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JP5486381B2 - Positive photosensitive resin composition and method for producing relief pattern using the same - Google Patents
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Positive photosensitive resin composition and method for producing relief pattern using the same Download PDF

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Description

本発明は、電気、電子絶縁材料、特に半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜、バッファーコートとして有用なポリベンズオキサゾールのレリーフパターンの製造方法、及びそれに使用するポジ型感光性樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a method for producing a relief pattern of polybenzoxazole useful as an electrical and electronic insulating material, particularly a surface protective film for semiconductor elements, an interlayer insulating film, and a buffer coat, and a positive photosensitive resin composition used therefor.

レリーフパターンは一般的に、感光性樹脂組成物を有機溶媒に溶解してフィルム状に成形し、次いでフィルムを活性光線でパターン露光して現像液で現像することによって製造される。電気、電子絶縁材料用のレリーフパターンを構成する樹脂としては、優れた耐熱性と電気特性、機械特性等を併せ持つポリイミド樹脂が従来より用いられている。一方、近年、半導体素子の高集積化、大型化が進む中、封止樹脂パッケージの薄型化、小型化の要求があり、LOC(リード・オン・チップ)や半田リフローによる表面実装などの方式が取られてきており、これまで以上に機械特性、耐熱性等に優れた樹脂が必要とされるようになってきた。   A relief pattern is generally produced by dissolving a photosensitive resin composition in an organic solvent to form a film, and then pattern-exposing the film with actinic rays and developing it with a developer. As a resin constituting the relief pattern for electrical and electronic insulating materials, a polyimide resin having both excellent heat resistance, electrical characteristics, mechanical characteristics, and the like has been conventionally used. On the other hand, in recent years, with the progress of higher integration and larger size of semiconductor elements, there is a demand for thinner and smaller sealing resin packages. There are methods such as surface mounting by LOC (lead on chip) or solder reflow. As a result, a resin excellent in mechanical properties, heat resistance and the like has been required more than ever.

このような要求に答えるため、レリーフパターンを構成する樹脂としてポリイミド樹脂の代わりにポリベンズオキサゾール樹脂を使用することが提案されている。ポリベンズオキサゾール樹脂は、機械特性及び耐熱性に優れるが、有機溶媒に対する溶解性が極めて低いため、そのままではフィルム状に成形することが困難である。そこで、ポリベンズオキサゾール樹脂を使用したレリーフパターンは、ポリベンズオキサゾール樹脂の前駆体(ポリアミド)を有機溶媒に溶解してフィルム状に成形し、パターン露光して現像した後で、加熱閉環により前駆体をポリベンズオキサゾール樹脂に変換することによって製造されているが、この前駆体を経由する方法でも、前駆体の溶解度は十分高いと言えず、さらなる改良が求められている。   In order to meet such requirements, it has been proposed to use a polybenzoxazole resin instead of a polyimide resin as a resin constituting the relief pattern. A polybenzoxazole resin is excellent in mechanical properties and heat resistance, but has a very low solubility in an organic solvent, so that it is difficult to form into a film as it is. Therefore, a relief pattern using a polybenzoxazole resin is prepared by dissolving a polybenzoxazole resin precursor (polyamide) in an organic solvent, forming it into a film shape, pattern exposure and development, and then heating the ring to close the precursor. Is converted to polybenzoxazole resin. However, even in the method via this precursor, the solubility of the precursor cannot be said to be sufficiently high, and further improvement is required.

前駆体の溶解度を向上させる方法としては、トリフルオロメチル基のような嵩高い基を有するメチレン基等を分子鎖中に導入することが提案されている(特許文献1参照)。この方法は、前駆体の溶解度をある程度向上させるが、前駆体中のメチレン基が最終的なポリベンズオキサゾール樹脂中にも残っているので、ポリベンズオキサゾール樹脂の利点である耐熱性や機械特性の高さが損われてしまうという問題があった。また、この前駆体は、その構造上、十分なi線(365nm)及びg線(436nm)透過率を有するものとは言えず、レリーフパターン形成時のフィルム感度が十分ではなかった。   As a method for improving the solubility of the precursor, it has been proposed to introduce a methylene group having a bulky group such as a trifluoromethyl group into the molecular chain (see Patent Document 1). Although this method improves the solubility of the precursor to some extent, since the methylene group in the precursor remains in the final polybenzoxazole resin, the heat resistance and mechanical properties, which are the advantages of the polybenzoxazole resin, are improved. There was a problem that the height was lost. Further, this precursor cannot be said to have sufficient i-line (365 nm) and g-line (436 nm) transmittance due to its structure, and the film sensitivity at the time of forming the relief pattern was not sufficient.

特開2000−143805号公報JP 2000-143805 A

本発明は、かかる従来技術の現状に鑑み創案されたものであり、その目的は、高い溶解度及びi線、g線透過率を有しながら最終的なポリベンズオキサゾール樹脂の耐熱性及び機械特性を損わないポリベンズオキサゾールの前駆体を使用したレリーフパターンの製造方法、及びかかる製造方法に使用するためのポジ型感光性樹脂組成物を提供することにある。   The present invention was devised in view of the current state of the prior art, and its purpose is to improve the heat resistance and mechanical properties of the final polybenzoxazole resin while having high solubility and i-line and g-line transmittance. An object of the present invention is to provide a method for producing a relief pattern using a polybenzoxazole precursor which is not damaged, and a positive photosensitive resin composition for use in such a production method.

本発明者らは、かかる目的を達成するためにポリベンズオキサゾール樹脂の前駆体ポリアミド中に導入する置換基の種類とその導入位置について鋭意検討した結果、ポリアミドのヒドロキシ基をtert−ブトキシカルボニル基(以下、t−Boc基とも称する)で置換することによって、ポリアミドの有機溶媒に対する溶解度及びi線、g線透過率を高めることができること、また、このt−Boc基は、このポリアミドの加熱閉環時に樹脂から遊離し、最終的なポリベンズオキサゾール中には存在しないこと、その結果、ポリベンズオキサゾール本来の耐熱性及び機械特性の高さは損われないことを見出し、本発明を完成させた。   In order to achieve such an object, the present inventors have intensively studied the types of substituents to be introduced into the precursor polyamide of the polybenzoxazole resin and the introduction positions thereof. As a result, the hydroxy group of the polyamide was converted to a tert-butoxycarbonyl group ( (Hereinafter, also referred to as a t-Boc group), the solubility of the polyamide in an organic solvent and the i-line and g-line transmittance can be increased. It was found that it was released from the resin and was not present in the final polybenzoxazole, and as a result, the original heat resistance and high mechanical properties of polybenzoxazole were not impaired, and the present invention was completed.

即ち、本発明によれば、以下の(1)、(2)の構成が提供される。
{1} (i)下記一般式[I]で表されるポリアミドを光酸発生剤と共に有機溶媒に溶解して溶液を調製する工程

Figure 0005486381
(式中、Rはtert−ブトキシカルボニル基を表すが、n個の繰返し単位中の一部は、Rが水素原子であっても良く、nは50以上の整数を表す。);
(ii)(i)で調製された溶液をキャストしてポリアミドフィルムを得る工程;
(iii)(ii)で得られたポリアミドフィルムを活性光線でパターン露光する工程;
(iv)(iii)で露光されたポリアミドフィルムをアルカリ溶液で現像して露光部分を除去する工程;及び
(v)(iv)で露光部分を除去されたポリアミドフィルムを加熱してフィルム中のポリアミドをポリベンズオキサゾールに変換する工程
を含むことを特徴とするレリーフパターンの製造方法。
(2) 一般式[I]で表されるポリアミドと光酸発生剤を含有することを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。 That is, according to the present invention, the following configurations (1) and (2) are provided.
{1} (i) A step of preparing a solution by dissolving a polyamide represented by the following general formula [I] in an organic solvent together with a photoacid generator
Figure 0005486381
(Wherein, it represents a R 1 is tert- butoxycarbonyl group, a portion in the n repeating units, may be R 1 is hydrogen atom, n is an integer of more than 50.);
(Ii) a step of casting the solution prepared in (i) to obtain a polyamide film;
(Iii) pattern exposure of the polyamide film obtained in (ii) with actinic rays;
(Iv) a step of developing the polyamide film exposed in (iii) with an alkaline solution to remove the exposed portion; and (v) heating the polyamide film from which the exposed portion has been removed in (iv) to form a polyamide in the film. The manufacturing method of the relief pattern characterized by including the process of converting into polybenzoxazole.
(2) A positive photosensitive resin composition comprising a polyamide represented by the general formula [I] and a photoacid generator.

本発明のレリーフパターンの製造方法は、ヒドロキシ基の少なくとも一部がt−Boc基で置換されたポリアミドを前駆体として使用しているため、有機溶媒に対する溶解度が高く、フィルム成形が容易である。また、t−Boc基で置換されたポリアミドは、i線及びg線透過率が高いため、レリーフパターン形成時のフィルム感度も高い。さらに、前駆体ポリアミド中に存在するt−Boc基は、最終的なポリベンズオキサゾールフィルムに残らないため、得られたレリーフパターンは、ポリベンズオキサゾール本来の優れた耐熱性及び機械特性を示す。   The method for producing a relief pattern of the present invention uses a polyamide in which at least a part of the hydroxy group is substituted with a t-Boc group as a precursor, so that the solubility in an organic solvent is high and film formation is easy. Moreover, since the polyamide substituted by t-Boc group has high i line | wire and g line | wire transmittance, the film sensitivity at the time of relief pattern formation is also high. Furthermore, since the t-Boc group present in the precursor polyamide does not remain in the final polybenzoxazole film, the obtained relief pattern exhibits the excellent heat resistance and mechanical properties inherent to polybenzoxazole.

図1は、t−Boc置換ポリアミド及び無置換ポリアミドのUV−VIS吸収スペクトルを示す。FIG. 1 shows UV-VIS absorption spectra of t-Boc substituted polyamide and unsubstituted polyamide. 図2は、t−Boc置換ポリアミド及び無置換ポリアミドを窒素気流中で示差熱分析した結果を示す。FIG. 2 shows the results of differential thermal analysis of t-Boc substituted polyamide and unsubstituted polyamide in a nitrogen stream.

本発明は、前駆体ポリアミドを介してポリベンズオキサゾール樹脂からレリーフパターンを製造する方法において、前駆体ポリアミドとして特定の置換ポリアミドを使用することを特徴とするものである。   The present invention is characterized in that a specific substituted polyamide is used as a precursor polyamide in a method for producing a relief pattern from a polybenzoxazole resin via a precursor polyamide.

まず、本発明で使用する置換ポリアミドについて説明する。本発明で使用する置換ポリアミドは、以下の一般式[I]で表されるものである。

Figure 0005486381
First, the substituted polyamide used in the present invention will be described. The substituted polyamide used in the present invention is represented by the following general formula [I].
Figure 0005486381

上記一般式[I]中、Rはtert−ブトキシカルボニル基(t−Boc基)を表すが、n個の繰返し単位中の一部は、Rが水素原子であっても良い。ポリアミドは通常、アミド基に対してオルト位にヒドロキシ基を有しており、有機溶媒に対する溶解性に劣るが、本発明の置換ポリアミドでは、ヒドロキシ基の少なくとも一部がt−Boc基で置換されているため、有機溶媒に対する溶解性に優れる。 In the general formula [I], R 1 represents a tert-butoxycarbonyl group (t-Boc group), and R 1 may be a hydrogen atom in a part of the n repeating units. Polyamide usually has a hydroxy group in the ortho position relative to the amide group and is poor in solubility in an organic solvent. However, in the substituted polyamide of the present invention, at least a part of the hydroxy group is substituted with a t-Boc group. Therefore, it has excellent solubility in organic solvents.

本発明で使用する置換ポリアミドは、n個の繰返し単位中のヒドロキシ基の全てがt−Boc基で置換されているものだけでなく、少なくとも一部が置換されずに残っているものも含む。ヒドロキシ基のt−Boc基への置換反応の条件によっては、一部のヒドロキシ基が未置換のまま残ることがあるからである。具体的には、ヒドロキシ基のt−Boc基での置換割合は、50%以上であることが好ましく、さらに好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上である。置換割合が上記下限値未満であると、得られた置換ポリアミドの有機溶剤への溶解度が低くなるおそれがある。   The substituted polyamide used in the present invention includes not only those in which all of the hydroxy groups in n repeating units are substituted with t-Boc groups, but also those in which at least a part remains unsubstituted. This is because some hydroxy groups may remain unsubstituted depending on the conditions for the substitution reaction of the hydroxy group to the t-Boc group. Specifically, the substitution ratio of the hydroxy group with the t-Boc group is preferably 50% or more, more preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and particularly preferably 90% or more. When the substitution ratio is less than the lower limit, the solubility of the obtained substituted polyamide in an organic solvent may be lowered.

また、一般式[I]で表されるポリアミドの繰返し数nは、50以上の整数であり、好ましくは100以上、さらに好ましくは200以上の整数である。繰返し数nが上記下限値未満であると、成形して得られるポリアミドフィルムおよびその後加熱閉環して得られるポリベンズオキサゾールフィルムが脆くなるおそれがある。また、繰返し数nの上限値は特に限定されないが、ポリアミド溶液の粘度が高すぎると、流動性が低くなり、フィルムへの成形が困難になるという観点から一般的に2000程度である。   Further, the repeating number n of the polyamide represented by the general formula [I] is an integer of 50 or more, preferably 100 or more, more preferably 200 or more. If the number of repetitions n is less than the lower limit, the polyamide film obtained by molding and the polybenzoxazole film obtained by subsequent heat ring closure may become brittle. The upper limit of the number of repetitions n is not particularly limited, but is generally about 2000 from the viewpoint that if the viscosity of the polyamide solution is too high, the fluidity becomes low and it becomes difficult to form a film.

一般式[I]中のRは、保護基に相当するが、本発明では、この保護基がt−Boc基であることが重要である。t−Boc基以外の保護基、例えば、メチル基、エチル基、フェニル基、ベンジル基等では、これらの基をポリアミドの水酸基へ置換しようとすると、水酸化ナトリウム等が存在する塩基性条件下で、相当するハロゲン化物を反応させることになるが、この場合、ポリアミドの溶解性が低いため、およびアミド基部位での加水分解等が起こるため、置換反応を行うことは容易ではない。また、仮に置換できたとしても、脱保護基の反応は、パラジウムカーボンや強酸の存在下で行わざるを得ないため、ポリアミドの状態で製膜して脱保護を行った後、ポリアミドからポリベンズオキサゾールへの閉環反応を行う本発明の方法にはそぐわない。さらに、フェニル基等で置換した場合、ポリアミドの紫外線吸収波長が長波長側へシフトするため、ポリアミドのi線、g線透過性が低下してしまい、レリーフパターン形成時のフィルム感度が不十分になる。一方、保護基がt−Boc基であれば、ポリアミドの水酸基への置換が容易でi線及びg線透過性に優れ、かつポリアミドからポリベンズオキサゾールへの閉環反応時にt−Boc基が比較的容易に外れるため、閉環反応が十分に進行する。 R 1 in the general formula [I] corresponds to a protecting group. In the present invention, it is important that this protecting group is a t-Boc group. For protecting groups other than the t-Boc group, for example, methyl group, ethyl group, phenyl group, benzyl group, etc., when these groups are substituted with the hydroxyl group of polyamide, under basic conditions in which sodium hydroxide exists. In this case, since the solubility of the polyamide is low and hydrolysis at the amide group site occurs, it is not easy to perform the substitution reaction. Even if the substitution can be made, the reaction of the deprotecting group must be carried out in the presence of palladium carbon or a strong acid. It is not suitable for the method of the present invention for carrying out the ring closure reaction to oxazole. Furthermore, when substituted with a phenyl group or the like, the ultraviolet absorption wavelength of the polyamide shifts to the longer wavelength side, so that the i-line and g-line transmittance of the polyamide decreases, and the film sensitivity at the time of relief pattern formation is insufficient. Become. On the other hand, if the protecting group is a t-Boc group, the substitution of the polyamide to the hydroxyl group is easy, the i-line and g-line permeability is excellent, and the t-Boc group is relatively relatively present during the ring-closing reaction from polyamide to polybenzoxazole. Since it comes off easily, the ring closure reaction proceeds sufficiently.

一般式[I]で表されるポリアミドは、例えば、以下の工程を含む製造方法によって製造することができる。
(a)シリル化4,6−ジアミノレゾルシノールとテレフタル酸クロライドとを反応させ、アミド基に対してオルト位にヒドロキシ基を有するポリアミドを合成する工程;および
(b)合成されたポリアミド中の少なくとも一部のヒドロキシ基をtert−ブトキシカルボニル基で置換し、置換ポリアミドを得る工程。
The polyamide represented by the general formula [I] can be produced, for example, by a production method including the following steps.
(A) reacting silylated 4,6-diaminoresorcinol with terephthalic acid chloride to synthesize a polyamide having a hydroxy group in the ortho position relative to the amide group; and (b) at least one of the synthesized polyamides. A step of substituting part of the hydroxy group with a tert-butoxycarbonyl group to obtain a substituted polyamide.

工程(a)で使用されるシリル化4,6−ジアミノレゾルシノールは、例えば市販の4,6−ジアミノレゾルシノール二塩酸塩を有機溶媒中でシリル化剤とともに加熱して反応させることによって得ることができる(以下の式1参照)。式1の反応終了後、減圧蒸留を行って目的のシリル化物を単離する。

Figure 0005486381
Silylated 4,6-diaminoresorcinol used in step (a) can be obtained, for example, by reacting commercially available 4,6-diaminoresorcinol dihydrochloride with a silylating agent in an organic solvent. (See Equation 1 below). After completion of the reaction of Formula 1, vacuum distillation is performed to isolate the desired silylated product.
Figure 0005486381

式1の反応におけるシリル化剤としては、一般的なシリル化剤を使用することができ、具体的には、ヘキサメチルジシラザン、クロロトリメチルシラン、またはこれらの混合物を使用することができる。有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族系の溶媒やテトラヒドロフラン、四塩化炭素等を脱水処理したものを使用することができる。反応温度は、通常80〜130℃である。反応時間は、通常1時間〜100時間である。反応時間が1時間未満の場合、未反応物が多くなるおそれがあり、100時間より長い場合、生成物の分解が起こり収率が低下するおそれがある。   As the silylating agent in the reaction of Formula 1, a general silylating agent can be used. Specifically, hexamethyldisilazane, chlorotrimethylsilane, or a mixture thereof can be used. As the organic solvent, aromatic solvents such as benzene, toluene, xylene and anisole, and those obtained by dehydration treatment of tetrahydrofuran, carbon tetrachloride and the like can be used. The reaction temperature is usually 80 to 130 ° C. The reaction time is usually 1 hour to 100 hours. If the reaction time is less than 1 hour, the amount of unreacted substances may increase. If the reaction time is longer than 100 hours, the product may be decomposed and the yield may be reduced.

工程(a)で使用されるテレフタル酸クロライドは、例えばテレフタル酸とチオニルクロライドとを反応させることによって得ることができる(以下の式2参照)。

Figure 0005486381
The terephthalic acid chloride used in the step (a) can be obtained, for example, by reacting terephthalic acid with thionyl chloride (see Formula 2 below).
Figure 0005486381

また、工程(a)のテレフタル酸クロライドは、市販品を使用しても良い。いずれの場合においても、高重合度のポリアミドを得るためには、有機溶媒から再結晶により精製することが望ましい。この有機溶媒としては、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン等を使用することができる。   Moreover, a commercial item may be used for the terephthalic acid chloride of a process (a). In either case, in order to obtain a polyamide with a high degree of polymerization, it is desirable to purify by recrystallization from an organic solvent. As this organic solvent, hexane, cyclohexane, cyclohexanone, or the like can be used.

工程(a)では、上述のようにして調製したシリル化4,6−ジアミノレゾルシノールとテレフタル酸クロライドとを反応させ、アミド基に対してオルト位にヒドロキシ基を有するポリアミドを合成する(以下の式3参照)。この工程は、具体的には、シリル化4,6−ジアミノレゾルシノールとテレフタル酸クロライドを正確に等モル量仕込み、有機溶媒中で低温で反応させることにより行うことができる。

Figure 0005486381
In step (a), the silylated 4,6-diaminoresorcinol prepared as described above and terephthalic acid chloride are reacted to synthesize a polyamide having a hydroxy group in the ortho position relative to the amide group (the following formula 3). Specifically, this step can be performed by preparing an exact equimolar amount of silylated 4,6-diaminoresorcinol and terephthalic acid chloride and reacting them in an organic solvent at a low temperature.
Figure 0005486381

式3の反応における有機溶媒としては、ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ピリジン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、四塩化炭素、クロロホルム、テトラクロロエタン等を脱水処理したものを使用することができる。反応温度は、使用する有機溶媒の種類により異なるが、通常−10〜60℃であり、好ましくは−10〜20℃である。反応時間は、通常1時間〜24時間であり、好ましくは1時間〜12時間である。   As an organic solvent in the reaction of Formula 3, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, pyridine, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, carbon tetrachloride, chloroform, tetrachloroethane and the like are dehydrated. Can be used. Although reaction temperature changes with kinds of organic solvent to be used, it is -10-60 degreeC normally, Preferably it is -10-20 degreeC. The reaction time is usually 1 hour to 24 hours, preferably 1 hour to 12 hours.

式3の反応終了後、所望により、反応液を大量のアルコール中へ滴下してポリアミドを沈殿させ、固体としてろ取し、アルコールで洗浄する。このアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等を使用することができる。   After completion of the reaction of Formula 3, if desired, the reaction solution is dropped into a large amount of alcohol to precipitate polyamide, which is filtered off as a solid and washed with alcohol. As this alcohol, methanol, ethanol, propanol, butanol and the like can be used.

工程(a)の反応中または反応後処理中に、シリル基が脱離してしまうため、工程(a)で合成されたポリアミドは、有機溶媒に対する溶解性がかなり低い。従って、これを有機溶媒に溶解してキャスト製膜することは極めて困難であり、得られるフィルムの強度も極めて低い。そこで、一般的な有機溶媒に対する溶解度を上げるため、工程(b)において、工程(a)で合成されたポリアミド中の少なくとも一部のヒドロキシ基をtert−ブトキシカルボニル基(t−Boc基とも称する)で置換し、置換ポリアミドを得る(以下の式4参照)。この工程は、具体的には、工程(a)で合成されたポリアミドと二炭酸ジ−tert−ブチルを有機溶媒中で塩基性物質の存在下で反応させることにより行うことができる。

Figure 0005486381
Since the silyl group is eliminated during the reaction in the step (a) or during the post-reaction treatment, the polyamide synthesized in the step (a) has a considerably low solubility in an organic solvent. Therefore, it is very difficult to dissolve this in an organic solvent to form a cast film, and the strength of the resulting film is extremely low. Therefore, in order to increase the solubility in a general organic solvent, in step (b), at least some of the hydroxy groups in the polyamide synthesized in step (a) are tert-butoxycarbonyl groups (also referred to as t-Boc groups). To obtain a substituted polyamide (see Formula 4 below). Specifically, this step can be performed by reacting the polyamide synthesized in step (a) with di-tert-butyl dicarbonate in an organic solvent in the presence of a basic substance.
Figure 0005486381

式4の反応における有機溶媒としては、ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ピリジン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、トルエン、ベンゼン、ピリジン、アニソール等を使用することができる。塩基性物質としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、トリエチルアミン、トリメチルアミン、アンモニア等を使用することができる。反応温度は、通常0〜50℃であり、好ましくは0〜35℃である。反応時間は、通常0.5時間〜50時間であり、好ましくは0.5時間〜30時間である。   As an organic solvent in the reaction of Formula 4, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, pyridine, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, toluene, benzene, pyridine, anisole, etc. should be used. Can do. As the basic substance, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, triethylamine, trimethylamine, ammonia and the like can be used. The reaction temperature is usually 0-50 ° C, preferably 0-35 ° C. The reaction time is usually 0.5 hours to 50 hours, preferably 0.5 hours to 30 hours.

式4の反応終了後、所望により、反応液を水またはアルコール中に滴下して置換ポリアミドを沈殿させ、固体としてろ取し、水またはアルコールで良く洗浄して置換ポリアミドを精製する。このアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等を使用することができる。   After completion of the reaction of Formula 4, if desired, the reaction solution is dropped into water or alcohol to precipitate the substituted polyamide, which is filtered as a solid and washed well with water or alcohol to purify the substituted polyamide. As this alcohol, methanol, ethanol, propanol, butanol and the like can be used.

次に、本発明のレリーフパターンの製造方法について説明する。本発明のレリーフパターンの製造方法は、以下の工程を含むことを特徴とする:
(i)一般式[I]で表されるポリアミドを光酸発生剤と共に有機溶媒に溶解して溶液を調製する工程;
(ii)(i)で調製された溶液をキャストしてポリアミドフィルムを得る工程;
(iii)(ii)で得られたポリアミドフィルムを活性光線でパターン露光する工程;
(iv)(iii)で露光されたポリアミドフィルムをアルカリ溶液で現像して露光部分を除去する工程;及び
(v)(iv)で露光部分を除去されたポリアミドフィルムを加熱してフィルム中のポリアミドをポリベンズオキサゾールに変換する工程。
Next, the manufacturing method of the relief pattern of this invention is demonstrated. The method for producing a relief pattern according to the present invention includes the following steps:
(I) a step of preparing a solution by dissolving the polyamide represented by the general formula [I] in an organic solvent together with a photoacid generator;
(Ii) a step of casting the solution prepared in (i) to obtain a polyamide film;
(Iii) pattern exposure of the polyamide film obtained in (ii) with actinic rays;
(Iv) a step of developing the polyamide film exposed in (iii) with an alkaline solution to remove the exposed portion; and (v) heating the polyamide film from which the exposed portion has been removed in (iv) to form a polyamide in the film. The step of converting to polybenzoxazole.

工程(i)において使用する光酸発生剤は、活性光線照射により酸を発生する化合物である。光酸発生剤としては、光照射によりブレンステッド酸を生じる化合物が使用される。これらは、各種のオニウム塩やスルホン酸エステル等に大別され、ジアゾナフトキノン系、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩などが挙げられる。具体的には、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸の低分子ヒドドロキシベンゼン、2−および4−メチルーフェノール、4,4’−ヒドロキシ−プロパンのエステル、フェノール化合物と、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸または1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸とのエステル、(4−フェニルチオフェニル)ジフェニルスルフォニウムトリフレート、トリフェニルスルフォニウムトリフレート、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドパーフルオロ−1−ブタンスルフォネート、ジフェニルインドニウム−9,10−ジメトキシアントラセン−2−スルフォネート等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、または2種類以上を同時に使用しても良い。光酸発生剤の使用量は、通常、一般式[I]のポリアミドに対して0.1〜10重量%であり、好ましくは0.1〜5重量%である。   The photoacid generator used in step (i) is a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays. As the photoacid generator, a compound that generates Bronsted acid by light irradiation is used. These are roughly classified into various onium salts and sulfonic acid esters, and examples thereof include diazonaphthoquinone, aryldiazonium salts, diaryliodonium salts, and triarylsulfonium salts. Specifically, 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid, 1,2-naphthoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid, low molecular weight hydroxybenzene, 2- and 4-methyl-phenol Ester of 4,4′-hydroxy-propane, phenol compound and 1,2-naphthoquinone-2-diazido-5-sulfonic acid or 1,2-naphthoquinone-2-diazido-4-sulfonic acid, ( 4-phenylthiophenyl) diphenylsulfonium triflate, triphenylsulfonium triflate, N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximidoperfluoro-1-butanesulfonate, diphenylindonium-9 , 10-dimethoxyanthracene-2-sulfonate and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The usage-amount of a photo-acid generator is 0.1 to 10 weight% normally with respect to the polyamide of general formula [I], Preferably it is 0.1 to 5 weight%.

工程(i)において使用する有機溶媒としては、ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド等の汎用有機溶媒を挙げることができる。溶液中の一般式[I]のポリアミドの濃度は、キャスト製膜に適した濃度であれば特に限定されず、通常1mg/ml〜50mg/mlであり、好ましくは1mg/ml〜30mg/mlである。   Examples of the organic solvent used in the step (i) include general-purpose organic solvents such as dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and N, N-dimethylacetamide. The concentration of the polyamide of the general formula [I] in the solution is not particularly limited as long as it is a concentration suitable for casting, and is usually 1 mg / ml to 50 mg / ml, preferably 1 mg / ml to 30 mg / ml. is there.

次に、工程(ii)において、工程(i)で調製された溶液をキャストしてポリアミドフィルムを得る。この工程は、従来公知のいかなる方法でも行うことができ、例えば、ガラス、フッ素系樹脂、アルミニウム、鉄、ステンレス等の素材からなる板、シート、フィルム等の基板に溶液をキャストして、常圧または減圧下で加熱して有機溶媒を除去する方法や、溶液をダイから押し出し、ロールまたはエンドレスベルトに引き取る方法を採用することができる。   Next, in step (ii), the solution prepared in step (i) is cast to obtain a polyamide film. This step can be performed by any conventionally known method. For example, the solution is cast on a substrate made of a material such as glass, fluororesin, aluminum, iron, or stainless steel, a sheet, a film, or the like, and is subjected to normal pressure. Alternatively, a method of removing the organic solvent by heating under reduced pressure, or a method of extruding the solution from a die and taking it up on a roll or an endless belt can be employed.

次に、工程(iii)において、工程(ii)で得られたポリアミドフィルムに、所定のパターンのフォトマスクを介して活性光線を照射し、パターン露光する。活性光線が照射されると、照射部分のフィルム中の光酸発生剤から酸が発生される。この酸は、照射部分のフィルム中の一般式[I]のポリアミドのt−Boc基と反応して、t−Boc基をポリアミドから脱離させ、このポリアミドをアルカリ不溶性からアルカリ可溶性に変える。これにより、照射部分と非照射部分との間でアルカリ可溶度の差が生じる。また、一般式[I]のポリアミドはt−Boc基を有するため、t−Boc基を有さないポリアミドと比較して光吸収スペクトルのピークが短波長側にシフトしており光酸発生剤の一般的な吸収ピークであるi線(365nm)及びg線(436nm)における透過率が高い。従って、照射された活性光線は、フィルム中のポリアミドにほとんど吸収されず、もっぱら光酸発生剤に吸収され、その結果、レリーフパターン形成時のフィルム感度が高まる。活性光線としては、通常250〜450nmの波長を有する紫外光を使用する。活性光線の照射時間は、通常0.01〜60分間、好ましくは0.01〜10分間である。また、10μm以下の高い解像度でパターンを得るために必要な露光量は、600mJ/cm以下である。 Next, in the step (iii), the polyamide film obtained in the step (ii) is irradiated with actinic rays through a photomask having a predetermined pattern, and pattern exposure is performed. When actinic rays are irradiated, an acid is generated from the photoacid generator in the irradiated film. This acid reacts with the t-Boc group of the polyamide of the general formula [I] in the film of the irradiated part to remove the t-Boc group from the polyamide, changing the polyamide from alkali-insoluble to alkali-soluble. Thereby, a difference in alkali solubility occurs between the irradiated portion and the non-irradiated portion. Moreover, since the polyamide of the general formula [I] has a t-Boc group, the peak of the light absorption spectrum is shifted to the short wavelength side as compared with the polyamide having no t-Boc group. The transmittance at i-line (365 nm) and g-line (436 nm), which are general absorption peaks, is high. Therefore, the irradiated actinic rays are hardly absorbed by the polyamide in the film, but are exclusively absorbed by the photoacid generator. As a result, the film sensitivity at the time of forming the relief pattern is increased. As the actinic ray, ultraviolet light having a wavelength of usually 250 to 450 nm is used. The irradiation time of actinic rays is usually 0.01 to 60 minutes, preferably 0.01 to 10 minutes. Further, the exposure amount necessary for obtaining a pattern with a high resolution of 10 μm or less is 600 mJ / cm 2 or less.

次に、工程(iv)において、露光後のポリアミドフィルムをアルカリ溶液で現像して露光部分(アルカリ可溶部分)を除去する。アルカリ溶液に使用されるアルカリ性化合物としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はアンモニア、アミン化合物等が挙げられる。具体的には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア水などの無機アルカリ類、エチルアミン、n―プロピルアミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミンなどの第三アミン類、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラエチルアンモニルムハイドロキサイドなどの第四級アンモニウム塩等を使用することができる。これらのアルカリ性化合物を溶解させる溶媒としては、水や、メタノール、エタノール等のアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類を使用することができる。多くの電子機器では残留金属が電気特性に悪影響を及ぼすおそれがあるため、金属を含まないテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液がアルカリ溶液として好適に使用される。また、所望により、アルカリ溶液に界面活性剤を適量添加しても良い。アルカリ溶液中のアルカリ性化合物の濃度は、通常0.05〜10重量%、好ましくは0.1〜5重量%である。   Next, in step (iv), the exposed polyamide film is developed with an alkaline solution to remove the exposed portion (alkali-soluble portion). Examples of the alkaline compound used in the alkaline solution include alkali metals, alkaline earth metals or ammonia, and amine compounds. Specifically, inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium silicate, aqueous ammonia, tertiary amines such as ethylamine, n-propylamines, triethylamine, methyldiethylamine, Alcohol amines such as diethanolamine and triethanolamine, and quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide can be used. As a solvent for dissolving these alkaline compounds, water, alcohols such as methanol and ethanol, and ethers such as tetrahydrofuran and dioxane can be used. In many electronic devices, residual metal may adversely affect the electrical characteristics, and therefore a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution that does not contain metal is preferably used as the alkaline solution. If desired, an appropriate amount of a surfactant may be added to the alkaline solution. The concentration of the alkaline compound in the alkaline solution is usually 0.05 to 10% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight.

現像方法としては、アルカリ溶液をスプレー、シャワー、浸漬、超音波等の方式でフィルムに適用する方法を採用することができる。現像条件は、特に限定されないが、通常、室温で10秒〜10分間程度である。   As a developing method, a method in which an alkaline solution is applied to the film by a method such as spraying, showering, dipping, or ultrasonic waves can be employed. Development conditions are not particularly limited, but are usually about 10 seconds to 10 minutes at room temperature.

現像後は、そのまま次の工程(v)に進んでもよいが、鮮明なポジ型パターンを得るためには純水で洗浄することが好ましい。また、上記現像の後に、常圧または減圧下で100℃以下で乾燥し、パターンを安定化することが望ましい。   After development, the process may proceed to the next step (v) as it is, but in order to obtain a clear positive pattern, it is preferable to wash with pure water. Further, after the development, it is desirable to stabilize the pattern by drying at 100 ° C. or lower under normal pressure or reduced pressure.

次に、このようにして得られたポリアミドフィルムを、工程(v)において加熱してフィルム中のポリアミドを閉環してポリベンズオキサゾールに変換する(以下の式5参照)。

Figure 0005486381
Next, the polyamide film thus obtained is heated in step (v) to cyclize the polyamide in the film and convert it into polybenzoxazole (see Formula 5 below).
Figure 0005486381

工程(v)において、加熱処理の温度は特に限定されないが、通常170〜400℃であり、好ましくは200〜400℃である。加熱処理温度が前記上限値より高いと、副反応が起こり、力学特性等が低下するおそれがある。また、加熱処理温度が前記下限値より低いと、閉環反応が極めて遅くなり、目的のポリベンズオキサゾールフィルムが得られなくなるおそれがある。加熱処理の時間は、通常1分〜180分であり、好ましくは10分〜150分である。なお、加熱処理は、不活性気体の雰囲気で行う方が、副反応による力学特性等の低下が少なく、好ましい。   In the step (v), the temperature of the heat treatment is not particularly limited, but is usually 170 to 400 ° C, preferably 200 to 400 ° C. If the heat treatment temperature is higher than the upper limit, side reactions may occur and mechanical characteristics and the like may be reduced. Moreover, when heat processing temperature is lower than the said lower limit, ring closure reaction will become very slow and there exists a possibility that the target polybenzoxazole film may not be obtained. The time for the heat treatment is usually 1 minute to 180 minutes, preferably 10 minutes to 150 minutes. Note that the heat treatment is preferably performed in an inert gas atmosphere because there is little decrease in mechanical properties due to side reactions.

以上のようにして得られたレリーフパターンでは、原料ポリアミド中に存在していたt−Boc基は、ポリアミドのポリベンズオキサゾールへの加熱閉環の際に樹脂から遊離し、レリーフパターンを最終的に構成するポリベンズオキサゾール中には残っていない。このため、本発明のレリーフパターンは、ポリベンズオキサゾール本来の優れた耐熱性及び機械特性を発揮することができる。   In the relief pattern obtained as described above, the t-Boc group present in the raw material polyamide is liberated from the resin during the heat ring closure of the polyamide to polybenzoxazole, and finally the relief pattern is formed. It does not remain in polybenzoxazole. For this reason, the relief pattern of the present invention can exhibit the excellent heat resistance and mechanical properties inherent to polybenzoxazole.

上記のようにして得られた一般式[I]のポリアミドは、光酸発生剤と共に、本発明のポジ型感光性樹脂組成物を構成する。本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、活性光線の照射によって光酸発生剤から発生する酸が一般式[I]のポリアミドのt−Boc基を脱離させることにより、照射部分がアルカリ不溶性からアルカリ可溶性に変わることを利用するものである。本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、一般式[I]のポリアミドと光酸発生剤を適切な手段で均一に混合することによって製造することができる。組成物中の両成分の配合割合は、特に限定されないが、通常、一般式[I]のポリアミドに対して光酸発生剤が0.1〜10重量%であり、好ましくは0.1〜5重量%である。   The polyamide of the general formula [I] obtained as described above constitutes the positive photosensitive resin composition of the present invention together with a photoacid generator. In the positive photosensitive resin composition of the present invention, the acid generated from the photoacid generator upon irradiation with actinic rays releases the t-Boc group of the polyamide of the general formula [I], so that the irradiated portion is alkali-insoluble. It is used to change from alkaline to soluble. The positive photosensitive resin composition of the present invention can be produced by uniformly mixing the polyamide of the general formula [I] and a photoacid generator by an appropriate means. The blending ratio of both components in the composition is not particularly limited, but usually the photoacid generator is 0.1 to 10% by weight, preferably 0.1 to 5% with respect to the polyamide of the general formula [I]. % By weight.

以下に実施例により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。なお実施例中の各特性は以下の方法で測定した。   Examples The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. In addition, each characteristic in an Example was measured with the following method.

1.光透過率
日本SHIMADZU社製紫外可視分光光度計(UV−2450)を用い、ポリアミドフィルム(膜厚約10μm)の可視・紫外線透過率を300nm〜800nmの範囲で測定し、i線(365nm)及びg線(436nm)における光透過率(%)を求めた。
1. Light transmittance Using a UV-visible spectrophotometer (UV-2450) manufactured by Nippon SHIMADZU, the visible / ultraviolet light transmittance of a polyamide film (film thickness: about 10 μm) was measured in the range of 300 nm to 800 nm, and i-line (365 nm) and The light transmittance (%) at g-line (436 nm) was determined.

2.感度の評価
解像度10μmのパターンを鮮明に形成させるために最低限必要な露光量を感度とした。解像度10μmのパターンが鮮明に形成されているかどうかは、露光・現像後のレリーフパターンをマイクロスコープによって観察することにより判断した。露光量は、紫外線照度計・光量系(UV−M03:オーク株式会社製)を用いて測定した。
2. Evaluation of Sensitivity The minimum exposure amount required to clearly form a pattern with a resolution of 10 μm was defined as sensitivity. Whether or not a pattern having a resolution of 10 μm was clearly formed was determined by observing a relief pattern after exposure and development with a microscope. The exposure amount was measured using an ultraviolet illuminance meter / light quantity system (UV-M03: manufactured by Oak Co., Ltd.).

3.残膜率の算出
現像前後のフィルムの非露光部分の膜厚を測定し、以下の計算方法により残膜率を算出した。
残膜率(%)={(現像後の膜厚)/(現像前の膜厚)}×100
3. Calculation of remaining film ratio The film thickness of the non-exposed part of the film before and after development was measured, and the remaining film ratio was calculated by the following calculation method.
Residual film ratio (%) = {(film thickness after development) / (film thickness before development)} × 100

4.フィルムの外観評価
現像後ならびに加熱後のフィルムの外観を目視ならびにマイクロスコープによって観察した。現像後の外観評価に関しては、未露光部の現像残りがなく、パターンのエッジが平滑であれば、「良好」と評価した。また、加熱後の外観評価に関しては、フィルムの割れや膨れ、ボイド、剥がれ、ウエハの割れや反りなどがなければ、「良好」と評価した。
4). Appearance Evaluation of Film The appearance of the film after development and after heating was observed visually and with a microscope. With respect to the appearance evaluation after development, it was evaluated as “good” if there was no undeveloped undeveloped residue and the pattern edge was smooth. In addition, regarding the appearance evaluation after heating, it was evaluated as “good” if there was no cracking or swelling of the film, voids, peeling, or cracking or warping of the wafer.

[参考例]
1.N,N’,O,O’−テトラ(トリメチルシリル)−4,6−ジアミノレゾルシノールの製造
系中を乾燥窒素雰囲気下にしたのち、300ml二口フラスコに、4,6−ジアミノレゾルシノール二塩酸塩20.0g(94.0mmol)、脱水処理したトルエン100ml、ヘキサメチルジシラザン100ml(370mmol)、およびクロロトリメチルシラン15ml(120mmol)を入れ、100℃で72時間反応させた。反応終了後、減圧下でトルエン、および過剰のヘキサメチルジシラザンとクロロトリメチルシランを除去し、減圧蒸留により精製した。生成物の沸点は、146〜149℃/0.9mmHgであり、収量は、43.7g(87%)であった。
[Reference example]
1. Production of N, N ′, O, O′-tetra (trimethylsilyl) -4,6-diaminoresorcinol After the system was placed in a dry nitrogen atmosphere, 4,6-diaminoresorcinol dihydrochloride 20 was placed in a 300 ml two-necked flask. 0.0 g (94.0 mmol), dehydrated toluene 100 ml, hexamethyldisilazane 100 ml (370 mmol), and chlorotrimethylsilane 15 ml (120 mmol) were added and reacted at 100 ° C. for 72 hours. After completion of the reaction, toluene, excess hexamethyldisilazane and chlorotrimethylsilane were removed under reduced pressure, and the residue was purified by distillation under reduced pressure. The boiling point of the product was 146-149 ° C./0.9 mmHg, and the yield was 43.7 g (87%).

2.tert−ブトキシカルボニル置換ポリアミドの製造
(i)乾燥窒素雰囲気下、300ml三口フラスコ中に、上記1で製造したN,N’,O,O’−テトラ(トリメチルシリル)−4,6−ジアミノレゾルシノール4.29g(10mmol)、および脱水処理したN−メチル−2−ピロリドン20mlを加え、0℃で溶解させた。精製した市販のテレフタル酸クロライド2.03g(10mmol)を少しずつ加え、0℃で6時間反応させた。
2. 3. Preparation of tert-butoxycarbonyl-substituted polyamide (i) N, N ′, O, O′-tetra (trimethylsilyl) -4,6-diaminoresorcinol prepared in 1 above in a 300 ml three-necked flask under a dry nitrogen atmosphere 29 g (10 mmol) and 20 ml of dehydrated N-methyl-2-pyrrolidone were added and dissolved at 0 ° C. Purified commercially available terephthalic acid chloride (2.03 g, 10 mmol) was added little by little and reacted at 0 ° C. for 6 hours.

(ii)次に、この反応液にN−メチル−2−ピロリドン50mlを追加してさらに1時間攪拌した。この反応溶液にトリエチルアミン8.3ml(60mmol)、および二炭酸ジ−tert−ブチル9.2ml(40mmol)を加え、さらに24時間反応させた。反応終了後、メタノール1000ml中に反応液を滴下し、沈殿物をろ取し、メタノール100mlで洗浄し、t−Boc置換ポリアミドを得た。収量は、3.7g(83%)であった。このt−Boc置換ポリアミドのN−メチルピロリドンに対する溶解度は、5mg/ml以上であった。また、このt−Boc置換ポリアミドのUV−VIS吸収スペクトルを無置換ポリアミドと比較した。その結果を図1に示す。図1から、アミド基のオルト位の水酸基をt−Boc基で置換することにより、344nmの極大吸収が290nmまでシフトしており、t−Boc置換ポリアミドがi線(365nm)及びg線(436nm)に対して高い光線透過率を示すことがわかる。また、このt−Boc置換ポリアミドを窒素気流中で示差熱分析した結果を無置換ポリアミドとの比較で図2に示す。 (Ii) Next, 50 ml of N-methyl-2-pyrrolidone was added to the reaction solution, and the mixture was further stirred for 1 hour. To this reaction solution, 8.3 ml (60 mmol) of triethylamine and 9.2 ml (40 mmol) of di-tert-butyl dicarbonate were added, and the mixture was further reacted for 24 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was dropped into 1000 ml of methanol, and the precipitate was collected by filtration and washed with 100 ml of methanol to obtain a t-Boc substituted polyamide. The yield was 3.7 g (83%). The solubility of this t-Boc substituted polyamide in N-methylpyrrolidone was 5 mg / ml or more. Further, the UV-VIS absorption spectrum of the t-Boc substituted polyamide was compared with that of the unsubstituted polyamide. The result is shown in FIG. From FIG. 1, by substituting the hydroxyl group at the ortho position of the amide group with a t-Boc group, the maximum absorption at 344 nm is shifted to 290 nm, and the t-Boc-substituted polyamide is converted to i-line (365 nm) and g-line (436 nm). ) Shows a high light transmittance. The results of differential thermal analysis of this t-Boc substituted polyamide in a nitrogen stream are shown in FIG. 2 in comparison with the unsubstituted polyamide.

[実施例1]
レリーフパターンの製造
(i)参考例で製造したt−Boc置換ポリアミド0.2g、及び光酸発生剤としての(4−フェニルチオフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフレート0.02gをN−メチル−2−ピロリドン2.74gに溶解させてキャスト用溶液を調製した。次に、この溶液を1cm×1cmのガラスプレート上に滴下し、室温で24時間3mmHg、次いで100℃、200℃、300℃の各温度で1時間3mmHgの環境下で溶媒を留去し、厚さ10μmのポリアミドフィルムを得た。得られたポリアミドフィルムのi線及びg線における光透過率は、それぞれ88%及び93%であった。
[Example 1]
Production of relief pattern (i) 0.2 g of t-Boc substituted polyamide produced in Reference Example and 0.02 g of (4-phenylthiophenyl) diphenylsulfonium triflate as a photoacid generator were mixed with N-methyl-2-pyrrolidone. A casting solution was prepared by dissolving in 2.74 g. Next, this solution was dropped on a 1 cm × 1 cm glass plate, and the solvent was distilled off in an environment of 3 mmHg at room temperature for 24 hours and then at 100 ° C., 200 ° C., and 300 ° C. for 1 hour in an environment of 3 mmHg. A polyamide film having a thickness of 10 μm was obtained. The light transmittances of the obtained polyamide film at i-line and g-line were 88% and 93%, respectively.

(ii)次に、上記フィルムに解像度10μmのパターンのフォトマスクを通して超高圧水銀灯を用いて紫外線を照射した。その後、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現像を行った。次いで蒸留水で洗浄し、乾燥した。フィルムの感度は300mJ/cmであり、残膜率は92%であった。また、現像後のフィルムの外観も良好であった。 (Ii) Next, the film was irradiated with ultraviolet rays using a super high pressure mercury lamp through a photomask having a pattern with a resolution of 10 μm. Thereafter, development was performed using a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. It was then washed with distilled water and dried. The sensitivity of the film was 300 mJ / cm 2 and the remaining film rate was 92%. The appearance of the film after development was also good.

(iii)次に、このポリアミドフィルムをガラスプレートごと窒素気流下で360℃で30分間加熱してポリアミドをポリベンズオキサゾールへ転換させ、ポリベンズオキサゾールのレリーフパターンを得た。このポリベンズオキサゾールの分解温度は約650℃であった。また、加熱後のフィルムの外観は良好であった。 (Iii) Next, this polyamide film was heated together with a glass plate at 360 ° C. for 30 minutes under a nitrogen stream to convert the polyamide into polybenzoxazole, thereby obtaining a relief pattern of polybenzoxazole. The decomposition temperature of this polybenzoxazole was about 650 ° C. Moreover, the external appearance of the film after a heating was favorable.

[実施例2]
光酸発生剤としてジフェニルインドニウム−9,10−ジメトキシアントラセン−2−スルフォネートを用いた以外は、実施例1と同様にしてポリベンズオキサゾールのレリーフパターンを得た。フィルムの光透過率、感度、残膜率、及び現像後ならびに加熱後の外観評価は、実施例1と同レベルであった。
[Example 2]
A relief pattern of polybenzoxazole was obtained in the same manner as in Example 1 except that diphenylindonium-9,10-dimethoxyanthracene-2-sulfonate was used as the photoacid generator. The film light transmittance, sensitivity, remaining film rate, and appearance evaluation after development and after heating were at the same level as in Example 1.

[比較例]
t−Boc置換ポリアミドの代わりに無置換ポリアミドを使用して実施例1と同様にしてレリーフパターンを製造しようとした。この無置換ポリアミドのN−メチルピロリドンに対する溶解度は0.2mg/ml程度であった。このポリマー濃度でキャスト用溶液を調製した後、メンブランフィルターでろ過してキャストし、ポリアミドフィルムを得た。このフィルムのi線及びg線透過率を測定したところ、それぞれ65%及び79%と極めて低かったため、それ以降の工程は行わなかった。
[Comparative example]
An attempt was made to produce a relief pattern in the same manner as in Example 1 using an unsubstituted polyamide instead of the t-Boc substituted polyamide. The solubility of this unsubstituted polyamide in N-methylpyrrolidone was about 0.2 mg / ml. A casting solution was prepared at this polymer concentration, and then filtered through a membrane filter and cast to obtain a polyamide film. When the i-line and g-line transmittances of this film were measured, they were extremely low, 65% and 79%, respectively, so the subsequent steps were not performed.

本発明のレリーフパターンの製造方法は、ヒドロキシ基の少なくとも一部がt−Boc基で置換されたポリアミドを前駆体として使用しているため、フィルム成形が容易である。また、t−Boc基で置換されたポリアミドは、i線、及びg線透過率が高いため、レリーフパターン形成時のフィルム感度も高い。さらに、前駆体ポリアミド中に存在するt−Boc基は、最終的なポリベンズオキサゾールフィルムに残らないため、得られたレリーフパターンは、ポリベンズオキサゾール本来の優れた耐熱性及び機械特性を示す。従って、本発明のレリーフパターンの製造方法は、電気、電子絶縁材料、特に半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜、バッファーコートとして有用なポリベンズオキサゾールのレリーフパターンを製造するために極めて有用である。   In the method for producing a relief pattern of the present invention, since a polyamide in which at least a part of hydroxy groups is substituted with a t-Boc group is used as a precursor, film formation is easy. Moreover, since the polyamide substituted by the t-Boc group has high i-line and g-line transmittance, the film sensitivity at the time of relief pattern formation is also high. Furthermore, since the t-Boc group present in the precursor polyamide does not remain in the final polybenzoxazole film, the obtained relief pattern exhibits the excellent heat resistance and mechanical properties inherent to polybenzoxazole. Therefore, the method for producing a relief pattern of the present invention is extremely useful for producing a relief pattern of polybenzoxazole, which is useful as a surface protection film, an interlayer insulation film, and a buffer coat for electrical and electronic insulating materials, particularly semiconductor elements. .

Claims (2)

(i)下記一般式[I]で表されるポリアミドを光酸発生剤と共に有機溶媒に溶解して溶液を調製する工程
Figure 0005486381
(式中、Rはtert−ブトキシカルボニル基を表すが、n個の繰返し単位中の一部は、Rが水素原子であっても良く、nは50以上の整数を表す。);
(ii)(i)で調製された溶液をキャストしてポリアミドフィルムを得る工程;
(iii)(ii)で得られたポリアミドフィルムを活性光線でパターン露光する工程;
(iv)(iii)で露光されたポリアミドフィルムをアルカリ溶液で現像して露光部分を除去する工程;及び
(v)(iv)で露光部分を除去されたポリアミドフィルムを加熱してフィルム中のポリアミドをポリベンズオキサゾールに変換する工程
を含むことを特徴とするレリーフパターンの製造方法。
(I) A step of preparing a solution by dissolving a polyamide represented by the following general formula [I] in an organic solvent together with a photoacid generator
Figure 0005486381
(Wherein, it represents a R 1 is tert- butoxycarbonyl group, a portion in the n repeating units, may be R 1 is hydrogen atom, n is an integer of more than 50.);
(Ii) a step of casting the solution prepared in (i) to obtain a polyamide film;
(Iii) pattern exposure of the polyamide film obtained in (ii) with actinic rays;
(Iv) a step of developing the polyamide film exposed in (iii) with an alkaline solution to remove the exposed portion; and (v) heating the polyamide film from which the exposed portion has been removed in (iv) to form a polyamide in the film. The manufacturing method of the relief pattern characterized by including the process of converting into polybenzoxazole.
一般式[I]で表されるポリアミドと光酸発生剤を含有することを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。   A positive photosensitive resin composition comprising a polyamide represented by the general formula [I] and a photoacid generator.
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