JP5035240B2 - Radiation-sensitive insulating resin composition - Google Patents
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Description
本発明は、感放射線性絶縁樹脂組成物に関する。より詳しくは、本発明は、ジスルフィド構造を有する化合物、樹脂および感放射線性化合物を含む感放射線性絶縁樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a radiation-sensitive insulating resin composition. More specifically, the present invention relates to a radiation-sensitive insulating resin composition comprising a compound having a disulfide structure, a resin, and a radiation-sensitive compound.
従来、電子機器の半導体素子において、層間絶縁膜(パッシベーション膜)または表面保護膜(オーバーコート膜)を形成するために、種々の感光性樹脂組成物が用いられている。たとえば、ネガ型の感光性樹脂組成物としては、エステル結合またはイオン結合により光架橋基を導入されたポリイミド前駆体を含む樹脂組成物が挙げられ、ポジ型の感光性樹脂組成物としては、ポリイミド前駆体とキノンジアジド化合物とからなる組成物(特許文献1および特許文献2参照)、ポリベンゾオキサゾール前駆体とキノンジアジド化合物とからなる組成物(特許文献3参照)が挙げられる。 Conventionally, various photosensitive resin compositions have been used to form an interlayer insulating film (passivation film) or a surface protective film (overcoat film) in a semiconductor element of an electronic device. For example, the negative photosensitive resin composition includes a resin composition containing a polyimide precursor into which a photocrosslinking group is introduced by an ester bond or an ionic bond, and the positive photosensitive resin composition includes a polyimide Examples include a composition composed of a precursor and a quinonediazide compound (see Patent Document 1 and Patent Document 2), and a composition composed of a polybenzoxazole precursor and a quinonediazide compound (see Patent Document 3).
しかしながら、上記樹脂組成物では、ネガ型の場合は、解像度、膜形成などに問題があり、上記のポジ型の場合は、耐熱性、電気絶縁性とともに、基板への密着性などに問題があった。 However, in the case of the negative type, the above-mentioned resin composition has problems in resolution and film formation, and in the case of the positive type, there are problems in heat resistance, electrical insulation, adhesion to the substrate, and the like. It was.
これに対して、特許文献4では、フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂、キノンジアジド基を有する化合物、架橋微粒子、硬化剤および溶剤を含むポジ型の感光性樹脂組成物を用いて、形成される硬化物において解像度、電気絶縁性、密着性などの各特性を改善するための試みがなされている。
On the other hand, in
しかしながら、上記樹脂組成物から形成される硬化物の各特性は改善の余地があった。このため、電気絶縁性および密着性とともに、解像度、耐熱衝撃性がバランスよく改善された硬化物を形成し得る樹脂組成物が求められていた。 However, each characteristic of the cured product formed from the resin composition has room for improvement. For this reason, there has been a demand for a resin composition capable of forming a cured product having a good balance between resolution and thermal shock resistance as well as electrical insulation and adhesion.
なお、特許文献5には、低吸湿性、耐熱性および密着性を改善するために、エポキシ樹脂、硬化剤、および改質剤としてジスルフィド構造を有するジスルフィド化合物を含む硬化性樹脂組成物が開示されている。
本発明の目的は、電気絶縁性、解像度、密着性および耐熱衝撃性がバランスよく改善された硬化物が得られる感放射線性絶縁樹脂組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a radiation-sensitive insulating resin composition capable of obtaining a cured product having improved electrical insulation, resolution, adhesion, and thermal shock resistance in a well-balanced manner.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、ジスルフィド構造を有する化合物を用いれば、電気絶縁性、解像度、密着性および耐クラック性に優れた硬化物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a cured product excellent in electrical insulation, resolution, adhesion and crack resistance can be obtained by using a compound having a disulfide structure. The headline and the present invention were completed.
すなわち、本発明に係る感放射線性絶縁樹脂組成物は、ジスルフィド構造を有する化合物(A)、樹脂(B)および感放射線性化合物(D)を含むことを特徴とする。 That is, the radiation-sensitive insulating resin composition according to the present invention includes a compound (A) having a disulfide structure, a resin (B), and a radiation-sensitive compound (D).
樹脂(B)は、アルカリ可溶性樹脂(B1)であることが好ましい。 The resin (B) is preferably an alkali-soluble resin (B1).
アルカリ可溶性樹脂(B1)は、フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂(B2)であることが好ましい。 The alkali-soluble resin (B1) is preferably an alkali-soluble resin (B2) having a phenolic hydroxyl group.
上記感放射線性絶縁樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂(B1)と反応可能な官能基を有する化合物(C)をさらに含むことが好ましい。 The radiation-sensitive insulating resin composition preferably further includes a compound (C) having a functional group capable of reacting with the alkali-soluble resin (B1).
感放射線性化合物(D)は、キノンジアジド化合物(D1)であることが好ましい。 The radiation sensitive compound (D) is preferably a quinonediazide compound (D1).
感放射線性化合物(D)は、光感応性酸発生剤(D2)であることが好ましい。 The radiation sensitive compound (D) is preferably a light sensitive acid generator (D2).
上記感放射線性絶縁樹脂組成物は、平均粒径が30〜500nmの架橋微粒子(E)をさらに含むことが好ましい。 The radiation-sensitive insulating resin composition preferably further includes crosslinked fine particles (E) having an average particle size of 30 to 500 nm.
ジスルフィド構造を有する化合物(A)は、下記一般式(A1)で表されることが好ましい。 The compound (A) having a disulfide structure is preferably represented by the following general formula (A1).
(上記式中、A’は置換基を有しても良い一価の有機基を示し、Aは置換基を有しても良い二価の有機基を示す。Aが複数あるときは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。nは、1〜10の整数を示す。)
ジスルフィド構造を有する化合物(A)は、反応活性基を有することが好ましい。(In the above formula, A ′ represents a monovalent organic group which may have a substituent, and A represents a divalent organic group which may have a substituent. When there are a plurality of A, (It may be the same or different. N represents an integer of 1 to 10.)
The compound (A) having a disulfide structure preferably has a reactive group.
上記感放射線性絶縁樹脂組成物は、さらに界面活性剤(H)を50〜1000ppm含むことが好ましい。 The radiation-sensitive insulating resin composition preferably further contains 50 to 1000 ppm of a surfactant (H).
本発明に係る硬化物は、上記感放射線性絶縁樹脂組成物を用いて得られることを特徴とする。 The cured product according to the present invention is obtained using the radiation-sensitive insulating resin composition.
本発明に係る半導体素子は、上記感放射線性絶縁樹脂組成物を用いて形成された硬化膜を有することを特徴とする。 The semiconductor element according to the present invention has a cured film formed using the radiation-sensitive insulating resin composition.
本発明に係る感放射線性絶縁樹脂組成物によれば、電気絶縁性、解像度、密着性および耐熱衝撃性がバランスよく改善された硬化物が得られる。また、上記硬化物は、半導体素子などの層間絶縁膜(パッシベーション膜)および表面保護膜(オーバーコート膜)として好適に用いられる。 According to the radiation-sensitive insulating resin composition of the present invention, a cured product having improved electrical insulation, resolution, adhesion and thermal shock resistance in a well-balanced manner can be obtained. Moreover, the said hardened | cured material is used suitably as interlayer insulation films (passivation film | membrane) and surface protective films (overcoat film | membrane), such as a semiconductor element.
1 基板
2 金属パッド
3,6 絶縁膜(硬化膜)
4 金属配線
5 半導体素子素材
10 銅箔
11 表面に金を有する銅箔
12 基板
13 基材1
4
以下、本発明について具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described.
本発明に係る感放射線性絶縁樹脂組成物は、ジスルフィド構造を有する化合物(A)、樹脂(B)および感放射線性化合物(D)を含むことを特徴とする。上記感放射線性絶縁樹脂組成物は、樹脂(B)がアルカリ可溶性樹脂(B1)である場合には、必要に応じて、アルカリ可溶性樹脂(B1)と反応可能な官能基を有する化合物(C)、平均粒径が30〜500nmの架橋微粒子(E)などをさらに含むことが好ましい。 The radiation-sensitive insulating resin composition according to the present invention includes a compound (A) having a disulfide structure, a resin (B), and a radiation-sensitive compound (D). When the resin (B) is an alkali-soluble resin (B1), the radiation-sensitive insulating resin composition is a compound (C) having a functional group capable of reacting with the alkali-soluble resin (B1) as necessary. It is preferable to further contain crosslinked fine particles (E) having an average particle diameter of 30 to 500 nm.
<ジスルフィド構造を有する化合物(A)>
本発明に用いられるジスルフィド構造を有する化合物(A)(本明細書において、「ジスルフィド化合物(A)」ともいう。)としては、ジスルフィド構造(−S−S−)を有していれば特に制限されないが、下記一般式(A1)で表される化合物が好適に用いられる。<Compound (A) having disulfide structure>
The compound (A) having a disulfide structure used in the present invention (also referred to as “disulfide compound (A)” in the present specification) is not particularly limited as long as it has a disulfide structure (—S—S—). However, a compound represented by the following general formula (A1) is preferably used.
上記式中、A’は置換基を有しても良い一価の有機基を示す。 In the above formula, A ′ represents a monovalent organic group which may have a substituent.
上記一価の有機基としては、アリール基、アルキル基、これらの誘導体が挙げられ、アリール基、アルキル基が好ましい。 Examples of the monovalent organic group include an aryl group, an alkyl group, and derivatives thereof, and an aryl group and an alkyl group are preferable.
上記アリール基としては、炭素数6〜20のアリール基が好ましく、具体的には、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。 The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and specific examples include a phenyl group and a naphthyl group.
上記アルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、炭素数1〜9のアルキル基が好適に用いられる。上記炭素数1〜9のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、ノニル基などが挙げられる。 The alkyl group may be linear or branched, and an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms is preferably used. Specific examples of the alkyl group having 1 to 9 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, cyclobutyl group, pentyl group, Examples include isopentyl group, neopentyl group, cyclopentyl group, hexyl group, cyclohexyl group, heptyl group, cycloheptyl group, octyl group, nonyl group and the like.
上記式中、Aは置換基を有しても良い二価の有機基を示す。 In the above formula, A represents a divalent organic group which may have a substituent.
上記二価の有機基としては、アリーレン基、アルキレン基が挙げられる。Aが複数あるときは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。 Examples of the divalent organic group include an arylene group and an alkylene group. When there are a plurality of A, they may be the same or different.
上記アリーレン基としては、炭素数6〜20のアリーレン基が好ましく、具体的には、p−フェニレン基、m−フェニレン基、o−フェニレン基、2,6−ナフタレン基などが挙げられる。 The arylene group is preferably an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, and specific examples include a p-phenylene group, an m-phenylene group, an o-phenylene group, and a 2,6-naphthalene group.
上記アルキレン基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、メチレン基、炭素数2〜9のアルキレン基が好適に用いられる。上記炭素数2〜9のアルキレン基としては、具体的には、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基などが挙げられる。 The alkylene group may be linear or branched, and a methylene group or an alkylene group having 2 to 9 carbon atoms is preferably used. Specific examples of the alkylene group having 2 to 9 carbon atoms include an ethylene group, a trimethylene group, and a propylene group.
A’およびAは、それぞれ少なくとも1つの置換基を有していてもよく、該置換基としては、たとえば、アリール基、アルキル基、アルコキシ基、アラルキル基などが挙げられる。上記アリール基およびアルキル基としては、具体的には、上記と同様の基が挙げられ、上記アラルキル基としては、具体的には、ベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。 A ′ and A may each have at least one substituent, and examples of the substituent include an aryl group, an alkyl group, an alkoxy group, and an aralkyl group. Specific examples of the aryl group and alkyl group include the same groups as described above. Specific examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenethyl group.
また、ジスルフィド化合物(A)は、反応活性基を有することが好ましい。これにより、ジスルフィド化合物(A)とアルカリ可溶性樹脂(B1)とアルカリ可溶性樹脂(B1)と反応可能な官能基を有する化合物(C)とが反応し、密着性、解像度、耐熱衝撃性に優れた硬化物が得られる。 The disulfide compound (A) preferably has a reactive group. As a result, the compound (C) having a functional group capable of reacting with the disulfide compound (A), the alkali-soluble resin (B1), and the alkali-soluble resin (B1) reacted, and was excellent in adhesion, resolution, and thermal shock resistance. A cured product is obtained.
具体的には、上記式(A1)中、A’および/又はAが有する置換基のうち少なくとも1つが反応活性基であることが好ましい。上記反応活性基としては、水酸基、カルボキシル基、ビニル基、メルカプト基、アミノ基、アルデヒド基などが挙げられる。これらのうちで、水酸基、カルボキシル基がより好ましい。 Specifically, in the above formula (A1), it is preferable that at least one of the substituents A ′ and / or A has is a reactive group. Examples of the reactive group include a hydroxyl group, a carboxyl group, a vinyl group, a mercapto group, an amino group, and an aldehyde group. Among these, a hydroxyl group and a carboxyl group are more preferable.
上記式(A1)で表される化合物は繰り返し構造を有していてもよく、nは、1〜10の整数を示し、好ましくは1〜4である。これらのうちで、nが1である化合物が特に好適に用いられる。nが1である化合物によれば、密着性および解像度などを保持したまま、微細化した場合や過酷な条件下での使用の場合であっても、絶縁性に優れた硬化物が得られる。 The compound represented by the formula (A1) may have a repeating structure, and n represents an integer of 1 to 10, preferably 1 to 4. Of these, compounds in which n is 1 are particularly preferably used. According to the compound in which n is 1, a cured product having excellent insulating properties can be obtained even when it is miniaturized or used under severe conditions while maintaining adhesion and resolution.
上記のうち、ジスルフィド化合物(A)としては、ジチオビスフェノール、2−ヒドロキシエチルジスルフィドが好ましく用いられる。 Of the above, dithiobisphenol and 2-hydroxyethyl disulfide are preferably used as the disulfide compound (A).
ジスルフィド化合物(A)は、常温で、結晶状態であっても、非晶質状態であってもよい。また、液状または固体である樹脂状物であってもよい。ジスルフィド化合物(A)の分子量は特に制限されず、低分子であっても高分子であってもよいが、好ましくは150〜10000であり、より好ましくは200〜3000、特に好ましくは200〜1000である。 The disulfide compound (A) may be in a crystalline state or an amorphous state at room temperature. Further, it may be a liquid or solid resinous material. The molecular weight of the disulfide compound (A) is not particularly limited, and may be a low molecule or a polymer, but is preferably 150 to 10,000, more preferably 200 to 3000, particularly preferably 200 to 1000. is there.
ジスルフィド化合物(A)は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 A disulfide compound (A) may be used independently or may be used in combination of 2 or more type.
本発明に係る樹脂組成物において、得られる硬化物の絶縁性、密着性、解像度および耐熱衝撃性の観点より、ジスルフィド化合物(A)の量は、アルカリ可溶性樹脂(B1)(フェノール化合物(B’)を用いる場合は、アルカリ可溶性樹脂(B1)およびフェノール化合物(B’)の合計)100重量部に対して、好ましくは0.1〜30重量部、より好ましくは0.1〜10重量部である。 In the resin composition according to the present invention, the amount of the disulfide compound (A) is determined from the viewpoint of the insulating properties, adhesion, resolution, and thermal shock resistance of the cured product obtained by alkali-soluble resin (B1) (phenol compound (B ′ ) Is preferably 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total of the alkali-soluble resin (B1) and the phenol compound (B ′). is there.
<樹脂(B)>
本発明に用いられる樹脂(B)としては、アルカリ可溶性樹脂(B1)が好ましい。<Resin (B)>
As resin (B) used for this invention, alkali-soluble resin (B1) is preferable.
アルカリ可溶性樹脂(B1)としては、アルカリ可溶性であれば特に限定されないが、フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂(B2)(本明細書において、「フェノール樹脂(B2)」ともいう。)、ポリイミド前駆体などが好ましい。 The alkali-soluble resin (B1) is not particularly limited as long as it is alkali-soluble, but an alkali-soluble resin (B2) having a phenolic hydroxyl group (also referred to as “phenol resin (B2)” in this specification), a polyimide precursor. The body is preferred.
フェノール樹脂(B2)としては、ノボラック樹脂の他、ポリヒドロキシスチレンおよびその共重合体、フェノール−キシリレングリコール縮合樹脂、クレゾール−キシリレングリコール縮合樹脂、フェノール−ジシクロペンタジエン縮合樹脂、ポリベンゾオキサゾール前駆体などが挙げられる。これらのうちで、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレンおよびその共重合体、ならびにポリベンゾオキサゾール前駆体が好ましい。これらの樹脂は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As phenol resin (B2), in addition to novolak resin, polyhydroxystyrene and its copolymer, phenol-xylylene glycol condensation resin, cresol-xylylene glycol condensation resin, phenol-dicyclopentadiene condensation resin, polybenzoxazole precursor Examples include the body. Of these, novolak resins, polyhydroxystyrene and copolymers thereof, and polybenzoxazole precursors are preferred. These resins may be used alone or in combination of two or more.
上記ノボラック樹脂は、触媒の存在下でフェノール類とアルデヒド類とを縮合させて得られる。上記フェノール類としては、たとえば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、o−ブチルフェノール、m−ブチルフェノール、p−ブチルフェノール、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キシレノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、カテコール、レゾルシノール、ピロガロール、α−ナフトール、β−ナフトールなどが挙げられる。 The novolak resin is obtained by condensing phenols and aldehydes in the presence of a catalyst. Examples of the phenols include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-ethylphenol, m-ethylphenol, p-ethylphenol, o-butylphenol, m-butylphenol, p-butylphenol, 2 , 3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,4-xylenol, 3,5-xylenol, 2,3,5-trimethylphenol, 3,4,5- Examples thereof include trimethylphenol, catechol, resorcinol, pyrogallol, α-naphthol, β-naphthol and the like.
また、上記アルデヒド類としては、たとえば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒドなどが挙げられる。 Examples of the aldehydes include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, and benzaldehyde.
このようなノボラック樹脂としては、具体的には、フェノール/ホルムアルデヒド縮合ノボラック樹脂、クレゾール/ホルムアルデヒド縮合ノボラック樹脂、フェノール−ナフトール/ホルムアルデヒド縮合ノボラック樹脂などが挙げられる。 Specific examples of such novolak resins include phenol / formaldehyde condensed novolak resins, cresol / formaldehyde condensed novolak resins, phenol-naphthol / formaldehyde condensed novolak resins, and the like.
上記ポリヒドロキシスチレンおよびその共重合体としては、具体的には、得られる硬化物の絶縁性および耐熱衝撃性の観点から、下記一般式(1)で示される構造単位(b1)および下記一般式(2)で示される構造単位(b2)からなる共重合体(B3)が好適に用いられる。共重合体(B3)は、下記一般式(1)で示される構造単位(b1)を形成し得るモノマーと、下記一般式(2)で示される構造単位(b2)を形成し得るモノマーとの共重合体である。 Specific examples of the polyhydroxystyrene and the copolymer thereof include the structural unit (b1) represented by the following general formula (1) and the following general formula from the viewpoint of insulation and thermal shock resistance of the resulting cured product. A copolymer (B3) composed of the structural unit (b2) represented by (2) is preferably used. The copolymer (B3) comprises a monomer that can form the structural unit (b1) represented by the following general formula (1) and a monomer that can form the structural unit (b2) represented by the following general formula (2). It is a copolymer.
(Raは、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基またはアリル基を表す。Rbは、水素原子またはメチル基を表す。nは0〜3の整数、mは1〜3の整数である。)
構造単位(b1)を形成し得るモノマーとしては、p-ヒドロキシスチレン、m-ヒドロキシスチレン、o-ヒドロキシスチレン、p-イソプロペニルフェノール、m-イソプロペニルフェノール、o-イソプロペニルフェノールなどが挙げられ、これらの中では、p-ヒドロキシスチレン、p-イソプロペニルフェノールが好ましい。(Ra represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group, or an allyl group. Rb represents a hydrogen atom or a methyl group. N represents an integer of 0 to 3, and m represents an integer of 1 to 3. )
Examples of the monomer that can form the structural unit (b1) include p-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, o-hydroxystyrene, p-isopropenylphenol, m-isopropenylphenol, o-isopropenylphenol, and the like. Of these, p-hydroxystyrene and p-isopropenylphenol are preferable.
構造単位(b1)は、たとえば、t-ブチル基、アセチル基などで水酸基を保護されたモノマーを重合して得てもよい。得られた重合体または共重合体は、公知の方法、たとえば、酸触媒下で脱保護することにより、ヒドロキシスチレン系構造単位に変換される。 The structural unit (b1) may be obtained, for example, by polymerizing a monomer whose hydroxyl group is protected with a t-butyl group, an acetyl group or the like. The obtained polymer or copolymer is converted into a hydroxystyrene-based structural unit by a known method, for example, deprotection under an acid catalyst.
(Rcは、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基またはアリル基を表す。Rdは、水素原子またはメチル基を表す。nは0〜3の整数である。)
構造単位(b2)を形成し得るモノマーとしては、たとえば、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−メトキシスチレン、m−メトキシスチレン、p−メトキシスチレンなどが挙げられる。これらの中では、スチレン、p-メトキシスチレンが好ましく、スチレンがより好ましい。(Rc represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group or an allyl group. Rd represents a hydrogen atom or a methyl group. N is an integer of 0 to 3.)
Examples of the monomer that can form the structural unit (b2) include styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, o-methoxystyrene, m-methoxystyrene, and p-methoxy. Examples include styrene. Among these, styrene and p-methoxystyrene are preferable, and styrene is more preferable.
これらのモノマーは、それぞれ単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 These monomers may be used alone or in combination of two or more.
共重合体(B3)は、構造単位(b1)を形成し得るモノマーと、構造単位(b2)を形成し得るモノマーとの共重合体であり、本質的に構造単位(b1)および構造単位(b2)のみからなることが好ましいが、その他のモノマーが共重合されていてもよい。 The copolymer (B3) is a copolymer of a monomer that can form the structural unit (b1) and a monomer that can form the structural unit (b2). Essentially, the copolymer (B1) and the structural unit ( Although it is preferable to consist only of b2), other monomers may be copolymerized.
上記その他のモノマーとしては、たとえば、不飽和カルボン酸またはそれらの酸無水物類、上記不飽和カルボン酸のエステル類、不飽和ニトリル類、不飽和アミド類、不飽和イミド類、脂環式骨格を有する化合物、不飽和アルコール類、N−ビニル−ε−カプロラクタム、N−ビニルピロリドン、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルカルバゾールなどが挙げられる。 Examples of the other monomers include unsaturated carboxylic acids or their anhydrides, esters of the unsaturated carboxylic acids, unsaturated nitriles, unsaturated amides, unsaturated imides, and alicyclic skeletons. Compounds, unsaturated alcohols, N-vinyl-ε-caprolactam, N-vinylpyrrolidone, N-vinylimidazole, N-vinylcarbazole and the like.
より具体的には、たとえば、
(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸等の不飽和カルボン酸またはそれらの酸無水物類;
上記不飽和カルボン酸のメチルエステル、エチルエステル、n−プロピルエステル、i−プロピルエステル、n−ブチルエステル、i−ブチルエステル、sec−ブチルエステル、t−ブチルエステル、n−アミルエステル、n−ヘキシルエステル、シクロヘキシルエステル、2−ヒドロキシエチルエステル、2−ヒドロキシプロピルエステル、3−ヒドロキシプロピルエステル、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルエステル、ベンジルエステル、イソボロニルエステル、トリシクロデカニルエステル、1−アダマンチルエステル等のエステル類;
(メタ)アクリロニトリル、マレインニトリル、フマロニトリル、メサコンニトリル、シトラコンニトリル、イタコンニトリル等の不飽和ニトリル類;
(メタ)アクリルアミド、クロトンアミド、マレインアミド、フマルアミド、メサコンアミド、シトラコンアミド、イタコンアミド等の不飽和アミド類;
マレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等の不飽和イミド類;
ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン(ノルボルネン)、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロオクテン、ジシクロペンタジエン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン等の脂環式骨格を有する化合物;
(メタ)アリルアルコール等の不飽和アルコール類;
N−ビニルアニリン、ビニルピリジン類、N−ビニル−ε−カプロラクタム、N−ビニルピロリドン、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルカルバゾール等が挙げられる。More specifically, for example,
Unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, mesaconic acid, citraconic acid, itaconic acid, maleic anhydride, citraconic anhydride or acid anhydrides thereof;
Methyl ester, ethyl ester, n-propyl ester, i-propyl ester, n-butyl ester, i-butyl ester, sec-butyl ester, t-butyl ester, n-amyl ester, n-hexyl of the above unsaturated carboxylic acid Ester, cyclohexyl ester, 2-hydroxyethyl ester, 2-hydroxypropyl ester, 3-hydroxypropyl ester, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl ester, benzyl ester, isobornyl ester, tricyclodecanyl ester, 1 -Esters such as adamantyl ester;
Unsaturated nitriles such as (meth) acrylonitrile, maleinonitrile, fumaronitrile, mesaconnitrile, citraconnitrile, itaconnitrile;
Unsaturated amides such as (meth) acrylamide, crotonamide, maleinamide, fumaramide, mesaconamide, citraconamide, itaconamide;
Unsaturated imides such as maleimide, N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide;
Bicyclo [2.2.1] hept-2-ene (norbornene), tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodeca-3-ene, cyclobutene, cyclopentene, cyclooctene, dicyclopentadiene, tricyclo [5.2. 1.0 2,6 ] a compound having an alicyclic skeleton such as decene;
Unsaturated alcohols such as (meth) allyl alcohol;
N-vinylaniline, vinylpyridines, N-vinyl-ε-caprolactam, N-vinylpyrrolidone, N-vinylimidazole, N-vinylcarbazole and the like can be mentioned.
これらのモノマーは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 These monomers may be used alone or in combination of two or more.
共重合体(B3)において、構造単位(b1)と構造単位(b2)との合計100重量部に対して、その他のモノマーから形成される構造単位の量は100重量部以下であり、好ましくは50重量部以下であり、より好ましくは25重量部以下である。 In the copolymer (B3), the amount of structural units formed from other monomers is 100 parts by weight or less with respect to a total of 100 parts by weight of the structural unit (b1) and the structural unit (b2), preferably It is 50 parts by weight or less, more preferably 25 parts by weight or less.
共重合体(B3)中、構造単位(b1)の含有量は10〜99モル%であり、好ましくは20〜97モル%、より好ましくは30〜95モル%であり、構造単位(b2)の含有量は90〜1モル%であり、好ましくは80〜3モル%、より好ましくは70〜5モル%である(ここで、共重合体(B3)を構成する構造単位の全量を100モル%とする。)。構造単位(b1)および構造単位(b2)の含有量が上記範囲外であると、パターニング特性が低下することがあり、硬化物の熱衝撃性などの物性が低下することがある。 In the copolymer (B3), the content of the structural unit (b1) is 10 to 99 mol%, preferably 20 to 97 mol%, more preferably 30 to 95 mol%, and the structural unit (b2) Content is 90-1 mol%, Preferably it is 80-3 mol%, More preferably, it is 70-5 mol% (Here, the total amount of the structural unit which comprises a copolymer (B3) is 100 mol%. And). When the content of the structural unit (b1) and the structural unit (b2) is out of the above range, patterning characteristics may be deteriorated, and physical properties such as thermal shock properties of the cured product may be deteriorated.
共重合体(B3)が上記構造単位から構成され、各構造単位の含有量が上記の範囲にあると、解像度、電気絶縁性、熱衝撃性、密着性などの諸特性に優れた硬化物、特に電気絶縁性および熱衝撃性がともに優れた硬化物を形成できる。 When the copolymer (B3) is composed of the above structural units and the content of each structural unit is in the above range, a cured product excellent in various properties such as resolution, electrical insulation, thermal shock, adhesion, In particular, a cured product having excellent electrical insulation and thermal shock properties can be formed.
共重合体(B3)において、構造単位(b1)と、構造単位(b2)と、上記その他のモノマーから形成される構造単位との配列は特に限定されず、共重合体(B3)はランダム共重合体、ブロック共重合体のいずれであっても構わない。 In the copolymer (B3), the arrangement of the structural unit (b1), the structural unit (b2), and the structural unit formed from the other monomers is not particularly limited, and the copolymer (B3) is a random copolymer. Either a polymer or a block copolymer may be used.
共重合体(B3)を得るには、構造単位(b1)を形成し得る化合物またはその水酸基を保護した化合物と、構造単位(b2)を形成し得るモノマーと、上記その他のモノマーとを、開始剤の存在下、溶剤中で重合させればよい。重合方法は特に限定されず、所望の分子量の化合物を得るために、ラジカル重合やアニオン重合などにより行えばよい。 In order to obtain the copolymer (B3), a compound capable of forming the structural unit (b1) or a compound in which the hydroxyl group thereof is protected, a monomer capable of forming the structural unit (b2), and the other monomers described above are started. The polymerization may be carried out in a solvent in the presence of an agent. The polymerization method is not particularly limited, and may be performed by radical polymerization or anionic polymerization in order to obtain a compound having a desired molecular weight.
通常、構造単位(b1)で示される構造単位を形成しうるモノマーとしては、その水酸基が保護されたモノマーを用いる。水酸基が保護されたモノマーは、重合後に、溶媒中、塩酸、硫酸などの酸触媒下に、温度50〜150℃で1〜30時間反応を行って脱保護して、フェノール環含有構造単位に変換される。 Usually, as the monomer capable of forming the structural unit represented by the structural unit (b1), a monomer in which the hydroxyl group is protected is used. Monomers with protected hydroxyl groups are deprotected by polymerization at a temperature of 50 to 150 ° C. for 1 to 30 hours under an acid catalyst such as hydrochloric acid or sulfuric acid after polymerization, and converted to a phenol ring-containing structural unit. Is done.
アルカリ可溶性樹脂(B1)の分子量は特に限定されないが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が、たとえば200,000以下、好ましくは2,000〜100,000である。Mwが2,000未満であると、硬化物の耐熱性や伸びなどの物性が低下することがあり、200,000を越えると、他成分との相溶性が低下したり、パターニング特性が低下することがある。 Although the molecular weight of alkali-soluble resin (B1) is not specifically limited, The weight average molecular weight (Mw) of polystyrene conversion measured by the gel permeation chromatography (GPC) method is 200,000 or less, Preferably it is 2,000-100. , 000. When Mw is less than 2,000, physical properties such as heat resistance and elongation of the cured product may be deteriorated, and when it exceeds 200,000, compatibility with other components is reduced and patterning characteristics are deteriorated. Sometimes.
なお、フェノール樹脂(B2)として、アルカリ溶解性を改善するために、共重合体(B3)およびノボラック樹脂の混合物を用いてもよい。共重合体(B3)100重量部に対して、ノボラック樹脂は、好ましくは1〜200重量部の範囲で、より好ましくは1〜150重量部の範囲で、さらに好ましくは1〜100重量部の範囲で用いられる。 In addition, in order to improve alkali solubility as a phenol resin (B2), you may use the mixture of a copolymer (B3) and a novolak resin. The novolak resin is preferably in the range of 1 to 200 parts by weight, more preferably in the range of 1 to 150 parts by weight, and still more preferably in the range of 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the copolymer (B3). Used in
また、本発明に係る樹脂組成物において、アルカリ可溶性樹脂(B1)とフェノール性低分子化合物(本明細書において、「フェノール化合物(B’)」ともいう。)とを併用してもよい。 In the resin composition according to the present invention, an alkali-soluble resin (B1) and a phenolic low molecular compound (also referred to as “phenol compound (B ′)” in this specification) may be used in combination.
フェノール化合物(B’)としては、たとえば、4,4'-ジヒドロキシジフェニルメタン、4,4'-ジヒドロキシジフェニルエーテル、トリス(4-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,3−ビス[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼン、1,4−ビス[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼン、4,6−ビス[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]−1,3−ジヒドロキシベンゼン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−[4−{1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル}フェニル]エタン、1,1,2,2−テトラ(4−ヒドロキシフェニル)エタンなどが挙げられる。 Examples of the phenol compound (B ′) include 4,4′-dihydroxydiphenylmethane, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether, tris (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1- Phenylethane, tris (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,3-bis [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] benzene, 1,4-bis [1- (4-hydroxyphenyl) -1 -Methylethyl] benzene, 4,6-bis [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] -1,3-dihydroxybenzene, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1- [4 -{1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl} phenyl] ethane, 1,1,2,2-tetra (4-hydroxyphenyl) ethane and the like.
フェノール化合物(B’)を配合する場合は、上記樹脂組成物が充分なアルカリ溶解性を発現できる程度に配合されるが、具体的には、アルカリ可溶性樹脂(B1)100重量部に対して、好ましくは1〜200重量部の範囲で、より好ましくは1〜150重量部の範囲で、さらに好ましくは1〜100重量部の範囲で用いられる。 When the phenol compound (B ′) is blended, the resin composition is blended to such an extent that sufficient alkali solubility can be expressed. Specifically, with respect to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin (B1), The amount is preferably in the range of 1 to 200 parts by weight, more preferably in the range of 1 to 150 parts by weight, and still more preferably in the range of 1 to 100 parts by weight.
本発明に係る樹脂組成物において、アルカリ可溶性樹脂(B1)の量(フェノール化合物(B’)を用いる場合は、アルカリ可溶性樹脂(B1)およびフェノール化合物(B’)の含有量の合計)は、該樹脂組成物(ただし、溶剤を除く。)100重量部に対して、通常40〜95重量部、好ましくは50〜80重量部である。 In the resin composition according to the present invention, the amount of the alkali-soluble resin (B1) (when using the phenol compound (B ′), the total content of the alkali-soluble resin (B1) and the phenol compound (B ′)) is: The amount is usually 40 to 95 parts by weight, preferably 50 to 80 parts by weight per 100 parts by weight of the resin composition (excluding the solvent).
<アルカリ可溶性樹脂(B1)と反応可能な官能基を有する化合物(C)>
本発明に用いられるアルカリ可溶性樹脂(B1)と反応可能な官能基を有する化合物(C)(本明細書において、「架橋剤(C)」ともいう。)は、アルカリ可溶性樹脂(B1)およびフェノール化合物(B’)と反応する架橋成分である。<Compound (C) having functional group capable of reacting with alkali-soluble resin (B1)>
The compound (C) having a functional group capable of reacting with the alkali-soluble resin (B1) used in the present invention (also referred to as “cross-linking agent (C)” in this specification) is composed of an alkali-soluble resin (B1) and phenol. It is a crosslinking component that reacts with the compound (B ′).
架橋剤(C)としては、たとえば、メチロール基および/またはアルコキシメチル基含有芳香族化合物(ただし、アミノ基を含有する芳香族化合物を除く。)(c1)、芳香族アルデヒド化合物(c2)、脂肪族アルデヒド化合物(c3)、アルキルエーテル化されたアミノ基含有化合物(c4)、ならびにエポキシ基含有化合物(c5)からなる群から選ばれる少なくとも1つの化合物が挙げられる。これらのうちで、メチロール基および/またはアルコキシメチル基含有芳香族化合物(ただし、アミノ基を含有する芳香族化合物を除く。)(c1)、芳香族アルデヒド化合物(c2)、ならびに脂肪族アルデヒド化合物(c3)からなる群から選ばれる少なくとも1つの化合物(C1)、あるいは、アルキルエーテル化されたアミノ基含有化合物(c4)およびエポキシ基含有化合物(c5)からなる群から選ばれる少なくとも1つの化合物(C2)が好ましい。 Examples of the crosslinking agent (C) include, for example, a methylol group and / or alkoxymethyl group-containing aromatic compound (excluding an aromatic compound containing an amino group) (c1), an aromatic aldehyde compound (c2), a fat And at least one compound selected from the group consisting of group aldehyde compounds (c3), alkyl etherified amino group-containing compounds (c4), and epoxy group-containing compounds (c5). Among these, a methylol group and / or alkoxymethyl group-containing aromatic compound (excluding an aromatic compound containing an amino group) (c1), an aromatic aldehyde compound (c2), and an aliphatic aldehyde compound ( at least one compound (C1) selected from the group consisting of c3), or at least one compound (C2) selected from the group consisting of an alkyl etherified amino group-containing compound (c4) and an epoxy group-containing compound (c5) ) Is preferred.
メチロール基および/またはアルコキシメチル基含有芳香族化合物(ただし、アミノ基を含有する芳香族化合物を除く。)(c1)としては、分子内にメチロール基および/またはアルコキシメチル基を有し、かつアミノ基を有していなければ特に制限されず、たとえば、1,2−ベンゼンジメタノール、1,3−ベンゼンジメタノール、1,4−ベンゼンジメタノール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−p−クレゾール、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)−4−メチルフェノール、5−[1,1−ジメチル−エチル]2−ヒドロキシ−1,3−ベンゼンジメタノール、2−ヒドロキシ−1,3,5−ベンゼントリメタノール、2,6−ジメトキシメチル−4−メチルフェノール、2,6−ジメトキシメチル−4−(1,1−ジメチルエチル)フェノール、3,3'−メチレンビス(2−ヒドロキシ−5−メチル−ベンゼンメタノール)、4,4'−(1−メチルエチリデン)ビス(2−メチル−6−メトキシメチルフェノール)、4,4'−(1−フェニルエチリデン)ビス(2−ヒドロキシエトキシフェノール)、3,3',5,5'−テトラメチロール−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニルプロパン)、3,3',5,5'−テトラメトキシメチル−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニルプロパン)、1,2,4,5−テトラメチロールベンゼン、1,2,4,5−テトラメトキシメチルベンゼンなどが挙げられる。 The methylol group and / or alkoxymethyl group-containing aromatic compound (excluding the aromatic compound containing an amino group) (c1) has a methylol group and / or an alkoxymethyl group in the molecule, and If it does not have a group, it is not particularly limited. For example, 1,2-benzenedimethanol, 1,3-benzenedimethanol, 1,4-benzenedimethanol, 2,6-bis (hydroxymethyl) -p- Cresol, 2,6-bis (hydroxymethyl) -4-methylphenol, 5- [1,1-dimethyl-ethyl] 2-hydroxy-1,3-benzenedimethanol, 2-hydroxy-1,3,5- Benzene trimethanol, 2,6-dimethoxymethyl-4-methylphenol, 2,6-dimethoxymethyl-4- (1,1-dimethylethyl) phenol, 3,3′-methylenebis (2-hydroxy-5-me Ru-benzenemethanol), 4,4 ′-(1-methylethylidene) bis (2-methyl-6-methoxymethylphenol), 4,4 ′-(1-phenylethylidene) bis (2-hydroxyethoxyphenol), 3,3 ', 5,5'-tetramethylol-2,2-bis (4-hydroxyphenylpropane), 3,3', 5,5'-tetramethoxymethyl-2,2-bis (4-hydroxyphenyl) Propane), 1,2,4,5-tetramethylolbenzene, 1,2,4,5-tetramethoxymethylbenzene and the like.
芳香族アルデヒド化合物(c2)および脂肪族アルデヒド化合物(c3)としては、アルデヒド基を分子内に含有していれば特に制限されず、たとえば、ホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、フルフラール、グリオキサール、グルタルアルデヒド、テレフタルアルデヒド、イソフタルアルデヒドなどが挙げられる。 The aromatic aldehyde compound (c2) and the aliphatic aldehyde compound (c3) are not particularly limited as long as they contain an aldehyde group in the molecule. For example, formaldehyde, benzaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, phenylacetaldehyde, α- Phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, furfural, glyoxal, glutaraldehyde, terephthalaldehyde, Examples include isophthalaldehyde.
アルキルエーテル化されたアミノ基含有化合物(c4)としては、たとえば、(ポリ)メチロール化メラミン、(ポリ)メチロール化グリコールウリル、(ポリ)メチロール化ベンゾグアナミン、(ポリ)メチロール化ウレアなどの活性メチロール基の全部または一部をアルキルエーテル化した含窒素化合物が挙げられる。ここで、アルキルエーテルを構成するアルキル基は、メチル基、エチル基またはブチル基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。また、アルキルエーテル化されていないメチロール基は、一分子内で自己縮合していてもよく、二分子間で縮合して、その結果オリゴマー成分が形成されていてもよい。具体的には、ヘキサメトキシメチル化メラミン、ヘキサブトキシメチル化メラミン、テトラメトキシメチル化グリコールウリル、テトラブトキシメチル化グリコールウリルなどが好適に用いられる。 Examples of the alkyl etherified amino group-containing compound (c4) include active methylol groups such as (poly) methylolated melamine, (poly) methylolated glycoluril, (poly) methylolated benzoguanamine, and (poly) methylolated urea. And nitrogen-containing compounds obtained by alkyl etherifying all or part of the above. Here, the alkyl group constituting the alkyl ether is a methyl group, an ethyl group, or a butyl group, and may be the same as or different from each other. Moreover, the methylol group which is not alkyletherified may be self-condensed within one molecule, or may be condensed between two molecules, and as a result, an oligomer component may be formed. Specifically, hexamethoxymethylated melamine, hexabutoxymethylated melamine, tetramethoxymethylated glycoluril, tetrabutoxymethylated glycoluril and the like are preferably used.
エポキシ基含有化合物(c5)としては、オキシラン環を分子内に含有していれば特に制限されず、たとえば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、テトラフェノール型エポキシ樹脂、フェノール−キシリレン型エポキシ樹脂、ナフトール−キシリレン型エポキシ樹脂、フェノール−ナフトール型エポキシ樹脂、フェノール−ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂などが挙げられる。 The epoxy group-containing compound (c5) is not particularly limited as long as it contains an oxirane ring in the molecule. For example, a phenol novolac epoxy resin, a cresol novolac epoxy resin, a bisphenol epoxy resin, a trisphenol epoxy resin , Tetraphenol type epoxy resin, phenol-xylylene type epoxy resin, naphthol-xylylene type epoxy resin, phenol-naphthol type epoxy resin, phenol-dicyclopentadiene type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, aliphatic epoxy resin, etc. It is done.
化合物(c1)〜化合物(c5)は、それぞれ単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Compound (c1) to compound (c5) may be used alone or in combination of two or more.
本発明に係る樹脂組成物において、架橋剤(C)の量は、アルカリ可溶性樹脂(B1)(フェノール化合物(B’)を用いる場合は、アルカリ可溶性樹脂(B1)およびフェノール化合物(B’)の合計)100重量部に対して、好ましくは1〜100重量部、より好ましくは2〜70重量部である。上記量が1重量部未満であると、得られる硬化膜の耐薬品性が低下することがあり、上記量が100重量部を超えると、解像性が低下することがある。 In the resin composition according to the present invention, the amount of the crosslinking agent (C) may be selected from the alkali-soluble resin (B1) (when the phenol compound (B ′) is used, the alkali-soluble resin (B1) and the phenol compound (B ′). The total amount is preferably 1 to 100 parts by weight, more preferably 2 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight. When the amount is less than 1 part by weight, the chemical resistance of the resulting cured film may be lowered, and when the amount exceeds 100 parts by weight, the resolution may be lowered.
<感放射線性化合物(D)>
本発明に用いられる感放射線性化合物(D)としては、キノンジアジド化合物(D1)および光感応性酸発生剤(D2)が挙げられる。<Radiation sensitive compound (D)>
Examples of the radiation sensitive compound (D) used in the present invention include a quinonediazide compound (D1) and a photosensitive acid generator (D2).
キノンジアジド化合物(D1)は、たとえば、キノンジアジド基を有し、フェノール性水酸基を1つ以上有する化合物と、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸または1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸とのエステル化合物である。この化合物によれば、放射線などの照射でポジ型のパターンを形成できる。 The quinonediazide compound (D1) includes, for example, a compound having a quinonediazide group and having one or more phenolic hydroxyl groups, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid, or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid, The ester compound. According to this compound, a positive pattern can be formed by irradiation with radiation or the like.
上記フェノール性水酸基を1つ以上有する化合物としては、特に限定されないが、以下に示す構造の化合物が好ましい。 The compound having one or more phenolic hydroxyl groups is not particularly limited, but compounds having the following structures are preferred.
(一般式(3)において、X1〜X10は、それぞれ相互に同一であっても異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基または水酸基である。X1〜X5の少なくとも1つは水酸基である。また、Aは単結合、O、S、CH2、C(CH3)2、C(CF3)2、C=O、またはSO2である。)(In General Formula (3), X 1 to X 10 may be the same as or different from each other, and each represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or At least one of X 1 to X 5 is a hydroxyl group, and A is a single bond, O, S, CH 2 , C (CH 3 ) 2 , C (CF 3 ) 2 , C═O, Or SO 2. )
(一般式(4)において、X11〜X23は、それぞれ相互に同一であっても異なっていてもよく、X1〜X10の場合と同様である。X11〜X15の組み合わせにおいて少なくとも1つは水酸基である。また、R1〜R4は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基である。)(In the general formula (4), X 11 to X 23 may be the same as or different from each other, and are the same as in the case of X 1 to X 10. In the combination of X 11 to X 15 , at least One is a hydroxyl group, and R 1 to R 4 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
(一般式(5)において、X25〜X39は、それぞれ相互に同一であっても異なっていてもよく、X1〜X10の場合と同様である。X25〜X29およびX30〜X34のそれぞれの組み合わせにおいて少なくとも1つは水酸基である。また、R5は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基である。)(In the general formula (5), X 25 to X 39 may be the same as or different from each other, and are the same as in the case of X 1 to X 10. X 25 to X 29 and X 30 to (In each combination of X 34 , at least one is a hydroxyl group, and R 5 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
(一般式(6)において、X40〜X58は、それぞれ相互に同一であっても異なっていてもよく、X1〜X10の場合と同様である。X40〜X44、X45〜X49およびX50〜X54のそれぞれの組み合わせにおいて少なくとも1つは水酸基である。また、R6〜R8は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基である。)(In the general formula (6), X 40 to X 58 may be the same as or different from each other, and are the same as in the case of X 1 to X 10. X 40 to X 44 , X 45 to In each combination of X 49 and X 50 to X 54 , at least one is a hydroxyl group, and R 6 to R 8 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
(一般式(7)において、X59〜X72は、それぞれ相互に同一であっても異なっていてもよく、X1〜X10の場合と同様である。X59〜X62およびX63〜X67のそれぞれの組み合わせにおいて少なくとも1つは水酸基である。)
このようなキノンジアジド化合物(D1)としては、4,4'−ジヒドロキシジフェニルメタン、4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,2',4'−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、1,3−ビス[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼン、1,4−ビス[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼン、4,6−ビス[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]−1,3−ジヒドロキシベンゼン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−[4−{1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル}フェニル]エタン等の1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル化合物または1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル化合物などが挙げられる。(In the general formula (7), X 59 to X 72 may be the same as or different from each other, and are the same as in the case of X 1 to X 10. X 59 to X 62 and X 63 to In each combination of X 67 , at least one is a hydroxyl group.)
Examples of the quinonediazide compound (D1) include 4,4′-dihydroxydiphenylmethane, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,2 ′, 4′-pentahydroxybenzophenone, tris (4-hydroxyphenyl) methane, tris (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1-phenylethane 1,3-bis [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] benzene, 1,4-bis [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] benzene, 4,6-bis [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] -1,3-dihydroxybenzene, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1- [4- {1- (4-hydroxyphenyl)- 1-methyl ester Le} phenyl] 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester compounds such as ethane or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester compounds, and the like.
これらのキノンジアジド化合物(D1)は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 These quinonediazide compounds (D1) may be used alone or in combination of two or more.
本発明に係る樹脂組成物において、キノンジアジド化合物(D1)の量は、アルカリ可溶性樹脂(B1)(フェノール化合物(B’)を用いる場合は、アルカリ可溶性樹脂(B1)およびフェノール化合物(B’)の合計)100重量部に対して、好ましくは10〜50重量部、より好ましくは15〜30重量部である。上記量が10重量部未満であると、未露光部の残膜率が低下したり、マスクパターンに忠実な像が得られないことがある。また、上記量が50重量部を超えると、パターン形状が劣化したり、硬化時に発泡することがある。 In the resin composition according to the present invention, the amount of the quinonediazide compound (D1) is the amount of the alkali-soluble resin (B1) (when using the phenol compound (B ′), the alkali-soluble resin (B1) and the phenol compound (B ′). The total amount is preferably 10 to 50 parts by weight, more preferably 15 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight. If the amount is less than 10 parts by weight, the remaining film ratio of the unexposed part may be reduced, or an image faithful to the mask pattern may not be obtained. On the other hand, when the amount exceeds 50 parts by weight, the pattern shape may be deteriorated or foamed during curing.
本発明に用いられる光感応性酸発生剤(本明細書において、「酸発生剤(D2)」ともいう。)は、放射線などの照射により酸を発生する化合物である。架橋剤(C)にアルキルエーテル基が含まれる場合は、この酸の触媒作用により該アルキルエーテル基とフェノール樹脂(B2)とが脱アルコールを伴って反応するなど、ネガ型のパターンを形成できる。
酸発生剤(D2)としては、放射線などの照射により酸を発生する化合物であれば特に限定されず、たとえば、オニウム塩化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物、スルホン化合物、スルホン酸化合物、スルホンイミド化合物、ジアゾメタン化合物などが挙げられる。The photosensitive acid generator used in the present invention (also referred to as “acid generator (D2)” in the present specification) is a compound that generates an acid upon irradiation with radiation or the like. When the alkyl ether group is contained in the cross-linking agent (C), a negative pattern can be formed such that the alkyl ether group reacts with the phenol resin (B2) with dealcoholization by the catalytic action of this acid.
The acid generator (D2) is not particularly limited as long as it is a compound that generates an acid upon irradiation with radiation or the like. For example, an onium salt compound, a halogen-containing compound, a diazoketone compound, a sulfone compound, a sulfonic acid compound, a sulfonimide compound And diazomethane compounds.
上記オニウム塩化合物としては、たとえば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩などを挙げることができる。好ましいオニウム塩の具体例としては、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムp-トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムトリフリオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムp-トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4-t-ブチルフェニル・ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4-t-ブチルフェニル・ジフェニルスルホニウムp-トルエンスルホネート、4,7-ジ-n-ブトキシナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフリオロメタンスルホネートなどが挙げられる。 Examples of the onium salt compounds include iodonium salts, sulfonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts, and the like. Specific examples of preferred onium salts include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium p-toluenesulfonate, diphenyliodonium hexafluoroantimonate, diphenyliodonium hexafluorophosphate, diphenyliodonium tetrafluoroborate, triphenylsulfonium trifluorochlorosulfonate, Phenylsulfonium p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-t-butylphenyl diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-t-butylphenyl diphenylsulfonium p-toluenesulfonate, 4,7-di-n- Butoxynaphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate And the like.
上記ハロゲン含有化合物としては、たとえば、ハロアルキル基含有炭化水素化合物、ハロアルキル基含有複素環式化合物などを挙げることができる。好ましいハロゲン含有化合物の具体例としては、1,10-ジブロモ-n-デカン、1,1-ビス(4-クロロフェニル)-2,2,2-トリクロロエタン、フェニル-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、4-メトキシフェニル-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、スチリル-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、ナフチル-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジンなどのs-トリアジン誘導体などが挙げられる。 Examples of the halogen-containing compound include haloalkyl group-containing hydrocarbon compounds and haloalkyl group-containing heterocyclic compounds. Specific examples of preferred halogen-containing compounds include 1,10-dibromo-n-decane, 1,1-bis (4-chlorophenyl) -2,2,2-trichloroethane, and phenyl-bis (trichloromethyl) -s-triazine. S-triazine derivatives such as 4-methoxyphenyl-bis (trichloromethyl) -s-triazine, styryl-bis (trichloromethyl) -s-triazine, naphthyl-bis (trichloromethyl) -s-triazine, and the like.
上記ジアゾケトン化合物としては、たとえば、1,3-ジケト-2-ジアゾ化合物、ジアゾベンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物などを挙げることができ、具体例としてはフェノール類の1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル化合物などが挙げられる。 Examples of the diazoketone compound include a 1,3-diketo-2-diazo compound, a diazobenzoquinone compound, a diazonaphthoquinone compound, and the like, and specific examples include 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfone of phenols. Examples include acid ester compounds.
上記スルホン化合物としては、たとえば、β-ケトスルホン化合物、β-スルホニルスルホン化合物およびこれらの化合物のα-ジアゾ化合物を挙げることができ、具体例としては、4-トリスフェナシルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス(フェナシルスルホニル)メタンなどが挙げられる。 Examples of the sulfone compounds include β-ketosulfone compounds, β-sulfonylsulfone compounds, and α-diazo compounds of these compounds. Specific examples include 4-trisphenacylsulfone, mesitylphenacylsulfone. And bis (phenacylsulfonyl) methane.
上記スルホン酸化合物としては、たとえば、アルキルスルホン酸エステル類、ハロアルキルスルホン酸エステル類、アリールスルホン酸エステル類、イミノスルホネート類などを挙げることができる。好ましい具体例としては、ベンゾイントシレート、ピロガロールトリストリフルオロメタンスルホネート、o-ニトロベンジルトリフルオロメタンスルホネート、o-ニトロベンジルp-トルエンスルホネートなどが挙げられる。 Examples of the sulfonic acid compounds include alkyl sulfonic acid esters, haloalkyl sulfonic acid esters, aryl sulfonic acid esters, and imino sulfonates. Preferred specific examples include benzoin tosylate, pyrogallol tris trifluoromethane sulfonate, o-nitrobenzyl trifluoromethane sulfonate, o-nitrobenzyl p-toluene sulfonate and the like.
上記スルホンイミド化合物としては、たとえば、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルイミドなどが挙げられる。 Examples of the sulfonimide compound include N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (trifluoromethylsulfonyl). Oxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) naphthylimide and the like.
上記ジアゾメタン化合物としては、たとえば、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタンなどが挙げられる。 Examples of the diazomethane compound include bis (trifluoromethylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, and bis (phenylsulfonyl) diazomethane.
これらの酸発生剤(D2)は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 These acid generators (D2) may be used alone or in combination of two or more.
また、本発明に係る樹脂組成物において、酸発生剤(D2)の量は、該樹脂組成物の感度、解像度、パターン形状などを確保する観点から、アルカリ可溶性樹脂(B1)(フェノール化合物(B’)を用いる場合は、アルカリ可溶性樹脂(B1)およびフェノール化合物(B’)の合計)100重量部に対して、好ましくは0.1〜10重量部、より好ましくは0.3〜5重量部である。上記量が0.1重量部未満であると、硬化が不充分になり、耐熱性が低下することがあり、上記量が10重量部を超えると、放射線に対する透明性が低下し、パターン形状の劣化を招くことがある。 Further, in the resin composition according to the present invention, the amount of the acid generator (D2) is selected from the viewpoints of ensuring the sensitivity, resolution, pattern shape, etc. of the resin composition, the alkali-soluble resin (B1) (phenol compound (B When ') is used, it is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.3 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total of the alkali-soluble resin (B1) and the phenol compound (B'). It is. If the amount is less than 0.1 parts by weight, curing may be insufficient and heat resistance may be reduced. If the amount exceeds 10 parts by weight, the transparency to radiation is reduced, and the pattern shape is reduced. May cause deterioration.
<架橋微粒子(E)>
本発明に用いられる架橋微粒子(E)としては、架橋微粒子を構成する重合体のガラス転移温度(Tg)が100℃以下であれば特に限定されず、不飽和重合性基を2個以上有する架橋性モノマー(本明細書において、「架橋性モノマー(e1)」ともいう。)と、架橋微粒子(E)の少なくとも1つのTgが0℃以下となるように選択される1種以上のその他のモノマー(本明細書において、「その他のモノマー(e2)」ともいう。)との共重合体が好ましい。その他のモノマー(e2)としては、重合性基以外の官能基、たとえば、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基、イソシアネート基、水酸基などの官能基を有するモノマーが好ましい。<Crosslinked fine particles (E)>
The crosslinked fine particle (E) used in the present invention is not particularly limited as long as the glass transition temperature (T g ) of the polymer constituting the crosslinked fine particle is 100 ° C. or lower, and has two or more unsaturated polymerizable groups. crosslinking monomer (also referred to herein as "crosslinking monomer (e1)".) and one or more other selected such that at least one T g of the crosslinked fine particles (E) is 0 ℃ or less A copolymer with a monomer (also referred to as “other monomer (e2)” in the present specification) is preferable. The other monomer (e2) is preferably a monomer having a functional group other than a polymerizable group, for example, a functional group such as a carboxyl group, an epoxy group, an amino group, an isocyanate group, or a hydroxyl group.
なお、本明細書において、架橋微粒子(E)のTgとは、架橋微粒子の分散液を凝固、乾燥した後、セイコーインスツールメンツSSC/5200HのDSCを用いて−100℃〜150℃の範囲で昇温速度10℃/minで測定した値である。In the present specification, the T g of the crosslinked fine particles (E) means a range of −100 ° C. to 150 ° C. using a DSC of Seiko Instruments SSC / 5200H after solidifying and drying the dispersion of the crosslinked fine particles. The value measured at a temperature elevation rate of 10 ° C./min.
架橋性モノマー(e1)としては、たとえば、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの重合性不飽和基を複数有する化合物が挙げられる。これらの中では、ジビニルベンゼンが好ましい。 Examples of the crosslinkable monomer (e1) include divinylbenzene, diallyl phthalate, ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, Examples thereof include compounds having a plurality of polymerizable unsaturated groups such as polyethylene glycol di (meth) acrylate and polypropylene glycol di (meth) acrylate. Of these, divinylbenzene is preferred.
架橋微粒子(E)を構成する架橋性モノマー(e1)の比率は、共重合に用いられる全モノマーに対して、好ましくは1〜20重量%の範囲であり、より好ましくは2〜10重量%の範囲である。 The ratio of the crosslinkable monomer (e1) constituting the crosslinked fine particles (E) is preferably in the range of 1 to 20% by weight, more preferably 2 to 10% by weight, based on the total monomers used for the copolymerization. It is a range.
その他のモノマー(e2)としては、たとえば、
ブタジエン、イソプレン、ジメチルブタジエン、クロロプレン、1,3-ペンタジエン等のジエン化合物;
(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、α−クロロメチルアクリロニトリル、α−メトキシアクリロニトリル、α−エトキシアクリロニトリル、クロトン酸ニトリル、ケイ皮酸ニトリル、イタコン酸ジニトリル、マレイン酸ジニトリル、フマル酸ジニトリル等の不飽和ニトリル化合物類;
(メタ)アクリルアミド、N,N'−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N'−エチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N'−ヘキサメチレンビス(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、クロトン酸アミド、ケイ皮酸アミド等の不飽和アミド類;
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類;
スチレン、α−メチルスチレン、o−メトキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、p−イソプロペニルフェノール等の芳香族ビニル化合物;
ビスフェノールAのジグリシジルエーテル、グリコールのジグリシジルエーテルなどと(メタ)アクリル酸、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートなどとの反応によって得られるエポキシ(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとポリイソシアナートとの反応によって得られるウレタン(メタ)アクリレート類、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有不飽和化合物;
(メタ)アクリル酸、イタコン酸、コハク酸−β−(メタ)アクリロキシエチル、マレイン酸−β−(メタ)アクリロキシエチル、フタル酸−β−(メタ)アクリロキシエチル、ヘキサヒドロフタル酸−β−(メタ)アクリロキシエチル等の不飽和酸化合物;
ジメチルアミノ(メタ)アクリレート、ジエチルアミノ(メタ)アクリレート等のアミノ基含有不飽和化合物;
(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有不飽和化合物;
ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有不飽和化合物などが挙げられる。As other monomer (e2), for example,
Diene compounds such as butadiene, isoprene, dimethylbutadiene, chloroprene, 1,3-pentadiene;
Unsaturation such as (meth) acrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-chloromethylacrylonitrile, α-methoxyacrylonitrile, α-ethoxyacrylonitrile, crotonic acid nitrile, cinnamic nitrile, itaconic acid dinitrile, maleic acid dinitrile, fumarate dinitrile, etc. Nitrile compounds;
(Meth) acrylamide, N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, N, N′-ethylenebis (meth) acrylamide, N, N′-hexamethylenebis (meth) acrylamide, N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, Unsaturated amides such as N- (2-hydroxyethyl) (meth) acrylamide, N, N-bis (2-hydroxyethyl) (meth) acrylamide, crotonic acid amide, cinnamic acid amide;
Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, polypropylene (Meth) acrylic acid esters such as glycol (meth) acrylate;
Aromatic vinyl compounds such as styrene, α-methylstyrene, o-methoxystyrene, p-hydroxystyrene, p-isopropenylphenol;
Epoxy (meth) acrylate, hydroxyalkyl (meth) acrylate and polyisocyanate obtained by reaction of diglycidyl ether of bisphenol A, diglycidyl ether of glycol and the like with (meth) acrylic acid, hydroxyalkyl (meth) acrylate, etc. Epoxy group-containing unsaturated compounds such as urethane (meth) acrylates, glycidyl (meth) acrylate and (meth) allyl glycidyl ether obtained by the reaction of
(Meth) acrylic acid, itaconic acid, succinic acid-β- (meth) acryloxyethyl, maleic acid-β- (meth) acryloxyethyl, phthalic acid-β- (meth) acryloxyethyl, hexahydrophthalic acid- unsaturated acid compounds such as β- (meth) acryloxyethyl;
Amino group-containing unsaturated compounds such as dimethylamino (meth) acrylate and diethylamino (meth) acrylate;
Amide group-containing unsaturated compounds such as (meth) acrylamide and dimethyl (meth) acrylamide;
Examples thereof include hydroxyl group-containing unsaturated compounds such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, and hydroxybutyl (meth) acrylate.
これらの中では、ブタジエン、イソプレン、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸アルキルエステル類、スチレン、p-ヒドロキシスチレン、p-イソプロペニルフェノール、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類などが好ましく用いられる。 Among these, butadiene, isoprene, (meth) acrylonitrile, (meth) acrylic acid alkyl esters, styrene, p-hydroxystyrene, p-isopropenylphenol, glycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, hydroxyalkyl (Meth) acrylates and the like are preferably used.
このようなその他のモノマー(e2)としては、少なくとも1種のジエン化合物、具体的にはブタジエンを用いることが好ましい。このようなジエン化合物は、共重合に用いる全モノマーに対して20〜80重量%、好ましくは30〜70重量%の量で用いられることが望ましい。本発明に用いられる架橋微粒子(E)は、その他のモノマー(e2)として上記ジエン化合物が上記の量で共重合されていると、ゴム状の軟らかい微粒子となり、特に得られる硬化膜において、クラック(割れ)を防止でき、耐久性に優れた硬化膜が得られる。また、その他のモノマー(e2)として、スチレンとブタジエンとをともに用いると、誘電率が低い硬化膜を得られる点で好ましい。 As such other monomer (e2), it is preferable to use at least one diene compound, specifically, butadiene. Such a diene compound is desirably used in an amount of 20 to 80% by weight, preferably 30 to 70% by weight, based on all monomers used for copolymerization. The crosslinked fine particles (E) used in the present invention, when the diene compound is copolymerized in the above amount as the other monomer (e2), become rubbery soft fine particles, and in the obtained cured film, cracks ( A cured film having excellent durability can be obtained. Moreover, it is preferable to use styrene and butadiene together as the other monomer (e2) in that a cured film having a low dielectric constant can be obtained.
架橋微粒子(E)の平均粒径は30〜500nmであり、好ましくは40〜200nmであり、より好ましくは50〜120nmである。粒径のコントロール方法は、特に限定されず、たとえば、乳化重合により架橋微粒子を合成する場合であれば、使用する乳化剤の量により、乳化重合中のミセルの数を制御し、粒径をコントロールできる。 The average particle size of the crosslinked fine particles (E) is 30 to 500 nm, preferably 40 to 200 nm, and more preferably 50 to 120 nm. The method for controlling the particle size is not particularly limited. For example, if the crosslinked fine particles are synthesized by emulsion polymerization, the number of micelles during emulsion polymerization can be controlled by controlling the number of micelles by the amount of emulsifier used. .
なお、本明細書において、架橋微粒子(E)の平均粒径とは、大塚電子製の光散乱流動分布測定装置LPA-3000を用い、架橋微粒子の分散液を常法にしたがって希釈して測定した値である。 In the present specification, the average particle diameter of the crosslinked fine particles (E) was measured by diluting a dispersion of crosslinked fine particles according to a conventional method using a light scattering flow distribution measuring device LPA-3000 manufactured by Otsuka Electronics. Value.
これらの架橋微粒子(E)は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 These crosslinked fine particles (E) may be used alone or in combination of two or more.
また、本発明に係る樹脂組成物において、架橋微粒子(E)の量は、アルカリ可溶性樹脂(B1)(フェノール化合物(B’)を用いる場合は、アルカリ可溶性樹脂(B1)およびフェノール化合物(B’)の合計)100重量部に対して、好ましくは0.1〜50重量部であり、より好ましくは1〜20重量部である。上記量が0.1重量部未満であると、得られる硬化膜の熱衝撃性が低下することがあり、また、50重量部を越えると、耐熱性が低下したり、他成分との相溶性(分散性)が低下することがある。 In the resin composition according to the present invention, the amount of the crosslinked fine particles (E) may be selected from alkali-soluble resin (B1) (when phenol compound (B ′) is used, alkali-soluble resin (B1) and phenol compound (B ′). ) Is preferably from 0.1 to 50 parts by weight, more preferably from 1 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight. If the amount is less than 0.1 parts by weight, the thermal shock resistance of the resulting cured film may be reduced. If the amount is more than 50 parts by weight, the heat resistance may be reduced or the compatibility with other components may be reduced. (Dispersibility) may decrease.
<その他>
本発明に係る樹脂組成物は、必要に応じてさらに溶剤(F)、密着助剤(G)、界面活性剤(H)、その他の添加剤などを含んでいてもよい。<Others>
The resin composition according to the present invention may further contain a solvent (F), an adhesion assistant (G), a surfactant (H), other additives, and the like as necessary.
〔溶剤(F)〕
本発明に用いられる溶剤(F)は、樹脂組成物の取り扱い性を向上させたり、粘度や保存安定性を調節するために添加される。[Solvent (F)]
The solvent (F) used for this invention is added in order to improve the handleability of a resin composition, or to adjust a viscosity or storage stability.
このような溶剤(F)としては、特に制限されず、たとえば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;
プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル等のプロピレングリコールジアルキルエーテル類;
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類、ブチルカルビトール等のカルビトール類;
乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−プロピル、乳酸イソプロピル等の乳酸エステル類;
酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸n−アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸n-ブチル、プロピオン酸イソブチル等の脂肪族カルボン酸エステル類;
3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等の他のエステル類;
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;
2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;
N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類;
γ−ブチロラクン等のラクトン類
などが挙げられる。これらの溶剤(F)は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。Such a solvent (F) is not particularly limited, and examples thereof include ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol monomethyl ether acetate and ethylene glycol monoethyl ether acetate;
Propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether;
Propylene glycol dialkyl ethers such as propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol dipropyl ether, propylene glycol dibutyl ether;
Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate;
Cellosolves such as ethyl cellosolve and butylcellosolve, and carbitols such as butylcarbitol;
Lactic acid esters such as methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate and isopropyl lactate;
Aliphatic carboxylic acid esters such as ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, n-amyl acetate, isoamyl acetate, isopropyl propionate, n-butyl propionate, isobutyl propionate;
Other esters such as methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate;
Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene;
Ketones such as 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, cyclohexanone;
Amides such as N-dimethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone;
Examples include lactones such as γ-butyrolacun. These solvents (F) may be used alone or in combination of two or more.
本発明に係る樹脂組成物において、溶剤(F)の量は、該樹脂組成物中の溶剤(F)以外の成分の合計100重量部に対して、通常40〜900重量部であり、好ましくは60〜400重量部である。 In the resin composition according to the present invention, the amount of the solvent (F) is usually 40 to 900 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total components other than the solvent (F) in the resin composition, preferably 60 to 400 parts by weight.
〔密着助剤(G)〕
本発明に用いられる密着助剤(G)としては、官能性シランカップリング剤が好ましく、たとえば、カルボキシル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、エポキシ基などの反応性置換基を有するシランカップリング剤が挙げられる。具体的には、トリメトキシシリル安息香酸、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、1,3,5−N−トリス(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレートなどが挙げられる。これらの密着助剤(G)は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。[Adhesion aid (G)]
As the adhesion assistant (G) used in the present invention, a functional silane coupling agent is preferable, and examples thereof include a silane coupling agent having a reactive substituent such as a carboxyl group, a methacryloyl group, an isocyanate group, and an epoxy group. It is done. Specifically, trimethoxysilylbenzoic acid, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β -(3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 1,3,5-N-tris (trimethoxysilylpropyl) isocyanurate and the like. These adhesion assistants (G) may be used alone or in combination of two or more.
本発明に係る樹脂組成物において、密着助剤(G)の量は、アルカリ可溶性樹脂(B1)(フェノール化合物(B’)を用いる場合は、アルカリ可溶性樹脂(B1)およびフェノール化合物(B’)の合計)100重量部に対して、好ましくは0.01〜20重量部であり、より好ましくは0.01〜10重量部である。 In the resin composition according to the present invention, the amount of the adhesion assistant (G) is alkali-soluble resin (B1) (when phenol compound (B ′) is used, alkali-soluble resin (B1) and phenol compound (B ′). The total amount is preferably 0.01 to 20 parts by weight, more preferably 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight.
〔界面活性剤(H)〕
界面活性剤(H)は、樹脂組成物の塗布性を向上さるために通常添加される。[Surfactant (H)]
Surfactant (H) is usually added in order to improve the applicability of the resin composition.
このような界面活性剤(H)としては、特に制限されず、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステリアルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレインエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類;
ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアリールエーテル類;
ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキシエチレンジステアレート等のポリオキシエチレンジアルキルエステル類;
ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類;
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー類;
ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類;
ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルのノニオン系界面活性剤;
エフトップEF301、EF303、EF352(トーケムプロダクツ)、メガファックF171、F172、F173(大日本インキ化学工業)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム)、アサヒガードAG710、サーフロンS−381、S−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106、サーフィノールE1004、KH−10、KH−20、KH−30、KH−40(旭硝子)、フタージェント 250、251、222F、FTX−218(ネオス)等のフッ素系界面活性剤;
オルガノシロキサンポリマーKF−640、642、643、KP341、X−70−092、X−70−093(信越化学工業)、SH−28PA、SH−190、SH−193、SZ−6032、SF−8428、DC−57、DC−190(東レ・ダウコーニング・シリコーン)等のシリコン系界面活性剤;
アクリル酸系又はメタクリル酸系共重合体ポリフローNo.75、No.77、No.90、No.95(共栄社油脂化学工業)などが挙げられる。Such a surfactant (H) is not particularly limited, and examples thereof include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene olein ether and the like. Kind;
Polyoxyethylene aryl ethers such as polyoxyethylene octyl phenyl ether and polyoxyethylene nonyl phenyl ether;
Polyoxyethylene dialkyl esters such as polyoxyethylene dilaurate and polyoxyethylene distearate;
Polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as polyoxyethylene octylphenol ether and polyoxyethylene nonylphenol ether;
Polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers;
Sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate;
Nonionic interfaces of polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate Active agent;
EFTOP EF301, EF303, EF352 (Tochem Products), MegaFuck F171, F172, F173 (Dainippon Ink and Chemicals), Florard FC430, FC431 (Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-381, S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106, Surfinol E1004, KH-10, KH-20, KH-30, KH-40 (Asahi Glass), Footage 250, 251, 222F, FTX-218 (Neos), etc. Fluorinated surfactants of
Organosiloxane polymers KF-640, 642, 643, KP341, X-70-092, X-70-093 (Shin-Etsu Chemical), SH-28PA, SH-190, SH-193, SZ-6032, SF-8428, Silicon-based surfactants such as DC-57 and DC-190 (Toray Dow Corning Silicone);
Acrylic acid or methacrylic acid copolymer polyflow no. 75, no. 77, no. 90, no. 95 (Kyoeisha Oil Chemical Co., Ltd.).
これらを単独であるいは2種以上組み合わせて使用することができる。 These can be used alone or in combination of two or more.
界面活性剤(H)の配合量は、樹脂組成物中、通常50〜1000ppmが好ましく、より好ましくは70〜800ppmであり、更に好ましくは100〜500ppmである。50ppm未満の場合は段差を有する基板上等への均一塗布性が悪化することがあり、1000ppmを超える場合は現像時や硬化後の密着性が低下することがある。 The compounding amount of the surfactant (H) is usually preferably 50 to 1000 ppm, more preferably 70 to 800 ppm, and still more preferably 100 to 500 ppm in the resin composition. When it is less than 50 ppm, the uniform coating property on a substrate having a step may be deteriorated, and when it exceeds 1000 ppm, the adhesion during development or after curing may be lowered.
〔その他の添加剤〕
本発明に係る樹脂組成物中には、その他の添加剤として、増感剤、レベリング剤、酸発生剤(酸発生剤(D2)以外の酸発生剤)などを、該樹脂組成物の特性を損なわない程度に含有させてもよい。[Other additives]
In the resin composition according to the present invention, as other additives, a sensitizer, a leveling agent, an acid generator (an acid generator other than the acid generator (D2)), and the like are added to the characteristics of the resin composition. You may make it contain to the extent which is not impaired.
<感放射線性絶縁樹脂組成物の調製方法>
本発明に係る樹脂組成物の調製方法は特に限定されず、通常の調製方法が適用できる。たとえば、サンプル瓶に各成分を中に入れ完全に栓をした後、ウェーブローターの上で撹拌して調製される。樹脂組成物の使用に際しては適宜ろ過を行ったものを用いるのが好ましい。<Method for preparing radiation-sensitive insulating resin composition>
The preparation method of the resin composition concerning this invention is not specifically limited, A normal preparation method is applicable. For example, each component is put in a sample bottle, completely stoppered, and then stirred on a wave rotor. When using a resin composition, it is preferable to use what was filtered suitably.
<硬化物>
本発明に係る硬化物は、上記感放射線性絶縁樹脂組成物を用いて得られる。本発明によれば、シリコン、金、銅、チタン、半田、アルミニウムなど多様な金属に対して、密着性、電気絶縁性、解像度、耐熱衝撃性のバランスに優れた硬化物が得られる。<Hardened product>
The cured product according to the present invention is obtained using the radiation-sensitive insulating resin composition. According to the present invention, a cured product having an excellent balance of adhesion, electrical insulation, resolution, and thermal shock resistance can be obtained for various metals such as silicon, gold, copper, titanium, solder, and aluminum.
本発明の硬化物を形成するには、まず、本発明に係る樹脂組成物を支持体(樹脂付き銅箔、銅張り積層板や金属スパッタ膜付きシリコンウエハーやアルミナ基板など)に塗工し、乾燥させ、溶剤などを揮発させて塗膜を形成する。 In order to form the cured product of the present invention, first, the resin composition according to the present invention is applied to a support (a copper foil with a resin, a copper-clad laminate, a silicon wafer with a metal sputtered film, an alumina substrate, etc.), Dry and volatilize the solvent to form a coating film.
その後、ポジ型の樹脂組成物の場合は、所望のマスクパターンを介して露光し、アルカリ性現像液により現像して、露光部を溶解、除去すれば、所望のポジ型のパターンが得られる。一方、ネガ型の樹脂組成物の場合は、所望のマスクパターンを介して露光し、加熱処理(本明細書において、この加熱処理を「PEB」ともいう。)を行い、フェノール樹脂と架橋剤との反応を促進させる。次いで、アルカリ性現像液により現像して、未露光部を溶解、除去すれば、所望のネガ型のパターンが得られる。 Thereafter, in the case of a positive resin composition, exposure is made through a desired mask pattern, development is performed with an alkaline developer, and the exposed portion is dissolved and removed to obtain a desired positive pattern. On the other hand, in the case of a negative-type resin composition, exposure is performed through a desired mask pattern, and heat treatment (this heat treatment is also referred to as “PEB” in this specification) is performed. Promote the reaction. Next, development is performed with an alkaline developer, and an unexposed portion is dissolved and removed to obtain a desired negative pattern.
上記のようにして得られたパターンの絶縁膜特性を充分に発現させるために、現像後にさらに加熱処理を行って、上記塗膜を充分に硬化させてもよい。 In order to fully express the insulating film characteristics of the pattern obtained as described above, the coating film may be sufficiently cured by further heat treatment after development.
樹脂組成物を支持体に塗工する方法としては、たとえば、ディッピング法、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、スピンコート法などの塗布方法が用いられる。また、塗布膜の厚さは、塗布手段、組成物溶液の固形分濃度や粘度を調節して、適宜制御すればよい。 As a method for applying the resin composition to the support, for example, a coating method such as a dipping method, a spray method, a bar coating method, a roll coating method, or a spin coating method is used. Further, the thickness of the coating film may be appropriately controlled by adjusting the solid content concentration and viscosity of the coating means and the composition solution.
露光に用いられる放射線としては、たとえば、低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、g線ステッパー、i線ステッパー等の紫外線や電子線、レーザー光線などが挙げられる。露光量は、使用する光源や樹脂膜厚などによって適宜選定されるが、たとえば、高圧水銀灯からの紫外線照射の場合、樹脂膜厚10〜50μmでは、1,000〜50,000J/m2程度である。Examples of the radiation used for exposure include ultraviolet rays such as a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a g-line stepper, and an i-line stepper, an electron beam, and a laser beam. The exposure amount is appropriately selected depending on the light source used, the resin film thickness, and the like. For example, in the case of ultraviolet irradiation from a high-pressure mercury lamp, the resin film thickness of 10 to 50 μm is about 1,000 to 50,000 J / m 2 . is there.
上記のように、ネガ型の樹脂組成物を用いる場合は、露光後、現像に先立って、PEB処理を行う。この条件は、上記樹脂組成物の配合量や膜厚などによって異なるが、通常70〜150℃、好ましくは80〜120℃で、1〜60分程度である。 As described above, when a negative resin composition is used, PEB treatment is performed after exposure and prior to development. Although this condition changes with the compounding quantity of the said resin composition, a film thickness, etc., it is 70-150 degreeC normally, Preferably it is 80-120 degreeC, and is about 1 to 60 minutes.
露光後の現像方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、浸漬現像法、パドル現像法などが挙げられる。現像条件は、通常20〜40℃で1〜10分程度である。上記アルカリ性現像液としては、たとえば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、コリンなどのアルカリ性化合物を水に溶解して得られる、濃度が1〜10重量%程度のアルカリ性水溶液が挙げられる。上記アルカリ性水溶液には、たとえば、メタノール、エタノール等の水溶性の有機溶剤や界面活性剤などを適量添加してもよい。なお、上記塗膜は、アルカリ性現像液で現像した後に水で洗浄し、乾燥させる。 Examples of the developing method after exposure include shower developing method, spray developing method, immersion developing method, paddle developing method and the like. The development conditions are usually about 20 to 40 ° C. and about 1 to 10 minutes. Examples of the alkaline developer include an alkaline solution having a concentration of about 1 to 10% by weight obtained by dissolving an alkaline compound such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia water, tetramethylammonium hydroxide and choline in water. An aqueous solution may be mentioned. An appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol, a surfactant, or the like may be added to the alkaline aqueous solution. The coating film is developed with an alkaline developer, washed with water, and dried.
さらに、現像後に行われる上記加熱処理において、硬化条件は特に制限されないが、硬化物の用途に応じて、50〜200℃の温度で30分〜10時間程度加熱して、上記塗膜を硬化させればよい。 Furthermore, in the heat treatment performed after development, the curing conditions are not particularly limited, but the coating film is cured by heating at a temperature of 50 to 200 ° C. for about 30 minutes to 10 hours depending on the use of the cured product. Just do it.
また、得られたパターン状の塗膜の硬化を充分に進行させたり、得られたパターン状の塗膜の変形を防止するために、二段階以上の工程で上記加熱処理を施してもよい。たとえば、第一段階では50〜120℃の温度で5分〜2時間程度加熱し、第二段階では80〜200℃の温度で10分〜10時間程度加熱して、得られたパターン状の塗膜を硬化させてもよい。 In order to sufficiently cure the obtained patterned coating film or to prevent deformation of the obtained patterned coating film, the heat treatment may be performed in two or more steps. For example, in the first stage, heating is performed at a temperature of 50 to 120 ° C. for about 5 minutes to 2 hours, and in the second stage, heating is performed at a temperature of 80 to 200 ° C. for about 10 minutes to 10 hours. The film may be cured.
このような硬化条件であれば、加熱設備としてホットプレート、オーブン、赤外線炉などが使用できる。 Under such curing conditions, a hot plate, oven, infrared furnace or the like can be used as heating equipment.
本発明に係る半導体素子は、上記のようにして形成された硬化膜を有する。この硬化膜は、半導体素子において、表面保護膜や層間絶縁膜などとして好適に使用できる。 The semiconductor element according to the present invention has a cured film formed as described above. This cured film can be suitably used as a surface protective film or an interlayer insulating film in a semiconductor element.
上記半導体素子としては、たとえば、図1および2に示す半導体素子(回路付基板)が挙げられる。図1に示す回路付基板は、まず、基板1上に金属パッド2をパターン状に形成した後、上記樹脂組成物を用いて絶縁膜(硬化膜)3をパターン状に形成する。次いで、金属配線4をパターン状に形成し、さらに絶縁膜(硬化膜)6を形成して得られる。また、図2に示す回路付基板は、図1に示す回路付基板の上にさらに金属配線4をパターン状に形成し、次いで、上記樹脂組成物を用いて絶縁膜(硬化膜)6を形成して得られる。
As said semiconductor element, the semiconductor element (board | substrate with a circuit) shown in FIG. 1 and 2 is mentioned, for example. In the circuit-equipped substrate shown in FIG. 1, first,
[実施例]
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例、比較例における「部」は特に断らない限り重量部の意味で用いる。[Example]
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further more concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the following examples and comparative examples, “parts” are used in terms of parts by weight unless otherwise specified.
また、硬化物の特性については、下記の方法で評価した。 Moreover, about the characteristic of hardened | cured material, it evaluated by the following method.
<解像度>
6インチのシリコンウエハーに感放射線性絶縁樹脂組成物をスピンコートし、ホットプレートを用いて100℃で5分間加熱し、20μm厚の均一な塗膜を作製した。その後、アライナー(Suss Mictotec社製 MA−150)を用い、パターンマスクを介して高圧水銀灯からの紫外線を、波長350nmにおける露光量が3,000J/m2となるように露光した。次いで、2.38重量%テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液を用いて23℃で3分浸漬現像した。得られたパターンの最小寸法を解像度とした。<Resolution>
A 6-inch silicon wafer was spin-coated with the radiation-sensitive insulating resin composition, and heated at 100 ° C. for 5 minutes using a hot plate to prepare a uniform coating film having a thickness of 20 μm. Thereafter, using an aligner (MA-150 manufactured by Suss Mitotec), UV light from a high-pressure mercury lamp was exposed through a pattern mask so that the exposure amount at a wavelength of 350 nm was 3,000 J / m 2 . Subsequently, it was immersed and developed at 23 ° C. for 3 minutes using a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. The minimum dimension of the obtained pattern was taken as the resolution.
<熱衝撃性>
図3、4に示すように、基板12上にパターン状に、表面に金を有する銅箔11を有している熱衝撃性評価用の基材13を用いた。この基材13上に樹脂組成物を塗布し、ホットプレートを用いて110℃で3分間加熱した。これにより、表面に金を有する銅箔11上に、厚さが10μmである樹脂塗膜を作製した。その後、対流式オーブンを用いて190℃で1時間加熱して樹脂塗膜を硬化させて硬化膜を得た。この基材を冷熱衝撃試験器(タバイエスペック(株)社製 TSA-40L)で−65℃/30分〜150℃/30分を1サイクルとして耐性試験を行った。硬化膜にクラックなどの欠陥が発生するまでのサイクル数を100サイクル毎に確認した。<Thermal shock resistance>
As shown in FIGS. 3 and 4, a
<電気絶縁性(マイグレーション試験)>
図5に示すように、基板12上にパターン状の銅箔10を有している熱衝撃性評価用の基材13を用いた。この基材13上に樹脂組成物を塗布し、ホットプレートを用いて110℃で3分間加熱した。これにより、銅箔10上に厚さが10μmである樹脂塗膜を作製した。その後、対流式オーブンを用いて190℃で1時間加熱して樹脂塗膜を硬化させて硬化膜を得た。この基材をマイグレーション評価システム(タバイエスペック(株)社製 AEI,EHS-221MD)に投入し、温度121℃、湿度85%、圧力1.2気圧、印可電圧10Vの条件で200時間処理した。その後、試験基材の抵抗値(Ω)を測定し、絶縁性を確認した。<Electrical insulation (migration test)>
As shown in FIG. 5, the
<密着性>
銅、金、アルミニウムをスパッタしたシリコンウエハーに樹脂組成物を塗布し、ホットプレートで120℃、5分間加熱し、10μm厚の均一な樹脂塗膜を作製した。その後、イナートガスオーブン(窒素下)を用いて、250℃で1時間加熱し、樹脂塗膜を硬化させて硬化膜を得た。この硬化膜をプレッシャークッカー試験装置(タバイエスペック(株)製)で、温度121℃、湿度100%、圧力2.1気圧の条件下で168時間処理した。試験前後での密着性をJIS K 5400に準拠してクロスカット試験(碁盤目テープ法)を行い、評価した。<Adhesion>
The resin composition was applied to a silicon wafer sputtered with copper, gold and aluminum, and heated on a hot plate at 120 ° C. for 5 minutes to produce a uniform resin film having a thickness of 10 μm. Then, using an inert gas oven (under nitrogen), it heated at 250 degreeC for 1 hour, the resin coating film was hardened, and the cured film was obtained. This cured film was treated with a pressure cooker test apparatus (manufactured by Tabai Espec Co., Ltd.) under the conditions of a temperature of 121 ° C., a humidity of 100%, and a pressure of 2.1 atmospheres for 168 hours. The adhesion before and after the test was evaluated by performing a cross-cut test (cross cut tape method) according to JIS K 5400.
また、樹脂組成物の塗布性は、以下のようにして評価した。 Moreover, the applicability | paintability of the resin composition was evaluated as follows.
<塗布性>
図5に示す金属配線パターンが形成された4インチのシリコンウエハに樹脂組成物をスピンコートで塗布し、ホットプレートを用いて110℃で3分間加熱した。得られた樹脂塗膜を以下の基準で目視により評価した。
AA:塗布ムラなし(金属配線上面、金属配線側面およびシリコンウエハ上面も均一に塗布されている)。
BB:金属配線を起点に僅かにストリエーションが見られる。
CC:基板全面において厚さにむらがある。<Applicability>
The resin composition was applied by spin coating to a 4-inch silicon wafer on which the metal wiring pattern shown in FIG. 5 was formed, and heated at 110 ° C. for 3 minutes using a hot plate. The obtained resin coating film was visually evaluated according to the following criteria.
AA: No application unevenness (the upper surface of the metal wiring, the side surface of the metal wiring, and the upper surface of the silicon wafer are also uniformly applied).
BB: Slight striation is observed starting from the metal wiring.
CC: There is uneven thickness on the entire surface of the substrate.
[合成例1]
ポリベンゾオキサゾール前駆体(B2-1)の合成
2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン58.6gをN−メチル−2−ピロリドン400mLおよびトリエチルアミン10.0gに溶解した。イソフタル酸クロリド28.4gのγ−ブチロラクトン400mL溶液を10℃以下で滴下した。滴下終了後室温で3時間、60℃で3時間反応後、蒸留水10Lに入れて沈殿物を回収した。[Synthesis Example 1]
Synthesis of polybenzoxazole precursor (B2-1) 2,8.6 g of 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was dissolved in 400 mL of N-methyl-2-pyrrolidone and 10.0 g of triethylamine. . A solution of 28.4 g of isophthalic acid chloride in 400 mL of γ-butyrolactone was added dropwise at 10 ° C. or lower. After completion of the dropwise addition, the mixture was reacted at room temperature for 3 hours and at 60 ° C. for 3 hours, and then placed in 10 L of distilled water to collect a precipitate.
[合成例2]
m-クレゾール/p-クレゾール=60/40(モル比)からなるクレゾールノボラック樹脂(B2-2)の合成
m−クレゾールとp−クレゾールとをモル比60:40の割合で混合し、これにホルマリンを加え、シュウ酸触媒を用いて常法により縮合して、Mwが6,500のクレゾールノボラック樹脂(B2-2)を得た。[Synthesis Example 2]
Synthesis of cresol novolak resin (B2-2) comprising m-cresol / p-cresol = 60/40 (molar ratio) m-cresol and p-cresol were mixed at a molar ratio of 60:40, and formalin was mixed therewith. Was added and condensed by a conventional method using an oxalic acid catalyst to obtain a cresol novolak resin (B2-2) having an Mw of 6,500.
[合成例3]
p−ヒドロキシスチレン/スチレン共重合体(B2-3)の合成
p−t−ブトキシスチレンおよびスチレンの混合物(p−t−ブトキシスチレン:スチレン=80:20(モル比))合計100重量部をプロピレングリコールモノメチルエーテル150重量部に溶解させ、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持し、アゾビスイソブチロニトリル4重量部を用いて10時間重合させた。その後、反応溶液に硫酸を加え、反応温度を90℃に保持して10時間反応させ、p−t−ブトキシスチレンを脱保護してヒドロキシスチレンに変換した。得られた共重合体に酢酸エチルを加え、水洗を5回繰り返し、酢酸エチル相を分取し、溶剤を除去して、p−ヒドロキシスチレン/スチレン共重合体(B2-3)を得た。[Synthesis Example 3]
Synthesis of p-hydroxystyrene / styrene copolymer (B2-3) A mixture of pt-butoxystyrene and styrene (pt-butoxystyrene: styrene = 80: 20 (molar ratio)) in total 100 parts by weight of propylene The polymer was dissolved in 150 parts by weight of glycol monomethyl ether, the reaction temperature was maintained at 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, and polymerization was carried out for 10 hours using 4 parts by weight of azobisisobutyronitrile. Thereafter, sulfuric acid was added to the reaction solution, the reaction temperature was kept at 90 ° C., and the reaction was carried out for 10 hours. The pt-butoxystyrene was deprotected and converted to hydroxystyrene. Ethyl acetate was added to the obtained copolymer, washing with water was repeated 5 times, the ethyl acetate phase was separated, the solvent was removed, and a p-hydroxystyrene / styrene copolymer (B2-3) was obtained.
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した、共重合体(B2-1)の分子量をしたところ、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は10,000、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)は3.5であった。また、13C−NMR分析の結果、p−ヒドロキシスチレンとスチレンとの共重合モル比は80:20であった。When the molecular weight of the copolymer (B2-1) measured by gel permeation chromatography (GPC) was measured, the polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) was 10,000, the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight. The ratio (Mw / Mn) to (Mn) was 3.5. As a result of 13 C-NMR analysis, the copolymerization molar ratio of p-hydroxystyrene and styrene was 80:20.
[合成例4]
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-[4-[1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]フェニル]エタンと1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸との2.0モル縮合物(D1-1)
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-[4-[1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]フェニル]エタン1モルと1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリド1.5モルとを、ジオキサン中で攪拌しながら溶解させた。次いで、この溶液の入ったフラスコを30℃にコントロールされた水浴中に浸し、内温が30℃一定となった時点で、この溶液にトリエチルアミン1.5モルを、内温が35℃を越えないように滴下ロートを用いてゆっくり滴下した。その後、析出したトリエチルアミン塩酸塩をろ過により取り除き、ろ液を大量の希塩酸中に注ぎこんで析出させた。次いで、析出物をろ取し、40℃にコントロールされた真空乾燥器で一昼夜乾燥してキノンジアジド化合物(D1-1)を得た。[Synthesis Example 4]
2.0 of 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1- [4- [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl] ethane and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid Mole condensate (D1-1)
1 mol of 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1- [4- [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl] ethane and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride 1.5 mol was dissolved in dioxane with stirring. Next, the flask containing the solution was immersed in a water bath controlled at 30 ° C. When the internal temperature became constant at 30 ° C., 1.5 mol of triethylamine was added to the solution, and the internal temperature did not exceed 35 ° C. The solution was slowly dropped using a dropping funnel. Thereafter, the precipitated triethylamine hydrochloride was removed by filtration, and the filtrate was poured into a large amount of dilute hydrochloric acid to cause precipitation. Next, the precipitate was collected by filtration and dried overnight in a vacuum drier controlled at 40 ° C. to obtain a quinonediazide compound (D1-1).
[実施例1]
表1−1に示すとおり、ジスルフィド化合物(A-1)5重量部、ポリベンゾオキサゾール前駆体(B2-1)100重量部、キノンジアジド化合物(D1-1)30重量部および密着助剤(G-1)3重量部を溶剤(F-1)200重量部に溶解させ、樹脂組成物を調製した。この組成物から得られる硬化膜の特性、およびこの組成物の塗布性を上記評価方法により測定した。得られた結果を表2および3に示す。[Example 1]
As shown in Table 1-1, 5 parts by weight of a disulfide compound (A-1), 100 parts by weight of a polybenzoxazole precursor (B2-1), 30 parts by weight of a quinonediazide compound (D1-1) and an adhesion assistant (G- 1) 3 parts by weight was dissolved in 200 parts by weight of solvent (F-1) to prepare a resin composition. The properties of the cured film obtained from this composition and the applicability of this composition were measured by the above evaluation methods. The obtained results are shown in Tables 2 and 3.
[実施例2〜4]
表1−1に示した成分からなる組成物を実施例1と同様に調製し、この組成物から得られる硬化膜の特性、およびこの組成物の塗布性を実施例1と同様に測定した。得られた結果を表2および3に示す。[Examples 2 to 4]
A composition comprising the components shown in Table 1-1 was prepared in the same manner as in Example 1, and the properties of the cured film obtained from this composition and the coating properties of this composition were measured in the same manner as in Example 1. The obtained results are shown in Tables 2 and 3.
[比較例1〜3]
表1−1に示した成分からなる組成物を実施例1と同様に調製し、この組成物から得られる硬化膜の特性、およびこの組成物の塗布性を実施例1と同様に測定した。得られた結果を表2および3に示す。[Comparative Examples 1-3]
A composition comprising the components shown in Table 1-1 was prepared in the same manner as in Example 1, and the properties of the cured film obtained from this composition and the coating properties of this composition were measured in the same manner as in Example 1. The obtained results are shown in Tables 2 and 3.
[実施例5]
表1−2に示すとおり、ジスルフィド化合物(A-1)5重量部、クレゾールノボラック樹脂(B2-2)100重量部、ヘキサメトキシメチルメラミン(C-1)15重量部、プロピレングリコールジグリシジルエーテル(C-3)5重量部、光酸発生剤(D2-1)3重量部、密着助剤(G-1)3重量部およびフタージェント251(H-1)を溶剤(F-1)200重量部に溶解させ、樹脂組成物を調製した。この組成物から得られる硬化膜の特性、およびこの組成物の塗布性を上記評価方法により測定した。得られた結果を表2および3に示す。[Example 5]
As shown in Table 1-2, 5 parts by weight of disulfide compound (A-1), 100 parts by weight of cresol novolac resin (B2-2), 15 parts by weight of hexamethoxymethylmelamine (C-1), propylene glycol diglycidyl ether ( C-3) 5 parts by weight, 3 parts by weight of a photoacid generator (D2-1), 3 parts by weight of an adhesion assistant (G-1), and 200% by weight of solvent 251 (H-1) as solvent (F-1) The resin composition was prepared by dissolving in part. The properties of the cured film obtained from this composition and the applicability of this composition were measured by the above evaluation methods. The obtained results are shown in Tables 2 and 3.
[実施例6]
表1−2に示した成分からなる組成物を実施例5と同様に調製し、この組成物から得られる硬化膜の特性、およびこの組成物の塗布性を実施例5と同様に測定した。得られた結果を表2および3に示す。[Example 6]
A composition comprising the components shown in Table 1-2 was prepared in the same manner as in Example 5, and the properties of the cured film obtained from this composition and the coating properties of this composition were measured in the same manner as in Example 5. The obtained results are shown in Tables 2 and 3.
表1−1、1−2に記載の各成分は、以下のとおりである。 Each component described in Tables 1-1 and 1-2 is as follows.
<ジスルフィド化合物(A)>
A-1:ジチオビスフェノール(東洋化成製)
A-2:2−ヒドロキシエチルジスルフィド(Aldrich製)
<アルカリ可溶性樹脂(B1)>
[フェノール樹脂(B2)]
B2-1:ポリベンゾオキサゾール前駆体
B2-2:m-クレゾール/p-クレゾール=60/40(モル比)からなるクレゾールノボラック樹脂(Mw=6,500)
B2-3:p-ヒドロキシスチレン/スチレン=80/20(モル比)からなる共重合体、ポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)=10,000
<架橋剤(C)>
C-1:ヘキサメトキシメチルメラミン(三井サイテック(株)製、商品名;サイメル300)
C-2:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製、商品名;EP-828)
C-3:プロピレングリコールジグリシジルエーテル(共栄社(株)製、商品名;エポライト70P)
<感放射線性化合物(D)>
[キノンジアジド化合物(D1)]
D1-1:1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-[4-[1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]フェニル]エタンと1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸との2.0モル縮合物
[光酸発生剤(D2)]
D2-1:4,7-ジ-n-ブトキシナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート
<架橋微粒子(E)>
E-1:ブタジエン/ヒドロキシブチルメタクリレート/メタクリル酸/ジビニルベンゼン=60/32/6/2(重量%)、Tg=−40℃、平均粒径=65nm
E-2:ブタジエン/スチレン/ヒドロキシブチルメタクリレート/ジビニルベンゼン=60/24/14/2(重量%)、Tg=−35℃、平均粒径=70nm
<密着助剤(G)>
G-1:γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(チッソ(株)製、商品名;S-510)
G-2:1,3,5−N-トリス(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート(GE東芝シリコーン(株)製;Y11597)
<溶剤(F)>
F-1:N-メチルピロリドン
F-2:乳酸エチル
<界面活性剤(H)>
H−1:フタージェント251(ネオス(株)製、商品名)
H−2:ポリフローNo.90(共栄社化学(株)製、商品名)<Disulfide compound (A)>
A-1: Dithiobisphenol (Toyo Kasei)
A-2: 2-hydroxyethyl disulfide (Aldrich)
<Alkali-soluble resin (B1)>
[Phenolic resin (B2)]
B2-1: Polybenzoxazole precursor
B2-2: Cresol novolak resin (Mw = 6,500) consisting of m-cresol / p-cresol = 60/40 (molar ratio)
B2-3: Copolymer comprising p-hydroxystyrene / styrene = 80/20 (molar ratio), polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) = 10,000
<Crosslinking agent (C)>
C-1: Hexamethoxymethylmelamine (Mitsui Cytec Co., Ltd., trade name: Cymel 300)
C-2: Bisphenol A epoxy resin (Japan Epoxy Resin Co., Ltd., trade name: EP-828)
C-3: Propylene glycol diglycidyl ether (manufactured by Kyoeisha Co., Ltd., trade name: Epolite 70P)
<Radiation sensitive compound (D)>
[Quinonediazide compound (D1)]
D1-1: 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1- [4- [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl] ethane and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfone 2.0 molar condensate with acid [photoacid generator (D2)]
D2-1: 4,7-di-n-butoxynaphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate <crosslinked fine particles (E)>
E-1: butadiene / hydroxybutyl methacrylate / methacrylic acid / divinylbenzene = 60/32/6/2 (% by weight), Tg = −40 ° C., average particle diameter = 65 nm
E-2: Butadiene / styrene / hydroxybutyl methacrylate / divinylbenzene = 60/24/14/2 (wt%), Tg = −35 ° C., average particle size = 70 nm
<Adhesion aid (G)>
G-1: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Chisso Corporation, trade name: S-510)
G-2: 1,3,5-N-tris (trimethoxysilylpropyl) isocyanurate (GE Toshiba Silicone Co., Ltd .; Y11597)
<Solvent (F)>
F-1: N-methylpyrrolidone
F-2: Ethyl lactate <Surfactant (H)>
H-1: Footogen 251 (trade name, manufactured by Neos Co., Ltd.)
H-2: Polyflow No. 90 (trade name, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
本発明に係る感放射線性絶縁樹脂組成物によれば、電気絶縁性、解像度、密着性および耐熱衝撃性にバランスよく優れた硬化物が得られる。このため、上記硬化物は、半導体素子などの層間絶縁膜(パッシベーション膜)および表面保護膜(オーバーコート膜)として好適に用いられる。 According to the radiation-sensitive insulating resin composition according to the present invention, a cured product having an excellent balance between electrical insulation, resolution, adhesion, and thermal shock resistance can be obtained. For this reason, the said hardened | cured material is used suitably as interlayer insulation films (passivation film | membrane) and surface protective films (overcoat film | membrane), such as a semiconductor element.
Claims (11)
感放射線性化合物(D)が、キノンジアジド化合物(D1)である
ことを特徴とする感放射線性絶縁樹脂組成物。Hydroxyl, vinyl group, having a reactive group selected from the group consisting of a mercapto group and an aldehyde group, and, seen containing a compound having a disulfide structure (A), resin (B) and radiation-sensitive compound (D),
A radiation-sensitive insulating resin composition , wherein the radiation-sensitive compound (D) is a quinonediazide compound (D1) .
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