JP5825860B2 - Photosensitive resin composition - Google Patents

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JP5825860B2 JP2011126542A JP2011126542A JP5825860B2 JP 5825860 B2 JP5825860 B2 JP 5825860B2 JP 2011126542 A JP2011126542 A JP 2011126542A JP 2011126542 A JP2011126542 A JP 2011126542A JP 5825860 B2 JP5825860 B2 JP 5825860B2
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本発明は、半導体素子の表面保護膜又は層間絶縁膜を形成するために用いる感光性樹脂組成物、及び新規フェノール樹脂に関する。より詳しくは、本発明は、半導体素子の表面保護膜(バッファーコート膜)及び層間絶縁膜(パッシベーション膜)を形成するために用いる感光性樹脂組成物に関する。本発明はまた、上述の感光性樹脂組成物をレリーフパターン形成材料として用いる半導体装置の製造方法、及び該方法により製造された半導体装置に関する。   The present invention relates to a photosensitive resin composition used for forming a surface protective film or an interlayer insulating film of a semiconductor element, and a novel phenol resin. More specifically, the present invention relates to a photosensitive resin composition used for forming a surface protective film (buffer coat film) and an interlayer insulating film (passivation film) of a semiconductor element. The present invention also relates to a method of manufacturing a semiconductor device using the above-described photosensitive resin composition as a relief pattern forming material, and a semiconductor device manufactured by the method.

従来から、半導体装置に用いられる表面保護膜及び層間絶縁膜には、優れた耐熱性、電気特性、機械特性等を併せ持つポリイミド樹脂及びポリベンゾオキサゾール樹脂が広く用いられてきた。これらの樹脂は、各種溶剤への溶解性が低いため、一般に前駆体の形で溶剤へ溶解させた組成物として使用される。従って、使用の際にはかかる前駆体を閉環させる工程が必要となる。この閉環工程は前駆体を通常300℃以上に加熱する熱硬化によって行われる。   Conventionally, polyimide resins and polybenzoxazole resins having excellent heat resistance, electrical characteristics, mechanical characteristics, and the like have been widely used for surface protective films and interlayer insulating films used in semiconductor devices. Since these resins have low solubility in various solvents, they are generally used as a composition dissolved in a solvent in the form of a precursor. Therefore, a step for cyclizing such a precursor is required in use. This cyclization step is performed by thermosetting in which the precursor is usually heated to 300 ° C. or higher.

しかしながら、近年、従来品に比べて耐熱性が低い半導体装置が開発され、表面保護膜及び層間絶縁膜の形成材料にも熱硬化温度の低下が求められるようになっており、特に250℃以下での熱硬化性を求められることも多くなっている。   However, in recent years, semiconductor devices having lower heat resistance compared to conventional products have been developed, and the material for forming the surface protective film and the interlayer insulating film is required to have a lower thermosetting temperature, particularly at 250 ° C. or lower. The thermosetting property is often required.

かかる要求に対し、以下の特許文献1には、閉環工程を必要とせず、コスト及び感光性能に優れ、レジスト分野でベース樹脂として広く使用されるフェノール類とアルデヒド類とを縮合させることにより得られたフェノール樹脂と、このフェノール樹脂の耐熱衝撃性を改善するための架橋性微粒子とを用いた材料が提案されている。しかしながら、耐熱衝撃性の改善効果は必ずしも十分とは言えない。   In response to such a request, Patent Document 1 below is obtained by condensing phenols and aldehydes that do not require a ring-closing step, are excellent in cost and photosensitivity, and are widely used as base resins in the resist field. A material using a phenol resin and crosslinkable fine particles for improving the thermal shock resistance of the phenol resin has been proposed. However, the effect of improving thermal shock resistance is not always sufficient.

また、以下の特許文献2及び3には、フェノール樹脂の使用時の流動性能を改善するため、分子内にフェノール性水酸基1個を有するフェノール化合物と、分子内にフェノール性水酸基2個を有するフェノール化合物とを共に含むビフェニルジイル架橋基型重合体単位と、メチレン架橋基型の重合体単位とを共重合させ、両者の重合度の比率を特定範囲にすることで、得られたフェノール樹脂の溶融粘度を低下させる方法を提案している。   Further, in Patent Documents 2 and 3 below, a phenol compound having one phenolic hydroxyl group in the molecule and a phenol having two phenolic hydroxyl groups in the molecule are used in order to improve the flow performance when the phenol resin is used. The resulting phenolic resin is melted by copolymerizing a biphenyldiyl crosslinkable type polymer unit containing both of the compound and a methylene crosslinkable type polymer unit, and setting the ratio of the degree of polymerization of both to a specific range. A method for reducing the viscosity is proposed.

また、ビフェニルジイル化合物とフェノール類との縮合体を骨格に持つフェノール樹脂と、光酸発生剤とを併用した材料は特許文献4に記載されている。しかしながら、この組成物は、液晶配向制御突起及び/若しくはスペーサーを形成するためのもの、又は、液晶配向制御突起及びスペーサーを同時に形成するためのものとして開示されている。   Patent Document 4 discloses a material in which a phenol resin having a condensate of a biphenyldiyl compound and a phenol as a skeleton and a photoacid generator are used in combination. However, this composition is disclosed as a liquid crystal alignment control protrusion and / or spacer formation or as a liquid crystal alignment control protrusion and spacer formation simultaneously.

特開2003−215789号公報JP 2003-215789 A 特開2008−156553号公報JP 2008-156553 A 国際公開第2007/007827号パンフレットInternational Publication No. 2007/007827 Pamphlet 特開2008−292677号公報JP 2008-292677 A

上記特許文献に開示された材料においては、耐熱衝撃性又は溶融粘度が改善できているものの、表面保護膜又は層間絶縁膜として半導体装置に適用する場合に重要な膜物性である伸度及び誘電率に関して、並びにパターン加工に必要なアルカリ水溶液中での溶解性に関して、全く検討されていない。   In the materials disclosed in the above-mentioned patent documents, although thermal shock resistance or melt viscosity can be improved, elongation and dielectric constant which are important film properties when applied to a semiconductor device as a surface protective film or an interlayer insulating film In addition, the solubility in an aqueous alkali solution necessary for pattern processing has not been studied at all.

かかる現状に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、半導体装置に適用して、例えば250℃以下の熱で硬化させた際でも、伸度が高く、誘電率が低く、ポリイミド樹脂及びポリベンゾオキサゾール樹脂の代替材料となり得るフェノール樹脂を含有する感光性樹脂組成物、該感光性樹脂組成物をレリーフパターン形成材料として用いる半導体装置の製造方法、該方法によって得られる半導体装置、及び新規のフェノール樹脂を提供することである。   In view of the present situation, the problem to be solved by the present invention is that, even when applied to a semiconductor device and cured with heat of, for example, 250 ° C. or less, the elongation is high and the dielectric constant is low. Photosensitive resin composition containing phenol resin that can be used as substitute material for oxazole resin, method for manufacturing semiconductor device using the photosensitive resin composition as a relief pattern forming material, semiconductor device obtained by the method, and novel phenol resin Is to provide.

本発明者らは、かかる課題を解決すべく鋭意検討し、実験を重ねた結果、半導体装置に適用したときに、例えば250℃以下といった低い熱硬化温度であっても、優れた伸度及び低誘電率を有する半導体保護膜又は層間絶縁膜を形成できる材料を予想外に見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の通りである。   As a result of intensive investigations and repeated experiments to solve the above problems, the inventors of the present invention have excellent elongation and low properties even when the thermosetting temperature is as low as 250 ° C. or less, for example, when applied to a semiconductor device. The present inventors have completed the present invention by unexpectedly finding a material that can form a semiconductor protective film or an interlayer insulating film having a dielectric constant. That is, the present invention is as follows.

[1] 半導体素子の表面保護膜又は層間絶縁膜を形成するための感光性樹脂組成物であって、
フェノール性水酸基数が異なる2種類以上のフェノール化合物を含む重合成分の重合反応生成物であるフェノール樹脂(A):100質量部;及び
光酸発生剤(B):0.1〜50質量部;
を含有する、感光性樹脂組成物。
[2] 上記フェノール樹脂(A)が、下記一般式(1)で表される構造及び下記一般式(2)で表される構造:

Figure 0005825860
Figure 0005825860
{式中、
1及びR2は、それぞれ独立に、ハロゲン原子;ニトロ基;シアノ基;不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;炭素数3〜20の脂環式基;炭素数6〜20の芳香族基:又は、下記一般式群(3):
Figure 0005825860
(式中、R3、4及びR5は、それぞれ独立に、水素原子;不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;炭素数3〜20の脂環式基;又は炭素数6〜20の芳香族基;を表し、R6は、不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;炭素数3〜20の脂環式基;又は炭素数6〜20の芳香族基;を表す。)のいずれかで表される基;を表し、
X及びYは、それぞれ独立に、不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;炭素数3〜20の脂環式基;繰り返し単位数が1〜20の整数であるエチレンオキシド基;又は芳香族基を有する有機基;を表し、
〜R,X及びYにおいて、水素原子がハロゲン原子、カルボキシル基、ニトロ基及びシアノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つで置換されていてもよく、
a及びbは、それぞれ独立に、2〜1,000の間の整数であり、
mは1又は2であり、nは2又は3であり、但しn>mであり、
pは、0〜3の整数であり、
qは、0〜2の整数である。}
の両者を有する、上記[1]に記載の感光性樹脂組成物。
[3] 上記一般式(1)及び(2)におけるX及びYが、それぞれ独立に、下記一般式(4):
Figure 0005825860
{式中、R7〜R10は、それぞれ独立に、水素原子;又はフッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;を表す。}
で表される基、又は下記一般式(5):
Figure 0005825860
{式中、R11〜R14は、それぞれ独立に、水素原子;又はフッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;を表し、Zは、単結合;フッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;フッ素で置換されてもよい炭素数3〜20の脂環式基;繰り返し単位数1〜20のエチレンオキシド基;又は下記式群(6):
Figure 0005825860
のいずれかで表される基;を表す。}
で表される基である、上記[1]又は[2]に記載の感光性樹脂組成物。
[4] 上記一般式(1)及び(2)におけるX及びYが、下記一般式(7):
Figure 0005825860
{式中、Wは、単結合;フッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;フッ素で置換されてもよい炭素数3〜20の脂環式基;繰り返し単位数1〜20のエチレンオキシド基;又は下記式群(8):
Figure 0005825860
のいずれかで表される基;を表す。}
で表される基である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[5] 上記一般式(1)及び(2)において、b/a>1である、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[6] 上記光酸発生剤(B)が、キノンジアジド化合物である、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[7] 上記感光性樹脂組成物が、熱により若しくは上記光酸発生剤(B)から発生した酸により上記フェノール樹脂(A)と反応しうる化合物、又は熱により若しくは上記光酸発生剤(B)から発生した酸により自己反応が起こりうる化合物である、架橋剤(C):1〜60質量部を更に含有する、上記[1]〜[6]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[8] 以下の工程:
半導体基板上に、上記[1]〜[7]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を形成する工程、
該感光性樹脂層を活性光線で露光する工程、
該露光された感光性樹脂層を現像してレリーフパターンを得る工程、及び
得られたレリーフパターンを加熱する工程
を含む、半導体装置の製造方法。
[9] 上記[8]に記載の方法により製造された、半導体装置。
[10] 主鎖に、下記一般式(9):
Figure 0005825860
{式中、R15は、独立に、水素原子;フッ素原子;又はフッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;を表し、cは、3〜1,000の間の整数である。}
で表される構造、及び下記一般式(10):
Figure 0005825860
{式中、R16は、独立に、水素原子;フッ素原子;又はフッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;を表し、dは、3〜1,000の間の整数である。}
で表される構造、の両者を有する、フェノール樹脂。 [1] A photosensitive resin composition for forming a surface protective film or an interlayer insulating film of a semiconductor element,
Phenol resin (A) which is a polymerization reaction product of a polymerization component containing two or more phenolic compounds having different numbers of phenolic hydroxyl groups: 100 parts by mass; and photoacid generator (B): 0.1-50 parts by mass;
The photosensitive resin composition containing this.
[2] The phenol resin (A) has a structure represented by the following general formula (1) and a structure represented by the following general formula (2):
Figure 0005825860
Figure 0005825860
{Where
R 1 and R 2 are each independently a halogen atom; a nitro group; a cyano group; an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have an unsaturated bond; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms An aromatic group having 6 to 20 carbon atoms: or the following general formula group (3):
Figure 0005825860
(In the formula, R 3, R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom; an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have an unsaturated bond; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms. Or an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, and R 6 is an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have an unsaturated bond; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms. Or an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms; a group represented by any one of
X and Y are each independently an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have an unsaturated bond; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms; an integer having 1 to 20 repeating units. An ethylene oxide group; or an organic group having an aromatic group;
In R 1 to R 6 , X and Y, the hydrogen atom may be substituted with at least one selected from the group consisting of a halogen atom, a carboxyl group, a nitro group and a cyano group,
a and b are each independently an integer between 2 and 1,000;
m is 1 or 2, n is 2 or 3, provided that n> m,
p is an integer of 0 to 3,
q is an integer of 0-2. }
The photosensitive resin composition according to the above [1], having both of the above.
[3] X and Y in the above general formulas (1) and (2) are each independently the following general formula (4):
Figure 0005825860
{Wherein, R 7 to R 10 each independently represents a hydrogen atom; or an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with fluorine. }
Or a group represented by the following general formula (5):
Figure 0005825860
{Wherein, R 11 to R 14 each independently represents a hydrogen atom; or an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with fluorine; Z represents a single bond; substituted with fluorine; An aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may be substituted with fluorine; an ethylene oxide group having 1 to 20 repeating units; or the following formula group (6):
Figure 0005825860
A group represented by any one of the following: }
The photosensitive resin composition as described in said [1] or [2] which is group represented by these.
[4] X and Y in the above general formulas (1) and (2) are the following general formula (7):
Figure 0005825860
{Wherein W is a single bond; an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with fluorine; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may be substituted with fluorine; 20 ethylene oxide groups; or the following formula group (8):
Figure 0005825860
A group represented by any one of the following: }
The photosensitive resin composition in any one of said [1]-[3] which is group represented by these.
[5] The photosensitive resin composition according to any one of [1] to [4], wherein b / a> 1 in the general formulas (1) and (2).
[6] The photosensitive resin composition according to any one of [1] to [5], wherein the photoacid generator (B) is a quinonediazide compound.
[7] The photosensitive resin composition is a compound that can react with the phenol resin (A) by heat or an acid generated from the photoacid generator (B), or by heat or the photoacid generator (B The photosensitive resin composition according to any one of the above [1] to [6], further comprising 1 to 60 parts by mass of a crosslinking agent (C) which is a compound capable of causing a self-reaction by an acid generated from .
[8] The following steps:
Forming a photosensitive resin layer comprising the photosensitive resin composition according to any one of [1] to [7] on a semiconductor substrate;
Exposing the photosensitive resin layer with actinic rays;
The manufacturing method of a semiconductor device including the process of developing this exposed photosensitive resin layer, obtaining a relief pattern, and the process of heating the obtained relief pattern.
[9] A semiconductor device manufactured by the method according to [8] above.
[10] In the main chain, the following general formula (9):
Figure 0005825860
{In the formula, R 15 independently represents a hydrogen atom; a fluorine atom; or an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with fluorine; and c represents an integer between 3 and 1,000. It is. }
And the following general formula (10):
Figure 0005825860
{In the formula, R 16 independently represents a hydrogen atom; a fluorine atom; or an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with fluorine; and d represents an integer between 3 and 1,000. It is. }
The phenol resin which has both of the structure represented by these.

低温での硬化が可能で、かつ伸度及び誘電率といった、硬化膜の機械的及び電気的な物性に優れる本発明の感光性樹脂組成物を使用することにより、信頼性の高い半導体素子及び該半導体素子を用いた信頼性の高い半導体装置を製造することができる。   By using the photosensitive resin composition of the present invention that can be cured at a low temperature and has excellent mechanical and electrical properties of a cured film such as elongation and dielectric constant, a highly reliable semiconductor element and the A highly reliable semiconductor device using a semiconductor element can be manufactured.

<感光性樹脂組成物>
本発明の一態様が提供する感光性樹脂組成物(以下、単に「本組成物」ともいう。)は、フェノール性水酸基数が異なる2種類以上のフェノール化合物を含む重合成分の重合反応生成物であるフェノール樹脂(A):100質量部;及び光酸発生剤(B):0.1〜50質量部;を含有する。
<Photosensitive resin composition>
The photosensitive resin composition (hereinafter also simply referred to as “the present composition”) provided by one embodiment of the present invention is a polymerization reaction product of polymerization components containing two or more phenolic compounds having different numbers of phenolic hydroxyl groups. A certain phenol resin (A): 100 parts by mass; and a photoacid generator (B): 0.1 to 50 parts by mass.

以下、本発明の感光性樹脂組成物の各成分について詳細に説明するが、かかる説明は、例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, although each component of the photosensitive resin composition of this invention is demonstrated in detail, this description is an illustration and this invention is not limited to this.

[フェノール樹脂(A)]
フェノール樹脂(A)(以下、単に「フェノール樹脂」ともいう。)は、フェノール性水酸基数が異なる2種類以上のフェノール化合物を含む重合成分を反応させて得られる共重合体である。フェノール樹脂(A)は、主鎖に、フェノール化合物中のフェノール性水酸基数の異なりに起因する、2種類以上の繰り返し単位を有するポリマーである。異なる2種類以上の繰り返し単位は任意の順で、ランダム又はブロックで結合していることができる。
[Phenolic resin (A)]
The phenolic resin (A) (hereinafter also simply referred to as “phenolic resin”) is a copolymer obtained by reacting a polymerization component containing two or more types of phenolic compounds having different numbers of phenolic hydroxyl groups. The phenol resin (A) is a polymer having two or more types of repeating units due to the difference in the number of phenolic hydroxyl groups in the phenol compound in the main chain. Two or more different types of repeating units can be combined in any order, randomly or in blocks.

フェノール樹脂(A)は、下記一般式(1)で表される構造及び一般式(2)で表される構造:

Figure 0005825860
Figure 0005825860
{式中、
1及びR2は、それぞれ独立に、ハロゲン原子;ニトロ基;シアノ基;不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;炭素数3〜20の脂環式基;炭素数6〜20の芳香族基:又は、下記一般式群(3):
Figure 0005825860
(式中、R3、4及びR5は、それぞれ独立に、水素原子;不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;炭素数3〜20の脂環式基;又は炭素数6〜20の芳香族基;を表し、R6は、不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;炭素数3〜20の脂環式基;又は炭素数6〜20の芳香族基;を表す。)のいずれかで表される基;を表し、
X及びYは、それぞれ独立に、不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;炭素数3〜20の脂環式基;繰り返し単位数が1〜20の整数であるエチレンオキシド基;又は芳香族基を有する有機基;を表し、
〜R,X及びYにおいて、水素原子がハロゲン原子、カルボキシル基、ニトロ基及びシアノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つで置換されていてもよく、
a及びbは、それぞれ独立に、2〜1,000の間の整数であり、
mは1又は2であり、nは2又は3であり、但しn>mであり、
pは、0〜3の整数であり、
qは、0〜2の整数である。}
の両者を有する。 The phenol resin (A) has a structure represented by the following general formula (1) and a structure represented by the general formula (2):
Figure 0005825860
Figure 0005825860
{Where
R 1 and R 2 are each independently a halogen atom; a nitro group; a cyano group; an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have an unsaturated bond; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms An aromatic group having 6 to 20 carbon atoms: or the following general formula group (3):
Figure 0005825860
(In the formula, R 3, R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom; an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have an unsaturated bond; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms. Or an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, and R 6 is an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have an unsaturated bond; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms. Or an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms; a group represented by any one of
X and Y are each independently an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have an unsaturated bond; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms; an integer having 1 to 20 repeating units. An ethylene oxide group; or an organic group having an aromatic group;
In R 1 to R 6 , X and Y, the hydrogen atom may be substituted with at least one selected from the group consisting of a halogen atom, a carboxyl group, a nitro group and a cyano group,
a and b are each independently an integer between 2 and 1,000;
m is 1 or 2, n is 2 or 3, provided that n> m,
p is an integer of 0 to 3,
q is an integer of 0-2. }
Have both.

フェノール樹脂(A)が上記一般式(1)で表される構造及び上記一般式(2)で表される構造の両者を有する場合、フェノール樹脂(A)が、低い誘電率、優れた伸度、及びアルカリ水溶液中での優れた溶解性に対して良好に寄与する。フェノール樹脂(A)中に存在する、上記一般式(1)において数aで繰り返される単位構造と上記一般式(2)において数bで繰り返される単位構造とのモル比は、感光性樹脂組成物としたときのアルカリ現像液への溶解性の観点から、好ましくはb/aが1より大きく、より好ましくはb/aが1.1以上、10以下である。上記モル比は1H−NMR解析により確認できる。 When the phenol resin (A) has both the structure represented by the general formula (1) and the structure represented by the general formula (2), the phenol resin (A) has a low dielectric constant and excellent elongation. , And contributes well to the excellent solubility in aqueous alkali solutions. The molar ratio of the unit structure repeated in number a in the general formula (1) and the unit structure repeated in number b in the general formula (2) present in the phenol resin (A) is the photosensitive resin composition. From the viewpoint of solubility in an alkaline developer, b / a is preferably greater than 1, and more preferably b / a is 1.1 or more and 10 or less. The molar ratio can be confirmed by 1 H-NMR analysis.

上記一般式(1)中のm、すなわちフェノール性水酸基数は、1又は2である。
フェノール性水酸基数が1のフェノール化合物の例として、例えば、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、プロピルフェノール、ブチルフェノール、アミルフェノール、シクロヘキシルフェノール、ヒドロキシビフェニル、ベンジルフェノール、ニトロベンジルフェノール、シアノベンジルフェノール、アダマンタンフェノール、キシレノール、ニトロフェノール、フルオロフェノール、クロロフェノール、ブロモフェノール、トリフルオロメチルフェノール、N−(ヒドロキシフェニル)−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ヒドロキシフェニル)−5−メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド、トリフルオロメチルフェノール、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシ安息香酸メチル、ヒドロキシ安息香酸エチル、ヒドロキシ安息香酸ベンジル、ヒドロキシベンズアミド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ヒドロキシアセトフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、及びヒドロキシベンゾニトリルが挙げられる。
M in the general formula (1), that is, the number of phenolic hydroxyl groups is 1 or 2.
Examples of phenolic compounds having 1 phenolic hydroxyl group include, for example, phenol, cresol, ethylphenol, propylphenol, butylphenol, amylphenol, cyclohexylphenol, hydroxybiphenyl, benzylphenol, nitrobenzylphenol, cyanobenzylphenol, adamantanephenol, Xylenol, nitrophenol, fluorophenol, chlorophenol, bromophenol, trifluoromethylphenol, N- (hydroxyphenyl) -5-norbornene-2,3-dicarboximide, N- (hydroxyphenyl) -5-methyl-5 -Norbornene-2,3-dicarboximide, trifluoromethylphenol, hydroxybenzoic acid, methyl hydroxybenzoate, hydroxy Ethyl benzoate, hydroxybenzoic acid benzyl, hydroxybenzamide, hydroxybenzaldehyde, hydroxyacetophenone, hydroxybenzophenone, and include hydroxy benzonitrile.

フェノール性水酸基数が2のフェノール化合物として、例えば、カテコール、メチルカテコール、エチルカテコール、ヘキシルカテコール、ベンジルカテコール、ニトロベンジルカテコール、レゾルシノール、メチルレゾルシノール、エチルレゾルシノール、ヘキシルレゾルシノール、ベンジルレゾルシノール、ニトロベンジルレゾルシノール、ハイドロキノン、カフェイン酸、ジヒドロキシ安息香酸、ジヒドロキシ安息香酸メチル、ジヒドロキシ安息香酸エチル、ジヒドロキシ安息香酸ベンジル、ジヒドロキシベンズアミド、ジヒドロキシベンズアルデヒド、ジヒドロキシアセトフェノン、ジヒドロキシベンゾフェノン、ジヒドロキシベンゾニトリル、N−(ジヒドロキシフェニル)−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ジヒドロキシフェニル)−5−メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド、ニトロカテコール、フルオロカテコール、クロロカテコール、ブロモカテコール、トリフルオロメチルカテコール、ニトロレゾルシノール、フルオロレゾルシノール、クロロレゾルシノール、ブロモレゾルシノール、及びトリフルオロメチルレゾルシノールが挙げられる。共重合ポリマーの誘電率を低下させる観点から、上記一般式(1)中のフェノール性水酸基数が1であることが望ましい。   Examples of phenolic compounds having 2 phenolic hydroxyl groups include catechol, methyl catechol, ethyl catechol, hexyl catechol, benzyl catechol, nitrobenzyl catechol, resorcinol, methyl resorcinol, ethyl resorcinol, hexyl resorcinol, benzyl resorcinol, nitrobenzyl resorcinol, hydroquinone , Caffeic acid, dihydroxybenzoic acid, methyl dihydroxybenzoate, ethyl dihydroxybenzoate, benzyl dihydroxybenzoate, dihydroxybenzamide, dihydroxybenzaldehyde, dihydroxyacetophenone, dihydroxybenzophenone, dihydroxybenzonitrile, N- (dihydroxyphenyl) -5-norbornene -2,3-dicarboximide, N (Dihydroxyphenyl) -5-methyl-5-norbornene-2,3-dicarboximide, nitrocatechol, fluorocatechol, chlorocatechol, bromocatechol, trifluoromethylcatechol, nitroresorcinol, fluororesorcinol, chlororesorcinol, bromoresorcinol, And trifluoromethylresorcinol. From the viewpoint of reducing the dielectric constant of the copolymer, it is desirable that the number of phenolic hydroxyl groups in the general formula (1) is 1.

上記一般式(2)中のn、すなわちフェノール性水酸基数は2又は3である。フェノール性水酸基数が2のフェノール化合物の具体例は、上記一般式(1)に関して挙げられたフェノール性水酸基数2のフェノール化合物の具体例と同様である。フェノール性水酸基数が3のフェノール化合物の例として具体的に、例えば、ピロガロール、フロログルシノール、1,2,4−トリヒドロキシベンゼン、トリヒドロキシ安息香酸、トリヒドロキシ安息香酸メチル、トリヒドロキシ安息香酸エチル、トリヒドロキシ安息香酸ベンジル、トリヒドロキシベンズアミド、トリヒドロキシベンズアルデヒド、トリヒドロキシアセトフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾニトリル等が挙げられる。フェノール樹脂(A)のアルカリ水溶液中での溶解性確保の観点から、上記一般式(2)中のフェノール性水酸基数が3であることが望ましい。   N in the general formula (2), that is, the number of phenolic hydroxyl groups is 2 or 3. Specific examples of the phenolic compound having 2 phenolic hydroxyl groups are the same as the specific examples of the phenolic compound having 2 phenolic hydroxyl groups given for the general formula (1). Specific examples of phenolic compounds having 3 phenolic hydroxyl groups include, for example, pyrogallol, phloroglucinol, 1,2,4-trihydroxybenzene, trihydroxybenzoic acid, methyl trihydroxybenzoate, and ethyl trihydroxybenzoate. Benzyl trihydroxybenzoate, trihydroxybenzamide, trihydroxybenzaldehyde, trihydroxyacetophenone, trihydroxybenzophenone, trihydroxybenzonitrile and the like. From the viewpoint of ensuring the solubility of the phenol resin (A) in an alkaline aqueous solution, the number of phenolic hydroxyl groups in the general formula (2) is preferably 3.

フェノール樹脂(A)のアルカリ水溶液中での溶解性の観点、及びポリマー合成時副生成物の生成が少ない観点から、上記一般式(1)及び(2)中の好ましいR1及びR2は、それぞれ独立に、アルカリ溶解性の観点からメチル基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基、フェニルカルボニル基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、及びイミド基が挙げられ、特に好ましい例はフッ素原子、トリフルオロメチル基、カルボキシル基、エステル基、及びイミド基である。 From the viewpoint of the solubility of the phenol resin (A) in an aqueous alkali solution and the viewpoint of less by-product formation during polymer synthesis, preferred R 1 and R 2 in the above general formulas (1) and (2) are: Each independently includes a methyl group, a halogen atom, a trifluoromethyl group, a nitro group, a cyano group, an acetyl group, a phenylcarbonyl group, a carboxyl group, an ester group, an amide group, and an imide group from the viewpoint of alkali solubility. Particularly preferred examples are a fluorine atom, a trifluoromethyl group, a carboxyl group, an ester group, and an imide group.

一般式(1)中のpは、0〜3の整数であり、一般式(2)中のqは、0〜2の整数であり、p及びqは、それぞれ独立にポリマー合成時の反応性の観点から好ましくは0又は1である。   P in the general formula (1) is an integer of 0 to 3, q in the general formula (2) is an integer of 0 to 2, and p and q are independently reactive during polymer synthesis. From the viewpoint, it is preferably 0 or 1.

フェノール樹脂(A)の低誘電率とアルカリ水溶液中での溶解性とを両立させる観点から、上記一般式(1)及び(2)において、n>mである。すなわち、一般式(1)中のフェノール性水酸基数が1の場合、一般式(2)中のフェノール性水酸基数が2又は3であり、好ましくは3である。また一般式(1)中のフェノール性水酸基数が2の場合、一般式(2)中のフェノール性水酸基数は3である。   From the viewpoint of achieving both the low dielectric constant of the phenol resin (A) and the solubility in an alkaline aqueous solution, in the above general formulas (1) and (2), n> m. That is, when the number of phenolic hydroxyl groups in the general formula (1) is 1, the number of phenolic hydroxyl groups in the general formula (2) is 2 or 3, preferably 3. When the number of phenolic hydroxyl groups in the general formula (1) is 2, the number of phenolic hydroxyl groups in the general formula (2) is 3.

上記一般式(1)及び(2)中、X及びYは、それぞれ独立に、不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の脂肪族基、炭素数3〜20の脂環式基、繰り返し単位数が1〜20の整数であるエチレンオキシド基、又は芳香族基を有する有機基であり、X及びYの水素原子は、ハロゲン原子、カルボキシル基、ニトロ基及びシアノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つで置換されていてもよい。X及びYは、脂肪族基の場合、炭素数が2〜10であることが、硬化膜の機械的物性の観点から好ましい。   In the general formulas (1) and (2), X and Y are each independently an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have an unsaturated bond, or an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms. Group, an ethylene oxide group having a repeating unit number of 1 to 20, or an organic group having an aromatic group, and the hydrogen atoms of X and Y are selected from the group consisting of a halogen atom, a carboxyl group, a nitro group and a cyano group. It may be substituted with at least one selected. When X and Y are aliphatic groups, the number of carbon atoms is preferably 2 to 10 from the viewpoint of mechanical properties of the cured film.

フェノール樹脂(A)は、典型的には、フェノール性水酸基数が異なる2種類以上のフェノール化合物と、重合成分(具体的にはアルデヒド化合物、ケトン化合物、メチロール基を分子内に2個有する化合物、アルコキシメチル基を分子内に2個有する化合物、ジエン化合物、及びハロアルキル基を分子内に2個有する化合物からなる群から選ばれる1種類以上の化合物、とを含み、より典型的にはこれらからなる成分)を、重合反応させることによって合成できる。例えば、フェノール樹脂(A)が上記一般式(1)で表される構造及び上記一般式(2)で表される構造の両者を有する場合、フェノール樹脂(A)は、フェノール性水酸基数が異なる2種類以上のフェノール化合物と、上記X又はYの構造を含む、アルデヒド化合物、ケトン化合物、メチロール基を分子内に2個有する化合物、アルコキシメチル基を分子内に2個有する化合物、ジエン化合物、及びハロアルキル基を分子内に2個有する化合物からなる群から選ばれる1種類以上の化合物とを重合反応させて得ることができる。反応制御、並びに得られたフェノール樹脂及び感光性樹脂組成物の安定性の観点から、フェノール化合物と上記重合成分との好ましい仕込みモル比としては、5:1〜1.01:1、より好ましいモル比としては、2.5:1〜1.1:1挙げられる。   The phenol resin (A) typically includes two or more types of phenolic compounds having different numbers of phenolic hydroxyl groups and a polymerization component (specifically, an aldehyde compound, a ketone compound, a compound having two methylol groups in the molecule, One or more compounds selected from the group consisting of a compound having two alkoxymethyl groups in the molecule, a diene compound, and a compound having two haloalkyl groups in the molecule, and more typically The component) can be synthesized by a polymerization reaction. For example, when the phenol resin (A) has both the structure represented by the general formula (1) and the structure represented by the general formula (2), the phenol resin (A) has different numbers of phenolic hydroxyl groups. An aldehyde compound, a ketone compound, a compound having two methylol groups in the molecule, a compound having two alkoxymethyl groups in the molecule, a diene compound, and two or more types of phenol compounds and the above X or Y structure, and It can be obtained by polymerizing one or more compounds selected from the group consisting of compounds having two haloalkyl groups in the molecule. From the viewpoint of reaction control and the stability of the obtained phenolic resin and photosensitive resin composition, the preferred charge molar ratio of the phenolic compound and the polymerization component is from 5: 1 to 1.01: 1, more preferably moles. The ratio includes 2.5: 1 to 1.1: 1.

上記アルデヒド化合物としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ピバルアルデヒド、ブチルアルデヒド、ペンタナール、ヘキサナール、トリオキサン、グリオキザール、シクロヘキシルアルデヒド、ジフェニルアセトアルデヒド、エチルブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド、グリオキシル酸、5−ノルボルネンカルボキシアルデヒド、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、グルタルアルデヒド、サリチルアルデヒド、ナフトアルデヒド、テレフタルアルデヒド等が挙げられる。   Examples of the aldehyde compound include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, pivalaldehyde, butyraldehyde, pentanal, hexanal, trioxane, glyoxal, cyclohexylaldehyde, diphenylacetaldehyde, ethylbutyraldehyde, benzaldehyde, glyoxylic acid, 5-norbornenecarboxyl Examples include aldehyde, malondialdehyde, succindialdehyde, glutaraldehyde, salicylaldehyde, naphthaldehyde, terephthalaldehyde, and the like.

上記ケトン化合物としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジシクロヘキシルケトン、ジベンジルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ビシクロヘキサノン、シクロヘキサンジオン、ブチンオン、ノルボルナノン、アダマンタノン、ビス(オキソシクロヘキシル)プロパン等が挙げられる。   Examples of the ketone compound include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, dipropyl ketone, dicyclohexyl ketone, dibenzyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, bicyclohexanone, cyclohexanedione, butynone, norbornanone, adamantanone, and bis (oxocyclohexyl) propane. Is mentioned.

上記メチロール基を分子内に2個有する化合物としては、ビス(ヒドロキシメチル)尿素、リビトール、アラビトール、アリトール、ビス(ヒドロキシメチル)酪酸、ベンジルオキシプロパンジオール、ジメチルプロパンジオール、ジエチルプロパンジオール、モノアセチン、メチルニトロプロパンジオール、ノルボルネンジメタノール、ペンタエリスリトール、フェニルプロパンジオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ビス(ヒドロキシメチル)デュレン、ニトロキシリレングリコール、ジヒドロキシデカン、ジヒドロキシドデカン、ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキセン、ビス(ヒドロキシメチル)アダマンタン、ベンゼンジメタノール、ベンゼンジメタノール、ビス(ヒドロキシメチル)クレゾール、ビス(ヒドロキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(ヒドロキシメチル)ナフタレン、ビス(ヒドロキシメチル)アントラセン、ビス(ヒドロキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(ヒドロキシメチル)ジフェニルチオエーテル、ビス(ヒドロキシメチル)ベンゾフェノン、ヒドロキシメチル安息香酸ヒドロキシメチルフェニル、ヒドロキシメチル安息香酸ヒドロキシメチルアニリド、ビス(ヒドロキシメチル)フェニルウレア、ビス(ヒドロキシメチル)フェニルウレタン、ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ビス(ヒドロキシメチルフェニル)プロパン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール等が挙げられる。反応性及び得られたフェノール樹脂の機械物性の観点から、分子骨格にベンゼン環を有する化合物が好ましく、ビフェニルジイル骨格を有する化合物がより好ましく、4,4’−ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニルが特に好ましい。   Compounds having two methylol groups in the molecule include bis (hydroxymethyl) urea, ribitol, arabitol, allitol, bis (hydroxymethyl) butyric acid, benzyloxypropanediol, dimethylpropanediol, diethylpropanediol, monoacetin, methyl Nitropropanediol, norbornene dimethanol, pentaerythritol, phenylpropanediol, trimethylolethane, trimethylolpropane, bis (hydroxymethyl) durene, nitroxylylene glycol, dihydroxydecane, dihydroxydodecane, bis (hydroxymethyl) cyclohexane, bis ( Hydroxymethyl) cyclohexene, bis (hydroxymethyl) adamantane, benzenedimethanol, benzenedimethanol, (Hydroxymethyl) cresol, bis (hydroxymethyl) dimethoxybenzene, bis (hydroxymethyl) naphthalene, bis (hydroxymethyl) anthracene, bis (hydroxymethyl) diphenyl ether, bis (hydroxymethyl) diphenylthioether, bis (hydroxymethyl) benzophenone, Hydroxymethylphenyl hydroxymethylbenzoate, hydroxymethylanilide hydroxymethylbenzoate, bis (hydroxymethyl) phenylurea, bis (hydroxymethyl) phenylurethane, bis (hydroxymethyl) biphenyl, dimethylbis (hydroxymethyl) biphenyl, bis (hydroxy Methylphenyl) propane, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene Glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, tetrapropylene glycol, and the like. From the viewpoint of reactivity and mechanical properties of the obtained phenol resin, a compound having a benzene ring in the molecular skeleton is preferable, a compound having a biphenyldiyl skeleton is more preferable, and 4,4′-bis (hydroxymethyl) biphenyl is particularly preferable. .

上記アルコキシメチル基を分子内に2個有する化合物としては、ビス(メトキシメチル)尿素、ビス(メトキシメチル)酪酸、ビス(メトキシメチル)ノルボルネン、ビス(メトキシメチル)シクロヘキサン、ビス(メトキシメチル)シクロヘキセン、ビス(メトキシメチル)アダマンタン、ビス(メトキシメチル)ベンゼン、ビス(メトキシメチル)クレゾール、ビス(メトキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(メトキシメチル)ナフタレン、ビス(メトキシメチル)アントラセン、ビス(メトキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(メトキシメチル)ジフェニルチオエーテル、ビス(メトキシメチル)ベンゾフェノン、メトキシメチル安息香酸メトキシメチルフェニル、メトキシメチル安息香酸メトキシメチルアニリド、ビス(メトキシメチル)フェニルウレア、ビス(メトキシメチル)フェニルウレタン、ビス(メトキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(メトキシメチル)ビフェニル、ビス(メトキシメチルフェニル)プロパン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。アルコキシメチル基の炭素数は、反応活性の観点から好ましくは1〜10である。炭素数は1〜2であることがより好ましく、1であることが最も好ましい。反応性及び得られたフェノール樹脂の機械物性の観点から、分子骨格にベンゼン環を有するものが好ましく、ビフェニルジイル骨格を有する化合物がより好ましく、特に好ましくは4,4’−ビス(メトキシメチル)ビフェニルである。   Examples of the compound having two alkoxymethyl groups in the molecule include bis (methoxymethyl) urea, bis (methoxymethyl) butyric acid, bis (methoxymethyl) norbornene, bis (methoxymethyl) cyclohexane, bis (methoxymethyl) cyclohexene, Bis (methoxymethyl) adamantane, bis (methoxymethyl) benzene, bis (methoxymethyl) cresol, bis (methoxymethyl) dimethoxybenzene, bis (methoxymethyl) naphthalene, bis (methoxymethyl) anthracene, bis (methoxymethyl) diphenyl ether, Bis (methoxymethyl) diphenylthioether, bis (methoxymethyl) benzophenone, methoxymethylphenyl methoxymethylbenzoate, methoxymethylanilide methoxymethylbenzoate, bis (meth Xymethyl) phenylurea, bis (methoxymethyl) phenylurethane, bis (methoxymethyl) biphenyl, dimethylbis (methoxymethyl) biphenyl, bis (methoxymethylphenyl) propane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene Examples include glycol dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, and tetrapropylene glycol dimethyl ether. The number of carbon atoms of the alkoxymethyl group is preferably 1 to 10 from the viewpoint of reaction activity. The number of carbon atoms is more preferably 1 to 2, and most preferably 1. From the viewpoint of reactivity and mechanical properties of the obtained phenol resin, those having a benzene ring in the molecular skeleton are preferred, compounds having a biphenyldiyl skeleton are more preferred, and 4,4′-bis (methoxymethyl) biphenyl is particularly preferred. It is.

上記ジエン化合物としては、ブタジエン、ペンタジエン、ヘキサジエン、ヘプタジエン、オクタジエン、デカジエン、メチルブタジエン、ブタンジオールジメタクリラート、ヘキサジエンオール、メチルシクロヘキサジエン、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエン、ヒドロキシジシクロペンタジエン、メチルシクロペンタジエン、メチルジシクロペンタジエン、ジアリルエーテル、ジアリルスルフィド、アジピン酸ジアリル、ノルボルナジエン、テトラヒドロインデン、エチリデンノルボルネン、ビニルノルボルネン、シュウ酸ジアリル、グルタル酸ジアリル、アジピン酸ジアリル、シアヌル酸トリアリル、シアヌル酸ジアリル、シアヌル酸ジアリルプロピル、イソシアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸ジアリル、イソシアヌル酸ジアリルプロピル等が挙げられる。   Examples of the diene compound include butadiene, pentadiene, hexadiene, heptadiene, octadiene, decadiene, methylbutadiene, butanediol dimethacrylate, hexadieneol, methylcyclohexadiene, cyclopentadiene, cyclohexadiene, cyclohexadiene, cyclooctadiene, dicyclopentadiene. , Hydroxydicyclopentadiene, methylcyclopentadiene, methyldicyclopentadiene, diallyl ether, diallyl sulfide, diallyl adipate, norbornadiene, tetrahydroindene, ethylidene norbornene, vinyl norbornene, diallyl oxalate, diallyl glutarate, diallyl adipate, cyanuric acid Triallyl, diallyl cyanurate, diallylpropyl cyanurate, Null triallyl isocyanuric acid, diallyl propyl etc. isocyanuric acid.

上記ハロアルキル基を分子内に2個有する化合物としては、例えば、キシレンジクロライド、ビスクロロメチルジメトキシベンゼン、ビスクロロメチルデュレン、ビスクロロメチルビフェニル、ビスクロロメチル−ビフェニルカルボン酸、ビスクロロメチル−ビフェニルジカルボン酸、ビスクロロメチル−メチルビフェニル、ビスクロロメチル−ジメチルビフェニル、ビスクロロメチルアントラセン、エチレングリコールビス(クロロエチル)エーテル、ジエチレングリコールビス(クロロエチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(クロロエチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(クロロエチル)エーテル等が挙げられる。 Examples of the compound having two haloalkyl groups in the molecule include xylene dichloride, bischloromethyldimethoxybenzene, bischloromethyldurene, bischloromethylbiphenyl, bischloromethyl-biphenylcarboxylic acid, and bischloromethyl-biphenyldicarboxylic acid. Bischloromethyl-methylbiphenyl, bischloromethyl-dimethylbiphenyl, bischloromethylanthracene, ethylene glycol bis (chloroethyl) ether, diethylene glycol bis (chloroethyl) ether, triethylene glycol bis (chloroethyl) ether, tetraethylene glycol bis (chloroethyl) ) Ether and the like.

耐熱性の観点から、上記一般式(1)及び(2)中のX及びYは、それぞれ独立に、下記一般式(4):

Figure 0005825860
{式中、R7〜R10は、それぞれ独立に、水素原子;又はフッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;を表す。}
で表される基、又は下記一般式(5):
Figure 0005825860
{式中、R11〜R14は、それぞれ独立に、水素原子;又はフッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;を表し、Zは、単結合;フッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;フッ素で置換されてもよい炭素数3〜20の脂環式基;繰り返し単位数1〜20のエチレンオキシド基;又は下記式群(6):
Figure 0005825860
のいずれかで表される基;を表す。}
で表される基であることが特に好ましく、下記一般式(7):
Figure 0005825860
{式中、Wは、単結合;フッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;フッ素で置換されてもよい炭素数3〜20の脂環式基;繰り返し単位数1〜20のエチレンオキシド基;又は下記式群(8):
Figure 0005825860
のいずれかで表される基;を表す。}で表される基であることが最も好ましい。 From the viewpoint of heat resistance, X and Y in the above general formulas (1) and (2) are each independently the following general formula (4):
Figure 0005825860
{Wherein, R 7 to R 10 each independently represents a hydrogen atom; or an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with fluorine. }
Or a group represented by the following general formula (5):
Figure 0005825860
{Wherein, R 11 to R 14 each independently represents a hydrogen atom; or an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with fluorine; Z represents a single bond; substituted with fluorine; An aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may be substituted with fluorine; an ethylene oxide group having 1 to 20 repeating units; or the following formula group (6):
Figure 0005825860
A group represented by any one of the following: }
Is particularly preferably a group represented by the following general formula (7):
Figure 0005825860
{Wherein W is a single bond; an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with fluorine; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may be substituted with fluorine; 20 ethylene oxide groups; or the following formula group (8):
Figure 0005825860
A group represented by any one of the following: } Is most preferable.

上記一般式(1)及び(2)中のa及びbは、ポリマー主鎖におけるそれぞれの繰り返し単位の総数を表し、それぞれ独立に、2〜1,000の間の整数であり、下限値は、好ましくは3、より好ましくは4、上限値は、好ましくは900、より好ましくは800、さらに好ましくは500である。a及びbは、硬化後の膜の強靭性の観点から、2以上であることが好ましく、アルカリ水溶液中での溶解性の観点から、1,000以下であることが好ましい。   A and b in the above general formulas (1) and (2) represent the total number of each repeating unit in the polymer main chain, each independently an integer between 2 and 1,000, and the lower limit is Preferably it is 3, more preferably 4, and the upper limit is preferably 900, more preferably 800, and even more preferably 500. a and b are preferably 2 or more from the viewpoint of the toughness of the cured film, and preferably 1,000 or less from the viewpoint of solubility in an aqueous alkali solution.

次に、フェノール樹脂(A)の典型的な合成方法に関して詳述する。フェノール性水酸基数が異なる2種類以上のフェノール化合物と、重合成分、具体的には、アルデヒド化合物、ケトン化合物、メチロール基を分子内に2個有する化合物、アルコキシメチル基を分子内に2個有する化合物、ジエン化合物、及びハロアルキル基を分子内に2個有する化合物からなる群から選ばれる1種類以上の化合物、とを、適当な重合触媒の存在下で加熱撹拌することによって、フェノール樹脂(A)を得ることができる。この重合触媒としては、特に限定されるものではないが、酸触媒が好ましい。酸触媒としては、塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、シュウ酸、硫酸ジエチル等の有機酸、三弗化ホウ素、無水塩化アルミニウム、塩化亜鉛等のルイス酸等が挙げられる。酸触媒の使用量は、メチロール化合物、アルコキシメチル化合物又はジエン化合物のモル数に対して、0.01〜5モル%の範囲が好ましい。アルカリ性の触媒としては水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、トリエチルアミン、ピリジン、4−N,N−ジメチルアミノピリジン、ピペリジン、ピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、アンモニア、ヘキサメチレンテトラミン等が挙げられる。   Next, a typical method for synthesizing the phenol resin (A) will be described in detail. Two or more types of phenolic compounds having different numbers of phenolic hydroxyl groups, polymerization components, specifically, aldehyde compounds, ketone compounds, compounds having two methylol groups in the molecule, compounds having two alkoxymethyl groups in the molecule A phenol resin (A) by heating and stirring one or more compounds selected from the group consisting of a diene compound and a compound having two haloalkyl groups in the molecule in the presence of a suitable polymerization catalyst. Can be obtained. The polymerization catalyst is not particularly limited, but an acid catalyst is preferable. Acid catalysts include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and phosphoric acid, organic acids such as methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, oxalic acid and diethyl sulfate, Lewis such as boron trifluoride, anhydrous aluminum chloride and zinc chloride. An acid etc. are mentioned. The amount of the acid catalyst used is preferably in the range of 0.01 to 5 mol% with respect to the number of moles of the methylol compound, alkoxymethyl compound or diene compound. Examples of the alkaline catalyst include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, sodium carbonate, triethylamine, pyridine, 4-N, N-dimethylaminopyridine, piperidine, piperazine, 1,4- Diazabicyclo [2.2.2] octane, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, ammonia, hexamethylenetetramine, etc. Is mentioned.

フェノール樹脂(A)の合成反応を行う際には、必要に応じて有機溶剤を使用することができる。使用できる有機溶剤の具体例としては、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、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、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、トルエン、キシレン、γ―ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。有機溶剤の使用量としては仕込み原料の総質量100質量部に対して通常10〜1000質量部、好ましくは20〜500質量部である。また反応温度は通常40〜250℃であり、100〜200℃の範囲がより好ましい。また反応時間は通常1〜10時間である。   When performing the synthesis reaction of a phenol resin (A), an organic solvent can be used as needed. Specific examples of organic solvents that can be used include bis (2-methoxyethyl) ether, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, cyclohexanone, cyclopentanone, Examples include toluene, xylene, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, but are not limited thereto. The amount of the organic solvent used is usually 10 to 1000 parts by mass, preferably 20 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total mass of the raw materials charged. Moreover, reaction temperature is 40-250 degreeC normally, and the range of 100-200 degreeC is more preferable. The reaction time is usually 1 to 10 hours.

また、フェノール樹脂(A)の合成反応を行う際には、フェノール性水酸基数が異なる2種類以上のフェノール化合物と、上記重合成分とを同時に仕込んで反応を行っても良く、また、2種類のフェノール化合物の中、先に1種類以上のフェノール化合物と上記重合成分とを仕込んで、一定の分子量まで反応させた後、別の1種類以上のフェノール化合物を仕込んで継続反応させる方法も採用できる。   Moreover, when performing the synthetic reaction of a phenol resin (A), you may react by charging simultaneously the 2 or more types of phenolic compound from which the number of phenolic hydroxyl groups differs, and the said polymerization component. Among the phenol compounds, it is also possible to employ a method in which one or more kinds of phenol compounds and the above polymerization component are charged first and reacted to a certain molecular weight, and then another one or more kinds of phenol compounds are charged and continuously reacted.

フェノール樹脂(A)の重量平均分子量は、好ましくは700〜100,000であり、より好ましくは1,500〜80,000、更に好ましくは2,000〜50,000である。重量平均分子量は、伸度の観点から、700以上であることが好ましく、組成物のアルカリ溶解性の観点から、100,000以下であることが好ましい。上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィを用い、標準ポリスチレン換算で得られる値である。   The weight average molecular weight of the phenol resin (A) is preferably 700 to 100,000, more preferably 1,500 to 80,000, still more preferably 2,000 to 50,000. The weight average molecular weight is preferably 700 or more from the viewpoint of elongation, and preferably 100,000 or less from the viewpoint of alkali solubility of the composition. The weight average molecular weight is a value obtained in terms of standard polystyrene using gel permeation chromatography.

また、本発明の効果に影響を与えない限り、感光性樹脂組成物は、上記フェノール樹脂(A)以外の他のアルカリ水溶液可溶性樹脂を更に含有することも可能である。他のアルカリ水溶液可溶性樹脂としては、具体的には、1種類のフェノール化合物の縮合反応物である(すなわち共重合フェノール樹脂構造を含有しない)フェノール樹脂、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、並びにこれらの樹脂の誘導体、前駆体及び共重合体等が挙げられる。   Moreover, as long as the effect of this invention is not affected, the photosensitive resin composition can further contain other alkaline aqueous solution soluble resin other than the said phenol resin (A). As other alkaline aqueous solution-soluble resin, specifically, a phenol resin, polyhydroxystyrene resin, polyamide, polyimide, which is a condensation reaction product of one type of phenol compound (that is, does not contain a copolymerized phenol resin structure), and Examples of these resins include derivatives, precursors, and copolymers.

なお、フェノール樹脂(A)を、他のアルカリ水溶液可溶性樹脂と混合して使用する場合、混合樹脂の組成のうち、フェノール樹脂(A)の含有率は、伸度の観点から、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましい。   In addition, when using a phenol resin (A) mixed with other alkaline aqueous solution soluble resin, the content rate of a phenol resin (A) is 50 mass% or more from a viewpoint of elongation among composition of mixed resin. It is preferable that it is 60 mass% or more.

[光酸発生剤(B)]
本発明の感光性樹脂組成物は、紫外線、電子線、X線等に代表される活性光線(放射線)に感応して樹脂パターンを形成できる組成物であれば、特に限定されるものではなく、ネガ型又はポジ型のいずれの感光性樹脂組成物であってもよい。
[Photoacid generator (B)]
The photosensitive resin composition of the present invention is not particularly limited as long as it is a composition that can form a resin pattern in response to actinic rays (radiation) represented by ultraviolet rays, electron beams, X-rays, and the like. Either a negative photosensitive resin composition or a positive photosensitive resin composition may be used.

本発明の感光性樹脂組成物がネガ型の感光性樹脂組成物として使用される場合、光酸発生剤(B)は、放射線照射を受けて酸を発生し、発生した酸は上記フェノール樹脂(A)と後述する本組成物の他の成分との架橋反応を引き起こすことができる。このような化合物としては、例えば、以下の化合物が挙げられる:   When the photosensitive resin composition of the present invention is used as a negative photosensitive resin composition, the photoacid generator (B) generates an acid upon irradiation with radiation, and the generated acid is the phenol resin ( A crosslinking reaction between A) and other components of the composition described later can be caused. Examples of such compounds include the following compounds:

(i)トリクロロメチル−s−トリアジン類
トリス(2,4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−フェニル−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3−クロロフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−クロロフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3−メトキシフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−メトキシフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メチルチオフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3−メチルチオフェニル)ビス(4,6−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(2−メチルチオフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシナフチル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3−メトキシナフチル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−メトキシナフチル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3,4,5−トリメトキシ−β−スチリル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メチルチオ−β―スチリル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3−メチルチオ−β―スチリル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−メチルチオ−β−スチリル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン等;
(I) Trichloromethyl-s-triazines Tris (2,4,6-trichloromethyl) -s-triazine, 2-phenyl-bis (4,6-trichloromethyl) -s-triazine, 2- (3-chlorophenyl) ) -Bis (4,6-trichloromethyl) -s-triazine, 2- (2-chlorophenyl) -bis (4,6-trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxyphenyl) -bis (4 , 6-Trichloromethyl) -s-triazine, 2- (3-methoxyphenyl) -bis (4,6-trichloromethyl) -s-triazine, 2- (2-methoxyphenyl) -bis (4,6-trichloro Methyl) -s-triazine, 2- (4-methylthiophenyl) -bis (4,6-trichloromethyl) -s-triazine, 2- (3-methylthiophenyl) ) Bis (4,6-trichloromethyl-s-triazine, 2- (2-methylthiophenyl) -bis (4,6-trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxynaphthyl) -bis (4 6-trichloromethyl) -s-triazine, 2- (3-methoxynaphthyl) -bis (4,6-trichloromethyl) -s-triazine, 2- (2-methoxynaphthyl) -bis (4,6-trichloromethyl) ) -S-triazine, 2- (3,4,5-trimethoxy-β-styryl) -bis (4,6-trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methylthio-β-styryl) -bis ( 4,6-trichloromethyl) -s-triazine, 2- (3-methylthio-β-styryl) -bis (4,6-trichloromethyl) -s-triazine, 2- (2-methylthio- - styryl) - bis (4,6-trichloromethyl) -s-triazine and the like;

(ii)ジアリルヨードニウム類
ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロアルセネート、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トリフルオロアセテート、ジフェニルヨードニウム−p−トルエンスルホナート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスホナート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウム−p−トルエンスルホナート、ビス(4−ter−ブチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(4−ter−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ビス(4−ter−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ビス(4−ter−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロアセテート、ビス(4−ter−ブチルフェニル)ヨードニウム−p−トルエンスルホナート等;
(Ii) Diallyliodonium Diphenyliodonium tetrafluoroborate, diphenyliodonium tetrafluorophosphate, diphenyliodonium tetrafluoroarsenate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium trifluoroacetate, diphenyliodonium-p-toluenesulfonate, 4-methoxy Phenylphenyliodonium tetrafluoroborate, 4-methoxyphenylphenyliodonium hexafluorophosphonate, 4-methoxyphenylphenyliodonium hexafluoroarsenate, 4-methoxyphenylphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, 4-methoxyphenylphenyliodonium trifluoroacetate, 4 −Me Toxiphenylphenyliodonium-p-toluenesulfonate, bis (4-ter-butylphenyl) iodonium tetrafluoroborate, bis (4-ter-butylphenyl) iodonium hexafluoroarsenate, bis (4-ter-butylphenyl) iodonium Trifluoromethanesulfonate, bis (4-ter-butylphenyl) iodonium trifluoroacetate, bis (4-ter-butylphenyl) iodonium-p-toluenesulfonate, etc .;

(iii)トリアリルスルホニウム塩類
トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウムメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、トリフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホナート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムメタンスルホナート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホナート、4−フェニルチオフェニルジフェニルテトラフルオロボレート、4−フェニルチオフェニルジフェニルヘキサフルオロホスホネート、4−フェニルチオフェニルジフェニルヘキサフルオロアルセネート、4−フェニルチオフェニルジフェニルトリフルオロメタンスルホナート、4−フェニルチオフェニルジフェニルトリフルオロアセテート、4−フェニルチオフェニルジフェニルーp−トルエンスルホナート等。
(Iii) Triallylsulfonium salts Triphenylsulfonium tetrafluoroborate, triphenylsulfonium hexafluorophosphonate, triphenylsulfonium hexafluoroarsenate, triphenylsulfonium methanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoroacetate, triphenylsulfonium-p-toluene Sulfonate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium tetrafluoroborate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium hexafluorophosphonate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium hexafluoroarsenate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium methanesulfonate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium Trifluoroacetate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium-p-toluenesulfonate, 4-phenylthiophenyldiphenyltetrafluoroborate, 4-phenylthiophenyldiphenylhexafluorophosphonate, 4-phenylthiophenyldiphenylhexafluoroarsenate, 4-phenylthiophenyldiphenyl Trifluoromethanesulfonate, 4-phenylthiophenyldiphenyltrifluoroacetate, 4-phenylthiophenyldiphenyl-p-toluenesulfonate, and the like.

これらの化合物の内、トリクロロメチル−S−トリアジン類としては、2−(3−クロロフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−S−トリアジン、2−(4−クロロフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−S−トリアジン、2−(4−メチルチオフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−S−トリアジン、2−(4−メトキシーβ―スチリル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−S−トリアジン、2−(4−メトキシナフチル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−S−トリアジン等を、ジアリールヨードニウム塩類としては、ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、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、4−メトキシフェニル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、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート等を、そしてトリアリールスルホニウム塩類としては、トリフェニルスルホニウムメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムメタンスルホナート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、4−フェニルチオフェニルジフェニルトリフルオロメタンスルホナート、4−フェニルチオフェニルジフェニルトリフルオロアセテート等を、好適なものとして挙げることができる。   Among these compounds, trichloromethyl-S-triazines include 2- (3-chlorophenyl) -bis (4,6-trichloromethyl) -S-triazine, 2- (4-chlorophenyl) -bis (4, 6-trichloromethyl) -S-triazine, 2- (4-methylthiophenyl) -bis (4,6-trichloromethyl) -S-triazine, 2- (4-methoxy-β-styryl) -bis (4,6- Trichloromethyl) -S-triazine, 2- (4-methoxynaphthyl) -bis (4,6-trichloromethyl) -S-triazine and the like, and diaryl iodonium salts include diphenyl iodonium trifluoroacetate, diphenyl iodonium trifluoromethane sulfone. Nato, 4-methoxyphenylphenyliodonium trifluoromethane For example, sulfonate, 4-methoxyphenylphenyliodonium trifluoroacetate, and triarylsulfonium salts include triphenylsulfonium methanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoroacetate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium methanesulfonate, 4-methoxyphenyl. Diphenylsulfonium trifluoroacetate, 4-phenylthiophenyl diphenyl trifluoromethanesulfonate, 4-phenylthiophenyl diphenyl trifluoroacetate and the like can be mentioned as suitable ones.

この他にも、光酸発生剤(B)として、以下に示す化合物を用いることもできる。   In addition, the following compounds can also be used as the photoacid generator (B).

(1)ジアゾケトン化合物
ジアゾケトン化合物として、例えば、1,3−ジケト−2−ジアゾ化合物、ジアゾベンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物等を挙げることができ、具体例としてはフェノール類の1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル化合物を挙げることができる。
(1) Diazoketone compound Examples of the diazoketone compound include 1,3-diketo-2-diazo compound, diazobenzoquinone compound, diazonaphthoquinone compound, and the like. Specific examples include 1,2-naphthoquinonediazide of phenols. A 4-sulfonic acid ester compound can be mentioned.

(2)スルホン化合物
スルホン化合物として、例えば、β−ケトスルホン化合物、β−スルホニルスルホン化合物及びこれらの化合物のα−ジアゾ化合物を挙げることができ、具体例として、4−トリスフェナシルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス(フェナシルスルホニル)メタン等を挙げることができる。
(2) Sulfone compounds Examples of the sulfone compounds include β-ketosulfone compounds, β-sulfonylsulfone compounds and α-diazo compounds of these compounds. Specific examples include 4-trisphenacylsulfone, mesitylphena. Examples include silsulfone and bis (phenacylsulfonyl) methane.

(3)スルホン酸化合物
スルホン酸化合物として、例えば、アルキルスルホン酸エステル類、ハロアルキルスルホン酸エステル類、アリールスルホン酸エステル類、イミノスルホネート類等を挙げることができる。好ましい具体例としては、ベンゾイントシレート、ピロガロールトリストリフルオロメタンスルホネート、o−ニトロベンジルトリフルオロメタンスルホネート、o−ニトロベンジル−p−トルエンスルホネート等を挙げることができる。
(3) Sulfonic acid compound Examples of the sulfonic acid compound include alkyl sulfonic acid esters, haloalkyl sulfonic acid esters, aryl sulfonic acid esters, and imino sulfonates. Preferred examples include benzoin tosylate, pyrogallol tris trifluoromethane sulfonate, o-nitrobenzyl trifluoromethane sulfonate, o-nitrobenzyl-p-toluene sulfonate, and the like.

(4)スルホンイミド化合物
スルホンイミド化合物として、例えば、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルイミド等を挙げることができる。
(4) Sulfonimide compound Examples of the sulfonimide compound include N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- ( (Trifluoromethylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) naphthylimide and the like.

(5)オキシムエステル化合物
オキシムエステル化合物として、具体的には、2−[2−(4−メチルフェニルスルホニルオキシイミノ)]−2,3−ジヒドロチオフェン−3−イリデン]−2−(2−メチルフェニル)アセトニトリル(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「イルガキュアPAG121」)、[2−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−2,3−ジヒドロチオフェン−3−イリデン]−2−(2−メチルフェニル)アセトニトリル(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「イルガキュアPAG103」)、[2−(n−オクタンスルホニルオキシイミノ)−2,3−ジヒドロチオフェン−3−イリデン]−2−(2−メチルフェニル)アセトニトリル(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「イルガキュアPAG108」)、α−(n−オクタンスルフォニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「CGI725」)等を挙げることができる。
(5) Oxime ester compound As an oxime ester compound, specifically, 2- [2- (4-methylphenylsulfonyloxyimino)]-2,3-dihydrothiophene-3-ylidene] -2- (2-methyl Phenyl) acetonitrile (trade name “Irgacure PAG121” manufactured by Ciba Specialty Chemicals), [2- (propylsulfonyloxyimino) -2,3-dihydrothiophene-3-ylidene] -2- (2-methylphenyl) acetonitrile (Ciba Specialty) Chemicals trade name “Irgacure PAG103”), [2- (n-octanesulfonyloxyimino) -2,3-dihydrothiophene-3-ylidene] -2- (2-methylphenyl) acetonitrile (Ciba Specialty Chemicals trade name) "Irgacure PAG 108 ”), α- (n-octanesulfonyloxyimino) -4-methoxybenzyl cyanide (trade name“ CGI725 ”manufactured by Ciba Specialty Chemicals) and the like.

(6)ジアゾメタン化合物
ジアゾメタン化合物として、具体的には、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン等を挙げることができる。
(6) Diazomethane compound Specific examples of the diazomethane compound include bis (trifluoromethylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, and bis (phenylsulfonyl) diazomethane.

感度の観点から、とりわけ、上記(5)オキシムエステル化合物が特に好ましい。   From the viewpoint of sensitivity, the above (5) oxime ester compound is particularly preferable.

本発明のフェノール樹脂組成物がネガ型である場合の、フェノール樹脂(A)100質量部に対する光酸発生剤(B)の配合量は、0.1〜50質量部であることが好ましく、1〜40質量部であることがより好ましい。該配合量が0.1質量部以上であれば感度の向上効果を良好に得ることができ、該配合量が50質量部以下であれば硬化膜の機械物性が良好である。   When the phenol resin composition of the present invention is a negative type, the blending amount of the photoacid generator (B) with respect to 100 parts by mass of the phenol resin (A) is preferably 0.1 to 50 parts by mass. More preferably, it is -40 mass parts. If the blending amount is 0.1 parts by mass or more, a sensitivity improvement effect can be obtained satisfactorily. If the blending amount is 50 parts by mass or less, the mechanical properties of the cured film are good.

本発明の感光性樹脂組成物はポジ型の感光性樹脂組成物として使用することも可能である。この場合、光酸発生剤(B)は、キノンジアジド化合物であることが好ましい。より好ましくは、ナフトキノンジアジド化合物(以下、「NQD化合物」ともいう。)、より具体的にはナフトキノンジアジド誘導体であることが好ましい。前記のナフトキノンジアジド誘導体としては、1,2−ベンゾキノンジアジド構造又は1,2−ナフトキノンジアジド構造を有する化合物が挙げられ、これらの化合物は、例えば、米国特許第2,772,972号明細書、米国特許第2,797,213号明細書、米国特許第3,669,658号明細書等により公知である。該ナフトキノンジアジド誘導体は、以下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ばれる少なくとも1種の化合物である。   The photosensitive resin composition of the present invention can also be used as a positive photosensitive resin composition. In this case, the photoacid generator (B) is preferably a quinonediazide compound. A naphthoquinone diazide compound (hereinafter also referred to as “NQD compound”), more specifically a naphthoquinone diazide derivative, is more preferable. Examples of the naphthoquinonediazide derivative include compounds having a 1,2-benzoquinonediazide structure or a 1,2-naphthoquinonediazide structure, and these compounds include, for example, US Pat. No. 2,772,972, US This is known from Japanese Patent No. 2,797,213 and US Pat. No. 3,669,658. The naphthoquinonediazide derivative is obtained from 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester of a polyhydroxy compound having a specific structure described in detail below, and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester of the polyhydroxy compound. At least one compound selected from the group consisting of:

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、クロルスルホン酸又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又は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とを、ジオキサン、アセトン又はテトラヒドロフラン等の溶媒中、トリエチルアミン等の塩基性触媒の存在下で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。   The NQD compound is obtained by subjecting a naphthoquinone diazide sulfonic acid compound to sulfonyl chloride with chlorosulfonic acid or thionyl chloride according to a conventional method, and subjecting the obtained naphthoquinone diazide sulfonyl chloride to a polyhydroxy compound. For example, a polyhydroxy compound and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride or a predetermined amount of 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride in a solvent such as dioxane, acetone or tetrahydrofuran, a base such as triethylamine It can be obtained by reacting in the presence of a sex catalyst to carry out esterification, and washing the resulting product with water and drying.

感度及び伸度等の硬化膜物性の観点から好ましいNQD化合物の例としては、例えば、下記一般式群で表されるものが挙げられる。   Examples of preferable NQD compounds from the viewpoint of cured film properties such as sensitivity and elongation include those represented by the following general formula group.

Figure 0005825860
{式中、Qは、水素原子、又は下記式群:
Figure 0005825860
のいずれかで表されるナフトキノンジアジドスルホン酸エステル基であるが、全てのQが同時に水素原子であることはない。}。
Figure 0005825860
{Wherein Q is a hydrogen atom or the following group of formulas:
Figure 0005825860
The naphthoquinone diazide sulfonate group represented by any of the above, but not all Q are hydrogen atoms at the same time. }.

また、NQD化合物として、同一分子中に4−ナフトキノンジアジドスルホニル基及び5−ナフトキノンジアジドスルホニル基を有するナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を用いることもできるし、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とを混合して使用することもできる。   Further, as the NQD compound, a naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound having a 4-naphthoquinone diazide sulfonyl group and a 5-naphthoquinone diazide sulfonyl group in the same molecule can be used. A mixture with an ester compound can also be used.

上記ナフトキノンジアジド誘導体は、単独で使用しても2種類以上混合して使用してもよい。   The naphthoquinonediazide derivatives may be used alone or in combination of two or more.

本発明の感光性樹脂組成物中の光酸発生剤(B)の使用量は、本組成物のフェノール樹脂(A)100質量部に対して、0.1〜50質量部であり、好ましくは1〜40質量部、より好ましくは5〜30質量部である。この使用量が0.1質量部であれば良好な感度が得られ、50質量部以下であれば硬化膜の機械物性が良好である。   The usage-amount of the photo-acid generator (B) in the photosensitive resin composition of this invention is 0.1-50 mass parts with respect to 100 mass parts of phenol resins (A) of this composition, Preferably 1-40 mass parts, More preferably, it is 5-30 mass parts. If the amount used is 0.1 parts by mass, good sensitivity is obtained, and if it is 50 parts by mass or less, the mechanical properties of the cured film are good.

[架橋剤(C)]
本発明の感光性樹脂組成物は、架橋剤(C)として、熱により若しくは光酸発生剤(B)から発生した酸によりフェノール樹脂(A)と反応しうる化合物、又は、熱により若しくは光酸発生剤(B)から発生した酸により自己反応が起こりうる化合物を含有してもよい。フェノール樹脂(A)及び光酸発生剤(B)に加えて架橋剤(C)を用いることにより、本発明の感光性樹脂組成物の塗膜を加熱硬化する際に、機械物性、耐熱性、耐薬品性等の膜性能を強化することができる。膜性能を良好に強化するためには、架橋剤(C)は、好ましくは、エポキシ基、オキセタン基、−N−(CH2−OR)基{式中、Rは、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。}、及び−C−(CH2−OR)基{式中、Rは、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。}からなる群から選ばれる少なくとも2つの基を有する化合物である。
[Crosslinking agent (C)]
The photosensitive resin composition of the present invention is a compound capable of reacting with the phenol resin (A) by heat or an acid generated from the photoacid generator (B) as a crosslinking agent (C), or by heat or photoacid. You may contain the compound in which a self-reaction can occur with the acid generated from the generator (B). By using the crosslinking agent (C) in addition to the phenol resin (A) and the photoacid generator (B), when the coating film of the photosensitive resin composition of the present invention is heat-cured, mechanical properties, heat resistance, The film performance such as chemical resistance can be enhanced. In order to enhance the film performance satisfactorily, the crosslinking agent (C) is preferably an epoxy group, an oxetane group, a —N— (CH 2 —OR) group {wherein R is a hydrogen atom or a carbon number of 1 Represents an alkyl group of ˜4. } And a —C— (CH 2 —OR) group {wherein R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. } Is a compound having at least two groups selected from the group consisting of:

前記の架橋剤(C)の分子構造式中、N−(CH2−OR)基{式中、Rは、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。}を2つ以上有するものとしては、例えば、N位がメチロール基又はアルコキシメチル基で置換された、メラミン樹脂及び尿素樹脂が挙げられる。具体的には、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、グリコールウリル樹脂、ヒドロキシエチレン尿素樹脂、尿素樹脂、グリコール尿素樹脂、アルコキシメチル化メラミン樹脂、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン樹脂、アルコキシメチル化グリコールウリル樹脂、アルコキシメチル化尿素樹脂等を挙げることができる。これらの内、アルコキシメチル化メラミン樹脂、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン樹脂、アルコキシメチル化グリコールウリル樹脂、及びアルコキシメチル化尿素樹脂は、公知のメチロール化メラミン樹脂、メチロール化ベンゾグアナミン樹脂及びメチロール化尿素樹脂のメチロール基をそれぞれアルコキシメチル基に変換することにより得られる。 In the molecular structural formula of the crosslinking agent (C), an N— (CH 2 —OR) group (wherein R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). }, For example, a melamine resin and a urea resin in which the N-position is substituted with a methylol group or an alkoxymethyl group are exemplified. Specifically, melamine resin, benzoguanamine resin, glycoluril resin, hydroxyethylene urea resin, urea resin, glycol urea resin, alkoxymethylated melamine resin, alkoxymethylated benzoguanamine resin, alkoxymethylated glycoluril resin, alkoxymethylated urea Examples thereof include resins. Among these, alkoxymethylated melamine resins, alkoxymethylated benzoguanamine resins, alkoxymethylated glycoluril resins, and alkoxymethylated urea resins are known methylolated melamine resins, methylolated benzoguanamine resins, and methylol groups of methylolated urea resins. Are each converted to an alkoxymethyl group.

このアルコキシメチル基の種類としては、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基等を挙げることができるが、実用上市販されているサイメル300、301、303、370、325、327、701、266、267、238、1141、272、202、1156、1158、1123、1170、1174、UFR65、300(以上、三井サイテック(株)製)、ニカラックMX−270、−280、−290、ニカラックMS―11、ニカラックMW―30、−100、−300、−390、−750(以上、三和ケミカル社製)等を好ましく使用することができる。これらの化合物は単独で又は2種類以上を混合して使用することができる。   Examples of the alkoxymethyl group include a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a propoxymethyl group, a butoxymethyl group, and the like, but commercially available Cymel 300, 301, 303, 370, 325. 327, 701, 266, 267, 238, 1141, 272, 202, 1156, 1158, 1123, 1170, 1174, UFR 65, 300 (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.), Nicarax MX-270, -280,- 290, Nicarak MS-11, Nicarak MW-30, -100, -300, -390, -750 (above, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.) and the like can be preferably used. These compounds can be used alone or in admixture of two or more.

前記の架橋剤(C)の分子構造式中、C−(CH2−OR)基{式中、Rは、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。}を2つ以上有するものとしては、例えば、1,4−ビス(メトキシメチル)ベンゼン、4,4’−ビフェニルジメタノール、4,4’−ビス(メトキシメチル)ビフェニル、市販されている26DMPC、46DMOC、DM−BIPC−F、DM−BIOC−F、TM−BIP−A(以上、旭有機材工業(株)製)、DML−MBPC、DML−MBOC、DML−OCHP、DML−PC、DML−PCHP、DML−PTBP、DML−34X、DML−EP、DML−POP、DML−OC、ジメチロール−Bis−C、ジメチロール−BisOC−P、DML−BisOC−Z、DML−BisOCHP−Z、DML−PFP、DML−PSBP、DML−MB25、DML−MTrisPC、DML−Bis25X−34XL、DML−Bis25X−PCHP、2,6−ジメトキシメチル−4−t−ブチルフェノール、2,6−ジメトキシメチル−p−クレゾール、2,6−ジアセトキシメル−p−クレゾール、TriML−P、TriML−35XL、TriML−TrisCR−HAP、HML−TPPHBA、HML−TPHAP、HMOM−TPPHBA、HMOM−TPHAP(以上、本州化学工業(株)製)等が挙げられる。これらの化合物は単独で又は2種類以上を混合して使用することができる。 In the molecular structural formula of the crosslinking agent (C), a C— (CH 2 —OR) group (wherein R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). }, For example, 1,4-bis (methoxymethyl) benzene, 4,4′-biphenyldimethanol, 4,4′-bis (methoxymethyl) biphenyl, commercially available 26DMPC, 46DMOC, DM-BIPC-F, DM-BIOC-F, TM-BIP-A (manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd.), DML-MBPC, DML-MBOC, DML-OCHP, DML-PC, DML- PCHP, DML-PTBP, DML-34X, DML-EP, DML-POP, DML-OC, dimethylol-Bis-C, dimethylol-BisOC-P, DML-BisOC-Z, DML-BisOCHP-Z, DML-PFP, DML-PSBP, DML-MB25, DML-MTrisPC, DML-Bis25X-34XL, ML-Bis25X-PCHP, 2,6-dimethoxymethyl-4-t-butylphenol, 2,6-dimethoxymethyl-p-cresol, 2,6-diacetoxymer-p-cresol, TriML-P, TriML-35XL, Examples include TriML-TrisCR-HAP, HML-TPPHBA, HML-TPPHAP, HMOM-TPPHBA, HMOM-TPHAP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.). These compounds can be used alone or in admixture of two or more.

前記の架橋剤(C)の分子構造式中、エポキシ基又はオキセタン基を2つ以上有するものとしては、例えば、1,1,2,2−テトラ(p−ヒドロキシフェニル)エタンテトラグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、オルソセカンダリーブチルフェニルグリシジルエーテル、1,6−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールグリシジルエーテル、イソシアヌル酸トリグリシジル、デナコールEX−201、EX−313、EX−314、EX−321、EX−411、EX−511、EX−512、EX−612、EX−614、EX−614B、EX−731、EX−810、EX−911、EM−150(以上、商品名、ナガセケムテックス社製)等のエポキシ化合物、キシリレンビスオキセタン、3−エチル−3{[(3−エチルオキセタン−イル)メトキシ]メチル}オキセタン等のオキセタン化合物が挙げられる。これらの化合物は単独で又は2種類以上を混合して使用することができる。   In the molecular structural formula of the crosslinking agent (C), examples of those having two or more epoxy groups or oxetane groups include 1,1,2,2-tetra (p-hydroxyphenyl) ethanetetraglycidyl ether, glycerol Triglycidyl ether, ortho-secondary butylphenyl glycidyl ether, 1,6-bis (2,3-epoxypropoxy) naphthalene, diglycerol polyglycidyl ether, polyethylene glycol glycidyl ether, isocyanuric acid triglycidyl, Denacol EX-201, EX-313 , EX-314, EX-321, EX-411, EX-511, EX-512, EX-612, EX-614, EX-614B, EX-731, EX-810, EX-911, EM-150 (or more , Product name, Nagase Chemte , Inc., Ltd.) epoxy compounds such as xylylene bisoxetane, 3-ethyl-3 {[(3-ethyloxetane - yl) methoxy] methyl} oxetane compound oxetane, and the like. These compounds can be used alone or in admixture of two or more.

これらの架橋剤(C)の使用量は、フェノール樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは1〜60質量部であり、より好ましくは3〜50質量部である。この使用量が1質量部以上であると架橋が良好に進行し、膜物性の強化効果が良好に得られる。一方、この使用量が60質量部以下であれば、伸度が良好に保たれる。   The amount of these crosslinking agents (C) used is preferably 1 to 60 parts by mass, more preferably 3 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the phenol resin (A). When the amount used is 1 part by mass or more, the crosslinking proceeds well, and the effect of enhancing the film properties can be obtained satisfactorily. On the other hand, if the amount used is 60 parts by mass or less, the elongation is kept good.

なお、本発明の感光性樹脂組成物は、上記架橋剤(C)以外の架橋剤として、例えば、2,2’−ビス(2−オキサゾリン)、2,2’−イソプロピリデンビス(4−フェニル−2−オキサゾリン)、1,3−ビス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼン、1,4−ビス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼン、エポクロスK−2010E、K−2020E、K−2030E、WS−500、WS−700、RPS−1005(以上、商品名、日本触媒社製)等のオキサゾリン化合物、カルボジライトSV−02、V−01、V−02、V−03、V−04、V−05、V−07、V−09、E−01、E−02、LA−1(以上、商品名、日清紡ケミカル社製)等のカルボジイミド化合物、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、ヘキサメチレンテトラミン、トリオキサン、グリオキザール、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド等のアルデヒド及びアルデヒド変性体、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアナート、1,3−フェニレンビスメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン―4,4’−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、タケネート500、600、コスモネートNBDI、ND(以上、商品名、三井化学社製)、デュラネート17B−60PX、TPA−B80E、MF−B60X、MF−K60X、E402−B80T(以上、商品名、旭化成ケミカル社製)等のイソシアネート系架橋剤、アセチルアセトンアルミ(III)塩、アセチルアセトンチタン(IV)塩、アセチルアセトンクロム(III)塩、アセチルアセトンマグネシウム(II)塩、アセチルアセトンニッケル(II)塩、トリフルオロアセチルアセトンアルミ(III)塩、トリフルオロアセチルアセトンチタン(IV)塩、トリフルオロアセチルアセトンクロム(III)塩、トリフルオロアセチルアセトンマグネシウム(II)塩、トリフルオロアセチルアセトンニッケル(II)塩等の金属キレート剤、酢酸ビニル、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸トリアリル、トリメリット酸トリアリル、ピロメリット酸テトラアリルエステル、ペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、BANI−M、BANI−X(以上、商品名、丸善石油化学株式会社製)等の不飽和結合含有化合物等を、含有できる。   In addition, the photosensitive resin composition of this invention is 2,2'-bis (2-oxazoline), 2,2'-isopropylidenebis (4-phenyl) as crosslinking agents other than the said crosslinking agent (C), for example. -2-oxazoline), 1,3-bis (4,5-dihydro-2-oxazolyl) benzene, 1,4-bis (4,5-dihydro-2-oxazolyl) benzene, Epocross K-2010E, K-2020E , K-2030E, WS-500, WS-700, RPS-1005 (above, trade name, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) and other oxazoline compounds, carbodilite SV-02, V-01, V-02, V-03, V Carbodiimide compounds such as -04, V-05, V-07, V-09, E-01, E-02, LA-1 (trade name, manufactured by Nisshinbo Chemical Co., Ltd.), formaldehyde, gluta Aldehydes such as aldehydes, hexamethylenetetramine, trioxane, glyoxal, malondialdehyde, succindialdehyde, and modified aldehydes, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, 1,3-phenylenebismethylene diisocyanate, dicyclohexylmethane 4,4'-diisocyanate, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, Takenate 500, 600, Cosmonate NBDI, ND (above, trade name, manufactured by Mitsui Chemicals), Duranate 17B-60PX, TPA-B80E, MF-B60X, MF -Isocyanate crosslinking agents such as K60X, E402-B80T (trade name, manufactured by Asahi Kasei Chemical Co., Ltd.), acetylacetone aluminum (III) salt, acetyl Seton titanium (IV) salt, acetylacetone chromium (III) salt, acetylacetone magnesium (II) salt, acetylacetone nickel (II) salt, trifluoroacetylacetone aluminum (III) salt, trifluoroacetylacetone titanium (IV) salt, trifluoroacetylacetone chromium ( III) Metal chelating agents such as salt, trifluoroacetylacetone magnesium (II) salt, trifluoroacetylacetone nickel (II) salt, vinyl acetate, trimethylolpropane trimethacrylate, triallyl 1,3,5-benzenetricarboxylate, trimellitic acid Triallyl, pyromellitic acid tetraallyl ester, pentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, trimethylolpropane tri An unsaturated bond-containing compound such as acrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, BANI-M, and BANI-X (trade name, manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.) can be contained.

[溶剤]
本発明の感光性樹脂組成物は、溶剤を含有してもよい。溶剤としては、アミド類、スルホキシド類、ウレア類、ケトン類、エステル類、ラクトン類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類、炭化水素類等が挙げられる。より具体的には、例えば、溶剤として、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチル、乳酸エチル、乳酸メチル、乳酸ブチル、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ベンジルアルコール、フェニルグリコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、モルフォリン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,4−ジクロロブタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、アニソール、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等を使用することができる。
[solvent]
The photosensitive resin composition of the present invention may contain a solvent. Examples of the solvent include amides, sulfoxides, ureas, ketones, esters, lactones, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons and the like. More specifically, for example, as a solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, tetramethylurea, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopenta Non, cyclohexanone, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, diethyl oxalate, ethyl lactate, methyl lactate, butyl lactate, γ-butyrolactone, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, benzyl alcohol, phenyl glycol, tetrahydrofurfuryl Alcohol, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, morpholine, dichloromethane, 1,2-dichloro Ethane, 1,4-dichloro butane, chlorobenzene, o- dichlorobenzene, anisole, hexane, may be used heptane, benzene, toluene, xylene, mesitylene and the like.

本組成物中の溶剤の使用量は、フェノール樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは100〜1000質量部であり、より好ましくは120〜700質量部であり、更に好ましくは150〜500質量部の範囲である。   The usage-amount of the solvent in this composition becomes like this. Preferably it is 100-1000 mass parts with respect to 100 mass parts of phenol resins (A), More preferably, it is 120-700 mass parts, More preferably, it is 150-500. It is the range of mass parts.

[その他の成分]
本発明の感光性樹脂組成物には、必要に応じて、染料、界面活性剤、基板との密着性を高めるための接着助剤、溶解促進剤、架橋促進剤等を含有させることができる。
[Other ingredients]
If necessary, the photosensitive resin composition of the present invention may contain a dye, a surfactant, an adhesion aid for enhancing adhesion to the substrate, a dissolution accelerator, a crosslinking accelerator, and the like.

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。染料の配合量としては、フェノール樹脂(A)100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましい。   Examples of the dye include methyl violet, crystal violet, and malachite green. As a compounding quantity of dye, 0.1-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of phenol resin (A).

界面活性剤としては、例えば、ポリプロピレングリコール、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又はその誘導体からなる非イオン系界面活性剤の他、例えば、フロラード(登録商標、商品名、住友3M社製)、メガファック(登録商標、商品名、大日本インキ化学工業社製)、ルミフロン(登録商標、商品名、旭硝子社製)等のフッ素系界面活性剤、例えばKP341(商品名、信越化学工業社製)、DBE(商品名、チッソ社製)、グラノール(商品名、共栄社化学社製)等の有機シロキサン界面活性剤が挙げられる。   As the surfactant, for example, non-ionic surfactant made of polyglycols such as polypropylene glycol and polyoxyethylene lauryl ether or derivatives thereof, for example, Fluorard (registered trademark, trade name, manufactured by Sumitomo 3M) Fluorosurfactants such as Megafac (registered trademark, trade name, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals), Lumiflon (registered trademark, trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), such as KP341 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) ), DBE (trade name, manufactured by Chisso Corporation), granol (trade name, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), and other organosiloxane surfactants.

界面活性剤を使用する場合の配合量としては、フェノール樹脂(A)100質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましい。   As a compounding quantity in the case of using surfactant, 0.01-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of phenol resins (A).

接着助剤としては、例えば、アルキルイミダゾリン、酪酸、アルキル酸、ポリヒドロキシスチレン、ポリビニルメチルエーテル、t−ブチルノボラック、エポキシシラン、エポキシポリマー等、及び各種アルコキシシランが挙げられる。   Examples of the adhesion assistant include alkyl imidazoline, butyric acid, alkyl acid, polyhydroxystyrene, polyvinyl methyl ether, t-butyl novolac, epoxy silane, epoxy polymer, and various alkoxy silanes.

アルコキシシランの好ましい例としては、テトラアルコキシシラン、ビス(トリアルコキシシリル)メタン、ビス(トリアルコキシシリル)エタン、ビス(トリアルコキシシリル)エチレン、ビス(トリアルコキシシリル)ヘキサン、ビス(トリアルコキシシリル)オクタン、ビス(トリアルコキシシリル)オクタジエン、ビス[3−(トリアルコキシシリル)プロピル]ジスルフィド、N−フェニル−3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、2−(トリアルコキシシリルエチル)ピリジン、3−メタクリロキシプロピルトリアルコキシシラン、3−メタクリロキシプロピルジアルコキシアルキルシラン、ビニルトリアルコキシシラン、3−ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリアルコキシシラン、3−(トリアルコキシシリル)プロピルコハク酸無水物、N−(3−トリアルコキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリアルコキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、3−グリシドキシプロピルジアルコキシアルキルシラン、3−アミノプロピルトリアルコキシシラン及び3−アミノプロピルジアルコキシアルキルシラン並びに酸無水物又は酸二無水物の反応物、3−アミノプロピルトリアルコキシシラン又は3−アミノプロピルジアルコキシアルキルシランのアミノ基をウレタン基又はウレア基に変換したもの等を挙げることができる。なお、上記した化合物中のアルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられ、酸無水物としてはマレイン酸無水物、フタル酸無水物、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物等が挙げられ、酸二無水物としてはピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物等が挙げられ、ウレタン基としてはt−ブトキシカルボニルアミノ基等が挙げられ、ウレア基としてはフェニルアミノカルボニルアミノ基等が挙げられる。   Preferred examples of alkoxysilane include tetraalkoxysilane, bis (trialkoxysilyl) methane, bis (trialkoxysilyl) ethane, bis (trialkoxysilyl) ethylene, bis (trialkoxysilyl) hexane, and bis (trialkoxysilyl). Octane, bis (trialkoxysilyl) octadiene, bis [3- (trialkoxysilyl) propyl] disulfide, N-phenyl-3-aminopropyltrialkoxysilane, 3-mercaptopropyltrialkoxysilane, 2- (trialkoxysilylethyl) ) Pyridine, 3-methacryloxypropyltrialkoxysilane, 3-methacryloxypropyl dialkoxyalkylsilane, vinyltrialkoxysilane, 3-ureidopropyltrialkoxysilane, 3- Socyanate propyltrialkoxysilane, 3- (trialkoxysilyl) propyl succinic anhydride, N- (3-trialkoxysilylpropyl) -4,5-dihydroimidazole, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltri Alkoxysilane, 3-glycidoxypropyltrialkoxysilane, 3-glycidoxypropyl dialkoxyalkylsilane, 3-aminopropyltrialkoxyalkylsilane and 3-aminopropyl dialkoxyalkylsilane and acid anhydrides or acid dianhydrides. Examples include reactants, 3-aminopropyltrialkoxysilane or 3-aminopropyl dialkoxyalkylsilane in which the amino group is converted to a urethane group or a urea group. In addition, examples of the alkyl group in the above compound include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group, and examples of the acid anhydride include maleic acid anhydride, phthalic acid anhydride, 5-norbornene-2,3- Examples of the acid dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, and 4,4′-oxydiphthalic dianhydride. Examples of the urethane group include a t-butoxycarbonylamino group, and examples of the urea group include a phenylaminocarbonylamino group.

接着助剤を使用する場合の配合量としては、フェノール樹脂(A)100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましい。   As a compounding quantity in the case of using an adhesion assistant, 0.1-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of phenol resins (A).

溶解促進剤としては、水酸基又はカルボキシル基を有する化合物が好ましい。水酸基を有する化合物の例としては、前述のナフトキノンジアジド化合物に使用しているバラスト剤、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、及びMtrisPC、MtetraPC等の直鎖状フェノール化合物、TrisP−HAP、TrisP−PHBA、TrisP−PA等の非直鎖状フェノール化合物(全て本州化学工業社製)、ジフェニルメタンの2〜5個のフェノール置換体、3,3−ジフェニルプロパンの1〜5個のフェノール置換体、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンと5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物との1対2反応物、ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホンと1,2−シクロヘキシルジカルボン酸無水物との1対2反応物、N−ヒドロキシコハク酸イミド、N−ヒドロキシフタル酸イミド、N−ヒドロキシ5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸イミド等が挙げられる。   As the dissolution accelerator, a compound having a hydroxyl group or a carboxyl group is preferable. Examples of the compound having a hydroxyl group include a ballast agent, paracumylphenol, bisphenols, resorcinols, and linear phenolic compounds such as MtrisPC and MtetraPC, which are used in the above-mentioned naphthoquinonediazide compounds, TrisP-HAP, TrisP- Non-linear phenolic compounds such as PHBA and TrisP-PA (all manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 2-5 phenol substitutes of diphenylmethane, 1-5 phenol substitutes of 3,3-diphenylpropane, 2 , 2-bis- (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane and 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, a one-to-two reaction product, bis- (3-amino-4-hydroxyphenyl) ) 1 of sulfone and 1,2-cyclohexyldicarboxylic anhydride 2 reactants, N- hydroxysuccinimide, N- hydroxy phthalimide, and the like N- hydroxy 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid imide.

カルボキシル基を有する化合物の例としては、3−フェニル乳酸、4−ヒドロキシフェニル乳酸、4−ヒドロキシマンデル酸、3,4−ジヒドロキシマンデル酸、4−ヒドロキシ−3−メトキシマンデル酸、2−メトキシ−2−(1−ナフチル)プロピオン酸、マンデル酸、アトロラクチン酸、アセチルマンデル酸、α−メトキシフェニル酢酸、3−フェニル乳酸、4−ヒドロキシフェニル乳酸、4−ヒドロキシマンデル酸、3,4−ジヒドロキシマンデル酸、4−ヒドロキシ−3−メトキシマンデル酸、2−メトキシ−2−(1−ナフチル)プロピオン酸、マンデル酸、アトロラクチン酸、O−アセチルマンデル酸、α−メトキシフェニル酢酸、4−ヒドロキシマンデル酸、3,4−ジヒドロキシマンデル酸、4−ヒドロキシ−3−メトキシマンデル酸、マンデル酸、アトロラクチン酸、O−アセチルマンデル酸、α−メトキシフェニル酢酸、O−アセチルマンデル酸、α−メトキシフェニル酢酸等が挙げられる。   Examples of the compound having a carboxyl group include 3-phenyl lactic acid, 4-hydroxyphenyl lactic acid, 4-hydroxymandelic acid, 3,4-dihydroxymandelic acid, 4-hydroxy-3-methoxymandelic acid, 2-methoxy-2. -(1-Naphthyl) propionic acid, mandelic acid, atrolactic acid, acetylmandelic acid, α-methoxyphenylacetic acid, 3-phenyllactic acid, 4-hydroxyphenyllactic acid, 4-hydroxymandelic acid, 3,4-dihydroxymandelic acid 4-hydroxy-3-methoxymandelic acid, 2-methoxy-2- (1-naphthyl) propionic acid, mandelic acid, atrolactic acid, O-acetylmandelic acid, α-methoxyphenylacetic acid, 4-hydroxymandelic acid, 3,4-dihydroxymandelic acid, 4-hydroxy-3-methoxy Examples include mandelic acid, mandelic acid, atrolactic acid, O-acetylmandelic acid, α-methoxyphenylacetic acid, O-acetylmandelic acid, α-methoxyphenylacetic acid and the like.

溶解促進剤を使用する場合の配合量としては、フェノール樹脂(A)100質量部に対して、0.1〜50質量部が好ましい。   As a compounding quantity in the case of using a solubility promoter, 0.1-50 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of phenol resins (A).

架橋促進剤としては、熱又は光によりラジカルを発生するものが好ましい。熱又は光によりラジカルを発生するものとしては、イルガキュア651、184、2959、127、907、369、379(以上、商品名、BASFジャパン社製)等のアルキルフェノン、イルガキュア819(商品名、BASFジャパン社製)等のアシルフォスフィンオキサイド、イルガキュア784(商品名、BASFジャパン社製)等のチタノセン、イルガキュアOXE01、02(商品名、BASFジャパン社製)等のオキシムエステル等を挙げることができる。   As the crosslinking accelerator, those that generate radicals by heat or light are preferable. Examples of radicals generated by heat or light include alkylphenones such as Irgacure 651, 184, 2959, 127, 907, 369, 379 (above, trade name, manufactured by BASF Japan Ltd.), Irgacure 819 (trade name, BASF Japan). Acylphosphine oxide such as Irgacure 784 (trade name, manufactured by BASF Japan), and oxime esters such as Irgacure OXE01, 02 (trade name, manufactured by BASF Japan).

<硬化レリーフパターンの形成方法>
以下、本発明に係る感光性樹脂組成物を用いて基板上に硬化レリーフパターンを形成する方法の一例を示す。
<Method for forming cured relief pattern>
Hereinafter, an example of a method for forming a cured relief pattern on a substrate using the photosensitive resin composition according to the present invention will be described.

まず、本発明の感光性樹脂組成物を適当な支持体、例えば、シリコンウェハー、セラミック、アルミ基板、銅基板等に塗布する。この時、形成するパターンと支持体との耐水接着性を確保するため、予め支持体にシランカップリング剤等の接着助剤を塗布しておいてもよい。本組成物の塗布は、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等で行うことができる。上記の手順によって、本発明の感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を形成する。   First, the photosensitive resin composition of the present invention is applied to a suitable support such as a silicon wafer, ceramic, aluminum substrate, copper substrate and the like. At this time, in order to ensure the water-resistant adhesion between the pattern to be formed and the support, an adhesion assistant such as a silane coupling agent may be applied to the support in advance. The composition can be applied by spin coating using a spinner, spray coating using a spray coater, dipping, printing, roll coating, or the like. The photosensitive resin layer which consists of the photosensitive resin composition of this invention is formed by said procedure.

次に、80〜140℃でプリベークして塗膜を乾燥させた後、コンタクトアライナ−、ミラープロジェクション、ステッパー等の露光装置を用いて活性光線(化学線)を照射する。化学線としては、X線、電子線、紫外線、可視光線等が使用できるが、200〜500nmの波長のものが好ましい。パターンの解像度及び取り扱い性の点で、光源波長としては水銀ランプのg線、h線又はi線が好ましく、単独でも2種以上の化学線を混合していてもよい。露光装置としてはコンタクトアライナー、ミラープロジェクション、及びステッパ−が特に好ましい。   Next, after pre-baking at 80 to 140 ° C. to dry the coating film, actinic rays (actinic radiation) are irradiated using an exposure apparatus such as a contact aligner, mirror projection, or stepper. As the actinic radiation, X-rays, electron beams, ultraviolet rays, visible rays and the like can be used, but those having a wavelength of 200 to 500 nm are preferable. From the viewpoint of pattern resolution and handleability, the light source wavelength is preferably a g-line, h-line or i-line of a mercury lamp, and may be a single or a mixture of two or more actinic rays. As the exposure apparatus, a contact aligner, a mirror projection, and a stepper are particularly preferable.

次に、露光された感光性樹脂層を現像してレリーフパターンを得る。現像方法は、浸漬法、パドル法、回転スプレー法等の方法から選択することができる。現像液としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、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等の有機アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド等の4級アンモニウム塩類等の水溶液、さらに必要に応じメタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒又は界面活性剤を適当量添加した水溶液を使用することができる。とりわけ、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液が好ましく、その濃度は、典型的には0.5〜10質量%であり、好ましくは1.0〜5質量%である。   Next, the exposed photosensitive resin layer is developed to obtain a relief pattern. The developing method can be selected from methods such as an immersion method, a paddle method, and a rotary spray method. Developers include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, aqueous ammonia, organic amines such as ethylamine, diethylamine, triethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide. An aqueous solution containing a suitable amount of a water-soluble organic solvent or surfactant such as methanol or ethanol can be used if necessary. In particular, an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution is preferable, and the concentration thereof is typically 0.5 to 10% by mass, and preferably 1.0 to 5% by mass.

現像後、リンス液により洗浄を行い現像液を除去することにより、パターンフィルムを得ることができる。リンス液としては、蒸留水、メタノール、エタノール、イソプロパノール等を、単独で又は2種類以上組み合わせて用いることができる。   After development, the pattern film can be obtained by washing with a rinse solution and removing the developer. As a rinse liquid, distilled water, methanol, ethanol, isopropanol, etc. can be used individually or in combination of 2 or more types.

最後に、このようにして得られたレリーフパターンを加熱することで硬化レリーフパターンを得ることができる。加熱温度は150℃以上であることが好ましい。   Finally, a cured relief pattern can be obtained by heating the relief pattern thus obtained. The heating temperature is preferably 150 ° C. or higher.

ポリイミド又はポリベンゾオキサゾールの前駆体組成物を用いる一般的な硬化レリーフパターンの形成方法においては、300℃以上に加熱して脱水環化反応を進行させることにより、前駆体をポリイミド又はポリベンズオキサゾール等に変換する必要があるが、本発明の方法においては脱水環化の必要性はない。よって、本発明は、熱に弱い半導体装置等にも好適に適用することができる。一例を挙げるならば、本発明は、プロセス温度に制約のある高誘電体材料及び強誘電体材料、例えば、チタン、タンタル、ハフニウム等の高融点金属の酸化物からなる絶縁層を有する半導体装置に好適に適用できる。   In a general method of forming a cured relief pattern using a polyimide or polybenzoxazole precursor composition, the precursor is converted to polyimide or polybenzoxazole by heating to 300 ° C. or more to advance a dehydration cyclization reaction. There is no need for dehydration cyclization in the process of the present invention. Therefore, the present invention can be suitably applied to a semiconductor device or the like that is vulnerable to heat. For example, the present invention relates to a semiconductor device having an insulating layer made of an oxide of a high-melting-point metal and a ferroelectric material having a process temperature constraint, such as titanium, tantalum, and hafnium. It can be suitably applied.

半導体装置がこのような耐熱性上の制約を持たない場合であれば、もちろん、本発明の方法においても300〜400℃での加熱処理を行ってもよい。このような加熱処理装置としては、ホットプレート、オーブン、及び温度プログラムを設定できる昇温式オーブンを用いることができる。加熱処理を行う際の雰囲気気体として、空気を用いてもよく、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いることもできる。また、より低温にて熱処理を行う必要がある場合には、真空ポンプ等を利用して減圧下にて加熱を行ってもよい。   Of course, if the semiconductor device does not have such heat resistance restrictions, the heat treatment at 300 to 400 ° C. may be performed also in the method of the present invention. As such a heat treatment apparatus, a hot plate, an oven, and a temperature rising oven capable of setting a temperature program can be used. Air may be used as the atmospheric gas when performing the heat treatment, and an inert gas such as nitrogen or argon may be used. In addition, when it is necessary to perform heat treatment at a lower temperature, heating may be performed under reduced pressure using a vacuum pump or the like.

<半導体装置の製造方法及び半導体装置>
本発明の別の態様は、以下の工程:半導体基板上に、上述した本発明に係る感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を形成する工程、該感光性樹脂層を活性光線で露光する工程、該露光された感光性樹脂層を現像してレリーフパターンを得る工程、及び得られたレリーフパターンを加熱する工程を含む、半導体装置の製造方法を提供する。また本発明の別の態様は、上述の方法で製造された半導体装置を提供する。上記の半導体装置の製造方法における各工程は、硬化レリーフパターンの形成方法において前述したような手順で行うことができる。但し、本発明の半導体装置の製造方法においては、感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を半導体基板上に形成する。上述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、又はバンプ構造を有する装置の保護膜として用い、さらに、公知の半導体装置の製造方法における工程と組み合わせることで、本発明の半導体装置を製造することができる。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device and Semiconductor Device>
Another aspect of the present invention includes the following steps: forming a photosensitive resin layer comprising the above-described photosensitive resin composition according to the present invention on a semiconductor substrate, and exposing the photosensitive resin layer with actinic rays. Provided is a method for manufacturing a semiconductor device, including a step, a step of developing the exposed photosensitive resin layer to obtain a relief pattern, and a step of heating the obtained relief pattern. Another aspect of the present invention provides a semiconductor device manufactured by the above-described method. Each step in the above method for manufacturing a semiconductor device can be performed by the procedure described above in the method for forming a cured relief pattern. However, in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin composition is formed on a semiconductor substrate. In the manufacturing method of a known semiconductor device, the above-described cured relief pattern is used as a protective film for a surface protective film, an interlayer insulating film, a rewiring insulating film, a flip-chip device protective film, or a device having a bump structure. By combining with the process, the semiconductor device of the present invention can be manufactured.

<新規フェノール樹脂>
本発明の別の態様は新規フェノール樹脂を提供する。本発明が提供する新規フェノール樹脂は、主鎖に、下記一般式(9):

Figure 0005825860
{式中、R15は、独立に、水素原子;フッ素原子;又はフッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;を表し、cは、3〜1,000の間の整数である。}
で表される構造、及び下記一般式(10):
Figure 0005825860
{式中、R16は、独立に、水素原子;フッ素原子;又はフッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;を表し、dは、3〜1,000の間の整数である。}
で表される構造、の両者を有する。 <New phenolic resin>
Another aspect of the present invention provides a novel phenolic resin. The novel phenol resin provided by the present invention has, in the main chain, the following general formula (9):
Figure 0005825860
{In the formula, R 15 independently represents a hydrogen atom; a fluorine atom; or an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with fluorine; and c represents an integer between 3 and 1,000. It is. }
And the following general formula (10):
Figure 0005825860
{In the formula, R 16 independently represents a hydrogen atom; a fluorine atom; or an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with fluorine; and d represents an integer between 3 and 1,000. It is. }
It has both of the structure represented by these.

特定の繰り返し構造を有する上記の新規フェノール樹脂は、フェノール性水酸基数1のフェノール化合物とフェノール性水酸基数3のフェノール化合物とビフェニルジイル構造を有する化合物とを縮合重合させることにより合成できる。   The above novel phenol resin having a specific repeating structure can be synthesized by condensation polymerization of a phenol compound having 1 phenolic hydroxyl group, a phenol compound having 3 phenolic hydroxyl groups, and a compound having a biphenyldiyl structure.

上記一般式(9)及び(10)中、R15及びR16は、それぞれ独立に、水素原子;フッ素原子;又はフッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;を表す。ポリマーのアルカリ水溶液中での溶解性の観点から、R15及びR16は、それぞれ独立に、好ましくは、フッ素原子;又はフッ素で置換されてもよい炭素数1〜4の脂肪族基;であり、より好ましくは、フッ素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基である。 In the general formulas (9) and (10), R 15 and R 16 each independently represent a hydrogen atom; a fluorine atom; or an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with fluorine. From the viewpoint of solubility of the polymer in an aqueous alkali solution, R 15 and R 16 are preferably each independently a fluorine atom; or an aliphatic group having 1 to 4 carbon atoms which may be substituted with fluorine. More preferably, they are a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.

本発明の新規フェノール樹脂を合成するために用いられるフェノール性水酸基数1のフェノール化合物の例としては、フェノール、フルオロフェノール、クレゾール、エチルフェノール、プロピルフェノール、ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール等を代表例とするアルキルフェノールの各種o−,m−,p−異性体、及びフッ素で置換された上記のアルキルフェノールの各種o−,m−,p−異性体が挙げられる。ポリマーのアルカリ水溶液中での溶解性の観点から、フルオロフェノール、クレゾール、及びトリフルオロメチルフェノールが特に好ましい。   Examples of phenolic compounds having 1 phenolic hydroxyl group used to synthesize the novel phenolic resin of the present invention include phenol, fluorophenol, cresol, ethylphenol, propylphenol, butylphenol, octylphenol, nonylphenol and the like. Examples include various o-, m-, and p-isomers of alkylphenols, and various o-, m-, and p-isomers of the above alkylphenols substituted with fluorine. From the viewpoint of solubility of the polymer in an alkaline aqueous solution, fluorophenol, cresol, and trifluoromethylphenol are particularly preferable.

本発明の新規フェノール樹脂に用いられるフェノール性水酸基数3のフェノール化合物の例としては、ピロガロール、フロログルシノール、1,2,4−トリヒドロキシベンゼン、等が挙げられる。フェノール樹脂のアルカリ現像性の観点から、好ましくは、ピロガロールである。   Examples of the phenolic compound having 3 phenolic hydroxyl groups used in the novel phenol resin of the present invention include pyrogallol, phloroglucinol, 1,2,4-trihydroxybenzene, and the like. From the viewpoint of alkali developability of the phenol resin, pyrogallol is preferable.

本発明の新規フェノール樹脂を合成するために用いられるビフェニルジイル構造を有する化合物の例としては、4,4’−ビスクロロメチルビフェニル、4,4’−ビフェニルジメタノール、4,4’−ビス(メトキシメチル)ビフェニル等が挙げられ、硬化物の機械的物性の観点から、好ましくは、4,4’−ビス(メトキシメチル)ビフェニルである。   Examples of the compound having a biphenyldiyl structure used for synthesizing the novel phenol resin of the present invention include 4,4′-bischloromethylbiphenyl, 4,4′-biphenyldimethanol, 4,4′-bis ( From the viewpoint of mechanical properties of the cured product, 4,4′-bis (methoxymethyl) biphenyl is preferable.

上記一般式(9)及び(10)中、c及びdは、それぞれ独立に、2〜1,000の間の整数であり、好ましくは3〜900、より好ましくは4〜800である。c及びdは、硬化後の膜の強靭性の観点から2以上であり、アルカリ水溶液中の溶解性の観点から1,000以下である。   In the general formulas (9) and (10), c and d are each independently an integer between 2 and 1,000, preferably 3 to 900, and more preferably 4 to 800. c and d are 2 or more from the viewpoint of the toughness of the film after curing, and 1,000 or less from the viewpoint of solubility in an aqueous alkali solution.

フェノール樹脂中に存在する、上記一般式(9)において数cで繰り返される単位構造と上記一般式(10)において数dで繰り返される単位構造とのモル比は、感光性樹脂組成物としたときのアルカリ現像液への溶解性の観点から、好ましくはd/c>1であり、より好ましくはd/cが1.1〜10である。上記モル比は1H−NMR解析により確認できる。 The molar ratio of the unit structure repeated in the number c in the general formula (9) and the unit structure repeated in the number d in the general formula (10) present in the phenol resin is a photosensitive resin composition. From the viewpoint of solubility in an alkaline developer, d / c> 1 is preferable, and d / c is more preferably 1.1 to 10. The molar ratio can be confirmed by 1 H-NMR analysis.

本発明の新規フェノール樹脂の合成方法に関して説明する。フェノール性水酸基数1のフェノール化合物とフェノール性水酸基数3のフェノール化合物とビフェニルジイル構造を有する化合物とを、適当な重合触媒の存在下で加熱撹拌することによって、本発明の新規フェノール樹脂を得ることができる。重合触媒としては、特に限定されるものではないが、酸触媒が好ましい。酸触媒としては、塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、シュウ酸、硫酸ジエチル等の有機酸、三弗化ホウ素、無水塩化アルミニウム、塩化亜鉛等のルイス酸等が挙げられる。酸触媒の使用量はビフェニルジイル構造を有する化合物のモル数に対して、0.01〜5モル%の範囲が好ましい。   The method for synthesizing the novel phenol resin of the present invention will be described. The novel phenol resin of the present invention is obtained by heating and stirring a phenol compound having 1 phenolic hydroxyl group, a phenol compound having 3 phenolic hydroxyl groups, and a compound having a biphenyldiyl structure in the presence of an appropriate polymerization catalyst. Can do. The polymerization catalyst is not particularly limited, but an acid catalyst is preferable. Acid catalysts include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and phosphoric acid, organic acids such as methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, oxalic acid and diethyl sulfate, Lewis such as boron trifluoride, anhydrous aluminum chloride and zinc chloride. An acid etc. are mentioned. The amount of the acid catalyst used is preferably in the range of 0.01 to 5 mol% with respect to the number of moles of the compound having a biphenyldiyl structure.

本発明の新規フェノール樹脂の合成反応を行う際には、必要に応じて有機溶剤を使用することができる。使用できる有機溶剤の具体例としては、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、キシレン、γ―ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。有機溶剤の使用量としては仕込み原料の総質量100質量部に対して通常10〜1000質量部、好ましくは20〜500質量部である。また反応温度は通常40〜250℃であり、100〜200℃の範囲がより好ましい。また反応時間は通常1〜10時間である。   When performing the synthesis reaction of the novel phenol resin of this invention, an organic solvent can be used as needed. Specific examples of organic solvents that can be used include diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, toluene, xylene, γ-butyrolactone, and N-methyl-2-pyrrolidone. However, it is not limited to these. The amount of the organic solvent used is usually 10 to 1000 parts by mass, preferably 20 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total mass of the raw materials charged. Moreover, reaction temperature is 40-250 degreeC normally, and the range of 100-200 degreeC is more preferable. The reaction time is usually 1 to 10 hours.

また、本発明のフェノール樹脂の合成反応を行う際には、フェノール性水酸基数1のフェノール化合物とフェノール性水酸基数3のフェノール化合物とビフェニルジイル構造を有する化合物とを同時に仕込んで反応を行っても良く、また、フェノール性水酸基数1のフェノール化合物とビフェニルジイル構造を有する化合物とを仕込んで、一定の分子量まで反応させた後、フェノール性水酸基数3のフェノール化合物を仕込んで継続反応させる方法も採用できる。
以上のようにして、本発明のフェノール樹脂を合成できる。本発明のフェノール樹脂は、前述した感光性樹脂組成物のフェノール樹脂(A)として好適に使用できる。
Further, when the synthesis reaction of the phenol resin of the present invention is carried out, the reaction may be carried out by simultaneously charging a phenol compound having 1 phenolic hydroxyl group, a phenol compound having 3 phenolic hydroxyl groups and a compound having a biphenyldiyl structure. Also, a method is adopted in which a phenol compound having 1 phenolic hydroxyl group and a compound having a biphenyldiyl structure are charged and reacted to a certain molecular weight, and then a phenol compound having 3 phenolic hydroxyl groups is charged and continuously reacted. it can.
As described above, the phenol resin of the present invention can be synthesized. The phenol resin of this invention can be used conveniently as a phenol resin (A) of the photosensitive resin composition mentioned above.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

フェノール樹脂(A)の合成
<合成例1>
窒素パージしながら、容量0.5Lのディーン・スターク装置付きセパラブルフラスラスコ中で、m−クレゾール(以下、「mC」ともいう)9.73g(0.09mol)、4,4’−ビス(メトキシメチル)ビフェニル(以下、「BPDM」ともいう)10.90g(0.045mol)、ジエチル硫酸(以下、「DES」ともいう)1.05g(0.00675mol)、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)30gを50℃で混合攪拌し、固形物を溶解させた。
Synthesis of phenol resin (A) <Synthesis Example 1>
While purging with nitrogen, m-cresol (hereinafter also referred to as “mC”) 9.73 g (0.09 mol), 4,4′-bis (in a separable flask with a Dean-Stark apparatus having a capacity of 0.5 L) Methoxymethyl) biphenyl (hereinafter also referred to as “BPDM”) 10.90 g (0.045 mol), diethyl sulfate (hereinafter also referred to as “DES”) 1.05 g (0.00675 mol), diethylene glycol dimethyl ether (hereinafter “DMDG”) 30 g) was mixed and stirred at 50 ° C. to dissolve the solid matter.

混合溶液をオイルバスにより140℃に加熱し、反応液よりメタノールの発生を確認した。そのまま140℃で反応液を4時間攪拌した。その後、反応液は室温まで冷却し、反応液中に、ピロガロール(以下、「PyG」ともいう)26.48g(0.21mol)、BPDM32.71g(0.135mol)、DMDG50g、DES0.35g(0.00225mol)を加え、再び反応液をオイルバスにより130℃に加熱し、更に1.5時間攪拌反応させた。   The mixed solution was heated to 140 ° C. using an oil bath, and generation of methanol was confirmed from the reaction solution. The reaction solution was stirred at 140 ° C. for 4 hours. Thereafter, the reaction liquid was cooled to room temperature, and pyrogallol (hereinafter also referred to as “PyG”) 26.48 g (0.21 mol), BPDM 32.71 g (0.135 mol), DMDG 50 g, DES 0.35 g (0 .00225 mol) was added, and the reaction solution was heated again to 130 ° C. with an oil bath, and further stirred and reacted for 1.5 hours.

次に反応容器を大気中で冷却し、これに別途テトラヒドロフラン100gを加えて攪拌した。上記反応希釈液を8Lの水に高速攪拌下で滴下し樹脂を分散析出させ、これを回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、フェノール樹脂(A)(P−1)を収率78%で得た。P−1のGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)による重量平均分子量は、ポリスチレン換算で22,698であった。また、Bruker Biospin社製Avance600 FT−NMR装置を用いて、共重合体であるP−1の1H−NMRスペクトルを測定した。1H−NMR解析により、得られたポリマーP−1の骨格における「PyG」/「mC」のモル比は2.7であった。 Next, the reaction vessel was cooled in the atmosphere, and 100 g of tetrahydrofuran was separately added thereto and stirred. The reaction diluted solution is dropped into 8 L of water under high-speed stirring to disperse and precipitate the resin, which is recovered, appropriately washed with water and dehydrated, and then vacuum-dried to obtain the phenol resin (A) (P-1) in a yield. Obtained at 78%. The weight average molecular weight of P-1 by GPC (gel permeation chromatography) was 22,698 in terms of polystyrene. In addition, a 1 H-NMR spectrum of P-1 as a copolymer was measured using an Avance 600 FT-NMR apparatus manufactured by Bruker Biospin. From the 1 H-NMR analysis, the molar ratio of “PyG” / “mC” in the skeleton of the obtained polymer P-1 was 2.7.

<合成例2>
窒素パージしながら、容量0.5Lのディーン・スターク装置付きセパラブルフラスラスコ中で、mC16.55g(0.15mol)、BPDM18.17g(0.075mol)、DES1.15g(0.0075mol)、DMDG40gを50℃で混合攪拌し、固形物を溶解させた。合成例1と同様、140℃で反応液を4時間反応させた後、次に、PyG18.92g(0.15mol)、BPDM30.29g(0.125mol)、DMDG43.6g、DES0.39g(0.0025mol)を加え、再び反応液をオイルバスにより130℃に加熱し、更に1.5時間攪拌反応させた。
<Synthesis Example 2>
While purging with nitrogen, mC 16.55 g (0.15 mol), BPDM 18.17 g (0.075 mol), DES 1.15 g (0.0075 mol), DMDG 40 g in a separable flask with 0.5 L Dean-Stark apparatus Were mixed and stirred at 50 ° C. to dissolve the solid matter. Similar to Synthesis Example 1, the reaction solution was reacted at 140 ° C. for 4 hours, and then PyG 18.92 g (0.15 mol), BPDM 30.29 g (0.125 mol), DMDG 43.6 g, DES 0.39 g (0. 0025 mol) was added, and the reaction solution was heated again to 130 ° C. with an oil bath, and further stirred for 1.5 hours.

次に反応容器を大気中で冷却し、これに別途テトラヒドロフラン100gを加えて攪拌した。上記反応希釈液を8Lの水に高速攪拌下で滴下し樹脂を分散析出させ、これを回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、フェノール樹脂(A)(P−2)を収率76%で得た。P−2のGPCによる重量平均分子量は、ポリスチレン換算で18,800であった。1H−NMR解析により、得られたポリマーP−2の骨格における「PyG」/「mC」のモル比は1.17であった。 Next, the reaction vessel was cooled in the atmosphere, and 100 g of tetrahydrofuran was separately added thereto and stirred. The reaction diluted solution is dropped into 8 L of water under high-speed stirring to disperse and precipitate the resin, which is recovered, appropriately washed with water and dehydrated, and then vacuum dried to obtain the phenol resin (A) (P-2) in a yield. Obtained at 76%. The weight average molecular weight of P-2 by GPC was 18,800 in terms of polystyrene. From the 1 H-NMR analysis, the molar ratio of “PyG” / “mC” in the skeleton of the obtained polymer P-2 was 1.17.

<合成例3>
合成例2における、m−クレゾールの代わりに、2−フルオロフェノール(以下、「2FP」ともいう)16.82g(0.15mol)を用いた他は、合成例2と同様に合成を行い、フェノール樹脂(A)(P−3)を収率73%で得た。P−3のGPCによる重量平均分子量は、ポリスチレン換算で16,253であった。1H−NMR解析により、得られたポリマーP−3の骨格における「PyG」/「2FP」のモル比は1.32であった。
<Synthesis Example 3>
Synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 2 except that 16.82 g (0.15 mol) of 2-fluorophenol (hereinafter also referred to as “2FP”) was used instead of m-cresol in Synthesis Example 2. Resin (A) (P-3) was obtained with a yield of 73%. The weight average molecular weight of P-3 by GPC was 16,253 in terms of polystyrene. From the 1 H-NMR analysis, the molar ratio of “PyG” / “2FP” in the skeleton of the obtained polymer P-3 was 1.32.

合成例1〜3で合成したポリマーを、下記表1に纏める。   The polymers synthesized in Synthesis Examples 1 to 3 are summarized in Table 1 below.

Figure 0005825860
Figure 0005825860

なお、上記合成例で合成したポリマー、及び後述する比較例で使用した市販品フェノール樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により、標準ポリスチレン(昭和電工社製 有機溶媒系標準試料 STANDARD SM−105)換算で算出した。   In addition, the weight average molecular weight of the polymer synthesized in the above synthesis example and the commercially available phenol resin used in the comparative example to be described later was determined by gel permeation chromatography (GPC) using standard polystyrene (Organic solvent standard produced by Showa Denko KK). Sample STANDARD SM-105) was calculated in terms of conversion.

使用したGPC装置及び測定条件は以下の通りであった。
ポンプ:JASCO PU−980
検出器:JASCO RI−930
カラムオーブン:JASCO CO−965 40℃
カラム:Shodex KD−806M 直列に2本
移動相:0.1mol/l EtBr/NMP
流速:1ml/min.
The GPC apparatus used and the measurement conditions were as follows.
Pump: JASCO PU-980
Detector: JASCO RI-930
Column oven: JASCO CO-965 40 ° C
Column: Shodex KD-806M Two in series Mobile phase: 0.1 mol / l EtBr / NMP
Flow rate: 1 ml / min.

<感光性樹脂組成物の調製>
[実施例1〜3、比較例1]
本発明の実施例及び比較例において使用した各成分は、それぞれ以下のものであった。
<Preparation of photosensitive resin composition>
[Examples 1 to 3, Comparative Example 1]
Each component used in the examples and comparative examples of the present invention was as follows.

フェノール樹脂成分(実施例においては、本発明におけるフェノール樹脂(A)に該当)
P−1〜P−3:上記合成例で得られたP−1〜P−3のポリマー
P−4:明和化成株式会社製MEH−7851 4H(重量平均分子量=9986)(下記構造を有する市販品)

Figure 0005825860
Phenolic resin component (corresponding to the phenolic resin (A) in the present invention in the examples)
P-1 to P-3: Polymers of P-1 to P-3 obtained in the above synthesis example P-4: MEH-7851 4H (weight average molecular weight = 9986) manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd. (commercially available having the following structure) Product)
Figure 0005825860

光酸発生剤(B)
B−1:下記一般式で表される光酸発生剤

Figure 0005825860
{式中、Qの内83%が下記構造:
Figure 0005825860
で表される構造であり、残余が水素原子である。} Photoacid generator (B)
B-1: Photoacid generator represented by the following general formula
Figure 0005825860
{In the formula, 83% of Q has the following structure:
Figure 0005825860
The remainder is a hydrogen atom. }

架橋剤(C)
C−1:三和ケミカル株式会社製 ニカラックMX−270(下記構造を有する市販品)

Figure 0005825860
Cross-linking agent (C)
C-1: Nikaluck MX-270 (commercial product having the following structure) manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.
Figure 0005825860

溶剤
γ−ブチロラクトン(GBL)
Solvent γ-Butyrolactone (GBL)

実施例1〜3及び比較例1の感光性樹脂組成物の調製は、それぞれフェノール樹脂(実施例に関してはフェノール樹脂(A)に該当する)100質量部に対し、光酸発生剤(B)としてのB−1成分12質量部、架橋剤(C)としてのC−1成分20質量部、及び溶剤としてのGBL110質量部を混合溶解した後、0.2μmのテフロン(登録商標)フィルターで濾過して感光性ワニスを得た。
得られた感光性ワニスの評価結果を表2に示す。
The preparation of the photosensitive resin compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was performed as a photoacid generator (B) with respect to 100 parts by mass of the phenol resin (corresponding to the phenol resin (A) in the examples). After mixing and dissolving 12 parts by mass of the B-1 component, 20 parts by mass of the C-1 component as the crosslinking agent (C), and 110 parts by mass of GBL as the solvent, the mixture was filtered with a 0.2 μm Teflon (registered trademark) filter. A photosensitive varnish was obtained.
Table 2 shows the evaluation results of the obtained photosensitive varnish.

Figure 0005825860
Figure 0005825860

なお、各物性は以下のように評価した。   Each physical property was evaluated as follows.

<アルカリ水溶液中溶解性>
6インチシリコンウエハー基板に、実施例及び比較例で得られた感光性樹脂組成物を、膜厚が約10μmとなるように回転塗布し、120℃で180秒間ホットプレートにてプリベークを行い、塗膜を形成した。膜厚は大日本スクリーン製造社製膜厚測定装置(ラムダエース)にて測定した。その後、高圧水銀灯を用いて、i線領域において600mJ/cm2 全波長露光を行った。次いで、露光された膜を2.38質量%のTMAH水溶液(AZエレクトロニックマテリアルズ社製AZ300MIF)中にディップした。5分間以内で塗膜が全部溶解した場合、アルカリ水溶液中溶解性を「OK」とし、5分間以内で塗膜が全部溶解しない場合、アルカリ水溶液中溶解性を「NG」とした。
<Solubility in alkaline aqueous solution>
The photosensitive resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples were spin-coated on a 6-inch silicon wafer substrate so as to have a film thickness of about 10 μm, and pre-baked at 120 ° C. for 180 seconds with a hot plate. A film was formed. The film thickness was measured with a film thickness measuring device (Lambda Ace) manufactured by Dainippon Screen Mfg. Then, 600 mJ / cm 2 full wavelength exposure was performed in the i-line region using a high pressure mercury lamp. Next, the exposed film was dipped in a 2.38 mass% TMAH aqueous solution (AZ300MIF manufactured by AZ Electronic Materials). When the coating film was completely dissolved within 5 minutes, the solubility in the alkaline aqueous solution was “OK”. When the coating film was not completely dissolved within 5 minutes, the solubility in the alkaline aqueous solution was “NG”.

<比誘電率評価>
抵抗率0.02Ω・cm以下である6インチシリコンウエハー基板に、実施例及び比較例で得られた感光性樹脂組成物を、硬化後の膜厚が約5μmとなるように回転塗布し、120℃で180秒間ホットプレートにてプリベークを行い、塗膜を形成した。膜厚は大日本スクリーン製造社製膜厚測定装置(ラムダエース)にて測定した。この塗膜を窒素雰囲気下250℃で1時間加熱し、膜厚5μmの膜を得た。比誘電率測定条件は以下の通りであった。
装置:日本セミラボ社製 水銀プローブCV/IV測定装置 SSM495
測定周波数:1MHz
<Relative permittivity evaluation>
The photosensitive resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples were spin-coated on a 6-inch silicon wafer substrate having a resistivity of 0.02 Ω · cm or less so that the film thickness after curing was about 5 μm. Pre-baking was performed on a hot plate at 180 ° C. for 180 seconds to form a coating film. The film thickness was measured with a film thickness measuring device (Lambda Ace) manufactured by Dainippon Screen Mfg. This coating film was heated at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a film having a thickness of 5 μm. The relative dielectric constant measurement conditions were as follows.
Apparatus: Mercury probe CV / IV measuring apparatus SSM495 manufactured by Nippon Semilab Co., Ltd.
Measurement frequency: 1MHz

<伸度評価>
本発明の伸度測定用サンプルを以下の方法で作製した。
最表面にアルミ蒸着層を設けた6インチシリコンウエハー基板に、実施例及び比較例で得られた感光性樹脂組成物を、硬化後の膜厚が約10μmとなるように回転塗布し、120℃で180秒間ホットプレートにてプリベークを行い、塗膜を形成した。膜厚は大日本スクリーン製造社製膜厚測定装置(ラムダエース)にて測定した。この塗膜を窒素雰囲気下250℃で1時間加熱し、膜厚10μmの膜を得た。得られた樹脂硬化膜を、ダイシングソーで3mm幅にカットした後に、希塩酸水溶液によりウエハーから剥離し、得られる20本の試料を温度23℃、相対湿度50%の雰囲気に24時間以上静置後、引っ張り試験機(テンシロン)にて伸度を測定した。引っ張り試験機の測定条件は以下の通りであった。
<Elongation evaluation>
A sample for measuring elongation according to the present invention was produced by the following method.
The photosensitive resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples were spin-coated on a 6-inch silicon wafer substrate provided with an aluminum vapor deposition layer on the outermost surface so that the film thickness after curing was about 10 μm, and 120 ° C. Then, pre-baking was performed on a hot plate for 180 seconds to form a coating film. The film thickness was measured with a film thickness measuring device (Lambda Ace) manufactured by Dainippon Screen Mfg. This coating film was heated at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a film having a thickness of 10 μm. The obtained cured resin film was cut to a width of 3 mm with a dicing saw, and then peeled off from the wafer with a dilute hydrochloric acid aqueous solution, and the obtained 20 samples were left in an atmosphere at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50% for 24 hours or more. The elongation was measured with a tensile tester (Tensilon). The measurement conditions of the tensile tester were as follows.

温度:23℃
相対湿度:50%
初期試料長さ:50mm
試験速度:40mm/min
ロードセル定格:2kgf
Temperature: 23 ° C
Relative humidity: 50%
Initial sample length: 50 mm
Test speed: 40 mm / min
Load cell rating: 2kgf

上記表2から、実施例1〜3は、アルカリ水溶液中の溶解性、比誘電率、及び伸度の物性のバランスがよい結果を与えたのに対し、比較例1は、比誘電率と伸度とが良好であるもののアルカリ水溶液中で溶解しなかったため、感光性樹脂組成物としては使用できなかった。   From Table 2 above, Examples 1 to 3 gave good results in the balance of solubility in alkaline aqueous solution, relative dielectric constant, and elongation, whereas Comparative Example 1 showed relative dielectric constant and elongation. Although it was good, it could not be used as a photosensitive resin composition because it did not dissolve in an alkaline aqueous solution.

本発明に係る、半導体素子の表面保護膜又は層間絶縁膜を形成するための感光性樹脂組成物は、半導体素子表面保護膜用として、半導体装置及び発光装置の表面保護膜、フリップチップ装置用保護膜、及びバンプ構造を有する装置の保護膜に好適に利用でき、また、層間絶縁膜用として、再配線用絶縁膜、多層回路の層間絶縁膜等に好適に利用できる。   A photosensitive resin composition for forming a surface protective film or an interlayer insulating film of a semiconductor element according to the present invention is used as a surface protective film for a semiconductor element, a surface protective film for a semiconductor device and a light emitting device, and a protection for a flip chip device. It can be suitably used as a protective film for a device having a film and a bump structure, and can also be suitably used as an insulating film for rewiring, an interlayer insulating film of a multilayer circuit, etc. as an interlayer insulating film.

Claims (8)

半導体素子の表面保護膜又は層間絶縁膜を形成するための感光性樹脂組成物であって、
フェノール性水酸基数が異なる2種類以上のフェノール化合物を含む重合成分の重合反応生成物であるフェノール樹脂(A):100質量部;及び
光酸発生剤(B):0.1〜50質量部;
を含有する、感光性樹脂組成物。
A photosensitive resin composition for forming a surface protective film or an interlayer insulating film of a semiconductor element,
Phenol resin (A) which is a polymerization reaction product of a polymerization component containing two or more phenolic compounds having different numbers of phenolic hydroxyl groups: 100 parts by mass; and photoacid generator (B): 0.1-50 parts by mass;
The photosensitive resin composition containing this.
前記フェノール樹脂(A)が、下記一般式(1)で表される構造及び下記一般式(2)で表される構造:
Figure 0005825860
Figure 0005825860
{式中、
1及びR2は、それぞれ独立に、ハロゲン原子;ニトロ基;シアノ基;不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;炭素数3〜20の脂環式基;炭素数6〜20の芳香族基:又は、下記一般式群(3):
Figure 0005825860
(式中、R3、4及びR5は、それぞれ独立に、水素原子;不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;炭素数3〜20の脂環式基;又は炭素数6〜20の芳香族基;を表し、R6は、不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;炭素数3〜20の脂環式基;又は炭素数6〜20の芳香族基;を表す。)のいずれかで表される基;を表し、
X及びYは、それぞれ独立に、不飽和結合を有していてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;炭素数3〜20の脂環式基;繰り返し単位数が1〜20の整数であるエチレンオキシド基;又は芳香族基を有する有機基;を表し、
1〜R6,X及びYにおいて、水素原子がハロゲン原子、カルボキシル基、ニトロ基及びシアノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つで置換されていてもよく、
a及びbは、それぞれ独立に、2〜1,000の間の整数であり、
mは1又は2であり、nは2又は3であり、但しn>mであり、
pは、0〜3の整数であり、
qは、0〜2の整数である。}
の両者を有する、請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
The phenol resin (A) has a structure represented by the following general formula (1) and a structure represented by the following general formula (2):
Figure 0005825860
Figure 0005825860
{Where
R 1 and R 2 are each independently a halogen atom; a nitro group; a cyano group; an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have an unsaturated bond; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms An aromatic group having 6 to 20 carbon atoms: or the following general formula group (3):
Figure 0005825860
(In the formula, R 3, R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom; an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have an unsaturated bond; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms. Or an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, and R 6 is an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have an unsaturated bond; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms. Or an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms; a group represented by any one of
X and Y are each independently an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have an unsaturated bond; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms; an integer having 1 to 20 repeating units. An ethylene oxide group; or an organic group having an aromatic group;
In R 1 to R 6 , X and Y, a hydrogen atom may be substituted with at least one selected from the group consisting of a halogen atom, a carboxyl group, a nitro group and a cyano group,
a and b are each independently an integer between 2 and 1,000;
m is 1 or 2, n is 2 or 3, provided that n> m,
p is an integer of 0 to 3,
q is an integer of 0-2. }
The photosensitive resin composition of Claim 1 which has both of these.
前記一般式(1)及び(2)におけるX及びYが、それぞれ独立に、下記一般式(4):
Figure 0005825860
{式中、R7〜R10は、それぞれ独立に、水素原子;又はフッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;を表す。}
で表される基、又は下記一般式(5):
Figure 0005825860
{式中、R11〜R14は、それぞれ独立に、水素原子;又はフッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;を表し、Zは、単結合;フッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;フッ素で置換されてもよい炭素数3〜20の脂環式基;繰り返し単位数1〜20のエチレンオキシド基;又は下記式群(6):
Figure 0005825860
のいずれかで表される基;を表す。}
で表される基である、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
X and Y in the general formulas (1) and (2) are each independently the following general formula (4):
Figure 0005825860
{Wherein, R 7 to R 10 each independently represents a hydrogen atom; or an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with fluorine. }
Or a group represented by the following general formula (5):
Figure 0005825860
{Wherein, R 11 to R 14 each independently represents a hydrogen atom; or an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with fluorine; Z represents a single bond; substituted with fluorine; An aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may be substituted with fluorine; an ethylene oxide group having 1 to 20 repeating units; or the following formula group (6):
Figure 0005825860
A group represented by any one of the following: }
The photosensitive resin composition of Claim 1 or 2 which is group represented by these.
前記一般式(1)及び(2)におけるX及びYが、下記一般式(7):
Figure 0005825860
{式中、Wは、単結合;フッ素で置換されてもよい炭素数1〜10の脂肪族基;フッ素で置換されてもよい炭素数3〜20の脂環式基;繰り返し単位数1〜20のエチレンオキシド基;又は下記式群(8):
Figure 0005825860
のいずれかで表される基;を表す。}
で表される基である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
X and Y in the general formulas (1) and (2) are the following general formula (7):
Figure 0005825860
{Wherein W is a single bond; an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with fluorine; an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may be substituted with fluorine; 20 ethylene oxide groups; or the following formula group (8):
Figure 0005825860
A group represented by any one of the following: }
The photosensitive resin composition of any one of Claims 1-3 which is group represented by these.
前記一般式(1)及び(2)において、b/a>1である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition of any one of Claims 1-4 which is b / a> 1 in the said General formula (1) and (2). 前記光酸発生剤(B)が、キノンジアジド化合物である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition of any one of Claims 1-5 whose said photo-acid generator (B) is a quinonediazide compound. 前記感光性樹脂組成物が、熱により若しくは前記光酸発生剤(B)から発生した酸により前記フェノール樹脂(A)と反応しうる化合物、又は熱により若しくは前記光酸発生剤(B)から発生した酸により自己反応が起こりうる化合物である、架橋剤(C):1〜60質量部を更に含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition is a compound that can react with the phenol resin (A) by heat or an acid generated from the photoacid generator (B), or generated by heat or from the photoacid generator (B). The photosensitive resin composition of any one of Claims 1-6 which further contains 1-60 mass parts of crosslinking agents (C) which are compounds in which a self-reaction can occur with the acid. 以下の工程:
半導体基板上に、請求項1〜7のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を形成する工程、
該感光性樹脂層を活性光線で露光する工程、
該露光された感光性樹脂層を現像してレリーフパターンを得る工程、及び
得られたレリーフパターンを加熱する工程
を含む、半導体装置の製造方法。
The following steps:
Forming a photosensitive resin layer comprising the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 7 on a semiconductor substrate;
Exposing the photosensitive resin layer with actinic rays;
The manufacturing method of a semiconductor device including the process of developing this exposed photosensitive resin layer, obtaining a relief pattern, and the process of heating the obtained relief pattern.
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