JP3449931B2 - Positive photosensitive resin composition - Google Patents

Positive photosensitive resin composition

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JP3449931B2
JP3449931B2 JP32410898A JP32410898A JP3449931B2 JP 3449931 B2 JP3449931 B2 JP 3449931B2 JP 32410898 A JP32410898 A JP 32410898A JP 32410898 A JP32410898 A JP 32410898A JP 3449931 B2 JP3449931 B2 JP 3449931B2
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photosensitive resin
positive photosensitive
polybenzoxazole precursor
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、現像時において高
い残膜率が得られ、保護膜および層間絶縁膜として極め
て優れた機械的特性を有するポジ型の感光性樹脂組成物
に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、半導体素子の表面保護膜、層間絶
縁膜には耐熱性が優れ、又卓越した電気特性、機械的特
性等を有するポリイミド樹脂が用いられているが、近年
半導体素子の高集積化、大型化、封止樹脂パッケージの
薄型化、小型化、半田リフローによる表面実装への移行
等により耐熱サイクル性、耐熱ショック性等の著しい向
上の要求があり、更に高性能のポリイミド樹脂が必要と
されるようになってきた。一方、ポリイミド樹脂自身に
感光性を付与する技術が最近注目を集めてきており、例
えば感光性ポリイミド樹脂として、下記式(III)等が
ある。 【0003】 【化3】 【0004】これを用いるとパターン作成工程の一部が
簡略化でき、工程短縮の効果はあるが、現像の際にN−
メチル−2−ピロリドン等の溶剤が必要となるため、安
全、取扱いにおいて問題がある。そこで最近では、アル
カリ水溶液で現像ができるポジ型の感光性樹脂が開発さ
れている。例えば、特公平1−46862号公報におい
てはポリベンゾオキサゾール前駆体とナフトキノンジア
ジド化合物より構成されるポジ型感光性樹脂組成物が開
示されている。これは高い耐熱性、優れた電気特性、微
細加工性を有し、ウェハーコート用のみならず層間絶縁
用としての可能性も有している。このポジ型感光性樹脂
の現像メカニズムは、未露光部のナフトキノンジアジド
化合物はアルカリ性水溶液に不溶であり、露光すること
により化学変化を起こし、アルカリ性水溶液に可溶とな
る。この露光部と未露光部での溶解性の差を利用し、未
露光部のみの塗膜パターンの作成が可能となる。しか
し、この特公平1−46862号公報に示されるポジ型
感光性樹脂組成物は、低感度で保存安定性が悪く実用性
に問題がある。そこで特公平6―60140号公報には
同様にはそれら欠点を改良したポリベンゾオキサゾール
前駆体をベース樹脂とするポジ型感光性樹脂組成物が開
示されている。ここではポリベンゾオキサゾール前駆体
のジアミンにヘキサフルオロ−2、2−ビス(3−アミ
ノ−4−ヒドロキシフェニル)−プロパンを特徴として
いる。このヘキサフルオロイソプロピリデン基により、
感光速度、有機溶剤での溶解性、付着性、貯蔵安定性お
よび分解能を改善される。 【0005】現在のメモリー等において多く用いられて
いる半導体パッケージはLOC(リードオンチップ)構
造といわれるものである。このLOCパッケージの製造
では、チップの上に接着剤をつけたリードフレームが圧
着される。従ってチップを表面をポリイミドのような表
面コート材でカバーすることは不可欠とされている。し
かし表面コート材の機械的特性が悪いとこのリードフレ
ーム圧着の際、その衝撃でしばしば表面コート材にクラ
ックが発生する。このような理由でLOC用の表面コー
ト材ではより高い機械的特性が要求される。しかし、特
公平6―60140号公報の実施例に示されているイソ
フタル酸クロライド、テレフタル酸クロライドとヘキサ
フルオロ−2、2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ
フェニル)−プロパンからなるポリベンゾオキサゾール
前駆体ではこのLOC構造に適応できる機械的特性は残
念ながら持ち合わせていない。そこで分子量を上げて機
械的特性を改善しようと酸とアミンの反応時のモル比を
変えて反応させるとやや酸過剰の条件で分子量は高くな
る。しかし、酸クロライドを用いた合成法は反応性が高
く、反応選択制がないため、酸過剰で反応すると水酸基
にまで反応し、しばしば反応中にゲル化が起こり反応フ
ラスコ全体が固化する。反応フラスコ全体が固化ぜず反
応が無事に終了したとしても、反応終了後の反応混合物
に微小のゲル状物が見られ、これが後で行う濾過の目詰
まりの原因となる。 【0006】また特開平9−183846号公報におい
て、1―ヒドロキシベンゾトリアゾールを用いてポリベ
ンゾオキサゾール前駆体を合成する方法が開示されてい
る。この方法で合成すると酸クロライド法での合成上に
発生する上のようなゲル化の問題は見事に解決できる。
更にその実施例においてジフェニルエーテル−4,4’
−ジカルボン酸と1―ヒドロキシベンゾトリアゾールか
らなるジエステル体とヘキサフルオロ−2、2−ビス
(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−プロパンを
反応させ、末端を5−ノルボルネン−2,3−ジカルボ
ン酸無水物でエンドキャップしたポリベンゾオキサゾー
ル前駆体が示されている。この酸成分にジフェニルエー
テル−4,4’−ジカルボン酸を用いたポリベンゾオキ
サゾール前駆体の硬化膜の機械的特性はイソフタル酸ク
ロライド、テレフタル酸クロライドとヘキサフルオロ−
2、2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)
−プロパンからなるポリベンゾオキサゾール前駆体と比
べて格段に向上している。しかし、このポリベンゾオキ
サゾール前駆体に感光剤であるナフトキノジアジド化合
物を加えて感光化し、ポジ型感光性樹脂組成物にすると
その硬化膜の機械的特性はポリベンゾオキサゾール前駆
体だけの機械的特性より低下する。これはナフトキノジ
アジド化合物が硬化後もフィルム中に残り、機械的特性
を下げていうことに他ならない。そこで高い機械的特性
を得るにはナフトキノジアジド化合物の添加量をできる
だけ減らすか、あるいは残存しても硬化膜的特性を低下
させないナフトキノジアジド化合物を選ぶ必要があるが
満足するものが得られていないのが現状である。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、現像時にお
いて高い残膜率が得られ、保護膜および層間絶縁膜とし
て極めて優れた機械的特性を有するポジ型の感光性樹脂
組成物を提供することにある。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明は、式(I)で示
されるポリベンゾオキサゾール前駆体と式(II)で示さ
れるナフトキノンジアジド化合物からなる樹脂組成物で
あって、式(II)で示されるナフトキノジアジド化合物
の添加量が式(I)で示されるポリベンゾオキサゾール
前駆体100重量部に対して1〜30重量部であること
を特徴とするポジ型感光性樹脂組成物である。 【0009】 【化1】 【0010】 【化2】【0011】式(I)で示されるポリベンゾオキサゾー
ル前駆体は平9−183846号公報に開示されてい
る。このポリベンゾキサゾール樹脂は酸成分に柔軟性の
エーテル結合を持つジフェニルエーテル−4,4’−ジ
カルボン酸と使用していることより、優れた機械的特性
を有しているが、本発明ではこれに式(II)で示される
ナフトキノンジアジド化合物を添加すると、感光化後で
も機械的特性が低下することなく優れた機械的特性が得
られることがわかった。式(II)のナフトキノンジアジ
ド化合物は特開平4―36751号公報、特開平4―2
98749号公報で開示されているようにポジレジスト
の分野で広く用いられている感光剤である。また特開平
7―281441号公報ではこの感光剤をポリベンゾオ
キサゾール前駆体と同時に用いると現像時に高い残膜率
が得られると報告している化合物である。本発明ではこ
の公知である感光剤を更に式(I)で示される限定した
組成の構造を持つポリベンゾオキサゾール前駆体と組み
合わせると予想もしなかった硬化膜の機械的特性が向上
するということを見いだしたものである。 【0012】この効果の発現は式(II)のナフトキノン
ジアジド化合物のバラスト化合物自身が持っている柔軟
な構造と硬化時において式(I)ポリベンゾオキサゾー
ル前駆体の末端の不飽和部と相互作用した効果の相乗作
用と考えられるが詳細は不明である。更に式(II)のナ
フトキノンジアジド化合物はポリベンゾオキサゾール前
駆体100重量部に対して30重量以下という添加量で
高い現像時の残膜率が得られる。従って、膜中に残存す
る量も少なく、その結果、機械的特性に優れる。これは
従来より使用されている感光剤であるトリヒドロキシベ
ンゾフェノンとナフトキノンジアジトからなる感光剤で
は現像時に高残膜率を得るにはかなり多く添加量が必要
であり、そのように添加量を増やすと硬化後に残存する
も量も多くなり機械的特性は低いものとなる。 【0013】 【発明の実施の形態】式(I)のポリベンゾオキサゾー
ル前駆体は、Xの構造を有するヘキサフルオロ−2、2
−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−プロ
パンとYの構造を有するジフェニルエーテル−4,4’
−ジカルボン酸からなり、このポリベンゾオキサゾール
前駆体を約300〜400℃で加熱すると閉環し、ポリ
ベンゾオキサゾールという耐熱性樹脂に変化する。また
その製造にあたっては、ジフェニルエーテル−4,4’
−ジカルボン酸と1−ヒドロキシベンゾトリアゾールと
から一端、活性エステル誘導体を合成した後、ヘキサフ
ルオロ−2、2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフ
ェニル)−プロパンと反応させる。 【0014】ナフトキノンジアジド化合物(B)のポリ
ベンゾオキサゾール前駆体(A)への配合量は、好まし
くはポリアミド100重量部に対し、1〜30重量部
で、配合量が1重量部未満だと樹脂のパターニング性が
不良であり、逆に30重量部を越えると感度が著しく低
下する。 【0015】本発明におけるポジ型感光性樹脂組成物に
は、必要によりレベリング剤、シランカップリング剤等
の添加剤を添加することができる。本発明においてはこ
れらの成分を溶剤に溶解し、ワニス状にして使用する。
溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチ
ロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチル
スルホキシド、ジ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エチルエーテル、ジエチレ
ングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコール
モノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メ
チル−1,3−ブチレングリコールアセテート、1,3
−ブチレングリコール−3−モノメチルエーテル、ピル
ビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メチル−3−メトキ
シプロピオネート等を単独で使用しても混合して使用し
てもよい。 【0016】本発明のポジ型感光性樹脂組成物の使用方
法は、まず該組成物を適当な支持体、例えば、シリコン
ウェハー、セラミック、アルミ基板等に塗布する。塗布
方法としては、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
ィング等がある。次に、60〜130℃でプリベークし
て塗膜を乾燥後、所望のパターン形状に化学線を照射す
る。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。次に照射部を現像液で溶解除去することによ
りレリーフパターンを得る。現像液としては、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナ
トリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無
機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の
第1アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミ
ン等の第2アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチ
ルアミン等の第3アミン類、ジメチルエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルア
ンモニウムヒドロキシド等の第4級アンモニウム塩等の
アルカリ類の水溶液、及びこれにメタノール、エタノー
ルのごときアルコール類等の水溶性有機溶媒や界面活性
剤を適当量添加した水溶液を好適に使用することができ
る。現像方法としては、スプレー、パドル、浸漬、超音
波等の方式が可能である。次に、現像によって形成した
レリーフパターンをリンスする。リンス液としては、蒸
留水を使用する。次に加熱処理を行い、オキサゾール環
を形成し、耐熱性に富む最終パターンを得る。本発明に
よるポジ型感光性樹脂組成物は、半導体用途のみなら
ず、多層回路の層間絶縁や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や液晶配向膜等としても有
用である。 【0017】 【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 《実施例1》 *ポリベンゾオキサゾール前駆体の合成 ジフェニルエーテル−4,4’−ジカルボン酸1モルと
1―ヒドロキシベンゾトリアゾール2モルとを反応させ
て得られたジカルボン酸誘導体443.2g(0.9モ
ル)とヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4
−ヒドロキシフェニル)プロパン366.3g(1.0
モル)とを温度計、攪拌機、原料投入口、乾燥窒素ガス
導入管を備えた4つ口のセパラブルフラスコに入れ、N
−メチル−2−ピロリドン3000gを加えて溶解させ
た。その後オイルバスを用いて75℃にて12時間反応
させた。次にN−メチル−2−ピロリドン500gに溶
解させた5−ノルボルネン−2、3−ジカルボン酸無水
物32.8g(0.2モル)を加え、更に12時間攪拌
し反応を終了した。反応混合物をろ過した後、水/メタ
ノール=3/1の溶液に投入、沈殿物を濾集し、水で充
分洗浄した後、真空化で乾燥し、目的のポリベンゾオキ
サゾール前駆体(A−1)を得た。 【0018】*ポジ型感光性樹脂組成物の作製 合成したポリベンゾオキサゾール前駆体(A−1)10
0g、下記式の構造を有するナフトキノンジアジド(B
−1)25g、N−メチル−2−ピロリドン250gに
溶解した後、0.2μmのテフロンフィルターで濾過し
感光性樹脂組成物を得た。 【0019】 【化4】【0020】*特性評価 このポジ型感光性樹脂組成物をシリコンウェハー上にス
ピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートにて
120℃で4分乾燥し、膜厚約5μmの塗膜を得た。こ
の塗膜にg線ステッパー露光機NSR−1505G3A
(ニコン(株)製)によりレチクルを通して50mJ/
cm2から20mJ/cm2づつ増やして540mJ/c
2まで露光を行った。次に1.4%のテトラメチルア
ンモニウムヒドロキシド水溶液に60秒浸漬することに
よって露光部を溶解除去した後、純水で30秒間リンス
した。その結果、露光量350mJ/cm2の照射した
部分よりパターンが形成されていることが確認できた
(感度350mJ/cm2)。この時の残膜率(現像後
の膜厚/現像前膜厚×100)は96%であった。 【0021】さらに、このポジ型感光性樹脂組成物をシ
リコンウェハー上にスピンコーターを用いて塗布した
後、ホットプレートにて120℃で6分乾燥し、膜厚約
15μmの塗膜を得た。この塗膜を10mmの短冊状の
パターンのフォトマスクを用いてキャノン製PLA−6
00で露光した。次に1.4%のテトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシド水溶液に浸漬することによって露光部
を溶解除去した後、純水で30秒間リンスした。オーブ
ンで150℃/30分+250℃/30分+350℃/
30分の条件で窒素雰囲気下で硬化を行った。次ぎに3
%のフッ酸水溶液に浸し、短冊状のフィルムを剥がし、
純水で充分に洗浄、乾燥後、短冊状テストサンプルを得
た。このフィルムをテンシロンで引っ張り機械的特性の
評価を行った。結果を表1に示す。 【0022】《実施例2》実施例1においてポジ型感光
性樹脂組成物の作製においてナフトキノンジアジド(B
−1)の添加量を10gに減らたポジ型感光性樹脂組成
物を作り、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1
に示す。 【0023】《比較例1》実施例1のポリベンゾオキサ
ゾール前駆体の合成においてジフェニルエーテル−4,
4’−ジカルボン酸と1―ヒドロキシベンゾトリアゾー
ル2モルとを反応させて得られたジカルボン酸誘導体の
替わりににイソフタル酸0.5モルとテレフタル酸0.
5モルと1―ヒドロキシベンゾトリアゾール2モルを反
応させて得られたジカルボン酸誘導体を用いてポリベン
ゾオキサゾール前駆体(A−2)の合成を行った。つぎ
に実施例1と同様の評価を行った。結果は表1に示す。 【0024】《比較例2》実施例1のポリベンゾオキサ
ゾール前駆体の合成において5−ノルボルネン−2、3
−ジカルボン酸無水物の添加を行わないで、後は同様の
操作を行いポリベンゾオキサゾール前駆体(A−3)の
合成を行った。つぎに実施例1と同様の評価を行った。
結果は表1に示す。 【0025】《比較例3》実施例1のポジ型感光性樹脂
組成物の作製においてナフトキノンジアジド(B−1)
の代わりに下記構造のナフトキノンジアジド(B―2)
を用いて以下実施例1と同様の評価を行った。結果を表
1に示す。 【0026】 【化5】 【0027】 【表1】 【0028】 【発明の効果】本発明によれば、現像時において高い残
膜率が得られ、保護膜および層間絶縁膜として極めて優
れた機械的特性を有するポジ型感光性樹脂組成物を得る
ことができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive type having a high residual film ratio at the time of development and having extremely excellent mechanical properties as a protective film and an interlayer insulating film. The present invention relates to a photosensitive resin composition. 2. Description of the Related Art Conventionally, a polyimide resin having excellent heat resistance and excellent electrical and mechanical properties has been used for a surface protective film and an interlayer insulating film of a semiconductor element. There is a demand for remarkable improvement in heat cycle resistance and heat shock resistance due to high integration, large size of devices, thinning and miniaturization of encapsulation resin package, transition to surface mounting by solder reflow, etc. Polyimide resins have become necessary. On the other hand, a technique of imparting photosensitivity to the polyimide resin itself has recently attracted attention. For example, the following formula (III) and the like are examples of the photosensitive polyimide resin. [0003] When this is used, a part of the pattern forming process can be simplified, which has the effect of shortening the process.
Since a solvent such as methyl-2-pyrrolidone is required, there is a problem in safety and handling. Therefore, recently, a positive photosensitive resin that can be developed with an alkaline aqueous solution has been developed. For example, Japanese Patent Publication No. 1-46862 discloses a positive photosensitive resin composition comprising a polybenzoxazole precursor and a naphthoquinonediazide compound. It has high heat resistance, excellent electrical properties, and fine workability, and has the potential not only for wafer coating but also for interlayer insulation. The mechanism of development of this positive photosensitive resin is that the naphthoquinonediazide compound in the unexposed portion is insoluble in an alkaline aqueous solution, undergoes a chemical change upon exposure, and becomes soluble in an alkaline aqueous solution. By utilizing the difference in solubility between the exposed part and the unexposed part, a coating film pattern can be formed only in the unexposed part. However, the positive photosensitive resin composition disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-46862 has low sensitivity, poor storage stability, and has a problem in practicality. Therefore, Japanese Patent Publication No. 6-60140 discloses a positive type photosensitive resin composition containing a polybenzoxazole precursor as a base resin, which also has improved disadvantages thereof. Here, hexafluoro-2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -propane is characterized as the diamine of the polybenzoxazole precursor. With this hexafluoroisopropylidene group,
Photospeed, solubility in organic solvents, adhesion, storage stability and resolution are improved. [0005] A semiconductor package often used in current memories and the like is called a LOC (lead-on-chip) structure. In manufacturing the LOC package, a lead frame provided with an adhesive is pressed on a chip. Therefore, it is indispensable to cover the surface of the chip with a surface coating material such as polyimide. However, if the mechanical properties of the surface coating material are poor, the impact often causes cracks in the surface coating material when the lead frame is pressed. For these reasons, surface coating materials for LOC require higher mechanical properties. However, polybenzoxazole comprising isophthalic acid chloride, terephthalic acid chloride and hexafluoro-2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -propane described in the examples of JP-B-6-60140. Unfortunately, the precursor does not have mechanical properties that can accommodate this LOC structure. In order to improve the mechanical properties by increasing the molecular weight, if the reaction is carried out by changing the molar ratio of the acid to the amine at the time of the reaction, the molecular weight will be increased under a slightly excessive acid condition. However, the synthesis method using acid chloride has high reactivity and there is no reaction selection system. Therefore, when the reaction is performed with an excess of acid, the reaction proceeds to a hydroxyl group, and gelation often occurs during the reaction, and the entire reaction flask is solidified. Even if the reaction is completed without solidification of the entire reaction flask, fine gel-like substances are found in the reaction mixture after the reaction, which causes clogging of filtration performed later. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-183846 discloses a method of synthesizing a polybenzoxazole precursor using 1-hydroxybenzotriazole. When synthesized by this method, the above-mentioned problem of gelation that occurs during the synthesis by the acid chloride method can be solved brilliantly.
Further, in that embodiment, diphenyl ether-4,4 '
-Dicarboxylic acid and diester composed of 1-hydroxybenzotriazole are reacted with hexafluoro-2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -propane to terminate in 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid An anhydride end-capped polybenzoxazole precursor is shown. The mechanical properties of a cured film of a polybenzoxazole precursor using diphenyl ether-4,4'-dicarboxylic acid as the acid component are as follows: isophthalic chloride, terephthalic chloride and hexafluoro-
2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl)
Significantly improved compared to the polybenzoxazole precursor consisting of propane. However, when a naphthoquinodiazide compound as a photosensitizer is added to this polybenzoxazole precursor to sensitize it to form a positive photosensitive resin composition, the mechanical properties of the cured film are the mechanical properties of only the polybenzoxazole precursor. Lower than the characteristics. This is nothing but the fact that the naphthoquinodiazide compound remains in the film even after curing and lowers the mechanical properties. Therefore, in order to obtain high mechanical properties, it is necessary to reduce the addition amount of the naphthoquinodiazide compound as much as possible, or to select a naphthoquinodiazide compound that does not degrade the cured film properties even if it remains, but a satisfactory one is obtained. It is not currently done. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a positive photosensitive resin composition which has a high residual film ratio during development and has extremely excellent mechanical properties as a protective film and an interlayer insulating film. Is to provide. The present invention provides a resin composition comprising a polybenzoxazole precursor represented by the formula (I) and a naphthoquinonediazide compound represented by the formula (II).
And a naphthoquinodiazide compound represented by the formula (II)
Is a polybenzoxazole represented by the formula (I)
A positive photosensitive resin composition characterized by being 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of a precursor . [0009] [0010] The polybenzoxazole precursor represented by the formula (I) is disclosed in JP-A-9-183846. Although this polybenzoxazole resin is used with diphenyl ether-4,4'-dicarboxylic acid having a flexible ether bond in the acid component, it has excellent mechanical properties. It has been found that the addition of the naphthoquinonediazide compound represented by the formula (II) gives excellent mechanical properties even after photosensitization without deteriorating the mechanical properties. The naphthoquinonediazide compound of the formula (II) is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
It is a photosensitive agent widely used in the field of positive resists as disclosed in Japanese Patent No. 98749. JP-A-7-281441 is a compound which reports that a high residual film ratio can be obtained at the time of development when this photosensitizer is used simultaneously with a polybenzoxazole precursor. In the present invention, it has been found that when this known photosensitizer is further combined with a polybenzoxazole precursor having a limited composition structure represented by the formula (I), the mechanical properties of a cured film which are unexpectedly improved are improved. It is a thing. The manifestation of this effect is that the ballast compound of the naphthoquinonediazide compound of the formula (II) interacts with the flexible structure possessed by the ballast compound itself and at the time of curing with the terminal unsaturated portion of the polybenzoxazole precursor of the formula (I). It is thought to be a synergistic effect, but details are unknown. Further, the naphthoquinonediazide compound of the formula (II) can obtain a high residual film ratio at the time of development with an addition amount of 30 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polybenzoxazole precursor. Therefore, the amount remaining in the film is small, and as a result, the mechanical properties are excellent. This is because the photosensitizers conventionally used, which consist of trihydroxybenzophenone and naphthoquinonediazite, require a considerably large amount of addition to obtain a high residual film ratio during development. However, the amount remaining after curing becomes large and the mechanical properties are low. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The polybenzoxazole precursor of the formula (I) is a hexafluoro-2,2
-Bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -propane and diphenyl ether-4,4 'having the structure of Y
When the polybenzoxazole precursor is heated at about 300 to 400 ° C., the ring is closed and changes to a heat-resistant resin called polybenzoxazole. In the production, diphenyl ether-4,4 '
After synthesizing an active ester derivative from dicarboxylic acid and 1-hydroxybenzotriazole at one end, it is reacted with hexafluoro-2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -propane. The compounding amount of the naphthoquinonediazide compound (B) to the polybenzoxazole precursor (A) is preferably 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyamide. Is poor in patterning property, and conversely, if it exceeds 30 parts by weight, the sensitivity is significantly reduced. If necessary, additives such as a leveling agent and a silane coupling agent can be added to the positive photosensitive resin composition of the present invention. In the present invention, these components are dissolved in a solvent and used in the form of a varnish.
Examples of the solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol. Monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl-1,3-butylene glycol acetate, 1,3
-Butylene glycol-3-monomethyl ether, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl-3-methoxypropionate and the like may be used alone or in combination. In the method of using the positive photosensitive resin composition of the present invention, the composition is first applied to a suitable support, for example, a silicon wafer, ceramic, aluminum substrate or the like. Examples of the coating method include spin coating using a spinner, spray coating using a spray coater, dipping, printing, and roll coating. Next, after pre-baking at 60 to 130 ° C. to dry the coating film, a desired pattern shape is irradiated with actinic radiation. As the actinic radiation, X-rays, electron beams, ultraviolet rays, visible rays and the like can be used, but those having a wavelength of 200 to 500 nm are preferable. Next, a relief pattern is obtained by dissolving and removing the irradiated portion with a developer. Examples of the developer include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, diethylamine, and di-n. Secondary amines such as propylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, and quaternary ammoniums such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide. An aqueous solution of an alkali such as a salt or an aqueous solution obtained by adding a suitable amount of a water-soluble organic solvent such as an alcohol such as methanol or ethanol or a surfactant thereto can be suitably used. As a developing method, a system such as spray, paddle, immersion, and ultrasonic wave can be used. Next, the relief pattern formed by development is rinsed. Distilled water is used as the rinsing liquid. Next, heat treatment is performed to form an oxazole ring, and a final pattern having high heat resistance is obtained. The positive photosensitive resin composition according to the present invention is useful not only for semiconductor applications but also as interlayer insulation for multilayer circuits, cover coats for flexible copper clad boards, solder resist films, liquid crystal alignment films, and the like. The present invention will be described below in detail with reference to examples. << Example 1 >> * Synthesis of polybenzoxazole precursor 443.2 g (0.93) of a dicarboxylic acid derivative obtained by reacting 1 mol of diphenyl ether-4,4'-dicarboxylic acid with 2 mol of 1-hydroxybenzotriazole. Mol) and hexafluoro-2,2-bis (3-amino-4
-Hydroxyphenyl) propane 366.3 g (1.0
Mol) was placed in a four-neck separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, a raw material inlet, and a dry nitrogen gas inlet tube.
3000 g of -methyl-2-pyrrolidone was added and dissolved. Thereafter, the reaction was carried out at 75 ° C. for 12 hours using an oil bath. Next, 32.8 g (0.2 mol) of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride dissolved in 500 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the mixture was further stirred for 12 hours to complete the reaction. After the reaction mixture was filtered, it was poured into a solution of water / methanol = 3/1, the precipitate was collected by filtration, washed sufficiently with water, dried under vacuum, and dried to obtain the desired polybenzoxazole precursor (A-1). ) Got. Preparation of Positive Photosensitive Resin Composition Polybenzoxazole precursor (A-1) 10 synthesized
0 g of a naphthoquinonediazide (B
-1) After dissolving in 25 g and N-methyl-2-pyrrolidone 250 g, the solution was filtered through a 0.2 μm Teflon filter to obtain a photosensitive resin composition. Embedded image * Characteristic evaluation After coating this positive photosensitive resin composition on a silicon wafer using a spin coater, it was dried on a hot plate at 120 ° C. for 4 minutes to obtain a coating film having a thickness of about 5 μm. . G-line stepper exposure machine NSR-1505G3A
(Manufactured by Nikon Corporation) through a reticle, 50 mJ /
Increase from cm 2 20mJ / cm 2 at a time 540mJ / c
Exposure was performed up to m 2 . Next, the exposed portion was dissolved and removed by immersion in a 1.4% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds, and then rinsed with pure water for 30 seconds. As a result, it was confirmed that a pattern was formed from a portion irradiated with an exposure amount of 350 mJ / cm 2 (sensitivity of 350 mJ / cm 2 ). At this time, the residual film ratio (film thickness after development / film thickness before development × 100) was 96%. Further, the positive photosensitive resin composition was applied on a silicon wafer using a spin coater, and then dried on a hot plate at 120 ° C. for 6 minutes to obtain a coating having a thickness of about 15 μm. This coating was applied to a PLA-6 manufactured by Canon using a 10 mm strip-shaped pattern photomask.
It was exposed at 00. Next, the exposed portion was dissolved and removed by immersion in a 1.4% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, and then rinsed with pure water for 30 seconds. 150 ℃ / 30min + 250 ℃ / 30min + 350 ℃ /
Curing was performed under a nitrogen atmosphere under the conditions of 30 minutes. Next 3
% Hydrofluoric acid aqueous solution, peel off the strip film,
After sufficiently washing with pure water and drying, a strip test sample was obtained. This film was pulled with Tensilon to evaluate mechanical properties. Table 1 shows the results. Example 2 In the preparation of the positive photosensitive resin composition in Example 1, naphthoquinonediazide (B
A positive photosensitive resin composition was prepared in which the addition amount of -1) was reduced to 10 g, and the same evaluation as in Example 1 was performed. Table 1 shows the results
Shown in Comparative Example 1 In the synthesis of the polybenzoxazole precursor of Example 1, diphenyl ether-4,
Instead of the dicarboxylic acid derivative obtained by reacting 4'-dicarboxylic acid with 2 mol of 1-hydroxybenzotriazole, 0.5 mol of isophthalic acid and 0.5 mol of terephthalic acid are used instead of the dicarboxylic acid derivative.
A polybenzoxazole precursor (A-2) was synthesized using a dicarboxylic acid derivative obtained by reacting 5 mol with 2 mol of 1-hydroxybenzotriazole. Next, the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 1. Comparative Example 2 In the synthesis of the polybenzoxazole precursor of Example 1, 5-norbornene-2,3
-The same operation was performed thereafter without adding the dicarboxylic anhydride to synthesize the polybenzoxazole precursor (A-3). Next, the same evaluation as in Example 1 was performed.
The results are shown in Table 1. Comparative Example 3 In the preparation of the positive photosensitive resin composition of Example 1, naphthoquinonediazide (B-1)
Instead of naphthoquinonediazide (B-2)
The same evaluation as in Example 1 was performed using Table 1 shows the results. Embedded image [Table 1] According to the present invention, it is possible to obtain a positive photosensitive resin composition having a high residual film ratio during development and having extremely excellent mechanical properties as a protective film and an interlayer insulating film. Can be.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−123034(JP,A) 特開 平7−281441(JP,A) 特開 平9−146273(JP,A) 特開 平9−183848(JP,A) 特開 平8−269198(JP,A) 特開 平5−197153(JP,A) 特開 平11−109620(JP,A) 特開 平11−143070(JP,A) 特開 平11−102069(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/00 - 7/42 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-8-123034 (JP, A) JP-A-7-281441 (JP, A) JP-A-9-146273 (JP, A) JP-A-9-99 183848 (JP, A) JP-A-8-269198 (JP, A) JP-A-5-197153 (JP, A) JP-A-11-109620 (JP, A) JP-A-11-143070 (JP, A) JP-A-11-10069 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03F 7/ 00-7/42

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 式(I)で示されるポリベンゾオキサゾ
ール前駆体と式(II)で示されるナフトキノンジアジド
化合物からなる樹脂組成物であって、式(II)で示され
るナフトキノジアジド化合物の添加量が式(I)で示さ
れるポリベンゾオキサゾール前駆体100重量部に対し
て1〜30重量部であることを特徴とするポジ型感光性
樹脂組成物。 【化1】【化2】
(57) [Claim 1] A resin composition comprising a polybenzoxazole precursor represented by the formula (I) and a naphthoquinonediazide compound represented by the formula (II), Indicated by
The addition amount of the naphthoquinodiazide compound is represented by the formula (I).
100 parts by weight of polybenzoxazole precursor
A positive photosensitive resin composition, wherein the composition is 1 to 30 parts by weight . Embedded image Embedded image
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