JP2013190698A - 感光性樹脂組成物、硬化レリーフパターンの製造方法、及び半導体装置 - Google Patents

感光性樹脂組成物、硬化レリーフパターンの製造方法、及び半導体装置 Download PDF

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Abstract

【課題】低温での硬化が可能であり、硬化膜の伸度、電気絶縁性及び金属腐食耐性に優れ、スパッタ処理で金属膜を形成しても該金属膜及び該硬化膜にシワ、膨れ、外観不良等が発生しない感光性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】下記一般式(1):
Figure 2013190698

{式中、aは0〜3の整数であり、R1は炭素数1〜20の1価の有機基、ハロゲン原子、ニトロ基及びシアノ基から選ばれる1価の置換基を表し、そしてXは炭素数2〜10の2価の鎖状脂肪族基、炭素数3〜20の2価の脂環式基、炭素数1〜10のアルキレンオキシド基、及び芳香族環を有する2価の有機基から選ばれる2価の有機基を表す}で表される繰り返し構造を有するフェノール樹脂と、ノボラック樹脂及びポリヒドロキシスチレン樹脂から成る群から選ばれる少なくとも1種のフェノール樹脂とを所定比率で含むフェノール樹脂混合物、光酸発生剤、溶剤並びに架橋剤を含有する感光性樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、感光性樹脂組成物に関する。また、該感光性樹脂組成物を硬化させてなる硬化レリーフパターンを有する半導体装置及び表示体装置に関する。
従来から、半導体装置に用いられる永久膜、例えば表面保護膜及び層間絶縁膜には、優れた耐熱性、電気特性、及び機械特性を併せ持つ、ポリイミド樹脂及びポリベンゾオキサゾール樹脂が広く用いられてきた。これらの樹脂は環状構造を有しておりそのままでは各種溶剤への溶解性が低いため、一般に該環状構造を開環させた前駆体を溶剤へ溶解させた組成物が使用される。従って、半導体装置を製造するためには、半導体素子上に該組成物を塗布する工程の後に、かかる前駆体を閉環させる工程が必要となる。この閉環工程は通常、塗布膜を300℃以上に加熱する熱硬化によって行われる。
しかしながら、近年、従来品に比べて耐熱性に劣る半導体装置が開発され、表面保護膜及び層間絶縁膜の形成材料にも熱硬化温度の低下が求められるようになり、特に250℃以下での熱硬化性を求められることも多くなっている。
かかる要求に対し、特許文献1には、フェノール類とアルデヒド類とを縮合させることにより得られたフェノール樹脂と、このフェノール樹脂の耐熱衝撃性を改善するための架橋性微粒子とを用いた組成物が提案されている。フェノール樹脂は、半導体装置製造時にエッチング又は成膜工程でマスクとして一時的に用いられるレジストのベース樹脂として広く使用されている樹脂であり、上記閉環工程を必要としないので低温で熱硬化させることができ、コスト、及び感光性能に優れる。
また、特許文献2には、フェノール樹脂の耐熱衝撃性を改善するために、フェノール樹脂を合成する時に、アルデヒド類の代わりに、α,α’−ジハロキシレン化合物、α,α’−ジヒドロキシキシレン化合物、及びα,α’−ジアルコキシキシレン化合物からなる群から選択される少なくとも1種の置換キシレン化合物を用い、これとフェノール類化合物とを縮合させて得られる組成物が提案されている。
さらに、特許文献3には、アルカリ可溶性フェノール樹脂、及びポリヒドロキシスチレン又はポリヒドロキシスチレン誘導体、及び各種の感光性ジアゾナフトキノン化合物からなる、表面保護膜、層間絶縁膜用、感光性樹脂組成物が記載されている。
そして、特許文献4には、エポキシ含有物質、ビニルフェノール樹脂(以下、ポリヒドロキシスチレン樹脂ともいう)、ビフェニルフェノール樹脂、及び特定の尿素系架橋剤からなる、シリコンウエハー等に用いられる層間絶縁樹脂として用いられるネガ型感光性樹脂組成物が記載されている。
特開2003−215789号公報 特開2007−057595号公報 特開2008−129178号公報 特開2006−243161号公報
樹脂膜を永久膜として半導体装置に適用する場合には、硬化後の樹脂膜の伸度が重要な膜物性の一つである。しかしながら、前述の特許文献1〜4には、硬化レリーフパターンの伸度に関しては記載がない。本発明者が検討したところ、実用化されているポリイミド樹脂又はポリベンゾオキサゾール樹脂からなる硬化レリーフパターンと比較して、これらの先行技術に記載されているフェノール樹脂は、伸度については改良すべき余地があった(後述の比較例4〜6参照)。
また、当該硬化レリーフパターンを半導体の製造工程上必要とされる層間絶縁膜として使用する場合には、該硬化レリーフパターン上にスパッタ処理により金属膜を設ける工程が生じる。しかしながら、前述の特許文献1〜4には、スパッタ処理において硬化レリーフパターン上に発生することがあるシワ、膨れ等の、外観不良の発生の有無に関しては記載がない。本発明者が検討したところ、ポリイミド樹脂やポリベンゾオキサゾール樹脂からなる硬化レリーフパターンと比較して、スパッタ時の外観不良についても改良すべき余地があった(後述の比較例4〜6参照)。
そして、硬化後の樹脂膜を半導体装置の層間絶縁膜として使用する場合には、硬化後の樹脂膜の電気絶縁性が重要な膜物性の一つである。しかしながら、前述の特許文献1〜4には、硬化膜の電気絶縁性に関しては記載がない。本発明者が検討したところ、特許文献4に記載のネガ型感光性樹脂組成物を用いた場合、マイグレーション試験後の電気絶縁性について改良すべき余地があった(後述の比較例4参照)。
さらに、硬化後の樹脂膜を半導体装置の保護膜として使用する場合に、基板となる金属表面に腐食が発生すると、半導体工程上重大な問題となりうる。本発明者が検討したところ、特許文献4に記載のネガ型感光性樹脂組成物を用いた場合、金属腐食耐性について改良すべき余地があった(後述の比較例4参照)。
従って、本発明は、低温での硬化が可能であり、硬化膜の伸度、電気絶縁性、及び金属腐食耐性に優れ、かつ、該硬化膜上にスパッタ処理で金属膜を形成しても該金属膜及び該硬化膜にシワ、膨れ、外観不良等が発生することがない、硬化膜を与える感光性樹脂組成物、該感光性樹脂組成物を用いてパターンを形成する硬化レリーフパターンの製造方法、並びに、該硬化レリーフパターンを有する半導体装置及び表示体装置を提供することを課題とする。
本発明者は、上記した従来技術が有する課題に鑑みて、鋭意検討し実験を重ねた結果、特定の構造を有するフェノール樹脂混合物を架橋剤と組み合わせて用いることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を為すに至った。すなわち、本発明は以下の通りである。
[1] 下記一般式(1):
Figure 2013190698
{式(1)中、aは、0〜3の整数であり、R1は、炭素数1〜20の1価の有機基、ハロゲン原子、ニトロ基及びシアノ基から成る群から選ばれる1価の置換基を表し、aが2又は3である場合の複数のR1は、それぞれ同じでも異なっていてもよく、そしてXは、不飽和結合を有していてもよい炭素数2〜10の2価の鎖状脂肪族基、炭素数3〜20の2価の脂環式基、下記一般式(2):
Figure 2013190698
(式(2)中、pは、1〜10の整数である。)で表される2価のアルキレンオキシド基、及び芳香族環を有する2価の有機基から成る群から選ばれる2価の有機基を表す。}で表される繰り返し構造を有するフェノール樹脂(A−1)と、
ノボラック樹脂及びポリヒドロキシスチレン樹脂から成る群から選ばれる少なくとも1種のフェノール樹脂(A−2)と、
を、該フェノール樹脂(A−1)の該フェノール樹脂(A−2)に対する質量比(A−1)/(A−2)=10/90〜90/10で含むフェノール樹脂混合物(A):100質量部、
光酸発生剤(B):0.1〜70質量部、
溶剤(C):100〜1000質量部、並びに
架橋剤(D):18〜100質量部
を含有する、感光性樹脂組成物。
[2] 前記フェノール樹脂混合物(A)100質量部に対し、前記架橋剤(D):20〜80質量部を含有する、上記[1]に記載の感光性樹脂組成物。
[3] 前記架橋剤(D)が、(D−1)メチロール基及びアルコキシメチル基の少なくとも一方を含有する化合物、(D−2)イソシアネート基含有化合物、(D−3)ビスマレイミド基含有化合物、(D−4)アルデヒド基含有化合物、(D−5)オキセタン環含有化合物、(D−6)ベンゾオキサジン環含有化合物、(D−7)オキサゾリン環含有化合物、(D−8)カルボジイミド基含有化合物、(D−9)アリル化合物、(D−10)トリアジンチオール化合物、及び(D−11)金属キレート化合物から成る群から選ばれる少なくとも1つである、上記[1]又は[2]に記載の感光性樹脂組成物。
[4] 前記一般式(1)中の、Xが、下記一般式(3):
Figure 2013190698
{式(3)中、R2、R3、R4及びR5は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10の1価の脂肪族基、又は水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子で置換されてなる炭素数1〜10の1価の脂肪族基であり、n1は0〜4の整数であって、n1が1〜4の整数である場合のR6は、ハロゲン原子、水酸基、又は1価の有機基であり、少なくとも1つのR6は水酸基であり、n1が2〜4の整数である場合の複数のR6はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。}で表される2価の基、及び下記一般式(4):
Figure 2013190698
{式(4)中、R7、R8、R9及びR10は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10の1価の脂肪族基、又は水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子で置換されてなる炭素数1〜10の1価の脂肪族基を表し、Wは、単結合、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜10の鎖状脂肪族基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数3〜20の脂環式基、下記一般式(2):
Figure 2013190698
(式(2)中、pは、1〜10の整数である。)で表されるアルキレンオキシド基、及び下記式(5):
Figure 2013190698
で表される2価の基から成る群から選ばれる2価の有機基である。}で表される2価の基から成る群から選ばれる2価の有機基である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[5] 前記一般式(1)中の、Xが、下記式(6):
Figure 2013190698
で表される2価の有機基である、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[6] 前記一般式(1)中の、Xが、下記式(7):
Figure 2013190698
で表される2価の有機基である、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[7] 前記フェノール樹脂(A−1)が、下記一般式(8):
Figure 2013190698
{式(8)中、R11は炭化水素基及びアルコキシ基から成る群から選ばれる炭素数1〜10の1価の基であり、n2は0〜3の整数であり、m1は1〜500の整数である。n2が2又は3である場合のR11はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。}で表される繰り返し構造、及び下記一般式(9):
Figure 2013190698
{式(9)中、R12及びR13はそれぞれ独立に炭化水素基及びアルコキシ基から成る群から選ばれる炭素数1〜10の1価の基であり、n3は0〜3の整数であり、n4は0〜3の整数であり、m2は1〜500の整数であり、n3が2又は3である場合のR12はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、n4が2又は3である場合のR13はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。}で表される繰り返し構造の両方を同一樹脂骨格内に有するフェノール樹脂である、上記[1]〜[6]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[8] 前記フェノール樹脂混合物(A)100質量部に対し、熱酸発生剤(E):0.1〜30質量部を更に含む、上記[1]〜[7]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[9] 以下の工程:
(1)上記[1]〜[8]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂層を基板上に形成する工程、
(2)該感光性樹脂層を露光する工程、
(3)該露光の後の感光性樹脂層を現像してレリーフパターンを得る工程、
(4)該レリーフパターンを加熱処理する工程、
を含む、硬化レリーフパターンの製造方法。
[10] 上記[9]に記載の方法により製造された、硬化レリーフパターン。
[11] 半導体素子と、該半導体素子の上部に設けられた硬化膜とを備える半導体装置であって、該硬化膜は、上記[10]に記載の硬化レリーフパターンである、半導体装置。
[12] 表示体素子と、該表示体素子の上部に設けられた硬化膜とを備える表示体装置であって、該硬化膜は、上記[10]に記載の硬化レリーフパターンである、表示体装置。
本発明により、低温での硬化が可能であり、硬化膜の伸度、電気絶縁性、及び金属腐食耐性に優れ、かつ、該硬化膜上にスパッタ処理で金属膜を形成しても該金属膜及び該硬化膜にシワ、膨れ、外観不良等が発生することがない、硬化膜を与える感光性樹脂組成物、該感光性樹脂組成物を用いてパターンを形成する硬化レリーフパターンの製造方法、並びに、該硬化レリーフパターンを有する半導体装置及び表示体装置を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」と略記する。)について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。なお本明細書を通じ、一般式において同一符号で表されている構造は、分子中に複数存在する場合に、互いに同一であるか、又は異なっていることができる。
<感光性樹脂組成物>
本発明の一態様が提供する感光性樹脂組成物は、下記一般式(1):
Figure 2013190698
{式(1)中、aは、0〜3の整数であり、R1は、炭素数1〜20の1価の有機基、ハロゲン原子、ニトロ基及びシアノ基から成る群から選ばれる1価の置換基を表し、aが2又は3である場合の複数のR1は、それぞれ同じでも異なっていてもよく、そしてXは、不飽和結合を有していてもよい炭素数2〜10の2価の鎖状脂肪族基、炭素数3〜20の2価の脂環式基、下記一般式(2):
Figure 2013190698
(式(2)中、pは、1〜10の整数である。)で表される2価のアルキレンオキシド基、及び芳香族環を有する2価の有機基から成る群から選ばれる2価の有機基を表す。}で表される繰り返し構造を有するフェノール樹脂(A−1)と、
ノボラック樹脂及びポリヒドロキシスチレン樹脂から成る群から選ばれる少なくとも1種のフェノール樹脂(A−2)と、
を、該フェノール樹脂(A−1)の該フェノール樹脂(A−2)に対する質量比(A−1)/(A−2)=10/90〜90/10で含むフェノール樹脂混合物(A):100質量部、
光酸発生剤(B):0.1〜70質量部、
溶剤(C):100〜1000質量部、並びに
架橋剤(D):18〜100質量部
を含有する。以下各成分を順に説明する。
[フェノール樹脂混合物(A)]
本実施形態では、フェノール樹脂混合物(A)は、上記一般式(1)で表される繰り返し構造を有するフェノール樹脂(A−1)と、ノボラック樹脂及びポリヒドロキシスチレン樹脂から成る群から選ばれる少なくとも1種のフェノール樹脂(A−2)とを含む混合物である。
フェノール樹脂(A−1)とフェノール樹脂(A−2)との混合比は、質量比で(A−1)/(A−2)=10/90〜90/10の範囲である。この混合比は、アルカリ水溶液中での溶解性、及び硬化膜の伸度の観点から、(A−1)/(A−2)=10/90〜90/10であり、(A−1)/(A−2)=20/80〜80/20であることが好ましく、(A−1)/(A−2)=30/70〜70/30であることがより好ましい。
[一般式(1)で表される構造を有するフェノール樹脂(A−1)]
本実施形態では、フェノール樹脂(A−1)は、下記一般式(1):
Figure 2013190698
{式(1)中、aは、0〜3の整数であり、R1は、炭素数1〜20の1価の有機基、ハロゲン原子、ニトロ基及びシアノ基から成る群から選ばれる1価の置換基を表し、aが2又は3である場合の複数のR1は、それぞれ同じでも異なっていてもよく、そしてXは、不飽和結合を有していてもよい炭素数2〜10の2価の鎖状脂肪族基、炭素数3〜20の2価の脂環式基、下記一般式(2):
Figure 2013190698
(式(2)中、pは、1〜10の整数である。)で表される2価のアルキレンオキシド基、及び芳香族環を有する2価の有機基から成る群から選ばれる2価の有機基を表す。}で表される繰り返し単位を有する。上記の繰り返し単位を有するフェノール樹脂(A−1)は、例えば従来使用されてきたポリイミド樹脂及びポリベンゾオキサゾール樹脂と比べて低温での硬化が可能であり、かつ良好な伸度を有する硬化膜の形成を可能にする。フェノール樹脂(A−1)は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記一般式(1)で表される繰り返し単位以外の繰り返し単位を有してもよいが(たとえば二価のフェノール、ビフェニルエーテル等)、好ましくは、上記一般式(1)で表される繰り返し単位からなる。
上記一般式(1)において、R1は、炭素数1〜20の1価の有機基、ハロゲン原子、ニトロ基及びシアノ基から成る群から選ばれる1価の置換基であれば限定されない。アルカリ溶解性の観点から、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の脂肪族基、炭素数6〜20の芳香族基、及び下記一般式(10):
Figure 2013190698
{式(10)中、R14、R15及びR16は、それぞれ独立に、水素原子、不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の鎖状脂肪族基、炭素数3〜20の脂環式基、又は炭素数6〜20の芳香族基を表し、そしてR17は、不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の2価の鎖状脂肪族基、炭素数3〜20の2価の脂環式基、又は炭素数6〜20の2価の芳香族基を表す。}で表される4つの基から成る群から選ばれる1価の置換基であることが好ましい。
本実施形態では、上記一般式(1)において、Xは、不飽和結合を有していてもよい炭素数2〜10の2価の鎖状脂肪族基、炭素数3〜20の2価の脂環式基、上記一般式(2)で表される2価のアルキレンオキシド基、及び芳香族環を有する2価の有機基から成る群から選ばれる2価の有機基である。これらの2価の有機基の中で、硬化後の膜の強靭性の観点から、Xは、下記一般式(3):
Figure 2013190698
{式(3)中、R2、R3、R4及びR5は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10の1価の脂肪族基、又は水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子で置換されてなる炭素数1〜10の1価の脂肪族基であり、n1は0〜4の整数であって、n1が1〜4の整数である場合のR6は、ハロゲン原子、水酸基、又は1価の有機基であり、少なくとも1つのR6は水酸基であり、n1が2〜4の整数である場合の複数のR6はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。}で表される基、及び下記一般式(4):
Figure 2013190698
{式(4)中、R7、R8、R9及びR10は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10の1価の脂肪族基、又は水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子で置換されてなる炭素数1〜10の1価の脂肪族基を表し、Wは、単結合、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜10の鎖状脂肪族基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数3〜20の脂環式基、下記一般式(2):
Figure 2013190698
(式(2)中、pは、1〜10の整数である。)で表されるアルキレンオキシド基、及び下記式(5):
Figure 2013190698
で表される2価の基から成る群から選ばれる2価の有機基である。}で表される基から成る群から選ばれる有機基であることが、樹脂組成物のパターン形成性が良好で、硬化後の硬化膜の伸度が高く、スパッタ処理で硬化膜に対して金属層を形成した際に該金属膜及び該硬化膜にシワが発生しないという観点から、好ましい。
Wとしては、硬化膜の伸度の観点から、単結合、上記一般式(2)で表されるアルキレンオキシド基、並びに上記式(5)のうちエステル基、アミド基及びスルホニル基から成る群から選ばれる2価の有機基が好ましい。
その中で、Xとしての、上記一般式(4)で表される2価の有機基は、硬化膜の伸度の観点から、下記式(6):
Figure 2013190698
で表される2価の有機基であることがより好ましく、さらに下記式(7):
Figure 2013190698
で表される2価の有機基であることが特に好ましい。
フェノール樹脂(A−1)全体に対する該Xで表される構造部位(好ましくは上記一般式(3)、(4)、(6)又は(7)で表される基)の質量割合は、特に伸度の観点から、フェノール樹脂(A−1)100質量%中、20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましい。上記割合は、アルカリ可溶性の観点から、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下である。
また、フェノール樹脂(A−1)は、硬化膜の膜物性及び耐熱性、並びに硬化時のアルカリ溶解性の観点から、上記一般式(1)で表される構造として、下記一般式(8):
Figure 2013190698
{式(8)中、R11は炭化水素基及びアルコキシ基から成る群から選ばれる炭素数1〜10の1価の基であり、n2は0〜3の整数であり、m1は1〜500の整数であり、n2が2又は3である場合のR11はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。)で表される構造及び下記一般式(9):
Figure 2013190698
{式(9)中、R12及びR13はそれぞれ独立に炭化水素基及びアルコキシ基から成る群から選ばれる炭素数1〜10の1価の基であり、n3は0〜3の整数であり、n4は0〜3の整数であり、m2は1〜500の整数であり、n3が2又は3である場合のR12はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、n4が2又は3である場合のR13はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。}で表される構造の両方を同一樹脂骨格内に有することが好ましい。
上記一般式(8)のm1及び上記一般式(9)のm2は、フェノール樹脂(A−1)の主鎖におけるそれぞれの繰り返し単位の総数を表す。すなわち、フェノール樹脂(A−1)において、上記一般式(8)における括弧内の繰り返し単位と上記一般式(9)における括弧内の繰り返し単位とは、ランダム、ブロック又はこれらの組合せで配列されていることができる。m1及びm2は、アルカリ溶解性及び硬化物の伸度の観点から、それぞれ独立に1〜500の整数であり、下限値は、好ましくは2、より好ましくは3であり、上限値は、好ましくは450、より好ましくは400、さらに好ましくは350である。m1及びm2は、それぞれ独立に、硬化後の膜の強靭性の観点から、2以上であることが好ましく、アルカリ水溶液中での溶解性の観点から、450以下であることが好ましい。
上記一般式(8)で表される構造及び上記一般式(9)で表される構造の両方を同一樹脂骨格内に有するフェノール樹脂(A−1)において、上記一般式(8)で表される構造のモル比率が高いほど、硬化後の膜物性が良好であり、耐熱性にも優れ、上記一般式(9)で表される構造の比率が高いほど、アルカリ溶解性が良好であり、硬化後のパターン形状に優れる。従って、上記一般式(8)で表される構造と上記一般式(9)で表される構造との比率の範囲としてはm1:m2=90:10〜20:80が硬化後の膜物性の観点から好ましく、m1:m2=80:20〜40:60が硬化後の膜物性、及びアルカリ溶解性の観点から更に好ましく、m1:m2=70:30〜50:50が硬化後の膜物性、パターン形状、及びアルカリ溶解性の観点から特に好ましい。
フェノール樹脂(A−1)は、典型的には、フェノール化合物と、共重合成分(具体的には、アルデヒド基を有する化合物(トリオキサンのように分解してアルデヒド化合物を生成する化合物も含む)、ケトン基を有する化合物、メチロール基を分子内に2個有する化合物、アルコキシメチル基を分子内に2個有する化合物、及びハロアルキル基を分子内に2個有する化合物から成る群から選ばれる1種類以上の化合物)とを含み、より典型的にはこれらからなるモノマー成分を、重合反応させることによって合成できる。例えば、下記に示すようなフェノール及び/又はフェノール誘導体(以下、総称して「フェノール化合物」ともいう。)に対し、アルデヒド化合物、ケトン化合物、メチロール化合物、アルコキシメチル化合物、ジエン化合物、又はハロアルキル化合物等の共重合成分を重合させてフェノール樹脂を得ることができる。この場合、上記一般式(1)中、OH基及び任意のR1基が芳香環に結合している構造で表される部分は上記フェノール化合物に由来し、Xで表される部分は上記共重合成分に由来することになる。反応制御、並びに得られたフェノール樹脂(A−1)及び感光性樹脂組成物の安定性の観点から、フェノール化合物と上記共重合成分との仕込みモル比(フェノール化合物:共重合成分)は、5:1〜1.01:1であることが好ましく、2.5:1〜1.1:1であることがより好ましい。
本実施形態では、フェノール樹脂(A−1)の重量平均分子量は、好ましくは700〜100,000であり、より好ましくは1,500〜80,000であり、更に好ましくは2,000〜50,000である。重量平均分子量は、硬化膜の伸度の観点から、700以上であることが好ましく、一方で、感光性樹脂組成物のアルカリ溶解性の観点から、100,000以下であることが好ましい。
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(GPC)により測定し、標準ポリスチレンを用いて作成した検量線により算出することができる。
本実施形態では、フェノール樹脂(A−1)を得るために使用できるフェノール化合物としては、例えば、クレゾール、エチルフェノール、プロピルフェノール、ブチルフェノール、アミルフェノール、シクロヘキシルフェノール、ヒドロキシビフェニル、ベンジルフェノール、ニトロベンジルフェノール、シアノベンジルフェノール、アダマンタンフェノール、ニトロフェノール、フルオロフェノール、クロロフェノール、ブロモフェノール、トリフルオロメチルフェノール、N−(ヒドロキシフェニル)−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ヒドロキシフェニル)−5−メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド、トリフルオロメチルフェノール、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシ安息香酸メチル、ヒドロキシ安息香酸エチル、ヒドロキシ安息香酸ベンジル、ヒドロキシベンズアミド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ヒドロキシアセトフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾニトリル等が挙げられる。
上記アルデヒド化合物としては、例えば、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ピバルアルデヒド、ブチルアルデヒド、ペンタナール、ヘキサナール、トリオキサン、グリオキザール、シクロヘキシルアルデヒド、ジフェニルアセトアルデヒド、エチルブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド、グリオキシル酸、5−ノルボルネン−2−カルボキシアルデヒド、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、グルタルアルデヒド、サリチルアルデヒド、ナフトアルデヒド、テレフタルアルデヒド等が挙げられる。
上記ケトン化合物としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジシクロヘキシルケトン、ジベンジルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ビシクロヘキサノン、シクロヘキサンジオン、3−ブチン−2−オン、2−ノルボルナノン、アダマンタノン、2,2−ビス(4−オキソシクロヘキシル)プロパン等が挙げられる。
上記メチロール化合物としては、例えば、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−p−クレゾール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−エチルフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−プロピルフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−n−ブチルフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−t−ブチルフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−メトキシフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−エトキシフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−プロポキシフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−n−ブトキシフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−t−ブトキシフェノール、1,3−ビス(ヒドロキシメチル)尿素、リビトール、アラビトール、アリトール、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)酪酸、2−ベンジルオキシ−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、モノアセチン、2−メチル−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、5−ノルボルネン−2,2−ジメタノール、5−ノルボルネン−2,3−ジメタノール、ペンタエリスリトール、2−フェニル−1,3−プロパンジオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、3,6−ビス(ヒドロキシメチル)デュレン、2−ニトロ−p−キシリレングリコール、1,10−ジヒドロキシデカン、1,12−ジヒドロキシドデカン、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキセン、1,6−ビス(ヒドロキシメチル)アダマンタン、1,4−ベンゼンジメタノール、1,3−ベンゼンジメタノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−1,4−ジメトキシベンゼン、2,3−ビス(ヒドロキシメチル)ナフタレン、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)ナフタレン、1,8−ビス(ヒドロキシメチル)アントラセン、2,2’−ビス(ヒドロキシメチル)ジフェニルエーテル、4,4’−ビス(ヒドロキシメチル)ジフェニルエーテル、4,4’−ビス(ヒドロキシメチル)ジフェニルチオエーテル、4,4’−ビス(ヒドロキシメチル)ベンゾフェノン、4−ヒドロキシメチル安息香酸−4’−ヒドロキシメチルフェニル、4−ヒドロキシメチル安息香酸−4’−ヒドロキシメチルアニリド、4,4’−ビス(ヒドロキシメチル)フェニルウレア、4,4’−ビス(ヒドロキシメチル)フェニルウレタン、1,8−ビス(ヒドロキシメチル)アントラセン、4,4’−ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、2,2’−ジメチル−4,4’−ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、2,2−ビス(4−ヒドロキシメチルフェニル)プロパン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール等が挙げられる。
上記アルコキシメチル化合物としては、例えば、2,6−ビス(メトキシメチル)−p−クレゾール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−エチルフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−プロピルフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−n−ブチルフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−t−ブチルフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−メトキシフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−エトキシフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−プロポキシフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−n−ブトキシフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−t−ブトキシフェノール、1,3−ビス(メトキシメチル)尿素、2,2−ビス(メトキシメチル)酪酸、2,2−ビス(メトキシメチル)―5−ノルボルネン、2,3−ビス(メトキシメチル)―5−ノルボルネン、1,4−ビス(メトキシメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(メトキシメチル)シクロヘキセン、1,6−ビス(メトキシメチル)アダマンタン、1,4−ビス(メトキシメチル)ベンゼン、1,3−ビス(メトキシメチル)ベンゼン、2,6−ビス(メトキシメチル)−1,4−ジメトキシベンゼン、2,3−ビス(メトキシメチル)ナフタレン、2,6−ビス(メトキシメチル)ナフタレン、1,8−ビス(メトキシメチル)アントラセン、2,2’−ビス(メトキシメチル)ジフェニルエーテル、4,4’−ビス(メトキシメチル)ジフェニルエーテル、4,4’−ビス(メトキシメチル)ジフェニルチオエーテル、4,4’−ビス(メトキシメチル)ベンゾフェノン、4−メトキシメチル安息香酸−4’−メトキシメチルフェニル、4−メトキシメチル安息香酸−4’−メトキシメチルアニリド、4,4’−ビス(メトキシメチル)フェニルウレア、4,4’−ビス(メトキシメチル)フェニルウレタン、1,8−ビス(メトキシメチル)アントラセン、4,4’−ビス(メトキシメチル)ビフェニル、2,2’−ジメチル−4,4’−ビス(メトキシメチル)ビフェニル、2,2−ビス(4−メトキシメチルフェニル)プロパン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。
上記ジエン化合物としては、例えば、ブタジエン、ペンタジエン、ヘキサジエン、ヘプタジエン、オクタジエン、3−メチル−1,3−ブタジエン、1,3−ブタンジオール−ジメタクリラート、2,4−ヘキサジエン−1−オール、メチルシクロヘキサジエン、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエン、1−ヒドロキシジシクロペンタジエン、1−メチルシクロペンタジエン、メチルジシクロペンタジエン、ジアリルエーテル、ジアリルスルフィド、アジピン酸ジアリル、2,5−ノルボルナジエン、テトラヒドロインデン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−ビニル−2−ノルボルネン、シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸ジアリル、イソシアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸ジアリルプロピル等が挙げられる。
上記ハロアルキル化合物としては、例えば、キシレンジクロライド、ビスクロロメチルジメトキシベンゼン、ビスクロロメチルデュレン、ビスクロロメチルビフェニル、ビスクロロメチル−ビフェニルカルボン酸、ビスクロロメチル−ビフェニルジカルボン酸、ビスクロロメチル−メチルビフェニル、ビスクロロメチル−ジメチルビフェニル、ビスクロロメチルアントラセン、エチレングリコールビス(クロロエチル)エーテル、ジエチレングリコールビス(クロロエチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(クロロエチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(クロロエチル)エーテル等が挙げられる。
上述のフェノール化合物と共重合成分とを、脱水、脱ハロゲン化水素、若しくは脱アルコールにより縮合させるか、又は不飽和結合を開裂させながら重合させることにより、フェノール樹脂(A−1)を得ることができるが、重合時に触媒を用いてもよい。酸性の触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、亜リン酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、酢酸、シュウ酸、1−ヒドロキシエチリデン−1,1’−ジホスホン酸、酢酸亜鉛、三フッ化ホウ素、三フッ化ホウ素・フェノール錯体、三フッ化ホウ素・エーテル錯体等が挙げられる。一方で、アルカリ性の触媒としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、トリエチルアミン、ピリジン、4−N,N−ジメチルアミノピリジン、ピペリジン、ピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、アンモニア、ヘキサメチレンテトラミン等が挙げられる。
本実施形態では、フェノール樹脂(A−1)を得るために使用される触媒の量は、共重合成分の合計モル数、好ましくは、アルデヒド化合物、ケトン化合物、メチロール化合物、アルコキシメチル化合物、ジエン化合物及びハロアルキル化合物の合計モル数100モル%に対して、0.01モル%〜100モル%の範囲であることが好ましい。
フェノール樹脂(A−1)の合成反応を行う際には、必要に応じて有機溶剤を使用することができる。使用できる有機溶剤の具体例としては、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、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、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、トルエン、キシレン、γ―ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの有機溶剤の使用量は、仕込み原料の総質量を100質量部としたときに、通常10質量部〜1000質量部であり、好ましくは20質量部〜500質量部である。また、フェノール樹脂(A−1)の合成反応において、反応温度は、通常40℃〜250℃であることが好ましく、100℃〜200℃の範囲であることがより好ましく、そして反応時間は、概ね1時間〜10時間であることが好ましい。
[フェノール樹脂(A−2)]
フェノール樹脂(A−2)は、ノボラック樹脂及びポリヒドロキシスチレン樹脂から成る群から選ばれる少なくとも1種である。フェノール樹脂(A−2)を前述のフェノール樹脂(A−1)と混合して用いることにより、フェノール樹脂混合物(A)のアルカリ水溶液中での溶解性が向上し、本発明に係る感光性樹脂組成物を良好にアルカリ現像することが可能となる。
本実施形態におけるフェノール樹脂(A−2)は、ノボラック樹脂及びポリヒドロキシスチレン樹脂から選択されるフェノール樹脂であり、上述のフェノール樹脂(A−1)を含まない。
本実施形態におけるノボラック樹脂は、フェノール類とホルムアルデヒドとを酸性触媒の存在下で縮合させることにより得ることができる。上記フェノール類としては、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、o−ブチルフェノール、m−ブチルフェノール、p−ブチルフェノール、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キシレノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、カテコール、レゾルシノール、ピロガロール、α−ナフトール、β−ナフトール等が挙げられる。具体的なノボラック樹脂としては、例えば、フェノール/ホルムアルデヒド縮合ノボラック樹脂、クレゾール/ホルムアルデヒド縮合ノボラック樹脂、フェノール−ナフトール/ホルムアルデヒド縮合ノボラック樹脂等が挙げられる。
本実施形態におけるにおけるポリヒドロキシスチレン樹脂としてはポリパラビニルフェノールが好ましい。ポリパラビニルフェノールはパラビニルフェノールを重合単位として含有するポリマーであれば特に限定されるものではない。ポリパラビニルフェノールを構成し得る、パラビニルフェノール以外の重合単位としては、本発明の目的に反しない限りは、パラビニルフェノールと共重合可能な任意の化合物が可能であり、例えばメチルアクリレート、メチルメタアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ブチルメタアクリレート、オクチルアクリレート、2−エトキシエチルタアクリレート、t−ブチルアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、1,3−プロパンジオールジアクリレート、デカメチレングリコールジアクリレート、デカメチレングリコールジメタアクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、2,2−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、2,2−ジ(p−ヒドロキシフェニル)−プロパンジメタアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシエチル−2−2−ジ(p−ヒドロキシフェニル)−プロパンジメタアクリレート、トリエチレングリコールジメタアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、エチレングリコールジメタアクリレート、ブチレングリコールジメタアクリレート、1,3−プロパンジオールジメタアクリレート、ブチレングリコールジメタアクリレート、1,3−プロパンジオールジメタアクリレート、1,2,4−ブタントリオールトリメタアクリレート、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジメタアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタアクリレート、1−フェニルエチレン−1,2−ジメタアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタアクリレート、トリメチロールプロパントリメタアクリレート、1,5−ペンタンジオールジメタアクリレート及び1,4−ベンゼンジオールジメタアクリレートのような、アクリル酸のエステル;スチレン、並びに、例えば、2−メチルスチレン及びビニルトルエンのような置換スチレン;ビニルアクリレート及びビニルメタアクリレートのようなビニルエステル;オルトビニルフェノール及びメタビニルフェノールのような、パラビニルフェノール以外のビニルフェノール;等のモノマーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
尚、フェノール樹脂(A―2)としては、1種の樹脂を単独で用いてもよいし、2種以上の樹脂を混合して用いてもよい。
本実施形態では、フェノール樹脂(A−2)の重量平均分子量は、好ましくは700〜100,000であり、より好ましくは1,500〜80,000であり、更に好ましくは2,000〜50,000である。重量平均分子量は、硬化膜の伸度の観点から、700以上であることが好ましく、一方で、感光性樹脂組成物のアルカリ溶解性の観点から、100,000以下であることが好ましい。
[光酸発生剤(B)]
本実施形態では、感光性樹脂組成物は、紫外線、電子線、X線等に代表される活性光線(すなわち放射線)に感応して樹脂パターンを形成できる組成物である。感光性樹脂組成物は、ネガ型(すなわち未照射部が現像により溶出するもの)又はポジ型(すなわち照射部が現像により溶出するもの)のいずれであってもよい。
感光性樹脂組成物中、フェノール樹脂混合物(A)100質量部に対する光酸発生剤(B)の含有量は、0.1〜70質量部である。該含有量は、良好な感度を得る観点から0.1質量部以上であり、硬化膜の機械物性を良好に得る観点から70質量部以下である。光酸発生剤(B)の量は、より具体的には、感光性樹脂組成物がネガ型である場合及びポジ型である場合のそれぞれについて、後述のように設定される。
本実施形態では、感光性樹脂組成物がネガ型の感光性樹脂組成物として使用される場合、光酸発生剤(B)が放射線照射を受けて酸を発生し、発生した酸が上記フェノール樹脂混合物(A)と架橋剤との架橋反応を引き起こすことで、放射線照射部が現像液に不溶となる。ネガ型に使用できる光酸発生剤(B)としては、例えば、以下の化合物が挙げられる:
(i)トリクロロメチル−s−トリアジン類
トリス(2,4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−フェニル−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3−クロロフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−クロロフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3−メトキシフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−メトキシフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メチルチオフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3−メチルチオフェニル)ビス(4,6−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(2−メチルチオフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシナフチル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3−メトキシナフチル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−メトキシナフチル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3,4,5−トリメトキシ−β−スチリル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メチルチオ−β―スチリル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3−メチルチオ−β―スチリル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−メチルチオ−β−スチリル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン等;
(ii)ジアリールヨードニウム塩類
ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨードニウム−p−トルエンスルホナート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスホナート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウム−p−トルエンスルホナート、ビス(4−ter−ブチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(4−ter−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ビス(4−ter−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ビス(4−ter−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロアセテート、ビス(4−ter−ブチルフェニル)ヨードニウム−p−トルエンスルホナート等;
(iii)トリアリールスルホニウム塩類
トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウムメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、トリフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホナート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムメタンスルホナート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホナート、4−フェニルチオフェニルジフェニルテトラフルオロボレート、4−フェニルチオフェニルジフェニルヘキサフルオロホスホネート、4−フェニルチオフェニルジフェニルヘキサフルオロアルセネート、4−フェニルチオフェニルジフェニルトリフルオロメタンスルホナート、4−フェニルチオフェニルジフェニルトリフルオロアセテート、4−フェニルチオフェニルジフェニルーp−トルエンスルホナート等。
これらの化合物の内、トリクロロメチル−s−トリアジン類としては、2−(3−クロロフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−クロロフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メチルチオフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−β−スチリル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシナフチル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン等を、ジアリールヨードニウム塩類としては、ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート等を、そしてトリアリールスルホニウム塩類としては、トリフェニルスルホニウムメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムメタンスルホナート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、4−フェニルチオフェニルジフェニルトリフルオロメタンスルホナート、4−フェニルチオフェニルジフェニルトリフルオロアセテート等を、好適なものとして挙げることができる。
この他にも、光酸発生剤(B)として、以下に示す化合物を用いることもできる。
(1)ジアゾケトン化合物
ジアゾケトン化合物として、例えば、1,3−ジケト−2−ジアゾ化合物、ジアゾベンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物等を挙げることができ、具体例としてはフェノール類の1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル化合物を挙げることができる。
(2)スルホン化合物
スルホン化合物として、例えば、β−ケトスルホン化合物、β−スルホニルスルホン化合物及びこれらの化合物のα−ジアゾ化合物を挙げることができ、具体例として、4−トリスフェナシルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス(フェナシルスルホニル)メタン等を挙げることができる。
(3)スルホン酸化合物
スルホン酸化合物として、例えば、アルキルスルホン酸エステル類、ハロアルキルスルホン酸エステル類、アリールスルホン酸エステル類、イミノスルホネート類等を挙げることができる。好ましい具体例としては、ベンゾイントシレート、ピロガロールトリストリフルオロメタンスルホネート、o−ニトロベンジルトリフルオロメタンスルホネート、o−ニトロベンジル−p−トルエンスルホネート等を挙げることができる。
(4)スルホンイミド化合物
スルホンイミド化合物として、例えば、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルイミド等を挙げることができる。
(5)オキシムエステル化合物
オキシムエステル化合物として、具体的には、2−[2−(4−メチルフェニルスルホニルオキシイミノ)]−2,3−ジヒドロチオフェン−3−イリデン]−2−(2−メチルフェニル)アセトニトリル(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「イルガキュアPAG121」)、[2−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−2,3−ジヒドロチオフェン−3−イリデン]−2−(2−メチルフェニル)アセトニトリル(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「イルガキュアPAG103」)、[2−(n−オクタンスルホニルオキシイミノ)−2,3−ジヒドロチオフェン−3−イリデン]−2−(2−メチルフェニル)アセトニトリル(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「イルガキュアPAG108」)、α−(n−オクタンスルフォニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「CGI725」)等を挙げることができる。
(6)ジアゾメタン化合物
ジアゾメタン化合物として、具体的には、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン等を挙げることができる。
感度の観点から、とりわけ、上記(5)オキシムエステル化合物が特に好ましい。
本実施形態では、感光性樹脂組成物がネガ型である場合の、フェノール樹脂混合物(A)100質量部に対する光酸発生剤(B)の配合量は、0.1〜50質量部であることが好ましく、1〜40質量部であることがより好ましい。該配合量が0.1質量部以上であれば感度の向上効果を良好に得ることができ、該配合量が50質量部以下であれば硬化膜の機械物性が良好である。
本実施形態では、感光性樹脂組成物はポジ型の感光性樹脂組成物として使用することも可能である。この場合、上記(i)〜(iii)、及び(1)〜(6)で示される光酸発生剤及び/又はキノンジアジド化合物が好適に用いられる。その中でも硬化後の物性の観点からキノンジアジド化合物が好ましい。これはキノンジアジド化合物が硬化時に熱分解し、硬化後の膜中に残存する量が極めて低いためである。
ポジ型の光酸発生剤(B)は、キノンジアジド化合物であることが好ましい。前記のキノンジアジド化合物としては、1,2−ベンゾキノンジアジド構造又は1,2−ナフトキノンジアジド構造(後者の構造を有する化合物を、以下、「NQD化合物」ともいう。)を有する化合物が挙げられ、これらの化合物は、例えば、米国特許第2,772,972号明細書、米国特許第2,797,213号明細書、米国特許第3,669,658号明細書等により公知である。該NQD化合物は、以下詳述するフェノール性水酸基を有する化合物(以下「ヒドロキシ化合物」ともいう。)の1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、及び該ヒドロキシ化合物の1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステルから成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物である。
該NQD化合物は、常法に従って、ナフトキノンジアジドスルホン酸を、クロルスルホン酸又は塩化チオニル等でスルホニルクロライドとし、得られたナフトキノンジアジドスルホニルクロライドと、ヒドロキシ化合物とを縮合反応させることにより得られる。例えば、ヒドロキシ化合物と、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロライド又は1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロライドの所定量とを、ジオキサン、アセトン、又はテトラヒドロフラン等の溶媒中、トリエチルアミン等の塩基性触媒の存在下で反応させてエステル化を行い、得られた生成物を水洗、乾燥することにより得ることができる。
感度及び伸度等の硬化膜物性の観点から好ましいNQD化合物の例としては、例えば、下記一般式群で表されるものが挙げられる。
Figure 2013190698
{式中、Qは、水素原子、又は下記式群:
Figure 2013190698
のいずれかで表されるナフトキノンジアジドスルホン酸エステル基であるが、全てのQが同時に水素原子であることはない。}。
また、NQD化合物として、同一分子中に4−ナフトキノンジアジドスルホニル基及び5−ナフトキノンジアジドスルホニル基を有するナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を用いることもできるし、4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物と5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物とを混合して使用することもできる。
上記NQD化合物は、単独で使用しても2種類以上混合して使用してもよい。
本実施形態では、感光性樹脂組成物がポジ型である場合の光酸発生剤(B)の使用量は、本組成物のフェノール樹脂混合物(A)100質量部に対して、好ましくは0.1〜70質量部であり、より好ましくは1〜40質量部、さらに好ましくは5〜30質量部である。この使用量が0.1質量部以上であれば良好な感度が得られ、70質量部以下であれば硬化膜の機械物性が良好である。
[溶剤(C)]
溶剤(C)としては、アミド類、スルホキシド類、ウレア類、ケトン類、エステル類、ラクトン類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類、炭化水素類等が挙げられ、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチル、乳酸エチル、乳酸メチル、乳酸ブチル、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ベンジルアルコール、フェニルグリコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、モルフォリン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,4−ジクロロブタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、アニソール、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等を使用することができる。中でも、樹脂の溶解性、樹脂組成物の安定性、及び基板への接着性の観点から、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、酢酸ブチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ベンジルアルコール、フェニルグリコール、及びテトラヒドロフルフリルアルコールが好ましい。
本発明の感光性樹脂組成物において、溶剤(C)の使用量は、フェノール樹脂混合物(A)100質量部に対して、100〜1000質量部であり、より好ましくは120〜700質量部であり、さらに好ましくは125〜500質量部の範囲である。溶剤(C)の量は、半導体工程上利用しうるワニス組成物の粘度及び、塗布後膜厚の観点から、100〜1000質量部の範囲内である。
[架橋剤(D)]
架橋剤(D)は、本実施形態の感光性樹脂組成物を用いて形成されたレリーフパターンを加熱硬化する際に、フェノール樹脂混合物(A)と架橋しうるか、又は架橋剤自身が架橋ネットワークを形成するような化合物である。架橋剤(D)によれば、感光性樹脂組成物から形成された硬化膜の熱特性、機械特性、及び耐薬品性をさらに向上することが出来る。フェノール樹脂混合物(A)と架橋剤(D)との組合せは、硬化膜の良好な伸度に寄与するとともに、硬化膜に金属膜をスパッタ処理した際のシワ、膨れ、外観不良等の不良を良好に防止する。本発明に用いられる架橋剤(D)の例を以下の(D−1)〜(D−11)に示す。
なお、本実施形態における加熱硬化の条件として、加熱温度は40℃〜400℃であり、加熱時間は1〜10時間であることができる。
(D−1)メチロール基及び/又はアルコキシメチル基を含有する化合物
メチロール基及び/又はアルコキシメチル基を含有する化合物とは、下記一般式(11):
Figure 2013190698
{式中、R18は1価の有機基又は水素原子である。}
で表される有機基を分子内に含有している化合物である。
具体的には、下記一般式(12):
Figure 2013190698
{式中、R19は、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、及びイソプロピル基から成る群から選ばれる1価の基であり、R20は、水酸基、炭素原子数1〜10のアルキル基、炭素原子数1〜10のアルコキシ基、炭素原子数1〜10のエステル基、及びウレタン基から成る群から選ばれる基であり、n5は、1〜5の整数であり、n6は、0〜4の整数であり、ここで、1≦(n5+n6)≦5であり、m3は、1〜4の整数であり、V1は、m3=1のとき、CH2OR19であり、m3=2〜4のとき、単結合又は2〜4価の有機基であり、ここで、CH2OR19、及びR20が複数存在する場合、R19及びR20は、互いに同じでも異なっていてもよい。}で表されるメチロール化合物及びアルコキシメチル化合物、並びに、一般式(13)及び(14):
Figure 2013190698
{式中、R21及びR22は、それぞれ独立に、水素原子、及び炭素原子数1〜10の炭化水素基から成る群から選ばれる1価の有機基である}
Figure 2013190698
{式中、R23は、それぞれ独立に水素原子、及び炭素原子数1〜10の炭化水素基から成る群から選ばれる1価の有機基である。}で表される構造を有するN−メチロール化合物及びN−アルコキシメチル化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
好ましい具体的な例としては、サイメル(登録商標)300、301、303、370、325、327、701、266、267、238、1141、272、202、1156、1158、1123、1170、1174、UFR65、300、マイコート102、105(以上、三井サイテック社製)、ニカラック(登録商標)MX−270、−280、−290、ニカラックMS―11、ニカラックMW―30、−100、−300、−390、−750(以上、三和ケミカル社製)、DML−OCHP、DML−MBPC、DML−BPC、DML−PEP、DML−34X、DML−PSBP、DML−PTBP、DML−PCHP、DML−POP、DML−PFP、DML−MBOC、BisCMP−F、DML−BisOC−Z、DML−BisOCHP−Z、DML−BisOC−P、DMOM−PTBT、TMOM−BP、TMOM−BPA、TML−BPAF−MF(以上、本州化学工業社製)、ベンゼンジメタノール、ビス(ヒドロキシメチル)クレゾール、ビス(ヒドロキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(ヒドロキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(ヒドロキシメチル)ベンゾフェノン、ヒドロキシメチル安息香酸ヒドロキシメチルフェニル、ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ビス(メトキシメチル)ベンゼン、ビス(メトキシメチル)クレゾール、ビス(メトキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(メトキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(メトキシメチル)ベンゾフェノン、メトキシメチル安息香酸メトキシメチルフェニル、ビス(メトキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(メトキシメチル)ビフェニル等が挙げられる。
中でも、得られた硬化膜の伸度及び耐熱性の観点、並びに硬化膜に金属膜をスパッタ処理した際、外観異常が発生しないため、ニカラックMW−30MH、MW−100LH、BL−60、MX−270、MX−280、MX−290、サイメル300、303、1123、マイコート102、105、ベンゼンジメタノール、TMOM−BP、TMOM−BPA、及びTML−BPAF−MFが特に好ましい。
(D−2)イソシアネート基含有化合物
イソシアネート基含有化合物としては、イソシアネート基を分子内に含有している化合物であれば特に制限されないが、得られた硬化膜の伸度及び耐熱性の観点並びに硬化膜に金属膜をスパッタ処理した際の外観の観点から、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアナート、1,3−フェニレンビスメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン―4,4’−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、タケネート(登録商標)500、600、コスモネート(登録商標)NBDI、ND(以上、商品名、三井化学社製)デュラネート(登録商標)17B−60PX、TPA−B80E、MF−B60X、MF−K60X、E402−B80T(以上、商品名、旭化成ケミカルズ社製)等が好ましい。
(D−3)ビスマレイミド化合物
ビスマレイミド化合物としては、マレイミド基を分子内に含有している化合物であれば特に制限されないが、得られた硬化膜の伸度及び耐熱性の観点並びに硬化膜に金属膜をスパッタ処理した際の外観の観点から、4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、m−フェニレンビスマレイミド、ビスフェノールAジフェニルエーテルビスマレイミド、3,3’−ジメチル−5,5’−ジエチル−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、4−メチル−1,3−フェニレンビスマレイミド、1,6’−ビスマレイミド−(2,2,4−トリメチル)ヘキサン、4,4’−ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4’−ジフェニルスルフォンビスマレイミド、1,3−ビス(3−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、BMI−1000、BMI−1100、BMI−2000、BMI−2300、BMI−3000、BMI−4000、BMI−5100、BMI−7000、BMI−TMH、BMI−6000、BMI−8000(以上、商品名、大和化成工業(株)製)等が好ましい。
(D−4)アルデヒド基含有化合物
アルデヒド基含有化合物としては、アルデヒド基を分子内に含有している化合物であれば特に制限されず、得られた硬化膜の伸度及び耐熱性の観点並びに硬化膜に金属膜をスパッタ処理した際の外観の観点から、ホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、フルフラール、グリオキサール、グルタルアルデヒド、テレフタルアルデヒド、イソフタルアルデヒド、ヘキサメチレンテトラミン、トリオキサン、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド等が好ましい。
(D−5)オキセタン環含有化合物
オキセタン環含有化合物とは、下記一般式:
Figure 2013190698
で表される2価の基を含有する化合物である。
オキセタン環含有化合物としては、オキセタニル基を分子内に含有していれば特に制限されず、1,4−ビス{[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン、ビス[1−エチル(3−オキセタニル)]メチルエーテル、4,4’−ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシメチル]ビフェニル、4,4’−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ビフェニル、エチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)ジフェノエート、トリメチロールプロパントリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、3−エチル−3{[(3−エチルオキセタン―イル)メトキシ]メチル}オキセタン、東亜合成(株)製の3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン(OXT−101)、2−エチルヘキシシルオキセタン(OXT−212)、キシリレンビスオキセタン(OXT−121)、3−エチル−3−{[(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ]メチル}オキセタン(OXT−221)、OX−SQ−H、OXT−191、PNOX−1009、RSOX、
以下の:
Figure 2013190698
宇部興産(株)社のエタナコールEHO、OXBP、OXMA、OXIPA、HBOX、OXTP等が挙げられる。
中でも、現像液への溶解性及び得られた硬化膜の伸度の観点から、OXBP、OXIPA、OXT−121、及びOXT−221が好ましい。
(D−6)ベンゾオキサジン環含有化合物
ベンゾオキサジン環含有化合物としては、ベンゾオキサジン環を分子内に含有している化合物であれば特に制限されないが、得られた硬化膜の伸度及び耐熱性の観点並びに硬化膜に金属膜をスパッタ処理した際の外観の観点から、特開2006−335671号公報に開示されている化合物、並びにビスフェノールF型ベンゾオキサジンBF−BXZ、ビスフェノールA型ベンゾオキサジンBA−BXZ、ビスフェノールS型ベンゾオキサジンBS−BXZ(以上、商品名、小西化学工業製)等が好ましい。
(D−7)オキサゾリン環含有化合物
オキサゾリン環含有化合物としては、オキサゾリン環を分子内に含有している化合物であれば特に制限されず、2−オキサゾリン、2−アミノ−2−オキサゾリン、2,2’−ビス(2−オキサゾリン)、1,3−ビス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼン、1,4−ビス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼン、1,3,5−トリス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼン、2,2’−(2,6−ピリジンジイル)ビス(4−イソプロピル−2−オキサゾリン)、2,2’−(2,6−ピリジンジイル)ビス(4−フェニル−2−オキサゾリン)、2−フェニル(2−オキサゾリン)、4,4−ジメチル−2−オキサゾリン、2,2’−イソプロピリデンビス(4−フェニル−2−オキサゾリン)、2−エチル−2−オキサゾリン、2,2’−イソプロピリデンビス(4−t−ブチル−2−オキサゾリン)、2−イソプロピル−2−オキサゾリン、4−メトキシメチル−2−メチル−5−フェニル−2−オキサゾリン、2−メチル−2−オキサゾリン、2,4,4−トリメチル−2−オキサゾリン、日本触媒社製エポクロスシリーズ K−1010E、K−2010E、K−1020E、K−2020E、K−1030E、K−2030E、WS−500、WS−700、RPS−1005、RAS−1005等が挙げられる。
得られた硬化膜の伸度及び耐熱性の観点並びに硬化膜に金属膜をスパッタ処理した際の外観の観点から、例えば、2,2’−ビス(2−オキサゾリン)、1,3−ビス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼン、1,4−ビス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼン、1,3,5−トリス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼン、2−フェニル(2−オキサゾリン)、エポクロス WS−500等が好ましい。
また、オキサゾリン環含有化合物が下記一般式(15):
Figure 2013190698
{式中、R24は炭素数1〜10の有機基であり、n7は0〜4の整数である。}
で表される化合物であることがより好ましく、最も好ましいのは、1,3−ビス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼン、及び1,3,5−トリス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼンである。
(D−8)カルボジイミド基含有化合物
カルボジイミド基含有化合物としては、カルボジイミド基を分子内に含有する化合物であれば特に限定されないが、得られた硬化膜の伸度及び耐熱性の観点並びに硬化膜に金属膜をスパッタ処理した際の外観の観点から、ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)カルボジイミド、カルボジライトSV−02、V−01、V−02、V−03、V−04、V−05、V−07、V−09、E−01、E−02、LA−1(以上、商品名、日清紡ケミカル社製)等が好ましい。
(D−9)アリル化合物
アリル化合物としては、アリル基を分子内に含有していれば特に制限されず、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸トリアリル、トリメリット酸トリアリル、ピロメリット酸テトラアリルエステル、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、NKエステル1G、2G、3G、4G、9G、14G、NPG、BPE−100、BPE−200、BPE−500、BPE−1400、A−200、A−400、A−600、TMPT、A−TMM−3(以上、商品名、新中村化学工業社製)、BANI−M、BANI−X(以上、商品名、丸善石油化学株式会社製)等が挙げられる。
これらの中でも、得られた熱硬化膜の伸度及び耐熱性の観点から、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸トリアリル、トリメリット酸トリアリル、ピロメリット酸テトラアリルエステル、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、BANI−M、及びBANI−Xが特に好ましい。
(D−10)トリアジンチオール化合物
トリアジンチオール化合物としては、チオシアヌル酸基を分子内に含有していれば特に制限されないが、得られた硬化膜の伸度及び耐熱性の観点並びに硬化膜に金属膜をスパッタ処理した際の外観の観点から、2,4,6―トリチオール−1,3,5−トリアジン、2−ジメチルアミノ−4,6−ジチオール−1,3,5−トリアジン、2−ジブチルアミノ−4,6−ジチオール−1,3,5−トリアジン、2−フェニルアミノ−4,6−ジチオール−1,3,5−トリアジン等が好ましい。
(D−11)金属キレート化合物
金属キレート化合物としては、アルミニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、クロムキレート化合物、マグネシウムキレート化合物、ニッケルキレート化合物、等が挙げられるが、得られた硬化膜の伸度及び耐熱性の観点並びに硬化膜に金属膜をスパッタ処理した際の外観の観点から、アセチルアセトンアルミニウム(III)塩、アセチルアセトンチタン(IV)塩、アセチルアセトンクロム(III)塩、アセチルアセトンマグネシウム(II)塩、アセチルアセトンニッケル(II)塩、アセチルアセトンジルコニウム(IV)塩、トリフルオロアセチルアセトンアルミニウム(III)塩、トリフルオロアセチルアセトンチタン(IV)塩、トリフルオロアセチルアセトンクロム(III)塩、トリフルオロアセチルアセトンマグネシウム(II)塩、トリフルオロアセチルアセトンニッケル(II)塩、トリフルオロアセチルアセトンジルコニウム(IV)塩、チタンジイソプロポキシビス(アセチルアセトネート)、チタンテトラアセチルアセトネート、チタニウムジ−2−エチルヘキソキシビス(2−エチル−3−ヒドロキシヘキソキシド)、チタンジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)等が好ましい。
これらの化合物の中で、硬化膜の伸度の観点から、アセチルアセトンアルミニウム(III)塩、アセチルアセトンチタン(IV)塩、アセチルアセトンジルコニウム(IV)塩、アセチルアセトンニッケル(II)塩、トリフルオロアセチルアセトンアルミニウム(III)塩、トリフルオロアセチルアセトンチタン(IV)塩、トリフルオロアセチルアセトンニッケル(II)塩、トリフルオロアセチルアセトンジルコニウム(IV)塩、チタンジイソプロポキシビス(アセチルアセトネート)、チタンテトラアセチルアセトネート、チタニウムジ−2−エチルヘキソキシビス(2−エチル−3−ヒドロキシヘキソキシド)、及びチタンジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)が好ましく、シリコンウエハー上の密着性の観点からアセチルアセトンアルミニウム(III)塩、アセチルアセトンチタン(IV)塩、アセチルアセトンジルコニウム(IV)塩、トリフルオロアセチルアセトンアルミニウム(III)塩、トリフルオロアセチルアセトンチタン(IV)塩、トリフルオロアセチルアセトンジルコニウム(IV)塩、及びチタンジイソプロポキシビス(アセチルアセトネート)が好ましい。
これらの(D−1)〜(D−11)記載の架橋剤の中で、硬化膜に金属膜をスパッタ処理した際の外観の観点から、(D−1)メチロール基及び/又はアルコキシメチル基を含有する化合物、(D−2)イソシアネート基含有化合物、(D−3)ビスマレイミド基含有化合物、(D−4)アルデヒド基含有化合物、(D−5)オキセタン環含有化合物、(D−6)ベンゾオキサジン環含有化合物、(D−7)オキサゾリン環含有化合物、及び(D−9)アリル化合物が好ましく、さらに得られた硬化膜の伸度の観点、及び組成物ワニス保存安定性の観点から、(D−1)メチロール基及び/又はアルコキシメチル基を含有する化合物、(D−2)イソシアネート基含有化合物、(D−3)ビスマレイミド基含有化合物、(D−5)オキセタン環含有化合物、(D−6)ベンゾオキサジン環含有化合物、及び(D−9)アリル化合物がより好ましい。
これらの架橋剤(D)は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
架橋剤(D)の配合量は、フェノール樹脂混合物(A)100質量部に対して、18〜100質量部であり、20〜90質量部が好ましく、30〜80質量部がより好ましい。該配合量が18質量部以上であれば、硬化膜に金属膜をスパッタ処理した際の外観が良好であり、100質量部以下であれば、硬化膜の伸度、及び組成物のワニス状態での安定性が良好であるとともに、硬化膜の電気絶縁性、及び金属腐食耐性が良好である。なお、後述する比較例4に示すように、架橋剤(D)としてエポキシ化合物を100質量部を超えて使用した場合、硬化膜の電気絶縁性、及び金属腐食耐性が悪化する。
[熱酸発生剤(E)]
本発明に係る感光性樹脂組成物には、キュアの温度を下げた場合でも、良好な硬化物の熱物性及び機械的物性を発現させるという観点から、熱酸発生剤(E)を更に配合することが好ましい。熱酸発生剤(E)は、熱により酸を発生する化合物である。
熱酸発生剤(E)は、上記架橋剤(D)の反応を促進させる化合物である。酸が発生する温度としては、150〜250℃が好ましい。
具体的な化合物としては、クロロ酢酸アリル、クロロ酢酸n−ブチル、クロロ酢酸t−ブチル、クロロ酢酸エチル、クロロ酢酸メチル、クロロ酢酸ベンジル、クロロ酢酸イソプロピル、クロロ酢酸2−メトキシエチル、ジクロロ酢酸メチル、トリクロロ酢酸メチル、トリクロロ酢酸エチル、トリクロロ酢酸2−エトキシエチル、シアノ酢酸t−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、トリフルオロ酢酸エチル、トリフルオロ酢酸メチル、トリフルオロ酢酸フェニル、トリフルオロ酢酸ビニル、トリフルオロ酢酸イソプロピル、トリフルオロ酢酸アリル、安息香酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸t−ブチル、2−クロロ安息香酸メチル、2−クロロ安息香酸エチル、4−クロロ安息香酸エチル、2,5−ジクロロ安息香酸エチル、2,4−ジクロロ安息香酸メチル、p−フルオロ安息香酸エチル、p−フルオロ安息香酸メチル、ペンタクロロフェニルカルボン酸t−ブチル、ペンタフルオロプロピオン酸メチル、ペンタフルオロプロピオン酸エチル、クロトン酸t−ブチル等のカルボン酸エステル類、フェノールフタレイン、チモールフタレイン等の環状カルボン酸エステル類、メタンスルホン酸エチル、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸2−メトキシエチル、メタンスルホン酸2−イソプロポキシエチル、p−トルエンスルホン酸フェニル、p−トルエンスルホン酸エチル、p−トルエンスルホン酸メチル、p−トルエンスルホン酸2−フェニルエチル、p−トルエンスルホン酸n−プロピル、p−トルエンスルホン酸n−ブチル、p−トルエンスルホン酸t−ブチル、p−トルエンスルホン酸n−ヘキシル、p−トルエンスルホン酸n−ヘプチル、p−トルエンスルホン酸n−オクチル、p−トルエンスルホン酸2−メトキシエチル、p−トルエンスルホン酸プロパルギル、p−トルエンスルホン酸3−ブチニル、トリフルオロメタンスルホン酸エチル、トリフルオロメタンスルホン酸n−ブチル、パーフルオロブタンスルホン酸エチル、パーフルオロブタンスルホン酸メチル、ベンジル(4−ヒドロキシフェニル)メチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル(4−ヒドロキシフェニル)メチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリメチルスルホニウムメチルスルファート、トリ−p−スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、ピリジニウム−p−トルエンスルホナート、パーフルオロオクタンスルホン酸エチル等のスルホン酸エステル類、1,4−ブタンスルトン、2,4−ブタンスルトン、1,3−プロパンスルトン、フェノールレッド、ブロモクレゾールグリーン、ブロモクレゾールパープル等の環状スルホン酸エステル類、2−スルホ安息香酸無水物、p−トルエンスルホン酸無水物、フタル酸無水物、2−[2−(4−メチルフェニルスルホニルオキシイミノ)]−2,3−ジヒドロチオフェン−3−イリデン]−2−(2−メチルフェニル)アセトニトリル(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「イルガキュアPAG121」)、[2−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−2,3−ジヒドロチオフェン−3−イリデン]−2−(2−メチルフェニル)アセトニトリル(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「イルガキュアPAG103」)、[2−(n−オクタンスルホニルオキシイミノ)−2,3−ジヒドロチオフェン−3−イリデン]−2−(2−メチルフェニル)アセトニトリル(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「イルガキュアPAG108」)、α−(n−オクタンスルフォニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「CGI725」)等を挙げることができる。
これらの熱酸発生剤のうち好ましいものとしては、メタンスルホン酸エチル、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸2−メトキシエチル、メタンスルホン酸2−イソプロポキシエチル、p−トルエンスルホン酸フェニル、p−トルエンスルホン酸エチル、p−トルエンスルホン酸メチル、p−トルエンスルホン酸2−メトキシエチル、トリフルオロメタンスルホン酸エチル、トリフルオロメタンスルホン酸n−ブチル、パーフルオロブタンスルホン酸エチル、パーフルオロブタンスルホン酸メチル、パーフルオロオクタンスルホン酸エチル、1,4−ブタンスルトン、2,4−ブタンスルトン等のスルホン酸エステル類、2−スルホ安息香酸無水物、p−トルエンスルホン酸無水物等が挙げられる。
更に硬化膜と基板との密着性の観点から、より好ましい化合物としては、メタンスルホン酸エチル、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸2−メトキシエチル、p−トルエンスルホン酸エチル、p−トルエンスルホン酸メチル、p−トルエンスルホン酸2−メトキシエチル、トリフルオロメタンスルホン酸エチル、トリフルオロメタンスルホン酸n−ブチル、1,4−ブタンスルトン、2,4−ブタンスルトン、2−スルホ安息香酸無水物、p−トルエンスルホン酸無水物等が挙げられる。また、これらの化合物は単独で使用しても2つ以上混合して使用してもよい。
熱酸発生剤(E)を使用する場合の配合量としては、フェノール樹脂混合物(A)100質量部に対し、0.1〜30質量部が好ましく、0.5〜10質量部がより好ましく、1〜5質量部であることがさらに好ましい。配合量が0.1質量部以上であれば熱硬化後のパターン形状を保持する効果が良好であり、一方、配合量が30質量部以下であればリソグラフィー性能に悪影響がなく、かつ組成物の安定性が良好である。
[その他の成分]
本実施形態では、感光性樹脂組成物には、必要に応じて、染料、界面活性剤、シランカップリング剤、溶解促進剤等を含有させることが可能である。
上記染料としては、例えば、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、マラカイトグリーン等が挙げられる。染料の配合量としては、フェノール樹脂混合物(A)100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましい。
上記界面活性剤としては、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリグリコール類又はその誘導体から成る非イオン系界面活性剤の他、例えばフロラード(登録商標、商品名、住友3M社製)、メガファック(登録商標、商品名、大日本インキ化学工業社製)、ルミフロン(登録商標、商品名、旭硝子社製)等のフッ素系界面活性剤、例えばKP341(商品名、信越化学工業社製)、DBE(商品名、チッソ社製)、グラノール(商品名、共栄社化学社製)等の有機シロキサン界面活性剤、等が挙げられる。
界面活性剤を使用する場合の配合量としては、フェノール樹脂混合物(A)100質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましい。
シランカップリング剤としては、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製:商品名 KBM803、チッソ株式会社製:商品名 サイラエースS810)、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン(アヅマックス株式会社製:商品名 SIM6475.0)、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学工業株式会社製:商品名 LS1375、アヅマックス株式会社製:商品名 SIM6474.0)、メルカプトメチルトリメトキシシラン(アヅマックス株式会社製:商品名 SIM6473.5C)、メルカプトメチルメチルジメトキシシラン(アヅマックス株式会社製:商品名 SIM6473.0)、3−メルカプトプロピルジエトキシメトキシシラン、3−メルカプトプロピルエトキシジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルジエトキシプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルエトキシジプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルジメトキシプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルメトキシジプロポキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルジエトキシメトキシシラン、2−メルカプトエチルエトキシジメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリプロポキシシラン、2−メルカプトエチルトリプロポキシシラン、2−メルカプトエチルエトキシジプロポキシシラン、2−メルカプトエチルジメトキシプロポキシシラン、2−メルカプトエチルメトキシジプロポキシシラン、4−メルカプトブチルトリメトキシシラン、4−メルカプトブチルトリエトキシシラン、4−メルカプトブチルトリプロポキシシラン、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)ウレア(信越化学工業株式会社製:商品名 LS3610、アヅマックス株式会社製:商品名 SIU9055.0)、N−(3−トリメトキシシリルプロピル)ウレア(アヅマックス株式会社製:商品名 SIU9058.0)、N−(3−ジエトキシメトキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−エトキシジメトキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−ジエトキシプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−エトキシジプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−ジメトキシプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−メトキシジプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−トリメトキシシリルエチル)ウレア、N−(3−エトキシジメトキシシリルエチル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−エトキシジプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−ジメトキシプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−メトキシジプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−トリメトキシシリルブチル)ウレア、N−(3−トリエトキシシリルブチル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルブチル)ウレア、3−(m−アミノフェノキシ)プロピルトリメトキシシラン(アヅマックス株式会社製:商品名 SLA0598.0)、m−アミノフェニルトリメトキシシラン(アヅマックス株式会社製:商品名 SLA0599.0)、p−アミノフェニルトリメトキシシラン(アヅマックス株式会社製:商品名 SLA0599.1)アミノフェニルトリメトキシシラン(アヅマックス株式会社製:商品名 SLA0599.2)、2−(トリメトキシシリルエチル)ピリジン(アヅマックス株式会社製:商品名 SIT8396.0)、2−(トリエトキシシリルエチル)ピリジン、2−(ジメトキシシリルメチルエチル)ピリジン、2−(ジエトキシシリルメチルエチル)ピリジン、(3−トリエトキシシリルプロピル)−t−ブチルカルバメート、(3−グリシドキシプロピル)トリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−i−ブトキシシラン、テトラ−t−ブトキシシラン、テトラキス(メトキシエトキシシラン)、テトラキス(メトキシ−n−プロポキシシラン)、テトラキス(エトキシエトキシシラン)、テトラキス(メトキシエトキシエトキシシラン)、ビス(トリメトキシシリル)エタン、ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)エタン、ビス(トリエトキシシリル)エチレン、ビス(トリエトキシシリル)オクタン、ビス(トリエトキシシリル)オクタジエン、ビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]ジスルフィド、ビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]テトラスルフィド、ジ−t−ブトキシジアセトキシシラン、ジ−i−ブトキシアルミノキシトリエトキシシラン、ビス(ペンタジオネート)チタン−O,O’−ビス(オキシエチル)−アミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルシラントリオール、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−ブチルシ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、ジメトキシジフェニルシラン、ジエトキシジフェニルシラン、ジメトキシジ−p−トリルシラン、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、トリフェニルシラノール等が挙げられるが、これらに限定されない。これらは単独でも複数組み合わせて用いてもよい。
シランカップリング剤としては、前記したシランカップリング剤の中でも、保存安定性の観点から、フェニルシラントリオール、トリメトキシフェニルシラン、トリメトキシ(p−トリル)シラン、ジフェニルシランジオール、ジメトキシジフェニルシラン、ジエトキシジフェニルシラン、ジメトキシジ−p−トリルシラン、トリフェニルシラノール、及び下記構造で表されるシランカップリング剤が好ましい。
Figure 2013190698
シランカップリング剤を使用する場合の配合量としては、フェノール樹脂混合物(A)100質量部に対して、0.01〜20質量部が好ましい。
上記溶解促進剤としては、水酸基又はカルボキシル基を有する化合物が好ましい。水酸基を有する化合物の例としては、前述のNQD化合物に使用しているバラスト剤(ヒドロキシ化合物)、並びにパラクミルフェノール、ビスフェノール類、レゾルシノール類、及びMtrisPC、MtetraPC等の直鎖状フェノール化合物、TrisP−HAP、TrisP−PHBA、TrisP−PA等の非直鎖状フェノール化合物(全て本州化学工業社製)、ジフェニルメタンの2〜5個のフェノール置換体、3,3−ジフェニルプロパンの1〜5個のフェノール置換体、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と5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物とをモル比1対2で反応させて得られる化合物、ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホンと1,2−シクロヘキシルジカルボン酸無水物とをモル比1対2で反応させて得られる化合物、N−ヒドロキシコハク酸イミド、N−ヒドロキシフタル酸イミド、N−ヒドロキシ5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸イミド等が挙げられる。
カルボキシル基を有する化合物の例としては、3−フェニル乳酸、4−ヒドロキシフェニル乳酸、4−ヒドロキシマンデル酸、3,4−ジヒドロキシマンデル酸、4−ヒドロキシ−3−メトキシマンデル酸、2−メトキシ−2−(1−ナフチル)プロピオン酸、マンデル酸、アトロラクチン酸、α−メトキシフェニル酢酸、O−アセチルマンデル酸、イタコン酸等を挙げることができる。
溶解促進剤を使用する場合の配合量としては、フェノール樹脂混合物(A)100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましい。
<硬化レリーフパターンの製造方法>
本実施形態の別の態様は、(1)上述した本発明の感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂層を基板に形成する工程、(2)該感光性樹脂層を露光する工程、(3)該露光の後の感光性樹脂層を現像してレリーフパターンを得る工程、及び(4)該レリーフパターンを加熱処理する工程を含む、硬化レリーフパターンの製造方法を提供する。この方法の一例を以下に説明する。
まず、本実施形態の感光性樹脂組成物を適当な支持体又は基板、例えばシリコンウエハー、セラミック基板、アルミ基板等に塗布する。ここでいう基板には、未加工の基板以外に、例えば半導体素子又は表示体素子が表面に形成された基板も含む。この時、形成するパターンと支持体との耐水接着性を確保するため、あらかじめ支持体又は基板にシランカップリング剤等の接着助剤を塗布しておいてもよい。感光性樹脂組成物の塗布はスピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等で行う。
次に、80〜140℃でプリベークして感光性樹脂組成物の塗膜を乾燥させる。乾燥後の感光性樹脂層の厚さとしては、1〜500umが好ましい。
次に、感光性樹脂層を露光する。露光用の化学線としては、X線、電子線、紫外線、可視光線等が使用できるが、200〜500nmの波長のものが好ましい。パターンの解像度及び取り扱い性の点で、光源波長は水銀ランプのg線、h線又はi線の領域であることが好ましく、単独でも2つ以上の化学線を混合していてもよい。露光装置としてはコンタクトアライナー、ミラープロジェクション、及びステッパ−が特に好ましい。露光後、必要に応じて再度80〜140℃で塗膜を加熱しても良い。
次に現像を、現像液を用い、浸漬法、パドル法、回転スプレー法等の方法から選択して行うことができる。現像により、塗布された感光性樹脂層から、露光部(ポジ型の場合)又は未露光部(ネガ型の場合)を溶出除去し、レリーフパターンを得ることができる。
現像液としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、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等の有機アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド等の4級アンモニウム塩類等の水溶液、及び必要に応じて、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒、又は界面活性剤を適当量添加した水溶液を使用することができる。これらの中で、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液が好ましく、該テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの濃度は、好ましくは、0.5〜10質量%であり、さらに好ましくは、1〜5質量%である。
現像後、リンス液により洗浄を行い、現像液を除去することにより、レリーフパターンが形成された基板を得ることができる。リンス液としては、蒸留水、メタノール、エタノール、イソプロパノール等を単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
最後に、このようにして得られたレリーフパターンを加熱することで硬化レリーフパターンを得ることができる。加熱温度は150℃以上300℃以下が好ましく、250℃以下がより好ましい。
半導体装置の永久膜用途に一般的に使われているポリイミド又はポリベンゾオキサゾールの前駆体の組成物を用いた硬化レリーフパターンの形成方法においては、前駆体を300℃以上に加熱して脱水環化反応を進行させることにより、ポリイミド又はポリベンゾオキサゾール等に変換する必要がある。しかし本発明の硬化レリーフパターンの製造方法においてはより低温の加熱でも感光性樹脂組成物を硬化させることができるので、熱に弱い半導体装置及び表示体装置にも好適に使用することが出来る。一例を挙げるならば、本発明に係る感光性樹脂組成物は、プロセス温度に制約のある高誘電体材料又は強誘電体材料、例えばチタン、タンタル、又はハフニウム等の高融点金属の酸化物から成る絶縁層を有する半導体装置に好適に用いられる。
半導体装置がこのような耐熱性上の制約を持たない場合であれば、もちろん、本方法においても300〜400℃に加熱処理をしてもよい。このような加熱処理は、ホットプレート、オーブン、又は温度プログラムを設定できる昇温式オーブンを用いることにより行うことが出来る。加熱処理を行う際の雰囲気気体としては空気を用いてもよく、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いることもできる。また、より低温にて熱処理を行う必要が有る際には、真空ポンプ等を利用して減圧下にて加熱を行ってもよい。
本実施形態に係る硬化物は、電気絶縁性に優れる。硬化物のマイグレーション試験後の絶縁抵抗値は1010Ω以上であることができる。電気絶縁性の評価方法は、後述の実施例における電気絶縁性評価の欄に記載する通りである。
本実施形態に係る硬化物は、金属腐食耐性に優れる。アルミ蒸着層を設けたシリコンウエハー基板に硬化パターンを形成し、該ウエハーを23℃50%RHのクリーンルーム雰囲気下に1か月放置した場合であっても、抜きパターンのアルミ表面上には、金属腐食が発生することがない。金属腐食耐性の評価方法は、後述の実施例における金属腐食耐性評価の欄に記載する通りである。
<半導体装置>
また、本実施形態の感光性樹脂組成物を用いて上述の方法で製造された硬化レリーフパターンを有して成る半導体装置も本実施形態の一態様である。本実施形態の半導体装置は、半導体素子と該半導体素子の上部に設けられた硬化膜とを備え、該硬化膜は上述の硬化レリーフパターンである。ここで当該硬化レリーフパターンは、当該半導体素子に直接接して積層されていてもよく、別の層を間に挟んで積層されていてもよい。例えば、該硬化膜として、表面保護膜、層間絶縁膜、再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、及びバンプ構造を有する半導体装置の保護膜が挙げられる。本実施形態の半導体装置は、公知の半導体装置の製造方法と上述した本発明の硬化レリーフパターンの製造方法とを組み合わせることで製造することができる。
<表示体装置>
本実施形態の表示体装置は、表示体素子と該表示体素子の上部に設けられた硬化膜とを備え、該硬化膜は上述の硬化レリーフパターンである。ここで当該硬化レリーフパターンは、当該表示体素子に直接接して積層されていてもよく、別の層を間に挟んで積層されていてもよい。例えば、該硬化膜として、TFT液晶表示素子及びカラーフィルター素子の表面保護膜、絶縁膜、及び平坦化膜、MVA型液晶表示装置用の突起、並びに有機EL素子陰極用の隔壁を挙げることができる。
本実施形態の表示体装置は、本実施形態の半導体装置と同様に、公知の表示体装置の製造方法と上述した本実施形態の硬化レリーフパターンの製造方法とを組み合わせることで製造することができる。
以下、合成例、実施例及び比較例により本実施形態を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、実施例中の測定条件は以下に示すとおりである。
<重量平均分子量>
各合成例で得たフェノール樹脂につき、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用い、以下の条件で分子量を測定し、標準ポリスチレン換算での重量平均分子量を求めた。
ポンプ:JASCO PU−980
検出器:JASCO RI−930
カラムオーブン:JASCO CO−965 40℃
カラム:Shodex KD−806M 直列に2本
移動相:0.1mol/l EtBr/NMP
流速:1ml/min.
<引っ張り伸度測定>
本実施形態の伸度測定用サンプルを以下の方法で作製した。最表面にアルミ蒸着層を設けた6インチシリコンウエハー基板に、実施例及び比較例で得られた感光性樹脂組成物を、硬化後の膜厚が約10μmとなるように回転塗布し、120℃で180秒間ホットプレートにてプリベークを行い、塗膜を形成した。膜厚は大日本スクリーン製造社製膜厚測定装置(ラムダエース)にて測定した。この塗膜を縦型キュア炉VF200B(光洋サーモシステム社製)にて窒素雰囲気下で220℃1時間加熱し、膜厚10μmの膜を得た。得られた樹脂硬化膜を、ダイシングソーで3mm幅にカットした後に、希塩酸水溶液によりウエハーから剥離し、得られる20本の試料を温度23℃、相対湿度50%の雰囲気に24時間以上静置後、引っ張り試験機(テンシロン)にて伸度を測定した。測定値として最大値を用い、試料数20点の測定値を平均した。引っ張り試験機の測定条件は以下の通りであった。結果を表3に示す。
温度:23℃
相対湿度:50%
初期試料長さ:50mm
試験速度:40mm/min
ロードセル定格:2kgf
<スパッタ後の硬化膜表面のシワ、膨れ及び外観不良の評価>
感光性樹脂組成物をシリコンウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上において該シリコンウエハー及びスピンコート膜を120℃で180秒間ホットプレートにてプリベークし、10μmの膜厚の塗膜を形成した。膜厚は製膜厚測定装置ラムダエース(大日本スクリーン社製)にて測定した。この塗膜に、テストパターン付きレチクルを通して、i線(365nm)の露光波長を有するステッパNSR2005i8A(ニコン社製)を用いて露光量500mJ/cm2のi線を照射することにより露光した。露光後、後述する実施例27、比較例4,5については、120℃で180秒間ホットプレートにて再加熱した。次に、現像機D−SPIN(SOKUDO社製)にて23℃で2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液AZ−300MIF(AZエレクトロニックマテリアルズ社製)を用いて100秒間現像し、純水でリンスした後、縦型キュア炉VF200B(光洋サーモシステム社製)にて窒素雰囲気下で220℃で1時間硬化を行い、硬化レリーフパターンを得た。この硬化膜パターン付きウエハー上に、スパッター装置L−440S−FHL(装置名、ULVAC社製)を用いて、金属層Ti2000A/Cu4000Aが形成されるようスパッタ処理した。本評価は、スパッタ時の温度を変えて2通り(200℃スパッタ、250℃スパッタ)加熱スパッタ処理を実施した。処理条件は下記の通りである。
[200℃スパッタ]
ステップ1:Ar プレスパッタエッチング:1Pa,400W,15分
ステップ2:Ti 2000A:0.5Pa,600W,15分,200℃
ステップ3:Cu 4000A:0.5Pa,400W,14分,200℃
[250℃スパッタ]
ステップ1:Ar プレスパッタエッチング:1Pa,400W,15分
ステップ2:Ti 2000A:0.5Pa,600W,15分,250℃
ステップ3:Cu 4000A:0.5Pa,400W,14分,250℃
処理後、表面を光学顕微鏡を用いて対眼10倍、対物20倍のレンズで観察し、シワ、膨れ、又は外観不良が無いか観察した。この際、200℃スパッタでシワ、膨れ、又は外観不良が発生している場合を「×」と、200℃スパッタではシワ、膨れ、及び外観不良が発生しないが、250℃スパッタでシワ、膨れ、又は外観不良が発生している場合を「△」と、250℃スパッタでもシワ、膨れ、及び外観不良が発生しない場合を「○」とした。結果を表3に示す。
<電気絶縁性評価>
L/S=20μm/20μmの銅櫛形電極(0.1厚μmチタン膜上に厚さ5μmの銅膜形成)が形成されたシリコンナイトライド膜付きウエハーに、実施例及び比較例で得られた感光性樹脂組成物を、硬化後の膜厚が約10μmとなるように回転塗布し、120℃で180秒間ホットプレートにてプリベークを行い、塗膜を形成した。後述する実施例27、並びに比較例4及び5のネガタイプについては、この塗膜に、高圧水銀灯からの紫外線を波長350nmにおける露光量が500mJ/cm2となるように照射することにより露光した。その後、縦型キュア炉VF200B(光洋サーモシステム社製)にて窒素雰囲気下で220℃1時間硬化を行い、硬化膜を形成した。
そして、試験サンプルを、マイグレーション評価システムAMI−U(タバイエスペック社製、製品名)に投入し、温度85℃、湿度85%RH、印加電圧20Vの条件で1000時間処理した。次いで、試験サンプルの絶縁抵抗値(Ω)を測定し、絶縁性を評価した。結果を表3に示す。
<金属腐食耐性評価>
最表面にアルミ蒸着層を設けた6インチシリコンウエハー基板に、感光性樹脂組成物をスピンコートし、ホットプレート上において該シリコンウエハー及びスピンコート膜を120℃で180秒間ホットプレートにてプリベークし、10μmの膜厚の塗膜を形成した。膜厚は膜厚測定装置ラムダエース(大日本スクリーン社製)にて測定した。この塗膜に、テストパターン付きレチクルを通して、i線(365nm)の露光波長を有するステッパNSR2005i8A(ニコン社製)を用いて露光量500mJ/cm2のi線を照射することにより露光した。露光後、後述する実施例27についてのみ、120℃で180秒間ホットプレートにて再加熱した。次に、現像機D−SPIN(SOKUDO社製)にて23℃で2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液AZ−300MIF(AZエレクトロニックマテリアルズ社製)を用いて100秒間現像し、純水でリンスした後、縦型キュア炉VF200B(光洋サーモシステム社製)にて窒素雰囲気下で220℃1時間硬化を行い、硬化レリーフパターンを得た。
得られた硬化レリーフパターン付きウエハーを23℃50%RHのクリーンルーム雰囲気下にて1か月放置した。
その後、該ウエハーを用いて、100μmφの抜きパターンのアルミ表面上をSEMで観察して、金属腐食が発生しているか観察した。金属腐食が観察されなかった場合を「良」とし、0.1μmφ以上のサイズのコロージョン、ヒロック等の金属腐食が観察された場合を「不良」とし、観察されなかった場合を「良」とした。結果を表3に示す。
[合成例1]
<フェノール樹脂A−1bの合成>
容量0.5リットルのディーン・スターク装置付きセパラブルフラスラスコ中で、4−ヒドロキシ安息香酸メチル115.6g(0.76mol)、4,4’−ビス(メトキシメチル)ビフェニル(以下「BMMB」ともいう。)121.2g(0.5mol)、ジエチル硫酸3.9g(0.025mol)、ジエチレングリコールジメチルエーテル140gを70℃で混合攪拌し、固形物を溶解させた。
得られた混合溶液をオイルバスにより140℃に加温し、反応液よりメタノールの発生を確認した。そのまま140℃で反応液を2時間攪拌した。
次に反応容器を大気中で冷却し、これに別途100gのテトラヒドロフランを加えて攪拌した。上記反応希釈液を4Lの水に高速攪拌下で滴下し樹脂を分散析出させ、これを回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、4−ヒドロキシ安息香酸メチル/BMMBからなる共重合体(A−1b)を収率70%で得た。
[合成例2]
<フェノール樹脂A−1cの合成>
容量1.0Lのディーン・スターク装置付きセパラブルフラスコを窒素置換し、その後、該セパラブルフラスコ中で、フェノール69.6g(0.74mol)、BMMB84.8g(0.35mol)、p−トルエンスルホン酸3.81g(0.02mol)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(以下「PGME」ともいう。)116gを50℃で混合攪拌し、固形物を溶解させた。
得られた混合溶液をオイルバスにより120℃に加温し、反応液よりメタノールの発生を確認した。そのまま120℃で反応液を3時間攪拌した。
次に、別の容器で2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−p−クレゾール24.9g(0.150mol)、PGME249gを混合撹拌し、均一溶解させた溶液を、滴下漏斗を用いて、該セパラブルフラスコに1時間で滴下し、滴下後更に2時間撹拌した。
反応終了後は合成例1と同様の処理を行い、フェノール/BMMB/2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−p−クレゾールからなる共重合体(A−1c)を収率77%で得た。
[実施例1]
表1に示すとおり、フェノール樹脂(A−1a)50質量部、フェノール樹脂(A−2a)50質量部、光酸発生剤(B−1)12質量部、及び架橋剤(D−1a)20質量部、を溶剤(C−1)245質量部に溶解させ、0.1μmのフィルターで濾過してポジ型感光性樹脂組成物を調製した。この組成物及びその硬化膜の特性を前記の評価方法に従って測定した。得られた結果を表3に示す。
[実施例2〜26]
表1に示した成分からなる組成物を実施例1と同様に調製し、組成物及びその硬化膜の特性を実施例1と同様に測定した。得られた結果を表3に示す。
[実施例27]
表1に示すとおり、フェノール樹脂(A−1a)50質量部、フェノール樹脂(A−2a)50質量部、光酸発生剤(B−2)5質量部、及び架橋剤(D−1a)25質量部、を溶剤(C−1)241質量部に溶解させ、0.1μmのフィルターで濾過してネガ型感光性樹脂組成物を調製した。この組成物の特性を前記の評価方法に従って測定した。得られた結果を表3に示す。
[比較例1〜3]
表2に示した成分からなる組成物を実施例1と同様に調製し、組成物及びその硬化膜の特性を実施例1と同様に測定した。得られた結果を表3に示す。
[比較例4,5]
前述の特許文献3の実施例1に記載された組成物のうち、フェノール樹脂(A−1a,A−2b)、光酸発生剤(B−3)、架橋剤(D−1a,D−12)について、同じものを同じ組成比で用いた。これらを、溶剤(C−1)に溶解させ、0.1μmのフィルターで濾過してネガ型感光性樹脂組成物を調製した。この組成物及びその硬化膜の特性を前記評価方法に従って測定した。得られた結果を表3に示す。
[比較例6]
前述の特許文献4の実施例1に記載された組成物のうち、フェノール樹脂(A−2a)、光酸発生剤(B−4)について、同じものを同じ組成比で用いた。これらに架橋剤(D−1a)20質量部を加えたものを溶剤(C−1)251質量部に溶解させ、0.1μmのフィルターで濾過してポジ型感光性樹脂組成物を調製した。この組成物及びその硬化膜の特性を前記評価方法に従って測定した。得られた結果を表3に示す。
Figure 2013190698
Figure 2013190698
表1及び2に記載の成分は、以下のとおりである。
<フェノール樹脂(A−1)>
A−1a:フェノール/ビフェニレン樹脂、ポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)=2,400(明和化成社製、製品名MEH−7851M)
A−1b:4−ヒドロキシ安息香酸メチル/BMMBからなる共重合体、ポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)=20,000
A−1c:フェノール/BMMB/2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−p−クレゾールからなる共重合体、ポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)=9,800
<フェノール樹脂(A−2)>
A−2a:ノボラック樹脂、ポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)=10,600(旭有機材社製、製品名EP−4080G)
A−2b:ポリパラビニルフェノール、ポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)=10,000(丸善石油化学社製、製品名:マルカリンカーM、S−4)
<光酸発生剤(B)>
B−1:下記式で表される光酸発生剤:
Figure 2013190698
(式中、Qの内83%が以下の:
Figure 2013190698
で表される構造であり、残余が水素原子である。)
B−2:オキシムエステル化合物(BASF社製、商品名;イルガキュア PAG121)
B−3:トリアリルスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート(旭電化工業社製、商品名;SP−150)
B−4:下記式で表される光酸発生剤:
Figure 2013190698
(式中、Qの内80%が以下の:
Figure 2013190698
で表される構造であり、残余が水素原子である。)
<溶剤(C)>
C−1:γ―ブチロラクトン(GBL)
<架橋剤(D)>
D−1a:1,3,4,6−テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリル(三和ケミカル製、商品名;ニカラックMX−270)
D−1b:下記式で表されるメチロール化合物(本州化学製、商品名;TMOM−BP)
Figure 2013190698
D−2:下記式で表されるイソシアネート基含有化合物(旭化成ケミカルズ社製、商品名;デュラネートTPA−B80E)
Figure 2013190698
D−3:下記式で表される、3,3’−ジメチル−5,5’−ジエチル−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化学工業社製、商品名;BMI−5100)
Figure 2013190698
D−4:イソフタルアルデヒド(和光純薬工業社製)
D−5:下記式で表されるオキセタン環含有化合物(宇部興産社製、商品名;ETERNACOLL OXBP)
Figure 2013190698
D−6:下記式で表されるベンゾオキサジン環含有化合物(小西化学工業社製、商品名;BA−BXZ)
Figure 2013190698
D−7:1,3−ビス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼン(東京化成工業社製)
D−8:カルボジイミド化合物(日清紡ケミカル社製、商品名;カルボジライトSV−02)
D−9:アリル化合物(丸善石油化学株式会社製、商品名;BANI−X)
D−10:2,4,6―トリチオール−1,3,5−トリアジン(東京化成工業社製)
D−11:アセチルアセトンアルミニウム(III)塩(ジャパンケムテック社製)
D−12:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製、商品名;エピコート828)
<熱酸発生剤(E)>
E−1:オキシムエステル化合物(BASF社製、商品名;イルガキュア PAG121)
Figure 2013190698
表3に示した結果から分かるように、各実施例においては、硬化膜の引っ張り伸度、電気絶縁性、及び金属腐食耐性に優れ、かつスパッタ処理後にしわ等が発生することがない優れた硬化膜を形成することができる。したがって、本発明によれば、これらの諸特性に優れた半導体素子用の層間絶縁膜、表面保護膜等を提供することができる。
本発明の感光性樹脂組成物は、半導体装置、表示体装置及び発光装置の表面保護膜、層間絶縁膜、再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、バンプ構造を有する装置の保護膜、多層回路の層間絶縁膜、フレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、並びに液晶配向膜等として好適に利用できる。

Claims (12)

  1. 下記一般式(1):
    Figure 2013190698
    {式(1)中、aは、0〜3の整数であり、R1は、炭素数1〜20の1価の有機基、ハロゲン原子、ニトロ基及びシアノ基から成る群から選ばれる1価の置換基を表し、aが2又は3である場合の複数のR1は、それぞれ同じでも異なっていてもよく、そしてXは、不飽和結合を有していてもよい炭素数2〜10の2価の鎖状脂肪族基、炭素数3〜20の2価の脂環式基、下記一般式(2):
    Figure 2013190698
    (式(2)中、pは、1〜10の整数である。)で表される2価のアルキレンオキシド基、及び芳香族環を有する2価の有機基から成る群から選ばれる2価の有機基を表す。}で表される繰り返し構造を有するフェノール樹脂(A−1)と、
    ノボラック樹脂及びポリヒドロキシスチレン樹脂から成る群から選ばれる少なくとも1種のフェノール樹脂(A−2)と、
    を、該フェノール樹脂(A−1)の該フェノール樹脂(A−2)に対する質量比(A−1)/(A−2)=10/90〜90/10で含むフェノール樹脂混合物(A):100質量部、
    光酸発生剤(B):0.1〜70質量部、
    溶剤(C):100〜1000質量部、並びに
    架橋剤(D):18〜100質量部
    を含有する、感光性樹脂組成物。
  2. 前記フェノール樹脂混合物(A)100質量部に対し、前記架橋剤(D):20〜80質量部を含有する、請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
  3. 前記架橋剤(D)が、(D−1)メチロール基及びアルコキシメチル基の少なくとも一方を含有する化合物、(D−2)イソシアネート基含有化合物、(D−3)ビスマレイミド基含有化合物、(D−4)アルデヒド基含有化合物、(D−5)オキセタン環含有化合物、(D−6)ベンゾオキサジン環含有化合物、(D−7)オキサゾリン環含有化合物、(D−8)カルボジイミド基含有化合物、(D−9)アリル化合物、(D−10)トリアジンチオール化合物、及び(D−11)金属キレート化合物から成る群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
  4. 前記一般式(1)中の、Xが、下記一般式(3):
    Figure 2013190698
    {式(3)中、R2、R3、R4及びR5は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10の1価の脂肪族基、又は水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子で置換されてなる炭素数1〜10の1価の脂肪族基であり、n1は0〜4の整数であって、n1が1〜4の整数である場合のR6は、ハロゲン原子、水酸基、又は1価の有機基であり、少なくとも1つのR6は水酸基であり、n1が2〜4の整数である場合の複数のR6はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。}で表される2価の基、及び下記一般式(4):
    Figure 2013190698
    {式(4)中、R7、R8、R9及びR10は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10の1価の脂肪族基、又は水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子で置換されてなる炭素数1〜10の1価の脂肪族基を表し、Wは、単結合、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜10の鎖状脂肪族基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数3〜20の脂環式基、下記一般式(2):
    Figure 2013190698
    (式(2)中、pは、1〜10の整数である。)で表されるアルキレンオキシド基、及び下記式(5):
    Figure 2013190698
    で表される2価の基から成る群から選ばれる2価の有機基である。}で表される2価の基から成る群から選ばれる2価の有機基である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  5. 前記一般式(1)中の、Xが、下記式(6):
    Figure 2013190698
    で表される2価の有機基である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  6. 前記一般式(1)中の、Xが、下記式(7):
    Figure 2013190698
    で表される2価の有機基である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  7. 前記フェノール樹脂(A−1)が、下記一般式(8):
    Figure 2013190698
    {式(8)中、R11は炭化水素基及びアルコキシ基から成る群から選ばれる炭素数1〜10の1価の基であり、n2は0〜3の整数であり、m1は1〜500の整数であり、n2が2又は3である場合のR11はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。}で表される繰り返し構造、及び下記一般式(9):
    Figure 2013190698
    {式(9)中、R12及びR13はそれぞれ独立に炭化水素基及びアルコキシ基から成る群から選ばれる炭素数1〜10の1価の基であり、n3は0〜3の整数であり、n4は0〜3の整数であり、m2は1〜500の整数であり、n3が2又は3である場合のR12はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、n4が2又は3である場合のR13はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。}で表される繰り返し構造の両方を同一樹脂骨格内に有するフェノール樹脂である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  8. 前記フェノール樹脂混合物(A)100質量部に対し、熱酸発生剤(E):0.1〜30質量部を更に含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  9. 以下の工程:
    (1)請求項1〜8のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂層を基板上に形成する工程、
    (2)該感光性樹脂層を露光する工程、
    (3)該露光の後の感光性樹脂層を現像してレリーフパターンを得る工程、
    (4)該レリーフパターンを加熱処理する工程、
    を含む、硬化レリーフパターンの製造方法。
  10. 請求項9に記載の方法により製造された、硬化レリーフパターン。
  11. 半導体素子と、該半導体素子の上部に設けられた硬化膜とを備える半導体装置であって、該硬化膜は、請求項10に記載の硬化レリーフパターンである、半導体装置。
  12. 表示体素子と、該表示体素子の上部に設けられた硬化膜とを備える表示体装置であって、該硬化膜は、請求項10に記載の硬化レリーフパターンである、表示体装置。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015145912A (ja) * 2014-01-31 2015-08-13 昭和電工株式会社 感放射線組成物
WO2016031437A1 (ja) * 2014-08-25 2016-03-03 富士フイルム株式会社 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、パターン形成方法、レジスト塗布マスクブランクス、フォトマスク、電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイス
KR20170113287A (ko) * 2016-03-31 2017-10-12 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 층간 절연막 형성용 조성물, 층간 절연막 및 층간 절연막 패턴의 형성 방법, 그리고 디바이스
WO2018051930A1 (ja) * 2016-09-16 2018-03-22 Jsr株式会社 レジスト下層膜形成用組成物、レジスト下層膜及びその形成方法並びにパターニングされた基板の製造方法
WO2018150771A1 (ja) * 2017-02-20 2018-08-23 Jsr株式会社 感光性樹脂組成物、硬化膜およびその製造方法ならびに電子部品
CN113348188A (zh) * 2019-01-21 2021-09-03 Dic株式会社 含酚羟基树脂、感光性组合物、抗蚀膜、固化性组合物和固化物
WO2022080195A1 (ja) * 2020-10-13 2022-04-21 日本ゼオン株式会社 感放射線性樹脂組成物

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004014297A (ja) * 2002-06-06 2004-01-15 Jsr Corp 感光性誘電体形成用組成物、誘電体および電子部品
JP2004233693A (ja) * 2003-01-30 2004-08-19 Rohm & Haas Electronic Materials Llc エポキシ含有物質を含むネガ型感光性樹脂組成物
JP2006215802A (ja) * 2005-02-03 2006-08-17 Nec Infrontia Corp 通信端末のファームウェア・ダウンロード装置及び方法とそれを用いたシステム
JP2006243157A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Rohm & Haas Electronic Materials Llc エポキシ含有物質を含むネガ型感光性樹脂組成物
JP2007057595A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Jsr Corp ポジ型感光性絶縁樹脂組成物およびその硬化物
WO2008026401A1 (fr) * 2006-08-29 2008-03-06 Jsr Corporation Composition de résine isolante photosensible et produit durci à base de cette résine
JP2008164833A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Jsr Corp ネガ型感光性絶縁樹脂組成物およびその硬化物
WO2008117619A1 (ja) * 2007-03-26 2008-10-02 Jsr Corporation 感光性絶縁樹脂組成物
JP2011208108A (ja) * 2010-03-31 2011-10-20 Air Water Inc 感光性樹脂の製造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004014297A (ja) * 2002-06-06 2004-01-15 Jsr Corp 感光性誘電体形成用組成物、誘電体および電子部品
JP2004233693A (ja) * 2003-01-30 2004-08-19 Rohm & Haas Electronic Materials Llc エポキシ含有物質を含むネガ型感光性樹脂組成物
JP2006215802A (ja) * 2005-02-03 2006-08-17 Nec Infrontia Corp 通信端末のファームウェア・ダウンロード装置及び方法とそれを用いたシステム
JP2006243157A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Rohm & Haas Electronic Materials Llc エポキシ含有物質を含むネガ型感光性樹脂組成物
JP2007057595A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Jsr Corp ポジ型感光性絶縁樹脂組成物およびその硬化物
WO2008026401A1 (fr) * 2006-08-29 2008-03-06 Jsr Corporation Composition de résine isolante photosensible et produit durci à base de cette résine
JP2008164833A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Jsr Corp ネガ型感光性絶縁樹脂組成物およびその硬化物
WO2008117619A1 (ja) * 2007-03-26 2008-10-02 Jsr Corporation 感光性絶縁樹脂組成物
JP2011208108A (ja) * 2010-03-31 2011-10-20 Air Water Inc 感光性樹脂の製造方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015145912A (ja) * 2014-01-31 2015-08-13 昭和電工株式会社 感放射線組成物
WO2016031437A1 (ja) * 2014-08-25 2016-03-03 富士フイルム株式会社 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、パターン形成方法、レジスト塗布マスクブランクス、フォトマスク、電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイス
JPWO2016031437A1 (ja) * 2014-08-25 2017-04-27 富士フイルム株式会社 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、パターン形成方法、レジスト塗布マスクブランクス、フォトマスク、電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイス
KR20170113287A (ko) * 2016-03-31 2017-10-12 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 층간 절연막 형성용 조성물, 층간 절연막 및 층간 절연막 패턴의 형성 방법, 그리고 디바이스
KR102329361B1 (ko) 2016-03-31 2021-11-19 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 층간 절연막 형성용 조성물, 층간 절연막 및 층간 절연막 패턴의 형성 방법, 그리고 디바이스
WO2018051930A1 (ja) * 2016-09-16 2018-03-22 Jsr株式会社 レジスト下層膜形成用組成物、レジスト下層膜及びその形成方法並びにパターニングされた基板の製造方法
WO2018150771A1 (ja) * 2017-02-20 2018-08-23 Jsr株式会社 感光性樹脂組成物、硬化膜およびその製造方法ならびに電子部品
JPWO2018150771A1 (ja) * 2017-02-20 2019-12-12 Jsr株式会社 感光性樹脂組成物、硬化膜およびその製造方法ならびに電子部品
TWI761433B (zh) * 2017-02-20 2022-04-21 日商Jsr股份有限公司 感光性樹脂組成物、硬化膜及其製造方法以及電子零件
CN113348188A (zh) * 2019-01-21 2021-09-03 Dic株式会社 含酚羟基树脂、感光性组合物、抗蚀膜、固化性组合物和固化物
CN113348188B (zh) * 2019-01-21 2024-05-10 Dic株式会社 含酚羟基树脂、感光性组合物、抗蚀膜、固化性组合物和固化物
WO2022080195A1 (ja) * 2020-10-13 2022-04-21 日本ゼオン株式会社 感放射線性樹脂組成物

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