JP2019012223A - Photosensitive resin composition, dry film, cured product, printed wiring board and semiconductor element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感光性樹脂組成物、ドライフィルム、硬化物、プリント配線板および半導体素子に関する。 The present invention relates to a photosensitive resin composition, a dry film, a cured product, a printed wiring board, and a semiconductor element.
アルカリ水溶液で現像可能な感光性樹脂組成物として、ポリベンゾオキサゾール(以下、「PBO」とも称する)前駆体とナフトキノンジアジド化合物等の光酸発生剤を配合した組成物が用いられている。このような組成物を熱硬化して得られるポリベンゾオキサゾール硬化物は、耐熱性や電気絶縁性などの諸特性に優れることから、プリント配線板材料や半導体素子の表面保護膜や層間絶縁膜などへの適用が進められている。
一方で、プリント配線板や半導体素子などの用途に使用される感光性樹脂組成物においては、現像性などの基本特性に加え、配線に使用される銅および基材に使用されるシリコンの双方に対する良好な密着性が要求される。
As a photosensitive resin composition that can be developed with an alkaline aqueous solution, a composition in which a polybenzoxazole (hereinafter also referred to as “PBO”) precursor and a photoacid generator such as a naphthoquinonediazide compound are blended is used. The polybenzoxazole cured product obtained by thermosetting such a composition is excellent in various properties such as heat resistance and electrical insulation, so that it can be used for printed wiring board materials, surface protection films for semiconductor elements, interlayer insulation films, etc. Application to is progressing.
On the other hand, in the photosensitive resin composition used for applications such as printed wiring boards and semiconductor elements, in addition to basic characteristics such as developability, both copper used for wiring and silicon used for the substrate are used. Good adhesion is required.
これに対し従来、ポリベンゾオキサゾール前駆体を用いた感光性樹脂組成物として、例えば、特許文献1では、ポリベンゾオキサゾール前駆体に、S原子を含むピリミジン骨格化合物を配合した感光性樹脂組成物が開示されている。 In contrast, conventionally, as a photosensitive resin composition using a polybenzoxazole precursor, for example, in Patent Document 1, a photosensitive resin composition in which a pyrimidine skeleton compound containing an S atom is blended with a polybenzoxazole precursor. It is disclosed.
しかしながら、特許文献1に係る感光性樹脂組成物は、S原子を含む化合物が低分子量であるため、安定性が悪く、露光後の塗膜の現像性や硬化塗膜の機械物性を劣化させるという難点があり、解像度についての検討もなされていない。 However, since the photosensitive resin composition according to Patent Document 1 has a low molecular weight compound containing S atoms, the stability is poor, and the developability of the coated film after exposure and the mechanical properties of the cured film are deteriorated. There are difficulties and resolution has not been studied.
そこで本発明の目的は、現像性(残膜率)および解像性に優れるとともに、銅およびシリコンの双方に対する密着性に優れた感光性樹脂組成物、該組成物から得られる樹脂層を有するドライフィルム、該組成物または該ドライフィルムの樹脂層の硬化物、該硬化物を有するプリント配線板および半導体素子を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition having excellent developability (residual film ratio) and resolution, and excellent adhesion to both copper and silicon, and a dry layer having a resin layer obtained from the composition. The object is to provide a cured product of a resin layer of a film, the composition or the dry film, a printed wiring board having the cured product, and a semiconductor element.
本発明者は鋭意検討した結果、PBO前駆体に対し、アルコキシシラン部位を有するトリアジンチオール誘導体(アルコキシシラン含有トリアジンチオール誘導体)を配合することによって、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventor has found that the above problems can be solved by blending a PBO precursor with a triazine thiol derivative having an alkoxysilane moiety (alkoxysilane-containing triazine thiol derivative). It came to be completed.
すなわち、本発明の感光性樹脂組成物は、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体、(B)感光剤、および、(C)アルコキシシラン含有トリアジンチオール誘導体を含有することを特徴とするものである。 That is, the photosensitive resin composition of the present invention is characterized by containing (A) a polybenzoxazole precursor, (B) a photosensitizer, and (C) an alkoxysilane-containing triazine thiol derivative.
本発明の感光性樹脂組成物においては、前記(C)アルコキシシラン含有トリアジンチオール誘導体が、エトキシシラン含有トリアジンチオールであることが好ましい。 In the photosensitive resin composition of the present invention, the (C) alkoxysilane-containing triazine thiol derivative is preferably an ethoxysilane-containing triazine thiol.
本発明のドライフィルムは、前記感光性樹脂組成物を、フィルム上に塗布、乾燥して得られる樹脂層を有することを特徴とするものである。 The dry film of the present invention is characterized by having a resin layer obtained by applying and drying the photosensitive resin composition on a film.
本発明の硬化物は、前記感光性樹脂組成物または前記ドライフィルムの樹脂層からなることを特徴とするものである。 The cured product of the present invention comprises the photosensitive resin composition or the resin layer of the dry film.
本発明のプリント配線板および半導体素子は、前記硬化物を有することを特徴とするものである。 The printed wiring board and the semiconductor element of the present invention are characterized by having the cured product.
本発明によれば、現像性(残膜率)および解像性に優れるとともに、銅およびシリコンの双方に対する密着性に優れた感光性樹脂組成物、該組成物から得られる樹脂層を有するドライフィルム、該組成物または該ドライフィルムの樹脂層の硬化物、該硬化物を有するプリント配線板および半導体素子を提供することができる。 According to the present invention, a photosensitive resin composition having excellent developability (residual film ratio) and resolution, and excellent adhesion to both copper and silicon, and a dry film having a resin layer obtained from the composition Further, a cured product of the resin layer of the composition or the dry film, a printed wiring board having the cured product, and a semiconductor element can be provided.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の感光性樹脂組成物は、(C)アルコキシシラン含有トリアジンチオール誘導体を配合した点に最大の特徴がある。このように、(C)アルコキシシラン含有トリアジンチオール誘導体を、PBO前駆体を含む感光性樹脂組成物に配合することで、現像性(残膜率)および解像性に優れるとともに、銅およびシリコンの双方に対する優れた密着性も確保することができる。また、(C)アルコキシシラン含有トリアジンチオール誘導体は、安定性が高いので、硬化物の物性の劣化を生ずることもない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The photosensitive resin composition of the present invention has the greatest feature in that (C) an alkoxysilane-containing triazine thiol derivative is blended. Thus, by blending the (C) alkoxysilane-containing triazine thiol derivative with the photosensitive resin composition containing the PBO precursor, it is excellent in developability (residual film ratio) and resolution, and copper and silicon. Excellent adhesion to both can also be ensured. In addition, the (C) alkoxysilane-containing triazine thiol derivative has high stability, so that the physical properties of the cured product are not deteriorated.
以下、本発明の感光性樹脂組成物を構成する各成分について詳述する。 Hereinafter, each component which comprises the photosensitive resin composition of this invention is explained in full detail.
[(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体]
本発明の感光性樹脂組成物は、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体を含有する。(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体を合成する方法は特に限定されず、公知の方法で合成すればよい。例えば、アミン成分としてのジヒドロキシジアミン類と、酸成分としてのジカルボン酸ジクロリド等のジカルボン酸のジハライドとを反応させて得ることができる。
[(A) Polybenzoxazole precursor]
The photosensitive resin composition of the present invention contains (A) a polybenzoxazole precursor. (A) The method of synthesizing the polybenzoxazole precursor is not particularly limited, and may be synthesized by a known method. For example, it can be obtained by reacting a dihydroxydiamine as an amine component with a dicarboxylic acid dihalide such as dicarboxylic acid dichloride as an acid component.
(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体は、下記式(1)で示される繰り返し構造を有するポリヒドロキシアミドであることが好ましい。
(式中、Xは4価の有機基を示し、Yは2価の有機基を示す。nは1以上の整数であり、好ましくは10〜50、より好ましくは20〜40である。)
(A) The polybenzoxazole precursor is preferably a polyhydroxyamide having a repeating structure represented by the following formula (1).
(In the formula, X represents a tetravalent organic group, Y represents a divalent organic group. N is an integer of 1 or more, preferably 10 to 50, more preferably 20 to 40.)
(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体を上記の合成方法で合成する場合、前記一般式(1)中、Xは、前記ジヒドロキシジアミン類の残基であり、Yは、前記ジカルボン酸の残基である。 (A) When the polybenzoxazole precursor is synthesized by the above synthesis method, in the general formula (1), X is a residue of the dihydroxydiamine, and Y is a residue of the dicarboxylic acid. .
前記ジヒドロキシジアミン類としては、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。中でも、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が好ましい。 Examples of the dihydroxydiamines include 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, Bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) propane, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, 2,2-bis (3-amino-4) -Hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexa Examples include fluoropropane. Among these, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane is preferable.
前記ジカルボン酸としては、イソフタル酸、テレフタル酸、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、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、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等の芳香環を有するジカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、1,2−シクロブタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸等の脂肪族系ジカルボン酸が挙げられる。中でも、4,4’−ジカルボキシジフェニルエーテルが好ましい。 Examples of the dicarboxylic acid include isophthalic acid, terephthalic acid, 5-tert-butylisophthalic acid, 5-bromoisophthalic acid, 5-fluoroisophthalic acid, 5-chloroisophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4 ′ -Dicarboxybiphenyl, 4,4'-dicarboxydiphenyl ether, 4,4'-dicarboxytetraphenylsilane, bis (4-carboxyphenyl) sulfone, 2,2-bis (p-carboxyphenyl) propane, 2,2 -Dicarboxylic acid having an aromatic ring such as bis (4-carboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, 1,2-cyclobutanedicarboxylic acid, Aliphatic systems such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid And a carboxylate. Of these, 4,4'-dicarboxydiphenyl ether is preferable.
前記一般式(1)中、Xが示す4価の有機基は脂肪族基でも芳香族基でもよいが、芳香族基であることが好ましく、2つのヒドロキシ基と2つのアミノ基がオルト位に芳香環上に位置することがより好ましい。前記4価の芳香族基の炭素原子数は、6〜30であることが好ましく、6〜24であることがより好ましい。前記4価の芳香族基の具体例としては下記の基が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、ポリベンゾオキサゾール前駆体に含まれうる公知の芳香族基を用途に応じて選択すればよい。 In the general formula (1), the tetravalent organic group represented by X may be an aliphatic group or an aromatic group, but is preferably an aromatic group, and two hydroxy groups and two amino groups are in the ortho position. More preferably, it is located on the aromatic ring. The number of carbon atoms of the tetravalent aromatic group is preferably 6-30, and more preferably 6-24. Specific examples of the tetravalent aromatic group include the following groups, but are not limited thereto, and a known aromatic group that can be included in the polybenzoxazole precursor is selected according to the use. That's fine.
前記4価の芳香族基は、前記芳香族基の中でも下記の基であることが好ましい。
The tetravalent aromatic group is preferably the following group among the aromatic groups.
前記一般式(1)中、Yが示す2価の有機基は脂肪族基でも芳香族基でもよいが、芳香族基であることが好ましく、芳香環上で前記一般式(1)中のカルボニルと結合していることがより好ましい。前記2価の芳香族基の炭素原子数は、6〜30であることが好ましく、6〜24であることがより好ましい。前記2価の芳香族基の具体例としては下記の基が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、ポリベンゾオキサゾール前駆体に含まれる公知の芳香族基を用途に応じて選択すればよい。 In the general formula (1), the divalent organic group represented by Y may be an aliphatic group or an aromatic group, but is preferably an aromatic group, and the carbonyl in the general formula (1) on the aromatic ring. It is more preferable that it is couple | bonded with. The number of carbon atoms of the divalent aromatic group is preferably 6-30, and more preferably 6-24. Specific examples of the divalent aromatic group include the following groups, but are not limited thereto, and a known aromatic group contained in the polybenzoxazole precursor may be selected according to the use. Good.
(式中、Aは単結合、−CH2−、−O−、−CO−、−S−、−SO2−、−NHCO
−、−C(CF3)2−、−C(CH3)2−からなる群から選択される2価の基を表す。)
(In the formula, A represents a single bond, —CH 2 —, —O—, —CO—, —S—, —SO 2 —, —NHCO;
It represents a divalent group selected from the group consisting of —, —C (CF 3 ) 2 —, and —C (CH 3 ) 2 —. )
前記2価の有機基は、前記芳香族基の中でも下記の基であることが好ましい。
The divalent organic group is preferably the following group among the aromatic groups.
(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体は、上記のポリヒドロキシアミドの繰り返し構造を2種以上含んでいてもよい。また、上記のポリヒドロキシアミドの繰り返し構造以外の構造を含んでいてもよく、例えば、ポリアミド酸の繰り返し構造を含んでいてもよい。 (A) The polybenzoxazole precursor may contain two or more types of repeating structures of the above polyhydroxyamide. Further, it may contain a structure other than the above repeating structure of polyhydroxyamide, for example, it may contain a repeating structure of polyamic acid.
(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体の数平均分子量(Mn)は5,000〜100,000であることが好ましく、8,000〜50,000であることがより好ましい。ここで、数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation chromatography;以下「GPC」と称する)にて測定し、標準ポリスチレンで換算した数値である。また、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体の質量平均分子量(Mw)は10,000〜200,000であることが好ましく、16,000〜100,000であることがより好ましい。ここで、質量平均分子量は、GPCで測定し、標準ポリスチレンで換算した数値である。Mw/Mnは1〜5であることが好ましく、1〜3であることがより好ましい。 (A) The number average molecular weight (Mn) of the polybenzoxazole precursor is preferably 5,000 to 100,000, and more preferably 8,000 to 50,000. Here, the number average molecular weight is a numerical value measured by gel permeation chromatography (hereinafter referred to as “GPC”) and converted to standard polystyrene. The mass average molecular weight (Mw) of the (A) polybenzoxazole precursor is preferably 10,000 to 200,000, and more preferably 16,000 to 100,000. Here, the mass average molecular weight is a numerical value measured by GPC and converted to standard polystyrene. Mw / Mn is preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 3.
(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体の配合量は、組成物固形分全量基準で60〜90質量%であることが好ましく、70〜80質量%であることがより好ましい。 (A) A polybenzoxazole precursor may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. (A) It is preferable that the compounding quantity of a polybenzoxazole precursor is 60-90 mass% on the basis of composition solid content whole quantity, and it is more preferable that it is 70-80 mass%.
[(B)感光剤]
(B)感光剤としては、特に制限はなく、光酸発生剤や光重合開始剤、光塩基発生剤を用いることができる。光酸発生剤は、紫外線や可視光等の光照射により酸を発生する化合物であり、光重合開始剤は、同様の光照射によりラジカルなどを発生する化合物であり、光塩基発生剤は、同様の光照射により分子構造が変化するか、または、分子が開裂することにより1種以上の塩基性物質を生成する化合物である。本発明においては、(B)感光剤として、光酸発生剤を好適に用いることができる。
[(B) Photosensitive agent]
(B) There is no restriction | limiting in particular as a photosensitive agent, A photo-acid generator, a photoinitiator, and a photobase generator can be used. A photoacid generator is a compound that generates an acid upon irradiation with light such as ultraviolet light or visible light, a photopolymerization initiator is a compound that generates a radical or the like by the same light irradiation, and a photobase generator is the same. Is a compound that changes its molecular structure upon irradiation with light or generates one or more basic substances by cleavage of the molecule. In the present invention, a photoacid generator can be suitably used as the photosensitive agent (B).
光酸発生剤としては、ナフトキノンジアジド化合物、ジアリールスルホニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、アリールジアゾニウム塩、芳香族テトラカルボン酸エステル、芳香族スルホン酸エステル、ニトロベンジルエステル、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、ベンゾキノンジアゾスルホン酸エステル等を挙げることができる。光酸発生剤は、溶解阻害剤であることが好ましい。中でもナフトキノンジアジド化合物であることが好ましい。 Photoacid generators include naphthoquinonediazide compounds, diarylsulfonium salts, triarylsulfonium salts, dialkylphenacylsulfonium salts, diaryliodonium salts, aryldiazonium salts, aromatic tetracarboxylic acid esters, aromatic sulfonic acid esters, nitrobenzyl esters , Aromatic N-oxyimide sulfonate, aromatic sulfamide, benzoquinone diazosulfonic acid ester and the like. The photoacid generator is preferably a dissolution inhibitor. Of these, a naphthoquinonediazide compound is preferable.
ナフトキノンジアジド化合物としては、具体的には例えば、トリス(4−ヒドロキシフェニル)−1−エチル−4−イソプロピルベンゼンのナフトキノンジアジド付加物(例えば、三宝化学研究所社製のTS533,TS567,TS583,TS593)や、テトラヒドロキシベンゾフェノンのナフトキノンジアジド付加物(例えば、三宝化学研究所社製のBS550,BS570,BS599)等を使用することができる。 Specific examples of the naphthoquinone diazide compound include, for example, naphthoquinone diazide adduct of tris (4-hydroxyphenyl) -1-ethyl-4-isopropylbenzene (for example, TS533, TS567, TS583, TS593 manufactured by Sanpo Chemical Laboratory Co., Ltd.). ), Naphthoquinonediazide adducts of tetrahydroxybenzophenone (for example, BS550, BS570, BS599 manufactured by Sanpo Chemical Laboratory Co., Ltd.) and the like can be used.
また、光重合開始剤としては、慣用公知のものを用いることができ、例えば、オキシムエステル基を有するオキシムエステル系光重合開始剤、α−アミノアセトフェノン系光重合開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤、チタノセン系光重合開始剤などを用いることができる。 Further, as the photopolymerization initiator, conventionally known ones can be used. For example, an oxime ester photopolymerization initiator having an oxime ester group, an α-aminoacetophenone photopolymerization initiator, an acylphosphine oxide photopolymerization initiator. An initiator, a titanocene photopolymerization initiator, or the like can be used.
前記オキシムエステル系光重合開始剤としては、市販品として、BASFジャパン社製のCGI−325、イルガキュアーOXE01、イルガキュアーOXE02、ADEKA社製N−1919、NCI−831などが挙げられる。 Examples of the oxime ester photopolymerization initiator include CGI-325, Irgacure OXE01, Irgacure OXE02 manufactured by BASF Japan, N-1919, NCI-831 manufactured by ADEKA, and the like as commercially available products.
前記α−アミノアセトフェノン系光重合開始剤としては、具体的には、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパノン−1、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、N,N−ジメチルアミノアセトフェノンなどが挙げられ、市販品としては、BASFジャパン社製のイルガキュアー907、イルガキュアー369、イルガキュアー379などを用いることができる。 Specific examples of the α-aminoacetophenone photopolymerization initiator include 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropanone-1, 2-benzyl-2-dimethylamino- 1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone N, N-dimethylaminoacetophenone and the like, and as commercially available products, Irgacure 907, Irgacure 369, Irgacure 379, etc. manufactured by BASF Japan Ltd. can be used.
前記アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤としては、具体的には、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルホスフィンオキサイドなどが挙げられ、市販品としては、BASFジャパン社製のイルガキュアーTPO、IGM Resins社製のOmnirad(オムニラッド)819などを用いることができる。 Specific examples of the acylphosphine oxide photopolymerization initiator include 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, and bis (2,6 -Dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide and the like, and as commercially available products, Irgacure TPO manufactured by BASF Japan, Omnirad 819 manufactured by IGM Resins, etc. may be used. it can.
前記チタノセン系光重合開始剤としては、具体的には、ビス(シクロペンタジエニル)−ジ−フェニル−チタニウム、ビス(シクロペンタジエニル)−ジ−クロロ−チタニウム、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス(2、3、4、5、6ペンタフルオロフェニル)チタニウム、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス(2、6−ジフルオロ−3−(ピロール−1−イル)フェニル)チタニウムなどが挙げられる。市販品としては、BASFジャパン社製のイルガキュアー784などが挙げられる。 Specific examples of the titanocene-based photopolymerization initiator include bis (cyclopentadienyl) -di-phenyl-titanium, bis (cyclopentadienyl) -di-chloro-titanium, and bis (cyclopentadienyl). -Bis (2,3,4,5,6pentafluorophenyl) titanium, bis (cyclopentadienyl) -bis (2,6-difluoro-3- (pyrrol-1-yl) phenyl) titanium and the like. . Examples of commercially available products include Irgacure 784 manufactured by BASF Japan.
また、光塩基発生剤としては、イオン型光塩基発生剤でもよく、非イオン型光塩基発生剤でもよいが、イオン型光塩基発生剤の方が組成物の感度が高く、パターン膜の形成に有利になるので好ましい。塩基性物質としては、例えば、2級アミン、3級アミンが挙げられる。 The photobase generator may be an ionic photobase generator or a non-ionic photobase generator, but the ionic photobase generator is more sensitive to the composition and can be used to form a pattern film. This is preferable because it is advantageous. Examples of basic substances include secondary amines and tertiary amines.
イオン型の光塩基発生剤としては、例えば、芳香族成分含有カルボン酸と3級アミンとの塩や、和光純薬社製イオン型PBGのWPBG−082、WPBG−167、WPBG−168、WPBG−266、WPBG−300等を用いることができる。 Examples of the ionic photobase generator include salts of aromatic component-containing carboxylic acids and tertiary amines, and WPBG-082, WPBG-167, WPBG-168, and WPBG- manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 266, WPBG-300, or the like can be used.
非イオン型の光塩基発生剤としては、例えば、α−アミノアセトフェノン化合物、オキシムエステル化合物や、N−ホルミル化芳香族アミノ基、N−アシル化芳香族アミノ基、ニトロベンジルカーバメイト基、アルコオキシベンジルカーバメート基等の置換基を有する化合物等が挙げられる。その他の光塩基発生剤として、和光純薬社製のWPBG−018(商品名:9−anthrylmethyl N,N’−diethylcarbamate)、WPBG−027(商品名:(E)−1−[3−(2−hydroxyphenyl)−2−propenoyl]piperidine)、WPBG−140(商品名:1−(anthraquinon−2−yl)ethyl imidazolecarboxylate)、WPBG−165等を使用することもできる。 Nonionic photobase generators include, for example, α-aminoacetophenone compounds, oxime ester compounds, N-formylated aromatic amino groups, N-acylated aromatic amino groups, nitrobenzyl carbamate groups, alcoholoxybenzyls. Examples thereof include compounds having a substituent such as a carbamate group. Other photobase generators include WPBG-018 (trade name: 9-anthrylmethyl N, N'-diethylcarbamate), WPBG-027 (trade name: (E) -1- [3- (2 -Hydroxyphenyl) -2-propenoyl] piperidine), WPBG-140 (trade name: 1- (anthraquinon-2-yl) ethyl imidazolecarboxylate), WPBG-165, and the like can also be used.
(B)感光剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。(B)感光剤の配合量は、組成物固形分全量基準で3〜20質量%であることが好ましく、5〜20質量%であることがより好ましい。 (B) A photosensitive agent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. (B) It is preferable that the compounding quantity of a photosensitizer is 3-20 mass% on the basis of composition solid content whole quantity, and it is more preferable that it is 5-20 mass%.
[(C)アルコキシシラン含有トリアジンチオール誘導体]
(C)アルコキシシラン含有トリアジンチオール誘導体としては、特に限定されないが、例えば、下記一般式(2)〜(4)で表される構造を有するものが挙げられる。ここで、本発明に係る(C)アルコキシシラン含有トリアジンチオール誘導体においては、実質的に、「アルコキシシラン部位」がシリコンに対する密着性の改善効果を奏し、「トリアジンチオール部位」が、ポジ型の場合には露光部の膜残りをなくして現像性(残膜率)および解像性が向上すると共に、銅との密着性も向上する効果を奏する。
[(C) Alkoxysilane-containing triazine thiol derivative]
(C) Although it does not specifically limit as an alkoxysilane containing triazine thiol derivative, For example, what has a structure represented by following General formula (2)-(4) is mentioned. Here, in the (C) alkoxysilane-containing triazine thiol derivative according to the present invention, when the “alkoxysilane moiety” substantially improves the adhesion to silicon, the “triazine thiol moiety” is positive. This eliminates the film residue in the exposed area, improves the developability (residual film ratio) and resolution, and improves the adhesion with copper.
上記一般式(2)において、R1は、H−、CH3−、C2H5−、CH2=CHCH2−、C4H9−、C6H5−またはC6H13−であり、R2は、−CH2CH2−、−CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2SCH2CH2−または−CH2CH2NHCH2CH2CH2−であり、Xは、CH3−、C2H5−、n−C3H7−、i−C3H7−、n−C4H9−、i−C4H9−、t−C4H9−またはC6H5−であり、Yは、CH3O−、C2H5O−、n−C3H7O−、i−C3H7O−、n−C4H9O−、i−C4H9O−、t−C4H9O−またはC6H5O−であり、nは1〜3の整数である。 In the general formula (2), R 1 is H—, CH 3 —, C 2 H 5 —, CH 2 ═CHCH 2 —, C 4 H 9 —, C 6 H 5 —, or C 6 H 13 —. Yes, R 2 is —CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 — or —CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 CH 2 —, wherein X is CH 3 —, C 2 H 5 —, n—C 3 H 7 —, i—C 3 H 7 —, n—C 4 H 9 —, i-C 4 H 9 -, t-C 4 H 9 - or C 6 H 5 - a and, Y is, CH 3 O-, C 2 H 5 O-, n-C 3 H 7 O-, i- C 3 H 7 O-, n- C 4 H 9 O-, i-C 4 H 9 O-, t-C 4 H 9 O- or C 6 H 5 is O-, n Is an integer from 1 to 3.
上記一般式(3)において、R3は、−(CH2CH2)2CHOCONHCH2CH2CH2−または−(CH2CH2)2N−CH2CH2CH2−であり、この場合、NとR3とが環状構造となる。また、X、Yおよびnは、上記一般式(2)中と同じものを表す。 In the general formula (3), R 3 is — (CH 2 CH 2 ) 2 CHOCONHCH 2 CH 2 CH 2 — or — (CH 2 CH 2 ) 2 N—CH 2 CH 2 CH 2 —. , N and R 3 form a cyclic structure. X, Y and n represent the same as in the general formula (2).
上記一般式(4)において、R4は−S−、−O−、−NHCH2C6H4O−、−NHC6H4O−、−NHC6H3(Cl)O−、−NHCH2C6H3(NO2)O−、−NHC6H3(NO2)O−、−NHC6H3(CN)O−、−NHC6H2(NO2)2O−、−NHC6H3(COOCH3)O−、−NHC10H6O−、−NHC10H5(NO2)O−、−NHC10H4(NO2)2O−、−NHC6H4S−、−NHC6H3(Cl)S−、−NHCH2C6H3(NO2)S−、−NHC6H3(NO2)S−、−NHC6H3(CN)S−、−NHC6H2(NO2)2S−、−NHC6H3(COOCH3)S−、−NHC10H6S−、−NHC10H5(NO2)S−または−NHC10H4(NO2)2S−であり、Zはアルコキシ基であり、jは1〜6の整数である。 In the general formula (4), R 4 represents —S—, —O—, —NHCH 2 C 6 H 4 O—, —NHC 6 H 4 O—, —NHC 6 H 3 (Cl) O—, —NHCH. 2 C 6 H 3 (NO 2 ) O -, - NHC 6 H 3 (NO 2) O -, - NHC 6 H 3 (CN) O -, - NHC 6 H 2 (NO 2) 2 O -, - NHC 6 H 3 (COOCH 3) O -, - NHC 10 H 6 O -, - NHC 10 H 5 (NO 2) O -, - NHC 10 H 4 (NO 2) 2 O -, - NHC 6 H 4 S- , -NHC 6 H 3 (Cl) S -, - NHCH 2 C 6 H 3 (NO 2) S -, - NHC 6 H 3 (NO 2) S -, - NHC 6 H 3 (CN) S -, - NHC 6 H 2 (NO 2) 2 S -, - NHC 6 H 3 (COOCH 3) S -, - NHC 10 6 S -, - NHC 10 H 5 (NO 2) S- or -NHC 10 H 4 (NO 2) 2 is S-, Z is an alkoxy group, j is an integer from 1 to 6.
本発明においては、上記のうちでも、本発明の効果をより良好に得る観点から、(C)アルコキシシラン含有トリアジンチオール誘導体として、エトキシシラン含有トリアジンチオール誘導体を用いることが好ましい。エトキシシラン含有トリアジンチオール誘導体としては、例えば、下記構造式で表される6−[3−(トリエトキシシリル)プロピルアミノ]−1,3,5−トリアジン−2,4−ジチオールが挙げられる。
In the present invention, among the above, it is preferable to use an ethoxysilane-containing triazinethiol derivative as the (C) alkoxysilane-containing triazinethiol derivative from the viewpoint of obtaining the effects of the present invention better. Examples of the ethoxysilane-containing triazine thiol derivative include 6- [3- (triethoxysilyl) propylamino] -1,3,5-triazine-2,4-dithiol represented by the following structural formula.
(C)アルコキシシラン含有トリアジンチオール誘導体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。(C)アルコキシシラン含有トリアジンチオール誘導体の配合量は、組成物固形分全量基準で1〜20質量%であることが好ましく、3〜10質量%であることがより好ましい。上記範囲とすることで、優れた現像性(残膜率)および解像性と、銅およびシリコンとの優れた密着性とを、より高度に両立することができる。 (C) An alkoxysilane containing triazine thiol derivative may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. (C) The compounding amount of the alkoxysilane-containing triazine thiol derivative is preferably 1 to 20% by mass, and more preferably 3 to 10% by mass based on the total solid content of the composition. By setting it as the said range, the outstanding developability (residual film rate) and resolution, and the adhesiveness excellent in copper and silicon can be made compatible more highly.
本発明の感光性樹脂組成物には、溶媒を配合することができる。溶媒としては、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体、(B)感光剤、(C)アルコキシシラン含有トリアジンチオール誘導体、および、他の任意の添加剤を溶解させるものであれば、特に限定されない。溶媒の具体例としては、N,N’−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N,N’−ジメチルアセトアミド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、1,3−ジメチル−2−イミダゾリノン、N−シクロヘキシル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、ピリジン、γ−ブチロラクトン、ジエチレングリコールモノメチルエーテルを挙げることができる。これらは単独で用いても、二種以上を混合して用いてもかまわない。使用する溶媒の量は、塗布膜厚や粘度に応じて、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対し、50〜9000質量部の範囲で用いることができる。 A solvent can be mix | blended with the photosensitive resin composition of this invention. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves (A) a polybenzoxazole precursor, (B) a photosensitizing agent, (C) an alkoxysilane-containing triazine thiol derivative, and other optional additives. Specific examples of the solvent include N, N′-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N, N′-dimethylacetamide, diethylene glycol dimethyl ether, cyclopentanone, γ-butyrolactone, α-acetyl. -Γ-butyrolactone, tetramethylurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolinone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, pyridine, γ-butyrolactone, diethylene glycol monomethyl ether it can. These may be used alone or in combination of two or more. The quantity of the solvent to be used can be used in the range of 50-9000 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) polybenzoxazole precursor according to a coating film thickness and a viscosity.
本発明の感光性樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、公知の架橋剤や、増感剤、密着助剤などを配合することもできる。 In the photosensitive resin composition of the present invention, a known crosslinking agent, sensitizer, adhesion aid and the like can be blended within a range not impairing the effects of the present invention.
また、本発明の感光性樹脂組成物には、加工特性や各種機能性を付与するために、その他に様々な有機または無機の低分子または高分子化合物を配合してもよい。例えば、界面活性剤、レベリング剤、可塑剤、微粒子等を用いることができる。微粒子には、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の有機微粒子、コロイダルシリカ、カーボン、層状珪酸塩等の無機微粒子が含まれる。さらに、本発明の感光性樹脂組成物には、各種着色剤および繊維等を配合してもよい。 In addition, various organic or inorganic low-molecular or high-molecular compounds may be added to the photosensitive resin composition of the present invention in order to impart processing characteristics and various functionalities. For example, a surfactant, a leveling agent, a plasticizer, fine particles and the like can be used. The fine particles include organic fine particles such as polystyrene and polytetrafluoroethylene, and inorganic fine particles such as colloidal silica, carbon, and layered silicate. Furthermore, you may mix | blend various coloring agents, fiber, etc. with the photosensitive resin composition of this invention.
本発明の感光性樹脂組成物は、ポジ型であってもネガ型であってもよいが、ポジ型の場合において、より顕著な効果を得ることができ、好ましい。 The photosensitive resin composition of the present invention may be a positive type or a negative type, but in the case of a positive type, a more remarkable effect can be obtained, which is preferable.
[ドライフィルム]
本発明のドライフィルムは、本発明の感光性樹脂組成物を塗布後、乾燥して得られる樹脂層を有する。
[Dry film]
The dry film of the present invention has a resin layer obtained by drying after applying the photosensitive resin composition of the present invention.
本発明のドライフィルムは、キャリアフィルム(支持フィルム)に本発明の感光性樹脂組成物をブレードコーター、リップコーター、コンマコーター、フィルムコーター等を用いた適宜の方法により均一に塗布し、乾燥して、前記した樹脂層を形成し、好ましくはその上にカバーフィルム(保護フィルム)を積層することにより、製造することができる。カバーフィルムとキャリアフィルムは同一のフィルム材料であっても、異なるフィルムを用いてもよい。 In the dry film of the present invention, the photosensitive resin composition of the present invention is uniformly applied to a carrier film (support film) by an appropriate method using a blade coater, a lip coater, a comma coater, a film coater, etc., and dried. The above-described resin layer is formed, and preferably, a cover film (protective film) is laminated thereon. The cover film and the carrier film may be the same film material or different films.
本発明のドライフィルムにおいて、キャリアフィルムおよびカバーフィルムのフィルム材料は、ドライフィルムに用いられるものとして公知のものをいずれも使用することができる。 In the dry film of the present invention, as the film material for the carrier film and the cover film, any known materials used for dry films can be used.
キャリアフィルムとしては、例えば、2〜150μmの厚さのポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフィルム等の熱可塑性フィルムが用いられる。 As the carrier film, for example, a thermoplastic film such as a polyester film such as polyethylene terephthalate having a thickness of 2 to 150 μm is used.
カバーフィルムとしては、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等を使用することができるが、樹脂層との接着力が、キャリアフィルムよりも小さいものが良い。 As the cover film, a polyethylene film, a polypropylene film or the like can be used, but a cover film having a smaller adhesive force than the carrier film is preferable.
本発明のドライフィルム上の樹脂層の膜厚は、100μm以下が好ましく、5〜50μmの範囲がより好ましい。 The film thickness of the resin layer on the dry film of the present invention is preferably 100 μm or less, and more preferably in the range of 5 to 50 μm.
本発明の感光性樹脂組成物を用いて、その硬化物であるパターン膜は、例えば、ポジ型感光性樹脂組成物の場合、下記のように製造する。 For example, in the case of a positive photosensitive resin composition, a pattern film that is a cured product of the photosensitive resin composition of the present invention is produced as follows.
まず、ステップ1として、感光性樹脂組成物を基材上に塗布、乾燥する、或いはドライフィルムから樹脂層を基材上に転写(ラミネート)することにより塗膜を得る。感光性樹脂組成物を基材上に塗布する方法としては、従来から感光性樹脂組成物の塗布に用いられていた方法、例えば、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、カーテンコーター、スクリーン印刷機等で塗布する方法、スプレーコーターで噴霧塗布する方法、さらにはインクジェット法等を用いることができる。塗膜の乾燥方法としては、風乾、オーブンまたはホットプレートによる加熱乾燥、真空乾燥等の方法が用いられる。また、塗膜の乾燥は、感光性樹脂組成物中の(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体の閉環が起こらないような条件で行うことが望ましい。具体的には、自然乾燥、送風乾燥、あるいは加熱乾燥を、70〜140℃で1〜30分の条件で行うことができる。好ましくは、ホットプレート上で1〜20分乾燥を行う。また、真空乾燥も可能であり、この場合は、室温で20分〜1時間の条件で行うことができる。 First, as Step 1, a photosensitive resin composition is applied on a substrate and dried, or a resin layer is transferred (laminated) from a dry film onto a substrate to obtain a coating film. As a method for coating the photosensitive resin composition on the substrate, methods conventionally used for coating the photosensitive resin composition, such as spin coater, bar coater, blade coater, curtain coater, screen printer, etc. The method of apply | coating, the method of spray-coating with a spray coater, Furthermore, the inkjet method etc. can be used. As a method for drying the coating film, methods such as air drying, heat drying with an oven or hot plate, and vacuum drying are used. Moreover, it is desirable to dry the coating film under conditions such that ring closure of the (A) polybenzoxazole precursor in the photosensitive resin composition does not occur. Specifically, natural drying, air drying, or heat drying can be performed at 70 to 140 ° C. for 1 to 30 minutes. Preferably, drying is performed on a hot plate for 1 to 20 minutes. Moreover, vacuum drying is also possible, and in this case, it can be carried out at room temperature for 20 minutes to 1 hour.
基材については、特に制限はなく、シリコンウェハー等の半導体基材、配線基板、各種樹脂や金属などからなる基材に広く適用できる。 The base material is not particularly limited, and can be widely applied to a semiconductor base material such as a silicon wafer, a wiring board, and a base material made of various resins or metals.
次に、ステップ2として、上記塗膜を、パターンを有するフォトマスクを介して、あるいは直接、露光する。露光光線は、(B)感光剤としての光酸発生剤を活性化させ、酸を発生させることができる波長のものを用いる。具体的には、露光光線は、最大波長が350〜410nmの範囲にあるものが好ましい。上述したように、適宜増感剤を用いると、光感度を調整することができる。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、ステッパー、レーザーダイレクト露光装置等を用いることができる。 Next, as Step 2, the coating film is exposed through a photomask having a pattern or directly. As the exposure light beam, one having a wavelength capable of activating the photoacid generator (B) as a photosensitizer to generate an acid is used. Specifically, the exposure light beam preferably has a maximum wavelength in the range of 350 to 410 nm. As described above, the photosensitivity can be adjusted by appropriately using a sensitizer. As the exposure apparatus, a contact aligner, mirror projection, stepper, laser direct exposure apparatus, or the like can be used.
続いて、ステップ3として、加熱し、未露光部の(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体の一部を閉環してもよい。ここで、閉環率は、30%程度である。加熱時間および加熱温度は、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体、塗布膜厚および(B)感光剤としての光酸発生剤の種類によって、適宜変更する。 Subsequently, as Step 3, heating may be performed to partially close the (A) polybenzoxazole precursor in the unexposed portion. Here, the ring closure rate is about 30%. The heating time and heating temperature are appropriately changed depending on (A) the polybenzoxazole precursor, the coating film thickness, and (B) the type of the photoacid generator as the photosensitive agent.
次いで、ステップ4として、塗膜を現像液で処理する。これにより、塗膜中の露光部分を除去して、本発明の感光性樹脂組成物のパターン膜を形成することができる。 Next, in step 4, the coating film is treated with a developer. Thereby, the exposed part in a coating film can be removed and the pattern film | membrane of the photosensitive resin composition of this invention can be formed.
現像に用いる方法としては、従来知られているフォトレジストの現像方法、例えば回転スプレー法、パドル法、超音波処理を伴う浸せき法等の中から任意の方法を選択することができる。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四級アンモニウム塩類等の水溶液を挙げることができる。また、必要に応じて、これらにメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の水溶性有機溶媒や界面活性剤を適当量添加してもよい。その後、必要に応じて塗膜をリンス液により洗浄してパターン膜を得る。リンス液としては、蒸留水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等を単独または組み合わせて用いることができる。また、現像液として上記溶媒を使用してもよい。 As a method used for the development, an arbitrary method can be selected from conventionally known photoresist development methods such as a rotary spray method, a paddle method, and an immersion method involving ultrasonic treatment. Developers include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, aqueous ammonia, organic amines such as ethylamine, diethylamine, triethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide. An aqueous solution of quaternary ammonium salts such as Further, if necessary, an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol or a surfactant may be added thereto. Thereafter, the coating film is washed with a rinse liquid as necessary to obtain a pattern film. As the rinsing liquid, distilled water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, or the like can be used alone or in combination. Moreover, you may use the said solvent as a developing solution.
その後、ステップ5として、パターン膜を加熱して硬化塗膜(硬化物)を得る。このとき、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体を閉環し、ポリベンゾオキサゾールを得ればよい。加熱温度は、ポリベンゾオキサゾールのパターン膜を硬化可能なように適宜設定する。例えば、不活性ガス中で、150〜350℃で5〜120分程度の加熱を行う。加熱温度のより好ましい範囲は、200〜300℃である。加熱は、例えば、ホットプレート、オーブン、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。このときの雰囲気(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てもよい。 Thereafter, in step 5, the pattern film is heated to obtain a cured coating film (cured product). At this time, (A) the polybenzoxazole precursor may be closed to obtain polybenzoxazole. The heating temperature is appropriately set so that the pattern film of polybenzoxazole can be cured. For example, heating is performed at 150 to 350 ° C. for about 5 to 120 minutes in an inert gas. A more preferable range of the heating temperature is 200 to 300 ° C. The heating is performed by using, for example, a hot plate, an oven, or a temperature rising oven in which a temperature program can be set. At this time, the atmosphere (gas) may be air, or an inert gas such as nitrogen or argon.
なお、本発明の感光性樹脂組成物がネガ型感光性樹脂組成物の場合、(B)感光剤として、光酸発生剤に代えて光重合開始剤または光塩基発生剤を用いて、上記ステップ4において塗膜を現像液で処理することにより、塗膜中の未露光部分を除去して、本発明の感光性樹脂組成物のパターン膜を形成することができる。 In the case where the photosensitive resin composition of the present invention is a negative photosensitive resin composition, (B) a photopolymerization initiator or a photobase generator is used instead of the photoacid generator as the photosensitive agent, and the above steps By processing a coating film with a developing solution in 4, the unexposed part in a coating film can be removed and the pattern film | membrane of the photosensitive resin composition of this invention can be formed.
本発明の感光性樹脂組成物の用途は特に限定されず、例えば、塗料、印刷インキ、または接着剤、あるいは、表示装置、半導体装置、電子部品、光学部品、または建築材料の形成材料として好適に用いられる。具体的には、表示装置の形成材料としては、層形成材料や画像形成材料として、カラーフィルター、フレキシブルディスプレイ用フィルム、レジスト材料、配向膜等に用いることができる。また、半導体装置の形成材料としては、レジスト材料、バッファーコート膜のような層形成材料等に用いることができる。さらに、電子部品の形成材料としては、封止材料や層形成材料として、プリント配線板、層間絶縁膜、配線被覆膜等に用いることができる。さらにまた、光学部品の形成材料としては、光学材料や層形成材料として、ホログラム、光導波路、光回路、光回路部品、反射防止膜等に用いることができる。さらにまた、建築材料としては、塗料、コーティング剤等に用いることができる。 The use of the photosensitive resin composition of the present invention is not particularly limited. For example, it is suitably used as a coating material, printing ink, or adhesive, or as a forming material for display devices, semiconductor devices, electronic components, optical components, or building materials. Used. Specifically, as a material for forming a display device, a layer forming material or an image forming material can be used for a color filter, a flexible display film, a resist material, an alignment film, or the like. Further, as a material for forming a semiconductor device, a resist material, a layer forming material such as a buffer coat film, or the like can be used. Furthermore, as a forming material of an electronic component, it can be used as a sealing material or a layer forming material for a printed wiring board, an interlayer insulating film, a wiring coating film, or the like. Furthermore, the optical component forming material can be used as an optical material or a layer forming material for holograms, optical waveguides, optical circuits, optical circuit components, antireflection films, and the like. Furthermore, as a building material, it can be used for paints, coating agents and the like.
本発明の感光性樹脂組成物は、主にパターン形成材料として用いられ、それによって形成されたパターン膜は、ポリベンゾオキサゾールからなる永久膜として耐熱性や絶縁性を付与する成分として機能することから、特に半導体装置、表示体装置およ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、受動部品用絶縁材料、ソルダーレジストやカバーレイ膜などのプリント配線板の保護膜、ならびに液晶配向膜等として好適に利用できる。 The photosensitive resin composition of the present invention is mainly used as a pattern forming material, and the pattern film formed thereby functions as a component imparting heat resistance and insulation as a permanent film made of polybenzoxazole. In particular, surface protective films for semiconductor devices, display devices and light emitting devices, interlayer insulating films, insulating films for rewiring, protective films for flip chip devices, protective films for devices having a bump structure, interlayer insulating films for multilayer circuits, passive It can be suitably used as an insulating material for parts, a protective film for printed wiring boards such as solder resist and coverlay film, and a liquid crystal alignment film.
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。なお、以下において「部」および「%」とあるのは、特に断りのない限り全て質量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to the following Example. In the following description, “parts” and “%” are all based on mass unless otherwise specified.
(ポリベンゾオキサゾール(PBO)前駆体の合成)
攪拌機、温度計を備えた0.5リットルのフラスコ中にN−メチルピロリドン212gを仕込み、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシアミドフェニル)ヘキサフルオロプロパン17.55g(47.93mmol)を撹拌溶解した。その後、フラスコを氷浴に浸し、フラスコ内を0〜5℃に保ちながら、4,4−ジフェニルエーテルジカルボン酸クロリド15.00g(50.83mmol)を固体のまま5gずつ30分間かけて加え、氷浴中で30分間撹拌した。その後、室温で5時間撹拌を続けた。撹拌した溶液を1Lのイオン交換水(比抵抗値18.2MΩ・cm)に投入し、析出物を回収した。その後、得られた固体をアセトン420mLに溶解させ、1Lのイオン交換水に投入した。析出した固体を回収後、減圧乾燥してカルボキシル基末端の下記の繰り返し構造を有するポリベンゾオキサゾール(PBO)前駆体(A−1)を得た。ポリベンゾオキサゾール前駆体(A−1)の数平均分子量(Mn)は17,300、重量平均分子量(Mw)は42,100、Mw/Mnは2.45であった。
(Synthesis of polybenzoxazole (PBO) precursor)
A 0.5-liter flask equipped with a stirrer and a thermometer was charged with 212 g of N-methylpyrrolidone, and 17.55 g (47.93 mmol) of bis (3-amino-4-hydroxyamidophenyl) hexafluoropropane was stirred and dissolved. . Thereafter, the flask was immersed in an ice bath, and while keeping the inside of the flask at 0 to 5 ° C., 15.00 g (50.83 mmol) of 4,4-diphenyl ether dicarboxylic acid chloride was added as a solid in 5 g portions over 30 minutes. Stir in for 30 minutes. Thereafter, stirring was continued at room temperature for 5 hours. The stirred solution was poured into 1 L of ion exchange water (specific resistance value: 18.2 MΩ · cm), and the precipitate was collected. Thereafter, the obtained solid was dissolved in 420 mL of acetone and poured into 1 L of ion exchange water. The precipitated solid was recovered and then dried under reduced pressure to obtain a polybenzoxazole (PBO) precursor (A-1) having the following repeating structure at the carboxyl group end. The number average molecular weight (Mn) of the polybenzoxazole precursor (A-1) was 17,300, the weight average molecular weight (Mw) was 42,100, and Mw / Mn was 2.45.
(実施例1、比較例1〜3)
上記ベンゾオキサゾール前駆体(A−1)100質量部に対して、感光剤としての下記構造式(B−1)で示されるジアゾナフトキノン(DNQ)10質量部と、下記表1に記載の各種添加剤とを配合した後、ベンゾオキサゾール前駆体が30質量%になるようにN−メチルピロリドン(NMP)を加えてワニスとし、実施例1、比較例1〜3の感光性樹脂組成物を調製した。
このようにして調製した実施例1、比較例1〜3の感光性樹脂組成物について、感度、解像性、残膜率(現像性)、密着性を評価した。評価方法は、以下のとおりである。
(Example 1, Comparative Examples 1-3)
With respect to 100 parts by mass of the benzoxazole precursor (A-1), 10 parts by mass of diazonaphthoquinone (DNQ) represented by the following structural formula (B-1) as a photosensitizer and various additions described in Table 1 below After blending the agent, N-methylpyrrolidone (NMP) was added so that the benzoxazole precursor was 30% by mass to obtain a varnish, and the photosensitive resin compositions of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared. .
Thus, about the photosensitive resin composition of Example 1 and Comparative Examples 1-3 prepared, the sensitivity, the resolution, the remaining film rate (developability), and adhesiveness were evaluated. The evaluation method is as follows.
(試験方法)
上記各種感光性樹脂組成物をスピンコーターにて銅被覆ウェハー上に塗布し、ホットプレートで120℃3分乾燥させ、感光性樹脂組成物の乾燥膜を得た。得られた乾燥膜に対し、高圧水銀ランプを用い、パターンが刻まれたマスクを介して100〜1000mJ/cm2の露光量にて照射した。露光後、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液にて30秒間現像し、水でリンスし、ポジ型パターンを得た。
同様にして、シリコン基板上にもポジ型パターンを得た。
(感度および解像性の評価)
露光量100mJ/cm2、200mJ/cm2、300mJ/cm2、400mJ/cm2、500mJ/cm2、600mJ/cm2、700mJ/cm2、800mJ/cm2、900mJ/cm2、1000mJ/cm2で、それぞれ照射し得られた10個のポジ型パターンについて、電子顕微鏡(SEM「JSM−6010」)で観察し、露光部をスカム(現像残渣)なくパターニングできる最少露光量を感度(mJ/cm2)とし評価し、最小パターンの大きさ(μm)を解像性として評価した。
(Test method)
The various photosensitive resin compositions were applied onto a copper-coated wafer with a spin coater and dried on a hot plate at 120 ° C. for 3 minutes to obtain a dried film of the photosensitive resin composition. The obtained dried film was irradiated with an exposure dose of 100 to 1000 mJ / cm 2 through a mask with a pattern engraved using a high-pressure mercury lamp. After the exposure, the film was developed with an aqueous 2.38% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution for 30 seconds and rinsed with water to obtain a positive pattern.
Similarly, a positive pattern was obtained on the silicon substrate.
(Evaluation of sensitivity and resolution)
Exposure 100mJ / cm 2, 200mJ / cm 2, 300mJ / cm 2, 400mJ / cm 2, 500mJ / cm 2, 600mJ / cm 2, 700mJ / cm 2, 800mJ / cm 2, 900mJ / cm 2, 1000mJ / cm In FIG. 2 , 10 positive patterns obtained by irradiation are observed with an electron microscope (SEM “JSM-6010”), and the minimum exposure amount that can pattern an exposed portion without scum (development residue) is determined by sensitivity (mJ / cm 2 ), and the minimum pattern size (μm) was evaluated as resolution.
(残膜率(現像性)の評価)
上記試験において、スカムなくパターニングできた最少露光量にて得た露光後塗膜について、未露光部の現像前膜厚および現像後膜厚をそれぞれ測定し、以下の式に従い、残膜率を算出し評価した。現像前膜厚は、すべての例において5μmであった。
(Evaluation of remaining film ratio (developability))
In the above test, for the post-exposure coating film obtained with the minimum exposure amount that could be patterned without scum, the pre-development film thickness and post-development film thickness of the unexposed part were measured, and the remaining film ratio was calculated according to the following formula: And evaluated. The film thickness before development was 5 μm in all examples.
(硬化後の密着性の評価)
上記各種感光性樹脂組成物をスピンコーターを用いて銅基板またはシリコン基板に塗布した後、ホットプレートで120℃3minで乾燥し、150℃で30分/320℃で1時間の熱処理を施して硬化させ、感光性樹脂組成物の硬化膜を得た。得られた硬化膜に対し、カッターナイフにて1×1(mm)サイズの正方形を縦横10列ずつ計100個の碁盤目を形成した。このサンプルに対しプレッシャークッカー(PCT)試験(条件:温度121℃、湿度100%の条件下24時間連続処理)を施した後、テープで碁盤目を剥がした。剥がれた碁盤目の数を数えることで密着性を評価した。
(Evaluation of adhesion after curing)
After applying the above various photosensitive resin compositions to a copper substrate or a silicon substrate using a spin coater, drying on a hot plate at 120 ° C. for 3 minutes, and applying heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes / 320 ° C. for 1 hour to cure. Thus, a cured film of the photosensitive resin composition was obtained. With respect to the obtained cured film, a square of 1 × 1 (mm) size was formed with a cutter knife to form a total of 100 grids in 10 rows vertically and horizontally. The sample was subjected to a pressure cooker (PCT) test (conditions: continuous treatment at a temperature of 121 ° C. and a humidity of 100% for 24 hours), and then the grids were peeled off with tape. Adhesion was evaluated by counting the number of peeled grids.
これらの評価結果を、表1に併せて示す。 These evaluation results are also shown in Table 1.
表1に示す結果から明らかなように、(C)アルコキシシラン含有トリアジンチオール誘導体である(C−1)を用いた実施例では、優れた残膜率(現像性)および解像性と、銅およびシリコンの双方に対する密着性とが両立されていることが確かめられた。
As is clear from the results shown in Table 1, in the examples using (C) (C), which is an alkoxysilane-containing triazine thiol derivative, excellent residual film rate (developability) and resolution, copper It was confirmed that the adhesiveness to both silicon and silicon was compatible.
Claims (6)
(B)感光剤、および、
(C)アルコキシシラン含有トリアジンチオール誘導体
を含有することを特徴とする感光性樹脂組成物。 (A) a polybenzoxazole precursor,
(B) a photosensitive agent, and
(C) The photosensitive resin composition characterized by including the alkoxysilane containing triazine thiol derivative.
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