JP7709129B2 - Method for forming a bank pattern - Google Patents
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Description
本発明は、感光性樹脂組成物から得られる硬化膜のバンクパターンの形成方法に関する。この感光性樹脂組成物を用いた硬化膜のバンクパターンの形成方法は、特に液晶ディスプレイやELディスプレイにおける層間絶縁膜、インクジェット方式に対応した遮光壁または隔壁を形成する方法として好適である。 The present invention relates to a method for forming a bank pattern of a cured film obtained from a photosensitive resin composition. This method for forming a bank pattern of a cured film using a photosensitive resin composition is particularly suitable as a method for forming an interlayer insulating film in a liquid crystal display or an EL display, or a light-shielding wall or partition wall compatible with the inkjet method.
薄膜トランジスタ(TFT)型液晶表示素子、有機EL(electroluminescent)素子等のディスプレイ素子の作製工程においてインクジェットを用いたフルカラー表示基板作製技術が近年活発に検討されている。たとえば液晶表示素子におけるカラーフィルタ作製に関しては、従来の印刷法、電着法、染色法または顔料分散法に対して、あらかじめパターニングされた画素を規定する区画(以下バンクという)を、光を遮断する感光性樹脂層で形成し、このバンクに囲まれた領域にインク滴を滴下するカラーフィルタおよびその製造方法(特許文献1)などが提案されている。また有機EL表示素子においてもあらかじめバンクを作製し、同様に発光層となるインクを滴下し、有機EL表示素子を作製する方法(特許文献2)が提案されている。
しかしインクジェット法でバンクに囲まれた領域にインク滴を滴下する場合、バンクを超えて隣の画素にインク滴が溢れる事態を防ぐため、基板には親インク性(親水性)を持たせ、バンク表面には撥水性を持たせる必要がある。
In recent years, full-color display substrate manufacturing techniques using inkjet have been actively studied in the manufacturing process of display elements such as thin film transistor (TFT) type liquid crystal display elements and organic electroluminescent (EL) elements. For example, in relation to the manufacture of color filters in liquid crystal display elements, in contrast to the conventional printing method, electrodeposition method, dyeing method or pigment dispersion method, a color filter and its manufacturing method (Patent Document 1) have been proposed in which a partition (hereinafter referred to as a bank) that defines a patterned pixel is formed in advance with a light-blocking photosensitive resin layer, and ink droplets are dropped into the area surrounded by this bank. In addition, in the case of organic EL display elements, a method has been proposed in which a bank is formed in advance, and ink that becomes a light-emitting layer is similarly dropped to manufacture the organic EL display element (Patent Document 2).
However, when using the inkjet method to drop ink droplets into an area surrounded by a bank, in order to prevent the ink droplets from spilling over the bank into adjacent pixels, the substrate must be made ink-philic (hydrophilic) and the surface of the bank must be made water-repellent.
上記の目的を達成するため、酸素ガスプラズマ処理及びフッ素ガスプラズマ処理などの連続的プラズマ(オゾン)処理により、基板に親水性を持たせ、且つバンクには撥水性を持たせることができると提案されている(特許文献3)が、工程が煩雑である。また、感光性有機薄膜にフッ素系界面活性剤やフッ素系ポリマーを配合した提案もなされている(特許文献4)が、相溶性や添加量など、感光性のみならず塗膜性も含めて考慮すべき点が多いだけでなく、基板の親水処理の際のUVオゾン処理で表面の撥水性が低下するため実用的ではなかった。 To achieve the above objective, it has been proposed that successive plasma (ozone) treatments such as oxygen gas plasma treatment and fluorine gas plasma treatment can be used to make the substrate hydrophilic and the bank water-repellent (Patent Document 3), but the process is complicated. In addition, a proposal has been made to blend a fluorine-based surfactant or a fluorine-based polymer into a photosensitive organic thin film (Patent Document 4), but not only are there many points to consider, including compatibility and the amount of addition, including not only photosensitivity but also coating properties, and the UV ozone treatment during the hydrophilic treatment of the substrate reduces the water-repellency of the surface, making it impractical.
また、上記の目的を達成するため、撥液性を有するバンク材料の下層に親水性化合物を含有する層を設け、上層のバンク材料とともに現像除去することによってバンク材料の成分により親液性を有するべきバンク開口部が汚染されることを防ぐ方法が提案されている(特許文献5~7)。しかしながら、この方法では下層の親水性が高いために吸湿が起こりやすくなる問題があり、また現像過程においてパターンの剥離が起こりやすくなる問題があった。 To achieve the above objective, a method has been proposed in which a layer containing a hydrophilic compound is provided under a liquid-repellent bank material, and this is developed and removed together with the upper layer of bank material, thereby preventing contamination of the bank openings, which should be lyophilic, by the components of the bank material (Patent Documents 5 to 7). However, this method has problems in that the lower layer is highly hydrophilic, making it prone to moisture absorption, and also makes it prone to pattern peeling during the development process.
また、上記の目的を達成するため、撥液性を有するバンク材料の下層に有機層を設け、上層のバンク材料でパターンを形成した後にドライエッチング工程により下層を除去することによってバンク開口部の親液性を向上する方法が提案されている(特許文献8)。しかしながら、この方法では工程が煩雑になる問題があった。 To achieve the above-mentioned objective, a method has been proposed in which an organic layer is provided under a liquid-repellent bank material, and after forming a pattern with the upper layer of the bank material, the lower layer is removed by a dry etching process to improve the lyophilicity of the bank opening (Patent Document 8). However, this method has the problem of being complicated.
また、積層した二層の有機層に対して一度の露光工程、一度の現像工程を行うことによりパターンを形成方法として特許文献9、特許文献10が提案されている。しかしながら、これらはいずれも撥液性を有するバンクパターンの形成を目的としたものではなかった。また、特許文献9の方法では下層の有機層が感光性を有していないため、パターンの寸法を制御するためには精密な工程制御が必要であった。特許文献10の方法では露光工程の後に加熱処理を行う必要があり、工程が煩雑であった。 Patent Documents 9 and 10 have also proposed methods for forming patterns by performing one exposure step and one development step on two stacked organic layers. However, neither of these methods was aimed at forming a bank pattern with liquid repellency. In addition, in the method of Patent Document 9, the lower organic layer does not have photosensitivity, so precise process control was required to control the dimensions of the pattern. In the method of Patent Document 10, a heat treatment must be performed after the exposure step, making the process complicated.
本発明は、プロセス的に簡便で生産コスト的にも有利な撥液性のバンクを用いても、バンク以外の領域に撥液性のレジスト材料の成分などの残渣が残りにくいバンクパターンの形成方法を提供する。 The present invention provides a method for forming a bank pattern that is less likely to leave residues of components of the liquid-repellent resist material in areas other than the bank, even when using a liquid-repellent bank that is easy to process and advantageous in terms of production costs.
本発明者らは、基板上に直接または他の層を介して、アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂を含有する第一の感光性樹脂組成物を塗布して下層膜を設け、この下層膜上に、撥液成分である重合体を含有する第二の感光性樹脂組成物を、塗布してレジスト膜を設け、レジスト膜を露光および現像することによりバンクを形成する。この現像過程において、非バンク部の下層膜が、非バンク部のレジスト膜とともに除去されることで、基板上に撥液成分を含むレジスト膜残渣を低減させ開口部の親液性を維持したまま膜表面に撥水性と撥液性を効率的に付与できることを見出し、本発明を完成させた。
ここで、基板上にバンクが所在する領域はバンク部とし、バンク以外の領域は非バンク部とする。
The present inventors have found that a first photosensitive resin composition containing an alkali-soluble resin having an amide group is applied directly or through another layer onto a substrate to provide an underlayer film, a second photosensitive resin composition containing a polymer that is a liquid-repellent component is applied onto the underlayer film to provide a resist film, and the resist film is exposed and developed to form a bank. In this development process, the underlayer film in the non-bank portion is removed together with the resist film in the non-bank portion, thereby reducing the amount of resist film residue containing the liquid-repellent component on the substrate and efficiently imparting water repellency and liquid repellency to the film surface while maintaining the lyophilicity of the openings, and thus completed the present invention.
Here, the area on the substrate where the banks are located is referred to as a bank portion, and the area other than the banks is referred to as a non-bank portion.
即ち、本発明は以下に関する。
1.基板上にバンクと該バンクによって区画された領域とを形成する方法であって、該バンクによって区画された領域に有機薄膜を形成するためのバンクパターンの形成方法において、
基板上に直接または他の層を介して、下記(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含有する第一の感光性樹脂組成物を塗布して、下層膜を設ける下層膜形成工程と、
該下層膜上に、下記(a)成分、(b)成分、(c)成分及び(d)成分を含有する第二の感光性樹脂組成物を塗布して、レジスト膜を設けるレジスト膜形成工程と、
該レジスト膜を露光しそして現像することにより、バンクを形成し、その現像過程において非バンク部の下層膜が非バンク部のレジスト膜と共に除去されるバンク形成工程とを含むバンクパターンの形成方法。
(A)成分:アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂、
(C)成分:溶剤、
(D)成分:感光剤、
(a)成分:アルカリ可溶性樹脂、
(b)成分:撥液性基(b1)を有する重合体、
(c)成分:溶剤、
(d)成分:感光剤。
2.前記第一の感光性樹脂組成物は、下記(Z1)乃至(Z4)のうち少なくともいずれか1つを満足する上記1に記載のバンクパターンの形成方法。
(Z1):(E)成分である架橋剤をさらに含有する;
(Z2):(A)成分のアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基をさらに有する;
(Z3):(D)成分が(D-2)である光ラジカル発生剤であり、さらに(F)成分として、エチレン性二重結合を2個以上有する化合物を含有する;
(Z4):(D)成分が(D-3)である光酸発生剤であり、さらに(G)成分として、(D-3)より発生した酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有する。
3.前記第二の感光性樹脂組成物は、下記(z1)乃至(z4)のうち少なくともいずれか1つを満足する上記1または上記2に記載のバンクパターンの形成方法。
(z1):(e)成分である架橋剤をさらに含有する;
(z2):(a)成分のアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基をさらに有する;
(z3):(d)成分が(d-2)である光ラジカル発生剤であり、さらに(f)成分として、エチレン性二重結合を2個以上有する化合物を含有する;
(z4):(d)成分が(d-3)である光酸発生剤であり、さらに(g)成分として、(d-3)より発生した酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有する。
4.(D)および/または(d)成分がキノンジアジド化合物である上記1乃至上記3のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
5.(D)成分がキノンジアジド化合物であり、さらに、前記(Z1)又は(Z2)の何れかを満足する上記2に記載のバンクパターンの形成方法。
6.(d)成分がキノンジアジド化合物であり、さらに、前記(z1)又は(z2)の何れかを満足する上記3に記載のバンクパターンの形成方法。
7.(D)成分がジアゾナフトキノンである上記5に記載のバンクパターンの形成方法。8.(d)成分がジアゾナフトキノンである上記6に記載のバンクパターンの形成方法。9.前記撥液性基(b1)が炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基、ポリフルオロエーテル基、シリルエーテル基及び下記式4で表されるポリシロキサン基から選ばれる少なくとも一種の基である上記1乃至上記8いずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
-(SiR1R2-O)n-SiR1R2R3 式4
(ただし、R1、R2は独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、R3は水素原子または炭素原子数1乃至10の有機基を表し、nは1乃至200の整数を表す。)
10.(A)成分のアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂および/または(a)成分のアルカリ可溶性樹脂の数平均分子量がポリスチレン換算で2,000乃至50,000である上記1乃至上記9のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
11.(A)成分の100質量部に対して、(E)成分が1質量部乃至50質量部であることを特徴とする上記2乃至上記10のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
12.(a)成分100質量部に対して0.1質量部乃至20質量部の(b)成分を含有することを特徴とする上記1乃至上記11のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
13.(b)成分の重合体がアクリル重合体である上記1乃至上記12のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
14.(b)成分のアクリル重合体の数平均分子量がポリスチレン換算で2,000乃至100,000である上記13に記載のバンクパターンの形成方法。
15.(a)成分と(b)成分の合計100質量部に対して、(e)成分が1質量部乃至
50質量部であることを特徴とする上記3乃至上記14のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
16.(b)成分が更に、下記(b2)を有する重合体であることを特徴とする上記1乃至上記15のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
(b2):N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる少なくとも1つの基。
17.(b)成分が更に、下記(b3)を有する重合体であることを特徴とする上記1乃至上記16のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
(b3):ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基。
18.前記(a)成分が撥液性基(b1)を有する樹脂であり、(b)成分を含まない上記1乃至上記11のいずれか一項記載のバンクパターンの形成方法。
19.100質量部の(a)成分中に撥液性基(b1)を有する重合単位が5質量部乃至30質量部を占めることを特徴とする上記18に記載のバンクパターンの形成方法。
20.(a)成分100質量部に対して、(e)成分が1質量部乃至50質量部であることを特徴とする上記18または上記19に記載のバンクパターンの形成方法。
21.前記他の層が有機エロクトロルミネッセンスの正孔注入層である上記1乃至上記20のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
22.上記1乃至上記21のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法により形成された硬化膜。
23.上記22に記載の硬化膜を有する表示素子。
24.上記22に記載の硬化膜を画像形成用隔壁として有する表示素子。
25.下記(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含有する、レジスト膜の下層膜形成用感光性樹脂組成物。
(A)成分:アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂、
(C)成分:溶剤、
(D)成分:感光剤。
That is, the present invention relates to the following.
1. A method for forming a bank and an area defined by the bank on a substrate, the method comprising the steps of: forming a bank pattern for forming an organic thin film in the area defined by the bank, the method comprising the steps of:
an underlayer film forming step of applying a first photosensitive resin composition containing the following components (A), (C) and (D) directly onto a substrate or via another layer to provide an underlayer film;
a resist film forming step of coating a second photosensitive resin composition containing the following components (a), (b), (c) and (d) on the underlayer film to provide a resist film;
a bank forming step of forming banks by exposing and developing the resist film, and removing the underlying film in the non-bank portions together with the resist film in the non-bank portions during the development process.
Component (A): an alkali-soluble resin having an amide group,
(C) component: solvent,
(D) component: photosensitizer,
Component (a): an alkali-soluble resin,
Component (b): a polymer having a liquid repellent group (b1),
(c) component: solvent,
(d) Component: Photosensitizer.
2. The method for forming a bank pattern according to the above item 1, wherein the first photosensitive resin composition satisfies at least one of the following (Z1) to (Z4):
(Z1): Further containing a crosslinking agent as the component (E);
(Z2): The alkali-soluble resin having an amide group of the component (A) further has a self-crosslinking group, or further has a group reactive with at least one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group;
(Z3): A photoradical generator in which the component (D) is (D-2) and further contains a compound having two or more ethylenic double bonds as the component (F);
(Z4): A photoacid generator in which the component (D) is (D-3), and which further contains, as the component (G), a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with the acid generated from (D-3).
3. The method for forming a bank pattern according to 1 or 2 above, wherein the second photosensitive resin composition satisfies at least one of the following (z1) to (z4):
(z1): Further containing a crosslinking agent which is the component (e);
(z2): The alkali-soluble resin of the component (a) further has a self-crosslinking group, or further has a group reactive with at least one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group;
(z3): A photoradical generator in which the component (d) is (d-2) and further contains a compound having two or more ethylenic double bonds as the component (f);
(z4): A photoacid generator in which the component (d) is (d-3), and which further contains, as the component (g), a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with the acid generated from (d-3).
4. The method for forming a bank pattern according to any one of the above 1 to 3, wherein the component (D) and/or (d) is a quinone diazide compound.
5. The method for forming a bank pattern as described in the above 2, wherein the component (D) is a quinone diazide compound and further satisfies either (Z1) or (Z2).
6. The method for forming a bank pattern as described in the above 3, wherein the component (d) is a quinone diazide compound and further satisfies either (z1) or (z2).
7. The method for forming a bank pattern according to the above 5, wherein the component (D) is diazonaphthoquinone. 8. The method for forming a bank pattern according to the above 6, wherein the component (d) is diazonaphthoquinone. 9. The method for forming a bank pattern according to any one of the above 1 to 8, wherein the liquid repellent group (b1) is at least one group selected from a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a polyfluoroether group, a silyl ether group, and a polysiloxane group represented by the following formula 4:
-(SiR 1 R 2 -O) n -SiR 1 R 2 R 3 Formula 4
(wherein R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group; R 3 represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms; and n represents an integer of 1 to 200.)
10. The method for forming a bank pattern according to any one of the above 1 to 9, wherein the number average molecular weight of the alkali-soluble resin having an amide group as component (A) and/or the alkali-soluble resin as component (a) is 2,000 to 50,000 in terms of polystyrene.
11. The method for forming a bank pattern according to any one of 2 to 10 above, wherein the component (E) is 1 part by mass to 50 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A).
12. The method for forming a bank pattern according to any one of 1 to 11 above, characterized in that the composition contains 0.1 to 20 parts by mass of the component (b) per 100 parts by mass of the component (a).
13. The method for forming a bank pattern according to any one of the above 1 to 12, wherein the polymer of component (b) is an acrylic polymer.
14. The method for forming a bank pattern as described above in 13, wherein the acrylic polymer of component (b) has a number average molecular weight of 2,000 to 100,000 in terms of polystyrene.
15. The method for forming a bank pattern according to any one of items 3 to 14 above, wherein the amount of component (e) is 1 part by mass to 50 parts by mass per 100 parts by mass of the total of components (a) and (b).
16. The method for forming a bank pattern according to any one of the above items 1 to 15, wherein the component (b) is a polymer further comprising the following (b2):
(b2): At least one group selected from the group consisting of an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group, and a trialkoxysilyl group.
17. The method for forming a bank pattern according to any one of the above 1 to 16, wherein the component (b) is a polymer further having the following (b3):
(b3): at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group.
18. The method for forming a bank pattern according to any one of the above 1 to 11, wherein the component (a) is a resin having a liquid repellent group (b1) and does not contain a component (b).
19. The method for forming a bank pattern according to the above item 18, characterized in that the polymerized unit having the liquid repellent group (b1) occupies 5 to 30 parts by mass in 100 parts by mass of the component (a).
20. The method for forming a bank pattern according to the above 18 or 19, wherein the component (e) is 1 part by mass to 50 parts by mass per 100 parts by mass of the component (a).
21. The method for forming a bank pattern according to any one of the above 1 to 20, wherein the other layer is an organic electroluminescent hole injection layer.
22. A cured film formed by the method for forming a bank pattern according to any one of 1 to 21 above.
23. A display device having the cured film according to 22 above.
24. A display device having the cured film according to 22 above as a partition for image formation.
25. A photosensitive resin composition for forming an underlayer film of a resist film, comprising the following components (A), (C) and (D):
Component (A): an alkali-soluble resin having an amide group,
(C) component: solvent,
Component (D): Photosensitizer.
本発明のバンクパターンの形成方法によれば、プロセス的に簡便で生産コスト的にも有利な撥液性のバンクを用いても、非バンク部にある基板表面への撥液性のレジスト材料の成分などの残渣を抑制することで基板表面の親液性が向上するバンクパターンを形成することができる。つまり、バンクの撥液性と非バンク部親液性の両立が可能であり、バンクで区画された領域内に均一な有機薄膜を形成することができる。 According to the method for forming a bank pattern of the present invention, even if a liquid-repellent bank is used, which is easy to process and advantageous in terms of production costs, it is possible to form a bank pattern that improves the liquid affinity of the substrate surface by suppressing the residue of components of the liquid-repellent resist material on the substrate surface in the non-bank portion. In other words, it is possible to achieve both the liquid repellency of the bank and the liquid affinity of the non-bank portion, and a uniform organic thin film can be formed within the area partitioned by the bank.
以下、本発明のバンクパターンの形成方法の詳細を説明する。
本発明のバンクパターンの形成方法は、基板上にバンクと該バンクによって区画された領域とを形成する方法であって、該バンクによって区画された領域に有機薄膜を形成するためのバンクパターンの形成方法において、
基板上に直接または他の層を介して、下記(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含有する第一の感光性樹脂組成物を塗布して、下層膜を設ける下層膜形成工程と、
該下層膜上に、下記(a)成分、(b)成分、(c)成分及び(d)成分を含有する第二の感光性樹脂組成物を塗布して、レジスト膜を設けるレジスト膜形成工程と、
該レジスト膜を露光しそして現像することにより、バンクを形成し、その現像過程において非バンク部の下層膜が非バンク部のレジスト膜と共に除去されるバンク形成工程とを
含むバンクパターンの形成方法である。
(A)成分:アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂
(C)成分:溶剤
(D)成分:感光剤
(a)成分:アルカリ可溶性樹脂
(b)成分:撥液性基(b1)を有する重合体
(c)成分:溶剤
(d)成分:感光剤
The method for forming a bank pattern according to the present invention will now be described in detail.
The method for forming a bank pattern of the present invention is a method for forming a bank and an area defined by the bank on a substrate, the method comprising the steps of:
an underlayer film forming step of applying a first photosensitive resin composition containing the following components (A), (C) and (D) directly onto a substrate or via another layer to provide an underlayer film;
a resist film forming step of coating a second photosensitive resin composition containing the following components (a), (b), (c) and (d) on the underlayer film to provide a resist film;
The resist film is exposed to light and developed to form banks, and during the development process the underlying film in the non-bank portions is removed together with the resist film in the non-bank portions to form a bank.
Component (A): an alkali-soluble resin having an amide group; Component (C): a solvent; Component (D): a photosensitizer; Component (a): an alkali-soluble resin; Component (b): a polymer having a liquid-repellent group (b1); Component (c): a solvent; Component (d): a photosensitizer
本発明の第二の感光性樹脂組成物は、(b)成分が更に、下記(b2)を有する重合体であることが好ましい。
(b2):N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる少なくとも1つの基。
本発明の第二の感光性樹脂組成物は、(b)成分が更に、下記(b3)を有する重合体であることが好ましい。
(b3):ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基。
In the second photosensitive resin composition of the present invention, the component (b) is preferably a polymer further having the following (b2):
(b2): At least one group selected from the group consisting of an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group, and a trialkoxysilyl group.
In the second photosensitive resin composition of the present invention, the component (b) is preferably a polymer further having the following (b3):
(b3): at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group.
本発明の第一の感光性樹脂組成物は、更に下記(Z1)乃至(Z4)の少なくともいずれか1つを満足することが好ましい。
(Z1):(E)成分である架橋剤をさらに含有する;、
(Z2):(A)成分のアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基をさらに有する;
(Z3):(D)成分が(D-2)である光ラジカル発生剤であり、さらに(F)成分として、エチレン性重合性基を2個以上有する化合物を含有する;
(Z4):(D)成分が(D-3)である光酸発生剤であり、さらに(G)成分として、(D-3)成分より発生した酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有する。
It is preferable that the first photosensitive resin composition of the present invention further satisfies at least one of the following (Z1) to (Z4).
(Z1): Further contains a crosslinking agent which is the component (E);
(Z2): The alkali-soluble resin having an amide group of the component (A) further has a self-crosslinking group, or further has a group reactive with at least one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group;
(Z3): A photoradical generator in which the component (D) is (D-2) and further contains a compound having two or more ethylenically polymerizable groups as the component (F);
(Z4): A photoacid generator in which the component (D) is (D-3), and which further contains, as the component (G), a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with the acid generated from the component (D-3).
本発明の第二の感光性樹脂組成物は、更に下記(z1)乃至(z4)の少なくともいずれか1つを満足することが好ましい。
(z1):(e)成分である架橋剤をさらに含有する;、
(z2):(a)成分のアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基をさらに有する;
(z3):(d)成分が(d-2)である光ラジカル発生剤であり、さらに(f)成分として、エチレン性重合性基を2個以上有する化合物を含有する;
(z4):(d)成分が(d-3)である光酸発生剤であり、さらに(g)成分として、(d-3)成分より発生した酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有する。
It is preferable that the second photosensitive resin composition of the present invention further satisfies at least one of the following (z1) to (z4).
(z1): Further containing a crosslinking agent which is the component (e);
(z2): The alkali-soluble resin of the component (a) further has a self-crosslinking group, or further has a group reactive with at least one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group;
(z3): a photoradical generator in which the component (d) is (d-2) and further contains a compound having two or more ethylenically polymerizable groups as the component (f);
(z4): A photoacid generator in which the component (d) is (d-3), and further contains, as the component (g), a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with the acid generated from the component (d-3).
本発明の感光性樹脂組成物は、(D)および/または(d)成分がキノンジアジド化合物であるポジ型感光性樹脂組成物であることが好ましい。 The photosensitive resin composition of the present invention is preferably a positive-type photosensitive resin composition in which component (D) and/or (d) is a quinone diazide compound.
以下、本発明のバンクパターンの形成方法について、図1を参照しながら説明する。 The method for forming a bank pattern of the present invention will be described below with reference to FIG. 1.
<下層膜形成工程>
本発明の製造方法においては、まず、基板11に直接または他の層を介してアミド基を有するモノマーおよび後述するアルカリ可溶性基を有するモノマーからなる第一の感光性
樹脂組成物を塗布しプリベークして、撥液性のない下層膜12を設ける。
<Lower film formation process>
In the manufacturing method of the present invention, first, a first photosensitive resin composition comprising a monomer having an amide group and a monomer having an alkali-soluble group, which will be described later, is applied to a substrate 11 directly or through another layer, and then prebaked to provide an underlayer film 12 that is not liquid repellent.
以下、下層膜の各成分の詳細を説明する。 The components of the undercoat film are explained in detail below.
<(A)成分>
本発明の(A)成分は、アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂である。アミド基を有することにより分子内または分子間で水素結合を形成し、後述する上層レジスト膜を塗布する際にその溶剤に対する耐溶剤性を発揮することができ、また上層レジスト膜が塗布時点で基板と接触しない。(A)成分の樹脂には、アルカリ可溶性を付与すべくアルカリ可溶性基が含まれ、該アルカリ可溶性基としては、例えば、フェノール性ヒドロキシ基、カルボキシル基、酸無水物基、イミド基、スルホニル基、リン酸基、ボロン酸基、そして活性メチレン基および活性メチン基が挙げられる。なおフェノール性ヒドロキシ基及びカルボキシル基はアルカリ可溶性基であるとともに、後述するように熱反応性の部位((E)成分の架橋剤と橋かけ構造を形成し得る部位)でもある。
また(A)成分は、上記アミド基を有するアルカリ可溶性の樹脂であれば、特にその他の構造や含まれる官能基は限定されない。例えば、後述する(G)酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含む場合、(A)成分は(G)成分との反応部位がなくてもよいし、また、(G)成分との反応部位を有する場合には、その反応部位は酸の作用により(G)成分と共有結合を形成しうる基、もしくは加熱により(G)成分と共有結合を形成しうる基であれば特に限定されない。
<Component (A)>
The component (A) of the present invention is an alkali-soluble resin having an amide group. The amide group forms hydrogen bonds within or between molecules, and when the upper resist film described below is applied, the resin exhibits resistance to the solvent, and the upper resist film does not come into contact with the substrate at the time of application. The resin of component (A) contains an alkali-soluble group to impart alkali solubility, and examples of the alkali-soluble group include a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group, an acid anhydride group, an imide group, a sulfonyl group, a phosphoric acid group, a boronic acid group, an active methylene group, and an active methine group. The phenolic hydroxyl group and the carboxyl group are alkali-soluble groups, and are also heat-reactive sites (sites that can form a crosslinked structure with the crosslinking agent of component (E)) as described below.
In addition, the component (A) is not particularly limited in terms of other structure or functional group contained therein, so long as it is an alkali-soluble resin having the above-mentioned amide group. For example, in the case where the component (A) contains a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with an acid (G) described later, the component (A) may not have a reactive site with the component (G), and in the case where the component (A) has a reactive site with the component (G), the reactive site is not particularly limited as long as it is a group that can form a covalent bond with the component (G) by the action of an acid, or a group that can form a covalent bond with the component (G) by heating.
ここで活性メチレン基とはメチレン基(-CH2-)のうち、隣接位置にカルボニル基を持ち、求核試薬に対する反応性を持つものを言う。また、本発明において前記活性メチン基とは前記活性メチレン基においてメチレン基の1個の水素原子がアルキル基で置換された構造を有し、求核試薬に対する反応性を持つものを言う。 The term "active methylene group" as used herein refers to a methylene group ( -CH2- ) which has a carbonyl group adjacent to it and is reactive to nucleophiles. The term "active methine group" as used herein refers to an active methylene group which has a structure in which one hydrogen atom of the methylene group is substituted with an alkyl group and is reactive to nucleophiles.
活性メチレン基および活性メチン基の中でも活性メチレン基が好ましく下記式(A1)で表される活性メチレン基がより好ましい。
上記式(A1)において、Rが表すアルキル基としては、例えば、炭素原子数1乃至20のアルキル基が挙げられ、炭素原子数1乃至5のアルキル基が好ましい。
そのようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基等が挙げられる。
その中でも、メチル基、エチル基、n-プロピル基等が好ましい。
In the above formula (A1), examples of the alkyl group represented by R include alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, and alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms are preferred.
Examples of such an alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an i-propyl group.
Of these, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, etc. are preferred.
上記式(A1)において、Rが表すアルコキシ基としては、例えば、炭素原子数1乃至20のアルコキシ基が挙げられ、炭素原子数1乃至5のアルコキシ基が好ましい。
そのようなアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、i-ブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基等が挙げられる。
その中でも、メトキシ基、エトキシ基、i-プロポキシ基及びn-プロポキシ基等が好ましい。
In the above formula (A1), examples of the alkoxy group represented by R include alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms, and alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms are preferred.
Examples of such alkoxy groups include methoxy groups, ethoxy groups, n-propoxy groups, i-propoxy groups, n-butoxy groups, i-butoxy groups, s-butoxy groups, and t-butoxy groups.
Among these, a methoxy group, an ethoxy group, an i-propoxy group, an n-propoxy group, and the like are preferable.
上記式(A1)で表される基としては、例えば、以下の構造等が挙げられる。なお、構造式中、破線は結合手を表す。
上記(A)成分のアルカリ可溶性樹脂の中でも、アミド基を有するとともに、アルカリ可溶性基としてフェノール性ヒドロキシ基及びカルボキシル基からなる群から選択される少なくとも1種の基を有し、且つ、数平均分子量が2,000乃至50,000であるアルカリ可溶性樹脂であることが好ましい。 Among the alkali-soluble resins of component (A) above, it is preferable to use an alkali-soluble resin that has an amide group and at least one group selected from the group consisting of a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group as an alkali-soluble group, and has a number average molecular weight of 2,000 to 50,000.
上記(A)成分のアルカリ可溶性樹脂は、かかる構造を有するアルカリ可溶性樹脂であればよく、樹脂を構成する高分子の主鎖の骨格及び側鎖の種類などについて特に限定されない。 The alkali-soluble resin of component (A) above may be an alkali-soluble resin having such a structure, and there are no particular limitations on the main chain skeleton and the type of side chain of the polymer constituting the resin.
然しながら、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂は、数平均分子量が2,000乃至50,000の範囲内にあるものである。数平均分子量が50,000を超えて過大なものであると、現像残渣が発生し易くなり、感度が大きく低下する一方、数平均分子量が2,000未満で過小なものであると、現像の際、露光部の膜減りが相当量発生し、硬化不足になる場合がある。 However, the number average molecular weight of the alkali-soluble resin of component (A) is within the range of 2,000 to 50,000. If the number average molecular weight is too high, exceeding 50,000, development residues are likely to be generated and sensitivity will decrease significantly, while if the number average molecular weight is too low, below 2,000, a considerable amount of film loss will occur in the exposed areas during development, which may result in insufficient curing.
(A)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、あるいはポリイミド前駆体又はポリイミド等が挙げることができる。中でも好ましい樹脂としてアクリル系樹脂(アクリル重合体)を挙げることができる。 Examples of the alkali-soluble resin of component (A) include acrylic resins, polyhydroxystyrene resins, polyimide precursors, polyimides, etc. Among these, acrylic resins (acrylic polymers) are preferred.
また、本発明においては、複数種のモノマーを重合して得られる共重合体(以下、特定共重合体と称す。)からなるアルカリ可溶性樹脂を(A)成分として用いることもできる。この場合、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂は、複数種の特定共重合体のブレンド物であってもよい。 In addition, in the present invention, an alkali-soluble resin made of a copolymer obtained by polymerizing multiple types of monomers (hereinafter referred to as a specific copolymer) can also be used as component (A). In this case, the alkali-soluble resin of component (A) may be a blend of multiple types of specific copolymers.
すなわち、上記の特定共重合体は、アミド基を有するモノマーとともに、アルカリ可溶性を発現するモノマー、即ち好適なアルカリ可溶性基としてカルボキシル基及びフェノール性ヒドロキシ基からなる群から選択される少なくとも一種の基を有するモノマーと、所望によりこれらモノマーと共重合可能なモノマーの群から選択される少なくとも一種のモノマーとを、必須の構成単位として形成された共重合体であって、その数平均分子量が2,000乃至50,000のものである。数平均分子量が50,000より過大であると、残渣が生じる場合がある。
なお、アミド基を有するモノマーが同時にアルカリ可溶性基を有していてもよい。
That is, the above-mentioned specific copolymer is a copolymer formed by using, as essential constituent units, a monomer having an amide group, a monomer exhibiting alkali solubility, i.e., a monomer having at least one group selected from the group consisting of a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group as a suitable alkali soluble group, and, if desired, at least one monomer selected from the group of monomers copolymerizable with these monomers, and has a number average molecular weight of 2,000 to 50,000. If the number average molecular weight is more than 50,000, residues may be generated.
The monomer having an amide group may also have an alkali-soluble group.
上記のアミド基を有するモノマーは、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-フェニルメタクリルアミド、N-フェニルアクリルアミド、4-ヒドロキシフェニルメタクリルアミド、4-ヒドロキシフェニルアクリルアミド等が挙げられ、これらは単独又は2種以上を組み合わせて使用できる。中でも、メタアクリルアミドが好ましい。 Examples of the monomer having an amide group include acrylamide, methacrylamide, N-methylacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N,N-diethylacrylamide, N-phenylmethacrylamide, N-phenylacrylamide, 4-hydroxyphenylmethacrylamide, 4-hydroxyphenylacrylamide, etc., which can be used alone or in combination of two or more. Among them, methacrylamide is preferred.
上記の「カルボキシル基及びフェノール性ヒドロキシ基からなる群から選択される少なくとも一種を有するモノマー」は、カルボキシル基を有するモノマー及びフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーが含まれる。これらのモノマーはカルボキシル基、又はフェノール性ヒドロキシ基を一個有するものに限らず、複数個有するものでもよい。 The above "monomer having at least one selected from the group consisting of a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group" includes a monomer having a carboxyl group and a monomer having a phenolic hydroxyl group. These monomers are not limited to those having one carboxyl group or one phenolic hydroxyl group, but may have multiple carboxyl groups or one phenolic hydroxyl group.
以下、上記モノマーの具体例を挙げるが、これらに限定されるものでない。
カルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、モノ-(2-(アクリロイルオキシ)エチル)フタレート、モノ-(2-(メタクリロイルオキシ)エチル)フタレート、N-(カルボキシフェニル)マレイミド、N-(カルボキシフェニル)メタクリルアミド、N-(カルボキシフェニル)アクリルアミド等が挙げられる。
Specific examples of the monomer are given below, but the monomer is not limited thereto.
Examples of monomers having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, mono-(2-(acryloyloxy)ethyl)phthalate, mono-(2-(methacryloyloxy)ethyl)phthalate, N-(carboxyphenyl)maleimide, N-(carboxyphenyl)methacrylamide, and N-(carboxyphenyl)acrylamide.
フェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーとしては、例えば、ヒドロキシスチレン、N-(ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N-(ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N-(ヒドロキシフェニル)マレイミド、4-ヒドロキシフェニルメタクリレート等が挙げられる。 Examples of monomers having a phenolic hydroxy group include hydroxystyrene, N-(hydroxyphenyl)acrylamide, N-(hydroxyphenyl)methacrylamide, N-(hydroxyphenyl)maleimide, and 4-hydroxyphenyl methacrylate.
(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)の製造において、アルカリ可溶性を発現するモノマーの比率、例えばカルボキシル基及びフェノール性ヒドロキシ基からなる群から選択される少なくとも一種の基を有するモノマーの比率は、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)の製造に用いる全てのモノマーのうち、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。アルカリ可溶性を発現するモノマー(カルボキシル基及びフェノール性ヒドロキシ基からなる群から選択される少なくとも一種の基を有するモノマー)が5質量%未満の場合には、アルカリ可溶性樹脂(アクリル重合体)のアルカリ溶解性が不足する。 In the production of the alkali-soluble resin (specific copolymer) of component (A), the ratio of monomers that exhibit alkali solubility, for example, the ratio of monomers having at least one group selected from the group consisting of carboxyl groups and phenolic hydroxyl groups, is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, of all monomers used in the production of the alkali-soluble resin (specific copolymer) of component (A). If the monomers that exhibit alkali solubility (monomers having at least one group selected from the group consisting of carboxyl groups and phenolic hydroxyl groups) are less than 5% by mass, the alkali-soluble resin (acrylic polymer) will have insufficient alkali solubility.
(A)成分のアルカリ可溶性樹脂において、アミド基の導入量は、全繰り返し単位に対して5乃至60質量%であることが好ましく、5乃至40質量%であることがより好ましい。例えば、特定共重合体の製造において、特定共重合体の製造に用いる全てのモノマーに対して、アミド基を有するモノマーの比率を、例えば5乃至40質量%とすることができる。 In the alkali-soluble resin of component (A), the amount of amide groups introduced is preferably 5 to 60% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, based on all repeating units. For example, in the production of a specific copolymer, the ratio of monomers having amide groups to all monomers used in the production of the specific copolymer can be, for example, 5 to 40% by mass.
本発明の(A)成分であるアルカリ可溶性樹脂は、硬化後のパターン形状をより安定化させるという点から、さらにヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーを共重合させたものであることが好ましい。 The alkali-soluble resin, which is component (A) of the present invention, is preferably a copolymer of a monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group, in order to further stabilize the pattern shape after curing.
ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリレート、グリセリンモノメタクリレート、5-アクリロイルオキシ-6-ヒドロキシノルボルネン-2-カルボキシリック-6-ラクトン等が挙げられる。 Examples of monomers having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 2,3-dihydroxypropyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, glycerin monomethacrylate, and 5-acryloyloxy-6-hydroxynorbornene-2-carboxylic-6-lactone.
(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)の製造において、ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーを使用する場合のその比率は、特定共重合体の製造に用いる全てのモノマーに対して、好ましくは5質量%乃至60質量%、より好ましくは10質量%乃至50質量%、最も好ましいのは20質量%乃至40質量%である。ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーが5質量%未満の場合は、共重合体のパターン形状の安定化効果が得られない場合がある。60質量%以上の場合には、(A)成分のアルカリ可溶性基の割合が不足し、現像性等の特性が低下する場合がある。 When a monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group is used in the production of the alkali-soluble resin (specific copolymer) of component (A), the ratio of the monomer to all monomers used in the production of the specific copolymer is preferably 5% to 60% by mass, more preferably 10% to 50% by mass, and most preferably 20% to 40% by mass. If the monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group is less than 5% by mass, the effect of stabilizing the pattern shape of the copolymer may not be obtained. If it is 60% by mass or more, the proportion of alkali-soluble groups in component (A) may be insufficient, and characteristics such as developability may be deteriorated.
本発明の(A)成分であるアルカリ可溶性樹脂は、共重合体のTgを上げるという点から、さらにN-置換マレイミド化合物を共重合させることもできる。 The alkali-soluble resin, which is component (A) of the present invention, can also be copolymerized with an N-substituted maleimide compound in order to increase the Tg of the copolymer.
N-置換マレイミド化合物としては、例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、及びN-シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。透明性の観点から芳香環を有さない化合物が好ましく、現像性、透明性、耐熱性の点から脂環骨格を有するものがより好ましく、中でもシクロヘキシルマレイミドが最も好ましい。 Examples of N-substituted maleimide compounds include N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-phenylmaleimide, and N-cyclohexylmaleimide. From the viewpoint of transparency, compounds without aromatic rings are preferred, and from the viewpoints of developability, transparency, and heat resistance, compounds with alicyclic skeletons are more preferred, and among these, cyclohexylmaleimide is the most preferred.
(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)の製造において、N-置換マレイミドを用いる場合の比率は、特定共重合体の製造に用いる全てのモノマーに対して、好ましくは5乃至60質量%、より好ましくは10質量%乃至50質量%である。N-置換マレイミドが5質量%未満の場合は、共重合体のTg向上効果が得られない場合がある。60質量%以上の場合には、溶剤への溶解性が低下する場合がある。 When N-substituted maleimide is used in the production of the alkali-soluble resin (specific copolymer) of component (A), the ratio of the N-substituted maleimide to all monomers used in the production of the specific copolymer is preferably 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 50% by mass. If the N-substituted maleimide is less than 5% by mass, the effect of improving the Tg of the copolymer may not be obtained. If it is 60% by mass or more, the solubility in solvents may decrease.
本発明の第一の感光性樹脂組成物が要件(Z2)を満足する場合、本発明で用いられるアルカリ可溶性樹脂(A)は、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基(以下、架橋性基ともいう)をさらに有する共重合体であることが好ましい。例えばアルカリ可溶性樹脂(A)に、前記自己架橋性基及び架橋性基からなる群から選択される少なくとも1種の基を有する繰り返し単位を導入することにより、要件(Z2)を満足することができる。 When the first photosensitive resin composition of the present invention satisfies the requirement (Z2), the alkali-soluble resin (A) used in the present invention is preferably a copolymer further having a self-crosslinking group or further having a group (hereinafter also referred to as a crosslinking group) that reacts with at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group. For example, the requirement (Z2) can be satisfied by introducing a repeating unit having at least one group selected from the group consisting of the self-crosslinking group and the crosslinking group into the alkali-soluble resin (A).
上記自己架橋性基としては、N-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基及びブロックイソシアネート基が挙げられる。 The above-mentioned self-crosslinking groups include N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, oxetanyl groups, vinyl groups, and blocked isocyanate groups.
上記架橋性基としては、N-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等が挙げられる。 Examples of the crosslinkable group include an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a vinyl group, and a blocked isocyanate group.
かかる自己架橋性基又は架橋性基を(A)成分のアルカリ可溶性樹脂に含有させる場合の含有量は、(A)成分の樹脂における全ての繰り返し単位の合計に基いて、自己架橋性基又は架橋性基を有する単位を好ましくは10質量%乃至70質量%、特に好ましくは20質量%乃至60質量%の割合で含有する。 When such self-crosslinking groups or crosslinking groups are contained in the alkali-soluble resin of component (A), the content of the self-crosslinking groups or units having crosslinking groups is preferably 10% to 70% by mass, and particularly preferably 20% to 60% by mass, based on the total of all repeating units in the resin of component (A).
(A)成分のアルカリ可溶性樹脂が、さらにN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基及びブロックイソシアネート基等の自己架橋性基、及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基から選ばれる少なくとも1種を有する繰り返し単位を有する場合、例えば、ラジカル重合性を有し、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架
橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基及びアルコキシシリル基等の自己架橋性基から選ばれる少なくとも1種を有する不飽和化合物(モノマー)を共重合させればよい。
When the alkali-soluble resin of the component (A) further has a repeating unit having at least one self-crosslinking group selected from an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, a vinyl group, a blocked isocyanate group, and the like, and a crosslinking group such as an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a vinyl group, a blocked isocyanate group, and the like, for example, an unsaturated compound (monomer) having radical polymerizability and having at least one crosslinking group selected from an epoxy group, an oxetanyl group, a vinyl group, a blocked isocyanate group, and the like, and a self-crosslinking group such as an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, a alkoxysilyl group, and the like may be copolymerized.
ラジカル重合性を有し、N-アルコキシメチル基を有するモノマーとしては、N-ブトキシメチルアクリルアミド、N-イソブトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド等が挙げられる。 Examples of monomers that are radically polymerizable and have an N-alkoxymethyl group include N-butoxymethylacrylamide, N-isobutoxymethylacrylamide, N-methoxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, and N-methylolacrylamide.
ラジカル重合性を有し、さらにN-ヒドロキシメチル基を有するモノマーとしては、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミド等が挙げられる。 Examples of monomers that are radically polymerizable and further have an N-hydroxymethyl group include N-hydroxymethylacrylamide and N-hydroxymethylmethacrylamide.
ラジカル重合性を有し、さらにアルコキシシリル基を有するモノマーとしては、3-アクリロイルオキシトリメトキシシラン、3-アクリロイルオキシトリエトキシシラン、3-メタクリロイルオキシトリメトキシシラン、3-メタクリロイルオキシトリエトキシシラン等が挙げられる。 Examples of monomers that are radically polymerizable and further have an alkoxysilyl group include 3-acryloyloxytrimethoxysilane, 3-acryloyloxytriethoxysilane, 3-methacryloyloxytrimethoxysilane, and 3-methacryloyloxytriethoxysilane.
ラジカル重合性を有し、さらにエポキシ基を有するモノマーとしては、例えばアクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α-エチルアクリル酸グリシジル、α-n-プロピルアクリル酸グリシジル、α-n-ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸-3,4-エポキシブチル、メタクリル酸-3,4-エポキシブチル、3,4-エポキシシクロへキシルメタクリレート、アクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、メタクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、α-エチルアクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテルなどが挙げられる。これらのうち、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロへキシルメタクリレートなどが好ましく用いられる。これらは、単独であるいは組み合わせて用いられる。 Examples of monomers having radical polymerization properties and further having an epoxy group include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, α-ethyl glycidyl acrylate, α-n-propyl glycidyl acrylate, α-n-butyl glycidyl acrylate, 3,4-epoxybutyl acrylate, 3,4-epoxybutyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate, 6,7-epoxyheptyl acrylate, 6,7-epoxyheptyl methacrylate, α-ethyl acrylate, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, etc. Among these, glycidyl methacrylate, 6,7-epoxyheptyl methacrylate, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate, etc. are preferably used. These can be used alone or in combination.
ラジカル重合性を有し、さらにオキセタニル基を有するモノマーとしては、例えば、オキセタニル基を有する(メタ)アクリル酸エステルなどを挙げることができる。なお本明細書中、“(メタ)アクリル酸”なる記載はアクリル酸とメタクリル酸の双方を表す。
このようなモノマーの中では、3-(メタクリロイルオキシメチル)オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)オキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2-トリフロロメチルオキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2-トリフロロメチルオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2-フェニル-オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2-フェニル-オキセタン、2-(メタクリロイルオキシメチル)オキセタン、2-(アクリロイルオキシメチル)オキセタン、2-(メタクリロイルオキシメチル)-4-トリフロロメチルオキセタン、2-(アクリロイルオキシメチル)-4-トリフロロメチルオキセタンが好ましく、3-(メタクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン等が好ましく用いられる。
Examples of the monomer having radical polymerization properties and further having an oxetanyl group include (meth)acrylic acid esters having an oxetanyl group. In this specification, the term "(meth)acrylic acid" refers to both acrylic acid and methacrylic acid.
Among such monomers are 3-(methacryloyloxymethyl)oxetane, 3-(acryloyloxymethyl)oxetane, 3-(methacryloyloxymethyl)-3-ethyl-oxetane, 3-(acryloyloxymethyl)-3-ethyl-oxetane, 3-(methacryloyloxymethyl)-2-trifluoromethyloxetane, 3-(acryloyloxymethyl)-2-trifluoromethyloxetane, 3-(methacryloyloxymethyl)-2-phenyl-oxetane, 3-(acryloyloxymethyl)-2-phenyl-oxetane, 2-(methacryloyloxymethyl)oxetane, 2-(acryloyloxymethyl)oxetane, 2-(methacryloyloxymethyl)-4-trifluoromethyloxetane, 2-(acryloyloxymethyl)-4-trifluoromethyloxetane are preferred, and 3-(methacryloyloxymethyl)-3-ethyl-oxetane, 3-(acryloyloxymethyl)-3-ethyl-oxetane, and the like are preferably used.
ラジカル重合性を有し、さらにビニル基を有するモノマーとしては、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、メタクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル等が挙げられる。 Examples of monomers that are radically polymerizable and further have a vinyl group include 2-(2-vinyloxyethoxy)ethyl acrylate and 2-(2-vinyloxyethoxy)ethyl methacrylate.
ラジカル重合性を有し、さらにブロックイソシアネート基を有するモノマーとしては、メタクリル酸2-(0-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ)エチル、メタクリル酸2-(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ)エチル等が挙げられる。 Examples of monomers that are radically polymerizable and further have a blocked isocyanate group include 2-(0-(1'-methylpropylideneamino)carboxyamino)ethyl methacrylate and 2-(3,5-dimethylpyrazolyl)carbonylamino)ethyl methacrylate.
本発明の第一の感光性樹脂組成物が(Z2)を満足する場合、ラジカル重合性を有し、N-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基及びブロックイソシアネート基等の自己架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基から選ばれる少なくとも1種の基を有するモノマー(不飽和化合物)から誘導される構成単位を、アルカリ可溶性樹脂(A)が有する全ての繰り返し単位の合計に基づいて、好ましくは10質量%乃至70質量%、特に好ましくは20質量%乃至60質量%含有する。この構成単位が10質量%未満の場合は、得られる硬化膜の耐熱性や表面硬度が低下する傾向にあり、一方この構成単位の量が70質量%を超える場合は感光性樹脂組成物の保存安定性が低下する傾向にある。 When the first photosensitive resin composition of the present invention satisfies (Z2), it contains a structural unit derived from a monomer (unsaturated compound) having radical polymerizability and having at least one group selected from self-crosslinking groups such as N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, oxetanyl groups, vinyl groups, and blocked isocyanate groups, and crosslinking groups such as N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, vinyl groups, and blocked isocyanate groups, in an amount of preferably 10% to 70% by mass, particularly preferably 20% to 60% by mass, based on the total of all repeating units contained in the alkali-soluble resin (A). If the amount of this structural unit is less than 10% by mass, the heat resistance and surface hardness of the obtained cured film tend to decrease, while if the amount of this structural unit exceeds 70% by mass, the storage stability of the photosensitive resin composition tends to decrease.
また、本発明においては、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体、例えばアクリル重合体)は、上述のモノマー以外のモノマー(以下、その他モノマーと称す。)をも構成単位として形成された共重合体であってもよい。その他モノマーは、具体的には、上記カルボキシル基を有するモノマー及びフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーからなる群から選択される少なくとも一種と共重合可能なものであればよく、(A)成分の特性を損ねない限り、特に限定されるものでない。そのようなモノマーの具体例としては、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、N-置換アクリルアミド化合物、マレイミド、アクリロニトリル、スチレン化合物及びビニル化合物等が挙げられる。
以下、当該その他モノマーの具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
In the present invention, the alkali-soluble resin (specific copolymer, for example, acrylic polymer) of the component (A) may be a copolymer formed using monomers other than the above-mentioned monomers (hereinafter referred to as other monomers) as structural units. Specifically, the other monomers may be those that are copolymerizable with at least one selected from the group consisting of the above-mentioned monomers having a carboxyl group and monomers having a phenolic hydroxy group, and are not particularly limited as long as they do not impair the properties of the component (A). Specific examples of such monomers include acrylic acid ester compounds, methacrylic acid ester compounds, N-substituted acrylamide compounds, maleimides, acrylonitrile, styrene compounds, and vinyl compounds.
Specific examples of the other monomers are given below, but the present invention is not limited thereto.
前記アクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、フェニルアクリレート、グリシジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、2-アミノエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3-メトキシブチルアクリレート、2-メチル-2-アダマンチルアクリレート、γ-ブチロラクトンアクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルアクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルアクリレート、8-エチル-8-トリシクロデシルアクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、カプロラクトン2-(アクリロイルオキシ)エチルエステル、及びポリ(エチレングリコール)エチルエーテルアクリレート等が挙げられる。 Examples of the acrylic acid ester compounds include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, benzyl acrylate, naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, phenyl acrylate, glycidyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, tert-butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, methoxytriethylene glycol ... Examples of such acrylates include oxyethyl acrylate, 2-aminoethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, 2-methyl-2-adamantyl acrylate, γ-butyrolactone acrylate, 2-propyl-2-adamantyl acrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl acrylate, 8-ethyl-8-tricyclodecyl acrylate, diethylene glycol monoacrylate, caprolactone 2-(acryloyloxy)ethyl ester, and poly(ethylene glycol) ethyl ether acrylate.
前記メタクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、2-メトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、2-エトキシエチルメタクリレート、2-アミノメチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、3-メトキシブチルメタクリレート、2-メチル-2-アダマンチルメタクリレート、γ-ブチロラ
クトンメタクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルメタクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、8-エチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、カプロラクトン2-(メタクリロイルオキシ)エチルエステル、及びポリ(エチレングリコール)エチルエーテルメタクリレート等が挙げられる。
Examples of the methacrylic acid ester compound include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, phenyl methacrylate, glycidyl methacrylate, phenoxyethyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, methoxytriethylene glycol ... methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, 2-aminomethyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 3-methoxybutyl methacrylate, 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, γ-butyrolactone methacrylate, 2-propyl-2-adamantyl methacrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl methacrylate, 8-ethyl-8-tricyclodecyl methacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, caprolactone 2-(methacryloyloxy)ethyl ester, and poly(ethylene glycol) ethyl ether methacrylate.
前記N-置換アクリルアミド化合物としては、例えば、N-メチルアクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N-メトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-ブトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルメタクリルアミド等が挙げられる。 Examples of the N-substituted acrylamide compounds include N-methylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N,N-dimethylmethacrylamide, N-methoxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-butoxymethylacrylamide, and N-butoxymethylmethacrylamide.
前記スチレン化合物としては、ヒドロキシ基を有しないスチレン、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。 The styrene compound includes styrenes that do not have a hydroxy group, such as styrene, α-methylstyrene, chlorostyrene, and bromostyrene.
前記ビニル化合物としては、例えば、メチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ビニルカルバゾール、アリルグリシジルエーテル、3-エテニル-7-オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン、1,2-エポキシ-5-ヘキセン、及び、1,7-オクタジエンモノエポキサイド等が挙げられる。 Examples of the vinyl compounds include methyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, vinyl naphthalene, vinyl anthracene, vinyl carbazole, allyl glycidyl ether, 3-ethenyl-7-oxabicyclo[4.1.0]heptane, 1,2-epoxy-5-hexene, and 1,7-octadiene monoepoxide.
(A)成分であるアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)の製造において、上記その他モノマーの比率は、特定共重合体の製造に用いる全てのモノマーに対して、80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは50質量%以下であり、さらに好ましくは20質量%以下である。80質量%よりも多くなると相対的に必須成分((A)成分を構成する必須のモノマー)が減るため、本発明の効果を十分に得ることが困難になる。 In the production of the alkali-soluble resin (specific copolymer) which is component (A), the ratio of the above other monomers is preferably 80% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or less, based on all the monomers used in the production of the specific copolymer. If the ratio exceeds 80% by mass, the amount of essential components (essential monomers constituting component (A)) will be relatively reduced, making it difficult to fully obtain the effects of the present invention.
本発明に用いる(A)成分であるアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)を得る方法は特に限定されないが、例えば、アミド基及びカルボキシル基から選ばれる基を有するとともに、アルカリ可溶性基であるカルボキシル基、フェノール性ヒドロキシ基等から選択される少なくとも一種の基を有するモノマー、及び、所望によりヒドロキシアルキル基を有するモノマー、N-置換マレイミド化合物、そして所望によりN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基及びブロックイソシアネート基等の自己架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基から選ばれる少なくとも1種の基を有するモノマー、所望によりそれ以外の共重合可能なモノマー及び所望により重合開始剤等を共存させた溶剤中において、50乃至110℃の温度下で重合反応させることにより、得られる。その際、用いられる溶剤は、アルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)を構成するモノマー及びアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)を溶解するものであれば特に限定されない。具体例としては、後述する(C)成分に記載する溶剤が挙げられる。 The method for obtaining the alkali-soluble resin (specific copolymer) which is the component (A) used in the present invention is not particularly limited, but for example, a monomer having a group selected from an amide group and a carboxyl group and at least one group selected from an alkali-soluble group such as a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, etc., and optionally a monomer having a hydroxyalkyl group, an N-substituted maleimide compound, and optionally a monomer having at least one group selected from a self-crosslinking group such as an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, a vinyl group, and a blocked isocyanate group, and a crosslinking group such as an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a vinyl group, and a blocked isocyanate group, and optionally other copolymerizable monomers and optionally a polymerization initiator, etc., are polymerized in a solvent at a temperature of 50 to 110 ° C. to obtain the resin. In this case, the solvent used is not particularly limited as long as it dissolves the monomers constituting the alkali-soluble resin (specific copolymer) and the alkali-soluble resin (specific copolymer). Specific examples include the solvents described below for component (C).
このようにして得られる(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)は、通常、溶剤に溶解した溶液の状態である。本発明において、得られた(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)の溶液をそのまま後述する感光性樹脂組成物の調製に用いてもよい。 The alkali-soluble resin (specific copolymer) of component (A) thus obtained is usually in the form of a solution dissolved in a solvent. In the present invention, the solution of the alkali-soluble resin (specific copolymer) of component (A) obtained may be used as is for the preparation of the photosensitive resin composition described below.
また、上記のようにして得られた(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)の溶液を、ジエチルエーテルや水等の撹拌下に投入して再沈殿させ、生成した沈殿物を濾過・洗浄した後、常圧又は減圧下で、常温あるいは加熱乾燥することで、特定共重合体の粉
体とすることができる。このような操作により、特定共重合体と共存する重合開始剤や未反応モノマーを除去することができ、その結果、精製した特定共重合体の粉体を得られる。一度の操作で充分に精製できない場合は、得られた粉体を溶剤に再溶解して、上記の操作を繰り返し行えばよい。
本発明においては、上記特定共重合体の粉体を(A)成分のアルカリ可溶性樹脂としてそのまま用いてもよく、あるいはその粉体を、たとえば後述する(C)成分に再溶解して溶液の状態として用いてもよい。
In addition, the solution of the alkali-soluble resin (specific copolymer) of the component (A) obtained as described above can be reprecipitated by adding diethyl ether, water, etc. under stirring, and the resulting precipitate can be filtered and washed, and then dried at room temperature or by heating under normal pressure or reduced pressure to obtain a powder of the specific copolymer. By such an operation, the polymerization initiator and unreacted monomers coexisting with the specific copolymer can be removed, and as a result, a powder of the purified specific copolymer can be obtained. If the specific copolymer cannot be sufficiently purified by one operation, the obtained powder can be redissolved in a solvent and the above operation can be repeated.
In the present invention, the powder of the specific copolymer may be used as it is as the alkali-soluble resin of component (A), or the powder may be redissolved in component (C) described below and used in the form of a solution.
また、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、ポリアミド酸、ポリアミド酸エステル、一部イミド化したポリアミド酸等のポリイミド前駆体、カルボン酸基含有ポリイミド等のポリイミドを用いることもでき、それらはアルカリ可溶性であれば特にその種類を限定されずに用いることができる。 In addition, as the alkali-soluble resin of component (A), polyimide precursors such as polyamic acid, polyamic acid ester, and partially imidized polyamic acid, and polyimides such as carboxylic acid group-containing polyimides can also be used, and there are no particular limitations on the type of these that can be used as long as they are alkali-soluble.
ポリイミド前駆体である前記ポリアミド酸は、一般的に(i)テトラカルボン酸二無水物化合物と(j)ジアミン化合物とを重縮合して得ることができる。 The polyamic acid, which is a polyimide precursor, can generally be obtained by polycondensation of (i) a tetracarboxylic dianhydride compound and (j) a diamine compound.
上記(a)テトラカルボン酸二無水物化合物は特に限定はなく、具体例として、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカルボン酸;1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-テトラメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,4-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸二無水物などの脂環式テトラカルボン酸二無水物;1,2,3,4-ブタ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二無水物を挙げることができる。
これらは、1種単独で用いてもよく、又は2種以上の化合物を組み合わせて用いてもよい。
The (a) tetracarboxylic acid dianhydride compound is not particularly limited, and specific examples thereof include aromatic tetracarboxylic acids such as pyromellitic dianhydride, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylethertetracarboxylic acid dianhydride, and 3,3',4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic acid dianhydride; 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride, 1,2-dimethyl-1,2,3,4- Examples of the tetracarboxylic acid dianhydride include alicyclic tetracarboxylic acid dianhydrides such as cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclohexane tetracarboxylic acid dianhydride, and 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic acid dianhydride; and aliphatic tetracarboxylic acid dianhydrides such as 1,2,3,4-butane tetracarboxylic acid dianhydride.
These may be used alone or in combination of two or more compounds.
また、上記(j)ジアミン化合物も特に限定されることはなく、例えば、2,4-ジアミノ安息香酸、2,5-ジアミノ安息香酸、3,5-ジアミノ安息香酸、4,6-ジアミノ-1,3-ベンゼンジカルボン酸、2,5-ジアミノ-1,4-ベンゼンジカルボン酸、ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3,5-ジカルボキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3,5-ジカルボキシフェニル)スルホン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシ-5,5’-ジメチルビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシ-5,5’-ジメトキシビフェニル、1,4-ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノ-3-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等のカルボキシル基を有するジアミン化合物;2,4-ジアミノフェノール、3,5-ジアミノフェノール、2,5-ジアミノフェノール、4,6-ジアミノレゾルシノール、2,5-ジアミノハイドロキノン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)
メタン、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、ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)スルホン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシ-5,5’-ジメチルビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシ-5,5’-ジメトキシビフェニル、1,4-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン等のフェノール性ヒドロキシ基を有するジアミン化合物;1,3-ジアミノ-4-メルカプトベンゼン、1,3-ジアミノ-5-メルカプトベンゼン、1,4-ジアミノ-2-メルカプトベンゼン、ビス(4-アミノ-3-メルカプトフェニル)エーテル、2,2-ビス(3-アミノ-4-メルカプトフェニル)ヘキサフルオロプロパン等のチオフェノール基を有するジアミン化合物;1,3-ジアミノベンゼン-4-スルホン酸、1,3-ジアミノベンゼン-5-スルホン酸、1,4-ジアミノベンゼン-2-スルホン酸、ビス(4-アミノベンゼン-3-スルホン酸)エーテル、4,4’-ジアミノビフェニル-3,3’-ジスルホン酸、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルビフェニル-6,6’-ジスルホン酸等のスルホン酸基を有するジアミン化合物が挙げられる。また、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、4,4’-メチレン-ビス(2,6-エチルアニリン)、4,4’-メチレン-ビス(2-イソプロピル-6-メチルアニリン)、4,4’-メチレン-ビス(2,6-ジイソプロピルアニリン)、2,4,6-トリメチル-1,3-フェニレンジアミン、2,3,5,6-テトラメチル-1,4-フェニレンジアミン、o-トリジン、m-トリジン、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、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、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジシクロヘキシルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4-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、2,2-ビス(4-アニリノ)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アニリノ)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-トルイル)ヘキサフルオロプロパン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、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、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン等のジアミン化合物を挙げることが出来る。
これらは、1種単独で用いてもよく、又は2種以上の化合物を組み合わせて用いてもよい。
The diamine compound (j) is not particularly limited, and examples thereof include 2,4-diaminobenzoic acid, 2,5-diaminobenzoic acid, 3,5-diaminobenzoic acid, 4,6-diamino-1,3-benzenedicarboxylic acid, 2,5-diamino-1,4-benzenedicarboxylic acid, bis(4-amino-3-carboxyphenyl)ether, bis(4-amino-3,5-dicarboxyphenyl)ether, bis(4-amino-3-carboxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3,5-dicarboxyphenyl)sulfone, 4,4'-diamino-3,3'-dicarboxybiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dicarboxy-5,5'-dimethylbiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dicarboxy-5,5'-dimethoxybiphenyl, 1,4-bis(4-amino-3-carboxyphenoxy)benzene, 1,3-bis(4-amino-3-carboxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3,5-dicarboxyphenyl)sulfone, 4,4'-diamino-3,3'-dicarboxybiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dicarboxy-5,5'-dimethylbiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dicarboxy-5,5'-dimethoxybiphenyl, 1,4-bis(4-amino-3-carboxyphenoxy)benzene, diamine compounds having a carboxyl group such as bis[4-(4-amino-3-carboxyphenoxy)phenyl]benzene, bis[4-(4-amino-3-carboxyphenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(4-amino-3-carboxyphenoxy)phenyl]propane, and 2,2-bis[4-(4-amino-3-carboxyphenoxy)phenyl]hexafluoropropane; 2,4-diaminophenol, 3,5-diaminophenol, 2,5-diaminophenol, 4,6-diaminoresorcinol, 2,5-diaminohydroquinone, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)ether, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)ether, bis(4-amino-3,5-dihydroxyphenyl)ether, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)methane, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)methane, and bis(4-amino-3,5-dihydroxyphenyl).
Methane, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3,5-dihydroxyphenyl)sulfone, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(4-amino-3,5-dihydroxyphenyl)hexafluoropropane, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl phenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxy-5,5'-dimethylbiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxy-5,5'-dimethoxybiphenyl, 1,4-bis(3-amino-4-hydroxyphenoxy)benzene, 1,3-bis(3-amino-4-hydroxyphenoxy)benzene, 1,4-bis(4-amino-3-hydroxyphenoxy)benzene, 1,3-bis(4-amino-3-hydroxyphenoxy)benzene, bis[4-(3-amino-4-hydroxyphenoxy)benzene, diamine compounds having a phenolic hydroxy group, such as 1,3-diamino-4-mercaptobenzene, 1,3-diamino-5-mercaptobenzene, 1,4-diamino-2-mercaptobenzene, bis(4-amino-3-mercaptophenyl)ether, 2,2-bis(3-amino- diamine compounds having a thiophenol group, such as 1,3-diaminobenzene-4-sulfonic acid, 1,3-diaminobenzene-5-sulfonic acid, 1,4-diaminobenzene-2-sulfonic acid, bis(4-aminobenzene-3-sulfonic acid) ether, 4,4'-diaminobiphenyl-3,3'-disulfonic acid, and 4,4'-diamino-3,3'-dimethylbiphenyl-6,6'-disulfonic acid. In addition, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4'-methylene-bis(2,6-ethylaniline), 4,4'-methylene-bis(2-isopropyl-6-methylaniline), 4,4'-methylene-bis(2,6-diisopropylaniline), 2,4,6-trimethyl-1,3-phenylenediamine, 2,3,5,6-tetramethyl-1,4-phenylenediamine, o-tolidine, m-tolidine, 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfone, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexyl Examples of the diamine compounds include 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,2-bis(4-anilino)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-anilino)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-amino-4-tolyl)hexafluoropropane, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, and 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine.
These may be used alone or in combination of two or more compounds.
本発明で用いられるポリアミド酸が(i)テトラカルボン酸二無水物化合物と(j)ジアミン化合物から製造される場合、両化合物の配合比、すなわち(j)ジアミン化合物の総モル数/(i)テトラカルボン酸二無水物化合物の総モル数は0.7乃至1.2であることが望ましい。通常の重縮合反応同様、このモル比が1に近いほど生成するポリアミド酸の重合度は大きくなり分子量が増加する。 When the polyamic acid used in the present invention is produced from (i) a tetracarboxylic dianhydride compound and (j) a diamine compound, the compounding ratio of the two compounds, i.e., the total number of moles of (j) diamine compound/the total number of moles of (i) tetracarboxylic dianhydride compound, is preferably 0.7 to 1.2. As with a normal polycondensation reaction, the closer this molar ratio is to 1, the greater the degree of polymerization of the polyamic acid produced, and the greater the molecular weight.
また、ジアミン化合物を過剰に用いて重合した際、残存するポリアミド酸の末端アミノ基に対してカルボン酸無水物を反応させ末端アミノ基を保護することもできる。
このようなカルボン酸無水物の例としてはフタル酸無水物、トリメリット酸無水物、無水マレイン酸、ナフタル酸無水物、水素化フタル酸無水物、メチル-5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物、無水イタコン酸、テトラヒドロフタル酸無水物等を挙げることができる。
In addition, when polymerization is carried out using an excess of a diamine compound, the terminal amino groups of the remaining polyamic acid can be protected by reacting them with a carboxylic acid anhydride.
Examples of such carboxylic acid anhydrides include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, maleic anhydride, naphthalic anhydride, hydrogenated phthalic anhydride, methyl-5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, itaconic anhydride, and tetrahydrophthalic anhydride.
ポリアミド酸の製造において、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物化合物との反応の反応温度は-20乃至150℃、好ましくは-5乃至100℃の任意の温度を選択することができる。高分子量のポリアミド酸を得るには、反応温度5℃乃至40℃、反応時間1乃至48時間の範囲にて適宜選択する。低分子量で保存安定性の高く部分的にイミド化されたポリアミド酸を得るには反応温度40℃乃至90℃、反応時間10時間以上から選択することがより好ましい。
また、末端アミノ基を酸無水物で保護する場合の反応温度は-20乃至150℃、好ましくは-5乃至100℃の任意の温度を選択することができる。
In the production of polyamic acid, the reaction temperature for the reaction between the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride compound can be selected from any temperature range of −20 to 150° C., preferably −5 to 100° C. To obtain a high molecular weight polyamic acid, the reaction temperature is appropriately selected from the range of 5° C. to 40° C. and the reaction time is appropriately selected from the range of 1 to 48 hours. To obtain a low molecular weight, partially imidized polyamic acid with high storage stability, it is more preferable to select the reaction temperature from 40° C. to 90° C. and the reaction time from 10 hours or more.
When the terminal amino group is protected with an acid anhydride, the reaction temperature can be selected from the range of -20 to 150°C, preferably -5 to 100°C.
ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物化合物の反応は溶剤中で行なうことができる。その際に使用できる溶剤としては、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-ピロリドン、N-ビニル-2-ピロリドン、N-メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、m-クレゾール、γ-ブチロラクトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、2-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、2-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、2-エトキシプロピオン酸エチル、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メチルエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、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、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、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モノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジ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アセテート、カルビトールアセテート、エチルセロソルブアセテート、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2-ヘプタノン等を挙げることができる。これらは単独でも、混合して使用してもよい。さらに、ポリアミド酸を溶解しない溶剤であっても、重合反応により生成したポリアミド酸が析出しない範囲であれば、上記溶剤に混合して使用してもよい。 The reaction between the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride compound can be carried out in a solvent. Solvents that can be used in this reaction include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, dimethyl sulfoxide, tetramethylurea, pyridine, dimethyl sulfone, hexamethyl sulfoxide, m-cresol, γ-butyrolactone, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol diethyl ether. , diethylene glycol methyl ethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, carbitol acetate, ethyl cellosolve acetate, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, etc. These may be used alone or in combination. Furthermore, even if a solvent does not dissolve polyamic acid, it may be mixed with the above solvent and used as long as the polyamic acid produced by the polymerization reaction does not precipitate.
このようにして得られたポリアミド酸を含む溶液は、感光性樹脂組成物の調製にそのまま用いることができる。また、ポリアミド酸を水、メタノール、エタノール等の貧溶剤に沈殿単離させて回収して用いることもできる。 The solution containing the polyamic acid thus obtained can be used as is for preparing a photosensitive resin composition. The polyamic acid can also be recovered and used by precipitating and isolating it in a poor solvent such as water, methanol, or ethanol.
また、(A)成分としては、任意のポリイミドも用いることができる。本発明に用いるポリイミドとは前記ポリアミド酸などのポリイミド前駆体を化学的又は熱的に50%以上イミド化させたものである。 In addition, any polyimide can be used as component (A). The polyimide used in the present invention is a polyimide precursor such as the polyamic acid that has been chemically or thermally imidized to 50% or more.
本発明の第一の感光性樹脂組成物に用いるポリイミドは、アミド基を有するとともに、アルカリ溶解性を与えるためにカルボキシル基及びフェノール性ヒドロキシ基から選ばれる基を有することが好ましい。
ポリイミドへのアミド基の導入方法は、アミド基を有するモノマーを用いる方法、アミド基を有する酸無水物でアミン末端を封止する方法等が用いられる。
ポリイミドへのカルボキシル基又はフェノール性ヒドロキシ基の導入方法は、カルボキシル基又はフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーを用いる方法、カルボキシル基又
はフェノール性ヒドロキシ基を有する酸無水物でアミン末端を封止する方法、或いは、ポリアミド酸などのポリイミド前駆体をイミド化する際にイミド化率を99%以下にする方法等が用いられる。
The polyimide used in the first photosensitive resin composition of the present invention preferably has an amide group and, in order to impart alkali solubility, a group selected from a carboxyl group and a phenolic hydroxy group.
Methods for introducing amide groups into polyimides include a method using a monomer having an amide group, and a method for blocking the amine end with an acid anhydride having an amide group.
Methods for introducing a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group into a polyimide include a method using a monomer having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group, a method of blocking the amine end with an acid anhydride having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group, or a method of imidizing a polyimide precursor such as a polyamic acid to an imidization rate of 99% or less.
このようなポリイミドは上述のポリアミド酸などのポリイミド前駆体を合成した後、化学イミド化もしくは熱イミド化を行うことで得ることができる。
化学イミド化の方法としては、一般的に、ポリイミド前駆体溶液に過剰の無水酢酸およびピリジンを添加し、室温から100℃で反応させる方法が用いられる。また、熱イミド化の方法としては、一般的に、ポリイミド前駆体溶液を温度180℃乃至250℃で脱水しながら加熱する方法が用いられる。
Such a polyimide can be obtained by synthesizing a polyimide precursor such as the above-mentioned polyamic acid, and then carrying out chemical imidization or thermal imidization.
A typical method for chemical imidization is to add excess acetic anhydride and pyridine to a polyimide precursor solution and react them at room temperature to 100° C. A typical method for thermal imidization is to heat a polyimide precursor solution at a temperature of 180° C. to 250° C. while dehydrating it.
また、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、さらにフェノールノボラック樹脂を用いることができる。 In addition, phenol novolac resin can also be used as the alkali-soluble resin of component (A).
また、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、ポリエステルポリカルボン酸を用いることもできる。ポリエステルポリカルボン酸は、酸二無水物とジオールから、国際公開第2009/051186号に記載の方法により、得ることができる。
酸二無水物としては、上記(i)テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
ジオールとしては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、ベンゼン-1,3-ジメタノール、ベンゼン-1,4-ジメタノール等の芳香族ジオール;水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、1,4-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール等の脂環族ジオール;及びエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール等が挙げられる。
The alkali-soluble resin of the component (A) may also be a polyester polycarboxylic acid. The polyester polycarboxylic acid may be obtained from an acid dianhydride and a diol by the method described in WO 2009/051186.
The acid dianhydride includes the above (i) tetracarboxylic dianhydride.
Examples of the diol include aromatic diols such as bisphenol A, bisphenol F, 4,4'-dihydroxybiphenyl, benzene-1,3-dimethanol, and benzene-1,4-dimethanol; alicyclic diols such as hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol F, 1,4-cyclohexanediol, 1,3-cyclohexanedimethanol, and 1,4-cyclohexanedimethanol; and aliphatic diols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,6-hexanediol.
また、本発明においては、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂は、複数種のアルカリ可溶性樹脂の混合物であってもよい。 In the present invention, the alkali-soluble resin of component (A) may be a mixture of multiple types of alkali-soluble resins.
<(C)成分>
本発明に用いる(C)成分は、溶剤として、(A)成分、及び必要に応じて後述の(D)成分、(E)成分、(F)成分、(G)成分を溶解し、且つ所望により添加される後述のその他添加剤などを溶解するものであり、斯様な溶解能を有する溶剤であれば、その種類及び構造などは特に限定されるものでない。
<(C) component>
The component (C) used in the present invention serves as a solvent that dissolves the component (A) and, if necessary, the components (D), (E), (F), and (G) described below, as well as other additives that are added as desired, and there are no particular limitations on the type or structure of the solvent as long as it is a solvent that has such dissolving ability.
斯様な(C)成分としては、例えば、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、プロピレングリコール、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モノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-ブタノン、3-メチル-2-ペンタノン、2-ペンタノン、2-ヘプタノン、γ―ブチロラクトン、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2-ヒドロキシ-3-メチルブタン酸メチル、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エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、及びN-メチルピロリドン等が挙げられる。 Examples of such (C) components include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether, propylene glycol propyl ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 2-butanone, 3-methyl -2-pentanone, 2-pentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone.
これらの溶剤は、一種単独で、または二種以上の組合せで使用することができる。
これら(C)成分の中、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モノメチルエーテルアセテート、2-ヘプタノン、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル等が、塗膜性が良好で安全性が高いという観点より好ましく、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プロピルエーテル、乳酸エチル、乳酸ブチル等が、(A)成分の溶解性の観点から特に好ましい。これら溶剤は、一般にフォトレジスト材料のための溶剤として用いられている。
These solvents may be used alone or in combination of two or more.
Of these components (C), propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, 2-heptanone, propylene glycol propyl ether, propylene glycol propyl ether acetate, ethyl lactate, butyl lactate, etc. are preferred from the viewpoint of good film-forming properties and high safety, and propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol propyl ether, ethyl lactate, butyl lactate, etc. are particularly preferred from the viewpoint of the solubility of component (A). These solvents are generally used as solvents for photoresist materials.
<(D)成分>
(D)成分である感光剤としては、(D-1)1,2-キノンジアジド化合物、(D-2)光ラジカル発生剤、(D-3)光酸発生剤が挙げられる。
<(D) component>
Examples of the photosensitizer as the component (D) include (D-1) a 1,2-quinonediazide compound, (D-2) a photoradical generator, and (D-3) a photoacid generator.
(D-1)1,2-キノンジアジド化合物としては、ヒドロキシ基又はアミノ基のいずれか一方か、ヒドロキシ基及びアミノ基の両方を有する化合物であって、これらのヒドロキシ基又はアミノ基(ヒドロキシ基とアミノ基の両方を有する場合は、それらの合計量)のうち、好ましくは10モル%乃至100モル%、特に好ましくは20モル%乃至95モル%が1,2-キノンジアジドスルホン酸でエステル化、またはアミド化された化合物を用いることができる。
上記1,2-キノンジアジドスルホン酸としては、例えば1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホン酸、1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-4-スルホン酸、1,2-ベンゾキノン-2-ジアジド-4-スルホン酸等が挙げられ、前述のヒドロキシ基又はアミノ基のいずれか一方あるいは両方を有する化合物との反応では、該1,2-キノンジアジドスルホン酸の塩化物を用いることができる。
上記(D-1)1,2-キノンジアジド化合物としては、ジアゾナフトキノンを用いることができる。
The 1,2-quinonediazide compound (D-1) is a compound having either a hydroxy group or an amino group, or both a hydroxy group and an amino group, in which preferably 10 mol % to 100 mol %, particularly preferably 20 mol % to 95 mol %, of these hydroxy groups or amino groups (in the case of having both a hydroxy group and an amino group, the total amount of the groups) is esterified or amidated with 1,2-quinonediazide sulfonic acid.
Examples of the 1,2-quinonediazide sulfonic acid include 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid, 1,2-naphthoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid, and 1,2-benzoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid. In the reaction with the compound having either or both of a hydroxy group and an amino group, a chloride of the 1,2-quinonediazide sulfonic acid can be used.
As the 1,2-quinonediazide compound (D-1), diazonaphthoquinone can be used.
前記ヒドロキシ基を有する化合物としては例えば、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、ハイドロキノン、レゾルシノール、カテコール、ガリック酸メチル、ガリック酸エチル、1,3,3-トリス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、4,4-イソプロプリデンジフェノール、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、4,4’-ジヒドロキシフェニルスルホン、4,4-ヘキサフルオロイソプロピリデンジフェノール、4,4’,4’’―トリスヒドロキシフェニルエタン、1,1,1-トリスヒドロキシフェニルエタン、4,4’-[1-[4-[1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4-トリヒドロ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、2,3,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,3,4,4’-ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2,5-ビス(2-ヒドロキシ-5-メチルベンジル)メチルなどのフェノール化合物、エタノール、2-プロパノール、4-ブタノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、2-メトキシエタノール、2-ブトキシエタノール、2-メトキシプロパノール、2-ブトキシプロパノール、乳酸エチル、乳酸ブチルなどの脂肪族アルコール類を挙げることができる。 Examples of compounds having a hydroxyl group include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, hydroquinone, resorcinol, catechol, methyl gallate, ethyl gallate, 1,3,3-tris(4-hydroxyphenyl)butane, 4,4-isopropylidenediphenol, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane, 4,4'-dihydroxyphenylsulfone, 4,4-hexafluoroisopropylidenediphenol, 4,4',4''-trishydroxyphenylethane, 1,1,1-trishydroxyphenylethane, 4,4'-[1-[4-[1-(4-hydroxyphenyl)-1-methylethyl]phenyl]ethylidene [N] phenol compounds such as bisphenol, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,2',3,4,4'-pentahydroxybenzophenone, and 2,5-bis(2-hydroxy-5-methylbenzyl)methyl; and aliphatic alcohols such as ethanol, 2-propanol, 4-butanol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 2-methoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2-methoxypropanol, 2-butoxypropanol, ethyl lactate, and butyl lactate.
また、前記アミノ基を含有する化合物としては、アニリン、o-トルイジン、m-トルイジン、p-トルイジン、4-アミノジフェニルメタン、4-アミノジフェニル、o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、などのアニリン類、アミノシクロヘキサンを挙げることができる。 Examples of compounds containing the amino group include anilines such as aniline, o-toluidine, m-toluidine, p-toluidine, 4-aminodiphenylmethane, 4-aminodiphenyl, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4,4'-diaminophenylmethane, and 4,4'-diaminodiphenylether, and aminocyclohexane.
さらに、ヒドロキシ基とアミノ基両方を含有する化合物としては、例えば、o-アミノフェノール、m-アミノフェノール、p-アミノフェノール、4-アミノレゾルシノール、2,3-ジアミノフェノール、2,4-ジアミノフェノール、4,4’-ジアミノ-4’’-ヒドロキシトリフェニルメタン、4-アミノ-4’,4’’-ジヒドロキシトリフェニルメタン、ビス(4-アミノ-3-カルボキシ-5-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3-カルボキシ-5-ヒドロキシフェニル)メタン、2,2-ビス(4-アミノ-3-カルボキシ-5-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノ-3-カルボキシ-5-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンなどのアミノフェノール類、2-アミノエタノール、3-アミノプロパノール、4-アミノシクロヘキサノールなどのアルカノールアミン類を挙げることができる。 Furthermore, examples of compounds containing both hydroxyl and amino groups include aminophenols such as o-aminophenol, m-aminophenol, p-aminophenol, 4-aminoresorcinol, 2,3-diaminophenol, 2,4-diaminophenol, 4,4'-diamino-4''-hydroxytriphenylmethane, 4-amino-4',4''-dihydroxytriphenylmethane, bis(4-amino-3-carboxy-5-hydroxyphenyl)ether, bis(4-amino-3-carboxy-5-hydroxyphenyl)methane, 2,2-bis(4-amino-3-carboxy-5-hydroxyphenyl)propane, and 2,2-bis(4-amino-3-carboxy-5-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, as well as alkanolamines such as 2-aminoethanol, 3-aminopropanol, and 4-aminocyclohexanol.
これらの1,2-キノンジアジド化合物は単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。 These 1,2-quinone diazide compounds can be used alone or in combination of two or more.
本発明の第一の感光性樹脂組成物がポジ型感光性樹脂組成物である場合に(D-1)成分のキノンジアジド基を有する化合物を含有させる場合の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは5質量部乃至100質量部、より好ましくは8質量部乃至50質量部、更に好ましくは10質量部乃至40質量部である。5質量部未満の場合、ポジ型感光性樹脂組成物の露光部と未露光部の現像液への溶解速度差が小さくなり、現像によるパターニングが困難である場合がある。また、100質量部を超えると、短時間での露光で1,2-キノンジアジド化合物が十分に分解されないため感度が低下する場合や、(D-1)成分が光を吸収してしまい硬化膜の透明性を低下させてしまう場合がある。 When the first photosensitive resin composition of the present invention is a positive photosensitive resin composition, the content of the compound having a quinone diazide group as component (D-1) is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 8 to 50 parts by mass, and even more preferably 10 to 40 parts by mass, relative to 100 parts by mass of component (A). If it is less than 5 parts by mass, the difference in dissolution rate in the developer between the exposed and unexposed parts of the positive photosensitive resin composition becomes small, and patterning by development may be difficult. If it exceeds 100 parts by mass, the 1,2-quinone diazide compound may not be sufficiently decomposed by short-term exposure, resulting in a decrease in sensitivity, or the component (D-1) may absorb light, resulting in a decrease in transparency of the cured film.
(D-2)光ラジカル発生剤は、露光によりラジカルを発生するものであれば特に制限はない。具体例としては、例えばベンゾフェノン、ミヒラーケトン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4-メトキシ-4’-ジメチルアミノベンゾフェノン、2-エチルアントラキノン、フェナントレン等の芳香族ケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル類、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン、2-(o-クロロフェニル)-4,5-フェニルイミダゾール2量体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(m-メトキシフェニル)イミダゾール2量体、2-(o-フルオロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール2量体、2-(o-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール2量体、2,4,5-トリアリールイミダゾール2量体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(m-メチルフェニル)イミダゾール2量体、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン、2-トリクロロメチル-5-スチリル-1,3,4-オキサジアゾール、2-トリクロロメチル-5-(p-シアノスチリル)-1,3,4-オキサジアゾール、2-トリクロロメチル-5-(p-メトキシスチリル)-1,3,4-オキサジアゾール等のハロメチルオキサジアゾール化合物、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-p-メトキシスチリル-S-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(1-p-ジメチルアミノフェニル-1,3-ブタジエニル)-S-トリアジン、2-トリクロロメチル-4-アミノ-6-p-メトキシスチリル-S-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス-トリクロロメチル-S-トリアジン、2-(4-エトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス-トリクロロメチル-S-トリアジン、2-(4-ブトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス-トリクロロメチル-S-トリアジン等のハロメチル-S-トリアジン系化合物、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、2-メチル-1-〔4-(メチルチオ)フェニル〕-2-モルフォリノプロパノン、1,2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1,1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン、ベンジル、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルア
ミノベンゾエート、p-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、2-n-ブトキシエチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、2-クロロチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1-(4-フェニルチオフェニル)-1,2-オクタンジオン-2-(O-ベンゾイルオキシム)、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-1-(O-アセチルオキシム)、4-ベンゾイル-メチルジフェニルサルファイド、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン、2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-1-[4-(4-モルフォリニル)フェニル]-1-ブタノン、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン、α-ジメトキシ-α-フェニルアセトフェノン、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-(4-モルフォリニル)-1-プロパノン等が挙げられる。
上記の光ラジカル発生剤は、市販品として容易に入手が可能であり、その具体例としては、例えばIRGACURE173、IRGACURE 500、IRGACURE 2959、IRGACURE 754、IRGACURE 907、IRGACURE 369、IRGACURE 1300、IRGACURE 819、IRGACURE 819DW、IRGACURE 1880、IRGACURE 1870、DAROCURE TPO、DAROCURE 4265、IRGACURE 784、IRGACURE OXE01、IRGACURE OXE02、IRGACURE 250(以上、BASF社製)、KAYACURE DETX-S、KAYACURE CTX、KAYACURE BMS、KAYACURE 2-EAQ(以上、日本化薬(株)製)、TAZ-101、TAZ-102、TAZ-103、TAZ-104、TAZ-106、TAZ-107、TAZ-108、TAZ-110、TAZ-113、TAZ-114、TAZ-118、TAZ-122、TAZ-123、TAZ-140、TAZ-204(以上みどり化学(株)製)等が挙げられる。
これらの光ラジカル発生剤単独で使用しても、二種類以上を併用することも可能である。
There are no particular limitations on the photoradical generator (D-2) as long as it generates radicals upon exposure to light. Specific examples include aromatic ketones such as benzophenone, Michler's ketone, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, 4-methoxy-4'-dimethylaminobenzophenone, 2-ethylanthraquinone, and phenanthrene; benzoin ethers such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, and benzoin phenyl ether; benzoins such as methylbenzoin and ethylbenzoin; 2-(o-chlorophenyl)-4,5-phenylimidazole dimer, 2-(o-chlorophenyl)-4,5-di(m-methoxyphenyl)imidazole dimer, 2-(o-fluorophenyl)-4,5-diphenylimidazole dimer, 2-(o-methoxyphenyl)-4,5-diphenylimidazole dimer, 2,4,5-triarylimidazole dimer, 2-(o-chlorophenyl)-4,5-di(m-methylphenyl)imidazole dimer, 2-benzo[b]phenylimid ... halomethyl oxadiazole compounds such as 2-trichloromethyl-5-styryl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5-(p-cyanostyryl)-1,3,4-oxadiazole, and 2-trichloromethyl-5-(p-methoxystyryl)-1,3,4-oxadiazole; styryl-S-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-(1-p-dimethylaminophenyl-1,3-butadienyl)-S-triazine, 2-trichloromethyl-4-amino-6-p-methoxystyryl-S-triazine, 2-(naphth-1-yl)-4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine, 2-(4-ethoxy-naphth-1-yl)-4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine, 2-(4-butoxy halomethyl-S-triazine compounds such as 4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropanone, 1,2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1,1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone, benzyl, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, benzyl methyl ketal, dimethylaminobenzoate, p-dimethylaminobenzoate isoamyl, 2-n-butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoate, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-(4-phenylthiophenyl) -1,2-octanedione-2-(O-benzoyloxime), ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-1-(O-acetyloxime), 4-benzoyl-methyldiphenylsulfide, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone, 2-benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone, 2-(dimethylamino) )-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone, α-dimethoxy-α-phenylacetophenone, phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide, diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-(4-morpholinyl)-1-propanone, and the like.
The above-mentioned photoradical generators are readily available as commercial products, and specific examples thereof include IRGACURE 173, IRGACURE 500, IRGACURE 2959, IRGACURE 754, IRGACURE 907, IRGACURE 369, IRGACURE 1300, IRGACURE 819, IRGACURE 819DW, IRGACURE 1880, IRGACURE 1870, DAROCURE TPO, DAROCURE 4265, IRGACURE 784, IRGACURE OXE01, IRGACURE OXE02, IRGACURE 250 (all manufactured by BASF), KAYACURE DETX-S, KAYACURE CTX, KAYACURE BMS, KAYACURE 2-EAQ (all manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), TAZ-101, TAZ-102, TAZ-103, TAZ-104, TAZ-106, TAZ-107, TAZ-108, TAZ-110, TAZ-113, TAZ-114, TAZ-118, TAZ-122, TAZ-123, TAZ-140, TAZ-204 (all manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.), and the like.
These photoradical generators can be used alone or in combination of two or more kinds.
本発明の第一の感光性樹脂組成物に(D-2)成分を含有させる場合の含有量は、(A)成分の100質量部に対して0.1質量部乃至30質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5質量部乃至20質量部であり、特に好ましくは1質量部乃至15質量部である。この割合が過小である場合には、露光部が硬化不足となり、パターン形成ができなかったり、できたとしても信頼性の低い膜となる場合がある。また、この割合が過大である場合には、塗膜の透過率が低下したり、未露光部の現像不良が起こる場合がある。 When the first photosensitive resin composition of the present invention contains the component (D-2), the content is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 20 parts by mass, and particularly preferably 1 to 15 parts by mass, per 100 parts by mass of the component (A). If this ratio is too small, the exposed areas may not be cured sufficiently, and pattern formation may not be possible, or even if it is possible, the resulting film may be unreliable. If this ratio is too large, the transmittance of the coating film may decrease, or development problems may occur in the unexposed areas.
(D-3)の光酸発生剤は紫外線照射時に光分解して酸を発生する化合物であれば特に限定されるものではない。光酸発生剤が光分解した際に発生する酸としては、例えば、塩酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸、オクタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、カンファスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p-フェノールスルホン酸、2-ナフタレンスルホン酸、メシチレンスルホン酸、p-キシレン-2-スルホン酸、m-キシレン-2-スルホン酸、4-エチルベンゼンスルホン酸、1H,1H,2H,2H-パーフルオロオクタンスルホン酸、パーフルオロ(2-エトキシエタン)スルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ノナフルオロブタン-1-スルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等のスルホン酸又はその水和物や塩等が挙げられる。 The photoacid generator (D-3) is not particularly limited as long as it is a compound that generates an acid by photodecomposition when irradiated with ultraviolet light. Examples of acids that are generated when the photoacid generator is photodecomposed include sulfonic acids such as hydrochloric acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, butanesulfonic acid, pentanesulfonic acid, octane sulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, camphorsulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-phenolsulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, mesitylenesulfonic acid, p-xylene-2-sulfonic acid, m-xylene-2-sulfonic acid, 4-ethylbenzenesulfonic acid, 1H,1H,2H,2H-perfluorooctanesulfonic acid, perfluoro(2-ethoxyethane)sulfonic acid, pentafluoroethanesulfonic acid, nonafluorobutane-1-sulfonic acid, and dodecylbenzenesulfonic acid, or hydrates or salts thereof.
光酸発生剤としては、例えば、ジアゾメタン化合物、オニウム塩化合物、スルホンイミド化合物、ジスルホン系化合物、スルホン酸誘導体化合物、ニトロベンジル化合物、ベンゾイントシレート化合物、鉄アレーン錯体、ハロゲン含有トリアジン化合物、アセトフェ
ノン誘導体化合物、及び、シアノ基含有オキシムスルホネート化合物などが挙げられる。従来知られ又は従来から使用されている光酸発生剤は、いずれも、特に限定されることなく、本発明において適用することができる。なお、本発明において、(D)成分の光酸発生剤は、一種単独で用いてもよく、また二種以上を組み合わせて用いてもよい。具体例としては、下記式[PAG-1]~式[PAG-41]で表される化合物等を挙げることができる。
Examples of photoacid generators include diazomethane compounds, onium salt compounds, sulfonimide compounds, disulfone compounds, sulfonic acid derivative compounds, nitrobenzyl compounds, benzoin tosylate compounds, iron arene complexes, halogen-containing triazine compounds, acetophenone derivative compounds, and cyano group-containing oxime sulfonate compounds. Any photoacid generator that has been known or has been used in the past can be applied to the present invention without any particular limitation. In the present invention, the photoacid generator of component (D) may be used alone or in combination of two or more. Specific examples include compounds represented by the following formulas [PAG-1] to [PAG-41].
本実施の形態の第一の感光性樹脂組成物に(D-3)成分を含有させる場合の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは0.01質量部乃至20質量部、より好ましくは0.1質量部乃至10質量部、更に好ましくは0.5質量部乃至8質量部である。(D-3)成分の含有量を0.01質量部以上とすることで、充分な熱硬化性および溶剤耐性を付与することができる。しかし、20質量部より多い場合、未露光部が現像不良となったり、組成物の保存安定性が低下する場合がある。 When the first photosensitive resin composition of the present embodiment contains the component (D-3), the content is preferably 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 8 parts by mass, per 100 parts by mass of the component (A). By making the content of the component (D-3) 0.01 parts by mass or more, sufficient thermosetting properties and solvent resistance can be imparted. However, if the content is more than 20 parts by mass, unexposed areas may not be developed properly, and the storage stability of the composition may decrease.
<(E)成分>
(E)成分は架橋剤であり、本発明の第一の感光性樹脂組成物が要件(Z1)を満たす場合に組成物中に導入されるものである。より具体的には、(A)成分の熱反応性部位(たとえば、カルボキシル基及び/又はフェノール性ヒドロキシ基)と熱反応により橋架け構造を形成しうる構造を有する化合物である。以下、具体例を挙げるがこれらに限定されるものではない。熱架橋剤は、例えば、(E1)アルコキシメチル基及びヒドロキシメチル基から選ばれる置換基を2個以上有する架橋性化合物や(E2)下記式(1)で表される架橋性化合物から選ばれるものが好ましい。これらの架橋剤は単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。
<(E) component>
The component (E) is a crosslinking agent, which is introduced into the composition when the first photosensitive resin composition of the present invention satisfies the requirement (Z1). More specifically, it is a compound having a structure capable of forming a crosslinked structure by thermal reaction with the thermally reactive site (e.g., carboxyl group and/or phenolic hydroxy group) of the component (A). Specific examples are given below, but are not limited to these. The thermal crosslinking agent is preferably selected from, for example, (E1) a crosslinking compound having two or more substituents selected from an alkoxymethyl group and a hydroxymethyl group, or (E2) a crosslinking compound represented by the following formula (1). These crosslinking agents can be used alone or in combination of two or more.
(E1)成分のアルコキシメチル基及びヒドロキシメチル基から選ばれる置換基を2個以上有する架橋性化合物は、熱硬化時の高温に曝されると、脱水縮合反応により架橋反応が進行するものである。このような化合物としては、例えば、アルコキシメチル化グリコールウリル、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン、およびアルコキシメチル化メラミン等の化合物、およびフェノプラスト系化合物が挙げられる。 When the crosslinkable compound (E1) having two or more substituents selected from alkoxymethyl groups and hydroxymethyl groups is exposed to high temperatures during thermal curing, the crosslinking reaction proceeds by a dehydration condensation reaction. Examples of such compounds include compounds such as alkoxymethylated glycoluril, alkoxymethylated benzoguanamine, and alkoxymethylated melamine, as well as phenoplast-based compounds.
アルコキシメチル化グリコールウリルの具体例としては、例えば、1,3,4,6-テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリル、1,3,4,6-テトラキス(ブトキシメチル)グリコールウリル、1,3,4,6-テトラキス(ヒドロキシメチル)グリコールウリル、1,3-ビス(ヒドロキシメチル)尿素、1,1,3,3-テトラキス(ブトキシメチル)尿素、1,1,3,3-テトラキス(メトキシメチル)尿素、1,3-ビス(ヒドロキシメチル)-4,5-ジヒドロキシ-2-イミダゾリノン、および1,3-ビス(メトキシメチル)-4,5-ジメトキシ-2-イミダゾリノン等が挙げられる。市販品として、三井サイテック(株)製グリコールウリル化合物(商品名:サイメル(登録商標)1170、パウダーリンク(登録商標)1174)等の化合物、メチル化尿素樹脂(商品名:UFR(登録商標)65)、ブチル化尿素樹脂(商品名:UFR(登録商標)300、U-VAN10S60、U-VAN10R、U-VAN11HV)、DIC(株)製尿素/ホルムアルデヒド系樹脂(高縮合型、商品名:ベッカミン(登録商標)J-300S、同P-955、同N)等が挙げられる。 Specific examples of alkoxymethylated glycoluril include 1,3,4,6-tetrakis(methoxymethyl)glycoluril, 1,3,4,6-tetrakis(butoxymethyl)glycoluril, 1,3,4,6-tetrakis(hydroxymethyl)glycoluril, 1,3-bis(hydroxymethyl)urea, 1,1,3,3-tetrakis(butoxymethyl)urea, 1,1,3,3-tetrakis(methoxymethyl)urea, 1,3-bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxy-2-imidazolinone, and 1,3-bis(methoxymethyl)-4,5-dimethoxy-2-imidazolinone. Commercially available products include glycoluril compounds manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd. (product names: Cymel (registered trademark) 1170, Powderlink (registered trademark) 1174), methylated urea resin (product name: UFR (registered trademark) 65), butylated urea resin (product names: UFR (registered trademark) 300, U-VAN10S60, U-VAN10R, U-VAN11HV), and urea/formaldehyde resins manufactured by DIC Corporation (high condensation type, product names: Beckamin (registered trademark) J-300S, P-955, N).
アルコキシメチル化ベンゾグアナミンの具体例としてはテトラメトキシメチルベンゾグアナミン等が挙げられる。市販品として、三井サイテック(株)製(商品名:サイメル(登録商標)1123)、(株)三和ケミカル製(商品名:ニカラック(登録商標)BX-4000、同BX-37、同BL-60、同BX-55H)等が挙げられる。 Specific examples of alkoxymethylated benzoguanamine include tetramethoxymethylbenzoguanamine. Commercially available products include those manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd. (product name: Cymel (registered trademark) 1123) and those manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd. (product names: Nikalac (registered trademark) BX-4000, BX-37, BL-60, and BX-55H).
アルコキシメチル化メラミンの具体例としては、例えば、ヘキサメトキシメチルメラミン等が挙げられる。市販品として、三井サイテック(株)製メトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:サイメル(登録商標)300、同301、同303、同350)、ブトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:マイコート(登録商標)506、同508)、三和ケミカル製メトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:ニカラック(登録商標)MW-30、同MW-22、同MW-11、同MW-100LM、同MS-001、同MX-002、同MX-730、同MX-750、同MX-035)、ブトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:ニカラック(登録商標)MX-45、同MX-410、同MX-302)等が挙げられる。 Specific examples of alkoxymethylated melamine include hexamethoxymethylmelamine. Commercially available products include methoxymethyl type melamine compounds manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd. (product names: Cymel (registered trademark) 300, 301, 303, and 350), butoxymethyl type melamine compounds (product names: Mycoat (registered trademark) 506 and 508), methoxymethyl type melamine compounds manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd. (product names: Nikalac (registered trademark) MW-30, MW-22, MW-11, MW-100LM, MS-001, MX-002, MX-730, MX-750, and MX-035), and butoxymethyl type melamine compounds (product names: Nikalac (registered trademark) MX-45, MX-410, and MX-302).
また、このようなアミノ基の水素原子がメチロール基またはアルコキシメチル基で置換されたメラミン化合物、尿素化合物、グリコールウリル化合物及びベンゾグアナミン化合物を縮合させて得られる化合物であってもよい。例えば、米国特許第6323310号に記載されているメラミン化合物およびベンゾグアナミン化合物から製造される高分子量の化合物が挙げられる。前記メラミン化合物の市販品としては、商品名:サイメル(登録商標)303(三井サイテック(株)製)等が挙げられ、前記ベンゾグアナミン化合物の市販品としては、商品名:サイメル(登録商標)1123(三井サイテック(株)製)等が挙げられる。 It may also be a compound obtained by condensing a melamine compound, a urea compound, a glycoluril compound, and a benzoguanamine compound in which the hydrogen atom of the amino group is substituted with a methylol group or an alkoxymethyl group. For example, there may be mentioned high molecular weight compounds produced from melamine compounds and benzoguanamine compounds described in U.S. Pat. No. 6,323,310. Commercially available products of the melamine compounds include Cymel (registered trademark) 303 (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.), and commercially available products of the benzoguanamine compounds include Cymel (registered trademark) 1123 (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.).
フェノプラスト系化合物の具体例としては、例えば、2,6-ビス(ヒドロキシメチル)フェノール、2,6-ビス(ヒドロキシメチル)クレゾール、2,6-ビス(ヒドロキシメチル)-4-メトキシフェノール、3,3’,5,5’-テトラキス(ヒドロキシメチル)ビフェニル-4,4’-ジオール、3,3’-メチレンビス(2-ヒドロキシ-5-メチルベンゼンメタノール)、4,4’-(1-メチルエチリデン)ビス[2-メチル-6-ヒドロキシメチルフェノール]、4,4’-メチレンビス[2-メチル-6-ヒド
ロキシメチルフェノール]、4,4’-(1-メチルエチリデン)ビス[2,6-ビス(ヒドロキシメチル)フェノール]、4,4’-メチレンビス[2,6-ビス(ヒドロキシメチル)フェノール]、2,6-ビス(メトキシメチル)フェノール、2,6-ビス(メトキシメチル)クレゾール、2,6-ビス(メトキシメチル)-4-メトキシフェノール、3,3’,5,5’-テトラキス(メトキシメチル)ビフェニル-4,4’-ジオール、3,3’-メチレンビス(2-メトキシ-5-メチルベンゼンメタノール)、4,4’-(1-メチルエチリデン)ビス[2-メチル-6-メトキシメチルフェノール]、4,4’-メチレンビス[2-メチル-6-メトキシメチルフェノール]、4,4’-(1-メチルエチリデン)ビス[2,6-ビス(メトキシメチル)フェノール]、4,4’-メチレンビス[2,6-ビス(メトキシメチル)フェノール]、等が挙げられる。市販品としても入手が可能であり、その具体例としては、26DMPC、46DMOC、DM-BIPC-F、DM-BIOC-F、TM-BIP-A、BISA-F、BI25X-DF、BI25X-TPA(以上、旭有機材工業(株)製)等が挙げられる。
Specific examples of the phenoplast-based compounds include 2,6-bis(hydroxymethyl)phenol, 2,6-bis(hydroxymethyl)cresol, 2,6-bis(hydroxymethyl)-4-methoxyphenol, 3,3',5,5'-tetrakis(hydroxymethyl)biphenyl-4,4'-diol, 3,3'-methylenebis(2-hydroxy-5-methylbenzenemethanol), 4,4'-(1-methylethylidene)bis[2-methyl-6-hydroxymethylphenol], 4,4'-methylenebis[2-methyl-6-hydroxymethylphenol], 4,4'-(1-methylethylidene)bis[2,6-bis(hydroxymethyl)phenol], 4,4'-methylenebis[2,6-bis(hydroxmethyl)phenol], 2,6-bis(methoxymethyl)phenol], 2,6-bis(methoxymethyl)cresol, 2,6-bis(methoxymethyl)-4-methoxyphenol, 3,3',5,5'-tetrakis(methoxymethyl)biphenyl-4,4'-diol, 3,3'-methylenebis(2-methoxy-5-methylbenzenemethanol), 4,4'-(1-methylethylidene)bis[2-methyl-6-methoxymethylphenol], 4,4'-methylenebis[2-methyl-6-methoxymethylphenol], 4,4'-(1-methylethylidene)bis[2,6-bis(methoxymethyl)phenol], 4,4'-methylenebis[2,6-bis(methoxymethyl)phenol], and the like. These are also available as commercially available products, and specific examples thereof include 26DMPC, 46DMOC, DM-BIPC-F, DM-BIOC-F, TM-BIP-A, BISA-F, BI25X-DF, and BI25X-TPA (all manufactured by Asahi Organic Chemicals Co., Ltd.).
さらに、(E1)成分としては、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-エトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルメタクリルアミド等のヒドロキシメチル基またはアルコキシメチル基で置換されたアクリルアミド化合物またはメタクリルアミド化合物を使用して製造されるポリマーも用いることができる。 Furthermore, as component (E1), polymers produced using acrylamide compounds or methacrylamide compounds substituted with hydroxymethyl groups or alkoxymethyl groups, such as N-hydroxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-ethoxymethylacrylamide, and N-butoxymethylmethacrylamide, can also be used.
そのようなポリマーとしては、例えば、ポリ(N-ブトキシメチルアクリルアミド)、N-ブトキシメチルアクリルアミドとスチレンとの共重合体、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミドとメチルメタクリレートとの共重合体、N-エトキシメチルメタクリルアミドとベンジルメタクリレートとの共重合体、及びN-ブトキシメチルアクリルアミドとベンジルメタクリレートと2-ヒドロキシプロピルメタクリレートとの共重合体等が挙げられる。このようなポリマーの重量平均分子量は、1,000乃至50,000であり、好ましくは、1,500乃至20,000であり、より好ましくは2,000乃至10,000である。 Examples of such polymers include poly(N-butoxymethylacrylamide), copolymers of N-butoxymethylacrylamide and styrene, copolymers of N-hydroxymethylmethacrylamide and methyl methacrylate, copolymers of N-ethoxymethylmethacrylamide and benzyl methacrylate, and copolymers of N-butoxymethylacrylamide, benzyl methacrylate, and 2-hydroxypropyl methacrylate. The weight average molecular weight of such polymers is 1,000 to 50,000, preferably 1,500 to 20,000, and more preferably 2,000 to 10,000.
また本発明の第一の感光性樹脂組成物は、(E2)成分として、下記式(1)で表される架橋性化合物を含有することができる。
(E2)成分は、式(1)で表されるシクロアルケンオキサイド構造を有する化合物であれば特に限定されない。その具体例としては、下記式E2-1及びE2-2や、以下に示す市販品等が挙げられる。
市販品としては、エポリードGT-401、同GT-403、同GT-301、同GT-302、セロキサイド2021、セロキサイド3000(ダイセル(株)製 商品名)、脂環式エポキシ樹脂であるデナコールEX-252(ナガセケムテックス(株)製 商品名)、CY175、CY177、CY179(以上、Huntsman Corporation製 商品名)、アラルダイトCY-182、同CY-192、同CY-184(以上、Huntsman Corporation製 商品名)、エピクロン200、同400(以上、DIC(株)製 商品名)、エピコート871、同872(以上、三菱ケミカル(株)製 商品名)、ED-5661、ED-5662(以上、セラニーズコーティング(株)製 商品名)、等を挙げることができる。また、これらの架橋性化合物は、単独または2種類以上を組み合わせて用いることができる。 Commercially available products include Epolead GT-401, GT-403, GT-301, GT-302, Celloxide 2021, and Celloxide 3000 (trade names manufactured by Daicel Corporation), alicyclic epoxy resins such as Denacol EX-252 (trade name manufactured by Nagase ChemteX Corporation), CY175, CY177, and CY179 (all trade names manufactured by Huntsman Corporation), Araldite CY-182, CY-192, and CY-184 (all trade names manufactured by Huntsman Corporation), Epiclon 200 and 400 (all trade names manufactured by DIC Corporation), and Epicoat 871 and 872 (all trade names manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). Examples include ED-5661, ED-5662 (all trade names manufactured by Celanese Coatings Co., Ltd.). These crosslinkable compounds can be used alone or in combination of two or more types.
これらのうち、耐熱性、耐溶剤性、耐長時間焼成耐性等の耐プロセス性、および透明性の観点からシクロヘキセンオキサイド構造を有する、式E2-1及び式E2-2で表される化合物、エポリードGT-401、同GT-403、同GT-301、同GT-302、セロキサイド2021、セロキサイド3000が好ましい。 Of these, from the viewpoints of process resistance, such as heat resistance, solvent resistance, and long-term baking resistance, as well as transparency, compounds having a cyclohexene oxide structure and represented by formulas E2-1 and E2-2, Epolead GT-401, GT-403, GT-301, GT-302, Celloxide 2021, and Celloxide 3000 are preferred.
また、E成分としては(E1)成分、(E2)成分として示したもの以外の(A)成分の熱反応性部位(たとえば、カルボキシル基及び/又はフェノール性ヒドロキシ基)と熱反応により橋架け構造を形成しうる化合物も用いることができる。具体的には、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリ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、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2-ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6-テトラグリシジル-2,4-ヘキサンジオール、N,N,N’,N’,-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、及びN,N,N’,N’,-テトラグリシジル-4、4’-ジアミノジフェニルメタン等のエポキシ化合物、VESTANAT B1358/100、VESTAGON BF 1540(以上、イソシアヌレート型変性ポリイソシアネート、デグサジャパン(株)製)、タケネート(登録商標)B-882N、同タケネートB―7075(以上、イソシアヌレート型変性ポリイソシアネート、三井化学(株)製)等
のイソシアネート化合物等が挙げられる。
In addition, as component E, compounds other than those shown as components (E1) and (E2) that can form a crosslinked structure by thermal reaction with the thermally reactive sites of component (A) (for example, a carboxyl group and/or a phenolic hydroxy group) can also be used. Specific examples of the epoxy compounds include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetraglycidyl-2,4-hexanediol, N,N,N',N'-tetraglycidyl-m-xylylenediamine, 1,3-bis(N,N-diglycidylaminomethyl)cyclohexane, and N,N,N',N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane; VESTANAT B1358/100, VESTAGON BF Examples of isocyanate compounds include Takenate (registered trademark) B-1540 (the above are isocyanurate-type modified polyisocyanates, manufactured by Degussa Japan Co., Ltd.), Takenate (registered trademark) B-882N, and Takenate (registered trademark) B-7075 (the above are isocyanurate-type modified polyisocyanates, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.).
また、E成分としては(A)成分の熱反応性部位(たとえば、カルボキシル基及び/又はフェノール性ヒドロキシ基)と熱反応により橋架け構造を形成しうる構造を2個以上有する重合体を用いることができる。具体的には、例えば、グリシジルメタクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート等のエポキシ基を有する化合物を使用して製造されるポリマー、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシリル基を有する化合物を使用して製造されるポリマー、2-イソシアナトエチルメタクリレート(カレンズMOI[登録商標]、昭和電工(株)製)、2-イソシアナトエチルアクリレート(カレンズAOI[登録商標]、昭和電工(株)製)等のイソシアナート基を有する化合物、または2-(0-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチルメタクリレート(カレンズMOI-BM[登録商標]、昭和電工(株)製)、2-[(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチルメタクリレート(カレンズMOI-BP[登録商標]、昭和電工(株)製)等のブロックイソシアネート基を有する化合物を使用して製造されるポリマーが挙げられる。これらの化合物は単独、もしくは複数を組み合わせて使用してポリマーを製造しても良く、そのほかの化合物と組み合わせてポリマーを製造しても良い。 Furthermore, as component E, a polymer having two or more structures capable of forming a cross-linked structure by thermal reaction with the thermally reactive sites (e.g., carboxyl groups and/or phenolic hydroxyl groups) of component (A) can be used. Specifically, for example, polymers produced using compounds having an epoxy group such as glycidyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, and 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate; polymers produced using compounds having an alkoxysilyl group such as 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane; compounds having an isocyanate group such as 2-isocyanatoethyl methacrylate (KarenzMOI [registered trademark], manufactured by Showa Denko K.K.), 2-isocyanatoethyl acrylate (KarenzAOI [registered trademark], manufactured by Showa Denko K.K.), or polymers produced using compounds having a blocked isocyanate group such as 2-(0-[1'-methylpropylideneamino]carboxyamino)ethyl methacrylate (KarenzMOI-BM [registered trademark], manufactured by Showa Denko K.K.), and 2-[(3,5-dimethylpyrazolyl)carbonylamino]ethyl methacrylate (KarenzMOI-BP [registered trademark], manufactured by Showa Denko K.K.). These compounds may be used alone or in combination to produce polymers, or may be combined with other compounds to produce polymers.
(A)成分がヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基で表される基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基を有する場合には、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基で表される基を2つ以上有する化合物を(E)成分として用いることができる。 When component (A) has a group that reacts with at least one group selected from the group consisting of groups represented by hydroxyl groups, carboxyl groups, amide groups, and amino groups, a compound having two or more groups represented by hydroxyl groups, carboxyl groups, amide groups, and amino groups can be used as component (E).
これらの架橋性化合物は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。 These crosslinkable compounds can be used alone or in combination of two or more.
本発明の第一の感光性樹脂組成物における架橋剤として(E)成分を選択した場合の含有量は、(A)成分の100質量部に対して1質量部乃至50質量部、好ましくは1質量部乃至40質量部、より好ましくは1質量部乃至30質量部である。架橋性化合物の含有量が少ない場合には、架橋性化合物によって形成される架橋の密度が十分ではないため、パターン形成後の耐熱性、耐溶剤性、長時間の焼成に対する耐性等を向上させる効果が得られない場合がある。一方、50質量部を超える場合には、未架橋の架橋性化合物が存在し、パターン形成後の耐熱性、耐溶剤性、長時間の焼成に対する耐性等が低下し、また、感光性樹脂組成物の保存安定性が悪くなる場合がある。 When the (E) component is selected as the crosslinking agent in the first photosensitive resin composition of the present invention, the content is 1 to 50 parts by mass, preferably 1 to 40 parts by mass, and more preferably 1 to 30 parts by mass, per 100 parts by mass of the (A) component. If the content of the crosslinkable compound is low, the density of the crosslinks formed by the crosslinkable compound is insufficient, and the effect of improving the heat resistance, solvent resistance, resistance to long-term baking, etc. after pattern formation may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 50 parts by mass, uncrosslinked crosslinkable compound is present, and the heat resistance, solvent resistance, resistance to long-term baking, etc. after pattern formation may decrease, and the storage stability of the photosensitive resin composition may be deteriorated.
<(F)成分>
(F)成分はエチレン性重合性基を2個以上有する化合物である。ここで言うところのエチレン性重合性基を2個以上有する化合物とは、一分子中に重合性基を2個以上有し、且つそれらの重合性基が分子末端にある化合物のことを意味し、それらの重合性基とは、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基及びアリル基からなる群より選ばれる少なくとも1種類の重合性基のことを意味する。
この(F)成分であるエチレン性重合性基を2個以上有する化合物は、本発明の第一の感光性樹脂組成物におけるネガ型感光性樹脂組成物の溶液において、各成分との相溶性が良好で、且つ現像性に影響を与えないという観点から、分子量(該化合物がポリマーである場合、重量平均分子量)が1,000以下の化合物が好ましい。
<Component (F)>
The component (F) is a compound having two or more ethylenically polymerizable groups. The compound having two or more ethylenically polymerizable groups means a compound having two or more polymerizable groups in one molecule, and the polymerizable groups are located at the molecular terminals, and the polymerizable groups mean at least one type of polymerizable group selected from the group consisting of an acrylate group, a methacrylate group, a vinyl group, and an allyl group.
The compound having two or more ethylenic polymerizable groups as component (F) is preferably a compound having a molecular weight of 1,000 or less (when the compound is a polymer, the weight average molecular weight) from the viewpoints of having good compatibility with each component in the solution of the negative type photosensitive resin composition in the first photosensitive resin composition of the present invention and not affecting the developability.
このような化合物の具体例としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリ
レート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、テトラメチロールプロパンテトラアクリレート、テトラメチロールプロパンテトラメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,3,5-トリアクリロイルヘキサヒドロ-S-トリアジン、1,3,5-トリメタクリロイルヘキサヒドロ-S-トリアジン、トリス(ヒドロキシエチルアクリロイル)イソシアヌレート、トリス(ヒドロキシエチルメタクリロイル)イソシアヌレート、トリアクリロイルホルマール、トリメタクリロイルホルマール、1,6-ヘキサンジオールアクリレート、1,6-ヘキサンジオールメタクリレート、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、エタンジオールジアクリレート、エタンジオールジメタクリレート、2-ヒドロキシプロパンジオールジアクリレート、2-ヒドロキシプロパンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、イソプロピレングリコールジアクリレート、イソプロピレングリコールジメタクリレート、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、N,N’-ビス(アクリロイル)システイン、N,N’-ビス(メタクリロイル)システイン、チオジグリコールジアクリレート、チオジグリコールジメタクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールAジメタクリレート、ビスフェノールFジアクリレート、ビスフェノールFジメタクリレート、ビスフェノールSジアクリレート、ビスフェノールSジメタクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジメタクリレート、ジアリルエーテルビスフェノールA、o―ジアリルビスフェノールA、マレイン酸ジアリル、トリアリルトリメリテート等が挙げられる。
Specific examples of such compounds include dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol pentamethacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol diacrylate, pentaerythritol dimethacrylate, tetramethylolpropane tetraacrylate, and tetramethylolpropane tetramethacrylate. , tetramethylolmethane tetraacrylate, tetramethylolmethane tetramethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, 1,3,5-triacryloylhexahydro-S-triazine, 1,3,5-trimethacryloylhexahydro-S-triazine, tris(hydroxyethylacryloyl)isocyanurate, tris(hydroxyethylmethacryloyl)isocyanurate, triacryloyl formal, trimethacryloyl formal, 1,6-hexanediol acrylate, 1,6-hexanediol meth acrylate, neopentyl glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, ethanediol diacrylate, ethanediol dimethacrylate, 2-hydroxypropanediol diacrylate, 2-hydroxypropanediol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, isopropylene glycol diacrylate, isopropylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, N,N'-bis(acryloyl)cysteine, N,N '-bis(methacryloyl)cysteine, thiodiglycol diacrylate, thiodiglycol dimethacrylate, bisphenol A diacrylate, bisphenol A dimethacrylate, bisphenol F diacrylate, bisphenol F dimethacrylate, bisphenol S diacrylate, bisphenol S dimethacrylate, bisphenoxyethanol fluorene diacrylate, bisphenoxyethanol fluorene dimethacrylate, diallyl ether bisphenol A, o-diallyl bisphenol A, diallyl maleate, and triallyl trimellitate.
上記の多官能アクリレート化合物は、市販品として容易に入手が可能であり、その具体例としては、例えばKYARAD T-1420、同DPHA、同DPHA-2C、同D-310、同D-330、同DPCA-20、同DPCA-30、同DPCA-60、同DPCA-120、同DN-0075、同DN-2475、同R-526、同NPGDA、同PEG400DA、同MANDA、同R-167、同HX-220、同HX620、同R-551、同R-712、同R-604、同R-684、同GPO-303、同TMPTA、同THE-330、同TPA-320、同TPA-330、同PET-30、同RP-1040(以上、日本化薬(株)製)、アロニックスM-210、同M-240、同M-6200、同M-309、同M-400、同M-402、同M-405、同M-450、同M-7100、同M-8030、同M-8060、同M-1310、同M-1600、同M-1960、同M-8100、同M-8530、同M-8560、同M-9050(以上、東亞合成(株)製)、ビスコート295、同300、同360、同GPT、同3PA、同400、同260、同312、同335HP(以上、大阪有機化学工業(株)製)、A-9300、A-GLY-9E、A-GLY-20E、A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMM-3LM-N、A-TMPT、AD-TMP、ATM-35E、A-TMMT、A-9550、A-DPH、TMPT、9PG、701、1206PE、NPG、NOD-N,HD-N,DOD-N,DCP,BPE-1300N,BPE-900,BPE-200,BPE-100,BPE-80N,23G,14G,9G,4G,3G,2G,1G (以上、新中村化学工業(株)製)等を挙げることができる。
これらのエチレン性重合性基を2個以上有する化合物は1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
The above-mentioned polyfunctional acrylate compounds are readily available as commercial products. Specific examples thereof include, for example, KYARAD T-1420, KYARAD DPHA, KYARAD DPHA-2C, KYARAD D-310, KYARAD D-330, KYARAD DPCA-20, KYARAD DPCA-30, KYARAD DPCA-60, KYARAD DPCA-120, KYARAD DN-0075, KYARAD DN-2475, KYARAD R-526, KYARAD NPGDA, KYARAD PEG400DA, KYARAD MANDA, KYARAD R-167, KYARAD HX-220, KYARAD HX620, KYARAD R-551, KYARAD R-712, KYARAD R-604 ...712, KYARAD R-712, KYARAD R-712, KYARAD R-712, KYARAD R-712, KYARAD R-712, KYARAD R-712, KYARAD R-712, KYARAD R-712, KYARAD R-712 684, GPO-303, TMPTA, THE-330, TPA-320, TPA-330, PET-30, RP-1040 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Aronix M -210, M-240, M-6200, M-309, M-400, M-402, M-405, M-450, M-7100, M-8030, M-8060, M-131 0, M-1600, M-1960, M-8100, M-8530, M-8560, M-9050 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), Viscoat 295, 300, 360, G PT, 3PA, 400, 260, 312, 335HP (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), A-9300, A-GLY-9E, A-GLY-20E, A-TMM-3, A-T MM-3L, A-TMM-3LM-N, A-TMPT, AD-TMP, ATM-35E, A-TMMT, A-9550, A-DPH, TMPT, 9PG, 701, 1206PE, NPG, NOD-N, HD-N, DOD-N, DCP, BPE-1300N, BPE-900, BPE-200, BPE-100, BPE-80N, 23G, 14G, 9G, 4G, 3G, 2G, 1G (all manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.).
These compounds having two or more ethylenically polymerizable groups can be used alone or in combination of two or more.
本発明の第一の感光性樹脂組成物に(F)成分を含有させる場合の含有量は、(A)成分100質量部に対して5質量部乃至200質量部であることが好ましく、より好ましくは10質量部乃至150質量部であり、特に好ましくは50質量部乃至150質量部であ
る。この割合が過小である場合には、露光部が硬化不足となり、パターン形成ができなかったり、できたとしても信頼性の低い膜となる可能性がある。また、この割合が過大である場合には、プリベーク後の塗膜にタックが発生したり、現像時に未露光部が溶解不良となる場合がある。
When the first photosensitive resin composition of the present invention contains the component (F), the content is preferably 5 to 200 parts by mass, more preferably 10 to 150 parts by mass, and particularly preferably 50 to 150 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the component (A). If this ratio is too small, the exposed part may not be cured sufficiently, and the pattern may not be formed, or even if it is formed, the film may be unreliable. If this ratio is too large, tack may occur in the coating film after prebaking, or the unexposed part may not dissolve well during development.
<(G)成分>
本発明の第一の感光性樹脂組成物に用いられる(G)成分は、酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物である。このような酸により共有結合を形成する官能基としてはエポキシ基、アルコキシメチル基、ヒドロキシメチル基等が挙げられる。
<(G) component>
The component (G) used in the first photosensitive resin composition of the present invention is a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with an acid, such as an epoxy group, an alkoxymethyl group, a hydroxymethyl group, etc.
エポキシ基を2個以上有する化合物としては、例えば、トリス(2,3-エポキシプロピル)イソシアヌレート、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,2-エポキシ-4-(エポキシエチル)シクロヘキサン、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、2,6-ジグリシジルフェニルグリシジルエーテル、1,1,3-トリス[p-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]プロパン、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジルエステル、4,4’-メチレンビス(N,N-ジグリシジルアニリン)、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル及びビスフェノール-A-ジグリシジルエーテル、及びペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル等を挙げることができる。 Examples of compounds having two or more epoxy groups include tris(2,3-epoxypropyl)isocyanurate, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,2-epoxy-4-(epoxyethyl)cyclohexane, glycerol triglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, 2,6-diglycidylphenyl glycidyl ether, 1,1,3-tris[p-(2,3-epoxypropoxy)phenyl]propane, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid diglycidyl ester, 4,4'-methylenebis(N,N-diglycidylaniline), 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, trimethylolethane triglycidyl ether, bisphenol-A-diglycidyl ether, and pentaerythritol polyglycidyl ether.
また、エポキシ基を2個以上有する化合物としては、入手が容易である点から市販品の化合物を用いてもよい。以下にその具体例(商品名)を挙げるが、これらに限定されるものではない:YH-434、YH434L(新日化エポキシ製造(株)製)等のアミノ基を有するエポキシ樹脂;エポリードGT-401、同GT-403、同GT-301、同GT-302、セロキサイド2021、セロキサイド3000(ダイセル(株)製)等のシクロヘキセンオキサイド構造を有するエポキシ樹脂;エピコート1001、同1002、同1003、同1004、同1007、同1009、同1010、同828(以上、油化シェルエポキシ(株)(現三菱ケミカル(株))製)等のビスフェノールA型エポキシ樹脂;エピコート807(油化シェルエポキシ(株)(現三菱ケミカル(株))製)等のビスフェノールF型エポキシ樹脂;エピコート152、同154(以上、油化シェルエポキシ(株)(現三菱ケミカル(株))製)、EPPN201、同202(以上、日本化薬(株)製)等のフェノールノボラック型エポキシ樹脂;EOCN-102、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1020、EOCN-1025、EOCN-1027(以上、日本化薬(株)製)、エピコート180S75(油化シェルエポキシ(株)(現三菱ケミカル(株))製)等のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂;デナコールEX-252(ナガセケムテックス(株)製)、CY175、CY177、CY179、アラルダイトCY-182、同CY-192、同CY-184(以上、Huntsman
Corporation製)、エピクロン200、同400(以上、大日本インキ化学工業(株)(現DIC(株))製)、エピコート871、同872(以上、油化シェルエポキシ(株)(現三菱ケミカル(株))製)、ED-5661、ED-5662(以上、セラニーズコーティング(株)製)等の脂環式エポキシ樹脂;デナコールEX-611、同EX-612、同EX-614、同EX-622、同EX-411、同EX-512、同EX-522、同EX-421、同EX-313、同EX-314、同EX-321(ナガセケムテックス(株)製)等の脂肪族ポリグリシジルエーテル等。
As the compound having two or more epoxy groups, a commercially available compound may be used since it is easily available. Specific examples (product names) of the epoxy resins include, but are not limited to, epoxy resins having an amino group, such as YH-434 and YH434L (manufactured by Shin-Nikka Epoxy Manufacturing Co., Ltd.); epoxy resins having a cyclohexene oxide structure, such as Epolead GT-401, GT-403, GT-301, GT-302, Celloxide 2021, and Celloxide 3000 (manufactured by Daicel Corporation); bisphenol A type epoxy resins, such as Epicoat 1001, 1002, 1003, 1004, 1007, 1009, 1010, and 828 (all manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. (currently Mitsubishi Chemical Corporation)); and bisphenol A type epoxy resins, such as Epicoat 807 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. (currently Mitsubishi Chemical Corporation)). Epikote F type epoxy resins; phenol novolac type epoxy resins such as Epicoat 152 and 154 (both manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. (currently Mitsubishi Chemical Corporation)), EPPN 201 and 202 (both manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.); EOCN-102, EOCN-103S, EOCN-104S, EOCN-1020, EOCN-1025, EOCN-102 Cresol novolac epoxy resins such as Epikote 180S75 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. (currently Mitsubishi Chemical Corporation)); Denacol EX-252 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation), CY175, CY177, CY179, Araldite CY-182, CY-192, and CY-184 (manufactured by Huntsman Chemical Co., Ltd.);
alicyclic epoxy resins such as Epiclon 200 and 400 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd. (currently DIC Corporation)), Epicoat 871 and 872 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. (currently Mitsubishi Chemical Corporation)), ED-5661 and ED-5662 (manufactured by Celanese Coatings Co., Ltd.); aliphatic polyglycidyl ethers such as Denacol EX-611, EX-612, EX-614, EX-622, EX-411, EX-512, EX-522, EX-421, EX-313, EX-314 and EX-321 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation).
また、エポキシ基を2個以上有する化合物としてはエポキシ基を有するポリマーを使用することもできる。
上記エポキシ基を有するポリマーは、例えばエポキシ基を有する付加重合性モノマーを用いた付加重合により製造することができる。一例として、ポリグリシジルアクリレート
、グリシジルメタクリレートとエチルメタクリレートの共重合体、グリシジルメタクリレートとスチレンと2-ヒドロキシエチルメタクリレートの共重合体等の付加重合ポリマーや、エポキシノボラック等の縮重合ポリマーを挙げることができる。
Furthermore, as the compound having two or more epoxy groups, a polymer having an epoxy group can also be used.
The polymer having an epoxy group can be produced by addition polymerization using, for example, an addition-polymerizable monomer having an epoxy group. Examples of the polymer include addition-polymerized polymers such as polyglycidyl acrylate, a copolymer of glycidyl methacrylate and ethyl methacrylate, a copolymer of glycidyl methacrylate, styrene, and 2-hydroxyethyl methacrylate, and condensation-polymerized polymers such as epoxy novolac.
或いは、上記エポキシ基を有するポリマーは、ヒドロキシ基を有する高分子化合物とエピクロルヒドリン、グリシジルトシレート等のエポキシ基を有する化合物との反応により製造することもできる。 Alternatively, the polymer having the epoxy group can be produced by reacting a polymer compound having a hydroxyl group with a compound having an epoxy group, such as epichlorohydrin or glycidyl tosylate.
このようなポリマーの重量平均分子量としては、例えば、300乃至20,000である。 The weight average molecular weight of such a polymer is, for example, 300 to 20,000.
これらのエポキシ基を2個以上有する化合物は、単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。 These compounds having two or more epoxy groups can be used alone or in combination of two or more.
アルコキシメチル基及びヒドロキシメチル基から選ばれる置換基を2個以上有する化合物は、例えば、アルコキシメチル化グリコールウリル、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン、およびアルコキシメチル化メラミン等の化合物、およびフェノプラスト系化合物が挙げられる。 Examples of compounds having two or more substituents selected from alkoxymethyl groups and hydroxymethyl groups include compounds such as alkoxymethylated glycoluril, alkoxymethylated benzoguanamine, and alkoxymethylated melamine, as well as phenoplast-based compounds.
アルコキシメチル化グリコールウリルの具体例としては、上記の段落[0108]で記載したとおりである。 Specific examples of alkoxymethylated glycoluril are as described in paragraph [0108] above.
アルコキシメチル化ベンゾグアナミンの具体例としては、上記の段落[0109]で記載したとおりである。 Specific examples of alkoxymethylated benzoguanamines are as described in paragraph [0109] above.
アルコキシメチル化メラミンの具体例としては、上記の段落[0110]で記載したとおりである。 Specific examples of alkoxymethylated melamines are as described in paragraph [0110] above.
また、このようなアミノ基の水素原子がメチロール基またはアルコキシメチル基で置換されたメラミン化合物、尿素化合物、グリコールウリル化合物及びベンゾグアナミン化合物を縮合させて得られる化合物であってもよい。例えば、米国特許第6323310号に記載されているメラミン化合物およびベンゾグアナミン化合物から製造される高分子量の化合物が挙げられる。前記メラミン化合物の市販品としては、商品名:サイメル(登録商標)303(三井サイテック(株)製)等が挙げられ、前記ベンゾグアナミン化合物の市販品としては、商品名:サイメル(登録商標)1123(三井サイテック(株)製)等が挙げられる。 It may also be a compound obtained by condensing a melamine compound, a urea compound, a glycoluril compound, and a benzoguanamine compound in which the hydrogen atom of the amino group is substituted with a methylol group or an alkoxymethyl group. For example, there may be mentioned high molecular weight compounds produced from melamine compounds and benzoguanamine compounds described in U.S. Pat. No. 6,323,310. Commercially available products of the melamine compounds include Cymel (registered trademark) 303 (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.), and commercially available products of the benzoguanamine compounds include Cymel (registered trademark) 1123 (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.).
フェノプラスト系化合物の具体例としては、上記の段落[0112]で記載したとおりである。 Specific examples of phenoplast compounds are as described in paragraph [0112] above.
さらに、(G)成分としては、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-エトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルメタクリルアミド等のヒドロキシメチル基またはアルコキシメチル基で置換されたアクリルアミド化合物またはメタクリルアミド化合物を使用して製造されるポリマーも用いることができる。 Furthermore, as component (G), polymers produced using acrylamide compounds or methacrylamide compounds substituted with hydroxymethyl groups or alkoxymethyl groups, such as N-hydroxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-ethoxymethylacrylamide, and N-butoxymethylmethacrylamide, can also be used.
そのようなポリマーとしては、例えば、ポリ(N-ブトキシメチルアクリルアミド)、N-ブトキシメチルアクリルアミドとスチレンとの共重合体、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミドとメチルメタクリレートとの共重合体、N-エトキシメチルメタクリルアミドとベンジルメタクリレートとの共重合体、及びN-ブトキシメチルアクリルアミドとベ
ンジルメタクリレートと2-ヒドロキシプロピルメタクリレートとの共重合体等が挙げられる。このようなポリマーの重量平均分子量は、1,000乃至50,000であり、好ましくは、1,500乃至20,000であり、より好ましくは2,000乃至10,000である。
Examples of such polymers include poly(N-butoxymethylacrylamide), a copolymer of N-butoxymethylacrylamide and styrene, a copolymer of N-hydroxymethylmethacrylamide and methyl methacrylate, a copolymer of N-ethoxymethylmethacrylamide and benzyl methacrylate, and a copolymer of N-butoxymethylacrylamide, benzyl methacrylate, and 2-hydroxypropyl methacrylate, etc. The weight average molecular weight of such polymers is 1,000 to 50,000, preferably 1,500 to 20,000, and more preferably 2,000 to 10,000.
本発明の第一の感光性樹脂組成物に(G)成分の酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有させる場合の含有量は、(A)成分100質量部に基づいて5質量部乃至200質量部であることが好ましく、より好ましくは50質量部乃至150質量部である。この割合が過小である場合には、ネガ型感光性樹脂組成物の光硬化性が低下する場合があり、他方、過大である場合には未露光部の現像性が低下し残膜や残渣の原因となる場合がある。 When the first photosensitive resin composition of the present invention contains a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with the acid of component (G), the content is preferably 5 to 200 parts by mass, more preferably 50 to 150 parts by mass, based on 100 parts by mass of component (A). If this ratio is too small, the photocurability of the negative photosensitive resin composition may decrease, while if it is too large, the developability of the unexposed parts may decrease, causing a residual film or residue.
<その他添加剤>
更に、本発明に用いる第一の感光性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、レベリング剤、レオロジー調整剤、顔料、染料、保存安定剤、消泡剤、密着促進剤、または多価フェノール、多価カルボン酸等の溶解促進剤等を含有することができる。
<Other additives>
Furthermore, the first photosensitive resin composition used in the present invention may contain, as necessary, a leveling agent, a rheology adjuster, a pigment, a dye, a storage stabilizer, an antifoaming agent, an adhesion promoter, or a dissolution promoter such as a polyhydric phenol or a polyvalent carboxylic acid, as long as the effects of the present invention are not impaired.
<レジスト膜形成工程>
上述のように下層膜12を形成した後は、撥液成分を含有する第二の感光性樹脂組成物を下層膜12の上に塗布しプリベークして撥液バンク用のレジスト膜13を形成する(図1)。通常、この第二の感光性樹脂組成物は、下層膜12の全面に塗布して撥液バンク用のレジスト膜13を形成する。
以下、撥液バンク用のレジスト膜の各成分の詳細を説明する。
<Resist film forming process>
After the underlayer film 12 is formed as described above, a second photosensitive resin composition containing a liquid-repellent component is applied onto the underlayer film 12 and prebaked to form a resist film 13 for the liquid-repellent bank (FIG. 1). Usually, this second photosensitive resin composition is applied onto the entire surface of the underlayer film 12 to form the resist film 13 for the liquid-repellent bank.
Each component of the resist film for the liquid repellent bank will be described in detail below.
<(a)成分>
本発明の(a)成分は、アルカリ可溶性基を有する樹脂である。アルカリ可溶性基としては、例えば、フェノール性ヒドロキシ基、カルボキシル基、酸無水物基、イミド基、スルホニル基、リン酸、ボロン酸及び活性メチレン基および活性メチン基が挙げられる。
<Component (a)>
The component (a) of the present invention is a resin having an alkali-soluble group, such as a phenolic hydroxy group, a carboxyl group, an acid anhydride group, an imide group, a sulfonyl group, a phosphoric acid group, a boronic acid group, an active methylene group, and an active methine group.
活性メチレン基とはメチレン基(-CH2-)のうち、隣接位置にカルボニル基を持ち、求核試薬に対する反応性を持つものを言う。また、本発明において前記活性メチン基とは前記活性メチレン基においてメチレン基の1個の水素原子がアルキル基で置換された構造を有し、求核試薬に対する反応性を持つものを言う。 An active methylene group refers to a methylene group ( -CH2- ) that has a carbonyl group adjacent to it and is reactive to nucleophiles. In the present invention, the active methine group refers to an active methylene group in which one hydrogen atom of the methylene group is substituted with an alkyl group and is reactive to nucleophiles.
活性メチレン基および活性メチン基の中でも活性メチレン基が好ましく下記式(a1)で表される活性メチレン基がより好ましい。
上記式(a1)において、Rが表すアルキル基としては、例えば、炭素原子数1乃至20のアルキル基が挙げられ、炭素原子数1乃至5のアルキル基が好ましい。
そのようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基等が挙げられる。
その中でも、メチル基、エチル基、n-プロピル基等が好ましい。
In the above formula (a1), examples of the alkyl group represented by R include alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, and alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms are preferred.
Examples of such an alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an i-propyl group.
Of these, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, etc. are preferred.
上記式(a1)において、Rが表すアルコキシ基としては、例えば、炭素原子数1乃至20のアルコキシ基が挙げられ、炭素原子数1乃至5のアルコキシ基が好ましい。
そのようなアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、i-ブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基等が挙げられる。
その中でも、メトキシ基、エトキシ基及びn-プロポキシ基等が好ましい。
In the above formula (a1), examples of the alkoxy group represented by R include alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms, and alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms are preferred.
Examples of such alkoxy groups include methoxy, ethoxy, n-propoxy, i-propoxy, n-butoxy, i-butoxy, s-butoxy and t-butoxy groups.
Among these, a methoxy group, an ethoxy group, and an n-propoxy group are preferable.
上記式(a1)で表される基としては、例えば、以下の構造等が挙げられる。なお、構造式中、破線は結合手を表す。
上記アルカリ可溶性基の中でも、フェノール性ヒドロキシ基及びカルボキシル基からなる群から選択される少なくとも1種の有機基を有し、且つ、数平均分子量が2,000乃至50,000であるアルカリ可溶性樹脂であることが好ましい。 Among the above alkali-soluble groups, it is preferable that the alkali-soluble resin has at least one organic group selected from the group consisting of phenolic hydroxyl groups and carboxyl groups, and has a number average molecular weight of 2,000 to 50,000.
上記(a)成分のアルカリ可溶性樹脂は、かかる構造を有するアルカリ可溶性樹脂であればよく、樹脂を構成する高分子の主鎖の骨格及び側鎖の種類などについて特に限定されない。 The alkali-soluble resin of component (a) above may be an alkali-soluble resin having such a structure, and there are no particular limitations on the main chain skeleton and the type of side chain of the polymer constituting the resin.
然しながら、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂は、数平均分子量が2,000乃至50,000の範囲内にあるものである。数平均分子量が50,000を超えて過大なものであると、現像残渣が発生し易くなり、感度が大きく低下する一方、数平均分子量が2,000未満で過小なものであると、現像の際、露光部の膜減りが相当量発生し、硬化不足になる場合がある。 However, the number average molecular weight of the alkali-soluble resin of component (a) is within the range of 2,000 to 50,000. If the number average molecular weight is too high, exceeding 50,000, development residues are likely to be generated and sensitivity will decrease significantly, while if the number average molecular weight is too low, below 2,000, a considerable amount of film loss will occur in the exposed areas during development, which may result in insufficient curing.
(a)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、あるいはポリイミド前駆体又はポリイミド等が挙げることができる。 Examples of the alkali-soluble resin of component (a) include acrylic resins, polyhydroxystyrene resins, polyimide precursors, polyimides, etc.
また、本発明においては、複数種のモノマーを重合して得られる共重合体(以下、特定共重合体と称す。)からなるアルカリ可溶性樹脂を(a)成分として用いることもできる。この場合、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂は、複数種の特定共重合体のブレンド物であってもよい。 In addition, in the present invention, an alkali-soluble resin made of a copolymer obtained by polymerizing multiple types of monomers (hereinafter referred to as a specific copolymer) can be used as component (a). In this case, the alkali-soluble resin of component (a) may be a blend of multiple types of specific copolymers.
すなわち、上記の特定共重合体は、アルカリ可溶性を発現するモノマー、即ちフェノー
ル性ヒドロキシ基及びカルボキシル基からなる群から選択される少なくとも一種を有するモノマーと、これらモノマーと共重合可能なモノマーの群から選択される少なくとも一種のモノマーとを、必須の構成単位として形成された共重合体であって、その数平均分子量が2,000乃至50,000のものである。数平均分子量が50,000より過大であると、残渣が生じる場合がある。
That is, the specific copolymer is a copolymer formed from, as essential constituent units, a monomer exhibiting alkali solubility, i.e., a monomer having at least one monomer selected from the group consisting of a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group, and at least one monomer selected from the group of monomers copolymerizable with these monomers, and has a number average molecular weight of 2,000 to 50,000. If the number average molecular weight is more than 50,000, residues may be generated.
上記の「フェノール性ヒドロキシ基及びカルボキシル基からなる群から選択される少なくとも一種を有するモノマー」は、フェノール性ヒドロキシ基を有するモノマー及びカルボキシル基を有するモノマーが含まれる。これらのモノマーはフェノール性ヒドロキシ基又はカルボキシル基を一個有するものに限らず、複数個有するものでもよい。 The above "monomer having at least one selected from the group consisting of a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group" includes a monomer having a phenolic hydroxyl group and a monomer having a carboxyl group. These monomers are not limited to those having one phenolic hydroxyl group or one carboxyl group, and may have multiple phenolic hydroxyl groups or one carboxyl group.
以下、上記モノマーの具体例を挙げるが、これらに限定されるものでない。
カルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、モノ-(2-(アクリロイルオキシ)エチル)フタレート、モノ-(2-(メタクリロイルオキシ)エチル)フタレート、N-(カルボキシフェニル)マレイミド、N-(カルボキシフェニル)メタクリルアミド、N-(カルボキシフェニル)アクリルアミド等が挙げられる。
Specific examples of the monomer are given below, but the monomer is not limited thereto.
Examples of monomers having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, mono-(2-(acryloyloxy)ethyl)phthalate, mono-(2-(methacryloyloxy)ethyl)phthalate, N-(carboxyphenyl)maleimide, N-(carboxyphenyl)methacrylamide, and N-(carboxyphenyl)acrylamide.
フェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーとしては、例えば、ヒドロキシスチレン、N-(ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N-(ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N-(ヒドロキシフェニル)マレイミド、4-ヒドロキシフェニルメタクリレート等が挙げられる。 Examples of monomers having a phenolic hydroxy group include hydroxystyrene, N-(hydroxyphenyl)acrylamide, N-(hydroxyphenyl)methacrylamide, N-(hydroxyphenyl)maleimide, and 4-hydroxyphenyl methacrylate.
(a)成分のアルカリ可溶性樹脂の製造における不飽和カルボン酸誘導体及び/またはフェノール性ヒドロキシ基と重合性不飽和基を有するモノマーの比率は、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂の製造に用いる全てのモノマーのうち、好ましくは5モル%乃至90モル%、より好ましくは10モル%乃至60モル%、最も好ましくは10モル%乃至30モル%である。不飽和カルボン酸誘導体が5重量%未満の場合には、重合体のアルカリ溶解性が不足する。 The ratio of the unsaturated carboxylic acid derivative and/or the monomer having a phenolic hydroxyl group and a polymerizable unsaturated group in the production of the alkali-soluble resin of component (a) is preferably 5 mol% to 90 mol%, more preferably 10 mol% to 60 mol%, and most preferably 10 mol% to 30 mol% of all the monomers used in the production of the alkali-soluble resin of component (a). If the unsaturated carboxylic acid derivative is less than 5% by weight, the polymer will have insufficient alkali solubility.
本発明の(a)成分であるアルカリ可溶性樹脂は、硬化後のパターン形状をより安定化させるという点から、さらにヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーを共重合させたものであることが好ましい。 The alkali-soluble resin, which is component (a) of the present invention, is preferably a copolymer of a monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group, in order to further stabilize the pattern shape after curing.
ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリレート、グリセリンモノメタクリレート、5-アクリロイルオキシ-6-ヒドロキシノルボルネン-2-カルボキシリック-6-ラクトン等が挙げられる。 Examples of monomers having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 2,3-dihydroxypropyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, glycerin monomethacrylate, and 5-acryloyloxy-6-hydroxynorbornene-2-carboxylic-6-lactone.
(a)成分のアルカリ可溶性樹脂の製造におけるヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーの比率は、好ましくは5質量%乃至60質量%、より好ましくは10質量%乃至50質量%、最も好ましいのは20質量%乃至40質量%である。ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーが5質量%未満の場合は共重合体のパターン形状の安定化効果が得られない場合がある。60質量%以上の場合には、(a)成分のアルカリ可溶性基が不足し、現像性等の特性が低下する場合がある。 The ratio of the monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group in the production of the alkali-soluble resin of component (a) is preferably 5% to 60% by mass, more preferably 10% to 50% by mass, and most preferably 20% to 40% by mass. If the monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group is less than 5% by mass, the effect of stabilizing the pattern shape of the copolymer may not be obtained. If it is 60% by mass or more, the alkali-soluble group of component (a) may be insufficient, and characteristics such as developability may be deteriorated.
本発明の(a)成分であるアルカリ可溶性樹脂は、共重合体のTgを上げるという点か
ら、さらにN置換マレイミド化合物を共重合させたものであることが好ましい。
The alkali-soluble resin which is the component (a) of the present invention is preferably one which has been further copolymerized with an N-substituted maleimide compound in order to increase the Tg of the copolymer.
N置換マレイミド化合物マレイミド化合物としては、例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、及びN-シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。透明性の観点から芳香環を有さない物が好ましく、現像性、透明性、耐熱性の点から脂環骨格を有するものがより好ましく、中でもシクロヘキシルマレイミドが最も好ましい。 N-substituted maleimide compounds Examples of maleimide compounds include N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-phenylmaleimide, and N-cyclohexylmaleimide. From the viewpoint of transparency, compounds that do not have an aromatic ring are preferred, and from the viewpoints of developability, transparency, and heat resistance, compounds that have an alicyclic skeleton are more preferred, and among these, cyclohexylmaleimide is the most preferred.
(a)成分のアルカリ可溶性樹脂の製造におけるN-置換マレイミドの比率は、好ましくは5質量%乃至60質量%、より好ましくは10質量%乃至50質量%、最も好ましいのは20質量%乃至40質量%である。N-置換マレイミドが5質量%未満の場合は共重合体のTgが低くなり、耐熱性に劣る場合がある。60質量%以上の場合には、透明性が低下する場合がある。 The ratio of N-substituted maleimide in the production of the alkali-soluble resin of component (a) is preferably 5% to 60% by mass, more preferably 10% to 50% by mass, and most preferably 20% to 40% by mass. If the N-substituted maleimide is less than 5% by mass, the Tg of the copolymer may be low and the heat resistance may be poor. If it is 60% by mass or more, the transparency may be reduced.
本発明の第二の感光性樹脂組成物が要件(z2)を満足する場合、本発明で用いられる(a)成分のアルカリ可溶性樹脂は、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基(以下、架橋性基ともいう)をさらに有する共重合体であることが好ましい。 When the second photosensitive resin composition of the present invention satisfies the requirement (z2), the alkali-soluble resin of component (a) used in the present invention is preferably a copolymer further having a self-crosslinking group or further having a group (hereinafter also referred to as a crosslinking group) that reacts with at least one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group.
上記自己架橋性基としてはN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基及びブロックイソシアネート基が挙げられる。 The above-mentioned self-crosslinking groups include N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, oxetane groups, vinyl groups, and blocked isocyanate groups.
上記架橋性基としては、N-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等が挙げられる。 Examples of the crosslinkable group include an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a vinyl group, and a blocked isocyanate group.
かかる自己架橋性基又は架橋性基を(a)成分のアルカリ可溶性樹脂に含有させる場合の含有量は、(a)成分の樹脂における繰り返し単位1単位あたり、0.1乃至0.9個であることが好ましく、現像性と耐溶剤性の観点から、0.1乃至0.8個であることがさらに好ましい。 When such a self-crosslinking group or crosslinking group is contained in the alkali-soluble resin of component (a), the content is preferably 0.1 to 0.9 per repeating unit in the resin of component (a), and from the viewpoint of developability and solvent resistance, it is more preferably 0.1 to 0.8.
(a)成分のアルカリ可溶性樹脂が、さらにN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基及びブロックイソシアネート基等の自己架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基から選ばれる少なくとも1種を有する繰り返し単位を有する場合、例えば、ラジカル重合性を有し、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基及びアルコキシシリル基等の自己架橋性基から選ばれる少なくとも1種を有する不飽和化合物を共重合させればよい。 When the alkali-soluble resin of component (a) further has a repeating unit having at least one self-crosslinking group selected from N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, oxetane groups, vinyl groups, and blocked isocyanate groups, and crosslinking groups such as N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, vinyl groups, and blocked isocyanate groups, for example, it is sufficient to copolymerize an unsaturated compound that has radical polymerizability and has at least one crosslinking group selected from epoxy groups, oxetane groups, vinyl groups, and blocked isocyanate groups, and self-crosslinking groups such as N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, and alkoxysilyl groups.
ラジカル重合性を有し、N-アルコキシメチル基を有する不飽和化合物としては、N-ブトキシメチルアクリルアミド、N-イソブトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド等が挙げられる。 Examples of unsaturated compounds that are radically polymerizable and have an N-alkoxymethyl group include N-butoxymethylacrylamide, N-isobutoxymethylacrylamide, N-methoxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, and N-methylolacrylamide.
ラジカル重合性を有し、さらにN-ヒドロキシメチル基を有するモノマーとしては、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミド等が挙げられる。 Examples of monomers that are radically polymerizable and further have an N-hydroxymethyl group include N-hydroxymethylacrylamide and N-hydroxymethylmethacrylamide.
ラジカル重合性を有し、さらにアルコキシシリル基を有するモノマーとしては、3-ア
クリロイルオキシトリメトキシシラン、3-アクリロイルオキシトリエトキシシラン、3-メタクリロイルオキシトリメトキシシラン、3-メタクリロイルオキシトリエトキシシラン等が挙げられる。
Examples of the monomer having radical polymerization properties and further having an alkoxysilyl group include 3-acryloyloxytrimethoxysilane, 3-acryloyloxytriethoxysilane, 3-methacryloyloxytrimethoxysilane, and 3-methacryloyloxytriethoxysilane.
ラジカル重合性を有し、さらにエポキシ基を有する不飽和化合物としては、例えばアクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α-エチルアクリル酸グリシジル、α-n-プロピルアクリル酸グリシジル、α-n-ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸-3,4-エポキシブチル、メタクリル酸-3,4-エポキシブチル、アクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、メタクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、α-エチルアクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロへキシルメタクリレートなどが挙げられる。これらのうち、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロへキシルメタクリレートなどが好ましく用いられる。これらは、単独であるいは組み合わせて用いられる。 Examples of unsaturated compounds having radical polymerization properties and further having an epoxy group include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, α-ethyl glycidyl acrylate, α-n-propyl glycidyl acrylate, α-n-butyl glycidyl acrylate, 3,4-epoxybutyl acrylate, 3,4-epoxybutyl methacrylate, 6,7-epoxyheptyl acrylate, 6,7-epoxyheptyl methacrylate, α-ethyl acrylate, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, and 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate. Of these, glycidyl methacrylate, 6,7-epoxyheptyl methacrylate, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, and 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate are preferably used. These can be used alone or in combination.
ラジカル重合性を有し、さらにオキセタン基を有する不飽和化合物としては、例えば、オキセタン基を有する(メタ)アクリル酸エステルなどを挙げることができる。なお、このようなモノマーの中では、3-(メタクリロイルオキシメチル)オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)オキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2-トリフロロメチルオキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2-トリフロロメチルオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2-フェニル-オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2-フェニル-オキセタン、2-(メタクリロイルオキシメチル)オキセタン、2-(アクリロイルオキシメチル)オキセタン、2-(メタクリロイルオキシメチル)-4-トリフロロメチルオキセタン、2-(アクリロイルオキシメチル)-4-トリフロロメチルオキセタンが好ましく、3-(メタクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン等が好ましく用いられる。 Examples of unsaturated compounds having radical polymerization properties and further having an oxetane group include (meth)acrylic acid esters having an oxetane group. Among such monomers, 3-(methacryloyloxymethyl)oxetane, 3-(acryloyloxymethyl)oxetane, 3-(methacryloyloxymethyl)-3-ethyl-oxetane, 3-(acryloyloxymethyl)-3-ethyl-oxetane, 3-(methacryloyloxymethyl)-2-trifluoromethyloxetane, 3-(acryloyloxymethyl)-2-trifluoromethyloxetane, 3-(methacryloyloxymethyl)-2-phenyl-oxetane , 3-(acryloyloxymethyl)-2-phenyl-oxetane, 2-(methacryloyloxymethyl)oxetane, 2-(acryloyloxymethyl)oxetane, 2-(methacryloyloxymethyl)-4-trifluoromethyloxetane, 2-(acryloyloxymethyl)-4-trifluoromethyloxetane are preferred, and 3-(methacryloyloxymethyl)-3-ethyl-oxetane, 3-(acryloyloxymethyl)-3-ethyl-oxetane, etc. are preferably used.
ラジカル重合性を有し、さらにビニル基を有するモノマーとしては、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、メタクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル等が挙げられる。 Examples of monomers that are radically polymerizable and further have a vinyl group include 2-(2-vinyloxyethoxy)ethyl acrylate and 2-(2-vinyloxyethoxy)ethyl methacrylate.
ラジカル重合性を有し、さらにブロックイソシアネート基を有するモノマーとしては、メタクリル酸2-(0-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ)エチル、メタクリル酸2-(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ)エチル等が挙げられる。 Examples of monomers that are radically polymerizable and further have a blocked isocyanate group include 2-(0-(1'-methylpropylideneamino)carboxyamino)ethyl methacrylate and 2-(3,5-dimethylpyrazolyl)carbonylamino)ethyl methacrylate.
本発明の第二の感光性樹脂組成物が(z1)を満足する場合、ラジカル重合性を有し、N-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基及びブロックイソシアネート基等の自己架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基から選ばれる少なくとも1種の基を有する不飽和化合物から誘導される構成単位を、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂が有する全ての繰り返し単位の合計に基づいて、好ましくは10質量%乃至70質量%、特に好ましくは20質量%乃至60質量%含有する。この構成単位が10質量%未満の場合は得られる硬化膜の耐熱性や表面硬度が低下する傾向にあり、一方この構成単位の量が70質量%を超える場合は感放射線性樹脂組成物の保存安定性が低下する傾向にある。 When the second photosensitive resin composition of the present invention satisfies (z1), it contains a structural unit derived from an unsaturated compound having radical polymerizability and at least one group selected from self-crosslinking groups such as N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, oxetane groups, vinyl groups, and blocked isocyanate groups, and crosslinking groups such as N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, vinyl groups, and blocked isocyanate groups, in an amount of preferably 10% to 70% by mass, particularly preferably 20% to 60% by mass, based on the total of all repeating units contained in the alkali-soluble resin of component (a). If the amount of this structural unit is less than 10% by mass, the heat resistance and surface hardness of the obtained cured film tend to decrease, while if the amount of this structural unit exceeds 70% by mass, the storage stability of the radiation-sensitive resin composition tends to decrease.
また、本発明においては、(a)成分のアクリル重合体は、上述のモノマー以外のモノマー(以下、その他モノマーと称す。)をも構成単位として形成された共重合体であってもよい。その他モノマーは、具体的には、上記カルボキシル基を有するモノマー及びフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーからなる群から選択される少なくとも一種と共重合可能なものであればよく、(a)成分の特性を損ねない限り、特に限定されるものでない。そのようなモノマーの具体例としては、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、マレイミド、アクリルアミド化合物、アクリロニトリル、スチレン化合物及びビニル化合物等が挙げられる。
以下、当該その他モノマーの具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
In the present invention, the acrylic polymer of the component (a) may be a copolymer formed by using a monomer other than the above-mentioned monomer (hereinafter referred to as other monomer) as a constituent unit. Specifically, the other monomer may be one that can be copolymerized with at least one selected from the group consisting of the monomer having a carboxyl group and the monomer having a phenolic hydroxyl group, and is not particularly limited as long as it does not impair the properties of the component (a). Specific examples of such monomers include acrylic acid ester compounds, methacrylic acid ester compounds, maleimides, acrylamide compounds, acrylonitrile, styrene compounds, and vinyl compounds.
Specific examples of the other monomers are given below, but the present invention is not limited thereto.
前記アクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、フェニルアクリレート、グリシジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、2-アミノエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3-メトキシブチルアクリレート、2-メチル-2-アダマンチルアクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルアクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルアクリレート、及び、8-エチル-8-トリシクロデシルアクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、カプロラクトン2-(アクリロイルオキシ)エチルエステル、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルアクリレート、等が挙げられる。 Examples of the acrylic acid ester compounds include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, benzyl acrylate, naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, phenyl acrylate, glycidyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, tert-butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, and methoxytriethylene glycol acrylate. acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, 2-aminoethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, 2-methyl-2-adamantyl acrylate, 2-propyl-2-adamantyl acrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl acrylate, and 8-ethyl-8-tricyclodecyl acrylate, diethylene glycol monoacrylate, caprolactone 2-(acryloyloxy)ethyl ester, poly(ethylene glycol) ethyl ether acrylate, and the like.
前記メタクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、2-メトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、2-エトキシエチルメタクリレート、2-アミノメチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、3-メトキシブチルメタクリレート、2-メチル-2-アダマンチルメタクリレート、γ-ブチロラクトンメタクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルメタクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、及び、8-エチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、カプロラクトン2-(メタクリロイルオキシ)エチルエステル、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルメタクリレート等が挙げられる。 Examples of the methacrylic acid ester compounds include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, phenyl methacrylate, glycidyl methacrylate, phenoxyethyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate, 2- Examples include ethoxyethyl methacrylate, 2-aminomethyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 3-methoxybutyl methacrylate, 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, γ-butyrolactone methacrylate, 2-propyl-2-adamantyl methacrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl methacrylate, and 8-ethyl-8-tricyclodecyl methacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, caprolactone 2-(methacryloyloxy)ethyl ester, and poly(ethylene glycol) ethyl ether methacrylate.
前記アクリルアミド化合物としては、例えば、N-メチルアクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N-メトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-ブトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルメタクリルアミド等が挙げられる。 Examples of the acrylamide compound include N-methylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N,N-dimethylmethacrylamide, N-methoxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-butoxymethylacrylamide, and N-butoxymethylmethacrylamide.
前記ビニル化合物としては、例えば、メチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ビニルカルバゾール、アリルグリシジルエーテル、3-エテニル-7-オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン、1,2-エポキシ-5-ヘキセン、及び、1,7-オクタジエンモノエポキサイド等が挙げられる。 Examples of the vinyl compounds include methyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, vinyl naphthalene, vinyl anthracene, vinyl carbazole, allyl glycidyl ether, 3-ethenyl-7-oxabicyclo[4.1.0]heptane, 1,2-epoxy-5-hexene, and 1,7-octadiene monoepoxide.
前記スチレン化合物としては、ヒドロキシ基を有しないスチレン、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。 The styrene compound includes styrenes that do not have a hydroxy group, such as styrene, α-methylstyrene, chlorostyrene, and bromostyrene.
(a)成分であるアルカリ可溶性樹脂の製造において、上記その他モノマーの比率は80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは50質量%以下であり、さらに好ましくは20質量%以下である。80質量%よりも多くなると相対的に必須成分が減るため、本発明の効果を十分に得ることが困難になる。 In the production of the alkali-soluble resin, which is component (a), the ratio of the above other monomers is preferably 80% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or less. If it exceeds 80% by mass, the amount of essential components will be relatively reduced, making it difficult to fully obtain the effects of the present invention.
本発明に用いる(a)成分であるアルカリ可溶性樹脂を得る方法は特に限定されないが、例えば、カルボキシル基、フェノール性ヒドロキシ基、及び、熱又は酸の作用によりカルボン酸又はフェノール性ヒドロキシ基を生成する基からなる群から選択される少なくとも一種を有するモノマー、ヒドロキシアルキル基を有するモノマー、所望によりN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基及びブロックイソシアネート基等の自己架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基から選ばれる少なくとも1種の基を有するモノマー、所望によりそれ以外の共重合可能なモノマー及び所望により重合開始剤等を共存させた溶剤中において、50℃乃至110℃の温度下で重合反応させることにより、得られる。その際、用いられる溶剤は、アルカリ可溶性樹脂を構成するモノマー及び特定官能基を有するアクリル重合体を溶解するものであれば特に限定されない。具体例としては、後述する(c)成分に記載する溶剤が挙げられる。 The method for obtaining the alkali-soluble resin, which is the component (a) used in the present invention, is not particularly limited, but for example, it can be obtained by carrying out a polymerization reaction at a temperature of 50°C to 110°C in a solvent in which a monomer having at least one selected from the group consisting of a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, and a group that generates a carboxylic acid or a phenolic hydroxyl group by the action of heat or acid, a monomer having a hydroxyalkyl group, and optionally a monomer having at least one group selected from a self-crosslinking group such as an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, an oxetane group, a vinyl group, and a blocked isocyanate group, and a crosslinking group such as an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a vinyl group, and a blocked isocyanate group, and optionally other copolymerizable monomers and optionally a polymerization initiator, etc. are present. In this case, the solvent used is not particularly limited as long as it dissolves the monomer constituting the alkali-soluble resin and the acrylic polymer having a specific functional group. Specific examples include the solvents described in the component (c) described later.
このようにして得られる特定官能基を有するアクリル重合体は、通常、溶剤に溶解した溶液の状態である。 The acrylic polymer having specific functional groups thus obtained is usually in the form of a solution dissolved in a solvent.
また、上記のようにして得られた特定共重合体の溶液を、ジエチルエーテルや水等の撹拌下に投入して再沈殿させ、生成した沈殿物を濾過・洗浄した後、常圧又は減圧下で、常温あるいは加熱乾燥することで、特定共重合体の粉体とすることができる。このような操作により、特定共重合体と共存する重合開始剤や未反応モノマーを除去することができ、その結果、精製した特定共重合体の粉体を得られる。一度の操作で充分に精製できない場合は、得られた粉体を溶剤に再溶解して、上記の操作を繰り返し行えば良い。
本発明においては、上記特定共重合体の粉体をそのまま用いても良く、あるいはその粉体を、たとえば後述する(c)成分に再溶解して溶液の状態として用いても良い。
In addition, the solution of the specific copolymer obtained as described above can be reprecipitated by adding diethyl ether or water under stirring, and the resulting precipitate can be filtered and washed, and then dried at room temperature or by heating under normal pressure or reduced pressure to obtain a powder of the specific copolymer. By such an operation, the polymerization initiator and unreacted monomers coexisting with the specific copolymer can be removed, and as a result, a powder of the purified specific copolymer can be obtained. If the specific copolymer cannot be sufficiently purified by one operation, the obtained powder can be redissolved in a solvent and the above operation can be repeated.
In the present invention, the powder of the specific copolymer may be used as it is, or the powder may be redissolved in, for example, the component (c) described below and used in the form of a solution.
また、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、ポリアミド酸、ポリアミド酸エステル、一部イミド化したポリアミド酸等のポリイミド前駆体、カルボン酸基含有ポリイミド等のポリイミドを用いることもでき、それらはアルカリ可溶性であれば特にその種類を限定されずに用いることができる。 In addition, as the alkali-soluble resin of component (a), polyimide precursors such as polyamic acid, polyamic acid ester, and partially imidized polyamic acid, and polyimides such as carboxylic acid group-containing polyimides can also be used, and there is no particular limitation on the type of these that can be used as long as they are alkali-soluble.
ポリイミド前駆体である前記ポリアミド酸は、一般的に(i)テトラカルボン酸二無水物化合物と(j)ジアミン化合物とを重縮合して得ることができる。 The polyamic acid, which is a polyimide precursor, can generally be obtained by polycondensation of (i) a tetracarboxylic dianhydride compound and (j) a diamine compound.
上記(i)テトラカルボン酸二無水物化合物は特に限定はなく、具体例として、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカルボン酸、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-テトラメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラ
カルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,4-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸二無水物のような脂環式テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物のような脂肪族テトラカルボン酸二無水物を挙げることができる。
これらは、1種単独で用いてもよく、又は2種以上の化合物を組み合わせて用いてもよい。
The (i) tetracarboxylic acid dianhydride compound is not particularly limited, and specific examples thereof include aromatic tetracarboxylic acids such as pyromellitic dianhydride, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylethertetracarboxylic acid dianhydride, and 3,3',4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic acid dianhydride; 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride; and 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydride. Examples of the tetracarboxylic acid dianhydride include alicyclic tetracarboxylic acid dianhydrides such as cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclohexane tetracarboxylic acid dianhydride, and 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic acid dianhydride, and aliphatic tetracarboxylic acid dianhydrides such as 1,2,3,4-butane tetracarboxylic acid dianhydride.
These may be used alone or in combination of two or more compounds.
また、上記(j)ジアミン化合物も特に限定されることはなく、例えば、2,4-ジアミノ安息香酸、2,5-ジアミノ安息香酸、3,5-ジアミノ安息香酸、4,6-ジアミノ-1,3-ベンゼンジカルボン酸、2,5-ジアミノ-1,4-ベンゼンジカルボン酸、ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3,5-ジカルボキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3,5-ジカルボキシフェニル)スルホン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシ-5,5’-ジメチルビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシ-5,5’-ジメトキシビフェニル、1,4-ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノ-3-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、2,4-ジアミノフェノール、3,5-ジアミノフェノール、2,5-ジアミノフェノール、4,6-ジアミノレゾルシノール、2,5-ジアミノハイドロキノン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)メタン、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、ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)スルホン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシ-5,5’-ジメチルビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシ-5,5’-ジメトキシビフェニル、1,4-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン等フェノール性ヒドロキシ基を有するジアミン化合物、1,3-ジアミノ-4-メルカプトベンゼン、1,3-ジアミノ-5-メルカプトベンゼン、1,4-ジアミノ-2-メルカプトベンゼン、ビス(4-アミノ-3-メルカプトフェニル)エーテル、2,2-ビス(3-アミノ-4-メルカプトフェニル)ヘキサフルオロプロパン等チオフェノール基を有するジアミン化合物、1,3-ジアミノベンゼン-4-スルホン酸、1,3-ジアミノベンゼン-5-スルホン酸、1,4-ジアミノベンゼン-2-スルホン酸、ビス(4-アミノベンゼン-3-スルホン酸)エーテル、4,4’-ジアミノビフェニル-3,3’-ジスルホン酸、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルビフェニル-6,6’-ジスルホン酸等スルホン酸基を有するジアミン化合物が挙げられる。また、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、4,4’-メチレン-ビス(2,6-エチルアニリン)
、4,4’-メチレン-ビス(2-イソプロピル-6-メチルアニリン)、4,4’-メチレン-ビス(2,6-ジイソプロピルアニリン)、2,4,6-トリメチル-1,3-フェニレンジアミン、2,3,5,6-テトラメチル-1,4-フェニレンジアミン、o-トリジン、m-トリジン、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、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、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジシクロヘキシルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4-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、2,2-ビス(4-アニリノ)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アニリノ)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-トルイル)ヘキサフルオロプロパン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、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、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン等のジアミン化合物を挙げることが出来る。
これらは、1種単独で用いてもよく、又は2種以上の化合物を組み合わせて用いてもよい。
The diamine compound (j) is not particularly limited, and examples thereof include 2,4-diaminobenzoic acid, 2,5-diaminobenzoic acid, 3,5-diaminobenzoic acid, 4,6-diamino-1,3-benzenedicarboxylic acid, 2,5-diamino-1,4-benzenedicarboxylic acid, bis(4-amino-3-carboxyphenyl)ether, bis(4-amino-3,5-dicarboxyphenyl)ether, bis(4-amino-3-carboxyphenyl)sulfone, bis (4-amino-3,5-dicarboxyphenyl)sulfone, 4,4'-diamino-3,3'-dicarboxybiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dicarboxy-5,5'-dimethylbiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dicarboxy-5,5'-dimethoxybiphenyl, 1,4-bis(4-amino-3-carboxyphenoxy)benzene, 1,3-bis(4-amino-3-carboxyphenoxy)benzene, bis[4-(4-amino- 2,2-bis[4-(4-amino-3-carboxyphenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,4-diaminophenol, 3,5-diaminophenol, 2,5-diaminophenol, 4,6-diaminoresorcinol, 2,5-diaminohydroquinone, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)ether, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)ether, bis(4-amino-3,5-dihydroxyphenyl)ether, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)methane, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)methane, bis(4-amino-3,5-dihydroxyphenyl)methane, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3,5-dihydroxyphenyl)methane biphenyl) sulfone, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(4-amino-3,5-dihydroxyphenyl)hexafluoropropane, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxy-5,5'-dimethylbiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxy-5,5'-dimethoxybiphenyl, 1,4-bis(3-amino-4-hydroxyphenoxy)benzene, 1,3-bis(3-amino-4-hydroxyphenoxy)benzene, 1,4-bis(4-amino-3-hydroxyphenoxy)benzene, 1,3-bis(4-amino-3-hydroxyphenoxy)benzene, bis[4-(3-amino-4-hydroxyphenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(3-amino-4-hydroxyphenoxy)phenyl]sulfone, diamine compounds having a phenolic hydroxy group such as 2,2-bis[4-(3-amino-4-hydroxyphenoxy)phenyl]propane and 2,2-bis[4-(3-amino-4-hydroxyphenoxy)phenyl]hexafluoropropane; 1,3-diamino-4-mercaptobenzene, 1,3-diamino-5-mercaptobenzene, 1,4-diamino-2-mercaptobenzene, bis(4-amino-3-mercaptophenyl)ether, 2,2-bis(3-amino-4-mercaptophenyl)hexafluoropropane, Examples of the diamine compounds include diamine compounds having a thiophenol group such as isopropyl alcohol, and diamine compounds having a sulfonic acid group such as 1,3-diaminobenzene-4-sulfonic acid, 1,3-diaminobenzene-5-sulfonic acid, 1,4-diaminobenzene-2-sulfonic acid, bis(4-aminobenzene-3-sulfonic acid) ether, 4,4'-diaminobiphenyl-3,3'-disulfonic acid, and 4,4'-diamino-3,3'-dimethylbiphenyl-6,6'-disulfonic acid. In addition, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, and 4,4'-methylene-bis(2,6-ethylaniline) are also included.
, 4,4'-methylene-bis(2-isopropyl-6-methylaniline), 4,4'-methylene-bis(2,6-diisopropylaniline), 2,4,6-trimethyl-1,3-phenylenediamine, 2,3,5,6-tetramethyl-1,4-phenylenediamine, o-tolidine, m-tolidine, 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfone, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3, Examples of diamine compounds include 4-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,2-bis(4-anilino)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-anilino)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-amino-4-toluyl)hexafluoropropane, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, and 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine.
These may be used alone or in combination of two or more compounds.
本発明で用いられるポリアミド酸が(i)テトラカルボン酸二無水物化合物と(j)ジアミン化合物から製造される場合、両化合物の配合比、すなわち(j)ジアミン化合物の総モル数/(i)テトラカルボン酸二無水物化合物の総モル数は0.7乃至1.2であることが望ましい。通常の重縮合反応同様、このモル比が1に近いほど生成するポリアミド酸の重合度は大きくなり分子量が増加する。 When the polyamic acid used in the present invention is produced from (i) a tetracarboxylic dianhydride compound and (j) a diamine compound, the compounding ratio of the two compounds, i.e., the total number of moles of (j) diamine compound/the total number of moles of (i) tetracarboxylic dianhydride compound, is preferably 0.7 to 1.2. As with a normal polycondensation reaction, the closer this molar ratio is to 1, the greater the degree of polymerization of the polyamic acid produced, and the greater the molecular weight.
また、ジアミン化合物を過剰に用いて重合した際、残存するポリアミド酸の末端アミノ基に対してカルボン酸無水物を反応させ末端アミノ基を保護することもできる。
このようなカルボン酸無水物の例としてはフタル酸無水物、トリメリット酸無水物、無水マレイン酸、ナフタル酸無水物、水素化フタル酸無水物、メチル-5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物、無水イタコン酸、テトラヒドロフタル酸無水物等を挙げることができる。
In addition, when polymerization is carried out using an excess of a diamine compound, the terminal amino groups of the remaining polyamic acid can be protected by reacting them with a carboxylic acid anhydride.
Examples of such carboxylic acid anhydrides include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, maleic anhydride, naphthalic anhydride, hydrogenated phthalic anhydride, methyl-5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, itaconic anhydride, and tetrahydrophthalic anhydride.
ポリアミド酸の製造において、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物化合物との反応の反応温度は-20℃乃至150℃、好ましくは-5℃乃至100℃の任意の温度を選択することができる。高分子量のポリアミド酸を得るには、反応温度5℃乃至40℃、反応時間1時間乃至48時間の範囲にて適宜選択する。低分子量で保存安定性の高く部分的にイミド化されたポリアミド酸を得るには反応温度40℃乃至90℃、反応時間10時間以上から選択することがより好ましい。
また、末端アミノ基を酸無水物で保護する場合の反応温度は-20℃乃至150℃、好ましくは-5℃乃至100℃の任意の温度を選択することができる。
In the production of polyamic acid, the reaction temperature for the reaction between the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride compound can be selected from any temperature range of −20° C. to 150° C., preferably −5° C. to 100° C. To obtain a high molecular weight polyamic acid, the reaction temperature is appropriately selected from the range of 5° C. to 40° C. and the reaction time is appropriately selected from the range of 1 hour to 48 hours. To obtain a low molecular weight, partially imidized polyamic acid with high storage stability, it is more preferable to select the reaction temperature from 40° C. to 90° C. and the reaction time from 10 hours or more.
When the terminal amino group is protected with an acid anhydride, the reaction temperature can be selected from the range of -20°C to 150°C, preferably -5°C to 100°C.
ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物化合物の反応は溶剤中で行なうことができる。その際に使用できる溶剤としては、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-メチルピロリドン、N-ビニルピロリドン、N-メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、m-クレゾール、γ-ブチロラクトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、2-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、2-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、2-エトキシプロピオン酸エチル、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
チレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、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、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、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モノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジ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アセテート、カルビトールアセテート、エチルセロソルブアセテート、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2-ヘプタノン等を挙げることができる。これらは単独でも、混合して使用しても良い。さらに、ポリアミド酸を溶解しない溶剤であっても、重合反応により生成したポリアミド酸が析出しない範囲で、上記溶剤に混合して使用してもよい。
The reaction of the diamine compound with the tetracarboxylic dianhydride compound can be carried out in a solvent. Examples of the solvent that can be used at that time include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidone, N-methylcaprolactam, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, pyridine, dimethylsulfone, hexamethylsulfoxide, m-cresol, γ-butyrolactone, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ... Examples of the solvent include ethylene glycol methyl ethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, carbitol acetate, ethyl cellosolve acetate, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and 2-heptanone. These may be used alone or in combination. Furthermore, even if the solvent does not dissolve polyamic acid, it may be mixed with the above solvent and used within the range in which the polyamic acid produced by the polymerization reaction does not precipitate.
このようにして得られたポリアミド酸を含む溶液は、感光性樹脂組成物の調製にそのまま用いることができる。また、ポリアミド酸を水、メタノール、エタノール等の貧溶剤に沈殿単離させて回収して用いることもできる。 The solution containing the polyamic acid thus obtained can be used as is for preparing a photosensitive resin composition. The polyamic acid can also be recovered and used by precipitating and isolating it in a poor solvent such as water, methanol, or ethanol.
また、(a)成分としては、任意のポリイミドも用いることができる。本発明に用いるポリイミドとは前記ポリアミド酸などのポリイミド前駆体を化学的又は熱的に50%以上イミド化させたものである。 In addition, any polyimide can be used as component (a). The polyimide used in the present invention is a polyimide precursor such as the polyamic acid that has been chemically or thermally imidized to 50% or more.
本発明の第二の感光性樹脂組成物に用いるポリイミドは、アルカリ溶解性を与えるためにカルボキシル基及びフェノール性ヒドロキシ基から選ばれる基を有することが好ましい。
ポリイミドへのカルボキシル基又はフェノール性ヒドロキシ基の導入方法は、カルボキシル基又はフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーを用いる方法、カルボキシル基又はフェノール性ヒドロキシ基を有する酸無水物でアミン末端を封止する方法、或いは、ポリアミド酸などのポリイミド前駆体をイミド化する際にイミド化率を99%以下にする方法等が用いられる。
The polyimide used in the second photosensitive resin composition of the present invention preferably has a group selected from a carboxyl group and a phenolic hydroxy group in order to impart alkali solubility.
Methods for introducing a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group into a polyimide include a method using a monomer having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group, a method of blocking the amine end with an acid anhydride having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group, or a method of imidizing a polyimide precursor such as a polyamic acid to an imidization rate of 99% or less.
このようなポリイミドは上述のポリアミド酸などのポリイミド前駆体を合成した後、化学イミド化もしくは熱イミド化を行うことで得ることができる。
化学イミド化の方法としては一般的にポリイミド前駆体溶液に過剰の無水酢酸およびピリジンを添加し室温から100℃で反応させる方法が用いられる。また、熱イミド化の方法としては一般的に、ポリイミド前駆体溶液を温度180℃乃至250℃で脱水しながら過熱する方法が用いられる。
Such a polyimide can be obtained by synthesizing a polyimide precursor such as the above-mentioned polyamic acid, and then carrying out chemical imidization or thermal imidization.
A typical method for chemical imidization is to add excess acetic anhydride and pyridine to a polyimide precursor solution and react them at room temperature to 100° C. A typical method for thermal imidization is to heat a polyimide precursor solution at a temperature of 180° C. to 250° C. while dehydrating it.
また、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、さらにフェノールノボラック樹脂を用いることができる。 In addition, phenol novolac resin can also be used as the alkali-soluble resin of component (a).
また、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、ポリエステルポリカルボン酸を用いることもできる。ポリエステルポリカルボン酸は、酸二無水物とジオールから、WO2009/051186に記載の方法により、得ることができる。
酸二無水物としては、上記(i)テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
ジオールとしては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、ベンゼン-1,3-ジメタノール、ベンゼン-1,4-ジメタノール等の芳香族ジオール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、1,4-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール等の脂環族ジオール、及びエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール等が挙げられる。
The alkali-soluble resin of component (a) may also be a polyester polycarboxylic acid, which can be obtained from an acid dianhydride and a diol by the method described in WO2009/051186.
The acid dianhydride includes the above (i) tetracarboxylic dianhydride.
Examples of the diol include aromatic diols such as bisphenol A, bisphenol F, 4,4'-dihydroxybiphenyl, benzene-1,3-dimethanol, and benzene-1,4-dimethanol; alicyclic diols such as hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol F, 1,4-cyclohexanediol, 1,3-cyclohexanedimethanol, and 1,4-cyclohexanedimethanol; and aliphatic diols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,6-hexanediol.
また、本発明においては、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂は、複数種のアルカリ可溶性樹脂の混合物であってもよい。 In addition, in the present invention, the alkali-soluble resin of component (a) may be a mixture of multiple types of alkali-soluble resins.
<(b)成分>
(b)成分は、撥液性基(b1)を有する重合体である。
<(b) component>
The component (b) is a polymer having a liquid repellent group (b1).
本発明において、重合体としては、例えば、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリアミド、ポリウレア、ポリウレタン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン、ポリエステル及びアクリル重合体などが挙げられ、好ましい重合体としては、アクリル重合体が挙げられる。 In the present invention, examples of the polymer include polyimide, polyamic acid, polyamide, polyurea, polyurethane, phenolic resin, epoxy resin, polysiloxane, polyester, and acrylic polymer, and a preferred polymer is acrylic polymer.
ここで、アクリル重合体とはアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン、マレイミド等の重合性不飽和基、すなわち、構造中にC=C二重結合を含む重合性基を有するモノマーを用いて得られる重合体を指す。 Here, acrylic polymer refers to a polymer obtained using a monomer having a polymerizable unsaturated group, such as an acrylic acid ester, a methacrylic acid ester, styrene, or maleimide, i.e., a polymerizable group containing a C=C double bond in the structure.
ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレアとしては、ジアミンを酸二無水物と反応させたポリアミック酸、当該ポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミド、ジアミンをジカルボン酸無水物と反応させて得られるポリアミドまたはジアミンをジイソシアネートと反応させて得られるポリウレアであり、なおかつ、フルオロアルキル基またはフルオロアルコキシ基を有する少なくとも一種のモノマーと、ヒドロキシ基を有する少なくとも一種のモノマーを含むモノマー混合物から得られる重合体が挙げられる。 Examples of polyamic acids, polyimides, polyamides, and polyureas include polyamic acids obtained by reacting diamines with acid dianhydrides, polyimides obtained by imidizing the polyamic acids, polyamides obtained by reacting diamines with dicarboxylic anhydrides, and polyureas obtained by reacting diamines with diisocyanates, and further include polymers obtained from a monomer mixture containing at least one monomer having a fluoroalkyl group or fluoroalkoxy group and at least one monomer having a hydroxyl group.
ポリウレタンとしては、フルオロアルキル基またはフルオロアルコキシ基を有するジオールとアミノ基を有するジオールをジイソシアネートと反応させて得られるポリウレタンが挙げられる。 Examples of polyurethanes include polyurethanes obtained by reacting a diol having a fluoroalkyl group or a fluoroalkoxy group and a diol having an amino group with a diisocyanate.
フェノール樹脂としては、フルオロアルキル基またはフルオロアルコキシ基を有するフェノールと、ホルムアルデヒドを重合させて得られるノボラック樹脂が挙げられる。 An example of a phenolic resin is novolac resin, which is obtained by polymerizing phenol having a fluoroalkyl group or a fluoroalkoxy group with formaldehyde.
エポキシ樹脂としては、フルオロアルキル基またはフルオロアルコキシ基を有するビスフェノールA及び/またはビスフェノールFと、当該ビスフェノールA及び/またはビスフェノールFの時グリシジルエーテルと反応させて得られるエポキシ樹脂が挙げられる。 Epoxy resins include those obtained by reacting bisphenol A and/or bisphenol F having a fluoroalkyl group or a fluoroalkoxy group with a diglycidyl ether of the bisphenol A and/or bisphenol F.
ポリシロキサンとしては、フルオロアルキル基を有するトリアルコキシシランまたはフルオロアルキル基を有するジアルコキシシランシランと、アミノ基を有するトリアルコキシシランまたはアミノ基を有するジアルコキシシランとを含むシランモノマー混合物を重合させて得られる重合体が挙げられる。 Examples of polysiloxanes include polymers obtained by polymerizing a silane monomer mixture containing a trialkoxysilane having a fluoroalkyl group or a dialkoxysilane having a fluoroalkyl group and a trialkoxysilane having an amino group or a dialkoxysilane having an amino group.
ポリエステルとしては、ジカルボン酸またはテトラカルボン酸二無水物とフルオロアルキル基またはフルオロアルコキシ基を有するジオールとを反応させて得られるポリエステルが挙げられる。 Examples of polyesters include polyesters obtained by reacting a dicarboxylic acid or tetracarboxylic dianhydride with a diol having a fluoroalkyl group or a fluoroalkoxy group.
<(b1)撥液性基の導入>
上記撥液性基としては、例えば、炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基、ポリフルオロエーテル基、シリルエーテル基及びポリシロキサン基から選ばれる少なくとも一種の基が挙げられる。
<(b1) Introduction of Liquid Repellent Group>
The liquid repellent group may be, for example, at least one group selected from a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a polyfluoroether group, a silyl ether group, and a polysiloxane group.
上記フルオロアルキル基の炭素原子数は3乃至10であり、好ましくは、炭素原子数4乃至10のフルオロアルキル基であることが望ましい。
このようなフルオロアルキル基としては、2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2
,3,3,3-ペンタフルオロプロピル基、2-(パーフルオロブチル)エチル基、3-パーフルオロブチル-2-ヒドロキシプロピル基、2-(パーフルオロヘキシル)エチル基、3-パーフルオロヘキシル-2-ヒドロキシプロピル基、2-(パーフルオロオクチル)エチル基、3-パーフルオロオクチル-2-ヒドロキシプロピル基、2-(パーフルオロデシル)エチル基、2-(パーフルオロ-3-メチルブチル)エチル基、3-(パーフルオロ-3-メチルブチル)-2-ヒドロキシプロピル基、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)エチル基、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)-2-ヒドロキシプロピル基、2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)エチル基、及び2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)-2-ヒドロキシプロピル基、等が挙げられる。
The fluoroalkyl group has 3 to 10 carbon atoms, and preferably has 4 to 10 carbon atoms.
Examples of such fluoroalkyl groups include 2,2,2-trifluoroethyl groups, 2,2
, 3,3,3-pentafluoropropyl group, 2-(perfluorobutyl)ethyl group, 3-perfluorobutyl-2-hydroxypropyl group, 2-(perfluorohexyl)ethyl group, 3-perfluorohexyl-2-hydroxypropyl group, 2-(perfluorooctyl)ethyl group, 3-perfluorooctyl-2-hydroxypropyl group, 2-(perfluorodecyl)ethyl group, 2-(perfluoro-3-methylbutyl)ethyl group, 3-(perfluoro-3-methylbutyl)-2-hydroxypropyl group, 2-(perfluoro-5-methylhexyl)ethyl group, 2-(perfluoro-5-methylhexyl)-2-hydroxypropyl group, 2-(perfluoro-7-methyloctyl)ethyl group, and 2-(perfluoro-7-methyloctyl)-2-hydroxypropyl group.
本発明の(b)成分である重合体に炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基を導入するには、炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基を有するモノマーを共重合させれば良い。 To introduce a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms into the polymer, which is component (b) of the present invention, a monomer having a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms may be copolymerized.
(b)成分がアクリル重合体である場合における上記炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基を有するモノマーの具体例としては、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロブチル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロブチル)エチルメタクリレート、3-パーフルオロブチル-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-パーフルオロブチル-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート、3-パーフルオロヘキシル-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-パーフルオロヘキシル-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロオクチル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロオクチル)エチルメタクリレート、3-パーフルオロオクチル-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-パーフルオロオクチル-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロデシル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロデシル)エチルメタクリレート、2-(パーフルオロ-3-メチルブチル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロ-3-メチルブチル)エチルメタクリレート、3-(パーフルオロ-3-メチルブチル)-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-(パーフルオロ-3-メチルブチル)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)エチルメタクリレート、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)エチルメタクリレート、2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、及び2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。 Specific examples of the monomer having a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms when component (b) is an acrylic polymer include 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl acrylate, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl methacrylate, 2-(perfluorobutyl)ethyl acrylate, 2-(perfluorobutyl)ethyl methacrylate, 3-perfluorobutyl-2-hydroxypropyl acrylate, 3 -perfluorobutyl-2-hydroxypropyl methacrylate, 2-(perfluorohexyl)ethyl acrylate, 2-(perfluorohexyl)ethyl methacrylate, 3-perfluorohexyl-2-hydroxypropyl acrylate, 3-perfluorohexyl-2-hydroxypropyl methacrylate, 2-(perfluorooctyl)ethyl acrylate, 2-(perfluorooctyl)ethyl methacrylate, 3-perfluorooctyl-2-hydroxypropyl acrylate, 3-perfluorooctyl-2-hydroxy Propyl methacrylate, 2-(perfluorodecyl)ethyl acrylate, 2-(perfluorodecyl)ethyl methacrylate, 2-(perfluoro-3-methylbutyl)ethyl acrylate, 2-(perfluoro-3-methylbutyl)ethyl methacrylate, 3-(perfluoro-3-methylbutyl)-2-hydroxypropyl acrylate, 3-(perfluoro-3-methylbutyl)-2-hydroxypropyl methacrylate, 2-(perfluoro-5-methylhexyl)ethyl acrylate, 2-(perfluoro-5-methylhexyl)ethyl 2-(perfluoro-5-methylhexyl)ethyl methacrylate, 2-(perfluoro-5-methylhexyl)-2-hydroxypropyl acrylate, 2-(perfluoro-5-methylhexyl)-2-hydroxypropyl methacrylate, 2-(perfluoro-7-methyloctyl)ethyl acrylate, 2-(perfluoro-7-methyloctyl)ethyl methacrylate, 2-(perfluoro-7-methyloctyl)-2-hydroxypropyl acrylate, and 2-(perfluoro-7-methyloctyl)-2-hydroxypropyl methacrylate.
上記ポリフルオロエーテル基としては、下記式2で表されるポリフルオロエーテル構造からなるRf基が挙げられる。
-(X-O)n-Y・・・式2
式2中、Xは、炭素原子数1乃至10の2価飽和炭化水素基又は炭素原子数1乃至10のフルオロ化された2価飽和炭化水素基であって、nで括られた単位毎に同一の基又は異なる基を示し、Yは、水素原子(Yに隣接する酸素原子に隣接する炭素原子にフッ素原子が結合していない場合に限る)、炭素原子数1乃至20の1価飽和炭化水素基又は炭素原子数1乃至20のフルオロ化された1価飽和炭化水素基を示し、nは2乃至50の整数を示す。ただし、式2におけるフッ素原子の総数は2以上である。
The polyfluoroether group includes an Rf group having a polyfluoroether structure represented by the following formula 2.
-(X-O) n -Y...Formula 2
In formula 2, X represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a fluorinated divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and each unit grouped by n represents the same or different groups, Y represents a hydrogen atom (only when a fluorine atom is not bonded to the carbon atom adjacent to the oxygen atom adjacent to Y), a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a fluorinated monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and n represents an integer from 2 to 50, with the proviso that the total number of fluorine atoms in formula 2 is 2 or more.
式2におけるX、Yの態様として、好ましくは、Xは、炭素原子数1乃至10の水素原子1個を取り去ってフルオロ化されたアルキレン基又は炭素原子数1乃至10のパーフルオロ化されたアルキレン基であって、nで括られた単位毎に同一の基又は異なる基を示し、Yは、炭素原子数1乃至20の水素原子1個を取り去ってフルオロ化されたアルキル基又は炭素原子数1乃至20のパーフルオロ化されたアルキル基を示すものが挙げられる。 As a preferred embodiment of X and Y in formula 2, X is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms that has been fluorinated by removing one hydrogen atom, or a perfluorinated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and each unit grouped by n represents the same group or a different group, and Y represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms that has been fluorinated by removing one hydrogen atom, or a perfluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
式2におけるX、Yの態様として、より好ましくは、Xは、炭素原子数1乃至10のパーフルオロ化されたアルキレン基であって、nで括られた単位毎に同一の基又は異なる基を示し、Yは、炭素原子数1乃至20のパーフルオロ化されたアルキル基を示すものが挙げられる。 As a more preferred embodiment of X and Y in formula 2, X is a perfluorinated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and each unit bounded by n may be the same or different, and Y is a perfluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
式2においてnは2乃至50の整数を示す。nは2乃至30が好ましく、2乃至15がより好ましい。nが2以上であると、撥液性が良好である。nが50以下であると、(b)成分である重合体を、Rf基を有するモノマーと、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基、N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基またはトリアルコキシシリル基を有するモノマーやその他のモノマーとの共重合によって合成する場合に、モノマーの相溶性が良好となる。 In formula 2, n represents an integer of 2 to 50. n is preferably 2 to 30, and more preferably 2 to 15. When n is 2 or more, the liquid repellency is good. When n is 50 or less, when the polymer, which is component (b), is synthesized by copolymerizing a monomer having an Rf group with a monomer having a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group, or a trialkoxysilyl group, or with another monomer, the compatibility of the monomers is good.
また、式2で表されるポリフルオロエーテル構造からなるRf基における炭素原子の総数は2乃至50が好ましく、2乃至30がより好ましい。当該範囲では、(b)成分である重合体は良好な撥液性を奏する。また、(b)成分である重合体を、Rf基を有するモノマーと、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基、N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基またはトリアルコキシシリル基を有するモノマーやその他のモノマーとの共重合によって合成する場合に、モノマーの相溶性が良好となる。 The total number of carbon atoms in the Rf group consisting of the polyfluoroether structure represented by formula 2 is preferably 2 to 50, more preferably 2 to 30. Within this range, the polymer of component (b) exhibits good liquid repellency. In addition, when the polymer of component (b) is synthesized by copolymerizing a monomer having an Rf group with a monomer having a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group, or a trialkoxysilyl group, or with other monomers, the compatibility of the monomers is good.
Xの具体例としては、-CF2-、-CF2CF2-、-CF2CF2CF2-、-CF2CF(CF3)-、-CF2CF2CF2CF2-、-CF2CF2CF(CF3)-、及びCF2CF(CF3)CF2-が挙げられる。 Specific examples of X include -CF2- , -CF2CF2- , -CF2CF2CF2- , -CF2CF ( CF3 )-, -CF2CF2CF2CF2CF2- , -CF2CF2CF ( CF3 ) - , and CF2CF ( CF3 ) CF2- .
Yの具体例としては、-CF3、-CF2CF3、-CF2CHF2、-(CF2)2CF3、-(CF2)3CF3、-(CF2)4CF3、-(CF2)5CF3、-(CF2)6CF3、-(CF2)7CF3、-(CF2)8CF3、-(CF2)9CF3、及び(CF2)11CF3、-(CF2)15CF3が挙げられる。 Specific examples of Y include -CF3, -CF2CF3 , -CF2CHF2 , -(CF2)2CF3, -(CF2)3CF3, -(CF2)4CF3 , - ( CF2 ) 5CF3 , - ( CF2 ) 6CF3 , - ( CF2 ) 7CF3 , -( CF2 ) 8CF3 , -( CF2 ) 9CF3 , and ( CF2 ) 11CF3 , - ( CF2 ) 15CF3 .
式2で表されるポリフルオロエーテル構造からなるRf基の好ましい態様としては、式3で表されるRf基が挙げられる。
-Cp-1F2(p-1)-O-(CpF2p-O)n-1-CqF2q+1・・・式3
式3中、pは2又は3の整数を示し、nで括られた単位毎に同一の基であり、qは1乃至20の整数、nは2乃至50の整数を示す。
A preferred embodiment of the Rf group having a polyfluoroether structure represented by formula 2 is an Rf group represented by formula 3.
-C p-1 F 2(p-1) -O-(C p F 2p -O) n-1 -C q F 2q+1 ...Formula 3
In formula 3, p represents an integer of 2 or 3, and each unit grouped by n is the same group; q represents an integer of 1 to 20; and n represents an integer of 2 to 50.
式3で表されるRf基として、具体的には、
-CF2O(CF2CF2O)n-1CF3(nは2乃至9)、
-CF(CF3)O(CF2CF(CF3)O)n-1C6F13(nは2乃至6)、
-CF(CF3)O(CF2CF(CF3)O)n-1C3F7(nは2乃至6)
が合成の容易さの点から好ましく挙げられる。
Specific examples of the Rf group represented by formula 3 include:
—CF 2 O(CF 2 CF 2 O) n-1 CF 3 (n is 2 to 9),
-CF( CF3 )O( CF2CF ( CF3 )O) n- 1C6F13 (n is 2 to 6 ),
-CF( CF3 )O( CF2CF ( CF3 )O) n- 1C3F7 (n is 2 to 6 )
are preferred from the viewpoint of ease of synthesis.
(b)成分である重合体内のRf基は、全て同一でもよいし、異なっていてもよい。 The Rf groups in the polymer that is component (b) may all be the same or different.
上記シリルエーテル基とは、アルコールのヒドロキシ基がトリアルキルシリル基で保護
された基を意味し、好ましくは下記式で表わされる基である。
-X4-Si(O-SiX1X2X3)3
(式中、X1、X2、X3はそれぞれ独立して炭素原子数1乃至3のアルキル基を表し、X4は炭素原子数1乃至6のアルキレン基を表す。)
The silyl ether group means a group in which a hydroxy group of an alcohol is protected with a trialkylsilyl group, and is preferably a group represented by the following formula:
-X 4 -Si(O-SiX 1 X 2 X 3 ) 3
(In the formula, X1 , X2 , and X3 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X4 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.)
本発明の(b)成分である重合体にシリルエーテル基を導入するには、シリルエーテル基を有するモノマーを共重合させれば良い。 To introduce a silyl ether group into the polymer (b) of the present invention, a monomer having a silyl ether group may be copolymerized.
(b)成分がアクリル重合体である場合におけるシリルエーテル基を有するモノマーとしては、メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン及びアクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン等が挙げられる。 When component (b) is an acrylic polymer, examples of monomers having a silyl ether group include methacryloxypropyltris(trimethylsiloxy)silane and acryloxypropyltris(trimethylsiloxy)silane.
上記ポリシロキサン基としては、式4で示されるポリシロキサン構造を有する基が挙げられる。以下、式4で示されるポリシロキサン構造を有する基をpSi基という。
-(SiR1R2-O)n-SiR1R2R3・・・式4
(ただし、R1、R2は独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、R3は水素原子または炭素原子数1乃至10の有機基を表し、nは1乃至200の整数を表す。)。
The polysiloxane group includes a group having a polysiloxane structure represented by formula 4. Hereinafter, the group having a polysiloxane structure represented by formula 4 will be referred to as a pSi group.
-(SiR 1 R 2 -O) n -SiR 1 R 2 R 3 ...Formula 4
(wherein R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group; R 3 represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms; and n represents an integer of 1 to 200).
R1、R2は独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、またシロキシ単位毎に同一でも異なっていてもよい。(b)成分である重合体が良好な撥液性を奏することから、R1、R2は水素原子、メチル基またはフェニル基の場合が好ましく、さらには、すべてのシロキシ単位のR1、R2がメチル基の場合が好ましい。また、R3には、窒素原子、酸素原子等が含まれていてもよい。 R1 and R2 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group, and may be the same or different for each siloxy unit. Since the polymer (b) exhibits good liquid repellency, it is preferable that R1 and R2 are a hydrogen atom, a methyl group, or a phenyl group, and more preferably, R1 and R2 of all siloxy units are a methyl group. R3 may also contain a nitrogen atom, an oxygen atom, or the like.
(b)成分である重合体へのpSi基の導入方法としては、pSi基を有するモノマーを共重合させる方法、反応部位を有する重合体にpSi基を有する化合物を反応させる各種変性方法、pSi基を有する重合開始剤を使用する方法等が挙げられる。 Methods for introducing pSi groups into the polymer (b), component, include copolymerizing a monomer having a pSi group, various modification methods in which a polymer having a reactive site is reacted with a compound having a pSi group, and a method using a polymerization initiator having a pSi group.
pSi基を有するモノマーとしては、CH2=CHCOO(pSi)、CH2=C(CH3)COO(pSi)等が挙げられる。ただし、pSiはpSi基を表す。pSi基を有するモノマーは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the monomer having a pSi group include CH 2 ═CHCOO(pSi), CH 2 ═C(CH 3 )COO(pSi), etc., where pSi represents a pSi group. The monomer having a pSi group may be used alone or in combination of two or more kinds.
反応部位を有する重合体にpSi基を有する化合物を反応させる各種変性方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。 Examples of various modification methods for reacting a polymer having a reactive site with a compound having a pSi group include the following methods.
エポキシ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にカルボキシル基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。エポキシ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にアミノ基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。エポキシ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にメルカプト基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。アミノ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にカルボキシル基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。 A method in which a monomer having an epoxy group is copolymerized in advance, and then a compound having a carboxyl group at one end and a pSi group at the other end is reacted. A method in which a monomer having an epoxy group is copolymerized in advance, and then a compound having an amino group at one end and a pSi group at the other end is reacted. A method in which a monomer having an epoxy group is copolymerized in advance, and then a compound having a mercapto group at one end and a pSi group at the other end is reacted. A method in which a monomer having an amino group is copolymerized in advance, and then a compound having a carboxyl group at one end and a pSi group at the other end is reacted.
アミノ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にエポキシ基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。カルボキシル基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にエポキシ基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。カルボキシル基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にアミノ基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。カルボキシル基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端に塩化シリル基を有し片末端にpS
i基を有する化合物を反応させる方法。ヒドロキシ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端に塩化シリル基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。
A method in which a monomer having an amino group is copolymerized in advance, and then a compound having an epoxy group at one end and a pSi group at the other end is reacted. A method in which a monomer having a carboxyl group is copolymerized in advance, and then a compound having an epoxy group at one end and a pSi group at the other end is reacted. A method in which a monomer having a carboxyl group is copolymerized in advance, and then a compound having an amino group at one end and a pSi group at the other end is reacted. A method in which a monomer having a carboxyl group is copolymerized in advance, and then a compound having a silyl chloride group at one end and a pSi group at the other end is reacted.
A method of reacting a compound having an i group with a monomer having a hydroxy group, and then reacting the monomer with a compound having a silyl chloride group at one end and a pSi group at the other end.
pSi基を有する重合開始剤としては、開始剤分子主鎖中に2価のポリシロキサン構造を有する基が含まれていてもよいし、開始剤分子の末端部分または側鎖に1価のポリシロキサン構造を有する基が含まれていてもよい。開始剤分子主鎖中に2価のポリシロキサン構造を有する基が含まれている開始剤としては、2価のポリシロキサン構造を有する基とアゾ基とを交互に有する化合物等が挙げられる。市販品としては、VPS-1001、VPS-0501(以上、富士フイルム和光純薬工業社製)が挙げられる。 The polymerization initiator having a pSi group may contain a group having a divalent polysiloxane structure in the main chain of the initiator molecule, or may contain a group having a monovalent polysiloxane structure at the terminal portion or side chain of the initiator molecule. Examples of initiators that contain a group having a divalent polysiloxane structure in the main chain of the initiator molecule include compounds that alternate between a group having a divalent polysiloxane structure and an azo group. Commercially available products include VPS-1001 and VPS-0501 (both manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
(b)成分は、更に(b2):N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる基を有する重合体であることが好ましい。 It is preferable that component (b) is further a polymer having (b2): a group selected from an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group, and a trialkoxysilyl group.
<(b2):N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる基の導入>
(b)成分である重合体はN-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる基を導入するには、N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる基を有するモノマーを共重合させれば良い。
<(b2): Introduction of a group selected from an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group, and a trialkoxysilyl group>
In order to introduce a group selected from an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group, and a trialkoxysilyl group into the polymer which is component (b), a monomer having a group selected from an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group, and a trialkoxysilyl group may be copolymerized.
(b)成分がアクリル重合体である場合におけるN-アルコキシメチルアミド基を有するモノマーとしては、例えば、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基で置換された(メタ)アクリルアミド化合物が挙げられる。 When component (b) is an acrylic polymer, examples of monomers having an N-alkoxymethylamide group include (meth)acrylamide compounds substituted with a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group, such as N-hydroxymethyl(meth)acrylamide, N-methoxymethyl(meth)acrylamide, N-ethoxymethyl(meth)acrylamide, and N-butoxymethyl(meth)acrylamide.
(b)成分がアクリル重合体である場合におけるブロックイソシアネート基を有するモノマーとしては、例えば、メタクリル酸2-(0-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ)エチル、メタクリル酸2-(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ)エチル等が挙げられる。 When component (b) is an acrylic polymer, examples of monomers having a blocked isocyanate group include 2-(0-(1'-methylpropylideneamino)carboxyamino)ethyl methacrylate, 2-(3,5-dimethylpyrazolyl)carbonylamino)ethyl methacrylate, etc.
(b)成分がアクリル重合体である場合におけるトリアルコキシシリル基を有するモノマーとしては、例えば、3-トリメトキシシリルプロピルアクリレート、3-トリエトキシシリルプロピルアクリレート、3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレート等が挙げられる。 When component (b) is an acrylic polymer, examples of monomers having a trialkoxysilyl group include 3-trimethoxysilylpropyl acrylate, 3-triethoxysilylpropyl acrylate, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate, and 3-triethoxysilylpropyl methacrylate.
(b)成分は、更に(b3)ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有する重合体であることが好ましい。 It is preferable that the component (b) is a polymer further having (b3) at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group.
<(b3)ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基の導入>
本発明の(b)成分である重合体に(b3)ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を導入するには、(b3)ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有するモノマーを共重合させれば良い。
<(b3) Introduction of at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group>
In order to introduce (b3) at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group into the polymer, which is the component (b) of the present invention, a monomer having (b3) at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group may be copolymerized.
(b)成分がアクリル重合体である場合におけるカルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、モノ-(2-(アクリロイルオキシ)エチル)フタレート、モノ-(2-(メタクリロイルオキシ)エチル)フタレート
、N-(カルボキシフェニル)マレイミド、N-(カルボキシフェニル)メタクリルアミド、N-(カルボキシフェニル)アクリルアミド等が挙げられる。
When component (b) is an acrylic polymer, examples of the monomer having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, mono-(2-(acryloyloxy)ethyl)phthalate, mono-(2-(methacryloyloxy)ethyl)phthalate, N-(carboxyphenyl)maleimide, N-(carboxyphenyl)methacrylamide, and N-(carboxyphenyl)acrylamide.
(b)成分がアクリル重合体である場合におけるヒドロキシ基を有するモノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルアクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリレート、グリセリンモノメタクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、カプロラクトン2-(アクリロイルオキシ)エチルエステル、カプロラクトン2-(メタクリロイルオキシ)エチルエステル、ポリ(エチレングリコール)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール)アクリレート、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルアクリレート、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルメタクリレート、5-アクリロイルオキシ-6-ヒドロキシノルボルネン-2-カルボキシリック-6-ラクトン、及び5-メタクリロイルオキシ-6-ヒドロキシノルボルネン-2-カルボキシリック-6-ラクトン、p-ヒドロキシスチレン、α―メチル-p-ヒドロキシスチレン、N-ヒドロキシフェニルマレイミド、N-ヒドロキシフェニルアクリルアミド、N-ヒドロキシフェニルメタクリルアミド、p-ヒドロキシフェニルアクリレート、p-ヒドロキシフェニルメタクリレート等が挙げられる。中でも、2-ヒドロキシエチルアクリレートと2-ヒドロキシエチルメタクリレートから選ばれるモノマーが好ましい。 When component (b) is an acrylic polymer, examples of monomers having a hydroxy group include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 2,3-dihydroxypropyl acrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, glycerin monomethacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, caprolactone 2-(acryloyloxy)ethyl ester, caprolactone 2-(methacryloyloxy)ethyl ester, poly(ethylene Examples of the monomers include 5-acryloyloxy-6-hydroxynorbornene-2-carboxylic-6-lactone, 5-methacryloyloxy-6-hydroxynorbornene-2-carboxylic-6-lactone, p-hydroxystyrene, α-methyl-p-hydroxystyrene, N-hydroxyphenylmaleimide, N-hydroxyphenylacrylamide, N-hydroxyphenylmethacrylamide, p-hydroxyphenylacrylate, and p-hydroxyphenylmethacrylate. Among these, monomers selected from 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate are preferred.
(b)成分がアクリル重合体である場合におけるアミド基を有するモノマーとしては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド等が挙げられる。中でも、メタアクリルアミドが好ましい。 When component (b) is an acrylic polymer, examples of monomers having an amide group include acrylamide, methacrylamide, N-methylacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, and N,N-diethylacrylamide. Among these, methacrylamide is preferred.
(b)成分がアクリル重合体である場合におけるアミノ基を有するモノマーとしては、例えば、アミノエチルアクリレート、アミノエチルメタクリレート、アミノプロピルアクリレート、及びアミノプロピルメタクリレート等が挙げられる。 When component (b) is an acrylic polymer, examples of monomers having an amino group include aminoethyl acrylate, aminoethyl methacrylate, aminopropyl acrylate, and aminopropyl methacrylate.
(b)成分がアクリル重合体である場合における上記(b)成分の重合体の製造方法としては、撥液性基を有するモノマー、例えば、炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基を有するモノマー、ポリフルオロエーテル基、を有するモノマー、N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有するモノマー、所望により、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有するモノマー、並びに所望により前記以外の更なるモノマー(以下その他モノマーAともいう)を、重合開始剤存在下の溶剤中において、50℃乃至110℃の温度下で重合反応させることにより得られる。その際、用いられる溶剤は、アルカリ可溶性の重合体を構成するモノマー及び特定官能基を有する重合体を溶解するものであれば特に限定されない。具体例としては、後述する(c)成分に記載する溶剤が挙げられる。 When component (b) is an acrylic polymer, the polymer of component (b) can be produced by polymerizing a monomer having a liquid repellent group, such as a monomer having a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a monomer having a polyfluoroether group, a monomer having at least one group selected from the group consisting of an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group, and a trialkoxysilyl group, and optionally a monomer having at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group, at a temperature of 50°C to 110°C in a solvent in the presence of a polymerization initiator. The solvent used is not particularly limited as long as it dissolves the monomer that constitutes the alkali-soluble polymer and the polymer having a specific functional group. Specific examples include the solvents described in component (c) below.
その他モノマーbの具体例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、2-エトキシエチルメタクリレート、2-アミノメチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、3-メトキシブチルメタクリレート、γ-ブチロラクトンメタクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルメタクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、8-エ
チル-8-トリシクロデシルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、フェニルアクリレート、グリシジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、2-アミノメチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3-メトキシブチルアクリレート、γ-ブチロラクトンアクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルアクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルアクリレート、8-エチル-8-トリシクロデシルアクリレート、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、スチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、及びビニルビフェニル等が挙げられる。
Specific examples of other monomers b include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, phenyl methacrylate, glycidyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, 2-aminomethyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 3-methoxybutyl methacrylate, γ-butyrolactone methacrylate, 2-propyl-2-adamantyl methacrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl methacrylate, 8-ethyl-8-tricyclodecyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl a acrylate, benzyl acrylate, naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, phenyl acrylate, glycidyl acrylate, cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, 2-aminomethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, γ-butyrolactone acrylate, 2-propyl-2-adamantyl acrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl acrylate, 8-ethyl-8-tricyclodecyl acrylate, N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, styrene, vinyl naphthalene, vinyl anthracene, and vinyl biphenyl.
このようにして得られる特定官能基を有する重合体は、通常、溶剤に溶解した溶液の状態である。 The polymer having specific functional groups thus obtained is usually in the form of a solution dissolved in a solvent.
また、上記のようにして得られた特定共重合体の溶液を、ジエチルエーテルや水等の撹拌下に投入して再沈殿させ、生成した沈殿物を濾過・洗浄した後、常圧又は減圧下で、常温あるいは加熱乾燥することで、特定共重合体の粉体とすることができる。このような操作により、特定共重合体と共存する重合開始剤や未反応モノマーを除去することができ、その結果、精製した特定共重合体の粉体を得られる。一度の操作で充分に精製できない場合は、得られた粉体を溶剤に再溶解して、上記の操作を繰り返し行えば良い。
本発明においては、上記特定共重合体の粉体をそのまま用いても良く、あるいはその粉体を、たとえば後述する(c)成分に再溶解して溶液の状態として用いても良い。
In addition, the solution of the specific copolymer obtained as described above can be reprecipitated by adding diethyl ether or water under stirring, and the resulting precipitate can be filtered and washed, and then dried at room temperature or by heating under normal pressure or reduced pressure to obtain a powder of the specific copolymer. By such an operation, the polymerization initiator and unreacted monomers coexisting with the specific copolymer can be removed, and as a result, a powder of the purified specific copolymer can be obtained. If the specific copolymer cannot be sufficiently purified by one operation, the obtained powder can be redissolved in a solvent and the above operation can be repeated.
In the present invention, the powder of the specific copolymer may be used as it is, or the powder may be redissolved in, for example, the component (c) described below and used in the form of a solution.
上記(b)成分の重合体において、撥液性基(b1)の導入量は、全繰り返し単位に対して5モル%乃至60モル%であることが好ましく、5モル%乃至40モル%であることがより好ましい。5モル%より過小である場合は、撥液性の効果を奏しない場合がある。60モル%よりも過大である場合は、凝集などの問題が生じる場合がある。 In the polymer of component (b) above, the amount of liquid repellent group (b1) introduced is preferably 5 mol% to 60 mol% of the total repeating units, and more preferably 5 mol% to 40 mol%. If it is less than 5 mol%, the liquid repellency effect may not be achieved. If it is more than 60 mol%, problems such as aggregation may occur.
上記(b)成分の重合体において、N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる基(b2)の導入量は、全繰り返し単位に対して5モル%乃至70モル%であることが好ましく、5モル%乃至50モル%であることがより好ましい。5モル%よりも過少である場合は、得られる膜の耐熱性や耐溶剤性に問題を生じる場合がある。60モル%よりも過大である場合は、現像性に影響を与える場合がある。 In the polymer of component (b) above, the amount of group (b2) selected from an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group, and a trialkoxysilyl group introduced is preferably 5 mol % to 70 mol %, and more preferably 5 mol % to 50 mol %, based on the total repeating units. If it is less than 5 mol %, problems may arise with the heat resistance and solvent resistance of the resulting film. If it is more than 60 mol %, it may affect developability.
上記(b)成分の重合体において、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基(b3)を導入する場合、その導入量は、全繰り返し単位に対して5モル%乃至60モル%であることが好ましく、5モル%乃至40モル%であることがより好ましい。5モル%より過小である場合は、得られる膜の耐熱性や耐溶剤性の向上効果が得られない場合がある。60モル%よりも過大であると、撥液性の繰り返し単位が過小となる。 When at least one group (b3) selected from the group consisting of hydroxyl, carboxyl, amide and amino groups is introduced into the polymer of component (b) above, the amount introduced is preferably 5 mol% to 60 mol%, more preferably 5 mol% to 40 mol%, based on the total repeating units. If it is less than 5 mol%, the effect of improving the heat resistance and solvent resistance of the resulting film may not be obtained. If it is more than 60 mol%, the number of liquid-repellent repeating units will be too small.
また上記(b)成分の重合体の数平均分子量は、2,000乃至100,000であることが好ましい。より好ましくは3,000乃至50,000、さらに好ましくは4,000乃至10,000である。数平均分子量が100,000より過大であると、残渣が生じる場合がある。 The number average molecular weight of the polymer of component (b) is preferably 2,000 to 100,000. More preferably, it is 3,000 to 50,000, and even more preferably, it is 4,000 to 10,000. If the number average molecular weight is greater than 100,000, residues may be generated.
また、本発明においては、(b)成分の重合体は、複数種の特定共重合体の混合物であってもよい。 In the present invention, the polymer of component (b) may be a mixture of multiple specific copolymers.
(b)成分と(a)成分との比率は、(a)成分100質量部に対して(b)成分が0.1質量部乃至20質量部である。 The ratio of component (b) to component (a) is 0.1 to 20 parts by mass of component (b) per 100 parts by mass of component (a).
(a)成分が(b)成分中の(b1)撥液性基を有する場合は、(a)成分は(b)成分を兼ねることができ、この場合は必ずしも(b)成分を用いる必要はない。
この場合100質量部の(a)成分中に撥液性基(b1)を有する重合単位(モノマー)が5質量部乃至30質量部を占めることが好ましい。
When the component (a) has a liquid repellent group (b1) in the component (b), the component (a) can also serve as the component (b), and in this case it is not always necessary to use the component (b).
In this case, it is preferable that the polymerized unit (monomer) having the liquid repellent group (b1) accounts for 5 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of the component (a).
<(c)成分>
本発明に用いる(c)成分は、溶剤として、(a)成分、(b)成分、及び必要に応じて後述の(d)成分、(e)成分、(f)成分、(g)成分を溶解し、且つ所望により添加される後述のその他添加剤などを溶解するものであり、斯様な溶解能を有する溶剤であれば、その種類及び構造などは特に限定されるものでない。
<(c) component>
The component (c) used in the present invention serves as a solvent that dissolves the components (a), (b), and, if necessary, the components (d), (e), (f), and (g) described below, and also dissolves other additives that are added as desired, as described below. As long as the solvent has such dissolving ability, there are no particular limitations on the type or structure of the solvent.
斯様な(c)成分としては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(C)成分と同じものが挙げられる。 Such component (c) can be the same as the component (C) used in the composition for forming the upper layer film described above.
これらの溶剤は、一種単独で、または二種以上の組合せで使用することができる。
これら(c)成分の中、下層膜を溶解させない点からヒドロキシ基を有しない溶媒、すなわち、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、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プロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-ブタノン、3-メチル-2-ペンタノン、2-ペンタノン、2-ヘプタノン、γ―ブチロラクトン、エトキシ酢酸エチル、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エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、及びN-メチルピロリドン等が好ましい。これら溶剤は、一般にフォトレジスト材料のための溶剤として用いられている。
ヒドロキシ基を有する溶剤を用いる場合は、上述した通り下層膜を溶解させない点からヒドロキシ基を有しない溶剤と組み合わせて使用することが好ましい。組み合わせる溶媒は塗膜性が良好で下層膜を溶解させなければ一種類でも二種類以上でも特に限定はされない。この場合、下層膜を溶解させない観点からヒドロキシ基を有する溶剤の量は(c)成分全体に対して70重量%以下が好ましく、60重量%以下がより好ましく、50重量%以下が更に好ましく、30重量%以下が最も好ましい。
These solvents may be used alone or in combination of two or more.
Of these components (c), solvents not having a hydroxy group are preferred in terms of not dissolving the underlayer film, namely, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 2-butanone, 3-methyl-2-pentanone, 2-pentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, ethyl ethoxyacetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, ethyl acetate, butyl acetate, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone, etc. These solvents are generally used as solvents for photoresist materials.
When using a solvent having a hydroxyl group, it is preferable to use it in combination with a solvent having no hydroxyl group, so as not to dissolve the underlayer film as described above. The solvent to be combined is not particularly limited, and may be one or more kinds, as long as it has good coating properties and does not dissolve the underlayer film. In this case, the amount of the solvent having a hydroxyl group is preferably 70% by weight or less, more preferably 60% by weight or less, even more preferably 50% by weight or less, and most preferably 30% by weight or less, based on the total amount of the (c) component, so as not to dissolve the underlayer film.
<(d)成分>
(d)成分である感光剤としては、(d-1)1,2-キノンジアジド化合物、(d-2)光ラジカル発生剤、(d-3)光酸発生剤が挙げられる。
<(d) component>
Examples of the photosensitizer that is the component (d) include (d-1) a 1,2-quinonediazide compound, (d-2) a photoradical generator, and (d-3) a photoacid generator.
(d-1)1,2-キノンジアジド化合物としては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(D)成分中に挙げた(D-1)と同じものが挙げられる。 (d-1) Examples of the 1,2-quinone diazide compound include the same compounds as (D-1) listed in the component (D) used in the composition for forming the upper layer film described above.
本発明の第二の感光性樹脂組成物がポジ型感光性樹脂組成物である場合に(d-1)成分のキノンジアジド基を有する化合物を含有させる場合の含有量は、(a)成分と(b)成分の合計100質量部に対して、好ましくは5質量部乃至100質量部、より好ましくは8質量部乃至50質量部、更に好ましくは10質量部乃至40質量部である。または、(a)成分が(b)成分中の(b1)撥液性基を有し、(b)成分を含まない場合は、(d-1)成分の含有量は、(a)成分100質量部に対して、好ましくは5質量部乃至100質量部、より好ましくは8質量部乃至50質量部、更に好ましくは10質量部乃至4
0質量部である。5質量部未満の場合、ポジ型感光性樹脂組成物の露光部と未露光部の現像液への溶解速度差が小さくなり、現像によるパターニングが困難である場合がある。また、100質量部を超えると、短時間での露光で1,2-キノンジアジド化合物が十分に分解されないため感度が低下する場合や、(d-1)成分が光を吸収してしまい硬化膜の透明性を低下させてしまう場合がある。
When the second photosensitive resin composition of the present invention is a positive photosensitive resin composition, the content of the compound having a quinone diazide group as component (d-1) is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 8 to 50 parts by mass, and even more preferably 10 to 40 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total of components (a) and (b). Alternatively, when component (a) has a liquid repellent group (b1) in component (b) and does not contain component (b), the content of component (d-1) is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 8 to 50 parts by mass, and even more preferably 10 to 40 parts by mass, relative to 100 parts by mass of component (a).
0 parts by mass. If it is less than 5 parts by mass, the difference in dissolution rate between the exposed and unexposed parts of the positive photosensitive resin composition in the developer may become small, making patterning by development difficult. If it exceeds 100 parts by mass, the 1,2-quinone diazide compound may not be sufficiently decomposed by short-term exposure to light, resulting in a decrease in sensitivity, or the component (d-1) may absorb light, resulting in a decrease in transparency of the cured film.
(d-2)光ラジカル発生剤は、露光によりラジカルを発生するものであれば特に制限はない。具体例としては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(D)成分中に挙げた(D-2)と同じものが挙げられる。 (d-2) The photoradical generator is not particularly limited as long as it generates radicals upon exposure to light. Specific examples include the same substances as (D-2) listed in the component (D) used in the composition for forming the upper layer film described above.
本発明の第二の感光性樹脂組成物に(d-2)成分を含有させる場合の含有量は、(a)成分と(b)成分の合計100質量部に対して0.1質量部乃至30質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5質量部乃至20質量部であり、特に好ましくは1質量部乃至15質量部である。または、(a)成分が(b)成分中の(b1)撥液性基を有し、(b)成分を含まない場合は、(d-2)成分の含有量は、(a)成分100質量部に対して、0.1質量部乃至30質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5質量部乃至20質量部であり、特に好ましくは1質量部乃至15質量部である。この割合が過小である場合には、露光部が硬化不足となり、パターン形成ができなかったり、できたとしても信頼性の低い膜となる場合がある。また、この割合が過大である場合には、塗膜の透過率が低下したり、未露光部の現像不良が起こる場合がある。 When the second photosensitive resin composition of the present invention contains the component (d-2), the content is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 20 parts by mass, and particularly preferably 1 to 15 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total of the components (a) and (b). Alternatively, when the component (a) has the liquid repellent group (b1) in the component (b) and does not contain the component (b), the content of the component (d-2) is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 20 parts by mass, and particularly preferably 1 to 15 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the component (a). If this ratio is too small, the exposed part may not be cured sufficiently, and the pattern may not be formed, or even if it is formed, the film may be unreliable. If this ratio is too large, the transmittance of the coating film may decrease, or the unexposed part may be poorly developed.
(d-3)の光酸発生剤は紫外線照射時に光分解して酸を発生する化合物であれば特に限定されるものではない。光酸発生剤が光分解した際に発生する酸としては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(D)成分の(D-3)中に挙げた光酸発生剤が光分解した際に発生する酸と同じものが挙げられる。 The photoacid generator (d-3) is not particularly limited as long as it is a compound that generates an acid by photodecomposition when irradiated with ultraviolet light. Examples of the acid generated when the photoacid generator is photodecomposed include the same acids generated when the photoacid generators listed in (D-3) of the component (D) used in the composition for forming the upper layer film described above are photodecomposed.
光酸発生剤としては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(D)成分の(D-3)中に挙げた光酸発生剤と同じものが挙げられる。 Examples of photoacid generators include the same photoacid generators listed in (D-3) of component (D) used in the composition for forming the upper layer film described above.
本実施の形態の第二の感光性樹脂組成物に(d-3)成分を含有させる場合の含有量は、(a)成分と(b)成分の合計100質量部に対して、好ましくは0.01質量部乃至20質量部、より好ましくは0.1質量部乃至10質量部、更に好ましくは0.5質量部乃至8質量部である。または、(a)成分が(b)成分中の(b1)撥液性基を有し、(b)成分を含まない場合は、(d-3)成分の含有量は、(a)成分100質量部に対して、好ましくは0.01質量部乃至20質量部、より好ましくは0.1質量部乃至10質量部、更に好ましくは0.5質量部乃至8質量部である。(d-3)成分の含有量を0.01質量部以上とすることで、充分な熱硬化性および溶剤耐性を付与することができる。しかし、20質量部より多い場合、未露光部が現像不良となったり、組成物の保存安定性が低下する場合がある。 When the second photosensitive resin composition of the present embodiment contains the component (d-3), the content is preferably 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 8 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of the components (a) and (b). Alternatively, when the component (a) has the liquid repellent group (b1) in the component (b) and does not contain the component (b), the content of the component (d-3) is preferably 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 8 parts by mass, based on 100 parts by mass of the component (a). By setting the content of the component (d-3) to 0.01 parts by mass or more, sufficient thermosetting properties and solvent resistance can be imparted. However, if the content is more than 20 parts by mass, the unexposed portion may be poorly developed, or the storage stability of the composition may be reduced.
<(e)成分>
(e)成分は架橋剤であり、本発明の第二の感光性樹脂組成物が要件(z1)を満たす場合に組成物中に導入されるものである。より具体的には、(a)成分の熱反応性部位(たとえば、カルボキシル基及び/又はフェノール性ヒドロキシ基)と熱反応により橋架け構造を形成しうる構造を有する化合物である。以下、具体例を挙げるがこれらに限定されるものではない。熱架橋剤は、例えば、(e1)アルコキシメチル基及びヒドロキシメチル基から選ばれる置換基を2個以上有する架橋性化合物や(e2)下記式(5)で表される架橋性化合物から選ばれるものが好ましい。これらの架橋剤は単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。
<(e) Component>
The component (e) is a crosslinking agent, which is introduced into the composition when the second photosensitive resin composition of the present invention satisfies the requirement (z1). More specifically, it is a compound having a structure capable of forming a crosslinked structure by thermal reaction with the thermally reactive site (e.g., carboxyl group and/or phenolic hydroxy group) of the component (a). Specific examples are given below, but are not limited thereto. The thermal crosslinking agent is preferably selected from, for example, (e1) a crosslinking compound having two or more substituents selected from an alkoxymethyl group and a hydroxymethyl group, or (e2) a crosslinking compound represented by the following formula (5). These crosslinking agents can be used alone or in combination of two or more.
(e1)成分のアルコキシメチル基及びヒドロキシメチル基から選ばれる置換基を2個以上有する架橋性化合物は、熱硬化時の高温に曝されると、脱水縮合反応により架橋反応が進行するものである。このような化合物としては、例えば、アルコキシメチル化グリコールウリル、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン、およびアルコキシメチル化メラミン等の化合物、およびフェノプラスト系化合物が挙げられる。 When the crosslinkable compound (e1) having two or more substituents selected from alkoxymethyl groups and hydroxymethyl groups is exposed to high temperatures during thermal curing, the crosslinking reaction proceeds by a dehydration condensation reaction. Examples of such compounds include compounds such as alkoxymethylated glycoluril, alkoxymethylated benzoguanamine, and alkoxymethylated melamine, as well as phenoplast-based compounds.
アルコキシメチル化グリコールウリルの具体例としては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(E)成分中に挙げたものと同じものを用いることができる。 Specific examples of alkoxymethylated glycoluril that can be used include those listed as component (E) used in the composition for forming the upper layer film described above.
アルコキシメチル化ベンゾグアナミンの具体例としては前述した上層膜形成用組成物中で用いる(E)成分中に挙げたものと同じものを用いることができる。
Specific examples of the alkoxymethylated benzoguanamine that can be used are the same as those exemplified as the component (E) used in the composition for forming the upper layer film described above.
フェノプラスト系化合物の具体例としては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(E)成分中に挙げたものと同じものを用いることができる。 Specific examples of phenoplast-based compounds that can be used are the same as those listed in component (E) used in the composition for forming the upper layer film described above.
さらに、(e1)成分としては、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-エトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルメタクリルアミド等のヒドロキシメチル基またはアルコキシメチル基で置換されたアクリルアミド化合物またはメタクリルアミド化合物を使用して製造されるポリマーも用いることができる。 Furthermore, as component (e1), polymers produced using acrylamide compounds or methacrylamide compounds substituted with hydroxymethyl groups or alkoxymethyl groups, such as N-hydroxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-ethoxymethylacrylamide, and N-butoxymethylmethacrylamide, can also be used.
そのようなポリマーとしては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(E)成分中に挙げた(E1)と同じものを用いることができる。 Such a polymer can be the same as (E1) listed in the component (E) used in the composition for forming the upper layer film described above.
また本発明の第二の感光性樹脂組成物は、(e2)成分として、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(E)成分中に挙げた(E2)と同じものを用いることができる。 The second photosensitive resin composition of the present invention can use, as component (e2), the same (E2) as that listed in the component (E) used in the composition for forming the upper layer film described above.
また、e成分としては(e1)成分、(e2)成分として示したもの以外の(a)成分の熱反応性部位(たとえば、カルボキシル基及び/又はフェノール性ヒドロキシ基)と熱反応により橋架け構造を形成しうる化合物も用いることができる。具体的には、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリ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、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2-ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6-テトラグリシジル-2,4-ヘキサンジオール、N,N,N’,N’,-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、及びN,N,N’,N’,-テトラグリシジル-4、4’-ジアミノジフェニルメタン等のエポキシ化合物、VESTANAT B1358/100、VESTAGON BF 1540(以上、イソシアヌレート型変性ポリイソシアネート、デグサジャパン(株)製)、タケネート(登録商標)B-882N、同タケネートB―7075(以上、イソシアヌレート型変性ポリイソシアネート、三井化学(株)製)等のイソシアネート化合物等が挙げられる。 In addition, as component e, compounds other than those shown as components (e1) and (e2) that can form a crosslinked structure by thermal reaction with the thermally reactive sites of component (a) (e.g., carboxyl groups and/or phenolic hydroxyl groups) can also be used. Specific examples of the epoxy compounds include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetraglycidyl-2,4-hexanediol, N,N,N',N'-tetraglycidyl-m-xylylenediamine, 1,3-bis(N,N-diglycidylaminomethyl)cyclohexane, and N,N,N',N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane; VESTANAT B1358/100, VESTAGON BF Examples of isocyanate compounds include Takenate (registered trademark) B-882N and Takenate (registered trademark) B-7075 (both are isocyanurate-modified polyisocyanates manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.).
また、e成分としては(a)成分の熱反応性部位(たとえば、カルボキシル基及び/又はフェノール性ヒドロキシ基)と熱反応により橋架け構造を形成しうる構造を2個以上有する重合体を用いることができる。具体的には、例えば、グリシジルメタクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート等のエポキシ基を有する化合物を使用して製造されるポリマー、3
-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシリル基を有する化合物を使用して製造されるポリマー、2-イソシアナトエチルメタクリレート(カレンズMOI[登録商標]、昭和電工(株)製)、2-イソシアナトエチルアクリレート(カレンズAOI[登録商標]、昭和電工(株)製)等のイソシアナート基を有する化合物、または2-(0-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチルメタクリレート(カレンズMOI-BM[登録商標]、昭和電工(株)製)、2-[(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチルメタクリレート(カレンズMOI-BP[登録商標]、昭和電工(株)製)等のブロックイソシアネート基を有する化合物を使用して製造されるポリマーが挙げられる。これらの化合物は単独、もしくは複数を組み合わせて使用してポリマーを製造しても良く、そのほかの化合物と組み合わせてポリマーを製造しても良い。
As the component (e), a polymer having two or more structures capable of forming a crosslinked structure by thermal reaction with the thermally reactive site (e.g., carboxyl group and/or phenolic hydroxy group) of the component (a) can be used. Specifically, for example, polymers produced using compounds having epoxy groups such as glycidyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, etc., 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, etc.,
Examples of the polymers include a polymer produced using a compound having an alkoxysilyl group such as -methacryloxypropyltrimethoxysilane, a compound having an isocyanate group such as 2-isocyanatoethyl methacrylate (KarenzMOI [registered trademark], manufactured by Showa Denko K.K.) and 2-isocyanatoethyl acrylate (KarenzAOI [registered trademark], manufactured by Showa Denko K.K.), and a compound having a blocked isocyanate group such as 2-(0-[1'-methylpropylideneamino]carboxyamino)ethyl methacrylate (KarenzMOI-BM [registered trademark], manufactured by Showa Denko K.K.) and 2-[(3,5-dimethylpyrazolyl)carbonylamino]ethyl methacrylate (KarenzMOI-BP [registered trademark], manufactured by Showa Denko K.K.). These compounds may be used alone or in combination to produce a polymer, or may be used in combination with other compounds to produce a polymer.
(a)成分がヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基で表される基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基を有する場合には、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基で表される基を2つ以上有する化合物を(e)成分として用いることができる。 When component (a) has a group that reacts with at least one group selected from the group consisting of groups represented by hydroxyl groups, carboxyl groups, amide groups, and amino groups, a compound having two or more groups represented by hydroxyl groups, carboxyl groups, amide groups, and amino groups can be used as component (e).
これらの架橋性化合物は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。 These crosslinkable compounds can be used alone or in combination of two or more.
本発明の第二の感光性樹脂組成物における架橋剤として(e)成分を選択した場合の含有量は、(a)成分と(b)成分の合計100質量部に対して1質量部乃至50質量部、好ましくは1質量部乃至40質量部、より好ましくは1質量部乃至30質量部である。または、(a)成分が(b)成分中の(b1)撥液性基を有し、(b)成分を含まない場合は、(e)成分の含有量は、(a)成分100質量部に対して1質量部乃至50質量部、好ましくは1質量部乃至40質量部、より好ましくは1質量部乃至30質量部である。架橋性化合物の含有量が少ない場合には、架橋性化合物によって形成される架橋の密度が十分ではないため、パターン形成後の耐熱性、耐溶剤性、長時間の焼成に対する耐性等を向上させる効果が得られない場合がある。一方、50質量部を超える場合には、未架橋の架橋性化合物が存在し、パターン形成後の耐熱性、耐溶剤性、長時間の焼成に対する耐性等が低下し、また、感光性樹脂組成物の保存安定性が悪くなる場合がある。 When the (e) component is selected as the crosslinking agent in the second photosensitive resin composition of the present invention, the content is 1 to 50 parts by mass, preferably 1 to 40 parts by mass, and more preferably 1 to 30 parts by mass, per 100 parts by mass of the total of the (a) and (b) components. Alternatively, when the (a) component has the (b1) liquid repellent group in the (b) component and does not contain the (b) component, the content of the (e) component is 1 to 50 parts by mass, preferably 1 to 40 parts by mass, and more preferably 1 to 30 parts by mass, per 100 parts by mass of the (a) component. When the content of the crosslinkable compound is low, the density of the crosslinks formed by the crosslinkable compound is insufficient, so that the effect of improving the heat resistance, solvent resistance, resistance to long-term baking, etc. after pattern formation may not be obtained. On the other hand, when it exceeds 50 parts by mass, uncrosslinked crosslinkable compound is present, and the heat resistance, solvent resistance, resistance to long-term baking, etc. after pattern formation may decrease, and the storage stability of the photosensitive resin composition may also deteriorate.
<(f)成分>
(f)成分はエチレン性重合性基を2個以上有する化合物である。ここで言うところのエチレン性重合性基を2個以上有する化合物とは、一分子中に重合性基を2個以上有し、且つそれらの重合性基が分子末端にある化合物のことを意味し、それらの重合性基とは、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基及びアリル基からなる群より選ばれる少なくとも1種類の重合性基のことを意味する。
この(f)成分であるエチレン性重合性基を2個以上有する化合物は、本発明の第二の感光性樹脂組成物におけるネガ型感光性樹脂組成物の溶液において、各成分との相溶性が良好で、且つ現像性に影響を与えないという観点から、分子量(該化合物がポリマーである場合、重量平均分子量)が1,000以下の化合物が好ましい。
<Component (f)>
The component (f) is a compound having two or more ethylenically polymerizable groups. The compound having two or more ethylenically polymerizable groups means a compound having two or more polymerizable groups in one molecule, and the polymerizable groups are located at the molecular terminals, and the polymerizable groups mean at least one type of polymerizable group selected from the group consisting of an acrylate group, a methacrylate group, a vinyl group, and an allyl group.
The compound having two or more ethylenic polymerizable groups as component (f) is preferably a compound having a molecular weight of 1,000 or less (when the compound is a polymer, the weight average molecular weight) from the viewpoints of having good compatibility with each component in the solution of the negative type photosensitive resin composition in the second photosensitive resin composition of the present invention and not affecting the developability.
このような化合物の具体例としては前述した上層膜形成用組成物中で用いる(F)成分中に挙げたものと同じものを用いることができる。 Specific examples of such compounds include those listed in component (F) used in the composition for forming the upper layer film described above.
本発明の第二の感光性樹脂組成物に(f)成分を含有させる場合の含有量は、(a)成分と(b)成分の合計の100質量部に対して5質量部乃至200質量部であることが好ましく、より好ましくは10質量部乃至150質量部であり、特に好ましくは50質量部乃至150質量部である。または、(a)成分が(b)成分中の(b1)撥液性基を有し
、(b)成分を含まない場合は、(f)成分の含有量は、(a)成分の100質量部に対して5質量部乃至200質量部であることが好ましく、より好ましくは10質量部乃至150質量部であり、特に好ましくは50質量部乃至150質量部である。この割合が過小である場合には、露光部が硬化不足となり、パターン形成ができなかったり、できたとしても信頼性の低い膜となる可能性がある。また、この割合が過大である場合には、プリベーク後の塗膜にタックが発生したり、現像時に未露光部が溶解不良となる場合がある。
When the second photosensitive resin composition of the present invention contains the component (f), the content is preferably 5 to 200 parts by mass, more preferably 10 to 150 parts by mass, and particularly preferably 50 to 150 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total of the components (a) and (b). Alternatively, when the component (a) has the liquid repellent group (b1) in the component (b) and does not contain the component (b), the content of the component (f) is preferably 5 to 200 parts by mass, more preferably 10 to 150 parts by mass, and particularly preferably 50 to 150 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the component (a). If this ratio is too small, the exposed part may not be cured sufficiently, and the pattern may not be formed, or even if it is formed, the film may be unreliable. If this ratio is too large, tack may occur in the coating film after pre-baking, or the unexposed part may not dissolve well during development.
<(g)成分>
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物に用いられる(g)成分は、酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物である。このような酸により共有結合を形成する官能基としては前述した上層膜形成用組成物中で用いる(G)成分中に挙げたものと同じものを用いることができる。
<(g) Component>
The component (g) used in the second photosensitive resin composition used in the present invention is a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with an acid. As such functional groups that form a covalent bond with an acid, the same ones as those listed in the component (G) used in the composition for forming the upper layer film described above can be used.
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物に(g)成分の酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有させる場合の含有量は、(a)成分と(b)成分の合計100質量部に基づいて5質量部乃至200質量部であることが好ましく、より好ましくは50質量部乃至150質量部である。または、(a)成分が(b)成分中の(b1)撥液性基を有し、(b)成分を含まない場合は、(g)成分の含有量は、(a)成分100質量部に基づいて5質量部乃至200質量部であることが好ましく、より好ましくは50質量部乃至150質量部である。この割合が過小である場合には、ネガ型感光性樹脂組成物の光硬化性が低下する場合があり、他方、過大である場合には未露光部の現像性が低下し残膜や残渣の原因となる場合がある。 When the second photosensitive resin composition used in the present invention contains a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with the acid of component (g), the content is preferably 5 to 200 parts by mass, more preferably 50 to 150 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of components (a) and (b). Alternatively, when component (a) has a liquid repellent group (b1) in component (b) and does not contain component (b), the content of component (g) is preferably 5 to 200 parts by mass, more preferably 50 to 150 parts by mass, based on 100 parts by mass of component (a). If this ratio is too small, the photocurability of the negative photosensitive resin composition may decrease, and on the other hand, if it is too large, the developability of the unexposed part may decrease, causing a residual film or residue.
<その他添加剤>
更に、本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、レベリング剤、レオロジー調整剤、顔料、染料、有機/無機の微粒子、保存安定剤、消泡剤、密着促進剤、または多価フェノール、多価カルボン酸等の溶解促進剤等を含有することができる。
<Other additives>
Furthermore, the second photosensitive resin composition used in the present invention may contain, as necessary, a leveling agent, a rheology adjuster, a pigment, a dye, organic/inorganic fine particles, a storage stabilizer, an antifoaming agent, an adhesion promoter, or a dissolution promoter such as a polyhydric phenol or a polyvalent carboxylic acid, as long as the effects of the present invention are not impaired.
<バンク形成工程>
レジスト膜13を形成した後、露光しそして現像することにより、下層膜12とレジスト膜13を一括パターニングして、バンクを形成する。バンクによって区画された領域(非バンク部)が開口部14に形成する(図1)。
<Bank Formation Process>
After the resist film 13 is formed, the underlayer film 12 and the resist film 13 are collectively patterned by exposure and development to form a bank. A region partitioned by the bank (non-bank portion) is formed in an opening 14 (FIG. 1).
図1のように、第一および第二の感光性樹脂組成物がポジ型感光性樹脂組成物である場合に、露光される部分が非バンク部であり、現像過程において、非バンク部の下層膜と非バンク部のレジスト膜と共に除去され、開口部14に形成する。または、本発明の第一および第二感光性樹脂組成物がネガ型感光性樹脂組成物でる場合に、露光される部分がバンク部になり、現像過程において、非バンク部の下層膜と非バンク部のレジスト膜と共に除去される。 As shown in FIG. 1, when the first and second photosensitive resin compositions are positive photosensitive resin compositions, the exposed portion is the non-bank portion, which is removed together with the underlayer film of the non-bank portion and the resist film of the non-bank portion during the development process to form the opening 14. Alternatively, when the first and second photosensitive resin compositions of the present invention are negative photosensitive resin compositions, the exposed portion is the bank portion, which is removed together with the underlayer film of the non-bank portion and the resist film of the non-bank portion during the development process.
従来の撥液成分を含有する第二の感光性樹脂組成物では、現像過程において、残渣が残され、きれいに除去されることが難しい。残渣が残されることで、バンクによって区画された領域でさらに有機薄膜を形成する過程に、有機薄膜にムラなどの不良が生じる。本発明のバンクパターンの形成方法でバンクを形成すれば、バンクの撥液効果がよく、そして基板上または基板上に介した他の層に残渣を残りにくいため、きれいな有機薄膜を生成できる。 In the case of the conventional second photosensitive resin composition containing a liquid-repellent component, residues are left behind during the development process, making it difficult to remove them cleanly. The residues left behind cause defects such as unevenness in the organic thin film during the process of further forming the organic thin film in the area partitioned by the bank. If the bank is formed using the bank pattern forming method of the present invention, the bank has a good liquid-repellent effect and is less likely to leave residue on the substrate or other layers on the substrate, making it possible to produce a clean organic thin film.
ここで、前記基板11上に形成しえる他の層としては、例えば有機電界発光素子の場合は、陽極、陰極、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、ブロック層、発光
層などの層が挙げられる。本発明のバンクパターン形成方法が有機電界発光素子に用いられる場合、他の層としては、有機エロクトロルミネッセンスの正孔注入層が特に好適である。他の層は、少なくとも1層からなるものである。
Here, in the case of an organic electroluminescent device, examples of the other layers that can be formed on the substrate 11 include layers such as an anode, a cathode, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, an electron transport layer, a blocking layer, and a light emitting layer. When the bank pattern forming method of the present invention is used for an organic electroluminescent device, the other layer is particularly preferably a hole injection layer of an organic electroluminescent device. The other layer is composed of at least one layer.
<感光性樹脂組成物>
本発明に用いる第一の感光性樹脂組成物は、下記(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含有する感光性樹脂組成物であり、且つ、所望により、(E)成分の架橋剤、(F)成分のエチレン性重合性基を2個以上有する化合物、(G)成分の酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物、及びその他添加剤のうち一種以上を更に含有することができる組成物である。
(A)成分:アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂、
(C)成分:溶剤、
(D)成分:感光剤。
<Photosensitive resin composition>
The first photosensitive resin composition used in the present invention is a photosensitive resin composition containing the following components (A), (C), and (D) and may further contain, if desired, one or more of a crosslinking agent (component (E)), a compound having two or more ethylenic polymerizable groups (component (F)), a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with an acid (component (G)), and other additives.
Component (A): an alkali-soluble resin having an amide group,
(C) component: solvent,
Component (D): Photosensitizer.
中でも、本発明に用いる第一の感光性樹脂組成物の好ましい例は、以下のとおりである。
[1]:(A)成分100質量部に対して5質量部乃至100質量部の(D)成分を含有し、これら成分が(C)成分に溶解された感光性樹脂組成物あって、さらに前記(D)成分が(D-1)成分である第一の感光性樹脂組成物。
[2]:(A)成分100質量部に対して5質量部乃至100質量部の(D)成分を含有し、これら成分が(C)成分に溶解された感光性樹脂組成物であって、さらに(E)成分である架橋剤を、(A)成分100質量部に対して1質量部乃至50質量部含有する感光性樹脂組成物であって、さらに前記(D)成分が(D-1)成分である第一の感光性樹脂組成物。
[3]:(A)成分100質量部に対して5質量部乃至200質量部の(F)成分、(A)成分と(F)成分の合計の100質量部に対して0.1質量部乃至30質量部の(D)成分を含有し、これらが(C)成分に溶解された感光性樹脂組成物であって、さらに前記(D)成分が(D-2)成分である第一の感光性樹脂組成物。
Among them, preferred examples of the first photosensitive resin composition used in the present invention are as follows.
[1]: A first photosensitive resin composition comprising 5 to 100 parts by mass of a component (D) per 100 parts by mass of a component (A), the components being dissolved in a component (C), the component (D) being a component (D-1).
[2]: A first photosensitive resin composition comprising 5 parts by mass to 100 parts by mass of a component (D) relative to 100 parts by mass of the component (A), the components being dissolved in a component (C), and further comprising 1 part by mass to 50 parts by mass of a crosslinking agent as a component (E) relative to 100 parts by mass of the component (A), the first photosensitive resin composition further comprising the component (D-1) as the crosslinking agent as a component (E).
[3]: A first photosensitive resin composition comprising 5 parts by mass to 200 parts by mass of a component (F) per 100 parts by mass of the component (A), and 0.1 parts by mass to 30 parts by mass of a component (D) per 100 parts by mass of the combined total of the components (A) and (F), dissolved in a component (C), wherein the component (D) is a component (D-2).
本発明に用いる第一の感光性樹脂組成物における固形分の割合は、各成分が均一に溶剤に溶解している限り、特に限定されるものではないが、例えば1質量%乃至80質量%であり、また例えば5質量%乃至60質量%であり、または10質量%乃至50質量%である。ここで、固形分とは、感光性樹脂組成物の全成分から(C)成分を除いたものをいう。 The proportion of solids in the first photosensitive resin composition used in the present invention is not particularly limited as long as each component is uniformly dissolved in the solvent, but is, for example, 1% by mass to 80% by mass, or, for example, 5% by mass to 60% by mass, or 10% by mass to 50% by mass. Here, the solids refers to the total components of the photosensitive resin composition excluding component (C).
本発明に用いる第一の感光性樹脂組成物の調製方法は、特に限定されないが、その調製法としては、例えば、(A)成分(特定重合体)を(C)成分に溶解し、この溶液に(D)成分の感光剤、必要に応じて(E)成分の架橋剤、(F)成分のエチレン性重合性基を2個以上有する化合物、(G)成分の酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を所定の割合で混合し、均一な溶液とする方法、或いは、この調製法の適当な段階において、必要に応じてその他添加剤を更に添加して混合する方法が挙げられる。 The method for preparing the first photosensitive resin composition used in the present invention is not particularly limited, but examples of the preparation method include a method in which component (A) (specific polymer) is dissolved in component (C), and this solution is mixed with component (D) a photosensitizer, if necessary component (E) a crosslinking agent, component (F) a compound having two or more ethylenic polymerizable groups, and component (G) a compound having two or more functional groups that form covalent bonds with an acid in a predetermined ratio to prepare a homogeneous solution, or a method in which other additives are further added and mixed at an appropriate stage of this preparation method as necessary.
本発明に用いる第一の感光性樹脂組成物の調製にあたっては、(C)成分中における重合反応によって得られる共重合体の溶液をそのまま使用することができ、この場合、(A)成分、(D)成分、必要に応じて(E)成分、(F)成分、(G)成分などを入れて均一な溶液とする際に、濃度調整を目的としてさらに(C)成分を追加投入してもよい。このとき、特定共重合体の形成過程で用いられる(C)成分と、第一の感光性樹脂組成物の調製時に濃度調整のために用いられる(C)成分とは同一であってもよいし、異なってもよい。 When preparing the first photosensitive resin composition used in the present invention, the solution of the copolymer obtained by the polymerization reaction in component (C) can be used as is. In this case, when components (A), (D), and, if necessary, components (E), (F), and (G), are added to prepare a homogeneous solution, component (C) may be added for the purpose of adjusting the concentration. In this case, the component (C) used in the process of forming the specific copolymer and the component (C) used for adjusting the concentration when preparing the first photosensitive resin composition may be the same or different.
而して、調製された第一の感光性樹脂組成物の溶液は、孔径が0.2μm程度のフィルタなどを用いて濾過した後、使用することが好ましい。 It is preferable to use the prepared solution of the first photosensitive resin composition after filtering it using a filter with a pore size of about 0.2 μm.
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物は、下記(a)成分、(b)成分、(c)成分及び(d)成分を含有する感光性樹脂組成物であり、且つ、所望により、(e)成分の架橋剤、(f)成分のエチレン性重合性基を2個以上有する化合物、(g)成分の酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物、及びその他添加剤のうち一種以上を更に含有することができる組成物である。
(a)成分:アルカリ可溶性樹脂、
(b)成分:撥液性基(b1)を有する重合体、
(c)成分:溶剤、
(d)成分:感光剤。
The second photosensitive resin composition used in the present invention is a photosensitive resin composition containing the following components (a), (b), (c), and (d) and may further contain, if desired, one or more of a crosslinking agent (e), a compound having two or more ethylenic polymerizable groups (f), a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with an acid (g), and other additives.
Component (a): an alkali-soluble resin,
Component (b): a polymer having a liquid repellent group (b1),
(c) component: solvent,
(d) Component: Photosensitizer.
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物の好ましい例は、以下のとおりである。
[1]:(a)成分100質量部に対して0.1質量部乃至20質量部の(b)成分を含有し、これら成分が(c)成分に溶解された第二の感光性樹脂組成物。
[2]:(a)成分100質量部に対して0.1質量部乃至20質量部の(b)成分、5質量部乃至100質量部の(d)成分を含有し、これら成分が(c)成分に溶解された感光性樹脂組成物あって、さらに前記(d)成分が(d-1)成分である第二の感光性樹脂組成物。
[3]:(a)成分100質量部に対して0.1質量部乃至20質量部の(b)成分、5質量部乃至100質量部の(d)成分を含有し、これら成分が(c)成分に溶解された感光性樹脂組成物であって、さらに(e)成分である架橋剤を、(a)成分と(b)成分の合計の100質量部に対して1質量部乃至50質量部含有する感光性樹脂組成物であって、さらに前記(d)成分が(d-1)成分である第二の感光性樹脂組成物。
[4]:(a)成分100質量部に対して0.1質量部乃至20質量部の(b)成分、(a)成分と(b)成分の合計の100質量部に対して5乃至200質量部の(f)成分、(a)成分と(b)成分と(f)成分の合計の100質量部に対して0.1乃至30質量部の(d)成分を含有し、これらが(c)成分に溶解された感光性樹脂組成物であって、さらに前記(d)成分が(d-2)成分である第二の感光性樹脂組成物。
[5]:(a)成分に撥液性基(b1)を含有し、(b)成分を含まない100質量部の(a)成分に撥液性基(b1)を有する重合単位が5質量部乃至30質量部を占める(a)成分で構成される第二の感光性樹脂組成物。
Preferred examples of the second photosensitive resin composition used in the present invention are as follows.
[1]: A second photosensitive resin composition containing 0.1 to 20 parts by mass of component (b) per 100 parts by mass of component (a), and these components being dissolved in component (c).
[2]: A second photosensitive resin composition comprising, per 100 parts by mass of the component (a), 0.1 to 20 parts by mass of the component (b) and 5 to 100 parts by mass of the component (d), which are dissolved in the component (c), and further comprising the component (d-1).
[3]: A second photosensitive resin composition comprising 0.1 to 20 parts by mass of a component (b) and 5 to 100 parts by mass of a component (d) per 100 parts by mass of the component (a), with these components dissolved in a component (c), and further comprising 1 to 50 parts by mass of a crosslinking agent as a component (e) per 100 parts by mass of the total of the components (a) and (b), wherein the component (d) is a component (d-1).
[4]: A second photosensitive resin composition comprising: 0.1 to 20 parts by mass of the component (b) per 100 parts by mass of the component (a); 5 to 200 parts by mass of the component (f) per 100 parts by mass of the total of the components (a) and (b); and 0.1 to 30 parts by mass of the component (d) per 100 parts by mass of the total of the components (a), (b), and (f), dissolved in the component (c); and wherein the component (d) is the component (d-2).
[5]: A second photosensitive resin composition constituted by a component (a) containing a liquid repellent group (b1) and in which 5 parts by mass to 30 parts by mass of polymerization units having a liquid repellent group (b1) are contained in 100 parts by mass of component (a) not including component (b).
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物における固形分の割合は、各成分が均一に溶剤に溶解している限り、特に限定されるものではないが、例えば1質量%乃至80質量%であり、また例えば5質量%乃至60質量%であり、または10質量%乃至50質量%である。ここで、固形分とは、第二の感光性樹脂組成物の全成分から(c)成分を除いたものをいう。 The proportion of solids in the second photosensitive resin composition used in the present invention is not particularly limited as long as each component is uniformly dissolved in the solvent, but is, for example, 1% by mass to 80% by mass, or, for example, 5% by mass to 60% by mass, or 10% by mass to 50% by mass. Here, the solids refers to all the components of the second photosensitive resin composition excluding component (c).
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物の調製方法は、特に限定されないが、その調製法としては、例えば、(b)成分を(c)成分に溶解し、この溶液に(a)成分のアルカリ可溶性樹脂、(d)成分の感光剤、必要に応じて(e)成分の架橋剤、(f)成分のエチレン性重合性基を2個以上有する化合物、(g)成分の酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を所定の割合で混合し、均一な溶液とする方法、或いは、この調製法の適当な段階において、必要に応じてその他添加剤を更に添加して混合する方法が挙げられる。 The method for preparing the second photosensitive resin composition used in the present invention is not particularly limited, but examples of the preparation method include a method in which component (b) is dissolved in component (c), and the solution is mixed with component (a) of an alkali-soluble resin, component (d) of a photosensitizer, and optionally component (e) of a crosslinking agent, component (f) of a compound having two or more ethylenic polymerizable groups, and component (g) of a compound having two or more functional groups that form covalent bonds with an acid in a predetermined ratio to prepare a homogeneous solution, or a method in which other additives are further added and mixed at an appropriate stage of this preparation method as necessary.
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物の調製にあたっては、(c)成分中における重合反応によって得られる共重合体の溶液をそのまま使用することができ、この場合、この
(b)成分の溶液に第一の感光性樹脂組成物の調製のように(a)成分、(d)成分、必要に応じて(e)成分、(f)成分(g)成分などを入れて均一な溶液とする際に、濃度調整を目的としてさらに(c)成分を追加投入してもよい。このとき、特定共重合体の形成過程で用いられる(c)成分と、第二の感光性樹脂組成物の調製時に濃度調整のために用いられる(c)成分とは同一であってもよいし、異なってもよい。
In preparing the second photosensitive resin composition used in the present invention, the solution of the copolymer obtained by the polymerization reaction in the (c) component can be used as it is, and in this case, when the (a), (d) components, and if necessary the (e), (f), and (g) components are added to the solution of this (b) component to prepare a uniform solution as in the preparation of the first photosensitive resin composition, the (c) component may be added for the purpose of adjusting the concentration. At this time, the (c) component used in the process of forming the specific copolymer and the (c) component used for adjusting the concentration in the preparation of the second photosensitive resin composition may be the same or different.
而して、調製された第二の感光性樹脂組成物の溶液は、孔径が0.2μm程度のフィルタなどを用いて濾過した後、使用することが好ましい。 It is preferable to use the prepared solution of the second photosensitive resin composition after filtering it using a filter with a pore size of about 0.2 μm.
<下層膜としての塗膜及び硬化膜>
本発明に用いる第一の感光性樹脂組成物を半導体基板(例えば、シリコン/二酸化シリコン被覆基板、シリコンナイトライド基板、金属(例えばアルミニウム、モリブデン、クロム)などが被覆された基板、ガラス基板、石英基板、ITO基板等)の上に、回転塗布、流し塗布、ロール塗布、スリット塗布、スリットに続いた回転塗布、インクジェット塗布などによって塗布し、その後、ホットプレートまたはオーブン等で予備乾燥することにより、塗膜を形成することができる。その後、この塗膜を加熱処理することにより、下層膜としての感光性樹脂膜が形成される。
<Coating film and cured film as underlayer film>
The first photosensitive resin composition used in the present invention can be applied onto a semiconductor substrate (e.g., a silicon/silicon dioxide coated substrate, a silicon nitride substrate, a substrate coated with a metal (e.g., aluminum, molybdenum, chromium), a glass substrate, a quartz substrate, an ITO substrate, etc.) by spin coating, flow coating, roll coating, slit coating, spin coating followed by slit coating, inkjet coating, or the like, and then pre-dried on a hot plate or in an oven, etc., to form a coating film. The coating film is then heat-treated to form a photosensitive resin film as an underlayer film.
この加熱処理の条件としては、例えば、温度70℃乃至160℃、時間0.3乃至60分間の範囲の中から適宜選択された加熱温度及び加熱時間が採用される。加熱温度及び加熱時間は、好ましくは80℃乃至140℃、0.5乃至10分間である。 The conditions for this heat treatment are, for example, a heating temperature and a heating time appropriately selected from the ranges of 70°C to 160°C and 0.3 to 60 minutes. The heating temperature and heating time are preferably 80°C to 140°C and 0.5 to 10 minutes.
また、第一の感光性樹脂組成物から形成される感光性樹脂膜の膜厚は、例えば0.1μm乃至30μmであり、また例えば0.2μm乃至10μmであり、更に例えば0.3μm乃至8μmである。 The thickness of the photosensitive resin film formed from the first photosensitive resin composition is, for example, 0.1 μm to 30 μm, or, for example, 0.2 μm to 10 μm, or, for example, 0.3 μm to 8 μm.
<レジスト膜としての塗膜及び硬化膜>
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物を上記で得られた下層膜の上に、回転塗布、流し塗布、ロール塗布、スリット塗布、スリットに続いた回転塗布、インクジェット塗布などによって塗布し、その後、ホットプレートまたはオーブン等で予備乾燥することにより、塗膜を形成することができる。その後、この塗膜を加熱処理することにより、レジスト膜としての感光性樹脂膜が形成される。
<Coated Film and Cured Film as Resist Film>
The second photosensitive resin composition used in the present invention can be applied onto the underlayer film obtained above by spin coating, flow coating, roll coating, slit coating, spin coating followed by slit coating, inkjet coating, or the like, and then pre-dried on a hot plate or in an oven, etc., to form a coating film. Then, the coating film is heat-treated to form a photosensitive resin film as a resist film.
この加熱処理の条件としては、例えば、温度70℃乃至160℃、時間0.3乃至60分間の範囲の中から適宜選択された加熱温度及び加熱時間が採用される。加熱温度及び加熱時間は、好ましくは80℃乃至140℃、0.5乃至10分間である。 The conditions for this heat treatment are, for example, a heating temperature and a heating time appropriately selected from the ranges of 70°C to 160°C and 0.3 to 60 minutes. The heating temperature and heating time are preferably 80°C to 140°C and 0.5 to 10 minutes.
また、第二の感光性樹脂組成物から形成される感光性樹脂膜の膜厚は、例えば0.1μm乃至30μmであり、また例えば0.2μm乃至10μmであり、更に例えば0.3μm乃至8μmである。 The thickness of the photosensitive resin film formed from the second photosensitive resin composition is, for example, 0.1 μm to 30 μm, or, for example, 0.2 μm to 10 μm, or, for example, 0.3 μm to 8 μm.
上記で得られた下層膜および下層膜上のレジスト膜の塗膜上に、所定のパターンを有するマスクを装着して紫外線等の光を照射し、アルカリ現像液で現像することで、材料組成により露光部と未露光部のいずれかが洗い出され、残存するパターン状の膜を必要に応じて80℃乃至140℃、0.5乃至10分間の加熱を行うことで端面のシャープなレリーフパターンが得られる。 A mask having a predetermined pattern is attached to the coating of the underlayer film and the resist film on the underlayer film obtained above, and light such as ultraviolet light is irradiated and developed with an alkaline developer, whereby either the exposed or unexposed areas are washed out depending on the material composition, and the remaining patterned film is heated at 80°C to 140°C for 0.5 to 10 minutes as necessary to obtain a sharp relief pattern on the end faces.
使用されうるアルカリ性現像液としては、例えば、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物の水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリンなどの水酸化第四級アンモ
ニウムの水溶液、エタノールアミン、プロピルアミン、エチレンジアミンなどのアミン水溶液等のアルカリ性水溶液が挙げられる。さらに、これらの現像液には、界面活性剤などを加えることもできる。
Examples of the alkaline developer that can be used include aqueous solutions of alkali metal hydroxides such as potassium carbonate, sodium carbonate, potassium hydroxide, and sodium hydroxide, aqueous solutions of quaternary ammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and choline, and aqueous solutions of amines such as ethanolamine, propylamine, and ethylenediamine. Furthermore, surfactants and the like can be added to these developers.
上記の中、水酸化テトラエチルアンモニウム0.1乃至2.58質量%水溶液は、フォトレジストの現像液として一般に使用されており、本発明の第一および第二の感光性樹脂組成物においても、このアルカリ性現像液を用いて、膜の膨潤などの問題をひき起こすことなく良好に現像することができる。 Among the above, an aqueous solution of 0.1 to 2.58% by mass of tetraethylammonium hydroxide is generally used as a developer for photoresists, and the first and second photosensitive resin compositions of the present invention can be developed well using this alkaline developer without causing problems such as swelling of the film.
また、現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、揺動浸漬法など、いずれも用いることができる。その際の現像時間は、通常、15乃至180秒間である。 The development method can be any of the following: puddle method, dipping method, and swing immersion method. The development time is usually 15 to 180 seconds.
現像後、感光性樹脂膜に対して流水による洗浄を例えば20乃至120秒間行い、続いて圧縮空気もしくは圧縮窒素を用いてまたはスピニングにより風乾することにより、基板上の水分が除去され、そしてパターン形成された膜が得られる。 After development, the photosensitive resin film is washed with running water for, for example, 20 to 120 seconds, and then air-dried with compressed air or compressed nitrogen or by spinning to remove moisture from the substrate and obtain a patterned film.
続いて、かかるパターン形成膜に対して、熱硬化のためにポストベークを行うことにより、具体的にはホットプレート、オーブンなどを用いて加熱することにより、耐熱性、透明性、平坦化性、低吸水性、耐薬品性などに優れ、良好なレリーフパターンを有する膜が得られる。 Then, the patterned film is post-baked for thermal curing, specifically by heating it using a hot plate, oven, etc., to obtain a film that has excellent heat resistance, transparency, flattening properties, low water absorption, chemical resistance, etc., and has a good relief pattern.
ポストベークとしては、一般に、温度140℃乃至270℃の範囲の中から選択された加熱温度にて、ホットプレート上の場合には5乃至30分間、オーブン中の場合には30乃至90分間処理するという方法が採られる。 Post-baking is generally done by heating the film at a temperature selected from the range of 140°C to 270°C for 5 to 30 minutes on a hot plate or 30 to 90 minutes in an oven.
しかして、かかるポストベークにより、目的とする、良好なパターン形状を有する硬化膜を得ることができる。 Thus, this post-baking process makes it possible to obtain a cured film with the desired good pattern shape.
以上のように、硬化膜のパターニング方法により、バンク以外の領域に撥液性のレジスト材料の成分などの残渣が残りにくい撥液バンクパターンを形成することができ、バンクで区画された領域内に均一な有機薄膜を形成することができる。 As described above, the method for patterning a cured film can form a liquid-repellent bank pattern that is less likely to leave residues of components of the liquid-repellent resist material in areas other than the bank, and can form a uniform organic thin film within the area partitioned by the bank.
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。なお、重合体の分子量の測定は以下の通りである。
[重合体の分子量の測定]
重合体の分子量の測定は、装置として日本分光社製GPCシステムを用い、カラムとしてShodex(登録商標)KF-804L及び803Lを用い、下記の条件にて実施した。
カラムオーブン:40℃
流量:1ml/分
溶離液:テトラヒドロフラン
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The molecular weight of the polymer was measured as follows.
[Measurement of molecular weight of polymer]
The molecular weight of the polymer was measured using a GPC system manufactured by JASCO Corporation as an apparatus and Shodex (registered trademark) KF-804L and 803L as columns under the following conditions.
Column oven: 40°C
Flow rate: 1 ml/min Eluent: tetrahydrofuran
以下の実施例で用いる略記号の意味は、次の通りである。
QDC:1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホニルクロリド
MMA:メチルメタクリレート
HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
HPMA:4-ヒドロキシフェニルメタクリレート
CHMI:N-シクロヘキシルマレイミド
PFHMA:2-(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート
TMSSMA:メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン
KBM-503:3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン
MAA:メタクリル酸
MAAm:メタクリルアミド
HPMA-QD:4-ヒドロキシフェニルメタクリレート1molと1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホニルクロリド1.1molとの縮合反応によって合成される化合物
AIBN:α、α’-アゾビスイソブチロニトリル
QD1:α、α、α’-トリス(4-ヒドロキシフェニル)-1-エチル-4-イソプロピルベンゼン1molと1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホニルクロリド2molとの縮合反応によって合成される化合物
QD2:4,4’,4”-(3-メチル-1-プロパニル-3-イリデン)トリスフェノール1molと1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホニルクロリド2molとの縮合反応によって合成される化合物
CST:ヒドロキシスチレン85%とスチレン15%の重合体と、ヒドロキシスチレン70%とスチレン30%の重合体とを3:7で混合したスチレン重合体(丸善石油化学(株)製)
8KQ:8KQ-2001(大成ファインケミカル(株)製 アルカリ可溶UV硬化型アクリル樹脂)
Poly-AA:ポリアクリル酸(富士フイルム和光純薬工業(株)製)
I907:2-メチルー1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパンー1-オン(IRGACURE 907、BASF製)
DEAB:4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
DPHA:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
OXE-02:IRGACURE OXE-02(BASF製)
GT-401:ブタンテトラカルボン酸 テトラ(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル) 修飾ε-カプロラクトン
YH-434L:新日化エポキシ製造(株)(現:新日鉄住金化学(株))製 YH-434L
CEL-2021P:3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート
PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル
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
EL:乳酸エチル
CH:シクロヘキサノン
PMA-ST:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散シリカゾル(日産化学(株)製)
The abbreviations used in the following examples have the following meanings.
QDC: 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonyl chloride MMA: methyl methacrylate HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate HPMA: 4-hydroxyphenyl methacrylate CHMI: N-cyclohexylmaleimide PFHMA: 2-(perfluorohexyl)ethyl methacrylate TMSSMA: methacryloxypropyl tris(trimethylsiloxy)silane KBM-503: 3-methacryloxypropyl triethoxysilane MAA: methacrylic acid MAAm: methacrylamide HPMA-QD: A compound synthesized by condensation reaction of 1 mol of 4-hydroxyphenyl methacrylate with 1.1 mol of 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonyl chloride AIBN: α,α'-azobisisobutyronitrile QD1: A compound synthesized by the condensation reaction of 1 mol of α,α,α'-tris(4-hydroxyphenyl)-1-ethyl-4-isopropylbenzene with 2 mol of 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonyl chloride. QD2: A compound synthesized by the condensation reaction of 1 mol of 4,4',4"-(3-methyl-1-propanyl-3-ylidene)trisphenol with 2 mol of 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonyl chloride. CST: A styrene polymer (manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.) in which a polymer of 85% hydroxystyrene and 15% styrene and a polymer of 70% hydroxystyrene and 30% styrene are mixed in a ratio of 3:7.
8KQ: 8KQ-2001 (Taisei Fine Chemical Co., Ltd., alkali-soluble UV-curable acrylic resin)
Poly-AA: polyacrylic acid (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
I907: 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one (IRGACURE 907, manufactured by BASF)
DEAB: 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone DPHA: dipentaerythritol hexaacrylate OXE-02: IRGACURE OXE-02 (manufactured by BASF)
GT-401: Butanetetracarboxylic acid tetra(3,4-epoxycyclohexylmethyl) modified ε-caprolactone YH-434L: YH-434L manufactured by Nippon Chemical Epoxy Manufacturing Co., Ltd. (currently Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.)
CEL-2021P: 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3',4'-epoxycyclohexanecarboxylate PGME: propylene glycol monomethyl ether PGMEA: propylene glycol monomethyl ether acetate EL: ethyl lactate CH: cyclohexanone PMA-ST: propylene glycol monomethyl ether acetate dispersed silica sol (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.)
<合成例1>
MAAm 3.00g、HPMA 2.00g、MMA 5.00g、AIBN 0.8gをPGME 43.2gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度30質量%)を得た(P1)。得られたアクリル重合体のMnは2300、Mwは5500であった。
<Synthesis Example 1>
3.00 g of MAAm, 2.00 g of HPMA, 5.00 g of MMA, and 0.8 g of AIBN were dissolved in 43.2 g of PGME and reacted at 80° C. for 20 hours to obtain an acrylic polymer solution (solid concentration: 30% by mass) (P1). The obtained acrylic polymer had an Mn of 2,300 and an Mw of 5,500.
<合成例2>
MAAm 3.00g、HPMA 3.00g、CHMI 4.00g、AIBN 0.8gをPGME 43.2gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度30質量%)を得た(P2)。得られたアクリル重合体のMnは3000、Mwは6200であった。
<Synthesis Example 2>
3.00 g of MAAm, 3.00 g of HPMA, 4.00 g of CHMI, and 0.8 g of AIBN were dissolved in 43.2 g of PGME and reacted at 80° C. for 20 hours to obtain an acrylic polymer solution (solid concentration: 30% by mass) (P2). The obtained acrylic polymer had an Mn of 3,000 and an Mw of 6,200.
<合成例3>
MAAm 3.00g、HPMA 3.00g、CHMI 4.00g、AIBN 0.8gをPGME 43.2gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度30質量%)を得た(P3)。得られたアクリル重合体のMnは3000、Mwは6400であった。
<Synthesis Example 3>
3.00 g of MAAm, 3.00 g of HPMA, 4.00 g of CHMI, and 0.8 g of AIBN were dissolved in 43.2 g of PGME and reacted at 80° C. for 20 hours to obtain an acrylic polymer solution (solid concentration: 30% by mass) (P3). The obtained acrylic polymer had an Mn of 3,000 and an Mw of 6,400.
<合成例4>
MAAm 3.00g、HPMA 3.00g、CHMI 4.00g、AIBN 0.8gをPGME 43.2gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度30質量%)を得た(P4)。得られたアクリル重合体のMnは3500、Mwは7500であった。
<Synthesis Example 4>
3.00 g of MAAm, 3.00 g of HPMA, 4.00 g of CHMI, and 0.8 g of AIBN were dissolved in 43.2 g of PGME and reacted at 80° C. for 20 hours to obtain an acrylic polymer solution (solid concentration 30% by mass) (P4). The Mn and Mw of the obtained acrylic polymer were 3,500 and 7,500, respectively.
<合成例5>
MAA 10.9g、HEMA 25.5g、MMA 28.7g、CHMI 35.3g、AIBN 6.0gをPGME 159.6gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度40質量%)を得た(P5)。得られたアクリル重合体のMnは3800、Mwは6700であった。
<Synthesis Example 5>
10.9 g of MAA, 25.5 g of HEMA, 28.7 g of MMA, 35.3 g of CHMI, and 6.0 g of AIBN were dissolved in 159.6 g of PGME and reacted at 80° C. for 20 hours to obtain an acrylic polymer solution (solid concentration: 40% by mass) (P5). The Mn and Mw of the obtained acrylic polymer were 3,800 and 6,700, respectively.
<合成例6>
MAA 90.00g、HEMA 225.00g、HPMA 45.00g、MMA
180.00g、CHMI 360.00g、AIBN 57.60gをPGME 1436.40gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度40質量%)を得た(P6)。得られたアクリル重合体のMnは3100、Mwは6100であった。
<Synthesis Example 6>
MAA 90.00g, HEMA 225.00g, HPMA 45.00g, MMA
180.00 g of dimethylformamide, 360.00 g of CHMI, and 57.60 g of AIBN were dissolved in 1436.40 g of PGME, and the mixture was reacted at 80° C. for 20 hours to obtain an acrylic polymer solution (solid concentration: 40% by mass) (P6). The obtained acrylic polymer had an Mn of 3,100 and an Mw of 6,100.
<合成例7>
HPMA-QD 2.50g、TMSSMA 2.58g、PFHMA 5.26g、MAA 0.70g、CHMI 1.46g、AIBN 0.33gをCH 51.3
gに溶解し、110℃にて20時間撹拌させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度20質量%)を得た(P7)。得られたアクリル重合体のMnは7,200、Mwは11,000であった。
<Synthesis Example 7>
HPMA-QD 2.50g, TMSSMA 2.58g, PFHMA 5.26g, MAA 0.70g, CHMI 1.46g, AIBN 0.33g to CH 51.3
g of ethyl acetate and stirred at 110° C. for 20 hours to obtain an acrylic polymer solution (solid content concentration: 20% by mass) (P7). The resulting acrylic polymer had an Mn of 7,200 and an Mw of 11,000.
<合成例8>
PFHMA 5.00g、KBM-503 3.83g、HEMA 1.51g、AIBN 0.52gをPGME 25.32gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度30質量%)を得た(P8)。得られたアクリル重合体のMnは4800、Mwは6700であった。
<Synthesis Example 8>
5.00 g of PFHMA, 3.83 g of KBM-503, 1.51 g of HEMA, and 0.52 g of AIBN were dissolved in 25.32 g of PGME and reacted at 80° C. for 20 hours to obtain an acrylic polymer solution (solid concentration: 30% by mass) (P8). The Mn and Mw of the obtained acrylic polymer were 4,800 and 6,700, respectively.
<合成例9>
PFHMA 2.0g、HPMA 5.0g、CHMI 3.0g、AIBN 0.5gをPGME 24.5gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度30質量%)を得た(P9)。得られたアクリル重合体のMnは3000、Mwは6500であった。
<Synthesis Example 9>
2.0 g of PFHMA, 5.0 g of HPMA, 3.0 g of CHMI, and 0.5 g of AIBN were dissolved in 24.5 g of PGME and reacted at 80° C. for 20 hours to obtain an acrylic polymer solution (solid content concentration: 30% by mass) (P9). The Mn and Mw of the obtained acrylic polymer were 3,000 and 6,500, respectively.
表1に示す組成で(A),(D)および(E)の各成分及び溶剤(C)を混合し、下層膜材料1~8の第一の感光性樹脂組成物を調製した。 The components (A), (D), and (E) and the solvent (C) were mixed in the compositions shown in Table 1 to prepare first photosensitive resin compositions for underlayer film materials 1 to 8.
同様にして、表2に示す組成で上層レジスト膜材料1~5の第二の感光性樹脂組成物を調製した。なお、表1中、表2中の組成比は固形分での比を表すものとする。 In the same manner, second photosensitive resin compositions of upper layer resist film materials 1 to 5 were prepared with the compositions shown in Table 2. The composition ratios in Tables 1 and 2 represent the ratios in solid content.
[評価1 パターン形状の評価]
下層材料1~8の第一の感光性樹脂組成物をITO-ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度100℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚0.2μmの下層材料の塗膜を形成した。次に、上層材料1~5の第二の感光性樹脂組成物を下層材料塗膜上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度100℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚1.1μmの上層材料の塗膜を形成した。この塗膜に50μmのライン&スペースパターンが描画されたフォトマスクを介してキヤノン(株)製紫外線照射装置PLA-600FAにより365nmにおける光強度が2.6mW/cm2の紫外線を一定時間照射した。その後、塗膜を2.38質量%または0.4質量%の水酸化テトラメチルアンモニウム(以下、TMAHと称す)水溶液に所定の時間浸漬した後、超純水で30秒間流水洗浄を行った。次いでこの塗膜を温度230℃で30分間加熱することによりポストベークを行い、実施例1~5および比較例6~9の基板を作成した。比較例1~5では下層材料1~5の塗布・プリベーク工程を行わずに上記と同様にして基板を作成した。作成したライン&スペースパターンの状態を光学顕微鏡より観察した。パターンが基板から剥離しているものを「×」、パターンが剥離なく形成できているものを「〇」とした。得られた結果を表3に示す。
[Evaluation 1: Evaluation of pattern shape]
The first photosensitive resin composition of the lower layer material 1 to 8 was applied onto an ITO-glass substrate using a spin coater, and then prebaked on a hot plate at a temperature of 100 ° C. for 120 seconds to form a coating film of the lower layer material with a thickness of 0.2 μm. Next, the second photosensitive resin composition of the upper layer material 1 to 5 was applied onto the lower layer material coating film using a spin coater, and then prebaked on a hot plate at a temperature of 100 ° C. for 120 seconds to form a coating film of the upper layer material with a thickness of 1.1 μm. This coating film was irradiated with ultraviolet light having a light intensity of 2.6 mW / cm2 at 365 nm for a certain period of time using a Canon Inc. ultraviolet light irradiation device PLA-600FA through a photomask on which a 50 μm line & space pattern was drawn. Thereafter, the coating film was immersed in a 2.38 mass % or 0.4 mass % tetramethylammonium hydroxide (hereinafter referred to as TMAH) aqueous solution for a predetermined period of time, and then washed with running ultrapure water for 30 seconds. The coating was then post-baked by heating at a temperature of 230° C. for 30 minutes to prepare substrates for Examples 1 to 5 and Comparative Examples 6 to 9. In Comparative Examples 1 to 5, substrates were prepared in the same manner as above, without carrying out the steps of applying and pre-baking the underlayer materials 1 to 5. The state of the line and space patterns thus prepared was observed under an optical microscope. Patterns which had peeled off from the substrate were marked with "X", and patterns which had been formed without peeling were marked with "O". The results are shown in Table 3.
[評価2 バンク接触角の評価]
下層材料5の第一の感光性樹脂組成物をITO-ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度100℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚0.2μmの下層材料の塗膜を形成した。次に、上層材料5の第二の感光性樹脂組成物を下層材料塗膜上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度100℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚1.1μmの上層材料の塗膜を形成した。この塗膜にキヤノン(株)製紫外線照射装置PLA-600FAにより365nmにおける光強度が2.6mW/cm2の紫外線を一定時間照射した。その後、塗膜を2.38質量%または0.4質量%のTMAH水溶液に所定の時間浸漬した後、超純水で30秒間流水洗浄を行った。次いでこの塗膜を温度230℃で30分間加熱することによりポストベークを行い、実施例5のITO-ガラス基板上の硬化膜を作成した。実施例1~4では紫外線の露光を行わずに上記と同様にして上層材料および下層材料からなるITO-ガラス基板上の硬化膜を形成した。比較例5では下層材料5の塗布・プリベーク工程を行わずに上記と同様にして上層材料のみからなるITO-ガラス基板上の硬化膜を形成した。比較例1~4では下層材料1~4の塗布・プリベーク工程と紫外光の露光を行わずに上記と同様にして上層材料のみからなるITO-ガラス基板上の硬化膜を形成した。この硬化膜上のアニソールの接触角を協和界面科学(株)製Drop Masterを用いて測定した。得られた結果を表3に示す。なお、評価1においてパターンの剥離が起こった比較例6~9について評価2は実施しなかった。
[Evaluation 2: Evaluation of bank contact angle]
The first photosensitive resin composition of the lower layer material 5 was applied onto an ITO-glass substrate using a spin coater, and then prebaked on a hot plate at a temperature of 100° C. for 120 seconds to form a coating film of the lower layer material with a thickness of 0.2 μm. Next, the second photosensitive resin composition of the upper layer material 5 was applied onto the lower layer material coating film using a spin coater, and then prebaked on a hot plate at a temperature of 100° C. for 120 seconds to form a coating film of the upper layer material with a thickness of 1.1 μm. This coating film was irradiated with ultraviolet light having a light intensity of 2.6 mW/cm2 at 365 nm for a certain period of time using an ultraviolet irradiation device PLA-600FA manufactured by Canon Inc. Thereafter, the coating film was immersed in a 2.38% by mass or 0.4% by mass TMAH aqueous solution for a predetermined period of time, and then washed with running ultrapure water for 30 seconds. Next, this coating film was post-baked by heating at a temperature of 230° C. for 30 minutes to form a cured film on the ITO-glass substrate of Example 5. In Examples 1 to 4, a cured film consisting of the upper layer material and the lower layer material was formed on the ITO-glass substrate in the same manner as above without exposure to ultraviolet light. In Comparative Example 5, a cured film consisting of only the upper layer material was formed on the ITO-glass substrate in the same manner as above without performing the coating and pre-baking process of the lower layer material 5. In Comparative Examples 1 to 4, a cured film consisting of only the upper layer material was formed on the ITO-glass substrate in the same manner as above without performing the coating and pre-baking process of the lower layer materials 1 to 4 and exposure to ultraviolet light. The contact angle of anisole on this cured film was measured using Drop Master manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. The obtained results are shown in Table 3. Evaluation 2 was not performed for Comparative Examples 6 to 9 in which peeling of the pattern occurred in Evaluation 1.
[評価3 ITO基板上露光部接触角の評価]
下層材料1~4の第一の感光性樹脂組成物をITO-ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度100℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚0.2μmの下層材料の塗膜を形成した。次に、上層材料1~4の第二の感光性樹脂組成物を下層材料塗膜上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度100℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚1.1μmの上層材料の塗膜を形成した。この塗膜にキヤノン(株)製紫外線照射装置PLA-600FAにより365nmにおける光強度が2.6mW/cm2の紫外線を一定時間照射した。その後、塗膜を2.38質量%または0.4質量%のTMAH水溶液に所定の時間浸漬した後、超純水で30秒間流水洗浄を行った。次いでこの塗膜を温度230℃で30分間加熱することによりポストベークを行い、実施例1~4の塗膜が現像除去されたITO-ガラス基板を作成した。実施例5では紫外線の露光を行わずに上記と同様にして塗膜が現像除去されたIT
O-ガラス基板を作成した。比較例1~4では下層材料1~4の塗布・プリベーク工程を行わずに上記と同様にして塗膜が現像除去されたITO-ガラス基板を作成した。比較例5では下層材料5の塗布・プリベーク工程と紫外光の露光を行わずに上記と同様にして上層材料のみからなるITO-ガラス基板上の硬化膜を形成した。この硬化膜上のアニソールの接触角を協和界面科学(株)製Drop Masterを用いて測定した。得られた結果を表3に示す。なお、評価1においてパターンの剥離が起こった比較例6~9について評価3は実施しなかった。
[Evaluation 3: Evaluation of contact angle of exposed part on ITO substrate]
The first photosensitive resin composition of the lower layer material 1 to 4 was applied to an ITO-glass substrate using a spin coater, and then prebaked on a hot plate at a temperature of 100 ° C. for 120 seconds to form a coating film of the lower layer material with a thickness of 0.2 μm. Next, the second photosensitive resin composition of the upper layer material 1 to 4 was applied to the lower layer material coating film using a spin coater, and then prebaked on a hot plate at a temperature of 100 ° C. for 120 seconds to form a coating film of the upper layer material with a thickness of 1.1 μm. This coating film was irradiated with ultraviolet light having a light intensity of 2.6 mW / cm2 at 365 nm for a certain period of time using an ultraviolet irradiation device PLA-600FA manufactured by Canon Inc. Thereafter, the coating film was immersed in a 2.38 mass % or 0.4 mass % TMAH aqueous solution for a predetermined period of time, and then washed with running ultrapure water for 30 seconds. The coating was then post-baked by heating at 230° C. for 30 minutes to prepare an ITO-glass substrate from which the coating had been developed and removed in Examples 1 to 4. In Example 5, the coating was developed and removed in the same manner as above without exposure to ultraviolet light.
In Comparative Examples 1 to 4, an ITO-glass substrate was prepared in which the coating film was developed and removed in the same manner as above, without carrying out the steps of coating and pre-baking the lower layer materials 1 to 4. In Comparative Example 5, a cured film consisting of only the upper layer material was formed on the ITO-glass substrate in the same manner as above, without carrying out the steps of coating and pre-baking the lower layer material 5 and exposure to ultraviolet light. The contact angle of anisole on this cured film was measured using a Drop Master manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. The obtained results are shown in Table 3. Evaluation 3 was not carried out for Comparative Examples 6 to 9 in which peeling of the pattern occurred in Evaluation 1.
表3に示すように、下層材料を用いた実施例1~5はいずれも下層材料を用いなかった比較例1~5に比べて開口部の接触角が小さく、親液性が良好な結果であった。また、下層材料を用いた実施例3では評価1においてライン&スペースパターンのスペース部に残渣が見られず良好なパターンが得られたのに対し、下層材料を用いなかった比較例3ではスペース部に粒子状の残渣が見られた。また、下層材料にアミド基を含有しない親水性樹脂を用いた比較例6~9では評価1において現像時にパターンが剥離し、基板上に残らなかった。 As shown in Table 3, Examples 1 to 5, which used an underlayer material, all had smaller contact angles at the openings and better lyophilicity than Comparative Examples 1 to 5, which did not use an underlayer material. Furthermore, in Example 3, which used an underlayer material, no residue was observed in the spaces of the line and space pattern in Evaluation 1, and a good pattern was obtained, whereas in Comparative Example 3, which did not use an underlayer material, particulate residue was observed in the spaces. Furthermore, in Comparative Examples 6 to 9, which used a hydrophilic resin that did not contain amide groups as the underlayer material, the pattern peeled off during development in Evaluation 1, and did not remain on the substrate.
Claims (23)
基板上に直接または他の層を介して、下記(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含有する第一の感光性樹脂組成物を塗布して、下層膜を設ける下層膜形成工程と、
該下層膜上に、下記(a)成分、(b)成分、(c)成分及び(d)成分を含有する第二の感光性樹脂組成物を塗布して、レジスト膜を設けるレジスト膜形成工程と、
該レジスト膜を露光しそして現像することにより、バンクを形成し、その現像過程において非バンク部の下層膜が非バンク部のレジスト膜と共に除去されるバンク形成工程とを含み、
(A)成分:アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂、
(C)成分:溶剤、
(D)成分:感光剤、
(a)成分:アルカリ可溶性樹脂、
(b)成分:撥液性基(b1)を有する重合体、
(c)成分:溶剤、
(d)成分:感光剤、
前記第一の感光性樹脂組成物は、下記(Z2)及び(Z3)を満足するバンクパターンの形成方法。
(Z2):(A)成分のアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂が、メタクリルアミド、4-ヒドロキシフェニルメタクリレート及びN-シクロヘキシルマレイミドの共重合体である;
(Z3):(D)成分が(D-2)である光ラジカル発生剤であり、さらに(F)成分として、エチレン性二重結合を2個以上有する化合物を含有する A method for forming a bank and an area defined by the bank on a substrate, the method comprising the steps of:
an underlayer film forming step of applying a first photosensitive resin composition containing the following components (A), (C) and (D) directly onto a substrate or via another layer to provide an underlayer film;
a resist film forming step of coating a second photosensitive resin composition containing the following components (a), (b), (c) and (d) on the underlayer film to provide a resist film;
a bank forming step of forming a bank by exposing and developing the resist film, and removing the underlying film of the non-bank portion together with the resist film of the non-bank portion during the development process;
Component (A): an alkali-soluble resin having an amide group,
(C) component: solvent,
(D) component: photosensitizer,
Component (a): an alkali-soluble resin,
Component (b): a polymer having a liquid repellent group (b1),
(c) component: solvent,
(d) component: photosensitizer,
The method for forming a bank pattern, wherein the first photosensitive resin composition satisfies the following (Z2) and (Z3):
(Z2): The alkali-soluble resin having an amide group, component (A) , is a copolymer of methacrylamide, 4-hydroxyphenyl methacrylate, and N-cyclohexylmaleimide ;
(Z3): A photoradical generator in which the component (D) is (D-2) and further contains a compound having two or more ethylenic double bonds as the component (F).
(z1):(e)成分である架橋剤をさらに含有する;
(z2):(a)成分のアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基をさらに有する;
(z3):(d)成分が(d-2)である光ラジカル発生剤であり、さらに(f)成分として、エチレン性二重結合を2個以上有する化合物を含有する;
(z4):(d)成分が(d-3)である光酸発生剤であり、さらに(g)成分として、(d-3)より発生した酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有する 2. The method for forming a bank pattern according to claim 1, wherein the second photosensitive resin composition satisfies at least one of the following (z1) to (z4):
(z1): Further containing a crosslinking agent which is the component (e);
(z2): The alkali-soluble resin of the component (a) further has a self-crosslinking group, or further has a group reactive with at least one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group;
(z3): A photoradical generator in which the component (d) is (d-2) and further contains a compound having two or more ethylenic double bonds as the component (f);
(z4): A photoacid generator in which the component (d) is (d-3), and further contains, as the component (g), a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with the acid generated from (d-3).
-(SiR1R2-O)n-SiR1R2R3 式4
(ただし、R1、R2は独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、R3は水素原子または炭素原子数1乃至10の有機基を表し、nは1乃至200の整数を表す。) 8. The method for forming a bank pattern according to claim 1, wherein the liquid repellent group (b1) is at least one group selected from a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a polyfluoroether group, a silyl ether group, and a polysiloxane group represented by the following formula 4:
-(SiR 1 R 2 -O) n -SiR 1 R 2 R 3 Formula 4
(wherein R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group; R 3 represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms; and n represents an integer of 1 to 200.)
請求項13のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
(b2):N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる少なくとも1つの基 14. The method for forming a bank pattern according to claim 1, wherein the component (b) is a polymer further comprising the following (b2):
(b2): at least one group selected from an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group, and a trialkoxysilyl group
(b3):ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基 15. The method for forming a bank pattern according to claim 1, wherein the component (b) is a polymer further comprising the following (b3):
(b3): at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group
基板上に直接または他の層を介して、下記(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含有する第一の感光性樹脂組成物を塗布して、下層膜を設ける下層膜形成工程と、
該下層膜上に、下記(a)成分、(c)成分及び(d)成分を含有する第二の感光性樹脂組成物を塗布して、レジスト膜を設けるレジスト膜形成工程と、
該レジスト膜を露光しそして現像することにより、バンクを形成し、その現像過程において非バンク部の下層膜が非バンク部のレジスト膜と共に除去されるバンク形成工程とを含み、
(A)成分:アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂、
(C)成分:溶剤、
(D)成分:感光剤、
(a)成分:撥液性基(b1)を有するアルカリ可溶性樹脂、
(c)成分:溶剤、
(d)成分:感光剤
前記第一の感光性樹脂組成物は、下記(Z2)及び(Z3)を満足するバンクパターンの形成方法。
(Z2):(A)成分のアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂が、メタクリルアミド、4-ヒドロキシフェニルメタクリレート及びN-シクロヘキシルマレイミドの共重合体である;
(Z3):(D)成分が(D-2)である光ラジカル発生剤であり、さらに(F)成分として、エチレン性二重結合を2個以上有する化合物を含有する A method for forming a bank and an area defined by the bank on a substrate, the method comprising the steps of:
an underlayer film forming step of applying a first photosensitive resin composition containing the following components (A), (C) and (D) directly onto a substrate or via another layer to provide an underlayer film;
a resist film forming step of coating a second photosensitive resin composition containing the following components (a), (c), and (d) on the underlayer film to form a resist film;
a bank forming step of forming a bank by exposing and developing the resist film, and removing the underlying film of the non-bank portion together with the resist film of the non-bank portion during the development process;
Component (A): an alkali-soluble resin having an amide group,
(C) component: solvent,
(D) component: photosensitizer,
Component (a): an alkali-soluble resin having a liquid-repellent group (b1);
(c) component: solvent,
Component (d): Photosensitizer The first photosensitive resin composition according to the present invention satisfies the following (Z2) and (Z3):
(Z2): The alkali-soluble resin having an amide group, component (A) , is a copolymer of methacrylamide, 4-hydroxyphenyl methacrylate, and N-cyclohexylmaleimide ;
(Z3): A photoradical generator in which the component (D) is (D-2) and further contains a compound having two or more ethylenic double bonds as the component (F).
該バンクは、基板側から少なくとも、基板と、下記(A)成分及び(D)成分を少なくとも含有する第一の感光性樹脂組成物からなる下層膜と、下記(a)成分、(b)成分及び(d)成分を少なくとも含有する第二の感光性樹脂組成物からなるレジスト膜とを有し、該バンクによって区画された領域は、前記下層膜及び前記レジスト膜を有しなく、
前記第一の感光性樹脂組成物は、下記(Z2)及び(Z3)を満足する、バンクパターン。
(A)成分:アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂、
(D)成分:感光剤、
(a)成分:アルカリ可溶性樹脂、
(b)成分:撥液性基(b1)を有する重合体、
(d)成分:感光剤
(Z2):(A)成分のアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂が、メタクリルアミド、4-ヒドロキシフェニルメタクリレート及びN-シクロヘキシルマレイミドの共重合体である;
(Z3):(D)成分が(D-2)である光ラジカル発生剤であり、さらに(F)成分として、エチレン性二重結合を2個以上有する化合物を含有する A bank pattern having banks and areas partitioned by the banks on a substrate,
The bank has, from the substrate side, at least a substrate, an underlayer film made of a first photosensitive resin composition containing at least the following components (A) and (D), and a resist film made of a second photosensitive resin composition containing at least the following components (a), (b) and (d), and an area partitioned by the bank does not have the underlayer film or the resist film,
The first photosensitive resin composition has a bank pattern which satisfies the following (Z2) and (Z3).
Component (A): an alkali-soluble resin having an amide group,
(D) component: photosensitizer,
Component (a): an alkali-soluble resin,
Component (b): a polymer having a liquid repellent group (b1),
Component (d): Photosensitizer (Z2): The alkali-soluble resin having an amide group, which is the component (A), is a copolymer of methacrylamide, 4-hydroxyphenyl methacrylate, and N-cyclohexylmaleimide ;
(Z3): A photoradical generator in which the component (D) is (D-2) and further contains a compound having two or more ethylenic double bonds as the component (F).
下記(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含有し、
(A)成分:アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂、
(C)成分:溶剤、
(D)成分:感光剤、
下記(Z2)及び(Z3)を満足する、レジスト膜の下層膜形成用感光性樹脂組成物。
(Z2):(A)成分のアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂が、メタクリルアミド、4-ヒドロキシフェニルメタクリレート及びN-シクロヘキシルマレイミドの共重合体である;
(Z3):(D)成分が(D-2)である光ラジカル発生剤であり、さらに(F)成分として、エチレン性二重結合を2個以上有する化合物を含有する A photosensitive resin composition for forming an underlayer film is provided for forming an underlayer film under a resist film with respect to a bank pattern having banks and regions partitioned by the banks on a substrate, the composition comprising:
Contains the following components (A), (C) and (D),
Component (A): an alkali-soluble resin having an amide group,
(C) component: solvent,
(D) component: photosensitizer,
A photosensitive resin composition for forming an underlayer film of a resist film, which satisfies the following (Z2) and (Z3):
(Z2): The alkali-soluble resin having an amide group, component (A) , is a copolymer of methacrylamide, 4-hydroxyphenyl methacrylate, and N-cyclohexylmaleimide ;
(Z3): A photoradical generator in which the component (D) is (D-2) and further contains a compound having two or more ethylenic double bonds as the component (F).
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