JP5241142B2 - 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、及び層間絶縁膜として使用される耐熱性樹脂の前駆体となるポジ型感光性樹脂組成物、該ポジ型感光性樹脂組成物を用いた耐熱性を有する硬化レリーフパターンの製造方法、並びに該硬化レリーフパターンを有してなる半導体装置に関する。   The present invention provides a positive photosensitive resin composition that is a precursor of a heat resistant resin used as a surface protective film and an interlayer insulating film of a semiconductor device, and has heat resistance using the positive photosensitive resin composition. The present invention relates to a method for producing a cured relief pattern, and a semiconductor device having the cured relief pattern.

半導体装置の表面保護膜、及び層間絶縁膜には、優れた耐熱性、電気特性、及び機械特性などを併せ持つポリイミド樹脂が広く用いられている。このポリイミド樹脂は、現在は一般に感光性ポリイミド前駆体組成物の形で供されることが多い。半導体装置を製造する過程において、該前駆体組成物をシリコンウエハー等の基板に塗布し、活性光線によるパターニングを行い、現像し、熱イミド化処理等を施すことによって、該半導体装置の一部分となる表面保護膜、または層間絶縁膜等を容易に形成させることが出来る。従って、感光性ポリイミド前駆体組成物を使用した半導体装置の製造プロセスは、表面保護膜等を形成した後にリソグラフィー法によってパターニングする必要があった従来の非感光性ポリイミド前駆体組成物を使用した製造プロセスに比べて、大幅な工程短縮が可能となるという特徴を有している。   Polyimide resins having excellent heat resistance, electrical characteristics, mechanical characteristics, and the like are widely used for surface protection films and interlayer insulating films of semiconductor devices. This polyimide resin is currently often provided in the form of a photosensitive polyimide precursor composition. In the process of manufacturing a semiconductor device, the precursor composition is applied to a substrate such as a silicon wafer, patterned with actinic rays, developed, and subjected to a thermal imidization treatment to become a part of the semiconductor device. A surface protective film, an interlayer insulating film, or the like can be easily formed. Therefore, the manufacturing process of a semiconductor device using a photosensitive polyimide precursor composition is a manufacturing process using a conventional non-photosensitive polyimide precursor composition that needs to be patterned by a lithography method after forming a surface protective film or the like. Compared with the process, it has the feature that the process can be greatly shortened.

ところで、この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。
中でも、硬化後に耐熱性樹脂となる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酸発生剤(以下、「PAC」ともいう。)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、特許文献1、2に開示され、近年注目を集めている。
By the way, this photosensitive polyimide precursor composition requires the use of an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone as a developing solution in the development process. Countermeasures are being sought. 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.
Among them, an alkaline aqueous solution-soluble hydroxypolyamide, such as polybenzoxazole (hereinafter also referred to as “PBO”) precursor, which becomes a heat-resistant resin after curing, is converted into a photoacid generator (hereinafter “PAC”) such as a photosensitive diazoquinone compound. The method of using the PBO precursor composition mixed with the above as a positive photosensitive resin composition is disclosed in Patent Documents 1 and 2, and has attracted attention in recent years.

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及びPBO前駆体がアルカリ性水溶液への溶解速度が小さいのに対し、露光することにより該感光性ジアゾキノン化合物がインデンカルボン酸化合物に化学変化して露光部のアルカリ性水溶液への溶解速度が大きく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、未露光部からなるレリーフパターンの作成が可能となる。
上述のPBO前駆体組成物は、露光およびアルカリ性水溶液による現像でポジ型レリーフパターンの形成が可能である。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組成物の有望な代替材料として注目されている。
The development mechanism of this positive photosensitive resin composition is such that the photosensitive diazoquinone compound and the PBO precursor in the unexposed area have a low dissolution rate in an alkaline aqueous solution, whereas the photosensitive diazoquinone compound is converted to indenecarboxylic by exposure. This is based on the fact that the dissolution rate in the alkaline aqueous solution of the exposed portion is increased by chemically changing to an acid compound. By utilizing the difference in the dissolution rate with respect to the developer between the exposed portion and the unexposed portion, a relief pattern composed of the unexposed portion can be created.
The PBO precursor composition described above can form a positive relief pattern by exposure and development with an alkaline aqueous solution. Further, heat generates an oxazole ring, and the cured PBO film has the same thermosetting film characteristics as a polyimide film. Therefore, the PBO precursor composition is a promising organic solvent development type polyimide precursor composition. Has attracted attention as an alternative material.

しかしながら、PBO前駆体組成物は、感光性ポリイミド前駆体組成物に比較し、感度が低い問題があり、より高感度な組成物の要求がある。
ギ酸、酢酸などの有機酸を含む組成物を必須成分とすることで、保存安定性に優れ、安定した感光特性を有し、良好な耐熱特性を有することに加え、高感度な感光性樹脂組成物が特許文献3等で提案されている。また、ポリイミド前駆体およびポリイミドからなる群から選択した樹脂、酸発生剤、溶解促進剤、及び溶剤を必須成分としたポジホトレジスト組成物が特許文献4等で提案されている。
特公平1−46862号公報 特開昭63−96162号公報 特開2004−029712号公報 特公平7−500932号公報
However, the PBO precursor composition has a problem that the sensitivity is lower than that of the photosensitive polyimide precursor composition, and there is a demand for a more sensitive composition.
By using a composition containing an organic acid such as formic acid or acetic acid as an essential component, it has excellent storage stability, stable photosensitivity, good heat resistance, and high sensitivity photopolymer composition. A thing is proposed by patent document 3 grade | etc.,. Further, Patent Document 4 proposes a positive photoresist composition containing a resin selected from the group consisting of a polyimide precursor and polyimide, an acid generator, a dissolution accelerator, and a solvent as essential components.
Japanese Examined Patent Publication No. 1-46862 JP-A-63-96162 JP 2004-029712 A Japanese Patent Publication No. 7-500932

本発明は、高感度、高解像度といったポジ型のリソグラフィー性能、及びシリコン基板との密着性の優れたポジ型感光性樹脂組成物、該組成物を用いた硬化レリーフパターンの製造方法、並びに該硬化レリーフパターンを有してなる半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention relates to a positive photosensitive resin composition having excellent positive lithography performance such as high sensitivity and high resolution and adhesion to a silicon substrate, 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、特定の構造を有するヒドロキシポリアミドに特定の芳香族カルボン酸を組み合わせることで、上記の課題を解決するポジ型感光性樹脂組成物が得られることを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明の第一は、(A)下記一般式(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質量部に対して、(B)光酸発生剤1〜50質量部、(C)炭素原子数7〜15の芳香族カルボン酸化合物0.01〜70質量部を含むことを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物である。
The inventor has found that a positive photosensitive resin composition that solves the above problems can be obtained by combining a specific aromatic carboxylic acid with a hydroxypolyamide having a specific structure, and has led to the present invention. It was.
That is, the first of the present invention is (A) 100 parts by mass of hydroxypolyamide having a repeating unit represented by the following general formula (1), (B) 1 to 50 parts by mass of a photoacid generator, (C ) A positive photosensitive resin composition comprising 0.01 to 70 parts by mass of an aromatic carboxylic acid compound having 7 to 15 carbon atoms.

Figure 0005241142
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(式中、Xは少なくとも2個以上の炭素原子を有する4価の有機基であり、X、Y、およびYはそれぞれ独立に少なくとも2個以上の炭素原子を有する2価の有機基であり、mは2〜1000の整数であり、nは0〜500の整数であって、m/(m+n)>0.5である。なお、XおよびYを含むm個のジヒドロキシジアミド単位、並びにXおよびYを含むn個のジアミド単位の配列順序は問わない。)
また、芳香族カルボン酸化合物が下記一般式(2)で表される化合物であることが好ましく、さらに、芳香族カルボン酸化合物が下記一般式(3)で表される化合物であることがより好ましい。
中でも、本発明の組成物においては、光酸発生剤がナフトキノンジアジド構造を有する化合物であることが好ましい。
Wherein X 1 is a tetravalent organic group having at least 2 or more carbon atoms, and X 2 , Y 1 and Y 2 are each independently a divalent organic having at least 2 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 m dihydroxys including X 1 and Y 1 The arrangement order of the diamide unit and n diamide units including X 2 and Y 2 is not limited.)
The aromatic carboxylic acid compound is preferably a compound represented by the following general formula (2), and more preferably the aromatic carboxylic acid compound is a compound represented by the following general formula (3). .
Among these, in the composition of the present invention, the photoacid generator is preferably a compound having a naphthoquinonediazide structure.

Figure 0005241142
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(式中、Rは置換基を有し、かつ6〜14個の炭素原子を有する1価または2価の有機基であり、またpは1〜2の整数である。) (In the formula, R 1 is a monovalent or divalent organic group having a substituent and having 6 to 14 carbon atoms, and p is an integer of 1 to 2).

Figure 0005241142
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(式中、Rは置換基を有し、かつ6〜14個の炭素原子を有する1価の有機基である。)
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、上述の製造方法により得られる硬化レリーフパターン層を有してなる半導体装置である。
(In the formula, R 3 is a monovalent organic group having a substituent and having 6 to 14 carbon atoms.)
The second aspect of the present invention is that (1) the positive photosensitive resin composition described above is formed on a substrate in the form of a layer or 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 or removing an exposed portion or an irradiated portion, and (4) subjecting the obtained relief pattern to heat treatment. .
Furthermore, a third aspect of the present invention is a semiconductor device having a cured relief pattern layer obtained by the above-described manufacturing method.

本発明によれば、高感度、高解像度といったポジ型のリソグラフィー性能、及びシリコン基板との密着性の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、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が提供される。   According to the present invention, a positive-type photosensitive resin composition having high-sensitivity and high-resolution positive-type lithography performance and excellent adhesion to a silicon substrate, and a cured relief pattern using the positive-type photosensitive resin composition And a semiconductor device having the cured relief pattern.

<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個を有する。該ジヒドロキシジアミド単位は、Y(COOH)の構造を有するジカルボン酸およびX(NH(OH)の構造を有するビスアミノフェノールを重縮合させた構造を有する。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は約280〜400℃に加熱されることによって閉環して、耐熱性樹脂であるポリベンズオキサゾールに変化する。mは2〜1000の範囲が好ましく、3〜50の範囲がより好ましく、3〜30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 m dihydroxydiamide units of the following general formula (1). The dihydroxydiamide unit has a structure obtained by polycondensing a dicarboxylic acid having a Y 1 (COOH) 2 structure and a bisaminophenol having a X 1 (NH 2 ) 2 (OH) 2 structure. The two amino groups and hydroxy groups of the bisaminophenol are each in the ortho position, and the hydroxypolyamide is closed by heating to about 280 to 400 ° C. to form a polybenz which is a heat resistant resin. Change to oxazole. 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 30.

Figure 0005241142
Figure 0005241142

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個を有してもよい。該ジアミド単位は、X(NHの構造を有するジアミンおよびY(COOH)の構造を有するジカルボン酸を重縮合させた構造を有する。nは0〜500の範囲が好ましく、0〜10の範囲がより好ましい。
ヒドロキシポリアミド中における上記のジヒドロキシジアミド単位の割合が高いほど現像液として使用するアルカリ性水溶液への溶解性が向上するので、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。
The hydroxy polyamide may have n diamide units of the above general formula (1) as necessary. The diamide unit has a structure obtained by polycondensing 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.
The higher the proportion of the above-mentioned dihydroxydiamide units in the hydroxypolyamide, the better the solubility in an alkaline aqueous solution used as a developer. Therefore, the value of m / (m + n) is preferably 0.5 or more. It is more preferably 7 or more, and most preferably 0.8 or more.

(NH(OH)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、及び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。
これらのX(NH(OH)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。
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 -(4-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, and Examples include 1,3-diamino-4,6-dihydroxybenzene. These bisaminophenols may be used alone or in combination.
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 0005241142
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また、X(NH(OH)の構造の化合物として、分子内に2組の互いにオルト位にあるアミド結合とフェノール性水酸基を有するジアミン(以下、「分子内にPBO前駆体構造を有するジアミン」という。)を使用することもできる。例えば、上記のX(NH(OH)の構造を有するビスアミノフェノールに2分子のニトロ安息香酸を反応させて還元することにより得られる、下記一般式で示されるジアミンが挙げられる。 In addition, as a compound having a structure of X 1 (NH 2 ) 2 (OH) 2 , two pairs of diamines having an amide bond and a phenolic hydroxyl group in the ortho position relative to each other (hereinafter referred to as “PBO precursor structure in the molecule”). Can also be used. Examples thereof include diamines represented by the following general formula, which are obtained by reacting bisaminophenol having the structure of X 1 (NH 2 ) 2 (OH) 2 with two molecules of nitrobenzoic acid for reduction. .

Figure 0005241142
Figure 0005241142

(式中、Xは少なくとも2個以上の炭素原子を有する4価の有機基であり、前述したXで示される有機基として好ましいものからなる群から選択される少なくとも1つの有機基であることが好ましい。)
分子内にPBO前駆体構造を有するジアミンを得るための別法としては、Y(COCl)の構造を有するジカルボン酸ジクロリドに2分子のニトロアミノフェノールを反応させて還元し、下記一般式で示されるジアミンを得る方法もある。
(In the formula, X 3 is a tetravalent organic group having at least 2 carbon atoms, and is at least one organic group selected from the group consisting of preferable organic groups represented by X 1 described above. Is preferred.)
As another method for obtaining a diamine having a PBO precursor structure in the molecule, the dicarboxylic acid dichloride having the structure of Y 3 (COCl) 2 is reacted with two molecules of nitroaminophenol for reduction. There are also ways to obtain the indicated diamines.

Figure 0005241142
Figure 0005241142

(式中、Yは少なくとも2個以上の炭素原子を有する2価の有機基であり、後述するYで示される有機基として好ましいものからなる群から選択される少なくとも1つの有機基であることが好ましい。)
(NH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、及び4,4’−ジアミノベンズアニリド等、ならびに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、及び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。
(In the formula, Y 3 is a divalent organic group having at least 2 carbon atoms, and is at least one organic group selected from the group consisting of preferable organic groups represented by Y 1 described later. Is preferred.)
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, and 4, 4′-diaminobenzanilide and the like, and the hydrogen atom of the aromatic nucleus of these aromatic diamines is at least 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 A compound substituted by a kind of group or atom is mentioned.

また、基材との接着性を高めるためにX(NHの構造を有するジアミンの一部または全部に、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。
(COOH)及びY(COOH)構造を有するジカルボン酸としては、YおよびYがそれぞれ下記から選ばれた芳香族基または、脂肪族基であるジカルボン酸があげられる。
Moreover, in order to improve adhesiveness with a base material, silicon diamine can be selected as a part or all of the diamine having the structure of X 2 (NH 2 ) 2 , and examples thereof include bis (4-amino Phenyl) dimethylsilane, bis (4-aminophenyl) tetramethylsiloxane, bis (4-aminophenyl) tetramethyldisiloxane, bis (γ-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,4-bis (γ-aminopropyl) Dimethylsilyl) benzene, bis (4-aminobutyl) tetramethyldisiloxane, bis (γ-aminopropyl) tetraphenyldisiloxane, and the like.
Examples of the dicarboxylic acid having Y 1 (COOH) 2 and Y 2 (COOH) 2 structures include dicarboxylic acids in which Y 1 and Y 2 are each an aromatic group or an aliphatic group selected from the following.

Figure 0005241142
Figure 0005241142

(式中、Aは、−CH−、−O−、−S−、−SO−、−CO−、−NHCO−、−C(CF−、及び単結合からなる群から選択される2価の基を示し、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、不飽和基、及びハロゲン原子からなる群から選択される基を示し、kは0〜4の整数を示す。)
また、上記のY(COOH)及びY(COOH)構造を有するジカルボン酸の一部または全部に、5−アミノイソフタル酸の誘導体を用いることもできる。該誘導体を得るために5−アミノイソフタル酸に対して反応させる具体的な化合物としては、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、エキソ−3,6―エポキシ−1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物、3−エチニル−1,2−フタル酸無水物、4−エチニル−1,2−フタル酸無水物、シス−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、1−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、マレイン酸無水物、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、アリルスクシン酸無水物、イソシアナートエチルメタクリレート、3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート、3−シクロヘキセン−1−カルボン酸クロライド、2−フランカルボン酸クロリド、クロトン酸クロリド、ケイ皮酸クロリド、メタクリル酸クロリド、アクリル酸クロリド、プロピオリック酸クロリド、テトロリック酸クロリド、チオフェン2−アセチルクロリド、p−スチレンスルフォニルクロリド、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、クロロぎ酸メチルエステル、クロロぎ酸エチルエステル、クロロぎ酸n−プロピルエステル、クロロぎ酸イソプロピルエステル、クロロぎ酸イソブチルエステル、クロロぎ酸2−エトキシエステル、クロロぎ酸−sec−ブチルエステル、クロロぎ酸ベンジルエステル、クロロぎ酸2−エチルヘキシルエステル、クロロぎ酸アリルエステル、クロロぎ酸フェニルエステル、クロロぎ酸2,2,2−トリクロロエチルエステル、クロロぎ酸−2−ブトキシエチルエステル、クロロぎ酸−p−ニトロベンジルエステル、クロロぎ酸−p−メトキシベンジルエステル、クロロぎ酸イソボルニルベンジルエステル、クロロぎ酸−p−ビフェニルイソプロピルベンジルエステル、2−t−ブチルオキシカルボニル−オキシイミノ−2−フェニルアセトニトリル、S−t−ブチルオキシカルボニル−4,6−ジメチル−チオピリミジン、ジ−t−ブチル−ジカルボナート、N−エトキシカルボニルフタルイミド、エチルジチオカルボニルクロリド、ぎ酸クロリド、ベンゾイルクロリド、p−トルエンスルホン酸クロリド、メタンスルホン酸クロリド、アセチルクロリド、塩化トリチル、トリメチルクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド、(N,N−ジメチルアミノ)トリメチルシラン、(ジメチルアミノ)トリメチルシラン、トリメチルシリルジフェニル尿素、ビス(トリメチルシリル)尿素、イソシアン酸フェニル、イソシアン酸n−ブチル、イソシアン酸n−オクタデシル、イソシアン酸o−トリル、1,2−フタル酸無水物、及びシス−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、及びグルタル酸無水物が挙げられる。
Wherein A is selected from the group consisting of —CH 2 —, —O—, —S—, —SO 2 —, —CO—, —NHCO—, —C (CF 3 ) 2 —, and a single bond. R represents a group selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, an unsaturated group, and a halogen atom, and k represents an integer of 0 to 4. )
In addition, a derivative of 5-aminoisophthalic acid can be used for a part or all of the dicarboxylic acid having the Y 1 (COOH) 2 and Y 2 (COOH) 2 structures. Specific compounds to be reacted with 5-aminoisophthalic acid to obtain the derivative include 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, exo-3,6-epoxy-1,2,3, 6-tetrahydrophthalic anhydride, 3-ethynyl-1,2-phthalic anhydride, 4-ethynyl-1,2-phthalic anhydride, cis-4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 1 -Cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, methylendomethylenetetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, allyl succinic anhydride , Isocyanate ethyl methacrylate, 3-isopropenyl-α, α-dimethylbenzyl isocyanate 3-cyclohexene-1-carboxylic acid chloride, 2-furancarboxylic acid chloride, crotonic acid chloride, cinnamic acid chloride, methacrylic acid chloride, acrylic acid chloride, propiolic acid chloride, tetrolic acid chloride, thiophene 2-acetyl chloride, p -Styrenesulfonyl chloride, glycidyl methacrylate, allyl glycidyl ether, chloroformate methyl ester, chloroformate ethyl ester, chloroformate n-propyl ester, chloroformate isopropyl ester, chloroformate isobutyl ester, 2-ethoxy chloroformate Ester, chloroformate-sec-butyl ester, chloroformate benzyl ester, chloroformate 2-ethylhexyl ester, chloroformate allyl ester, chloroformate phenyl ester, chloro Acid 2,2,2-trichloroethyl ester, chloroformate-2-butoxyethyl ester, chloroformate-p-nitrobenzyl ester, chloroformate-p-methoxybenzyl ester, isobornylbenzyl chloroformate, Chloroformic acid-p-biphenylisopropylbenzyl ester, 2-t-butyloxycarbonyl-oxyimino-2-phenylacetonitrile, St-butyloxycarbonyl-4,6-dimethyl-thiopyrimidine, di-tert-butyl-dicarbonate N-ethoxycarbonylphthalimide, ethyldithiocarbonyl chloride, formic acid chloride, benzoyl chloride, p-toluenesulfonic acid chloride, methanesulfonic acid chloride, acetyl chloride, trityl chloride, trimethylchlorosilane, hexamethyldisila N, O-bis (trimethylsilyl) acetamide, bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide, (N, N-dimethylamino) trimethylsilane, (dimethylamino) trimethylsilane, trimethylsilyldiphenylurea, bis (trimethylsilyl) urea, isocyanic acid And phenyl, n-butyl isocyanate, n-octadecyl isocyanate, o-tolyl isocyanate, 1,2-phthalic anhydride, and cis-1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, and glutaric anhydride. .

さらには、Y(COOH)及びY(COOH)構造を有するジカルボン酸として、テトラカルボン酸二無水物をモノアルコール、またはモノアミン等で開環したジカルボン酸を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。上記のテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の化学式で示される化合物が挙げられる。 Furthermore, as a dicarboxylic acid having a Y 1 (COOH) 2 or Y 2 (COOH) 2 structure, a dicarboxylic acid obtained by ring-opening a tetracarboxylic dianhydride with a monoalcohol or a monoamine can also be used. Examples of monoalcohol include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, t-butanol, and benzyl alcohol. Examples of monoamine include butylamine and aniline. As an example of said tetracarboxylic dianhydride, the compound shown by following Chemical formula is mentioned.

Figure 0005241142
Figure 0005241142

(式中、Bは、−CH−、−O−、−S−、−SO−、−CO−、−NHCO−、及び−C(CF−からなる群から選択される2価の基を意味する。)
または別法としてテトラカルボン酸二無水物とビスアミノフェノールもしくはジアミンを反応させて、生成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。
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、上記のテトラカルボン酸二無水物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下記の化学式で示される化学式が挙げられる。
Wherein B is selected from the group consisting of —CH 2 —, —O—, —S—, —SO 2 —, —CO—, —NHCO—, and —C (CF 3 ) 2 —. Means a valent group.)
Alternatively, tetracarboxylic dianhydride can be reacted with bisaminophenol or diamine, and the resulting carboxylic acid residue can be esterified or amidated with a monoalcohol or monoamine.
Also, trimellitic acid chloride is reacted with bisaminophenol to produce tetracarboxylic dianhydride, and ring-opened in the same manner as the above tetracarboxylic dianhydride and used as dicarboxylic acid You can also. Examples of the tetracarboxylic dianhydride obtained here include chemical formulas shown below.

Figure 0005241142
Figure 0005241142

(式中、XはX(OH)(NH−)で表される2価の有機基を表す。)
ヒドロキシポリアミドを合成するための、前記ジカルボン酸とビスアミノフェノール(ジアミン)の重縮合の方法としては、ジカルボン酸と塩化チオニルを使用してジ酸クロライドとしたのちにビスアミノフェノール(ジアミン)を作用させる方法、またはジカルボン酸とビスアミノフェノール(ジアミン)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。
(Wherein, X 4 represents a divalent organic group represented by X 1 (OH) 2 (NH—) 2 )
As a method of polycondensation of dicarboxylic acid and bisaminophenol (diamine) to synthesize hydroxypolyamide, dicarboxylic acid and thionyl chloride are used to form diacid chloride, and then bisaminophenol (diamine) acts. Or a method of polycondensation of dicarboxylic acid and bisaminophenol (diamine) with dicyclohexylcarbodiimide. In the method using dicyclohexylcarbodiimide, hydroxybenztriazole can be allowed to act simultaneously.

前述の一般式(1)で示される繰り返し単位を有するヒドロキシポリアミドにおいて、その末端基を有機基(以下、「封止基」という)で封止して使用することも好ましい。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のモル数で使用する場合には、封止基としては、アミノ基、または水酸基を有する化合物を用いるのが好ましい。該化合物の例としては、アニリン、エチニルアニリン、ノルボルネンアミン、ブチルアミン、プロパルギルアミン、エタノール、プロパルギルアルコール、ベンジルアルコール、ヒドロキシエチルメタクリレート、及びヒドロキシエチルアクリレート等が挙げられる。
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のモル数で使用する場合には、封止基としては、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化合物を用いるのが好ましい。該化合物の例としては、ベンゾイルクロリド、ノルボルネンジカルボン酸無水物、ノルボルネンカルボン酸、エチニルフタル酸無水物、グルタル酸無水物、無水マレイン酸、無水フタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、メチルシクロヘキサンジカルボン酸無水物、シクロへキセンジカルボン酸無水物、メタクリロイルオキシエチルメタクリレート、フェニルイソシアネート、メシルクロリド、及びトシル酸クロリド等が挙げられる。
In the hydroxy polyamide having the repeating unit represented by the general formula (1), it is also preferable to use the terminal group after being sealed with an organic group (hereinafter referred to as “sealing group”). In the polycondensation of hydroxypolyamide, when the dicarboxylic acid component is used in an excess number of moles compared to the sum of the bisaminophenol component and the diamine component, an amino group or a compound having a hydroxyl group is used as the sealing group. Is preferred. Examples of the compound include aniline, ethynylaniline, norborneneamine, butylamine, propargylamine, ethanol, propargyl alcohol, benzyl alcohol, hydroxyethyl methacrylate, and hydroxyethyl acrylate.
Conversely, when the sum of the bisaminophenol component and the diamine component is used in an excessive number of moles compared to the dicarboxylic acid component, the sealing group has an acid anhydride, carboxylic acid, acid chloride, isocyanate group, etc. It is preferable to use a compound. Examples of the compound include benzoyl chloride, norbornene dicarboxylic anhydride, norbornene carboxylic acid, ethynyl phthalic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, cyclohexane dicarboxylic anhydride, methylcyclohexane dicarboxylic anhydride Products, cyclohexene dicarboxylic acid anhydride, methacryloyloxyethyl methacrylate, phenyl isocyanate, mesyl chloride, tosyl chloride and the like.

(B)光酸発生剤
本発明のポジ型感光性樹脂組成物に含まれる光酸発生剤としては、感光性ジアゾキノン化合物、オニウム塩、ハロゲン含有化合物、などを用いることができるが、ナフトキノンジアジド構造を有する化合物が好ましい。
上記オニウム塩としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホシホニウム塩、ホスホニウム塩、アンモニウム塩、及びジアゾニウム塩などがあげられ、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、及びトリアルキルスルホニウム塩からなる群から選ばれるオニウム塩が好ましい。
上記ハロゲン含有化合物としては、ハロアルキル基含有炭化水素化合物などがあり、トリクロロメチルトリアジンが好ましい。
(B) Photoacid generator As the photoacid generator contained in the positive photosensitive resin composition of the present invention, a photosensitive diazoquinone compound, an onium salt, a halogen-containing compound, and the like can be used, and a naphthoquinonediazide structure is used. A compound having is preferred.
Examples of the onium salts include iodonium salts, sulfonium salts, fosiphonium salts, phosphonium salts, ammonium salts, and diazonium salts. An onium selected from the group consisting of diaryl iodonium salts, triaryl sulfonium salts, and trialkyl sulfonium salts. Salts are preferred.
Examples of the halogen-containing compound include haloalkyl group-containing hydrocarbon compounds, and trichloromethyltriazine is preferable.

上記ナフトキノンジアジド構造を有する化合物は、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、米国特許第2,797,213号明細書、及び米国特許第3,669,658号明細書等により公知の物質である。ナフトキノンジアジド構造を有する化合物が好ましく、該ナフトキノンジアジド構造は、以降に詳述する特定構造を有するポリヒドロキシ化合物の1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、及び該ポリヒドロキシ化合物の1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステルからなる群から選択される少なくとも一種の化合物(以下、「NQD化合物」ともいう。)である。   The compound having the naphthoquinone diazide structure is a compound having a 1,2-benzoquinone diazide structure or a 1,2-naphthoquinone diazide structure. US Pat. No. 2,772,972, US Pat. No. 2,797,213 And U.S. Pat. No. 3,669,658. A compound having a naphthoquinonediazide structure is preferred, and the naphthoquinonediazide structure is a 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester of a polyhydroxy compound having a specific structure described in detail below, and 1,2 of the polyhydroxy compound. -At least one compound selected from the group consisting of naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester (hereinafter also referred to as "NQD compound").

該NQD化合物は、常法に従って、ナフトキノンジアジドスルホン酸化合物をクロルスルホン酸、または塩化チオニルでスルホニルクロライドとし、得られたナフトキノンジアジドスルホニルクロライドと、ポリヒドロキシ化合物とを縮合反応させることにより得られる。例えば、ポリヒドロキシ化合物と1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリドまたは1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロリドの所定量をジオキサン、アセトン、またはテトラヒドロフラン等の溶媒中において、トリエチルアミン等の塩基性触媒の存在下反応させてエステル化を行い、得られた生成物を水洗、乾燥することにより得ることができる。
具体的な化合物としては、下記に記載してあるポリヒドロキシ化合物のNQD化物であるが、これに限定されるものではない。
The NQD compound can be obtained by subjecting the naphthoquinonediazide sulfonic acid compound to sulfonyl chloride with chlorosulfonic acid or thionyl chloride and subjecting the resulting naphthoquinone diazide sulfonyl chloride to a polyhydroxy compound according to a conventional method. For example, a predetermined amount of a polyhydroxy compound and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride or 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride in a solvent such as dioxane, acetone, or tetrahydrofuran, and basic such as triethylamine It can be obtained by reacting in the presence of a catalyst for esterification and washing the resulting product with water and drying.
Specific examples of the compound include NQD compounds of polyhydroxy compounds described below, but are not limited thereto.

Figure 0005241142
Figure 0005241142

(式中、pは0から9の整数である。) (Wherein p is an integer from 0 to 9)

Figure 0005241142
Figure 0005241142

本組成物において、NQD化合物におけるナフトキノンジアジドスルホニル基は、5−ナフトキノンジアジドスルホニル基、4−ナフトキノンジアジドスルホニル基のいずれも好ましく用いられる。4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物は水銀灯のi線領域に吸収を持っており、i線露光に適している。5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物は水銀灯のg線領域まで吸収が伸びており、g線露光に適している。本発明においては、露光する波長によって4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物、5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を選択することが好ましい。 また、同一分子中に4−ナフトキノンジアジドスルホニル基、5−ナフトキノンジアジドスルホニル基を併用した、ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を得ることもできるし、4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物と5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を混合して使用することもできる。本組成物において、光酸発生剤のヒドロキシポリアミドに対する配合量は、該ヒドロキシポリアミド100質量部に対し、1〜50質量部が好ましく、5〜30質量部がより好ましい。感光性ジアゾキノン化合物の配合量が1質量部以上だと樹脂のパターニング性が良好であり、50質量部以下だと硬化後の膜の引張り伸び率が良好、かつ露光部の現像残さ(スカム)が少ない。   In the present composition, as the naphthoquinone diazide sulfonyl group in the NQD compound, both a 5-naphthoquinone diazide sulfonyl group and a 4-naphthoquinone diazide sulfonyl group are preferably used. The 4-naphthoquinonediazide sulfonyl ester compound has absorption in the i-line region of a mercury lamp and is suitable for i-line exposure. The 5-naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound has an absorption extending to the g-line region of a mercury lamp and is suitable for g-line exposure. In the present invention, it is preferable to select a 4-naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound or a 5-naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound depending on the wavelength to be exposed. In addition, a naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound in which 4-naphthoquinone diazide sulfonyl group and 5-naphthoquinone diazide sulfonyl group are used in the same molecule can be obtained, or 4-naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound and 5-naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound. Can also be used in combination. In the present composition, the blending amount of the photoacid generator with respect to the hydroxy polyamide is preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydroxy polyamide. When the blending amount of the photosensitive diazoquinone compound is 1 part by mass or more, the patterning property of the resin is good, and when it is 50 parts by mass or less, the tensile elongation of the cured film is good and the development residue (scum) of the exposed part is Few.

(C)芳香族カルボン酸化合物
本発明で用いる芳香族カルボン酸化合物とは、炭素数が7〜15の芳香族カルボン酸である。具体的には、o−トルイル酸、m−トルイル酸、p−トルイル酸、o−アニス酸、 m−アニス酸、p−アニス酸、安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸、サリチル酸、メチレンジサリチル酸、2,2’−ビフェニルジカルボン酸、等が挙げられる。
中でも、下記一般式(2)で表される構造を有する芳香族カルボン酸化合物が好ましい。
(C) Aromatic carboxylic acid compound The aromatic carboxylic acid compound used in the present invention is an aromatic carboxylic acid having 7 to 15 carbon atoms. Specifically, o-toluic acid, m-toluic acid, p-toluic acid, o-anisic acid, m-anisic acid, p-anisic acid, benzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, 3,5- Examples include dihydroxybenzoic acid, salicylic acid, methylene disalicylic acid, 2,2′-biphenyldicarboxylic acid, and the like.
Among these, an aromatic carboxylic acid compound having a structure represented by the following general formula (2) is preferable.

Figure 0005241142
Figure 0005241142

(式中、Rは6〜14個の炭素原子を有する1価または2価の有機基であり、またpは1〜2の整数である。)
さらに、(3)で表される構造を有するカルボン酸化合物がより好ましい。
(In the formula, R 1 is a monovalent or divalent organic group having 6 to 14 carbon atoms, and p is an integer of 1 to 2).
Furthermore, the carboxylic acid compound which has a structure represented by (3) is more preferable.

Figure 0005241142
Figure 0005241142

(式中、Rは置換基を有し、かつ6〜14個の炭素原子を有する1価の芳香族基である。)
中でも、Rの置換基は電子供与性基が好ましく、さらに、アルキル基、アルコキシル基、及び水酸基からなる群から選択される少なくとも1つの基がより好ましい。
具体的には、o−トルイル酸、m−トルイル酸、p−トルイル酸、o−アニス酸、 m−アニス酸、p−アニス酸、サリチル酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸等が挙げられる。
さらに、上記一般式(3)で表される構造を有する芳香族カルボン酸化合物の中でも、溶剤溶解性、及び感度の観点から、置換基を持つ芳香族カルボン酸化合物が好ましく、オルト位又はメタ位に置換基を持つ芳香族カルボン酸化合物がより好ましく、メタ位に置換基を持つ芳香族カルボン酸化合物が最も好ましい。これらの芳香族カルボン酸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。
上記の芳香族カルボン酸化合物のヒドロキシポリアミドに対する配合量は、該ヒドロキシポリアミド100質量部に対し、0.01〜70質量部が好ましく、0.1〜50質量部がより好ましく、1〜40質量部がさらに好ましく、5〜20質量部が特に好ましい。カルボン酸化合物の配合量が0.01質量部以上だと露光部の現像残渣が少なくなり、シリコン基板との密着性も良好である。70質量部以下だと硬化後の膜の引っ張り伸び率が良好である。
(In the formula, R 3 is a monovalent aromatic group having a substituent and having 6 to 14 carbon atoms.)
Among these, the substituent for R 3 is preferably an electron donating group, and more preferably at least one group selected from the group consisting of an alkyl group, an alkoxyl group, and a hydroxyl group.
Specifically, o-toluic acid, m-toluic acid, p-toluic acid, o-anisic acid, m-anisic acid, p-anisic acid, salicylic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, 3,5-dihydroxy Examples include benzoic acid.
Furthermore, among the aromatic carboxylic acid compounds having the structure represented by the general formula (3), an aromatic carboxylic acid compound having a substituent is preferable from the viewpoint of solvent solubility and sensitivity, and is in the ortho position or the meta position. An aromatic carboxylic acid compound having a substituent at is more preferable, and an aromatic carboxylic acid compound having a substituent at the meta position is most preferable. These aromatic carboxylic acid compounds may be used alone or in combination of two or more.
The blending amount of the aromatic carboxylic acid compound with respect to the hydroxypolyamide is preferably 0.01 to 70 parts by mass, more preferably 0.1 to 50 parts by mass, and 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydroxypolyamide. Is more preferable, and 5 to 20 parts by mass is particularly preferable. When the compounding amount of the carboxylic acid compound is 0.01 parts by mass or more, the development residue in the exposed part is reduced and the adhesion to the silicon substrate is good. When it is 70 parts by mass or less, the tensile elongation of the film after curing is good.

(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、ヒドロキシル基含有化合物(ただし、後に出てくるフェノール化合物は除く)、ポジ型感光性樹脂組成物の添加剤として知られているフェノール化合物、染料、界面活性剤、安定剤、シリコンウエハーとの接着性を高めるための接着助剤の少なくとも1種等を添加することも可能である。
上記添加剤について更に具体的に述べると、ヒドロキシル基含有化合物は、炭素原子数が4〜14であることが好ましい。本発明のポジ型感光性樹脂組成物にヒドロキシル基含有化合物を添加すると、感度、解像度、及び基板への接着性が向上する。ヒドロキシル基含有化合物として、具体的には、シクロプロピルカルビノール、2−シクロヘキセン−1−オール、シクロヘキサンメタノール、4−メチル−1−シクロヘキサンメタノール、3,4−ジメチルシクロヘキサノール、4−エチルシクロヘキサノール、4−t−ブチロシクロヘキサノール、シクロヘキサンエタノール、3−シクロヘキシル−1−プロパノール、1−シクロヘキシル−1−ペンタノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ノルボルナン−2−メタノール、シクロオクタノール、2,3,4−トリメチル−3−ペンタノール、2,4−ヘキサジエン−1−オール、cis−2−ヘキセン−1−オール、trans−2−ヘプテン−1−オール、cis−4−ヘプテン−1−オール、cis−3−オクテン−1−オール、4−エチル−1−オクチン−3−オール、2,7−オクタジエノール、3,6−ジメチル−1−ヘプチン−3−オール、3−エチル−2−メチル−3−ペンタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、2,3−ジメチル−2−ヘキサノール、2,5−ジメチル−2−ヘキサノール、trans,cis−2,6−ノナジエン−1−オール、1−ノネン−3−オール、cis−2−ブテン−1,4−ジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,5−ヘキサジエン−3,4−ジオール、2,5−ジメチル−3−ヘキシン−2,5−ジオール、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、trans−p−メンタン−3,8−ジオール、2,4−ジメトキシベンジルアルコール、ブチロイン等が挙げられる。
中でも、下記一般式(4)で表される構造を有するヒドロキシル基含有化合物が好ましい。
(D) Other additives In the positive photosensitive resin composition of the present invention, if necessary, a hydroxyl group-containing compound (excluding a phenol compound that appears later), a positive photosensitive resin composition, It is possible to add phenol compounds, dyes, surfactants, stabilizers and at least one adhesion aid for improving adhesion to a silicon wafer, which are known as additives.
More specifically describing the additive, the hydroxyl group-containing compound preferably has 4 to 14 carbon atoms. When a hydroxyl group-containing compound is added to the positive photosensitive resin composition of the present invention, sensitivity, resolution, and adhesion to a substrate are improved. Specific examples of the hydroxyl group-containing compound include cyclopropylcarbinol, 2-cyclohexen-1-ol, cyclohexanemethanol, 4-methyl-1-cyclohexanemethanol, 3,4-dimethylcyclohexanol, 4-ethylcyclohexanol, 4-t-butyrocyclohexanol, cyclohexaneethanol, 3-cyclohexyl-1-propanol, 1-cyclohexyl-1-pentanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, norbornane-2-methanol, cyclooctanol, 2, 3,4-trimethyl-3-pentanol, 2,4-hexadien-1-ol, cis-2-hexen-1-ol, trans-2-hepten-1-ol, cis-4-hepten-1-ol Cis-3-octen-1-ol 4-ethyl-1-octin-3-ol, 2,7-octadienol, 3,6-dimethyl-1-heptin-3-ol, 3-ethyl-2-methyl-3-pentanol, 2-ethyl -1-hexanol, 2,3-dimethyl-2-hexanol, 2,5-dimethyl-2-hexanol, trans, cis-2,6-nonadien-1-ol, 1-nonen-3-ol, cis-2 -Butene-1,4-diol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 1,5-hexadiene-3,4-diol, 2,5 -Dimethyl-3-hexyne-2,5-diol, 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutane Diol, 1,2-cyclohe Sanji ol, trans-p-menthane-3,8-diol, 2,4-dimethoxybenzyl alcohol, butyroin, and the like.
Among these, a hydroxyl group-containing compound having a structure represented by the following general formula (4) is preferable.

Figure 0005241142
Figure 0005241142

(式中、Rは枝分かれ構造、環構造、または不飽和二重結合を有し、かつ4〜14個の炭素原子を有する1価または2価の有機基であり、またqは1〜2の整数である。)
具体的には、シクロプロピルカルビノール、2−シクロヘキセン−1−オール、シクロヘキサンメタノール、4−メチル−1−シクロヘキサンメタノール、3,4−ジメチルシクロヘキサノール、4−エチルシクロヘキサノール、4−t−ブチロシクロヘキサノール、シクロヘキサンエタノール、3−シクロヘキシル−1−プロパノール、1−シクロヘキシル−1−ペンタノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ノルボルナン−2−メタノール、シクロオクタノール、2,3,4−トリメチル−3−ペンタノール、2,4−ヘキサジエン−1−オール、cis−2−ヘキセン−1−オール、trans−2−ヘプテン−1−オール、cis−4−ヘプテン−1−オール、cis−3−オクテン−1−オール、4−エチル−1−オクチン−3−オール、2,7−オクタジエノール、3,6−ジメチル−1−ヘプチン−3−オール、3−エチル−2−メチル−3−ペンタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、2,3−ジメチル−2−ヘキサノール、2,5−ジメチル−2−ヘキサノール、trans,cis−2,6−ノナジエン−1−オール、1−ノネン−3−オール、cis−2−ブテン−1,4−ジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,5−ヘキサジエン−3,4−ジオール、2,5−ジメチル−3−ヘキシン−2,5−ジオール、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、trans−p−メンタン−3,8−ジオール、2,4−ジメトキシベンジルアルコール、ブチロイン等が挙げられる。
さらに、(5)で表される構造を有するヒドロキシル基含有化合物がより好ましい。
(In the formula, R 2 is a monovalent or divalent organic group having a branched structure, a ring structure, or an unsaturated double bond, and having 4 to 14 carbon atoms, and q is 1 to 2). Is an integer.)
Specifically, cyclopropylcarbinol, 2-cyclohexen-1-ol, cyclohexanemethanol, 4-methyl-1-cyclohexanemethanol, 3,4-dimethylcyclohexanol, 4-ethylcyclohexanol, 4-t-butyro Cyclohexanol, cyclohexaneethanol, 3-cyclohexyl-1-propanol, 1-cyclohexyl-1-pentanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, norbornane-2-methanol, cyclooctanol, 2,3,4-trimethyl- 3-pentanol, 2,4-hexadien-1-ol, cis-2-hexen-1-ol, trans-2-hepten-1-ol, cis-4-hepten-1-ol, cis-3-octene -1-ol, 4-ethyl-1-octyne-3-o 2,7-octadienol, 3,6-dimethyl-1-heptin-3-ol, 3-ethyl-2-methyl-3-pentanol, 2-ethyl-1-hexanol, 2,3-dimethyl 2-hexanol, 2,5-dimethyl-2-hexanol, trans, cis-2,6-nonadien-1-ol, 1-nonen-3-ol, cis-2-butene-1,4-diol, 2 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 1,5-hexadiene-3,4-diol, 2,5-dimethyl-3-hexyne-2,5 -Diol, 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol, 1,2-cyclohexanediol, trans -P- Pentane-3,8-diol, 2,4-dimethoxybenzyl alcohol, butyroin, and the like.
Furthermore, the hydroxyl group containing compound which has a structure represented by (5) is more preferable.

Figure 0005241142
Figure 0005241142

(式中、Rは枝分かれ構造、環構造、または不飽和二重結合を有し、かつ4〜14個の炭素原子を有する1価の有機基である。)
具体的には、シクロプロピルカルビノール、2−シクロヘキセン−1−オール、シクロヘキサンメタノール、4−メチル−1−シクロヘキサンメタノール、3,4−ジメチルシクロヘキサノール、4−エチルシクロヘキサノール、4−t−ブチロシクロヘキサノール、シクロヘキサンエタノール、3−シクロヘキシル−1−プロパノール、1−シクロヘキシル−1−ペンタノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ノルボルナン−2−メタノール、シクロオクタノール、2,3,4−トリメチル−3−ペンタノール、2,4−ヘキサジエン−1−オール、cis−2−ヘキセン−1−オール、trans−2−ヘプテン−1−オール、cis−4−ヘプテン−1−オール、cis−3−オクテン−1−オール、4−エチル−1−オクチン−3−オール、2,7−オクタジエノール、3,6−ジメチル−1−ヘプチン−3−オール、3−エチル−2−メチル−3−ペンタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、2,3−ジメチル−2−ヘキサノール、2,5−ジメチル−2−ヘキサノール、trans,cis−2,6−ノナジエン−1−オール、1−ノネン−3−オール、2,4−ジメトキシベンジルアルコール等が挙げられる。
これらのヒドロキシル基含有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。
(Wherein R 4 is a monovalent organic group having a branched structure, a ring structure, or an unsaturated double bond, and having 4 to 14 carbon atoms.)
Specifically, cyclopropylcarbinol, 2-cyclohexen-1-ol, cyclohexanemethanol, 4-methyl-1-cyclohexanemethanol, 3,4-dimethylcyclohexanol, 4-ethylcyclohexanol, 4-t-butyro Cyclohexanol, cyclohexaneethanol, 3-cyclohexyl-1-propanol, 1-cyclohexyl-1-pentanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, norbornane-2-methanol, cyclooctanol, 2,3,4-trimethyl- 3-pentanol, 2,4-hexadien-1-ol, cis-2-hexen-1-ol, trans-2-hepten-1-ol, cis-4-hepten-1-ol, cis-3-octene -1-ol, 4-ethyl-1-octyne-3-o 2,7-octadienol, 3,6-dimethyl-1-heptin-3-ol, 3-ethyl-2-methyl-3-pentanol, 2-ethyl-1-hexanol, 2,3-dimethyl -2-hexanol, 2,5-dimethyl-2-hexanol, trans, cis-2,6-nonadien-1-ol, 1-nonen-3-ol, 2,4-dimethoxybenzyl alcohol and the like.
These hydroxyl group-containing compounds may be used alone or in combination of two or more.

上記のヒドロキシル基含有化合物のヒドロキシポリアミドに対する配合量は、該ヒドロキシポリアミド100質量部に対し、0〜70質量部が好ましく、0.1〜50質量部がより好ましく、1〜40質量部がさらに好ましく、5〜25が特に好ましい。ヒドロキシル基含有化合物の配合量が0.01質量部以上だと露光部の現像残渣が少なくなり、70質量部以下だと硬化後の膜の引っ張り伸び率が良好である。
フェノール化合物は、前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、ビスフェノール類、レゾルシノール類、あるいはMtrisPC、MtetraPC等の直鎖状フェノール化合物(本州化学工業社製:商品名)、TrisP−HAP、TrisP−PHBA、TrisP−PA等の非直鎖状フェノール化合物(本州化学工業社製:商品名)、ジフェニルメタンのフェニル基の水素原子2〜5個を水酸基に置換した化合物、2,2−ジフェニルプロパンのフェニル基の水素原子1〜5個を水酸基に置換した化合物、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。なお、バラスト剤とは、フェノール性水素原子の一部がナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化されたフェノール化合物である前述の感光性ジアゾキノン化合物に原料として使用されているフェノール化合物をいう。
The blending amount of the hydroxyl group-containing compound with respect to the hydroxypolyamide is preferably 0 to 70 parts by mass, more preferably 0.1 to 50 parts by mass, and further preferably 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydroxypolyamide. 5 to 25 is particularly preferable. When the compounding amount of the hydroxyl group-containing compound is 0.01 parts by mass or more, the development residue in the exposed area decreases, and when it is 70 parts by mass or less, the tensile elongation of the film after curing is good.
The phenol compound is a ballast agent used in the photosensitive diazoquinone compound, and a linear phenol compound such as paracumylphenol, bisphenols, resorcinol, or MtrisPC, MtetraPC (made by Honshu Chemical Industry Co., Ltd .: trade name), Non-linear phenolic compounds such as TrisP-HAP, TrisP-PHBA, TrisP-PA (made by Honshu Chemical Industry Co., Ltd .: trade name), compounds in which 2-5 hydrogen atoms of the phenyl group of diphenylmethane are substituted with hydroxyl groups, 2, The compound etc. which substituted the 1-5 hydrogen atom of the phenyl group of 2-diphenylpropane by the hydroxyl group are mentioned. By adding the phenol compound, the adhesion of the relief pattern during development can be improved and the generation of residues can be suppressed. In addition, a ballast agent means the phenol compound currently used as a raw material for the above-mentioned photosensitive diazoquinone compound which is a phenol compound in which a part of the phenolic hydrogen atom is converted to naphthoquinonediazide sulfonic acid ester.

フェノール化合物のヒドロキシポリアミドに対する配合量は、該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質量部が好ましい。添加量が50質量部以内であれば、熱硬化後の膜の耐熱性が良好である。
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。染料のヒドロキシポリアミドに対する配合量は、該ヒドロキシポリアミド100質量部に対し、0.1〜10質量部が好ましい。添加量が10質量部以下であれば、熱硬化後の膜の耐熱性が良好である。
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あげられる。また、フロラード(住友3M社製:商品名)、メガファック(大日本インキ化学工業社製:商品名)、またはスルフロン(旭硝子社製:商品名)等のフッ素系界面活性剤があげられる。さらに、KP341(信越化学工業社製:商品名)、DBE(チッソ社製:商品名)、またはグラノール(共栄社化学社製:商品名)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。
0-50 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of this hydroxy polyamide, and, as for the compounding quantity with respect to hydroxy polyamide of a phenolic compound, 1-30 mass parts is preferable. When the addition amount is within 50 parts by mass, the heat resistance of the film after thermosetting is good.
Examples of the dye include methyl violet, crystal violet, and malachite green. As for the compounding quantity with respect to the hydroxy polyamide of dye, 0.1-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of this hydroxy polyamide. When the addition amount is 10 parts by mass or less, the heat resistance of the film after thermosetting is good.
Examples of the surfactant include polypropylene glycol, polyglycols such as polyoxyethylene lauryl ether, and nonionic surfactants composed of derivatives thereof. Further, fluorine-based surfactants such as Fluorard (manufactured by Sumitomo 3M: trade name), Mega-Fac (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc .: trade name), or Sulflon (made by Asahi Glass Co., Ltd .: trade name) are listed. Furthermore, organosiloxane surfactants such as KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: trade name), DBE (manufactured by Chisso Corporation: trade name), or granol (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd .: trade name) are listed. 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.

界面活性剤のヒドロキシポリアミドに対する配合量は、該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質量部以内であれば、熱硬化後の膜の耐熱性が良好である。
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、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製:商品名 KBM803、チッソ株式会社製:商品名 サイラエースS810)、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名 SIM6475.0)、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学工業株式会社製:商品名 LS1375、アズマックス株式会社製:商品名 SIM6474.0)、メルカプトメチルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名 SIM6473.5C)、メルカプトメチルメチルジメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名 SIM6473.0)、3−メルカプトプロピルジエトキシメトキシシラン、3−メルカプトプロピルエトキシジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルジエトキシプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルエトキシジプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルジメトキシプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルメトキシジプロポキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルジエトキシメトキシシラン、2−メルカプトエチルエトキシジメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリプロポキシシラン、2−メルカプトエチルトリプロポキシシラン、2−メルカプトエチルエトキシジプロポキシシラン、2−メルカプトエチルジメトキシプロポキシシラン、2−メルカプトエチルメトキシジプロポキシシラン、4−メルカプトブチルトリメトキシシラン、4−メルカプトブチルトリエトキシシラン、4−メルカプトブチルトリプロポキシシラン、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)ウレア(信越化学工業株式会社製:商品名 LS3610、アズマックス株式会社製:商品名 SIU9055.0)、N−(3−トリメトキシシリルプロピル)ウレア(アズマックス株式会社製:商品名 SIU9058.0)、N−(3−ジエトキシメトキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−エトキシジメトキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−ジエトキシプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−エトキシジプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−ジメトキシプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−メトキシジプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−トリメトキシシリルエチル)ウレア、N−(3−エトキシジメトキシシリルエチル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−エトキシジプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−ジメトキシプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−メトキシジプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−トリメトキシシリルブチル)ウレア、N−(3−トリエトキシシリルブチル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルブチル)ウレア、3−(m−アミノフェノキシ)プロピルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名 SLA0598.0)、m−アミノフェニルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名 SLA0599.0)、p−アミノフェニルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名 SLA0599.1)アミノフェニルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名 SLA0599.2)、2−(トリメトキシシリルエチル)ピリジン(アズマックス株式会社製:商品名 SIT8396.0)、2−(トリエトキシシリルエチル)ピリジン、2−(ジメトキシシリルメチルエチル)ピリジン、2−(ジエトキシシリルメチルエチル)ピリジン、(3−トリエトキシシリルプロピル)−t−ブチルカルバメート、(3-グリシドキシプロピル)トリエトキシシランなどが挙げられる。また、特に好ましいものとして、下記構造が挙げられるが、これに限らない。
0-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of this hydroxy polyamide, and, as for the compounding quantity with respect to hydroxy polyamide of surfactant, 0.01-1 mass part is more preferable. If the addition amount is within 10 parts by mass, the heat resistance of the film after thermosetting is good.
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 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: trade name KBM803, manufactured by Chisso Corporation: trade name: Syra Ace S810), 3-mercaptopropyltriethoxysilane. (Manufactured by Azmax Co., Ltd .: trade name SIM6475.0), 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: trade name LS1375, product of Azmax Co., Ltd .: trade name SIM6474.0), mercaptomethyltrimethoxysilane ( Azmax Co., Ltd .: Trade name SIM6473.5C), Mercaptomethylmethyldimethoxysilane (Azmax Co., Ltd .: trade name SIM6473.0), 3-mercaptopropyldiethoxymethoxysilane, 3-mercap Topropylethoxydimethoxysilane, 3-mercaptopropyltripropoxysilane, 3-mercaptopropyldiethoxypropoxysilane, 3-mercaptopropylethoxydipropoxysilane, 3-mercaptopropyldimethoxypropoxysilane, 3-mercaptopropylmethoxydipropoxysilane, 2 -Mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyldiethoxymethoxysilane, 2-mercaptoethylethoxydimethoxysilane, 2-mercaptoethyltripropoxysilane, 2-mercaptoethyltripropoxysilane, 2-mercaptoethylethoxydipropoxysilane, 2 -Mercaptoethyldimethoxypropoxysilane, 2-mercaptoethylmethoxydipropoxysilane, 4-mercaptobutyltrimethyl Xisilane, 4-mercaptobutyltriethoxysilane, 4-mercaptobutyltripropoxysilane, N- (3-triethoxysilylpropyl) urea (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: trade name LS3610, manufactured by Asmax Co., Ltd .: trade name SIU9055. 0), N- (3-trimethoxysilylpropyl) urea (manufactured by Azmax Co., Ltd .: trade name SIU9058.0), N- (3-diethoxymethoxysilylpropyl) urea, N- (3-ethoxydimethoxysilylpropyl) Urea, N- (3-tripropoxysilylpropyl) urea, N- (3-diethoxypropoxysilylpropyl) urea, N- (3-ethoxydipropoxysilylpropyl) urea, N- (3-dimethoxypropoxysilylpropyl) urea Urea, N- (3-Met Sidipropoxysilylpropyl) urea, N- (3-trimethoxysilylethyl) urea, N- (3-ethoxydimethoxysilylethyl) urea, N- (3-tripropoxysilylethyl) urea, N- (3-tripropoxy) Silylethyl) urea, N- (3-ethoxydipropoxysilylethyl) urea, N- (3-dimethoxypropoxysilylethyl) urea, N- (3-methoxydipropoxysilylethyl) urea, N- (3-trimethoxy Silylbutyl) urea, N- (3-triethoxysilylbutyl) urea, N- (3-tripropoxysilylbutyl) urea, 3- (m-aminophenoxy) propyltrimethoxysilane (manufactured by Azmax Co., Ltd .: trade name SLA0598 .0), m-aminophenyltrimethoxysilane (as Product name: SLA0599.0), p-aminophenyltrimethoxysilane (product name: SLA0599.1) Aminophenyltrimethoxysilane (product name: SLA0599.2), 2 -(Trimethoxysilylethyl) pyridine (manufactured by Azmax Co., Ltd .: Trade name SIT83396), 2- (triethoxysilylethyl) pyridine, 2- (dimethoxysilylmethylethyl) pyridine, 2- (diethoxysilylmethylethyl) Examples thereof include pyridine, (3-triethoxysilylpropyl) -t-butylcarbamate, (3-glycidoxypropyl) triethoxysilane, and the like. Particularly preferable examples include, but are not limited to, the following structures.

Figure 0005241142
Figure 0005241142

上記接着助剤のヒドロキシポリアミドに対する配合量は、該ヒドロキシポリアミド100質量部に対し、0〜20質量部が好ましく、0.05〜10質量部がより好ましく、0.1〜5質量部がさらに好ましく、1〜5質量部が特に好ましい。シリコン系カップリング剤の配合量が0.01質量部以上だと露光部の現像残渣がなく、シリコン基板との密着性が良好である。20質量部以下だと密着性における経時安定性が良好である。
本発明においては、これらの成分を溶媒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とが好ましい。このような溶媒としては、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。)、ジメチルイミダゾリノン、テトラメチルウレア、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、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどを挙げることができる。
溶媒のヒドロキシポリアミドに対する配合量は、該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。
The blending amount of the adhesion aid with respect to hydroxypolyamide is preferably 0 to 20 parts by mass, more preferably 0.05 to 10 parts by mass, further preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydroxypolyamide. 1 to 5 parts by mass is particularly preferable. When the compounding amount of the silicon-based coupling agent is 0.01 parts by mass or more, there is no development residue in the exposed area, and adhesion with the silicon substrate is good. When it is 20 parts by mass or less, the temporal stability in adhesion is good.
In the present invention, these components are preferably dissolved in a solvent to form a varnish and used as a positive photosensitive resin composition. Examples of such solvents 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”). ), Dimethylimidazolinone, tetramethylurea, dimethyl sulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether (hereinafter also referred to as “DMDG”), diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol Monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl-1,3-butylene glycol Seteto, 1,3-butylene glycol-3-monomethyl ether, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, may be used alone 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 more preferable examples include γ-butyrolactone, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate and the like.
The blending amount of the solvent with respect to hydroxypolyamide is preferably 50 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydroxypolyamide. 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、本発明の硬化レリーフパターンの製造方法について、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−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、または超音波等の方式が可能である。リンス液は蒸留水、または脱イオン水等が使用できる。
本発明のポジ型感光性樹脂組成物により形成された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、または有機アルカリ化合物のいずれであってもよい。
<Curing relief pattern and method for manufacturing semiconductor device>
Next, the manufacturing method of the cured relief pattern of the present invention 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, a spray, paddle, dip, or ultrasonic method can be used. As the rinsing liquid, distilled water, deionized water or the like can be used.
The developer used for developing the film formed from the positive photosensitive resin composition of the present invention is for dissolving and removing the alkali-soluble polymer and needs to be an alkaline aqueous solution in which an alkali compound is dissolved. is there. The alkali compound dissolved in the developer may be either an inorganic alkali compound or an organic alkali compound.

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、及びアンモニア等が挙げられる。
また、該有機アルカリ化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキシド、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、n−プロピルアミン、ジ−n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、エタノールアミン、及びトリエタノールアミン等が挙げられる。
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, and ammonia.
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, etc. are mentioned.

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、または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、及び樹脂の溶解抑止剤等を適量添加することができる。
最後に、得られたレリーフパターンを加熱処理して、ポリベンズオキサゾール構造を有する樹脂からなる耐熱性硬化レリーフパターンを形成する。
本発明の半導体装置は、本発明の硬化レリーフパターンを、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製造することができる。
また、本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、多層回路の層間絶縁、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、または液晶配向膜等の用途にも有用である。
Furthermore, if necessary, an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, or ethylene glycol, a surfactant, a storage stabilizer, and a resin dissolution inhibitor can be added to the alkaline aqueous solution. .
Finally, the obtained relief pattern is heat-treated to form a heat-resistant cured relief pattern made of a resin having a polybenzoxazole structure.
The semiconductor device of the present invention uses the cured relief pattern of the present invention as a surface protective film, an interlayer insulating film, a rewiring insulating film, a protective film for a flip chip device, or a protective film for a device having a bump structure. It can manufacture by combining with the manufacturing method of an apparatus.
The positive photosensitive resin composition of the present invention is also useful for applications such as interlayer insulation of multilayer circuits, cover coating of flexible copper-clad plates, solder resist films, or liquid crystal alignment films.

本発明を参考例、実施例に基づいて説明する。
〔参考例1〕
<ヒドロキシポリアミドの合成>
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)、DMAc692gを室温(25℃)で混合攪拌し溶解させた。これに、別途DMDG88g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。
The present invention will be described based on reference examples and examples.
[Reference Example 1]
<Synthesis of hydroxy polyamide>
In a 2 L separable flask, 197.8 g (0.54 mol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -hexafluoropropane, 75.9 g (0.96 mol) of pyridine, and 692 g of DMAc at room temperature. (25 ° C.) The mixture was stirred and dissolved. A solution obtained by dissolving 19.7 g (0.12 mol) of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride in 88 g of DMDG was added dropwise thereto from a dropping funnel. The time required for the dropwise addition was 40 minutes, and the maximum reaction solution temperature was 28 ° C.

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。
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GPC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 805/804/803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 SE−61
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.
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 as appropriate, dehydrated and then vacuum-dried. ) The weight average molecular weight of the thus synthesized hydroxypolyamide by GPC was 14,000 in terms of polystyrene. The analysis conditions for GPC are described below.
Column: Showa Denko Co., Ltd. Trade name: Shodex 805/804/803 Series separation liquid: Tetrahydrofuran 40 ° C
Flow rate: 1.0 ml / min Detector: Showa Denko brand name Shodex RI SE-61

〔参考例2〕
<ジアゾナフトキノン化合物の合成>
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 2]
<Synthesis of diazonaphthoquinone compound>
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%. This reaction solution was dropped as it was into 1 l of ion-exchanged water with stirring, and the precipitate was filtered off, and then 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 product obtained was vacuum-dried at 40 ° C. for 24 hours to obtain a photosensitive diazoquinone compound (Q-1).

〔参考例3〕
<ポリイミド前駆体組成物の合成>
容量2lのセパラブルフラスコ中で、ピロメリット酸二無水物87.2g(0.4mol)、イソブチルアルコール59.3g(0.8mol)及びGBL320gを室温(25℃)で混合攪拌し溶解させ、氷冷下で攪拌しながらピリジン63.3g(0.8mol)を加え、発熱終了後室温まで法冷し、16時間放置した。
次に、ジシクロヘキシルカルボジイミド165g(0.8mol)をGBL120gに溶解した溶液を氷冷下で攪拌しながら40分間で加え、続いて4,4’−ジアミノジフェニルエーテル74.5g(0.37mol)をGBL150gに懸濁したものを同様に氷冷下で攪拌しながら60分間で加えた。室温で2時間攪拌後、エチルアルコール30mlを加えて、1時間攪拌し、更にDMAc250mlとTHF400mlを加えた後、沈殿を吸引濾過により除去して得られた反応液を15lのエチルアルコールに加え、生成した沈殿を濾別した後、真空乾燥してポリイミド前駆体(P−2)を得た。
[Reference Example 3]
<Synthesis of polyimide precursor composition>
In a separable flask with a volume of 2 liters, 87.2 g (0.4 mol) of pyromellitic dianhydride, 59.3 g (0.8 mol) of isobutyl alcohol and 320 g of GBL were mixed and stirred at room temperature (25 ° C.), and dissolved. While stirring under cooling, 63.3 g (0.8 mol) of pyridine was added. After completion of heat generation, the solution was cooled to room temperature and left for 16 hours.
Next, a solution of 165 g (0.8 mol) of dicyclohexylcarbodiimide dissolved in 120 g of GBL was added over 40 minutes with stirring under ice-cooling, and then 74.5 g (0.37 mol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether was added to 150 g of GBL. The suspension was similarly added over 60 minutes with stirring under ice cooling. After stirring at room temperature for 2 hours, 30 ml of ethyl alcohol was added and stirred for 1 hour. After further addition of 250 ml of DMAc and 400 ml of THF, the precipitate was removed by suction filtration, and the resulting reaction solution was added to 15 l of ethyl alcohol. The resulting precipitate was filtered off and then vacuum dried to obtain a polyimide precursor (P-2).

<ポジ型感光性樹脂組成物の調製>
[実施例1〜11、比較例1〜7]
上記参考例1及び3にて得られたヒドロキシポリアミド(P−1、P−2)100質量部に対して、上記参考例2にて得られた感光性ジアゾキノン化合物(Q−1)、及び下記C−1からC−13の芳香族カルボン酸化合物、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1〜11、及び比較例1〜7のポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
(C−1)o−アニス酸
(C−2)m−アニス酸
(C−3)p−アニス酸
(C−4)o−トルイル酸
(C−5)m−トルイル酸
(C−6)p−トルイル酸
(C−7)サリチル酸
(C−8)2,4−ジヒドロキシ安息香酸
(C−9)3,5−ジヒドロキシ安息香酸
(C−10)2,2’−ビフェニルジカルボン酸
(C−11)安息香酸
(C−12)酢酸
(C−13)チグリン酸
<Preparation of positive photosensitive resin composition>
[Examples 1-11, Comparative Examples 1-7]
The photosensitive diazoquinone compound (Q-1) obtained in Reference Example 2 above and 100 parts by mass of the hydroxypolyamide (P-1, P-2) obtained in Reference Examples 1 and 3 above, and C-1 to C-13 aromatic carboxylic acid compounds were dissolved in 170 parts by mass of GBL, then filtered through a 0.2 μm filter, and Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 1 described in Table 1 were used. 7 positive type photosensitive resin composition was prepared.
(C-1) o-anisic acid (C-2) m-anisic acid (C-3) p-anisic acid (C-4) o-toluic acid (C-5) m-toluic acid (C-6) p-toluic acid (C-7) salicylic acid (C-8) 2,4-dihydroxybenzoic acid (C-9) 3,5-dihydroxybenzoic acid (C-10) 2,2'-biphenyldicarboxylic acid (C- 11) Benzoic acid (C-12) acetic acid (C-13) tiglic acid

<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
上記実施例、及び比較例のポジ型感光性樹脂組成物をスピンコーター(大日本スクリーン製造社製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120℃、180秒間プリベークを行い、膜厚11.5μmの塗膜を形成した。膜厚は膜厚測定装置(大日本スクリーン製造社製ラムダエース)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ステッパー(ニコン社製NSR2005i8A)を用いて露光量を段階的に変化させて露光した。これをアルカリ現像液(AZエレクトロニックマテリアルズ社製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9.8μm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。現像時間は40秒から140秒程度となった。ポジ型感光性樹脂組成物の感度、解像度、および接着性の状態を表2に示した。
<Evaluation of positive photosensitive resin composition>
(1) Evaluation of patterning characteristics The positive photosensitive resin compositions of the above examples and comparative examples were spin-coated on a 5-inch silicon wafer with a spin coater (Dspin 636 manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.), and 120 on a hot plate. Pre-baking was performed at 180 ° C. for 180 seconds to form a coating film having a thickness of 11.5 μm. The film thickness was measured with a film thickness measuring device (Lambda Ace manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.).
This coating film was exposed through a reticle with a test pattern using a stepper (NSR2005i8A manufactured by Nikon Corporation) having an exposure wavelength of i-line (365 nm) while changing the exposure stepwise. Using an alkali developer (AZ300MIF developer manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd., 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution), the development time is 23 ° C. so that the film thickness after development is 9.8 μm. Was developed and rinsed with pure water to form a positive relief pattern. The development time was about 40 seconds to 140 seconds. Table 2 shows the sensitivity, resolution, and adhesive state of the positive photosensitive resin composition.

ポリアミド酸エステルを用いた比較例では、2.38質量%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液)に対する溶解性が非常に低く、上記現像時間内では、形成した11.5μmの塗膜はほとんど溶解しなかった。
なお、ポジ型感光性樹脂組成物の感度、解像度、及び接着性は、次のようにして評価した。
[感度(mJ/cm )]
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。
[密着性]
上記露光量でのパターンの接着の状態が何μmであるか。
In the comparative example using the polyamic acid ester, the solubility in an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution was very low, and the formed 11.5 μm coating film was hardly dissolved within the development time. .
In addition, the sensitivity, resolution, 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.
[Resolution (μm)]
Minimum resolution pattern size at the above exposure.
[Adhesion]
What is the adhesion state of the pattern at the above exposure amount?

Figure 0005241142
Figure 0005241142

Figure 0005241142
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本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、半導体装置の表面保護膜、層間絶縁膜、及び再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、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 semiconductor devices, an interlayer insulating film, an insulating film for rewiring, a protective film for flip chip devices, a protective film for devices having a bump structure, and an interlayer for multilayer circuits. 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 (6)

(A)下記一般式(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質量部に対して、(B)光酸発生剤1〜50質量部、(C)炭素原子数7〜15の芳香族カルボン酸化合物(複素環含有化合物を除く)0.01〜70質量部を含むことを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。
Figure 0005241142
(式中、Xは少なくとも2個以上の炭素原子を有する4価の有機基であり、X、Y、およびYはそれぞれ独立に少なくとも2個以上の炭素原子を有する2価の有機基であり、mは2〜1000の整数であり、nは0〜500の整数であって、m/(m+n)>0.5である。なお、XおよびYを含むm個のジヒドロキシジアミド単位、並びにXおよびYを含むn個のジアミド単位の配列順序は問わない。)
(A) For 100 parts by mass of hydroxypolyamide having a repeating unit represented by the following general formula (1), (B) 1-50 parts by mass of a photoacid generator, (C) a fragrance having 7-15 carbon atoms. A positive photosensitive resin composition comprising 0.01 to 70 parts by mass of an aromatic carboxylic acid compound (excluding a heterocyclic ring-containing compound ).
Figure 0005241142
Wherein X 1 is a tetravalent organic group having at least 2 or more carbon atoms, and X 2 , Y 1 and Y 2 are each independently a divalent organic having at least 2 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 m dihydroxys including X 1 and Y 1 The arrangement order of the diamide unit and n diamide units including X 2 and Y 2 is not limited.)
(B)光酸発生剤がナフトキノンジアジド構造を有する化合物である、請求項1に記載のポジ型感光性樹脂組成物。   (B) The positive photosensitive resin composition of Claim 1 whose photo-acid generator is a compound which has a naphthoquinone diazide structure. (C)炭素原子数7〜15の芳香族カルボン酸化合物(複素環含有化合物を除く)が下記一般式(2)で表される構造を有する化合物である、請求項1または2に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
Figure 0005241142
(式中、Rは置換基を有し、かつ6〜14個の炭素原子を有する1価または2価の芳香族基であり、またpは1〜2の整数である。)
The positive carbon according to claim 1 or 2, wherein (C) the aromatic carboxylic acid compound having 7 to 15 carbon atoms (excluding the heterocyclic ring-containing compound ) is a compound having a structure represented by the following general formula (2). Type photosensitive resin composition.
Figure 0005241142
(In the formula, R 1 is a monovalent or divalent aromatic group having a substituent and having 6 to 14 carbon atoms, and p is an integer of 1 to 2).
(C)炭素原子数7〜15の芳香族カルボン酸化合物(複素環含有化合物を除く)が下記一般式(3)で表される構造を有する化合物である、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。
Figure 0005241142
(式中、Rは置換基を有し、かつ6〜14個の炭素原子を有する1価の芳香族基である。)
(C) The aromatic carboxylic acid compound having 7 to 15 carbon atoms (excluding the heterocyclic ring-containing compound ) is a compound having a structure represented by the following general formula (3). The positive photosensitive resin composition as described.
Figure 0005241142
(In the formula, R 3 is a monovalent aromatic group having a substituent and having 6 to 14 carbon atoms.)
(1)請求項1〜4のいずれか1項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 4 is formed on a substrate in the form of a layer or a film, and (2) is exposed with actinic radiation through a mask, A method for producing a cured relief pattern, which comprises directly irradiating a light beam, an electron beam or an ion beam, (3) eluting and removing an exposed portion or irradiated portion, and (4) heat-treating the obtained relief pattern. 請求項5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層を有してなる半導体装置。   A semiconductor device comprising a cured relief pattern layer obtained by the production method according to claim 5.
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