JP6649433B2 - 感光性樹脂組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、電子部品の絶縁材料、並びに半導体装置におけるパッシベーション膜、バッファーコート膜及び層間絶縁膜等のレリーフパターンの形成等に用いられる感光性樹脂組成物に関するものである。
半導体装置の表面保護膜、及び層間絶縁膜用の材料には、硬化後に耐熱性樹脂となるアルカリ性水溶液可溶性のヒドロキシポリアミド、例えばポリベンズオキサゾール(以下、「PBO」ともいう)前駆体と感光性ジアゾキノン化合物などの光酸発生剤をγ−ブチルラクトン(以下、「GBL」という)などの溶媒に混合し、PBO前駆体組成物のワニスを作製し、このPBO前駆体組成物をポジ型感光性樹脂組成物として用いる方法が、例えば特許文献1に開示されている。
半導体装置を製造する過程において、一般的には該前駆体組成物のワニスをシリコンウエハー等の基板にスピンコート法により塗布し、活性光線によるパターニングを行い、現像し、熱ポリベンズオキサゾール化処理等を施すことによって、該半導体装置の一部分となる表面保護膜、または層間絶縁膜等を容易に形成させることが出来る。
半導体メモリの一種である、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ又はNAND型フラッシュメモリにおいては、近年、低コスト生産が強く求められている。そのため、半導体メモリの表面保護膜を形成する工程においても、低コストで均一な表面保護膜を形成することが強く求められている。
その手法の一つとして、基板上に感光性樹脂組成物の塗布をする際に、感光性樹脂組成物の使用量を低減する方法が開示されている(特許文献2)。
また、薄膜形成時の膜厚均一性又は基板エッジ部の被覆性に優れる感光性樹脂組成物が例示されている(特許文献3)。
特開昭63−096162号公報 特開2004−153262号公報 特開2007−86215号公報
しかしながら、特許文献2に記載されている方法では、回転数が極めて高いために、膜厚の制御が困難であり、また気泡が入り易い問題があった。
また、特許文献3に記載されている感光性樹脂組成物は、薄膜形成時の膜厚均一性又は基板エッジ部の被覆性については向上するものの、吐出質量については、改善の余地があった。
したがって本発明の課題は、より少ない吐出質量であっても、スピンコート法により基板上へ全面に均一に塗布することが出来、その塗膜の面内均一性に優れ、基板のふち部分の膜厚が一定である感光性樹脂組成物を提供することである。
本発明者らは、上述した従来技術の問題点に鑑み、鋭意検討した結果、アルカリ可溶性樹脂と、光酸発生剤と、特定の溶媒と、を含む感光性樹脂組成物であって、該樹脂組成物の25℃における密度および粘度を特定の範囲に調整することにより、上記の課題を解決する感光性樹脂組成物が得られることを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
[1] (A)アルカリ可溶性樹脂;
(B)光酸発生剤;及び
(C)25℃における蒸気圧が10Pa〜250Paであり、かつ25℃における密度が0.7g/cm〜1.02g/cmである溶媒;
を含むスピンコート用感光性樹脂組成物であって、該スピンコート用感光性樹脂組成物の25℃における密度が、0.75g/cm〜1.1g/cmであり、そして該スピンコート用感光性樹脂組成物の25℃における粘度が、0.5Pa・s〜2Pa・sである、前記スピンコート用感光性樹脂組成物。
[2] 前記(C)溶媒の密度は、0.8g/cm〜0.95g/cmである、[1]に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
[3] 前記スピンコート用感光性樹脂組成物は、前記スピンコート用感光性樹脂組成物に含まれる全ての溶媒の合計質量に対して、30質量%〜100質量%の前記(C)溶媒を含む、[1]又は[2]に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
[4] 前記(C)溶媒は、ケトン、エーテル、アルコール及びグリコールから成る群から選択される少なくとも1つである、[1]〜[3]のいずれか一項に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
[5] 前記(C)溶媒は、下記一般式(1)〜(4):
Figure 0006649433
{式中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜9のアルキル基であり、そしてRとRの炭素原子数の和が、7〜10である。}
Figure 0006649433
{式中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜11のアルキル基であり、そしてRとRの炭素原子数の和が、9〜12である。}
Figure 0006649433
{式中、Rは、炭素原子数5〜10のアルキル基である。}
Figure 0006649433
{式中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、又は下記一般式(5):
Figure 0006649433
(式中、Rは、炭素原子数1〜5のアルキル基を表す)
で表される基Xを表すが、R及びRの両方が基Xになることはなく、Rは、水素原子又は炭素数1若しくは2のアルキル基を表し、そしてn5は、1≦n5≦3を満たす数である。}
で表される化合物から成る群から選択される少なくとも1つである、[1]〜[4]のいずれか一項に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
[6] 前記(C)溶媒は、2−オクタノン、2−ノナノン、ジイソブチルケトン、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、及びジプロピレングリコールメチルプロピルエーテルから成る群から選択される少なくとも一つである、[1]〜[5]のいずれか一項に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
[7] 前記(A)アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ可溶性ポリイミド、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、及びフェノール樹脂から成る群から選択される少なくとも1種である、[1]〜[6]のいずれか一項に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
[8] 前記(A)アルカリ可溶性樹脂は、下記一般式(6):
Figure 0006649433
{式中、X及びYは、各々独立に、2〜60個の炭素原子を有する2〜8価の有機基を表し、R10及びR11は、各々独立に、水素原子又は炭素原子数1〜10のアルキル基を表し、m1は、1〜1000の整数であり、n1〜n4は、それぞれ独立に、0〜4の整数であり、n1及びn3は、0≦(n1+n3)≦6を満たし、n2及びn4は、0≦(n2+n4)≦6を満たし、そしてn1〜n4の全てが0になることはない。}
で表される樹脂及び/又はフェノール樹脂を含む、[1]〜[7]のいずれか一項に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
[9] 前記(A)アルカリ可溶性樹脂は、前記一般式(6)で表される樹脂100質量部に対して、50質量部〜150質量部のフェノール樹脂を含む、[8]に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
[10] 前記(B)光酸発生剤は、キノンジアジド化合物である、[1]〜[9]のいずれか一項に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
[11] 以下の:
(a)[1]〜[10]のいずれか一項に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物を基板上にスピンコートして、該基板上に感光性樹脂層又は感光性フィルムを形成する工程、
(b)該感光性樹脂層又は感光性フィルムを露光する工程、
(c)現像液により該感光性樹脂層又は感光性フィルムの露光部又は未露光部を除去して、レリーフパターンを得る工程、及び
(d)該レリーフパターンを加熱する工程
を含む、硬化レリーフパターンの製造方法。
[12] [11]に記載の方法により得られた硬化レリーフパターン。
[13] 半導体素子と、該半導体素子の上部に設けられた硬化膜とを備える半導体装置であって、該硬化膜は、[12]に記載の硬化レリーフパターンである、前記半導体装置。
[14] 表示体素子と、該表示体素子の上部に設けられた硬化膜とを備える表示体装置であって、該硬化膜は、[12]に記載の硬化レリーフパターンである、前記表示体装置。
本発明によれば、より少ない吐出質量で、スピンコート法による塗膜作製時の濡れ広がり性に優れ、その塗膜の面内均一性に優れる感光性樹脂組成物、該感光性樹脂組成物を提供することができる。
以下、本発明を実施するための例示の形態(以下、「実施の形態」と略記する。)について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
<感光性樹脂組成物>
本発明の感光性樹脂組成物を構成する各成分について、以下に具体的に説明する。
(A)アルカリ可溶性樹脂
本組成物に用いられる(A)アルカリ可溶性樹脂は、フェノール性水酸基、カルボキシル基などの酸性の官能基を有し、アルカリ水溶液に可溶な樹脂である。
具体的には、(A)アルカリ可溶性樹脂は、(i)PBO前駆体であるヒドロキシポリアミド、(ii)テトラカルボン酸とジアミンより誘導され、アミド結合のオルト位にカルボキシル基を有するポリアミド、(iii)側鎖にフェノール性水酸基を有するアルカリ水溶液可溶性のポリイミド、 (iv)フェノール樹脂及びその誘導体、(v)ポリヒドロキシスチレン及びその誘導体、(vi)アクリル系樹脂及びその誘導体、並びにこれら樹脂を分子内に共重合した構造を有する樹脂である。また、これらの樹脂を単独で用いても、混合して用いてもよい。
(A)アルカリ可溶性樹脂としては、加熱又は適当な触媒による処理後、イミド環、オキサゾール環等を有するポリマーとなる、下記一般式(6):
Figure 0006649433
{式中、X及びYは、各々独立に、2〜60個の炭素原子を有する2〜8価の有機基を表し、R10及びR11は、各々独立に、水素原子又は炭素原子数1〜10のアルキル基を表し、m1は、1〜1000の整数であり、n1〜n4は、それぞれ独立に、0〜4の整数であり、n1及びn3は、0≦(n1+n3)≦6を満たし、n2及びn4は、0≦(n2+n4)≦6を満たし、そしてn1〜n4の全てが0になることはない。}
で表される樹脂を主成分とする(i)PBO前駆体であるヒドロキシポリアミドが望ましい。
これは、ポリマーが処理後に環構造を有することで、耐熱性及び耐溶剤性が飛躍的に向上し、強靭な膜が得られるためである。
一般式(6)で表されるアルカリ可溶性樹脂における樹脂構造は、1種でも2種以上でもよい。また2種以上の構造単位が存在する場合、構造単位の配列はブロックでもランダムでもよく、繰り返し数m1は、該2種以上の構造単位の合計繰り返し数である。
以下、(i)PBO前駆体であるポリヒドロキシアミドについて詳細に述べる。
一般式(6)で表される繰り返し単位は、例えば、Y(OH)n2(COOR11n4(COOH)2の構造を有するジカルボン酸と、X(NH22(OH)n1(COOR10n3構造を有するジアミン、例えばビスアミノフェノールを重縮合させることにより得ることができる。
該ビスアミノフェノールの2組のアミノ基とヒドロキシ基はそれぞれ互いにオルト位にあるため、該ポリヒドロキシアミドは約280℃〜400℃に加熱されることによって閉環して、耐熱性樹脂であるPBOに変化する。mは1〜1000の範囲が好ましく、1〜300の範囲が好ましく、3〜50の範囲がさらに好ましく、3〜30の範囲であることが最も好ましい。
(NH22(OH)n1(COOR10n3構造を有するジアミンとしては、例えば、ビスアミノフェノール化合物が挙げられ、具体的には、3,3’−ジヒドロキシベンジジン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、1,4−ジアミノ−2,5−ジヒドロキシベンゼン、1,3−ジアミノ−2,4−ジヒドロキシベンゼン、及び1,3−ジアミノ−4,6−ジヒドロキシベンゼンなどが挙げられる。これらのビスアミノフェノール化合物は、それぞれ単独で、又は混合して使用してもよい。
(NH22(OH)n1(COOR10n3構造を有するジアミンのうち、特に好ましいものは、Xが下記構造から選ばれる有機基の場合である。
Figure 0006649433
また、X(NH22(OH)n1(COOR10n3構造を有するジアミンとして、分子内に2組の互いにオルト位にあるアミド結合とフェノール性水酸基を有するジアミン(以下、「分子内にPBO前駆体構造を有するジアミン」という。)を使用することもできる。例えば、上述したビスアミノフェノールに2分子のニトロ安息香酸を反応させ、続いて還元することにより得られる、下記一般式で示されるジアミンが挙げられる。
Figure 0006649433
(式中、X2は、少なくとも2個の炭素原子を有する4価の有機基である。)
上記Xは、前述したXで示される有機基として好ましいものから成る群から選択される少なくとも1つの有機基であることが好ましい。
分子内にPBO前駆体構造を有するジアミンを得るための別法としては、Y(COCl)2の構造を有するジカルボン酸ジクロリドに2分子のニトロアミノフェノールを反応させて還元し、下記構造で示されるジアミンを得る方法もある。
Figure 0006649433
{式中、Yは、少なくとも2個の炭素原子を有する2価の有機基である。}
上記Yは、後述するYで示される有機基として好ましいものから成る群から選択される少なくとも1つの有機基であることが好ましい。
また、X(NH22(OH)n1(COOR10n3構造を有するビスアミノフェノールとして、分子内に2組のポリイミド前駆体構造を持つジアミン(以下、「分子内にPI前駆体構造を有するビスアミノフェノール」という。)を使用することもできる。このようなビスアミノフェノール化合物を得る方法としては、例えば、テトラカルボン酸二無水物をモノアルコール、またはモノアミン等で開環したジカルボン酸と、互いにオルトの位置にヒドロキシ基とニトロ基を有するアニリンを2分子縮合させた後、ニトロ基を還元し、下記一般式で示されるビスアミノフェノールを得る方法もある。
Figure 0006649433
{式中、Yは、少なくとも4個の炭素原子を有する4価の有機基であり、そしてR12は、炭素原子数1〜10の炭化水素基を表す。}
前記一般式(6)で表される樹脂には、ジアミンとして、X(NH22(OH)n1(COOR10n3構造を有するジアミン以外に、フェノール性水酸基を含まないジアミンを用いることもできる。そのようなジアミンとしては、例えば、芳香族ジアミン、脂肪族ジアミン、シリコンジアミンなどが挙げられる。
芳香族ジアミンとしては、例えば、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,4−トリレンジアミン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルケトン、4,4’−ジアミノジフェニルケトン、3,4’−ジアミノジフェニルケトン、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4−メチル−2,4−ビス(4−アミノフェニル)−1−ペンテン、4−メチル−2,4−ビス(4−アミノフェニル)−2−ペンテン、1,4−ビス(α,α−ジメチル−4−アミノベンジル)ベンゼン、イミノ−ジ−p−フェニレンジアミン、1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジアミノナフタレン、4−メチル−2,4−ビス(4−アミノフェニル)ペンタン、5(または6)−アミノ−1−(4−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、ビス(p−アミノフェニル)ホスフィンオキシド、4,4’−ジアミノアゾベンゼン、4,4’−ジアミノジフェニル尿素、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ベンゾフェノン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,4’−ビス[4−(α,α−ジメチル−4−アミノベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(α,α―ジメチル−4−アミノベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、フェニルインダンジアミン、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、o−トルイジンスルホン、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルフィド、1,4−(4−アミノフェノキシフェニル)ベンゼン、1,3−(4−アミノフェノキシフェニル)ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−ジ−(3−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノベンズアニリド等、及びこれらの芳香族ジアミンの芳香核の水素原子が、塩素原子、フッ素原子、臭素原子、メチル基、メトキシ基、シアノ基、及びフェニル基から成る群より選ばれた少なくとも一種の基又は原子によって置換された化合物が挙げられる。
脂肪族ジアミンとしては、例えば、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8− オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン等の直鎖脂肪族ジアミン;2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、3−メチル−1,5−ペンタンジアミン、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、5−メチル−1,9−ノナンジアミン等の分岐鎖状脂肪族ジアミン;シクロヘキサンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ノルボルナンジメチルアミン、トリシクロデカンジメチルアミン等の脂環式ジアミンなどが挙げられる。
シリコンジアミンとしては、例えば、ビス(4−アミノフェニル)ジメチルシラン、ビス(4−アミノフェニル)テトラメチルシロキサン、ビス(4−アミノフェニル)テトラメチルジシロキサン、ビス(γ−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,4−ビス(γ−アミノプロピルジメチルシリル)ベンゼン、ビス(4−アミノブチル)テトラメチルジシロキサン、ビス(γ−アミノプロピル)テトラフェニルジシロキサン等が挙げられる。
(OH)n2(COOR11n4(COOH)2構造を有するジカルボン酸としては、Yが下記式で表される構造から選ばれる、芳香族基、脂環式基、又は脂肪族基であるジカルボン酸が挙げられる。
Figure 0006649433
{式中、A1は、−CH2−、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−NHCO−及び−C(CF2−から成る群から選択される少なくとも1つの2価の基又は単結合であり、m2は、1〜30の整数であり、L1は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基、不飽和基、及びハロゲン原子から成る群から選択される少なくとも1つの基であり、jは、それぞれ独立に、0〜4の整数であり、kは、0又は1の整数であり、そしてlは、0〜2の整数である。}
芳香族ジカルボン酸としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、4,4'−ジカルボキシビフェニル、4,4'−ジカルボキシジフェニルエーテル、4,4'−ジカルボキシテトラフェニルシラン、ビス(4−カルボキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(p−カルボキシフェニル)プロパン、5−tert−ブチルイソフタル酸、5−ブロモイソフタル酸、5−フルオロイソフタル酸、5−クロロイソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。
脂環式ジカルボン酸としては、例えば、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸等が挙げらる。
脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、マロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、イソプロピルマロン酸、ジ−n−ブチルマロン酸、スクシン酸、テトラフルオロスクシン酸、メチルスクシン酸、2,2−ジメチルスクシン酸、2,3−ジメチルスクシン酸、ジメチルメチルスクシン酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジメチルグルタル酸、3−エチル−3−メチルグルタル酸、アジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、3−メチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2,6,6−テトラメチルピメリン酸、スベリン酸、ドデカフルオロスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサデカフルオロセバシン酸、1,9−ノナン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ヘンエイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸、ペンタコサン二酸、ヘキサコサン二酸、ヘプタコサン二酸、オクタコサン二酸、ノナコサン二酸、トリアコンタン二酸、ヘントリアコンタン二酸、ドトリアコンタン二酸、ジグリコール酸等が挙げられる。
また、上記Y(OH)n2(COOR11n4(COOH)2構造を有するジカルボン酸の一部または全部に、5−アミノイソフタル酸の誘導体を用いることもできる。
該誘導体を得るために5−アミノイソフタル酸に対して反応させる具体的な化合物としては、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、エキソ−3,6−エポキシ−1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物、3−エチニル−1,2−フタル酸無水物、4−エチニル−1,2−フタル酸無水物、シス−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、1−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、マレイン酸無水物、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、アリルスクシン酸無水物、イソシアナートエチルメタクリレート、3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート、3−シクロヘキセン−1−カルボン酸クロライド、2−フランカルボン酸クロリド、クロトン酸クロリド、ケイ皮酸クロリド、メタクリル酸クロリド、アクリル酸クロリド、プロピオリック酸クロリド、テトロリック酸クロリド、チオフェン−2−アセチルクロリド、p−スチレンスルフォニルクロリド、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、クロロぎ酸メチルエステル、クロロぎ酸エチルエステル、クロロぎ酸n−プロピルエステル、クロロぎ酸イソプロピルエステル、クロロぎ酸イソブチルエステル、クロロぎ酸2−エトキシエステル、クロロぎ酸−sec−ブチルエステル、クロロぎ酸ベンジルエステル、クロロぎ酸2−エチルヘキシルエステル、クロロぎ酸アリルエステル、クロロぎ酸フェニルエステル、クロロぎ酸2,2,2−トリクロロエチルエステル、クロロぎ酸−2−ブトキシエチルエステル、クロロぎ酸−p−ニトロベンジルエステル、クロロぎ酸−p−メトキシベンジルエステル、クロロぎ酸イソボルニルベンジルエステル、クロロぎ酸−p−ビフェニルイソプロピルベンジルエステル、2−t−ブチルオキシカルボニル−オキシイミノ−2−フェニルアセトニトリル、S−t−ブチルオキシカルボニル−4,6−ジメチル−チオピリミジン、ジ−t−ブチル−ジカルボナート、N−エトキシカルボニルフタルイミド、エチルジチオカルボニルクロリド、ぎ酸クロリド、ベンゾイルクロリド、p−トルエンスルホン酸クロリド、メタンスルホン酸クロリド、アセチルクロリド、塩化トリチル、トリメチルクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド、(N,N−ジメチルアミノ)トリメチルシラン、(ジメチルアミノ)トリメチルシラン、トリメチルシリルジフェニル尿素、ビス(トリメチルシリル)尿素、イソシアン酸フェニル、イソシアン酸n−ブチル、イソシアン酸n−オクタデシル、イソシアン酸o−トリル、1,2−フタル酸無水物、及びシス−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、及びグルタル酸無水物が挙げられる。
さらには、Y(OH)n2(COOR11n4(COOH)2構造を有するジカルボン酸として、テトラカルボン酸二無水物をモノアルコール、モノアミン等で開環したジカルボン酸を使用することもできる。ここでモノアルコールの例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、t−ブタノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。モノアミンの例としては、ブチルアミン、アニリン等が挙げられる。上記のテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の化学式で示される化合物が挙げられる。
Figure 0006649433
{式中、Bは、−CH2−、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−NHCO−、及び−C(CF2−、−COO−から成る群から選択される少なくとも1つの2価の基を表す。}
または別法として、テトラカルボン酸二無水物とビスアミノフェノール又はジアミンを反応させて、生成するカルボン酸残基を、モノアルコールまたはモノアミンにより、エステル化またはアミド化することもできる。
また、ビスアミノフェノールに対してトリメリット酸クロリドを反応させて、テトラカルボン酸二無水物を生成し、上記のテトラカルボン酸二無水物と同様の方法で開環してジカルボン酸として使用することもできる。このようにして得られるテトラカルボン酸二無水物としては、下記の化学式で示される化学式が挙げられる。
Figure 0006649433
{式中、Xは、前述のX(OH)2(NH−)2で表される2価の有機基を表す。}
ポリヒドロキシアミドを合成するための前記ジカルボン酸とビスアミノフェノール化合物又はジアミンの重縮合の方法としては、ジカルボン酸と塩化チオニル等を使用してジカルボン酸クロライドとした後にビスアミノフェノール又はジアミンを作用させる方法、又はジカルボン酸とビスアミノフェノール若しくはジアミンをジシクロヘキシルカルボジイミドにより重縮合させる方法等が挙げられる。ジシクロヘキシルカルボジイミドを使用する方法においては同時にヒドロキシベンズトリアゾールを作用させることもできる。
前述の一般式(6)で示される繰り返し単位を有するポリヒドロキシアミドにおいて、その末端基を有機基(以下、「封止基」という)で封止して使用することも好ましい。
例えば、ヒドロキシポリアミドの重縮合において、ジカルボン酸成分をビスアミノフェノール成分とジアミン成分との和に比べて過剰のモル数で使用する場合には、封止基としてアミノ基又は水酸基を有する化合物を用いるのが好ましい。該化合物の例としては、アニリン、エチニルアニリン、ノルボルネンアミン、ブチルアミン、プロパルギルアミン、エタノール、プロパルギルアルコール、ベンジルアルコール、ヒドロキシエチルメタクリレート、及びヒドロキシエチルアクリレート等が挙げられる。
逆に、ビスアミノフェノール成分とジアミン成分との和をジカルボン酸成分に比べて過剰のモル数として使用する場合には、封止基を有する化合物として、酸無水物、カルボン酸、酸クロリド、又はイソシアネート基等を有する化合物を用いるのが好ましい。該化合物の例としては、ベンゾイルクロリド、ノルボルネンジカルボン酸無水物、ノルボルネンカルボン酸、エチニルフタル酸無水物、グルタル酸無水物、無水マレイン酸、無水フタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、メチルシクロヘキサンジカルボン酸無水物、シクロへキセンジカルボン酸無水物、メタクリロイルオキシエチルメタクリレート、フェニルイソシアネート、メシルクロリド、及びトシル酸クロリド等が挙げられる。
この中でも好ましい末端基としては、下記構造:
Figure 0006649433
{式中、Lは、−CH2−、−O−又は−S−を表し、そしてLは、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基又は炭素原子数2〜6のアルケニル基を表す。}
で表される基が挙げられる。
(ii)テトラカルボン酸酸二無水物とジアミンより誘導され、アミド結合のオルト位にカルボキシル基を有するポリアミドは、前述したテトラカルボン酸二無水物と前述したフェノール性水酸基を有さないジアミンをγ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、又はスルホランなどの極性有機溶媒中で、必要に応じて、ピリジン、トリエチルアミンなどの触媒を用いて、縮合反応することで得られる。
該ポリアミドの平均重量分子量は、8000〜70000の範囲が好ましい。分子量を調整する方法としては、テトラカルボン酸とジアミンの仕込みのモル比を変えることによって制御する方法を使用できる。テトラカルボン酸をジアミンより多く仕込むことでカルボン酸末端とする方法が、室温での保存安定性上好ましい。また、ジアミンをテトラカルボン酸より多く仕込んだ後に、酸無水物、カルボン酸、酸クロリド、イソシアネート基等を有する化合物で末端基を封止して用いることもできる。
上記反応で得られた、溶媒を含むポリアミド樹脂は、そのまま樹脂組成物として使用することもできるし、また、製造された重縮合物溶液をそのままで使用せずに、精製工程を経て重縮合物を単離し、再度適当な溶剤に再溶解させてから使用してもよい。具体的な精製工程としては、まず、上記製法により得られた重縮合物溶液にメタノール、エタノール、イソプロパノール、または水といった貧溶媒を加えて重縮合物を析出させる。次に、γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン等の良溶媒に再度溶解させ、その溶解液をイオン交換樹脂を充填したカラムに通すことでイオン性の不純物を取り除く。最後に、その溶解液を純水に滴下して析出物を濾別し、真空乾燥を行うといった精製工程である。これにより、低分子量成分、イオン性の不純物等を取り除くこともできる。
(iii)側鎖にフェノール性水酸基を有するアルカリ水溶液可溶性のポリイミドは、前記テトラカルボン酸無水物と、前記X(NH22(OH)n1(COOR10n3構造を有するジアミンを、γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、スルホランなどの極性有機溶媒中で、必要に応じて、ピリジン、トリエチルアミンなどの触媒を用いて、縮合反応し、ポリイミド前駆体を得て、続けてピリジンと無水酢酸等による触媒存在下又は無触媒で加熱することによりポリイミド前駆体を脱水閉環させることで得られる。
該ポリイミド樹脂の平均重量分子量は、5000〜70000の範囲が好ましい。分子量を調整する方法としては、テトラカルボン酸とジアミンの仕込みモル比を変えることによって制御する方法を使用できる。テトラカルボン酸をジアミンより多く仕込むことでカルボン酸末端とする方法が室温での保存安定性上好ましい。また、ジアミンを酸無水物より多く仕込み、酸無水物、カルボン酸、酸クロリド、イソシアネート基等を有する化合物で末端基を封止して用いることもできる。
上記反応で得られた、溶媒を含むポリアミド樹脂は、そのまま樹脂組成物として使用することもできるし、前述のように精製工程を経ても構わない。
(A)アルカリ可溶性樹脂として(iv)フェノール樹脂及びその誘導体も好ましく用いられる。
(A)アルカリ可溶性樹脂としてフェノール樹脂を用いると、(B)光酸発生剤との親和性が高いために、未露光部は溶解阻止効果を有する一方、露光部は溶解促進作用をすることにより、高いコントラストを発生させて高感度、高解像度の感光性樹脂組成物が得られる。
また、感光性樹脂組成物を金属上でスピンコート、露光、現像、硬化した後、フッ素系化合物ガスを用いたエッチング処理を行なった場合、エッチングに用いるフッ素系化合物ガスがエッチング処理中にフェノール樹脂の硬化膜内には浸透し難いため、金属上にフッ素系化合物由来の腐食が発生し難くなる。
さらに、フェノール樹脂は有機溶媒に親和性が高く溶解性が高いため、スピンコートした際に、面内均一性が優れ、基板のふち部分の膜厚が均一になる傾向がある。
上記の効果は、アルカリ可溶性樹脂として、フェノール樹脂単独で用いる場合だけでなく、フェノール樹脂と、前述の(i)PBO前駆体であるポリヒドロキシアミド、(ii)テトラカルボン酸とジアミンより誘導され、アミド結合のオルト位にカルボキシル基を有するポリアミド、(iii)側鎖にフェノール性水酸基を有するアルカリ水溶液可溶性のポリイミドと、を混合した場合にも発現する。
上記(i)〜(iii)のポリマー100質量部に対して、フェノール樹脂を、10質量部〜300質量部、好ましくは50質量部〜150質量部混合すると、電子線に対して高感度になるため好ましく、さらに耐熱性の観点から300質量部以下であることが好ましい。
フェノール樹脂の合成方法としては、種々のフェノール化合物の1つ若しくはそれらの任意の混合物を、ホルマリン等のアルデヒド類で既知の方法で重縮合する方法、又はフェノール化合物と、メチロール基、アルコキシメチル基及びハロアルキル基のいずれかを分子内に2個有する化合物とを、酸触媒下で重合反応させることによって合成する方法、又はこれらの組み合わせによって合成する方法が挙げられる。
フェノール類としては、例えば、フェノール、オルトクレゾール、メタクレゾール、パラクレゾール、2,3−ジメチルフェノール、2,5−ジメチルフェノール、3,4−ジメチルフェノール、3,5−ジメチルフェノール、2,4−ジメチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、2,3,6−トリメチルフェノール、2−t−ブチルフェノール、3−t−ブチルフェノール、4−t−ブチルフェノール、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、5−メチルレゾルシノール、4−t−ブチルカテコール、2−メトキシフェノール、3−メトキシフェノール、2−プロピルフェノール、3−プロピルフェノール、4−プロピルフェノール、2−イソプロピルフェノール、2−メトキシ−5−メチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチルフェノール、チモール、イソチモールなどが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、ホルマリン、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピオンアルデヒド、β−フェニルプロピオンアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズアルデヒド、o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデヒド、p−n−ブチルベンズアルデヒド、テレフタルアルデヒドなどが挙げられる。
ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジフェニルケトンなどが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
上記メチロール基を分子内に2個有する化合物としては、例えば、ビス(ヒドロキシメチル)クレゾール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−エチルフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−プロピルフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−n−ブチルフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−t−ブチルフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−メトキシフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−エトキシフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−プロポキシフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−n−ブトキシフェノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−t−ブトキシフェノール、ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル等が挙げられる。
上記アルコキシメチル基を分子内に2個有する化合物としては、例えば、ビス(メトキシメチル)クレゾール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−エチルフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−プロピルフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−n−ブチルフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−t−ブチルフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−メトキシフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−エトキシフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−プロポキシフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−n−ブトキシフェノール、2,6−ビス(メトキシメチル)−4−t−ブトキシフェノール、ビス(メトキシメチル)ビフェニル等が挙げられる。アルコキシメチル基の炭素数は、反応活性の観点から、1〜10であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが最も好ましい。
上記ハロアルキル基を分子内に2個有する化合物としては、例えば、ビスクロロメチルビフェニル等が挙げられる。
フェノール樹脂の重量平均分子量は、好ましくは1,000〜50,000であり、より好ましくは2,000〜20,000である。重量平均分子量は、伸度の観点から、1,000以上であることが好ましく、アルカリ溶解性の観点から、50,000以下であることが好ましい。本明細書では、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)を用いて、標準ポリスチレン換算で得られる値である。
(v)ポリヒドロキシスチレン樹脂及びその誘導体について詳述する。ポリヒドロキシスチレン樹脂及びその誘導体の具体例としては、例えば、ポリ−o−ヒドロキシスチレン、ポリ−m−ヒドロキシスチレン、ポリ−p−ヒドロキシスチレン、ポリ−α−メチル−o−ヒドロキシスチレン、ポリ−α−メチル−m−ヒドロキシスチレン、ポリ−α−メチル−p−ヒドロキシスチレン又はこれらの部分アセチル化物、シリル化物等が挙げられる。これらのポリヒドロキシスチレン樹脂又はその誘導体の質量平均分子量は、通常3,000〜100,000、特に好ましくは4,000〜20,000の範囲である。
(iv)アクリル系樹脂及びその誘導体としては、例えばアルカリ可溶性基を有するモノマーである、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、およびこれらの誘導体を、アニオン重合開始剤またはカチオン重合開始剤の存在下で重合して得られるアクリル樹脂などを用いることができる。また、これらアルカリ可溶性基を有するモノマーと、アルカリ可溶性の無いアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、マレイン酸エステル、スチレン、ビニルアルコール、酢酸ビニル、ビニルエステル、およびこれらの誘導体などをアルカリ水溶性を有する範囲で共重合してもよい。アクリル系樹脂又はその誘導体の重量平均分子量は、通常3,000〜100,000、特に好ましくは4,000〜20,000の範囲である。
(B)光酸発生剤
本発明の感光性樹脂組成物が含有する(B)光酸発生剤としては、感光性樹脂組成物をポジ型又はネガ型で所望の用途に適用することを可能にする化合物を利用できる。感光性樹脂組成物をポジ型として使用する場合には、(B)光酸発生剤としては、例えば、キノンジアジド化合物、オニウム塩、ハロゲン含有化合物などを用いることができるが、溶剤溶解性及び保存安定性の観点から、キノンジアジド化合物が好ましい。
上記オニウム塩としては、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、アンモニウム塩、ジアゾニウム塩等が挙げられ、そしてジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、及びトリアルキルスルホニウム塩から成る群から選ばれるオニウム塩が好ましい。
上記ハロゲン含有化合物としては、例えば、ハロアルキル基含有炭化水素化合物等が挙げられ、高感度化の観点からトリクロロメチルトリアジンが好ましい。
上記キノンジアジド化合物としては、ナフトキノンジアジド化合物(以下「NQD化合物」ともいう)が好ましく、中でも、1,2−ナフトキノンジアジド構造を有する化合物が好ましい。該ナフトキノンジアジド構造は、以下に詳述する特定構造を有するポリヒドロキシ化合物の1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、及び該ポリヒドロキシ化合物の1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステルから成る群から選択される少なくとも1種のNQD化合物である。
該NQD化合物は、常法に従って、ナフトキノンジアジドスルホン酸化合物を、クロルスルホン酸又は塩化チオニルでスルホニルクロライドとし、得られたナフトキノンジアジドスルホニルクロライドと、ポリヒドロキシ化合物とを縮合反応させることにより得られる。例えば、ポリヒドロキシ化合物と、所定量の1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド又は1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロリドとを、ジオキサン、アセトン、テトラヒドロフラン等の溶媒中において、トリエチルアミン等の塩基性触媒の存在下で反応させてエステル化を行い、得られた生成物を水洗、乾燥することによりNQD化合物を得ることができる。
好ましいNQD化合物の例としては、例えば、下記一般式群で表されるものが挙げられる。
Figure 0006649433
{式中、Qは、水素原子、又は下記式群のいずれかで表されるナフトキノンジアジドスルホン酸エステル基であるが、全てのQが水素原子であることはない。}
Figure 0006649433
また、NQD化合物としては、同一分子中に4−ナフトキノンジアジドスルホニル基及び5−ナフトキノンジアジドスルホニル基を含有するナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を用いることもできるし、4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物と5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物とを混合して使用することもできる。
ポジ型感光性樹脂組成物として用いる場合には、(B)光酸発生剤の(A)アルカリ可溶性樹脂全体に対する配合量は、全アルカリ可溶性樹脂100質量部に対し、1質量部〜50質量部が好ましく、5質量部〜30質量部がより好ましい。(B)光酸発生剤の配合量が、1質量部以上であると、樹脂のパターニング性が良好であり、一方で、50質量部以下であると、硬化後の膜の引張り伸び率が良好、かつ露光部の現像残渣(スカム)が少ないので好ましい。
なお、本発明の感光性樹脂組成物は、下記ア)〜ケ)の(B)光酸発生剤と、後述する(D)架橋剤とを組み合わせることにより、ネガ型の感光性樹脂組成物として利用できる。その場合、(B)光酸発生剤として、例えば、以下の化合物が挙げられる。
ア)トリクロロメチル−s−トリアジン類
トリス(2,4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−フェニル−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3−クロロフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−クロロフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3−メトキシフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−メトキシフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メチルチオフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3−メチルチオフェニル)ビス(4,6−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(2−メチルチオフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシナフチル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3−メトキシナフチル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−メトキシナフチル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3,4,5−トリメトキシ−β−スチリル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メチルチオ−β―スチリル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3−メチルチオ−β―スチリル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−メチルチオ−β−スチリル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン等。
イ)ジアリールヨードニウム類
ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨードニウム−p−トルエンスルホナート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスホナート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウム−p−トルエンスルホナート、ビス(4−ter−ブチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(4−ter−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ビス(4−ter−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ビス(4−ter−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロアセテート、ビス(4−ter−ブチルフェニル)ヨードニウム−p−トルエンスルホナート等。
ウ)トリアリールスルホニウム塩類
トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウムメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、トリフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホナート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムメタンスルホナート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホナート、4−フェニルチオフェニルジフェニルテトラフルオロボレート、4−フェニルチオフェニルジフェニルヘキサフルオロホスホネート、4−フェニルチオフェニルジフェニルヘキサフルオロアルセネート、4−フェニルチオフェニルジフェニルトリフルオロメタンスルホナート、4−フェニルチオフェニルジフェニルトリフルオロアセテート、4−フェニルチオフェニルジフェニルーp−トルエンスルホナート等。
これらの化合物の内、トリクロロメチル−S−トリアジン類としては、2−(3−クロロフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−S−トリアジン、2−(4−クロロフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−S−トリアジン、2−(4−メチルチオフェニル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−S−トリアジン、2−(4−メトキシ−β−スチリル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−S−トリアジン、2−(4−メトキシナフチル)−ビス(4,6−トリクロロメチル)−S−トリアジン等を、ジアリールヨードニウム塩類としては、ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート等を、トリアリールスルホニウム塩類としては、トリフェニルスルホニウムメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムメタンスルホナート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、4−フェニルチオフェニルジフェニルトリフルオロメタンスルホナート、4−フェニルチオフェニルジフェニルトリフルオロアセテート等を好適なものとして挙げることができる。
エ)ジアゾケトン化合物
ジアゾケトン化合物として、例えば、1,3−ジケト−2−ジアゾ化合物、ジアゾベンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物等を挙げることができ、具体例としてはフェノール類の1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル化合物を挙げることができる。
オ)スルホン化合物
スルホン化合物として、例えば、β−ケトスルホン化合物、β−スルホニルスルホン化合物及びこれらの化合物のα−ジアゾ化合物を挙げることができ、具体例として、4−トリスフェナシルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス(フェナシルスルホニル)メタン等を挙げることができる。
カ)スルホン酸化合物
スルホン酸化合物として、例えば、アルキルスルホン酸エステル類、ハロアルキルスルホン酸エステル類、アリールスルホン酸エステル類、イミノスルホネート類等を挙げることができる。好ましい具体例としては、ベンゾイントシレート、ピロガロールトリストリフルオロメタンスルホネート、o−ニトロベンジルトリフルオロメタンスルホネート、o−ニトロベンジルp−トルエンスルホネート等を挙げることができる。
キ)スルホンイミド化合物
スルホンイミド化合物の具体例として、例えば、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルイミド等を挙げることができる。
ク)オキシムエステル化合物
2−[2−(4−メチルフェニルスルホニルオキシイミノ)]−2,3−ジヒドロチオフェン−3−イリデン]−2−(2−メチルフェニル)アセトニトリル(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「イルガキュアPAG121」)、[2−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−2,3−ジヒドロチオフェン−3−イリデン]−2−(2−メチルフェニル)アセトニトリル(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「イルガキュアPAG103」)、[2−(n−オクタンスルホニルオキシイミノ)−2,3−ジヒドロチオフェン−3−イリデン]−2−(2−メチルフェニル)アセトニトリル(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「イルガキュアPAG108」)、α−(n−オクタンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド(チバスペシャルティケミカルズ社商品名「CGI725」)等を挙げることができる。
ケ)ジアゾメタン化合物
ジアゾメタン化合物の具体例として、例えば、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン等を挙げることができる。
とりわけ、感度の観点から、上記オキシムエステル化合物群が特に好ましい。
(B)光酸発生剤を後述する(D)架橋剤と組み合わせてネガ型感光性樹脂組成物を形成する場合には、(B)光酸発生剤の配合量は、全アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して、0.1質量部〜100質量部である。該配合量が0.1質量部以上であれば感度の向上効果を十分得ることができ、該配合量が100質量部以下であれば硬化後の機械物性が良好である。該配合量は、好ましくは、1〜40質量部である。
(C)25℃における蒸気圧が10Pa〜250Paであり、かつ25℃における密度が0.7g/cm〜1.02g/cmである溶媒
本発明の実施の形態では、(A)アルカリ可溶性樹脂と(B)光酸発生剤を溶媒に溶解してワニス状にし、スピンコート用感光性樹脂組成物として使用するときに、(C)25℃での蒸気圧が10Pa〜250Paかつ密度が0.7〜1.02g/cmの溶媒を使用する。
密度が0.7g/cm〜1.02g/cmの溶媒を含む感光性樹脂組成物とした場合、感光性樹脂組成物で広く使用されているγ―ブチルラクトン(密度1.13g/cm)で構成された感光性樹脂組成物と比較して、感光性樹脂組成物の密度が小さくなる。密度が大きい感光性樹脂組成物と密度が小さい感光性樹脂組成物では、スピンコートする基板上に同質量のワニスを吐出すると、密度が小さい感光性樹脂組成物の方がワニスの体積が大きくなり、より広い面積を塗膜できる事を本発明者らは見出した。
すなわち、基板上の面積が決まっているシリコンウエハー等の塗布をする際は、密度が小さい感光性樹脂組成物を使用すると、全面に塗膜するために必要なワニス質量が少なくなる。
更に25℃の蒸気圧が10Pa〜250Paの溶媒を使用することにより、塗布膜の均一性が飛躍的に向上する。10Pa以上の蒸気圧の溶媒を使用した場合、プリベーク時に溶媒成分が十分に揮発するためにプリベーク後の膜から溶媒が除去され、プリベーク時に使用するホットプレートの温度むら、又は排気むらの影響が少なく、プリベーク後の塗膜の膜厚均一性が良好となる。また、10Pa以上の蒸気圧の溶媒を使用した場合、コート後に基板のふち部分の膜厚が均一となる。一方で、250Pa以下の蒸気圧の溶媒を使用した場合、スピンコート時に溶媒成分が過剰に揮発し難くなるため、膜厚の均一性が向上する。
(C)25℃における気圧が10Pa〜250Paであり、かつ25℃における密度が0.7g/cm〜1.02g/cmである溶媒としては、具体的には、(A)アルカリ可溶性樹脂に対する溶解性又は密度の観点から、ケトン系、エーテル系、アルコール系、及びグリコール系であることが好ましい。
ケトン系溶媒としては、下記一般式(1)で表される構造であることが好ましい。
Figure 0006649433
{式中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜9のアルキル基であり、そしてRとRの炭素原子数の和が、7〜10である。}
ケトン系溶媒としては、具体的には、ジイソブチルケトン、5−メチル−3−ヘプタノン、2−メチル−3−ヘプタノン、6−メチル−2−ヘプタノン、2−メチル−4−ヘプタノン、3−メチル−4−ヘプタノン、2−オクタノン、3−オクタノン、4−オクタノン、5−メチル―2−オクタノン、2−ノナノン、3−ノナノン、4−ノナノン、5−ノナノン、2−デカノン、3−デカノン、4−デカノン、5−デカノン、プロピオフェノン、1−フェニルアセトン、3、3−ジメチルペンタン−4、4−ジオン、シクロオクタノン等が挙げられる。
この中でも、ジイソブチルケトン、2−オクタノン、2−ノナノン、及び2−デカノンが、塗膜の面内均一性が優れ、また、感光性樹脂組成物の密度が下がり、スピンコート法による塗膜作製時の吐出質量を低減できるという観点から好ましく、2−オクタノン又は2−ノナノンが最も好ましい。
エーテル系溶媒としては、下記一般式(2)で表される構造であることが好ましい。
Figure 0006649433
{式中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜11のアルキル基であり、そしてRとRの炭素原子数の和が、9〜12である。}
エーテル系溶媒としては、具体的には、アミルエーテル、イソアミルエーテル、1−エトキシヘプタン、1−プロポキシヘプタン、1−ブトキシヘプタン、1−プロポキシヘプタン、1−メトキシオクタン、1−エトキシオクタン、1−プロポキシオクタン、1−ブトキシオクタン、1−メトキシノナン、1−エトキシノナン、1−プロポキシノナン、ベンジルメチルエーテル、ベンジルジメチルエーテル等が挙げられる。
この中でも、アミルエーテル、イソアミルエーテル、1−メトキシオクタン、1−ブトキシオクタンが、感光性樹脂組成物の密度が下がり、スピンコート法による塗膜作製時の吐出質量を低減できるという観点から好ましく、イソアミルエーテルが最も好ましい。
アルコール系溶媒としては、下記一般式(3)で表される構造であることが好ましい。
Figure 0006649433
{式中、Rは、炭素原子数5〜10のアルキル基である。}
アルコール系溶媒としては、具体的には、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、4−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、2−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−1−ペンタノール、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−メチル−2−ヘキサノール、3−メチル−2−ヘキサノール、4−メチル−2−ヘキサノール、5−メチル−2−ヘキサノール、2−エチル−1−ヘキサノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール、シクロオクタノール等が挙げられる。
これらの中でも、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、4−ヘプタノール、2−エチル−1−ヘキサノールが、塗膜の面内均一性が優れ、また、感光性樹脂組成物の密度が下がり、スピンコート法による塗膜作製時の吐出質量を低減できるという観点から好ましく、1−ヘプタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、が最も好ましい。
グリコール系溶媒としては、一般式(4)で表される構造が好ましい。
Figure 0006649433
{式中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、又は下記一般式(5):
Figure 0006649433
(式中、Rは、炭素原子数1〜5のアルキル基を表す)
で表される基Xを表すが、R及びRの両方が基Xになることはなく、Rは、水素原子又は炭素数1若しくは2のアルキル基を表し、そしてn5は、1≦n5≦3を満たす数である。}
グリコール系溶媒としては、具体的には、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、及びジプロピレングリコールメチルプロピルエーテル等が挙げられる。その中でも更に、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、及びジプロピレングリコールメチルプロピルエーテルが、塗膜の面内均一性が優れ、また、感光性樹脂組成物の密度が下がり、スピンコート法による塗膜作製時の吐出質量を低減できるという観点から好ましく、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、及びジプロピレングリコールメチルプロピルエーテルが最も好ましい。
実施の形態では、上記(C)溶媒の他に、スピンコート用感光性樹脂組成物の25℃における密度が0.75g/cm〜1.1g/cmの範囲を超えず、かつ25℃における粘度が0.5Pa・s〜2Pa・sを超えない範囲で、例えば、以下の溶媒を1種以上混合して使用することができる。
このような溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン(GBL)、N,N−ジメチルアセトアミド(以下、「DMAc」ともいう。)、ジメチルイミダゾリノン、テトラメチルウレア、ジメチルスルホキシド、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチル−1,3−ブチレングリコールアセテート、1,3−ブチレングリコール−3−モノメチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。
これらの溶媒のうち、非アミド系溶媒が感光剤などへの影響が少ない点から好ましい。具体的には、より好ましい溶媒の例としては、γ−ブチロラクトン、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを挙げることができる。(A)アルカリ可溶性樹脂への溶解性が高く、(B)光酸発生剤の経時後の析出を防止する観点から、γ−ブチロラクトンが、上記(C)溶媒と併用する際は最も好ましい。
実施の形態では、スピンコート用感光性樹脂組成物が、(C)25℃における蒸気圧が10Pa〜250Paであり、かつ25℃における密度が0.7g/cm〜1.02g/cmである溶媒とγ−ブチルラクトンの質量比が95:5〜30:70である混合溶媒を用いた時、スピンコート用感光性樹脂組成物のプリベーク膜の膜厚均一性が向上するので好ましい。また、(C)溶媒とγ−ブチルラクトンの質量比が90:10〜40:60である混合溶媒は、プリベーク膜の膜厚均一性とスピンコート膜作製時の吐出質量削減を両立するという観点から更に好ましい。
スピンコート用感光性樹脂組成物の密度は、0.75g/cm〜1.1g/cmである。密度をこの範囲とすることで、スピンコート膜作製時の吐出質量を飛躍的に削減することができる。より好ましくは、0.95g/cm〜1.09g/cmの範囲が吐出質量削減と塗布膜の均一性の観点から好ましい。
スピンコート用感光性樹脂組成物の25℃における粘度は、0.5Pa・s〜2Pa・sである。粘度をこの範囲内とすることで、通常の半導体保護膜で必要とされる膜厚(最終硬化膜で3μm〜20μm)をスピンコート法で適当な回転数(500rpm〜5000rpm)で作製することが可能となる。また、スピンコート用感光性樹脂組成物の25℃における粘度が0.6Pa・s〜1.5Pa・sの範囲であると、膜厚の調整が、コート時の回転数で容易に調整できるため、より好ましい。なお、粘度の単位については、1[P]が0.1[Pa・s]と等しいことを理解されたい(1P=0.1Pa・s)。
(D)架橋剤
実施の形態では、スピンコート用感光性樹脂組成物を、ポジ型で利用する場合には、熱硬化後の膜(感光性樹脂層)の耐薬品性を高める目的で、ネガ型で利用する場合には、熱硬化後の膜の耐薬品性を高める目的とともにパターン形成の目的で、それぞれ、(D)架橋剤を好ましく利用することができる。
(D)架橋剤としては、メチロール基及び/又はアルコキシメチル基を有する芳香族化合物、N位がメチロール基及び/又はアルコキシメチル基で置換された化合物、エポキシ化合物、オキセタン化合物、アリル化合物、から成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物等が利用できる。
これらの架橋剤の中でも、メチロール基及び/又はアルコキシメチル基を有する芳香族化合物、並びにN位がメチロール基及び/又はアルコキシメチル基で置換された化合物から成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物が、熱硬化後の耐薬品性の観点から好ましい。
メチロール基及び/又はアルコキシメチル基を有する芳香族化合物としては、下記一般式(7)で表される構造を有するものが好ましい。
Figure 0006649433
{式中、R13は、水酸基であり、mは、0〜3の整数であり、R14は、炭素数1〜30の有機基であり、mは、0〜3の整数であり、R15は、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基であり、mは、1〜6の整数であり、そしてm3及びm5は、2≦(m3+m5)≦6を満たす。}
メチロール基及び/又はアルコキシメチル基を有する芳香族化合物として、より具体的には、下記の化合物が挙げられる。
Figure 0006649433
Figure 0006649433
N位がメチロール基及び/又はアルコキシメチル基で置換された化合物として、より具体的には、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、グリコールウリル樹脂、ヒドロキシエチレン尿素樹脂、尿素樹脂、グリコール尿素樹脂、アルコキシメチル化メラミン樹脂、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン樹脂、アルコキシメチル化グリコールウリル樹脂、及びアルコキシメチル化尿素樹脂を挙げることができる。
これらの内、アルコキシメチル化メラミン樹脂、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン樹脂、アルコキシメチル化グリコールウリル樹脂、及びアルコキシメチル化尿素樹脂は、既知のメチロール化メラミン樹脂、メチロール化ベンゾグアナミン樹脂、又はメチロール化尿素樹脂のメチロール基をアルコキシメチル基に変換することにより得ることができる。このアルコキシメチル基の種類については、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基等を挙げることができる。
N位がメチロール基及び/又はアルコキシメチル基で置換された化合物として、具体的には、サイメル300、301、303、370、325、327、701、266、267、238、1141、272、202、1156、1158、1123、1170、1174、UFR65、300(三井サイテック(株)製)、ニカラックMX−270、−280、−290、ニカラックMS―11、ニカラックMW―30、−100、−300、−390、−750(三和ケミカル社製)等を好ましく使用することができる。
N位がメチロール基及び/又はアルコキシメチル基で置換された化合物としては、下記構造で表される構造を有するものが好ましい。
Figure 0006649433
{式中、R16及びR17は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基であり、そしてR18は、炭素数1〜30の有機基である。}
また、上述した樹脂の単量体も(D)架橋剤として使用でき、例えば、下記化合物、ヘキサメトキシメチルメラミン、ジメトキシメチル尿素等を挙げることができる。
Figure 0006649433
エポキシ化合物とは、3員環環状エーテル構造を持つ化合物であり、その具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ポリスルフィド型エポキシ樹脂等が挙げられるが、これらに限定されない。
オキセタン化合物は、4員環環状エーテル構造を持つ化合物であり、カチオン開環重合反応、又はカルボン酸、チオール、若しくはフェノールとの付加反応が可能なものである。オキセタン化合物の具体例としては、1,4−ビス{[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン、ビス[1−エチル(3−オキセタニル)]メチルエーテル、4,4’−ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシメチル]ビフェニル、4,4’−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ビフェニル、エチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)ジフェノエート、トリメチロールプロパントリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ポリ[[3−[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ]プロピル]シラセスキオキサン]誘導体、オキセタニルシリケート、フェノールノボラック型オキセタン、1,3−ビス[(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ]ベンゼン、OXT121(東亞合成:商品名)、OXT221(東亞合成:商品名)等が挙げられるが、これらに限定されない。
これらの化合物の中で、耐熱性の観点から、4,4’−ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシメチル]ビフェニル、4,4’−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ビフェニル、及びOXT121(東亞合成:商品名)が好ましい。
アリル化合物の具体例としては、アリルアルコール、アリルアニソール、安息香酸アリルエステル、桂皮酸アリルエステル、N−アリロキシフタルイミド、アリルフェノール、アリルフェニルスルフォン、アリルウレア、フタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、テレフタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル、イソシアヌル酸ジアリル、トリアリルアミン、イソシアヌル酸トリアリル、シアヌル酸トリアリル、トリアリルアミン、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸トリアリル、トリメリット酸トリアリル(和光純薬工業社製 TRIAM705)、ピロメリット酸トリアリル(和光純薬工業社製 TRIAM805)、オキシジフタル酸トリアリル、トリアリルホスフェート、トリアリルホスファイト、及びクエン酸トリアリルが挙げられるが、これらに限定されない。感度の観点から、トリメリット酸トリアリル(和光純薬工業社製 TRIAM705)、及びピロメリット酸トリアリル(和光純薬工業社製 TRIAM805)が好ましい。
(D)架橋剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができ、配合量は、(A)アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して1質量部〜100質量部であることが好ましく、より好ましくは3質量部〜50質量部である。該配合量が1質量部以上である場合、架橋が良好に進行してパターニング性が良好となり、該配合量が100質量部以下である場合、キュア後の機械物性が良好に保たれる。
(E)溶解促進剤
本発明においては、(E)溶解促進剤を好ましく利用することができる。(E)溶解促進剤としては、例えば、カルボン酸化合物、フェノール性化合物などが挙げられる。
カルボン酸化合物の例としては、3−フェニル乳酸、4−ヒドロキシフェニル乳酸、4−ヒドロキシマンデル酸、3,4−ジヒドロキシマンデル酸、4−ヒドロキシ−3−メトキシマンデル酸、2−メトキシ−2−(1−ナフチル)プロピオン酸、マンデル酸、アトロラクチン酸、アセチルマンデル酸、α−メトキシフェニル酢酸、3−フェニル乳酸、4−ヒドロキシフェニル乳酸、4−ヒドロキシマンデル酸、3,4−ジヒドロキシマンデル酸、4−ヒドロキシ−3−メトキシマンデル酸、2−メトキシ−2−(1−ナフチル)プロピオン酸、マンデル酸、アトロラクチン酸、O−アセチルマンデル酸、α−メトキシフェニル酢酸、4−ヒドロキシマンデル酸、3,4−ジヒドロキシマンデル酸、4−ヒドロキシ−3−メトキシマンデル酸、マンデル酸、アトロラクチン酸、O−アセチルマンデル酸、α−メトキシフェニル酢酸、O−アセチルマンデル酸、α−メトキシフェニル酢酸、ジヒドロキシベンゼンカルボン酸ヘキシル、ジヒドロキシベンゼンカルボン酸オクチル、ジヒドロキシベンゼンカルボン酸ドデシル、トリヒドロキシベンゼンカルボン酸ヘキシルである没食子酸ヘキシル及びフロログルシノールカルボン酸ヘキシル、トリヒドロキシベンゼンカルボン酸オクチルである没食子酸オクチル及びフロログルシノールカルボン酸オクチル、トリヒドロキシベンゼンカルボン酸ドデシルである没食子酸ドデシル及びフロログルシノールカルボン酸ドデシル、トリヒドロキシベンゼンカルボン酸ヘキサデシルである没食子酸ヘキサデシル及びフロログルシノールカルボン酸ヘキサデシル等を挙げることができる。
フェノール性化合物としては、前記感光性ジアゾキノン化合物に使用しているバラスト剤、並びにパラクミルフェノール、ビスフェノール類、レゾルシノール類、又はMtrisPC、MtetraPC等の直鎖状フェノール化合物(本州化学工業社製:商品名)、TrisP−HAP、TrisP−PHBA、TrisP−PA等の非直鎖状フェノール化合物(本州化学工業社製:商品名)、ジフェニルメタンのフェニル基の水素原子2〜5個を水酸基に置換した化合物、2,2−ジフェニルプロパンのフェニル基の水素原子1〜5個を水酸基に置換した化合物、等が挙げられる。該フェノール性化合物の添加により、現像時のレリーフパターンの密着性を向上させ残渣の発生を抑えることができる。なお、バラスト剤とは、フェノール性水素原子の一部がナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化されたフェノール化合物である前述の感光性ジアゾキノン化合物に原料として使用されているフェノール化合物をいう。
(E)溶解促進剤を加える場合の添加量は、全アルカリ可溶性樹脂100質量部に対し、1質量部〜50質量部が好ましく、1質量部〜30質量部が好ましい。添加量が50質量部以下であれば、熱硬化後の膜の耐熱性が良好である。
(F)その他の添加剤
実施の形態では、スピンコート用感光性樹脂組成物には、必要に応じて、染料、香料、塗布膜の面内均一性を向上させるための界面活性剤、シリコン基板又は銅基板との接着性を高めるための接着助剤等の添加剤を含有させることもできる。
染料としては、例えば、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、マラカイトグリーン等が挙げられる。染料の配合量は、(A)アルカリ可溶性樹脂100質量部に対し、0.1質量部〜10質量部が好ましい。配合量が0.1質量部以上であれば可視化効果が良好に得られ、10質量部以下であれば、熱硬化後の膜の耐熱性が良好である。
香料としては、テルペン類化合物が挙げられ、溶剤への溶解性の観点からモノテルペン化合物、セスキテルペン化合物が好ましい。
具体的には、香料としては、例えば、リナロール、イソフィトール、ジヒドロリナロール、酢酸リナリール、リナロールオキシド、ゲラニルリナロール、ラバンジュロール、テトラヒドロラバンジュロール、酢酸ラバンジュロール、ネロール、酢酸ネロール、ゲラニオール、シトラール、酢酸ゲラニル、ゲラニルアセトン、ゲラニウム酸、シトラルジメチルアセタル、シトロネロール、シトロネラール、ヒドロキシシトロネラール、ジメチルオクタナール、シトロネリル酸、酢酸シトロネリル、タゲトン、アルテミシアケトン、プレゴール、イソプレゴール、メントール、酢酸メントール、イソメントール、ネオメントール、メンタノール、メンタントリオール、メンタンテトラオール、カルボメントール、メントキシ酢酸、ペリリルアルコール、ペリラアルデヒド、カルベオール、ピペリトール、テルペン−4−オール、テルピネオール、テルピネノール、ジヒドロテルピネオール、ソブレオール、チモール、ボルネオール、酢酸ボルニル、イソボルネオール、酢酸イソボルニル、シネオール、ピノール、ピノカルベオール、ミルテノール、ミルテナール、ベルベノール、ピノカンフェオール、カンファースルホン酸、ネロリドール、テルピネン、イオノン、ピネン、カンフェン、カンホレンアルデヒド、カンホロン酸、イソカンホロン酸、ショウノウ酸、アビチエン酸、グリシルレチン酸等が挙げられる。これらのテルペン化合物は単独で使用しても2つ以上混合して使用してもよい。
香料の配合量は、(A)アルカリ可溶性樹脂100質量部に対し、0.1質量部〜70質量部が好ましく、1質量部〜50質量部がより好ましい。配合量が0.1質量部であれば香料の効果が良好に得られ、70質量部以下であれば、熱硬化後の膜の耐熱性が良好である。
界面活性剤としては、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリグリコール類、それらの誘導体から成る非イオン系界面活性剤が挙げられる。また、フロラード(住友3M社製:商品名)、メガファック(大日本インキ化学工業社製:商品名)、ルミフロン(旭硝子社製:商品名)等のフッ素系界面活性剤が挙げられる。さらに、KP341(信越化学工業社製:商品名)、DBE(チッソ社製:商品名)、グラノール(共栄社化学社製:商品名)等の有機シロキサン界面活性剤が挙げられる。該界面活性剤の添加により、塗布時のウエハーエッジでの塗膜のハジキをより発生し難くすることができる。
界面活性剤の配合量は、(A)アルカリ可溶性樹脂100質量部に対し、0〜10質量部が好ましく、0.01質量部〜1質量部がより好ましい。配合量が10質量部以下であれば、熱硬化後の膜の耐熱性が良好である。また配合量が0.01質量部以上である場合、上記の塗膜のハジキを防止する効果が良好である。
硬化レジストパターンとシリコン基板又は銅基板との密着性を向上させる接着助剤としては、例えば、アルキルイミダゾリン、ポリヒドロキシスチレン、ポリビニルメチルエーテル、t−ブチルノボラック、エポキシポリマー、有機ケイ素化合物、及び、トリアゾール、テトラゾール、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール等の複素環構造化合物が挙げられる。
有機ケイ素化合物とは、1官能以上のアルコキシル基、及びシラノール基を含有した化合物であり、シリコンウエハーとの接着性を高めるための接着助剤となる。該有機ケイ素化合物の炭素原子数は、溶剤への溶解性の観点から、4〜30であることが好ましく、4〜18であることがより好ましい。
具体的な有機ケイ素化合物としては、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製:商品名KBM803、チッソ株式会社製:商品名サイラエースS810)、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名SIM6475.0)、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学工業株式会社製:商品名LS1375、アズマックス株式会社製:商品名SIM6474.0)、メルカプトメチルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名SIM6473.5C)、メルカプトメチルメチルジメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名SIM6473.0)、3−メルカプトプロピルジエトキシメトキシシラン、3−メルカプトプロピルエトキシジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルジエトキシプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルエトキシジプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルジメトキシプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルメトキシジプロポキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルジエトキシメトキシシラン、2−メルカプトエチルエトキシジメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリプロポキシシラン、2−メルカプトエチルトリプロポキシシラン、2−メルカプトエチルエトキシジプロポキシシラン、2−メルカプトエチルジメトキシプロポキシシラン、2−メルカプトエチルメトキシジプロポキシシラン、4−メルカプトブチルトリメトキシシラン、4−メルカプトブチルトリエトキシシラン、4−メルカプトブチルトリプロポキシシラン、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)ウレア(信越化学工業株式会社製:商品名LS3610、アズマックス株式会社製:商品名SIU9055.0)、N−(3−トリメトキシシリルプロピル)ウレア(アズマックス株式会社製:商品名SIU9058.0)、N−(3−ジエトキシメトキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−エトキシジメトキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−ジエトキシプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−エトキシジプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−ジメトキシプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−メトキシジプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−トリメトキシシリルエチル)ウレア、N−(3−エトキシジメトキシシリルエチル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−エトキシジプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−ジメトキシプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−メトキシジプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−トリメトキシシリルブチル)ウレア、N−(3−トリエトキシシリルブチル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルブチル)ウレア、3−(m−アミノフェノキシ)プロピルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名SLA0598.0)、m−アミノフェニルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名SLA0599.0)、p−アミノフェニルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名SLA0599.1)アミノフェニルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名SLA0599.2)、2−(トリメトキシシリルエチル)ピリジン(アズマックス株式会社製:商品名SIT8396.0)、2−(トリエトキシシリルエチル)ピリジン、2−(ジメトキシシリルメチルエチル)ピリジン、2−(ジエトキシシリルメチルエチル)ピリジン、(3−トリエトキシシリルプロピル)−t−ブチルカルバメート、(3−グリシドキシプロピル)トリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−i−ブトキシシラン、テトラ−t−ブトキシシラン、テトラキス(メトキシエトキシシラン)、テトラキス(メトキシ−n−プロポキシシラン)、テトラキス(エトキシエトキシシラン)、テトラキス(メトキシエトキシエトキシシラン)、ビス(トリメトキシシリル)エタン、ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)エタン、ビス(トリエトキシシリル)エチレン、ビス(トリエトキシシリル)オクタン、ビス(トリエトキシシリル)オクタジエン、ビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]ジスルフィド、ビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]テトラスルフィド、ジ−t−ブトキシジアセトキシシラン、ジ−i−ブトキシアルミノキシトリエトキシシラン、ビス(ペンタジオネート)チタン−O,O’−ビス(オキシエチル)−アミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルシラントリオール、メチルフェニルシランジオール、エチルフェニルシランジオール、n−プロピルフェニルシランジオール、イソプロピルフェニルシランジオール、n−ブチルジフェニルシランジオール、イソブチルフェニルシランジオール、tert−ブチルフェニルシランジオール、ジフェニルシランジオール、ジメトキシジフェニルシラン、ジエトキシジフェニルシラン、ジメトキシジ− p−トリルシラン、エチルメチルフェニルシラノール、n−プロピルメチルフェニルシラノール、イソプロピルメチルフェニルシラノール、n−ブチルメチルフェニルシラノール、イソブチルメチルフェニルシラノール、tert−ブチルメチルフェニルシラノール、エチルn−プロピルフェニルシラノール、エチルイソプロピルフェニルシラノール、n−ブチルエチルフェニルシラノール、イソブチルエチルフェニルシラノール、tert−ブチルエチルフェニルシラノール、メチルジフェニルシラノール、エチルジフェニルシラノール、n−プロピルジフェニルシラノール、イソプロピルジフェニルシラノール、n−ブチルジフェニルシラノール、イソブチルジフェニルシラノール、tert−ブチルジフェニルシラノール、トリフェニルシラノール等が挙げられるが、これらに限定されない。これらは単独でも複数組み合わせて用いてもよい。
有機ケイ素化合物としては、前記した有機ケイ素化合物の中でも、保存安定性の観点から、フェニルシラントリオール、トリメトキシフェニルシラン、トリメトキシ(p−トリル)シラン、ジフェニルシランジオール、ジメトキシジフェニルシラン、ジエトキシジフェニルシラン、ジメトキシジ−p−トリルシラン、トリフェニルシラノール、及び下記構造で表されるシランカップリング剤が好ましい。
Figure 0006649433
有機ケイ素化合物は、単独で使用しても2つ以上混合して使用してもよい。有機ケイ素化合物を配合する場合の配合量は、(A)アルカリ可溶性樹脂100質量部に対し、1〜40質量部であることが好ましく、2質量部〜30質量部がより好ましく、4質量部〜20質量部がさらに好ましい。該化合物の配合量が1質量部以上であれば露光部の現像残渣が良好に低減されて、シリコン基板との密着性が良好であり、一方、40質量部以下であれば硬化後の膜の引っ張り伸び率が良好であり、良好な密着性とリソグラフィー性能を示す。
複素環構造化合物の具体例としては、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンズチアゾール、1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3,5−ジメチルピラゾール、5,5−ジメチルヒダントイン、3−メチル−5−ピラゾロン、3−メチル−1−フェニル−5−ピラゾロン、2−メチルイミダゾール、1,10−フェナントロリン、フェノチアジン、フェノキサジン、フェノキサチン、メルカプトベンゾチアゾール、メルカプトベンズオキサゾール、メチルチオベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド、メチルチオベンズイミダゾール、ベンズイミダゾール、フェニルメルカプトチアゾリン、メルカプトフェニルテトラゾール、及びメルカプトメチルテトラゾール等が挙げられる。また、ベンゾトリアゾール類の例としては、下記一般式で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006649433
{式中、Zは、水素原子、炭素原子数1〜5の1価の炭化水素基、及びカルボキシル基から成る群から選ばれる基であり、Zは、水素原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1〜5の1価の炭化水素基、及びアミノアルキル基から成る群から選ばれる少なくとも1つの基である。}
複素環構造化合物の中でも、銅基板上における感度の観点から、5−メルカプト−1−フェニルテトラゾール、1,2,3−ベンゾトリアゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンズイミダゾール、及び2−メルカプトベンゾオキサゾールから成る群から選ばれる化合物がより好ましい。
これらの複素環構造化合物は単独で使用しても2つ以上混合して使用してもよい。
複素環構造化合物の配合量は、(A)アルカリ可溶性樹脂100質量部に対し、0.1〜30質量部が好ましく、0.5質量部〜10質量部がより好ましい。複素環構造化合物の配合量が0.1質量部以上だと熱硬化後の膜の銅基板に対する接着性が良好になり、30質量部以下だと組成物の安定性が良好である。
<硬化レリーフパターン、及び半導体装置の製造方法>
また、本発明は、硬化レリーフパターンの製造方法であって、
(a)本発明のスピンコート用感光性樹脂組成物から成る感光性樹脂層又は感光性フィルムをスピンコート法により基板上に形成する工程、
(b)該感光性樹脂層又は感光性フィルムを露光する工程、
(c)現像液により該感光性樹脂層又は感光性フィルムの露光部又は未露光部を除去して、レリーフパターンを得る工程、及び
(d)該レリーフパターンを加熱する工程、
を含む方法を提供する。
また、本発明は、上記方法により製造された硬化レリーフパターンを提供する。工程(a)〜(d)について以下に具体的に説明する。
(a)本発明のスピンコート用感光性樹脂組成物から成る感光性樹脂層又は感光性フィルムをスピンコート法により基板上に形成する工程;
本発明のスピンコート用感光性樹脂組成物を、例えば、シリコンウエハー、セラミック基板、アルミ基板等の基板に、スピンコーターを用いて塗布し、次にオーブン又はホットプレートを用いて50℃〜140℃で乾燥して溶媒を除去する。
(b)該感光性樹脂層又は感光性フィルムを露光する工程;
次に、上記で得られた基板に対し、マスクを介して、コンタクトアライナー又はステッパーを用いて化学線による露光を行うか、又は光線、電子線若しくはイオン線を直接照射する。
(c)現像液により該感光性樹脂層又は感光性フィルムの露光部又は未露光部を除去して、レリーフパターンを得る工程;
次に現像を、浸漬法、パドル法、回転スプレー法等の方法から選択して行うことができる。現像により、塗布された感光性樹脂組成物から、露光部(ポジ型の場合)又は未露光部(ネガ型の場合)を溶出除去し、レリーフパターンを得ることができる。現像液としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド等の4級アンモニウム塩類等の水溶液、及び必要に応じてメタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒又は界面活性剤を適当量添加した水溶液を使用することができる。これらの中で、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液が好ましく、該テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの濃度は、好ましくは、0.5質量%〜10質量%であり、さらに好ましくは、1質量%〜5質量%である。
(d)該レリーフパターンを加熱する工程;
最後に、得られたレリーフパターンをキュアして、ポリベンズオキサゾール構造を有する樹脂から成る耐熱性硬化レリーフパターンを形成する。加熱装置としては、オーブン炉、ホットプレート、縦型炉、ベルトコンベアー炉、圧力オーブン等を使用することができ、加熱方法としては、熱風、赤外線、電磁誘導による加熱等が推奨される。温度は200℃〜450℃が好ましく、250℃〜400℃がより好ましい。加熱時間は15分〜8時間が好ましく、15分〜4時間がより好ましい。加熱時の雰囲気としては、窒素、アルゴン等の不活性ガス中が好ましい。
また、本発明は、半導体素子と、該半導体素子の上部に設けられた硬化膜とを備える半導体装置であって、該硬化膜が本発明の硬化レリーフパターンである、半導体装置を提供する。該硬化膜としては、半導体素子上のパッシベーション膜、パッシベーション膜上に上述の感光性樹脂組成物の硬化膜を形成して成るバッファーコート膜等の保護膜、また、半導体素子上に形成された回路上に上述の感光性樹脂組成物の硬化膜を形成して成る層間絶縁膜等の絶縁膜、また、α線遮断膜、平坦化膜、突起(樹脂ポスト)、隔壁等を挙げることができる。
本発明はまた、表示体素子と、該表示体素子の上部に設けられた硬化膜とを備える表示体装置であって、該硬化膜が本発明の硬化レリーフパターンである、表示体装置を提供する。表示体装置の用途としては、例えば、表示体素子上に上述の感光性樹脂組成物の硬化膜を形成して成る保護膜、TFT素子若しくはカラーフィルター用等の絶縁膜又は平坦化膜、MVA型液晶表示装置用等の突起、有機EL素子陰極用等の隔壁等を挙げることができる。その使用方法は、半導体装置の用途に準じ、表示体素子又はカラーフィルターを形成した基板上にパターン化された感光性樹脂組成物の硬化膜を、上記の方法で形成することによるものである。
また、本発明の感光性樹脂組成物は、多層回路の層間絶縁、フレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、表示体装置の液晶配向膜等の用途、発光素子の用途にも有用である。
〔合成例1〕ヒドロキシポリアミド(P−1)の合成
容量2Lのセパラブルフラスコ中で、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−ヘキサフルオロプロパン(以下、「6FAP」とも呼ぶ)197.8g(0.54mol)、ピリジン75.9g(0.96mol)、DMAc692gを室温(25℃)で混合攪拌し溶解させた。得られた混合物に、別途GBL88g中に5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物19.7g(0.12mol)を溶解させた混合溶液を、滴下ロートより滴下した。滴下に要した時間は40分、反応液温は最大で28℃であった。
滴下終了後、湯浴により該フラスコを50℃に加温し、18時間撹拌した後、反応液のIRスペクトルの測定を行い、1385cm−1および1772cm−1のイミド基の特性吸収が現れたことを確認した。
次に該フラスコを水浴により8℃に冷却し、別途GBL398g中に4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸ジクロライド142.3g(0.48mol)を溶解させた混合溶液を、滴下ロートより滴下した。滴下に要した時間は80分、反応液温は最大で12℃であった。滴下終了から3時間後、上記反応液を12lの水に高速攪拌下で滴下し重合体を分散析出させた。この精製沈殿物を回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、ポリヒドロキシアミド(P−1)を得た。このようにして合成されたヒドロキシポリアミドのゲル透過クロマトグラフィー(GPC)による重量平均分子量は、ポリスチレン換算で14000であった。GPCの分析条件を以下に記す。
カラム:昭和電工社製 商標名 Shodex 805/804/803直列
移動相:テトラヒドロフラン 40℃
流速 :1.0ml/分
検出器:昭和電工製 商標名 Shodex RI SE−61
〔合成例2〕ヒドロキシポリアミド(P−2)の合成
テフロン(登録商標)製の碇型攪拌器を取り付けた、容量300mLの三口フラスコ内に、以下の構造:
Figure 0006649433
を有するTMOM−BP(本州化学社製:商品名)21.7g(0.06mol)、ピリジン9.48g(0.12mol)及びGBL130gを0℃で混合攪拌した溶液に、別途GBL142g中にビス(クロロカルボニル)トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンを47.5g(0.18mol)を溶解させたものを、滴下ロートより滴下した。滴下に要した時間は40分、反応液温は最大で16℃であった。
滴下後、1時間攪拌した反応溶液を、滴下ロートを用いて、別途、テフロン(登録商標)製の碇型攪拌器を取り付けた容量2Lのセパラブルフラスコ中で、6FAP51.2g(0.14mol)、ピリジン15.0g(0.19mol)、GBL307g及びDMAc102gを室温(25℃)で混合攪拌し溶解させ、その反応容器をメタノールにドライアイスを加えた容器に浸して−15℃に冷却した反応溶液に、滴下した。反応系中は−15〜0℃に保って45分を要して反応容器に滴下した。滴下終了後、反応容器を氷浴に浸し、0〜10℃に保って1時間攪拌した。さらにピリジン7.12g(0.09mol)を加えた。その後、反応液を室温に戻し、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物(東京化成工業社製)19.7g(0.12mol)とピリジン9.49g(0.12mol)を加え、50℃の湯浴に浸して、反応液を50℃とし18時間攪拌した。
上記反応液にエタノールを加えて重合体を析出させた後、回収し、GBL626gに溶解させた。次いで、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製、アンバーリストA21)62.1g、陰イオン交換樹脂(オルガノ社製、アンバーリスト15)59.6gでイオン交換した。この溶液をイオン交換水12Lに高速攪拌下で滴下し、重合体を分散析出させ、回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、PBO前駆体構造と架橋基含有構造を有するアルカリ可溶性重合体(P−2)の紛体を得た。
このようにして合成されたアルカリ可溶性重合体のGPCによる重量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン換算で13200の単一のシャープな曲線であり、単一組成物であった。
〔合成例3〕ヒドロキシポリアミド(P−3)の合成
テフロン(登録商標)製の碇型攪拌器を取り付けた容量2Lのセパラブルフラスコ中に、6FAP51.2g(0.14mol)、ピリジン15.0g(0.19mol)、GBL307g及びDMAc102gを加え、室温(25℃)で混合攪拌し溶解させ、その反応容器をメタノールにドライアイスを加えた容器に浸して−15℃に冷却した。これに別途GBL132g中に4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸ジクロライド26.56g(0.09mol)を溶解させた混合溶液を、滴下ロートより滴下した。反応系中は−15〜0℃に保って45分を要して反応容器に滴下した(反応液1)。
別途、テフロン(登録商標)製の碇型攪拌器を取り付けた、容量300mLの三口フラスコ内に、TMOM−BP(本州化学:商品名)10.9g(0.03mol)、4,4−ビフェノール0.93g(0.005mol)ピリジン9.48g(0.12mol)及びGBL130gを0℃で混合攪拌した溶液に、別途GBL142g中にビス(クロロカルボニル)トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンを23.75g(0.09mol)を溶解させたものを、滴下ロートより滴下した。滴下に要した時間は40分、反応液温は最大で16℃であった。滴下後、1時間攪拌した(反応液2)。
(反応液2)を、(反応液1)に滴下ロートを用いて滴下した。滴下に要した時間は40分、反応液温は最大で6℃であった。終了後、反応容器を氷浴に浸し、0〜10℃に保って1時間攪拌した。さらにピリジン7.12g(0.09mol)を加えた。その後、反応液を室温に戻し、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物(東京化成工業社製)19.7g(0.12mol)とピリジン9.49g(0.12mol)を加え、50℃の湯浴に浸して、反応液を50℃とし18時間攪拌した。
上記反応液にエタノールを加えて重合体を析出させた後、回収し、GBL626gに溶解させた。次いで、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製、アンバーリストA21)62.1g、陰イオン交換樹脂(オルガノ社製、アンバーリスト15)59.6gでイオン交換した。この溶液をイオン交換水12Lに高速攪拌下で滴下し、重合体を分散析出させ、回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、PBO前駆体構造と架橋基含有構造を有するアルカリ可溶性重合体(P−3)の紛体を得た。
このようにして合成されたアルカリ可溶性重合体のGPCによる重量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン換算で11300の単一のシャープな曲線であり、単一組成物であった。
〔合成例4〕テトラカルボン酸とジアミンより誘導され、アミド結合のオルト位にカルボキシル基を有するポリアミド(P−4)の合成
撹拌機、温度計、窒素導入管、ジムロート冷却管を備えた0.5リットルのフラスコ中に、N−メチル−2−ピロリドン295.0g、2−オクタノン55.3g、ジエチルケトン36.9gを仕込み、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル26.21g、ビス(3−アミノフェノキシフェニル)スルホン14.70g、LP7100(信越化学工業株式会社製商品名、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン)1.49gを加え、撹拌溶解した。次にこの溶液に3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物50.02gを加え、25℃で8時間次いで60℃で8時間撹拌し反応させた。このようにして得られたポリアミド酸溶液をイオン交換水5Lに高速攪拌下で滴下し、重合体を分散析出させ、回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、ポリアミド酸構造を有するアルカリ可溶性重合体(P−4)の紛体を得た。このようにして合成されたアルカリ可溶性重合体のGPCによる重量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン換算で26400の単一のシャープな曲線であり、単一組成物であった。
〔合成例5〕側鎖にフェノール性水酸基を有するアルカリ水溶液可溶性のポリイミド(P−5)の合成
攪拌棒、玉付きディーンスターク型トラップ、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、6FAP 32.96g(90ミリモルを加え、NMP 196g、トルエン40gを加えて室温で攪拌した。次いで、3,3、4,4−オキシジフタル酸二無水物31.02g(100ミリモル)を添加し、室温で2時間攪拌した。次いで、180℃、180rpmで3時間加熱攪拌し、反応中、副生成物である水がトルエンと共沸して留出し、30分毎に還流管の底に溜まっている水を抜いた。このようにして製造されたポリイミドポリマーのポリスチレン換算の重量平均分子量は24400であった。この反応液を5Lの水に高速攪拌下で滴下し、ポリマーを分散析出させ、これを回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し有機溶剤に可溶なポリイミド構造を有するアルカリ可溶性重合体(P−5)の紛体を得た。
<感光性樹脂組成物の調製>
(A)アルカリ可溶性樹脂として、上記合成例1〜5にて得られた(P−1)〜(P−5)、フェノール樹脂(商品名 EP4000B、m−クレゾール/p−クレゾール比=60/40、旭有機材工業(株)製)(P−6)、及びポリヒドロキシスチレン(丸善石油化学社製:商品名 マルカリンカーCST)(P−7)を用い、(B)光酸発生剤として下記構造で表される化合物(以下PAC1ともいう)を用い、
Figure 0006649433
{式中、Qは、全体数の83%が下記式:
Figure 0006649433
で表される構造であり、残りの17%が水素原子である。}
(C)25℃における蒸気圧が10Pa〜250Paであり、かつ25℃における密度が0.7g/cm〜1.02g/cmである溶媒として下記(C−1)〜(C−9)を用い、その他の溶媒として下記(X−1)〜(X−8)を用いた。
使用した溶媒、及びそれらの25℃での蒸気圧と密度を下記に示す:
(C−1)2−オクタノン (蒸気圧233Pa、密度0.81g/cm
(C−2)2−ノナノン (蒸気圧85Pa、密度0.82g/cm
(C−3)ジイソブチルケトン (蒸気圧197Pa、密度0.81g/cm
(C−4)イソアミルエーテル (蒸気圧225Pa、密度0.79g/cm
(C−5)1−ヘプタノール (蒸気圧43Pa、密度0.82g/cm
(C−6)2−エチル−1−ヘキサノール (蒸気圧27Pa、密度0.82g/cm
(C−7)プロピレングリコールモノブチルエーテル(蒸気圧59Pa、密度0.89g/cm
(C−8)ジプロピレングリコールジメチルエーテル(蒸気圧70Pa、密度0.91g/cm
(C−9)ジプロピレングリコールメチルプロピルエーテル(蒸気圧30Pa、密度0.90g/cm
(X−1)GBL (蒸気圧36Pa、密度1.13g/cm
(X−2)N−メチルピロリドン (蒸気圧40Pa、密度1.03g/cm
(X−3)乳酸エチル (蒸気圧155Pa、密度1.05g/cm
(X−4)PGMEA (蒸気圧420Pa、密度0.96g/cm
(X−5)2−ヘプタノン(蒸気圧630Pa、密度0.81g/cm
(X−6)ジブチルエーテル (蒸気圧946Pa、密度0.78g/cm
(X−7)ジプロピレングリコールモノブチルエーテル (蒸気圧8Pa、密度0.93g/cm
(X−8)プロピレンカーボネート (蒸気圧4Pa、密度1.17g/cm
[実施例1]
(A)アルカリ可溶性樹脂として、合成例1で合成したP−1を使用し、100質量部のP−1に対して(B)光酸発生剤PAC1を15質量部配合し、溶媒としてC−1を用いて、粘度が10Pとなる様に組成物を調整した。細孔が0.2μmのポリエチレン製フィルターで濾過してポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例2]
実施例1で用いたP−1の代わりに合成例2で合成したP−2を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例3]
実施例1で用いたP−1の代わりに合成例3で合成したP−3を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例4]
実施例1で用いたP−1の代わりに合成例4で合成したP−4を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例5]
実施例1で用いたP−1の代わりに合成例5で合成したP−5を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例6]
実施例1で用いたP−1の代わりにフェノール樹脂P−6を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例7]
実施例1で用いたP−1の代わりにポリヒドロキシスチレンP−7を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例8]
実施例1で用いた溶媒C−1の代わりに溶媒C−8を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例9]
実施例8で用いたP−1の代わりに合成例2で合成したP−2を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例10]
実施例8で用いたP−1の代わりに合成例3で合成したP−3を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例11]
実施例8で用いたP−1の代わりに合成例4で合成したP−4を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例12]
実施例8で用いたP−1の代わりに合成例5で合成したP−5を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例13]
実施例8で用いたP−1の代わりにフェノール樹脂P−6を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例14]
実施例8で用いたP−1の代わりにポリヒドロキシスチレンP−7を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例15]
実施例1で用いた溶媒C−1の代わりに溶媒C−2を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例16]
実施例1で用いた溶媒C−1の代わりに溶媒C−3を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例17]
実施例1で用いた溶媒C−1の代わりに溶媒C−4を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例18]
実施例1で用いた溶媒C−1の代わりに溶媒C−5を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例19]
実施例1で用いた溶媒C−1の代わりに溶媒C−6を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例20]
実施例1で用いた溶媒C−1の代わりに溶媒C−7を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例21]
実施例1で用いた溶媒C−1の代わりに溶媒C−9を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例22]
(A)アルカリ可溶性樹脂として、合成例1で合成したP−1とフェノール樹脂P−6を100:50の質量比で混合して用意した(A)アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して、(B)光酸発生剤PAC1を15質量部配合し、溶媒としてC−8を用いて粘度が10Pとなる様に組成物を調整した。細孔が0.2μmのポリエチレン製フィルターで濾過してポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例23]
合成例1で合成したP−1とフェノール樹脂P−6を100:100の質量比で混合して用意した(A)アルカリ可溶性樹脂に代えた他は、実施例22と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例24]
合成例1で合成したP−1とフェノール樹脂P−6を100:150の質量比で混合して用意した(A)アルカリ可溶性樹脂に代えた他は、実施例22と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例25]
合成例3で合成したP−3とフェノール樹脂P−6を100:50の質量比で混合して用意した(A)アルカリ可溶性樹脂に代えた他は、実施例22と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例26]
合成例3で合成したP−3とフェノール樹脂P−6を100:100の質量比で混合して用意した(A)アルカリ可溶性樹脂に代えた他は、実施例22と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例27]
合成例3で合成したP−3とフェノール樹脂P−6を100:150の質量比で混合して用意した(A)アルカリ可溶性樹脂に代えた他は、実施例22と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例28]
(A)アルカリ可溶性樹脂として、合成例1で合成したP−1を使用して、100質量部のP−1に対して、(B)光酸発生剤PAC1を15質量部配合し、溶媒としてC−1とX−1を20:80の質量比で混合したものを用いて粘度が10Pとなる様に組成物を調整した。細孔が0.2μmのポリエチレン製フィルターで濾過してポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例29]
溶媒としてC−1とX−1を50:50の質量比で混合したものを用いた他は、実施例28と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例30]
溶媒としてC−1とX−1を80:20の質量比で混合したものを用いた他は、実施例28と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例31]
溶媒としてC−8とX−1を40:60の質量比で混合したものを用いた他は、実施例28と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例32]
溶媒としてC−8とX−1を50:50の質量比で混合したものを用いた他は、実施例28と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例33]
溶媒としてC−8とX−1を80:20の質量比で混合したものを用いた他は、実施例28と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例34]
ワニスの粘度を5Pに調整した他は、実施例1と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[実施例35]
ワニスの粘度を20Pに調整した他は、実施例1と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[比較例1]
実施例1で用いた溶媒C−1の代わりに溶媒X−1を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[比較例2]
実施例1で用いた溶媒C−1の代わりに溶媒X−2を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[比較例3]
実施例1で用いた溶媒C−1の代わりに溶媒X−3を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[比較例4]
実施例1で用いた溶媒C−1の代わりに溶媒X−4を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[比較例5]
実施例1で用いたアルカリ可溶性樹脂P−1の代わりにフェノール樹脂P−6を用い、溶媒C−1の代わりに溶媒X−5を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[比較例6]
実施例1で用いた溶媒C−1の代わりに溶媒X−6を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[比較例7]
実施例1で用いた溶媒C−1の代わりに溶媒X−7を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[比較例8]
実施例1で用いた溶媒C−1の代わりに溶媒X−8を用いて、同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[比較例9]
溶媒としてC−1とX−1を10:90の質量比で混合したものを用いた他は、実施例28と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[比較例10]
溶媒としてC−8とX−1を30:70の質量比で混合したものを用いた他は、実施例28と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[比較例11]
溶媒としてX−1とX−3を70:30の質量比で混合したものを用いた他は、実施例28と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[比較例12]
溶媒としてX−1とX−4を70:30の質量比で混合したものを用いた他は、実施例28と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[比較例13]
ワニスの粘度を4Pに調整した他は、実施例1と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[比較例14]
ワニスの粘度を22Pに調整した他は、実施例1と同様にポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
<感光性樹脂組成物の密度の測定方法>
3cmディスポーサルシリンジに感光性樹脂組成物を2.5cm測り取り、その質量を精密天秤により計り取った。下記(式1)より感光性樹脂組成物の密度を算出した。
感光性樹脂組成物の密度(g/cm)=2.5cmの感光性樹脂組成物の質量(g)/2.5(cm)・・・(式1)
<感光性樹脂組成物の粘度の測定方法>
上記で調整した感光性樹脂組成物を2.0cm量り取り、E型粘度計(東機産業社製:RE−80、商品名)を用いて粘度を測定した。
Figure 0006649433
<感光性樹脂組成物の膜厚均一性の評価>
上記実施例1〜35及び比較例1〜14で得られた感光性樹脂組成物をスピンコーター(東京エレクトロン社製:MARK−8、商品名)にて、8インチシリコンウエハーの中心に所定のワニスを2.5gディスペンスし、プリベーク膜が9.0μmの厚さになる回転数でスピン塗布した。ホットプレートにて125℃、180秒間プリベークを行い、プリベーク膜を形成した。膜厚は膜厚測定装置(大日本スクリーン製造社製:ラムダエース、商品名)にて、ウェハの中心をX座標0mmとして−90mm〜90mmまでの15mm間隔で13ポイントの膜厚を測定し、平均膜厚と測定膜厚の最大値及び最小値を求めた。
<感光性樹脂組成物の塗布面積の評価方法>
上記実施例1〜35及び比較例1〜14で得られた感光性樹脂組成物をスピンコーター(東京エレクトロン社製:MARK−8、商品名)にて、8インチシリコンウエハーの中心に所定のワニスを0.9gディスペンスし、プリベーク膜が9.0μmの厚さになる回転数でスピン塗布した。ホットプレートにて125℃、180秒間プリベークを行い、円形の塗膜を形成した。
この塗膜の直径を定規(ミツトヨ社製:ABSデジマチックキャリパ、商品名)で測定し、下記式にて塗布面積を算出した。
塗布面積(cm)=[(測定直径(cm)/2)×3.14]
この値が大きい程、スピンコート法にて、より少ない吐出質量で所定膜厚のプリベーク膜を得る事が出来る。
本実施例および比較例では塗布面積を以下のように評価した。
塗布面積175cm以上:○
塗布面積175cm未満:×
<感光性樹脂組成物の面内均一性評価方法>
測定した膜厚から、下記式より面内均一性を求めた。
面内均一性(%)=
[〔(測定膜厚の最大値)−(測定膜厚の最小値)〕/(平均膜厚)]×100
本件では、以下のように面内均一性を評価した。
面内均一性1.5%以下:◎
面内均一性1.5%超過3%以下:○
面内均一性3%超過5%以下:△
面内均一性5%超過:×
<感光性樹脂組成物の基板のふち部分の膜厚の評価方法>
測定した膜厚から、下記式から基板のふち部分の膜厚を求めた。
ふち部分の膜厚(nm)=(基板のふちから2mmの膜厚)−(平均膜厚)
本件では、以下のようにふち部分の膜厚を評価した。
ふち部分の膜厚 200nm以下:◎
ふち部分の膜厚 200nm超過300nm以下:○
ふち部分の膜厚 300nm超過400nm以下:△
ふち部分の膜厚 400nm超過:×
調製した実施例1〜35及び比較例1〜14のポジ型感光性樹脂組成物の密度、塗布面積、面内均一性及び基板ふちの膜厚を評価し、結果を表2に示す。
Figure 0006649433
表2の結果より、(C)25℃での蒸気圧が10Pa〜250Paであり、かつ25℃での密度が0.7g/cm〜1.02g/cmである溶媒を用いて、樹脂組成物の25℃における密度が0.75〜1.1g/cmかつ25℃における粘度が5P〜20Pであることを特徴とするスピンコート用感光性樹脂組成物を用いた実施例1〜35は、比較例と比べて、スピンコート法にて、より少ない吐出質量で所定膜厚のプリベーク膜を得る事が出来、膜厚均一性にも優れることが分かる。
本発明の感光性樹脂組成物は、半導体装置の表面保護膜、層間絶縁膜、及び再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、バンプ構造を有する装置の保護膜、多層回路の層間絶縁膜、フレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、並びに液晶配向膜等として好適に利用できる。

Claims (12)

  1. (A)アルカリ可溶性樹脂;
    (B)光酸発生剤;及び
    (C)25℃における蒸気圧が10Pa〜250Paであり、かつ25℃における密度が0.7g/cm〜1.02g/cmである溶媒;
    を含むスピンコート用感光性樹脂組成物であって、前記(A)アルカリ可溶性樹脂は、下記一般式(6):
    Figure 0006649433
    {式中、X 及びY は、各々独立に、2〜60個の炭素原子を有する2〜8価の有機基を表し、R 10 及びR 11 は、各々独立に、水素原子又は炭素原子数1〜10のアルキル基を表し、m1は、1〜1000の整数であり、n1〜n4は、それぞれ独立に、0〜4の整数であり、n1及びn3は、0≦(n1+n3)≦6を満たし、n2及びn4は、0≦(n2+n4)≦6を満たし、そしてn1〜n4の全てが0になることはない。}
    で表される樹脂及びフェノール樹脂を含み、該スピンコート用感光性樹脂組成物の25℃における密度が、0.75g/cm〜1.1g/cmであり、そして該スピンコート用感光性樹脂組成物の25℃における粘度が、0.5Pa・s〜2Pa・sである、前記スピンコート用感光性樹脂組成物。
  2. 前記(C)溶媒の密度は、0.8g/cm〜0.95g/cmである、請求項1に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
  3. 前記スピンコート用感光性樹脂組成物は、前記スピンコート用感光性樹脂組成物に含まれる全ての溶媒の合計質量に対して、30質量%〜100質量%の前記(C)溶媒を含む、請求項1又は2に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
  4. 前記(C)溶媒は、ケトン、エーテル、アルコール及びグリコールから成る群から選択される少なくとも1つである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
  5. 前記(C)溶媒は、下記一般式(1)〜(4):
    Figure 0006649433
    {式中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜9のアルキル基であり、そしてRとRの炭素原子数の和が、7〜10である。}
    Figure 0006649433
    {式中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜11のアルキル基であり、そしてRとRの炭素原子数の和が、9〜12である。}
    Figure 0006649433
    {式中、Rは、炭素原子数5〜10のアルキル基である。}
    Figure 0006649433
    {式中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、又は下記一般式(5):
    Figure 0006649433
    (式中、Rは、炭素原子数1〜5のアルキル基を表す)
    で表される基Xを表すが、R及びRの両方が基Xになることはなく、Rは、水素原子又は炭素数1若しくは2のアルキル基を表し、そしてn5は、1≦n5≦3を満たす数である。}
    で表される化合物から成る群から選択される少なくとも1つである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
  6. 前記(C)溶媒は、2−オクタノン、2−ノナノン、ジイソブチルケトン、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、及びジプロピレングリコールメチルプロピルエーテルから成る群から選択される少なくとも一つである、請求項1〜5のいずれか一項に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
  7. 前記(A)アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ可溶性ポリイミド、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、及びフェノール樹脂から成る群から選択される少なくとも1種である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
  8. 前記(A)アルカリ可溶性樹脂は、前記一般式(6)で表される樹脂100質量部に対して、50質量部〜150質量部のフェノール樹脂を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
  9. 前記(B)光酸発生剤は、キノンジアジド化合物である、請求項1〜のいずれか一項に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物。
  10. 以下の:
    (a)請求項1〜のいずれか一項に記載のスピンコート用感光性樹脂組成物を基板上にスピンコートして、該基板上に感光性樹脂層又は感光性フィルムを形成する工程、
    (b)該感光性樹脂層又は感光性フィルムを露光する工程、
    (c)現像液により該感光性樹脂層又は感光性フィルムの露光部又は未露光部を除去して、レリーフパターンを得る工程、及び
    (d)該レリーフパターンを加熱する工程
    を含む、硬化レリーフパターンの製造方法。
  11. 半導体素子と、該半導体素子の上部に設けられた硬化膜とを備える半導体装置の製造方法であって、該硬化膜は、請求項10に記載の硬化レリーフパターンの製造方法により得られる硬化レリーフパターンである、前記半導体装置の製造方法
  12. 表示体素子と、該表示体素子の上部に設けられた硬化膜とを備える表示体装置の製造方法であって、該硬化膜は、請求項10に記載の硬化レリーフパターンの製造方法により得られる硬化レリーフパターンである、前記表示体装置の製造方法
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