JP2026005560A - Photosensitive resin composition, method for producing cured relief pattern, cured relief pattern, and semiconductor device - Google Patents
Photosensitive resin composition, method for producing cured relief pattern, cured relief pattern, and semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JP2026005560A JP2026005560A JP2024104005A JP2024104005A JP2026005560A JP 2026005560 A JP2026005560 A JP 2026005560A JP 2024104005 A JP2024104005 A JP 2024104005A JP 2024104005 A JP2024104005 A JP 2024104005A JP 2026005560 A JP2026005560 A JP 2026005560A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photosensitive resin
- resin composition
- relief pattern
- group
- cured relief
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Abstract
【課題】良好な機械物性、金属電極との良好な密着性を持ち、さらに高解像度を示し、微細なパターンを形成できる感光性樹脂組成物及び感光性樹脂組成物を用いて製造した硬化レリーフパターン及び硬化レリーフパターンの製造方法並びに半導体装置を提供する。
【解決手段】(A)特定の式で表される繰り返し構造を含むポリイミド前駆体、
(B)光ラジカル開始剤、
(D)下記一般式(2):
(式中、nは0~2の整数であり、lは2~4の整数である。R3はヘテロ原子を含む官能基である。)で表される構造を含む化合物、及び
(E)フェノール系重合禁止剤
を含む、感光性樹脂組成物。
【選択図】なしThe present invention provides a photosensitive resin composition that has good mechanical properties, good adhesion to metal electrodes, and high resolution, and is capable of forming fine patterns; a cured relief pattern produced using the photosensitive resin composition; a method for producing the cured relief pattern; and a semiconductor device.
(A) a polyimide precursor containing a repeating unit represented by a specific formula;
(B) a photoradical initiator,
(D) the following general formula (2):
(wherein n is an integer of 0 to 2, l is an integer of 2 to 4, and R3 is a functional group containing a heteroatom), and (E) a phenol-based polymerization inhibitor.
[Selection diagram] None
Description
本発明は、ポリイミド前駆体を含む感光性樹脂組成物、該感光性樹脂組成物を硬化させることにより得られる硬化レリーフパターンの製造方法、硬化レリーフパターン、並びに該硬化レリーフパターンを有する半導体装置に関する。 The present invention relates to a photosensitive resin composition containing a polyimide precursor, a method for producing a cured relief pattern obtained by curing the photosensitive resin composition, the cured relief pattern, and a semiconductor device having the cured relief pattern.
従来、電子部品の絶縁材料、及び半導体装置のパッシベーション膜、表面保護膜、層間絶縁膜等には、優れた耐熱性、電気特性及び機械特性を併せ持つポリイミド樹脂が用いられている。このポリイミド樹脂の中でも、感光性ポリイミド前駆体組成物として提供されるものは、該組成物の塗布、露光、現像、及びキュアによる熱イミド化処理によって、耐熱性の硬化レリーフパターン被膜を容易に形成できる。このような感光性ポリイミド前駆体組成物は、従来の非感光型ポリイミド材料に比べて、大幅な工程短縮を可能にするという特徴を有している。 Polyimide resins, which combine excellent heat resistance with excellent electrical and mechanical properties, have traditionally been used as insulating materials for electronic components, and for passivation films, surface protection films, and interlayer insulating films for semiconductor devices. Among these polyimide resins, those provided as photosensitive polyimide precursor compositions can easily form heat-resistant cured relief pattern coatings by applying the composition, exposing it to light, developing it, and subjecting it to a thermal imidization treatment involving curing. Such photosensitive polyimide precursor compositions have the advantage of enabling significant process reductions compared to conventional non-photosensitive polyimide materials.
半導体デバイスの集積度及び機能の向上、並びにチップサイズの狭小化の観点から、半導体装置のプリント配線基板への実装方法も変化している。従来の金属ピンと鉛-錫共晶ハンダによる実装方法から、より高密度実装が可能なBGA(ボールグリップドアレイ)、CSP(チップサイズパッケージング)等のように、ポリイミド被膜が、直接ハンダバンプに接触する構造が用いられるようになってきている。このようなバンプ構造を形成する際、当該被膜には高い耐熱性と機械物性が要求される。 As semiconductor device integration and functionality improve, and chip sizes become smaller, the methods for mounting semiconductor devices to printed wiring boards are also changing. Conventional mounting methods using metal pins and lead-tin eutectic solder are being replaced by structures in which a polyimide coating directly contacts the solder bumps, such as those used in BGA (ball-gripped array) and CSP (chip-size packaging), which enable higher-density mounting. When forming such bump structures, the coating must have high heat resistance and mechanical properties.
近年、集積度及び機能の向上、並びにチップサイズの狭小化の観点から、半導体装置のプリント配線基板への実装方法として、高密度実装が可能なBGA(ボールグリップドアレイ)、CSP(チップサイズパッケージング)等が用いられている。このようなプロセスでは、半導体素子の表面に感光性ポリイミド被膜が形成され、フォトリソグラフィーにより形成されるポリイミドのパターンの上に、基板に接続するため突起電極(バンプ)が形成されている。 In recent years, in order to improve integration and functionality, as well as to reduce chip size, methods such as BGA (ball-gripped array) and CSP (chip-size packaging), which enable high-density mounting, have been used to mount semiconductor devices on printed wiring boards. In these processes, a photosensitive polyimide coating is formed on the surface of the semiconductor element, and protruding electrodes (bumps) for connection to the substrate are formed on the polyimide pattern formed by photolithography.
上記実装方法において、バッファーコート層に適用されるポリイミド被膜は、半導体実装プロセス中に、バンプから半導体素子にかかる応力を緩和するために、高いヤング率が求められている。
例えば、特許文献1には、高ヤング率及び低残留応力を両立する、特定構造を持つポリイミド前駆体及び光重合性化合物を含む硬化膜を形成する樹脂組成物が開示されている。
In the above-mentioned mounting method, the polyimide coating applied to the buffer coat layer is required to have a high Young's modulus in order to relieve the stress applied from the bumps to the semiconductor element during the semiconductor mounting process.
For example, Patent Document 1 discloses a resin composition that forms a cured film, which contains a polyimide precursor having a specific structure and a photopolymerizable compound, and which has both a high Young's modulus and low residual stress.
しかしながら、既存バッファーコート用途向けの感光性ポリイミド樹脂の問題点として、半導体の電極を形成するアルミニウムへの密着性が弱い点が挙げられる。その結果、ポリイミド樹脂と基材との間にデラミネーションが起こり、半導体装置の信頼性が低下する恐れがある。 However, one problem with existing photosensitive polyimide resins for buffer coating applications is their poor adhesion to the aluminum that forms the semiconductor electrodes. As a result, delamination can occur between the polyimide resin and the substrate, potentially reducing the reliability of the semiconductor device.
さらに、近年、半導体デバイスの更なる小型化、実装の高密度化に伴い、半導体チップ表面の電極の狭小化が求められている。これに従い、バッファーコート層に使用される感光性ポリイミド樹脂には、例えば5μm以下の微細パターンを形成できる高い解像度が要求されている。 Furthermore, in recent years, as semiconductor devices have become increasingly smaller and more densely packed, there has been a demand for narrower electrodes on the surface of semiconductor chips. Accordingly, the photosensitive polyimide resin used in the buffer coating layer is required to have high resolution, capable of forming fine patterns of, for example, 5 μm or less.
本発明は、良好な機械物性、金属(特にアルミニウム)電極との良好な密着性を持ち、さらに高解像度を示し、微細なパターンを形成できる感光性樹脂組成物及び感光性樹脂組成物を用いて製造した硬化レリーフパターン及び硬化レリーフパターンの製造方法並びに半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a photosensitive resin composition that has good mechanical properties, good adhesion to metal (especially aluminum) electrodes, and exhibits high resolution, and is capable of forming fine patterns; a cured relief pattern produced using the photosensitive resin composition; a method for producing a cured relief pattern; and a semiconductor device.
すなわち、本発明は以下の通りである。
[項1]
(A)下記一般式(1):
(B)光ラジカル開始剤、
(D)下記一般式(2):
(E)フェノール系重合禁止剤
を含む、感光性樹脂組成物。
[項2]
前記(D)化合物が下記一般式(3):
[項3]
前記ヘテロ原子を含む官能基が、アミノ基、ヒドロキシ基、又はメルカプト基である、項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
[項4]
前記(E)フェノール系重合禁止剤が、4-メトキシフェノールを含む、項1~3のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[項5]
(C)ラジカル重合性化合物を含む、項1~4のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[項6]
前記(C)ラジカル重合性化合物が、2つのラジカル重合性基を有する化合物及び3つ以上のラジカル重合性基を有する化合物を含む、項5に記載の感光性樹脂組成物。
[項7]
前記Y1が、下記一般式(5):
[項8]
2種以上の(E)フェノール系重合禁止剤を含む、項1~7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[項9]
(1)項1~8のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を基板上に塗布することによって感光性樹脂層を前記基板上に形成する工程と、
(2)前記感光性樹脂層を露光する工程と、
(3)前記露光後の感光性樹脂層を現像してレリーフパターンを形成する工程と、
(4)前記レリーフパターンを加熱処理することによって硬化レリーフパターンを形成する工程と、
を含む、硬化レリーフパターンの製造方法。
[項10]
項1~8のいずれかに記載の感光性樹脂組成物の硬化物を含む、硬化レリーフパターン。
[項11]
項10に記載の硬化レリーフパターンを含む、半導体装置。
That is, the present invention is as follows.
[Section 1]
(A) The following general formula (1):
(B) a photoradical initiator,
(D) the following general formula (2):
[Section 2]
The compound (D) is represented by the following general formula (3):
[Section 3]
Item 3. The photosensitive resin composition according to Item 1 or 2, wherein the functional group containing a hetero atom is an amino group, a hydroxy group, or a mercapto group.
[Section 4]
Item 4. The photosensitive resin composition according to any one of Items 1 to 3, wherein the (E) phenolic polymerization inhibitor includes 4-methoxyphenol.
[Section 5]
Item 5. The photosensitive resin composition according to any one of Items 1 to 4, further comprising (C) a radically polymerizable compound.
[Section 6]
Item 6. The photosensitive resin composition according to Item 5, wherein the (C) radically polymerizable compound includes a compound having two radically polymerizable groups and a compound having three or more radically polymerizable groups.
[Section 7]
The Y 1 is represented by the following general formula (5):
[Section 8]
Item 8. The photosensitive resin composition according to any one of Items 1 to 7, comprising two or more kinds of (E) phenolic polymerization inhibitors.
[Section 9]
(1) A step of forming a photosensitive resin layer on a substrate by applying the photosensitive resin composition according to any one of items 1 to 8 onto the substrate;
(2) exposing the photosensitive resin layer to light;
(3) developing the exposed photosensitive resin layer to form a relief pattern;
(4) forming a hardened relief pattern by heat-treating the relief pattern;
1. A method for producing a cured relief pattern, comprising:
[Section 10]
Item 9. A cured relief pattern comprising a cured product of the photosensitive resin composition according to any one of Items 1 to 8.
[Section 11]
Item 11. A semiconductor device comprising the cured relief pattern according to item 10.
本発明によれば、半導体素子中の金属電極との密着性に優れ、かつ高解像度を示す感光性樹脂組成物、該感光性樹脂組成物を用いた硬化レリーフパターンの製造方法、硬化レリーフパターン、並びに該硬化レリーフパターンを有する半導体装置を提供することができる。 The present invention provides a photosensitive resin composition that exhibits excellent adhesion to metal electrodes in semiconductor elements and high resolution, a method for producing a cured relief pattern using the photosensitive resin composition, a cured relief pattern, and a semiconductor device having the cured relief pattern.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の本実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 The following describes in detail the mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as the "present embodiment"). Note that the present invention is not limited to the following present embodiment, and various modifications can be made within the scope of its gist.
実施の形態では、感光性樹脂組成物は、(A)ポリイミド前駆体、(B)光ラジカル開始剤、(D)特定の化合物、(E)フェノール系重合禁止剤及び所望により溶媒、その他の成分を含む。以下、各成分について説明する。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、ネガ型感光性樹脂組成物又はポジ型感光性樹脂組成物として用いることができる。
In an embodiment, the photosensitive resin composition contains (A) a polyimide precursor, (B) a photoradical initiator, (D) a specific compound, (E) a phenolic polymerization inhibitor, and optionally a solvent and other components. Each component will be described below.
The photosensitive resin composition of the present embodiment can be used as a negative photosensitive resin composition or a positive photosensitive resin composition.
なお、本明細書を通じ、一般式において同一符号で表されている構造は、分子中に複数存在する場合に、互いに同一であるか、又は異なっていてもよい。 Throughout this specification, when multiple structures represented by the same symbol in a general formula are present in a molecule, they may be the same or different.
<感光性樹脂組成物>
(A)ポリイミド前駆体
本実施形態の感光性樹脂組成物に用いるポリイミド前駆体としては、下記一般式(1):
で表される繰り返し単位を含むポリアミド酸エステルを用いる。
R1及びR2は、両者がともに水素原子でないことが好ましく、R1及びR2のいずれか一方はラジカル重合性基を含むことが好ましい。
<Photosensitive resin composition>
(A) Polyimide Precursor The polyimide precursor used in the photosensitive resin composition of the present embodiment is a polyimide precursor represented by the following general formula (1):
A polyamic acid ester containing a repeating unit represented by the following formula is used.
It is preferable that neither R 1 nor R 2 is a hydrogen atom, and it is preferable that either R 1 or R 2 contains a radical polymerizable group.
一般式(1)で表されるポリアミド酸エステルを複数混合して、本実施形態のポリイミド前駆体としてもよい。また、一般式(1)で表されるポリアミド酸エステル同士を共重合させたポリアミド酸エステルを用いてもよい。 Multiple polyamic acid esters represented by general formula (1) may be mixed to form the polyimide precursor of this embodiment. Furthermore, polyamic acid esters obtained by copolymerizing polyamic acid esters represented by general formula (1) may also be used.
一態様において、(A)ポリイミド前駆体は、側鎖に重合性基(一態様において、ラジカル重合性基)を有してもよい。側鎖に重合性基を有する(A)ポリイミド前駆体は、例えば、テトラカルボン酸二無水物を後述の(a)アルコール類と反応させてから、ジアミンと反応させることで得られる。 In one embodiment, the (A) polyimide precursor may have a polymerizable group (in one embodiment, a radically polymerizable group) in a side chain. The (A) polyimide precursor having a polymerizable group in a side chain can be obtained, for example, by reacting a tetracarboxylic acid dianhydride with an alcohol (a) described below, and then reacting the alcohol with a diamine.
一般式(1)中、X1で表される4価の有機基として、特に限定は無いが、好ましくは炭素数6~40の有機基であり、さらに好ましくは、-COOR1基及び-COOR2基と-CONH-基とは互いにオルト位置にある芳香族基、又は脂環式脂肪族基である。 In general formula (1), the tetravalent organic group represented by X1 is not particularly limited, but is preferably an organic group having 6 to 40 carbon atoms, and more preferably an aromatic group or an alicyclic aliphatic group in which the -COOR1 group, the -COOR2 group, and the -CONH- group are located at the ortho positions relative to each other.
硬化レリーフパターンの膜物性向上の観点から、上記一般式(1)中、X1で表される4価の有機基としては、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)のうち少なくとも1種を含むことが好ましい。
また、ポリイミド前駆体の吸光度及び、硬化レリーフパターンの伸度の観点から、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)を含むことが好ましい。
From the viewpoint of improving the film properties of the cured relief pattern, the tetravalent organic group represented by X1 in the general formula (1) preferably includes at least one of pyromellitic dianhydride (PMDA) and biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA).
In addition, from the viewpoint of the absorbance of the polyimide precursor and the elongation of the cured relief pattern, it is preferable that the polyimide precursor contains 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA).
一般式(1)中、Y1で表される2価の有機基として、Y1に特に限定は無いが、ヤング率及び耐薬品性の観点から、芳香族基を含む2価の有機基であることが好ましい。
具体的には、Y1は、下記一般式(5):
で表される少なくとも1つの構造を含む2価の有機基であることが好ましい。また、Y1の構造は1種単独でも2種以上の組み合わせでもよい。
解像度の観点から、Y1が前記一般式(5)で表される構造を含むことが好ましく、また、機械物性の観点から、式(5)におけるR7及びR8がメチル基であることが特に好ましい。
In the general formula (1), the divalent organic group represented by Y1 is not particularly limited, but from the viewpoint of Young 's modulus and chemical resistance, it is preferably a divalent organic group containing an aromatic group.
Specifically, Y 1 is represented by the following general formula (5):
It is preferable that Y1 is a divalent organic group containing at least one structure represented by the following formula: Furthermore, the structure of Y1 may be one type alone or a combination of two or more types.
From the viewpoint of resolution, it is preferable that Y 1 contains a structure represented by the general formula (5), and from the viewpoint of mechanical properties, it is particularly preferable that R 7 and R 8 in formula (5) are methyl groups.
[(A)ポリイミド前駆体の調製方法]
本実施形態における上記一般式(1)で表されるポリイミド前駆体は、例えば、前述の炭素数6~40の4価の有機基X1を含むテトラカルボン酸二無水物と、(a)アルコール類を反応させて、部分的にエステル化したテトラカルボン酸(以下、アシッド/エステル体ともいう)を調製し、続いて前述の一般式(5)又は一般式(6)で表される2価の有機基Y1を含むジアミン類と重縮合させることにより得られる。
[(A) Method for preparing polyimide precursor]
The polyimide precursor represented by the general formula (1) in this embodiment can be obtained, for example, by reacting the above-mentioned tetracarboxylic acid dianhydride containing the tetravalent organic group X1 having 6 to 40 carbon atoms with (a) an alcohol to prepare a partially esterified tetracarboxylic acid (hereinafter also referred to as an acid/ester), and subsequently polycondensing the resulting tetracarboxylic acid with a diamine containing the divalent organic group Y1 represented by the above-mentioned general formula (5) or general formula (6).
(アシッド/エステル体の調製)
本実施形態において、炭素数6~40の4価の有機基X1を含むテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、ピロメリット酸無水物(PMDA)、ベンゾフェノン-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物、ビフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物(BPDA)、9,9-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物、ビス(1,3-ジオキソ-1,3-ジヒドロイソベンゾフラン-5-カルボン酸)1,4-フェニレン、ジフェニルスルホン-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物、ジフェニルメタン-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(3,4-無水フタル酸)プロパン及び2,2-ビス(3,4-無水フタル酸)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン等を挙げることができる。また、これらは、1種単独で、又は2種以上を混合して、使用されることができる。
(Preparation of Acid/Ester Form)
In this embodiment, a tetravalent organic group X having 6 to 40 carbon atoms Examples of tetracarboxylic dianhydrides containing 1 include 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA), pyromellitic anhydride (PMDA), benzophenone-3,3',4,4'-tetracarboxylic dianhydride, biphenyl-3,3',4,4'-tetracarboxylic dianhydride (BPDA), 9,9-bis(3,4-dicarboxyphenyl)fluorene dianhydride, bis(1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-carboxylic acid)1,4-phenylene, diphenylsulfone-3,3',4,4'-tetracarboxylic dianhydride, diphenylmethane-3,3',4,4'-tetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis(3,4-phthalic anhydride)propane and 2,2-bis(3,4-phthalic anhydride)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane. These may be used alone or in combination of two or more.
上記のテトラカルボン酸二無水物と(a)アルコール類とを、ピリジン等の塩基性触媒の存在下、反応溶媒中に溶解及び混合することにより、酸二無水物のハーフエステル化反応が進行し、所望のアシッド/エステル体を得ることができる。反応条件は、反応温度20~50℃で4~30時間に亘って撹拌することが好ましい。 By dissolving and mixing the above-mentioned tetracarboxylic dianhydride and (a) alcohol in a reaction solvent in the presence of a basic catalyst such as pyridine, the half-esterification reaction of the acid dianhydride proceeds, yielding the desired acid/ester. The reaction conditions are preferably a reaction temperature of 20 to 50°C and stirring for 4 to 30 hours.
上記反応溶媒としては、該アシッド/エステル体、及び該アシッド/エステル体とジアミン類との重縮合生成物であるポリイミド前駆体を溶解するものが好ましい。
反応溶媒は、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ガンマブチロラクトン、ケトン類、エステル類、ラクトン類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類、炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、1,4-ジクロロブタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン及びキシレン等が挙げられる。これらは必要に応じて、単独で用いても2種以上混合して用いてもよい。
The reaction solvent is preferably one that dissolves the acid/ester compound and the polyimide precursor, which is a polycondensation product of the acid/ester compound and a diamine.
Examples of reaction solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, tetramethylurea, gamma butyrolactone, ketones, esters, lactones, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, diethyl oxalate, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,4-dichlorobutane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, hexane, heptane, benzene, toluene, and xylene. These may be used alone or in combination as needed.
本実施形態で好適に用いられる2価の有機基Y1を含むジアミン類としては、例えば、2,2’-ジメチル-4,4-ジアミノビフェニル(m-TB)、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,2’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’,3,3’-テトラメチル-4,4-ジアミノビフェニル、3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノビフェニル、p-フェニレンジアミン、2,5-ジメチル-1,4-フェニレンジアミン及び4,4’-オキシジアニリン(ODA)等を用いることができる。これらは単独でも、2種以上を混合して用いてもよい。
また、これらの中でも、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、p-フェニレンジアミンを用いることが好ましく、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、及びp-フェニレンジアミンを用いることがさらに好ましい。
Examples of diamines containing a divalent organic group Y1 that can be suitably used in this embodiment include 2,2'-dimethyl-4,4-diaminobiphenyl (m-TB), 2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,2'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethytoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2',3,3'-tetramethyl-4,4-diaminobiphenyl, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminobiphenyl, p-phenylenediamine, 2,5-dimethyl-1,4-phenylenediamine, and 4,4'-oxydianiline (ODA). These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, it is preferable to use 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, and p-phenylenediamine, and it is more preferable to use 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl and p-phenylenediamine.
上記のテトラカルボン酸二無水物のエステル化反応に用いる(a)アルコール類は、オレフィン性二重結合を有するアルコールであることができる。
オレフィン性二重結合を有するアルコールとしては具体的には、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)、2-メタクリロイルオキシエチルアルコール、グリセリンジアクリレート、グリセリンジメタクリレート、2-アクリロイルオキシエチルアルコール、1-アクリロイルオキシ-3-プロピルアルコール、2-アクリルアミドエチルアルコール、メチロールビニルケトン、2-ヒドロキシエチルビニルケトン、2-ヒドロキシ-3-メトキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-ブトキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-ブトキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-t-ブトキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-シクロヘキシルオキシプロピルアクリレート、2-メタクリロイルオキシエチルアルコール、1-メタクリロイルオキシ-3-プロピルアルコール、2-メタクリルアミドエチルアルコール、2-ヒドロキシ-3-メトキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシ-3-ブトキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシ-3-ブトキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシ-3-t-ブトキシプロピルメタクリレート及び2-ヒドロキシ-3-シクロヘキシルオキシプロピルメタクリレートなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのアルコール類は、単独又は2種以上を混合して用いることができる。また、(a)アルコール類として、任意にオレフィン性二重結合を有さないアルコールを用いてもよい。
The alcohol (a) used in the esterification reaction of the tetracarboxylic dianhydride can be an alcohol having an olefinic double bond.
Specific examples of alcohols having an olefinic double bond include 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), 2-methacryloyloxyethyl alcohol, glycerin diacrylate, glycerin dimethacrylate, 2-acryloyloxyethyl alcohol, 1-acryloyloxy-3-propyl alcohol, 2-acrylamidoethyl alcohol, methylol vinyl ketone, 2-hydroxyethyl vinyl ketone, 2-hydroxy-3-methoxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3-butoxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3-butoxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3- Examples of alcohols include, but are not limited to, t-butoxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3-cyclohexyloxypropyl acrylate, 2-methacryloyloxyethyl alcohol, 1-methacryloyloxy-3-propyl alcohol, 2-methacrylamidoethyl alcohol, 2-hydroxy-3-methoxypropyl methacrylate, 2-hydroxy-3-butoxypropyl methacrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl methacrylate, 2-hydroxy-3-butoxypropyl methacrylate, 2-hydroxy-3-t-butoxypropyl methacrylate, and 2-hydroxy-3-cyclohexyloxypropyl methacrylate. These alcohols can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, as the (a) alcohol, an alcohol not having an olefinic double bond may also be used.
反応終了後、当該反応液中に共存している脱水縮合剤の吸水副生物を、必要に応じて濾別した後、水、脂肪族低級アルコール、又はその混合液など貧溶媒を、得られた重合体成分に投入し、重合体成分を析出させ、さらに、再溶解、再沈析出操作などを繰り返すことにより、重合体を精製し、真空乾燥を行い、目的のポリイミド前駆体を単離する。精製度を向上させるために、陰イオン交換樹脂及び/又は陽イオン交換樹脂を適当な有機溶媒で膨潤させて充填したカラムに、この重合体の溶液を通し、イオン性不純物を除去してもよい。 After the reaction is complete, any water-absorbing by-products of the dehydration condensation agent present in the reaction solution are filtered off, if necessary. A poor solvent, such as water, a lower aliphatic alcohol, or a mixture thereof, is then added to the resulting polymer component to precipitate the polymer component. The polymer is then purified by repeated redissolution and reprecipitation procedures, and the polymer is then vacuum dried to isolate the desired polyimide precursor. To improve the degree of purification, the polymer solution may be passed through a column packed with anion exchange resin and/or cation exchange resin swollen with an appropriate organic solvent to remove ionic impurities.
脱水縮合剤の例としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、ジエチルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、エチルシクロヘキシルカルボジイミド、ジフェニルカルボジイミド、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド及び1-シクロヘキシル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩などが挙げられる。 Examples of dehydration condensation agents include dicyclohexylcarbodiimide (DCC), diethylcarbodiimide, diisopropylcarbodiimide, ethylcyclohexylcarbodiimide, diphenylcarbodiimide, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide, and 1-cyclohexyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride.
(B)光ラジカル開始剤
(B)光ラジカル開始剤は、光の照射によりラジカルを発生する化合物であれば特に制限されず使用することができ、UV硬化用の光ラジカル開始剤として従来用いられている化合物を任意に選択できる。
例えば、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン等のベンゾフェノン誘導体;
2,2’-ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン及び1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のアセトフェノン誘導体;
チオキサントン、2-メチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン及びジエチルチオキサントン等のチオキサントン誘導体;
ベンジル、ベンジルジメチルケタール及びベンジル-β-メトキシエチルアセタール等のベンジル誘導体;
ベンゾイン及びベンゾインメチルエーテル等のベンゾイン誘導体;
1-フェニル-1,2-ブタンジオン-2-(O-メトキシカルボニル)オキシム、1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(O-メトキシカルボニル)オキシム、1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(O-エトキシカルボニル)オキシム、1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(O-ベンゾイル)オキシム、1,3-ジフェニルプロパントリオン-2-(O-エトキシカルボニル)オキシム及び1-フェニル-3-エトキシプロパントリオン-2-(O-ベンゾイル)オキシム等のオキシム類;
N-フェニルグリシン等のN-アリールグリシン類;ベンゾイルパークロライド等の過酸化物類;芳香族ビイミダゾール類等が好ましく挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、これらは、1種単独で又は2種以上を混合して使用されることができる。上記の(B)光ラジカル開始剤の中では、特に光感度の点で、オキシム類がより好ましい。
(B) Photoradical initiator (B) is not particularly limited as long as it is a compound that generates radicals upon irradiation with light, and any compound conventionally used as a photoradical initiator for UV curing can be selected.
For example, benzophenone derivatives such as benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl ketone, dibenzyl ketone, and fluorenone;
Acetophenone derivatives such as 2,2'-diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone;
Thioxanthone, thioxanthone derivatives such as thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, and diethylthioxanthone;
benzil, benzil dimethyl ketal, benzil β-methoxyethyl acetal and other benzil derivatives;
benzoin and benzoin derivatives such as benzoin methyl ether;
oximes such as 1-phenyl-1,2-butanedione-2-(O-methoxycarbonyl)oxime, 1-phenyl-1,2-propanedione-2-(O-methoxycarbonyl)oxime, 1-phenyl-1,2-propanedione-2-(O-ethoxycarbonyl)oxime, 1-phenyl-1,2-propanedione-2-(O-benzoyl)oxime, 1,3-diphenylpropanetrione-2-(O-ethoxycarbonyl)oxime, and 1-phenyl-3-ethoxypropanetrione-2-(O-benzoyl)oxime;
Preferred examples include, but are not limited to, N-arylglycines such as N-phenylglycine; peroxides such as benzoyl perchloride; and aromatic biimidazoles.
These may be used alone or in combination of two or more. Among the above-mentioned (B) photoradical initiators, oximes are more preferred in terms of photosensitivity.
(B)光ラジカル開始剤の含有量は、(A)ポリイミド前駆体100質量部に対し、0.1質量部~20質量部であることが好ましく、光感度特性の観点から1質量部~15質量部がより好ましい。
(B)光ラジカル開始剤を(A)ポリイミド前駆体100質量部に対し0.1質量部以上含有することで本実施形態の感光性樹脂組成物は光感度に優れ、一方で、20質量部以下含有することで本実施形態の感光性樹脂組成物は厚膜硬化性に優れる。
The content of the photoradical initiator (B) is preferably 0.1 to 20 parts by mass, and more preferably 1 to 15 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyimide precursor (A), from the viewpoint of photosensitivity characteristics.
By including 0.1 parts by mass or more of the photoradical initiator (B) relative to 100 parts by mass of the polyimide precursor (A), the photosensitive resin composition of the present embodiment has excellent photosensitivity, while by including 20 parts by mass or less of the photoradical initiator (B) relative to 100 parts by mass of the polyimide precursor (A), the photosensitive resin composition of the present embodiment has excellent thick-film curing properties.
(C)ラジカル重合性化合物
硬化レリーフパターンの解像性を向上させるために、(C)ラジカル重合性化合物を任意に本実施形態の感光性樹脂組成物に含有することができる。
(C)ラジカル重合性化合物としては、光ラジカル開始剤によりラジカル重合反応する(メタ)アクリル化合物が好ましく、特に限定されるものではないが、解像度の観点から、2つのラジカル重合性基を有する化合物及び3つ以上のラジカル重合性基を有する化合物を含むことが好ましい。
(C)ラジカル重合性化合物としては、例えば、ジエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレートをはじめとする、エチレングリコール又はポリエチレングリコールのモノ又はジアクリレート及びメタクリレート、
プロピレングリコール又はポリプロピレングリコールのモノ又はジアクリレート及びメタクリレート、
グリセロールのモノ、ジ又はトリアクリレート及びメタクリレート、
シクロヘキサンジアクリレート及びジメタクリレート、
1,4-ブタンジオールのジアクリレート及びジメタクリレート、
1,6-ヘキサンジオールのジアクリレート及びジメタクリレート、
ネオペンチルグリコールのジアクリレート及びジメタクリレート、
ビスフェノールAのモノ又はジアクリレート及びメタクリレート、
ベンゼントリメタクリレート、イソボルニルアクリレート及びメタクリレート、アクリルアミド及びその誘導体、メタクリルアミド及びその誘導体、トリメチロールプロパントリアクリレート及びメタクリレート、グリセロールのジ又はトリアクリレート及びメタクリレート、ペンタエリスリトールのジ、トリ、又はテトラアクリレート及びメタクリレート、トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート並びにこれら化合物のエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド付加物等の化合物が挙げられ、これらは単独又は2種以上の組合せで用いることができる。
(C) Radically Polymerizable Compound In order to improve the resolution of the cured relief pattern, (C) a radically polymerizable compound may be optionally contained in the photosensitive resin composition of this embodiment.
The (C) radically polymerizable compound is preferably a (meth)acrylic compound that undergoes a radical polymerization reaction in the presence of a photoradical initiator, and is not particularly limited thereto. From the viewpoint of resolution, however, it is preferable that the compound include a compound having two radically polymerizable groups and a compound having three or more radically polymerizable groups.
(C) Examples of the radical polymerizable compound include mono- or diacrylates and methacrylates of ethylene glycol or polyethylene glycol, such as diethylene glycol dimethacrylate and tetraethylene glycol dimethacrylate;
Mono- or diacrylates and methacrylates of propylene glycol or polypropylene glycol,
Mono-, di- or triacrylates and methacrylates of glycerol,
cyclohexane diacrylate and dimethacrylate,
Diacrylate and dimethacrylate of 1,4-butanediol,
Diacrylate and dimethacrylate of 1,6-hexanediol,
Neopentyl glycol diacrylate and dimethacrylate,
Mono- and diacrylates and methacrylates of bisphenol A,
Examples of such compounds include benzene trimethacrylate, isobornyl acrylate and methacrylate, acrylamide and its derivatives, methacrylamide and its derivatives, trimethylolpropane triacrylate and methacrylate, di- or triacrylate and methacrylate of glycerol, di-, tri-, or tetraacrylate and methacrylate of pentaerythritol, tris-(2-acryloxyethyl)isocyanurate, and ethylene oxide or propylene oxide adducts of these compounds, which may be used alone or in combination of two or more.
(C)ラジカル重合性化合物の含有量は、(A)ポリイミド前駆体100質量部に対し、1質量部~80質量部であることが好ましい。 The content of (C) radically polymerizable compound is preferably 1 to 80 parts by mass per 100 parts by mass of (A) polyimide precursor.
(D)化合物
(D)化合物は下記一般式(2):
ヘテロ原子を含む官能基は、一態様において、アミノ基、ヒドロキシ基又はメルカプト基であってよい。
Compound (D) Compound (D) is represented by the following general formula (2):
The heteroatom-containing functional group may, in one embodiment, be an amino group, a hydroxy group, or a mercapto group.
(D)化合物は、アルミニウムへの密着性の観点から、下記一般式(3):
ヘテロ原子を含む官能基は、一態様において、アミノ基、ヒドロキシ基又はメルカプト基であってよい。
From the viewpoint of adhesion to aluminum, the compound (D) is represented by the following general formula (3):
The heteroatom-containing functional group may, in one embodiment, be an amino group, a hydroxy group, or a mercapto group.
(D)化合物は、硬化レリーフパターンのアルミニウム密着性を向上させるために、カルボキシ基、及びカルボキシ基以外の極性基を含むことが好ましく、前記極性基がアミノ基、ヒドロキシ基又はメルカプト基であることが好ましく、解像度の観点からアミノ基又はヒドロキシ基であることが特に好ましい。
上記(D)化合物としては、例えば2-アミノテレフタル酸、2-(メチルアミノ)テレフタル酸、2-メルカプト安息香酸、5-アミノイソフタル酸、5-メルカプトイソフタル酸、2-ヒドロキシテレフタル酸、4-ヒドロキシイソフタル酸、5-ヒドロキシイソフタル酸、5-メトキシイソフタル酸、5-メルカプトイソフタル酸、2,5-ジヒドロキシイソフタル酸、テレフタル酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸及びピロメリット酸等が挙げられる。
中でも、本実施形態の効果がより奏されやすい観点から、4-ヒドロキシイソフタル酸及び2,5-ジヒドロキシイソフタル酸が好ましい。
In order to improve the aluminum adhesion of the cured relief pattern, the compound (D) preferably contains a carboxy group and a polar group other than a carboxy group, and the polar group is preferably an amino group, a hydroxy group, or a mercapto group, and from the viewpoint of resolution, an amino group or a hydroxy group is particularly preferred.
Examples of the compound (D) include 2-aminoterephthalic acid, 2-(methylamino)terephthalic acid, 2-mercaptobenzoic acid, 5-aminoisophthalic acid, 5-mercaptoisophthalic acid, 2-hydroxyterephthalic acid, 4-hydroxyisophthalic acid, 5-hydroxyisophthalic acid, 5-methoxyisophthalic acid, 5-mercaptoisophthalic acid, 2,5-dihydroxyisophthalic acid, terephthalic acid, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid, and pyromellitic acid.
Among these, 4-hydroxyisophthalic acid and 2,5-dihydroxyisophthalic acid are preferred from the viewpoint of more easily achieving the effects of this embodiment.
(D)化合物の含有量は(A)ポリイミド前駆体100質量部に対し、0.1質量部~10質量部であることが好ましく、1質量部~5質量部であることがより好ましい。 The content of the (D) compound is preferably 0.1 to 10 parts by mass, and more preferably 1 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the (A) polyimide precursor.
本実施形態の効果を奏する理由は定かでないが、本発明者は次のように考えている。アルミニウム表面に形成される酸化膜中に存在する酸素原子に、前記(D)化合物に含まれるカルボキシ基が反応してエステル結合を形成し、さらに、(D)化合物に含まれる極性基(カルボキシ基を含む)が、アルミニウム界面付近におけるモノマーの重合を阻害し、重合収縮に伴い発生する応力を低減させることにより、硬化膜とアルミニウムとの密着を向上できると考えられる。 While the reason for the effectiveness of this embodiment is unclear, the inventors believe it is as follows: Carboxy groups contained in the (D) compound react with oxygen atoms present in the oxide film formed on the aluminum surface to form ester bonds, and furthermore, polar groups (including carboxy groups) contained in the (D) compound inhibit polymerization of monomers near the aluminum interface, reducing the stress generated by polymerization shrinkage, thereby improving adhesion between the cured film and aluminum.
(E)フェノール系重合禁止剤
本実施形態の感光性樹脂組成物は、解像度向上の観点から、(E)フェノール系重合禁止剤を含有する。
本実施形態の(E)フェノール系重合禁止剤としては、フェノール性水酸基を有する重合禁止剤であれば特に制限されず使用することができるが、例えば、ヒドロキノン、tert-ブチルカテコール、パラベンジルアミノフェノール、4-メトキシフェノール、2-ニトロソ-5-(N-エチル-N-スルフォプロピルアミノ)フェノール、ピロガロール及びヒンダードフェノール等が挙げられる。
中でも、(E)フェノール系重合禁止剤は、ヒドロキノン、tert-ブチルカテコール、4-メトキシフェノール又はピロガロールであることが好ましく、4-メトキシフェノールを含むことがより好ましい。これらの化合物は、分子量が比較的小さく(例えば300以下、又は200以下)、感光性樹脂組成物の塗膜中における運動性が高いため、感光性樹脂組成物のラジカル重合をより効率的に制御できる。
(E) Phenol-Based Polymerization Inhibitor The photosensitive resin composition of the present embodiment contains (E) a phenol-based polymerization inhibitor from the viewpoint of improving resolution.
The (E) phenolic polymerization inhibitor of the present embodiment is not particularly limited as long as it is a polymerization inhibitor having a phenolic hydroxyl group, and examples thereof include hydroquinone, tert-butylcatechol, parabenzylaminophenol, 4-methoxyphenol, 2-nitroso-5-(N-ethyl-N-sulfopropylamino)phenol, pyrogallol, and hindered phenols.
Among these, the (E) phenolic polymerization inhibitor is preferably hydroquinone, tert-butylcatechol, 4-methoxyphenol, or pyrogallol, and more preferably contains 4-methoxyphenol. These compounds have a relatively small molecular weight (e.g., 300 or less, or 200 or less) and high mobility in the coating film of the photosensitive resin composition, and therefore can more efficiently control the radical polymerization of the photosensitive resin composition.
(E)フェノール系重合禁止剤は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。中でも、(E)フェノール系重合禁止剤は、本実施形態の感光性樹脂組成物の解像度を向上させ、溶剤を含む溶液の状態での保存安定性を向上させる観点からは、2種以上を含み、併用することが好ましい。特に、本実施形態の効果に優れるため、4-メトキシフェノールとヒンダードフェノールの組み合わせが好ましい。 The (E) phenolic polymerization inhibitor may be used alone or in combination of two or more types. In particular, from the viewpoints of improving the resolution of the photosensitive resin composition of this embodiment and improving its storage stability in a solvent-containing solution state, it is preferable to use two or more types of (E) phenolic polymerization inhibitors in combination. In particular, a combination of 4-methoxyphenol and a hindered phenol is preferred, as this combination provides superior effects in this embodiment.
ヒンダードフェノールとしては、例えば1,3,5-トリス(3-ヒドロキシ-2,6-ジメチル-4-イソプロピルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-s-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス[4-(1-エチルプロピル)-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル]-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス[4-トリエチルメチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル]-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(3-ヒドロキシ-2,6-ジメチル-4-フェニルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,5,6-トリメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-5-エチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-6-エチル-3-ヒドロキシ-2-メチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-6-エチル-3-ヒドロキシ-2,5-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-5,6-ジエチル-3-ヒドロキシ-2-メチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2-メチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,5-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン及び1,3,5-トリス(4-t-ブチル-5‐エチル-3-ヒドロキシ-2-メチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン等が挙げられる。 Examples of hindered phenols include 1,3,5-tris(3-hydroxy-2,6-dimethyl-4-isopropylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, 1,3,5-tris(4-t-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, 1,3,5-tris(4-s-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, and 1,3,5-tris[4-(1-ethylpropyl)-3-hydroxy- 2,6-dimethylbenzyl]-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, 1,3,5-tris[4-triethylmethyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl]-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, 1,3,5-tris(3-hydroxy-2,6-dimethyl-4-phenylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, 1,3,5-tris(4-t-butyl-3-hydroxy-2,5,6-trimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione , 1,3,5-tris(4-t-butyl-5-ethyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, 1,3,5-tris(4-t-butyl-6-ethyl-3-hydroxy-2-methylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, 1,3,5-tris(4-t-butyl-6-ethyl-3-hydroxy-2,5-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, 1,3,5-tris(4-t-butyl-5,6-diethyl-3-hydroxy-2 -methylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, 1,3,5-tris(4-t-butyl-3-hydroxy-2-methylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, 1,3,5-tris(4-t-butyl-3-hydroxy-2,5-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, and 1,3,5-tris(4-t-butyl-5-ethyl-3-hydroxy-2-methylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione.
(E)フェノール系重合禁止剤の含有量は、(A)ポリイミド前駆体100質量部に対し、1質量部~10質量部であることが好ましく、2~8質量部であることがより好ましい。
(E)フェノール系重合禁止剤として4-メトキシフェノールを使用する場合、その含有量は、(A)ポリイミド前駆体100質量部に対し、1~10質量部であることが好ましく、2~8質量部であることがより好ましい。
The content of the phenolic polymerization inhibitor (E) is preferably 1 to 10 parts by mass, and more preferably 2 to 8 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyimide precursor (A).
When 4-methoxyphenol is used as the phenolic polymerization inhibitor (E), the content thereof is preferably 1 to 10 parts by mass, and more preferably 2 to 8 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyimide precursor (A).
(F)(E)以外の重合禁止剤
本実施形態の感光性樹脂組成物は、解像度を向上させ、溶剤を含む溶液の状態での保存安定性を向上させるために、(E)以外の重合禁止剤を含むことが好ましい。
そのような重合禁止剤としては、例えば、N-ニトロソジフェニルアミン、フェノチアジン、N-フェニルナフチルアミン、エチレンジアミン四酢酸、1,2-シクロヘキサンジアミン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、5-ニトロソ-8-ヒドロキシキノリン、1-ニトロソ-2-ナフトール、2-ニトロソ-1-ナフトール、N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩、N-ニトロソ-N(1-ナフチル)ヒドロキシルアミンアンモニウム塩、ジフェニル-p-ベンゾキノン、ベンゾキノン、フェノチアジン、オルトジニトロベンゼン、パラジニトロベンゼン、メタジニトロベンゼン、フェナントラキノン、N-フェニル-2-ナフチルアミン、クペロン及び2,5-トルキノン等が挙げられる。
(F) Polymerization inhibitor other than (E) The photosensitive resin composition of the present embodiment preferably contains a polymerization inhibitor other than (E) in order to improve resolution and storage stability in a state of a solution containing a solvent.
Examples of such polymerization inhibitors include N-nitrosodiphenylamine, phenothiazine, N-phenylnaphthylamine, ethylenediaminetetraacetic acid, 1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid, glycol ether diaminetetraacetic acid, 5-nitroso-8-hydroxyquinoline, 1-nitroso-2-naphthol, 2-nitroso-1-naphthol, N-nitroso-N-phenylhydroxylamine ammonium salt, N-nitroso-N(1-naphthyl)hydroxylamine ammonium salt, diphenyl-p-benzoquinone, benzoquinone, phenothiazine, ortho-dinitrobenzene, para-dinitrobenzene, meta-dinitrobenzene, phenanthraquinone, N-phenyl-2-naphthylamine, cupferron, and 2,5-toluquinone.
(E)以外の重合禁止剤の含有量としては、(A)ポリイミド前駆体100質量部に対し、0.005質量部~15質量部の範囲が好ましい。 The content of polymerization inhibitors other than (E) is preferably in the range of 0.005 to 15 parts by mass per 100 parts by mass of (A) polyimide precursor.
・溶剤
本実施形態の感光性樹脂組成物は溶剤を含有してもよい。
溶剤としては、(A)ポリイミド前駆体に対する溶解性の点から、極性の有機溶剤を用いることが好ましい。
溶剤としては、具体的には、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-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、ジメチルスルホキシド、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、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-ピロリドン及び2-オクタノン等が挙げられ、これらは単独又は2種以上の組合せで用いることができる。
Solvent The photosensitive resin composition of the present embodiment may contain a solvent.
As the solvent, it is preferable to use a polar organic solvent in terms of solubility in (A) the polyimide precursor.
Specific examples of the solvent include N,N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether, cyclopentanone, γ-butyrolactone, γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, tetramethylurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolinone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, and 2-octanone, and these can be used alone or in combination of two or more.
上記溶剤は、本実施形態の感光性樹脂組成物の所望の塗布膜厚及び粘度に応じてその含有量を決定することができ、(A)ポリイミド前駆体100質量部に対し、例えば、30質量部~1500質量部の範囲、好ましくは100質量部~1000質量部の範囲で用いることができる。 The content of the above solvent can be determined depending on the desired coating film thickness and viscosity of the photosensitive resin composition of this embodiment, and can be used in an amount of, for example, 30 to 1,500 parts by weight, preferably 100 to 1,000 parts by weight, per 100 parts by weight of (A) polyimide precursor.
更に、本実施形態の感光性樹脂組成物の保存安定性を向上させる観点から、アルコール類を含む溶剤が好ましい。
好適に使用できるアルコール類は、典型的には、分子内にアルコール性水酸基を持ち、オレフィン系二重結合を有さないアルコールであり、前述の(a)アルコール類と同様のアルコールを用いることもできる。
具体的な例としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール及びtert-ブチルアルコール等のアルキルアルコール類;
乳酸エチル等の乳酸エステル類;
プロピレングリコール-1-メチルエーテル、プロピレングリコール-2-メチルエーテル、プロピレングリコール-1-エチルエーテル、プロピレングリコール-2-エチルエーテル、プロピレングリコール-1-(n-プロピル)エーテル及びプロピレングリコール-2-(n-プロピル)エーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;
エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル及びエチレングリコール-n-プロピルエーテル等のモノアルコール類;
2-ヒドロキシイソ酪酸エステル類;エチレングリコール、及びプロピレングリコール等のジアルコール類を挙げることができる。
これらの中では、乳酸エステル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、2-ヒドロキシイソ酪酸エステル類、及びエチルアルコールが好ましく、特に乳酸エチル、プロピレングリコール-1-メチルエーテル、プロピレングリコール-1-エチルエーテル、及びプロピレングリコール-1-(n-プロピル)エーテルがより好ましい。
Furthermore, from the viewpoint of improving the storage stability of the photosensitive resin composition of the present embodiment, a solvent containing an alcohol is preferred.
Alcohols that can be suitably used are typically alcohols that have an alcoholic hydroxyl group in the molecule and do not have an olefinic double bond, and alcohols similar to the above-mentioned (a) alcohols can also be used.
Specific examples include alkyl alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, and tert-butyl alcohol;
Lactic acid esters such as ethyl lactate;
propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol-1-methyl ether, propylene glycol-2-methyl ether, propylene glycol-1-ethyl ether, propylene glycol-2-ethyl ether, propylene glycol-1-(n-propyl) ether, and propylene glycol-2-(n-propyl) ether;
Monoalcohols such as ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, and ethylene glycol-n-propyl ether;
Examples include 2-hydroxyisobutyric acid esters; and dialcohols such as ethylene glycol and propylene glycol.
Among these, lactate esters, propylene glycol monoalkyl ethers, 2-hydroxyisobutyrate esters, and ethyl alcohol are preferred, and ethyl lactate, propylene glycol-1-methyl ether, propylene glycol-1-ethyl ether, and propylene glycol-1-(n-propyl) ether are particularly preferred.
溶剤が、オレフィン系二重結合を有さないアルコールを含有する場合、全溶剤中のオレフィン系二重結合を有さないアルコールの含有量は、全溶剤の質量を基準として、5質量%~50質量%であることが好ましく、より好ましくは10質量%~30質量%である。オレフィン系二重結合を有さないアルコールの上記含有量が5質量%以上の場合、本実施形態の感光性樹脂組成物の保存安定性が良好になり、一方で、50質量%以下の場合、(A)ポリイミド前駆体の溶解性が良好になるため好ましい。 When the solvent contains an alcohol that does not have an olefinic double bond, the content of the alcohol that does not have an olefinic double bond in the total solvent is preferably 5% by mass to 50% by mass, and more preferably 10% by mass to 30% by mass, based on the mass of the total solvent. When the content of the alcohol that does not have an olefinic double bond is 5% by mass or more, the storage stability of the photosensitive resin composition of this embodiment is improved, while when it is 50% by mass or less, the solubility of the (A) polyimide precursor is improved, which is preferable.
<その他の成分>
本実施形態では、感光性樹脂組成物は、上記(A)~(F)成分以外の成分をさらに含有してもよい。その他の成分としては、例えば、(A)ポリイミド前駆体以外の樹脂成分、増感剤、密着助剤、アゾール化合物及び有機チタン化合物などが挙げられる。
<Other ingredients>
In this embodiment, the photosensitive resin composition may further contain components other than the above components (A) to (F). Examples of the other components include resin components other than the polyimide precursor (A), a sensitizer, an adhesion aid, an azole compound, and an organotitanium compound.
本実施形態の感光性樹脂組成物は、(A)ポリイミド前駆体以外の樹脂成分をさらに含有してもよい。
本実施形態の感光性樹脂組成物に含有させることができる樹脂成分としては、例えば、ポリイミド、ポリオキサゾール、ポリオキサゾール前駆体、フェノール樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂、シロキサン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂成分の含有量は、(A)ポリイミド前駆体100質量部に対して、好ましくは0.01質量部~20質量部の範囲である。
The photosensitive resin composition of the present embodiment may further contain a resin component other than the (A) polyimide precursor.
Examples of resin components that can be contained in the photosensitive resin composition of this embodiment include polyimide, polyoxazole, polyoxazole precursor, phenolic resin, polyamide, epoxy resin, siloxane resin, acrylic resin, etc. The content of these resin components is preferably in the range of 0.01 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of the (A) polyimide precursor.
本実施形態の感光性樹脂組成物は、光感度を向上させるために増感剤を任意に含有することができる。
本実施形態の増感剤としては、例えば、ミヒラーズケトン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,5-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)シクロペンタン、2,6-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、2,6-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)カルコン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)カルコン、p-ジメチルアミノシンナミリデンインダノン、p-ジメチルアミノベンジリデンインダノン、2-(p-ジメチルアミノフェニルビフェニレン)-ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノフェニルビニレン)ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノフェニルビニレン)イソナフトチアゾール、1,3-ビス(4’-ジメチルアミノベンザル)アセトン、1,3-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)アセトン、3,3’-カルボニル-ビス(7-ジエチルアミノクマリン)、3-アセチル-7-ジメチルアミノクマリン、3-エトキシカルボニル-7-ジメチルアミノクマリン、3-ベンジロキシカルボニル-7-ジメチルアミノクマリン、3-メトキシカルボニル-7-ジエチルアミノクマリン、3-エトキシカルボニル-7-ジエチルアミノクマリン、N-フェニル-N’-エチルエタノールアミン、N-フェニルジエタノールアミン、N-p-トリルジエタノールアミン、N-フェニルエタノールアミン、4-モルホリノベンゾフェノン、ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、ジエチルアミノ安息香酸イソアミル、2-メルカプトベンズイミダゾール、1-フェニル-5-メルカプトテトラゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ナフト(1,2-d)チアゾール及び2-(p-ジメチルアミノベンゾイル)スチレン等が挙げられる。これらは単独で、又は複数(例えば2~5種類)の組合せで用いることができる。
The photosensitive resin composition of the present embodiment may optionally contain a sensitizer to improve photosensitivity.
Examples of the sensitizer of the present embodiment include Michler's ketone, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, 2,5-bis(4'-diethylaminobenzal)cyclopentane, 2,6-bis(4'-diethylaminobenzal)cyclohexanone, 2,6-bis(4'-diethylaminobenzal)-4-methylcyclohexanone, 4,4'-bis(dimethylamino)chalcone, 4,4'-bis(diethylamino)chalcone, and p-dimethylaminocinnamylidene. Indanone, p-dimethylaminobenzylidene indanone, 2-(p-dimethylaminophenylbiphenylene)benzothiazole, 2-(p-dimethylaminophenylvinylene)benzothiazole, 2-(p-dimethylaminophenylvinylene)isonaphthothiazole, 1,3-bis(4'-dimethylaminobenzal)acetone, 1,3-bis(4'-diethylaminobenzal)acetone, 3,3'-carbonyl-bis(7-diethylaminocoumarin), 3- Examples of the methylaminobenzoic acid ester include acetyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-ethoxycarbonyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-benzyloxycarbonyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-methoxycarbonyl-7-diethylaminocoumarin, 3-ethoxycarbonyl-7-diethylaminocoumarin, N-phenyl-N'-ethylethanolamine, N-phenyldiethanolamine, N-p-tolyldiethanolamine, N-phenylethanolamine, 4-morpholinobenzophenone, isoamyl dimethylaminobenzoate, isoamyl diethylaminobenzoate, 2-mercaptobenzimidazole, 1-phenyl-5-mercaptotetrazole, 2-mercaptobenzothiazole, 2-(p-dimethylaminostyryl)benzoxazole, 2-(p-dimethylaminostyryl)benzthiazole, 2-(p-dimethylaminostyryl)naphtho(1,2-d)thiazole, and 2-(p-dimethylaminobenzoyl)styrene. These can be used alone or in combination of two or more (for example, two to five types).
増感剤の含有量は、(A)ポリイミド前駆体100質量部に対し、0.1質量部~25質量部であることが好ましい。 The content of the sensitizer is preferably 0.1 to 25 parts by mass per 100 parts by mass of (A) polyimide precursor.
本実施形態の感光性樹脂組成物を用いて形成される膜と基材との密着性を向上させるために、密着助剤を任意に感光性樹脂組成物に含有することができる。
本実施形態の密着助剤としては、例えば、γ-アミノプロピルジメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ジメトキシメチル-3-ピペリジノプロピルシラン、ジエトキシ-3-グリシドキシプロピルメチルシラン、N-(3-ジエトキシメチルシリルプロピル)スクシンイミド、N-〔3-(トリエトキシシリル)プロピル〕フタルアミド酸、ベンゾフェノン-3,3’-ビス(N-〔3-トリエトキシシリル〕プロピルアミド)-4,4’-ジカルボン酸、ベンゼン-1,4-ビス(N-〔3-トリエトキシシリル〕プロピルアミド)-2,5-ジカルボン酸、3-(トリエトキシシリル)プロピルスクシニックアンハイドライド、N-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、並びに
アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)及びエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート等のアルミニウム系密着助剤等が挙げられる。
In order to improve the adhesion between a film formed using the photosensitive resin composition of this embodiment and a substrate, an adhesion aid may be optionally contained in the photosensitive resin composition.
Examples of the adhesion aid of the present embodiment include γ-aminopropyldimethoxysilane, N-(β-aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyldimethoxymethylsilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, dimethoxymethyl-3-piperidinopropylsilane, diethoxy-3-glycidoxypropylmethylsilane, N-(3-di silane coupling agents such as N-[3-(triethoxysilyl)propyl]succinimide, N-[3-(triethoxysilyl)propyl]phthalamic acid, benzophenone-3,3'-bis(N-[3-triethoxysilyl]propylamido)-4,4'-dicarboxylic acid, benzene-1,4-bis(N-[3-triethoxysilyl]propylamido)-2,5-dicarboxylic acid, 3-(triethoxysilyl)propyl succinic anhydride, and N-phenylaminopropyltrimethoxysilane; and aluminum-based adhesion aids such as aluminum tris(ethylacetoacetate), aluminum tris(acetylacetonate), and ethylacetoacetate aluminum diisopropylate.
これらの密着助剤のうちでは、密着力の点からシランカップリング剤を用いることがより好ましい。密着助剤の含有量は、(A)ポリイミド前駆体100質量部に対し、0.5質量部~25質量部の範囲が好ましい。 Among these adhesion aids, it is more preferable to use a silane coupling agent in terms of adhesion strength. The content of the adhesion aid is preferably in the range of 0.5 to 25 parts by mass per 100 parts by mass of (A) polyimide precursor.
例えば、銅又は銅合金からなる基板を用いる場合には、基板変色を抑制するためにアゾール化合物を任意に感光性樹脂組成物に含有することができる。
本実施形態のアゾール化合物としては、例えば、1H-トリアゾール、5-メチル-1H-トリアゾール、5-エチル-1H-トリアゾール、4,5-ジメチル-1H-トリアゾール、5-フェニル-1H-トリアゾール、4-t-ブチル-5-フェニル-1H-トリアゾール、5-ヒドロキシフェニル-1H-トリアゾール、フェニルトリアゾール、p-エトキシフェニルトリアゾール、5-フェニル-1-(2-ジメチルアミノエチル)トリアゾール、5-ベンジル-1H-トリアゾール、ヒドロキシフェニルトリアゾール、1,5-ジメチルトリアゾール、4,5-ジエチル-1H-トリアゾール、1H-ベンゾトリアゾール、2-(5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-3,5-ビス(α,α-ジメチルベンジル)フェニル]-ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-t-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(3-t-ブチル-5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)-ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-t-アミル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-t-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、4-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、4-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール、1H-テトラゾール、5-メチル-1H-テトラゾール、5-フェニル-1H-テトラゾール、5-アミノ-1H-テトラゾール及び1-メチル-1H-テトラゾール等が挙げられる。
特に好ましくは、トリルトリアゾール、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、及び4-メチル-1H-ベンゾトリアゾールが挙げられる。また、これらのアゾール化合物は、1種で用いても2種以上の混合物で用いてもよい。
For example, when a substrate made of copper or a copper alloy is used, an azole compound may be optionally contained in the photosensitive resin composition to suppress discoloration of the substrate.
Examples of the azole compound of this embodiment include 1H-triazole, 5-methyl-1H-triazole, 5-ethyl-1H-triazole, 4,5-dimethyl-1H-triazole, 5-phenyl-1H-triazole, 4-t-butyl-5-phenyl-1H-triazole, 5-hydroxyphenyl-1H-triazole, phenyltriazole, p-ethoxyphenyltriazole, 5-phenyl-1-(2-dimethylaminoethyl)triazole, 5-benzyl-1H-triazole, hydroxyphenyltriazole, 1,5-dimethyltriazole, 4,5-diethyl-1H-triazole, 1H-benzotriazole, 2-(5-methyl-2-hydroxyphenyl)benzotriazole, and 2-[2-hydroxy-3,5-bis(α,α-dimethylbenzyl)phenyl] -benzotriazole, 2-(3,5-di-t-butyl-2-hydroxyphenyl)benzotriazole, 2-(3-t-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl)-benzotriazole, 2-(3,5-di-t-amyl-2-hydroxyphenyl)benzotriazole, 2-(2'-hydroxy-5'-t-octylphenyl)benzotriazole, hydroxyphenylbenzotriazole, tolyltriazole, 5-methyl-1H-benzotriazole, 4-methyl-1H-benzotriazole, 4-carboxy-1H-benzotriazole, 5-carboxy-1H-benzotriazole, 1H-tetrazole, 5-methyl-1H-tetrazole, 5-phenyl-1H-tetrazole, 5-amino-1H-tetrazole and 1-methyl-1H-tetrazole.
Particularly preferred are tolyltriazole, 5-methyl-1H-benzotriazole, and 4-methyl-1H-benzotriazole. These azole compounds may be used alone or in combination of two or more.
アゾール化合物の含有量は、(A)ポリイミド前駆体100質量部に対し、0.1質量部~20質量部であることが好ましく、光感度特性の観点から0.5質量部~5質量部であることがより好ましい。アゾール化合物の(A)ポリイミド前駆体100質量部に対する含有量が0.1質量部以上である場合には、本実施形態の感光性樹脂組成物を銅又は銅合金の上に形成したときに、銅又は銅合金表面の変色が抑制される。一方、アゾール化合物の(A)ポリイミド前駆体100質量部に対する含有量が20質量部以下である場合には、光感度に優れるため好ましい。 The content of the azole compound is preferably 0.1 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of the (A) polyimide precursor, and more preferably 0.5 to 5 parts by mass from the viewpoint of photosensitivity characteristics. If the content of the azole compound per 100 parts by mass of the (A) polyimide precursor is 0.1 part by mass or more, discoloration of the copper or copper alloy surface is suppressed when the photosensitive resin composition of this embodiment is formed on copper or a copper alloy. On the other hand, if the content of the azole compound per 100 parts by mass of the (A) polyimide precursor is 20 parts by mass or less, excellent photosensitivity is achieved, which is preferred.
本実施形態の感光性樹脂組成物は、湿熱耐久試験後の伸度を向上させる目的で有機チタン化合物を含んでいてもよい。
使用可能な有機チタン化合物としては、チタン原子に有機化学物質が共有結合あるいはイオン結合を介して結合しているものであれば特に制限はない。
The photosensitive resin composition of this embodiment may contain an organotitanium compound for the purpose of improving elongation after a wet heat durability test.
There are no particular limitations on the organic titanium compounds that can be used, as long as an organic chemical substance is bonded to a titanium atom via a covalent bond or an ionic bond.
有機チタン化合物の具体例を以下のI)~VII)に示す:
I)チタンキレート化合物:アルコキシ基を2個以上有するチタンキレート化合物が、本実施形態の感光性樹脂組成物の保存安定性及び良好なパターンが得られることから好ましい。
具体的な例は、チタニウムビス(トリエタノールアミン)ジイソプロポキサイド、チタニウムジ(n-ブトキサイド)ビス(2,4-ペンタンジオネート)、チタニウムジイソプロポキサイドビス(2,4-ペンタンジオネート)、チタニウムジイソプロポキサイドビス(テトラメチルヘプタンジオネート)及びチタニウムジイソプロポキサイドビス(エチルアセトアセテート)等である。
Specific examples of the organotitanium compound are shown below in I) to VII):
I) Titanium chelate compounds: Titanium chelate compounds having two or more alkoxy groups are preferred because they provide the photosensitive resin composition of this embodiment with good storage stability and can produce good patterns.
Specific examples include titanium bis(triethanolamine) diisopropoxide, titanium di(n-butoxide) bis(2,4-pentanedionate), titanium diisopropoxide bis(2,4-pentanedionate), titanium diisopropoxide bis(tetramethylheptanedionate), and titanium diisopropoxide bis(ethylacetoacetate).
II)テトラアルコキシチタン化合物:例えば、チタニウムテトラ(n-ブトキサイド)、チタニウムテトラエトキサイド、チタニウムテトラ(2-エチルヘキソキサイド)、チタニウムテトライソブトキサイド、チタニウムテトライソプロポキサイド、チタニウムテトラメトキサイド、チタニウムテトラメトキシプロポキサイド、チタニウムテトラメチルフェノキサイド、チタニウムテトラ(n-ノニロキサイド)、チタニウムテトラ(n-プロポキサイド)、チタニウムテトラステアリロキサイド及びチタニウムテトラキス[ビス{2,2-(アリロキシメチル)ブトキサイド}]等である。 II) Tetraalkoxytitanium compounds: For example, titanium tetra(n-butoxide), titanium tetraethoxide, titanium tetra(2-ethylhexoxide), titanium tetraisobutoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium tetramethoxide, titanium tetramethoxypropoxide, titanium tetramethylphenoxide, titanium tetra(n-nonyloxide), titanium tetra(n-propoxide), titanium tetrastearyloxide, and titanium tetrakis[bis{2,2-(allyloxymethyl)butoxide}].
III)チタノセン化合物:例えば、ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウムトリメトキサイド、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロフェニル)チタニウム及びビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)フェニル)チタニウム等である。 III) Titanocene compounds: For example, pentamethylcyclopentadienyltitanium trimethoxide, bis(η5-2,4-cyclopentadien-1-yl)bis(2,6-difluorophenyl)titanium, and bis(η5-2,4-cyclopentadien-1-yl)bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl)titanium.
IV)モノアルコキシチタン化合物:例えば、チタニウムトリス(ジオクチルホスフェート)イソプロポキサイド及びチタニウムトリス(ドデシルベンゼンスルホネート)イソプロポキサイド等である。 IV) Monoalkoxytitanium compounds: For example, titanium tris(dioctylphosphate) isopropoxide and titanium tris(dodecylbenzenesulfonate) isopropoxide.
V)チタニウムオキサイド化合物:例えば、チタニウムオキサイドビス(ペンタンジオネート)及びチタニウムオキサイドビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、フタロシアニンチタニウムオキサイド等である。 V) Titanium oxide compounds: For example, titanium oxide bis(pentanedionate), titanium oxide bis(tetramethylheptanedionate), phthalocyanine titanium oxide, etc.
VI)チタニウムテトラアセチルアセトネート化合物:例えば、チタニウムテトラアセチルアセトネート等である。 VI) Titanium tetraacetylacetonate compounds: For example, titanium tetraacetylacetonate, etc.
VII)チタネートカップリング剤:例えば、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート等である。 VII) Titanate coupling agents: For example, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, etc.
上記I)~VII)の中でも、有機チタン化合物が、上記I)チタンキレート化合物、II)テトラアルコキシチタン化合物、及びIII)チタノセン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であることが、より良好な耐薬品性を奏するという観点から好ましい。
特に、チタニウムジイソプロポキサイドビス(エチルアセトアセテート)、
チタニウムテトラ(n-ブトキサイド)、及びビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)フェニル)チタニウムが好ましい。
Among the above I) to VII), it is preferred that the organotitanium compound is at least one compound selected from the group consisting of I) titanium chelate compounds, II) tetraalkoxytitanium compounds, and III) titanocene compounds, from the viewpoint of exhibiting better chemical resistance.
In particular, titanium diisopropoxide bis(ethylacetoacetate),
Titanium tetra(n-butoxide) and bis(η5-2,4-cyclopentadien-1-yl)bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl)titanium are preferred.
これらの有機チタン化合物の含有量は、((A)ポリイミド前駆体として使用するポリアミド酸エステル100重量部に対し、0.01~10重量部であることが好ましく、更に好ましくは0.1~2重量部である。含有量が0.01重量部未満となると所望の密着性が発現せず、また10重量部を超えると保存安定性に劣ることがある。 The content of these organotitanium compounds is preferably 0.01 to 10 parts by weight, and more preferably 0.1 to 2 parts by weight, per 100 parts by weight of the polyamic acid ester used as the polyimide precursor ((A). If the content is less than 0.01 part by weight, the desired adhesion will not be achieved, and if it exceeds 10 parts by weight, storage stability may be poor.
本実施形態の感光性樹脂組成物において、感光性樹脂組成物中に含まれる全固形分のうち、(A)ポリイミド前駆体を除く成分量の合計が、(A)ポリイミド前駆体100質量%に対して26質量%以上60質量%未満であることが好ましい。26質量%以上を含有することで、塗膜工程及びベーク処理後の初期の現像時間の絶対値を短くすることができ、半導体製造工程におけるスループットの向上につながる。また、60質量%未満とすることで湿熱耐久試験後の膜物性を保つことができる。 In the photosensitive resin composition of this embodiment, of the total solid content contained in the photosensitive resin composition, the total amount of components excluding (A) polyimide precursor is preferably 26% by mass or more and less than 60% by mass, relative to 100% by mass of (A) polyimide precursor. By including 26% by mass or more, the absolute value of the initial development time after the coating process and bake treatment can be shortened, leading to improved throughput in the semiconductor manufacturing process. Furthermore, by keeping the amount less than 60% by mass, the film properties can be maintained after a humidity and heat durability test.
<硬化レリーフパターンの製造方法>
本実施の形態では、以下の工程(1)~(4):
(1)上述した実施の形態の感光性樹脂組成物を基板上に塗布して、感光性樹脂層を基板上に形成する工程、
(2)感光性樹脂層を露光する工程、
(3)露光後の感光性樹脂層を現像して、レリーフパターンを形成する工程、及び、
(4)レリーフパターンを加熱処理して、硬化レリーフパターンを形成する工程
を含む、硬化レリーフパターンの製造方法を提供することができる。
<Method for producing cured relief pattern>
In this embodiment, the following steps (1) to (4):
(1) A step of applying the photosensitive resin composition of the above-described embodiment onto a substrate to form a photosensitive resin layer on the substrate;
(2) a step of exposing the photosensitive resin layer to light;
(3) developing the exposed photosensitive resin layer to form a relief pattern; and
(4) A method for producing a cured relief pattern can be provided, which includes a step of heat-treating the relief pattern to form a cured relief pattern.
以下、各工程について説明する。
(1)本実施形態の感光性樹脂組成物を基板上に塗布して、感光性樹脂層を該基板上に形成する工程
本工程では、上述した実施の形態の感光性樹脂組成物を基板(一態様において、基材)上に塗布し、必要に応じて、その後に乾燥させて、感光性樹脂層を形成する。
塗布方法としては、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等を用いることができる。
Each step will be described below.
(1) Step of applying the photosensitive resin composition of the present embodiment onto a substrate to form a photosensitive resin layer on the substrate In this step, the photosensitive resin composition of the above-described embodiment is applied onto a substrate (in one aspect, a base material), and then dried as necessary to form a photosensitive resin layer.
As the application method, a method that has conventionally been used for applying a photosensitive resin composition, such as a method of applying using a spin coater, a bar coater, a blade coater, a curtain coater, a screen printing machine, or the like, or a method of spray application using a spray coater, can be used.
必要に応じて、本実施形態の感光性樹脂組成物からなる塗膜を乾燥させることができ、そして乾燥方法としては、例えば、風乾、オーブン又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、本実施形態の感光性樹脂組成物中の(A)ポリイミド前駆体のイミド化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、風乾又は加熱乾燥を行う場合、20℃~140℃で1分~1時間の条件で乾燥を行うことができる。100℃~120℃で230秒~250秒間の加熱を行うことが好ましく、110℃で240秒間の加熱を行うことがより好ましい。以上の工程により基板上に感光性樹脂層を形成できる。
If necessary, the coating film made of the photosensitive resin composition of this embodiment can be dried, and examples of the drying method include air drying, heat drying in an oven or on a hot plate, and vacuum drying.
Furthermore, the coating film is desirably dried under conditions that do not cause imidization of the polyimide precursor (A) in the photosensitive resin composition of this embodiment.
Specifically, when air drying or heat drying is performed, drying can be carried out under conditions of 20°C to 140°C for 1 minute to 1 hour. Heating is preferably carried out at 100°C to 120°C for 230 to 250 seconds, and more preferably at 110°C for 240 seconds. A photosensitive resin layer can be formed on the substrate by the above steps.
(2)感光性樹脂層を露光する工程
本工程では、上記(1)工程で形成した感光性樹脂層を、コンタクトアライナー、ミラープロジェクション、ステッパー等の露光装置を用いて、パターンを有するフォトマスク又はレチクルを介して又は直接に、紫外線光源等により露光する。
(2) Step of exposing photosensitive resin layer In this step, the photosensitive resin layer formed in step (1) above is exposed to an ultraviolet light source or the like using an exposure device such as a contact aligner, a mirror projection, or a stepper, either directly or through a photomask or reticle having a pattern.
この後、光感度の向上等の目的で、必要に応じて、任意の温度及び時間の組合せによる露光後ベーク(PEB)及び/又は現像前ベークを施してもよい。
ベーク条件の範囲は、温度40℃~120℃であることが好ましく、時間10秒~240秒であることが好ましいが、本実施形態の感光性樹脂組成物の諸特性を阻害するものでない限り、この範囲に限らない。
Thereafter, for the purpose of improving photosensitivity, etc., post-exposure baking (PEB) and/or pre-development baking may be carried out using any combination of temperature and time, as required.
The baking conditions are preferably in the range of a temperature of 40°C to 120°C and a time of 10 seconds to 240 seconds, but are not limited to these ranges as long as they do not impair the properties of the photosensitive resin composition of this embodiment.
(3)露光後の感光性樹脂層を現像して、レリーフパターンを形成する工程
本工程では、露光後の感光性樹脂層のうち未露光部を現像除去する。
露光(照射)後の感光性樹脂層を現像する現像方法としては、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、パドル法及び超音波処理を伴う浸漬法等の中から任意の方法を選択して使用することができる。また、現像の後、レリーフパターンの形状を調整する等の目的で、必要に応じて、任意の温度及び時間の組合せによる現像後ベークを施してもよい。
(3) Step of Developing the Exposed Photosensitive Resin Layer to Form a Relief Pattern In this step, the unexposed portions of the exposed photosensitive resin layer are developed and removed.
As a developing method for developing the photosensitive resin layer after exposure (irradiation), any method can be selected from conventionally known photoresist developing methods, such as a rotary spray method, a puddle method, and an immersion method accompanied by ultrasonic treatment, etc. After development, post-development baking may be carried out at any combination of temperature and time, if necessary, for the purpose of adjusting the shape of the relief pattern, etc.
現像に使用される現像液としては、例えば、本実施形態の感光性樹脂組成物に対する良溶媒、又は該良溶媒と貧溶媒との組合せが好ましい。
良溶媒としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N-シクロヘキシル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γ-ブチロラクトン及びα-アセチル-γ-ブチロラクトン等が好ましい。
貧溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及び水等が好ましい。良溶媒と貧溶媒とを混合して用いる場合には、本実施形態の感光性樹脂組成物中のポリマーの溶解性によって良溶媒に対する貧溶媒の割合を調整することが好ましい。また、各溶媒を2種以上、例えば数種類組合せて用いることもできる。
The developer used for development is preferably, for example, a good solvent for the photosensitive resin composition of this embodiment, or a combination of the good solvent and a poor solvent.
Preferred good solvents include, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, cyclopentanone, cyclohexanone, γ-butyrolactone, and α-acetyl-γ-butyrolactone.
Preferred examples of poor solvents include toluene, xylene, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and water. When a good solvent and a poor solvent are used in combination, it is preferable to adjust the ratio of the poor solvent to the good solvent depending on the solubility of the polymer in the photosensitive resin composition of this embodiment. Furthermore, two or more types of each solvent, for example, several types, can be used in combination.
(4)レリーフパターンを加熱処理して、硬化レリーフパターンを形成する工程
本工程では、上記現像により得られたレリーフパターンを加熱して感光成分を希散させるとともに、(A)ポリイミド前駆体をイミド化させることによって、ポリイミドの樹脂膜からなる硬化レリーフパターンに変換する。
加熱硬化の方法としては、例えば、ホットプレートによるもの、オーブンを用いるもの、温度プログラムを設定できる昇温式オーブンを用いるもの等、種々の方法を選ぶことができる。加熱は、例えば、200℃~400℃で30分~5時間の条件で行うことができる。加熱硬化時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ることもできる。
(4) Step of Heating the Relief Pattern to Form a Hardened Relief Pattern In this step, the relief pattern obtained by the above development is heated to dissolve the photosensitive component and also imidize the (A) polyimide precursor, thereby converting it into a hardened relief pattern consisting of a polyimide resin film.
Various methods can be selected for heat curing, such as using a hot plate, an oven, or a temperature-programmable heating oven. Heating can be carried out, for example, at 200°C to 400°C for 30 minutes to 5 hours. Air may be used as the atmospheric gas during heat curing, or an inert gas such as nitrogen or argon may also be used.
<硬化レリーフパターン>
本実施形態の硬化レリーフパターンは、本実施形態の感光性樹脂組成物の硬化物を含む。
<Cured relief pattern>
The cured relief pattern of this embodiment includes a cured product of the photosensitive resin composition of this embodiment.
<半導体装置>
本実施形態では、上述した硬化レリーフパターンの製造方法により得られる硬化レリーフパターンを含む、半導体装置も提供される。
したがって、半導体素子である基材と、上述した硬化レリーフパターン製造方法により該基材上に形成されたポリイミドの硬化レリーフパターンとを有する半導体装置が提供される。
また、本実施形態は、基材として半導体素子を用い、上述した硬化レリーフパターンの製造方法を工程の一部として含む半導体装置の製造方法にも適用できる。本実施形態の半導体装置は、上記硬化レリーフパターン製造方法で形成される硬化レリーフパターンを、表面保護膜、層間絶縁膜、再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、又はバンプ構造を有する半導体装置の保護膜等として形成し、既知の半導体装置の製造方法と組合せることで製造することができる。
<Semiconductor Device>
The present embodiment also provides a semiconductor device including a cured relief pattern obtained by the above-described method for producing a cured relief pattern.
Therefore, a semiconductor device is provided that has a substrate that is a semiconductor element and a cured relief pattern of polyimide formed on the substrate by the above-described method for producing a cured relief pattern.
This embodiment can also be applied to a method for manufacturing a semiconductor device that uses a semiconductor element as a substrate and includes the above-described method for manufacturing a cured relief pattern as part of its steps. The semiconductor device of this embodiment can be manufactured by forming the cured relief pattern formed by the above-described method for manufacturing a cured relief pattern as a surface protective film, an interlayer insulating film, an insulating film for rewiring, a protective film for a flip-chip device, or a protective film for a semiconductor device having a bump structure, and combining this with a known method for manufacturing a semiconductor device.
<表示体装置>
本実施形態では、表示体素子と該表示体素子の上部に設けられた硬化膜とを備える表示体装置であって、該硬化膜は上述の硬化レリーフパターンである表示体装置が提供される。ここで、当該硬化レリーフパターンは、当該表示体素子に直接接して積層されていてもよく、別の層を間に挟んで積層されていてもよい。
例えば、該硬化膜として、TFT液晶表示素子及びカラーフィルター素子の表面保護膜、絶縁膜、及び平坦化膜、MVA型液晶表示装置用の突起、並びに有機EL素子陰極用の隔壁を挙げることができる。
<Display device>
In this embodiment, there is provided a display device including a display element and a cured film provided on the display element, the cured film having the above-described cured relief pattern. Here, the cured relief pattern may be laminated in direct contact with the display element or may be laminated with another layer sandwiched therebetween.
Examples of the cured film include surface protection films, insulating films, and planarizing films for TFT liquid crystal display elements and color filter elements, protrusions for MVA type liquid crystal display devices, and partition walls for cathodes in organic EL elements.
本実施形態の感光性樹脂組成物は、上記のような半導体装置への適用の他、多層回路の層間絶縁、フレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、及び液晶配向膜等の用途にも有用である。 In addition to being applicable to the semiconductor devices described above, the photosensitive resin composition of this embodiment is also useful for applications such as interlayer insulation in multilayer circuits, cover coatings for flexible copper-clad boards, solder resist films, and liquid crystal alignment films.
以下、本実施形態の効果を明確にするために行った実施例について説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
実施例においては、以下の材料及び測定方法を用いた。
Examples will be described below to clarify the effects of this embodiment, but the present embodiment is not limited to these examples.
In the examples, the following materials and measurement methods were used.
<測定及び評価方法>
・解像度の評価
後述の通り調製した感光性樹脂組成物を、6インチシリコンウェハー基板に、硬化後膜厚が5mmになるように、(製品名:D-Spin60A、SOKUDO社製)を用いてスピンコートし、110℃にて4分間プリベークした。
得られた塗膜に、テストパターン付きレチクルを通して、I線(365nm)の露光波長を有するステッパーFP-3030iWa(キャノン社製)を用いて露光量450mj/cm2のI線を照射することにより露光した。次に、現像機D-SPIN(SOKUDO社製)にて、23℃で現像液としてシクロペンタノンを用いて、未露光部が完全に溶解消失するまでの時間に1.4を乗じた時間の回転スプレー現像を施し、引き続きプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで10秒間回転スプレーリンスし、樹脂膜からなるレリーフパターンを得た。続いて、縦型キュア炉VF200B(光洋サーモシステム社製)にて窒素雰囲気下で280℃、2時間硬化を行い、硬化レリーフパターンを得た。
<Measurement and evaluation methods>
Evaluation of Resolution The photosensitive resin composition prepared as described below was spin-coated onto a 6-inch silicon wafer substrate using a spin coater (product name: D-Spin 60A, manufactured by SOKUDO Corporation) so that the film thickness after curing would be 5 mm, and the substrate was pre-baked at 110°C for 4 minutes.
The resulting coating film was exposed to I-rays at an exposure dose of 450 mJ/ cm2 using a stepper FP-3030iWa (Canon) with an exposure wavelength of I-rays (365 nm) through a test pattern reticle. Next, using a D-SPIN developer (Sokudo), rotary spray development was performed at 23°C using cyclopentanone as the developer for a time calculated by multiplying the time until the unexposed areas completely dissolved and disappeared by 1.4. This was followed by a rotary spray rinse with propylene glycol monomethyl ether acetate for 10 seconds, yielding a relief pattern consisting of a resin film. The film was then cured in a vertical curing oven VF200B (Koyo Thermo Systems) at 280°C for 2 hours under a nitrogen atmosphere, yielding a cured relief pattern.
得られた各パターンについて、パターン形状を、走査電子顕微鏡(日立ハイテクノジーズ S-4800)を用いて、30°の傾斜をかけて観察した。
解像度に関しては、テストパターン付きレチクルを介して露光することにより複数の異なる面積の開口部を有するパターンを上記と同様の方法で形成し、得られたパターンの底部に残渣がなく、かつ、側壁のテーパー角度が正常のもので、最小面積を有するものに対応するマスクの開口辺の長さを最小開口とした。
また、実施例及び比較例で調製した感光性樹脂組成物に対して、最小開口が5μm以下であれば解像度を「A」、最小開口が5μm超7μm以下であれば「B」、最小開口が7μm超であれば「C」と評価した。
評価がA又はBであれば、本実施形態の感光性樹脂組成物として好適に用いることが出来る。
The shape of each of the patterns obtained was observed using a scanning electron microscope (Hitachi High-Technogies S-4800) at an angle of 30°.
Regarding resolution, patterns having openings of different areas were formed in the same manner as above by exposure through a test patterned reticle, and the length of the opening side of the mask corresponding to the pattern having the smallest area and no residue at the bottom and a normal taper angle of the sidewall was defined as the minimum opening.
Furthermore, for the photosensitive resin compositions prepared in the examples and comparative examples, the resolution was evaluated as "A" if the minimum opening was 5 μm or less, "B" if the minimum opening was more than 5 μm and 7 μm or less, and "C" if the minimum opening was more than 7 μm.
If the evaluation is A or B, the photosensitive resin composition can be suitably used as the photosensitive resin composition of this embodiment.
・ヤング率評価
実施例及び比較例で調製した感光性樹脂組成物を、表面にアルミニウム蒸着層を設けた6インチシリコンウェハー基板に、硬化後の膜厚が約7μmとなるように感光性樹脂組成物をスピンコートにより塗布して、乾燥した。
昇温プログラム式キュア炉(VF-2000型、光洋リンドバーグ社製)を用いて、窒素雰囲気下、280℃で2時間加熱して硬化レリーフパターン(熱硬化したポリイミドの塗膜)を得た。得られたポリイミド塗膜をダイシングソー(DAD3350型、DISCO社製)を用いて3mm幅の短冊状にカットした後、濃度10質量%塩酸を用いてウエハーから剥がしてポリイミドテープとした。
得られたポリイミドテープのヤング率(GPa)を引張試験機(UTM-II-20型、オリエンテック社製)を用いて、ASTM D882-09に従って測定した。
Evaluation of Young's Modulus Each of the photosensitive resin compositions prepared in the Examples and Comparative Examples was applied by spin coating to a 6-inch silicon wafer substrate having an aluminum vapor deposition layer on its surface so that the film thickness after curing would be approximately 7 μm, and then dried.
A cured relief pattern (thermo-cured polyimide coating film) was obtained by heating the film at 280°C for 2 hours in a nitrogen atmosphere using a temperature-programmable curing oven (VF-2000, manufactured by Koyo Lindberg Co., Ltd.). The resulting polyimide coating film was cut into 3 mm wide strips using a dicing saw (DAD3350, manufactured by DISCO Corporation), and then peeled from the wafer using 10% by mass hydrochloric acid to obtain polyimide tape.
The Young's modulus (GPa) of the obtained polyimide tape was measured using a tensile tester (UTM-II-20 model, manufactured by Orientec Co., Ltd.) in accordance with ASTM D882-09.
・アルミニウム密着性評価(ピール強度試験)
実施例及び比較例で調製した感光性樹脂組成物を、表面にアルミニウム(Al)蒸着層を設けた6インチシリコンウェハー基板に、硬化後膜厚が7μmになるようにスピンコートし、110℃にて4分間プリベークした。その後、縦型キュア炉(光洋リンドバーグ社製、型式名VF-2000B)を用いて、窒素雰囲気下、280℃で2時間の加熱硬化処理を施し、ポリイミド樹脂膜が形成されたウェハーを作製した。
ピール強度は、基板上にポリイミドフィルムを形成したサンプルを用いてJISK6854-1の180度剥離法に従って測定されるアルミニウムとポリイミドフィルムとの剥離強度であってよい。ピール強度は、下記の条件で測定した。
装置名:RTG-1210(株式会社エー・アンド・デイ社製)
測定温度:室温
剥離速度:50mm/min
雰囲気:大気
測定サンプル幅:5mm
- Aluminum adhesion evaluation (peel strength test)
The photosensitive resin compositions prepared in the examples and comparative examples were spin-coated onto a 6-inch silicon wafer substrate having an aluminum (Al) vapor-deposited layer on its surface so that the film thickness after curing would be 7 μm, and the coating was pre-baked at 110° C. for 4 minutes. Thereafter, a heat curing treatment was carried out at 280° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere using a vertical curing furnace (manufactured by Koyo Lindberg Co., Ltd., model name VF-2000B), to produce a wafer on which a polyimide resin film was formed.
The peel strength may be the peel strength between aluminum and a polyimide film measured according to the 180-degree peel method of JIS K6854-1 using a sample in which a polyimide film is formed on a substrate. The peel strength was measured under the following conditions.
Device name: RTG-1210 (manufactured by A&D Co., Ltd.)
Measurement temperature: room temperature Peeling speed: 50 mm/min
Atmosphere: Air Measurement sample width: 5 mm
また、以下の基準に従い、感光性樹脂組成物のAl密着性を評価した。
A:ピール強度が0.15N/mm以上
B+:ピール強度が0.10N/mm以上0.15N/mm未満
B-:ピール強度が0.05N/mm以上0.10N/mm未満
C:ピール強度が0.05N/mm未満
評価がA、B+又はB-であれば、本実施形態の感光性樹脂組成物として好適に用いることが出来る。
The photosensitive resin composition was also evaluated for Al adhesion according to the following criteria.
A: Peel strength is 0.15 N/mm or more B+: Peel strength is 0.10 N/mm or more and less than 0.15 N/mm B-: Peel strength is 0.05 N/mm or more and less than 0.10 N/mm C: Peel strength is less than 0.05 N/mm If the evaluation is A, B+, or B-, it can be suitably used as the photosensitive resin composition of the present embodiment.
〈製造例I〉(ポリマーA:ポリイミド前駆体の合成)
酸無水物として4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)18.61gとピロメリット酸無水物(PMDA)19.63g、アルコール類として2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)40.61gを1リットル容量のセパラブルフラスコに入れ、γ-ブチロラクトン102.58g、ピリジン23.73gを入れて室温下で16時間攪拌した。
<Production Example I> (Synthesis of Polymer A: Polyimide Precursor)
18.61 g of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA) and 19.63 g of pyromellitic anhydride (PMDA) as acid anhydrides, and 40.61 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) as alcohols were placed in a 1-liter separable flask, and 102.58 g of γ-butyrolactone and 23.73 g of pyridine were added, followed by stirring at room temperature for 16 hours.
次に、反応液を0℃以下まで冷却し、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)60.98gをγ-ブチロラクトン60.00gに溶解した溶液を攪拌しながら20分かけて加えた。
続いて反応温度を2℃以下に保ちながら、ジアミンとして2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル(m-TB)27.29gをγ-ブチロラクトン80.00gに溶解した溶液を30分かけて滴下した。
その後反応液を室温まで昇温し、さらに室温で4時間攪拌した後、末端封止剤としてエタノールを13.66g加えて30分攪拌し、反応混合物に生じた沈殿物をろ過により取り除き、反応液を得た。
Next, the reaction mixture was cooled to 0° C. or below, and a solution of 60.98 g of dicyclohexylcarbodiimide (DCC) dissolved in 60.00 g of γ-butyrolactone was added thereto over 20 minutes with stirring.
Subsequently, while maintaining the reaction temperature at 2° C. or below, a solution prepared by dissolving 27.29 g of 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl (m-TB) as a diamine in 80.00 g of γ-butyrolactone was added dropwise over 30 minutes.
The reaction mixture was then warmed to room temperature and stirred for a further 4 hours at room temperature, after which 13.66 g of ethanol was added as an end-capping agent and stirred for 30 minutes. The precipitate formed in the reaction mixture was removed by filtration to obtain a reaction mixture.
得られた反応液に、エタノールを3L加えて粗ポリマーからなる沈殿物を生成した。生成した粗ポリマーを濾別し、γ-ブチロラクトン600gに溶解して粗ポリマー溶液を得た。得られた粗ポリマー溶液を水6Lに滴下してポリマーを沈殿させ、得られた沈殿物を濾別した後、40℃において72時間真空乾燥して粉末状のポリマー(ポリイミド前駆体(ポリマーA))を得た。 3 L of ethanol was added to the resulting reaction solution to produce a precipitate consisting of a crude polymer. The resulting crude polymer was filtered off and dissolved in 600 g of γ-butyrolactone to obtain a crude polymer solution. The resulting crude polymer solution was added dropwise to 6 L of water to precipitate the polymer. The resulting precipitate was filtered off and then vacuum-dried at 40°C for 72 hours to obtain a powdered polymer (polyimide precursor (polymer A)).
〈製造例II〉(ポリマーB:ポリイミド前駆体の合成)
4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)15.51gを2L容量のセパラブルフラスコに入れ、アルコール類として2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)13.12gとγ-ブチロラクトン400mLを入れて室温下で攪拌しながら、ピリジン8.15gを加えて反応混合物を得た。反応による発熱の終了後に反応混合物を室温まで放冷し、16時間攪拌した。
次に、氷冷下において、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)20.63gをγ-ブチロラクトン50mLに溶解した溶液を攪拌しながら30分かけて反応混合物に加え、続いて4,4’-オキシジアニリン(ODA)9.30gをγ-ブチロラクトン100mLに懸濁したものを攪拌しながら60分掛けて加えた。更に室温で4時間攪拌した後、エチルアルコール30mLを加えて30分間攪拌し、次に、γ-ブチロラクトン400mLを加えた。反応混合物に生じた沈殿物をろ過により取り除き、反応液を得た。
<Production Example II> (Synthesis of Polymer B: Polyimide Precursor)
15.51 g of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA) was placed in a 2 L separable flask, 13.12 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) as alcohols and 400 mL of γ-butyrolactone were added, and 8.15 g of pyridine was added while stirring at room temperature to obtain a reaction mixture. After the heat generation due to the reaction had ceased, the reaction mixture was allowed to cool to room temperature and stirred for 16 hours.
Next, under ice cooling, a solution of 20.63 g of dicyclohexylcarbodiimide (DCC) dissolved in 50 mL of γ-butyrolactone was added to the reaction mixture over 30 minutes with stirring, followed by the addition of a suspension of 9.30 g of 4,4'-oxydianiline (ODA) in 100 mL of γ-butyrolactone over 60 minutes with stirring. After further stirring at room temperature for 4 hours, 30 mL of ethyl alcohol was added and stirred for 30 minutes, followed by the addition of 400 mL of γ-butyrolactone. The precipitate formed in the reaction mixture was removed by filtration to obtain a reaction solution.
得られた反応液に、エタノールを3L加えて粗ポリマーからなる沈殿物を生成した。生成した粗ポリマーを濾別し、γ-ブチロラクトン600gに溶解して粗ポリマー溶液を得た。得られた粗ポリマー溶液を水6Lに滴下してポリマーを沈殿させ、得られた沈殿物を濾別した後、40℃において72時間真空乾燥して粉末状のポリマー(ポリイミド前駆体(ポリマーB))を得た。 3 L of ethanol was added to the resulting reaction solution to produce a precipitate consisting of a crude polymer. The resulting crude polymer was filtered off and dissolved in 600 g of γ-butyrolactone to obtain a crude polymer solution. The resulting crude polymer solution was added dropwise to 6 L of water to precipitate the polymer. The resulting precipitate was filtered off and then vacuum-dried at 40°C for 72 hours to obtain a powdered polymer (polyimide precursor (polymer B)).
〈実施例1〉
(A)製造例Iで得たポリマーAを10.00g、
(B)光ラジカル開始剤として1-フェニル-2-[(ベンゾイルオキシ)イミノ]-1-プロパノン0.50g、
(C)ラジカル重合性化合物として、
(C-1) テトラエチレングリコールジメタクリレート 1.40g、
(C-2) トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート 0.40g、
(D)化合物として4-ヒドロキシイソフタル酸0.30g、
(E)フェノール系重合禁止剤として
(E-1) 1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン 0.05g、
(E-2) 4-メトキシフェノール 0.30g、
増感剤としてN-フェニルジエタノールアミン0.50gをγ-ブチロラクトン18.49gに溶解し、孔径1μmのマイクロフィルターを用いて濾過し、実施例1の感光性樹脂組成物を調製した。該組成物を、前述の方法に従って解像度、ヤング率、及びAl密着性を評価した。結果を表1に示す。
Example 1
(A) 10.00 g of Polymer A obtained in Production Example I,
(B) 0.50 g of 1-phenyl-2-[(benzoyloxy)imino]-1-propanone as a photoradical initiator,
(C) As the radical polymerizable compound,
(C-1) tetraethylene glycol dimethacrylate 1.40 g,
(C-2) Tris-(2-acryloxyethyl) isocyanurate 0.40 g,
(D) 0.30 g of 4-hydroxyisophthalic acid as compound,
(E) As a phenolic polymerization inhibitor, (E-1) 0.05 g of 1,3,5-tris(4-t-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione,
(E-2) 4-methoxyphenol 0.30 g,
0.50 g of N-phenyldiethanolamine as a sensitizer was dissolved in 18.49 g of γ-butyrolactone, and the solution was filtered through a microfilter with a pore size of 1 μm to prepare the photosensitive resin composition of Example 1. The composition was evaluated for resolution, Young's modulus, and aluminum adhesion according to the methods described above. The results are shown in Table 1.
〈実施例2~6及び比較例1~2〉
実施例1における(A)ポリイミド前駆体、(C)ラジカル重合性化合物、(D)化合物及び(E)フェノール系重合禁止剤を表1に記載のものに変更した以外は、実施例1と同様に感光性樹脂組成物を調製し、解像度、ヤング率、及びAl密着性の評価を行った。評価の結果を表1に示す。
Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 and 2
Photosensitive resin compositions were prepared in the same manner as in Example 1, except that the (A) polyimide precursor, (C) radical polymerizable compound, (D) compound, and (E) phenolic polymerization inhibitor in Example 1 were changed to those shown in Table 1, and the resolution, Young's modulus, and aluminum adhesion were evaluated. The evaluation results are shown in Table 1.
実施例の感光性樹脂組成物から得られたポリイミドは、比較例の感光性樹脂組成物と比べて、高いヤング率、密着性及び解像性の全てを達成するため、良好な機械物性、金属電極との良好な密着性、及び高解像度を示した。 The polyimide obtained from the photosensitive resin composition of the example achieved a high Young's modulus, adhesion, and resolution compared to the photosensitive resin composition of the comparative example, and therefore exhibited good mechanical properties, good adhesion to metal electrodes, and high resolution.
本発明による感光性樹脂組成物を用いることで、硬化膜とした際の優れた膜物性、及び金属電極との良好な密着性を示す絶縁層を形成でき、かつ安定的にビアパターンを開口することが可能となり、例えば半導体装置、多層配線基板等の電気・電子材料の製造に有用な感光性材料の分野で好適に利用できる。 The photosensitive resin composition of the present invention can be used to form insulating layers that exhibit excellent film properties when cured and good adhesion to metal electrodes, and can also stably open via patterns. This makes the composition suitable for use in the field of photosensitive materials, which are useful in the manufacture of electrical and electronic materials such as semiconductor devices and multilayer wiring boards.
Claims (11)
(B)光ラジカル開始剤、
(D)下記一般式(2):
(E)フェノール系重合禁止剤
を含む、感光性樹脂組成物。 (A) The following general formula (1):
(B) a photoradical initiator,
(D) the following general formula (2):
(2)前記感光性樹脂層を露光する工程と、
(3)前記露光後の感光性樹脂層を現像してレリーフパターンを形成する工程と、
(4)前記レリーフパターンを加熱処理することによって硬化レリーフパターンを形成する工程と、
を含む、硬化レリーフパターンの製造方法。 (1) forming a photosensitive resin layer on a substrate by applying the photosensitive resin composition according to claim 1 or 2 onto the substrate;
(2) exposing the photosensitive resin layer to light;
(3) developing the exposed photosensitive resin layer to form a relief pattern;
(4) forming a hardened relief pattern by heat-treating the relief pattern;
1. A method for producing a cured relief pattern, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024104005A JP2026005560A (en) | 2024-06-27 | 2024-06-27 | Photosensitive resin composition, method for producing cured relief pattern, cured relief pattern, and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024104005A JP2026005560A (en) | 2024-06-27 | 2024-06-27 | Photosensitive resin composition, method for producing cured relief pattern, cured relief pattern, and semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2026005560A true JP2026005560A (en) | 2026-01-16 |
Family
ID=98413639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024104005A Pending JP2026005560A (en) | 2024-06-27 | 2024-06-27 | Photosensitive resin composition, method for producing cured relief pattern, cured relief pattern, and semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2026005560A (en) |
-
2024
- 2024-06-27 JP JP2024104005A patent/JP2026005560A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102803377B1 (en) | Photosensitive resin composition, polyimide cured film and their producing method | |
| JP6190805B2 (en) | Negative photosensitive resin composition, method for producing cured relief pattern, and semiconductor device | |
| JP7604571B2 (en) | Photosensitive resin composition and method for producing cured relief pattern | |
| CN102162996B (en) | Manufacture method for negative type photosensitive resin composition and cured relief pattern | |
| JP7530736B2 (en) | Photosensitive resin composition, method for producing cured relief pattern, cured relief pattern, semiconductor device, and display device | |
| JP7733044B2 (en) | Negative-type photosensitive resin composition and method for producing cured relief pattern | |
| JP7592393B2 (en) | Negative-type photosensitive resin composition, method for producing polyimide, and method for producing cured relief pattern | |
| JP7761420B2 (en) | Photosensitive resin composition | |
| JP2024180657A (en) | Photosensitive resin composition containing low dielectric tangent agent | |
| JP7540891B2 (en) | Negative-type photosensitive resin composition, and method for producing polyimide and cured relief pattern using the same | |
| JP7640227B2 (en) | Photosensitive resin composition, cured relief pattern and method for producing same | |
| CN116256946A (en) | Photosensitive resin composition, method for producing cured relief pattern, and semiconductor device | |
| JP7809168B2 (en) | Negative photosensitive resin composition, cured film and compound | |
| TWI904490B (en) | Method for manufacturing photosensitive resin compositions, hardened embossed patterns, and semiconductor devices | |
| JP7502384B2 (en) | Negative photosensitive resin composition, method for producing cured relief pattern, and semiconductor device | |
| JP7691307B2 (en) | Method for producing cured polyimide film | |
| JP2024163067A (en) | Negative-type photosensitive resin composition and method for producing cured relief pattern | |
| JP2026005560A (en) | Photosensitive resin composition, method for producing cured relief pattern, cured relief pattern, and semiconductor device | |
| JP7488659B2 (en) | Negative-type photosensitive resin composition, and method for producing polyimide and cured relief pattern using the same | |
| TWI806161B (en) | Manufacturing method of polyimide hardened film | |
| US20260036904A1 (en) | Photosensitive resin composition, method for producing cured relief pattern, and semiconductor device | |
| JP2024157563A (en) | Photosensitive resin composition | |
| JP2024164833A (en) | Negative-type photosensitive resin composition, method for producing cured relief pattern using the same, cured film, and interlayer insulating film | |
| JP2025141931A (en) | Photosensitive resin composition, and method for producing cured relief pattern, cured film and interlayer insulation film which use the photosensitive resin composition | |
| JP2024091579A (en) | Photosensitive resin composition, cured film using the same, method for producing the same, and semiconductor device |