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公開番号2025126681
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024023039
出願日2024-02-19
発明の名称感光性樹脂組成物
出願人住友ベークライト株式会社
代理人個人
主分類G03F 7/004 20060101AFI20250822BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】環境への負荷が高いN-メチル-2-ピロリドンの含有量が低減された、パターンの矩形性(テーパー性)が良好である感光性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】アルカリ可溶性樹脂、および有機溶剤、を含む感光性樹脂組成物であって、前記アルカリ可溶性樹脂は、ポリイミド、およびポリベンゾオキサゾール、ならびにこれらの前駆体から選択される少なくとも1つを含み、前記有機溶剤は、第一の溶剤を含み、前記第一の溶剤は、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルプロピオンアミド、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルから選択される少なくとも1つである、感光性樹脂組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
アルカリ可溶性樹脂、および
有機溶剤、を含む感光性樹脂組成物であって、
前記アルカリ可溶性樹脂は、ポリイミド、およびポリベンゾオキサゾール、ならびにこれらの前駆体から選択される少なくとも１つを含み、
前記有機溶剤は、第一の溶剤を含み、
前記第一の溶剤は、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルプロピオンアミド、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルから選択される少なくとも１つである、
感光性樹脂組成物。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記有機溶剤は、第二の溶剤をさらに含み、
前記第二の溶剤は、γ－ブチルラクトン、およびＮ－メチル－２－ピロリドンから選択される少なくとも１つである、感光性樹脂組成物。
【請求項３】
請求項２に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記有機溶剤は、前記第一の溶剤と前記第二の溶剤を含み、
前記第一の溶剤は、前記有機溶剤全体に対して、１０質量％以上８０質量％以下の量である、感光性樹脂組成物。
【請求項４】
請求項２に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記有機溶剤は、Ｎ－メチル－２－ピロリドンを含み、
前記Ｎ－メチル－２－ピロリドンは、当該感光性樹脂組成物全体に対して、５０質量％以下の量である、感光性樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記有機溶剤は、前記第一の溶剤のみからなる、感光性樹脂組成物。
【請求項６】
請求項２に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記有機溶剤は、前記第一の溶剤と前記第二の溶剤とからなる、感光性樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１に記載の感光性樹脂組成物であって、
下記（条件１）で測定したときのテーパー角が、４０°以上６０°以下である、感光性樹脂組成物。
（条件１）パターン形成条件：当該感光性樹脂組成物を、８インチシリコンウエハ上にスピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートにて１２０℃で４分間プリベークし、膜厚約９．８μｍの塗膜を得る。前記塗膜を、窒素雰囲気下、３００℃の温度で、６０分間加熱処理を行う。次いで、前記加熱処理後の塗膜に、凸版印刷社製マスク（１０～１００μｍのライン状の抜きパターンが描かれている）を通して、ｉ線ステッパー（ニコン社製・ＮＳＲ－４４２５ｉ）を用いて、５００ｍＪ／ｃｍ
２
の露光量で照射する。次いで、現像液として２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用い、プリベーク後の膜厚と現像後の膜厚の差が２．０μｍになるように現像時間を調節して２回パドル現像を行うことによって露光部を溶解除去した後、純水で１０秒間リンスして、パターンを得る。その後、当該感光性樹脂組成物を、窒素雰囲気下、３００℃で６０分間加熱して硬化物を得る。
テーパー角測定条件：前記パターンの中の４０μｍのライン状の抜きパターンの断面を確認する。ウェハ上の接地点から円弧状になった残しパターン形状部の接線を引いた角度を測定し、測定した角度をテーパー角（°）とする。
【請求項８】
請求項１に記載の感光性樹脂組成物であって、
下記（条件２）で測定したときの５％重量減少温度が、３７０℃以上４１０℃以下である、感光性樹脂組成物。
（条件２）硬化条件：当該感光性樹脂組成物を、窒素雰囲気下、３００℃で６０分間加熱して硬化物を得る。
５％重量減少温度測定条件：前記硬化物１０ｍｇを、空気雰囲気下、昇温速度１０℃ｍｉｎで、２５℃から６００℃まで昇温する。昇温の際、５％の熱重量減少が生じる温度を、
５％重量減少温度（Ｔｄ５）とする。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光性樹脂組成物に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子の表面保護膜や、層間絶縁膜として、優れた耐熱性、電気特性、および機械特性を有するポリアミド樹脂が用いられている。このようなポリアミド樹脂は、半導体素子の保護膜、層間絶縁膜として用いるためにパターン形成工程に供されるため、有機溶媒に溶解し、感光剤を配合して、ワニス状の感光性樹脂組成物として提供される。
【０００３】
これに関連して、特許文献１および特許文献２に開示された技術が知られている。特許文献１では、ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体と特定構造を有する極性溶媒とを含む感光性樹脂組成物において、感光性樹脂組成物中のＮ－メチル－２－ピロリドンの含有量を０．１質量％以下に調整することにより、時間の変化とともにゲル化せず、感度および機械特性が改善された樹脂組成物を得る技術が開示されている。
【０００４】
引用文献２では、ポリイミド等のアルカリ可溶性樹脂と、有機溶媒とを含む感光性樹脂組成物において、有機溶媒として、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロピオンアミド等の大気圧下の沸点が２１０～２６０℃の有機溶媒と、乳酸エチル、乳酸ブチル等の大気圧下における沸点が１４０～２１０℃の有機溶媒と、エチ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メチルエーテル等大気圧下の沸点が１００～１４０℃の有機溶媒を組み合わせて使用することにより、パターンの加工精度が改善された樹脂組成物を得る技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開公報第２０１４／１１５２３３号
国際公開公報第２０１６／１６７０３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１においては、環境への負荷を減らす観点から、樹脂組成物中のＮ－メチル－２－ピロリドンの含有量を低減させるべく、適切な溶媒等の選択がなされている。
しかしながら、特許文献１の合成例１等として記載されている樹脂を作製する段階においては、このＮ－メチル－２－ピロリドンがいわゆる合成溶媒として用いられ、反応後にＮ－メチル－２－ピロリドンを低減するための有機層の洗浄を行う操作がなされている。このような操作はプロセスの煩雑化を招き、また、スケールアップを行った際ではＮ－メチル－２－ピロリドンが残存してしまうことが懸念される。
【０００７】
特許文献２においては、樹脂組成物中の有機溶媒としてＮ－メチル－２－ピロリドン以外の溶媒を用いた態様が記載されている。しかし、樹脂組成物中の有機溶媒を変更すると、パターニング特性に変化が生じ、パターン精度が劣ったり、形成されるパターン性（矩形性）が劣ったりする場合があった。
【０００８】
このような事情を鑑み、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、環境への負荷が高いＮ－メチル－２－ピロリドンの含有量が低減されるとともに、パターンの矩形性（テーパー性）が良好である感光性樹脂組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、以下に示す感光性樹脂組成物が提供される。
［１］アルカリ可溶性樹脂、および
有機溶剤、を含む感光性樹脂組成物であって、
前記アルカリ可溶性樹脂は、ポリイミド、およびポリベンゾオキサゾール、ならびにこれらの前駆体から選択される少なくとも１つを含み、
前記有機溶剤は、第一の溶剤を含み、
前記第一の溶剤は、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルプロピオンアミド、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルから選択される少なくとも１つである、
感光性樹脂組成物。
［２］項目［１］に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記有機溶剤は、第二の溶剤をさらに含み、
前記第二の溶剤は、γ－ブチルラクトン、およびＮ－メチル－２－ピロリドンから選択される少なくとも１つである、感光性樹脂組成物。
［３］項目［２］に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記有機溶剤は、前記第一の溶剤と前記第二の溶剤を含み、
前記第一の溶剤は、前記有機溶剤全体に対して、１０質量％以上８０質量％以下の量である、感光性樹脂組成物。
［４］項目［２］または［３］に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記有機溶剤は、Ｎ－メチル－２－ピロリドンを含み、
前記Ｎ－メチル－２－ピロリドンは、当該感光性樹脂組成物全体に対して、５０質量％以下の量である、感光性樹脂組成物。
［５］項目［１］に記載の感光性樹脂組成物であって、
前記有機溶剤は、前記第一の溶剤のみからなる、感光性樹脂組成物。
［６］項目［２］～［４］のいずれかに記載の感光性樹脂組成物であって、
前記有機溶剤は、前記第一の溶剤と前記第二の溶剤とからなる、感光性樹脂組成物。
［７］項目［１］～［６］のいずれかに記載の感光性樹脂組成物であって、
下記（条件１）で測定したときのテーパー角が、４０°以上６０°以下である、感光性樹脂組成物。
（条件１）パターン形成条件：当該感光性樹脂組成物を、８インチシリコンウエハ上にスピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートにて１２０℃で４分間プリベークし、膜厚約９．８μｍの塗膜を得る。前記塗膜を、窒素雰囲気下、３００℃の温度で、６０分間加熱処理を行う。次いで、前記加熱処理後の塗膜に、凸版印刷社製マスク（１０～１００μｍのライン状の抜きパターンが描かれている）を通して、ｉ線ステッパー（ニコン社製・ＮＳＲ－４４２５ｉ）を用いて、５００ｍＪ／ｃｍ
２
の露光量で照射する。次いで、現像液として２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用い、プリベーク後の膜厚と現像後の膜厚の差が２．０μｍになるように現像時間を調節して２回パドル現像を行うことによって露光部を溶解除去した後、純水で１０秒間リンスして、パターンを得る。その後、当該感光性樹脂組成物を、窒素雰囲気下、３００℃で６０分間加熱して硬化物を得る。
テーパー角測定条件：前記パターンの中の４０μｍのライン状の抜きパターンの断面を確認する。ウェハ上の接地点とから円弧状になった残しパターン形状部の接線を引いた角度を測定し、測定した角度をテーパー角（°）とする。
［８］項目［１］～［７］のいずれかに記載の感光性樹脂組成物であって、
下記（条件２）で測定したときの５％重量減少温度が、３７０℃以上４１０℃以下である、感光性樹脂組成物。
（条件２）硬化条件：当該感光性樹脂組成物を、窒素雰囲気下、３００℃で６０分間加熱して硬化物を得る。
５％重量減少温度測定条件：前記硬化物１０ｍｇを、空気雰囲気下、昇温速度１０℃ｍｉｎで、２５℃から６００℃まで昇温する。昇温の際、５％の熱重量減少が生じる温度を、
５％重量減少温度（Ｔｄ５）とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、環境への負荷が高いＮ－メチル－２－ピロリドンの含有量が低減されるとともに、パターンの矩形性（テーパー性）が良好である感光性樹脂組成物が提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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