JP4804329B2 - Positive photosensitive resin composition - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置の表面保護膜、層間絶縁膜として使用され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、及び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-type photosensitive resin composition used as a surface protective film and an interlayer insulating film of a semiconductor device, a method for producing a heat-resistant cured relief pattern using the positive-type photosensitive resin composition, and The present invention relates to a semiconductor device having a cured relief pattern.

半導体装置の表面保護膜、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。
A polyimide resin having excellent heat resistance, electrical characteristics, mechanical characteristics, and the like is used for a surface protective film and an interlayer insulating film of a semiconductor device. 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 to this, recently, various proposals have been made on heat-resistant photosensitive resin materials that can be developed with an alkaline aqueous solution, as with 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−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。
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. The method used as a composition has attracted attention in recent years (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.

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る。さらに熱により、オキサゾール環が生成し、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するようになるため、PBO前駆体組成物は、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、未だ改良すべき点も多い。   The PBO precursor composition described above can form a positive relief pattern by exposure and development with an alkaline aqueous solution. Further, heat generates an oxazole ring, and the cured PBO film has the same thermoset film characteristics as a polyimide film, so the PBO precursor composition is a promising alternative to organic solvent-developed polyimide precursors. It is attracting attention as a material. However, the PBO precursor composition obtained by the methods disclosed so far still has many points to be improved.

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、層間絶縁膜としての熱硬化温度の低下が求められ、特に300℃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、アルカリ性水溶液に対する現像性を出すために、組成物の樹脂成分として、アルカリ性水溶液にある程度の可溶性を持たせた低分子量体を使用する必要があり、該低分子量体を使用すると熱硬化後の物性(機械物性)が低下する場合があった。   For example, in recent years, semiconductor devices that are inferior in heat resistance compared to conventional products have been developed, and a decrease in the thermosetting temperature as a surface protective film and an interlayer insulating film is required, and in particular, thermosetting at 300 ° C. or less is required. There are many things. However, the conventional PBO precursor composition needs to use a low molecular weight substance having a certain degree of solubility in the alkaline aqueous solution as the resin component of the composition in order to exhibit developability with respect to the alkaline aqueous solution. When the molecular weight is used, the physical properties (mechanical properties) after thermosetting may be lowered.

この問題を解決する方法として、樹脂成分の末端部分に熱重合性官能基を導入する技術が提案されている(特許文献2参照)。しかしながら、末端部分に熱重合性官能基を導入しても、特に熱硬化温度が300℃以下領域での熱硬化後の物性が未だ不充分であった。また、架橋剤を添加して、ポリマーを架橋させることによって熱硬化後の物性を向上させる技術が提案されている(特許文献3参照)。しかしながら、架橋剤の反応性ゆえに、組
成物の安定性、リソグラフィー性能に不具合があるなど、問題がまだまだ多い。
As a method for solving this problem, a technique for introducing a thermopolymerizable functional group into a terminal portion of a resin component has been proposed (see Patent Document 2). However, even if a thermopolymerizable functional group is introduced into the terminal portion, the physical properties after thermosetting are still insufficient, particularly in the region where the thermosetting temperature is 300 ° C. or lower. Moreover, the technique which improves the physical property after thermosetting by adding a crosslinking agent and bridge | crosslinking a polymer is proposed (refer patent document 3). However, due to the reactivity of the crosslinking agent, there are still many problems such as defects in the stability of the composition and the lithography performance.

特開昭63−096162号公報JP 63-096162 A 特開平05−197153号公報JP 05-197153 A 特開2000−039714号公報JP 2000-039714 A

本発明は、ポジ型のリソグラフィー性能を損なうことがなく、低い熱処理温度条件でも機械物性に優れた硬化膜を得ることができ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、及び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 relates to a novel positive photosensitive resin composition capable of obtaining a cured film having excellent mechanical properties even under low heat treatment temperature conditions without impairing positive lithography performance, and a cured relief using the composition. It is an object of the present invention to provide a pattern manufacturing method and a semiconductor device having the cured relief pattern.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の構造を有するヒドロキシポリアミドにアクリレート系化合物を組み合わせることで、上記の課題を解決し得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、本発明は、(A)下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有し、末端部分が熱重合性官能基を有さない有機基であるヒドロキシポリアミド100質量部、(B)アクリレート系化合物1質量部〜100質量部、(C)感光性ジアゾキノン化合物1〜100質量部、を含有することを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物、である。
As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventor has obtained a positive photosensitive resin composition that can solve the above problems by combining an acrylate compound with a hydroxypolyamide having a specific structure. As a result, the inventors have found that the present invention can be obtained and have made the present invention.
That is, the present invention is (A) 100 parts by mass of hydroxypolyamide having a repeating unit represented by the following general formula (1) and having an end group having no thermopolymerizable functional group, (B) A positive photosensitive resin composition comprising 1 part by mass to 100 parts by mass of an acrylate compound and 1 to 100 parts by mass of (C) a photosensitive diazoquinone compound.

Figure 0004804329
(式中、X1は少なくとも6個以上の炭素原子を有する4価の芳香族基、X2は少なくとも2個以上の炭素原子を有する2価の有機基、Y1およびY2は少なくとも6個以上の炭素原子を有する2価の芳香族基、mは2〜1000の整数、nは0〜500の整数であって、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 0004804329
Wherein X 1 is a tetravalent aromatic group having at least 6 carbon atoms, X 2 is a divalent organic group having at least 2 carbon atoms, and Y 1 and Y 2 are at least 6 Divalent aromatic group having the above carbon atoms, m is an integer of 2 to 1000, n is an integer of 0 to 500, and m / (m + n) ≧ 0.5, where X 1 and Y (The order of arrangement of m dihydroxydiamide units including 1 and n diamide units including X 2 and Y 2 is not limited.)

また、本発明は、(1)上述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または除去し、(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。
さらに、本発明は、上述の硬化レリーフパターンを有してなる半導体装置である。
The present invention also includes (1) forming the above-mentioned positive photosensitive resin composition on a substrate in the form of a layer or a film, and (2) exposing with actinic radiation through a mask, A method for producing a cured relief pattern, which comprises directly irradiating an ion beam, (3) eluting or removing an exposed portion or an irradiated portion, and (4) heat-treating the obtained relief pattern.
Furthermore, the present invention is a semiconductor device having the above-described cured relief pattern.

本発明によれば、感度、解像度といったポジ型のリソグラフィー性能に優れるばかりでなく、低温熱処理後の硬化膜の機械物性が良好な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。   According to the present invention, a positive photosensitive resin composition having not only excellent positive lithography performance such as sensitivity and resolution but also good mechanical properties of a cured film after low-temperature heat treatment, and the positive photosensitive resin composition are provided. A method for producing a cured relief pattern used, and a semiconductor device having the 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。
(A)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)で表される繰り返し単位を有し、Y1(COOH)2の構造を有するジカルボン酸およびX1(NH22(OH)2の構造を有するビスアミノフェノールを重縮合させて得ることができるヒドロキシジアミド単位m個を必須とする。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り、該ヒドロキシポリアミドを約250〜400℃で加熱す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.
(A) Hydroxypolyamide Hydroxypolyamide, which is the base polymer of the positive photosensitive resin composition of the present invention, has a repeating unit represented by the following general formula (1) and has a structure of Y 1 (COOH) 2. Essentially, there are m hydroxydiamide units which can be obtained by polycondensation of dicarboxylic acid and bisaminophenol having the structure of X1 (NH 2 ) 2 (OH) 2 . Here, the two amino groups and the hydroxy group of the bisaminophenol are each in the ortho position, and the hydroxypolyamide is closed by heating at about 250 to 400 ° C., and is a heat resistant resin. Changes to polybenzoxazole. 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.

Figure 0004804329
Figure 0004804329

該ヒドロキシポリアミドには、必要に応じて、上記一般式(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(NH22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重縮合させて得ることができる。nは0〜500の範囲が好ましく、0〜10の範囲がより好ましい。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以上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。 If necessary, the hydroxypolyamide may be condensed with n diamide units of the above general formula (1). The diamide unit can be obtained by polycondensation of 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 unit in the hydroxy polyamide 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 0.5 or more, 0.7 More preferably, it is more preferably 0.8 or more.

1(NH22(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X1(NH22(OH)2の構造を有する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 0004804329
Of these bisaminophenols having the structure of X 1 (NH 2 ) 2 (OH) 2 , X 1 is preferably an aromatic group selected from the following.
Figure 0004804329

2(NH22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。
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。
Examples of the diamine having the structure of X 2 (NH 2 ) 2 include aromatic diamine and silicon diamine.
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-aminophenyl) hexa Fluoropropane, 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-aminobenzyl) 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′-diamino Phenylurea, 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'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-di Aminobiphenyl, o-toluidine sulfone, 2,2-bis (4-aminophenoxyphenyl) propane, bis (4-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (4-aminophenoxyphenyl) sulfide, 1,4- (4-amino) Phenoxyphenyl) benzene, 1,3- (4-aminophenoxyphenyl) benzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 4,4′-di- (3-aminophenoxy) diphenylsulfone, 4,4 At least one selected from the group consisting of a chlorine atom, a fluorine atom, a bromine atom, a methyl group, a methoxy group, a cyano group, and a phenyl group, wherein the hydrogen atom of the aromatic nucleus of these aromatic diamines, such as' -diaminobenzanilide, etc. And compounds substituted by groups or atoms.

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(4−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。   Further, silicon diamine can be selected in order to enhance the adhesion to the substrate. Examples of this include bis (4-aminophenyl) dimethylsilane, bis (4-aminophenyl) tetramethylsiloxane, and bis (4 -Aminophenyl) tetramethyldisiloxane, bis (γ-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,4-bis (γ-aminopropyldimethylsilyl) benzene, bis (4-aminobutyl) tetramethyldisiloxane, bis ( γ-aminopropyl) tetraphenyldisiloxane and the like.

1(COOH)2及びY2(COOH)2構造を有するジカルボン酸としては、Y1、Y2が下記から選ばれた芳香族基の場合が挙げられる。

Figure 0004804329
(式中、Aは、−CH2−、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−NHCO−、−C(CF32−からなる群から選択される2価の基を意味する。) Examples of the dicarboxylic acid having Y 1 (COOH) 2 and Y 2 (COOH) 2 structures include the case where Y 1 and Y 2 are aromatic groups selected from the following.
Figure 0004804329
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 of

また、Y1、又はY2成分としてテトラカルボン酸二無水物を、モノアルコール、モノアミン等で開環したジカルボン酸として使用することもできる。ここでモノアルコールの例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、t−ブタノール、ベンジルアルコール等が挙げられ、モノアミンの例としては、ブチルアミン、アニリン、等が挙げられる。テトラカルボン酸の例としては、以下のもの等が挙げられる。 Moreover, tetracarboxylic dianhydride can also be used as a dicarboxylic acid ring-opened with monoalcohol, monoamine or the like as Y 1 or Y 2 component. Examples of monoalcohol include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, t-butanol, and benzyl alcohol. Examples of monoamine include butylamine and aniline. The following etc. are mentioned as an example of tetracarboxylic acid.

Figure 0004804329
(式中、Bは、−CH2−、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−NHCO−、−C(CF32−からなる群から選択される2価の基を意味する。)
Figure 0004804329
(In the formula, B 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 of

また、ビスアミノフェノールに対してトリメリット酸クロリドを反応させて、テトラカルボン酸二無水物を生成し、上記と同様の方法で開環してジカルボン酸として使用するこ
ともできる。ここで得られるテトラカルボン酸二無水物としては以下のものが挙げられる。
Further, trimellitic acid chloride can be reacted with bisaminophenol to produce a tetracarboxylic dianhydride, which can be ring-opened in the same manner as described above and used as a dicarboxylic acid. Examples of the tetracarboxylic dianhydride obtained here include the following.

Figure 0004804329
(式中、X3は上述のビスアミノフェノールを表す。)
Figure 0004804329
(In the formula, X 3 represents the above-mentioned bisaminophenol.)

さらには、テトラカルボン酸二無水物とビスアミノフェノール(ジアミンを含んでいてもよい)を反応させることによって生成したヒドロキシポリアミドの有するカルボン酸残基を、モノアルコールまたはモノアミンにより、エステル化またはアミド化することもできる。
上記、ジカルボン酸とビスアミノフェノールの重縮合の方法としては、ジカルボン酸を塩化チオニルを使用して、ジ酸クロライドを生成したのちにビスアミノフェノールを作用させる方法、ジカルボン酸とビスアミノフェノールをジシクロヘキシルカルボジイミドにより重縮合させる方法等が挙げられる。ジシクロヘキシルカルボジイミドを使用する方法においては同時にヒドロキシベンズトリアゾールを作用させることもできる。
Furthermore, the carboxylic acid residue of the hydroxypolyamide produced by reacting tetracarboxylic dianhydride and bisaminophenol (which may contain a diamine) is esterified or amidated with a monoalcohol or monoamine. You can also
The above-mentioned polycondensation method of dicarboxylic acid and bisaminophenol is a method of using dicarboxylic acid and thionyl chloride to produce diacid chloride and then reacting with bisaminophenol, and dicarboxylic acid and bisaminophenol to dicyclohexyl. Examples thereof include a method of polycondensation with carbodiimide. In the method using dicyclohexylcarbodiimide, hydroxybenztriazole can be allowed to act simultaneously.

前記一般式(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、その末端部分は熱重合性官能基を有さない有機基(以下、封止基という)とする。封止基として熱重合性官能基を有さない有機基を用いると、熱重合性官能基を有する有機基を封止基として用いた場合に比べて熱硬化後の物性が優れている。なお、ここで熱重合性官能基とは、例えば、メタクリル基、アクリル基、もしくはノルボルネン基等のエチレン性不飽和二重結合を含む官能基、または例えば、エチニル基もしくはプロパルギル基等のアセチレン性不飽和三重結合を含む官能基をいうものとする。
ヒドロキシポリアミドの重縮合において、ジカルボン酸成分をビスアミノフェノール成分とジアミン成分の和に比べて過剰に使用した場合には末端部分がカルボキシル基になるので、アミノ基、水酸基等を有する脂肪族飽和化合物または芳香族化合物を反応させて封止基とする。この場合の化合物の例としては、アニリン、シクロヘキシルアミン、ノルボルナンアミン、エタノールアミン、シクロヘキサノール等が挙げられる。
In the hydroxy polyamide having the repeating unit represented by the general formula (1), the terminal portion is an organic group having no thermopolymerizable functional group (hereinafter referred to as a sealing group). When an organic group having no thermopolymerizable functional group is used as the sealing group, the physical properties after thermosetting are superior compared to the case where an organic group having a thermopolymerizable functional group is used as the sealing group. Here, the thermally polymerizable functional group is, for example, a functional group containing an ethylenically unsaturated double bond such as a methacryl group, an acrylic group, or a norbornene group, or an acetylenic group such as an ethynyl group or a propargyl group. It shall mean a functional group containing a saturated triple bond.
In polycondensation of hydroxypolyamide, when the dicarboxylic acid component is used in excess compared to the sum of the bisaminophenol component and the diamine component, the terminal portion becomes a carboxyl group, so that the aliphatic saturated compound having an amino group, a hydroxyl group, etc. Alternatively, an aromatic compound is reacted to form a sealing group. Examples of the compound in this case include aniline, cyclohexylamine, norbornaneamine, ethanolamine, cyclohexanol and the like.

逆にビスアミノフェノール成分とジアミン成分の和をジカルボン酸成分に比べて過剰に使用した場合には末端部分がアミノ基になるので、酸無水物、カルボン酸、酸クロリド、イソシアネート基等を有する脂肪族飽和化合物または芳香族化合物を反応させて封止基とする。この場合の化合物の例としては、無水酢酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、4−メチルシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物、2,3−アントラセンジカルボン酸無水物、ノルボルナン−2,3−カルボン酸無水物、フタル酸無水物、1,8−ナフタレンジカルボン酸無水物、無水コハク酸、二炭酸ジt−ブチル、ベンゾイルクロリド、メタンスルホン酸クロリド、p−トルエンスルホン酸クロリド、フェニルイソシアネート等が挙げられる。   Conversely, if the sum of the bisaminophenol component and diamine component is used in excess compared to the dicarboxylic acid component, the terminal portion becomes an amino group, so that fatty acids having acid anhydrides, carboxylic acids, acid chlorides, isocyanate groups, etc. A group saturated compound or an aromatic compound is reacted to form a blocking group. Examples of compounds in this case include acetic anhydride, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid anhydride, 4-methylcyclohexane-1,2-dicarboxylic acid anhydride, 2,3-anthracene dicarboxylic acid anhydride, norbornane-2, 3-carboxylic anhydride, phthalic anhydride, 1,8-naphthalenedicarboxylic anhydride, succinic anhydride, di-t-butyl dicarbonate, benzoyl chloride, methanesulfonic acid chloride, p-toluenesulfonic acid chloride, phenyl isocyanate Etc.

封止基の中で好ましいものとしては、シクロヘキシルアミン、シクロヘキサノール、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、及び4−メチルシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物からなる群から選択された化合物とヒドロキシポリアミドの末端部分が
反応した構造を有する封止基が挙げられる。これらの中でも、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、または4−メチルシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物とヒドロキシポリアミドの末端部分が反応した構造を有する封止基が特に好ましい。
Preferred among the blocking groups are compounds selected from the group consisting of cyclohexylamine, cyclohexanol, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, and 4-methylcyclohexane-1,2-dicarboxylic anhydride. Examples thereof include a sealing group having a structure in which a terminal portion of hydroxypolyamide is reacted. Among these, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, or a sealing group having a structure in which 4-methylcyclohexane-1,2-dicarboxylic anhydride and a terminal portion of hydroxypolyamide are reacted is particularly preferable.

(B)アクリレート系化合物
本発明で用いる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。
好ましいものの具体例としては、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が挙げられる。
(B) Acrylate compound The acrylate compound used in the present invention refers to a compound selected from the group consisting of acrylic acid ester, methacrylic acid ester, acrylamide, and methacrylamide.
Specific examples of preferable ones 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, and A-TMMT are mentioned.

また、共栄社化学社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が挙げられる。   In addition, Kyoeisha Chemical Co., Ltd. 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, 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 1.10 DC.

また、共栄社化学社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が挙げられる。
また、共栄社化学社製エポキシエステルシリーズ:M−600A、40EM、70PA、200PA、80MFA、3002M、及び3002Aが挙げられる。
In addition, Kyoeisha Chemical Co., Ltd. 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 and G-201P are mentioned.
Moreover, the epoxy ester series by Kyoeisha Chemical Co., Ltd .: M-600A, 40EM, 70PA, 200PA, 80MFA, 3002M, and 3002A are mentioned.

また、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が挙げられる。
また、日本油脂社製ブレンマーシリーズ:BMA、IBMA、CHMA、EHMA−25、TBCHMA、LMA、SLMA、CMA、SMA、VMA、VMA−70、B−12、CHA、LA、SLA、CA、SA、VA、B−18A、g、GH、GH−LC、GS、GLM、GLM−R、GMR−H、GMR−R、GAM、GAM−R、G−FA−80、QA、E、PE−90、PE−200、PE−350、AE−90、AE−200、AE−400、P、PP−1000、PP−500、PP−800、AP−150、AP−400、AP−550、AP−800、50PEP−300、70PEP−350B、AEP、55PET−400、30PET−800、55PET−800、AET、30PPT−800、50PPT−800、70PPT−800、APT、10PPB−500B、10APB−500B、PME−100、PME−200、PME−350、PME−400、PME−550、PME−1000、PME−4000、AME−400,AEE−100,50POEP−800B,50AOEP−800B,PLE−200,ALE−200,ALE−800,PSE−200,PSE−400,PSE−1300,ASEP,PKEP,AKEP,ANE、ANE−1300、ANP−300、43ANEP−500、70ANEP−550、75ANEP−600、AAE−300、PDE−50、PDE−100、PDE−150、PDE−200、PDE−400、PDE−600、PDE−1000、ADE−200、ADE−400、PDP−400、ADP−200、ADP−400、PDT−650、ADT−250、PDET、50ADET−1800、PDPT、30ADPT−4000、30PDC−800B、80PDC−950B、20PDC−1300B、40PDC−1700B、30ADC−800B、PDBE−200、PDBE−250、PDBE−450、PDBE−1300、ADBE−200、ADBE−250、ADBE−450、PDBP、ADBP、PDBEP、ADBEP、及び43PDBPE−800Bが挙げられる。
さらに、興人社製:DMAEA、DMAPAA、DMAA、ACMO、NIPAM、及びDEAA等が挙げられる。
Aronix series manufactured by Toa Gosei Co., Ltd .: 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, and M-5700.
Moreover, Nippon Oil & Fat Co., Ltd. Blemmer series: BMA, IBMA, CHMA, EHMA-25, TBCHMA, LMA, SLMA, CMA, SMA, VMA, VMA-70, B-12, CHA, LA, SLA, CA, SA, VA, B-18A, g, GH, GH-LC, GS, GLM, GLM-R, GMR-H, GMR-R, GAM, GAM-R, G-FA-80, QA, E, PE-90, PE-200, PE-350, AE-90, AE-200, AE-400, P, PP-1000, PP-500, PP-800, AP-150, AP-400, AP-550, AP-800, 50 PEP-300, 70 PEP-350B, AEP, 55 PET-400, 30 PET-800, 55 PET-800, AET, 30 PPT-800, 50 PPT- 00, 70PPT-800, APT, 10PPB-500B, 10APB-500B, PME-100, PME-200, PME-350, PME-400, PME-550, PME-1000, PME-4000, AME-400, AEE- 100, 50POEP-800B, 50AOEP-800B, PLE-200, ALE-200, ALE-800, PSE-200, PSE-400, PSE-1300, ASEP, PKEP, AKEP, ANE, ANE-1300, ANP-300, 43ANEP-500, 70ANEP-550, 75ANEP-600, AAE-300, PDE-50, PDE-100, PDE-150, PDE-200, PDE-400, PDE-600, PDE-1000, ADE-200, ADE- 4 0, PDP-400, ADP-200, ADP-400, PDT-650, ADT-250, PDET, 50ADET-1800, PDPT, 30ADPT-4000, 30PDC-800B, 80PDC-950B, 20PDC-1300B, 40PDC-1700B, 30ADC-800B, PDBE-200, PDBE-250, PDBE-450, PDBE-1300, ADBE-200, ADBE-250, ADBE-450, PDBP, ADBP, PDBEP, ADBEP, and 43PDBPE-800B.
Furthermore, Koshinsha make: DMAEA, DMAPAA, DMAA, ACMO, NIPAM, DEAA, etc. are mentioned.

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質量部未満だと熱硬化後の膜の充分な伸度が得られず、逆に100質量部を越えると、組成物の安定性が悪くなる。
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. If the blending amount of the acrylate compound is less than 1 part by mass, sufficient elongation of the film after thermosetting cannot be obtained. Conversely, if it exceeds 100 parts by mass, the stability of the composition is deteriorated.

(C)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、米国特許第2,772,972号、第2,797,213号、第3,669,658号明細書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。
(C) 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.2 , 797,213, 3,669,658 and the like. As an example of a preferable thing, the following are mentioned, for example.

Figure 0004804329
(式中、Qは水素原子または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。)
Figure 0004804329
(In the formula, Q is a hydrogen atom or a naphthoquinone diazide sulfonate group, and all Qs are not hydrogen atoms at the same time.)

好ましいナフトキノンジアジドスルホン酸エステル基としては、下記のものが挙げられる。

Figure 0004804329
Preferred naphthoquinonediazide sulfonic acid ester groups include the following.
Figure 0004804329

これらの感光性ジアゾキノン化合物の中で特に好ましいものとしては下記のものが挙げられる。

Figure 0004804329
Among these photosensitive diazoquinone compounds, the following are particularly preferable.
Figure 0004804329

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質量部未満だと樹脂のパターニング性が不良であり、逆に100質量部を越えると硬化後の膜の引張り伸び率が著しく低下し、露光部の現像残さ(スカム)が著しく激しくなる。   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. If the blending amount of the photosensitive diazoquinone compound is less than 1 part by mass, the resin patterning property is poor. Conversely, if it exceeds 100 parts by mass, the tensile elongation of the cured film is remarkably lowered, and the development residue in the exposed part ( Scum) becomes extremely intense.

(D)その他の添加剤
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フェノール化合物、染料、界面活性剤、安定剤、及び/又は基板との密着性を高めるための接着助剤等を添加することも可能である。
該添加剤について更に具体的に述べると、フェノール化合物は、上記感光性ジアゾキノン化合物に使用しているバラスト剤、並びにパラクミルフェノール、ビスアミノフェノール、及びレゾルシノール等が挙げられる。該フェノール化合物の添加により、現像時のレリーフパターンの密着性を向上させ残渣の発生をおさえることができる。
フェノール化合物を加える場合の添加量は、ヒドロキシポリアミド100質量部に対し、0〜50質量部が好ましく、1〜30質量部がより好ましい。添加量が50質量部を越えると、熱硬化後の膜の耐熱性が低下する。
(D) Other additives For the positive photosensitive resin composition of the present invention, phenol compounds, dyes, surfactants, stabilizers that have been conventionally used as additives for photosensitive resin compositions, if necessary. It is also possible to add an adhesion aid or the like for improving the adhesion to the substrate.
More specifically, the additive includes a ballast agent used in the photosensitive diazoquinone compound, paracumylphenol, bisaminophenol, resorcinol, and the like. By adding the phenol compound, the adhesion of the relief pattern during development can be improved and the generation of residues can be suppressed.
The addition amount in the case of adding a phenol compound is preferably 0 to 50 parts by mass and more preferably 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydroxy polyamide. When the addition amount exceeds 50 parts by mass, the heat resistance of the film after thermosetting is lowered.

界面活性剤としては、ポリプロピレングリコール、もしく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、またはその誘導体からなる非イオン系界面活性剤が挙げられる。また、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)、またはスルフロン(商品名、旭硝子社製)等のフッ素系界面活性剤が挙げられる。さらに、KP341(商品名、信越化学工業社製)、DBE(商品名、チッソ社製)、またはグラノール(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。該界面活性剤の添加により、塗布時のウエハーエッジでの塗膜のハジキをより発生しにくくすることができる。
界面活性剤を加える場合の添加量は、ヒドロキシポリアミド100質量部に対し、0〜10質量部が好ましく、0.01〜1質量部がより好ましい。添加量が10質量部を越えると、熱硬化後の膜の耐熱性が低下する。
Examples of the surfactant include polypropylene glycol, polyglycols such as polyoxyethylene lauryl ether, and nonionic surfactants made of derivatives thereof. Further, fluorine-based surfactants such as Fluorard (trade name, manufactured by Sumitomo 3M), MegaFac (trade name, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), or Sulflon (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) can be used. Furthermore, organosiloxane surfactants such as KP341 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), DBE (trade name, manufactured by Chisso Corp.), or granol (trade name, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) can be mentioned. By adding the surfactant, it is possible to make it more difficult for the coating film to be repelled at the wafer edge during coating.
When the surfactant is added, the addition amount is preferably 0 to 10 parts by mass and more preferably 0.01 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the hydroxy polyamide. When the addition amount exceeds 10 parts by mass, the heat resistance of the film after thermosetting is lowered.

接着助剤としては、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、エポキシポリマー、およびエポキシシランなどの各種シランカップリング剤が挙げられる。
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または3−アミノプロピルジアルコキシアルキルシラン(あわせてアミノシランという。)、アミノシランと酸無水物または酸二無水物の反応物、及びアミノ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。
Examples of the adhesion aid include various silane coupling agents such as alkyl imidazoline, butyric acid, alkyl acid, polyhydroxystyrene, polyvinyl methyl ether, t-butyl novolac, epoxy polymer, and epoxy silane.
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 Examples thereof include silane (also referred to as aminosilane), a reaction product of aminosilane and acid anhydride or acid dianhydride, and aminosilane having an amino group converted to a urethane group or a urea group.

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。接着助剤の添加により、塗膜のウエハ−に対する密着力を向上させることができる。
接着助剤を加える場合の添加量は、ヒドロキシポリアミド100質量部に対し、0〜30質量部が好ましく、0.1〜10質量部がより好ましい。添加量が30質量部を越えると、熱硬化後の膜の耐熱性が低下する。
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. By adding an adhesion assistant, the adhesion of the coating film to the wafer can be improved.
The addition amount in the case of adding an adhesion assistant is preferably 0 to 30 parts by mass and more preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydroxy polyamide. When the addition amount exceeds 30 parts by mass, the heat resistance of the film after thermosetting is lowered.

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(以下、GBLともいう。)、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソホロン、N,N−ジメチルアセトアミド(以下、DMAcともいう。)、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(以下、DMDGともいう。)、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い。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。
溶媒の添加量は、ヒドロキシポリアミド100質量部に対し、50〜1000質量部が好ましい。溶媒の添加量は、上記の範囲内で塗布装置、及び塗布厚みに適した粘度に設定することが、硬化レリーフパターンの製造を容易にすることができるので好ましい。
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 (hereinafter also referred to as GBL), cyclopentanone, cyclohexanone, isophorone, N, N-dimethylacetamide (hereinafter also referred to as DMAc), and the like. Dimethyl sulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether (hereinafter also referred to as DMDG), 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 , It can be used individually or as a mixture of methyl 3-methoxy propionate or the like. Of these solvents, non-amide solvents are preferred because they have little influence on the photoresist. Specific preferred examples include γ-butyrolactone, cyclopentanone, cyclohexanone and isophorone.
The addition amount of the solvent is preferably 50 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydroxy polyamide. The addition amount of the solvent is preferably set to a viscosity suitable for the coating apparatus and the coating thickness within the above range, because the production of the cured relief pattern can be facilitated.

<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、又はダイコーター、もしくはロールコーター等の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、露光部、又は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 coater such as a die coater or a roll coater. To do. 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 exposed portion or the irradiated portion is dissolved and removed with a developing solution, followed by rinsing with a rinsing solution to obtain a desired relief pattern. As a developing method, methods such as spray, paddle, dip, and ultrasonic can be used. Distilled water, deionized water, etc. can be used for the rinse liquid.

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。
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.

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−ルアミン、エタノ−ルアミン、トリエタノ−ルアミン等が挙げられる。
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。
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.
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.

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。
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。
Finally, the obtained relief pattern can be heat-treated to form a heat-resistant cured relief pattern having a polybenzoxazole structure.
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5l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428.5g(1.170モル)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)1499.8g、ピリジン178.0g(2.25モル)を室温(25℃)で混合攪拌し、均一溶液とした。
これに、別途γ−ブチロラクトン(GBL)76g中に4−メチルシクロヘキシル−1,2−ジカルボン酸無水物15.1g(0.09mol)を溶解させたものを、滴下ロ−トより滴下した。滴下に要した時間は15分、反応液温は最大で30℃であった。
滴下終了後、室温で15時間撹拌放置し、HPLCにより投入した4−メチルシクロヘキシル−1,2−ジカルボン酸無水物が消費されたことを確認した。
[Reference Example 2]
In a separable flask having a volume of 5 l, 428.5 g (1.170 mol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -hexafluoropropane, 1499.8 g of N, N-dimethylacetamide (DMAc) , 178.0 g (2.25 mol) of pyridine were mixed and stirred at room temperature (25 ° C.) to obtain a uniform solution.
A solution prepared by dissolving 15.1 g (0.09 mol) of 4-methylcyclohexyl-1,2-dicarboxylic acid anhydride in 76 g of γ-butyrolactone (GBL) was added dropwise thereto. The time required for the dropping was 15 minutes, and the temperature of the reaction solution was 30 ° C. at the maximum.
After completion of the dropwise addition, the mixture was left stirring at room temperature for 15 hours, and it was confirmed that 4-methylcyclohexyl-1,2-dicarboxylic anhydride added by HPLC was consumed.

次にこれを氷浴により0℃に冷却し、これに別途GBL1373.7g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265.6g(0.9mol)とイソフタル酸ジクロライド45.7g(0.225mol)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600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24l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50000であった。   Next, this was cooled to 0 ° C. with an ice bath, and separately, 265.6 g (0.9 mol) of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride and 45.7 g (0.225 mol) of isophthalic acid dichloride in GBL1373.7 g. Was dissolved from a dropping funnel. The time required for the dropping was 600 minutes, and the maximum reaction solution temperature was 12 ° C. 3 hours after the completion of dropping, the above reaction solution was dropped into 24 liters of water under high-speed stirring to disperse and precipitate the polymer, and this was recovered, washed with water, dehydrated appropriately, and then vacuum dried to obtain hydroxypolyamide P-2. It was. The weight average molecular weight of the thus synthesized hydroxypolyamide by GPC was 50000 in terms of polystyrene.

〔参考例3〕
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 3]
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 imidization of the product indicates that there are characteristic absorptions of imide groups at 1394 cm −1 and 1774 cm −1 in the IR spectrum, and there is no characteristic absorption of amide groups near 1540 cm −1 and 1650 cm −1, and an NMR spectrum. This 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 another 30 minutes, and then 5.6 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 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 product obtained was vacuum-dried at 40 ° C. for 24 hours to obtain a photosensitive diazoquinone compound (Q-1).

〔参考例4〕
容量2lの三口フラスコ中でレゾルシノール102.4g(0.92mol)、ヘキサナール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。
[Reference Example 4]
Resorcinol (102.4 g, 0.92 mol) and hexanal (92.0 g, 0.92 mol) were dissolved in ethanol (920 ml) in a two-necked three-neck flask. 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%.

次に、容量2lのセパラブルフラスコ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。
Next, 76.9 g (0.1 mol) of the resorcin cyclic tetramer previously synthesized in a separable flask having a volume of 2 l and 134.3 g (0.5 mol, naphtho) of 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride were synthesized. Quinonediazide sulfonic acid esterification rate 62.5% equivalent) 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).

<ポジ型感光性樹脂組成物の調製>
上記参考例1、2にて得られたヒドロキシポリアミド(P−1またはP−2)100質量部、上記参考例3、4にて得られた感光性ジアゾキノン化合物(Q−1またはQ−2)20質量部、下記式C−1、C−2、C−3、C−4、もしくはC−5の構造を有するアクリレート系化合物、またはC−6の構造を有するエポキシ化合物(あわせて架橋剤という。)10質量部をGBL170質量部に溶解した後、0.2μmのフィルターで濾過して、表1に記載した実施例1〜6、及び比較例1〜2のポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
<Preparation of positive photosensitive resin composition>
100 parts by mass of the hydroxy polyamide (P-1 or P-2) obtained in Reference Examples 1 and 2 above, and the photosensitive diazoquinone compound (Q-1 or Q-2) obtained in Reference Examples 3 and 4 above. 20 parts by mass, an acrylate compound having a structure of the following formula C-1, C-2, C-3, C-4, or C-5, or an epoxy compound having a structure of C-6 (also referred to as a crosslinking agent) .) After dissolving 10 parts by mass in 170 parts by mass of GBL, the positive type photosensitive resin compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 described in Table 1 were filtered through a 0.2 μm filter. Prepared.

(C−1)NKエステル4G

Figure 0004804329
(C-1) NK ester 4G
Figure 0004804329

(C−2)NKエステル9G

Figure 0004804329
(C-2) NK ester 9G
Figure 0004804329

(C−3)アロニックスM315

Figure 0004804329
(C−4)ブレンマーPDT−650
Figure 0004804329
(C−5)ブレンマーPDBE−450
Figure 0004804329
(C-3) Aronix M315
Figure 0004804329
(C-4) Blemmer PDT-650
Figure 0004804329
(C-5) Blemmer PDBE-450
Figure 0004804329

(C−6)エポライト3002(共栄社化学社製)

Figure 0004804329
(C-6) Epolite 3002 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
Figure 0004804329

<ポジ型感光性樹脂組成物の評価>
(1)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10.0μm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AZエレクトロニックマテリアルズ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8μmとなるように現像時間を調整して現像し、純水にてリンスを行い、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感度、解像度を表2に示した。
なお、ポジ型感光性樹脂組成物の感度、解像度は、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。
[解像度(μm)]
上記露光量での最小解像パターン寸法。
<Evaluation of positive photosensitive resin composition>
(1) Evaluation of patterning characteristics 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 film thickness of 10.0 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 using a Nikon stepper (NSR2005i8A) having an exposure wavelength of i-line (365 nm) while changing the exposure amount stepwise. Using an alkali developer (AZ300MIF developer, 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) manufactured by AZ Electronic Materials, the development time was adjusted so that the film thickness after development was 8 μm at 23 ° C. Then, it was developed and rinsed with pure water to form a positive relief pattern. The sensitivity and resolution of the positive photosensitive resin composition are shown in Table 2.
The sensitivity and resolution of the positive photosensitive resin composition were 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.
[Resolution (μm)]
Minimum resolution pattern size at the above exposure.

(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120℃、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、キャノン社製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、300度で1時間のキュア(加熱硬化処理)を施し、耐熱性被膜であるポリベンズオキサゾール(PBO)膜とした。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。このテストサンプル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度を測定し表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. Prebaking was performed at 120 ° 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 Inc. 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 (heat curing treatment) was performed at 300 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a polybenzoxazole (PBO) film as a heat resistant coating. 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 test sample was pulled with Tensilon (weight = 2 kgf, pulling speed = 40 mm / min), and the elongation at break was measured and evaluated in mechanical properties as shown in Table 2.

(3)安定性評価
室温にて1週間放置後の粘度の変化率を測定し表2に示した。粘度の変化率が5%以内であれば安定性良好とした。
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、安定性が良好で、高感度、高解像度のレリーフパターンを形成することができるばかりでなく、さらに、300℃、1時間の硬化条件にて機械物性の良好な硬化膜が得られることがわかった。これに対し、本発明の要件を満たすアクリレート系化合物を含まない比較例1〜2の組成物は組成物の安定性が悪かったり、良好な機械特性が得られないことがわかった。
(3) Stability evaluation The rate of change in viscosity after standing at room temperature for 1 week was measured and shown in Table 2. If the rate of change in viscosity was within 5%, the stability was considered good.
From Table 2, by using the positive photosensitive resin composition of the present invention, not only can a relief pattern with good stability, high sensitivity and high resolution be formed, but also at 300 ° C. for 1 hour. It was found that a cured film having good mechanical properties can be obtained under the curing conditions described above. On the other hand, it turned out that the composition of Comparative Examples 1-2 which does not contain the acrylate type compound which satisfy | fills the requirements of this invention has the bad stability of a composition, or a favorable mechanical characteristic is not acquired.

Figure 0004804329
Figure 0004804329

Figure 0004804329
Figure 0004804329

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)

(A)下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有し、末端部分が熱重合性官能基を有さない有機基であるヒドロキシポリアミド100質量部、(B)アクリレート系化合物1〜100質量部、(C)感光性ジアゾキノン化合物1〜100質量部、を含有することを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。
Figure 0004804329
(式中、X1は少なくとも6個以上の炭素原子を有する4価の芳香族基、X2は少なくとも2個以上の炭素原子を有する2価の有機基、Y1およびY2は少なくとも6個以上の炭素原子を有する2価の芳香族基、mは2〜1000の整数、nは0〜500の整数であって、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。)
(A) 100 parts by mass of a hydroxypolyamide having an repeating unit represented by the following general formula (1), and a terminal part having no thermopolymerizable functional group, (B) acrylate-based compounds 1 to 100 A positive photosensitive resin composition containing 1 part by mass of (C) a photosensitive diazoquinone compound.
Figure 0004804329
Wherein X 1 is a tetravalent aromatic group having at least 6 carbon atoms, X 2 is a divalent organic group having at least 2 carbon atoms, and Y 1 and Y 2 are at least 6 Divalent aromatic group having the above carbon atoms, m is an integer of 2 to 1000, n is an integer of 0 to 500, and m / (m + n) ≧ 0.5, where X 1 and Y (The order of arrangement of m dihydroxydiamide units including 1 and n diamide units including X 2 and Y 2 is not limited.)
(A)のヒドロキシポリアミドの末端部分がシクロヘキシル基を有する有機基である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。   2. The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the terminal portion of the hydroxypolyamide (A) is an organic group having a cyclohexyl group. (1)請求項1または2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または除去し、(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) exposed with actinic radiation through a mask, or a light beam, an electron beam or A method for producing a cured relief pattern, comprising directly irradiating an ion beam, (3) eluting or removing an exposed portion or an irradiated portion, and (4) heat-treating the obtained relief pattern. 請求項3に記載の製造方法により得られる硬化レリーフパターンを有してなる半導体装置。   A semiconductor device having a cured relief pattern obtained by the manufacturing method according to claim 3.
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