JPWO2019026772A1 - Photosensitive resin composition, dry film, cured product, printed wiring board, semiconductor element and electronic component - Google Patents

Photosensitive resin composition, dry film, cured product, printed wiring board, semiconductor element and electronic component Download PDF

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Abstract

300℃未満の低温で硬化し金属配線を腐食させることがない感光性樹脂組成物、ドライフィルム、硬化物、プリント配線板および電子部品を提供する。本発明の感光性樹脂組成物は、(A)アルカリ可溶性樹脂と、(B)感光剤と、(C)一般式(1)および一般式(2)で表される化合物の少なくとも一つと、を含む。上記一般式(1)中、X1〜X3のうち少なくとも一つは、−OH基または−OR(Rは有機基)基であり、上記一般式(2)中、nは、1〜1000の整数である。Provided are a photosensitive resin composition, a dry film, a cured product, a printed wiring board and an electronic component which are hardened at a low temperature of less than 300° C. and do not corrode metal wiring. The photosensitive resin composition of the present invention comprises (A) an alkali-soluble resin, (B) a photosensitizer, and (C) at least one of the compounds represented by the general formulas (1) and (2). Including. In the general formula (1), at least one of X1 to X3 is an —OH group or an —OR (R is an organic group) group, and in the general formula (2), n is an integer of 1 to 1000. Is.

Description

本発明は、半導体装置の保護膜、ウェハーレベルパッケージ(WLP)の再配線層用絶縁膜、受動部品の絶縁部分等に用いて好適な感光性樹脂組成物、ドライフィルム、硬化物、プリント配線板および半導体素子に関する。 The present invention provides a photosensitive resin composition, a dry film, a cured product, and a printed wiring board suitable for use as a protective film for semiconductor devices, an insulating film for rewiring layers of wafer level packages (WLP), an insulating portion of passive components, and the like. And a semiconductor device.

LSIのバッファーコート膜やウェハーレベルパッケージ(WLP)の再配線層用絶縁膜には、感光性のポリイミドやポリベンゾオキサゾール(PBO)等の感光性耐熱樹脂が用いられている。これらの感光性耐熱樹脂は、樹脂の前駆体を環化させるための加熱処理により硬化させている。従来の加熱処理は300℃以上であったが、近年、半導体素子の熱ダメージを抑制するために、感光性耐熱樹脂の前駆体を低温で硬化させることが求められるようになってきた。 A photosensitive heat resistant resin such as photosensitive polyimide or polybenzoxazole (PBO) is used for the buffer coat film of the LSI and the insulating film for the redistribution layer of the wafer level package (WLP). These photosensitive heat-resistant resins are cured by a heat treatment for cyclizing a resin precursor. Conventional heat treatment was performed at 300° C. or higher, but in recent years, it has been required to cure the precursor of the photosensitive heat-resistant resin at a low temperature in order to suppress heat damage to the semiconductor element.

これに対し従来、低温硬化可能なポジ型感光性樹脂組成物とするため、スルホン酸やオニウム塩などの酸触媒を環化触媒として含有させ、この環化触媒により脱水閉環を促進することが検討されている。例えば、低温硬化可能なポジ型感光性樹脂組成物に関し脂肪族スルホン酸を含むものがある(特許文献1)。 On the other hand, conventionally, in order to obtain a low-temperature curable positive-type photosensitive resin composition, it has been considered to include an acid catalyst such as sulfonic acid or an onium salt as a cyclization catalyst, and to promote dehydration ring closure by this cyclization catalyst. Has been done. For example, there is a positive-type photosensitive resin composition curable at low temperature that contains an aliphatic sulfonic acid (Patent Document 1).

特開2006−10781号公報JP, 2006-10781, A

しかしながら、特許文献1に記載のポジ型感光性樹脂組成物は、スルホン酸の発生により金属配線、なかでも銅配線が腐食し易いという問題があった。 However, the positive photosensitive resin composition described in Patent Document 1 has a problem that metal wiring, especially copper wiring, is easily corroded due to generation of sulfonic acid.

そこで本発明の目的は、300℃未満の低温で硬化し金属配線、なかでも銅配線を腐食させることがない感光性樹脂組成物、ドライフィルム、硬化物、プリント配線板、半導体素子および電子部品を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition, a dry film, a cured product, a printed wiring board, a semiconductor element and an electronic component which are hardened at a low temperature of less than 300° C. and do not corrode metal wiring, especially copper wiring. To provide.

本発明者らは、鋭意検討した結果、感光性樹脂組成物が、環化触媒として特定の化合物を含むことにより、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the photosensitive resin composition can solve the above problems by including a specific compound as a cyclization catalyst, and have completed the present invention.

本発明の感光性樹脂組成物は、(A)アルカリ可溶性樹脂と、(B)感光剤と、(C)一般式(1)および一般式(2)で表される化合物の少なくとも一つと、を含むことを特徴とする。

Figure 2019026772
Figure 2019026772
上記一般式(1)中、X〜Xのうち少なくとも一つは、−OH基または−OR(Rは有機基)基である。一般式(2)中、nは、1〜1000の整数である。The photosensitive resin composition of the present invention comprises (A) an alkali-soluble resin, (B) a photosensitizer, and (C) at least one of the compounds represented by the general formulas (1) and (2). It is characterized by including.
Figure 2019026772
Figure 2019026772
In the general formula (1), at least one of X 1 to X 3 is an —OH group or an —OR (R is an organic group) group. In general formula (2), n is an integer of 1 to 1000.

上記本発明の感光性樹脂組成物は、上記一般式(1)で表される化合物が上記−OH基または上記−OR基を2以上有することが好ましく、上記一般式(2)で表される化合物が、上記一般式(2)中、nが2以上の整数である縮合リン酸であることが好ましく、上記(A)アルカリ可溶性樹脂としてポリベンゾオキサゾール前駆体を含むことが好ましく、上記感光剤としてナフトキノンジアジド化合物を含むことが好ましい。 In the photosensitive resin composition of the present invention, the compound represented by the general formula (1) preferably has two or more —OH groups or the above —OR groups, and is represented by the general formula (2). It is preferable that the compound is condensed phosphoric acid in which n is an integer of 2 or more in the general formula (2), and it is preferable that the compound (A) contains a polybenzoxazole precursor as the alkali-soluble resin. It is preferable to include a naphthoquinonediazide compound as

本発明のドライフィルムは、上記の感光性樹脂組成物を、フィルムに塗布、乾燥して得られる樹脂層を有することを特徴とする。
本発明の硬化物は、上記の感光性樹脂組成物または上記のドライフィルムの樹脂層を硬化して得られることを特徴とする。
本発明のプリント配線板、半導体素子および電子部品は、上記の硬化物を有することを特徴とするものである。
The dry film of the present invention is characterized by having a resin layer obtained by applying the above-mentioned photosensitive resin composition to the film and drying the film.
The cured product of the invention is characterized by being obtained by curing the photosensitive resin composition or the resin layer of the dry film.
The printed wiring board, semiconductor element and electronic component of the present invention are characterized by having the above-mentioned cured product.

本発明の感光性樹脂組成物は、300℃未満の低温で硬化することができる。また、本発明の感光性樹脂組成物に対して活性エネルギー線を照射することにより、金属配線、なかでも銅配線を腐食させることがない硬化物を得ることができる。さらに、本発明の感光性樹脂組成物は、プリント配線板の基材上や半導体素子の部材上で活性エネルギー線を照射することにより上記硬化物として有することができる。 The photosensitive resin composition of the present invention can be cured at a low temperature of less than 300°C. Further, by irradiating the photosensitive resin composition of the present invention with an active energy ray, it is possible to obtain a cured product that does not corrode metal wiring, especially copper wiring. Further, the photosensitive resin composition of the present invention can be contained as the above-mentioned cured product by irradiating the base material of the printed wiring board or the member of the semiconductor element with active energy rays.

以下、本発明の感光性樹脂組成物、ドライフィルム、硬化物、プリント配線板、半導体素子および電子部品を、より具体的に説明する。
本発明の感光性樹脂組成物は、(A)アルカリ可溶性樹脂と、(B)感光剤と、(C)一般式(1)および一般式(2)で表される化合物の少なくとも一つと、を含むことを特徴とするものである。

Figure 2019026772
Figure 2019026772
上記一般式(1)中、X〜Xのうち少なくとも一つは、−OH基または−OR(Rは有機基)基であり、上記一般式(2)中、nは、1〜1000の整数である。Hereinafter, the photosensitive resin composition, the dry film, the cured product, the printed wiring board, the semiconductor element and the electronic component of the present invention will be described more specifically.
The photosensitive resin composition of the present invention comprises (A) an alkali-soluble resin, (B) a photosensitizer, and (C) at least one of the compounds represented by the general formulas (1) and (2). It is characterized by including.
Figure 2019026772
Figure 2019026772
In the general formula (1), at least one of X 1 to X 3 is an —OH group or an —OR (R is an organic group) group, and in the general formula (2), n is 1 to 1000. Is an integer.

[(A)アルカリ可溶性樹脂]
本発明の感光性樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂を含む。
アルカリ可溶性樹脂(A)は、活性エネルギー線を照射した露光後の現像において、現像液としてのアルカリ水溶液に可溶な樹脂である。アルカリ可溶性樹脂は、これまでの感光性樹脂組成物に用いられてきたアルカリ可溶性ポリマーを使用することができる。アルカリ可溶性ポリマーは、分子中にアルカリ可溶性基を有するもの、具体的には、カルボキシル基、フェノール性水酸基、スルホン酸基、チオール基等を有するものが挙げられる。なかでも、フェノール性水酸基またはカルボキシル基を有するポリマーが好ましく、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体などが挙げられる。好ましくはポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体である。これらのポリマーを所定の温度で加熱すると脱水閉環し、ポリイミド、またはポリベンゾオキサゾール、或いは両者の共重合という形で耐熱性樹脂が得られる。
[(A) Alkali-soluble resin]
The photosensitive resin composition of the present invention contains an alkali-soluble resin.
The alkali-soluble resin (A) is a resin that is soluble in an alkaline aqueous solution as a developing solution in the development after exposure by irradiation with active energy rays. As the alkali-soluble resin, the alkali-soluble polymer that has been used in the photosensitive resin composition up to now can be used. Examples of the alkali-soluble polymer include those having an alkali-soluble group in the molecule, specifically those having a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, a thiol group and the like. Among them, a polymer having a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group is preferable, and examples thereof include novolac resin, resole resin, polyimide precursor, and polybenzoxazole precursor. Preferred are a polyimide precursor and a polybenzoxazole precursor. When these polymers are heated at a predetermined temperature, dehydration and ring closure occur, and a heat resistant resin is obtained in the form of polyimide, polybenzoxazole, or a copolymer of both.

(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体は、次の一般式(3)の繰り返し構造を有するポリヒドロキシアミド酸であることが好ましい。

Figure 2019026772
(式中、Xは4価の有機基を示し、Yは2価の有機基を示す。nは1以上の整数であり、好ましくは10〜50、より好ましくは20〜40である。)The polybenzoxazole precursor (A) is preferably a polyhydroxyamide acid having a repeating structure represented by the following general formula (3).
Figure 2019026772
(In the formula, X represents a tetravalent organic group and Y represents a divalent organic group. n is an integer of 1 or more, preferably 10 to 50, and more preferably 20 to 40.)

(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体を上記の合成方法で合成する場合、上記一般式(3)中、Xは、上記ジヒドロキシジアミン類の残基であり、Yは、上記ジカルボン酸の残基である。 When the polybenzoxazole precursor (A) is synthesized by the above synthesis method, in the general formula (3), X is a residue of the dihydroxydiamine, and Y is a residue of the dicarboxylic acid. ..

上記ジヒドロキシジアミン類としては、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。中でも、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンが好ましい。 Examples of the dihydroxydiamines include 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane, Bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)propane, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)sulfone, 2,2-bis(3-amino-4) -Hydroxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexa Fluoropropane and the like can be mentioned. Among them, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane is preferable.

上記ジカルボン酸としては、イソフタル酸、テレフタル酸、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、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、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等の芳香環を有するジカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、1,2−シクロブタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸等の脂肪族系ジカルボン酸が挙げられる。中でも、4,4’−ジカルボキシジフェニルエーテルが好ましい。 Examples of the dicarboxylic acid include isophthalic acid, terephthalic acid, 5-tert-butylisophthalic acid, 5-bromoisophthalic acid, 5-fluoroisophthalic acid, 5-chloroisophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′. -Dicarboxybiphenyl, 4,4'-dicarboxydiphenyl ether, 4,4'-dicarboxytetraphenylsilane, bis(4-carboxyphenyl) sulfone, 2,2-bis(p-carboxyphenyl)propane, 2,2 -Dicarboxylic acid having an aromatic ring such as bis(4-carboxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, 1,2-cyclobutanedicarboxylic acid, Examples thereof include aliphatic dicarboxylic acids such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid. Of these, 4,4'-dicarboxydiphenyl ether is preferable.

上記一般式(3)中、Xが示す4価の有機基は脂肪族基でも芳香族基でもよいが、芳香族基であることが好ましく、2つのヒドロキシ基と2つのアミノ基がオルト位に芳香環上に位置することがより好ましい。上記4価の芳香族基の炭素原子数は、6〜30であることが好ましく、6〜24であることがより好ましい。上記4価の芳香族基の具体例としては以下に示す基が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、ポリベンゾオキサゾール前駆体に含まれうる公知の芳香族基を用途に応じて選択すればよい。 In the general formula (3), the tetravalent organic group represented by X may be an aliphatic group or an aromatic group, but is preferably an aromatic group, and two hydroxy groups and two amino groups are in the ortho position. More preferably, it is located on the aromatic ring. The tetravalent aromatic group preferably has 6 to 30 carbon atoms, and more preferably has 6 to 24 carbon atoms. Specific examples of the above tetravalent aromatic group include the groups shown below, but the present invention is not limited thereto, and a known aromatic group that can be contained in the polybenzoxazole precursor is selected according to the application. do it.

Figure 2019026772
Figure 2019026772

上記4価の芳香族基は、上記芳香族基の中でも以下に示す基であることが好ましい。

Figure 2019026772
The tetravalent aromatic group is preferably a group shown below among the aromatic groups.
Figure 2019026772

上記一般式(3)中、Yが示す2価の有機基は脂肪族基でも芳香族基でもよいが、芳香族基であることが好ましく、芳香環上で上記一般式(3)中のカルボニルと結合していることがより好ましい。上記2価の芳香族基の炭素原子数は、6〜30であることが好ましく、6〜24であることがより好ましい。上記2価の芳香族基の具体例としては以下に示す基が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、ポリベンゾオキサゾール前駆体に含まれる公知の芳香族基を用途に応じて選択すればよい。 In the general formula (3), the divalent organic group represented by Y may be an aliphatic group or an aromatic group, but is preferably an aromatic group, and the carbonyl in the general formula (3) on the aromatic ring is preferable. More preferably, it is bound to The divalent aromatic group preferably has 6 to 30 carbon atoms, and more preferably 6 to 24 carbon atoms. Specific examples of the above divalent aromatic group include the groups shown below, but the present invention is not limited thereto, and a known aromatic group contained in the polybenzoxazole precursor may be selected according to the application. Good.

Figure 2019026772
(式中、Aは単結合、−CH−、−O−、−CO−、−S−、−SO−、−NHCO−、−C(CF−、−C(CH−からなる群から選択される2価の基を表す。)
Figure 2019026772
(In the formula, A is a single bond, -CH 2 -, - O - , - CO -, - S -, - SO 2 -, - NHCO -, - C (CF 3) 2 -, - C (CH 3) 2 - represents a divalent radical selected from the group consisting of).

上記2価の有機基は、上記芳香族基の中でも以下に示す基であることが好ましい。

Figure 2019026772
The divalent organic group is preferably a group shown below among the aromatic groups.
Figure 2019026772

(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体は、上記のポリヒドロキシアミド酸の繰り返し構造を2種以上含んでいてもよい。また、上記のポリヒドロキシアミド酸の繰り返し構造以外の構造を含んでいてもよく、例えば、ポリアミド酸の繰り返し構造を含んでいてもよい。 The (A) polybenzoxazole precursor may contain two or more types of repeating structures of the above polyhydroxyamide acid. Further, it may contain a structure other than the repeating structure of the polyhydroxyamide acid, for example, a repeating structure of the polyamic acid.

(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体の数平均分子量(Mn)は5,000〜100,000であることが好ましく、8,000〜50,000であることがより好ましい。ここで数平均分子量は、(GPC)で測定し、標準ポリスチレンで換算した数値である。また、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体の重量平均分子量(Mw)は10,000〜200,000であることが好ましく、16,000〜100,000であることがより好ましい。ここで重量平均分子量は、(GPC)で測定し、標準ポリスチレンで換算した数値である。Mw/Mnは1〜5であることが好ましく、1〜3であることがより好ましい。 The number average molecular weight (Mn) of the (A) polybenzoxazole precursor is preferably 5,000 to 100,000, and more preferably 8,000 to 50,000. Here, the number average molecular weight is a value measured by (GPC) and converted by standard polystyrene. The weight average molecular weight (Mw) of the (A) polybenzoxazole precursor is preferably 10,000 to 200,000, and more preferably 16,000 to 100,000. Here, the weight average molecular weight is a value measured by (GPC) and converted by standard polystyrene. Mw/Mn is preferably 1-5, more preferably 1-3.

(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体を合成する方法は特に限定されず、公知の方法で合成すればよい。例えば、アミン成分としてジヒドロキシジアミン類と、酸成分としてジカルボン酸ジクロリド等のジカルボン酸のジハライドとを反応させて得ることができる。
As the polybenzoxazole precursor (A), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The method for synthesizing the (A) polybenzoxazole precursor is not particularly limited and may be a known method. For example, it can be obtained by reacting dihydroxydiamines as an amine component with a dihalide of a dicarboxylic acid such as dicarboxylic acid dichloride as an acid component.

(A)アルカリ可溶性樹脂の配合量は、組成物固形分全量基準で60〜90質量%であることが好ましい。60質量%以上で含むことにより、密着性、表面硬化性が良好になる。また、80質量%以下で含むことにより、硬化物中の架橋密度の低下を防ぐことができ、塗膜特性が良好となる。 The blending amount of the (A) alkali-soluble resin is preferably 60 to 90 mass% based on the total solid content of the composition. When the content is 60% by mass or more, the adhesiveness and surface curability are improved. Further, when the content is 80% by mass or less, it is possible to prevent a decrease in the crosslink density in the cured product and to improve the coating film characteristics.

[(B)感光剤]
本発明の感光性樹脂組成物は、感光剤を含む。(B)感光剤としては、特に制限はなく、光酸発生剤や光重合開始剤、光塩基発生剤を用いることができる。光酸発生剤は、紫外線や可視光等の光照射により酸を発生する化合物であり、光重合開始剤は、同様の光照射によりラジカルなどを発生する化合物であり、光塩基発生剤は、同様の光照射により分子構造が変化するか、または、分子が開裂することにより1種以上の塩基性物質を生成する化合物である。本発明においては、(B)感光剤として、光酸発生剤を好適に用いることができる。
光酸発生剤としては、ナフトキノンジアジド化合物、ジアリールスルホニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、アリールジアゾニウム塩、芳香族テトラカルボン酸エステル、芳香族スルホン酸エステル、ニトロベンジルエステル、芳香族N−オキシイミドスルフォネート、芳香族スルファミド、ベンゾキノンジアゾスルホン酸エステル等を挙げることができる。光酸発生剤は、溶解阻害剤であることが好ましい。中でもナフトキノンジアジド化合物であることが好ましい。
[(B) Photosensitizer]
The photosensitive resin composition of the present invention contains a photosensitizer. The photosensitizer (B) is not particularly limited, and photoacid generators, photopolymerization initiators, and photobase generators can be used. The photo-acid generator is a compound that generates an acid upon irradiation with light such as ultraviolet rays or visible light, the photopolymerization initiator is a compound that generates a radical upon irradiation with similar light, and the photo-base generator is the same. Is a compound that changes its molecular structure by irradiation with light or cleaves a molecule to produce one or more basic substances. In the present invention, a photoacid generator can be preferably used as the (B) photosensitizer.
As the photoacid generator, a naphthoquinonediazide compound, a diarylsulfonium salt, a triarylsulfonium salt, a dialkylphenacylsulfonium salt, a diaryliodonium salt, an aryldiazonium salt, an aromatic tetracarboxylic acid ester, an aromatic sulfonic acid ester, a nitrobenzyl ester , Aromatic N-oxyimide sulfonate, aromatic sulfamide, benzoquinone diazosulfonic acid ester, and the like. The photo-acid generator is preferably a dissolution inhibitor. Of these, a naphthoquinonediazide compound is preferable.

ナフトキノンジアジド化合物としては、具体的には例えば、トリス(4−ヒドロキシフェニル)−1−エチル−4−イソプロピルベンゼンのナフトキノンジアジド付加物(例えば、三宝化学研究所社製のTS533,TS567,TS583,TS593)や、テトラヒドロキシベンゾフェノンのナフトキノンジアジド付加物(例えば、三宝化学研究所社製のBS550,BS570,BS599)や、4-{4-[1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エチル]-α,α−ジメチルベンジル}フェノールのナフトキノンジアジド付加物(例えば、三宝化学研究所社製のTKF−428,TKF−528)等を使用することができる。 Specific examples of the naphthoquinonediazide compound include naphthoquinonediazide adducts of tris(4-hydroxyphenyl)-1-ethyl-4-isopropylbenzene (for example, TS533, TS567, TS583, TS593 manufactured by Sanpo Chemical Laboratory Co., Ltd.). ), tetranaphthobenzophenone naphthoquinonediazide adduct (for example, BS550, BS570, BS599 manufactured by Sanpo Chemical Laboratory Co., Ltd.) and 4-{4-[1,1-bis(4-hydroxyphenyl)ethyl]-α A naphthoquinonediazide adduct of α-dimethylbenzyl}phenol (for example, TKF-428 and TKF-528 manufactured by Sanpo Chemical Laboratory Co., Ltd.) can be used.

また、光重合開始剤としては、慣用公知のものを用いることができ、例えば、オキシムエステル基を有するオキシムエステル系光重合開始剤、α−アミノアセトフェノン系光重合開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤、チタノセン系光重合開始剤などを用いることができる。 As the photopolymerization initiator, a conventionally known one can be used, and examples thereof include an oxime ester photopolymerization initiator having an oxime ester group, an α-aminoacetophenone photopolymerization initiator, and an acylphosphine oxide photopolymerization initiator. An initiator, a titanocene-based photopolymerization initiator, or the like can be used.

前記オキシムエステル系光重合開始剤としては、市販品として、BASFジャパン社製のCGI−325、イルガキュアーOXE01、イルガキュアーOXE02、ADEKA社製N−1919、NCI−831などが挙げられる。 As the oxime ester photopolymerization initiator, commercially available products include CGI-325, IRGACURE OXE01, IRGACURE OXE02 manufactured by BASF Japan, N-1919 manufactured by ADEKA, and NCI-831.

前記α−アミノアセトフェノン系光重合開始剤としては、具体的には、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパノン−1、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、N,N−ジメチルアミノアセトフェノンなどが挙げられ、市販品としては、BASFジャパン社製のイルガキュアー907、イルガキュアー369、イルガキュアー379などを用いることができる。 Specific examples of the α-aminoacetophenone photopolymerization initiator include 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropanone-1,2-benzyl-2-dimethylamino-. 1-(4-morpholinophenyl)-butan-1-one, 2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone , N,N-dimethylaminoacetophenone and the like, and commercially available products such as Irgacure 907, Irgacure 369 and Irgacure 379 manufactured by BASF Japan Ltd. can be used.

前記アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤としては、具体的には、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルホスフィンオキサイドなどが挙げられ、市販品としては、BASFジャパン社製のイルガキュアーTPO、IGM Resins社製のOmnirad(オムニラッド)819などを用いることができる。 Specific examples of the acylphosphine oxide photopolymerization initiator include 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide, and bis(2,6). -Dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide and the like, and commercially available products include Irgacure TPO manufactured by BASF Japan Ltd., Omnirad (Omnilad) 819 manufactured by IGM Resins. it can.

前記チタノセン系光重合開始剤としては、具体的には、ビス(シクロペンタジエニル)−ジ−フェニル−チタニウム、ビス(シクロペンタジエニル)−ジ−クロロ−チタニウム、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス(2、3、4、5、6ペンタフルオロフェニル)チタニウム、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス(2、6−ジフルオロ−3−(ピロール−1−イル)フェニル)チタニウムなどが挙げられる。市販品としては、BASFジャパン社製のイルガキュアー784などが挙げられる。 Specific examples of the titanocene-based photopolymerization initiator include bis(cyclopentadienyl)-di-phenyl-titanium, bis(cyclopentadienyl)-di-chloro-titanium, and bis(cyclopentadienyl). -Bis(2,3,4,5,6 pentafluorophenyl)titanium, bis(cyclopentadienyl)-bis(2,6-difluoro-3-(pyrrol-1-yl)phenyl)titanium and the like. .. Examples of commercially available products include Irgacure 784 manufactured by BASF Japan.

また、光塩基発生剤としては、イオン型光塩基発生剤でもよく、非イオン型光塩基発生剤でもよいが、イオン型光塩基発生剤の方が組成物の感度が高く、パターン膜の形成に有利になるので好ましい。塩基性物質としては、例えば、2級アミン、3級アミンが挙げられる。 Further, the photobase generator may be an ionic photobase generator or a nonionic photobase generator, but the ionic photobase generator has a higher sensitivity of the composition and can form a pattern film. It is preferable because it becomes advantageous. Examples of the basic substance include secondary amines and tertiary amines.

イオン型の光塩基発生剤としては、例えば、芳香族成分含有カルボン酸と3級アミンとの塩や、和光純薬社製イオン型PBGのWPBG−082、WPBG−167、WPBG−168、WPBG−266、WPBG−300等を用いることができる。 Examples of the ionic photobase generator include salts of aromatic component-containing carboxylic acids and tertiary amines, and Wako Pure Chemical Industries, Ltd. ionic PBG WPBG-082, WPBG-167, WPBG-168, WPBG-. 266, WPBG-300 or the like can be used.

非イオン型の光塩基発生剤としては、例えば、α−アミノアセトフェノン化合物、オキシムエステル化合物や、N−ホルミル化芳香族アミノ基、N−アシル化芳香族アミノ基、ニトロベンジルカーバメイト基、アルコオキシベンジルカーバメート基等の置換基を有する化合物等が挙げられる。その他の光塩基発生剤として、和光純薬社製のWPBG−018(商品名:9−anthrylmethyl N,N’−diethylcarbamate)、WPBG−027(商品名:(E)−1−[3−(2−hydroxyphenyl)−2−propenoyl]piperidine)、WPBG−140(商品名:1−(anthraquinon−2−yl)ethyl imidazolecarboxylate)、WPBG−165等を使用することもできる。 Examples of nonionic photobase generators include α-aminoacetophenone compounds, oxime ester compounds, N-formylated aromatic amino groups, N-acylated aromatic amino groups, nitrobenzylcarbamate groups, and alkoxyoxybenzyl. Examples thereof include compounds having a substituent such as a carbamate group. As other photobase generators, WPBG-018 (trade name: 9-anthrylmethyl N, N'-diethylcarbamate), WPBG-027 (trade name: (E)-1-[3-(2) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. -Hydroxyphenyl)-2-propenoyl]piperidine), WPBG-140 (trade name: 1-(anthraquinon-2-yl)ethyl imidazolecarboxylate), WPBG-165 and the like can also be used.

(B)感光剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。(B)感光剤の配合量は、組成物固形分全量基準で3〜20質量%であることが好ましい。上述したように(B)感光剤は、ボジ型に限られず、ネガ型でもよい。 As the photosensitizer (B), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. The compounding amount of the photosensitizer (B) is preferably 3 to 20% by mass based on the total solid content of the composition. As described above, the photosensitizer (B) is not limited to the voluminous type, but may be the negative type.

[(C)一般式(1)および一般式(2)で表される化合物の少なくとも一つ]
本発明の感光性樹脂組成物は、一般式(1)及び一般式(2)で表される化合物の少なくとも一つを含む。

Figure 2019026772
Figure 2019026772
まず、一般式(1)で表される化合物について説明する。
上記一般式(1)中、X〜Xのうち少なくとも一つは、−OH基または−OR(Rは有機基)基である。例えば、X〜Xのいずれもが水酸基であるホウ酸、X〜Xのうちの2個が水酸基であるボロン酸(RB(OH))、X〜Xのいずれもが−OR基であるホウ酸エステル(B(OR))、ボロン酸とアルコールとの縮合反応により得られるボロン酸エステル(RB(OR))、X〜Xのうちの1個が水酸基であるボリン酸(RBOH)、ボリン酸とアルコールとの縮合反応により得られるボリン酸エステル(RBOR)を挙げることができる。[(C) At least one of the compounds represented by the general formula (1) and the general formula (2)]
The photosensitive resin composition of the present invention contains at least one of the compounds represented by the general formula (1) and the general formula (2).
Figure 2019026772
Figure 2019026772
First, the compound represented by formula (1) will be described.
In the general formula (1), at least one of X 1 to X 3 is an —OH group or an —OR (R is an organic group) group. For example, boric acid both of X 1 to X 3 is a hydroxyl group, two boronic acid is a hydroxyl group of X 1 ~X 3 (RB (OH ) 2), any of X 1 to X 3 is A borate ester (B(OR) 3 ), which is an —OR group, a boronate ester (RB(OR) 2 ), which is obtained by a condensation reaction of a boronic acid and an alcohol, and one of X 1 to X 3 is a hydroxyl group. borinic acid (R 2 BOH) is, may be mentioned borinic acid ester obtained by condensation reaction of a borinic acid with an alcohol (R 2 BOR).

例えばホウ酸からボロキシンへの自己脱水反応のように、上記一般式(1)で表される化合物は、強力な脱水作用を有している。この脱水作用により、上記一般式(1)で表される化合物は、(A)アルカリ可溶性樹脂の環化を促進させる。その結果、一般式(1)で表される化合物を含む本発明の感光性樹脂組成物は、300℃未満の低温で硬化させることができる。 For example, the compound represented by the above general formula (1) has a strong dehydrating action, such as a self-dehydrating reaction from boric acid to boroxine. Due to this dehydration action, the compound represented by the general formula (1) promotes cyclization of the alkali-soluble resin (A). As a result, the photosensitive resin composition of the present invention containing the compound represented by the general formula (1) can be cured at a low temperature of less than 300°C.

また、上記一般式(1)で表される化合物は、酸性ではないので銅やアルミニウム等の金属配線を腐食しない。したがって、一般式(1)で表される化合物を含む本発明の感光性樹脂組成物は、金属配線を腐食させることがない。
更に、一般式(1)で表される化合物は、感光性樹脂組成物の解像性に悪影響を及ぼさず、また、熱特性、機械的特性にも悪影響を及ぼさない。
以上のことから(C)成分として、一般式(1)で表される化合物を含む本発明の感光性樹脂組成物は、解像性や熱特性、機械的特性を低下させることなく、300℃未満の低温加熱で硬化させることができ、アルミニウム配線や銅配線といった金属配線を腐食しない。
Further, the compound represented by the general formula (1) is not acidic and therefore does not corrode metal wiring such as copper and aluminum. Therefore, the photosensitive resin composition of the present invention containing the compound represented by the general formula (1) does not corrode metal wiring.
Further, the compound represented by the general formula (1) does not adversely affect the resolution of the photosensitive resin composition, and does not adversely affect the thermal characteristics and mechanical characteristics.
From the above, the photosensitive resin composition of the present invention containing the compound represented by the general formula (1) as the component (C) can be treated at 300° C. without lowering the resolution, thermal characteristics and mechanical characteristics. It can be cured by heating at a low temperature of less than 1, and does not corrode metal wiring such as aluminum wiring and copper wiring.

一般式(1)で表される化合物は、上述したホウ酸(B(OH))、ボロン酸(RB(OH))、ホウ酸エステル(B(OR))、ボロン酸エステル(RB(OR))、ボリン酸(RBOH)、ボリン酸エステル(RBOR)を挙げることができる。
ボロン酸(RB(OH))は、上記一般式(1)のX〜Xのうち2個の水酸基以外、すなわちRは、フェニル基、トリフルロフェニル基、チエニル基、メチル基やプロペニル基等を例示することができる。これら以外のアルキル基やアリール基等であってもよい。ボロン酸の具体例は、フェニルボロン酸、トリフルオロフェニルボロン酸、2−チオフェンボロン酸、メチルボロン酸、シス−プロペニルボロン酸、トランス−プロペニルボロン酸等がある。
ボロン酸エステル(RB(OR))は、ボロン酸とアルコールとのエステルであり、ホウ酸エステルとアルコール(ジオール等のポリオールを含む)との縮合反応により製造される。縮合反応に用いられるアルコールは、ピナコールやトリメチレングリコール、イソプロパノール等を例示することができる。ボロン酸エステルの上記一般式(1)のX〜Xのうち2個の−OR基以外、すなわちRは、上記ボロン酸と同様のものを例示することができる。ボロン酸エステルの具体例は、アリルボロン酸ピナコラート、2−フェニル−1,3,2−ジオキサボリナン、ジイソプロピルメチルボラン等がある。
ボロン酸の具体例、ボロン酸エステルの具体例を構造式で示すと以下のものがある。
The compound represented by the general formula (1) is the above-mentioned boric acid (B(OH) 3 ), boronic acid (RB(OH) 2 ), boric acid ester (B(OR) 3 ), boronic acid ester (RB). (OR) 2 ), borinic acid (R 2 BOH), and borinic acid ester (R 2 BOR).
Boronic acid (RB(OH) 2 ) is other than two hydroxyl groups of X 1 to X 3 in the general formula (1), that is, R is a phenyl group, a triflurophenyl group, a thienyl group, a methyl group or propenyl. A group etc. can be illustrated. It may be an alkyl group or an aryl group other than these. Specific examples of the boronic acid include phenylboronic acid, trifluorophenylboronic acid, 2-thiopheneboronic acid, methylboronic acid, cis-propenylboronic acid and trans-propenylboronic acid.
The boronic acid ester (RB(OR) 2 ) is an ester of boronic acid and an alcohol, and is produced by a condensation reaction between a boric acid ester and an alcohol (including a polyol such as a diol). Examples of the alcohol used in the condensation reaction include pinacol, trimethylene glycol, isopropanol and the like. Examples of the boronic acid ester other than two —OR groups among X 1 to X 3 in the general formula (1), that is, R, are the same as those of the above boronic acid. Specific examples of the boronic acid ester include allylboronic acid pinacolate, 2-phenyl-1,3,2-dioxaborinane, diisopropylmethylborane and the like.
Specific examples of the boronic acid and the boronic acid ester are shown below by structural formulas.

Figure 2019026772
Figure 2019026772

一般式(1)で表される化合物は、上述した化合物の1種または2種以上を混合して用いることができる。
環化をより促進するために、一般式(1)で表される化合物は前記−OH基または前記−OR基を2以上有することが好ましい。より好ましいのはホウ酸B(OH)である。
The compound represented by the general formula (1) can be used alone or in combination of two or more.
In order to further promote cyclization, the compound represented by the general formula (1) preferably has two or more —OH groups or —OR groups. More preferred is boric acid B(OH) 3 .

(C)成分として、一般式(1)で表される化合物の配合量は、本発明の(A)アルカリ可溶性樹脂100質量部に対する割合で、1〜5質量部が好ましい。1質量部以上で含むことにより、感光性樹脂組成物を十分に硬化させることができ、5質量部以下で含むことにより、樹脂組成物内に十分に混合し得る。 As the component (C), the compounding amount of the compound represented by the general formula (1) is preferably 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alkali-soluble resin (A) of the present invention. When the amount is 1 part by mass or more, the photosensitive resin composition can be sufficiently cured, and when the amount is 5 parts by mass or less, the photosensitive resin composition can be sufficiently mixed in the resin composition.

また、一般式(1)で表される化合物と同様に(A)アルカリ可溶性樹脂の環化を促進する化合物として、リン酸および/またはポリリン酸を、一般式(1)で表される化合物と併用することができる。 Further, as in the case of the compound represented by the general formula (1), phosphoric acid and/or polyphosphoric acid is used as the compound for promoting the cyclization of the alkali-soluble resin (A), and the compound represented by the general formula (1) is used. Can be used together.

次に、一般式(2)で表される化合物について説明する。 Next, the compound represented by formula (2) will be described.

例えばオルトリン酸から縮合リン酸への縮合脱水反応のように、上記一般式(2)で表される化合物は、強力な脱水作用を有している。この脱水作用により、上記一般式(2)で表される化合物は、(A)アルカリ可溶性樹脂の環化を促進させる。その結果、一般式(2)で表される化合物を含む本発明の感光性樹脂組成物は、300℃未満の低温で硬化させることができる。 For example, as in the condensation dehydration reaction from orthophosphoric acid to condensed phosphoric acid, the compound represented by the general formula (2) has a strong dehydration action. Due to this dehydration action, the compound represented by the general formula (2) promotes cyclization of the alkali-soluble resin (A). As a result, the photosensitive resin composition of the present invention containing the compound represented by the general formula (2) can be cured at a low temperature of less than 300°C.

また、上記一般式(2)で表される化合物は、酸としての触媒の作用により(A)アルカリ可溶性樹脂の環化を促進させる。酸としての触媒の作用と、上述した脱水作用とが相まって、上記一般式(2)で表される化合物を含む本発明の感光性樹脂組成物は、300℃未満の低温で硬化させることができる。
上記一般式(2)で表される化合物の酸としての作用は、銅配線の銅又は銅合金を腐食するほどの強さはないので銅配線を腐食しない。したがって、一般式(2)で表される化合物を含む本発明の感光性樹脂組成物は、銅配線を腐食させることがない。
更に、一般式(2)で表される化合物は、感光性樹脂組成物の解像性に悪影響を及ぼさず、また、熱特性、機械的特性にも悪影響を及ぼさない。
以上のことから(C)成分として一般式(2)で表される化合物を含む本発明の感光性樹脂組成物は、解像性や熱特性、機械的特性を低下させることなく、300℃未満の低温加熱で硬化させることができ、銅配線を腐食しない。
The compound represented by the general formula (2) promotes cyclization of the (A) alkali-soluble resin by the action of the catalyst as an acid. The photosensitive resin composition of the present invention containing the compound represented by the general formula (2) in combination with the action of the catalyst as an acid and the above-described dehydration action can be cured at a low temperature of less than 300°C. ..
The action of the compound represented by the general formula (2) as an acid does not corrode the copper wiring because it is not strong enough to corrode the copper or copper alloy of the copper wiring. Therefore, the photosensitive resin composition of the present invention containing the compound represented by the general formula (2) does not corrode the copper wiring.
Furthermore, the compound represented by the general formula (2) does not adversely affect the resolution of the photosensitive resin composition, and does not adversely affect the thermal characteristics and mechanical characteristics.
From the above, the photosensitive resin composition of the present invention containing the compound represented by the general formula (2) as the component (C) is less than 300° C. without deteriorating the resolution, thermal characteristics and mechanical characteristics. Can be hardened by low temperature heating and does not corrode copper wiring.

一般式(2)で表される化合物は、上述したオルトリン酸(HPO)およびピロリン酸(H)、その他の縮合リン酸を挙げることができる。Examples of the compound represented by the general formula (2) include the above-mentioned orthophosphoric acid (H 3 PO 4 ), pyrophosphoric acid (H 4 P 2 O 7 ), and other condensed phosphoric acid.

縮合リン酸は、オルトリン酸よりも(A)アルカリ可溶性樹脂の環化を促進する効果が大きいので、低温硬化の観点から本発明の感光性樹脂組成物は、上記一般式(2)中、上記nが2以上の整数である縮合リン酸であることが好ましい。 Since condensed phosphoric acid has a greater effect of promoting cyclization of the alkali-soluble resin (A) than orthophosphoric acid, the photosensitive resin composition of the present invention has the above general formula (2) in the above formula (2) from the viewpoint of low temperature curing. A condensed phosphoric acid in which n is an integer of 2 or more is preferable.

一般式(2)で表される化合物は、上述した化合物の1種または2種以上を混合して用いることができる。 The compound represented by the general formula (2) can be used alone or in combination of two or more.

一般式(2)で表される化合物の配合量は、本発明の(A)アルカリ可溶性樹脂100質量部に対する割合で、1〜5質量部が好ましい。1質量部以上で含むことにより、感光性樹脂組成物を十分に硬化させることができ、5質量部以下で含むことにより、樹脂組成物内に十分に混合し得る。 The compounding amount of the compound represented by the general formula (2) is preferably 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) alkali-soluble resin of the present invention. When the amount is 1 part by mass or more, the photosensitive resin composition can be sufficiently cured, and when the amount is 5 parts by mass or less, the photosensitive resin composition can be sufficiently mixed in the resin composition.

また、一般式(2)で表される化合物と同様に(A)アルカリ可溶性樹脂の環化を促進する化合物として、ホウ酸(B(OH))、ボロン酸(RB(OH))、X〜Xのいずれもが−OR基であるホウ酸エステル(B(OR))、ボロン酸エステル(RB(OR))、ボリン酸(RBOH)、ボリン酸エステル(RBOR)を、一般式(2)で表される化合物と併用することができる。Further, similar to the compound represented by the general formula (2), boric acid (B(OH) 3 ), boronic acid (RB(OH) 2 ), Each of X 1 to X 3 is a —OR group, a borate ester (B(OR) 3 ), a boronate ester (RB(OR) 2 ), a borinic acid (R 2 BOH), a borinate ester (R 2 BOR) can be used in combination with the compound represented by the general formula (2).

本発明の感光性樹脂組成物は、必要に応じて、上記(A)アルカリ可溶性樹脂と、(B)感光剤と、(C)一般式(1)および一般式(2)で表される化合物の少なくとも一つ以外の成分を含むことができる。このような成分を以下で説明する。 The photosensitive resin composition of the present invention is, if necessary, the above-mentioned (A) alkali-soluble resin, (B) photosensitizer, (C) compound represented by the general formula (1) and the general formula (2). It is possible to include components other than at least one of the above. Such components are described below.

[シランカップリング剤]
本発明の感光性樹脂組成物は、シランカップリング剤を含むことができる。シランカップリング剤は、アリールアミノ基を有するシランカップリング剤、および二つ以上のトリアルコキシシリル基を有するシランカップリング剤が好ましい。解像性に優れることから、アリールアミノ基を有するシランカップリング剤であることが、より好ましい。
[Silane coupling agent]
The photosensitive resin composition of the present invention may contain a silane coupling agent. The silane coupling agent is preferably a silane coupling agent having an arylamino group and a silane coupling agent having two or more trialkoxysilyl groups. A silane coupling agent having an arylamino group is more preferable because it has excellent resolution.

アリールアミノ基を有するシランカップリング剤について説明する。アリールアミノ基のアリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基等の芳香族炭化水素基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基等の縮合多環芳香族基、チエニル基、インドリル基等の芳香族複素環基が挙げられる。 The silane coupling agent having an arylamino group will be described. The aryl group of the arylamino group, aromatic hydrocarbon groups such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, condensed polycyclic aromatic groups such as naphthyl group, anthracenyl group, phenanthrenyl group, thienyl group, aromatic such as indolyl group. Group heterocyclic groups are mentioned.

アリールアミノ基を有するシランカップリング剤は、次の一般式(4)で示される基を有する化合物であることが好ましい。

Figure 2019026772
(式中、R31〜R35はそれぞれ独立に水素原子または有機基を表す。)The silane coupling agent having an arylamino group is preferably a compound having a group represented by the following general formula (4).
Figure 2019026772
(In the formula, R 31 to R 35 each independently represent a hydrogen atom or an organic group.)

上記一般式(4)中、R31〜R35が水素原子であることが好ましい。In the general formula (4), R 31 to R 35 are preferably hydrogen atoms.

アリールアミノ基を有するシランカップリング剤は、ケイ素原子とアリールアミノ基とが、炭素数1〜10の有機基、好ましくは炭素数1〜10のアルキレン基で結合していることが好ましい。 In the silane coupling agent having an arylamino group, it is preferable that the silicon atom and the arylamino group are bound by an organic group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.

アリールアミノ基を有するシランカップリング剤の具体例としては以下に示す化合物であることが好ましい。

Figure 2019026772
Specific examples of the silane coupling agent having an arylamino group are preferably the compounds shown below.
Figure 2019026772

次に、二つ以上のトリアルコキシシリル基を有するシランカップリング剤について説明する。二つ以上のトリアルコキシシリル基を有するシランカップリング剤が有するトリアルコキシシリル基はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、また、これらの基が有するアルコキシ基はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられるが、中でも、メトキシ基、エトキシ基であることが好ましい。 Next, the silane coupling agent having two or more trialkoxysilyl groups will be described. The trialkoxysilyl groups contained in the silane coupling agent having two or more trialkoxysilyl groups may be the same or different, and the alkoxy groups contained in these groups may be the same or different. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group, and among them, a methoxy group and an ethoxy group are preferable.

二つ以上のトリアルコキシシリル基を有するシランカップリング剤は、少なくとも二つのケイ素原子が、炭素数1〜10の有機基、好ましくは炭素数1〜10のアルキレン基で結合していることが好ましい。 In the silane coupling agent having two or more trialkoxysilyl groups, at least two silicon atoms are preferably bonded with an organic group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. ..

二つ以上のトリアルコキシシリル基を有するシランカップリング剤の具体例は、次の化合物であることが好ましい。

Figure 2019026772
Specific examples of the silane coupling agent having two or more trialkoxysilyl groups are preferably the following compounds.
Figure 2019026772

シランカップリング剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上述したアリールアミノ基を有するシランカップリング剤、および二つ以上のトリアルコキシシリル基を有するシランカップリング剤以外のシランカップリング剤を含有してもよい。
シランカップリング剤の配合量は、組成物固形分全量基準で1〜15質量%であることが好ましい。1〜15質量%であると露光部の現像残りを防止することができる。
The silane coupling agent may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may contain the silane coupling agent other than the silane coupling agent which has the above-mentioned arylamino group, and the silane coupling agent which has two or more trialkoxy silyl groups.
The content of the silane coupling agent is preferably 1 to 15% by mass based on the total solid content of the composition. When the content is 1 to 15% by mass, the undeveloped portion in the exposed area can be prevented.

[増感剤、密着助剤、その他の成分]
本発明の感光性樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、更に光感度を向上させるために公知の増感剤や、基材との接着性向上のため公知の密着助剤や、架橋剤などを配合することもできる。
更に、本発明の感光性樹脂組成物に加工特性や各種機能性を付与するために、その他に様々な有機または無機の低分子または高分子化合物を配合してもよい。例えば、界面活性剤、レベリング剤、可塑剤、微粒子等を用いることができる。微粒子には、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の有機微粒子、コロイダルシリカ、カーボン、層状珪酸塩等の無機微粒子が含まれる。また、本発明の感光性樹脂組成物に各種着色剤および繊維等を配合してもよい。
[Sensitizer, adhesion aid, other ingredients]
In the photosensitive resin composition of the present invention, a known sensitizer for further improving the photosensitivity and a known adhesion aid for improving the adhesiveness to the base material within the range that does not impair the effects of the present invention. Alternatively, a cross-linking agent or the like can be added.
Further, in order to impart processing characteristics and various functionalities to the photosensitive resin composition of the present invention, various other organic or inorganic low-molecular or high-molecular compounds may be added. For example, a surfactant, a leveling agent, a plasticizer, fine particles and the like can be used. The fine particles include organic fine particles such as polystyrene and polytetrafluoroethylene, and inorganic fine particles such as colloidal silica, carbon and layered silicate. Moreover, you may mix|blend various coloring agents, fibers, etc. with the photosensitive resin composition of this invention.

[溶剤]
本発明の感光性樹脂組成物に用いられる溶剤は、(A)アルカリ可溶性樹脂、(B)感光剤、(C)前述した一般式(1)および一般式(2)で表される化合物の少なくとも一つ、および、他の添加剤を溶解させるものであれば特に限定されない。一例としては、N,N’−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N,N’−ジメチルアセトアミド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、1,3−ジメチル−2−イミダゾリノン、N−シクロヘキシル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、ピリジン、γ−ブチロラクトン、ジエチレングリコールモノメチルエーテルを挙げることができる。これらは単独で用いても、二種以上を混合して用いてもかまわない。使用する溶剤の量は、塗布膜厚や粘度に応じて適宜に定めることができる。例えば、(A)アルカリ可溶性樹脂100質量部に対し、50〜9000質量部の範囲で用いることができる。
[solvent]
The solvent used in the photosensitive resin composition of the present invention is (A) an alkali-soluble resin, (B) a photosensitizer, (C) at least the compound represented by the general formula (1) and the general formula (2) described above. There is no particular limitation as long as it dissolves one and other additives. As an example, N,N'-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N,N'-dimethylacetamide, diethylene glycol dimethyl ether, cyclopentanone, γ-butyrolactone, α-acetyl-γ- Examples thereof include butyrolactone, tetramethylurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolinone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, pyridine, γ-butyrolactone and diethylene glycol monomethyl ether. These may be used alone or in combination of two or more. The amount of the solvent used can be appropriately determined according to the coating film thickness and the viscosity. For example, it can be used in the range of 50 to 9000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) alkali-soluble resin.

[ドライフィルム]
本発明のドライフィルムは、本発明の感光性樹脂組成物をキャリアフィルムに塗布後、乾燥して得られる樹脂層を有するものである。この樹脂層を、基材に接するようにラミネートして使用される。
[Dry film]
The dry film of the present invention has a resin layer obtained by applying the photosensitive resin composition of the present invention to a carrier film and then drying it. This resin layer is used by being laminated so as to be in contact with the base material.

本発明のドライフィルムは、キャリアフィルムに本発明の感光性樹脂組成物をブレードコーター、リップコーター、コンマコーター、フィルムコーター等の適宜の方法により均一に塗布し、乾燥して、上記した樹脂層を形成し、好ましくはその上にカバーフィルムを積層することにより、製造することができる。カバーフィルムとキャリアフィルムは同一のフィルム材料であっても、異なるフィルムを用いてもよい。 The dry film of the present invention is a uniform coating of the photosensitive resin composition of the present invention on a carrier film by a blade coater, a lip coater, a comma coater, a film coater or the like, followed by drying to form the above resin layer. It can be manufactured by forming and preferably laminating a cover film thereon. The cover film and the carrier film may be the same film material or different films.

本発明のドライフィルムにおいて、キャリアフィルムおよびカバーフィルムのフィルム材料は、ドライフィルムに用いられるものとして公知のものをいずれも使用することができる。
キャリアフィルムとしては、例えば2〜150μmの厚さのポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフィルム等の熱可塑性フィルムが用いられる。
カバーフィルムとしては、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等を使用することができるが、樹脂層との接着力が、キャリアフィルムよりも小さいものが良い。
In the dry film of the present invention, as the film material of the carrier film and the cover film, any of those known as those used for dry films can be used.
As the carrier film, for example, a thermoplastic film such as a polyester film such as polyethylene terephthalate having a thickness of 2 to 150 μm is used.
As the cover film, a polyethylene film, a polypropylene film, or the like can be used, but it is preferable that the adhesive force with the resin layer is smaller than that of the carrier film.

本発明のドライフィルム上の樹脂層の膜厚は、100μm以下が好ましく、5〜50μmの範囲がより好ましい。 The thickness of the resin layer on the dry film of the present invention is preferably 100 μm or less, more preferably 5 to 50 μm.

[硬化物]
本発明の硬化物は、上述した本発明の感光性樹脂組成物を用い所定のステップにて硬化させたものである。その硬化物であるパターン膜は、例えば、ポジ型感光性樹脂組成物の場合、次の各ステップにより製造する。
[Cured product]
The cured product of the present invention is obtained by curing the photosensitive resin composition of the present invention described above in a predetermined step. For example, in the case of a positive type photosensitive resin composition, the pattern film which is the cured product is manufactured by the following steps.

まず、ステップ1として、感光性樹脂組成物を基材上に塗布、乾燥することにより、あるいはドライフィルムから樹脂層を基材上に転写することにより、塗膜を得る。感光性樹脂組成物を基材上に塗布する方法としては、従来から感光性樹脂組成物の塗布に用いられていた方法、例えば、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、カーテンコーター、スクリーン印刷機等で塗布する方法、スプレーコーターで噴霧塗布する方法、さらにはインクジェット法等を用いることができる。塗膜の乾燥方法としては、風乾、オーブンまたはホットプレートによる加熱乾燥、真空乾燥等の方法が用いられる。また、塗膜の乾燥は、感光性樹脂組成物中の(A)アルカリ可溶性樹脂の閉環が起こらないような条件で行うことが望ましい。具体的には、自然乾燥、送風乾燥、あるいは加熱乾燥を、70〜140℃で1〜30分の条件で行うことができる。好ましくは、ホットプレート上で1〜20分乾燥を行う。また、真空乾燥も可能であり、この場合は、室温で20分〜1時間の条件で行うことができる。
感光性樹脂組成物の塗膜が形成される基材に特に制限はなく、シリコンウェハー等の半導体基材、配線基板、各種樹脂、金属等に広く適用できる。
First, in step 1, a coating film is obtained by applying a photosensitive resin composition onto a substrate and drying it, or by transferring a resin layer from a dry film onto the substrate. The method for applying the photosensitive resin composition onto the substrate is a method that has been conventionally used for applying the photosensitive resin composition, for example, a spin coater, a bar coater, a blade coater, a curtain coater, a screen printer, or the like. Can be used, a spray coating method using a spray coater, and an inkjet method can be used. As a method for drying the coating film, air drying, heat drying using an oven or a hot plate, vacuum drying and the like are used. Further, it is desirable to dry the coating film under the condition that the (A) alkali-soluble resin in the photosensitive resin composition does not cause ring closure. Specifically, natural drying, blast drying, or heat drying can be performed at 70 to 140° C. for 1 to 30 minutes. Preferably, it is dried on a hot plate for 1 to 20 minutes. Vacuum drying is also possible, and in this case, it can be performed at room temperature for 20 minutes to 1 hour.
The base material on which the coating film of the photosensitive resin composition is formed is not particularly limited, and it can be widely applied to semiconductor base materials such as silicon wafers, wiring boards, various resins and metals.

次に、ステップ2として、上記塗膜を、パターンを有するフォトマスクを介して、あるいは直接的に、露光する。露光光線は、(B)感光剤としての光酸発生剤を活性化させることができる波長のものを用いる。具体的には、露光光線は、最大波長が350〜410nmの範囲にあるものが好ましい。上述したように、増感剤を適宜に配合することにより、光感度を調製することができる。露光装置としては、コンタクトアライナー、ミラープロジェクション、ステッパー、レーザーダイレクト露光装置等を用いることができる。 Next, in step 2, the coating film is exposed through a photomask having a pattern or directly. The exposure light beam has a wavelength that can activate the photoacid generator (B) as a photosensitizer. Specifically, the exposure light beam preferably has a maximum wavelength in the range of 350 to 410 nm. As described above, the photosensitivity can be adjusted by appropriately blending the sensitizer. As the exposure device, a contact aligner, a mirror projection, a stepper, a laser direct exposure device or the like can be used.

続いて、ステップ3として、必要に応じて上記塗膜を短時間加熱し、未露光部の(A)アルカリ可溶性樹脂の一部を閉環してもよい。ここで、閉環率は、30%程度である。加熱時間および加熱温度は、(A)アルカリ可溶性樹脂の種類、塗布膜厚、(B)感光剤の種類によって適宜変更する。 Subsequently, in step 3, if necessary, the coating film may be heated for a short time to ring-close a part of the alkali-soluble resin (A) in the unexposed portion. Here, the ring closure rate is about 30%. The heating time and heating temperature are appropriately changed depending on the type of (A) alkali-soluble resin, coating film thickness, and (B) type of photosensitizer.

次いで、ステップ4として、上記塗膜を現像液で処理する。これにより、塗膜中の露光部分を除去して、本発明の感光性樹脂組成物のパターン膜を形成することができる。 Next, in step 4, the coating film is treated with a developing solution. Thereby, the exposed portion in the coating film can be removed to form the patterned film of the photosensitive resin composition of the present invention.

現像に用いる方法としては、従来知られているフォトレジストの現像方法、例えば回転スプレー法、パドル法、超音波処理を伴う浸せき法等の中から任意の方法を選択することができる。現像液としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド等の四級アンモニウム塩類等の水溶液を挙げることができる。また、必要に応じて、これらにメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の水溶性有機溶媒や界面活性剤を適当量添加してもよい。その後、必要に応じて塗膜をリンス液により洗浄してパターン膜を得る。リンス液としては、蒸留水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等を単独または組み合わせて用いることができる。また、現像液として上記溶剤を使用してもよい。 As a method used for development, any method can be selected from conventionally known photoresist development methods, for example, a rotary spray method, a paddle method, and a dipping method accompanied by ultrasonic treatment. Examples of the developer include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, and ammonia water, organic amines such as ethylamine, diethylamine, triethylamine, and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide. Examples thereof include aqueous solutions of quaternary ammonium salts and the like. If necessary, a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol or isopropyl alcohol, or a surfactant may be added in an appropriate amount. Then, if necessary, the coating film is washed with a rinse liquid to obtain a patterned film. As the rinse liquid, distilled water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, or the like can be used alone or in combination. Moreover, you may use the said solvent as a developing solution.

その後、ステップ5として、パターン膜を加熱して硬化塗膜(硬化物)を得る。この加熱により(A)アルカリ現像性樹脂を硬化させ、例えばポリベンゾオキサゾール前駆体を閉環し、ポリベンゾオキサゾールを得る。加熱温度は、アルカリ現像性樹脂のパターン膜を硬化可能なように適宜設定する。例えば、不活性ガス中で、150℃以上300℃未満で5〜120分程度の加熱を行う。加熱温度のより好ましい範囲は、(C)成分として一般式(1)で表される化合物を含む場合は、200〜250℃であり、一般式(2)で表される化合物を含む場合は180〜250℃である。本発明の感光性樹脂組成物は、(C)一般式(1)で表される化合物および一般式(2)で表される化合物の少なくとも一つを含むので、環化が促進され、300℃未満の加熱温度とすることができる。加熱は、例えば、ホットプレート、オーブン、温度プログラムを設定できる昇温式オーブンを用いることにより行う。このときの雰囲気(気体)としては空気を用いてもよく、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いてもよい。 Then, in step 5, the pattern film is heated to obtain a cured coating film (cured product). By this heating, the alkali developable resin (A) is cured and, for example, the polybenzoxazole precursor is ring-closed to obtain polybenzoxazole. The heating temperature is appropriately set so that the pattern film of the alkali developing resin can be cured. For example, heating is performed in an inert gas at 150° C. or higher and lower than 300° C. for about 5 to 120 minutes. A more preferable range of the heating temperature is 200 to 250° C. when the compound represented by the general formula (1) is contained as the component (C), and 180 when the compound represented by the general formula (2) is contained. ~250°C. The photosensitive resin composition of the present invention contains (C) at least one of the compound represented by the general formula (1) and the compound represented by the general formula (2). The heating temperature can be less than. The heating is performed by using, for example, a hot plate, an oven, or a temperature rising type oven in which a temperature program can be set. As the atmosphere (gas) at this time, air may be used, or an inert gas such as nitrogen or argon may be used.

なお、本発明の感光性樹脂組成物がネガ型感光性樹脂組成物の場合、(B)感光剤として、光酸発生剤に代えて光重合開始剤または光塩基発生剤を用いて、上記ステップ4において塗膜を現像液で処理することにより、塗膜中の未露光部分を除去して、本発明の感光性樹脂組成物のパターン膜を形成することができる。 When the photosensitive resin composition of the present invention is a negative photosensitive resin composition, a photopolymerization initiator or a photobase generator is used as the photosensitizer (B) instead of the photoacid generator, and the above steps are performed. By treating the coating film with a developing solution in 4, the unexposed portion in the coating film can be removed to form a patterned film of the photosensitive resin composition of the present invention.

本発明の感光性樹脂組成物の用途は特に限定されず、例えば、塗料、印刷インキ、または接着剤、あるいは、表示装置、半導体素子、半導体装置、電子部品、光学部品、または建築材料の形成材料として好適に用いられる。具体的には、表示装置の形成材料としては、層形成材料や画像形成材料として、カラーフィルター、フレキシブルディスプレイ用フィルム、レジスト材料、配向膜等に用いることができる。また、半導体装置の形成材料としては、レジスト材料、バッファーコート膜のような層形成材料等に用いることができる。さらに、電子部品の形成材料としては、封止材料や層形成材料として、プリント配線板、層間絶縁膜、配線被覆膜等に用いることができる。さらにまた、光学部品の形成材料としては、光学材料や層形成材料として、ホログラム、光導波路、光回路、光回路部品、反射防止膜等に用いることができる。さらにまた、建築材料としては、塗料、コーティング剤等に用いることができる。 The use of the photosensitive resin composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include paints, printing inks, or adhesives, or display devices, semiconductor elements, semiconductor devices, electronic components, optical components, or building material forming materials. Is preferably used as. Specifically, as a material for forming a display device, a layer forming material or an image forming material, a color filter, a film for flexible display, a resist material, an alignment film, or the like can be used. As a material for forming a semiconductor device, a resist material, a layer forming material such as a buffer coat film, or the like can be used. Further, as a material for forming an electronic component, a sealing material or a layer forming material can be used for a printed wiring board, an interlayer insulating film, a wiring coating film, or the like. Furthermore, as a material for forming an optical component, a hologram, an optical waveguide, an optical circuit, an optical circuit component, an antireflection film or the like can be used as an optical material or a layer forming material. Furthermore, as a building material, it can be used in paints, coating agents and the like.

本発明の感光性樹脂組成物は、主にパターン形成材料として用いられ、それによって形成された硬化物としてのパターン膜は、例えば、ポリベンゾオキサゾールなどからなる永久膜として耐熱性や絶縁性を付与する成分として機能することから、特に半導体装置、表示体装置および発光装置の表面保護膜、層間絶縁膜、再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、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、受動部品用絶縁材料、ソルダーレジストやカバーレイ膜などのプリント配線板の保護膜、ならびに液晶配向膜等として好適に利用できる。特に、銅配線やアルミニウム配線と接する絶縁膜等に用いて好適である。 The photosensitive resin composition of the present invention is mainly used as a pattern forming material, and a pattern film as a cured product formed by the composition is provided with heat resistance and insulation as a permanent film made of, for example, polybenzoxazole. Functioning as a component, in particular, a surface protective film for semiconductor devices, display devices and light emitting devices, an interlayer insulating film, an insulating film for rewiring, a protective film for flip-chip devices, a protective film for a device having a bump structure, and a multilayer. It can be suitably used as an interlayer insulating film for a circuit, an insulating material for passive components, a protective film for a printed wiring board such as a solder resist or a coverlay film, and a liquid crystal alignment film. In particular, it is suitable for use as an insulating film or the like in contact with copper wiring or aluminum wiring.

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。なお、以下において「部」および「%」とあるのは、特に断りのない限り全て質量基準である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples. In the following, "parts" and "%" are based on mass unless otherwise specified.

(ポリベンゾオキサゾール(PBO)前駆体の合成)
攪拌機、温度計を備えた0.5リットルのフラスコ中にN−メチルピロリドン212gを仕込み、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシアミドフェニル)ヘキサフルオロプロパン28.00g(76.5mmol)を撹拌溶解した。その後、フラスコを氷浴に浸し、フラスコ内を0〜5℃に保ちながら、4,4−ジフェニルエーテルジカルボン酸クロリド25.00g(83.2mmol)を固体のまま5gずつ30分間かけて加え、氷浴中で30分間撹拌した。その後、室温で5時間撹拌を続けた。撹拌した溶液を1Lのイオン交換水(比抵抗値18.2MΩ・cm)に投入し、析出物を回収した。その後、得られた固体をアセトン420mLに溶解させ、1Lのイオン交換水に投入した。析出した固体を回収後、減圧乾燥してカルボキシル基末端の、以下に示す繰り返し構造を有するポリベンゾオキサゾール(PBO)前駆体A−1を得た。ポリベンゾオキサゾール前駆体A−1の数平均分子量(Mn)は12,900、重量平均分子量(Mw)は29,300、Mw/Mnは2.28であった。
(Synthesis of Polybenzoxazole (PBO) Precursor)
In a 0.5 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, 212 g of N-methylpyrrolidone was charged, and 28.00 g (76.5 mmol) of bis(3-amino-4-hydroxyamidophenyl)hexafluoropropane was dissolved by stirring. .. Then, the flask was immersed in an ice bath, and while keeping the inside of the flask at 0 to 5° C., 25.00 g (83.2 mmol) of 4,4-diphenyletherdicarboxylic acid chloride was added as a solid over 5 minutes by 5 g, and the ice bath was added. Stir in 30 minutes. Then, stirring was continued at room temperature for 5 hours. The stirred solution was poured into 1 L of ion-exchanged water (specific resistance value 18.2 MΩ·cm), and the precipitate was collected. Then, the obtained solid was dissolved in 420 mL of acetone and poured into 1 L of ion-exchanged water. The precipitated solid was collected and dried under reduced pressure to obtain a polybenzoxazole (PBO) precursor A-1 having a carboxyl group terminal and the repeating structure shown below. The polybenzoxazole precursor A-1 had a number average molecular weight (Mn) of 12,900, a weight average molecular weight (Mw) of 29,300, and Mw/Mn of 2.28.

Figure 2019026772
Figure 2019026772

(実施例1〜4)
上記で合成したベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対して、(B)感光剤としてナフトキノンジアジド化合物B−1(三宝化学社製TKF−428)またはB−2(三宝化学社製TKF−528)を10質量部と、シランカップリング剤として、アリールアミノ基を有するシランカップリング剤(信越シリコーン社製KBM−573)を7質量部と、環化触媒として表1に示したC−1またはC−2のホウ酸系化合物を3質量部それぞれ配合した後、ベンゾオキサゾール前駆体が30質量%になるようにN−メチルピロリドン(NMP)を加えてワニスとし、実施例1〜4の感光性樹脂組成物を調整した。
(Examples 1 to 4)
With respect to 100 parts by mass of the benzoxazole precursor synthesized above, (B) a naphthoquinonediazide compound B-1 (TKF-428 manufactured by Sanpo Chemical Co., Ltd.) or B-2 (TKF-528 manufactured by Sanpo Chemical Co., Ltd.) was used. 10 parts by mass, 7 parts by mass of a silane coupling agent having an arylamino group (KBM-573 manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) as a silane coupling agent, and C-1 or C- shown in Table 1 as a cyclization catalyst. After blending 3 parts by mass of each of the boric acid-based compound of 2 and N-methylpyrrolidone (NMP) so that the benzoxazole precursor is 30% by mass to form a varnish, the photosensitive resin compositions of Examples 1 to 4 I adjusted things.

Figure 2019026772
Figure 2019026772

(比較例1〜4)
また、比較例1、2として、上述したC−1のホウ酸系化合物を配合しなかった以外は実施例1、2と同様として、比較例1、2の感光性樹脂組成物を調整した。
また、比較例3として、上述したホウ酸系化合物C−1の代わりに以下に示す有機リン酸C−5を配合した以外は実施例1と同様として、比較例4の感光性樹脂組成物を調整した。

Figure 2019026772
(Comparative Examples 1 to 4)
Further, as Comparative Examples 1 and 2, the photosensitive resin compositions of Comparative Examples 1 and 2 were prepared in the same manner as in Examples 1 and 2 except that the above-mentioned C-1 boric acid compound was not blended.
Further, as Comparative Example 3, the photosensitive resin composition of Comparative Example 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the organic phosphoric acid C-5 shown below was added instead of the boric acid compound C-1 described above. It was adjusted.
Figure 2019026772

また、比較例4として、上述したホウ酸系化合物C−1の代わりに以下に示すスルホン酸C−8を配合した以外は実施例1と同様として、比較例3の感光性樹脂組成物を調整した。

Figure 2019026772
Further, as Comparative Example 4, the photosensitive resin composition of Comparative Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the sulfonic acid C-8 shown below was blended in place of the boric acid compound C-1 described above. did.
Figure 2019026772

このようにして調製した実施例1〜4、比較例1〜4の感光性樹脂組成物について、解像性、環化率、Cu腐食、Al腐食を評価した。評価方法は、以下のとおりである。 The resolution, cyclization rate, Cu corrosion, and Al corrosion of the photosensitive resin compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 thus prepared were evaluated. The evaluation method is as follows.

(評価用乾燥塗膜の作製方法)
上記感光性樹脂組成物をスピンコーターにてシリコン基板上に塗布した。ホットプレートで120℃、3分乾燥させ、感光性樹脂組成物の乾燥塗膜を得た。
(解像性の評価)
得られた実施例1〜4、比較例1〜4の乾燥塗膜に高圧水銀ランプを用い、パターンが刻まれたマスクを介して300mJ/cmのブロード光を照射した。露光後、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液にて60秒現像し、水でリンスし、ポジ型パターン膜を得た。このポジ型パターン膜の解像性を測定した。
解像性は、現像後のパターン膜を電子顕微鏡(SEM“JSM−6010”)で観察し露光部をスカムなくパターニングできる最少パターンの大きさを解像性(L(μm)/S(μm))とした。
(Method for producing dry coating film for evaluation)
The above photosensitive resin composition was applied onto a silicon substrate with a spin coater. It was dried at 120° C. for 3 minutes on a hot plate to obtain a dry coating film of the photosensitive resin composition.
(Evaluation of resolution)
The dry coating films obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were irradiated with broad light of 300 mJ/cm 2 through a mask having a pattern engraved using a high pressure mercury lamp. After the exposure, it was developed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution for 60 seconds and rinsed with water to obtain a positive pattern film. The resolution of this positive pattern film was measured.
Regarding the resolution, the pattern film after development is observed by an electron microscope (SEM "JSM-6010") and the size of the smallest pattern that can pattern the exposed area without scum is resolved (L (μm)/S (μm)). ).

(環化率)
上記得られた乾燥塗膜を200℃〜220℃の温度で、1時間ホットプレートで加熱し、得られた硬化物をフーリエ変換赤外分光法(Fourier Transform InfraRed spectroscopy;FT−IR)により波形分析し、以下の式により環化率を計算した。
基準として芳香環のC=C由来のピーク、すなわち1595cm−1付近のピークをピークIとし、オキサゾール環のC−O由来のピーク、すなわち1050cm−1付近のピークをピークIIとしたとき、
環化率={(IIの面積/Iの面積)÷(IIの面積(100%環化)/Iの面積(100%環化))}×100
表1における環化率の評価は、以下の基準とした。
◎:環化率が85%以上
○:環化率が80%以上85%未満
△:環化率が75%以上80%未満
×:環化率が75%未満
(Cyclization rate)
The obtained dried coating film is heated on a hot plate at a temperature of 200°C to 220°C for 1 hour, and the obtained cured product is subjected to waveform analysis by Fourier Transform InfraRed spectroscopy (FT-IR). Then, the cyclization rate was calculated by the following formula.
As a reference, when the peak derived from C=C of the aromatic ring, that is, the peak near 1595 cm −1 is defined as peak I, and the peak derived from C—O of the oxazole ring, that is, the peak near 1050 cm −1 is defined as peak II,
Cyclization rate={(area of II/area of I)÷(area of II (100% cyclization)/area of I (100% cyclization))}×100
The evaluation of the cyclization rate in Table 1 was based on the following criteria.
⊚: Cyclization rate of 85% or more ○: Cyclization rate of 80% or more and less than 85% Δ: Cyclization rate of 75% or more and less than 80% ×: Cyclization rate of less than 75%

(Cu腐食、Al腐食)
Cu箔およびAl箔のそれぞれに実施例1〜4、比較例1〜4の感光性樹脂組成物を塗布し、ホットプレートで120℃、3分乾燥させた後、200℃で1時間加熱して硬化膜を得た。硬化膜をCu箔またはAl箔から剥離したのち、Cu箔およびAl箔の腐食を変色の度合いとして光学顕微鏡により観察した。
Cu腐食、Al腐食の評価は、以下の基準とした。
○:変色なし
×:変色あり
(熱・機械的特性)
上記加熱して得られた硬化膜の熱・機械的特性(Tg、伸び、弾性率、強度)を特定した。
(Cu corrosion, Al corrosion)
The photosensitive resin compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were applied to Cu foil and Al foil, respectively, dried at 120° C. for 3 minutes on a hot plate, and then heated at 200° C. for 1 hour. A cured film was obtained. After peeling the cured film from the Cu foil or Al foil, corrosion of the Cu foil and Al foil was observed by an optical microscope as the degree of discoloration.
The following criteria were used for evaluation of Cu corrosion and Al corrosion.
○: No discoloration ×: Discoloration (thermal/mechanical properties)
The thermo-mechanical properties (Tg, elongation, elastic modulus, strength) of the cured film obtained by heating were specified.

表1に、加熱時の加熱温度を示すとともに、解像性、環化率、Cu腐食、Al腐食の評価結果を併記する。 In Table 1, the heating temperature at the time of heating is shown, and the evaluation results of resolution, cyclization rate, Cu corrosion, and Al corrosion are also shown.

Figure 2019026772
Figure 2019026772

表1から分かるように、ホウ酸系化合物を含む実施例1〜4は、従来の感光性樹脂組成物と同等の解像度を有しながら200℃や220℃といった低温で十分に硬化させることができ、しかも、CuやAlを腐食させることがなかった。また、実施例1〜4は、従来の感光性樹脂組成物と同等の熱、機械的特性を有していた。 As can be seen from Table 1, Examples 1 to 4 containing a boric acid-based compound can be sufficiently cured at a low temperature of 200° C. or 220° C. while having a resolution equivalent to that of a conventional photosensitive resin composition. Moreover, Cu and Al were not corroded. In addition, Examples 1 to 4 had thermal and mechanical properties equivalent to those of the conventional photosensitive resin composition.

これに対して、比較例1,2は、環化触媒を有していなかったため、加熱温度220℃では十分に硬化させることができなかった。また、比較例3は、環化触媒が有機リン酸であったため、Alが腐食した。更に、比較例4は、環化触媒がスルホン酸であったため、CuおよびAlが腐食した。 On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 did not have a cyclization catalyst, and therefore could not be sufficiently cured at a heating temperature of 220°C. In Comparative Example 3, Al was corroded because the cyclization catalyst was organic phosphoric acid. Furthermore, in Comparative Example 4, since the cyclization catalyst was sulfonic acid, Cu and Al were corroded.

(実施例5〜8)
上記で合成したベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対して、(B)感光剤としてナフトキノンジアジド化合物B−1(三宝化学社製TKF−428)またはB−2(三宝化学社製TKF−528)を10質量部と、シランカップリング剤として、アリールアミノ基を有するシランカップリング剤(信越シリコーン社製KBM−573)を7質量部と、環化触媒として表2に示したC−3の縮合リン酸(n=五酸化二リン80%以上)又はC−4のオルトリン酸を3質量部それぞれ配合した後、ベンゾオキサゾール前駆体が30質量%になるようにN−メチルピロリドン(NMP)を加えてワニスとし、実施例5〜8の感光性樹脂組成物を調整した。
(Examples 5 to 8)
With respect to 100 parts by mass of the benzoxazole precursor synthesized above, (B) a naphthoquinonediazide compound B-1 (TKF-428 manufactured by Sanpo Chemical Co., Ltd.) or B-2 (TKF-528 manufactured by Sanpo Chemical Co., Ltd.) was used. 10 parts by mass, 7 parts by mass of a silane coupling agent having an arylamino group (KBM-573 manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) as a silane coupling agent, and C-3 condensed phosphorus shown in Table 2 as a cyclization catalyst. Acid (n=diphosphorus pentoxide 80% or more) or 3 parts by mass of C-4 orthophosphoric acid, and then N-methylpyrrolidone (NMP) is added so that the benzoxazole precursor becomes 30% by mass. Using a varnish, the photosensitive resin compositions of Examples 5 to 8 were prepared.

Figure 2019026772
Figure 2019026772

(比較例5〜10)
また、比較例5、6として、上述した縮合リン酸C−3を配合しなかった以外は実施例5、6と同様として、比較例5、6の感光性樹脂組成物を調整した。
(Comparative Examples 5-10)
Further, as Comparative Examples 5 and 6, the photosensitive resin compositions of Comparative Examples 5 and 6 were prepared in the same manner as in Examples 5 and 6 except that the above-described condensed phosphoric acid C-3 was not added.

また、比較例7として、上述した縮合リン酸C−3の代わりに、先に示した有機リン酸C−5を配合した以外は、実施例5と同様にして、比較例7の感光性樹脂組成物を調整した。
また、比較例8、9として、上述した縮合リン酸C−3の代わりに、次に示す有機リン酸C−6又はC−7をそれぞれ配合した以外は、実施例5と同様にして、比較例8、9の感光性樹脂組成物を調整した。

Figure 2019026772
Further, as Comparative Example 7, the photosensitive resin of Comparative Example 7 was prepared in the same manner as in Example 5 except that the above-mentioned organic phosphoric acid C-5 was blended in place of the above-mentioned condensed phosphoric acid C-3. The composition was adjusted.
In addition, as Comparative Examples 8 and 9, a comparison was made in the same manner as in Example 5 except that the following organic phosphoric acid C-6 or C-7 was added instead of the above-mentioned condensed phosphoric acid C-3. The photosensitive resin compositions of Examples 8 and 9 were prepared.
Figure 2019026772

また、比較例10として、上述した縮合リン酸C−3の代わりに以下に示すスルホン酸C−8を配合した以外は実施例5と同様として、比較例10の感光性樹脂組成物を調整した。

Figure 2019026772
Further, as Comparative Example 10, a photosensitive resin composition of Comparative Example 10 was prepared in the same manner as in Example 5 except that the sulfonic acid C-8 shown below was blended in place of the above-mentioned condensed phosphoric acid C-3. ..
Figure 2019026772

このようにして調製した実施例5〜8、比較例5〜10の感光性樹脂組成物について、解像性、環化率、Cu腐食を評価した。評価方法は、以下のとおりである。 The resolution, cyclization rate, and Cu corrosion of the photosensitive resin compositions of Examples 5-8 and Comparative Examples 5-10 thus prepared were evaluated. The evaluation method is as follows.

(評価用乾燥塗膜の作製方法)
上記感光性樹脂組成物をスピンコーターにてシリコン基板上に塗布した。ホットプレートで120℃、3分乾燥させ、感光性樹脂組成物の乾燥塗膜を得た。
(解像性の評価)
得られた実施例5〜8、比較例5〜10の乾燥塗膜に高圧水銀ランプを用い、パターンが刻まれたマスクを介して300mJ/cmのブロード光を照射した。露光後、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液にて60秒現像し、水でリンスし、ポジ型パターン膜を得た。このポジ型パターン膜の解像性を測定した。
解像性は、現像後のパターン膜を電子顕微鏡(SEM“JSM−6010”)で観察し露光部をスカムなくパターニングできる最少パターンの大きさを解像度(L(μm)/S(μm))とした。
(Method for producing dry coating film for evaluation)
The above photosensitive resin composition was applied onto a silicon substrate with a spin coater. It was dried at 120° C. for 3 minutes on a hot plate to obtain a dry coating film of the photosensitive resin composition.
(Evaluation of resolution)
The dry coating films obtained in Examples 5 to 8 and Comparative Examples 5 to 10 were irradiated with broad light of 300 mJ/cm 2 through a mask in which a pattern was engraved using a high pressure mercury lamp. After the exposure, it was developed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution for 60 seconds and rinsed with water to obtain a positive pattern film. The resolution of this positive pattern film was measured.
For the resolution, the pattern film after development is observed with an electron microscope (SEM “JSM-6010”) and the size of the smallest pattern that can pattern the exposed portion without scum is defined as the resolution (L (μm)/S (μm)). did.

(環化率)
上記得られた乾燥塗膜を180℃〜200℃の温度で、1時間ホットプレートで加熱し、得られた硬化物をフーリエ変換赤外分光法(Fourier Transform InfraRed spectroscopy;FT−IR)により波形分析し、以下の式により環化率を計算した。
基準として芳香環のC=C由来のピーク、すなわち1595cm−1付近のピークをピークIとし、オキサゾール環のC−O由来のピーク、すなわち1050cm−1付近のピークをピークIIとしたとき、
環化率={(IIの面積/Iの面積)÷(IIの面積(100%環化)/Iの面積(100%環化))}×100
表2における環化率の評価は、以下の基準とした。
◎:環化率が85%以上
○:環化率が80%以上85%未満
△:環化率が75%以上80%未満
×:環化率が75%未満
(Cyclization rate)
The obtained dried coating film was heated on a hot plate at a temperature of 180° C. to 200° C. for 1 hour, and the obtained cured product was subjected to waveform analysis by Fourier Transform InfraRed spectroscopy (FT-IR). Then, the cyclization rate was calculated by the following formula.
As a reference, when the peak derived from C=C of the aromatic ring, that is, the peak near 1595 cm −1 is defined as peak I, and the peak derived from C—O of the oxazole ring, that is, the peak near 1050 cm −1 is defined as peak II,
Cyclization rate={(area of II/area of I)÷(area of II (100% cyclization)/area of I (100% cyclization))}×100
The evaluation of the cyclization rate in Table 2 was based on the following criteria.
⊚: Cyclization rate of 85% or more ○: Cyclization rate of 80% or more and less than 85% Δ: Cyclization rate of 75% or more and less than 80% ×: Cyclization rate of less than 75%

(Cu腐食)
Cu箔に実施例5〜8、比較例5〜10の感光性樹脂組成物を塗布し、ホットプレートで120℃、3分乾燥させた後、200℃で1時間加熱して硬化膜を得た。硬化膜をCu箔から剥離したのち、Cu箔の腐食を変色の度合いとして光学顕微鏡により観察した。
Cu腐食の評価は、以下の基準とした。
○:変色なし
×:変色あり
(熱・機械的特性)
上記加熱して得られた硬化膜の熱・機械的特性(Tg、伸び、弾性率、強度)を特定した。
(Cu corrosion)
The photosensitive resin compositions of Examples 5 to 8 and Comparative Examples 5 to 10 were applied to Cu foil, dried on a hot plate at 120°C for 3 minutes, and then heated at 200°C for 1 hour to obtain a cured film. .. After peeling the cured film from the Cu foil, corrosion of the Cu foil was observed as an extent of discoloration with an optical microscope.
The evaluation of Cu corrosion was based on the following criteria.
○: No discoloration ×: Discoloration (thermal/mechanical properties)
The thermo-mechanical properties (Tg, elongation, elastic modulus, strength) of the cured film obtained by heating were specified.

表2に、加熱時の加熱温度を示すとともに、解像性、環化率、Cu腐食の評価結果を併記する。 In Table 2, the heating temperature at the time of heating is shown, and the evaluation results of resolution, cyclization rate, and Cu corrosion are also shown.

Figure 2019026772
表2から分かるように、リン酸を含む実施例5〜8は、従来の感光性樹脂組成物と同等の解像度を有しながら180℃や200℃といった低温で十分に硬化させることができ、しかも、Cuを腐食させることがなかった。また、実施例5〜8は、従来の感光性樹脂組成物と同等の熱、機械的特性を有していた。
Figure 2019026772
As can be seen from Table 2, Examples 5 to 8 containing phosphoric acid can be sufficiently cured at a low temperature of 180° C. or 200° C. while having a resolution equivalent to that of the conventional photosensitive resin composition, and , Cu was not corroded. Further, Examples 5 to 8 had thermal and mechanical properties equivalent to those of the conventional photosensitive resin composition.

これに対して、比較例5、6は、環化触媒を有していなかったため、加熱温度200℃では十分に硬化させることができなかった。また、比較例7〜9は、環化触媒が有機リン酸であったため、加熱温度200℃では十分に硬化させることができなかった。更に、比較例10は、環化触媒がスルホン酸であったため、Cuが腐食した。

On the other hand, Comparative Examples 5 and 6 did not have a cyclization catalyst, and therefore could not be sufficiently cured at a heating temperature of 200°C. Further, in Comparative Examples 7 to 9, since the cyclization catalyst was organic phosphoric acid, it could not be sufficiently cured at a heating temperature of 200°C. Furthermore, in Comparative Example 10, Cu was corroded because the cyclization catalyst was sulfonic acid.

Claims (10)

(A)アルカリ可溶性樹脂と、(B)感光剤と、(C)一般式(1)および(2)で表される化合物の少なくとも一つと、を含むことを特徴とする感光性樹脂組成物。
Figure 2019026772
Figure 2019026772
(一般式(1)中、X〜Xのうち少なくとも一つは、−OH基または−OR(Rは有機基)基である。一般式(2)中、nは、1〜1000の整数である。)
A photosensitive resin composition comprising (A) an alkali-soluble resin, (B) a photosensitizer, and (C) at least one of the compounds represented by the general formulas (1) and (2).
Figure 2019026772
Figure 2019026772
(In the general formula (1), at least one of X 1 to X 3 is an —OH group or an —OR (R is an organic group) group. In the general formula (2), n is 1 to 1000. It is an integer.)
前記一般式(1)で表される化合物が、前記−OH基または前記−OR基を2以上有する請求項1記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (1) has two or more —OH groups or two or —OR groups. 前記一般式(2)で表される化合物が、前記一般式(2)中、nが2以上の整数である縮合リン酸である請求項1記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (2) is condensed phosphoric acid in which n is an integer of 2 or more in the general formula (2). 前記(A)アルカリ可溶性樹脂として、ポリベンゾオキサゾール前駆体を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 3, comprising a polybenzoxazole precursor as the (A) alkali-soluble resin. 前記感光剤としてナフトキノンジアジド化合物を含む請求項1〜4のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to claim 1, comprising a naphthoquinonediazide compound as the photosensitizer. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物を、フィルムに塗布、乾燥して得られる樹脂層を有することを特徴とするドライフィルム。 A dry film having a resin layer obtained by applying the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5 to a film and drying the film. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物または請求項6記載のドライフィルムの樹脂層を、硬化して得られることを特徴とする硬化物。 A cured product obtained by curing the photosensitive resin composition according to claim 1 or the resin layer of the dry film according to claim 6. 請求項7記載の硬化物を有することを特徴とするプリント配線板。 A printed wiring board comprising the cured product according to claim 7. 請求項7記載の硬化物を有することを特徴とする半導体素子。 A semiconductor device comprising the cured product according to claim 7. 請求項7記載の硬化物を有することを特徴とする電子部品。
An electronic component comprising the cured product according to claim 7.
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