JP7627700B2 - Method for producing cured product, resin composition, developer, method for producing laminate, and method for producing semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、硬化物の製造方法、樹脂組成物、現像液、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 producing a cured product, a resin composition, a developer, a method for producing a laminate, and a method for producing a semiconductor device.
ポリイミド等の樹脂は、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。Resins such as polyimide are used in a variety of applications due to their excellent heat resistance and insulating properties. Although the above applications are not particularly limited, taking semiconductor devices for mounting as an example, patterns containing these resins can be used as insulating films, sealing materials, or protective films. Patterns containing these resins are also used as base films and coverlays for flexible substrates.
例えば上述した用途において、ポリイミド等の樹脂は、ポリ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、硬化膜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。ポリイミド等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, a resin such as polyimide is used in the form of a resin composition containing a polyimide precursor.
Such a resin composition can be applied to a substrate by, for example, coating, and then, if necessary, exposed to light, developed, modified, or the like, to form a cured product of the polyimide precursor on the substrate.
The resin composition can be applied by known coating methods and can form fine patterns, patterns with complex shapes, and the like by development, and therefore has a high degree of freedom in designing the cured film, 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 polyimides and the like, 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.
例えば、特許文献1には、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて塗膜又は成形体を形成し、上記塗膜又は成形体に所定パターン状に電磁波を照射後、未露光部の塗膜を除去してパターンを形成する現像工程の前に、上記塗膜又は成形体を加熱する工程を有するレリーフパターンの製造方法であって、上記加熱する工程が、系外から積極的かつ継続的に気体が供給され、且つ、上記塗膜又は成形体から発生する揮発性成分が系外に積極的に除去される雰囲気下で、熱媒体を介するか、電磁波の輻射により、上記塗膜又は成形体を加熱する工程であることを特徴とする、レリーフパターンの製造方法が記載されている。For example, Patent Document 1 describes a method for producing a relief pattern, which includes a step of forming a coating film or a molded body using a negative photosensitive resin composition, irradiating the coating film or the molded body with electromagnetic waves in a predetermined pattern, and then heating the coating film or the molded body before a development step in which unexposed portions of the coating are removed to form a pattern, characterized in that the heating step is a step of heating the coating film or the molded body via a heat medium or by radiation of electromagnetic waves in an atmosphere in which gas is actively and continuously supplied from outside the system and volatile components generated from the coating film or the molded body are actively removed outside the system.
従来の硬化物の製造方法において、解像性を向上することが求められている。 In conventional manufacturing methods for cured products, there is a demand for improving resolution.
本発明は、解像性に優れた硬化物の製造方法、上記硬化物の製造方法に用いられる樹脂組成物、上記硬化物の製造方法に用いられる現像液、上記硬化物の製造方法を含む積層体の製造方法、及び、上記硬化物の製造方法又は上記積層体の製造方法を含む電子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 cured product having excellent resolution, a resin composition used in the method for producing the cured product, a developer used in the method for producing the cured product, a method for producing a laminate including the method for producing the cured product, and a method for producing an electronic device including the method for producing the cured product 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> 樹脂、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、及び、溶剤を含む樹脂組成物を基材上に適用して膜を形成する膜形成工程、
上記膜を選択的に露光する露光工程、
上記露光後の膜を現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程、並びに、
上記パターンを変性させる変性工程を含み、
上記樹脂がポリイミド前駆体であり、
上記樹脂は酸の作用により極性が増大する反応を生じる基を有し、
上記現像液の全質量に対する有機溶剤の含有量が80質量%以上であり、
上記変性により、上記樹脂組成物が含む溶剤に対して上記パターンの溶解性が低下する、
硬化物の製造方法。
<2> 得られる硬化物の膜厚が5μm以上である、<1>に記載の硬化物の製造方法。<3> 上記樹脂が下記式(1)で表される繰返し単位を含む、<1>又は<2>に記載の硬化物の製造方法。
<4> 上記式(1)で表される繰り返し単位が上記酸の作用により極性が増大する反応を生じる基を有する、<3>に記載の硬化物の製造方法。
<5> 上記樹脂組成物が酸捕捉剤を更に含む、<1>~<4>のいずれか1つに記載の硬化物の製造方法。
<6> 上記現像液が、ハンセン溶解度パラメータの水素結合項dHの値が8以下である有機溶剤を80質量%以上含む、<1>~<5>のいずれか1つに記載の硬化物の製造方法。
<7> 上記酸の作用により極性が増大する反応を生じる基が下記式(A-1)又は下記式(A-2)で表される基である、<1>~<6>のいずれか1つに記載の硬化物の製造方法。
式(A-2)中、RA6~RA8はそれぞれ独立に、1価の有機基を表し、RA6~RA8のうち少なくとも2つが結合して環構造を形成していてもよく、*は他の構造との結合部位を表す。
<8> 上記変性工程において、上記パターンの加熱が行われる、<1>~<7>のいずれか1つに記載の硬化物の製造方法。
<9> 上記露光工程後、上記現像工程前に、上記膜を加熱する工程を更に含む、<1>~<8>のいずれか1つに記載の硬化物の製造方法。
<10> <1>~<9>のいずれか1つに記載の硬化物の製造方法を複数回繰り返すことを含む
積層体の製造方法。
<11> 複数回行われる硬化物の製造方法の間に、硬化物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、<10>に記載の積層体の製造方法。
<12> <1>~<9>のいずれか1つに記載の硬化物の製造方法、又は、<10>若しくは<11>に記載の積層体の製造方法を含む、
電子デバイスの製造方法。
<13> <1>~<9>のいずれか1つに記載の硬化物の製造方法に用いられる樹脂組成物。
<14> <1>~<9>のいずれか1つに記載の硬化物の製造方法に用いられる現像液。
Examples of typical embodiments of the present invention are given below.
<1> A film-forming step of applying a resin composition containing a resin, a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and a solvent onto a substrate to form a film;
an exposure step of selectively exposing the film to light;
a developing step of developing the exposed film with a developer to form a pattern; and
A modification step of modifying the pattern,
the resin is a polyimide precursor,
The resin has a group that undergoes a reaction to increase polarity by the action of an acid,
The content of the organic solvent in the developer is 80% by mass or more based on the total mass of the developer,
The modification reduces the solubility of the pattern in a solvent contained in the resin composition.
A method for producing a cured product.
<2> The method for producing a cured product according to <1>, wherein the obtained cured product has a film thickness of 5 μm or more. <3> The method for producing a cured product according to <1> or <2>, wherein the resin contains a repeating unit represented by the following formula (1):
<4> The method for producing a cured product according to <3>, wherein the repeating unit represented by formula (1) has a group that undergoes a reaction to increase polarity by the action of the acid.
<5> The method for producing a cured product according to any one of <1> to <4>, wherein the resin composition further contains an acid scavenger.
<6> The method for producing a cured product according to any one of <1> to <5>, wherein the developer contains 80% by mass or more of an organic solvent having a value of the hydrogen bond term dH of the Hansen solubility parameters of 8 or less.
<7> The method for producing a cured product according to any one of <1> to <6>, wherein the group that undergoes a reaction to increase polarity by the action of an acid is a group represented by the following formula (A-1) or the following formula (A-2):
In formula (A-2), R A6 to R A8 each independently represent a monovalent organic group, at least two of R A6 to R A8 may be bonded to form a ring structure, and * represents a bonding site to another structure.
<8> The method for producing a cured product according to any one of <1> to <7>, wherein the modification step includes heating the pattern.
<9> The method for producing a cured product according to any one of <1> to <8>, further comprising a step of heating the film after the exposure step and before the development step.
<10> A method for producing a laminate, comprising repeating the method for producing a cured product according to any one of <1> to <9> multiple times.
<11> The method for producing a laminate according to <10>, further comprising a metal layer forming step of forming a metal layer on a layer made of the cured product, between the processes for producing the cured product which are performed a plurality of times.
<12> A method for producing a cured product according to any one of <1> to <9>, or a method for producing a laminate according to <10> or <11>,
A method for manufacturing an electronic device.
<13> A resin composition used in the method for producing a cured product according to any one of <1> to <9>.
<14> A developer used in the method for producing a cured product according to any one of <1> to <9>.
本発明によれば、解像性に優れた硬化物の製造方法、上記硬化物の製造方法に用いられる樹脂組成物、上記硬化物の製造方法に用いられる現像液、上記硬化物の製造方法を含む積層体の製造方法、及び、上記硬化物の製造方法又は上記積層体の製造方法を含む電子デバイスの製造方法が提供される。The present invention provides a method for producing a cured product having excellent resolution, a resin composition used in the method for producing the cured product, a developer used in the method for producing the cured product, a method for producing a laminate including the method for producing the cured product, and a method for producing an electronic device including the method for producing the cured product 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.
(硬化物の製造方法)
本発明の硬化物の製造方法は、樹脂、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(以下、「光酸発生剤」ともいう。)、及び、溶剤を含む樹脂組成物を基材上に適用して膜を形成する膜形成工程、上記膜を活性光線又は放射線を用いてパターン露光する露光工程、現像液により、上記露光後の膜を現像してパターンを得る現像工程、並びに、上記パターンを変性させる変性工程を含み、上記樹脂がポリイミド前駆体であり、上記樹脂は酸の作用により極性が増大する反応を生じる基(以下、「極性変換基」ともいう。)を有し、上記現像液の全質量に対する有機溶剤の含有量が80質量%以上であり、上記変性により、上記樹脂組成物が含む溶剤に対して上記パターンの溶解性が低下する、硬化物の製造方法である。
以下、本発明において、ポリイミド前駆体であり、極性変換基を有する樹脂を、「特定樹脂」ともいう。
本発明の硬化物の製造方法によれば、解像性に優れた硬化物が得られる。
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。
(Method for producing the cured product)
The method for producing a cured product of the present invention includes a film formation step of applying a resin composition containing a resin, a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation (hereinafter also referred to as a "photoacid generator"), and a solvent onto a substrate to form a film, an exposure step of exposing the film to a pattern using actinic rays or radiation, a development step of developing the exposed film with a developer to obtain a pattern, and a modification step of modifying the pattern, wherein the resin is a polyimide precursor, the resin has a group that undergoes a reaction to increase polarity under the action of an acid (hereinafter also referred to as a "polarity conversion group"), the content of the organic solvent relative to the total mass of the developer is 80 mass% or more, and the modification reduces the solubility of the pattern in the solvent contained in the resin composition.
Hereinafter, in the present invention, the resin which is a polyimide precursor and has a polarity conversion group is also referred to as a "specific resin".
According to the method for producing a cured product of the present invention, a cured product having excellent resolution can be obtained.
The mechanism by which the above effects are obtained is unclear, but is speculated to be as follows.
極性変換基を有するポリイミド前駆体及び光酸発生剤を含む樹脂組成物から形成された膜を用い、かつ、有機溶剤の含有量が80質量%以上である現像液を用いることにより、ネガ型パターンを形成することができる。
ネガ型パターンとは、現像工程において膜の未露光部が除去されたパターンをいう。
具体的には、露光工程において、露光部では光酸発生剤から酸が発生し、上記酸の作用により樹脂の極性変換基における極性が増大するため、露光部においては上記樹脂の上記現像液に対する溶解性が低下して、現像工程後には露光部が残存し、未露光部が除去される。
ここで、上記極性の増大により、露光部に対する現像液の侵入が抑制されるため、得られるパターンの現像液による膨潤が抑制されると考えられる。
上記膨潤の抑制により、例えばホールパターンを形成する場合、微細なホールパターンにおいても開口したホールパターンが得られやすいと考えられる。
また、上記膨潤の抑制により、例えばラインパターンを形成する場合、ライン部の膨潤が抑制され、より微細なラインパターンが形成しやすいと考えられる。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法によれば、微細なパターンを形成することができ、解像性に優れるといえる。
さらに、本発明の組成物は変性により樹脂組成物に含まれる溶剤への溶解性が低下するため、得られるパターン上に更に別の樹脂組成物を適用して積層構造とした場合においても、パターンが樹脂組成物に溶解しにくく、積層時の1層目のパターンの寸法安定性に優れ、また、積層時の2層目のパターンの解像性に優れるなど、積層パターンの形成性にも優れると推測される。
A negative pattern can be formed by using a film formed from a resin composition containing a polyimide precursor having a polarity conversion group and a photoacid generator, and by using a developer having an organic solvent content of 80 mass % or more.
A negative pattern refers to a pattern in which the unexposed areas of the film are removed in the development step.
Specifically, in the exposure step, an acid is generated from the photoacid generator in the exposed area, and the polarity of the polarity conversion group of the resin increases due to the action of the acid, so that the solubility of the resin in the developer in the exposed area decreases, and after the development step, the exposed area remains and the unexposed area is removed.
Here, it is believed that the increase in polarity suppresses the intrusion of the developer into the exposed area, thereby suppressing swelling of the resulting pattern due to the developer.
It is believed that by suppressing the swelling, when a hole pattern is to be formed, for example, a hole pattern with open holes can be easily obtained even in a fine hole pattern.
Furthermore, by suppressing the swelling, when forming a line pattern, for example, it is believed that swelling of the line portion is suppressed, making it easier to form a finer line pattern.
In other words, according to the method for producing a cured product of the present invention, it is possible to form a fine pattern and the resolution is excellent.
Furthermore, since the composition of the present invention is modified such that its solubility in a solvent contained in the resin composition is reduced, even when another resin composition is applied onto the resulting pattern to form a laminate structure, it is presumed that the pattern is less likely to dissolve in the resin composition, the dimensional stability of the first layer pattern upon lamination is excellent, and the resolution of the second layer pattern upon lamination is excellent, resulting in excellent formability of the laminate pattern.
ここで、特許文献1には、極性変換基を有するポリイミド前駆体及び光酸発生剤を含む樹脂組成物から形成された膜を用い、かつ、有機溶剤の含有量が80質量%以上である現像液を用いることについては記載されていない。
以下、本発明の硬化物の製造方法について詳細に説明する。
Here, Patent Document 1 does not disclose the use of a film formed from a resin composition containing a polyimide precursor having a polarity conversion group and a photoacid generator, nor does it disclose the use of a developer having an organic solvent content of 80 mass % or more.
The method for producing the cured product of the present invention will now be described in detail.
<膜形成工程>
本発明の硬化物の製造方法は、樹脂、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、及び、溶剤を含む樹脂組成物を基材上に適用して膜を形成する膜形成工程を含む。
本発明において用いられる樹脂組成物の詳細については後述する。
<Film formation process>
The method for producing a cured product of the present invention includes a film formation step of applying a resin composition containing a resin, a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and a solvent onto a substrate to form a film.
The 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 limited. In the present invention, semiconductor preparation 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 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.
本発明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 the preferred means for applying the resin composition of the present invention onto a 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 of the resin composition and the coating conditions 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.
Furthermore, a pre-wetting step may be employed in which, before applying the resin composition to the substrate, the substrate is coated with various solvents to improve the wettability of the substrate, and then the resin composition is applied.
<乾燥工程>
上記膜は、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(乾燥工程)に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、膜形成工程により形成された膜を乾燥する乾燥工程を含んでもよい。
また、上記乾燥工程は膜形成工程の後、露光工程の前に行われることが好ましい。
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。
<Drying process>
After the film-forming step (layer-forming step), the above-mentioned film may be subjected to a step of drying the formed film (layer) (drying step) in order to remove the solvent.
That is, the method for producing a cured product of the present invention may include a drying step of drying the film formed in the film forming step.
The drying step is preferably carried out after the film-forming step and before the exposure step.
The drying temperature of the film in the 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.
<露光工程>
上記膜は、膜を選択的に露光する露光工程に供される。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、膜形成工程により形成された膜を選択的に露光する露光工程を含む。
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、本発明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。
<Exposure process>
The film is subjected to an exposure step to selectively expose the film to light.
That is, the method for producing a cured product of the present invention includes an exposure step of selectively exposing the film formed in the film formation step to light.
Selective exposure means that only a portion of the film is exposed, and selective exposure results in exposed and unexposed areas of the film.
The amount of exposure light is not particularly limited as long as it is capable of curing the resin composition of the present invention. For example, the amount of exposure light 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。本発明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、本発明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 (wavelengths 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 resin composition of the present invention, 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 that exposes at least a portion of the film made of the resin composition of the present invention, and examples of the exposure method include exposure using a photomask and exposure by a laser direct imaging method.
<露光後加熱工程>
上記膜は、露光後に加熱する工程(露光後加熱工程)に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、露光工程により露光された膜を加熱する露光後加熱工程を含んでもよい。
露光後加熱工程は、露光工程後、現像工程前に行うことができる。
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。
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。
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。
また、所望の温度に設定済みのホットプレートやオーブン等で加熱を行なう態様も好ましい。
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。
<Post-exposure baking process>
The film may be subjected to a step of heating after exposure (post-exposure baking step).
That is, the method for producing a cured product of the present invention may include a post-exposure baking step of heating the film exposed in the exposure step.
The post-exposure baking step can be carried out after the exposure step and before the development step.
The heating temperature in the 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 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 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.
It is also preferable to carry out heating using a hot plate, oven, or the like that is set to the desired temperature.
The heating means in the post-exposure baking step is not particularly limited, and known hot plates, ovens, infrared heaters, etc. 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.
<現像工程>
露光後の上記膜は、現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程に供される。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、露光工程により露光された膜を現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程を含む。
現像を行うことにより、膜の非露光部が除去され、パターンが形成される。
ここで、膜の非露光部が現像工程により除去される現像をネガ型現像といい、膜の露光部が現像工程により除去される現像をポジ型現像という。
<Developing process>
After exposure, the film is subjected to a development step in which it is developed with a developer to form a pattern.
That is, the method for producing a cured product of the present invention includes a development step in which the film exposed in the exposure step is developed with a developer to form a pattern.
By developing, the unexposed areas of the film are removed to form the pattern.
Here, development in which the non-exposed portion of the film is removed by the development process is called negative development, and development in which the exposed portion of the film is removed by the development process is called positive development.
〔現像液〕
本発明の硬化膜の製造方法において用いられる現像液は、現像液の全質量に対する有機溶剤の含有量が80質量%以上である。
[Developer]
The developer used in the method for producing a cured film of the present invention has an organic solvent content of 80 mass % or more based on the total mass of the developer.
-有機溶剤-
現像液は、現像液の全質量に対して有機溶剤を90質量%以上含むことが好ましく、95質量%以上含むことがより好ましく、98質量%以上含むことが更に好ましい。上記有機溶剤の含有量の上限は、特に限定されず、100質量%であってもよい。
また、現像液は、ハンセン溶解度パラメータの水素結合項dHの値が8以下である有機溶剤を80質量%以上含むことが好ましく、90質量%以上含むことがより好ましく、95質量%以上含むことが更に好ましく、98質量%以上含むことが特に好ましい。上記dHの値が8以下である有機溶剤の含有量の上限は、特に限定されず、100質量%であってもよい。
有機溶剤におけるハンセン溶解度パラメータの水素結合項dHは、ハンセン溶解度パラメータソフトウェア(HSPiP)を用いて算出される値である。
- Organic solvents -
The developer preferably contains an organic solvent in an amount of 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and even more preferably 98% by mass or more, based on the total mass of the developer. The upper limit of the content of the organic solvent is not particularly limited and may be 100% by mass.
The developer preferably contains 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, and particularly preferably 98% by mass or more of an organic solvent having a hydrogen bond term dH value of the Hansen solubility parameters of 8 or less. The upper limit of the content of the organic solvent having a dH value of 8 or less is not particularly limited, and may be 100% by mass.
The hydrogen bond term dH of the Hansen solubility parameter in an organic solvent is a value calculated using the Hansen Solubility Parameter Software (HSPiP).
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。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.)), 3-alkyloxypropionic acid alkyl esters (e.g., methyl 3-alkyloxypropionate, ethyl 3-alkyloxypropionate, etc. (e.g., methyl 3-methoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, etc.)), ethyl cypropionate, 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.), methyl pyruvate, pyruvate 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, and 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 development process, a process in which the developer is continuously supplied to the substrate, a process in which the developer is kept substantially stationary on the substrate, a process in which the developer is vibrated on the substrate by ultrasonic waves or the like, or a combination of these processes can be used.
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, and 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, and more preferably 18°C to 30°C.
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 development process, after the treatment with the developer, the pattern may be washed (rinsed) with a rinse solution. Alternatively, a rinse solution may be supplied before the developer in contact with the pattern has 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、基材上でのパドル現像、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現像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 the desired pattern can be formed, and examples of the method include a method of immersing the substrate in the rinse liquid, paddle development on the substrate, a method of supplying the rinse liquid to the substrate by showering, and a method of continuously supplying the developer 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.
<変性工程>
本発明の硬化物の製造方法は、上記パターン(現像工程により得られたパターン)を変性させる変性工程を含む。
変性工程は、上記パターン内で上記ポリイミド前駆体のイミド化を行う工程であることが好ましい。
また、変性工程において、上記パターンの加熱が行われることが好ましい。
すなわち、変性工程は、加熱により上記パターン内で上記ポリイミド前駆体のイミド化を行う工程であることが好ましい。
加熱は、下記加熱工程に記載の方法により行うことが好ましい。
<Modification step>
The method for producing a cured product of the present invention includes a modification step of modifying the above-mentioned pattern (the pattern obtained in the development step).
The modification step is preferably a step of imidizing the polyimide precursor within the pattern.
In the modification step, the pattern is preferably heated.
That is, the modification step is preferably a step of imidizing the polyimide precursor within the pattern by heating.
The heating is preferably carried out by the method described in the heating step below.
<加熱工程>
現像工程により得られたパターン(リンス工程を行う場合は、リンス後のパターン)は、上記現像により得られたパターンを加熱する加熱工程に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程により得られたパターンを加熱する加熱工程を含んでもよい。
また、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程を行わずに他の方法で得られたパターン、又は、膜形成工程により得られた膜を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、特定樹脂、又は特定樹脂以外の架橋剤における未反応の架橋性基の架橋なども進行する。
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、160~230℃が特に好ましい。
<Heating process>
The pattern obtained by the development step (if a rinsing step is performed, the pattern after rinsing) may be subjected to a heating step in which the pattern obtained by the development step is heated.
That is, the method for producing a cured product of the present invention may include a heating step of heating the pattern obtained in the development step.
The method for producing a cured product of the present invention may also include a heating step of heating a pattern obtained by another method without carrying out a development step, or a film obtained in a film formation step.
In the heating step, the resin such as the polyimide precursor is cyclized to become a resin such as a polyimide.
Furthermore, crosslinking of unreacted crosslinkable groups in the specific resin or in the crosslinking agent other than the specific resin also proceeds.
The heating temperature (maximum heating temperature) in the heating step is preferably 50 to 450°C, more preferably 150 to 350°C, further preferably 150 to 250°C, even more preferably 160 to 250°C, and particularly preferably 160 to 230°C.
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、硬化物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 of the cured product.
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)の温度であり、例えば、本発明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 which the process of heating to the maximum heating temperature begins. For example, when the resin composition of the present invention is applied to a substrate and then dried, it is the temperature of the film (layer) after drying, and it is preferable to raise the temperature from a temperature that is 30 to 200°C lower than the boiling point of the solvent contained in the resin composition of the present invention.
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 highest 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>
現像工程により得られた(リンス工程を行う場合は、リンス後のパターン)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、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程により得られたパターンを露光する現像後露光工程を含んでもよい。本発明の硬化物の製造方法は、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、現像工程において得られたパターンの少なくとも一部が露光されればよいが、上記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 step>
The pattern obtained by the development step (if a rinsing step is performed, the pattern after rinsing) may be subjected to a post-development exposure step in which the pattern after the development step is exposed to light, in addition to the above-mentioned heating step.
That is, the method for producing a cured product of the present invention may include a post-development exposure step of exposing the pattern obtained by the development step. The method for producing a cured product of the present invention may include a heating step and a post-development exposure 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 part of the pattern obtained in the development step is exposed, but it is preferable that the entire 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.
<金属層形成工程>
現像工程により得られたパターン(加熱工程及び露光後現像工程の少なくとも一方に供されたものが好ましい)は、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、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程により得られたパターン(加熱工程に供されたものが好ましい)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 pattern obtained by the development step (preferably subjected to at least one of the heating step and the post-exposure development step) may be subjected to a metal layer formation step in which a metal layer is formed on the pattern.
That is, the method for producing a cured product of the present invention preferably includes a metal layer forming step of forming a metal layer on the pattern obtained in the development step (preferably subjected to a heating 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>
本発明の硬化物の製造方法、又は、本発明の硬化物の適用可能な分野としては、電子デバイスの絶縁膜、再配線層用層間絶縁膜、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 the cured product of the present invention or the field in which the cured product of the present invention can be applied include insulating films for electronic devices, interlayer insulating films for rewiring layers, stress buffer films, etc. In addition, examples include sealing films, substrate materials (base films and coverlays for flexible printed circuit boards, interlayer insulating films), and the formation of patterns by etching of 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 Polyimides" 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 Polyimides Basics and Applications" NTS, August 2010, etc.
また、本発明の硬化物の製造方法、又は、本発明の硬化物は、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 the cured product of the present invention, or the cured product of the present invention, can also be used in the production of printing plates such as offset printing plates or screen printing plates, for etching molded parts, and for the production of protective lacquers and dielectric layers in electronics, especially microelectronics.
また、本発明の硬化物の製造方法により得られる硬化物の膜厚は、例えば、硬化物の絶縁性等の観点から、5μm以上であることが好ましく、10μm以上がより好ましく、15μm以上がより好ましく、20μm以上が特に好ましい。上記膜厚の上限は特に限定されないが、例えば、50μm以下とすることができる。
本発明の硬化物の製造方法によれば、このような比較的膜厚が厚い場合であっても解像性に優れた硬化物を製造することができる。
The thickness of the cured product obtained by the method for producing a cured product of the present invention is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, more preferably 15 μm or more, and particularly preferably 20 μm or more, from the viewpoint of, for example, the insulating properties of the cured product. The upper limit of the thickness is not particularly limited, but can be, for example, 50 μm or less.
According to the method for producing a cured product of the present invention, a cured product having excellent resolution can be produced even in the case of such a relatively thick film.
(積層体、及び、積層体の製造方法)
本発明の積層体とは、本発明の硬化物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、硬化物からなる層を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層以上の上記硬化物からなる層のうち、少なくとも1つが本発明の硬化物からなる層であり、硬化物の収縮、又は、上記収縮に伴う硬化物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硬化物からなる層が本発明の硬化物からなる層であることも好ましい。
(Laminate and method for manufacturing laminate)
The laminate of the present invention refers to a structure having a plurality of layers each made of the cured product of the present invention.
The laminate of the present invention is a laminate including two or more layers made of a cured product, and may be a laminate including three or more layers.
Of the two or more layers made of the cured product contained in the laminate, at least one is a layer made of the cured product of the present invention, and from the viewpoint of suppressing shrinkage of the cured product or deformation of the cured product associated with the shrinkage, it is also preferable that all of the layers made of the cured product contained in the laminate are layers made of the cured product of the present invention.
すなわち、本発明の積層体の製造方法は、本発明の硬化物の製造方法を含むことが好ましく、本発明の硬化物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 producing the laminate of the present invention preferably includes the method for producing the cured product of the present invention, and more preferably includes repeating the method for producing the cured product of the present invention multiple times.
本発明の積層体は、硬化物からなる層を2層以上含み、上記硬化物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、複数回行われる硬化物の製造方法の間に、硬化物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、第一の硬化物からなる層、金属層、第二の硬化物からなる層の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。
上記第一の硬化物からなる層及び上記第二の硬化物からなる層は、いずれも本発明の硬化物からなる層であることが好ましい。上記第一の硬化物からなる層の形成に用いられる本発明の樹脂組成物と、上記第二の硬化物からなる層の形成に用いられる本発明の樹脂組成物とは、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 made of a cured product, and includes a metal layer between any two of the layers made of the cured product. 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 made of a cured product between the steps for producing a cured product which are performed multiple times. A preferred embodiment of the metal layer forming step is as described above.
As the laminate, for example, a laminate having at least a layer structure in which three layers, a layer made of a first cured product, a metal layer, and a layer made of a second cured product, are laminated in this order, can be mentioned as a preferred example.
The layer made of the first cured product and the layer made of the second cured product are preferably layers made of the cured product of the present invention. The resin composition of the present invention used to form the layer made of the first cured product and the resin composition of the present invention used to form the layer made of the second cured product may have the same composition or 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、(a)膜形成工程(層形成工程)、(b)露光工程、(c)現像工程、(d)加熱工程を、この順に行うことを含む一連の工程である。ただし、(a)の膜形成工程および(d)加熱工程を繰り返す態様であってもよい。また、(d)加熱工程の後には(e)金属層形成工程を含んでもよい。積層工程には、更に、上記乾燥工程等を適宜含んでいてもよいことは言うまでもない。
<Lamination process>
The method for producing the laminate of the present invention preferably includes a lamination step.
The lamination process is a series of processes including (a) a film formation process (layer formation process), (b) an exposure process, (c) a development process, and (d) a heating process, which are carried out again on the surface of the pattern (resin layer) or metal layer in this order. However, the film formation process (a) and the heating process (d) may be repeated. In addition, the heating process (d) may be followed by the metal layer formation process (e). It goes without saying that the lamination process may further include the drying process and the like as appropriate.
積層工程後、更に積層工程を行う場合には、上記露光工程後、上記加熱工程の後、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。If a further lamination step is performed after the lamination step, a surface activation treatment step may be further performed after the exposure step, the heating step, or 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/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 structure of 2 to 20 resin layers, such as resin layer/metal layer/resin layer/metal layer/resin layer/metal layer, is preferred, and a structure of 2 to 9 resin layers is 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、上記本発明の樹脂組成物の硬化物(樹脂層)を形成する態様が好ましい。具体的には、(a)膜形成工程、(b)露光工程、(c)現像工程、(d)加熱工程(e)金属層形成工程、の順序で繰り返す態様、又は、(a)膜形成工程、(d)加熱工程、(e)金属層形成工程の順序で繰り返す態様が挙げられる。本発明の樹脂組成物層(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、本発明の樹脂組成物層(樹脂層)と金属層を交互に積層することができる。In the present invention, a particularly preferred embodiment is one in which, after providing a metal layer, a cured product (resin layer) of the resin composition of the present invention is further formed to cover the metal layer. Specifically, the steps may be repeated in the order of (a) film formation step, (b) exposure step, (c) development step, (d) heating step, and (e) metal layer formation step, or the steps may be repeated in the order of (a) film formation step, (d) heating step, and (e) metal layer formation step. By alternately performing the lamination step of laminating the resin composition layer (resin layer) of the present invention and the metal layer formation step, the resin composition layer (resin layer) of the present invention 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、上記金属層および樹脂組成物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、上記加熱工程の後、樹脂組成物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、加熱後の樹脂組成物層の少なくとも一部のみに行ってもよいし、金属層および加熱後の樹脂組成物層の両方について、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、表面に樹脂組成物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樹脂組成物層(膜)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、露光後の樹脂組成物層(樹脂層)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、樹脂組成物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、樹脂組成物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 subjecting at least a portion of the metal layer and the resin composition layer to a surface activation treatment.
The surface activation treatment step is usually carried out after the metal layer forming step, but after the heating step, the resin composition layer may be subjected to the surface activation treatment step before the metal layer forming 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 resin composition layer after heating, or on at least a part of both the metal layer and the resin composition layer after heating. 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 resin composition layer is formed on the surface. In this way, by performing the surface activation treatment on the surface of the metal layer, the adhesion with the resin composition layer (film) provided on the surface can be improved.
In addition, it is preferable to perform the surface activation treatment on a part or the whole of the resin composition layer (resin layer) after exposure. In this way, by performing the surface activation treatment on the surface of the resin composition layer, it is possible to improve the adhesion with the metal layer or the resin layer provided on the surface that has been surface-activated. In particular, when performing negative development, etc., when the resin composition layer is cured, it is less likely to be damaged by the surface treatment, and the 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 .
(電子デバイスの製造方法)
本発明は、本発明の硬化物の製造方法、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。本発明の樹脂組成物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 Electronic Devices)
The present invention also discloses a method for producing a semiconductor device, including the method for producing the cured product of the present invention or the method for producing the laminate of the present invention. Specific examples of a semiconductor device using the resin composition of the present invention for forming an interlayer insulating film for a rewiring layer can be found in paragraphs 0213 to 0218 and FIG. 1 of JP-A-2016-027357, the contents of which are incorporated herein by reference.
(樹脂組成物)
本発明の樹脂組成物は、本発明の硬化物の製造方法において用いられる樹脂組成物である。
本発明の樹脂組成物は、樹脂、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、及び、溶剤、を含み、上記樹脂はポリイミド前駆体であり、上記樹脂は酸の作用により極性が増大する反応を生じる基を有する。
以下、本発明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。
(Resin composition)
The resin composition of the present invention is a resin composition used in the method for producing a cured product of the present invention.
The resin composition of the present invention comprises a resin, a compound that generates an acid when irradiated with actinic rays or radiation, and a solvent, wherein the resin is a polyimide precursor, and the resin has a group that undergoes a reaction in which the polarity increases under the action of an acid.
Hereinafter, each component contained in the resin composition of the present invention will be described in detail.
<樹脂>
樹脂組成物は、ポリイミド前駆体であり、酸の作用により極性が増大する反応を生じる基(極性変換基)を有する樹脂を含む。
極性変換基としては、酸分解性基が挙げられ、酸の作用により分解しアルカリ可溶性基を生じる基が好ましい。
酸分解性基としては、アセタール基、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挙げられ、アセタール基、又は、第三級アルキルエステル基が好ましく、露光感度の観点からは、アセタール基がより好ましい。
<Resin>
The resin composition is a polyimide precursor, and contains a resin having a group (polarity conversion group) that undergoes a reaction to increase polarity under the action of an acid.
The polarity conversion group may be an acid-decomposable group, and is preferably a group that decomposes under the action of an acid to generate an alkali-soluble group.
Examples of the acid-decomposable group include an acetal group, a silyl group, a silyl ether group, and a tertiary alkyl ester group. Of these, an acetal group or a tertiary alkyl ester group is preferred, and from the viewpoint of exposure sensitivity, an acetal group is more preferred.
これらの中でも、極性変換基は、下記式(A-1)又は下記式(A-2)で表される基であることが好ましい。
式(A-2)中、RA6~RA8はそれぞれ独立に、1価の有機基を表し、RA6~RA8のうち少なくとも2つが結合して環構造を形成していてもよく、*は他の構造との結合部位を表す。
Among these, the polarity conversion group is preferably a group represented by the following formula (A-1) or (A-2).
In formula (A-2), R A6 to R A8 each independently represent a monovalent organic group, at least two of R A6 to R A8 may be bonded to form a ring structure, and * represents a bonding site to another structure.
式(A-1)中、RA1及びRA2はそれぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表し、水素原子又は1価の炭化水素基が好ましい。1価の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、芳香族多価水素基、又はこれらの結合により表される基のいずれであってもよいが、脂肪族炭化水素基、又は、脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基の結合により表される基であることが好ましく、飽和脂肪族炭化水素基、又は、飽和脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基の結合により表される基であることが好ましい。
式(A-1)中、RA3~RA5はそれぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表し、水素原子又は1価の炭化水素基が好ましく、水素原子がより好ましい。
また、式(A-1)中、RA1~RA5のうち少なくとも2つが結合して環構造を形成する場合、RA1及びRA2の少なくとも一方と、RA3~RA5の少なくとも1つとが結合して環構造を形成することが好ましい。形成される環構造としては、テトラヒドロフラン環等が挙げられる。
式(A-2)中、RA6~RA8はそれぞれ独立に、1価の有機基を表し、1価の炭化水素基を表すことが好ましく、炭素数1~10の1価の炭化水素基を表すことがより好ましく、炭素数1~4の1価の炭化水素基を表すことが更に好ましく、炭素数1~4のアルキル基を表すことが特に好ましい。
RA6~RA8のうち少なくとも2つが結合して環構造を形成する場合、環構造としては特に限定されないが、脂肪族炭化水素環構造であることが好ましく、飽和脂肪族炭化水素環構造であることがより好ましい。
In formula (A-1), R A1 and R A2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group, and are preferably a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group. The monovalent hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic polyvalent hydrogen group, or a group represented by a bond between them, but is preferably an aliphatic hydrocarbon group or a group represented by a bond between an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group, and is preferably a saturated aliphatic hydrocarbon group or a group represented by a bond between a saturated aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group.
In formula (A-1), R A3 to R A5 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group, preferably a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group, and more preferably a hydrogen atom.
In addition, in formula (A-1), when at least two of R A1 to R A5 are bonded to form a ring structure, it is preferable that at least one of R A1 and R A2 is bonded to at least one of R A3 to R A5 to form a ring structure. Examples of the ring structure formed include a tetrahydrofuran ring.
In formula (A-2), R to R each independently represent a monovalent organic group, preferably a monovalent hydrocarbon group, more preferably a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, even more preferably a monovalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
When at least two of R A6 to R A8 combine to form a ring structure, the ring structure is not particularly limited, but is preferably an aliphatic hydrocarbon ring structure, and more preferably a saturated aliphatic hydrocarbon ring structure.
〔ポリイミド前駆体〕
本発明で用いるポリイミド前駆体は、下記式(1)で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
[Polyimide precursor]
The polyimide precursor used in the present invention preferably contains a repeating unit represented by the following formula (1).
上記式(1)中、
R1は、4価の有機基を表す。複数のR1は互いに同一であっても異なっていてもよい。
R2は、2価の有機基を表す。複数のR2は互いに同一であっても異なっていてもよい。
R3は、各々独立に、水素原子又は有機基を表す。
式(1)で表される繰返し単位は、極性変換基を含むことが好ましく、式(1)における複数の-CO2R3のうち少なくとも1つは、極性変換基を含む基であることがより好ましく、式(1)における複数の-CO2R3のうち少なくとも1つは、酸の作用により分解しアルカリ可溶性基を生じる基であることが更に好ましい。
In the above formula (1),
R 1 represents a tetravalent organic group. A plurality of R 1 may be the same or different.
R2 represents a divalent organic group. A plurality of R2 may be the same or different.
Each R3 independently represents a hydrogen atom or an organic group.
The repeating unit represented by formula (1) preferably contains a polarity conversion group, more preferably at least one of the multiple -CO 2 R 3 in formula (1) is a group containing a polarity conversion group, and further preferably at least one of the multiple -CO 2 R 3 in formula (1) is a group that decomposes under the action of an acid to generate an alkali-soluble group.
また、上記式(1)で表される繰り返し単位が、上述の式(A-1)又は式(A-2)で表される基を含むことが好ましい。
式(1)で表される繰り返し単位が、上述の式(A-1)で表される基を含む場合、式(1)中のR3が下記式(A’-1)で表される基であることにより、式(1)で表される繰り返し単位が、上述の式(A-1)で表される基を含むことが好ましい。
また、式(1)で表される繰り返し単位が、上述の式(A-2)で表される基を含む場合、式(1)中R3が下記式(A’-2)であることにより、式(1)で表される繰り返し単位が、上述の式(A-2)で表される基を含むことが好ましい。
式(A’-2)中、RA6~RA8はそれぞれ、式(A-2)中のRA6~RA8と同義であり、好ましい態様も同様である。また、*は式(1)中のR3が結合する酸素原子との結合部位を表す。
The repeating unit represented by the above formula (1) preferably contains a group represented by the above formula (A-1) or formula (A-2).
When the repeating unit represented by formula (1) contains a group represented by formula (A-1) above, it is preferable that R 3 in formula (1) is a group represented by formula (A'-1) below, so that the repeating unit represented by formula (1) contains a group represented by formula (A-1) above.
In addition, when the repeating unit represented by formula (1) contains a group represented by the above formula (A-2), it is preferable that R 3 in formula (1) is the following formula (A'-2), so that the repeating unit represented by formula (1) contains a group represented by the above formula (A-2).
In formula (A'-2), R to R have the same meanings as R to R in formula (A-2), and preferred embodiments are also the same. Also, * represents the bonding site with the oxygen atom to which R in formula (1) is bonded.
式(1)で表される繰返し単位を有する樹脂は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂である。式(1)の繰返し単位を有する樹脂は、好ましくはアルカリ現像液に不溶又は難溶性である。A resin having a repeating unit represented by formula (1) is a resin whose solubility in an alkaline developer increases under the action of an acid. A resin having a repeating unit of formula (1) is preferably insoluble or poorly soluble in an alkaline developer.
式(1)で表される繰返し単位は、R1を核として4個のカルボキシ基を有する化合物、そのカルボン酸無水物、又は上記4個のカルボキシ基のうちの少なくとも1つにおける水素原子が酸の作用により脱離する基で置換されてなる化合物に由来する酸成分と、R2を核として2個のアミノ基を有する化合物に由来するジアミン成分とから構成される。換言すると、式(1)中の2つのカルボニル基で挟まれた上記2つのカルボニル基を含む部分構造である酸成分と、式(1)中の-NH-R2-NH-で表される部分構造であるジアミン成分とから構成される。
4価の有機基R1としては、炭素数4~30であることが好ましく、単環式又は縮合多環式の脂肪族基又は芳香族基を有する4価の連結基であることがより好ましい。複数のR1は互いに同一であっても異なっていてもよい。
4価の有機基R1における単環式の芳香族基としては、ベンゼン環基、ピリジン環基等が挙げられる。
4価の有機基R1における縮合多環式の芳香族基としては、ナフタレン環基、ペリレン環基などが挙げられる。
4価の有機基R1における単環式の脂肪族基としては、シクロブタン環基、シクロペンタン環基、シクロへキサン環基などが挙げられる。
4価の有機基R1における縮合多環式の脂肪族基としては、ビシクロ[2.2.1]へプタン環基、ビシクロ[2.2.2]オクタン環基、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン環基などが挙げられる。
4価の有機基R1についての単環式又は縮合多環式の脂肪族基又は芳香族基を有する4価の連結基としては、上述の単環式又は縮合多環式の脂肪族基又は芳香族基そのものであってもよいが、複数の単環式又は縮合多環式の脂肪族基又は芳香族基が単結合ないしは2価の連結基を介して連結して、R1としての4価の連結基を形成していてもよい。
上記2価の連結基としては、アルキレン基(炭素数1~6のアルキレン基が好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基など)、酸素原子、イオウ原子、2価のスルホン基、エステル結合、ケトン基、アミド基などが挙げられる。
The repeating unit represented by formula (1) is composed of an acid component derived from a compound having four carboxy groups with R1 as the nucleus, a carboxylic acid anhydride thereof, or a compound in which the hydrogen atom in at least one of the four carboxy groups is substituted with a group that is eliminated by the action of an acid, and a diamine component derived from a compound having two amino groups with R2 as the nucleus. In other words, it is composed of an acid component which is a partial structure containing the two carbonyl groups sandwiched between the two carbonyl groups in formula (1), and a diamine component which is a partial structure represented by -NH- R2 -NH- in formula (1).
The tetravalent organic group R 1 preferably has 4 to 30 carbon atoms and is more preferably a tetravalent linking group having a monocyclic or condensed polycyclic aliphatic group or aromatic group. Multiple R 1s may be the same or different.
Examples of the monocyclic aromatic group in the tetravalent organic group R 1 include a benzene ring group and a pyridine ring group.
Examples of the condensed polycyclic aromatic group in the tetravalent organic group R 1 include a naphthalene ring group and a perylene ring group.
Examples of the monocyclic aliphatic group in the tetravalent organic group R 1 include a cyclobutane ring group, a cyclopentane ring group, and a cyclohexane ring group.
Examples of the condensed polycyclic aliphatic group in the tetravalent organic group R 1 include a bicyclo[2.2.1]heptane ring group, a bicyclo[2.2.2]octane ring group, and a bicyclo[2.2.2]oct-7-ene ring group.
The tetravalent linking group having a monocyclic or condensed polycyclic aliphatic group or aromatic group for the tetravalent organic group R1 may be the above-mentioned monocyclic or condensed polycyclic aliphatic group or aromatic group itself, or a plurality of monocyclic or condensed polycyclic aliphatic groups or aromatic groups may be linked via a single bond or a divalent linking group to form a tetravalent linking group as R1 .
Examples of the divalent linking group include an alkylene group (preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, such as a methylene group, an ethylene group, or a propylene group), an oxygen atom, a sulfur atom, a divalent sulfone group, an ester bond, a ketone group, or an amide group.
R1を核として少なくとも4個のカルボキシ基に由来する基を有する酸成分の具体例としては、ピロメリット酸無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、2,2’,3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)二フタル酸無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸無水物、2,3,5,6-ピリジンテトラカルボン酸無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸無水物、(トリフルオロメチル)ピロメリット酸無水物、ジ(トリフルオロメチル)ピロメリット酸無水物、ジ(ヘプタフルオロプロピル)ピロメリット酸無水物、ペンタフルオロエチルピロメリット酸無水物、ビス〔3、5-ジ(トリフルオロメチル)フェノキシ〕ピロメリット酸無水物、3,3’,4,4’-テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物、2,3’,3,4’-テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物、3,3’,4,4’-テトラカルボキシジフェニルメタン二無水物、3,3’,4,4’-テトラカルボキシジフェニルスルホン二無水物、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(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、5,5’-ビス(トリフルオロメチル)-3,3’,4,4’-テトラカルボキシビフェニル二無水物、2,2’,5,5’-テトラキス(トリフルオロメチル)-3,3’,4,4’-テトラカルボキシビフェニル二無水物、5,5’-ビス(トリフルオロメチル)-3,3’,4,4’-テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物、5,5’-ビス(トリフルオロメチル)-3,3’,4,4’-テトラカルボキシベンゾフェノン二無水物、ビス〔(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ〕ベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)テトラキス(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、2,2-ビス〔4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕プロパン二無水物、2,2-ビス(4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、5,5’-[p-フェニレンビス(オキシカルボニル)]ジ無水フタル酸などの芳香族テトラカルボン酸無水物に由来する成分や、シクロブタンテトラカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]へプタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸、又はビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、(1S,2S,4R,5R)-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、(1R,2S,4S,5R)-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物などの脂肪族テトラカルボン酸無水物に由来する成分などが挙げられる。 Specific examples of the acid component having at least four groups derived from a carboxy group with R 1 as the nucleus include pyromellitic anhydride, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic anhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic anhydride, 2,2',3,3'-biphenyltetracarboxylic anhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic anhydride, 2,2',3,3'-benzophenonetetracarboxylic anhydride, 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic anhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic anhydride, 2,3,5,6-pyridinetetracarboxylic anhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic anhydride, (trifluoromethyl)pyromellitic anhydride, di(trifluoromethyl) Pyromellitic anhydride, di(heptafluoropropyl)pyromellitic anhydride, pentafluoroethylpyromellitic anhydride, bis[3,5-di(trifluoromethyl)phenoxy]pyromellitic anhydride, 3,3',4,4'-tetracarboxydiphenyl ether dianhydride, 2,3',3,4'-tetracarboxydiphenyl ether dianhydride, 3,3',4,4'-tetracarboxydiphenylmethane dianhydride, 3,3',4,4'-tetracarboxydiphenylsulfone dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride, 5,5'-bis(trifluoromethyl)-3,3',4,4'-tetracarboxybiphenyl dianhydride, 2,2',5,5'-tetrakis(trifluoromethyl) 5,5'-bis(trifluoromethyl)-3,3',4,4'-tetracarboxybiphenyl dianhydride, 5,5'-bis(trifluoromethyl)-3,3',4,4'-tetracarboxydiphenyl ether dianhydride, 5,5'-bis(trifluoromethyl)-3,3',4,4'-tetracarboxybenzophenone dianhydride, bis[(trifluoromethyl)dicarboxyphenoxy]benzene dianhydride, bis(dicarboxyphenoxy)bis(trifluoromethyl)benzene dianhydride, bis(dicarboxyphenoxy)tetrakis(trifluoromethyl)benzene dianhydride, 2,2-bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]propane dianhydride, 2,2-bis(4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl)hexafluoropropane dianhydride, 5,5'-[p-phenylenebis(oxycarbonyl ) ] diphthalic anhydride, and other aromatic tetracarboxylic anhydrides, and components derived from aliphatic tetracarboxylic anhydrides such as cyclobutane tetracarboxylic anhydride, cyclopentane tetracarboxylic anhydride, cyclohexane tetracarboxylic anhydride, 1,2,4,5-cyclohexane tetracarboxylic acid, bicyclo[2.2.1]heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid, bicyclo[2.2.2]octane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid, or bicyclo[2.2.2]oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid, bicyclo[2.2.2]octane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid dianhydride, (1S,2S,4R,5R)-cyclohexane tetracarboxylic dianhydride, and (1R,2S,4S,5R)-cyclohexane tetracarboxylic dianhydride, and other aliphatic tetracarboxylic anhydrides.
好ましくは、ピロメリット酸無水物に由来する成分、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸無水物に由来する成分、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸無水物に由来する成分、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸無水物に由来する成分、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物に由来する成分、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)二フタル酸無水物に由来する成分、3,3’,4,4’-テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物に由来する成分、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸無水物に由来する成分、5,5’-[p-フェニレンビス(オキシカルボニル)]ジ無水フタル酸に由来する成分、シクロブタンテトラカルボン酸無水物に由来する成分、シクロペンタンテトラカルボン酸無水物に由来する成分、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物に由来する成分、(1S,2S,4R,5R)-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物に由来する成分、(1R,2S,4S,5R)-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物に由来する成分であり、より好ましくはピロメリット酸無水物に由来する成分、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸無水物に由来する成分、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)二フタル酸無水物に由来する成分、シクロブタンテトラカルボン酸無水物に由来する成分、3,3’,4,4’-テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物に由来する成分、シクロペンタンテトラカルボン酸無水物に由来する成分、5,5’-[p-フェニレンビス(オキシカルボニル)]ジ無水フタル酸に由来する成分、(1S,2S,4R,5R)-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物に由来する成分、(1R,2S,4S,5R)-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物に由来する成分である。これらを使用することによって良好な溶剤溶解性、アルカリ溶解速度、透明性、応力特性が実現できる。
R1を核として4個のカルボキシ基を有する化合物などに由来する酸成分の樹脂における含有量としては、樹脂を構成する全繰返し単位に対して20~70モル%であることが好ましく、30~60モル%であることがより好ましい。
Preferably, the component derived from pyromellitic anhydride, the component derived from 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic anhydride, the component derived from 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic anhydride, the component derived from 2,2',3,3'-biphenyltetracarboxylic anhydride, the component derived from 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic anhydride, the component derived from 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride, the component derived from 3,3',4,4'-tetracarboxydiphenylether dianhydride, the component derived from 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic anhydride, the component derived from 5,5'-[p-phenylenebis(oxycarbonyl)]diphthalic anhydride, the component derived from cyclobutanetetracarboxylic anhydride, the component derived from cyclopentanetetracarboxylic anhydride, the component derived from bicyclo[2.2.2]octane-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride A component derived from (1S,2S,4R,5R)-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, a component derived from (1R,2S,4S,5R)-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, and more preferably a component derived from pyromellitic anhydride, a component derived from 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic anhydride, a component derived from 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride, a component derived from cyclobutanetetracarboxylic anhydride, a component derived from 3,3',4,4'-tetracarboxydiphenylether dianhydride, a component derived from cyclopentanetetracarboxylic anhydride, a component derived from 5,5'-[p-phenylenebis(oxycarbonyl)]diphthalic anhydride, a component derived from (1S,2S,4R,5R)-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, and a component derived from (1R,2S,4S,5R)-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride. By using these, good solvent solubility, alkali dissolution rate, transparency, and stress characteristics can be realized.
The content of the acid component derived from a compound having four carboxy groups with R1 as a nucleus in the resin is preferably 20 to 70 mol %, and more preferably 30 to 60 mol %, based on all repeating units constituting the resin.
式(1)におけるR2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、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基である。これらの好ましい範囲は、上述のとおりである。 R 2 in formula (1) 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, each Ar is 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 group consisting of a combination of two or more of the above. The preferred ranges of these are as described above.
R2は、ジアミンから誘導されることが好ましい。上記樹脂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。
R2 is preferably derived from a diamine. Examples of the diamine used in the production of the resin include linear or branched aliphatic, cyclic aliphatic or aromatic diamines. Only one diamine may be used, or two or more diamines 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.
R2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 obtained organic film, R2 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 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、R2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化合物としては、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, R2 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, R2 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 the diamine compound that gives 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.
また、基板との接着性を高めるためにR2を核とするジアミン成分としてシリコンジアミン成分とすることができる。この例としては、ビス(4-アミノフェニル)ジメチルシラン成分、ビス(4-アミノフェニル)テトラメチルシロキサン成分、ビス(4-アミノフェニル)テトラメチルジシロキサン成分、ビス(γ―アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン成分、1,4-ビス(γ―アミノプロピルジメチルシリル)ベンゼン成分、ビス(4-アミノブチル)テトラメチルジシロキサン成分、ビス(γ―アミノプロピル)テトラフェニルジシロキサン成分等が挙げられる。
シリコンジアミン成分として、下記構造も挙げることができる。
In order to enhance adhesion to the substrate, a silicon diamine component may be used as the diamine component having R2 as a nucleus. Examples of such a diamine component include a bis(4-aminophenyl)dimethylsilane component, a bis(4-aminophenyl)tetramethylsiloxane component, a bis(4-aminophenyl)tetramethyldisiloxane component, a bis(γ-aminopropyl)tetramethyldisiloxane component, a 1,4-bis(γ-aminopropyldimethylsilyl)benzene component, a bis(4-aminobutyl)tetramethyldisiloxane component, and a bis(γ-aminopropyl)tetraphenyldisiloxane component.
The silicon diamine component may also have the following structure:
上記式において、R5及びR6は2価の有機基を表し、R7及びR8はそれぞれ独立に、1価の有機基を表す。すなわち、複数のR7は互いに同一であっても異なっていてもよい。複数のR8は互いに同一であっても異なっていてもよい。
R5及びR6で表される2価の有機基としては、置換基を有していてもよい炭素数1~20の直鎖もしくは分岐のアルキレン基、炭素数6~20のフェニレン基、炭素数3~20の2価の脂環基、又はこれらを組み合わせて構成される基を表す。
R7及びR8で表される1価の有機基としては、置換基を有していてもよい炭素数1~20の直鎖もしくは分岐のアルキル基もしくは炭素数6~20のアリール基を表す。
より具体的には、下記を挙げることができる。
In the above formula, R5 and R6 represent a divalent organic group, and R7 and R8 each independently represent a monovalent organic group. That is, multiple R7s may be the same or different from each other. Multiple R8s may be the same or different from each other.
The divalent organic group represented by R5 and R6 represents a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, a phenylene group having 6 to 20 carbon atoms, a divalent alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms, or a group formed by combining these.
The monovalent organic group represented by R 7 and R 8 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, which may have a substituent, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
More specifically, the following can be mentioned:
特定樹脂において、樹脂中に存在する複数の-CO2R3のうち少なくとも1つは、酸の作用により分解しアルカリ可溶性基を生じる基であることが好ましい。
酸の作用により分解しアルカリ可溶性基を生じる基とは、酸の作用により分解し、樹脂側にヒドロキシ基(例えば、フェノール性ヒドロキシ基)、カルボキシ基のようなアルカリ可溶性基を生じる基(以下、酸分解性基ともいう。)をいう。本発明において、酸分解性基は、酸の作用により分解し、樹脂側にアルカリ可溶性基としてカルボキシ基を生じる基であることが好ましい。
酸分解性基として好ましい基は、これらのアルカリ可溶性基の水素原子を酸で脱離する基で置換した基である。
酸で脱離する基としては、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 specific resin, at least one of the multiple --CO.sub.2R.sub.3 groups present in the resin is preferably a group that decomposes under the action of an acid to generate an alkali-soluble group.
The group that decomposes under the action of an acid to generate an alkali-soluble group refers to a group that decomposes under the action of an acid to generate an alkali-soluble group such as a hydroxy group (e.g., a phenolic hydroxy group) or a carboxy group on the resin side (hereinafter also referred to as an acid-decomposable group). In the present invention, the acid-decomposable group is preferably a group that decomposes under the action of an acid to generate a carboxy group as an alkali-soluble group on the resin side.
Preferred as the acid-decomposable group are groups in which the hydrogen atom of these alkali-soluble groups is substituted with a group which is cleaved by the action of an acid.
Examples of the group that is eliminated by an acid include -C(R 36 )(R 37 )(R 38 ), -C(R 36 )(R 37 )(OR 39 ), and -C(R 01 )(R 02 )(OR 39 ). 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. 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.
酸分解性基としては好ましくは、第3級アルキルエステル基、アセタールエステル基、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り、これを用いることにより高感度で高解像性の感光膜が得られる。The acid-decomposable group is preferably a tertiary alkyl ester group, an acetal ester group, a cumyl ester group, an enol ester group, etc. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group or an acetal ester group, and by using these, a photosensitive film with high sensitivity and high resolution can be obtained.
酸分解性基としての第3級アルキルエステル基としては、カルボキシ基の水素原子が下記式(AI)で表される基で置換されたエステル基であることが好ましい。As a tertiary alkyl ester group serving as an acid-decomposable group, it is preferable that the hydrogen atom of the carboxyl group is substituted with a group represented by the following formula (AI):
式(AI)に於いて、
Tは、単結合又は*-Rt-COO-#(*は式(AI)中の*と同義であり、#はRx1~Rx3と結合する炭素原子との結合部位を表す)を表す。Rtは、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。
Rx1~Rx3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基(直鎖若しくは分岐)又はシクロアルキル基(単環若しくは多環)を表す。
Rx1~Rx3の2つが結合して、シクロアルキル基(単環若しくは多環)を形成してもよい。
*は他の構造との結合部位を表す。
In formula (AI),
T represents a single bond or *-Rt-COO-# (* is the same as * in formula (AI), and # represents a bonding site with the carbon atom to which Rx 1 to Rx 3 are bonded). Rt represents an alkylene group or a cycloalkylene group.
Rx 1 to Rx 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group (straight-chain or branched), or a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic).
Two of Rx 1 to Rx 3 may be bonded to form a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic).
* indicates the binding site with other structures.
Rtは、炭素数1~5のアルキレン基が好ましく、-CH2-基、-(CH2)2-基、-(CH2)3-基がより好ましい。
Rx1~Rx3が表すアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などの炭素数1~20のアルキル基が好ましく、炭素数1~6のアルキル基がより好ましい。
Rt is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a -CH 2 - group, a -(CH 2 ) 2 - group, or a -(CH 2 ) 3 - group.
The alkyl group represented by Rx 1 to Rx 3 is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, a hexyl group, an octyl group, or a dodecyl group, and more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Rx1~Rx3が表すシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。
Rx1~Rx3の2つが結合して形成されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。炭素数5又は6の単環のシクロアルキル基が特に好ましい。
式(AI)において、Rx1がメチル基又はエチル基であり、Rx2とRx3とが結合して上述のシクロアルキル基を形成している態様が好ましい。
The cycloalkyl group represented by Rx 1 to Rx 3 is preferably a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group, or a polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group or an adamantyl group.
The cycloalkyl group formed by combining two of Rx1 to Rx3 is preferably a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group, or a polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, an adamantyl group, etc. A monocyclic cycloalkyl group having 5 or 6 carbon atoms is particularly preferred.
In formula (AI), it is preferable that Rx1 is a methyl group or an ethyl group, and Rx2 and Rx3 are bonded to form the above-mentioned cycloalkyl group.
上記各基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルキル基(炭素数1~4)、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基(炭素数1~4)、ポリアルキレンオキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基(炭素数2~6)などが挙げられ、炭素数20以下が好ましい。Each of the above groups may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group (having 1 to 4 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group (having 1 to 4 carbon atoms), a polyalkyleneoxy group, a carboxy group, and an alkoxycarbonyl group (having 2 to 6 carbon atoms), and preferably has 20 or less carbon atoms.
酸分解性基としての第3級アルキルエステル基を構成する式(AI)で表される基の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。Specific examples of the group represented by formula (AI) constituting the tertiary alkyl ester group as the acid-decomposable group are shown below, but the present invention is not limited thereto.
具体例中、Rxa、Rxbはそれぞれ炭素数1~6のアルキル基を表す。Zは、上記各基が有していてよい置換基を表し、複数存在する場合は各々独立である。pは0又は正の整数を表す。*は他の構造との結合部位を表す。In the specific examples, Rxa and Rxb each represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Z represents a substituent that each of the above groups may have, and when multiple Zs are present, they are independent of each other. p represents 0 or a positive integer. * represents a bonding site with another structure.
酸分解性基としての第3級アルキルエステル基は、式(AI)で表される基として、下記式(I)で表される基及び下記式(II)で表される基の少なくともいずれかを有する第3級アルキルエステル基であることがより好ましい。It is more preferable that the tertiary alkyl ester group as the acid-decomposable group is a tertiary alkyl ester group having at least one of a group represented by the following formula (I) and a group represented by the following formula (II) as the group represented by formula (AI).
式(I)及び(II)中、R2、R4、R5、R6は、各々独立して、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Rは、炭素原子とともに脂環構造を形成するのに必要な原子団を表す。
*は他の構造との結合部位を表す。
In formulas (I) and (II), R 2 , R 4 , R 5 and R 6 each independently represent an alkyl group or a cycloalkyl group.
R represents an atomic group necessary to form an alicyclic structure together with the carbon atom.
* indicates the binding site with other structures.
R2におけるアルキル基は、直鎖型でも分岐型でもよく、置換基を有していてもよい。
R2におけるシクロアルキル基は、単環でも多環でもよく、置換基を有していてもよい。
R2は好ましくはアルキル基であり、より好ましくは炭素数1~10、更に好ましくは炭素数1~5のものであり、例えばメチル基、エチル基が挙げられる。
The alkyl group in R2 may be linear or branched, and may have a substituent.
The cycloalkyl group for R2 may be monocyclic or polycyclic and may have a substituent.
R2 is preferably an alkyl group, more preferably one having 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably one having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group or an ethyl group.
Rは、炭素原子とともに脂環構造を形成するのに必要な原子団を表す。Rが形成する脂環構造としては、単環の脂環構造であることが好ましく、炭化水素環構造であることがより好ましい。上記単環の脂環構造又は炭化水素環構造の炭素数は好ましくは3~8、より好ましくは5又は6である。 R represents an atomic group necessary to form an alicyclic structure together with the carbon atoms. The alicyclic structure formed by R is preferably a monocyclic alicyclic structure, and more preferably a hydrocarbon ring structure. The number of carbon atoms in the monocyclic alicyclic structure or hydrocarbon ring structure is preferably 3 to 8, and more preferably 5 or 6.
R4、R5、R6におけるアルキル基は、直鎖型でも分岐型でもよく、置換基を有していてもよい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、ヘキシル基などの炭素数1~6のものが好ましい。 The alkyl group in R 4 , R 5 , and R 6 may be linear or branched and may have a substituent. The alkyl group is preferably one having 1 to 6 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, or a hexyl group.
R4、R5、R6におけるシクロアルキル基は、単環でも多環でもよく、置換基を有していてもよい。シクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。 The cycloalkyl group in R4 , R5 , and R6 may be monocyclic or polycyclic and may have a substituent. As the cycloalkyl group, a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group, or a polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, or an adamantyl group is preferable.
式(I)により表される基としては、例えば、下記式(I-a)及び(I-b)により表される基が挙げられる。Examples of the group represented by formula (I) include groups represented by the following formulas (I-a) and (I-b).
式中、R2は、式(I)におけるR2と同義である。
*は他の構造との結合部位を表す。
In the formula, R2 has the same meaning as R2 in formula (I).
* indicates the binding site with other structures.
式(II)で表される基が、下記式(II-a)で表される基であることが好ましい。It is preferable that the group represented by formula (II) is a group represented by the following formula (II-a):
式(II-a)中、
R4及びR5は、式(II)におけるものと同義である。
*は他の構造との結合部位を表す。
In formula (II-a),
R4 and R5 have the same meanings as in formula (II).
* indicates the binding site with other structures.
酸分解性基としてのアセタールエステル基としては、具体的にはカルボキシ基の水素原子が下記式(III)で表される基で置換されたエステル基であることが好ましい。Specifically, the acetal ester group as an acid-decomposable group is preferably an ester group in which the hydrogen atom of the carboxy group is substituted with a group represented by the following formula (III).
Raは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。
Rbは、単結合又は2価の連結基を表す。
Qは、アルキル基、ヘテロ原子を含んでいてもよい脂環基、又は、ヘテロ原子を含んでいてもよい芳香環基を表す。
Ra、Rb及びQの少なくとも2つは、互いに結合して環を形成していてもよい。この環は、5員環又は6員環であることが好ましい。
*は他の構造との結合部位を表す。
Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group.
Rb represents a single bond or a divalent linking group.
Q represents an alkyl group, an alicyclic group which may contain a heteroatom, or an aromatic ring group which may contain a heteroatom.
At least two of Ra, Rb and Q may be bonded to each other to form a ring. This ring is preferably a 5-membered or 6-membered ring.
* indicates the binding site with other structures.
Raとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基は上記R36についてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基として上述したものと同様のものが挙げられる。
保存中の酸分解性基としてのアセタールエステル基の分解を立体障害により抑制でき、パターニング性の低下を防ぐ観点から、Raが下記式(IV)又は(V)で表される基であることも好ましい。
Examples of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group or aralkyl group represented by Ra include the same groups as those mentioned above as the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group for R 36 .
From the viewpoint of suppressing decomposition of the acetal ester group as an acid-decomposable group during storage by steric hindrance and preventing deterioration of patterning properties, it is also preferable that Ra is a group represented by the following formula (IV) or (V).
上記式中、Rc、Rd、Re、Rf及びRg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、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、Rc、Rdが互いに結合して環を形成していてもよく、Re、Rf及びRgの少なくとも2つが互いに結合して環を形成していてもよい。
*は他の構造との結合部位を表す。
Raが式(IV)又は式(V)で表される基であると、式(1)で表される繰返し単位を有する樹脂において、保存中のイミド化反応の進行を抑制でき、パターニング性の低下を防ぐことができる。
Rc、Rd、Re、Rf、Rgとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又は、アラルキル基は上記R36についてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基として上述したものと同様のものが挙げられる。
Rc、Rd、Re、Rf、Rgとしてのアルコキシ基としては、炭素数1~20のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~6のアルコキシ基がより好ましい。
また、上記アルコキシ基におけるアルキル基部は直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれであってもよく、これらを組み合わせた態様であってもよい。
Rc、Rd、Re、Rf、Rgとしてのアリールオキシ基としては、炭素数6~10のアリールオキシ基が好ましく、具体的にはフェノキシ、トルイルオキシ、1-ナフトキシ等が挙げられる。
Rc、Rd、Re、Rf、Rgとしてのアルコキシカルボニル基としては、炭素数1~10のアルコキシカルボニル基が好ましく、具体的にはメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、直鎖又は分岐プロポキシカルボニル、シクロペンチルオキシカルボニル、シクロヘキシルオキシカルボニル等が挙げられる。
Rc、Rd、Re、Rf、Rgとしてのアリールオキシカルボニル基のアリールオキシ部分としては、上述のアリールオキシ基と同様のものが挙げられる。
In the above formula, Rc, Rd, Re, Rf and Rg each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, a cyano group, or a halogen atom, and Rc and Rd may be bonded to each other to form a ring, or at least two of Re, Rf and Rg may be bonded to each other to form a ring.
* indicates the binding site with other structures.
When Ra is a group represented by formula (IV) or formula (V), in a resin having a repeating unit represented by formula (1), the progress of an imidization reaction during storage can be suppressed, and a decrease in patterning properties can be prevented.
Examples of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, or aralkyl group represented by Rc, Rd, Re, Rf, and Rg include the same alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group as those described above for R36 .
The alkoxy group represented by Rc, Rd, Re, Rf and Rg is preferably an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
The alkyl group portion in the alkoxy group may be linear, branched or cyclic, or may be a combination of these.
The aryloxy group represented by Rc, Rd, Re, Rf and Rg is preferably an aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include phenoxy, toluyloxy and 1-naphthoxy.
The alkoxycarbonyl group represented by Rc, Rd, Re, Rf, and Rg is preferably an alkoxycarbonyl group having 1 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, linear or branched propoxycarbonyl, cyclopentyloxycarbonyl, and cyclohexyloxycarbonyl.
The aryloxy moiety of the aryloxycarbonyl group represented by Rc, Rd, Re, Rf and Rg includes the same as the aryloxy group described above.
保存中の酸分解性基としてのアセタールエステル基の分解を抑制でき、パターニング性の低下を防ぐ観点から、式(IV)におけるRc、Rdの少なくとも1つが、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、シアノ基、又は、ハロゲン原子であることが好ましく、少なくとも1つが、アリール基であることがより好ましい。From the viewpoint of suppressing the decomposition of the acetal ester group as an acid-decomposable group during storage and preventing a decrease in patterning properties, it is preferable that at least one of Rc and Rd in formula (IV) is a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, a cyano group, or a halogen atom, and it is more preferable that at least one is an aryl group.
Rbとしての2価の連結基は、例えば、アルキレン基(好ましくは炭素数1~8のアルキレン基、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基又はオクチレン基)、シクロアルキレン基(好ましくは炭素数3~15のシクロアルキレン基、例えば、シクロペンチレン基又はシクロヘキシレン基)、-S-、-O-、-CO-、-CS-、-SO2-、-N(R0)-、又はこれらの2種以上の組み合わせであり、総炭素数が20以下のものが好ましい。ここで、R0は、水素原子又はアルキル基(例えば炭素数1~8のアルキル基であって、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、ヘキシル基及びオクチル基等)である。
Rbは、単結合、アルキレン基、又はアルキレン基と-O-、-CO-、-CS-及び-N(R0)-の少なくとも一つとの組み合わせからなる2価の連結基が好ましく、単結合、アルキレン基、又はアルキレン基と-O-との組み合わせからなる2価の連結基がより好ましい。ここで、R0は上述のR0と同義である。
The divalent linking group represented by Rb is, for example, an alkylene group (preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, or an octylene group), a cycloalkylene group (preferably a cycloalkylene group having 3 to 15 carbon atoms, such as a cyclopentylene group or a cyclohexylene group), -S-, -O-, -CO-, -CS-, -SO 2 -, -N(R 0 )-, or a combination of two or more of these, preferably having a total of 20 or less carbon atoms. Here, R 0 is a hydrogen atom or an alkyl group (for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a hexyl group, an octyl group, or the like).
Rb is preferably a divalent linking group consisting of a single bond, an alkylene group, or a combination of an alkylene group and at least one of -O-, -CO-, -CS-, and -N(R 0 )-, and more preferably a divalent linking group consisting of a single bond, an alkylene group, or a combination of an alkylene group and -O-, where R 0 has the same meaning as R 0 described above.
Qとしてのアルキル基は、例えば、上述したRaとしてのアルキル基と同様である。The alkyl group as Q is, for example, the same as the alkyl group as Ra described above.
Qとしての脂環基及び芳香環基としては、例えば、上述したRaとしてのシクロアルキル基及びアリール基が挙げられる。その炭素数は、好ましくは、3~18である。なお、本発明においては、複数の芳香環が単結合を介して連結されてなる基(例えば、ビフェニル基、ターフェニル基)もQとしての芳香族基に含まれる。
ヘテロ原子を含む脂環基及びヘテロ原子を含む芳香環基としては、例えば、チイラン、シクロチオラン、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール及びピロリドンが挙げられる。
Qとしての脂環基及び芳香環基は、置換基を有していてもよく、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基が挙げられる。
Examples of the alicyclic group and aromatic ring group represented by Q include the cycloalkyl group and aryl group represented by Ra described above. The number of carbon atoms is preferably 3 to 18. In the present invention, the aromatic group represented by Q also includes a group in which a plurality of aromatic rings are linked via single bonds (e.g., a biphenyl group, a terphenyl group).
Examples of the alicyclic group containing a heteroatom and the aromatic ring group containing a heteroatom include thiirane, cyclothiolane, thiophene, furan, pyrrole, benzothiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzimidazole, triazole, thiadiazole, thiazole, and pyrrolidone.
The alicyclic group and aromatic ring group represented by Q may have a substituent, and examples of such a substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, a cyano group, a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, a carboxy group, and an alkoxycarbonyl group.
(-Rb-Q)として特に好ましくは、メチル基、アリールオキシエチル基、シクロヘキシルエチル基若しくはアリールエチル基であり、溶解性、熱安定性が向上する。Particularly preferred as (-Rb-Q) are a methyl group, an aryloxyethyl group, a cyclohexylethyl group or an arylethyl group, which improves solubility and thermal stability.
Ra、Rb及びQの少なくとも2つが互いに結合して環を形成する場合としては、例えば、Rb及びQのいずれかとRaとが結合してプロピレン基又はブチレン基を形成して、酸素原子を含有する5員環又は6員環を形成する場合が挙げられる。 An example of a case in which at least two of Ra, Rb, and Q are bonded to each other to form a ring is when either Rb or Q is bonded to Ra to form a propylene group or a butylene group, thereby forming a five- or six-membered ring containing an oxygen atom.
Ra、Rb及びQの炭素数の総和をNCと表記すると、NCが大きい場合には式(III)で表される基が脱離する前後の、樹脂のアルカリ溶解速度変化が大きくなり、溶解コントラストが硬調化して解像性が向上する。NCの範囲としては、好ましくは2~20であり、2~15が特に好ましい。NCが20以下であると、高分子化合物のガラス転移温度が低下することが抑制され、更に酸分解性基からの脱離物がパターン上に付着する欠陥の生成が抑制される。 If the sum of the carbon numbers of Ra, Rb and Q is expressed as N C , when N C is large, the change in the alkali dissolution rate of the resin before and after the group represented by formula (III) is eliminated becomes large, and the dissolution contrast becomes high contrast, improving the resolution. The range of N C is preferably 2 to 20, and particularly preferably 2 to 15. When N C is 20 or less, the glass transition temperature of the polymer compound is prevented from decreasing, and further, the generation of defects caused by the product eliminated from the acid-decomposable group adhering to the pattern is prevented.
Ra、Rb及びQの少なくとも1つが、電子求引性基ないしは電子求引性基を有する基であることが好ましい。これにより、式(1)で表される繰返し単位を有する樹脂において、保存中の酸分解性基の分解を抑制でき、パターニング性の低下を防ぐことができる。
電子求引性基としては、例えば、アルコキシ基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、ハロゲン原子、アシル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールオキシ基、ニトリル基(シアノ基)、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ニトロ基等が挙げられ、アルコキシ基、アリール基、アシル基であることが好ましい。
At least one of Ra, Rb, and Q is preferably an electron-withdrawing group or a group having an electron-withdrawing group, which can suppress decomposition of the acid-decomposable group during storage in a resin having a repeating unit represented by formula (1), thereby preventing deterioration of patterning properties.
Examples of the electron-withdrawing group include an alkoxy group, an aryl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a halogen atom, an acyl group, an arylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an aryloxy group, a nitrile group (cyano group), an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, and a nitro group. Of these, an alkoxy group, an aryl group, or an acyl group is preferable.
以下に、酸分解性基としてのアセタールエステル基を構成する式(III)で表される基の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。*は他の構造との結合部位を表す。 Specific examples of the group represented by formula (III) constituting the acetal ester group as an acid-decomposable group are shown below, but are not limited to these. * indicates the bonding site with other structures.
式(1)における-CO2R3の熱分解温度が100~220℃であることが好ましく、120~210℃であることがより好ましく、140~200℃であることが特に好ましい。熱分解温度は、例えば、示差熱天秤分析から求めることができる。
熱分解温度が上記下限以上であれば、本発明の樹脂組成物の保存安定性が向上する。また、熱分解温度が上記上限以下であれば、本発明の樹脂組成物の露光感度が向上する。
The thermal decomposition temperature of —CO 2 R 3 in formula (1) is preferably 100 to 220° C., more preferably 120 to 210° C., and particularly preferably 140 to 200° C. The thermal decomposition temperature can be determined, for example, by differential thermogravimetry.
When the thermal decomposition temperature is equal to or higher than the lower limit, the storage stability of the resin composition of the present invention is improved, whereas when the thermal decomposition temperature is equal to or lower than the upper limit, the exposure sensitivity of the resin composition of the present invention is improved.
上述のような熱分解温度を達成し得るR3の構造として具体的には、上記式(A1)中のRx1~Rx3のうち、少なくとも1つが下記式(VI)で表される基である構造、上記式(III)中のRaが上記式(IV)又は下記式(VII)で表される基である構造などが挙げられる。 Specific examples of the structure of R3 that can achieve the above-mentioned thermal decomposition temperature include a structure in which at least one of Rx1 to Rx3 in the above formula (A1) is a group represented by the following formula (VI), and a structure in which Ra in the above formula (III) is a group represented by the above formula (IV) or the following formula (VII).
上記式(VI)中、R7~R8は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基(直鎖若しくは分岐)又はシクロアルキル基(単環若しくは多環)を表し、R7~R8の少なくとも1つは水素原子である。*は他の構造との結合部位を表す。 In the above formula (VI), R 7 to R 8 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group (linear or branched), or a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic), and at least one of R 7 to R 8 is a hydrogen atom. * represents a bonding site with another structure.
上記式(VII)中、 Rhはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。*は他の構造との結合部位を表す。
R7~R8についてのアルキル基、シクロアルキル基の具体例、好ましい例としては、Rx1~Rx3についてのアルキル基、シクロアルキル基として上述した具体例、好ましい例と同様のものが挙げられる。
Rhとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルコキシ基は上記R36についてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基として上述したものと同様のものが挙げられる。
Rhとしてのアルコキシ基としては、炭素数1~20のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~6のアルコキシ基がより好ましい。
また、上記アルコキシ基におけるアルキル基部は直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれであってもよく、これらを組み合わせた態様であってもよい。
Rhとしてのアリールオキシ基としては、炭素数6~10のアリールオキシ基が好ましく、具体的にはフェノキシ、トルイルオキシ、1-ナフトキシ等が挙げられる。
Rhとしてのアルコキシカルボニル基としては、炭素数1~10のアルコキシカルボニル基が好ましく、具体的にはメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、直鎖又は分岐プロポキシカルボニル、シクロペンチルオキシカルボニル、シクロヘキシルオキシカルボニル等が挙げられる。
Rhとしてのアリールオキシカルボニル基のアリールオキシ部分としては、上述のアリールオキシ基と同様のものが挙げられる。
In the above formula (VII), Rh represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, a cyano group, or a halogen atom. * represents a bonding site to another structure.
Specific and preferred examples of the alkyl group and cycloalkyl group for R 7 to R 8 include the same as the specific and preferred examples described above for the alkyl group and cycloalkyl group for Rx 1 to Rx 3 .
Examples of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group or alkoxy group represented by Rh include the same as those described above for the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group for R36 .
The alkoxy group represented by Rh is preferably an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and more preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
The alkyl group portion in the alkoxy group may be linear, branched or cyclic, or may be a combination of these.
The aryloxy group represented by Rh is preferably an aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include phenoxy, toluoyloxy, and 1-naphthoxy.
The alkoxycarbonyl group represented by Rh is preferably an alkoxycarbonyl group having 1 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, linear or branched propoxycarbonyl, cyclopentyloxycarbonyl, and cyclohexyloxycarbonyl.
The aryloxy moiety of the aryloxycarbonyl group represented by Rh includes the same as the aryloxy group described above.
また、式(1)中のR3は酸の作用により分解しアルカリ可溶性基を生じる基とは異なる有機基であってもよい。
このような有機基としては、本発明の効果が得られる範囲内において特に制限なく使用することができるが、直鎖または分岐鎖状のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又は、ポリアルキレンオキシ基等が挙げられる。これらの基の好ましい態様は、上述のR36におけるこれらの基の好ましい態様と同様である。
Furthermore, R3 in formula (1) may be an organic group other than the group that is decomposed by the action of an acid to produce an alkali-soluble group.
Such an organic group can be used without particular limitation within the range in which the effects of the present invention can be obtained, and examples thereof include linear or branched alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups, polyalkyleneoxy groups, etc. Preferred aspects of these groups are the same as the preferred aspects of these groups in R 36 described above.
本発明においては、R3において水素原子と有機基を混在させることができる。樹脂中の全R3に対して有機基の割合が100モル%~20モル%であることが好ましく、有機基の割合が100モル%~40モル%が有機基であることがより好ましい。このR3の水素原子と有機基の量を調整することで、アルカリ水溶液に対する溶解速度が変化するので、この調整により適度な溶解速度を有した樹脂組成物を得ることができる。
樹脂中の全ての-CO2R3のうち、酸の作用により分解しアルカリ可溶性基を生じる基が占める割合、いわゆる保護率は、40~100%であることが好ましく、45~100%であることがより好ましい。
また、本発明においては、式(1)で表される繰返し単位を主成分とするポリマーの末端に末端封止剤を反応させることができる。末端封止剤は、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、酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物、モノ活性エステル化合物などを用いることができる。末端封止剤を反応させることにより、繰返し単位の繰返し数、すなわち分子量を好ましい範囲に制御できる点で好ましい。更に、末端封止剤により、末端アミンと発生酸の中和による酸失活を抑制する事ができる。また、末端に末端封止剤を反応させることにより、末端基として種々の有機基、例えば炭素-炭素不飽和結合を有する架橋反応性基を導入することができる。
In the present invention, hydrogen atoms and organic groups can be mixed in R 3. The ratio of organic groups to all R 3 in the resin is preferably 100 mol % to 20 mol %, and more preferably 100 mol % to 40 mol % of the organic groups. By adjusting the amount of hydrogen atoms and organic groups in R 3 , the dissolution rate in an alkaline aqueous solution changes, and by this adjustment, a resin composition having an appropriate dissolution rate can be obtained.
The proportion of groups that decompose under the action of an acid to generate an alkali-soluble group among all --CO.sub.2R.sub.3 in the resin, that is, the protection rate, is preferably 40 to 100%, and more preferably 45 to 100%.
In the present invention, a terminal blocking agent can be reacted with the terminal of the polymer mainly composed of the repeating unit represented by formula (1). As the terminal blocking agent, a monoalcohol, a phenol, a thiol, a thiophenol, a monoamine, an acid anhydride, a monocarboxylic acid, a monoacid chloride compound, a monoactive ester compound, or the like can be used. By reacting with a terminal blocking agent, the number of repeating units, i.e., the molecular weight, can be controlled within a preferred range, which is preferable. Furthermore, the terminal blocking agent can suppress acid deactivation caused by neutralization of the terminal amine and the generated acid. In addition, by reacting a terminal blocking agent with the terminal, various organic groups, for example, crosslinking reactive groups having a carbon-carbon unsaturated bond, can be introduced as terminal groups.
末端封止剤に用いられるモノアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、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。 Examples of monoalcohols used in the end-capping agent 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.
末端封止剤に用いられるモノアミンは、5-アミノ-8-ヒドロキシキノリン、4-アミノ-8-ヒドロキシキノリン、1-ヒドロキシ-8-アミノナフタレン、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、1-ヒドロキシ-3-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-2-アミノナフタレン、1-アミノ-7-ヒドロキシナフタレン、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、2-ヒドロキシ-4-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-3-アミノナフタレン、1-アミノ-2-ヒドロキシナフタレン、1-カルボキシ-8-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、1-カルボキシ-4-アミノナフタレン、1-カルボキシ-3-アミノナフタレン、1-カルボキシ-2-アミノナフタレン、1-アミノ-7-カルボキシナフタレン、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-カルボキシ-4-アミノナフタレン、2-カルボキシ-3-アミノナフタレン、1-アミノ-2-カルボキシナフタレン、2-アミノニコチン酸、4-アミノニコチン酸、5-アミノニコチン酸、6-アミノニコチン酸、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、3-アミノ-O-トルイック酸、アメライド、2-アミノ安息香酸、3-アミノ安息香酸、4-アミノ安息香酸、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、5-アミノ-8-メルカプトキノリン、4-アミノ-8-メルカプトキノリン、1-メルカプト-8-アミノナフタレン、1-メルカプト-7-アミノナフタレン、1-メルカプト-6-アミノナフタレン、1-メルカプト-5-アミノナフタレン、1-メルカプト-4-アミノナフタレン、1-メルカプト-3-アミノナフタレン、1-メルカプト-2-アミノナフタレン、1-アミノ-7-メルカプトナフタレン、2-メルカプト-7-アミノナフタレン、2-メルカプト-6-アミノナフタレン、2-メルカプト-5-アミノナフタレン、2-メルカプト-4-アミノナフタレン、2-メルカプト-3-アミノナフタレン、1-アミノ-2-メルカプトナフタレン、3-アミノ-4,6-ジメルカプトピリミジン、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、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、2,4-ジエチニルアニリン、2,5-ジエチニルアニリン、2,6-ジエチニルアニリン、3,4-ジエチニルアニリン、3,5-ジエチニルアニリン、1-エチニル-2-アミノナフタレン、1-エチニル-3-アミノナフタレン、1-エチニル-4-アミノナフタレン、1-エチニル-5-アミノナフタレン、1-エチニル-6-アミノナフタレン、1-エチニル-7-アミノナフタレン、1-エチニル-8-アミノナフタレン、2-エチニル-1-アミノナフタレン、2-エチニル-3-アミノナフタレン、2-エチニル-4-アミノナフタレン、2-エチニル-5-アミノナフタレン、2-エチニル-6-アミノナフタレン、2-エチニル-7-アミノナフタレン、2-エチニル-8-アミノナフタレン、3,5-ジエチニル-1-アミノナフタレン、3,5-ジエチニル-2-アミノナフタレン、3,6-ジエチニル-1-アミノナフタレン、3,6-ジエチニル-2-アミノナフタレン、3,7-ジエチニル-1-アミノナフタレン、3,7-ジエチニル-2-アミノナフタレン、4,8-ジエチニル-1-アミノナフタレン、4,8-ジエチニル-2-アミノナフタレン、アニリン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。The monoamines used as end-capping agents are 5-amino-8-hydroxyquinoline, 4-amino-8-hydroxyquinoline, 1-hydroxy-8-aminonaphthalene, 1-hydroxy-7-aminonaphthalene, 1-hydroxy-6-aminonaphthalene, 1-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-hydroxy-4-aminonaphthalene, 1-hydroxy-3-aminonaphthalene, 1-hydroxy-2-aminonaphthalene, 1-amino-7-hydroxynaphthalene, 2-hydroxy-7- Aminonaphthalene, 2-hydroxy-6-aminonaphthalene, 2-hydroxy-5-aminonaphthalene, 2-hydroxy-4-aminonaphthalene, 2-hydroxy-3-aminonaphthalene, 1-amino-2-hydroxynaphthalene, 1-carboxy-8-aminonaphthalene, 1-carboxy-7-aminonaphthalene, 1-carboxy-6-aminonaphthalene, 1-carboxy-5-aminonaphthalene, 1-carboxy-4-aminonaphthalene, 1-carboxy-3-aminonaphthalene , 1-carboxy-2-aminonaphthalene, 1-amino-7-carboxynaphthalene, 2-carboxy-7-aminonaphthalene, 2-carboxy-6-aminonaphthalene, 2-carboxy-5-aminonaphthalene, 2-carboxy-4-aminonaphthalene, 2-carboxy-3-aminonaphthalene, 1-amino-2-carboxynaphthalene, 2-aminonicotinic acid, 4-aminonicotinic acid, 5-aminonicotinic acid, 6-aminonicotinic acid, 4-aminosalicylic acid, 5-aminosalicylic acid cyclic acid, 6-aminosalicylic acid, 3-amino-O-toluic acid, amelide, 2-aminobenzoic acid, 3-aminobenzoic acid, 4-aminobenzoic acid, 2-aminobenzenesulfonic acid, 3-aminobenzenesulfonic acid, 4-aminobenzenesulfonic acid, 3-amino-4,6-dihydroxypyrimidine, 2-aminophenol, 3-aminophenol, 4-aminophenol, 5-amino-8-mercaptoquinoline, 4-amino-8-mercaptoquinoline, 1-mercapto-8-aminonaphthalene phthalene, 1-mercapto-7-aminonaphthalene, 1-mercapto-6-aminonaphthalene, 1-mercapto-5-aminonaphthalene, 1-mercapto-4-aminonaphthalene, 1-mercapto-3-aminonaphthalene, 1-mercapto-2-aminonaphthalene, 1-amino-7-mercaptonaphthalene, 2-mercapto-7-aminonaphthalene, 2-mercapto-6-aminonaphthalene, 2-mercapto-5-aminonaphthalene, 2-mercapto-4-aminonaphthalene, 2- Mercapto-3-aminonaphthalene, 1-amino-2-mercaptonaphthalene, 3-amino-4,6-dimercaptopyrimidine, 2-aminothiophenol, 3-aminothiophenol, 4-aminothiophenol, 2-ethynylaniline, 3-ethynylaniline, 4-ethynylaniline, 2,4-diethynylaniline, 2,5-diethynylaniline, 2,6-diethynylaniline, 3,4-diethynylaniline, 3,5-diethynylaniline, 1-ethynyl-2-aminonaphthalene , 1-ethynyl-3-aminonaphthalene, 1-ethynyl-4-aminonaphthalene, 1-ethynyl-5-aminonaphthalene, 1-ethynyl-6-aminonaphthalene, 1-ethynyl-7-aminonaphthalene, 1-ethynyl-8-aminonaphthalene, 2-ethynyl-1-aminonaphthalene, 2-ethynyl-3-aminonaphthalene, 2-ethynyl-4-aminonaphthalene, 2-ethynyl-5-aminonaphthalene, 2-ethynyl-6-aminonaphthalene, 2-ethynyl-7-aminonaphthalene Examples of the aminonaphthalene include, but are not limited to, 2-ethynyl-8-aminonaphthalene, 3,5-diethynyl-1-aminonaphthalene, 3,5-diethynyl-2-aminonaphthalene, 3,6-diethynyl-1-aminonaphthalene, 3,6-diethynyl-2-aminonaphthalene, 3,7-diethynyl-1-aminonaphthalene, 3,7-diethynyl-2-aminonaphthalene, 4,8-diethynyl-1-aminonaphthalene, 4,8-diethynyl-2-aminonaphthalene, and aniline.
これらのうち、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、3-エチニルアニリン、4-エチニルアニリン、3,4-ジエチニルアニリン、3,5-ジエチニルアニリン、アニリン等が好ましい。Of these, 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, 2-carboxy-7-aminonaphthalene, 2-carboxy-6-aminonaphthalene, 2-carboxy-5-aminonaphthalene Preferred are phthalene, 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, 4-aminothiophenol, 3-ethynylaniline, 4-ethynylaniline, 3,4-diethynylaniline, 3,5-diethynylaniline, and aniline.
末端封止剤として用いられる酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物、活性エステル化合物は、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水ナジック酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、3-ヒドロキシフタル酸無水物等の酸無水物、2-カルボキシフェノール、3-カルボキシフェノール、4-カルボキシフェノール、2-カルボキシチオフェノール、3-カルボキシチオフェノール、4-カルボキシチオフェノール、1-ヒドロキシ-8-カルボキシナフタレン、1-ヒドロキシ-7-カルボキシナフタレン、1-ヒドロキシ-6-カルボキシナフタレン、1-ヒドロキシ-5-カルボキシナフタレン、1-ヒドロキシ-4-カルボキシナフタレン、1-ヒドロキシ-3-カルボキシナフタレン、1-ヒドロキシ-2-カルボキシナフタレン、1-メルカプト-8-カルボキシナフタレン、1-メルカプト-7-カルボキシナフタレン、1-メルカプト-6-カルボキシナフタレン、1-メルカプト-5-カルボキシナフタレン、1-メルカプト-4-カルボキシナフタレン、1-メルカプト-3-カルボキシナフタレン、1-メルカプト-2-カルボキシナフタレン、2-カルボキシベンゼンスルホン酸、3-カルボキシベンゼンスルホン酸、4-カルボキシベンゼンスルホン酸、2-エチニル安息香酸、3-エチニル安息香酸、4-エチニル安息香酸、2,4-ジエチニル安息香酸、2,5-ジエチニル安息香酸、2,6-ジエチニル安息香酸、3,4-ジエチニル安息香酸、3,5-ジエチニル安息香酸、2-エチニル-1-ナフトエ酸、3-エチニル-1-ナフトエ酸、4-エチニル-1-ナフトエ酸、5-エチニル-1-ナフトエ酸、6-エチニル-1-ナフトエ酸、7-エチニル-1-ナフトエ酸、8-エチニル-1-ナフトエ酸、2-エチニル-2-ナフトエ酸、3-エチニル-2-ナフトエ酸、4-エチニル-2-ナフトエ酸、5-エチニル-2-ナフトエ酸、6-エチニル-2-ナフトエ酸、7-エチニル-2-ナフトエ酸、8-エチニル-2-ナフトエ酸等のモノカルボン酸類及びこれらのカルボキシ基が酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物、及びテレフタル酸、フタル酸、マレイン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、3-ヒドロキシフタル酸、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸、1,2-ジカルボキシナフタレン、1,3-ジカルボキシナフタレン、1,4-ジカルボキシナフタレン、1,5-ジカルボキシナフタレン、1,6-ジカルボキシナフタレン、1,7-ジカルボキシナフタレン、1,8-ジカルボキシナフタレン、2,3-ジカルボキシナフタレン、2,6-ジカルボキシナフタレン、2,7-ジカルボキシナフタレン等のジカルボン酸類のモノカルボキシ基だけが酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物、モノ酸クロリド化合物とN-ヒドロキシベンゾトリアゾールやN-ヒドロキシ-5-ノルボルネン-2,3-ジカルボキシイミドとの反応により得られる活性エステル化合物等が挙げられる。Acid anhydrides, monocarboxylic acids, monoacid chloride compounds, and active ester compounds used as end-capping agents include acid anhydrides such as phthalic anhydride, maleic anhydride, nadic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, and 3-hydroxyphthalic anhydride, 2-carboxyphenol, 3-carboxyphenol, 4-carboxyphenol, 2-carboxythiophenol, 3-carboxythiophenol, 4-carboxythiophenol, 1-hydroxy-8-carboxynaphthalene, 1-hydroxy-7-carboxynaphthalene, 1-hydroxy-6-carboxynaphthalene, 1-hydroxy-5-carboxynaphthalene, 1-hydroxy-4-carboxynaphthalene, and 1-hydroxy-3-carboxynaphthalene. carboxynaphthalene, 1-hydroxy-2-carboxynaphthalene, 1-mercapto-8-carboxynaphthalene, 1-mercapto-7-carboxynaphthalene, 1-mercapto-6-carboxynaphthalene, 1-mercapto-5-carboxynaphthalene, 1-mercapto-4-carboxynaphthalene, 1-mercapto-3-carboxynaphthalene, 1-mercapto-2-carboxynaphthalene, 2-carboxybenzenesulfonic acid, 3-carboxybenzenesulfonic acid, 4-carboxybenzenesulfonic acid, 2-ethynylbenzoic acid, 3-ethynylbenzoic acid, 4-ethynylbenzoic acid, 2,4-diethynylbenzoic acid, 2,5-diethynylbenzoic acid, 2,6-diethynylbenzoic acid, 3,4-diethynyl dibenzoic acid, 3,5-diethynylbenzoic acid, 2-ethynyl-1-naphthoic acid, 3-ethynyl-1-naphthoic acid, 4-ethynyl-1-naphthoic acid, 5-ethynyl-1-naphthoic acid, 6-ethynyl-1-naphthoic acid, 7-ethynyl-1-naphthoic acid, 8-ethynyl-1-naphthoic acid, 2-ethynyl-2-naphthoic acid, 3-ethynyl-2-naphthoic acid, Monocarboxylic acids such as 4-ethynyl-2-naphthoic acid, 5-ethynyl-2-naphthoic acid, 6-ethynyl-2-naphthoic acid, 7-ethynyl-2-naphthoic acid, and 8-ethynyl-2-naphthoic acid, and monoacid chloride compounds in which the carboxy group of these acids is converted into an acid chloride, as well as terephthalic acid, phthalic acid, maleic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, 3-hydroxypropyl ether, Examples of the monoacid chloride compound include monoacid chloride compounds in which only the monocarboxy groups of dicarboxylic acids such as diphthalic acid, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid, 1,2-dicarboxynaphthalene, 1,3-dicarboxynaphthalene, 1,4-dicarboxynaphthalene, 1,5-dicarboxynaphthalene, 1,6-dicarboxynaphthalene, 1,7-dicarboxynaphthalene, 1,8-dicarboxynaphthalene, 2,3-dicarboxynaphthalene, 2,6-dicarboxynaphthalene, and 2,7-dicarboxynaphthalene are converted to acid chloride, and active ester compounds obtained by reacting the monoacid chloride compound with N-hydroxybenzotriazole or N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide.
これらのうち、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水ナジック酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、3-ヒドロキシフタル酸無水物等の酸無水物、3-カルボキシフェノール、4-カルボキシフェノール、3-カルボキシチオフェノール、4-カルボキシチオフェノール、1-ヒドロキシ-7-カルボキシナフタレン、1-ヒドロキシ-6-カルボキシナフタレン、1-ヒドロキシ-5-カルボキシナフタレン、1-メルカプト-7-カルボキシナフタレン、1-メルカプト-6-カルボキシナフタレン、1-メルカプト-5-カルボキシナフタレン、3-カルボキシベンゼンスルホン酸、4-カルボキシベンゼンスルホン酸、3-エチニル安息香酸、4-エチニル安息香酸、3,4-ジエチニル安息香酸、3,5-ジエチニル安息香酸等のモノカルボン酸類、及びこれらのカルボキシ基が酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物、テレフタル酸、フタル酸、マレイン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、1,5-ジカルボキシナフタレン、1,6-ジカルボキシナフタレン、1,7-ジカルボキシナフタレン、2,6-ジカルボキシナフタレン等のジカルボン酸類のモノカルボキシ基だけが酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物、モノ酸クロリド化合物とN-ヒドロキシベンゾトリアゾールやN-ヒドロキシ-5-ノルボルネン-2,3-ジカルボキシイミドとの反応により得られる活性エステル化合物等が好ましい。Among these, acid anhydrides such as phthalic anhydride, maleic anhydride, nadic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, and 3-hydroxyphthalic anhydride, 3-carboxyphenol, 4-carboxyphenol, 3-carboxythiophenol, 4-carboxythiophenol, 1-hydroxy-7-carboxynaphthalene, 1-hydroxy-6-carboxynaphthalene, 1-hydroxy-5-carboxynaphthalene, 1-mercapto-7-carboxynaphthalene, 1-mercapto-6-carboxynaphthalene, 1-mercapto-5-carboxynaphthalene, 3-carboxybenzenesulfonic acid, 4-carboxybenzenesulfonic acid, 3-ethynylbenzoic acid, 4-ethynylbenzoic acid, and 4-ethynylbenzoic acid are preferred. Preferred are monocarboxylic acids such as thynylbenzoic acid, 3,4-diethynylbenzoic acid, and 3,5-diethynylbenzoic acid, and monoacid chloride compounds in which the carboxy group of these is acid chlorided; monoacid chloride compounds in which only the monocarboxy group of dicarboxylic acids such as terephthalic acid, phthalic acid, maleic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, 1,5-dicarboxynaphthalene, 1,6-dicarboxynaphthalene, 1,7-dicarboxynaphthalene, and 2,6-dicarboxynaphthalene is acid chlorided; and active ester compounds obtained by reacting a monoacid chloride compound with N-hydroxybenzotriazole or N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide.
末端封止剤に用いられるモノアミンの導入割合は、全アミン成分に対して、0.1~60モル%の範囲が好ましく、特に好ましくは5~50モル%である。末端封止剤として用いられる酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物及びモノ活性エステル化合物から選ばれた化合物の導入割合は、ジアミン成分に対して、0.1~100モル%の範囲が好ましく、特に好ましくは5~90モル%である。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。The introduction ratio of the monoamine used in the terminal blocking agent is preferably in the range of 0.1 to 60 mol % relative to the total amine components, and particularly preferably 5 to 50 mol %. The introduction ratio of the compound selected from acid anhydrides, monocarboxylic acids, monoacid chloride compounds, and monoactive ester compounds used as terminal blocking agents is preferably in the range of 0.1 to 100 mol % relative to the diamine components, and particularly preferably 5 to 90 mol %. Multiple different terminal groups may be introduced by reacting multiple terminal blocking agents.
ポリマー中に導入された末端封止剤は、以下の方法で容易に検出できる。例えば、末端封止剤が導入されたポリマーを酸性溶液に溶解し、ポリマーの構成単位であるアミン成分と酸無水物成分に分解する。これをガスクロマトグラフィー(GC)や、NMR測定することにより、末端封止剤を容易に検出できる。その他に、末端封止剤が導入されたポリマー成分を直接、熱分解ガスクロマトグラフ(PGC)や赤外スペクトル及び13CNMRスペクトル測定することによっても、容易に検出可能である。 The end-capping agent introduced into the polymer can be easily detected by the following method. For example, the polymer into which the end-capping agent has been introduced is dissolved in an acidic solution and decomposed into amine components and acid anhydride components, which are the structural units of the polymer. The end-capping agent can be easily detected by measuring this by gas chromatography (GC) or NMR. In addition, the polymer component into which the end-capping agent has been introduced can also be easily detected by directly measuring the polymer component by pyrolysis gas chromatography (PGC), infrared spectrum, and 13 C NMR spectrum.
本発明の樹脂組成物に用いられる特定樹脂は、式(1)で表される繰返し単位を主成分とするものであることが好ましい。ここでいう主成分とは、式(1)で表される繰返し単位を70モル%以上含有していることを意味する。より好ましくは80モル%以上、最も好ましくは90モル%以上である。
本発明に用いられる特定樹脂は、式(1)で表される繰返し単位と他の繰返し単位との共重合体であっても、あるいは、式(1)で表される繰返し単位を含有する複数の樹脂の混合物であってもよい。
さらには、式(1)で表される繰返し単位を含有する樹脂と式(1)で表される繰返し単位を含有しない樹脂(例えば、式(1)において、R3に酸の作用により分解しアルカリ可溶性基を生じる基を有しない樹脂)との混合物であってもよい。この場合、式(1)で表される繰返し単位を含有する樹脂は、50質量%以上含有することが好ましく、75質量%以上含有することがより好ましい。
共重合あるいは混合に用いられる繰返し単位の種類及び量は、最終加熱処理によって得られるポリマーの耐熱性を損なわない範囲で選択することが好ましい。
The specific resin used in the resin composition of the present invention is preferably one that is mainly composed of the repeating unit represented by formula (1). The term "main component" as used herein means that the repeating unit represented by formula (1) is contained in an amount of 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, and most preferably 90 mol% or more.
The specific resin used in the present invention may be a copolymer of the repeating unit represented by formula (1) and another repeating unit, or may be a mixture of multiple resins containing the repeating unit represented by formula (1).
Furthermore, it may be a mixture of a resin containing a repeating unit represented by formula (1) and a resin not containing a repeating unit represented by formula (1) (for example, a resin in formula (1) that does not have a group that decomposes under the action of an acid to generate an alkali-soluble group in R3 ). In this case, the resin containing the repeating unit represented by formula (1) is preferably contained in an amount of 50 mass % or more, more preferably 75 mass % or more.
The type and amount of the repeating units used in copolymerization or mixing are preferably selected within a range that does not impair the heat resistance of the polymer obtained by the final heat treatment.
式(1)で表される繰返し単位を含む樹脂は、アルカリ溶解速度、膜物性等の観点から、質量平均分子量で、200,000以下であることが好ましく、1,000~200,000がより好ましく、2,000~100,000が更に好ましく、3,000~100,000が特に好ましい。この分子量範囲とすることにより、応力が低く、機械特性に優れ、更に現像欠陥の少ない解像性に優れた感光膜を得ることが出来る。
分散度(分子量分布)は、1.0~7.0であることが好ましく、1.5~6.5であることがより好ましい。
本明細書において、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、樹脂組成物が複数種の特定樹脂を含む場合、少なくとも1種の特定樹脂の重量平均分子量、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、上記複数種の特定樹脂を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。
From the viewpoints of alkali dissolution rate, film properties, etc., the resin containing the repeating unit represented by formula (1) preferably has a mass average molecular weight of 200,000 or less, more preferably from 1,000 to 200,000, even more preferably from 2,000 to 100,000, and particularly preferably from 3,000 to 100,000. By setting the molecular weight within this range, a photosensitive film having low stress, excellent mechanical properties, and excellent resolution with fewer development defects can be obtained.
The degree of dispersion (molecular weight distribution) is preferably from 1.0 to 7.0, and more preferably from 1.5 to 6.5.
In this specification, the degree of dispersion is a value calculated by weight average molecular weight/number average molecular weight.
In addition, when the resin composition contains a plurality of specific resins, it is preferable that the weight average molecular weight, number average molecular weight, and dispersity of at least one of the specific resins 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 plurality of specific resins as one resin are each within the above ranges.
本発明における特定樹脂の製造方法は、従来公知の方法がいずれも用いられてよい(例えば、最新ポリイミド~基礎と応用~(日本ポリイミド研究会編)参照。)。
例えば、ポリアミド酸又はポリアミド酸エステルの場合低温中でテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物を反応させる方法、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酸クロリド化し、アミンと反応させる方法、側鎖のカルボキシ基の一部を熱処理によってイミド化させたり、エステル化試薬などを用いてアルキルエステル化させたりする方法などがある。
中でも、有機溶媒中、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物とを-20~50℃で数分間から数日間反応させることにより、ポリアミド酸を得、次いで塩基性下ハライド類と反応や、酸性下ビニルエーテル類との反応、あるいはジメチルホルムアミドのジアルキルアセタールとの反応よって式(1)で表される繰返し単位を含有する樹脂を得る方法(合成方法1)、また、Makromol.Chem.,194,511~521(1993)に記載されているような酸分解性基を有するジカルボン酸を合成し、次いでジアミンと重縮合させる方法(合成方法2)が、コスト、操作簡便性、性能再現性の面で好ましい。
(合成方法1)
The specific resin of the present invention may be produced by any of the conventionally known methods (see, for example, Latest Polyimides - Basics and Applications (edited by the Japan Polyimide Research Association)).
For example, in the case of polyamic acid or polyamic acid ester, there are a method of reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine compound at low temperature, a method of obtaining a diester from a tetracarboxylic dianhydride with an alcohol and then reacting it with an amine in the presence of a condensing agent, a method of obtaining a diester from a tetracarboxylic dianhydride with an alcohol and then converting the remaining dicarboxylic acid into an acid chloride and reacting it with an amine, a method of imidizing a part of the carboxyl groups in the side chain by heat treatment or alkyl esterifying them using an esterification agent or the like, and the like.
Among these, a method (synthesis method 1) in which a diamine compound and a tetracarboxylic dianhydride are reacted in an organic solvent at −20 to 50° C. for several minutes to several days to obtain a polyamic acid, which is then reacted with a halide under basic conditions, with a vinyl ether under acidic conditions, or with a dialkyl acetal of dimethylformamide to obtain a resin containing a repeating unit represented by formula (1) is preferable in terms of cost, ease of operation, and performance reproducibility. Also, a method (synthesis method 2) in which a dicarboxylic acid having an acid-decomposable group as described in Makromol. Chem., 194, 511-521 (1993) is synthesized and then polycondensed with a diamine is preferable.
(Synthesis method 1)
(合成方法2) (Synthesis method 2)
上記スキーム中、R1、R2及びR3は式(1)におけるものと同義である。
このポリアミド酸の合成反応に使用できる有機溶媒としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等のアミド系溶媒、ベンゼン、アニソール、ジフェニルエーテル、ニトロベンゼン、ベンゾニトリル、ピリジンのような芳香族系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、1,1,2,2-テトラクロロエタンのようなハロゲン系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジグリムのようなエーテル系溶媒等を例示することができる。中でもアミド系溶媒が好ましく、高分子量の特定樹脂を得ることができる。
In the above scheme, R 1 , R 2 and R 3 have the same meanings as in formula (1).
Examples of organic solvents that can be used in the synthesis reaction of this polyamic acid include amide-based solvents such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidinone, and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, aromatic solvents such as benzene, anisole, diphenyl ether, nitrobenzene, benzonitrile, and pyridine, halogen-based solvents such as chloroform, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, and 1,1,2,2-tetrachloroethane, and ether-based solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, and diglyme. Among these, amide-based solvents are preferred, and they are capable of producing a specific resin having a high molecular weight.
重合反応に用いる有機溶媒の沸点は50℃以上が好ましく、より好ましくは100℃以上であり、特に好ましくは150℃以上である。
反応液中の溶質の濃度は好ましくは1~50質量%、より好ましくは5~30質量%、特に好ましくは10~20質量%である。
The boiling point of the organic solvent used in the polymerization reaction is preferably 50° C. or higher, more preferably 100° C. or higher, and particularly preferably 150° C. or higher.
The concentration of the solute in the reaction liquid is preferably from 1 to 50% by mass, more preferably from 5 to 30% by mass, and particularly preferably from 10 to 20% by mass.
特定樹脂を含む樹脂組成物は半導体基板などの基板上に製膜され、樹脂組成物が感光性の場合(上記製膜された膜が感光膜である場合)には続く露光工程及び現像工程によってレリーフパターンを形成させることが出来る。このパターンの加熱処理により、特定樹脂の脱水閉環が生じ、ポリイミド硬化物が得られる。A resin composition containing a specific resin is formed into a film on a substrate such as a semiconductor substrate, and if the resin composition is photosensitive (the formed film is a photosensitive film), a relief pattern can be formed by subsequent exposure and development steps. Heat treatment of this pattern causes dehydration and ring closure of the specific resin, resulting in a cured polyimide.
本発明において、特定樹脂は、上記特定樹脂から形成される膜が膜厚20μm当たりi線透過率が1%以上であり、5%以上であることが好ましく、10%以上であることがより好ましく、10~80%であることが特に好ましい。この値が1%未満であると、高解像度で、形状の良好なパターンを形成できる感光性樹脂組成物が得られにくい。i線(波長365nmの光)の透過率は、分光光度計(例えば日立U3410型、(株)日立製作所製)により測定することができる。In the present invention, the specific resin has an i-line transmittance of 1% or more per 20 μm of film thickness, preferably 5% or more, more preferably 10% or more, and particularly preferably 10 to 80%. If this value is less than 1%, it is difficult to obtain a photosensitive resin composition capable of forming a high-resolution, well-shaped pattern. The i-line (light with a wavelength of 365 nm) transmittance can be measured using a spectrophotometer (e.g., Hitachi U3410 type, manufactured by Hitachi, Ltd.).
また、上記式(1)にて示される繰返し単位を有するポリアミド酸エステルからイミド閉環して形成されるポリイミド硬化物の残留応力は、35MPa以下であることが好ましく、30MPa以下であることがより好ましい。
なお、ポリイミド膜の残留応力は、常温(25℃)において、薄膜ストレス測定装置(例えば、テンコール社製、FLX-2320型)により測定することができる。
Furthermore, the residual stress of a cured polyimide formed by imide ring closure from a polyamic acid ester having a repeating unit represented by the above formula (1) is preferably 35 MPa or less, and more preferably 30 MPa or less.
The residual stress of the polyimide film can be measured at room temperature (25° C.) using a thin film stress measuring device (for example, FLX-2320 model, manufactured by Tencor Corporation).
これらの特性を満たす上記式(1)にて示される繰返し単位を有する樹脂は、例えば樹脂の合成の際に適切な原料を選択することにより、芳香環π共役長が抑えられ、剛直でかつ直線な主鎖を形成可能な構造を有することになる。
本発明の樹脂組成物における特定樹脂の含有量は、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、本発明の樹脂組成物における樹脂の含有量は、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。
また、本発明において、特定樹脂は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
A resin having a repeating unit represented by the above formula (1) that satisfies these properties has a structure in which the aromatic ring π-conjugation length is suppressed and a rigid and linear main chain can be formed, for example, by selecting an appropriate raw material during synthesis of the resin.
The content of the specific resin in the 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 resin composition. The content of the resin in the 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 resin composition.
In the present invention, the specific resin may be used alone or in combination.
<他の樹脂>
本発明の樹脂組成物は、上述した特定樹脂と、特定樹脂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、塗布性に優れた樹脂組成物が得られ、また、耐溶剤性に優れたパターン(硬化物)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)アクリル樹脂を樹脂組成物に添加することにより、樹脂組成物の塗布性、パターン(硬化物)の耐溶剤性等を向上させることができる。
<Other resins>
The resin composition of the present invention may contain the above-mentioned specific resin and another resin different from the specific resin (hereinafter, 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 resin composition having excellent coatability can be obtained, and a pattern (cured product) having excellent solvent resistance can be obtained.
For example, instead of or in addition to the polymerizable compound described later, by adding 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 content of polymerizable groups per 1 g of resin is 1×10 −3 mol/g or more) to the resin composition, the coatability of the resin composition and the solvent resistance of the pattern (cured product) can be improved.
本発明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、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、本発明の樹脂組成物における、他の樹脂の含有量は、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、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 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, based on the total solid content of the resin composition.
In addition, the content of other resins in the 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, still more preferably 60 mass% or less, and even more preferably 50 mass% or less, relative to the total solid content of the resin composition.
In addition, as a preferred embodiment of the 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 resin composition. The lower limit of the content is not particularly limited, and may be 0% by mass or more.
The 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.
〔光酸発生剤〕
本発明の樹脂組成物は、光酸発生剤を含む。
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 resin composition of the present invention 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 resin composition of the present invention include quinone diazide compounds, oxime sulfonate compounds, organic halide compounds, organic borate compounds, disulfone compounds, onium salt compounds, and the like.
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 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 BisO CP-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, T riML-35XL, TML-BP, TML-HQ, TML-pp-BPF, TML-BPA, TMOM-BP, HML-TPPHBA, HML-TPHAP (all product names, manufactured by Honshu Chemical Industries), BIR-OC, BI P-PC, BIR-PC, BIR-PTBP, BIR-PCHP, BIP-BIOC-F, 4PC, BIR-BIPC-F, TEP-BIP-A, 46DMOC, 46DMOEP, TM-BIP-A (product names, Examples of suitable phenols include, but are not limited to, 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.), and novolak resins.
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 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 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. As R u1 to R u4 , a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group is preferable, and an embodiment in which at least two of R u1 to R u4 are bonded to each other to form an aryl group is also preferable. Among them, an embodiment in which R u1 to R u4 are all hydrogen atoms is preferable. 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、特願2001-132318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-2001-132318, 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、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 used in an amount of preferably 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 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 in order to impart photosensitivity to a desired light source.
<溶剤>
本発明の樹脂組成物は、溶剤を含む。
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 resin composition of the present invention 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 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 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.
<酸捕捉剤>
本発明の樹脂組成物は、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 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.
<熱硬化促進剤>
樹脂組成物は、熱硬化促進剤を含んでもよい。
熱硬化促進剤としては、熱重合開始剤、熱酸発生剤等が挙げられる。
樹脂組成物が重合性化合物としてラジカル架橋剤を含む場合は熱重合開始剤を、他の架橋剤を含む場合は熱酸発生剤を含む態様が挙げられる。
<Heat curing accelerator>
The resin composition may contain a heat curing accelerator.
Examples of the thermal curing accelerator include a thermal polymerization initiator and a thermal acid generator.
In the case where the resin composition contains a radical crosslinking agent as a polymerizable compound, a thermal polymerization initiator may be included, and in the case where the resin composition contains another crosslinking agent, a thermal acid generator may be included.
〔熱重合開始剤〕
熱重合開始剤としては、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。
[Thermal Polymerization Initiator]
The thermal polymerization initiator may particularly include a thermal radical polymerization initiator. The thermal radical polymerization initiator is a compound that generates radicals by thermal energy and initiates or accelerates the polymerization reaction of a polymerizable compound.
Specific examples of the thermal radical polymerization initiator include compounds described in paragraphs 0074 to 0118 of JP-A-2008-063554, 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 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.
〔熱酸発生剤〕
樹脂組成物は、熱酸発生剤を含んでもよい。
熱酸発生剤は、加熱により酸を発生し、ヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基を有する化合物、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から選ばれる少なくとも1種の化合物の架橋反応を促進させる効果がある。
[Thermal acid generator]
The resin composition may contain a thermal acid generator.
The thermal acid generator generates an acid upon heating, and has the effect of promoting the crosslinking reaction of at least one compound selected from a compound having a hydroxymethyl group, an alkoxymethyl group, or an acyloxymethyl group, an epoxy compound, an oxetane compound, and a benzoxazine compound.
熱酸発生剤の熱分解開始温度は、50℃~270℃が好ましく、50℃~250℃がより好ましい。また、組成物を基板に塗布した後の乾燥(プリベーク:約70~140℃)時には酸を発生せず、その後の露光、現像でパターニングした後の最終加熱(キュア:約100~400℃)時に酸を発生するものを熱酸発生剤として選択すると、現像時の感度低下を抑制できるため好ましい。
熱分解開始温度は、熱酸発生剤を耐圧カプセル中5℃/分で500℃まで加熱した場合に、最も温度が低い発熱ピークのピーク温度として求められる。
熱分解開始温度を測定する際に用いられる機器としては、Q2000(TAインスツルメント社製)等が挙げられる。
The thermal decomposition starting temperature of the thermal acid generator is preferably 50° C. to 270° C., more preferably 50° C. to 250° C. In addition, it is preferable to select as the thermal acid generator a material that does not generate acid during drying (pre-baking: about 70 to 140° C.) after the composition is applied to a substrate, but generates acid during final heating (cure: about 100 to 400° C.) after patterning by subsequent exposure and development, because this can suppress a decrease in sensitivity during development.
The thermal decomposition initiation temperature is determined as the lowest exothermic peak temperature when the thermal acid generator is heated to 500° C. at 5° C./min in a pressure-resistant capsule.
An example of an instrument used to measure the thermal decomposition onset temperature is Q2000 (manufactured by TA Instruments).
熱酸発生剤から発生する酸は強酸が好ましく、例えば、p-トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸などのアリールスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ブタンスルホン酸などのアルキルスルホン酸、あるいはトリフルオロメタンスルホン酸などのハロアルキルスルホン酸などが好ましい。このような熱酸発生剤の例としては、特開2013-072935号公報の段落0055に記載のものが挙げられる。The acid generated from the thermal acid generator is preferably a strong acid, for example, an arylsulfonic acid such as p-toluenesulfonic acid or benzenesulfonic acid, an alkylsulfonic acid such as methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid or butanesulfonic acid, or a haloalkylsulfonic acid such as trifluoromethanesulfonic acid. Examples of such thermal acid generators include those described in paragraph 0055 of JP 2013-072935 A.
中でも、硬化物(硬化膜)中の残留が少なく硬化物(硬化膜)物性を低下させにくいという観点から、炭素数1~4のアルキルスルホン酸や炭素数1~4のハロアルキルスルホン酸を発生するものがより好ましく、メタンスルホン酸(4-ヒドロキシフェニル)ジメチルスルホニウム、メタンスルホン酸(4-((メトキシカルボニル)オキシ)フェニル)ジメチルスルホニウム、メタンスルホン酸ベンジル(4-ヒドロキシフェニル)メチルスルホニウム、メタンスルホン酸ベンジル(4-((メトキシカルボニル)オキシ)フェニル)メチルスルホニウム、メタンスルホン酸(4-ヒドロキシフェニル)メチル((2-メチルフェニル)メチル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(4-ヒドロキシフェニル)ジメチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(4-((メトキシカルボニル)オキシ)フェニル)ジメチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ベンジル(4-ヒドロキシフェニル)メチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ベンジル(4-((メトキシカルボニル)オキシ)フェニル)メチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(4-ヒドロキシフェニル)メチル((2-メチルフェニル)メチル)スルホニウム、3-(5-(((プロピルスルホニル)オキシ)イミノ)チオフェン-2(5H)-イリデン)-2-(o-トリル)プロパンニトリル、2,2-ビス(3-(メタンスルホニルアミノ)-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンが、熱酸発生剤として好ましい。Among these, from the viewpoint of having little residue in the cured product (cured film) and being less likely to deteriorate the physical properties of the cured product (cured film), those that generate alkylsulfonic acids having 1 to 4 carbon atoms or haloalkylsulfonic acids having 1 to 4 carbon atoms are more preferred, and examples thereof include (4-hydroxyphenyl)dimethylsulfonium methanesulfonate, (4-((methoxycarbonyl)oxy)phenyl)dimethylsulfonium methanesulfonate, benzyl (4-hydroxyphenyl)methylsulfonium methanesulfonate, benzyl (4-((methoxycarbonyl)oxy)phenyl)methylsulfonium methanesulfonate, (4-hydroxyphenyl)methyl ((2-methylphenyl)methyl)sulfonium methanesulfonate, and (4-hydroxyphenyl)dimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate. Methylsulfonium, (4-((methoxycarbonyl)oxy)phenyl)dimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, benzyl(4-hydroxyphenyl)methylsulfonium trifluoromethanesulfonate, benzyl(4-((methoxycarbonyl)oxy)phenyl)methylsulfonium trifluoromethanesulfonate, (4-hydroxyphenyl)methyl((2-methylphenyl)methyl)sulfonium trifluoromethanesulfonate, 3-(5-(((propylsulfonyl)oxy)imino)thiophene-2(5H)-ylidene)-2-(o-tolyl)propanenitrile, and 2,2-bis(3-(methanesulfonylamino)-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane are preferred as the thermal acid generator.
また、特開2013-167742号公報の段落0059に記載の化合物も熱酸発生剤として好ましい。In addition, the compounds described in paragraph 0059 of JP-A-2013-167742 are also preferred as thermal acid generators.
熱酸発生剤の含有量は、樹脂100質量部に対して0.01質量部以上が好ましく、0.1質量部以上がより好ましい。0.01質量部以上含有することで、架橋反応が促進されるため、硬化物(硬化膜)の機械特性及び耐溶剤性をより向上させることができる。また、硬化物(硬化膜)の電気絶縁性の観点から、20質量部以下が好ましく、15質量部以下がより好ましく、10質量部以下が更に好ましい。The content of the thermal acid generator is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the resin. By containing 0.01 parts by mass or more, the crosslinking reaction is promoted, so that the mechanical properties and solvent resistance of the cured product (cured film) can be further improved. In addition, from the viewpoint of the electrical insulation of the cured product (cured film), 20 parts by mass or less is preferable, 15 parts by mass or less is more preferable, and 10 parts by mass or less is even more preferable.
<塩基発生剤>
本発明の樹脂組成物は、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、樹脂組成物が環化樹脂の前駆体を含む場合、樹脂組成物は塩基発生剤を含むことが好ましい。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、硬化物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 resin composition of the present invention may contain a base generator. Here, the base generator is a compound that can generate a base by physical or chemical action. Examples of base generators that are preferable for the resin composition of the present invention include a thermal base generator and a photobase generator.
In particular, when the resin composition contains a precursor of a cyclized resin, the resin composition preferably contains a base generator. By containing the thermal base generator in the resin composition, for example, the cyclization reaction of the precursor can be promoted by heating, and the mechanical properties and chemical resistance of the cured product can be improved, and the performance as an interlayer insulating film for a rewiring layer contained in a semiconductor package can be improved.
The base generator may be an ionic base generator or a nonionic 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 more preferably at least two of them contain a cyclic structure. The cyclic structure may be either a monocyclic ring or a condensed ring, and is preferably 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 more preferably a 6-membered ring. The monocyclic ring is preferably a cyclohexane ring or a benzene ring, and more preferably 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 of such groups include methyloxymethylmethyl (MOM) and ethyloxyethyl (EE). 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 (e.g., 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 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 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.
<重合性化合物>
本発明の樹脂組成物は、重合性化合物を含むことが好ましい。
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 resin composition of the present invention preferably contains a 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 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 the like.
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、得られるパターン(硬化物)の膜強度の観点からは、本発明の樹脂組成物は、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 pattern (cured product), it is also preferable that the resin composition of the present invention contains a compound having two ethylenically unsaturated bonds and the 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(共栄社化学社製)、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, difunctional 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 Examples of the oligomer include 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 a non-aromatic carboxylic anhydride with an unreacted hydroxy group of an aliphatic polyhydroxy compound. Particularly preferred is a radical crosslinking agent in which an acid group is provided by reacting a non-aromatic carboxylic anhydride with an unreacted hydroxy group of an aliphatic polyhydroxy compound, 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.
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EO付加物ジメタリレート、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。
本発明の樹脂組成物は、パターン(硬化物)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 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, ethylene oxide (EO) adduct diacrylate of bisphenol A, propylene oxide (PO) adduct diacrylate of bisphenol A, ethylene oxide (EO) adduct dimethacrylate of bisphenol A, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate, isocyanuric acid EO-modified diacrylate, isocyanuric acid-modified dimethacrylate, other bifunctional acrylates having urethane bonds, and bifunctional methacrylates having urethane bonds can be used. Two or more of these can be mixed and used as necessary.
For example, PEG200 diacrylate refers to polyethylene glycol diacrylate with a formula weight of about 200 for the polyethylene glycol chain.
In the resin composition of the present invention, from the viewpoint of suppressing warpage associated with controlling the elastic modulus of the pattern (cured product), 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 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。
上記酸は、露光工程において、光酸発生剤から発生する酸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 resin composition of the present invention also 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 is preferably an acid generated from a photoacid 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 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 of the above compound preferably has 2 to 5 carbon atoms, more preferably 2 or 3 carbon atoms, and even more preferably 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、アセタールエステル基、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 ester 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, or tetrabutoxymethylated glycoluril; bismethoxymethylurea, bisethoxymethylurea, bispropoxymethylurea, bisbutoxymethylurea urea-based crosslinking agents such as monohydroxymethylated ethylene urea or dihydroxymethylated ethylene urea, monomethoxymethylated ethylene urea, dimethoxymethylated ethylene urea, monoethoxymethylated ethylene urea, diethoxymethylated ethylene urea, monopropoxymethylated ethylene urea, dipropoxymethylated ethylene urea, monobutoxymethylated ethylene urea, or dibutoxymethylated ethylene urea; ethylene urea-based crosslinking agents such as monohydroxymethylated propylene urea, dihydroxymethylated propylene urea, monomethoxymethylated ethylene urea, dimethoxymethylated ethylene urea, monoethoxymethylated ethylene urea, diethoxymethylated ethylene urea, monopropoxymethylated ethylene urea, dipropoxymethylated ethylene urea, monobutoxymethylated ethylene urea, or dibutoxymethylated ethylene urea; Examples of the crosslinking agent include propylene urea-based crosslinking agents such as dimethoxymethylated propylene urea, monodiethoxymethylated propylene urea, diethoxymethylated propylene urea, monopropoxymethylated propylene urea, dipropoxymethylated propylene urea, monobutoxymethylated propylene urea, and dibutoxymethylated propylene urea; 1,3-di(methoxymethyl)-4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone, 1,3-di(methoxymethyl)-4,5-dimethoxy-2-imidazolidinone, and the like.
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 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 curing the resin composition of the present invention at low temperatures and suppressing warping.
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-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 (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 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.
<金属接着性改良剤>
本発明の樹脂組成物は、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、アミノ化合物等などが挙げられる。
<Metal adhesion improver>
The resin composition of the present invention preferably contains a metal adhesion improver for improving adhesion to metal materials used in 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特定樹脂100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 the specific resin. By making the content equal to or greater than the above lower limit, the adhesion between the pattern and the metal layer will be good, and by making the content equal to or less than the above 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 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 originating 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 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 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 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、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、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, 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-nitrosophenylhydroxyamine 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-sulfopropylamino)phenol, 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 1-oxyl free radical, phenothiazine, phenoxazine, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, dibutyldithiocarbonate copper(II), nitrobenzene, N-nitroso-N-phenylhydroxylamine aluminum salt, N-nitroso-N-phenylhydroxylamine ammonium salt, and the like are preferably used. In addition, the polymerization inhibitors described in paragraph 0060 of JP 2015-127817 A and the compounds described in paragraphs 0031 to 0046 of WO 2015/125469 A can also be used, the contents of which are incorporated herein by reference.
本発明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 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 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.
<その他の添加剤>
本発明の樹脂組成物は、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、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 resin composition of the present invention may contain various additives, such as surfactants, higher fatty acid derivatives, 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 range 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 found, for example, in the descriptions in paragraphs 0183 and after 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 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.
本発明の感光性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 photosensitive 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 3,000 to 50,000, and more preferably 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 as the fluorosurfactant. 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. In addition, examples of commercially available products include Megafac RS-101, RS-102, RS-718K, etc., 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)、KP341、KF6001、KF6002(以上、信越シリコーン(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, Inc.), KP341, KF6001, KF6002 (all manufactured by Shin-Etsu Silicone 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KP341(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 KP341 (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, a higher fatty acid derivative such as behenic acid or behenic acid amide may be added to the resin composition of the present invention, and the higher fatty acid derivative may be unevenly distributed on the surface of the resin composition of the present invention during drying after application.
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 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 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.
〔無機粒子〕
本発明の樹脂組成物は、無機微粒子を含んでもよい。無機粒子として、具体的には、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、シリカ、カオリン、タルク、二酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデン、ガラス等を含むことができる。
[Inorganic particles]
The resin composition of the present invention may contain inorganic fine particles, specifically, calcium carbonate, calcium phosphate, silica, kaolin, talc, titanium dioxide, alumina, barium sulfate, calcium fluoride, lithium fluoride, zeolite, molybdenum sulfide, glass, etc.
上記無機粒子の平均粒子径としては、0.01~2.0μmが好ましく、0.02~1.5μmがより好ましく、0.03~1.0μmがさらに好ましく、0.04~0.5μmが特に好ましい。
微粒子の上記平均粒子径は、一次粒子径であり、また体積平均粒子径である。体積平均粒子径は、Nanotrac WAVE II EX-150(日機装社製)による動的光散乱法で測定できる。
上記測定が困難である場合は、遠心沈降光透過法、X線透過法、レーザー回折・散乱法で測定することもできる。
The average particle size of the inorganic particles is preferably from 0.01 to 2.0 μm, more preferably from 0.02 to 1.5 μm, even more preferably from 0.03 to 1.0 μm, and particularly preferably from 0.04 to 0.5 μm.
The above average particle size of the fine particles is the primary particle size and also the volume average particle size. The volume average particle size can be measured by a dynamic light scattering method using a Nanotrac WAVE II EX-150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
When the above measurements are difficult, the measurements can also be made by centrifugal sedimentation light transmission method, X-ray transmission method, or laser diffraction/scattering method.
〔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〕
本実施形態の樹脂組成物は、有機チタン化合物を含有してもよい。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 resin composition of the present embodiment may contain an organotitanium compound. By containing an organotitanium compound in the 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、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 they provide a resin composition with good storage stability and a good curing pattern. 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、特定樹脂100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 the specific resin. 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、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 high temperature and high humidity environments, and by adding an amount of 10 parts by mass or less, the sensitivity of the 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 is within the above range.
〔凝集防止剤〕
本実施形態の樹脂組成物は、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 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 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が、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 from 0.01% by mass to 30% by mass, and more preferably from 0.02% by mass to 20% by mass, relative to the total solid 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.
<樹脂組成物の特性>
本発明の樹脂組成物の粘度は、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、3,000mm2/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以下では、例えば再配線用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以上では、塗布面状が悪化する可能性がある。
<Characteristics of Resin Composition>
The viscosity of the resin composition of the present invention can be adjusted by the solid content concentration of the 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 3,000 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 less, it is difficult to apply it with a film thickness required for, for example, a rewiring insulating film, and if it is 12,000 mm 2 /s or more, the coating surface condition may deteriorate.
<樹脂組成物の含有物質についての制限>
本発明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%以上では、樹脂組成物の保存安定性が損なわれる可能性がある。
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 resin composition>
The water content of the 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 water content is 2.0% or more, the storage stability of the resin composition may be impaired.
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 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, methods for reducing metal impurities unintentionally contained in the resin composition of the present invention include selecting raw materials with a low metal content as the raw materials constituting the resin composition of the present invention, filtering the raw materials constituting the 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 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.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 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 prevent impurities from being mixed into the raw materials or the resin composition of the present invention. Examples of such containers include the container described in JP 2015-123351 A.
<樹脂組成物の硬化物>
本発明の樹脂組成物を硬化することにより、この樹脂組成物の硬化物を得ることができる。
本発明の硬化物は、本発明の樹脂組成物を硬化してなる硬化物である。
樹脂組成物の硬化は加熱によるものであることが好ましく、加熱温度が120℃~400℃の範囲内であることがより好ましく、140℃~380℃の範囲内にあることが更に好ましく、170℃~350℃の範囲内にあることが特に好ましい。樹脂組成物の硬化物の形態は、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、この硬化物は、フィルム状であることが好ましい。また、樹脂組成物の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、この硬化物の形状を選択することもできる。この硬化物(硬化物からなる膜)の膜厚は、0.5μm以上150μm以下であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物を硬化した際の収縮率は、50%以下が好ましく、45%以下がより好ましく、40%以下が更に好ましい。ここで、収縮率は、樹脂組成物の硬化前後の体積変化の百分率を指し、下記の式より算出することができる。
収縮率[%]=100-(硬化後の体積÷硬化前の体積)×100
<Cured Product of Resin Composition>
By curing the resin composition of the present invention, a cured product of the resin composition can be obtained.
The cured product of the present invention is a cured product obtained by curing the resin composition of the present invention.
The resin composition is preferably cured by heating, and the heating temperature is preferably within the range of 120°C to 400°C, more preferably within the range of 140°C to 380°C, and particularly preferably within the range of 170°C to 350°C. The form of the cured product of the resin composition is not particularly limited, and can be selected according to the application, such as film-like, rod-like, spherical, pellet-like, etc. In the present invention, the cured product is preferably in the form of a film. In addition, the shape of the cured product can be selected according to the application, such as forming a protective film on the wall surface, forming a via hole for conduction, adjusting impedance, electrostatic capacitance or internal stress, and imparting a heat dissipation function, by pattern processing of the resin composition. The film thickness of this cured product (film made of the cured product) is preferably 0.5 μm or more and 150 μm or less.
The shrinkage percentage of the resin composition of the present invention when cured is preferably 50% or less, more preferably 45% or less, and even more preferably 40% or less. Here, the shrinkage percentage refers to the percentage of the volume change before and after curing of the resin composition, and can be calculated by the following formula.
Shrinkage rate [%] = 100 - (volume after curing ÷ volume before curing) x 100
<樹脂組成物の硬化物の特性>
本発明の樹脂組成物の硬化物のイミド化反応率は、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。70%未満では硬化物の機械特性が劣る可能性がある。
本発明の樹脂組成物の硬化物の破断伸びは、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。
本発明の樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度(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。
<Characteristics of the cured product of the resin composition>
The imidization reaction rate of the cured product of the resin composition of the present invention is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and even more preferably 90% or more. If it is less than 70%, the mechanical properties of the cured product may be poor.
The breaking elongation of the cured product of the resin composition of the present invention is preferably 30% or more, more preferably 40% or more, and even more preferably 50% or more.
The glass transition temperature (Tg) of the cured product of the resin composition of the present invention is preferably 180° C. or higher, more preferably 210° C. or higher, and even more preferably 230° C. or higher.
(現像液)
本発明の現像液は、本発明の硬化物の製造方法において用いられる現像液である。
本発明の現像液は、上述の本発明の硬化物の製造方法の現像工程において説明した現像液と同義であり、好ましい態様も同様である。
(Developer)
The developer of the present invention is a developer used in the method for producing a cured product of the present invention.
The developer of the present invention has the same meaning as the developer explained in the developing step of the method for producing a cured product of the present invention, and preferred embodiments are also the same.
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.
<アセタール体A-1、A-2の合成>
同様の方法で、アセタール体A-2を合成した。
<クロル体B-1、B-2の合成>
一口フラスコに上記で合成したA-1を72g、アセチルクロリド(東京化成工業(株)製)19.1g(243ミリモル)を加えて反応溶液を得た。得られた反応溶液を25℃で1時間攪拌した後45℃に昇温し、4時間撹拌して、クロル体B-1を91g得た。
A reaction solution was obtained by adding 72 g of the A-1 synthesized above and 19.1 g (243 mmol) of acetyl chloride (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) to a one-neck flask. The reaction solution obtained was stirred at 25° C. for 1 hour, then heated to 45° C. and stirred for 4 hours to obtain 91 g of chlorinated body B-1.
同様の方法で、クロル体B-2を合成した。
<合成例:ポリマーP-1の合成>
フラスコに、4,4’-オキシジフタル酸二無水物31.02g(100ミリモル)、N-メチルピロリドン(NMP)145gを加えた後、25℃で撹拌しながら、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル18.02g(90ミリモル)を添加した。3時間撹拌後、NMPを130g添加し、希釈した。
得られた希釈液を、-5℃以下に冷却した後、ジイソプロピルエチルアミン25.85g(200ミリモル)を30分かけて滴下し、次いで2-メトキシエトキシメチルクロリド(東京化成工業(株)製)24.91g(200ミリモル)を1時間かけて滴下し、-10~-5℃で、1時間撹拌した。得られた攪拌後の溶液をメタノール5Lに加えた後、30分撹拌した。攪拌後の溶液を30分静置した後、上澄み液を捨て、固形物を得た。この固形物をテトラヒドロフラン300mLに溶解した後、ヘキサン5Lに加え、30分撹拌し、次いでろ過、乾燥して、ポリマーP-1を56g得た。
<Synthesis Example: Synthesis of Polymer P-1>
31.02 g (100 mmol) of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride and 145 g of N-methylpyrrolidone (NMP) were added to a flask, and then 18.02 g (90 mmol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether was added with stirring at 25° C. After stirring for 3 hours, 130 g of NMP was added for dilution.
The obtained diluted solution was cooled to -5°C or lower, and then 25.85 g (200 mmol) of diisopropylethylamine was added dropwise over 30 minutes, and then 24.91 g (200 mmol) of 2-methoxyethoxymethyl chloride (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added dropwise over 1 hour, and the mixture was stirred at -10 to -5°C for 1 hour. The obtained solution after stirring was added to 5 L of methanol and stirred for 30 minutes. The solution after stirring was allowed to stand for 30 minutes, and the supernatant liquid was discarded to obtain a solid. This solid was dissolved in 300 mL of tetrahydrofuran, added to 5 L of hexane, stirred for 30 minutes, and then filtered and dried to obtain 56 g of polymer P-1.
<合成例:ポリマーP-2の合成>
フラスコに、t-ブチルアルコール9.64g(130ミリモル)、テトラヒドロフラン30mLを加え、-10℃に冷却した後、n-ブチルリチウム(20質量%シクロヘキサン溶液)43.7gを滴下し、TB-1を得た。
上記とは別のフラスコ中で、4,4’-オキシジフタル酸二無水物20.0g(64.5ミリモル)をジグリム100mL中に懸濁させ、ヒドロキノン 0.05g、ピリジン 10.7g(135ミリモル)を続いて添加し、さらに上記TB-1を全量滴下ロートを用いて1時間かけて滴下し、その後、25℃の温度で5時間撹拌した。得られた混合液を-10℃まで冷却した後、塩化チオニル 16.1g(135.5ミリモル)を90分かけて滴下して、ピリジニウムヒドロクロリドの白色沈澱物を得た。次いで、白色沈殿物を含む混合液を室温まで温め、2時間撹拌した後、ピリジン 9.7g(123ミリモル)及びN-メチルピロリドン(NMP) 25mLを添加し、溶液を得た。次いで、得られた溶液に、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル 11.8g(58.7ミリモル)をNMP 100mL中に溶解させた溶解液を、1時間かけて滴下により添加した。得られた混合液に、メタノール 5.6g(17.5ミリモル)と3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシトルエン 0.05gを加えた後、2時間撹拌した。次いで、攪拌後の混合液を4リットルの水に加えてポリイミド前駆体樹脂を沈殿させた後、500rpmの速度で15分間撹拌した。ポリイミド前駆体樹脂を濾過して取得した後、4リットルの水に、得られたポリイミド前駆体樹脂を添加し、再度30分間撹拌し、再び濾過した。次いで、得られたポリイミド前駆体樹脂を減圧下、45℃で3日間乾燥し、P-2を33g得た。
<Synthesis Example: Synthesis of Polymer P-2>
A flask was charged with 9.64 g (130 mmol) of t-butyl alcohol and 30 mL of tetrahydrofuran, and the mixture was cooled to −10° C., after which 43.7 g of n-butyllithium (20% by mass solution in cyclohexane) was added dropwise to obtain TB-1.
In a flask different from the above, 20.0 g (64.5 mmol) of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride was suspended in 100 mL of diglyme, and 0.05 g of hydroquinone and 10.7 g (135 mmol) of pyridine were added successively. The entire amount of TB-1 was then added dropwise over 1 hour using a dropping funnel, and the mixture was then stirred at a temperature of 25°C for 5 hours. The resulting mixture was cooled to -10°C, and 16.1 g (135.5 mmol) of thionyl chloride was added dropwise over 90 minutes to obtain a white precipitate of pyridinium hydrochloride. The mixture containing the white precipitate was then warmed to room temperature and stirred for 2 hours, after which 9.7 g (123 mmol) of pyridine and 25 mL of N-methylpyrrolidone (NMP) were added to obtain a solution. Next, a solution obtained by dissolving 11.8 g (58.7 mmol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether in 100 mL of NMP was added dropwise to the obtained solution over 1 hour. 5.6 g (17.5 mmol) of methanol and 0.05 g of 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene were added to the obtained mixture, and then the mixture was stirred for 2 hours. Next, the mixture after stirring was added to 4 liters of water to precipitate a polyimide precursor resin, and then the mixture was stirred at a speed of 500 rpm for 15 minutes. After the polyimide precursor resin was obtained by filtration, the obtained polyimide precursor resin was added to 4 liters of water, stirred again for 30 minutes, and filtered again. Next, the obtained polyimide precursor resin was dried under reduced pressure at 45°C for 3 days to obtain 33 g of P-2.
<合成例:ポリマーP-3の合成>
2-メトキシエトキシメチルクロリドの代わりに等モル量のB-1を使用した以外は、P-1と同様の方法でポリマーP-3を合成した。
<Synthesis Example: Synthesis of Polymer P-3>
Polymer P-3 was synthesized in the same manner as P-1, except that an equimolar amount of B-1 was used instead of 2-methoxyethoxymethyl chloride.
<合成例:ポリマーP-4の合成>
2-メトキシエトキシメチルクロリドの代わりに等モル量のB-2を使用した以外は、P-1と同様の方法でポリマーP-4を合成した。
<Synthesis Example: Synthesis of Polymer P-4>
Polymer P-4 was synthesized in the same manner as P-1, except that an equimolar amount of B-2 was used instead of 2-methoxyethoxymethyl chloride.
<合成例:ポリマーP-5の合成>
フラスコに、4,4’-ビフタル酸無水物29.42g(100ミリモル)、N-メチルピロリドン(NMP)145gを加えた後、25℃で撹拌しながら、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル18.02g(90ミリモル)を添加した。3時間撹拌後、NMPを130g添加し、希釈した。
得られた希釈液を、-5℃以下に冷却した後、ジイソプロピルエチルアミン25.85g(200ミリモル)を30分かけて滴下し、次いでB-2(上記合成品)72.4g(200ミリモル)を1時間かけて滴下し、-10~-5℃で、1時間撹拌した。得られた攪拌後の溶液をメタノール5Lに加えた後、30分撹拌した。攪拌後の溶液を30分静置した後、上澄み液を捨て、固形物を得た。この固形物をテトラヒドロフラン300mLに溶解した後、ヘキサン5Lに加え、30分撹拌し、次いでろ過、乾燥して、ポリマーP-5を52g得た。
<Synthesis Example: Synthesis of Polymer P-5>
29.42 g (100 mmol) of 4,4'-biphthalic anhydride and 145 g of N-methylpyrrolidone (NMP) were added to a flask, and then 18.02 g (90 mmol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether was added with stirring at 25° C. After stirring for 3 hours, 130 g of NMP was added for dilution.
The obtained diluted solution was cooled to -5°C or lower, and then 25.85 g (200 mmol) of diisopropylethylamine was added dropwise over 30 minutes, and then 72.4 g (200 mmol) of B-2 (the above synthesized product) was added dropwise over 1 hour, and the mixture was stirred at -10 to -5°C for 1 hour. The obtained solution after stirring was added to 5 L of methanol and stirred for 30 minutes. The solution after stirring was allowed to stand for 30 minutes, and the supernatant was discarded to obtain a solid. This solid was dissolved in 300 mL of tetrahydrofuran, added to 5 L of hexane, and stirred for 30 minutes, followed by filtration and drying to obtain 52 g of polymer P-5.
<合成例:ポリマーP-6の合成>
4,4’-ジアミノジフェニルエーテルの添加量を16.0g(80ミリモル)に変更した以外、P-1と同様の方法でポリマーP-6を合成した。
<Synthesis Example: Synthesis of Polymer P-6>
Polymer P-6 was synthesized in the same manner as P-1, except that the amount of 4,4'-diaminodiphenyl ether added was changed to 16.0 g (80 mmol).
<実施例及び比較例>
各実施例において、それぞれ、下記表に記載の成分を混合し、各樹脂組成物を得た。また、比較例において、下記表に記載の成分を混合し、比較用組成物を得た。
具体的には、表に記載の成分の含有量は、表の「質量部」の欄に記載の量とした。また、各組成物において、溶剤の含有量は、組成物の固形分濃度が表に記載の値(質量%)となるようにした。
得られた樹脂組成物及び比較用組成物は、フィルタ孔径が0.8μm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>
In each of the examples, the components shown in the following table were mixed to obtain a resin composition. In each of the comparative examples, the components shown in the following table were mixed to obtain a comparative composition.
Specifically, the content of each component in the table was the amount shown in the "Parts by mass" column in the table. The content of the solvent in each composition was adjusted so that the solids concentration of the composition was the value (% by mass) shown in the table.
The obtained resin composition and comparative composition were filtered under pressure through a polytetrafluoroethylene filter having a filter pore size of 0.8 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-6:上記で合成したP-1~P-6
〔resin〕
P-1 to P-6: P-1 to P-6 synthesized above
〔架橋剤(重合性化合物)〕
・B-1~B-4:下記構造の化合物
B-1 to B-4: Compounds having the following structure
〔光酸発生剤〕
・C-1~C-4:下記構造の化合物
C-1 to C-4: Compounds having the following structure
〔光重合開始剤〕
・I-1:Irgacure OXE-01(BASF社製)
[Photopolymerization initiator]
I-1: Irgacure OXE-01 (manufactured by BASF)
〔シランカップリング剤〕
・D-1:3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン
・D-2:下記構造の化合物
D-1: 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane D-2: Compound having the following structure
〔マイグレーション抑制剤〕
・E-1:テトラゾール
[Migration Inhibitor]
E-1: Tetrazole
〔添加剤(酸捕捉剤)〕
・F-1:トリドデシルアミン
・F-2:トリフェニルイミダゾール
・F-3:DBU(ジアザビシクロウンデセン)
[Additive (acid scavenger)]
F-1: Tridodecylamine F-2: Triphenylimidazole F-3: DBU (diazabicycloundecene)
〔溶剤〕
・GBL:γ-ブチロラクトン
・DMSO:ジメチルスルホキシド
表中、「比率」の欄の記載は、溶剤の全質量に対する各溶剤の含有量(質量%)を示している。
〔solvent〕
GBL: γ-butyrolactone DMSO: dimethylsulfoxide In the table, the entries in the "Ratio" column indicate the content (mass %) of each solvent relative to the total mass of the solvents.
(評価)
<解像性評価>
各実施例及び比較例において、それぞれ、シリコン基板上に、樹脂組成物または比較用組成物をスピンコート法により塗布して、塗布膜を形成した。次いで、ホットプレートを用いて、表の「PB温度(℃)」に記載の温度で300秒間加熱処理を行い、樹脂組成物層を形成した。樹脂組成物層の厚さは、リンス後の膜厚が表中の「変性後膜厚(μm)」の欄に記載の値となるよう、適宜変更した。
次いで、樹脂組成物層に対し、ブロードバンド露光機(ウシオ電機株式会社製:UX-1000SN-EH01)にてi線フィルターを用いて、露光を行った。露光量は400mJ/cm2とした。フォトマスクとしては、トッパンテストチャート(No.1、ネガタイプ、凸版印刷製)を用いた。
露光後、ホットプレートを用いて、樹脂組成物層を表中の「PEB温度(℃)」の欄に記載の温度で、300分間加熱した。また、「PEB温度(℃)」の欄に「-」と記載されて例においては、加熱を行わなかった。
上記加熱後、表中の「現像液」の欄に記載の現像液を用いて、23℃で60秒間現像を行なってパターンを形成した。
上記現像後、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)でリンスした。
現像後に得られたパターンを観察し、下記評価基準に従って評価を行った。評価結果は、表中の「解像性」の欄に記載した。
-評価基準-
A:最小開口径が10μm以下であった。
B:最小開口径が10μmを超え20μm以下であった。
C:最小開口径が20μmを超えた。
(evaluation)
<Resolution evaluation>
In each of the examples and comparative examples, the resin composition or the comparative composition was applied onto a silicon substrate by spin coating to form a coating film. Then, a hot plate was used to perform a heat treatment for 300 seconds at the temperature shown in the "PB temperature (°C)" column in the table to form a resin composition layer. The thickness of the resin composition layer was appropriately changed so that the film thickness after rinsing was the value shown in the "film thickness after modification (μm)" column in the table.
Next, the resin composition layer was exposed to light using an i-line filter with a broadband exposure machine (UX-1000SN-EH01 manufactured by Ushio Inc.). The exposure dose was 400 mJ/cm 2. As a photomask, a Toppan Test Chart (No. 1, negative type, manufactured by Toppan Printing Co., Ltd.) was used.
After exposure, the resin composition layer was heated for 300 minutes using a hot plate at the temperature shown in the "PEB temperature (°C)" column in the table. In the examples with "-" in the "PEB temperature (°C)" column, heating was not performed.
After the above heating, development was carried out at 23° C. for 60 seconds using the developer shown in the “Developer” column in the table to form a pattern.
After the above development, the substrate was rinsed with PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate).
After development, the resulting patterns were observed and evaluated according to the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in the "Resolution" column in the table.
-Evaluation criteria-
A: The minimum opening diameter was 10 μm or less.
B: The minimum opening diameter was more than 10 μm and 20 μm or less.
C: The minimum opening diameter exceeded 20 μm.
<多層積層時の1層目寸法安定性評価>
〔1層目の形成〕
各実施例及び比較例において、それぞれ、シリコン基板上に樹脂組成物または比較用組成物をスピンコート法により塗布して、塗布膜を形成した。次いで、ホットプレートを用いて、表の「PB温度(℃)」に記載の温度で300秒間加熱処理を行い、樹脂組成物層を形成した。樹脂組成物層の厚さは、変性後の膜厚が表中の「変性後膜厚(μm)」の欄に記載の値となるよう、適宜変更した。
次いで、樹脂組成物層に対し、ステッパー露光装置FPA-3000i5+(Canon(株)製)を使用して、線幅20μmの1:1ラインアンドスペースパターンが形成されたフォトマスクを使用して、露光を行った。露光量は400mJ/cm2とした。
露光後、ホットプレートを用いて、樹脂組成物層を表中の「PEB温度(℃)」の欄に記載の温度で、5分間加熱した。また、「PEB温度(℃)」の欄に「-」と記載されて例においては、加熱を行わなかった。
上記加熱後、表中の「現像液」の欄に記載の現像液を用いて、23℃で60秒間現像を行ってパターンを形成した。
上記現像後、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)でリンスした。
上記パターンに対し、表中の「キュア温度(℃)」に記載の温度、「キュア時間(min)」に記載の時間で加熱を行い、1層目のパターンを得た。
「加熱手段」の欄に「N2オーブン」と記載された例においては、Koyo製、CLH-21を用いて加熱を行った。
また、「加熱手段」の欄に「IRオーブン」と記載された例においては、アドバンス理工製、RTP-6を用いて加熱を行った。
<Evaluation of dimensional stability of the first layer when stacking multiple layers>
[Formation of the first layer]
In each of the examples and comparative examples, the resin composition or the comparative composition was applied to a silicon substrate by spin coating to form a coating film. Then, a hot plate was used to perform a heat treatment for 300 seconds at the temperature shown in the "PB temperature (°C)" column in the table to form a resin composition layer. The thickness of the resin composition layer was appropriately changed so that the film thickness after modification was the value shown in the "film thickness after modification (μm)" column in the table.
Next, the resin composition layer was exposed to light using a stepper exposure device FPA-3000i5+ (manufactured by Canon Corporation) using a photomask on which a 1:1 line and space pattern with a line width of 20 μm was formed. The exposure dose was 400 mJ/ cm2 .
After exposure, the resin composition layer was heated for 5 minutes using a hot plate at the temperature shown in the "PEB temperature (°C)" column in the table. In the examples with "-" in the "PEB temperature (°C)" column, heating was not performed.
After the above heating, development was carried out at 23° C. for 60 seconds using the developer shown in the “Developer” column in the table to form a pattern.
After the above development, the substrate was rinsed with PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate).
The above pattern was heated at the temperature shown in "Cure temperature (° C.)" and for the time shown in "Cure time (min)" in the table to obtain a first layer pattern.
In the examples where " N2 oven" is listed in the "Heating means" column, heating was performed using CLH-21 manufactured by Koyo.
In the examples where "IR oven" is listed in the "Heating means" column, heating was performed using an RTP-6 manufactured by Advance Riko.
〔2層目の形成〕
各実施例及び比較例において、それぞれ、上記1層目の硬化物上に、再度、同一の樹脂組成物または比較用組成物をスピンコート法により塗布して、塗布膜を形成した。次いで、ホットプレートを用いて、表の「PB温度(℃)」に記載の温度で300秒間加熱処理を行い、樹脂組成物層を形成した。樹脂組成物層の厚さは、変性後の膜厚が表中の「変性後膜厚(μm)」の欄に記載の値となるよう、適宜変更した。
次いで、樹脂組成物層に対し、ステッパー露光装置FPA-3000i5+(Canon(株)製)を使用して、線幅20μmの1:1ラインアンドスペースパターンが形成されたフォトマスクを使用して、露光を行った。上記1:1ラインアンドスペースパターンを介した露光部は、1層目における露光部に対してライン部及びスペース部がそれぞれ直交するように設定した。露光量は400mJ/cm2とした。
露光後、ホットプレートを用いて、樹脂組成物層を表中の「PEB温度(℃)」の欄に記載の温度で、5分間加熱した。また、「PEB温度(℃)」の欄に「-」と記載された例においては、加熱を行わなかった。
上記加熱後、表中の「現像液」の欄に記載の現像液を用いて、23℃で60秒間現像を行ってパターンを形成した。
上記現像後、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)でリンスした。
上記パターンに対し、表中の「キュア温度(℃)」に記載の温度、「キュア時間(min)」に記載の時間で加熱を行った。
「加熱手段」の欄に「N2オーブン」と記載された例においては、Koyo製、CLH-21を用いて加熱を行い、2層目の硬化物を得た。
また、「加熱手段」の欄に「IRオーブン」と記載された例においては、アドバンス理工製、RTP-6を用いて加熱を行い、2層目の硬化物を得た。
[Formation of the second layer]
In each of the examples and comparative examples, the same resin composition or comparative composition was applied again on the cured product of the first layer by spin coating to form a coating film. Then, a hot plate was used to perform a heat treatment for 300 seconds at the temperature listed in the "PB temperature (°C)" in the table to form a resin composition layer. The thickness of the resin composition layer was appropriately changed so that the film thickness after modification was the value listed in the "film thickness after modification (μm)" column in the table.
Next, the resin composition layer was exposed to light using a stepper exposure device FPA-3000i5+ (manufactured by Canon Corporation) using a photomask on which a 1:1 line and space pattern with a line width of 20 μm was formed. The exposed portion through the 1:1 line and space pattern was set so that the line portion and the space portion were orthogonal to the exposed portion in the first layer. The exposure dose was 400 mJ/ cm2 .
After exposure, the resin composition layer was heated for 5 minutes using a hot plate at the temperature shown in the "PEB temperature (°C)" column in the table. In addition, in the examples shown with "-" in the "PEB temperature (°C)" column, heating was not performed.
After the above heating, development was carried out at 23° C. for 60 seconds using the developer shown in the “Developer” column in the table to form a pattern.
After the above development, the substrate was rinsed with PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate).
The above pattern was heated at the temperature shown in "Cure temperature (° C.)" for the time shown in "Cure time (min)" in the table.
In the examples where " N2 oven" is written in the "Heating means" column, heating was performed using CLH-21 manufactured by Koyo to obtain a cured product for the second layer.
In the examples where "IR oven" is listed in the "Heating means" column, heating was performed using an RTP-6 manufactured by Advance Riko Co., Ltd. to obtain a cured product for the second layer.
〔評価〕
上記1層目の硬化物の形成直後(2層目の形成における塗布膜の形成前)の1層目の硬化物の線幅(線幅A)、及び、上記2層目の硬化物の形成後直後の1層目の硬化物の線幅(線幅B)を測定し、下記式に従って寸法変動(%)を算出した。上記寸法変動の値から、1層目の寸法安定性を下記評価基準に従って評価した。評価結果は「多層積層時の1層目寸法安定性評価」の欄に記載した。
寸法変動(%)=|線幅A-線幅B|/線幅A×100-評価基準-
A:寸法変動(%)が5%以下であった。
B:寸法変動(%)が5%を超えた。
〔evaluation〕
The line width (line width A) of the cured product of the first layer immediately after the formation of the cured product of the first layer (before the formation of the coating film in the formation of the second layer) and the line width (line width B) of the cured product of the first layer immediately after the formation of the cured product of the second layer were measured, and the dimensional variation (%) was calculated according to the following formula. From the dimensional variation value, the dimensional stability of the first layer was evaluated according to the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in the column "Evaluation of dimensional stability of first layer when laminated in multiple layers".
Dimensional variation (%) = |Line width A - Line width B| / Line width A x 100 - Evaluation standard -
A: The dimensional variation (%) was 5% or less.
B: The dimensional variation (%) exceeded 5%.
<多層積層時の2層目解像性評価>
上記多層積層時の1層目寸法安定性評価と同様の方法により、1層目の硬化物及び2層目の硬化物を作製した。
2層目の硬化物を観察し、下記評価基準に従って評価を行った。評価結果は、表中の「多層積層時の2層目解像性評価」の欄に記載した。
-評価基準-
A:基材表面とパターンの側面のなす角であるテーパ角が80°以上90°未満であり、パターンの剥がれが認められなかった。
B:テーパ角が80°未満であるか、パターンの断面形状が90°を超えるテーパ角をなす逆テーパ形状であるか、又は、パターンの断面形状がくびれた形状であるが、パターンの剥がれは認められなかった。
C:パターンの剥がれが認められた。
<Evaluation of the resolution of the second layer when multiple layers are laminated>
A cured product of the first layer and a cured product of the second layer were prepared in the same manner as in the evaluation of the dimensional stability of the first layer during multi-layer lamination.
The cured product of the second layer was observed and evaluated according to the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in the column "Evaluation of resolution of second layer when multi-layered" in the table.
-Evaluation criteria-
A: The taper angle between the substrate surface and the side surface of the pattern was 80° or more and less than 90°, and peeling of the pattern was not observed.
B: The taper angle was less than 80°, or the cross-sectional shape of the pattern was an inverse taper shape with a taper angle exceeding 90°, or the cross-sectional shape of the pattern was a constricted shape, but peeling of the pattern was not observed.
C: Peeling of the pattern was observed.
比較例1に係る硬化物の製造方法は、ポリイミド前駆体が酸の作用により極性が増大する反応を生じる基を有せず、いわゆるネガ型のパターン形成が行われている。このような例においては、解像性に劣ることがわかる。In the method for producing a cured product according to Comparative Example 1, the polyimide precursor does not have a group that undergoes a reaction that increases polarity under the action of an acid, and so-called negative pattern formation is performed. In such an example, it is clear that the resolution is poor.
<実施例101>
実施例1において使用した樹脂組成物を、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、100℃で300秒間乾燥した。膜厚は得られる硬化物の膜厚が5μmとなる膜厚とした。その後、ステッパー((株)ニコン製、NSR1505 i6)を用いて露光した。露光はマスク(パターンが1:1ラインアンドスペースであり、線幅が10μmであるバイナリマスク)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、実施例1で用いた現像液で現像し、実施例1で用いたリンス液でリンスして、層のパターンを得た。
次いで、窒素雰囲気下で、10℃/分の昇温速度で昇温し、230℃に達した後、120分間維持して層を硬化し、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 resin composition used in Example 1 was applied in a layer form by spin coating on the surface of the copper thin layer of the resin substrate on which the copper thin layer was formed, and dried at 100°C for 300 seconds. The film thickness was set so that the film thickness of the resulting cured product would be 5 μm. Thereafter, exposure was performed using a stepper (Nikon Corporation, NSR1505 i6). Exposure was performed at a wavelength of 365 nm through a mask (a binary mask with a 1:1 line and space pattern and a line width of 10 μm). After exposure, heating was performed at 120°C for 300 seconds. After the above heating, development was performed with the developer used in Example 1, and rinsing was performed with the rinse solution used in Example 1 to obtain a layer pattern.
Next, the temperature was increased at a rate of 10° C./min in a nitrogen atmosphere, and after reaching 230° C., the temperature was maintained for 120 minutes to harden the layer, forming an interlayer insulating film for a rewiring layer. 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 (11)
前記膜を選択的に露光する露光工程、
前記露光後の膜を現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程、並びに、
前記パターンを変性させる変性工程を含み、
前記樹脂がポリイミド前駆体であり、
前記樹脂は酸の作用により極性が増大する反応を生じる基を有し、
前記現像液の全質量に対する有機溶剤の含有量が80質量%以上であり、
前記変性工程において、前記パターンの加熱が行われ、前記加熱における加熱温度が160~230℃であり、 前記変性により、前記樹脂組成物が含む溶剤に対して前記パターンの溶解性が低下する、
硬化物の製造方法。 a film-forming step of applying a resin composition containing a resin, a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, an acid scavenger, and a solvent onto a substrate to form a film;
an exposure step of selectively exposing the film;
A developing step of developing the exposed film with a developer to form a pattern; and
A modification step of modifying the pattern,
the resin is a polyimide precursor,
The resin has a group that undergoes a reaction to increase polarity by the action of an acid,
The content of the organic solvent in the developer is 80% by mass or more based on the total mass of the developer,
In the modification step, the pattern is heated at a heating temperature of 160 to 230° C., and the modification reduces the solubility of the pattern in a solvent contained in the resin composition.
A method for producing a cured product.
式(A-2)中、RA6~RA8はそれぞれ独立に、1価の有機基を表し、RA6~RA8のうち少なくとも2つが結合して環構造を形成していてもよく、*は他の構造との結合部位を表す。 The method for producing a cured product according to any one of claims 1 to 5, wherein the group that undergoes a reaction to increase polarity by the action of an acid is a group represented by the following formula (A-1) or the following formula (A-2):
In formula (A-2), R A6 to R A8 each independently represent a monovalent organic group, at least two of R A6 to R A8 may be bonded to form a ring structure, and * represents a bonding site to another structure.
電子デバイスの製造方法。 A method for producing a cured product according to any one of claims 1 to 7, or a method for producing a laminate according to claim 8 or 9,
A method for manufacturing an electronic device.
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009244479A (en) | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Dainippon Printing Co Ltd | Photosensitive resin composition, article and pattern forming method |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5724515B2 (en) | 2010-03-31 | 2015-05-27 | 大日本印刷株式会社 | Relief pattern manufacturing method and electronic component |
| WO2013141376A1 (en) * | 2012-03-23 | 2013-09-26 | 富士フイルム株式会社 | Protectant, method for producing compound protected by protectant, resin protected by protectant, photosensitive resin composition containing resin protected by protectant, pattern-forming material, photosensitive film, cured relief pattern, method for producing same, and semiconductor device |
| KR102357133B1 (en) * | 2014-02-21 | 2022-01-28 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Photosensitization chemical-amplification type resist material, method for forming pattern using same, semiconductor device, mask for lithography, and template for nanoimprinting |
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