JPH087436B2 - Photosensitive diazoquinone compound and positive photosensitive resin composition using the same - Google Patents

Photosensitive diazoquinone compound and positive photosensitive resin composition using the same

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JPH087436B2
JPH087436B2 JP17737690A JP17737690A JPH087436B2 JP H087436 B2 JPH087436 B2 JP H087436B2 JP 17737690 A JP17737690 A JP 17737690A JP 17737690 A JP17737690 A JP 17737690A JP H087436 B2 JPH087436 B2 JP H087436B2
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diazoquinone compound
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敏郎 竹田
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、透明性及びパターン形成能に優れた感光性
ジアゾキノン化合物及びそれを用いたポジ型感光性樹脂
組成物に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a photosensitive diazoquinone compound excellent in transparency and pattern forming ability, and a positive photosensitive resin composition using the same.

[従来の技術] ある種のジアゾキノン化合物、例えば、1,2-ナフトキ
ノンジアジド‐5-スルホン酸エステルは、光反応性を有
することが知られている。この性質を利用して、ジアゾ
キノン化合物を有する塗膜を露光することにより、塗膜
のパターン形成がなされてきた。その機構は次に述べる
ようなものであると考えられている。このジアゾキノン
化合物は、未反応の状態ではアルカリ溶液に難溶であ
る。ところが、この化合物を露光すると、化学反応が起
こり、その分子中にカルボキシル基が生成し、アルカリ
溶液への溶解度が増加する。そこで、基板上等に形成し
た感光性ジアゾキノン化合物の塗膜に、マスクなどを通
して除去したい領域のみを露光した後、可溶となったそ
の領域をアルカリ溶液によって溶解、除去することによ
って、塗膜のパターンが得られる。さらに、アルカリ溶
液に可溶なポリマー、あるいはその前駆体、例えばポリ
ビニルフェノール、ノボラック樹脂、ポリアミドフェノ
ール、ポリアミド酸、フェノール性水酸基を有するポリ
イミド等に感光性ジアゾキノン化合物を添加することに
より、これらのポリマーの塗膜にも光パターン形成能を
付与することが可能である。即ち、未露光領域において
は、アルカリ溶液に対し難溶性な感光性ジアゾキノン化
合物の存在により、また感光性ジアゾキノン化合物とポ
リマーとの間でのカップリング化合物あるいはコンプレ
ックスの生成により塗膜のアルカリ溶液に対する溶解性
が減少する。それに対し、露光領域においては、感光性
ジアゾキノン化合物も可溶化し、アルカリ溶液に可溶な
ポリマーあるいはその前駆体と共に塗膜はアルカリ溶液
に可溶となり、強度及び耐熱性に優れた塗膜パターンが
形成可能となる。
[Prior Art] Certain diazoquinone compounds, for example, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate are known to have photoreactivity. Utilizing this property, a coating film having a diazoquinone compound is exposed to light to form a pattern of the coating film. The mechanism is believed to be as described below. This diazoquinone compound is hardly soluble in an alkaline solution in the unreacted state. However, when this compound is exposed to light, a chemical reaction occurs, a carboxyl group is generated in the molecule, and the solubility in an alkaline solution increases. Therefore, a photosensitive diazoquinone compound coating film formed on a substrate or the like is exposed through a mask or the like only to a region to be removed, and then the soluble region is dissolved and removed by an alkaline solution to remove the coating film. The pattern is obtained. Furthermore, by adding a photosensitive diazoquinone compound to a polymer soluble in an alkaline solution or a precursor thereof, for example, polyvinylphenol, novolac resin, polyamidephenol, polyamic acid, polyimide having a phenolic hydroxyl group, etc. It is possible to impart photopatterning ability to the coating film. That is, in the unexposed area, the presence of a photosensitive diazoquinone compound that is poorly soluble in an alkaline solution, and the formation of a coupling compound or complex between the photosensitive diazoquinone compound and the polymer, dissolves the coating film in an alkaline solution. Sex decreases. On the other hand, in the exposed area, the photosensitive diazoquinone compound is also solubilized, and the coating film becomes soluble in the alkaline solution together with the polymer or the precursor thereof which is soluble in the alkaline solution, and a coating pattern excellent in strength and heat resistance is obtained. Can be formed.

これらの露光領域を除去することによってパターンを
得る「ポジ型」感光性樹脂組成物は、露光領域を架橋な
どの方法で不溶化することによってパターンを得る「ネ
ガ型」のそれに比べ、現像時塗膜が膨潤しないので微細
パターンの形成が可能である。現像液としてアルカリ溶
液のみを用い有害な有機溶剤などを使わない等の数々の
特徴を有する。そこで、現在高密度化の進む半導体デバ
イス製作時における微細加工用レジストとして、あるい
はパターニングが可能な多層配線用層間絶縁膜、半導体
保護用コーティング樹脂として利用されているか、ある
いは今後の利用が期待されている。
The "positive type" photosensitive resin composition that obtains a pattern by removing these exposed regions is a coating film during development as compared with the "negative type" that obtains a pattern by insolubilizing the exposed regions by a method such as crosslinking. Since it does not swell, it is possible to form a fine pattern. It has various characteristics such as using only alkaline solution as a developing solution and not using harmful organic solvents. Therefore, it is currently being used as a resist for microfabrication when manufacturing semiconductor devices with higher density, as an interlayer insulating film for multilayer wiring that can be patterned, as a coating resin for semiconductor protection, or is expected to be used in the future. There is.

これらの半導体用感光性樹脂組成物に必要な特性とし
て、高解像度、高コントラスト、厚膜加工性などを挙げ
ることができる。うち、後二者の性能においては、特に
感光性ジアゾキノン化合物の分子構造に大きく依存して
いる。即ち、感光性ジアゾキノン化合物は、ポリマーあ
るいはその前駆体に可溶であり、かつ未露光の状態にお
いて塗膜のアルカリ溶液に対する溶解性を効果的に低下
せしめ、露光後は逆にポリマーあるいはその前駆体のア
ルカリ溶液に対する溶解性を向上せしめること、さらに
反応後の感光性ジアゾキノン化合物の透明度が高く、厚
い塗膜の深部にまで充分露光が可能であることが必要と
なる。一般的には感光性ジアゾキノン化合物として、1,
2-ナフトキノンジアジド‐5-スルホン酸と種々のフェノ
ール類とのエステルが用いられ、多官能フェノールの使
用による下記構造式〔II〕、〔III〕で示されるような
多官能感光性ジアゾキノン化合物 などが知られている。しかし、これらの感光性ジアゾキ
ノン化合物においては、フェノキシ基の芳香環による紫
外光の吸収が無視できないため、厚膜の深部まで光が届
かず、厚膜加工性に限界があった。さらに、これらの感
光性樹脂を半導体回路の多層配線用層間絶縁膜や半導体
チップのコート材として用いる場合、高速演算性や信頼
性の見地より低誘電率かつ低吸水率であることが要求さ
れる。しかし、従来のポジ型感光性樹脂においては、硬
化後、塗膜中に残存する極性のフェノール類により塗膜
のこれらの性能が制限されていた。
Properties required for these photosensitive resin compositions for semiconductors include high resolution, high contrast, and thick film processability. Of these, the latter two performances depend largely on the molecular structure of the photosensitive diazoquinone compound. That is, the photosensitive diazoquinone compound is soluble in the polymer or its precursor, and effectively reduces the solubility of the coating film in the alkaline solution in the unexposed state, and after exposure, the polymer or its precursor is adversely affected. It is necessary that the solubility of the photosensitive diazoquinone compound in the alkaline solution be improved and that the photosensitive diazoquinone compound after the reaction has high transparency and sufficient exposure can be performed even in a deep portion of a thick coating film. Generally, as a photosensitive diazoquinone compound, 1,
An ester of 2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid and various phenols is used, and a polyfunctional photosensitive diazoquinone compound represented by the following structural formulas [II] and [III] is obtained by using a polyfunctional phenol. Are known. However, in these photosensitive diazoquinone compounds, since the absorption of ultraviolet light by the aromatic ring of the phenoxy group cannot be ignored, the light does not reach the deep part of the thick film, and the workability of the thick film is limited. Further, when these photosensitive resins are used as an interlayer insulating film for multilayer wiring of a semiconductor circuit or a coating material for a semiconductor chip, they are required to have a low dielectric constant and a low water absorption rate from the viewpoint of high-speed calculation and reliability. . However, in the conventional positive photosensitive resin, these performances of the coating film were limited by polar phenols remaining in the coating film after curing.

[発明が解決しようとする課題] 本発明は、高いコントラストや良好な厚膜加工性など
の特徴を有する感光性樹脂組成物の形成が可能な感光性
ジアゾキノン化合物及びそれを用いた感光性樹脂組成物
に関するものである。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention relates to a photosensitive diazoquinone compound capable of forming a photosensitive resin composition having features such as high contrast and good thick film processability, and a photosensitive resin composition using the same. It is about things.

[課題を解決するための手段] 本発明は、下記式〔I〕で示される構造を有すること
を特徴とする (式中、Q14は、‐H又はジアゾキノン構造を含む一
価の基を表わし、そのうち少なくとも一つはジアゾキノ
ン構造を含む一価の基である)感光性ジアゾキノン化合
物である。
[Means for Solving the Problems] The present invention is characterized by having a structure represented by the following formula [I]. (In the formula, Q 1 to 4 each represent —H or a monovalent group containing a diazoquinone structure, at least one of which is a monovalent group containing a diazoquinone structure). A photosensitive diazoquinone compound.

本発明の一つの特徴は、ジアゾキノン構造を有する基
がフッ素を有する芳香族アミノフェノールに結合してい
ることである。これにより従来の感光性ジアゾキノン化
合物に比較してジアゾキノン構造を有する基の結合した
アミノフェノール部分の分極が抑制される結果、化合物
全体の透明度が向上し、塗膜の深部まで充分に感光させ
ることが可能となった。その結果、この化合物を、アル
カリ溶液に可溶なポリマーあるいはその前駆体に添加す
ることによって厚膜加工性に優れ、かつパターン断面の
形状がシャープな感光性樹脂組成物を得ることができ
る。
One feature of the present invention is that a group having a diazoquinone structure is bonded to a fluorine-containing aromatic aminophenol. As a result, the polarization of the aminophenol moiety to which the group having a diazoquinone structure is bonded is suppressed as compared with the conventional photosensitive diazoquinone compound, and as a result, the transparency of the entire compound is improved, and it is possible to sufficiently expose the coating film to a deep portion. It has become possible. As a result, by adding this compound to a polymer soluble in an alkaline solution or a precursor thereof, it is possible to obtain a photosensitive resin composition having excellent thick film processability and having a sharp pattern cross-section.

さらに、化合物の分子構造中にフッ素原子を導入して
分子中の分極を抑制することにより、得られたポリマー
の塗膜パターンあるいはその前駆体を硬化することによ
って得られる塗膜のパターンの吸水率を低下せしめ、か
つ誘電率等の電気特性を向上せしめることも可能とな
る。
Further, by introducing a fluorine atom into the molecular structure of the compound to suppress the polarization in the molecule, the water absorption of the coating film pattern of the polymer obtained or the coating film pattern obtained by curing its precursor It is also possible to reduce the electric charge and improve the electrical characteristics such as the dielectric constant.

本発明の第二の特徴は、ジアゾキノン構造を有する基
を四官能のジアミノビスフェノールに1〜4個結合さ
せ、残りの官能基を、水酸基もしくはアミノ基として残
存させることにより、得られる感光性ジアゾキノン化合
物の溶解性を制御することである。前述のごとく、感光
性ジアゾキノン化合物は、未露光領域においては塗膜の
アルカリ溶液に対する溶解性を減少させ、露光領域にお
いては溶解性を逆に向上させることが必要である。前者
は、ポリマーとジアゾキノン構造を有する基との間のカ
ップリングあるいはコンプレックスの生成によりポリマ
ーの架橋が起こるように、分子中二つ以上のジアゾキノ
ン構造を有する感光性ジアゾキノン化合物の使用、ある
いは感光性ジアゾキノン化合物自身の溶解性を減少させ
ることにより実現される。しかし、感光性ジアゾキノン
化合物自身の溶解性を減少させると、ポリマーあるいは
その前駆体との溶解性も減少するために、感光性樹脂組
成物中に存在しうるジアゾキノン構造の濃度が減少し、
パターン形成能が低下してしまう。さらに、露光時の塗
膜の溶解性も減少し、パターンのコントラストが低下し
てしまう。そこで、感光性ジアゾキノン化合物の分子中
2個以上のジアゾキノン構造を導入すると共に、その溶
解性を最適値に制御する必要がある。本発明において
は、感光性ジアゾキノン化合物分子中のジアゾキノン構
造を有する基の数と水酸基及びアミノ基の量をそれぞれ
1個から4個、3個から0個と変化させることにより、
溶解性を制御することに成功した。即ち、分子中のジア
ゾキノン構造を有する基の数を増加させることにより溶
解性は増大し、逆にジアゾキノン構造を有する基の数を
減少させることにより溶解性は減少する。最適なジアゾ
キノン構造を有する基の数の導入数は、ポリマーあるい
はその前駆体の溶解性により異なるが、前述のポリマー
間の架橋を生じさせるために、2個以上が望ましいこと
は言うまでもない。特にポリマーがポリベンゾオキサゾ
ールの前駆体であるポリアミドフェノールの場合、3個
のジアゾキノン構造を有する基の導入により最も高いコ
ントラストのパターンを得ることができる。
The second feature of the present invention is to obtain a photosensitive diazoquinone compound obtained by bonding 1 to 4 groups having a diazoquinone structure to tetrafunctional diaminobisphenol and leaving the remaining functional groups as a hydroxyl group or an amino group. Is to control the solubility of the. As described above, the photosensitive diazoquinone compound is required to reduce the solubility of the coating film in the alkaline solution in the unexposed area and conversely improve the solubility in the exposed area. The former is the use of a photosensitive diazoquinone compound having two or more diazoquinone structures in the molecule, or a photosensitive diazoquinone, so that the polymer is crosslinked by the formation of a coupling or a complex between the polymer and a group having a diazoquinone structure. This is achieved by reducing the solubility of the compound itself. However, when the solubility of the photosensitive diazoquinone compound itself is reduced, the solubility of the polymer or its precursor is also reduced, so that the concentration of the diazoquinone structure that may be present in the photosensitive resin composition is reduced,
The pattern forming ability is reduced. Furthermore, the solubility of the coating film at the time of exposure also decreases, and the pattern contrast decreases. Therefore, it is necessary to introduce two or more diazoquinone structures in the molecule of the photosensitive diazoquinone compound and control the solubility thereof to an optimum value. In the present invention, the number of groups having a diazoquinone structure in the photosensitive diazoquinone compound molecule and the amounts of the hydroxyl group and the amino group are changed from 1 to 4 and 3 to 0, respectively,
Succeeded in controlling the solubility. That is, the solubility is increased by increasing the number of groups having a diazoquinone structure in the molecule, and conversely, the solubility is decreased by decreasing the number of groups having a diazoquinone structure. The number of introduced groups having an optimum diazoquinone structure varies depending on the solubility of the polymer or its precursor, but it is needless to say that two or more groups are desirable in order to cause crosslinking between the polymers. Particularly when the polymer is polyamidephenol which is a precursor of polybenzoxazole, the highest contrast pattern can be obtained by introducing three groups having a diazoquinone structure.

本発明におけるジアゾキノン構造を有する基の例とし
て、下記〔IV〕〜〔IX〕の構造のものを 挙げることができる。これらのジアゾキノン構造は、露
光光線の波長により最適なものを選ぶことが可能である
が、半導体製造プロセスにおいて一般的に用いられてい
る高圧水銀灯からのg線(波長436nm)あるいはi線
(波長365nm)によって良好なパターンを得るには、1,2
-ナフトキノンジアジド‐5-スルホニル基〔IV〕の選択
が望ましい。
Examples of the group having a diazoquinone structure in the present invention include those having the following structures [IV] to [IX]. Can be mentioned. It is possible to select the optimum diazoquinone structure depending on the wavelength of the exposure light, but g-line (wavelength 436 nm) or i-line (wavelength 365 nm) from a high pressure mercury lamp that is generally used in the semiconductor manufacturing process. ) To get a good pattern, 1,2
It is preferable to select the -naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group [IV].

この感光性ジアゾキノン化合物は、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に
必要としている導入率分に相当する対応するジアゾキノ
ンスルホン酸塩化物を、ピリジン等の塩基の存在下縮合
させることにより容易に得ることができる。
This photosensitive diazoquinone compound was prepared by adding the corresponding diazoquinone sulfonic acid chloride corresponding to the introduction rate required for 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane to a base such as pyridine. It can be easily obtained by condensation in the presence.

さらに、得られた感光性ジアゾキノン化合物をアルカ
リ溶液に可溶のポリマーあるいはポリマー前駆体に添加
することによりポジ型の樹脂組成物が得られる。ここで
アルカリ可溶なポリマーとしてポリビニルフェノール、
クレゾールノボラック樹脂、水酸基含有閉環ポリイミド
樹脂などを、またアルカリ可溶なポリマー前駆体として
ポリベンゾオキサゾールの前駆体であるポリアミドフェ
ノール、ポリイミドのそれであるポリアミック酸などを
それぞれ挙げることができる。これらポリマーあるいは
ポリマー前駆体100重量部当りの感光性ジアゾキノン化
合物の添加量は1〜100重量部、望ましくは5〜50重量
部である。感光性ジアゾキノン化合物をポリマーあるい
はポリマー前駆体に対し100重量部よりも多く添加した
場合、塗膜が脆いものとなってしまい、特に半導体製造
用樹脂としての用途が極めて限定されてしまう。逆に感
光性ジアゾキノン化合物が1重量部よりも少ない場合、
塗膜の感度やコントラストが著しく低下してしまう。
Furthermore, a positive type resin composition is obtained by adding the obtained photosensitive diazoquinone compound to a polymer or polymer precursor soluble in an alkaline solution. Here, polyvinylphenol as the alkali-soluble polymer,
Examples thereof include cresol novolac resin, hydroxyl group-containing closed-ring polyimide resin, and the like, and alkali-soluble polymer precursors such as polyamidophenol which is a precursor of polybenzoxazole and polyamic acid which is a polyimide. The amount of the photosensitive diazoquinone compound added per 100 parts by weight of these polymers or polymer precursors is 1 to 100 parts by weight, preferably 5 to 50 parts by weight. When the photosensitive diazoquinone compound is added in an amount of more than 100 parts by weight with respect to the polymer or the polymer precursor, the coating film becomes brittle, and the application as a resin for semiconductor production is extremely limited. On the contrary, when the amount of the photosensitive diazoquinone compound is less than 1 part by weight,
The sensitivity and contrast of the coating film are significantly reduced.

この樹脂組成物の溶媒としては、N-メチルピロリド
ン、N,N-ジメチルアセトアミド、酢酸‐2-エトキシエチ
ル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、γ‐ブチ
ロラクトン等を挙げることができる。
Examples of the solvent for this resin composition include N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, 2-ethoxyethyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, and γ-butyrolactone.

そしてこの樹脂組成物を基板の上に塗布、溶媒の乾
燥、露光、水酸化テトラメチルアンモニウム溶液等のア
ルカリ溶液による現像、水による塗膜のリンス、ポリマ
ー塗膜の加熱乾燥あるいはポリマー前駆体の加熱硬化に
より高コントラストであり、かつ低誘電率、低吸水率を
特徴とする厚膜から薄膜までの樹脂パターンが得られ
る。
Then, the resin composition is applied onto a substrate, solvent is dried, exposed, developed with an alkali solution such as tetramethylammonium hydroxide solution, rinsed with water, heated and dried with a polymer coating or heated with a polymer precursor. By curing, it is possible to obtain a resin pattern from a thick film to a thin film which has a high contrast and a low dielectric constant and a low water absorption.

[実施例] 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定され
るものではない。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples unless the gist thereof is exceeded.

(実施例1) 窒素導入部、温度計及び攪拌装置を装着したセパラブ
ルフラスコ中に、2,2-ビス(3-アミノ‐4-ヒドロキシフ
ェニル)テトラフルオロプロパン23.9重量部と乾燥テト
ラヒドロフラン100重量部を投入し、窒素気流下攪拌を
開始することにより、固形分を完全に溶解させた後、ト
リエチルアミン6.6重量部を糸中に加え、溶解した。次
に窒素流及び攪拌を続けたまま、フラスコを冷却し、0
℃〜−10℃の温度に糸を保ちつつ1,2-ナフトキノンジア
ジド‐5-スルホニルクロリド52.5重量部を乾燥テトラヒ
ドロフラン117重量部に溶解したものを30分かけて滴下
した。その後、系の温度を室温まで戻した後、さらに5
時間窒素気流中攪拌を続けた。そして系を約1500重量部
の水中に滴下し、生成する不溶物を濾別して集め、真空
乾燥器中で一昼夜乾燥することにより、下記のような構
造を有する感光性ジアゾキノン化合物〔X〕が65重量部
得られた。
(Example 1) 2,3.9 parts by weight of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) tetrafluoropropane and 100 parts by weight of dry tetrahydrofuran were placed in a separable flask equipped with a nitrogen introducing part, a thermometer and a stirrer. Was added and the solid content was completely dissolved by starting stirring under a nitrogen stream, and then 6.6 parts by weight of triethylamine was added to the yarn and dissolved. Then, while continuing the nitrogen flow and stirring, cool the flask and
A solution prepared by dissolving 52.5 parts by weight of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride in 117 parts by weight of dry tetrahydrofuran was added dropwise over 30 minutes while keeping the yarn at a temperature of ℃ to -10 ℃. Then, after returning the temperature of the system to room temperature, another 5
The stirring was continued in a nitrogen stream for an hour. Then, the system was dropped into about 1500 parts by weight of water, the insoluble matter formed was collected by filtration, and dried overnight in a vacuum dryer to obtain 65 parts by weight of a photosensitive diazoquinone compound [X] having the following structure. I got a copy.

次に、得られた〔X〕20重量部、下記のような構造を
有するポリベンゾオキゾール前駆体〔XI〕100重量部、 N-メチルピロリドン400重量部より感光性樹脂組成物を
調整した。この樹脂組成物をシリコンウエハー上にスピ
ンコーターを用いて塗布、オーブン中70℃で1時間乾燥
し、厚さ約10μmの塗膜を得る。この塗膜に凸版印刷
(株)製マスク(テストチャートNo.1;巾50μm〜0.88
μmの残しパターン及び抜きパターンが描かれている)
を通して高圧水銀灯からの紫外光線を200mJ/cm2照射し
た後、0.95%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水
溶液に30秒浸漬することによって未露光部を溶解除去し
た後、水で30秒間現像液を洗い流した(リンス)。その
結果、シリコンウェハー上に膜厚6.0μmで3μmの解
像度を有する微細な塗膜のパターンが形成された。この
パターンをオーブン中で30分/150℃、30分/250℃、30分
/350℃の順で加熱、樹脂を硬化させてもパターンの形状
は微細部に至るまで完全に保持され、良好であった。さ
らにこの組成物より、乾燥後厚さ15μmの塗膜を得、パ
ドル現像時間を40秒に延長すること以外全く同様の操作
を行ったところ、膜厚8.8μmで5μmの解像度を有す
るやはり微細な塗膜のパターンが形成され、その硬化後
もパターンの形状は変化することなく保持された。
Next, 20 parts by weight of the obtained [X], 100 parts by weight of a polybenzoxazole precursor [XI] having the following structure, A photosensitive resin composition was prepared from 400 parts by weight of N-methylpyrrolidone. This resin composition is applied onto a silicon wafer using a spin coater and dried in an oven at 70 ° C. for 1 hour to obtain a coating film having a thickness of about 10 μm. Mask from Toppan Printing Co., Ltd. (Test Chart No. 1; width 50 μm to 0.88)
(The remaining pattern and the blank pattern of μm are drawn.)
After irradiating 200 mJ / cm 2 of ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp through, the unexposed portion was dissolved and removed by immersing in a 0.95% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 30 seconds, and then the developing solution was rinsed with water for 30 seconds ( rinse). As a result, a fine coating film pattern having a film thickness of 6.0 μm and a resolution of 3 μm was formed on the silicon wafer. This pattern in the oven for 30 minutes / 150 ℃, 30 minutes / 250 ℃, 30 minutes
Even if the resin was heated and cured in the order of / 350 ° C., the shape of the pattern was completely retained up to the fine portion and was good. Furthermore, a coating film having a thickness of 15 μm after drying was obtained from this composition, and the same operation was performed except that the paddle development time was extended to 40 seconds. As a result, a fine film having a resolution of 5 μm with a film thickness of 8.8 μm was obtained. A pattern of the coating film was formed, and the shape of the pattern was kept unchanged after the curing.

また、この樹脂組成物をアルミ板上に同様に塗布、プ
リベーク、加熱硬化することにより得られた塗膜の誘電
率をJIS-C-6481の方法に従い測定したところ、3.0(室
温、1MHz)と良好な値を示した。また、この塗膜よりア
ルミ板を塩化第二鉄溶液により溶解除去してを得られた
フィルムの引張強度(JIS-K-6760)は9.0kg/mm2、吸水
率(JIS-K-6911)は1.2%とそれぞれ良好であった。
Further, the resin composition was similarly coated on an aluminum plate, prebaked, and the dielectric constant of the coating film obtained by heating and curing was measured according to the method of JIS-C-6481 to be 3.0 (room temperature, 1 MHz). It showed a good value. The tensile strength (JIS-K-6760) of the film obtained by dissolving and removing the aluminum plate from this coating film with ferric chloride solution is 9.0 kg / mm 2 , and the water absorption rate (JIS-K-6911). Was as good as 1.2%.

(実施例2) 実施例1において得られた感光性ジアゾキノン化合物
〔X〕20重量部、m-クレゾールホルムアルデヒドノボラ
ック樹脂100重量部、酢酸‐2-エトキシエチル400重量部
より感光性樹脂組成物を調整した。この樹脂組成物を用
いて、実施例1と同様のパターニング操作を行うこと
で、乾燥後の厚みが10μmの塗膜から膜厚5.9μmで解
像度1.2μmの、また乾燥後の厚みが15μmの塗膜から
膜厚8.7μmで解像度2μmのそれぞれに非常に微細な
パターンが得られた。
(Example 2) A photosensitive resin composition was prepared from 20 parts by weight of the photosensitive diazoquinone compound [X] obtained in Example 1, 100 parts by weight of m-cresol formaldehyde novolac resin, and 400 parts by weight of acetic acid-2-ethoxyethyl. did. By using the resin composition and performing the same patterning operation as in Example 1, a coating film having a thickness after drying of 10 μm and a film thickness of 5.9 μm and a resolution of 1.2 μm and a thickness after drying of 15 μm was applied. A very fine pattern was obtained from the film at a film thickness of 8.7 μm and a resolution of 2 μm.

(実施例3) 実施例1において得られた感光性ジアゾキノン化合物
〔X〕20重量部、下記構造式〔XII〕で示されるポリア
ミック酸100重量部、 N-メチルピロリドン400重量部より感光性樹脂組成物を
調整した。この樹脂組成物を用いて実施例1と同様のパ
ターニング操作を行うことで、乾燥後の厚みが10μmの
塗膜から膜厚5.0μmで解像度10μmの、また乾燥後の
厚みが15μmの塗膜から膜厚7.2μmで解像度15μmの
それぞれ微細なパターンが得られた。
(Example 3) 20 parts by weight of the photosensitive diazoquinone compound [X] obtained in Example 1, 100 parts by weight of a polyamic acid represented by the following structural formula [XII], A photosensitive resin composition was prepared from 400 parts by weight of N-methylpyrrolidone. By performing the same patterning operation as in Example 1 using this resin composition, from a coating film having a thickness of 10 μm after drying to a film thickness of 5.0 μm and a resolution of 10 μm, and a coating film having a thickness of 15 μm after drying. A fine pattern with a film thickness of 7.2 μm and a resolution of 15 μm was obtained.

(比較例1) 実施例1において感光性ジアゾキノン化合物〔X〕の
代りに、下記式〔XIII〕の構造を有する分子中にフッ素
を含まないジアゾキノン化合物を 用いて同様のパターニング操作を行ったところ、乾燥後
の厚みが10μmの塗膜から得られたパターンの解像度が
やはり3μmではあるものの膜厚は2.9μmにすぎなか
った。さらに乾燥後の厚みが15μmの塗膜においては、
その現像時にパターンの微細部がつぶれてしまい、得ら
れたパターンの解像度は50μm、膜厚も4.0μmにすぎ
なかった。また、硬化後の塗膜あるいはフィルムの誘電
率は3.4、引張強度は1.9kg/mm2、吸水率は1.7%であ
り、いずれも実施例1によって得られたそれに比べ劣っ
たものであった。
(Comparative Example 1) Instead of the photosensitive diazoquinone compound [X] in Example 1, a diazoquinone compound containing no fluorine in the molecule having the structure of the following formula [XIII] was used. When the same patterning operation was carried out using the same, the resolution of the pattern obtained from the coating film having a thickness after drying of 10 μm was still 3 μm, but the film thickness was only 2.9 μm. Furthermore, in the coating film with a thickness of 15 μm after drying,
The fine portions of the pattern were crushed during the development, and the resolution of the obtained pattern was 50 μm and the film thickness was only 4.0 μm. The cured coating film or film had a dielectric constant of 3.4, a tensile strength of 1.9 kg / mm 2 , and a water absorption rate of 1.7%, which were all inferior to those obtained in Example 1.

(比較例2) 実施例1において感光性ジアゾキノン化合物〔X〕の
添加量を20重量部から0.5重量部に減少させて実施例1
と同様の操作を行った。ところが、乾燥後の厚みが10μ
m、15μmの塗膜のいずれのにおいても現像時露光部が
現像液に溶解せず、パターンが得られなかった。さらに
現像液への浸漬時間を10分に増加させたところ、露光部
とほぼ同時に未露光部も溶解してしまい、やはりパター
ンが得られなかった。
(Comparative Example 2) In Example 1, the addition amount of the photosensitive diazoquinone compound [X] was reduced from 20 parts by weight to 0.5 parts by weight.
The same operation was performed. However, the thickness after drying is 10μ
In each of the coating films of m and 15 μm, the exposed portion at the time of development was not dissolved in the developing solution and a pattern could not be obtained. When the immersion time in the developing solution was further increased to 10 minutes, the unexposed area was dissolved almost at the same time as the exposed area, and the pattern could not be obtained.

(比較例3) 実施例1において感光性ジアゾキノン化合物〔X〕の
添加量を20重量部から120重量部に増加させて実施例1
と同様の操作を行った。ところが、硬化後の塗膜が非常
に脆く、アルミ板の溶解除去により自己保持性のあるフ
ィルムが得られなかった。
(Comparative Example 3) In Example 1, the amount of the photosensitive diazoquinone compound [X] added was increased from 20 parts by weight to 120 parts by weight.
The same operation was performed. However, the coating film after curing was extremely brittle, and a film having self-holding property could not be obtained due to dissolution and removal of the aluminum plate.

尚、実施例1、比較例1〜3の特性を第1表に示す。 The characteristics of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 1.

[発明の効果] 本発明の特徴は、フッ素原子を有する四官能ジアミノ
ビスフェノールに制御された個数のジアゾキノン構造を
有する基を導入することにより感光性ジアゾキノン化合
物を得たこと、及びこれをアルカリ溶液に可溶なポリマ
ーあるいはポリマー前駆体に添加し感光性樹脂組成物を
得たことである。その結果、高いコントラストと共に低
誘電率、低吸水率を有する厚膜から薄膜までのポリマー
塗膜のパターンを得ることが可能となった。
EFFECTS OF THE INVENTION A feature of the present invention is that a photosensitive diazoquinone compound is obtained by introducing a controlled number of groups having a diazoquinone structure into a tetrafunctional diaminobisphenol having a fluorine atom, and this is added to an alkaline solution. That is, the photosensitive resin composition was obtained by adding it to a soluble polymer or polymer precursor. As a result, it has become possible to obtain a polymer coating pattern from a thick film to a thin film having high contrast, low dielectric constant and low water absorption.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−46345(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-46345 (JP, A)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記式〔I〕で示される構造を有すること
を特徴とする感光性ジアゾキノン化合物。 (式中、Q14は、‐H又はジアゾキノン構造を含む一
価の基を表わし、そのうち少なくとも一つはジアゾキノ
ン構造を含む一価の基である)
1. A photosensitive diazoquinone compound having a structure represented by the following formula [I]: (In the formula, Q 1 to 4 represent -H or a monovalent group containing a diazoquinone structure, at least one of which is a monovalent group containing a diazoquinone structure)
【請求項2】Q2、Q3、Q4が1,2-ナフトキノンジアジド‐
5-スルホニル基であり、Q1が‐Hであることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の感光性ジアゾキノン化合
物。
2. Q 2 , Q 3 , and Q 4 are 1,2-naphthoquinonediazide-
The photosensitive diazoquinone compound according to claim 1 , which is a 5-sulfonyl group and Q 1 is —H.
【請求項3】アルカリ溶液に可溶なポリマーあるいはポ
リマー前駆体100重量部に対して特許請求の範囲第1項
記載の感光性ジアゾキノン化合物を1〜100重量部配し
てなることを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。
3. A photosensitive diazoquinone compound according to claim 1 in an amount of 1 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of a polymer or a polymer precursor soluble in an alkaline solution. Positive type photosensitive resin composition.
【請求項4】アルカリ溶液に可溶なポリマーあるいはポ
リマー前駆体100重量部に対して特許請求の範囲第2項
記載の感光性ジアゾキノン化合物を1〜100重量部配し
てなることを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。
4. A photosensitive diazoquinone compound according to claim 2 in an amount of 1 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of a polymer or a polymer precursor soluble in an alkaline solution. Positive type photosensitive resin composition.
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