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JP7482637B2 - Positive-type photosensitive resin composition, patterned cured film, and method for producing same - Google Patents
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Description

本発明は、ポジ型感光性樹脂組成物に関する。また、本発明はポジ型感光性樹脂組成物を用いたパターン硬化膜およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a positive-type photosensitive resin composition. The present invention also relates to a patterned cured film using the positive-type photosensitive resin composition and a method for producing the same.

液晶ディスプレイおよび有機ELディスプレイなどのディスプレイ分野において、ポジ型のパターニングが可能で、高感度且つ高信頼性の絶縁膜を形成しうる感光性組成物が求められている。ポジ型感光性樹脂組成物は活性光線を照射していない部分を像として残すタイプの樹脂組成物である。ポジ型では活性光線を照射することにより光酸発生剤を用いて露光部の溶解性を高めるため、パターン露光時点では露光部および未露光部がいずれも硬化せず、得られたパターン形状が不良であった場合やパターン部に残渣や異物が発生した場合には全面露光などによって基板を再利用(リワーク)できる。このためリワーク性に優れる観点からポジ型の感光性樹脂組成物が好ましく用いられている。 In the field of displays such as liquid crystal displays and organic electroluminescence displays, there is a demand for photosensitive compositions that can form highly sensitive and reliable insulating films that can be patterned in a positive manner. A positive photosensitive resin composition is a type of resin composition that leaves an image in the areas that are not irradiated with actinic rays. In the positive type, a photoacid generator is used to increase the solubility of the exposed areas by irradiating them with actinic rays, so that neither the exposed nor unexposed areas are cured at the time of pattern exposure. If the pattern shape obtained is poor or if residues or foreign matter are generated in the pattern area, the substrate can be reused (reworked) by exposure to the entire surface. For this reason, positive photosensitive resin compositions are preferably used from the viewpoint of excellent reworkability.

例えば特許文献1ではフェノール樹脂に不飽和結合を有するカルボン酸又はその誘導体を添加することで、現像後の残渣の発生を抑制し、機械特性の優れた硬化膜を作製できることが記載されている。しかしながら、これらのモノマーはフェノール樹脂中に残り、続く工程に加熱などの工程が含まれると、硬化物表面へのモノマー成分の染み出しや、大気中への揮発により樹脂表面の汚染や工程内の装置を汚染する可能性があり、プロセス安定性という点では改善の余地を残している。 For example, Patent Document 1 describes that adding a carboxylic acid or its derivative having an unsaturated bond to a phenolic resin can suppress the generation of residues after development and produce a cured film with excellent mechanical properties. However, these monomers remain in the phenolic resin, and if the subsequent process includes a heating step or other process, there is a possibility that the monomer components will seep onto the surface of the cured product or volatilize into the air, contaminating the resin surface and the equipment in the process, leaving room for improvement in terms of process stability.

特開2014-186124号公報JP 2014-186124 A

上記に鑑み、本発明は、タックが発生しにくく、基板のリワーク性に優れ、且つ加熱などの工程により添加成分が染み出さない硬化膜を与え得るポジ型感光性樹脂組成物の提供を目的とする。 In view of the above, the present invention aims to provide a positive-type photosensitive resin composition that is less likely to cause tack, has excellent substrate reworkability, and can provide a cured film that does not allow added components to bleed out during processes such as heating.

本発明に係るポジ型感光性樹脂組成物は、(A)成分:酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する化合物;(B)成分:光酸発生剤;(C)成分:(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体であって、(A)成分100重量部に対する前記(C)成分の含有量が1~10重量部である。 The positive-type photosensitive resin composition according to the present invention comprises: component (A): a compound whose alkali solubility increases under the action of an acid; component (B): a photoacid generator; component (C): a copolymer composed of at least two monomers selected from the group consisting of (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid ester, styrene, a styrene derivative, and maleic anhydride, one of which is (meth)acrylic acid or maleic anhydride, and the content of component (C) relative to 100 parts by weight of component (A) is 1 to 10 parts by weight.

ポジ型感光性樹脂組成物は前記(A)成分が、フェノール性水酸基が保護基により保護された構造を含むことが好ましい。 In the positive-type photosensitive resin composition, the component (A) preferably contains a structure in which a phenolic hydroxyl group is protected by a protecting group.

ポジ型感光性樹脂組成物は(D)成分として、前記(A)成分と反応可能な官能基を1分子中に2つ以上含む化合物であることが好ましい。 In the positive-type photosensitive resin composition, the component (D) is preferably a compound containing two or more functional groups in one molecule that can react with the component (A).

(A)成分は、例えばポリシロキサン化合物である。ポリシロキサン化合物は、環状シロキサン構造を有するものでもよい。 Component (A) is, for example, a polysiloxane compound. The polysiloxane compound may have a cyclic siloxane structure.

上記のポジ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、露光およびアルカリ現像によりパターニングを実施することにより、パターン膜が得られる。現像の後に加熱によりパターン膜の硬化を行ってもよい。 The positive photosensitive resin composition is applied onto a substrate, and then patterned by exposure and alkaline development to obtain a patterned film. After development, the patterned film may be cured by heating.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物を用いることにより、基板のリワーク性に優れ、且つ加熱などの工程により添加成分が染み出さない硬化膜を提供できる。 By using the positive photosensitive resin composition of the present invention, it is possible to provide a cured film that has excellent substrate reworkability and does not allow added components to bleed out during processes such as heating.

[感光性組成物]
本発明の感光性組成物は、(A)酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する化合物、(B)光酸発生剤、(C)(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体であって、上記(A)成分100重量部に対する上記(C)成分の含有量が1~10重量部であるポジ型感光性樹脂組成物である。
[Photosensitive composition]
The photosensitive composition of the present invention is a positive photosensitive resin composition which is a copolymer constituted of at least two monomers selected from the group consisting of (A) a compound whose alkali solubility increases under the action of an acid, (B) a photoacid generator, and (C) (meth)acrylic acid, a (meth)acrylic acid ester, styrene, a styrene derivative, and maleic anhydride, one of which is (meth)acrylic acid or maleic anhydride, and in which the content of the component (C) per 100 parts by weight of the component (A) is 1 to 10 parts by weight.

以下では、酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する化合物を「(A)成分」、光酸発生剤を「(B)成分」、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体を「(C)成分」と記載する。感光性組成物は、さらに(D)成分として架橋剤((A)成分に架橋構造を導入可能な官能基を有する化合物)を含んでいてもよい。本明細書に例示の化合物や官能基等は、特記しない限り、単独で用いてもよく、2種以上を併用(併存)してもよい。 Hereinafter, a compound whose alkali solubility increases under the action of an acid will be referred to as "component (A)", a photoacid generator as "component (B)", and a copolymer composed of at least two monomers of (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid ester, styrene, a styrene derivative, and maleic anhydride, in which one of the monomers constituting the copolymer is (meth)acrylic acid or maleic anhydride, as "component (C)". The photosensitive composition may further contain a crosslinking agent (a compound having a functional group capable of introducing a crosslinking structure into component (A)) as component (D). Unless otherwise specified, the compounds and functional groups exemplified in this specification may be used alone or in combination (coexist) of two or more kinds.

<(A)成分>
(A)成分は、アルカリ溶解性付与基が保護基により保護されている化合物であり、光酸発生剤から発生する酸との反応により保護基が外れ(脱保護)、アルカリ溶解性が増大する。そのため、(A)成分と(B)光酸発生剤を含むことにより、ポジ型のパターン形成が可能となる。アルカリ溶解性付与基としては、カルボン酸やフェノール性水酸基等の酸性基が挙げられる。
<Component (A)>
The component (A) is a compound in which an alkali-solubility-imparting group is protected by a protecting group, and the protecting group is removed (deprotected) by reaction with an acid generated from a photoacid generator, increasing the alkali solubility. Therefore, by including the component (A) and the photoacid generator (B), a positive pattern can be formed. Examples of the alkali-solubility-imparting group include acidic groups such as carboxylic acid and phenolic hydroxyl groups.

フェノール性水酸基の保護基としては、tert-ブトキシカルボニル基およびトリアルキルシリル基等が挙げられる。例えば、Boc化試薬を用いた反応により、フェノール性水酸基をtert-ブトキシカルボニル基により保護できる。フェノール性水酸基の保護基としてのトリアルキルシリル基におけるアルキル基は、酸による脱保護のしやすさの観点から、炭素数1~6のアルキル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。ヘキサメチルジシラザン、トリメチルクロロシラン等のシリル化剤を用いた反応により、フェノール性水酸基をトリメチルシリル基により保護できる。 Examples of the protecting group for the phenolic hydroxyl group include a tert-butoxycarbonyl group and a trialkylsilyl group. For example, the phenolic hydroxyl group can be protected with a tert-butoxycarbonyl group by a reaction using a Boc reagent. From the viewpoint of ease of deprotection with an acid, the alkyl group in the trialkylsilyl group as the protecting group for the phenolic hydroxyl group is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a methyl group is particularly preferred. The phenolic hydroxyl group can be protected with a trimethylsilyl group by a reaction using a silylating agent such as hexamethyldisilazane or trimethylchlorosilane.

カルボン酸の保護基としては、第三級アルキルエステル、アセタール等が挙げられる。カルボン酸の第三級アルキルエステルにおける第三級アルキル基としては、tert-ブチル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基、ノルボルニル基等が挙げられる。 Protective groups for carboxylic acids include tertiary alkyl esters and acetals. Tertiary alkyl groups in tertiary alkyl esters of carboxylic acids include tert-butyl, adamantyl, tricyclodecyl, and norbornyl groups.

(A)成分におけるアルカリ溶解性付与基が保護基により保護されている構造の含有量は、ジブロモエタンを標準物質とした当量換算で0.1~15mmol/gが好ましく、0.2~10mmol/gがより好ましく、0.3~7mmol/gがさらに好ましい。 The content of the structure in which the alkali-solubility-imparting group in component (A) is protected by a protecting group is preferably 0.1 to 15 mmol/g, more preferably 0.2 to 10 mmol/g, and even more preferably 0.3 to 7 mmol/g, calculated as an equivalent using dibromoethane as the standard substance.

ポジ型感光性樹脂組成物により、永久レジストを作製する場合、(A)成分は重合性官能基を有することが好ましい。露光および現像の後に加熱(ポストベイク)を行うと、(A)成分の重合性官能基と後述の(D)成分とが反応して、架橋構造が導入されることによりパターン硬化膜が得られる。 When a permanent resist is produced from a positive photosensitive resin composition, it is preferable that component (A) has a polymerizable functional group. When heating (post-baking) is performed after exposure and development, the polymerizable functional group of component (A) reacts with component (D) described below, introducing a crosslinked structure to obtain a patterned cured film.

(A)成分は、アルカリ溶解性付与基が保護基により保護されている構造、および上記の重合性官能基以外のポリマー骨格構造を含むことが好ましい。ポリマー骨格構造としては、ポリアクリル、ポリフェノール、ポリアミド、ポリ酸無水物、ポリカーボネート、ポリジエン、ポリエステル、ポリハロオレフィン、ポリイミド、ポリイミン、ポリケトン、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリフェニレン、ポリホスファゼン、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリスチレン、ポリスルフィド、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリビニル等が挙げられる。 The (A) component preferably includes a structure in which the alkali-solubility-imparting group is protected by a protecting group, and a polymer backbone structure other than the above-mentioned polymerizable functional group. Examples of the polymer backbone structure include polyacrylic, polyphenol, polyamide, polyanhydride, polycarbonate, polydiene, polyester, polyhaloolefin, polyimide, polyimine, polyketone, polyolefin, polyether, polyphenylene, polyphosphazene, polysiloxane, polysilane, polystyrene, polysulfide, polysulfone, polyurethane, polyurea, polyvinyl, etc.

<ポリシロキサン構造を有する(A)成分>
高耐熱性および低誘電率の硬化膜を形成可能であることから、(A)成分はポリシロキサン構造を有することが好ましく、特に環状ポリシロキサン構造を有することが好ましい。ポリシロキサン構造を含む(A)成分は、「シロキサン単位を有する化合物」を主骨格として、「アルカリ溶解性付与基が保護基により保護されている構造」が導入された化合物であり、その具体例として、WO2014/007231等に開示のポリシロキサン化合物が挙げられる。
<Component (A) Having a Polysiloxane Structure>
Since it is possible to form a cured film having high heat resistance and low dielectric constant, it is preferable that the component (A) has a polysiloxane structure, and it is particularly preferable that the component (A) has a cyclic polysiloxane structure. The component (A) containing a polysiloxane structure is a compound having a "compound having a siloxane unit" as the main skeleton and having a "structure in which an alkali-solubility-imparting group is protected by a protecting group", and specific examples thereof include the polysiloxane compounds disclosed in WO2014/007231 and the like.

本明細書において、「ポリシロキサン構造」とは、シロキサン単位Si-O-Siを有する構造骨格を意味し、「環状ポリシロキサン構造」とは、環の構成要素にシロキサン単位(Si-O-Si)を有する環状分子構造骨格を意味する。環状ポリシロキサン構造を含有する化合物は、鎖状のポリシロキサン構造のみを含有する化合物と比較して、製膜性および得られる硬化膜の耐熱性に優れる傾向がある。 In this specification, "polysiloxane structure" refers to a structural skeleton having siloxane units Si-O-Si, and "cyclic polysiloxane structure" refers to a cyclic molecular structural skeleton having siloxane units (Si-O-Si) as ring components. Compounds containing cyclic polysiloxane structures tend to have superior film-forming properties and the heat resistance of the resulting cured film compared to compounds containing only chain-like polysiloxane structures.

「アルカリ溶解性付与基が保護基により保護されている構造」(以下では、「構造X」と記載する場合がある)が導入されたポリシロキサン化合物は、例えば、ヒドロシリル化反応により得られる。ヒドロシリル化反応は、化学的に安定なケイ素-炭素結合(Si-C結合)を介してポリシロキサン骨格に構造Xを導入できるとの利点を有する。 A polysiloxane compound having a "structure in which an alkali-solubility-imparting group is protected by a protecting group" (hereinafter, sometimes referred to as "structure X") introduced therein can be obtained, for example, by a hydrosilylation reaction. The hydrosilylation reaction has the advantage that structure X can be introduced into the polysiloxane skeleton via a chemically stable silicon-carbon bond (Si-C bond).

ヒドロシリル化反応は、1分子中に少なくとも2個のSiH基(ヒドロシリル基)を有するポリシロキサン化合物と、SiH基との反応性を有する炭素-炭素二重結合を有する化合物との反応である。これらの化合物(出発物質)の少なくとも一方が、上記の官能基に加えて構造Xを有することにより、構造Xを有するポリシロキサン化合物が得られる。 The hydrosilylation reaction is a reaction between a polysiloxane compound having at least two SiH groups (hydrosilyl groups) in one molecule and a compound having a carbon-carbon double bond that is reactive with the SiH groups. When at least one of these compounds (starting materials) has structure X in addition to the above functional groups, a polysiloxane compound having structure X is obtained.

例えば、炭素-炭素二重結合を有する化合物が構造Xを有する場合は、下記の化合物(α)および(β)を出発物質とするヒドロシリル化反応により、構造Xを有するポリシロキサン化合物が得られる
化合物(α):1分子中に、SiH基(ヒドロシリル基)との反応性を有する炭素-炭素二重結合と構造Xとを有する化合物;
化合物(β):1分子中に少なくとも2個のSiH基を有するポリシロキサン化合物。
For example, when a compound having a carbon-carbon double bond has a structure X, a polysiloxane compound having a structure X can be obtained by a hydrosilylation reaction using the following compounds (α) and (β) as starting materials. Compound (α): A compound having a carbon-carbon double bond reactive with a SiH group (hydrosilyl group) and a structure X in one molecule;
Compound (β): A polysiloxane compound having at least two SiH groups in one molecule.

(化合物(α):構造Xおよびエチレン性不飽和基を含む化合物)
化合物(α)は、構造X、およびSiH基との反応性を有する炭素-炭素二重結合を含む化合物である。SiH基との反応性を有する炭素-炭素二重結合を含む基(以下、単に「エチレン性不飽和基」と称することがある)としては、ビニル基、アリル基、メタリル基、アクリル基、メタクリル基、2-ヒドロキシ-3-(アリルオキシ)プロピル基、2-アリルフェニル基、3-アリルフェニル基、4-アリルフェニル基、2-(アリルオキシ)フェニル基、3-(アリルオキシ)フェニル基、4-(アリルオキシ)フェニル基、2-(アリルオキシ)エチル基、2,2-ビス(アリルオキシメチル)ブチル基、3-アリルオキシ-2,2-ビス(アリルオキシメチル)プロピル基およびビニルエーテル基等が挙げられる。
(Compound (α): Compound containing Structure X and an ethylenically unsaturated group)
Compound (α) is a compound containing a structure X and a carbon-carbon double bond reactive with a SiH group. Examples of the group containing a carbon-carbon double bond reactive with a SiH group (hereinafter, sometimes simply referred to as an "ethylenically unsaturated group") include a vinyl group, an allyl group, a methallyl group, an acryl group, a methacryl group, a 2-hydroxy-3-(allyloxy)propyl group, a 2-allylphenyl group, a 3-allylphenyl group, a 4-allylphenyl group, a 2-(allyloxy)phenyl group, a 3-(allyloxy)phenyl group, a 4-(allyloxy)phenyl group, a 2-(allyloxy)ethyl group, a 2,2-bis(allyloxymethyl)butyl group, a 3-allyloxy-2,2-bis(allyloxymethyl)propyl group, and a vinyl ether group.

化合物(α)は1分子中に複数のエチレン性不飽和基を有することが好ましい。1分子中に複数のエチレン性不飽和基を有する場合は、ヒドロシリル化反応により複数のポリシロキサン化合物(化合物(β))が架橋されるため、(A)成分の分子量が高められ、製膜性および硬化膜の耐熱性が向上する傾向がある。 It is preferable that compound (α) has multiple ethylenically unsaturated groups in one molecule. When compound (α) has multiple ethylenically unsaturated groups in one molecule, multiple polysiloxane compounds (compound (β)) are crosslinked by the hydrosilylation reaction, which increases the molecular weight of component (A) and tends to improve film-forming properties and the heat resistance of the cured film.

構造Xとしては、上述のように、カルボン酸やフェノール性水酸基等の酸性基に保護基が結合した構造が挙げられる。(A)成分がポリシロキサン化合物である場合、構造Xはフェノール性水酸基に保護基が結合したものが好ましい。また、硬化膜の耐薬品性、および絶縁性等の観点から、構造Xはビスフェノール構造を含むことが好ましい。 As described above, Structure X may be a structure in which a protecting group is bonded to an acidic group such as a carboxylic acid or a phenolic hydroxyl group. When component (A) is a polysiloxane compound, Structure X is preferably a structure in which a protecting group is bonded to a phenolic hydroxyl group. From the viewpoint of the chemical resistance and insulating properties of the cured film, it is also preferable that Structure X contains a bisphenol structure.

ビスフェノール構造としては、ビスフェノールA構造、ビスフェノールAP構造、ビスフェノールAF構造、ビスフェノールB構造、ビスフェノールBP構造、ビスフェノールE構造、ビスフェノールM構造、ビスフェノールF構造、ビスフェノールS構造、ビスフェノールPH構造、ビスフェノールC構造、ビスフェノールG構造、ビスフェノールTMC構造およびビスフェノールZ構造等が挙げられる。これらの中でも、アルカリ現像液への溶解性に優れ、コントラストに優れるパターンが得られやすいことから、ビスフェノールA構造、ビスフェノールB構造、ビスフェノールC構造、ビスフェノールE構造、ビスフェノールF構造、ビスフェノールAF構造、ビスフェノールS構造、ビスフェノールAP構造またはビスフェノールPH構造が好ましく、中でも、酸による脱保護のしやすさの観点から、ビスフェノールS構造またはビスフェノールF構造が好ましい。 Examples of the bisphenol structure include the bisphenol A structure, the bisphenol AP structure, the bisphenol AF structure, the bisphenol B structure, the bisphenol BP structure, the bisphenol E structure, the bisphenol M structure, the bisphenol F structure, the bisphenol S structure, the bisphenol PH structure, the bisphenol C structure, the bisphenol G structure, the bisphenol TMC structure, and the bisphenol Z structure. Among these, the bisphenol A structure, the bisphenol B structure, the bisphenol C structure, the bisphenol E structure, the bisphenol F structure, the bisphenol AF structure, the bisphenol S structure, the bisphenol AP structure, and the bisphenol PH structure are preferred because they have excellent solubility in an alkaline developer and are likely to produce a pattern with excellent contrast, and among these, the bisphenol S structure or the bisphenol F structure is preferred from the viewpoint of ease of deprotection with an acid.

フェノール性水酸基の保護基は、炭素数1~50の有機基または有機ケイ素基であることが好ましく、中でもトリアルキルシリル基が好ましい。ビスフェノールのフェノール性水酸基がトリアルキルシリル基に保護されており、かつエチレン性不飽和基を有する化合物(α)としては、下記の一般式(I)で表される化合物を例示できる。 The protecting group for the phenolic hydroxyl group is preferably an organic group or an organosilicon group having 1 to 50 carbon atoms, and a trialkylsilyl group is particularly preferred. An example of a compound (α) in which the phenolic hydroxyl group of a bisphenol is protected by a trialkylsilyl group and which has an ethylenically unsaturated group is a compound represented by the following general formula (I).

Figure 0007482637000001
Figure 0007482637000001

一般式(I)において、Rは2価の有機基であり、ビスフェノール構造として取り得る構造であればよい。例えば、化合物(α)がビスフェノールS構造を有する場合、RはSOであり、化合物(α)がビスフェノールF構造を有する場合のRはCHである。複数のRは、それぞれ独立に炭素数1~6のアルキル基であり、好ましくは、全てのRがメチル基である。一般式(I)で表される化合物は、例えばジアリルビスフェノールとシリル化剤との反応により得られる。 In the general formula (I), R 1 is a divalent organic group, and may be any structure that can be a bisphenol structure. For example, when the compound (α) has a bisphenol S structure, R 1 is SO 2 , and when the compound (α) has a bisphenol F structure, R 1 is CH 2. Each of the multiple R 2 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and preferably, all of the R 2 are methyl groups. The compound represented by the general formula (I) can be obtained, for example, by reacting diallyl bisphenol with a silylating agent.

(化合物(β):ポリシロキサン化合物)
化合物(β)は、1分子中に少なくとも2個のSiH基を有するポリシロキサン化合物であり、例えば、WO96/15194号に記載の化合物で、1分子中に少なくとも2個のSiH基を有するもの等が使用できる。化合物(β)の具体例としては、直鎖構造を有するヒドロシリル基含有ポリシロキサン、分子末端にヒドロシリル基を有するポリシロキサン、およびヒドロシリル基を含有する環状ポリシロキサンが挙げられる。環状ポリシロキサンは多環構造でもよく、多環は多面体構造を有していてもよい。多面体骨格耐熱性および機械強度の高い硬化膜を形成するためには、化合物(β)として、1分子中に少なくとも2個のSiH基を有する環状ポリシロキサン化合物を用いることが好ましい。化合物(β)は、好ましくは1分子中に3個以上のSiH基を含む。耐熱性および耐光性の観点から、Si原子上に存在する基は、水素原子およびメチル基のいずれかであることが好ましい。
(Compound (β): Polysiloxane compound)
Compound (β) is a polysiloxane compound having at least two SiH groups in one molecule, and for example, compounds described in WO96/15194 having at least two SiH groups in one molecule can be used. Specific examples of compound (β) include hydrosilyl group-containing polysiloxanes having a linear structure, polysiloxanes having hydrosilyl groups at the molecular end, and cyclic polysiloxanes containing hydrosilyl groups. The cyclic polysiloxane may have a polycyclic structure, and the polycyclic ring may have a polyhedral structure. In order to form a cured film having high polyhedral skeleton heat resistance and mechanical strength, it is preferable to use a cyclic polysiloxane compound having at least two SiH groups in one molecule as compound (β). Compound (β) preferably contains three or more SiH groups in one molecule. From the viewpoint of heat resistance and light resistance, it is preferable that the group present on the Si atom is either a hydrogen atom or a methyl group.

直鎖構造を有するヒドロシリル基含有ポリシロキサンとしては、ジメチルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位および末端トリメチルシロキシ単位との共重合体、ジフェニルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位および末端トリメチルシロキシ単位との共重合体、メチルフェニルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位および末端トリメチルシロキシ単位との共重合体、ならびにジメチルハイドロジェンシリル基によって末端が封鎖されたポリシロキサン等が例示される。 Examples of hydrosilyl group-containing polysiloxanes having a linear structure include copolymers of dimethylsiloxane units, methylhydrogensiloxane units, and terminal trimethylsiloxy units, copolymers of diphenylsiloxane units, methylhydrogensiloxane units, and terminal trimethylsiloxy units, copolymers of methylphenylsiloxane units, methylhydrogensiloxane units, and terminal trimethylsiloxy units, and polysiloxanes whose ends are blocked with dimethylhydrogensilyl groups.

分子末端にヒドロシリル基を有するポリシロキサンとしては、ジメチルハイドロジェンシリル基によって末端が封鎖されたポリシロキサン、ならびにジメチルハイドロジェンシロキサン単位(H(CHSiO1/2単位)と、SiO単位、SiO3/2単位およびSiO単位からなる群より選ばれる少なくとも1つのシロキサン単位とからなるポリシロキサン等が例示される。 Examples of polysiloxanes having hydrosilyl groups at the molecular terminals include polysiloxanes whose terminals are blocked with dimethylhydrogensilyl groups, and polysiloxanes composed of dimethylhydrogensiloxane units (H( CH3 ) 2SiO1 /2 units) and at least one siloxane unit selected from the group consisting of SiO2 units, SiO3 /2 units, and SiO units.

環状ポリシロキサンは、例えば下記一般式(II)で表される。 Cyclic polysiloxanes are, for example, represented by the following general formula (II):

Figure 0007482637000002
Figure 0007482637000002

式中のR、RおよびRは、それぞれ独立に炭素数1~20の有機基を表す。mは2~10の整数、nは0~10の整数を表す。mは3以上が好ましい。m+nは3~12が好ましい。 In the formula, R 4 , R 5 and R 6 each independently represent an organic group having 1 to 20 carbon atoms. m represents an integer of 2 to 10, and n represents an integer of 0 to 10. m is preferably 3 or more. m+n is preferably 3 to 12.

、RおよびRとしては、C、HおよびOからなる群から選択される元素により構成される有機基が好ましい。R、RおよびRの例として、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシアルキルキル基、オキシアルキル基、アリール基等が挙げられる。中でも、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基等の鎖状アルキル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基等の環状アルキル基、またはフェニル基が好ましい。化合物(β)の入手性の観点から、R、RおよびRは、メチル基、プロピル基、ヘキシル基またはフェニル基であることが好ましい。RおよびRは、炭素数1~6の鎖状アルキル基であることがより好ましく、メチル基が特に好ましい。 R 4 , R 5 and R 6 are preferably organic groups composed of elements selected from the group consisting of C, H and O. Examples of R 4 , R 5 and R 6 include alkyl groups, hydroxyalkyl groups, alkoxyalkyl groups, oxyalkyl groups, aryl groups and the like. Among them, chain alkyl groups such as methyl groups, ethyl groups, propyl groups, hexyl groups, octyl groups, decyl groups and dodecyl groups, cyclic alkyl groups such as cyclohexyl groups and norbornyl groups, or phenyl groups are preferred. From the viewpoint of availability of compound (β), R 4 , R 5 and R 6 are preferably methyl groups, propyl groups, hexyl groups or phenyl groups. R 4 and R 5 are more preferably chain alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably methyl groups.

一般式(II)で表される環状ポリシロキサン化合物としては、1,3,5,7-テトラハイドロジェン-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン、1-プロピル-3,5,7-トリハイドロジェン-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,5-ジハイドロジェン-3,7-ジヘキシル-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5-トリハイドロジェン-1,3,5-トリメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9-ペンタハイドロジェン-1,3,5,7,9-ペンタメチルシクロシロキサンおよび1,3,5,7,9,11-ヘキサハイドロジェン-1,3,5,7,9,11-ヘキサメチルシクロシロキサン等が例示される。中でも、入手容易性およびSiH基の反応性の観点から、1,3,5,7-テトラハイドロジェン-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン(一般式(II)において、m=4、n=0であり、Rがメチル基である化合物)が好ましい。 Examples of the cyclic polysiloxane compound represented by the general formula (II) include 1,3,5,7-tetrahydrogen-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, 1-propyl-3,5,7-trihydrogen-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, 1,5-dihydrogen-3,7-dihexyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, 1,3,5-trihydrogen-1,3,5-trimethylcyclosiloxane, 1,3,5,7,9-pentahydrogen-1,3,5,7,9-pentamethylcyclosiloxane, and 1,3,5,7,9,11-hexahydrogen-1,3,5,7,9,11-hexamethylcyclosiloxane. Among these, from the viewpoints of availability and reactivity of the SiH group, 1,3,5,7-tetrahydrogen-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane (a compound in which, in general formula (II), m=4, n=0, and R4 is a methyl group) is preferred.

化合物(β)は、多環の環状ポリシロキサンでもよい。多環は多面体構造でもよい。多面体骨格を有するポリシロキサンは、多面体骨格を構成するSi原子の数が6~24であるものが好ましく、6~10であるものがより好ましい。多面体骨格を有するポリシロキサンの具体例としては、下記一般式(III)で示されるシルセスキオキサン(Si原子数=8)が挙げられる。 Compound (β) may be a polycyclic polysiloxane. The polycyclic ring may have a polyhedral structure. The polysiloxane having a polyhedral skeleton preferably has 6 to 24 Si atoms constituting the polyhedral skeleton, and more preferably has 6 to 10 Si atoms. A specific example of a polysiloxane having a polyhedral skeleton is silsesquioxane (number of Si atoms = 8) represented by the following general formula (III).

Figure 0007482637000003
Figure 0007482637000003


上記式中、R10~R17は、それぞれ独立に、水素原子、鎖状アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基およびブチル基等)、シクロアルキル基(シクロヘキシル基等)、アリール基(フェニル基およびトリル基等)、これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部をハロゲン原子またはシアノ基等で置換した基(クロロメチル基、トリフルオロプロピル基およびシアノエチル基等)、アルケニル基(ビニル基、アリル基、ブテニル基およびヘキセニル基等)、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、およびメルカプト基またはアミノ基を含有する有機基等から選択され1価の基である。上記炭化水素基の炭素数は、好ましくは1~20、より好ましくは1~10である。

In the above formula, R 10 to R 17 are each independently a monovalent group selected from hydrogen atoms, chain alkyl groups (methyl, ethyl, propyl, butyl, etc.), cycloalkyl groups (cyclohexyl, etc.), aryl groups (phenyl, tolyl, etc.), groups in which some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of these groups have been substituted with halogen atoms or cyano groups, etc. (chloromethyl, trifluoropropyl, cyanoethyl, etc.), alkenyl groups (vinyl, allyl, butenyl, hexenyl, etc.), (meth)acryloyl groups, epoxy groups, and organic groups containing a mercapto group or an amino group. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10.

環状ポリシロキサンは、多面体骨格を有するシリル化ケイ酸でもよい。多面体骨格を有するシリル化ケイ酸の具体例としては、下記一般式(IV)で示される化合物(Si原子数=8)が挙げられる。 The cyclic polysiloxane may be a silylated silicic acid having a polyhedral skeleton. A specific example of a silylated silicic acid having a polyhedral skeleton is a compound represented by the following general formula (IV) (number of Si atoms = 8).

Figure 0007482637000004
Figure 0007482637000004

上記式中、R18~R41は、前述の一般式(III)におけるR10~R17の具体例と同様である。 In the above formula, R 18 to R 41 are the same as the specific examples of R 10 to R 17 in the above general formula (III).

ポリシロキサンは、公知の合成方法により得られる。例えば、一般式(II)で表される環状ポリシロキサンは、WO96/15194号等に記載の方法により合成できる。シルセスキオキサン等の多面体骨格を有するポリシロキサンおよび多面体骨格を有するシリル化ケイ酸は、例えば、特開2004-359933号公報、特開2004-143449号公報、特開2006-269402号公報等に記載の方法により合成できる。化合物(β)として、市販のポリシロキサン化合物を用いてもよい。 Polysiloxanes can be obtained by known synthesis methods. For example, cyclic polysiloxanes represented by general formula (II) can be synthesized by methods described in WO96/15194 and the like. Polysiloxanes having a polyhedral skeleton, such as silsesquioxanes, and silylated silicas having a polyhedral skeleton can be synthesized by methods described in, for example, JP-A-2004-359933, JP-A-2004-143449, JP-A-2006-269402, and the like. A commercially available polysiloxane compound may be used as compound (β).

(他の出発物質)
ヒドロシリル化反応による(A)成分の合成において、上記の化合物(α)および化合物(β)に加えて、他の出発物質を用いてもよい。例えば、出発物質として、上記の化合物(α)以外のエチレン性不飽和基含有化合物を用いてもよい。
(Other Starting Materials)
In the synthesis of component (A) by hydrosilylation reaction, in addition to the above-mentioned compound (α) and compound (β), other starting materials may be used. For example, an ethylenically unsaturated group-containing compound other than the above-mentioned compound (α) may be used as a starting material.

例えば、化合物(α)および化合物(β)に加えて、1分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物(以下、「化合物(γ)」)を出発物質として用いることが好ましい。化合物(γ)を用いれば、ヒドロシリル化反応により複数のポリシロキサン化合物(化合物(β))が架橋されるため、成分(A)の分子量が高められ、製膜性および硬化膜の耐熱性が向上する傾向がある。 For example, in addition to compound (α) and compound (β), it is preferable to use a compound having two or more ethylenically unsaturated groups in one molecule (hereinafter, "compound (γ)") as a starting material. When compound (γ) is used, multiple polysiloxane compounds (compound (β)) are crosslinked by a hydrosilylation reaction, which increases the molecular weight of component (A) and tends to improve film-forming properties and the heat resistance of the cured film.

化合物(γ)は、有機重合体系化合物および有機単量体系化合物のいずれでもよい。有機重合体系化合物としては、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリアリレート系、ポリカーボネート系、飽和炭化水素系、不飽和炭化水素系、ポリアクリル酸エステル系、ポリアミド系、フェノール-ホルムアルデヒド系(フェノール樹脂系)またはポリイミド系の化合物が挙げられる。有機単量体系化合物としては、例えば、フェノール系、ビスフェノール系、ベンゼンまたはナフタレン等の芳香族炭化水素系;直鎖系および脂環系等の脂肪族炭化水素系;複素環系の化合物が挙げられる。
化合物(γ)を用いれば、
The compound (γ) may be either an organic polymer compound or an organic monomer compound. Examples of the organic polymer compound include polyether, polyester, polyarylate, polycarbonate, saturated hydrocarbon, unsaturated hydrocarbon, polyacrylic acid ester, polyamide, phenol-formaldehyde (phenolic resin), and polyimide compounds. Examples of the organic monomer compound include aromatic hydrocarbons such as phenols, bisphenols, benzene, and naphthalene; aliphatic hydrocarbons such as linear and alicyclic compounds; and heterocyclic compounds.
If compound (γ) is used,

化合物(γ)の具体例としては、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、1,1,2,2-テトラアリロキシエタン、ジアリリデンペンタエリスリット、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルモノベンジルイソシアヌレート、ジアリルモノメチルイソシアヌレート、1,2,4-トリビニルシクロヘキサン、1,4-ブタンジオールジビニルエーテル、ノナンジオールジビニルエーテル、1,4-シクロへキサンジメタノールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ビスフェノールSのジアリルエーテル、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、1,3-ジイソプロペニルベンゼン、1,4-ジイソプロペニルベンゼン、1,3-ビス(アリルオキシ)アダマンタン、1,3-ビス(ビニルオキシ)アダマンタン、1,3,5-トリス(アリルオキシ)アダマンタン、1,3,5-トリス(ビニルオキシ)アダマンタン、ジシクロペンタジエン、ビニルシクロへキセン、1,5-ヘキサジエン、1,9-デカジエン、ジアリルエーテル、ビスフェノールAジアリルエーテル、2,5-ジアリルフェノールアリルエーテル、およびそれらのオリゴマー、1,2-ポリブタジエン(1,2比率10~100%のもの、好ましくは1,2比率50~100%のもの)、ノボラックフェノールのアリルエーテル、アリル化ポリフェニレンオキサイド、その他、従来公知のエポキシ樹脂のグリシジル基の全部をアリル基に置き換えたもの等が挙げられる。また、上記例示の化合物におけるアリル基を(メタ)アクリロイル基に置き換えた化合物(例えば、多官能(メタ)アクリレート)も、化合物(γ)として好適に用いられる。 Specific examples of compound (γ) include diallyl phthalate, triallyl trimellitate, diethylene glycol bisallyl carbonate, trimethylolpropane diallyl ether, trimethylolpropane triallyl ether, pentaerythritol triallyl ether, pentaerythritol tetraallyl ether, 1,1,2,2-tetraallyloxyethane, diarylidene pentaerythritol, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, diallyl monobenzyl isocyanurate, diallyl monomethyl isocyanurate, 1,2,4-trivinylcyclohexane, 1,4-butanediol divinyl ether, nonanediol divinyl ether, 1,4-cyclohexane dimethanol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, bisphenol Examples of such epoxy resins include diallyl ether of bisphenol S, divinylbenzene, divinylbiphenyl, 1,3-diisopropenylbenzene, 1,4-diisopropenylbenzene, 1,3-bis(allyloxy)adamantane, 1,3-bis(vinyloxy)adamantane, 1,3,5-tris(allyloxy)adamantane, 1,3,5-tris(vinyloxy)adamantane, dicyclopentadiene, vinylcyclohexene, 1,5-hexadiene, 1,9-decadiene, diallyl ether, bisphenol A diallyl ether, 2,5-diallylphenol allyl ether, and oligomers thereof, 1,2-polybutadiene (1,2 ratio of 10 to 100%, preferably 1,2 ratio of 50 to 100%), allyl ether of novolak phenol, allylated polyphenylene oxide, and other conventionally known epoxy resins in which all of the glycidyl groups have been replaced with allyl groups. In addition, compounds in which the allyl group in the above example compounds is replaced with a (meth)acryloyl group (e.g., polyfunctional (meth)acrylates) can also be suitably used as compound (γ).

化合物(γ)は、2個以上のエチレン性不飽和基を有するポリシロキサン化合物でもよい。2個以上のエチレン性不飽和基を有するポリシロキサン化合物の具体例としては、上記の化合物(β)のSiに結合した水素原子の一部または全部をエチレン性不飽和基に置き換えたものが挙げられる。中でも、硬化膜の耐熱性を向上する観点から、2個以上のエチレン性不飽和基を有する環状ポリシロキサン化合物が好ましい。 Compound (γ) may be a polysiloxane compound having two or more ethylenically unsaturated groups. Specific examples of polysiloxane compounds having two or more ethylenically unsaturated groups include compounds in which some or all of the hydrogen atoms bonded to the Si of compound (β) are replaced with ethylenically unsaturated groups. Among these, from the viewpoint of improving the heat resistance of the cured film, cyclic polysiloxane compounds having two or more ethylenically unsaturated groups are preferred.

2個以上のエチレン性不飽和基を有する環状ポリシロキサン化合物の具体例として、Si原子にエチレン性不飽和基としてビニル基が結合した環状ポリシロキサンが挙げられる。Si原子に結合したビニル基を2個以上有する環状ポリシロキサン化合物としては、1,3,5,7-テトラビニル-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン、1-プロピル-3,5,7-トリビニル-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,5-ジビニル-3,7-ジヘキシル-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5-トリビニル-トリメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9-ペンタビニル-1,3,5,7,9-ペンタメチルシクロシロキサンおよび1,3,5,7,9,11-ヘキサビニル-1,3,5,7,9,11-ヘキサメチルシクロシロキサン等が挙げられる。 A specific example of a cyclic polysiloxane compound having two or more ethylenically unsaturated groups is a cyclic polysiloxane in which a vinyl group is bonded to a Si atom as an ethylenically unsaturated group. Examples of cyclic polysiloxane compounds having two or more vinyl groups bonded to silicon atoms include 1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, 1-propyl-3,5,7-trivinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, 1,5-divinyl-3,7-dihexyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, 1,3,5-trivinyl-trimethylcyclosiloxane, 1,3,5,7,9-pentavinyl-1,3,5,7,9-pentamethylcyclosiloxane, and 1,3,5,7,9,11-hexavinyl-1,3,5,7,9,11-hexamethylcyclosiloxane.

ヒドロシリル化反応の出発物質として、1分子中に、ヒドロシリル化反応に関与する官能基を1個のみ有する化合物(以下「化合物(δ)」)を用いてもよい。ヒドロシリル化反応に関与する官能基とは、SiH基、またはエチレン性不飽和基である。ヒドロシリル化反応に関与する官能基を1つのみ含む化合物を用いることにより、ポリマーの末端に特定の官能基を導入できる。 As a starting material for the hydrosilylation reaction, a compound having only one functional group participating in the hydrosilylation reaction in one molecule (hereinafter referred to as "compound (δ)") may be used. The functional group participating in the hydrosilylation reaction is a SiH group or an ethylenically unsaturated group. By using a compound having only one functional group participating in the hydrosilylation reaction, a specific functional group can be introduced at the end of a polymer.

例えば、化合物(δ)として1つのSiH基を有するシロキサン化合物を用いることにより、ポリマーの末端にシロキサン構造部位を導入できる。1つのSiH基を有するシロキサン化合物の具体例としては、前述の一般式(II)においてm=1である環状ポリシロキサン化合物、前述の一般式(III)においてR10~R17のうち1つが水素原子である多面体ポリシロキサン化合物、前述の一般式(IV)においてR18~R41のうち1つが水素原子であるシリル化ケイ酸化合物等が挙げられる。1つのSiH基を有するシロキサン化合物は、鎖状シロキサン化合物でもよい。 For example, by using a siloxane compound having one SiH group as the compound (δ), a siloxane structural portion can be introduced to the end of the polymer. Specific examples of the siloxane compound having one SiH group include a cyclic polysiloxane compound in which m=1 in the above-mentioned general formula (II), a polyhedral polysiloxane compound in which one of R 10 to R 17 in the above-mentioned general formula (III) is a hydrogen atom, and a silylated silicic acid compound in which one of R 18 to R 41 in the above-mentioned general formula (IV) is a hydrogen atom. The siloxane compound having one SiH group may be a chain siloxane compound.

化合物(δ)として、1つのエチレン性不飽和基を含む化合物を用いることにより、ポリマーの末端に所望の官能基を導入できる。上記の他に、2個以上のSiH基を有する鎖状ポリシロキサン等のヒドロシリル化反応に関与する化合物を、出発物質に含めてもよい。 By using a compound containing one ethylenically unsaturated group as compound (δ), the desired functional group can be introduced to the end of the polymer. In addition to the above, compounds that participate in the hydrosilylation reaction, such as linear polysiloxanes having two or more SiH groups, may also be included in the starting material.

(ヒドロシリル化反応)
ヒドロシリル化反応の順序および方法は特に限定されない。合成工程を簡便とする観点からは、全ての出発物質を1ポットに仕込んでヒドロシリル化反応を行い、最後に未反応の化合物を除去する方法が好ましい。一方、低分子量体の生成を抑制する観点からは、複数のエチレン性不飽和基を含む化合物(例えば化合物(α)および化合物(γ))と複数のSiH基を含む化合物(例えば化合物(β))とを、一方を過剰量としてヒドロシリル化反応を行い、未反応の化合物を除去後に、1分子中にヒドロシリル化反応に関与する官能基を1個のみ有する化合物(例えば化合物(δ))添加してヒドロシリル化反応を行う方法が好ましい。
(Hydrosilylation reaction)
The order and method of the hydrosilylation reaction are not particularly limited. From the viewpoint of simplifying the synthesis process, it is preferable to carry out the hydrosilylation reaction by charging all starting materials into one pot, and finally remove the unreacted compounds. On the other hand, from the viewpoint of suppressing the production of low molecular weight substances, it is preferable to carry out the hydrosilylation reaction of a compound containing multiple ethylenically unsaturated groups (e.g., compound (α) and compound (γ)) and a compound containing multiple SiH groups (e.g., compound (β)) with one of them in excess, remove the unreacted compound, and then add a compound having only one functional group participating in the hydrosilylation reaction in one molecule (e.g., compound (δ)) to carry out the hydrosilylation reaction.

ヒドロシリル化反応における各化合物の割合は特に限定されないが、出発物質のエチレン性不飽和基の総量AとSiH基の総量Bとが、1≦B/A≦30を満たすことが好ましく、1≦B/A≦10を満たすことがより好ましい。B/Aが1以上であれば、未反応のエチレン性不飽和基が残存し難く、B/Aが30以下であれば、未反応の化合物(β)が残存しにくいため、硬化膜の特性を向上できる。 The ratio of each compound in the hydrosilylation reaction is not particularly limited, but it is preferable that the total amount A of ethylenically unsaturated groups in the starting material and the total amount B of SiH groups satisfy 1≦B/A≦30, and more preferably 1≦B/A≦10. If B/A is 1 or more, unreacted ethylenically unsaturated groups are unlikely to remain, and if B/A is 30 or less, unreacted compound (β) is unlikely to remain, improving the properties of the cured film.

ヒドロシリル化反応には、塩化白金酸、白金-オレフィン錯体、白金-ビニルシロキサン錯体等のヒドロシリル化触媒を用いてもよい。ヒドロシリル化触媒と助触媒とを併用してもよい。ヒドロシリル化触媒の添加量は特に限定されないが、出発物質に含まれるエチレン性不飽和基の総量(モル数)に対して、好ましくは10-8~10-1倍、より好ましくは10-6~10-2倍である。 For the hydrosilylation reaction, a hydrosilylation catalyst such as chloroplatinic acid, a platinum-olefin complex, or a platinum-vinylsiloxane complex may be used. The hydrosilylation catalyst may be used in combination with a co-catalyst. The amount of the hydrosilylation catalyst added is not particularly limited, but is preferably 10 −8 to 10 −1 times, and more preferably 10 −6 to 10 −2 times, the total amount (number of moles) of ethylenically unsaturated groups contained in the starting material.

ヒドロシリル化の反応温度は適宜に設定すればよく、好ましくは30~200℃、より好ましくは50~150℃である。ヒドロシリル化反応には適宜の溶媒を使用してもよい。ヒドロシリル化反応においては、必要に応じて、ゲル化抑制剤を用いてもよい。 The reaction temperature for hydrosilylation may be set appropriately, and is preferably 30 to 200°C, and more preferably 50 to 150°C. An appropriate solvent may be used in the hydrosilylation reaction. A gelation inhibitor may be used in the hydrosilylation reaction, if necessary.

上記では、構造Xを有するポリシロキサン化合物を得る方法として、1分子中に構造Xおよびエチレン性不飽和基を有する化合物(α)と、1分子中に少なくとも2個のSiH基を有するポリシロキサン化合(β)とのヒドロシリル化反応を例として説明したが、成分(A)の合成方法はこれに限定されない。上記以外の出発物質を用いたヒドロシリル化反応により成分(A)を得ることもできる。 In the above, the hydrosilylation reaction between a compound (α) having structure X and an ethylenically unsaturated group in one molecule and a polysiloxane compound (β) having at least two SiH groups in one molecule was described as an example of a method for obtaining a polysiloxane compound having structure X, but the method for synthesizing component (A) is not limited to this. Component (A) can also be obtained by a hydrosilylation reaction using a starting material other than those described above.

例えば、化合物(α)に代えて、1分子中にSiH基と構造Xを有する化合物を出発物質として、構造Xを有するポリシロキサン化合物を合成してもよい。この場合、SiH基と構造Xを含む化合物と、エチレン性不飽和基を有するポリシロキサン化合物とのヒドロシリル化反応により、構造Xを有するポリシロキサン化合物が得られる。エチレン性不飽和基を有するポリシロキサン化合物は、複数のエチレン性不飽和基を含んでいてもよい。 For example, instead of compound (α), a compound having a SiH group and structure X in one molecule may be used as a starting material to synthesize a polysiloxane compound having structure X. In this case, a polysiloxane compound having structure X is obtained by a hydrosilylation reaction between the compound containing a SiH group and structure X and a polysiloxane compound having an ethylenically unsaturated group. The polysiloxane compound having an ethylenically unsaturated group may contain multiple ethylenically unsaturated groups.

エチレン性不飽和基を含有する環状シロキサン化合物としては、1,3,5,7-テトラビニル-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン、1-プロピル-3,5,7-トリビニル-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,5-ジビニル-3,7-ジヘキシル-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5-トリビニル-1,3,5-トリメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9-ペンタビニル-1,3,5,7,9-ペンタメチルシクロシロキサンおよび1,3,5,7,9,11-ヘキサビニル-1,3,5,7,9,11-ヘキサメチルシクロシロキサン等が挙げられる。エチレン性不飽和基を有する環状ポリシロキサン化合物は、耐熱性および耐光性の観点から、Si原子上に存在する有機基が、ビニル基またはメチル基であることが好ましい。 Examples of cyclic siloxane compounds containing ethylenically unsaturated groups include 1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, 1-propyl-3,5,7-trivinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, 1,5-divinyl-3,7-dihexyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, 1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethylcyclosiloxane, 1,3,5,7,9-pentavinyl-1,3,5,7,9-pentamethylcyclosiloxane, and 1,3,5,7,9,11-hexavinyl-1,3,5,7,9,11-hexamethylcyclosiloxane. From the viewpoint of heat resistance and light resistance, it is preferable that the organic group present on the Si atom of the cyclic polysiloxane compound having an ethylenically unsaturated group is a vinyl group or a methyl group.

<(B)光酸発生剤>
感光性組成物は、(B)成分として光酸発生剤を含有する。露光により光酸発生剤に活性エネルギー線が照射されると酸が発生する。活性エネルギー線としては、可視光、紫外線、赤外線、X線、α線、β線、およびγ線等が挙げられる。光酸発生剤から発生した酸が、上記(A)成分を分解し、酸性基または水酸基を発現させることにより、アルカリ溶解性が増大する。
<(B) Photoacid Generator>
The photosensitive composition contains a photoacid generator as component (B). When the photoacid generator is exposed to active energy rays, an acid is generated. Examples of active energy rays include visible light, ultraviolet light, infrared light, X-rays, α-rays, β-rays, and γ-rays. The acid generated from the photoacid generator decomposes component (A) to generate acidic groups or hydroxyl groups, thereby increasing the alkali solubility.

感光性組成物に含まれる光酸発生剤は、露光によりルイス酸を発生するものであれば特に限定されない。光酸発生剤の具体例としては、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、オニウム塩等のイオン性光酸発生剤;イミドスルホネート類、オキシムスルホネート類、スルホニルジアゾメタン類等の非イオン性光酸発生剤が挙げられる。イオン性光酸発生剤に含まれるアニオンとしては、B(C 、PF 、SbF 、CFSO およびCSO 等が挙げられる。光感度が高いことから、光酸発生剤としては、イミドスルホネート類およびオキシムスルホネート類が好ましい。 The photoacid generator contained in the photosensitive composition is not particularly limited as long as it generates a Lewis acid upon exposure. Specific examples of the photoacid generator include ionic photoacid generators such as sulfonium salts, iodonium salts, and onium salts; and nonionic photoacid generators such as imide sulfonates, oxime sulfonates, and sulfonyl diazomethanes. Examples of anions contained in ionic photoacid generators include B(C 6 F 5 ) 4 , PF 6 , SbF 6 , CF 3 SO 3 , and C 4 F 9 SO 3 . As the photoacid generator, imide sulfonates and oxime sulfonates are preferred because of their high photosensitivity.

感光性組成物における光酸発生剤の含有量は、(A)成分100重量部に対して、0.1~10重量部が好ましく、0.3~7重量部がより好ましく、0.5~5重量部がさらに好ましい。光酸発生剤の量が上記範囲であれば、露光部の(A)成分のアルカリ溶解性を十分に高めてパターニング性を向上できるとともに、過剰の酸に起因するコントラストの低下を抑制できる。 The content of the photoacid generator in the photosensitive composition is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.3 to 7 parts by weight, and even more preferably 0.5 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of component (A). If the amount of the photoacid generator is within the above range, the alkali solubility of component (A) in the exposed area can be sufficiently increased to improve patterning properties, and a decrease in contrast caused by excess acid can be suppressed.

<(C)(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体> <(C) A copolymer composed of at least two monomers selected from the group consisting of (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid esters, styrene, styrene derivatives, and maleic anhydride, and one of the monomers constituting the copolymer is (meth)acrylic acid or maleic anhydride>

感光性組成物は、(C)成分として(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体を含有する。(C)成分はアルカリ溶解性を有し、感光性樹脂に添加することで感光性樹脂のアルカリ現像液に対する溶解性を上げることができる為、アルカリ現像液に対する溶解促進効果が期待できる。 The photosensitive composition contains, as component (C), a copolymer composed of at least two monomers selected from the group consisting of (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid esters, styrene, styrene derivatives, and maleic anhydride, and one of the monomers constituting the copolymer is (meth)acrylic acid or maleic anhydride. Component (C) is alkaline soluble, and by adding it to a photosensitive resin, the solubility of the photosensitive resin in an alkaline developer can be increased, so that a dissolution-promoting effect in an alkaline developer can be expected.

一方、リワーク時に発生する残渣については、様々な要因が考えられるが、例えば、環境から混入する異物や感光性樹脂中の溶解性の低い成分の再付着、感光性樹脂自体の製膜プロセス下での変性による不溶化などが挙げられる。これらの原因の中で感光性樹脂由来の残渣については(C)成分の添加により感光性樹脂の溶解性を上げることで、再付着や不溶化を抑制することができ、リワーク時の残渣を低減できるものと考えられる。 On the other hand, there are various possible causes for residues that occur during rework, including foreign matter mixed in from the environment, redeposition of low-solubility components in the photosensitive resin, and insolubilization due to denaturation of the photosensitive resin itself during the film-forming process. Of these causes, it is believed that by increasing the solubility of the photosensitive resin through the addition of component (C), redeposition and insolubilization of residues originating from the photosensitive resin can be suppressed, thereby reducing residues during rework.

共重合体のアルカリ溶解性の発現には(メタ)アクリル酸の様なアルカリ可溶性のモノマーが必要となる。通常、マレイン酸無水物はアルカリ溶解性を示さないが、アルカリ現像液と反応し、開環した構造がアルカリ溶解性を発現するものと考えている。感光性樹脂の保管時の安定性という観点からはアルカリ溶解性を発現させるモノマーとしてはマレイン酸無水物が好ましい。 In order for the copolymer to exhibit alkali solubility, an alkali-soluble monomer such as (meth)acrylic acid is required. Normally, maleic anhydride does not exhibit alkali solubility, but it is thought that when it reacts with an alkaline developer, the ring-opening structure exhibits alkali solubility. From the viewpoint of storage stability of the photosensitive resin, maleic anhydride is the preferred monomer for exhibiting alkali solubility.

(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸、もしくはマレイン酸無水物である共重合体の重量平均分子量は1,000~50,000、好ましくは3,000~30,000である。1,000未満であると後の工程において、硬化物表面への染み出しによるタックが発生する可能性がある。50,000を超えると(A)成分との相溶性が悪化する。(メタ)アクリル酸エステルとしてはメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。スチレン誘導体としては、スチレンにおける水素原子が置換基(アルキル基等の有機基、ハロゲン原子など)で置換されたものであり、具体的には、α-メチルスチレン、スチレンの芳香環上に炭素数1~6のアルキル基、アルコキシ基、フェニル基、ヒドロキシ基が置換した化合物等が挙げられる。マレイン酸無水物としてはマレイン酸無水物、メチルマレイン酸無水物などが挙げられる。 A copolymer composed of at least two monomers of (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid ester, styrene, a styrene derivative, and maleic anhydride, and one of the monomers constituting the copolymer is (meth)acrylic acid or maleic anhydride, has a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000, preferably 3,000 to 30,000. If it is less than 1,000, tackiness may occur due to exudation to the cured surface in a later process. If it exceeds 50,000, compatibility with component (A) deteriorates. Examples of (meth)acrylic acid esters include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, and benzyl (meth)acrylate. Styrene derivatives are styrene in which the hydrogen atoms are replaced with substituents (organic groups such as alkyl groups, halogen atoms, etc.), and specific examples include α-methylstyrene, and compounds in which an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group, a phenyl group, or a hydroxyl group is substituted on the aromatic ring of styrene. Examples of maleic anhydride include maleic anhydride and methylmaleic anhydride.

(C)(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体における(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物は繰り返し単位当たり5~60重量%含まれることが好ましい。60重量%を超えると現像性が高くなり過ぎてパターン形状が悪化する傾向にある。また5重量%未満ではアルカリ溶解性が低く、十分なリワーク性が得られなくなる傾向がある。 (C) A copolymer composed of at least two monomers selected from (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid esters, styrene, styrene derivatives, and maleic anhydride, and in which one of the monomers constituting the copolymer is (meth)acrylic acid or maleic anhydride, it is preferable that the (meth)acrylic acid or maleic anhydride is contained in an amount of 5 to 60% by weight per repeating unit. If it exceeds 60% by weight, the developability becomes too high, and the pattern shape tends to deteriorate. Also, if it is less than 5% by weight, the alkali solubility is low, and sufficient reworkability tends to be difficult to obtain.

(C)成分の例として、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルの共重合体、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレンもしくはスチレン誘導体の共重合体、(メタ)アクリル酸、スチレンもしくはスチレン誘導体の共重合体、以下の構造に示されるスチレン、マレイン酸無水物の共重合体が挙げられる。

Figure 0007482637000005
aは1から8の整数、bは1から12の整数である。 Examples of the component (C) include a copolymer of (meth)acrylic acid, a (meth)acrylic acid ester, a copolymer of (meth)acrylic acid, a (meth)acrylic acid ester, styrene or a styrene derivative, a copolymer of (meth)acrylic acid, styrene or a styrene derivative, and a copolymer of styrene and maleic anhydride shown in the following structure.
Figure 0007482637000005
a is an integer from 1 to 8, and b is an integer from 1 to 12.

(C)成分としてはリワーク性の観点からは(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルの共重合体が好ましく、耐熱性の観点からはスチレン、マレイン酸無水物の共重合体が好ましい。 From the viewpoint of reworkability, the (C) component is preferably a copolymer of (meth)acrylic acid or a (meth)acrylic acid ester, and from the viewpoint of heat resistance, a copolymer of styrene and maleic anhydride is preferred.

感光性組成物における(C)成分の含有量は、(A)成分100重量部に対して、1~10重量部が好ましく、3~8重量部が耐熱性の点でより好ましい。またタック性の観点からは(A)成分100重量部に対して、1~10重量部が好ましく、1~8重量部がより好ましい。 The content of component (C) in the photosensitive composition is preferably 1 to 10 parts by weight, more preferably 3 to 8 parts by weight, per 100 parts by weight of component (A), from the viewpoint of heat resistance. Also, from the viewpoint of tackiness, the content is preferably 1 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 8 parts by weight, per 100 parts by weight of component (A).

(C)(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つがアクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体の含有量が上記範囲であれば、硬化物表面への染み出しによるタックが発生することなく、リワーク性の良好な膜が得られる。 (C) A copolymer composed of at least two monomers selected from the group consisting of (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid esters, styrene, styrene derivatives, and maleic anhydride, and in which one of the monomers constituting the copolymer is acrylic acid or maleic anhydride, if the content of the copolymer is within the above range, a film with good reworkability can be obtained without tackiness due to seepage onto the cured surface.

<(D)架橋剤>
感光性組成物は、上記の(C)成分以外に(A)成分に架橋構造を導入可能な架橋剤を含んでいてもよい。架橋剤としては、上記(A)成分と反応可能な官能基を1分子中に2以上含む化合物が好ましい。
<(D) Crosslinking Agent>
The photosensitive composition may contain, in addition to the above-mentioned component (C), a crosslinking agent capable of introducing a crosslinked structure into the component (A). The crosslinking agent is preferably a compound containing two or more functional groups capable of reacting with the above-mentioned component (A) in one molecule.

例えば、(A)成分がポリシロキサン化合物であり、ヒドロシリル化反応に使用されなかったSiH基を含んでいる場合は、架橋剤として1分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物を感光性組成物に含めておけば、(A)成分と架橋剤とのヒドロシリル化反応により、架橋構造が導入される。1分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物としては、上記(A)成分の合成に関して例示した化合物(γ)と同様の化合物等を用いることができる。 For example, when component (A) is a polysiloxane compound containing SiH groups that were not used in the hydrosilylation reaction, if a compound having two or more ethylenically unsaturated groups in one molecule is included in the photosensitive composition as a crosslinking agent, a crosslinked structure is introduced by the hydrosilylation reaction between component (A) and the crosslinking agent. As the compound having two or more ethylenically unsaturated groups in one molecule, a compound similar to compound (γ) exemplified in relation to the synthesis of component (A) above can be used.

感光性組成物が架橋剤を含有する場合、架橋剤の含有量は、(A)成分100重量部に対し、0.5~40重量部が好ましく、1~35重量部がより好ましく、2~30重量部がさらに好ましい。感光性組成物が架橋剤を含む場合、露光および現像によるパターニング後に、加熱(ポストベイク)により(A)成分と架橋剤とを反応させて、架橋構造を導入することが好ましい。架橋構造の導入によりパターン膜が硬化さるため、パターン膜の絶縁性、耐熱性、および耐溶剤性等を向上できる。 When the photosensitive composition contains a crosslinking agent, the content of the crosslinking agent is preferably 0.5 to 40 parts by weight, more preferably 1 to 35 parts by weight, and even more preferably 2 to 30 parts by weight, per 100 parts by weight of component (A). When the photosensitive composition contains a crosslinking agent, it is preferable to introduce a crosslinked structure by reacting component (A) with the crosslinking agent through heating (post-baking) after patterning by exposure and development. The introduction of a crosslinking structure hardens the pattern film, improving the insulating properties, heat resistance, solvent resistance, etc. of the pattern film.

<溶媒>
上記の(A)成分、(B)成分および(C)成分、ならびに必要に応じて(D)成分を溶媒中に溶解または分散させることにより、感光性組成物が得られる。感光性組成物は、各成分を製膜直前に混合調製してもよく、全成分を予め混合調製した一液の状態で貯蔵しておいてもよい。
<Solvent>
The photosensitive composition can be obtained by dissolving or dispersing the above-mentioned components (A), (B), and (C), and optionally the component (D) in a solvent. The photosensitive composition may be prepared by mixing the components just before film formation, or may be stored in the form of a single liquid in which all the components are mixed in advance.

溶媒は(A)成分を溶解可能であればよく、具体的には、ベンゼン、トルエン、ヘキサンおよびヘプタン等の炭化水素系溶媒;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキソランおよびジエチルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびシクロヘキサノン等のケトン系溶媒;プロピレングリコール-1-モノメチルエーテル-2-アセテート(PGMEA)、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテルおよびジエチレングリコールジエチルエーテル等のグリコール系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、イソ酪酸イソブチル、酪酸イソブチル等のエステル系溶媒;クロロホルム、塩化メチレンおよび1,2-ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒等が挙げられる。製膜安定性の観点から、プロピレングリコール-1-モノメチルエーテル-2-アセテートおよびジエチレングリコールジエチルエーテル、酢酸ブチルが好ましい。溶媒の使用量は適宜設定すればよい。感光性組成物の固形分1gに対する溶媒の好ましい使用量は0.1~10mLである。 The solvent may be any solvent capable of dissolving component (A), and examples of the solvent include hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, hexane, and heptane; ether solvents such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane, and diethyl ether; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; glycol solvents such as propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate (PGMEA), diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, and diethylene glycol diethyl ether; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl isobutyrate, and isobutyl butyrate; and halogen-based solvents such as chloroform, methylene chloride, and 1,2-dichloroethane. From the viewpoint of film formation stability, propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate, diethylene glycol diethyl ether, and butyl acetate are preferred. The amount of the solvent used may be set appropriately. The preferred amount of the solvent used per 1 g of solid content of the photosensitive composition is 0.1 to 10 mL.

<その他の成分>
感光性組成物は、上記(A)~(D)以外の樹脂成分や添加剤等を含有していてもよい。例えば、感光性組成物は、特性改質等の目的で、種々の熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂シクロオレフィン系樹脂、オレフィン-マレイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、天然ゴムおよびEPDM等のゴム状樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂は、エポキシ基、アミノ基、ラジカル重合性不飽和基、カルボキシ基、イソシアネート基、ヒドロキシ基およびアルコキシシリル基等の架橋性基を有していてもよい。
<Other ingredients>
The photosensitive composition may contain resin components and additives other than the above (A) to (D). For example, the photosensitive composition may contain various thermoplastic resins for the purpose of modifying properties. Examples of the thermoplastic resin include acrylic resins, polycarbonate resins, cycloolefin resins, olefin-maleimide resins, polyester resins, polyethersulfone resins, polyarylate resins, polyvinyl acetal resins, polyethylene resins, polypropylene resins, polystyrene resins, polyamide resins, silicone resins, fluororesins, and rubber-like resins such as natural rubber and EPDM. The thermoplastic resin may have a crosslinkable group such as an epoxy group, an amino group, a radically polymerizable unsaturated group, a carboxy group, an isocyanate group, a hydroxy group, and an alkoxysilyl group.

感光性組成物は、アルカリ現像液への溶解性が向上等の観点から、上記(A)成分以外のアルカリ可溶性成分を含有していてもよい。アルカリ可溶性成分としては、アルカリ可溶性官能基を有する樹脂が挙げられる。樹脂としては、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アミド系樹脂、ポリシロキサン樹脂等が挙げられる。アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシ基、下記のZ1またはZ2で表されるイソシアヌル酸誘導体構造等が挙げられる。 The photosensitive composition may contain an alkali-soluble component other than the above component (A) from the viewpoint of improving solubility in an alkaline developer. Examples of the alkali-soluble component include resins having an alkali-soluble functional group. Examples of the resin include phenolic resins, acrylic resins, amide resins, polysiloxane resins, etc. Examples of the alkali-soluble group include a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group, and an isocyanuric acid derivative structure represented by Z1 or Z2 below.

Figure 0007482637000006
Figure 0007482637000006

アルカリ溶解性の向上と、硬化膜の絶縁性、耐熱性および耐溶剤性等とを両立する観点から、アルカリ可溶性成分としては、上記の構造Z1および/または構造Z2を有する樹脂が好ましく、中でも上記の構造Z1および/または構造Z2を有するポリシロキサン樹脂が好ましい。 From the viewpoint of achieving both improved alkali solubility and the insulating properties, heat resistance, and solvent resistance of the cured film, the alkali soluble component is preferably a resin having the above structure Z1 and/or structure Z2, and in particular, a polysiloxane resin having the above structure Z1 and/or structure Z2.

構造Z1および/またはZ2を有するポリシロキサン樹脂は、例えば、上記の構造Z1とエチレン性不飽和基を含む化合物(ジアリルイソシアヌレート等)および/または上記の構造Z2とエチレン性不要和基を含む化合物(モノアリルイソシアヌレート等)と、SiH基を有するポリシロキサン化合物とのヒドロシリル化反応により得られる。SiH基を有するポリシロキサン化合物としては、化合物(β)として先に例示した、1分子中に少なくとも2個のSiH基を有するポリシロキサン化合物が好適に用いられる。 The polysiloxane resin having structure Z1 and/or Z2 can be obtained, for example, by a hydrosilylation reaction between a compound containing the above structure Z1 and an ethylenically unsaturated group (diallyl isocyanurate, etc.) and/or a compound containing the above structure Z2 and an ethylenically unsaturated group (monoallyl isocyanurate, etc.) and a polysiloxane compound having a SiH group. As the polysiloxane compound having a SiH group, the polysiloxane compound having at least two SiH groups in one molecule, as exemplified above as compound (β), is preferably used.

感光性組成物は、上記の他に、増感剤、酸拡散防止剤(クエンチャー)、接着性改良剤、シランカップリング剤等のカップリング剤、劣化防止剤、ヒドロシリル化反応抑制剤、重合禁止剤、重合触媒(架橋促進剤)、離型剤、難燃剤、難燃助剤、界面活性剤、消泡剤、乳化剤、レベリング剤、はじき防止剤、イオントラップ剤、チクソ性付与剤、粘着性付与剤、保存安定改良剤、光安定剤、増粘剤、可塑剤、反応性希釈剤、酸化防止剤、熱安定化剤、導電性付与剤、帯電防止剤、放射線遮断剤、核剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、金属不活性化剤、熱伝導性付与剤および物性調整剤等を、本発明の目的および効果を損なわない範囲において含有していてもよい。 In addition to the above, the photosensitive composition may contain sensitizers, acid diffusion inhibitors (quenchers), adhesion improvers, coupling agents such as silane coupling agents, deterioration inhibitors, hydrosilylation reaction inhibitors, polymerization inhibitors, polymerization catalysts (crosslinking accelerators), release agents, flame retardants, flame retardant assistants, surfactants, defoamers, emulsifiers, leveling agents, anti-repellent agents, ion trapping agents, thixotropy agents, tackifiers, storage stability improvers, light stabilizers, thickeners, plasticizers, reactive diluents, antioxidants, heat stabilizers, electrical conductivity agents, antistatic agents, radiation shielding agents, nucleating agents, phosphorus-based peroxide decomposers, lubricants, metal deactivators, thermal conductivity agents, and physical property adjusters, etc., within the scope that does not impair the purpose and effect of the present invention.

感光性組成物は、充填材や着色剤を含んでいてもよい。充填材としては、シリカ系充填材(石英、ヒュームシリカ、沈降性シリカ、無水ケイ酸、溶融シリカ、結晶性シリカおよび超微粉無定型シリカ等)、窒化ケイ素、銀粉、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化チタン、ガラス繊維、炭素繊維、マイカ、カーボンブラック、グラファイト、ケイソウ土、白土、クレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウムおよび無機バルーン等が挙げられる。着色剤としては、有機顔料、無機顔料、染料等が挙げられる。 The photosensitive composition may contain a filler or a colorant. Examples of fillers include silica-based fillers (quartz, fume silica, precipitated silica, silicic anhydride, fused silica, crystalline silica, and ultrafine amorphous silica), silicon nitride, silver powder, alumina, aluminum hydroxide, titanium oxide, glass fiber, carbon fiber, mica, carbon black, graphite, diatomaceous earth, white clay, clay, talc, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, and inorganic balloons. Examples of colorants include organic pigments, inorganic pigments, and dyes.

(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分の合計量は、感光性組成物の固形分全量の50重量%以上が好ましく、60重量%以上がより好ましく、70重量%以上がさらに好ましい。 The total amount of components (A), (B), (C), and (D) is preferably 50% by weight or more of the total solid content of the photosensitive composition, more preferably 60% by weight or more, and even more preferably 70% by weight or more.

[製膜およびパターン硬化膜の形成]
上記のポジ型感光性樹脂組成物を各種基材にコーティングして塗膜を形成し、所定形状のマスクを介して露光を行い、アルカリ現像により露光部を溶解および除去することにより、パターン膜を形成できる。現像後にポストベイクを行うことにより、パターン硬化膜が得られる。
[Film formation and formation of patterned cured film]
The positive photosensitive resin composition is coated on various substrates to form a coating film, which is then exposed to light through a mask of a specific shape, and the exposed area is dissolved and removed by alkaline development to form a patterned film. A patterned cured film is obtained by post-baking after development.

<塗膜の形成>
感光性組成物を基材上に塗布する方法は、均一に塗布が可能である方法であれば特に限定されず、スピンコーティング、スリットコーティング、スクリーンコーティング等の一般的なコーティング法を使用できる。塗膜の厚みは特に限定されない。パターン膜が永久レジストである場合は、信頼性の観点から、厚みは0.05~100μmが好ましく、0.1~80μmがより好ましく、0.2~50μmがさらに好ましい。
<Formation of coating film>
The method for applying the photosensitive composition onto the substrate is not particularly limited as long as it is a method that allows uniform application, and general coating methods such as spin coating, slit coating, and screen coating can be used. The thickness of the coating film is not particularly limited. When the pattern film is a permanent resist, the thickness is preferably 0.05 to 100 μm, more preferably 0.1 to 80 μm, and even more preferably 0.2 to 50 μm, from the viewpoint of reliability.

<プリベイク>
露光前に、溶媒を乾燥するために加熱(プリベイク)を行ってもよい。加熱温度は適宜設定され得るが、好ましくは50~200℃、より好ましくは60~150℃である。さらに、露光前に真空脱揮を行ってもよい。真空脱揮は加熱前もしくは加熱と同時に行われてもよい。熱硬化性の成分(例えば、上記の(C)成分および(D)成分)を含む感光性組成物は、加熱により硬化が進むと現像性が低下する場合がある。そのため、プリベイクにおける加熱温度は120℃以下が好ましい。
<Pre-bake>
Before exposure, heating (prebaking) may be performed to dry the solvent. The heating temperature may be appropriately set, but is preferably 50 to 200°C, more preferably 60 to 150°C. Furthermore, vacuum devolatilization may be performed before exposure. Vacuum devolatilization may be performed before or simultaneously with heating. Photosensitive compositions containing thermosetting components (e.g., the above-mentioned components (C) and (D)) may have reduced developability as curing proceeds due to heating. For this reason, the heating temperature in prebaking is preferably 120°C or lower.

<露光>
露光の光源は、感光性組成物に含まれる光酸発生剤および増感剤の感度波長に応じて選択すればよい。通常は、200~450nmの範囲の波長を含む光源(例えば、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ハイパワーメタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプまたは発光ダイオード等)が用いられる。
<Exposure>
The light source for exposure may be selected depending on the wavelength sensitivity of the photoacid generator and sensitizer contained in the photosensitive composition, and typically, a light source having a wavelength in the range of 200 to 450 nm (e.g., a high-pressure mercury lamp, an extra-high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a high-power metal halide lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, or a light-emitting diode, etc.) is used.

露光量は特に制限されないが、1~5000mJ/cmが好ましく、5~1000mJ/cmがより好ましく、10~500mJ/cmがさらに好ましい。露光量が過度に少ないと硬化が不十分となりパターンのコントラストが低下する場合があり、露光量が過度に多いとタクトタイムの増大による製造コスト増加を招く場合がある。 The exposure dose is not particularly limited, but is preferably 1 to 5000 mJ/cm 2 , more preferably 5 to 1000 mJ/cm 2 , and even more preferably 10 to 500 mJ/cm 2. If the exposure dose is too low, curing may be insufficient and the pattern contrast may decrease, while if the exposure dose is too high, the takt time may increase, leading to increased manufacturing costs.

<ポストエクスポージャーベイク>
露光後、現像前に、酸と成分(A)との反応促進等を目的として、ポストエクスポージャーベイク(PEB)を行ってもよい。ポストエクスポージャーベイクにおける加熱温度は、40~120℃が好ましく、50~110℃がより好ましく、60~100℃がさらに好ましい。
<Post-exposure bake>
After exposure and before development, post-exposure baking (PEB) may be performed for the purpose of promoting the reaction between the acid and component (A), etc. The heating temperature in the post-exposure baking is preferably 40 to 120°C, more preferably 50 to 110°C, and even more preferably 60 to 100°C.

<現像>
露光後の塗膜に、浸漬法またはスプレー法等によりアルカリ現像液を接触させ、露光部の塗膜を溶解および除去することによりパターン膜が得られる。露光部では、光酸発生剤への活性エネルギー線の照射により発生した酸の作用により、(A)成分のアルカリ溶解性が増大するため、アルカリ現像により塗膜が溶解する。
<Developing>
The exposed coating film is brought into contact with an alkali developer by immersion, spraying, or the like to dissolve and remove the coating film in the exposed areas, thereby obtaining a patterned film. In the exposed areas, the alkali solubility of component (A) is increased by the action of the acid generated by irradiation of the photoacid generator with active energy rays, and the coating film is dissolved by alkali development.

アルカリ現像液は、一般に使用されるものを特に限定なく使用できる。アルカリ現像液の具体例としては、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液およびコリン水溶液等の有機アルカリ水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、炭酸カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液および炭酸リチウム水溶液等の無機アルカリ水溶液等が挙げられる。現像液のアルカリ濃度は0.01~25重量%が好ましく、0.1~10重量%がより好ましく、0.3~5重量%がさらに好ましい。溶解速度の調整等を目的として、現像液には界面活性剤等が含まれていてもよい。 The alkaline developer may be any commonly used one without any particular limitations. Specific examples of alkaline developers include organic alkaline aqueous solutions such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution and choline aqueous solution, and inorganic alkaline aqueous solutions such as potassium hydroxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, potassium carbonate aqueous solution, sodium carbonate aqueous solution, and lithium carbonate aqueous solution. The alkaline concentration of the developer is preferably 0.01 to 25% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight, and even more preferably 0.3 to 5% by weight. The developer may contain a surfactant or the like for the purpose of adjusting the dissolution rate, etc.

<ポストベイク>
現像により露光部を溶解および除去した後、ポストベイクを行い、残存した非露光部の膜の組成物の硬化を行ってもよい。例えば(A)成分がSiH基を含む化合物であり、感光性組成物が(D)成分として複数のエチレン性不飽和基を有する化合物を含む場合、ポストベイクを行うと、(A)成分のSiH基と(D)成分のエチレン性不飽和基とのヒドロシリル化反応により硬化が進行する。本発明の感光性樹脂組成物は(D)成分を含有する。(D)成分のエチレン性不飽和基と全てもしくは部分的に架橋反応することにより、(A)成分との架橋構造が形成されることによりポストベイクによる耐熱性や耐薬品性を向上することができる。ポストベイク条件は適宜に設定され得る。ポストベイク温度は、好ましくは100~400℃、より好ましくは120~350℃である。
<Post-bake>
After dissolving and removing the exposed portion by development, post-baking may be performed to harden the composition of the film in the remaining non-exposed portion. For example, when the component (A) is a compound containing a SiH group and the photosensitive composition contains a compound having a plurality of ethylenically unsaturated groups as the component (D), post-baking proceeds with hardening by hydrosilylation reaction between the SiH group of the component (A) and the ethylenically unsaturated group of the component (D). The photosensitive resin composition of the present invention contains the component (D). By crosslinking with the ethylenically unsaturated group of the component (D) in whole or in part, a crosslinked structure with the component (A) is formed, thereby improving the heat resistance and chemical resistance by post-baking. The post-baking conditions may be appropriately set. The post-baking temperature is preferably 100 to 400°C, more preferably 120 to 350°C.

[用途]
本発明の感光性組成物は、アルカリ現像性透明レジストとして使用可能であり、特にFPD用材料として好適な材料である。より具体的には、TFT用パッシベーション膜、TFT用ゲート絶縁膜、TFT用層間絶縁膜、TFT用透明平坦化膜、液晶セル用フォトスペーサー材料、OLED素子用透明封止材料等が挙げられる。また、感光性組成物は、カラーフィルターやブラックマトリクス等の着色膜の材料として使用することもできる。
[Application]
The photosensitive composition of the present invention can be used as an alkali-developable transparent resist, and is particularly suitable as a material for FPDs. More specifically, examples of the material include a passivation film for TFTs, a gate insulating film for TFTs, an interlayer insulating film for TFTs, a transparent flattening film for TFTs, a photospacer material for liquid crystal cells, and a transparent sealing material for OLED elements. The photosensitive composition can also be used as a material for colored films such as color filters and black matrices.

以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[ポリシロキサン化合物の合成]
反応容器内に、ジアリルビスフェノールS:100重量部、およびテトラヒドロフラン(THF)400重量部を入れ、室温で攪拌した。均一な溶液を得た。反応容器にヘキサメチルジシラザン:50重量部を添加し、室温で2時間反応させ、H-NMRにより、トリメチルシリル基由来のピークの存在および水酸基由来のピークの消失を確認した後、THFおよび反応残渣を減圧留去して、水酸基がトリメチルシリル基で保護されたジアリルビスフェノールS(化合物1)を得た。
[Synthesis of polysiloxane compound]
In a reaction vessel, 100 parts by weight of diallyl bisphenol S and 400 parts by weight of tetrahydrofuran (THF) were placed and stirred at room temperature. A homogeneous solution was obtained. 50 parts by weight of hexamethyldisilazane was added to the reaction vessel and reacted at room temperature for 2 hours. After confirming the presence of a peak derived from a trimethylsilyl group and the disappearance of a peak derived from a hydroxyl group by 1 H-NMR, THF and the reaction residue were distilled off under reduced pressure to obtain diallyl bisphenol S (compound 1) in which the hydroxyl group was protected with a trimethylsilyl group.

反応容器に、1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン:60重量部、およびトルエン:400重量部を入れ、気相部を窒素置換した後、内温を100℃に加熱し、攪拌下で、上記の化合物1を100重量部、1,3,5,7-テトラビニル-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンを15重量部、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金を3重量%含有)0.14重量部、およびトルエン100重量部の混合液を滴下した。滴下後、H-NMRにより、アリル基由来のピーク消失を確認した後、トルエンを減圧留去し、無色透明の液体(反応物A)を得た。H-NMRにより、反応物Aは、トリメチルシリル基で保護されたビスフェノールS構造を有し、ジブロモエタン当量換算で3.0mmol/gのSiH基を有するポリシロキサン系化合物であることを確認した。 A reaction vessel was charged with 60 parts by weight of 1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane and 400 parts by weight of toluene, and the gas phase was replaced with nitrogen. The inside temperature was then heated to 100° C., and a mixture of 100 parts by weight of the above compound 1, 15 parts by weight of 1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, 0.14 parts by weight of a xylene solution of platinum vinylsiloxane complex (containing 3% by weight of platinum), and 100 parts by weight of toluene was added dropwise under stirring. After the addition, the disappearance of the peak derived from the allyl group was confirmed by 1 H-NMR, and then the toluene was distilled off under reduced pressure to obtain a colorless and transparent liquid (reactant A). It was confirmed by 1 H-NMR that reactant A was a polysiloxane-based compound having a bisphenol S structure protected by a trimethylsilyl group and having 3.0 mmol/g of SiH groups in terms of dibromoethane equivalent.

[ポジ型感光性樹脂組成物の調製]
上記の反応物Aを100.00重量部、光酸発生剤としてイミドスルホネート化合物(ADEKA製「SP-606」)を2重量部および(4-tert-ブチルフェニル)スルホニウムノナフルオロブタン-1-スルホナート(東洋合成化学工業製「TTBPS-PFBS」)を1重量部、増感剤として9,10-ジブトキシアントラセンを4重量部、触媒として[Pt-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体の3重量%イソプロパノール溶液(エヌイーケムキャット製)を0.05重量部、可塑剤として、「ビス(2-エチルへキシル)アジペート](大八化学製)を5重量部、遅延剤として2-メチル-3-ブチン-2-オールを2重量部、シリコーン系表面調整剤(SiVance製「MQV6レジン」)を0.5重量部、酸拡散防止剤として1,3-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキサゾリル)ベンゼン(三国製薬工業製「1,3-PBO」)を0.1重量部、2-メチル-4’-(メチルチオ)-2-モルホリノプロピオフェノン(IGM製「OMNIRAD907」)を0.15重量部、酸化防止剤として「アデカスタブAO-80」(ADEKA製)を1重量部、ならびに溶媒としてプロピレングリコール-1-モノメチルエーテル-2-アセテート143.91重量部を混合して、ポジ型感光性樹脂組成物を調製した。この組成を「標準組成」(比較例1)とする。
[Preparation of positive-type photosensitive resin composition]
The reaction mixture was 100.00 parts by weight of the above reactant A, 2 parts by weight of an imide sulfonate compound ("SP-606" manufactured by ADEKA) and 1 part by weight of (4-tert-butylphenyl)sulfonium nonafluorobutane-1-sulfonate ("TTBPS-PFBS" manufactured by Toyo Gosei Chemical Industry Co., Ltd.) as photoacid generators, 4 parts by weight of 9,10-dibutoxyanthracene as a sensitizer, 0.05 parts by weight of a 3% by weight solution of [Pt-1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex in isopropanol (manufactured by NE Chemcat Co., Ltd.) as a catalyst, 5 parts by weight of "bis(2-ethylhexyl)adipate" (manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) as a plasticizer, and 2-methyl- A positive photosensitive resin composition was prepared by mixing 2 parts by weight of 3-butyn-2-ol, 0.5 parts by weight of a silicone surface conditioner ("MQV6 Resin" manufactured by SiVance), 0.1 parts by weight of 1,3-bis(4,5-dihydro-2-oxazolyl)benzene ("1,3-PBO" manufactured by Mikuni Seiyaku Kogyo) as an acid diffusion inhibitor, 0.15 parts by weight of 2-methyl-4'-(methylthio)-2-morpholinopropiophenone ("OMNIRAD907" manufactured by IGM), 1 part by weight of "Adekastab AO-80" (manufactured by ADEKA) as an antioxidant, and 143.91 parts by weight of propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate as a solvent. This composition is referred to as the "standard composition" (Comparative Example 1).

以下に説明する実施例では、上記の標準組成に、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体を、(A)成分100重量部に対して、表1に示す割合で添加して、ポジ型感光性樹脂組成物を調製した。 In the examples described below, a copolymer composed of at least two monomers of (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid ester, styrene, a styrene derivative, and maleic anhydride, one of which is (meth)acrylic acid or maleic anhydride, was added to the above standard composition in the ratio shown in Table 1 per 100 parts by weight of component (A) to prepare a positive photosensitive resin composition.

(C)成分のアルカリ溶解性は、共重合体の分子量及びアルカリ溶解性を示すモノマーの含量により異なるものと考えられる。スチレン、マレイン酸無水物の共重合体としてアルカリ溶解能が高いと考えられる分子量が10,000未満と比較的低く、アルカリ溶解性を示すマレイン酸無水物モノマー含量が25%以上であるSMA1000、SMA2000、SMA3000、添加成分のブリードによるタック性が発現しにくいと考えられる分子量が10,000以上でマレイン酸無水物モノマー含量が20%以下であるEF40、EF60、EF80(Cray Valley社製)、アルカリ溶解能が高いと考えられる(メタ)アクリル酸構造を有する(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体として、フォレットZAH-110、フォレットZAH-310、アクトフローCB3098(綜研化学社製)を使用した。 The alkali solubility of component (C) is thought to vary depending on the molecular weight of the copolymer and the content of monomers that exhibit alkali solubility. The copolymers used were SMA1000, SMA2000, and SMA3000, which have a relatively low molecular weight of less than 10,000 and a maleic anhydride monomer content of 25% or more that exhibit alkali solubility as styrene and maleic anhydride copolymers, EF40, EF60, and EF80 (manufactured by Cray Valley) which have a molecular weight of 10,000 or more and a maleic anhydride monomer content of 20% or less that are thought to be less likely to exhibit tackiness due to bleeding of added components, and FOLETT ZAH-110, FOLETT ZAH-310, and Actflow CB3098 (manufactured by Soken Chemical Industries, Ltd.) as copolymers of (meth)acrylic acid and (meth)acrylic acid esters with a (meth)acrylic acid structure that are thought to have high alkali solubility.

また比較例2では、上記の標準組成に、カルボン酸のモノマーとしてステアリン酸(東京化成工業社製)を使用した。 In Comparative Example 2, stearic acid (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used as the carboxylic acid monomer in the above standard composition.

[パターン硬化膜の形成およびホール幅の評価]
50mm×50mmの無アルカリガラス基板上に、実施例および比較例のポジ型感光性樹脂組成物をスピンコートにより塗布し、ホットプレートを使用して110℃で2分間加熱(プリベイク)を行い、膜厚2.5μmの塗膜を形成した。マスクアライナー(大日本科研製「MA-1300」)を用い、フォトマスク(ホール10μm)越しに、各積算照射量で露光を行った。露光から2分後に、23℃のアルカリ現像液(2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、多摩化学工業製)に60秒間浸漬して、現像処理を行った。さらにさらにオーブンにて230℃で30分ポストベイクを行ってパターン硬化膜を形成した。
[Formation of patterned cured film and evaluation of hole width]
The positive photosensitive resin compositions of the examples and comparative examples were applied by spin coating onto a 50 mm x 50 mm alkali-free glass substrate, and heated (prebaked) at 110 ° C for 2 minutes using a hot plate to form a coating film with a thickness of 2.5 μm. Exposure was performed at each cumulative exposure dose through a photomask (hole 10 μm) using a mask aligner (Dainippon Kaken "MA-1300"). Two minutes after exposure, the substrate was immersed in an alkaline developer (2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, Tama Chemical Industry Co., Ltd.) at 23 ° C for 60 seconds to perform development processing. Further, postbaking was performed in an oven at 230 ° C for 30 minutes to form a patterned cured film.

[感度の評価]
各実施例および比較例の組成物に関して、前記条件で露光量を変えて製膜し、10μmのホールパターンにおいて、ボトム(塗膜が溶解してガラス基板が露出している部分)から高さ1.25μmの位置の幅をレーザー顕微鏡(オリンパス製「OLS4000」)にて観察し、膜厚が10±0.2μmに収まる露光量を最適感度とした。
[Sensitivity evaluation]
For the compositions of each of the Examples and Comparative Examples, films were formed by changing the exposure dose under the above conditions, and in a 10 μm hole pattern, the width at a position 1.25 μm high from the bottom (the portion where the coating film is dissolved and the glass substrate is exposed) was observed with a laser microscope (Olympus "OLS4000"), and the exposure dose at which the film thickness fell within 10±0.2 μm was defined as the optimal sensitivity.

[タック性試験用硬化膜の形成およびタック性試験の評価]
50mm×50mmの無アルカリガラス基板上に、実施例および比較例のポジ型感光性樹脂組成物をスピンコートにより塗布し、ホットプレートを使用して110℃で2分間加熱(プリベイク)を行い、膜厚2.5μmの塗膜を形成した。露光工程を除き、23℃のアルカリ現像液(2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、多摩化学工業製)に60秒間浸漬して、現像処理を行った。さらにオーブンにて120℃で30分ベークし、硬化膜表面を指で触ってタック性を確認した。タックがないものを○、タックがあるものを×とした。
[Formation of cured film for tackiness test and evaluation of tackiness test]
The positive photosensitive resin compositions of the examples and comparative examples were applied by spin coating onto a 50 mm x 50 mm alkali-free glass substrate, and heated (prebaked) at 110 ° C for 2 minutes using a hot plate to form a coating film with a thickness of 2.5 μm. Except for the exposure process, the substrate was immersed in an alkaline developer (2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, manufactured by Tama Chemical Industry Co., Ltd.) at 23 ° C for 60 seconds for development treatment. The substrate was further baked in an oven at 120 ° C for 30 minutes, and the tackiness was confirmed by touching the surface of the cured film with a finger. Those without tack were marked with ○, and those with tack were marked with ×.

[リワーク性試験用硬化膜の形成およびリワーク性試験の評価]
50mm×50mmの無アルカリガラス基板上に、実施例および比較例のポジ型感光性樹脂組成物をスピンコートにより塗布し、ホットプレートを使用して110℃で2分間加熱(プリベイク)を行い、膜厚2.5μmの塗膜を形成した。フォトマスク(ホール10μm)越しに、マスクアライナー(大日本科研製「MA-1300」)を用い、前記最適感度の積算照射量で露光を行った。露光から2分後に、23℃のアルカリ現像液(2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、多摩化学工業製)に60秒間浸漬して、現像処理を行った。このパターニング膜を23℃、湿度50%の環境下で保管し、所定の時間を経過したパターニング膜に前記最適感度の積算照射量で全面露光を行い、露光から2分後に、23℃のアルカリ現像液(2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、多摩化学工業製)に120秒間浸漬して、リワーク処理を行った。リワーク後の基板を光学顕微鏡で観察し、樹脂残渣やパターニング痕のないものを○、樹脂残渣やパターニング痕のあるものを×とした。実施例および比較例の組成、また上記評価結果を表1に示す。
[Formation of cured film for reworkability test and evaluation of reworkability test]
On a 50 mm x 50 mm alkali-free glass substrate, the positive photosensitive resin compositions of the examples and comparative examples were applied by spin coating, and heated (prebaked) at 110 ° C for 2 minutes using a hot plate to form a coating film with a thickness of 2.5 μm. Exposure was performed at the integrated dose of the optimum sensitivity using a mask aligner (Dainippon Kaken "MA-1300"). Two minutes after exposure, the patterned film was immersed in an alkaline developer (2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, Tama Chemical Industry Co., Ltd.) at 23 ° C for 60 seconds to perform development processing. This patterned film was stored in an environment of 23 ° C and humidity 50%, and the patterned film after a predetermined time was exposed to the entire surface at the integrated dose of the optimum sensitivity, and two minutes after exposure, the patterned film was immersed in an alkaline developer (2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, Tama Chemical Industry Co., Ltd.) at 23 ° C for 120 seconds to perform rework processing. The substrates after rework were observed under an optical microscope, and those without resin residue or patterning marks were marked with ◯, and those with resin residue or patterning marks were marked with ×. The compositions of the examples and comparative examples, and the above evaluation results are shown in Table 1.

Figure 0007482637000007
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Figure 0007482637000008
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Figure 0007482637000009
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(C)成分を含有しない比較例1では感度は低く、タック性は良いものの、リワークできないことがわかった。また比較例2は感度がやや良くなり、現像直後のリワーク性は良いもののタック性が悪くなり、保管24時間後にはリワーク性が悪化する結果であった。一方、(C)成分を添加した実施例1から27では(C)成分の添加部数に応じて高い感度が得られ、実施例1から9の分子量が比較的低く、アルカリ溶解性を示すモノマー含量が高いスチレン、マレイン酸無水物共重合体であるSMA1000、SMA2000、SMA3000を添加した場合にはリワーク性も直後、24時間後、40時間後も良好であり、またタック性についても良好であることを確認した。実施例10から18では分子量が比較的高く、アルカリ溶解性を示すモノマー含量が低いスチレン、マレイン酸無水物共重合体であるEF40、EF60,EF80を添加した場合には直後のリワーク性はすべて良好であり、また添加部数が多い実施例12や15では24時間後、40時間後のリワーク性も良好であった。実施例19から27では(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルの共重合体であるフォレットZAH-110、フォレットZAH-310、アクトフローCB3098を添加した場合には感度が最も高く、リワーク性も良好であった。また(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルの共重合体であり、比較的分子量が高いフォレットZAH-110、フォレットZAH-310を少量添加した実施例19や22でも良好なリワーク性を示した。 In Comparative Example 1, which does not contain the (C) component, the sensitivity was low and the tackiness was good, but it was not possible to rework it. In Comparative Example 2, the sensitivity was slightly improved, and the reworkability immediately after development was good, but the tackiness was poor, and the reworkability deteriorated after 24 hours of storage. On the other hand, in Examples 1 to 27, in which the (C) component was added, high sensitivity was obtained depending on the amount of the (C) component added, and in Examples 1 to 9, when SMA1000, SMA2000, and SMA3000, which are styrene and maleic anhydride copolymers with relatively low molecular weights and high monomer content that exhibits alkali solubility, were added, the reworkability was good immediately, 24 hours, and 40 hours, and the tackiness was also good. In Examples 10 to 18, when EF40, EF60, and EF80, which are styrene and maleic anhydride copolymers with relatively high molecular weights and low content of monomers that are soluble in alkali, were added, the reworkability immediately after addition was good in all cases, and in Examples 12 and 15, which were added in large amounts, the reworkability after 24 hours and 40 hours was also good. In Examples 19 to 27, when FOLETT ZAH-110, FOLETT ZAH-310, and Actflow CB3098, which are copolymers of (meth)acrylic acid and (meth)acrylic acid ester, were added, the sensitivity was the highest and the reworkability was also good. Also, in Examples 19 and 22, in which a small amount of FOLETT ZAH-110 and FOLETT ZAH-310, which are copolymers of (meth)acrylic acid and (meth)acrylic acid ester and have relatively high molecular weights, were added, good reworkability was also shown.

以上の結果より、(C)成分の添加によりタック性とリワーク性を両立するパターニング膜が得られ、且つ(C)成分の添加量に応じて高感度の硬化膜が得られることが分かった。 These results show that the addition of component (C) produces a patterned film that has both tackiness and reworkability, and that a highly sensitive cured film can be obtained depending on the amount of component (C) added.

Claims (4)

(A)成分:酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する化合物;
(B)成分:光酸発生剤;
(C)成分:(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の群から選択される少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であって、(メタ)アクリル酸又はマレイン酸無水物の少なくとも一方が必須成分である共重合体;を含有し、
前記(A)成分100重量部に対する前記(C)成分の含有量が1~10重量部であり、
前記(A)成分が、フェノール性水酸基が保護基により保護された構造と環状シロキサン構造を有するポリシロキサン化合物を含み、
前記(C)成分が、アルカリ溶解性を発現させる(メタ)アクリル酸に由来する繰り返し単位とマレイン酸無水物に由来する繰り返し単位の合計が5~60重量%含むことを特徴とする、ポジ型感光性樹脂組成物。
Component (A): a compound whose alkali solubility increases under the action of an acid;
Component (B): a photoacid generator;
(C) component: a copolymer composed of at least two monomers selected from the group consisting of (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid esters, styrene, styrene derivatives, and maleic anhydride, in which at least one of (meth)acrylic acid and maleic anhydride is an essential component;
The content of the (C) component relative to 100 parts by weight of the (A) component is 1 to 10 parts by weight,
the component (A) contains a polysiloxane compound having a structure in which a phenolic hydroxyl group is protected by a protecting group and a cyclic siloxane structure,
The component (C) contains 5 to 60% by weight of a total of repeating units derived from (meth)acrylic acid and repeating units derived from maleic anhydride that exhibit alkali solubility.
前記(A)成分と反応可能な官能基を1分子中に2つ以上含む化合物を(D)成分としてさらに含む、請求項1に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 The positive-type photosensitive resin composition according to claim 1, further comprising a compound (D) containing two or more functional groups in one molecule capable of reacting with the component (A). 請求項1または2に記載のポジ型感光性樹脂組成物の硬化物からなるパターン硬化膜。 A patterned cured film comprising a cured product of the positive photosensitive resin composition according to claim 1 or 2. 請求項1または2に記載のポジ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、露光およびアルカリ現像によりパターニングを実施する、パターン硬化膜の製造方法。 A method for producing a patterned cured film, comprising applying the positive photosensitive resin composition according to claim 1 or 2 onto a substrate, and carrying out patterning by exposure and alkaline development.
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