[发明专利]双（氨基苯酚）衍生物及其制造方法以及聚酰胺树脂类、正型感光性树脂组合物、保护膜、层间绝缘膜、半导体装置和显示元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种双(氨基苯酚)衍生物及其制造方法以及聚酰胺树脂类、正型感光性树脂组合物、保护膜、层间绝缘膜、半导体装置和显示元件。

背景技术

在一个分子中具有两个氨基的芳香族二胺，在现有技术中，已作为聚酰胺树脂特别是聚酰亚胺树脂的原料使用。该树脂，作为半导体元件的表面保护膜、层间绝缘膜使用，其耐热性优异或具有卓越的电气特性、机械特性等。

但是，随着近年来的半导体元件的高性能化，最近，需求可靠性更加优异的树脂。在最尖端的半导体元件中，使用双(氨基苯酚)作为原料之一的聚苯并噁唑树脂，由于没有来自高极性的酰亚胺环的羰基，因而，耐湿可靠性优异而开始使用。

这些树脂，通过赋予感光性，能够简化一部分图案制作工序，其是作为具有工序缩短及成品率提高效果的感光性树脂组合物而开发。进一步地，最近，从安全性方面考虑，正在开发能够用碱性水溶液显影的正型感光性树脂组合物。例如，专利文献1中，公开了一种正型感光性树脂组合物，其由基体树脂聚苯并噁唑前躯体树脂与感光剂重氮醌(ジアゾキノン)化合物构成，所述聚苯并噁唑前躯体树脂是由来自双(氨基苯酚)化合物与二羧酸的结构构成。其具有高的耐热性、优异的电气特性、微细加工性，不仅可用于晶片涂层，而且也有可能作为层间绝缘用树脂组合物使用。

该正型感光性树脂组合物的显影机理，如下所述。未曝光部的重氮醌化合物，在碱性水溶液中不溶，并且其通过与基体树脂相互作用，对此持有耐性。另一方面，通过曝光重氮醌化合物发生化学变化，在碱性水溶液可溶，从而促进基体树脂的溶解。利用该曝光部与未曝光部的溶解性的差异，通过溶解除去曝光部，可制作仅留有未曝光部的涂膜图案。

形成涂膜图案的正型感光性树脂组合物中的聚苯并噁唑前躯体树脂，最终，在接近300℃的高温下固化，脱水闭环，形成耐热性强的聚苯并噁唑树脂。另一方面，近年来，通过半导体元件的显著地小型化、高集成化，特别是在记忆元件中，耐热性比以往降低，因而，为了提高成品率，需要在更低温度下能够固化的聚苯并噁唑前躯体树脂。在低温下固化时的重要的因素，是固化后的树脂的环化率。环化率越低，由于残存的碱性可溶基团的影响，吸水率变高，因而，不仅耐湿可靠性或耐药品性降低，介电率也变高。

为了提高环化率，例如，专利文献2中，公开了一种聚苯并噁唑前躯体树脂，其为了使分子链易于移动，使用含有醚键的双(氨基苯酚)。但是，在曝光时，相对于多作为活性光线利用的具有365nm的波长的紫外线(i线)，树脂的透明性非常低，难以形成图案。

进一步地，实际使用这些正型感光性树脂组合物时，特别重要的因素，是感光性树脂组合物的灵敏度。在低灵敏度时，曝光时间变长，处理能力降低。因此，为了提高感光性树脂组合物的灵敏度，例如，有用适当的有机基团保护聚苯并噁唑前躯体树脂中的酚性羟基抑制分子内氢的结合从而使其对于i线高透明的方法，但是，由于保护碱性可溶基团酚性羟基而不能在碱性水溶液中充分溶解，其结果是，不仅灵敏度降低，而且酚性羟基与酰胺基团的羰基碳之间的距离变远而变得难以闭环。

由此，最近强烈希望开发出能够满足加工性及可靠性两方特性的正型感光性树脂组合物，该正型感光性树脂组合物是使用聚苯并噁唑前躯体树脂的正型感光性树脂组合物，其具有高灵敏度，并且即使在低温下固化时也具有高环化率。现有技术的正型感光性树脂组合物中，难以使用聚苯并噁唑前躯体树脂而达成同时满足高灵敏度及低温下固化时的高环化率。

(专利文献1)日本特公平1-46862号公报；

(专利文献2)日本特许第3078175号公报。

另外，作为用于正型感光性树脂组合物的树脂，在具有苯并噁唑前躯体结构的上述聚苯并噁唑前躯体树脂之外，还有具有苯并噁唑结构的聚苯并噁唑树脂、具有酰亚胺前躯体结构的聚酰亚胺前躯体树脂、具有酰胺酸酯结构的聚酰亚胺前躯体树脂、具有酰亚胺结构的聚酰亚胺树脂，但是，该聚酰亚胺前躯体树脂中，不仅未曝光部分容易溶解、涂膜图案制作困难，而且，难 以在具有作为半导体装置、显示体元件用的保护膜、层间绝缘膜的特性的同时使对i线的透过性变高，因而，有灵敏度降低的问题。另外，在该聚酰亚胺前躯体树脂中，也有固化膜的吸水率变高、可靠性变低的问题。另外，在该聚酰亚胺树脂中，也有酰亚胺环吸收活性光线而导致灵敏度降低的问题，而且，与该聚酰亚胺前躯体树脂同样，也有固化膜的吸水率变高、可靠性变低的问题。