JP6414060B2 - Resin composition, pattern forming method using the same, and electronic component - Google Patents

Resin composition, pattern forming method using the same, and electronic component Download PDF

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Description

本発明は、樹脂組成物、樹脂組成物を用いたパターン形成方法及び電子部品に関する。   The present invention relates to a resin composition, a pattern forming method using the resin composition, and an electronic component.

半導体集積回路の微細化に伴い、誘電率を低減するためにlow−k層と呼ばれる層間絶縁膜が必要とされている。low−k層は空孔構造を有するため、機械的強度が低下するという課題が生じている。このような機械的強度の弱い層間絶縁膜を保護するために、ポリイミド樹脂により形成される硬化膜が用いられる。この硬化膜には、厚膜形成性や高弾性率化といった特性が求められている。しかし、厚膜化及び高弾性率化することによって、硬化後の応力が増大し、半導体ウェハーの反りが大きくなって、搬送やウェハー固定の際に不具合が生じる場合があり、応力の低い硬化膜の開発が望まれている。   With miniaturization of semiconductor integrated circuits, an interlayer insulating film called a low-k layer is required to reduce the dielectric constant. Since the low-k layer has a pore structure, there is a problem that the mechanical strength is lowered. In order to protect such an interlayer insulating film having a low mechanical strength, a cured film formed of a polyimide resin is used. The cured film is required to have properties such as thick film formability and high elastic modulus. However, by increasing the film thickness and increasing the elastic modulus, the stress after curing increases, and the warpage of the semiconductor wafer increases, which may cause problems when transporting or fixing the wafer. Development is desired.

ポリイミド樹脂の高い耐熱性と良好な機械特性を維持したまま低応力化するには、ポリイミド骨格を剛直で直線的な骨格とすることによって、熱膨張係数を低減することが有効であることが報告されている。   In order to reduce the stress while maintaining the high heat resistance and good mechanical properties of polyimide resin, it has been reported that it is effective to reduce the thermal expansion coefficient by making the polyimide skeleton a rigid and linear skeleton. Has been.

また、low−k層保護の観点から、樹脂膜を厚膜化した場合、樹脂膜のi線に対する透過率が低下して、パターン形成ができなくなるという課題がある。これに対し、塗膜のi線透過率を高くするために、フッ素を含有するポリイミド前駆体を用いる方法がある。
しかし、フッ素を含有したポリイミド前駆体を加熱硬化後に得られる硬化膜は、基材のシリコンウェハーに対する密着性が低いという欠点がある(例えば、特許文献1、2)。
In addition, from the viewpoint of protecting the low-k layer, when the resin film is thickened, there is a problem that the transmittance of the resin film with respect to i-line is lowered and pattern formation cannot be performed. On the other hand, in order to increase the i-line transmittance of the coating film, there is a method using a polyimide precursor containing fluorine.
However, the cured film obtained after heat curing the fluorine-containing polyimide precursor has a drawback that the adhesion of the substrate to the silicon wafer is low (for example, Patent Documents 1 and 2).

シリコンウェハーとの優れた密着性を与えるために、樹脂組成物に3−イソシアナートプロピルトリエトキシシランを用いたものが報告されている(例えば、特許文献3)。しかしながら、反応性の高いイソシアネート基を有するため、樹脂組成物の保存安定性が悪くなるという課題がある。また、硬化後に低CTEとなる剛直なポリイミド前駆体は、シリコンウェハーに塗布、露光前加熱をした段階(樹脂膜とした段階)で、シリコンウェハーとの間で応力が発生するため、現像時に樹脂膜がシリコンウェハーから剥がれ易くなる課題がある。   In order to give excellent adhesion to a silicon wafer, a resin composition using 3-isocyanatopropyltriethoxysilane has been reported (for example, Patent Document 3). However, since it has a highly reactive isocyanate group, there is a problem that the storage stability of the resin composition is deteriorated. In addition, the rigid polyimide precursor, which has a low CTE after curing, generates a stress with the silicon wafer when it is applied to the silicon wafer and heated before exposure (when it is made into a resin film). There is a problem that the film is easily peeled off from the silicon wafer.

また、現像時の密着性に加え、硬化後の密着性も要求される。硬化後の密着性が悪いと、硬化膜が基板から剥がれ、次工程の際に不良を起こす原因となる。   Moreover, in addition to the adhesiveness at the time of image development, the adhesiveness after hardening is also requested | required. If the adhesiveness after curing is poor, the cured film peels off from the substrate, causing a defect in the next process.

特許第2826940号公報Japanese Patent No. 2826940 特許第4144110号公報Japanese Patent No. 4144110 特開平11−338157号公報JP 11-338157 A

本発明は、上記課題を解決するために、得られる硬化膜が低応力であり、かつ基材との現像時の密着性に優れ、現像後膜においての硬化後の密着性に優れる樹脂組成物及び該樹脂組成物を用いたパターン硬化膜の製造方法を提供することを目的とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a resin composition in which the obtained cured film has low stress, excellent adhesion during development with a substrate, and excellent adhesion after curing in a developed film. Another object of the present invention is to provide a method for producing a cured pattern film using the resin composition.

本発明によれば、以下の樹脂組成物等が提供される。
1.(a)ポリイミド前駆体、(b)アルコキシシラン化合物、(c)光開始剤及び(d)溶剤を含有する樹脂組成物であって、
前記(a)成分は、下記式(1)で表される構造単位を有し、
前記(b)成分は、下記式(4−1)で表される化合物及び下記式(4−2)で表される化合物のうち1種以上を含有し、
前記(c)成分は、オキシムエステル化合物を含有する樹脂組成物。

Figure 0006414060
(式(1)中、Aは、下記式(2a)〜(2d)で表される4価の有機基のいずれかであり、
Bは、下記式(3)で表される2価の有機基であり、
及びRは、各々独立に、水素原子、1価の有機基、又は炭素炭素不飽和二重結合を有する基であり、R及びRの少なくとも一方は、炭素炭素不飽和二重結合を有する基である。
Figure 0006414060
(式(2d)中、X及びYは、各々独立に、各々が結合するベンゼン環と共役しない2価の基又は単結合である。)
Figure 0006414060
(式(3)中、R〜R10は、各々独立に、水素原子又は1価の有機基である。但し、R〜R10は、ハロゲン原子及びハロゲン原子を有する1価の有機基ではない。)
Figure 0006414060
(式(4−1)中、R11は、各々独立に、炭素数1〜4のアルキル基であり、
12は、各々独立に、水酸基又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
aは、1〜3の整数であり、
nは、1〜6の整数であり、
13は、下記式(5)又は(6)の基である。)
Figure 0006414060
(式(5)中、R14は、炭素数1〜10のアルキル基又はヒドロキシアルキルシラン由来の1価の有機基である。
式(6)中、R15は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、アミノアルキルシラン由来の1価の有機基、又は複素環基である。
14及びR15は、各々、置換基を有していてもよい。)
Figure 0006414060
(式(4−2)中、R11は、各々独立に、炭素数1〜4のアルキル基であり、
12は、各々独立に、水酸基又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
aは、1〜3の整数であり、
nは、1〜6の整数であり、
13は、エポキシ基を有する有機基、又はジヒドロキシエチルアミノ基を有する有機基である。))
2.前記(b)成分として、前記式(4−1)で表される化合物及び前記式(4−2)で表される化合物を含有する1に記載の樹脂組成物。
3.前記(c)成分が、下記式(7)で表される化合物である1又は2に記載の樹脂組成物。
Figure 0006414060
(式(7)中、R16〜R22は、各々独立に、水素原子又は1価の基である。)
4.前記(a)成分が、更に下記式(9)で表される構造単位を有する1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。
Figure 0006414060
(式(9)中、Dは、下記式(10)で表される4価の有機基であり、
B、R及びRは、前記式(1)と同じである。)
Figure 0006414060
(式(10)中、Zは、酸素原子又は硫黄原子である。)
5.(a)1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物を基板上に塗布し乾燥して塗膜を形成する工程と、
(b)前記工程(a)で形成される塗膜に活性光線を照射してパターン状に露光する工程と、
(c)前記露光部以外の未露光部を現像によって除去する工程と、
(d)前記工程(c)で得られるパターンを加熱処理してポリイミドパターンとする工程と、を有するパターン硬化膜の製造方法。
6.1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物を硬化させた硬化膜。
7.6に記載の硬化膜を層間絶縁膜層及び/又は表面保護膜層として有する電子部品。According to the present invention, the following resin composition and the like are provided.
1. A resin composition containing (a) a polyimide precursor, (b) an alkoxysilane compound, (c) a photoinitiator and (d) a solvent,
The component (a) has a structural unit represented by the following formula (1),
The component (b) contains one or more of a compound represented by the following formula (4-1) and a compound represented by the following formula (4-2),
The component (c) is a resin composition containing an oxime ester compound.
Figure 0006414060
(In the formula (1), A is any one of tetravalent organic groups represented by the following formulas (2a) to (2d),
B is a divalent organic group represented by the following formula (3),
R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a monovalent organic group, or a group having a carbon-carbon unsaturated double bond, and at least one of R 1 and R 2 is a carbon-carbon unsaturated double bond. A group having a bond.
Figure 0006414060
(In Formula (2d), X and Y are each independently a divalent group or a single bond that is not conjugated to the benzene ring to which each is bonded.)
Figure 0006414060
(In formula (3), R 3 to R 10 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that R 3 to R 10 are a monovalent organic group having a halogen atom and a halogen atom. is not.)
Figure 0006414060
(In formula (4-1), each R 11 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 12 is each independently a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
a is an integer of 1 to 3,
n is an integer of 1 to 6,
R 13 is a group of the following formula (5) or (6). )
Figure 0006414060
(In Formula (5), R < 14 > is a monovalent organic group derived from a C1-C10 alkyl group or hydroxyalkylsilane.
In formula (6), R 15 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a monovalent organic group derived from aminoalkylsilane, or a heterocyclic group.
R 14 and R 15 may each have a substituent. )
Figure 0006414060
(In formula (4-2), each R 11 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 12 is each independently a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
a is an integer of 1 to 3,
n is an integer of 1 to 6,
R 13 is an organic group having an epoxy group or an organic group having a dihydroxyethylamino group. ))
2. 2. The resin composition according to 1, which contains a compound represented by the formula (4-1) and a compound represented by the formula (4-2) as the component (b).
3. The resin composition according to 1 or 2, wherein the component (c) is a compound represented by the following formula (7).
Figure 0006414060
(In formula (7), R 16 to R 22 are each independently a hydrogen atom or a monovalent group.)
4). The resin composition according to any one of 1 to 3, wherein the component (a) further has a structural unit represented by the following formula (9).
Figure 0006414060
(In formula (9), D is a tetravalent organic group represented by the following formula (10),
B, R 1 and R 2 are the same as those in the formula (1). )
Figure 0006414060
(In Formula (10), Z is an oxygen atom or a sulfur atom.)
5. (A) applying the resin composition according to any one of 1 to 4 on a substrate and drying to form a coating film;
(B) a step of irradiating the coating film formed in the step (a) with an actinic ray to expose it in a pattern;
(C) removing unexposed portions other than the exposed portions by development;
(D) A process for producing a cured pattern film, comprising a step of heat-treating the pattern obtained in the step (c) to form a polyimide pattern.
The cured film which hardened the resin composition in any one of 6.1-4.
An electronic component having the cured film according to 7.6 as an interlayer insulating film layer and / or a surface protective film layer.

本発明によれば、得られる硬化膜が低応力であり、かつ基材との現像時の密着性や現像後膜においての硬化後の密着性に優れる樹脂組成物及び該樹脂組成物を用いたパターン硬化膜の製造方法が提供される。   According to the present invention, the obtained cured film has low stress, and has excellent adhesion at the time of development with the substrate and excellent adhesion after curing in the post-development film, and the resin composition. A method for producing a patterned cured film is provided.

本発明の樹脂組成物を用いた半導体装置の一実施形態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of one Embodiment of the semiconductor device using the resin composition of this invention.

(樹脂組成物)
本発明の樹脂組成物は、(a)ポリイミド前駆体、(b)アルコキシシラン化合物、(c)光開始剤及び(d)溶剤を含有し、
前記(a)成分は、下記式(1)で表される構造単位を有し、
前記(b)成分は、下記式(4−1)で表される化合物及び下記式(4−2)で表される化合物のうち1種以上を含有し、
前記(c)成分は、オキシムエステル化合物を含有する。
(Resin composition)
The resin composition of the present invention contains (a) a polyimide precursor, (b) an alkoxysilane compound, (c) a photoinitiator and (d) a solvent,
The component (a) has a structural unit represented by the following formula (1),
The component (b) contains one or more of a compound represented by the following formula (4-1) and a compound represented by the following formula (4-2),
The component (c) contains an oxime ester compound.

Figure 0006414060
(式(1)中、Aは、下記式(2a)〜(2d)で表される4価の有機基のいずれかであり、
Bは、下記式(3)で表される2価の有機基であり、
及びRは、各々独立に、水素原子、1価の有機基、又は炭素炭素不飽和二重結合を有する基であり、R及びRの少なくとも一方は、炭素炭素不飽和二重結合を有する基である。
Figure 0006414060
(In the formula (1), A is any one of tetravalent organic groups represented by the following formulas (2a) to (2d),
B is a divalent organic group represented by the following formula (3),
R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a monovalent organic group, or a group having a carbon-carbon unsaturated double bond, and at least one of R 1 and R 2 is a carbon-carbon unsaturated double bond. A group having a bond.

Figure 0006414060
(式(2d)中、X及びYは、各々独立に、各々が結合するベンゼン環と共役しない2価の基又は単結合である。)
Figure 0006414060
(式(3)中、R〜R10は、各々独立に、水素原子又は1価の有機基である。但し、R〜R10は、ハロゲン原子及びハロゲン原子を有する1価の有機基ではない。)
Figure 0006414060
(In Formula (2d), X and Y are each independently a divalent group or a single bond that is not conjugated to the benzene ring to which each is bonded.)
Figure 0006414060
(In formula (3), R 3 to R 10 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that R 3 to R 10 are a monovalent organic group having a halogen atom and a halogen atom. is not.)

Figure 0006414060
(式(4−1)中、R11は、各々独立に、炭素数1〜4のアルキル基であり、
12は、各々独立に、水酸基又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
aは、1〜3の整数であり、
nは、1〜6の整数であり、
13は、下記式(5)又は(6)の基である。)
Figure 0006414060
(式(5)中、R14は、炭素数1〜10のアルキル基又はヒドロキシアルキルシラン由来の1価の有機基である。
式(6)中、R15は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、アミノアルキルシラン由来の1価の有機基、又は複素環基である。
14及びR15は、各々、置換基を有していてもよい。)
Figure 0006414060
(In formula (4-1), each R 11 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 12 is each independently a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
a is an integer of 1 to 3,
n is an integer of 1 to 6,
R 13 is a group of the following formula (5) or (6). )
Figure 0006414060
(In Formula (5), R < 14 > is a monovalent organic group derived from a C1-C10 alkyl group or hydroxyalkylsilane.
In formula (6), R 15 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a monovalent organic group derived from aminoalkylsilane, or a heterocyclic group.
R 14 and R 15 may each have a substituent. )

Figure 0006414060
(式(4−2)中、R11は、各々独立に、炭素数1〜4のアルキル基であり、
12は、各々独立に、水酸基又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
aは、1〜3の整数であり、
nは、1〜6の整数であり、
13は、エポキシ基を有する有機基、又はジヒドロキシエチルアミノ基を有する有機基である。))
Figure 0006414060
(In formula (4-2), each R 11 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 12 is each independently a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
a is an integer of 1 to 3,
n is an integer of 1 to 6,
R 13 is an organic group having an epoxy group or an organic group having a dihydroxyethylamino group. ))

以下、各成分について説明する。
(a)成分:ポリイミド前駆体
本発明で使用するポリイミド前駆体は、上記式(1)で表される構造単位を有する。式(1)中のAは、ポリイミド前駆体の原料として用いるテトラカルボン酸二無水物に由来する構造である。樹脂組成物から得られる硬化膜を低応力化するため、Aは下記式(2a)〜(2d)で表される4価の有機基のいずれかである。

Figure 0006414060
Hereinafter, each component will be described.
(A) Component: Polyimide precursor The polyimide precursor used by this invention has a structural unit represented by the said Formula (1). A in the formula (1) is a structure derived from tetracarboxylic dianhydride used as a raw material for the polyimide precursor. In order to reduce the stress of the cured film obtained from the resin composition, A is any one of tetravalent organic groups represented by the following formulas (2a) to (2d).
Figure 0006414060

式(2d)中、X及びYは、各々独立に、各々が結合するベンゼン環と共役しない2価の基又は単結合である。「各々が結合するベンゼン環と共役しない2価の基」としては、例えば、−O−、−C(CH−、−C(CH)(CF)−、−C(CF−、−Si(CH−等が挙げられる。In formula (2d), X and Y are each independently a divalent group or a single bond that is not conjugated to the benzene ring to which each is bonded. Examples of the “divalent group that is not conjugated with the benzene ring to which each is bonded” include —O—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CH 3 ) (CF 3 ) —, —C (CF 3 ) 2 —, —Si (CH 3 ) 2 — and the like.

式(2a)〜(2d)で表される4価の有機基を与えるテトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、9,9’−ジメチル−2,3,6,7−キサンテンテトラカルボン酸二無水物、下記式(11)〜(17)で表されるテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。   Examples of tetracarboxylic dianhydrides that give tetravalent organic groups represented by the formulas (2a) to (2d) include pyromellitic dianhydride and 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride. 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 9,9′-dimethyl-2,3,6,7-xanthenetetracarboxylic dianhydride, represented by the following formulas (11) to (17) A tetracarboxylic dianhydride is mentioned.

Figure 0006414060
Figure 0006414060

ポリイミド前駆体の重合時、これらのうちいずれかを単独で用いてもよいし、二種以上のテトラカルボン酸二無水物を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも硬化膜の低熱膨張化の観点から、ピロメリット酸二無水物、4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、式(11)及び式(13)で表されるテトラカルボン酸二無水物を用いることが好ましく、ピロメリット酸二無水物、4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、式(11)で表されるテトラカルボン酸二無水物を用いることがより好ましく、ピロメリット酸二無水物、4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用いることが特に好ましい。   At the time of polymerization of the polyimide precursor, any one of these may be used alone, or two or more kinds of tetracarboxylic dianhydrides may be used in combination. Of these, pyromellitic dianhydride, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, tetracarboxylic acid dianhydrides represented by the formulas (11) and (13) are used from the viewpoint of reducing the thermal expansion of the cured film. It is preferable to use an anhydride, more preferably pyromellitic dianhydride, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (11), It is particularly preferable to use merit acid dianhydride and 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride.

式(1)中のBは、ポリイミド前駆体の原料として用いるジアミンに由来する構造である。低応力及びi線透過率の観点から、Bは下記式(3)で表される2価の有機基である。

Figure 0006414060
B in Formula (1) is a structure derived from a diamine used as a raw material for the polyimide precursor. From the viewpoint of low stress and i-line transmittance, B is a divalent organic group represented by the following formula (3).
Figure 0006414060

式(3)中、R〜R10は、各々独立に、水素原子又は1価の有機基である。但し、ハロゲン原子及びハロゲン原子を有する1価の有機基である場合は除く。ハロゲン原子やハロゲン原子を含む1価の有機基の場合、硬化膜をプラズマ処理した際に、炭素−ハロゲン原子間の結合が解裂して、硬化膜が劣化するおそれがある。
上記1価の有機基としては、炭素数1〜20のアルキル基(メチル基等)、炭素数1〜20のアルキル基を有するアルコキシ基(メトキシ基等)等が挙げられる。
In formula (3), R 3 to R 10 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group. However, the case where it is a monovalent organic group having a halogen atom and a halogen atom is excluded. In the case of a halogen atom or a monovalent organic group containing a halogen atom, when the cured film is subjected to plasma treatment, the bond between carbon-halogen atoms may be broken and the cured film may be deteriorated.
Examples of the monovalent organic group include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (such as a methyl group) and an alkoxy group having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (such as a methoxy group).

ポリイミド前駆体の原料として用いるジアミンとしては、例えば、2,2’−ジアミノベンジジン、3,3’−ジアミノベンジジン、2,2’,3,3’−テトラメチルベンジジン、2,2’−ジメトキシベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン等を用いることができる。   Examples of the diamine used as a raw material for the polyimide precursor include 2,2′-diaminobenzidine, 3,3′-diaminobenzidine, 2,2 ′, 3,3′-tetramethylbenzidine, and 2,2′-dimethoxybenzidine. 3,3′-dimethoxybenzidine and the like can be used.

ポリイミド前駆体の重合時、これらは単独で用いてもよいし、二種以上のジアミンを組み合わせて用いてもよい。これらの中でも低応力化の観点から、2,2’−ジアミノベンジジン、3,3’−ジアミノベンジジンを用いることが好ましく、2,2’−ジアミノベンジジンを用いることが更に好ましい。   These may be used independently at the time of superposition | polymerization of a polyimide precursor, and may use it in combination of 2 or more types of diamine. Of these, 2,2'-diaminobenzidine and 3,3'-diaminobenzidine are preferred, and 2,2'-diaminobenzidine is more preferred from the viewpoint of reducing stress.

式(1)中、R及びRは、各々独立に、水素原子、1価の有機基又は炭素炭素不飽和二重結合を有する基である。R及びRの少なくとも一方は炭素炭素不飽和二重結合を有する基である。In Formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a monovalent organic group, or a group having a carbon-carbon unsaturated double bond. At least one of R 1 and R 2 is a group having a carbon-carbon unsaturated double bond.

及びRである1価の有機基としては、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基等が挙げられる。Examples of the monovalent organic group as R 1 and R 2 include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.

及びRである炭素炭素不飽和二重結合を有する基としては、アルキル基の炭素数が1〜10のアクリロキシアルキル基やメタクリロキシアルキル基等が挙げられる。ポリイミド前駆体が、少なくとも一部に炭素炭素不飽和二重結合を有する1価の有機基を有することによって、活性光線照射(例えば、i線露光)でラジカルを発生する化合物と組み合わせて、ラジカル重合による分子鎖間の架橋が可能となり、ネガ型樹脂組成物とすることが容易になる。Examples of the group having a carbon-carbon unsaturated double bond as R 1 and R 2 include an acryloxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl group and a methacryloxyalkyl group. The polyimide precursor has a monovalent organic group having a carbon-carbon unsaturated double bond at least in part, so that it is combined with a compound that generates radicals upon irradiation with actinic rays (for example, i-line exposure), and radical polymerization. It is possible to crosslink between the molecular chains by the above, and it becomes easy to obtain a negative resin composition.

炭素数1〜20のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、2−プロピル基、n−ブチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−デシル基、n−ドデシル基等が挙げられる。   Specific examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, 2-propyl group, n-butyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, and n-decyl. Group, n-dodecyl group and the like.

炭素数3〜20のシクロアルキル基としては、具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等が挙げられる。
炭素数が1〜10のアルキル基を有するアクリロキシアルキル基としては、アクリロキシエチル基、アクリロキシプロピル基、アクリロキシブチル基等が挙げられる。
Specific examples of the cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and an adamantyl group.
Examples of the acryloxyalkyl group having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include acryloxyethyl group, acryloxypropyl group, acryloxybutyl group and the like.

炭素数が1〜10のアルキル基を有するメタクリロキシアルキル基としては、メタクリロキシエチル基、メタクリロキシプロピル基、メタクリロキシブチル基等が挙げられる。   Examples of the methacryloxyalkyl group having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methacryloxyethyl group, a methacryloxypropyl group, and a methacryloxybutyl group.

ポリイミド前駆体に感光性を付与する方法として、対応するポリアミド酸に炭素炭素不飽和二重結合を有する3級アミン化合物を添加する方法が知られている。しかしながら、ポリアミド酸中のカルボキシル基と3級アミンがイオン結合を形成しており、ワニスのpHや水分の影響でイオン結合の状態が変化して、保存安定性が低下する場合がある。従って、R及びRは水素原子ではなく、エステル結合によって導入される基であることが好ましい。中でも、良好な感光特性の観点から、R及びRは、エステル結合によって導入された、アクリロキシエチル基、アクリロキシブチル基、メタクリロキシエチル基、メタクリロキシエチル基であることが好ましい。As a method of imparting photosensitivity to a polyimide precursor, a method of adding a tertiary amine compound having a carbon-carbon unsaturated double bond to a corresponding polyamic acid is known. However, the carboxyl group in the polyamic acid and the tertiary amine form an ionic bond, and the state of the ionic bond may change due to the influence of pH and moisture of the varnish, which may reduce the storage stability. Therefore, R 1 and R 2 are preferably not a hydrogen atom but a group introduced by an ester bond. Among these, from the viewpoint of good photosensitivity, R 1 and R 2 are preferably an acryloxyethyl group, an acryloxybutyl group, a methacryloxyethyl group, or a methacryloxyethyl group introduced by an ester bond.

得られる硬化膜をより低応力化する観点から、ポリイミド前駆体が式(1)で表される構造単位を、ポリイミド前駆体の全構造単位に対して10mol%以上有することが好ましく、20mol%以上有することがより好ましい。   From the viewpoint of lowering the stress of the obtained cured film, it is preferable that the polyimide precursor has a structural unit represented by the formula (1) of 10 mol% or more with respect to all the structural units of the polyimide precursor, and 20 mol% or more. More preferably.

本発明の樹脂組成物に用いるポリイミド前駆体は、i線透過率の向上、硬化後の密着性向上及び機械特性の向上の観点から、更に、下記式(9)で表される構造単位を有していてもよい。

Figure 0006414060
(式(9)中、Dは、下記式(10)で表される4価の有機基であり、
B、R及びRは、前記式(1)と同じである。)
Figure 0006414060
(式(10)中、Zは、酸素原子(エーテル結合:−O−)又は硫黄原子(スルフィド結合:−S−)である。)The polyimide precursor used in the resin composition of the present invention further has a structural unit represented by the following formula (9) from the viewpoint of improving i-line transmittance, improving adhesion after curing, and improving mechanical properties. You may do it.
Figure 0006414060
(In formula (9), D is a tetravalent organic group represented by the following formula (10),
B, R 1 and R 2 are the same as those in the formula (1). )
Figure 0006414060
(In Formula (10), Z is an oxygen atom (ether bond: -O-) or a sulfur atom (sulfide bond: -S-).)

式(10)の構造を与えるテトラカルボン酸二無水物としては、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、チオエーテルジフタル酸無水物が挙げられる。ポリイミド前駆体の合成時、これらは単独で用いてもよいし、二種を組み合わせて用いてもよい。硬化後の密着性の観点から、4,4’−オキシジフタル酸二無水物を用いることが好ましい。   Examples of tetracarboxylic dianhydrides that give the structure of formula (10) include 4,4'-oxydiphthalic dianhydride and thioether diphthalic anhydride. When synthesizing the polyimide precursor, these may be used alone or in combination of two. From the viewpoint of adhesion after curing, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride is preferably used.

ポリイミド前駆体において、式(1)で表される構造単位と式(9)で表される構造単位とをともに有する場合は、ポリイミド前駆体は共重合となる。共重合体としては、例えば、ブロック共重合体、ランダム共重合体が挙げられるが、特に制限はない。   When the polyimide precursor has both the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (9), the polyimide precursor is copolymerized. Examples of the copolymer include a block copolymer and a random copolymer, but are not particularly limited.

式(1)で表される構造単位と、式(9)で表される構造単位とを有するポリイミド前駆体において、低応力と良好な接着性を両立するという観点から、式(1)と式(9)のモル比[式(1)/式(9)]が、1/9〜9/1であることが好ましく、2/8〜8/2であることがより好ましく、2/8〜7/3であることが更に好ましい。   In the polyimide precursor having the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (9), from the viewpoint of achieving both low stress and good adhesion, the formula (1) and the formula The molar ratio of [9] [formula (1) / formula (9)] is preferably 1/9 to 9/1, more preferably 2/8 to 8/2, and 2/8 to More preferably, it is 7/3.

成分(a)のポリイミド前駆体は、式(1)で表される構造単位及び式(9)で表される単位以外の構造単位を有していてもよい。式(1)で表される構造単位及び式(9)で表される単位以外の構造単位を有するポリイミド前駆体を与えるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−[イソプロピリデンビス[(p−フェニレン)オキシ]]ジフタル酸1,2:1’,2’−二無水物等が挙げられる。また、式(1)で表される構造単位及び式(9)で表される単位以外の構造単位を有するポリイミド前駆体を与えるジアミンとしては、4,4’−オキシジアニリン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、1,4−シクロヘキサンジアミン、1,3’−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン等が挙げられる。   The polyimide precursor of component (a) may have a structural unit other than the structural unit represented by formula (1) and the unit represented by formula (9). Examples of the tetracarboxylic dianhydride that gives a polyimide precursor having a structural unit other than the structural unit represented by the formula (1) and the unit represented by the formula (9) include 3,3 ′, 4,4, for example. '-Benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 4,4'-[isopropylidenebis [(p-phenylene) oxy]] diphthalic acid 1,2: 1 ', 2'-dianhydride etc. are mentioned. Examples of the diamine that gives a polyimide precursor having a structural unit other than the structural unit represented by the formula (1) and the unit represented by the formula (9) include 4,4′-oxydianiline, 4,4 ′. -Diaminodiphenylmethane, 1,4-cyclohexanediamine, 1,3′-bis (3-aminophenoxy) benzene and the like.

低応力化の観点から、これらのテトラカルボン酸二無水物及びジアミンは、原料として用いるテトラカルボン酸二無水物総量及びジアミンに対して、20mol%以下であることが好ましく、10mol%以下であることがより好ましく、式(1)及び式(9)の構造を与えるテトラカルボン酸二無水物及びジアミンのみを用いることが特に好ましい。   From the viewpoint of reducing stress, these tetracarboxylic dianhydrides and diamines are preferably 20 mol% or less, preferably 10 mol% or less, based on the total amount of tetracarboxylic dianhydrides and diamines used as raw materials. Are more preferable, and it is particularly preferable to use only a tetracarboxylic dianhydride and a diamine which give the structures of the formulas (1) and (9).

成分(a)のポリイミド前駆体の分子量は、ポリスチレン換算での重量平均分子量が10000〜100000であることが好ましく、15000〜100000であることがより好ましく、20000〜85000であることが更に好ましい。重量平均分子量が10000より小さいと、硬化後の応力が充分に低下しないおそれがあり、100000より大きいと、溶剤への溶解性が低下したり、溶液の粘度が増大して取り扱い性が低下したりするおそれがある。
尚、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ー法によって測定することができ、標準ポリスチレン検量線を用いて換算することによって求められる。
As for the molecular weight of the polyimide precursor of component (a), the weight average molecular weight in terms of polystyrene is preferably 10,000 to 100,000, more preferably 15,000 to 100,000, and still more preferably 20,000 to 85,000. If the weight average molecular weight is less than 10,000, the stress after curing may not be sufficiently reduced, and if it is greater than 100,000, the solubility in a solvent may be reduced, or the viscosity of the solution may be increased and the handleability may be reduced. There is a risk.
In addition, a weight average molecular weight can be measured by the gel permeation chromatography method, and is calculated | required by converting using a standard polystyrene calibration curve.

本発明の樹脂組成物は、成分(a)のポリイミド前駆体を全樹脂組成物中20〜60質量%含有することが好ましく、25〜55質量%含有することがより好ましく、30〜55質量%含有することが更に好ましい。   The resin composition of the present invention preferably contains 20 to 60 mass% of the polyimide precursor of component (a), more preferably 25 to 55 mass%, more preferably 30 to 55 mass% in the total resin composition. It is more preferable to contain.

成分(a)のポリイミド前駆体は従来公知の方法で合成できる。   The polyimide precursor of component (a) can be synthesized by a conventionally known method.

(b)成分:アルコキシシラン化合物
(b)成分のアルコキシシラン化合物は、膜と基材の密着性を向上させる成分として用いられる。
本発明の樹脂組成物は、得られる硬化膜の基材への密着性を向上させる観点から、(b)成分として、(b1)下記式(4−1)で表される化合物を含有することが好ましい。

Figure 0006414060
(式(4−1)中、R11は、炭素数1〜4のアルキル基であり、
12は、各々独立に、水酸基又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
aは、1〜3の整数であり、
nは、1〜6の整数であり、
13は、下記式(5)又は(6)の基である。)
Figure 0006414060
(式(5)中、R14は、炭素数1〜10のアルキル基又はヒドロキシアルキルシラン由来の1価の有機基である。
式(6)中、R15は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、アミノアルキルシラン由来の1価の有機基、又は複素環基である。
14及びR15は、各々、置換基を有していてもよい。)(B) Component: Alkoxysilane Compound The alkoxysilane compound (b) is used as a component that improves the adhesion between the film and the substrate.
The resin composition of this invention contains the compound represented by (b1) following formula (4-1) as a (b) component from a viewpoint of improving the adhesiveness to the base material of the cured film obtained. Is preferred.
Figure 0006414060
(In formula (4-1), R 11 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 12 is each independently a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
a is an integer of 1 to 3,
n is an integer of 1 to 6,
R 13 is a group of the following formula (5) or (6). )
Figure 0006414060
(In Formula (5), R < 14 > is a monovalent organic group derived from a C1-C10 alkyl group or hydroxyalkylsilane.
In formula (6), R 15 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a monovalent organic group derived from aminoalkylsilane, or a heterocyclic group.
R 14 and R 15 may each have a substituent. )

また、本発明の樹脂組成物は、(b)成分として、(b2)下記式(4−2)で表される化合物を含有することが好ましい。

Figure 0006414060
(式(4−2)中、R11は、各々独立に、炭素数1〜4のアルキル基であり、
12は、各々独立に、水酸基又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
aは、1〜3の整数であり、
nは、1〜6の整数であり、
13は、エポキシ基を有する有機基、又はジヒドロキシエチルアミノ基を有する有機基である。)Moreover, it is preferable that the resin composition of this invention contains the compound represented by (b2) following formula (4-2) as (b) component.
Figure 0006414060
(In formula (4-2), each R 11 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 12 is each independently a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
a is an integer of 1 to 3,
n is an integer of 1 to 6,
R 13 is an organic group having an epoxy group or an organic group having a dihydroxyethylamino group. )

基材との現像時の密着性と、現像後膜においての硬化後の密着性とを双方向上させる点では、上記式(b1)成分と、上記(b2)成分とを併用することが好ましい。   It is preferable to use the component (b1) and the component (b2) together in terms of increasing the adhesiveness at the time of development with the substrate and the adhesiveness after curing in the post-development film.

本発明の樹脂組成物は(b1)成分を含有することにより、硬化膜としたときの良好な基板への密着性を発現することができる。これは、樹脂膜の加熱硬化工程において、式(4−1)で表される化合物のイソシアネートの保護基が脱離し、反応性の高いイソシアネート基が再生し、ポリマー(ポリイミド前駆体)末端のカルボン酸やアミンと反応し化学結合をつくるためだと考えられる。   The resin composition of this invention can express the adhesiveness to the favorable board | substrate when it is set as a cured film by containing (b1) component. This is because in the heat curing step of the resin film, the isocyanate protecting group of the compound represented by the formula (4-1) is eliminated, the highly reactive isocyanate group is regenerated, and the polymer (polyimide precursor) terminal carboxyl is recovered. It is thought to react with acids and amines to form chemical bonds.

また、本発明の樹脂組成物は(b1)成分を含有することにより、良好な保存安定性を発現することができる。これは、式(4−1)で表される化合物の保護されたイソシアネートが、加熱硬化工程の前では保護基が脱離していない反応性の低い状態であるためだと考えられる。   Moreover, the resin composition of this invention can express favorable storage stability by containing (b1) component. This is presumably because the protected isocyanate of the compound represented by formula (4-1) is in a low-reactive state in which the protective group is not eliminated before the heat curing step.

式(4−1)で表される化合物は、式(21)で表される化合物と、水酸基又はアミノ基を有する化合物とを混合し、付加反応させることによって得られる。

Figure 0006414060
(式(21)中、R29は、炭素数1〜4のアルキル基であり、
30は、各々独立に、水酸基又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
bは、1〜3の整数であり、
28は、炭素数1〜6のアルキレン基である。)The compound represented by the formula (4-1) is obtained by mixing the compound represented by the formula (21) with a compound having a hydroxyl group or an amino group and causing an addition reaction.
Figure 0006414060
(In the formula (21), R 29 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 30 is each independently a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
b is an integer of 1 to 3,
R 28 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. )

式(21)で示される化合物としては、1−イソシアナートメチルトリメチルシラン、1−イソシアナートメチルトリエチルシラン、1−イソシアナートメチルトリプロピルシラン、1−イソシアナートメチルトリブチルシラン、1−イソシアナートメチルトリメトキシシラン、1−イソシアナートメチルジメトキシメチルシラン、1−イソシアナートメチルメトキシジメチルシラン、1−イソシアナートメチルトリエトキシシラン、1−イソシアナートメチルトリプロポキシシラン、1−イソシアナートメチルトリブトキシシラン、1−イソシアナートメチルジエトキシエチルシラン、3−イソシアナートプロピルトリメチルシラン、3−イソシアナートプロピルトリエチルシラン、3−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナートプロピルジメトキシメチルシラン、3−イソシアナートプロピルメトキシジメチルシラン、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナートプロピルジエトキシエチルシラン、3−イソシアナートプロピルエトキシジエチルシラン、6−イソシアナートヘキシルトリメトキシシラン、6−イソシアナートヘキシルジメトキシメチルシラン、6−イソシアナートヘキシルメトキシジメチルシラン、6−イソシアナートヘキシルトリエトキシシラン、6−イソシアナートヘキシルジエトキシエチルシラン、6−イソシアナートヘキシルエトキシジエチルシラン等が挙げられ、入手し易さの観点から、3−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシランが好ましい。   Examples of the compound represented by the formula (21) include 1-isocyanatomethyltrimethylsilane, 1-isocyanatomethyltriethylsilane, 1-isocyanatemethyltripropylsilane, 1-isocyanatemethyltributylsilane, 1-isocyanatomethyltrimethylsilane. Methoxysilane, 1-isocyanatomethyldimethoxymethylsilane, 1-isocyanatomethylmethoxydimethylsilane, 1-isocyanatomethyltriethoxysilane, 1-isocyanatomethyltripropoxysilane, 1-isocyanatomethyltributoxysilane, Isocyanate methyldiethoxyethylsilane, 3-isocyanatopropyltrimethylsilane, 3-isocyanatopropyltriethylsilane, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3- Sodium propyldimethoxymethylsilane, 3-isocyanatopropylmethoxydimethylsilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyldiethoxyethylsilane, 3-isocyanatopropylethoxydiethylsilane, 6-isocyanatohexyltri Methoxysilane, 6-isocyanatohexyldimethoxymethylsilane, 6-isocyanatohexylmethoxydimethylsilane, 6-isocyanatohexyltriethoxysilane, 6-isocyanatohexyldiethoxyethylsilane, 6-isocyanatohexylethoxydiethylsilane, etc. From the viewpoint of availability, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane and 3-isocyanatopropyltriethoxysilane are preferred. .

式(4−1)の化合物においてR13が式(5)で表される化合物は、式(21)の化合物と、水酸基を有する化合物、ヒドロキシアルキルシランを有する化合物を反応させることで得られる。この反応式を下記式(22)に示す。

Figure 0006414060
(式(22)中、Rは、−R28−Si(OR29(R303−bであり、
28、R29、R30及びbは、式(21)と同じであり、
R’は、炭素数1〜10のアルキル基である。)In the compound of the formula (4-1), the compound in which R 13 is represented by the formula (5) can be obtained by reacting the compound of the formula (21) with a compound having a hydroxyl group and a compound having a hydroxyalkylsilane. This reaction formula is shown in the following formula (22).
Figure 0006414060
(In the formula (22), R is, -R 28 -Si (OR 29) b (R 30) is a 3-b,
R 28 , R 29 , R 30 and b are the same as in formula (21),
R ′ is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. )

R’が炭素数1〜10のアルキル基である化合物を式(21)と反応させた場合、式(5)中のR14が炭素数1〜10のアルキル基である化合物が得られる。そのような水酸基を有する炭素数1〜10の化合物としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナール、デカノール、2−メチル−1−ヘキサノール、3−メチル−1−ヘキサノール、4−メチル−1−ヘキサノール、5−メチル−1−ヘキサノール、2−エチル−1−ヘキサノール、3−エチル−1−ヘキサノール、4−エチル−1−ヘキサノール、2,2−ジメチル−1−プロパノール、シクロヘキサノール等が挙げられる。When a compound in which R ′ is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is reacted with formula (21), a compound in which R 14 in formula (5) is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is obtained. Examples of such a compound having 1 to 10 carbon atoms having a hydroxyl group include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, 2-butanol, t-butanol, hexanol, heptanol, octanol, nonal, decanol, 2- Methyl-1-hexanol, 3-methyl-1-hexanol, 4-methyl-1-hexanol, 5-methyl-1-hexanol, 2-ethyl-1-hexanol, 3-ethyl-1-hexanol, 4-ethyl- Examples include 1-hexanol, 2,2-dimethyl-1-propanol, and cyclohexanol.

ヒドロキシアルキルシラン化合物を式(21)の化合物と反応させた場合、式(5)中のR14がヒドロキシアルキルシラン由来の有機基を有する化合物が得られる。ヒドロキシアルキルシラン化合物としては、ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン,N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−N,N−ビス(トリメトキシシリルプロピル)エチレンジアミン、N−(ヒドロキシメチル)−N−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、7−トリエトキシシリルプロポキシ−5−ヒドロキシフラボン、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4−ヒドロキシブチラミド、2−ヒドロキシ−4−(3メチルジエトキシシリルプロポキシ)ジフェニルケトン、1,3−ビス(4−ヒドロキシブチル)テトラメチルジシロキサン、3−(N−アセチル−4−ヒドロキシプロピルオキシ)プロピルトリエトキシシラン、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン等が例示され、中でもビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシランが好ましい。When the hydroxyalkylsilane compound is reacted with the compound of formula (21), a compound in which R 14 in formula (5) has an organic group derived from hydroxyalkylsilane is obtained. Examples of the hydroxyalkylsilane compound include bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, N, N-bis (2-hydroxyethyl) -N, N-bis (trimethoxysilylpropyl) ethylenediamine, N- (Hydroxymethyl) -N-methylaminopropyltrimethoxysilane, 7-triethoxysilylpropoxy-5-hydroxyflavone, N- (3-triethoxysilylpropyl) -4-hydroxybutyramide, 2-hydroxy-4- ( 3methyldiethoxysilylpropoxy) diphenyl ketone, 1,3-bis (4-hydroxybutyl) tetramethyldisiloxane, 3- (N-acetyl-4-hydroxypropyloxy) propyltriethoxysilane, hydroxymethyltriethoxysilane, etc. Is illustrated, while Also bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane are preferred.

式(4−1)の化合物において、R13が式(6)で表される化合物は、式(21)の化合物と、アンモニア、アミノ基を有する炭素数1〜10の化合物、アミノアルキルシラン化合物又はアミノ基を有する複素環化合物を反応させることで得られる。この反応式を下記式(23)に示す。

Figure 0006414060
(式(23)中、Rは、−R28−Si(OR29(R303−bであり、
28、R29、R30及びbは、式(21)と同じであり、
R’は、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基である。)In the compound of the formula (4-1), the compound in which R 13 is represented by the formula (6) is a compound of the formula (21), ammonia, a compound having 1 to 10 carbon atoms having an amino group, an aminoalkylsilane compound Alternatively, it can be obtained by reacting a heterocyclic compound having an amino group. This reaction formula is shown in the following formula (23).
Figure 0006414060
(In the formula (23), R is, -R 28 -Si (OR 29) b (R 30) is a 3-b,
R 28 , R 29 , R 30 and b are the same as in formula (21),
R ′ is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. )

R’が水素原子である化合物を式(21)と反応させた場合、式(6)のR15が水素原子である化合物が得られる。このような化合物としてはアンモニアが挙げられる。
R’が炭素数1〜10のアルキル基である化合物を式(21)と反応させた場合、式(6)のR15が炭素数1〜10のアルキル基である化合物が得られる。アミノ基を有する炭素数1〜10の化合物としては、アミノメタン、アミノエタン、アミノプロパン、アミノブタン、アミノペンタン、アミノヘキサン、アミノヘプタン、アミノオクタン、アミノノナン、アミノデカン、2−エチルアミノヘキサン等が挙げられる。
When a compound in which R ′ is a hydrogen atom is reacted with formula (21), a compound in which R 15 in formula (6) is a hydrogen atom is obtained. An example of such a compound is ammonia.
When a compound in which R ′ is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is reacted with formula (21), a compound in which R 15 in formula (6) is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is obtained. Examples of the compound having 1 to 10 carbon atoms having an amino group include aminomethane, aminoethane, aminopropane, aminobutane, aminopentane, aminohexane, aminoheptane, aminooctane, aminononane, aminodecane, and 2-ethylaminohexane.

アミノアルキルシラン化合物を式(21)と反応させた場合、式(6)のR15がアミノアルキルシラン由来の有機基を有する化合物が得られる。アミノアルキルシラン化合物としては、4−アミノブチルトリエトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチルトリメトキシシロキサン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチル−ジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−4−アミノプロピルメチル−トリエトキシシラン等が挙げられる。When the aminoalkylsilane compound is reacted with the formula (21), a compound in which R 15 in the formula (6) has an aminoalkylsilane-derived organic group is obtained. Examples of aminoalkylsilane compounds include 4-aminobutyltriethoxysilane, 4-amino-3,3-dimethylbutyltrimethoxysiloxane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyl-dimethoxysilane, N- ( 2-aminoethyl) -4-aminopropylmethyl-triethoxysilane and the like.

アミノ基を有する複素環化合物と式(21)の化合物を反応させた場合、式(6)のR15が複素環基である化合物が得られる。アミノ基を有する複素環化合物としては、5−アミノテトラゾール、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール、4−アミノ‐1,2,4−トリアゾール、4−アミノピリジン、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、2,6−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、2−アミノチアゾール、2−アミノベンゾチアゾール等が挙げられる。When the heterocyclic compound having an amino group is reacted with the compound of the formula (21), a compound in which R 15 of the formula (6) is a heterocyclic group is obtained. Examples of the heterocyclic compound having an amino group include 5-aminotetrazole, 3-amino-1,2,4-triazole, 4-amino-1,2,4-triazole, 4-aminopyridine, 2-aminopyridine, 3 -Aminopyridine, 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2-aminothiazole, 2-aminobenzothiazole and the like.

式(22)及び(23)の反応は、室温で反応させても、50℃〜100℃の間の温度範囲で反応させてもよい。また、原料を直接混合しても、ジメチルホルムアミド、1,2−ジエトキシエタン、N−メチルピロリドン等の溶剤を用いてもよい。   Reaction of Formula (22) and (23) may be made to react at room temperature, or you may make it react in the temperature range between 50 to 100 degreeC. Further, the raw materials may be directly mixed or a solvent such as dimethylformamide, 1,2-diethoxyethane, N-methylpyrrolidone may be used.

本発明の樹脂組成物は、より優れた密着性、より良好な保存安定性を与える観点から、(b1)成分が下記化合物の少なくとも1種を含有することが好ましい。

Figure 0006414060
In the resin composition of the present invention, the component (b1) preferably contains at least one of the following compounds from the viewpoint of providing better adhesion and better storage stability.
Figure 0006414060

(b1)成分の含有量としては、(a)成分100質量部に対して0.1〜20質量部が好ましく、1〜10質量部がより好ましく、1〜6が更に好ましい。0.1質量部以上であると、基板とのより充分の密着性を付与することができ、20質量部以下になると室温保存時においての粘度上昇等の問題をより抑制できる。   As content of (b1) component, 0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (a) component, 1-10 mass parts is more preferable, and 1-6 are still more preferable. When it is 0.1 part by mass or more, sufficient adhesion to the substrate can be imparted, and when it is 20 parts by mass or less, problems such as an increase in viscosity during storage at room temperature can be further suppressed.

本発明の樹脂組成物は、現像時の膜とシリコンウエハーとの密着性を向上させる観点から、(b2)成分を含有することが好ましい。   The resin composition of the present invention preferably contains the component (b2) from the viewpoint of improving the adhesion between the film during development and the silicon wafer.

(b2)成分を含有することで、露光前加熱を行った段階で、エポキシ基や、ヒドロキシル基が(a)成分中の末端に存在する、カルボキシル基やアミノ基と反応することによって、現像時の剥がれを有すると考えられる。   By containing the component (b2), the epoxy group or the hydroxyl group reacts with the carboxyl group or amino group present at the terminal in the component (a) at the stage of performing the pre-exposure heating. It is thought that it has peeling of.

(b2)成分として用いられる化合物としては、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピル−トリエトキシシランが挙げられる。特に好ましくはビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピル−トリエトキシシランである。   As the compound used as the component (b2), γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, bis (2- Hydroxyethyl) -3-aminopropyl-triethoxysilane. Particularly preferred is bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopropyl-triethoxysilane.

(b2)成分の含有量としては、(a)成分100質量部に対して0.1〜20質量部が好ましく、1〜10質量部がより好ましく、1〜3が更に好ましい。0.1質量部以上であると、基板とのより充分の密着性を付与することができ、20質量部以下になると室温保存時においての粘度上昇等の問題をより抑制できる。   As content of (b2) component, 0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (a) component, 1-10 mass parts is more preferable, and 1-3 are still more preferable. When it is 0.1 part by mass or more, sufficient adhesion to the substrate can be imparted, and when it is 20 parts by mass or less, problems such as an increase in viscosity during storage at room temperature can be further suppressed.

(b1)成分と(b2)成分は、単独で用いてもよく、併用してもよい。
併用する場合、(b1)成分の含有量は、(a)成分100質量部に対して0.1〜20質量部が好ましく、1〜10質量部がより好ましく、1〜3が更に好ましい。(b2)成分の含有量は、(a)成分100質量部に対して0.1〜20質量部が好ましく、1〜10質量部がより好ましく、1〜3が更に好ましい。(b1)成分と(b2)成分を併せた含有量は、(a)成分100質量部に対して0.1〜20質量部が好ましく、1〜10質量部がより好ましく、3〜6が更に好ましい。0.1質量部以上であると、基板とのより充分の密着性を付与することができ、20質量部以下になると室温保存時においての粘度上昇等の問題をより抑制できる。
The component (b1) and the component (b2) may be used alone or in combination.
When using together, 0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (a) component, as for content of (b1) component, 1-10 mass parts is more preferable, and 1-3 are still more preferable. 0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (a) component, as for content of (b2) component, 1-10 mass parts is more preferable, and 1-3 are still more preferable. 0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (a) component, as for content which combined (b1) component and (b2) component, 1-10 mass parts is more preferable, and 3-6 are further. preferable. When it is 0.1 part by mass or more, sufficient adhesion to the substrate can be imparted, and when it is 20 parts by mass or less, problems such as an increase in viscosity during storage at room temperature can be further suppressed.

その他のアルコキシシラン化合物
尚、本発明の樹脂組成物には、硬化後のシリコン基板等への密着性を向上させるために、上記以外のアルコキシシラン化合物を含んでいてもよい。上記以外のアルコキシシラン化合物としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、トリエトキシシリルプロピルエチルカルバメート、3−(トリエトキシシリル)プロピルコハク酸無水物、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、N―フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチルブチリデン)プロピルアミン等が挙げられる。
Other alkoxysilane compounds In addition, in order to improve the adhesiveness to the silicon substrate etc. after hardening in the resin composition of this invention, the alkoxysilane compounds other than the above may be included. As alkoxysilane compounds other than the above, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltri Methoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, triethoxysilylpropylethylcarbamate, 3- (triethoxysilyl) propyl Succinic anhydride, phenyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethylbutane Isopropylidene) propylamine, and the like.

上記アルコキシシラン化合物を含有する場合の含有量は、硬化後の密着性の観点から、ポリイミド前駆体100質量部に対して、0.1〜20質量部とすることが好ましく、0.5〜15質量部とすることがより好ましく、0.5〜10質量部とすることが更に好ましい。   In the case of containing the alkoxysilane compound, the content is preferably 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyimide precursor from the viewpoint of adhesion after curing, and 0.5 to 15 It is more preferable to set it as a mass part, and it is still more preferable to set it as 0.5-10 mass parts.

(c)成分:光開始剤
(c)成分は、オキシムエステル化合物を含有する。具体的には、式(7)で表される構造を有する化合物が好ましい。

Figure 0006414060
(式(7)中、R16〜R22は、各々独立に、水素原子又は1価の基である。)(C) Component: Photoinitiator (c) A component contains an oxime ester compound. Specifically, a compound having a structure represented by the formula (7) is preferable.
Figure 0006414060
(In formula (7), R 16 to R 22 are each independently a hydrogen atom or a monovalent group.)

具体的には、R16は、フェニル基(炭素数1〜10のアルキル基、フェニル基、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルコキシ基及びアルキルメルカプト基、炭素数1〜10のアルキル基を二つ有するジアルキルアミノ基等で置換されていてもよい)、炭素数1〜20のアルキル基(但し、アルキル基の炭素数が2〜20の場合、主鎖炭素原子間に1個以上の酸素原子を有するか、及び/又は1個以上の水酸基で置換されていてもよい)、炭素数5〜8のシクロアルキル基、炭素数2〜20のアルカノイル基、ベンゾイル基(但し、炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、アルコキシル基、チオエーテル基、ジアルキルアミノ基等で置換されていてもよい)、炭素数2〜12のアルコキシカルボニル基(但し、アルコキシル基の炭素数が2〜11の場合、主鎖炭素原子間に1個以上の酸素原子を有するか、及び/又は1個以上の水酸基で置換されていてもよい)、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜6のアルキルスルフィニル基及びアルキルスルホニル基、アリールスルフィニル基及びアリールスルホニル基(但し、アリール基は炭素数6〜12のアリール基であり、炭素数1〜12のアルキル基で置換されていてもよい)、炭素数1〜6のアルコキシスルホニル基、炭素数6〜10のアリーロキシスルホニル基、又はジフェニルホスフィノイル基のいずれかである。Specifically, R 16 represents a phenyl group (an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a phenyl group, a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms and an alkyl mercapto group, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. One or more dialkylamino groups, etc.), an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (provided that the alkyl group has 2 to 20 carbon atoms, one or more oxygen atoms between main chain carbon atoms) And / or may be substituted with one or more hydroxyl groups), a cycloalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, an alkanoyl group having 2 to 20 carbon atoms, or a benzoyl group (however, having 1 to 6 carbon atoms) An alkyl group, a phenyl group, an alkoxyl group, a thioether group, a dialkylamino group, etc.), an alkoxycarbonyl group having 2 to 12 carbon atoms (provided that the alkoxyl group has 2 carbon atoms) In the case of ˜11, it may have one or more oxygen atoms between main chain carbon atoms and / or may be substituted with one or more hydroxyl groups), a cyano group, a nitro group, or a carbon number of 1 to 4 A haloalkyl group, an alkylsulfinyl group having 1 to 6 carbon atoms and an alkylsulfonyl group, an arylsulfinyl group and an arylsulfonyl group (wherein the aryl group is an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms) Which may be substituted), an alkoxysulfonyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryloxysulfonyl group having 6 to 10 carbon atoms, or a diphenylphosphinoyl group.

17は、炭素数2〜12のアルカノイル基(但し、1個以上のハロゲン原子又はシアノ基で置換されていてもよい)、α、β不飽和カルボニル構造を有さない炭素数4〜6のアルケノイル基、ベンゾイル基(但し、炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、アルコキシル基、チオエーテル基、ジアルキルアミノ基で置換されていてもよい)、炭素数2〜6のアルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基(但し、1個以上の炭素数1〜6のアルキル基又はハロゲン原子で置換されていてもよい)のいずれかである。R 17 is an alkanoyl group having 2 to 12 carbon atoms (provided that the alkanoyl group may be substituted with one or more halogen atoms or a cyano group), α, β 4 to 6 carbon atoms having no unsaturated carbonyl structure. Alkenoyl group, benzoyl group (however, it may be substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, phenyl group, alkoxyl group, thioether group or dialkylamino group), alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms, phenoxycarbonyl One of the groups (which may be substituted with one or more alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms or a halogen atom).

18、R19、R20、R21及びR22は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜12のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基(但し、ヒドロキシル基、メルカプト基、炭素数1〜12のアルコキシル基及びアルキルメルカプト基(但し、アルキル鎖中の少なくとも一つ以上の水素原子が、水酸基、メルカプト基、シアノ基、炭素数1〜4のアルコキシル基、炭素数3〜6のアルケニルオキシ基、2−シアノエトキシ基、炭素数4〜7の2−(アルコキシカルボニル)エトキシ基、炭素数2〜5のアルキルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基、カルボキシル基、炭素数2〜5のアルコキシルカルボニル基、主鎖炭素原子間に1個以上の酸素原子を有する炭素数2〜6のアルコキシル基、炭素数2〜8のアルキルカルボニルオキシ基、フェニル基のいずれかで置換されていてもよい)、ベンジル基、ベンゾイル基、炭素数2〜12のアルカノイル基、炭素数2〜12のアルコキシルカルボニル基(但し、アルコキシル基の炭素数が2〜11の場合、該アルコキシル基は主鎖炭素原子間に1個以上の酸素原子を有するか、及び/又は1個以上の水酸基で置換されていてもよい)、フェノキシカルボニル基、フェノキシ基及びフェニルチオ基(但し、フェニル環上の少なくとも一つ以上の水素原子が、ヒドロキシル基、炭素数1〜6のアルコキシル基、炭素数1〜6のアルキルメルカプト基、炭素数1〜12のアルキル基、カルボキシル基、ヒドロキシメチルオキシカルボニル基、ヒドロキシエチルオキシカルボニル基、ヒドロキシエチルオキシ基、ヒドロキシプロピルオキシ基のいずれかで置換されていてもよい)、炭素数1〜6のアルキルスルフィニル基及びアルキルスルホニル基、アリールスルフィニル基及びアリールスルホニル基(但し、アリール基は炭素数6〜12のアリール基であり、炭素数1〜12のアルキル基で置換されていてもよい)、炭素数1〜6のアルコキシスルホニル基、炭素数6〜10のアリーロキシスルホニル基、炭素数1〜10のアルキル基を二つ有するジアルキルアミノ基のいずれかである。中でも感度の観点から、炭素数1〜12のアルキルメルカプト基(但し、アルキル鎖中の少なくとも一つ以上の水素原子が、水酸基、メルカプト基、シアノ基、炭素数1〜4のアルコキシル基、炭素数3〜6のアルケニルオキシ基、2−シアノエトキシ基、炭素数4〜7の2−(アルコキシカルボニル)エトキシ基、炭素数2〜5のアルキルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基、カルボキシル基、炭素数2〜5のアルコキシルカルボニル基、主鎖炭素原子間に1個以上の酸素原子を有する炭素数2〜6のアルコキシル基、炭素数2〜8のアルキルカルボニルオキシ基、フェニル基のいずれかで置換されていてもよい)、フェニルチオ基(但し、フェニル環上の少なくとも一つ以上の水素原子が、ヒドロキシル基、炭素数1〜6のアルコキシル基、炭素数1〜6のアルキルメルカプト基、炭素数1〜12のアルキル基、カルボキシル基、ヒドロキシメチルオキシカルボニル基、ヒドロキシエチルオキシカルボニル基、ヒドロキシエチルオキシ基、ヒドロキシプロピルオキシ基のいずれかで置換されていてもよい)が好ましい。R 18 , R 19 , R 20 , R 21 and R 22 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group (however, a hydroxyl group, a mercapto group) Group, an alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms and an alkyl mercapto group (provided that at least one hydrogen atom in the alkyl chain is a hydroxyl group, a mercapto group, a cyano group, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, a carbon number of 3 -6 alkenyloxy group, 2-cyanoethoxy group, 2- (alkoxycarbonyl) ethoxy group having 4 to 7 carbon atoms, alkylcarbonyloxy group having 2 to 5 carbon atoms, phenylcarbonyloxy group, carboxyl group, 2 carbon atoms An alkoxylcarbonyl group having 5 to 5 carbon atoms and one or more oxygen atoms between main chain carbon atoms having 2 to 6 carbon atoms A silyl group, a benzoyl group, an alkanoyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an alkoxyl group having 2 to 12 carbon atoms. A carbonyl group (provided that when the alkoxyl group has 2 to 11 carbon atoms, the alkoxyl group has one or more oxygen atoms between main chain carbon atoms and / or is substituted with one or more hydroxyl groups) Or a phenoxycarbonyl group, a phenoxy group, and a phenylthio group (provided that at least one hydrogen atom on the phenyl ring is a hydroxyl group, an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkyl mercapto group having 1 to 6 carbon atoms). An alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a carboxyl group, a hydroxymethyloxycarbonyl group, a hydroxyethyloxycarbonyl group, Optionally substituted with either a droxyethyloxy group or a hydroxypropyloxy group), an alkylsulfinyl group having 1 to 6 carbon atoms and an alkylsulfonyl group, an arylsulfinyl group and an arylsulfonyl group (provided that the aryl group is a carbon atom) An aryl group having 6 to 12 carbon atoms, which may be substituted with an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms), an alkoxysulfonyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryloxysulfonyl group having 6 to 10 carbon atoms, and a carbon number Any one of dialkylamino groups having two alkyl groups having 1 to 10. Among them, from the viewpoint of sensitivity, an alkyl mercapto group having 1 to 12 carbon atoms (provided that at least one hydrogen atom in the alkyl chain is A hydroxyl group, a mercapto group, a cyano group, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkenyloxy group having 3 to 6 carbon atoms, 2- Anoethoxy group, C4-C7 2- (alkoxycarbonyl) ethoxy group, C2-C5 alkylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, carboxyl group, C2-C5 alkoxylcarbonyl group, main chain carbon A C2-C6 alkoxyl group having one or more oxygen atoms between atoms, a C2-C8 alkylcarbonyloxy group, and a phenyl group (which may be substituted), a phenylthio group (however, At least one hydrogen atom on the phenyl ring is a hydroxyl group, an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl mercapto group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a carboxyl group, hydroxymethyloxy Carbonyl group, hydroxyethyloxycarbonyl group, hydroxyethyloxy group, hydroxypropyl May be substituted with any of the group) it is preferred.

16は、炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましい。また、R18、R19、R20、R21及びR22のいずれか一つが炭素数1〜12のアルキルメルカプト基(但し、アルキル鎖中の少なくとも一つ以上の水素原子が、水酸基、メルカプト基、シアノ基、炭素数1〜4のアルコキシル基、炭素数3〜6のアルケニルオキシ基、2−シアノエトキシ基、炭素数4〜7の2−(アルコキシカルボニル)エトキシ基、炭素数2〜5のアルキルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基、カルボキシル基、炭素数2〜5のアルコキシルカルボニル基、主鎖炭素原子間に1個以上の酸素原子を有する炭素数2〜6のアルコキシル基、炭素数2〜8のアルキルカルボニルオキシ基、フェニル基のいずれかで置換されていてもよい)又はフェニルチオ基(但し、フェニル環上の少なくとも一つ以上の水素原子が、ヒドロキシル基、炭素数1〜6のアルコキシル基、炭素数1〜6のアルキルメルカプト基、炭素数1〜12のアルキル基、カルボキシル基、ヒドロキシメチルオキシカルボニル基、ヒドロキシエチルオキシカルボニル基、ヒドロキシエチルオキシ基、ヒドロキシプロピルオキシ基のいずれかで置換されていてもよい)で置換されていることが好ましい。R 16 is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. In addition, any one of R 18 , R 19 , R 20 , R 21 and R 22 is an alkyl mercapto group having 1 to 12 carbon atoms (provided that at least one hydrogen atom in the alkyl chain is a hydroxyl group or a mercapto group) , Cyano group, alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, alkenyloxy group having 3 to 6 carbon atoms, 2-cyanoethoxy group, 2- (alkoxycarbonyl) ethoxy group having 4 to 7 carbon atoms, and 2 to 5 carbon atoms An alkylcarbonyloxy group, a phenylcarbonyloxy group, a carboxyl group, an alkoxylcarbonyl group having 2 to 5 carbon atoms, an alkoxyl group having 2 to 6 carbon atoms having one or more oxygen atoms between main chain carbon atoms, and 2 to 2 carbon atoms. 8 alkylcarbonyloxy groups, which may be substituted with any of phenyl groups) or phenylthio groups (provided that at least one of them on the phenyl ring) The above hydrogen atom is a hydroxyl group, an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl mercapto group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a carboxyl group, a hydroxymethyloxycarbonyl group, or hydroxyethyloxycarbonyl. And may be substituted with any one of a group, a hydroxyethyloxy group, and a hydroxypropyloxy group).

更に、R16がヘキシル基であることがより好ましい。また、R18、R19、R20及びR17が水素原子で、R15がフェニルチオ基であることがより好ましい。中でも、式(8)で表される化合物(1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)フェニル],2−(O−ベンゾイルオキシム))が更に好ましい。

Figure 0006414060
(式(8)中、芳香環は置換基を有していてもよい。)Furthermore, it is more preferable R 16 is a hexyl group. More preferably, R 18 , R 19 , R 20 and R 17 are hydrogen atoms and R 15 is a phenylthio group. Among these, a compound represented by the formula (8) (1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) phenyl], 2- (O-benzoyloxime)) is more preferable.
Figure 0006414060
(In Formula (8), the aromatic ring may have a substituent.)

(c)成分の含有量としては、(a)成分であるポリイミド前駆体100質量部に対して、0.1〜20質量部であることが好ましく、0.1〜15質量部であることがより好ましく、0.5〜10質量部であることが更に好ましく、0.5〜5質量部であることが特に好ましく、1〜5質量部であることが極めて好ましい。配合量が0.1質量部以上であると、露光部の架橋がより十分に進行し、感光特性(感度、解像度)がより良好となる傾向があり、20質量部以下であると、硬化膜の耐熱性をより良好にすることができる。   As content of (c) component, it is preferable that it is 0.1-20 mass parts with respect to 100 mass parts of polyimide precursor which is (a) component, and it is 0.1-15 mass parts. More preferably, it is 0.5-10 mass parts, More preferably, it is 0.5-5 mass parts, It is very preferable that it is 1-5 mass parts. When the blending amount is 0.1 parts by mass or more, crosslinking of the exposed part proceeds more sufficiently and the photosensitive properties (sensitivity, resolution) tend to be better, and when it is 20 parts by mass or less, the cured film The heat resistance of can be made better.

本発明の樹脂組成物は、(a)成分と(c)成分とを組み合わせることで、感光特性に優れ、かつ形成される硬化膜の応力が低くなる。特に(a)成分として式(1)で表される構造単位を有するポリイミド前駆体、(c)成分として式(7)で表される化合物を組み合わせて用いた場合、式(7)で表される化合物が特にi線等の電子線を照射した際に高い活性を示すことから、良好な感光特性を実現することができる。更に、加熱処理することによってポリイミドとなった場合、その剛直な骨格に起因して低い応力を示すという特徴を有する。   The resin composition of the present invention is excellent in photosensitive characteristics by combining the component (a) and the component (c), and the stress of the cured film to be formed becomes low. In particular, when a polyimide precursor having a structural unit represented by the formula (1) is used as the component (a) and a compound represented by the formula (7) is used as the component (c), it is represented by the formula (7). Since the compound exhibits high activity particularly when irradiated with an electron beam such as i-line, good photosensitive characteristics can be realized. Furthermore, when it becomes a polyimide by heat treatment, it has a feature of exhibiting low stress due to its rigid skeleton.

(d)成分:溶剤
(d)成分としては、(a)成分であるポリイミド前駆体を完全に溶解する極性溶剤が好ましい。例えば、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、ヘキサメチルリン酸トリアミド、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−バレロラクトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレンカーボネート、乳酸エチル、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N’−ジメチルプロピレンウレアが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、二つ以上を組み合わせて用いてもよい。
(D) Component: Solvent As the (d) component, a polar solvent that completely dissolves the polyimide precursor as the component (a) is preferable. For example, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, tetramethylurea, hexamethylphosphate triamide, γ-butyrolactone, δ-valerolactone, γ-valerolactone Cyclohexanone, cyclopentanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene carbonate, ethyl lactate, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N, N′-dimethylpropylene urea. These may be used alone or in combination of two or more.

溶剤は、樹脂組成物中に40〜80質量%含有することが好ましく、45〜75質量%含有することがより好ましく、45〜70質量%含有することが更に好ましい。   The solvent is preferably contained in the resin composition in an amount of 40 to 80% by mass, more preferably 45 to 75% by mass, and still more preferably 45 to 70% by mass.

本発明の樹脂組成物には、必要に応じて付加重合性化合物を配合してもよい。付加重合性化合物としては、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、スチレン、ジビニルベンゼン、4−ビニルトルエン、4−ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、1,3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、1,3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、メチレンビスアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。   You may mix | blend an addition polymerizable compound with the resin composition of this invention as needed. Examples of the addition polymerizable compound include diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane diacrylate, and trimethylolpropane. Triacrylate, trimethylolpropane dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate , Pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, Intererythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, styrene, divinylbenzene, 4-vinyltoluene, 4-vinylpyridine, N-vinylpyrrolidone, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 1,3-acryloyloxy-2 -Hydroxypropane, 1,3-methacryloyloxy-2-hydroxypropane, methylenebisacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methylolacrylamide and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

付加重合性化合物を含有する場合の含有量は、現像液への溶解性及び得られる硬化膜の耐熱性の観点から、ポリイミド前駆体100質量部に対して、1〜100質量部とすることが好ましく、1〜75質量部とすることがより好ましく、1〜50質量部とすることが更に好ましい。   In the case of containing an addition polymerizable compound, the content may be 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyimide precursor from the viewpoint of solubility in a developer and heat resistance of a cured film to be obtained. Preferably, it is 1-75 mass parts, More preferably, it is 1-50 mass parts.

また、本発明の樹脂組成物には、良好な保存安定性を確保するために、ラジカル重合禁止剤又はラジカル重合抑制剤を配合してもよい。ラジカル重合禁止剤又はラジカル重合抑制剤としては、例えば、p−メトキシフェノール、ジフェニル−p−ベンゾキノン、ベンゾキノン、ハイドロキノン、ピロガロール、フェノチアジン、レゾルシノール、オルトジニトロベンゼン、パラジニトロベンゼン、メタジニトロベンゼン、フェナントラキノン、N−フェニル−2−ナフチルアミン、クペロン、2,5−トルキノン、タンニン酸、パラベンジルアミノフェノール、ニトロソアミン類等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。   In addition, the resin composition of the present invention may contain a radical polymerization inhibitor or a radical polymerization inhibitor in order to ensure good storage stability. Examples of radical polymerization inhibitors or radical polymerization inhibitors include p-methoxyphenol, diphenyl-p-benzoquinone, benzoquinone, hydroquinone, pyrogallol, phenothiazine, resorcinol, orthodinitrobenzene, paradinitrobenzene, metadinitrobenzene, phenanthraquinone, N-phenyl-2-naphthylamine, cuperone, 2,5-toluquinone, tannic acid, parabenzylaminophenol, nitrosamines and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

ラジカル重合禁止剤又はラジカル重合抑制剤を含有する場合の含有量としては、樹脂組成物の保存安定性及び得られる硬化膜の耐熱性の観点から、ポリイミド前駆体100質量部に対して、0.01〜30質量部であることが好ましく、0.01〜10質量部であることがより好ましく、0.05〜5質量部であることが更に好ましい。   In the case of containing a radical polymerization inhibitor or a radical polymerization inhibitor, the content is preferably from about 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyimide precursor from the viewpoint of the storage stability of the resin composition and the heat resistance of the resulting cured film. It is preferably 01 to 30 parts by mass, more preferably 0.01 to 10 parts by mass, and still more preferably 0.05 to 5 parts by mass.

尚、本発明の樹脂組成物は、例えば、90%重量以上、95重量%以上、98重量%以上、100重量%が、上記(a)〜(d)成分、及び任意に上述したその他の成分の少なくとも1種からなってもよい。   In addition, the resin composition of the present invention has, for example, 90% by weight or more, 95% by weight or more, 98% by weight or more, and 100% by weight of the above components (a) to (d) and optionally other components described above. It may consist of at least one of the following.

(パターン硬化膜、パターン硬化膜の製造方法、半導体装置)
本発明のパターン硬化膜は、上述した本発明の樹脂組成物を加熱することで得られる。本発明のパターン硬化膜は層間絶縁膜であるLow−k材の保護層として用いられることが好ましい。Low−k材としては、例えば、多孔質シリカ、ベンゾシクロブテン、水素シルセスキオキサン、ポリアリルエーテル等が挙げられる。
(Pattern cured film, pattern cured film manufacturing method, semiconductor device)
The pattern cured film of the present invention can be obtained by heating the above-described resin composition of the present invention. The pattern cured film of the present invention is preferably used as a protective layer of a low-k material which is an interlayer insulating film. Examples of the low-k material include porous silica, benzocyclobutene, hydrogen silsesquioxane, polyallyl ether, and the like.

本発明のパターン硬化膜の製造方法は、(a)本発明の樹脂組成物を基板上に塗布し乾燥して樹脂膜を形成する工程と、(b)前記工程(a)で形成した塗膜に活性光線を照射してパターン状に露光する工程と、(c)前記露光部以外の未露光部を現像によって除去する工程と、(d)前記工程(c)で得られたパターンを加熱処理してポリイミドパターンとする工程と、を有する。
まず、樹脂組成物を基板上に塗布し乾燥して塗膜を形成する工程(a)について説明する。本発明の樹脂組成物を基板上に塗布する方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、スクリーン印刷法、スピンコート法が挙げられる。基板としては、例えば、シリコンウェハー、金属基板、セラミック基板が挙げられる。本発明の樹脂組成物は、低応力の硬化膜を形成可能であるので、特に、12インチ以上の大口径のシリコンウェハーへの適用に好適である。
The method for producing a patterned cured film of the present invention comprises (a) a step of applying the resin composition of the present invention on a substrate and drying to form a resin film, and (b) a coating film formed in the step (a). Irradiating with actinic rays to expose to a pattern, (c) removing unexposed portions other than the exposed portions by development, and (d) heating the pattern obtained in the step (c) And forming a polyimide pattern.
First, the step (a) of applying a resin composition on a substrate and drying to form a coating film will be described. Examples of the method for applying the resin composition of the present invention on a substrate include an immersion method, a spray method, a screen printing method, and a spin coating method. Examples of the substrate include a silicon wafer, a metal substrate, and a ceramic substrate. Since the resin composition of the present invention can form a low-stress cured film, it is particularly suitable for application to a silicon wafer having a large diameter of 12 inches or more.

樹脂組成物を基板上に塗布した後、溶剤を加熱により除去(乾燥)することによって、粘着性の少ない塗膜(樹脂膜)を形成することができる。尚、乾燥する際の加熱温度は80〜130℃であることが好ましく、乾燥時間は30〜300秒であることが好ましい。乾燥はホットプレート等の装置を用いて行なうことが好ましい。   After the resin composition is applied on the substrate, the solvent is removed (dried) by heating, whereby a coating film (resin film) with less adhesiveness can be formed. In addition, it is preferable that the heating temperature at the time of drying is 80-130 degreeC, and it is preferable that drying time is 30-300 second. Drying is preferably performed using an apparatus such as a hot plate.

次に、塗膜に活性光線を照射してパターン状に露光する工程(b)及び露光部以外の未露光部を現像によって除去してパターン樹脂膜を得る工程(c)を説明する。
上記の方法で得られた塗膜を、所望のパターンが描かれたマスクを通して活性光線を照射して、パターン状に露光する。本発明の樹脂組成物はi線露光用に好適であるが、照射する活性光線としては、紫外線、遠紫外線、可視光線、電子線、X線等を用いることができる。
Next, a step (b) of irradiating the coating film with an actinic ray to expose it in a pattern and a step (c) of removing an unexposed portion other than the exposed portion by development to obtain a patterned resin film will be described.
The coating film obtained by the above method is exposed in a pattern by irradiating actinic rays through a mask on which a desired pattern is drawn. Although the resin composition of the present invention is suitable for i-line exposure, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, visible rays, electron beams, X-rays, and the like can be used as the active rays to be irradiated.

次に未露光部を適当な現像液で溶解除去することによって、所望のパターン樹脂膜を得ることができる。現像液としては、特に制限はないが、1,1,1−トリクロロエタン等の難燃性溶媒、炭酸ナトリウム水溶液、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液等のアルカリ水溶液、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、酢酸エステル類等の良溶媒、これら良溶媒と低級アルコール、水、芳香族炭化水素等の貧溶媒との混合溶媒等が用いられる。現像後は必要に応じて貧溶媒(例えば、水、エタノール、2−プロパノール)等でリンス洗浄を行う。   Next, a desired pattern resin film can be obtained by dissolving and removing the unexposed portion with an appropriate developer. The developer is not particularly limited, but is a flame retardant solvent such as 1,1,1-trichloroethane, an aqueous alkali solution such as an aqueous sodium carbonate solution and an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, Good solvents such as N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, cyclopentanone, γ-butyrolactone, acetates, etc., and these good solvents and poor solvents such as lower alcohols, water, and aromatic hydrocarbons A mixed solvent or the like is used. After development, rinsing with a poor solvent (for example, water, ethanol, 2-propanol) or the like is performed as necessary.

続いてパターン樹脂膜を加熱処理する工程(d)について説明する。上記のようにして得られたパターンを例えば80〜400℃で5〜300分間加熱することによって、樹脂組成物に含まれるポリイミド前駆体のイミド化を進行させてパターン硬化膜を得ることができる。この加熱処理する工程は、加熱時のポリイミドの酸化劣化を抑制するために、100ppm以下の低酸素濃度で硬化できる硬化炉を用いることが好ましく、例えばイナートガスオーブンや縦型拡散炉を用いて行うことができる。   Then, the process (d) of heat-processing a pattern resin film is demonstrated. By heating the pattern obtained as described above at, for example, 80 to 400 ° C. for 5 to 300 minutes, imidation of the polyimide precursor contained in the resin composition is advanced to obtain a pattern cured film. In order to suppress the oxidative deterioration of the polyimide during heating, it is preferable to use a curing furnace that can be cured at a low oxygen concentration of 100 ppm or less, for example, an inert gas oven or a vertical diffusion furnace. Can do.

このようにして得られた本発明の硬化膜又はパターン硬化膜は、半導体装置の表面保護層、層間絶縁層、再配線層等として用いることができる。   The cured film or patterned cured film of the present invention thus obtained can be used as a surface protective layer, an interlayer insulating layer, a rewiring layer or the like of a semiconductor device.

本発明の半導体装置としては、例えば、MPU等のLogic系半導体装置やDRAMやNANDフラッシュ等のメモリー系半導体装置等が挙げられる。   Examples of the semiconductor device of the present invention include Logic semiconductor devices such as MPU and memory semiconductor devices such as DRAM and NAND flash.

図1は、本発明の一実施形態である再配線構造を有する半導体装置の概略断面図である。
本実施形態の半導体装置は多層配線構造を有している。層間絶縁層(層間絶縁膜)1の上にはAl配線層2が形成され、その上部には更に絶縁層(絶縁膜)3(例えばP−SiN層)が形成され、更に素子の表面保護層(表面保護膜)4が形成されている。配線層2のパット部5からは再配線層6が形成され、外部接続端子であるハンダ、金等で形成された導電性ボール7との接続部分である、コア8の上部まで伸びている。更に表面保護層4の上には、カバーコート層9が形成されている。再配線層6は、バリアメタル10を介して導電性ボール7に接続されているが、この導電性ボール7を保持するために、カラー11が設けられている。このような構造のパッケージを実装する際には、更に応力を緩和するために、アンダーフィル12を介することもある。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device having a rewiring structure according to an embodiment of the present invention.
The semiconductor device of this embodiment has a multilayer wiring structure. An Al wiring layer 2 is formed on the interlayer insulating layer (interlayer insulating film) 1, and an insulating layer (insulating film) 3 (for example, a P-SiN layer) is further formed on the Al wiring layer 2. A (surface protective film) 4 is formed. A rewiring layer 6 is formed from the pad portion 5 of the wiring layer 2 and extends to an upper portion of the core 8 which is a connection portion with a conductive ball 7 formed of solder, gold or the like as an external connection terminal. Further, a cover coat layer 9 is formed on the surface protective layer 4. The rewiring layer 6 is connected to the conductive ball 7 through the barrier metal 10, and a collar 11 is provided to hold the conductive ball 7. When a package having such a structure is mounted, an underfill 12 may be provided to further relieve stress.

本発明の硬化膜又はパターン硬化膜は、上記実施形態のカバーコート材、再配線用コア材、半田等のボール用カラー材、アンダーフィル材等、いわゆるパッケージ用途に使用することができる。   The cured film or pattern cured film of the present invention can be used for so-called package applications such as the cover coat material, the core material for rewiring, the color material for balls such as solder, the underfill material, and the like.

本発明の硬化膜又はパターン硬化膜は、メタル層や封止剤等との接着性に優れるとともに耐銅マイグレーション性に優れ、応力緩和効果も高いため、本発明の硬化膜又はパターン硬化膜を有する半導体素子は、極めて信頼性に優れるものとなる。   The cured film or pattern cured film of the present invention has the cured film or pattern cured film of the present invention because it has excellent adhesion to a metal layer, a sealant, and the like, as well as excellent copper migration resistance and a high stress relaxation effect. The semiconductor element is extremely excellent in reliability.

本発明の電子部品は、本発明の硬化膜又はパターン硬化膜を用いたカバーコート、再配線用コア、半田等のボール用カラー、フリップチップ等で用いられるアンダーフィル等を有すること以外は特に制限されず、様々な構造をとることができる。   The electronic component of the present invention is particularly limited except that it has a cover coat using the cured film or pattern cured film of the present invention, a core for rewiring, a ball collar such as solder, an underfill used in flip chips, etc. Instead, it can take various structures.

以下、実施例及び比較例を用いて、本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1−12、比較例1−6
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example and a comparative example, this invention is not limited to these Examples.
Example 1-12, Comparative Example 1-6

(1)ポリアミド酸エステル(ポリイミド前駆体)の合成
表1又は2に示した所定量のテトラカルボン酸二無水物1と、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(テトラカルボン酸二無水物1に対して2当量)、及び触媒量の1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)を、N−メチル−2−ピロリドン中(質量比でテトラカルボン酸二無水物1の4倍量)に溶解して、室温で48時間撹拌してエステル溶液1を得た。
(1) Synthesis of polyamic acid ester (polyimide precursor) A predetermined amount of tetracarboxylic dianhydride 1 shown in Table 1 or 2 and 2-hydroxyethyl methacrylate (2 equivalents relative to tetracarboxylic dianhydride 1) ), And a catalytic amount of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU) in N-methyl-2-pyrrolidone (4 times that of tetracarboxylic dianhydride 1 by weight). The ester solution 1 was obtained by stirring at room temperature for 48 hours.

更に、必要に応じて、表1又は2に示した所定量のテトラカルボン酸二無水物成分2と、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(テトラカルボン酸二無水物2に対して2当量)、及び触媒量のDBUを、N−メチル−2−ピロリドン中(質量比でテトラカルボン酸二無水物2の4倍量)に溶解して、室温で48時間撹拌してエステル溶液2を得た。
エステル溶液1とエステル溶液2を混合した後、氷浴中で冷却しながら、テトラカルボン酸二無水物1及び2の総量に対して、2.2当量の塩化チオニルを滴下した後、1時間撹拌して、酸塩化物溶液を調製した。
Furthermore, if necessary, a predetermined amount of tetracarboxylic dianhydride component 2 shown in Table 1 or 2, 2-hydroxyethyl methacrylate (2 equivalents relative to tetracarboxylic dianhydride 2), and a catalytic amount Of DBU was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (4 times the amount of tetracarboxylic dianhydride 2 by mass) and stirred at room temperature for 48 hours to obtain an ester solution 2.
After mixing the ester solution 1 and the ester solution 2, 2.2 equivalents of thionyl chloride was added dropwise to the total amount of tetracarboxylic dianhydrides 1 and 2 while cooling in an ice bath, followed by stirring for 1 hour. Thus, an acid chloride solution was prepared.

別途、表1又は2に示した所定量のジアミン1と、必要に応じて所定量のジアミン2、ピリジン(塩化チオニルの2倍当量)を、N−メチル−2−ピロリドン(質量比でジアミン1及び2の総量の4倍量)に溶解させた溶液を準備し、先に調製した酸塩化物溶液に、氷浴中で冷却しながら滴下した。滴下終了後、反応液を蒸留水に滴下して生じた沈殿物をろ別して集め、蒸留水で数回洗浄した後、真空乾燥してポリアミド酸エステルを得た。   Separately, a predetermined amount of diamine 1 shown in Table 1 or 2 and, if necessary, a predetermined amount of diamine 2 and pyridine (twice equivalent of thionyl chloride) were added to N-methyl-2-pyrrolidone (diamine 1 by mass ratio). And 4 times the total amount of 2) were prepared and added dropwise to the previously prepared acid chloride solution while cooling in an ice bath. After completion of the dropping, the reaction solution was dropped into distilled water, and the resulting precipitate was collected by filtration, washed several times with distilled water, and then vacuum dried to obtain a polyamic acid ester.

(2)感光性樹脂組成物の調製
ポリアミド酸エステル[(a)成分]100質量部、テトラエチレングリコールジメタクリレート20質量部、表1又は2に示す所定量の(b)成分及び(c)成分を、N−メチル−2−ピロリドン[(d)成分]150質量部中に均一に溶解するまで撹拌した後、1μmフィルタを用いて加圧ろ過することによって樹脂組成物を得た。
(2) Preparation of photosensitive resin composition Polyamic acid ester [(a) component] 100 parts by mass, tetraethylene glycol dimethacrylate 20 parts by mass, predetermined amounts of component (b) and component (c) shown in Table 1 or 2 Was stirred until it was uniformly dissolved in 150 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone [component (d)], followed by pressure filtration using a 1 μm filter to obtain a resin composition.

重量平均分子量の測定
得られたポリアミド酸エステルの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によって、標準ポリスチレン換算により求めた。尚、GPC法による重量平均分子量の測定条件は以下のとおりである。
ポリマー0.5mgに対して溶媒[THF/DMF=1/1(容積比)]1mlの溶液を用いて測定した。
測定装置:株式会社島津製作所社製C−R4A Chromatopac
検出器:株式会社日立製作所社製L4000UV
ポンプ:株式会社日立製作所社製L6000
測定条件:カラム Gelpack GL−S300MDT−5×2本
溶離液:THF/DMF=1/1(容積比)
LiBr(0.03mol/l)、HPO(0.06mol/l)
流速:1.0ml/min、検出器:UV270nm
Measurement of weight average molecular weight The weight average molecular weight of the obtained polyamic acid ester was determined in terms of standard polystyrene by gel permeation chromatography (GPC). In addition, the measurement conditions of the weight average molecular weight by GPC method are as follows.
The measurement was performed using a solution of 1 ml of a solvent [THF / DMF = 1/1 (volume ratio)] with respect to 0.5 mg of the polymer.
Measuring device: C-R4A Chromatopac manufactured by Shimadzu Corporation
Detector: L4000UV manufactured by Hitachi, Ltd.
Pump: Hitachi Ltd. L6000
Measurement conditions: Column Gelpack GL-S300MDT-5 × 2 eluent: THF / DMF = 1/1 (volume ratio)
LiBr (0.03 mol / l), H 3 PO 4 (0.06 mol / l)
Flow rate: 1.0 ml / min, detector: UV 270 nm

(b1−1)及び(b1−3)の合成
冷却器、撹拌機、滴下ロートを取り付けた0.1Lのセパラブルフラスコに、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン(信越シリコーン製;KBE−9007)8.16g(35mmol)を入れ、ここに、滴下ロートからビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシランのエタノール希釈液(Gelest社製;SIB−1140.0)2.819gを反応溶液の温度が50℃以下で反応が進行する速度で滴下した。滴下終了後、反応溶液を60度のオイルバスで3時間加熱した。加熱後の反応溶液のIRスペクトルから、2260cm−1付近のイソシアネート基のピークの消失、ならびに3370cm−1付近にNH基によるピークが見られた。
Synthesis of (b1-1) and (b1-3) To a 0.1 L separable flask equipped with a condenser, a stirrer, and a dropping funnel, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone; KBE-9007) 8.16 g (35 mmol) was added, and 2.819 g of a diluted ethanol solution of bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane (Gelest; SIB-1140.0) was reacted from the dropping funnel. The solution was added dropwise at a rate such that the reaction proceeded at a temperature of 50 ° C. or lower. After completion of dropping, the reaction solution was heated in a 60 ° oil bath for 3 hours. From the IR spectrum of the reaction solution after heating, the disappearance of the peak of the isocyanate group near 2260 cm -1, and a peak due to NH group near 3370cm -1 were observed.

反応生成物は担体シリカゲルの薄層カラムクロマトグラフィー(展開溶媒はヘキサン、発色剤はヨウ素)で、KBE−9007の消失によって確認した。これらのことから、ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシランと3−イソシアナートプロピルトリエトキシシランの付加生成物(b1−1)と、エタノールと3−イソシアナートプロピルトリエトキシシランの付加生成物(b1−3)を得たことを確認した。   The reaction product was confirmed by thin layer column chromatography on carrier silica gel (developing solvent was hexane, color former was iodine) and disappearance of KBE-9007. From these, bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane and 3-isocyanatopropyltriethoxysilane addition product (b1-1), ethanol and 3-isocyanatopropyltriethoxysilane It was confirmed that an addition product (b1-3) was obtained.

(b1−2)の合成
冷却器、撹拌機、滴下ロートを取り付けた0.1Lのセパラブルフラスコに、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン(信越シリコーン製;KBE−9007)23.311g(100mmol)を入れ、ここに、滴下ロートからメタノール3.40g(100mmol)を、反応溶液の温度が50℃以下で反応が進行する速度で滴下した。滴下終了後、反応溶液を50℃のオイルバスで6時間加熱した。加熱後の反応溶液のIRスペクトルから、2260cm−1付近のイソシアネート基のピークの消失、ならびに3370cm−1付近にNH基によるピークが見られた。反応生成物は担体シリカゲルの薄層カラムクロマトグラフィ(展開溶媒はヘキサン、発色剤はヨウ素)で、KBE−9007の消失によって確認した。これらのことから、メタノールと3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン(b1−2)の付加生成物を得たことを確認した。
Synthesis of (b1-2) To a 0.1 L separable flask equipped with a condenser, a stirrer, and a dropping funnel, 23.311 g (100 mmol) of 3-isocyanatopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone; KBE-9007) Into this, 3.40 g (100 mmol) of methanol was added dropwise from a dropping funnel at such a rate that the reaction proceeded when the temperature of the reaction solution was 50 ° C. or lower. After completion of dropping, the reaction solution was heated in an oil bath at 50 ° C. for 6 hours. From the IR spectrum of the reaction solution after heating, the disappearance of the peak of the isocyanate group near 2260 cm -1, and a peak due to NH group near 3370cm -1 were observed. The reaction product was confirmed by the disappearance of KBE-9007 by thin layer column chromatography on carrier silica gel (developing solvent was hexane, color former was iodine). From these, it was confirmed that an addition product of methanol and 3-isocyanatopropyltriethoxysilane (b1-2) was obtained.

(b1−4)の合成
冷却器、撹拌機、滴下ロートを取り付けた0.1Lのセパラブルフラスコに、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン(信越シリコーン製;KBE−9007)8.16g(35mmol)を入れ、ここに、滴下ロートから2−エチルヘキシルアミン(MercK社製)4.524g(35mmol)を反応溶液の温度が50℃以下で反応が進行する速度で滴下した。滴下終了後、反応溶液のIRスペクトルから、2260cm−1付近のイソシアネート基のピークの消失、ならびに3370cm−1付近にNH基によるピークが見られた。
反応生成物は担体シリカゲルの薄層カラムクロマトグラフィ(展開溶媒はヘキサン、発色剤はヨウ素)で、KBE−9007の消失によって確認した。これらのことから、2−エチルヘキシルアミンと3−イソシアナートプロピルトリエトキシシランの付加生成物(b1−4)を得たことを確認した。
Synthesis of (b1-4) To a 0.1 L separable flask equipped with a condenser, a stirrer, and a dropping funnel, 8.16 g (35 mmol) of 3-isocyanatopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone; KBE-9007) Then, 4.524 g (35 mmol) of 2-ethylhexylamine (manufactured by Merck) was added dropwise from a dropping funnel at a rate at which the reaction proceeded at a temperature of the reaction solution of 50 ° C. or lower. After completion of the dropwise addition, the IR spectrum of the reaction solution, the disappearance of the peak of the isocyanate group near 2260 cm -1, and a peak due to NH group near 3370cm -1 were observed.
The reaction product was confirmed by the disappearance of KBE-9007 by thin layer column chromatography on carrier silica gel (developing solvent was hexane, color former was iodine). From these results, it was confirmed that an addition product (b1-4) of 2-ethylhexylamine and 3-isocyanatopropyltriethoxysilane was obtained.

(b1−5)の合成
冷却器、撹拌機、滴下ロートを取り付けた0.1Lのセパラブルフラスコに、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン(信越シリコーン製;KBE−9007)8.16g(35mmol)を入れ、ここに、滴下ロートから5−アミノテトラゾール2.979g(35mmol)のN−メチルピロリドン11.56g溶液を、反応溶液の温度が50℃以下で反応が進行する速度で滴下した。滴下終了後、反応溶液のIRスペクトルから、2260cm−1付近のイソシアネート基のピークの消失、ならびに3370cm−1付近にNH基によるピークが見られた。反応生成物は担体シリカゲルの薄層カラムクロマトグラフィ(展開溶媒はヘキサン、発色剤はヨウ素)で、KBE−9007の消失によって確認した。これらのことから、5−アミノテトラゾールと3−イソシアナートプロピルトリエトキシシランの付加生成物(b1−5)を得たことを確認した。
Synthesis of (b1-5) To a 0.1 L separable flask equipped with a condenser, a stirrer, and a dropping funnel, 8.16 g (35 mmol) of 3-isocyanatopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone; KBE-9007) Then, 11.56 g (35 mmol) of N-methylpyrrolidone in an amount of 2.979 g (35 mmol) of 5-aminotetrazole was added dropwise from the dropping funnel at such a rate that the reaction proceeded at a temperature of 50 ° C. or less. After completion of the dropwise addition, the IR spectrum of the reaction solution, the disappearance of the peak of the isocyanate group near 2260 cm -1, and a peak due to NH group near 3370cm -1 were observed. The reaction product was confirmed by the disappearance of KBE-9007 by thin layer column chromatography on carrier silica gel (developing solvent was hexane, color former was iodine). From these, it was confirmed that an addition product (b1-5) of 5-aminotetrazole and 3-isocyanatopropyltriethoxysilane was obtained.

その他の(b1)成分
b1−3:トリエトキシシリルプロピルエチルカルバメート(Gelest社製、SIT−8188.0)
Other (b1) component b1-3: triethoxysilylpropylethyl carbamate (manufactured by Gelest, SIT-8188.0)

(b2)成分
b2−1:2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(KBM−303:信越シリコーン製)

Figure 0006414060
b2−2:3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−403:信越シリコーン製)
Figure 0006414060
b2−3:ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン(SIB−1140:Gelest社製)(B2) Component b2-1: 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (KBM-303: Shin-Etsu Silicone)
Figure 0006414060
b2-2: 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (KBM-403: manufactured by Shin-Etsu Silicone)
Figure 0006414060
b2-3: Bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane (SIB-1140: manufactured by Gelest)

その他のアルコキシシラン化合物
b3:3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(KBE−9007:信越シリコーン社製)
b4:3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン(Y−5187:MOMENTIVE performance materials 社製)
b5:フェニルトリメトキシシラン(KBM−103:信越シリコーン社製)
Other alkoxysilane compounds b3: 3-isocyanatopropyltriethoxysilane (KBE-9007: manufactured by Shin-Etsu Silicone)
b4: 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane (Y-5187: manufactured by MOMENTIVE performance materials)
b5: phenyltrimethoxysilane (KBM-103: manufactured by Shin-Etsu Silicone)

i線透過率の測定
得られたポリアミド酸エステル100質量部を、N−メチル−2−ピロリドン150質量部に溶解したポリアミド酸エステル溶液を、ガラス板にスピンコートして、ホットプレート上で100℃で3分間加熱処理して、膜厚20μmの塗膜を形成したものを準備し、365nmの透過率を測定した。i線透過率の測定は日立ハイテクノロジーズ社製可視紫外分光光度計U−3310を用いて、キャストフィルム法により測定し、以下の基準で評価した。
透過率が20%以上のもの:H
透過率が10%以上20%未満のもの:M
透過率が10%未満のもの:L
Measurement of i-Ray Transmittance A polyamic acid ester solution obtained by dissolving 100 parts by mass of the obtained polyamic acid ester in 150 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone was spin-coated on a glass plate and heated at 100 ° C. on a hot plate. Then, a heat treatment was performed for 3 minutes to prepare a film having a film thickness of 20 μm, and the transmittance at 365 nm was measured. The i-line transmittance was measured by a cast film method using a visible ultraviolet spectrophotometer U-3310 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation and evaluated according to the following criteria.
A transmittance of 20% or more: H
Transmittance of 10% or more and less than 20%: M
Transmittance less than 10%: L

感光特性の評価
得られた感光性樹脂組成物を、6インチシリコンウェハー上にスピンコート法によって塗布し、100℃で3分間ホットプレート上で乾燥させて、膜厚10μmの樹脂膜を形成した。この樹脂膜にフォトマスクを介して、キヤノン社製i線ステッパーFPA−3000iWを用いて、50〜500mJ/cmのi線を50mJ/cm刻みで所定のパターンに照射して、露光を行った。また、同じ厚みの未露光の塗膜をシクロペンタノンに浸漬して完全に溶解するまでの時間の2倍を現像時間として設定し、露光後のウェハーをシクロペンタノンに浸漬してパドル現像した後、イソプロパノールでリンス洗浄を行った。この時の、露光部の塗膜の溶解量が初期膜厚の10%未満となる最小露光量を感度とし、スクエアホール状の開口部のマスク寸法の最小値を解像度として評価した。感度は下記基準で評価した。
300mJ/cm以下のもの:○
300mJ/cmより大きく500mJ/cm以下のもの:△
500mJ/cmより大きいもの:×
Evaluation of Photosensitive Characteristics The obtained photosensitive resin composition was applied on a 6-inch silicon wafer by a spin coating method and dried on a hot plate at 100 ° C. for 3 minutes to form a resin film having a thickness of 10 μm. The resin film is exposed through a photomask using a Canon i-line stepper FPA-3000iW by irradiating a predetermined pattern with 50-500 mJ / cm 2 of i-line in increments of 50 mJ / cm 2. It was. Also, the development time is set to twice the time until an unexposed coating film of the same thickness is immersed in cyclopentanone and completely dissolved, and the wafer after exposure is immersed in cyclopentanone and paddle developed. Thereafter, rinsing with isopropanol was performed. At this time, the minimum exposure amount at which the amount of coating film dissolved in the exposed portion was less than 10% of the initial film thickness was evaluated as sensitivity, and the minimum value of the mask dimension of the square hole-shaped opening was evaluated as resolution. The sensitivity was evaluated according to the following criteria.
300 mJ / cm 2 or less: ○
More than 300 mJ / cm 2 and 500 mJ / cm 2 or less: Δ
Greater than 500 mJ / cm 2 : ×

現像時密着性の評価
上記の感光特性評価において、現像時にラインアンドスペースパターンの剥がれの最小値を測定し、以下の基準で評価した。
20μm以下のもの:○
20μmより大きく30μm以下のもの:△
30μmより大きいもの:×
Evaluation of adhesion during development In the above-described evaluation of the photosensitive properties, the minimum value of peeling of the line and space pattern was measured during development, and the following criteria were evaluated.
Less than 20μm: ○
More than 20 μm and 30 μm or less:
Larger than 30 μm: ×

残留応力の測定
得られた感光性樹脂組成物を厚さ625μmの6インチシリコンウェハーに塗布して、硬化後膜厚が10μmとなるようにスピンコートした。これを、光洋リンドバーク製縦型拡散炉を用いて、窒素雰囲気下、375℃で1時間加熱硬化して、ポリイミド膜(硬化膜)を得た。硬化後のポリイミド膜の残留応力はKLATencor社製薄膜ストレス測定装置FLX−2320を用いて室温において測定し、以下の基準で評価した。
応力が30MPa以下のもの:○
応力が30MPaより大きく35MPa以下のもの:△
応力が35MPaより大きいもの:×
Measurement of Residual Stress The obtained photosensitive resin composition was applied to a 6-inch silicon wafer having a thickness of 625 μm and spin-coated so that the film thickness after curing was 10 μm. This was heat-cured at 375 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere using a vertical diffusion furnace manufactured by Koyo Lindberg to obtain a polyimide film (cured film). The residual stress of the cured polyimide film was measured at room temperature using a thin film stress measuring apparatus FLX-2320 manufactured by KLA Tencor and evaluated according to the following criteria.
Stress of 30 MPa or less: ○
Stress greater than 30 MPa and less than 35 MPa: Δ
Stress greater than 35 MPa: x

硬化後密着性の評価
硬化後密着性はクロスカット試験を用いて評価した。硬化膜をプレッシャークッカー装置に入れ、121℃、2atm、100%HRの条件下で200時間処理した(PCT処理)。PCT処理前後の接着強度を、クロスカット試験を用いて評価した。
具体的には、上記PCT条件(121℃/100RH%/2atm)で200時間処理した後の硬化膜にカッターを用いて100個のます目に切り、セロハンテープを硬化膜に貼り付け、セロハンテープを剥がした際に基板と硬化膜の間で剥れた数を数え、以下の基準で評価した。
剥がれが無い場合:○
剥がれた数が1〜50個の場合:△
51個以上剥がれた場合:×
Evaluation of adhesion after curing Adhesion after curing was evaluated using a cross-cut test. The cured film was placed in a pressure cooker and treated for 200 hours under conditions of 121 ° C., 2 atm, 100% HR (PCT treatment). The adhesive strength before and after the PCT treatment was evaluated using a cross cut test.
Specifically, the cured film after treatment for 200 hours under the above PCT conditions (121 ° C./100 RH% / 2 atm) is cut into 100 grids using a cutter, and the cellophane tape is attached to the cured film. The number of peeled between the substrate and the cured film was counted and evaluated according to the following criteria.
When there is no peeling: ○
When the number of peeled is 1-50: △
When 51 or more peeled: ×

薬液耐性の評価
上記残留応力を測定するために準備した硬化膜付きシリコンウェハーを、70℃のNMP中に20分間浸漬した後、純水で洗浄し、硬化膜表面に付着している水分をふき取った後、風乾して、以下の基準で評価した。
風乾後の硬化膜の膜厚の初期膜厚に対する変化率が
±10%以内のもの:○
±10%より大きく、±20%以下のもの:△
±20%より大きいもの:×
Evaluation of chemical resistance The silicon wafer with a cured film prepared for measuring the residual stress was immersed in NMP at 70 ° C. for 20 minutes, then washed with pure water to wipe off moisture adhering to the surface of the cured film. Then, it was air-dried and evaluated according to the following criteria.
The rate of change of the thickness of the cured film after air drying with respect to the initial film thickness is within ± 10%:
More than ± 10% and less than ± 20%: △
More than ± 20%: ×

以上の評価の測定結果を表1又は2に示す

Figure 0006414060
The measurement results of the above evaluation are shown in Table 1 or 2.
Figure 0006414060

Figure 0006414060
Figure 0006414060

表1及び2中、ポリイミド前駆体の原料であるテトラカルボン酸二無水物1、2及びジアミン1、2の質量と物質量は、仕込み量である。(b)成分及び(c)成分の質量部は、ポリアミド酸エステル[(a)成分]100質量部に対する値を示す。   In Tables 1 and 2, the masses and amounts of tetracarboxylic dianhydrides 1 and 2 and diamines 1 and 2 that are raw materials for the polyimide precursor are the amounts charged. The mass part of (b) component and (c) component shows the value with respect to 100 mass parts of polyamic acid ester [(a) component].

表1及び2中の略称は、以下の化合物を示す。
(ポリイミド前駆体原料)
PMDA:ピロメリット酸二無水物
s−BPDA:4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
MMXDA:9,9’−ジメチル−2,3,6,7−キサンテンテトラカルボン酸二無水物
ODPA:4,4’−オキシジフタル酸二無水物
TFDB:2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン
DMAP:2,2’−ジメチルベンジジン
Abbreviations in Tables 1 and 2 indicate the following compounds.
(Polyimide precursor raw material)
PMDA: pyromellitic dianhydride s-BPDA: 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride MMXDA: 9,9′-dimethyl-2,3,6,7-xanthenetetracarboxylic dianhydride ODPA: 4,4′-oxydiphthalic dianhydride TFDB: 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine DMAP: 2,2′-dimethylbenzidine

((c)成分)
c1:1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)フェニル],2−(O−ベンゾイルオキシム)(BASF社製、商品名「IRGACURE OXE−01」)
c2:エタノン,1−[9−エチル−6−(2
−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ア
セチルオキシム)(BASF社製、商品名「IRGACURE OXE−02」)
c3:4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
c4:ビス[4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)フェニル]メタン
c5:ビス(η−シクロペンタジエニル)ビス[2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピル−1−イル)]フェニルチタニウム
(Component (c))
c1: 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) phenyl], 2- (O-benzoyloxime) (trade name “IRGACURE OXE-01” manufactured by BASF AG)
c2: Ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2
-Methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime) (BASF, trade name “IRGACURE OXE-02”)
c3: 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone c4: bis [4- (2-hydroxy-2-methylpropionyl) phenyl] methane c5: bis (η 5 -cyclopentadienyl) bis [2,6-difluoro -3- (1H-pyr-1-yl)] phenyltitanium

低い応力の値を示す感光性樹脂組成物に対して、密着性付与剤として(b1)成分を用いることで、硬化膜が基材と優れた密着性を有し、(b2)成分を用いることで、現像後膜の密着性が良好となる。更に(b1)成分と(b2)成分を併用することで、現像後、硬化後共に優れた密着性を有することがわかった。   By using the component (b1) as an adhesiveness imparting agent for the photosensitive resin composition exhibiting a low stress value, the cured film has excellent adhesion to the substrate, and the component (b2) is used. Thus, the adhesion of the developed film is improved. Furthermore, it was found that by using the component (b1) and the component (b2) in combination, it has excellent adhesion after development and after curing.

本発明の樹脂組成物は、半導体装置等の電子部品の保護膜材料やパターン膜形成材料に使用することができる。   The resin composition of the present invention can be used as a protective film material or a pattern film forming material for electronic parts such as semiconductor devices.

上記に本発明の実施形態及び/又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び/又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
Although several embodiments and / or examples of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will appreciate that these exemplary embodiments and / or embodiments are substantially without departing from the novel teachings and advantages of the present invention. It is easy to make many changes to the embodiment. Accordingly, many of these modifications are within the scope of the present invention.
All the contents of the Japanese application specification that is the basis of the priority of Paris in this application are incorporated herein.

Claims (6)

(a)ポリイミド前駆体、(b)アルコキシシラン化合物、(c)光開始剤及び(d)溶剤を含有する樹脂組成物であって、
前記(a)成分は、下記式(1)で表される構造単位を有し、
前記(b)成分は、下記式(4−1)で表される化合物及び下記式(4−2)で表される化合物を含有し
前記(c)成分は、オキシムエステル化合物を含有する樹脂組成物。
Figure 0006414060
(式(1)中、Aは、下記式(2a)〜(2d)で表される4価の有機基のいずれかであり、
Bは、下記式(3)で表される2価の有機基であり、
及びRは、各々独立に、水素原子、1価の有機基、又は炭素炭素不飽和二重結合を有する基であり、R及びRの少なくとも一方は、炭素炭素不飽和二重結合を有する基である。
Figure 0006414060
(式(2d)中、X及びYは、各々独立に、各々が結合するベンゼン環と共役しない2価の基又は単結合である。)
Figure 0006414060
(式(3)中、R〜R10は、各々独立に、水素原子又は1価の有機基である。但し、R〜R10は、ハロゲン原子及びハロゲン原子を有する1価の有機基ではない。)
Figure 0006414060
(式(4−1)中、R11は、各々独立に、炭素数1〜4のアルキル基であり、
12は、各々独立に、水酸基又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
aは、1〜3の整数であり、
nは、1〜6の整数であり、
13は、下記式(5)又は(6)の基である。)
Figure 0006414060
(式(5)中、R14は、炭素数1〜10のアルキル基又はヒドロキシアルキルシラン由来の1価の有機基である。
式(6)中、R15は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、アミノアルキルシラン由来の1価の有機基、又は複素環基である。
14及びR15は、各々、置換基を有していてもよい。)
Figure 0006414060
(式(4−2)中、R11は、各々独立に、炭素数1〜4のアルキル基であり、
12は、各々独立に、水酸基又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
aは、1〜3の整数であり、
nは、1〜6の整数であり、
13は、エポキシ基を有する有機基、又はジヒドロキシエチルアミノ基を有する有機基である。)
A resin composition containing (a) a polyimide precursor, (b) an alkoxysilane compound, (c) a photoinitiator and (d) a solvent,
The component (a) has a structural unit represented by the following formula (1),
Wherein component (b) contains a compound represented by the compounds and the following formula represented by the following formula (4-1) (4-2),
The component (c) is a resin composition containing an oxime ester compound.
Figure 0006414060
(In the formula (1), A is any one of tetravalent organic groups represented by the following formulas (2a) to (2d),
B is a divalent organic group represented by the following formula (3),
R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a monovalent organic group, or a group having a carbon-carbon unsaturated double bond, and at least one of R 1 and R 2 is a carbon-carbon unsaturated double bond. A group having a bond.
Figure 0006414060
(In Formula (2d), X and Y are each independently a divalent group or a single bond that is not conjugated to the benzene ring to which each is bonded.)
Figure 0006414060
(In formula (3), R 3 to R 10 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that R 3 to R 10 are a monovalent organic group having a halogen atom and a halogen atom. is not.)
Figure 0006414060
(In formula (4-1), each R 11 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 12 is each independently a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
a is an integer of 1 to 3,
n is an integer of 1 to 6,
R 13 is a group of the following formula (5) or (6). )
Figure 0006414060
(In Formula (5), R < 14 > is a monovalent organic group derived from a C1-C10 alkyl group or hydroxyalkylsilane.
In formula (6), R 15 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a monovalent organic group derived from aminoalkylsilane, or a heterocyclic group.
R 14 and R 15 may each have a substituent. )
Figure 0006414060
(In formula (4-2), each R 11 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 12 is each independently a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
a is an integer of 1 to 3,
n is an integer of 1 to 6,
R 13 is an organic group having an epoxy group or an organic group having a dihydroxyethylamino group. )
前記(c)成分が、下記式(7)で表される化合物である請求項1に記載の樹脂組成物。
Figure 0006414060
(式(7)中、R16〜R22は、各々独立に、水素原子又は1価の基である。)
The resin composition according to claim 1, wherein the component (c) is a compound represented by the following formula (7).
Figure 0006414060
(In formula (7), R 16 to R 22 are each independently a hydrogen atom or a monovalent group.)
前記(a)成分が、更に下記式(9)で表される構造単位を有する請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
Figure 0006414060
(式(9)中、Dは、下記式(10)で表される4価の有機基であり、
B、R及びRは、前記式(1)と同じである。)
Figure 0006414060
(式(10)中、Zは、酸素原子又は硫黄原子である。)
The resin composition according to claim 1 or 2 , wherein the component (a) further has a structural unit represented by the following formula (9).
Figure 0006414060
(In formula (9), D is a tetravalent organic group represented by the following formula (10),
B, R 1 and R 2 are the same as those in the formula (1). )
Figure 0006414060
(In Formula (10), Z is an oxygen atom or a sulfur atom.)
(a)請求項1〜のいずれかに記載の樹脂組成物を基板上に塗布し乾燥して塗膜を形成する工程と、
(b)前記工程(a)で形成される塗膜に活性光線を照射してパターン状に露光する工程と、
(c)前記露光部以外の未露光部を現像によって除去する工程と、
(d)前記工程(c)で得られるパターンを加熱処理してポリイミドパターンとする工程と、を有するパターン硬化膜の製造方法。
(A) applying the resin composition according to any one of claims 1 to 3 on a substrate and drying to form a coating film;
(B) a step of irradiating the coating film formed in the step (a) with an actinic ray to expose it in a pattern;
(C) removing unexposed portions other than the exposed portions by development;
(D) A process for producing a cured pattern film, comprising a step of heat-treating the pattern obtained in the step (c) to form a polyimide pattern.
請求項1〜のいずれかに記載の樹脂組成物を硬化させた硬化膜。 The cured film which hardened the resin composition in any one of Claims 1-3 . 請求項に記載の硬化膜を層間絶縁膜層及び/又は表面保護膜層として有する電子部品。 An electronic component having the cured film according to claim 5 as an interlayer insulating film layer and / or a surface protective film layer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11892773B2 (en) 2020-09-24 2024-02-06 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Photosensitive resin composition, patterning process, method for forming cured film, interlayer insulation film, surface protective film, and electronic component

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115185157A (en) * 2016-03-31 2022-10-14 旭化成株式会社 Photosensitive resin composition, method for producing cured relief pattern, and semiconductor device
JP6745344B2 (en) * 2016-08-31 2020-08-26 富士フイルム株式会社 Pattern forming method, laminated body manufacturing method, and electronic device manufacturing method
TWI754734B (en) * 2017-03-29 2022-02-11 日商富士軟片股份有限公司 Photosensitive resin composition, cured film, laminated body, manufacturing method of cured film, and semiconductor device
JP7078744B2 (en) * 2018-10-19 2022-05-31 富士フイルム株式会社 Resin composition, cured film, laminate, method for manufacturing cured film, and semiconductor device
CN109946925A (en) * 2019-04-08 2019-06-28 深圳先进技术研究院 A kind of compound is promoting the application in polyimides low-temperature setting, polyimide precursor composition and application thereof

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5128574B2 (en) * 1999-03-30 2013-01-23 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Photosensitive resin composition
JP4592999B2 (en) * 2001-04-26 2010-12-08 新日鐵化学株式会社 Novel terminal-modified polyamic acid and photosensitive resin composition containing the same
JP2003255535A (en) * 2002-03-06 2003-09-10 Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd Photosensitive resin composition, method for producing pattern and electronic parts using the same
JP2003345012A (en) * 2002-05-28 2003-12-03 Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd Photosensitive composition and electronic parts using the same
WO2004111726A2 (en) * 2003-06-06 2004-12-23 Fujifilm Electronic Materials U.S.A., Inc. Novel photosensitive resin compositions
JP5747437B2 (en) * 2009-04-14 2015-07-15 日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社 Photosensitive resin composition and circuit forming substrate using the same
WO2011067998A1 (en) * 2009-12-04 2011-06-09 東レ株式会社 Photosensitive resin composition, laminate utilizing same, and solid-state imaging device
JP2011123219A (en) * 2009-12-09 2011-06-23 Asahi Kasei E-Materials Corp Photosensitive polyamide resin composition, method for forming cured relief pattern and semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11892773B2 (en) 2020-09-24 2024-02-06 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Photosensitive resin composition, patterning process, method for forming cured film, interlayer insulation film, surface protective film, and electronic component

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