mentioned.

この他にもシリコーン基を有するジアミンとして、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)製、商品名)等を挙げることができる。
このようなジアミン類は、U、Wで表される有機基を有するアミノフェノールとのモル比率で、多くともこれらジアミンが全アミノフェノールの25%以下として用いるのが、一般式(I)又は(II)で表されるポリマーの感光特性を低下させないために好ましい。さらに好ましくは15%以下である。
As other diamines having a silicone group, LP-7100, X-22-161AS, X-22-161A, X-22-161B, X-22-161C and X-22-161E (all Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (Trade name, manufactured by Co., Ltd.).
Such diamines are used in a molar ratio with aminophenols having organic groups represented by U and W, and at most, these diamines are used as 25% or less of the total aminophenols. It is preferable in order not to deteriorate the photosensitive properties of the polymer represented by II). More preferably, it is 15% or less.

[(b)成分]
本発明のネガ型感光性樹脂組成物において、前記(a)成分として用いるポリベンゾオキサゾール前駆体とともに、前記(b)成分として365〜700nmの波長領域の活性光線照射により酸を発生する化合物(以下、酸発生剤という)を用いる。
この酸発生剤の含有量は、感光時の感度、解像度を良好とするために、(a)成分100重量部に対して、0.01〜15重量部とすることが好ましく、0.01〜10重量部とすることがより好ましく、0.5〜5重量部とすることがさらに好ましい。(b)成分の量が15重量部より多くなると、(b)成分由来の吸収帯により底部まで露光した光が到達せず、アンダーカット等が起こるため、パターン形状が悪化する可能性がある。また、(b)成分の量が0.01質量部より少ないと、感度が著しく低下する可能性がある。
[Component (b)]
In the negative photosensitive resin composition of the present invention, together with the polybenzoxazole precursor used as the component (a), a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays in the wavelength region of 365 to 700 nm as the component (b) , Referred to as an acid generator).
The content of the acid generator is preferably 0.01 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of component (a) in order to improve the sensitivity and resolution during exposure. 10 parts by weight is more preferable, and 0.5 to 5 parts by weight is even more preferable. When the amount of the component (b) exceeds 15 parts by weight, the exposed light does not reach the bottom due to the absorption band derived from the component (b), and undercut or the like occurs, so that the pattern shape may be deteriorated. On the other hand, if the amount of component (b) is less than 0.01 parts by mass, the sensitivity may be significantly reduced.

本発明に使用する前記酸発生剤(b)は、365〜700nmの波長領域の活性光線の照射によって酸性を呈すると共に、その作用により、(c)成分と(a)成分の官能基とを架橋する、又は(c)成分同士を重合する作用を有する。このような(b)成分としては、例えば、ジアリールスルホニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、芳香族テトラカルボン酸エステル、芳香族スルホン酸エステル、ニトロベンジルエステル、オキシムスルホン酸エステル、芳香族N−オキシイミドスルフォネート、芳香族スルファミド、ハロアルキル基含有炭化水素系化合物、ハロアルキル基含有ヘテロ環状化合物等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   The acid generator (b) used in the present invention exhibits acidity upon irradiation with actinic rays in the wavelength region of 365 to 700 nm, and crosslinks the functional groups of the component (c) and the component (a) by its action. Or (c) has an effect of polymerizing the components. Examples of such component (b) include diarylsulfonium salts, triarylsulfonium salts, dialkylphenacylsulfonium salts, diaryliodonium salts, aromatic tetracarboxylic acid esters, aromatic sulfonic acid esters, nitrobenzyl esters, oxime sulfones. Examples include acid esters, aromatic N-oxyimide sulfonates, aromatic sulfamides, haloalkyl group-containing hydrocarbon compounds, and haloalkyl group-containing heterocyclic compounds. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

上記ジアリールスルホニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩としては、下記一般式(BI)で表される化合物が好ましい。

Figure 2012203359
nは2〜3の整数、mは0〜1の整数で、n+m=3である。Rは1価のアルキル基である。Zは芳香環である。Xは発生する酸の共役塩基である。 As the diarylsulfonium salt, triarylsulfonium salt and dialkylphenacylsulfonium salt, compounds represented by the following general formula (BI) are preferred.
Figure 2012203359
n is an integer of 2 to 3, m is an integer of 0 to 1, and n + m = 3. R is a monovalent alkyl group. Z is an aromatic ring. X - is the conjugate base of the acid generated.

また、ジアリールヨードニウム塩としては下記一般式(BII)又は(BIII)で表される化合物が好ましい。

Figure 2012203359
nは0又は1である。R及びRは各々独立に1価のアルキル基、Rは各々独立に一価のアリール基である。 Moreover, as a diaryl iodonium salt, the compound represented with the following general formula (BII) or (BIII) is preferable.
Figure 2012203359
n is 0 or 1. R 1 and R 3 are each independently a monovalent alkyl group, and R 2 are each independently a monovalent aryl group.

上記芳香族スルホン酸エステルとしては、ニトロベンジルエステル化合物、又は下記一般式(BIV)又は(BV)で表される化合物が好ましい。

Figure 2012203359
は1価の炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜10のアルキル基又はこれらを組み合わせた基である。Rは1価のアリール基又はアルキル基で、これらの基はヘテロ原子を介してベンゼン環に置換していてもよい。Rはアルキル基又はシアノ基である。 The aromatic sulfonic acid ester is preferably a nitrobenzyl ester compound or a compound represented by the following general formula (BIV) or (BV).
Figure 2012203359
R 1 is a monovalent aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a group obtained by combining these. R 2 is a monovalent aryl group or alkyl group, and these groups may be substituted on the benzene ring via a hetero atom. R 3 is an alkyl group or a cyano group.

上記芳香族N−オキシイミドスルフォネートとしては、下記一般式(BVI)又は(BVII)で表される化合物が好ましい。

Figure 2012203359
Rは1価のアリール基又はアルキル基である。 As the aromatic N-oxyimide sulfonate, a compound represented by the following general formula (BVI) or (BVII) is preferable.
Figure 2012203359
R is a monovalent aryl group or alkyl group.

上記一般式で示される化合物は必要に応じて2種類以上併用したり、他の増感剤と組合せて使用することができる。上述した化合物のうち、感光性樹脂組成物の安定性、イオンマイグレーションを抑止する観点から塩構造を有さないものが好ましい。さらに、一般式(BIV)、(BV)、(BVI)又は(BVII)で示される、芳香族オキシムスルホン酸エステル又は芳香族N−オキシイミドスルフォネートを用いることが、高感度にできる観点から特に好ましい。   The compounds represented by the above general formula can be used in combination of two or more as required, or in combination with other sensitizers. Among the compounds described above, those having no salt structure are preferred from the viewpoint of suppressing the stability of the photosensitive resin composition and ion migration. Furthermore, from the viewpoint of using the aromatic oxime sulfonate ester or aromatic N-oxyimide sulfonate represented by the general formula (BIV), (BV), (BVI) or (BVII), the sensitivity can be increased. Particularly preferred.

[(c)成分]
本発明に使用する(c)成分、即ち酸の作用により(a)成分と架橋又は重合し得る化合物(以下、「架橋剤」ともいう)は、前述した条件を満たすものであれば特に制限はないが、(a)成分と反応する官能基を、分子内に少なくとも1つ以上有する化合物であることが好ましく、(c)成分の(a)成分と架橋反応をする温度は、150℃以上であることが好ましい。
150℃未満の場合、感光性樹脂組成物が塗布、乾燥、露光及び現像の各工程で架橋反応を起こしてしまう恐れがある。(c)成分は(a)成分と架橋反応するが、さらに(c)成分同士の分子間で重合するような化合物でもよい。
[Component (c)]
The component (c) used in the present invention, that is, a compound that can be crosslinked or polymerized with the component (a) by the action of an acid (hereinafter also referred to as “crosslinking agent”) is not particularly limited as long as it satisfies the above-mentioned conditions. However, it is preferably a compound having at least one functional group that reacts with the component (a) in the molecule, and the temperature at which the crosslinking reaction with the component (a) of the component (c) is 150 ° C. or more. Preferably there is.
When the temperature is lower than 150 ° C., the photosensitive resin composition may cause a crosslinking reaction in each step of coating, drying, exposure and development. Although the component (c) undergoes a crosslinking reaction with the component (a), it may be a compound that polymerizes between molecules of the component (c).

このような(c)成分として、分子内に2個以上のメチロール基、アルコキシメチル基、エポキシ基、オキセタン、ビニルエーテル基、オレフィン、アルキニル基、シアノ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、エステル結合、シクロアルキル基、アミノ基、イソシアナート基等を有することが好ましい。   As such component (c), two or more methylol groups, alkoxymethyl groups, epoxy groups, oxetanes, vinyl ether groups, olefins, alkynyl groups, cyano groups, hydroxy groups, carboxyl groups, ester bonds, cycloalkyls in the molecule It preferably has a group, an amino group, an isocyanate group or the like.

特に好ましくは、これらの置換基が芳香環上に置換した化合物、即ちフェノール、ビスフェノール、ポリフェノール、ノボラック樹脂及びレゾール樹脂等の芳香環上に上記置換基が置換した化合物や、これらの置換基でN位を置換したメラミン、ベンゾグアナミン、グリコールウリル、尿素化合物等が特に好ましい。これら好ましい化合物群の例を以下の一般式(V)、(VI)として挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Particularly preferably, a compound in which these substituents are substituted on an aromatic ring, that is, a compound in which the above substituent is substituted on an aromatic ring such as phenol, bisphenol, polyphenol, novolac resin, and resole resin, or N in these substituents. Particularly preferred are melamine, benzoguanamine, glycoluril, urea compounds and the like substituted in position. Examples of these preferable compound groups are given as the following general formulas (V) and (VI), but the present invention is not limited thereto.

Figure 2012203359
式中、Xは単結合又は一価〜四価の有機基を示し、Zは(a)成分と反応する官能基を示し、R11は水素原子、水酸基又は一価の有機基を示し、fは1〜4の整数であり、p及びqは各々独立に1〜4の整数である。
Figure 2012203359
In the formula, X represents a single bond or a monovalent to tetravalent organic group, Z represents a functional group that reacts with the component (a), R 11 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, or a monovalent organic group, f Is an integer of 1 to 4, and p and q are each independently an integer of 1 to 4.

Figure 2012203359
式中、Zは各々独立に(a)成分と反応する官能基を示し、R12は各々独立に水素原子又は一価の有機基を示し、互いが結合することで環構造となっていてもよい。
Figure 2012203359
In the formula, each Z independently represents a functional group that reacts with the component (a), and each R 12 independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and may be bonded to each other to form a ring structure. Good.

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

Figure 2012203359
式中、個々のX’は、各々独立に、単結合、アルキレン基(例えば炭素原子数が1〜10のもの)、アルキリデン基(例えば炭素数が2〜10のもの)、それらの水素原子の一部又は全部をハロゲン原子で置換した基、スルホン基、カルボニル基、エーテル結合、チオエーテル結合、アミド結合等から選択されるものであり、R13は水素原子、ヒドロキシ基、アルキル基又はハロアルキル基であり、複数存在する場合は互いに同一でも異なっていてもよく、gは1〜10の整数である。
Figure 2012203359
In the formula, each X ′ is independently a single bond, an alkylene group (for example, having 1 to 10 carbon atoms), an alkylidene group (for example having 2 to 10 carbon atoms), or a hydrogen atom thereof. A group partially or entirely substituted with a halogen atom, a sulfone group, a carbonyl group, an ether bond, a thioether bond, an amide bond, etc., and R 13 is a hydrogen atom, a hydroxy group, an alkyl group or a haloalkyl group Yes, when there are a plurality, they may be the same or different, and g is an integer of 1 to 10.

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

Figure 2012203359
式中、2つのYは各々独立に水素原子又は炭素原子数1〜10のアルキル基であり酸素原子又はフッ素原子を含んでいてもよく、Zは各々独立に(a)成分と反応する官能基を示し、R14〜R15は各々独立に水素原子又は一価の有機基を示し、p及びqは各々独立に0〜4の整数、r及びsは各々独立に1〜4の整数である。
Figure 2012203359
In the formula, two Y's are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and may contain an oxygen atom or a fluorine atom, and Z is a functional group that independently reacts with the component (a). R 14 to R 15 each independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, p and q are each independently an integer of 0 to 4, and r and s are each independently an integer of 1 to 4. .

このような(c)成分としては、特に薬液耐性の観点から下記構造を有するものが特に好ましい。これらは、単独で使用してもよく、また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。

Figure 2012203359
Zは炭素数1〜10の一価のアルキル基を表し、Rは炭素数1〜20のアルキル基を表す。 As such a component (c), those having the following structure are particularly preferred from the viewpoint of chemical resistance. These may be used alone or in combination of two or more.
Figure 2012203359
Z represents a monovalent alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

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

[d成分]
本発明のネガ型感光性樹脂組成物において、前記(a)成分の熱硬化時の環化を促進し、(c)成分の架橋反応を促進するために、硬化時の熱で酸を発生する化合物を用いる。ここで(d)成分は、露光時に前記(b)成分として用いる酸発生剤の光反応を妨げないよう、365〜700nmの波長領域に吸収を有さない化合物である必要がある。
ここで、365〜700nmの波長領域に吸収を有さないことについて定義する。濃度1.5×10−2Mの溶液として分光光度計により、セル長(光路長)が1cmの石英セルを用いて吸光度を測定し、365〜700nmの波長範囲の吸光度が0.015以下であるとき、この化合物は365〜700nmの波長領域に吸収を有さないとする。
[D component]
In the negative photosensitive resin composition of the present invention, in order to promote the cyclization of the component (a) during thermosetting and to promote the crosslinking reaction of the component (c), an acid is generated by the heat during curing. Use compounds. Here, the component (d) needs to be a compound having no absorption in the wavelength region of 365 to 700 nm so as not to prevent the photoreaction of the acid generator used as the component (b) at the time of exposure.
Here, it defines about having no absorption in a wavelength range of 365-700 nm. Absorbance was measured with a spectrophotometer as a 1.5 × 10 −2 M solution using a quartz cell with a cell length (optical path length) of 1 cm, and the absorbance in the wavelength range of 365 to 700 nm was 0.015 or less. In some cases, this compound has no absorption in the 365-700 nm wavelength region.

このような(d)成分としては、熱により生ずる酸が強酸であることが好ましい。中でも熱によりスルホン酸を生ずるスルホン酸塩、又はスルホン酸誘導体を用いた場合には、銅基板上での感光特性を低下させず、かつ耐イオンマイグレーション性に優れるので、より好ましい。熱により発生する強酸として、具体的には、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸のようなアリールスルホン酸、カンファースルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ノナフルオロブタンスルホン酸のようなパーフルオロアルキルスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ブタンスルホン酸のようアルキルスルホン酸が望ましい。   As such component (d), the acid generated by heat is preferably a strong acid. Among them, the use of a sulfonate or a sulfonic acid derivative that generates sulfonic acid by heat is more preferable because it does not deteriorate the photosensitive characteristics on the copper substrate and is excellent in ion migration resistance. Specific examples of strong acids generated by heat include arylsulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid and benzenesulfonic acid, perfluoroalkylsulfonic acids such as camphorsulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, and nonafluorobutanesulfonic acid. Alkyl sulfonic acids such as methane sulfonic acid, ethane sulfonic acid and butane sulfonic acid are desirable.

このような酸を生じる、(d)成分としては、これらのオニウム塩やピリジニウム誘導体としての塩の形やイミドスルホナート、スルホン酸エステルのような共有結合を有している化合物を用いることが好ましい。例えば、ジフェニルヨードニウム塩等のジアリールヨードニウム塩、ジ(t−ブチルフェニル)ヨードニウム塩等のジ(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等の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等のジアリールモノアルキルヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩等が挙げられる。   As the component (d) that generates such an acid, it is preferable to use a compound having a covalent bond such as an onium salt or a pyridinium derivative as a salt form, imide sulfonate, or sulfonate. . For example, diaryliodonium salts such as diphenyliodonium salts, di (alkylaryl) iodonium salts such as di (t-butylphenyl) iodonium salts, trialkylsulfonium salts such as trimethylsulfonium salts, and dialkylmonoaryls such as dimethylphenylsulfonium salts Examples thereof include diarylmonoalkyliodonium salts such as sulfonium salts and diphenylmethylsulfonium salts, and triarylsulfonium salts.

上記スルホニウム塩としては、下記一般式(DI)で示すような化合物が好ましい。

Figure 2012203359
上記一般式(DI)中、R、R及びRは各々独立にアルキル基又はアリール基を表し、Xは発生する酸の共役塩基を表す。
前記R、R及びRとして用いるアルキル基としては、メチル基が好ましく、アリール基としては、フェニル基又は置換基を有するフェニル基が好ましい。Xで表される酸の共役塩基としては、メタンスルホニル又はトリフルオロメタンスルホニルが好ましい。これらの中では、薬液耐性、機械特性向上の観点からメタンスルホン酸のトリアルキルスルホニウム塩がより好ましく、特にメタンスルホン酸のトリメチルスルホニウム塩が好ましい。 The sulfonium salt is preferably a compound represented by the following general formula (DI).
Figure 2012203359
In the general formula (DI), R 1 , R 2 and R 3 each independently represents an alkyl group or an aryl group, and X represents a conjugate base of the generated acid.
The alkyl group used as R 1 , R 2 and R 3 is preferably a methyl group, and the aryl group is preferably a phenyl group or a phenyl group having a substituent. X - is the acid conjugate base of which is represented by, methanesulfonyl or trifluoromethanesulfonyl are preferred. Among these, a trialkylsulfonium salt of methanesulfonic acid is more preferable from the viewpoint of chemical resistance and improvement of mechanical properties, and a trimethylsulfonium salt of methanesulfonic acid is particularly preferable.

さらに、下記一般式(DII)で表される化合物が好ましい。

Figure 2012203359
式中、nは1〜3の整数、mは0〜2の整数であり、n+m=3である。Rは1価のアルキル基である。Zは水素、1価の飽和アルキル基又はアルコキシ基である。Xは発生する酸の共役塩基である。 Furthermore, the compound represented by the following general formula (DII) is preferable.
Figure 2012203359
In the formula, n is an integer of 1 to 3, m is an integer of 0 to 2, and n + m = 3. R is a monovalent alkyl group. Z is hydrogen, a monovalent saturated alkyl group or an alkoxy group. X - is the conjugate base of the acid generated.

上記ヨードニウム塩としては、下記一般式(DIII)で表される化合物が好ましい。

Figure 2012203359
n及びmはそれぞれ0〜2の整数で、n+m=2である。Rは1価のアルキル基である。Zは水素、1価の飽和アルキル基又はアルコキシ基である。Xは発生する酸の共役塩基である。 As said iodonium salt, the compound represented by the following general formula (DIII) is preferable.
Figure 2012203359
n and m are each an integer of 0 to 2, and n + m = 2. R is a monovalent alkyl group. Z is hydrogen, a monovalent saturated alkyl group or an alkoxy group. X - is the conjugate base of the acid generated.

上記ピリジニウム誘導体としては、下記一般式(DIV)で表される化合物が好ましい。

Figure 2012203359
nは0〜5の整数である。Rは1価のアルキル基、Xは発生する酸の共役塩基である。 As said pyridinium derivative, the compound represented by the following general formula (DIV) is preferable.
Figure 2012203359
n is an integer of 0-5. R is a monovalent alkyl group, X - is the conjugate base of the acid generated.

上記イミドスルホナートとしては、下記一般式(DV)、(DVI)及び(DVII)で表される化合物のいずれかであることが好ましい。

Figure 2012203359
nは1又は2である。Rは炭素数1〜5の一価のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、又はこれらを組み合わせた基であり、Rは水素又は1価のアルキル基である。 The imide sulfonate is preferably any of compounds represented by the following general formulas (DV), (DVI), and (DVII).
Figure 2012203359
n is 1 or 2. R 1 is a monovalent alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or a combination thereof, and R 2 is hydrogen or a monovalent alkyl group.

上記スルホン酸エステルとしては、下記一般式(DVIII)で表される化合物であることが好ましい。
−SO−R(DVIII)
式中、R及びRは各々独立した1価のアリール基又はアルキル基である。
The sulfonic acid ester is preferably a compound represented by the following general formula (DVIII).
R 1 —SO 3 —R 2 (DVIII)
In the formula, R 1 and R 2 are each independently a monovalent aryl group or an alkyl group.

上記化合物のうち、一般式(DIV)で示されるような、ピリジニウム誘導体は(a)成分の熱硬化時のオキサゾール環への環化効率を大きく向上させるため好ましい。さらに、ピリジニウム誘導体のスルホン酸塩は、樹脂の保存安定性、感度及び解像度のバランスの観点で優れるので特に好ましい。   Of the above compounds, a pyridinium derivative as represented by the general formula (DIV) is preferable because it greatly improves the cyclization efficiency of the component (a) to the oxazole ring during thermosetting. Furthermore, a sulfonate salt of a pyridinium derivative is particularly preferable because it is excellent in terms of the balance of storage stability, sensitivity, and resolution of the resin.

このような(d)成分の中でも熱分解開始温度が50℃〜260℃であるものが望ましい。具体的には、熱重量分析(Tg)で測定される1%重量減少温度が50℃〜260℃、又は5%重量減少温度が60℃〜280℃であるものが望ましい。さらには、1%重量減少温度が140℃〜245℃であるものがプリベーク時の際に酸が発生せず、感光特性等に悪影響を与える可能性がないのでより好ましい。具体的には、熱重量分析(Tg)で測定される1%重量減少温度が140℃〜245℃、又は5%重量減少温度が170℃〜250℃であるものが望ましい。   Among these components (d), those having a thermal decomposition starting temperature of 50 ° C. to 260 ° C. are desirable. Specifically, it is desirable that the 1% weight loss temperature measured by thermogravimetric analysis (Tg) is 50 ° C. to 260 ° C., or the 5% weight loss temperature is 60 ° C. to 280 ° C. Furthermore, those having a 1% weight loss temperature of 140 ° C. to 245 ° C. are more preferable because no acid is generated during pre-baking and there is no possibility of adversely affecting the photosensitive properties and the like. Specifically, it is desirable that the 1% weight loss temperature measured by thermogravimetric analysis (Tg) is 140 ° C. to 245 ° C., or the 5% weight loss temperature is 170 ° C. to 250 ° C.

(d)成分は、(a)成分100重量部に対して15重量部以下で添加するのが好ましく、10重量部以下がより好ましい。添加量が15重量部を超える場合には、プリベーク時の熱分解による影響が無視できない恐れがある。   Component (d) is preferably added in an amount of 15 parts by weight or less, more preferably 10 parts by weight or less based on 100 parts by weight of component (a). When the addition amount exceeds 15 parts by weight, the influence of thermal decomposition during pre-baking may not be negligible.

本発明の組成物は、例えば、90%重量以上、95重量%以上、98重量%以上、100重量%が、(A)〜(D)成分からなってもよい。   In the composition of the present invention, for example, 90% by weight or more, 95% by weight or more, 98% by weight or more, and 100% by weight may comprise the components (A) to (D).

[その他の成分]
本発明によるネガ型感光性樹脂組成物は、上記(a)、(b)、(c)及び(d)成分の他に、(1)密着性付与在、(2)界面活性剤又はレベリング剤、(3)溶剤等を含有してもよい。
[Other ingredients]
In addition to the components (a), (b), (c) and (d), the negative photosensitive resin composition according to the present invention comprises (1) adhesion imparting, (2) a surfactant or leveling agent. (3) You may contain a solvent etc.

[その他の成分:(1)接着性付与剤]
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、硬化膜の基板との接着性を高めるために、有機シラン化合物、アルミキレート化合物等の(1)接着性付与剤を含有してもよい。
[Other components: (1) Adhesiveness imparting agent]
The negative photosensitive resin composition of the present invention may contain (1) an adhesion-imparting agent such as an organic silane compound or an aluminum chelate compound in order to enhance the adhesion of the cured film to the substrate.

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

これらの(1)密着性付与剤を用いる場合は、(a)成分100重量部に対して、0.1〜20重量部含有させるのが好ましく、0.5〜10重量部含有させるのがより好ましい。   When using these (1) adhesion-imparting agents, it is preferable to contain 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of component (a). preferable.

[その他の成分:(2)界面活性剤又はレベリング剤]
また、本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、塗布性、例えばストリエーション(膜厚のムラ)を防いだり、現像性を向上させるために、適当な(2)界面活性剤又はレベリング剤を添加してもよい。
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挙げられる。
[Other components: (2) Surfactant or leveling agent]
In addition, the negative photosensitive resin composition of the present invention has an appropriate (2) surfactant or leveling agent in order to prevent coatability, for example, striation (film thickness unevenness) or improve developability. It may be added.
Examples of such a surfactant or leveling agent include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, and the like.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

合成例1
ポリベンゾオキサゾール前駆体(ポリマーI)の合成
攪拌機、温度計を備えた0.2リットルのフラスコ中に、N−メチルピロリドン60gを仕込み、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(アミン成分)13.92g(38mmol)とアニリン(末端基導入化合物)0.37g(4mmol)を添加し、攪拌溶解した後、温度を0〜5℃に保ちながら、マロン酸ジクロリド(酸成分)5.64g(40mmol)を10分間で滴下した後、60分間攪拌を続けた。得られた溶液を3リットルの水に投入し、析出物を回収し、純水で3回洗浄した後、減圧して芳香環を末端に有す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)を得た(以下、ポリマーIとする)。ポリマーIのGPC法標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は11,500、分散度は1.7であった。
Synthesis example 1
Synthesis of Polybenzoxazole Precursor (Polymer I) In a 0.2 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, 60 g of N-methylpyrrolidone was charged and 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) ) After adding 13.92 g (38 mmol) of hexafluoropropane (amine component) and 0.37 g (4 mmol) of aniline (terminal group-introducing compound), stirring and dissolving, malonic acid dichloride while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C. (Acid component) After 5.64 g (40 mmol) was added dropwise over 10 minutes, stirring was continued for 60 minutes. The obtained solution was poured into 3 liters of water, the precipitate was collected, washed with pure water three times, and then decompressed to obtain a polyhydroxyamide having a terminal aromatic ring (polybenzoxazole precursor). (Hereinafter referred to as polymer I). The polymer I had a weight average molecular weight of 11,500 and a dispersity of 1.7 determined by GPC standard polystyrene conversion.

合成例2〜19
ポリベンゾオキサゾール前駆体(ポリマーII〜XIX)の合成
ポリマー原料及び配合量を表1、2のように変更した他は、合成例1と同様にしてポリマーII〜XIXを合成した。表1、2に示す各成分は以下の通りである。
Synthesis Examples 2-19
Synthesis of Polybenzoxazole Precursors (Polymers II to XIX) Polymers II to XIX were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the polymer raw materials and blending amounts were changed as shown in Tables 1 and 2. Each component shown in Tables 1 and 2 is as follows.

アミン1:2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン
アミン2:2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン
酸1:マロン酸ジクロリド
酸2:スクシン酸ジクロリド
酸3:グルタル酸ジクロリド
酸4:アジピン酸ジクロリド
酸5:スベリン酸ジクロリド
酸6:セバシン酸ジクロリド
酸7:ドデカンニ酸ジクロリド
酸8:ジメチルマロン酸ジクロリド
酸9:ヘキサフルオログルタル酸ジクロリド
酸10:4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸ジクロリド
末端基導入化合物1:アニリン
末端基導入化合物2:m−アミノアニソール
末端基導入化合物3:m−アミノフェノール
末端基導入化合物4:p−アミノフェノール
Amine 1: 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropanamine 2: 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propanoic acid 1: malonic acid dichloride acid 2 : Succinic acid dichloride acid 3: Glutaric acid dichloride acid 4: Adipic acid dichloride acid 5: Suberic acid dichloride acid 6: Sebacic acid dichloride acid 7: Dodecanoic acid dichloride acid 8: Dimethylmalonic acid dichloride acid 9: Hexafluoroglutaric acid dichloride acid 10: 4,4'-diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride end group introduction compound 1: aniline end group introduction compound 2: m-aminoanisole end group introduction compound 3: m-aminophenol end group introduction compound 4: p-aminophenol

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

Figure 2012203359
Figure 2012203359
Figure 2012203359
Figure 2012203359

実施例1〜22、比較例1〜6
ネガ型感光性樹脂組成物の調製
(a)成分又は(a)成分に対応する成分としての上記ポリマーI〜XIX各100重量部に対し、(b)〜(d)成分又はこれらに対応する成分を表3〜5に示す所定量にて配合し、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。ただし、比較例6はポジ型感光性樹脂組成物である。
また溶剤である有機溶媒としては、γ−ブチロラクトン(BLO)又はN−メチルピロリドン(NMP)を表3〜5に示す所定量用いた。
Examples 1-22 and Comparative Examples 1-6
Preparation of negative photosensitive resin composition (a) component or component (b) to (d) or components corresponding to these with respect to 100 parts by weight of each of the above polymers I to XIX as components corresponding to component (a) Were blended in predetermined amounts shown in Tables 3 to 5 to prepare negative photosensitive resin compositions. However, Comparative Example 6 is a positive photosensitive resin composition.
As the organic solvent as the solvent, γ-butyrolactone (BLO) or N-methylpyrrolidone (NMP) was used in a predetermined amount shown in Tables 3 to 5.

B1〜B4、C1〜C7、D1〜D6を以下に示す。
B1〜3は(b)成分であるが、B4は(b)成分ではない。
C1〜7は(c)成分である。
D1〜5は(d)成分であるが、D6は(d)成分ではない。

Figure 2012203359
D1:ピリジニウム−p−トルエンスルホネート(みどり化学社製)
D2:2,4,6−トリメチルピリジニウム−p−トルエンスルホネート(東京化成社製)
D3:トリメチルスルホニウムメチルスルフェート(フルオロケム社製)
D4:トリメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート(日立化成社製)
Figure 2012203359
D1〜D5をそれぞれアセトニトリル溶液として1.5×10−2Mの溶液を作成し、日立製作所製分光光度計U−3310により365〜700nmの波長領域のUV吸収スペクトルを測定した。セル長(光路長)は1cmとした。結果、いずれも吸光度は0.015以下であることを確認した。
D6は、365nmにおける吸光度が0.015を大きく上回った。また1.5×10−2Mでは吸光度>2となり測定精度に問題があるため、10倍に希釈して測定をした。その結果、365nmにおける吸光度は0.9であった。 B1-B4, C1-C7, D1-D6 are shown below.
B1 to 3 are the component (b), but B4 is not the component (b).
C1-7 are (c) components.
D1 to 5 are the component (d), but D6 is not the component (d).
Figure 2012203359
D1: Pyridinium-p-toluenesulfonate (manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.)
D2: 2,4,6-trimethylpyridinium-p-toluenesulfonate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
D3: Trimethylsulfonium methyl sulfate (manufactured by Fluorochem)
D4: Trimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.)
Figure 2012203359
A 1.5 × 10 −2 M solution was prepared using D1 to D5 as acetonitrile solutions, respectively, and a UV absorption spectrum in a wavelength region of 365 to 700 nm was measured with a spectrophotometer U-3310 manufactured by Hitachi, Ltd. The cell length (optical path length) was 1 cm. As a result, it was confirmed that the absorbance was 0.015 or less.
For D6, the absorbance at 365 nm greatly exceeded 0.015. Further, at 1.5 × 10 −2 M, the absorbance was> 2, and there was a problem in measurement accuracy. As a result, the absorbance at 365 nm was 0.9.

(硬化膜の作成)
上述のようにして得られたネガ型感光性樹脂組成物の溶液をシリコンウエハ上にスピンコートして、乾燥膜厚11〜13μmの塗膜を形成し、その後干渉フィルターを介して、超高圧水銀灯を用いて30〜1000mJ/cmのi線露光を行った。露光後、120℃で3分間加熱し、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38重量%水溶液にて露光部のシリコンウエハが露出するまで現像した後、水でリンスし、残膜率(現像前後の膜厚の比)90%以上が得られるパターン形成に必要な最小露光量(感度)と解像度を求めた。結果を表3〜5に示す。
(Creation of cured film)
The negative photosensitive resin composition solution obtained as described above is spin-coated on a silicon wafer to form a coating film having a dry film thickness of 11 to 13 μm, and then an ultrahigh pressure mercury lamp through an interference filter. Was used for i-line exposure at 30 to 1000 mJ / cm 2 . After exposure, the film is heated at 120 ° C. for 3 minutes, developed with a 2.38 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide until the exposed silicon wafer is exposed, rinsed with water, and the remaining film ratio (before and after development) The minimum exposure amount (sensitivity) and resolution required for pattern formation that can obtain a film thickness ratio of 90% or more were determined. The results are shown in Tables 3-5.

(膜物性の測定)
次に、上記ネガ型感光性樹脂組成物の溶液をシリコンウエハ上にスピンコートして、120℃で3分間加熱し、膜厚15μmの塗膜を形成した。その後、前記塗膜を光洋サーモシステム社製イナートガスオーブン中、窒素雰囲気下、150℃で30分加熱した後、320℃又は200℃で1時間加熱して硬化膜を得た。次に4.9%フッ酸水溶液を用いて、この硬化膜を剥離し、水洗、乾燥した後、ガラス転移点(Tg)、破断伸び等の膜物性を調べた。
Tgはセイコーインスツルメンツ社製TMA/SS6000を用い、昇温速度5℃/分にて熱膨張の変曲点より求めた。
破断伸びは島津製作所社製オートグラフAGS−100NHを用いて引っ張り試験より求めた。
結果を表3〜5に示す。
(Measurement of film properties)
Next, the negative photosensitive resin composition solution was spin-coated on a silicon wafer and heated at 120 ° C. for 3 minutes to form a coating film having a thickness of 15 μm. Thereafter, the coating film was heated in an inert gas oven manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd. in a nitrogen atmosphere at 150 ° C. for 30 minutes, and then heated at 320 ° C. or 200 ° C. for 1 hour to obtain a cured film. Next, this cured film was peeled off using a 4.9% hydrofluoric acid aqueous solution, washed with water, dried, and then examined for film properties such as glass transition point (Tg) and elongation at break.
Tg was determined from the inflection point of thermal expansion using a TMA / SS6000 manufactured by Seiko Instruments Inc. at a heating rate of 5 ° C./min.
The elongation at break was determined from a tensile test using an autograph AGS-100NH manufactured by Shimadzu Corporation.
The results are shown in Tables 3-5.

(化学薬液耐性)
200℃硬化膜の化学薬液耐性を調べた。上記膜物性の測定における硬化膜の形成方法と同様の方法で硬化膜を形成し、各溶剤に浸漬した際のクラックの有無に加え、膜の膨潤の有無も調べた。結果を表3〜5に示す。表中、クラックについては、目視で分かる程度のクラックが起きるものをC、金属顕微鏡により確認できる微細なクラックを生ずるものをB、クラックを生じないものをAと表記した。
また膨潤については、1μm以上の膜厚が増加したものをC、0.5〜1μm以内の膜厚増加が起きたものをB、さらに0.5μm以内の膜厚変化に留まるものをAと表記した。
(Chemical chemical resistance)
The chemical resistance of the 200 ° C. cured film was examined. A cured film was formed by a method similar to the method for forming a cured film in the measurement of the film properties, and the presence or absence of a swelling of the film was examined in addition to the presence or absence of cracks when immersed in each solvent. The results are shown in Tables 3-5. In the table, regarding cracks, C indicates that a crack that can be visually observed occurs, B indicates that a fine crack that can be confirmed with a metal microscope is observed, and A indicates that no crack occurs.
Regarding swelling, C indicates that the film thickness has increased by 1 μm or more, B indicates that the film thickness has increased within 0.5 to 1 μm, and A indicates that the film thickness change has remained within 0.5 μm. did.

Figure 2012203359
Figure 2012203359
Figure 2012203359
Figure 2012203359
Figure 2012203359
Figure 2012203359

実施例1〜22の感光性樹脂組成物を用いた場合、いずれも良好な感度、解像度、機械特性及び耐薬品性を示した。(d)成分を含有しない比較例1及び365nmに吸収を有するD6を用いた比較例3では感度が低下した。(b)成分と(d)成分を共に用いることにより、相乗効果で感度が向上することが分かった。
(b)成分を用いていない比較例2においては、露光部での架橋反応又は重合による不溶化が起こらず、パターンは得られなかった。
(a)成分に脂肪族構造を含む基を有しない比較例4及び5は、感度が低かった。これは(a)成分に脂肪族構造を含む基を有することで露光波長領域の透明性が向上し、その結果、感度が向上したためと考えられる。
さらに比較例4及び5で用いた全芳香族のポリベンゾオキサゾール前駆体は、200℃硬化では大きく破断伸びが低下する傾向にあった。また比較例6ではネガ像は得られず、ポジ像を与えた。
When the photosensitive resin compositions of Examples 1 to 22 were used, all exhibited good sensitivity, resolution, mechanical properties, and chemical resistance. (D) In Comparative Example 1 containing no component and in Comparative Example 3 using D6 having absorption at 365 nm, the sensitivity decreased. It was found that by using both the component (b) and the component (d), the sensitivity is improved by a synergistic effect.
In Comparative Example 2 in which the component (b) was not used, no cross-linking reaction or insolubilization due to polymerization occurred in the exposed area, and no pattern was obtained.
The comparative examples 4 and 5 which do not have a group containing an aliphatic structure in the component (a) have low sensitivity. This is presumably because the transparency in the exposure wavelength region was improved by having a group containing an aliphatic structure in the component (a), and as a result, the sensitivity was improved.
Furthermore, the wholly aromatic polybenzoxazole precursors used in Comparative Examples 4 and 5 tended to have a large elongation at break when cured at 200 ° C. In Comparative Example 6, a negative image was not obtained and a positive image was given.

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

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
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

Claims (11)

(a)一般式(I)で表わされる繰り返し単位を有するポリベンゾオキサゾール前駆体、(b)365〜700nmの波長領域の活性光線照射により酸を発生する化合物、(c)酸の作用により前記(a)成分と架橋又は重合し得る化合物、及び(d)365〜700nmの波長領域に吸収を有さず、熱により酸を発生する化合物を含有するネガ型感光性樹脂組成物。
Figure 2012203359
(式中、U及びVは、各々独立に二価の有機基を示す。Vが炭素数1〜30の脂肪族構造を含む基、又はUが、主鎖を構成する炭素数が2〜30の脂肪族構造を含む基である。)
(A) a polybenzoxazole precursor having a repeating unit represented by the general formula (I), (b) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays in a wavelength region of 365 to 700 nm, and (c) the above ( a negative photosensitive resin composition comprising: a) a compound capable of crosslinking or polymerizing with the component; and (d) a compound which does not absorb in the wavelength region of 365 to 700 nm and generates an acid by heat.
Figure 2012203359
(In the formula, U and V each independently represent a divalent organic group. V is a group containing an aliphatic structure having 1 to 30 carbon atoms, or U has 2 to 30 carbon atoms constituting the main chain. A group containing an aliphatic structure of
Vが炭素数1〜30の脂肪族鎖状構造を含む基である請求項1に記載のネガ型感光性樹脂組成物。   The negative photosensitive resin composition according to claim 1, wherein V is a group containing an aliphatic chain structure having 1 to 30 carbon atoms. 前記式(I)におけるU及びVの少なくとも一方が、一般式(UV1)又は(UV2)で表される構造を含む請求項1に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
Figure 2012203359
(式中、R、Rは各々独立に水素、フッ素又は炭素数1〜6のアルキレン基又は炭素数1〜6のフッ化アルキレン基であり、Uが(UV1)の構造を含む場合、aは2〜30の整数であり、Vが(UV1)の構造を含む場合、aは1〜30の整数を示す。)
Figure 2012203359
(式中、R〜Rは各々独立に水素、フッ素、炭素数1〜6のアルキレン基又は炭素数1〜6のフッ化アルキレン基であり、b〜dは各々独立に1〜6の整数を表し、eは0〜3の整数である。Aは、−O−、−S−、−SO−、−CO−、−NHCO−、−C(CF−、−C≡C−、又は−RC=CR10−であり、R及びR10は各々独立に水素、フッ素又は炭素数1〜6のアルキル基である。)
The negative photosensitive resin composition according to claim 1, wherein at least one of U and V in the formula (I) includes a structure represented by the general formula (UV1) or (UV2).
Figure 2012203359
(Wherein R 1 and R 2 are each independently hydrogen, fluorine, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorinated alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and U includes a structure of (UV1), a is an integer of 2 to 30, and when V includes a structure of (UV1), a represents an integer of 1 to 30.)
Figure 2012203359
Wherein R 3 to R 8 are each independently hydrogen, fluorine, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorinated alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and b to d are each independently 1 to 6 Represents an integer, and e is an integer of 0 to 3. A is —O—, —S—, —SO 2 —, —CO—, —NHCO—, —C (CF 3 ) 2 —, —C≡. C— or —R 9 C═CR 10 —, wherein R 9 and R 10 are each independently hydrogen, fluorine, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
前記(a)成分が、アルカリ水溶液に可溶である請求項1ないし3にのいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。   The negative photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the component (a) is soluble in an alkaline aqueous solution. 前記(a)成分におけるポリマー末端構造が、前記(c)成分と架橋反応を起こし得る官能基を有する請求項1ないし4のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。   The negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymer terminal structure in the component (a) has a functional group capable of causing a crosslinking reaction with the component (c). 前記(d)成分が、スルホン酸塩又はスルホン酸誘導体である請求項1ないし5のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。   The negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the component (d) is a sulfonate or a sulfonic acid derivative. 前記(d)成分が、ピリジニウム誘導体のスルホン酸塩である請求項1ないし6のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。   The negative photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the component (d) is a sulfonate salt of a pyridinium derivative. 前記(a)成分100重量部に対して、前記(b)成分0.01〜15重量部、前記(c)成分0.1〜50重量部、及び前記(d)成分0.01〜15重量部を含有する請求項1ないし7のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。   The component (b) 0.01 to 15 parts by weight, the component (c) 0.1 to 50 parts by weight, and the component (d) 0.01 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (a). The negative photosensitive resin composition in any one of Claims 1 thru | or 7 containing a part. 請求項1ないし8のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布、乾燥して感光性樹脂膜を形成する工程、前記塗布、乾燥工程により得られた感光性樹脂膜を露光する工程、前記露光後の感光性樹脂膜をアルカリ水溶液を用いて現像する工程、及び前記現像後の感光性樹脂膜を加熱処理する工程を含むパターンの製造方法。   A process for forming a photosensitive resin film by applying and drying the negative photosensitive resin composition according to claim 1 on a support substrate, and the photosensitive resin film obtained by the coating and drying process. The pattern manufacturing method including the process of exposing the photosensitive resin film after exposure, the process of developing the photosensitive resin film after exposure using alkaline aqueous solution, and the process of heat-processing the photosensitive resin film after the said development. 前記現像後の感光性樹脂膜を加熱処理する工程において、その加熱処理温度が220℃以下である請求項9に記載のパターンの製造方法。   The pattern manufacturing method according to claim 9, wherein the heat treatment temperature is 220 ° C. or lower in the step of heat-treating the photosensitive resin film after development. 請求項9又は10に記載のパターンの製造方法により得られるパターンの層を有してなる電子デバイスを有する電子部品であって、前記電子デバイス中に前記パターンの層が層間絶縁膜層又は表面保護膜層として設けられている電子部品。   11. An electronic component having an electronic device having a pattern layer obtained by the pattern manufacturing method according to claim 9, wherein the pattern layer is an interlayer insulating film layer or a surface protection layer in the electronic device. Electronic component provided as a film layer.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150046932A (en) * 2013-10-23 2015-05-04 제일모직주식회사 Positive photosensitive resin composition, photosensitive resin film prepared by using the same, and display device
WO2015198887A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-30 東京応化工業株式会社 Energy-sensitive resin composition
WO2018101376A1 (en) * 2016-11-30 2018-06-07 三菱瓦斯化学株式会社 Compound, resin, composition, resist pattern formation method, and circuit pattern formation method
WO2020066540A1 (en) * 2018-09-28 2020-04-02 太陽ホールディングス株式会社 Photosensitive resin composition, dry film, cured product, and electronic component
JP2020056847A (en) * 2018-09-28 2020-04-09 太陽ホールディングス株式会社 Photosensitive resin composition, dry film, cured product, and electronic component
KR20210090206A (en) * 2018-12-05 2021-07-19 후지필름 가부시키가이샤 Photosensitive resin composition, pattern formation method, cured film, laminate, and device

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005071538A (en) * 2003-08-27 2005-03-17 Sony Corp Optical recording and reproducing medium and optical recording and reproducing method
JP2006349700A (en) * 2005-05-18 2006-12-28 Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd Photosensitive resin composition, method for producing pattern and electronic component
WO2008111470A1 (en) * 2007-03-12 2008-09-18 Hitachi Chemical Dupont Microsystems, Ltd. Photosensitive resin composition, process for producing patterned hardened film with use thereof and electronic part
JP2008224970A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Fujifilm Corp Photosensitive resin composition, method for producing cured relief pattern using the same, and semiconductor device
JP2008281961A (en) * 2007-05-14 2008-11-20 Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd Negative photosensitive resin composition, method for producing pattern, and electronic component
JP2009265520A (en) * 2008-04-28 2009-11-12 Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd Photosensitive resin composition, and polybenzoxazole film, method for producing patterned cured film and electronic component using resin composition
WO2010001780A1 (en) * 2008-07-03 2010-01-07 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Heat-resistant resin precursor and photosensitive resin composition comprising the same
JP2010096927A (en) * 2008-10-15 2010-04-30 Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd Photosensitive resin composition, method for producing patterned curing film using the same, and electronic component
WO2011030744A1 (en) * 2009-09-10 2011-03-17 東レ株式会社 Photosensitive resin composition and method for producing photosensitive resin film

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005071538A (en) * 2003-08-27 2005-03-17 Sony Corp Optical recording and reproducing medium and optical recording and reproducing method
JP2006349700A (en) * 2005-05-18 2006-12-28 Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd Photosensitive resin composition, method for producing pattern and electronic component
WO2008111470A1 (en) * 2007-03-12 2008-09-18 Hitachi Chemical Dupont Microsystems, Ltd. Photosensitive resin composition, process for producing patterned hardened film with use thereof and electronic part
JP2008224970A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Fujifilm Corp Photosensitive resin composition, method for producing cured relief pattern using the same, and semiconductor device
JP2008281961A (en) * 2007-05-14 2008-11-20 Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd Negative photosensitive resin composition, method for producing pattern, and electronic component
JP2009265520A (en) * 2008-04-28 2009-11-12 Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd Photosensitive resin composition, and polybenzoxazole film, method for producing patterned cured film and electronic component using resin composition
WO2010001780A1 (en) * 2008-07-03 2010-01-07 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Heat-resistant resin precursor and photosensitive resin composition comprising the same
JP2010096927A (en) * 2008-10-15 2010-04-30 Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd Photosensitive resin composition, method for producing patterned curing film using the same, and electronic component
WO2011030744A1 (en) * 2009-09-10 2011-03-17 東レ株式会社 Photosensitive resin composition and method for producing photosensitive resin film

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101692758B1 (en) 2013-10-23 2017-01-04 제일모직 주식회사 Positive photosensitive resin composition, photosensitive resin film prepared by using the same, and display device
KR20150046932A (en) * 2013-10-23 2015-05-04 제일모직주식회사 Positive photosensitive resin composition, photosensitive resin film prepared by using the same, and display device
CN106575080B (en) * 2014-06-27 2020-08-11 东京应化工业株式会社 Energy-sensitive resin composition
WO2015198887A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-30 東京応化工業株式会社 Energy-sensitive resin composition
JP2016012019A (en) * 2014-06-27 2016-01-21 東京応化工業株式会社 Energy sensitive resin composition
WO2018101376A1 (en) * 2016-11-30 2018-06-07 三菱瓦斯化学株式会社 Compound, resin, composition, resist pattern formation method, and circuit pattern formation method
JPWO2018101376A1 (en) * 2016-11-30 2019-10-24 三菱瓦斯化学株式会社 Compound, resin, composition, resist pattern forming method, and circuit pattern forming method
JP7205715B2 (en) 2016-11-30 2023-01-17 三菱瓦斯化学株式会社 Compound, resin, composition, resist pattern forming method and circuit pattern forming method
WO2020066540A1 (en) * 2018-09-28 2020-04-02 太陽ホールディングス株式会社 Photosensitive resin composition, dry film, cured product, and electronic component
CN112585536A (en) * 2018-09-28 2021-03-30 太阳控股株式会社 Photosensitive resin composition, dry film, cured product, and electronic component
JP2020056847A (en) * 2018-09-28 2020-04-09 太陽ホールディングス株式会社 Photosensitive resin composition, dry film, cured product, and electronic component
KR20210090206A (en) * 2018-12-05 2021-07-19 후지필름 가부시키가이샤 Photosensitive resin composition, pattern formation method, cured film, laminate, and device
KR102577538B1 (en) 2018-12-05 2023-09-12 후지필름 가부시키가이샤 Photosensitive resin composition, pattern formation method, cured film, laminate, and device

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