JP4969333B2 - 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及び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、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 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 photosensitive resin composition, and the The present invention relates to a semiconductor device having a cured relief pattern.

従来から、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。
Conventionally, a polyimide resin having excellent heat resistance, electrical characteristics, mechanical characteristics, and the like has been 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 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、例えば、特許文献1などに開示されている。
このポジ型感光性樹脂組成物の現像メカニズムは、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 composition. The method to be used has attracted attention in recent years and is disclosed in, for example, Patent Document 1.
The development mechanism of this positive photosensitive resin composition is that the unexposed photosensitive diazoquinone compound is insoluble in an alkaline aqueous solution, but the photosensitive diazoquinone compound undergoes a chemical change when exposed to indenecarboxylic acid compound. This makes use of the fact that it becomes 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。
例えば、PBO前駆体組成物を実際に使用する場合、特に問題となるのは現像時における未露光部の膜減り量である。未露光部の膜減り量が大きいと、現像後のレリーフパターンの形状が著しく悪くなり、十分な性能が得られない。そのための対策として、ベース樹脂であるPBO前駆体の分子量を大きくすると、未露光部の膜減り量を小さくすることが出来る。しかし、この場合、本来完全に現像液で溶解除去できるはずの露光部に現像残渣(スカム)が発生し、解像度が悪くなるという欠点があった。また、露光部の現像時間が長くなってしまうという問題もあった。
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.
For example, when a PBO precursor composition is actually used, a particularly serious problem is the amount of film loss in the unexposed area during development. When the amount of film reduction in the unexposed area is large, the shape of the relief pattern after development is remarkably deteriorated and sufficient performance cannot be obtained. As a countermeasure for this, if the molecular weight of the PBO precursor, which is the base resin, is increased, the amount of film loss in the unexposed area can be reduced. However, in this case, there is a drawback that a development residue (scum) is generated in an exposed portion which should be completely dissolved and removed with a developer, and resolution is deteriorated. There is also a problem that the developing time of the exposed portion becomes long.

この問題に対して、PBO前駆体組成物に特定のフェノール化合物を加えることによって現像時における未露光部の膜減り量が抑えられることが特許文献2、特許文献3に報告されている。しかしながら後述の比較例にて示すようにその効果は不十分であり、特にPBO前駆体の分子量が高い場合に、現像残渣(スカム)を発生させることなく膜減り抑制効果を奏するものが求められていた。
また、この現像後のPBO前駆体からなるレリーフパターンを加熱処理することにより、耐熱性を有するPBO樹脂からなる硬化レリーフパターンへと変換するのであるが、加えるフェノール化合物によっては、この加熱処理の途中で未硬化のPBO前駆体が流動してしまい、レリーフパターン形状が大きく変化してしまうという問題があるものもあった。
In order to solve this problem, Patent Document 2 and Patent Document 3 report that by adding a specific phenol compound to the PBO precursor composition, the amount of film loss in an unexposed portion during development can be suppressed. However, as shown in a comparative example described later, the effect is insufficient, and in particular, when the molecular weight of the PBO precursor is high, there is a demand for an effect that suppresses film thickness reduction without generating a development residue (scum). It was.
In addition, the relief pattern composed of the PBO precursor after development is converted into a cured relief pattern composed of a heat-resistant PBO resin by heat treatment. Depending on the phenol compound to be added, In some cases, the uncured PBO precursor flows and the relief pattern shape changes greatly.

一方、未露光部の膜減り量の問題、およびスカムの発生という問題に対して、特定の構造の感光性ジアゾキノン化合物を用いることにより、解決する試みが特許文献4に報告されている。この技術はジアゾキノン部を結合させる骨格部に特定の構造を用いることで、感光性ジアゾキノン化合物がアルカリ性水溶液と接触する際に構造が変化し、感光性樹脂組成物全体の溶解性が向上するというものである。しかしながら、本発明者が検討した結果、この方法では、露光部に照射した光線量が少ない場合、露光部の該感光性ジアゾキノン化合物のうちインデンカルボン酸へと化学変化していない分子は、アルカリ性水溶液に対する溶解性が低く、現像残渣を発生させる。さらに未露光部ではアルカリ性水溶液と接触した該感光性ジアゾキノン化合物は溶解性が増大してしまい、該感光性ジアゾキノン化合物の本来の機能である、未露光部での溶解抑止能が減少してしまう。結果として露光部、未露光部での溶解速度の差が十分ではなくなることにより膜減り量は大きくなり、感光性樹脂組成物として満足できるものではなかった。   On the other hand, Patent Document 4 reports an attempt to solve the problem of film loss in unexposed areas and the problem of occurrence of scum by using a photosensitive diazoquinone compound having a specific structure. This technology uses a specific structure for the skeleton part to which the diazoquinone part is bonded, so that the structure changes when the photosensitive diazoquinone compound comes into contact with an alkaline aqueous solution, thereby improving the solubility of the entire photosensitive resin composition. It is. However, as a result of investigation by the present inventors, in this method, when the amount of light irradiated to the exposed portion is small, the molecule that is not chemically changed to indenecarboxylic acid in the photosensitive diazoquinone compound in the exposed portion is an alkaline aqueous solution. The solubility in is low, and a development residue is generated. Furthermore, in the unexposed area, the solubility of the photosensitive diazoquinone compound in contact with the alkaline aqueous solution increases, and the dissolution inhibiting ability in the unexposed area, which is the original function of the photosensitive diazoquinone compound, decreases. As a result, the difference in dissolution rate between the exposed part and the unexposed part is not sufficient, resulting in an increase in the amount of film loss, which is not satisfactory as a photosensitive resin composition.

特公昭63−096162号公報Japanese Examined Patent Publication No. 63-096162 特開平09−302221号公報JP 09-302221 A 特開2000−292913号公報JP 2000-292913 A 特開2001−133975号公報JP 2001-133975 A

本発明は、短い現像時間で使用しても感度、残渣除去性、及び接着性に優れた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 provides a novel positive photosensitive resin composition excellent in sensitivity, residue removal property and adhesiveness even when used in a short development time, a method for producing a cured relief pattern using the composition, and the curing An object is to provide a semiconductor device having a 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特定の構造を有するカルボニル基を有する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。   As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventor has combined a hydroxy polyamide having a specific structure with a compound having a carbonyl group having a specific structure to solve the above problem. The inventors have found that a photosensitive resin composition can be obtained, and have reached the present invention.

すなわち、本発明の第一は、下記の一般式(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質量部に対し、下記の一般式(2)、(3)、及び(4)で表される化合物群から選択される少なくとも1つのカルボニル基を有する化合物0.1〜30質量部と、感光性ジアゾキノン化合物1〜100質量部と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。
(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、X2,Y1およびY2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、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。)
That is, the first of the present invention is represented by the following general formulas (2), (3), and (4) with respect to 100 parts by mass of the hydroxy polyamide having a repeating unit represented by the following general formula (1). A positive photosensitive resin composition comprising 0.1-30 parts by mass of a compound having at least one carbonyl group selected from the group of compounds and 1-100 parts by mass of a photosensitive diazoquinone compound, It is.
(Wherein X 1 is a tetravalent organic group having at least 2 carbon atoms, X 2 , Y 1 and Y 2 are divalent organic groups having at least 2 carbon atoms, m is 2 to 2) An integer of 1000, n is an integer of 0 to 500, and m / (m + n)> 0.5, where m dihydroxydiamide units including X 1 and Y 1 , and X 2 and Y 2 are (The order of arrangement of the n diamide units contained is not limited.)

(式中、Lは炭素数1〜12の2価の有機基、Rはヒドロキシ基、または炭素原子数1〜9の有機基を示す。) (In the formula, L represents a divalent organic group having 1 to 12 carbon atoms, R represents a hydroxy group or an organic group having 1 to 9 carbon atoms.)

また、本発明のポジ型感光性樹脂組成物組成物においては、カルボニル基を有する化合物が、下記の一般式(3)、(4)、及び(5)で表される化合物群から選択される少なくとも1つの化合物であることが好ましい。
(式中、Lは炭素数1〜12の2価の有機基を表す。)
Moreover, in the positive photosensitive resin composition composition of this invention, the compound which has a carbonyl group is selected from the compound group represented by following General formula (3), (4), and (5). Preferably it is at least one compound.
(In the formula, L represents a divalent organic group having 1 to 12 carbon atoms.)

さらに、本発明のポジ型感光性樹脂組成物組成物においては、カルボニル基を有する化合物が以下に示される群から選択される少なくとも1つの化合物であることがより好ましい。
Furthermore, in the positive photosensitive resin composition of the present invention, the compound having a carbonyl group is more preferably at least one compound selected from the group shown below.

また本発明の第二は、(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。
さらに本発明の第三は、上述硬化レリーフパターンの製造方法で得られた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 above-mentioned positive photosensitive resin composition is formed on a substrate in the form of a layer or a film, and (2) it is exposed to actinic radiation through a mask, or light, electron A method for producing a cured relief pattern, comprising directly irradiating a line or an ion beam, (3) eluting or removing an exposed portion or an irradiated portion, and (4) heat-treating the obtained relief pattern.
The third aspect of the present invention is a semiconductor device having a cured relief pattern layer obtained by the above-described method for producing a cured relief pattern.

本発明によれば、感度、残渣除去性、及び接着性に優れた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 excellent in sensitivity, residue removal property, and adhesiveness, a method for producing a cured relief pattern using the positive photosensitive resin composition, and the cured relief pattern A semiconductor device is 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)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(NH22(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からなる。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300〜400℃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。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(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からなる。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。
<Positive photosensitive resin composition>
Each component constituting the positive photosensitive resin composition of the present invention will be specifically described below. (A) Hydroxypolyamide The 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 consists of a bisaminophenol having a structure of X 1 (NH 2 ) 2 (OH) 2 and a dicarboxylic acid having a structure of Y 1 (COOH) 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 300 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. If necessary, the hydroxypolyamide may be condensed with n diamide units of the following general formula (1). The diamide unit is composed of a diamine having a structure of X 2 (NH 2 ) 2 and a dicarboxylic acid having a structure of Y 2 (COOH) 2 . 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。
Particularly preferred among these bisaminophenols is when X 1 is an aromatic group selected from the following.

また、X2(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、
As the diamine having a structure of X 2 (NH 2) 2, an aromatic diamine, such as 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 Ruoropuropan, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene,

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、 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′-diaminodiphenylurea, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl,

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。 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (3-amino Phenoxy) 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′-diaminobiphenyl, o-toluidine sulfone, 2,2- (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 aromatic diamines thereof And a compound in which the hydrogen atom of the aromatic nucleus is substituted with at least one group or atom 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.

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.

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、Y2が下記から選ばれた芳香族基の場合が挙げられる。
(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。)
これらのうちジカルボン酸としては、例えば、4,4’−ジフェニルエ−テルジカルボン酸が挙げられ、該ジカルボン酸を塩素化した4,4’−ジフェニルエ−テルジカルボニルクロライドがポジ型感光性樹脂組成物に用いられる。
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.
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
Among these, examples of the dicarboxylic acid include 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid, and 4,4′-diphenyl ether dicarbonyl chloride obtained by chlorinating the dicarboxylic acid is a positive photosensitive resin. Used in the composition.

上記一般式(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。
このような封止基としては、例えば、特開平05−197153号公報に記載されているような不飽和結合を有する基、または、4−メチルシクロヘキシル−1,2−ジカルボン酸無水物が挙げられ、これらで封止した場合、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、下記の如き基が挙げられる。
In the hydroxypolyamide having the repeating unit represented by the general formula (1), it is also included in the scope of the present invention to seal the terminal group with a specific organic group.
Examples of such a blocking group include a group having an unsaturated bond as described in JP-A No. 05-197153, or 4-methylcyclohexyl-1,2-dicarboxylic anhydride. When sealed with these, it is expected that the mechanical properties (particularly elongation) of the coating film after heat curing and the cured relief pattern shape will be good. Preferred examples of such a sealing group include the following groups.

(B)カルボニル基を有する化合物
本発明のポジ型感光性樹脂組成物においては、さらに下記の一般式(2)、(3)及び(4)で表される化合物群から選択される少なくとも1つのカルボニル基を有する化合物を含有させることが重要である。
(式中、Lは炭素数1〜12の2価の有機基を表し、Rはヒドロキシ基、または炭素数1〜9の有機基を表す。)
(B) Compound having carbonyl group In the positive photosensitive resin composition of the present invention, at least one selected from the group of compounds represented by the following general formulas (2), (3) and (4) It is important to include a compound having a carbonyl group.
(In the formula, L represents a divalent organic group having 1 to 12 carbon atoms, and R represents a hydroxy group or an organic group having 1 to 9 carbon atoms.)

上記の一般式(2)、(3)及び(4)中のLは、炭素数が2〜12の2価の有機基であることが好ましく、炭素数が2〜7の2価の有機基であることがより好ましく、炭素数が6〜7の2価の有機基であることが最も好ましい。
該カルボニル基を有する化合物としては、コハク酸イミド、マレイミド、グルタルイミド、フタルイミド、1,8−ナフタルイミド、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボキシジイミド、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボキシジイミド等のイミド化合物、N−ヒドロキシコハク酸イミド、N−ヒドロキシフタルイミド、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸イミド等のN−ヒドロキシイミド化合物、ニンヒドリン、ヒドリンダンチン、アロキサンチン等のヒドロキシジケトン等が挙げられる。
L in the general formulas (2), (3) and (4) is preferably a divalent organic group having 2 to 12 carbon atoms, and a divalent organic group having 2 to 7 carbon atoms. It is more preferable that it is a divalent organic group having 6 to 7 carbon atoms.
Examples of the compound having a carbonyl group include succinimide, maleimide, glutarimide, phthalimide, 1,8-naphthalimide, 1,2,4,5-benzenetetracarboxydiimide, 1,4,5,8-naphthalenetetra. Imide compounds such as carboxydiimide, N-hydroxysuccinimides, N-hydroxyphthalimides, N-hydroxyimide compounds such as N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboxylic imides, ninhydrin, hydrin dantine, alloxanthin And the like.

中でも、該カルボニル基を有する化合物としては、下記の一般式(3)、(4)、及び(5)からなる群から選択される少なくとも1つで表される化合物であることがより好ましい。
(式中、Lは炭素数1〜12の2価の有機基を表す。)
Among these, the compound having the carbonyl group is more preferably a compound represented by at least one selected from the group consisting of the following general formulas (3), (4), and (5).
(In the formula, L represents a divalent organic group having 1 to 12 carbon atoms.)

さらに、該カルボニル基を有する化合物は、以下に示される群から選択される少なくとも1つの化合物であることが最も好ましい。
Further, the compound having the carbonyl group is most preferably at least one compound selected from the group shown below.

上述のカルボニル基を有する化合物を、前述のヒドロキシポリアミド及び後述の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、露光部における溶解速度が増し、感度が向上する。また、ベース樹脂であるPBO前駆体の分子量を小さくして感度を上げた場合に見られるような未露光部の膜減り量も非常に小さい(即ち、未露光部の溶解速度を大きく増加させない)。また、PBO前駆体の分子量を大きくして、未露光部の膜減り量を小さくした場合に発生する露光部の現像残渣(スカム)が該カルボニル基を有する化合物を加えた場合にはほとんど見られなくなり、解像度が大幅に改善される。
該カルボニル基を有する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、0.3〜15質量部がより好ましい。添加量が0.1質量部未満だと高感度化、高解像度化の効果が得られず、一方、添加量が30質量部を超えると現像時の膜減りが大きくなり実用性に欠ける。
When the above-mentioned compound having a carbonyl group is added to the positive photosensitive resin composition composed of the above-mentioned hydroxypolyamide and the photosensitive diazoquinone compound described later, the dissolution rate in the exposed area is increased and the sensitivity is improved. Further, the amount of film loss in the unexposed area as seen when the molecular weight of the PBO precursor as the base resin is reduced to increase the sensitivity is very small (that is, the dissolution rate of the unexposed area is not greatly increased). . In addition, when the molecular weight of the PBO precursor is increased to reduce the amount of film loss in the unexposed area, the development residue (scum) in the exposed area is almost seen when the compound having the carbonyl group is added. And resolution is greatly improved.
The addition amount of the compound having a carbonyl group is preferably 0.1 to 30 parts by mass and more preferably 0.3 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydroxy polyamide. If the addition amount is less than 0.1 parts by mass, the effects of high sensitivity and high resolution cannot be obtained. On the other hand, if the addition amount exceeds 30 parts by mass, the film loss during development increases and the practicality is lacking.

(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号明細書、第2,797,213号明細書、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。
(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。)
(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, and is described in U.S. Pat. No. 2,772,972. It is a known substance according to the specifications of 2,797,213 and 3,669,658. As an example of a preferable thing, the following are mentioned, for example.
(In the formula, Q is a hydrogen atom or a naphthoquinonediazide sulfonic acid ester group shown below, and all Qs are not hydrogen atoms at the same time.)

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。
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、露光部の現像残渣(スカム)が著しく激しくなる。
Among these, the following are particularly preferable.
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 patterning property of the resin is poor. On the contrary, if it exceeds 100 parts by mass, the tensile elongation of the cured film is remarkably lowered, and the development residue ( Scum) becomes extremely intense.

(D)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、基板との密着性を高めるための接着助剤、架橋剤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。
染料の添加量としては、ヒドロキシポリアミド100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましい。
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。
界面活性剤の添加量としては、ヒドロキシポリアミド100質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましい。
(D) Other components In the positive photosensitive resin composition of the present invention, if necessary, conventionally used as an additive of a photosensitive resin composition, a dye, a surfactant, and adhesion to a substrate. It is also possible to add an adhesion aid and a crosslinking agent for increasing the viscosity.
The additives will be described more specifically. Examples of the dye include methyl violet, crystal violet, and malachite green.
As addition amount of dye, 0.1-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of hydroxy polyamide.
Examples of the surfactant include non-ionic 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 ( Fluorosurfactants such as trade name, Dainippon Ink & Chemicals, Inc. or Sulflon (trade name, manufactured by Asahi Glass), such as KP341 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), DBE (trade name, manufactured by Chisso Corporation ) And granol (trade name, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and the like.
As addition amount of surfactant, 0.01-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of hydroxy polyamide.

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。
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。
接着助剤の添加量としては、ヒドロキシポリアミド100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましい。
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.
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.
The addition amount of the adhesion assistant is preferably 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydroxy polyamide.

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挙げられる。
架橋剤の添加量としては、ヒドロキシポリアミド100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましい。
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, And alkylated melamine resins such as Mitsui Cytec).
As addition amount of a crosslinking agent, 0.1-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of hydroxy polyamide.

(E)溶剤
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。
溶剤の添加量としては、ヒドロキシポリアミド100質量部に対して、50〜1000質量部が好ましい。
(E) Solvent In the present invention, these components are dissolved in a solvent to form a varnish, which is 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, isophorone and the like.
As addition amount of a solvent, 50-1000 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of hydroxy polyamide.

<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。
第一番目に、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。
第二番目に、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。
第三番目に、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。
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。
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300〜400℃の温度で5〜120分程度加熱処理して、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 at a temperature of 300 to 400 ° C. for about 5 to 120 minutes 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、比較例に基づいて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例などにより何ら限定されるものではない。 <ヒドロキシポリアミドの合成> 〔参考例1〕 容量2l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197.8g(0.54mol)、ピリジン75.9g(0.96mol)、N,N−ジメチルアセトアミド(以下、「DMAc」という。)692gを室温(25℃)で混合攪拌し溶解させた。これに、別途ジエチレングリコールジメチルエーテル(以下、「DMDG」という。)88g中に5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物19.7g(0.12mol)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40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。
The present invention will be described more specifically based on reference examples, examples, and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. <Synthesis of Hydroxy Polyamide> [Reference Example 1] In a separable flask having a volume of 2 l, 197.8 g (0.54 mol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -hexafluoropropane, 75 of pyridine 75 .9 g (0.96 mol) and 692 g of N, N-dimethylacetamide (hereinafter referred to as “DMAc”) were mixed and stirred at room temperature (25 ° C.) to dissolve. A solution obtained by dissolving 19.7 g (0.12 mol) of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride in 88 g of diethylene glycol dimethyl ether (hereinafter referred to as “DMDG”) separately was added dropwise to the dropping funnel. . The time required for the dropwise addition was 40 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.

次にこれを水浴により8℃に冷却し、これに別途DMDG398g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142.3g(0.48mol)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80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12l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−1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ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」ともいう。)による重量平均分子量は、ポリスチレン換算で14000であった。GPCの分析条件を以下に記す。
カラム:昭和電工社製、商標名;Shodex、KF−807/KF−806M/K F−806M/KF−802.5;直列
容離液:テトラヒドロフラン、40℃
流速 :1.0ml/分
検出器:昭和電工製、商標名;Shodex RI−101
Next, this was cooled to 8 ° C. with a water bath, and a solution obtained by dissolving 142.3 g (0.48 mol) of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride in 398 g of DMDG was added dropwise thereto from a dropping funnel. The time required for the dropping was 80 minutes, and the maximum reaction solution temperature was 12 ° C. Three hours after the completion of the dropping, the above reaction solution was dropped into 12 liters 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-1. Obtained. The weight average molecular weight of the hydroxypolyamide thus synthesized by gel permeation chromatography (hereinafter also referred to as “GPC”) was 14,000 in terms of polystyrene. The analysis conditions for GPC are described below.
Column: Showa Denko Co., Ltd., trade name: Shodex, KF-807 / KF-806M / K F-806M / KF-802.5; In-line Separation: Tetrahydrofuran, 40 ° C
Flow rate: 1.0 ml / min Detector: Showa Denko, trade name: Shodex RI-101

〔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(0.473モル)、DMAc605.7g、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−テルジカルボニルクロリド132.80g(0.45モル)をDMDG531.2g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。   [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, 605.7 g of DMAc, 71. 2 g (0.9 mol) 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 terdicarbonyl chloride in 531.2 g of 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4−メチルシクロヘキシル−1,2−ジカルボン酸無水物7.6g(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2−カルボキシ−4−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4−メチルシクロヘキシル−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、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−2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。
Three hours after the completion of the dropwise addition, 7.6 g (0.045 mol) of 4-methylcyclohexyl-1,2-dicarboxylic anhydride was added to the reaction solution, and the mixture was left to stir at room temperature for 15 hours. 99% of was sealed with 2-carboxy-4-methylcyclohexylamide group. The reaction rate at this time can be easily calculated by monitoring the remaining amount of 4-methylcyclohexyl-1,2-dicarboxylic anhydride added by high performance liquid chromatography (HPLC). Thereafter, the above reaction solution was dropped into 20 l of water under high-speed stirring to disperse and precipitate the polymer, and this was collected, washed with water, dehydrated, and then vacuum-dried. The weight average molecular weight measured by GPC method was 30000 (polystyrene conversion). ) Hydroxypolyamide P-2.
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.

<感光性ジアゾキノン化合物の合成>
〔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。
<Synthesis of photosensitive diazoquinone compound>
[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 product is imidized, it is not characteristic absorption of amide groups in the vicinity of 1540 cm -1 and 1650 cm -1 appear characteristic absorption of an imide group 1394Cm -1 and 1774 cm -1 in the IR spectrum is present, and 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 material obtained was vacuum-dried at 40 ° C. for 24 hours to obtain photosensitive diazoquinone compound Q-1.

〔参考例4〕
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。
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 4]
102.4 g (0.92 mol) of resorcinol and 92.0 g (0.92 mol) of hexanal 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.

<ポジ型感光性樹脂組成物の調製>
[実施例1〜4、比較例1、2]
上記参考例1、2で得られたヒドロキシポリアミド(P−1またはP−2)100質量部に対して、上記参考例3、4で得られた感光性ジアゾキノン化合物(Q−1またはQ−2)20質量部を加え、さらに下記式で表されるカルボニル基を有する化合物(E−1〜E−4(全て東京化成工業社製))、またはビスフェノールA(E−5)を表中に記載の量添加して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1〜4、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>
[Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 and 2]
The photosensitive diazoquinone compound (Q-1 or Q-2) obtained in Reference Examples 3 and 4 above with respect to 100 parts by mass of the hydroxypolyamide (P-1 or P-2) obtained in Reference Examples 1 and 2 above. ) Add 20 parts by mass, and further describe a compound having a carbonyl group represented by the following formula (E-1 to E-4 (all manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)) or bisphenol A (E-5) in the table. After adding the amount of GBL and dissolving in 170 parts by weight of GBL, it was filtered through a 0.2 μm filter to prepare positive photosensitive resin compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 described in Table 1. did.

<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東京エレクトロン社製スピンコーター(クリーントラックMark−8)にて、6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。
得られた塗膜に、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、感度、残渣除去性及び接着性を表2に示した。
<Evaluation of positive photosensitive resin composition>
(1) Evaluation of patterning characteristics The positive photosensitive resin composition was spin-coated on a 6-inch silicon wafer with a spin coater (clean track Mark-8) manufactured by Tokyo Electron, and prebaked at 120 ° C for 180 seconds on a hot plate. And a coating 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.
The obtained coating film was exposed with a stepper (NSR2005i8A) manufactured by Nikon Corporation having an exposure wavelength of i-line (365 nm) through a reticle with a test pattern while changing the exposure stepwise. This was developed using an alkali developer (AZ300MIF developer, 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) manufactured by AZ Electronic Materials, so that the film thickness after development was 9.1 μm at 23 ° C. Development was carried out by adjusting the time to form a positive relief pattern. Table 2 shows the development time, sensitivity, residue removability, and adhesiveness of the positive photosensitive resin composition.

なお、ポジ型感光性樹脂組成物の感度、残渣除去性、及び接着性は、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。
[残渣除去性]
解像したパターンから残渣が除去されている程度。現像後のレリーフパターンを光学顕微鏡で観察し、感度以上の露光量において、露光部に残渣が観察されなければ○、残渣が観察されれば×とした。
[接着性(μm)]
ウエハーに接着している最小パターン寸法。
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、高感度、高接着性のレリーフパターンを形成することができることが分かる。さらに、現像後の残渣の発生が観察されず、キュアによるレリーフパターン形状の変化もほとんどない。
これに対し、本発明の要件であるカルボニル基を有する化合物を含まない比較例1及び2の組成物は感度、接着性共に低く、現像後に残渣が発生した。
In addition, the sensitivity, residue removal property, and adhesiveness 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.
[Removability of residue]
The extent to which residues are removed from the resolved pattern. The relief pattern after development was observed with an optical microscope, and when no residue was observed in the exposed area at an exposure amount higher than sensitivity, it was marked as ◯.
[Adhesiveness (μm)]
The minimum pattern size that is bonded to the wafer.
From Table 2, it can be seen that a highly sensitive and highly adhesive relief pattern can be formed by using the positive photosensitive resin composition of the present invention. Furthermore, generation of residues after development is not observed, and there is almost no change in the relief pattern shape due to curing.
On the other hand, the compositions of Comparative Examples 1 and 2 that did not contain the compound having a carbonyl group, which is a requirement of the present invention, had low sensitivity and adhesiveness, and a residue was generated after development.

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 (5)

下記の一般式(1)で表される繰り返し単位を有するヒドロキシポリアミド100質量部に対し、下記の一般式(2)、(3)、及び(4)で表される化合物群から選択される少なくとも1つのカルボニル基を有する化合物0.1〜30質量部と、感光性ジアゾキノン化合物1〜100質量部とを含有することを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。
(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、X2、Y1およびY2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、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。)
(式中、Lは炭素数1〜12の2価の有機基を表し、Rはヒドロキシ基、または炭素原子数1〜9の有機基を表す。)
At least selected from the group of compounds represented by the following general formulas (2), (3), and (4) with respect to 100 parts by mass of the hydroxypolyamide having a repeating unit represented by the following general formula (1) A positive photosensitive resin composition comprising 0.1 to 30 parts by mass of a compound having one carbonyl group and 1 to 100 parts by mass of a photosensitive diazoquinone compound.
Wherein X 1 is a tetravalent organic group having at least 2 carbon atoms, X 2 , Y 1 and Y 2 are divalent organic groups having at least 2 carbon atoms, m is 2 to 2 An integer of 1000, n is an integer of 0 to 500, and m / (m + n)> 0.5, where m dihydroxydiamide units including X 1 and Y 1 , and X 2 and Y 2 are (The order of arrangement of the n diamide units contained is not limited.)
(In the formula, L represents a divalent organic group having 1 to 12 carbon atoms, and R represents a hydroxy group or an organic group having 1 to 9 carbon atoms.)
カルボニル基を有する化合物が、下記の一般式(3)、(4)、及び(5)で表される化合物群から選択される少なくとも1つの化合物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。
(式中、Lは炭素数1〜12の2価の有機基を表す。)
2. The compound according to claim 1, wherein the compound having a carbonyl group is at least one compound selected from the group of compounds represented by the following general formulas (3), (4), and (5): Positive photosensitive resin composition.
(In the formula, L represents a divalent organic group having 1 to 12 carbon atoms.)
一般式(1)中のX 1 が下記に示される化合物群から選択される少なくとも1つの芳香族基であることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物。

The positive photosensitive resin composition according to claim 1 , wherein X 1 in the general formula (1) is at least one aromatic group selected from the group of compounds shown below. object.

(1)請求項1〜3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 any one of claims 1 to 3 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4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 4.
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