JP7620024B2 - Method for manufacturing composite pattern, resin composition, method for manufacturing laminate, and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、複合パターンの製造方法、樹脂組成物、積層体の製造方法、及び、半導体デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a composite pattern, a resin composition, a method for manufacturing a laminate, and a method for manufacturing a semiconductor device.
ポリイミド、又は、ポリベンゾオキサゾールは、耐熱性及び絶縁性等に優れるため、様々な用途に適用されている。上記用途としては、特に限定されないが、実装用の半導体デバイスを例に挙げると、これらの樹脂を含むパターンを、絶縁膜や封止材の材料、又は、保護膜として利用すること等が挙げられる。また、これらの樹脂を含むパターンは、フレキシブル基板のベースフィルムやカバーレイなどとしても用いられている。 Polyimide and polybenzoxazole are used in a variety of applications due to their excellent heat resistance and insulating properties. Examples of such applications include, but are not limited to, the use of patterns containing these resins as insulating film or sealing material materials or protective films in semiconductor devices for mounting. Patterns containing these resins are also used as base films or coverlays for flexible substrates.
例えば上述した用途において、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリアミドイミドは、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体を含む樹脂組成物の形態で用いられる。
このような樹脂組成物を、例えば塗布等により基材上に適用し、その後、必要に応じて露光、現像、変性等を行うことにより、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体の硬化物を基材上に形成することができる。
樹脂組成物は、公知の塗布方法等により適用可能であり、現像により微細なパターン、複雑な形状のパターン等を形成できるため、硬化物の設計の自由度が高いなど、製造上の適応性に優れるといえる。ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、又は、ポリアミドイミドが有する高い性能に加え、このような製造上の適応性に優れる観点から、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、又は、ポリアミドイミド前駆体を含む樹脂組成物を用いた硬化物の製造方法について、産業上の応用展開がますます期待されている。
For example, in the above-mentioned applications, polyimide, polybenzoxazole, and polyamideimide are used in the form of a resin composition containing a polyimide precursor, a polybenzoxazole precursor, or a polyamideimide precursor.
Such a resin composition is applied to a substrate by, for example, coating, and then, if necessary, exposed to light, developed, modified, or the like, whereby a cured product of the polyimide precursor, polybenzoxazole precursor, or polyamideimide precursor can be formed on the substrate.
The resin composition can be applied by known coating methods and can form fine patterns, patterns of complex shapes, and the like by development, and therefore has a high degree of freedom in designing the cured product, and can be said to have excellent adaptability in manufacturing. In view of the excellent adaptability in manufacturing, in addition to the high performance of polyimide, polybenzoxazole, or polyamideimide, there are increasing expectations for the industrial application and development of a method for manufacturing a cured product using a resin composition containing a polyimide precursor, a polybenzoxazole precursor, or a polyamideimide precursor.
例えば、特許文献1には、片面に層間導通用のバンプが形成された金属層のバンプ形成面に、接着性を有する絶縁樹脂材料をバンプ頂部を除く領域に塗布することで上記バンプの頂部が露出または突出した絶縁接着層を形成したことを特徴とする多層配線板用基材が記載されている。
特許文献2には、仮キャリアを提供すること、仮キャリアの上に半導体ダイを取り付けること、半導体ダイおよび仮キャリア上に封入剤を堆積すること、半導体ダイおよび封入剤の上に第1の絶縁層を形成すること、仮キャリアに取り付けられている間に、第1の絶縁層および半導体ダイを貫通する複数の第1のビアを形成すること、半導体ダイが仮キャリアに取り付けられている間に、第1の絶縁層および封入材を貫通する複数の第2のビアを形成すること、導電性材料を第1のビアに堆積して、導電性シリコン貫通ビア(TSV)を形成すること、導電性材料を第2のビアに堆積して、導電性スルーモールドビア(TMV)を形成すること、第1の絶縁層上に第1の相互接続構造を形成し、導電性TSVおよび導電性TMVに電気的に接続すること、仮キャリアを除くこと、半導体ダイ及びの第1の相互接続構造の反対側にあり、導電性TSVおよび導電性TMVに電気的に接続された封入剤上に第2の相互接続構造を形成することを含む半導体デバイスの製造方法が記載されている。
特許文献3には、第1の半導体チップを有し、前記第1の半導体チップは、第1の半導体チップの第1の側に少なくとも1つの導電性接点を有する、ベース層、第1の半導体チップの少なくとも1つの導電性コンタクトに接触し、前記第1の再分配層は、第1の半導体チップの境界を越えて延びる、第1の再分配層、第1の側および第2の側を有し、第2の半導体チップの第1の側に少なくとも1つの導電性接点を有する第2の半導体チップ、及び、第1の半導体チップの第1の側と第2の半導体チップの第2の側との間に配置され、第2の半導体チップは接着剤層上に直接配置されている接着剤層を含む、半導体デバイスが記載されている。
For example, Patent Document 1 describes a substrate for a multilayer wiring board, which is characterized in that an insulating adhesive layer is formed on a bump-forming surface of a metal layer having bumps for interlayer conduction on one side thereof, by applying an adhesive insulating resin material to the area excluding the bump tops, thereby forming an insulating adhesive layer in which the tops of the bumps are exposed or protrude.
Patent Document 2 describes a method for manufacturing a semiconductor device, including providing a temporary carrier, mounting a semiconductor die on the temporary carrier, depositing an encapsulant on the semiconductor die and the temporary carrier, forming a first insulating layer on the semiconductor die and the encapsulant, forming a plurality of first vias penetrating the first insulating layer and the semiconductor die while the semiconductor die is mounted on the temporary carrier, forming a plurality of second vias penetrating the first insulating layer and the encapsulant while the semiconductor die is mounted on the temporary carrier, depositing a conductive material into the first vias to form conductive through-silicon vias (TSVs), depositing a conductive material into the second vias to form conductive through-mold vias (TMVs), forming a first interconnect structure on the first insulating layer and electrically connecting to the conductive TSVs and the conductive TMVs, removing the temporary carrier, and forming a second interconnect structure on the encapsulant that is on the opposite side of the semiconductor die and the first interconnect structure and electrically connecting to the conductive TSVs and the conductive TMVs.
Patent document 3 describes a semiconductor device including a first semiconductor chip, the first semiconductor chip having at least one conductive contact on a first side of the first semiconductor chip, a base layer in contact with at least one conductive contact of the first semiconductor chip, the first redistribution layer extending beyond the boundary of the first semiconductor chip, a second semiconductor chip having a first side and a second side and having at least one conductive contact on the first side of the second semiconductor chip, and an adhesive layer disposed between the first side of the first semiconductor chip and the second side of the second semiconductor chip, the second semiconductor chip being disposed directly on the adhesive layer.
ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、または、ポリアミドイミド前駆体を含む樹脂組成物を用いた従来の硬化物の製造方法において、硬化物からなるパターンのアスペクト比を向上することが求められている。In conventional methods for producing cured products using resin compositions containing a polyimide precursor, a polybenzoxazole precursor, or a polyamideimide precursor, there is a demand for improving the aspect ratio of the pattern made of the cured product.
本発明は、アスペクト比が高い複合パターンが得られる複合パターンの製造方法、上記複合パターンの製造方法に用いられる樹脂組成物、上記複合パターンの製造方法を含む積層体の製造方法、及び、上記複合パターンの製造方法又は上記積層体の製造方法を含む半導体デバイスの製造方法を提供することを目的とする。The present invention aims to provide a method for producing a composite pattern that can produce a composite pattern with a high aspect ratio, a resin composition used in the method for producing the composite pattern, a method for producing a laminate that includes the method for producing the composite pattern, and a method for producing a semiconductor device that includes the method for producing the composite pattern or the method for producing the laminate.
本発明の代表的な実施態様の例を以下に示す。
<1> 第1の樹脂組成物を基材上に適用して第1の感光性膜を形成する第1膜形成工程、
上記第1の感光性膜を選択的に露光する第1露光工程、
露光後の上記第1の感光性膜を現像して第1のパターンを形成する第1現像工程、
上記第1のパターンの上、及び、上記第1のパターンが上記第1現像工程により除かれた領域上に第2の樹脂組成物を適用して第2の感光性膜を形成する第2膜形成工程、
上記第2の感光性膜を選択的に露光する第2露光工程、
露光後の上記第2の感光性膜を現像して第2のパターンを形成する第2現像工程、並びに、
上記第1のパターンと上記第2のパターンを一度に変性する変性工程を含み、
上記第1の樹脂組成物が樹脂Aを含み、
上記樹脂Aがポリイミド前駆体、ポリイミド構造を含むポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール構造を含むポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体、及び、ポリアミドイミド構造を含むポリアミドイミド前駆体よりなる群から選ばれた少なくとも1種である、
複合パターンの製造方法。
<2> 上記樹脂Aが重合性基を有する、<1>に記載の複合パターンの製造方法。
<3> 上記第1現像工程後の第1のパターンにおける上記樹脂Aの環化率に対する、上記第2現像工程後の第1のパターンにおける上記樹脂Aの環化率の割合が、1.1倍以下である、<1>又は<2>に記載の複合パターンの製造方法。
<4> 第1の樹脂組成物を基材上に適用して第1の感光性膜を形成する第1膜形成工程、
上記第1の感光性膜を選択的に露光する第1露光工程、
露光後の上記第1の感光性膜を現像して第1のパターンを形成する第1現像工程、
上記第1のパターンの上、及び、上記第1のパターンが上記第1現像工程により除かれた領域上に第2の樹脂組成物を適用して第2の感光性膜を形成する第2膜形成工程、
上記第2の感光性膜を選択的に露光する第2露光工程、
露光後の上記第2の感光性膜を現像して第2のパターンを形成する第2現像工程、並びに、
上記第1のパターンと上記第2のパターンを一度に変性する変性工程を含み、
上記第2のパターンが上記第1のパターンの少なくとも一部を被覆する形で形成され、
上記基材のうち、上記第1の感光性膜における上記第1現像工程中に除去された部分に接していた部分は、上記第2のパターンに接する領域と上記第2のパターンに接しない領域とを有する、
複合パターンの製造方法。
<5> 上記第1の樹脂組成物が、重合性化合物を含む、<1>~<4>のいずれか1つに記載の複合パターンの製造方法。
<6> 上記第1の樹脂組成物が、上記重合性化合物として、3官能以上の重合性化合物を含む、<5>に記載の複合パターンの製造方法。
<7> 上記第2の樹脂組成物が、樹脂Bを含む、<1>~<6>のいずれか1つに記載の複合パターンの製造方法。
<8> 上記樹脂Bが、ポリイミド前駆体、ポリイミド構造を含むポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール構造を含むポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体、ポリアミドイミド構造を含むポリアミドイミド前駆体およびエポキシ樹脂よりなる群から選ばれた少なくとも1種である、<7>に記載の複合パターンの製造方法。
<9> 上記第2現像工程を適用された上記第1のパターンの残膜率が70%以上である、<1>~<8>のいずれか1つに記載の複合パターンの製造方法。
<10> 上記第1の樹脂組成物が着色剤を含まない、<1>~<9>のいずれか1つに記載の複合パターンの製造方法。
<11> 上記変性工程が、上記第1のパターンと上記第2のパターンを一度に加熱する加熱工程である、<1>~<10>のいずれか1つに記載の複合パターンの製造方法。
<12> 上記樹脂Aと上記樹脂Bが、同一の構造式で表される繰り返し単位を含む樹脂である、<7>~<11>のいずれか1つに記載の複合パターンの製造方法。
<13> 上記第1の感光性膜の第1の現像工程における現像液への溶解速度S1と、第2の感光性膜の第2の現像工程における現像液への溶解速度S2との比であるS2/S1が1.05以上である、<1>~<12>のいずれか1つに記載の複合パターンの製造方法。
<14> <1>~<13>に記載の複合パターンの製造方法における、第1の感光性膜の形成に用いられるための第1の樹脂組成物。
<15> <1>~<13>に記載の複合パターンの製造方法における、第2の感光性膜の形成に用いられるための第2の樹脂組成物。
<16> <1>~<13>のいずれか1つに記載の複合パターンの製造方法を複数回適用する工程を含む、
積層体の製造方法。
<17> 複合パターンからなる層上に金属層を形成する金属層形成工程を更に含み、前記金属層形成工程が、前記複合パターンの製造方法を複数回適用する工程の間に含まれる、<16>に記載の積層体の製造方法。
<18> <1>~<13>のいずれか1つに記載の複合パターンの製造方法、又は、<16>若しくは<17>に記載の積層体の製造方法を含む、半導体デバイスの製造方法。
Examples of typical embodiments of the present invention are given below.
<1> a first film forming step of applying a first resin composition onto a substrate to form a first photosensitive film;
a first exposure step of selectively exposing the first photosensitive film;
a first development step of developing the first photosensitive film after exposure to form a first pattern;
a second film-forming step of applying a second resin composition onto the first pattern and onto the area where the first pattern has been removed by the first developing step to form a second photosensitive film;
a second exposure step of selectively exposing the second photosensitive film;
a second development step of developing the second photosensitive film after exposure to form a second pattern; and
A modification step of modifying the first pattern and the second pattern at the same time,
The first resin composition contains resin A,
The resin A is at least one selected from the group consisting of a polyimide precursor, a polyimide precursor having a polyimide structure, a polybenzoxazole precursor, a polybenzoxazole precursor having a polybenzoxazole structure, a polyamideimide precursor, and a polyamideimide precursor having a polyamideimide structure.
A method for manufacturing a composite pattern.
<2> The method for producing a composite pattern according to <1>, wherein the resin A has a polymerizable group.
<3> The method for producing a composite pattern according to <1> or <2>, wherein a ratio of a cyclization rate of the resin A in the first pattern after the second development step to a cyclization rate of the resin A in the first pattern after the first development step is 1.1 times or less.
<4> a first film forming step of applying a first resin composition onto a substrate to form a first photosensitive film;
a first exposure step of selectively exposing the first photosensitive film;
a first development step of developing the first photosensitive film after exposure to form a first pattern;
a second film-forming step of applying a second resin composition onto the first pattern and onto the area where the first pattern has been removed by the first developing step to form a second photosensitive film;
a second exposure step of selectively exposing the second photosensitive film;
a second development step of developing the second photosensitive film after exposure to form a second pattern; and
A modification step of modifying the first pattern and the second pattern at the same time,
The second pattern is formed so as to cover at least a part of the first pattern,
a portion of the base material that was in contact with the portion of the first photosensitive film that was removed during the first development step has a region that is in contact with the second pattern and a region that is not in contact with the second pattern;
A method for manufacturing a composite pattern.
<5> The method for producing a composite pattern according to any one of <1> to <4>, wherein the first resin composition contains a polymerizable compound.
<6> The method for producing a composite pattern according to <5>, wherein the first resin composition contains a tri- or higher functional polymerizable compound as the polymerizable compound.
<7> The method for producing a composite pattern according to any one of <1> to <6>, wherein the second resin composition contains a resin B.
<8> The method for producing a composite pattern according to <7>, wherein the resin B is at least one selected from the group consisting of a polyimide precursor, a polyimide precursor having a polyimide structure, a polybenzoxazole precursor, a polybenzoxazole precursor having a polybenzoxazole structure, a polyamideimide precursor, a polyamideimide precursor having a polyamideimide structure, and an epoxy resin.
<9> The method for producing a composite pattern according to any one of <1> to <8>, wherein a remaining film rate of the first pattern to which the second developing step has been applied is 70% or more.
<10> The method for producing a composite pattern according to any one of <1> to <9>, wherein the first resin composition does not contain a colorant.
<11> The method for producing a composite pattern according to any one of <1> to <10>, wherein the modification step is a heating step of heating the first pattern and the second pattern at the same time.
<12> The method for producing a composite pattern according to any one of <7> to <11>, wherein the resin A and the resin B are resins containing repeating units represented by the same structural formula.
<13> The method for producing a composite pattern according to any one of <1> to <12>, wherein a ratio S2/S1 of a dissolution rate S1 of the first photosensitive film in a developer in a first developing step to a dissolution rate S2 of the second photosensitive film in a developer in a second developing step is 1.05 or more.
<14> A first resin composition for use in forming a first photosensitive film in the method for producing a composite pattern according to any one of <1> to <13>.
<15> A second resin composition for use in forming a second photosensitive film in the method for producing a composite pattern according to any one of <1> to <13>.
<16> The method for producing a composite pattern according to any one of <1> to <13> is applied a plurality of times.
A method for manufacturing a laminate.
<17> The method for producing a laminate according to <16>, further comprising a metal layer forming step of forming a metal layer on a layer consisting of the composite pattern, the metal layer forming step being included between steps of applying the production method for the composite pattern a plurality of times.
<18> A method for producing a semiconductor device, comprising the method for producing a composite pattern according to any one of <1> to <13>, or the method for producing a laminate according to <16> or <17>.
本発明によれば、アスペクト比が高い複合パターンが得られる複合パターンの製造方法、上記複合パターンの製造方法に用いられる樹脂組成物、上記複合パターンの製造方法を含む積層体の製造方法、及び、上記複合パターンの製造方法又は上記積層体の製造方法を含む半導体デバイスの製造方法が提供される。The present invention provides a method for producing a composite pattern that can produce a composite pattern with a high aspect ratio, a resin composition used in the method for producing the composite pattern, a method for producing a laminate that includes the method for producing the composite pattern, and a method for producing a semiconductor device that includes the method for producing the composite pattern or the method for producing the laminate.
以下、本発明の主要な実施形態について説明する。しかしながら、本発明は、明示した実施形態に限られるものではない。
本明細書において「~」という記号を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、その工程の所期の作用が達成できる限りにおいて、他の工程と明確に区別できない工程も含む意味である。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有しない基(原子団)と共に置換基を有する基(原子団)をも包含する。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有しないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。
本明細書において「露光」とは、特に断らない限り、光を用いた露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線を用いた露光も含む。また、露光に用いられる光としては、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線等の活性光線又は放射線が挙げられる。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」及び「メタクリレート」の両方、又は、いずれかを意味し、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」及び「メタクリル」の両方、又は、いずれかを意味し、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル」及び「メタクリロイル」の両方、又は、いずれかを意味する。
本明細書において、構造式中のMeはメチル基を表し、Etはエチル基を表し、Buはブチル基を表し、Phはフェニル基を表す。
本明細書において、全固形分とは、組成物の全成分から溶剤を除いた成分の総質量をいう。また本明細書において、固形分濃度とは、組成物の総質量に対する、溶剤を除く他の成分の質量百分率である。
本明細書において、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、特に述べない限り、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)法を用いて測定した値であり、ポリスチレン換算値として定義される。本明細書において、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、例えば、HLC-8220GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてガードカラムHZ-L、TSKgel Super HZM-M、TSKgel Super HZ4000、TSKgel Super HZ3000、及び、TSKgel Super HZ2000(以上、東ソー(株)製)を直列に連結して用いることによって求めることができる。それらの分子量は特に述べない限り、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いて測定したものとする。ただし、溶解性が低い場合など、溶離液としてTHFが適していない場合にはNMP(N-メチル-2-ピロリドン)を用いることもできる。また、GPC測定における検出は特に述べない限り、UV線(紫外線)の波長254nm検出器を使用したものとする。
本明細書において、積層体を構成する各層の位置関係について、「上」又は「下」と記載したときには、注目している複数の層のうち基準となる層の上側又は下側に他の層があればよい。すなわち、基準となる層と上記他の層の間に、更に第3の層や要素が介在していてもよく、基準となる層と上記他の層は接している必要はない。また、特に断らない限り、基材に対し層が積み重なっていく方向を「上」と称し、又は、樹脂組成物層がある場合には、基材から樹脂組成物層へ向かう方向を「上」と称し、その反対方向を「下」と称する。なお、このような上下方向の設定は、本明細書中における便宜のためであり、実際の態様においては、本明細書における「上」方向は、鉛直上向きと異なることもありうる。
本明細書において、特段の記載がない限り、組成物は、組成物に含まれる各成分として、その成分に該当する2種以上の化合物を含んでもよい。また、特段の記載がない限り、組成物における各成分の含有量とは、その成分に該当する全ての化合物の合計含有量を意味する。
本明細書において、特に述べない限り、温度は23℃、気圧は101,325Pa(1気圧)、相対湿度は50%RHである。
本明細書において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
The main embodiments of the present invention will be described below, however, the present invention is not limited to the embodiments explicitly described.
In this specification, a numerical range expressed using the symbol "to" means a range that includes the numerical values before and after "to" as the lower limit and upper limit, respectively.
In this specification, the term "process" includes not only an independent process but also a process that cannot be clearly distinguished from other processes, so long as the process can achieve its intended effect.
In the description of groups (atomic groups) in this specification, when there is no indication of whether they are substituted or unsubstituted, the term encompasses both unsubstituted groups (atomic groups) and substituted groups (atomic groups). For example, an "alkyl group" encompasses not only alkyl groups that have no substituents (unsubstituted alkyl groups) but also alkyl groups that have substituents (substituted alkyl groups).
In this specification, unless otherwise specified, the term "exposure" includes not only exposure using light but also exposure using particle beams such as electron beams, ion beams, etc. Examples of light used for exposure include the bright line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet light represented by an excimer laser, extreme ultraviolet light (EUV light), X-rays, electron beams, and other actinic rays or radiation.
In this specification, "(meth)acrylate" means both or either of "acrylate" and "methacrylate", "(meth)acrylic" means both or either of "acrylic" and "methacrylic", and "(meth)acryloyl" means both or either of "acryloyl" and "methacryloyl".
In this specification, in the structural formulae, Me represents a methyl group, Et represents an ethyl group, Bu represents a butyl group, and Ph represents a phenyl group.
In this specification, the total solid content refers to the total mass of all components of the composition excluding the solvent, and in this specification, the solid content concentration refers to the mass percentage of the other components excluding the solvent with respect to the total mass of the composition.
In this specification, the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are values measured using gel permeation chromatography (GPC) method, and are defined as polystyrene equivalent values, unless otherwise stated. In this specification, the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) can be determined, for example, by using HLC-8220GPC (manufactured by Tosoh Corporation) and using guard columns HZ-L, TSKgel Super HZM-M, TSKgel Super HZ4000, TSKgel Super HZ3000, and TSKgel Super HZ2000 (all manufactured by Tosoh Corporation) connected in series as columns. Unless otherwise stated, these molecular weights are measured using THF (tetrahydrofuran) as an eluent. However, when THF is not suitable as an eluent, such as when the solubility is low, NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) can also be used. In addition, unless otherwise specified, detection in GPC measurement is performed using a UV (ultraviolet) light detector with a wavelength of 254 nm.
In this specification, when the positional relationship of each layer constituting the laminate is described as "upper" or "lower", it is sufficient that there is another layer above or below the reference layer among the multiple layers of interest. That is, a third layer or element may be interposed between the reference layer and the other layer, and the reference layer does not need to be in contact with the other layer. In addition, unless otherwise specified, the direction in which the layers are stacked on the substrate is referred to as "upper", or, in the case of a resin composition layer, the direction from the substrate to the resin composition layer is referred to as "upper", and the opposite direction is referred to as "lower". Note that such a vertical direction is set for the convenience of this specification, and in an actual embodiment, the "upper" direction in this specification may be different from the vertical upward direction.
In this specification, unless otherwise specified, the composition may contain, as each component contained in the composition, two or more compounds corresponding to that component. Furthermore, unless otherwise specified, the content of each component in the composition means the total content of all compounds corresponding to that component.
In this specification, unless otherwise specified, the temperature is 23° C., the pressure is 101,325 Pa (1 atm), and the relative humidity is 50% RH.
As used herein, combinations of preferred aspects are more preferred aspects.
(複合パターンの製造方法)
本発明の複合パターンの製造方法の第1の態様において、複合パターンの製造方法は、第1の樹脂組成物を基材上に適用して第1の感光性膜を形成する第1膜形成工程、上記第1の感光性膜を選択的に露光する第1露光工程、露光後の上記第1の感光性膜を現像して第1のパターンを形成する第1現像工程、上記第1のパターンの上、及び、上記第1のパターンが第1現像工程により除かれた領域上に第2の樹脂組成物を適用して第2の感光性膜を形成する第2膜形成工程、上記第2の感光性膜を選択的に露光する第2露光工程、露光後の上記第2の感光性膜を現像して第2のパターンを形成する第2現像工程、並びに、上記第1のパターンと上記第2のパターンを一度に変性する変性工程を含み、上記第1の樹脂組成物が、ポリイミド前駆体、ポリイミド構造を含むポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール構造を含むポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体、及び、ポリアミドイミド構造を含むポリアミドイミド前駆体よりなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂である樹脂Aを含む。
本発明の複合パターンの製造方法の第2の態様において、複合パターンの製造方法は、第1の樹脂組成物を基材上に適用して第1の感光性膜を形成する第1膜形成工程、上記第1の感光性膜を選択的に露光する第1露光工程、露光後の上記第1の感光性膜を現像して第1のパターンを形成する第1現像工程、上記第1のパターンの上、及び、上記第1のパターンが第1現像工程により除かれた領域上に第2の樹脂組成物を適用して第2の感光性膜を形成する第2膜形成工程、上記第2の感光性膜を選択的に露光する第2露光工程、露光後の上記第2の感光性膜を現像して第2のパターンを形成する第2現像工程、並びに、上記第1のパターンと上記第2のパターンを一度に変性する変性工程を含み、上記第2のパターンが上記第1のパターンの少なくとも一部を被覆する形で形成され、上記基材のうち、上記第1の感光性膜における上記第1現像工程中に除去された部分に接していた部分は、上記第2のパターンに接する領域と上記第2のパターンに接しない領域とを有する。
(Method of manufacturing composite pattern)
In a first embodiment of the method for producing a composite pattern of the present invention, the method for producing a composite pattern includes a first film-forming step of applying a first resin composition onto a substrate to form a first photosensitive film, a first exposure step of selectively exposing the first photosensitive film, a first development step of developing the first photosensitive film after exposure to form a first pattern, a second film-forming step of applying a second resin composition onto the first pattern and onto an area where the first pattern has been removed by the first development step to form a second photosensitive film, and a second exposure step of selectively exposing the second photosensitive film. a developing step of developing the second photosensitive film after exposure to form a second pattern, and a modifying step of modifying the first pattern and the second pattern at the same time, wherein the first resin composition contains resin A which is at least one resin selected from the group consisting of polyimide precursors, polyimide precursors containing a polyimide structure, polybenzoxazole precursors, polybenzoxazole precursors containing a polybenzoxazole structure, polyamideimide precursors, and polyamideimide precursors containing a polyamideimide structure.
In a second embodiment of the method for producing a composite pattern of the present invention, the method for producing a composite pattern includes a first film-forming step of applying a first resin composition onto a substrate to form a first photosensitive film, a first exposure step of selectively exposing the first photosensitive film, a first development step of developing the first photosensitive film after exposure to form a first pattern, a second film-forming step of applying a second resin composition onto the first pattern and onto a region where the first pattern has been removed by the first development step to form a second photosensitive film, and a second development step of forming a second photosensitive film on the second pattern. The method includes a second exposure step of selectively exposing a photosensitive film, a second development step of developing the exposed second photosensitive film to form a second pattern, and a modification step of modifying the first pattern and the second pattern at once, wherein the second pattern is formed so as to cover at least a part of the first pattern, and a portion of the substrate that was in contact with the portion of the first photosensitive film that was removed during the first development step has an area that is in contact with the second pattern and an area that is not in contact with the second pattern.
本発明において、複合パターンとは、第1のパターンと第2のパターンとを少なくとも含んでなるパターンをいう。上記第1のパターンと第2のパターンとは、少なくとも一部において接していてもよいし、接していなくともよいが、接していることが好ましい。
また、第1のパターンの上部と、第2のパターンの底部とが少なくとも一部において接していることが好ましい。
また、複合パターンは、第3のパターン、第4のパターン等を更に含んでもよい。
In the present invention, a composite pattern refers to a pattern including at least a first pattern and a second pattern. The first pattern and the second pattern may be in contact with each other at least in a part, or may not be in contact with each other, but are preferably in contact with each other.
It is also preferable that the top of the first pattern and the bottom of the second pattern are in contact with each other at least in part.
Additionally, the composite pattern may further include a third pattern, a fourth pattern, and so on.
複合パターンのアスペクト比とは、パターンの高さと幅の比をいう。パターンの高さは、パターンの膜厚としてエリプソメーターにより測定される。パターンの幅は、ラインパターンであればパターンの最大線幅、ピラーパターンであればパターンの最大径、トレンチパターンであれば最大孔幅、ホールパターンであれば最大孔径として、パターンを切断して断面を走査型電子顕微鏡を用いて観察することにより測定される。The aspect ratio of a composite pattern is the ratio of the height to the width of the pattern. The height of the pattern is measured as the film thickness of the pattern using an ellipsometer. The width of the pattern is measured as the maximum line width of the pattern for a line pattern, the maximum diameter of the pattern for a pillar pattern, the maximum hole width for a trench pattern, or the maximum hole diameter for a hole pattern by cutting the pattern and observing the cross section with a scanning electron microscope.
本発明の複合パターンの製造方法は、得られるパターンのアスペクト比が高い。
上記効果が得られるメカニズムは不明であるが、下記のように推測される。
The method for producing a composite pattern of the present invention results in a pattern with a high aspect ratio.
The mechanism by which the above effects are obtained is unclear, but is speculated to be as follows.
本発明の複合パターンの製造方法は、膜形成工程、露光工程、現像工程を複数回繰り返した後に、変性工程を一度で行う態様である。
このような態様によれば、アスペクト比が高いパターン、特に微細なトレンチ又はホールパターンを形成することができる。
従来の、膜形成工程、露光工程、現像工程及び変性工程を複数回繰り返す方法により複合パターンを形成する場合においては、変性による硬化物の収縮の影響等により、アスペクト比が高いパターンを形成することが困難であった。例えば、パターンを積層してアスペクト比が高いパターンを形成する場合、変性による収縮回数がパターン中で異なることなどの影響により、アスペクト比が高いパターンを形成することが困難となる場合があった。
本発明によれば、第1の感光性膜と第2の感光性膜を一度に変性するため、アスペクト比が高いパターンを形成することができると考えられる。
また、第1のパターンを形成後、第2の感光性膜を第1のパターンを覆うように形成することにより、第1のパターンの線幅を増加させ、第1のパターンが存在しない領域にも第2のパターンを形成することにより、より密なパターンを形成することも出来る。
The method for producing a composite pattern of the present invention is an embodiment in which the film-forming step, the exposure step, and the development step are repeated multiple times, and then the modification step is carried out once.
According to this embodiment, a pattern with a high aspect ratio, particularly a fine trench or hole pattern, can be formed.
In the case of forming a composite pattern by a conventional method in which a film-forming step, an exposure step, a development step, and a modification step are repeated multiple times, it has been difficult to form a pattern with a high aspect ratio due to the influence of shrinkage of a cured product caused by modification, etc. For example, when a pattern with a high aspect ratio is formed by stacking patterns, it may be difficult to form a pattern with a high aspect ratio due to the influence of the number of times of shrinkage caused by modification being different in the pattern.
According to the present invention, it is believed that since the first photosensitive film and the second photosensitive film are modified at the same time, a pattern with a high aspect ratio can be formed.
Furthermore, after forming a first pattern, a second photosensitive film can be formed to cover the first pattern, thereby increasing the line width of the first pattern and forming a second pattern in areas where the first pattern does not exist, thereby forming a denser pattern.
ここで、特許文献1には、第1の感光性膜と第2の感光性膜を一度に変性する変性工程については記載されていない。
以下、本発明の複合パターンの製造方法について詳細に説明する。
特に記載しない限りにおいて、上述の第1の態様と上述の第2の態様における第1膜形成工程、第1露光工程、第1現像工程、第2膜形成工程、第2露光工程、第2現像工程、変性工程及びその他の工程は同様である。
Here, Patent Document 1 does not describe a modification step in which the first photosensitive film and the second photosensitive film are modified at the same time.
The method for producing a composite pattern of the present invention will now be described in detail.
Unless otherwise specified, the first film-forming step, the first exposure step, the first development step, the second film-forming step, the second exposure step, the second development step, the modification step and other steps in the first embodiment and the second embodiment are similar to each other.
<第1膜形成工程>
本発明の複合パターンの製造方法は、第1の樹脂組成物を基材上に適用して第1の感光性膜を形成する第1膜形成工程を含む。
本発明において用いられる第1の樹脂組成物の詳細については後述する。
<First film formation process>
The method for producing a composite pattern of the present invention includes a first film forming step of applying a first resin composition onto a substrate to form a first photosensitive film.
The first resin composition used in the present invention will be described in detail later.
〔基材〕
基材の種類は、用途に応じて適宜定めることができるが、シリコン、窒化シリコン、ポリシリコン、酸化シリコン、アモルファスシリコンなどの半導体作製基材、石英、ガラス、光学フィルム、セラミック材料、蒸着膜、磁性膜、反射膜、Ni、Cu、Cr、Feなどの金属基材(例えば、金属から形成された基材、及び、金属層が例えばめっきや蒸着等により形成された基材のいずれであってもよい)、紙、SOG(Spin On Glass)、TFT(薄膜トランジスタ)アレイ基材、モールド基材、プラズマディスプレイパネル(PDP)の電極板などが挙げられ、特に制約されない。本発明では、特に、半導体作製基材、Cu基材およびモールド基材が好ましく、シリコン基材、Cu基材およびモールド基材がより好ましい。
また、これらの基材にはヘキサメチルジシラザン(HMDS)等による密着層や酸化層などの層が表面に設けられていてもよい。
また、基材に対しては脱水ベーク処理がなされていてもよい。例えば、基材上にHMDSによる密着層を形成する場合、例えば120℃等の温度で基材を加熱(脱水ベーク)しながらHMDSの蒸気を基材に接触させる態様、120℃等の温度で基材を加熱(脱水ベーク)し、加熱終了後にHMDSの蒸気を基材に接触させる態様等が挙げられる。
さらに、基材に対して酸素プラズマ処理を行ってもよい。
また、基材の形状は特に限定されず、円形状であってもよく、矩形状であってもよい。
基材のサイズとしては、円形状であれば、例えば直径が100~450mmであり、好ましくは200~450mmである。矩形状であれば、例えば短辺の長さが100~1000mmであり、好ましくは200~700mmである。
また、基材としては、例えば板状、好ましくはパネル状の基材(基板)が用いられる。
[Substrate]
The type of substrate can be appropriately determined depending on the application, but includes semiconductor preparation substrates such as silicon, silicon nitride, polysilicon, silicon oxide, and amorphous silicon, quartz, glass, optical film, ceramic material, vapor deposition film, magnetic film, reflective film, metal substrates such as Ni, Cu, Cr, and Fe (for example, substrates formed from metals and substrates in which a metal layer is formed by, for example, plating or vapor deposition), paper, SOG (Spin On Glass), TFT (thin film transistor) array substrates, mold substrates, and electrode plates of plasma display panels (PDPs), and are not particularly restricted. In the present invention, semiconductor preparation substrates, Cu substrates, and mold substrates are particularly preferred, and silicon substrates, Cu substrates, and mold substrates are more preferred.
Furthermore, these substrates may have a layer such as an adhesion layer made of hexamethyldisilazane (HMDS) or an oxide layer provided on the surface.
The substrate may be subjected to a dehydration bake treatment. For example, when forming an adhesive layer of HMDS on the substrate, examples of the embodiment include a mode in which the substrate is heated (dehydration baked) at a temperature of 120° C. or the like while HMDS vapor is brought into contact with the substrate, and a mode in which the substrate is heated (dehydration baked) at a temperature of 120° C. or the like and, after the heating is completed, HMDS vapor is brought into contact with the substrate.
Furthermore, the substrate may be subjected to an oxygen plasma treatment.
The shape of the substrate is not particularly limited, and may be circular or rectangular.
The size of the substrate is, for example, a diameter of 100 to 450 mm, preferably 200 to 450 mm, if it is circular, and, for example, a length of a short side of 100 to 1000 mm, preferably 200 to 700 mm, if it is rectangular.
As the substrate, for example, a plate-shaped substrate, preferably a panel-shaped substrate (substrate) is used.
また、樹脂層(例えば、硬化物からなる層)の表面や金属層の表面に樹脂組成物を適用して膜を形成する場合は、樹脂層や金属層が基材となる。 In addition, when a resin composition is applied to the surface of a resin layer (e.g., a layer made of a cured product) or to the surface of a metal layer to form a film, the resin layer or metal layer becomes the substrate.
第1の樹脂組成物を基材上に適用する手段としては、塗布が好ましい。 Coating is a preferred means for applying the first resin composition onto the substrate.
適用する手段としては、具体的には、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、スプレーコート法、スピンコート法、スリットコート法、インクジェット法などが例示される。膜の厚さの均一性の観点から、より好ましくはスピンコート法、スリットコート法、スプレーコート法、又は、インクジェット法であり、膜の厚さの均一性の観点および生産性の観点からスピンコート法およびスリットコート法が好ましい。方法に応じて第1の樹脂組成物の固形分濃度や塗布条件を調整することで、所望の厚さの膜を得ることができる。また、基材の形状によっても塗布方法を適宜選択でき、ウエハ等の円形基材であればスピンコート法、スプレーコート法、インクジェット法等が好ましく、矩形基材であればスリットコート法やスプレーコート法、インクジェット法等が好ましい。スピンコート法の場合は、例えば、500~3,500rpmの回転数で、10秒~3分程度適用することができる。
また、あらかじめ仮支持体上に上記付与方法によって付与して形成した塗膜を、基材上に転写する方法を適用することもできる。
転写方法に関しては特開2006-023696号公報の段落0023、0036~0051や、特開2006-047592号公報の段落0096~0108に記載の作製方法を本発明においても好適に用いることができる。
また、基材の端部において余分な膜の除去を行なう工程を行なってもよい。このような工程の例には、エッジビードリンス(EBR)、バックリンスなどが挙げられる。
また第1の樹脂組成物を基材に塗布する前に基材を種々の溶剤を塗布し、基材の濡れ性を向上させた後に第1の樹脂組成物を塗布するプリウェット工程を採用しても良い。
Specific examples of the means to be applied include dip coating, air knife coating, curtain coating, wire bar coating, gravure coating, extrusion coating, spray coating, spin coating, slit coating, and inkjet methods. From the viewpoint of uniformity of the thickness of the film, more preferred are spin coating, slit coating, spray coating, or inkjet methods, and from the viewpoint of uniformity of the thickness of the film and productivity, spin coating and slit coating are preferred. By adjusting the solid content concentration and coating conditions of the first resin composition according to the method, a film of a desired thickness can be obtained. In addition, the coating method can be appropriately selected depending on the shape of the substrate, and if the substrate is a circular substrate such as a wafer, spin coating, spray coating, inkjet, etc. are preferred, and if the substrate is a rectangular substrate, slit coating, spray coating, inkjet, etc. are preferred. In the case of the spin coating method, for example, it can be applied for about 10 seconds to 3 minutes at a rotation speed of 500 to 3,500 rpm.
Alternatively, a coating film formed by applying the coating material to a temporary support in advance using the above-mentioned application method may be transferred onto the substrate.
Regarding the transfer method, the methods described in paragraphs 0023 and 0036 to 0051 of JP-A No. 2006-023696 and paragraphs 0096 to 0108 of JP-A No. 2006-047592 can be suitably used in the present invention.
Also, a process for removing excess film from the edge of the substrate may be performed, such as edge bead rinsing (EBR) or back rinsing.
In addition, a pre-wetting process may be adopted in which the substrate is coated with various solvents before the first resin composition is applied to the substrate to improve the wettability of the substrate, and then the first resin composition is applied.
<第1乾燥工程>
上記第1の感光性膜は、第1膜形成工程(層形成工程)の後に、溶剤を除去するために形成された膜(層)を乾燥する工程(第1乾燥工程)に供されてもよい。
すなわち、本発明の複合パターンの製造方法は、第1膜形成工程により形成された膜を乾燥する第1乾燥工程を含んでもよい。
また、上記第1乾燥工程は第1膜形成工程の後、第1露光工程の前に行われることが好ましい。
第1乾燥工程における膜の乾燥温度は50~150℃であることが好ましく、70℃~130℃がより好ましく、90℃~110℃が更に好ましい。また、減圧により乾燥を行っても良い。乾燥時間としては、30秒~20分が例示され、1分~10分が好ましく、2分~7分がより好ましい。
<First drying step>
After the first film-forming step (layer-forming step), the first photosensitive film may be subjected to a step (first drying step) of drying the formed film (layer) to remove the solvent.
That is, the method for producing a composite pattern of the present invention may include a first drying step of drying the film formed in the first film forming step.
The first drying step is preferably carried out after the first film-forming step and before the first exposure step.
The drying temperature of the membrane in the first drying step is preferably 50 to 150° C., more preferably 70 to 130° C., and even more preferably 90 to 110° C. Drying may be performed under reduced pressure. The drying time is, for example, 30 seconds to 20 minutes, preferably 1 to 10 minutes, and more preferably 2 to 7 minutes.
<第1露光工程>
上記第1の感光性膜は、第1の感光性膜を選択的に露光する第1露光工程に供される。
すなわち、本発明の複合パターンの製造方法は、第1膜形成工程により形成された第1の感光性膜を選択的に露光する第1露光工程を含む。
選択的に露光するとは、膜の一部を露光することを意味している。また、選択的に露光することにより、膜には露光された領域(露光部)と露光されていない領域(非露光部)が形成される。
露光量は、第1の樹脂組成物を硬化できる限り特に定めるものではないが、例えば、波長365nmでの露光エネルギー換算で50~10,000mJ/cm2が好ましく、200~8,000mJ/cm2がより好ましい。
<First Exposure Step>
The first photosensitive film is subjected to a first exposure step of selectively exposing the first photosensitive film to light.
That is, the method for producing a composite pattern of the present invention includes a first exposure step of selectively exposing the first photosensitive film formed in the first film formation step.
Selective exposure means that only a portion of the film is exposed, resulting in exposed and unexposed areas of the film.
The amount of exposure light is not particularly limited as long as it can cure the first resin composition, but is preferably 50 to 10,000 mJ/cm 2 , and more preferably 200 to 8,000 mJ/cm 2 , calculated as exposure energy at a wavelength of 365 nm.
露光波長は、190~1,000nmの範囲で適宜定めることができ、240~550nmが好ましい。The exposure wavelength can be appropriately determined in the range of 190 to 1,000 nm, with 240 to 550 nm being preferred.
露光波長は、光源との関係でいうと、(1)半導体レーザー(波長 830nm、532nm、488nm、405nm、375nm、355nm etc.)、(2)メタルハライドランプ、(3)高圧水銀灯、g線(波長 436nm)、h線(波長 405nm)、i線(波長 365nm)、ブロード(g,h,i線の3波長)、(4)エキシマレーザー、KrFエキシマレーザー(波長 248nm)、ArFエキシマレーザー(波長 193nm)、F2エキシマレーザー(波長 157nm)、(5)極端紫外線;EUV(波長 13.6nm)、(6)電子線、(7)YAGレーザーの第二高調波532nm、第三高調波355nm等が挙げられる。第1の樹脂組成物については、特に高圧水銀灯による露光が好ましく、中でも、i線による露光が好ましい。これにより、特に高い露光感度が得られうる。
また、露光の方式は特に限定されず、第1の樹脂組成物からなる膜の少なくとも一部が露光される方式であればよいが、フォトマスクを使用した露光、レーザーダイレクトイメージング法による露光等が挙げられる。
In terms of the light source, the exposure wavelength may be, in particular, (1) semiconductor laser (wavelength 830 nm, 532 nm, 488 nm, 405 nm, 375 nm, 355 nm, etc.), (2) metal halide lamp, (3) high pressure mercury lamp, g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm), i-line (wavelength 365 nm), broad (three wavelengths of g, h, and i-line), (4) excimer laser, KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F2 excimer laser (wavelength 157 nm), (5) extreme ultraviolet light; EUV (wavelength 13.6 nm), (6) electron beam, (7) second harmonic 532 nm and third harmonic 355 nm of YAG laser, etc. For the first resin composition, exposure by a high pressure mercury lamp is particularly preferred, and among these, exposure by i-line is preferred. This makes it possible to obtain a particularly high exposure sensitivity.
The exposure method is not particularly limited as long as it is a method in which at least a portion of the film made of the first resin composition is exposed, and examples of the exposure method include exposure using a photomask and exposure by a laser direct imaging method.
<第1露光後加熱工程>
上記第1の感光性膜は、露光後に加熱する工程(第1露光後加熱工程)に供されてもよい。
すなわち、本発明の複合パターンの製造方法は、第1露光工程により露光された第1の感光性膜を加熱する第1露光後加熱工程を含んでもよい。
第1露光後加熱工程は、第1露光工程後、第1現像工程前に行うことができる。
第1露光後加熱工程における加熱温度は、50℃~140℃であることが好ましく、60℃~120℃であることがより好ましい。
第1露光後加熱工程における加熱時間は、30秒間~300分間が好ましく、1分間~10分間がより好ましい。
第1露光後加熱工程における昇温速度は、加熱開始時の温度から最高加熱温度まで1~12℃/分が好ましく、2~10℃/分がより好ましく、3~10℃/分が更に好ましい。
また、昇温速度は加熱途中で適宜変更してもよい。
第1露光後加熱工程における加熱手段としては、特に限定されず、公知のホットプレート、オーブン、赤外線ヒーター等を用いることができる。
また、加熱に際し、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを流す等により、低酸素濃度の雰囲気で行うことも好ましい。
<First Post-Exposure Bake Step>
The first photosensitive film may be subjected to a step of heating after exposure (first post-exposure heating step).
That is, the method for producing a composite pattern of the present invention may include a post-first exposure baking step of heating the first photosensitive film exposed in the first exposure step.
The first post-exposure baking step can be carried out after the first exposure step and before the first development step.
The heating temperature in the first post-exposure baking step is preferably from 50°C to 140°C, and more preferably from 60°C to 120°C.
The heating time in the first post-exposure baking step is preferably from 30 seconds to 300 minutes, and more preferably from 1 minute to 10 minutes.
The heating rate in the first post-exposure heating step is preferably from 1 to 12° C./min, more preferably from 2 to 10° C./min, and even more preferably from 3 to 10° C./min, from the temperature at the start of heating to the maximum heating temperature.
The rate of temperature rise may be appropriately changed during heating.
The heating means in the first post-exposure baking step is not particularly limited, and a known hot plate, oven, infrared heater, or the like can be used.
It is also preferable that the heating be performed in an atmosphere of low oxygen concentration by flowing an inert gas such as nitrogen, helium, or argon.
<第1現像工程>
露光後の上記第1の感光性膜は、現像液を用いて現像してパターンを形成する第1現像工程に供される。
すなわち、本発明の複合パターンの製造方法は、第1露光工程により露光された第1の感光性膜を現像して第1のパターンを形成する第1現像工程を含む。現像を行うことにより、膜の露光部及び非露光部のうち一方が除去され、第1のパターンが形成される。
上記現像は現像液を用いて行われることが好ましい。
ここで、膜の非露光部が現像により除去される現像をネガ型現像といい、膜の露光部が現像により除去される現像をポジ型現像という。
<First Development Step>
The first photosensitive film after exposure is subjected to a first development step in which the first photosensitive film is developed with a developer to form a pattern.
That is, the method for producing a composite pattern of the present invention includes a first development step of developing the first photosensitive film exposed in the first exposure step to form a first pattern. By performing the development, one of the exposed and unexposed parts of the film is removed to form the first pattern.
The development is preferably carried out using a developer.
Here, development in which the non-exposed parts of the film are removed by development is called negative development, and development in which the exposed parts of the film are removed by development is called positive development.
〔現像液〕
第1現像工程において用いられる現像液としては、アルカリ水溶液、又は、有機溶剤を含む現像液が挙げられる。
[Developer]
The developer used in the first developing step may be an aqueous alkaline solution or a developer containing an organic solvent.
現像液がアルカリ水溶液である場合、アルカリ水溶液が含みうる塩基性化合物としては、無機アルカリ類、第一級アミン類、第二級アミン類、第三級アミン類、第四級アンモニウム塩が挙げられ、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、n-プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ-n-ブチルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ブチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリアミルアンモニウムヒドロキシド、ジブチルジペンチルアンモニウムヒドロキシド、ジメチルビス(2-ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジンが好ましく、より好ましくはTMAHである。現像液における塩基性化合物の含有量は、例えばTMAHを用いる場合、現像液全質量中0.01~10質量%が好ましく、0.1~5質量%がより好ましく、0.3~3質量%が更に好ましい。When the developer is an alkaline aqueous solution, examples of basic compounds that the alkaline aqueous solution may contain include inorganic alkalis, primary amines, secondary amines, tertiary amines, and quaternary ammonium salts. Preferred are TMAH (tetramethylammonium hydroxide), potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydroxide, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-butylamine, triethylamine, methyldiethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrapentylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, ethyltrimethylammonium hydroxide, butyltrimethylammonium hydroxide, methyltriamylammonium hydroxide, dibutyldipentylammonium hydroxide, dimethylbis(2-hydroxyethyl)ammonium hydroxide, trimethylphenylammonium hydroxide, trimethylbenzylammonium hydroxide, triethylbenzylammonium hydroxide, pyrrole, and piperidine, and more preferably TMAH. When TMAH is used, the content of the basic compound in the developer is preferably from 0.01 to 10% by mass, more preferably from 0.1 to 5% by mass, and even more preferably from 0.3 to 3% by mass, based on the total mass of the developer.
現像液が有機溶剤を含む場合、有機溶剤は、エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸-n-ブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、アルキルオキシ酢酸アルキル(例:アルキルオキシ酢酸メチル、アルキルオキシ酢酸エチル、アルキルオキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:3-アルキルオキシプロピオン酸メチル、3-アルキルオキシプロピオン酸エチル等(例えば、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等))、2-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:2-アルキルオキシプロピオン酸メチル、2-アルキルオキシプロピオン酸エチル、2-アルキルオキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸プロピル、2-エトキシプロピオン酸メチル、2-エトキシプロピオン酸エチル))、2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸メチル及び2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸エチル(例えば、2-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-エトキシ-2-メチルプロピオン酸エチル等)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2-オキソブタン酸メチル、2-オキソブタン酸エチル等、並びに、エーテル類として、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等、並びに、ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、N-メチル-2-ピロリドン等、並びに、環状炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族炭化水素類、リモネン等の環式テルペン類、スルホキシド類としてジメチルスルホキシド、並びに、アルコール類として、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノール、オクタノール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、メチルイソブチルカルビノール、トリエチレングリコール等、並びに、アミド類として、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等が好適に挙げられる。When the developer contains an organic solvent, the organic solvent may be, for example, an ester, such as ethyl acetate, n-butyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, γ-butyrolactone, ε-caprolactone, δ-valerolactone, alkyl alkyloxyacetates (e.g., methyl alkyloxyacetate, ethyl alkyloxyacetate, butyl alkyloxyacetate (e.g., methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, etc.)), alkyl 3-alkyloxypropionates (e.g., methyl 3-alkyloxypropionate, ethyl 3-alkyloxypropionate, etc. (e.g., 3-methoxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, etc.), 2-alkyloxypropionic acid alkyl esters (e.g. methyl 2-alkyloxypropionate, ethyl 2-alkyloxypropionate, propyl 2-alkyloxypropionate, etc. (e.g. methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate)), methyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate and ethyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate (e.g. methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, etc.), pyruvic acid Methyl, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate, and the like; and ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether ... Suitable examples of the ketones include methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, 3-heptanone, and N-methyl-2-pyrrolidone; suitable examples of the cyclic hydrocarbons include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and anisole, and cyclic terpenes such as limonene; suitable examples of the sulfoxides include dimethyl sulfoxide; suitable examples of the alcohols include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, pentanol, octanol, diethylene glycol, propylene glycol, methyl isobutyl carbinol, and triethylene glycol; and suitable examples of the amides include N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, and dimethylformamide.
現像液が有機溶剤を含む場合、有機溶剤は1種又は、2種以上を混合して使用することができる。本発明では特にシクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、N-メチル-2-ピロリドン、及び、シクロヘキサノンよりなる群から選ばれた少なくとも1種を含む現像液が好ましく、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン及びジメチルスルホキシドよりなる群から選ばれた少なくとも1種を含む現像液がより好ましく、シクロペンタノンを含む現像液が最も好ましい。When the developer contains an organic solvent, the organic solvent may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, a developer containing at least one selected from the group consisting of cyclopentanone, γ-butyrolactone, dimethylsulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, and cyclohexanone is particularly preferred, a developer containing at least one selected from the group consisting of cyclopentanone, γ-butyrolactone, and dimethylsulfoxide is more preferred, and a developer containing cyclopentanone is most preferred.
現像液が有機溶剤を含む場合、現像液の全質量に対する有機溶剤の含有量は、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。また、上記含有量は、100質量%であってもよい。When the developer contains an organic solvent, the content of the organic solvent relative to the total mass of the developer is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more. The content may be 100% by mass.
現像液は、他の成分を更に含んでもよい。
他の成分としては、例えば、公知の界面活性剤や公知の消泡剤等が挙げられる。
The developer may further comprise other components.
Examples of other components include known surfactants and known defoamers.
〔現像液の供給方法〕
現像液の供給方法は、所望のパターンを形成できれば特に制限は無く、膜が形成された基材を現像液に浸漬する方法、基材上に形成された膜にノズルを用いて現像液を供給するパドル現像、または、現像液を連続供給する方法がある。ノズルの種類は特に制限は無く、ストレートノズル、シャワーノズル、スプレーノズル等が挙げられる。
現像液の浸透性、非画像部の除去性、製造上の効率の観点から、現像液をストレートノズルで供給する方法、又はスプレーノズルにて連続供給する方法が好ましく、画像部への現像液の浸透性の観点からは、スプレーノズルで供給する方法がより好ましい。
また、現像液をストレートノズルにて連続供給後、基材をスピンし現像液を基材上から除去し、スピン乾燥後に再度ストレートノズルにて連続供給後、基材をスピンし現像液を基材上から除去する工程を採用してもよく、この工程を複数回繰り返しても良い。
また第1現像工程における現像液の供給方法としては、現像液が連続的に基材に供給され続ける工程、基材上で現像液が略静止状態で保たれる工程、基材上で現像液を超音波等で振動させる工程及びそれらを組み合わせた工程などが採用可能である。
[Method of Supplying Developer]
The method of supplying the developer is not particularly limited as long as it can form a desired pattern, and includes a method of immersing a substrate on which a film is formed in the developer, a paddle development method in which a developer is supplied to a film formed on a substrate using a nozzle, and a method of continuously supplying the developer. The type of nozzle is not particularly limited, and examples thereof include a straight nozzle, a shower nozzle, and a spray nozzle.
From the viewpoints of the permeability of the developer, the removability of non-image areas, and production efficiency, a method of supplying the developer through a straight nozzle or a method of continuously supplying the developer through a spray nozzle is preferred, and from the viewpoint of the permeability of the developer into the image areas, a method of supplying the developer through a spray nozzle is more preferred.
Alternatively, a process may be adopted in which the developer is continuously supplied through a straight nozzle, the substrate is spun to remove the developer from the substrate, and after spin drying, the developer is continuously supplied again through a straight nozzle, and the substrate is spun to remove the developer from the substrate. This process may be repeated multiple times.
As a method of supplying the developer in the first developing step, a step in which the developer is continuously supplied to the substrate, a step in which the developer is kept substantially stationary on the substrate, a step in which the developer is vibrated on the substrate by ultrasonic waves or the like, or a combination of these steps can be adopted.
現像時間としては、10秒~10分間が好ましく、20秒~5分間がより好ましい。現像時の現像液の温度は、特に定めるものではないが、好ましくは、10~45℃、より好ましくは、18℃~30℃で行うことができる。The development time is preferably 10 seconds to 10 minutes, more preferably 20 seconds to 5 minutes. The temperature of the developer during development is not particularly specified, but is preferably 10 to 45°C, more preferably 18°C to 30°C.
第1現像工程において、現像液を用いた処理の後、更に、リンス液によるパターンの洗浄(リンス)を行ってもよい。また、パターン上に接する現像液が乾燥しきらないうちにリンス液を供給するなどの方法を採用しても良い。In the first development step, after the treatment with the developer, the pattern may be further washed (rinsed) with a rinse liquid. Alternatively, a method may be adopted in which a rinse liquid is supplied before the developer in contact with the pattern is completely dried.
〔リンス液〕
現像液がアルカリ水溶液である場合、リンス液としては、例えば水を用いることができる。現像液が有機溶剤を含む現像液である場合、リンス液としては、例えば、現像液に含まれる溶剤とは異なる溶剤(例えば、水、現像液に含まれる有機溶剤とは異なる有機溶剤)を用いることができる。
[Rinse solution]
When the developer is an alkaline aqueous solution, the rinse liquid may be, for example, water. When the developer is an organic solvent-containing developer, the rinse liquid may be, for example, a solvent different from the solvent contained in the developer (for example, water, an organic solvent different from the organic solvent contained in the developer).
リンス液が有機溶剤を含む場合の有機溶剤としては、エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸-n-ブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、アルキルオキシ酢酸アルキル(例:アルキルオキシ酢酸メチル、アルキルオキシ酢酸エチル、アルキルオキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:3-アルキルオキシプロピオン酸メチル、3-アルキルオキシプロピオン酸エチル等(例えば、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等))、2-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:2-アルキルオキシプロピオン酸メチル、2-アルキルオキシプロピオン酸エチル、2-アルキルオキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸プロピル、2-エトキシプロピオン酸メチル、2-エトキシプロピオン酸エチル))、2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸メチル及び2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸エチル(例えば、2-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-エトキシ-2-メチルプロピオン酸エチル等)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2-オキソブタン酸メチル、2-オキソブタン酸エチル等、並びに、エーテル類として、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等、並びに、ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、N-メチル-2-ピロリドン等、並びに、環状炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族炭化水素類、リモネン等の環式テルペン類、スルホキシド類としてジメチルスルホキシド、並びに、アルコール類として、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノール、オクタノール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、メチルイソブチルカルビノール、トリエチレングリコール等、並びに、アミド類として、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等が好適に挙げられる。When the rinse solution contains an organic solvent, examples of the organic solvent include esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, γ-butyrolactone, ε-caprolactone, δ-valerolactone, alkyl alkyloxyacetates (e.g., methyl alkyloxyacetate, ethyl alkyloxyacetate, butyl alkyloxyacetate (e.g., methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, etc.)), 3-alkyloxypropionic acid alkyl esters (e.g., methyl 3-alkyloxypropionate, ethyl 3-alkyloxypropionate, etc. (e.g., 3-methoxypropionate, propionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, etc.), 2-alkyloxypropionic acid alkyl esters (e.g. methyl 2-alkyloxypropionate, ethyl 2-alkyloxypropionate, propyl 2-alkyloxypropionate, etc. (e.g. methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate), methyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate and ethyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate (e.g. methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, etc.), pyrubicin, Examples of suitable ethers include methyl phosphate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate, and the like; and ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono Suitable examples of the ketones include methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, 3-heptanone, and N-methyl-2-pyrrolidone; suitable examples of the cyclic hydrocarbons include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and anisole, and cyclic terpenes such as limonene; suitable examples of the sulfoxides include dimethyl sulfoxide; suitable examples of the alcohols include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, pentanol, octanol, diethylene glycol, propylene glycol, methyl isobutyl carbinol, and triethylene glycol; and suitable examples of the amides include N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, and dimethylformamide.
リンス液が有機溶剤を含む場合、有機溶剤は1種又は、2種以上を混合して使用することができる。本発明では特にシクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、N-メチルピロリドン、シクロヘキサノン、PGMEA、PGMEが好ましく、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、PGMEA、PGMEがより好ましく、シクロヘキサノン、PGMEAがさらに好ましい。When the rinse solution contains an organic solvent, the organic solvent may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, cyclopentanone, γ-butyrolactone, dimethylsulfoxide, N-methylpyrrolidone, cyclohexanone, PGMEA, and PGME are particularly preferred, with cyclopentanone, γ-butyrolactone, dimethylsulfoxide, PGMEA, and PGME being more preferred, and cyclohexanone and PGMEA being even more preferred.
リンス液が有機溶剤を含む場合、リンス液は、50質量%以上が有機溶剤であることが好ましく、70質量%以上が有機溶剤であることがより好ましく、90質量%以上が有機溶剤であることが更に好ましい。また、リンス液は、100質量%が有機溶剤であってもよい。When the rinse solution contains an organic solvent, the rinse solution preferably contains 50% by mass or more of the organic solvent, more preferably 70% by mass or more of the organic solvent, and even more preferably 90% by mass or more of the organic solvent. In addition, the rinse solution may contain 100% by mass of the organic solvent.
リンス液は、他の成分を更に含んでもよい。
他の成分としては、例えば、公知の界面活性剤や公知の消泡剤等が挙げられる。
The rinse solution may further contain other ingredients.
Examples of other components include known surfactants and known defoamers.
〔リンス液の供給方法〕
リンス液の供給方法は、所望のパターンを形成できれば特に制限は無く、基材をリンス液に浸漬する方法、基材上でのパドル式の供給、基材にリンス液をシャワーで供給する方法、基材上にストレートノズル等の手段によりリンス液を連続供給する方法がある。
リンス液の浸透性、非画像部の除去性、製造上の効率の観点から、リンス液をシャワーノズル、ストレートノズル、スプレーノズルなどで供給する方法があり、スプレーノズルにて連続供給する方法が好ましく、画像部へのリンス液の浸透性の観点からは、スプレーノズルで供給する方法がより好ましい。ノズルの種類は特に制限は無く、ストレートノズル、シャワーノズル、スプレーノズル等が挙げられる。
すなわち、リンス工程は、リンス液を上記露光後の膜に対してストレートノズルにより供給、又は、連続供給する工程であることが好ましく、リンス液をスプレーノズルにより供給する工程であることがより好ましい。
またリンス工程におけるリンス液の供給方法としては、リンス液が連続的に基材に供給され続ける工程、基材上でリンス液が略静止状態で保たれる工程、基材上でリンス液を超音波等で振動させる工程及びそれらを組み合わせた工程などが採用可能である。
[Method of Supplying Rinse Liquid]
The method of supplying the rinse liquid is not particularly limited as long as it can form a desired pattern, and examples of the method include a method of immersing the substrate in the rinse liquid, a paddle-type supply on the substrate, a method of supplying the rinse liquid to the substrate by showering, and a method of continuously supplying the rinse liquid onto the substrate by means of a straight nozzle or the like.
From the viewpoints of the permeability of the rinse liquid, the removability of non-image areas, and production efficiency, the rinse liquid may be supplied using a shower nozzle, a straight nozzle, a spray nozzle, etc., and the method of continuously supplying the rinse liquid using a spray nozzle is preferred, while from the viewpoint of the permeability of the rinse liquid into the image areas, the method of supplying the rinse liquid using a spray nozzle is more preferred. The type of nozzle is not particularly limited, and examples thereof include a straight nozzle, a shower nozzle, a spray nozzle, etc.
That is, the rinsing step is preferably a step of supplying a rinsing liquid to the exposed film through a straight nozzle or continuously supplying the rinsing liquid to the exposed film, and more preferably a step of supplying the rinsing liquid through a spray nozzle.
As a method of supplying the rinsing liquid in the rinsing step, a step in which the rinsing liquid is continuously supplied to the substrate, a step in which the rinsing liquid is kept substantially stationary on the substrate, a step in which the rinsing liquid is vibrated on the substrate by ultrasonic waves or the like, or a combination of these steps can be used.
リンス時間としては、10秒~10分間が好ましく、20秒~5分間がより好ましい。リンス時のリンス液の温度は、特に定めるものではないが、好ましくは、10~45℃、より好ましくは、18℃~30℃で行うことができる。The rinsing time is preferably 10 seconds to 10 minutes, and more preferably 20 seconds to 5 minutes. The temperature of the rinsing liquid during rinsing is not particularly specified, but is preferably 10 to 45°C, and more preferably 18°C to 30°C.
<第2膜形成工程>
本発明の複合パターンの製造方法は、上記第1のパターンの上、及び、上記第1のパターンが第1現像工程により除かれた領域上に第2の樹脂組成物を適用して第2の感光性膜を形成する第2膜形成工程を含む。
本発明において用いられる第2の樹脂組成物の詳細については後述する。
<Second Film Forming Step>
The method for producing a composite pattern of the present invention includes a second film formation step of applying a second resin composition onto the first pattern and onto the area from which the first pattern has been removed by the first development step to form a second photosensitive film.
The second resin composition used in the present invention will be described in detail later.
第2の樹脂組成物を適用する方法としては、上述の第1膜形成工程における第1の樹脂組成物を適用する方法と同様の方法が挙げられ、好ましい態様も同様である。Methods for applying the second resin composition include methods similar to those for applying the first resin composition in the first film formation process described above, and preferred aspects are also similar.
<第2乾燥工程>
上記第2の感光性膜は、第2膜形成工程(層形成工程)の後に、溶剤を除去するために形成された膜(層)を乾燥する工程(第2乾燥工程)に供されてもよい。
すなわち、本発明の複合パターンの製造方法は、第2膜形成工程により形成された膜を乾燥する第2乾燥工程を含んでもよい。
また、上記第2乾燥工程は第2膜形成工程の後、第2露光工程の前に行われることが好ましい。
第2乾燥工程における乾燥方法としては、上述の第1乾燥工程における乾燥方法と同様の方法が挙げられ、好ましい態様も同様である。
<Second drying step>
After the second film-forming step (layer-forming step), the second photosensitive film may be subjected to a step (second drying step) of drying the formed film (layer) to remove the solvent.
That is, the method for producing a composite pattern of the present invention may include a second drying step of drying the film formed in the second film forming step.
The second drying step is preferably carried out after the second film-forming step and before the second exposure step.
The drying method in the second drying step may be the same as the drying method in the first drying step described above, and the preferred embodiments are also the same.
<第2露光工程>
上記第2の感光性膜は、第2の感光性膜を選択的に露光する第2露光工程に供される。
すなわち、本発明の複合パターンの製造方法は、第2膜形成工程により形成された第2の感光性膜を選択的に露光する第2露光工程を含む。
第2露光工程における露光方法としては、上述の第1露光工程における露光方法と同様の方法が挙げられ、好ましい態様も同様である。
<Second Exposure Step>
The second photosensitive film is subjected to a second exposure step in which the second photosensitive film is selectively exposed to light.
That is, the method for producing a composite pattern of the present invention includes a second exposure step of selectively exposing the second photosensitive film formed in the second film formation step.
The exposure method in the second exposure step may be the same as the exposure method in the first exposure step described above, and the preferred embodiments are also the same.
<第2露光後加熱工程>
上記第2の感光性膜は、露光後に加熱する工程(第2露光後加熱工程)に供されてもよい。
すなわち、本発明の複合パターンの製造方法は、第2露光工程により露光された第2の感光性膜を加熱する第2露光後加熱工程を含んでもよい。
第2露光後加熱工程は、第2露光工程後、第2現像工程前に行うことができる。
第2露光後加熱工程における加熱方法としては、上述の第1露光後加熱工程における加熱方法と同様の方法が挙げられ、好ましい態様も同様である。
<Second Post-Exposure Bake Step>
The second photosensitive film may be subjected to a step of heating after exposure (second post-exposure heating step).
That is, the method for producing a composite pattern of the present invention may include a second post-exposure baking step of heating the second photosensitive film exposed in the second exposure step.
The second post-exposure baking step can be carried out after the second exposure step and before the second development step.
The heating method in the second post-exposure baking step can be the same as the heating method in the first post-exposure baking step described above, and preferred embodiments are also the same.
<第2現像工程>
露光後の上記第2の感光性膜は、現像液を用いて現像してパターンを形成する第2現像工程に供される。
すなわち、本発明の複合パターンの製造方法は、第2露光工程により露光された第2の感光性膜を現像して第2のパターンを形成する第2現像工程を含む。現像を行うことにより、膜の露光部及び非露光部のうち一方が除去され、第2のパターンが形成される。
上記現像は現像液を用いて行われることが好ましい。
第2現像工程における現像方法としては、上述の第1現像工程における現像方法と同様の方法が挙げられ、好ましい態様も同様である。
<Second Development Step>
The second photosensitive film after exposure is subjected to a second development step in which the film is developed with a developer to form a pattern.
That is, the method for producing a composite pattern of the present invention includes a second development step of developing the second photosensitive film exposed in the second exposure step to form a second pattern. By performing the development, one of the exposed and unexposed parts of the film is removed to form the second pattern.
The development is preferably carried out using a developer.
The developing method in the second developing step may be the same as the developing method in the first developing step described above, and the preferred embodiments are also the same.
本発明の複合パターンの第2の態様において、上記第2のパターンは上記第1のパターンの少なくとも一部を被覆する形で形成される。上記態様において、上記第2のパターンは、上記第1のパターンの少なくとも一部を被覆すればよいが、第1のパターンの上面及び側面の全てを被覆することが好ましい。
また、上記第2の態様において、基材のうち、上記第1の感光性膜における前記第1現像工程中に除去された部分に接していた部分は、上記第2のパターンに接する領域と上記第2のパターンに接しない領域とを有する。すなわち、第2のパターン形成後には、基材の少なくとも一部が露出している。
このような態様によれば、例えば、第1のパターンの側面には第2の感光性膜によるシュリンク効果による第1のパターンよりも更に微細なパターンの形成が可能となり、例えばアスペクト比が3:1以上である高アスペクト比である微細なパターンを形成することが可能となる。
本発明の複合パターンの第1の態様において、上記第2のパターンは上記第1のパターンの少なくとも一部を被覆する形で形成されてもよい。
また、本発明の複合パターンの第1の態様において、上記第2のパターンは上記第1のパターンの上面のみに接する形で形成されてもよいし、上記第2のパターンが上記第1のパターンの上面以外の面にも接する形で形成されてもよい。
このような第2のパターンの位置は、第2露光工程における露光条件及び露光位置、第2現像工程における現像方法等により調整することができる。
In a second aspect of the composite pattern of the present invention, the second pattern is formed so as to cover at least a part of the first pattern. In the above aspect, the second pattern may cover at least a part of the first pattern, but it is preferable that the second pattern covers all of the top and side surfaces of the first pattern.
In the second aspect, the portion of the substrate that was in contact with the portion of the first photosensitive film that was removed during the first development step has a region that is in contact with the second pattern and a region that is not in contact with the second pattern, i.e., after the second pattern is formed, at least a portion of the substrate is exposed.
According to such an embodiment, for example, it is possible to form a pattern on the side of the first pattern that is even finer than the first pattern due to the shrink effect of the second photosensitive film, and it is possible to form a fine pattern with a high aspect ratio, for example an aspect ratio of 3:1 or more.
In the first aspect of the composite pattern of the present invention, the second pattern may be formed so as to cover at least a part of the first pattern.
In addition, in the first aspect of the composite pattern of the present invention, the second pattern may be formed in contact with only the upper surface of the first pattern, or the second pattern may be formed in contact with surfaces other than the upper surface of the first pattern.
The position of such a second pattern can be adjusted by the exposure conditions and exposure position in the second exposure step, the development method in the second development step, and the like.
高アスペクト比の複合パターンを形成する観点からは、上記第1現像工程後の第1のパターンにおける樹脂Aの環化率(環化率1)に対する、上記第2現像工程後の第1のパターンにおける樹脂Aの環化率(環化率2)の割合(環化率2/環化率1)は、1.1以下であることが好ましく、1.07以下であることがより好ましく、1.05倍以下であることが更に好ましい。
上記環化率の下限は特に限定されないが、例えば、1.0倍以上である。
ここで、環化率1とは、上記第1現像工程を適用した後、かつ、第2現像工程を適用する前の第1のパターンにおける樹脂Aの環化率を意味する。なお、樹脂Aについては後述する。
樹脂Aの環化率は、後述する実施例に記載の方法により算出される。
From the viewpoint of forming a composite pattern with a high aspect ratio, the ratio (cyclization rate 2/cyclization rate 1) of the cyclization rate of resin A in the first pattern after the second development step to the cyclization rate of resin A in the first pattern after the first development step (cyclization rate 1) is preferably 1.1 or less, more preferably 1.07 or less, and even more preferably 1.05 times or less.
The lower limit of the cyclization rate is not particularly limited, but is, for example, 1.0 times or more.
Here, the cyclization rate 1 means the cyclization rate of resin A in the first pattern after the first development step and before the second development step is applied. The resin A will be described later.
The cyclization rate of resin A is calculated by the method described in the examples described below.
高アスペクト比の複合パターンを形成する観点からは、上記第1のパターンの残膜率が、上記第2のパターンの形成後(第2現像工程を終了した後)に70%以上となることが好ましい。
上記残膜率は、70%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。また、上記残膜率の上限は特に限定されず、100%であってもよい。
上記残膜率は、後述の実施例に記載の方法により算出される。
From the viewpoint of forming a composite pattern with a high aspect ratio, it is preferable that the remaining film ratio of the first pattern is 70% or more after the second pattern is formed (after the second developing step is completed).
The residual film ratio is preferably 70% or more, and more preferably 85% or more. The upper limit of the residual film ratio is not particularly limited, and may be 100%.
The residual film rate is calculated by the method described in the Examples section below.
高アスペクト比の複合パターンを作製する場合、残渣の発生を抑制する観点からは、上記第1の感光性膜の第1の現像工程における現像液への溶解速度S1と、第2の感光性膜の第2の現像工程における現像液への溶解速度S2との比であるS2/S1が1.05以上であることが好ましい。
上記S2/S1は、1.07以上であることが好ましく、1.10以上であることがより好ましい。上記S2/S1の上限は、特に限定されないが、2以下であることが好ましい。
When producing a composite pattern with a high aspect ratio, from the viewpoint of suppressing the generation of residues, it is preferable that the ratio S2/S1 of the dissolution rate S1 of the first photosensitive film in the developer in the first development step to the dissolution rate S2 of the second photosensitive film in the developer in the second development step is 1.05 or more.
The S2/S1 ratio is preferably 1.07 or more, and more preferably 1.10 or more. The upper limit of the S2/S1 ratio is not particularly limited, but is preferably 2 or less.
<変性工程>
本発明の複合パターンの製造方法は、上記第1のパターンと上記第2のパターンを一度に変性する変性工程を含む。
上記変性工程は、上記第1のパターンと上記第2のパターンを一度に加熱する加熱工程であることが好ましい。
上記変性工程により、第1のパターンと第2のパターンを含む複合パターンを形成することができる。
本開示において、「上記第1のパターンと上記第2のパターンを一度に変性する」とは、第1のパターンのみを変性させる工程を上記変性工程の前に実質的に含まないことを意味する。すなわち、第1のパターンのみを変性させる工程を上記変性工程の前に意図的に含まない。ただし、第1のパターンを形成した後、第2のパターンを形成させるための各工程において、第1のパターン中に含まれうる未反応の成分が起こす反応についてはこの限りではない。
例えば、変性工程としては、以下の態様が挙げられる。
・第1のパターンと第2のパターンとを同時に加熱して変性する工程
・第1のパターンと第2のパターンとを同時に多段階で加熱して変性する工程
・第1のパターンと第2のパターンとを同時に加熱して変性する工程を2回以上含む
・第1のパターンと第2のパターンとを同時に多段階で加熱して変性する工程を2回以上含む
上記のように、第1のパターンと第2のパターンとを変性する工程が同時、すなわち、第1のパターンと第2のパターンとを同一の工程段階かつ同一の条件で変性する態様であれば、同一の変性工程を複数回適用してもよく、異なる変性工程同士を組み合わせて適用してもよい。
<Modification step>
The method for producing a composite pattern of the present invention includes a modification step of modifying the first pattern and the second pattern at the same time.
The denaturing step is preferably a heating step in which the first pattern and the second pattern are heated at the same time.
By the above-mentioned modification step, a composite pattern including the first pattern and the second pattern can be formed.
In the present disclosure, "the first pattern and the second pattern are modified at the same time" means that a step of modifying only the first pattern is not substantially included before the modification step. In other words, a step of modifying only the first pattern is not intentionally included before the modification step. However, this does not apply to reactions caused by unreacted components that may be contained in the first pattern in each step for forming the second pattern after the first pattern is formed.
For example, the modification step may be carried out in the following manner.
- A step of simultaneously heating and denaturing the first pattern and the second pattern - A step of simultaneously heating and denaturing the first pattern and the second pattern in multiple stages - Including a step of simultaneously heating and denaturing the first pattern and the second pattern two or more times - Including a step of simultaneously heating and denaturing the first pattern and the second pattern two or more times As described above, if the step of denaturing the first pattern and the second pattern is simultaneous, that is, the first pattern and the second pattern are denatured in the same process stage and under the same conditions, the same denaturation step may be applied multiple times, or different denaturation steps may be applied in combination.
〔加熱工程〕
第1現像工程により得られた第1のパターン及び第2現像工程により得られた第2のパターン(それぞれ、リンスを行う場合は、リンス後のパターン)は、これらのパターンを一度に加熱する加熱工程に供されてもよい。
すなわち、本発明の複合パターンの製造方法は、第1現像工程により得られた第1のパターン及び第2現像工程により得られた第2のパターンを一度に加熱する加熱工程を含んでもよい。
加熱工程において、ポリイミド前駆体等の樹脂は環化してポリイミド等の樹脂となる。
また、第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物に含まれる場合がある未反応の架橋性基の架橋反応なども進行する。
加熱工程における加熱温度(最高加熱温度)としては、50~450℃が好ましく、150~350℃がより好ましく、150~250℃が更に好ましく、160~250℃が一層好ましく、160~240℃が特に好ましい。
[Heating process]
The first pattern obtained by the first developing step and the second pattern obtained by the second developing step (each of which is a pattern after rinsing, if rinsing is performed) may be subjected to a heating step in which these patterns are heated at the same time.
That is, the method for producing a composite pattern of the present invention may include a heating step of simultaneously heating the first pattern obtained in the first developing step and the second pattern obtained in the second developing step.
In the heating step, the resin such as the polyimide precursor is cyclized to become a resin such as a polyimide.
Furthermore, a crosslinking reaction of unreacted crosslinkable groups that may be contained in the first resin composition and the second resin composition also proceeds.
The heating temperature (maximum heating temperature) in the heating step is preferably 50 to 450°C, more preferably 150 to 350°C, even more preferably 150 to 250°C, still more preferably 160 to 250°C, and particularly preferably 160 to 240°C.
加熱工程は、加熱によって塩基発生剤から発生した塩基等の作用により、上記第1のパターン及び/又は第2のパターン内で上記ポリイミド前駆体等の環化反応を促進する工程であることが好ましい。The heating process is preferably a process for promoting a cyclization reaction of the polyimide precursor, etc., within the first pattern and/or the second pattern by the action of a base, etc., generated from a base generator by heating.
加熱工程における加熱は、加熱開始時の温度から最高加熱温度まで1~12℃/分の昇温速度で行うことが好ましい。上記昇温速度は2~10℃/分がより好ましく、3~10℃/分が更に好ましい。昇温速度を1℃/分以上とすることにより、生産性を確保しつつ、酸又は溶剤の過剰な揮発を防止することができ、昇温速度を12℃/分以下とすることにより、複合パターンの残存応力を緩和することができる。
加えて、急速加熱可能なオーブンの場合、加熱開始時の温度から最高加熱温度まで1~8℃/秒の昇温速度で行うことが好ましく、2~7℃/秒がより好ましく、3~6℃/秒が更に好ましい。
The heating step is preferably performed at a temperature rise rate of 1 to 12° C./min from the starting temperature to the maximum heating temperature. The temperature rise rate is more preferably 2 to 10° C./min, and even more preferably 3 to 10° C./min. By setting the temperature rise rate at 1° C./min or more, it is possible to prevent excessive volatilization of the acid or solvent while ensuring productivity, and by setting the temperature rise rate at 12° C./min or less, it is possible to alleviate the residual stress in the composite pattern.
In addition, in the case of an oven capable of rapid heating, the temperature is increased from the starting temperature to the maximum heating temperature at a rate of preferably 1 to 8° C./sec, more preferably 2 to 7° C./sec, and even more preferably 3 to 6° C./sec.
加熱開始時の温度は、20℃~150℃が好ましく、20℃~130℃がより好ましく、25℃~120℃が更に好ましい。加熱開始時の温度は、最高加熱温度まで加熱する工程を開始する際の温度のことをいう。例えば、本発明の第1の樹脂組成物又は第2の樹脂組成物樹脂組成物を基材の上に適用した後、乾燥させる場合、この乾燥後の膜(層)の温度を意味する。例えば、これらの樹脂組成物に含まれる溶剤の沸点よりも、30~200℃低い温度から昇温させることが好ましい。The temperature at the start of heating is preferably 20°C to 150°C, more preferably 20°C to 130°C, and even more preferably 25°C to 120°C. The temperature at the start of heating refers to the temperature at the start of the process of heating to the maximum heating temperature. For example, when the first resin composition or the second resin composition of the present invention is applied to a substrate and then dried, it means the temperature of the film (layer) after this drying. For example, it is preferable to raise the temperature from a temperature 30 to 200°C lower than the boiling point of the solvent contained in these resin compositions.
加熱時間(最高加熱温度での加熱時間)は、5~360分であることが好ましく、10~300分であることがより好ましく、15~240分であることが更に好ましい。The heating time (heating time at the maximum heating temperature) is preferably 5 to 360 minutes, more preferably 10 to 300 minutes, and even more preferably 15 to 240 minutes.
特に多層の積層体を形成する場合、層間の密着性の観点から、加熱温度は30℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがより好ましく、100℃以上であることが更に好ましく、120℃以上であることが特に好ましい。
上記加熱温度の上限は、350℃以下であることが好ましく、250℃以下であることがより好ましく、240℃以下であることが更に好ましい。
In particular, when forming a multi-layer laminate, from the viewpoint of adhesion between layers, the heating temperature is preferably 30° C. or higher, more preferably 80° C. or higher, even more preferably 100° C. or higher, and particularly preferably 120° C. or higher.
The upper limit of the heating temperature is preferably 350° C. or less, more preferably 250° C. or less, and even more preferably 240° C. or less.
加熱は段階的に行ってもよい。例として、25℃から120℃まで3℃/分で昇温し、120℃にて60分保持し、120℃から180℃まで2℃/分で昇温し、180℃にて120分保持する、といった工程を行ってもよい。また、米国特許第9159547号明細書に記載のように紫外線を照射しながら処理することも好ましい。このような前処理工程により膜の特性を向上させることが可能である。前処理工程は10秒間~2時間程度の短い時間で行うとよく、15秒~30分間がより好ましい。前処理は2段階以上のステップとしてもよく、例えば100~150℃の範囲で1段階目の前処理工程を行い、その後に150~200℃の範囲で2段階目の前処理工程を行ってもよい。
更に、加熱後冷却してもよく、この場合の冷却速度としては、1~5℃/分であることが好ましい。
Heating may be performed stepwise. For example, a process may be performed in which the temperature is increased from 25°C to 120°C at 3°C/min, held at 120°C for 60 minutes, increased from 120°C to 180°C at 2°C/min, and held at 180°C for 120 minutes. It is also preferable to perform the process while irradiating ultraviolet rays as described in U.S. Pat. No. 9,159,547. Such a pretreatment process can improve the properties of the film. The pretreatment process is preferably performed for a short time of about 10 seconds to 2 hours, more preferably 15 seconds to 30 minutes. The pretreatment may be performed in two or more steps, for example, a first pretreatment process may be performed in the range of 100 to 150°C, and then a second pretreatment process may be performed in the range of 150 to 200°C.
Furthermore, after heating, the material may be cooled, and in this case, the cooling rate is preferably 1 to 5° C./min.
加熱工程は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを流す、減圧下で行う等により、低酸素濃度の雰囲気で行うことが特定樹脂の分解を防ぐ点で好ましい。酸素濃度は、50ppm(体積比)以下が好ましく、20ppm(体積比)以下がより好ましい。
加熱工程における加熱手段としては、特に限定されないが、例えばホットプレート、赤外炉、電熱式オーブン、熱風式オーブン、赤外線オーブンなどが挙げられる。
The heating step is preferably carried out in an atmosphere with a low oxygen concentration by flowing an inert gas such as nitrogen, helium, or argon, or by carrying out the heating step under reduced pressure, in order to prevent decomposition of the specific resin. The oxygen concentration is preferably 50 ppm (volume ratio) or less, and more preferably 20 ppm (volume ratio) or less.
The heating means in the heating step is not particularly limited, but examples thereof include a hot plate, an infrared oven, an electric heating oven, a hot air oven, and an infrared oven.
〔現像後露光工程〕
第1現像工程により得られた第1のパターン、及び、第2現像工程により得られた第2のパターン(それぞれ、リンスを行う場合は、リンス後のパターン)は、上記加熱工程に代えて、又は、上記加熱工程に加えて、現像工程後のパターンを露光する現像後露光工程に供されてもよい。
すなわち、本発明の複合パターンの製造方法は、第1現像工程により得られた第1のパターン及び第2の現像工程により得られた第2のパターンを露光する現像後露光工程を含んでもよい。本発明の複合パターンの製造方法は、変性工程として加熱工程及び現像後露光工程を含んでもよいし、加熱工程及び現像後露光工程の一方のみを含んでもよい。
現像後露光工程においては、例えば、光塩基発生剤の感光によってポリイミド前駆体等の環化が進行する反応や、光酸発生剤の感光によって酸分解性基の脱離が進行する反応などを促進することができる。
現像後露光工程においては、第1のパターン及び第2のパターンの少なくとも一部が露光されればよいが、上記第1のパターン及び第2のパターンの全部が露光されることが好ましい。
現像後露光工程における露光量は、感光性化合物が感度を有する波長における露光エネルギー換算で、50~20,000mJ/cm2であることが好ましく、100~15,000mJ/cm2であることがより好ましい。
現像後露光工程は、例えば、上述の露光工程における光源を用いて行うことができ、ブロードバンド光を用いることが好ましい。
[Post-development exposure process]
The first pattern obtained by the first developing step and the second pattern obtained by the second developing step (each of the patterns after rinsing, if rinsing is performed) may be subjected to a post-development exposure step in which the pattern after the developing step is exposed to light instead of or in addition to the heating step.
That is, the method for producing a composite pattern of the present invention may include a post-development exposure step of exposing the first pattern obtained by the first development step and the second pattern obtained by the second development step. The method for producing a composite pattern of the present invention may include a heating step and a post-development exposure step as a modification step, or may include only one of the heating step and the post-development exposure step.
In the post-development exposure step, for example, a reaction in which cyclization of a polyimide precursor or the like proceeds due to exposure of a photobase generator to light, or a reaction in which elimination of an acid-decomposable group proceeds due to exposure of a photoacid generator to light, can be promoted.
In the post-development exposure step, it is sufficient that at least a portion of the first pattern and the second pattern is exposed, but it is preferable that the entirety of the first pattern and the second pattern is exposed.
The exposure dose in the post-development exposure step is preferably 50 to 20,000 mJ/cm 2 , and more preferably 100 to 15,000 mJ/cm 2 , calculated as exposure energy at a wavelength to which the photosensitive compound has sensitivity.
The post-development exposure step can be carried out, for example, using the light source in the exposure step described above, and it is preferable to use broadband light.
本発明の複合パターンの製造方法は、上記第2のパターンの上、及び、上記第2のパターンが第2現像工程により除かれた領域上に第3の樹脂組成物を適用して第3の感光性膜を形成する第3膜形成工程、上記第3の感光性膜を選択的に露光する第3露光工程、露光後の上記第3の感光性膜を現像して第3のパターンを形成する第3現像工程を更に含んでもよい。
このような態様によれば、第1のパターン及び第2のパターンに加えて、第3のパターンを更に含む3層の複合パターンが得られる。
第3膜形成工程、第3露光工程、第3現像工程は、それぞれ、第2膜形成工程、第2露光工程、第2現像工程と同様の方法により実施することができ、好ましい態様も同様である。
第3膜形成工程の後には第3乾燥工程を含んでもよく、第3露光工程の後には第3露光後加熱工程を含んでもよい。第3乾燥工程は第2乾燥工程と同様の方法により実施することができ、また、第3露光後加熱工程は第2露光後加熱工程同様の方法により実施することができる。
また、第3膜形成工程、第3露光工程、第3現像工程に加え、第4膜形成工程、第4露光工程、第4現像工程等を更に含むことにより、4層以上の複合パターンとすることもできる。
さらに、上記第3膜形成工程、第3露光工程、第3現像工程等は、上記変性工程後に行われてもよいが、変性工程の前に行われることが好ましい。
The method for producing a composite pattern of the present invention may further include a third film formation step of applying a third resin composition onto the second pattern and onto an area from which the second pattern has been removed by the second development step to form a third photosensitive film, a third exposure step of selectively exposing the third photosensitive film, and a third development step of developing the third photosensitive film after exposure to form a third pattern.
According to this embodiment, a three-layer composite pattern is obtained that further includes a third pattern in addition to the first and second patterns.
The third film-forming step, the third exposure step, and the third development step can be carried out in the same manner as the second film-forming step, the second exposure step, and the second development step, respectively, and the preferred embodiments are also the same.
The third film-forming step may be followed by a third drying step, and the third exposure step may be followed by a third post-exposure baking step. The third drying step may be carried out by the same method as the second drying step, and the third post-exposure baking step may be carried out by the same method as the second post-exposure baking step.
Furthermore, by further including a fourth film formation step, a fourth exposure step, a fourth development step, etc. in addition to the third film formation step, the third exposure step, and the third development step, a composite pattern of four or more layers can be obtained.
Furthermore, the third film-forming step, the third exposure step, the third development step, etc. may be carried out after the modification step, but are preferably carried out before the modification step.
<金属層形成工程>
変性工程により得られた複合パターンは、複合パターン上に金属層を形成する金属層形成工程に供されてもよい。
すなわち、本発明の複合パターンの製造方法は、変性工程により得られた複合パターン上に金属層を形成する金属層形成工程を含むことが好ましい。
<Metal Layer Forming Process>
The composite pattern obtained by the modification step may be subjected to a metal layer forming step of forming a metal layer on the composite pattern.
That is, the method for producing a composite pattern of the present invention preferably includes a metal layer forming step of forming a metal layer on the composite pattern obtained by the modification step.
金属層としては、特に限定なく、既存の金属種を使用することができ、銅、アルミニウム、ニッケル、バナジウム、チタン、クロム、コバルト、金、タングステン、錫、銀及びこれらの金属を含む合金が例示され、銅及びアルミニウムがより好ましく、銅が更に好ましい。 As the metal layer, any existing metal species can be used without any particular limitation, and examples include copper, aluminum, nickel, vanadium, titanium, chromium, cobalt, gold, tungsten, tin, silver, and alloys containing these metals, with copper and aluminum being more preferred, and copper being even more preferred.
金属層の形成方法は、特に限定なく、既存の方法を適用することができる。例えば、特開2007-157879号公報、特表2001-521288号公報、特開2004-214501号公報、特開2004-101850号公報、米国特許第7888181B2、米国特許第9177926B2に記載された方法を使用することができる。例えば、フォトリソグラフィ、PVD(物理蒸着法)、CVD(化学気相成長法)、リフトオフ、電解めっき、無電解めっき、エッチング、印刷、及びこれらを組み合わせた方法などが考えられる。より具体的には、スパッタリング、フォトリソグラフィ及びエッチングを組み合わせたパターニング方法、フォトリソグラフィと電解めっきを組み合わせたパターニング方法が挙げられる。めっきの好ましい態様としては、硫酸銅やシアン化銅めっき液を用いた電解めっきが挙げられる。The method for forming the metal layer is not particularly limited, and existing methods can be applied. For example, the methods described in JP 2007-157879 A, JP 2001-521288 A, JP 2004-214501 A, JP 2004-101850 A, U.S. Patent No. 7,888,181 B2, and U.S. Patent No. 9,177,926 B2 can be used. For example, photolithography, PVD (physical vapor deposition), CVD (chemical vapor deposition), lift-off, electrolytic plating, electroless plating, etching, printing, and combinations of these methods can be considered. More specifically, sputtering, a patterning method that combines photolithography and etching, and a patterning method that combines photolithography and electrolytic plating can be mentioned. A preferred embodiment of plating is electrolytic plating using a copper sulfate or copper cyanide plating solution.
金属層の厚さとしては、最も厚肉の部分で、0.01~50μmが好ましく、1~10μmがより好ましい。The thickness of the metal layer at its thickest part is preferably 0.01 to 50 μm, and more preferably 1 to 10 μm.
<用途>
本発明の複合パターンの製造方法、又は、本発明の複合パターンの適用可能な分野としては、半導体デバイスの絶縁膜、再配線層用層間絶縁膜、TSV(スルーシリコンビア)又はTMV(スルーモールドビア)用途の層間絶縁膜、ストレスバッファ膜などが挙げられる。そのほか、封止フィルム、基板材料(フレキシブルプリント基板のベースフィルムやカバーレイ、層間絶縁膜)、又は上記のような実装用途の絶縁膜をエッチングでパターン形成することなどが挙げられる。これらの用途については、例えば、サイエンス&テクノロジー(株)「ポリイミドの高機能化と応用技術」2008年4月、柿本雅明/監修、CMCテクニカルライブラリー「ポリイミド材料の基礎と開発」2011年11月発行、日本ポリイミド・芳香族系高分子研究会/編「最新ポリイミド 基礎と応用」エヌ・ティー・エス,2010年8月等を参照することができる。
<Applications>
The method for producing a composite pattern of the present invention or the field in which the composite pattern of the present invention can be applied includes insulating films for semiconductor devices, interlayer insulating films for redistribution layers, interlayer insulating films for TSV (through silicon via) or TMV (through mold via), stress buffer films, etc. In addition, examples include etching patterns of sealing films, substrate materials (base films and coverlays for flexible printed circuit boards, interlayer insulating films), or insulating films for mounting applications such as those described above. For these applications, reference can be made to, for example, Science & Technology Co., Ltd. "High-performance and Applied Technology of Polyimide" April 2008, supervised by Masaaki Kakimoto, CMC Technical Library "Basics and Development of Polyimide Materials" published in November 2011, and Japan Polyimide and Aromatic Polymer Research Association/editor "Latest Polyimide Basics and Applications" NTS, August 2010, etc.
また、本発明の複合パターンの製造方法、又は、本発明の複合パターンは、オフセット版面又はスクリーン版面などの版面の製造、成形部品のエッチングへの使用、エレクトロニクス、特に、マイクロエレクトロニクスにおける保護ラッカー及び誘電層の製造などにも用いることもできる。The method for producing a composite pattern of the present invention or the composite pattern of the present invention can also be used for producing printing plates such as offset printing plates or screen printing plates, for use in etching molded parts, for producing protective lacquers and dielectric layers in electronics, in particular microelectronics, etc.
<複合パターン>
本発明の複合パターンの製造方法により得られる複合パターンの形態は、特に限定されず、フィルム状、棒状、球状、ペレット状など、用途に合わせて選択することができる。本発明において、この複合パターンは、フィルム状であることが好ましい。また、パターン加工によって、壁面への保護膜の形成、導通のためのビアホール形成、インピーダンスや静電容量あるいは内部応力の調整、放熱機能付与など、用途にあわせて、この複合パターンの形状を選択することもできる。この複合パターンの膜厚は、0.5μm以上150μm以下であることが好ましい。
<Composite pattern>
The form of the composite pattern obtained by the method for producing a composite pattern of the present invention is not particularly limited, and may be selected according to the application, such as a film, a rod, a sphere, or a pellet. In the present invention, the composite pattern is preferably a film. The shape of the composite pattern can also be selected according to the application, such as forming a protective film on the wall surface, forming a via hole for electrical connection, adjusting impedance, electrostatic capacitance, or internal stress, and providing a heat dissipation function, by pattern processing. The film thickness of the composite pattern is preferably 0.5 μm or more and 150 μm or less.
<複合パターンの特性>
第1の樹脂組成物及び/又は第2の樹脂組成物が樹脂A及び/又は樹脂Bとして、前述したポリイミド前駆体、ポリイミド構造を含むポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール構造を含むポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体、及び、ポリアミドイミド構造を含むポリアミドイミド前駆体よりなる群から選ばれた少なくとも1種を含む場合、複合パターンにおける環化率は、70%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、90%以上が更に好ましい。
複合パターンの破断伸びは、30%以上が好ましく、40%以上がより好ましく、50%以上が更に好ましい。
複合パターンのガラス転移温度(Tg)は、180℃以上であることが好ましく、210℃以上であることがより好ましく、230℃以上であることがさらに好ましい。
複合パターンが2つ以上のガラス転移温度を有する場合、低い方の温度が上記範囲内であることが好ましい。
<Characteristics of composite patterns>
When the first resin composition and/or the second resin composition contains, as resin A and/or resin B, at least one selected from the group consisting of the above-mentioned polyimide precursor, polyimide precursor having a polyimide structure, polybenzoxazole precursor, polybenzoxazole precursor having a polybenzoxazole structure, polyamideimide precursor, and polyamideimide precursor having a polyamideimide structure, the cyclization rate in the composite pattern is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and even more preferably 90% or more.
The breaking elongation of the composite pattern is preferably 30% or more, more preferably 40% or more, and even more preferably 50% or more.
The glass transition temperature (Tg) of the composite pattern is preferably 180° C. or higher, more preferably 210° C. or higher, and even more preferably 230° C. or higher.
When the composite pattern has two or more glass transition temperatures, it is preferred that the lower temperature is within the above range.
(積層体、及び、積層体の製造方法)
積層体とは、本発明の複合パターンからなる層を複数層有する構造体をいう。
本発明の積層体は、複合パターンからなる層を2層以上含む積層体であり、3層以上積層した積層体としてもよい。
上記積層体に含まれる2層以上の上記複合パターンからなる層のうち、少なくとも1つが本発明の複合パターンの形成方法により形成された層であり、複合パターンの収縮、又は、上記収縮に伴う複合パターンの変形等を抑制する観点からは、上記積層体に含まれる全ての複合パターンからなる層が本発明の複合パターンの製造方法により形成された層であることも好ましい。
(Laminate and method for manufacturing laminate)
The laminate refers to a structure having a plurality of layers each composed of the composite pattern of the present invention.
The laminate of the present invention is a laminate containing two or more layers each composed of a composite pattern, and may be a laminate containing three or more layers.
Of the two or more layers of the composite pattern contained in the laminate, at least one is a layer formed by the composite pattern forming method of the present invention, and from the viewpoint of suppressing shrinkage of the composite pattern or deformation of the composite pattern associated with the shrinkage, it is also preferable that all of the layers of the composite pattern contained in the laminate are layers formed by the composite pattern manufacturing method of the present invention.
すなわち、本発明の積層体の製造方法は、本発明の複合パターンの製造方法を含むことが好ましく、本発明の複合パターンの製造方法を複数回繰り返すことを含むことがより好ましい。That is, the method for manufacturing the laminate of the present invention preferably includes the method for manufacturing the composite pattern of the present invention, and more preferably includes repeating the method for manufacturing the composite pattern of the present invention multiple times.
本発明の積層体は、複合パターンからなる層を2層以上含み、上記複合パターンからなる層同士のいずれかの間に金属層を含む態様が好ましい。上記金属層は、上記金属層形成工程により形成されることが好ましい。
すなわち、本発明の積層体の製造方法は、複数回行われる複合パターンの製造方法の間に、複合パターンからなる層上に金属層を形成する金属層形成工程を更に含むことが好ましい。金属層形成工程の好ましい態様は上述の通りである。
上記積層体としては、例えば、第一の複合パターンからなる層、金属層、第二の複合パターンからなる層の3つの層がこの順に積層された層構造を少なくとも含む積層体が好ましいものとして挙げられる。
上記第一の複合パターンからなる層及び上記第二の複合パターンからなる層は、いずれも本発明の複合パターンの形成方法により得られた複合パターンからなる層であることが好ましい。上記第一の複合パターンからなる層の形成に用いられる第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物と、上記第二の複合パターンからなる層の形成に用いられる第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物とは、組成が同一の組成物であってもよいし、組成が異なる組成物であってもよい。
本発明の積層体における金属層は、再配線層などの金属配線として好ましく用いられる。
The laminate of the present invention preferably includes two or more layers each formed of a composite pattern, and includes a metal layer between any two adjacent layers each formed of the composite pattern. The metal layer is preferably formed by the metal layer forming step.
That is, the method for producing a laminate of the present invention preferably further includes a metal layer forming step of forming a metal layer on a layer consisting of the composite pattern between the steps for producing a composite pattern which are performed multiple times. A preferred embodiment of the metal layer forming step is as described above.
As the above-mentioned laminate, for example, a laminate including at least a layer structure in which three layers, a layer consisting of a first composite pattern, a metal layer, and a layer consisting of a second composite pattern, are laminated in this order, is preferred.
It is preferable that the layer consisting of the first composite pattern and the layer consisting of the second composite pattern are both layers consisting of composite patterns obtained by the method for forming a composite pattern of the present invention. The first resin composition and the second resin composition used to form the layer consisting of the first composite pattern and the first resin composition and the second resin composition used to form the layer consisting of the second composite pattern may be compositions having the same composition or compositions having different compositions.
The metal layer in the laminate of the present invention is preferably used as metal wiring such as a rewiring layer.
<積層工程>
本発明の積層体の製造方法は、積層工程を含むことが好ましい。
積層工程とは、パターン(樹脂層)又は金属層の表面に、再度、本発明の複合パターンの製造方法における各工程を行うことを含む一連の工程である。複数回行われる本発明の複合パターンの製造方法の後には金属層形成工程を含んでもよい。
<Lamination process>
The method for producing the laminate of the present invention preferably includes a lamination step.
The lamination step is a series of steps including carrying out each step in the method for producing a composite pattern of the present invention again on the surface of a pattern (resin layer) or a metal layer. A metal layer forming step may be included after the method for producing a composite pattern of the present invention is carried out multiple times.
積層工程後、更に積層工程を行う場合には、本発明の複合パターンの製造方法後、又は、上記金属層形成工程後に、更に、表面活性化処理工程を行ってもよい。表面活性化処理としては、プラズマ処理が例示される。表面活性化処理の詳細については後述する。When a further lamination step is performed after the lamination step, a surface activation treatment step may be further performed after the composite pattern manufacturing method of the present invention or after the metal layer formation step. An example of the surface activation treatment is a plasma treatment. Details of the surface activation treatment will be described later.
上記積層工程は、2~20回行うことが好ましく、2~9回行うことがより好ましい。
例えば、樹脂層(複合パターンからなる層)/金属層/樹脂層/金属層/樹脂層/金属層のように、樹脂層を2層以上20層以下とする構成が好ましく、2層以上9層以下とする構成が更に好ましい。
上記各層はそれぞれ、組成、形状、膜厚等が同一であってもよいし、異なっていてもよい。
The lamination step is preferably carried out 2 to 20 times, and more preferably 2 to 9 times.
For example, a configuration of 2 to 20 resin layers, such as resin layer (layer consisting of a composite pattern)/metal layer/resin layer/metal layer/resin layer/metal layer, is preferred, and a configuration of 2 to 9 resin layers is even more preferred.
The layers may be the same or different in composition, shape, film thickness, etc.
本発明では特に、金属層を設けた後、更に、上記金属層を覆うように、上記本発明の複合パターンの製造方法により得られる複合パターンを形成する態様が好ましい。本発明の複合パターンの製造方法により得られる複合パターンからなる層(樹脂層)を積層する積層工程と、金属層形成工程を交互に行うことにより、上記複合パターンからなる層(樹脂層)と金属層を交互に積層することができる。In a particularly preferred embodiment of the present invention, after providing a metal layer, a composite pattern obtained by the composite pattern manufacturing method of the present invention is further formed so as to cover the metal layer. By alternately performing a lamination step of laminating a layer (resin layer) made of a composite pattern obtained by the composite pattern manufacturing method of the present invention and a metal layer formation step, the layer (resin layer) made of the composite pattern and the metal layer can be alternately laminated.
(表面活性化処理工程)
本発明の積層体の製造方法は、上記金属層および複合パターンからなる層の少なくとも一部を表面活性化処理する、表面活性化処理工程を含むことが好ましい。
表面活性化処理工程は、通常、金属層形成工程の後に行うが、上記変性工程の後、複合パターンからなる層に表面活性化処理工程を行ってから、金属層形成工程を行ってもよい。
表面活性化処理は、金属層の少なくとも一部のみに行ってもよいし、複合パターンからなる層の少なくとも一部のみに行ってもよいし、金属層および複合パターンからなる層の両方について、それぞれ、少なくとも一部に行ってもよい。表面活性化処理は、金属層の少なくとも一部について行うことが好ましく、金属層のうち、表面に複合パターンからなる層を形成する領域の一部または全部に表面活性化処理を行うことが好ましい。このように、金属層の表面に表面活性化処理を行うことにより、その表面に設けられる複合パターンからなる層との密着性を向上させることができる。
また、表面活性化処理は、複合パターンからなる層の一部または全部についても行うことが好ましい。このように、複合パターンからなる層の表面に表面活性化処理を行うことにより、表面活性化処理した表面に設けられる金属層や樹脂層との密着性を向上させることができる。特にネガ型現像を行う場合など、複合パターンからなる層が硬化されている場合には、表面処理によるダメージを受けにくく、密着性が向上しやすい。
表面活性化処理としては、具体的には、各種原料ガス(酸素、水素、アルゴン、窒素、窒素/水素混合ガス、アルゴン/酸素混合ガスなど)のプラズマ処理、コロナ放電処理、CF4/O2、NF3/O2、SF6、NF3、NF3/O2によるエッチング処理、紫外線(UV)オゾン法による表面処理、塩酸水溶液に浸漬して酸化皮膜を除去した後にアミノ基とチオール基を少なくとも一種有する化合物を含む有機表面処理剤への浸漬処理、ブラシを用いた機械的な粗面化処理から選択され、プラズマ処理が好ましく、特に原料ガスに酸素を用いた酸素プラズマ処理が好ましい。コロナ放電処理の場合、エネルギーは、500~200,000J/m2が好ましく、1000~100,000J/m2がより好ましく、10,000~50,000J/m2が最も好ましい。
(Surface activation treatment step)
The method for producing a laminate of the present invention preferably includes a surface activation treatment step of surface activating at least a part of the layer consisting of the metal layer and the composite pattern.
The surface activation step is usually carried out after the metal layer formation step, but after the above-mentioned modification step, the layer consisting of the composite pattern may be subjected to a surface activation step before the metal layer formation step.
The surface activation treatment may be performed on at least a part of the metal layer, or on at least a part of the layer made of the composite pattern, or on at least a part of both the metal layer and the layer made of the composite pattern. The surface activation treatment is preferably performed on at least a part of the metal layer, and it is preferable to perform the surface activation treatment on a part or all of the area of the metal layer on which the layer made of the composite pattern is formed. In this way, by performing the surface activation treatment on the surface of the metal layer, it is possible to improve the adhesion with the layer made of the composite pattern provided on the surface.
In addition, it is preferable to perform the surface activation treatment on a part or the whole of the layer made of the composite pattern. In this way, by performing the surface activation treatment on the surface of the layer made of the composite pattern, it is possible to improve the adhesion with a metal layer or a resin layer provided on the surface that has been surface-activated. In particular, when the layer made of the composite pattern is hardened, such as when performing negative development, it is less likely to be damaged by the surface treatment and adhesion is likely to be improved.
Specifically, the surface activation treatment is selected from plasma treatment with various raw gases (oxygen, hydrogen, argon, nitrogen, nitrogen/hydrogen mixed gas, argon/oxygen mixed gas, etc.), corona discharge treatment, etching treatment with CF 4 /O 2 , NF 3 /O 2 , SF 6 , NF 3 , NF 3 /O 2 , surface treatment by ultraviolet (UV) ozone method, immersion in an aqueous hydrochloric acid solution to remove the oxide film, and then immersion in an organic surface treatment agent containing a compound having at least one amino group and thiol group, and mechanical roughening treatment using a brush, and plasma treatment is preferred, and oxygen plasma treatment using oxygen as the raw gas is particularly preferred. In the case of corona discharge treatment, the energy is preferably 500 to 200,000 J/m 2 , more preferably 1000 to 100,000 J/m 2 , and most preferably 10,000 to 50,000 J/m 2 .
(半導体デバイスの製造方法)
本発明は、本発明の複合パターンの製造方法、又は、本発明の積層体の製造方法を含む半導体デバイスの製造方法も開示する。本発明の複合パターンを再配線層用層間絶縁膜の形成に用いた半導体デバイスの具体例としては、特開2016-027357号公報の段落0213~0218の記載及び図1の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
(Method of manufacturing semiconductor devices)
The present invention also discloses a method for producing a semiconductor device, including the method for producing a composite pattern of the present invention or the method for producing a laminate of the present invention. As a specific example of a semiconductor device using the composite pattern of the present invention for forming an interlayer insulating film for a rewiring layer, the description in paragraphs 0213 to 0218 and the description in FIG. 1 of JP2016-027357A can be referred to, and the contents of these are incorporated herein by reference.
(第1の樹脂組成物)
本発明の第1の樹脂組成物は、本発明の複合パターンの製造方法における、第1の感光性膜の形成に用いられる樹脂組成物である。
本発明の複合パターンの製造方法の第1の態様において、第1の樹脂組成物は、ポリイミド前駆体、ポリイミド構造を含むポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール構造を含むポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体、及び、ポリアミドイミド構造を含むポリアミドイミド前駆体よりなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂である樹脂Aを含む。
本発明の複合パターンの製造方法の第1の態様において、第1の樹脂組成物は、上記樹脂Aを含むことが好ましい。
以下、本発明の第1の樹脂組成物に含まれる、各成分の詳細について説明する。
(First resin composition)
The first resin composition of the present invention is a resin composition used for forming a first photosensitive film in the method for producing a composite pattern of the present invention.
In a first aspect of the method for producing a composite pattern of the present invention, the first resin composition contains resin A which is at least one resin selected from the group consisting of polyimide precursors, polyimide precursors having a polyimide structure, polybenzoxazole precursors, polybenzoxazole precursors having a polybenzoxazole structure, polyamideimide precursors, and polyamideimide precursors having a polyamideimide structure.
In the first aspect of the method for producing a composite pattern of the present invention, the first resin composition preferably contains the above-mentioned resin A.
Hereinafter, each component contained in the first resin composition of the present invention will be described in detail.
<樹脂A>
樹脂Aは、ポリイミド前駆体、ポリイミド構造を含むポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール構造を含むポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体、及び、ポリアミドイミド構造を含むポリアミドイミド前駆体よりなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂である。
樹脂Aは、ポリイミド前駆体、及び、ポリイミド構造を含むポリイミド前駆体よりなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂であることが好ましい。
<Resin A>
Resin A is at least one resin selected from the group consisting of polyimide precursors, polyimide precursors containing a polyimide structure, polybenzoxazole precursors, polybenzoxazole precursors containing a polybenzoxazole structure, polyamideimide precursors, and polyamideimide precursors containing a polyamideimide structure.
Resin A is preferably at least one resin selected from the group consisting of polyimide precursors and polyimide precursors containing a polyimide structure.
樹脂Aは重合性基を有することが好ましく、ラジカル重合性基を含むことがより好ましい。
また、樹脂Aは重合性基を有することが好ましく、ラジカル重合性基を含むことがより好ましい。
樹脂Aがラジカル重合性基を有する場合、本発明の第1の樹脂組成物は、後述のラジカル重合開始剤を含むことが好ましく、後述のラジカル重合開始剤を含み、かつ、後述のラジカル架橋剤を含むことがより好ましい。さらに必要に応じて、後述の増感剤を含むことができる。このような本発明の第1の樹脂組成物からは、例えば、ネガ型感光性膜が形成される。
また、樹脂Aは、酸分解性基等の極性変換基を有していてもよい。
樹脂Aが酸分解性基を有する場合、本発明の第1の樹脂組成物は、後述の光酸発生剤を含むことが好ましい。このような本発明の第1の樹脂組成物からは、例えば、化学増幅型であるポジ型感光性膜又はネガ型感光性膜が形成される。
Resin A preferably contains a polymerizable group, and more preferably contains a radically polymerizable group.
Furthermore, resin A preferably contains a polymerizable group, and more preferably contains a radically polymerizable group.
When the resin A has a radical polymerizable group, the first resin composition of the present invention preferably contains a radical polymerization initiator described later, more preferably contains a radical polymerization initiator described later and also contains a radical crosslinking agent described later. If necessary, the first resin composition of the present invention may further contain a sensitizer described later. For example, a negative photosensitive film is formed from such a first resin composition of the present invention.
Furthermore, the resin A may have a polarity conversion group such as an acid-decomposable group.
When the resin A has an acid-decomposable group, the first resin composition of the present invention preferably contains a photoacid generator described later. From such a first resin composition of the present invention, for example, a chemically amplified positive-type photosensitive film or negative-type photosensitive film is formed.
また、第1の樹脂組成物は着色剤を含まないことが好ましい。第1の樹脂組成物が着色剤を含まないことにより、露光光の透過性に優れ、パターン形状に優れる場合がある。In addition, it is preferable that the first resin composition does not contain a colorant. When the first resin composition does not contain a colorant, the transparency of the exposure light may be excellent, and the pattern shape may be excellent.
〔ポリイミド前駆体〕
本発明で用いるポリイミド前駆体は、その種類等特に定めるものではないが、下記式(2)で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
The polyimide precursor used in the present invention is not particularly limited in terms of its type, but it preferably contains a repeating unit represented by the following formula (2).
式(2)におけるA1及びA2は、それぞれ独立に、酸素原子又は-NH-を表し、酸素原子が好ましい。
式(2)におけるR111は、2価の有機基を表す。2価の有機基としては、直鎖又は分岐の脂肪族基、環状の脂肪族基及び芳香族基を含む基が例示され、炭素数2~20の直鎖又は分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数3~20の芳香族基、又は、これらの組み合わせからなる基が好ましく、炭素数6~20の芳香族基を含む基がより好ましい。上記直鎖又は分岐の脂肪族基は鎖中の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく、上記環状の脂肪族基および芳香族基は環員の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよい。本発明の好ましい実施形態として、-Ar-および-Ar-L-Ar-で表される基であることが例示され、特に好ましくは-Ar-L-Ar-で表される基である。但し、Arは、それぞれ独立に、芳香族基であり、Lは、単結合、または、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、-O-、-CO-、-S-、-SO2-又は-NHCO-、あるいは、上記の2つ以上の組み合わせからなる2価の基である。これらの好ましい範囲は、上述のとおりである。
In formula (2), A 1 and A 2 each independently represent an oxygen atom or -NH-, and preferably an oxygen atom.
R 111 in formula (2) represents a divalent organic group. Examples of the divalent organic group include a linear or branched aliphatic group, a cyclic aliphatic group, and a group containing an aromatic group. A linear or branched aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 3 to 20 carbon atoms, or a group consisting of a combination thereof is preferred, and a group containing an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms is more preferred. The linear or branched aliphatic group may have a hydrocarbon group in the chain substituted with a group containing a heteroatom, and the cyclic aliphatic group and aromatic group may have a hydrocarbon group in the ring substituted with a group containing a heteroatom. As a preferred embodiment of the present invention, a group represented by -Ar- and -Ar-L-Ar- is exemplified, and a group represented by -Ar-L-Ar- is particularly preferred. Here, Ar is each independently an aromatic group, and L is a single bond, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, -O-, -CO-, -S-, -SO 2 - or -NHCO-, or a divalent group consisting of a combination of two or more of the above. The preferred ranges of these are as described above.
R111は、ジアミンから誘導されることが好ましい。ポリイミド前駆体の製造に用いられるジアミンとしては、直鎖又は分岐の脂肪族、環状の脂肪族又は芳香族ジアミンなどが挙げられる。ジアミンは、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。
具体的には、炭素数2~20の直鎖又は分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数3~20の芳香族基、又は、これらの組み合わせからなる基を含むジアミンであることが好ましく、炭素数6~20の芳香族基を含むジアミンであることがより好ましい。上記直鎖又は分岐の脂肪族基は鎖中の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく上記環状の脂肪族基および芳香族基は環員の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよい。芳香族基を含む基の例としては、下記が挙げられる。
R 111 is preferably derived from a diamine. Examples of the diamine used in the production of the polyimide precursor include linear or branched aliphatic, cyclic aliphatic or aromatic diamines. Only one type of diamine may be used, or two or more types may be used.
Specifically, it is preferable that the diamine contains a linear or branched aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 3 to 20 carbon atoms, or a group consisting of a combination thereof, and it is more preferable that the diamine contains an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms. The linear or branched aliphatic group may have a hydrocarbon group in the chain substituted with a group containing a hetero atom, and the cyclic aliphatic group and aromatic group may have a hydrocarbon group in the ring substituted with a group containing a hetero atom. Examples of groups containing an aromatic group include the following.
式中、*は他の構造との結合部位を表す。
In the formula, * represents a bonding site with other structures.
ジアミンとしては、具体的には、1,2-ジアミノエタン、1,2-ジアミノプロパン、1,3-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン及び1,6-ジアミノヘキサン;1,2-又は1,3-ジアミノシクロペンタン、1,2-、1,3-又は1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,2-、1,3-又は1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ビス-(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス-(3-アミノシクロヘキシル)メタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルシクロヘキシルメタン及びイソホロンジアミン;m-又はp-フェニレンジアミン、ジアミノトルエン、4,4’-又は3,3’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-及び3,3’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-及び3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-及び3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-又は3,3’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-ヒドロキシ-4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-ヒドロキシ-4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)スルホン、4,4’-ジアミノパラテルフェニル、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(2-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、9,10-ビス(4-アミノフェニル)アントラセン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、3,3’-ジエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノオクタフルオロビフェニル、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)-10-ヒドロアントラセン、3,3’,4,4’-テトラアミノビフェニル、3,3’,4,4’-テトラアミノジフェニルエーテル、1,4-ジアミノアントラキノン、1,5-ジアミノアントラキノン、3,3-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、9,9’-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、4,4’-ジメチル-3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,4-及び2,5-ジアミノクメン、2,5-ジメチル-p-フェニレンジアミン、アセトグアナミン、2,3,5,6-テトラメチル-p-フェニレンジアミン、2,4,6-トリメチル-m-フェニレンジアミン、ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p-アミノフェニル)オクタメチルペンタシロキサン、2,7-ジアミノフルオレン、2,5-ジアミノピリジン、1,2-ビス(4-アミノフェニル)エタン、ジアミノベンズアニリド、ジアミノ安息香酸のエステル、1,5-ジアミノナフタレン、ジアミノベンゾトリフルオライド、1,3-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,4-ビス(4-アミノフェニル)オクタフルオロブタン、1,5-ビス(4-アミノフェニル)デカフルオロペンタン、1,7-ビス(4-アミノフェニル)テトラデカフルオロヘプタン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(2-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-3,5-ジメチルフェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、p-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ビス(4-アミノ-3-トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,4’-ビス(3-アミノ-5-トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、2,2-ビス[4-(4-アミノ-3-トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、2,2’,5,5’,6,6’-ヘキサフルオロトリジン及び4,4’-ジアミノクアテルフェニルから選ばれる少なくとも1種のジアミンが挙げられる。 Specific examples of diamines include 1,2-diaminoethane, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, and 1,6-diaminohexane; 1,2- or 1,3-diaminocyclopentane, 1,2-, 1,3-, or 1,4-diaminocyclohexane, 1,2-, 1,3-, or 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, bis-(4-aminocyclohexyl)methane, bis-(3-aminocyclohexyl)methane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethylcyclohexylmethane, and isophoronediamine; m- or p-phenylenediamine, diaminotoluene, 4,4'- or 3,3'-diaminobiphenyl. nyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3-diaminodiphenyl ether, 4,4'- and 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'- and 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'- and 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'- or 3,3'-diaminobenzophenone, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2-bis(4-aminophenyl)propane, 2,2-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-hydroxy-4-amino phenyl)propane, 2,2-bis(3-hydroxy-4-aminophenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)sulfone, 4,4'-diaminoparaterphenyl, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(2-aminophenoxy)phenyl]sulfone , 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 9,10-bis(4-aminophenyl)anthracene, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenyl)benzene, 3,3'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminooctafluorobiphenyl, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane propane, 9,9-bis(4-aminophenyl)-10-hydroanthracene, 3,3',4,4'-tetraaminobiphenyl, 3,3',4,4'-tetraaminodiphenyl ether, 1,4-diaminoanthraquinone, 1,5-diaminoanthraquinone, 3,3-dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl, 9,9'-bis(4-aminophenyl)fluorene, 4,4'-dimethyl-3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3',5,5'-tetramethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,4- and 2,5-diaminocumene, 2,5-dimethyl-p-phenylenediamine, acetoguanamine, 2,3,5,6-tetramethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,4- and 2,5-diaminocumene, 2,5-dimethyl-p-phenylenediamine, acetoguanamine, 2,4,6-trimethyl-m-phenylenediamine, bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane, 2,7-diaminofluorene, 2,5-diaminopyridine, 1,2-bis(4-aminophenyl)ethane, diaminobenzanilide, esters of diaminobenzoic acid, 1,5-diaminonaphthalene, diaminobenzotrifluoride, 1,3-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 1,4-bis(4-aminophenyl)octafluorobutane, 1,5-bis(4-aminophenyl)decafluoropentane, 1,7-bis( 4-aminophenyl)tetradecafluoroheptane, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis[4-(2-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)-3,5-dimethylphenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)-3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]hexafluoropropane, p-bis(4-amino-2-trifluoromethylphenoxy)benzene, 4,4'-bis(4-amino-2-trifluoromethylphenoxy)biphenyl, 4,4'-bis(4-amino-3- trifluoromethylphenoxy)biphenyl, 4,4'-bis(4-amino-2-trifluoromethylphenoxy)diphenyl sulfone, 4,4'-bis(3-amino-5-trifluoromethylphenoxy)diphenyl sulfone, 2,2-bis[4-(4-amino-3-trifluoromethylphenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 3,3',5,5'-tetramethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diamino-2,2'-bis(trifluoromethyl)biphenyl, 2,2',5,5',6,6'-hexafluorotolidine, and at least one diamine selected from 4,4'-diaminoquaterphenyl.
また、国際公開第2017/038598号の段落0030~0031に記載のジアミン(DA-1)~(DA-18)も好ましい。Also preferred are the diamines (DA-1) to (DA-18) described in paragraphs 0030 to 0031 of WO 2017/038598.
また、国際公開第2017/038598号の段落0032~0034に記載の2つ以上のアルキレングリコール単位を主鎖にもつジアミンも好ましく用いられる。 Diamines having two or more alkylene glycol units in the main chain, as described in paragraphs 0032 to 0034 of WO 2017/038598, are also preferably used.
R111は、得られる有機膜の柔軟性の観点から、-Ar-L-Ar-で表されることが好ましい。但し、Arは、それぞれ独立に、芳香族基であり、Lは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、-O-、-CO-、-S-、-SO2-又は-NHCO-、あるいは、上記の2つ以上の組み合わせからなる2価の基である。Arは、フェニレン基が好ましく、Lは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1又は2の脂肪族炭化水素基、-O-、-CO-、-S-又は-SO2-が好ましい。ここでの脂肪族炭化水素基は、アルキレン基が好ましい。 From the viewpoint of flexibility of the resulting organic film, R 111 is preferably represented by -Ar-L-Ar-. Here, each Ar is independently an aromatic group, and L is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, -O-, -CO-, -S-, -SO 2 - or -NHCO-, or a divalent group consisting of a combination of two or more of the above. Ar is preferably a phenylene group, and L is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 or 2 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, -O-, -CO-, -S- or -SO 2 -. The aliphatic hydrocarbon group here is preferably an alkylene group.
また、R111は、i線透過率の観点から、下記式(51)又は式(61)で表される2価の有機基であることが好ましい。特に、i線透過率、入手のし易さの観点から、式(61)で表される2価の有機基であることがより好ましい。
式(51)
R50~R57の1価の有機基としては、炭素数1~10(好ましくは炭素数1~6)の無置換のアルキル基、炭素数1~10(好ましくは炭素数1~6)のフッ化アルキル基等が挙げられる。
式(51)又は(61)の構造を与えるジアミンとしては、2,2’-ジメチルベンジジン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ビス(フルオロ)-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノオクタフルオロビフェニル等が挙げられる。これらは1種で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
From the viewpoint of i-line transmittance, R 111 is preferably a divalent organic group represented by the following formula (51) or formula (61). In particular, from the viewpoints of i-line transmittance and ease of availability, R 111 is more preferably a divalent organic group represented by formula (61).
Equation (51)
Examples of the monovalent organic group for R 50 to R 57 include an unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms) and a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms).
Examples of diamines that give the structure of formula (51) or (61) include 2,2'-dimethylbenzidine, 2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-bis(fluoro)-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminooctafluorobiphenyl, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
式(2)におけるR115は、4価の有機基を表す。4価の有機基としては、芳香環を含む4価の有機基が好ましく、下記式(5)又は式(6)で表される基がより好ましい。
式(5)又は式(6)中、*はそれぞれ独立に、他の構造との結合部位を表す。
In formula (5) or (6), each * independently represents a bonding site to another structure.
R115は、具体的には、テトラカルボン酸二無水物から無水物基の除去後に残存するテトラカルボン酸残基などが挙げられる。ポリイミド前駆体は、R115に該当する構造として、テトラカルボン酸二無水物残基を、1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
テトラカルボン酸二無水物は、下記式(O)で表されることが好ましい。
The tetracarboxylic dianhydride is preferably represented by the following formula (O).
テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルフィドテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3-ジフェニルヘキサフルオロプロパン-3,3,4,4-テトラカルボン酸二無水物、1,4,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,8,9,10-フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、ならびに、これらの炭素数1~6のアルキル及び炭素数1~6のアルコキシ誘導体が挙げられる。Specific examples of tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic dianhydride (PMDA), 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylsulfide tetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylmethane tetracarboxylic dianhydride, 2,2 ',3,3'-diphenylmethane tetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyl tetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,7-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, 2,2-bis(2, 3-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride, 1,3-diphenylhexafluoropropane-3,3,4,4-tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,6-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 2,2',3,3'-diphenyl tetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylene tetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 1,8,9,10-phenanthrene tetracarboxylic dianhydride, 1,1-bis(2,3-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 1,1-bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 1,2,3,4-benzene tetracarboxylic dianhydride, and alkyl and alkoxy derivatives having 1 to 6 carbon atoms thereof.
また、国際公開第2017/038598号の段落0038に記載のテトラカルボン酸二無水物(DAA-1)~(DAA-5)も好ましい例として挙げられる。 Furthermore, the tetracarboxylic dianhydrides (DAA-1) to (DAA-5) described in paragraph 0038 of WO 2017/038598 are also preferred examples.
式(2)において、R111とR115の少なくとも一方がOH基を有することも可能である。より具体的には、R111として、ビスアミノフェノール誘導体の残基が挙げられる。 In the formula (2), at least one of R 111 and R 115 may have an OH group. More specifically, R 111 may be a residue of a bisaminophenol derivative.
式(2)におけるR113及びR114は、それぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。1価の有機基としては、直鎖又は分岐のアルキル基、環状アルキル基、芳香族基、又はポリアルキレンオキシ基を含むことが好ましい。また、R113及びR114の少なくとも一方が重合性基を含むことが好ましく、両方が重合性基を含むことがより好ましい。R113及びR114の少なくとも一方が2以上の重合性基を含むことも好ましい。重合性基としては、熱、ラジカル等の作用により、架橋反応することが可能な基であって、ラジカル重合性基が好ましい。重合性基の具体例としては、エチレン性不飽和結合を有する基、アルコキシメチル基、ヒドロキシメチル基、アシルオキシメチル基、エポキシ基、オキセタニル基、ベンゾオキサゾリル基、ブロックイソシアネート基、アミノ基が挙げられる。ポリイミド前駆体が有するラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和結合を有する基が好ましい。
エチレン性不飽和結合を有する基としては、ビニル基、アリル基、イソアリル基、2-メチルアリル基、ビニル基と直接結合した芳香環を有する基(例えば、ビニルフェニル基など)、(メタ)アクリルアミド基、(メタ)アクリロイルオキシ基、下記式(III)で表される基などが挙げられ、下記式(III)で表される基が好ましい。
R 113 and R 114 in formula (2) each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. The monovalent organic group preferably contains a linear or branched alkyl group, a cyclic alkyl group, an aromatic group, or a polyalkyleneoxy group. In addition, it is preferable that at least one of R 113 and R 114 contains a polymerizable group, and it is more preferable that both contain a polymerizable group. It is also preferable that at least one of R 113 and R 114 contains two or more polymerizable groups. The polymerizable group is a group capable of crosslinking by the action of heat, radicals, etc., and is preferably a radical polymerizable group. Specific examples of the polymerizable group include a group having an ethylenically unsaturated bond, an alkoxymethyl group, a hydroxymethyl group, an acyloxymethyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, a benzoxazolyl group, a blocked isocyanate group, and an amino group. As the radical polymerizable group of the polyimide precursor, a group having an ethylenically unsaturated bond is preferable.
Examples of the group having an ethylenically unsaturated bond include a vinyl group, an allyl group, an isoallyl group, a 2-methylallyl group, a group having an aromatic ring directly bonded to a vinyl group (for example, a vinylphenyl group), a (meth)acrylamide group, a (meth)acryloyloxy group, and a group represented by the following formula (III), and the group represented by the following formula (III) is preferred.
式(III)において、R200は、水素原子、メチル基、エチル基又はメチロール基を表し、水素原子又はメチル基が好ましい。
式(III)において、*は他の構造との結合部位を表す。
式(III)において、R201は、炭素数2~12のアルキレン基、-CH2CH(OH)CH2-、シクロアルキレン基又はポリアルキレンオキシ基を表す。
好適なR201の例は、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、ドデカメチレン基等のアルキレン基、1,2-ブタンジイル基、1,3-ブタンジイル基、-CH2CH(OH)CH2-、ポリアルキレンオキシ基が挙げられ、エチレン基、プロピレン基等のアルキレン基、-CH2CH(OH)CH2-、シクロヘキシル基、ポリアルキレンオキシ基がより好ましく、エチレン基、プロピレン基等のアルキレン基、又はポリアルキレンオキシ基が更に好ましい。
本発明において、ポリアルキレンオキシ基とは、アルキレンオキシ基が2以上直接結合した基をいう。ポリアルキレンオキシ基に含まれる複数のアルキレンオキシ基におけるアルキレン基は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
ポリアルキレンオキシ基が、アルキレン基が異なる複数種のアルキレンオキシ基を含む場合、ポリアルキレンオキシ基におけるアルキレンオキシ基の配列は、ランダムな配列であってもよいし、ブロックを有する配列であってもよいし、交互等のパターンを有する配列であってもよい。
上記アルキレン基の炭素数(アルキレン基が置換基を有する場合、置換基の炭素数を含む)は、2以上であることが好ましく、2~10であることがより好ましく、2~6であることがより好ましく、2~5であることが更に好ましく、2~4であることが一層好ましく、2又は3であることが特に好ましく、2であることが最も好ましい。
また、上記アルキレン基は、置換基を有していてもよい。好ましい置換基としては、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。
また、ポリアルキレンオキシ基に含まれるアルキレンオキシ基の数(ポリアルキレンオキシ基の繰返し数)は、2~20が好ましく、2~10がより好ましく、2~6が更に好ましい。
ポリアルキレンオキシ基としては、溶剤溶解性及び耐溶剤性の観点からは、ポリエチレンオキシ基、ポリプロピレンオキシ基、ポリトリメチレンオキシ基、ポリテトラメチレンオキシ基、又は、複数のエチレンオキシ基と複数のプロピレンオキシ基とが結合した基が好ましく、ポリエチレンオキシ基又はポリプロピレンオキシ基がより好ましく、ポリエチレンオキシ基が更に好ましい。上記複数のエチレンオキシ基と複数のプロピレンオキシ基とが結合した基において、エチレンオキシ基とプロピレンオキシ基とはランダムに配列していてもよいし、ブロックを形成して配列していてもよいし、交互等のパターン状に配列していてもよい。これらの基におけるエチレンオキシ基等の繰返し数の好ましい態様は上述の通りである。
In formula (III), R 200 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a methylol group, and is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
In formula (III), * represents a bonding site with another structure.
In formula (III), R 201 represents an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, —CH 2 CH(OH)CH 2 —, a cycloalkylene group or a polyalkyleneoxy group.
Suitable examples of R 201 include alkylene groups such as ethylene group, propylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, octamethylene group, and dodecamethylene group, 1,2-butanediyl group, 1,3-butanediyl group, -CH 2 CH(OH)CH 2 -, and polyalkyleneoxy groups, of which alkylene groups such as ethylene group and propylene group, -CH 2 CH(OH)CH 2 -, cyclohexyl group, and polyalkyleneoxy groups are more preferred, and alkylene groups such as ethylene group and propylene group, or polyalkyleneoxy groups are even more preferred.
In the present invention, the polyalkyleneoxy group refers to a group in which two or more alkyleneoxy groups are directly bonded. The alkylene groups in the multiple alkyleneoxy groups contained in the polyalkyleneoxy group may be the same or different.
When the polyalkyleneoxy group contains multiple types of alkyleneoxy groups having different alkylene groups, the arrangement of the alkyleneoxy groups in the polyalkyleneoxy group may be a random arrangement, an arrangement having blocks, or an arrangement having a pattern such as alternating.
The number of carbon atoms in the alkylene group (including the number of carbon atoms of the substituent, when the alkylene group has a substituent) is preferably 2 or more, more preferably 2 to 10, more preferably 2 to 6, even more preferably 2 to 5, still more preferably 2 to 4, particularly preferably 2 or 3, and most preferably 2.
The alkylene group may have a substituent, and preferred examples of the substituent include an alkyl group, an aryl group, and a halogen atom.
The number of alkyleneoxy groups contained in the polyalkyleneoxy group (the number of repetitions of the polyalkyleneoxy group) is preferably 2-20, more preferably 2-10, and even more preferably 2-6.
From the viewpoint of solvent solubility and solvent resistance, the polyalkyleneoxy group is preferably a polyethyleneoxy group, a polypropyleneoxy group, a polytrimethyleneoxy group, a polytetramethyleneoxy group, or a group in which multiple ethyleneoxy groups and multiple propyleneoxy groups are bonded, more preferably a polyethyleneoxy group or a polypropyleneoxy group, and even more preferably a polyethyleneoxy group.In the group in which multiple ethyleneoxy groups and multiple propyleneoxy groups are bonded, the ethyleneoxy groups and the propyleneoxy groups may be arranged randomly, may be arranged in blocks, or may be arranged in a pattern such as alternating.The preferred embodiment of the number of repetitions of the ethyleneoxy group in these groups is as described above.
式(2)において、R113が水素原子である場合、又は、R114が水素原子である場合、ポリイミド前駆体はエチレン性不飽和結合を有する3級アミン化合物と対塩を形成していてもよい。このようなエチレン性不飽和結合を有する3級アミン化合物の例としては、N,N-ジメチルアミノプロピルメタクリレートが挙げられる。 In formula (2), when R 113 is a hydrogen atom or when R 114 is a hydrogen atom, the polyimide precursor may form a counter salt with a tertiary amine compound having an ethylenically unsaturated bond. An example of such a tertiary amine compound having an ethylenically unsaturated bond is N,N-dimethylaminopropyl methacrylate.
式(2)において、R113及びR114の少なくとも一方が、酸分解性基等の極性変換基であってもよい。酸分解性基としては、酸の作用で分解して、フェノール性ヒドロキシ基、カルボキシ基等のアルカリ可溶性基を生じるものであれば特に限定されないが、アセタール基、ケタール基、シリル基、シリルエーテル基、第三級アルキルエステル基等が好ましく、露光感度の観点からは、アセタール基又はケタール基がより好ましい。
酸分解性基の具体例としては、tert-ブトキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、エトキシエチル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基、トリメチルシリル基、tert-ブトキシカルボニルメチル基、トリメチルシリルエーテル基などが挙げられる。露光感度の観点からは、エトキシエチル基、又は、テトラヒドロフラニル基が好ましい。
In formula (2), at least one of R 113 and R 114 may be a polarity conversion group such as an acid-decomposable group. The acid-decomposable group is not particularly limited as long as it is decomposed by the action of an acid to generate an alkali-soluble group such as a phenolic hydroxy group or a carboxy group, but an acetal group, a ketal group, a silyl group, a silyl ether group, a tertiary alkyl ester group, etc. are preferred, and from the viewpoint of exposure sensitivity, an acetal group or a ketal group is more preferred.
Specific examples of the acid-decomposable group include a tert-butoxycarbonyl group, an isopropoxycarbonyl group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, an ethoxyethyl group, a methoxyethyl group, an ethoxymethyl group, a trimethylsilyl group, a tert-butoxycarbonylmethyl group, a trimethylsilyl ether group, etc. From the viewpoint of exposure sensitivity, an ethoxyethyl group or a tetrahydrofuranyl group is preferred.
また、ポリイミド前駆体は、構造中にフッ素原子を有することも好ましい。ポリイミド前駆体中のフッ素原子含有量は、10質量%以上が好ましく、また、20質量%以下が好ましい。It is also preferable that the polyimide precursor has fluorine atoms in its structure. The fluorine atom content in the polyimide precursor is preferably 10% by mass or more and 20% by mass or less.
また、基板との密着性を向上させる目的で、ポリイミド前駆体は、シロキサン構造を有する脂肪族基と共重合していてもよい。具体的には、ジアミンとして、ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p-アミノフェニル)オクタメチルペンタシロキサンなどを用いる態様が挙げられる。In order to improve adhesion to the substrate, the polyimide precursor may be copolymerized with an aliphatic group having a siloxane structure. Specific examples include those using bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane, etc. as the diamine.
式(2)で表される繰返し単位は、式(2-A)で表される繰返し単位であることが好ましい。すなわち、本発明で用いるポリイミド前駆体の少なくとも1種が、式(2-A)で表される繰返し単位を有する前駆体であることが好ましい。ポリイミド前駆体が式(2-A)で表される繰返し単位を含むことにより、露光ラチチュードの幅をより広げることが可能になる。
式(2-A)
Formula (2-A)
A1、A2、R111、R113及びR114は、それぞれ独立に、式(2)におけるA1、A2、R111、R113及びR114と同義であり、好ましい範囲も同様である。
R112は、式(5)におけるR112と同義であり、好ましい範囲も同様である。
A 1 , A 2 , R 111 , R 113 and R 114 each independently have the same definition as A 1 , A 2 , R 111 , R 113 and R 114 in formula (2), and the preferred ranges are also the same.
R 112 has the same definition as R 112 in formula (5), and the preferred range is also the same.
ポリイミド前駆体は、式(2)で表される繰返し単位を1種含んでいてもよいが、2種以上で含んでいてもよい。また、式(2)で表される繰返し単位の構造異性体を含んでいてもよい。また、ポリイミド前駆体は、上記式(2)の繰返し単位のほかに、他の種類の繰返し単位をも含んでよいことはいうまでもない。The polyimide precursor may contain one type of repeating unit represented by formula (2), or may contain two or more types. It may also contain a structural isomer of the repeating unit represented by formula (2). It goes without saying that the polyimide precursor may contain other types of repeating units in addition to the repeating unit of formula (2).
本発明におけるポリイミド前駆体の一実施形態として、式(2)で表される繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の50モル%以上である態様が挙げられる。上記合計含有量は、70モル%以上であることがより好ましく、90モル%以上であることが更に好ましく、90モル%超であることが特に好ましい。上記合計含有量の上限は、特に限定されず、末端を除くポリイミド前駆体における全ての繰返し単位が、式(2)で表される繰返し単位であってもよい。In one embodiment of the polyimide precursor of the present invention, the content of the repeating unit represented by formula (2) is 50 mol% or more of the total repeating units. The total content is more preferably 70 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably more than 90 mol%. The upper limit of the total content is not particularly limited, and all repeating units in the polyimide precursor except for the terminals may be repeating units represented by formula (2).
ポリイミド前駆体の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは5,000~100,000であり、より好ましくは10,000~50,000であり、更に好ましくは15,000~40,000である。また、数平均分子量(Mn)は、好ましくは2,000~40,000であり、より好ましくは3,000~30,000であり、更に好ましくは4,000~20,000である。
上記ポリイミド前駆体の分子量の分散度は、1.5以上が好ましく、1.8以上がより好ましく、2.0以上であることが更に好ましい。ポリイミド前駆体の分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、7.0以下が好ましく、6.5以下がより好ましく、6.0以下が更に好ましい。
本明細書において、分子量の分散度とは、重量平均分子量/数平均分子量により算出される値である。
また、第1の樹脂組成物が樹脂Aとして複数種のポリイミド前駆体を含む場合、少なくとも1種のポリイミド前駆体の重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。また、上記複数種のポリイミド前駆体を1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
The weight average molecular weight (Mw) of the polyimide precursor is preferably 5,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 50,000, and even more preferably 15,000 to 40,000. The number average molecular weight (Mn) is preferably 2,000 to 40,000, more preferably 3,000 to 30,000, and even more preferably 4,000 to 20,000.
The polyimide precursor has a molecular weight dispersity of preferably 1.5 or more, more preferably 1.8 or more, and even more preferably 2.0 or more. The upper limit of the molecular weight dispersity of the polyimide precursor is not particularly limited, but is, for example, preferably 7.0 or less, more preferably 6.5 or less, and even more preferably 6.0 or less.
In this specification, the dispersity of molecular weight is a value calculated by weight average molecular weight/number average molecular weight.
In addition, when the first resin composition contains multiple types of polyimide precursors as resin A, it is preferable that the weight average molecular weight, number average molecular weight, and dispersity of at least one type of polyimide precursor are within the above ranges. It is also preferable that the weight average molecular weight, number average molecular weight, and dispersity calculated by treating the multiple types of polyimide precursors as one resin are each within the above ranges.
〔ポリイミド構造を含むポリイミド前駆体〕
ポリイミド構造を含むポリイミド前駆体として、上述のポリイミド前駆体における式(2)で表される繰り返し単位の一部が閉環してイミド構造を形成した樹脂であることも好ましい。
ポリイミド構造を含むポリイミド前駆体におけるイミド化率(「閉環率」ともいう)は、25%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、5%以下であることがより好ましい。
上記イミド化率の下限は特に限定されず、0%超であればよい。
上記イミド化率は、例えば下記方法により測定される。
ポリイミド前駆体の赤外吸収スペクトルを測定し、イミド構造由来の吸収ピークである1377cm-1付近のピーク強度P1を求める。次に、そのポリイミドを350℃で1時間熱処理した後、再度、赤外吸収スペクトルを測定し、1377cm-1付近のピーク強度P2を求める。得られたピーク強度P1、P2を用い、下記式に基づいて、ポリイミド前駆体のイミド化率を求めることができる。
イミド化率(%)=(ピーク強度P1/ピーク強度P2)×100
[Polyimide precursor containing polyimide structure]
The polyimide precursor containing a polyimide structure is also preferably a resin in which a part of the repeating units represented by formula (2) in the above-mentioned polyimide precursor is ring-closed to form an imide structure.
The imidization rate (also referred to as "ring closure rate") of the polyimide precursor containing a polyimide structure is preferably 25% or less, more preferably 10% or less, and even more preferably 5% or less.
The lower limit of the imidization rate is not particularly limited as long as it is more than 0%.
The imidization rate is measured, for example, by the following method.
The infrared absorption spectrum of the polyimide precursor is measured to determine the peak intensity P1 near 1377 cm −1 , which is an absorption peak derived from the imide structure. Next, the polyimide is heat-treated at 350° C. for 1 hour, and then the infrared absorption spectrum is measured again to determine the peak intensity P2 near 1377 cm −1 . Using the obtained peak intensities P1 and P2, the imidization rate of the polyimide precursor can be calculated based on the following formula.
Imidization rate (%)=(peak intensity P1/peak intensity P2)×100
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体〕
本発明で用いるポリベンゾオキサゾール前駆体は、その構造等について特に定めるものではないが、好ましくは下記式(3)で表される繰返し単位を含む。
The polybenzoxazole precursor used in the present invention is not particularly limited with respect to its structure, but preferably contains a repeating unit represented by the following formula (3).
式(3)において、R123及びR124は、それぞれ、式(2)におけるR113と同義であり、好ましい範囲も同様である。すなわち、少なくとも一方は、重合性基であることが好ましい。
式(3)において、R121は、2価の有機基を表す。2価の有機基としては、脂肪族基及び芳香族基の少なくとも一方を含む基が好ましい。脂肪族基としては、直鎖の脂肪族基が好ましい。R121は、ジカルボン酸残基が好ましい。ジカルボン酸残基は、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。
In formula (3), R 123 and R 124 have the same definition as R 113 in formula (2), and the preferred range is also the same. That is, it is preferable that at least one of them is a polymerizable group.
In formula (3), R 121 represents a divalent organic group. The divalent organic group is preferably a group containing at least one of an aliphatic group and an aromatic group. The aliphatic group is preferably a linear aliphatic group. R 121 is preferably a dicarboxylic acid residue. Only one type of dicarboxylic acid residue may be used, or two or more types may be used.
ジカルボン酸残基としては、脂肪族基を含むジカルボン酸及び芳香族基を含むジカルボン酸残基が好ましく、芳香族基を含むジカルボン酸残基がより好ましい。
脂肪族基を含むジカルボン酸としては、直鎖又は分岐(好ましくは直鎖)の脂肪族基を含むジカルボン酸が好ましく、直鎖又は分岐(好ましくは直鎖)の脂肪族基と2つの-COOHからなるジカルボン酸がより好ましい。直鎖又は分岐(好ましくは直鎖)の脂肪族基の炭素数は、2~30であることが好ましく、2~25であることがより好ましく、3~20であることが更に好ましく、4~15であることが一層好ましく、5~10であることが特に好ましい。直鎖の脂肪族基はアルキレン基であることが好ましい。
直鎖の脂肪族基を含むジカルボン酸としては、マロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、イソプロピルマロン酸、ジ-n-ブチルマロン酸、スクシン酸、テトラフルオロスクシン酸、メチルスクシン酸、2,2-ジメチルスクシン酸、2,3-ジメチルスクシン酸、ジメチルメチルスクシン酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、2-メチルグルタル酸、3-メチルグルタル酸、2,2-ジメチルグルタル酸、3,3-ジメチルグルタル酸、3-エチル-3-メチルグルタル酸、アジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、3-メチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2,6,6-テトラメチルピメリン酸、スベリン酸、ドデカフルオロスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサデカフルオロセバシン酸、1,9-ノナン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ヘンエイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸、ペンタコサン二酸、ヘキサコサン二酸、ヘプタコサン二酸、オクタコサン二酸、ノナコサン二酸、トリアコンタン二酸、ヘントリアコンタン二酸、ドトリアコンタン二酸、ジグリコール酸、更に下記式で表されるジカルボン酸等が挙げられる。
As the dicarboxylic acid residue, a dicarboxylic acid residue containing an aliphatic group and a dicarboxylic acid residue containing an aromatic group are preferred, and a dicarboxylic acid residue containing an aromatic group is more preferred.
The dicarboxylic acid containing an aliphatic group is preferably a dicarboxylic acid containing a linear or branched (preferably linear) aliphatic group, and more preferably a dicarboxylic acid consisting of a linear or branched (preferably linear) aliphatic group and two -COOH groups. The number of carbon atoms in the linear or branched (preferably linear) aliphatic group is preferably 2 to 30, more preferably 2 to 25, even more preferably 3 to 20, even more preferably 4 to 15, and particularly preferably 5 to 10. The linear aliphatic group is preferably an alkylene group.
Dicarboxylic acids containing a linear aliphatic group include malonic acid, dimethylmalonic acid, ethylmalonic acid, isopropylmalonic acid, di-n-butylmalonic acid, succinic acid, tetrafluorosuccinic acid, methylsuccinic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, dimethylmethylsuccinic acid, glutaric acid, hexafluoroglutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3,3-dimethylglutaric acid, 3-ethyl-3-methylglutaric acid, adipic acid, octafluoroadipic acid, 3-methyladipic acid, pimelic acid, and 2,2,6,6-tetramethylpimelic acid. , suberic acid, dodecafluorosuberic acid, azelaic acid, sebacic acid, hexadecafluorosebacic acid, 1,9-nonanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, tetradecanedioic acid, pentadecanedioic acid, hexadecanedioic acid, heptadecanedioic acid, octadecanedioic acid, nonadecanedioic acid, eicosanediacid, heneicosanediacid, docosanediacid, tricosanediacid, tetracosanediacid, pentacosanediacid, hexacosanediacid, heptacosanediacid, octacosanediacid, nonacosanediacid, triacontanedioic acid, hentriacontanedioic acid, dotriacontanedioic acid, diglycolic acid, and further dicarboxylic acids represented by the following formula.
芳香族基を含むジカルボン酸としては、以下の芳香族基を有するジカルボン酸が好ましく、以下の芳香族基を有する基と2つの-COOHのみからなるジカルボン酸がより好ましい。As dicarboxylic acids containing an aromatic group, the following dicarboxylic acids having an aromatic group are preferred, and the following dicarboxylic acids consisting of only a group having an aromatic group and two -COOH groups are more preferred.
芳香族基を含むジカルボン酸の具体例としては、4,4’-カルボニル二安息香酸及び4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテル、テレフタル酸が挙げられる。 Specific examples of dicarboxylic acids containing aromatic groups include 4,4'-carbonyldibenzoic acid, 4,4'-dicarboxydiphenyl ether, and terephthalic acid.
式(3)において、R122は、4価の有機基を表す。4価の有機基としては、上記式(2)におけるR115と同義であり、好ましい範囲も同様である。
R122は、また、ビスアミノフェノール誘導体由来の基であることが好ましく、ビスアミノフェノール誘導体由来の基としては、例えば、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシビフェニル、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス-(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス-(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)メタン、2,2-ビス-(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシベンゾフェノン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、1,4-ジアミノ-2,5-ジヒドロキシベンゼン、1,3-ジアミノ-2,4-ジヒドロキシベンゼン、1,3-ジアミノ-4,6-ジヒドロキシベンゼンなどが挙げられる。これらのビスアミノフェノールは、単独にて、あるいは混合して使用してもよい。
In formula (3), R 122 represents a tetravalent organic group. The tetravalent organic group has the same meaning as R 115 in formula (2) above, and the preferred range is also the same.
R 122 is also preferably a group derived from a bisaminophenol derivative. Examples of the group derived from a bisaminophenol derivative include 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenyl sulfone, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxydiphenyl sulfone, bis-(3-amino-4-hydroxyphenyl)methane, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis-(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis-(4-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, and the like. Examples of the bisaminophenols include 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybenzophenone, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybenzophenone, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxydiphenyl ether, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenyl ether, 1,4-diamino-2,5-dihydroxybenzene, 1,3-diamino-2,4-dihydroxybenzene, and 1,3-diamino-4,6-dihydroxybenzene. These bisaminophenols may be used alone or in combination.
ビスアミノフェノール誘導体のうち、下記芳香族基を有するビスアミノフェノール誘導体が好ましい。Among the bisaminophenol derivatives, the following bisaminophenol derivatives having aromatic groups are preferred:
ビスアミノフェノール誘導体は、式(A-s)で表される化合物であることも好ましい。
式(A-s)中、R1は、水素原子、アルキレン、置換アルキレン、-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-NHCO-、単結合、又は下記式(A-sc)の群から選ばれる有機基である。R2は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、環状のアルキル基のいずれかであり、同一でも異なってもよい。R3は水素原子、直鎖又は分岐のアルキル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、環状のアルキル基のいずれかであり、同一でも異なってもよい。 In formula (A-s), R 1 is a hydrogen atom, alkylene, substituted alkylene, -O-, -S-, -SO 2 -, -CO-, -NHCO-, a single bond, or an organic group selected from the group represented by the following formula (A-sc). R 2 is any one of a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an acyloxy group, and a cyclic alkyl group, and may be the same or different. R 3 is any one of a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group, an alkoxy group, an acyloxy group, and a cyclic alkyl group, and may be the same or different.
上記式(A-s)中、フェノール性ヒドロキシ基のオルソ位、すなわち、R3にも置換基を有することが、アミド結合のカルボニル炭素とヒドロキシ基の距離をより接近させると考えられ、低温で硬化した際に高環化率になる効果が更に高まる点で、特に好ましい。 In the above formula (A-s), having a substituent at the ortho position of the phenolic hydroxy group, i.e., at R 3 , is considered to bring the distance between the carbonyl carbon of the amide bond and the hydroxy group closer, and is particularly preferred in that the effect of achieving a high cyclization rate when cured at a low temperature is further enhanced.
また、上記式(A-s)中、R2がアルキル基であり、かつR3がアルキル基であることが、i線に対する高透明性と低温で硬化した際に高環化率であるという効果を維持することができ、好ましい。 In addition, in the above formula (As), it is preferable that R 2 is an alkyl group and R 3 is an alkyl group, since this can maintain the effects of high transparency to i-line and a high cyclization rate when cured at a low temperature.
また、上記式(A-s)中、R1がアルキレン又は置換アルキレンであることが、更に好ましい。R1に係るアルキレン及び置換アルキレンの具体的な例としては、炭素数1~8の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられるが、その中でも-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-が、i線に対する高透明性と低温で硬化した際の高環化率であるという効果を維持しながら、溶剤に対して十分な溶解性を持つ、バランスに優れるポリベンゾオキサゾール前駆体を得ることができる点で、より好ましい。 In the above formula (A-s), it is further preferred that R 1 is an alkylene or a substituted alkylene. Specific examples of the alkylene and substituted alkylene for R 1 include linear or branched alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, of which -CH 2 -, -CH(CH 3 )-, and -C(CH 3 ) 2 - are more preferred in that they can provide a well-balanced polybenzoxazole precursor that has sufficient solubility in solvents while maintaining the effects of high transparency to i-line and a high cyclization rate when cured at low temperature.
上記式(A-s)で示されるビスアミノフェノール誘導体の製造方法としては、例えば、特開2013-256506号公報の段落番号0085~0094及び実施例1(段落番号0189~0190)を参考にすることができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。For a method for producing the bisaminophenol derivative represented by the above formula (A-s), reference can be made to, for example, paragraphs [0085] to [0094] and Example 1 (paragraphs [0189] to [0190]) of JP 2013-256506 A, the contents of which are incorporated herein by reference.
上記式(A-s)で示されるビスアミノフェノール誘導体の構造の具体例としては、特開2013-256506号公報の段落番号0070~0080に記載のものが挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。もちろん、これらに限定されるものではないことは言うまでもない。 Specific examples of the structure of the bisaminophenol derivative represented by the above formula (A-s) include those described in paragraphs 0070 to 0080 of JP 2013-256506 A, the contents of which are incorporated herein by reference. Needless to say, the invention is not limited to these.
ポリベンゾオキサゾール前駆体は上記式(3)の繰返し単位のほかに、他の種類の繰返し造単位も含んでよい。
ポリベンゾオキサゾール前駆体は、閉環に伴う反りの発生を抑制できる点で、下記式(SL)で表されるジアミン残基を他の種類の繰返し単位として含むことが好ましい。
The polybenzoxazole precursor may contain other types of repeating units in addition to the repeating unit of formula (3) above.
The polybenzoxazole precursor preferably contains a diamine residue represented by the following formula (SL) as another type of repeating unit, in that the occurrence of warping due to ring closure can be suppressed.
式(SL)において、好ましいZとしては、b構造中のR5s及びR6sがフェニル基であるものが挙げられる。また、式(SL)で示される構造の分子量は、400~4,000であることが好ましく、500~3,000がより好ましい。上記分子量を上記範囲とすることで、より効果的に、ポリベンゾオキサゾール前駆体の脱水閉環後の弾性率を下げ、反りを抑制できる効果と溶剤溶解性を向上させる効果を両立することができる。 In formula (SL), preferred Z includes those in which R 5s and R 6s in the b structure are phenyl groups. The molecular weight of the structure represented by formula (SL) is preferably 400 to 4,000, more preferably 500 to 3,000. By setting the molecular weight within the above range, it is possible to more effectively reduce the elastic modulus of the polybenzoxazole precursor after dehydration ring closure, and to simultaneously achieve the effect of suppressing warpage and the effect of improving solvent solubility.
他の種類の繰返し単位として式(SL)で表されるジアミン残基を含む場合、更に、テトラカルボン酸二無水物から無水物基の除去後に残存するテトラカルボン酸残基を繰返し単位として含むことも好ましい。このようなテトラカルボン酸残基の例としては、式(2)中のR115の例が挙げられる。 When the diamine residue represented by formula (SL) is contained as another type of repeating unit, it is also preferable to further contain a tetracarboxylic acid residue remaining after removal of the anhydride group from the tetracarboxylic dianhydride as a repeating unit. Examples of such a tetracarboxylic acid residue include the examples of R 115 in formula (2).
ポリベンゾオキサゾール前駆体の重量平均分子量(Mw)は、例えば、好ましくは18,000~30,000であり、より好ましくは20,000~29,000であり、更に好ましくは22,000~28,000である。また、数平均分子量(Mn)は、好ましくは7,200~14,000であり、より好ましくは8,000~12,000であり、更に好ましくは9,200~11,200である。
上記ポリベンゾオキサゾール前駆体の分子量の分散度は、1.4以上であることが好ましく、1.5以上がより好ましく、1.6以上であることが更に好ましい。ポリベンゾオキサゾール前駆体の分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、2.6以下が好ましく、2.5以下がより好ましく、2.4以下が更に好ましく、2.3以下が一層好ましく、2.2以下がより一層好ましい。
また、第1の樹脂組成物が樹脂Aとして複数種のポリベンゾオキサゾール前駆体を含む場合、少なくとも1種のポリベンゾオキサゾール前駆体の重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。また、上記複数種のポリベンゾオキサゾール前駆体を1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
The weight average molecular weight (Mw) of the polybenzoxazole precursor is, for example, preferably 18,000 to 30,000, more preferably 20,000 to 29,000, and even more preferably 22,000 to 28,000. The number average molecular weight (Mn) is preferably 7,200 to 14,000, more preferably 8,000 to 12,000, and even more preferably 9,200 to 11,200.
The polybenzoxazole precursor has a molecular weight dispersity of preferably 1.4 or more, more preferably 1.5 or more, and even more preferably 1.6 or more. The upper limit of the molecular weight dispersity of the polybenzoxazole precursor is not particularly specified, but is preferably 2.6 or less, more preferably 2.5 or less, even more preferably 2.4 or less, even more preferably 2.3 or less, and even more preferably 2.2 or less.
In addition, when the first resin composition contains multiple types of polybenzoxazole precursors as resin A, it is preferable that the weight average molecular weight, number average molecular weight, and dispersity of at least one type of polybenzoxazole precursor are within the above ranges. It is also preferable that the weight average molecular weight, number average molecular weight, and dispersity calculated by treating the multiple types of polybenzoxazole precursors as one resin are each within the above ranges.
〔ポリベンゾオキサゾール構造を含むポリベンゾオキサゾール前駆体〕
ポリベンゾオキサゾール構造を含むポリベンゾオキサゾール前駆体はオキサゾール化率(「閉環率」ともいう)が25%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましい。下限は特に限定されず、0%超であってもよい。
上記オキサゾール化率は、例えば下記方法により測定される。
ポリベンゾオキサゾール前駆体の赤外吸収スペクトルを測定し、前駆体のアミド構造に由来する吸収ピークである1650cm-1付近のピーク強度Q1を求める。次に、1490cm-1付近に見られる芳香環の吸収強度で規格化する。そのポリベンゾオキサゾール前駆体を350℃で1時間熱処理した後、再度、赤外吸収スペクトルを測定し、1650cm-1付近のピーク強度Q2を求め、1490cm-1付近に見られる芳香環の吸収強度で規格化する。得られたピーク強度Q1、Q2の規格値を用い、下記式に基づいて、ポリベンゾオキサゾール前駆体のオキサゾール化率を求めることができる。
オキサゾール化率(%)=(ピーク強度Q1の規格値/ピーク強度Q2の規格値)×100
[Polybenzoxazole precursor containing polybenzoxazole structure]
The polybenzoxazole precursor containing a polybenzoxazole structure preferably has an oxazole ratio (also called "ring closure ratio") of 25% or less, more preferably 10% or less. The lower limit is not particularly limited, and may be more than 0%.
The oxazole ratio is measured, for example, by the following method.
The infrared absorption spectrum of the polybenzoxazole precursor is measured, and the peak intensity Q1 at about 1650 cm −1 , which is an absorption peak derived from the amide structure of the precursor, is determined. Then, the peak intensity Q1 is normalized by the absorption intensity of the aromatic ring observed at about 1490 cm −1 . After the polybenzoxazole precursor is heat-treated at 350° C. for 1 hour, the infrared absorption spectrum is measured again, and the peak intensity Q2 at about 1650 cm −1 is determined and normalized by the absorption intensity of the aromatic ring observed at about 1490 cm −1 . Using the normalized values of the peak intensities Q1 and Q2 obtained, the oxazole ratio of the polybenzoxazole precursor can be calculated based on the following formula.
Oxazolization rate (%)=(standard value of peak intensity Q1/standard value of peak intensity Q2)×100
〔ポリアミドイミド前駆体〕
ポリアミドイミド前駆体は、下記式(PAI-2)で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
The polyamideimide precursor preferably contains a repeating unit represented by the following formula (PAI-2).
式(PAI-2)中、R117は、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族基、環状の脂肪族基、及び芳香族基、複素芳香族基、又は単結合若しくは連結基によりこれらを2以上連結した基が例示され、炭素数2~20の直鎖の脂肪族基、炭素数3~20の分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基によりこれらを2以上組み合わせた基が好ましく、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基により炭素数6~20の芳香族基を2以上組み合わせた基がより好ましい。
上記連結基としては、-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)2-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基が好ましく、-O-、-S-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基がより好ましい。
上記アルキレン基としては、炭素数1~20のアルキレン基が好ましく、炭素数1~10のアルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のアルキレン基が更に好ましい。
上記ハロゲン化アルキレン基としては、炭素数1~20のハロゲン化アルキレン基が好ましく、炭素数1~10のハロゲン化アルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のハロゲン化アルキレン基がより好ましい。また、上記ハロゲン化アルキレン基におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。上記ハロゲン化アルキレン基は、水素原子を有していても、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていてもよいが、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていることが好ましい。好ましいハロゲン化アルキレン基の例としては、(ジトリフルオロメチル)メチレン基等が挙げられる。
上記アリーレン基としては、フェニレン基又はナフチレン基が好ましく、フェニレン基がより好ましく、1,3-フェニレン基又は1,4-フェニレン基が更に好ましい。
In formula (PAI-2), R 117 is exemplified by a linear or branched aliphatic group, a cyclic aliphatic group, and an aromatic group, a heteroaromatic group, or a group in which two or more of these are linked by a single bond or a linking group. A linear aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a branched aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group in which two or more of these are combined by a single bond or a linking group is preferred, and an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group in which two or more aromatic groups having 6 to 20 carbon atoms are combined by a single bond or a linking group is more preferred.
The above-mentioned linking group is preferably -O-, -S-, -C(=O)-, -S(=O) 2 -, an alkylene group, a halogenated alkylene group, an arylene group, or a linking group formed by bonding two or more of these, and more preferably -O-, -S-, an alkylene group, a halogenated alkylene group, an arylene group, or a linking group formed by bonding two or more of these.
The alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
The halogenated alkylene group is preferably a halogenated alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. In addition, examples of the halogen atom in the halogenated alkylene group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferred. The halogenated alkylene group may have a hydrogen atom or all of the hydrogen atoms may be substituted with halogen atoms, but it is preferred that all of the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms. Examples of preferred halogenated alkylene groups include a (ditrifluoromethyl)methylene group.
The arylene group is preferably a phenylene group or a naphthylene group, more preferably a phenylene group, and further preferably a 1,3-phenylene group or a 1,4-phenylene group.
また、R117は少なくとも1つのカルボキシ基がハロゲン化されていてもよいトリカルボン酸化合物から誘導されることが好ましい。上記ハロゲン化としては、塩素化が好ましい。
本発明において、カルボキシ基を3つ有する化合物をトリカルボン酸化合物という。
上記トリカルボン酸化合物の3つのカルボキシ基のうち2つのカルボキシ基は酸無水物化されていてもよい。
ポリアミドイミド前駆体の製造に用いられるハロゲン化されていてもよいトリカルボン酸化合物としては、分岐鎖状の脂肪族、環状の脂肪族又は芳香族のトリカルボン酸化合物などが挙げられる。
これらのトリカルボン酸化合物は、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。
In addition, R 117 is preferably derived from a tricarboxylic acid compound in which at least one carboxy group may be halogenated. The halogenation is preferably chlorination.
In the present invention, a compound having three carboxy groups is called a tricarboxylic acid compound.
Of the three carboxy groups of the tricarboxylic acid compound, two of the carboxy groups may be converted into acid anhydrides.
The optionally halogenated tricarboxylic acid compound used in the production of the polyamideimide precursor includes branched aliphatic, cyclic aliphatic or aromatic tricarboxylic acid compounds.
These tricarboxylic acid compounds may be used alone or in combination of two or more.
具体的には、トリカルボン酸化合物としては、炭素数2~20の直鎖の脂肪族基、炭素数3~20の分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基によりこれらを2以上組み合わせた基を含むトリカルボン酸化合物が好ましく、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基により炭素数6~20の芳香族基を2以上組み合わせた基を含むトリカルボン酸化合物がより好ましい。Specifically, preferred tricarboxylic acid compounds are those containing a linear aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a branched aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group combining two or more of these groups via a single bond or a linking group, and more preferred are tricarboxylic acid compounds containing an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group combining two or more aromatic groups having 6 to 20 carbon atoms via a single bond or a linking group.
また、トリカルボン酸化合物の具体例としては、1,2,3-プロパントリカルボン酸、1,3,5-ペンタントリカルボン酸、クエン酸、トリメリット酸、2,3,6-ナフタレントリカルボン酸、フタル酸(又は、無水フタル酸)と安息香酸とが単結合、-O-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-SO2-又はフェニレン基で連結された化合物等が挙げられる。
これらの化合物は、2つのカルボキシ基が無水物化した化合物(例えば、トリメリット酸無水物)であってもよいし、少なくとも1つのカルボキシ基がハロゲン化した化合物(例えば、無水トリメリット酸クロリド)であってもよい。
Specific examples of tricarboxylic acid compounds include 1,2,3-propanetricarboxylic acid, 1,3,5-pentanetricarboxylic acid, citric acid, trimellitic acid, 2,3,6-naphthalenetricarboxylic acid, and compounds in which phthalic acid (or phthalic anhydride) and benzoic acid are linked via a single bond, -O-, -CH2- , -C( CH3 ) 2- , -C( CF3 )2-, -SO2-, or a phenylene group.
These compounds may be compounds in which two carboxy groups are anhydridized (e.g., trimellitic anhydride) or compounds in which at least one carboxy group is halogenated (e.g., trimellitic anhydride chloride).
式(PAI-2)中、R111、A2、R113はそれぞれ、上述の式(2)におけるR111、A2、R113と同義であり、好ましい態様も同様である。 In formula (PAI-2), R 111 , A 2 and R 113 have the same meanings as R 111 , A 2 and R 113 in formula (2) above, and preferred embodiments are also the same.
ポリアミドイミド前駆体は他の繰返し単位を更に含んでもよい。
他の繰返し単位としては、上述の式(2)で表される繰返し単位、下記式(PAI-1)で表される繰返し単位等が挙げられる。
Examples of the other repeating units include the repeating unit represented by the above formula (2) and the repeating unit represented by the following formula (PAI-1).
式(PAI-1)中、R116は2価の有機基を表し、R111は2価の有機基を表す。
式(PAI-1)中、R116は、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族基、環状の脂肪族基、及び芳香族基、複素芳香族基、又は単結合若しくは連結基によりこれらを2以上連結した基が例示され、炭素数2~20の直鎖の脂肪族基、炭素数3~20の分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基によりこれらを2以上組み合わせた基が好ましく、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基により炭素数6~20の芳香族基を2以上組み合わせた基がより好ましい。
上記連結基としては、-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)2-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基が好ましく、-O-、-S-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基がより好ましい。
上記アルキレン基としては、炭素数1~20のアルキレン基が好ましく、炭素数1~10のアルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のアルキレン基が更に好ましい。
上記ハロゲン化アルキレン基としては、炭素数1~20のハロゲン化アルキレン基が好ましく、炭素数1~10のハロゲン化アルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のハロゲン化アルキレン基がより好ましい。また、上記ハロゲン化アルキレン基におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。上記ハロゲン化アルキレン基は、水素原子を有していても、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていてもよいが、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていることが好ましい。好ましいハロゲン化アルキレン基の例としては、(ジトリフルオロメチル)メチレン基等が挙げられる。
上記アリーレン基としては、フェニレン基又はナフチレン基が好ましく、フェニレン基がより好ましく、1,3-フェニレン基又は1,4-フェニレン基が更に好ましい。
In formula (PAI-1), R 116 represents a divalent organic group, and R 111 represents a divalent organic group.
In formula (PAI-1), R 116 is exemplified by a linear or branched aliphatic group, a cyclic aliphatic group, and an aromatic group, a heteroaromatic group, or a group in which two or more of these are linked by a single bond or a linking group. A linear aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a branched aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group in which two or more of these are combined by a single bond or a linking group is preferred, and an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group in which two or more aromatic groups having 6 to 20 carbon atoms are combined by a single bond or a linking group is more preferred.
The above-mentioned linking group is preferably -O-, -S-, -C(=O)-, -S(=O) 2 -, an alkylene group, a halogenated alkylene group, an arylene group, or a linking group formed by bonding two or more of these, and more preferably -O-, -S-, an alkylene group, a halogenated alkylene group, an arylene group, or a linking group formed by bonding two or more of these.
The alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
The halogenated alkylene group is preferably a halogenated alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. In addition, examples of the halogen atom in the halogenated alkylene group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferred. The halogenated alkylene group may have a hydrogen atom or all of the hydrogen atoms may be substituted with halogen atoms, but it is preferred that all of the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms. Examples of preferred halogenated alkylene groups include a (ditrifluoromethyl)methylene group.
The arylene group is preferably a phenylene group or a naphthylene group, more preferably a phenylene group, and further preferably a 1,3-phenylene group or a 1,4-phenylene group.
また、R116はジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物から誘導されることが好ましい。
本発明において、カルボキシ基を2つ有する化合物をジカルボン酸化合物、ハロゲン化されたカルボキシ基を2つ有する化合物をジカルボン酸ジハライド化合物という。
ジカルボン酸ジハライド化合物におけるカルボキシ基は、ハロゲン化されていればよいが、例えば、塩素化されていることが好ましい。すなわち、ジカルボン酸ジハライド化合物は、ジカルボン酸ジクロリド化合物であることが好ましい。
ポリアミドイミド前駆体の製造に用いられるハロゲン化されていてもよいジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物としては、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族、環状の脂肪族又は芳香族ジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物などが挙げられる。
これらのジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物は、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。
Also, R 116 is preferably derived from a dicarboxylic acid compound or a dicarboxylic acid dihalide compound.
In the present invention, a compound having two carboxy groups is called a dicarboxylic acid compound, and a compound having two halogenated carboxy groups is called a dicarboxylic acid dihalide compound.
The carboxy group in the dicarboxylic acid dihalide compound may be halogenated, but is preferably chlorinated, for example, i.e., the dicarboxylic acid dihalide compound is preferably a dicarboxylic acid dichloride compound.
Examples of the optionally halogenated dicarboxylic acid compound or dicarboxylic acid dihalide compound used in the production of the polyamideimide precursor include linear or branched aliphatic, cyclic aliphatic or aromatic dicarboxylic acid compound or dicarboxylic acid dihalide compound.
These dicarboxylic acid compounds or dicarboxylic acid dihalide compounds may be used alone or in combination of two or more.
具体的には、ジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物としては、炭素数2~20の直鎖の脂肪族基、炭素数3~20の分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基によりこれらを2以上組み合わせた基を含むジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物が好ましく、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基により炭素数6~20の芳香族基を2以上組み合わせた基を含むジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物がより好ましい。Specifically, the dicarboxylic acid compound or dicarboxylic acid dihalide compound is preferably a dicarboxylic acid compound or dicarboxylic acid dihalide compound containing a linear aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a branched aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group in which two or more of these are combined by a single bond or a linking group, and more preferably a dicarboxylic acid compound or dicarboxylic acid dihalide compound containing an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group in which two or more aromatic groups having 6 to 20 carbon atoms are combined by a single bond or a linking group.
また、ジカルボン酸化合物の具体例としては、マロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、イソプロピルマロン酸、ジ-n-ブチルマロン酸、スクシン酸、テトラフルオロスクシン酸、メチルスクシン酸、2,2-ジメチルスクシン酸、2,3-ジメチルスクシン酸、ジメチルメチルスクシン酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、2-メチルグルタル酸、3-メチルグルタル酸、2,2-ジメチルグルタル酸、3,3-ジメチルグルタル酸、3-エチル-3-メチルグルタル酸、アジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、3-メチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2,6,6-テトラメチルピメリン酸、スベリン酸、ドデカフルオロスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサデカフルオロセバシン酸、1,9-ノナン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ヘンエイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸、ペンタコサン二酸、ヘキサコサン二酸、ヘプタコサン二酸、オクタコサン二酸、ノナコサン二酸、トリアコンタン二酸、ヘントリアコンタン二酸、ドトリアコンタン二酸、ジグリコール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4’-ビフェニルカルボン酸、4,4’-ビフェニルカルボン酸、4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテル、ベンゾフェノン-4,4’-ジカルボン酸等が挙げられる。
ジカルボン酸ジハライド化合物の具体例としては、上記ジカルボン酸化合物の具体例における2つのカルボキシ基をハロゲン化した構造の化合物が挙げられる。
Specific examples of dicarboxylic acid compounds include malonic acid, dimethylmalonic acid, ethylmalonic acid, isopropylmalonic acid, di-n-butylmalonic acid, succinic acid, tetrafluorosuccinic acid, methylsuccinic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, dimethylmethylsuccinic acid, glutaric acid, hexafluoroglutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3,3-dimethylglutaric acid, 3-ethyl-3-methylglutaric acid, adipic acid, octafluoroadipic acid, 3-methyladipic acid, pimelic acid, 2,2,6,6-tetramethylpimelic acid, suberic acid, dodecafluorosuberic acid, azelaic acid, sebacic acid, and hexadecafluorosuccinic acid. Examples of the fluorosebacic acid include fluorosebacic acid, 1,9-nonanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, tetradecanedioic acid, pentadecanedioic acid, hexadecanedioic acid, heptadecanedioic acid, octadecanedioic acid, nonadecanedioic acid, eicosanediacid, heneicosanediacid, docosanediacid, tricosanediacid, tetracosanediacid, pentacosanediacid, hexacosanediacid, heptacosanediacid, octacosanediacid, nonacosanediacid, triacontanedioic acid, hentriacontanedioic acid, dotriacontanedioic acid, diglycolic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 4,4'-biphenylcarboxylic acid, 4,4'-biphenylcarboxylic acid, 4,4'-dicarboxydiphenyl ether, and benzophenone-4,4'-dicarboxylic acid.
Specific examples of the dicarboxylic acid dihalide compound include compounds having a structure in which two carboxy groups in the specific examples of the dicarboxylic acid compound are halogenated.
式(PAI-1)中、R111は上述の式(2)におけるR111と同義であり、好ましい態様も同様である。 In formula (PAI-1), R 111 has the same meaning as R 111 in formula (2) above, and preferred embodiments are also the same.
また、ポリアミドイミド前駆体は、構造中にフッ素原子を有することも好ましい。ポリアミドイミド前駆体中のフッ素原子含有量は、10質量%以上が好ましく、また、20質量%以下が好ましい。It is also preferable that the polyamideimide precursor has fluorine atoms in its structure. The fluorine atom content in the polyamideimide precursor is preferably 10% by mass or more and 20% by mass or less.
また、基板との密着性を向上させる目的で、ポリアミドイミド前駆体は、シロキサン構造を有する脂肪族基と共重合していてもよい。具体的には、ジアミン成分として、ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p-アミノフェニル)オクタメチルペンタシロキサンなどを用いる態様が挙げられる。In addition, in order to improve adhesion to the substrate, the polyamide-imide precursor may be copolymerized with an aliphatic group having a siloxane structure. Specific examples include those using bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane, etc. as the diamine component.
本発明におけるポリアミドイミド前駆体の一実施形態として、式(PAI-2)で表される繰返し単位、式(PAI-1)で表される繰返し単位、及び、式(2)で表される繰返し単位の合計含有量が、全繰返し単位の50モル%以上である態様が挙げられる。上記合計含有量は、70モル%以上であることがより好ましく、90モル%以上であることが更に好ましく、90モル%超であることが特に好ましい。上記合計含有量の上限は、特に限定されず、末端を除くポリアミドイミド前駆体における全ての繰返し単位が、式(PAI-2)で表される繰返し単位、式(PAI-1)で表される繰返し単位、及び、式(2)で表される繰返し単位のいずれかであってもよい。
また、本発明におけるポリアミドイミド前駆体の別の一実施形態として、式(PAI-2)で表される繰返し単位、及び、式(PAI-1)で表される繰返し単位の合計含有量が、全繰返し単位の50モル%以上である態様が挙げられる。上記合計含有量は、70モル%以上であることがより好ましく、90モル%以上であることが更に好ましく、90モル%超であることが特に好ましい。上記合計含有量の上限は、特に限定されず、末端を除くポリアミドイミド前駆体における全ての繰返し単位が、式(PAI-2)で表される繰返し単位、又は、式(PAI-1)で表される繰返し単位のいずれかであってもよい。
An embodiment of the polyamideimide precursor of the present invention is one in which the total content of the repeating units represented by formula (PAI-2), the repeating units represented by formula (PAI-1), and the repeating units represented by formula (2) is 50 mol% or more of the total repeating units. The total content is more preferably 70 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably more than 90 mol%. The upper limit of the total content is not particularly limited, and all of the repeating units in the polyamideimide precursor except for the terminals may be any one of the repeating units represented by formula (PAI-2), the repeating units represented by formula (PAI-1), and the repeating units represented by formula (2).
Another embodiment of the polyamideimide precursor of the present invention is one in which the total content of the repeating units represented by formula (PAI-2) and the repeating units represented by formula (PAI-1) is 50 mol% or more of all repeating units. The total content is more preferably 70 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably more than 90 mol%. The upper limit of the total content is not particularly limited, and all repeating units in the polyamideimide precursor except for the terminals may be either the repeating units represented by formula (PAI-2) or the repeating units represented by formula (PAI-1).
ポリアミドイミド前駆体の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは2,000~500,000であり、より好ましくは5,000~100,000であり、更に好ましくは10,000~50,000である。また、数平均分子量(Mn)は、好ましくは800~250,000であり、より好ましくは、2,000~50,000であり、更に好ましくは、4,000~25,000である。
ポリアミドイミド前駆体の分子量の分散度は、1.5以上が好ましく、1.8以上がより好ましく、2.0以上であることが更に好ましい。ポリアミドイミド前駆体の分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、7.0以下が好ましく、6.5以下がより好ましく、6.0以下が更に好ましい。また、第1の樹脂組成物が樹脂Aとして複数種のポリアミドイミド前駆体を含む場合、少なくとも1種のポリアミドイミド前駆体の重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。また、上記複数種のポリアミドイミド前駆体を1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
The weight average molecular weight (Mw) of the polyamideimide precursor is preferably 2,000 to 500,000, more preferably 5,000 to 100,000, and even more preferably 10,000 to 50,000. The number average molecular weight (Mn) is preferably 800 to 250,000, more preferably 2,000 to 50,000, and even more preferably 4,000 to 25,000.
The molecular weight dispersity of the polyamideimide precursor is preferably 1.5 or more, more preferably 1.8 or more, and even more preferably 2.0 or more. The upper limit of the molecular weight dispersity of the polyamideimide precursor is not particularly specified, but for example, it is preferably 7.0 or less, more preferably 6.5 or less, and even more preferably 6.0 or less. In addition, when the first resin composition contains multiple types of polyamideimide precursors as resin A, it is preferable that the weight average molecular weight, number average molecular weight, and dispersity of at least one type of polyamideimide precursor are in the above range. In addition, it is also preferable that the weight average molecular weight, number average molecular weight, and dispersity calculated by treating the multiple types of polyamideimide precursors as one resin are each in the above range.
〔ポリアミドイミド構造を含むポリアミドイミド前駆体〕
ポリアミドイミド構造を含むポリアミドイミド前駆体は、上述のポリアミドイミド前駆体における式(PAI-2)で表される繰り返し単位の一部が閉環してイミド構造を形成した樹脂であることが好ましい。
ポリアミドイミド構造を含むポリアミドイミド前駆体におけるイミド化率(「閉環率」ともいう)は、25%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、5%以下であることがより好ましい。
上記イミド化率の下限は特に限定されず、0%超であればよい。
上記イミド化率は、例えば下記方法により測定される。
ポリアミドイミド前駆体の赤外吸収スペクトルを測定し、イミド構造由来の吸収ピークである1377cm-1付近のピーク強度P1を求める。次に、そのポリイミドを350℃で1時間熱処理した後、再度、赤外吸収スペクトルを測定し、1377cm-1付近のピーク強度P2を求める。得られたピーク強度P1、P2を用い、下記式に基づいて、ポリアミドイミド前駆体のイミド化率を求めることができる。
イミド化率(%)=(ピーク強度P1/ピーク強度P2)×100
[Polyamideimide precursor containing polyamideimide structure]
The polyamideimide precursor containing a polyamideimide structure is preferably a resin in which a part of the repeating units represented by formula (PAI-2) in the above-mentioned polyamideimide precursor is ring-closed to form an imide structure.
The imidization rate (also referred to as "ring closure rate") in a polyamideimide precursor containing a polyamideimide structure is preferably 25% or less, more preferably 10% or less, and even more preferably 5% or less.
The lower limit of the imidization rate is not particularly limited as long as it is more than 0%.
The imidization rate is measured, for example, by the following method.
The infrared absorption spectrum of the polyamideimide precursor is measured to determine the peak intensity P1 near 1377 cm −1 , which is an absorption peak derived from the imide structure. Next, the polyimide is heat-treated at 350° C. for 1 hour, and then the infrared absorption spectrum is measured again to determine the peak intensity P2 near 1377 cm −1 . Using the obtained peak intensities P1 and P2, the imidization rate of the polyamideimide precursor can be calculated based on the following formula.
Imidization rate (%)=(peak intensity P1/peak intensity P2)×100
〔ポリイミド前駆体等の製造方法〕
ポリイミド前駆体等は、例えば、低温中でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させる方法、低温中でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させてポリアミック酸を得、縮合剤又はアルキル化剤を用いてエステル化する方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得て、その後ジアミンと縮合剤の存在下で反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後残りのジカルボン酸をハロゲン化剤を用いて酸ハロゲン化し、ジアミンと反応させる方法、などの方法を利用して得ることができる。上記製造方法のうち、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後残りのジカルボン酸をハロゲン化剤を用いて酸ハロゲン化し、ジアミンと反応させる方法がより好ましい。
上記縮合剤としては、例えばジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、1-エトキシカルボニル-2-エトキシ-1,2-ジヒドロキノリン、1,1-カルボニルジオキシ-ジ-1,2,3-ベンゾトリアゾール、N,N’-ジスクシンイミジルカーボネート、無水トリフルオロ酢酸等が挙げられる。
上記アルキル化剤としては、N,N-ジメチルホルムアミドジメチルアセタール、N,N-ジメチルホルムアミドジエチルアセタール、N,N-ジアルキルホルムアミドジアルキルアセタール、オルトギ酸トリメチル、オルトギ酸トリエチル等が挙げられる。
上記ハロゲン化剤としては、塩化チオニル、塩化オキサリル、オキシ塩化リン等が挙げられる。
ポリイミド前駆体等の製造方法では、反応に際し、有機溶剤を用いることが好ましい。有機溶剤は1種でもよいし、2種以上でもよい。
有機溶剤としては、原料に応じて適宜定めることができるが、ピリジン、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、プロピオン酸エチル、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、γ-ブチロラクトン等が例示される。
ポリイミド前駆体等の製造方法では、反応に際し、塩基性化合物を添加することが好ましい。塩基性化合物は1種でもよいし、2種以上でもよい。
塩基性化合物は、原料に応じて適宜定めることができるが、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン等が例示される。
[Method for producing polyimide precursor, etc.]
The polyimide precursor or the like can be obtained by, for example, a method of reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine at low temperature, a method of reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine at low temperature to obtain a polyamic acid, and then esterifying the polyamic acid using a condensing agent or an alkylating agent, a method of obtaining a diester from a tetracarboxylic dianhydride with an alcohol, and then reacting the diamine in the presence of a condensing agent, a method of obtaining a diester from a tetracarboxylic dianhydride with an alcohol, and then acid-halogenating the remaining dicarboxylic acid using a halogenating agent, and then reacting the diamine, etc. Among the above-mentioned production methods, the method of obtaining a diester from a tetracarboxylic dianhydride with an alcohol, and then acid-halogenating the remaining dicarboxylic acid using a halogenating agent, and then reacting the diamine, is more preferable.
Examples of the condensing agent include dicyclohexylcarbodiimide, diisopropylcarbodiimide, 1-ethoxycarbonyl-2-ethoxy-1,2-dihydroquinoline, 1,1-carbonyldioxy-di-1,2,3-benzotriazole, N,N'-disuccinimidyl carbonate, and trifluoroacetic anhydride.
Examples of the alkylating agent include N,N-dimethylformamide dimethyl acetal, N,N-dimethylformamide diethyl acetal, N,N-dialkylformamide dialkyl acetal, trimethyl orthoformate, and triethyl orthoformate.
Examples of the halogenating agent include thionyl chloride, oxalyl chloride, phosphorus oxychloride, and the like.
In the method for producing a polyimide precursor or the like, it is preferable to use an organic solvent in the reaction. The organic solvent may be one type or two or more types.
The organic solvent can be appropriately selected depending on the raw material, and examples thereof include pyridine, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, ethyl propionate, dimethylacetamide, dimethylformamide, tetrahydrofuran, and γ-butyrolactone.
In the method for producing a polyimide precursor or the like, it is preferable to add a basic compound during the reaction. The basic compound may be one type or two or more types.
The basic compound can be appropriately selected depending on the raw material, and examples thereof include triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene, and N,N-dimethyl-4-aminopyridine.
-末端封止剤-
ポリイミド前駆体等の製造方法に際し、保存安定性をより向上させるため、ポリイミド前駆体等の樹脂末端に残存するカルボン酸無水物、酸無水物誘導体、或いは、アミノ基を封止することが好ましい。樹脂末端に残存するカルボン酸無水物、及び酸無水物誘導体を封止する際、末端封止剤としては、モノアルコール、フェノール、チオール、チオフェノール、モノアミン等が挙げられ、反応性、膜の安定性から、モノアルコール、フェノール類やモノアミンを用いることがより好ましい。モノアルコールの好ましい化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、ドデシノール、ベンジルアルコール、2-フェニルエタノール、2-メトキシエタノール、2-クロロメタノール、フルフリルアルコール等の1級アルコール、イソプロパノール、2-ブタノール、シクロヘキシルアルコール、シクロペンタノール、1-メトキシ-2-プロパノール等の2級アルコール、t-ブチルアルコール、アダマンタンアルコール等の3級アルコールが挙げられる。フェノール類の好ましい化合物としては、フェノール、メトキシフェノール、メチルフェノール、ナフタレン-1-オール、ナフタレン-2-オール、ヒドロキシスチレン等のフェノール類などが挙げられる。また、モノアミンの好ましい化合物としては、アニリン、2-エチニルアニリン、3-エチニルアニリン、4-エチニルアニリン、5-アミノ-8-ヒドロキシキノリン、1-ヒドロキシ-7-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-6-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-5-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-4-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-7-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-6-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-5-アミノナフタレン、1-カルボキシ-7-アミノナフタレン、1-カルボキシ-6-アミノナフタレン、1-カルボキシ-5-アミノナフタレン、2-カルボキシ-7-アミノナフタレン、2-カルボキシ-6-アミノナフタレン、2-カルボキシ-5-アミノナフタレン、2-アミノ安息香酸、3-アミノ安息香酸、4-アミノ安息香酸、4-アミノサリチル酸、5-アミノサリチル酸、6-アミノサリチル酸、2-アミノベンゼンスルホン酸、3-アミノベンゼンスルホン酸、4-アミノベンゼンスルホン酸、3-アミノ-4,6-ジヒドロキシピリミジン、2-アミノフェノール、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、2-アミノチオフェノール、3-アミノチオフェノール、4-アミノチオフェノールなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよく、複数の末端封止剤を反応させることにより、複数の異なる末端基を導入してもよい。
また、樹脂末端のアミノ基を封止する際、アミノ基と反応可能な官能基を有する化合物で封止することが可能である。アミノ基に対する好ましい封止剤は、カルボン酸無水物、カルボン酸クロリド、カルボン酸ブロミド、スルホン酸クロリド、無水スルホン酸、スルホン酸カルボン酸無水物などが好ましく、カルボン酸無水物、カルボン酸クロリドがより好ましい。カルボン酸無水物の好ましい化合物としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水シュウ酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水安息香酸、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物などが挙げられる。また、カルボン酸クロリドの好ましい化合物としては、塩化アセチル、アクリル酸クロリド、プロピオニルクロリド、メタクリル酸クロリド、ピバロイルクロリド、シクロヘキサンカルボニルクロリド、2-エチルヘキサノイルクロリド、シンナモイルクロリド、1-アダマンタンカルボニルクロリド、ヘプタフルオロブチリルクロリド、ステアリン酸クロリド、ベンゾイルクロリド、などが挙げられる。
-End-capping agent-
In the method for producing a polyimide precursor or the like, it is preferable to cap the carboxylic acid anhydride, acid anhydride derivative, or amino group remaining at the resin terminal of the polyimide precursor or the like in order to further improve storage stability. When capping the carboxylic acid anhydride and acid anhydride derivative remaining at the resin terminal, examples of the terminal capping agent include monoalcohols, phenols, thiols, thiophenols, monoamines, etc., and it is more preferable to use monoalcohols, phenols, or monoamines in terms of reactivity and film stability. Preferred examples of monoalcohol compounds include primary alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, octanol, dodecinol, benzyl alcohol, 2-phenylethanol, 2-methoxyethanol, 2-chloromethanol, and furfuryl alcohol; secondary alcohols such as isopropanol, 2-butanol, cyclohexyl alcohol, cyclopentanol, and 1-methoxy-2-propanol; and tertiary alcohols such as t-butyl alcohol and adamantane alcohol. Preferred phenolic compounds include phenols such as phenol, methoxyphenol, methylphenol, naphthalene-1-ol, naphthalene-2-ol, and hydroxystyrene. Preferred monoamine compounds include aniline, 2-ethynylaniline, 3-ethynylaniline, 4-ethynylaniline, 5-amino-8-hydroxyquinoline, 1-hydroxy-7-aminonaphthalene, 1-hydroxy-6-aminonaphthalene, 1-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-hydroxy-4-aminonaphthalene, 2-hydroxy-7-aminonaphthalene, 2-hydroxy-6-aminonaphthalene, 2-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-carboxy-7-aminonaphthalene, 1-carboxy-6-aminonaphthalene, 1-carboxy-5-aminonaphthalene, Examples of such an acid include 2-carboxy-7-aminonaphthalene, 2-carboxy-6-aminonaphthalene, 2-carboxy-5-aminonaphthalene, 2-aminobenzoic acid, 3-aminobenzoic acid, 4-aminobenzoic acid, 4-aminosalicylic acid, 5-aminosalicylic acid, 6-aminosalicylic acid, 2-aminobenzenesulfonic acid, 3-aminobenzenesulfonic acid, 4-aminobenzenesulfonic acid, 3-amino-4,6-dihydroxypyrimidine, 2-aminophenol, 3-aminophenol, 4-aminophenol, 2-aminothiophenol, 3-aminothiophenol, and 4-aminothiophenol. Two or more of these may be used, and a plurality of different terminal groups may be introduced by reacting a plurality of terminal blocking agents.
In addition, when the amino group at the resin terminal is blocked, it is possible to block it with a compound having a functional group capable of reacting with the amino group. Preferred blocking agents for the amino group include carboxylic acid anhydrides, carboxylic acid chlorides, carboxylic acid bromides, sulfonic acid chlorides, sulfonic acid anhydrides, sulfonic acid carboxylic acid anhydrides, and the like, and more preferred are carboxylic acid anhydrides and carboxylic acid chlorides. Preferred compounds of carboxylic acid anhydrides include acetic anhydride, propionic anhydride, oxalic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, benzoic anhydride, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, and the like. Preferred examples of the carboxylic acid chloride include acetyl chloride, acrylic acid chloride, propionyl chloride, methacrylic acid chloride, pivaloyl chloride, cyclohexanecarbonyl chloride, 2-ethylhexanoyl chloride, cinnamoyl chloride, 1-adamantanecarbonyl chloride, heptafluorobutyryl chloride, stearic acid chloride, and benzoyl chloride.
-固体析出-
ポリイミド前駆体等の製造に際し、固体を析出する工程を含んでいてもよい。具体的には、反応液中に共存している脱水縮合剤の吸水副生物を必要に応じて濾別した後、水、脂肪族低級アルコール、又はその混合液等の貧溶媒に、得られた重合体成分を投入し、重合体成分を析出させることで、固体として析出させ、乾燥させることでポリイミド前駆体等を得ることができる。精製度を向上させるために、ポリイミド前駆体等を再溶解、再沈析出、乾燥等の操作を繰返してもよい。さらに、イオン交換樹脂を用いてイオン性不純物を除去する工程を含んでいてもよい。
-Solid precipitation-
The production of polyimide precursors and the like may include a step of precipitating a solid. Specifically, after filtering off the water-absorbing by-product of the dehydration condensation agent coexisting in the reaction liquid as necessary, the obtained polymer component is put into a poor solvent such as water, aliphatic lower alcohol, or a mixture thereof to precipitate the polymer component, which is precipitated as a solid and dried to obtain a polyimide precursor and the like. In order to improve the degree of purification, the polyimide precursor and the like may be repeatedly subjected to operations such as redissolving, reprecipitating, and drying. Furthermore, a step of removing ionic impurities using an ion exchange resin may be included.
〔含有量〕
本発明の第1の樹脂組成物における樹脂Aの含有量は、第1の樹脂組成物の全固形分に対し20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、40質量%以上であることが更に好ましく、50質量%以上であることが一層好ましい。また、本発明の第1の樹脂組成物における樹脂の含有量は、第1の樹脂組成物の全固形分に対し、99.5質量%以下であることが好ましく、99質量%以下であることがより好ましく、98質量%以下であることが更に好ましく、97質量%以下であることが一層好ましく、95質量%以下であることがより一層好ましい。
本発明の第1の樹脂組成物は、樹脂Aを1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
[Content]
The content of resin A in the first resin composition of the present invention is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, even more preferably 40% by mass or more, and even more preferably 50% by mass or more, based on the total solid content of the first resin composition. The content of the resin in the first resin composition of the present invention is preferably 99.5% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, even more preferably 98% by mass or less, even more preferably 97% by mass or less, and even more preferably 95% by mass or less, based on the total solid content of the first resin composition.
The first resin composition of the present invention may contain only one type of resin A, or may contain two or more types of resin A. When two or more types are contained, the total amount is preferably in the above range.
また、本発明の第1の樹脂組成物は、少なくとも2種の樹脂を含むことも好ましい。
具体的には、本発明の第1の樹脂組成物は、樹脂Aと、後述する他の樹脂とを合計で2種以上含んでもよいし、樹脂Aを2種以上含んでいてもよいが、樹脂Aを2種以上含むことが好ましい。
本発明の第1の樹脂組成物が樹脂Aを2種以上含む場合、例えば、ポリイミド前駆体であって、二無水物由来の構造(上述の式(2)でいうR115)が異なる2種以上のポリイミド前駆体を含むことが好ましい。
It is also preferable that the first resin composition of the present invention contains at least two kinds of resins.
Specifically, the first resin composition of the present invention may contain a total of two or more types of resin A and the other resins described below, or may contain two or more types of resin A, but it is preferable that the first resin composition of the present invention contains two or more types of resin A.
When the first resin composition of the present invention contains two or more types of resin A, it is preferable that the resin A contains, for example, two or more types of polyimide precursors having different dianhydride-derived structures (R 115 in the above formula (2)).
<他の樹脂>
本発明の第1の樹脂組成物は、上述した樹脂Aと、樹脂Aとは異なる他の樹脂(以下、単に「他の樹脂」ともいう)とを含んでもよい。
他の樹脂としては、フェノール樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリシロキサン、シロキサン構造を含む樹脂、(メタ)アクリル樹脂、(メタ)アクリルアミド樹脂、ウレタン樹脂、ブチラール樹脂、スチリル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。
例えば、(メタ)アクリル樹脂を更に加えることにより、塗布性に優れた第1の樹脂組成物が得られ、また、耐溶剤性に優れた複合パターンが得られる。
例えば、後述する重合性化合物に代えて、又は、後述する重合性化合物に加えて、重量平均分子量が20,000以下の重合性基価の高い(例えば、樹脂1gにおける重合性基の含有モル量が1×10-3モル/g以上である)(メタ)アクリル樹脂を第1の樹脂組成物に添加することにより、第1の樹脂組成物の塗布性、複合パターンの耐溶剤性等を向上させることができる。
<Other resins>
The first resin composition of the present invention may contain the above-mentioned resin A and another resin different from resin A (hereinafter, also simply referred to as "another resin").
Examples of other resins include phenol resins, polyamides, epoxy resins, polysiloxanes, resins containing a siloxane structure, (meth)acrylic resins, (meth)acrylamide resins, urethane resins, butyral resins, styryl resins, polyether resins, and polyester resins.
For example, by further adding a (meth)acrylic resin, a first resin composition having excellent coatability can be obtained, and a composite pattern having excellent solvent resistance can be obtained.
For example, instead of the polymerizable compound described later, or in addition to the polymerizable compound described later, a (meth)acrylic resin having a weight average molecular weight of 20,000 or less and a high polymerizable group value (for example, the molar amount of polymerizable groups per 1 g of resin is 1×10 −3 mol/g or more) can be added to the first resin composition, thereby making it possible to improve the coatability of the first resin composition and the solvent resistance of the composite pattern.
本発明の第1の樹脂組成物が他の樹脂を含む場合、他の樹脂の含有量は、第1の樹脂組成物の全固形分に対し、0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましく、1質量%以上であることが更に好ましく、2質量%以上であることが一層好ましく、5質量%以上であることがより一層好ましく、10質量%以上であることが更に一層好ましい。
また、本発明の第1の樹脂組成物における、他の樹脂の含有量は、第1の樹脂組成物の全固形分に対し、80質量%以下であることが好ましく、75質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることが更に好ましく、60質量%以下であることが一層好ましく、50質量%以下であることがより一層好ましい。
また、本発明の第1の樹脂組成物の好ましい一態様として、他の樹脂の含有量が低含有量である態様とすることもできる。上記態様において、他の樹脂の含有量は、第1の樹脂組成物の全固形分に対し、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが更に好ましく、5質量%以下であることが一層好ましく、1質量%以下であることがより一層好ましい。上記含有量の下限は特に限定されず、0質量%以上であればよい。
本発明の第1の樹脂組成物は、他の樹脂を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
When the first resin composition of the present invention contains other resins, the content of the other resins is preferably 0.01 mass% or more, more preferably 0.05 mass% or more, even more preferably 1 mass% or more, still more preferably 2 mass% or more, even more preferably 5 mass% or more, and even more preferably 10 mass% or more, relative to the total solid content of the first resin composition.
In addition, the content of the other resin in the first resin composition of the present invention is preferably 80 mass% or less, more preferably 75 mass% or less, even more preferably 70 mass% or less, even more preferably 60 mass% or less, and even more preferably 50 mass% or less, relative to the total solid content of the first resin composition.
In addition, as a preferred embodiment of the first resin composition of the present invention, the content of the other resin may be low. In the above embodiment, the content of the other resin is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, even more preferably 10% by mass or less, even more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less, based on the total solid content of the first resin composition. The lower limit of the content is not particularly limited, and may be 0% by mass or more.
The first resin composition of the present invention may contain only one type of other resin, or may contain two or more types. When two or more types are contained, it is preferable that the total amount is in the above range.
<重合性化合物>
本発明の第1の樹脂組成物は、重合性化合物を含むことが好ましい。
また、第1の樹脂組成物は、2官能以上の重合性化合物を含むことが好ましく、3官能以上の重合性化合物を含むことも好ましい態様の一つである。
重合性化合物としては、ラジカル架橋剤、又は、他の架橋剤が挙げられる。
<Polymerizable Compound>
The first resin composition of the present invention preferably contains a polymerizable compound.
The first resin composition preferably contains a di- or higher functional polymerizable compound, and in one preferred embodiment, it also contains a tri- or higher functional polymerizable compound.
The polymerizable compound may include a radical crosslinking agent or other crosslinking agents.
〔ラジカル架橋剤〕
本発明の第1の樹脂組成物は、ラジカル架橋剤を含むことが好ましい。
ラジカル架橋剤は、ラジカル重合性基を有する化合物である。ラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和結合を含む基が好ましい。上記エチレン性不飽和結合を含む基としては、ビニル基、アリル基、ビニルフェニル基、(メタ)アクリロイル基、マレイミド基、(メタ)アクリルアミド基などのエチレン性不飽和結合を有する基が挙げられる。
これらの中でも、上記エチレン性不飽和結合を含む基としては、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルフェニル基が好ましく、反応性の観点からは、(メタ)アクリロイル基がより好ましい。
[Radical Crosslinking Agent]
The first resin composition of the present invention preferably contains a radical crosslinking agent.
The radical crosslinking agent is a compound having a radical polymerizable group. The radical polymerizable group is preferably a group having an ethylenically unsaturated bond. The group having an ethylenically unsaturated bond includes a vinyl group, an allyl group, a vinylphenyl group, a (meth)acryloyl group, a maleimide group, a (meth)acrylamide group, and other groups having an ethylenically unsaturated bond.
Among these, the group containing an ethylenically unsaturated bond is preferably a (meth)acryloyl group, a (meth)acrylamide group, or a vinylphenyl group, and from the viewpoint of reactivity, a (meth)acryloyl group is more preferable.
ラジカル架橋剤は、エチレン性不飽和結合を1個以上有する化合物であることが好ましいが、2個以上有する化合物であることがより好ましい。ラジカル架橋剤は、エチレン性不飽和結合を3個以上有していてもよい。
上記エチレン性不飽和結合を2個以上有する化合物としては、エチレン性不飽和結合を2~15個有する化合物が好ましく、エチレン性不飽和結合を2~10個有する化合物がより好ましく、2~6個有する化合物が更に好ましい。
また、得られる複合パターンの膜強度の観点からは、本発明の第1の樹脂組成物は、エチレン性不飽和結合を2個有する化合物と、上記エチレン性不飽和結合を3個以上有する化合物とを含むことも好ましい。
The radical crosslinking agent is preferably a compound having one or more ethylenically unsaturated bonds, more preferably a compound having two or more ethylenically unsaturated bonds. The radical crosslinking agent may have three or more ethylenically unsaturated bonds.
As the compound having two or more ethylenically unsaturated bonds, a compound having 2 to 15 ethylenically unsaturated bonds is preferable, a compound having 2 to 10 ethylenically unsaturated bonds is more preferable, and a compound having 2 to 6 ethylenically unsaturated bonds is even more preferable.
In addition, from the viewpoint of the film strength of the obtained composite pattern, it is also preferable that the first resin composition of the present invention contains a compound having two ethylenically unsaturated bonds and a compound having three or more ethylenically unsaturated bonds.
ラジカル架橋剤の分子量は、2,000以下が好ましく、1,500以下がより好ましく、900以下が更に好ましい。ラジカル架橋剤の分子量の下限は、100以上が好ましい。The molecular weight of the radical crosslinking agent is preferably 2,000 or less, more preferably 1,500 or less, and even more preferably 900 or less. The lower limit of the molecular weight of the radical crosslinking agent is preferably 100 or more.
ラジカル架橋剤の具体例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)やそのエステル類、アミド類が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と多価アルコール化合物とのエステル、及び不飽和カルボン酸と多価アミン化合物とのアミド類である。また、ヒドロキシ基やアミノ基、スルファニル基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル又はアミド類と、単官能若しくは多官能イソシアネート類又はエポキシ類との付加反応物や、単官能若しくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル又はアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、更に、ハロゲノ基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル又はアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン等のビニルベンゼン誘導体、ビニルエーテル、アリルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。具体例としては、特開2016-027357号公報の段落0113~0122の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。 Specific examples of radical crosslinking agents include unsaturated carboxylic acids (e.g., acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.) and their esters and amides, preferably esters of unsaturated carboxylic acids and polyhydric alcohol compounds, and amides of unsaturated carboxylic acids and polyvalent amine compounds. In addition, addition reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having nucleophilic substituents such as hydroxyl groups, amino groups, and sulfanyl groups with monofunctional or polyfunctional isocyanates or epoxy groups, and dehydration condensation reaction products of monofunctional or polyfunctional carboxylic acids are also preferably used. In addition, addition reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having electrophilic substituents such as isocyanate groups and epoxy groups with monofunctional or polyfunctional alcohols, amines, and thiols, and substitution reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having eliminable substituents such as halogeno groups and tosyloxy groups with monofunctional or polyfunctional alcohols, amines, and thiols are also suitable. As another example, it is also possible to use a compound group in which the above unsaturated carboxylic acid is replaced with an unsaturated phosphonic acid, a vinylbenzene derivative such as styrene, a vinyl ether, an allyl ether, etc. As specific examples, the description in paragraphs [0113] to [0122] of JP2016-027357A can be referred to, and the contents of these are incorporated herein by reference.
また、ラジカル架橋剤は、常圧下で100℃以上の沸点を持つ化合物も好ましい。その例としては、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後、(メタ)アクリレート化した化合物、特公昭48-041708号公報、特公昭50-006034号公報、特開昭51-037193号各公報に記載されているようなウレタン(メタ)アクリレート類、特開昭48-064183号、特公昭49-043191号、特公昭52-030490号各公報に記載されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタクリレート及びこれらの混合物を挙げることができる。また、特開2008-292970号公報の段落0254~0257に記載の化合物も好適である。また、多官能カルボン酸にグリシジル(メタ)アクリレート等の環状エーテル基とエチレン性不飽和結合を有する化合物を反応させて得られる多官能(メタ)アクリレートなども挙げることができる。In addition, the radical crosslinking agent is preferably a compound having a boiling point of 100°C or higher under normal pressure. Examples of such a compound include polyethylene glycol di(meth)acrylate, trimethylolethane tri(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, hexanediol di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(acryloyloxypropyl)ether, tri(acryloyloxyethyl)isocyanurate, glycerin, trimethylolethane, and many other compounds. Examples of suitable polyfunctional acrylates and methacrylates include compounds obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to a functional alcohol and then (meth)acrylating the compound, urethane (meth)acrylates as described in JP-B-48-041708, JP-B-50-006034, and JP-A-51-037193, polyester acrylates as described in JP-A-48-064183, JP-B-49-043191, and JP-A-52-030490, and epoxy acrylates which are reaction products of epoxy resins and (meth)acrylic acid, and mixtures thereof. Compounds described in paragraphs 0254 to 0257 of JP-A-2008-292970 are also suitable. Further, there can be mentioned polyfunctional (meth)acrylates obtained by reacting a polyfunctional carboxylic acid with a compound having a cyclic ether group and an ethylenically unsaturated bond, such as glycidyl (meth)acrylate.
また、上述以外の好ましいラジカル架橋剤として、特開2010-160418号公報、特開2010-129825号公報、特許第4364216号公報等に記載される、フルオレン環を有し、エチレン性不飽和結合を有する基を2個以上有する化合物や、カルド樹脂も使用することが可能である。In addition, other preferred radical crosslinking agents that can be used include compounds having a fluorene ring and two or more groups having an ethylenically unsaturated bond, as described in JP-A Nos. 2010-160418, 2010-129825, and Japanese Patent No. 4,364,216, and cardo resins.
更に、その他の例としては、特公昭46-043946号公報、特公平01-040337号公報、特公平01-040336号公報に記載の特定の不飽和化合物や、特開平02-025493号公報に記載のビニルホスホン酸系化合物等もあげることができる。また、特開昭61-022048号公報に記載のペルフルオロアルキル基を含む化合物を用いることもできる。更に日本接着協会誌 vol.20、No.7、300~308ページ(1984年)に光重合性モノマー及びオリゴマーとして紹介されているものも使用することができる。Other examples include the specific unsaturated compounds described in JP-B-46-043946, JP-B-01-040337, and JP-B-01-040336, and the vinylphosphonic acid compounds described in JP-A-02-025493. Compounds containing perfluoroalkyl groups described in JP-A-61-022048 can also be used. Furthermore, those introduced as photopolymerizable monomers and oligomers in the Journal of the Japan Adhesion Association, Vol. 20, No. 7, pp. 300-308 (1984) can also be used.
上記のほか、特開2015-034964号公報の段落0048~0051に記載の化合物、国際公開第2015/199219号の段落0087~0131に記載の化合物も好ましく用いることができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。In addition to the above, the compounds described in paragraphs 0048 to 0051 of JP 2015-034964 A and the compounds described in paragraphs 0087 to 0131 of WO 2015/199219 A can also be preferably used, the contents of which are incorporated herein by reference.
また、特開平10-062986号公報において式(1)及び式(2)としてその具体例と共に記載の、多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後に(メタ)アクリレート化した化合物も、ラジカル架橋剤として用いることができる。In addition, compounds obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to a polyfunctional alcohol and then (meth)acrylating the resulting compound, which are described in JP-A-10-062986 as formula (1) and formula (2) along with specific examples thereof, can also be used as radical crosslinking agents.
更に、特開2015-187211号公報の段落0104~0131に記載の化合物もラジカル架橋剤として用いることができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。Furthermore, the compounds described in paragraphs 0104 to 0131 of JP 2015-187211 A can also be used as radical crosslinking agents, the contents of which are incorporated herein by reference.
ラジカル架橋剤としては、ジペンタエリスリトールトリアクリレート(市販品としては KAYARAD D-330;日本化薬(株)製)、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート(市販品としては KAYARAD D-320;日本化薬(株)製、A-TMMT:新中村化学工業(株)製)、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD D-310;日本化薬(株)製)、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD DPHA;日本化薬(株)製、A-DPH;新中村化学工業社製)、及びこれらの(メタ)アクリロイル基がエチレングリコール残基又はプロピレングリコール残基を介して結合している構造が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用できる。As radical crosslinking agents, dipentaerythritol triacrylate (commercially available products include KAYARAD D-330, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol tetraacrylate (commercially available products include KAYARAD D-320, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., and A-TMMT, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), dipentaerythritol penta(meth)acrylate (commercially available products include KAYARAD D-310, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol hexa(meth)acrylate (commercially available products include KAYARAD DPHA, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., and A-DPH, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), and structures in which the (meth)acryloyl groups of these are bonded via ethylene glycol residues or propylene glycol residues are preferred. Oligomer types of these can also be used.
ラジカル架橋剤の市販品としては、例えばサートマー社製のエチレンオキシ鎖を4個有する4官能アクリレートであるSR-494、エチレンオキシ鎖を4個有する2官能メタクリレートであるサートマー社製のSR-209、231、239、日本化薬(株)製のペンチレンオキシ鎖を6個有する6官能アクリレートであるDPCA-60、イソブチレンオキシ鎖を3個有する3官能アクリレートであるTPA-330、ウレタンオリゴマーUAS-10、UAB-140(日本製紙社製)、NKエステルM-40G、NKエステル4G、NKエステルM-9300、NKエステルA-9300、UA-7200(新中村化学工業社製)、DPHA-40H(日本化薬(株)製)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(共栄社化学(株)製)、ブレンマーPME400(日油(株)製)などが挙げられる。Commercially available radical crosslinking agents include, for example, SR-494, a tetrafunctional acrylate having four ethyleneoxy chains manufactured by Sartomer Corporation; SR-209, 231, and 239, bifunctional methacrylates having four ethyleneoxy chains manufactured by Sartomer Corporation; DPCA-60, a hexafunctional acrylate having six pentyleneoxy chains manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.; TPA-330, a trifunctional acrylate having three isobutyleneoxy chains manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.; and urethane acrylate having four ethyleneoxy chains manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. Examples of such an agent include Ligomer UAS-10 and UAB-140 (manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.), NK Ester M-40G, NK Ester 4G, NK Ester M-9300, NK Ester A-9300, and UA-7200 (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), DPHA-40H (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), UA-306H, UA-306T, UA-306I, AH-600, T-600, and AI-600 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), and Blenmer PME400 (manufactured by NOF Corporation).
ラジカル架橋剤としては、特公昭48-041708号公報、特開昭51-037193号公報、特公平02-032293号公報、特公平02-016765号公報に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58-049860号公報、特公昭56-017654号公報、特公昭62-039417号公報、特公昭62-039418号公報に記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。更に、ラジカル架橋剤として、特開昭63-277653号公報、特開昭63-260909号公報、特開平01-105238号公報に記載される、分子内にアミノ構造やスルフィド構造を有する化合物を用いることもできる。As radical crosslinking agents, urethane acrylates as described in JP-B-48-041708, JP-A-51-037193, JP-B-02-032293, and JP-B-02-016765, and urethane compounds having an ethylene oxide skeleton as described in JP-B-58-049860, JP-B-56-017654, JP-B-62-039417, and JP-B-62-039418 are also suitable. Furthermore, as radical crosslinking agents, compounds having an amino structure or a sulfide structure in the molecule as described in JP-A-63-277653, JP-A-63-260909, and JP-A-01-105238 can also be used.
ラジカル架橋剤は、カルボキシ基、リン酸基等の酸基を有するラジカル架橋剤であってもよい。酸基を有するラジカル架橋剤は、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルが好ましく、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシ基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせたラジカル架橋剤がより好ましい。特に好ましくは、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシ基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせたラジカル架橋剤において、脂肪族ポリヒドロキシ化合物がペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールである化合物である。市販品としては、例えば、東亞合成(株)製の多塩基酸変性アクリルオリゴマーとして、M-510、M-520などが挙げられる。The radical crosslinking agent may be a radical crosslinking agent having an acid group such as a carboxy group or a phosphate group. The radical crosslinking agent having an acid group is preferably an ester of an aliphatic polyhydroxy compound and an unsaturated carboxylic acid, and more preferably a radical crosslinking agent in which an acid group is provided by reacting an unreacted hydroxy group of an aliphatic polyhydroxy compound with a non-aromatic carboxylic anhydride. Particularly preferred is a radical crosslinking agent in which an acid group is provided by reacting an unreacted hydroxy group of an aliphatic polyhydroxy compound with a non-aromatic carboxylic anhydride, in which the aliphatic polyhydroxy compound is pentaerythritol or dipentaerythritol. Examples of commercially available products include polybasic acid modified acrylic oligomers manufactured by Toagosei Co., Ltd., such as M-510 and M-520.
酸基を有するラジカル架橋剤の好ましい酸価は、0.1~300mgKOH/gであり、特に好ましくは1~100mgKOH/gである。ラジカル架橋剤の酸価が上記範囲であれば、製造上の取扱性に優れ、更には、現像性に優れる。また、重合性が良好である。上記酸価は、JIS K 0070:1992の記載に準拠して測定される。The acid value of the radical crosslinking agent having an acid group is preferably 0.1 to 300 mgKOH/g, and particularly preferably 1 to 100 mgKOH/g. If the acid value of the radical crosslinking agent is within the above range, the agent has excellent handling properties during production and excellent developability. In addition, the agent has good polymerizability. The acid value is measured in accordance with the description of JIS K 0070:1992.
第1の樹脂組成物は、パターンの解像性と膜の伸縮性の観点から、2官能のメタアクリレート又はアクリレートを用いることが好ましい。
具体的な化合物としては、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、PEG(ポリエチレングリコール)200ジアクリレート、PEG200ジメタクリレート、PEG600ジアクリレート、PEG600ジメタクリレート、ポリテトラエチレングリコールジアクリレート、ポリテトラエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、3-メチル-1,5-ペンタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,6ヘキサンジオールジメタクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジメタクリレート、ビスフェノールAのEO(エチレンオキシド)付加物ジアクリレート、ビスフェノールAのEO付加物ジメタクリレート、ビスフェノールAのPO(プロピレンオキシド)付加物ジアクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ジメタクリレート、2-ヒドロキシー3-アクリロイロキシプロピルメタクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジアクリレート、イソシアヌル酸変性ジメタクリレート、その他ウレタン結合を有する2官能アクリレート、ウレタン結合を有する2官能メタクリレートを使用することができる。これらは必要に応じ、2種以上を混合し使用することができる。
なお、例えばPEG200ジアクリレートとは、ポリエチレングリコールジアクリレートであって、ポリエチレングリコール鎖の式量が200程度のものをいう。
本発明の第1の樹脂組成物は、複合パターンの弾性率制御に伴う反り抑制の観点から、ラジカル架橋剤として、単官能ラジカル架橋剤を好ましく用いることができる。単官能ラジカル架橋剤としては、n-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(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、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、カルビトール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸誘導体、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム等のN-ビニル化合物類、アリルグリシジルエーテル等が好ましく用いられる。単官能ラジカル架橋剤としては、露光前の揮発を抑制するため、常圧下で100℃以上の沸点を持つ化合物も好ましい。
その他、2官能以上のラジカル架橋剤としては、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート等のアリル化合物類が挙げられる。
From the viewpoints of pattern resolution and film stretchability, it is preferable to use a difunctional methacrylate or acrylate for the first resin composition.
Specific compounds include triethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, PEG (polyethylene glycol) 200 diacrylate, PEG 200 dimethacrylate, PEG 600 diacrylate, PEG 600 dimethacrylate, polytetraethylene glycol diacrylate, polytetraethylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, 3-methyl-1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,6 Hexanediol dimethacrylate, dimethylol-tricyclodecane diacrylate, dimethylol-tricyclodecane dimethacrylate, EO (ethylene oxide) adduct diacrylate of bisphenol A, EO adduct dimethacrylate of bisphenol A, PO (propylene oxide) adduct diacrylate of bisphenol A, PO adduct dimethacrylate of bisphenol A, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate, isocyanuric acid EO modified diacrylate, isocyanuric acid modified dimethacrylate, other bifunctional acrylates having a urethane bond, and bifunctional methacrylates having a urethane bond can be used. Two or more of these can be mixed and used as necessary.
For example, PEG200 diacrylate refers to polyethylene glycol diacrylate having a formula weight of about 200 for the polyethylene glycol chain.
In the first resin composition of the present invention, from the viewpoint of suppressing warpage associated with controlling the elastic modulus of the composite pattern, a monofunctional radical crosslinking agent can be preferably used as the radical crosslinking agent. As the monofunctional radical crosslinking agent, n-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, butoxyethyl (meth)acrylate, carbitol (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, N-methylol (meth)acrylamide, glycidyl (meth)acrylate, polyethylene glycol mono(meth)acrylate, polypropylene glycol mono(meth)acrylate, and other (meth)acrylic acid derivatives, N-vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactam, and allyl glycidyl ether are preferably used. As the monofunctional radical crosslinking agent, a compound having a boiling point of 100° C. or higher under normal pressure is also preferred in order to suppress volatilization before exposure.
Other examples of the difunctional or higher radical crosslinking agent include allyl compounds such as diallyl phthalate and triallyl trimellitate.
ラジカル架橋剤を含有する場合、その含有量は、本発明の第1の樹脂組成物の全固形分に対して、0質量%超60質量%以下であることが好ましい。下限は5質量%以上がより好ましい。上限は、50質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることが更に好ましい。When a radical crosslinking agent is contained, the content is preferably more than 0% by mass and not more than 60% by mass based on the total solid content of the first resin composition of the present invention. The lower limit is more preferably 5% by mass or more. The upper limit is more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less.
ラジカル架橋剤は1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を併用する場合にはその合計量が上記の範囲となることが好ましい。The radical crosslinking agent may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, it is preferable that the total amount is within the above range.
〔他の架橋剤〕
本発明の第1の樹脂組成物は、上述したラジカル架橋剤とは異なる、他の架橋剤を含むことも好ましい。
本発明において、他の架橋剤とは、上述したラジカル架橋剤以外の架橋剤をいい、上述の光酸発生剤、又は、光塩基発生剤の感光により、組成物中の他の化合物又はその反応生成物との間で共有結合を形成する反応が促進される基を分子内に複数個有する化合物であることが好ましく、組成物中の他の化合物又はその反応生成物との間で共有結合を形成する反応が酸又は塩基の作用によって促進される基を分子内に複数個有する化合物が好ましい。
上記酸又は塩基は、露光工程において、光酸発生剤又は光塩基発生剤から発生する酸又は塩基であることが好ましい。
他の架橋剤としては、アシルオキシメチル基、メチロール基及びアルコキシメチル基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基を有する化合物が好ましく、アシルオキシメチル基、メチロール基及びアルコキシメチル基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基が窒素原子に直接結合した構造を有する化合物がより好ましい。
他の架橋剤としては、例えば、メラミン、グリコールウリル、尿素、アルキレン尿素、ベンゾグアナミンなどのアミノ基含有化合物にホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドとアルコールを反応させ、上記アミノ基の水素原子をアシルオキシメチル基、メチロール基又はアルコキシメチル基で置換した構造を有する化合物が挙げられる。これらの化合物の製造方法は特に限定されず、上記方法により製造された化合物と同様の構造を有する化合物であればよい。また、これらの化合物のメチロール基同士が自己縮合してなるオリゴマーであってもよい。
上記のアミノ基含有化合物として、メラミンを用いた架橋剤をメラミン系架橋剤、グリコールウリル、尿素又はアルキレン尿素を用いた架橋剤を尿素系架橋剤、アルキレン尿素を用いた架橋剤をアルキレン尿素系架橋剤、ベンゾグアナミンを用いた架橋剤をベンゾグアナミン系架橋剤という。
これらの中でも、本発明の第1の樹脂組成物は、尿素系架橋剤及びメラミン系架橋剤よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物を含むことが好ましく、後述するグリコールウリル系架橋剤及びメラミン系架橋剤よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物を含むことがより好ましい。
[Other crosslinking agents]
The first resin composition of the present invention preferably contains another crosslinking agent different from the above-mentioned radical crosslinking agent.
In the present invention, the other crosslinking agent refers to a crosslinking agent other than the above-mentioned radical crosslinking agent, and is preferably a compound having, in its molecule, a plurality of groups that promote a reaction to form a covalent bond with another compound in the composition or a reaction product thereof upon exposure to light by the above-mentioned photoacid generator or photobase generator, and is preferably a compound having, in its molecule, a plurality of groups that promote a reaction to form a covalent bond with another compound in the composition or a reaction product thereof under the action of an acid or a base.
The acid or base is preferably an acid or base generated from a photoacid generator or a photobase generator in the exposure step.
As the other crosslinking agent, a compound having at least one group selected from the group consisting of an acyloxymethyl group, a methylol group, and an alkoxymethyl group is preferred, and a compound having a structure in which at least one group selected from the group consisting of an acyloxymethyl group, a methylol group, and an alkoxymethyl group is directly bonded to a nitrogen atom is more preferred.
Other crosslinking agents include compounds having a structure in which an amino group-containing compound such as melamine, glycoluril, urea, alkylene urea, or benzoguanamine is reacted with formaldehyde or formaldehyde and alcohol, and the hydrogen atom of the amino group is replaced with an acyloxymethyl group, a methylol group, or an alkoxymethyl group.The method for producing these compounds is not particularly limited, and they may be compounds having the same structure as the compounds produced by the above method.In addition, they may be oligomers formed by self-condensation of the methylol groups of these compounds.
As the above amino group-containing compound, a crosslinking agent using melamine is called a melamine-based crosslinking agent, a crosslinking agent using glycoluril, urea or alkylene urea is called a urea-based crosslinking agent, a crosslinking agent using alkylene urea is called an alkylene urea-based crosslinking agent, and a crosslinking agent using benzoguanamine is called a benzoguanamine-based crosslinking agent.
Among these, the first resin composition of the present invention preferably contains at least one compound selected from the group consisting of urea-based crosslinking agents and melamine-based crosslinking agents, and more preferably contains at least one compound selected from the group consisting of glycoluril-based crosslinking agents and melamine-based crosslinking agents described below.
本発明におけるアルコキシメチル基及びアシルオキシメチル基の少なくとも1つを含有する化合物としては、アルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基が、直接芳香族基や下記ウレア構造の窒素原子上に、又は、トリアジン上に置換した化合物を構造例として挙げることができる。
上記化合物が有するアルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基は、炭素数2~5が好ましく、炭素数2又は3が好ましく、炭素数2がより好ましい。
上記化合物が有するアルコキシメチル基及びアシルオキシメチル基の総数は1~10が好ましく、より好ましくは2~8、特に好ましくは3~6である。
上記化合物の分子量は好ましくは1500以下であり、180~1200が好ましい。
Examples of the compound containing at least one of an alkoxymethyl group and an acyloxymethyl group in the present invention include compounds in which an alkoxymethyl group or an acyloxymethyl group is directly substituted on an aromatic group or a nitrogen atom of the following urea structure, or on a triazine.
The alkoxymethyl group or acyloxymethyl group contained in the above compound preferably has 2 to 5 carbon atoms, more preferably has 2 or 3 carbon atoms, and even more preferably has 2 carbon atoms.
The total number of alkoxymethyl groups and acyloxymethyl groups contained in the above compound is preferably 1 to 10, more preferably 2 to 8, and particularly preferably 3 to 6.
The molecular weight of the above compound is preferably 1,500 or less, and more preferably 180 to 1,200.
R100は、アルキル基又はアシル基を表す。
R101及びR102は、それぞれ独立に、一価の有機基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。
R 100 represents an alkyl group or an acyl group.
R 101 and R 102 each independently represent a monovalent organic group and may be bonded to each other to form a ring.
アルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基が直接芳香族基に置換した化合物としては、例えば下記一般式の様な化合物を挙げることができる。Examples of compounds in which an alkoxymethyl group or an acyloxymethyl group is directly substituted on an aromatic group include compounds represented by the following general formula:
式中、Xは単結合又は2価の有機基を示し、個々のR104はそれぞれ独立にアルキル基又はアシル基を示し、R103は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、又は、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基(例えば、酸の作用により脱離する基、-C(R4)2COOR5で表される基(R4はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表し、R5は酸の作用により脱離する基を表す。))を示す。
R105は各々独立にアルキル基又はアルケニル基を示し、a、b及びcは各々独立に1~3であり、dは0~4であり、eは0~3であり、fは0~3であり、a+dは5以下であり、b+eは4以下であり、c+fは4以下である。
酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基、酸の作用により脱離する基、-C(R4)2COOR5で表される基におけるR5については、例えば、-C(R36)(R37)(R38)、-C(R36)(R37)(OR39)、-C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
式中、R36~R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
上記アルキル基としては、炭素数1~10のアルキル基が好ましく、炭素数1~5のアルキル基がより好ましい。
上記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状のいずれであってもよい。
上記シクロアルキル基としては、炭素数3~12のシクロアルキル基が好ましく、炭素数3~8のシクロアルキル基がより好ましい。
上記シクロアルキル基は単環構造であってもよいし、縮合環等の多環構造であってもよい。
上記アリール基は炭素数6~30の芳香族炭化水素基であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。
上記アラルキル基としては、炭素数7~20のアラルキル基が好ましく、炭素数7~16のアラルキル基がより好ましい。
上記アラルキル基はアルキル基により置換されたアリール基を意図しており、これらのアルキル基及びアリール基の好ましい態様は、上述のアルキル基及びアリール基の好ましい態様と同様である。
上記アルケニル基は炭素数3~20のアルケニル基が好ましく、炭素数3~16のアルケニル基がより好ましい。
また、これらの基は本発明の効果が得られる範囲内で、公知の置換基を更に有していてもよい。
In the formula, X represents a single bond or a divalent organic group, each of R104 independently represents an alkyl group or an acyl group, and R103 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a group that decomposes by the action of an acid to produce an alkali-soluble group (for example, a group that is eliminated by the action of an acid, a group represented by -C( R4 ) 2COOR5 (each of R4 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R5 represents a group that is eliminated by the action of an acid)).
Each R 105 independently represents an alkyl group or an alkenyl group; each of a, b, and c independently represents 1 to 3; d represents 0 to 4; e represents 0 to 3; f represents 0 to 3; a+d is 5 or less; b+e is 4 or less; and c+f is 4 or less.
Examples of R 5 in a group that decomposes under the action of an acid to generate an alkali-soluble group, a group that is eliminated by the action of an acid, and a group represented by -C(R 4 ) 2 COOR 5 include -C(R 36 )(R 37 )(R 38 ), -C(R 36 )(R 37 )(OR 39 ), -C(R 01 )(R 02 )(OR 39 ), etc.
In the formula, R 36 to R 39 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group, and R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.
The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The alkyl group may be either linear or branched.
The above cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and more preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms.
The cycloalkyl group may be a monocyclic structure or a polycyclic structure such as a condensed ring.
The aryl group is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, and more preferably a phenyl group.
The aralkyl group is preferably an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and more preferably an aralkyl group having 7 to 16 carbon atoms.
The above aralkyl group is intended to be an aryl group substituted with an alkyl group, and preferred embodiments of these alkyl and aryl groups are the same as the preferred embodiments of the alkyl and aryl groups described above.
The alkenyl group is preferably an alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms, and more preferably an alkenyl group having 3 to 16 carbon atoms.
Furthermore, these groups may further have a known substituent within the range in which the effects of the present invention can be obtained.
R01及びR02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。 R 01 and R 02 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group.
これらの基としては好ましくは、第3級アルキルエステル基、アセタール基、クミルエステル基、エノールエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基、アセタールエステル基である。These groups are preferably tertiary alkyl ester groups, acetal groups, cumyl ester groups, enol ester groups, etc. More preferably, they are tertiary alkyl ester groups and acetal ester groups.
アルコキシメチル基を有する化合物としては具体的に以下の構造を挙げることができる。アシルオキシメチル基を有する化合物は下記化合物のアルコキシメチル基をアシルオキシメチル基に変更した化合物を挙げることができる。アルコキシメチル基又はアシルオキシメチルを分子内に有する化合物としては以下の様な化合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 Specific examples of compounds having an alkoxymethyl group include the following structures: Compounds having an acyloxymethyl group include compounds in which the alkoxymethyl group in the following compounds has been changed to an acyloxymethyl group: Compounds having an alkoxymethyl group or acyloxymethyl in the molecule include, but are not limited to, the following compounds.
アルコキシメチル基及びアシルオキシメチル基の少なくとも1つを含有する化合物は、市販のものを用いても、公知の方法により合成したものを用いてもよい。
耐熱性の観点で、アルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基が、直接芳香環やトリアジン環上に置換した化合物が好ましい。
The compound containing at least one of an alkoxymethyl group and an acyloxymethyl group may be a commercially available compound or may be synthesized by a known method.
From the viewpoint of heat resistance, compounds in which an alkoxymethyl group or an acyloxymethyl group is directly substituted on an aromatic ring or a triazine ring are preferred.
メラミン系架橋剤の具体例としては、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサプロポキシメチルメラミン、ヘキサブトキシブチルメラミンなどが挙げられる。 Specific examples of melamine-based crosslinking agents include hexamethoxymethylmelamine, hexaethoxymethylmelamine, hexapropoxymethylmelamine, and hexabutoxybutylmelamine.
尿素系架橋剤の具体例としては、例えば、モノヒドロキシメチル化グリコールウリル、ジヒドロキシメチル化グリコールウリル、トリヒドロキシメチル化グリコールウリル、テトラヒドロキシメチル化グリコールウリル、モノメトキシメチル化グリコールウリル,ジメトキシメチル化グリコールウリル、トリメトキシメチル化グリコールウリル、テトラメトキシメチル化グリコールウリル、モノメトキシメチル化グリコールウリル、ジメトキシメチル化グリコールウリル、トリメトキシメチル化グリコールウリル、テトラエトキシメチル化グリコールウリル、モノプロポキシメチル化グリコールウリル、ジプロポキシメチル化グリコールウリル、トリプロポキシメチル化グリコールウリル、テトラプロポキシメチル化グリコールウリル、モノブトキシメチル化グリコールウリル、ジブトキシメチル化グリコールウリル、トリブトキシメチル化グリコールウリル、又は、テトラブトキシメチル化グリコールウリルなどのグリコールウリル系架橋剤;
ビスメトキシメチル尿素、ビスエトキシメチル尿素、ビスプロポキシメチル尿素、ビスブトキシメチル尿素等の尿素系架橋剤、
モノヒドロキシメチル化エチレン尿素又はジヒドロキシメチル化エチレン尿素、モノメトキシメチル化エチレン尿素、ジメトキシメチル化エチレン尿素、モノエトキシメチル化エチレン尿素、ジエトキシメチル化エチレン尿素、モノプロポキシメチル化エチレン尿素、ジプロポキシメチル化エチレン尿素、モノブトキシメチル化エチレン尿素、又は、ジブトキシメチル化エチレン尿素などのエチレン尿素系架橋剤、
モノヒドロキシメチル化プロピレン尿素、ジヒドロキシメチル化プロピレン尿素、モノメトキシメチル化プロピレン尿素、ジメトキシメチル化プロピレン尿素、モノジエトキシメチル化プロピレン尿素、ジエトキシメチル化プロピレン尿素、モノプロポキシメチル化プロピレン尿素、ジプロポキシメチル化プロピレン尿素、モノブトキシメチル化プロピレン尿素、又は、ジブトキシメチル化プロピレン尿素などのプロピレン尿素系架橋剤、
1,3-ジ(メトキシメチル)4,5-ジヒドロキシ-2-イミダゾリジノン、1,3-ジ(メトキシメチル)-4,5-ジメトキシ-2-イミダゾリジノンなどが挙げられる。
Specific examples of urea-based crosslinking agents include glycoluril-based crosslinking agents such as monohydroxymethylated glycoluril, dihydroxymethylated glycoluril, trihydroxymethylated glycoluril, tetrahydroxymethylated glycoluril, monomethoxymethylated glycoluril, dimethoxymethylated glycoluril, trimethoxymethylated glycoluril, tetramethoxymethylated glycoluril, monomethoxymethylated glycoluril, dimethoxymethylated glycoluril, trimethoxymethylated glycoluril, tetraethoxymethylated glycoluril, monopropoxymethylated glycoluril, dipropoxymethylated glycoluril, tripropoxymethylated glycoluril, tetrapropoxymethylated glycoluril, monobutoxymethylated glycoluril, dibutoxymethylated glycoluril, tributoxymethylated glycoluril, and tetrabutoxymethylated glycoluril;
Urea-based crosslinking agents such as bismethoxymethylurea, bisethoxymethylurea, bispropoxymethylurea, and bisbutoxymethylurea;
ethyleneurea-based crosslinking agents such as monohydroxymethylated ethyleneurea or dihydroxymethylated ethyleneurea, monomethoxymethylated ethyleneurea, dimethoxymethylated ethyleneurea, monoethoxymethylated ethyleneurea, diethoxymethylated ethyleneurea, monopropoxymethylated ethyleneurea, dipropoxymethylated ethyleneurea, monobutoxymethylated ethyleneurea, or dibutoxymethylated ethyleneurea;
propylene urea-based crosslinking agents such as monohydroxymethylated propylene urea, dihydroxymethylated propylene urea, monomethoxymethylated propylene urea, dimethoxymethylated propylene urea, monodiethoxymethylated propylene urea, diethoxymethylated propylene urea, monopropoxymethylated propylene urea, dipropoxymethylated propylene urea, monobutoxymethylated propylene urea, or dibutoxymethylated propylene urea;
Examples thereof include 1,3-di(methoxymethyl)-4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone and 1,3-di(methoxymethyl)-4,5-dimethoxy-2-imidazolidinone.
ベンゾグアナミン系架橋剤の具体例としては、例えばモノヒドロキシメチル化ベンゾグアナミン、ジヒドロキシメチル化ベンゾグアナミン、トリヒドロキシメチル化ベンゾグアナミン、テトラヒドロキシメチル化ベンゾグアナミン、モノメトキシメチル化ベンゾグアナミン、ジメトキシメチル化ベンゾグアナミン、トリメトキシメチル化ベンゾグアナミン、テトラメトキシメチル化ベンゾグアナミン、モノメトキシメチル化ベンゾグアナミン、ジメトキシメチル化ベンゾグアナミン、トリメトキシメチル化ベンゾグアナミン、テトラエトキシメチル化ベンゾグアナミン、モノプロポキシメチル化ベンゾグアナミン、ジプロポキシメチル化ベンゾグアナミン、トリプロポキシメチル化ベンゾグアナミン、テトラプロポキシメチル化ベンゾグアナミン、モノブトキシメチル化ベンゾグアナミン、ジブトキシメチル化ベンゾグアナミン、トリブトキシメチル化ベンゾグアナミン、テトラブトキシメチル化ベンゾグアナミンなどが挙げられる。Specific examples of benzoguanamine-based crosslinking agents include monohydroxymethylated benzoguanamine, dihydroxymethylated benzoguanamine, trihydroxymethylated benzoguanamine, tetrahydroxymethylated benzoguanamine, monomethoxymethylated benzoguanamine, dimethoxymethylated benzoguanamine, trimethoxymethylated benzoguanamine, tetramethoxymethylated benzoguanamine, monomethoxymethylated benzoguanamine, dimethoxymethylated benzoguanamine, trimethoxymethylated benzoguanamine, tetraethoxymethylated benzoguanamine, monopropoxymethylated benzoguanamine, dipropoxymethylated benzoguanamine, tripropoxymethylated benzoguanamine, tetrapropoxymethylated benzoguanamine, monobutoxymethylated benzoguanamine, dibutoxymethylated benzoguanamine, tributoxymethylated benzoguanamine, and tetrabutoxymethylated benzoguanamine.
その他、メチロール基及びアルコキシメチル基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基を有する化合物としては、芳香環(好ましくはベンゼン環)にメチロール基及びアルコキシメチル基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基が直接結合した化合物も好適に用いられる。
このような化合物の具体例としては、ベンゼンジメタノール、ビス(ヒドロキシメチル)クレゾール、ビス(ヒドロキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(ヒドロキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(ヒドロキシメチル)ベンゾフェノン、ヒドロキシメチル安息香酸ヒドロキシメチルフェニル、ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ビス(メトキシメチル)ベンゼン、ビス(メトキシメチル)クレゾール、ビス(メトキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(メトキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(メトキシメチル)ベンゾフェノン、メトキシメチル安息香酸メトキシメチルフェニル、ビス(メトキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(メトキシメチル)ビフェニル、4,4’,4’’-エチリデントリス[2,6-ビス(メトキシメチル)フェノール]、5,5’-[2,2,2‐トリフルオロ‐1‐(トリフルオロメチル)エチリデン]ビス[2‐ヒドロキシ‐1,3‐ベンゼンジメタノール]、3,3’,5,5’-テトラキス(メトキシメチル)-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジオール等が挙げられる。
In addition, as the compound having at least one group selected from the group consisting of a methylol group and an alkoxymethyl group, a compound in which at least one group selected from the group consisting of a methylol group and an alkoxymethyl group is directly bonded to an aromatic ring (preferably a benzene ring) is also preferably used.
Specific examples of such compounds include benzenedimethanol, bis(hydroxymethyl)cresol, bis(hydroxymethyl)dimethoxybenzene, bis(hydroxymethyl)diphenyl ether, bis(hydroxymethyl)benzophenone, hydroxymethylphenyl hydroxymethylbenzoate, bis(hydroxymethyl)biphenyl, dimethylbis(hydroxymethyl)biphenyl, bis(methoxymethyl)benzene, bis(methoxymethyl)cresol, bis(methoxymethyl)dimethoxybenzene, bis(methoxymethyl)diphenyl ether, bis(methoxymethyl)benzophenone, methoxymethylphenyl methoxymethylbenzoate, bis(methoxymethyl)biphenyl, dimethylbis(methoxymethyl)biphenyl, 4,4',4''-ethylidene tris[2,6-bis(methoxymethyl)phenol], 5,5'-[2,2,2-trifluoro-1-(trifluoromethyl)ethylidene]bis[2-hydroxy-1,3-benzenedimethanol], and 3,3',5,5'-tetrakis(methoxymethyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diol.
他の架橋剤としては市販品を用いてもよく、好適な市販品としては、46DMOC、46DMOEP(以上、旭有機材工業社製)、DML-PC、DML-PEP、DML-OC、DML-OEP、DML-34X、DML-PTBP、DML-PCHP、DML-OCHP、DML-PFP、DML-PSBP、DML-POP、DML-MBOC、DML-MBPC、DML-MTrisPC、DML-BisOC-Z、DML-BisOCHP-Z、DML-BPC、DMLBisOC-P、DMOM-PC、DMOM-PTBP、DMOM-MBPC、TriML-P、TriML-35XL、TML-HQ、TML-BP、TML-pp-BPF、TML-BPE、TML-BPA、TML-BPAF、TML-BPAP、TMOM-BP、TMOM-BPE、TMOM-BPA、TMOM-BPAF、TMOM-BPAP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP、HMOM-TPPHBA、HMOM-TPHAP(以上、本州化学工業社製)、ニカラック(登録商標、以下同様)MX-290、ニカラックMX-280、ニカラックMX-270、ニカラックMX-279、ニカラックMW-100LM、ニカラックMX-750LM(以上、三和ケミカル社製)などが挙げられる。Other crosslinking agents may be commercially available, and suitable commercially available products include 46DMOC, 46DMOEP (both manufactured by Asahi Organic Chemicals Co., Ltd.), DML-PC, DML-PEP, DML-OC, DML-OEP, DML-34X, DML-PTBP, DML-PCHP, DML-OCHP, DML-PFP, DML-PSBP, DML-POP, DML-MBOC, DML-MBPC, DML-MTrisPC, DML-BisOC-Z, DML-BisOCHP-Z, DML-BPC, DMLBisOC-P, DMOM-PC, DMOM-PTBP, DMOM-MBPC, TriML-P, and TriML-35XL. , TML-HQ, TML-BP, TML-pp-BPF, TML-BPE, TML-BPA, TML-BPAF, TML-BPAP, TMOM-BP, TMOM-BPE, TMOM-BPA, TMOM-BPAF, TMOM-BPAP, HML-TPPHBA, HML-TPHAP, HMOM-TPPHBA, HMOM-TPHAP (all manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), Nikalac (registered trademark, the same applies below) MX-290, Nikalac MX-280, Nikalac MX-270, Nikalac MX-279, Nikalac MW-100LM, Nikalac MX-750LM (all manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), and the like.
また、本発明の第1の樹脂組成物は、他の架橋剤として、エポキシ化合物、オキセタン化合物、及び、ベンゾオキサジン化合物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物を含むことも好ましい。It is also preferable that the first resin composition of the present invention contains at least one compound selected from the group consisting of epoxy compounds, oxetane compounds, and benzoxazine compounds as another crosslinking agent.
-エポキシ化合物(エポキシ基を有する化合物)-
エポキシ化合物としては、一分子中にエポキシ基を2以上有する化合物であることが好ましい。エポキシ基は、200℃以下で架橋反応し、かつ、架橋に由来する脱水反応が起こらないため膜収縮が起きにくい。このため、エポキシ化合物を含有することは、本発明の第1の樹脂組成物の低温硬化及び反りの抑制に効果的である。
-Epoxy compound (compound having an epoxy group)-
The epoxy compound is preferably a compound having two or more epoxy groups in one molecule. The epoxy group undergoes a crosslinking reaction at 200° C. or less, and does not undergo a dehydration reaction due to the crosslinking, so that film shrinkage is unlikely to occur. Therefore, the inclusion of the epoxy compound is effective in suppressing low-temperature curing and warping of the first resin composition of the present invention.
エポキシ化合物は、ポリエチレンオキサイド基を含有することが好ましい。これにより、より弾性率が低下し、また反りを抑制することができる。ポリエチレンオキサイド基は、エチレンオキサイドの繰返し単位数が2以上のものを意味し、繰返し単位数が2~15であることが好ましい。It is preferable that the epoxy compound contains a polyethylene oxide group. This further reduces the elastic modulus and suppresses warping. The polyethylene oxide group means a group having 2 or more repeating ethylene oxide units, and it is preferable that the number of repeating units is 2 to 15.
エポキシ化合物の例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂;ビスフェノールF型エポキシ樹脂;プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ブチレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル等のアルキレングリコール型エポキシ樹脂又は多価アルコール炭化水素型エポキシ樹脂;ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂;ポリメチル(グリシジロキシプロピル)シロキサン等のエポキシ基含有シリコーンなどを挙げることができるが、これらに限定されない。具体的には、エピクロン(登録商標)850-S、エピクロン(登録商標)HP-4032、エピクロン(登録商標)HP-7200、エピクロン(登録商標)HP-820、エピクロン(登録商標)HP-4700、エピクロン(登録商標)HP-4770、エピクロン(登録商標)EXA-830LVP、エピクロン(登録商標)EXA-8183、エピクロン(登録商標)EXA-8169、エピクロン(登録商標)N-660、エピクロン(登録商標)N-665-EXP-S、エピクロン(登録商標)N-740(以上商品名、DIC(株)製)、リカレジン(登録商標)BEO-20E、リカレジン(登録商標)BEO-60E、リカレジン(登録商標)HBE-100、リカレジン(登録商標)DME-100、リカレジン(登録商標)L-200(商品名、新日本理化(株))、EP-4003S、EP-4000S、EP-4088S、EP-3950S(以上商品名、(株)ADEKA社製)、セロキサイド(登録商標)2021P、セロキサイド(登録商標)2081、セロキサイド(登録商標)2000、EHPE3150、エポリード(登録商標)GT401、エポリード(登録商標)PB4700、エポリード(登録商標)PB3600(以上商品名、(株)ダイセル製)、NC-3000、NC-3000-L、NC-3000-H、NC-3000-FH-75M、NC-3100、CER-3000-L、NC-2000-L、XD-1000、NC-7000L、NC-7300L、EPPN-501H、EPPN-501HY、EPPN-502H、EOCN-1020、EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、CER-1020、EPPN-201、BREN-S、BREN-10S(以上商品名、日本化薬(株)製)などが挙げられる。また以下の化合物も好適に用いられる。Examples of epoxy compounds include, but are not limited to, bisphenol A type epoxy resins; bisphenol F type epoxy resins; alkylene glycol type epoxy resins or polyhydric alcohol hydrocarbon type epoxy resins such as propylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, butylene glycol diglycidyl ether, hexamethylene glycol diglycidyl ether, and trimethylolpropane triglycidyl ether; polyalkylene glycol type epoxy resins such as polypropylene glycol diglycidyl ether; and epoxy group-containing silicones such as polymethyl(glycidyloxypropyl)siloxane. Specifically, Epicron (registered trademark) 850-S, Epicron (registered trademark) HP-4032, Epicron (registered trademark) HP-7200, Epicron (registered trademark) HP-820, Epicron (registered trademark) HP-4700, Epicron (registered trademark) HP-4770, Epicron (registered trademark) EXA-830LVP, Epicron (registered trademark) EXA-8183, Epicron (registered trademark) EXA-8169, Epicron (registered trademark) N- 660, Epicron (registered trademark) N-665-EXP-S, Epicron (registered trademark) N-740 (all trade names, manufactured by DIC Corporation), LIKARESIN (registered trademark) BEO-20E, LIKARESIN (registered trademark) BEO-60E, LIKARESIN (registered trademark) HBE-100, LIKARESIN (registered trademark) DME-100, LIKARESIN (registered trademark) L-200 (trade names, manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd.), EP-4003S, EP-4000S, EP-4088S , EP-3950S (all trade names, manufactured by ADEKA CORPORATION), CELLOXIDE (registered trademark) 2021P, CELLOXIDE (registered trademark) 2081, CELLOXIDE (registered trademark) 2000, EHPE3150, Epolead (registered trademark) GT401, Epolead (registered trademark) PB4700, Epolead (registered trademark) PB3600 (all trade names, manufactured by Daicel Corporation), NC-3000, NC-3000-L, NC-3000-H, NC-300 0-FH-75M, NC-3100, CER-3000-L, NC-2000-L, XD-1000, NC-7000L, NC-7300L, EPPN-501H, EPPN-501HY, EPPN-502H, EOCN-1020, EOCN-102S, EOCN-103S, EOCN-104S, CER-1020, EPPN-201, BREN-S, BREN-10S (all trade names, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.). The following compounds are also preferably used.
式中nは1~5の整数、mは1~20の整数である。 In the formula, n is an integer from 1 to 5, and m is an integer from 1 to 20.
上記構造の中でも、耐熱性と伸度向上を両立する点から、nは1~2、mは3~7であることが好ましい。Among the above structures, it is preferable that n is 1 to 2 and m is 3 to 7 in order to achieve both heat resistance and improved elongation.
-オキセタン化合物(オキセタニル基を有する化合物)-
オキセタン化合物としては、一分子中にオキセタン環を2つ以上有する化合物、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、1,4-ビス{[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン、3-エチル-3-(2-エチルヘキシルメチル)オキセタン、1,4-ベンゼンジカルボン酸-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メチル]エステル等を挙げることができる。具体的な例としては、東亞合成(株)製のアロンオキセタンシリーズ(例えば、OXT-121、OXT-221)が好適に使用することができ、これらは単独で、又は2種以上混合してもよい。
--Oxetane compound (compound having an oxetanyl group)--
Examples of the oxetane compound include compounds having two or more oxetane rings in one molecule, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 1,4-bis{[(3-ethyl-3-oxetanyl)methoxy]methyl}benzene, 3-ethyl-3-(2-ethylhexylmethyl)oxetane, 1,4-benzenedicarboxylic acid-bis[(3-ethyl-3-oxetanyl)methyl]ester, etc. Specific examples include the Aron Oxetane series (e.g., OXT-121, OXT-221) manufactured by Toagosei Co., Ltd., which may be used alone or in combination of two or more kinds.
-ベンゾオキサジン化合物(ベンゾオキサゾリル基を有する化合物)-
ベンゾオキサジン化合物は、開環付加反応に由来する架橋反応のため、硬化時に脱ガスが発生せず、更に熱収縮を小さくして反りの発生が抑えられることから好ましい。
-Benzoxazine compound (compound having a benzoxazolyl group)-
Benzoxazine compounds are preferred because they undergo a crosslinking reaction derived from a ring-opening addition reaction, so that degassing does not occur during curing, and further, they reduce thermal shrinkage and suppress the occurrence of warping.
ベンゾオキサジン化合物の好ましい例としては、P-d型ベンゾオキサジン、F-a型ベンゾオキサジン(以上、商品名、四国化成工業社製)、ポリヒドロキシスチレン樹脂のベンゾオキサジン付加物、フェノールノボラック型ジヒドロベンゾオキサジン化合物が挙げられる。これらは単独で用いるか、又は2種以上混合してもよい。Preferred examples of benzoxazine compounds include P-d type benzoxazine, F-a type benzoxazine (all trade names, manufactured by Shikoku Kasei Corporation), benzoxazine adducts of polyhydroxystyrene resins, and phenol novolac type dihydrobenzoxazine compounds. These may be used alone or in combination of two or more.
他の架橋剤の含有量は、本発明の第1の樹脂組成物の全固形分に対し0.1~30質量%であることが好ましく、0.1~20質量%であることがより好ましく、0.5~15質量%であることが更に好ましく、1.0~10質量%であることが特に好ましい。他の架橋剤は1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。他の架橋剤を2種以上含有する場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。The content of the other crosslinking agent is preferably 0.1 to 30 mass% relative to the total solids content of the first resin composition of the present invention, more preferably 0.1 to 20 mass%, even more preferably 0.5 to 15 mass%, and particularly preferably 1.0 to 10 mass%. Only one type of other crosslinking agent may be contained, or two or more types may be contained. When two or more types of other crosslinking agents are contained, it is preferable that the total is within the above range.
〔重合開始剤〕
本発明の第1の樹脂組成物は、光及び/又は熱により重合を開始させることができる重合開始剤を含むことが好ましい。特に光重合開始剤を含むことが好ましい。
光重合開始剤は、光ラジカル重合開始剤であることが好ましい。光ラジカル重合開始剤としては、特に制限はなく、公知の光ラジカル重合開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外線領域から可視領域の光線に対して感光性を有する光ラジカル重合開始剤が好ましい。また、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよい。
[Polymerization initiator]
The first resin composition of the present invention preferably contains a polymerization initiator capable of initiating polymerization by light and/or heat, and particularly preferably contains a photopolymerization initiator.
The photopolymerization initiator is preferably a photoradical polymerization initiator. The photoradical polymerization initiator is not particularly limited and can be appropriately selected from known photoradical polymerization initiators. For example, a photoradical polymerization initiator having photosensitivity to light rays in the ultraviolet to visible regions is preferable. Alternatively, it may be an activator that generates active radicals by reacting with a photoexcited sensitizer.
光ラジカル重合開始剤は、波長約240~800nm(好ましくは330~500nm)の範囲内で少なくとも約50L・mol-1・cm-1のモル吸光係数を有する化合物を、少なくとも1種含有していることが好ましい。化合物のモル吸光係数は、公知の方法を用いて測定することができる。例えば、紫外可視分光光度計(Varian社製Cary-5 spectrophotometer)にて、酢酸エチル溶剤を用い、0.01g/Lの濃度で測定することが好ましい。 The photoradical polymerization initiator preferably contains at least one compound having a molar absorption coefficient of at least about 50 L·mol −1 ·cm −1 in a wavelength range of about 240 to 800 nm (preferably 330 to 500 nm). The molar absorption coefficient of the compound can be measured using a known method. For example, it is preferable to measure it using an ultraviolet-visible spectrophotometer (Varian Cary-5 spectrophotometer) at a concentration of 0.01 g/L using ethyl acetate as a solvent.
光ラジカル重合開始剤としては、公知の化合物を任意に使用できる。例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有する化合物、オキサジアゾール骨格を有する化合物、トリハロメチル基を有する化合物など)、アシルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体等のオキシム化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテル、アミノアセトフェノンなどのα-アミノケトン化合物、ヒドロキシアセトフェノンなどのα-ヒドロキシケトン化合物、アゾ系化合物、アジド化合物、メタロセン化合物、有機ホウ素化合物、鉄アレーン錯体などが挙げられる。これらの詳細については、特開2016-027357号公報の段落0165~0182、国際公開第2015/199219号の段落0138~0151の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。また、特開2014-130173号公報の段落0065~0111、特許第6301489号公報に記載された化合物、MATERIAL STAGE 37~60p,vol.19,No.3,2019に記載されたパーオキサイド系光重合開始剤、国際公開第2018/221177号に記載の光重合開始剤、国際公開第2018/110179号に記載の光重合開始剤、特開2019-043864号公報に記載の光重合開始剤、特開2019-044030号公報に記載の光重合開始剤、特開2019-167313号公報に記載の過酸化物系開始剤が挙げられ、これらの内容も本明細書に組み込まれる。Any known compound can be used as the photoradical polymerization initiator. For example, halogenated hydrocarbon derivatives (e.g., compounds having a triazine skeleton, compounds having an oxadiazole skeleton, compounds having a trihalomethyl group, etc.), acylphosphine compounds such as acylphosphine oxides, hexaarylbiimidazoles, oxime compounds such as oxime derivatives, organic peroxides, thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, ketoxime ethers, α-aminoketone compounds such as aminoacetophenones, α-hydroxyketone compounds such as hydroxyacetophenones, azo compounds, azide compounds, metallocene compounds, organic boron compounds, iron arene complexes, etc. For details of these, please refer to the descriptions in paragraphs 0165 to 0182 of JP 2016-027357 A and paragraphs 0138 to 0151 of WO 2015/199219 A, the contents of which are incorporated herein by reference. Further, the compounds described in paragraphs 0065 to 0111 of JP 2014-130173 A and JP 6301489 A, MATERIAL STAGE 37 to 60p, vol. 19, No. 3,2019 described peroxide-based photopolymerization initiators, photopolymerization initiators described in WO 2018/221177 A, photopolymerization initiators described in WO 2018/110179 A, photopolymerization initiators described in JP 2019-043864 A, photopolymerization initiators described in JP 2019-044030 A, and peroxide-based initiators described in JP 2019-167313 A are mentioned, and the contents of these are also incorporated herein.
ケトン化合物としては、例えば、特開2015-087611号公報の段落0087に記載の化合物が例示され、この内容は本明細書に組み込まれる。市販品では、カヤキュア-DETX-S(日本化薬(株)製)も好適に用いられる。Examples of ketone compounds include the compounds described in paragraph 0087 of JP 2015-087611 A, the contents of which are incorporated herein by reference. As a commercially available product, Kayacure-DETX-S (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) is also preferably used.
本発明の一実施態様において、光ラジカル重合開始剤としては、ヒドロキシアセトフェノン化合物、アミノアセトフェノン化合物、及び、アシルホスフィン化合物を好適に用いることができる。より具体的には、例えば、特開平10-291969号公報に記載のアミノアセトフェノン系開始剤、特許第4225898号に記載のアシルホスフィンオキシド系開始剤を用いることができ、この内容は本明細書に組み込まれる。In one embodiment of the present invention, hydroxyacetophenone compounds, aminoacetophenone compounds, and acylphosphine compounds can be suitably used as photoradical polymerization initiators. More specifically, for example, aminoacetophenone-based initiators described in JP-A-10-291969 and acylphosphine oxide-based initiators described in Japanese Patent No. 4225898 can be used, the contents of which are incorporated herein by reference.
α-ヒドロキシケトン系開始剤としては、Omnirad 184、Omnirad 1173、Omnirad 2959、Omnirad 127(以上、IGM Resins B.V.社製)、IRGACURE 184(IRGACUREは登録商標)、DAROCUR 1173、IRGACURE 500、IRGACURE-2959、IRGACURE 127(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。Examples of α-hydroxyketone initiators that can be used include Omnirad 184, Omnirad 1173, Omnirad 2959, Omnirad 127 (all manufactured by IGM Resins B.V.), IRGACURE 184 (IRGACURE is a registered trademark), DAROCUR 1173, IRGACURE 500, IRGACURE-2959, and IRGACURE 127 (product names: all manufactured by BASF).
α-アミノケトン系開始剤としては、Omnirad 907、Omnirad 369、Omnirad 369E、Omnirad 379EG(以上、IGM Resins B.V.社製)、IRGACURE 907、IRGACURE 369、及び、IRGACURE 379(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。 Examples of α-aminoketone initiators that can be used include Omnirad 907, Omnirad 369, Omnirad 369E, Omnirad 379EG (all manufactured by IGM Resins B.V.), IRGACURE 907, IRGACURE 369, and IRGACURE 379 (product names: all manufactured by BASF).
アミノアセトフェノン系開始剤として、365nm又は405nm等の波長光源に極大吸収波長がマッチングされた特開2009-191179号公報に記載の化合物も用いることができ、この内容は本明細書に組み込まれる。As an aminoacetophenone-based initiator, the compounds described in JP 2009-191179 A, which have a maximum absorption wavelength matching a wavelength light source such as 365 nm or 405 nm, can also be used, the contents of which are incorporated herein by reference.
アシルホスフィンオキシド系開始剤としては、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキサイドなどが挙げられる。また、Omnirad 819、Omnirad TPO(以上、IGM Resins B.V.社製)、IRGACURE-819やIRGACURE-TPO(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。Examples of acylphosphine oxide initiators include 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide. In addition, Omnirad 819, Omnirad TPO (both manufactured by IGM Resins B.V.), IRGACURE-819, and IRGACURE-TPO (product names: all manufactured by BASF) can also be used.
メタロセン化合物としては、IRGACURE-784、IRGACURE-727、IRGACURE-784EG(いずれもBASF社製)、Keycure VIS 813(King Brother Chem社製)などが例示される。Examples of metallocene compounds include IRGACURE-784, IRGACURE-727, IRGACURE-784EG (all manufactured by BASF), and Keycure VIS 813 (manufactured by King Brother Chem).
光ラジカル重合開始剤として、より好ましくはオキシム化合物が挙げられる。オキシム化合物を用いることにより、露光ラチチュードをより効果的に向上させることが可能になる。オキシム化合物は、露光ラチチュード(露光マージン)が広く、かつ、光硬化促進剤としても働くため、特に好ましい。As the photoradical polymerization initiator, an oxime compound is more preferably used. By using an oxime compound, it is possible to more effectively improve the exposure latitude. Oxime compounds are particularly preferred because they have a wide exposure latitude (exposure margin) and also function as a photocuring accelerator.
オキシム化合物の具体例としては、特開2001-233842号公報に記載の化合物、特開2000-080068号公報に記載の化合物、特開2006-342166号公報に記載の化合物、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.1653-1660)に記載の化合物、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.156-162)に記載の化合物、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年、pp.202-232)に記載の化合物、特開2000-066385号公報に記載の化合物、特表2004-534797号公報に記載の化合物、特開2017-019766号公報に記載の化合物、特許第6065596号公報に記載の化合物、国際公開第2015/152153号に記載の化合物、国際公開第2017/051680号に記載の化合物、特開2017-198865号公報に記載の化合物、国際公開第2017/164127号の段落番号0025~0038に記載の化合物、国際公開第2013/167515号に記載の化合物などが挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。Specific examples of oxime compounds include compounds described in JP-A-2001-233842, compounds described in JP-A-2000-080068, compounds described in JP-A-2006-342166, compounds described in J. C. S. Perkin II (1979, pp. 1653-1660), compounds described in J. C. S. Perkin II (1979, pp. 156-162), compounds described in Journal of Photopolymer Science and Technology (1995, pp.202-232) described compounds, compounds described in JP-A-2000-066385, compounds described in JP-T-2004-534797, compounds described in JP-A-2017-019766, compounds described in Japanese Patent No. 6065596, compounds described in WO 2015/152153, compounds described in WO 2017/051680, compounds described in JP-A-2017-198865, compounds described in paragraphs 0025 to 0038 of WO 2017/164127, compounds described in WO 2013/167515, and the like, the contents of which are incorporated herein.
好ましいオキシム化合物としては、例えば、下記の構造の化合物や、3-ベンゾイルオキシイミノブタン-2-オン、3-アセトキシイミノブタン-2-オン、3-プロピオニルオキシイミノブタン-2-オン、2-アセトキシイミノペンタン-3-オン、2-アセトキシイミノ-1-フェニルプロパン-1-オン、2-ベンゾイルオキシイミノ-1-フェニルプロパン-1-オン、3-(4-トルエンスルホニルオキシ)イミノブタン-2-オン、及び2-エトキシカルボニルオキシイミノ-1-フェニルプロパン-1-オンなどが挙げられる。本発明の第1の樹脂組成物においては、特に光ラジカル重合開始剤としてオキシム化合物(オキシム系の光ラジカル重合開始剤)を用いることが好ましい。オキシム系の光ラジカル重合開始剤は、分子内に >C=N-O-C(=O)- の連結基を有する。 Preferred oxime compounds include, for example, compounds having the following structure, 3-benzoyloxyiminobutan-2-one, 3-acetoxyiminobutan-2-one, 3-propionyloxyiminobutan-2-one, 2-acetoxyiminopentan-3-one, 2-acetoxyimino-1-phenylpropan-1-one, 2-benzoyloxyimino-1-phenylpropan-1-one, 3-(4-toluenesulfonyloxy)iminobutan-2-one, and 2-ethoxycarbonyloxyimino-1-phenylpropan-1-one. In the first resin composition of the present invention, it is particularly preferable to use an oxime compound (oxime-based photoradical polymerization initiator) as the photoradical polymerization initiator. The oxime-based photoradical polymerization initiator has a linking group of >C=N-O-C(=O)- in the molecule.
市販品ではIRGACURE OXE 01、IRGACURE OXE 02、IRGACURE OXE 03、IRGACURE OXE 04(以上、BASF社製)、アデカオプトマーN-1919((株)ADEKA製、特開2012-014052号公報に記載の光ラジカル重合開始剤2)も好適に用いられる。また、TR-PBG-304、TR-PBG-305(常州強力電子新材料有限公司製)、アデカアークルズNCI-730、NCI-831及びアデカアークルズNCI-930((株)ADEKA製)も用いることができる。また、DFI-091(ダイトーケミックス(株)製)、SpeedCure PDO(SARTOMER ARKEMA製)を用いることができる。また、下記の構造のオキシム化合物を用いることもできる。
光ラジカル重合開始剤としては、フルオレン環を有するオキシム化合物を用いることもできる。フルオレン環を有するオキシム化合物の具体例としては、特開2014-137466号公報に記載の化合物、特許06636081号に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。As the photoradical polymerization initiator, an oxime compound having a fluorene ring can also be used. Specific examples of oxime compounds having a fluorene ring include the compounds described in JP-A-2014-137466 and JP-A-06636081, the contents of which are incorporated herein by reference.
光ラジカル重合開始剤としては、カルバゾール環の少なくとも1つのベンゼン環がナフタレン環となった骨格を有するオキシム化合物を用いることもできる。そのようなオキシム化合物の具体例としては、国際公開第2013/083505号に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。As the photoradical polymerization initiator, an oxime compound having a skeleton in which at least one benzene ring of a carbazole ring is replaced with a naphthalene ring can also be used. Specific examples of such oxime compounds include the compounds described in International Publication No. 2013/083505, the contents of which are incorporated herein by reference.
また、フッ素原子を有するオキシム化合物を用いることも可能である。そのようなオキシム化合物の具体例としては、特開2010-262028号公報に記載されている化合物、特表2014-500852号公報の段落0345に記載されている化合物24、36~40、特開2013-164471号公報の段落0101に記載されている化合物(C-3)などが挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。It is also possible to use an oxime compound having a fluorine atom. Specific examples of such oxime compounds include the compounds described in JP-A-2010-262028, compounds 24, 36 to 40 described in paragraph 0345 of JP-T-2014-500852, and compound (C-3) described in paragraph 0101 of JP-A-2013-164471, the contents of which are incorporated herein by reference.
光重合開始剤としては、ニトロ基を有するオキシム化合物を用いることができる。ニトロ基を有するオキシム化合物は、二量体とすることも好ましい。ニトロ基を有するオキシム化合物の具体例としては、特開2013-114249号公報の段落番号0031~0047、特開2014-137466号公報の段落番号0008~0012、0070~0079に記載されている化合物、特許4223071号公報の段落番号0007~0025に記載されている化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。また、ニトロ基を有するオキシム化合物としては、アデカアークルズNCI-831((株)ADEKA製)も挙げられる。As the photopolymerization initiator, an oxime compound having a nitro group can be used. It is also preferable that the oxime compound having a nitro group is a dimer. Specific examples of oxime compounds having a nitro group include the compounds described in paragraphs 0031 to 0047 of JP 2013-114249 A, paragraphs 0008 to 0012 and 0070 to 0079 of JP 2014-137466 A, and the compounds described in paragraphs 0007 to 0025 of Japanese Patent No. 4223071 A, the contents of which are incorporated herein. In addition, oxime compounds having a nitro group include Adeka Arcles NCI-831 (manufactured by ADEKA Corporation).
光ラジカル重合開始剤としては、ベンゾフラン骨格を有するオキシム化合物を用いることもできる。具体例としては、国際公開第2015/036910号に記載されているOE-01~OE-75が挙げられる。As the photoradical polymerization initiator, an oxime compound having a benzofuran skeleton can also be used. Specific examples include OE-01 to OE-75 described in WO 2015/036910.
光ラジカル重合開始剤としては、カルバゾール骨格にヒドロキシ基を有する置換基が結合したオキシム化合物を用いることもできる。このような光重合開始剤としては国際公開第2019/088055号に記載された化合物などが挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。As a photoradical polymerization initiator, an oxime compound in which a substituent having a hydroxyl group is bonded to a carbazole skeleton can also be used. Examples of such photopolymerization initiators include the compounds described in International Publication No. 2019/088055, the contents of which are incorporated herein by reference.
光重合開始剤としては、芳香族環に電子求引性基が導入された芳香族環基ArOX1を有するオキシム化合物(以下、オキシム化合物OXともいう)を用いることもできる。上記芳香族環基ArOX1が有する電子求引性基としては、アシル基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、シアノ基が挙げられ、アシル基およびニトロ基が好ましく、耐光性に優れた膜を形成しやすいという理由からアシル基であることがより好ましく、ベンゾイル基であることが更に好ましい。ベンゾイル基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環基、複素環オキシ基、アルケニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アシル基またはアミノ基であることが好ましく、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基またはアミノ基であることがより好ましく、アルコキシ基、アルキルスルファニル基またはアミノ基であることが更に好ましい。 As the photopolymerization initiator, an oxime compound having an aromatic ring group Ar OX1 in which an electron-withdrawing group is introduced into an aromatic ring (hereinafter, also referred to as oxime compound OX) can also be used. The electron-withdrawing group of the aromatic ring group Ar OX1 includes an acyl group, a nitro group, a trifluoromethyl group, an alkylsulfinyl group, an arylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, and a cyano group. An acyl group and a nitro group are preferred, and an acyl group is more preferred because it is easy to form a film with excellent light resistance, and a benzoyl group is even more preferred. The benzoyl group may have a substituent. The substituent is preferably a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a hydroxy group, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group, a heterocyclic group, a heterocyclic oxy group, an alkenyl group, an alkylsulfanyl group, an arylsulfanyl group, an acyl group, or an amino group, more preferably an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group, a heterocyclic oxy group, an alkylsulfanyl group, an arylsulfanyl group, or an amino group, and further preferably an alkoxy group, an alkylsulfanyl group, or an amino group.
オキシム化合物OXは、式(OX1)で表される化合物および式(OX2)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、式(OX2)で表される化合物であることがより好ましい。
RX2は、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環基、複素環オキシ基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アシルオキシ基またはアミノ基を表し、
RX3~RX14は、それぞれ独立して水素原子または置換基を表す;
ただし、RX10~RX14のうち少なくとも一つは、電子求引性基である。
The oxime compound OX is preferably at least one selected from the compounds represented by the formula (OX1) and the compounds represented by the formula (OX2), and more preferably the compound represented by the formula (OX2).
R X2 represents an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group, a heterocyclic group, a heterocyclic oxy group, an alkylsulfanyl group, an arylsulfanyl group, an alkylsulfinyl group, an arylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, an acyloxy group, or an amino group;
R X3 to R X14 each independently represent a hydrogen atom or a substituent;
However, at least one of R X10 to R X14 is an electron-withdrawing group.
上記式において、RX12が電子求引性基であり、RX10、RX11、RX13、RX14は水素原子であることが好ましい。 In the above formula, it is preferable that R X12 is an electron-withdrawing group, and R X10 , R X11 , R X13 and R X14 are each a hydrogen atom.
オキシム化合物OXの具体例としては、特許第4600600号公報の段落番号0083~0105に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。 Specific examples of oxime compounds OX include the compounds described in paragraphs 0083 to 0105 of Japanese Patent No. 4600600, the contents of which are incorporated herein by reference.
最も好ましいオキシム化合物としては、特開2007-269779号公報に示される特定置換基を有するオキシム化合物や、特開2009-191061号公報に示されるチオアリール基を有するオキシム化合物などが挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。The most preferred oxime compounds include oxime compounds having specific substituents as disclosed in JP 2007-269779 A and oxime compounds having a thioaryl group as disclosed in JP 2009-191061 A, the contents of which are incorporated herein by reference.
光ラジカル重合開始剤は、露光感度の観点から、トリハロメチルトリアジン化合物、ベンジルジメチルケタール化合物、α-ヒドロキシケトン化合物、α-アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、ホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、オニウム塩化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物及びその誘導体、シクロペンタジエン-ベンゼン-鉄錯体及びその塩、ハロメチルオキサジアゾール化合物、3-アリール置換クマリン化合物よりなる群から選択される化合物が好ましい。From the viewpoint of exposure sensitivity, the photoradical polymerization initiator is preferably a compound selected from the group consisting of trihalomethyltriazine compounds, benzyl dimethyl ketal compounds, α-hydroxyketone compounds, α-aminoketone compounds, acylphosphine compounds, phosphine oxide compounds, metallocene compounds, oxime compounds, triarylimidazole dimers, onium salt compounds, benzothiazole compounds, benzophenone compounds, acetophenone compounds and derivatives thereof, cyclopentadiene-benzene-iron complexes and salts thereof, halomethyloxadiazole compounds, and 3-aryl substituted coumarin compounds.
更に好ましい光ラジカル重合開始剤は、トリハロメチルトリアジン化合物、α-アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、ホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、オニウム塩化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物であり、トリハロメチルトリアジン化合物、α-アミノケトン化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、ベンゾフェノン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物が一層好ましく、メタロセン化合物又はオキシム化合物を用いるのがより一層好ましい。More preferred photoradical polymerization initiators are trihalomethyltriazine compounds, α-aminoketone compounds, acylphosphine compounds, phosphine oxide compounds, metallocene compounds, oxime compounds, triarylimidazole dimers, onium salt compounds, benzophenone compounds, and acetophenone compounds, of which at least one compound selected from the group consisting of trihalomethyltriazine compounds, α-aminoketone compounds, metallocene compounds, oxime compounds, triarylimidazole dimers, and benzophenone compounds is even more preferred, and it is even more preferred to use a metallocene compound or an oxime compound.
また、光ラジカル重合開始剤は、ベンゾフェノン、N,N’-テトラメチル-4,4’-ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)等のN,N’-テトラアルキル-4,4’-ジアミノベンゾフェノン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1,2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノ-プロパノン-1等の芳香族ケトン、アルキルアントラキノン等の芳香環と縮環したキノン類、ベンゾインアルキルエーテル等のベンゾインエーテル化合物、ベンゾイン、アルキルベンゾイン等のベンゾイン化合物、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体などを用いることもできる。また、下記式(I)で表される化合物を用いることもできる。In addition, examples of the photoradical polymerization initiator that can be used include benzophenone, N,N'-tetraalkyl-4,4'-diaminobenzophenones such as N,N'-tetramethyl-4,4'-diaminobenzophenone (Michler's ketone), aromatic ketones such as 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1,2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino-propanone-1, quinones condensed with aromatic rings such as alkylanthraquinones, benzoin ether compounds such as benzoin alkyl ethers, benzoin compounds such as benzoin and alkylbenzoins, and benzyl derivatives such as benzyl dimethyl ketal. In addition, compounds represented by the following formula (I) can also be used.
式(I)中、RI00は、炭素数1~20のアルキル基、1個以上の酸素原子によって中断された炭素数2~20のアルキル基、炭素数1~12のアルコキシ基、フェニル基、又は、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~12のアルコキシ基、ハロゲン原子、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、炭素数2~12のアルケニル基、1個以上の酸素原子によって中断された炭素数2~18のアルキル基及び炭素数1~4のアルキル基の少なくとも1つで置換されたフェニル基、若しくは、ビフェニル基であり、RI01は、式(II)で表される基であるか、RI00と同じ基であり、RI02~RI04は各々独立に炭素数1~12のアルキル基、炭素数1~12のアルコキシ基又はハロゲン原子である。 In formula (I), R I00 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms interrupted by one or more oxygen atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, a phenyl group, or a phenyl group substituted with at least one of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, a halogen atom, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, an alkyl group having 2 to 18 carbon atoms interrupted by one or more oxygen atoms, and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a biphenyl group; R I01 is a group represented by formula (II) or is the same group as R I00 ; and R I02 to R I04 are each independently an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or a halogen atom.
式中、RI05~RI07は、上記式(I)のRI02~RI04と同じである。 In the formula, R I05 to R I07 are the same as R I02 to R I04 in the above formula (I).
また、光ラジカル重合開始剤は、国際公開第2015/125469号の段落0048~0055に記載の化合物を用いることもでき、この内容は本明細書に組み込まれる。In addition, the photoradical polymerization initiator may be the compound described in paragraphs 0048 to 0055 of International Publication No. 2015/125469, the contents of which are incorporated herein by reference.
光ラジカル重合開始剤としては、2官能あるいは3官能以上の光ラジカル重合開始剤を用いてもよい。そのような光ラジカル重合開始剤を用いることにより、光ラジカル重合開始剤の1分子から2つ以上のラジカルが発生するため、良好な感度が得られる。また、非対称構造の化合物を用いた場合においては、結晶性が低下して溶剤などへの溶解性が向上して、経時で析出しにくくなり、第1の樹脂組成物の経時安定性を向上させることができる。2官能あるいは3官能以上の光ラジカル重合開始剤の具体例としては、特表2010-527339号公報、特表2011-524436号公報、国際公開第2015/004565号、特表2016-532675号公報の段落番号0407~0412、国際公開第2017/033680号の段落番号0039~0055に記載されているオキシム化合物の2量体、特表2013-522445号公報に記載されている化合物(E)および化合物(G)、国際公開第2016/034963号に記載されているCmpd1~7、特表2017-523465号公報の段落番号0007に記載されているオキシムエステル類光開始剤、特開2017-167399号公報の段落番号0020~0033に記載されている光開始剤、特開2017-151342号公報の段落番号0017~0026に記載されている光重合開始剤(A)、特許第6469669号公報に記載されているオキシムエステル光開始剤などが挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。As the photoradical polymerization initiator, a bifunctional or trifunctional or higher functional photoradical polymerization initiator may be used. By using such a photoradical polymerization initiator, two or more radicals are generated from one molecule of the photoradical polymerization initiator, so good sensitivity can be obtained. In addition, when a compound with an asymmetric structure is used, crystallinity is reduced and solubility in solvents is improved, making it less likely to precipitate over time, and improving the stability over time of the first resin composition. Specific examples of the bifunctional or trifunctional or higher functional photoradical polymerization initiator include dimers of oxime compounds described in JP-T-2010-527339, JP-T-2011-524436, WO-2015/004565, WO-2016-532675, paragraphs 0407 to 0412, and WO-2017/033680, paragraphs 0039 to 0055; compound (E) and compound (G) described in JP-T-2013-522445; Examples of the photoinitiator include Cmpd1 to 7 described in Japanese Patent Publication No. 34963, the oxime ester photoinitiator described in paragraph 0007 of JP-T-2017-523465, the photoinitiator described in paragraphs 0020 to 0033 of JP-A-2017-167399, the photopolymerization initiator (A) described in paragraphs 0017 to 0026 of JP-A-2017-151342, and the oxime ester photoinitiator described in Japanese Patent No. 6,469,669, the contents of which are incorporated herein by reference.
光重合開始剤を含む場合、その含有量は、本発明の第1の樹脂組成物の全固形分に対し0.1~30質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1~20質量%であり、更に好ましくは0.5~15質量%であり、一層好ましくは1.0~10質量%である。光重合開始剤は1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。光重合開始剤を2種以上含有する場合は、合計量が上記範囲であることが好ましい。
なお、光重合開始剤は熱重合開始剤としても機能する場合があるため、オーブンやホットプレート等の加熱によって光重合開始剤による架橋を更に進行させられる場合がある。
When a photopolymerization initiator is contained, the content thereof is preferably 0.1 to 30 mass% based on the total solid content of the first resin composition of the present invention, more preferably 0.1 to 20 mass%, even more preferably 0.5 to 15 mass%, and even more preferably 1.0 to 10 mass%. Only one type of photopolymerization initiator may be contained, or two or more types may be contained. When two or more types of photopolymerization initiators are contained, the total amount is preferably within the above range.
In addition, since the photopolymerization initiator may also function as a thermal polymerization initiator, the crosslinking caused by the photopolymerization initiator may be further promoted by heating in an oven, a hot plate, or the like.
〔増感剤〕
第1の樹脂組成物は、増感剤を含んでいてもよい。増感剤は、特定の活性放射線を吸収して電子励起状態となる。電子励起状態となった増感剤は、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤などと接触して、電子移動、エネルギー移動、発熱などの作用が生じる。これにより、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤は化学変化を起こして分解し、ラジカル、酸又は塩基を生成する。
使用可能な増感剤として、ベンゾフェノン系、ミヒラーズケトン系、クマリン系、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、アントラセン系、アントラピリドン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサンテン系、フタロシアニン系、ペンゾピラン系、インジゴ系等の化合物を使用することができる。
増感剤としては、例えば、ミヒラーズケトン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,5-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)シクロペンタン、2,6-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、2,6-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)カルコン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)カルコン、p-ジメチルアミノシンナミリデンインダノン、p-ジメチルアミノベンジリデンインダノン、2-(p-ジメチルアミノフェニルビフェニレン)-ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノフェニルビニレン)ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノフェニルビニレン)イソナフトチアゾール、1,3-ビス(4’-ジメチルアミノベンザル)アセトン、1,3-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)アセトン、3,3’-カルボニル-ビス(7-ジエチルアミノクマリン)、3-アセチル-7-ジメチルアミノクマリン、3-エトキシカルボニル-7-ジメチルアミノクマリン、3-ベンジロキシカルボニル-7-ジメチルアミノクマリン、3-メトキシカルボニル-7-ジエチルアミノクマリン、3-エトキシカルボニル-7-ジエチルアミノクマリン(7-(ジエチルアミノ)クマリン-3-カルボン酸エチル)、N-フェニル-N’-エチルエタノールアミン、N-フェニルジエタノールアミン、N-p-トリルジエタノールアミン、N-フェニルエタノールアミン、4-モルホリノベンゾフェノン、ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、ジエチルアミノ安息香酸イソアミル、2-メルカプトベンズイミダゾール、1-フェニル-5-メルカプトテトラゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ナフト(1,2-d)チアゾール、2-(p-ジメチルアミノベンゾイル)スチレン、ジフェニルアセトアミド、ベンズアニリド、N-メチルアセトアニリド、3‘,4’-ジメチルアセトアニリド等が挙げられる。
また、他の増感色素を用いてもよい。
増感色素の詳細については、特開2016-027357号公報の段落0161~0163の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
[Sensitizer]
The first resin composition may contain a sensitizer. The sensitizer absorbs specific active radiation and becomes electronically excited. The sensitizer in the electronically excited state comes into contact with a thermal radical polymerization initiator, a photoradical polymerization initiator, or the like, and effects such as electron transfer, energy transfer, and heat generation occur. As a result, the thermal radical polymerization initiator and the photoradical polymerization initiator undergo a chemical change and are decomposed to generate a radical, an acid, or a base.
Usable sensitizers include benzophenone-based, Michler's ketone-based, coumarin-based, pyrazole azo-based, anilino azo-based, triphenylmethane-based, anthraquinone-based, anthracene-based, anthrapyridone-based, benzylidene-based, oxonol-based, pyrazolotriazole azo-based, pyridone azo-based, cyanine-based, phenothiazine-based, pyrrolopyrazole azomethine-based, xanthene-based, phthalocyanine-based, benzopyran-based, indigo-based compounds, and the like.
Examples of the sensitizer include Michler's ketone, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, 2,5-bis(4'-diethylaminobenzal)cyclopentane, 2,6-bis(4'-diethylaminobenzal)cyclohexanone, 2,6-bis(4'-diethylaminobenzal)-4-methylcyclohexanone, 4,4'-bis(dimethylamino)chalcone, 4,4'-bis(diethylamino)chalcone, p-dimethylaminocinnamylidene indanone, and p-dimethylaminobenzylidene indanone. Non, 2-(p-dimethylaminophenylbiphenylene)-benzothiazole, 2-(p-dimethylaminophenylvinylene)benzothiazole, 2-(p-dimethylaminophenylvinylene)isonaphthothiazole, 1,3-bis(4'-dimethylaminobenzal)acetone, 1,3-bis(4'-diethylaminobenzal)acetone, 3,3'-carbonyl-bis(7-diethylaminocoumarin), 3-acetyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-ethoxycarbonyl-7-dimethylaminocoumarin phosphorus, 3-benzyloxycarbonyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-methoxycarbonyl-7-diethylaminocoumarin, 3-ethoxycarbonyl-7-diethylaminocoumarin (7-(diethylamino)coumarin-3-carboxylate ethyl), N-phenyl-N'-ethylethanolamine, N-phenyldiethanolamine, N-p-tolyldiethanolamine, N-phenylethanolamine, 4-morpholinobenzophenone, isoamyl dimethylaminobenzoate, isoethylaminobenzoate Examples of such an alkyl ether compound include soamyl, 2-mercaptobenzimidazole, 1-phenyl-5-mercaptotetrazole, 2-mercaptobenzothiazole, 2-(p-dimethylaminostyryl)benzoxazole, 2-(p-dimethylaminostyryl)benzothiazole, 2-(p-dimethylaminostyryl)naphtho(1,2-d)thiazole, 2-(p-dimethylaminobenzoyl)styrene, diphenylacetamide, benzanilide, N-methylacetanilide, and 3',4'-dimethylacetanilide.
Other sensitizing dyes may also be used.
For details about the sensitizing dye, the description in paragraphs [0161] to [0163] of JP2016-027357A can be referred to, the contents of which are incorporated herein by reference.
第1の樹脂組成物が増感剤を含む場合、増感剤の含有量は、第1の樹脂組成物の全固形分に対し、0.01~20質量%であることが好ましく、0.1~15質量%であることがより好ましく、0.5~10質量%であることが更に好ましい。増感剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。When the first resin composition contains a sensitizer, the content of the sensitizer is preferably 0.01 to 20 mass% relative to the total solid content of the first resin composition, more preferably 0.1 to 15 mass%, and even more preferably 0.5 to 10 mass%. The sensitizer may be used alone or in combination of two or more types.
〔連鎖移動剤〕
本発明の第1の樹脂組成物は、連鎖移動剤を含有してもよい。連鎖移動剤は、例えば高分子辞典第三版(高分子学会編、2005年)683-684頁に定義されている。連鎖移動剤としては、例えば、分子内に-S-S-、-SO2-S-、-N-O-、SH、PH、SiH、及びGeHを有する化合物群、RAFT(Reversible Addition Fragmentation chain Transfer)重合に用いられるチオカルボニルチオ基を有するジチオベンゾアート、トリチオカルボナート、ジチオカルバマート、キサンタート化合物等が用いられる。これらは、低活性のラジカルに水素を供与して、ラジカルを生成するか、若しくは、酸化された後、脱プロトンすることによりラジカルを生成しうる。特に、チオール化合物を好ましく用いることができる。
[Chain transfer agent]
The first resin composition of the present invention may contain a chain transfer agent. The chain transfer agent is defined, for example, in the Third Edition of the Polymer Dictionary (edited by the Society of Polymer Science, 2005), pages 683-684. Examples of the chain transfer agent include compounds having -S-S-, -SO 2 -S-, -N-O-, SH, PH, SiH, and GeH in the molecule, and dithiobenzoates, trithiocarbonates, dithiocarbamates, and xanthates having a thiocarbonylthio group used in RAFT (Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer) polymerization. These donate hydrogen to a low activity radical to generate a radical, or are oxidized and then deprotonated to generate a radical. In particular, thiol compounds can be preferably used.
また、連鎖移動剤は、国際公開第2015/199219号の段落0152~0153に記載の化合物を用いることもでき、この内容は本明細書に組み込まれる。In addition, the chain transfer agent may be the compound described in paragraphs 0152 to 0153 of International Publication No. 2015/199219, the contents of which are incorporated herein by reference.
本発明の第1の樹脂組成物が連鎖移動剤を有する場合、連鎖移動剤の含有量は、本発明の第1の樹脂組成物の全固形分100質量部に対し、0.01~20質量部が好ましく、0.1~10質量部がより好ましく、0.5~5質量部が更に好ましい。連鎖移動剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。連鎖移動剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。When the first resin composition of the present invention contains a chain transfer agent, the content of the chain transfer agent is preferably 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total solid content of the first resin composition of the present invention. The chain transfer agent may be one type or two or more types. When two or more types of chain transfer agents are used, it is preferable that the total is within the above range.
〔光酸発生剤〕
本発明の第1の樹脂組成物は、光酸発生剤を含むことが好ましい。
光酸発生剤とは、200nm~900nmの光照射により、ブレンステッド酸、及び、ルイス酸の少なくとも一方を発生させる化合物を表す。照射される光は、好ましくは波長300nm~450nmの光であり、より好ましくは330nm~420nmの光である。光酸発生剤単独または増感剤との併用において、感光して酸を発生させることが可能な光酸発生剤であることが好ましい。
発生する酸の例としては、ハロゲン化水素、カルボン酸、スルホン酸、スルフィン酸、チオスルフィン酸、リン酸、リン酸モノエステル、リン酸ジエステル、ホウ素誘導体、リン誘導体、アンチモン誘導体、過酸化ハロゲン、スルホンアミド等が好ましく挙げられる。
[Photoacid generator]
The first resin composition of the present invention preferably contains a photoacid generator.
The photoacid generator refers to a compound that generates at least one of a Bronsted acid and a Lewis acid when irradiated with light of 200 nm to 900 nm. The light to be irradiated is preferably light with a wavelength of 300 nm to 450 nm, more preferably light with a wavelength of 330 nm to 420 nm. The photoacid generator is preferably a photoacid generator that can generate an acid by being exposed to light, either alone or in combination with a sensitizer.
Preferred examples of the acid to be generated include hydrogen halides, carboxylic acids, sulfonic acids, sulfinic acids, thiosulfinic acids, phosphoric acids, phosphoric acid monoesters, phosphoric acid diesters, boron derivatives, phosphorus derivatives, antimony derivatives, halogen peroxides, and sulfonamides.
本発明の第1の樹脂組成物に用いられる光酸発生剤としては、例えば、キノンジアジド化合物、オキシムスルホネート化合物、有機ハロゲン化化合物、有機ホウ酸塩化合物、ジスルホン化合物、オニウム塩化合物等が挙げられる。
感度、保存安定性の観点から、有機ハロゲン化合物、オキシムスルホネート化合物、オニウム塩化合物が好ましく、形成する膜の機械特性等から、オキシムエステルが好ましい。
Examples of the photoacid generator used in the first resin composition of the present invention include quinone diazide compounds, oxime sulfonate compounds, organic halide compounds, organic borate compounds, disulfone compounds, and onium salt compounds.
From the viewpoints of sensitivity and storage stability, organic halogen compounds, oxime sulfonate compounds, and onium salt compounds are preferred, and from the viewpoints of the mechanical properties of the film to be formed, oxime esters are preferred.
キノンジアジド化合物としては、1価または多価のヒドロキシ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がエステル結合したもの、1価または多価のアミノ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がスルホンアミド結合したもの、ポリヒドロキシポリアミノ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がエステル結合および/またはスルホンアミド結合したものなどが挙げられる。これらポリヒドロキシ化合物、ポリアミノ化合物、ポリヒドロキシポリアミノ化合物の全ての官能基がキノンジアジドで置換されていなくてもよいが、平均して官能基全体の40モル%以上がキノンジアジドで置換されていることが好ましい。このようなキノンジアジド化合物を含有させることで、一般的な紫外線である水銀灯のi線(波長365nm)、h線(波長405nm)、g線(波長436nm)に感光する第1の樹脂組成物を得ることができる。Examples of quinone diazide compounds include those in which the sulfonic acid of quinone diazide is ester-bonded to a monovalent or polyvalent hydroxy compound, those in which the sulfonic acid of quinone diazide is sulfonamide-bonded to a monovalent or polyvalent amino compound, and those in which the sulfonic acid of quinone diazide is ester-bonded and/or sulfonamide-bonded to a polyhydroxy polyamino compound. Although not all functional groups of these polyhydroxy compounds, polyamino compounds, and polyhydroxy polyamino compounds need to be substituted with quinone diazide, it is preferable that on average 40 mol% or more of the total functional groups are substituted with quinone diazide. By incorporating such a quinone diazide compound, a first resin composition that is sensitive to the i-line (wavelength 365 nm), h-line (wavelength 405 nm), and g-line (wavelength 436 nm) of a mercury lamp, which are common ultraviolet rays, can be obtained.
ヒドロキシ化合物として具体的には、フェノール、トリヒドロキシベンゾフェノン、4メトキシフェノール、イソプロパノール、オクタノール、t-Buアルコール、シクロヘキサノール、ナフトール、Bis-Z、BisP-EZ、TekP-4HBPA、TrisP-HAP、TrisP-PA、TrisP-SA、TrisOCR-PA、BisOCHP-Z、BisP-MZ、BisP-PZ、BisP-IPZ、BisOCP-IPZ、BisP-CP、BisRS-2P、BisRS-3P、BisP-OCHP、メチレントリス-FR-CR、BisRS-26X、DML-MBPC、DML-MBOC、DML-OCHP、DML-PCHP、DML-PC、DML-PTBP、DML-34X、DML-EP、DML-POP、ジメチロール-BisOC-P、DML-PFP、DML-PSBP、DML-MTrisPC、TriML-P、TriML-35XL、TML-BP、TML-HQ、TML-pp-BPF、TML-BPA、TMOM-BP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP(以上、商品名、本州化学工業(株)製)、BIR-OC、BIP-PC、BIR-PC、BIR-PTBP、BIR-PCHP、BIP-BIOC-F、4PC、BIR-BIPC-F、TEP-BIP-A、46DMOC、46DMOEP、TM-BIP-A(以上、商品名、旭有機材工業製)、2,6-ジメトキシメチル-4-t-ブチルフェノール、2,6-ジメトキシメチル-p-クレゾール、2,6-ジアセトキシメチル-p-クレゾール、ナフトール、テトラヒドロキシベンゾフェノン、没食子酸メチルエステル、ビスフェノールA、ビスフェノールE、メチレンビスフェノール、BisP-AP(商品名、本州化学工業製)、ノボラック樹脂などを挙げることができるが、これらに限定されない。 Specific examples of hydroxy compounds include phenol, trihydroxybenzophenone, 4-methoxyphenol, isopropanol, octanol, t-Bu alcohol, cyclohexanol, naphthol, Bis-Z, BisP-EZ, TekP-4HBPA, TrisP-HAP, TrisP-PA, TrisP-SA, TrisOCR-PA, BisOCHP-Z, BisP-MZ, BisP-PZ, BisP-IPZ, and BisOC P-IPZ, BisP-CP, BisRS-2P, BisRS-3P, BisP-OCHP, Methylene Tris-FR-CR, BisRS-26X, DML-MBPC, DML-MBOC, DML-OCHP, DML- PCHP, DML-PC, DML-PTBP, DML-34X, DML-EP, DML-POP, Dimethylol-BisOC-P, DML-PFP, DML-PSBP, DML-MTrisPC, TriML-P, Tr iML-35XL, TML-BP, TML-HQ, TML-pp-BPF, TML-BPA, TMOM-BP, HML-TPPHBA, HML-TPHAP (trade names, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), BIR-OC, BIP-PC, BIR-PC, BIR-PTBP, BIR-PCHP, BIP-BIOC-F, 4PC, BIR-BIPC-F, TEP-BIP-A, 46DMOC, 46DMOEP, TM-BIP-A (product names , manufactured by Asahi Yukizai Kogyo Co., Ltd.), 2,6-dimethoxymethyl-4-t-butylphenol, 2,6-dimethoxymethyl-p-cresol, 2,6-diacetoxymethyl-p-cresol, naphthol, tetrahydroxybenzophenone, methyl gallate, bisphenol A, bisphenol E, methylene bisphenol, BisP-AP (trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), novolak resin and the like can be mentioned, but are not limited to these.
アミノ化合物として具体的には、アニリン、メチルアニリン、ジエチルアミン、ブチルアミン、1,4-フェニレンジアミン、1,3-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィドなどを挙げることができるが、これらに限定されない。 Specific examples of amino compounds include, but are not limited to, aniline, methylaniline, diethylamine, butylamine, 1,4-phenylenediamine, 1,3-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl methane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, and 4,4'-diaminodiphenyl sulfide.
また、ポリヒドロキシポリアミノ化合物として具体的には、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、3,3’-ジヒドロキシベンジジンなどを挙げることができるが、これらに限定されない。 Specific examples of polyhydroxypolyamino compounds include, but are not limited to, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane and 3,3'-dihydroxybenzidine.
これらの中でも、キノンジアジド化合物として、フェノール化合物および4-ナフトキノンジアジドスルホニル基とのエステルを含むことが好ましい。これによりi線露光に対するより高い感度と、より高い解像度を得ることができる。Among these, it is preferable that the quinone diazide compound contains an ester of a phenol compound and a 4-naphthoquinone diazide sulfonyl group. This allows for higher sensitivity to i-line exposure and higher resolution.
本発明の第1の樹脂組成物に用いるキノンジアジド化合物の含有量は、樹脂100質量部に対して、1~50質量部が好ましく、10~40質量部がより好ましい。キノンジアジド化合物の含有量をこの範囲とすることにより、露光部と未露光部のコントラストが得られることでより高感度化を図ることができるため好ましい。さらに増感剤などを必要に応じて添加してもよい。The content of the quinone diazide compound used in the first resin composition of the present invention is preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 10 to 40 parts by mass, per 100 parts by mass of the resin. By setting the content of the quinone diazide compound within this range, it is possible to obtain contrast between exposed and unexposed areas, thereby achieving higher sensitivity, which is preferable. Furthermore, a sensitizer or the like may be added as necessary.
光酸発生剤は、オキシムスルホネート基を含む化合物(以下、単に「オキシムスルホネート化合物」ともいう)であることが好ましい。
オキシムスルホネート化合物は、オキシムスルホネート基を有していれば特に制限はないが、下記式(OS-1)、後述する式(OS-103)、式(OS-104)、又は、式(OS-105)で表されるオキシムスルホネート化合物であることが好ましい。
The photoacid generator is preferably a compound containing an oxime sulfonate group (hereinafter, also simply referred to as an "oxime sulfonate compound").
The oxime sulfonate compound is not particularly limited as long as it has an oxime sulfonate group, but is preferably an oxime sulfonate compound represented by the following formula (OS-1), or the below-described formula (OS-103), formula (OS-104), or formula (OS-105).
式(OS-1)中、X3は、アルキル基、アルコキシ基、又は、ハロゲン原子を表す。X3が複数存在する場合は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。上記X3におけるアルキル基及びアルコキシ基は、置換基を有していてもよい。上記X3におけるアルキル基としては、炭素数1~4の、直鎖状又は分岐状アルキル基が好ましい。上記X3におけるアルコキシ基としては、炭素数1~4の直鎖状又は分岐状アルコキシ基が好ましい。上記X3におけるハロゲン原子としては、塩素原子又はフッ素原子が好ましい。
式(OS-1)中、m3は、0~3の整数を表し、0又は1が好ましい。m3が2又は3であるとき、複数のX3は同一でも異なっていてもよい。
式(OS-1)中、R34は、アルキル基又はアリール基を表し、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~5のハロゲン化アルキル基、炭素数1~5のハロゲン化アルコキシ基、Wで置換されていてもよいフェニル基、Wで置換されていてもよいナフチル基又はWで置換されていてもよいアントラニル基であることが好ましい。Wは、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~5のハロゲン化アルキル基又は炭素数1~5のハロゲン化アルコキシ基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のハロゲン化アリール基を表す。
In formula (OS-1), X 3 represents an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. When a plurality of X 3 are present, they may be the same or different. The alkyl group and alkoxy group in X 3 may have a substituent. The alkyl group in X 3 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. The alkoxy group in X 3 is preferably a linear or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. The halogen atom in X 3 is preferably a chlorine atom or a fluorine atom.
In formula (OS-1), m3 represents an integer of 0 to 3, and is preferably 0 or 1. When m3 is 2 or 3, multiple X3s may be the same or different.
In formula (OS-1), R 34 represents an alkyl group or an aryl group, and is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogenated alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group which may be substituted with W, a naphthyl group which may be substituted with W, or an anthranyl group which may be substituted with W. W represents a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a halogenated aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
式(OS-1)中、m3が3であり、X3がメチル基であり、X3の置換位置がオルト位であり、R34が炭素数1~10の直鎖状アルキル基、7,7-ジメチル-2-オキソノルボルニルメチル基、又は、p-トリル基である化合物が特に好ましい。 In formula (OS-1), a compound in which m3 is 3, X3 is a methyl group, the substitution position of X3 is the ortho position, and R34 is a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a 7,7-dimethyl-2-oxonorbornylmethyl group, or a p-tolyl group is particularly preferred.
式(OS-1)で表されるオキシムスルホネート化合物の具体例としては、特開2011-209692号公報の段落番号0064~0068、特開2015-194674号公報の段落番号0158~0167に記載された以下の化合物が例示され、これらの内容は本明細書に組み込まれる。Specific examples of the oxime sulfonate compound represented by formula (OS-1) include the following compounds described in paragraphs [0064] to [0068] of JP2011-209692A and paragraphs [0158] to [0167] of JP2015-194674A, the contents of which are incorporated herein by reference.
式(OS-103)~式(OS-105)中、Rs1はアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表し、複数存在する場合のあるRs2はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子を表し、複数存在する場合のあるRs6はそれぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、スルホン酸基、アミノスルホニル基又はアルコキシスルホニル基を表し、XsはO又はSを表し、nsは1又は2を表し、msは0~6の整数を表す。
式(OS-103)~式(OS-105)中、Rs1で表されるアルキル基(炭素数1~30が好ましい)、アリール基(炭素数6~30が好ましい)又はヘテロアリール基(炭素数4~30が好ましい)は、本発明の効果が得られる範囲で公知の置換基を有していてもよい。
In formulae (OS-103) to (OS-105), R s1 represents an alkyl group, an aryl group, or a heteroaryl group; R s2 , which may be present in plurality, each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or a halogen atom; R s6 , which may be present in plurality, each independently represents a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, a sulfonic acid group, an aminosulfonyl group, or an alkoxysulfonyl group; Xs represents O or S; ns represents 1 or 2; and ms represents an integer of 0 to 6.
In formulae (OS-103) to (OS-105), the alkyl group (preferably having 1 to 30 carbon atoms), the aryl group (preferably having 6 to 30 carbon atoms) or the heteroaryl group (preferably having 4 to 30 carbon atoms) represented by R s1 may have a known substituent within the range in which the effects of the present invention can be obtained.
式(OS-103)~式(OS-105)中、Rs2は、水素原子、アルキル基(炭素数1~12が好ましい)又はアリール基(炭素数6~30が好ましい)であることが好ましく、水素原子又はアルキル基であることがより好ましい。化合物中に2以上存在する場合のあるRs2のうち、1つ又は2つがアルキル基、アリール基又はハロゲン原子であることが好ましく、1つがアルキル基、アリール基又はハロゲン原子であることがより好ましく、1つがアルキル基であり、かつ残りが水素原子であることが特に好ましい。Rs2で表されるアルキル基又はアリール基は、本発明の効果が得られる範囲で公知の置換基を有していてもよい。
式(OS-103)、式(OS-104)、又は、式(OS-105)中、XsはO又はSを表し、Oであることが好ましい。上記式(OS-103)~(OS-105)において、Xsを環員として含む環は、5員環又は6員環である。
In formulae (OS-103) to (OS-105), R s2 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 12 carbon atoms) or an aryl group (preferably having 6 to 30 carbon atoms), and more preferably a hydrogen atom or an alkyl group. Of the R s2 , of which two or more may be present in a compound, it is preferable that one or two are an alkyl group, an aryl group or a halogen atom, more preferably that one is an alkyl group, an aryl group or a halogen atom, and particularly preferably that one is an alkyl group and the remaining are a hydrogen atom. The alkyl group or aryl group represented by R s2 may have a known substituent within the range in which the effects of the present invention can be obtained.
In formula (OS-103), formula (OS-104), or formula (OS-105), Xs represents O or S, and is preferably O. In the above formulas (OS-103) to (OS-105), the ring containing Xs as a ring member is a 5-membered or 6-membered ring.
式(OS-103)~式(OS-105)中、nsは1又は2を表し、XsがOである場合、nsは1であることが好ましく、また、XsがSである場合、nsは2であることが好ましい。
式(OS-103)~式(OS-105)中、Rs6で表されるアルキル基(炭素数1~30が好ましい)及びアルキルオキシ基(炭素数1~30が好ましい)は、置換基を有していてもよい。
式(OS-103)~式(OS-105)中、msは0~6の整数を表し、0~2の整数であることが好ましく、0又は1であることがより好ましく、0であることが特に好ましい。
In formulae (OS-103) to (OS-105), ns represents 1 or 2. When Xs is O, ns is preferably 1, and when Xs is S, ns is preferably 2.
In formulae (OS-103) to (OS-105), the alkyl group (preferably having 1 to 30 carbon atoms) and the alkyloxy group (preferably having 1 to 30 carbon atoms) represented by R s6 may have a substituent.
In formulae (OS-103) to (OS-105), ms represents an integer of 0 to 6, preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0.
また、上記式(OS-103)で表される化合物は、下記式(OS-106)、式(OS-110)又は式(OS-111)で表される化合物であることが特に好ましく、上記式(OS-104)で表される化合物は、下記式(OS-107)で表される化合物であることが特に好ましく、上記式(OS-105)で表される化合物は、下記式(OS-108)又は式(OS-109)で表される化合物であることが特に好ましい。
式(OS-106)~式(OS-111)中、Rt1はアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表し、Rt7は、水素原子又は臭素原子を表し、Rt8は水素原子、炭素数1~8のアルキル基、ハロゲン原子、クロロメチル基、ブロモメチル基、ブロモエチル基、メトキシメチル基、フェニル基又はクロロフェニル基を表し、Rt9は水素原子、ハロゲン原子、メチル基又はメトキシ基を表し、Rt2は水素原子又はメチル基を表す。
式(OS-106)~式(OS-111)中、Rt7は、水素原子又は臭素原子を表し、水素原子であることが好ましい。
In formulae (OS-106) to (OS-111), R t1 represents an alkyl group, an aryl group, or a heteroaryl group; R t7 represents a hydrogen atom or a bromine atom; R t8 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a halogen atom, a chloromethyl group, a bromomethyl group, a bromoethyl group, a methoxymethyl group, a phenyl group, or a chlorophenyl group; R t9 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group, or a methoxy group; and R t2 represents a hydrogen atom or a methyl group.
In formulae (OS-106) to (OS-111), R t7 represents a hydrogen atom or a bromine atom, and is preferably a hydrogen atom.
式(OS-106)~式(OS-111)中、Rt8は、水素原子、炭素数1~8のアルキル基、ハロゲン原子、クロロメチル基、ブロモメチル基、ブロモエチル基、メトキシメチル基、フェニル基又はクロロフェニル基を表し、炭素数1~8のアルキル基、ハロゲン原子又はフェニル基であることが好ましく、炭素数1~8のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1~6のアルキル基であることが更に好ましく、メチル基であることが特に好ましい。 In formulae (OS-106) to (OS-111), R t8 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a halogen atom, a chloromethyl group, a bromomethyl group, a bromoethyl group, a methoxymethyl group, a phenyl group, or a chlorophenyl group, and is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a halogen atom, or a phenyl group, more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, even more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group.
式(OS-106)~式(OS-111)中、Rt9は、水素原子、ハロゲン原子、メチル基又はメトキシ基を表し、水素原子であることが好ましい。
Rt2は、水素原子又はメチル基を表し、水素原子であることが好ましい。
また、上記オキシムスルホネート化合物において、オキシムの立体構造(E,Z)については、いずれか一方であっても、混合物であってもよい。
上記式(OS-103)~式(OS-105)で表されるオキシムスルホネート化合物の具体例としては、特開2011-209692号公報の段落番号0088~0095、特開2015-194674号公報の段落番号0168~0194に記載の化合物が例示され、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
In formulae (OS-106) to (OS-111), R t9 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group or a methoxy group, and is preferably a hydrogen atom.
R t2 represents a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a hydrogen atom.
In the above oxime sulfonate compound, the stereochemical structure of the oxime (E, Z) may be either one or a mixture.
Specific examples of the oxime sulfonate compounds represented by the above formulae (OS-103) to (OS-105) include the compounds described in paragraphs [0088] to [0095] of JP-A-2011-209692 and paragraphs [0168] to [0194] of JP-A-2015-194674, the contents of which are incorporated herein by reference.
オキシムスルホネート基を少なくとも1つを含むオキシムスルホネート化合物の好適な他の態様としては、下記式(OS-101)、式(OS-102)で表される化合物が挙げられる。Other preferred embodiments of oxime sulfonate compounds containing at least one oxime sulfonate group include compounds represented by the following formulas (OS-101) and (OS-102).
式(OS-101)又は式(OS-102)中、Ru9は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基、カルバモイル基、スルファモイル基、スルホ基、シアノ基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。Ru9がシアノ基又はアリール基である態様がより好ましく、Ru9がシアノ基、フェニル基又はナフチル基である態様が更に好ましい。
式(OS-101)又は式(OS-102)中、Ru2aは、アルキル基又はアリール基を表す。
式(OS-101)又は式(OS-102)中、Xuは、-O-、-S-、-NH-、-NRu5-、-CH2-、-CRu6H-又はCRu6Ru7-を表し、Ru5~Ru7はそれぞれ独立に、アルキル基又はアリール基を表す。
In formula (OS-101) or formula (OS-102), R u9 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group, a carbamoyl group, a sulfamoyl group, a sulfo group, a cyano group, an aryl group, or a heteroaryl group. An embodiment in which R u9 is a cyano group or an aryl group is more preferable, and an embodiment in which R u9 is a cyano group, a phenyl group, or a naphthyl group is even more preferable.
In formula (OS-101) or formula (OS-102), R u2a represents an alkyl group or an aryl group.
In formula (OS-101) or formula (OS-102), Xu represents -O-, -S-, -NH-, -NR u5 -, -CH 2 -, -CR u6 H- or CR u6 R u7 -, and R u5 to R u7 each independently represent an alkyl group or an aryl group.
式(OS-101)又は式(OS-102)中、Ru1~Ru4はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アミノ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アミド基、スルホ基、シアノ基又はアリール基を表す。Ru1~Ru4のうちの2つがそれぞれ互いに結合して環を形成してもよい。このとき、環が縮環してベンゼン環ともに縮合環を形成していてもよい。Ru1~Ru4としては、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基が好ましく、また、Ru1~Ru4のうちの少なくとも2つが互いに結合してアリール基を形成する態様も好ましい。中でも、Ru1~Ru4がいずれも水素原子である態様が好ましい。上記した置換基は、いずれも、更に置換基を有していてもよい。 In formula (OS-101) or formula (OS-102), R u1 to R u4 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an amino group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an amide group, a sulfo group, a cyano group, or an aryl group. Two of R u1 to R u4 may be bonded to each other to form a ring. In this case, the ring may be condensed to form a condensed ring with the benzene ring. R u1 to R u4 are preferably a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group, and also preferably an embodiment in which at least two of R u1 to R u4 are bonded to each other to form an aryl group. Among them, an embodiment in which R u1 to R u4 are all hydrogen atoms is preferred. Any of the above-mentioned substituents may further have a substituent.
上記式(OS-101)で表される化合物は、式(OS-102)で表される化合物であることがより好ましい。
また、上記オキシムスルホネート化合物において、オキシムやベンゾチアゾール環の立体構造(E,Z等)についてはそれぞれ、いずれか一方であっても、混合物であってもよい。
式(OS-101)で表される化合物の具体例としては、特開2011-209692号公報の段落番号0102~0106、特開2015-194674号公報の段落番号0195~0207に記載の化合物が例示され、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
上記化合物の中でも、下記b-9、b-16、b-31、b-33が好ましい。
In the above oxime sulfonate compound, the stereochemical structures (E, Z, etc.) of the oxime and benzothiazole rings may each be either one or a mixture.
Specific examples of the compound represented by formula (OS-101) include the compounds described in paragraphs [0102] to [0106] of JP-A-2011-209692 and paragraphs [0195] to [0207] of JP-A-2015-194674, the contents of which are incorporated herein by reference.
Among the above compounds, the following b-9, b-16, b-31, and b-33 are preferable.
また、下記構造式で表される化合物も好ましい例として挙げられる。
有機ハロゲン化化合物としては、具体的には、若林等「Bull Chem.Soc Japan」42、2924(1969)、米国特許第3,905,815号明細書、特公昭46-4605号、特開昭48-36281号公報、特開昭55-32070号公報、特開昭60-239736号公報、特開昭61-169835号公報、特開昭61-169837号公報、特開昭62-58241号公報、特開昭62-212401号公報、特開昭63-70243号公報、特開昭63-298339号公報、M.P.Hutt“Jurnal of Heterocyclic Chemistry”1(No3),(1970)などに記載の化合物が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。特に、トリハロメチル基が置換したオキサゾール化合物:S-トリアジン化合物が好ましい例として挙げられる。
より好適には、すくなくとも一つのモノ、ジ、又はトリハロゲン置換メチル基がs-トリアジン環に結合したs-トリアジン誘導体、具体的には、例えば、2,4,6-トリス(モノクロロメチル)-s-トリアジン、2,4,6-トリス(ジクロロメチル)-s-トリアジン、2,4,6-トリス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-メチル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2―n-プロピル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(α,α,β-トリクロロエチル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(3,4-エポキシフェニル)-4、6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-クロロフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-〔1-(p-メトキシフェニル)-2,4-ブタジエニル〕-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-スチリル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-i-プロピルオキシスチリル)-4、6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-ナトキシナフチル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-フェニルチオ-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ベンジルチオ-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4,6-トリス(ジブロモメチル)-s-トリアジン、2,4,6-トリス(トリブロモメチル)-s-トリアジン、2-メチル-4,6-ビス(トリブロモメチル)-s-トリアジン、2-メトキシ-4,6-ビス(トリブロモメチル)-s-トリアジン等が挙げられる。
Specific examples of the organic halogenated compounds include those described in Wakabayashi et al., Bull Chem. Soc Japan, vol. 42, pp. 2924 (1969), U.S. Pat. No. 3,905,815, JP-B-4605, JP-A-48-36281, JP-A-55-32070, JP-A-60-239736, JP-A-61-169835, JP-A-61-169837, JP-A-62-58241, JP-A-62-212401, JP-A-63-70243, JP-A-63-298339, and M.P. Examples of suitable compounds include those described in Hutt "Journal of Heterocyclic Chemistry" 1 (No. 3), (1970), the contents of which are incorporated herein by reference. In particular, preferred examples include oxazole compounds substituted with a trihalomethyl group: S-triazine compounds.
More preferably, the s-triazine derivative has at least one mono-, di-, or trihalogen-substituted methyl group bonded to the s-triazine ring, specifically, for example, 2,4,6-tris(monochloromethyl)-s-triazine, 2,4,6-tris(dichloromethyl)-s-triazine, 2,4,6-tris(trichloromethyl)-s-triazine, 2-methyl-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-n-propyl-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, riazine, 2-(α,α,β-trichloroethyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(p-methoxyphenyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(3,4-epoxyphenyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(p-chlorophenyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-[1-(p-methoxyphenyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, phenyl)-2,4-butadienyl]-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-styryl-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(p-methoxystyryl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(p-i-propyloxystyryl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(p-tolyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(4-nathoxynaphthyl)-4,6- Examples of the bis(trichloromethyl)-s-triazine include bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-phenylthio-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-benzylthio-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2,4,6-tris(dibromomethyl)-s-triazine, 2,4,6-tris(tribromomethyl)-s-triazine, 2-methyl-4,6-bis(tribromomethyl)-s-triazine, and 2-methoxy-4,6-bis(tribromomethyl)-s-triazine.
有機ホウ酸塩化合物としては、例えば、特開昭62-143044号公報、特開昭62-150242号公報、特開平9-188685号公報、特開平9-188686号公報、特開平9-188710号公報、特開2000-131837号公報、特開2002-107916号公報、特許第2764769号公報、特開2002-116539号公報、等、及び、Kunz,Martin“Rad Tech'98.Proceeding April 19-22,1998,Chicago”等に記載される有機ホウ酸塩、特開平6-157623号公報、特開平6-175564号公報、特開平6-175561号公報に記載の有機ホウ素スルホニウム錯体或いは有機ホウ素オキソスルホニウム錯体、特開平6-175554号公報、特開平6-175553号公報に記載の有機ホウ素ヨードニウム錯体、特開平9-188710号公報に記載の有機ホウ素ホスホニウム錯体、特開平6-348011号公報、特開平7-128785号公報、特開平7-140589号公報、特開平7-306527号公報、特開平7-292014号公報等の有機ホウ素遷移金属配位錯体等が具体例として挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。 Examples of organic borate compounds are described in JP-A-62-143044, JP-A-62-150242, JP-A-9-188685, JP-A-9-188686, JP-A-9-188710, JP-A-2000-131837, JP-A-2002-107916, Japanese Patent No. 2764769, JP-A-2002-116539, and the like, and in Kunz, Martin "Rad Tech'98. Proceedings of April 1998" 19-22, 1998, Chicago", organic boron sulfonium complexes or organic boron oxosulfonium complexes described in JP-A-6-157623, JP-A-6-175564, and JP-A-6-175561, organic boron iodine complexes described in JP-A-6-175554 and JP-A-6-175553, Specific examples include organoboron transition metal coordination complexes described in JP-A-9-188710, JP-A-6-348011, JP-A-7-128785, JP-A-7-140589, JP-A-7-306527, JP-A-7-292014, and the like, the contents of which are incorporated herein by reference.
ジスルホン化合物としては、特開昭61-166544号公報、特開2002-328465号公報等に記載されている化合物およびジアゾジスルホン化合物が挙げられる。Examples of disulfone compounds include compounds described in JP-A-61-166544 and JP-A-2002-328465, and diazodisulfone compounds.
上記オニウム塩化合物としては、例えば、S.I.Schlesinger,Photogr.Sci.Eng.,18,387(1974)、T.S.Bal et al,Polymer,21,423(1980)に記載のジアゾニウム塩、米国特許第4,069,055号明細書、特開平4-365049号公報等に記載のアンモニウム塩、米国特許第4,069,055号、同4,069,056号の各明細書に記載のホスホニウム塩、欧州特許第104、143号、米国特許第339,049号、同第410,201号の各明細書、特開平2-150848号、特開平2-296514号公報に記載のヨードニウム塩、欧州特許第370,693号、同390,214号、同233,567号、同297,443号、同297,442号、米国特許第4,933,377号、同161,811号、同410,201号、同339,049号、同4,760,013号、同4,734,444号、同2,833,827号、独国特許第2,904,626号、同3,604,580号、同3,604,581号の各明細書に記載のスルホニウム塩、J.V.Crivello et al,Macromolecules,10(6),1307(1977)、J.V.Crivello et al,J.Polymer Sci.,Polymer Chem.Ed.,17,1047(1979)に記載のセレノニウム塩、C.S.Wen et al,Teh,Proc.Conf.Rad.Curing ASIA,p478 Tokyo,Oct(1988)に記載のアルソニウム塩、ピリジニウム塩等のオニウム塩等が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。Examples of the onium salt compounds include diazonium salts described in S. I. Schlesinger, Photogr. Sci. Eng., 18, 387 (1974) and T. S. Bal et al., Polymer, 21, 423 (1980), ammonium salts described in U.S. Pat. No. 4,069,055 and JP-A-4-365049, phosphonium salts described in U.S. Pat. Nos. 4,069,055 and 4,069,056, and iodine salts described in European Patent Nos. 104,143, 339,049 and 410,201, JP-A-2-150848 and JP-A-2-296514. sulfonium salts described in European Patent Nos. 370,693, 390,214, 233,567, 297,443, and 297,442, U.S. Pat. Nos. 4,933,377, 161,811, 410,201, 339,049, 4,760,013, 4,734,444, and 2,833,827, German Patent Nos. 2,904,626, 3,604,580, and 3,604,581; sulfonium salts described in J. V. Crivello et al., Macromolecules, 10(6), 1307 (1977), J. V. Crivello et al., J. Examples of the onium salt include selenonium salts described in Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 17, 1047 (1979), arsonium salts described in C. S. Wen et al., Teh, Proc. Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo, Oct. (1988), pyridinium salts, and the like, the contents of which are incorporated herein by reference.
オニウム塩としては、下記一般式(RI-I)~(RI-III)で表されるオニウム塩が挙げられる。
好ましい光酸発生剤の具体例としては、以下のものが挙げられる。
光酸発生剤は、第1の樹脂組成物の全固形分に対し、0.1~20質量%使用することが好ましく、0.5~18質量%使用することがより好ましく、0.5~10質量%使用することが更に好ましく、0.5~3質量%使用することが一層好ましく、0.5~1.2質量%使用することがより一層好ましい。
光酸発生剤は、1種単独で使用されても、複数種の組み合わせで使用されてもよい。複数種の組み合わせの場合には、それらの合計量が上記範囲にあることが好ましい。
また、所望の光源に対して、感光性を付与する為、増感剤と併用することも好ましい。
The photoacid generator is preferably used in an amount of 0.1 to 20 mass %, more preferably 0.5 to 18 mass %, even more preferably 0.5 to 10 mass %, still more preferably 0.5 to 3 mass %, and even more preferably 0.5 to 1.2 mass %, based on the total solid content of the first resin composition.
The photoacid generator may be used alone or in combination of two or more kinds. In the case of using a combination of two or more kinds, the total amount thereof is preferably within the above range.
It is also preferable to use a sensitizer in combination to impart photosensitivity to a desired light source.
<塩基発生剤>
本発明の第1の樹脂組成物は、塩基発生剤を含んでもよい。ここで、塩基発生剤とは、物理的または化学的な作用によって塩基を発生することができる化合物である。本発明の第1の樹脂組成物にとって好ましい塩基発生剤としては、熱塩基発生剤および光塩基発生剤が挙げられる。
特に、第1の樹脂組成物が環化樹脂の前駆体を含む場合、第1の樹脂組成物は塩基発生剤を含むことが好ましい。第1の樹脂組成物が熱塩基発生剤を含有することによって、例えば加熱により前駆体の環化反応を促進でき、複合パターンの機械特性や耐薬品性が良好なものとなり、例えば半導体パッケージ中に含まれる再配線層用層間絶縁膜としての性能が良好となる。
塩基発生剤としては、イオン型塩基発生剤でもよく、非イオン型塩基発生剤でもよい。
塩基発生剤から発生する塩基としては、例えば、2級アミン、3級アミンが挙げられる。
本発明に係る塩基発生剤について特に制限はなく、公知の塩基発生剤を用いることができる。公知の塩基発生剤としては、例えば、カルバモイルオキシム化合物、カルバモイルヒドロキシルアミン化合物、カルバミン酸化合物、ホルムアミド化合物、アセトアミド化合物、カルバメート化合物、ベンジルカルバメート化合物、ニトロベンジルカルバメート化合物、スルホンアミド化合物、イミダゾール誘導体化合物、アミンイミド化合物、ピリジン誘導体化合物、α-アミノアセトフェノン誘導体化合物、4級アンモニウム塩誘導体化合物、ピリジニウム塩、α-ラクトン環誘導体化合物、アミンイミド化合物、フタルイミド誘導体化合物、アシルオキシイミノ化合物、などを用いることができる。
非イオン型塩基発生剤の具体的な化合物としては、式(B1)、式(B2)、又は式(B3)で表される化合物が挙げられる。
The first resin composition of the present invention may contain a base generator. Here, the base generator is a compound capable of generating a base by physical or chemical action. Examples of the base generator preferred for the first resin composition of the present invention include a thermal base generator and a photobase generator.
In particular, when the first resin composition contains a precursor of a cyclized resin, the first resin composition preferably contains a base generator. By containing the thermal base generator in the first resin composition, for example, the cyclization reaction of the precursor can be promoted by heating, and the mechanical properties and chemical resistance of the composite pattern can be improved, and the performance as an interlayer insulating film for a rewiring layer included in a semiconductor package can be improved.
The base generator may be an ionic base generator or a non-ionic base generator.
Examples of the base generated from the base generator include secondary amines and tertiary amines.
The base generator according to the present invention is not particularly limited, and a known base generator can be used. Examples of known base generators that can be used include carbamoyl oxime compounds, carbamoyl hydroxylamine compounds, carbamic acid compounds, formamide compounds, acetamide compounds, carbamate compounds, benzyl carbamate compounds, nitrobenzyl carbamate compounds, sulfonamide compounds, imidazole derivative compounds, amine imide compounds, pyridine derivative compounds, α-aminoacetophenone derivative compounds, quaternary ammonium salt derivative compounds, pyridinium salts, α-lactone ring derivative compounds, amine imide compounds, phthalimide derivative compounds, and acyloxyimino compounds.
Specific examples of the non-ionic base generator include compounds represented by formula (B1), formula (B2), or formula (B3).
式(B1)及び式(B2)中、Rb1、Rb2及びRb3はそれぞれ独立に、第三級アミン構造を有しない有機基、ハロゲン原子又は水素原子である。ただし、Rb1及びRb2が同時に水素原子となることはない。また、Rb1、Rb2及びRb3はいずれもカルボキシ基を有することはない。なお、本明細書で第三級アミン構造とは、3価の窒素原子の3つの結合手がいずれも炭化水素系の炭素原子と共有結合している構造を指す。したがって、結合した炭素原子がカルボニル基をなす炭素原子の場合、つまり窒素原子とともにアミド基を形成する場合はこの限りではない。 In formula (B1) and formula (B2), Rb 1 , Rb 2 and Rb 3 are each independently an organic group not having a tertiary amine structure, a halogen atom or a hydrogen atom. However, Rb 1 and Rb 2 are not simultaneously hydrogen atoms. In addition, none of Rb 1 , Rb 2 and Rb 3 has a carboxy group. In this specification, the tertiary amine structure refers to a structure in which all three bonds of a trivalent nitrogen atom are covalently bonded to a hydrocarbon carbon atom. Therefore, this does not apply when the bonded carbon atom is a carbon atom forming a carbonyl group, that is, when it forms an amide group together with the nitrogen atom.
式(B1)、(B2)中、Rb1、Rb2及びRb3は、これらのうち少なくとも1つが環状構造を含むことが好ましく、少なくとも2つが環状構造を含むことがより好ましい。環状構造としては、単環及び縮合環のいずれであってもよく、単環又は単環が2つ縮合した縮合環が好ましい。単環は、5員環又は6員環が好ましく、6員環が好ましい。単環は、シクロヘキサン環及びベンゼン環が好ましく、シクロヘキサン環がより好ましい。 In formula (B1) and (B2), it is preferable that at least one of Rb 1 , Rb 2 and Rb 3 contains a cyclic structure, and it is more preferable that at least two of them contain a cyclic structure. The cyclic structure may be either a monocyclic ring or a condensed ring, and it is preferable that a monocyclic ring or a condensed ring in which two monocyclic rings are condensed. The monocyclic ring is preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring, and it is more preferable that a 6-membered ring. The monocyclic ring is preferably a cyclohexane ring or a benzene ring, and it is more preferable that a cyclohexane ring.
より具体的にRb1及びRb2は、水素原子、アルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10が更に好ましい)、又はアリールアルキル基(炭素数7~25が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)であることが好ましい。これらの基は、本発明の効果を奏する範囲で置換基を有していてもよい。Rb1とRb2とは互いに結合して環を形成していてもよい。形成される環としては、4~7員の含窒素複素環が好ましい。Rb1及びRb2は特に、置換基を有してもよい直鎖、分岐、又は環状のアルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)であることが好ましく、置換基を有してもよいシクロアルキル基(炭素数3~24が好ましく、3~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)であることがより好ましく、置換基を有してもよいシクロヘキシル基が更に好ましい。 More specifically, Rb 1 and Rb 2 are preferably a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably having 2 to 18 carbon atoms, and even more preferably having 3 to 12 carbon atoms), an alkenyl group (preferably having 2 to 24 carbon atoms, more preferably having 2 to 18 carbon atoms, and even more preferably having 3 to 12 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 22 carbon atoms, more preferably having 6 to 18 carbon atoms, and even more preferably having 6 to 10 carbon atoms), or an arylalkyl group (preferably having 7 to 25 carbon atoms, more preferably having 7 to 19 carbon atoms, and even more preferably having 7 to 12 carbon atoms). These groups may have a substituent within the range in which the effects of the present invention are exhibited. Rb 1 and Rb 2 may be bonded to each other to form a ring. The ring formed is preferably a 4- to 7-membered nitrogen-containing heterocycle. In particular, Rb1 and Rb2 are preferably a linear, branched, or cyclic alkyl group (preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably having 2 to 18 carbon atoms, and even more preferably having 3 to 12 carbon atoms) which may have a substituent, more preferably a cycloalkyl group (preferably having 3 to 24 carbon atoms, more preferably having 3 to 18 carbon atoms, and even more preferably having 3 to 12 carbon atoms) which may have a substituent, and even more preferably a cyclohexyl group which may have a substituent.
Rb3としては、アルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~24が好ましく、2~12がより好ましく、2~6が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)、アリールアルケニル基(炭素数8~24が好ましく、8~20がより好ましく、8~16が更に好ましい)、アルコキシル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アリールオキシ基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12が更に好ましい)、又はアリールアルキルオキシ基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)が挙げられる。中でも、シクロアルキル基(炭素数3~24が好ましく、3~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アリールアルケニル基、アリールアルキルオキシ基が好ましい。Rb3は更に本発明の効果を奏する範囲で置換基を有していてもよい。 Rb 3 is an alkyl group (having 1 to 24 carbon atoms, preferably 2 to 18 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms), an aryl group (having 6 to 22 carbon atoms, preferably 6 to 18 carbon atoms, and more preferably 6 to 10 carbon atoms), an alkenyl group (having 2 to 24 carbon atoms, preferably 2 to 12 carbon atoms, and more preferably 2 to 6 carbon atoms), an arylalkyl group (having 7 to 23 carbon atoms, preferably 7 to 19 carbon atoms, and more preferably 7 to 12 carbon atoms), an arylalkenyl group (having 8 to 24 carbon atoms, preferably 8 to 20 carbon atoms, and more preferably 8 to 16 carbon atoms), an alkoxyl group (having 1 to 24 carbon atoms, preferably 2 to 18 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms), an aryloxy group (having 6 to 22 carbon atoms, preferably 6 to 18 carbon atoms, and more preferably 6 to 12 carbon atoms), or an arylalkyloxy group (having 7 to 23 carbon atoms, preferably 7 to 19 carbon atoms, and more preferably 7 to 12 carbon atoms). Among these, a cycloalkyl group (preferably having 3 to 24 carbon atoms, more preferably having 3 to 18 carbon atoms, and even more preferably having 3 to 12 carbon atoms), an arylalkenyl group, and an arylalkyloxy group are preferable. Rb3 may further have a substituent within the range in which the effects of the present invention are exhibited.
式(B1)で表される化合物は、下記式(B1-1)又は下記式(B1-2)で表される化合物であることが好ましい。
式中、Rb11及びRb12、並びに、Rb31及びRb32は、それぞれ、式(B1)におけるRb1及びRb2と同じである。
Rb13はアルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)であり、本発明の効果を奏する範囲で置換基を有していてもよい。中でも、Rb13はアリールアルキル基が好ましい。
In the formula, Rb 11 and Rb 12 , and Rb 31 and Rb 32 are the same as Rb 1 and Rb 2 in formula (B1), respectively.
Rb 13 is an alkyl group (preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably having 2 to 18 carbon atoms, and even more preferably having 3 to 12 carbon atoms), an alkenyl group (preferably having 2 to 24 carbon atoms, more preferably having 2 to 18 carbon atoms, and even more preferably having 3 to 12 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 22 carbon atoms, more preferably having 6 to 18 carbon atoms, and even more preferably having 6 to 12 carbon atoms), or an arylalkyl group (preferably having 7 to 23 carbon atoms, more preferably having 7 to 19 carbon atoms, and even more preferably having 7 to 12 carbon atoms), which may have a substituent within the range in which the effects of the present invention are exhibited. Among these, Rb 13 is preferably an arylalkyl group.
Rb33及びRb34は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基(炭素数1~12が好ましく、1~8がより好ましく、1~3が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、2~8がより好ましく、2~3が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~11が更に好ましい)であり、水素原子が好ましい。 Rb 33 and Rb 34 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 12 carbon atoms, more preferably having 1 to 8 carbon atoms, and even more preferably having 1 to 3 carbon atoms), an alkenyl group (preferably having 2 to 12 carbon atoms, more preferably having 2 to 8 carbon atoms, and even more preferably having 2 to 3 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 22 carbon atoms, more preferably having 6 to 18 carbon atoms, and even more preferably having 6 to 10 carbon atoms), or an arylalkyl group (preferably having 7 to 23 carbon atoms, more preferably having 7 to 19 carbon atoms, and even more preferably having 7 to 11 carbon atoms), and a hydrogen atom is preferable.
Rb35は、アルキル基(炭素数1~24が好ましく、1~12がより好ましく、3~8が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、2~10がより好ましく、3~8が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)であり、アリール基が好ましい。 Rb 35 is an alkyl group (preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably having 1 to 12 carbon atoms, and even more preferably having 3 to 8 carbon atoms), an alkenyl group (preferably having 2 to 12 carbon atoms, more preferably having 2 to 10 carbon atoms, and even more preferably having 3 to 8 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 22 carbon atoms, more preferably having 6 to 18 carbon atoms, and even more preferably having 6 to 12 carbon atoms), or an arylalkyl group (preferably having 7 to 23 carbon atoms, more preferably having 7 to 19 carbon atoms, and even more preferably having 7 to 12 carbon atoms), and an aryl group is preferable.
式(B1-1)で表される化合物は、式(B1-1a)で表される化合物もまた好ましい。
Rb11及びRb12は式(B1-1)におけるRb11及びRb12と同義である。
Rb15及びRb16は水素原子、アルキル基(炭素数1~12が好ましく、1~6がより好ましく、1~3が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、2~6がより好ましく、2~3が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~11が更に好ましい)であり、水素原子又はメチル基が好ましい。
Rb17はアルキル基(炭素数1~24が好ましく、1~12がより好ましく、3~8が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、2~10がより好ましく、3~8が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)であり、中でもアリール基が好ましい。
Rb 11 and Rb 12 have the same meanings as Rb 11 and Rb 12 in formula (B1-1).
Rb 15 and Rb 16 are each a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 12 carbon atoms, more preferably having 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably having 1 to 3 carbon atoms), an alkenyl group (preferably having 2 to 12 carbon atoms, more preferably having 2 to 6 carbon atoms, and even more preferably having 2 to 3 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 22 carbon atoms, more preferably having 6 to 18 carbon atoms, and even more preferably having 6 to 10 carbon atoms), or an arylalkyl group (preferably having 7 to 23 carbon atoms, more preferably having 7 to 19 carbon atoms, and even more preferably having 7 to 11 carbon atoms), and a hydrogen atom or a methyl group is preferable.
Rb 17 is an alkyl group (preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably having 1 to 12 carbon atoms, and even more preferably having 3 to 8 carbon atoms), an alkenyl group (preferably having 2 to 12 carbon atoms, more preferably having 2 to 10 carbon atoms, and even more preferably having 3 to 8 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 22 carbon atoms, more preferably having 6 to 18 carbon atoms, and even more preferably having 6 to 12 carbon atoms), or an arylalkyl group (preferably having 7 to 23 carbon atoms, more preferably having 7 to 19 carbon atoms, and even more preferably having 7 to 12 carbon atoms), and among these, an aryl group is preferable.
式(B3)において、Lは、隣接する酸素原子と炭素原子を連結する連結鎖の経路上に飽和炭化水素基を有する2価の炭化水素基であって、連結鎖の経路上の原子数が3以上である炭化水素基を表す。また、RN1およびRN2は、それぞれ独立に1価の有機基を表す。 In formula (B3), L represents a divalent hydrocarbon group having a saturated hydrocarbon group on the path of a linking chain connecting adjacent oxygen atoms and carbon atoms, the number of atoms on the linking chain path being 3 or more. Furthermore, R and R each independently represent a monovalent organic group.
本明細書において、「連結鎖」とは、連結対象の2つの原子または原子群の間を結ぶ経路上の原子鎖のうち、これらの連結対象を最短(最小原子数)で結ぶものをいう。例えば、下記式で表される化合物において、Lは、フェニレンエチレン基から構成され、飽和炭化水素基としてエチレン基を有し、連結鎖は4つの炭素原子から構成されており、連結鎖の経路上の原子数(つまり、連結鎖を構成する原子の数であり、以下、「連結鎖長」あるいは「連結鎖の長さ」ともいう。)は4である。
式(B3)におけるL中の炭素数(連結鎖中の炭素原子以外の炭素原子も含む)は、3~24であることが好ましい。上限は、12以下であることがより好ましく、10以下であることがさらに好ましく、8以下であることが特に好ましい。下限は、4以上であることがより好ましい。上記分子内環化反応を速やかに進行させる観点から、Lの連結鎖長の上限は、12以下であることが好ましく、8以下であることがより好ましく、6以下であることがさらに好ましく、5以下であることが特に好ましい。特に、Lの連結鎖長は、4または5であることが好ましく、4であることが最も好ましい。塩基発生剤の具体的な好ましい化合物としては、例えば、国際公開第2020/066416号の段落番号0102~0168に記載の化合物、国際公開第2018/038002号の段落番号0143~0177に記載の化合物も挙げられる。The number of carbon atoms in L in formula (B3) (including carbon atoms other than those in the linking chain) is preferably 3 to 24. The upper limit is more preferably 12 or less, even more preferably 10 or less, and particularly preferably 8 or less. The lower limit is more preferably 4 or more. From the viewpoint of rapidly proceeding with the intramolecular cyclization reaction, the upper limit of the linking chain length of L is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, even more preferably 6 or less, and particularly preferably 5 or less. In particular, the linking chain length of L is preferably 4 or 5, and most preferably 4. Specific preferred compounds of the base generator include, for example, the compounds described in paragraphs 0102 to 0168 of WO 2020/066416 and the compounds described in paragraphs 0143 to 0177 of WO 2018/038002.
また、塩基発生剤は下記式(N1)で表される化合物を含むことも好ましい。
式(N1)中、RN1およびRN2はそれぞれ独立に1価の有機基を表し、RC1は水素原子または保護基を表し、Lは2価の連結基を表す。 In formula (N1), R N1 and R N2 each independently represent a monovalent organic group, R C1 represents a hydrogen atom or a protecting group, and L represents a divalent linking group.
Lは2価の連結基であり、2価の有機基であることが好ましい。連結基の連結鎖長は1以上であることが好ましく、2以上であることがより好ましい。上限としては、12以下であることが好ましく、8以下であることがより好ましく、5以下であることがさらに好ましい。連結鎖長とは、式中の2つのカルボニル基の間において最短の道程となる原子配列に存在する原子の数である。L is a divalent linking group, preferably a divalent organic group. The linking chain length of the linking group is preferably 1 or more, more preferably 2 or more. The upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, and even more preferably 5 or less. The linking chain length is the number of atoms present in the atomic sequence that is the shortest path between the two carbonyl groups in the formula.
式(N1)中、RN1およびRN2はそれぞれ独立に1価の有機基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12がさらに好ましい)を表し、炭化水素基(炭素数1~24が好ましく、1~12がより好ましく、1~10がさらに好ましい)であることが好ましく、具体的には、脂肪族炭化水素基(炭素数1~24が好ましく、1~12がより好ましく、1~10がさらに好ましい)または芳香族炭化水素基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10がさらに好ましい)を挙げることができ、脂肪族炭化水素基が好ましい。RN1およびRN2として、脂肪族炭化水素基を用いると、発生する塩基の塩基性が高く好ましい。なお、脂肪族炭化水素基および芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、また、脂肪族炭化水素基および芳香族炭化水素基が脂肪族炭化水素鎖中や芳香環中、置換基中に酸素原子を有していてもよい。特に、脂肪族炭化水素基が炭化水素鎖中に酸素原子を有している態様が例示される。 In formula (N1), R N1 and R N2 each independently represent a monovalent organic group (preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably having 2 to 18 carbon atoms, and even more preferably having 3 to 12 carbon atoms), and are preferably a hydrocarbon group (preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably having 1 to 12 carbon atoms, and even more preferably having 1 to 10 carbon atoms). Specific examples include aliphatic hydrocarbon groups (preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably having 1 to 12 carbon atoms, and even more preferably having 1 to 10 carbon atoms) and aromatic hydrocarbon groups (preferably having 6 to 22 carbon atoms, more preferably having 6 to 18 carbon atoms, and even more preferably having 6 to 10 carbon atoms), and are preferably aliphatic hydrocarbon groups. When aliphatic hydrocarbon groups are used as R N1 and R N2 , the basicity of the generated base is high, and this is preferable. The aliphatic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group may have a substituent, and the aliphatic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group may have an oxygen atom in the aliphatic hydrocarbon chain, the aromatic ring, or the substituent. Particularly, an embodiment in which the aliphatic hydrocarbon group has an oxygen atom in the hydrocarbon chain is exemplified.
RN1およびRN2を構成する脂肪族炭化水素基としては、直鎖または分岐の鎖状アルキル基、環状アルキル基、鎖状アルキル基と環状アルキル基の組合せに係る基、酸素原子を鎖中に有するアルキル基が挙げられる。直鎖または分岐の鎖状アルキル基は、炭素数1~24のものが好ましく、2~18がより好ましく、3~12がさらに好ましい。直鎖または分岐の鎖状アルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ターシャリーペンチル基、イソヘキシル基等が挙げられる。
環状アルキル基は、炭素数3~12のものが好ましく、3~6がより好ましい。環状アルキル基は、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等が挙げられる。
鎖状アルキル基と環状アルキル基の組合せに係る基は、炭素数4~24のものが好ましく、4~18がより好ましく、4~12がさらに好ましい。鎖状アルキル基と環状アルキル基の組合せに係る基は、例えば、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロヘキシルプロピル基、メチルシクロヘキシルメチル基、エチルシクロヘキシルエチル基等が挙げられる。
酸素原子を鎖中に有するアルキル基は、炭素数2~12のものが好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。酸素原子を鎖中に有するアルキル基は、鎖状でも環状でもよく、直鎖でも分岐でもよい。
なかでも、後述する分解生成塩基の沸点を高める観点で、RN1およびRN2は炭素数5~12のアルキル基が好ましい。ただし、金属(例えば銅)の層と積層する際の密着性を重視する処方においては、環状のアルキル基を有する基や炭素数1~8のアルキル基であることが好ましい。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group constituting R N1 and R N2 include a linear or branched chain alkyl group, a cyclic alkyl group, a group relating to a combination of a linear alkyl group and a cyclic alkyl group, and an alkyl group having an oxygen atom in the chain. The linear or branched chain alkyl group preferably has 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18 carbon atoms, and even more preferably 3 to 12 carbon atoms. Examples of the linear or branched chain alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, a secondary butyl group, a tertiary butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a tertiary pentyl group, and an isohexyl group.
The cyclic alkyl group preferably has a carbon number of 3 to 12, more preferably 3 to 6. Examples of the cyclic alkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group.
The group representing the combination of the linear alkyl group and the cyclic alkyl group preferably has a carbon number of 4 to 24, more preferably 4 to 18, and even more preferably 4 to 12. Examples of the group representing the combination of the linear alkyl group and the cyclic alkyl group include a cyclohexylmethyl group, a cyclohexylethyl group, a cyclohexylpropyl group, a methylcyclohexylmethyl group, and an ethylcyclohexylethyl group.
The alkyl group having an oxygen atom in the chain preferably has 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6, and even more preferably 2 to 4. The alkyl group having an oxygen atom in the chain may be linear or cyclic, and may be linear or branched.
Among these, from the viewpoint of increasing the boiling point of the decomposition product base described below, R N1 and R N2 are preferably alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms. However, in a formulation in which importance is placed on adhesion when laminating with a metal (e.g., copper) layer, a group having a cyclic alkyl group or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferred.
RN1およびRN2は互いに連結して環状構造を形成していてもよい。環状構造を形成するにあたっては、酸素原子等を鎖中に有していてもよい。また、RN1およびRN2が形成する環状構造は、単環であっても、縮合環であってもよいが、単環が好ましい。形成される環状構造としては、式(N1)中の窒素原子を含有する5員環または6員環が好ましく、例えば、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、ピロリン環、ピロリジン環、イミダゾリジン環、ピラゾリジン環、ピぺリジン環、ピペラジン環、モルホリン環などが挙げられ、ピロリン環、ピロリジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環が好ましく挙げられる。 R N1 and R N2 may be linked together to form a cyclic structure. When forming a cyclic structure, an oxygen atom or the like may be included in the chain. In addition, the cyclic structure formed by R N1 and R N2 may be a monocyclic ring or a condensed ring, but a monocyclic ring is preferred. The cyclic structure formed is preferably a 5-membered or 6-membered ring containing a nitrogen atom in formula (N1), for example, a pyrrole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, a pyrroline ring, a pyrrolidine ring, an imidazolidine ring, a pyrazolidine ring, a piperidine ring, a piperazine ring, a morpholine ring, etc., and preferably a pyrroline ring, a pyrrolidine ring, a piperidine ring, a piperazine ring, a morpholine ring.
RC1は水素原子または保護基を表し、水素原子が好ましい。 R C1 represents a hydrogen atom or a protecting group, and is preferably a hydrogen atom.
保護基としては、酸または塩基の作用により分解する保護基が好ましく、酸で分解する保護基が好ましく挙げられる。As the protecting group, a protecting group that is decomposed by the action of an acid or a base is preferred, and a protecting group that is decomposed by an acid is preferred.
保護基の具体例としては、鎖状もしくは環状のアルキル基または鎖中に酸素原子を有する鎖状もしくは環状のアルキル基が挙げられる。鎖状もしくは環状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。鎖中に酸素原子を有する鎖状のアルキル基としては、具体的にはアルキルオキシアルキル基が挙げられ、さらに具体的には、メチルオキシメチル(MOM)基、エチルオキシエチル(EE)基等が挙げられる。鎖中に酸素原子を有する環状のアルキル基としては、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル(THP)基等が挙げられる。 Specific examples of protective groups include linear or cyclic alkyl groups, and linear or cyclic alkyl groups having an oxygen atom in the chain. Examples of linear or cyclic alkyl groups include methyl, ethyl, isopropyl, tert-butyl, and cyclohexyl groups. Specific examples of linear alkyl groups having an oxygen atom in the chain include alkyloxyalkyl groups, and more specific examples include methyloxymethyl (MOM) and ethyloxyethyl (EE) groups. Examples of cyclic alkyl groups having an oxygen atom in the chain include epoxy, glycidyl, oxetanyl, tetrahydrofuranyl, and tetrahydropyranyl (THP) groups.
Lを構成する2価の連結基としては、特に定めるものではないが、炭化水素基が好ましく、脂肪族炭化水素基がより好ましい。炭化水素基は、置換基を有していてもよく、また、炭化水素鎖の中に炭素原子以外の種類の原子を有していてもよい。より具体的には、鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の炭化水素連結基であることが好ましく、鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、または鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基と2価の芳香族炭化水素基の組み合わせに係る基がより好ましく、鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基がさらに好ましい。これらの基は、酸素原子を有していないほうが好ましい。
2価の炭化水素連結基は、炭素数1~24のものが好ましく、2~12がより好ましく、2~6がさらに好ましい。2価の脂肪族炭化水素基は、炭素数1~12のものが好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。2価の芳香族炭化水素基は、炭素数6~22のものが好ましく、6~18がより好ましく、6~10がさらに好ましい。2価の脂肪族炭化水素基と2価の芳香族炭化水素基の組み合わせに係る基(例えば、アリーレンアルキル基)は、炭素数7~22のものが好ましく、7~18がより好ましく、7~10がさらに好ましい。
The divalent linking group constituting L is not particularly specified, but is preferably a hydrocarbon group, more preferably an aliphatic hydrocarbon group. The hydrocarbon group may have a substituent, and may have an atom other than a carbon atom in the hydrocarbon chain. More specifically, it is preferably a divalent hydrocarbon linking group that may have an oxygen atom in the chain, more preferably a divalent aliphatic hydrocarbon group that may have an oxygen atom in the chain, a divalent aromatic hydrocarbon group, or a group related to a combination of a divalent aliphatic hydrocarbon group that may have an oxygen atom in the chain and a divalent aromatic hydrocarbon group, and even more preferably a divalent aliphatic hydrocarbon group that may have an oxygen atom in the chain. It is more preferable that these groups do not have an oxygen atom.
The divalent hydrocarbon linking group preferably has 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms, and even more preferably 2 to 6 carbon atoms. The divalent aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, and even more preferably 2 to 4 carbon atoms. The divalent aromatic hydrocarbon group preferably has 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, and even more preferably 6 to 10 carbon atoms. The group relating to the combination of a divalent aliphatic hydrocarbon group and a divalent aromatic hydrocarbon group (for example, an arylene alkyl group) preferably has 7 to 22 carbon atoms, more preferably 7 to 18 carbon atoms, and even more preferably 7 to 10 carbon atoms.
連結基Lとしては、具体的に、直鎖または分岐の鎖状アルキレン基、環状アルキレン基、鎖状アルキレン基と環状アルキレン基の組み合わせに係る基、酸素原子を鎖中に有しているアルキレン基、直鎖または分岐の鎖状のアルケニレン基、環状のアルケニレン基、アリーレン基、アリーレンアルキレン基が好ましい。
直鎖または分岐の鎖状アルキレン基は、炭素数1~12のものが好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。
環状アルキレン基は、炭素数3~12のものが好ましく、3~6がより好ましい。
鎖状アルキレン基と環状アルキレン基の組み合わせに係る基は、炭素数4~24のものが好ましく、4~12がより好ましく、4~6がさらに好ましい。
酸素原子を鎖中に有するアルキレン基は、鎖状でも環状でもよく、直鎖でも分岐でもよい。酸素原子を鎖中に有するアルキレン基は、炭素数1~12のものが好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましい。
Specific examples of the linking group L include linear or branched chain alkylene groups, cyclic alkylene groups, groups relating to a combination of a chain alkylene group and a cyclic alkylene group, alkylene groups having an oxygen atom in the chain, linear or branched chain alkenylene groups, cyclic alkenylene groups, arylene groups, and arylene alkylene groups.
The linear or branched chain alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, and even more preferably 2 to 4 carbon atoms.
The cyclic alkylene group preferably has 3 to 12 carbon atoms, and more preferably has 3 to 6 carbon atoms.
The group relating to the combination of the chain alkylene group and the cyclic alkylene group preferably has 4 to 24 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and even more preferably 4 to 6 carbon atoms.
The alkylene group having an oxygen atom in the chain may be linear or cyclic, and may be linear or branched. The alkylene group having an oxygen atom in the chain preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably 1 to 3 carbon atoms.
直鎖または分岐の鎖状のアルケニレン基は、炭素数2~12のものが好ましく、2~6がより好ましく、2~3がさらに好ましい。直鎖または分岐の鎖状のアルケニレン基は、C=C結合の数は1~10のものが好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましい。
環状のアルケニレン基は、炭素数3~12のものが好ましく、3~6がより好ましい。環状のアルケニレン基は、C=C結合の数は1~6が好ましく、1~4がより好ましく、1~2がさらに好ましい。
アリーレン基は、炭素数6~22のものが好ましく、6~18がより好ましく、6~10がさらに好ましい。
アリーレンアルキレン基は、炭素数7~23のものが好ましく、7~19がより好ましく、7~11がさらに好ましい。
中でも、鎖状アルキレン基、環状アルキレン基、酸素原子を鎖中に有するアルキレン基、鎖状のアルケニレン基、アリーレン基、アリーレンアルキレン基が好ましく、1,2-エチレン基、プロパンジイル基(特に1,3-プロパンジイル基)、シクロヘキサンジイル基(特に1,2-シクロヘキサンジイル基)、ビニレン基(特にシスビニレン基)、フェニレン基(1,2-フェニレン基)、フェニレンメチレン基(特に1,2-フェニレンメチレン基)、エチレンオキシエチレン基(特に1,2-エチレンオキシ-1,2-エチレン基)がより好ましい。
The linear or branched chain alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6, and still more preferably 2 to 3. The linear or branched chain alkenylene group preferably has 1 to 10 C═C bonds, more preferably 1 to 6, and still more preferably 1 to 3.
The cyclic alkenylene group preferably has 3 to 12 carbon atoms, and more preferably has 3 to 6 carbon atoms. The cyclic alkenylene group preferably has 1 to 6 C═C bonds, and more preferably has 1 to 4 C═C bonds, and even more preferably has 1 or 2 C═C bonds.
The arylene group preferably has 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, and even more preferably 6 to 10 carbon atoms.
The arylene alkylene group preferably has 7 to 23 carbon atoms, more preferably 7 to 19 carbon atoms, and even more preferably 7 to 11 carbon atoms.
Among these, a chain alkylene group, a cyclic alkylene group, an alkylene group having an oxygen atom in the chain, a chain alkenylene group, an arylene group, and an arylene alkylene group are preferred, and a 1,2-ethylene group, a propanediyl group (particularly a 1,3-propanediyl group), a cyclohexanediyl group (particularly a 1,2-cyclohexanediyl group), a vinylene group (particularly a cisvinylene group), a phenylene group (1,2-phenylene group), a phenylenemethylene group (particularly a 1,2-phenylenemethylene group), and an ethyleneoxyethylene group (particularly a 1,2-ethyleneoxy-1,2-ethylene group) are more preferred.
塩基発生剤としては、下記の例が挙げられるが、本発明がこれにより限定して解釈されるものではない。 Examples of base generators include the following, but the present invention should not be construed as being limited thereto.
非イオン型塩基発生剤の分子量は、800以下であることが好ましく、600以下であることがより好ましく、500以下であることが更に好ましい。下限としては、100以上であることが好ましく、200以上であることがより好ましく、300以上であることが更に好ましい。The molecular weight of the nonionic base generator is preferably 800 or less, more preferably 600 or less, and even more preferably 500 or less. The lower limit is preferably 100 or more, more preferably 200 or more, and even more preferably 300 or more.
イオン型塩基発生剤の具体的な好ましい化合物としては、例えば、国際公開第2018/038002号の段落番号0148~0163に記載の化合物も挙げられる。 Specific preferred compounds for the ionic base generator include, for example, the compounds described in paragraphs 0148 to 0163 of WO 2018/038002.
アンモニウム塩の具体例としては、以下の化合物を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
イミニウム塩の具体例としては、以下の化合物を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明の第1の樹脂組成物が塩基発生剤を含む場合、塩基発生剤の含有量は、本発明の第1の樹脂組成物中の樹脂100質量部に対し、0.1~50質量部が好ましい。下限は、0.3質量部以上がより好ましく、0.5質量部以上が更に好ましい。上限は、30質量部以下がより好ましく、20質量部以下が更に好ましく、10質量部以下が一層好ましく、5質量部以下であってもよく、4質量部以下であってもよい。
塩基発生剤は、1種又は2種以上を用いることができる。2種以上を用いる場合は、合計量が上記範囲であることが好ましい。
When the first resin composition of the present invention contains a base generator, the content of the base generator is preferably 0.1 to 50 parts by mass relative to 100 parts by mass of the resin in the first resin composition of the present invention. The lower limit is more preferably 0.3 parts by mass or more, and even more preferably 0.5 parts by mass or more. The upper limit is more preferably 30 parts by mass or less, even more preferably 20 parts by mass or less, and even more preferably 10 parts by mass or less, and may be 5 parts by mass or less, or may be 4 parts by mass or less.
The base generator may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used, the total amount is preferably within the above range.
<溶剤>
本発明の第1の樹脂組成物は、溶剤を含むことが好ましい。
溶剤は、公知の溶剤を任意に使用できる。溶剤は有機溶剤が好ましい。有機溶剤としては、エステル類、エーテル類、ケトン類、環状炭化水素類、スルホキシド類、アミド類、ウレア類、アルコール類などの化合物が挙げられる。
<Solvent>
The first resin composition of the present invention preferably contains a solvent.
The solvent may be any known solvent. The solvent is preferably an organic solvent. Examples of the organic solvent include compounds such as esters, ethers, ketones, cyclic hydrocarbons, sulfoxides, amides, ureas, and alcohols.
エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸-n-ブチル、酢酸イソブチル、酢酸へキシル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、アルキルオキシ酢酸アルキル(例えば、アルキルオキシ酢酸メチル、アルキルオキシ酢酸エチル、アルキルオキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例えば、3-アルキルオキシプロピオン酸メチル、3-アルキルオキシプロピオン酸エチル等(例えば、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等))、2-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例えば、2-アルキルオキシプロピオン酸メチル、2-アルキルオキシプロピオン酸エチル、2-アルキルオキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸プロピル、2-エトキシプロピオン酸メチル、2-エトキシプロピオン酸エチル))、2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸メチル及び2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸エチル(例えば、2-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-エトキシ-2-メチルプロピオン酸エチル等)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2-オキソブタン酸メチル、2-オキソブタン酸エチル、ヘキサン酸エチル、ヘプタン酸エチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル等が好適なものとして挙げられる。Examples of esters include ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, hexyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, γ-butyrolactone, ε-caprolactone, δ-valerolactone, alkyl alkyloxyacetates (e.g., methyl alkyloxyacetate, ethyl alkyloxyacetate, butyl alkyloxyacetate (e.g., methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, etc.)), 3-alkyloxypropionic acid alkyl esters (e.g., methyl 3-alkyloxypropionate, ethyl 3-alkyloxypropionate, etc. (e.g., methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, etc.)), 2-alkyloxypropionic acid alkyl esters ... Preferred examples of the cypropionic acid alkyl esters include methyl 2-alkyloxypropionate, ethyl 2-alkyloxypropionate, and propyl 2-alkyloxypropionate (e.g., methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, and ethyl 2-ethoxypropionate), methyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate and ethyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate (e.g., methyl 2-methoxy-2-methylpropionate and ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate), methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate, ethyl hexanoate, ethyl heptanoate, dimethyl malonate, and diethyl malonate.
エーテル類として、例えば、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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等が好適なものとして挙げられる。Suitable examples of ethers include ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol butyl methyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol ethyl methyl ether, propylene glycol monopropyl ether acetate, and dipropylene glycol dimethyl ether.
ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、3-メチルシクロヘキサノン、レボグルコセノン、ジヒドロレボグルコセノン等が好適なものとして挙げられる。Suitable ketones include, for example, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 3-methylcyclohexanone, levoglucosenone, and dihydrolevoglucosenone.
環状炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族炭化水素類、リモネン等の環式テルペン類が好適なものとして挙げられる。Suitable cyclic hydrocarbons include, for example, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and anisole, and cyclic terpenes such as limonene.
スルホキシド類として、例えば、ジメチルスルホキシドが好適なものとして挙げられる。A suitable example of a sulfoxide is dimethyl sulfoxide.
アミド類として、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、N-シクロヘキシル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルイソブチルアミド、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、N-ホルミルモルホリン、N-アセチルモルホリン等が好適なものとして挙げられる。Suitable amides include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylisobutyramide, 3-methoxy-N,N-dimethylpropionamide, 3-butoxy-N,N-dimethylpropionamide, N-formylmorpholine, and N-acetylmorpholine.
ウレア類として、N,N,N’,N’-テトラメチルウレア、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等が好適なものとして挙げられる。Suitable ureas include N,N,N',N'-tetramethylurea and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone.
アルコール類として、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、1-ペンタノール、1-ヘキサノール、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、1-メトキシ-2-プロパノール、2-エトキシエタノール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリ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エチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、メチルフェニルカルビノール、n-アミルアルコール、メチルアミルアルコール、および、ダイアセトンアルコール等が挙げられる。 Examples of alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, benzyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, 1-methoxy-2-propanol, 2-ethoxyethanol, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether, polypropylene glycol, tetraethylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, methylphenyl carbinol, n-amyl alcohol, methyl amyl alcohol, and diacetone alcohol.
溶剤は、塗布面性状の改良などの観点から、2種以上を混合する形態も好ましい。 It is also preferable to mix two or more types of solvents from the viewpoint of improving the properties of the coating surface.
本発明では、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、N-メチル-2-ピロリドン、プロピレングリコールメチルエーテル、及びプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、レボグルコセノン、ジヒドロレボグルコセノンから選択される1種の溶剤、又は、2種以上で構成される混合溶剤が好ましい。ジメチルスルホキシドとγ-ブチロラクトンとの併用、又は、N-メチル-2-ピロリドンと乳酸エチルとの併用が特に好ましい。In the present invention, one solvent selected from methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexanone, cyclopentanone, γ-butyrolactone, dimethyl sulfoxide, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, N-methyl-2-pyrrolidone, propylene glycol methyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, levoglucosenone, and dihydrolevoglucosenone, or a mixed solvent composed of two or more of them, is preferred. A combination of dimethyl sulfoxide and γ-butyrolactone, or a combination of N-methyl-2-pyrrolidone and ethyl lactate is particularly preferred.
溶剤の含有量は、塗布性の観点から、本発明の第1の樹脂組成物の全固形分濃度が5~80質量%になる量とすることが好ましく、5~75質量%となる量にすることがより好ましく、10~70質量%となる量にすることが更に好ましく、20~70質量%となるようにすることが一層好ましい。溶剤含有量は、塗膜の所望の厚さと塗布方法に応じて調節すればよい。From the viewpoint of coatability, the content of the solvent is preferably an amount that results in a total solids concentration of the first resin composition of the present invention of 5 to 80% by mass, more preferably an amount that results in a total solids concentration of 5 to 75% by mass, even more preferably an amount that results in a total solids concentration of 10 to 70% by mass, and even more preferably an amount that results in a total solids concentration of 20 to 70% by mass. The content of the solvent may be adjusted according to the desired thickness of the coating film and the coating method.
本発明の第1の樹脂組成物は、溶剤を1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。溶剤を2種以上含有する場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。The first resin composition of the present invention may contain only one type of solvent, or may contain two or more types. When two or more types of solvents are contained, it is preferable that the total amount of the solvents is within the above range.
<金属接着性改良剤>
本発明の第1の樹脂組成物は、電極や配線などに用いられる金属材料との接着性を向上させるための金属接着性改良剤を含んでいることが好ましい。金属接着性改良剤としては、アルコキシシリル基を有するシランカップリング剤、アルミニウム系接着助剤、チタン系接着助剤、スルホンアミド構造を有する化合物及びチオウレア構造を有する化合物、リン酸誘導体化合物、βケトエステル化合物、アミノ化合物等が挙げられる。
<Metal adhesion improver>
The first resin composition of the present invention preferably contains a metal adhesion improver for improving adhesion to metal materials used for electrodes, wiring, etc. Examples of the metal adhesion improver include a silane coupling agent having an alkoxysilyl group, an aluminum-based adhesion aid, a titanium-based adhesion aid, a compound having a sulfonamide structure, a compound having a thiourea structure, a phosphoric acid derivative compound, a β-ketoester compound, an amino compound, and the like.
〔シランカップリング剤〕
シランカップリング剤としては、例えば、国際公開第2015/199219号の段落0167に記載の化合物、特開2014-191002号公報の段落0062~0073に記載の化合物、国際公開第2011/080992号の段落0063~0071に記載の化合物、特開2014-191252号公報の段落0060~0061に記載の化合物、特開2014-041264号公報の段落0045~0052に記載の化合物、国際公開第2014/097594号の段落0055に記載の化合物、特開2018-173573の段落0067~0078に記載の化合物が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。また、特開2011-128358号公報の段落0050~0058に記載のように異なる2種以上のシランカップリング剤を用いることも好ましい。また、シランカップリング剤は、下記化合物を用いることも好ましい。以下の式中、Meはメチル基を、Etはエチル基を表す。
[Silane coupling agent]
Examples of silane coupling agents include compounds described in paragraph 0167 of WO 2015/199219, compounds described in paragraphs 0062-0073 of JP 2014-191002 A, compounds described in paragraphs 0063-0071 of WO 2011/080992 A, compounds described in paragraphs 0060-0061 of JP 2014-191252 A, compounds described in paragraphs 0045-0052 of JP 2014-041264 A, compounds described in paragraphs 0055 of WO 2014/097594 A, and compounds described in paragraphs 0067-0078 of JP 2018-173573 A, the contents of which are incorporated herein. It is also preferable to use two or more different silane coupling agents as described in paragraphs 0050 to 0058 of JP 2011-128358 A. It is also preferable to use the following compound as the silane coupling agent. In the following formula, Me represents a methyl group, and Et represents an ethyl group.
他のシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、3-ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物が挙げられる。これらは1種単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。Other silane coupling agents include, for example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-2- Examples of such compounds include (aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, tris-(trimethoxysilylpropyl)isocyanurate, 3-ureidopropyltrialkoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatepropyltriethoxysilane, and 3-trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
〔アルミニウム系接着助剤〕
アルミニウム系接着助剤としては、例えば、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート等を挙げることができる。
[Aluminum-based adhesion promoter]
Examples of aluminum-based adhesion promoters include aluminum tris(ethylacetoacetate), aluminum tris(acetylacetonate), and ethylacetoacetate aluminum diisopropylate.
また、その他の金属接着性改良剤としては、特開2014-186186号公報の段落0046~0049に記載の化合物、特開2013-072935号公報の段落0032~0043に記載のスルフィド系化合物を用いることもでき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。In addition, other metal adhesion improvers that can be used include the compounds described in paragraphs 0046 to 0049 of JP 2014-186186 A and the sulfide-based compounds described in paragraphs 0032 to 0043 of JP 2013-072935 A, the contents of which are incorporated herein by reference.
金属接着性改良剤の含有量は樹脂A100質量部に対して、好ましくは0.1~30質量部であり、より好ましくは0.01~10質量部の範囲であり、更に好ましくは0.5~5質量部の範囲である。上記下限値以上とすることでパターンと金属層との接着性が良好となり、上記上限値以下とすることでパターンの耐熱性、機械特性が良好となる。金属接着性改良剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。2種以上用いる場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。The content of the metal adhesion improver is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.01 to 10 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of resin A. By making the content equal to or above the lower limit, the adhesion between the pattern and the metal layer will be good, and by making the content equal to or below the upper limit, the heat resistance and mechanical properties of the pattern will be good. Only one type of metal adhesion improver may be used, or two or more types may be used. When two or more types are used, it is preferable that the total is within the above range.
<マイグレーション抑制剤>
本発明の第1の樹脂組成物は、マイグレーション抑制剤を更に含むことが好ましい。マイグレーション抑制剤を含むことにより、金属層(金属配線)由来の金属イオンが膜内へ移動することを効果的に抑制可能となる。
<Migration inhibitor>
The first resin composition of the present invention preferably further contains a migration inhibitor. By containing the migration inhibitor, it is possible to effectively suppress the migration of metal ions derived from the metal layer (metal wiring) into the film.
マイグレーション抑制剤としては、特に制限はないが、複素環(ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラゾール環、イソオキサゾール環、イソチアゾール環、テトラゾール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環、2H-ピラン環及び6H-ピラン環、トリアジン環)を有する化合物、チオ尿素類及びスルファニル基を有する化合物、ヒンダードフェノール系化合物、サリチル酸誘導体系化合物、ヒドラジド誘導体系化合物が挙げられる。特に、1,2,4-トリアゾール、ベンゾトリアゾール、3-アミノ-1,2,4-トリアゾール、3,5-ジアミノ-1,2,4-トリアゾール等のトリアゾール系化合物、1H-テトラゾール、5-フェニルテトラゾール、5-アミノ―1H-テトラゾール等のテトラゾール系化合物が好ましく使用できる。 The migration inhibitor is not particularly limited, but examples thereof include compounds having a heterocycle (pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyrazole ring, isoxazole ring, isothiazole ring, tetrazole ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, piperidine ring, piperazine ring, morpholine ring, 2H-pyran ring and 6H-pyran ring, triazine ring), thioureas and compounds having a sulfanyl group, hindered phenol compounds, salicylic acid derivative compounds, and hydrazide derivative compounds. In particular, triazole compounds such as 1,2,4-triazole, benzotriazole, 3-amino-1,2,4-triazole, and 3,5-diamino-1,2,4-triazole, and tetrazole compounds such as 1H-tetrazole, 5-phenyltetrazole, and 5-amino-1H-tetrazole can be preferably used.
又はハロゲンイオンなどの陰イオンを捕捉するイオントラップ剤を使用することもできる。 Alternatively, an ion trapping agent can be used to capture anions such as halogen ions.
その他のマイグレーション抑制剤としては、特開2013-015701号公報の段落0094に記載の防錆剤、特開2009-283711号公報の段落0073~0076に記載の化合物、特開2011-059656号公報の段落0052に記載の化合物、特開2012-194520号公報の段落0114、0116及び0118に記載の化合物、国際公開第2015/199219号の段落0166に記載の化合物などを使用することができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。Other migration inhibitors that can be used include the rust inhibitors described in paragraph 0094 of JP 2013-015701 A, the compounds described in paragraphs 0073 to 0076 of JP 2009-283711 A, the compounds described in paragraph 0052 of JP 2011-059656 A, the compounds described in paragraphs 0114, 0116 and 0118 of JP 2012-194520 A, and the compounds described in paragraph 0166 of WO 2015/199219 A, the contents of which are incorporated herein by reference.
マイグレーション抑制剤の具体例としては、下記化合物を挙げることができる。 Specific examples of migration inhibitors include the following compounds:
本発明の第1の樹脂組成物がマイグレーション抑制剤を有する場合、マイグレーション抑制剤の含有量は、本発明の第1の樹脂組成物の全固形分に対して、0.01~5.0質量%であることが好ましく、0.05~2.0質量%であることがより好ましく、0.1~1.0質量%であることが更に好ましい。When the first resin composition of the present invention contains a migration inhibitor, the content of the migration inhibitor is preferably 0.01 to 5.0 mass%, more preferably 0.05 to 2.0 mass%, and even more preferably 0.1 to 1.0 mass%, relative to the total solids content of the first resin composition of the present invention.
マイグレーション抑制剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。マイグレーション抑制剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。The migration inhibitor may be one type or two or more types. When two or more types of migration inhibitors are used, it is preferable that the total amount of the migration inhibitors is within the above range.
<重合禁止剤>
本発明の第1の樹脂組成物は、重合禁止剤を含むことが好ましい。重合禁止剤としてはフェノール系化合物、キノン系化合物、アミノ系化合物、N-オキシルフリーラジカル化合物系化合物、ニトロ系化合物、ニトロソ系化合物、ヘテロ芳香環系化合物、金属化合物などが挙げられる。
<Polymerization inhibitor>
The first resin composition of the present invention preferably contains a polymerization inhibitor, such as a phenolic compound, a quinone compound, an amino compound, an N-oxyl free radical compound, a nitro compound, a nitroso compound, a heteroaromatic ring compound, or a metal compound.
重合禁止剤の具体的な化合物としては、p-ヒドロキノン、o-ヒドロキノン、メトキシヒドロキノン、o-メトキシフェノール、p-メトキシフェノール、ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、ピロガロール、p-tert-ブチルカテコール、1,4-ベンゾキノン、ジフェニル-p-ベンゾキノン、4,4’-チオビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、N-ニトロソフェニルヒドロキシアミン第一セリウム塩、N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシアミンアルミニウム塩、N-ニトロソジフェニルアミン、N-フェニルナフチルアミン、エチレンジアミン四酢酸、1,2-シクロヘキサンジアミン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、5-ニトロソ-8-ヒドロキシキノリン、1-ニトロソ-2-ナフトール、2-ニトロソ-1-ナフトール、2-ニトロソ-5-(N-エチル-N-スルホプロピルアミノ)フェノール、N-ニトロソ-N-(1-ナフチル)ヒドロキシアミンアンモニウム塩、ビス(4-ヒドロキシ-3,5-tert-ブチル)フェニルメタン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、4‐ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシルフリーラジカル、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシルフリーラジカル、フェノチアジン、フェノキサジン、1,1-ジフェニル-2-ピクリルヒドラジル、ジブチルジチオカーバネート銅(II)、ニトロベンゼン、N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩、N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩、TAOBN(1,4,4-トリメチル-2,3-ジアザビシクロ[3.2.2]-ノナ-2-エン-N,N-ジクソイド)などが好適に用いられる。また、特開2015-127817号公報の段落0060に記載の重合禁止剤、及び、国際公開第2015/125469号の段落0031~0046に記載の化合物を用いることもでき、この内容は本明細書に組み込まれる。 Specific examples of polymerization inhibitor compounds include p-hydroquinone, o-hydroquinone, methoxyhydroquinone, o-methoxyphenol, p-methoxyphenol, di-tert-butyl-p-cresol, pyrogallol, p-tert-butylcatechol, 1,4-benzoquinone, diphenyl-p-benzoquinone, 4,4'-thiobis(3-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol), N-nitroso Phenylhydroxyamine cerium salt, N-nitroso-N-phenylhydroxyamine aluminum salt, N-nitrosodiphenylamine, N-phenylnaphthylamine, ethylenediaminetetraacetic acid, 1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid, glycol ether diaminetetraacetic acid, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 5-nitroso-8-hydroxyquinoline, 1-nitroso-2-naphthol, 2-nitroso-1-naphthol, 2-nitroso-5-(N-ethyl) N-nitroso-N-(1-naphthyl)hydroxylamine ammonium salt, bis(4-hydroxy-3,5-tert-butyl)phenylmethane, 1,3,5-tris(4-t-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl free radical, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine Methylpiperidine 1-oxyl free radical, phenothiazine, phenoxazine, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, dibutyldithiocarbamate copper (II), nitrobenzene, N-nitroso-N-phenylhydroxylamine aluminum salt, N-nitroso-N-phenylhydroxylamine ammonium salt, TAOBN (1,4,4-trimethyl-2,3-diazabicyclo[3.2.2]-non-2-ene-N,N-dixoid), etc. can be suitably used. In addition, the polymerization inhibitor described in paragraph 0060 of JP-A-2015-127817 and the compounds described in paragraphs 0031 to 0046 of WO 2015/125469 can also be used, the contents of which are incorporated herein by reference.
本発明の第1の樹脂組成物が重合禁止剤を有する場合、重合禁止剤の含有量は、本発明の第1の樹脂組成物の全固形分に対して、0.01~20質量%であることが好ましく、0.02~15質量%であることがより好ましく、0.05~10質量%であることが更に好ましい。When the first resin composition of the present invention contains a polymerization inhibitor, the content of the polymerization inhibitor is preferably 0.01 to 20 mass%, more preferably 0.02 to 15 mass%, and even more preferably 0.05 to 10 mass%, relative to the total solids content of the first resin composition of the present invention.
重合禁止剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。重合禁止剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。The polymerization inhibitor may be one type or two or more types. When two or more types of polymerization inhibitors are used, it is preferable that the total amount is within the above range.
<酸捕捉剤>
本発明の第1の樹脂組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、酸捕捉剤を含有することが好ましい。ここで酸捕捉剤とは、系中に存在することで発生酸を捕捉することができる化合物を指し、酸性度が低くpKaの高い化合物であることが好ましい。酸捕捉剤としては、アミノ基を有する化合物が好ましく、1級アミン、2級アミン、3級アミン、アンモニウム塩、3級アミドなどが好ましく、1級アミン、2級アミン、3級アミン、アンモニウム塩が好ましく、2級アミン、3級アミン、アンモニウム塩がより好ましい。
酸捕捉剤としては、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウム構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を好ましく挙げることができる。オニウム構造を有する場合、酸捕捉剤はアンモニウム、ジアゾニウム、ヨードニウム、スルホニウム、ホスホニウム、ピリジニウムなどから選択されるカチオンと、酸発生剤が発生する酸より酸性度の低い酸のアニオンとを有する塩であることが好ましい。
<Acid Scavenger>
The first resin composition of the present invention preferably contains an acid scavenger in order to reduce the performance change over time from exposure to heating. Here, the acid scavenger refers to a compound that can capture generated acid by being present in the system, and is preferably a compound with low acidity and high pKa. As the acid scavenger, a compound having an amino group is preferable, and a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine, an ammonium salt, a tertiary amide, etc. are preferable, and a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine, and an ammonium salt are preferable, and a secondary amine, a tertiary amine, and an ammonium salt are more preferable.
Preferred examples of the acid scavenger include compounds having an imidazole structure, a diazabicyclo structure, an onium structure, a trialkylamine structure, an aniline structure or a pyridine structure, alkylamine derivatives having a hydroxyl group and/or an ether bond, aniline derivatives having a hydroxyl group and/or an ether bond, etc. When the acid scavenger has an onium structure, it is preferred that the acid scavenger is a salt having a cation selected from ammonium, diazonium, iodonium, sulfonium, phosphonium, pyridinium, etc., and an anion of an acid having a lower acidity than the acid generated by the acid generator.
イミダゾール構造を有する酸捕捉剤としてはイミダゾール、2、4、5-トリフェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2-フェニルベンゾイミダゾール等が挙げられる。ジアザビシクロ構造を有する酸捕捉剤としては1、4-ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1、5-ジアザビシクロ[4,3,0]ノナ-5-エン、1、8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカー7-エン等が挙げられる。オニウム構造を有する酸捕捉剤としてはテトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、2-オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス(t-ブチルフェニル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t-ブチルフェニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、2-オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシド等が挙げられる。トリアルキルアミン構造を有する酸捕捉剤としては、トリ(n-ブチル)アミン、トリ(n-オクチル)アミン等を挙げることができる。アニリン構造を有する酸捕捉剤としては、2,6-ジイソプロピルアニリン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジブチルアニリン、N,N-ジヘキシルアニリン等を挙げることができる。ピリジン構造を有する酸捕捉剤としては、ピリジン、4-メチルピリジン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-フェニルジエタノールアミン、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、N,N-ビス(ヒドロキシエチル)アニリン等を挙げることができる。Examples of acid scavengers having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, benzimidazole, and 2-phenylbenzimidazole. Examples of acid scavengers having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo[2,2,2]octane, 1,5-diazabicyclo[4,3,0]non-5-ene, and 1,8-diazabicyclo[5,4,0]undeca-7-ene. Examples of acid scavengers having an onium structure include tetrabutylammonium hydroxide, triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, and sulfonium hydroxides having a 2-oxoalkyl group, specifically triphenylsulfonium hydroxide, tris(t-butylphenyl)sulfonium hydroxide, bis(t-butylphenyl)iodonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, and 2-oxopropylthiophenium hydroxide. Examples of acid scavengers having a trialkylamine structure include tri(n-butyl)amine and tri(n-octyl)amine. Examples of acid scavengers having an aniline structure include 2,6-diisopropylaniline, N,N-dimethylaniline, N,N-dibutylaniline, and N,N-dihexylaniline. Examples of acid scavengers having a pyridine structure include pyridine and 4-methylpyridine. Examples of alkylamine derivatives having a hydroxyl group and/or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-phenyldiethanolamine, and tris(methoxyethoxyethyl)amine. Examples of aniline derivatives having a hydroxyl group and/or an ether bond include N,N-bis(hydroxyethyl)aniline.
好ましい酸捕捉剤の具体例としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ヘキシルアミン、ドデシルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、アニリン、N-メチルアニリン、N,N-ジメチルアニリン、ジフェニルアミン、ピリジン、ブチルアミン、イソブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、DBU(ジアザビシクロウンデセン)、DABCO(1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)、N,N-ジイソプロピルエチルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、エチレンジアミン、1,5-ジアミノペンタン、N-メチルヘキシルアミン、N-メチルジシクロヘキシルアミン、トリオクチルアミン、N-エチルエチレンジアミン、N,N―ジエチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラブチルー1,6-ヘキサンジアミン、スペルミジン、ジアミノシクロヘキサン、ビス(2-メトキシエチル)アミン、ピペリジン、メチルピペリジン、ピペラジン、トロパン、N-フェニルベンジルアミン、1,2-ジアニリノエタン、2-アミノエタノール、トルイジン、アミノフェノール、ヘキシルアニリン、フェニレンジアミン、フェニルエチルアミン、ジベンジルアミン、ピロール、N-メチルピロール、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン等があげられる。Specific examples of preferred acid scavengers include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, hexylamine, dodecylamine, cyclohexylamine, cyclohexylmethylamine, cyclohexyldimethylamine, aniline, N-methylaniline, N,N-dimethylaniline, diphenylamine, pyridine, butylamine, isobutylamine, dibutylamine, tributylamine, dicyclohexylamine, DBU (diazabicycloundecene), DABCO (1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane), N,N-diisopropylethylamine, tetramethylammonium hydroxide, ethylenediamine, 1,5-diaminopentane, N-methylamine, ethylhexylamine, N-methyldicyclohexylamine, trioctylamine, N-ethylethylenediamine, N,N-diethylethylenediamine, N,N,N',N'-tetrabutyl-1,6-hexanediamine, spermidine, diaminocyclohexane, bis(2-methoxyethyl)amine, piperidine, methylpiperidine, piperazine, tropane, N-phenylbenzylamine, 1,2-dianilinoethane, 2-aminoethanol, toluidine, aminophenol, hexylaniline, phenylenediamine, phenylethylamine, dibenzylamine, pyrrole, N-methylpyrrole, guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, and the like.
これらの酸捕捉剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明に係る組成物は、酸捕捉剤を含有してもしなくてもよいが、含有する場合、酸捕捉剤の含有量は、組成物の全固形分を基準として、通常は0.001~10質量%であり、好ましくは0.01~5質量%である。
These acid scavengers may be used alone or in combination of two or more.
The composition according to the present invention may or may not contain an acid scavenger. When the composition according to the present invention contains an acid scavenger, the content of the acid scavenger is usually 0.001 to 10 mass %, and preferably 0.01 to 5 mass %, based on the total solid content of the composition.
酸発生剤と酸捕捉剤との使用割合は、酸発生剤/酸捕捉剤(モル比)=2.5~300であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が2.5以上であることが好ましく、露光後加熱処理までの経時でのレリーフパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から300以下が好ましい。酸発生剤/酸捕捉剤(モル比)は、より好ましくは5.0~200、更に好ましくは7.0~150である。The ratio of the acid generator to the acid scavenger is preferably acid generator/acid scavenger (molar ratio) = 2.5 to 300. That is, from the viewpoints of sensitivity and resolution, the molar ratio is preferably 2.5 or more, and from the viewpoint of suppressing a decrease in resolution due to thickening of the relief pattern over time until heat treatment after exposure, the molar ratio is preferably 300 or less. The acid generator/acid scavenger (molar ratio) is more preferably 5.0 to 200, and even more preferably 7.0 to 150.
<その他の添加剤>
本発明の第1の樹脂組成物は、本発明の効果が得られる範囲で、必要に応じて、各種の添加物、例えば、界面活性剤、高級脂肪酸誘導体、熱重合開始剤、無機粒子、紫外線吸収剤、有機チタン化合物、酸化防止剤、凝集防止剤、フェノール系化合物、他の高分子化合物、可塑剤及びその他の助剤類(例えば、消泡剤、難燃剤など)等を配合することができる。これらの成分を適宜含有させることにより、膜物性などの性質を調整することができる。これらの成分は、例えば、特開2012-003225号公報の段落番号0183以降(対応する米国特許出願公開第2013/0034812号明細書の段落番号0237)の記載、特開2008-250074号公報の段落番号0101~0104、0107~0109等の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。これらの添加剤を配合する場合、その合計配合量は本発明の第1の樹脂組成物の固形分の3質量%以下とすることが好ましい。
<Other additives>
The first resin composition of the present invention may contain various additives, such as surfactants, higher fatty acid derivatives, thermal polymerization initiators, inorganic particles, ultraviolet absorbers, organic titanium compounds, antioxidants, anti-aggregation agents, phenolic compounds, other polymer compounds, plasticizers and other auxiliaries (e.g., defoamers, flame retardants, etc.), as necessary, within the scope in which the effects of the present invention can be obtained. By appropriately incorporating these components, it is possible to adjust the properties of the film, etc. These components can be referred to, for example, in paragraphs 0183 and onward of JP-A-2012-003225 (corresponding to paragraph 0237 of US Patent Application Publication No. 2013/0034812), and in paragraphs 0101 to 0104, 0107 to 0109, etc. of JP-A-2008-250074, the contents of which are incorporated herein. When these additives are blended, the total blending amount is preferably 3% by mass or less of the solid content of the first resin composition of the present invention.
〔界面活性剤〕
界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、炭化水素系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用できる。界面活性剤はノニオン型界面活性剤であってもよく、カチオン型界面活性剤であってもよく、アニオン型界面活性剤であってもよい。
[Surfactant]
As the surfactant, various surfactants such as a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, a hydrocarbon-based surfactant, etc. The surfactant may be a nonionic surfactant, a cationic surfactant, or an anionic surfactant.
本発明の第1の樹脂組成物に界面活性剤を含有させることで、塗布液として調製したときの液特性(特に、流動性)がより向上し、塗布厚の均一性や省液性をより改善することができる。即ち、界面活性剤を含有する組成物を適用した塗布液を用いて膜形成する場合においては、被塗布面と塗布液との界面張力が低下して、被塗布面への濡れ性が改善され、被塗布面への塗布性が向上する。このため、厚みムラの小さい均一厚の膜形成をより好適に行うことができる。By including a surfactant in the first resin composition of the present invention, the liquid properties (particularly fluidity) when prepared as a coating liquid are further improved, and the uniformity of the coating thickness and liquid saving can be further improved. That is, when a film is formed using a coating liquid to which a composition containing a surfactant is applied, the interfacial tension between the surface to be coated and the coating liquid is reduced, improving the wettability of the surface to be coated and improving the coatability of the surface to be coated. This makes it possible to more suitably form a film of uniform thickness with little thickness unevenness.
フッ素系界面活性剤としては、例えば、メガファックF171、同F172、同F173、同F176、同F177、同F141、同F142、同F143、同F144、同R30、同F437、同F475、同F479、同F482、同F554、同F780、RS-72-K(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、同FC431、同FC171、ノベックFC4430、同FC4432(以上、スリーエム ジャパン(株)製)、サーフロンS-382、同SC-101、同SC-103、同SC-104、同SC-105、同SC1068、同SC-381、同SC-383、同S393、同KH-40(以上、旭硝子(株)製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(OMNOVA社製)等が挙げられる。フッ素系界面活性剤は、特開2015-117327号公報の段落0015~0158に記載の化合物、特開2011-132503号公報の段落0117~0132に記載の化合物を用いることもでき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。フッ素系界面活性剤としてブロックポリマーを用いることもでき、具体例としては、例えば特開2011-89090号公報に記載された化合物が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
フッ素系界面活性剤は、フッ素原子を有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、アルキレンオキシ基(好ましくはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基)を2以上(好ましくは5以上)有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、を含む含フッ素高分子化合物も好ましく用いることができ、下記化合物も本発明で用いられるフッ素系界面活性剤として例示される。
As the fluorosurfactant, a fluorine-containing polymer compound containing a repeating unit derived from a (meth)acrylate compound having a fluorine atom and a repeating unit derived from a (meth)acrylate compound having two or more (preferably five or more) alkyleneoxy groups (preferably ethyleneoxy groups, propyleneoxy groups) can also be preferably used. The following compounds are also exemplified as the fluorosurfactant for use in the present invention.
上記の化合物の重量平均分子量は、好ましくは3,000~50,000であり、5,000~30,000であることがより好ましい。
フッ素系界面活性剤は、エチレン性不飽和基を側鎖に有する含フッ素重合体をフッ素系界面活性剤として用いることもできる。具体例としては、特開2010-164965号公報の段落0050~0090および段落0289~0295に記載された化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。また、市販品としては、例えばDIC(株)製のメガファックRS-101、RS-102、RS-718K等が挙げられる。
The weight average molecular weight of the above compound is preferably from 3,000 to 50,000, and more preferably from 5,000 to 30,000.
As the fluorosurfactant, a fluorine-containing polymer having an ethylenically unsaturated group in the side chain can also be used. Specific examples include the compounds described in paragraphs 0050 to 0090 and 0289 to 0295 of JP-A-2010-164965, the contents of which are incorporated herein by reference. Commercially available products include, for example, Megafac RS-101, RS-102, and RS-718K manufactured by DIC Corporation.
フッ素系界面活性剤中のフッ素含有率は、3~40質量%が好適であり、より好ましくは5~30質量%であり、特に好ましくは7~25質量%である。フッ素含有率がこの範囲内であるフッ素系界面活性剤は、塗布膜の厚さの均一性や省液性の点で効果的であり、組成物中における溶解性も良好である。The fluorine content in the fluorosurfactant is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and particularly preferably 7 to 25% by mass. Fluorine surfactants with a fluorine content within this range are effective in terms of uniformity of the coating film thickness and liquid saving, and also have good solubility in the composition.
シリコーン系界面活性剤としては、例えば、トーレシリコーンDC3PA、トーレシリコーンSH7PA、トーレシリコーンDC11PA、トーレシリコーンSH21PA、トーレシリコーンSH28PA、トーレシリコーンSH29PA、トーレシリコーンSH30PA、トーレシリコーンSH8400(以上、東レ・ダウコーニング(株)製)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460、TSF-4452(以上、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)、KP-341、KF6001、KF6002(以上、信越化学工業(株)製)、BYK307、BYK323、BYK330(以上、ビックケミー(株)製)等が挙げられる。Examples of silicone surfactants include Toray Silicone DC3PA, Toray Silicone SH7PA, Toray Silicone DC11PA, Toray Silicone SH21PA, Toray Silicone SH28PA, Toray Silicone SH29PA, Toray Silicone SH30PA, Toray Silicone SH8400 (all manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd.), TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4460, TSF-4452 (all manufactured by Momentive Performance Materials), KP-341, KF6001, KF6002 (all manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), BYK307, BYK323, BYK330 (all manufactured by BYK-Chemie Co., Ltd.), etc.
炭化水素系界面活性剤としては、例えば、パイオニンA-76、ニューカルゲンFS-3PG、パイオニンB-709、パイオニンB-811-N、パイオニンD-1004、パイオニンD-3104、パイオニンD-3605、パイオニンD-6112、パイオニンD-2104-D、パイオニンD-212、パイオニンD-931、パイオニンD-941、パイオニンD-951、パイオニンE-5310、パイオニンP-1050-B、パイオニンP-1028-P、パイオニンP-4050-T等(以上、竹本油脂社製)、などが挙げられる。Examples of hydrocarbon surfactants include Paionin A-76, Newcalgen FS-3PG, Paionin B-709, Paionin B-811-N, Paionin D-1004, Paionin D-3104, Paionin D-3605, Paionin D-6112, Paionin D-2104-D, Paionin D-212, Paionin D-931, Paionin D-941, Paionin D-951, Paionin E-5310, Paionin P-1050-B, Paionin P-1028-P, Paionin P-4050-T, etc. (all manufactured by Takemoto Oil Co., Ltd.).
ノニオン型界面活性剤としては、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン並びにそれらのエトキシレート及びプロポキシレート(例えば、グリセロールプロポキシレート、グリセロールエトキシレート等)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステルなどが例示される。市販品としては、プルロニック(登録商標)L10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2(BASF社製)、テトロニック304、701、704、901、904、150R1(BASF社製)、ソルスパース20000(日本ルーブリゾール(株)製)、NCW-101、NCW-1001、NCW-1002(和光純薬工業(株)製)、パイオニンD-6112、D-6112-W、D-6315(竹本油脂(株)製)、オルフィンE1010、サーフィノール104、400、440(日信化学工業(株)製)などが挙げられる。Examples of nonionic surfactants include glycerol, trimethylolpropane, trimethylolethane and their ethoxylates and propoxylates (e.g., glycerol propoxylate, glycerol ethoxylate, etc.), polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, sorbitan fatty acid esters, etc. Commercially available products include Pluronic (registered trademark) L10, L31, L61, L62, 10R5, 17R2, and 25R2 (manufactured by BASF), Tetronic 304, 701, 704, 901, 904, and 150R1 (manufactured by BASF), Solsperse 20000 (manufactured by Lubrizol Japan Co., Ltd.), NCW-101, NCW-1001, and NCW-1002 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Paionin D-6112, D-6112-W, and D-6315 (manufactured by Takemoto Oil Co., Ltd.), Olfine E1010, and Surfynol 104, 400, and 440 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.).
カチオン型界面活性剤として具体的には、オルガノシロキサンポリマーKP―341(信越化学工業(株)製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.77、No.90、No.95(共栄社化学(株)製)、W001(裕商(株)製)等が挙げられる。 Specific examples of cationic surfactants include organosiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), (meth)acrylic acid-based (co)polymer Polyflow No. 75, No. 77, No. 90, No. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), and W001 (manufactured by Yusho Co., Ltd.).
アニオン型界面活性剤として具体的には、W004、W005、W017(裕商(株)製)、サンデットBL(三洋化成(株)製)等が挙げられる。 Specific examples of anionic surfactants include W004, W005, W017 (manufactured by Yusho Co., Ltd.), Sandet BL (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), etc.
界面活性剤は、1種のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。
界面活性剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.001~2.0質量%が好ましく、0.005~1.0質量%がより好ましい。
The surfactant may be used alone or in combination of two or more kinds.
The content of the surfactant is preferably from 0.001 to 2.0% by mass, and more preferably from 0.005 to 1.0% by mass, based on the total solid content of the composition.
〔高級脂肪酸誘導体〕
本発明の第1の樹脂組成物は、酸素に起因する重合阻害を防止するために、ベヘン酸やベヘン酸アミドのような高級脂肪酸誘導体を添加して、塗布後の乾燥の過程で本発明の第1の樹脂組成物の表面に偏在させてもよい。
[Higher fatty acid derivative]
In order to prevent polymerization inhibition caused by oxygen, the first resin composition of the present invention contains a higher fatty acid derivative such as behenic acid or behenic acid amide, and the composition is dried after application. The first resin composition may be unevenly distributed on the surface of the first resin composition.
また、高級脂肪酸誘導体は、国際公開第2015/199219号の段落0155に記載の化合物を用いることもでき、この内容は本明細書に組み込まれる。In addition, the higher fatty acid derivative may be the compound described in paragraph 0155 of International Publication No. 2015/199219, the contents of which are incorporated herein by reference.
本発明の第1の樹脂組成物が高級脂肪酸誘導体を有する場合、高級脂肪酸誘導体の含有量は、本発明の第1の樹脂組成物の全固形分に対して、0.1~10質量%であることが好ましい。高級脂肪酸誘導体は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。高級脂肪酸誘導体が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。When the first resin composition of the present invention contains a higher fatty acid derivative, the content of the higher fatty acid derivative is preferably 0.1 to 10 mass% based on the total solid content of the first resin composition of the present invention. Only one type of higher fatty acid derivative may be used, or two or more types may be used. When two or more types of higher fatty acid derivatives are used, the total is preferably within the above range.
〔熱重合開始剤〕
本発明の第1の樹脂組成物は、熱重合開始剤を含んでもよく、特に熱ラジカル重合開始剤を含んでもよい。熱ラジカル重合開始剤は、熱のエネルギーによってラジカルを発生し、重合性を有する化合物の重合反応を開始又は促進させる化合物である。熱ラジカル重合開始剤を添加することによって樹脂及び重合性化合物の重合反応を進行させることもできるので、より耐溶剤性を向上できる。また、上述した光重合開始剤も熱により重合を開始する機能を有する場合があり、熱重合開始剤として添加することができる場合がある。
[Thermal Polymerization Initiator]
The first resin composition of the present invention may contain a thermal polymerization initiator, and in particular may contain a thermal radical polymerization initiator. The thermal radical polymerization initiator is a compound that generates radicals by thermal energy and initiates or promotes the polymerization reaction of a polymerizable compound. The addition of the thermal radical polymerization initiator can also advance the polymerization reaction of the resin and the polymerizable compound, thereby further improving the solvent resistance. In addition, the above-mentioned photopolymerization initiator may also have the function of initiating polymerization by heat, and may be added as a thermal polymerization initiator.
熱ラジカル重合開始剤として、具体的には、特開2008-063554号公報の段落0074~0118に記載されている化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。 Specific examples of thermal radical polymerization initiators include the compounds described in paragraphs 0074 to 0118 of JP 2008-063554 A, the contents of which are incorporated herein by reference.
熱重合開始剤を含む場合、その含有量は、本発明の第1の樹脂組成物の全固形分に対し0.1~30質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1~20質量%であり、更に好ましくは0.5~15質量%である。熱重合開始剤は1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。熱重合開始剤を2種以上含有する場合は、合計量が上記範囲であることが好ましい。When a thermal polymerization initiator is included, its content is preferably 0.1 to 30 mass% relative to the total solids content of the first resin composition of the present invention, more preferably 0.1 to 20 mass%, and even more preferably 0.5 to 15 mass%. Only one type of thermal polymerization initiator may be included, or two or more types may be included. When two or more types of thermal polymerization initiators are included, it is preferable that the total amount is within the above range.
〔紫外線吸収剤〕
本発明の組成物は、紫外線吸収剤を含んでいてもよい。紫外線吸収剤としては、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、置換アクリロニトリル系、トリアジン系などの紫外線吸収剤を使用することができる。
サリシレート系紫外線吸収剤の例としては、フェニルサリシレート、p-オクチルフェニルサリシレート、p-t-ブチルフェニルサリシレートなどが挙げられ、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の例としては、2,2’-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクトキシベンゾフェノンなどが挙げられる。また、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の例としては、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-アミル-5’-イソブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-イソブチル-5’-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-イソブチル-5’-プロピルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(1,1,3,3-テトラメチル)フェニル]ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
[Ultraviolet absorber]
The composition of the present invention may contain an ultraviolet absorbing agent. Examples of the ultraviolet absorbing agent that can be used include salicylate-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, substituted acrylonitrile-based, and triazine-based ultraviolet absorbing agents.
Examples of salicylate-based ultraviolet absorbers include phenyl salicylate, p-octylphenyl salicylate, and p-t-butylphenyl salicylate. Examples of benzophenone-based ultraviolet absorbers include 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone, 2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, and 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone. Examples of benzotriazole-based ultraviolet absorbers include 2-(2'-hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3'-tert-butyl-5'-methylphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3'-tert-amyl-5'-isobutylphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3'-isobutyl-5'-methylphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3'-isobutyl-5'-propylphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenyl)benzotriazole, 2-(2'-hydroxy-5'-methylphenyl)benzotriazole, and 2-[2'-hydroxy-5'-(1,1,3,3-tetramethyl)phenyl]benzotriazole.
置換アクリロニトリル系紫外線吸収剤の例としては、2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリル酸エチル、2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリル酸2-エチルヘキシルなどが挙げられる。さらに、トリアジン系紫外線吸収剤の例としては、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(2,4-ジヒドロキシフェニル)-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンなどのモノ(ヒドロキシフェニル)トリアジン化合物;2,4-ビス(2-ヒドロキシ-4-プロピルオキシフェニル)-6-(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-プロピルオキシフェニル)-6-(4-メチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-ヘキシルオキシフェニル)-6-(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンなどのビス(ヒドロキシフェニル)トリアジン化合物;2,4-ビス(2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル)-6-(2,4-ジブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-オクチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス[2-ヒドロキシ-4-(3-ブトキシ-2-ヒドロキシプロピルオキシ)フェニル]-1,3,5-トリアジンなどのトリス(ヒドロキシフェニル)トリアジン化合物等が挙げられる。Examples of substituted acrylonitrile-based ultraviolet absorbers include ethyl 2-cyano-3,3-diphenylacrylate and 2-ethylhexyl 2-cyano-3,3-diphenylacrylate. Further, examples of triazine-based ultraviolet absorbers include mono(hydroxyphenyl)triazine compounds such as 2-[4-[(2-hydroxy-3-dodecyloxypropyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine, 2-[4-[(2-hydroxy-3-tridecyloxypropyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine, and 2-(2,4-dihydroxyphenyl)-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine; 2,4-bis(2-hydroxy-4-propyloxyphenyl)-6-(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine; bis(hydroxyphenyl)triazine compounds such as 2,4-bis(2-hydroxy-3-methyl-4-propyloxyphenyl)-6-(4-methylphenyl)-1,3,5-triazine and 2,4-bis(2-hydroxy-3-methyl-4-hexyloxyphenyl)-6-(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine; and tris(hydroxyphenyl)triazine compounds such as 2,4-bis(2-hydroxy-4-butoxyphenyl)-6-(2,4-dibutoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-octyloxyphenyl)-1,3,5-triazine and 2,4,6-tris[2-hydroxy-4-(3-butoxy-2-hydroxypropyloxy)phenyl]-1,3,5-triazine.
本発明においては、上記各種の紫外線吸収剤は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の組成物は、紫外線吸収剤を含んでも含まなくてもよいが、含む場合、紫外線吸収剤の含有量は、本発明の組成物の全固形分質量に対して、0.001質量%以上1質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上0.1質量%以下であることがより好ましい。
In the present invention, the above-mentioned various ultraviolet absorbents may be used alone or in combination of two or more.
The composition of the present invention may or may not contain an ultraviolet absorber. When the composition of the present invention contains an ultraviolet absorber, the content of the ultraviolet absorber is preferably from 0.001 mass % to 1 mass %, and more preferably from 0.01 mass % to 0.1 mass %, relative to the total solid content mass of the composition of the present invention.
〔有機チタン化合物〕
本実施形態の第1の樹脂組成物は、有機チタン化合物を含有してもよい。第1の樹脂組成物が有機チタン化合物を含有することにより、低温で硬化した場合であっても耐薬品性に優れる樹脂層を形成できる。
[Organotitanium Compounds]
The first resin composition of the present embodiment may contain an organotitanium compound. By containing the organotitanium compound in the first resin composition, a resin layer having excellent chemical resistance can be formed even when cured at a low temperature.
使用可能な有機チタン化合物としては、チタン原子に有機基が共有結合又はイオン結合を介して結合しているものが挙げられる。
有機チタン化合物の具体例を、以下のI)~VII)に示す:
I)チタンキレート化合物:中でも、第1の樹脂組成物の保存安定性がよく、良好な硬化パターンが得られることから、アルコキシ基を2個以上有するチタンキレート化合物がより好ましい。具体的な例は、チタニウムビス(トリエタノールアミン)ジイソプロポキサイド、チタニウムジ(n-ブトキサイド)ビス(2,4-ペンタンジオネート、チタニウムジイソプロポキサイドビス(2,4-ペンタンジオネート)、チタニウムジイソプロポキサイドビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、チタニウムジイソプロポキサイドビス(エチルアセトアセテート)等である。
II)テトラアルコキシチタン化合物:例えば、チタニウムテトラ(n-ブトキサイド)、チタニウムテトラエトキサイド、チタニウムテトラ(2-エチルヘキソキサイド)、チタニウムテトライソブトキサイド、チタニウムテトライソプロポキサイド、チタニウムテトラメトキサイド、チタニウムテトラメトキシプロポキサイド、チタニウムテトラメチルフェノキサイド、チタニウムテトラ(n-ノニロキサイド)、チタニウムテトラ(n-プロポキサイド)、チタニウムテトラステアリロキサイド、チタニウムテトラキス[ビス{2,2-(アリロキシメチル)ブトキサイド}]等である。
III)チタノセン化合物:例えば、ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウムトリメトキサイド、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロフェニル)チタニウム、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)フェニル)チタニウム等である。
IV)モノアルコキシチタン化合物:例えば、チタニウムトリス(ジオクチルホスフェート)イソプロポキサイド、チタニウムトリス(ドデシルベンゼンスルホネート)イソプロポキサイド等である。
V)チタニウムオキサイド化合物:例えば、チタニウムオキサイドビス(ペンタンジオネート)、チタニウムオキサイドビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、フタロシアニンチタニウムオキサイド等である。
VI)チタニウムテトラアセチルアセトネート化合物:例えば、チタニウムテトラアセチルアセトネート等である。
VII)チタネートカップリング剤:例えば、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート等である。
Usable organic titanium compounds include those in which an organic group is bonded to a titanium atom via a covalent bond or an ionic bond.
Specific examples of the organotitanium compound are shown below in I) to VII):
I) Titanium chelate compounds: Among these, titanium chelate compounds having two or more alkoxy groups are more preferred because the first resin composition has good storage stability and a good curing pattern can be obtained. Specific examples include titanium bis(triethanolamine) diisopropoxide, titanium di(n-butoxide) bis(2,4-pentanedionate, titanium diisopropoxide bis(2,4-pentanedionate), titanium diisopropoxide bis(tetramethylheptanedionate), titanium diisopropoxide bis(ethylacetoacetate), and the like.
II) Tetraalkoxytitanium compounds: For example, titanium tetra(n-butoxide), titanium tetraethoxide, titanium tetra(2-ethylhexoxide), titanium tetraisobutoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium tetramethoxide, titanium tetramethoxypropoxide, titanium tetramethylphenoxide, titanium tetra(n-nonyloxide), titanium tetra(n-propoxide), titanium tetrastearyloxide, titanium tetrakis[bis{2,2-(allyloxymethyl)butoxide}], and the like.
III) Titanocene compounds: For example, pentamethylcyclopentadienyltitanium trimethoxide, bis(η5-2,4-cyclopentadiene-1-yl)bis(2,6-difluorophenyl)titanium, bis(η5-2,4-cyclopentadiene-1-yl)bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl)titanium, and the like.
IV) Monoalkoxytitanium compounds: For example, titanium tris(dioctylphosphate) isopropoxide, titanium tris(dodecylbenzenesulfonate) isopropoxide, etc.
V) Titanium oxide compounds: For example, titanium oxide bis(pentanedionate), titanium oxide bis(tetramethylheptanedionate), phthalocyanine titanium oxide, and the like.
VI) Titanium tetraacetylacetonate compounds: For example, titanium tetraacetylacetonate.
VII) Titanate coupling agents: for example, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate.
中でも、有機チタン化合物としては、上記I)チタンキレート化合物、II)テトラアルコキシチタン化合物、及びIII)チタノセン化合物から成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物であることが、より良好な耐薬品性を奏するという観点から好ましい。特に、チタニウムジイソプロポキサイドビス(エチルアセトアセテート)、チタニウムテトラ(n-ブトキサイド)、及びビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)フェニル)チタニウムが好ましい。Among them, the organic titanium compound is preferably at least one compound selected from the group consisting of I) titanium chelate compounds, II) tetraalkoxytitanium compounds, and III) titanocene compounds, from the viewpoint of exhibiting better chemical resistance. In particular, titanium diisopropoxide bis(ethylacetoacetate), titanium tetra(n-butoxide), and bis(η5-2,4-cyclopentadiene-1-yl)bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl)titanium are preferred.
有機チタン化合物を配合する場合、その配合量は、樹脂A100質量部に対し、0.05~10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1~2質量部である。配合量が0.05質量部以上である場合、得られる硬化パターンに良好な耐熱性及び耐薬品性がより効果的に発現し、一方10質量部以下である場合、組成物の保存安定性により優れる。When an organic titanium compound is blended, the blending amount is preferably 0.05 to 10 parts by mass, and more preferably 0.1 to 2 parts by mass, per 100 parts by mass of resin A. When the blending amount is 0.05 parts by mass or more, the obtained cured pattern more effectively exhibits good heat resistance and chemical resistance, while when the blending amount is 10 parts by mass or less, the storage stability of the composition is superior.
〔酸化防止剤〕
本発明の組成物は、酸化防止剤を含んでいてもよい。添加剤として酸化防止剤を含有することで、硬化後の膜の伸度特性や、金属材料との密着性を向上させることができる。酸化防止剤としては、フェノール化合物、亜リン酸エステル化合物、チオエーテル化合物などが挙げられる。フェノール化合物としては、フェノール系酸化防止剤として知られる任意のフェノール化合物を使用することができる。好ましいフェノール化合物としては、ヒンダードフェノール化合物が挙げられる。フェノール性ヒドロキシ基に隣接する部位(オルト位)に置換基を有する化合物が好ましい。上述の置換基としては炭素数1~22の置換又は無置換のアルキル基が好ましい。また、酸化防止剤は、同一分子内にフェノール基と亜リン酸エステル基を有する化合物も好ましい。また、酸化防止剤は、リン系酸化防止剤も好適に使用することができる。リン系酸化防止剤としてはトリス[2-[[2,4,8,10-テトラキス(1,1-ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン-6-イル]オキシ]エチル]アミン、トリス[2-[(4,6,9,11-テトラ-tert-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン-2-イル)オキシ]エチル]アミン、亜リン酸エチルビス(2,4-ジ-tert-ブチル-6-メチルフェニル)などが挙げられる。酸化防止剤の市販品としては、例えば、アデカスタブ AO-20、アデカスタブ AO-30、アデカスタブ AO-40、アデカスタブ AO-50、アデカスタブ AO-50F、アデカスタブ AO-60、アデカスタブ AO-60G、アデカスタブ AO-80、アデカスタブ AO-330(以上、(株)ADEKA製)などが挙げられる。また、酸化防止剤は、特許第6268967号公報の段落番号0023~0048に記載された化合物を使用することもでき、この内容は本明細書に組み込まれる。また、本発明の組成物は、必要に応じて、潜在酸化防止剤を含有してもよい。潜在酸化防止剤としては、酸化防止剤として機能する部位が保護基で保護された化合物であって、100~250℃で加熱するか、又は酸/塩基触媒存在下で80~200℃で加熱することにより保護基が脱離して酸化防止剤として機能する化合物が挙げられる。潜在酸化防止剤としては、国際公開第2014/021023号、国際公開第2017/030005号、特開2017-008219号公報に記載された化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。潜在酸化防止剤の市販品としては、アデカアークルズGPA-5001((株)ADEKA製)等が挙げられる。
好ましい酸化防止剤の例としては、2,2-チオビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,6-ジ-t-ブチルフェノールおよび式(3)で表される化合物が挙げられる。
[Antioxidants]
The composition of the present invention may contain an antioxidant. By containing an antioxidant as an additive, it is possible to improve the elongation properties of the cured film and the adhesion to metal materials. Examples of the antioxidant include phenolic compounds, phosphite compounds, and thioether compounds. As the phenolic compound, any phenolic compound known as a phenolic antioxidant can be used. As a preferred phenolic compound, a hindered phenolic compound can be mentioned. A compound having a substituent at the site (ortho position) adjacent to the phenolic hydroxy group is preferred. As the above-mentioned substituent, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 22 carbon atoms is preferred. In addition, the antioxidant is also preferably a compound having a phenol group and a phosphite ester group in the same molecule. In addition, a phosphorus-based antioxidant can also be suitably used as the antioxidant. Examples of phosphorus-based antioxidants include tris[2-[[2,4,8,10-tetrakis(1,1-dimethylethyl)dibenzo[d,f][1,3,2]dioxaphosphepin-6-yl]oxy]ethyl]amine, tris[2-[(4,6,9,11-tetra-tert-butyldibenzo[d,f][1,3,2]dioxaphosphepin-2-yl)oxy]ethyl]amine, and ethylbis(2,4-di-tert-butyl-6-methylphenyl)phosphite. Examples of commercially available antioxidants include ADK STAB AO-20, ADK STAB AO-30, ADK STAB AO-40, ADK STAB AO-50, ADK STAB AO-50F, ADK STAB AO-60, ADK STAB AO-60G, ADK STAB AO-80, and ADK STAB AO-330 (all manufactured by ADEKA CORPORATION). In addition, the compounds described in paragraphs 0023 to 0048 of Japanese Patent No. 6268967 can also be used as the antioxidant, the contents of which are incorporated herein by reference. In addition, the composition of the present invention may contain a latent antioxidant, if necessary. Examples of latent antioxidants include compounds in which the site functioning as an antioxidant is protected with a protecting group, and the protecting group is removed by heating at 100 to 250 ° C. or at 80 to 200 ° C. in the presence of an acid / base catalyst, and the compound functions as an antioxidant. Examples of latent antioxidants include compounds described in WO 2014/021023, WO 2017/030005, and JP 2017-008219 A, the contents of which are incorporated herein by reference. Commercially available latent antioxidants include ADEKA ARCLES GPA-5001 (manufactured by ADEKA Corporation).
Preferred examples of the antioxidant include 2,2-thiobis(4-methyl-6-t-butylphenol), 2,6-di-t-butylphenol, and the compound represented by formula (3).
一般式(3)中、R5は水素原子または炭素数2以上(好ましくは炭素数2~10)のアルキル基を表し、R6は炭素数2以上(好ましくは炭素数2~10)のアルキレン基を表す。R7は、炭素数2以上(好ましくは炭素数2~10)のアルキレン基、酸素原子、および窒素原子のうち少なくともいずれかを含む1~4価の有機基を示す。kは1~4の整数を示す。 In general formula (3), R5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 2 or more carbon atoms (preferably 2 to 10 carbon atoms), R6 represents an alkylene group having 2 or more carbon atoms (preferably 2 to 10 carbon atoms), R7 represents a monovalent to tetravalent organic group containing at least one of an alkylene group having 2 or more carbon atoms (preferably 2 to 10 carbon atoms), an oxygen atom, and a nitrogen atom, and k represents an integer of 1 to 4.
式(3)で表される化合物は、樹脂が有する脂肪族基やフェノール性水酸基の酸化劣化を抑制する。また、金属材料への防錆作用により、金属酸化を抑制することができる。The compound represented by formula (3) suppresses the oxidative deterioration of the aliphatic groups and phenolic hydroxyl groups of the resin. In addition, the compound has a rust-preventing effect on metal materials, thereby suppressing metal oxidation.
樹脂と金属材料に同時に作用できるため、kは2~4の整数がより好ましい。R7としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルキルエーテル基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基、アリール基、アリールエーテル基、カルボキシル基、カルボニル基、アリル基、ビニル基、複素環基、-O-、-NH-、-NHNH-、それらを組み合わせたものなどが挙げられ、さらに置換基を有していてもよい。この中でも、現像液への溶解性や金属密着性の点から、アルキルエーテル基、-NH-を有することが好ましく、樹脂との相互作用と金属錯形成による金属密着性の点から-NH-がより好ましい。 Since it can act simultaneously on resins and metal materials, k is preferably an integer between 2 and 4. Examples of R7 include alkyl groups, cycloalkyl groups, alkoxy groups, alkyl ether groups, alkyl silyl groups, alkoxy silyl groups, aryl groups, aryl ether groups, carboxyl groups, carbonyl groups, allyl groups, vinyl groups, heterocyclic groups, -O-, -NH-, -NHNH-, and combinations thereof, and may further have a substituent. Among these, it is preferable to have an alkyl ether group or -NH- from the viewpoints of solubility in the developer and metal adhesion, and -NH- is more preferable from the viewpoints of interaction with the resin and metal adhesion due to metal complex formation.
一般式(3)で表される化合物は、例としては以下のものが挙げられるが、下記構造に限らない。Examples of compounds represented by general formula (3) include, but are not limited to, the following structures:
酸化防止剤の添加量は、樹脂に対し、0.1~10質量部が好ましく、0.5~5質量部がより好ましい。添加量を0.1質量部以上とすることにより、高温高湿環境下においても伸度特性や金属材料に対する密着性向上の効果が得られやすく、また10質量部以下とすることにより、例えば感光剤との相互作用により、第1の樹脂組成物の感度が向上する。酸化防止剤は1種のみを用いてもよく、2種以上を用いてもよい。2種以上を用いる場合は、それらの合計量が上記範囲となることが好ましい。The amount of antioxidant added is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, relative to the resin. By adding an amount of 0.1 part by mass or more, it is easier to obtain the effect of improving elongation properties and adhesion to metal materials even in a high-temperature and high-humidity environment, and by adding an amount of 10 parts by mass or less, the sensitivity of the first resin composition is improved, for example, by interaction with the photosensitizer. Only one type of antioxidant may be used, or two or more types may be used. When two or more types are used, it is preferable that the total amount thereof is within the above range.
〔凝集防止剤〕
本実施形態の第1の樹脂組成物は、必要に応じて凝集防止剤を含有してもよい。凝集防止剤としては、ポリアクリル酸ナトリウム等が挙げられる。
[Anti-aggregation agent]
The first resin composition of the present embodiment may contain an anti-aggregation agent as necessary. Examples of the anti-aggregation agent include sodium polyacrylate.
本発明においては、凝集防止剤は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の組成物は、凝集防止剤を含んでも含まなくてもよいが、含む場合、凝集防止剤の含有量は、本発明の組成物の全固形分質量に対して、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.02質量%以上5質量%以下であることがより好ましい。
In the present invention, the anti-aggregating agent may be used alone or in combination of two or more kinds.
The composition of the present invention may or may not contain an anti-aggregating agent. When the composition of the present invention contains an anti-aggregating agent, the content of the anti-aggregating agent is preferably from 0.01% by mass to 10% by mass, and more preferably from 0.02% by mass to 5% by mass, relative to the total solid content mass of the composition of the present invention.
〔フェノール系化合物〕
本実施形態の第1の樹脂組成物は、必要に応じてフェノール系化合物を含有してもよい。フェノール系化合物としては、Bis-Z、BisP-EZ、TekP-4HBPA、TrisP-HAP、TrisP-PA、BisOCHP-Z、BisP-MZ、BisP-PZ、BisP-IPZ、BisOCP-IPZ、BisP-CP、BisRS-2P、BisRS-3P、BisP-OCHP、メチレントリス-FR-CR、BisRS-26X(以上、商品名、本州化学工業(株)製)、BIP-PC、BIR-PC、BIR-PTBP、BIR-BIPC-F(以上、商品名、旭有機材工業(株)製)等が挙げられる。
[Phenol compounds]
The first resin composition of the present embodiment may contain a phenolic compound as necessary. Examples of the phenolic compound include Bis-Z, BisP-EZ, TekP-4HBPA, TrisP-HAP, TrisP-PA, BisOCHP-Z, BisP-MZ, BisP-PZ, BisP-IPZ, BisOCP-IPZ, BisP-CP, BisRS-2P, BisRS-3P, BisP-OCHP, Methylenetris-FR-CR, BisRS-26X (all trade names, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), BIP-PC, BIR-PC, BIR-PTBP, and BIR-BIPC-F (all trade names, manufactured by Asahi Organic Chemicals Co., Ltd.).
本発明においては、フェノール系化合物は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の組成物は、フェノール系化合物を含んでも含まなくてもよい。本発明の組成物がフェノール系化合物を含む場合、フェノール系化合物の含有量は、本発明の組成物の全固形分質量に対して、0.01質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.02質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
In the present invention, the phenolic compounds may be used alone or in combination of two or more.
The composition of the present invention may or may not contain a phenolic compound. When the composition of the present invention contains a phenolic compound, the content of the phenolic compound is preferably 0.01% by mass or more and 30% by mass or less, more preferably 0.02% by mass or more and 20% by mass or less, based on the total solid content mass of the composition of the present invention.
〔他の高分子化合物〕
他の高分子化合物としては、シロキサン樹脂、(メタ)アクリル酸を共重合した(メタ)アクリルポリマー、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂およびそれらの共重合体などが挙げられる。他の高分子化合物はメチロール基、アルコキシメチル基、エポキシ基などの架橋基が導入された変性体であってもよい。
[Other polymer compounds]
Examples of the other polymer compounds include siloxane resins, (meth)acrylic polymers copolymerized with (meth)acrylic acid, novolac resins, resol resins, polyhydroxystyrene resins, and copolymers thereof, etc. The other polymer compounds may be modified by introducing a crosslinking group such as a methylol group, an alkoxymethyl group, or an epoxy group.
本発明においては、他の高分子化合物は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の組成物は、他の高分子化合物を含んでも含まなくてもよいが、含む場合、他の高分子化合物の含有量は、本発明の組成物の全固形分質量に対して、0.01質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.02質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
In the present invention, the other polymer compounds may be used alone or in combination of two or more.
The composition of the present invention may or may not contain other polymer compounds. When the composition of the present invention contains other polymer compounds, the content of the other polymer compounds is preferably 0.01 mass % or more and 30 mass % or less, and more preferably 0.02 mass % or more and 20 mass % or less, relative to the total solid content mass of the composition of the present invention.
<第1の樹脂組成物の特性>
本発明の第1の樹脂組成物の粘度は、第1の樹脂組成物の固形分濃度により調整できる。塗布膜厚の観点から、1,000mm2/s~12,000mm2/sが好ましく、2,000mm2/s~10,000mm2/sがより好ましく、2,500mm2/s~8,000mm2/sが更に好ましい。上記範囲であれば、均一性の高い塗布膜を得ることが容易になる。1,000mm2/s以上であれば、例えば再配線層用層間絶縁膜として必要とされる膜厚で塗布することが困難であり、12,000mm2/s以下であれば、塗布面状に優れた塗膜が得られる。
<Characteristics of the first resin composition>
The viscosity of the first resin composition of the present invention can be adjusted by the solid content concentration of the first resin composition. From the viewpoint of the coating film thickness, it is preferably 1,000 mm 2 /s to 12,000 mm 2 /s, more preferably 2,000 mm 2 /s to 10,000 mm 2 /s, and even more preferably 2,500 mm 2 /s to 8,000 mm 2 /s. If it is within the above range, it is easy to obtain a coating film with high uniformity. If it is 1,000 mm 2 /s or more, it is difficult to apply it with a film thickness required for, for example, an interlayer insulating film for a rewiring layer, and if it is 12,000 mm 2 /s or less, a coating film with excellent coating surface condition can be obtained.
<第1の樹脂組成物の含有物質についての制限>
本発明の第1の樹脂組成物の含水率は、2.0質量%未満であることが好ましく、1.5質量%未満であることがより好ましく、1.0質量%未満であることが更に好ましい。
2.0%未満であれば、第1の樹脂組成物の保存安定性が向上する。
水分の含有量を維持する方法としては、保管条件における湿度の調整、保管時の収容容器の空隙率低減などが挙げられる。
<Restrictions on substances contained in the first resin composition>
The water content of the first resin composition of the present invention is preferably less than 2.0% by mass, more preferably less than 1.5% by mass, and even more preferably less than 1.0% by mass.
If the content is less than 2.0%, the storage stability of the first resin composition is improved.
Methods for maintaining the moisture content include adjusting the humidity during storage and reducing the porosity of the container during storage.
本発明の第1の樹脂組成物の金属含有量は、絶縁性の観点から、5質量ppm(parts per million)未満が好ましく、1質量ppm未満がより好ましく、0.5質量ppm未満が更に好ましい。金属としては、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、銅、クロム、ニッケルなどが挙げられるが、有機化合物と金属との錯体として含まれる金属は除く。金属を複数含む場合は、これらの金属の合計が上記範囲であることが好ましい。From the viewpoint of insulation, the metal content of the first resin composition of the present invention is preferably less than 5 ppm by mass (parts per million), more preferably less than 1 ppm by mass, and even more preferably less than 0.5 ppm by mass. Examples of metals include sodium, potassium, magnesium, calcium, iron, copper, chromium, nickel, etc., but metals contained as complexes of organic compounds and metals are excluded. When multiple metals are contained, it is preferable that the total of these metals is within the above range.
また、本発明の第1の樹脂組成物に意図せずに含まれる金属不純物を低減する方法としては、本発明の第1の樹脂組成物を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する、本発明の第1の樹脂組成物を構成する原料に対してフィルターろ過を行う、装置内をポリテトラフルオロエチレン等でライニングしてコンタミネーションを可能な限り抑制した条件下で蒸留を行う等の方法を挙げることができる。 In addition, examples of methods for reducing metal impurities unintentionally contained in the first resin composition of the present invention include selecting raw materials with a low metal content as the raw materials constituting the first resin composition of the present invention, filtering the raw materials constituting the first resin composition of the present invention, and lining the inside of the apparatus with polytetrafluoroethylene or the like to perform distillation under conditions that minimize contamination as much as possible.
本発明の第1の樹脂組成物は、半導体材料としての用途を考慮すると、ハロゲン原子の含有量が、配線腐食性の観点から、500質量ppm未満が好ましく、300質量ppm未満がより好ましく、200質量ppm未満が更に好ましい。中でも、ハロゲンイオンの状態で存在するものは、5質量ppm未満が好ましく、1質量ppm未満がより好ましく、0.5質量ppm未満が更に好ましい。ハロゲン原子としては、塩素原子及び臭素原子が挙げられる。塩素原子及び臭素原子、又は塩素イオン及び臭素イオンの合計がそれぞれ上記範囲であることが好ましい。
ハロゲン原子の含有量を調節する方法としては、イオン交換処理などが好ましく挙げられる。
Considering the use of the first resin composition of the present invention as a semiconductor material, the content of halogen atoms is preferably less than 500 mass ppm, more preferably less than 300 mass ppm, and even more preferably less than 200 mass ppm from the viewpoint of wiring corrosion. Among them, those present in the form of halogen ions are preferably less than 5 mass ppm, more preferably less than 1 mass ppm, and even more preferably less than 0.5 mass ppm. Examples of halogen atoms include chlorine atoms and bromine atoms. It is preferable that the total of chlorine atoms and bromine atoms, or chlorine ions and bromine ions, is within the above range.
A preferred method for adjusting the content of halogen atoms is ion exchange treatment.
本発明の第1の樹脂組成物の収容容器としては従来公知の収容容器を用いることができる。また、収容容器としては、原材料や本発明の第1の樹脂組成物中への不純物混入を抑制することを目的に、容器内壁を6種6層の樹脂で構成された多層ボトルや、6種の樹脂を7層構造にしたボトルを使用することも好ましい。このような容器としては例えば特開2015-123351号公報に記載の容器が挙げられる。A conventionally known container can be used as the container for the first resin composition of the present invention. In addition, it is also preferable to use a multi-layer bottle whose inner wall is made of six types of six layers of resin, or a bottle with a seven-layer structure made of six types of resin, in order to suppress the inclusion of impurities in the raw materials or the first resin composition of the present invention. Examples of such containers include the containers described in JP 2015-123351 A.
<第1の樹脂組成物の調製>
本発明の第1の樹脂組成物は、上記各成分を混合して調製することができる。混合方法は特に限定はなく、従来公知の方法で行うことができる。
混合は撹拌羽による混合、ボールミルによる混合、タンク自身を回転させる混合などを採用することができる。
混合中の温度は10~30℃が好ましく、15~25℃がより好ましい。
<Preparation of first resin composition>
The first resin composition of the present invention can be prepared by mixing the above-mentioned components. The mixing method is not particularly limited, and the components can be prepared by a conventionally known method.
The mixing can be performed by using a stirring blade, a ball mill, or by rotating the tank itself.
The temperature during mixing is preferably from 10 to 30°C, more preferably from 15 to 25°C.
また、本発明の第1の樹脂組成物中のゴミや微粒子等の異物を除去する目的で、フィルターを用いたろ過を行うことが好ましい。フィルター孔径は、例えば5μm以下である態様が挙げられ、1μm以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましく、0.1μm以下が更に好ましい。フィルターの材質は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン又はナイロンが好ましい。フィルターの材質がポリエチレンである場合はHDPE(高密度ポリエチレン)であることがより好ましい。フィルターは、有機溶剤であらかじめ洗浄したものを用いてもよい。フィルターろ過工程では、複数種のフィルターを直列又は並列に接続して用いてもよい。複数種のフィルターを使用する場合は、孔径又は材質が異なるフィルターを組み合わせて使用してもよい。接続態様としては、例えば、1段目として孔径1μmのHDPEフィルターを、2段目として孔径0.2μmのHDPEフィルターを、直列に接続した態様が挙げられる。また、各種材料を複数回ろ過してもよい。複数回ろ過する場合は、循環ろ過であってもよい。また、加圧してろ過を行ってもよい。加圧してろ過を行う場合、加圧する圧力は例えば0.01MPa以上1.0MPa以下である態様が挙げられ、0.03MPa以上0.9MPa以下が好ましく、0.05MPa以上0.7MPa以下がより好ましく、0.05MPa以上0.5MPa以下が更に好ましい。
フィルターを用いたろ過の他、吸着材を用いた不純物の除去処理を行ってもよい。フィルターろ過と吸着材を用いた不純物除去処理とを組み合わせてもよい。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができる。例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機系吸着材、活性炭などの有機系吸着材が挙げられる。
更にフィルターを用いたろ過後、ボトルに充填した第1の樹脂組成物を減圧下に置き、脱気する工程を施しても良い。
In addition, it is preferable to perform filtration using a filter for the purpose of removing foreign matter such as dust and fine particles in the first resin composition of the present invention. The filter pore size may be, for example, 5 μm or less, preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm or less, and even more preferably 0.1 μm or less. The material of the filter is preferably polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon. When the material of the filter is polyethylene, it is more preferable that it is HDPE (high density polyethylene). The filter may be used after being washed in advance with an organic solvent. In the filter filtration process, multiple types of filters may be connected in series or in parallel. When multiple types of filters are used, filters with different pore sizes or materials may be used in combination. As an example of a connection mode, for example, an HDPE filter with a pore size of 1 μm as the first stage and an HDPE filter with a pore size of 0.2 μm as the second stage may be connected in series. In addition, various materials may be filtered multiple times. When filtration is performed multiple times, circulation filtration may be performed. Filtration may also be performed under pressure. When filtration is performed under pressure, the pressure to be applied may be, for example, 0.01 MPa or more and 1.0 MPa or less, preferably 0.03 MPa or more and 0.9 MPa or less, more preferably 0.05 MPa or more and 0.7 MPa or less, and even more preferably 0.05 MPa or more and 0.5 MPa or less.
In addition to filtration using a filter, impurity removal treatment using an adsorbent may be performed. Filter filtration and impurity removal treatment using an adsorbent may be combined. As the adsorbent, a known adsorbent may be used. For example, inorganic adsorbents such as silica gel and zeolite, and organic adsorbents such as activated carbon may be used.
Furthermore, after filtration using a filter, the first resin composition filled in the bottle may be subjected to a degassing step by placing it under reduced pressure.
(第2の樹脂組成物)
本発明の第2の樹脂組成物は、本発明の複合パターンの製造方法における、第2の感光性膜の形成に用いられる樹脂組成物である。
(Second Resin Composition)
The second resin composition of the present invention is a resin composition used for forming a second photosensitive film in the method for producing a composite pattern of the present invention.
第2の樹脂組成物は、樹脂である樹脂Bを含むことが好ましく、樹脂Bとしてポリイミド前駆体、ポリイミド構造を含むポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール構造を含むポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体、ポリアミドイミド構造を含むポリアミドイミド前駆体およびエポキシ樹脂よりなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂を含むことがより好ましい。
樹脂Bにおけるポリイミド前駆体、ポリイミド構造を含むポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール構造を含むポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体、ポリアミドイミド構造を含むポリアミドイミド前駆体は、それぞれ、上述の樹脂Aにおけるポリイミド前駆体、ポリイミド構造を含むポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール構造を含むポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体、ポリアミドイミド構造を含むポリアミドイミド前駆体と同様であり、好ましい態様も同様である。
The second resin composition preferably contains a resin B, and more preferably contains as resin B at least one resin selected from the group consisting of a polyimide precursor, a polyimide precursor containing a polyimide structure, a polybenzoxazole precursor, a polybenzoxazole precursor containing a polybenzoxazole structure, a polyamideimide precursor, a polyamideimide precursor containing a polyamideimide structure, and an epoxy resin.
The polyimide precursor, polyimide precursor having a polyimide structure, polybenzoxazole precursor, polybenzoxazole precursor having a polybenzoxazole structure, polyamideimide precursor, and polyamideimide precursor having a polyamideimide structure in Resin B are similar to the polyimide precursor, polyimide precursor having a polyimide structure, polybenzoxazole precursor, polybenzoxazole precursor having a polybenzoxazole structure, polyamideimide precursor, and polyamideimide precursor having a polyamideimide structure in Resin A described above, respectively, and preferred aspects are also similar.
樹脂Bにおけるエポキシ樹脂としては、特に限定されないが、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリフェノールプロパン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェニレン骨格及びビフェニレン骨格の少なくともいずれかを有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格及びビフェニレン骨格の少なくともいずれかを有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂などのアラルキル型エポキシ樹脂、並びに脂肪族エポキシ樹脂等が挙げられる。
また、第2の樹脂組成物がエポキシ樹脂を含む場合、上述重合性化合物に記載のエポキシ化合物を用いてもよい。
The epoxy resin in Resin B is not particularly limited, but examples thereof include novolac type epoxy resins, bisphenol type epoxy resins, glycidylamine type epoxy resins, glycidyl ether type epoxy resins, triphenolmethane type epoxy resins, triphenolpropane type epoxy resins, alkyl-modified triphenolmethane type epoxy resins, triazine nucleus-containing epoxy resins, dicyclopentadiene-modified phenol type epoxy resins, naphthol type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, aralkyl type epoxy resins such as phenol aralkyl type epoxy resins having at least one of a phenylene skeleton and a biphenylene skeleton, and naphthol aralkyl type epoxy resins having at least one of a phenylene skeleton and a biphenylene skeleton, and aliphatic epoxy resins.
In addition, when the second resin composition contains an epoxy resin, the epoxy compound described above as the polymerizable compound may be used.
その他、本発明の第2の樹脂組成物に含まれる各成分の詳細、及び、第2の樹脂組成物における物性等の特性は、第1の樹脂組成物と同様であり、好ましい態様も同様である。In addition, the details of each component contained in the second resin composition of the present invention, and the physical properties and other characteristics of the second resin composition are the same as those of the first resin composition, and the preferred aspects are also the same.
本発明の複合パターンの製造方法において、上記第1の樹脂組成物と、上記第2の樹脂組成物とが、同一の構造式で表される繰り返し単位を含む樹脂を含む樹脂組成物であることも好ましい。すなわち、上記樹脂Aと樹脂Bが同一の構造式で表される繰り返し単位を含む樹脂であることが好ましく、上記同一の構造式で表される繰り返し単位を2種以上含んでもよい。上記樹脂Aと樹脂Bが同一の構造式で表される繰り返し単位を含む樹脂である場合、同一の構造式で表される繰り返し単位の好ましい含有量としては、例えば、全繰返し単位の30モル%以上である態様が挙げられ、50モル%以上が好ましい。なお、上記同一の構造式で表される繰り返し単位を2種以上含む場合はその合計含有量が上記範囲であればよい。上限は、特に限定されず、例えば、100モル%以下である。
上記態様によれば、硬化による収縮の影響が小さくなり、よりアスペクト比が高い複合パターンが形成しやすいと考えられる。また、第1のパターンと第2のパターンとの密着性に優れる複合パターンが得られる場合がある。
In the method for producing a composite pattern of the present invention, it is also preferable that the first resin composition and the second resin composition are resin compositions containing a resin containing a repeating unit represented by the same structural formula. That is, it is preferable that the resin A and the resin B are resins containing a repeating unit represented by the same structural formula, and may contain two or more types of repeating units represented by the same structural formula. When the resin A and the resin B are resins containing a repeating unit represented by the same structural formula, the preferred content of the repeating unit represented by the same structural formula is, for example, 30 mol% or more of the total repeating units, and preferably 50 mol% or more. In addition, when two or more types of repeating units represented by the same structural formula are contained, the total content may be within the above range. The upper limit is not particularly limited, and is, for example, 100 mol% or less.
According to the above-mentioned embodiment, it is considered that the effect of shrinkage due to curing is reduced, and it is easy to form a composite pattern with a higher aspect ratio. In addition, a composite pattern having excellent adhesion between the first pattern and the second pattern may be obtained.
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。「部」、「%」は特に述べない限り、質量基準である。The present invention will be explained in more detail below with reference to examples. The materials, amounts used, ratios, processing contents, processing procedures, etc. shown in the following examples can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below. "Parts" and "%" are by weight unless otherwise specified.
<合成例1:ポリマーP-1の合成>
4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)7.76g(25ミリモル)および3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物6.23g(25ミリモル)を反応容器に入れ、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)13.4g及びγ―ブチロラクトン100mlを加えた。室温下で撹拌しながら、ピリジン7.91gを加えることにより、反応混合物を得た。反応による発熱の終了後、室温まで放冷し、更に16時間静置した。
次に、氷冷下において、反応混合物に、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)20.6g(99.9ミリモル)をγ-ブチロラクトン30mlに溶解した溶液を、撹拌しながら40分かけて加えた。続いて、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(DADPE)9.3g(46ミリモル)をγ-ブチロラクトン350mlに加えた懸濁液を、攪拌しながら60分かけて加えた。
更に室温で2時間撹拌した後、エチルアルコール3mlを加えて1時間撹拌した。その後、γ-ブチロラクトン100mlを加えた。反応混合物に生じた沈殿物を、ろ過により取り除き、反応液を得た。
得られた反応液を3リットルのエチルアルコールに加えて、粗ポリマーを含む沈殿物を生成した。生成した粗ポリマーを含む沈殿物を濾取し、テトラヒドロフラン200mlリットルに溶解させて粗ポリマー溶液を得た。得られた粗ポリマー溶液を3リットルの水に滴下して沈殿物を得た。得られた沈殿物を濾取した後に真空乾燥することにより、粉末状のポリマーP-1を得た。
このポリマーの重量平均分子量(Mw)を測定したところ、23,000であった。
ポリマーP-1は下記構造の樹脂である。括弧の添字は各繰り返し単位のモル比を表す。
7.76 g (25 mmol) of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA) and 6.23 g (25 mmol) of 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride were placed in a reaction vessel, and 13.4 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and 100 ml of γ-butyrolactone were added. 7.91 g of pyridine was added while stirring at room temperature to obtain a reaction mixture. After the heat generation due to the reaction had ceased, the mixture was allowed to cool to room temperature and was allowed to stand for a further 16 hours.
Next, a solution of 20.6 g (99.9 mmol) of dicyclohexylcarbodiimide (DCC) in 30 ml of γ-butyrolactone was added to the reaction mixture under ice cooling over a period of 40 minutes with stirring, followed by the addition of a suspension of 9.3 g (46 mmol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether (DADPE) in 350 ml of γ-butyrolactone over a period of 60 minutes with stirring.
After stirring at room temperature for an additional 2 hours, 3 ml of ethyl alcohol was added and stirred for 1 hour, followed by adding 100 ml of γ-butyrolactone. The precipitate formed in the reaction mixture was removed by filtration to obtain a reaction liquid.
The obtained reaction solution was added to 3 liters of ethyl alcohol to generate a precipitate containing a crude polymer. The generated precipitate containing a crude polymer was filtered and dissolved in 200 ml of tetrahydrofuran to obtain a crude polymer solution. The obtained crude polymer solution was dropped into 3 liters of water to obtain a precipitate. The obtained precipitate was filtered and then vacuum dried to obtain a powdered polymer P-1.
The weight average molecular weight (Mw) of this polymer was measured and found to be 23,000.
Polymer P-1 is a resin having the following structure: The subscripts in parentheses indicate the molar ratio of each repeating unit.
<合成例2:ポリマーP-2の合成>
20.0g(64.5ミリモル)の4,4’-オキシジフタル酸無水物(140℃で12時間乾燥した)と、16.8g(129ミリモル)の2-ヒドロキシエチルメタクリレートと、0.05gのハイドロキノンと、20.4g(258ミリモル)のピリジンと、100gのダイグライムとを混合し、60℃の温度で18時間撹拌して、4,4’-オキシジフタル酸と2-ヒドロキシエチルメタクリレートのジエステルを製造した。次いで、得られたジエステルをSOCl2により塩素化した後、合成例5と同様の方法で4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルビフェニルでポリイミド前駆体に変換し、合成例5と同様の方法でポリマーP-2を得た。ポリマーP-2の重量平均分子量は、29,000であった。
ポリマーP-2は下記構造の樹脂である。
20.0 g (64.5 mmol) of 4,4'-oxydiphthalic anhydride (dried at 140°C for 12 hours), 16.8 g (129 mmol) of 2-hydroxyethyl methacrylate, 0.05 g of hydroquinone, 20.4 g (258 mmol) of pyridine, and 100 g of diglyme were mixed and stirred at a temperature of 60°C for 18 hours to produce a diester of 4,4'-oxydiphthalic acid and 2-hydroxyethyl methacrylate. The resulting diester was then chlorinated with SOCl2 , and converted into a polyimide precursor with 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl in the same manner as in Synthesis Example 5, to obtain polymer P-2 in the same manner as in Synthesis Example 5. The weight average molecular weight of polymer P-2 was 29,000.
Polymer P-2 is a resin having the following structure:
<合成例3:ポリマーP-3の合成>
4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)15.5g(50ミリモル)を反応容器に入れ、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)13.4g及びγ―ブチロラクトン100mlを加えた。室温下で撹拌しながら、ピリジン7.91gを加えることにより、反応混合物を得た。反応による発熱の終了後、室温まで放冷し、更に16時間静置した。
次に、氷冷下において、反応混合物に、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)20.6g(99.9ミリモル)をγ-ブチロラクトン30mlに溶解した溶液を、撹拌しながら40分かけて加えた。続いて、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(DADPE)9.3g(46ミリモル)をγ-ブチロラクトン350mlに加えた懸濁液を、攪拌しながら60分かけて加えた。
更に室温で2時間撹拌した後、エチルアルコール3mlを加えて1時間撹拌した。その後、γ-ブチロラクトン100mlを加えた。反応混合物中に生じた沈殿物を、ろ過により取り除き、反応液を得た。
得られた反応液を3リットルのエチルアルコールに加えて、粗ポリマーを含む沈殿物を生成した。生成した粗ポリマーを含む沈殿物を濾取し、テトラヒドロフラン200mlリットルに溶解ささえて粗ポリマー溶液を得た。得られた粗ポリマー溶液を3リットルの水に滴下して沈殿物を得た。得られた沈殿物を濾取した後に真空乾燥することにより、粉末状のポリマーP-3を得た。
このポリマーP-3の重量平均分子量(Mw)を測定したところ、27,000であった。
ポリマーP-3は下記構造の樹脂である。
15.5 g (50 mmol) of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA) was placed in a reaction vessel, and 13.4 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and 100 ml of γ-butyrolactone were added. 7.91 g of pyridine was added with stirring at room temperature to obtain a reaction mixture. After the heat generation due to the reaction had ceased, the mixture was allowed to cool to room temperature and was left to stand for a further 16 hours.
Next, a solution of 20.6 g (99.9 mmol) of dicyclohexylcarbodiimide (DCC) in 30 ml of γ-butyrolactone was added to the reaction mixture under ice cooling over a period of 40 minutes with stirring, followed by the addition of a suspension of 9.3 g (46 mmol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether (DADPE) in 350 ml of γ-butyrolactone over a period of 60 minutes with stirring.
After stirring at room temperature for an additional 2 hours, 3 ml of ethyl alcohol was added and stirred for 1 hour. Then, 100 ml of γ-butyrolactone was added. The precipitate formed in the reaction mixture was removed by filtration to obtain a reaction liquid.
The obtained reaction solution was added to 3 liters of ethyl alcohol to produce a precipitate containing a crude polymer. The produced precipitate containing a crude polymer was filtered and dissolved in 200 ml of tetrahydrofuran to obtain a crude polymer solution. The obtained crude polymer solution was dropped into 3 liters of water to obtain a precipitate. The obtained precipitate was filtered and then vacuum dried to obtain a powdered polymer P-3.
The weight average molecular weight (Mw) of this polymer P-3 was measured and found to be 27,000.
Polymer P-3 is a resin having the following structure:
<合成例4:ポリマーP-4の合成>
3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物14.7g(50ミリモル)を反応容器に入れ、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)13.4g及びγ―ブチロラクトン100mlを加えた。室温下で撹拌しながら、ピリジン7.91gを加えることにより、反応混合物を得た。反応による発熱の終了後、室温まで放冷し、更に16時間静置した。
次に、氷冷下において、反応混合物に、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)20.6g(99.9ミリモル)をγ-ブチロラクトン30mlに溶解した溶液を、撹拌しながら40分かけて加えた。続いて、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(DADPE)9.3g(46ミリモル)をγ-ブチロラクトン350mlに加えた懸濁液を、撹拌しながら60分かけて加えた。以下合成例1と同様に精製、乾燥を実施しP-4のポリマーを得た。このポリマーの重量平均分子量(Mw)を測定したところ、28,000であった。
ポリマーP-4は下記構造の樹脂である。
14.7 g (50 mmol) of 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride was placed in a reaction vessel, and 13.4 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and 100 ml of γ-butyrolactone were added. 7.91 g of pyridine was added while stirring at room temperature to obtain a reaction mixture. After the heat generation due to the reaction had ceased, the mixture was allowed to cool to room temperature and was left to stand for another 16 hours.
Next, under ice cooling, a solution of 20.6 g (99.9 mmol) of dicyclohexylcarbodiimide (DCC) dissolved in 30 ml of γ-butyrolactone was added to the reaction mixture over 40 minutes while stirring. Then, a suspension of 9.3 g (46 mmol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether (DADPE) added to 350 ml of γ-butyrolactone was added over 60 minutes while stirring. Thereafter, purification and drying were carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain a polymer P-4. The weight average molecular weight (Mw) of this polymer was measured and found to be 28,000.
Polymer P-4 is a resin having the following structure:
<合成例5:ポリマーP-5の合成>
20.0g(64.5ミリモル)の4,4’-オキシジフタル酸無水物(140℃で12時間乾燥した)と、16.8g(129ミリモル)の2-ヒドロキシエチルメタクリレートと、0.05gのハイドロキノンと、20.4g(258ミリモル)のピリジンと、100gのダイグライムとを混合し、60℃の温度で18時間撹拌して、4,4’-オキシジフタル酸と2-ヒドロキシエチルメタクリレートのジエステルを含む反応混合物製造した。次いで、反応混合物を-5℃に冷却し、温度を-5±2℃に保ちながら16.12g(135.5ミリモル)のSOCl2を2時間かけて加えた。次いで、100mLのN-メチルピロリドンに11.32g(60.0ミリモル)の4,4’-ジアミノジフェニルエーテルを溶解させた溶液を、-5~0℃の温度範囲に調整しつつ、2時間かけて反応混合物に滴下した。反応混合物を0℃で1時間反応させたのち、エタノールを70g加えて、室温で1時間撹拌した。次いで、反応混合物を5リットルの水に加えてポリイミド前駆体を沈殿させた後、5,000rpmの速度で15分間遠心分離を行った。沈殿物を濾取し、4リットルの水に加えて再度30分間撹拌した後、再び沈殿物を濾取した。次いで、得られた沈殿物を減圧下で、45℃で2日間乾燥し、ポリマーP―5を得た。ポリマーP-5の重量平均分子量は、31,000であった。
ポリマーP-5は下記構造の樹脂である。
20.0 g (64.5 mmol) of 4,4'-oxydiphthalic anhydride (dried at 140°C for 12 hours), 16.8 g (129 mmol) of 2-hydroxyethyl methacrylate, 0.05 g of hydroquinone, 20.4 g (258 mmol) of pyridine, and 100 g of diglyme were mixed and stirred at a temperature of 60°C for 18 hours to produce a reaction mixture containing the diester of 4,4'-oxydiphthalic acid and 2-hydroxyethyl methacrylate. The reaction mixture was then cooled to -5°C, and 16.12 g (135.5 mmol) of SOCl2 was added over 2 hours while maintaining the temperature at -5±2°C. Next, a solution of 11.32 g (60.0 mmol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether dissolved in 100 mL of N-methylpyrrolidone was dropped into the reaction mixture over 2 hours while adjusting the temperature to the range of -5 to 0°C. The reaction mixture was reacted at 0°C for 1 hour, and then 70 g of ethanol was added and stirred at room temperature for 1 hour. The reaction mixture was then added to 5 liters of water to precipitate a polyimide precursor, and centrifuged at a speed of 5,000 rpm for 15 minutes. The precipitate was collected by filtration, added to 4 liters of water and stirred again for 30 minutes, and the precipitate was collected by filtration again. The obtained precipitate was then dried under reduced pressure at 45°C for 2 days to obtain polymer P-5. The weight average molecular weight of polymer P-5 was 31,000.
Polymer P-5 is a resin having the following structure:
<合成例6:ポリマーP-6の合成>
20.0g(64.5ミリモル)の4,4’-オキシジフタル酸無水物(140℃で12時間乾燥した)と、16.8g(129ミリモル)の2-ヒドロキシエチルメタクリレートと、0.05gのハイドロキノンと、20.4g(258ミリモル)のピリジンと、100gのダイグライムとを混合し、60℃の温度で18時間撹拌して、4,4’-オキシジフタル酸と2-ヒドロキシエチルメタクリレートのジエステルを製造した。次いで、得られたジエステルをSOCl2により塩素化した後、合成例5と同様の方法で4,4’-ジアミノジフェニルエーテルを合成例5対比で2%減量した量をN-メチルピロリドンに溶解させ、同様に反応し、ポリイミド前駆体に変換し、合成例5と同様の方法でポリマーP-6を得た。ポリマーP-6の重量平均分子量は、18,000であった。
20.0 g (64.5 mmol) of 4,4'-oxydiphthalic anhydride (dried at 140°C for 12 hours), 16.8 g (129 mmol) of 2-hydroxyethyl methacrylate, 0.05 g of hydroquinone, 20.4 g (258 mmol) of pyridine, and 100 g of diglyme were mixed and stirred at a temperature of 60°C for 18 hours to produce a diester of 4,4'-oxydiphthalic acid and 2-hydroxyethyl methacrylate. The diester obtained was then chlorinated with SOCl2 , and 4,4'-diaminodiphenyl ether was dissolved in N-methylpyrrolidone in an amount reduced by 2% compared to that of Synthesis Example 5 in the same manner as in Synthesis Example 5, and reacted in the same manner to convert it into a polyimide precursor, and polymer P-6 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 5. The weight average molecular weight of polymer P-6 was 18,000.
<合成例7:ポリマーP-7の合成>
N-メチルピロリドン60gが入った反応容器に2,2-ビス(3-アミノー4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン13.9g(38ミリモル)を添加し、撹拌にて溶解した。次に0~5℃の温度範囲でドデカン二酸ジクロリド10.7g(40ミリモル)を10分で滴下、その後60分間攪拌した。次に3リットルの水に反応溶液を投入し、析出物を得た。析出物を純水で洗浄後、乾燥してポリマーP-7(ポリベンゾオキサゾール前駆体)を得た。ポリマーP-7の重量平均分子量は、32,000であった。
Synthesis Example 7: Synthesis of Polymer P-7
13.9 g (38 mmol) of 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane was added to a reaction vessel containing 60 g of N-methylpyrrolidone, and dissolved by stirring. Next, 10.7 g (40 mmol) of dodecanedioic acid dichloride was added dropwise over 10 minutes at a temperature range of 0 to 5°C, and then the mixture was stirred for 60 minutes. Next, the reaction solution was poured into 3 liters of water to obtain a precipitate. The precipitate was washed with pure water and then dried to obtain polymer P-7 (polybenzoxazole precursor). The weight average molecular weight of polymer P-7 was 32,000.
<合成例8:ポリマーP-8の合成>
乾燥窒素気流下、N-メチルピロリドン100gを仕込み、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン32.96g(90ミリモル)、m-アミノフェノール2.18g(20ミリモル)を添加し、室温で撹拌溶解した後、反応溶液の温度を-10~0℃に保ちながら、ドデカン二酸ジクロリド20.04g(75ミリモル)を10分間で滴下した後、4,4’-ジフェニルエーテルジカルボン酸クロリド7.38g(25ミリモル)を加え、室温で3時間撹拌を続けた。反応溶液を3リットルの水に投入し、析出物を回収、純水で3回洗浄した後、50℃の通風乾燥機で3日間乾燥し、ポリベンゾオキサゾール前駆体(ポリマーP-8)の粉末を得た。ポリマーP-8の重量平均分子量は31,000であった。
<Synthesis Example 8: Synthesis of Polymer P-8>
Under a dry nitrogen stream, 100 g of N-methylpyrrolidone was charged, 32.96 g (90 mmol) of 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane and 2.18 g (20 mmol) of m-aminophenol were added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature. Then, 20.04 g (75 mmol) of dodecanedioic acid dichloride was added dropwise over 10 minutes while maintaining the temperature of the reaction solution at -10 to 0°C, and 7.38 g (25 mmol) of 4,4'-diphenyletherdicarboxylic acid chloride was added, and stirring was continued for 3 hours at room temperature. The reaction solution was poured into 3 liters of water, and the precipitate was collected and washed three times with pure water, and then dried for 3 days in a 50°C ventilated dryer to obtain a powder of polybenzoxazole precursor (polymer P-8). The weight average molecular weight of polymer P-8 was 31,000.
<合成例9:ポリマーP-9の合成>
乾燥窒素気流下、4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテルと1-ヒドロキシベンゾトリアゾールからなるジカルボン酸ジエステル88.64g(180ミリモル)、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン65.93g(180ミリモル)、ED-600(商品名、HUNTSMAN(株)製)12.00g(20ミリモル)、NMP800gを25℃で30分反応させ、次いでオイルバスで加熱し、80℃で8時間反応させた。次に末端封止剤として5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物12.31g(75ミリモル)を加え、80℃でさらに3時間攪拌して反応を終了した。反応終了後、溶液を室温まで冷却した後、反応混合物を濾過し、反応混合物を、水/イソプロパノール=3/1(体積比)の混合液2Lに投入して沈殿を得た。この沈殿を濾過で集めて、水で3回洗浄した後、80℃の真空乾燥機で20時間乾燥し、ポリマーP-9(ポリベンゾオキサゾール前駆体)を得た。ポリマーP-9の重量平均分子量は28,000であった。
Synthesis Example 9: Synthesis of Polymer P-9
Under a dry nitrogen stream, 88.64 g (180 mmol) of dicarboxylate consisting of 4,4'-dicarboxydiphenyl ether and 1-hydroxybenzotriazole, 65.93 g (180 mmol) of 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, 12.00 g (20 mmol) of ED-600 (trade name, manufactured by HUNTSMAN Co., Ltd.), and 800 g of NMP were reacted at 25 ° C. for 30 minutes, then heated in an oil bath and reacted at 80 ° C. for 8 hours. Next, 12.31 g (75 mmol) of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride was added as a terminal blocking agent, and the reaction was terminated by stirring at 80 ° C. for another 3 hours. After the reaction was completed, the solution was cooled to room temperature, and the reaction mixture was filtered, and the reaction mixture was poured into 2 L of a mixture of water/isopropanol = 3/1 (volume ratio) to obtain a precipitate. The precipitate was collected by filtration, washed three times with water, and then dried in a vacuum dryer at 80° C. for 20 hours to obtain Polymer P-9 (polybenzoxazole precursor). The weight average molecular weight of Polymer P-9 was 28,000.
<実施例及び比較例>
下記表に記載の成分を混合し、各組成物を得た。
具体的には、表に記載の成分の含有量は、表の「質量部」に記載の量とした。
得られた組成物を、フィルタ孔径が0.2μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターを通して加圧ろ過した。
また、表中、「-」の記載は該当する成分を組成物が含有していないことを示している。
<Examples and Comparative Examples>
The components shown in the table below were mixed to obtain each composition.
Specifically, the contents of the components shown in the table were the amounts shown in the "parts by mass" column of the table.
The obtained composition was pressure filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a filter pore size of 0.2 μm.
In the table, "-" indicates that the composition does not contain the corresponding component.
表に記載した各成分の詳細は下記の通りである。 Details of each ingredient listed in the table are as follows:
〔樹脂〕
・P-1~P-9:上記で合成したP-1~P-9
・P-10:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(LX-01、ダイソー社製)
・P-11:脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学工業社製、CEL2021)
・P-12:多官能エポキシ樹脂(VG-3101L、プリンテック社製)
〔resin〕
P-1 to P-9: P-1 to P-9 synthesized above
P-10: Bisphenol A type epoxy resin (LX-01, manufactured by Daiso Co., Ltd.)
P-11: Alicyclic epoxy resin (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., CEL2021)
P-12: Multifunctional epoxy resin (VG-3101L, manufactured by Printec Co., Ltd.)
〔重合性化合物〕
・B-1:新中村化学工業(株)製、ポリエチレングリコールメタクリレートG4
・B-2:新中村化学工業(株)製、A-TMMT
・B-3:ニカラックMX-270((株)三和ケミカル製)
・B-4:TML-BPA(本州化学工業(株)製)
・B-5:セロキサイド2021P((株)ダイセル製)
・B-6:テトラエチレングリコールジメタクリレート
・B-7:下記構造の化合物
・B-8:トリメチロールプロパントリアクリレート(CAS. 15625-89-5)
・B-9:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
・B-10:PR-53365(住友ベークライト製)
B-1: Polyethylene glycol methacrylate G4, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.
・B-2: Manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd., A-TMMT
B-3: Nikalac MX-270 (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.)
B-4: TML-BPA (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.)
B-5: Celloxide 2021P (manufactured by Daicel Corporation)
B-6: Tetraethylene glycol dimethacrylate B-7: Compound having the following structure B-8: Trimethylolpropane triacrylate (CAS. 15625-89-5)
B-9: Dipentaerythritol hexaacrylate B-10: PR-53365 (manufactured by Sumitomo Bakelite)
〔重合開始剤〕
・C-1:Irgacure OXE-01(BASF社製)
・C-2:Irgacure OXE-02(BASF社製)
・C-3:Irgacure 784(BASF社製)
・C-4:CPI-210S(サンアプロ(株)製)
・C-5:Lambson社製G-1820
・C-6:TrisP-PA(α,α,α'-トリス(4-ヒドロキシフェニル)-1-エチル-4-イソプロピルベンゼン)のヒドロキシ基を1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-4-スルホニルクロリドを用いてジアゾナフトキノン化した化合物
・C-7:1-フェニル-2-[(ベンゾイルオキシ)イミノ]-1-プロパノン
・C-8:Irgacure 290(BASF社製)
[Polymerization initiator]
C-1: Irgacure OXE-01 (manufactured by BASF)
C-2: Irgacure OXE-02 (manufactured by BASF)
C-3: Irgacure 784 (manufactured by BASF)
・C-4: CPI-210S (manufactured by San-Apro Co., Ltd.)
C-5: Lambson G-1820
C-6: A compound obtained by converting the hydroxy group of TrisP-PA (α,α,α'-tris(4-hydroxyphenyl)-1-ethyl-4-isopropylbenzene) into diazonaphthoquinone using 1,2-naphthoquinone-2-diazide-4-sulfonyl chloride; C-7: 1-phenyl-2-[(benzoyloxy)imino]-1-propanone; C-8: Irgacure 290 (manufactured by BASF)
〔金属接着性改良剤〕
・D-1:KBM-403(信越シリコーン(株)製)
・D-2:γウレイドプロピルトリエチルシラン
・D-3:N-[3-(トリエトキシシリル)プロピル]マレインアミド酸
・D-4:N-(3-トリエトキシシリル)プロピル)-フタルアミド酸
[Metal adhesion improver]
D-1: KBM-403 (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.)
D-2: γ-ureidopropyltriethylsilane D-3: N-[3-(triethoxysilyl)propyl]maleamic acid D-4: N-(3-triethoxysilyl)propyl)-phthalamic acid
〔マイグレーション抑制剤〕
・E-1:5-アミノテトラゾール
[Migration Inhibitor]
E-1: 5-aminotetrazole
〔重合禁止剤〕
・F-1:2MeHQ(メトキシヒドロキノン)
・F-2:TAOBN(1,4,4-トリメチル-2,3-ジアザビシクロ[3.2.2]-ノナ-2-エン-N,N-ジクソイド)
[Polymerization inhibitor]
F-1: 2MeHQ (methoxyhydroquinone)
F-2: TAOBN (1,4,4-trimethyl-2,3-diazabicyclo[3.2.2]-non-2-ene-N,N-dixoid)
〔界面活性剤〕
・G-1:メガファックF444(DIC(株)製)
[Surfactant]
G-1: Megafac F444 (DIC Corporation)
〔塩基発生剤〕
・H-1:1-[4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペリジニル]-3-(2-ヒドロキシフェニル)-1-プロパノン
[Base Generator]
H-1: 1-[4-(2-hydroxyethyl)-1-piperidinyl]-3-(2-hydroxyphenyl)-1-propanone
〔添加剤〕
・I-1:下記構造の化合物
・I-2:N-フェニルジエタノールアミン
・I-3:下記構造の化合物
I-1: Compound having the following structure I-2: N-phenyldiethanolamine I-3: Compound having the following structure
〔溶剤〕
・J-1:GBL(γ-ブチロラクトン)
・J-2:DMSO(ジメチルスルホキシド)
・J-3:EL(乳酸エチル)
・J-4:NMP(N-メチル-2-ピロリドン)
〔solvent〕
J-1: GBL (γ-butyrolactone)
J-2: DMSO (dimethyl sulfoxide)
J-3: EL (ethyl lactate)
J-4: NMP (N-methyl-2-pyrrolidone)
(評価)
<複合パターンの作製>
各実施例において、表に記載の第1の組成物をシリコンウエハ上にスピンコート法により適用し、ホットプレート上で、100℃で5分間乾燥して、シリコンウエハ上に厚さ20μmの均一な厚さの第1の感光性層(第1の感光性膜)を形成した。
上記第1の感光性層に、5μmから25μmまで1μm刻みの寸法用のサイズとなっているトレンチパターン(各ピッチ寸法は各トレンチ寸法の8倍)を有するフォトマスクを介して、400mJ/cm2の紫外線を照射した(第1露光工程)。露光後の第1の感光性層をシクロペンタノンを用いて現像し、PGMEAを用いてリンスを行い、第1のパターンを形成した(第1現像工程)。
現像後、第1のパターンの上、及び、上記第1のパターンが第1現像工程により除かれた領域上に、表に記載の第2の組成物をスピンコート法により適用し、ホットプレート上で、100℃で5分間乾燥して、厚さ20μmの均一な厚さの第2の感光性層(第2の感光性膜)を形成した。
上記第2の感光性層に、上述のフォトマスクを介して、上記第1の感光性層における露光領域と重なるように、400mJ/cm2の紫外線を照射した(第2露光工程)。露光後の第2の感光性層をシクロペンタノンを用いて現像し、PGMEAを用いてリンスを行い、第2のパターンを形成した(第2現像工程)。
また、「第3の樹脂組成物」の欄に組成物の記載がある例においては、上記第2のパターンの上に、上記第2のパターンの形成と同様の方法により、第3のパターンを形成した。
その後、第1のパターン及び第2のパターンを加熱炉を用いて表中の「キュア条件」の欄に記載の加熱温度及び加熱時間により加熱(変性工程)し、複合パターンを得た。
比較例1においては、第1のパターンのみを形成し、第2のパターンを形成しなかった以外は、実施例と同様の方法によりパターンを形成した。
また、比較例2においては、上記変性工程を、上記第1現像工程、第2現像工程の後にそれぞれ行った以外は、実施例と同様の方法により複合パターンを形成した。
(evaluation)
<Preparation of Composite Pattern>
In each example, the first composition shown in the table was applied onto a silicon wafer by spin coating and dried on a hot plate at 100° C. for 5 minutes to form a first photosensitive layer (first photosensitive film) having a uniform thickness of 20 μm on the silicon wafer.
The first photosensitive layer was irradiated with ultraviolet light at 400 mJ/ cm2 through a photomask having a trench pattern (each pitch dimension is 8 times each trench dimension) with dimensions for dimensions from 5 μm to 25 μm in 1 μm increments (first exposure step). The first photosensitive layer after exposure was developed using cyclopentanone and rinsed using PGMEA to form a first pattern (first development step).
After development, the second composition shown in the table was applied by spin coating onto the first pattern and onto the area where the first pattern had been removed by the first development step, and dried on a hot plate at 100° C. for 5 minutes to form a second photosensitive layer (second photosensitive film) with a uniform thickness of 20 μm.
The second photosensitive layer was irradiated with ultraviolet light at 400 mJ/cm 2 through the photomask so as to overlap with the exposed region of the first photosensitive layer (second exposure step). The exposed second photosensitive layer was developed using cyclopentanone and rinsed using PGMEA to form a second pattern (second development step).
In addition, in the examples in which the composition is described in the "Third resin composition" column, a third pattern was formed on the second pattern by a method similar to that for forming the second pattern.
Thereafter, the first pattern and the second pattern were heated in a heating furnace at the heating temperature and for the heating time shown in the "Cure Conditions" column in the table (modification step) to obtain a composite pattern.
In Comparative Example 1, a pattern was formed in the same manner as in the Example, except that only the first pattern was formed and the second pattern was not formed.
In Comparative Example 2, a composite pattern was formed in the same manner as in Example, except that the modification step was carried out after each of the first and second development steps.
<環化率の測定>
環化率は、第1現像工程および第2現像工程を適用した後それぞれにおいて、第1のパターン(第1の感光性組成物由来のパターン)を赤外吸収スペクトル法により測定し、第1のパターンに含まれる樹脂Aの環化率を算出した。
まず、第1の感光性組成物のパターニング後、第1現像工程後の第1のパターンにおける樹脂Aの環化率(環化率1)を赤外吸収スペクトル法により測定した。続いて、第2の感光性組成物のパターニング後、第2の感光性組成物のパターンが残存せず、かつ、第1の感光性組成物のパターンが残存する部分について、第2現像工程後の第1のパターンにおける樹脂Aの環化率(環化率2)を赤外吸収スペクトル法により測定した。
第1の感光性組成物がポリイミド前駆体を含む場合は、第1の感光性組成物のパターニング後(上記第1現像工程の後)に、第1のパターンにおけるイミド構造由来の吸収ピークである1377cm-1付近のピーク強度P1を求めた。次に、第2の感光性組成物のパターニング後(上記第2現像工程の後)、第2の感光性組成物のパターンが残存せず、第1の感光性組成物のパターンが残存する部分の赤外吸収スペクトルを測定し、1377cm-1付近のピーク強度P2を求めた。
同様に第1の感光性組成物がポリベンゾオキサゾール前駆体の場合は、ベンゾオキサゾール構造由来の吸収ピークである1554cm-1付近のピーク強度P1を求めた。次に、第2の感光性組成物のパターニング後、第2の感光性組成物のパターンが残存せず、第1の感光性組成物のパターンが残存する部分の赤外吸収スペクトルを測定し、1554cm-1付近のピーク強度P2を求めた。
いずれの樹脂においても、得られたピーク強度P1、P2を用い、下記式に基づいて、環化率を求めた。結果は下記表の「環化率」の欄に記載した。
環化率(%)=(ピーク強度P2/ピーク強度P1)×100
表中、「<1.1」の記載は、上記割合が1.1未満であることを、「>1.5」の記載は、上記割合が1.5を超えることを意味している。
<Measurement of Cyclization Rate>
The cyclization rate was determined by measuring the first pattern (the pattern derived from the first photosensitive composition) by infrared absorption spectroscopy after each of the first and second development steps, and calculating the cyclization rate of the resin A contained in the first pattern.
First, after patterning the first photosensitive composition, the cyclization rate of resin A in the first pattern after the first development step (cyclization rate 1) was measured by infrared absorption spectroscopy. Then, after patterning the second photosensitive composition, the cyclization rate of resin A in the first pattern after the second development step (cyclization rate 2) was measured by infrared absorption spectroscopy for a portion where the pattern of the second photosensitive composition did not remain and the pattern of the first photosensitive composition remained.
When the first photosensitive composition contained a polyimide precursor, after patterning of the first photosensitive composition (after the above-mentioned first developing step), a peak intensity P1 near 1377 cm −1 , which is an absorption peak derived from an imide structure in the first pattern, was obtained. Next, after patterning of the second photosensitive composition (after the above-mentioned second developing step), an infrared absorption spectrum was measured for a portion where the pattern of the second photosensitive composition did not remain but the pattern of the first photosensitive composition remained, and a peak intensity P2 near 1377 cm −1 was obtained.
Similarly, when the first photosensitive composition was a polybenzoxazole precursor, the peak intensity P1 near 1554 cm -1 , which is an absorption peak derived from the benzoxazole structure, was determined. Next, after patterning of the second photosensitive composition, the infrared absorption spectrum of a portion where the pattern of the first photosensitive composition remained but no pattern of the second photosensitive composition remained was measured, and the peak intensity P2 near 1554 cm -1 was determined.
For each resin, the cyclization rate was calculated based on the obtained peak intensities P1 and P2 according to the following formula: The results are shown in the "Cyclization rate" column in the table below.
Cyclization rate (%) = (peak intensity P2/peak intensity P1) x 100
In the table, the notation "<1.1" means that the above ratio is less than 1.1, and the notation ">1.5" means that the above ratio is greater than 1.5.
<残膜率の測定>
第1のパターン形成後、及び、第2のパターン形成後に断面SEM(走査型電子顕微鏡による断面観察)を用いて第1のパターンにおける残膜率を測定した。
第1のパターン形成後のパターンの高さをT1とし、第2のパターン形成後の第1のパターンの高さをT2とし、下記の式にて残膜率とした。
残膜率(%)=(T1/T2)×100
残膜率は70%以上の場合はAとし、70%未満の場合をBとした。
<Measurement of remaining film rate>
After the first pattern was formed and after the second pattern was formed, the residual film rate in the first pattern was measured using cross-sectional SEM (cross-sectional observation with a scanning electron microscope).
The height of the pattern after the first pattern was formed was designated as T1, and the height of the first pattern after the second pattern was formed was designated as T2, and the remaining film ratio was calculated by the following formula.
Remaining film rate (%) = (T1/T2) x 100
The residual film rate was rated as A when it was 70% or more, and B when it was less than 70%.
<溶解速度比の測定>
第1の感光性膜および第2の感光性膜を作製した後、溶解速度はリソテックジャパン製RDA-790を用いて測定した。溶剤現像ではシクロペンタノン、アルカリ現像では2.38質量%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)水溶液を用いた。第1の感光性膜の溶解速度をR1とし、第2の感光性膜の溶解速度をR2として溶解速度比を下記の式にて計算した。
溶解速度比=(R2/R1)評価結果は表中の「溶解速度比」の欄に記載した。
・溶解速度比が1.05以上の場合をAと表記、
・溶解速度比が1.05未満、1.0以上の場合をBと表記
・溶解速度比が1.0未満の場合をCと表記とした。
<Measurement of dissolution rate ratio>
After preparing the first and second photosensitive films, the dissolution rates were measured using an RDA-790 manufactured by LithoTech Japan. Cyclopentanone was used for the solvent development, and a 2.38% by mass TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution was used for the alkali development. The dissolution rate of the first photosensitive film was R1, and the dissolution rate of the second photosensitive film was R2, and the dissolution rate ratio was calculated using the following formula.
Dissolution rate ratio=(R2/R1) The evaluation results are shown in the "Dissolution rate ratio" column in the table.
・When the dissolution rate ratio is 1.05 or more, it is indicated as A.
- When the dissolution rate ratio was less than 1.05 and 1.0 or more, it was indicated as B. - When the dissolution rate ratio was less than 1.0, it was indicated as C.
<アスペクト比の測定>
アスペクト比は断面SEMにて測定した。第1、第2もしくは第3の感光性組成物のパターン形成後の合計の残膜(パターンの高さ)をT3として、その時に得られた最小のトレンチもしくはコンタクトホールの線幅をD1とし、下記の式にてアスペクト比を得た。
アスペクト比=T3/D1
算出されたアスペクト比から、下記評価基準に従って評価を行い、評価結果は表中の「アスペクト比」の欄に記載した。
-評価基準-
アスペクト比が9以上である場合をS
アスペクト比が9未満から6以上の場合をA、
アスペクト比が6未満から4.5以上の場合をB、
アスペクト比が4.5未満から3以上の場合をC、
アスペクト比が3未満の場合をDとした。
<Aspect ratio measurement>
The aspect ratio was measured by a cross-sectional SEM. The total remaining film (pattern height) after patterning of the first, second or third photosensitive composition was defined as T3, and the minimum line width of the trench or contact hole obtained at that time was defined as D1, and the aspect ratio was calculated by the following formula.
Aspect ratio = T3/D1
From the calculated aspect ratio, evaluation was performed according to the following evaluation criteria, and the evaluation results are shown in the "Aspect Ratio" column in the table.
-Evaluation criteria-
If the aspect ratio is 9 or more, then S
A is when the aspect ratio is less than 9 and greater than or equal to 6.
B: aspect ratio is less than 6 to 4.5 or more;
C: aspect ratio is less than 4.5 to 3 or more;
The aspect ratio of less than 3 was rated D.
以上の結果から、本発明の複合パターンの製造方法によれば、アスペクト比が高い複合パターンが得られることがわかる。 From the above results, it can be seen that the composite pattern manufacturing method of the present invention can produce composite patterns with high aspect ratios.
<実施例101>
実施例3において使用した第1の樹脂組成物を、表面に銅薄層が形成された樹脂基材の銅薄層の表面にスピンコート法により層状に適用して、ホットプレート上で、100℃で300秒間乾燥し、第1の感光性膜を形成した。膜厚は乾燥後の膜厚が24μmとなる膜厚とした。その後、第1の感光性膜をステッパー(CANON製FPA3000 i5)を用いて露光した。露光は上述の実施例で5μmに最も近いサイズとなったトレンチパターンが形成されたマスクを介して、波長365nmで行った。露光後、120℃で300秒間加熱した。上記加熱後、シクロペンタノンで現像し、PGMEAでリンスして、第1のパターンを得た。
その後、実施例1において使用した第2の樹脂組成物を、第1のパターンの上、及び、上記第1のパターンが第1現像工程により除かれた領域上に、スピンコート法により適用し、ホットプレート上で、100℃で300秒間乾燥して、第2の感光性膜を形成した。膜厚は乾燥後の膜厚が24μmとした。
その後、第1の感光性膜と同様に、第2の感光性膜を露光、現像して、第2のパターンを得た。
次いで、窒素雰囲気下で、10℃/分の昇温速度で昇温し、240℃に達した後、30分間維持して第1のパターン及び第2のパターンを硬化し、複合パターンからなる再配線層用層間絶縁膜を形成した。この再配線層用層間絶縁膜は、絶縁性に優れていた。
また、これらの再配線層用層間絶縁膜を使用して半導体デバイスを製造したところ、問題なく動作することを確認した。
<Example 101>
The first resin composition used in Example 3 was applied in a layer form by spin coating to the surface of the copper thin layer of the resin substrate on which the copper thin layer was formed, and dried on a hot plate at 100° C. for 300 seconds to form a first photosensitive film. The film thickness was set to a film thickness that would result in a film thickness of 24 μm after drying. The first photosensitive film was then exposed using a stepper (CANON FPA3000 i5). The exposure was performed at a wavelength of 365 nm through a mask on which a trench pattern with a size closest to 5 μm was formed in the above-mentioned example. After exposure, the film was heated at 120° C. for 300 seconds. After the above heating, the film was developed with cyclopentanone and rinsed with PGMEA to obtain a first pattern.
Thereafter, the second resin composition used in Example 1 was applied by spin coating onto the first pattern and onto the area where the first pattern had been removed by the first development step, and dried on a hot plate at 100° C. for 300 seconds to form a second photosensitive film. The film thickness after drying was 24 μm.
Thereafter, the second photosensitive film was exposed and developed in the same manner as the first photosensitive film to obtain a second pattern.
Next, the temperature was increased at a rate of 10° C./min in a nitrogen atmosphere, and after reaching 240° C., the temperature was maintained for 30 minutes to harden the first pattern and the second pattern, thereby forming an interlayer insulating film for a rewiring layer made of a composite pattern. This interlayer insulating film for a rewiring layer had excellent insulating properties.
Furthermore, when semiconductor devices were manufactured using these interlayer insulating films for redistribution layers, it was confirmed that they operated without any problems.
Claims (12)
前記第1の感光性膜を選択的に露光する第1露光工程、
露光後の前記第1の感光性膜を現像して第1のパターンを形成し、前記現像が膜の非露光部が現像により除去される現像である第1現像工程、
前記第1のパターンの上、及び、前記第1のパターンが前記第1現像工程により除かれた領域上に第2の樹脂組成物を適用して第2の感光性膜を形成する第2膜形成工程、
前記第2の感光性膜を選択的に露光する第2露光工程、
露光後の前記第2の感光性膜を現像して第2のパターンを形成し、前記現像が膜の非露光部が現像により除去される現像である第2現像工程、並びに、
前記第1のパターンと前記第2のパターンを一度に変性する変性工程を含み、
前記第1の樹脂組成物が樹脂Aを含み、
前記樹脂Aがポリイミド前駆体、ポリイミド構造を含むポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール構造を含むポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体、及び、ポリアミドイミド構造を含むポリアミドイミド前駆体よりなる群から選ばれた少なくとも1種であり、
前記第2の樹脂組成物が樹脂Bを含み、
前記第1の感光性膜の第1現像工程における現像液への溶解速度S1と、第2の感光性膜の第2現像工程における現像液への溶解速度S2との比であるS2/S1が1.05以上であり、
前記変性工程が、前記第1のパターンと前記第2のパターンを一度に加熱する加熱工程である
複合パターンの製造方法。 a first film-forming step of applying a first resin composition onto a substrate to form a first photosensitive film;
a first exposure step of selectively exposing the first photosensitive film;
a first development step of developing the first photosensitive film after exposure to form a first pattern , the development being a development in which non-exposed portions of the film are developed and removed ;
a second film forming step of applying a second resin composition onto the first pattern and onto the area where the first pattern has been removed by the first developing step to form a second photosensitive film;
a second exposure step of selectively exposing the second photosensitive film;
a second development step of developing the exposed second photosensitive film to form a second pattern, the second development being a development in which non-exposed portions of the film are developed away ; and
A modification step of modifying the first pattern and the second pattern at the same time,
The first resin composition comprises a resin A,
the resin A is at least one selected from the group consisting of a polyimide precursor, a polyimide precursor having a polyimide structure, a polybenzoxazole precursor, a polybenzoxazole precursor having a polybenzoxazole structure, a polyamideimide precursor, and a polyamideimide precursor having a polyamideimide structure;
The second resin composition comprises a resin B,
a ratio S2/S1 of a dissolution rate S1 of the first photosensitive film in a developer in a first development step to a dissolution rate S2 of the second photosensitive film in a developer in a second development step is 1.05 or more;
The denaturing step is a heating step in which the first pattern and the second pattern are heated at the same time.
A method for manufacturing a composite pattern.
積層体の製造方法。 The method includes a step of applying the method for producing a composite pattern according to any one of claims 1 to 9 multiple times.
A method for manufacturing a laminate.
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