JP4525202B2 - Positive photosensitive resin composition, semiconductor device and display element, semiconductor device, and display element manufacturing method - Google Patents

Positive photosensitive resin composition, semiconductor device and display element, semiconductor device, and display element manufacturing method Download PDF

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Description

本発明は、ポジ型感光性樹脂組成物並びに半導体装置及び表示素子に関するものである。   The present invention relates to a positive photosensitive resin composition, a semiconductor device, and a display element.

従来、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜には、耐熱性に優れ又卓越した電気特性、機械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、半導体装置の薄型化、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特性に対する著しい向上ばかりでなく、硬化温度の低温化の要求があり、更に高性能の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注目を集めてきており、例えば、下記式(2)に示される感光性ポリイミド樹脂が挙げられる。   Conventionally, polyimide resin having excellent heat resistance and excellent electrical characteristics, mechanical characteristics, and the like has been used for the surface protection film and interlayer insulating film of the semiconductor element. There is a demand for lowering the curing temperature as well as significant improvements in characteristics such as heat cycle resistance and heat shock resistance due to the thinning and downsizing of semiconductor devices and the transition to surface mounting by solder reflow, etc. Resins have become necessary. On the other hand, a technique for imparting photosensitivity to the polyimide resin itself has attracted attention, and examples thereof include a photosensitive polyimide resin represented by the following formula (2).

これを用いるとパターン作成工程の一部が簡略化でき、工程短縮及び歩留まり向上の効果はあるが、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、安全性、取扱い性に問題がある。そこで最近、アルカリ水溶液で現像ができるポジ型感光性樹脂組成物が開発されている。例えば、特許文献1にはベース樹脂であるポリベンゾオキサゾール前駆体と感光材であるジアゾキノン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樹脂組成物としての可能性も有している。このポジ型感光性樹脂組成物の現像メカニズムは以下のようになっている。未露光部のジアゾキノン化合物はアルカリ水溶液に不溶であり、ベース樹脂と相互作用することでこれに対し耐性を持つようになる。一方、露光することによりジアゾキノン化合物は化学変化を起こし、アルカリ水溶液に可溶となり、ベース樹脂を溶解させる。この露光部と未露光部との溶解性の差を利用し、露光部を溶解除去することにより未露光部のみの塗膜パターンの作成が可能となるものである。   If this is used, a part of the pattern creation process can be simplified, and there is an effect of shortening the process and improving the yield. There is a problem with sex. Therefore, a positive photosensitive resin composition that can be developed with an alkaline aqueous solution has recently been developed. For example, Patent Document 1 discloses a positive photosensitive resin composition composed of a polybenzoxazole precursor as a base resin and a diazoquinone compound as a photosensitive material. This has high heat resistance, excellent electrical properties, and fine processability, and has the potential as a resin composition for interlayer insulation as well as for wafer coating. The development mechanism of this positive photosensitive resin composition is as follows. The unexposed portion of the diazoquinone compound is insoluble in the alkaline aqueous solution, and has resistance against this by interacting with the base resin. On the other hand, upon exposure, the diazoquinone compound undergoes a chemical change, becomes soluble in an alkaline aqueous solution, and dissolves the base resin. By utilizing the difference in solubility between the exposed portion and the unexposed portion to dissolve and remove the exposed portion, a coating film pattern of only the unexposed portion can be created.

近年、保護膜を必要とする半導体装置の中には高温に耐えられないもがあったり、また表示素子においては装置能力の都合により、硬化において高温にできない場合がある。その場合、先のポジ型感光性樹脂組成物ではイミド環、もしくはオキサゾール環の形成が不十分となり、最終硬化膜の機械特性が低下するという問題が生じる。そこで環化を促進するp−トルエンスルホン酸のような触媒を入れて環化率を上げることは可能であるが、そのような触媒は強酸であるため実際のデバイスにおいてはアルミ腐食等の問題がある。また、特許文献2にはポジ型感光性組成物にスルホン基を有した化合物について開示されているが、ここで開示されているようなスルホン化合物では環化促進の効果は見られない。   In recent years, some semiconductor devices that require a protective film cannot withstand high temperatures, and there are cases where display elements cannot be cured at high temperatures due to device capabilities. In that case, in the previous positive photosensitive resin composition, the formation of an imide ring or an oxazole ring becomes insufficient, resulting in a problem that the mechanical properties of the final cured film deteriorate. Therefore, it is possible to increase the cyclization rate by adding a catalyst such as p-toluenesulfonic acid that promotes cyclization. However, since such a catalyst is a strong acid, there is a problem such as aluminum corrosion in an actual device. is there. Patent Document 2 discloses a compound having a sulfone group in a positive photosensitive composition, but the sulfone compound as disclosed herein does not show the effect of promoting cyclization.

特公平1−46862号公報Japanese Examined Patent Publication No. 1-46862

特開2000−241974JP2000-241974

本発明は、低温硬化に優れ、アルミ腐食性の少ないポジ型感光性樹脂組成物並びに半導体装置及び表示素子を提供するものである。   The present invention provides a positive photosensitive resin composition, a semiconductor device, and a display element that are excellent in low-temperature curing and less corrosive to aluminum.

このような目的は、下記[1]〜[13]に記載の本発明により達成される。
[1] アルカリ可溶性樹脂(A)、ジアゾキノン化合物(B)、脂肪族スルホン酸化合物(C)を含むことを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物、
[2] アルカリ可溶性樹脂(A)100重量部、ジアゾキノン化合物(B)1〜50重量部、脂肪族スルホン酸化合物(C)0.1〜20重量部であることを特徴とする[1]記載のポジ型感光性樹脂組成物、
[3] アルカリ可溶性樹脂(A)がポリアミド樹脂である[1]及び[2]に記載のポジ型感光性樹脂組成物、
[4] アルカリ可溶性樹脂(A)がポリベンゾオキサゾール前駆体構造、ポリアミド酸構造又はポリアミド酸エステル構造をそれぞれ単独又は2種類以上含んでなるポリアミド樹脂である[1]〜[3]のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物、
[5] アルカリ可溶性樹脂(A)が、一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂である[1]〜[4]のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物、
Such an object is achieved by the present invention described in the following [1] to [13].
[1] A positive photosensitive resin composition comprising an alkali-soluble resin (A), a diazoquinone compound (B), and an aliphatic sulfonic acid compound (C),
[2] 100 parts by weight of alkali-soluble resin (A), 1-50 parts by weight of diazoquinone compound (B), 0.1-20 parts by weight of aliphatic sulfonic acid compound (C) A positive photosensitive resin composition,
[3] The positive photosensitive resin composition according to [1] and [2], wherein the alkali-soluble resin (A) is a polyamide resin,
[4] The alkali-soluble resin (A) is a polyamide resin comprising a polybenzoxazole precursor structure, a polyamic acid structure, or a polyamic acid ester structure, each alone or in combination of two or more. The positive photosensitive resin composition as described,
[5] The positive photosensitive resin composition according to any one of [1] to [4], wherein the alkali-soluble resin (A) is a polyamide resin including a structure represented by the general formula (1).

[6] 一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂中のXが、下記の群より選ばれてなる[5]記載のポジ型感光性樹脂組成物、 [6] The positive photosensitive resin composition according to [5], wherein X in the polyamide resin having a structure represented by the general formula (1) is selected from the following group:

[7] 一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂中のYが、下記の群より選ばれてなる[5]又は[6]記載のポジ型感光性樹脂組成物、 [7] The positive photosensitive resin composition according to [5] or [6], wherein Y in the polyamide resin including the structure represented by the general formula (1) is selected from the following group:

[8] ポリアミド樹脂が、アルケニル基又はアルキニル基を少なくとも1個有する脂肪族基又は環式化合物基を含む化合物によって末端封止されてなるものである[3]〜[7]のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物、 [8] The polyamide resin according to any one of [3] to [7], wherein the polyamide resin is end-capped with a compound containing an aliphatic group or a cyclic compound group having at least one alkenyl group or alkynyl group. A positive photosensitive resin composition,

[9] [1]〜[8]のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布して組成物層を形成する工程と、概組成物層に活性エネルギー線を照射して現像液と接触させてパターンを形成する工程と、概組成物を加熱する工程を有することを特徴とするパターン状樹脂膜の製造方法。
[10] [1]〜[8]のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を用いて製作されてなることを特徴とする半導体装置、
[9] A step of coating the positive photosensitive resin composition according to any one of [1] to [8] on a substrate to form a composition layer, and an active energy ray on the approximate composition layer. A method for producing a patterned resin film, comprising: a step of forming a pattern by irradiation and contact with a developer; and a step of heating an approximate composition.
[10] A semiconductor device manufactured using the positive photosensitive resin composition according to any one of [1] to [8],

[11] [1]〜[8]のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を用いて製作されてなることを特徴とする表示素子、
[12] [1]〜[8]のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を加熱脱水閉環後の膜厚が、0.1〜30μmになるように半導体素子上に塗布し、プリベーク、露光、現像、加熱して得られることを特徴とする半導体装置の製造方法、
[13] [1]〜[8]のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を加熱脱水閉環後の膜厚が、0.1〜30μmになるように表示素子用基板上に塗布し、プリベーク、露光、現像、加熱して得られることを特徴とする表示素子の製造方法。
[11] A display element manufactured using the positive photosensitive resin composition according to any one of [1] to [8],
[12] The positive photosensitive resin composition according to any one of [1] to [8] is applied on a semiconductor element so that the film thickness after heat dehydration and ring closure is 0.1 to 30 μm, and prebaked. , A method for manufacturing a semiconductor device, characterized by being obtained by exposure, development, and heating,
[13] The positive photosensitive resin composition according to any one of [1] to [8] is applied onto a display element substrate so that the film thickness after heat dehydration and ring closure is 0.1 to 30 μm. A method for producing a display element, which is obtained by pre-baking, exposing, developing and heating.

本発明は、低温硬化に優れ、アルミ腐食性の少ないポジ型感光性樹脂組成物並びに半導体装置及び表示素子並びにそれら半導体装置及び表示素子の製造方法を提供するものである。   The present invention provides a positive photosensitive resin composition excellent in low-temperature curing and less corrosive to aluminum, a semiconductor device and a display element, and a method for manufacturing the semiconductor device and the display element.

本発明で用いるアルカリ可溶性樹脂としては、主鎖又は側鎖に水酸基、カルボキシル基、又はスルホン酸基を持つ樹脂であり、クレゾール型ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ポリアミド樹脂である。これらの中で好ましいのはポリアミド樹脂である。ポリアミド樹脂としては、ポリベンゾオキサゾール前駆体構造、ポリアミド酸構造又はポリアミド酸エステル構造であって、主鎖又は側鎖に水酸基、カルボキシル基、又はスルホン酸基を有する樹脂である。これらの中で、最終加熱後の耐熱性の点から一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂が好ましい。また、これらの樹脂の一部が、閉環し、ポリベンゾオキサゾール構造、ポリイミド構造となっていてもかまわない。   The alkali-soluble resin used in the present invention is a resin having a hydroxyl group, a carboxyl group, or a sulfonic acid group in the main chain or side chain, and is a cresol type novolak resin, polyhydroxystyrene, or polyamide resin. Of these, polyamide resins are preferred. The polyamide resin is a resin having a polybenzoxazole precursor structure, a polyamic acid structure, or a polyamic acid ester structure and having a hydroxyl group, a carboxyl group, or a sulfonic acid group in the main chain or side chain. Among these, a polyamide resin including a structure represented by the general formula (1) is preferable from the viewpoint of heat resistance after the final heating. Further, some of these resins may be ring-closed to have a polybenzoxazole structure or a polyimide structure.

一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂中のXは、2〜4価の有機基を表し、R1は、水酸基、O−R3で、mは0〜2の整数、これらは同一でも異なっていても良い。Yは、2〜6価の有機基を表し、R2は水酸基、カルボキシル基、O−R3、COO−R3で、nは0〜4の整数、これらは同一でも異なっていても良い。ここでR3は炭素数1〜15の有機基である。但し、R1として水酸基がない場合は、R2は少なくとも1つはカルボキシル基でなければならない。又R2としてカルボキシル基がない場合は、R1は少なくとも1つは水酸基でなければならない。 X in the polyamide resin containing the structure represented by the general formula (1) represents a divalent to tetravalent organic group, R 1 is a hydroxyl group, O—R 3 , m is an integer of 0 to 2, and these are It may be the same or different. Y represents a divalent to hexavalent organic group, R 2 is a hydroxyl group, a carboxyl group, with O-R 3, COO-R 3, n is an integer of 0 to 4, which may be the same or different. Here, R 3 is an organic group having 1 to 15 carbon atoms. However, when R 1 has no hydroxyl group, at least one R 2 must be a carboxyl group. When R 2 has no carboxyl group, at least one R 1 must be a hydroxyl group.

一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂は、例えば、Xの構造を有するジアミン或いはビス(アミノフェノール)、2,4−ジアミノフェノール等から選ばれる化合物、必要により配合されるZの構造を有するシリコーンジアミンとYの構造を有するテトラカルボン酸無水物、トリメリット酸無水物、ジカルボン酸或いはジカルボン酸ジクロリド、ジカルボン酸誘導体、ヒドロキシジカルボン酸、ヒドロキシジカルボン酸誘導体等から選ばれる化合物とを反応して得られるものである。なお、ジカルボン酸の場合には反応収率等を高めるため、1−ヒドロキシ−1,2,3−ベンゾトリアゾール等を予め反応させた活性エステルの型のジカルボン酸誘導体を用いてもよい。   The polyamide resin containing the structure represented by the general formula (1) is, for example, a compound selected from diamine or bis (aminophenol) having a structure of X, 2,4-diaminophenol, etc., and a structure of Z blended as necessary. And a compound selected from tetracarboxylic anhydride, trimellitic anhydride, dicarboxylic acid or dicarboxylic acid dichloride, dicarboxylic acid derivative, hydroxydicarboxylic acid, hydroxydicarboxylic acid derivative, etc. having the structure of Y. Is obtained. In the case of dicarboxylic acid, an active ester type dicarboxylic acid derivative obtained by reacting 1-hydroxy-1,2,3-benzotriazole or the like in advance may be used in order to increase the reaction yield or the like.

一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂において、Xの置換基としてのO−R3、Yの置換基としてのO−R3、COO−R3は、水酸基、カルボキシル基のアルカリ水溶液に対する溶解性を調節する目的で、炭素数1〜15の有機基で保護された基であり、必要により水酸基、カルボキシル基を保護しても良い。R3の例としては、ホルミル基、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ターシャリーブチル基、ターシャリーブトキシカルボニル基、フェニル基、ベンジル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基等が挙げられる。 In polyamide resin containing the structure represented by the general formula (1), O-R 3 , COO-R 3 as a substituent of O-R 3, Y as a substituent of X is a hydroxyl group, an alkaline aqueous solution of the carboxyl group Is a group protected with an organic group having 1 to 15 carbon atoms for the purpose of adjusting the solubility in the solvent, and a hydroxyl group and a carboxyl group may be protected as necessary. Examples of R 3 include formyl group, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tertiary butyl group, tertiary butoxycarbonyl group, phenyl group, benzyl group, tetrahydrofuranyl group, tetrahydropyranyl group and the like. It is done.

このポリアミド樹脂を加熱すると脱水閉環し、ポリイミド、又はポリベンゾオキサゾール、或いは両者の共重合という形で耐熱性樹脂が得られる。   When this polyamide resin is heated, it is dehydrated and closed, and a heat resistant resin is obtained in the form of polyimide, polybenzoxazole, or copolymerization of both.

本発明の一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂のXは、例えば、
等であるがこれらに限定されるものではない。
X of the polyamide resin containing the structure represented by the general formula (1) of the present invention is, for example,
However, it is not limited to these.

これら中で特に好ましいものとしては、
より選ばれるものであり、又2種以上用いても良い。
Among these, as particularly preferred,
Two or more kinds may be used.

又一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂のYは、例えば、
Moreover, Y of the polyamide resin containing the structure represented by the general formula (1) is, for example,

等であるがこれらに限定されるものではない。 However, it is not limited to these.

これらの中で特に好ましいものとしては、
Among these, particularly preferred are:

より選ばれるものであり、又2種以上用いても良い。 Two or more kinds may be used.

又本発明においては、保存性という観点から、末端を封止する事が望ましい。封止にはアルケニル基又はアルキニル基を少なくとも1個有する脂肪族基又は環式化合物基を有する誘導体を一般式(1)で示されるポリアミドの末端に酸誘導体やアミン誘導体として導入することができる。具体的には、Xの構造を有するジアミン或いはビス(アミノフェノール)、2,4−ジアミノフェノール等から選ばれる化合物、必要により配合されるZの構造を有するシリコーンジアミンとYの構造を有するテトラカルボン酸無水物、トリメリット酸無水物、ジカルボン酸或いはジカルボン酸ジクロリド、ジカルボン酸誘導体、ヒドロキシジカルボン酸、ヒドロキシジカルボン酸誘導体等から選ばれる化合物とを反応させて得られた一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂を合成した後、該ポリアミド樹脂中に含まれる末端のアミノ基をアルケニル基又はアルキニル基を少なくとも1個有する脂肪族基又は環式化合物基を含む酸無水物を用いてアミドとしてキャップすることが好ましい。アミノ基と反応した後のアルケニル基又はアルキニル基を少なくとも1個有する脂肪族基又は環式化合物基を含む酸無水物に起因する基としては、例えば、   In the present invention, it is desirable to seal the end from the viewpoint of storage stability. For sealing, a derivative having an aliphatic group or a cyclic compound group having at least one alkenyl group or alkynyl group can be introduced as an acid derivative or an amine derivative at the end of the polyamide represented by the general formula (1). Specifically, a diamine having a structure of X or a compound selected from bis (aminophenol) and 2,4-diaminophenol, a silicone diamine having a structure of Z and a tetracarboxylic having a structure of Y, which are blended as necessary. It is represented by the general formula (1) obtained by reacting with a compound selected from acid anhydride, trimellitic anhydride, dicarboxylic acid or dicarboxylic acid dichloride, dicarboxylic acid derivative, hydroxydicarboxylic acid, hydroxydicarboxylic acid derivative, and the like. After synthesizing a polyamide resin containing a structure, the terminal amino group contained in the polyamide resin is converted into an amide using an acid anhydride containing an aliphatic group or cyclic compound group having at least one alkenyl group or alkynyl group. It is preferable to cap. Examples of the group derived from an acid anhydride containing an aliphatic group or cyclic compound group having at least one alkenyl group or alkynyl group after reacting with an amino group include:

等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 However, it is not limited to these.

これらの中で特に好ましいものとしては、
Among these, particularly preferred are:

より選ばれるものであり、又2種以上用いても良い。またこの方法に限定される事はなく、該ポリアミド樹脂中に含まれる末端の酸をアルケニル基又はアルキニル基を少なくとも1個有する脂肪族基又は環式化合物基を含むアミン誘導体を用いてアミドとしてキャップすることもできる。 Two or more kinds may be used. The method is not limited to this method, and the terminal acid contained in the polyamide resin is capped as an amide using an amine derivative containing an aliphatic group or a cyclic compound group having at least one alkenyl group or alkynyl group. You can also

更に、必要によって用いる一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂のZは、例えば
等であるがこれらに限定されるものではなく、又2種以上用いても良い。
Furthermore, Z of the polyamide resin containing the structure represented by the general formula (1) used as necessary is, for example,
However, the present invention is not limited to these, and two or more kinds may be used.

一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂のZは、例えば、シリコンウェハーのような基板に対して、特に優れた密着性が必要な場合に用いるが、その使用割合bは最大40モル%までである。40モル%を越えると露光部の樹脂の溶解性が極めて低下し、現像残り(スカム)が発生し、パターン加工ができなくなるので好ましくない。   Z of the polyamide resin having the structure represented by the general formula (1) is used when particularly excellent adhesion to a substrate such as a silicon wafer is required, for example. Up to%. If it exceeds 40 mol%, the solubility of the resin in the exposed area will be extremely lowered, developing residue (scum) will occur, and pattern processing will not be possible, which is not preferred.

本発明で用いるジアゾキノン化合物(B)は、1,2−ベンゾキノンジアジド或いは1,2−ナフトキノンジアジド構造を有する化合物であり、米国特許明細書第2772975号、第2797213号、第3669658号により公知の物質である。例えば、下記のものが挙げられる。   The diazoquinone compound (B) used in the present invention is a compound having a 1,2-benzoquinonediazide or 1,2-naphthoquinonediazide structure, and is a substance known from U.S. Pat. It is. For example, the following are mentioned.

これらの内で、特に好ましいのは、フェノール化合物と1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸又は1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸とのエステルである。それらについては例えば、下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは2種以上用いても良い。   Among these, an ester of a phenol compound and 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid or 1,2-naphthoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid is particularly preferable. Examples of these include, but are not limited to, the following. Two or more of these may be used.

本発明で用いるジアゾキノン化合物(B)の添加量は、好ましくは、ポリアミド樹脂100重量部に対して1〜50重量部である。1重量部を下回ると良好なパターンが得られず、50重量部を越えると感度が大幅に低下する。   The addition amount of the diazoquinone compound (B) used in the present invention is preferably 1 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyamide resin. If the amount is less than 1 part by weight, a good pattern cannot be obtained, and if it exceeds 50 parts by weight, the sensitivity is greatly reduced.

本発明において用いられる脂肪族スルホン酸化合物(C)はスルホン酸基の硫黄原子が脂肪族と結合している構造のものを用いることができる。本発明においてはまたスルホン酸としては2-メチル−a−[5−[[(オクチルスルフォニル)オキシ]イミノ]−2(5H)−チエニリデン]−(9C1)、2−イソプロピルエチルエステル、1,3−ブタンスルトン、メタンスルホン酸メチルエステル、メタンスルホン酸エチルエステル、メタンスルホン酸フェニルエステル、メタンスルホン酸2−イソプロピルエチルエステルなどを挙げることができるがこれらに限定されない。本発明では環化を促進するために用いる。   As the aliphatic sulfonic acid compound (C) used in the present invention, one having a structure in which a sulfur atom of a sulfonic acid group is bonded to an aliphatic group can be used. In the present invention, as the sulfonic acid, 2-methyl-a- [5-[[(octylsulfonyl) oxy] imino] -2 (5H) -thienylidene]-(9C1), 2-isopropylethyl ester, 1,3 -Butane sultone, methanesulfonic acid methyl ester, methanesulfonic acid ethyl ester, methanesulfonic acid phenyl ester, methanesulfonic acid 2-isopropylethyl ester and the like can be mentioned, but are not limited thereto. In the present invention, it is used to promote cyclization.

本発明におけるスルホン酸化合物(C)の配合量は好ましくは、アルカリ可溶性樹脂(A)100重量部に対して、0.1〜20重量部、好ましくは0.5〜10重量部である。酸発生剤(C)の配合量が0.1重量部未満では環化率の増加の効果が弱く、また20重量部を越えると電気絶縁性が低下することがある。   The blending amount of the sulfonic acid compound (C) in the present invention is preferably 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin (A). If the blending amount of the acid generator (C) is less than 0.1 parts by weight, the effect of increasing the cyclization rate is weak, and if it exceeds 20 parts by weight, the electrical insulation may be lowered.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、必要により感光特性を高めるためにジヒドロピリジン誘導体を含んでいてもよい。ジヒドロピリジン誘導体としては、例えば、2,6−ジメチル−3,5−ジアセチル−4−(2′−ニトロフェニル)−1,4−ジヒドロピリジン、4−(2′−ニトロフェニル)−2,6−ジメチル−3,5−ジカルボエトキシ−1,4−ジヒドロピリジン、4−(2′,4′−ジニトロフェニル)−2,6−ジメチル−3,5−ジカルボメトキシ−1,4−ジヒドロピリジン等を挙げることができる。   The positive photosensitive resin composition of the present invention may contain a dihydropyridine derivative in order to enhance the photosensitive characteristics as necessary. Examples of the dihydropyridine derivative include 2,6-dimethyl-3,5-diacetyl-4- (2′-nitrophenyl) -1,4-dihydropyridine, 4- (2′-nitrophenyl) -2,6-dimethyl. -3,5-dicarboethoxy-1,4-dihydropyridine, 4- (2 ', 4'-dinitrophenyl) -2,6-dimethyl-3,5-dicarbomethoxy-1,4-dihydropyridine, etc. be able to.

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含んでも良い。
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が挙げられ、単独でも混合して用いても良い。
The positive photosensitive resin composition in the present invention may contain additives such as a leveling agent and a silane coupling agent as necessary.
In the present invention, these components are dissolved in a solvent and used in the form of a varnish. Solvents 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, 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-methoxypropio And the like, and may be used alone or in combination.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物の使用方法は、まず該樹脂組成物を適当な支持体、例えば、シリコンウェハー、セラミック基板、アルミ基板等に塗布する。塗布量は、半導体装置の場合、硬化後の最終膜厚が0.1〜30μmになるように塗布する。膜厚が0.1μm未満だと半導体素子の保護表面膜としての機能を十分に発揮することが困難となり、30μmを越えると、微細な加工パターンを得ることが困難となる。塗布方法としては、スピンナーを用いる回転塗布、スプレーコーターを用いる噴霧塗布、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。   In the method of using the positive photosensitive resin composition of the present invention, first, the resin composition is applied to a suitable support such as a silicon wafer, a ceramic substrate, an aluminum substrate and the like. In the case of a semiconductor device, the coating amount is applied so that the final film thickness after curing is 0.1 to 30 μm. If the film thickness is less than 0.1 μm, it will be difficult to sufficiently function as a protective surface film of the semiconductor element, and if it exceeds 30 μm, it will be difficult to obtain a fine processed pattern. Application methods include spin coating using a spinner, spray coating using a spray coater, dipping, printing, roll coating, and the like. Next, after prebaking at 60 to 130 ° C. to dry the coating film, actinic radiation is applied to the desired pattern shape. 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.

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。   Next, a relief pattern is obtained by dissolving and removing the irradiated portion with a developer. As the developer, 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, di-n Secondary amines such as propylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, quaternary ammonium such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide An aqueous solution of an alkali such as a salt and an aqueous solution to which an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol or a surfactant is added can be preferably used. As a developing method, methods such as spraying, paddle, dipping, and ultrasonic waves are possible.

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、ポリイミド環、もしくはオキサゾール環、又はポリイミド環とオキサゾール環の両方の環を形成し、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表示素子における液晶配向膜や層間絶縁膜としても有用である。
Next, the relief pattern formed by development is rinsed. Distilled water is used as the rinse liquid. Next, heat treatment is performed to form a polyimide ring, an oxazole ring, or both a polyimide ring and an oxazole ring, thereby obtaining a final pattern rich in heat resistance.
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 plates, solder resist films, liquid crystal alignment films and interlayer insulation films in display elements. is there.

半導体用としての具体的用途の例としては、半導体素子上に上述の感光性樹脂組成物膜を形成することによるパッシベーション膜、また半導体素子上に形成されたパッシベーション膜上に上述の感光性樹脂組成物膜を形成することによるバッファコート膜、半導体素子上に形成された回路上に上述の感光性樹脂組成物膜を形成することによる層間絶縁膜などを挙げることができる。
その中で、本発明の感光性樹脂組成物を半導体装置に用いた応用例の1つとして、バンプを有する半導体装置への応用について図面を用いて説明する。図1は、本発明のバンプを有する半導体装置のパット部分の拡大断面図の一例である。
Examples of specific uses for semiconductors include a passivation film obtained by forming the above-described photosensitive resin composition film on a semiconductor element, and a photosensitive resin composition described above on a passivation film formed on a semiconductor element. Examples thereof include a buffer coat film formed by forming a physical film, and an interlayer insulating film formed by forming the above-described photosensitive resin composition film on a circuit formed on a semiconductor element.
Among them, as one application example in which the photosensitive resin composition of the present invention is used in a semiconductor device, application to a semiconductor device having bumps will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an example of an enlarged sectional view of a pad portion of a semiconductor device having a bump according to the present invention.

図1に示すように、シリコンウェハー1には入出力用のAlパッド2上にパッシベーション膜3が形成され、そのパッシベーション膜3にビアホールが形成されている。更に、この上にポジ型感光性樹脂(バッファコート膜)4が形成され、更に、金属(Cr、Ti等)膜5がAlパッド2と接続されるように形成され、その金属膜5はハンダバンプ10の周辺をエッチングして、各パッド間を絶縁する。絶縁されたパッドにはバリアメタル8とハンダバンプ10が形成されている。   As shown in FIG. 1, a passivation film 3 is formed on an input / output Al pad 2 in a silicon wafer 1, and a via hole is formed in the passivation film 3. Further, a positive photosensitive resin (buffer coating film) 4 is formed thereon, and a metal (Cr, Ti, etc.) film 5 is formed so as to be connected to the Al pad 2, and the metal film 5 is formed of solder bumps. The periphery of 10 is etched to insulate between the pads. A barrier metal 8 and a solder bump 10 are formed on the insulated pad.

表示体装置用途としての例は、TFT用層間絶縁膜、TFT素子平坦化膜、カラーフィルター平坦化膜、MVA型液晶表示装置用突起、有機EL素子用陰極隔壁がある。その使用方法は、半導体用途に順じ、表示体素子やカラーフィルターを形成した基板上にパターン化された感光性樹脂組成物層を、上記の方法で形成することによる。表示体装置用途、特に層間絶縁膜や平坦化膜には、高い透明性が要求されるが、この感光性樹脂組成物層の硬化前に、後露光工程を導入することにより、透明性に優れた樹脂層が得られることもでき、実用上更に好ましい。   Examples of display device applications include TFT interlayer insulating films, TFT element flattening films, color filter flattening films, protrusions for MVA liquid crystal display devices, and cathode partitions for organic EL elements. The usage method is based on forming the photosensitive resin composition layer patterned on the board | substrate which formed the display body element and the color filter by said method according to a semiconductor use. High transparency is required for display device applications, especially interlayer insulation films and planarization films, but by introducing a post-exposure process before curing the photosensitive resin composition layer, it is excellent in transparency. A resin layer can be obtained, which is more preferable in practical use.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
<実施例1>
ポリアミド樹脂の合成
ジフェニルエーテル−4,4’−ジカルボン酸41.3g(0.16モル)、と1−ヒドロキシ−1,2,3−ベンゾトリアゾール43.2g(0.32モル)とを反応させて得られたジカルボン酸誘導体の混合物(0.16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73.3g(0.20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57.0g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70gに溶解させた5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物13.11.31g(0.08モル)を加え、更に12時間攪拌して反応を終了した。反応混合物を濾過した後、反応混合物を水/メタノール=3/1(容積比)の溶液に投入、沈殿物を濾集し水で充分洗浄した後、真空下で乾燥し、目的のポリアミド樹脂(A−1)100.5gを得た。
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
<Example 1>
Synthesis of polyamide resin 41.3 g (0.16 mol) of diphenyl ether-4,4′-dicarboxylic acid was reacted with 43.2 g (0.32 mol) of 1-hydroxy-1,2,3-benzotriazole. A mixture (0.16 mol) of the obtained dicarboxylic acid derivative and 73.3 g (0.20 mol) of hexafluoro-2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane were thermometer, stirrer, Into a four-necked separable flask equipped with a raw material inlet and a dry nitrogen gas inlet tube, 57.0 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added and dissolved. Thereafter, the mixture was reacted at 75 ° C. for 12 hours using an oil bath. Next, 13.11.31 g (0.08 mol) of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride dissolved in 70 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the reaction was completed after stirring for 12 hours. . After filtering the reaction mixture, the reaction mixture was poured into a solution of water / methanol = 3/1 (volume ratio), the precipitate was collected by filtration, washed thoroughly with water, dried under vacuum, and the desired polyamide resin ( A-1) 100.5 g was obtained.

ポジ型感光性樹脂組成物の作製
合成したポリアミド樹脂(A−1)100g、下記式(B−1)の構造を有する感光性ジアゾキノン化合物18g、下記式(C−1)の構造を有するスルホン酸化合物7gをγ―ブチロラクトン250gに溶解した後、0.2μmのテフロン(R)フィルターで濾過しポジ型感光性樹脂組成物を得た。
Production of positive photosensitive resin composition 100 g of synthesized polyamide resin (A-1), 18 g of photosensitive diazoquinone compound having the structure of the following formula (B-1), sulfonic acid having the structure of the following formula (C-1) 7 g of the compound was dissolved in 250 g of γ-butyrolactone, and then filtered through a 0.2 μm Teflon (R) filter to obtain a positive photosensitive resin composition.

加工性評価
ベアシリコンウエハーにポジ型感光性樹脂組成物を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分プリベークし、膜厚約7.5μmの塗膜を得た。次にマスクアライナーPLA−600A(キャノン製)を用いて、h線で200mJ/cm2で露光を行った。次に2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に20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10秒間リンスした。その結果、5μmパターンが開口していることが確認できた。その後、光洋リンドバーグ製のクリーンオーブンを用い、窒素雰囲気下230℃で60分加熱、硬化させることにより、膜厚約5μmの塗膜を得た。得られた外観を観察した所、異常は無かった。
Processability Evaluation A positive photosensitive resin composition was applied to a bare silicon wafer using a spin coater, and prebaked at 120 ° C. for 4 minutes on a hot plate to obtain a coating film having a thickness of about 7.5 μm. Next, using mask aligner PLA-600A (made by Canon), it exposed by 200 mJ / cm <2> by h line | wire. Next, the exposed portion was dissolved and removed by immersing in a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 20 seconds, and then rinsed with pure water for 10 seconds. As a result, it was confirmed that a 5 μm pattern was opened. Thereafter, using a clean oven manufactured by Koyo Lindbergh, the film was heated and cured at 230 ° C. for 60 minutes in a nitrogen atmosphere to obtain a coating film having a thickness of about 5 μm. When the obtained appearance was observed, there was no abnormality.

アルミ腐食試験
SiO2上に約1μmのアルミ配線を施したウエハーにポジ型感光性樹脂組成物を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分プリベークし、膜厚約6.5μmの塗膜を得た。その後、光洋リンドバーグ製のクリーンオーブンを用い、窒素雰囲気下230℃で60分加熱、硬化させることにより、膜厚約5μmの塗膜を得た。次に125℃、2.3気圧のプレッシャークッカーに24時間投入しだ後、顕微鏡にて観察を行った所、アルミ配線部には腐食は全く見られなかった。
Aluminum corrosion test A positive photosensitive resin composition was applied to a wafer having an aluminum wiring of about 1 μm on SiO 2 using a spin coater, and prebaked at 120 ° C. for 4 minutes on a hot plate to obtain a film thickness of about 6. A 5 μm coating film was obtained. Thereafter, using a clean oven manufactured by Koyo Lindbergh, the film was heated and cured at 230 ° C. for 60 minutes in a nitrogen atmosphere to obtain a coating film having a thickness of about 5 μm. Next, after putting it in a pressure cooker at 125 ° C. and 2.3 atm for 24 hours and observing with a microscope, no corrosion was seen in the aluminum wiring part.

環化率の測定
別途、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分プリベークし、膜厚約3μmの塗膜を得た。次に得られたシリコンウエハーを2%フッ酸に浸け、フィルムを得た。次にIR測定を、パーキンエルマー製フーリエ変換赤外分光光度計PARAGON1000用い測定し、1050cm―1のオキサゾール基と1480cm―1の全芳香族に伴うピークの比(A)を算出した。次にオーブンを用いて、ポリアミド樹脂を350/60分で加熱を行った後、加工性評価においては同様にIR測定を行い、1050cm―1のオキサゾール基と1480cm―1の全芳香族に伴うピークの比(B)を算出した。環化率はA/Bに100を乗じた値とした。このようにして求めた環化率は99%であった。
Measurement of cyclization rate Separately, a positive photosensitive resin composition was applied onto a silicon wafer using a spin coater and then pre-baked at 120 ° C. for 4 minutes on a hot plate to obtain a coating film having a thickness of about 3 μm. . Next, the obtained silicon wafer was immersed in 2% hydrofluoric acid to obtain a film. Then the IR measurement, Perkin Elmer Fourier transform infrared spectrophotometer PARAGON1000 used was determined to calculate the ratio of the peak (A) associated with total aromatics 1050Cm- 1 oxazole group and 1480cm- 1. Next, using an oven, after heating the polyamide resin at 350/60 minutes, subjected to IR measurements in the same manner in workability evaluation, peak accompanying the wholly aromatic oxazole group and 1480Cm- 1 of 1050Cm- 1 The ratio (B) was calculated. The cyclization rate was a value obtained by multiplying A / B by 100. The cyclization rate thus determined was 99%.

<実施例2>
実施例1で合成したポリアミド樹脂(A−1)100g、下記式(B−1)の構造を有する感光性ジアゾキノン化合物18g、下記式(C−2)の構造を有するスルホン酸化合物10gをγ―ブチロラクトン250gに溶解した後、0.2μmのテフロン(R)フィルターで濾過しポジ型感光性樹脂組成物を得た。後は実施例1と同様の評価を行った。加工性評価においては5μmの開口が確認できた。アルミ腐食評価においても腐食は見られなかった。環化率の測定を行った所、環化率は96%であった。
<Example 2>
100 g of the polyamide resin (A-1) synthesized in Example 1, 18 g of the photosensitive diazoquinone compound having the structure of the following formula (B-1), and 10 g of the sulfonic acid compound having the structure of the following formula (C-2) were γ- After dissolving in 250 g of butyrolactone, the mixture was filtered through a 0.2 μm Teflon (R) filter to obtain a positive photosensitive resin composition. Thereafter, the same evaluation as in Example 1 was performed. In the workability evaluation, an opening of 5 μm was confirmed. Corrosion was not found in the aluminum corrosion evaluation. When the cyclization rate was measured, the cyclization rate was 96%.

<実施例3>
実施例1で合成したポリアミド樹脂(A−1)100g、下記式(B−2)の構造を有する感光性ジアゾキノン化合物20g、下記式(C−3)の構造を有するスルホン酸化合物1gをγ―ブチロラクトン250gに溶解した後、0.2μmのテフロン(R)フィルターで濾過しポジ型感光性樹脂組成物を得た。後は実施例1と同様の評価を行った。加工性評価においては5μmの開口が確認できた。アルミ腐食評価においても腐食は見られなかった。環化率の測定を行った所、環化率は92%であった。
<Example 3>
100 g of the polyamide resin (A-1) synthesized in Example 1, 20 g of the photosensitive diazoquinone compound having the structure of the following formula (B-2), and 1 g of the sulfonic acid compound having the structure of the following formula (C-3) After dissolving in 250 g of butyrolactone, the mixture was filtered through a 0.2 μm Teflon (R) filter to obtain a positive photosensitive resin composition. Thereafter, the same evaluation as in Example 1 was performed. In the workability evaluation, an opening of 5 μm was confirmed. Corrosion was not found in the aluminum corrosion evaluation. When the cyclization rate was measured, the cyclization rate was 92%.

<比較例1>
実施例1においてのポジ型感光性樹脂組成物の作成において、スルホン酸化合物(C)を加えないで行い、同様の評価を行った所、加工性評価においては5μmの開口し、アルミ腐食評価においても腐食は見られなかったが、環化率の測定を行った所、環化率は60%と低くこの環化率では硬化膜の特性としては不十分である。
<Comparative Example 1>
In the preparation of the positive photosensitive resin composition in Example 1, the sulfonic acid compound (C) was not added, and the same evaluation was performed. In the processability evaluation, an opening of 5 μm was formed. Although no corrosion was observed, when the cyclization rate was measured, the cyclization rate was as low as 60%, and this cyclization rate was insufficient as a property of the cured film.

<比較例2>
実施例1においてのポジ型感光性樹脂組成物の作成において、スルホン酸化合物(C)として、p−トルエンスルホン酸(C−4)加えて、同様の評価を行った所、加工性評価においては5μmの開口し、環化率の測定においても、環化率は98%と高かったが、アルミ腐食評価においては腐食が観察され、実際の適応した際、断線による不良が出る可能性がある。
<Comparative example 2>
In the preparation of the positive photosensitive resin composition in Example 1, p-toluenesulfonic acid (C-4) was added as the sulfonic acid compound (C) and the same evaluation was performed. In the measurement of the cyclization rate with an opening of 5 μm, the cyclization rate was as high as 98%. However, corrosion was observed in the aluminum corrosion evaluation, and there was a possibility of failure due to disconnection when actually applied.

<比較例3>
実施例1においてのポジ型感光性樹脂組成物の作成において、スルホン酸化合物(C)として、p−トルエンスルホンアミド(C−5)加えて、同様の評価を行った所、加工性評価においては5μmの開口し、アルミ腐食評価においても腐食は見られなかったが、環化率の測定を行った所、環化率は67%と低く、低くこの環化率では硬化膜の特性としては不十分である。
<Comparative Example 3>
In preparation of the positive photosensitive resin composition in Example 1, p-toluenesulfonamide (C-5) was added as the sulfonic acid compound (C), and the same evaluation was performed. Although the opening was 5 μm and no corrosion was observed in the aluminum corrosion evaluation, when the cyclization rate was measured, the cyclization rate was as low as 67%. It is enough.

<比較例4>
実施例1においてのポジ型感光性樹脂組成物の作成において、スルホン酸化合物(C)として、p−トルエンスルホンアニリド(C−6)加えて、同様の評価を行った所、加工性評価においては5μmの開口し、アルミ腐食評価においても腐食は見られなかったが、環化率の測定を行った所、環化率は69%と低く、低くこの環化率では硬化膜の特性としては不十分である。
<Comparative example 4>
In the preparation of the positive photosensitive resin composition in Example 1, p-toluenesulfonanilide (C-6) was added as the sulfonic acid compound (C) and the same evaluation was performed. Although the opening was 5 μm and no corrosion was observed in the aluminum corrosion evaluation, when the cyclization rate was measured, the cyclization rate was as low as 69%. It is enough.

次に半導体装置に適応した例を以下に示す。
<実施例4>
実施例1で得られた感光性樹脂組成物を、実施例1のアルミ腐食試験で使用したウエハー上に塗布し、実施例1同様の加工条件で、配線のボンディングパッド部分に孔が形成された厚さ約5μmの樹脂層を、アルミ配線上に形成した。このシリコンウェハーをダイシングソーで裁断し、リードフレーム(42−アロイ)上にマウントし、リードフレームとシリコンウェハー上のボンディングパッド部を金線にて接続した後、エポキシ樹脂封止材(住友ベークライト社製EME−6300H)で封止することにより、26ピンSOJ型のICパッケージを形成した。得られたICパッケージを、温度40℃、相対湿度90%の条件下に96時間放置したのち、IRリフロー炉内で230℃90秒加熱したが、何ら変化は観測されなかった。さらに、加熱後のパッケージ内部を超音波探傷装置にて観察したが、パッケージ内各層間で剥離は観察されなかった。
Next, an example adapted to a semiconductor device is shown below.
<Example 4>
The photosensitive resin composition obtained in Example 1 was applied on the wafer used in the aluminum corrosion test of Example 1, and holes were formed in the bonding pad portion of the wiring under the same processing conditions as in Example 1. A resin layer having a thickness of about 5 μm was formed on the aluminum wiring. This silicon wafer is cut with a dicing saw, mounted on a lead frame (42-alloy), the lead frame and the bonding pad on the silicon wafer are connected with a gold wire, and then an epoxy resin sealing material (Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) A 26-pin SOJ type IC package was formed by sealing with EME-6300H. The obtained IC package was allowed to stand for 96 hours under conditions of a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 90%, and then heated at 230 ° C. for 90 seconds in an IR reflow furnace, but no change was observed. Further, the inside of the package after heating was observed with an ultrasonic flaw detector, but no peeling was observed between the layers in the package.

次に表示素子に適応を行った例を示す。
<実施例5>
ガラス基板上にITO膜を蒸着形成した後、フォトレジストを使用した通常のフォトリソグラフィー法によってこのITO膜をストライプ状に分割した。この上に、実施例1で得られたポジ型感光性樹脂組成物を塗布し、厚さ約2μmの樹脂層を形成した。次に平行露光機(光源:高圧水銀灯)を使用して露光強度25mW/cm2で10秒間ガラスマスクを介し露光を行った。その後、2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液に樹脂層を20秒間浸漬現像することにより、各ストライプ上のITOの縁以外の部分を露出し、ITOの縁部とITOの除去された部分の上にのみ樹脂層が形成されるよう加工を行った。その後、樹脂層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空気中230℃で1時間加熱硬化を行った。
この基板上に、1×10-4Pa以下の減圧下で、正孔注入層として銅フタロシアニン、正孔輸送層としてビス−N−エチルカルバゾールを蒸着した後、発光層としてN,N‘−ジフェニル−N,N‘−m−トルイル−4,4’−ジアミノ−1,1‘−ビフェニル,電子注入層としてトリス(8−キノリノレート)アルミニウムをこの順に蒸着した。さらに、この上に第二電極としてアルミニウム層を蒸着形成した後、フォトレジストを使用した通常のフォトリソグラフィー法によって、このアルミニウム層を上記ITO膜のストライプと直交をなす方向のストライプ状となるように分割した。得られた基板を減圧乾燥した後、封止用ガラス板をエポキシ系接着剤を用いて接着し、表示体素子を作成した。この表示体素子を80℃で200時間処理した後両電極に電圧を掛け順次駆動を行ったが、何ら問題なく素子は発光した。
Next, an example in which the display element is applied will be described.
<Example 5>
After forming an ITO film on the glass substrate by vapor deposition, the ITO film was divided into stripes by an ordinary photolithography method using a photoresist. On top of this, the positive photosensitive resin composition obtained in Example 1 was applied to form a resin layer having a thickness of about 2 μm. Next, using a parallel exposure machine (light source: high-pressure mercury lamp), exposure was performed through a glass mask at an exposure intensity of 25 mW / cm 2 for 10 seconds. Thereafter, the resin layer was immersed and developed in a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 20 seconds to expose portions other than the ITO edge on each stripe, and the ITO edge portion and the ITO removed portion were exposed. Processing was performed so that the resin layer was formed only on the top. Thereafter, the entire resin layer 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 heated at 230 ° C. in air using a hot air circulation dryer. Time-hardening was performed.
On this substrate, under 1 × 10 -4 Pa or less under reduced pressure, copper phthalocyanine as a hole injection layer, after depositing bis -N- ethylcarbazole as a hole transport layer, N as a light emitting layer, N'- diphenyl -N, N'-m-toluyl-4,4'-diamino-1,1'-biphenyl and tris (8-quinolinolate) aluminum were deposited in this order as an electron injection layer. Further, after an aluminum layer is deposited on the second electrode as a second electrode, the aluminum layer is formed into a stripe shape in a direction orthogonal to the stripe of the ITO film by a normal photolithography method using a photoresist. Divided. After the obtained substrate was dried under reduced pressure, the sealing glass plate was bonded using an epoxy adhesive to produce a display element. This display element was treated at 80 ° C. for 200 hours and then applied to both electrodes to drive sequentially. However, the element emitted light without any problem.



以上より実施例1〜3及び4、5は本発明の低温硬化に優れ、アルミ腐食性の少ないポジ型感光性樹脂組成物並びに半導体装置及び表示素子を提供する上で良好であるが、比較例1〜4は適切ではない。 As described above, Examples 1 to 3 and 4 and 5 are excellent in providing a positive photosensitive resin composition, a semiconductor device and a display element that are excellent in low-temperature curing of the present invention and have low aluminum corrosivity, but are comparative examples. 1-4 is not appropriate.

本発明のポジ型感光性樹脂は、半導体素子の表面保護膜又は層間絶縁膜又は表示素子の層間絶縁膜、平坦化膜又は隔壁の用途において好適に用いられる。   The positive photosensitive resin of the present invention is suitably used in the application of a surface protective film or an interlayer insulating film of a semiconductor element, an interlayer insulating film, a planarizing film or a partition wall of a display element.

図1は、本発明のバンプを有する半導体装置のパット部分の拡大断面図の一例である。FIG. 1 is an example of an enlarged cross-sectional view of a pad portion of a semiconductor device having bumps according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 シリコンウエハ
2 Alパッド
3 パッシベーション膜
4 バッファコート膜
5 金属(Cr、Ti等)膜
6 配線(Al、Cu等)
7 絶縁膜
8 バリアメタル
9 ハンダバンプ
1 Silicon wafer 2 Al pad 3 Passivation film 4 Buffer coat film 5 Metal (Cr, Ti, etc.) film 6 Wiring (Al, Cu, etc.)
7 Insulating film 8 Barrier metal 9 Solder bump

Claims (11)

アルカリ可溶性樹脂(A)、ジアゾキノン化合物(B)、脂肪族スルホン酸化合物(C)を含むポジ型感光性樹脂組成物であって、
前記アルカリ可溶性樹脂(A)が、ポリベンゾオキサゾール前駆体構造、ポリアミド酸構造又はポリアミド酸エステル構造をそれぞれ単独又は2種類以上含んでなるポリアミド樹脂であるポジ型感光性樹脂組成物。
Alkali-soluble resin (A), the diazoquinone compound (B), aliphatic sulfonic acid compound (C) a free Mupo di photosensitive resin composition,
A positive photosensitive resin composition in which the alkali-soluble resin (A) is a polyamide resin containing a polybenzoxazole precursor structure, a polyamic acid structure, or a polyamic acid ester structure alone or in combination of two or more.
アルカリ可溶性樹脂(A)100重量部、ジアゾキノン化合物(B)1〜50重量部、脂肪族スルホン酸化合物(C)0.1〜20重量部であることを特徴とする請求項1記載のポジ型感光性樹脂組成物。 The positive type according to claim 1, wherein the alkali-soluble resin (A) is 100 parts by weight, the diazoquinone compound (B) is 1 to 50 parts by weight, and the aliphatic sulfonic acid compound (C) is 0.1 to 20 parts by weight. Photosensitive resin composition. アルカリ可溶性樹脂(A)が、一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂である請求項1または2記載のポジ型感光性樹脂組成物。


The positive photosensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein the alkali-soluble resin (A) is a polyamide resin containing a structure represented by the general formula (1).


一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂中のXが、下記の群より選ばれてなる請求項記載のポジ型感光性樹脂組成物。
The positive photosensitive resin composition according to claim 3 , wherein X in the polyamide resin having a structure represented by the general formula (1) is selected from the following group.
一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂中のYが、下記の群より選ばれてなる請求項又は記載のポジ型感光性樹脂組成物。



The positive photosensitive resin composition according to claim 3 or 4 , wherein Y in the polyamide resin containing the structure represented by the general formula (1) is selected from the following group.



ポリアミド樹脂が、アルケニル基又はアルキニル基を少なくとも1個有する脂肪族基又は環式化合物基を含む化合物によって末端封止されてなるものである請求項のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物。 The positive photosensitive resin according to any one of claims 1 to 5 , wherein the polyamide resin is end-capped with a compound containing an aliphatic group or a cyclic compound group having at least one alkenyl group or alkynyl group. Resin composition. 請求項1〜のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布して組成物層を形成する工程と、組成物層に活性エネルギー線を照射して現像液と接触させてパターンを形成する工程と、組成物を加熱する工程を含むことを特徴とするパターン状樹脂膜の製造方法。 Forming a composition layer by applying onto a substrate a positive photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6 developing solution by irradiation with active energy rays to the composition layer A method for producing a patterned resin film, comprising: a step of forming a pattern by contacting with a substrate ; and a step of heating the composition. 請求項1〜のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を用いて製作されてなることを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device characterized by comprising been fabricated using the positive photosensitive resin composition according to any one of claims 1-6. 請求項1〜のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を用いて製作されてなることを特徴とする表示素子。 Display element characterized by comprising been fabricated using the positive photosensitive resin composition according to any one of claims 1-6. 請求項1〜のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を加熱脱水閉環後の膜厚が、0.1〜30μmになるように半導体素子上に塗布し、プリベーク、露光、現像、加熱して得られることを特徴とする半導体装置の製造方法。 The positive photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6 is applied on a semiconductor element so that the film thickness after heat-dehydration and ring closure is 0.1 to 30 μm, and prebaking, exposure, development, A method for manufacturing a semiconductor device, which is obtained by heating. 請求項1〜のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を加熱脱水閉環後の膜厚が、0.1〜30μmになるように表示素子用基板上に塗布し、プリベーク、露光、現像、加熱して得られることを特徴とする表示素子の製造方法。 The positive photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6 is applied on a display element substrate so that the film thickness after heating and dehydration and ring closure is 0.1 to 30 μm, and prebaking, exposure, A method for producing a display element, which is obtained by developing and heating.
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