JP5651917B2 - Positive photosensitive resin composition, method for producing patterned cured film using the resin composition, and electronic component - Google Patents

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Description

本発明は、ポリベンゾオキサゾール前駆体を含有する耐熱性に優れたポジ型感光性樹脂組成物、該樹脂組成物を用いたパターン硬化膜の製造方法及び電子部品に関し、特に、感度、解像度、現像時の密着性、耐熱性及び耐薬品性に優れ、良好な形状のパターンが得られるポジ型感光性樹脂組成物、該樹脂組成物を用いたパターン硬化膜の製造方法及び電子部品に関するものである。   The present invention relates to a positive-type photosensitive resin composition excellent in heat resistance containing a polybenzoxazole precursor, a method for producing a patterned cured film using the resin composition, and an electronic component, and in particular, sensitivity, resolution, development. The present invention relates to a positive photosensitive resin composition that is excellent in adhesion, heat resistance and chemical resistance at the time, and can obtain a pattern with a good shape, a method for producing a cured pattern film using the resin composition, and an electronic component .

従来、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、機械特性等を併せ持つポリイミド樹脂膜が用いられている。このポリイミド樹脂膜は、一般にはテトラカルボン酸二無水物とジアミンを極性溶媒中で常温常圧において反応させ、ポリイミド前駆体(ポリアミド酸)溶液(いわゆるワニス)をスピンコートなどで薄膜化して熱的に脱水閉環(硬化)して形成する(例えば、非特許文献1参照)。   Conventionally, a polyimide resin film 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 film is generally made by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine in a polar solvent at room temperature and normal pressure, and thinning a polyimide precursor (polyamic acid) solution (so-called varnish) by spin coating or the like. It is formed by dehydration ring closure (curing) (see, for example, Non-Patent Document 1).

近年、ポリイミド樹脂自身に感光特性を付与した感光性ポリイミドが用いられてきている。この感光性ポリイミドを用いると、パターン形成工程が簡略化でき、煩雑なパターン製造工程の短縮が行えるという特徴を有する(例えば、特許文献1〜3参照)。   In recent years, a photosensitive polyimide obtained by imparting photosensitive characteristics to a polyimide resin itself has been used. When this photosensitive polyimide is used, the pattern forming process can be simplified, and the complicated pattern manufacturing process can be shortened (for example, see Patent Documents 1 to 3).

従来、上記感光性ポリイミドの現像には、N−メチルピロリドン等の有機溶剤が用いられてきたが、最近では、環境やコストの観点からアルカリ水溶液で現像ができるポジ型の感光性樹脂の提案がなされている。
このようなアルカリ現像可能なポジ型の感光性樹脂を得る方法として、ポリイミド前駆体にエステル結合を介してo−ニトロベンジル基を導入する方法(例えば、非特許文献2参照)、可溶性ヒドロキシルイミドまたはポリベンゾオキサゾール前駆体にナフトキノンジアジド化合物を混合する方法(例えば、特許文献4、5参照)などがある。かかる方法により得られる樹脂には、低誘電率化が期待でき、そのような観点からも感光性ポリイミドとともに感光性ポリベンゾオキサゾールが注目されている。
Conventionally, an organic solvent such as N-methylpyrrolidone has been used for developing the photosensitive polyimide. Recently, however, there has been a proposal of a positive photosensitive resin that can be developed with an aqueous alkaline solution from the viewpoint of environment and cost. Has been made.
As a method for obtaining such an alkali-developable positive photosensitive resin, a method of introducing an o-nitrobenzyl group into a polyimide precursor via an ester bond (for example, see Non-Patent Document 2), soluble hydroxylimide or There is a method of mixing a naphthoquinone diazide compound with a polybenzoxazole precursor (for example, see Patent Documents 4 and 5). A resin obtained by such a method can be expected to have a low dielectric constant, and photosensitive polybenzoxazole is attracting attention together with photosensitive polyimide from such a viewpoint.

特開昭49−115541号公報JP-A-49-115541 特開昭59−108031号公報JP 59-108031 A 特開昭59−219330号公報JP 59-219330 A 特開昭64−60630号公報JP-A 64-60630 米国特許第4395482号公報U.S. Pat. No. 4,395,482 日本ポリイミド研究会編「最新ポリイミド〜基礎と応用〜」(2002年)Japan Polyimide Study Group "Latest Polyimides-Fundamentals and Applications" (2002) J.Macromol.Sci.,Chem.,vol.A24,12, 1407(1987年)J. et al. Macromol. Sci. , Chem. , Vol. A24, 12, 1407 (1987)

感光性ポリイミド又は感光性ポリベンゾオキサゾールは、近年、半導体装置におけるパッケージ形態の変化に伴い、再配線層などの層間絶縁膜として用いられるケースが増えてきた。かかるケースに対応するための、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール系材料(感光性樹脂組成物)には、従来の材料以上に化学薬品に対する耐性が必要となる。しかしながら、従来のポリイミド、ポリベンゾオキサゾール系材料(感光性樹脂組成物)においては、化学薬品耐性と感光特性、あるいは膜特性とを両立するものは、未だ得られていないのが、現状である。   In recent years, photosensitive polyimide or photosensitive polybenzoxazole has been increasingly used as an interlayer insulating film such as a rewiring layer in accordance with a change in package form in a semiconductor device. The polyimide and polybenzoxazole-based material (photosensitive resin composition) to cope with such a case needs to have resistance to chemicals more than conventional materials. However, in conventional polyimide and polybenzoxazole-based materials (photosensitive resin compositions), it has not been obtained yet that has both chemical resistance and photosensitive characteristics or film characteristics.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、耐薬品性が高く、半導体装置の層間絶縁膜などのパターン硬化膜の製造に好適に用いることのできるポジ型の感光性樹脂組成物を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the problem is that it is a positive type that has high chemical resistance and can be suitably used for manufacturing a pattern cured film such as an interlayer insulating film of a semiconductor device. It is providing the photosensitive resin composition.

上記課題を解決するために、本発明者らは、鋭意、実験、検討を重ねたところ、アルカリ現像可能なポリマーに対し、ウレア結合を有する化合物を併せて用いることで、高い耐熱性と機械特性に加えて、化学薬品耐性を向上することができること、そして、ポリマーの溶解性を阻害する化合物を加えることによって露光部と未露光部との間に適度な溶解速度差を実現し、感度、解像度に優れる良好な感光特性が得られることを、知見するに至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made extensive studies, experiments, and studies. By using a compound having a urea bond in combination with a polymer that can be developed with an alkali, high heat resistance and mechanical properties can be obtained. In addition, the chemical resistance can be improved, and by adding a compound that inhibits the solubility of the polymer, a moderate difference in dissolution rate can be achieved between the exposed and unexposed areas. The inventors have come to know that good photosensitivity with excellent resistance can be obtained.

さらに、上記構成の樹脂組成物を用いることにより、低温プロセスにてパターン硬化膜を作製することができる。したがって、かかる構成の樹脂組成物により、半導体装置における層間絶縁膜などのパターン硬化膜を製造すれば、製造プロセスに伴う半導体デバイスへダメージを低減することができる。その結果、得られる半導体装置の信頼性が向上されるので、かかる半導体装置を有する電子部品も信頼性が高く、歩留まりよく提供可能となる。   Furthermore, by using the resin composition having the above configuration, a pattern cured film can be produced by a low temperature process. Therefore, if a patterned cured film such as an interlayer insulating film in a semiconductor device is manufactured using the resin composition having such a configuration, damage to the semiconductor device associated with the manufacturing process can be reduced. As a result, since the reliability of the obtained semiconductor device is improved, an electronic component including such a semiconductor device can also be provided with high reliability and high yield.

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、前記課題を解決するために、下記構成を採用したポジ型感光性樹脂組成物、該樹脂組成物を用いたパターン硬化膜の製造方法及び電子部品を提供する。   The present invention has been made based on the above knowledge, and in order to solve the above problems, a positive photosensitive resin composition adopting the following configuration, a method for producing a patterned cured film using the resin composition, and an electron Provide parts.

[1] (a) アルカリ性水溶液に可溶なポリマーと、
(b)光の照射を受けて酸を発生する化合物と、
(c)ウレア結合を有する化合物と、
(d)アルカリ水溶液に対する(a)成分の溶解を阻害する化合物と、
を含有してなることを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。
[1] (a) a polymer soluble in an alkaline aqueous solution;
(B) a compound that generates acid upon irradiation with light;
(C) a compound having a urea bond;
(D) a compound that inhibits dissolution of the component (a) in the alkaline aqueous solution;
A positive-type photosensitive resin composition comprising:

[2] 前記(a)成分がポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、上記[1]に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 [2] The positive photosensitive resin composition as described in [1] above, wherein the component (a) is at least one selected from the group consisting of polyimide, polybenzoxazole, and precursors thereof. object.

[3] 前記(b)成分が、ジアゾナフトキノンであることを特徴とする、上記[1]又は[2]に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 [3] The positive photosensitive resin composition as described in [1] or [2] above, wherein the component (b) is diazonaphthoquinone.

[4] 前記(c)成分が、下記一般式(1): [4] The component (c) is represented by the following general formula (1):

Figure 0005651917
(式(1)中、複数のRは各々独立に水素原子または1価の有機基を示し、複数のRは各々独立に水素原子または1価の有機基を示し、互いが結合することで環構造となっていても良い)
で表される化合物であることを特徴とする、上記[1]〜[3]のいずれか一つに記載のポジ型感光性樹脂組成物。
Figure 0005651917
(In the formula (1), each of the plurality of R 7 independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and each of the plurality of R 8 independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and is bonded to each other) It may be a ring structure)
The positive photosensitive resin composition according to any one of the above [1] to [3], which is a compound represented by

[5] 前記(d)成分が、下記一般式(2): [5] The component (d) is represented by the following general formula (2):

Figure 0005651917
(式(2)中、Xは対陰イオンを示し、R及びRは各々独立に1価の有機基を示し、a及びbは各々独立に0〜5の整数である)
で表されるジアリールヨードニウム塩を含むことを特徴とする、上記[1]〜[4]のいずれか一つに記載のポジ型感光性樹脂組成物。
Figure 0005651917
(In formula (2), X represents a counter anion, R 7 and R 8 each independently represents a monovalent organic group, and a and b are each independently an integer of 0 to 5)
The positive photosensitive resin composition according to any one of the above [1] to [4], comprising a diaryl iodonium salt represented by the formula:

[6] 前記(c)成分が、(a)成分100重量部に対して20重量部以上用いられていることを特徴とする、上記[1]〜[5]のいずれか一つに記載のポジ型感光性樹脂組成物。 [6] As described in any one of [1] to [5], the component (c) is used in an amount of 20 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the component (a). Positive photosensitive resin composition.

[7] さらに、前記(d)成分が、(a)成分100重量部に対して3重量部以上用いられていることを特徴とする、上記[6]に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 [7] The positive photosensitive resin composition as described in [6] above, wherein the component (d) is used in an amount of 3 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the component (a). .

[8] 上記[1]〜[7]のいずれか一つに記載のポジ型感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布し乾燥して感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、前記感光性樹脂膜を所定のパターンに露光する露光工程と、前記露光後の感光性樹脂膜をアルカリ水溶液を用いて現像してパターン樹脂膜を得る現像工程と、前記パターン樹脂膜を加熱処理してパターン硬化膜を得る加熱処理工程とを含むことを特徴とするパターン硬化膜の製造方法。 [8] A photosensitive resin film forming step in which the positive photosensitive resin composition according to any one of [1] to [7] is applied on a support substrate and dried to form a photosensitive resin film; An exposure process for exposing the photosensitive resin film to a predetermined pattern; a development process for developing the exposed photosensitive resin film using an alkaline aqueous solution to obtain a pattern resin film; and a heat treatment for the pattern resin film. And a heat treatment process for obtaining a patterned cured film.

[9] 上記[8]に記載のパターン硬化膜の製造方法により得られるパターン硬化膜を、層間絶縁膜層及び/又は表面保護膜層として有することを特徴とする電子部品。 [9] An electronic component comprising a patterned cured film obtained by the method for producing a patterned cured film as described in [8] above as an interlayer insulating film layer and / or a surface protective film layer.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、ウレア結合を有する化合物とポリマーの溶解性を阻害する化合物を併せて用いており、かかる構成上の特徴によって、感度、解像度に優れる。
本発明のポジ型感光性樹脂組成物を用いて、パターン形成、加熱硬化したパターン硬化膜は、耐熱性および機械特性に優れ、かつ種々の化学薬品への耐性が高く、特に半導体装置の層間絶縁膜に好適なものとなる。
また、本発明のパターン硬化膜の製造方法によれば、前記感光性樹脂組成物の使用により、感度、解像度、耐薬品性に優れた、良好な形状のパターンが得られる。
さらに、本発明の電子部品は、その構成要素である硬化膜を本発明の感光性樹脂組成物を用いて形成されるので、良好な形状と耐薬品性、耐熱性に優れたパターン硬化膜を有する。
The positive photosensitive resin composition of the present invention uses a compound having a urea bond and a compound that inhibits the solubility of the polymer, and is excellent in sensitivity and resolution due to such structural features.
A pattern cured film obtained by pattern formation and heat curing using the positive photosensitive resin composition of the present invention is excellent in heat resistance and mechanical properties, and has high resistance to various chemicals, particularly interlayer insulation of semiconductor devices. It is suitable for the membrane.
Moreover, according to the method for producing a cured pattern film of the present invention, a pattern having a good shape excellent in sensitivity, resolution, and chemical resistance can be obtained by using the photosensitive resin composition.
Furthermore, since the electronic component of the present invention is formed by using the photosensitive resin composition of the present invention as a cured film that is a component of the electronic component, a pattern cured film excellent in shape, chemical resistance, and heat resistance is formed. Have.

以下に、本発明によるポジ型感光性樹脂組成物、該樹脂組成物を用いたパターン硬化膜の製造方法及び電子部品の一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment of a positive photosensitive resin composition according to the present invention, a method for producing a patterned cured film using the resin composition, and an electronic component will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment.

((a)成分:アルカリ水溶液可溶性のポリマー)
本発明で用いる(a)成分は、アルカリ水溶液可溶性のポリマーであれば、特に構造上の制限はない。
((A) component: polymer soluble in alkaline aqueous solution)
The component (a) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymer that is soluble in an aqueous alkali solution.

なお、アルカリ水溶液とは、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液、金属水酸化物水溶液、有機アミン水溶液等のアルカリ性の溶液である。一般には、濃度が2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液が用いられるので、(a)成分は、この水溶液に対して可溶性であることが好ましい。   The alkaline aqueous solution is an alkaline solution such as a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, a metal hydroxide aqueous solution, or an organic amine aqueous solution. In general, since an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution having a concentration of 2.38% by weight is used, the component (a) is preferably soluble in this aqueous solution.

また、本発明の(a)成分がアルカリ性現像液で可溶であることの1つの基準を以下に説明する。
(a)成分単独あるいは以下に順を追って説明する(b)、(c)の各成分とともに任意の溶剤に溶解して得られたワニスを、シリコンウエハなどの基板上にスピン塗布して形成することにより膜厚5μm程度の塗膜とする。これをテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、金属水酸化物水溶液、有機アミン水溶液のいずれか一つに20〜25℃において、浸漬する。この結果、均一な溶液として溶解し得る時、その(a)成分はアルカリ性現像液で可溶と見なされる。
In addition, one criterion that the component (a) of the present invention is soluble in an alkaline developer will be described below.
(A) A component alone or a varnish obtained by dissolving in any solvent together with the components (b) and (c) described in order below is formed by spin coating on a substrate such as a silicon wafer. Thus, a coating film having a thickness of about 5 μm is obtained. This is immersed in any one of tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, metal hydroxide aqueous solution, and organic amine aqueous solution at 20 to 25 ° C. As a result, when it can be dissolved as a uniform solution, the component (a) is considered soluble in an alkaline developer.

ここで、前記(a)成分の主鎖骨格として、(i)ポリイミド系ポリマーまたはポリオキサゾール系ポリマー、すなわち、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリオキサゾール、ポリアミド、及びこれらの前駆体(例えば、ポリアミド酸、ポリアミド酸エステル、ポリヒドロキシアミドなど)から選ばれる少なくとも1種(高分子化合物)から導入されることが、例えば加工性、耐熱性の点で好ましく、そして、(ii)複数のフェノール性水酸基やカルボキシル基を有する構造であることが、アルカリ水溶液可溶性の点で好ましい。したがって、(a)成分を、前記二種類以上の共重合体や混合物として用いることもできる。中でもポリイミド、ポリオキサゾールないしはそれぞれに対応する前駆体を(a)成分に用いれば、本発明の樹脂組成物を用いて得られた硬化膜の耐溶剤性がより高いものとなるので、(a)成分として、ポリイミド、ポリオキサゾール、及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましく、特に、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。   Here, as the main chain skeleton of the component (a), (i) polyimide polymer or polyoxazole polymer, that is, polyimide, polyamideimide, polyoxazole, polyamide, and precursors thereof (for example, polyamic acid, polyamide) It is preferably introduced from at least one (polymeric compound) selected from acid esters, polyhydroxyamides, etc. from the viewpoint of processability and heat resistance, and (ii) a plurality of phenolic hydroxyl groups and carboxyl groups. It is preferable that it has a structure having an aqueous alkali solution solubility. Therefore, the component (a) can also be used as the two or more types of copolymers and mixtures. Among these, if polyimide, polyoxazole or precursors corresponding to each are used as the component (a), the cured film obtained using the resin composition of the present invention has higher solvent resistance. As a component, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of polyimide, polyoxazole, and their precursors, and in particular, at least one selected from the group consisting of polyimide, polybenzoxazole, and their precursors. Is preferably used.

(a)成分として用いることのできる上記具体的ポリマーおよび前駆体のそれぞれについて、以下に説明する。
上記ポリイミドは、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させ、脱水閉環することにより得ることができる。
上記ポリオキサゾールは、例えば、ジカルボン酸ジクロリドとジヒドロキシジアミンを反応させ、脱水閉環することにより得ることができる。
上記ポリアミドイミドは、例えば、トリカルボン酸とジアミンを反応させ、脱水閉環することにより得ることができる。
上記ポリアミドは、例えば、ジカルボン酸ジクロリドとジアミンを反応させることにより得ることができる。
上記ポリアミド酸は、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させることにより得ることができる。
上記ポリアミド酸エステルは、例えば、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンを反応させることにより得ることができる。
Each of the specific polymer and precursor that can be used as the component (a) will be described below.
The polyimide can be obtained, for example, by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine and dehydrating and ring-closing.
The polyoxazole can be obtained, for example, by reacting dicarboxylic acid dichloride with dihydroxydiamine and dehydrating and ring-closing.
The polyamideimide can be obtained, for example, by reacting tricarboxylic acid and diamine and dehydrating and ring-closing.
The polyamide can be obtained, for example, by reacting dicarboxylic acid dichloride with diamine.
The polyamic acid can be obtained, for example, by reacting tetracarboxylic dianhydride with diamine.
The polyamic acid ester can be obtained, for example, by reacting tetracarboxylic acid diester dichloride with diamine.

上述の具体的なポリマーのなかでも、現今の電子部品用としては、加熱により閉環してポリベンゾオキサゾールとなるポリヒドロキシアミド(ポリベンゾオキサゾール前駆体)は、耐熱性、機械特性、電気特性に優れるものとして多用されつつある。
このポリヒドロキシアミドは、下記一般式(3):
Among the above-mentioned specific polymers, polyhydroxyamides (polybenzoxazole precursors) that are closed by heating to become polybenzoxazoles are excellent in heat resistance, mechanical properties, and electrical properties for current electronic components. It is being used widely as a thing.
This polyhydroxyamide has the following general formula (3):

Figure 0005651917
(式(3)中、Uは4価の有機基を示し、Vは2価の有機基を示す)
で表される繰り返し単位を有する。
この一般式(3)で表される「ヒドロキシ基を含有するアミドユニット」は、最終的には硬化時の脱水閉環により、耐熱性、機械特性、電気特性に優れるオキサゾール体に変換される。
Figure 0005651917
(In formula (3), U represents a tetravalent organic group, and V represents a divalent organic group)
It has the repeating unit represented by these.
The “amide unit containing a hydroxy group” represented by the general formula (3) is finally converted into an oxazole having excellent heat resistance, mechanical properties, and electrical properties by dehydration and ring closure at the time of curing.

本発明で用いることができるポリヒドロキシアミドは、前記一般式(3)で表される繰り返し単位を有していればよいが、ポリヒドロキシアミドのアルカリ水溶液に対する可溶性は、フェノール性水酸基に由来するため、一般式(3)で表される「ヒドロキシ基を含有するアミドユニット」が、ある割合以上含まれていることが好ましい。
そのようなものとして、好ましくは、次式(4):
The polyhydroxyamide that can be used in the present invention only needs to have the repeating unit represented by the general formula (3). However, the solubility of the polyhydroxyamide in an alkaline aqueous solution is derived from a phenolic hydroxyl group. The “amide unit containing a hydroxy group” represented by the general formula (3) is preferably contained in a certain ratio or more.
As such, preferably the following formula (4):

Figure 0005651917
(式(4)中、Uは4価の有機基を示し、VとWは2価の有機基を示す。jとkは、モル分率を示し、jとkの和は100モル%であり、jが60〜100モル%、kが40〜0モル%である。)
で表されるポリヒドロキシアミドである。
ここで、式(4)中のjとkのモル分率は、j=80〜100モル%、k=20〜0モル%であることがより好ましい。
Figure 0005651917
(In Formula (4), U represents a tetravalent organic group, V and W represent a divalent organic group, j and k represent a mole fraction, and the sum of j and k is 100 mol%. And j is 60 to 100 mol%, and k is 40 to 0 mol%.)
It is polyhydroxyamide represented by these.
Here, the molar fraction of j and k in formula (4) is more preferably j = 80 to 100 mol% and k = 20 to 0 mol%.

本発明において、一般式(4)で表される繰り返し単位を有するポリヒドロキシアミドは、一般的にジカルボン酸誘導体とヒドロキシ基含有ジアミン類とから合成できる。具体的には、ジカルボン酸誘導体をジハライド誘導体に変換後、前記ジアミン類との反応を行うことにより合成できる。
上記ジハライド誘導体としては、ジクロリド誘導体が好ましい。
In the present invention, the polyhydroxyamide having a repeating unit represented by the general formula (4) can be generally synthesized from a dicarboxylic acid derivative and a hydroxy group-containing diamine. Specifically, it can be synthesized by converting a dicarboxylic acid derivative into a dihalide derivative and then reacting with the diamines.
The dihalide derivative is preferably a dichloride derivative.

上記ジクロリド誘導体は、ジカルボン酸誘導体にハロゲン化剤を作用させて合成することができる。
ハロゲン化剤としては通常のカルボン酸の酸クロリド化反応に使用される、塩化チオニル、塩化ホスホリル、オキシ塩化リン、五塩化リン等が使用できる。
The dichloride derivative can be synthesized by reacting a dicarboxylic acid derivative with a halogenating agent.
As the halogenating agent, thionyl chloride, phosphoryl chloride, phosphorus oxychloride, phosphorus pentachloride, etc., which are used in the usual acid chlorideation reaction of carboxylic acid can be used.

ジクロリド誘導体を合成する方法としては、ジカルボン酸誘導体と上記ハロゲン化剤を溶媒中で反応させるか、過剰のハロゲン化剤中で反応を行った後、過剰分を留去する方法で合成できる。
反応溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチル−2−ピリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、トルエン、ベンゼン等が使用できる。
As a method of synthesizing the dichloride derivative, it can be synthesized by reacting the dicarboxylic acid derivative and the halogenating agent in a solvent, or reacting in an excess halogenating agent and then distilling off the excess.
As the reaction solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyridone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, toluene, benzene and the like can be used.

これらのハロゲン化剤の使用量は、溶媒中で反応させる場合は、ジカルボン酸誘導体に対して、1.5〜3.0モルが好ましく、1.7〜2.5モルがより好ましく、ハロゲン化剤中で反応させる場合は、4.0〜50モルが好ましく、5.0〜20モルがより好ましい。
反応温度は、−10〜70℃が好ましく、0〜20℃がより好ましい。
The amount of these halogenating agents to be used in a solvent is preferably 1.5 to 3.0 mol, more preferably 1.7 to 2.5 mol relative to the dicarboxylic acid derivative. When making it react in an agent, 4.0-50 mol is preferable and 5.0-20 mol is more preferable.
The reaction temperature is preferably -10 to 70 ° C, more preferably 0 to 20 ° C.

上記ジクロリド誘導体とジアミン類との反応は、脱ハロゲン化水素剤の存在下に、有機溶媒中で行うことが好ましい。
脱ハロゲン化水素剤としては、通常、ピリジン、トリエチルアミン等の有機塩基が使用される。
また、有機溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチル−2−ピリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等が使用できる。
反応温度は、−10〜30℃が好ましく、0〜20℃がより好ましい。
The reaction between the dichloride derivative and the diamine is preferably performed in an organic solvent in the presence of a dehydrohalogenating agent.
As the dehydrohalogenating agent, organic bases such as pyridine and triethylamine are usually used.
As the organic solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyridone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide and the like can be used.
The reaction temperature is preferably −10 to 30 ° C., more preferably 0 to 20 ° C.

(一般式(4)において、Uで表される4価の有機基)
前記一般式(4)において、Uで表される4価の有機基とは、一般に、ジカルボン酸と反応してポリアミド構造を形成する「2個のヒドロキシ基がそれぞれアミンのオルト位に位置した構造を有するジアミンの残基」であり、4価の芳香族基が好ましく、炭素原子数としては6〜40のものが好ましく、炭素原子数6〜40の4価の芳香族基がより好ましい。4価の芳香族基としては、4個の結合部位がいずれも芳香環上に存在するものが好ましい。
(Tetravalent organic group represented by U in the general formula (4))
In the general formula (4), the tetravalent organic group represented by U generally forms a polyamide structure by reacting with a dicarboxylic acid, “a structure in which two hydroxy groups are located at the ortho positions of the amine, respectively. A tetravalent aromatic group, preferably having 6 to 40 carbon atoms, and more preferably a tetravalent aromatic group having 6 to 40 carbon atoms. As the tetravalent aromatic group, those in which all four bonding sites are present on the aromatic ring are preferable.

このようなジアミン類としては、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、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−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)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Such diamines include 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane. Bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) propane, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, 2,2-bis (3-amino-) 4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3- Although hexafluoropropane etc. are mentioned, it is not limited to these. These compounds can be used alone or in combination of two or more.

(一般式(4)において、Wで表される2価の有機基)
前記一般式(4)において、Wで表される2価の有機基とは、一般に、ジカルボン酸と反応してポリアミド構造を形成する「ジアミンの残基」であり、前記Uを形成するジアミン以外の残基であり、2価の芳香族基又は脂肪族基が好ましく、炭素原子数としては4〜40のものが好ましく、炭素原子数4〜40の2価の芳香族基がより好ましい。
(Divalent organic group represented by W in the general formula (4))
In the general formula (4), the divalent organic group represented by W is generally a “diamine residue” that reacts with a dicarboxylic acid to form a polyamide structure, and other than the diamine that forms the U. And a divalent aromatic group or aliphatic group is preferred, and those having 4 to 40 carbon atoms are preferred, and divalent aromatic groups having 4 to 40 carbon atoms are more preferred.

このようなジアミン類としては、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、4,4'−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フィド、ベンジシン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、1,5−ナフタレンジアミン、2,6−ナフタレンジアミン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(3−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)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン等の芳香族ジアミン化合物が挙げられ、さらに、これらの他にも、シリコーン基の入ったジアミンとして、LP−7100、X−22−161AS、X−22−161A、X−22−161B、X−22−161C及びX−22−161E(いずれも信越化学工業株式会社製、商品名)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
これらの化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
Examples of such diamines include 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, benzidine, m-phenylenediamine, p. -Phenylenediamine, 1,5-naphthalenediamine, 2,6-naphthalenediamine, bis (4-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (3-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4 Aromatic diamine compounds such as-(4-aminophenoxy) phenyl] ether and 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene can be mentioned. Besides these, as diamines containing silicone groups, LP -7100, X-22-161AS, X-22- 161A, X-22-161B, X-22-161C, and X-22-161E (all are trade names manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and the like, but are not limited thereto.
These compounds can be used alone or in combination of two or more.

(一般式(4)において、Vで表される2価の有機基)
一般式(4)において、Vで表される2価の有機基とは、ジアミンと反応してポリアミド構造を形成する、ジカルボン酸の残基であり、2価の芳香族基が好ましく、炭素原子数としては6〜40のものが好ましく、炭素原子数6〜40の2価の芳香族基が硬化膜の耐熱性の観点でより好ましい。2価の芳香族基としては、2個の結合部位がいずれも芳香環上に存在するものが好ましい。また、Vが炭素数6〜30の脂肪族直鎖構造を有する2価の有機基の場合は、熱硬化する際の温度を280℃以下と低くしても十分な物性が得られる点で好ましい。
(Divalent organic group represented by V in the general formula (4))
In the general formula (4), the divalent organic group represented by V is a dicarboxylic acid residue that reacts with diamine to form a polyamide structure, and is preferably a divalent aromatic group, preferably a carbon atom. The number is preferably 6 to 40, and a divalent aromatic group having 6 to 40 carbon atoms is more preferable from the viewpoint of heat resistance of the cured film. As the divalent aromatic group, those in which two bonding sites are both present on the aromatic ring are preferred. Further, in the case where V is a divalent organic group having an aliphatic straight chain structure having 6 to 30 carbon atoms, it is preferable in that sufficient physical properties can be obtained even if the temperature at the time of thermosetting is lowered to 280 ° C. or lower. .

このようなジカルボン酸としては、イソフタル酸、テレフタル酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、4,4'−ジカルボキシビフェニル、4,4'−ジカルボキシジフェニルエーテル、4,4'−ジカルボキシテトラフェニルシラン、ビス(4−カルボキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(p−カルボキシフェニル)プロパン、5−tert−ブチルイソフタル酸、5−ブロモイソフタル酸、5−フルオロイソフタル酸、5−クロロイソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族系ジカルボン酸、1,2−シクロブタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、脂肪族直鎖構造を有するものとしては、マロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、イソプロピルマロン酸、ジ−n−ブチルマロン酸、スクシン酸、テトラフルオロスクシン酸、メチルスクシン酸、2,2−ジメチルスクシン酸、2,3−ジメチルスクシン酸、ジメチルメチルスクシン酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジメチルグルタル酸、3−エチル−3−メチルグルタル酸、アジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、3−メチルアジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、ピメリン酸、2,2,6,6−テトラメチルピメリン酸、スベリン酸、ドデカフルオロスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサデカフルオロセバシン酸、1,9−ノナン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ヘンエイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸、ペンタコサン二酸、ヘキサコサン二酸、ヘプタコサン二酸、オクタコサン二酸、ノナコサン二酸、トリアコンタン二酸、ヘントリアコンタン二酸、ドトリアコンタン二酸、ジグリコール酸が挙げられ、さらに下記一般式(5):   Examples of such dicarboxylic acids include isophthalic acid, terephthalic acid, 2,2-bis (4-carboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, and 4,4′-dicarboxybiphenyl. 4,4′-dicarboxydiphenyl ether, 4,4′-dicarboxytetraphenylsilane, bis (4-carboxyphenyl) sulfone, 2,2-bis (p-carboxyphenyl) propane, 5-tert-butylisophthalic acid Aromatic dicarboxylic acids such as 5-bromoisophthalic acid, 5-fluoroisophthalic acid, 5-chloroisophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,2-cyclobutanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-Cyclopentanedicarboxylic acid, having an aliphatic linear structure, malonic acid Dimethylmalonic acid, ethylmalonic acid, isopropylmalonic acid, di-n-butylmalonic acid, succinic acid, tetrafluorosuccinic acid, methylsuccinic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, Dimethylmethylsuccinic acid, glutaric acid, hexafluoroglutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3,3-dimethylglutaric acid, 3-ethyl-3-methylglutar Acid, adipic acid, octafluoroadipic acid, 3-methyladipic acid, octafluoroadipic acid, pimelic acid, 2,2,6,6-tetramethylpimelic acid, suberic acid, dodecafluorosuberic acid, azelaic acid, sebacin Acid, hexadecafluorosebacic acid, 1,9-nonanedioic acid, dodecanedioic acid, trideca Diacid, tetradecanedioic acid, pentadecanedioic acid, hexadecanedioic acid, heptadecanedioic acid, octadecanedioic acid, nonadecanedioic acid, eicosandioic acid, heneicosandioic acid, docosandioic acid, tricosanedioic acid, tetracosanedioic acid, pentacosandioic acid , Hexacosanedioic acid, heptacosanedioic acid, octacosanedioic acid, nonacosandioic acid, triacontanedioic acid, hentriacontanedioic acid, dotriacontanedioic acid, diglycolic acid, and the following general formula (5):

Figure 0005651917
(式(5)中、Zは炭素数1〜6の炭化水素基、式中nは1〜6の整数である。)で示されるジカルボン酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
これらの化合物を、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
Figure 0005651917
(In formula (5), Z is a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 6 in the formula.) Absent.
These compounds can be used alone or in combination of two or more.

(a)成分の分子量は、重量平均分子量で3,000〜200,000が好ましく、5,000〜100,000がより好ましい。ここで、分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定し、標準ポリスチレン検量線より換算して得た値である。   The molecular weight of the component (a) is preferably 3,000 to 200,000, more preferably 5,000 to 100,000 in terms of weight average molecular weight. Here, the molecular weight is a value obtained by measuring by a gel permeation chromatography method and converting from a standard polystyrene calibration curve.

((b)成分:光の照射を受けて酸を発生する化合物)
本発明の組成物において、前記(a)成分として用いるアルカリ水溶液可溶性のポリマーとともに、前記(b)成分として活性光線の照射を受けて酸を発生する化合物(以下、酸発生剤とも記す)を用いる。
((B) component: a compound that generates acid upon irradiation with light)
In the composition of the present invention, a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays (hereinafter also referred to as an acid generator) is used as the component (b) together with the polymer soluble in an aqueous alkali solution used as the component (a). .

この(b)成分の配合量は、感光時の感度、解像度を良好とするために、(a)成分100重量部に対して、0.01〜50重量部とすることが好ましく、0.01〜20重量部とすることがより好ましく、0.5〜20重量部とすることがさらに好ましい。   The blending amount of the component (b) is preferably 0.01 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (a) in order to improve the sensitivity and resolution during exposure. It is more preferable to set it as -20 weight part, and it is still more preferable to set it as 0.5-20 weight part.

この(b)成分である「光の照射を受けて酸を発生する化合物(光酸発生剤)」は、光の照射部のアルカリ水溶液への可溶性を増大させる機能を有するものである。そのような光酸発生剤としては、o−キノンジアジド化合物、アリールジアゾニウム塩、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などが挙げられ、なかでもo−キノンジアジド化合物が感度が高く好ましいものとして挙げられる。   The component (b) “compound that generates an acid upon irradiation with light (photoacid generator)” has a function of increasing the solubility of the irradiated portion in an alkaline aqueous solution. Examples of such a photoacid generator include an o-quinonediazide compound, an aryldiazonium salt, a diaryliodonium salt, a triarylsulfonium salt, and the like. Among them, an o-quinonediazide compound is preferable because of its high sensitivity.

上記o−キノンジアジド化合物は、例えば、o−キノンジアジドスルホニルクロリド類とヒドロキシ化合物、アミノ化合物などとを脱塩酸剤の存在下で縮合反応させることで得られる。前記o−キノンジアジドスルホニルクロリド類としては、例えば、ベンゾキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド等が使用できる。   The o-quinonediazide compound can be obtained, for example, by subjecting o-quinonediazidesulfonyl chlorides to a hydroxy compound, an amino compound or the like in the presence of a dehydrochlorinating agent. Examples of the o-quinonediazide sulfonyl chlorides include benzoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride, naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride, and naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride. Etc. can be used.

上記ヒドロキシ化合物としては、例えば、ヒドロキノン、レゾルシノール、ピロガロール、ビスフェノールA、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,2',3'−ペンタヒドロキシベンゾフェノン,2,3,4,3',4',5'−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパン、4b,5,9b,10−テトラヒドロ−1,3,6,8−テトラヒドロキシ−5,10−ジメチルインデノ[2,1−a]インデン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンなどが使用できる。   Examples of the hydroxy compound include hydroquinone, resorcinol, pyrogallol, bisphenol A, bis (4-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, and 2,3,4-trihydroxybenzophenone. 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,2 ′, 3′-pentahydroxybenzophenone, 2,3,4, 3 ′, 4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) propane, 4b, 5,9b, 10-tetrahydro -1,3,6,8-tetrahydroxy-5,10-dimethylindeno [2,1-a] i Den, tris (4-hydroxyphenyl) methane, and tris (4-hydroxyphenyl) ethane can be used.

上記アミノ化合物としては、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、4,4'−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フィド、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、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、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルホン、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、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などが使用できる。   Examples of the amino compound include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, and 4,4′-diaminodiphenyl. Sulfide, o-aminophenol, m-aminophenol, p-aminophenol, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, bis (3 -Amino-4-hydroxyphenyl) propane, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) propane, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, bis (3-Amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropro Emissions, such as bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane can be used.

上記o−キノンジアジドスルホニルクロリドとヒドロキシ化合物及び/又はアミノ化合物とは、o−キノンジアジドスルホニルクロリド1モルに対して、ヒドロキシ基とアミノ基の合計が0.5〜1当量になるように配合されることが好ましい。脱塩酸剤とo−キノンジアジドスルホニルクロリドの好ましい割合は、0.95/1〜1/0.95の範囲である。
好ましい反応温度は0〜40℃、好ましい反応時間は1〜10時間とされる。
The o-quinonediazide sulfonyl chloride and the hydroxy compound and / or amino compound are blended so that the total of hydroxy group and amino group is 0.5 to 1 equivalent with respect to 1 mol of o-quinonediazide sulfonyl chloride. Is preferred. A preferred ratio of the dehydrochlorinating agent and o-quinonediazide sulfonyl chloride is in the range of 0.95 / 1 to 1 / 0.95.
A preferable reaction temperature is 0 to 40 ° C., and a preferable reaction time is 1 to 10 hours.

上記反応の反応溶媒としては,ジオキサン,アセトン,メチルエチルケトン,テトラヒドロフラン,ジエチルエーテル,N−メチルピロリドン等の溶媒が用いられる。脱塩酸剤としては,炭酸ナトリウム,水酸化ナトリウム,炭酸水素ナトリウム,炭酸カリウム,水酸化カリウム,トリメチルアミン,トリエチルアミン,ピリジンなどがあげられる。   As a reaction solvent for the above reaction, a solvent such as dioxane, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, diethyl ether, N-methylpyrrolidone or the like is used. Examples of the dehydrochlorination agent include sodium carbonate, sodium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydroxide, trimethylamine, triethylamine, and pyridine.

((c)成分:ウレア結合を有する化合物)
本発明に使用される(c)成分であるウレア結合を有する化合物は、感光性樹脂組成物を塗布、露光、現像後に加熱処理する工程において、該化合物がポリマーと反応、すなわち橋架けをする。または、加熱処理する工程において、該化合物自身が重合する。これによって、得られる硬化膜の機械特性や薬品耐性、フラックス耐性を向上させることができる。また、(c)成分がウレア結合を持つことで、(b)成分である「光の照射を受けて酸を発生する化合物」との相互作用が増し、後に説明する(d)成分である「アルカリ水溶液に対する(a)成分の溶解を阻害する化合物」と相まって、露光部と未露光部との溶解速度差を向上させることができる。
((C) component: a compound having a urea bond)
The compound having a urea bond, which is the component (c) used in the present invention, reacts with the polymer, that is, crosslinks, in the step of heat treatment after coating, exposing and developing the photosensitive resin composition. Alternatively, in the heat treatment step, the compound itself is polymerized. Thereby, the mechanical characteristics, chemical resistance, and flux resistance of the obtained cured film can be improved. In addition, since the component (c) has a urea bond, the interaction with the “compound that generates acid upon irradiation with light” as the component (b) increases, and the component (d) described later is “ Combined with the “compound inhibiting the dissolution of the component (a) in the aqueous alkali solution”, the difference in dissolution rate between the exposed and unexposed areas can be improved.

この(c)成分は、好ましいものとして、以下の一般式(1):   The component (c) is preferably the following general formula (1):

Figure 0005651917
(式(1)中、複数のRは各々独立に水素原子または1価の有機基を示し、複数のRは各々独立に水素原子または1価の有機基を示し、互いが結合することで環構造となっていても良い。)
で示される構造を有する化合物を挙げることができる。
Figure 0005651917
(In the formula (1), each of the plurality of R 7 independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and each of the plurality of R 8 independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and is bonded to each other) It may be a ring structure.)
The compound which has a structure shown by can be mentioned.

上記一般式(1)で示される化合物を(c)成分として用いることにより、本発明のポジ型感光性樹脂組成物から得た樹脂膜を220℃以下の低温下においても硬化させることが可能となり、得られる硬化膜は、耐薬品性(溶剤耐性)、フラックス耐性に優れたものとなる。   By using the compound represented by the general formula (1) as the component (c), the resin film obtained from the positive photosensitive resin composition of the present invention can be cured even at a low temperature of 220 ° C. or lower. The obtained cured film has excellent chemical resistance (solvent resistance) and flux resistance.

上記一般式(1)で示される化合物として、より具体的には、例えば、以下の一般式(6):   More specifically, examples of the compound represented by the general formula (1) include the following general formula (6):

Figure 0005651917
(式(6)中、Zは炭素数1〜10の1価のアルキル基を表し、複数のRは各々独立に炭素数1〜20の1価のアルキル基を表す。)
で示される構造を有する化合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらの化合物を、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
Figure 0005651917
(In Formula (6), Z represents a C1-C10 monovalent alkyl group, and several R represents a C1-C20 monovalent alkyl group each independently.)
A compound having a structure represented by: can be exemplified, but is not limited thereto. Moreover, these compounds can be used individually or in combination of 2 or more types.

本発明の感光性樹脂組成物において、(c)成分の配合量は、現像時間と、未露光部残膜率の許容幅、および硬化膜物性の観点から、(a)成分(ベースポリマー)100重量部に対して1〜50重量部が好ましい、一方、硬化膜の薬品耐性、フラックス耐性の観点からは、20重量部以上とすることが特に好ましい。また、観光特性とのバランスの観点からは、(c)成分の配合量は、(a)成分100重量部に対して、20〜100重量部とすることが好ましく、25〜80重量部とすることがより好ましく、30〜50とすることがさらに好ましい。   In the photosensitive resin composition of the present invention, the amount of component (c) is (a) component (base polymer) 100 from the viewpoints of development time, allowable width of unexposed area remaining film ratio, and cured film properties. The amount is preferably 1 to 50 parts by weight with respect to parts by weight. On the other hand, it is particularly preferably 20 parts by weight or more from the viewpoint of chemical resistance and flux resistance of the cured film. Moreover, from a viewpoint of balance with a tourist characteristic, it is preferable that the compounding quantity of (c) component shall be 20-100 weight part with respect to 100 weight part of (a) component, and shall be 25-80 weight part. It is more preferable, and it is more preferable to set it as 30-50.

((d)成分:アルカリ水溶液に対する(a)成分の溶解を阻害する化合物)
本発明においては、さらに、(d)成分として、(a)成分であるベースポリマーのアルカリ水溶液に対する溶解を阻害する化合物である溶解阻害剤を含有する。
(d)成分として使用可能なものとしては、「(a)成分単独あるいは(b)、(c)の各成分とともに任意の溶剤に溶解して得られたワニスをシリコンウエハなどの基板上にスピン塗布して形成された塗膜」の溶解速度を低下させる効果が発現するものであれば、特に制限はない。そのような効果がより顕著に期待できる好ましいものとして、オニウム塩、ジアリール化合物及びテトラアルキルアンモニウム塩が挙げられる。
(Component (d): a compound that inhibits dissolution of component (a) in an alkaline aqueous solution)
In the present invention, the component (d) further contains a dissolution inhibitor, which is a compound that inhibits the dissolution of the base polymer as the component (a) in an alkaline aqueous solution.
The component (d) that can be used includes: “(a) component alone or a varnish obtained by dissolving in any solvent together with the components (b) and (c) on a substrate such as a silicon wafer. There is no particular limitation as long as the effect of reducing the dissolution rate of the “coating formed by coating” is exhibited. Preferred examples of such effects that can be expected more significantly include onium salts, diaryl compounds, and tetraalkylammonium salts.

上記オニウム塩の例としては、ジフェニルヨードニウム塩のようなジアリールヨードニウム塩、ジ(t−ブチルフェニル)ヨードニウム塩のようなジ(アルキルアリール)ヨードニウム塩、トリメチルスルホニウム塩のようなトリアルキルスルホニウム塩、ジメチルフェニルスルホニウム塩のようなジアルキルモノアリールスルホニウム塩、ジフェニルメチルスルホニウム塩のようなジアリールモノアルキルヨードニウム塩などを挙げることができる。これらの中でも、特に好ましいものはジフェニルヨードニウムニトラート、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムニトラート、ジフェニルヨードニウムブロマイド、ジフェニルヨードニウムクロリド、ジフェニルヨードニウムヨーダイト等である。   Examples of the onium salts include diaryl iodonium salts such as diphenyliodonium salts, di (alkylaryl) iodonium salts such as di (t-butylphenyl) iodonium salts, trialkylsulfonium salts such as trimethylsulfonium salts, dimethyl Examples thereof include dialkyl monoaryl sulfonium salts such as phenylsulfonium salts and diaryl monoalkyl iodonium salts such as diphenylmethylsulfonium salts. Of these, particularly preferred are diphenyliodonium nitrate, bis (p-tert-butylphenyl) iodonium nitrate, diphenyliodonium bromide, diphenyliodonium chloride, diphenyliodonium iodide, and the like.

上記ジアリール化合物としては、ジアリール尿素、ジアリールスルホン、ジアリールケトン、ジアリールエーテル、ジアリールプロパン、ジアリールヘキサフルオロプロパン等の2つのアリール基が結合基を介して結合したものが挙げられ、前記アリール基としては、フェニレン基が好ましい。
上記テトラアルキルアンモニウム塩としては、アルキル基がメチル基、エチル基等のテトラアルキルアンモニウムハライドが挙げられる。
Examples of the diaryl compound include those in which two aryl groups such as diaryl urea, diaryl sulfone, diaryl ketone, diaryl ether, diaryl propane, diaryl hexafluoropropane and the like are bonded via a bonding group. A phenylene group is preferred.
Examples of the tetraalkylammonium salt include tetraalkylammonium halides having an alkyl group such as a methyl group or an ethyl group.

上記具体的な溶解阻害化合物の中でも、より良好な溶解阻害効果を示すものとしては、ジアリールヨードニウム塩、ジアリール尿素化合物、ジアリールスルホン化合物、テトラメチルアンモニウムハライド化合物等が挙げられ、ジアリール尿素化合物としてはジフェニル尿素、ジメチルジフェニル尿素等が挙げられ、テトラメチルアンモニウムハライド化合物としては、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラメチルアンモニウムヨーダイド等が挙げられる。   Among the above specific dissolution inhibiting compounds, those showing a better dissolution inhibiting effect include diaryliodonium salts, diarylurea compounds, diarylsulfone compounds, tetramethylammonium halide compounds, and the like as diarylurea compounds. Examples of the tetramethylammonium halide compound include tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, and tetramethylammonium iodide.

上述の溶解阻害化合物の中でも、下記一般式(2):   Among the above-described dissolution inhibiting compounds, the following general formula (2):

Figure 0005651917
(式(2)中、Xは対陰イオンを示し、R及びRは各々独立に1価の有機基を示し、a及びbは各々独立に0〜5の整数である)
で表されるジアリールヨードニウム塩が、好ましい。
上記陰イオンとしては、硝酸イオン、4フッ化ホウ素イオン、過塩素酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、p−トルエンスルホン酸イオン、チオシアン酸イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン等が挙げられる。
Figure 0005651917
(In formula (2), X represents a counter anion, R 7 and R 8 each independently represents a monovalent organic group, and a and b are each independently an integer of 0 to 5)
The diaryl iodonium salt represented by these is preferable.
Examples of the anion include nitrate ion, boron tetrafluoride ion, perchlorate ion, trifluoromethanesulfonate ion, p-toluenesulfonate ion, thiocyanate ion, chlorine ion, bromine ion, iodine ion and the like.

上記ジアリールヨードニウム塩としては、具体的には、例えば、ジフェニルヨードニウムニトラート、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムニトラート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジフェニルヨードニウムブロマイド、ジフェニルヨードニウムクロリド、ジフェニルヨードニウムヨーダイト等が使用できる。   Specific examples of the diaryliodonium salt include diphenyliodonium nitrate, bis (p-tert-butylphenyl) iodonium nitrate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium bromide, diphenyliodonium chloride, and diphenyliodonium iodide. Can be used.

これらの中でも、ジフェニルヨードニウムニトラート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート及びジフェニルヨードニウム−8−アニリノナフタレン−1−スルホナートが、効果が高く、好ましいものとして挙げられる。   Among these, diphenyliodonium nitrate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, and diphenyliodonium-8-anilinonanaphthalene-1-sulfonate are preferable because of their high effects.

上記オニウム塩は、(b)成分のように、紫外線の照射を受けて酸を生じるものも含まれるが、かかる目的で用いる場合には、露光に用いる波長領域に対して吸収を持たないものを選択するのが肝要である。吸収を持つものは、(b)成分の光反応を阻害し感度低下を招く恐れがある。   The onium salts include those that generate an acid upon irradiation with ultraviolet rays, such as component (b), but when used for such purposes, those that do not absorb in the wavelength region used for exposure. It is important to choose. Those having absorption may inhibit the photoreaction of the component (b) and cause a decrease in sensitivity.

これら(d)成分の添加により、感光性樹脂組成物から硬化膜を得るときの残膜厚や現像時間を適正なものにコントロールすることができるため、他成分の添加量の許容量に幅を持たせ、より個々の成分の効果を際立たせることが出来る。   By adding these components (d), it is possible to control the remaining film thickness and development time when obtaining a cured film from the photosensitive resin composition to an appropriate one, so there is a wide range of allowable amounts of other components. The effect of individual components can be made more prominent.

(d)成分の配合量は、感度と現像時間の許容幅の点から、(a)成分(ベースポリマー)100重量部に対して0.01〜50重量部が好ましく、0.01〜30重量部がより好ましく、0.1〜20重量部がさらに好ましい。また(c)成分の配合量との兼ね合いからは、(c)成分を20重量部以上とした際には、(d)成分をさらに3重量部〜20重量部とすることが特に好ましい。   The blending amount of component (d) is preferably 0.01 to 50 parts by weight, and 0.01 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of component (a) (base polymer) from the viewpoints of sensitivity and allowable width of development time. Part is more preferable, and 0.1 to 20 parts by weight is further preferable. In view of balance with the amount of component (c), when component (c) is 20 parts by weight or more, it is particularly preferable that component (d) is further 3 to 20 parts by weight.

(その他の成分)
本発明の感光性樹脂組成物には、硬化膜の基板との接着性を高めるために、有機シラン化合物、アルミキレート化合物等の密着性付与剤を含むことができる。
(Other ingredients)
In order to improve the adhesiveness with the board | substrate of a cured film, the photosensitive resin composition of this invention can contain adhesiveness imparting agents, such as an organosilane compound and an aluminum chelate compound.

上記有機シラン化合物としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、尿素プロピルトリエトキシシラン、メチルフェニルシランジオール、エチルフェニルシランジオール、n−プロピルフェニルシランジオール、イソプロピルフェニルシランジオール、n−ブチルフェニルシランジオール、イソブチルフェニルシランジオール、tert−ブチルフェニルシランジオール、ジフェニルシランジオール、エチルメチルフェニルシラノール、n−プロピルメチルフェニルシラノール、イソプロピルメチルフェニルシラノール、n−ブチルメチルフェニルシラノール、イソブチルメチルフェニルシラノール、tert−ブチルメチルフェニルシラノール、エチルn−プロピルフェニルシラノール、エチルイソプロピルフェニルシラノール、n−ブチルエチルフェニルシラノール、イソブチルエチルフェニルシラノール、tert−ブチルエチルフェニルシラノール、メチルジフェニルシラノール、エチルジフェニルシラノール、n−プロピルジフェニルシラノール、イソプロピルジフェニルシラノール、n−ブチルジフェニルシラノール、イソブチルジフェニルシラノール、tert−ブチルジフェニルシラノール、フェニルシラントリオール、1,4−ビス(トリヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(メチルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(エチルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(プロピルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ブチルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジメチルヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジエチルヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジプロピルヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジブチルヒドロキシシリル)ベンゼン等が挙げられる。   Examples of the organic silane compound include vinyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, ureapropyltriethoxysilane, methylphenylsilanediol, ethylphenylsilanediol, n -Propylphenylsilanediol, isopropylphenylsilanediol, n-butylphenylsilanediol, isobutylphenylsilanediol, tert-butylphenylsilanediol, diphenylsilanediol, ethylmethylphenylsilanol, n-propylmethylphenylsilanol, isopropylmethylphenylsilanol , N-butylmethylphenylsilanol, isobutylmethylphenylsilanol, tert-butylmethylphenylsilanol , Ethyl n-propylphenylsilanol, ethylisopropylphenylsilanol, n-butylethylphenylsilanol, isobutylethylphenylsilanol, tert-butylethylphenylsilanol, methyldiphenylsilanol, ethyldiphenylsilanol, n-propyldiphenylsilanol, isopropyldiphenyl Silanol, n-butyldiphenylsilanol, isobutyldiphenylsilanol, tert-butyldiphenylsilanol, phenylsilanetriol, 1,4-bis (trihydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (methyldihydroxysilyl) benzene, 1,4- Bis (ethyldihydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (propyldihydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (butyl Hydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (dimethylhydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (diethylhydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (dipropylhydroxysilyl) benzene, 1,4-bis (dibutylhydroxy) And silyl) benzene.

上記アルミキレート化合物としては、例えば、トリス(アセチルアセトネート)アルミニウム、アセチルアセテートアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。   Examples of the aluminum chelate compound include tris (acetylacetonate) aluminum, acetylacetate aluminum diisopropylate, and the like.

上記密着性付与剤を用いる場合は、(a)成分(ベースポリマー)100重量部に対して、0.1〜30重量部が好ましく、0.5〜20重量部がより好ましい。   When using the said adhesiveness imparting agent, 0.1-30 weight part is preferable with respect to 100 weight part of (a) component (base polymer), and 0.5-20 weight part is more preferable.

また、本発明の感光性樹脂組成物には、塗布性、例えばストリエーション(膜厚のムラ)を防いだり、現像性を向上させたりするために、適当な界面活性剤又はレベリング剤を添加することができる。   In addition, an appropriate surfactant or leveling agent is added to the photosensitive resin composition of the present invention in order to prevent coating properties such as striation (film thickness unevenness) or improve developability. be able to.

上記界面活性剤又はレベリング剤としては、例えば、ポリオキシエチレンウラリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル等があり、市販品としては、商品名「メガファックスF171」、「F173」、「R−08」(以上、大日本インキ化学工業株式会社製)、商品名「フロラードFC430」、「FC431」(以上、住友スリーエム株式会社製)、商品名「オルガノシロキサンポリマーKP341」、「KBM303」、「KBM403」、「KBM803」(以上、信越化学工業株式会社製)等が挙げられる。   Examples of the surfactant or leveling agent include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, and the like. "F171", "F173", "R-08" (above, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), trade names "Florard FC430", "FC431" (above, manufactured by Sumitomo 3M Limited), trade names "organosiloxane" Polymer KP341 ”,“ KBM303 ”,“ KBM403 ”,“ KBM803 ”(manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and the like.

[パターン硬化膜の製造方法]
次に、本発明によるパターン硬化膜の製造方法について説明する。
本発明のパターン硬化膜の製造方法は、上述した感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布し乾燥して感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程、前記感光性樹脂膜を所定のパターンに露光する露光工程、前記露光後の感光性樹脂膜を現像してパターン樹脂膜を得る現像工程、及び前記パターン樹脂膜を加熱処理してパターン硬化膜を得る加熱処理工程を有する。
以下、各工程について説明する。
[Method for producing patterned cured film]
Next, the manufacturing method of the pattern cured film by this invention is demonstrated.
The method for producing a cured pattern film according to the present invention includes a photosensitive resin film forming step in which the above-described photosensitive resin composition is applied onto a support substrate and dried to form a photosensitive resin film. An exposure process for exposing the pattern; a development process for developing the exposed photosensitive resin film to obtain a pattern resin film; and a heat treatment process for obtaining a pattern cured film by heat-treating the pattern resin film.
Hereinafter, each step will be described.

(感光性樹脂膜形成工程)
まず、この工程では、ガラス基板、半導体、金属酸化物絶縁体(例えばTiO2、SiO2等)、窒化ケイ素などの支持基板を用意する。用意した支持基板上に、前記本発明の感光性樹脂組成物をスピンナーなどの塗布法を用いて塗布する。得られた塗膜をホットプレート、オーブンなどを用いて乾燥する。これにより、感光性樹脂組成物の被膜である感光性樹脂膜が得られる。
(Photosensitive resin film forming process)
First, in this step, a support substrate such as a glass substrate, a semiconductor, a metal oxide insulator (for example, TiO 2 , SiO 2, etc.), silicon nitride or the like is prepared. On the prepared support substrate, the photosensitive resin composition of the present invention is applied using an application method such as a spinner. The obtained coating film is dried using a hot plate, an oven or the like. Thereby, the photosensitive resin film which is a film of the photosensitive resin composition is obtained.

(露光工程)
次に、露光工程では、支持基板上で被膜となった感光性樹脂膜に、所定のパターンを有するマスクを介して紫外線、可視光線、放射線などの活性光線を照射することにより露光を行う。
(Exposure process)
Next, in the exposure step, exposure is performed by irradiating the photosensitive resin film formed as a film on the support substrate with actinic rays such as ultraviolet rays, visible rays, and radiations through a mask having a predetermined pattern.

(現像工程)
現像工程では、活性光線による感光性樹脂膜の露光部を現像液で除去する。露光部の除去によりパターン樹脂膜が得られる。
使用する現像液は、アルカリ性現像液であり、例えば、水酸化ナトリウム,水酸化カリウム,ケイ酸ナトリウム,アンモニア,エチルアミン,ジエチルアミン,トリエチルアミン,トリエタノールアミン,テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどのアルカリ水溶液が好ましいものとして挙げられる。これらのアルカリ水溶液の塩基濃度は、0.1〜10重量%とされることが好ましい。
上記アルカリ性現像液にアルコール類や界面活性剤を添加して使用することもできる。これらはそれぞれ、アルカリ性現像液100重量部に対して、好ましくは0.01〜10重量部、より好ましくは0.1〜5重量部の範囲で配合することができる。
(Development process)
In the development step, the exposed portion of the photosensitive resin film by actinic rays is removed with a developer. A patterned resin film is obtained by removing the exposed portion.
The developer used is an alkaline developer, for example, an aqueous alkali solution such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, ammonia, ethylamine, diethylamine, triethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide is preferable. As mentioned. The base concentration of these aqueous alkali solutions is preferably 0.1 to 10% by weight.
Alcohols and surfactants can be added to the alkaline developer and used. Each of these can be blended in an amount of preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkaline developer.

(加熱処理工程)
次いで、加熱処理工程では、現像後得られたパターン樹脂膜を加熱処理することにより、耐熱性の高い樹脂からなるパターン硬化膜を形成することができる。
(Heat treatment process)
Next, in the heat treatment step, a patterned cured film made of a highly heat-resistant resin can be formed by heat-treating the patterned resin film obtained after development.

上記加熱処理の温度は160〜400℃でよく、かかる低温度で、耐熱性の高い樹脂のパターン硬化膜が得られることは、本発明の特徴の一つである。この加熱温度範囲は従来の加熱温度よりも低いため、支持基板やデバイスへのダメージを小さく抑えることができる。従って、本発明のパターン硬化膜の製造方法を用いることによって、デバイスが歩留り良く製造できる。また、プロセスの省エネルギー化につながる。   The temperature of the heat treatment may be 160 to 400 ° C., and it is one of the characteristics of the present invention that a patterned cured film of a resin having high heat resistance can be obtained at such a low temperature. Since this heating temperature range is lower than the conventional heating temperature, damage to the support substrate and the device can be kept small. Therefore, a device can be manufactured with a high yield by using the method for producing a cured pattern film of the present invention. It also leads to energy savings in the process.

上記パターン樹脂膜を熱硬化させる時間は、上記温度範囲で、脱水閉環反応が十分進行するまでの時間であるが、作業効率との兼ね合いから概ね5時間以下である。   The time for thermally curing the patterned resin film is the time until the dehydration ring-closing reaction sufficiently proceeds in the above temperature range, but is approximately 5 hours or less in consideration of work efficiency.

上記加熱処理は、石英チューブ炉、ホットプレート、ラピッドサーマルアニール、縦型拡散炉、赤外線硬化炉、電子線硬化炉、及びマイクロ波硬化炉等を用いて行う。加熱環境としては、大気中、又は窒素等の不活性雰囲気中いずれを選択することもできるが、窒素下で行う方がパターン樹脂膜の酸化を防ぐことができるので望ましい。   The heat treatment is performed using a quartz tube furnace, hot plate, rapid thermal annealing, vertical diffusion furnace, infrared curing furnace, electron beam curing furnace, microwave curing furnace, or the like. As the heating environment, either air or an inert atmosphere such as nitrogen can be selected. However, it is preferable to perform the heating under nitrogen because the oxidation of the pattern resin film can be prevented.

本発明方法における加熱処理を行う加熱環境としては、上述のように、通常の窒素置換されたオーブンを用いる以外に、マイクロ波硬化装置や周波数可変マイクロ波硬化装置を用いることもできる。これらを用いることにより、パターン樹脂膜のみを効果的に加熱することが可能である。   As the heating environment for performing the heat treatment in the method of the present invention, as described above, a microwave curing device or a variable frequency microwave curing device can be used in addition to using an ordinary nitrogen-substituted oven. By using these, it is possible to effectively heat only the pattern resin film.

例えば、特許第2587148号明細書及び特許第3031434号明細書では、マイクロ波を用いたポリイミド前駆体の脱水閉環が検討されている。また米国特許第5738915号明細書では、マイクロ波を用いてポリイミド前駆体薄膜を脱水閉環する際に、周波数を短い周期で変化させて照射することにより、ポリイミド薄膜や基材のダメージを避ける方法が提案されている。   For example, in Japanese Patent Nos. 2587148 and 3031434, dehydration and ring closure of a polyimide precursor using microwaves are studied. In US Pat. No. 5,739,915, when a polyimide precursor thin film is dehydrated and closed using microwaves, there is a method for avoiding damage to the polyimide thin film or the base material by irradiating with the frequency changed in a short period. Proposed.

周波数を変化させながらマイクロ波をパルス状に照射した場合は、定在波を防ぐことができ、基板面を均一に加熱することができる点で好ましい。さらに基板として電子部品のように金属配線を含む場合は、周波数を変化させながらマイクロ波をパルス状に照射すると、金属からの放電等の発生を防ぐことができ、電子部品を破壊から守ることができる点で好ましい。   When microwaves are irradiated in a pulsed manner while changing the frequency, standing waves can be prevented and the substrate surface can be heated uniformly. In addition, when the substrate includes metal wiring like an electronic component, it is possible to prevent the occurrence of discharge from the metal and to protect the electronic component from destruction by irradiating the microwave in pulses while changing the frequency. It is preferable in that it can be performed.

上記パターン樹脂膜を熱硬化させる際に照射するマイクロ波の周波数は0.5〜20GHzの範囲であるが、実用的には1〜10GHzの範囲が好ましく、さらに2〜9GHzの範囲がより好ましい。   The frequency of the microwave irradiated when the pattern resin film is thermally cured is in the range of 0.5 to 20 GHz, but is practically preferably in the range of 1 to 10 GHz, and more preferably in the range of 2 to 9 GHz.

照射するマイクロ波の周波数は連続的に変化させることが望ましいが、実際は周波数を階段状に変化させて照射する。その際、単一周波数のマイクロ波を照射する時間はできるだけ短い方が定在波や金属からの放電等が生じにくく、その時間は1ミリ秒以下が好ましく、100マイクロ秒以下が特に好ましい。   Although it is desirable to continuously change the frequency of the microwave to be irradiated, the irradiation is actually performed by changing the frequency stepwise. At that time, the shorter the time for irradiating a single-frequency microwave, the less likely it is that standing waves or metal discharges occur, and the time is preferably 1 millisecond or less, particularly preferably 100 microseconds or less.

照射するマイクロ波の出力は装置の大きさや被加熱体の量によっても異なるが、概ね10〜2000Wの範囲であり、実用上は100〜1000Wがより好ましく、100〜700Wがさらに好ましく、100〜500Wが最も好ましい。出力が10W以下では被加熱体を短時間で加熱することが難しく、2000W以上では急激な温度上昇が起こりやすいので好ましくない。   Although the output of the microwave to be irradiated varies depending on the size of the apparatus and the amount of the object to be heated, it is generally in the range of 10 to 2000 W, practically preferably 100 to 1000 W, more preferably 100 to 700 W, further preferably 100 to 500 W. Is most preferred. If the output is 10 W or less, it is difficult to heat the object to be heated in a short time, and if it is 2000 W or more, a rapid temperature rise tends to occur.

上記パターン樹脂膜を熱硬化させる際に照射するマイクロ波はパルス状に入/切させることが好ましい。マイクロ波をパルス状に照射することにより、設定した加熱温度を保持することができ、また、ポリベンゾオキサゾール薄膜や基材へのダメージを避けることができる点で好ましい。パルス状のマイクロ波を1回に照射する時間は条件によって異なるが、概ね10秒以下である。   It is preferable to turn on / off the microwaves applied when the pattern resin film is thermally cured. By irradiating the microwaves in a pulsed manner, the set heating temperature can be maintained, and damage to the polybenzoxazole thin film and the substrate can be avoided. Although the time for irradiating the pulsed microwave at one time varies depending on the conditions, it is approximately 10 seconds or less.

[半導体装置の製造工程]
次に、本発明のパターン硬化膜を有する半導体装置の製造方法の製造工程の一例を図面に基づいて説明する。図1〜図5は、多層配線構造を有する半導体装置の製造工程を説明する概略断面図であり、第1の工程から第5の工程へと一連の工程を表している。
[Semiconductor device manufacturing process]
Next, an example of the manufacturing process of the manufacturing method of the semiconductor device which has the pattern cured film of this invention is demonstrated based on drawing. 1 to 5 are schematic cross-sectional views for explaining a manufacturing process of a semiconductor device having a multilayer wiring structure, and represent a series of processes from a first process to a fifth process.

図1〜図5において、回路素子(図示しない)を有するSi基板等の半導体基板1は、回路素子の所定部分を除いてシリコン酸化膜等の保護膜2で被覆され、露出した回路素子上に第1導体層3が形成されている。前記半導体基板上にスピンコート法等で層間絶縁膜層4としてのポリイミド樹脂等の膜が形成される(第1の工程、図1)。   1 to 5, a semiconductor substrate 1 such as a Si substrate having a circuit element (not shown) is covered with a protective film 2 such as a silicon oxide film except for a predetermined portion of the circuit element, and on the exposed circuit element. A first conductor layer 3 is formed. A film made of polyimide resin or the like as the interlayer insulating film layer 4 is formed on the semiconductor substrate by a spin coating method or the like (first step, FIG. 1).

次に、塩化ゴム系、フェノールノボラック系等の感光性樹脂層5が、マスクとして前記層間絶縁膜層4上にスピンコート法で形成され、公知の写真食刻技術によって所定部分の層間絶縁膜層4が露出するように窓6Aが設けられる(第2の工程、図2)。この窓6Aに露出する層間絶縁膜層4は、酸素、四フッ化炭素等のガスを用いるドライエッチング手段によって選択的にエッチングされ、窓6Bが空けられる。次いで、窓6Bから露出した第1導体層3を腐食することなく、感光樹脂層5のみを腐食するようなエッチング溶液を用いて感光樹脂層5が完全に除去される(第3の工程、図3)。   Next, a photosensitive resin layer 5 such as chlorinated rubber or phenol novolac is formed on the interlayer insulating film layer 4 as a mask by a spin coating method, and a predetermined portion of the interlayer insulating film layer is formed by a known photolithography technique. A window 6A is provided so that 4 is exposed (second step, FIG. 2). The interlayer insulating film layer 4 exposed to the window 6A is selectively etched by a dry etching means using a gas such as oxygen or carbon tetrafluoride to open the window 6B. Next, the photosensitive resin layer 5 is completely removed using an etching solution that corrodes only the photosensitive resin layer 5 without corroding the first conductor layer 3 exposed from the window 6B (third step, FIG. 3).

さらに、公知の写真食刻技術を用いて、第2導体層7を形成させ、第1導体層3との電気的接続が完全に行われる(第4の工程、図4)。3層以上の多層配線構造を形成する場合は、上記の工程を繰り返して行い各層を形成することができる。   Further, the second conductor layer 7 is formed by using a known photolithography technique, and the electrical connection with the first conductor layer 3 is completely performed (fourth step, FIG. 4). When a multilayer wiring structure having three or more layers is formed, each layer can be formed by repeating the above steps.

次に、表面保護膜8を形成する。図1〜図5の例では、この表面保護膜を次のようにして形成する。すなわち、前記本発明の感光性樹脂組成物をスピンコート法にて塗布、乾燥し、所定部分に窓6Cを形成するパターンを描いたマスク上から光を照射した後、アルカリ水溶液にて現像してパターン樹脂膜を形成する。その後、このパターン樹脂膜を加熱して表面保護膜層8としての感光性樹脂のパターン硬化膜とする(第5の工程、図5)。
この表面保護膜層(感光性樹脂のパターン硬化膜)8は、導体層を外部からの応力、α線などから保護するものであり、得られる半導体装置は信頼性に優れる。
Next, the surface protective film 8 is formed. In the example of FIGS. 1-5, this surface protective film is formed as follows. That is, the photosensitive resin composition of the present invention is applied and dried by a spin coating method, irradiated with light from a mask on which a pattern for forming a window 6C is formed at a predetermined portion, and then developed with an alkaline aqueous solution. A pattern resin film is formed. Thereafter, the patterned resin film is heated to form a patterned cured film of a photosensitive resin as the surface protective film layer 8 (fifth step, FIG. 5).
This surface protective film layer (patterned cured film of photosensitive resin) 8 protects the conductor layer from external stress, α rays, etc., and the obtained semiconductor device is excellent in reliability.

[電子部品]
次に、本発明による電子部品について説明する。本発明による電子部品は、上述した感光性樹脂組成物を用いて上記パターン硬化膜の製造方法によって形成されるパターン硬化膜を有する。ここで、電子部品としては、半導体装置や多層配線板、各種電子デバイス等を含む。
[Electronic parts]
Next, the electronic component according to the present invention will be described. The electronic component according to the present invention has a pattern cured film formed by the above-described method for producing a pattern cured film using the photosensitive resin composition described above. Here, the electronic component includes a semiconductor device, a multilayer wiring board, various electronic devices, and the like.

また、上記パターン硬化膜は、具体的には、半導体装置等電子部品の表面保護膜や層間絶縁膜、多層配線板の層間絶縁膜等の形成に使用することができる。本発明による電子部品は、前記感光性樹脂組成物を用いて形成される表面保護膜や層間絶縁膜を有すること以外は特に制限されず、様々な構造をとることができる。   In addition, the pattern cured film can be used specifically for forming a surface protective film for an electronic component such as a semiconductor device, an interlayer insulating film, an interlayer insulating film for a multilayer wiring board, and the like. The electronic component according to the present invention is not particularly limited except that it has a surface protective film and an interlayer insulating film formed using the photosensitive resin composition, and can have various structures.

以下、実施例及び比較例に基づき、本発明についてさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, based on an Example and a comparative example, it demonstrates further more concretely about this invention. In addition, this invention is not limited to the following Example.

(合成例1) ポリベンゾオキサゾール前駆体((a)成分)の合成1
攪拌機、温度計を備えた0.5リットルのフラスコ中に、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸15.48g(60 mmol)、N−メチルピロリドン90gを仕込み、フラスコを5℃に冷却した。その後、塩化チオニル23.9g(120 mmol)を滴下し、30分間反応させて、4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸クロリドの溶液を得た。
(Synthesis Example 1) Synthesis 1 of polybenzoxazole precursor (component (a))
In a 0.5 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, 15.48 g (60 mmol) of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid and 90 g of N-methylpyrrolidone were charged, and the flask was cooled to 5 ° C. Thereafter, 23.9 g (120 mmol) of thionyl chloride was added dropwise and reacted for 30 minutes to obtain a solution of 4,4′-diphenyl ether tetracarboxylic acid chloride.

次いで、攪拌機、温度計を備えた0.5リットルのフラスコ中に、N−メチルピロリドン87.5gを仕込み、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18.30g(50 mmol)を攪拌溶解した。その後、ピリジン9.48g(120 mmol)を添加し、温度を0〜5℃に保ちながら、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸クロリドの溶液を30分間で滴下し、30分間攪拌を続けた。   Next, 87.5 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, and 18.30 g (50 mmol) of bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was added. Dissolved with stirring. Thereafter, 9.48 g (120 mmol) of pyridine was added, and while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C., a solution of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid chloride was added dropwise over 30 minutes, and stirring was continued for 30 minutes.

攪拌した溶液を3リットルの水に投入し、析出物を回収、純水で3回洗浄した後、減圧乾燥してカルボキシル基末端のポリヒドロキシアミドを得た(以下、ポリマーIとする)。ポリマーIを後述の測定条件によるGPC測定にかけ、得られた測定値をGPC法標準ポリスチレン換算により重量平均分子量を求めた。得られた重量平均分子量は17,600、分散度は1.6であった。
なお、以下の合成例において得られたポリマーについても同様な測定を行い、重量平均分子量を求めている。
The stirred solution was poured into 3 liters of water, and the precipitate was collected, washed with pure water three times, and then dried under reduced pressure to obtain carboxyl group-terminated polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer I). The polymer I was subjected to GPC measurement under the measurement conditions described below, and the weight average molecular weight was determined from the obtained measurement value in terms of GPC standard polystyrene. The weight average molecular weight obtained was 17,600, and the degree of dispersion was 1.6.
In addition, the same measurement is performed also about the polymer obtained in the following synthesis examples, and the weight average molecular weight is calculated | required.

(合成例2) ポリベンゾオキサゾール前駆体((a)成分)の合成2
合成例1でジフェニルエーテルジカルボン酸を用いず、セバシン酸に置き換えた。それ以外は合成例1と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーIIとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は28,700、分散度は2.2であった。
Synthesis Example 2 Synthesis 2 of polybenzoxazole precursor (component (a))
In Synthesis Example 1, diphenyl ether dicarboxylic acid was not used and replaced with sebacic acid. Except that, the synthesis was performed under the same conditions as in Synthesis Example 1. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer II) had a weight average molecular weight of 28,700 and a dispersity of 2.2 determined by standard polystyrene conversion.

(合成例3) ポリベンゾオキサゾール前駆体((a)成分)の合成3
合成例1でジフェニルエーテルジカルボン酸を用いず、ドデカン酸に置き換えた。それ以外は合成例1と同様の条件にて合成を行った。得られたポリヒドロキシアミド(以下、ポリマーIIIとする)の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は27,200、分散度は1.9であった。
(Synthesis Example 3) Synthesis 3 of polybenzoxazole precursor (component (a))
In Synthesis Example 1, diphenyl ether dicarboxylic acid was not used and replaced with dodecanoic acid. Except that, the synthesis was performed under the same conditions as in Synthesis Example 1. The obtained polyhydroxyamide (hereinafter referred to as polymer III) had a weight average molecular weight of 27,200 and a dispersity of 1.9 determined by standard polystyrene conversion.

(合成例4) ポリイミド前駆体((a)成分)の合成1
攪拌機及び温度計を備えた0.2リットルのフラスコ中に、3,3',4,4'−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物(ODPA)10g(32 mmol)とイソプロピルアルコール3.87g(65 mmol)とをN−メチルピロリドン45gに溶解し、1,8−ジアザビシクロウンデセンを触媒量添加し、その後、60℃にて2時間加熱を行い、つづいて室温下(25℃)で15時間攪拌し、エステル化を行った。その後、氷冷下で塩化チオニルを7.61g(64 mmol)加え、室温に戻し2時間反応を行い、酸クロリドの溶液を得た。この溶液を酸クロ溶液Iと呼ぶ。
(Synthesis Example 4) Synthesis 1 of polyimide precursor (component (a))
In a 0.2 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, 3,3 ′, 4,4′-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride (ODPA) 10 g (32 mmol) and isopropyl alcohol 3.87 g (65 mmol) Is dissolved in 45 g of N-methylpyrrolidone, a catalytic amount of 1,8-diazabicycloundecene is added, and then heated at 60 ° C. for 2 hours, followed by 15 hours at room temperature (25 ° C.). Stirring and esterification were performed. Thereafter, 7.61 g (64 mmol) of thionyl chloride was added under ice-cooling, and the mixture was returned to room temperature and reacted for 2 hours to obtain an acid chloride solution. This solution is called acid chloride solution I.

次に、攪拌機、温度計を備えた0.5リットルのフラスコ中に、N−メチルピロリドン40gを仕込み、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10.25g(28 mmol)を添加し、攪拌溶解した後、ピリジン7.62g(64 mmol)を添加し、温度を0〜5℃に保ちながら、先に調製した酸クロ溶液Iを30分間で滴下した後、30分間攪拌を続けた。   Next, 40 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, and 10.25 g (28 mmol) of bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was added. After stirring and dissolving, 7.62 g (64 mmol) of pyridine was added, and while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C., the previously prepared acid chloride solution I was added dropwise over 30 minutes, and then stirring was continued for 30 minutes. It was.

上記攪拌後の反応液を蒸留水に滴下し、沈殿物を濾別して集め、減圧乾燥することによってカルボキシル基末端のポリアミド酸エステルを得た(以下、ポリマーIVとする)。ポリマーIVの重量平均分子量は19,400、分散度は2.2であった。   The reaction solution after stirring was dropped into distilled water, and the precipitate was collected by filtration and dried under reduced pressure to obtain a polyamic acid ester having a carboxyl group terminal (hereinafter referred to as polymer IV). Polymer IV had a weight average molecular weight of 19,400 and a dispersity of 2.2.

(合成例5) ポリイミド前駆体((a)成分)の合成2
攪拌機、温度計を備えた0.5リットルのフラスコ中に、N−メチルピロリドン60gを仕込み、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11.71g(32 mmol)と無水フタル酸0.59g(4 mmol)を添加し、攪拌溶解した。ここに、室温下(25℃)で、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物8.68g(28 mmol)を30分間で加え、12時間攪拌を続けた。
(Synthesis Example 5) Synthesis 2 of polyimide precursor (component (a))
A 0.5 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer was charged with 60 g of N-methylpyrrolidone, and 11.71 g (32 mmol) of bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane and 0 phthalic anhydride were added. .59 g (4 mmol) was added and dissolved by stirring. To this, 8.68 g (28 mmol) of 3,3 ′, 4,4′-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride was added over 30 minutes at room temperature (25 ° C.), and stirring was continued for 12 hours.

上記攪拌後の反応液に対して、m−キシレンを20g加え、150℃で2時間加熱還流を行った。この際、イミド環の環化により生じた水は共沸により系外へと除きながら還流を行った。その後、室温まで冷却した後、この反応液を蒸留水に滴下し、沈殿物を濾別して集め、減圧乾燥することによってベンゼン環を末端に持つポリイミドを得た(以下、ポリマーVとする)。ポリマーVの重量平均分子量は21,500、分散度は1.9であった。   20g of m-xylene was added with respect to the reaction liquid after the said stirring, and it heated and refluxed at 150 degreeC for 2 hours. At this time, the water generated by cyclization of the imide ring was refluxed while being removed from the system by azeotropy. Then, after cooling to room temperature, this reaction solution was dropped into distilled water, and the precipitate was collected by filtration and dried under reduced pressure to obtain a polyimide having a benzene ring at the end (hereinafter referred to as polymer V). The polymer V had a weight average molecular weight of 21,500 and a dispersity of 1.9.

(GPC法による重量平均分子量の測定条件)
測定装置;検出器 株式会社日立製作所社製L4000 UV
ポンプ:株式会社日立製作所社製L6000
株式会社島津製作所社製C−R4A Chromatopac
測定条件:カラム Gelpack GL−S300MDT−5 x2本
溶離液:THF/DMF=1/1 (容積比)
LiBr(0.03mol/L)、H3PO4(0.06mol/L)
流速:1.0mL/min、検出器:UV270nm
ポリマー0.5mgに対して溶媒[THF/DMF=1/1(容積比)]1mLの溶液を用いて測定した。
(Measurement conditions of weight average molecular weight by GPC method)
Measuring device; Detector L4000 UV manufactured by Hitachi, Ltd.
Pump: Hitachi Ltd. L6000
C-R4A Chromatopac manufactured by Shimadzu Corporation
Measurement conditions: Column Gelpack GL-S300MDT-5 x 2 eluent: THF / DMF = 1/1 (volume ratio)
LiBr (0.03 mol / L), H 3 PO 4 (0.06 mol / L)
Flow rate: 1.0 mL / min, detector: UV 270 nm
The measurement was performed using a solution of 1 mL of a solvent [THF / DMF = 1/1 (volume ratio)] with respect to 0.5 mg of the polymer.

(実施例1〜10及び比較例1〜3)
前記(a)成分である各ポリマー100重量部に対し、それぞれ(b)、(c)、(d)成分を溶剤とともに(表1)に示した所定量にて配合し、各例の感光性樹脂組成物の溶液を得た。
(Examples 1-10 and Comparative Examples 1-3)
The components (b), (c), and (d) are blended together with the solvent in the predetermined amounts shown in (Table 1) with respect to 100 parts by weight of each polymer as the component (a). A solution of the resin composition was obtained.

Figure 0005651917
Figure 0005651917

(表1)中、溶剤欄の「BLO」はγ−ブチロラクトンを表し、「PGMEA」はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを表し、「NMP」はN−メチルピロリドンを表し、「BLO/PGMEA」は両者を重量比9:1で混合して用いたことを表す。また、(b)(c)(d)成分の各欄における()内の数はポリマー100重量部に対する添加量(重量部)を示す。溶剤の使用量は、いずれもポリマー100重量部に対し250重量部になる。   In Table 1, “BLO” in the solvent column represents γ-butyrolactone, “PGMEA” represents propylene glycol monomethyl ether acetate, “NMP” represents N-methylpyrrolidone, and “BLO / PGMEA” represents both. This indicates that the mixture was used at a weight ratio of 9: 1. The numbers in parentheses in each column of the components (b), (c), and (d) indicate the amount (parts by weight) added to 100 parts by weight of the polymer. The amount of the solvent used is 250 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer.

また、(表1)中、(b)成分欄の「B1」、「B2」、(c)成分欄の「C1」、「C2」、「C3」、「C4」(d)成分欄の「D1」、「D2」、「D3」は、それぞれ下記の化学式に示す化合物である。   In (Table 1), “B1”, “B2” in the (b) component column, “C1”, “C2”, “C3”, “C4” in the (c) component column, and “d” in the “d” component column. “D1”, “D2”, and “D3” are compounds represented by the following chemical formulas, respectively.

Figure 0005651917
Figure 0005651917

Figure 0005651917
Figure 0005651917

Figure 0005651917
Figure 0005651917

上記(表1)に示した配合の各溶液をシリコンウエハ上にスピンコートして、乾燥膜厚が7〜12μmの塗膜を形成し、得られた塗膜に、超高圧水銀灯を用いて、干渉フィルターを介して、100〜1000mJ/cmのi線を所定のパターンに照射して、露光を行った。 Each solution of the composition shown above (Table 1) is spin-coated on a silicon wafer to form a coating film having a dry film thickness of 7 to 12 μm, and an ultrahigh pressure mercury lamp is used for the obtained coating film, Exposure was performed by irradiating a predetermined pattern with i-rays of 100 to 1000 mJ / cm 2 through an interference filter.

上記露光後、120℃で3分間加熱し、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)の2.38重量%水溶液にて露光部のシリコンウエハが露出するまで現像した後、水でリンスして、パターン樹脂膜を得た。   After the exposure, the substrate is heated at 120 ° C. for 3 minutes, developed with a 2.38 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) until the exposed silicon wafer is exposed, rinsed with water, and patterned resin A membrane was obtained.

それぞれのパターン樹脂膜形成において、残膜率(現像前後の膜厚の比)80%以上が得られるパターン形成に必要な最小露光量(感度)と解像度を求めた。その結果を下記(表2)にまとめて示した。   In each pattern resin film formation, the minimum exposure amount (sensitivity) and resolution required for pattern formation with which a remaining film ratio (ratio of film thickness before and after development) of 80% or more was obtained were determined. The results are summarized in the following (Table 2).

Figure 0005651917
Figure 0005651917

次に、各樹脂組成物を用いて硬化膜を作成し、膜の機械的強度を評価した。
まず、前記溶液をシリコンウエハ上にスピンコートして、120℃で3分間加熱し、膜厚15μmの塗膜を形成した。
Next, a cured film was prepared using each resin composition, and the mechanical strength of the film was evaluated.
First, the solution was spin-coated on a silicon wafer and heated at 120 ° C. for 3 minutes to form a coating film having a thickness of 15 μm.

その後、前記塗膜をイナートガスオーブン中、窒素雰囲気下、100℃で60分加熱した後、さらに320℃で1時間加熱して硬化膜を得た。この硬化膜をシリコン基板ごとフッ酸水溶液に浸漬し、基板から硬化膜を剥離し、水洗、乾燥した後、破断伸び(引っ張り試験機で測定)を測定した。これらの結果を下記(表3)に示した。   Thereafter, the coating film was heated in an inert gas oven at 100 ° C. for 60 minutes in a nitrogen atmosphere, and further heated at 320 ° C. for 1 hour to obtain a cured film. The cured film was immersed in a hydrofluoric acid aqueous solution together with the silicon substrate, the cured film was peeled off from the substrate, washed with water and dried, and then measured for elongation at break (measured with a tensile tester). These results are shown below (Table 3).

Figure 0005651917
上記(表3)に見るように、実施例で示したものはいずれも実用上問題ない機械特性を有すると分かった。一方、(c)成分を用いなかった比較例2では、破断伸びが低かった。また、(c)成分としてウレア結合を持たない化合物(C4)を用いた比較例3の破断伸びはさらに低かった。
Figure 0005651917
As can be seen from the above (Table 3), it was found that all of the examples shown in the examples have mechanical properties that are practically acceptable. On the other hand, in Comparative Example 2 in which the component (c) was not used, the elongation at break was low. Moreover, the elongation at break of Comparative Example 3 using the compound (C4) having no urea bond as the component (c) was even lower.

さらに、破断伸びの測定の場合と同様に所定の温度(100℃で60分加熱した後、さらに320℃で1時間加熱)で硬化した膜を、各溶剤に浸漬した際のクラックの有無に加え、膜の膨潤の有無も調べた。   Further, in the same manner as the measurement of elongation at break, a film cured at a predetermined temperature (heated at 100 ° C. for 60 minutes and further heated at 320 ° C. for 1 hour) was added to the presence or absence of cracks when immersed in each solvent. The presence or absence of membrane swelling was also examined.

結果を下記(表4)に示した。評価基準は、クラック有りを×、クラックなしを○として、表中に記した。膨潤評価については、程度に応じて、溶剤浸漬前後で1μm未満の膜厚の上昇であれば○、1μm以上1.5μm未満の膜厚の上昇を△、1.5μm以上の膜厚の上昇を×とした。膜厚変化の小さいほうがより良好である。   The results are shown below (Table 4). The evaluation criteria are indicated in the table as x with crack and ◯ with no crack. Regarding the swelling evaluation, depending on the degree, if the film thickness is less than 1 μm before and after immersion in the solvent, the increase in film thickness is 1 μm or more and less than 1.5 μm, and the increase in film thickness is 1.5 μm or more. X. The smaller the change in film thickness, the better.

Figure 0005651917
(表4)に見るように、比較例2、3は(c)成分としてウレア結合を持つ化合物を添加していないため、耐溶剤性が実施例に比べ著しく悪くなっていることが確認できる。
Figure 0005651917
As shown in Table 4, since Comparative Examples 2 and 3 did not add a compound having a urea bond as the component (c), it can be confirmed that the solvent resistance is remarkably deteriorated as compared with Examples.

本発明の実施の形態による多層配線構造を有する半導体装置の製造工程を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the manufacturing process of the semiconductor device which has a multilayer wiring structure by embodiment of this invention. 本発明の実施の形態による多層配線構造を有する半導体装置の製造工程を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the manufacturing process of the semiconductor device which has a multilayer wiring structure by embodiment of this invention. 本発明の実施の形態による多層配線構造を有する半導体装置の製造工程を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the manufacturing process of the semiconductor device which has a multilayer wiring structure by embodiment of this invention. 本発明の実施の形態による多層配線構造を有する半導体装置の製造工程を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the manufacturing process of the semiconductor device which has a multilayer wiring structure by embodiment of this invention. 本発明の実施の形態による多層配線構造を有する半導体装置の製造工程を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the manufacturing process of the semiconductor device which has a multilayer wiring structure by embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板
2 保護膜
3 第1導体層
4 層間絶縁膜層
5 感光樹脂層
6A、6B、6C 窓
7 第2導体層
8 表面保護膜層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Protective film 3 1st conductor layer 4 Interlayer insulating film layer 5 Photosensitive resin layer 6A, 6B, 6C Window 7 2nd conductor layer 8 Surface protective film layer

Claims (7)

(a)アルカリ性水溶液に可溶なポリマーと、
(b)光の照射を受けて酸を発生する化合物と、
(c)ウレア結合を有する化合物と、
(d)アルカリ水溶液に対する(a)成分の溶解を阻害する化合物と、
を含有してなり、
前記(c)成分が、(a)成分100重量部に対して25〜80重量部用いられており、
さらに、前記(d)成分が、(a)成分100重量部に対して3重量部以上用いられていることを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。
(A) a polymer soluble in an alkaline aqueous solution;
(B) a compound that generates acid upon irradiation with light;
(C) a compound having a urea bond;
(D) a compound that inhibits dissolution of the component (a) in the alkaline aqueous solution;
Containing
The component (c) is used in an amount of 25 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the component (a).
Further, the positive photosensitive resin composition, wherein the component (d) is used in an amount of 3 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the component (a).
前記(a)成分がポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載のポジ型感光性樹脂組成物。   2. The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the component (a) is at least one selected from the group consisting of polyimide, polybenzoxazole, and precursors thereof. 前記(b)成分が、ジアゾナフトキノンであることを特徴とする請求項1又は2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 the component (b) is diazonaphthoquinone. 前記(c)成分が、下記一般式(1):
Figure 0005651917
(式(1)中、複数のRは各々独立に水素原子または1価の有機基を示し、複数のRは各々独立に水素原子または1価の有機基を示し、互いが結合することで環構造となっていても良い)
で表される化合物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
The component (c) is represented by the following general formula (1):
Figure 0005651917
(In the formula (1), each of the plurality of R 7 independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and each of the plurality of R 8 independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and is bonded to each other) It may be a ring structure)
The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the positive photosensitive resin composition is a compound represented by the formula:
前記(d)成分が、下記一般式(2):
Figure 0005651917
(式(2)中、Xは対陰イオンを示し、R及びRは各々独立に1価の有機基を示し、a及びbは各々独立に0〜5の整数である)
で表されるジアリールヨードニウム塩を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
The component (d) is represented by the following general formula (2):
Figure 0005651917
(In formula (2), X represents a counter anion, R 7 and R 8 each independently represents a monovalent organic group, and a and b are each independently an integer of 0 to 5)
5. The positive photosensitive resin composition according to claim 1, comprising a diaryliodonium salt represented by the formula:
請求項1〜5のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布し乾燥して感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、前記感光性樹脂膜を所定のパターンに露光する露光工程と、前記露光後の感光性樹脂膜をアルカリ水溶液を用いて現像してパターン樹脂膜を得る現像工程と、前記パターン樹脂膜を加熱処理してパターン硬化膜を得る加熱処理工程とを含むことを特徴とするパターン硬化膜の製造方法。   A photosensitive resin film forming step of forming a photosensitive resin film by applying the positive photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5 on a support substrate and drying the composition, and the photosensitive resin film An exposure step of exposing the pattern resin film to a predetermined pattern; a development step of developing the exposed photosensitive resin film using an aqueous alkaline solution to obtain a pattern resin film; and a heat treatment of the pattern resin film to form a pattern cured film. And a heat treatment step for obtaining a pattern cured film. 請求項6に記載のパターン硬化膜の製造方法により得られるパターン硬化膜を、層間絶縁膜層及び/又は表面保護膜層として有することを特徴とする電子部品。   An electronic component comprising a patterned cured film obtained by the method for producing a patterned cured film according to claim 6 as an interlayer insulating film layer and / or a surface protective film layer.
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