JP4277616B2 - Alkali-soluble photosensitive resin composition and method for forming resin layer - Google Patents

Alkali-soluble photosensitive resin composition and method for forming resin layer Download PDF

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Description

本発明は、アルカリ可溶性感光性脂組成物及びそれを用いた樹脂層の形成方法に関するものである。   The present invention relates to an alkali-soluble photosensitive fat composition and a method for forming a resin layer using the same.

一般に、薄膜トランジスター型液晶表示素子等の表示素子には、素子や配線を保護するための保護膜、素子や配線を絶縁するための絶縁膜、素子表面を平坦化するための平坦化膜、更に多層化された配線間を絶縁する層間絶縁膜等が設けられている。又、近年高視野角や高コントラストを実現する新しい機構の表示素子において、例えば、MVA(Multi−domain Vertical Alignment)モードを用いた液晶表示素子で液晶分子の配向制御のために電極表面に形成される突起や、有機EL素子で電極間を絶縁するスペーサー等、従来なかったような新しい素子構成要素が出現している。一方、半導体装置や、それを実装するプリント配線板には、半導体素子や回路を保護するための保護膜、半導体素子や回路間を絶縁するための絶縁膜、或いは多層化された配線間を絶縁する層間絶縁膜が形成されている。これらの絶縁膜、或いは保護膜等の構成要素に使われる材料には、その加工工程中にかかる熱履歴に耐える耐熱性、使用される温度域や湿度域で長期間絶縁特性を保持し得る信頼性が要求されている。   Generally, a display element such as a thin film transistor type liquid crystal display element includes a protective film for protecting the element and the wiring, an insulating film for insulating the element and the wiring, a planarizing film for planarizing the element surface, An interlayer insulating film or the like that insulates the multilayered wirings is provided. In recent years, a display device having a new mechanism that realizes a high viewing angle and a high contrast, for example, a liquid crystal display device using an MVA (Multi-domain Vertical Alignment) mode is formed on the electrode surface for controlling the alignment of liquid crystal molecules. New element components such as protrusions and spacers that insulate the electrodes with organic EL elements have appeared. On the other hand, for semiconductor devices and printed wiring boards on which they are mounted, a protective film for protecting semiconductor elements and circuits, an insulating film for insulating between semiconductor elements and circuits, or insulation between multilayered wirings An interlayer insulating film is formed. The materials used for these insulating film and protective film components are heat resistant to withstand the heat history during the processing process, and reliable enough to maintain long-term insulating properties in the temperature and humidity ranges used. Sex is required.

更に、表示素子用材料としては、高い透明性も要求される。ところが、近年電子機器の軽薄短小化に伴い、表示素子の高精細化、半導体装置やプリント配線板の小型化や高集積化が進展しているために、これらの絶縁膜、或いは保護膜等に使われる材料に種々の技術的問題点が生じている。一つには、配線の高密度化及び信号の高速化に伴い、隣接する配線を通る信号間の干渉が問題になってきている。そのために、絶縁層には高い耐熱性及び信頼性と共に誘電率の低い材料が求められている。ところが、従来の耐熱性、高信頼性絶縁材料として使用されてきたポリイミド樹脂は、その樹脂骨格中に共役複素環基を有し、実際これが高い耐熱性に寄与しているわけであるが、同時に樹脂の誘電率を引き上げ、高細密化された配線間での信号の干渉を引き起こし、好ましくなかった。更に、この共役複素環基が光を吸収するため、高い透明性が要求される表示素子用材料には適応しにくいといった問題もあった。
これらの用途に適応可能な樹脂として、近年ベンゾシクロブテン樹脂が開発されている。これは、1,2−ジヒドロベンゾシクロブテン構造を有する化合物を使用して、最高250℃の熱硬化により架橋構造を形成するものである(例えば、非特許文献1参照。)。この樹脂の特長として、低い誘電率及び高い透明性と共に、耐熱性や高信頼性とを有しているため、上記のような絶縁材料への使用に非常に適した材料といえる。
Furthermore, high transparency is required as a display element material. However, as electronic devices have become lighter, thinner, and smaller in recent years, high definition of display elements and miniaturization and high integration of semiconductor devices and printed wiring boards have been developed. Various technical problems arise in the materials used. For example, with the increase in wiring density and signal speed, interference between signals passing through adjacent wirings has become a problem. Therefore, a material having a low dielectric constant as well as high heat resistance and reliability is required for the insulating layer. However, the polyimide resin that has been used as a conventional heat-resistant and highly reliable insulating material has a conjugated heterocyclic group in its resin skeleton, and this actually contributes to high heat resistance. The dielectric constant of the resin was raised, causing signal interference between highly densified wiring, which was not preferable. Further, since this conjugated heterocyclic group absorbs light, there is a problem that it is difficult to adapt to a display element material that requires high transparency.
In recent years, benzocyclobutene resins have been developed as resins that can be used for these applications. This uses a compound having a 1,2-dihydrobenzocyclobutene structure to form a crosslinked structure by thermal curing at a maximum of 250 ° C. (see, for example, Non-Patent Document 1). Since this resin has a low dielectric constant and high transparency as well as heat resistance and high reliability, it can be said that the resin is very suitable for use as an insulating material as described above.

一方、これらの半導体装置やプリント配線板、表示素子中には、小スペース中に高い密度の配線を作成しなければならず、絶縁樹脂を貫通して配線の導通を取るためのスルホール等のパターンを樹脂層で形成しなければならない。このようなパターン形成を容易に行う技術として、感光性樹脂組成物の使用が一般的になってきた。これは、光反応性を有する樹脂組成物で、樹脂層形成後に樹脂層を除去したい部位のみ、或いは樹脂層を除去したい部位以外のみに選択的に露光し、現像を行うことで除去したい部位の樹脂層のみを溶解除去し、パターン加工を行えるようにするものである。これら現像等による樹脂層の溶解の際、従来は有機溶剤が主に使用されていたが、良好な作業環境を確保するため、アルカリ等の水溶液で溶解加工ができる感光性樹脂組成物が要求されている。   On the other hand, in these semiconductor devices, printed wiring boards, and display elements, high density wiring must be created in a small space, and patterns such as through-holes for penetrating the wiring through the insulating resin Must be formed of a resin layer. As a technique for easily forming such a pattern, use of a photosensitive resin composition has become common. This is a resin composition having photoreactivity, and after selectively forming only the part where the resin layer is to be removed after forming the resin layer, or only the part other than the part where the resin layer is to be removed, development is performed. Only the resin layer is dissolved and removed so that pattern processing can be performed. Conventionally, an organic solvent has been mainly used for dissolution of the resin layer by development or the like. However, in order to ensure a good working environment, a photosensitive resin composition that can be dissolved and processed with an aqueous solution of alkali or the like is required. ing.

上記のベンゾシクロブテン樹脂においても、感光性樹脂(例えば、特許文献1参照。)が開発されており、アルカリ現像が可能なものも開示されている(例えば、特許文献2参照。)。しかし、アルカリ現像性を発現するために導入されたカルボキシル基により、樹脂層の誘電率や耐湿信頼性等の特性が低下するおそれがある。そこで、パターン形成が容易で、高耐熱性、高信頼性、更に高い透明性、低誘電率に優れた特性を有する新規のアルカリ可溶性感光性樹脂組成物が望まれている。
北村他著、「熱硬化性樹脂」、合成樹脂工業協会、平成6年、第15巻、第2号、p.95〜108 特開平11−503248号公報(全頁) 米国特許第6,361,926号明細書(全頁)
Among the above benzocyclobutene resins, photosensitive resins (for example, see Patent Document 1) have been developed, and those capable of alkali development are also disclosed (for example, see Patent Document 2). However, the carboxyl group introduced in order to develop alkali developability may deteriorate the characteristics such as the dielectric constant and moisture resistance reliability of the resin layer. Therefore, there is a demand for a novel alkali-soluble photosensitive resin composition that is easy to form a pattern and has excellent characteristics such as high heat resistance, high reliability, high transparency, and low dielectric constant.
Kitamura et al., “Thermosetting Resin”, Synthetic Resin Industry Association, 1994, Vol. 15, No. 2, p. 95-108 JP 11-503248 A (all pages) US Pat. No. 6,361,926 (all pages)

本発明は、表示素子用、半導体用或いはプリント配線用等の絶縁膜、保護膜もしくは層間絶縁膜用材料等に使用可能な、パターン形成が容易で、高耐熱性、耐湿信頼性等の高信頼性、更に高い透明性、低誘電率に優れた特性を有するアルカリ可溶性感光性樹脂組成物及びそれを用いた樹脂層の形成方法を提供するものである。   The present invention can be used for an insulating film, a protective film or an interlayer insulating film material for display elements, semiconductors or printed wirings, and can be easily formed with a pattern, and has high reliability such as high heat resistance and moisture resistance reliability. The present invention provides an alkali-soluble photosensitive resin composition having excellent properties, high transparency, and low dielectric constant, and a method for forming a resin layer using the same.

本発明は、
[1](A)一分子中にベンゾシクロブテン構造とカルボキシル基を有する化合物と、1分子中にベンゾシクロブテン構造を2個以上有する化合物とを100〜200℃で加熱反応して得られる樹脂で、前記一分子中にベンゾシクロブテン構造とカルボキシル基を有する化合物が、ベンゾシクロブテン構造とハロゲン原子を有する化合物と、カルボキシル基と炭素−炭素二重結合を有する化合物とからHeck反応を使用して得られる化合物と、前記1分子中にベンゾシクロブテン構造を2個以上有する化合物が、1分子中にベンゾシクロブテン構造を2個以上有しかつC=C結合またはC=Oを有する化合物であり、カルボキシル基当量が400g/モル以下であるアルカリ可溶性樹脂、(B)エポキシ基を有する化合物、(C)該アルカリ可溶性樹脂100重量部に対し、0.01〜10重量部の塩基性物質、および(D)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を有する感光材、を含有することを特徴とするアルカリ可溶性感光性樹脂組成物、
[2]前記一分子中にベンゾシクロブテン構造とカルボキシル基を有する化合物が、一般式(3)で示される構造を有する化合物であることを特徴とする第[1]項記載のアルカリ可溶性感光性樹脂組成物。

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(Xは酸性基あるいは、酸性基を有する1価の有機基。)
[3]第[1]または[2]項記載のアルカリ可溶性感光性樹脂組成物を用いて、基板上に前記感光性樹脂組成物の樹脂層を形成する工程、パターン露光を行う工程、アルカリ水溶液による現像で樹脂層をパターン加工する工程、樹脂層全面に後露光を行う工程及び樹脂層を不活性気体中、100〜250℃で加熱する工程を含むことを特徴とする樹脂層の形成方法、
[4]第[1]または[2]項記載のアルカリ可溶性感光性樹脂組成物を用いて、ガラス基板上に感光性樹脂組成物の樹脂層を形成したことを特徴とする樹脂付きガラス基板。
である。

The present invention
[1] (A) A resin obtained by heating and reacting a compound having a benzocyclobutene structure and a carboxyl group in one molecule and a compound having two or more benzocyclobutene structures in one molecule at 100 to 200 ° C. The compound having a benzocyclobutene structure and a carboxyl group in one molecule uses a Heck reaction from a compound having a benzocyclobutene structure and a halogen atom and a compound having a carboxyl group and a carbon-carbon double bond. A compound having two or more benzocyclobutene structures in one molecule and a compound having two or more benzocyclobutene structures in one molecule and having a C═C bond or C═O. An alkali-soluble resin having a carboxyl group equivalent of 400 g / mol or less, (B) a compound having an epoxy group, (C) the alkali It contains 0.01 to 10 parts by weight of a basic substance and (D) a photosensitive material having a 1,2-benzoquinonediazide structure or a 1,2-naphthoquinonediazide structure with respect to 100 parts by weight of a soluble resin. An alkali-soluble photosensitive resin composition,
[2] The alkali-soluble photosensitivity according to item [1], wherein the compound having a benzocyclobutene structure and a carboxyl group in one molecule is a compound having a structure represented by the general formula (3) Resin composition.
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(X is an acidic group or a monovalent organic group having an acidic group.)
[3] A step of forming a resin layer of the photosensitive resin composition on a substrate using the alkali-soluble photosensitive resin composition according to the item [1] or [2], a step of pattern exposure, an alkaline aqueous solution A method of forming a resin layer, comprising: patterning the resin layer by development, post-exposure on the entire surface of the resin layer, and heating the resin layer at 100 to 250 ° C. in an inert gas;
[4] A resin-coated glass substrate, wherein a resin layer of a photosensitive resin composition is formed on a glass substrate using the alkali-soluble photosensitive resin composition according to [1] or [2].
It is.

本発明のアルカリ可溶性感光性樹脂組成物を用いることによって、アルカリ水溶液によるフォトリソグラフィー工程でパターン形成が容易で、高耐熱性、耐湿信頼性等の高信頼性、更に高い透明性、低誘電率に優れた特性を有する絶縁樹脂層を得ることができる。この絶縁樹脂層は、表示素子用、半導体用或いはプリント配線用等の絶縁膜、保護膜、平坦化膜もしくは層間絶縁膜用材料等に使用可能となり、産業上有用である。   By using the alkali-soluble photosensitive resin composition of the present invention, pattern formation is easy in a photolithography process using an aqueous alkali solution, high reliability such as high heat resistance and moisture resistance reliability, higher transparency, and low dielectric constant. An insulating resin layer having excellent characteristics can be obtained. This insulating resin layer can be used for an insulating film for a display element, a semiconductor or a printed wiring, a protective film, a planarizing film, an interlayer insulating film material, and the like, and is industrially useful.

本発明に用いられるアルカリ可溶性樹脂は、その一分子中にベンゾシクロブテン構造及びカルボキシル基を有する化合物と、1分子中にベンゾシクロブテン構造を2個以上有する化合物とを100〜200℃で加熱反応して得られる樹脂であり、カルボキシル基当量が400g/モル以下であるものである。カルボキシル基当量が400g/モル以下であれば、特に限定しないが後で述べるような現像時に用いる水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、水酸化テトラメチルアンモニウムやエチルアミン、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剤や界面活性剤を適当量添加したアルカリ水溶液に可溶となる。カルボキシル基当量が400g/モルよりも大きいと、上記のアルカリ水溶液への溶解性が発現しにくくなり、パターン加工を行うことができなくなる。
本発明に用いられる、その一分子中にベンゾシクロブテン構造及びカルボキシル基を有する化合物は、例えばベンゾシクロブテン構造とハロゲン原子を有する化合物と、カルボキシル基と炭素−炭素二重結合を有する化合物とを加熱反応して得られる。その製造方法は、特に限定しないが、例えばHeck反応を使用することができる。Heck反応は、パラジウム触媒により引き起こされる、アルケンと、有機ハロゲン化合物、特にハロゲン化アリールとのカップリング反応である。具体的には、たとえば一般式(1)で示される化合物と式(2)で示される化合物を、溶媒、パラジウム触媒およびトリメチルアミンのような酸捕捉剤の存在下、不活性雰囲気中で攪拌しながら加熱反応することにより、一般式(3)で示される一分子中にベンゾシクロブテン構造及びカルボキシル基を有する化合物を得ることができる。このような化合物の具体例としては、例えば、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)で示される化合物が挙げられる。
The alkali-soluble resin used in the present invention is a reaction in which a compound having a benzocyclobutene structure and a carboxyl group in one molecule and a compound having two or more benzocyclobutene structures in one molecule are heated at 100 to 200 ° C. Resin having a carboxyl group equivalent of 400 g / mol or less. As long as the carboxyl group equivalent is 400 g / mol or less, there is no particular limitation, but inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, and aqueous ammonia used in development as described later, tetramethylammonium hydroxide and ethylamine are used. It becomes soluble in an aqueous solution of an organic alkali such as triethylamine or triethanolamine, and an aqueous alkaline solution obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent or surfactant such as an alcohol such as methanol or ethanol. When the carboxyl group equivalent is larger than 400 g / mol, the above-described solubility in an aqueous alkaline solution is hardly exhibited, and pattern processing cannot be performed.
The compound having a benzocyclobutene structure and a carboxyl group in one molecule used in the present invention includes, for example, a compound having a benzocyclobutene structure and a halogen atom, and a compound having a carboxyl group and a carbon-carbon double bond. Obtained by heating reaction. Although the manufacturing method is not particularly limited, for example, Heck reaction can be used. The Heck reaction is a coupling reaction of an alkene and an organic halogen compound, particularly an aryl halide, caused by a palladium catalyst. Specifically, for example, the compound represented by the general formula (1) and the compound represented by the formula (2) are stirred in an inert atmosphere in the presence of a solvent, a palladium catalyst, and an acid scavenger such as trimethylamine. By carrying out the heating reaction, a compound having a benzocyclobutene structure and a carboxyl group in one molecule represented by the general formula (3) can be obtained. Specific examples of such compounds include compounds represented by formula (4), formula (5), formula (6), and formula (7).

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本発明に用いられる1分子中にベンゾシクロブテン構造を2個以上有する化合物としては、下記の式(8)、式(9)、式(10)で示される化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのうちでは、加熱硬化した樹脂の機械特性などの見地より、一般式(8)で示される化合物が好ましい。   Examples of the compound having two or more benzocyclobutene structures in one molecule used in the present invention include compounds represented by the following formula (8), formula (9), and formula (10). It is not limited. Of these, the compound represented by the general formula (8) is preferable from the viewpoint of mechanical properties of the heat-cured resin.

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本発明に用いられるアルカリ可溶性樹脂の製造は、その一分子中にベンゾシクロブテン構造及びカルボキシル基を有する化合物と1分子中にベンゾシクロブテン構造を2個以上有する化合物とを無溶媒或いは溶媒中で、100〜200℃で加熱すればよい。100℃未満だと高分子量化反応が十分に起こらず製膜性等が劣ってしまう。逆に200℃を越えると樹脂が三次元架橋を起して不溶化してしまい、使用できなくなる。反応時間は、反応温度にもよるが100時間未満が好ましい。これにより適度な分子量の樹脂を得ることができる。100時間を越えると、生成する樹脂が高分子量になるとともに3次元化が進み、アルカリ溶解性が低下するので好ましくない。これらのアルカリ可溶性樹脂の分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)でポリスチレン換算値として測定することができるが、良好な溶解性や製膜性などを得るためには、この値が重量平均分子量として1000以上30000以下であることが望ましい。   The production of the alkali-soluble resin used in the present invention comprises a compound having a benzocyclobutene structure and a carboxyl group in one molecule and a compound having two or more benzocyclobutene structures in one molecule, without solvent or in a solvent. And heating at 100 to 200 ° C. When the temperature is lower than 100 ° C., the high molecular weight reaction does not occur sufficiently and the film-forming property is inferior. On the other hand, if the temperature exceeds 200 ° C., the resin is insolubilized due to three-dimensional crosslinking, and cannot be used. Although depending on the reaction temperature, the reaction time is preferably less than 100 hours. Thereby, an appropriate molecular weight resin can be obtained. Exceeding 100 hours is not preferable because the resulting resin has a high molecular weight and three-dimensionalization progresses, resulting in a decrease in alkali solubility. The molecular weight of these alkali-soluble resins can be measured as a polystyrene-equivalent value by GPC (gel permeation chromatography), but in order to obtain good solubility and film-forming properties, this value is used as the weight average molecular weight. It is desirable that it is 1000 or more and 30000 or less.

また、この樹脂製造の際、その一分子中にベンゾシクロブテン構造及びカルボキシル基を有する化合物と1分子中にベンゾシクロブテン構造を2個以上有する化合物の仕込み比を変えることにより、得られる樹脂のカルボキシル基当量を制御することができる。反応を溶媒中で行う場合の溶媒としては、メシチレン、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、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、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エチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル等を挙げることができ、これらは単独でも併用してもよい。溶媒中で反応した場合、反応物は樹脂溶液として得られる。感光性樹脂組成物を製造する場合、前記樹脂溶液をそのまま用いてもよいし、加工作業性を考慮して、更に前記のような溶媒を添加してもよい。無溶媒中で反応した場合、得られた樹脂を前記のような溶媒に溶解し、感光性樹脂組成物を製造すればよい。アルカリ可溶性樹脂を樹脂溶液で得た場合、溶液中の樹脂の濃度は、ある重量の樹脂溶液を210℃で60分加熱し、得られる固形分の量と元の樹脂溶液の重量との比として知ることができる。   In addition, when the resin is produced, by changing the charging ratio of the compound having a benzocyclobutene structure and a carboxyl group in one molecule and the compound having two or more benzocyclobutene structures in one molecule, The carboxyl group equivalent can be controlled. Solvents used for the reaction in a solvent include mesitylene, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether , Propylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate and the like. These may be used alone or in combination. When reacted in a solvent, the reaction product is obtained as a resin solution. When producing a photosensitive resin composition, the resin solution may be used as it is, or a solvent as described above may be further added in consideration of processing workability. When the reaction is carried out in the absence of a solvent, the resulting resin may be dissolved in the solvent as described above to produce a photosensitive resin composition. When an alkali-soluble resin is obtained as a resin solution, the concentration of the resin in the solution is as follows: the weight of the resin solution is heated at 210 ° C. for 60 minutes, and the ratio of the solid content obtained to the weight of the original resin solution I can know.

本発明に用いられる多官能エポキシ化合物としては、たとえばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートなどの脂環式エポキシ樹脂などを挙げることができる。中でも透明性、耐熱性、他成分との相溶性などの見地より、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などが望ましい。   Examples of the polyfunctional epoxy compound used in the present invention include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolak type epoxy resin, silicone modified epoxy resin, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxyl. Examples thereof include alicyclic epoxy resins such as a rate. Among these, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, silicone modified epoxy resin, alicyclic epoxy resin, and the like are desirable from the viewpoint of transparency, heat resistance, compatibility with other components, and the like.

本発明に用いられる塩基性物質は、その光加工後加熱硬化に、アルカリ可溶性樹脂中のカルボキシル基と多官能エポキシ化合物との開環重付加反応を促進する目的で使用するものである。塩基性物質の添加量は、アルカリ可溶性樹脂100重量部に対し0.01重量部以上かつ10重量部以下であることが望ましい。このような塩基性物質の一例として、2−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体、1−ヒドロキシエチル−2−アルキルイミダゾリン、1,5−ジアザビシクロ〔4,3,0〕ノン−5−エン、1,8−ジアザビシクロ〔5,4,0〕−7−ウンデセン、トリエタノールアミン、トリフェニルホスフィン等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらは単独でも併用してもよい。塩基性物質の配合量は、アルカリ可溶性樹脂(溶液の場合、その固形分)100重量部に対し0.01〜10重量部である。更に好ましくは0.1〜5重量部が望ましい。下限値未満だとアルカリ可溶性樹脂中のカルボキシル基の50%以上が系外に除去されず、樹脂層の誘電率、耐湿信頼性に悪影響を及ぼす。逆に、上限値を越えると、残留する塩基性物質自身の影響により耐湿信頼性がかえって低下してしまう。   The basic substance used in the present invention is used for the purpose of accelerating the ring-opening polyaddition reaction between the carboxyl group in the alkali-soluble resin and the polyfunctional epoxy compound in the heat curing after photoprocessing. The addition amount of the basic substance is desirably 0.01 parts by weight or more and 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin. Examples of such basic substances include imidazole derivatives such as 2-methylimidazole, 1-hydroxyethyl-2-alkylimidazoline, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] non-5-ene, 1,8 -Diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene, triethanolamine, triphenylphosphine and the like can be mentioned, but are not limited thereto. These may be used alone or in combination. The compounding quantity of a basic substance is 0.01-10 weight part with respect to 100 weight part of alkali-soluble resin (The solid content in the case of a solution). More preferably, 0.1 to 5 parts by weight is desirable. If it is less than the lower limit, 50% or more of the carboxyl groups in the alkali-soluble resin are not removed out of the system, which adversely affects the dielectric constant and moisture resistance reliability of the resin layer. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the moisture resistance reliability is lowered due to the influence of the remaining basic substance itself.

本発明のアルカリ可溶性感光性樹脂組成物に用いられる感光材は、1,2−ベンゾキノンジアジド又は1,2−ナフトキノンジアジド構造を有しており、これらのうちでは、特に小さい露光量で高い溶解性のコントラストを得るために、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸或いは1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸とフェノール化合物とのエステル化合物が好ましい。この感光材は、放射線照射による露光時の光反応でカルボキシル基を生成し、露光部のアルカリ現像液に対する溶解性を増加させるポジ型の感光材として機能する。この感光材の配合量は、アルカリ可溶性樹脂(溶液の場合、その固形分)100重量部に対して1〜50重量部が好ましく、更に好ましくは2〜25重量部が望ましい。1重量部未満だと感光性樹脂組成物のパターン形成が困難になり、50重量部を越えると感度が大幅に低下するので好ましくない。本発明に用いられるアルカリ可溶性感光性樹脂組成物は、感度等の特性向上を目的として、必要によりフェノール化合物や、シランカップリング剤、レベリング剤等を適宜配合することができる。   The photosensitive material used in the alkali-soluble photosensitive resin composition of the present invention has a 1,2-benzoquinonediazide or 1,2-naphthoquinonediazide structure, and among these, particularly high solubility at a small exposure dose. In order to obtain this contrast, 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid or an ester compound of 1,2-naphthoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid and a phenol compound is preferable. This photosensitive material functions as a positive photosensitive material that generates a carboxyl group by a photoreaction during exposure by radiation irradiation and increases the solubility of the exposed portion in an alkaline developer. The blending amount of the photosensitive material is preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 2 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin (solid content in the case of a solution). If the amount is less than 1 part by weight, it is difficult to form a pattern of the photosensitive resin composition. The alkali-soluble photosensitive resin composition used in the present invention can be appropriately blended with a phenol compound, a silane coupling agent, a leveling agent and the like as necessary for the purpose of improving characteristics such as sensitivity.

本発明によるアルカリ可溶性感光性樹脂組成物を使用した樹脂膜の製造方法として、基板上にこの樹脂層を形成し、フォトリソグラフィー工程により露光、現像を行ったあと、後露光を行い、後硬化で樹脂層を完成させる方法を挙げることができる。樹脂層の形成方法としては、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、スキャン塗布、スリット法、またはそれらの組み合わせによる樹脂溶液の基板上への塗布とそれに続く乾燥による溶剤除去などを挙げることができる。露光は、上記光酸発生剤が反応を起こし得るエネルギーの波長を有する放射光をパターン形状に照射することにより行われる。適応可能な露光装置として、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、KrFレーザーなどを光源とした平行露光機、密着露光機、マスクアライナー、ステッパー、描画装置などを挙げることができる。現像液としては、たとえば水酸化テトラメチルアンモニウムや炭酸ナトリウム、トリエタノールアミン、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリの水溶液を使用することができる。現像方式は、基板の現像液への浸漬、パドル現像、スプレー現像、超音波現像等を挙げることができる。現像後に形成した樹脂パターンをリンスする。リンス液としては、蒸留水を用いる。   As a method for producing a resin film using the alkali-soluble photosensitive resin composition according to the present invention, this resin layer is formed on a substrate, exposed and developed by a photolithography process, post-exposed, and post-cured. The method of completing a resin layer can be mentioned. The resin layer can be formed by spin coating using a spinner, spray coating using a spray coater, dipping, printing, roll coating, scan coating, slitting, or a combination thereof on a substrate. Subsequent solvent removal by drying can be mentioned. The exposure is performed by irradiating the pattern shape with radiation light having a wavelength of energy at which the photoacid generator can cause a reaction. Applicable exposure apparatuses include a parallel exposure apparatus, a contact exposure apparatus, a mask aligner, a stepper, and a drawing apparatus using a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, a KrF laser as a light source. As the developer, for example, an aqueous alkali solution such as tetramethylammonium hydroxide, sodium carbonate, triethanolamine, sodium carbonate, or sodium hydroxide can be used. Examples of the development method include immersion of the substrate in a developer, paddle development, spray development, ultrasonic development, and the like. The resin pattern formed after development is rinsed. Distilled water is used as the rinse liquid.

後露光は、現像後の樹脂層全面にパターン露光時に使用した露光機やUVコンベア等で露光を行うことができる。この工程により感光材中の未反応の感光基がカルボキシル基に変換され、光の吸収を抑えることにより透明性に優れた樹脂層が得られる。後露光の後に加熱硬化することにより樹脂層を完成させる。即ち、加熱によって樹脂中のベンゾシクロブテン構造が反応することで強固な架橋構造を形成し、耐熱性を発現し得るようになると同時に、この加熱によって樹脂中に存在し、光加工時にアルカリ可溶性の発現に寄与していたカルボキシル基、後露光部によって樹脂層中に存在する感光材より生成したカルボキシル基を多官能エポキシ化合物中のエポキシ基と開環重付加反応させることによって消失させ、加工後の樹脂層の誘電率や耐湿信頼性等の信頼性に悪影響が残るのを防止できることが、本発明の特徴である。後硬化は、オーブンやホットプレートを使用して、100〜250℃まで加熱することによって行うことができる。加熱は、窒素やアルゴン等のアルカリ可溶性感光性樹脂組成物と直接反応を起こさない不活性気体雰囲気中で行う。かかる工程の後に、耐熱性や信頼性、電気特性、透明性に優れた樹脂層を得ることができる。   In the post-exposure, the entire surface of the resin layer after development can be exposed with an exposure machine, a UV conveyor, or the like used for pattern exposure. By this step, unreacted photosensitive groups in the photosensitive material are converted to carboxyl groups, and a resin layer having excellent transparency can be obtained by suppressing light absorption. The resin layer is completed by heat-curing after post-exposure. That is, when the benzocyclobutene structure in the resin reacts by heating, a strong cross-linked structure can be formed and heat resistance can be expressed, and at the same time, the heat is present in the resin and is alkali-soluble during photoprocessing. The carboxyl group that contributed to the expression, disappeared by the ring-opening polyaddition reaction with the epoxy group in the polyfunctional epoxy compound, the carboxyl group generated from the photosensitive material present in the resin layer by the post-exposure part, after processing It is a feature of the present invention that adverse effects on the reliability of the resin layer, such as the dielectric constant and moisture resistance reliability, can be prevented. Post-curing can be performed by heating to 100 to 250 ° C. using an oven or a hot plate. Heating is performed in an inert gas atmosphere that does not directly react with an alkali-soluble photosensitive resin composition such as nitrogen or argon. After this step, a resin layer having excellent heat resistance, reliability, electrical characteristics, and transparency can be obtained.

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制約されるものではない。
実施例1
温度計、冷却管、窒素導入管、攪拌装置を装着した100ml入り4口フラスコに4−ブロモベンゾシクロブテン36.6g(0.2モル)、アクリル酸18g(0.25モル)、トリフェニルホスフィン0.18g、トリエチルアミン20.2g(0.2モル)、酢酸パラジウム0.39g(0.002モル)およびN,N−ジメチルホルムアミド75mLを導入し、窒素気流下攪拌しながら90℃で5時間加熱した。加熱後、反応系を10%水酸化ナトリウム水溶液中に滴下し、トルエンで未反応物を抽出除去したのち、10%塩酸を滴下した後10℃以下に冷却し、析出した白色結晶より濾液を濾別し、室温で真空乾燥することにより式(4)の2−(ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−3−イル)アクリル酸(1)を得た。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not restrict | limited at all by these Examples.
Example 1
4-bromobenzocyclobutene 36.6 g (0.2 mol), acrylic acid 18 g (0.25 mol), triphenylphosphine in a 100 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a condenser tube, a nitrogen inlet tube, and a stirrer 0.18 g, 20.2 g (0.2 mol) of triethylamine, 0.39 g (0.002 mol) of palladium acetate and 75 mL of N, N-dimethylformamide were introduced and heated at 90 ° C. for 5 hours with stirring under a nitrogen stream. did. After heating, the reaction system was dropped into a 10% aqueous sodium hydroxide solution, and unreacted substances were extracted and removed with toluene. After 10% hydrochloric acid was added dropwise, the mixture was cooled to 10 ° C. or lower, and the filtrate was filtered from the precipitated white crystals. Separately, by vacuum drying at room temperature, 2- (bicyclo [4.2.0] octa-1,3,5-trien-3-yl) acrylic acid (1) of formula (4) was obtained.

次に、温度計、冷却管、窒素導入管、攪拌装置を装着した100mL入り4口フラスコに得られた(1)12.7g(0.073モル)、1,3−ビス(2−ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−3−イルエテニル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン9.5g(0.024モル)および酢酸ジプロピレングリコールメチルエーテル66mLを導入し、窒素気流下攪拌しながら150℃で50時間加熱することにより、樹脂溶液(2)(樹脂分23.0%)を得た。得られた樹脂の固形分に対するカルボキシル基当量は304g/モルであった。
得られた(2)20g、セロキサイド2021(ダイセル化学工業(株)製、脂環式エポキシ、エポキシ当量:約126g/モル)0.95g、トリフェニルホスフィン0.1gおよび式(11)で示される感光材1.0gを混合し均一な樹脂組成物溶液(3)を得た。
Next, (1) 12.7 g (0.073 mol), 1,3-bis (2-bicyclo [1]) obtained in a 100 mL 4-neck flask equipped with a thermometer, a cooling tube, a nitrogen introducing tube, and a stirring device were used. 4.2.0] Octa-1,3,5-trien-3-ylethenyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane 9.5 g (0.024 mol) and dipropylene glycol methyl ether 66 mL Was heated at 150 ° C. for 50 hours with stirring under a nitrogen stream to obtain a resin solution (2) (resin content: 23.0%). The carboxyl group equivalent with respect to solid content of the obtained resin was 304 g / mol.
(2) 20 g obtained, Celoxide 2021 (Daicel Chemical Industries, Ltd., alicyclic epoxy, epoxy equivalent: about 126 g / mol) 0.95 g, triphenylphosphine 0.1 g and the formula (11) 1.0 g of a photosensitive material was mixed to obtain a uniform resin composition solution (3).

Figure 0004277616
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(3)をガラス基板上にスピンコーターで塗布し、ホットプレート上100℃で10分乾燥させることで、厚さ約2μmの樹脂膜を形成した。マスクを介した平行露光機(光源:高圧水銀灯)を使用して露光強度25mW/cm2で15秒間ガラスマスクを介し露光を行った。その後、2.35%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液に樹脂膜を30秒間浸漬現像することにより、露光部の樹脂は溶解し、パターン化された樹脂膜を得ることができた。その後、樹脂膜全体に露光時に用いた平行露光機を使用して、露光強度25mW/cm2で40秒間後露光を行った後、熱風循環式乾燥器を使用して窒素気流下最高240℃で1時間加熱硬化を行った。 (3) was coated on a glass substrate with a spin coater and dried on a hot plate at 100 ° C. for 10 minutes to form a resin film having a thickness of about 2 μm. Using a parallel exposure machine (light source: high-pressure mercury lamp) through a mask, exposure was performed through a glass mask at an exposure intensity of 25 mW / cm 2 for 15 seconds. Thereafter, the resin film was immersed and developed in an aqueous 2.35% tetramethylammonium hydroxide solution for 30 seconds, whereby the resin in the exposed area was dissolved and a patterned resin film could be obtained. Thereafter, the entire resin film was subjected to post-exposure for 40 seconds at an exposure intensity of 25 mW / cm 2 using the parallel exposure machine used at the time of exposure, and then at a maximum of 240 ° C. under a nitrogen stream using a hot air circulation dryer. Heat curing was performed for 1 hour.

得られた樹脂膜について、以下の特性を測定した。
透過率:透明性の目安として、上記の樹脂層付きガラス基板について、波長400nmでの光線の透過率を、分光光度計(UV−160型、島津製作所(株)・製)を用いて測定した(単位、%)。透過率が大きな値ほど、透明性は良好である。
吸水率:樹脂層付きガラス基板より剥離した樹脂層を23℃で24時間水中に浸漬し、浸漬前後の重量変化率を測定した。(単位、%)
誘電率:MIL−P−55617に準じて測定した。
熱重量減少開始温度:示差熱天秤(TG/DTA 6200型、セイコーインスツルメンツ(株)・製)を用いて、窒素雰囲気中昇温速度を10℃/分として重量減少開始温度を測定した(単位、℃)。
測定結果を表1に示す。表1より得られた樹脂層は、いずれの項目も良好な値を示した。
The obtained resin film was measured for the following characteristics.
Transmittance: As a measure of transparency, the light transmittance at a wavelength of 400 nm was measured using a spectrophotometer (UV-160, manufactured by Shimadzu Corporation) for the glass substrate with a resin layer. (unit,%). The higher the transmittance, the better the transparency.
Water absorption: The resin layer peeled from the glass substrate with a resin layer was immersed in water at 23 ° C. for 24 hours, and the weight change rate before and after immersion was measured. (unit,%)
Dielectric constant: measured according to MIL-P-55617.
Thermogravimetric decrease start temperature: Using a differential thermal balance (TG / DTA 6200 type, manufactured by Seiko Instruments Inc.), the weight decrease start temperature was measured at a temperature increase rate of 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere (unit, ° C).
The measurement results are shown in Table 1. The resin layer obtained from Table 1 showed good values for all items.

実施例2
温度計、冷却管、窒素導入管、攪拌装置を装着した100ml入り4口フラスコに4−ブロモベンゾシクロブテン36.6g(0.2モル)、1,3−ブタジエン−1−カルボン酸28g(0.25モル)、トリフェニルホスフィン0.18g、トリエチルアミン20.2g(0.2モル)、酢酸パラジウム0.39g(0.002モル)およびN,N−ジメチルホルムアミド75mLを導入し、窒素気流下攪拌しながら90℃で5時間加熱した。加熱後、反応系を10%水酸化ナトリウム水溶液中に滴下し、トルエンで未反応物を抽出除去したのち、10%塩酸を滴下した後10℃以下に冷却し、析出した白色結晶より濾液を濾別し、室温で真空乾燥することにより式(7)の4−(ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−3−イル)−1,3−ブタジエン−1−カルボン酸(5)を得た。
次に、温度計、冷却管、窒素導入管、攪拌装置を装着した100mL入り4口フラスコに得られた(5)28.2g(0.14モル)、1,3−ビス(2−ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−3−イルエテニル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン13.8g(0.035モル)および酢酸ジプロピレングリコールメチルエーテル126mLを導入し、窒素気流下攪拌しながら150℃で50時間加熱することにより、樹脂溶液(6)(樹脂分24.0%)を得た。得られた樹脂の固形分に対する水酸基当量は298g/モルであった。
得られた(6)20g、セロキサイド2021(ダイセル化学工業(株)製、脂環式エポキシ、エポキシ当量:約126g/モル)0.95g、トリフェニルホスフィン0.1gおよび式(11)で示される感光材1.0gを混合し均一な樹脂組成物溶液(7)を得た。(7)を実施例1同様の方法でガラス基板上に樹脂膜を形成し、露光、現像、後露光および熱硬化を行った。得られた樹脂膜の透明性、吸水率、誘電率、熱重量減少開始温度を実施例1同様に測定し、それぞれの結果を表1に併せて示す。表1より、得られた樹脂膜は、上記の項目について、いずれも良好な値を示した。
Example 2
4-bromobenzocyclobutene 36.6 g (0.2 mol), 1,3-butadiene-1-carboxylic acid 28 g (0) were added to a 100 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a cooling tube, a nitrogen introduction tube, and a stirring device. .25 mol), 0.18 g of triphenylphosphine, 20.2 g (0.2 mol) of triethylamine, 0.39 g (0.002 mol) of palladium acetate and 75 mL of N, N-dimethylformamide were introduced and stirred under a nitrogen stream. The mixture was heated at 90 ° C. for 5 hours. After heating, the reaction system was dropped into a 10% aqueous sodium hydroxide solution, and unreacted substances were extracted and removed with toluene. After 10% hydrochloric acid was added dropwise, the mixture was cooled to 10 ° C. or lower, and the filtrate was filtered from the precipitated white crystals. Separately, by vacuum drying at room temperature, 4- (bicyclo [4.2.0] octa-1,3,5-trien-3-yl) -1,3-butadiene-1-carboxylic acid of formula (7) The acid (5) was obtained.
Next, (5) 28.2 g (0.14 mol) obtained in a 100 mL 4-neck flask equipped with a thermometer, a cooling tube, a nitrogen introduction tube, and a stirring device, 1,3-bis (2-bicyclo [ 4.2.0] octa-1,3,5-trien-3-ylethenyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane 13.8 g (0.035 mol) and dipropylene glycol methyl ether 126 mL Was heated at 150 ° C. for 50 hours with stirring under a nitrogen stream to obtain a resin solution (6) (resin content: 24.0%). The hydroxyl group equivalent with respect to solid content of the obtained resin was 298 g / mol.
20 g obtained (6), Celoxide 2021 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., alicyclic epoxy, epoxy equivalent: about 126 g / mol) 0.95 g, triphenylphosphine 0.1 g and formula (11) 1.0 g of photosensitive material was mixed to obtain a uniform resin composition solution (7). (7) A resin film was formed on the glass substrate in the same manner as in Example 1, and exposure, development, post-exposure and thermosetting were performed. The transparency, water absorption, dielectric constant, and thermogravimetric decrease starting temperature of the obtained resin film were measured in the same manner as in Example 1, and the results are also shown in Table 1. From Table 1, the obtained resin film showed a good value for any of the above items.

比較例1
実施例1で得られた(2)20g、トリフェニルホスフィン0.1gおよび1.0gの式(11)で示される感光材を混合し均一な樹脂組成物溶液(8)を得た。(8)を実施例1同様の方法でガラス基板上に樹脂膜を形成し、露光、現像、後露光および熱硬化を行った。得られた樹脂膜の透明性、吸水率、誘電率、熱重量減少開始温度を実施例1同様に測定し、それぞれの結果を表1に併せて示す。表1より、得られた樹脂の吸水率および誘電率は、実施例によって得られたそれらに比べて劣ったものであった。
Comparative Example 1
20 g of (2) obtained in Example 1, 0.1 g of triphenylphosphine, and 1.0 g of the photosensitive material represented by the formula (11) were mixed to obtain a uniform resin composition solution (8). (8) A resin film was formed on a glass substrate in the same manner as in Example 1, and exposure, development, post-exposure and thermosetting were performed. The transparency, water absorption, dielectric constant, and thermogravimetric decrease starting temperature of the obtained resin film were measured in the same manner as in Example 1, and the results are also shown in Table 1. From Table 1, the water absorption and dielectric constant of the obtained resin were inferior to those obtained in the examples.

比較例2
温度計、冷却管、窒素導入管、攪拌装置を装着した100mL入り4口フラスコに実施例1で得られた(1)7.5g(0.037モル)、1,3−ビス(2−ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−3−イルエテニル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン14.5g(0.037モル)および酢酸ジプロピレングリコールメチルエーテル66mLを導入し、窒素気流下攪拌しながら150℃で50時間加熱することにより、樹脂溶液(9)(樹脂分23.0%)を得た。得られた樹脂の固形分に対するカルボキシル基当量は591g/モルであった。
得られた(9)20g、セロキサイド2021(ダイセル化学工業(株)製、脂環式エポキシ、エポキシ当量:約126g/モル)0.95g、トリフェニルホスフィン0.1gおよび式(11)で示される感光材1.0gを混合し均一な樹脂組成物溶液(10)を得た。
(10)を実施例1同様の方法でガラス基板上に樹脂膜を形成し、露光、現像を行ったが、露光部、未露光部のいずれの樹脂も現像液に溶解しなかった。
Comparative Example 2
(1) 7.5 g (0.037 mol), 1,3-bis (2-bicyclo) obtained in Example 1 in a 100 mL 4-neck flask equipped with a thermometer, a cooling tube, a nitrogen introducing tube, and a stirring device [4.2.0] octa-1,3,5-trien-3-ylethenyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane 14.5 g (0.037 mol) and acetic acid dipropylene glycol methyl ether 66 mL was introduced and heated at 150 ° C. for 50 hours with stirring under a nitrogen stream to obtain a resin solution (9) (resin content: 23.0%). The carboxyl group equivalent with respect to solid content of the obtained resin was 591 g / mol.
20 g obtained (9), Celoxide 2021 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., alicyclic epoxy, epoxy equivalent: about 126 g / mol) 0.95 g, triphenylphosphine 0.1 g and formula (11) 1.0 g of photosensitive material was mixed to obtain a uniform resin composition solution (10).
In (10), a resin film was formed on the glass substrate in the same manner as in Example 1, and exposure and development were performed. However, neither the exposed or unexposed resin was dissolved in the developer.

Figure 0004277616
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本発明は、表示素子用、半導体用或いはプリント配線用等の絶縁膜、保護膜もしくは層間絶縁膜用材料等に使用可能なアルカリ可溶性樹脂、感光性樹脂組成物、及びそれを用いた樹脂層の形成方法を提供するものである。
本発明のアルカリ可溶性感光性樹脂組成物を用いることによって、アルカリ水溶液によるフォトリソグラフィー工程でパターン形成が容易で、高耐熱性、耐湿信頼性等の高信頼性、更に高い透明性、低誘電率に優れた特性を有する絶縁樹脂層を得ることができる。この絶縁樹脂層は、表示素子用、半導体用或いはプリント配線用等の絶縁膜、保護膜、平坦化膜もしくは層間絶縁膜用材料等に使用可能となり、産業上有用である。
The present invention relates to an alkali-soluble resin, a photosensitive resin composition, and a resin layer using the same, which can be used for an insulating film for a display element, a semiconductor or a printed wiring, a protective film, or an interlayer insulating film material. A forming method is provided.
By using the alkali-soluble photosensitive resin composition of the present invention, pattern formation is easy in a photolithography process using an aqueous alkali solution, high reliability such as high heat resistance and moisture resistance reliability, higher transparency, and low dielectric constant. An insulating resin layer having excellent characteristics can be obtained. This insulating resin layer can be used for an insulating film for a display element, a semiconductor or a printed wiring, a protective film, a planarizing film, an interlayer insulating film material, and the like, and is industrially useful.

Claims (4)

(A)一分子中にベンゾシクロブテン構造とカルボキシル基を有する化合物と、1分子中にベンゾシクロブテン構造を2個以上有する化合物とを100〜200℃で加熱反応して得られる樹脂で、
前記一分子中にベンゾシクロブテン構造とカルボキシル基を有する化合物が、ベンゾシクロブテン構造とハロゲン原子を有する化合物と、カルボキシル基と炭素−炭素二重結合を有する化合物とからHeck反応を使用して得られる化合物と、
前記1分子中にベンゾシクロブテン構造を2個以上有する化合物が、1分子中にベンゾシクロブテン構造を2個以上有しかつC=CまたはC=Oを有する化合物であり、
カルボキシル基当量が400g/モル以下であるアルカリ可溶性樹脂、(B)エポキシ基を有する化合物、(C)該アルカリ可溶性樹脂100重量部に対し、0.01〜10重量部の塩基性物質、および(D)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を有する感光材、を含有することを特徴とするアルカリ可溶性感光性樹脂組成物。
(A) a resin obtained by heating and reacting a compound having a benzocyclobutene structure and a carboxyl group in one molecule and a compound having two or more benzocyclobutene structures in one molecule at 100 to 200 ° C .;
A compound having a benzocyclobutene structure and a carboxyl group in one molecule is obtained using a Heck reaction from a compound having a benzocyclobutene structure and a halogen atom and a compound having a carboxyl group and a carbon-carbon double bond. A compound
The compound having two or more benzocyclobutene structures in one molecule is a compound having two or more benzocyclobutene structures in one molecule and C═C or C═O.
An alkali-soluble resin having a carboxyl group equivalent of 400 g / mol or less, (B) a compound having an epoxy group, (C) 0.01 to 10 parts by weight of a basic substance with respect to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin, and ( D) An alkali-soluble photosensitive resin composition comprising a photosensitive material having a 1,2-benzoquinonediazide structure or a 1,2-naphthoquinonediazide structure.
前記一分子中にベンゾシクロブテン構造とカルボキシル基を有する化合物が、一般式(3)で示される構造を有する化合物であることを特徴とする請求項1記載のアルカリ可溶性感光性樹脂組成物。
Figure 0004277616
(Xは酸性基あるいは、酸性基を有する1価の有機基。)
2. The alkali-soluble photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the compound having a benzocyclobutene structure and a carboxyl group in one molecule is a compound having a structure represented by the general formula (3).
Figure 0004277616
(X is an acidic group or a monovalent organic group having an acidic group.)
請求項1または2記載のアルカリ可溶性感光性樹脂組成物を用いて、基板上に前記感光性樹脂組成物の樹脂層を形成する工程、パターン露光を行う工程、アルカリ水溶液による現像で樹脂層をパターン加工する工程、樹脂層全面に後露光を行う工程及び樹脂層を不活性気体中、100〜250℃で加熱する工程を含むことを特徴とする樹脂層の形成方法。   A step of forming a resin layer of the photosensitive resin composition on a substrate using the alkali-soluble photosensitive resin composition according to claim 1, a step of performing pattern exposure, and a patterning of the resin layer by development with an aqueous alkali solution A method for forming a resin layer, comprising a step of processing, a step of performing post-exposure on the entire surface of the resin layer, and a step of heating the resin layer at 100 to 250 ° C. in an inert gas. 請求項1または2記載のアルカリ可溶性感光性樹脂組成物を用いて、ガラス基板上に感光性樹脂組成物の樹脂層を形成したことを特徴とする樹脂付きガラス基板。   A glass substrate with a resin, wherein a resin layer of the photosensitive resin composition is formed on a glass substrate using the alkali-soluble photosensitive resin composition according to claim 1.
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