JP4721845B2 - Positive photosensitive resin composition - Google Patents

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本発明は、半導体装置の表面保護膜、または層間絶縁膜として使用されるポリベンズオキサゾール樹脂の前駆体となるポジ型感光性樹脂組成物、該ポジ型感光性樹脂組成物を用いた耐熱性を有する硬化レリーフパターンの製造方法、並びに該硬化レリーフパターンを有してなる半導体装置に関する。   The present invention relates to a positive photosensitive resin composition that is a precursor of a polybenzoxazole resin used as a surface protective film or an interlayer insulating film of a semiconductor device, and heat resistance using the positive photosensitive resin composition. The present invention relates to a method for producing a cured relief pattern, and a semiconductor device having the cured relief pattern.

従来から、半導体装置の表面保護膜、及び層間絶縁膜には、優れた耐熱性と電気特性、機械特性などを併せ持つポリイミド樹脂が広く用いられている。このポリイミド樹脂は、現在は一般に感光性ポリイミド前駆体組成物の形で供され、塗布、活性光線によるパターニング、現像、熱イミド化処理等を施すことによって、半導体装置上に表面保護膜、層間絶縁膜等を容易に形成させることが出来、従来の非感光性ポリイミド前駆体組成物に比べて大幅な工程短縮が可能となるという特徴を有している。
ところが、感光性ポリイミド前駆体組成物は、その現像工程においては、現像液としてN−メチル−2−ピロリドンなどの大量の有機溶剤を用いる必要があり、近年の環境問題の高まりなどから、脱有機溶剤対策が求められてきている。これを受け、最近になって、フォトレジストと同様に、アルカリ性水溶液で現像可能な耐熱性感光性樹脂材料の提案が各種なされている。
Conventionally, polyimide resins having excellent heat resistance, electrical characteristics, mechanical characteristics, and the like have been widely used for surface protective films and interlayer insulating films of semiconductor devices. This polyimide resin is generally provided in the form of a photosensitive polyimide precursor composition. By applying, patterning with actinic rays, development, thermal imidization treatment, etc., a surface protective film and interlayer insulation are formed on a semiconductor device. A film or the like can be easily formed, and the process can be significantly shortened as compared with the conventional non-photosensitive polyimide precursor composition.
However, the photosensitive polyimide precursor composition needs to use a large amount of an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone as a developing solution in the development process. Solvent measures have been demanded. In response, recently, various heat-resistant photosensitive resin materials that can be developed with an alkaline aqueous solution have been proposed in the same manner as photoresists.

中でも、アルカリ性水溶液可溶性のヒドロキシポリアミド、例えばポリベンズオキサゾール(以下、「PBO」ともいう)前駆体を、感光性ジアゾキノン化合物などの光活性成分と混合したPBO前駆体組成物をポジ型感光性樹脂組成物として用いる方法が、近年注目されている(例えば、特許文献1参照)。
このポジ型感光性樹脂の現像メカニズムは、未露光部の感光性ジアゾキノン化合物がアルカリ性水溶液に不溶であるのに対し、露光することにより該感光性ジアゾキノン化合物が化学変化を起こしインデンカルボン酸化合物となってアルカリ性水溶液に可溶となることを利用したものである。この露光部と未露光部の間の現像液に対する溶解速度の差を利用し、未露光部のみのレリーフパターンの作成が可能となる。
上述のPBO前駆体組成物は、露光およびアルカリ性水溶液による現像でポジ型レリーフパターンの形成が可能であり、硬化後のPBO膜はポリイミド膜と同等の熱硬化膜特性を有しているため、有機溶剤現像型ポリイミド前駆体の有望な代替材料として注目されている。しかしながら、これまで開示されている方法によって得られるPBO前駆体組成物には、未だ問題点も多い。
Among them, a PBO precursor composition obtained by mixing an alkaline aqueous solution-soluble hydroxypolyamide, such as a polybenzoxazole (hereinafter also referred to as “PBO”) precursor, with a photoactive component such as a photosensitive diazoquinone compound is used as a positive photosensitive resin composition. In recent years, attention has been paid to a method of using the product (see, for example, Patent Document 1).
The development mechanism of this positive photosensitive resin is that the photosensitive diazoquinone compound in the unexposed area is insoluble in the alkaline aqueous solution, but the photosensitive diazoquinone compound undergoes a chemical change upon exposure to become an indenecarboxylic acid compound. It makes use of being soluble in an alkaline aqueous solution. By using the difference in dissolution rate with respect to the developer between the exposed portion and the unexposed portion, a relief pattern of only the unexposed portion can be created.
The PBO precursor composition described above can form a positive relief pattern by exposure and development with an alkaline aqueous solution, and the cured PBO film has the same thermosetting film characteristics as a polyimide film. It attracts attention as a promising alternative material for solvent-developed polyimide precursors. However, the PBO precursor composition obtained by the methods disclosed so far still has many problems.

例えば、近年では、従来品に比べて耐熱性に劣る半導体装置が開発され、表面保護膜、または層間絶縁膜としての熱硬化温度の低下が求められ、特に280℃以下での熱硬化性を求められることも多くなっている。しかしながら、従来のPBO前駆体組成物は、280℃以下の領域ではPBO前駆体からPBOへの閉環反応(オキサゾール環への閉環反応)が充分に進行しないものであったため、280℃以下の温度で硬化させて得られた膜はPBOに期待される、優れた耐熱性と電気特性、機械特性などを有するものではなかった。
低温でオキサゾール環への閉環反応を進行させるためには、濃硫酸、オキシ塩化リン、ポリリン酸などの脱水剤の使用が有効なことが従来から知られている(例えば、非特許文献1参照)。しかしながら、これらの脱水剤を感光性PBO前駆体組成物に添加することは、組成物の安定性、リソグラフィー性能などを考慮すると非常に困難で、未だに満足なものが提案されていない。
For example, in recent years, semiconductor devices that are inferior in heat resistance compared to conventional products have been developed, and there is a demand for lowering the thermosetting temperature as a surface protective film or interlayer insulating film, especially for thermosetting at 280 ° C. or lower. There are many things that can be done. However, in the conventional PBO precursor composition, the ring closure reaction from the PBO precursor to PBO (ring closure reaction to the oxazole ring) does not proceed sufficiently in the region of 280 ° C. or lower. The film obtained by curing did not have the excellent heat resistance, electrical properties, mechanical properties and the like expected for PBO.
Conventionally, it has been known that the use of a dehydrating agent such as concentrated sulfuric acid, phosphorus oxychloride, polyphosphoric acid or the like is effective for proceeding the ring-closing reaction to the oxazole ring at a low temperature (for example, see Non-Patent Document 1) . However, it is very difficult to add these dehydrating agents to the photosensitive PBO precursor composition in view of the stability of the composition, the lithography performance, etc., and no satisfactory one has been proposed yet.

特開昭63−096162号公報JP 63-096162 A 日本化学会編「実験化学講座 第4版 24巻 有機合成VI」丸善株式会社発行、p525The Chemical Society of Japan "Experimental Chemistry Course 4th Edition Vol. 24 Organic Synthesis VI" published by Maruzen Co., Ltd., p525

本発明は、安定性が良好で、低い熱硬化温度で使用してもPBOの閉環反応が充分進行することにより優れた耐熱性と電気特性、機械特性などを発現する新規なポジ型感光性樹脂組成物、該組成物を用いた硬化レリーフパターンの製造方法、並びに該硬化レリーフパターンを有してなる半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention is a novel positive photosensitive resin that has excellent stability and exhibits excellent heat resistance, electrical properties, mechanical properties, etc. by sufficiently proceeding with the ring closure reaction of PBO even when used at a low thermosetting temperature. An object is to provide a composition, a method for producing a cured relief pattern using the composition, and a semiconductor device having the cured relief pattern.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ヒドロキシポリアミドと感光性ジアゾキノン化合物に、特定の構造を有するエステル化合物を組み合わせることで、上記の課題を解決するポジ型感光性樹脂組成物が得られることを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明の一は、下記一般式(1)で表わされる繰り返し単位を有するヒドロキシポリアミド100質量部と、下記一般式(3)で表わされる少なくとも1つのエステル化合物又は下記一般式(5)で表される少なくとも1つの化合物0.1〜30質量部と、感光性ジアゾキノン化合物1〜100質量部を含むことを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物である。

Figure 0004721845
(式中、X1 は少なくとも2個以上の炭素原子を有する4価の有機基を示し、X2 、Y1 、およびY2 はそれぞれ独立に少なくとも2個以上の炭素原子を有する2価の有機基を示す。また、mは2〜1000の整数を示し、nは0〜500の整数を示し、m/(m+n)>0.5である。なお、X1 およびY1 を含むm個のジヒドロキシジアミド単位、並びにX2 およびY2 を含むn個のジアミド単位の配列順序は問わない。) As a result of intensive research to solve the above-mentioned problems, the present inventors have established a positive photosensitive resin that solves the above-mentioned problems by combining an ester compound having a specific structure with a hydroxypolyamide and a photosensitive diazoquinone compound. The present inventors have found that a functional resin composition can be obtained and have made the present invention.
That is, one aspect of the present invention is 100 parts by mass of a hydroxypolyamide having a repeating unit represented by the following general formula (1) and at least one ester compound represented by the following general formula (3 ) or the following general formula (5). It is a positive photosensitive resin composition characterized by containing 0.1-30 mass parts of at least 1 compound represented, and 1-100 mass parts of photosensitive diazoquinone compounds.
Figure 0004721845
(Wherein X 1 represents a tetravalent organic group having at least 2 carbon atoms, and X 2 , Y 1 , and Y 2 each independently represents a divalent organic group having at least 2 carbon atoms. M represents an integer of 2 to 1000, n represents an integer of 0 to 500, and m / (m + n)> 0.5, where m including X 1 and Y 1 (The order of arrangement of the dihydroxydiamide unit and n diamide units including X 2 and Y 2 is not limited.)

Figure 0004721845
(式中、R5 は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルキルカルボニル基、アミド基、イミド基、若しくはエステル基の少なくとも1つで置換されていてもよい炭素数1〜8の一価の有機基、または水素原子を示す。R6 は、アルコキシル基、アルキルカルボニルオキシ基、水酸基、アミド基、アミノ基、またはイミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい炭素数1〜10の一価の有機基を示す。R7 は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルコキシル基、アミノ基、またはイミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい、炭素数3〜8の二価の有機基を示す。R8 は、ハロゲン原子、または水酸基で置換されていてもよい炭素数6〜10の一価の有機基を示す。)
Figure 0004721845
(In the formula, R 5 is a monovalent monovalent alkyl having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with at least one of a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkylcarbonyl group, an amide group, an imide group, or an ester group. R 6 represents an organic group or a hydrogen atom, and R 6 is an alkyl group, an alkylcarbonyloxy group, a hydroxyl group, an amide group, an amino group, or an imino group. R 7 represents a divalent organic group having 3 to 8 carbon atoms, which may be substituted with at least one of a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkoxyl group, an amino group, or an imino group. R 8 represents an organic group, and R 8 represents a monovalent organic group having 6 to 10 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom or a hydroxyl group.

Figure 0004721845
(式中、R10は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルコキシル基、アミノ基、またはイミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい二価の有機基を示す。)
但し、R12C=N−O−SO2−R(式中、Rはアリール基、アルキル基、パーフル
オロアルキル基であり、R1はシアノ基であり、R2はメトキシフェニル基、フェニル基を示す。)で示される化合物、下記式C18、下記式C3で表される化合物、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、およびメタンスルホン酸2−イソプロピルエチルエステルで表される化合物を除く。
Figure 0004721845
Figure 0004721845
さらにアクリレート系化合物1〜100質量部を含むことが好ましい。
Figure 0004721845
(In the formula, R 10 represents a divalent organic group which may be substituted with at least one of a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkoxyl group, an amino group, or an imino group.)
Provided that R 1 R 2 C═N—O—SO 2 —R (wherein R is an aryl group, alkyl group, perfluoroalkyl group, R 1 is a cyano group, R 2 is a methoxyphenyl group, A compound represented by the following formula C18 , a compound represented by the following formula C3, 1,3-butane sultone, methanesulfonic acid methyl ester, methanesulfonic acid ethyl ester, methanesulfonic acid phenyl ester, and methane Excludes compounds represented by 2-isopropylethyl sulfonic acid .
Figure 0004721845
Figure 0004721845
Furthermore, it is preferable that 1-100 mass parts of acrylate-type compounds are included.

本発明のは、(1)本発明の一に記載のポジ型感光性樹脂組成物を層またはフィルムの形で基板上に形成し、(2)マスクを介して化学線で露光するか、光線、電子線またはイオン線を直接照射し、(3)露光部または照射部を溶出除去し、(4)得られたレリーフパターンを加熱処理することを特徴とする、硬化レリーフパターンの製造方法である。
本発明のは、本発明のの製造方法により得られる硬化レリーフパターン層を有してなる半導体装置である。
In the second aspect of the present invention, (1) the positive photosensitive resin composition according to one aspect of the present invention is formed on a substrate in the form of a layer or a film, and (2) exposure with actinic radiation through a mask, A method for producing a cured relief pattern, which comprises directly irradiating light, an electron beam or an ion beam, (3) eluting and removing the exposed portion or irradiated portion, and (4) heat-treating the obtained relief pattern. is there.
A third aspect of the present invention is a semiconductor device having a cured relief pattern layer obtained by the second production method of the present invention.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、安定性が良好であり、低い熱硬化温度で使用してもPBOの閉環反応が充分進行することにより優れた耐熱性と電気特性、機械特性を発現する。また、該ポジ型感光性樹脂組成物を用いた硬化レリーフパターンの製造方法、および該硬化レリーフパターンを有してなる半導体装置が提供される。   The positive photosensitive resin composition of the present invention has good stability, and exhibits excellent heat resistance, electrical properties, and mechanical properties due to sufficient progress of the ring closure reaction of PBO even when used at a low thermosetting temperature. To do. Moreover, the manufacturing method of the cured relief pattern using this positive photosensitive resin composition and the semiconductor device which has this cured relief pattern are provided.

<ポジ型感光性樹脂組成物>
本発明のポジ型感光性樹脂組成物を構成する各成分について、以下具体的に説明する。 (1)ヒドロキシポリアミド
本発明のポジ型感光性樹脂組成物のベースポリマーであるヒドロキシポリアミドは、下記一般式(1)のジヒドロキシジアミド単位m個を含むポリマーである。該ジヒドロキシジアミド単位は、X1 (NH2 2 (OH)2 の構造を有するビスアミノフェノールおよびY1 (COOH)2 の構造を有するジカルボン酸を縮合させた構造を有する。ここで、該ビスアミノフェノールの2組のアミノ基とヒドロキシ基はそれぞれ互いにオルト位にあるものである。触媒作用を有する化合物を添加しない場合には、該ヒドロキシポリアミドは通常約300〜400℃に加熱されることによって閉環して、耐熱性樹脂であるポリベンズオキサゾールに変化する。mは2〜1000の範囲が好ましく、3〜50の範囲がより好ましく、3〜20の範囲であることが最も好ましい。
<Positive photosensitive resin composition>
Each component constituting the positive photosensitive resin composition of the present invention will be specifically described below. (1) Hydroxypolyamide Hydroxypolyamide, which is the base polymer of the positive photosensitive resin composition of the present invention, is a polymer containing m dihydroxydiamide units of the following general formula (1). The dihydroxydiamide unit has a structure obtained by condensing a bisaminophenol having a X 1 (NH 2 ) 2 (OH) 2 structure and a dicarboxylic acid having a Y 1 (COOH) 2 structure. Here, the two amino groups and the hydroxy group of the bisaminophenol are each in the ortho position. When a compound having a catalytic action is not added, the hydroxypolyamide is usually heated to about 300 to 400 ° C. to cyclize and change to polybenzoxazole which is a heat resistant resin. m is preferably in the range of 2 to 1000, more preferably in the range of 3 to 50, and most preferably in the range of 3 to 20.

該ヒドロキシポリアミドには、必要に応じて、下記一般式(1)のジアミド単位n個を縮合させてもよい。該ジアミド単位は、X2 (NH2 2 の構造を有するジアミンおよびY2 (COOH)2 の構造を有するジカルボン酸を縮合させた構造を有する。nは0〜500の範囲が好ましく、0〜10の範囲がより好ましい。該ヒドロキシポリアミド中における該ジアミド単位の割合が高すぎると現像液として使用するアルカリ性水溶液への溶解性が低下するので、m/(m+n)の値は0.5超であることが好ましく、0.7以上であることがより好ましく、0.8以上であることが最も好ましい。

Figure 0004721845
If necessary, the hydroxypolyamide may be condensed with n diamide units of the following general formula (1). The diamide unit has a structure obtained by condensing a diamine having a X 2 (NH 2 ) 2 structure and a dicarboxylic acid having a Y 2 (COOH) 2 structure. n is preferably in the range of 0 to 500, and more preferably in the range of 0 to 10. If the ratio of the diamide units in the hydroxypolyamide is too high, the solubility in an alkaline aqueous solution used as a developer is lowered. Therefore, the value of m / (m + n) is preferably more than 0.5. It is more preferably 7 or more, and most preferably 0.8 or more.
Figure 0004721845

1 (NH2 2 (OH)2 の構造を有するビスアミノフェノールとしては、例えば、3,3’−ジヒドロキシベンジジン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、1,4−ジアミノ−2,5−ジヒドロキシベンゼン、1,3−ジアミノ−2,4−ジヒドロキシベンゼン、1,3−ジアミノ−4,6−ジヒドロキシベンゼンなどが挙げられる。これらのビスアミノフェノールは単独あるいは混合して使用してもよい。 Examples of the bisaminophenol having the structure of X 1 (NH 2 ) 2 (OH) 2 include 3,3′-dihydroxybenzidine, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, and 4,4 ′. -Diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxydiphenylsulfone, bis- (3-amino- 4-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis- (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis- (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis -(4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, bis- (4-amino-3-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis- ( -Amino-3-hydroxyphenyl) propane, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybenzophenone, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybenzophenone, 4,4'-diamino-3,3 '-Dihydroxydiphenyl ether, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenyl ether, 1,4-diamino-2,5-dihydroxybenzene, 1,3-diamino-2,4-dihydroxybenzene, 1,3- And diamino-4,6-dihydroxybenzene. These bisaminophenols may be used alone or in combination.

これらのビスアミノフェノールのうち特に好ましいものは、X1 が下記から選ばれる芳香族基の場合である。

Figure 0004721845
また、X2 (NH2 2 の構造を有するジアミンとしては、芳香族ジアミン、シリコンジアミンなどが挙げられる。 Particularly preferred among these bisaminophenols is when X 1 is an aromatic group selected from the following.
Figure 0004721845
As the diamine having a structure of X 2 (NH 2) 2, an aromatic diamine, such as silicon diamine.

このうち芳香族ジアミンとしては、例えば、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,4−トリレンジアミン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルケトン、4,4’−ジアミノジフェニルケトン、3,4’−ジアミノジフェニルケトン、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4−メチル−2,4−ビス(4−アミノフェニル)−1−ペンテン、4−メチル−2,4−ビス(4−アミノフェニル)−2−ペンテン、1,4−ビス(α,α−ジメチル−4−アミノベンジル)ベンゼン、イミノ−ジ−p−フェニレンジアミン、1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジアミノナフタレン、4−メチル−2,4−ビス(4−アミノフェニル)ペンタン、5(または6)−アミノ−1−(4−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、ビス(p−アミノフェニル)ホスフィンオキシド、4,4’−ジアミノアゾベンゼン、4,4’−ジアミノジフェニル尿素、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ベンゾフェノン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,4’−ビス[4−(α,α−ジメチル−4−アミノベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(α,α―ジメチル−4−アミノベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、フェニルインダンジアミン、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、o−トルイジンスルホン、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルフィド、1,4−(4−アミノフェノキシフェニル)ベンゼン、1,3−(4−アミノフェノキシフェニル)ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−ジ−(3−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノベンズアニリド等、およびこれら芳香族ジアミンの芳香核の水素原子が、塩素原子、フッ素原子、臭素原子、メチル基、メトキシ基、シアノ基、フェニル基からなる群より選ばれた少なくとも一種の基または原子によって置換された化合物が挙げられる。   Among these, examples of the aromatic diamine include m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 2,4-tolylenediamine, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, and 4,4′-diamino. Diphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,4'- Diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 3,3′-diaminodiphenyl ketone, 4,4′-diaminodiphenyl ketone, 3,4′-diaminodiphenyl ketone, 2,2′-bis (4-aminophenyl) ) Propane, 2,2'-bis (4-a Nophenyl) hexafluoropropane, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4-methyl-2 , 4-bis (4-aminophenyl) -1-pentene, 4-methyl-2,4-bis (4-aminophenyl) -2-pentene, 1,4-bis (α, α-dimethyl-4-amino) Benzyl) benzene, imino-di-p-phenylenediamine, 1,5-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, 4-methyl-2,4-bis (4-aminophenyl) pentane, 5 (or 6)- Amino-1- (4-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindane, bis (p-aminophenyl) phosphine oxide, 4,4′-diaminoazobenzene 4,4′-diaminodiphenylurea, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] benzophenone, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) diphenylsulfone, 4,4′- Bis [4- (α, α-dimethyl-4-aminobenzyl) phenoxy] benzophenone, 4,4′-bis [4- (α, α-dimethyl-4-aminobenzyl) phenoxy] diphenylsulfone, 4,4 ′ -Diaminobiphenyl, 4,4'-diaminobenzophenone, phenylindanediamine, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobipheny 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, o-toluidine sulfone, 2,2-bis (4-aminophenoxyphenyl) propane, bis (4-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (4- Aminophenoxyphenyl) sulfide, 1,4- (4-aminophenoxyphenyl) benzene, 1,3- (4-aminophenoxyphenyl) benzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 4,4′- Di- (3-aminophenoxy) diphenylsulfone, 4,4′-diaminobenzanilide and the like, and the hydrogen atom of the aromatic nucleus of these aromatic diamines are a chlorine atom, a fluorine atom, a bromine atom, a methyl group, a methoxy group, a cyano group And a compound substituted with at least one group or atom selected from the group consisting of a group and a phenyl group. It is.

また、基材との接着性を高めるためにシリコンジアミンを選択することができ、この例としては、ビス(4−アミノフェニル)ジメチルシラン、ビス(4−アミノフェニル)テトラメチルシロキサン、ビス(p−アミノフェニル)テトラメチルジシロキサン、ビス(γ−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,4−ビス(γ−アミノプロピルジメチルシリル)ベンゼン、ビス(4−アミノブチル)テトラメチルジシロキサン、ビス(γ−アミノプロピル)テトラフェニルジシロキサン等が挙げられる。   In addition, silicon diamine can be selected in order to improve the adhesion to the substrate. Examples of this include bis (4-aminophenyl) dimethylsilane, bis (4-aminophenyl) tetramethylsiloxane, and bis (p -Aminophenyl) tetramethyldisiloxane, bis (γ-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,4-bis (γ-aminopropyldimethylsilyl) benzene, bis (4-aminobutyl) tetramethyldisiloxane, bis ( γ-aminopropyl) tetraphenyldisiloxane and the like.

また、Y1 (COOH)2 またはY2 (COOH)2 の構造を有する好ましいジカルボン酸としては、Y1 、およびY2 が下記から選ばれた芳香族基の場合が挙げられる。

Figure 0004721845
(式中、Aは−CH2 −、−O−、−S−、−SO2 −、−CO−、−NHCO−、−C(CF3 2 −からなる群から選択される2価の基を意味する。)
前述の一般式(1)で示される繰り返し単位を有するヒドロキシポリアミドにおいて、その末端基を特定の有機基で封止することも本発明の範囲に含まれる。 Moreover, as a preferable dicarboxylic acid having a structure of Y 1 (COOH) 2 or Y 2 (COOH) 2 , a case where Y 1 and Y 2 are aromatic groups selected from the following can be mentioned.
Figure 0004721845
Wherein A is a divalent group selected from the group consisting of —CH 2 —, —O—, —S—, —SO 2 —, —CO—, —NHCO—, —C (CF 3 ) 2 —. Means a group.)
In the hydroxypolyamide having the repeating unit represented by the general formula (1), it is also within the scope of the present invention to seal the terminal group with a specific organic group.

このような封止基としては、例えば、特開平5−197153号公報に記載されているような不飽和結合を有する基が挙げられ、これらの基で封止した場合、加熱硬化後の塗膜の機械物性(特に伸度)や、硬化レリーフパターン形状が良好となることが期待される。このような封止基のうちの好適例としては、以下のものが挙げられる。

Figure 0004721845
Examples of such a sealing group include groups having an unsaturated bond as described in JP-A-5-197153. When these groups are sealed, the coating film after heat curing is used. It is expected that the mechanical properties (especially elongation) and the cured relief pattern shape will be good. The following are mentioned as a suitable example of such a sealing group.
Figure 0004721845

(2)感光性ジアゾキノン化合物
本発明で用いる感光性ジアゾキノン化合物は、1,2−ベンゾキノンジアジド構造あるいは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2,772,972号、第2,797,213号、第3,669,658号等により公知の物質である。好ましいものの例としては、例えば、下記のものが挙げられる。

Figure 0004721845
(式中、Qは水素原子または以下に示すナフトキノンジアジドスルホン酸エステル基であり、すべてのQが同時に水素原子であることはない。) (2) Photosensitive diazoquinone compound The photosensitive diazoquinone compound used in the present invention is a compound having a 1,2-benzoquinonediazide structure or a 1,2-naphthoquinonediazide structure. US Pat. No. 2,772,972, No. No. 2,797,213, No. 3,669,658 and the like. As an example of a preferable thing, the following are mentioned, for example.
Figure 0004721845
(In the formula, Q is a hydrogen atom or a naphthoquinone diazide sulfonate group shown below, and all Qs are not hydrogen atoms at the same time.)

Figure 0004721845
Figure 0004721845

これらの中で特に好ましいものとしては下記のものがある。

Figure 0004721845
感光性ジアゾキノン化合物のヒドロキシポリアミドへの配合量は、該ヒドロキシポリアミド100質量部に対し、1〜100質量部が好ましく、10〜30質量部がより好ましい。感光性ジアゾキノン化合物の配合量が1質量部以上だと樹脂のパターニング性が発現し、100質量部以内だと硬化後の膜の引張り伸び率、及び露光部の現像残さ(スカム)が良好になる。 Among these, the following are particularly preferable.
Figure 0004721845
1-100 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of this hydroxy polyamide, and, as for the compounding quantity to the hydroxy polyamide of a photosensitive diazoquinone compound, 10-30 mass parts is more preferable. When the blending amount of the photosensitive diazoquinone compound is 1 part by mass or more, the patterning property of the resin is exhibited, and when it is within 100 parts by mass, the tensile elongation rate of the cured film and the development residue (scum) of the exposed part are improved. .

(3)エステル化合物
本発明のポジ型感光性樹脂組成物においては、さらに一般式(2)、または一般式(4)で表わされる少なくとも1つのエステル化合物を含有させることが重要である。なお、以下において、C1〜C8の有機基とは炭素数が1〜8の有機基を意味し、C1〜C10の有機基とは炭素数が1〜10の有機基を意味するものとする。

Figure 0004721845
(式中、R1 は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルキルカルボニル基、アミド基、イミド基、若しくはエステル基の少なくとも1つで置換されていてもよい炭素数1〜8の一価の有機基、または水素原子を示す。R2 は、アルコキシル基、アルキルカルボニルオキシ基、水酸基、アミド基、アミノ基、またはイミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい炭素数1〜10の一価の有機基を示す。R3 は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルコキシル基、アミノ基、またはイミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい、炭素数3〜8の二価の有機基を示す。R4 は、ハロゲン原子、または水酸基で置換されていてもよい炭素数6〜10の一価の有機基を示す。Aは以下から選ばれる二価の基を示す。)
Figure 0004721845
(3) Ester Compound In the positive photosensitive resin composition of the present invention, it is important to further contain at least one ester compound represented by the general formula (2) or the general formula (4). In the following, the C1-C8 organic group means an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and the C1-C10 organic group means an organic group having 1 to 10 carbon atoms.
Figure 0004721845
(In the formula, R 1 is a monovalent monovalent carbon atom having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with at least one of a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkylcarbonyl group, an amide group, an imide group, or an ester group. R 2 represents an organic group or a hydrogen atom, and R 2 is an alkyl group, an alkylcarbonyloxy group, a hydroxyl group, an amide group, an amino group, or an imino group, which is optionally substituted with 1 to 10 carbon atoms. R 3 represents a divalent organic group having 3 to 8 carbon atoms which may be substituted with at least one of a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkoxyl group, an amino group, or an imino group. R 4 represents an organic group, R 4 represents a monovalent organic group having 6 to 10 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom or a hydroxyl group, and A represents a divalent group selected from the following.
Figure 0004721845

Figure 0004721845
(式中、R9 は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルコキシル基、アミノ基、またはイミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい二価の有機基を示す。Z1 、及びZ2 は、それぞれ独立に以下から選ばれる二価の基を示す。)
Figure 0004721845
Figure 0004721845
(In the formula, R 9 represents a divalent organic group which may be substituted with at least one of a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkoxyl group, an amino group, or an imino group. Z 1 and Z 2 represents a divalent group independently selected from the following:
Figure 0004721845

該エステル化合物は一般式(3)、または一般式(5)で表される少なくとも1つの化合物であることがより好ましく、さらに好ましくは一般式(3)で表される少なくとも1つの化合物である。

Figure 0004721845
(式中、R5 は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルキルカルボニル基、アミド基、イミド基、若しくはエステル基の少なくとも1つで置換されていてもよい炭素数1〜8の一価の有機基、または水素原子を示す。R6 は、アルコキシル基、アルキルカルボニルオキシ基、水酸基、アミド基、アミノ基、またはイミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい炭素数1〜10の一価の有機基を示す。R7 は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルコキシル基、アミノ基、またはイミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい、炭素数3〜8の二価の有機基を示す。R8 は、ハロゲン原子、または水酸基で置換されていてもよい炭素数6〜10の一価の有機基を示す。) The ester compound is more preferably at least one compound represented by general formula (3) or general formula (5), and more preferably at least one compound represented by general formula (3).
Figure 0004721845
(In the formula, R 5 is a monovalent monovalent alkyl having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with at least one of a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkylcarbonyl group, an amide group, an imide group, or an ester group. R 6 represents an organic group or a hydrogen atom, and R 6 is an alkyl group, an alkylcarbonyloxy group, a hydroxyl group, an amide group, an amino group, or an imino group. R 7 represents a divalent organic group having 3 to 8 carbon atoms, which may be substituted with at least one of a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkoxyl group, an amino group, or an imino group. R 8 represents an organic group, and R 8 represents a monovalent organic group having 6 to 10 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom or a hydroxyl group.

Figure 0004721845
(式中、R10はハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルコキシル基、アミノ基、またはイミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい二価の有機基を示す。)
Figure 0004721845
(Wherein R 10 represents a divalent organic group which may be substituted with at least one of a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkoxyl group, an amino group, or an imino group.)

上述の一般式(2)〜一般式(5)で表わされるエステル化合物を、前述のヒドロキシポリアミドと感光性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に加えると、熱硬化温度が例えば280℃以下と低温でも、PBOの閉環反応が充分進行し、優れた耐熱性と電気特性、機械特性などを有する最終硬化膜が得られる。しかも、一般式(2)〜一般式(5)で表わされるエステル化合物は添加することで組成物の安定性を損なうことがない。また、該エステル化合物は、より酸を発生させやすくする目的で、必要に応じて、アミンイミド化合物などの熱塩基発生剤とともに添加することも可能である。   When the ester compound represented by the general formula (2) to the general formula (5) is added to the positive photosensitive resin composition composed of the hydroxy polyamide and the photosensitive diazoquinone compound, the thermosetting temperature is, for example, 280. Even at a low temperature of ℃ or lower, the ring closure reaction of PBO proceeds sufficiently, and a final cured film having excellent heat resistance, electrical properties, mechanical properties and the like can be obtained. And the ester compound represented by General formula (2)-General formula (5) does not impair the stability of a composition by adding. In addition, the ester compound can be added together with a thermal base generator such as an amine imide compound for the purpose of facilitating the generation of acid.

該エステル化合物の例としては、酢酸エチル,酢酸メチル,酢酸t−ブチル、アセト酢酸t−ブチル、アクリル酸t−ブチル、クロロ酢酸アリル、クロロ酢酸n−ブチル、クロロ酢酸t−ブチル、クロロ酢酸エチル、クロロ酢酸メチル、クロロ酢酸ベンジル、クロロ酢酸イソプロピル、クロロ酢酸2−メトキシエチル、ジクロロ酢酸メチル、トリクロロ酢酸メチル、トリクロロ酢酸エチル、トリクロロ酢酸2−エトキシエチル、シアノ酢酸t−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、トリフルオロ酢酸エチル、トリフルオロ酢酸メチル、トリフルオロ酢酸フェニル、トリフルオロ酢酸ビニル、トリフルオロ酢酸イソプロピル、トリフルオロ酢酸アリル、安息香酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸t−ブチル、2−クロロ安息香酸メチル、2−クロロ安息香酸エチル、4−クロロ安息香酸エチル、2,5−ジクロロ安息香酸エチル、2,4−ジクロロ安息香酸メチル、パーフルオロ安息香酸エチル、パーフルオロ安息香酸メチル、ペンタクロロフェニルカルボン酸t−ブチル、ペンタフルオロプロピオン酸メチル、ペンタフルオロプロピオン酸エチル、クロトン酸t−ブチルなどのカルボン酸エステル類、フェノールフタレイン、チモールフタレインなどの環状カルボン酸エステル類、メタンスルホン酸エチル、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸2−メトキシエチル、メタンスルホン酸2−イソプロポキシエチル、p−トルエンスルホン酸フェニル、p−トルエンスルホン酸エチル、p−トルエンスルホン酸メチル、p−トルエンスルホン酸2−フェニルエチル、p−トルエンスルホン酸n−プロピル、p−トルエンスルホン酸n−ブチル、p−トルエンスルホン酸t−ブチル、p−トルエンスルホン酸n−ヘキシル、p−トルエンスルホン酸n−ヘプチル、p−トルエンスルホン酸n−オクチル、p−トルエンスルホン酸2−メトキシエチル、p−トルエンスルホン酸プロパルギル、p−トルエンスルホン酸3−ブチニル、トリフルオロメタンスルホン酸エチル、トリフルオロメタンスルホン酸n−ブチル、パーフルオロブタンスルホン酸エチル、パーフルオロブタンスルホン酸メチル、パーフルオロオクタンスルホン酸エチル等のスルホン酸エステル類、1,4−ブタンスルトン、2,4−ブタンスルトン、1,3−プロパンスルトン、フェノールレッド、ブロモフェノールブルー、ブロモクレゾールグリーン、ブロモクレゾールパープルなどの環状スルホン酸エステル類、2−スルホ安息香酸無水物、p−トルエンスルホン酸無水物、フタル酸無水物などが挙げられる。   Examples of the ester compound include ethyl acetate, methyl acetate, t-butyl acetate, t-butyl acetoacetate, t-butyl acrylate, allyl chloroacetate, n-butyl chloroacetate, t-butyl chloroacetate, and ethyl chloroacetate. , Methyl chloroacetate, benzyl chloroacetate, isopropyl chloroacetate, 2-methoxyethyl chloroacetate, methyl dichloroacetate, methyl trichloroacetate, ethyl trichloroacetate, 2-ethoxyethyl trichloroacetate, t-butyl cyanoacetate, t-butyl methacrylate , Ethyl trifluoroacetate, methyl trifluoroacetate, phenyl trifluoroacetate, vinyl trifluoroacetate, isopropyl trifluoroacetate, allyl trifluoroacetate, ethyl benzoate, methyl benzoate, t-butyl benzoate, 2-chlorobenzoic acid Methyl, 2-c Ethyl benzoate, ethyl 4-chlorobenzoate, ethyl 2,5-dichlorobenzoate, methyl 2,4-dichlorobenzoate, ethyl perfluorobenzoate, methyl perfluorobenzoate, t-butyl pentachlorophenylcarboxylate, Carboxylic acid esters such as methyl pentafluoropropionate, ethyl pentafluoropropionate and t-butyl crotonic acid, cyclic carboxylic acid esters such as phenolphthalein and thymolphthalein, ethyl methanesulfonate, methyl methanesulfonate, methane 2-methoxyethyl sulfonate, 2-isopropoxyethyl methanesulfonate, phenyl p-toluenesulfonate, ethyl p-toluenesulfonate, methyl p-toluenesulfonate, 2-phenylethyl p-toluenesulfonate, p-tolue N-propyl sulfonate, n-butyl p-toluenesulfonate, t-butyl p-toluenesulfonate, n-hexyl p-toluenesulfonate, n-heptyl p-toluenesulfonate, n-octyl p-toluenesulfonate , 2-methoxyethyl p-toluenesulfonate, propargyl p-toluenesulfonate, 3-butynyl p-toluenesulfonate, ethyl trifluoromethanesulfonate, n-butyl trifluoromethanesulfonate, ethyl perfluorobutanesulfonate, perfluoro Sulfonic esters such as methyl butane sulfonate and ethyl perfluorooctane sulfonate, 1,4-butane sultone, 2,4-butane sultone, 1,3-propane sultone, phenol red, bromophenol blue, bromocresol green, Examples thereof include cyclic sulfonic acid esters such as bromocresol purple, 2-sulfobenzoic acid anhydride, p-toluenesulfonic acid anhydride, and phthalic acid anhydride.

これらエステル化合物のうち好ましいものとしては、メタンスルホン酸エチル、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸2−メトキシエチル、メタンスルホン酸2−イソプロポキシエチル、p−トルエンスルホン酸フェニル、p−トルエンスルホン酸エチル、p−トルエンスルホン酸メチル、p−トルエンスルホン酸2−メトキシエチル、トリフルオロメタンスルホン酸エチル、トリフルオロメタンスルホン酸n−ブチル、パーフルオロブタンスルホン酸エチル、パーフルオロブタンスルホン酸メチル、パーフルオロオクタンスルホン酸エチル、1,4−ブタンスルトン、2,4−ブタンスルトン、2−スルホ安息香酸無水物、p−トルエンスルホン酸無水物などのスルホン酸エステル類が挙げられる。   Among these ester compounds, preferred are ethyl methanesulfonate, methyl methanesulfonate, 2-methoxyethyl methanesulfonate, 2-isopropoxyethyl methanesulfonate, phenyl p-toluenesulfonate, and ethyl p-toluenesulfonate. , Methyl p-toluenesulfonate, 2-methoxyethyl p-toluenesulfonate, ethyl trifluoromethanesulfonate, n-butyl trifluoromethanesulfonate, ethyl perfluorobutanesulfonate, methyl perfluorobutanesulfonate, perfluorooctanesulfone Examples include sulfonic acid esters such as ethyl acid, 1,4-butane sultone, 2,4-butane sultone, 2-sulfobenzoic acid anhydride, and p-toluenesulfonic acid anhydride.

さらに、スルホン酸エステル類のうち最も好ましいものとしては、メタンスルホン酸エチル、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸2−メトキシエチル、p−トルエンスルホン酸エチル、p−トルエンスルホン酸メチル、p−トルエンスルホン酸2−メトキシエチル、トリフルオロメタンスルホン酸エチル、トリフルオロメタンスルホン酸n−ブチル、2,4−ブタンスルトン、2−スルホ安息香酸無水物、p−トルエンスルホン酸無水物などが挙げられる。また、これらの化合物は単独で使用しても2つ以上混合して使用してもよい。
該エステル化合物の添加量としては、ヒドロキシポリアミド100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましく、0.5〜15質量部がより好ましい。添加量が0.1質量部以上だと低温での熱硬化時のPBOへの閉環反応を促進する効果があり、一方、添加量が30質量部以内であれば組成物の安定性が良好である。
Further, among the sulfonic acid esters, most preferred are ethyl methanesulfonate, methyl methanesulfonate, 2-methoxyethyl methanesulfonate, ethyl p-toluenesulfonate, methyl p-toluenesulfonate, p-toluenesulfone. Examples include acid 2-methoxyethyl, ethyl trifluoromethanesulfonate, n-butyl trifluoromethanesulfonate, 2,4-butane sultone, 2-sulfobenzoic anhydride, p-toluenesulfonic anhydride, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
The addition amount of the ester compound is preferably 0.1 to 30 parts by mass, and more preferably 0.5 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydroxy polyamide. When the addition amount is 0.1 parts by mass or more, there is an effect of promoting the ring-closing reaction to PBO at the time of thermosetting at low temperature. On the other hand, if the addition amount is within 30 parts by mass, the composition has good stability. is there.

(4)アクリレート系化合物
本発明のポジ型感光性樹脂組成物においては、アクリレート系化合物を含有させることが最終硬化膜の機械物性向上の点から好ましい。アクリレート系化合物とは、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリルアミド、及びメタクリルアミドからなる群から選択される化合物をいう。
該アクリレート化合物の例としては、新中村化学工業社製NK−エステルシリーズ;M−20G、M−40G、M−90G、M−230G、CB−1、SA、S、AMP−10G、AMP−20G、AMP−60G、AM−90G、A−SA、LA、1G、2G、3G、4G、9G、14G、23G、BG、HD、NPG、9PG、701、BPE−100、BPE−200、BPE−500、BPE―1300、A−200、A−400、A−600、A−HD、A−NPG、APG−200、APG−400、APG−700、A−BPE−4、701A、TMPT、A−TMPT、A−TMM−3、A−TMM−3L、及びA−TMMTなどが挙げられる。
(4) Acrylate-based compound In the positive photosensitive resin composition of the present invention, it is preferable to contain an acrylate-based compound from the viewpoint of improving the mechanical properties of the final cured film. An acrylate compound refers to a compound selected from the group consisting of acrylic acid ester, methacrylic acid ester, acrylamide, and methacrylamide.
Examples of the acrylate compound include NK-ester series manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd .; M-20G, M-40G, M-90G, M-230G, CB-1, SA, S, AMP-10G, AMP-20G AMP-60G, AM-90G, A-SA, LA, 1G, 2G, 3G, 4G, 9G, 14G, 23G, BG, HD, NPG, 9PG, 701, BPE-100, BPE-200, BPE-500 , BPE-1300, A-200, A-400, A-600, A-HD, A-NPG, APG-200, APG-400, APG-700, A-BPE-4, 701A, TMPT, A-TMPT , A-TMM-3, A-TMM-3L, A-TMMT, and the like.

また、共栄社化学製ライトエステルシリーズ;M、E、NB、IB、EH、ID、L、L−5、L−7、TD、L−8、S、MC、130MA、041MA、CH、THF、BZ、PO、IB−X、HO、HOP、HOA、HOP−A、HOB、A、HO−MS、HO−HH、HO−MPP、G、P−1M、P−2M、EG、2EG、1.4BG、1.6HX、1.9ND、TMP、G−101P、G−201P、BP−2EM、TB、IS、MTG、BO、CL、3EG、4EG、9EG、14EG、NP、M−3F、M−4F、M−6F、FM−108、1.3BG、及び1.10DCなどが挙げられる。
また、共栄社化学製ライトアクリレートシリーズ IAA、L−A、S−A、BO−A、EC−A、MTG−A、130A、DPM−A、PO−A、P−200A、NP−4EA、NP−8EA、THF−A、IB−XA、HOA、HOP−A、M−600A、HOA−MS、HOA−MPE、3EG−A、4EG−A、9EG−A、14EG−A、NP−A、1.6HX−A、1.9ND−A、DCP−A、BP−4EA、BP−4PA、TMP−A、TMP−6EO−3A、PE−3A、PE−4A、DPE−6A、BA−104、BA−134、及びG−201Pなどが挙げられる。
In addition, Kyoeisha Chemical Light Ester Series; M, E, NB, IB, EH, ID, L, L-5, L-7, TD, L-8, S, MC, 130MA, 041MA, CH, THF, BZ , PO, IB-X, HO, HOP, HOA, HOP-A, HOB, A, HO-MS, HO-HH, HO-MPP, G, P-1M, P-2M, EG, 2EG, 1.4BG 1.6HX, 1.9ND, TMP, G-101P, G-201P, BP-2EM, TB, IS, MTG, BO, CL, 3EG, 4EG, 9EG, 14EG, NP, M-3F, M-4F , M-6F, FM-108, 1.3BG, and 1.10DC.
In addition, Kyoeisha Chemical Light Acrylate Series IAA, LA, SA, BO-A, EC-A, MTG-A, 130A, DPM-A, PO-A, P-200A, NP-4EA, NP- 8EA, THF-A, IB-XA, HOA, HOP-A, M-600A, HOA-MS, HOA-MPE, 3EG-A, 4EG-A, 9EG-A, 14EG-A, NP-A, 1. 6HX-A, 1.9ND-A, DCP-A, BP-4EA, BP-4PA, TMP-A, TMP-6EO-3A, PE-3A, PE-4A, DPE-6A, BA-104, BA- 134, G-201P, and the like.

さらには、共栄社化学製エポキシエステルシリーズ;M−600A、40EM、70PA、200PA、80MFA、3002M、及び3002Aなどや、東亜合成社製アロニックスシリーズ;M−101、M−102、M−110、M−111、M−113、M−117、M−120、M−208、M−210、M−211、M−215、M−220、M−225、M−233、M−240、M−245、M−260、M−270、M−305、M−309、M−310、M−315、M−320、M−350、M−360、M−400、M−408、M−450、M−5300、M−5400、M−5600、及びM−5700など、または興人社製DMAEA、DMAPAA、DMAA、ACMO、NIPAM、及びDEAA等が挙げられる。
これらのアクリレート系化合物の中でも、熱重合性官能基を2つ以上有する化合物が特に好ましい。また、これらの化合物は単独で使用しても2つ以上混合して使用してもよい。
アクリレート系化合物のヒドロキシポリアミドへの配合量は、該ヒドロキシポリアミド100質量部に対し、1〜100質量部が好ましく、5〜30質量部がより好ましい。アクリレート系化合物の配合量が1質量部以上だと熱硬化後の膜の伸度を改善する効果があり、100質量部以内だと、組成物の安定性が良好である。
Furthermore, Kyoeisha Chemical Epoxy Ester Series; M-600A, 40EM, 70PA, 200PA, 80MFA, 3002M, 3002A, etc., Toa Gosei Co., Ltd. Aronix Series; M-101, M-102, M-110, M -111, M-113, M-117, M-120, M-208, M-210, M-211, M-215, M-220, M-225, M-233, M-240, M-245 M-260, M-270, M-305, M-309, M-310, M-315, M-320, M-350, M-360, M-400, M-408, M-450, M -5300, M-5400, M-5600, M-5700, etc., or DMAEA, DMAPAA, DMAA, ACMO, NIPAM, DEAA, etc. manufactured by Kojin Co., Ltd. It is.
Among these acrylate compounds, compounds having two or more thermopolymerizable functional groups are particularly preferable. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
1-100 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of this hydroxy polyamide, and, as for the compounding quantity to the hydroxy polyamide of an acrylate type compound, 5-30 mass parts is more preferable. When the blending amount of the acrylate compound is 1 part by mass or more, there is an effect of improving the elongation of the film after thermosetting, and when it is within 100 parts by mass, the stability of the composition is good.

(5)その他の成分
本発明のポジ型感光性樹脂組成物には、必要に応じて、従来感光性樹脂組成物の添加剤として用いられている染料、界面活性剤、安定剤、基板との密着性を高めるための接着助剤、架橋剤、溶剤等を添加することも可能である。
上記添加剤について更に具体的に述べると、染料としては、例えば、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、マラカイトグリーン等が挙げられる。また、界面活性剤としては、例えば、ポリプロピレングリコールまたはポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリグリコール類あるいはその誘導体からなる非イオン系界面活性剤、例えば、フロラード(商品名、住友3M社製)、メガファック(商品名、大日本インキ化学工業社製)あるいはスルフロン(商品名、旭硝子社製)等のフッ素系界面活性剤、例えば、KP341(商品名、信越化学工業社製)、DBE(商品名、チッソ社製)、グラノール(商品名、共栄社化学社製)等の有機シロキサン界面活性剤が挙げられる。また、接着助剤としては、例えば、アルキルイミダゾリン、酪酸、アルキル酸、ポリヒドロキシスチレン、ポリビニルメチルエーテル、t−ブチルノボラック、エポキシシラン、エポキシポリマー等、および各種シランカップリング剤が挙げられる。
(5) Other components In the positive photosensitive resin composition of the present invention, if necessary, a dye, a surfactant, a stabilizer, and a substrate, which are conventionally used as additives for photosensitive resin compositions, are used. It is also possible to add an adhesion assistant, a crosslinking agent, a solvent or the like for improving the adhesion.
The additives will be described more specifically. Examples of the dye include methyl violet, crystal violet, and malachite green. Examples of the surfactant include nonionic surfactants made of polyglycols such as polypropylene glycol or polyoxyethylene lauryl ether or derivatives thereof, such as Fluorard (trade name, manufactured by Sumitomo 3M), MegaFuck. (Trade name, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) or sulfuron (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), for example, KP341 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), DBE (trade name, Chisso) And organic siloxane surfactants such as Granol (trade name, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.). Examples of the adhesion assistant include alkyl imidazoline, butyric acid, alkyl acid, polyhydroxystyrene, polyvinyl methyl ether, t-butyl novolac, epoxy silane, epoxy polymer, and various silane coupling agents.

シランカップリング剤の具体的な好ましい例としては、例えば、N−フェニル−3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、2−(トリアルコキシシリルエチル)ピリジン、3−メタクリロキシプロピルトリアルコキシシラン、3−メタクリロキシプロピルジアルコキシアルキルシラン、3−グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、3−グリシドキシプロピルジアルコキシアルキルシラン、3−アミノプロピルトリアルコキシシランもしくは3−アミノプロピルジアルコキシアルキルシラン並びに酸無水物もしくは酸二無水物の反応物、3−アミノプロピルトリアルコキシシランまたは3−アミノプロピルジアルコキシアルキルシランのアミノ基をウレタン基またはウレア基に変換したものなどを挙げることができる。なお、この際のアルキル基としてはメチル基、エチル基、ブチル基などが、酸無水物としてはマレイン酸無水物、フタル酸無水物などが、酸二無水物としてはピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物などが、ウレタン基としてはt−ブトキシカルボニルアミノ基などが、ウレア基としてはフェニルアミノカルボニルアミノ基などが挙げられる。   Specific preferred examples of the silane coupling agent include, for example, N-phenyl-3-aminopropyltrialkoxysilane, 3-mercaptopropyltrialkoxysilane, 2- (trialkoxysilylethyl) pyridine, and 3-methacryloxypropyl. Trialkoxysilane, 3-methacryloxypropyl dialkoxyalkylsilane, 3-glycidoxypropyltrialkoxysilane, 3-glycidoxypropyl dialkoxyalkylsilane, 3-aminopropyltrialkoxysilane or 3-aminopropyl dialkoxyalkyl Silane and acid anhydride or acid dianhydride reactant, 3-aminopropyltrialkoxysilane or 3-aminopropyl dialkoxyalkylsilane amino group converted to urethane group or urea group And the like of. In this case, methyl group, ethyl group, butyl group, etc. as the alkyl group, maleic anhydride, phthalic anhydride, etc. as the acid anhydride, pyromellitic dianhydride as the acid dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 4,4′-oxydiphthalic dianhydride, etc., t-butoxycarbonylamino group as a urethane group, phenylamino as a urea group Examples thereof include a carbonylamino group.

架橋剤としては、1,1,2,2−テトラ(p−ヒドロキシフェニル)エタン、テトラグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、オルソセカンダリーブチルフェニルグリシジルエーテル、1,6−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールグリシジルエーテルなどのエポキシ化合物、アセチルアセトンアルミ(III)塩、アセチルアセトンチタン(IV)塩、アセチルアセトンクロム(III)塩、アセチルアセトンマグネシウム(II)塩、アセチルアセトンニッケル(II)塩、トリフルオロアセチルアセトンアルミ(III)塩、トリフルオロアセチルアセトンチタン(IV)塩、トリフルオロアセチルアセトンクロム(III)塩、トリフルオロアセチルアセトンマグネシウム(II)塩、トリフルオロアセチルアセトンニッケル(II)塩などの金属キレート剤、ニカラックMW−30MH、MW−100LH(商品名、三和ケミカル社製)、サイメル300、サイメル303(商品名、三井サイテック社製)などのアルキル化メラミン樹脂がある。   Examples of the crosslinking agent include 1,1,2,2-tetra (p-hydroxyphenyl) ethane, tetraglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, ortho-secondary butylphenyl glycidyl ether, 1,6-bis (2,3-epoxypropoxy ) Epoxy compounds such as naphthalene, diglycerol polyglycidyl ether, polyethylene glycol glycidyl ether, acetylacetone aluminum (III) salt, acetylacetone titanium (IV) salt, acetylacetone chromium (III) salt, acetylacetone magnesium (II) salt, acetylacetone magnesium (II) ) Salt, trifluoroacetylacetone aluminum (III) salt, trifluoroacetylacetone titanium (IV) salt, trifluoroacetylacetone chromium (III) salt, Metal chelating agents such as fluoroacetylacetone magnesium (II) salt and trifluoroacetylacetone nickel (II) salt, Nicalak MW-30MH, MW-100LH (trade name, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), Cymel 300, Cymel 303 (trade name, There are alkylated melamine resins such as Mitsui Cytec.

本発明においては、これらの成分を溶剤に溶解してワニス状にし、ポジ型感光性樹脂組成物として使用する。このような溶剤としては、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または混合して使用できる。これらの溶媒のうち、非アミド系溶媒がフォトレジストなどへの影響が少ない点から好ましく、具体的なより好ましい例としては、γ−ブチロラクトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソホロンなどを挙げることができる。   In the present invention, these components are dissolved in a solvent to form a varnish and used as a positive photosensitive resin composition. Examples of such a 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. , 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 or the like can be used alone or in combination. Of these solvents, non-amide solvents are preferable from the viewpoint of little influence on photoresists, and specific more preferable examples include γ-butyrolactone, cyclopentanone, cyclohexanone, and isophorone.

<硬化レリーフパターン、及び半導体装置の製造方法>
次に、本発明のポジ型感光性樹脂組成物を基板に塗布して硬化レリーフパターンを製造する方法について、以下具体的に説明する。
第一に、本発明のポジ型感光性樹脂組成物を、例えば、シリコンウエハー、セラミック基板、アルミ基板等の基板に、スピナーを用いた回転塗布やロールコーターにより塗布する。これをオーブンやホットプレートを用いて50〜140℃で乾燥して溶媒を除去する。
第二に、マスクを介して、コンタクトアライナーやステッパーを用いて化学線による露光を行うか、光線、電子線またはイオン線を直接照射する。
第三に、照射部を現像液で溶解除去し、引き続きリンス液によるリンスを行うことで所望のレリーフパターンを得る。現像方法としてはスプレー、パドル、ディップ、超音波等の方式が可能である。リンス液は蒸留水、脱イオン水等が使用できる。
<Curing relief pattern and method for manufacturing semiconductor device>
Next, a method for producing a cured relief pattern by applying the positive photosensitive resin composition of the present invention to a substrate will be specifically described below.
First, the positive photosensitive resin composition of the present invention is applied to a substrate such as a silicon wafer, a ceramic substrate, or an aluminum substrate by spin coating using a spinner or a roll coater. This is dried at 50 to 140 ° C. using an oven or a hot plate to remove the solvent.
Second, exposure with actinic radiation is performed through a mask using a contact aligner or a stepper, or light, electron beam, or ion beam is directly irradiated.
Third, the irradiated portion is dissolved and removed with a developer, and then rinsed with a rinse solution to obtain a desired relief pattern. As a developing method, methods such as spray, paddle, dip, and ultrasonic can be used. As the rinsing liquid, distilled water, deionized water, or the like can be used.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物により形成された感光性樹脂膜を現像するために用いられる現像液は、アルカリ可溶性ポリマーを溶解除去するものであり、アルカリ化合物を溶解したアルカリ性水溶液であることが必要である。現像液中に溶解されるアルカリ化合物は、無機アルカリ化合物、有機アルカリ化合物のいずれであってもよい。
該無機アルカリ化合物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素二ナトリウム、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ホウ酸リチウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、アンモニア等が挙げられる。
また、該有機アルカリ化合物としては、例えば、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、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキシド、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、n−プロピルアミン、ジ−n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、エタノールアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。
The developer used for developing the photosensitive resin film formed with the positive photosensitive resin composition of the present invention is an alkaline aqueous solution in which an alkali-soluble polymer is dissolved and removed, and an alkali compound is dissolved. is required. The alkali compound dissolved in the developer may be either an inorganic alkali compound or an organic alkali compound.
Examples of the inorganic alkali compound include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, diammonium hydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, lithium silicate, sodium silicate, potassium silicate. Lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium borate, sodium borate, potassium borate, ammonia and the like.
Examples of the organic alkali compound include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, trimethylhydroxyethylammonium hydroxide, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine, n-propylamine, diethylamine. -N-propylamine, isopropylamine, diisopropylamine, methyldiethylamine, dimethylethanolamine, ethanolamine, triethanolamine and the like.

さらに、必要に応じて、上記アルカリ性水溶液に、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール等の水溶性有機溶媒、界面活性剤、保存安定剤、樹脂の溶解抑止剤等を適量添加することができる。
最後に、得られたレリーフパターンを加熱処理して、ポリベンズオキサゾール構造を有する耐熱性硬化レリーフパターンを形成することができる。この加熱処理は、180℃以上の温度を5分間以上与えるものであり、ある一定温度を保っても良いし、連続的に昇温してもよい。好ましい加熱処理条件は最高温度が200℃以上で、200℃以上である時間が30分間以上のものである。
Furthermore, if necessary, an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, or ethylene glycol, a surfactant, a storage stabilizer, a resin dissolution inhibitor, or the like can be added to the alkaline aqueous solution.
Finally, the obtained relief pattern can be heat-treated to form a heat-resistant cured relief pattern having a polybenzoxazole structure. In this heat treatment, a temperature of 180 ° C. or higher is applied for 5 minutes or more, and a certain constant temperature may be maintained, or the temperature may be continuously increased. Preferred heat treatment conditions are such that the maximum temperature is 200 ° C. or higher and the time of 200 ° C. or higher is 30 minutes or longer.

具体的には、MRAM、有機半導体、銅配線を有するCMOS等の300℃以上の加熱ができない耐熱性に劣る半導体装置の製造に本発明の組成物を使用する場合は、加熱処理温度を180〜290℃にすることが好ましく、220〜250℃にすることがより好ましい。一方、300℃以上に加熱することに問題のない半導体装置の製造に使用する場合は、300〜350℃にすることがより好ましい。
上述の製造方法によって作成した硬化レリーフパターンは、表面保護膜、層間絶縁膜、再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、あるいはバンプ構造を有する装置の保護膜として、公知の半導体装置の製造方法と組み合わせることで、半導体装置を製造することができる。また、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。
Specifically, when the composition of the present invention is used for the production of a semiconductor device having inferior heat resistance, such as MRAM, organic semiconductor, and CMOS having copper wiring, which cannot be heated at 300 ° C. or higher, the heat treatment temperature is set to 180 to It is preferable to set it as 290 degreeC, and it is more preferable to set it as 220-250 degreeC. On the other hand, when used for the manufacture of a semiconductor device which does not have a problem in heating to 300 ° C. or higher, it is more preferably 300 to 350 ° C.
The cured relief pattern created by the above-described manufacturing method is used to manufacture a known semiconductor device as a surface protective film, an interlayer insulating film, a rewiring insulating film, a flip chip device protective film, or a protective film for a device having a bump structure. A semiconductor device can be manufactured by combining with the method. It is also useful as interlayer insulation for multilayer circuits, cover coats for flexible copper-clad plates, solder resist films, liquid crystal alignment films, and the like.

本発明を参考例、実施例に基づいて説明する。
<ヒドロキシポリアミドの合成>
〔参考例1〕
容量3lのセパラブルフラスコ中で、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−ヘキサフルオロプロパン173.1g(0.473モル)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)605.7g、ピリジン71.2g(0.9モル)を室温(25℃)で混合攪拌し、均一溶液とした。これに、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボニルクロリド132.80g(0.45モル)をジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)531.2gに溶解したものを滴下ロートより滴下した。この際、セパラブルフラスコは15〜20℃の水浴で冷却した。滴下に要した時間は60分、反応液温は最大で30℃であった。
The present invention will be described based on reference examples and examples.
<Synthesis of hydroxy polyamide>
[Reference Example 1]
In a 3 L separable flask, 173.1 g (0.473 mol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -hexafluoropropane, 605.7 g of N, N-dimethylacetamide (DMAc) 71.2 g (0.9 mol) of pyridine was mixed and stirred at room temperature (25 ° C.) to obtain a uniform solution. A solution prepared by dissolving 132.80 g (0.45 mol) of 4,4′-diphenyl ether dicarbonyl chloride in 531.2 g of diethylene glycol dimethyl ether (DMDG) was added dropwise thereto from a dropping funnel. At this time, the separable flask was cooled in a water bath at 15 to 20 ° C. The time required for the dropping was 60 minutes, and the temperature of the reaction solution was 30 ° C. at the maximum.

滴下終了から3時間後 反応液に1,2−シクロヘキシルジカルボン酸無水物6.9g(0.045mol)を添加し、室温で15時間撹拌放置し、ポリマー鎖の全アミン末端基の99%をカルボキシシクロヘキシルアミド基で封止した。この際の反応率は投入した1,2−シクロヘキシルジカルボン酸無水物の残量を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で追跡することにより容易に算出することができる。その後上記反応液を20lの水に高速攪拌下で滴下し重合体を分散析出させ、これを回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定した重量平均分子量30000(ポリスチレン換算)のヒドロキシポリアミドP−1を得た。
また、更にポリマーの精製が必要な場合は、以下の方法にて実施することが可能である。すなわち、上記で得られたポリマーをDMDGに再溶解した後、これを陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂にて処理し、それにより得られた溶液をイオン交換水中に投入後、析出したポリマーを濾別、水洗、真空乾燥することにより精製されたポリマーを得ることができる。
3 hours after the completion of dropping, 6.9 g (0.045 mol) of 1,2-cyclohexyldicarboxylic acid anhydride was added to the reaction solution, and the mixture was left to stir at room temperature for 15 hours, and 99% of all amine end groups of the polymer chain were carboxylated. Sealed with a cyclohexylamide group. The reaction rate at this time can be easily calculated by tracking the remaining amount of 1,2-cyclohexyldicarboxylic anhydride added by high performance liquid chromatography (HPLC). Thereafter, the reaction solution was dropped into 20 l of water under high-speed stirring to disperse and precipitate the polymer, and this was recovered, appropriately washed with water, dehydrated and then vacuum dried, and measured by gel permeation chromatography (GPC). Hydroxypolyamide P-1 having a weight average molecular weight of 30000 (polystyrene conversion) was obtained.
In addition, when further purification of the polymer is necessary, it can be carried out by the following method. That is, after redissolving the polymer obtained above in DMDG, this was treated with a cation exchange resin and an anion exchange resin, and the solution obtained thereby was poured into ion exchange water, and then the precipitated polymer was removed. A purified polymer can be obtained by filtration, washing with water, and vacuum drying.

〔参考例2〕
容量3lのセパラブルフラスコ中で、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−ヘキサフルオロプロパン173.1g(0.473mol)、ピリジン71.2g(0.9mol)、DMAc605.7gを室温(25℃)で混合攪拌し溶解させた。これに、別途DMDG30g中に5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物7.4g(0.045mol)を溶解させたものを、滴下ロートより滴下した。滴下に要した時間は7分、反応液温は最大で28℃であった。
滴下終了後、湯浴により50℃に加温し18時間撹拌したのち反応液のIRスペクトルの測定を行い1385cm-1および1772cm-1のイミド基の特性吸収が現れたことを確認した。さらにHPLCによる反応追跡により、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−ヘキサフルオロプロパンと5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物の生成物がすべてイミドになっていることを確認した。
次にこれを氷浴により0℃に冷却し、これに別途DMDG531.2g中に4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸ジクロライド132.8g(0.45mol)を溶解させたものを、滴下ロートより滴下した。滴下に要した時間は120分、反応液温は最大で12℃であった。滴下終了から3時間後 上記反応液を20lの水に高速攪拌下で滴下し重合体を分散析出させ、これを回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、ヒドロキシポリアミドP−2を得た。このようにして合成されたヒドロキシポリアミドのGPCによる重量平均分子量は、ポリスチレン換算で31000であった。
[Reference Example 2]
In a separable flask having a volume of 3 l, 173.1 g (0.473 mol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -hexafluoropropane, 71.2 g (0.9 mol) of pyridine, 605.7 g of DMAc Was dissolved by mixing and stirring at room temperature (25 ° C.). Separately, 7.4 g (0.045 mol) of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride in 30 g of DMDG was added dropwise from a dropping funnel. The time required for the dropwise addition was 7 minutes, and the maximum reaction solution temperature was 28 ° C.
After completion of the dropwise addition, the mixture was heated to 50 ° C. with a hot water bath and stirred for 18 hours, and then the IR spectrum of the reaction solution was measured to confirm that characteristic absorption of imide groups at 1385 cm −1 and 1772 cm −1 appeared. Further, by reaction tracking by HPLC, the products of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -hexafluoropropane and 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride are all imides. It was confirmed.
Next, this was cooled to 0 ° C. with an ice bath, and 132.8 g (0.45 mol) of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride dissolved separately in 531.2 g of DMDG was added dropwise from the dropping funnel. . The time required for the dropwise addition was 120 minutes, and the maximum reaction solution temperature was 12 ° C. 3 hours after the completion of dropping, the above reaction solution was dropped into 20 l of water under high-speed stirring to disperse and precipitate the polymer, and this was recovered, washed with water and dehydrated appropriately, followed by vacuum drying to obtain hydroxypolyamide P-2. It was. The weight average molecular weight of the thus synthesized hydroxypolyamide by GPC was 31000 in terms of polystyrene.

〔参考例3〕
容量3lのセパラブルフラスコ中で、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−ヘキサフルオロプロパン85.0g(0.23mol)、ピリジン35.6g(0.45mol)、DMAc297.4gを室温(25℃)で混合攪拌し溶解させた。これに、別途DMDG9g中に5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物2.3g(0.014mol)を溶解させたものを、滴下ロートより滴下した。滴下に要した時間は4分、反応液温は最大で28℃であった。
滴下終了後、湯浴により50℃に加温し18時間撹拌したのち反応液のIRスペクトルの測定を行い1385cm-1および1772cm-1のイミド基の特性吸収が現れたことを確認した。さらにHPLCによる反応追跡により、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−ヘキサフルオロプロパンと5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物の生成物がすべてイミドになっていることを確認した。
次にこれを氷浴により0℃に冷却し、これに別途DMDG180.5g中にイソフタル酸クロライド13.7g(0.068mol)、および4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸ジクロライド46.5g(0.158mol)を溶解させたものを、滴下ロートより滴下した。滴下に要した時間は150分、反応液温は最大で12℃であった。滴下終了から3時間後 上記反応液を20lの水に高速攪拌下で滴下し重合体を分散析出させ、これを回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、ヒドロキシポリアミドP−3を得た。このようにして合成されたヒドロキシポリアミドのGPCによる重量平均分子量は、ポリスチレン換算で32000であった。
[Reference Example 3]
In a 3 L separable flask, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -hexafluoropropane 85.0 g (0.23 mol), pyridine 35.6 g (0.45 mol), DMAc 297.4 g Was dissolved by mixing and stirring at room temperature (25 ° C.). Separately, 2.3 g (0.014 mol) of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride dissolved in 9 g of DMDG was dropped from the dropping funnel. The time required for the dropwise addition was 4 minutes, and the maximum reaction solution temperature was 28 ° C.
After completion of the dropwise addition, the mixture was heated to 50 ° C. with a hot water bath and stirred for 18 hours, and then the IR spectrum of the reaction solution was measured to confirm that characteristic absorption of imide groups at 1385 cm −1 and 1772 cm −1 appeared. Further, by reaction tracking by HPLC, the products of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -hexafluoropropane and 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride are all imides. It was confirmed.
Next, this was cooled to 0 ° C. with an ice bath, and separately, 13.7 g (0.068 mol) of isophthalic acid chloride and 46.5 g (0.158 mol) of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride in 180.5 g of DMDG. ) Was dissolved from the dropping funnel. The time required for the dropping was 150 minutes, and the maximum reaction solution temperature was 12 ° C. 3 hours after the completion of dropping, the above reaction solution was dropped into 20 l of water under high-speed stirring to disperse and precipitate the polymer, and this was recovered, washed with water and dehydrated appropriately, followed by vacuum drying to obtain hydroxypolyamide P-3. It was. The weight average molecular weight of the thus synthesized hydroxy polyamide by GPC was 32,000 in terms of polystyrene.

〔参考例4〕
容量3lのセパラブルフラスコ中で、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−ヘキサフルオロプロパン259.59g(0.708mol)、ピリジン35.6g(0.45mol)、DMAc908.55gを室温(25℃)で混合攪拌し溶解させた。ここに、別途γ−ブチロラクトン75.65g中にメチルシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物15.13g(0.09mol)を溶解させたものを、滴下ロートより滴下した。滴下に要した時間は10分、反応液温は最大で28℃であった。
滴下終了後、室温で3時間攪拌放置し、ポリマー鎖の全アミン末端基の99%をカルボキシメチルシクロヘキシルアミド基で封止した。この際の反応率は投入した、メチルシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物の残量を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で追跡することにより容易に算出することができる。その後上記反応液を氷浴により0℃に冷却し、これに別途γ−ブチロラクトン948.4g中にイソフタル酸クロライド13.47g(0.066mol)、および4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸ジクロライド176.21g(0.597mol)を溶解させたものを、滴下ロートより滴下した。滴下に要した時間は150分、反応液温は最大で12℃であった。滴下終了から3時間後、上記反応液を20lの水に高速攪拌下で滴下し重合体を分散析出させ、これを回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、ヒドロキシポリアミドP−4を得た。このようにして合成されたヒドロキシポリアミドのGPCによる重量平均分子量は、ポリスチレン換算で22595であった。
[Reference Example 4]
In a 3 l separable flask, 25.59 g (0.708 mol) 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -hexafluoropropane, 35.6 g (0.45 mol) pyridine, 908.55 g DMAc Was dissolved by mixing and stirring at room temperature (25 ° C.). A solution prepared by dissolving 15.13 g (0.09 mol) of methylcyclohexane-1,2-dicarboxylic anhydride in 75.65 g of γ-butyrolactone was added dropwise from a dropping funnel. The time required for the dropwise addition was 10 minutes, and the maximum reaction solution temperature was 28 ° C.
After completion of dropping, the mixture was allowed to stand for 3 hours at room temperature, and 99% of all amine end groups of the polymer chain were sealed with carboxymethylcyclohexylamide groups. The reaction rate at this time can be easily calculated by monitoring the remaining amount of methylcyclohexane-1,2-dicarboxylic anhydride added by high performance liquid chromatography (HPLC). Thereafter, the reaction solution was cooled to 0 ° C. with an ice bath, and 13.47 g (0.066 mol) of isophthalic acid chloride and 176.21 g of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride were separately added to 948.4 g of γ-butyrolactone. What dissolved (0.597 mol) was dripped from the dropping funnel. The time required for the dropping was 150 minutes, and the maximum reaction solution temperature was 12 ° C. Three hours after the completion of the dropwise addition, the above reaction solution was dropped into 20 l of water under high-speed stirring to disperse and precipitate the polymer, and this was recovered, washed with water and dehydrated appropriately, followed by vacuum drying to obtain hydroxypolyamide P-4. Obtained. The weight average molecular weight of the thus synthesized hydroxypolyamide by GPC was 22595 in terms of polystyrene.

〔参考例5〕
容量1lのセパラブルフラスコに2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−ヘキサフルオロプロパン109.9g(0.3mol)、テトラヒドロフラン(THF)330g、ピリジン47.5g(0.6mol)を入れ、これに室温下で5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物98.5g(0.6mol)を粉体のまま加えた。そのまま室温で3日間撹拌反応を行ったあと、HPLCにて反応を確認したところ、原料は全く検出されず、生成物が単一ピークとして純度99%で検出された。この反応液をそのまま1lのイオン交換水中に撹拌下で滴下し、析出物を濾別した後、これにTHF500mlを加え撹拌溶解し、この均一溶液を陽イオン交換樹脂:アンバーリスト15(オルガノ社製)100gが充填されたガラスカラムを通し残存するピリジンを除去した。次にこの溶液を3lのイオン交換水中に高速撹拌下で滴下することにより生成物を析出させ、これを濾別した後、真空乾燥した。
生成物がイミド化していることは、IRスペクトルで1394cm-1および1774cm-1のイミド基の特性吸収が現れ、1540cm-1および1650cm-1付近のアミド基の特性吸収が存在しないこと、およびNMRスペクトルでアミドおよびカルボン酸のプロトンのピークが存在しないことにより確認した。
[Reference Example 5]
In a 1 l separable flask, 109.9 g (0.3 mol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -hexafluoropropane, 330 g of tetrahydrofuran (THF), 47.5 g (0.6 mol) of pyridine. Into this, 98.5 g (0.6 mol) of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride was added in powder form at room temperature. After stirring for 3 days at room temperature, the reaction was confirmed by HPLC. As a result, no starting material was detected and the product was detected as a single peak with a purity of 99%. The reaction solution was added dropwise to 1 liter of ion-exchanged water with stirring, and the precipitate was separated by filtration. To this, 500 ml of THF was added and dissolved by stirring. This homogeneous solution was dissolved in cation exchange resin: Amberlyst 15 (manufactured by Organo). ) The remaining pyridine was removed through a glass column packed with 100 g. Next, this solution was dropped into 3 l of ion-exchanged water under high-speed stirring to precipitate a product, which was filtered off and then vacuum-dried.
The product is imidized, appear characteristic absorption of an imide group 1394Cm -1 and 1774 cm -1 in the IR spectrum, the absence of a characteristic absorption of amide groups in the vicinity of 1540 cm -1 and 1650 cm -1, and NMR The spectrum was confirmed by the absence of amide and carboxylic acid proton peaks.

次に、該生成物65.9g(0.1mol)、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロライドを53.7g(0.2mol)、アセトン560g加え、20℃で撹拌溶解した。これに、トリエチルアミン21.2g(0.21mol)をアセトン106.2gで希釈したものを、30分かけて一定速度で滴下した。この際、反応液は氷水浴などを用いて20〜30℃の範囲で温度制御した。
滴下終了後、更に30分間、20℃で撹拌放置した後、36重量%濃度の塩酸水溶液5.6gを一気に投入し、次いで反応液を氷水浴で冷却し、析出した固形分を吸引濾別した。この際得られた濾液を、0.5重量%濃度の塩酸水溶液5lに、その撹拌下で1時間かけて滴下し、目的物を析出させ、吸引濾別して回収した。得られたケーク状回収物を、再度イオン交換水5lに分散させ、撹拌、洗浄、濾別回収し、この水洗操作を3回繰り返した。最後に得られたケーク状物を、40℃で24時間真空乾燥し、感光性ジアゾキノン化合物Q−1を得た。
Next, 65.9 g (0.1 mol) of the product, 53.7 g (0.2 mol) of 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride and 560 g of acetone were added and dissolved by stirring at 20 ° C. A solution prepared by diluting 21.2 g (0.21 mol) of triethylamine with 106.2 g of acetone was added dropwise thereto at a constant rate over 30 minutes. At this time, the temperature of the reaction solution was controlled in the range of 20 to 30 ° C. using an ice water bath or the like.
After completion of the dropwise addition, the mixture was allowed to stir at 20 ° C. for an additional 30 minutes, and then 5.6 g of a 36 wt% hydrochloric acid aqueous solution was added at once. . The filtrate obtained at this time was added dropwise to 5 l of a 0.5% by weight aqueous hydrochloric acid solution over 1 hour with stirring to precipitate the desired product, which was collected by suction filtration. The obtained cake-like recovered material was again dispersed in 5 l of ion-exchanged water, stirred, washed, collected by filtration, and this water washing operation was repeated three times. Finally, the cake-like material obtained was vacuum-dried at 40 ° C. for 24 hours to obtain photosensitive diazoquinone compound Q-1.

〔参考例6〕
レゾルシノール102.4g(0.92mol)、ヘキサノール92.0g(0.92mol)をエタノール920ml中に溶解した。これを0℃に冷やし12N塩酸を148ml滴下、攪拌した。次にこの混合物を窒素雰囲気下70℃で10時間攪拌した。室温にしたのち濾過によって沈殿物を除去した。濾液を80℃の水で洗浄後乾燥し得られた固体をメタノール及びヘキサン、アセトン混合溶媒で再結晶を行った。その後真空乾燥を行い、レゾルシン環状4量体を収率50%で得た。
次に先に合成したレゾルシン環状4量体を76.9g(0.1mol)、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロライドを134.3g(0.5mol、ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化率62.5%相当)、テトラヒドロフラン1057gを加え、20℃で撹拌溶解した。これに、トリエチルアミン53.1g(0.525mol)をテトラヒドロフラン266gで希釈したものを、30分かけて一定速度で滴下した。この際、反応液は氷水浴を用いて20〜30℃の範囲で温度制御した。滴下終了後、更に30分間、20℃で撹拌放置した後、36重量%濃度の塩酸水溶液6.8gを一気に投入し、次いで反応液を氷水浴で冷却し、析出した固形分を吸引濾別した。
この際得られた濾液を、0.5重量%濃度の塩酸水溶液10lに、その撹拌下で1時間かけて滴下し、目的物を析出させ、吸引濾別して回収した。得られたケーク状回収物を、再度イオン交換水5lに分散させ、撹拌、洗浄、濾別回収し、この水洗操作を3回繰り返した。最後に得られたケーク状物を、40℃で24時間真空乾燥し、目的の感光性ジアゾキノン化合物Q−2を得た。
[Reference Example 6]
102.4 g (0.92 mol) of resorcinol and 92.0 g (0.92 mol) of hexanol were dissolved in 920 ml of ethanol. This was cooled to 0 ° C. and 148 ml of 12N hydrochloric acid was added dropwise and stirred. The mixture was then stirred at 70 ° C. for 10 hours under a nitrogen atmosphere. After reaching room temperature, the precipitate was removed by filtration. The solid obtained by washing the filtrate with water at 80 ° C. and drying was recrystallized with a mixed solvent of methanol, hexane and acetone. Thereafter, vacuum drying was performed to obtain a resorcin cyclic tetramer with a yield of 50%.
Next, 76.9 g (0.1 mol) of the resorcin cyclic tetramer synthesized earlier, 134.3 g (0.5 mol of naphthoquinone diazide sulfonic acid esterification rate of 62. 1-naphthoquinone diazide-4-sulfonyl chloride). 5%) and 1057 g of tetrahydrofuran were added and dissolved by stirring at 20 ° C. A solution prepared by diluting 53.1 g (0.525 mol) of triethylamine with 266 g of tetrahydrofuran was added dropwise thereto at a constant rate over 30 minutes. At this time, the temperature of the reaction solution was controlled in the range of 20 to 30 ° C. using an ice water bath. After completion of the dropwise addition, the mixture was left to stir at 20 ° C. for another 30 minutes, and then 6.8 g of a 36 wt% hydrochloric acid aqueous solution was added at once. The reaction solution was then cooled in an ice water bath, and the precipitated solid was filtered off with suction. .
The filtrate obtained at this time was added dropwise to 10 l of a 0.5% by weight aqueous hydrochloric acid solution over 1 hour with stirring to precipitate the desired product, which was collected by suction filtration. The obtained cake-like recovered material was again dispersed in 5 l of ion-exchanged water, stirred, washed, collected by filtration, and this water washing operation was repeated three times. Finally, the cake-like product obtained was vacuum-dried at 40 ° C. for 24 hours to obtain the desired photosensitive diazoquinone compound Q-2.

[実施例2、3、5、7、8、参考実施例1、4、6及び比較例1〜4]
<ポジ型感光性樹脂組成物の調製>
上記参考例1〜4にて得られたヒドロキシポリアミド(P−1〜4)100質量部、上記参考例5、6にて得られたQ−1またはQ−2の感光性ジアゾキノン化合物20質量部、下記式E−1〜E−8(全て東京化成工業社製)の構造を有するエステル化合物10質量部、D−1(和光純薬工業社製ポリリン酸)の脱水剤10質量部、A−1(新中村化学工業社製:NKエステル4G)のアクリレート系化合物を表1に記載の組み合わせでGBL170質量部に溶解した後、0.2μmのフィルターで濾過して、実施例2、3、5、7、8、参考実施例1、4、6、及び比較例1〜4のポジ型感光性樹脂組成物を調製した。

Figure 0004721845
[Examples 2, 3, 5, 7, 8, Reference Examples 1, 4, 6 and Comparative Examples 1-4]
<Preparation of positive photosensitive resin composition>
100 parts by mass of the hydroxy polyamide (P-1 to 4) obtained in Reference Examples 1 to 4 above, 20 parts by mass of the photosensitive diazoquinone compound of Q-1 or Q-2 obtained in Reference Examples 5 and 6 above. , 10 parts by mass of an ester compound having a structure of the following formulas E-1 to E-8 (all manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 10 parts by mass of a dehydrating agent for D-1 (polyphosphoric acid manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), A- 1 (manufactured by Shin Nakamura chemical Co., Ltd.: NK ester 4G) was dissolved acrylate compound of the GBL170 parts by combinations described in Table 1, was filtered through a 0.2μm filter, example 2, 3, 5 , 7, 8, Reference Examples 1 , 4 , 6 and Comparative Examples 1 to 4 were prepared as positive photosensitive resin compositions.
Figure 0004721845

<ポジ型感光性樹脂組成物の評価>
(1)オキサゾール化率評価
上記ポジ型感光性樹脂組成物を大日本スクリーン製造社製スピンコーター(Dspin636)にて、5インチシリコンウエハーにスピン塗布し、ホットプレートにて130℃、180秒間プリベークを行い、塗膜を形成した。縦型キュア炉(光陽リンドバーグ社製)にて、窒素雰囲気中、250℃あるいは350℃で1時間のキュア(加熱硬化処理)を施した。得られた硬化膜のIRスペクトルを顕微ATR法により測定し、1490cm-1のピークを基準として用いて各々のスペクトルの大きさを揃えた後、オキサゾール環の特性吸収である1050cm-1のピークの大きさを用いて、以下の式により350℃でのオキサゾール化率を100%とした時の250℃でのオキサゾール化率を算出し表2に示した。
オキサゾール化率(%)=(250℃加熱処理サンプルの1050cm-1のピークの高さ)÷(350℃加熱処理サンプルの1050cm-1のピークの高さ)×100
<Evaluation of positive photosensitive resin composition>
(1) Evaluation of Oxazolation Rate The positive photosensitive resin composition was spin-coated on a 5-inch silicon wafer with a spin coater (Dspin 636) manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd., and pre-baked at 130 ° C. for 180 seconds on a hot plate. And a coating film was formed. In a vertical curing furnace (manufactured by Koyo Lindberg), curing (heat curing treatment) was performed in a nitrogen atmosphere at 250 ° C. or 350 ° C. for 1 hour. The IR spectrum of the obtained cured film was measured by a microscopic ATR method, and after adjusting the size of each spectrum using the peak at 1490 cm −1 as a reference, the peak at 1050 cm −1 , which is the characteristic absorption of the oxazole ring, was measured. Using the size, the oxazolation rate at 250 ° C. when the oxazolation rate at 350 ° C. was taken as 100% was calculated according to the following formula and shown in Table 2.
Oxazole rate (%) = (250 ℃ heat treatment the peak height of the sample 1050cm -1) ÷ (350 ℃ heat treatment the peak height of 1050 cm -1 of sample) × 100

(2)機械特性評価
上記ポジ型感光性樹脂組成物を大日本スクリーン製造社製スピンコーター(Dspin636)にて、あらかじめスパッタによりアルミニウム膜を形成した5インチシリコンウエハーにスピン塗布し、ホットプレートにて130℃、180秒間プリベークを行い、膜厚11.0μmの塗膜を形成した。この塗膜を10mm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−501Fで露光した。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、1分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。縦型キュア炉(光陽リンドバーグ社製)にて、窒素雰囲気中、250℃で1時間のキュアを施した。この膜を3%フッ酸水溶液に浸し、短冊状のフィルムを剥がし、純水にて充分に洗浄、乾燥後、短冊状の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(加重=2kgf、引っ張り速度=40mm/分)、機械特性の評価として破断時の伸び率を測定し表2に示した。
(2) Evaluation of mechanical properties The positive photosensitive resin composition was spin-coated on a 5-inch silicon wafer on which an aluminum film was previously formed by sputtering with a spin coater (Dspin 636) manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Pre-baking was performed at 130 ° C. for 180 seconds to form a coating film having a thickness of 11.0 μm. This coating film was exposed with PLA-501F manufactured by Canon using a photomask having a 10 mm strip pattern. Next, the exposed portion was dissolved and removed by immersing in a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 1 minute, and then rinsed with pure water for 30 seconds. In a vertical curing furnace (manufactured by Koyo Lindberg), curing was performed at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. This film was immersed in a 3% hydrofluoric acid aqueous solution, the strip-shaped film was peeled off, thoroughly washed with pure water, and dried to obtain a strip-shaped test sample. This film was pulled with Tensilon (load = 2 kgf, pulling speed = 40 mm / min), and the elongation at break was measured as mechanical property evaluation and shown in Table 2.

(3)パターニング特性評価
上記ポジ型感光性樹脂組成物を大日本スクリーン製造社製スピンコーター(Dspin636)にて、5インチシリコンウエハーにスピン塗布し、ホットプレートにて130℃、180秒間プリベークを行い、膜厚10.7μmの塗膜を形成した。膜厚は大日本スクリーン製造社製膜厚測定装置(ラムダエース)にて測定した。
この塗膜に、テストパターン付きレチクルを通してi−線(365nm)の露光波長を有するニコン社製ステッパ(NSR2005i8A)を用いて露光量を段階的に変化させて露光した。これをクラリアントジャパン社製アルカリ現像液(AZ300MIFデベロッパー、2.38質量%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液)を用い、23℃の条件下で現像後膜厚が9.1μmとなるように現像時間を調整して現像を行い、ポジ型のレリーフパターンを形成した。ポジ型感光性樹脂組成物の現像時間及び感度を表3に示した。 なお、ポジ型感光性樹脂組成物の感度は、次のようにして評価した。
[感度(mJ/cm2 )]
上記現像時間において、塗膜の露光部を完全に溶解除去しうる最小露光量。
(3) Patterning characteristic evaluation The positive photosensitive resin composition is spin-coated on a 5-inch silicon wafer with a spin coater (Dspin 636) manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd., and pre-baked at 130 ° C. for 180 seconds on a hot plate. A film having a thickness of 10.7 μm was formed. The film thickness was measured with a film thickness measuring device (Lambda Ace) manufactured by Dainippon Screen Mfg.
This coating film was exposed through a reticle with a test pattern by using a Nikon stepper (NSR2005i8A) having an exposure wavelength of i-line (365 nm) while changing the exposure stepwise. Using an alkali developer (AZ300MIF developer, 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) manufactured by Clariant Japan, the development time was adjusted so that the film thickness after development was 9.1 μm at 23 ° C. Development was then performed to form a positive relief pattern. Table 3 shows the development time and sensitivity of the positive photosensitive resin composition. The sensitivity of the positive photosensitive resin composition was evaluated as follows.
[Sensitivity (mJ / cm 2 )]
The minimum exposure amount that can completely dissolve and remove the exposed portion of the coating film during the development time.

(4)安定性評価
上記ポジ型感光性樹脂組成物を室温にて1週間放置し、放置後の粘度の変化率を測定した。粘度の変化率を表3に示した。
表2から本発明のポジ型感光性樹脂組成物を用いることにより250℃での加熱硬化処理によってもPBO前駆体からPBOへの閉環反応が充分に進行していることがわかる。また、破断時の伸び率も高い値であった。
表3から、本発明のポジ型感光性樹脂組成物は現像時間、感度及び安定性を低下させていないことがわかる。これに対し、表2で250℃において充分に閉環反応が進行していた比較例3の組成物は感度及び安定性を大きく低下させていた。
(4) Stability evaluation The positive photosensitive resin composition was allowed to stand at room temperature for 1 week, and the rate of change in viscosity after being allowed to stand was measured. The change rate of the viscosity is shown in Table 3.
From Table 2, it can be seen that by using the positive photosensitive resin composition of the present invention, the ring-closure reaction from the PBO precursor to PBO proceeds sufficiently even by heat curing at 250 ° C. The elongation at break was also a high value.
From Table 3, it can be seen that the positive photosensitive resin composition of the present invention does not deteriorate the development time, sensitivity and stability. On the other hand, the composition of Comparative Example 3 in which the ring-closing reaction sufficiently progressed at 250 ° C. in Table 2 significantly reduced the sensitivity and stability.

Figure 0004721845
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本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、半導体装置の表面保護膜、層間絶縁膜、再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、及びバンプ構造を有する装置の保護膜、多層回路の層間絶縁膜、フレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、並びに液晶配向膜等として好適に利用できる。   The positive photosensitive resin composition of the present invention includes a surface protective film for a semiconductor device, an interlayer insulating film, a rewiring insulating film, a protective film for a flip chip device, a protective film for a device having a bump structure, and an interlayer of a multilayer circuit. It can be suitably used as an insulating film, a cover coat of a flexible copper-clad plate, a solder resist film, a liquid crystal alignment film, and the like.

Claims (4)

下記一般式(1)で表わされる繰り返し単位を有するヒドロキシポリアミド100質量部と、下記一般式(3)で表わされる少なくとも1つのエステル化合物又は下記一般式(5)で表される少なくとも1つの化合物0.1〜30質量部と、感光性ジアゾキノン化合物1〜100質量部を含むことを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。
Figure 0004721845
(式中、X1 は少なくとも2個以上の炭素原子を有する4価の有機基を示し、X2 、Y1 、およびY2 はそれぞれ独立に少なくとも2個以上の炭素原子を有する2価の有機基を示す。また、mは2〜1000の整数を示し、nは0〜500の整数を示し、m/(m+n)>0.5である。なお、X1 およびY1 を含むm個のジヒドロキシジアミド単位、並びにX2 およびY2 を含むn個のジアミド単位の配列順序は問わない。)
Figure 0004721845
(式中、R5 は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルキルカルボニル基、アミド基、イミド基、若しくはエステル基の少なくとも1つで置換されていてもよい炭素数1〜8の一価の有機基、または水素原子を示す。R6 は、アルコキシル基、アルキルカルボニルオキシ基、水酸基、アミド基、アミノ基、またはイミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい炭素数1〜10の一価の有機基を示す。R7 は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルコキシル基、アミノ基、またはイミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい、炭素数3〜8の二価の有機基を示す。R8 は、ハロゲン原子、または水酸基で置換されていてもよい炭素数6〜10の一価の有機基を示す。)
Figure 0004721845
(式中、R10は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルコキシル基、アミノ基、またはイミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい二価の有機基を示す。)
但し、R12C=N−O−SO2−R(式中、Rはアリール基、アルキル基、パーフル
オロアルキル基であり、R1はシアノ基であり、R2はメトキシフェニル基、フェニル基を示す。)で示される化合物、下記式C18で表される化合物、下記式C3で表される化合物、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、およびメタンスルホン酸2−イソプロピルエチルエステルは除く。
Figure 0004721845
Figure 0004721845
100 parts by mass of a hydroxypolyamide having a repeating unit represented by the following general formula (1), at least one ester compound represented by the following general formula (3 ) or at least one compound 0 represented by the following general formula (5) A positive photosensitive resin composition comprising 1 to 30 parts by mass and 1 to 100 parts by mass of a photosensitive diazoquinone compound.
Figure 0004721845
(Wherein X 1 represents a tetravalent organic group having at least 2 carbon atoms, and X 2 , Y 1 , and Y 2 each independently represents a divalent organic group having at least 2 carbon atoms. M represents an integer of 2 to 1000, n represents an integer of 0 to 500, and m / (m + n)> 0.5, where m including X 1 and Y 1 (The order of arrangement of the dihydroxydiamide unit and n diamide units including X 2 and Y 2 is not limited.)
Figure 0004721845
(In the formula, R 5 is a monovalent monovalent alkyl having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with at least one of a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkylcarbonyl group, an amide group, an imide group, or an ester group. R 6 represents an organic group or a hydrogen atom, and R 6 is an alkyl group, an alkylcarbonyloxy group, a hydroxyl group, an amide group, an amino group, or an imino group. R 7 represents a divalent organic group having 3 to 8 carbon atoms, which may be substituted with at least one of a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkoxyl group, an amino group, or an imino group. R 8 represents an organic group, and R 8 represents a monovalent organic group having 6 to 10 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom or a hydroxyl group.
Figure 0004721845
(In the formula, R 10 represents a divalent organic group which may be substituted with at least one of a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkoxyl group, an amino group, or an imino group.)
Provided that R 1 R 2 C═N—O—SO 2 —R (wherein R is an aryl group, alkyl group, perfluoroalkyl group, R 1 is a cyano group, R 2 is a methoxyphenyl group, A compound represented by the following formula C18, a compound represented by the following formula C3, 1,3-butane sultone, methanesulfonic acid methyl ester, methanesulfonic acid ethyl ester, methanesulfonic acid The phenyl ester and methanesulfonic acid 2-isopropylethyl ester are excluded.
Figure 0004721845
Figure 0004721845
ヒドロキシポリアミド100質量部に対し、さらにアクリレート系化合物1〜100質量部を含むことを特徴とする請求項1に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 Relative to 100 parts by weight of hydroxy polyamides, positive photosensitive resin composition of claim 1 which further comprises an acrylate-based compound to 100 parts by weight. (1)請求項1または2のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を層またはフィルムの形で基板上に形成し、(2)マスクを介して化学線で露光するか、光線、電子線またはイオン線を直接照射し、(3)露光部または照射部を溶出除去し、(4)得られたレリーフパターンを加熱処理することを特徴とする硬化レリーフパターンの製造方法。 (1) The positive photosensitive resin composition according to claim 1 or 2 is formed on a substrate in the form of a layer or a film, and (2) exposure with actinic radiation through a mask, A method for producing a cured relief pattern, comprising directly irradiating an electron beam or an ion beam, (3) eluting and removing an exposed portion or an irradiated portion, and (4) heat-treating the obtained relief pattern. 請求項に記載の硬化レリーフパターンの製造方法により得られる硬化レリーフパターン層を有してなることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device comprising a cured relief pattern layer obtained by the method for producing a cured relief pattern according to claim 3 .
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